JP6346117B2 - 自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明は、排気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気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、この三元触媒（１０）の下流側にて消音器（８）に、Ｏ_２センサ（１４）（以下、「排気ガスセンサ」と言う。）が配置される。

ところで、自動二輪車において、排気ガスセンサを触媒より下流の排気経路に配置しようとすると、配置できるスペースを確保することが難しい場合がある。特に、シリンダ軸が略水平に延びている形態のエンジンでは、このエンジンの排気ポートが下方に向いているため、排気管は比較的低い位置を通って車両後方へ延びることになる。このため、シリンダ軸が前上方に延びているエンジン等に比べ排気経路が短くなり、排気ガスセンサを取付けることによる他部材のレイアウトへの影響が大きかった。

国際公開第ＷＯ２００５／０７５８０５号

本発明は、自動二輪車において、排気ガスセンサを取付けることによる他部材のレイアウトへの影響を低く抑えることができ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、クランク軸を収容するクランクケース及びこのクランクケースから前方へ延びるシリンダ部を有するエンジンと、このエンジンから延びる排気管と、この排気管の途中に介在される触媒及び排気ガスセンサとを備える自動二輪車において、シリンダ部のシリンダ軸は、略水平に延びており、触媒は、シリンダ部の下方であって、クランク軸の車両前方にて触媒の長手方向が車幅方向に指向するように設けられ、排気ガスセンサは、触媒の下流であって、クランク軸の車両前方側且つ、クランクケースの車幅方向内側に配置されることを特徴とする。

また、請求項１に係る発明は、排気ガスセンサから配線が延びており、この配線は、クランクケースの前方の外面に沿って延びていることを特徴とする。

また、請求項１に係る発明は、触媒の上流側に、更に、別の排気ガスセンサが備えられ、この別の排気ガスセンサから別の配線が延びており、この別の配線と配線は、クランクケースの前方の外面に沿って略同じ位置に配策されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、自動二輪車に、更に、乗員の脚の前方を覆うレッグシールドが備えられ、車両正面視で、排気ガスセンサは、レッグシールドの車両後方位置にて、レッグシールドに重なるように配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、排気管に、排気ガスセンサの前方をガードするセンサガードが設けられていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、クランクケースの車幅方向外方に臨む向きに形成された座部に着脱可能に取り付けられ、クランクケースの前方の外面側において別の配線と配線を係合する保持部を有する配線保持ステーによって、別の配線と配線が配策されることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、シリンダ軸が略水平方向に延びているエンジンでは、エンジンの排気ポートが下方に向いており、排気ポートから延びる排気管は、比較的低い位置を通って車両後方へ延びている。このため、シリンダ軸が前上方へ延びているエンジンに比べると、排気ガスが通る排気経路は短いものになり易い。排気経路が短いと、排気ガスセンサを配置することにより、他部材のレイアウトへの影響が大きくなる可能性がある。

この点、本発明では、排気ガスセンサは、触媒の下流であって、クランク軸の車両前方側且つ、クランクケースの車幅方向内側に配置される。かかる配置であれば、排気ガスセンサをコンパクトに配置することができ、排気管の途中に排気ガスセンサを配置したときであっても、他部材のレイアウトへの影響を低く抑えることができる。

また、請求項１に係る発明では、排気ガスセンサから延びる配線は、クランクケースに沿わせるようにした。クランクケースに配線を沿わせることで、外側から配線が視認し易くなる。結果、配線のチェックが容易になる等メンテナンス性を高めることができる。

また、請求項１に係る発明では、２つの排気ガスセンサから延びる配線は、略同じ位置に配策される。これにより、配線をクランクケース側にまとめて取付可能となる。結果、配線を固定するステー類の数を減らすことができる。

請求項２に係る発明では、排気ガスセンサは、レッグシールドに重なるように配置されている。レッグシールドによって、車両前方から飛んでくる小石などの異物をよけることができる。

請求項３に係る発明では、排気管に、センサガードが設けられている。このセンサガードによって、飛石等から排気ガスセンサを保護することができる。

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。 排気管及び触媒の平面図である。 図４の５−５線断面図である。 排気センサの配置を説明する自動二輪車の下部正面図である。 排気ガスセンサから延びる配線の配策を説明する斜視図である。 図８（ａ）は図７の８（ａ）−８（ａ）線断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の作用説明図である。 別実施例に係る触媒の取付構造を説明する断面図である。 図９の１０−１０線断面図である。 図８の別実施例図である。

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から延びるスイングアーム１６と、スイングアーム１６の後端に揺動自在に設けられる後輪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延びた後、水平に延び、車両斜め後上方へ延びるメインフレーム２２と、このメインフレーム２２の水平部２２ｈから下方に延びるピボット部１５と、メインフレーム２２の後端から後方へ水平に延びるリヤフレーム２３とを主要素とする。

ヘッドパイプ２１に、ステアリング軸２４が回動可能に設けられ、ステアリング軸２４の上端に操向ハンドル２５が取付けられ、ステアリング軸２４の下端から前輪１３を支えるフロントフォーク２６が延びている。スイングアーム１６とリヤフレーム２３の間に、クッションユニット２７が渡される。フロントフォーク２６に、フロントフェンダ２８が取付けられ、リヤフレーム２３にリヤフェンダ２９が取付けられる。

車体カバー３０は、ヘッドパイプ２１の前方を覆うフロントカバー３１と、操向ハンドル２５に取付けられるハンドルカバー３２と、ハンドルカバー３２に連なっており、車幅方向に延びて乗員の脚の前方を覆うレッグシールド３３と、レッグシールド３３の後端上部から後方に延びてシート１７の側方から後部荷台３５の少なくとも側方を覆うサイドカバー３４とを主要素とする。

エンジン１２は、クランク軸４１を収容するクランクケース４２と、このクランクケース４２から車両前方へ延びるシリンダ部４３とを有する。シリンダ部４３において、ピストンが摺動する方向に延びているシリンダ部４３のシリンダ軸Ｘは、略水平に延びており、シリンダ部４３の上面４３ａに、吸気装置４４が連結され、シリンダ部４３の下面４３ｂからは排気装置４５が延びている。排気装置４５は、エンジン１２から延びる排気管４７と、この排気管４７の途中に介在される触媒ユニット（触媒４８）と、排気管４７の下流端に接続され後方へ延びる消音器４９とを主要素とする。

図２に示すように、エンジン１２は、クランク軸４１が収容されるクランクケース４２と、このクランクケース４２から車両前方に延びているシリンダ部４３とを備える。シリンダ部４３は、ピストンの摺動方向に沿ってシリンダ軸Ｘが水平に延びるように配置されるシリンダブロック５１と、このシリンダブロック５１に取付けられるシリンダヘッド５２とからなる。シリンダヘッド５２の上面５２ａに、吸気ポート５３が設けられ、この吸気ポート５３に吸気管５５が連結される。シリンダヘッド５２の下面５２ｂに、排気ポート５４が設けられ、この排気ポート５４に排気管４７が連結される。シリンダヘッド５２に点火プラグ５６が設けられている。

排気装置４５に備えられる排気管４７の上流端は、エンジン１２の排気ポート５４に締結部材５７を介して連結される。排気管４７は、クランクケース４２の側方に沿って、車両後方へ略水平に延びており、排気管４７の途中に、触媒４８と排気ガスセンサ６１とが前後にこの順に介在されている。すなわち、排気ガスセンサ６１は触媒４８の下流側に配置される。触媒４８には触媒担体５０（図４参照）が収容されている。

触媒４８は、シリンダ部４３の下方に配置されると共に、クランク軸４１の車両前方に配置されている。この触媒４８の下流側にて排気管４７に、排気ガスセンサ６１が取付けられている。この排気ガスセンサ６１から配線６２が延びており、この配線６２は、クランクケース４２の外面４２ｓに沿って延びている。この他、触媒４８の上流側にてシリンダ部４３の側壁４３ｓには、別の排気ガスセンサ６３が備えられ、この別の排気ガスセンサ６３から別の配線６４が延びている。

排気ガスセンサ６１の車両前方側には、排気ガスセンサ６１の前方をガードするセンサガード７２が設けられている。このセンサガード７２は板状部材であり、排気管４７に溶接され排気ガスセンサ６１の直前位置で、排気ガスセンサ６１の前方を覆うように上方へ延びている。このセンサガード７２によって、飛石等から排気ガスセンサ６１を保護することができる。

図３に示すように、エンジン１２を下から見たときに、排気ガスセンサ６１は、エンジン１２を構成するシリンダ部４３の側壁４３ｓを通り車両前後方向に延びる直線（Ｌ１）と、この直線（Ｌ１）上を通るシリンダ部４３の前端部（Ｐ１）とクランクケース４２の車幅方向端部４２Ｒ前端（Ｐ２）とを通る直線（Ｌ２）と、クランクケース４２の車幅方向端部４２Ｒ前端（Ｐ２）を通り車幅方向に平行に延びる直線（Ｌ３）とで囲まれる領域内に配置されている。

前記直線（Ｌ１）と直線（Ｌ２）と直線（Ｌ３）とで囲まれた領域内に排気ガスセンサ６１を配置したので、デッドスペースとなり易い領域を有効に利用することができる。加えて、排気ガスセンサ６１を乗員に対して邪魔になり難くすることができる。

触媒４８は、シリンダ部４３の図手前側となるシリンダ部４３の下方に設けられ、クランク軸４１（図２参照）の車両前方にて触媒４８の長手方向に延びている長手方向軸４８Ｘが車幅方向に指向するように配置されている。

このとき、触媒４８の車幅方向一端４８Ｒ及び他端４８Ｌは、クランクケース４２の車幅方向両端４２Ｒ、４２Ｌからはみ出すことなく、クランクケース４２の車幅方向長さの範囲内に収まるように配置されているため、限られたスペースを有効に活用できる。クランクケース４２に、シフトペダル３８が備えられている。ピボット部１５（図２参照）にブレーキペダル３９が備えられている。

図２を併せて参照し、シリンダ軸Ｘが略水平に延びているエンジン１２において、クランクケース４２の下面４２ｂとシリンダ部４３の下面４３ｂ（図１参照）の間に形成されるスペースに、触媒４８が配置される。これにより、長手方向軸４８Ｘが車幅方向に指向するように配置される触媒４８がクランクケース４２の下面４２ｂから下方へ張り出す量を抑えつつコンパクトに配置することができる。

なお、シリンダ部４３に、レッグシールド３３（図１参照）を留めるレッグシールドステー６６が設けられ、このレッグシールドステー６６は、車幅方向外方へ延びている。

図４に示すように、排気装置４５の前部を上から見たときに、排気管４７の上流端に、この排気管４７の上流端をシリンダ部４３（図２参照）へ当接し取付けるためのフランジ６７が設けられ、このフランジ６７から図裏側である下方へ上流側排気管４７ａが延びている。この上流側排気管４７ａの下流端は、触媒４８に含まれる触媒ケース７１の前面７１ｆに接続される。この触媒ケース７１の一端側となる右面７１Ｒに下流側排気管４７ｂが接続され、この下流側排気管４７ｂは、車両後方へ延びている。触媒４８が内蔵される触媒ケース７１の直後で下流側排気管４７ｂの上面４７ｔには、排気ガスセンサ６１が取付けられ、この排気ガスセンサ６１の車両前方に、排気ガスセンサ６１を保護するセンサガード７２が配置される。

触媒ケース７１は、長手方向軸７１Ｘが車幅方向に指向するように配置され円筒状を呈する筒状ケースであり、触媒ケース７１の他端７１Ｌに、椀状に形成される椀部７４が備えられている。触媒ケース７１の長手方向軸７１Ｘに沿って第１触媒担体５０ａ及び第２触媒担体５０ｂが側面を隣り合わせにして前後に並ぶように配置される。上流側排気管４７ａの下流端から出た排気ガスは、第１触媒担体５０ａの一端から入り、第１触媒担体５０ａを通過した後、第１触媒担体５０ａの他端から出て向きを変え、筒状ケースの他端を構成する椀部７４にガイドされ１８０°向きを変え、第２触媒担体５０ｂの他端から入り、第２触媒担体５０ｂを通過した後、第２触媒担体５０ｂの一端から出て下流側排気管４７へ図矢印ａの如く流れる。

次に、排気ガスセンサの取付構造等について説明する。
図５に示すように、排気管４７の上面４７ｔには、筒状のカラー部材７６が溶接される。このカラー部材７６は、内面にめねじが創成されており、上方から排気ガスセンサ６１が取付けられている。排気ガスセンサ６１は、長手軸６１Ｘが鉛直方向上向きに延びており、その上端から配線６２が延びている。排気ガスセンサ６１の前方にて、排気管４７から上方へ、排気ガスセンサ６１の前方を覆い、車両前方から飛んでくる小石等の異物から排気ガスセンサ６１を保護する板状のセンサガード７２が延びている。

次に、排気ガスセンサとレッグシールドとの位置関係等について説明する。図６〜７では、排気ガスセンサの前方をガードするセンサガードは想像線で記載した。
図６に示すように、自動二輪車１０に、乗員の脚の前方を覆うレッグシールド３３が備えられている。車両正面視で、排気ガスセンサ６１は、レッグシールド３３の車両後方位置にて、レッグシールド３３に重なるように配置されている。また、排気ガスセンサ６１は、クランクケース４２の左右端４２Ｌ、４２Ｒに対して車幅方向内側に配置される。なお、前図で説明したセンサガードは想像線で記載されている。

排気ガスセンサ６１は、レッグシールド３３に重なるように配置されているため、レッグシールド３３によって、車両前方から飛んでくる小石などの異物をよけることができる。結果、排気ガスセンサ６１を保護することができる。

図７に示すように、前述したように排気ガスセンサ６１から配線６２が延びており、この配線６２は、クランクケース４２の外面４２ｓに沿って延びている。触媒４８の上流側にてシリンダ部４３には、別の排気ガスセンサ６３が備えられ、この別の排気ガスセンサ６３から別の配線６４が延びており、この別の配線６４と配線６２は、クランクケース４２の外面４２ｓに沿って略同じ位置に配策されている。

略同じ位置に配策されている配線６２と別の配線６４は、クランクケース４２に設けられる配線保持ステー７８ａ、７８ｂによって着脱可能に支持される。配線保持ステー７８ａ、７８ｂは、クランクケース４２に上下２つ取付けられているが、上下同様な構造であるため、以下説明では、単に、配線保持ステー７８として説明する。

図８（ａ）に示すように、クランクケース４２の車幅方向外方に臨む向きに形成された座部４２ｚに、ボルト７９によって配線保持ステー７８が取付けられ、この配線保持ステー７８に配線６２及び別の配線６４が保持されている。配線保持ステー７８は、ばね鋼で形成される板状部材であり、締結孔８１を有する締結部８２と、この締結部８２から略９０°向きを変え延びている保持部８３とからなる。保持部８３は、配線保持ステー７８の一側の面７８ａで配線６２及び別の配線６４を係合するものであり、配線６２の外径が係合可能な第１保持部８３ａと、別の配線６４が係合可能な第２保持部８３ｂとを備えている。

図８（ｂ）に示すように、クランクケース４２に配線保持ステー７８をボルト７９で取付けた後、第２保持部８３ｂに別の配線６４を係合させ、次いで、第１保持部８３ａに配線６２を係合させることで、配線６２及び別の配線６４は、クランクケース４２に沿わせた状態で配線保持ステー７８に保持させることができる。かかる構造であれば、配線６２及び別の配線６４は、取外しも容易に行える。

以上に述べた触媒及び排気ガスセンサとを備える自動二輪車の作用を次に述べる。
図２及び図３を併せて参照し、シリンダ軸Ｘが略水平方向に延びているエンジン１２では、エンジン１２の排気ポート５４が下方に向いており、この排気ポート５４から延びる排気管４７は、比較的低い位置を通って車両後方へ延びている。このため、例えば、シリンダ軸が前上方へ延びているエンジンに比べると、排気ガスが通る排気経路は短いものになり易い。排気経路が短いと、排気ガスセンサを配置することによる他部材のレイアウトへの影響が大きくなる可能性がある。

この点、本発明では、排気ガスセンサ６１は、クランク軸４１の車両前方側であって、クランクケース４２の車幅方向内側に配置される。かかる配置であれば、排気ガスセンサ６１をコンパクトに配置することができ、排気管４７の途中に排気ガスセンサを配置したときであっても、他部材への影響を低く抑えることができる。

図２及び図７を併せて参照し、排気ガスセンサ６１から延びる配線６２は、クランクケース４２に沿わせるようにした。クランクケース４２に配線６２を沿わせることで、外側から配線６２が視認し易くなる。結果、配線６２のチェックが容易になる等メンテナンス性を高めることができる。

また、２つの排気ガスセンサ６１、６３から延びる配線６２、６４は、略同じ位置に配策される。これにより、配線６２、６４をクランクケース４２側にまとめて取付可能となる。結果、配線を固定するステーの数を減らすことができる。

次に、排気ガスセンサの取付構造に係る変形例について説明する。
次の図９〜１０では、排気管においてその一部の内径を他の内径よりも大きくした部分に排気ガスセンサを取付ける場合について説明する。
図９及び図１０に示すように、排気ガスセンサ６１の取付部分に相当する部位を、排気管４７の内径Ｄ１より大きな内径Ｄ２（Ｄ１＜Ｄ２）をもつ第２の排気管４６に変更した。このように、排気ガスセンサ６１の検出素子５９を晒す空間を広くすることで、検出精度を維持しながら、排気管４７の所定流量を確保するために、排気管の内径を大きくすることは差し支えない。

次に、配線保持ステーの変形例について説明する。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、配線保持ステー７８は、ばね鋼で形成される板状部材であり、配線６２の外径部が係合する第１保持部８３ａと、別の配線６４が係合する第２保持部８３ｂとを備えている。実施例と異なる点は、保持部８３は、配線保持ステー７８の一側の面７８ａで別の配線６４を保持する第２保持部８３ｂが形成され、配線保持ステー７８の他側の面７８ｂで配線６２を保持する第１保持部８３ａが形成されるように配線保持ステー７８を形成した点にある。その他、異なる点はなく説明を省略する。

なお、本実施例の排気ガスセンサは、排気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、排気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。

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、シリンダ軸が略水平に延びているエンジンが搭載さ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、３３…レッグシールド、４１…クランク軸、４２…クランクケース、４３…シリンダ部、Ｘ…シリンダ軸、４７…排気管、４８…触媒、６１…排気ガスセンサ、６２…配線、６３…別の排気ガスセンサ、６４…別の配線。

Claims (4)

1. クランク軸（４１）を収容するクランクケース（４２）及びこのクランクケース（４２）から前方へ延びるシリンダ部（４３）を有するエンジン（１２）と、
   このエンジン（１２）から延びる排気管（４７）と、
   この排気管（４７）の途中に介在される触媒（４８）及び排気ガスセンサ（６１）とを備える自動二輪車において、
   前記シリンダ部（４３）のシリンダ軸（Ｘ）は、略水平に延びており、
   前記触媒（４８）は、前記シリンダ部（４３）の下方であって、前記クランク軸（４１）の車両前方にて前記触媒（４８）の長手方向が車幅方向に指向するように設けられ、
   前記排気ガスセンサ（６１）は、前記触媒（４８）の下流であって、前記クランク軸（４１）の車両前方側且つ、前記クランクケース（４２）の車幅方向内側に配置され、
   前記排気ガスセンサ（６１）から配線（６２）が延びており、
   前記触媒（４８）の上流側に、更に、別の排気ガスセンサ（６３）が備えられ、
   前記別の排気ガスセンサ（６３）から別の配線（６４）が延びており、
   前記別の配線（６４）と前記配線（６２）は、前記クランクケース（４２）の前方の外面に沿って略同じ位置に配策されている
   ことを特徴とする自動二輪車。
2. 前記自動二輪車に、更に、乗員の脚の前方を覆うレッグシールド（３３）が備えられ、
   車両正面視で、前記排気ガスセンサ（６１）は、前記レッグシールド（３３）の車両後方位置にて、前記レッグシールド（３３）に重なるように配置されてい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（４７）に、前記排気ガスセンサ（６１）の前方をガードするセンサガード（７２）が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の自動二輪車。
4. 前記クランクケース（４２）の車幅方向外方に臨む向きに形成された座部（４２ｚ）に着脱可能に取り付けられ、前記クランクケース（４２）の前方の外面側において前記別の配線（６４）と前記配線（６２）を係合する保持部（８３）を有する配線保持ステー（７８）によって、前記別の配線（６４）と前記配線（６２）が配策され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。

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