JP2015016754A - 小型車両の排気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒装置を効率良く配置するとともに、触媒装置の輻射熱による熱影響を抑制可能な小型車両の排気構造を提供する。【解決手段】後輪３の前方で車体フレーム４に支持されるエンジン２１から車体後方に延びる排気管４１と、排気管４１の後端に連結され、左右一対の後輪３間に配置されるとともに車体左右方向に延びる排気マフラー４２とを備え、排気管４１の途中に触媒コンバータ（触媒装置）４３を設けるとともに触媒コンバータ４３が車体フレーム４と後輪３との間に位置するように排気管４１をエンジン２１及び排気マフラー４２に対して車体左右方向の一方に偏移させるようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、排気管の途中に触媒装置を備える小型車両の排気構造に関する。

小型車両に分類されるＡＴＶ（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、前輪及び左右一対の後輪を支持する車体フレームと、後輪の前方で車体フレームに支持されるエンジンとを備えている。この種の小型車両では、排気管がエンジンのシリンダ部から前方に延びた後に後方に折り返し、シリンダ部の左方を通過しながら後方に向かって延び、その後端部にマフラーが接続された構成がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１０３３７５号公報

近年、環境保全の観点から排気ガスを浄化する触媒装置の装着率が高まっている。しかし、上記の小型車両に触媒装置を追加しようとした場合、仮に上記車両の排気管の途中に触媒装置を設けると、触媒装置から発する熱による周囲の保護を図る対策が必要になる。また、小型車両は空きスペースが少ないため、触媒装置の配置スペースの確保が難しい。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、触媒装置を効率良く配置するとともに、触媒装置の輻射熱による熱影響を抑制可能な小型車両の排気構造を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、前輪（２）及び左右一対の後輪（３）を支持するために前後方向に延びる車体フレーム（４）と、前記後輪（３）の前方で前記車体フレーム（４）に支持されるエンジン（２１）とを備える小型車両の排気構造において、前記エンジン（２１）から車体後方に延びる排気管（４１）と、前記排気管（４１）の後端に連結され、前記左右一対の後輪（３）間に配置されるとともに車体左右方向に延びる排気マフラー（４２）とを備え、前記排気管（４１）の途中に触媒装置（４３）を設けるとともに前記触媒装置（４３）が前記車体フレーム（４）と前記後輪（３）との間に位置するように前記排気管（４１）を前記エンジン（２１）及び排気マフラー（４２）に対して車体左右方向の一方に偏移させて設けたことを特徴とする。

この構成によれば、車体フレームと後輪との間の比較的広い空きスペースを利用して触媒装置を効率良く配置するとともに、触媒装置の輻射熱による熱影響を抑制することが可能になる。

上記構成において、前記後輪（３）と前記車体フレーム（４）との間にリヤクッション（１０）が設けられ、前記触媒装置（４３）は、前記リヤクッション（１０）と前記後輪（３）とで形成される車体背面視でＶ字状の空間（ＳＡ）を通るように配置されるようにしても良い。
この構成によれば、リヤクッションと後輪との間のＶ字状の空間を利用して触媒装置を配置することができ、周囲部品との間の断熱空間を広く確保することができる。

また、上記構成において、前記車体フレーム（４）は、左右一対で車体上部を前後方向に延びる上部フレーム（４ａ）を備え、前記排気マフラー（４２）は、前記上部フレーム（４ａ）の後端部（４ａ１）間を左右に跨がるように前記後端部（４ａ１）に取り付けられるようにしても良い。
この構成によれば、排気マフラーを、比較的高い位置で、かつ、触媒装置に近い位置で保持することができる。これにより、車体フレームと後輪との間の触媒装置との接続がスムーズとなり、断熱空間と、排気効率向上によるエンジン性能向上とを図ることができる。

また、上記構成において、前記触媒装置（４３）の排気入口部に臨む位置に排気ガスセンサー（４７）が設けられ、前記排気ガスセンサー（４７）は、車体平面視で前記排気管（４１）の内側に設けられ、前記排気ガスセンサー（４７）からのセンサーコード（４７ａ）が前記車体フレーム（４）に沿って配置されるようにしても良い。
この構成によれば、後輪が巻き上げる泥水等から排気ガスセンサーやセンサーコードを保護し易くなり、センサーコードの組み付け性も向上できる。

また、上記構成において、前記触媒装置（４３）の排気出口部が前記触媒装置（４３）の軸心（ＬＳ）に対して車体平面視で内側にオフセットして設けられるようにしても良い。
この構成によれば、オフセット側の排気の流れを確保し、排気ガスセンサーの検知性能を高め、排気ガス浄化性能を高めることが可能である。

また、上記構成において、前記触媒装置（４３）と前記触媒装置（４３）前後の排気管（４１）を車体上方から覆う断面Ｕ字状の排気プロテクター（４５Ａ〜４５Ｄ）を備えるようにしても良い。
この構成によれば、触媒装置から車体上方への輻射熱を低減して車体カバー等への熱影響を防止でき、かつ、排気プロテクターの下方が開いた構造のため、走行風で排気プロテクターの内部空間を冷却することができ、熱影響をより低減することができる。

また、上記構成において、前記触媒装置（４３）は、同一断面で軸心方向に延びる同径筒部（４３Ｃ）を有する外筒（４３Ａ）と、前記同径筒部（４３Ｃ）の内周面に外周面全体が接触するように保持された触媒（４４）とを有するようにしても良い。
この構成によれば、触媒装置周囲の断熱空間を確保して外部への熱影響を許容できる構成の下、外筒の温度を高めて外筒と触媒との温度差を少なくして熱収縮の差を低減することができる。これにより、触媒を安定して外筒に保持でき、振動等による触媒の寿命低下等を防止することができる。

本発明では、排気管の途中に設けた触媒装置が車体フレームと後輪との間に位置するように排気管をエンジン及び排気マフラーに対して車体左右方向の一方に偏移させて設けた。これにより、車体フレームと後輪との間の比較的広い空きスペースを利用して触媒装置を効率良く配置するとともに、触媒装置の輻射熱による熱影響を抑制することが可能になる。
また、触媒装置は、リヤクッションと後輪とで形成される車体背面視でＶ字状の空間を通るように配置されるので、そのＶ字状の空間を利用して触媒装置を配置することができ、周囲部品との間の断熱空間を広く確保することができる。

また、排気マフラーは、車体フレームの上部フレームの後端部間を左右に跨がるように後端部に取り付けられるので、排気マフラーを、比較的高い位置で、かつ、触媒装置に近い位置で保持できる。これにより、排気マフラーと触媒装置との接続がスムーズとなり、断熱空間と、排気効率向上によるエンジン性能向上とを図ることができる。

また、触媒装置の排気入口部に臨む位置に設けられる排気ガスセンサーは、車体平面視で排気管の内側に設けられ、排気ガスセンサーからのセンサーコードが車体フレームに沿って配置される。このため、後輪が巻き上げる泥水等から排気ガスセンサーやセンサーコードを保護し易くなり、センサーコードの組み付け性も向上できる。

また、触媒装置の排気出口部が触媒装置の軸心に対して車体平面視で内側にオフセットして設けられるので、オフセット側の排気の流れを確保し、排気ガスセンサーの検知性能を高め、排気ガス浄化性能を高めることが可能である。

また、触媒装置と触媒装置前後の排気管を車体上方から覆う断面Ｕ字状の排気プロテクターを備えるので、触媒装置から車体上方への輻射熱を低減して車体カバー等への熱影響を防止でき、かつ、走行風で排気プロテクターの内部空間を冷却することができる。

また、触媒装置は、同一断面で軸心方向に延びる同径筒部を有する外筒と、同径筒部の内周面に外周面全体が接触するように保持された触媒とを有するので、外部への熱影響を許容できる構成の下、外筒と触媒との温度差を少なくして低減して熱収縮の差を低減可能である。

本発明の実施形態に係る鞍乗り型車両の側面図である。 鞍乗り型車両を上方から見た図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示した図である。 車体フレームの斜視図である。 排気構造を周辺構成と共に側方から見た図である。 排気構造を周辺構成と共に上方から見た図である。 第１排気管及び第２排気管を周辺構成と共に左上方から見た図である。 第３排気管及び触媒コンバータを周辺構成と共に左上方から見た図である。 触媒コンバータを周辺構成と共に左前方から見た斜視図である。 （Ａ）は触媒コンバータを上方から見た図であり、（Ｂ）は触媒コンバータを左側から見た側面図である。 排気マフラーを触媒コンバータ等と共に上方から見た図である。 図１１を左側方から見た図である。 インナーカバーを周辺構成と共に車体後方から見た図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は車体に対してのものとする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車体上方をそれぞれ示している。

図１は、本発明の実施形態に係る鞍乗り型車両の側面図である。また、図２は鞍乗り型車両を上方から見た図である。
この鞍乗り型車両１は、小型軽量に構成された車体の前後に比較的大径の低圧バルーンタイヤである左右一対の前輪２及び後輪３を備え、最低地上高を大きく確保して主に不整地での走破性を高めたＡＴＶと称する不整地走行車両である。
鞍乗り型車両１は、複数本の金属製パイプを含む金属材を溶接などにより一体に結合した金属製の車体フレーム４を有する。車体フレーム４は、前輪２及び後輪３などを支持するために前後方向に延びるフレームに形成されている。なお、図１中、符号５は、前輪２と後輪３との間に乗員を着座させる乗員用シートである。

車体フレーム４の前部左右には、左右一対の独立懸架式のフロントサスペンションＳＦが設けられ、左右のフロントサスペンションＳＦを介して左右の前輪２が懸架される。フロントサスペンションＳＦは、上下一対のアームで前輪２を懸架するダブルウィッシュボーン式であり、車体フレーム４と前輪２との間に上下に延びる左右一対のフロントクッション７を有している。
車体フレーム４の後部左右にも、左右一対の独立懸架式のリヤサスペンションＳＲが設けられ、左右のリヤサスペンションＳＲを介して左右の後輪３が懸架される。リヤサスペンションＳＲは、上下一対のアーム（図３に示す上アーム８、下アーム９）で後輪３を懸架するダブルウィッシュボーン式であり、車体フレーム４と後輪３との間に上下に延びる左右一対のリヤクッション１０を有している。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示している。
図３に示すように、車体フレーム４の後部には、後述するファイナルギヤケース２８の左右に上下に間隔を空けて、左右のリヤサスペンションＳＲの構成部品である左右一対の上アーム８及び下アーム９が設けられる。
上アーム８の基端部は、車体フレーム４の後部に設けられたサブフレーム４ｇに上下に揺動自在に支持され、下アーム９の基端部は、車体フレーム４の後下部に設けられた後下部フレーム４Ｙに上下に揺動自在に支持される。
上アーム８及び下アーム９の先端部にはナックル１１が連結され、このナックル１１に後輪３が連結されることによって、上アーム８及び下アーム９を介して後輪３が上下に移動自在に支持される。

左右一対のリヤクッション１０は、上部が車体フレーム４の左右の上部フレーム４ａの後端部４ａ１間を架橋するクロスフレーム４ｃに支持され、下部がナックル１１に支持される。このため、左右一対のリヤクッション１０は、上部が車体フレーム４の幅よりも狭い間隔で支持され、下部が左右の後輪３の間隔と略同じ間隔で支持されることとなり、車体下方に行くに従って車幅方向外側となる傾斜姿勢で配置される。
以上の構成により、図３に示すように、後輪３とリヤクッション１０との間に、車体背面視（車体前面視も同様）で上方に行くほど車幅方向に拡がるＶ字状の空間ＳＡが形成される。後段に詳述するが、本構成では、このＶ字状の空間ＳＡに、排気経路の途中に設けられる触媒コンバータ４３を配置するように排気系をレイアウトしている。

図１及び図２に示すように、車体フレーム４の前後中央部には、内燃機関であるエンジン２１が配置される。エンジン２１は、水冷式の単気筒エンジンであり、その下部を構成するクランクケース２２の上にシリンダ部２３が略垂直に立設する。このエンジン２１は、クランクケース２２に支持されるクランクシャフトの回転軸線が車両前後方向に沿ういわゆる縦置きレイアウトとされる。
クランクケース２２は、変速機を収容する変速機ケースを兼ねており、クランクケース２２の前後からは、クランクケース２２内の変速機に連結された前輪用と後輪用の各プロペラシャフト２５、２６が各々前方及び後方に向けて導出される。

各プロペラシャフト２５、２６は、車体フレーム４の前部下側及び後部下側に設けられた前後のファイナルギヤケース２７、２８に連結される。各ギヤケース２７、２８は、各プロペラシャフト２５、２６の回転力を、左右に延出するドライブシャフト（図３にリヤ側のドライブシャフト３０のみを示す）に伝達する。前後のドライブシャフトの回転により、前輪２及び後輪３が回転駆動される。
これによって、エンジン２１の駆動力によって前輪２及び後輪３を回転駆動する車体駆動系が構成される。なお、前輪２及び後輪３を全て駆動する四輪駆動の他に、前輪２又は後輪３のいずれか一方を駆動する二輪駆動に切替可能にする駆動方式切替機構を備えるようにしてもよい。

エンジン２１のシリンダ部２３の後部には、スロットルボディ３１を介してエアクリーナ３２が接続される。このスロットルボディ３１及びエアクリーナ３２によって、エンジン２１の吸気系が構成される。
また、エンジン２１のシリンダ部２３の前部には、単一の排気管４１が接続される。この排気管４１は、後方へ延びて車体フレーム４の後方に配置された単一の排気マフラー４２に接続される。この排気管４１及び排気マフラー４２によって、エンジン２１の排気系が構成される。
なお、図１では、エンジン２１の左側方にエンジンカバー２１Ｃが装着され、このエンジンカバー２１Ｃによって排気管４１の一部が覆われている。

車体フレーム４前部の左右中央部には、ステアリングシャフト３４が支持される。ステアリングシャフト３４の上部には、バータイプの操向ハンドル３５が一体的に取り付けられ、操向ハンドル３５の操作によりステアリングシャフト３４を介して前輪２が左右に操舵される。
車体フレーム４のステアリングシャフト３４後方かつエンジン２１の上方には、燃料タンク（不図示）が支持され、この燃料タンク内の燃料によりエンジン２１が駆動される。また、このエンジン２１を水冷するためのラジエータ３６は、車体フレーム４のステアリングシャフト３４前方の領域に配置され、車体前方からの走行風を利用して効率良くエンジン２１を冷却することができる。

車体フレーム４の前部には、車体前部を上方から覆う樹脂製の車体カバー５１と、両前輪２をその上方から後方に渡って覆う樹脂製のフロントフェンダ５２とが取り付けられる。さらに、車体フレーム４の前部には、車体カバー５１の前方を覆うフロントプロテクタ５３や、車体カバー５１の上方に位置するフロントキャリア５４等も取り付けられる。
また、車体フレーム４の後部には、両後輪３をその前方から上方に渡って覆う樹脂製のリヤフェンダ５５と、主に鋼材からなるリヤキャリア５６とが取り付けられる。

図４は、車体フレーム４を示している。車体フレーム４は、車体前後方向に延出するパイプ枠構造のフレーム本体４Ｘと、このフレーム本体４Ｘの下部から後方に延びる後下部フレーム４Ｙとを備えている。
フレーム本体４Ｘは、左右一対で車体上部を前後方向に延びる上部フレーム４ａと、左右一対で車体上部を前後方向に延びる下部フレーム４ｂとを有する前後に長いボックス構造を有している。左右一対の上部フレーム４ａは、前端から後上がりに延びた後、側面視でエンジン２１前方で屈曲して後方に水平に延びるパイプフレームに形成されている。また、左右の上部フレーム４ａは、前後に間隔を空けて複数のクロスフレーム４ｃで連結されている。

左右一対の下部フレーム４ｂは、前端から後下がりに延びた後に側面視でエンジン前方にて屈曲して後方に水平に延び、エンジン２１後方にて屈曲して後ろ上がりに延びる。また、左右の下部フレーム４ｂは、前後に間隔を空けて複数のクロスフレーム４ｄで連結される。
図４に示すように、上部フレーム４ａ及び下部フレーム４ａの前部同士は互いに連結されるとともに、下部フレーム４ｂの後端部が上部フレーム４ａの後端部４ａ１よりも前方に連結され、閉ループ構造に形成される。エンジン２１は、これらフレーム４ａ、４ｂに囲まれる車体前後中央領域に配置される。

フレーム本体４Ｘの後上部には左右一対のサブフレーム４ｇが取り付けられる。左右一対のサブフレーム４ｇは、左右の下部フレーム４ｂの後部から後方に略水平に延びた後に、上方に湾曲して上部フレーム４ａの後端部４ａ１に連結される湾曲フレームに形成される。このサブフレーム４ｇに、リヤサスペンションＳＲの上アーム８が回動自在に取り付けられると共に、リヤキャリア５６から延びるキャリアステー５６ａも取り付けられる。

上部フレーム４ａの前後中間部と下部フレーム４ｂの後部との間には、後下がりに延びる左右一対のパイプフレーム（クロスフレーム）４ｊが架橋され、このパイプフレーム４ｊによってフレーム本体４Ｘが補強される。
左右のパイプフレーム４ｊは後下がりに延びるので、上部フレーム４ａ及び下部フレーム４ｂとの間に側面視で三角形状の隙間ＳＴ（図４参照）が形成される。
後下部フレーム４Ｙは、左右の下部フレーム４ｂの後下部から後方に延出する。この後下部フレーム４Ｙには、リヤサスペンションＳＲの下アーム９が回動自在に取り付けられると共に、ファイナルギヤケース２８が取り付けられる。

次に鞍乗り型車両１の排気構造について説明する。
図５は、排気構造を周辺構成と共に側方から見た図であり、図６は上方から見た図である。
図５及び図６に示すように、鞍乗り型車両１の排気系は、排気管４１と、排気マフラー４２と、排気管４１と排気マフラー４２との間に設けられる触媒コンバータ４３とを備えている。排気管４１は、大別すると、シリンダ部２３につながる第１排気管４１Ａと、第１排気管４１Ａの下流端につながる第２排気管４１Ｂと、第２排気管４１Ｂの下流端につながる第３排気管４１Ｃとを備えている。そして、第３排気管４１Ｃの下流端に触媒コンバータ４３が連結されている。
ここで、図７は、第１排気管４１Ａ及び第２排気管４１Ｂを周辺構成と共に左上方から見た図であり、図８は、第３排気管４１Ｃ及び触媒コンバータ４３を周辺構成と共に左上方から見た図である。また、図９は、触媒コンバータ４３を周辺構成と共に左前方から見た斜視図である。

図７に示すように、第１排気管４１Ａは、シリンダ部２３から前方に向かって延びた後に左方に屈曲して後方向きとなる円管形状に形成される。なお、図７では、エンジン２１のシリンダヘッドを外した状態を示している。
この第１排気管４１Ａには、ヒートプロテクターとして機能する金属製の第１排気プロテクター４５Ａが、取付具として機能する金属製バンド４６を用いて装着される。この第１排気プロテクター４５Ａは、第１排気管４１Ａを囲繞可能な断面Ｕ字状に形成され、第１排気管４１Ａのシリンダ部２３よりも車体側方（車体左方）に張り出す部分を上方から覆って第１排気管４１Ａの上方及び車体側方を覆う。

第２排気管４１Ｂは、第１排気管４１Ａの後端から後方に水平に延びる直線円管形状であり、第１排気管４１Ａと同一断面に形成される。この第２排気管４１Ｂには、第１排気プロテクター４５Ａと別体の第２排気プロテクター４５Ｂが、金属製バンド４６を用いて装着される。第２排気プロテクター４５Ｂは、第２排気管４１Ｂを上方から囲繞可能な断面Ｕ字状の金属製カバーに形成され、第２排気管４１Ｂの長手方向全体に渡って上方及び車体側方を覆う。
なお、第１排気プロテクター４５Ａの後端と第２排気プロテクター４５Ｂの前端とは互いに重ねられて共通の金属製バンド４６で固定され、その間から排気管４１が露出しないように構成されている。

また、上記の第１排気管４１Ａと第２排気管４１Ｂとは、車体フレーム４に囲まれる空間内に配置されている。より具体的には、第１排気管４１Ａは、シリンダ部２３の前方かつクランクケース２２の上方に空くスペースを利用して配置されている。また、第２排気管４１Ｂは、シリンダ部２３の側方（左側）かつクランクケース２２の上方に空くスペースを利用して配置されている。

第３排気管４１Ｃは、第２排気管４１Ｂの後端から車体フレーム４と後輪３との間に空くスペースに向かって車幅方向外側及び後方に延びる円管形状であり、第２排気管４１Ｂと同一断面の管形状に形成されている。
より具体的には、図８に示すように、第３排気管４１Ｃは、第２排気管４１Ｂの後端から後方に延びた後、車幅方向外側かつ後上がりに延びる。これによって、同図８に示すように、第３排気管４１Ｃは、上部フレーム４ａと下部フレーム４ｂとパイプフレーム４ｊとによって囲まれる側面視三角形状の隙間ＳＴを通って車体フレーム４外に引き出される。

この第３排気管４１Ｃの後端は、上部フレーム４ａの車幅方向外側にて上部フレーム４ａ近傍を後方に延びる。この場合、図８及び図９に示すように、第３排気管４１Ｃの後端部４１Ｃ１は、リヤクッション１０と後輪３との間の空間ＳＡ（図９）の前方に配置される。これにより、この後端部４１Ｃ１に連結される触媒コンバータ４３が、リヤクッション１０と後輪３との間のＶ字状の空間ＳＡ（図９）内に配置される。

この第３排気管４１Ｃ及び触媒コンバータ４３には、第２排気プロテクター４５Ｂと別体の第３排気プロテクター４５Ｃが、金属製バンド等を用いて装着される。第３排気プロテクター４５Ｃは、第３排気管４１Ｃ及び触媒コンバータ４３を上方から囲繞可能な断面Ｕ字状の金属製カバーに形成され、第３排気管４１Ｃ及び触媒コンバータ４３の長手方向全体に渡って上方を覆う。
なお、第２排気プロテクター４５Ｂの後端と第３排気プロテクター４５Ｃの前端とは互いに重なり、その間から排気管４１が露出しないように構成されている。

図９に示すように、触媒コンバータ４３と排気マフラー４２との間をつなぐ排気管部分（図１１に示す屈曲排気管４１Ｇ、筒状カバー４２Ｂ）は、第３排気プロテクター４５Ｃとは別体の第４排気プロテクター４５Ｄで覆われる。この第４排気プロテクター４５Ｄは、排気管部分を上方から囲繞可能な断面Ｕ字状の金属製カバーに形成されている。これによって、触媒コンバータ４３を含む排気管４１全体が、排気プロテクター４５Ａ〜４５Ｄで覆われる。

図１０（Ａ）は、触媒コンバータ４３を上方から見た図であり、図１０（Ｂ）は触媒コンバータ４３を左側から見た側面図である。
触媒コンバータ４３は、第３排気管４１Ｃの軸心方向に延びる外筒４３Ａと、外筒４３Ａ内に保持される触媒４４とを備えている。外筒４３Ａは、上下分割構造の金属製の筒体に形成され、内部に触媒４５を収容した後に、外筒４３Ａを溶接等で接合することによって形成される。
より具体的には、外筒４３Ａは、上流端（第３排気管４１Ｃとの連結部）から徐々に拡径する拡径筒部４３Ｂと、拡径筒部４３Ｂの後端から同一断面で軸心方向に延びる同径筒部４３Ｃとを有している。また、外筒４３Ａは、同径筒部４３Ｃの後端から徐々に縮径する縮径筒部４３Ｄを有している。

図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、拡径筒部４３Ｂと同径筒部４３Ｃの軸心は、触媒４４の軸心ＬＳと一致する。一方、縮径筒部４３Ｄの軸心は、車体平面視（図１０（Ａ））で拡径筒部４３Ｂと同径筒部４３Ｃの軸心（＝軸心ＬＳ）よりも車幅方向内側にオフセットし、車体側面視（図１０（Ｂ））で上記軸心（＝軸心ＬＳ）よりも下方にオフセットする。

触媒４４の外径は、外筒４３Ａの同径筒部４３Ｃの内径と略同じであり、触媒４４の軸心方向の長さは、同径筒部４３Ｃの長さと略同じ長さ（厳密には、同径筒部４３Ｃの長さよりも短い長さ）である。
同図に示すように、触媒４４は、同径筒部４３Ｃの内周面に外周面全体を接触させて外筒４３Ａ内に嵌め込まれ、溶接等の接合（本構成では、４点溶接固定）によって外筒４３Ａに固定されている。これにより、触媒４４は、外周面全体を外筒４３Ａの内周面に接触させた状態で保持される。
この触媒保持構造によれば、触媒４４と外筒４３Ａ（同径筒部４３Ｃ）との接触面積を最大にすることができるので、触媒４４と外筒４３Ａ（同径筒部４３Ｃ）との間の熱伝導を円滑となる。これにより、触媒４４と外筒４３Ａ（同径筒部４３Ｃ）との間の温度差を低減することができ、触媒４４と外筒４３Ａとの間の熱変形量の差を低減することが可能になる。

触媒４４は排気ガスとの反応熱により高温になるため、触媒４４の熱により外筒４３Ａの温度上昇が生じる。この場合、外筒４３Ａが、後輪３とリヤクッション１０との間にＶ字状に空く空間ＳＡに配置されるので、周囲部品との間の隙間、つまり、離間距離が確保され、周囲部品への熱影響を低減することが可能である。言い換えると、この触媒コンバータ４３の配置構造によれば、高温タフネス性を向上できるので、触媒４４と外筒４３Ａとの接触面積を増やして温度差を低減し、各々の熱収縮の差を低減することが可能である。

発明者等が実験したところ、触媒４４の軸心方向両端部を外筒に支持する構造の一例としてステンレスメッシュスライド構造を採用した場合、触媒４４の中心温度が８９４度の場合に、外筒の温度が３４０度であった。これに対し、本構成では、触媒４４の中心温度が８８８度の場合に、外筒４３Ａの温度が６４５度であることを確認しており、触媒４４と外筒４３Ａとの間の温度差を低減できることは明らかであった。
しかも、本構成では、触媒４４と外筒４３Ａとの接触面積が増えるので、排気ガスの圧力等によっても、触媒４４がずれ難くなり、触媒４４の支持強度を確保し易い、といった効果も得られる。

さらに、本構成では、後輪３と車体フレーム４との間に空く車幅方向に広い空き空間を利用して触媒コンバータ４３を配置するので、周囲部品との離間距離を確保しつつ、触媒コンバータ４３を大径化するようにしている（図９参照）。大径化することにより、その分、触媒コンバータ４３の長さを短くすることができ、鞍乗り型車両１のマスの集中化にも有利である。
また、図８及び図９に示すように、触媒コンバータ４３を、車体左側のリヤクッション１０の外側を前後に跨ぐように配置している。これにより、後輪３とリヤクッション１０との間にＶ字状に空く空間ＳＡ（図３、図９参照）に加え、リヤクッション１０前後で後輪３と車体フレーム４との間に空くスペースを利用して触媒コンバータ４３を配置することができる。

このように本構成では、後輪３と車体フレーム４との間に空く空間を活用して触媒コンバータ４３を配置するので、鞍乗り型車両１を大型化することなく、触媒コンバータ４３を効率良く配置することができる。
また、この配置によれば、図６に示すように、触媒コンバータ４３の車幅方向外側に後輪３が存在し、その下方にリヤサスペンションＳＲのアーム８、９等が存在し、車幅方向内側にリヤクッション１０や車体フレーム４等が存在する。従って、これら車両部品を利用して触媒コンバータ４３を泥等からガードすることもできる。

さらに、同図６に示すように、触媒コンバータ４３は、エアクリーナ３２を含む吸気系の後方に配置されているので、触媒コンバータ４３の熱が吸気系に影響することを抑え、吸気温度の上昇を抑えることもできる。
また、触媒コンバータ４３は、上方から第３排気プロテクター４５Ｃで覆われ、かつ、その上方にリヤキャリア３９が存在するので、リヤキャリア３９側への放熱を抑制するとともに、リヤキャリア３９を利用して触媒コンバータ４３をガードすることもできる。

図６及び図８に示すように、外筒４３Ａの拡径筒部４３Ｂの車幅方向内側（車体平面視で排気管４１の内側）には、排気ガスセンサー４７が装着されている。なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）において、符号４７Ｔは、排気ガスセンサー４７の取付部を示している。
図６に示すように、排気ガスセンサー４７は、外筒４３Ａに設けられた取付部４７Ｔとの間にラッパ状に拡径する部品４７Ｖが配置され、この部品４７Ｖによって触媒コンバータ４３側の熱がセンサーコード４７ａに伝わり難くなる。また、この排気ガスセンサー４７のセンサー側部分を上方から覆うようにセンサーガード４７Ｗが取り付けられる。このセンサーガード４７Ｗは、上記部品４７Ｖの外形状に沿って湾曲するステンレス製の湾曲板部材で形成され、スポット溶接によって外筒４３Ａに取り付けられている。

このように排気ガスセンサー４７を配置したことにより、排気ガスセンサー４７は、触媒コンバータ４３の排気入口部に臨む位置に設けられて触媒入口の排気ガス状態を測定可能であり、かつ、排気ガスセンサー４７が車幅方向外側に露出することを回避できる。また、センサーガード４７Ｗを設けたので、排気ガスで高温となるセンサー側部分の熱が周囲に伝わるのを効果的に抑制することができる。
上述したように、外筒４３Ａの縮径筒部４３Ｄは、触媒コンバータ４３の軸心（＝触媒４４の軸心ＬＳ）に対して車幅方向内側にオフセットするように形成されている（図１０（Ａ）参照）。これにより、オフセット側の排気の流れを確保することができるので、排気ガスセンサー４７の検知性能を高めることができる。

検知性能を高めることができれば、排気ガス状態に応じたエンジン制御をより高精度に行うことが可能になり、排気ガス浄化性能を高めることが可能になる。また、上記オフセットにより、排気マフラー４２との接続位置を車幅方向内側に寄せることが可能になるので、同図６に示すように、排気マフラー４２の車幅方向外側への張り出しを抑えることも可能である。

さらに、排気ガスセンサー４７を車幅方向内側（車体平面視で排気管４１の内側）に設けているため、この排気ガスセンサー４７の近傍に車体フレーム４が位置する。本構成では、図８及び図９に示すように、排気ガスセンサー４７からのセンサーコード４７ａを、排気ガスセンサー４７に最も近接する車体フレーム４である左側の上部フレーム４ａの下面に沿って配索している。
このため、後輪３が巻き上げる泥水等から排気ガスセンサー４７やセンサーコード４７ａを保護できると共に、センサーコード４７ａの位置決め等の組み付け性も容易である。なお、図８、図９中の符号４８は、センサーコード４８ａを配索するためのコード支持部材である。

続いて、排気マフラー４２を説明する。
図１１は排気マフラー４２を触媒コンバータ４３等と共に上方から見た図であり、図１２は図１１を左側方から見た図である。
図１１及び図１２に示すように、排気マフラー４２は、同径断面で車幅方向に直線状に延びる円筒形状の筒状本体４２Ａを有している。
この筒状本体４２Ａは、触媒コンバータ４３の排気出口部から後方に延びた後に車幅方向内側に屈曲する屈曲排気管４１Ｇに接続され、この屈曲排気管４１Ｇの後端の軸心に沿って、同径断面で車幅方向に直線状に延びる円筒形状に形成されている。

この筒状本体４２Ａの上流端には、屈曲排気管４１Ｇの外周面との間に隙間を空けて覆う金属製の筒状カバー４２Ｂが装着される。この筒状カバー４２Ｂの上流端は、触媒コンバータ４３の後端に接合され、屈曲排気管４１Ｇとの間に外空間と区画された空間部６０を形成する。
また、筒状本体４２Ａの下流端には、お椀状の蓋部材４２Ｃが装着され、この蓋部材４２Ｃにテールパイプ４２Ｄ（図６参照）が装着される。

この筒状本体４２Ａの内部空間は、軸心方向（本構成では車幅方向）に間隔を空けて複数枚（本構成では３個）の隔壁（上流側から順に、第１隔壁６１、第２隔壁６２、第３隔壁６３）で仕切られて複数の膨張室６５、６６、６７が形成される。また、各隔壁６１〜６３には、膨張室６５〜６７を連通させる連通管６４〜が各々取り付けられている。
より具体的には、第１隔壁６１と第２隔壁６２との間の膨張室６５が、屈曲排気管４１Ｇが連通する第１膨張室を構成する。第１隔壁６１には、第１膨張室（膨張室６５）と、第１隔壁６１と触媒コンバータ４３との間に区画される空間部６０である第２膨張室とを連通させる開口部６１Ａ（図１２参照）が形成される。

さらに、第１隔壁６１には、第２連通管６８が取り付けられる。この第２連通管６８は、第１膨張室（膨張室６５）を横断して第２隔壁６２を貫通し、第２隔壁６２と第３隔壁６３との間の第３膨張室（膨張室６６）に開口する。
第３隔壁６３には、第３連通管６９が設けられ、この第３連通管６９は、第３膨張室（膨張室６６）と、第３隔壁６３と蓋部材４２Ｃとの間の第４膨張室（膨張室６７）とを連通させる。
この構成により、排気管４１（屈曲排気管４１Ｇ）から排出された排気ガスは、まず、第１膨張室（膨張室６５）に流入する。その後、排気ガスは、流れ方向を反転して第２膨張室（空間部６０）に流入し、第３膨張室（膨張室６６）、第４膨張室（膨張室６７）へと順に流れてテールパイプ４２Ｄから排出される。

図１１に示すように、筒状本体４２Ａの断面積は、排気管４１（触媒コンバータ４３を含む）よりも大きく形成されるため、排気ガスを各膨張室６５、６０、６６、６７で減圧し、排気ガスを十分に減圧して排出することができる。
また、この構成の場合、排気マフラー４２の筒状本体４２Ａと触媒コンバータ４３との間にも膨張室（第２膨張室）として機能する空間部６０が設けられるので、効率良く減圧することができる。
このように排気マフラー４２と触媒コンバータ４３との間のスペースを利用して膨張室（空間部６０）を設けたため、その分、排気マフラー４２の容量を低減し、排気マフラー４２をコンパクト化することが可能になる。

図９に示すように、排気マフラー４２には、上方に突出する左右一対のブラケット７０が設けられ、これらブラケット７０により、上部フレーム４ａの後端部４ａ１に排気マフラー４２が固定される。これによって、図９及び図６に示すように、排気マフラー４２が、平面視で左右一対の上部フレーム４ａの後端部４ａ１間を左右に跨ぐように支持される。
また、排気マフラー４２には、第４排気プロテクター４５Ｄと一体に形成された金属製の排気プロテクター７１が取り付けられる。この排気プロテクター７１は、排気マフラー４２を上方から覆う断面Ｕ字状に形成され、排気マフラー４２から上方への熱の放出を遮蔽する。

また、本構成では、図５に示すように、排気マフラー４２は、側面視で上部フレーム４ａの上面よりも下方、かつ、リヤキャリア５６を車体フレーム４（サブフレーム４ｇ）に支持するための左右一対のキャリアステー５６ａよりも上方に支持される。これによって、排気マフラー４２の前方に上部フレーム４ａを含む車体フレーム４が存在し、上方にリヤキャリア３９が存在し、後方及び下方にキャリアステー３９ａが存在し、車体構成部品により排気マフラー４２を覆うことができる。

左右一対のキャリアステー５６ａには、排気マフラー２４を後方から下方に渡って覆うように排気マフラー４２の外周に沿って延びる樹脂製のアウターカバー７５（図１、図２参照）が取り付けられている。
また、この樹脂製のアウターカバー７５の内側には、排気プロテクターとして機能する金属製のインナーカバー７６（図１、図２参照）が取り付けられる。ここで、図１３は、インナーカバー７６を周辺構成と共に車体後方から見た図である。

図１３に示すように、インナーカバー７６は、排気マフラー４２、触媒コンバータ４３及び排気マフラー４２と触媒コンバータ４３の連結部分（筒状カバー４２Ｂ）を後方から覆う大型カバーに形成されている。また、アウターカバー７５は、インナーカバー７６よりも更に広い領域を覆う大型カバーに形成されている。
インナーカバー７６は、排気マフラー２４を後方から覆うため、排気マフラー２４からの輻射熱を遮蔽することができる。また、インナーカバー７６とアウターカバー７５とからなる二重のカバーで排気マフラー２４を覆うので、後輪３が巻き上げる泥水等から排気マフラー４２を十分にガードすることができる。

以上説明したように、本構成では、図１〜図３等に示すように、エンジン２１から車体後方に延びる排気管４１と、排気管４１の後端に連結され、左右一対の後輪３間に配置されるとともに車体左右方向に延びる排気マフラー４２とを備えている。そして、この構成の下、排気管４１の途中に触媒コンバータ（触媒装置）４３を設けるとともに触媒コンバータ４３が車体フレーム４と後輪３との間に位置するように排気管４１をエンジン２１及び排気マフラー４２に対して車体左右方向の一方に偏移させている。この構成によれば、車体フレーム４と後輪３との間の比較的広い空きスペースを利用して触媒コンバータ４３を効率良く配置するとともに、触媒コンバータ４３の輻射熱による熱影響を抑制することが可能になる。

また、図９に示すように、後輪３と車体フレーム４との間にリヤクッション１０が設けられ、触媒コンバータ４３は、リヤクッション４０と後輪３とで形成される車体背面視でＶ字状に空く空間ＳＡを通るように配置されている。この構成により、リヤクッション４０と後輪３との間の上方に拡がるＶ字状の空間を利用して触媒コンバータ４３を配置することができ、周囲部品との間の断熱空間を広く確保することができる。

さらに、図２に示すように、車体フレーム４は、左右一対で車体上部を前後方向に延びる上部フレーム４ａを備え、排気マフラー４２は、上部フレーム４ａの後端部４ａ１間を左右に跨がるように後端部４ａ１に取り付けられている。この構成によれば、排気マフラー４２を、比較的高い位置で、かつ、触媒コンバータ４３に近い位置で保持することができる。これにより、車体フレーム４と後輪３との間の触媒コンバータ４３との接続がスムーズとなり、断熱空間と、排気効率向上によるエンジン性能向上とを図ることができる。

また、図５及び図６に示すように、触媒コンバータ４３の排気入口部に臨む位置に排気ガスセンサー４７は、車体平面視で排気管４１の内側に設けられ、排気ガスセンサー４７のセンサーコード４７ａは、上部フレーム４ａに沿って配置されている。この構成によれば、後輪３が巻き上げる泥水等から排気ガスセンサー４７やセンサーコード４７ａを保護できる。また、センサーコード４７ａの位置決め等の組み付け性も向上できる。

また、図１０（Ａ）及び図６に示すように、触媒コンバータ４３の排気出口部を構成する縮径筒部４３Ｄが触媒装置の軸心（軸心ＬＳ）に対して車体平面視で内側にオフセットして設けられている。この構成によれば、オフセット側の排気の流れを確保し、排気ガスセンサー４７の検知性能を高めることができる。検知性能を高めることにより、排気ガス浄化性能を高めることが可能である。

さらに、図５に示すように、触媒コンバータ４３、触媒コンバータ４３前後の排気管４１、及び、排気マフラー４２を車体上方から覆う断面Ｕ字状の排気プロテクター４５Ａ〜４５Ｄ、７１を備えている。この構成によれば、触媒コンバータ４３から車体上方への輻射熱を低減して車体カバー５１等への熱影響を防止することができる。また、排気プロテクター４５Ａ〜４５Ｄ、７１の下方が開いた構造であるため、走行風で排気プロテクター４５Ａ〜４５Ｄ、７１の内部空間を冷却することができ、熱影響をより低減することができる。

また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、触媒コンバータ４３は、同一断面で軸心方向に延びる同径筒部４３Ｃを有する外筒４３Ａと、同径筒部４３Ｃの内周面に外周面全体が接触するように保持された触媒４４とを有している。この構成によれば、触媒コンバータ４３周囲の断熱空間を確保して高温タフネス性（外部への熱影響を許容できること）を向上できる構成の下、外筒の温度を高めて外筒４３Ａと触媒４４との温度差を少なくして熱収縮の差を低減することができる。これにより、触媒４４を安定して外筒４３Ａに保持でき、振動等による触媒４４の寿命低下等を防止することができる。

以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上述の実施形態では、ＡＴＶに分類される四輪の鞍乗り型車両の排気構造に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、三輪の鞍乗り型車両や、ＡＴＶに分類されない小型車両に本発明を適用することが可能である。

１ 鞍乗り型車両（小型車両）
２ 前輪
３ 後輪
４ 車体フレーム
４ａ 上部フレーム
４ａ１ 上部フレームの後端部
１０ リヤクッション
２１ エンジン（内燃機関）
４１ 排気管
４２ 排気マフラー
４３ 触媒コンバータ（触媒装置）
４３Ａ 外筒
４３Ｂ 拡径筒部
４３Ｃ 同径筒部
４３Ｄ 縮径筒部
４４ 触媒
４５Ａ〜４５Ｄ、７１ 排気プロテクター
４７ 排気ガスセンサー
４７ａ センサーコード
７６ インナーカバー（排気プロテクター）
ＳＡ Ｖ字状の空間
ＬＳ 軸心

Claims (7)

1. 前輪（２）及び左右一対の後輪（３）を支持するために前後方向に延びる車体フレーム（４）と、前記後輪（３）の前方で前記車体フレーム（４）に支持されるエンジン（２１）とを備える小型車両の排気構造において、
   前記エンジン（２１）から車体後方に延びる排気管（４１）と、前記排気管（４１）の後端に連結され、前記左右一対の後輪（３）間に配置されるとともに車体左右方向に延びる排気マフラー（４２）とを備え、
   前記排気管（４１）の途中に触媒装置（４３）を設けるとともに前記触媒装置（４３）が前記車体フレーム（４）と前記後輪（３）との間に位置するように前記排気管（４１）を前記エンジン（２１）及び排気マフラー（４２）に対して車体左右方向の一方に偏移させて設けたことを特徴とする小型車両の排気構造。
2. 前記後輪（３）と前記車体フレーム（４）との間にリヤクッション（１０）が設けられ、前記触媒装置（４３）は、前記リヤクッション（１０）と前記後輪（３）とで形成される車体背面視でＶ字状の空間（ＳＡ）を通るように配置されることを特徴とする請求項１に記載の小型車両の排気構造。
3. 前記車体フレーム（４）は、左右一対で車体上部を前後方向に延びる上部フレーム（４ａ）を備え、前記排気マフラー（４２）は、前記上部フレーム（４ａ）の後端部（４ａ１）間を左右に跨がるように前記後端部（４ａ１）に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の小型車両の排気構造。
4. 前記触媒装置（４３）の排気入口部に臨む位置に排気ガスセンサー（４７）が設けられ、前記排気ガスセンサー（４７）は、車体平面視で前記排気管（４１）の内側に設けられ、前記排気ガスセンサー（４７）からのセンサーコード（４７ａ）が前記車体フレーム（４）に沿って配置されることを特徴とする請求項３に記載の小型車両の排気構造。
5. 前記触媒装置（４３）の排気出口部が前記触媒装置（４３）の軸心（ＬＳ）に対して車体平面視で内側にオフセットして設けられることを特徴とする請求項４に記載の小型車両の排気構造。
6. 前記触媒装置（４３）と前記触媒装置（４３）前後の排気管（４１）を車体上方から覆う断面Ｕ字状の排気プロテクター（４５Ａ〜４５Ｄ）を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の小型車両の排気構造。
7. 前記触媒装置（４３）は、同一断面で軸心方向に延びる同径筒部（４３Ｃ）を有する外筒（４３Ａ）と、前記同径筒部（４３Ｃ）の内周面に外周面全体が接触するように保持された触媒（４４）とを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の小型車両の排気構造。

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