WO2019187757A1 - 内燃機関の排気装置 - Google Patents

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WO2019187757A1
WO2019187757A1 PCT/JP2019/005677 JP2019005677W WO2019187757A1 WO 2019187757 A1 WO2019187757 A1 WO 2019187757A1 JP 2019005677 W JP2019005677 W JP 2019005677W WO 2019187757 A1 WO2019187757 A1 WO 2019187757A1
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expansion chamber
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internal combustion
downstream
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中村　正志
孝彦 清水
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust device for an internal combustion engine in which an exhaust pipe is provided with a catalyst and a silencer.
  • the exhaust device disclosed in Patent Document 1 includes a diameter-enlarged portion in which a case portion of a silencer gradually expands from a joint portion with an exhaust pipe, and a cylindrical portion extended from the enlarged-diameter portion, and a case portion of the exhaust pipe A catalyst intervenes in the joint part.
  • the exhaust gas sensor for detecting the oxygen concentration downstream of the catalyst is attached to the exhaust pipe in the case portion extending from the catalyst, and a recess recessed toward the exhaust pipe is formed in the enlarged diameter portion of the case portion.
  • An exhaust gas sensor is attached to the bottom part and the exhaust pipe which are in contact with the pipe.
  • Patent Document 1 since the exhaust gas sensor is attached to the concave portion provided in the case portion of the silencer, depending on the position of the catalyst and the shape of the case portion of the silencer, a large concave portion is required. Molding of parts becomes difficult. In addition, the capacity of the expansion chamber of the silencer is reduced by the amount of the recess.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to exhaust an internal combustion engine in which an exhaust gas sensor can be easily attached downstream of a catalyst in an exhaust pipe without processing a silencer case.
  • the point is to provide the device.
  • an exhaust device for an internal combustion engine comprises: In an exhaust system for an internal combustion engine mounted on a vehicle in which a catalyst and a silencer are provided in an exhaust pipe extending from the internal combustion engine, An upstream exhaust gas sensor provided upstream of the catalyst, and a downstream exhaust gas sensor provided downstream of the catalyst, The downstream side exhaust gas sensor is provided in an exhaust pipe extending outside from an expansion chamber of the silencer.
  • the downstream exhaust gas sensor provided downstream of the catalyst in the exhaust pipe is provided in the exhaust pipe extending to the outside from the expansion chamber of the silencer, so that a recess is formed in the expansion chamber case.
  • the downstream side exhaust gas sensor can be easily attached to the exhaust pipe exposed to the outside without processing such as. There is no need to reduce the capacity of the expansion chamber of the silencer.
  • the catalyst can be disposed in the expansion chamber.
  • the catalyst since the catalyst is arranged in the expansion chamber, the catalyst can be activated early by the heat of the exhaust gas in the expansion chamber, and the catalyst is kept warm by the heat in the expansion chamber, thereby maintaining the active state. be able to.
  • the exhaust pipe extending from the expansion chamber to the outside can be connected to another expansion chamber as a connection exhaust pipe.
  • the exhaust gas sensor connected to the downstream side of the exhaust gas sensor is arranged in a well-spaced manner between the expansion chambers by using a portion exposed to the outside of the connection exhaust pipe that connects the expansion chambers separated from each other. Can be attached to a tube. Further, the downstream exhaust gas sensor is disposed between the expansion chambers, so that the downstream exhaust gas sensor is protected by the expansion chambers on both sides.
  • the connected exhaust pipe has another connected exhaust pipe that connects the separated expansion chamber and the separate expansion chamber
  • the downstream side exhaust gas sensor may be configured such that at least a part thereof overlaps with the inner side in the vehicle width direction of the other connected exhaust pipe in a side view.
  • At least a part of the downstream side exhaust gas sensor overlaps with the inner side in the vehicle width direction of another connected exhaust pipe in a side view, and therefore, with respect to the external force from the side by another connected exhaust pipe.
  • the downstream exhaust gas sensor is protected.
  • the downstream exhaust gas sensor may be attached to the exhaust pipe while being inclined inward in the vehicle width direction.
  • the downstream side exhaust gas sensor is attached to the exhaust pipe while being inclined inward in the vehicle width direction, so that it is possible to avoid receiving an external force from the outside in the vehicle width direction.
  • the downstream exhaust gas sensor can be disposed on the inner side in the vehicle width direction of the muffler cover that is placed on the outer side in the vehicle width direction of the silencer.
  • the downstream side exhaust gas sensor is disposed on the inner side in the vehicle width direction of the muffler cover that is placed on the outer side in the vehicle width direction of the silencer, and therefore, the downstream side exhaust gas sensor is protected by the muffler cover.
  • the downstream side exhaust gas sensor can be covered with the muffler cover.
  • the downstream side exhaust gas sensor is covered with the muffler cover, so that the downstream side exhaust gas sensor is protected from the external force from the upper side.
  • the connecting exhaust pipe extending from the expansion chamber to the outside can be connected to the expansion chamber.
  • the connected exhaust pipe extending to the outside from the expansion chamber is connected to the expansion chamber, so that the exhaust gas on the downstream side is temporarily ejected from the expansion chamber to the outside.
  • the sensor can be easily attached. There is no need to reduce the capacity of the expansion chamber of the silencer.
  • the catalyst may be disposed in the expansion chamber.
  • the catalyst since the catalyst is arranged in the expansion chamber, the catalyst can be activated early by the heat of the exhaust gas in the expansion chamber, and the catalyst is kept warm by the heat in the expansion chamber, thereby maintaining the active state. be able to.
  • the downstream exhaust gas sensor may be disposed in the vicinity of an upstream joint portion with the expansion chamber of a connected exhaust pipe extending outward from the expansion chamber.
  • the downstream side exhaust gas sensor is disposed in the vicinity of the upstream side joint portion with the expansion chamber of the connected exhaust pipe extending outside from the expansion chamber. It can be arranged as close to the catalyst as possible, and the change in the oxygen concentration of the exhaust gas caused by the catalyst can be detected with high accuracy.
  • the expansion chamber has a recess that protrudes to the vicinity of the downstream end of the catalyst,
  • the connection exhaust pipe extends from the expansion chamber to the recess,
  • the downstream exhaust gas sensor may have an attachment portion to the connection exhaust pipe located in the recess.
  • the attachment portion of the downstream exhaust gas sensor to the connection exhaust pipe is located in the recessed portion that protrudes to the vicinity of the downstream end of the catalyst in the expansion chamber. It can be arranged as close to the catalyst as possible, and the change in the oxygen concentration of the exhaust gas caused by the catalyst can be detected with high accuracy.
  • the expansion chamber is disposed below the internal combustion engine, Having another expansion chamber connected to the expansion chamber by a downstream connecting exhaust pipe;
  • the downstream exhaust gas sensor may be disposed on the inner side in the vehicle width direction of the another expansion chamber or the downstream connection exhaust pipe.
  • the expansion chamber is disposed below the internal combustion engine, and is connected to the downstream side connected exhaust pipe that connects the expansion chamber and another expansion chamber or the other expansion chamber in the vehicle width direction inside. Since the downstream exhaust gas sensor is arranged, the downstream exhaust gas sensor is protected by the downstream connection exhaust pipe or another expansion chamber.
  • the downstream exhaust gas sensor provided downstream of the catalyst in the exhaust pipe is provided in the exhaust pipe extending to the outside from the expansion chamber of the silencer, and therefore processing such as forming a recess in the expansion chamber case is performed.
  • the downstream exhaust gas sensor can be easily attached to the exhaust pipe exposed to the outside. There is no need to reduce the capacity of the expansion chamber of the silencer.
  • FIG. 1 is an overall right side view of a motorcycle including an exhaust device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a right side view of the main part of the motorcycle.
  • Fig. 3 is a rear view of the main part of the motorcycle. It is a bottom view of the principal part of the same motorcycle.
  • It is a right view of an exhaust device.
  • It is a left view of an exhaust apparatus.
  • FIG. 6 is a rear view of the main part of the motorcycle showing a modification of the muffler cover.
  • FIG. 6 is an overall right side view of a motorcycle including an exhaust device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a right side view of the main part of the motorcycle.
  • Fig. 3 is a left side view of the main part of the motorcycle. It is a bottom view of the principal part of the same motorcycle.
  • Fig. 2 is a front cross-sectional view of the main part of the motorcycle.
  • Fig. 3 is a rear cross-sectional view of the main part of the motorcycle. It is a perspective view of an exhaust apparatus. It is a top view of an exhaust device. It is a right view of an exhaust device. It is a left view of an exhaust apparatus.
  • FIG. 1 is a side view of a straddle-type motorcycle 1 equipped with an internal combustion engine to which an exhaust system according to the first embodiment is applied.
  • the directions of front, rear, left and right are based on a normal standard in which the straight traveling direction of the motorcycle 1 according to the present embodiment is the front.
  • FR is the front and RR is the rear.
  • LH indicates the left side
  • RH indicates the right side.
  • a vehicle body frame 2 that forms the skeleton of a saddle-ride type motorcycle 1 branches left and right from a head pipe 3 at the front of the vehicle body, and a pair of main frames 4 and 4 extend.
  • the main frames 4 and 4 are bent rearward at the lower end and horizontally extending, and then bent obliquely upward.
  • the center frames 5 and 5 extending rearward from the front vertical parts of the main frames 4 and 4 are bent downward at the rear part and connected to the rear part of the central horizontal part of the main frames 4 and 4.
  • the seat rails 6 and 6 extend from the lower part of the bent portion below the center frames 5 and 5 so as to incline slightly obliquely upward, and the middle of the seat rails 6 and 6 is bent obliquely above the main frames 4 and 4. Thus, the extended rear end is connected and supported.
  • a steering stem 10 is pivotally inserted into the head pipe 3, and the steering stem 10 is integrated with a front fork 11 that pivotally supports the front wheel 12.
  • the left and right handlebars 13, 13 extend upward from the upper end of the steering stem 10 while expanding left and right.
  • support brackets 8, 8 project from the rear bent portion of the central horizontal portion of main frames 4, 4, and on the other hand, hanger portions 30h, 30h on the lower front side of swing type power unit 30. And the support brackets 8 and 8 and the hanger portions 30h and 30h are connected by the link member 9, so that the power unit 30 is swingably supported on the body frame 2.
  • the power unit 30 is a single-cylinder four-stroke water-cooled internal combustion engine 31 at the front, and a cylinder block 33, a cylinder head 34, and a cylinder head cover 35 are sequentially stacked in front of the crankcase 32 of the internal combustion engine 31.
  • the cylinder axis is tilted largely forward to near horizontal.
  • a crankcase 32 is a left crankcase 32L combined with a right crankcase 32R and a left crankcase 32L.
  • the left crankcase 32L extends rearward and is a belt type continuously variable transmission (not shown). 2)
  • the swing arm 14 extends rearward from the right crankcase 32R, and the rear wheel 15 is pivotally supported at the rear of the transmission case 32Ld and the swing arm 14.
  • Rear cushions 16, 16 are interposed between the rear ends of the transmission case 32Ld and the swing arm 14 and the rear ends of the seat rails 6, 6.
  • a fuel tank 17 is mounted on the main frames 4 and 4 in a space surrounded by the center frames 5 and 5.
  • a long storage box 18 is supported on the seat rail 6 in the front-rear direction, and covers the storage box 18 from above so that the passenger seat 19 can be opened and closed.
  • the vehicle body cover that covers the vehicle body is generally configured as follows, as shown in FIG.
  • the head pipe 3 and the steering stem 10 at the front of the vehicle body are covered with a front cover 20, and the storage box 18 is covered with a body cover 21 from the center of the vehicle body to the rear of the vehicle body, and covers the center of the vehicle body from the left and right sides.
  • a side cover 22 is connected to the lower side of the body cover 21, and a floor skirt 23 is connected to the lower side of the floor side cover 22 in a shape that rises obliquely in front and back to cover the lower part of the vehicle body.
  • the upstream exhaust pipe 41 extends downward from the cylinder head 24 of the internal combustion engine 31, and the upstream exhaust pipe 41 extending downward is bent to form the crankcase 32.
  • the exhaust device 40 is configured to extend rearwardly downward, bend obliquely upward rightward in front of the rear wheel 15, and be connected to a muffler 50 which is a silencer disposed on the right side of the rear wheel 15.
  • the muffler 50 is divided into a first muffler case 51 and a second muffler case 52 arranged in series in the front and rear. Both the first muffler case 51 and the second muffler case 52 have a bottomed cylindrical shape. As shown in FIG. 4, the first muffler is mounted on the front and rear bolt mounting bosses 14a and 14b protruding from the swing arm 14. The bolt mounting part 51a of the case 51 and the bolt mounting part 52b of the second muffler case 52 are respectively screwed by bolts 59a and 59b and supported by the swing arm 14. The right side of the first muffler case 51 and the second muffler case 52 is covered with a muffler cover 53.
  • the internal space of the second muffler case 52 constitutes the first expansion chamber E1
  • the interior of the first muffler case 51 is defined by the separator 51s in the front and rear
  • the rear internal space constitutes the second expansion chamber E2.
  • the front internal space constitutes the third expansion chamber E3.
  • a catalyst cylindrical tube 43 containing an exhaust gas purifying catalyst 42 is provided so as to penetrate the separator 51 s, and the front of the first muffler case 51.
  • the upstream exhaust pipe 41 penetrating the wall 51F is connected to the catalyst cylindrical pipe 43 through the enlarged diameter portion 41a.
  • a midstream connecting exhaust pipe 44 extends from the rear end of the catalyst cylindrical pipe 43 to the rear after passing through the reduced diameter portion 44a, extends through the rear wall 51B of the first muffler case 51, and then extends to the outside.
  • the rear end opening faces the first expansion chamber E1 in the second muffler case 52 so as to penetrate the front wall 52F of the second muffler case 52.
  • the communication pipe 45 is arranged in parallel with the midstream connecting exhaust pipe 44 on the right side, in front of the rear wall 51 ⁇ / b> B of the first muffler case 51 and the second muffler case 52.
  • the wall 52F is provided so as to penetrate both front and rear ends. Therefore, the communication pipe 45 communicates the first expansion chamber E1 in the second muffler case 52 and the second expansion chamber E2 in the first muffler case 51.
  • a communication pipe 46 penetrating the separator 51s is provided in the second muffler case 52.
  • the communication pipe 46 communicates the second expansion chamber E2 on the rear side in the second muffler case 52 and the third expansion chamber E3 on the front side.
  • a downstream connecting exhaust pipe 47 penetrates the rear wall 51B of the first muffler case 51 and the front wall 52F of the second muffler case 52 in the front-rear direction, and the front side of the downstream connecting exhaust pipe 47 in the first muffler case 51 is Passing through the second expansion chamber E2 and passing through the separator 51s, the front end opening faces the third expansion chamber E3, and the rear side of the second muffler case 52 of the downstream connection exhaust pipe 47 connects the first expansion chamber E1 with the first expansion chamber E1.
  • the two muffler cases 52 extend to the center of the rear wall 52B and are connected to a tail pipe 48 that passes through the rear wall 52B and communicates with the outside.
  • the midstream connection exhaust pipe 44, the communication pipe 45, and the downstream side connection exhaust pipe 47 that expose and connect the first muffler case 51 and the second muffler case 52 to each other are parallel to each other.
  • the midstream connection exhaust pipe 44 and the communication pipe 45 are located on the left and right sides, and the downstream side connection exhaust pipe 47 is obliquely above the midstream connection exhaust pipe 44 and the communication pipe 45 and is viewed from above (FIG. 7). Located between the communication pipes 45.
  • the exhaust device 40 has the above structure. Accordingly, the exhaust gas discharged from the exhaust port of the cylinder head 34 to the upstream exhaust pipe 41 passes through the catalyst 42 in the catalyst cylindrical pipe 43 provided in the first muffler case 51 and is then purified. And flows into the first expansion chamber E1 of the second muffler case 52 through the midstream connection exhaust pipe 44 exiting to the outlet, and expands to release the exhaust pressure.
  • the exhaust gas flowing into the first expansion chamber E1 flows into the second expansion chamber E2 of the first muffler case 51 through the communication pipe 45, expands, and further releases the exhaust pressure.
  • the exhaust gas flowing into the second expansion chamber E2 flows into the third expansion chamber E3 of the first muffler case 51 through the communication pipe 46, expands, and further releases the exhaust pressure.
  • the exhaust gas flowing into the third expansion chamber E3 passes through the downstream connection exhaust pipe 47, passes through the first expansion chamber E1 of the second muffler case 52, and is discharged from the tail pipe 48 to the outside.
  • the exhaust system 40 has a muffler 50 in which the exhaust pressure is released in three stages by the first, second, and third expansion chambers E1, E2, and E3, and the exhaust noise is reduced.
  • a catalyst 42 is disposed in the second and third expansion chambers E2 and E3 of the first muffler case 51. Since the catalyst 42 is disposed in the second and third expansion chambers E2 and E3 of the first muffler case 51 on the upstream side, the catalyst 42 is moved early by the heat of exhaust gas in the second and third expansion chambers E2 and E3. While being able to be activated, the catalyst 42 is kept warm by the heat in the second and third expansion chambers E2 and E3, and the active state can be maintained.
  • a LAF (Linier Air-Fuel ratio) sensor 55 that is an upstream exhaust gas sensor is attached to an upstream exhaust pipe 41 that is upstream of the catalyst.
  • the LAF sensor 55 is attached in the vicinity of the first muffler case 51 near the catalyst 42 of the upstream side exhaust pipe 41, and detects the air-fuel ratio from the oxygen concentration and unburned gas concentration of the exhaust gas in the upstream side exhaust pipe 41.
  • an O2 sensor 56 that is a downstream exhaust gas sensor is attached to a portion of the midstream connecting exhaust pipe 44 that is downstream of the catalyst 42 and that extends to the outside between the first muffler case 51 and the second muffler case 52. .
  • the O2 sensor 56 which is the downstream side exhaust gas sensor is attached to a portion extending to the outside of the midstream connection exhaust pipe 44, so that the O2 sensor is not processed without forming a recess in the expansion chamber case. 56 can be easily attached to the exposed exhaust pipe. Further, since the O2 sensor 56 is attached, it is not necessary to reduce the capacity of the muffler expansion chamber.
  • the O2 sensor 56 is arranged so as to be hidden between the first muffler case 51 (second and third expansion chambers E2 and E3) and the second muffler case 52 (first expansion chamber E1). Protected as much as possible.
  • the O2 sensor 56 is attached to a midstream connecting exhaust pipe 44 extending downstream of the catalyst 42 at a position close to the catalyst, and can detect the oxygen concentration of the exhaust gas immediately after being purified by the catalyst 42.
  • the air-fuel ratio can be accurately detected by the LAF sensor 55 upstream of the catalyst 42 and the O2 sensor 56 downstream of the catalyst 42, and the degree of deterioration of the catalyst 42 can also be detected.
  • a downstream connection exhaust pipe 47 extending from the second and third expansion chambers E2 and E3 of the first muffler case 51 is connected to the first expansion chamber E1 of the second muffler case 52, and is shown in FIGS.
  • the O2 sensor 56 is disposed on the inner side (left side) in the vehicle width direction of the downstream side connected exhaust pipe 47.
  • the O2 sensor 56 attached to the midstream connection exhaust pipe 44 has an exposed end on the inner side (left side) of the downstream connection exhaust pipe 47 in the side view. )). Therefore, the O2 sensor 56 is protected against an external force from the side by the downstream side connected exhaust pipe 47.
  • the O2 sensor 56 is inclined inwardly in the vehicle width direction and protrudes obliquely upward in the middle flow connecting exhaust pipe 44, so that an external force from the outside in the vehicle width direction is provided. Can be avoided seriously.
  • the O2 sensor 56 is disposed on the inner side (left side) in the vehicle width direction of the muffler cover 53 that covers the right sides of the first muffler case 51 and the second muffler case 52.
  • the O2 sensor 56 is protected from an external force from the outside by the muffler cover 53.
  • the present muffler cover 53 ' which is a modification, covers the first muffler case 51 and the second muffler case 52 from the right side to the upper side.
  • the O2 sensor 56 disposed between the first muffler case 51 and the second muffler case 52 is covered on the upper side by the muffler cover 53 '. Therefore, the O2 sensor 56 is protected from an external force from above by the muffler cover 53 '.
  • the catalyst 42 is included in the first muffler case 51 disposed on the right side of the rear wheel 15 and is not disposed below the crankcase. Even if the front lower part is connected through the link member 9, the catalyst 42 does not interfere with the link member 9, and even if the temperature of the internal combustion engine is high, the influence of heat It is difficult to receive.
  • FIG. 9 is a side view of the saddle riding type motorcycle 1 equipped with the internal combustion engine to which the exhaust system according to the first embodiment is applied.
  • main frame 104 fixed to head pipe 103 extends obliquely rearward and downward on the center line of the vehicle body.
  • a pair of left and right seat rails 106 extends from the approximate center in the front-rear direction of the main frame 104 to the left and right while opening left and right, and a pair of left and right connecting the center of the seat rail 106 and the rear end of the main frame 104
  • a backstay 107 supports the seat rail 106.
  • a front fork 108 is pivotally supported on the head pipe 103, a handle 109 extending left and right is attached to the upper end of the front fork 108, a front wheel 110 is pivotally supported on the lower end, and the main frame 104
  • a bottom plate 105 is suspended from a lower portion of the rear fork 111.
  • a rear fork 111 pivotally supported at the front end of the bottom plate 105 extends rearward, and a rear wheel 112 is pivotally supported at the rear end of the rear fork 111.
  • a rear cushion 113 is interposed between the central portion of the rear cushion 113 and the rear portion.
  • a cross member 120 is supported in the vehicle width direction below the bottom plate 105, and a side stand 121 is swingably attached to the left end of the cross member 120.
  • a fuel tank 115 is supported on the main frame 104, and a seat 116 is supported on the seat rail 106 behind the fuel tank 115.
  • the internal combustion engine 61 mounted on the vehicle body frame 102 is a single-cylinder four-stroke internal combustion engine.
  • the crankshaft 66 is oriented in the vehicle body width direction with respect to the vehicle body, and the main body is tilted forward so that the cylinder is substantially horizontal. It is suspended and mounted on the frame 104.
  • a cylinder block 63 and a cylinder head 64 are sequentially stacked in front of a crankcase 62 and fastened together.
  • the front surface of the cylinder head 64 is covered with a head cover 65.
  • a crankshaft 66 of the internal combustion engine 61 is rotatably supported by a crankcase 62, and a transmission gear mechanism is configured between a main shaft (not shown) disposed behind the crankshaft 66 and a countershaft.
  • a chain 118 is bridged between the counter shaft and the rotating shaft of the rear wheel 112, and the power of the crankshaft 66 is transmitted to the rear wheel 112 (see FIGS. 12 and 14).
  • a body cover 125 covers the left and right sides of the main frame 104 and the seat rail 106.
  • an upstream side exhaust pipe 71 extends downward from a cylinder head 64 of the internal combustion engine 61, and the upstream side exhaust pipe 71 extending downward is bent to form a crankcase 62.
  • the muffler 80 wraps downward and extends rearward while being biased to the right, and is connected to the first muffler case 81 of the muffler 80 disposed below the crankcase 62.
  • the muffler 80 is divided into a first muffler case 81 below the crankcase 62 and a second muffler case 82 disposed on the right side of the rear wheel 112.
  • the first muffler case 81 is formed in a rectangular box shape that is long in the flat front and rear, and is attached to the lower surface of the crankcase 62 and the cross member 120 from below.
  • the first muffler case 81 has a dotted pattern.
  • the right side of the second muffler case 82 is covered with a muffler cover 83.
  • An exhaust pipe cover 79 is attached to the right side surface of the upstream side exhaust pipe 71.
  • the internal space of the first muffler case 81 constitutes a first expansion chamber F1
  • the first expansion chamber F1 includes a catalyst cylindrical tube containing an exhaust gas purifying catalyst 72.
  • the upstream exhaust pipe 71 penetrating into the front wall 81F of the first muffler case 81 is connected to the catalyst cylindrical pipe 73 via the enlarged diameter portion 71a.
  • a midstream connecting exhaust pipe 74 extends rearward from the rear end of the catalyst cylindrical pipe 73 after passing through the reduced diameter portion 74a.
  • the first muffler case 81 has a recess 81v that is recessed to the vicinity of the downstream end of the catalyst 72 at the right rear corner, and is rearward from the catalyst cylindrical tube 73 through the reduced diameter portion 74a.
  • Middle connecting the exhaust pipe 74 protruding outward from the right side rear wall 81B R of the first muffler casing 81 extends forward crowded around the back of the left rear wall 81B L to the left wall 81L, right at the front end
  • the first wall 81 ⁇ / b> L is bent into the left wall 81 ⁇ / b> L, further bent rearward and extended rearward in parallel with the catalyst cylindrical tube 73, with the rear end opening facing the first expansion chamber F ⁇ b> 1 in the first muffler case 81.
  • the midstream connection exhaust pipe 74 extending from the first expansion chamber F1 in the first muffler case 81 to the outside goes around the outside of the first muffler case 81 and is connected to the first expansion chamber F1. .
  • the second muffler case 82 has a bottomed cylindrical shape, and is disposed on the right side of the rear wheel 112 in a posture inclined upward.
  • the inside of the second muffler case 82 is defined by front and rear by the separator 82s, the rear inner space forms the second expansion chamber F2, and the front inner space forms the third expansion chamber F3.
  • the downstream side connected exhaust pipe 75 penetrating through the front wall 82F of the second muffler case 82 and extending obliquely forward and downward from the front wall 82F is provided on the right side of the upper wall 81U of the first muffler case 81.
  • the first muffler case 81 and the second muffler case 82 are connected to each other obliquely through the rear part.
  • the rear portion of the downstream connecting exhaust pipe 75 penetrating into the second muffler case 82 extends rearward through the third expansion chamber F3 and penetrates the separator 82s, with the rear end opening facing the second expansion chamber F2. Yes.
  • a communication pipe 76 is provided in parallel with the downstream side connection exhaust pipe 75 so as to pass through the separator 82s, and the communication pipe 76 connects the second expansion chamber F2 and the third expansion chamber F3. Communicate.
  • the downstream exhaust pipe 77 passes through the separator 82s so that the front end opening faces the third expansion chamber F3, and the second expansion chamber F2 is rearwardly disposed behind the second muffler case 52. It extends to the center of the wall 82B, and then is connected to a tail pipe 78 that penetrates the wall and communicates with the outside.
  • the exhaust device 70 has the above structure. Therefore, the exhaust gas discharged from the exhaust port of the cylinder head 64 to the upstream side exhaust pipe 71 passes through the catalyst 72 in the catalyst cylindrical pipe 73 provided in the first muffler case 81 and is then purified. Flows through the midstream connecting exhaust pipe 44, and flows again into the first expansion chamber F1 in the first muffler case 81 to expand and release the exhaust pressure.
  • the exhaust gas flowing into the first expansion chamber F1 passes through the middle flow connecting exhaust pipe 74, passes through the third expansion chamber F3 of the second muffler case 82, flows into the second expansion chamber F2, and further releases the exhaust pressure. .
  • the exhaust gas flowing into the second expansion chamber F2 flows into the third expansion chamber F3 through the communication pipe 76, expands, and further releases the exhaust pressure.
  • the exhaust gas flowing into the third expansion chamber F3 passes through the downstream exhaust pipe 77, passes through the second expansion chamber F2, and is discharged to the outside from the tail pipe 48.
  • the exhaust system 70 of the exhaust device 70 is released from the exhaust pressure in three stages by the first, second, and third expansion chambers F1, F2, and F3, and the exhaust noise is reduced.
  • a catalyst 72 is disposed in the first expansion chamber F1 of the first muffler case 81. Since the catalyst 72 is disposed in the first expansion chamber F1 of the first muffler case 51 on the upstream side, the catalyst 72 can be activated early by the heat of the exhaust gas in the first expansion chamber F1, and the first The catalyst 72 is kept warm by the heat in the expansion chamber F1, and the active state can be maintained.
  • a LAF sensor 85 that is an upstream side exhaust gas sensor is attached to an upstream side exhaust pipe 71 that is upstream of the catalyst 72.
  • the LAF sensor 85 is attached in the vicinity of the first muffler case 81 near the catalyst 72 of the upstream side exhaust pipe 71, and detects the air-fuel ratio from the oxygen concentration and unburned gas concentration of the exhaust gas in the upstream side exhaust pipe 71.
  • the midstream connection exhaust pipe 74 downstream of the catalyst 72 extends outside from the first expansion chamber F1 of the first muffler case 81, and then goes around the first muffler case 81 so as to expand the first expansion.
  • An O2 sensor 86 which is a downstream exhaust gas sensor, is attached to a portion that is connected to the chamber F1 and extends to the outside of the midstream connecting exhaust pipe 74. Therefore, the O2 sensor 86 can be easily attached to a portion exposed to the outside of the midstream connecting exhaust pipe 74 without processing such as forming a recess in the first muffler case 81. There is no need to reduce the capacity of the expansion chamber.
  • an O2 sensor 86 is disposed in the vicinity of the upstream joint portion 74 b with the first muffler case 81 (first expansion chamber F ⁇ b> 1) of the midstream connection exhaust pipe 74. Therefore, O2 sensor 86 is attached to the first right-side rear wall 81B portion protruding from R into the recess 81v of the muffler case 81 of the middle connecting the exhaust pipe 74.
  • the O2 sensor 86 so positioned in the recess 81v close to the right rear wall 81B R of the first muffler casing 81, can be disposed close to the catalyst 72 as much as possible the O2 sensor 86, the exhaust gas by the catalyst 72 It is possible to accurately detect the change in oxygen concentration.
  • the O2 sensor 86 is disposed on the inner side (right side) in the vehicle width direction of the second muffler case 82 (second and third expansion chambers F2 and F3).
  • the O2 sensor 86 is protected by the two muffler case 82.
  • the vehicle of the present invention is not limited to the straddle-type motorcycle 1 of the embodiment, but may be a variety of straddle-type vehicles such as a scooter type, a three-wheel, and a four-wheel buggy. Any vehicle having the requirements may be used.
  • third expansion chamber 61 ... Internal combustion engine, 62 ... Crankcase, 63 ... Cylinder block, 64 ... Cylinder head, 65 ... Head cover, 66 ... Crankshaft, 70 ... 71 ... Upstream side exhaust pipe, 72 ... Catalyst, 73 ... Catalyst cylindrical pipe, 74 ... Middle-flow connected exhaust pipe, 74b ... Upstream side joint, 75 ... Downstream side connected exhaust pipe, 76 ... Communication pipe, 77 ... Downstream Side exhaust pipe, 78 ... tail pipe, 79 ... exhaust pipe cover, 80 ... 81 ... first muffler case, 82 ... second muffler case, 82s ... separator, 83 ...
  • muffler cover 84 ..., 85 ... LAF sensor, 86 ... O2 sensor, F1 ... 1st expansion chamber, F2 ... 2nd expansion chamber, F3 ... 3rd expansion chamber, 100 ... Motorcycle, 101 ..., 102 ... Body frame, 103 ... Head pipe, 104 ... Main frame, 105 ... Bottom plate, 106 ... Seat rail, 107 ... Backstay, 108 ... Front fork, 109 ... Handle, 110 ... Front wheel 111 ... Rear fork, 112 ... Rear wheel, 113 ... Rear cushion, 114 ..., 115 ... Fuel tank, 116 ... Seat, 118 ... Chain, 120 ... Cross member, 121 ... Side stand, 125 ... Body cover.

Abstract

内燃機関から延出する排気管に触媒(42;72)と消音器(50;80)が設けられる車両に搭載される内燃機関の排気装置において、触媒(42;72)の上流に設けられた上流側排ガスセンサ(55;85)と、触媒(42;72)の下流に設けられた下流側排ガスセンサ(56;86)とを備え、下流側排ガスセンサ(56;86)は、消音器(50;80)の膨張室(E2,E3;F1)から外部に延出した排気管(44;74)に設けられる。これにより、消音器のケースを加工することなく、排気管の触媒の下流に排ガスセンサを容易に取り付けることができる。

Description

内燃機関の排気装置
　本発明は、排気管に触媒と消音器が設けられた内燃機関の排気装置に関する。
　排気管に排ガス浄化用の触媒と消音器が設けられ触媒の下流に排ガスセンサが取り付けられ、触媒の下流の排ガスの酸素濃度を検出するようにした排気装置は種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０１６－１８３６５７号公報
　特許文献１に開示された排気装置は、消音器のケース部が排気管との接合部から徐々に拡径した拡径部と拡径部から延長した円筒部とを備え、排気管のケース部との接合部に触媒が介在する。
　触媒の下流で酸素濃度を検出する排ガスセンサは、触媒から延びるケース部内の排気管に取り付けることになり、ケース部の拡径部に排気管に向かって窪む凹部が形成され、この凹部の排気管に接する底部と排気管に、排ガスセンサが取り付けられるようにしている。
　このように、特許文献１では、消音器のケース部に設けられた凹部に、排ガスセンサが取り付けられるので、触媒の位置や消音器のケース部の形状によっては、大きな凹部が必要となり、消音器部品の成形が困難となる。
　また、消音器の膨張室の容量が凹部の分だけ小さくなってしまう。
　本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、消音器のケースを加工することなく、排気管の触媒の下流に排ガスセンサを容易に取り付けることができる内燃機関の排気装置を供する点にある。
　上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の排気装置は、
　内燃機関から延出する排気管に触媒と消音器が設けられる車両に搭載される内燃機関の排気装置において、
　前記触媒の上流に設けられた上流側排ガスセンサと、前記触媒の下流に設けられた下流側排ガスセンサとを、備え、
　前記下流側排ガスセンサは、前記消音器の膨張室から外部に延出した排気管に設けられることを特徴とする。
　この内燃機関の排気装置によれば、排気管における触媒の下流に設けられる下流側排ガスセンサは、消音器の膨張室から外部に延出した排気管に設けられるので、膨張室ケースに凹部を形成するなどの加工をすることなく、下流側排ガスセンサを外部に露出した排気管に簡単に取り付けることができる。
　消音器の膨張室の容量を削減する必要もない。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記触媒は、前記膨張室内に配置することができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、触媒は膨張室内に配置されるので、膨張室内の排ガスの熱によって触媒を早期活性化できるとともに、膨張室内の熱によって触媒が保温され、活性状態を維持することができる。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記膨張室から外部に延出した排気管は、連結排気管として別の膨張室に接続されるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、互いに分離された膨張室間を連結する連結排気管の外部に露出した部分を利用して、下流側排ガスセンサを膨張室間に納まりよく配置して連結排気管に取り付けることができる。
　また、下流側排ガスセンサが膨張室間に配置されることで、両側の膨張室により下流側排ガスセンサが保護される。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記連結排気管とは、分離した前記膨張室と前記別の膨張室とを連結する別の連結排気管を有し、
　前記下流側排ガスセンサは、少なくとも一部が側面視で前記別の連結排気管の車幅方向内側に重なるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、下流側排ガスセンサは、少なくとも一部が側面視で別の連結排気管の車幅方向内側に重なるので、別の連結排気管により側方からの外力に対して下流側排ガスセンサは保護される。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記下流側排ガスセンサは、車幅方向内側に傾斜して前記排気管に取り付けられるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、下流側排ガスセンサは、車幅方向内側に傾斜して排気管に取り付けられるので、車幅方向外側からの外力を真面に受けることを避けることができる。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記下流側排ガスセンサは、前記消音器の車幅方向外側に被せられるマフラーカバーの車幅方向内側に配置することができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、下流側排ガスセンサは、消音器の車幅方向外側に被せられるマフラーカバーの車幅方向内側に配置されるので、マフラーカバーによって下流側排ガスセンサは保護される。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記下流側排ガスセンサは、前記マフラーカバーによって上側を覆われるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、下流側排ガスセンサは、マフラーカバーによって上側を覆われるので、上側からの外力から下流側排ガスセンサが保護される。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記膨張室から外部に延出した連結排気管は、同膨張室に接続されるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、膨張室から外部に延出した連結排気管は、同膨張室に接続されるので、膨張室から連結排気管を一旦外部に飛び出させることで、下流側排ガスセンサを容易に取り付けることができる。
　消音器の膨張室の容量を削減する必要もない。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記触媒は、前記膨張室内に配置されるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、触媒は膨張室内に配置されるので、膨張室内の排ガスの熱によって触媒を早期活性化できるとともに、膨張室内の熱によって触媒が保温され、活性状態を維持することができる。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記下流側排ガスセンサは、前記膨張室から外部に延出した連結排気管の同膨張室との上流側接合部の近傍に配置されるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、下流側排ガスセンサは、膨張室から外部に延出した連結排気管の同膨張室との上流側接合部の近傍に配置されるので、下流側排ガスセンサを可能な限り触媒に近づけて配置することができ、触媒による排ガスの酸素濃度の変化を精度良く検出することができる。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記膨張室は、前記触媒の下流端の近傍にまで凹出した凹部を有し、
　前記連結排気管は、前記膨張室から前記凹部に延出し、
　前記下流側排ガスセンサは、その前記連結排気管への取付部が前記凹部内に位置するようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、下流側排ガスセンサの連結排気管への取付部が、膨張室の触媒の下流端の近傍にまで凹出した凹部内に位置するので、下流側排ガスセンサを可能な限り触媒に近づけて配置することができ、触媒による排ガスの酸素濃度の変化を精度良く検出することができる。
　前記内燃機関の排気装置において、
　前記膨張室は、前記内燃機関の下方に配置され、
　前記膨張室と下流側連結排気管により接続された別の膨張室を有し、
　前記下流側排ガスセンサは、前記別の膨張室または前記下流側連結排気管の車幅方向内側に配置されるようにすることができる。
　この内燃機関の排気装置によれば、膨張室は内燃機関の下方に配置され、同膨張室と別の膨張室とを接続する下流側連結排気管または別の膨張室の車幅方向内側に、下流側排ガスセンサが配置されるので、下流側連結排気管または別の膨張室により下流側排ガスセンサは保護される。
　本発明は、排気管における触媒の下流に設けられる下流側排ガスセンサは、消音器の膨張室から外部に延出した排気管に設けられるので、膨張室ケースに凹部を形成するなどの加工をすることなく、下流側排ガスセンサを外部に露出した排気管に簡単に取り付けることができる。
　消音器の膨張室の容量を削減する必要もない。
本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の排気装置を備えた自動二輪車の全体右側面図である。 同自動二輪車の要部の右側面図である。 同自動二輪車の要部の後面図である。 同自動二輪車の要部の下面図である。 排気装置の右側面図である。 排気装置の左側面図である。 排気装置の上面図である。 マフラーカバーの変形例を示す同自動二輪車の要部の後面図である。 本発明の第２の実施形態に係る内燃機関の排気装置を備えた自動二輪車の全体右側面図である。 同自動二輪車の要部の右側面図である。 同自動二輪車の要部の左側面図である。 同自動二輪車の要部の下面図である。 同自動二輪車の要部の前面断面図である。 同自動二輪車の要部の後面断面図である。 排気装置の斜視図である。 排気装置の上面図である。 排気装置の右側面図である。 排気装置の左側面図である。
　以下、本発明に係る第１の実施形態について図１ないし図８に基づいて説明する。
　図１は、本第１の実施形態に係る排気装置を適用した内燃機関を搭載した鞍乗型の自動二輪車１の側面図である。
　なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る自動二輪車１の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を，ＲＲは後方を、ＬＨは左方を，ＲＨは右方を示すものとする。
　図１を参照して、鞍乗型自動二輪車１の車体の骨格をなす車体フレーム２は、車体前部のヘッドパイプ３から下方に左右に分岐して一対のメインフレーム４，４が延出し、同メインフレーム４，４は、下端で後方に屈曲して水平に延びた後に、斜め上方に屈曲している。
　メインフレーム４，４の各前側鉛直部から後方に延出したセンタフレーム５，５は、後部で下方に屈曲してメインフレーム４，４の中央水平部の後部に連結している。
　センタフレーム５，５の下方への屈曲部の下部からシートレール６，６が後方へ若干斜め上方に傾斜して延び、シートレール６，６の途中を前記メインフレーム４，４の斜め上方に屈曲して延びた後端が連結して支持している。
　概ね、以上のように構成された車体フレーム２の前部において、ヘッドパイプ３にはステアリングステム10が回動自在に貫通され、ステアリングステム10は下端が前輪12を軸支するフロントフォーク11に一体に連結され、ステアリングステム10の上端からは左右ハンドルバー13，13が左右に展開しながら上方に延出している。
　図１および図２を参照して、メインフレーム４，４の中央水平部の後側屈曲部に支持ブラケット８，８が突設され、一方スイング式のパワーユニット30の前側下部にハンガ部30ｈ，30ｈが突出しており、支持ブラケット８，８とハンガ部30ｈ，30ｈをリンク部材９が連結して、パワーユニット30が車体フレーム２に揺動可能に支承される。
　パワーユニット30は、その前部が単気筒４ストロークの水冷式内燃機関31であり、内燃機関31のクランクケース32から前方にシリンダブロック33，シリンダヘッド34，シリンダヘッドカバー35が順次重ねられて突設され、シリンダ軸線が水平近くまで大きく前傾した姿勢をしている。
　図４を参照して、クランクケース32は、左右割りで右クランクケース32Ｒと左クランクケース32Ｌが合体したもので、左クランクケース32Ｌは、後方に延出してベルト式無段変速機（図示せず）が収容される伝動ケース32Ｌdとなり、右クランクケース32Ｒから後方にスイングアーム14が延設され、伝動ケース32Ｌdとスイングアーム14の後部に後輪15が軸支される。
　伝動ケース32Ｌdおよびスイングアーム14の後端とシートレール６，６の後端との間にリヤクッション16，16が介装される。
　メインフレーム４，４には、センタフレーム５，５との間に囲まれる空間に配置されて燃料タンク17が搭載される。
　また、シートレール６の上には前後に長尺の収納ボックス18が支持され、同収納ボックス18を、乗員シート19が開閉可能に上方から覆う。
　車体を覆う車体カバーは、図１に示すように、概ね以下のように構成されている。
　車体前部のヘッドパイプ３およびステアリングステム10は、フロントカバー20で覆われ、収納ボックス18の周囲は、車体中央から車体後部に亘ってボディカバー21で覆われ、車体中央を左右側方から覆うフロアサイドカバー22が、ボディカバー21の下方に連接されて設けられ、フロアサイドカバー22の下方にフロアスカート23が前後を斜めに立ち上げる形状で連接されて車体下部を覆っている。
　図２および図４を参照して、内燃機関31のシリンダヘッド24から下方に上流側排気管41が延出しており、下方に延出した上流側排気管41は、屈曲してクランクケース32の下方を後方に延び、後輪15の手前で右方斜め上方に屈曲して後輪15の右側方に配置された消音器であるマフラー50に接続されて、排気装置40が構成されている。
　マフラー50は、前後に直列に並んだ第１マフラーケース51と第２マフラーケース52に分割されている。
　第１マフラーケース51と第２マフラーケース52は、ともに有底円筒状をなし、図４に示すように、スイングアーム14に突設された前後のボルト取付ボス部14ａ，14ｂに、第１マフラーケース51のボルト取付部位51ａと第２マフラーケース52のボルト取付部位52ｂがそれぞれボルト59ａ，59ｂにより螺着されて、スイングアーム14に支持される。
　第１マフラーケース51と第２マフラーケース52の右側はマフラーカバー53により覆われている。
　第２マフラーケース52の内部空間は第１膨張室Ｅ１を構成し、第１マフラーケース51は、内部がセパレータ51ｓにより前後に画成され、後側の内部空間が第２膨張室Ｅ２を構成し、前側の内部空間が第３膨張室Ｅ３を構成する。
　図５ないし図７を参照して、第１マフラーケース51の内部には、排ガス浄化用の触媒42を内包した触媒円筒管43がセパレータ51ｓを貫通して設けられ、第１マフラーケース51の前壁51Ｆに貫入した前記上流側排気管41が拡径部41ａを経て触媒円筒管43に接続されている。
　触媒円筒管43の後端から中流連結排気管44が、縮径部44ａを経た後に後方に延び、第１マフラーケース51の後壁51Ｂを貫通して外部に延出した後、第２マフラーケース52の前壁52Ｆに貫入して、第２マフラーケース52内の第１膨張室Ｅ１に後端開口を臨ませている。
　排気装置40の上面図である図７を参照して、中流連結排気管44と平行に右隣りに並んで連通管45が、第１マフラーケース51の後壁51Ｂと第２マフラーケース52の前壁52Ｆに前後両端を貫入して設けられている。
　したがって、連通管45は、第２マフラーケース52内の第１膨張室Ｅ１と第１マフラーケース51内の第２膨張室Ｅ２とを連通する。
　第２マフラーケース52内においてセパレータ51ｓを貫通する連通管46が設けられている。
　連通管46は、第２マフラーケース52内の後側の第２膨張室Ｅ２と前側の第３膨張室Ｅ３とを連通する。
　第１マフラーケース51の後壁51Ｂと第２マフラーケース52の前壁52Ｆを前後に下流側連結排気管47が貫入しており、下流側連結排気管47の第１マフラーケース51内の前側は第２膨張室Ｅ２を素通りしセパレータ51ｓを貫通して前端開口を第３膨張室Ｅ３に臨ませ、下流側連結排気管47の第２マフラーケース52内の後側は第１膨張室Ｅ１を第２マフラーケース52の後壁52Ｂの中央に延びて、その後壁52Ｂを貫通して外部に連通するテールパイプ48に接続されている。
　図７を参照して、第１マフラーケース51と第２マフラーケース52の間を外部に露出して連結する中流連結排気管44，連通管45，下流側連結排気管47は、互いに平行であり、中流連結排気管44と連通管45が左右に位置し、下流側連結排気管47は中流連結排気管44と連通管45の斜め上方で、上面視（図７）で中流連結排気管44と連通管45の間に位置する。
　排気装置40は、以上のような構造をしている。
　したがって、シリンダヘッド34の排気ポートから上流側排気管41に排出された排ガスは、第１マフラーケース51内に設けられた触媒円筒管43内の触媒42を通過して浄化された後、一旦外部に出る中流連結排気管44を流れて第２マフラーケース52の第１膨張室Ｅ１に流入し、膨張して排気圧を開放する。
　第１膨張室Ｅ１に流入した排ガスは、連通管45を通って第１マフラーケース51の第２膨張室Ｅ２に流入し、膨張して排気圧をさらに開放する。
　第２膨張室Ｅ２に流入した排ガスは、連通管46を通って第１マフラーケース51の第３膨張室Ｅ３に流入し、膨張して、またさらに排気圧を開放する。
　第３膨張室Ｅ３に流入した排ガスは、下流側連結排気管47を通って第２マフラーケース52の第１膨張室Ｅ１を素通りしてテールパイプ48から外部に放出される。
　このように、本排気装置40のマフラー50は、第１，第２，第３膨張室Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３により３段に亘って排気圧が開放されて排気音が低減される。
　この排気装置40において、第１マフラーケース51の第２，第３膨張室Ｅ２，Ｅ３内に触媒42が配置されている。
　触媒42が、上流側の第１マフラーケース51の第２，第３膨張室Ｅ２，Ｅ３内に配置されるので、第２，第３膨張室Ｅ２，Ｅ３内の排ガスの熱によって触媒42を早期活性化することができるとともに、第２，第３膨張室Ｅ２，Ｅ３内の熱によって触媒42が保温され、活性状態を維持することができる。
　図５ないし図７を参照して、触媒42の上流である上流側排気管41に上流側排ガスセンサであるＬＡＦ(Linier Air-Fuel ratio)センサ55が取り付けられている。
　ＬＡＦセンサ55は、上流側排気管41の触媒42に近い第１マフラーケース51の近傍に取り付けられ、上流側排気管41中の排ガスの酸素濃度と未燃ガス濃度から空燃比を検出する。
　また、触媒42の下流である中流連結排気管44の第１マフラーケース51と第２マフラーケース52の間の外部に延出した部分に、下流側排ガスセンサであるＯ２センサ56が取り付けられている。
　このように、下流側排ガスセンサであるＯ２センサ56は、中流連結排気管44の外部に延出した部分に取り付けられるので、膨張室ケースに凹部を形成するなどの加工をすることなく、Ｏ２センサ56を外部に露出した排気管に簡単に取り付けることができる。
　さらに、Ｏ２センサ56を取り付けるために、マフラーの膨張室の容量を削減する必要もない。
　また、Ｏ２センサ56は、第１マフラーケース51（第２，第３膨張室Ｅ２，Ｅ３）と第２マフラーケース52（第１膨張室Ｅ１）の間に隠れるように配置されるので、外力から可及的に保護される。
　Ｏ２センサ56は、触媒42の下流に延びる中流連結排気管44に触媒に近い位置に取り付けられ、触媒42で浄化された直後の排ガスの酸素濃度を検出することができる。
　触媒42の上流のＬＡＦセンサ55と触媒42の下流のＯ２センサ56により空燃比を精度良く検出できるとともに、触媒42の劣化程度も検知することができる。
　 第１マフラーケース51の第２，第３膨張室Ｅ２，Ｅ３から延出した下流側連結排気管47は、第２マフラーケース52の第１膨張室Ｅ１に接続され、図５および図７に示されるように、同下流側連結排気管47の車幅方向内側（左方）にＯ２センサ56が配置される。
　側面視である図５および図６に示されるように、中流連結排気管44に取り付けられるＯ２センサ56は、露出した端部が、側面視で下流側連結排気管47の車幅方向内側（左方）に重なっている。
　したがって、Ｏ２センサ56は、下流側連結排気管47により側方からの外力に対して保護される。
　また、上面図である図７に示されるように、Ｏ２センサ56は、中流連結排気管44に車幅方向内側に傾斜して斜め上方に突設されているので、車幅方向外側からの外力を真面に受けることを避けることができる。
　図１，図３および図４に示されるように、Ｏ２センサ56は、第１マフラーケース51と第２マフラーケース52の右側を覆うマフラーカバー53の車幅方向内側（左側）に配置されるので、マフラーカバー53によってＯ２センサ56は外側方からの外力から保護される。
　このマフラーカバー53の変形例を、図８に示し説明する。
　変形例である本マフラーカバー53´は、第１マフラーケース51と第２マフラーケース52を右側から上側にかけて覆っている。
　図８に示されるように、第１マフラーケース51と第２マフラーケース52の間に配置されるＯ２センサ56は、該マフラーカバー53´によって上側を覆われる。
　よって、Ｏ２センサ56は、マフラーカバー53´によって上側からの外力からも保護される。
　なお、本排気装置40において、触媒42が後輪15の右側方に配置される第１マフラーケース51内に内包され、クランクケースの下方に配置されるわけではないので、スイング式のパワーユニット30の前側下部をリンク部材９を介して連結される場合であっても、触媒42がリンク部材９に干渉することもなく、また内燃機関の直下の温度が高くなる機種であっても、熱の影響を受け難い。
　次に、本発明に係る第２の実施形態について図９ないし図１８に基づいて説明する。
　図９は、本第１の実施形態に係る排気装置を適用した内燃機関を搭載した鞍乗型の自動二輪車１の側面図である。
　図９を参照して、自動二輪車100の車体フレーム102は、ヘッドパイプ103に固着されたメインフレーム104が車体中心線上に斜め後ろ下方へ延出している。
　メインフレーム104の前後方向の略中央より、左右一対のシートレール106が左右に開きながら後ろ上方に延出し、同シートレール106の中央部とメインフレーム104の後端部とを連結した左右一対のバックステー107がシートレール106を支持している。
　このような車体フレーム102において、ヘッドパイプ103にはフロントフォーク108が枢支され、該フロントフォーク108の上端に左右に延びたハンドル109が取り付けられ、下端に前輪110が軸支され、メインフレーム104の下部にボトムプレート105が垂設され、ボトムプレート105に前端を軸支されたリヤフォーク111が後方へ延出し、その後端に後輪112が軸支され、リヤフォーク111の後部とシートレール106の中央部との間にリヤクッション113が介装されている。
　図１４を参照して、ボトムプレート105の下部にクロスメンバー120が車幅方向に指向して支持されており、クロスメンバー120の左端部にサイドスタンド121が揺動自在に取り付けられている。
　メインフレーム104には燃料タンク115が支持され、燃料タンク115の後方にはシート116がシートレール106に支持されて設けられている。
　車体フレーム102に搭載される内燃機関61は、単気筒４ストローク内燃機関であり、車体に対してクランク軸66を車体幅方向に指向させ、気筒が略水平になるように前傾されて、メインフレーム104に懸下されて搭載されている。
　図９に示されるように、内燃機関61は、クランクケース62の前方にシリンダブロック63、シリンダヘッド64が順次重ねられて、一体に締結されている。
　シリンダヘッド64の前面はヘッドカバー65に覆われている。
　内燃機関61のクランク軸66は、回転自在にクランクケース62に支承されており、クランク軸66の後方に配設される図示されないメイン軸とカウンタ軸の間に変速歯車機構が構成されており、カウンタ軸と後輪112の回転軸との間にチェーン118が架け渡されクランク軸66の動力が後輪112に伝達される（図１２，図１４参照）。
　メインフレーム104およびシートレール106の左右両側方をボディカバー125が覆っている。
　図９ないし図１２を参照して、内燃機関61のシリンダヘッド64から下方に上流側排気管71が延出しており、下方に延出した上流側排気管71は、屈曲してクランクケース62の下方に廻り込んで後方に右方に偏りながら延び、クランクケース62の下方に配置されたマフラー80の第１マフラーケース81に接続されている。
　マフラー80は、クランクケース62の下方の第１マフラーケース81と後輪112の右側方に配置される第２マフラーケース82に分割されて構成されている。
　第１マフラーケース81は、扁平な前後に長尺の矩形箱状をなし、クランクケース62の下面と前記クロスメンバー120に下方から取り付けられている。
　図面中において、第１マフラーケース81は、散点模様が施されている。
　第２マフラーケース82の右側方はマフラーカバー83により覆われている。
　なお、上流側排気管71の右側面には、排気管カバー79が取り付けられている。
　図１５ないし図１８を参照して、第１マフラーケース81の内部空間は第１膨張室Ｆ１を構成し、同第１膨張室Ｆ１内には、排ガス浄化用の触媒72を内包した触媒円筒管73が前後方向に指向して配置されており、第１マフラーケース81の前壁81Ｆに貫入した前記上流側排気管71が拡径部71ａを経て触媒円筒管73に接続される。
　触媒円筒管73の後端から中流連結排気管74が、縮径部74ａを経た後に後方に延びている。
　図１５を参照して、第１マフラーケース81は、右後角部に、触媒72の下流端の近傍まで凹んだ凹部81ｖが形成されており、触媒円筒管73から縮径部74ａを経て後方に延びた中流連結排気管74が右側後壁81ＢＲを貫通して凹部81ｖに、すなわち外部に突出している。
　第１マフラーケース81の右側後壁81ＢＲから外部に突出した中流連結排気管74は、左側後壁81ＢＬの後方を左壁81Ｌに廻り込んで前方に延びており、その前端部で右方に屈曲して左壁81Ｌに貫入し、さらに後方に屈曲して触媒円筒管73と平行に後方に延び、第１マフラーケース81内の第１膨張室Ｆ１に後端開口を臨ませている。
　すなわち、第１マフラーケース81内の第１膨張室Ｆ１から外部に延出した中流連結排気管74は、第１マフラーケース81の外側を廻り込んで、同第１膨張室Ｆ１に接続されている。
　一方で、第２マフラーケース82は、有底円筒状をなし、後上がりに傾斜した姿勢で、後輪112の右側方に配置される。
　第２マフラーケース82は、内部がセパレータ82ｓにより前後に画成され、後側の内部空間が第２膨張室Ｆ２を構成し、前側の内部空間が第３膨張室Ｆ３を構成する。
　図１５を参照して、第２マフラーケース82の前壁82Ｆを貫通して前壁82Ｆから斜め前下方に延出する下流側連結排気管75が、第１マフラーケース81の上壁81Ｕの右側後部に斜めに貫入して、第１マフラーケース81と第２マフラーケース82を連結している。
　下流側連結排気管75の第２マフラーケース82に貫入した後側部分は、第３膨張室Ｆ３を後方に延びてセパレータ82ｓを貫通して、後端開口を第２膨張室Ｆ２に臨ませている。
　第２マフラーケース82の内部において、下流側連結排気管75と平行に並んで連通管76がセパレータ82ｓを貫通して設けられ、連通管76は第２膨張室Ｆ２と第３膨張室Ｆ３とを連通する。
　さらに、第２マフラーケース82には、下流側排気管77がセパレータ82ｓを貫通して前端開口を第３膨張室Ｆ３に臨ませ、第２膨張室Ｆ２内を後方に第２マフラーケース52の後壁82Ｂの中央まで延びて、その後壁を貫通して外部に連通するテールパイプ78に接続されている。
　排気装置70は、以上のような構造をしている。
　したがって、シリンダヘッド64の排気ポートから上流側排気管71に排出された排ガスは、第１マフラーケース81内に設けられた触媒円筒管73内の触媒72を通過して浄化された後、一旦外部に出る中流連結排気管44を流れて、再び第１マフラーケース81内の第１膨張室Ｆ１に流入し、膨張して排気圧を開放する。
　第１膨張室Ｆ１に流入した排ガスは、中流連結排気管74を通って第２マフラーケース82の第３膨張室Ｆ３を素通りして第２膨張室Ｆ２に流入して、排気圧をさらに開放する。
　第２膨張室Ｆ２に流入した排ガスは、連通管76を通って第３膨張室Ｆ３に流入し、膨張して、またさらに排気圧を開放する。
　第３膨張室Ｆ３に流入した排ガスは、下流側排気管77を通って第２膨張室Ｆ２を素通りしてテールパイプ48から外部に放出される。
　このように、本排気装置70のマフラー80は、第１，第２，第３膨張室Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３により３段に亘って排気圧が開放されて排気音が低減される。
　この排気装置70において、第１マフラーケース81の第１膨張室Ｆ１内に触媒72が配置されている。
　触媒72が、上流側の第１マフラーケース51の第１膨張室Ｆ１内に配置されるので、第１膨張室Ｆ１内の排ガスの熱によって触媒72を早期活性化することができるとともに、第１膨張室Ｆ１内の熱によって触媒72が保温され、活性状態を維持することができる。
　図１５ないし図１８を参照して、触媒72の上流である上流側排気管71に上流側排ガスセンサであるＬＡＦセンサ85が取り付けられている。
　ＬＡＦセンサ85は、上流側排気管71の触媒72に近い第１マフラーケース81の近傍に取り付けられ、上流側排気管71中の排ガスの酸素濃度と未燃ガス濃度から空燃比を検出する。
　また、触媒72の下流である中流連結排気管74は、第１マフラーケース81の第１膨張室Ｆ１から外部に延出した後、第１マフラーケース81の周囲を廻り込んで、同第１膨張室Ｆ１に接続されており、該中流連結排気管74の外部に延出した部分に下流側排ガスセンサであるＯ２センサ86が取り付けられている。
　したがって、第１マフラーケース81に凹部を形成するなどの加工をすることなく、Ｏ２センサ86を中流連結排気管74の外部に露出した部分に容易に取り付けることができる。
　膨張室の容量を削減する必要もない。
　 図１５を参照して、中流連結排気管74の第１マフラーケース81（第１膨張室Ｆ１）との上流側接合部74ｂの近傍に、Ｏ２センサ86が配置されている。
　したがって、Ｏ２センサ86は、中流連結排気管74の第１マフラーケース81の右側後壁81ＢＲから凹部81ｖに突出した部分に取り付けられる。
　したがって、Ｏ２センサ86は、第１マフラーケース81の右側後壁81ＢＲに近い凹部81ｖ内に位置するので、Ｏ２センサ86を可能な限り触媒72に近づけて配置することができ、触媒72による排ガスの酸素濃度の変化を精度良く検出することができる。
　左側面視である図１８に示されるように、Ｏ２センサ86は、第２マフラーケース82（第２，第３膨張室Ｆ２，Ｆ３）の車幅方向内側（右側）に配置されるので、第２マフラーケース82によりＯ２センサ86は保護される。
　以上、本発明に係る２つの第１，第２実施形態に係る内燃機関の排気装置について説明したが、本発明の態様は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。
　例えば、本発明の車両は、実施形態の鞍乗型の自動二輪車１に限らず、スクータ型および３輪、４輪のバギー車等、多様な鞍乗型車両であってよく、請求項１の要件を備える車両であればよい。
　Ｅ１…第１膨張室、Ｅ２…第２膨張室、Ｅ３…第３膨張室、
　１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…ヘッドパイプ、４…メインフレーム、５…センタフレーム、６…シートレール、
10…ステアリングステム、11…フロントフォーク、12…前輪、13…ハンドルバー、14…スイングアーム、15…後輪、16…リヤクッション、18…収納ボックス、19…乗員シート、
　20…フロントカバー、21…ボディカバー、22…フロアサイドカバー、23…フロアスカート、
　30…パワーユニット、31…内燃機関、32…クランクケース、33…シリンダブロック、34…シリンダヘッド、35…シリンダヘッドカバー、
　40…排気装置、41…上流側排気管、42…触媒、43…触媒円筒管、44…中流連結排気管、45…連通管、46…連通管、47…下流側連結排気管、48…テールパイプ、49…、
　50…マフラー、51…第１マフラーケース、51ｓ…セパレータ、52…第２マフラーケース、53…マフラーカバー、53´…マフラーカバー、55…ＬＡＦセンサ、56…Ｏ２センサ、59ａ，59ｂ…ボルト、
　Ｅ１…第１膨張室、Ｅ２…第２膨張室、Ｅ３…第３膨張室、
　61…内燃機関、62…クランクケース、63…シリンダブロック、64…シリンダヘッド、65…ヘッドカバー、66…クランク軸、
70…、71…上流側排気管、72…触媒、73…触媒円筒管、74…中流連結排気管、74ｂ…上流側接合部、75…下流側連結排気管、76…連通管、77…下流側排気管、78…テールパイプ、79…排気管カバー、
80…、81…第１マフラーケース、82…第２マフラーケース、82ｓ…セパレータ、83…マフラーカバー、84…、85…ＬＡＦセンサ、86…Ｏ２センサ、
　Ｆ１…第１膨張室、Ｆ２…第２膨張室、Ｆ３…第３膨張室、
　100…自動二輪車、101…、102…車体フレーム、103…ヘッドパイプ、104…メインフレーム、105…ボトムプレート、106…シートレール、107…バックステー、108…フロントフォーク、109…ハンドル、110…前輪、111…リヤフォーク、112…後輪、113…リヤクッション、114…、115…燃料タンク、116…シート、118…チェーン、120…クロスメンバー、121…サイドスタンド、125…ボディカバー。

Claims (12)

  1. 　内燃機関から延出する排気管に触媒(42;72)と消音器(50;80)が設けられる車両に搭載される内燃機関の排気装置において、
    　前記触媒(42;72)の上流に設けられた上流側排ガスセンサ(55;85)と、前記触媒(42;72)の下流に設けられた下流側排ガスセンサ(56;86)とを、備え、
    　前記下流側排ガスセンサ(56;86)は、前記消音器(50;80)の膨張室(E2,E3;F1)から外部に延出した排気管(44;74)に設けられることを特徴とする内燃機関の排気装置。
  2. 　前記触媒(42)は、前記膨張室(E2,E3)内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
  3. 　前記膨張室(E2,E3)から外部に延出した排気管(44)は、連結排気管(44)として別の膨張室(E1)に接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気装置。
  4. 　前記連結排気管(44)とは、分離した前記膨張室(E2,E3)と前記別の膨張室(E1)とを連結する別の連結排気管(47)を有し、
    　前記下流側排ガスセンサ(56)は、少なくとも一部が側面視で前記別の連結排気管(47)の車幅方向内側に重なることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気装置。
  5. 　前記下流側排ガスセンサ(56)は、車幅方向内側に傾斜して前記排気管(44)に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気装置。
  6. 　前記下流側排ガスセンサ(56)は、前記消音器(50)の車幅方向外側に被せられるマフラーカバー(53)の車幅方向内側に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気装置。
  7. 　前記下流側排ガスセンサ(56)は、前記マフラーカバー(53)によって上側を覆われることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気装置。
  8. 　前記膨張室(F1)から外部に延出した連結排気管(74)は、同膨張室(F1)に接続されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気装置。
  9. 　前記触媒(72)は、前記膨張室(F1)内に配置されることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気装置。
  10. 　前記下流側排ガスセンサ(86)は、前記膨張室(F1)から外部に延出した連結排気管(74)の同膨張室(F1)との上流側接合部(74b)の近傍に配置されることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気装置。
  11. 　前記膨張室(F1)は、前記触媒(72)の下流端の近傍にまで凹出した凹部(81v)を有し、
    　前記連結排気管(74)は、前記膨張室(F1)から前記凹部(81v)に延出し、
    　前記下流側排ガスセンサ(86)は、その前記連結排気管(74)への取付部が前記凹部(81v)内に位置することを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の排気装置。
  12. 　前記膨張室(F1)は、前記内燃機関(61)の下方に配置され、
    　前記膨張室(F1)と下流側連結排気管(75)により接続された別の膨張室(F2,F3)を有し、　前記下流側排ガスセンサ(86)は、前記別の膨張室(F2,F3)または前記下流側連結排気管(75)の車幅方向内側に配置されることを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載の内燃機関の排気装置。
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