JP2019039406A - 鞍乗型車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】触媒が収容されたサイレンサーの大型化を回避しながら、当該触媒を通過した排気ガスの状態を検出するセンサーの温度上昇を抑えることができる鞍乗型車両を提供する。【解決手段】鞍乗型車両は、後輪の側方に配置されたサイレンサー23と、サイレンサー23に収容された上流触媒55と、上流触媒55を通過した排気ガスの状態を検出する下流センサー47とを備えている。サイレンサー23は、下流センサー47を支持しており上流触媒55を通過した排気ガスを下流に案内する支持パイプ56と、上流触媒55および支持パイプ56を取り囲む外筒62とを含む。上流触媒55の軸方向Daへの上流触媒55から下流センサー47までの距離D1は、上流触媒55の軸方向Daへの上流触媒55の長さL1よりも短い。支持パイプ56の断面積は、上流触媒55の断面積よりも大きい。【選択図】図9

Description

本発明は、鞍乗型車両、特に、サイレンサーに収容された触媒と触媒を通過した排気ガスの状態を検出するセンサーとを備える鞍乗型車両に関する。
特許文献1には、鞍乗型車両の一例である自動二輪車が開示されている。この自動二輪車では、第2排気管および第4排気管を含む複数の排気管が、サイレンサーの中に配置されている。第2排気管は、第4排気管の上流に配置されている。排気ガスを浄化する2つの触媒は、第2排気管の中に配置されている。排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサーは、第4排気管に備えられたカラーに装着されている。
特開2016−160914号公報
特許文献1では、触媒から酸素センサーまでの距離が長く、触媒から酸素センサーに至る流路が長い。この場合、サイレンサーが大型化してしまう。
具体的には、触媒と酸素センサーとが触媒の軸方向に並んでおり、触媒から酸素センサーまでの距離が長い場合は、サイレンサーが軸方向に大型化してしまう。触媒と酸素センサーとが触媒の軸方向に並んでおらず、触媒から酸素センサーまでの距離が長い場合は、触媒から酸素センサーに排気ガスを案内する排気管を屈曲させる必要があり、排気管を収容するサイレンサーの周長(周囲の長さ)が大きくなってしまう。そのため、サイレンサーが触媒の軸方向または径方向に大型化してしまう。
サイレンサーの大型化を回避するために、酸素センサーを触媒に近づけると、酸素センサーは、触媒を通過したより高温の排気ガスに晒される。この場合、酸素センサーの温度が上昇し、限界温度(センサーが正常に機能する温度の上限値)に近づく。したがって、単に酸素センサーを触媒に近づけるだけでは、サイレンサーの大型化を回避しながら、酸素センサーの温度上昇を抑えることができない。
そこで、本発明の目的の一つは、触媒が収容されたサイレンサーの大型化を回避しながら、当該触媒を通過した排気ガスの状態を検出するセンサーの温度上昇を抑えることができる鞍乗型車両を提供することである。
本発明の一実施形態は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される後輪と、前記後輪の側方に配置されており、前記エンジンから排出された排気ガスが大気に放出されるときに発生する排気音を減少させるサイレンサーと、前記エンジンから前記サイレントに延びており、前記エンジンから前記サイレントに排気ガスを案内する排気管と、前記サイレンサーに収容されており、前記サイレンサー内を流れる前記排気ガスを浄化する上流触媒と、前記上流触媒の下流に配置されており、前記上流触媒を通過した前記排気ガスの状態を検出する下流センサーとを備え、前記サイレンサーは、前記排気管から前記上流触媒に延びるフロントパイプと、前記下流センサーを支持しており前記上流触媒を通過した前記排気ガスを下流に案内する支持パイプと、前記上流触媒および支持パイプを取り囲む外筒とを含み、前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒から前記下流センサーまでの距離は、前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒の長さよりも短く、前記支持パイプの断面積は、前記上流触媒の断面積よりも大きい、鞍乗型車両を提供する。
この構成によれば、燃料の燃焼によって発生した排気ガスが、排気管によってエンジンからサイレンサーに案内される。上流触媒は、後輪の側方に配置されたサイレンサーに収容されている。サイレンサー内を流れる排気ガスは、上流触媒によって浄化される。これにより、サイレンサーから排出される排気ガスの清浄度を高めることができる。さらに、上流触媒によって浄化された排気ガスの状態は、サイレンサーの支持パイプに支持された下流センサーによって検出される。これにより、上流触媒の劣化を検出できる。
下流センサーは、上流触媒の近くに配置されている。つまり、上流触媒の軸方向への上流触媒から下流センサーまでの距離は、上流触媒の軸方向への上流触媒の長さよりも短い。したがって、上流触媒から下流センサーまでの距離が長い場合に比べて、サイレンサーを上流触媒の軸方向に小型化できる。上流触媒から後方に延びる支持パイプに下流センサーが設けられているので、サイレンサーの周長(周囲の長さ)を減少させることができる。これにより、サイレンサーを小型化できる。
さらに、上流触媒は、エンジンからサイレンサーに排気ガスを案内する排気管に配置されているのではなく、サイレンサーの外筒の中に配置されている。これにより、エンジンから上流触媒までの距離が増加するので、上流触媒に流入する排気ガスの温度を低下させることができる。さらに、下流センサーを支持する支持パイプの断面積は、上流触媒の断面積よりも大きい。上流触媒を通過した排気ガスは、支持パイプ内で膨張する。そのため、排気ガスの温度が支持パイプで低下する。したがって、下流センサーに接する排気ガスの温度をさらに低下させることができる。これにより、下流センサーを上流触媒の近くに配置したとしても、下流センサーの温度上昇を抑えることができる。
前述の「上流触媒の軸方向への上流触媒から下流センサーまでの距離」は、たとえば、上流触媒の軸方向への上流触媒から下流センサーまでの最短距離である。後述する「上流触媒の軸方向への上流触媒から下流触媒までの距離」についても同様である。支持パイプの断面積は、支持パイプの流路の断面積を意味する。上流触媒の断面積についても同様である。
本実施形態において、以下の特徴の少なくとも一つが、前記鞍乗型車両に加えられてもよい。
前記支持パイプは、前記下流センサーが挿入された差込穴を含み、前記上流触媒の軸方向に後方から見ると、前記差込穴は、前記上流触媒のまわりに配置されている。
この構成によれば、下流センサーは、支持パイプに設けられた差込穴に挿入されており、差込穴から上流触媒の径方向における内方に突出している。上流触媒および支持パイプを上流触媒の軸方向に後方から見ると、差込穴は、上流触媒のまわりに配置されている。つまり、支持パイプの流路は、差込穴で上流触媒の径方向における外方に膨らんでいる。これにより、上流触媒を通過した排気ガスを支持パイプで膨張させることができる。
さらに、下流センサーが挿入された差込穴がこのように配置されているので、差込穴が設けられた台座部に膨張する前の排気ガスが直接当たり難い。したがって、台座部の温度上昇を抑えることができ、台座部から下流センサーに伝達される熱量を減らすことができる。これにより、下流センサーの温度上昇をさらに抑えることができ、下流センサーの温度を限界温度以下に維持できる。
前記支持パイプは、前記差込穴が設けられた台座部をさらに含み、前記台座部は、前記サイレンサーの前記外筒に接している。
この構成によれば、下流センサーを支持する台座部が、サイレンサーの外筒に接している。外筒に対する台座部の移動は、台座部に接する外筒によって規制される。これにより、下流センサーを支持する台座部の振動を低減でき、下流センサーをより安定して保持することができる。したがって、下流センサーのセンシング能力をさらに安定させることができる。さらに、台座部は、走行風に直接当たる外筒に接しているので、下流センサーの熱を効果的に外筒に伝達できる。これにより、下流センサーの温度上昇をさらに抑えることができる。
前記台座部は、前記差込穴を取り囲む環状の領域内のいずれの位置でも前記外筒に接している。
この構成によれば、支持パイプの台座部が、差込穴を取り囲む環状の領域の一部だけで外筒に接しているのではなく、当該領域内のいずれの位置でも外筒に接している。したがって、台座部が環状の領域の一部だけで外筒に接している場合に比べて、外筒に対して台座部を安定させることができる。これにより、台座部に支持された下流センサーの振動をさらに低減できる。
前記鞍乗型車両は、前記車幅方向における前記後輪と前記サイレンサーとの間に配置されており、前記後輪を支持するスイングアームをさらに備え、前記サイレンサーは、前記外筒およびスイングアームのそれぞれに固定されたブラケットをさらに含む。
この構成によれば、サイレンサーの外筒が、外筒およびスイングアームのそれぞれに固定されたブラケットを介して、スイングアームに支持されている。下流センサーを支持する支持パイプの台座部は、外筒に接している。したがって、下流センサーは、支持パイプ、外筒、およびブラケットを介して、スイングアームに支持されている。そのため、下流センサーの振動をさらに低減できる。
前記支持パイプは、前記下流センサーが挿入された差込穴が設けられた台座部を含み、
前記外筒は、前記外筒の外面から前記外筒の内面に延びており、前記下流センサーが挿入された貫通穴を含み、前記台座部は、前記外筒の前記貫通穴で露出している。
この構成によれば、下流センサーとこれを支持する台座部とが、外筒をその厚み方向に貫通する貫通穴で露出している。下流センサーおよび台座部の露出部分は、排気ガスよりも温度が低い走行風に触れる。下流センサーおよび台座部は、走行風で冷却される。したがって、下流センサーおよび台座部の熱を効率的に大気に放出することができ、下流センサーの温度上昇をさらに抑えることができる。
前記外筒の外面は、前記貫通穴が開口した平坦部を含む。
この構成によれば、外筒をその厚み方向に貫通する貫通穴が、外筒の外面に設けられた平坦部で開口している。走行風は、外筒の外面に沿って後方に流れる。外筒の外面に設けられた凹部の底面で貫通穴が開口している場合、凹部内に位置している下流センサーの一部に走行風が当たり難い。これに対して、貫通穴が外筒の外面の平坦部で開口している場合は、このような現象が発生しない。したがって、外筒の貫通穴から外方に突出する下流センサーの露出部分を効果的に走行風で冷却できる。
前記下流センサーは、前記サイレンサー内を流れる前記排気ガスを取り込む導入口が設けられた検出部を含み、前記上流触媒の軸方向に後方から見ると、前記下流センサーの前記検出部は、前記上流触媒に重なっている。
上流触媒を通過した殆どの排気ガスは、上流触媒から上流触媒の軸方向に下流に流れる。下流センサーの検出部と上流触媒とは、上流触媒の軸方向に並んでいる。上流触媒および下流センサーを上流触媒の軸方向に後方から見ると、下流センサーの検出部は、上流触媒に重なっている。したがって、上流触媒を通過した直後の排気ガスが下流センサーの検出部に当たり易い。下流センサーは、先端部に相当する検出部に設けられた導入口から排気ガスを取り込み、排気ガスの状態を検出する。したがって、上流触媒を通過した直後の排気ガスの状態を検出でき、上流触媒の劣化をより高精度で検知できる。
前記鞍乗型車両は、前記サイレンサーに収容されており、前記上流触媒および下流センサーの下流に配置されており、前記上流触媒の軸方向に後方から見ると前記上流触媒の少なくとも一部に重なった下流触媒をさらに備える。
この構成によれば、上流触媒だけでなく、下流触媒が、サイレンサーに収容されている。これにより、サイレンサーから排出される排気ガスの清浄度をさらに高めることができる。さらに、上流触媒および下流触媒は、上流触媒の軸方向に並んでおり、上流触媒および下流触媒を上流触媒の軸方向に後方から見ると、下流触媒は、上流触媒の少なくとも一部に重なっている。したがって、上流触媒および下流触媒が上流触媒の軸方向に並んでいない場合に比べて、サイレンサーを上流触媒の径方向に小型化できる。
加えて、下流触媒は、上流触媒および下流センサーの下流に配置されている。言い換えると、下流センサーは、上流触媒の下流で下流触媒の上流の位置に配置されている。通常、上流触媒に流入する排気ガスの温度は、下流触媒に流入する排気ガスの温度よりも高く、上流触媒の劣化速度は、下流触媒の劣化速度よりも速い。したがって、排気ガスの流れ方向における上流触媒と下流触媒との間に下流センサーを配置することにより、上流触媒の劣化を早期に検知できる。
前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒から前記下流触媒までの距離は、前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒の長さよりも短い。
この構成によれば、下流触媒が上流触媒の近くに配置されており、2つの触媒(上流触媒および下流触媒)の間隔が狭い。つまり、上流触媒の軸方向への上流触媒から下流触媒までの距離が、上流触媒の軸方向への上流触媒の長さよりも短い。このように、2つの触媒の間隔が狭いので、サイレンサーが上流触媒の軸方向に大型化することを抑えながら、2つの触媒をサイレンサーの中に配置することができる。
前記支持パイプは、前記上流触媒を取り囲む上流端部を含む。
この構成によれば、支持パイプの上流端部が上流触媒を取り囲んでいる。この場合、支持パイプの上流端部を上流触媒の外周面に溶接したり、上流触媒を支持パイプの上流端部に圧入したりすれば、上流触媒および支持パイプを互いに固定できる。もしくは、スペーサーなどの単純な形状の部材を上流触媒と支持パイプとの間に介在させれば、上流触媒および支持パイプを互いに固定できる。したがって、上流触媒および支持パイプを互いに固定する構造を簡素化でき、サイレンサーを小型化および軽量化できる。
前記鞍乗型車両は、前記サイレンサーに収容されており、前記上流触媒および下流センサーの下流に配置された下流触媒をさらに備え、前記支持パイプは、前記下流触媒を取り囲む下流端部をさらに含む。
この構成によれば、上流触媒だけでなく、下流触媒が、サイレンサーに収容されている。上流触媒を通過した排気ガスは、下流触媒によってさらに浄化される。これにより、サイレンサーから排出される排気ガスの清浄度をさらに高めることができる。しかも、支持パイプの下流端部は、下流触媒を取り囲んでいる。これにより、下流触媒および支持パイプを互いに固定する構造を簡素化でき、サイレンサーの大型化および重量増加を軽減できる。
前記鞍乗型車両は、前記車幅方向における前記後輪と前記サイレンサーとの間に配置されており、前記後輪を支持するスイングアームと、前記下流センサーに接続されており、前記車幅方向における前記サイレンサーと前記スイングアームとの間を通過するリード線とをさらに備え、前記スイングアームは、前記リード線の一部を収容する収容凹部を含む。
この構成によれば、後輪を支持するスイングアームが、車幅方向における後輪とサイレンサーとの間に配置されている。下流センサーの検出値(電気信号)を伝達するリード線は、車幅方向におけるサイレンサーとスイングアームとの間を通過している。リード線の一部は、スイングアームに設けられた収容凹部に収容されている。小石などのリード線に向かって飛散する飛散物は、スイングアームによって遮られる。これにより、リード線の一部をスイングアームで保護できる。
前記支持パイプは、前記上流触媒の軸方向に延びる筒状部と、前記筒状部の外周面から前記上流触媒の径方向における外方に突出する突出部と、前記突出部の外端に設けられており、前記下流センサーが挿入された差込穴が設けられた台座部とを含んでいてもよい。
この構成によれば、支持パイプの突出部が、上流触媒の軸方向に延びる筒状部の外周面から上流触媒の径方向における外方に突出している。つまり、支持パイプの流路は、突出部で膨らんでいる。これにより、上流触媒を通過した排気ガスの温度を支持パイプで低下させることができる。しかも、下流センサーを支持する台座部が突出部の外端に設けられているので、膨張する前の排気ガスが台座部に接触し難い。これにより、台座部から下流センサーに伝達される熱量を減らすことができる。
前記鞍乗型車両が、車幅方向における前記サイレンサーの内方に配置された後輪と、前記車幅方向における前記後輪と前記サイレンサーとの間に配置されており、前記後輪を支持するスイングアームとをさらに備えている場合、前記スイングアームは、前記下流センサーの前方に位置しており、前記スイングアームを前方から見ると前記下流センサーに重なる重複部を含んでいてもよい。
この構成によれば、スイングアームの重複部が下流センサーの前方に位置している。小石などの下流センサーに向かって後方に飛散する飛散物は、スイングアームの重複部によって遮られる。これにより、下流センサーをスイングアームで保護できる。
本発明によれば、触媒が収容されたサイレンサーの大型化を回避しながら、当該触媒を通過した排気ガスの状態を検出するセンサーの温度上昇を抑えることができる鞍乗型車両を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るスクーターの右側面を示す模式図である。 スクーターに備えられた車体フレームの右側面を示す模式図である。 スイングアーム、エンジン、および後輪を上から見た模式図である。 エンジンおよびこれに関連する構成の概略を示す模式図である。 サイレンサーおよびスイングアームの右側面を示す模式図である。 サイレンサーおよびスイングアームを上から見た模式図である。 車幅方向におけるサイレンサーの内側から見たサイレンサーの分解斜視図である。 サイレンサーの鉛直断面を示す断面図である。 図8の一部を拡大した拡大断面図である。 フロントパイプを前方から見た斜視図である。 図8に示すXI−XI線に沿うサイレンサーの断面を示す断面図である。 図11に示す矢印XIIの方向にサイレンサーを見た図である。 上流触媒および支持パイプの断面積について説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態に係るスイングアームおよび下流センサーを示す断面図である。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
前後、上下および左右の各方向は、水平面上で直進している基準姿勢(ステアリングハンドル8が直進位置に配置された姿勢)のスクーター1に着座しており、前方を向いている運転者の視点を基準とする。以下では、特に断りがない限り、基準姿勢のスクーター1について説明する。
左右方向は、車幅方向Dw(スクーター1の幅方向)に相当する。車両中央WO(図3)は、ヘッドパイプ3の中心線を通り、後輪Wrの回転中心に直交する鉛直面に相当する。図1中の「U」は、上方向を示し、図1中の「F」は前方向を示している。他の図についても同様である。以下の説明における側面視は、特に断りがない限り、スクーター1の側面視を意味する。
図1は、本発明の一実施形態に係るスクーター1の右側面を示す模式図である。図2は、スクーター1に備えられた車体フレーム2の右側面を示す模式図である。図3は、スイングアーム11、エンジン13、および後輪Wrを上から見た模式図である。図2では、サイレンサー23等の図示を省略しており、スクーター1を簡略化している。
図1に示すように、鞍乗型車両の一例であるスクーター1は、外装カバーで覆われた車体フレーム2を備えている。車体フレーム2は、後方かつ上方に斜めに延びるヘッドパイプ3を含む。図2に示すように、車体フレーム2は、さらに、ヘッドパイプ3から後方かつ下方に延びるメインフレーム4と、メインフレーム4の後端から後方かつ上方に延びるリアフレーム5と含む。
図1に示すように、スクーター1は、運転者が座る鞍型のシート6と、シート6によって開閉される収納ボックス7とを備えている。図1は、運転者が座るメインシート6mと同乗者が座るタンデムシート6tとが、シート6に設けられている例を示している。シート6は、一人乗り用であってもよい。シート6は、収納ボックス7の開口がシート6によって閉じられる閉位置(図1に示す位置)と、収納ボックス7の開口が開かれる開位置と、の間で収納ボックス7に対して上下に回動可能である。
スクーター1は、運転者によって操舵されるステアリングハンドル8と、前輪Wfを回転可能に支持するフロントフォーク10とを含む。ステアリングハンドル8は、前輪支持部材の一例であるフロントフォーク10に連結されている。フロントフォーク10のステアリングシャフト9は、ヘッドパイプ3に挿入されている。ステアリングハンドル8およびフロントフォーク10は、ヘッドパイプ3の中心線に相当するステアリング軸線まわりに車体フレーム2に対して回動可能である。
図3に示すように、スクーター1は、スクーター1を走行させる動力を発生するスイングユニット12と、スイングユニット12と共に後輪Wrを回転可能に支持するスイングアーム11とを含む。スイングユニット12は、駆動輪としての後輪Wrを駆動するエンジン13と、エンジン13の動力を後輪Wrに伝達する駆動機構とを含む。エンジン13は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関である。エンジン13は、ヘッドカバー14、シリンダヘッド15、シリンダボディ16、およびクランクケース17を含む。
駆動機構は、エンジン13の回転を無端状のベルトで後輪Wrに伝達するベルトドライブ式の減速機構である。駆動機構は、エンジン13の回転を無端状のチェーンで後輪Wrに伝達するチェーンドライブ式の減速機構であってもよい。駆動機構は、エンジン13によって駆動されるドライブプーリーと、ドライブプーリーの回転が伝達されるドリブンプーリーと、ドライブプーリーの回転をドリブンプーリーに伝達する無端状のVベルトとを含む。
駆動機構は、さらに、ドライブプーリー、Vベルト、およびドリブンプーリーを収容するベルトケース18を含む。ベルトケース18の前端部は、クランクケース17の左方に配置されている。図3では、クランクケース17とベルトケース18との境界を太い二点鎖線で示している。ベルトケース18は、クランクケース17から後方に延びている。ベルトケース18の後端部は、クランクケース17よりも後方に配置されている。
スイングユニット12は、車幅方向Dwに延びるピボットシャフトを介して車体フレーム2に支持されている。スイングアーム11は、スイングユニット12に固定されている。スイングユニット12およびスイングアーム11は、ピボットシャフトまわりに車体フレーム2に対して上下に回動可能である。後輪Wrは、車幅方向Dwにおけるベルトケース18とスイングアーム11との間に配置されている。後輪Wrは、ベルトケース18からスイングアーム11に延びるリアアクスルシャフト19を介してベルトケース18およびスイングアーム11に支持されている。
図1に示すように、スクーター1は、エンジン13に供給される燃料を貯留する燃料タンク20と、エンジン13で生成された排気ガスを大気に放出するエキゾーストシステムとを含む。エキゾーストシステムは、エンジン13の排気ポート37(図4参照)から排出された排気ガスを下流に案内する排気管21と、排気管21によって案内された排気ガスを排気口24から大気に放出するサイレンサー23とを含む。
排気管21の上流端部21uは、ボルトによってシリンダヘッド15に固定されている。サイレンサー23の上流端部は、排気管21およびサイレンサー23を取り囲む締め付けバンド22によって排気管21の下流端部に固定されている。サイレンサー23は、スイングアーム11の右方に配置されている。サイレンサー23は、スイングアーム11に固定されている。サイレンサー23は、空気中で開口する排気口24を形成している。
次に、スクーター1の吸気および排気システムについて説明する。
図4は、エンジン13およびこれに関連する構成の概略を示す模式図である。図4は、エンジン13が単気筒エンジンである例を示している。エンジン13は、多気筒エンジンであってもよい。
エンジン13は、空気と燃料の混合気の燃焼に伴ってシリンダ41内を往復するピストン42と、ピストン42の往復運動を回転に変換するクランクシャフト44と、ピストン42の動作をクランクシャフト44に伝達するコネクティングロッド43とを含む。エンジン13は、さらに、ピストン42を収容するシリンダ41を形成するシリンダボディ16と、混合気が燃焼する燃焼室40を形成するシリンダヘッド15と、シリンダボディ16と共にクランクシャフト44を収容するクランクケース17とを含む。エンジン13は、さらに、シリンダヘッド15に取り付けられたヘッドカバー14(図3参照)を含む。
スクーター1は、燃焼室40に吸引される吸気を案内する吸気通路31と、燃焼室40から排出された排気ガスを案内する排気通路45とを備えている。シリンダヘッド15の外面から燃焼室40の内面に延びる吸気ポート35は、吸気通路31の一部である。シリンダヘッド15の外面から燃焼室40の内面に延びる排気ポート37は、排気通路45の一部である。吸気ポート35は、吸気バルブ36によって開閉される。排気ポート37は、排気バルブ38によって開閉される。燃焼室40内の混合気に着火する点火プラグ39は、シリンダヘッド15に挿入されている。
スクーター1は、燃焼室40に向かって吸気通路31を流れる吸気から異物を除去するエアクリーナー32と、エアクリーナー32から燃焼室40に流れる吸気の流量を変更するスロットルバルブ33と、燃料タンク20から供給された燃料を燃焼室40に供給する燃料供給装置34とを備えている。燃料供給装置34は、キャブレターおよび燃料噴射器(fuel injector)のいずれであってもよい。燃料供給装置34が燃料噴射器である場合、燃料供給装置34は、吸気通路31を介して燃焼室40に燃料を供給してもよいし、燃焼室40に燃料を直接供給してもよい。
スクーター1は、排気管21およびサイレンサー23を含むエキゾーストシステムから大気に放出される排気ガスを浄化する浄化システムを備えている。浄化システムは、エンジン13の排気ポート37から排出された排気ガスを浄化する上流触媒55と、上流触媒55によって浄化された排気ガスを浄化する下流触媒57とを含む。浄化システムは、さらに、上流触媒55の上流の位置で排気ガスの状態を検出する上流センサー46と、上流触媒55の下流でかつ下流触媒57の下流の位置で排気ガスの状態を検出する下流センサー47とを含む。
上流触媒55および下流触媒57は、いずれも、三元触媒である。下流触媒57は、上流触媒55の下流に配置されている。上流触媒55および下流触媒57は、排気通路45の一部を形成するサイレンサー23の中に配置されている。上流センサー46および下流センサー47は、サイレンサー23に取り付けられている。排気ガスを取り込む導入口が設けられた上流センサー46の検出部46dは、サイレンサー23の中に配置されている。同様に、排気ガスを取り込む導入口47p(図11参照)が設けられた下流センサー47の検出部47dは、サイレンサー23の中に配置されている。
上流センサー46および下流センサー47は、いずれも、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサーである。上流センサー46の検出値は、上流センサー46からECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)の方に延びる上流リード線48を介してECUに伝達される。同様に、下流センサー47の検出値は、下流センサー47からECUの方に延びる下流リード線49を介してECUに伝達される。ECUは、上流センサー46の検出値に基づいて空燃比を変更する。ECUは、下流センサー47の検出値に基づいて上流触媒55を診断する。
次に、エキゾーストシステムの一部であるサイレンサー23について説明する。
図5は、サイレンサー23およびスイングアーム11の右側面を示す模式図である。図6は、サイレンサー23およびスイングアーム11を上から見た模式図である。図7は、車幅方向Dwにおけるサイレンサー23の内側から見たサイレンサー23の分解斜視図である。図8は、サイレンサー23の鉛直断面を示す断面図である。サイレンサー23は、水平面に対して斜めに傾けられているが、図8では、フロントパイプ51の中心線(直線SL)が図8の左右方向に延びるように描かれている。
図5および図6に示すように、サイレンサー23は、スイングアーム11の右方に配置されており、側面視でスイングアーム11に重なっている。図7に示すように、サイレンサー23は、排気管21から排出された排気ガスを下流に案内するフロントパイプ51と、フロントパイプ51によって案内された排気ガスを膨張させる膨張部61と、膨張部61内の排気ガスを大気に放出するリアパイプ72とを含む。サイレンサー23は、さらに、膨張部61に固定された複数のブラケット69と、膨張部61の右方に配置されたサイドカバー70と、膨張部61の後方に配置されたエンドカバー71とを含む。
図8に示すように、フロントパイプ51は、締め付けバンド22によって締め付けられるジョイントパイプ52と、ジョイントパイプ52から下流に延びるテーパーパイプ53と、テーパーパイプ53から下流に延びるストレートパイプ54とを含む。フロントパイプ51は、排気管21から上流触媒55まで連続している。上流触媒55は、ストレートパイプ54から上流触媒55の軸方向に後方に延びており、支持パイプ56は、上流触媒55から上流触媒55の軸方向に後方に延びている。下流触媒57は、支持パイプ56から上流触媒55の軸方向に後方に延びている。
膨張部61は、上流触媒55、支持パイプ56、および下流触媒57を取り囲む内筒63と、内筒63を介して上流触媒55、支持パイプ56、および下流触媒57を取り囲む外筒62と、フロントパイプ51と外筒62との間の環状の空間を塞ぐフロントキャップ64と、リアパイプ72と外筒62との間の環状の空間を塞ぐリアキャップ65とを含む。膨張部61は、さらに、膨張部61内の空間を上流触媒55の軸方向Daに並んだ上流膨張空間Suおよび下流膨張空間Sdに仕切るセパレーター66と、セパレーター66を介して上流膨張空間Suから下流膨張空間Sdに延びる中間パイプ67とを含む。
排気音を低減する吸音材68は、外筒62と内筒63との間の環状の空間に配置されている。吸音材68は、グラスウールまたはスチールウールであってもよいし、これら以外であってもよい。吸音材68は、内筒63の前端部と内筒63の後端部との間に配置されている。吸音材68は、内筒63をその厚み方向に貫通する複数の吸音口63pを塞いでいる。図8では、一部の吸音口63pだけを図示しているが、複数の吸音口63pは、内筒63の全周にわたって規則的に配置されている。
膨張部61の内筒63は、上流触媒55、支持パイプ56、および下流触媒57に加えて、中間パイプ67、セパレーター66、およびリアパイプ72を取り囲んでいる。セパレーター66の外周部は、内筒63の内周面に接している。中間パイプ67は、セパレーター66を上流触媒55の軸方向Daに通過している。セパレーター66は、中間パイプ67の外周面に接している。中間パイプ67の上流端は、中間パイプ67の下流端の後方に配置されている。上流膨張空間Suは、下流膨張空間Sdの後方に配置されている。中間パイプ67の上流端は、上流膨張空間Suに配置されており、中間パイプ67の下流端は、下流膨張空間Sdに配置されている。
膨張部61は、フロントパイプ51およびリアパイプ72よりも太い。膨張部61の周長(周囲の長さ)、つまり、外筒62の周長は、フロントパイプ51の周長よりも長く、リアパイプ72の周長よりも長い。フロントパイプ51は、膨張部61から前方に突出している。リアパイプ72は、膨張部61から後方に突出している。下流触媒57の下流端は、上流膨張空間Suに配置されている。リアパイプ72の上流端は、下流膨張空間Sdに配置されている。フロントパイプ51、リアパイプ72、および中間パイプ67は、上流触媒55の径方向Drに離れている。リアパイプ72は、フロントパイプ51よりも上方に配置されている。中間パイプ67は、フロントパイプ51よりも下方に配置されている。
フロントパイプ51は、フロントキャップ64を上流触媒55の軸方向Daに通過している。フロントキャップ64は、ストレートパイプ54の外周面に接している。セパレーター66は、支持パイプ56の外周面に接している。リアパイプ72は、下流膨張空間Sd、セパレーター66、およびリアキャップ65を上流触媒55の軸方向Daに通過している。セパレーター66およびリアキャップ65は、リアパイプ72の外周面に接している。リアパイプ72の下流端は、膨張部61の後方の空間に配置されている。図5および図6に示すように、リアパイプ72の下流端は、エンドカバー71を上流触媒55の軸方向Daに貫通するエンドホール71hに挿入されている。リアパイプ72の下流端は、排気口24を形成している。
混合気の燃焼によって発生した排気ガスは、排気ポート37(図4参照)を介して燃焼室40から排気管21に排出され、フロントパイプ51によって上流触媒55に案内される。その後、排気ガスは、上流触媒55、支持パイプ56、および下流触媒57をこの順に通り、上流膨張空間Suに流入する。その後、排気ガスは、中間パイプ67を介して上流膨張空間Suから下流膨張空間Sdに流れ、リアパイプ72から大気に放出される。排気ガスのエネルギーは、膨張部61内を流れる間に減少する。これにより、排気音が低減される。さらに、上流触媒55および下流触媒57によって排気ガスが浄化されるので、大気に放出される汚染物質を低減できる。
膨張部61は、複数のブラケット69を介してスイングアーム11に固定されている。図8に示すように、複数のブラケット69は、膨張部61から上方に延びる上ブラケット69uと、膨張部61から下方に延びる下ブラケット69Lと、膨張部61から下方に延びるリアブラケット69rとを含む。上ブラケット69uは、下ブラケット69Lおよびリアブラケット69rよりも上方に配置されている。リアブラケット69rは、上ブラケット69uおよび下ブラケット69Lよりも後方に配置されている。各ブラケット69は、溶接によって外筒62に固定されている。
図5および図6に示すように、スイングアーム11は、車幅方向Dwにおける外方に突出した複数のボス11bを含む。上ブラケット69u、下ブラケット69L、およびリアブラケット69rは、それぞれ、3つのボス11bに重ねられている。ボルトの軸部は、ブラケット69を車幅方向Dwに貫通する通り穴69h(図7参照)に挿入され、ボス11bに設けられた雌ねじ穴に取り付けられる。これにより、各ブラケット69がスイングアーム11に固定され、サイレンサー23がスイングアーム11に支持される。
次に、上流触媒55、支持パイプ56、および下流触媒57について主として説明する。
図9は、図8の一部を拡大した拡大断面図である。図10は、フロントパイプ51を前方から見た斜視図である。図11は、図8に示すXI−XI線に沿うサイレンサー23の断面を示す断面図である。図11は、支持パイプ56の中心線に直交する断面を示している。図12は、図11に示す矢印XIIの方向にサイレンサー23を見た図である。図13は、上流触媒55および支持パイプ56の断面積について説明するための断面図である。図11および図13は、上流触媒55等を上流触媒55の軸方向Daに後方から見た図である。
図9に示すように、フロントパイプ51は、ジョイントパイプ52、テーパーパイプ53、およびストレートパイプ54を含む。上流センサー46は、ストレートパイプ54に固定された上流ナットを介してストレートパイプ54に取り付けられている。下流センサー47は、支持パイプ56に固定された下流ナット59(図10参照)を介して支持パイプ56に取り付けられている。
テーパーパイプ53は、ストレートパイプ54に近づくにしたがって外径および内径が増加するテーパー部53aを含む。ストレートパイプ54の上流端部は、テーパーパイプ53の下流端部を取り囲んでいる。ストレートパイプ54の外径および内径は、ストレートパイプ54の上流端からストレートパイプ54の下流端まで一定である。ストレートパイプ54の下流端部は、上流触媒55の上流端部を取り囲んでいる。ストレートパイプ54、上流触媒55、支持パイプ56、および下流触媒57は、上流触媒55の軸方向Daに並んでおり、これらの中心線は、同じ直線SL上に配置されている。
上流触媒55および下流触媒57は、互いに離れており、上流触媒55の軸方向Daに向かい合っている。上流触媒55は、上流触媒55の軸方向Daに上流触媒55を貫通する複数の通路が設けられた円柱状のキャリアと、キャリアの内表面に保持された触媒物質とを含む。同様に、下流触媒57は、上流触媒55の軸方向Daに一致する下流触媒57の軸方向に下流触媒57を貫通する複数の通路が設けられた円柱状のキャリアと、キャリアの内表面に保持された触媒物質とを含む。各キャリアは、上流触媒55の軸方向Daに延びる円筒状のアウターケース73と、アウターケース73内に保持されたハニカム状の収容物74とを含む。触媒物質は、収容物74の表面に保持されている。
上流触媒55のアウターケース73の外径は、上流触媒55の外径Φ1に相当する。同様に、下流触媒57のアウターケース73の外径は、下流触媒57の外径に相当する。上流触媒55の外径Φ1は、下流触媒57の外径と等しい。上流触媒55の外径Φ1は、下流触媒57の外径よりも小さいまたは大きくてもよい。上流触媒55は、下流触媒57よりも上流触媒55の軸方向Daに短い。言い換えると、上流触媒55の軸方向Daへの上流触媒55の長さL1は、上流触媒55の軸方向Daへの下流触媒57の長さL2よりも短い。上流触媒55の長さL1は、下流触媒57の長さL2と等しくてもよいし長くてもよい。
支持パイプ56は、上流触媒55の軸方向Daに延びる筒状部81を含む。支持パイプ56の上流端部56uに相当する筒状部81の上流端部は、上流触媒55の下流端部を取り囲んでいる。支持パイプ56の下流端部56dに相当する筒状部81の下流端部は、下流触媒57の上流端部を取り囲んでいる。筒状部81の外径Φ2および内径は、筒状部81の上流端から筒状部81の下流端まで一定である。筒状部81の外径Φ2は、筒状部81の上流端から筒状部81の下流端まで一定でなくてもよい。筒状部81の内径についても同様である。
支持パイプ56は、金属製である。同様に、ストレートパイプ54も金属製であり、上流触媒55および下流触媒57のアウターケース73も、金属製である。上流触媒55のアウターケース73は、溶接によってストレートパイプ54および支持パイプ56に固定されている。下流触媒57のアウターケース73は、溶接によって支持パイプ56に固定されている。上流センサー46が取り付けられる上流ナットは、溶接によってストレートパイプ54に固定されている。下流センサー47が取り付けられる下流ナット59は、溶接によって支持パイプ56に固定されている。
図10に示すように、支持パイプ56は、筒状部81に加えて、筒状部81の外周面から上流触媒55の径方向Drにおける外方に突出した筒状の突出部82と、突出部82に支持された台座部83とを含む。台座部83は、たとえば円板状である。台座部83は、下流ナット59を介して下流センサー47を支持している。突出部82は、筒状部81の上流端と筒状部81の下流端との間に配置されている。
図11に示すように、突出部82は、外筒62に向かって筒状部81から突出している。台座部83は、突出部82の先端に相当する突出部82の外端を塞いでいる。突出部82の外径および内径は、台座部83に近づくにしたがって減少している。台座部83の外径Φ3(図12参照)は、筒状部81の外径Φ2よりも小さい。支持パイプ56の中心線(直線SL)に相当する筒状部81の中心線から台座部83までの上流触媒55の径方向Drの距離D3は、上流触媒55の外周面の半径(上流触媒55の外径Φ1の1/2)よりも大きく、上流触媒55の外周面の直径(上流触媒55の外径Φ1)よりも小さい。台座部83が筒状部81の近くに配置されているので、支持パイプ56を収容する膨張部61が上流触媒55の径方向Drに大型化することを抑えることができる。
図13においてクロスハッチングされた領域S1とクロスハッチングされた領域S2は、支持パイプ56によって取り囲まれた空間を示している。つまり、支持パイプ56の筒状部81、突出部82、および台座部83は、領域S1と領域S2の両方を取り囲んでいる。領域S1の面積と領域S2の面積との和は、支持パイプ56の断面積に相当する。領域S1の面積は、上流触媒55の断面積に相当する。したがって、支持パイプ56の断面積は、領域S2の面積の分だけ上流触媒55の断面積よりも大きい。
図11に示すように、下流センサー47および下流ナット59は、台座部83をその厚み方向に貫通する差込穴83hに挿入されている。下流ナット59は、溶接によって台座部83に固定されている。下流センサー47は、支持パイプ56の外側から下流ナット59に挿入されている。下流センサー47の雄ねじ部47tの外周に設けられた雄ねじは、下流ナット59の内周に設けられた雌ねじに取り付けられている。これにより、下流センサー47が下流ナット59に固定されている。
下流ナット59は、差込穴83hから上流触媒55の径方向Drにおける内方および外方に突出している。排気ガスを取り込む導入口47pが設けられた下流センサー47の検出部47dは、下流ナット59から上流触媒55の径方向Drにおける内方に突出している。上流触媒55を上流触媒55の軸方向Daに後方から見ると、台座部83、差込穴83h、および下流ナット59は、上流触媒55のまわりに配置されている。これに対して、下流センサー47の検出部47dは、上流触媒55に重なっている。
図9に示すように、上流触媒55の軸方向Daにおける上流触媒55から下流センサー47までの距離D1は、上流触媒55の軸方向Daにおける上流触媒55の長さL1よりも短い。さらに、距離D1は、上流触媒55の外径Φ1よりも短い。上流触媒55および下流触媒57の間隔、つまり、上流触媒55の軸方向Daにおける上流触媒55から下流触媒57までの距離D2は、上流触媒55の長さL1よりも短く、上流触媒55の外径Φ1よりも短い。
図11に示すように、支持パイプ56は、上流触媒55の周方向に並んだ複数の部材を含む。図11は、互いに組み合わされた外部材56oおよび内部材56iが支持パイプ56に設けられている例を示している。支持パイプ56は、3つ以上の別々の部材を含んでいてもよいし、一体の一つの部材であってもよい。外部材56oは、車幅方向Dwにおける内部材56iの外方に配置されている。外部材56oは、車幅方向Dwにおける外方に凹んでおり、内部材56iは、車幅方向Dwにおける内方に凹んでいる。突出部82および台座部83は、内部材56iに設けられている。
支持パイプ56と同様に、外筒62は、外筒62の周方向に並んだ複数の部材を含み、内筒63は、内筒63の周方向に並んだ複数の部材を含む。図11は、互いに組み合わされた外部材62oおよび内部材62iが外筒62に設けられており、互いに組み合わされた外部材63oおよび内部材63iが内筒63に設けられている例を示している。外筒62は、3つ以上の別々の部材を含んでいてもよいし、一体の一つの部材であってもよい。内筒63についても同様である。
外筒62の外部材62oは、車幅方向Dwにおける外筒62の内部材62iの外方に配置されている。外筒62の外部材62oは、車幅方向Dwにおける外方に凹んでおり、外筒62の内部材62iは、車幅方向Dwにおける内方に凹んでいる。内筒63の外部材63oおよび内部材63iは、外筒62の外部材62oおよび内部材62iの間に配置されている。内筒63の外部材63oは、車幅方向Dwにおける内筒63の内部材63iの外方に配置されている。内筒63の外部材63oは、車幅方向Dwにおける外方に凹んでおり、内筒63の内部材63iは、車幅方向Dwにおける内方に凹んでいる。
外筒62の外面は、下流センサー47が挿入された平坦部62fを含む。平坦部62fは、外筒62の上端に近づくにしたがって車両中央WO(図3参照)から離れるように斜め上に延びている。平坦部62fは、外筒62の上端に近づくにしたがって車両中央WOに近づくように斜め上に延びていてもよいし、水平または鉛直であってもよい。平坦部62fは、フロントキャップ64(図6参照)からリアキャップ65(図6参照)まで上流触媒55の軸方向Daに延びている。スクーター1の前進によって発生する走行風は、サイレンサー23の外面に含まれる平坦部62fに沿って後方に流れる。つまり、平坦部62fは、走行風に直接当たる。
図11に示すように、支持パイプ56は、内筒63をその厚み方向に貫通する貫通穴63hに挿入されている。台座部83は、貫通穴63hの中に配置されている。台座部83は、外筒62をその厚み方向に貫通する貫通穴62hで露出している。外筒62の貫通穴62hは、外筒62の外面の平坦部62fで開口している。外筒62の貫通穴62hは、台座部83で塞がれている。
下流センサー47は、貫通穴62h、貫通穴63h、および差込穴83hに挿入されている。下流センサー47の大部分、つまり、下流センサー47を回転させる工具が取り付けられるボルト部47bから下流リード線49に接する接続部47cまでの露出部は、膨張部61の外に配置されており、走行風に晒される。図6に示すように、下流センサー47の露出部は、スイングアーム11に設けられた収容凹部11rによってスイングアーム11との衝突が回避されている。
図11に示すように、支持パイプ56の台座部83は、平坦な外面83oを含む。台座部83の外面83oは、外筒62の内面に重ねられている。図12に示すように、台座部83は、差込穴83hを取り囲む環状の領域R1内のいずれの位置でも外筒62に接している。図12では、台座部83と外筒62とが接している領域をクロスハッチングで示している。台座部83は、溶接によって外筒62に固定されている。下流センサー47は、下流ナット59および台座部83を介して外筒62に支持されている。これにより、下流センサー47が安定して保持されるので、下流センサー47の振動を低減することができる。
以上のように第1実施形態では、燃料の燃焼によって発生した排気ガスが、後輪Wrの側方に配置されたサイレンサー23を通過する。上流触媒55は、サイレンサー23に収容されている。サイレンサー23内を流れる排気ガスは、上流触媒55によって浄化される。これにより、サイレンサー23から排出される排気ガスの清浄度を高めることができる。さらに、上流触媒55によって浄化された排気ガスの状態は、サイレンサー23の支持パイプ56に支持された下流センサー47によって検出される。これにより、上流触媒55の劣化を検出できる。
下流センサー47は、上流触媒55の近くに配置されている。つまり、上流触媒55の軸方向Daへの上流触媒55から下流センサー47までの距離D1は、上流触媒55の軸方向Daへの上流触媒55の長さL1よりも短い。したがって、上流触媒55から下流センサー47までの距離D1が長い場合に比べて、サイレンサー23を上流触媒55の軸方向Daに小型化できる。上流触媒55から後方に延びる支持パイプ56に下流センサー47が設けられているので、サイレンサー23の周長(周囲の長さ)を減少させることができる。これにより、サイレンサー23を小型化できる。
さらに、上流触媒55は、エンジン13からサイレンサー23に排気ガスを案内する排気管21に配置されているのではなく、サイレンサー23の外筒62の中に配置されている。これにより、エンジン13から上流触媒55までの距離が増加するので、上流触媒55に流入する排気ガスの温度を低下させることができる。さらに、下流センサー47を支持する支持パイプ56の断面積は、上流触媒55の断面積よりも大きい。上流触媒55を通過した排気ガスは、支持パイプ56内で膨張する。そのため、排気ガスの温度が支持パイプ56で低下する。したがって、下流センサー47に接する排気ガスの温度をさらに低下させることができる。これにより、下流センサー47を上流触媒55の近くに配置したとしても、下流センサー47の温度上昇を抑えることができる。
サイレンサー23が上下に大型化する場合、運転者または同乗者からサイレンサー23までの上下方向の距離を確保するために、通常はサイレンサー23を下方に移動させると考えられる。しかしながら、このようにサイレンサー23を配置すると、サイレンサー23が地面に近づくので、スクーター1の最大バンク角が減少してしまう。したがって、サイレンサー23の大型化を防止することにより、このような問題を未然に回避できる。
本実施形態では、下流センサー47は、支持パイプ56に設けられた差込穴83hに挿入されており、差込穴83hから上流触媒55の径方向Drにおける内方に突出している。上流触媒55および支持パイプ56を上流触媒55の軸方向Daに後方から見ると、差込穴83hは、上流触媒55のまわりに配置されている。つまり、支持パイプ56の流路は、差込穴83hで上流触媒55の径方向Drにおける外方に膨らんでいる。これにより、上流触媒55を通過した排気ガスを支持パイプ56で膨張させることができる。
さらに、下流センサー47が挿入された差込穴83hがこのように配置されているので、差込穴83hが設けられた台座部83に膨張する前の排気ガスが直接当たり難い。したがって、台座部83の温度上昇を抑えることができ、台座部83から下流センサー47に伝達される熱量を減らすことができる。これにより、下流センサー47の温度上昇をさらに抑えることができ、下流センサー47の温度を限界温度以下に維持できる。
本実施形態では、下流センサー47を支持する台座部83が、サイレンサー23の外筒62に接している。外筒62に対する台座部83の移動は、台座部83に接する外筒62によって規制される。これにより、下流センサー47を支持する台座部83の振動を低減でき、下流センサー47をより安定して保持することができる。したがって、下流センサー47のセンシング能力をさらに安定させることができる。さらに、台座部83は、走行風に直接当たる外筒62に接しているので、下流センサー47の熱を効果的に外筒62に伝達できる。これにより、下流センサー47の温度上昇をさらに抑えることができる。
本実施形態では、支持パイプ56の台座部83が、差込穴83hを取り囲む環状の領域R1の一部だけで外筒62に接しているのではなく、当該領域R1内のいずれの位置でも外筒62に接している。したがって、台座部83が環状の領域R1の一部だけで外筒62に接している場合に比べて、外筒62に対して台座部83を安定させることができる。これにより、台座部83に支持された下流センサー47の振動をさらに低減できる。
本実施形態では、サイレンサー23の外筒62が、外筒62およびスイングアーム11のそれぞれに固定されたブラケット69を介して、スイングアーム11に支持されている。下流センサー47を支持する支持パイプ56の台座部83は、外筒62に接している。したがって、下流センサー47は、支持パイプ56、外筒62、およびブラケット69を介して、スイングアーム11に支持されている。そのため、下流センサー47の振動をさらに低減できる。
本実施形態では、下流センサー47とこれを支持する台座部83とが、外筒62をその厚み方向に貫通する貫通穴62hで露出している。下流センサー47および台座部83の露出部分は、排気ガスよりも温度が低い走行風に触れる。下流センサー47および台座部83は、走行風で冷却される。したがって、下流センサー47および台座部83の熱を効率的に大気に放出することができ、下流センサー47の温度上昇をさらに抑えることができる。
本実施形態では、外筒62をその厚み方向に貫通する貫通穴62hが、外筒62の外面に設けられた平坦部62fで開口している。走行風は、外筒62の外面に沿って後方に流れる。外筒62の外面に設けられた凹部の底面で貫通穴62hが開口している場合、凹部内に位置している下流センサー47の一部に走行風が当たり難い。これに対して、貫通穴62hが外筒62の外面の平坦部62fで開口している場合は、このような現象が発生しない。したがって、外筒62の貫通穴62hから外方に突出する下流センサー47の露出部分を効果的に走行風で冷却できる。
上流触媒55を通過した殆どの排気ガスは、上流触媒55から上流触媒55の軸方向Daに下流に流れる。下流センサー47の検出部47dと上流触媒55とは、上流触媒55の軸方向Daに並んでいる。上流触媒55および下流センサー47を上流触媒55の軸方向Daに後方から見ると、下流センサー47の検出部47dは、上流触媒55に重なっている。したがって、上流触媒55を通過した直後の排気ガスが下流センサー47の検出部47dに当たり易い。下流センサー47は、先端部に相当する検出部47dに設けられた導入口47pから排気ガスを取り込み、排気ガスの状態を検出する。したがって、上流触媒55を通過した直後の排気ガスの状態を検出でき、上流触媒55の劣化をより高精度で検知できる。
本実施形態では、上流触媒55だけでなく、下流触媒57が、サイレンサー23に収容されている。これにより、サイレンサー23から排出される排気ガスの清浄度をさらに高めることができる。さらに、上流触媒55および下流触媒57は、上流触媒55の軸方向Daに並んでおり、上流触媒55および下流触媒57を上流触媒55の軸方向Daに後方から見ると、下流触媒57は、上流触媒55の少なくとも一部に重なっている。したがって、上流触媒55および下流触媒57が上流触媒55の軸方向Daに並んでいない場合に比べて、サイレンサー23を上流触媒55の径方向Drに小型化できる。
加えて、下流触媒57は、上流触媒55および下流センサー47の下流に配置されている。言い換えると、下流センサー47は、上流触媒55の下流で下流触媒57の上流の位置に配置されている。通常、上流触媒55に流入する排気ガスの温度は、下流触媒57に流入する排気ガスの温度よりも高く、上流触媒55の劣化速度は、下流触媒57の劣化速度よりも速い。したがって、排気ガスの流れ方向における上流触媒55と下流触媒57との間に下流センサー47を配置することにより、上流触媒55の劣化を早期に検知できる。
本実施形態では、下流触媒57が上流触媒55の近くに配置されており、2つの触媒(上流触媒55および下流触媒57)の間隔が狭い。つまり、上流触媒55の軸方向Daへの上流触媒55から下流触媒57までの距離D2が、上流触媒55の軸方向Daへの上流触媒55の長さL1よりも短い。このように、2つの触媒の間隔が狭いので、サイレンサー23が上流触媒55の軸方向Daに大型化することを抑えながら、2つの触媒をサイレンサー23の中に配置することができる。
本実施形態では、支持パイプ56の上流端部56uが上流触媒55を取り囲んでいる。この場合、上流触媒55および支持パイプ56を互いに固定する構造を簡素化でき、サイレンサー23を小型化および軽量化できる。加えて、支持パイプ56の下流端部56dが下流触媒57を取り囲んでいるので、下流触媒57および支持パイプ56を互いに固定する構造を簡素化でき、サイレンサー23の大型化および重量増加を軽減できる。
本実施形態では、支持パイプ56の流路が、突出部82で膨らんでいる。これにより、上流触媒55を通過した排気ガスの温度を支持パイプ56で低下させることができる。しかも、下流センサー47を支持する台座部83が突出部82の外端に設けられているので、膨張する前の排気ガスが台座部83に接触し難い。これにより、台座部83から下流センサー47に伝達される熱量を減らすことができる。
他の実施形態
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
サイレンサー23に設けられる触媒の数は、1つまたは3つ以上であってもよい。つまり、下流触媒57が省略されてもよい。
サイレンサー23は、後輪Wrの右方ではなく、後輪Wrの左方に配置されていてもよい。2つの後輪Wrが鞍乗型車両に設けられる場合、サイレンサー23は、2つの後輪Wrの間に配置されていてもよい。つまり、サイレンサー23と後輪Wrとが車幅方向Dwに並んでいればよい。
上流センサー46および下流センサー47の少なくとも一方は、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサーに限らず、排気ガスの温度を検出する温度センサーであってもよい。
支持パイプ56の流路面積が上流触媒55の流路面積よりも大きいのであれば、支持パイプ56の差込穴83hは、上流触媒55の軸方向Daに後方から見たときに、上流触媒55に重なっていてもよい。
台座部83は、差込穴83hを取り囲む環状の領域R1の一部だけで外筒62に接していてもよい。台座部83は、サイレンサー23の外筒62から離れていてもよい。台座部83は、サイレンサー23の内筒63に接していてもよい。
台座部83は、外筒62の貫通穴62hで露出していなくてもよい。貫通穴62hは、平坦部62f以外の位置で開口していてもよい。
下流センサー47の検出部47dは、上流触媒55の軸方向Daに後方から見たときに、上流触媒55のまわりに配置されていてもよい。つまり、下流センサー47の検出部47dは、上流触媒55の軸方向Daに後方から見たときに、上流触媒55に重なっていなくてもよい。
上流触媒55および下流触媒57の間隔は、上流触媒55の軸方向Daにおける上流触媒55の長さL1と等しいまたは長くてもよい。
支持パイプ56は、上流触媒55および下流触媒57の少なくとも一方を取り囲んでいなくてもよい。つまり、支持パイプ56は、他の部材を介して上流触媒55および下流触媒57の少なくとも一方に連結されていてもよい。
上流触媒55の全体が、支持パイプ56内に配置されていてもよい。フロントパイプ51の下流端が、支持パイプ56の上流端まで延びており、支持パイプ56に接していてもよい。フロントパイプ51が支持パイプ56と一体であってもよい。下流触媒57の全体が、支持パイプ56内に配置されていてもよい。
図14に示すように、下流リード線49が、サイレンサー23とスイングアーム11との間を通過しており、下流リード線49の一部が、車幅方向Dwにおける内方に凹んだスイングアーム11の収容凹部11rに収容されていてもよい。この構成によれば、小石などの下流リード線49に向かって飛散する飛散物は、スイングアーム11によって遮られる。これにより、下流リード線49の一部をスイングアーム11で保護できる。
スイングアーム11は、下流センサー47の前方に位置しており、スイングアーム11を前方から見ると下流センサー47に重なる重複部を含んでいてもよい。この構成によれば、小石などの下流センサー47に向かって後方に飛散する飛散物は、スイングアーム11の重複部によって遮られる。これにより、下流センサー47をスイングアーム11で保護できる。
鞍乗型車両は、スクーター1以外の自動二輪車であってもよい。鞍乗型車両は、自動二輪車に限らず、3つ以上の車輪を備えた車両であってもよいし、不整地走行用車両(ALL-TERRAIN VEHICLE)であってもよい。
前述の全ての構成の2つ以上が組み合わされてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1:スクーター、11:スイングアーム、11r:収容凹部、13:エンジン、21:排気管、23:サイレンサー、24:排気口、46:上流センサー、46d:検出部、47:下流センサー、47b:ボルト部、47c:接続部、47d:検出部、47p:導入口、47t:雄ねじ部、48:上流リード線、49:下流リード線、55:上流触媒、56:支持パイプ、56u:上流端部、56d:下流端部、57:下流触媒、59:下流ナット、61:膨張部、62:外筒、62f:平坦部、62h:貫通穴、63:内筒、63h:貫通穴、69u:上ブラケット、69L:下ブラケット、69r:リアブラケット、73:アウターケース、74:収容物、81:筒状部、82:突出部、83:台座部、83h:差込穴、83o:外面、D1:上流触媒から下流センサーまでの距離、D2:上流触媒から下流触媒までの距離、D3:台座部までの距離、Da:上流触媒の軸方向、Dr:上流触媒の径方向、L1:上流触媒の長さ、L2:下流触媒の長さ、R1:環状の領域、Wf:前輪、Wr:後輪、Φ1:上流触媒の外径、Φ2:筒状部の外径、Φ3:台座部の外径

Claims (13)

  1. エンジンと、
    前記エンジンによって駆動される後輪と、
    前記後輪の側方に配置されており、前記エンジンから排出された排気ガスが大気に放出されるときに発生する排気音を減少させるサイレンサーと、
    前記エンジンから前記サイレントに延びており、前記エンジンから前記サイレントに排気ガスを案内する排気管と、
    前記サイレンサーに収容されており、前記サイレンサー内を流れる前記排気ガスを浄化する上流触媒と、
    前記上流触媒の下流に配置されており、前記上流触媒を通過した前記排気ガスの状態を検出する下流センサーとを備え、
    前記サイレンサーは、前記排気管から前記上流触媒に延びるフロントパイプと、前記下流センサーを支持しており前記上流触媒を通過した前記排気ガスを下流に案内する支持パイプと、前記上流触媒および支持パイプを取り囲む外筒とを含み、
    前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒から前記下流センサーまでの距離は、前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒の長さよりも短く、
    前記支持パイプの断面積は、前記上流触媒の断面積よりも大きい、鞍乗型車両。
  2. 前記支持パイプは、前記下流センサーが挿入された差込穴を含み、
    前記上流触媒の軸方向に後方から見ると、前記差込穴は、前記上流触媒のまわりに配置されている、請求項1に記載の鞍乗型車両。
  3. 前記支持パイプは、前記差込穴が設けられた台座部をさらに含み、
    前記台座部は、前記サイレンサーの前記外筒に接している、請求項2に記載の鞍乗型車両。
  4. 前記台座部は、前記差込穴を取り囲む環状の領域内のいずれの位置でも前記外筒に接している、請求項3に記載の鞍乗型車両。
  5. 前記鞍乗型車両は、前記車幅方向における前記後輪と前記サイレンサーとの間に配置されており、前記後輪を支持するスイングアームをさらに備え、
    前記サイレンサーは、前記外筒およびスイングアームのそれぞれに固定されたブラケットをさらに含む、請求項3または4に記載の鞍乗型車両。
  6. 前記支持パイプは、前記下流センサーが挿入された差込穴が設けられた台座部を含み、
    前記外筒は、前記外筒の外面から前記外筒の内面に延びており、前記下流センサーが挿入された貫通穴を含み、
    前記台座部は、前記外筒の前記貫通穴で露出している、請求項1〜5のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  7. 前記外筒の外面は、前記貫通穴が開口した平坦部を含む、請求項6に記載の鞍乗型車両。
  8. 前記下流センサーは、前記サイレンサー内を流れる前記排気ガスを取り込む導入口が設けられた検出部を含み、
    前記上流触媒の軸方向に後方から見ると、前記下流センサーの前記検出部は、前記上流触媒に重なっている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  9. 前記サイレンサーに収容されており、前記上流触媒および下流センサーの下流に配置されており、前記上流触媒の軸方向に後方から見ると前記上流触媒の少なくとも一部に重なった下流触媒をさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  10. 前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒から前記下流触媒までの距離は、前記上流触媒の軸方向への前記上流触媒の長さよりも短い、請求項9に記載の鞍乗型車両。
  11. 前記支持パイプは、前記上流触媒を取り囲む上流端部を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
  12. 前記鞍乗型車両は、前記サイレンサーに収容されており、前記上流触媒および下流センサーの下流に配置された下流触媒をさらに備え、
    前記支持パイプは、前記下流触媒を取り囲む下流端部をさらに含む、請求項11に記載の鞍乗型車両。
  13. 前記鞍乗型車両は、
    前記車幅方向における前記後輪と前記サイレンサーとの間に配置されており、前記後輪を支持するスイングアームと、
    前記下流センサーに接続されており、前記車幅方向における前記サイレンサーと前記スイングアームとの間を通過するリード線とをさらに備え、
    前記スイングアームは、前記リード線の一部を収容する収容凹部を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の鞍乗型車両。
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