JP5609434B2

JP5609434B2 - 自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造

Info

Publication number: JP5609434B2
Application number: JP2010190703A
Authority: JP
Inventors: 雅史小黒; 佳克秋田; 千秋平田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2030-08-27
Also published as: JP2012047118A

Description

本発明は、エンジンからの排気ガスを導く排気系に排気ガスセンサを取り付ける自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造に関する。

エンジンからの排気ガスを導く排気系に、排気ガスの状態を検出する排気ガスセンサを取り付ける場合、特にエンジンが多気筒エンジンであって排気管が複数本あるときには、各排気管に排気ガスセンサを取り付けたり、特許文献１に示すように、複数本の排気管を集合管に接続させ、この集合管に排気ガスセンサを取り付けるものが知られている。

特開平１１−３４３８９５号公報

ところが、排気ガスセンサを複数本の排気管のそれぞれに取り付ける場合には、コストが上昇してしまう。

また、特許文献１では、排気ガスセンサが集合管に直立して突設されているため、車両走行時に排気管及び集合管が振動した場合や、排気管及び集合管の取付時等に、排気ガスセンサがエンジンなどの周辺部品に接触して損傷する恐れがある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、排気ガスを導く排気系に取り付けられる排気ガスセンサが、排気系の振動時等において周辺部品に接触して損傷を蒙ることを確実に防止できる自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造を提供することにある。

本発明は、下部にオイルパンが設置されたエンジンの排気ポートに、前記エンジンの下方から後方へ延在して前記排気ポートからの排気ガスを導く排気系が接続され、この排気系は、エンジンに接続される複数本の前部排気管と、排気ガスを浄化する浄化手段および排気ガスの状態を検出する排気ガスセンサが設けられる排気チャンバと、後方へ延びる複数本の後部排気管とを備える自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造において、前記排気チャンバは、流れ方向に対し直交する高さ方向に上側分割部分と下側分割部分の２分割部分が接合されて構成され、排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かって、略円錐形状のテーパ部として構成される集合部と、浄化室としての触媒室と、分岐部とが前記エンジンの下方に略水平状態に連続して配置され、前記排気チャンバの集合部は、前方前下がりの傾斜部を備えた上半集合部と前方前上がりの傾斜部を備えた下半集合部とから構成され、これら傾斜部の傾斜角は前記排気チャンバの高さ方向において前記上半集合部の傾斜角を前記下半集合部の傾斜角よりも大きく非対称に設定して、前記集合部の前部と前記前部排気管の後部との接続部を、車両の側面視で前記排気チャンバの軸方向中心線よりも低い位置に設けることにより、車両の側面視で、後方を前記上半集合部の傾斜部で、下方を前記前部排気管後部で、上方及び車幅方向一側方を前記オイルパンとで囲まれた空間が形成されるよう設定される一方、前記排気ガスセンサは、前記排気チャンバの高さ方向における最大幅の範囲内に収まるように、車両の底面視において、前記オイルパンの範囲内であって車幅方向に平行な集合部の幅方向における最小幅の範囲内の、前記上半集合部の前方前下がり傾斜部に、その本体部が前部排気管後部上方の前記空間内に位置するように傾斜して取り付けられたこことを特徴とするものである。

本発明によれば、排気チャンバの高さ方向における最大幅の範囲に収まるように、排気ガスセンサが排気チャンバに取り付けられたので、排気チャンバを含む排気系の振動時や排気系の取付時には、排気チャンバが先に周辺部品に接触することになる。この結果、排気チャンバに取り付けられた排気ガスセンサが、排気系の振動時等において周辺部品に接触して損傷を蒙ることを確実に防止できる。

本発明に係る自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造における一実施形態が適用された自動二輪車を示す右側面図。図１のエンジン及び排気系を示す右側面図。図２のＩＩＩ矢視図。図２のＩＶ矢視図。図２の排気ガスセンサの周囲を拡大して示す部分拡大側面図。図５における排気チャンバの排気ガスセンサ取付部分を断面状態で示す側断面図。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。図１は、本発明に係る自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造における一実施形態が適用された自動二輪車を示す右側面図である。この実施形態において、前後、左右、上下の表現は、車両乗車時の運転者を基準にしたものである。

自動二輪車１０は、骨組みを構成する車体フレーム１１を有する。この車体フレーム１１は、前端にヘッドパイプ１２を備え、このヘッドパイプ１２にステアリングヘッド１３が左右方向に回動自在に枢支される。ステアリングヘッド１３の下部には、左右一対のフロントフォーク１４が連結され、このフロントフォーク１４に前輪１５が回転自在に軸支される。また、ステアリングヘッド１３の上部にハンドルバー１６が設置されている。このハンドルバー１６に作用する操舵力によって、ステアリングヘッド１３及びフロントフォーク１４を介し前輪１５が左右方向に操舵される。

車体フレーム１１の後方下部にはピボット軸１７が設けられ、このピボット軸１７にスイングアーム１８が上下方向に揺動可能に枢支される。そして、スイングアーム１８に後輪１９が回転自在に軸支される。スイングアーム１８は、図示しないサスペンション機構によって車体フレーム１１に弾性的に支持される。

車体フレーム１１の中央下部にエンジン２０が搭載される。このエンジン２０は多気筒４サイクルエンジン（本実施の形態では、並列２気筒４サイクルエンジン）である。このエンジン２０の動力は、図示しないチェーンなどを介して後輪１９へ伝達される。また、車体フレーム１１には、エンジン２０の上方に燃料タンク２１が設置され、この燃料タンク２１の後方に着座シート２２が配置される。

前記エンジン２０は、図１及び図２に示すように、エンジンケース２３の上部にシリンダアッセンブリ２４が直立よりもやや前傾して設置されると共に、エンジンケース２３の下部にオイルパン２５が設置されて構成される。前記シリンダアッセンブリ２４は、シリンダブロック２６とシリンダヘッド２７とヘッドカバー２８とがエンジンケース２３の側から順次重ねられて構成される。また、オイルパン２５は、図３及び図４にも示すように、車幅方向における片側部分が下方へ膨出して膨出部２５Ａを形成している。

シリンダヘッド２７には図示しない燃焼室が形成されると共に、この燃焼室に連通する吸気ポート２９と排気ポート３０がそれぞれ複数（本実施の形態では２つずつ）設けられている。吸気ポート２９に、図示しないエアクリーナや燃料噴射装置（またはキャブレタ）などの吸気系が接続される。この吸気系により、燃料タンク２１からの燃料を含む混合気が前記燃焼室へ供給される。

また、シリンダヘッド２７の排気ポート３０には、エンジン２０の下方から後方へ延在する排気系３３が接続される。この排気系３３は、前記燃焼室にて発生した排気ガスを排気ポート３０を経て導入し、浄化した後に大気中に排出する。

この排気系３３は、図２〜図４に示すように、各排気ポート３０に接続される複数本（本実施の形態では２本）の前部排気管３４と、この前部排気管３４を接続して集合させる１本の排気チャンバ３５と、この排気チャンバ３５から分岐して後方へ延びる複数本（本実施の形態では２本）の後部排気管３６と、それぞれの後部排気管３６に接続された複数本（本実施の形態では２本）のサイレンサ３７と、を有して構成される。

排気チャンバ３５は、図２及び図３に示すように、エンジン２０の下方に略水平状態に配置され、排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かって、集合部３８と浄化室としての触媒室３９と分岐部４０とが連続して設けられて２重構造に構成される。集合部３８は、複数本（本実施の形態では２本）の前部排気管３４が接続して集合される部分であり、略円錐形状のテーパ部として形成される。また、触媒室３９は円筒形状に形成され、排気ガスを浄化する浄化手段としての触媒４１（図６）を内部に収容する。更に、分岐部４０に複数本（本実施の形態では２本）の後部排気管３６が接続される。

上述の排気チャンバ３５は、流れ方向に対し直交する高さ方向に２分割可能に構成され、各分割部分が接合部４２Ａ、４２Ｂで接合されて構成される。排気チャンバ３５が２分割可能に設けられることで、図５に示すように、テーパ部としての集合部３８を高さ方向において非対称に形成することが可能になる。つまり、排気チャンバ３５の上側分割部分３５Ａに含まれて接合されることで集合部３８を構成する上半集合部３８Ａのテーパ角θ１は、排気チャンバ３５の下側分割部分３５Ｂに含まれて接合されることで集合部３８を構成する下半集合部３８Ｂのテーパ角θ２よりも大きく設定される。

ところで、図２に示すように、上述のように構成された排気系３３には、排気ガスの状態（例えば排気ガス中の酸素濃度）を検出する排気ガスセンサ４３が取り付けられている。この排気ガスセンサ４３としては、例えばＯ_２センサが用いられる。このＯ_２センサが排気ガス中の酸素濃度を検出することで、この酸素濃度に応じて吸気系の燃料噴射装置（またはキャブレタ）からの燃料供給量が調整されて、最適な空燃比が実現される。

この排気ガスセンサ４３は、排気チャンバ３５の集合部３８に取り付けられる。特に、図２及び図３に示すように、排気チャンバ３５の集合部３８は、エンジン２０のオイルパン２５（図３にハッチングで表示）の直下に配置される。従って、この集合部３８に取り付けられた排気ガスセンサ４３は、底面視でオイルパン２５の範囲に収まり、図２及び図４に示すように、側面視でオイルパン２５と排気チャンバ３５との間の空間Ｍ内に配置される。しかも、排気チャンバ３５の集合部３８に取り付けられた排気ガスセンサ４３は、図３に示す底面視において、車幅方向に平行な集合部３８の幅方向における最小幅の範囲Ｗに収まるように配置されている。

また、図５に示すように、集合部３８における大きなテーパ角θ１を有する上半集合部３８Ａの上部に取付ボス４４が固着され、この取付ボス４４に排気ガスセンサ４３が、前方に傾斜した状態で螺合（後述）して取り付けられる。これにより、排気ガスセンサ４３は、排気チャンバ３５の高さ方向の最大幅の範囲Ｌに収まるように上半集合部３８Ａに取り付けられる。即ち、排気ガスセンサ４３における取付ボス４４から露出した本体部４５は、排気チャンバ３５が水平状態に配置された場合にも、水平状態に対し高さ方向に傾斜して配置された場合にも、排気チャンバ３５の上端の延長線Ｌ１と排気チャンバ３５の下端の延長線Ｌ２とで規定される排気チャンバ３５の高さ方向の最大幅の範囲Ｌに収まるように配置される。

更に、図６に示すように、排気ガスセンサ４３は、本体部４５に雄ねじ部４６が、この雄ねじ部４６に検出部４７が順次一体化されてなり、雄ねじ部４６が取付ボス４４の雌ねじ４８に螺合して取付ボス４４に取り付けられる。排気ガスセンサ４３のこの取付状態で、排気ガスセンサ４３の検出部４７は、排気チャンバ３５における集合部３８の内部において、この集合部３８に接続された前部排気管３４の内面３４Ａの延長面４９に対し外側に位置づけられる。

尚、図６における符号５０は、排気ガスセンサ４３の本体部４５と取付ボス４４との間に介在されたシール部材である。また、図２〜図４に示す符号５１は、図１の車体フレーム１１に回転自在に軸支されて、自動二輪車１０の停車時に車体を支持するセンタースタンドである。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。

（１）図３に示すように、排気ガスセンサ４３は、排気チャンバ３５の集合部３８における幅方向の最小幅の範囲Ｗに収まるように集合部３８に取り付けられている。更に、排気ガスセンサ４３は、図５に示すように、排気チャンバ３５の高さ方向における最大幅の範囲Ｌに収まるように、排気チャンバ３５の集合部３８に取り付けられている。これらの結果、排気チャンバ３５を含む排気系３３の振動時や排気系３３の取付時には、排気チャンバ３５が先に周辺部品（例えばエンジン２０のオイルパン２５など）に接触することになるので、排気チャンバ３５に取り付けられた排気ガスセンサ４３が、排気系３３の振動時等において周辺部品に接触して損傷を蒙ることを確実に防止できる。

（２）排気ガスセンサ４３は、排気チャンバ３５の集合部３８に取り付けられるが、このとき、図３に示すように、底面視でエンジン２０のオイルパン２５の範囲に収まり、図２及び図４に示すように、側面視でオイルパン２５と排気チャンバ３５との間の空間Ｍに配置される。このように、エンジン２０のオイルパン２５の下方空間に排気ガスセンサ４３を配置することで、このオイルパン２５の下方空間を有効に利用できると共に、排気ガスセンサ４３が、膨出部２５Ａを含むオイルパン２５と排気チャンバ３５とに囲まれることで、この排気ガスセンサ４３を飛び石や泥などから保護できる。更に、排気ガスセンサ４３を自動二輪車１０の目立たない位置に配置できるので、車両の外観を向上させることができる。

（３）排気チャンバ３５は、高さ方向に２分割可能に構成されたので、図５に示すように、このうちの上側分割部分３５Ａに大きなテーパ角θ１の上半集合部３８Ａを、下側分割部分３５Ｂに小さなテーパ角θ２の下半集合部３８Ｂをそれぞれ形成して、排気チャンバ３５の特に集合部３８を高さ方向に非対称に構成できる。この結果、大きなテーパ角θ１を有する上半集合部３８Ａに排気ガスセンサ４３を取り付けることで、この排気ガスセンサ４３を、排気チャンバ３５の高さ方向における最大幅の範囲Ｌに収めることができる。

（４）図６に示すように、排気ガスセンサ４３の検出部４７は、排気チャンバ３５の集合部３８内において前部排気管３４の内面３４Ａの延長面４９に対し外側に位置づけられている。このため、排気ガスセンサ４３の検出部４７は、前部排気管３４から排気チャンバ３５内へ流入する排気ガスの流れの主流から外れた位置に位置づけられるので、この排気ガスの流れを阻害することがない。

尚、排気ガスセンサ４３の検出部４７が排気ガスの主流から外れた位置に配置された場合でも、排気ガスが排気チャンバ３５の集合部３８内で拡散することで、排気ガスセンサ４３により排気ガスの状態を検出できる。特に、排気チャンバ３５の集合部３８に複数本（例えば２本）の前部排気管３４が接続される場合には、複数本の前部排気管３４から排気チャンバ３５の集合部３８内へ流入する排気ガスが互いに衝突して混合し拡散する。このため、排気ガスセンサ４３の検出部４７が、前部排気管３４の内面３４Ａの延長面４９に対し外側に位置づけられた場合でも、排気ガスの状態を良好に検出することができる。

（５）図３及び図４に示すように、複数本（例えば２本）の前部排気管３４が１本の排気チャンバ３５の集合部３８に接続され、この集合部３８に１個の排気ガスセンサ４３が取り付けられたので、複数本の前部排気管３４を有する多気筒エンジンに対しても、１本の前部排気管３４を有する単気筒エンジンに対しても、本発明を適用できる。更に、複数本の前部排気管３４を有する多気筒エンジンの場合、各前部排気管３４に排気ガスセンサ４３を設置する必要がないので、コストを低減できる。

（６）図２及び図６に示すように、排気チャンバ３５には、前部に複数本（例えば２本）の前部排気管３４を接続する集合部３８が、後部に複数本の後部排気管３６を接続する分岐部４０がそれぞれ設けられ、これらの集合部３８と分岐部４０との間に、触媒４１を収容する触媒室３９が設けられている。このため、触媒４１が排気ガス温度の高い位置に設けられることで、その活性を高めることができる。しかも、それぞれにサイレンサ３７が接続された複数本（例えば２本）の後部排気管３６を、触媒４１の位置を考慮することなく、センタースタンド５１を迂回するように配置すればよいので、複数本の後部排気管３６のレイアウトの自由度を高めることができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、排気チャンバ３５に１本のサイレンサ３７が、後部排気管３６を介して接続された排気系、または排気チャンバ３５に１本のサイレンサ３７が直接一体に接続された排気系に、本発明をそれぞれ適用することができる。

１０自動二輪車
２０エンジン
２５オイルパン
３３排気系
３４前部排気管
３４Ａ内面
３５排気チャンバ
３８集合部（テーパ部）
３８Ａ上半集合部
３８Ｂ下半集合部
３９触媒室（浄化室）
４１触媒（浄化手段）
４２Ａ、４２Ｂ接合部
４３排気ガスセンサ
４７検出部
４９延長面
Ｌ範囲
θ１、θ２テーパ角

Claims

下部にオイルパンが設置されたエンジンの排気ポートに、前記エンジンの下方から後方へ延在して前記排気ポートからの排気ガスを導く排気系が接続され、この排気系は、エンジンに接続される複数本の前部排気管と、排気ガスを浄化する浄化手段および排気ガスの状態を検出する排気ガスセンサが設けられる排気チャンバと、後方へ延びる複数本の後部排気管とを備える自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造において、
前記排気チャンバは、流れ方向に対し直交する高さ方向に上側分割部分と下側分割部分の２分割部分が接合されて構成され、排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かって、略円錐形状のテーパ部として構成される集合部と、浄化室としての触媒室と、分岐部とが前記エンジンの下方に略水平状態に連続して配置され、
前記排気チャンバの集合部は、前方前下がりの傾斜部を備えた上半集合部と前方前上がりの傾斜部を備えた下半集合部とから構成され、これら傾斜部の傾斜角は前記排気チャンバの高さ方向において前記上半集合部の傾斜角を前記下半集合部の傾斜角よりも大きく非対称に設定して、前記集合部の前部と前記前部排気管の後部との接続部を、車両の側面視で前記排気チャンバの軸方向中心線よりも低い位置に設けることにより、車両の側面視で、後方を前記上半集合部の傾斜部で、下方を前記前部排気管後部で、上方及び車幅方向一側方を前記オイルパンとで囲まれた空間が形成されるよう設定される一方、
前記排気ガスセンサは、前記排気チャンバの高さ方向における最大幅の範囲内に収まるように、車両の底面視において、前記オイルパンの範囲内であって車幅方向に平行な集合部の幅方向における最小幅の範囲内の、前記上半集合部の前方前下がり傾斜部に、その本体部が前部排気管後部上方の前記空間内に位置するように傾斜して取り付けられたことを特徴とする自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造。
前記エンジンケースの下部に設置された前記オイルパンは、車両の底面視において、車幅方向における一側方に偏倚した位置であって、且つ車両の側面視において、前記排気ガスセンサと重なる位置において、下方へ膨出した膨出部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造。
前記排気チャンバを構成する前記分岐部の後方に車体フレームに回転自在に軸支されたセンタースタンドを備え、前記分岐部に接続した前記後部排気管が前記センタースタンドを車幅方向の外側部を迂回して後方に延設しその後端にサイレンサが接続されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造。
前記排気ガスセンサは、本体部に雄ねじ部と検出部が順次一体化されてなり、この雄ねじ部が、前記集合部の取付ボスの雌ねじに螺合して前記排気ガスセンサが前記集合部の前方前下がり傾斜部の前低部に取り付けられ取付状態で、前記排気ガスセンサの検出部は、前記排気チャンバにおける集合部の内部において前記集合部に接続された前部排気管の内面の延長面に対し外側に位置づけられたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造。
前記エンジンが多気筒エンジンであって複数の排気ポートを備え、前記排気系は、前記各排気ポートに接続される複数本の前部排気管を備え、これらの前部排気管が前記排気チャンバを構成する前記集合部に集合して接続されるとともに、前記排気ガスセンサは、前記前部排気管と前記集合部との接続部の後方直上部において前記上半集合部の傾斜部前低部に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の排気ガスセンサ取付構造。