JP5086056B2 - 自動二輪車の触媒配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの排気ポートと排気マフラの間の排気管中に触媒収納室を備えた自動二輪車の触媒配置構造に関する。

小排気量の単気筒エンジンを搭載した自動二輪車には、エンジンからクランクケース下方に排気管を延ばし、クランクケース下方で排気管に触媒コンバータを接続し、この触媒コンバータの出口を別の排気管を介して車両後方の排気マフラに接続したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
この自動二輪車では、エンジンから排出された高温の排気ガスが排気マフラに至る前に触媒コンバータ内の触媒に供給されるので、排気マフラの内部に触媒を配置したものに比して、この触媒に、より高温の排気ガスが供給され、触媒の温度を迅速に活性化温度に上げることができる。
特開２００６−２２６２７９号公報

特許文献１記載の比較的小排気量の単気筒エンジンを搭載する車両は、触媒が小さいため、この触媒を収納する触媒コンバータも小さく、この触媒コンバータをクランクケース下方に配置しても地面から触媒コンバータまでの地上高を十分に確保できる。
しかし、中排気量のエンジンを搭載した車両は、排気量に比例して触媒が大きくなるため、触媒コンバータも大きくなり、クランクケース下方には、この触媒コンバータを地上高を確保しつつ配置可能な空きスペースがなかった。このため、この種の車両では比較的大容量の触媒コンバータをコンパクトに配置できなかった。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、最低地上高を確保しつつコンパクトな配置が可能な自動二輪車の触媒配置構造を提供することにある。

上述課題を解決するため、本発明は、エンジン（２１１，３００）の排気ポート（２１７ｂ）と排気マフラ（２９０，３９０）の間の排気管（２７０，３７０）中に触媒収納室（２８０，３８０）を備えた自動二輪車の触媒配置構造において、前記エンジン（２１１，３００）は、クランクケース（２１４）と、このクランクケース（２１４）上部から前側に向かって延出したシリンダ（２１５）を備えた並列多気筒エンジンであり、このエンジン（２１１，３００）のシリンダ（２１５）前面の下方、かつ、クランクケース（２１４）前面より前方であって、クランクケース（２１４）底面から略水平に延びる水平面（Ｌｏｗ）より上方に形成されたスペースに、前記触媒収納室（２８０，３８０）を、その軸線（Ｌ）をクランク軸（ＣＲ）方向に向け且つ車体上面視で前記シリンダ（２１５）の車体幅方向における幅内に配置し、前記シリンダ（２１５）の前端位置の車体前後方向と略一致するように車体機能部品としての燃料タンク（２３０）又はラジエータ（２２１）が配置され、前記触媒収納室（２８０，３８０）は、前記車体機能部品（２２１，２３０）の後面と前記クランクケース（２１４）前面とで囲まれることを特徴とする。
この発明によれば、エンジンのシリンダ前面の下方、かつ、クランクケース前面より前方であって、クランクケース底面から略水平に延びる水平面より上方に形成されたスペースに触媒収納室をその軸線をクランク軸方向に向けて配置したので、エンジンのシリンダ及びクランクケースに囲まれる空きスペースを有効利用しながら最低地上高を確保しつつ触媒コンバータをコンパクトに配置できる。

また、触媒収納室を並列多気筒エンジンのシリンダの車体幅方向における幅内に配置したため、触媒収納室がシリンダ直下に配置され、エンジン始動後の冷機状態であっても、このシリンダの熱を受けて触媒を迅速に活性化することができる。
また、触媒収納室を車体機能部品の後面側に配置するため、車体機能部品後方のスペースを有効利用しつつ、車体構成部品によって触媒コンバータの走行風による冷却を抑えることができる。
また、また、上記車体機能部品を燃料タンク（２３０）としたため、車体機能部品の中でも大型部品である燃料タンクの後方に触媒収容室を配置することで、触媒収容室が走行風にさらされることを抑制できる。

また、前記排気管（２７０，３７０）は、前記シリンダ（２１５）の前記排気ポート（２１７ｂ）から延びて前記触媒収納室（２８０，３８０）に接続される前部排気管（２７１，３７１）と、前記触媒収納室（２８０，３８０）から車体後方へ延びて前記排気マフラ（２９０，３９０）に接続される後部排気管（２７５，３７５）とを備え、前記エンジン（２１１，３００）のシリンダ（２１５）に接続される複数の排気管（２７１，３７１）を、シリンダ（２１５）から車体下方に各々延出させて前記触媒収納室（２８０，３８０）に接続して集合させることが好ましい。この構成によれば、エンジンのシリンダに接続される複数の排気管を、触媒収納室に接続して集合させたので、排気ユニット全体をコンパクトに構成することができる。

また、前記触媒収納室（３８０）内を複数の膨張室に仕切る隔壁（３８４）と、この隔壁（３８４）を貫通する複数の連通管（３７１ａ，３８７）とを備え、前記連通管（３７１ａ，３８７）のいずれかに触媒体（３８５）を設けるようにしてもよい。この構成によれば、触媒収容室内を複数の膨張室に仕切る隔壁と、この隔壁を貫通する複数の連通管とを備えるので、触媒収容室がサイレンサとしても機能し、排気ユニット全体をよりコンパクトに構成でき、排気マフラのレイアウト自由度も向上する。
また、前記クランクケース（２１４）の前面側に、着脱自在なオイルフィルタ（２１９）を備え、このオイルフィルタ（２１９）よりも上方に前記触媒収納室（２８０）を配置してもよい。この構成によれば、触媒収納室をオイルフィルタよりも上方に配置したので、オイルフィルタの着脱作業を容易に行うことができる。

また、前記シリンダ（２１５）の前端位置よりも車体後方且つ前記クランクケース（２１４）底面から略水平に延びる水平面（Ｌｏｗ）よりも上方に、前記触媒収納室（２８０，３８０）と前記前部排気管（２７１，３７１）とが配置されていてもよい。
また、前記車体機能部品（２２１，２３０）の後面は、後ろ上りに傾斜する傾斜面で構成されるようにしてもよい。
また、側面視で前記触媒収納室（２８０，３８０）の車体幅方向外側は、車体フレーム（１１０）を覆う車体カバー（２０）で覆われていてもよい。

また、低床式フロア（２５）を支持するフロア支持部材（１９２）又はフロア支持部材（１４１）を支持するフレーム部材（１１４）の略水平に延びる部分とほぼ同じ高さ位置に前記触媒収納室（２８０，３８０）の上端が位置し、左右の前記低床式フロア（２５，２５）の間に前記エンジン（２１１，３００）及び前記触媒収納室（２８０，３８０）が配置されるようにしてもよい。
また、前記前部排気管（２７１，３７１）と前記後部排気管（２７５，３７５）とは、前記触媒収納室（２８０，３８０）の車体幅方向の同一側から接続され、前記前部排気管（２７１，３７１）は、正面視で前記触媒収納室（２８０，３８０）の軸線（Ｌ）と同一高さに集合されていてもよい。
また、前記触媒収納室（２８０）は、触媒が設けられた触媒室（２８４ａ，２８４ｂ）が２重に配置されていてもよい。

本発明では、エンジンのシリンダ前面の下方、かつ、クランクケース前面より前方であって、クランクケース底面から略水平に延びる水平面より上方に形成されたスペースに触媒収納室をその軸線をクランク軸方向に向けて配置したので、低地上高を確保しつつ触媒収納室のコンパクトな配置が可能になる。
また、触媒収納室を並列多気筒エンジンのシリンダの車体幅方向における幅内に配置したため、エンジン始動後の冷機状態であっても、このシリンダの熱を受けて触媒を迅速に活性化することができる。
また、エンジンのシリンダに接続される複数の排気管を、触媒収納室に接続して集合させたので、排気ユニット全体をコンパクトに構成することができる。
また、触媒収納室を車体機能部品の後面側に配置するため、車体機能部品後方のスペースを有効利用しつつ、車体構成部品によって触媒コンバータの走行風による冷却を抑えることができる。
また、触媒収容室内を複数の膨張室に仕切る隔壁と、この隔壁を貫通する複数の連通管とを備えるので、触媒収容室がサイレンサとしても機能し、排気ユニット全体をよりコンパクトに構成できる。
また、触媒収納室をオイルフィルタよりも上方に配置したので、オイルフィルタの着脱作業を容易に行うことができる。
また、触媒収納室を車体機能部品の中でも大型部品である燃料タンクの後方に配置したため、触媒収容室が走行風にさらされることを抑制できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明中、前後、左右及び上下といった方向の記載は、運転者から見た方向に従う。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印Ｒは車両右方を、矢印ＵＰは車体上方をそれぞれ示している。
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る自動二輪車の側面図を示し、図２は右側斜め後方から見た斜視図である。この自動二輪車１０は低床式フロア２５（図２参照）を有するスクータ型車両である。
この自動二輪車１０は、図１に示すように、車体フレーム１１０と、車体フレーム１１０のヘッドパイプ１１１に回動自在に支持された左右一対のフロントフォーク２０１、２０１と、フロントフォーク２０１、２０１に回転自在に支持された前輪２０２と、フロントフォーク２０１、２０１に連結された操舵用のハンドル２０３と、車体フレーム１１０の後部に支持されたエンジン２１１と、エンジン２１１とは独立してエンジン２１１のクランク軸ＣＲを中心に上下に揺動自在な動力伝達機構２１２と、動力伝達機構２１２の後部に支持された後輪２０５と、車体フレーム１１０と動力伝達機構２１２との間に設けられた左右一対のリヤクッションユニット２０６、２０６と、車体フレーム１１０の後部上部に取り付けた収納ボックス２０７と、収納ボックス２０７の上に開閉自在に配置したシート２０８とを備えている。

この自動二輪車１０は、図２に示すように、車体カバー２０で覆われている。この車体カバー２０は、車体フレーム１１０の前部を覆い、その上部にウインドスクリーン３１を備えたフロントカウル２１と、フロントカウル２１の後側上部を覆うアッパカバー２２と、フロントカウル２１の後側下部を覆うインナカバー２３と、インナカバー２３の後端から後方へ延出して車体フレーム１１０の幅方向中央を覆うセンタカバー２４と、センタカバー２４の下端外縁から外方へ延出して運転者の足を載せる低床式フロア２５と、低床式フロア２５の外縁から下方へ延ばしたフロアスカート２６と、センタカバー２４から後方へ延ばし車体フレーム１１０の後側部を覆う左右一対のリヤサイドカバー２７、２７と、車体フレーム１１０の後部を覆うリヤカバー２８とを備える。

シート２０８は、運転者が座るシート前部２０８ａと乗員が座るシート後部２０８ｂとを一体に構成した一体型シートである。このシート後部２０８ｂに着座した乗員が足を載せるピリオンステップ２１０は、リヤサイドカバー２７の前部下方に格納・露出自在に設けられる。なお、図中、２６１はヘッドランプ、２６２はウインカ、２６３、２６３はミラー、２６４はフロントフェンダ、２６５はシートロック用錠、２６６はリヤエアスポイラ、２６７はテールランプ、２６８はリヤフェンダ、２６９はメインスタンド、２０９ａは燃料タンク２３０（図１参照）の給油口２３４を露出自在に開閉する給油用リッド、２０９ｂはエンジン２１１の点火プラグ（図示せず）を点検するときに開ける点検用リッドである。

図３は車体フレーム１１０を示す図である。車体フレーム１１０は、ヘッドパイプ１１１に連結されて後下がりに延びるフロントフレーム１１２と、フロントフレーム１１２の後部から後上がりに延びる左右一対のリヤフレーム（シートレールとも称する）１１５、１１５とを、溶接にて結合したダブルクレードル型の一体フレームである。ヘッドパイプ１１１は、車体カバー２０（フロントカウル２１等）を支持するカウルステー固定用のブラケット１１１ａを備える。

フロントフレーム１１２は、ヘッドパイプ１１１から後下方延びる左右一対のアッパフレーム１１３、１１３と、これら一対のアッパフレーム１１３、１１３の下方で、ヘッドパイプ１１１から下方へ延びる左右一対のダウンチューブ１１４、１１４とを備え、これら一対のダウンチューブ１１４、１１４を途中で屈曲して後方へ略水平に延ばして一対のアッパフレーム１１３、１１３の後端と結合させた後に後上がりに延ばして一対のリヤフレーム１１５、１１５に結合している。
このような構成のフロントフレーム１１２であるから、アッパフレーム１１３、１１３及びダウンチューブ１１４、１１４で囲んだスペースＳｐ１が、側面視略三角形状となるトラス構造が形成される。また、フロントフレーム１１２を構成する各フレーム間には、クロスメンバ１５１、１２１、１２２が幅方向に架け渡されると共に、補強メンバ１５２、１５２、１５３、１５３が架け渡され、これらによって十分なフレーム剛性が確保される。

このスペースＳｐ１には、図３に示すように、燃料タンク２３０が配置される。この燃料タンク２３０は、スペースＳｐ１を有効利用して配置するために、車体側方から見たときに、アッパフレーム１１３、１１３及びダウンチューブ１１４，１１４に沿って前上がり先細り状になった略三角形状の容器に形成される。また、この燃料タンク２３０の下部はダウンチューブ１１４、１１４よりも下方に膨出し、この燃料タンク２３０の下部をダウンチューブ１１４、１１４の下方に位置する着脱可能なアンダーフレーム１４３で覆うことにより、燃料タンク２３０を保護している。従って、燃料タンク２３０の容量が増えると共に燃料タンク２３０が低重心化した形状となり、自動二輪車１０の重心を下げることができる。

また、ダウンチューブ１１４、１１４には、燃料タンク２３０前方に位置するようにエンジン冷却用のラジエータ２２１がボルトで固定されると共に、このダウンチューブ１１４、１１４の後方に略水平に延びる部分に、低床式フロア２５（図１参照）を支持する左右のフロア支持ステー１４１、１４１がボルトで固定される。このフロア支持ステー１４１、１４１の前端下部には、ステー１４２を介してエンジン点火用コイル２２６が固定される。
なお、図３中、符号１４５、１４６は、フロア支持ステー１４１、１４１をダウンチューブ１１４、１１４にボルト止めするためのブラケットであり、このうちブラケット１４６はアンダーフレーム１４３をボルト止めするブラケットを兼用し、このブラケット１４６とブラケット１４７とにアンダーフレーム１４３がボルト止めされる。

この車体フレーム１１０には、図１に示すように、燃料タンク２３０後方にエンジン２１１が支持され、このエンジン２１１の上方で前後に延びる左右一対のリヤフレーム１１５、１１５間に前後に渡って延在する収納ボックス２０７が支持される。収納ボックス２０７は車体前後方向に長いボックス形状を有するので、２個のヘルメットＨｆ、Ｈｒを収納可能な大容量の収納空間が確保される。
図３に示すように、左右一対のリヤフレーム１１５、１１５は、一端を左右一対のアッパフレーム１１３、１１３の長手途中に結合すると共に、他端を後方へ延した縦長断面形状の部材であり、より具体的には、リヤフレーム１１５，１１５は縦長矩形断面の角パイプからなる。ここで、「縦長断面形状」とは、横寸法に比べて縦寸法が大きい断面形状のものを言う。

左右のリヤフレーム１１５、１１５の前端間には、第１クロスメンバ１２１が架け渡され、その後方には、前部リヤクロスメンバ１３１、中部リヤクロスメンバ１３２及び後部リヤクロスメンバ１３３が前から順に架け渡され、これら３個のクロスメンバ１３１〜１３３は、リヤフレーム１１５、１１５の上面に重ねてボルト止めされる。さらに左右のリヤフレーム１１５、１１５の後部には、クッション用ブラケット１３４、１３４が結合され、リヤフレーム１１５、１１５の後部間に、後下部リヤクロスメンバ１３５が掛け渡され、これら複数のクロスメンバ１２１、１３１〜１３３、１３５によってフレーム剛性が十分に確保される。また、後下部リヤクロスメンバ１３５には、左右の搬送用フック１３６、１３６が結合される。

図３に示すように、車体フレーム１１０は、左右のアッパフレーム１１３、１１３下端間に架け渡された第２クロスメンバ１２２と、ダウンチューブ１１４、１１４の水平部分後部に架け渡された第３クロスメンバ１２４とを備え、これらクロスメンバ１２２、１３４及びダウンチューブ１１４、１１４の後端に、エンジン用ブラケット１２３〜１２６が各々設けられ、これらエンジン用ブラケット１２３、１２５及び１２６を介してエンジン２１１が支持される。
図４は車体フレーム１１０にエンジン２１１を支持した状態を示す図である。
エンジン２１１は、クランクケース２１４と、クランクケース２１４上部から前側に向かって延出した前傾シリンダ２１５とを備え、このシリンダ２１５が、クランクケース２１４に連結されるシリンダブロック２１６と、シリンダブロック２１６の前部に連結されるシリンダヘッド２１７と、シリンダヘッド２１７の前部に連結されるヘッドカバー２１８とを備え、シリンダブロック２１６内に左右２つのピストンＰ（図）を略前後方向に摺動自在に収容した水冷式並列２気筒エンジン（並列多気筒エンジン）である。

このエンジン２１１は、エンジン用第１ブラケット１２３にシリンダ２１５下部が取り付けられ、エンジン用第２ブラケット１２５にクランクケース２１４前部が取り付けられ、エンジン用第３ブラケット１２６、１２６にクランクケース２１４後部が取り付けられる。これによって、一対のアッパフレーム１１３、ダウンチューブ１１４及びリヤフレーム１１５で囲んだ、側面視略三角形状のスペースＳｐ２にシリンダ２１５を進入させ、且つ、クランクケース２１４の下部をダウンチューブ１１４、１１４の下方に吊り下げたレイアウトでエンジン２１１が車体フレーム１１０に支持される。クランクケース２１４には、上記ピストンにコンロッドを介して連結されたクランク軸ＣＲがエンジン幅方向（車体幅方向）に延在して軸支され、このクランク軸ＣＲの回転が動力伝達機構２１２に伝達される。動力伝達機構２１２は、このクランク軸ＣＲの回転を後輪２０５に伝達する、遠心クラッチ付きベルトコンバータ無段変速機に構成されている。

このエンジン２１１のシリンダヘッド２１７上面には、各気筒用の複数（本例では２本）の吸気ポート２１７ａが開口し、シリンダヘッド２１７下面には、各気筒用の複数（本例では２本）の排気ポート２１７ｂが開口する。このエンジン２１１及び動力伝達機構２１２の上方には、図１に示すように、エンジン２１１の吸気系を構成するスロットルボディ２８３とエアクリーナ２８１が配設され、吸気ポート２１７ａにインレットパイプ２８３ａを介してスロットルボディ２８３が接続され、このスロットルボディ２８３の後方にコネクティングチューブ２８３ｂを介してエアクリーナ２８１が接続される。なお、エアクリーナ２８１は収納ボックス２０７の右側に配置され、収納ボックス２０７の左側にはバッテリ２８７が配置される。また、排気ポート２１７ｂには、エンジン２１１の排気系を構成する排気ユニット２６０が接続される。

図５はエンジン２１１を周辺構成と共に示す正面図である。
排気ユニット２６０は、排気管２７０と触媒コンバータ（触媒収容室）２８０と排気マフラ２９０（図２参照）とを備え、排気管２７０は、エンジン２１１の排気ポート２１７ｂと排気マフラ２９０とを結ぶ排気通路を構成し、排気マフラ２９０は後輪２０５の右側方、つまり、車体後方右側に配置される。
この図に示すように、排気管２７０は、エンジン２１１のシリンダ２１５の前面（以下、シリンダ前面２１５Ａという）の下方かつクランクケース２１４前方で、エンジン２１１の各排気ポート２１７ｂから延びて触媒コンバータ２８０に接続される前部排気管２７１と、触媒コンバータ２８０から車体後方へ延びて排気マフラ２９０に接続される後部排気管２７５とを備える。前部排気管２７１は、上流側（排気入口側）が排気ポート２１７ｂの数だけ分岐する分岐排気管２７２、２７３を備え、この分岐排気管２７２、２７３の下流側（排気出口側）を１本に集合した金属管であり、分岐排気管２７２、２７３が図示せぬガスケットを間に挟んでシリンダヘッド２１７の各排気ポート２１７ｂ、２１７ｂに各々接続される。

各分岐排気管２７２、２７３は、各排気ポート２１７ｂ、２１７ｂから下方に延びながら車体右側に屈曲した後に１本の排気管となり、この１本の排気管２７４が車体幅中央に向けて屈曲して触媒コンバータ２８０の右側に接続される。図５に示すように、これら分岐排気管２７２、２７３のうち、触媒コンバータ２８０の接続部（右側）から離れた排気ポート（左側の排気ポート）２１７ｂにつながる分岐排気管２７２は、該排気ポート２１７ｂから該接続部に向かって概ね最短経路で該接続部につながる配管形状に形成され、該接続部に近い排気ポート（右側の接続ポート）２１７ｂにつながる分岐排気管２７３は、上記分岐排気管２７２に沿うのではなく、該分岐排気管２７２よりも車体前側或いは車体後側に屈曲し、右側の接続ポート２１７ｂから接続部に至るまで若干遠回りする配管形状に形成され、すなわち、各排気ポート２１７ｂ、２１７ｂから触媒コンバータ２８０の接続部に至るまでの排気経路長を等しくしている。
後部排気管２７５は、触媒コンバータ２８０の右側であって、前部排気管２７１の接続箇所と異なる箇所から車体右方へ延びた後、車体後方へ屈曲しクランクケース２１４の右側方を車体後方へ延びて、その後端がサイレンサとして機能する排気マフラ２９０に接続される。

この触媒コンバータ２８０は、排気管２７０の一部を構成し、エンジン２１１のシリンダ前面２１５Ａの下方、かつ、クランクケース２１４前面より前方に形成されたスペースＳｐ３内で、その軸線Ｌをクランク軸方向に向けて車体幅方向に延びるように配置され、シリンダ前面２１５Ａ直下においてシリンダ２１５の幅内（エンジン２１１の幅内）にほぼ収まるように配置される。より具体的には、触媒コンバータ２８０は、車体側面視で、シリンダ２１５下面の下方、燃料タンク２３０後面、クランクケース２１４前面、及び、クランクケース２１４底面から略水平に延びる水平面（エンジン２１１の略最下面に相当）Ｌｏｗによって囲まれるスペース内に配置される。

この触媒レイアウトでは、上記シリンダ２１５、燃料タンク２３０及びクランクケース２１４に囲まれた空きスペースＳｐ３に触媒コンバータ２８０を配置しているため、この空きスペースＳｐ３を有効利用して触媒コンバータ２８０をコンパクトに配置でき、レイアウト効率が向上する。しかも、触媒コンバータ２８０をクランクケース２１４底面から延びる水平面Ｌｏｗより上に配置しているため、上記空きスペースＳｐ３を有効利用しながら最低地上高を確保しつつ触媒コンバータ２８０をコンパクトに配置できる。
また、触媒コンバータ２８０の軸線Ｌを、エンジン２１１と排気マフラ２９０とをつなぐ車体前後方向に延びる排気管２７０のラインに概ね直交させるように配置しているため、触媒コンバータ２８０を排気管２７０のラインと同一方向に一致させて配置したものに比べて、エンジン２１１から排気マフラ２９０に至るまでの短い距離内に、容量が大きく、しかも長手寸法が大きい触媒コンバータ２８０をコンパクトに配置することができる。

一般に多気筒エンジンに接続された複数の排気管（分岐排気管２７２、２７３）を排気マフラ２９０に至る前に集合する場合、排気管集合部には十分な空間容積が必要になる。本構成では、多気筒エンジンから延びる複数の分岐排気管２７２、２７３を触媒コンバータ２８０に接続して集合させているので、排気管集合部の空間容積が十分に確保される。
また、本構成のエンジン２１１のクランクケース２１４前面側には、水冷式のオイルクーラ２２０に取り付けられたオイルフィルタ２１９が着脱自在に配置され、このオイルフィルタ２１９はクランクケース２１４前面よりも車体前方に突出する。図４に示すように、触媒コンバータ２８０は、オイルフィルタ２１９より上方に配置され、このため、触媒コンバータ２８０を取り付けた状態のままオイルフィルタ２１９の着脱作業を容易に行うことができる。

図６は触媒コンバータ２８０の内部構造を示す図である。この図に示すように、触媒コンバータ２８０は、両端閉塞の概略筒状のコンバータ本体２８２と、コンバータ本体２８２内に形成された触媒体２８４とを備える。筒状のコンバータ本体２８２の一端２８２ａ側（車体右側）には、排気ガス導入管である前部排気管２７１の接続口２８５と、触媒体２８４を経た排気ガスの排出管である後部排気管２７５の接続口２８６とがまとめて配置される。
この触媒体２８４は、前部排気管の接続口２８５に連通管２８８を介して連通する第１触媒室２８４ａ（破線のハッチングで示す。）と、後部排気管２７５の接続口２８６に連通する第２触媒室２８４ｂとを備え、これら第１、第２触媒室２８４ａ、２８４ｂは、図７に示すように、各断面積が、ほぼ等しくなるよう設定されてもよく、或いは騒音低減の効率から任意にその比率を変えてもよく、また、第１触媒室２８４ａだけを設けて第２触媒室２８４ｂを省略してもよい。
この触媒体２８４の内側には、第１触媒室２８４ａが位置し、図６に示すように、その入口Ａは、連通管２８８を介して前部排気管２７１に連通し、その出口Ｂは、コンバータ本体２８２の他端２８２ｂ側の反転室２８２ｘに連通する。
この反転室２８２ｘは、触媒体２８４の外側に配置された第２触媒室２８４ｂの入口Ｃに連通し、その出口Ｄは、コンバータ本体２８２の一端２８２ａ側の集合室２８２ｙに連通し、この集合室２８２ｙには、後部排気管２７５が連通する。

この触媒体２８４は、白金、パラジウム、ロジウム等をコーティングした多孔質のハニカム構造体で構成されている。これはハニカム型三元触媒を構成し、上述した前部排気管２７１及び連通管２８８を通って、第１触媒室２８４ａの入口Ａに入った排気ガスは、その排気ガス中の炭化水素と一酸化炭素と酸化窒素とを、酸化、還元反応によって除去された後、出口Ｂから反転室２８２ｘに至り、ここから第２触媒室２８４ｂの入口Ｃに入り、ここで再び排気ガス中の炭化水素と一酸化炭素と酸化窒素とを、酸化、還元反応によって除去されて、出口Ｄから集合室２８２ｙに至り、後部排気管２７５から排気マフラ２９０に排出される。
上記構成では、ハニカムの全ての多孔は、触媒体２８４の一端から他端に貫通するため、連通管２８８を触媒体２８４の一端の一部（中央側）に連結させると、その一部は、そのまま多孔の連通管（第１触媒室２８４ａ）として排気ガスを一方向に流し、また、触媒体２８４の他端の反転室２８２ｘで反転した排気ガスは、今度はハニカムの多孔の他の部分（第２触媒室２８４ｂ）を逆方向に流れる。すなわち、一つのハニカム触媒体の機能としては、二方向の連通管を兼ねるものとなる。
また、触媒体２８４が、元々仕切られた通路の集合体からなるハニカム型三元触媒であるため、第１、第２触媒室２８４ａ、２８４ｂの間に仕切りが不要で、簡易な構成になると共に、単一の触媒体２８４の通路内を排気ガスを往復させて使用するため、効率のよい浄化が可能になり、活性化し易くなる。

この三元触媒は、一般に、活性化温度（約３００℃）に達するまでは、炭化水素を反応浄化する能力が小さく、その温度に達するとその能力が高くなる。
本構成では、触媒コンバータ２８０が、エンジン２１１のシリンダ２１５の車体幅方向における幅内に配置されるため、エンジン２１１のうちで比較的高熱となるシリンダ前面２１５Ａ直下に配置され、このシリンダ２１５の熱を効率よく受けて、三元触媒の温度が活性化温度に達し易くなる。さらに、本構成では、シリンダ２１５と触媒コンバータ２８０とをつなぐ前部排気管２７１が短くなるため、高温の排気ガスで三元触媒が昇温され、例えば、エンジン始動後の冷機状態であっても、きわめて短時間の内に三元触媒が昇温し、迅速に活性化される。

本構成では、上述した排気管２７０の途中に触媒コンバータ２８０を備えるため、排気マフラ２９０内に大容量の触媒を設ける必要がない。従って、排気マフラ２９０内に容量の大きな触媒を設ける大排気量のエンジンを搭載した車両に比べて、排気マフラ２９０の小型化が可能になる。また、触媒コンバータ２８０が、排気管２７０を延ばす方向に対し、ほぼ直交配置されるため、自動二輪車１０の前後方向の寸法を大きくすることなく、触媒コンバータ２８０の触媒２８４の容量を充分に確保しつつ、エンジン２１１近傍の狭隘なスペースにコンパクトに簡単に配置することができる。

この構成では、図３に示すように、エンジン３００の前傾シリンダ２１５の前面２１５Ａ直下で、かつ、クランクケース２１４前面の間といった、いわゆるデッドスペースに対し、触媒コンバータ２８０を配置したため、スペースの有効利用が図られると共に、車両の全体幅を広げることなく、その配置が可能になる。しかも、触媒コンバータ２８０を上記スペース内のエンジン最下面Ｌｏｗ上方に配置したので、最低地上高を十分に確保しつつ重心位置を低くし、車両の重量バランスの適正化を図ることができる。また、触媒コンバータ２８０が外観に現れにくい配置であるため、車体デザインの自由度を確保できる。
さらに、この触媒コンバータ２８０を、エンジン前方の車体構成部品（燃料タンク２３０等）の後面側といった従来デッドスペースとなりがちな空間に配置することで、かかるスペースの有効利用を図るだけでなく、触媒コンバータ２８０前方の車体構成部品によって触媒コンバータ２８０の走行風による冷却が抑えられ、触媒コンバータ２８０内の触媒２８４を迅速かつ安定して活性化することができる。

また、この構成では、触媒コンバータ２８０が、エンジン３００から延びる複数の排気管（分岐排気管２７２、２７３）を集合する集合部としても機能するため、排気管集合部を別途設ける必要がなく、排気ユニット２６０全体をコンパクトに構成できる。また、触媒コンバータ２８０が形成する排気通路の分だけ、排気ガスの排気長を長く確保できるので、例えば、後部排気管２７５の配管長の短縮化による排気マフラ２９０のレイアウト自由度も向上することができる。

＜第２実施形態＞
図８は第２実施形態に係る自動二輪車の側面図であり、図９は車体フレームにエンジンを支持した状態を示す図であり、図１０はエンジンを周辺構成と共に示す正面図である。この実施形態では、並列３気筒エンジン３００を搭載する自動二輪車１０に、消音構造を有した触媒コンバータ３８０を配置した態様を説明する。以下、上述の自動二輪車１０と略同一の構成は同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
図８及び図９に示すように、この自動二輪車１０は、車体フレーム１１０の左右に車体前部から後下がりに延びた後に後方へ水平に延びる低床式フロア２５を有し、車体フレーム１１０を車体カバー２０で覆うと共に、左右の低床式フロア２５の間にエンジン３００を搭載した車両である。

この自動二輪車１０の車体フレーム１１０は、ヘッドパイプ１１１に連結されて車体後方に延びる左右一対のメインフレーム１７１、１７１と、このメインフレーム１７１、１７１の後部から後上がりに延出するリヤフレーム（シートレール）１７２、１７２と、リヤフレーム１７２、１７２の下方でメインフレーム１７１、１７１の後部から後上がりに延出して該リヤフレーム１７２、１７２を下方から支持するサポートフレーム１７３、１７３とを備える。
メインフレーム１７１、１７１は、ヘッドパイプ１１１に連結されて後下がりに延びる左右一対のアッパメンバ１７５、１７５と、アッパメンバ１７５、１７５の前部から枝分かれして下方に延びる左右一対のダウンメンバ１７６、１７６とをアルミ金属材等で一体成形して形成され、アッパメンバ１７５、１７５とダウンメンバ１７６、１７６とで囲まれるスペースにエンジン３００が支持される。

また、アッパメンバ１７５、１７５の後端には、ピボット軸１７７を介してリヤスイングアーム１７８が上下に揺動自在に支持され、このリヤスイングアーム１７８の後端に後輪２０５が軸支されると共に、このリヤスイングアーム１７８には、車体フレーム１１０に支持されたリヤクッションユニット２０６がリンク機構１７９を介して連結される。
また、図１０に示すように、低床式フロア２５、２５を支持するフロアブラケット１９０、１９０は、アッパメンバ１７５、１７５から左右に且つ斜め下方に延ばした前部サブパイプ１９１、１９１と、前部サブパイプ１９１、１９１から斜め下方で且つ後方に延ばしたメインパイプ１９２、１９２と、メインパイプ１９２、１９２の後端部とアッパメンバ１７５、１７５の後部との間を連結した後部サブパイプ１９３、１９３と備え、メインパイプ１９２、１９２に低床式フロア２５、２５を支持させている。
また、この自動二輪車１０は、エンジン３００からドライブシャフト１８０を介して後輪２０５へ駆動を伝達する動力伝達機構１８１と、ヘッドパイプ１１１に回動自在に支持されて前輪２０２を支持する左右一対のフロントフォーク２０１、２０１と、操舵用のハンドル２０３と、リヤフレーム１７２、１７２に支持されたシート２０８と、リヤフレーム１７２、１７２の後部に取り付けた収納ボックス２０７とを備えている。

エンジン３００は、図９に示すように、クランクケース２１４と、クランクケース２１４上部から前側に向かって延出した前傾シリンダ２１５とを備え、このシリンダ２１５が、シリンダブロック２１６と、シリンダヘッド２１７と、ヘッドカバー２１８とを備え、シリンダブロック２１６内に車体幅方向に３つのピストンＰを略前後方向に摺動自在に収容した水冷式並列３気筒エンジン（並列多気筒エンジン）である。このエンジン３００においても、クランクケース２１４内にエンジン幅方向に延在するようにクランク軸ＣＲが軸支されており、このクランク軸ＣＲの回転がクランクケース２１４内の変速機構（不図示）を介してドライブシャフト１８０に伝達され、後輪２０５が回転駆動される。

また、エンジン３００後方とシート２０８との間には、燃料タンク２９５が配置され、エンジン３００のシリンダ２１５上方には、エンジン３００の吸気系を構成するスロットルボディ２８３（不図示）とエアクリーナ２８１とが配設され、エンジン２１１のシリンダヘッド２１７上面の吸気ポート２１７ａ（不図示）にスロットルボディ２８３（不図示）を介してエアクリーナ２８１が接続される。
エアクリーナ２８１は、ヘッドパイプ１１１前方に設けたエア取入ダクト２８１ａと、このエア取入ダクト２８１ａの下方に設けた第１エア室２８１ｂと、この第１エア室２８１ｂの後方に連結ダクト２８１ｃを介して設けた第２エア室２８１ｄとを備える。そして、最初に、エア取入ダクト２８１ａで取入れたエアを第１エア室２８１ｂに備える図示せぬエレメントで清浄化し、次に、連結ダクト２８１ｃを通過して第２エア室２８１ｄに入れ、最後に、第２エア室２８１ｄから清浄化したエアをエンジン３００に供給する。なお、ラジエータ２２１はシリンダ２１５と前輪２０２との間に配置される。また、図中、符号２９１は燃料ポンプである。

次にこのエンジン３００の排気ユニット３２０を説明する。
図１０に示すように、排気ユニット３２０は、排気管３７０と触媒コンバータ（触媒収容室）３８０と排気マフラ３９０とを備える。排気管３７０は、エンジン３００のシリンダ前面２１５Ａ下方かつクランクケース２１４前方で、シリンダ２１５の各排気ポート２１７ｂから延びて触媒コンバータ３８０に接続される前部排気管３７１と、触媒コンバータ３８０から車体後方へ延びて排気マフラ３９０に接続される後部排気管３７５とを備える。前部排気管３７１は、上流側（排気入口側）が排気ポート２１７ｂの数だけ分岐する分岐排気管３７２、３７３、３７４を備え、この分岐排気管３７２、３７３、３７４の下流側（排気出口側）を１本に集合した金属管であり、分岐排気管３７２、３７３、３７４が図示せぬガスケットを間に挟んでシリンダヘッド２１７の各排気ポート２１７ｂ、２１７ｂ、２１７ｂに各々接続される。

各分岐排気管３７２、３７３、３７４は、各排気ポート２１７ｂ、２１７ｂ、２１７ｂから下方に延びながら車体右側に屈曲した後に１本の排気管となり、この排気管３７６が車体幅中央に向けて屈曲して触媒コンバータ３８０の右側端２８２ａに設けられた接続口２８５に接続される。図１０に示すように、これら分岐排気管３７２、３７３、３７４のうち、触媒コンバータ３８０の接続部（右側）から最も離れた排気ポート（左側の排気ポート）２１７ｂにつながる分岐排気管３７２は、該排気ポート２１７ｂから該接続部に向かって概ね最短経路で該接続部につながる配管形状に形成され、中央の排気ポート２１７ｂにつながる分岐排気管３７３は、上記分岐排気管３７２に沿うのではなく、該分岐排気管３７２よりも車体後側に屈曲して若干遠回りする配管形状に形成され、最も近い排気ポート２１７ｂにつながる分岐排気管３７４は、上記分岐排気管３７３よりも遠回りし、すなわち、各排気ポート２１７ｂ、２１７ｂ、２１７ｂから触媒コンバータ３８０の接続部に至るまでの排気経路長を全て等しく構成している。
後部排気管３７５は、触媒コンバータ３８０の右側であって、前部排気管３７１の接続箇所と異なる箇所、具体的には、右側端２８２ａの接続口２８６から車体右方へ延びた後、車体後方へ屈曲してクランクケース２１４の右側方を車体後方へ延び、その後端がサイレンサとして機能する排気マフラ３９０に接続される。

この触媒コンバータ３８０は、排気管３７０の一部を構成し、エンジン２１１のシリンダ前面２１５Ａの下方、かつ、クランクケース２１４前面より前方に形成されたスペースＳｐ３内で、その軸線Ｌをクランク軸方向に向けて車体幅方向に延びるように配置され、シリンダ２１５直下においてシリンダ２１５の幅内（エンジン２１１の幅内）にほぼ収まるように配置される。より具体的には、触媒コンバータ３８０は、車体側面視で、シリンダ２１５下面の下方、ラジエータ２２１後面、クランクケース２１４前面、及び、クランクケース２１４底面から略水平に延びる水平面（エンジン最下面に相当）Ｌｏｗによって囲まれるスペース内に配置される。

図１１は触媒コンバータ３８０の内部構造を示す図である。この図に示すように、触媒コンバータ３８０は、両端閉塞の概略筒状のコンバータ本体３８２と、コンバータ本体３８２内を複数の室（本例では２つの膨張室）ＲＭ１、ＲＭ２に仕切る隔壁３８４とを備え、前部排気管３７１がコンバータ本体３８３の右側方からコンバータ本体３８３内に入った後に拡径し、この拡径管（第１連通管）３７１ａに触媒体３８５が配設される。
この拡径管３７１ａは、コンバータ本体３８３の軸線方向に延出して隔壁３８４を貫通し、排気量に見合った十分な大きさの触媒体３８５を配置可能な筒状体を構成して、コンバータ本体３８３の第１膨張室を構成する左側室ＲＭ１に連通する。
また、この左側室ＲＭ１を形成する隔壁３８４には、上記拡径管３７１ａを避けた領域を連通管（第２連通管）３８７が貫通し、この連通管３８７が、左側室ＲＭ１と、第２膨張室を構成する右側室ＲＭ２とを連通し、この右側室ＲＭ２に後部排気管３７５の入口が開通する。

この触媒体３８５はハニカム型三元触媒を構成し、上述した３気筒エンジンから排出された各排気ガスは、前部排気管３７１及び拡径管３７１ａを通ることで集合され、この集合した排気ガスが触媒体３８５を通って、排気ガス中の炭化水素と一酸化炭素と酸化窒素とが、酸化、還元反応によって除去される。そして、触媒体３８５を通過した排気ガスは、左側室ＲＭ１に至り、ここで、左側室（第１膨張室）ＲＭ１の壁に沿って向きを反転し、連通管（第２連通管）３８７を通って右側室（第２膨張室）ＲＭ２に流れ、後部排気管３７６から排気マフラ３９０に排出される。
上記構成では、触媒体３８５を通過した排気ガスが空間容積が大きい左側室ＲＭ１に入った際に、ここで膨張し、続いて、連通管（第２連通管）３８７を通って空間容積が大きい右側室（第２膨張室）ＲＭ２に入った際にも膨張し、この多段膨張により低圧化された後に排気マフラ３９０に排出される。
このため、触媒コンバータ３８０がサイレンサとしても機能し、車体後方の排気マフラ３９０と合わせてマフラ容量を大きく確保でき、排気音を十分に低減することができる。これにより、触媒コンバータ３８０の容量分、車体後方の排気マフラをコンパクト化でき、排気ユニット３２０全体をよりコンパクトに構成でき、排気マフラのレイアウト自由度も向上する。

本構成では、排気管３７０中に消音構造を備えた触媒コンバータ３８０を備えるため、排気マフラ３９０内に大容量の触媒を設ける必要がなく、排気マフラ３９０の小型化が可能になる。また、この構成でも、第１実施形態と同様に、前傾シリンダ２１５に構成されたエンジン３００のシリンダ前面２１５Ａ直下、かつ、エンジン前方の車体構成部品（ラジエータ２２１等）とクランクケース２１４間の前後空間内のエンジン最下面Ｌｏｗ上方に配置したため、触媒コンバータ３８０をエンジン３００近傍の狭隘なスペースにコンパクトに簡単に配置することができ、かつ、最低地上高を十分に確保しつつ重心位置を低くし、車両の重量バランスの適正化を図ることができる。

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、種々の設計変形を行うことができる。例えば、上述の実施形態では、ハニカム三元触媒に代えて、パンチングパイプに、白金、パラジウム、ロジウム等を担持させたヒートチューブを適用してもよい。具体的には、図１２に示すように、触媒コンバータ２８０のコンバータ本体２８２内に、当該本体の内周壁に沿って配置された第１のパンチングパイプ４０１と、この第１のパンチングパイプ４０１の外周に配置された第２のパンチングパイプ４０２とを設け、これらパンチングパイプ４０１、４０２に白金、パラジウム、ロジウム等を担持させたものであってもよい。この場合、第１のパンチングパイプ４０１の延在する空間が第１触媒室２８４ａを構成し、第２のパンチングパイプ４０２の延在する空間が第２触媒室２８４ｂを構成し、各触媒室２８４ａ、２８４ｂに入った排気ガス中の炭化水素と一酸化炭素と酸化窒素等が酸化、還元反応によって除去される。

また、上述の実施形態では、多気筒エンジンを搭載する自動二輪車の触媒配置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、単気筒エンジンを搭載する自動二輪車の触媒配置構造に適用してもよいことは勿論である。

第１実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 自動二輪車を右側斜め後方から見た斜視図である。 車体フレームを示す図である。 車体フレームにエンジンを支持した状態を示す図である。 エンジンを周辺構成と共に示す正面図である。 触媒コンバータの内部構造を示す図である。 触媒コンバータの断面図である。 第２実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 車体フレームにエンジンを支持した状態を示す図である。 エンジンを周辺構成と共に示す正面図である。 触媒コンバータの内部構造を示す図である。 変形例に係る触媒コンバータの内部構造を示す図である。

符号の説明

１０ 自動二輪車
１１０ 車体フレーム
２１１、３００ エンジン
２１４ クランクケース
２１５ シリンダ
２１５Ａ シリンダ前面
２１６ シリンダブロック
２１７ シリンダヘッド
２１７ａ 吸気ポート
２１７ｂ 排気ポート
２１８ ヘッドカバー
２１９ オイルフィルタ
２６０、３２０ 排気ユニット
２７０、３７０ 排気管
２７１、３７１ 前部排気管
２７２、２７３、３７２〜３７４ 分岐排気管
２７５ 後部排気管
２８０、３８０ 触媒コンバータ（触媒収容室）
２８４、３８５ 触媒体
２９０、３９０ 排気マフラ
ＣＲ クランク軸
Ｐ ピストン

Claims (10)

1. エンジン（２１１，３００）の排気ポート（２１７ｂ）と排気マフラ（２９０，３９０）の間の排気管（２７０，３７０）中に触媒収納室（２８０，３８０）を備えた自動二輪車の触媒配置構造において、
   前記エンジン（２１１，３００）は、クランクケース（２１４）と、このクランクケース（２１４）上部から前側に向かって延出したシリンダ（２１５）を備えた並列多気筒エンジンであり、このエンジン（２１１，３００）のシリンダ（２１５）前面の下方、かつ、クランクケース（２１４）前面より前方であって、クランクケース（２１４）底面から略水平に延びる水平面（Ｌｏｗ）より上方に形成されたスペースに、前記触媒収納室（２８０，３８０）を、その軸線（Ｌ）をクランク軸（ＣＲ）方向に向け且つ車体上面視で前記シリンダ（２１５）の車体幅方向における幅内に配置し、前記シリンダ（２１５）の前端位置の車体前後方向と略一致するように車体機能部品としての燃料タンク（２３０）又はラジエータ（２２１）が配置され、前記触媒収納室（２８０，３８０）は、前記車体機能部品（２２１，２３０）の後面と前記クランクケース（２１４）前面とで囲まれることを特徴とする自動二輪車の触媒配置構造。
2. 前記排気管（２７０，３７０）は、前記シリンダ（２１５）の前記排気ポート（２１７ｂ）から延びて前記触媒収納室（２８０，３８０）に接続される前部排気管（２７１，３７１）と、前記触媒収納室（２８０，３８０）から車体後方へ延びて前記排気マフラ（２９０，３９０）に接続される後部排気管（２７５，３７５）とを備え、
   前記エンジン（２１１，３００）のシリンダ（２１５）に接続される複数の前記前部排気管（２７１，３７１）を、シリンダ（２１５）から車体下方に各々延出させて前記触媒収納室（２８０，３８０）に接続して集合させたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
3. 前記触媒収納室（３８０）内を複数の膨張室に仕切る隔壁（３８４）と、この隔壁（３８４）を貫通する複数の連通管（３７１ａ，３８７）とを備え、前記連通管（３７１ａ，３８７）のいずれかに触媒体（３８５）を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
4. 前記クランクケース（２１４）の前面側に、着脱自在なオイルフィルタ（２１９）を備え、
   このオイルフィルタ（２１９）よりも上方に前記触媒収納室（２８０）を配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
5. 前記シリンダ（２１５）の前端位置よりも車体後方且つ前記クランクケース（２１４）底面から略水平に延びる水平面（Ｌｏｗ）よりも上方に、前記触媒収納室（２８０，３８０）と前記前部排気管（２７１，３７１）とが配置されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
6. 前記車体機能部品（２２１，２３０）の後面は、後ろ上りに傾斜する傾斜面で構成され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自動二輪車の触媒配置構造。
7. 側面視で前記触媒収納室（２８０，３８０）の車体幅方向外側は、車体フレーム（１１０）を覆う車体カバー（２０）で覆われてい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自動二輪車の触媒配置構造。
8. 低床式フロア（２５）を支持するフロア支持部材（１９２）又はフロア支持部材（１４１）を支持するフレーム部材（１１４）の略水平に延びる部分とほぼ同じ高さ位置に前記触媒収納室（２８０，３８０）の上端が位置し、左右の前記低床式フロア（２５，２５）の間に前記エンジン（２１１，３００）及び前記触媒収納室（２８０，３８０）が配置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
9. 前記前部排気管（２７１，３７１）と前記後部排気管（２７５，３７５）とは、前記触媒収納室（２８０，３８０）の車体幅方向の同一側から接続され、前記前部排気管（２７１，３７１）は、正面視で前記触媒収納室（２８０，３８０）の軸線（Ｌ）と同一高さに集合されていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載の自動二輪車の触媒配置構造。
10. 前記触媒収納室（２８０）は、触媒が設けられた触媒室（２８４ａ，２８４ｂ）が２重に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の自動二輪車の触媒配置構造。

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