JP6969008B2 - 鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームに搭載される機関本体の一部を構成するシリンダヘッドに接続される排気管の下流端部に、触媒保持筒に触媒担体が収容されて成る触媒コンバータの上流端部が接続され、前記触媒保持筒が当該触媒保持筒の上流端部および下流端部を支持する円筒状のカバーで覆われ、前記触媒コンバータの下流端部に排気チャンバーが接続され、前記触媒保持筒が、前記カバーで支持される前記下流端部よりも大径の径大部を前記下流端部よりも上流側に有するように形成される鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置に関する。

排気管の下流端部に接続される触媒コンバータが、触媒保持筒に触媒担体が収容されて成り、この触媒保持筒の上流端部および下流端部を支持する円筒状のカバーで前記触媒保持筒が覆われるようにした自動二輪車用内燃機関の排気装置が、特許文献１で知られている。

日本特開２０１７−２１４９０４号公報

ところで、触媒コンバータが排気流通方向に間隔をあけて複数個の触媒担体を有するものであるときに、個別の触媒担体ごとに１つである保持筒を複数溶接して全体としての触媒保持筒が構成され、触媒保持筒の外周から溶接部が、触媒保持筒の下流端部よりも大径の径大部として外方に突出してしまう場合がある。この場合、触媒保持筒を覆うカバーが全体として一体の単一のものであると、上記特許文献１で開示されるように触媒保持筒の上流端部および下流端部が外筒で支持される構成としたときには、触媒保持筒をカバー内に挿入することが難しく、組み付け作業が煩雑となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、触媒単体を収容する触媒保持筒の上流端部および下流端部が触媒保持筒を覆うカバーで支持される構造であっても、触媒コンバータのカバー内への組み付け作業を容易とした鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、車体フレームに搭載される機関本体の一部を構成するシリンダヘッドに接続される排気管の下流端部に、触媒保持筒に触媒担体が収容されて成る触媒コンバータの上流端部が接続され、前記触媒保持筒が当該触媒保持筒の上流端部および下流端部を支持する円筒状のカバーで覆われ、前記触媒コンバータの下流端部に排気チャンバーが接続され、前記触媒保持筒が、前記カバーで支持される前記下流端部よりも大径の径大部を前記下流端部よりも上流側に有するように形成される鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置において、前記カバーが、前記径大部よりも大径の上流側カバー部材主部の上流端部に前記触媒保持筒の上流端部を固定的に支持する上流側支持部が形成されて成る上流側カバー部材と、下流側カバー部材主部の下流端部に前記触媒保持筒の下流端部を摺動可能に支持する下流側支持部が形成されて成る下流側カバー部材とから成り、上流側カバー部材主部の下流端部に前記下流側カバー部材主部の上流端部が接合されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記下流側カバー部材主部が前記上流側カバー部材主部よりも小径に形成されることを第２の特徴とする。

本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記径大部よりも下流側で前記上流側カバー部材主部の下流端部に、前記下流側カバー部材主部の上流端部が相互に重なるように嵌合されることを第３の特徴とする。

本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記下流側支持部および前記触媒保持筒の下流端部が前記排気チャンバー内に突入されることを第４の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、前記上流側カバー部材が、前記下流側カバー部材よりも軸方向に長く形成されることを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、上流側カバー部材および下流側カバー部材でカバーが構成され、上流側カバー部材は触媒保持筒の径大部よりも大径の上流側カバー部材主部の上流端部に触媒保持筒の上流端部を固定的に支持する上流側支持部が形成されて成り、下流側カバー部材は下流側カバー部材主部の下流端部に触媒保持筒の下流端部を摺動可能に支持する下流側支持部が形成されて成り、上流側カバー部材主部の下流端部に下流側カバー部材主部の上流端部が接合されるので、触媒保持筒にその上流側から上流側カバー部材を嵌装して固定するとともに、触媒保持筒にその下流側から下流側カバー部材を嵌装して上流側カバー部材および下流側カバー部材を接合することで、触媒保持筒がその下流端部よりも大径の径大部を有するにもかかわらず、触媒コンバータのカバー内への組み付け作業を容易とすることができる。

また本発明の第２の特徴によれば、下流側カバー部材主部が上流側カバー部材主部よりも小径であるので、触媒保持筒の下流端部を摺動可能に支持する下流側支持部の近傍を比較的小径として下流側支持部の剛性を高めることができる。

本発明の第３の特徴によれば、径大部よりも下流側で上流側カバー部材主部の下流端部に、下流側カバー部材主部の上流端部が相互に重なるように嵌合されるので、上流側カバー部材主部の下流端部と、下流側カバー部材主部の上流端部とを重ねることで接合部の剛性を高めることができる。

本発明の第４の特徴によれば、下流側支持部および触媒保持筒の下流端部が排気チャンバー内に突入されるので、排気流通方向で触媒コンバータを比較的長く構成しつつ、排気チャンバーおよび排気管間の距離を短くすることができる。

さらに本発明の第５の特徴によれば、上流側カバー部材が下流側カバー部材よりも軸方向に長いので、触媒保持筒の全長のうち多くの部分を上流側カバー部材で覆い、組み付け前の触媒コンバータの保護に寄与することができる。

図１は自動二輪車の一部切欠き左側面図である。（第１の実施の形態） 図２は排気装置の要部縦断面図である。（第１の実施の形態） 図３は排気チャンバーの一部を切欠いて排気チャンバー付近を示す縦断側面図である。（第１の実施の形態） 図４は図３の４矢視方向から見た横断平面図である。（第１の実施の形態）

１１・・・機関本体
１２・・・シリンダヘッド
１５・・・排気装置
１６・・・排気管
１７・・・触媒コンバータ
１８・・・排気チャンバー
２３・・・触媒担体
２４・・・触媒保持筒
２４ａ・・・触媒保持筒の上流端部
２４ｂ・・・触媒保持筒の下流端部
２６・・・カバー
２７・・・径大部
２８・・・上流側カバー部材
２８ａ・・・上流側カバー部材主部
２８ｃ・・・上流側支持部
２９・・・下流側カバー部材
２９ａ・・・下流側カバー部材主部
２９ｃ・・・下流側支持部
３０・・・ケーシング
Ｆ・・・車体フレーム

本発明の実施の形態について添付の図１〜図４を参照しながら説明するが、以下の説明で前後、左右および上下は自動二輪車に乗車した乗員から見た方向を言うものとする。

第１の実施の形態

先ず図１において、鞍乗り型車両である自動二輪車の車体フレームＦがその前端部に有するヘッドパイプ５には、前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク６および操向ハンドル７が操向可能に支持され、後輪ＷＲを後端部で軸支するスイングアーム８の前端部が前記車体フレームＦの前後方向中間部に揺動可能に支持され、前記車体フレームＦおよび前記スイングアーム８間にはリヤクッションユニット１０が設けられる。

前記後輪ＷＲを駆動する動力を発揮するようにして前記車体フレームＦに搭載される内燃機関Ｅの機関本体１１は、前記前輪ＷＦおよび前記後輪ＷＲ間で前記車体フレームＦに支持されており、この機関本体１１の上方に配置される燃料タンク１３と、当該燃料タンク１３の後方に配置される乗車用シート１４とが前記車体フレームＦに支持される。

前記機関本体１１の一部を構成するシリンダヘッド１２の前壁１２ａには排気装置１５が接続されるものであり、この排気装置１５は、前記シリンダヘッド１２の前壁１２ａから前記機関本体１１の前方で下方に延びるとともに前記機関本体１１の前部下方で後方に屈曲する排気管１６と、前記機関本体１１の後部下方から後方に延びるように配置されて前記排気管１６に接続される触媒コンバータ１７と、当該触媒コンバータ１７に接続される排気チャンバー１８と、前記後輪ＷＲの右側方に配置されるようにして前記排気チャンバー１８に接続される排気マフラー１９とを備える。

図２を併せて参照して、前記排気管１６は、外管２０に所定間隙を介して内管２１が内挿されて成る二重管構造を有する。図２において矢印で示す排気流通方向２２に沿う前記内管２１の下流端部２１ａは、排気流通方向２２に沿う下流側に向かうにつれて大径となる第１テーパ部分２１ａａと、前記外管２０の前記排気流通方向２２に沿う下流端部２０ａの内周に嵌合するようにして前記第１テーパ部分２１ａａの大径端に同軸に連なる第１円筒部分２１ａｂと、前記外管２０の前記下流端部２０ａから突出しつつ前記排気流通方向２２に沿う下流側に向かうにつれて大径となるようにして前記第１円筒部分２１ａｂに同軸に連なる第２テーパ部分２１ａｃと、その第２テーパ部分２１ａｃの大径端に同軸に連なる第２円筒部分２１ａｄとを一体に有するように形成され、前記第１円筒部分２１ａｂおよび前記第２テーパ部分２１ａｃの連設部が、前記外管２０の前記下流端部２０ａに溶接される。

前記排気管１６における前記内管２１の前記下流端部２１ａに前記触媒コンバータ１７の上流端部が接続されるものであり、この触媒コンバータ１７は、前記排気流通方向２２に沿って並ぶ一対の触媒担体２３が触媒保持筒２４に収容されて成り、前記触媒保持筒２４は、当該触媒保持筒２４の上流端部２４ａおよび下流端部２４ｂを支持するカバー２６で覆われる。

前記触媒保持筒２４は、個別の触媒担体２３ごとに１つである一対の保持筒２５を溶接して構成されており、触媒保持筒２４の長手方向中央部の外周からは、前記保持筒２５の溶接によって生じる溶接部が、前記カバー２６で支持される前記下流端部２４ｂよりも上流側に配置されて前記下流端部２４ｂよりも大径となる径大部２７として外方に突出する。しかも前記保持筒２５すなわち触媒保持筒２４は、当該触媒保持筒２４の上流端部２４ａに前記排気管１６の前記内管２１における前記第２円筒部分２１ａｄの一部を嵌合させ得る内径を有するように形成される。

前記カバー２６は、前記径大部２７よりも大径の上流側カバー部材主部２８ａの上流端部に前記触媒保持筒２４の上流端部２４ａを固定的に支持する上流側支持部２８ｃが形成されて成る上流側カバー部材２８と、少なくとも前記触媒保持筒２４よりも大径である下流側カバー部材主部２９ａの下流端部に前記触媒保持筒２４の下流端部２４ｂを摺動可能に支持する下流側支持部２９ｃが形成されて成る下流側カバー部材２９とから成り、上流側カバー部材主部２８ａの下流端部に前記下流側カバー部材主部２９ａの上流端部が接合されるものであり、この実施の形態では上流側カバー部材主部２８ａの下流端部に前記下流側カバー部材主部２９ａの上流端部が溶接される。

前記上流側カバー部材２８は、円筒状である前記上流側カバー部材主部２８ａと、その上流側カバー部材主部２８ａの前記排気流通方向２２に沿う上流端に連なるとともに上流側に向かうにつれて小径となる上流側テーパ部２８ｂと、前記触媒保持筒２４の前記上流端部２４ａを嵌合して支持するように円筒状に形成されて前記上流側テーパ部２８ｂの小径端に同軸に連なる上流側支持部２８ｃとを一体に有するように形成され、前記上流側支持部２８ｃは前記触媒保持筒２４の上流端部２４ａとともに前記排気管１６の前記内管２１における前記第２円筒部分２１ａｄの外周に溶接される。

前記下流側カバー部材２９は、円筒状である前記下流側カバー部材主部２９ａと、その下流側カバー部材主部２９ａの前記排気流通方向２２に沿う下流端に連なるとともに下流側に向かうにつれて小径となる下流側テーパ部２９ｂと、前記触媒保持筒２４の前記下流端部２４ｂを摺動可能に嵌合して摺動支持するように円筒状に形成されて前記下流側テーパ部２９ｂの小径端に同軸に連なる下流側支持部２９ｃとを一体に有するように形成される。

前記下流側カバー部材主部２９ａは前記上流側カバー部材主部２８ａよりも小径に形成されており、前記径大部２７よりも下流側で前記上流側カバー部材主部２８ａの下流端部に、前記下流側カバー部材主部２９ａの上流端部が相互に重なるように嵌合され、その嵌合状態で接合（この実施の形態では溶接）される。

また前記上流側カバー部材２８の軸方向長さＬ１は、前記下流側カバー部材２９の軸方向長さＬ２よりも大きく設定されており、前記上流側カバー部材２８は前記下流側カバー部材２９よりも軸方向に長く形成される。

図３および図４を併せて参照して、前記排気チャンバー１８は、前記後輪ＷＲの前方に配置されるものであり、この排気チャンバー１８のケーシング３０の前側下部には、前記触媒コンバータ１７と同軸の接続筒部３０ａが一体に突設され、前記触媒コンバータ１７の下流端部が前記排気チャンバー１８における前記ケーシング３０の前記接続筒部３０ａに接続される。

しかも前記触媒コンバータ１７の前記下流側カバー部材２９における前記下流側カバー部材主部２９ａの一部は、当該下流側カバー部材２９の前記下流側テーパ部２９ｂおよび前記下流側支持部２９ｃと、前記触媒保持筒２４の下流端部２４ｂとが、前記排気チャンバー１８内に突入されるようにして前記接続筒部３０ａ内に嵌入されており、排気チャンバー１８のケーシング３０が有する前記接続筒部３０ａが前記下流側カバー部材主部２９ａの外周に溶接される。

前記排気チャンバー１８における前記ケーシング３０の車幅方向右側後部には、右側斜め後方に延びる接続管３１が連設されており、この接続管３１に前記排気マフラー１９が接続される。

ところで前記排気チャンバー１８の前記ケーシング３０は、車両前後方向後方に向かって開放した椀状の前部ケース３２の開口端部と、車両前後方向前方に向かって開放した椀状の後部ケース３３の開口端部と結合されて成るものであり、前記接続筒部３０ａは、前記前部ケース３２に一体に形成される。

また前記後部ケース３３の内面には、当該後部ケース３３の内面との間にグラスウール３５を挟むようにした板部材３６が、前記触媒コンバータ１７における触媒保持筒２４の下流端部２４ｂに対向するようにして溶接されており、この板部材３６および前記グラスウール３５は、前記触媒コンバータ１７から前記排気チャンバー１８内に排気が流入する際の音鳴りを防止する機能を果たす。

また前記接続管３１は、その上流端部が排気チャンバー１８内に開口するようにして前記後部ケース３３に連設され、図１で示すように、排気チャンバー１８には、酸素センサ３７が取付けられる。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、触媒コンバータ１７の触媒保持筒２４を当該触媒保持筒２４の上流端部２４ａおよび下流端部２４ｂを支持しつつ覆う円筒状のカバー２６が、上流側カバー部材主部２８ａの上流端部に前記触媒保持筒２４の上流端部２４ａを固定的に支持する上流側支持部２８ｃが形成されて成る上流側カバー部材２８と、下流側カバー部材主部２８ａの下流端部に前記触媒保持筒２４の下流端部２４ｂを摺動可能に支持する下流側支持部２９ｃが形成されて成る下流側カバー部材２９とから成り、上流側カバー部材主部２８ａの下流端部に前記下流側カバー部材主部２９ａの上流端部が接合（この実施の形態では溶接）されるので、前記触媒保持筒２４が、前記カバー２６で支持される前記下流端部２４ｂよりも大径の径大部２７を前記下流端部２４ｂよりも上流側に有するように形成されていても、前記上流側カバー部材主部２８ａを前記径大部２７よりも大径としておくことにより、触媒保持筒２４にその上流側から上流側カバー部材２８を嵌装して固定するとともに、触媒保持筒２４にその下流側から下流側カバー部材２９を嵌装して上流側カバー部材２８および下流側カバー部材２９を接合することで、触媒コンバータ１７のカバー２６内への組み付け作業を容易とすることができる。

また前記下流側カバー部材主部２９ａが前記上流側カバー部材主部２８ａよりも小径に形成されるので、触媒保持筒２４の下流端部２４ｂを摺動可能に支持する下流側支持部２９ｃの近傍を比較的小径として下流側支持部２９ｃの剛性を高めることができる。

また前記径大部２７よりも下流側で前記上流側カバー部材主部２８ａの下流端部に、前記下流側カバー部材主部２９ａの上流端部が相互に重なるように嵌合されるので、上流側カバー部材主部２８ａの下流端部と、下流側カバー部材主部２９ａの上流端部とを重ねることで接合部の剛性を高めることができる。

また前記下流側支持部２９ｃおよび前記触媒保持筒２４の下流端部が前記排気チャンバー１８内に突入されるので、排気流通方向２２で触媒コンバータ１７を比較的長く構成しつつ、排気チャンバー１８および排気管１６間の距離を短くすることができる。

さらに前記上流側カバー部材２８が、前記下流側カバー部材２９よりも軸方向に長く形成されるので、触媒保持筒２４の全長のうち多くの部分を上流側カバー部材２８で覆い、組み付け前の触媒コンバータ１７の保護に寄与することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

Claims (5)

1. 車体フレーム（Ｆ）に搭載される機関本体（１１）の一部を構成するシリンダヘッド（１２）に接続される排気管（１６）の下流端部に、触媒保持筒（２４）に触媒担体（２３）が収容されて成る触媒コンバータ（１７）の上流端部が接続され、前記触媒保持筒（２４）が当該触媒保持筒（２４）の上流端部（２４ａ）および下流端部（２４ｂ）を支持する円筒状のカバー（２６）で覆われ、前記触媒コンバータ（１７）の下流端部に排気チャンバー（１８）が接続され、前記触媒保持筒（２４）が、前記カバー（２６）で支持される前記下流端部（２４ｂ）よりも大径の径大部（２７）を前記下流端部（２４ｂ）よりも上流側に有するように形成される鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置において、前記カバー（２６）が、前記径大部（２７）よりも大径の上流側カバー部材主部（２８ａ）の上流端部に前記触媒保持筒（２４）の上流端部（２４ａ）を固定的に支持する上流側支持部（２８ｃ）が形成されて成る上流側カバー部材（２８）と、下流側カバー部材主部（２９ａ）の下流端部に前記触媒保持筒（２４）の下流端部（２４ｂ）を摺動可能に支持する下流側支持部（２９ｃ）が形成されて成る下流側カバー部材（２９）とから成り、上流側カバー部材主部（２８ａ）の下流端部に前記下流側カバー部材主部（２９ａ）の上流端部が接合されることを特徴とする鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置。
2. 前記下流側カバー部材主部（２９ａ）が、前記上流側カバー部材主部（２８ａ）よりも小径に形成されることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置。
3. 前記径大部（２７）よりも下流側で前記上流側カバー部材主部（２８ａ）の下流端部に、前記下流側カバー部材主部（２９ａ）の上流端部が相互に重なるように嵌合されることを特徴とする請求項２に記載の鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置。
4. 前記下流側支持部（２９ｃ）および前記触媒保持筒（２４）の下流端部が、前記排気チャンバー（１８）内に突入されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置。
5. 前記上流側カバー部材（２８）が、前記下流側カバー部材（２９）よりも軸方向に長く形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両用内燃機関の排気装置。

Images