JP7240072B2 - 鞍乗り型車両 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームに搭載されて、燃料の燃焼に基づき動力を生成するエンジンと、ケーシング内に、エンジンから排出される排気ガスの圧力低下を生み出す複数の隔室を区画する消音器と、上流端でエンジンの排気ポートに接続され下流端で消音器内の空間に開口する導管、および、導管の少なくとも一部を収容し、下流端でケーシングに結合されるアウターパイプを有する排気管と、エンジンの下方であってアウターパイプの内側で導管に組み込まれて、排気ガスを浄化する触媒とを備える鞍乗り型車両に関する。

特許文献１は、内燃機関から延びる排気管の後端に接続される消音器を開示する。排気管は、上流端でエンジンの排気ポートに接続され下流端で消音器内の空間に開口する導管を備える。触媒は、アウターパイプ（外管）の内側で導管（内管）に組み込まれる。触媒はステップよりも後方に位置する。

日本特開２０１４－１９６６７６号公報

消音器では圧力低下の促進にあたって隔室の容積の増大が要求される。しかしながら、消音器のケーシングが前方に延びると、車両左右方向に消音器が出っ張ってしまい不都合である。前方にケーシングを移動させずに隔室の容積の増大を実現する術が模索される。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、できる限り消音器の出っ張りを抑制しながら隔室の容積の増大に貢献することができる鞍乗り型車両を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、車体フレームに搭載されて、燃料の燃焼に基づき動力を生成するエンジンと、ケーシング内に、前記エンジンから排出される排気ガスの圧力低下を生み出す複数の隔室を区画する消音器と、上流端で前記エンジンの排気ポートに接続され下流端で前記消音器内の空間に開口する導管、および、前記導管の少なくとも一部を収容し、下流端で、前記ケーシングの前端部に設けられて前方に向けて縮径するテーパ部に結合されるアウターパイプを有する排気管と、前記エンジンの下方であって前記アウターパイプの内側で前記導管に組み込まれて、前記排気ガスを浄化する触媒とを備える鞍乗り型車両において、前記触媒は、前記テーパ部よりも前記導管の上流側で前記テーパ部から離間した位置に設けられ、前記導管の外側であって前記アウターパイプの内側の空間は、前記排気管下流側の端部が前記隔室のうちの前端の隔室に接続されると共に、前記排気管上流側の端部が前記触媒の上流端まで延びており、前記導管の外周には、前記導管を前記アウターパイプに支持させる連結部材が設けられ、前記連結部材には、前記空間を前記隔室と連通させる通孔が形成される。

第２側面によれば、第１側面に加えて、前記触媒は、側面視で、前記車体フレームに固定されて乗員シートに跨がる乗員の足を受け止めるステップよりも前方に配置される。

第３側面によれば、第１または第２側面の構成に加えて、前記触媒は下面視で前記エンジンの最大幅よりも内側に配置される。

第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、前記触媒の後方で前記アウターパイプの断面積は縮小する。

第５側面によれば、第１～第４側面のいずれか１の構成に加えて、鞍乗り型車両は、前記触媒よりも上流で前記導管に組み込まれる上流側触媒と、前上流側触媒に前記触媒を接続し、上下方向に向く分割面で分割される分割部材で構成される分割管とを備える。

第６側面によれば、第５側面の構成に加えて、鞍乗り型車両は、前記車体フレームから延びて前記エンジンの前方に連結されるエンジンハンガーを備え、前記上流側触媒は側面視で前記エンジンハンガーに重なる。

第７側面によれば、第１～第６側面のいずれか１の構成に加えて、鞍乗り型車両は、前記ステップの前方に踏み部材を配置しながら前記車体フレームに揺動自在に連結されるペダルと、前記アウターパイプよりも外側であって、側面視で前記ペダルに重なる位置に配置されるガード部材とを備える。

第１側面によれば、アウターパイプ内の空間の排気管下流側の端部が隔室に接続され、排気管上流側の端部が触媒の上流端まで延びていることから、排気ガスの圧力低下に寄与する空間の容積は増大することができる。実質的に消音器の容積は拡大することができる。消音器の消音効果は高められることができる。

第２側面によれば、触媒はステップよりも前方に配置されることからエンジンの排気ポートに近づくことができる。触媒に導入される排気ガスの温度低下は抑制されることができる。こうして排気ガスに対して触媒の浄化効率は高められることができる。

第３側面によれば、触媒は幅方向にコンパクトに配置されることができる。

第４側面によれば、触媒と消音器との一体感が維持されながらも、排気管の断面積は縮小されることができる。排気装置のコンパクト化は実現されることができる。

第５側面によれば、上下方向に向く分割面で分割される分割部材で構成される分割管では通常の管材よりも曲率は高められることができる。その結果、最低地上高は確保されることができる。

第６側面によれば、排気装置のレイアウトはコンパクト化される。上流側触媒はエンジンの排気ポートに近づくので、上流側触媒の早期活性化は実現されることができる。

第７側面によれば、ペダルの操作にあたってガード部材は操作者の動作から触媒を保護することができる。

図１は鞍乗り型車両の一具体例である自動二輪車の全体構成を概略的に示す側面図である。（第１の実施の形態） 図２は消音器の構造を概略的に示す拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図３は排気管の構造を概略的に示す拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図４は自動二輪車の拡大部分下面図である。（第１の実施の形態） 図５は図３の５－５線に沿った拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図６はガード部材の拡大平面図である。（第１の実施の形態）

１１…鞍乗り型車両（自動二輪車）
１２…車体フレーム
２４…乗員シート
２５…ステップ
２６…ペダル（ブレーキペダル）
２６ａ…踏み部材
２７…エンジン
２９…エンジンハンガー
３２…排気管
３２ａ…導管
３２ｂ…アウターパイプ
３３…消音器
３６…ガード部材
３８…ケーシング
４１…隔室（第１隔室）
４３…隔室（第２隔室）
４４…隔室（第３隔室）
５１…触媒（下流側触媒）
５２…上流側触媒
５４…分割管（第２導管）
５４ａ…分割部材
５４ｂ…分割部材

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

第１の実施の形態

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車（鞍乗り型車両）の全体構成を概略的に示す。自動二輪車１１は車体フレーム１２を備える。車体フレーム１２の前端でヘッドパイプ１３にはフロントフォーク１４が操向可能に支持される。フロントフォーク１４には車軸１５回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク１４にはヘッドパイプ１３の上側でハンドルバー１６が結合される。車体フレーム１２の後側でピボットフレーム１７にはスイングアーム１８が車幅方向に水平に延びる支軸１９回りで揺動自在に支持される。スイングアーム１８の後端には車軸２１回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。

ヘッドパイプ１３の後方で車体フレーム１２には燃料を貯蔵する燃料タンク２３が搭載される。燃料タンク２３の後方で車体フレーム１２には乗員シート２４が搭載される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート２４を跨ぐ。

燃料タンク２３の下方でピボットフレーム１７には車幅方向外側に向かって延びる左右のステップ２５が固定される。ステップ２５は、乗員シート２４に跨がる乗員の足を受け止める。右側のステップ２５の前方にはブレーキペダル２６の踏み部材２６ａが配置される。ブレーキペダル２６はステップ２５よりも後方に位置する水平軸線Ｈｘ回りで揺動自在に車体フレーム１２に連結される。踏み部材２６ａは、ステップ２５に受け止められる足の爪先で届く距離に位置する。踏み部材２６ａが踏み込まれると、後輪ＷＲに制動力は作用する。

前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの間で車体フレーム１２にはエンジン２７が搭載される。エンジン２７の前側には、ヘッドパイプ１３から下方に延びるダウンフレーム２８に結合されるエンジンハンガー２９が前方から連結される。エンジン２７の後側には後方からピボットフレーム１７が連結される。エンジン２７には燃料タンク２３から燃料が供給される。エンジン２７は燃料の燃焼に基づき回転軸線Ｒｘ回りで動力を生成する。エンジン２７の動力は動力伝達装置を経て後輪ＷＲに伝達される。なお、本説明中では既知の内燃機関と同様な構成に関し説明が割愛されることがある。

エンジン２７には、浄化機能および消音機能を果たしながらエンジン２７の排気ガスを車体後方に排出する排気装置３１が接続される。排気装置３１は、エンジン２７の排気ポートに上流端で接続されてエンジン２７の下方をくぐって後方に延びる排気管３２と、後輪ＷＲの前方であって支軸１９の下方で排気管３２の下流端に接続され、後輪ＷＲの側方で車軸２１よりも高い位置に排気口２６ａを配置する消音器３３とを備える。エンジン２７の排気ポートには排気ガス内の酸素濃度を検出するＯ２センサー３４が取り付けられる。

排気管３２は、上流端でエンジン２７の排気ポートに接続されて、下流端で消音器３３内の空間に開口する導管３２ａと、エンジン２７の下方で導管３２ａの少なくとも一部を収容し、下流端で消音器３３に結合されるアウターパイプ３２ｂとを有する。アウターパイプ３２ｂはステップ２５とブレーキペダル２６との間に配置される。

アウターパイプ３２ｂには、側面視でブレーキペダル２６に重なる位置に配置されるガード部材３６が取り付けられる。ガード部材３６は外側からアウターパイプ３２ｂの上方および側方を覆う。消音器３３には、外側から消音器３３の上方および側方を覆うプロテクター３７が取り付けられる。

図２に示されるように、消音器３３は、エンジン２７から排出される排気ガスの圧力低下を生み出す複数の隔室を区画するケーシング３８を備える。隔室には、前側の第１隔壁３９で隔てられて、ケーシング３８の前端から第１隔壁３９まで広がる第１隔室４１と、第１隔壁３９および第１隔壁３９よりも後方の第２隔壁４２で隔てられて、第１隔壁３９および第２隔壁４２の間で広がる第２隔室４３と、第２隔壁４２の後方でケーシング３８の後端（蓋体３８ａ）まで広がる第３隔室４４とが含まれる。

ケーシング３８内には、第１隔壁３９および第２隔壁４２を貫通して、前端で排気管３２の導管３２ａに接続される第１接続管４５と、第２隔壁４２を貫通して第３隔室４４に第２隔室４３を接続する第２接続管４６と、第１隔壁３９を貫通して第２隔室４３に第１隔室４１を接続する第３接続管４７と、第１隔壁３９、第２隔壁４２およびケーシング３８の蓋体３８ａを貫通して第１隔室４１に外気空間を接続する排出管４８とが配置される。排気ガスは、導管３２ａから第１接続管４５を経て第３隔室４４に導入され、第３隔室４４から第２接続管４６を通って第２隔室４３に流入し、第２隔室４３から第３接続管４７を通って第１隔室４１に流入し、第１隔室４１から排出管４８を通って外気空間に放出される。第１接続管４５は、第１隔室４１内に配置される支持部材４９と、第１隔壁３９および第２隔壁４２とでケーシング３８内に支持され固定される。

図３に示されるように、導管３２ａには、アウターパイプ３２ｂの内側で、エンジン２７から排出される排気ガスを浄化する下流側触媒５１と、アウターパイプ３２ｂよりも上流で、エンジン２７から排出される排気ガスを浄化する上流側触媒５２とが組み込まれる。図１に示されるように、上流側触媒５２はエンジン２７の前方に配置される。上流側触媒５２は側面視でエンジンハンガー２９に少なくとも部分的に重なる。下流側触媒５１は、エンジン２７の下方であって、側面視でステップ２５よりも前方に配置される。すなわち、下流側触媒５１は、後輪ＷＲの回転軸線に平行であってステップ２５に前方から接する仮想鉛直面Ｚｐよりも前方に位置する。図４に示されるように、下流側触媒５１はエンジン２７の最大幅よりも内側に配置される。すなわち、下流側触媒５１は、後輪ＷＲの回転軸線に直交し、左右外側からエンジン２７に外接する仮想鉛直面Ｖｐよりも内側に（２つの鉛直面Ｖｐに挟まれる空間に）配置される。

図３に示されるように、上流側触媒５２は第１導管５３でエンジン２７に接続される。第１導管５３は、内管５３ａおよび内管５３ｂを収容する外管５３ｂを備える二重管で構成される。内管５３ａは、上流端および下流端でそれぞれ拡径して外管５３ｂの内面に結合される。

下流側触媒５１は、湾曲する第２導管（分割管）５４で上流側触媒５２に接続される。第２導管５４は縦割りの分割部材５４ａ、５４ｂで構成される。すなわち、分割部材５４ａ、５４ｂの分割面は上下方向に向く。第２導管５４は外側に比べて内側で大きな曲率を有する。第２導管５４は、上流側触媒５２から徐々に縮径しながら下流側触媒５１に至る。

アウターパイプ３２ｂの上流端は下流側触媒５１の上流端で第２導管５４に結合される。アウターパイプ３２ｂの断面積は下流側触媒５１の後端から後方で段階的に縮小する。アウターパイプ３２ｂの下流端は連結部材５５で消音器３３のケーシング３８に結合される。連結部材５５には、アウターパイプ３２ｂに対して導管（インナーパイプ）３２ａを位置決めする仕切り５６が組み込まれる。仕切り５６には、導管３２ａの外側であってアウターパイプ３２ｂの内側の空間に消音器３３の第１隔室４１を空間的に接続する通孔５６ａが形成される。

図５および図６に示されるように、ガード部材３６は、下流側触媒５１の側方でアウターパイプ３２ｂの外側を覆う板片３６ａから前後２箇所でアウターパイプ３２ｂに向かって突出する第１取り付け片５７と、下流側触媒５１の上方でアウターパイプ３２ｂの上方を覆う板片３６ｂから前後中央１箇所で広がってアウターパイプ３２ｂに向き合わせられる第２取り付け片５８とを有する。第１取り付け片５７および第２取り付け片５８はアウターパイプ３２ｂの外面に固定されるステー５９、６１にそれぞれ重ねられる。第１取り付け片５７および第２取り付け片５８はステー５９、６１に締結される（あるいは固着される）。前側の第１取り付け片５７を受けるステー５９は第２導管５４に結合される。第２取り付け片５８を受けるステー６１は下流側触媒５１に対応する位置でアウターパイプ３２ｂの外面に結合される。後側の第１取り付け片５７を受けるステー５９は下流側触媒５１の下流位置でアウターパイプ３２ｂの外面に結合される。

第２取り付け片５８は、車幅方向に水平面に沿って広がる板片３６ｂから折り曲げられ下方に向かって傾斜する。ガード部材３６は、外方からの意匠性を確保しつつ下流側触媒５１およびエンジン２７の間に配置されることから、相互の熱影響は抑制されることができる。

次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態に係る排気装置３１ではアウターパイプ３２ｂの下流端は消音器３３のケーシング３８に結合される。こうして下流側触媒５１から消音器３３までに排気管３２のくびれの出現は回避される。その結果、排気管３２および消音器３３の一体感は演出される。自動二輪車１１の意匠性は高められることができる。しかも、下流側触媒５１はステップ２５よりも前方に配置されることからエンジン２７の排気ポートに近づくことができる。下流側触媒５１に導入される排気ガスの温度低下は抑制されることができる。こうして排気ガスに対して下流側触媒５１の浄化効率は高められることができる。下流側触媒５１は下面視でエンジン２７の最大幅よりも内側に配置されることから、下流側触媒５１は幅方向にコンパクトに配置されることができる。

本実施形態では、導管３２ａの外側であってアウターパイプ３２ｂの内側の空間は隔室のうちの第１隔室４１に接続される。アウターパイプ３２ｂ内の空間が第１隔室４１に接続されることから、排気ガスの圧力低下に寄与する空間の容積は増大することができる。実質的に消音器３３の容積は拡大することができる。消音器３３の消音効果は高められることができる。

下流側触媒５１の後方でアウターパイプ３２ｂの断面積は縮小する。下流側触媒５１と消音器３３との一体感が維持されながらも、排気管３２の断面積は縮小されることができる。排気装置３１のコンパクト化は実現されることができる。

本実施形態に係る排気装置３１は、縦割りの分割部材５４ａ、５４ｂで構成されて、上流側触媒５２に下流側触媒５１を接続する第２導管５４を備える。縦割りの分割部材５４ａ、５４ｂで構成される分割管では通常の管材よりも曲率は高められることができる。その結果、最低地上高は確保されることができる。

上流側触媒５２は側面視でエンジンハンガー２９に重なる。排気装置３１のレイアウトはコンパクト化される。上流側触媒５２はエンジン２７の排気ポートに近づくので、上流側触媒５２の早期活性化は実現されることができる。

本実施形態では、ガード部材３６は、アウターパイプ３２ｂよりも外側であって、側面視でブレーキペダル２６に重なる位置に配置されるガード部材３６を備える。ブレーキペダル２６の操作にあたってガード部材３６は操作者の動作から下流側触媒５１を保護することができる。

Claims (7)

1. 車体フレーム（１２）に搭載されて、燃料の燃焼に基づき動力を生成するエンジン（２７）と、
   ケーシング（３８）内に、前記エンジン（２７）から排出される排気ガスの圧力低下を生み出す複数の隔室（４１、４３、４４）を区画する消音器（３３）と、
   上流端で前記エンジン（２７）の排気ポートに接続され下流端で前記消音器（３３）内の空間に開口する導管（３２ａ）、および、前記導管（３２ａ）の少なくとも一部を収容し、下流端で、前記ケーシング（３８）の前端部に設けられて前方に向けて縮径するテーパ部に結合されるアウターパイプ（３２ｂ）を有する排気管（３２）と、
   前記エンジン（２７）の下方であって前記アウターパイプ（３２ｂ）の内側で前記導管（３２ａ）に組み込まれて、前記排気ガスを浄化する触媒（５１）と
   を備える鞍乗り型車両（１１）において、
   前記触媒（５１）は、前記テーパ部よりも前記導管（３２ａ）の上流側で前記テーパ部から離間した位置に設けられ、
   前記導管（３２ａ）の外側であって前記アウターパイプ（３２ｂ）の内側の空間は、前記排気管（３２）下流側の端部が前記隔室（４１、４３、４４）のうちの前端の隔室（４１）に接続されると共に、前記排気管（３２）上流側の端部が前記触媒（５１）の上流端まで延びており、
   前記導管（３２ａ）の外周には、前記導管（３２ａ）を前記アウタ―パイプ（３２ｂ）に支持させる連結部材（５５）が設けられ、前記連結部材（５５）には、前記空間を前記隔室（４１）と連通させる通孔（５６ａ）が形成されることを特徴とする鞍乗り型車両。
2. 請求項１に記載の鞍乗り型車両において、前記触媒（５１）は、側面視で、前記車体フレーム（１２）に固定されて乗員シート（２４）に跨がる乗員の足を受け止めるステップ（２５）よりも前方に配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。
3. 請求項１または２に記載の鞍乗り型車両において、前記触媒（５１）は下面視で前記エンジン（２７）の最大幅よりも内側に配置されることを特徴とする鞍乗り型車両。
4. 請求項３に記載の鞍乗り型車両において、前記触媒（５１）の後方で前記アウターパイプ（３２ｂ）の断面積は縮小することを特徴とする鞍乗り型車両。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両において、
   前記触媒（５１）よりも上流で前記導管（３２ａ）に組み込まれる上流側触媒（５２）と、
   前記上流側触媒（５２）に前記触媒（５１）を接続し、上下方向に向く分割面で分割される分割部材（５４ａ、５４ｂ）で構成される分割管（５４）と
   を備えることを特徴とする鞍乗り型車両。
6. 請求項５に記載の鞍乗り型車両において、前記車体フレーム（１２）から延びて前記エンジン（２７）の前方に連結されるエンジンハンガー（２９）を備え、前記上流側触媒（５２）は側面視で前記エンジンハンガー（２９）に重なることを特徴とする鞍乗り型車両。
7. 請求項２記載の鞍乗り型車両において、
   前記ステップ（２５）の前方に踏み部材（２６ａ）を配置しながら前記車体フレーム（１２）に揺動自在に連結されるペダル（２６）と、
   前記アウターパイプ（３２ｂ）よりも外側であって、側面視で前記ペダル（２６）に重なる位置に配置されるガード部材（３６）と
   を備えることを特徴とする鞍乗り型車両。
   

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