(57)【要約】【課題】中間部に排気ガスセンサを装着して排気浄化性能の向上を図りながらも、センサボス部の振動を効果的に抑制できる車両の排気装置を提供する。【解決手段】排気装置３６は、上流部がエンジンＥに支持され、下流部が車体フレームＦＲに支持され、中間部３６ｃに排気ガス成分を検出する排気ガスセンサ４４が装着されるセンサボス部４１，５０を有し、さらに、走行によるセンサボス部４１，５０の振動を抑制するおもり４２，４９を備えている。おもり４２，４９はセンサボス部４１，５０の近傍に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームに支持されたエンジンからの排気ガスを排出する排気装置であって、
上流部が前記エンジンに支持され、下流部が前記車体フレームに支持され、中間部に前記排気ガスの成分を検出する排気ガスセンサが装着されるセンサボス部を有し、
さらに、前記センサボス部の振動を抑制するおもりを備えた車両の排気装置。
【請求項２】
請求項１において、前記おもりが前記センサボス部の近傍に配置されている車両の排気装置。
【請求項３】
請求項２において、前記おもりが前記センサボス部に一体形成されている車両の排気装置。
【請求項４】
請求項１，２または３において、前記エンジンの複数の気筒に接続される複数の排気管と、前記複数の排気管を集合した集合排気管とを備え、前記集合排気管に前記センサボス部と前記おもりとが設けられている車両の排気装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記中間部に前記排気ガスを浄化する触媒コンバータが内蔵され、前記触媒コンバータの上流側近傍に前記センサボス部が配置されている車両の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のような車両に搭載されてエンジンからの排気ガスを排出する排気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の排気装置は、上流側の排気管の前端部がエンジンの排気ポートに接続して支持され、下流側のマフラーが車体フレームにそれぞれ支持されている。エンジンから排出された排気ガスは、排気通路に設けた触媒コンバータを用いて浄化されたのち排出されている。この浄化システムにおいて、触媒をエンジンの排気ポートに近づけてコールドスタート直後に迅速に触媒が活性化するように、触媒コンバータを排気通路の中間部に設け、その上流側近傍に排気ガスセンサを配置したものがある（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特許第３０２６６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の排気装置では、上流部と下流部で両端支持された排気通路における中間部に、比較的重い触媒コンバータに加えて、排気ガスセンサを装着するためのセンサボス部も設けられるので、エンジンの振動または走行時の車体の振動に起因して、前記中間部に上下方向の大きな振動が発生し易い。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、中間部に排気ガスセンサを装着して排気浄化性能の向上を図りながらも、走行時のセンサボス部の振動を効果的に抑制できる車両の排気装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両の排気装置は、車体フレームに支持されたエンジンからの排気ガスを排出する排気装置であって、上流部が前記エンジンに支持され、下流部が前記車体フレームに支持され、中間部に前記排気ガスの成分を検出する排気ガスセンサが装着されるセンサボス部を有し、さらに、前記センサボス部の振動を抑制するおもりを備えている。
【０００７】
この構成によれば、上流部および下流部がそれぞれエンジンおよび車体フレームに支持された中間部にセンサボス部を設けていることから、エンジン振動または走行時の車体振動を受けて、前記中間部に上下方向加速度の大きい振動を発生し易いが、その中間部に設けたおもりにより、主として振動の加速度を効果的に抑制することができる。
【０００８】
本発明において、前記おもりが前記センサボス部の近傍に配置されていることが好ましい。この構成によれば、排気装置の中間部における最も大きな振動が発生し易い箇所であるセンサボス部の近傍箇所におもりが設けられるので、良好な振動低減効果を得ることができる。なお、ここで言う近傍とは、センセボス部から排気ガスの流動方向においてセンサボス部の取付管の外径の１倍以内の離れた箇所であり、好ましくは、０．５倍以内の離れた箇所であり、さらに好ましくは、０．２倍以内離れた箇所または同一位置である。
【０００９】
本発明において、前記おもりが前記センサボス部に一体形成されていることが好ましい。この構成によれば、部品点数が増えない。
【００１０】
また、本発明において、前記エンジンの複数の気筒に接続される複数の排気管と、前記複数の排気管を集合した集合排気管とを備え、前記集合排気管に前記センサボス部と前記おもりとが設けられている。この構成によれば、比較的径の大きな集合排気管におもりを設けるので、おもりの取り付けが容易となり、おもりを堅牢な取付状態で設けることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記中間部に前記排気ガスを浄化する触媒コンバータが内蔵され、前記触媒コンバータの上流側近傍に前記センサボス部が配置されていることが好ましい。この構成によれば、排気通路の中間部に触媒コンバータとセンサボス部を合わせた大きな重量が付加される結果、この中間部に上下方向加速度の大きい振動が発生しようとするのを、おもりで抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両の排気装置によれば、上流部および下流部がエンジンおよび車体フレームに支持された両端支持の中間部にセンサボス部を有して、この中間部に上下方向加速度の大きい振動が発生し易い構造を有しながら、その中間部の振動をおもりにより効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る排気装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。この自動二輪車は、車体フレームＦＲの前半部を構成するメインフレーム１の前端にフロントフォーク２が操向自在に支持され、このフロントフォーク２の下端部に前輪４が支持されている。また、フロントフォーク２の上端部を支持するアッパブラケット８にはハンドル９が取り付けられている。メインフレーム１の後端下部には、スイングアームブラケット１０が形成され、このスイングアームブラケット１０に、スイングアーム１１の前端部がピポット軸１２を介して上下揺動自在に支持されている。このスイングアーム１１の後端部には後輪１３が支持されている。メインフレーム１の後部に連結されたシートレール１４が車体フレームＦＲの後半部を構成している。メインフレーム１の中央下部にはエンジンＥが支持され、このエンジンＥからチェーンまたはベルトのような動力伝達部材１８を介して後輪１３を駆動するようになっている。
【００１４】
前記シートレール１４にはライダー用シート１９と同乗者用シート２０が支持されている。前記メインフレーム１の上部、つまり車体上部で、前記ハンドル９とライダー用シート１９との間には燃料タンク２１が取り付けられている。また、車体前部には、前記ハンドル９およびフロントフォーク２上部の前方部分を覆う樹脂製のカウリング２２が装着されている。
【００１５】
前記エンジンＥは、この例では並列４気筒４サイクルエンジンであり、クランクケース２４、シリンダ２７、その上部のシリンダヘッド２８、その上部のシリンダヘッドカバー２９およびクランクケース２４の下部のオイルパン（図示せず）を有するエンジン本体２３と、変速機３１とを備えている。排気装置３６は、シリンダヘッド２８の４つの排気ポート２８ａに各々の前端部が接続されて排気ガスＧをエンジンＥの前方から下方に導く４本の排気管３２と、この各２本の排気管３２の後端を集合する中間排気管３４と、この中間排気管３４の下流端部に連結された単一の集合排気管３８とを備えている。さらに、集合排気管３８の下流端部は、接続管３９を介してマフラー３３に連結されている。排気管体であるこれら排気管３２、中間排気管３４、集合排気管３８および接続管３９と、マフラー３３とが、排気通路３７を形成している。
【００１６】
排気装置３６の上流部３６ａ、つまり各排気管３２の前端部がエンジンＥのシリンダヘッド２８に支持され、下流部３６ｂであるマフラー３３が、シートレール１４に取り付けられたリヤステップブラケット３０に支持され、接続管３９の前端近傍箇所に取り付けられた取付ブラケット５３が、メインフレーム１の下部に設けた支持ブラケット５４にボルトのような締結部材１５を介して支持されている。
【００１７】
図２は、図１の排気装置を示す拡大平面図である。４気筒エンジンＥにおいて、各気筒ごとに１本ずつ設けられた合計４本の排気管３２が、２本ずつ集合されて、４本から２本へ、２本から１本へと段階的に集合される。すなわち、４本の排気管３２は、各２本の排気管３２の下流端部に１つずつ連結された２つの中間排気管３４によって２本に集合され、さらに、前記２つの中間排気管３４の下流端部に連結された単一の集合排気管３８によって１本に集合されている。２つの中間排気管３４、集合排気管３８およびこれらの近辺箇所が排気装置３６の中間部３６ｃ、つまり、排気通路３７の中間部を構成している。集合排気管３８内には、排気浄化用の触媒コンバータ４３が収納されている。
【００１８】
触媒コンバータ４３を排気装置３６の中間部３６ｃに配置した理由はつぎのとおりである。すなわち、触媒コンバータが図１の排気装置３６の下流側に設けられていると、排気ガスＧが通過中に温度が若干低下した状態で触媒コンバータに導入されることになるので、エンジンＥがコールドスタートした直後には、触媒が活性化して酸化反応するまでに時間を要し、十分な浄化機能を発揮しない。そこで、排気ガス規制が厳しくなったのに伴い、触媒コンバータ４３を排気装置３６の上流側に移動させて中間部３６ｃに装着しており、これによって、エンジンＥのコールドスタート直後に直ちに触媒を活性化して酸化反応を起こさせるようにしている。
【００１９】
触媒コンバータ４３は、図２のIII −III 線断面拡大図である図３に示すように、多数の目を周方向と径方向にならべて形成したハニカム構造であり、セラミック製の環状の平板４３ａと環状の波板４３ｂとを同心状に交互に重ねて多数の目を形成した、横断面円形のハニカム構造体である。平板４３ａおよび波板４３ｂには白金およびロジウムなどの触媒を焼成して担持させている。この触媒コンバータ４３は、円柱状のハニカム構造体の軸方向、つまり目の方向を排気ガスの流動方向に合致させて配置されている。集合排気管３８内には、触媒コンバータ４３の上流側の排気通路３７を２つの互いに平行な通路部分に区画する仕切り板５１によって仕切られた２つの触媒導入通路３８ａ，３８ａが形成されている。したがって、この触媒コンバータ４３とこれの上流側の仕切り板５１とにより、排気通路３７が二つに区画された区域を、図２の中間排気管３４から下流側に長く設定することができ、これによって、エンジンの中速領域における出力が向上する。
【００２０】
集合排気管３８は、いわゆる「もなか構造」を採用している。すなわち、断面半円形状の両側部に耳部４０ａ，４０ｂが折り曲げにより形成された一対の半円形プレート４０Ａ，４０Ｂを備え、各々の耳部４０ａ，４０ｂ同士を重ね合わせて、溶接により結合され、集合排気管３８が形成されている。両プレート４０Ａ，４０Ｂにより形成されている内方空間に触媒コンバータ４３が配置されている。
【００２１】
図２に示すように、集合排気管３８における触媒コンバータ４３の収納箇所に対し上流側近傍箇所には、振動抑制用のおもり４２が一体形成されたセンサボス部４１が取り付けられている。図３に示すように、センサボス部４１は、集合排気管３８の上半部に位置し、２点鎖線で示す排気ガスセンサ４４がねじ込みにより取り付けられるねじ孔４１ａを有している。排気ガスセンサ４４は、触媒コンバータ４３での排気ガスＧの再燃焼を円滑に行うことを目的として、排気通路３７（図１，２）における触媒コンバータ４３の上流側近傍箇所の排気ガスＧの酸素量を検出するものであり、仕切り板５１に設けられた連通孔５１ａを介して二つの触媒導入通路３８ａ，３８ａの酸素量を検出する。この排気ガスセンサ４４の検出信号はエンジンコントローラ（図示せず）に送られ、エンジンコントローラは、検出信号に基づき吸気系の空燃比および排気ポートに吹き込む２次空気量を制御する。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、センサボス部４１の集合排気管３８への接合面には突出部４１ｂが形成されており、おもり４２の集合排気管３８への接合面は集合排気管３８の外周面に対応した曲率半径を有する円弧状に形成されている。したがって、図３に示すように、排気ガスＧが外部に漏れないように、センサボス部４１の突出部４１ｂが、集合排気管３８に形成された取付孔３８ｂに嵌入され、かつ、おもり４２の接合面が集合排気管３８の外周面に当てがわれた状態で、図４（ａ）に示すように周囲に形成された段差部４７の周縁が、図３に示す集合排気管３８の外面に溶接Ｗにより固着されている。
【００２３】
この排気装置は、前述のとおり、図２の触媒コンバータ４３を排気装置３６の中間部３６ｃに設けて排気ガスＧの良好な浄化性能を得ることができるが、これにより、図１の上流部３６ａおよび下流部３６ｂがそれぞれエンジンＥおよび車体フレームＦＲに支持された排気装置３６の中間部３６ｃに、図２に示す比較的重量の大きい触媒コンバータ４３と、これの上流側近傍に設けられる図３の排気ガスセンサ４４を装着するセンサボス部４１とを有することになるので、中間部３６ｃに上下方向の加速度が大きい振動（主として高周波振動）が発生し易くなる。この振動は、停止中のエンジン駆動時、または走行中に、エンジンまたは／および路面から伝達される振動に起因する。ところが、センサボス部４１におもり４２を設けたことにより、前記振動の加速度が効果的に抑制される。実験により、振動の加速度が約１／２〜１／３に低減したことを確認できた。おもり４２の重量は、例えば、図２の中間排気管３４と集合排気管３８と触媒コンバータ４３とを合わせた重量に対して、その１／７〜１／５程度で十分である。
【００２４】
また、この排気装置３６では、おもり４２がセンサボス部４１に一体形成されているから、部品点数が増えない。さらに、おもり４２とセンサボス部４１とは、比較的径の大きな集合排気管３８に設けるので、取り付けのための溶接が容易となり、堅牢な取付けを実現できる。
【００２５】
なお、前記各実施形態では、おもり４２を図２の集合排気管３８における排気ガスＧの流動方向におけるセンサボス部４１と同一位置、つまり上下方向に最も大きく振動し易い位置に設けた場合を説明したが、おもり４２は、センサボス部４１から排気ガスＧの流動方向において、取付管となる集合排気管３８の外径の１倍以内離れた近傍位置に設ければ、振動抑制効果を得ることができ、好ましくは、０．５倍以内離れた箇所であり、さらに好ましくは、０．２倍以内離れた箇所、またはこの実施形態のように同一位置である。
【００２６】
また、図１の排気装置３６は、上流部３６ａおよび下流部３６ｂがエンジンＥおよび車体フレームＦＲにそれぞれ支持された排気装置３６の中間部３６ｃに触媒コンバータ４３が設けられたことにより、エンジンＥからの高温の排気ガスＧに加えて、６００℃程度の高温となる触媒コンバータ４３による大きな熱膨張が、中間部３６ｃの一部分である集合排気管３８に生じて、集合排気管３８が下方に延びるが、これに対しては、固定用ボルトを挿通する取付ブラケット５３または支持ブラケット５４の一方の取付孔５７を上下方向に長い長孔とすることにより、熱膨張による中間部の下方への変位を許容することで対応している。
【００２７】
図５は本発明の第２実施形態に係る排気装置を示す平面図であり、同図において、図２と同一若しくは相当するものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この排気装置は、車体の左右にそれぞれマフラーを有した構造に適用したものである。集合排気管４８は、触媒コンバータ４３の収納箇所の下流側が二つの分岐排気管４８Ａ，４８Ｂに別れた二股形状になっており、二つの分岐排気管４８Ａ，４８Ｂが、それぞれ個別の接続管（図示せず）を介して左右のマフラー（図示せず）に連結される。
【００２８】
前記排気装置では、おもり４９がセンサボス部５０と別体に設けられている。すなわち、センサボス部５０は既存のものであり、おもり４９は、集合排気管４８における排気ガスＧの流動方向におけるセンサボス部５０と同一位置に設けられている。図５のVI−VI線断面拡大図である図６に示すように、おもり４９は、振動の加速度を効果的に抑制するために、集合排気管４８におけるセンサボス部５０に近接する上面側に固着されている。したがって、集合排気管４８は、半円形プレート４０Ａ，４０Ｂの耳部４０ａ，４０ｂが側方に位置する配置となっている。集合排気管４８内には、やはり触媒コンバータ４３（図５）の上流側の排気通路３７を２つの互いに平行な触媒導入通路３８ａ，３８ａに区画する仕切り板５１が設けられている。
【００２９】
図７（ａ）は図５のVII −VII 線拡大断面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。同図（ｂ）に示すように、おもり４９は、径方向から見て四角形の一辺に、円弧状の切欠き４９ａが形成された形状を有し、この切欠き４９ａをセンサボス部５０に対し、これの外周面のほぼ半分を囲み、かつ隙間を存した配置で、溶接Ｗにより取り付けられている。センサボス部５０のねじ孔５０ａには、図３に示した排気ガスセンサ４４が取り付けられる。
【００３０】
図５の排気装置３６においても、集合排気管４８における排気ガスＧの流動方向におけるセンサボス部５０と同一位置におもり４９を設けたので、触媒コンバータ４３とこれの近傍に設けられたセンサボス部５０を含む中間部３６ｃの大きな重量により上下方向加速度の大きい振動が発生しようとするのを、おもり４９で効果的に抑制することができる。また、この構成は、おもり４９がセンサボス部５０と別体であるから、センサボス部５０のレイアウト上の制約を受けずにおもり４９を適切な位置に配置できるとともに、センサボス部５０は、集合排気管４８に十分なシール性を持たせて溶接することから、集合排気管４８と同一素材で形成する必要があるのに対し、おもり４９は、集合排気管４８とは別素材で形成することができる。例えば、集合排気管４８およびセンサボス部５０がステンレスを素材として形成されている場合、おもり４９は、ステンレスの他、真鍮、アルミニウムまたはチタンなどで形成することができる。この実施形態においても、おもり４９のセンサボス部５０に対する排気ガスＧの流動方向の好ましい相対位置は、第１実施形態と同様である。
【００３１】
前記おもり４９は種々の形状とすることができ、例えば、図５のセンサボス部５０から排気ガスＧの流動方向にずれた位置で、図６に２点鎖線で示すように、半円状の２つのおもり５２，５２を設けて、集合排気管４８または中間排気管３４を周方向に囲むようにしてもよい。
【００３２】
前記各実施形態において、おもり４９は、センサボス部５０の振動を抑制できる場所であれば、図１の排気管３２からマフラ３３に至る排気装置のいずれの場所に設けてもよい。
【００３３】
また、本発明は、触媒コンバータ４３を有しない排気装置にも適用することができ、その場合、排気ガスセンサ４４（図３）は、排気ガスＧの成分を検出して空燃比を調節することにより、排気ガスＧの浄化を図る。さらに、本発明は、自動二輪車に限らず、エンジンを備える他の車両の排気装置にも適用できる。
【００３４】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成を追加、削除、変更でき、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。
【図２】同上の排気装置を示す拡大平面図である。
【図３】図２のIII −III 線断面拡大図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は同上の排気装置におけるセンサボス部に一体形成されたおもりを示す平面図および断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る自動二輪車の排気装置を示す平面図である。
【図６】図５のVI−VII 線断面拡大図である。
【図７】（ａ）は図５のVII −VII 線断面拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００３６】
３２  排気管
３６  排気装置
３６ａ  上流部
３６ｂ  下流部
３６ｃ  中間部
３７  排気通路
３８，４８  集合排気管
４１，５０  センサボス部
４２，４９  おもり
４４  排気ガスセンサ
４３  触媒コンバータ
Ｅ  エンジン
ＦＲ  車体フレーム
【図１】
2008240670.tif 000003
【図２】
2008240670.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008240670.tif 000009