特許 7119604 車両の排気装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-08

(45)【発行日】2022-08-17

(54)【発明の名称】車両の排気装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/00 20100101AFI20220809BHJP

   F01N 3/00 20060101ALI20220809BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20220809BHJP

   F02D 35/00 20060101ALI20220809BHJP

【ＦＩ】

F01N13/00 A

F01N3/00 F

F01N3/24 J

F02D35/00 368E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018109930

(22)【出願日】2018-06-08

(65)【公開番号】P2019210910

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-04-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100132067

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 喜雅

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 翔太

【審査官】齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１２７５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１０１１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ １３／００

Ｆ０１Ｎ ３／００

Ｆ０１Ｎ ３／２４

Ｆ０２Ｄ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動二輪車のエンジンに接続される排気管と、
前記排気管の下流側に接続されるマフラと、
前記マフラ内に配置される触媒と、
排気ガス中の所定成分を検出する排気ガスセンサと、を備え、
前記マフラは前記自動二輪車の後輪の側方に配置され、前記排気管は前記マフラのマフラボディの中心軸より下側に偏って前記マフラボディの前面側に接続され、
前記排気管の下流側に接続されて前記マフラボディ内に配置される配管は、前記排気管の下流側端部から前記マフラボディの中心軸に沿って後方へ延びる第１のストレートパイプと、前記第１のストレートパイプの後端から上方に湾曲してから前記マフラボディの中心軸付近で前方に湾曲するＵ字パイプと、前記マフラボディの中心軸より上側に偏って前記マフラボディの中心軸に沿って前記Ｕ字パイプから前方に延びる第２のストレートパイプと、を備え、
前記第１のストレートパイプと前記第２のストレートパイプのいずれかに前記触媒が配置され、
前記第２のストレートパイプの前端が前記マフラボディの前面を貫通し、
前記排気ガスセンサは、前記第２のストレートパイプの前端に取り付けられ、前記マフラボディの前方に突出して前記排気管の上方に位置することを特徴とする車両の排気装置。

【請求項2】

前記触媒は、前記第１のストレートパイプに配置されており、
前記第２のストレートパイプの前端近傍には、外面を貫通して前記マフラボディの内部空間に通じる複数の開放孔を備え、
前記複数の開放孔は前記触媒の上方に位置し、前記マフラの側面視で、前記複数の開放孔の一部が前記マフラの前後方向において前記触媒と重なっていることを特徴とする請求項１に記載の車両の排気装置。

【請求項3】

前記第２のストレートパイプの前端は、前記マフラボディの前面と同じ位置に設けられ、
前記排気ガスセンサの検出部は、前記マフラボディ内に位置し、前記第２のストレートパイプの軸方向で前記複数の開放孔の一部と重なり、
前記排気ガスセンサは、軸方向が前記第２のストレートパイプと平行に向けられ、前記マフラボディの幅内に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両の排気装置。

【請求項4】

前記マフラボディの外面には、当該マフラボディを車体に取り付けるためのブラケットが設けられ、
前記排気ガスセンサは、前記ブラケットよりも車両内側に配置され、側面視において少なくとも一部が前記ブラケットに重なることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両の排気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の排気装置に関する。

【背景技術】

【0002】

昨今の排ガス規制に伴い、車両用エンジンの排気システムにおいては、排気ガスを浄化する触媒の劣化状況をモニタすることが求められている。例えば、特許文献１では、触媒の下流側に排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサが設けられている。

【0003】

具体的に特許文献１では、消音器の内部が複数の隔壁（セパレータ）によって区画されており、複数の膨張室が形成されている。消音器の内部には触媒が配置されており、触媒の下流端が所定の膨張室内に突出するまで延びている。また、各膨張室及び触媒には、複数の排気管が接続されている。酸素センサは、触媒の下流側における排気管を貫通するように取り付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１６０９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、酸素センサを配置するために消音器の外壁の一部を凹ませている。よって、外壁が凹んだ分だけ膨張室の容積が小さくなり、排気ガスの消音効果が低減するおそれがある。また、排気ガスは下流に行くほど温度が下がるため、触媒や酸素センサの温度活性化の観点から、排気浄化性能を確保しつつ排気ガスの酸素濃度を適切に検出することができないおそれがある。

【0006】

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、マフラの容量を犠牲にすることなく適切に排気ガスの酸素濃度を検出することができる車両の排気装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様の車両の排気装置は、自動二輪車のエンジンに接続される排気管と、前記排気管の下流側に接続されるマフラと、前記マフラ内に配置される触媒と、排気ガス中の所定成分を検出する排気ガスセンサと、を備え、前記マフラは前記自動二輪車の後輪の側方に配置され、前記排気管は前記マフラのマフラボディの中心軸より下側に偏って前記マフラボディの前面側に接続され、前記排気管の下流側に接続されて前記マフラボディ内に配置される配管は、前記排気管の下流側端部から前記マフラボディの中心軸に沿って後方へ延びる第１のストレートパイプと、前記第１のストレートパイプの後端から上方に湾曲してから前記マフラボディの中心軸付近で前方に湾曲するＵ字パイプと、前記マフラボディの中心軸より上側に偏って前記マフラボディの中心軸に沿って前記Ｕ字パイプから前方に延びる第２のストレートパイプと、を備え、前記第１のストレートパイプと前記第２のストレートパイプのいずれかに前記触媒が配置され、前記第２のストレートパイプの前端が前記マフラボディの前面を貫通し、前記排気ガスセンサは、前記第２のストレートパイプの前端に取り付けられ、前記マフラボディの前方に突出して前記排気管の上方に位置することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、マフラの容量を犠牲にすることなく適切に排気ガスの酸素濃度を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係る車両の排気装置周辺の右側面図である。

【図2】本実施の形態に係るマフラの内部構造を示す斜視図である。

【図3】本実施の形態に係るマフラの断面図である。

【図4】第１変形例に係るマフラの内部構造を示す斜視図である。

【図5】第１変形例に係るマフラの上面図である。

【図6】第１変形例に係るマフラの断面図である。

【図7】第２変形例に係るマフラの断面図である。

【図8】第３変形例に係るマフラの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明をスクータタイプの二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明を、他のタイプの車両、例えばバギータイプの三輪車、四輪車等の鞍乗型車両に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。

【0011】

図１を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る車両の排気装置周辺の右側面図である。

【0012】

図１に示すように、自動二輪車１は、スクータタイプの自動二輪車であり、鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム（不図示）にエンジン２を懸架（支持）して構成される。車体フレームは、外装カバー３によって覆われる。エンジン２は、例えば、ユニットスイング式の単気筒エンジンで構成される。なお、エンジン２の構成は、これに限らず適宜変更が可能である。

【0013】

エンジン２は、図示しないシート下方に配置される。エンジン２の後方には、スイングアーム４を介して後輪５が取り付けられている。また、エンジン２の排気ポート（不図示）には、エキゾーストパイプ６を介してマフラ７が接続されている。詳細は後述するが、エキゾーストパイプ６及びマフラ７は、本実施の形態に係る車両の排気装置を構成する。

【0014】

エキゾーストパイプ６は、エンジン２の右方且つ下方を通って後方に延びている。マフラ７は、エキゾーストパイプ６の下流側に接続され、スイングアーム４及び後輪５の右側に配置される。エキゾーストパイプ６の下方には、センタースタンド８が配置される。また、詳細は後述するが、マフラ７の前端には排気ガスセンサ９が取り付けられる。排気ガスセンサ９は、センサカバー１０によって覆われる。マフラ７の外面には、マフラカバー１１が取り付けられる。

【0015】

次に図２及び図３を参照して、本実施の形態に係る車両の排気装置について説明する。図２は、本実施の形態に係るマフラの内部構造を示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係るマフラの断面図である。

【0016】

図２及び図３に示すように、車両の排気装置は、車両用のエンジン２（図１参照）に接続されるエキゾーストパイプ６と、エキゾーストパイプ６の下流側に接続されるマフラ７と、マフラ７内に配置される触媒７４と、排気ガス中の所定成分を検出する排気ガスセンサ９と、を含んで構成される。エキゾーストパイプ６及びマフラ７により、エンジン２からの排気ガスを排出するための排気通路が形成される。

【0017】

マフラ７は、前後に延びる略円柱形状の内部空間を形成するマフラボディ７０を備えている。マフラボディ７０は、円筒状の外筒部及び内筒部を重ねた二重管構造を有している。マフラボディ７０の外形は、エキゾーストパイプ６の外径より十分に大きく設定されている。マフラボディ７０の先端は蓋部材としてのヘッド部７０ａによって塞がれ、マフラボディ７０の後端は蓋部材としてのテール部７０ｂによって塞がれる。マフラボディ７０の先端（ヘッド部７０ａ）にエキゾーストパイプ６の下流端が接続される。エキゾーストパイプ６下流端は、マフラボディ７０の中心軸より下側に偏って接続される（図３参照）。

【0018】

また、マフラボディ７０の内部空間は、３つの隔壁によって前後方向に３つの膨張室Ｓ１－Ｓ３に区画されている。３つの隔壁は、マフラ７の前方から第１バッフルプレート７１ａ、第２バッフルプレート７１ｂ、第３バッフルプレート７１ｃの順に配置される。第１バッフルプレート７１ａより前側の空間が膨張室Ｓ１であり、第１バッフルプレート７１ａ、第２バッフルプレート７１ｂ間の空間が膨張室Ｓ２であり、第２バッフルプレート７１ｂ、第３バッフルプレート７１ｃ間の空間が膨張室Ｓ３である。

【0019】

マフラボディ７０内には、各膨張室Ｓ１－Ｓ３を連通してマフラボディ７０の排気通路を形成する複数のバッフルパイプ等が配置される。具体的にマフラボディ７０内には、エキゾーストパイプ６の下流端に接続される第１バッフルパイプ７２ａ（第１のストレートパイプ）、膨張室Ｓ１、Ｓ３を連通する第２バッフルパイプ７２ｂ、膨張室Ｓ３、Ｓ２を連通する第３バッフルパイプ７２ｃ、及び膨張室Ｓ２とマフラ７の外部とを連通するテールパイプ７２ｄが配置される。

【0020】

第１バッフルパイプ７２ａは、マフラボディ７０の先端部分（ヘッド部７０ａ）において、エキゾーストパイプ６に接続される。第１バッフルパイプ７２ａは、エキゾーストパイプ６と同一径のままマフラボディ７０の軸方向に沿って後方に延びている。第１バッフルパイプ７２ａは、第１バッフルプレート７１ａを貫通し、その下流端が膨張室Ｓ２内に入り込んでいる。

【0021】

第１バッフルパイプ７２ａの下流端には、排気流路を反転させるＵ字パイプ７３が接続される。Ｕ字パイプ７３は、膨張室Ｓ２内で第１バッフルパイプ７２ａと同一径を維持しながら後方且つ上方に湾曲し、マフラボディ７０の中心軸付近で前方且つ上方に湾曲した側面視Ｕ字状に形成される。

【0022】

Ｕ字パイプ７３の下流端には、第１テーパパイプ７４ａが接続される。第１テーパパイプ７４ａは、第１バッフルパイプ７２ａの下流端の真上に位置し、膨張室Ｓ２内で下流（前方）に向かうに従って拡径している。

【0023】

第１テーパパイプ７４ａの下流端（前端）には、触媒７４（第２のストレートパイプ）が接続される。触媒７４は、膨張室Ｓ２から第１バッフルプレート７１ａを貫通して前方の膨張室Ｓ１で前方に向かって延びている。触媒７４は、拡径した第１テーパパイプ７４ａに連なる外筒部内に円柱状のハニカム部を収容して構成される。触媒７４は、第１バッフルパイプ７２ａの真上に位置し、第１バッフルパイプ７２ａと平行に前方に向かって延びている。触媒７４は、例えば三元触媒で構成され、排気ガス内の汚染物質（一酸化炭素、炭化水素や窒素酸化物等）を吸着して無害な物質（二酸化炭素、水、窒素等）に変換する。

【0024】

触媒７４の下流端（前端）には、第２テーパパイプ７４ｂが接続される。第２テーパパイプ７４ｂは、膨張室Ｓ１内で下流（前方）に向かうに従って縮径している。特に第２テーパパイプ７４ｂは、触媒７４の中止軸に対して上方に偏るように縮径している。このため、第２テーパパイプ７４ｂの下流端における中心位置が、上流端における中心位置より上方にずれている。すなわち、第２テーパパイプ７４ｂの出口がマフラボディ７０の内面（内筒部）に近づけられている。

【0025】

第２テーパパイプ７４ｂの下流端（前端）には、外面に複数の開放孔７５ａが形成されたパンチングパイプ７５（第２のストレートパイプ）が接続される。パンチングパイプ７５は、縮径した第２テーパパイプ７４ｂと同一径で前方に向かって延びている。パンチングパイプ７５の先端は、ヘッド部７０ａを貫通し、ヘッド部７０ａの前面から外部に突出している。複数の開放孔７５ａは、パンチングパイプ７５の軸方向略中央から後方に至る部分に、周方向及び軸方向に所定間隔で並んで形成されている。これにより、パンチングパイプ７５と膨張室Ｓ１とが連通される。

【0026】

マフラ７の外部に突出したパンチングパイプ７５の下流端（先端）には、ナット７６を介して排気ガスセンサ９が取り付けられる。ナット７６は、中心がパンチングパイプ７５の中心に一致するように溶接される。排気ガスセンサ９は、所定の長さを有する円柱状に形成され、一端側が検出部９ａを構成する。排気ガスセンサ９の他端側には配線（不図示）が接続される。

【0027】

排気ガスセンサ９は、検出部９ａをパンチングパイプ７５内に挿入するようにしてナット７６にねじ込むことで取り付けられる。このように、排気ガスセンサ９によってパンチングパイプ７５の先端が塞がれる。また、検出部９ａがパンチングパイプ７５内に入り込むことで、パンチングパイプ７５に流れ込む排気ガス中の所定成分を検出することが可能になる。

【0028】

第１バッフルパイプ７２ａの右側には、第２バッフルパイプ７２ｂが配置される。第２バッフルパイプ７２ｂは、第１バッフルパイプ７２ａと平行に延びており、上流端である先端がパンチングパイプ７５の開放孔７５ａ近傍に位置づけられている。すなわち、第２バッフルパイプ７２ｂの上流端は、膨張室Ｓ１内で開放されている。第２バッフルパイプ７２ｂは、第１バッフルプレート７１ａ及び第２バッフルプレート７１ｂを貫通し、その下流端が膨張室Ｓ３内で開放されている。第２バッフルパイプ７２ｂにより、膨張室Ｓ１、Ｓ３が連通される。

【0029】

Ｕ字パイプ７３を挟んで第２バッフルパイプ７２ｂの左側には、第３バッフルパイプ７２ｃが配置される。第３バッフルパイプ７２ｃは、第２バッフルパイプ７２ｂと平行に延びており、上流端である後端が膨張室Ｓ３内で開放されている。第３バッフルパイプ７２ｃは、第２バッフルプレート７１ｂを貫通し、その下流端である前端が膨張室Ｓ２内で開放されている。第３バッフルパイプ７２ｃにより、膨張室Ｓ３、Ｓ２が連通される。

【0030】

第３バッフルパイプ７２ｃの上側には、テールパイプ７２ｄが配置される。テールパイプ７２ｄは上流端である前端が膨張室Ｓ２内で開放されており、第２バッフルプレート７１ｂを貫通して後方に延びている。また、テールパイプ７２ｄは、膨張室Ｓ３内で上方に僅かに屈曲しながら後方に延び、更に第３バッフルプレート７１ｃ及びテール部７０ｂを貫通する。これにより、テールパイプ７２ｄの下流端がマフラ７の外部に開放され、膨張室Ｓ３と外部とが連通される。

【0031】

このように構成される車両の排気装置において、エンジン２から発生する排気ガスは、エキゾーストパイプ６を通じてマフラ７内に流れ込む。マフラ７内において、排気ガスは、第１バッフルパイプ７２ａを通じて後方に流れ、Ｕ字パイプ７３によって流路方向が前方に向かうように反転される。その後、排気ガスは、触媒７４に流れ込み浄化される。浄化された後の排気ガスは、パンチングパイプ７５の先端で検出部９ａにぶつかってから開放孔７５ａを通じて膨張室Ｓ１内に拡散される。

【0032】

膨張室Ｓ１内の排気ガスは、第２バッフルパイプ７２ｂを通じて後方の膨張室Ｓ３内に流れ込む。当該排気ガスは、第３バッフルパイプ７２ｃを通じて前方の膨張室Ｓ２に流れ込み、テールパイプ７２ｄを通じて外部に排出される。このように、マフラ内では、排気ガスが複数のバッフルパイプ及び３つの膨張室Ｓ１－Ｓ３を通じて圧縮膨張が繰り返されることにより、消音されると共に外部へ排出される。

【0033】

ところで、昨今の排ガス規制に伴い、触媒の下流における排気ガス中の酸素濃度を正確に測定する必要がある。しかしながら、マフラ内に触媒が配置される場合、触媒の下流端に取り付けられる配管に排気ガスを配置することが困難となることが想定される。このため、排気ガス中の酸素濃度を正確に測定できなくなるおそれがあった。

【0034】

また、排気ガスセンサの配置スペースを確保するためにマフラに凹部を形成することが考えられる。しかしながら、凹部によってマフラの容量が減少するため、騒音悪化の要因となり得る。また、マフラに直接排気ガスセンサを設けることで従来よりも排気ガスセンサの位置が車両後方となってしまい、配線の取り回しが困難になることも想定される。

【0035】

そこで、本件発明者は、マフラ内に触媒が配置される場合において、触媒の下流側に接続される配管とマフラボディとの位置関係に着目し、本発明に想到した。具体的に本実施の形態では、マフラボディ７０内の触媒７４の下流側に接続される配管（パンチングパイプ７５）をマフラボディ７０の前面から外部に突出させ、排気ガスセンサ９を外部に突出したパンチングパイプ７５の下流端（先端）に取り付ける構成とした。

【0036】

この構成によれば、マフラボディ７０を凹ませることなく排気ガスセンサ９を取り付けることができる。このため、マフラ７の容量を犠牲にすることなく触媒７４を通過した後の排気ガス中の酸素濃度を正確に測ることが可能である。また、マフラボディ７０の前面に排気ガスセンサ９を取り付けたことで、マフラ７の中で排気ガスセンサ９を可能な限り車両前側に近づけて配置することができ、配線取り回しを容易にすることが可能である。

【0037】

また、本実施の形態では、排気ガスセンサ９（検出部９ａ）の近傍でパンチングパイプ７５の外面に複数の開放孔７５ａを形成している。これにより、排気ガスの流れを阻害せずに排気ガスセンサ９をマフラ７の前面に配置できると共に、開放孔７５ａよりも下流に排気ガスセンサ９を配置した場合であっても排気ガス中の酸素濃度を適切に測ることができる。

【0038】

また、パンチングパイプ７５の下流端（先端）は、マフラ７の前面と略同じ位置に設けられており、排気ガスセンサ９の検出部９ａは、パンチングパイプ７５内に位置している。この構成によれば、ヘッド部７０ａに対する外部への排気ガスセンサ９の突出長さを最小限にすることができる。このため、排気ガスセンサ９の保護を容易にすることが可能である。また、検出部９ａをなるべくマフラ７内に配置することで、排気ガス中の酸素濃度を精度よく測ることが可能である。

【0039】

また、排気ガスセンサ９は、軸方向がパンチングパイプ７５、すなわちマフラ７の軸方向と平行に向けられており、マフラボディ７０の幅内に配置されている。この構成によれば、排気ガスセンサ９がマフラボディ７０の外面から径方向外側に突出することがなく、センサカバー１０で排気ガスセンサ９を容易に保護することが可能である。この結果、外的要因による排気ガスセンサ９の測定精度の低下を抑制することが可能である。

【0040】

以上説明したように、本実施の形態によれば、触媒７４の下流端に接続されるパンチングパイプ７５をマフラ７の前面から突出させ、その先端に排気ガスセンサ９を取り付けたことで、マフラ７の容量を犠牲にすることなく適切に排気ガスの酸素濃度を検出することができる。

【0041】

次に、図４から図６を参照して、第１変形例に係る車両の排気装置について説明する。図４は、第１変形例に係るマフラの内部構造を示す斜視図である。図５は、第１変形例に係るマフラの上面図である。図６は、第１変形例に係るマフラの断面図である。第１変形例においては、マフラ内の配管レイアウトが図２及び図３の形態と相違する。このため、一部共通部品は同一の符号を示して説明する。

【0042】

図４から図６に示すように、第１変形例に係るマフラ１００は、前後に延びる円筒状のマフラボディ１０１と、マフラボディ１０１の先端を塞ぐ蓋部材としてのヘッド部１０２と、マフラボディ１０１の後端を塞ぐ蓋部材としてのテール部１０３と、を有している。ヘッド部１０２には、エキゾーストパイプ６の下流端が接続される。エキゾーストパイプ６下流端は、マフラボディ７０の中心軸より下側に偏って接続される。

【0043】

また、マフラボディ１０１の内部空間は、バッフルプレート１０４によって前後方向に２つの膨張室Ｓ１、Ｓ２に区画されている。バッフルプレート１０４より前側の空間が膨張室Ｓ１であり、バッフルプレート１０４より後側の空間が膨張室Ｓ２である。

【0044】

マフラボディ１０１内には、各膨張室Ｓ１、Ｓ２を連通してマフラボディ１０１の排気通路を形成する複数の配管等が配置される。具体的にマフラボディ１０１内には、エキゾーストパイプ６の下流端に接続される第１テーパパイプ１０５（第１のストレートパイプ）、第１テーパパイプ１０５に接続される触媒１０６（第１のストレートパイプ）、触媒１０６の下流側に接続される第２テーパパイプ１０７（第１のストレートパイプ）、第２テーパパイプ１０７に接続されるＵ字パイプ１０８、Ｕ字パイプ１０８に接続されるストレートパイプ１０９（第２のストレートパイプ）、膨張室Ｓ１、Ｓ２を連通するバッフルパイプ１１０、及び膨張室Ｓ２と外部とを連通するテールパイプ１１１が配置される。

【0045】

第１テーパパイプ１０５は、エキゾーストパイプ６に接続される。第１テーパパイプ１０５は、膨張室Ｓ１内で下流（後方）に向かうに従って拡径している。第１テーパパイプ７４ａの下流端（後端）には、触媒１０６が接続される。触媒１０６の下流端（後端）には、第２テーパパイプ１０７が接続される。第２テーパパイプ１０７は、膨張室Ｓ１内で下流（前方）に向かうに従って縮径し、所定の外径まで縮径した後、当該外径を維持して後方に延びている。第２テーパパイプ１０７の下流端はバッフルプレート１０４を貫通して膨張室Ｓ２内に入り込んでいる。

【0046】

第２テーパパイプ１０７の下流端には、排気流路を反転させるＵ字パイプ１０８が接続される。Ｕ字パイプ１０８は、膨張室Ｓ２内で同一径を維持しながら後方且つ上方に湾曲し、マフラボディ１０１の中心軸付近で前方且つ上方に湾曲した側面視Ｕ字状に形成される。Ｕ字パイプ１０８の下流端には、ストレートパイプ１０９が接続される。

【0047】

ストレートパイプ１０９は、同一径を維持したまま前方に向かって延びており、触媒１０６の真上に位置している。ストレートパイプ１０９の先端は、一部がヘッド部１０２を貫通し、ヘッド部１０２の前面から外部に突出している。また、ストレートパイプ１０９の先端側には、膨張室Ｓ１内において、外面を貫通する複数の開放孔１１２が形成されている。複数の開放孔１１２は、マフラボディ１０１とヘッド部１０２が接続される部分の近傍において、ストレートパイプ１０９の周方向及び軸方向に所定間隔で並んで形成されている。これにより、ストレートパイプ１０９と膨張室Ｓ１とが連通される。

【0048】

マフラ７の外部に突出したストレートパイプ１０９の下流端（先端）には、ナット７６を介して排気ガスセンサ９が取り付けられる。ナット７６は、中心がパンチングパイプ７５の中心に一致するように溶接される。排気ガスセンサ９は、所定の長さを有する円柱状に形成され、一端側が検出部９ａを構成する。排気ガスセンサ９の他端側には配線（不図示）が接続される。

【0049】

排気ガスセンサ９は、検出部９ａをパンチングパイプ７５内に挿入するようにしてナット７６にねじ込むことで取り付けられる。このように、排気ガスセンサ９によってパンチングパイプ７５の先端が塞がれる。また、検出部９ａがパンチングパイプ７５内に入り込むことで、パンチングパイプ７５に流れ込む排気ガス中の所定成分を検出することが可能になる。また、検出部９ａは、ストレートパイプ１０９の軸方向において、開放孔１１２と重なっている。

【0050】

第２テーパパイプ１０７及びストレートパイプ１０９の左側には、バッフルパイプ１１０が配置される。バッフルパイプ１１０は、第２テーパパイプ１０７及びストレートパイプ１０９と平行に延びており、上流端である先端が膨張室Ｓ１内で開放されている。バッフルパイプ１１０は、バッフルプレート１０４を貫通し、その下流端が膨張室Ｓ２内で開放されている。すなわち、バッフルパイプ１１０により、膨張室Ｓ１、Ｓ２が連通される。

【0051】

Ｕ字パイプ１０８の後方には、テールパイプ１１１が配置される。テールパイプ１１１は上流端である前端が膨張室Ｓ２内で開放されており、テール部１０３を貫通して下流端が外部に開放されている。これにより、膨張室Ｓ２と外部とが連通される。

【0052】

このように構成される車両の排気装置において、エンジン２から発生する排気ガスは、エキゾーストパイプ６を通じてマフラ１００内に流れ込む。マフラ１００内において、排気ガスは、触媒１０６に流れ込み浄化され後、Ｕ字パイプ１０８によって流路方向が前方に向かうように反転される。その後、排気ガスは、ストレートパイプ１０９の先端で検出部９ａにぶつかってから開放孔１１２を通じて膨張室Ｓ１内に拡散される。

【0053】

膨張室Ｓ１内の排気ガスは、バッフルパイプ１１０を通じて後方の膨張室Ｓ２内に流れ込み、テールパイプ１１１を通じて外部に排出される。このように、マフラ内では、排気ガスが所定の配管及び２つの膨張室Ｓ１、Ｓ２を通じて圧縮膨張が繰り返されることにより、消音されると共に外部へ排出される。

【0054】

特に第１変形例では、排気ガスセンサ９の検出部９ａが開放孔１１２と軸方向で重なるように配置されている。この構成によれば、排気ガス流れの途中に検出部９ａが位置することになり、排気ガスは、開放孔１１２を通過する際に検出部９ａに当たり易くなっている。この結果、排気ガス中の酸素濃度をより正確に測定することが可能である。

【0055】

また、第１変形例に係るマフラ１００には、マフラ１００を車体に取り付けるためのブラケット１１３が溶接されている。具体的にブラケット１１３は、図５及び図６に示すように、エキゾーストパイプ６の後端部分からマフラボディ１０１の軸方向中央部分に至る所定範囲において、鉛直方向に立ち上がる板状体で形成される。特に図６に示すように、ブラケット１１３は、排気ガスセンサ９の右側方を覆うように形成されている。すなわち、排気ガスセンサ９は、ブラケット１１３よりも車両内側に配置され、側面視において少なくとも一部がブラケット１１３に重なっている。この構成によれば、排気ガスセンサ９がブラケット１１３によって保護されるため、別途保護カバーを設ける必要がなくなり、構成が簡略化される。

【0056】

なお、上記の実施形態では、単気筒のエンジン２を例にして説明したが、この構成に限定されない。例えば、エンジン２は、２気筒以上の多気筒エンジンで構成されてもよく、各気筒の配置も適宜変更が可能である。

【0057】

また、上記の実施形態では、マフラ７、１００が、エンジン２の右方に配置される構成としたが、この構成に限定されない。マフラ７、１００は、エンジン２の左方に配置されてもよい。

【0058】

また、上記の実施形態では、触媒の下流側に接続される配管として、複数の開放孔が形成されるパンチングパイプ７５やストレートパイプ１０９を例にして説明したが、これに限定されない。図７に示す構成も可能である。図７は、第２変形例に係るマフラの断面図である。

【0059】

図７に示すように、触媒７４の下流側に接続されるストレートパイプ７７（第２のストレートパイプ）の先端側には、膨張室Ｓ１内において単一の開放孔７７ａが形成されている。開放孔７７ａは、ストレートパイプ７７の外面を下方に貫通するように形成されている。すなわち、開放孔７７ａは、第１バッフルパイプ７２ａに対向している。開放孔７７ａにより、ストレートパイプ７７と膨張室Ｓ１とが連通される。また、検出部９ａは、開放孔７７ａと軸方向で重なるように配置されている。このように、第２変形例においても、上記の形態と同様に排気ガスの酸素濃度の正確に測定することが可能である。

【0060】

また、上記の実施形態では、触媒７４の下流側に接続される配管の軸方向と排気ガスセンサ９の軸方向が一致する（平行である）場合について説明したが、これに限定されない。図８に示す構成も可能である。図８は、第３変形例に係るマフラの断面図である。

【0061】

図８に示すように、ヘッド部１０２を貫通して外部に突出したストレートパイプ１０９の先端は、有底筒状の蓋部材１１４が溶接されることで塞がれている。突出したストレートパイプ１０９の先端部外面には上方から貫通孔が形成され、当該貫通孔の周囲を囲うようにナット７６が溶接されている。排気ガスセンサ９は、検出部９ａをストレートパイプ１０９内に挿入するようにしてナット７６にねじ込むことで取り付けられる。これにより、検出部９ａがストレートパイプ１０９内に入り込み、ストレートパイプ１０９に流れ込む排気ガス中の所定成分を検出部９ａで検出することが可能になる。このように、第３変形においても、上記の形態と同様に排気ガスの酸素濃度の正確に測定することが可能である。また、排気ガスセンサ９は、マフラボディ１０１の左右幅内に収められ、右側方にブラケット１１３が位置している。このため、別途保護カバーを必要とすることなく、排気ガスセンサ９を保護することが可能である。

【0062】

また、複数の実施形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

【0063】

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

【産業上の利用可能性】

【0064】

以上説明したように、本発明は、マフラの容量を犠牲にすることなく適切に排気ガスの酸素濃度を検出することができるという効果を有し、特に、自動二輪車の排気装置に有用である。

【符号の説明】

【0065】

１ ：自動二輪車（車両）
２ ：エンジン
６ ：エキゾーストパイプ（排気管）
７ ：マフラ
９ ：排気ガスセンサ
９ａ ：検出部
７０ ：マフラボディ
７０ａ ：ヘッド部
７０ｂ ：テール部
７２ａ ：第１バッフルパイプ（配管、第１のストレートパイプ）
７４ ：触媒（第２のストレートパイプ）
７５ ：パンチングパイプ（配管、第２のストレートパイプ）
７５ａ ：開放孔
７７ ：ストレートパイプ（配管、第２のストレートパイプ）
７７ａ ：開放孔
１００ ：マフラ
１０１ ：マフラボディ
１０２ ：ヘッド部
１０３ ：テール部
１０６ ：触媒（第１のストレートパイプ）
１０９ ：ストレートパイプ（配管、第２のストレートパイプ）
１１２ ：開放孔
１１３ ：ブラケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】