JP2016183652A - 自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、排ガスセンサを備えた自動二輪車において、他部材のレイアウトへの影響を抑制しつつ、飛び石による影響を受け難くする技術を提供することを課題とする。
【解決手段】エンジン１２の排気ポート６６に接続される排気管４１と、この排気管４１内に設けられる触媒４２と、排気管４１内に設けられ排気管４１内の排気ガス成分を検出できる排ガスセンサ６７とを備える自動二輪車であって、排気管４１は、下方に延びる垂下部７４を備え、触媒４２は、垂下部７４の上部に支持されると共に、排ガスセンサ６７は、垂下部７４の下部であって触媒４２の下方に配置されると共に、垂下部７４の車両後方側に配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、排ガスセンサを備えた自動二輪車の改良に関する。

排気ガス中の排気ガス成分を検出できる排ガスセンサを備えたエンジンの排気装置が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

特許文献１の図２に示すように、エンジンの排気装置（６）（括弧付き数字は、特許文献１記載の符号を示す。以下同じ。）は、エンジンの排気ポートから延びる排気管（７）と、この排気管（７）の下流端部（７ａ）に接続された消音器（８）とを備えており、下流端部（７ａ）は、消音器（８）内に収容される。排気管（７）内には、三元触媒（１０）（以下、「触媒」と言う。）が配置され、この触媒（１０）の下流側にて消音器（８）に、Ｏ_２センサ（１４）（以下、「排ガスセンサ」と言う。）が配置される。

ところで、自動二輪車において、排ガスセンサは、他部材のレイアウトへ影響を及ぼし難い位置に配置されることが望まれる。併せて、飛び石の影響を受け難い位置に配置することが望まれる。

しかし、自動二輪車では、排気管及び消音器が外部に露出している部分が多く、排ガスセンサを配置するうえで大きな制約となっていた。
排ガスセンサを備えた自動二輪車において、他部材のレイアウトへ影響を及ぼし難く、併せて、飛び石の影響を受け難い部分に排ガスセンサを配置する技術が望まれる。

国際公開第ＷＯ２００５／０７５８０５号

本発明は、排ガスセンサを備えた自動二輪車において、他部材のレイアウトへの影響を抑制しつつ、飛び石による影響を受け難くする技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、エンジンと、このエンジンの排気ポートに接続される排気管と、この排気管内に設けられる触媒と、排気管内に設けられ排気管内の排気ガス成分を検出できる排ガスセンサとを備える自動二輪車であって、排気管は、排気ポートに接続される接続部と、この接続部から下方へ向けて湾曲する第１湾曲部と、この第１湾曲部から下方に延びる垂下部と、この垂下部の下端で車両後方へ向けて湾曲する第２湾曲部と、この第２湾曲部からエンジンの下方を通って車両後方へ延びる下部とを備え、触媒は、垂下部の上部に支持されると共に、排ガスセンサは、垂下部の下部であって触媒の下方に配置されると共に、車両側面視で垂下部の車両後方側に配置されることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、排気管において、少なくとも、第１湾曲部、垂下部及び第２湾曲部は、一方の半体と、この一方の半体に対向配置される他方の半体とを結合してなることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、排気管は、排ガスセンサを支持するボス部を備え、このボス部は、一方の半体と、他方の半体の間に結合するように設けられることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、排ガスセンサから配線が延びており、この配線は、エンジン下部に沿って車両後方へ延びていることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、排ガスセンサは、酸素センサであり、ヒータレスセンサであることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、触媒の上流側で排気管に、更に、上流排ガスセンサを備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明では、エンジンは、クランクケースと、このクランクケースの上面に載置するように取付けられるシリンダブロックと、このシリンダブロックの上面に載置するように取付けられるシリンダヘッドと、を備え、シリンダヘッドの前面に排気ポートが設けられ、排気管の垂下部は、後方下がりに傾斜しており、この垂下部の傾斜に対して直交する方向で排ガスセンサを支持し、車両側面視で、排気管とエンジンのクランクケースの間に挟まれるように排ガスセンサを配置することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、排ガスセンサは、排気管を構成する垂下部の下部であって触媒の下方に配置される。垂下部の下部であれば、他部材が配置されていないデッドスペースであるため、他部材のレイアウトへの影響を小さくできる。また、垂下部の車両後方側に、排ガスセンサが配置されるので、飛び石等が当り難くなる。

請求項２に係る発明では、排気管の第１湾曲部、垂下部及び第２湾曲部は、一方及び他方の半体を結合してなる。２つの半体を結合する構造の排気管であれば、屈曲に係る曲率半径が小さい場合であっても、排気管を容易に形成することができる。

請求項３に係る発明では、排気管は、支持部としてのボス部を備え、このボス部で排ガスセンサを支持するようにした。従って、ボス部無しの場合に比べ、高い剛性で排ガスセンサを支持することが可能になる。

請求項４に係る発明では、排ガスセンサから延びる配線は、エンジン下部に沿って車両後方へ延びている。エンジン下部に配線を沿わせることで、配線を目立たなくすることができる。結果、車両の外観性を高めることができる。

請求項５に係る発明では、排ガスセンサは、ヒータレスセンサである。排ガスセンサは、エンジン直後に位置するため、排ガスセンサは、温度上昇し易い。温度上昇し易い排ガスセンサであれば、ヒータレスタイプの安価なセンサを利用できる。結果、自動二輪車のコストアップを抑えることができる。

請求項６に係る発明では、排気管において、触媒の下流側に排ガスセンサを備え、触媒の上流側に上流排ガスセンサを備えた。排ガスセンサと上流排ガスセンサとによって、触媒の上流側及び下流側で排ガスの成分を測定することで、リアルタイムに触媒の劣化判定を行うことができる。

請求項７に係る発明では、排気管の垂下部は、後方下がりに傾斜しており、この垂下部の傾斜に対して直交する方向に排ガスセンサを支持し、車両側面視で、排気管とエンジンのクランクケースの間に挟まれるように排ガスセンサを配置した。
排気管の垂下部とエンジンのクランクケースとの間のデッドスペースとなり易い空間を利用して排ガスセンサを配置したので、配置スペースの限られている自動二輪車のスペースを有効活用することができる。また、排ガスセンサが支持される垂下部は、後方下がりに傾斜しているため、この垂下部に雨水がたまり難くなり、雨水のはけが良くなる。

本発明に係る自動二輪車の右側面図である。 図１の要部拡大図である。 図２の３矢視図である。 排ガスセンサの配置を説明する図３の要部拡大図である。 図２の５−５線断面図である。 図２の６−６線断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図中及び実施例において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、各々、自動二輪車に乗車する運転者から見た方向を示す。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、この車体フレーム１１に懸架されるエンジン１２と、車体フレーム１１に操向自在に設けられる前輪１３と、車体フレーム１１のピボット部１５に揺動自在に支持されるスイングアーム１６と、このスイングアーム１６の後端に設けられる後輪１４と、前輪１３と後輪１４の間にて車体フレーム１１に設けられ乗員が座るシート１７とを有し、このシート１７に乗員が跨って乗車する鞍乗り型車両である。

車体フレーム１１は、前輪１３を回動自在に支持するヘッドパイプ２１と、このヘッドパイプ２１から車両斜め後下方へ向け上に凸の略円弧状に延びるメインフレーム２２及びダウンフレーム２３と、メインフレーム２２の下端に設けられるピボット部１５と、メインフレーム２２の中間部から後方へ延びるシートレール２４と、シートレール２４とピボット部１５の間に渡されるサポートフレーム２５とを主要素とする。

ヘッドパイプ２１に、ステアリング軸３１が回動可能に設けられ、このステアリング軸３１の上端に操向ハンドル３２が取付けられ、ステアリング軸３１の下端から前輪１３を支えるフロントフォーク３３が延びている。スイングアーム１６とシートレール２４の間に、クッションユニット３４が渡される。フロントフォーク３３に、フロントフェンダ３５が取付けられ、シートレール２４にリヤフェンダ３６が取付けられる。

操向ハンドル３２の後方に燃料タンク３７が配置され、この燃料タンク３７の後方に連続するようにシート１７が配置される。燃料タンク３７は、メインフレーム２２に支持され、シート１７は、シートレール２４に支持される。エンジン１２から運転者が足を置くことができる運転者ステップ３８が車幅方向外方に延びており、サポートフレーム２５から同乗者が足を置くことができる同乗者ステップ３９が車幅方向外方に延びている。

エンジン１２から排気装置４０が延びており、この排気装置４０は、排気管４１と、この排気管４１の途中に介在される触媒４２と、排気管４１の下流端に連結される消音器４３とを主要素とする。排気管４１の上流端は、エンジン１２に取付けられ、排気管４１の後部は、第１ステー４５を介してピボット部１５に取付けられると共に、消音器４３は、第２ステー４６を介して同乗者ステップ３９に取付けられている。

図２に示すように、エンジン１２は、前エンジンハンガー４７を介してダウンフレーム２３の下端に取付けられると共に、後エンジンハンガー４８を介してピボット部１５に取付けられる。ピボット部１５にブレーキペダル４９が回動自在に設けられている。

エンジン１２は、クランクケース５１と、このクランクケース５１の上面に載置するように取付けられるシリンダブロック５２と、このシリンダブロック５２の上面に載置するように取付けられるシリンダヘッド５３と、このシリンダヘッド５３の上面に載置するように取付けられるヘッドカバー５４とを備えている。クランクケース５１の下面に、下から上へ向けてオイルパン５５が取付けられる。クランクケース５１の図手前側である右側面に、クラッチカバー５６が取付けられている。

シリンダヘッド５３の後面５３ｂに、エアクリーナ６１とコネクテイングチューブ６２とスロットルボデイ６３と吸気管６４とからなる吸気装置６０が連結される。シリンダヘッド５３の前面５３ａに排気ポート６６が設けられ、この排気ポート６６に排気装置４０が接続される。排気装置４０は、排気ポート６６に接続される排気管４１を有する。排気管４１内に触媒４２が備えられ、この触媒４２の下流側にて排気管４１内に、排気管４１内の排気ガス成分を検出できる排ガスセンサ６７が備えられている。なお、触媒４２の上流側で排気管４１内には、更に、排気管４１内の排気ガス成分を検出できる上流排ガスセンサ６８が備えられている。

本実施例の排ガスセンサは、排ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサ（Ｏ_２センサ）を用いている。Ｏ_２センサは安価であるため好適であるが、Ｏ_２センサに限定されることなく、排ガス中の成分を検出できるセンサであれば、その種類は問わず任意の種類のセンサでも良い。例えば、ＣＯセンサやＮＯ_ｘセンサ等がある。

排気管４１において、触媒４２が配置される部分に相当する垂下部７４の一部は、垂下部７４の他の部分に比べて排気管４１の内径及び外径共に大径となっており、この触媒４２が配置される部分を排気管膨出部８４と言うこととする。触媒４２は、担体に触媒機能を有する元素が担持されたものである。

排気管４１は、排気ポート６６に接続される接続部７１と、この接続部７１から下方へ向けて湾曲する第１湾曲部７２と、この第１湾曲部７２から下方に延びる垂下部７４と、この垂下部７４の下端で車両後方へ向けて湾曲する第２湾曲部７３と、この第２湾曲部７３からエンジン１２の下方を通って車両後方へ延びる下部７５と、この下部７５から車両後方に延びている第２下部７６とを備え、第２下部７６の下流端は消音器４３に連結されている。

排気管４１の垂下部７４は、車両前後方向で、後方下がりに傾斜しており、この垂下部７４の傾斜に対して直交する方向に排ガスセンサ６７が支持される。この排ガスセンサ６７は、車両側面視で、排気管４１とエンジン１２のクランクケース５１の間に挟まれるように配置される。詳細には、排気管４１の下部７５の長手方向中心軸７５Ｊ（水平線）と、排気管４１の垂下部７４の長手方向中心軸７４Ｊとのなす角度Θは、０＜Θ＜９０°に設定されると共に、垂下部７４の下部とクランクケース５１の間に挟まれるように配置されている。

本実施例では、第１湾曲部７２と垂下部７４と第２湾曲部７３と下部７５とから第１排気管４１ａを構成し、この第１排気管４１ａの下流端に、第２下部７６を構成する第２排気管４１ｂを接続した。次図で説明するように、第１排気管４１ａは、半体を突き合わせて形成したものであり、第２排気管４１ｂは継ぎ目のないパイプ状配管である。なお、第２排気管４１ｂを、第１排気管４１ａと同様に半体を突き合わせた構造とし、第１排気管４１ａと一体的に構成することは差し支えない。

触媒４２は、排気管４１を構成する垂下部７４の上部７４ａに支持されると共に、排ガスセンサ６７は、垂下部７４の下部７４ｓであって触媒４２の下方に配置され、車両側面視で垂下部７４の車両後方に配置される。

排ガスセンサ６７から配線８１が延びており、この配線８１は、エンジン１２の下部に沿って車両後方へ延びている。図１に戻り、排ガスセンサ６７から延びている配線８１は、シート１７の下方に配置されているエンジンコントロールユニット８０（ＥＣＵ）に接続される。なお、排ガスセンサ６７は、酸素センサであり、ヒータレスセンサである。

次に、車両正面から見たときに、排気装置及びその周辺部の構造等について説明する。
図３に示すように、排気管４１のうちで、第１湾曲部７２、垂下部７４及び第２湾曲部７３は、一方の半体８５と、この一方の半体８５に対向配置される他方の半体８６とをつなぎ目８７となるフランジ部８５ｆ、８６ｆ同士で結合してなる。一方の半体８５及び他方の半体８６を結合してなる構造の排気管４１であれば、屈曲に係る曲率半径が小さい場合であっても、排気管４１を容易に形成することができる。従って、排気管４１の配策に係る設計自由度を高めることができる。

また、上記構造であれば、一方及び他方の半体８５、８６を板金用プレスで成形でき、容易に成形できる。プレス成形であれば、排気管膨出部８４を有する構造であっても容易に成形可能である。この他、排気管４１において、そのつなぎ目８７が車両前後に指向するように配置されているため、空気抵抗を低く抑えることができる。

シリンダヘッド５３の前面５３ａから、車幅方向中心で下方に延びているダウンフレーム２３をよけるように、車幅方向右側で且つ下方へ排気管４１が延びている。この排気管４１は、オイルパン５５の下面５５ｂより下方まで延びた後、車両側方に張り出したクラッチカバー５６の下方を通って車両後方へ延びている。

次に、排ガスセンサの配置について詳細に説明する。
図４に示すように、排気管４１に取付けられている排ガスセンサ６７は、垂下部７４の下部７４ｓであって触媒４２の下方に配置され、垂下部７４の車両後方側に配置されている。図中、排気管４１は、排ガスセンサ６７の図手前側に位置しており、排ガスセンサ６７の配置に関する理解を容易にするため想像線にて記載した。

排ガスセンサ６７は、クランクケース５１の一側の外側面５１Ｒより車幅方向外方で、クランクケース５１の構成要素であるクラッチカバー５６の下面５６ｂより下方で、且つ、排気管４１とクランクケース５１とが対向する垂下部７４の車両後方側に配置されている。かかる配置により、車両のデッドスペースに排ガスセンサ６７をコンパクトに配置できるようになるため、他部品の配置に影響を及ぼす心配はない。

図５に示すように、第１湾曲部７２において、排気管４１は、一方の半体８５と他方の半体８６とを結合してなる構造である。

図６に示すように、一方の半体８５と他方の半体８６とを結合してなる排気管４１の垂下部７４に、排ガスセンサ６７を支持するボス部８８を備え、このボス部８８は、一方の半体８５と、他方の半体８６の間にすみ肉溶接で結合するように設けられている。

排気管４１は、支持部としてのボス部８８を備え、このボス部８８で排ガスセンサ６７を支持するようにした。従って、ボス部無しの場合に比べ、高い剛性で排気管４１に排ガスセンサ６７を支持させることが可能になる。

以上に述べた排ガスセンサが備えられている自動二輪車の作用を次に述べる。
図２に戻り、排ガスセンサ６７は、排気管４１を構成する垂下部７４の下部７４ｓであって触媒４２の下方に配置される。垂下部７４の下部７４ｓであれば、他部材が配置されていないデッドスペースであるため、他部材のレイアウトへの影響を小さくできる。また、排ガスセンサ６７は、垂下部７４の車両後方に配置されるので、飛び石等が当り難くなる。

排ガスセンサ６７から延びる配線８１は、エンジン１２下部に沿って車両後方へ延びている。エンジン１２下部に配線を沿わせることで、配線８１を目立たなくすることができる。結果、車両の外観性を高めることができる。

排ガスセンサ６７は、ヒータレスセンサである。排ガスセンサ６７は、エンジン１２直後に配置されるため、排ガスセンサ６７は、温度上昇し易い。温度上昇し易い排ガスセンサ６７であれば、ヒータレスタイプの安価なセンサを利用できる。結果、自動二輪車のコストアップを抑えることができる。

排気管４１において、触媒４２の下流側に排ガスセンサ６７を備え、触媒４２の上流側に上流排ガスセンサ６８を備えた。排ガスセンサ６７と上流排ガスセンサ６８とによって、触媒４２の上流側及び下流側で排ガスの成分を測定することで、リアルタイムに触媒４２の劣化判定を行うことができる。

また、排気管４１の垂下部７４は、後方下がりに傾斜しており、この垂下部７４の傾斜に対して直交する方向に排ガスセンサ６７を支持し、車両側面視で、排気管４１とエンジン１２のクランクケース５１の間に挟まれるように排ガスセンサ６７を配置した。排気管４１の垂下部７４とエンジン１２のクランクケース５１との間のデッドスペースとなり易い空間を利用して排ガスセンサ６７を配置したので、配置スペースの限られている自動二輪車のスペースを有効活用することができる。また、排ガスセンサ６７が支持される垂下部７４は、後方下がりに傾斜しているため、雨水がたまり難くなり、雨水のはけが良くなる。

尚、本発明は、実施の形態では自動二輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。

本発明は、排ガスセンサが備えられている自動二輪車に好適である。

１０…自動二輪車、１２…エンジン、４１…排気管、４２…触媒、４３…消音器、５１…クランクケース、６６…排気ポート、６７…排ガスセンサ、６８…上流排ガスセンサ、７１…接続部、７２…第１湾曲部、７３…第２湾曲部、７４…垂下部、７４ｕ…垂下部の上部、７４ｓ…垂下部の下部、７５…下部、８１…配線、８５…一方の半体、８６…他方の半体、８８…ボス部。

Claims (7)

1. エンジン（１２）と、
   このエンジン（１２）の排気ポート（６６）に接続される排気管（４１）と、
   この排気管（４１）内に設けられる触媒（４２）と、
   前記排気管（４１）内に設けられ前記排気管（４１）内の排気ガス成分を検出できる排ガスセンサ（６７）とを備える自動二輪車であって、
   前記排気管（４１）は、前記排気ポート（６６）に接続される接続部（７１）と、この接続部（７１）から下方へ向けて湾曲する第１湾曲部（７２）と、この第１湾曲部（７２）から下方に延びる垂下部（７４）と、この垂下部（７４）の下端で車両後方へ向けて湾曲する第２湾曲部（７３）と、この第２湾曲部（７３）から前記エンジン（１２）の下方を通って車両後方へ延びる下部（７５）とを備え、
   前記触媒（４２）は、前記垂下部（７４）の上部（７４ｕ）に支持されると共に、
   前記排ガスセンサ（６７）は、前記垂下部（７４）の下部（７４ｓ）であって前記触媒（４２）の下方に配置されると共に、
   車両側面視で前記垂下部（７４）の車両後方側に配置されることを特徴とする自動二輪車。
2. 前記排気管（４１）において、少なくとも、前記第１湾曲部（７２）、前記垂下部（７４）及び前記第２湾曲部（７３）は、一方の半体（８５）と、この一方の半体（８５）に対向配置される他方の半体（８６）とを結合してなることを特徴とする請求項１記載の自動二輪車。
3. 前記排気管（４１）は、前記排ガスセンサ（６７）を支持するボス部（８８）を備え、
   このボス部（８８）は、前記一方の半体（８５）と、前記他方の半体（８６）の間に結合するように設けられることを特徴とする請求項２記載の自動二輪車。
4. 前記排ガスセンサ（６７）から配線（８１）が延びており、
   この配線（８１）は、前記エンジン（１２）の下部に沿って車両後方へ延びていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の自動二輪車。
5. 前記排ガスセンサ（６７）は、酸素センサであり、ヒータレスセンサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の自動二輪車。
6. 前記触媒（４２）の上流側で前記排気管（４１）に、更に、上流排ガスセンサ（６８）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の自動二輪車。
7. 前記エンジン（１２）は、クランクケース（５１）と、このクランクケース（５１）の上面に載置するように取付けられるシリンダブロック（５２）と、このシリンダブロック（５２）の上面に載置するように取付けられるシリンダヘッド（５３）と、を備え、
   前記シリンダヘッド（５３）の前面（５３ａ）に排気ポート（６６）が設けられ、
   前記排気管（４１）の垂下部（７４）は、後方下がりに傾斜しており、この垂下部（７４）の傾斜に対して直交する方向で前記排ガスセンサ（６７）を支持し、車両側面視で、前記排気管（４１）と前記クランクケース（５１）の間に挟まれるように前記排ガスセンサ（６７）を配置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の自動二輪車。

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