JP2017150310A - エンジンユニット及び鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制し触媒の活性を早期に高めつつ、大型化を抑制することができる、水平シリンダ部を備えたエンジンユニット及び鞍乗型車両を提供すること。
【解決手段】このエンジンユニットは、水平シリンダ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、単気筒４ストロークエンジンに少なくとも一部が隣接して配置された排気通路と、膨張室を有し、単気筒４ストロークエンジンの排気音を抑制する消音器と、単気筒４ストロークエンジンの排気口から膨張室の上流端の間の排気通路において、単気筒４ストロークエンジンの燃焼室より膨張室に近い位置に配置され、かつ、排気通路の中で排ガスの浄化能力が最も高いメイン触媒と、排気通路から外気への熱伝導を抑制し、かつ、メイン触媒より上流の排気通路の少なくとも半分以上に設けられた保温部材と、を備える構成を採る。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンユニット及び鞍乗型車両に関する。

従来、触媒を消音器より上流、エンジンの下方に配置する構造が提案されている（例えば、特許文献１）。エンジンは、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。この提案によれば、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

上記特許文献１の提案を詳細に検討してみた。水平シリンダ部を備えた単気筒４ストロークエンジンでは、排気管がエンジンに隣接して設けられている。特許文献１の構造を適用することで、確かに触媒の早期活性が促進される。しかしながら、この構造では、触媒の活性は早期に高くなるが、触媒の熱によるエンジンへの影響があることが分かった。また、振動に対する排気装置の耐久性を確保するために、排気装置の構造が複雑になるという課題があった。

この対策としては、エンジンと触媒との間隔を広くする、もしくは、触媒に熱プロテクターを設けることが必要となる。しかしながら、これにより、排気装置とエンジンを含むエンジンユニットが大きくなるという問題がある。

本発明の目的は、触媒の早期活性化を高めつつ、大型化を抑制することができる、水平シリンダ部を備えたエンジンユニット及び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）に係るエンジンユニットは、
シリンダ軸線が水平方向に延びるように設けられた水平シリンダ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に少なくとも一部が隣接して配置された排気通路と、
膨張室を有し、前記単気筒４ストロークエンジンの排気音を抑制する消音器と、
前記単気筒４ストロークエンジンの排気口から前記膨張室の上流端の間の前記排気通路において、前記単気筒４ストロークエンジンの燃焼室より前記膨張室に近い位置に配置され、かつ、前記排気通路の中で排ガスの浄化能力が最も高いメイン触媒と、
前記排気通路から外気への熱伝導を抑制し、かつ、前記メイン触媒より上流の前記排気通路の少なくとも半分以上に設けられた保温部材と、
を備える構成を採る。

本発明者らは、水平シリンダ部を備えた単気筒４ストロークエンジンユニットの特徴を検討したところ、排気通路の少なくとも一部が単気筒４ストロークエンジンに隣接して配置されていることに気付いた。また、単気筒の排気通路は断面積が複数気筒エンジンの排気通路に比べて小さいことが分かった。さらに、断面積が小さいため、排気通路から外気への熱伝導が複数気筒エンジンの場合より大きいことも分かった。そのため、排気通路の断面積は小さいが、単気筒４ストロークエンジンとのクリアランスは比較的に大きく設けられている。

本発明者らは、この排気通路の特徴を活かすことで、触媒の活性を早期に高めつつ、大型化を抑制することができることを見出した。

単気筒の排気通路の断面積が複数気筒の排気通路の断面積より小さいので、排気通路の周囲に保温部材を設けても、排気通路が大型化することを抑制できる。さらに、排気通路から外気への放熱が小さくなるため、排気通路と単気筒４ストロークエンジンとのクリアランスを小さくすることも可能である。

本発明によれば、メイン触媒より上流の排気通路の少なくとも半分以上に保温部材を設けることで、排ガスが保温されるので、メイン触媒が排気ポートより膨張室の上流端に近い位置にあっても、メイン触媒を早期に活性化することができる。

また、本発明によれば、排気ポートから膨張室の上流端の間の排気通路において、排気ポートより膨張室の上流端に近い位置にメイン触媒を配置している。これにより、メイン触媒を膨張室の近くに配置しても、保温部材によって排ガスが保温されるため、メイン触媒を早期に活性化することができる。

さらに、活性を高めるためにメイン触媒をより排気ポートの近くに配置する必要がなくなることを利用して、メイン触媒を排気ポートより膨張室の上流端に近い位置に配置できるので、エンジンユニットの各構成要素のレイアウト自由度が増して、触媒の熱による単気筒４ストロークエンジンへの影響を低減することができる。そのため、エンジンユニットをよりコンパクトにすることが可能となる。

また、単気筒４ストロークエンジンに接続される排気管は、複数気筒エンジンの排気装置の集合管と比較して、横断面が小さい。さらに、水平シリンダ部を有する単気筒４ストロークエンジンは、シリンダ軸線が垂直に延びるエンジンと比較して、排気管の水平方向の長さが長くなる。よって、水平シリンダ部を有する単気筒４ストロークエンジンの排気管は、複数気筒を有するエンジン、又は、シリンダ軸線が垂直に延びるエンジンの排気管と比較して、剛性が低くなる。また、排気管は、上流端がエンジンに支持され、下流部が消音器に接続される。消音器は、乗り物のボデーに支持される。特許文献１の提案では、このような排気管の途中に、重い触媒が配置されている。さらに、特許文献１のエンジンユニットには、振動が多く発生する。このように、排気管の剛性の低さと、重い触媒にエンジンの振動が加わることから、特許文献１の提案を採用するには、触媒を強固に支持する構造が必要となることが判明した。そこで、活性を高めるためにメイン触媒をより排気ポートの近くに配置する必要がなくなることを利用して、メイン触媒を排気ポートより膨張室の上流端に近い位置に配置した。これにより、振動に対する排気装置の耐久性を確保しやすくなり、排気装置の構造をシンプルにでき、水平シリンダ部を備えた４ストローク単気筒エンジンを有するエンジンユニットであってもよりコンパクトにすることが可能となる。

よって、触媒の活性を早期に高めつつ、大型化を抑制することができる、水平シリンダ部を備えたエンジンユニットを提供することができる。

また、本発明は、以下の態様を採用してもよい。

態様２のエンジンユニットは、態様１のエンジンユニットにおいて、
前記メイン触媒を含む複数の触媒が配置される場合、
前記保温部材は、前記メイン触媒より上流の前記排気通路の少なくとも半分以上に設けられる、
構成を採る。

態様２によれば、メイン触媒を含む複数の触媒が配置される場合においても、メイン触媒より上流の排気通路の少なくとも半分以上に保温部材が設けられるので、排ガスが保温され、メイン触媒が排気ポートより膨張室の上流端に近い位置にあっても、メイン触媒を早期に活性化することができる。また、メイン触媒の下流に他の触媒がある場合、メイン触媒が暖機されると、メイン触媒から排出される排ガスの温度が上昇するので、メイン触媒下流の他の触媒も暖機される。

態様３のエンジンユニットは、態様１のエンジンユニットにおいて、
前記保温部材は、前記排気通路のうち、前記メイン触媒より上流の区間の半分より上流の方が、前記区間の半分より下流よりも多く設けられている、
構成を採る。

態様３によれば、保温部材が、排気通路のうち、メイン触媒より上流の区間の半分より上流の方が、前記区間の半分より下流よりも多く設けられているので、排ガスが保温され、メイン触媒が排気ポートより膨張室の上流端に近い位置にあっても、メイン触媒を早期に活性化することができ、また、前記区間の半分より下流の方には保温部材が多く設けられないので、コストを抑制することができる。

態様４のエンジンユニットは、態様１から態様３のいずれかのエンジンユニットにおいて、
前記保温部材は二重管である、
構成を採る。

態様４によれば、保温部材が二重管であるので、保温部材を容易に実現することができると共に、コストを抑制することができる。

態様５のエンジンユニットは、態様１のエンジンユニットにおいて、
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５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。

態様６の鞍乗型車両は、態様１のエンジンユニットを備える構成を採る。

態様６によれば、触媒の早期活性化を高めつつ、エンジンユニットの大型化を抑制する鞍乗型車両を提供できる。

態様７の鞍乗型車両は、態様６の鞍乗型車両において、
前記排気通路が前記鞍乗型車両の前後方向に延びるように配置され、
前記保温部材が、前記排気通路の前記メイン触媒より上流の区間のうち、前記鞍乗型車両の前後方向の半分より前方の方が、半分より後方よりも多く設けられる、
構成をとる。

態様７によれば、保温部材が、排気通路のメイン触媒より上流の区間のうち、鞍乗型車両の前後方向の半分より前方の方が、半分より後方よりも多く設けられるので、排ガスが保温され、メイン触媒が排気ポートより膨張室の上流端に近い位置にあっても、メイン触媒を早期に活性化することができ、また、排気通路の半分より後方には保温部材が多く設けられないので、コストを抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る自動二輪車の側面図 図１の自動二輪車からカバーを取り除いた側面図 図２の自動二輪車の底面図 エンジンおよび排気装置を含むエンジンユニットの模式図 本発明の実施の形態１に係る制御部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る自動二輪車の側面図 図６の自動二輪車の底面図 図６の自動二輪車からカバーを取り除いた側面図 図８の自動二輪車の底面図 本発明の実施の形態３に係る自動二輪車の側面図 図１０の自動二輪車の底面図 図１０の自動二輪車からカバーを取り除いた側面図 図１２の自動二輪車の底面図 触媒ユニットの配置例を示す模式図 触媒ユニットの他の配置例を示す模式図

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１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１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る自動二輪車の側面図であり、図２は、図１の自動二輪車からカバーを取り除いた側面図であり、図３は、図２の自動二輪車の底面図である。図１から図３に示す自動二輪車は、いわゆるアンダーボーン型の自動二輪車１である。この自動二輪車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を介してエンジン２０のシリンダヘッド部２６に接続されている。吸気通路３０の一端部はシリンダヘッド部２６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。吸気通路３０の他端部は、エアクリーナ２９に接続されている。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、ボディカバー１６によって覆われている。

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（図示せず）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、図示は省略するが、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は車体フレーム２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、図示しないクランク軸および変速機構等が内蔵されている。

エンジン２０は、水平シリンダ部を備えた、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。なお、シリンダ部２４、シリンダヘッド部２６及びクランクケース部１８を総称してエンジンという。

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の全体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。シリンダ部２４は、凹部１２の底面よりも下方に配置されている。シリンダ軸線Ｌ１は、水平方向に延びている。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との成す角度θ（図２を参照）が、５５度以上であることを意味する。以下では、シリンダ軸線Ｌ１が水平方向に延びるように設けられたシリンダ部のことを、水平シリンダ部と呼ぶ。

シリンダヘッド部２６には、燃焼室から排出される排ガス通路が設けられており、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が配置されている。メイン触媒３２は、排気管３１の中で排ガスの浄化能力が最大の触媒である。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。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、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。また、このとき、メイン触媒３２は、エンジン２０の排気口から消音器３４の膨張室の上流端の間の排気通路において、エンジン２０の燃焼室より膨張室に近い位置に配置される。また、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、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。なお、排気通路とは、シリンダヘッド部２６内の排ガス通路、排気管３１の排気通路部、および、消音器３４内の膨張室の開口までの排気通路部を含む。また、排気管３１、メイン触媒３２および消音器３４を含めて排気装置といい、エンジンと排気装置を合わせてエンジンユニットという。

メイン触媒３２より上流の排気通路の少なくとも半分以上に、排気通路から外気への熱伝導を抑制する保温部材３３が設けられている。具体的には、保温部材３３は、排気通路のうち、メイン触媒３２より上流の区間の半分より上流の方が、前記区間の半分より下流よりも多く設けられている。

保温部材３３としては、例えば、二重管が挙げられる。ただし、二重管の内管と外管との隙間が少なくてもよいし、または、隙間がほとんどなくてもよいし、さらには、内管と外管とが一部接触していてもよい。これにより、保温部材３３を容易に実現することができると共に、コストを抑制することができる。

このように、排気管３１に保温部材３３が設けられることにより、排ガスが保温されるので、メイン触媒３２がエンジン２０から離れた位置にあっても、メイン触媒３２を早期に活性化することができる。また、排気通路のうち、メイン触媒３２より上流の区間の半分より下流の方には保温部材３３が多く設けられないので、コストを抑制することができる。さらに、活性を高めるためにメイン触媒３２をエンジン２０の近くに配置する必要がなくなり、メイン触媒３２を排気ポートより膨張室の上流端に近い位置に配置できるので、エンジンユニットの各構成要素のレイアウト自由度が増して、エンジンユニットをよりコンパクトにすることが可能となる。

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。

図４は、エンジンおよび排気装置を含むエンジンユニットの模式図を示す。メイン触媒３２（通路長ｃ）は、排気通路において、メイン触媒３２の下流端から排気管３１の下流端までの長さｄが、排気ポートからメイン触媒３２の上流端までの長さ（ａ＋ｂ）より短くなる位置に配置されている。また、保温部材３３は、排気通路において、メイン触媒３２より上流の区間の半分（ａ＋ｂ）／２より上流に長さｆ分設けられ、長さｆは、保温部材３３が設けられない、前記区間の半分（ａ＋ｂ）／２より下流の長さｇよりも長くなるように設定される。

図５は、本発明の実施の形態１に係る制御部４０の構成を示すブロック図である。制御部４０は、イグニッションコイル３６の制御（点火制御）、インジェクタ３７の制御（燃料噴射制御）、および燃料ポンプ３８の制御（燃料供給制御）を実行する。

制御部４０は、マイクロコンピュータ４２と、パルス処理部４１と、イグニッションコイル３６のためのイグニッション駆動回路４３と、インジェクタ３７のためのインジェクタ駆動回路４４と、燃料ポンプ３８のためのポンプ駆動回路４５とを備えている。

パルス処理部４１は、クランク角センサ３５の出力信号を波形整形して、波形整形されたクランクパルスを生成する。生成されたクランクパルスはマイクロコンピュータ４２に出力される。

マイクロコンピュータ４２は、ＣＰＵ、ＲＯＭその他必要なメモリおよびインタフェースを備えたもので、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として動作する。マイクロコンピュータ４２は、例えば、パルス処理部４１から出力されたクランクパルスに基づいて、イグニッション駆動回路４３、インジェクタ駆動回路４４、ポンプ駆動回路４５を制御する。

このように、実施の形態１のエンジンユニットは、メイン触媒３２が、エンジン２０の排気口から消音器３４の膨張室の上流端の間の排気通路において、エンジン２０の燃焼室より膨張室に近い位置に配置され、メイン触媒３２より上流の排気通路の少なくとも半分以上に、排気通路から外気への熱伝導を抑制する保温部材３３が設けられる。

これにより、排ガスが保温されるので、メイン触媒３２が排気ポートより膨張室の上流端に近い位置（エンジンから離れた位置）にあっても、メイン触媒３２を早期に活性化することができる。

また、活性を高めるためにメイン触媒３２をより排気ポートの近くに配置する必要がなくなることを利用して、メイン触媒３２を排気ポートより膨張室の上流端に近い位置に配置できるので、エンジンユニットの各構成要素のレイアウト自由度が増して、触媒の熱によるエンジンへの影響を低減することができる。そのため、エンジンユニットをよりコンパクトにすることが可能となる。また、振動に対する排気装置の耐久性を確保しやすくなり、排気装置の構造をシンプルにでき、水平シリンダ部を備えた４ストローク単気筒エンジンユニットであっても、よりコンパクトにすることが可能となる。

よって、エンジンユニットの大型化を抑制し触媒の活性を早期に高めつつ、エンジンユニットの大型化を抑制することができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る自動二輪車の側面図であり、図７は、図６の自動二輪車の底面図であり、図８は、図６の自動二輪車からカバーを取り除いた側面図であり、図９は、図８の自動二輪車の底面図である。

実施の形態２の乗り物は、いわゆるスクータ型の自動二輪車８０である。実施の形態２の自動二輪車８０は、排気通路が、左リンク部材１０６と右リンク部材１０５との間を通らずに、シリンダヘッド部９７から消音器１０１まで延びているスクータ型の車両の一例を示す。

自動二輪車８０は、車体フレーム８１を有している。車体フレーム８１は、全体として車両前後方向に延びた形態である。車体フレーム８１は、ヘッドフレーム８２と、ヘッドフレーム８２から斜め下後方へ延びたメインフレーム８３とを備えている。また、車体フレーム８１は、メインフレーム８３の下端から後方へ略水平に延びた左右一対のサイドフレーム８４と、サイドフレーム８４の後端から斜め上後方へ延びた左右一対のリアフレーム８５とを備えている。また、車体フレーム８１は、リアフレーム８５の後端から後方へ略水平に延びた左右一対のシートフレーム８６を備えている。

ヘッドフレーム８２には、ハンドル８７から下方へ延ばしたフロントフォーク８８が挿通されている。フロントフォーク８８の下端部に前輪８９が取り付けられている。これにより、前輪８９は、フロントフォーク８８を介して車体フレーム８１に支持されている。左右一対のサイドフレーム８４には足載せ板９０が取り付けられている。左右一対のサイドフレーム８４によって、足載せ板支持部が構成されている。この足載せ板９０は、後述するシート９１に着座した搭乗者が足を置く場所である。したがって、足載せ板９０は、シート９１の前方に配置されている。

足載せ板９０は、車両前後方向に延びている。車両前後方向において、足載せ板９０は、緩やかに湾曲した形状とされている。足載せ板９０は、足載せ板９０の中間部から後端部に向かうほど、上方に反っている。

リアフレーム８５およびシートフレーム８６には、図示せぬ収納ボックスが取り付けられている。収納ボックスは、ヘルメット等を収納するためのものである。収納ボックスは、車両左右方向において左右両シートフレーム８６の間に位置している。収納ボックスは、上面が解放された箱型に形成されている。

シートフレーム８６には、シート９１が取り付けられている。シート９１は、車両前後方向において車体フレーム８１の中間部から後端にかけて延びている。収納ボックスはシート９１の下方に配置されている。シート９１は、収納ボックスの上面の開口を開閉するための蓋としての機能を兼ね備えている。

シート９１の下方には、このシート９１の下方の空間としての下方空間Ｇ１（図８を参照）が形成されている。収納ボックスは、下方空間Ｇ１に配置されている。

リアフレーム８５には、車体カバー９２が取り付けられている。車体カバー９２は、足載せ板９０の後部から上方に立ち上がった形態とされている。車体カバー９２は、シート９１の下方空間Ｇ１（図８）の一部を囲むように配置されている。車体カバー９２は、収納ボックスの略全体と、後述するエンジン９３の前端側部分とを、前方および左右両側方から包囲する。

車体フレーム８１には、右リンク部材１０５、左リンク部材１０６、リンク部材支持部１０８およびエンジン支持部１０９を介してユニットスイングタイプのエンジン９３が取り付けられている。エンジン９３は、車体フレーム８１に対して第１ピボット軸９４及び第２ピボット軸１０７回りに揺動が可能である。

右リンク部材１０５および左リンク部材１０６のそれぞれの一端部が、車体フレーム８１に設けられたリンク部材支持部１０８に接続されている。このとき、右リンク部材１０５および左リンク部材１０６は、第１ピボット軸９４を中心に回転可能に接続される。また、右リンク部材１０５および左リンク部材１０６のそれぞれの他端部が、エンジン９３に設けられたエンジン支持部１０９に接続されている。このとき、右リンク部材１０５および左リンク部材１０６は、第２ピボット軸１０７を中心に回転可能に接続される。

エンジン９３は、水平シリンダ部を備えた、単気筒４ストロークエンジンである。エンジン９３の前端側が車体カバー９２によって覆われている。エンジン９３は、シート９１の下方空間Ｇ１（図８）において、車体カバー９２の後方に配置されている。エンジン９３は、クランクケース部９５と、クランクケース部９５から前方に延びるシリンダ部９６と、シリンダ部９６の前方に接続されたシリンダヘッド部９７とを備えている。エンジン９３の動力により、後輪１０３が駆動される。

クランクケース部９５は、エンジン９３の後端部を構成している。クランクケース部９５には、車両左右方向に延びるクランク軸が収容されている。クランク軸の右端部には、ファン９８が一体に回転可能に連結されている。ファン９８は、クランク軸の回転によって駆動される。ファン９８は、エンジン９３を冷却するために空気を取り入れ、空気を冷却風として導入する。

シリンダヘッド部９７は、シリンダ部９６の前部に接続されており、エンジン９３の前端部を構成している。シリンダヘッド部９７には、図示せぬ吸気通路および排ガス通路が形成されている。この吸気通路には図示せぬ吸気管が接続され、排ガス通路の下流端には排ガスを下流に流す排気管９９が接続されている。なお、シリンダ部９６、シリンダヘッド部９７及びクランクケース部９５を総称してエンジンという。

排気管９９には、排ガスを浄化するメイン触媒１００が配置されている。メイン触媒１００は、排気管９９の中で排ガスの浄化能力が最大の触媒である。また、メイン触媒１００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。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１００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。また、このとき、メイン触媒１００は、エンジン９３の排気口から消音器１０１の膨張室の上流端の間の排気通路において、エンジン９３の燃焼室より膨張室に近い位置に配置される。また、メイン触媒１００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１００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、断面積が小さい又は同じ場合と比較して、メイン触媒１００の浄化能力が高くなる。なお、排気通路とは、シリンダヘッド部９７内の排ガス通路、排気管９９の排気通路部、および、消音器１０１内の膨張室の開口までの排気通路部を含む。また、排気管９９、メイン触媒１００および消音器１０１を含めて排気装置といい、エンジンと排気装置を合わせてエンジンユニットという。

メイン触媒１００より上流の排気通路の少なくとも半分以上に、排気通路から外気への熱伝導を抑制する保温部材１０２が設けられている。具体的には、保温部材１０２は、排気通路のうち、メイン触媒１００より上流の区間の半分より上流の方が、前記区間の半分より下流よりも多く設けられている。

保温部材１０２としては、例えば、二重管が挙げられる。ただし、二重管の内管と外管との隙間が少なくてもよいし、または、隙間がほとんどなくてもよいし、さらには、内管と外管とが一部接触していてもよい。これにより、保温部材１０２を容易に実現することができると共に、コストを抑制することができる。

このように、排気管９９に保温部材１０２が設けられることにより、排ガスが保温されるので、メイン触媒１００がエンジン９３から離れた位置にあっても、メイン触媒１００を早期に活性化することができる。また、排気通路のうち、メイン触媒１００より上流の区間の半分より下流の方には保温部材１０２が多く設けられないので、コストを抑制することができる。さらに、活性を高めるためにメイン触媒１００をエンジン９３の近くに配置する必要がなくなり、メイン触媒１００を排気ポートより膨張室の上流端に近い位置に配置できるので、エンジンユニットの各構成要素のレイアウト自由度が増して、触媒の熱によるエンジンへの影響を低減することができる。そのため、エンジンユニットをよりコンパクトにすることが可能となる。また、振動に対する排気装置の耐久性を確保しやすくなり、排気装置の構造をシンプルにでき、水平シリンダ部を備えた４ストローク単気筒エンジンユニットであっても、よりコンパクトにすることが可能となる。

排気管９９の下流端には、消音器１０１が接続されている。消音器１０１は、膨張室を備えており、排気音の音量を低減する。

なお、実施の形態２に係る制御部は、実施の形態１で説明した制御部と同様の機能を有するので、その詳細な説明は省略する。

このように、実施の形態２のエンジンユニットは、排気通路が左リンク部材１０６と右リンク部材１０５との間を通らないスクータ型の自動二輪車８０においても、実施の形態１と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係る自動二輪車の側面図であり、図１１は、図１０の自動二輪車の底面図であり、図１２は、図１０の自動二輪車からカバーを取り除いた側面図であり、図１３は、図１２の自動二輪車の底面図である。

実施の形態３の乗り物は、いわゆるスポーツスクータ型の自動二輪車１２０である。実施の形態３の自動二輪車１２０は、排気通路が、左リンク部材１４３と右リンク部材１４２との間を通って、シリンダヘッド部１３７から消音器１４０まで延びているスクータ型の車両の一例を示す。

自動二輪車１２０は、その前部にハンドル１２１を有している。ハンドル１２１は、ヘッドパイプ１２２を挿通するステアリング軸１２３およびフロントフォーク１２４を介して、前輪１２５を操舵可能である。ヘッドパイプ１２２には、車体フレーム１２６が結合されている。

ヘッドパイプ１２２の上部は、カウリング１２７によって覆われている。車体フレーム１２６の全体が、車体カバー１２８によって覆われている。車体カバー１２８の上部には、シート１２９が配置されている。

車体フレーム１２６は、メインフレーム１３０を含んでいる。メインフレーム１３０には、エンジン１３１が取り付けられている。エンジン１３１は、車体フレーム１２６に対してピボット軸１３２回りに回動可能に支持されている。

車体フレーム１２６には、スイングアーム１３３が揺動自在に支持され、スイングアーム１３３の後端部には後輪１３４が回転自在に支持されている。これにより、エンジン１３１は、後輪１３４と共に第１ピボット軸１３２回りにスイング可能である。具体的には、エンジン１３１は、右方および左方のそれぞれで第１ピボット軸１３２に回動可能に接続されている。また、エンジン１３１から後方斜め下方に延伸して右リンク部材１４２と左リンク部材１４３とが設けられており、右リンク部材１４２と左リンク部材１４３とがそれぞれの先端で第２ピボット軸１４４に回動可能に接続されている。

エンジン１３１は、シリンダ軸線を略水平にかつ前方へ向けた状態で配置されている。エンジン１３１は、単気筒４ストロークエンジンであり、クランクケース部１３５と、シリンダ部１３６と、シリンダヘッド部１３７とを含んでいる。クランクケース部１３５には、クランク軸が収容されている。クランクケース部１３５の前壁にシリンダ部１３６、およびシリンダヘッド部１３７が順に積層されている。これらクランクケース部１３５、シリンダ部１３６、およびシリンダヘッド部１３７は、ボルトなどを用いて互いに連結されている。

シリンダヘッド部１３７には、図示せぬ吸気通路及び排ガス通路が形成されている。この吸気通路には図示せぬ吸気管が接続され、排ガス通路の下流端には排ガスを下流に流す排気管１３８が接続されている。

排気管１３８には、排ガスを浄化するメイン触媒１３９が配置されている。メイン触媒１３９は、排気管１３８の中で排ガスの浄化能力が最大の触媒である。また、メイン触媒１３９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。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１３９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。また、このとき、メイン触媒１３９は、エンジン１３１の排気口から消音器１４０の膨張室の上流端の間の排気通路において、エンジン１３１の燃焼室より膨張室に近い位置に配置される。また、メイン触媒１３９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１３９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、断面積が小さい又は同じ場合と比較して、メイン触媒１３９の浄化能力が高くなる。なお、排気通路とは、シリンダヘッド部１３７内の排ガス通路、排気管１３８の排気通路部、および、消音器１４０内の膨張室の開口までの排気通路部を含む。また、排気管１３８、メイン触媒１３９および消音器１４０を含めて排気装置といい、エンジンと排気装置を合わせてエンジンユニットという。

メイン触媒１３９より上流の排気通路の少なくとも半分以上に、排気通路から外気への熱伝導を抑制する保温部材１４１が設けられている。具体的には、保温部材１４１は、排気通路のうち、メイン触媒１３９より上流の区間の半分より上流の方が、前記区間の半分より下流よりも多く設けられている。

保温部材１４１としては、例えば、二重管が挙げられる。ただし、二重管の内管と外管との隙間が少なくてもよいし、または、隙間がほとんどなくてもよいし、さらには、内管と外管とが一部接触していてもよい。これにより、保温部材１４１を容易に実現することができると共に、コストを抑制することができる。

このように、排気管１３８に保温部材１４１が設けられることにより、排ガスが保温されるので、メイン触媒１３９がエンジン１３１から離れた位置にあっても、メイン触媒１３９を早期に活性化することができる。また、排気通路のうち、メイン触媒１３９より上流の区間の半分より下流の方には保温部材１４１が多く設けられないので、コストを抑制することができる。さらに、活性を高めるためにメイン触媒１３９をより排気ポートの近くに配置する必要がなくなることを利用して、メイン触媒１３９を排気ポートより膨張室の上流端に近い位置に配置できるので、エンジンユニットの各構成要素のレイアウト自由度が増して、触媒の熱によるエンジンへの影響を低減することができる。そのため、エンジンユニットをよりコンパクトにすることが可能となる。また、振動に対する排気装置の耐久性を確保しやすくなり、排気装置の構造をシンプルにでき、水平シリンダ部を備えた４ストローク単気筒エンジンユニットであっても、よりコンパクトにすることが可能となる。

排気管１３８の下流端には、消音器１４０が接続されている。消音器１４０は、膨張室を備えており、排気音の音量を低減する。

なお、実施の形態３に係る制御部は、実施の形態１で説明した制御部と同様の機能を有するので、その詳細な説明は省略する。

このように、実施の形態３のエンジンユニットは、排気通路が左リンク部材１４３と右リンク部材１４２との間を通るスクータ型の自動二輪車１２０においても、実施の形態１と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

上記実施の形態において、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、メイン触媒があれば、必ずサブ触媒があるというわけではなく、排気通路内に１個の触媒のみがメイン触媒として配置されてもよい。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、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、メイン触媒を含む複数の触媒があり、メイン触媒の下流に他の触媒がある場合、メイン触媒が暖機されると、メイン触媒から排出される排ガスの温度が上昇するので、メイン触媒下流の他の触媒も暖機される。

上記実施の形態において、メイン触媒と、その上流端と下流端に設けられたテーパ部を含む触媒ユニットは、エンジンの排気口から消音器の膨張室の上流端の間の排気通路において、エンジンの燃焼室より膨張室に近い位置に配置されると説明したが、触媒ユニットの配置は、図面に示された配置に限定されない。触媒ユニット２１５は、図１４に示すように、消音器２１０の上流に一部が突出して配置されてもよい。また、触媒ユニット２１５は、図１５に示すように、その全てが消音器２１０内に格納されてもよい。なお、触媒ユニットのテーパ部で囲まれた領域は、膨張室には含まれない。

また、上記実施の形態では、メイン触媒の配置を、図面を用いて具体的に説明したが、メイン触媒の配置は、図面に示された配置に限定されない。メイン触媒は、エンジンの排気口から膨張室の上流端の間の排気通路において、エンジンの燃焼室より膨張室に近い位置に配置されればよい。

また、上記実施の形態では、保温部材の配置を、図面を用いて具体的に説明したが、保温部材の配置は、図面に示された配置に限定されない。保温部材は、メイン触媒より上流の排気通路の少なくとも半分以上に設けられればよい。

上記実施の形態において、メイン触媒の上流端とは、排気通路の距離で、シリンダヘッドの排気口に最も近いメイン触媒の端であり、メイン触媒の下流端とは、排気通路の距離で、消音器に最も近いメイン触媒の端である。膨張室の上流端とは、排気通路の距離で、シリンダヘッドの排気口に最も近い膨張室の端である。

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、乗り物の動力を発生するエンジンユニット、及び、エンジンユニットの動力で移動する乗り物全般に有用である。

１、８０、１２０ 自動二輪車
２、８１、１２６ 車体フレーム
３、１２２ ヘッドパイプ
４、８３、１３０ メインフレーム
５ シートレール
６、８８、１２４ フロントフォーク
７、８７、１２１ ハンドル
８、８９、１２５ 前輪
８ａ 車軸
９、９１、１２９ 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
１５、１０３、１３４ 後輪
１６ ボディカバー
１７ ブラケット
１８、９５、１３５ クランクケース部
２０、９３、１３１ エンジン
２４、９６、１３６ シリンダ部
２６、９７、１３７ シリンダヘッド部
２８ ヘッドカバー
２９ エアクリーナ
３０ 吸気通路
３１、９９、１３８ 排気管
３２、１００、１３９ メイン触媒
３３、１０２、１４１ 保温部材
３４、１０１、１４０、２１０ 消音器
３５ クランク角センサ
３６ イグニッションコイル
３７ インジェクタ
３８ 燃料ポンプ
４０ 制御部
４１ パルス処理部
４２ マイクロコンピュータ
４３ イグニッション駆動回路
４４ インジェクタ駆動回路
４５ ポンプ駆動回路
１３３ スイングアーム
８２ ヘッドフレーム
８４ サイドフレーム
８５ リアフレーム
８６ シートフレーム
９０ 足載せ板
９２、１２８ 車体カバー
９４、１０７、１３２、１４４ ピボット軸
９８ ファン
１０８ リンク部材支持部
１０９ エンジン支持部
１２３ ステアリング軸
１２７ カウリング
２１５ 触媒ユニット

Claims (7)

1. シリンダ軸線が水平方向に延びるように設けられた水平シリンダ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に少なくとも一部が隣接して配置された排気通路と、
   膨張室を有し、前記単気筒４ストロークエンジンの排気音を抑制する消音器と、
   前記単気筒４ストロークエンジンの排気口から前記膨張室の上流端の間の前記排気通路において、前記単気筒４ストロークエンジンの燃焼室より前記膨張室に近い位置に配置され、かつ、前記排気通路の中で排ガスの浄化能力が最も高いメイン触媒と、
   前記排気通路から外気への熱伝導を抑制し、かつ、前記メイン触媒より上流の前記排気通路の少なくとも半分以上に設けられた保温部材と、
   を備えるエンジンユニット。
2. 前記メイン触媒を含む複数の触媒が配置される場合、
   前記保温部材は、前記メイン触媒より上流の前記排気通路の少なくとも半分以上に設けられる、
   請求項１に記載のエンジンユニット。
3. 前記保温部材は、前記排気通路のうち、前記メイン触媒より上流の区間の半分より上流の方が、前記区間の半分より下流よりも多く設けられている、
   請求項１に記載のエンジンユニット。
4. 前記保温部材は二重管である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンジンユニット。
5. 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に記載のエンジンユニット。
6. 請求項１に記載のエンジンユニットを備える鞍乗型車両。
7. 前記排気通路が前記鞍乗型車両の前後方向に延びるように配置され、
   前記保温部材が、前記排気通路の前記メイン触媒より上流の区間のうち、前記鞍乗型車両の前後方向の半分より前方の方が、半分より後方よりも多く設けられる、
   請求項６に記載の鞍乗型車両。
   

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