(57)【要約】【課題】  本発明は、エンジンの出力特性に影響を及ぼしにくく、エンジン始動後速やかに触媒を活性温度に上昇させ、且つ車体の大型化をまねくことがない、自動二輪車の排気浄化装置を提供することを課題とする。【解決手段】  クランクケース２４の上方にシリンダブロック２５を延ばしたエンジン１５と、このエンジン１５前方に設けた排気口４１と、この排気口４１からエンジン１５の前方に延び、一旦下方に延出し、その後車体５０の後方に延びる排気管１７と、この排気管内に配置した触媒５１とを備える自動二輪車１０において、排気管１７は、シリンダブロック２５の側方を通過させると共に、この排気管内に配置する触媒５１の位置は、シリンダブロック２５の側方に配置することを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースの上方にシリンダブロックを延ばしたエンジンと、このエンジン前方に設けた排気口と、この排気口から前記エンジンの前方に延び、一旦下方に延出し、その後車体の後方に延びる排気管と、この排気管内に配置した触媒と、を備える自動二輪車において、
前記排気管は、前記シリンダブロックの側方を通過させると共に、この排気管内に配置する前記触媒の位置は、前記シリンダブロックの側方に配置することを特徴とする自動二輪車の排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気管のうち前記シリンダブロック側方の部分は、前記クランクケースの全幅より内側に配置することを特徴とする請求項１記載の自動二輪車の排気浄化装置。
【請求項３】
前記触媒は、前記排気管内に直列に少なくとも２つ配置すると共に、これらの触媒は、ステー部材を介して前記排気管に取付けることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動二輪車の排気浄化装置。
【請求項４】
前記触媒を取付ける前記ステー部材は、前記触媒の略中央に一対設けられ、前記触媒の前端及び後端がフリーに設けられていることを特徴とする請求項３記載の自動二輪車の排気浄化装置。
【請求項５】
前記エンジンから前記排気管が２本延出し、各々が独立して後輪上方の左右の消音器に接続される前記排気管に前記触媒が設けられていることを特徴とする請求項３記載の自動二輪車の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管をエンジンの側方に通過させ、排気管内に触媒を配置して、排気ガスを浄化する自動二輪車の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気管内に触媒を配置して、この触媒に排気ガスを通過させ、排気ガスを浄化する自動二輪車の排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１−２参照。）。
【特許文献１】特公昭５６−５００９２号公報（第１図）
【特許文献２】特公昭５６−１２６９４号公報（第２図）
【０００３】
特許文献１の第１図は、２サイクルエンジンの断面図である。
２サイクルエンジン１０は、クランクケース１３（符号は同公報のものを流用する。以下同じ。）、ブロック１１、ヘッド１２及びピストン１５を主要素とするエンジンの機体１４と、この機体１４の内部に備える燃焼室１７と、この燃焼室１７に排気通路２５を通じて触媒として接続した多チャンネルリアクタ２６（以下、触媒２６と呼ぶ。）と、この触媒２６の後端に接続した排気管２９とから構成したものである。
【０００４】
特許文献２の第２図はエンジンの一部破断側面図である。
排気系統は、機関本体１から前方且つ下方に向けて取付けた排気管８と、この排気管８の後端に接続した消音器９と、前記排気管８の途中に介在させた触媒コンバータ６（以下、触媒６と呼ぶ。）とから構成した部材である。
【０００５】
この種の触媒は、十分に性能を発揮する温度域が決まっている。この温度域を活性温度という。エンジン始動直後の触媒は、活性温度より低温である。従って、触媒の温度が上がり活性温度に達するまでにかかる時間に課題があった。
そこで、特許文献１では、触媒２６を燃焼室１７の直後に配置することで、始動後速やかに触媒２６を活性温度に上昇させるようにした。
【０００６】
しかし、触媒２６を燃焼室１７の直後に配置すると、排気ガス流の抵抗が増えることにより、エンジン出力特性に影響を及ぼし易い。
このような問題を解消するため、特許文献２では、排気管８の途中に触媒６を介在させた。
【０００７】
エンジンの前方に配置した触媒６は、排気管８の途中に、且つ燃焼室から離して配置した。従って、触媒６が過度に高温になる心配はない。
しかし、触媒６はエンジンの燃焼室から離して配置したので、エンジン始動直後に速やかに活性温度にすることは難しい。
【０００８】
加えて、触媒６はエンジンの前方にあるため、前輪あるいは前輪に取付けたフェンダと干渉しないように前輪を前に出すという対策を講じる必要があるが、この対策を講じると、車体の大型化をまねく。さらに、遮熱材を設けるとすれば、部品点数が増え、重量増、コストアップにもなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、エンジンの出力特性に影響を及ぼしにくく、エンジン始動後速やかに触媒を活性温度に上昇させ、且つ車体の大型化をまねくことがない、自動二輪車の排気浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、クランクケースの上方にシリンダブロックを延ばしたエンジンと、このエンジン前方に設けた排気口と、この排気口から前記エンジンの前方に延び、一旦下方に延出し、その後車体の後方に延びる排気管と、この排気管内に配置した触媒と、を備える自動二輪車において、排気管は、シリンダブロックの側方を通過させると共に、この排気管内に配置する触媒の位置は、シリンダブロックの側方に配置することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、排気管のうちシリンダブロック側方の部分は、クランクケースの全幅より内側に配置することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、触媒は、排気管内に直列に少なくとも２つ配置すると共に、これらの触媒は、ステー部材を介して排気管に取付けることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明では、触媒を取付けるステー部材は、触媒の略中央に一対設けられ、触媒の前端及び後端がフリーに設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明では、エンジンから排気管が２本延出し、各々が独立して後輪上方の左右の消音器に接続される排気管に触媒が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、排気管内に配置する触媒の位置は、シリンダブロックの側方に配置したので、シリンダブロックからの放熱により排気管からの放熱を減らせる。
この結果、触媒の温度をエンジン始動後速やかに活性温度まで上げることができるという利点がある。
【００１６】
加えて、触媒はシリンダブロックの側方に配置したので、エンジンより前方の各部品に対し、遮熱などの特別な配慮を必要としない。
この結果、車体をコンパクトにしたいときにも適用が可能となる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、排気管のうち、触媒を備えるシリンダブロック側方の部分は、シリンダブロックにより近づけて配置することができ、より一層、排気管からの放熱を減らせる。
この結果、触媒の温度をエンジン始動後より一層速やかに活性温度まで上げることができるという利点がある。
【００１８】
加えて、排気管のうち、シリンダブロック側方の部分は、クランクケースの全幅より内側に配置したので、コンパクトにすることができる。
この結果、車幅への影響を抑えることができるという利点がある。
【００１９】
請求項３に係る発明では、触媒は、排気管内に直列に少なくとも２つ配置したので、各触媒を小型化することができる。
各触媒を小型化することにより、例えば、屈曲部を有する排気管でも単純形状の触媒を装着できる。このため、排気管の配置の自由度が増す。さらに、触媒の取付け構造を単純化できるという利点がある。
【００２０】
加えて、触媒は、ステー部材を介して排気管に取付けるようにしたので、触媒の組付け作業を簡便に行うことができる。
さらにまた、各触媒を小型化することにより、触媒の排気管への取付け構造が単純となるため、排気管の径を細くすることができるという利点がある。
【００２１】
請求項４に係る発明では、触媒を取付けるステー部材は、触媒の略中央に一対設け、触媒の前端及び後端がフリーに設けられたので、ステー部材を触媒の熱膨張の影響を考慮した特別な構造にする必要がない。つまり、排気管への取付けを構造をさらに単純化することができるという利点がある。
【００２２】
請求項５に係る発明では、エンジンから排気管が２本延出し、各々が独立して後輪上方の左右の消音器に接続される排気管に触媒を設けたので、屈曲部が多い排気管であっても、触媒は小型化されており、触媒を容易に収納することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きにみるものとする。Ｕは上方を、Ｄは下方を示し、Ｆは前方を、Ｒｒは後方を示す。
【００２４】
図１は本発明に係る自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１０は、メインフレーム１１と、このメインフレーム１１の前部に形成したヘッドパイプ１２と、このヘッドパイプ１２を介して操向可能に取付けたフロントフォーク１３と、フロントフォーク１３の下部にフロントアクスル６１を介して取付けた前輪１４と、メインフレーム１１に懸架したエンジン１５と、このエンジン１５が排出した排気ガスを消音器１６に流す排気管１７と、メインフレーム１１の前から後に配置した燃料タンク１８及び乗員シート１９と、メインフレーム１１の後部にリヤクッション２１を介してスイングアームピボット６３を回動中心にして上下動自在に取付けたスイングアーム２２と、このスイングアーム２２の後部にリヤアクスル６２を介して取付けた後輪２３とを備える。
【００２５】
エンジン１５の主要素は、クランクケース２４と、シリンダブロック２５とからなる。  そして、クランクケース２４にボルトなどの締結部材２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを介してメインフレーム１１に懸架する。
なお、３７はキャブレター、３８はエアクリーナである。
【００２６】
排気管１７と、この排気管１７と接続して一体化する消音器１６の固定は、排気管１７の入口１７ａをエンジン１５の排気口４１に取付け、消音器１６の一部をメインフレーム１１にボルトなどの締結手段により固定する。
【００２７】
２７はハンドル、２８は前部ウインカー、２９は後部ウインカーである。
左右の倒立型フロントフォーク１３、１３の内側に、自動二輪車１０及び乗員に対する泥の発散を抑えるためフェンダ２７を取付ける。
なお、このフェンダ２７は分割して構成した部材であり、前輪１４に接近させて取付ける下部フェンダ２７Ｄと、前輪１４から離して取付ける上部フェンダ２７Ｕとからなる。
【００２８】
駆動系については、エンジン１５の下部に図示せぬ減速機を備え、この減速機から後輪２３に駆動力を伝達するチェーン３３を延ばし、後輪２３に備えたスプロケット３４に連結する。
【００２９】
このような駆動系により、エンジン１５の駆動力は、減速機により減速され、減速機からチェーン３３に伝達され、チェーン３３から後輪２３のスプロケット３４を介して後輪２３に伝達する。３５はサイドスタンド、３６は燃料タンク１８などに外方から取付けたカバー部材である。
【００３０】
図２は図１の２矢視図であり、本発明に係る自動二輪車の平面図を示す。乗員からみて、Ｌは左方向を、Ｒは右方向を示す。
本実施例において、エンジン１５は４サイクル単気筒エンジンである。そして、このエンジン１５の前方に左右２つの排気口４１Ｌ、４１Ｒを備え、２本の排気管１７Ｌ、１７Ｒを取付ける。
【００３１】
具体的には、左側の排気口４１Ｌに排気管１７Ｒの入口１７ａを接続し、この排気管１７Ｒを前方に延ばし、排気管１７Ｌとの干渉を避けるように下方に延ばし、右方向に延ばし、さらに、車体後方に延ばし、排気管１７Ｒの出口に消音器１６Ｒを接続する。
【００３２】
一方、右側の排気口４１Ｒに排気管１７Ｌの入口１７ａを接続し、この排気管１７Ｌを前方に延ばし、下方に延ばし、排気管１７Ｒの下方に沿わせつつ車体後方に延ばし、エンジン１５の後方、後輪２３の前方、且つ乗員シート１９の下方で車体の左方向Ｌへ向きを変え延ばし、排気管１７Ｌの出口１７ｂに消音器１６Ｌを接続する。
【００３３】
消音器１６Ｌ、１６Ｒは車体中心に対し、左右略対称に配置した部材である。
排気管１７Ｌ、１７Ｒのうち、シリンダブロック２５側方の部分は、クランクケース２４の全幅より内側に配置する。
なお、２８Ｌ、２８Ｒは前部ウインカー、２９Ｌ、２９Ｒは後部ウインカーである。
【００３４】
図３は本発明に係る自動二輪車の要部側面図であり、排気管は複数の短い排気管を接続してなり、そのうちの一部の排気管内に触媒を取付けることを説明する。
すなわち、排気管１７は、エンジン１５から消音器１６（図１参照）に排気ガスを送るため、様々な曲率をもつ複数のパイプ同士を接続することにより、消音器１６に至るまで他の部材との干渉を避けるというものである。
【００３５】
右側の排気管１７Ｒは、シリンダブロック２５の左側の排気口４１Ｌに入口１７ａを接続して、順に、前方、下方、後方に向きを変え配置した第１排気管４２Ｒと、第１排気管４２Ｒの出口に接続して後方に向け配置した第２排気管４３Ｒと、第２排気管４３Ｒの出口に入口を接続して後方に向けた第３排気管４４Ｒと、この第３排気管４４Ｒの出口に入口を接続して消音器１６Ｒ（図２参照）につながる第４排気管４５Ｒとからなる。
そして、排気管１７Ｒのうち、シリンダブロック２５の側方を通過する第２排気管４３Ｒの内側に触媒５１、５１を直列に配置する。
【００３６】
第２排気管４３Ｒは、屈曲部７１Ｒを有しており、この屈曲部７１Ｒを挟んで直列に触媒５１、５１を配置する。
【００３７】
左側の排気管１７Ｌについて、第１〜第４排気管４２Ｌ、４３Ｌ、４４Ｌ、４５Ｌの長さ及び曲率は、他の部材との干渉を避けるため、右側の排気管１７Ｒと異なる場合があるが、その他については、大きく変わるところはないため説明を省略する。
【００３８】
すなわち、クランクケース２４の上方にシリンダブロック２５を延ばしたエンジン１５と、このエンジン１５前方に設けた排気口４１Ｌ、４１Ｒと、この排気口４１Ｌ、４１Ｒからエンジン１５の前方に延び、一旦下方に延出し、その後車体５０の後方に延びる左右の排気管１７Ｌと１７Ｒとからなる排気管１７と、これらの排気管内に配置した触媒５１とを備える自動二輪車１０において、排気管１７は、シリンダブロック２５の側方を通過させると共に、この排気管内に配置する触媒５１の位置は、シリンダブロック２５の側方に配置する。
２本の排気管１７Ｌ、１７Ｒのうち、第２排気管４３Ｌ、４３Ｒは、上下に並列して配置し、触媒５１、５１は、上下方向に略一致して設けられる。
【００３９】
図２に戻って、シリンダブロック側方の部分は、シリンダブロック２５に近づけて配置したので、触媒５１の温度をエンジン始動後より一層速やかに活性温度まで上げることができる。
【００４０】
加えて、排気管１７のうち、シリンダブロック側方の部分は、クランクケース２４の全幅より内側に配置したので、コンパクトにすることができる。
この結果、車幅への影響を抑えることができる。
【００４１】
以下、図４〜図６に基づいて、排気管１７Ｌ、１７Ｒの内側に備える触媒５１、５１、５１、５１の取付け構造を主体に説明する。
図４は本発明に係る触媒を取付けた排気管の側面図である。
左側の排気管１７Ｌのうち、第２排気管４３Ｌに触媒５１、５１を取付け、第１排気管４２Ｌと、第２排気管４３Ｌと、第３排気管４４Ｌとをこの順序で接続することことを示す。接続後、第１排気管４２Ｌと第２排気管４３Ｌとは接続部の全周にわたり溶接で固定する。第２排気管４３Ｌと第３排気管４４Ｌとも同様に接続部の全周を溶接で固定する。右側の排気管１７Ｒの構成及び接続順序も同様であり、説明は省略する。
【００４２】
なお、右側の排気管１７Ｒに取付けた部品４７は、排気管を覆う図示せぬプロテクタの取付け用ブラケットである。各排気管同士の固定は、溶接により行う。
４９、４９は第３排気管と第４排気管とを固定するクランプ部材である。
【００４３】
図において、触媒５１は、排気管内に直列に２つ配置する。
触媒５１を排気管内に分割して配置したので、各触媒５１を小型化することができる。
各触媒５１を小型化することにより、触媒５１の取付け構造を簡便且つ単純化できる。
なお、本実施例では、直列に配置する触媒５１の個数は２つに設定したが、３つでも良いし、４つでも良く、個数は２つ以上の任意とする。
【００４４】
図５は図４の５−５線断面図であり、第２排気管４３に直列に取付けた２つの触媒５１のうちの１つを取上げ、第２排気管４３に触媒５１を固定することを示す。
第２排気管４３へ触媒５１の固定は、触媒５１の略中央に一対設けたステー部材５２を介して取付け、触媒５１の前端５１ａ及び後端５１ｂをフリーとすることにより、熱膨張可能とした。
なお、触媒５１とステー部材５２との間に隙間５３を設けた理由は、少しでも排気ガスが触媒５１に触れ易くするためである。
触媒５１とステー部材５２を取付けた後、触媒５１を第２排気管４３に挿入し、溶接により固定する。
第２排気管４３へ触媒５１の取付けの詳細は、次図で説明する。
【００４５】
図６は図５の６−６線断面図であり、円筒形状の触媒５１の周囲に、２箇所のステー部材５２を取付け、これらのステー部材５２の外面５２ｂを第２排気管４３の内壁４３ａに嵌め、第２排気管４３の所定箇所に開けた触媒固定穴４３ｈにプラグ溶接で接合することにより、第２排気管４３に触媒５１を固定することを示す。
【００４６】
触媒５１は、ステー部材５２、５２を介して第２排気管４３に取付けるようにしたので、触媒５１の組付け作業を簡便に行うことができる。
加えて、各々の触媒５１を小型化することができるため、触媒５１を取付ける第２排気管４３の径を細くすることができる。
【００４７】
図５に戻って、触媒５１を取付けるステー部材５２は、触媒５１の略中央に一対２箇所設ける。ステー部材５２は、前述のように、第２排気管４３とは触媒固定穴４３ｈを用いてプラグ溶接により１箇所で固定する。そして、ステー部材５２と触媒５１とは、２箇所で溶接により固定する。また、触媒５１と第２排気管４３との間にはすきまを設け、触媒５１のはたらきをより一層高めるものとする。
すなわち、触媒５１を取付けるステー部材５２、５２は、触媒５１の略中央に一対設けられ、触媒５１の前端５１ａ及び後端５１ｂがフリーで熱膨張可能になるように設けられた。
ステー部材５２は、触媒５１の略中央に一対設け、触媒５１の前端５１ａ及び後端５１ｂがフリーで熱膨張可能に設けたので、触媒５１の排気管４３への取付けを構造をさらに単純にできる。
【００４８】
図７は本発明に係る触媒の斜視図であり、触媒５１は、金属部材に所定の直径を有する多数の穴５４・・・（・・・は複数を指す。以下同じ。）を開け、この表面に触媒となる材料をコーティングした円筒形状の部材である。
製造方法は、平板状をなす金属部材の表面に多数の穴５４・・・を開けた後、触媒材料を付着させ、この金属部材を円筒形状に成形し、成形後に辺同士を突合わせて溶接により接合することにより製造したものである。
【００４９】
そして、外周面の略中央にステー部材５２を溶接等により接合し、固定する。
なお、穴５４・・・の直径や個数については任意に設定することができる。
【００５０】
図３に戻って、本発明の作用を説明する。
第２排気管４３Ｌ、４３Ｒの周囲と、第２排気管４３Ｌ、４３Ｒとの温度差が大きいと、排気ガスによって温められた排気管の熱は周囲に奪われやすい状態にある。
しかし、排気管内に配置する触媒５１の位置は、シリンダブロック２５の側方に配置して、排気管の周囲と排気管との温度差を減らせるので、排気管１７の一部を構成して、触媒５１を備える第２排気管４３Ｌ、４３Ｒからの放熱を減らせる。
【００５１】
従って、エンジン始動直後において、素早く触媒５１を活性温度まで上げることができる。
【００５２】
加えて、触媒５１はシリンダブロック２５の側方に配置したので、遮熱対策が必要なくなるため、部品点数増加を抑えることができる。
さらに、触媒５１との干渉を避けるために前輪１４を前方に移動することにより、車体５０の大型化をまねくことはない。
【００５３】
エンジン１５から排気管１７が２本延出し、各々が独立して後輪２３上方の左右の消音器１６Ｌ、１６Ｒに接続される排気管１７Ｌ、１７Ｒに触媒５１を設けたので、屈曲部が多い排気管１７であっても、触媒５１は小型化されているので、触媒５１を容易に収納することができる。
【００５４】
尚、請求項１において、排気管のうちシリンダブロック側方の部分は、クランクケースの全幅より内側に配置しなくても差し支えないものとする。すなわち、クランクケースの全幅より外側に配置しても良い。
請求項２において、触媒は、各々の排気管内に１つづつ配置しても良いものとする。
【００５５】
本実施例において、触媒は、多数の穴を備える円筒形状のものであるが、この構造に限らず、例えば、ハニカムコーンタイプなどであっても良い。
加えて、消音器側にも、別途触媒を設けるなど、他の場所に配置された触媒と組合せて用いても良い。
さらに、ステイ部材は触媒の略中央の上下に一対２箇所設けたが、この他、例えば、前端側と後端側の２箇所設け、触媒の熱膨張を考慮して、一方を固定、他方を円筒長手方向にスライド可能に非固定とすることも可能である。
【００５６】
本実施例において４サイクル１気筒で２つの排気口を備えるエンジンに適用したが、２気筒又は４気筒のエンジンに適用することも可能である。
また、本発明の排気ガス浄化装置を４サイクルエンジンに限定せず、２サイクルエンジンに適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の排気浄化装置は、自動二輪車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】本発明に係る自動二輪車の要部側面図である。
【図４】本発明に係る触媒を取付けた排気管の側面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】本発明に係る触媒の斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…自動二輪車、１５…エンジン、１６、１６Ｌ、１６Ｒ…消音器、１７、１７Ｌ、１７Ｒ…排気管、２４…クランクケース、２５…シリンダブロック、４１、４１Ｌ、４１Ｒ…排気口、４３、４３Ｌ、４３Ｒ…第２排気管、５１…触媒、５１ａ…触媒の前端、５１ｂ…触媒の後端、５２…ステー部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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