JP2017149167A - 鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒の早期活性を高めることができ、且つ、シンプルな構成で触媒の熱害対策を行える鞍乗型車両を提供する。
【解決手段】この鞍乗型車両は、単気筒４ストロークエンジンの上面の少なくとも一部を覆い、且つ、前方から見た縦断面の中間部の少なくとも一部が左端および右端より高く形成され、前方に向かって開口する開口部を備えた車体カバーと、 少なくとも一部が単気筒４ストロークエンジンと車体カバーの間、且つ、開口部より後方に設けられ、単気筒４ストロークエンジンに接続される吸気通路と、少なくとも一部が単気筒４ストロークエンジンの下方に設けられ、排ガスを浄化する能力が単気筒４ストロークエンジンユニットの排気通路内で最も高いメイン触媒と、少なくとも一部が、単気筒４ストロークエンジンの上方、且つ、メイン触媒より前方、且つ、開口部より後方に配置され、吸気通路に燃料を噴射するインジェクタと、を備える構成を採る。
【選択図】図２

Description

本発明は、鞍乗型車両に関する。

触媒を排気通路の消音器より上流に配置する構造が提案されている（例えば、特許文献１）。この提案によれば、一般に高温になると活性が高まる触媒に、高温の排ガスを流入できるので、触媒の早期活性を高めることができる。

特開２００６−２０７５７１号公報

しかしながら、触媒を消音器の外に配置すると、触媒の熱害対策が必要になる。触媒はエンジンと比べても非常に高温になる。

本発明の目的は、触媒の早期活性を高めることができ、且つ、シンプルな構成で触媒の熱害対策を行える鞍乗型車両を提供することである。

本発明の一態様（態様１）に係る鞍乗型車両は、
シリンダ軸線が水平方向を向くように設けられた水平シリンダ部、シリンダヘッド部およびクランクケース部を含む単気筒４ストロークエンジンと、
前記単気筒４ストロークエンジンの上面の少なくとも一部を覆い、且つ、前方から見た縦断面の中間部の少なくとも一部が左端および右端より高く形成され、前方に向かって開口する開口部を備えた車体カバーと、
少なくとも一部が前記単気筒４ストロークエンジンと前記車体カバーの間、且つ、前記開口部より後方に設けられ、前記単気筒４ストロークエンジンに接続される吸気通路と、
少なくとも一部が前記単気筒４ストロークエンジンの下方に設けられ、排ガスを浄化する能力が、前記単気筒４ストロークエンジンから排出される排ガスの通路である排気通路内で最も高いメイン触媒と、
少なくとも一部が、前記単気筒４ストロークエンジンの上方、且つ、前記メイン触媒より前方、且つ、前記開口部より後方に配置され、前記吸気通路に燃料を噴射するインジェクタと、
を備える構成を採る。

本発明によれば、メイン触媒の少なくとも一部が単気筒４ストロークエンジンの下方に配置されることで、メイン触媒を消音器に配置するよりも、早期活性の促進を図ることができると共に、メイン触媒を単気筒４ストロークエンジンの左方又は右方に配置するより、メイン触媒の熱害対策用のプロテクタを少なくできる。よって、メイン触媒の早期活性を高めることができ、且つ、シンプルな構成で触媒の熱害対策を行うことができる。

一方、水平シリンダ部、シリンダヘッド部およびクランクケース部を含む単気筒４ストロークエンジンの下方に触媒の少なくとも一部が配置されると、触媒の熱気がエンジンの周囲を伝って上昇する。さらに、単気筒４ストロークエンジンの上面の少なくとも一部を覆い、且つ、前方から見た縦断面の中間部の少なくとも一部が左端および右端より高く形成され、前方に向かって開口する開口部を備えた車体カバーを有していると、車体カバーに覆われた空間にエンジン及び触媒から上昇した熱が籠もる。

しかしながら、本発明によれば、単気筒４ストロークエンジンの上方、且つ、メイン触媒より前方、且つ、開口部より後方にインジェクタを配置している。このようなインジェクタの配置により、単気筒４ストロークエンジン及びメイン触媒から上昇する熱が車体カバー内に籠もっても、籠もった熱とインジェクタとを離して、熱がインジェクタに影響を及ぼしにくくすることができる。また、インジェクタが開口部に近くなるので、熱害対策になる。よって、インジェクタに対する熱害対策の構成もシンプルにすることができる。

よって、本発明によれば、触媒の早期活性を高めることができ、且つ、シンプルな構成で触媒の熱害対策を行うことができる。

また、本発明は、以下の態様を採用してもよい。

態様２の鞍乗型車両は、態様１の鞍乗型車両において、
ヘッドパイプ、及び、前記ヘッドパイプから後斜め下向きに延びるメインフレームを有する車体フレームを備え、
前記単気筒４ストロークエンジンは、前記メインフレームの下方に配置され、前記メインフレームに揺動不能に支持される、
構成を採る。

態様２によれば、単気筒４ストロークエンジンは、ヘッドパイプから後斜め下向きに延びるメインフレームの下方に配置され、メインフレームに揺動不能に支持されるので、いわゆるアンダーボーン型の車両においても、熱がインジェクタに影響を及ぼしにくくすることができる。

態様３の鞍乗型車両は、態様１の鞍乗型車両において、
前記メイン触媒の排ガスの流れ方向に直交する断面積は、前記メイン触媒の前および後の排気通路の排ガスの流れ方向に直交する断面積より大きい、
構成を採る。

態様３によれば、メイン触媒の排ガスの流れ方向に直交する断面積は、メイン触媒の前および後の排気通路の排ガスの流れ方向に直交する断面積より大きいので、断面積が小さい場合又は同じ場合と比較して、メイン触媒の浄化能力が高くなる。また、小さい場合と比較して、排気通路の上流に配置できる触媒が多くなるため、メイン触媒の活性も早くなる。

本発明の実施の形態の自動二輪車を示す側面図 実施の形態の自動二輪車の車体カバーを外した状態の側面図 実施の形態の自動二輪車の底面図 実施の形態の自動二輪車の前輪及びフェンダを取り外した状態の正面図 図１のＡ−Ａ線断面図 シリンダヘッド部周辺の拡大図 シリンダヘッド部内の構成を示す一部破断図 実施の形態の自動二輪車の変形例１を示すシリンダヘッド部周辺の拡大図 実施の形態の自動二輪車の変形例２を示すシリンダヘッド部周辺の拡大図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、前、後、左、右は、それぞれ自動二輪車の乗員から見た前、後、左、右を意味するものとする。図面に付した符号Ｆ、Ｒｅ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、左、右を表す。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の自動二輪車を示す側面図である。図２は、実施の形態の自動二輪車の車体カバーを外した状態の側面図である。図３は、実施の形態の自動二輪車の底面図である。図４は、実施の形態の自動二輪車の前輪及びフェンダを取り外した状態の正面図である。図５は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図６は、シリンダヘッド部周辺の拡大図である。図７は、シリンダヘッド部内の構成を示す一部破断図である。

実施の形態の乗り物は、いわゆるアンダーボーン型の自動二輪車１である。

自動二輪車１は、複数のフレーム部材からなる車体フレーム２を備えている。車体フレーム２は、ヘッドパイプ３とメインフレーム４とシートレール５とを備えている。アンダーボーン型の自動二輪車１では、車両側方から見て、ヘッドパイプ３の後方かつシート９の前方かつメインフレーム４の上方に、凹部１２が形成されている。メインフレーム４のシート９とヘッドパイプ３との間の部分は低くなっている。これにより運転者はメインフレーム４、すなわち、車体を跨ぎやすくなっている。

ヘッドパイプ３の上方には、ハンドル７が回転可能に取り付けられている。また、ヘッドパイプ３の下方には、フロントフォーク６が支持されている。フロントフォーク６の下端部には、車軸８ａが固定されている。この車軸８ａには、前輪８が回転可能に取り付けられている。前輪８の上方および後方にフェンダ１０が設けられている。

メインフレーム４は、側面視において、ヘッドパイプ３から後斜め下向きに延びている。メインフレーム４の下方には、エンジン２０が配置されている。エンジン２０の上方には、エアクリーナ２９が配置されている。エアクリーナ２９は、吸気通路３０の一端部に接続されており、吸気通路３０の他端部は、エンジン２０のシリンダヘッド部２６に設けられた吸気通路２１（図７参照）に接続されている。吸気通路３０は、側面視において、シリンダヘッド部２６から上方に延びている。エアクリーナ２９は、エンジン２０に供給される空気を浄化する。空気はエアクリーナ２９を通過することによって浄化され、吸気通路３０を通じてエンジン２０に供給される。ヘッドパイプ３の前方、エアクリーナ２９の左方および右方、およびエンジン２０の一部の左方および右方の側方には、フロントカバー１１が設けられている。

シートレール５は、側面視において、メインフレーム４の中途部から後斜め上向きに延びている。シートレール５の上方には、シート９が配置されている。シート９はシートレール５に支持されている。また、シートレール５の下方には、リアクッションユニット１３が配置されている。リアクッションユニット１３の上端部はシートレール５に支持され、リアクッションユニット１３の下端部はリアアーム１４に支持されている。リアアーム１４の前部には、ピボット軸１４ａが設けられている。リアアーム１４は、ピボット軸１４ａを中心として上下に揺動可能である。リアアーム１４の後部には、後輪１５が支持されている。

車体フレーム２のメインフレーム４およびシートレール５の側方は、車体カバー１６によって覆われている。すなわち、車体カバー１６は、エンジン２０の上面の少なくとも一部を覆い、また、前方から見た縦断面の中間部の少なくとも一部が左端および右端より高く形成され、前方に向かって開口する開口部ＯＰ１を備えている（図４参照）。車体カバー１６を前方から見た縦断面の中間部とは、この縦断面を左方、中間、右方に３分割したうちの中間の領域を示す。図１のＡ−Ａ線断面図を図５に示す。このため、車体カバー１６に覆われた空間にエンジン２０及びメイン触媒３２から上昇した熱が籠もる。特に、車体カバー１６に左右と上方とが覆われ、前方がエアクリーナ２９で遮られた、吸気通路３０の後方の空間に、エンジン２０及びメイン触媒３２から上昇した熱が籠もりやすい。

図２に示すように、メインフレーム４にはブラケット１７が設けられている。ブラケット１７はメインフレーム４から下方に延びている。エンジン２０はクランクケース部１８を備えている。クランクケース部１８の前部の上部には、ボス部が形成されている。クランクケース部１８の上記ボス部は、ボルト１８ａによりブラケット１７に揺動不能に固定されている。また、クランクケース部１８の後部も、ボルトを用いて他のブラケットに揺動不能に固定されている。エンジン２０はメインフレーム４の下方に配置され、メインフレーム４に揺動不能に固定されている。なお、クランクケース部１８には、クランク軸および変速機構等が内蔵されている。

自動二輪車１は、エンジンユニットとして、エンジン２０と、排気管３１と、メイン触媒３２と、消音器３４とを備えている。

エンジン２０は、シリンダ軸線Ｌ１が水平方向に延びる水平シリンダ部を有する単気筒の４ストロークエンジンである。エンジン２０は、クランクケース部１８から前方に延びるシリンダ部２４と、シリンダ部２４に固定されたシリンダヘッド部２６と、シリンダヘッド部２６に固定されたヘッドカバー２８とを備えている。ただし、シリンダ部２４、シリンダヘッド部２６、およびヘッドカバー２８のいずれか２つまたは３つが一体化されていてもよい。シリンダ部２４はクランクケース部１８の前方に配置されている。シリンダ部２４がクランクケース部１８と別体であってもよく、シリンダ部２４がクランクケース部１８と一体化されていてもよい。

シリンダ軸線Ｌ１とは、ピストンの運動方向に延びる燃焼室の中心線である。本明細書において、シリンダ軸線Ｌ１が水平方向に延びるとは、シリンダ軸線Ｌ１と水平面の法線Ｖ１との成す鋭角θ（図２を参照）が、５５度以上であるものと定義する。

図６に示すように、エンジン２０には、吸気通路３０が接続されている。吸気通路３０には、エアクリーナ２９とスロットルボディ３６とが接続されている。吸気通路３０は、少なくとも一部がエンジン２０と車体カバー１６の間であって、且つ、開口部ＯＰ１より後方に設けられる。スロットルボディ３６は、エンジン２０のシリンダヘッド部２６に接続されている。スロットルボディ３６は、図示せぬスロットルバルブを内蔵している。スロットルバルブの開度が変更されることにより、エンジン２０の吸気量が調整される。空気は、エアクリーナ２９、吸気通路３０、スロットルボディ３６、およびエンジン２０へと順に流れる。

スロットルボディ３６には、エンジン２０の吸気通路２１に向けて燃料を噴射するインジェクタ３９が設けられている。インジェクタ３９は、図示しない燃料供給ホースを介して燃料タンク３５（図２参照）に接続されている。インジェクタ３９は、エンジン２０の上方であって、且つ、メイン触媒３２より、自動二輪車１の前後方向における前方であって、且つ、開口部ＯＰ１に対して、自動二輪車１の前後方向における後方に配置される。このようなインジェクタ３９の配置により、エンジン２０及びメイン触媒３２から上昇する熱が車体カバー１６内に籠もっても、籠もった熱とインジェクタ３９とを離して、熱がインジェクタ３９に影響を及ぼしにくくすることができる。また、インジェクタが開口部に近くなるので、熱害対策になる。

シリンダヘッド部２６には、燃焼室から排出される排ガスの通路である排ガス通路（図７参照）が設けられており、排ガス通路の下流端には、排ガスを下流に流す排気管３１が接続されている。

排気管３１には、排ガスを浄化するメイン触媒３２が、少なくともその一部がエンジン２０の下方に位置するように配置されている。このように、メイン触媒３２の少なくとも一部がエンジン２０の下方に配置されることで、メイン触媒３２を消音器３４に配置するよりも、早期活性の促進を図ることができると共に、メイン触媒３２をエンジン２０の左方又は右方に配置する場合に比べて、メイン触媒３２の熱害対策用のプロテクタを少なくできる。よって、メイン触媒３２の早期活性を高めることができ、且つ、シンプルな構成で触媒の熱害対策を行うことができる。

また、メイン触媒３２は、エンジン２０から排出される排ガスの通路である排気通路内で排ガスの浄化能力が最大の触媒である。多孔構造とは、複数の通路が束状に集められた構造であり、排ガスの通路方向に垂直な断面を見たときに、多孔になっている構造を言う。多孔構造の一例は、ハニカム構造である。また、メイン触媒３２は、表面積を多くするために複数の孔を有する多孔構造である。また、メイン触媒３２は、通路方向の長さが、通路方向に直交する方向の最大幅より大きい触媒である。メイン触媒３２は、排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積が、メイン触媒３２の前および後の排気通路の通路方向に垂直な方向の断面積より大きい。これにより、メイン触媒の断面積が小さい又は同じ場合と比較して、メイン触媒３２の浄化能力が高くなる。また、小さい場合と比較して、排気通路の上流に配置できる触媒が多くなるため、メイン触媒３２の活性も早くなる。

排気管３１の下流端には、消音器３４が接続されている。消音器３４は、膨張室を備えており、排気音の音量を低減する。

このように、本実施の形態では、メイン触媒３２の少なくとも一部がエンジン２０の下方に配置されることで、メイン触媒３２を消音器３４に配置するよりも、早期活性の促進を図ることができると共に、メイン触媒３２をエンジン２０の左方又は右方に配置する場合に比べて、メイン触媒３２の熱害対策用のプロテクタを少なくできる。よって、メイン触媒３２の早期活性を高めることができ、且つ、シンプルな構成で触媒の熱害対策を行うことができる。

また、本実施の形態では、メイン触媒３２より、自動二輪車１の前後方向における前方にインジェクタ３９を配置している。このようなインジェクタ３９の配置により、エンジン２０及びメイン触媒３２から上昇する熱が車体カバー１６内に籠もっても、籠もった熱とインジェクタ３９とを離して、熱がインジェクタ３９に影響を及ぼしにくくすることができる。よって、インジェクタ３９に対する熱害対策の構成もシンプルにすることができる。

よって、メイン触媒３２の早期活性を高めることができ、且つ、シンプルな構成でメイン触媒３２の熱害対策を行うことができる。

＜変形例１＞
図８は、実施の形態の自動二輪車の変形例１を示すシリンダヘッド部周辺の拡大図である。この変形例１は、シリンダ軸線Ｌ１が少し立ち上がった角度になる（すなわち、図２に示した鋭角θが小さくなる）よう、エンジン２０が配置された構成例である。

この場合においても、インジェクタ３９とメイン触媒３２との配置関係は変わらない。すなわち、図６の実施の形態と同様に、自動二輪車の前後方向において、インジェクタ３９は、全て、メイン触媒３２より前方に位置している。

＜変形例２＞
図９は、実施の形態の自動二輪車の変形例２を示すシリンダヘッド部周辺の拡大図である。この変形例２は、スロットルボディ３６の後方（自動二輪車１の前後方向における後方）にインジェクタ３９が配置された構成例である。

メイン触媒３２は、自動二輪車１の前後方向において、インジェクタ３９より後方に配置している。これにより、メイン触媒３２と、熱が籠もりやすい車体カバーに覆われた空間とを離すことができ、この空間に熱を籠もりにくくできる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、上記実施の形態では、メイン触媒は、多孔構造、および、通路方向の長さが通路方向に垂直な方向の最大幅より長い、ならびに、通路方向に垂直な断面積がメイン触媒の前又は後の排気通路の通路方向に垂直な断面積より大きいと説明した。しかしながら、メイン触媒は、必ずしもこのような構造を有している必要はなく、排気通路の中で排ガスの浄化能力が最大の触媒であればよい。また、メイン触媒は、複数ピースの触媒が近接して配置された構成としてもよい。ここで、近接とは、触媒の各ピースの排ガスの通路長よりも短い間隔を示す。複数ピースの触媒の担体または触媒物質の組成は、同一でも、複数種類でもよい。

また、本発明においては、排気通路には１つの触媒が設けられていてもよいし、複数の触媒が設けられていてもよい。１つの触媒が設けられている場合には、この触媒がメイン触媒となる。また、複数の触媒が設けられている場合には、複数の触媒のうち、最も浄化能力の大きい触媒がメイン触媒となる。本明細書においては、触媒物質および担体を含んだ構成を、触媒と呼んでいる。

また、上記実施の形態では、エンジンユニットを備えた鞍乗型車両として、自動二輪車を例示したが、エンジンユニットの動力で移動する鞍乗型車両であれば、例えば三輪又は四輪の鞍乗型車両など、どのような鞍乗型車両であってもよい。

また、上記実施の形態では、インジェクタの配置を、図面を用いて具体的に説明したが、インジェクタの配置は、図面に示された配置に限定されない。インジェクタの配置は、メイン触媒より、鞍乗型車両の前後方向における前方に配置されればよい。

また、上記実施の形態では、いわゆるアンダーボーン型の自動二輪車を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エンジンがリンク機構によって車体フレームに揺動可能に接続された、いわゆるスクータ型の自動二輪車であってもよい。

本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ／または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。

本発明の図示実施形態を幾つかここに記載した。本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良および／または変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。そのような実施形態は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「好ましくは」や「よい」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」や「よいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。

本発明は、単気筒４ストロークエンジンと排気装置の構成とを有するエンジンユニットの動力で移動する鞍乗型車両に利用できる。

１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
３ ヘッドパイプ
４ メインフレーム
５ シートレール
６ フロントフォーク
７ ハンドル
８ 前輪
８ａ 車軸
９ シート
１０ フェンダ
１１ フロントカバー
１２ 凹部
１３ リアクッションユニット
１４ リアアーム
１４ａ ピボット軸
１５ 後輪
１６ 車体カバー
１７ ブラケット
１８ クランクケース部
２０ エンジン
２１、３０ 吸気通路
２４ シリンダ部
２６ シリンダヘッド部
２８ ヘッドカバー
２９ エアクリーナ
３１ 排気管
３２ メイン触媒
３４ 消音器
３５ 燃料タンク
３６ スロットルボディ
３９ インジェクタ
ＯＰ１ 開口部

Claims (3)

1. 鞍乗型車両であって、
   シリンダ軸線が水平方向を向くように設けられた水平シリンダ部、シリンダヘッド部およびクランクケース部を含む単気筒４ストロークエンジンと、
   前記単気筒４ストロークエンジンの上面の少なくとも一部を覆い、且つ、前方から見た縦断面の中間部の少なくとも一部が左端および右端より高く形成され、前方に向かって開口する開口部を備えた車体カバーと、
   少なくとも一部が前記単気筒４ストロークエンジンと前記車体カバーの間、且つ、前記開口部より後方に設けられ、前記単気筒４ストロークエンジンに接続される吸気通路と、
   少なくとも一部が前記単気筒４ストロークエンジンの下方に設けられ、排ガスを浄化する能力が、前記単気筒４ストロークエンジンから排出される排ガスの通路である排気通路内で最も高いメイン触媒と、
   少なくとも一部が、前記単気筒４ストロークエンジンの上方、且つ、前記メイン触媒より前方、且つ、前記開口部より後方に配置され、前記吸気通路に燃料を噴射するインジェクタと、
   を備える鞍乗型車両。
2. ヘッドパイプ、及び、前記ヘッドパイプから後斜め下向きに延びるメインフレームを有する車体フレームを備え、
   前記単気筒４ストロークエンジンは、前記メインフレームの下方に配置され、前記メインフレームに揺動不能に支持される、
   請求項１記載の鞍乗型車両。
3. 前記メイン触媒の排ガスの流れ方向に直交する断面積は、前記メイン触媒の前および後の排気通路の排ガスの流れ方向に直交する断面積より大きい、
   請求項１記載の鞍乗型車両。
   

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