JP4851745B2

JP4851745B2 - 自動二輪車用排気装置

Info

Publication number: JP4851745B2
Application number: JP2005236542A
Authority: JP
Inventors: 信百▲崎▼; 智裕金澤
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: JP2007051571A

Description

本発明は、触媒装置を備えた自動二輪車用排気装置に関する。

従来、自動二輪車用排気装置の触媒装置は、排気装置内への組付性及び配置スペースの確保を考慮して、車体後部に配置された排気マフラーの入口部又はその近傍に組み込まれていることが多い（特許文献１）。

しかし、排気マフラーの入口部又はその近傍位置では、エンジンの排気口からの排気経路長（排気通路長）が長くなり、排気ガスは温度が低下した状態で触媒に接触することになるので、触媒の活性化が低下し、触媒作用が低下する。

これに対し、触媒装置をエンジンの前側の排気経路部分に配置して、排気口からの排気経路長を短くすることが考えられるが、エンジンの前側では、たとえばラジエター等が配置されることからスペース的な制限が非常に大きく、また、走行時の風あるいはラジエターの風を直接受けることにより、触媒装置の温度低下の原因になることがある。

また、触媒装置をエンジンの下側に配置した例として特許文献２があり、さらには図１１のような構造の触媒装置もある。図１１は触媒装置３００の縦断面図であり、チタン製の排気管３０５はエンジン３１０の下側に拡径部３０５ａを有しており、該拡径部３０５ａ内に、メタルハニカム３０１をケース３０２に内蔵してなるステンレス鋼製の触媒装置３００を配置し、ブラケット３１１を介して、円筒ケース３０２を拡径部３０５ａに固着している。前記ブラケット３１１はチタン製であり、同種材料の拡径部３０５ａに対しては溶接により固着され、異種材料の円筒ケース３０２に対してはかしめにより結合されている。
特許第３０２２３５８号公報特開平６−２６３７５号公報

特許文献２及び図１１に示す例では、触媒装置をエンジンの下側に配置することにより、エンジンの排気口から排出される排気ガスが、比較的温度の高い状態で触媒装置に流通することが可能となる。しかし、たとえば、図１１に示す触媒装置では、触媒装置３００を収納する拡径部３０５ａはチタン製であり、一方、触媒装置３００はステンレス鋼製であるため、触媒装置３００を、異種材料の拡径部３０５ａに溶接により接合することはできず、したがって、拡径部３０５ａとケース３０２との間に、ケース３０２をかしめにより機械的に保持するブラケット３１１を介在させ、ブラケット３１１と拡径部３０５ａとを溶接により固着している。

このようにブラケット３１１を介在させていると、触媒装置３００の組付用の部品点数が増えると共に、かしめ工程及び溶接工程の２つの工程により、触媒装置３００を拡径部３０５ａに組み付けなければならず、組付作業にも手間がかかる。しかも、拡径部３０５ａとケース３０２との間には、ブラケット配置用の余分な環状スペースができるため、触媒装置３００の排気流通断面積を十分に確保しようとすれば、拡径部３０５ａの外径が大きくなり、径方向のコンパクト化が達成できなくなる。特に、自動二輪車の場合、エンジン３１０の下側に配置された拡径部３０５ａの外径が大きくなると、バンク角及び最低地上高を大きくすることができない。なお、特許文献２の触媒装置では、排気チャンバー内に溶接により触媒装置が固着されているが、排気チャンバー及び前後の排気管の材料については記載されていない。ちなみに、特許文献２の図からは、排気チャンバーと前後の排気管は溶接により接合されており、同種の材料でできていると推測される。

（発明の目的）
本発明は、触媒装置をエンジンの下側に配置することにより触媒作用を向上させた自動二輪車用排気装置において、触媒装置の取付構造を簡素化すると共に、触媒装置の排気流通断面積を増大させた場合でも、触媒装置を収納する排気経路形成部材の外径の増大化を防ぎ、自動二輪車のバンク角及び最低地上高を大きくできるようにすることを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、エンジンの排気口から前記エンジンの下側を通過して排気マフラーの出口に至る排気経路を、複数の排気経路形成部材を接続することにより構成している自動二輪車用排気装置において、前記エンジンの下側に配置される排気経路形成部材として、他の排気経路形成部材と異種の材料であって、触媒装置が直接溶接により固着可能な材料で形成された触媒管を備えており、前記触媒装置は、触媒を担持する触媒担体と、該触媒担体が嵌合されて前記触媒管に内蔵されるケースと、を有しており、前記触媒管には孔が形成され、該孔部分で、前記ケースと前記触媒管とが直接溶接されており、前記触媒管は、エンジンの下側に左右一対配置されており、該左右の触媒管のうち、一方の触媒管は略車幅中心線上に配置され、他方の触媒管は車幅中心線から車幅方向外方に変位した位置に、かつ、前記一方の触媒管よりも上方にずれた位置に配置されており、前記各触媒管の前端部分は、前記触媒装置が内蔵される位置よりも前方位置で、前方に向かって縮径するテーパー形状に形成され、前記前端部分の前端に、外向きフランジが形成されており、前記各触媒管の前側の排気経路形成部材は、エンジンの下側に左右一対配置された第１の集合管であり、該各第１の集合管は、後方に向かって縮径するテーパー形状に形成され、前記各第１の集合管の後端に、外向きフランジが形成され、前記左右の触媒管の前端と前記左右の第１の集合管の後端が、前記エンジンの下側の位置で、前記両外向きフランジにより構成されるフランジ継手構造により、それぞれ接続されている。

上記構成によると、従来例（図１１）のように、ブラケット等の特別の取付部材を用いてかしめ結合により触媒装置を取り付ける構造に比べ、触媒装置を、触媒管に、直接、溶接により固着することができる。これにより、触媒装置取付用の部品点数を削減し、取付構造を簡素化できると共に、触媒装置の取付作業も容易になる。しかも、触媒装置の排気流通断面積を大きくしても、触媒管の外径を必要以上に大きくする必要がないので、自動二輪車において、バンク角及び最低地上高を大きくすることができる。勿論、触媒装置をエンジンの下側に配置しているので、エンジンの排気口から排出される排気ガスが、比較的温度の高い状態で触媒装置を流通することが可能となり、触媒の活性化が促進され、排気ガスの浄化機能が向上する。
また、フランジ継手を採用しつつ、該フランジ継手部分の径方向の寸法を、コンパクトにでき、自動二輪車において、バンク角及び最低地上高を大きくすることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車輌用排気装置において、前記左右の触媒管の前記テーパー状前端部分に、酸素センサー取付ボス部がそれぞれ形成されており、前記各酸素センサー取付ボス部は、車幅方向における前記他方の触媒管配置側と反対方向で、かつ、上方に向いて突出している。

上記構成によると、酸素センサー取付ボス部を形成していても、触媒管のコンパクト性を維持することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の車輌用排気装置において、前記各第１の集合管はチタン又はチタン合金で形成され、前記各触媒管はステンレス鋼で形成されている。

上記構成によると、触媒装置の取付構造の簡素化を保ちつつ、排気装置の軽量化を達成できると共に、材料調達が容易になる。

[本発明の実施の形態]
図１〜図９は本発明の実施の形態であり、以下、これらの図面に基づいて説明する。

（自動二輪車の全体の概略）
図１は自動二輪の右側面図であり、スイングアーム１０の排気管挿通用の凹部４４の凹部カバー４５（図３参照）を除いて示している。この図１において、車体フレーム１は、左右一対のメインフレーム２と、左右一対のスイングアームブラケット４と、矩形枠状のリヤフレーム７とから、側方から見て概ねＹ字状に主構成されている。メインフレーム２はヘッドパイプ３から後下がりに後方へ延び、後端部は図示しないクロス部材により左右が連結されている。スイングアームブラケット４は、メインフレーム２の後下端部に下方突出状に溶接により接合されている。リヤフレーム７は、メインフレーム２の後端部にボルト２２により固着されると共に、メインフレーム２の後端部から後上がりに後方へ延び、後車輪１１の上方を覆っており、シートレール機能を有すると共に、車体後部構成体２０の躯体（骨組み）としての機能も有している。前記ヘッドパイプ３にはフロントフォーク５が支持され、フロントフォーク５の上端部にはハンドル６が設けられ、フロントフォーク５の下端部には前車輪８が支持されている。

スイングアームブラケット４のピボット部４ａには、スイングアーム１０の前端部が上下方向揺動可能に支持され、該スイングアーム１０の後端部に前記後車輪１１が支持され、スイングアーム１０の前部とメインフレーム２の後端部との間には、概ね直立姿勢のリヤショックアブソーバ９が伸縮可能に介装されている。車体フレーム１の上側には、前側から順に、燃料タンク１２、シート１３及びリヤシート１４が設けられている。メインフレーム２の下側には、たとえば並列４気筒のエンジン１５が搭載されている。

車体前部には、ハンドル６の前方を覆うフロントカウル１６と、エンジン１５の上部の左右側方を覆うサイドカウル（センターカウル）１７と、エンジン１５の下部の左右側方及び下方を覆うロアカウル１８が設けられ、車体後部には、リヤフレーム７の後半部を覆うリヤカウル（仮想線で示す）１９が設けられ、リヤフレーム７内には、リヤフェンダー２１が設けられている。前記ロアカウル１８の底面には、後述する触媒管２６に対応する箇所に開口２９が形成されている。

（車体後部構成体）
図２は、後車輪１１の上方に配置される車体後部構成体２０の詳細を示す分解斜視図であり、車体後部構成体２０は、前記リヤフレーム７と、前記リヤカウル１９と、前記リヤフェンダー２１と、から主構成されている。リヤフレーム７は、前後方向に延びる左右一対のレール部７ａと、左右のレール部７ａを連結する複数のクロス部７ｂとを、鋳造又はダイカスト鋳造により矩形枠状に一体成形したものであり、左右のレール部７ａの前端部に、それぞれ上下一対の取付ボス部７ｃが形成されている。リヤフェンダー２１は合成樹脂製であって後車輪１１の上方を覆っており、リヤフェンダー２１の上面に各種部品を搭載し、収納できるように、リヤフェンダー２１の周囲には側壁２１ａが一体に形成され、また、各種搭載部品を所定位置に区分けできるように、複数の隔壁２１ｂが形成されている。リヤフェンダー２１は、リヤフレーム７内に下側から嵌め込まれ、図示しない複数のボルトによりリヤフレーム７に締結されている。リヤカウル１９はリヤフレーム７の後半部を覆うと共に、リヤシート取付用の開口１９ａが形成されている。

車体後部構成体２０は、前記リヤフレーム７、前記リヤフェンダー２１及び前記リヤカウル１９の主構成部品に加え、図１で説明したシート１３、リヤシート１４及びマッドガード２３等も含んでいる。

（スイングアームの構成）
図３はスイングアーム１０の平面図であり、スイングアーム１０は、前端のピボット筒（軸）部１０ａに一体に形成された平板状の前部４２と、該平板状前部４２から後方に延びる左右一対のアーム部４３とから構成されており、前記平板状前部４２の右端部には排気管挿通用の凹部４４が形成され、該凹部４４の右側開口端には前記凹部カバー（排気管カバー）４５が着脱自在に取り付けられている。前記リヤショックアブソーバ９は、車幅中心線Ｃより左側、すなわち前記排気管挿通用凹部４４とは反対側に位置しており、リヤショックアブソーバ９の上端部に設けられるオイル用のリザーブタンク４６は、リヤショックアブソーバ９よりもさらに左側に位置している。

（排気装置の構成）
図４は排気装置の分解斜視図、図５は排気装置の平面図、図６は排気装置のエンジン後方部位の右側面図、図７は触媒管２６の左側面拡大図、図８〜図１０は、それぞれ図７の触媒管２６のVIII-VIII、IX-IX、X−X断面拡大図である。

図４において、エンジン１５のシリンダヘッド１５ａの前面に開口する４つの気筒の各排気口には、チタン又はチタン合金製の各気筒用排気管（個別排気管）２４がそれぞれ接続されており、４本の気筒用排気管２４は、エンジン１５の前側を下方に延び、エンジン１５の前下端の近傍位置で後方へ湾曲し、エンジン１５の下側を後方へ延びている。

エンジン１５の下側にはチタン又はチタン合金製の左右一対の第１の集合管２５が配置されており、各第１の集合管２５の前端部には、前記４本の気筒用排気管２４が２本ずつ溶接により接合され、各第１の集合管２５の後端部には、触媒装置を内蔵するステンレス鋼製の左右一対の触媒管２６の前端部がそれぞれフランジ継手５９により着脱可能に接続されている。前記一対の触媒管２６は、たとえば左側の触媒管２６が概ね車幅中心線Ｃ上に配置され、右側の触媒管２６は車幅中心線Ｃよりも右側に変位した位置に配置されている。各触媒管２６の前部には、触媒管２６の径方向の外方へ突出する酸素センサー取付ボス部５０ａがそれぞれ形成されており、各酸素センサー取付ボス部５０ａにはそれぞれ酸素センサー５０が取り付けられている。各酸素センサー取付ボス部５０ａは左上方に向いて突出している。

２本の触媒管２６の後端部には、触媒管２６と同材料のステンレス鋼製の第２の集合管２７の前端部が溶接により接合され、該第２の集合管２７の後端部には、１本のチタン又はチタン合金製の排気管（立ち上がり管）２８の前端部が、クランプ３９を利用した嵌合継手により着脱可能に接続されている。前記クランプ３９を利用した嵌合継手による接続構造は、第２の集合管２７の後端部２７ａを、排気管２８の前端部２８ａ内に環状のシール３８を介していんろう嵌合し、環状のクランプ３９を嵌合部分の外側に嵌め、ボルト３９ａでクランプ３９を縮径することにより、第２の集合管２７と排気管２８とを接続している。

前記一本の排気管２８は、エンジン１５の後方で概ね垂直上方に立ち上がり、排気管２８の上端部には、排気デバイスボディ部３０ａと分岐部３０ｂを一体に有するチタン又はチタン合金製の分岐管３０が溶接により接合されている。分岐部３０ｂは排気経路を前後に分岐しており、前後の各分岐口に、チタン又はチタン合金製の分岐排気管３１、３２がそれぞれ溶接により接合されている。

図６において、立ち上がり状の前記一本の排気管２８は、スイングアーム１０の凹部４４内に下方から突入しており、凹部４４内に前記排気デバイスボディ部３０ａ並びに分岐部３０ｂの一部が収納されている。前後に分岐した分岐排気管３１、３２のうち、後側の分岐排気管３２は右側排気マフラー用であり、後上がりに後方へ延び、右側の排気マフラー３３の前端入口に接続している。

図５において、前側の分岐排気管３１は左側排気マフラー用であるが、車幅中心線Ｃより右側の位置で途切れており、該分岐排気管３１の先端部に、該分岐排気管３１と同材料のチタン又はチタン合金製の延長排気管３６が着脱可能に接続されている。該延長排気管３６は、後車輪１１の前方を左方へ横切り、左側の排気マフラー３４の前端入口に接続されている。前記左側排気マフラー用の分岐排気管３１と延長排気管３６との接続部は、該実施の形態では、図４に示すようにクランプ４１を用いた嵌合継手となっており、環状のシール４０を介して前側の分岐排気管３１の後端部３１ａを延長排気管３６の前端部３６ａ内にいんろう嵌合し、嵌合部分の外側に環状のクランプ４１を嵌め、ボルト４１ａでクランプ４１を縮径することにより、接続されている。

図５において、左右の排気マフラー３３、３４は、平面視で後車輪１１の左右側方に位置し、図１のように側面視で、車体後部構成体２０と後車輪１１との上下方向間に位置している。

（排気経路形成部材の材料のまとめ）
図５において、エンジン１５の排気口から排気マフラー３３、３４の出口までの排気経路は、前述のように複数の排気経路形成部材を接続することにより構成されており、該実施の形態では、排気経路形成部材として、排気上流側から順に、気筒用排気管２４、第１の集合管２５、触媒管２６、第２の集合管２７、立ち上がり状の排気管２８、分岐管３０、分岐排気管３１、３２、延長排気管３６及び排気マフラー３３、３４を接続しているが、材料としては、前述のように、触媒管２６及び該触媒管２６と一体に形成される第２の集合管２７を、触媒装置６５と同材料の耐熱性の優れたステンレス鋼製とし、その他の気筒用排気管２４、第１の集合管２５、立ち上がり状の排気管２８、分岐管３０、分岐排気管３１、３２、延長排気管３６及び排気マフラー３３、３４を、ステンレス鋼よりも比重の小さいチタン又はチタン合金製としている。

（触媒装置）
図８は触媒管２６の縦断側面図（図７のVIII-VIII断面図）であり、この図８において、ステンレス鋼製の触媒管２６内に収納される触媒装置６５は、薄板円筒状のステンレス鋼製のケース６７と、ステンレス鋼製のメタルハニカムを渦巻き状に巻いた前後一対の触媒担体６６と、から構成され、両触媒担体６６は、白金やバナジウム等の触媒を担持すると共に、排気ガス流方向に所定間隔を置いてケース６７内に嵌合し、たとえばスポット溶接によりケース６７の内周面に固着（接合）されている。前記ケース６７は、排気ガス流方向の一方の端部、たとえば下流側の端部が溶接によりケース６７の内周面に固着され、上流側の端部が排気ガス流方向に移動可能な自由端部となっている。触媒管２６に対するケース６７の前記溶接構造は、たとえば触媒管２６の周方向等間隔を置いた３カ所に長孔７０を形成し、各長孔７０部分で、ケース６７を触媒管２６に溶接（プラグ溶接）により固着している。なお、触媒装置６５は、前記のようなハニカム型触媒には限定されず、たとえばパンチングプレートを利用した触媒等を内蔵することもできるが、触媒担体の材料としては、触媒管２６と同じ耐熱性のあるステンレス鋼が用いられ、溶接により触媒管２６に固着される。

（触媒管のフランジ継手構造）
図４において、ステンレス鋼製の触媒管２６の後端に形成された同材料の第２の集合管２７は、前述のようにクランプ３９を利用した嵌合継手によりチタン又はチタン合金製の排気管２８に接続されているが、触媒管２６の前端は、前述のようにフランジ継手５９により前側の第１の集合管２５に接続されており、前記フランジ継手５９の構造を、以下、詳しく説明する。

図７は触媒管２６の左側面図であり、この図７において、触媒管２６の前端部分２６ｂは前方に向かって縮径するテーパー状に形成されており、該テーパー状前端部分２６ｂの小径側の前端に、触媒管２６と同材料のステンレス鋼製の外向きフランジ２６ａが溶接により固着されている。一方、第１の集合管２５は後方に向かって縮径するテーパー状に形成されており、該テーパー状の第１の集合管２５の小径側の後端に、第１の集合管２５と同材料のチタン又はチタン合金製の外向きフランジ２５ａが溶接により固着されている。また、前記各酸素センサー取付ボス部５０ａは、触媒管２６のテーパー状前端部分２６ｂに設けられている。左右の触媒管２６用の一対の外向きフランジ２６ａは、図９に示すように両フランジ２６ａが一体物として形成されており、各外向きフランジ２６ａに形成されたボルト挿通孔には、それぞれナット６１が溶接により固着されている。一方、図１０に示すように、第１の集合管用の一対の外向きフランジ２５ａは、互いに分離独立した状態で形成されている。

図７において、前記両外向きフランジ２５ａ、２６ａは、金属製ガスケット６２を介して重ね合わされ、前方から両フランジ２５ａ、２６ａのボルト挿通孔に挿通したボルト６０を前記ナット６１に螺着することにより、触媒管２６と第１の集合管２５とを接続している。なお、触媒管２６のフランジ２６ａをテーパー状前端部分２６ｂの小径側の前端に設け、第１の集合管２５のフランジ２５ａを、テーパー状の第１の集合管２５の小径側の後端に設けていることにより、各フランジ２６ａ、２５ａの外径は、それぞれ触媒管２６の外径及び第１集合管２５の外径と略同じ程度の大きさに抑えることができる。すなわち、各フランジ２６ａ、２５ａが、触媒管２６及び第１の集合管２５よりも径方向の外方に殆ど張り出さない構造となっている。さらに、各酸素センサー取付ボス部５０ａは、触媒管２６のテーパー状前端部分２６ｂに形成されているので、酸素センサー取付ボス部５０ａは触媒管２６のフランジ２６ａよりも径方向の外方に大きく張り出さず、しかも、各酸素センサー取付ボス部５０ａは、左上方に斜めに突出しており、下方へは突出していないので、最低地上高も高くすることができる。

（排気デバイス及び排気デバイス用アクチュエータ）
図４において、分岐管３０の排気デバイスボディ部３０ａには、排気デバイス５１として、たとえばバタフライ弁が備えられており、前記排気デバイスボディ部３０ａ内に回動自在に支持された弁軸５４と、該弁軸５４に固着された円板形の弁体５３と、排気デバイスボディ部３０ａの前側に配置された入力用の被駆動プーリ５５等と、から主構成されている。弁軸５４は、前後方向に延びるように水平に配置されると共に前方に突出し、該前方突出部に前記被駆動プーリ５５が固着され、該被駆動プーリ５５は、リヤフェンダー２１の後部に配設されたアクチュエータ７１の駆動プーリ７６に、一対の伝動ケーブル７７、７８を介して連動連結している。

前記アクチュエータ７１は、正逆回転可能な電動モータ（ステップモータ）と、該電動モータの出力を減速する減速機構を内蔵しており、前記リヤフェンダー２１の後部の上面に上方から搭載されると共に、電子制御ユニット（図示せず）に電気的に接続し、電子制御ユニットからの制御信号により、所定回動量だけ、所定の方向（開弁方向及び閉弁方向）に回動するようになっている。アクチュエータ７１に形成されたボルト挿通用のボス部７１ａ及び該ボス部７１ａの下側に配置されたスペーサ（カラー）７９には、締結部材として、上方からボルト７２がそれぞれ挿通され、各ボルト７２を、リヤフェンダー２１に形成されためねじ部（又はナット）に螺着することにより、アクチュエータ７１をリヤフェンダー２１の上面の所定位置に取り付けている。

アクチュエータ７１の出力軸７４は、アクチュエータ７１の上面から上方に突出し、該突出部分に、駆動プーリ７６が固着されている。該駆動プーリ７６と、排気デバイス５１の被駆動プーリ５５とを連動連結する前記一対の伝動ケーブル７７、７８は、一方は、排気デバイス５１を開弁側に駆動するための伝動ケーブルであり、他方は、排気デバイス５１を閉弁側に駆動するための伝動ケーブルである。

各伝動ケーブル７７、７８は、それぞれアウターケーブル７７ａ、７８ａ内にケーブル長さ方向移動自在に挿入されており、各アウターケーブル７７ａ、７８ａの前端部は、分岐管３０に設けられたケーブル係止部８０にケーブル長さ方向移動不能に保持（係止）され、各アウターケーブル７７ａ、７８ａの後端部は、アクチュエータ７１に設けられたケーブル係止部８１にケーブル長さ方向移動不能に保持（係止）されている。

（触媒管及び排気管等の組立）
図４において、触媒管２６の前端部は、前述のようにフランジ継手５９により、第１の集合管２５の後端部に接続される。すなわち、図７において、両フランジ２５ａ、２６ａは金属ガスケット６２を介して重ね合わされ、ボルト６０及びナット６１により接続される。フランジ継手５９を利用していることにより、クランプを用いた嵌合継手のように、触媒管長さ方向に大きな作業スペースを確保する必要がなく、狭いスペースでも、容易に接続作業を行うことができる。

一方、図４において、触媒管２６の後端部に溶接により接合された第２の集合管２７の後端部２７ａには、分岐管３０及び左右の分岐排気管３１、３２が溶接により一体に形成された排気管２８が、クランプ３９を利用した嵌合継手により接続される。排気管２８の上端部及び分岐管３０は、図５のように、組付終了後には、スイングアーム１０の凹部４４内に収納されるものであるが、排気管２８を第２の集合管２７に接続する際には、排気管２８を、スイングアーム１５の凹部４４から右方に飛び出すように傾斜させた状態として、第２の集合管２７の後端部２７ａに仮に嵌合し、その後、凹部４４内へと戻し、左側の延長排気管３６を左側分岐排気管３１に、クランプを利用して嵌合接続する。すなわち、前記左側排気管３６を接続していない状態で、分岐排気管３１、３２、分岐管３０及び排気管２８の一体物を回動するので、たとえばフェンダー２１に衝突することなく回動することができ、組付作業には手間がかかならい。

（実施の形態の作用効果）
（１）ステンレス鋼製の触媒装置６５を収納する触媒管２６を、触媒装置６５と同材料のステンレス鋼製とし、溶接により触媒装置６５を触媒管２６に固着しているので、ブラケット等の特別の取付部品を用いることなく触媒装置６５を取り付けることができ、触媒管２６に対する触媒装置６５の取付構造が簡単になると共に、触媒管の径を必要以上に大きくすることなく、触媒装置６５の排気流通断面積を大きく確保できる。これにより、エンジン１５の下側の限られた配置スペースにコンパクトに触媒管２６を配置できると共に、自動二輪車における最低地上高及びバンク角を大きくすることができる。

（２）エンジン１５の下側に配置されるステンレス鋼製の触媒管２６と、チタン又はチタン合金製の排気管２８とを、フランジ継手５９により接続しているので、クランプを用いた異種材料の嵌合接続構造に比べ、管長方向（前後方向）及び管径方向の寸法を小さくでき、これによっても、エンジン１５の下側の限られた配置スペースにコンパクトに触媒管２６を配置できると共に、自動二輪車における最低地上高及びバンク角を大きくすることができる。また、接続作業（組立作業）用のスペースも小さくて済み、組立作業が容易になる。

（３）複数の排気経路形成部材のうち、触媒装置６５が溶接により固着される触媒管２６を、触媒装置６５と同材料のステンレス鋼製とし、他の排気管２４、２８、３１、３２及び第１の集合管２５等をチタン又はチタン合金製としているので、前記のように、触媒装置６５の組付性を向上させながらも、排気装置全体の軽量化を達成することができる。また、材料調達も容易になる。

（４）図５に示すように、スイングアーム１０に凹部４４を形成し、該凹部４４に、前後に分岐される排気装置の分岐管３０等を通過させているので、車輌の車幅方向の寸法をコンパクトに維持することができる。

（５）図５において、分岐管３０は、車幅中心線Ｃに対して右側に配置されているが、該分岐管３０から分岐される左右の排気マフラー用の分岐排気管３１、３２のうち、分岐管配置側とは反対側の排気マフラー用の分岐排気管、すなわち左側排気マフラー用の分岐排気管３１を、前記車幅中心線Ｃよりも右側で途切れる長さとし、該短い左側排気マフラー用分岐排気管３１に、同材料の左側排気マフラー用の延長排気管３６を着脱可能に接続する構造としているので、前述のように、凹部４４内に分岐管３０を配置する構造において、凹部４４外で分岐管３０を第２の集合管２７に組み付けた後、凹部４４内に分岐管３０を収納する工程において、左側排気マフラー用の分岐排気管３１がリヤフェンダー２１に当たることなく、円滑に所定の位置まで回動させることができ、組立作業が容易である。

[本発明の他の実施の形態]
（１）前記実施の形態では、異種材料の排気経路形成部材の組み合わせとして、触媒管をステンレス鋼製とし、排気管２８等をチタン又はチタン合金製としているが、その他の異種材料の組み合わせを採用することもできる。たとえば、ステンレス鋼製の触媒管に対し、排気管２８等をＮｉ、Ｃｒ及びＦｅの合金のインコネル製又はその他の軽量合金製とすることも可能である。また、触媒管に対して、他の排気管等の材料を、たとえば鉄等の安価な材料とすることにより、触媒管の耐熱性を維持しつつ、排気装置全体のコストを低減することも可能である。

（２）前記実施の形態では、触媒管２６の前端部と第１の集合管２５の後端部との接続部をフランジ継手５９としているが、触媒管２６の後端に一体に溶接された第２の集合管２７の後端部と立ち上がり状の排気管２８の前端部との接続部として、フランジ継手を用いることも可能である。また、触媒管２６の前端部と第１の集合管２５との接続部を、クランプを用いた嵌合接続とすることも可能である。要するに、排気経路形成部材の接続部の構造は、前記実施の形態の構造には限定されず、適宜、クランプを用いた嵌合継手と、フランジ継手を選択することができる。

本発明は、自動二輪車用排気装置だけでなく、乗鞍型四輪走行車あるいは通常の自動車等、各種車輌用排気装置に適用できる。

本願発明の一実施の形態であり、本願発明の排気装置を備えた自動二輪車の右側面図である。図１の自動二輪車の車体後部構成体の主構成部品の分解斜視図である。図１の自動二輪車のスイングアームの平面図である。図１の自動二輪車の排気装置の分解斜視図である。図１の自動二輪車の排気装置の平面図である。図１の排気装置のエンジン後方部分の右側面図である。図１の触媒管の左側面拡大図である・図７のVIII-VIII断面図である。図７のIX-IX断面図である。図７のX-X断面図である。従来の自動二輪車用排気装置の触媒装置に縦断側面図である。

符号の説明

１５エンジン
２４気筒用排気管（排気経路形成部材）
２５第１の集合管（排気経路形成部材）
２６触媒管（排気経路形成部材）
２７第２の集合管（排気経路形成部材）
２８排気管（排気経路形成部材）
３０分岐管（排気経路形成部材）
３１、３２分岐排気管（排気経路形成部材）
３３、３４排気マフラー（排気経路形成部材）

Claims

エンジンの排気口から前記エンジンの下側を通過して排気マフラーの出口に至る排気経路を、複数の排気経路形成部材を接続することにより構成している自動二輪車用排気装置において、
前記エンジンの下側に配置される排気経路形成部材として、他の排気経路形成部材と異種の材料であって、触媒装置が直接溶接により固着可能な材料で形成された触媒管を備えており、
前記触媒装置は、触媒を担持する触媒担体と、該触媒担体が嵌合されて前記触媒管に内蔵されるケースと、を有しており、
前記触媒管には孔が形成され、該孔部分で、前記ケースと前記触媒管とが直接溶接されており、
前記触媒管は、エンジンの下側に左右一対配置されており、
該左右の触媒管のうち、一方の触媒管は略車幅中心線上に配置され、他方の触媒管は車幅中心線から車幅方向外方に変位した位置に、かつ、前記一方の触媒管よりも上方にずれた位置に配置されており、
前記各触媒管の前端部分は、前記触媒装置が内蔵される位置よりも前方位置で、前方に向かって縮径するテーパー形状に形成され、前記前端部分の前端に、外向きフランジが形成されており、
前記各触媒管の前側の排気経路形成部材は、エンジンの下側に左右一対配置された第１の集合管であり、該各第１の集合管は、後方に向かって縮径するテーパー形状に形成され、前記各第１の集合管の後端に、外向きフランジが形成され、
前記左右の触媒管の前端と前記左右の第１の集合管の後端が、前記エンジンの下側の位置で、前記両外向きフランジにより構成されるフランジ継手構造により、それぞれ接続されている、自動二輪車用排気装置。
前記左右の触媒管の前記テーパー状前端部分に、酸素センサー取付ボス部がそれぞれ形成されており、
前記各酸素センサー取付ボス部は、車幅方向における前記他方の触媒管配置側と反対方向で、かつ、上方に向いて突出している、請求項１に記載の自動二輪車用排気装置。
前記各第１の集合管は、チタン又はチタン合金でできており、
前記各触媒管は、ステンレス鋼でできている、請求項２に記載の自動二輪車用排気装置。