JP2006329030A - 排気装置ならびにそれを備えるエンジン装置および車両 - Google Patents

排気装置ならびにそれを備えるエンジン装置および車両 Download PDF

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Abstract

【課題】 中低速でのエンジンの出力特性の低下を防止しつつ触媒を早期に活性させることができる排気装置ならびにそれを備えるエンジン装置および車両を提供することである。
【解決手段】 排気装置１２は、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００を含む。第１の排気管群１００の連結管１００Ａには、各排気管１０１，１０２，１０３，１０４にそれぞれ連通する空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂが形成される。第２の排気管群３００の連結管３００Ａには、各排気管３０１，３０２，３０３，３０４にそれぞれ連通する空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂが形成される。第１の排気管群１００および第２の排気管群３００は、第１の触媒装置２００を介して、各空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂおよび各空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂがそれぞれ対向するように接合される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジン等の排気ガスを排出する排気装置ならびにそれを備えるエンジン装置および車両に関する。
従来より、エンジン等の排気ガスに含まれる有害物質を浄化するために、排気装置に触媒装置を設けることが行われている。
触媒装置を早期に活性させるためには、触媒の温度を短時間で上昇させる必要がある。そこで、エンジンにより近い位置に触媒装置を配置し、高温の排気ガスを触媒に流入させることができる排気装置が開発されている。
例えば、特許文献１に記載されている自動二輪車の触媒付き排気装置においては、Ｖ型２気筒エンジンの前側気筒および後ろ側気筒に接続される前側排気管および後ろ側排気管に副酸化触媒が設けられている。しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、エンジンの気筒数の増加に伴い副酸化触媒の数も増加させる必要があり、その分、製造コストが増加する。
このような問題を解決する方法としては、複数の気筒の排気管を一つの排気管に合流させ、この排気管が合流した部分に触媒装置を設ける方法がある（例えば、特許文献１および特許文献２）。それにより、触媒装置の設置個数を少なくすることができる。
特許文献２に記載されている内燃機関の排気ガスの排出処理装置においては、点火順序が１番目および３番目の気筒の排気管を一方のチャンバに合流させ、このチャンバから排気ガスを触媒装置に流入させている。また、点火順序が２番目および４番目の気筒の排気管を他方のチャンバに合流させ、このチャンバから排気ガスを触媒装置に流入させている。
特許文献３に記載されている触媒一体型デュアルエキゾーストマニホールドにおいては、１番気筒および４番気筒につながる排気管を合流させて第１触媒容器に接続し、２番気筒および３番気筒につながる排気管を合流させて第２触媒容器に接続している。
特許第３２４２４８８号公報 特開２００１−２４１３２３号公報 特開２００２−３０９９３０号公報
ところで、複数の気筒の排気管を一つの排気管に合流させる場合、合流部分で排気圧力干渉が発生する。エンジンの出力性能は、この排気圧力干渉が発生する合流部分までの排気管の長さに大きく影響される。図１０は、合流部分までの排気管長さを変えることによって生じるエンジンの出力特性の変化を説明するための図である。図１０において、横軸はエンジンの回転数を示し、縦軸はエンジンの発生トルクを示す。また、点線は合流部分までの排気管長さが長い場合のエンジンの出力特性を示し、実線は合流部分までの排気管長さが短い場合のエンジンの出力特性を示す。
一般に、合流部分までの排気管の長さが長い場合、図１０に示すように、エンジンの発生トルクは、エンジンの回転数が低い領域で最大になる。一方、合流部分までの排気管の長さが短い場合、図１０に示すように、エンジンの発生トルクは、エンジンの回転数が高い領域で最大になる。つまり、低速でのエンジンの発生トルクを大きくしたいような車両においては、合流部分までの排気管の長さを長くし、高速でのエンジンの発生トルクを大きくしたいような車両においては、合流部分までの排気管の長さを短くすることが好ましい。
しかしながら、上記特許文献２および３に記載されている排気管の構造では、各排気管の合流部分までの長さを長くすると、エンジンと触媒との距離も長くなり、排気ガスが触媒に到達するまでに排気ガスの温度が低下する。この場合、触媒を早期に活性させることができない。
本発明の目的は、中低速でのエンジンの出力特性の低下を防止しつつ触媒を早期に活性させることができる排気装置ならびにそれを備えるエンジン装置および車両を提供することである。
（１）
第１の発明に係る排気装置は、エンジンの複数の気筒からガスを排出する排気装置であって、複数の気筒から排出されるガスがそれぞれ流入する複数の気筒と同数の第１の排気管と、複数の第１の排気管により導かれたガスを浄化する第１の触媒を有する第１の触媒装置と、複数の第１の排気管にそれぞれ対応して設けられた複数の気筒と同数の第２の排気管と、複数の第１の排気管の一端部を集合させるとともに前記第１の触媒装置に連結させる第１の連結部と、複数の第２の排気管の一端部を集合させるとともに第１の触媒装置に連結させる第２の連結部とを備え、第１の連結部は、複数の第１の排気管から流出するガスを第１の触媒装置にそれぞれ流入させる複数の気筒と同数の第１の流入部を含み、第２の連結部は、第１の触媒装置から流出するガスをそれぞれ複数の第２の排気管に流入させる複数の気筒と同数の第２の流入部を含み、第１の連結部は、複数の第１の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続され、第２の連結部は、複数の第２の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続され、複数の第２の流入部は、第１の触媒装置を挟んで複数の第１の流入部にそれぞれ対向するように配置されるものである。
本発明に係る排気装置においては、エンジンの複数の気筒から排出されるガスが複数の第１の排気管にそれぞれ流入する。複数の第１の排気管に流入したガスは、第１の連結部の複数の第１の流入部を介して第１の触媒装置にそれぞれ流入する。第１の触媒装置において浄化されたガスは、第２の連結部の複数の第２の流入部を介して複数の第２の排気管にそれぞれ流入する。
第１の連結部は、複数の第１の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続される。第２の連結部は、複数の第２の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続される。複数の第２の流入部は、第１の触媒装置を挟んで複数の第１の流入部にそれぞれ対向するように配置される。
この場合、各第１の流入部から第１の触媒装置に流入したガスは、第１の触媒装置を通過した後、対向する位置に配置された第２の流入部にそれぞれ流入する。ここで、複数の第１の流入部は互いに連通していないので、第１の連結部において、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第１の流入部から第１の触媒装置に流入する際に互いに干渉することが防止される。また、複数の第２の流入部は互いに連通していないので、第２の連結部において、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第１の触媒装置から複数の第２の流入部に流入する際に互いに干渉することが防止される。したがって、第１の触媒に高温のガスを流入させるために第１の触媒装置をエンジンに近い位置に配置した場合でも、複数の第１の排気管と第１の触媒装置との連結部および第１の触媒装置と複数の第２の排気管との連結部においてガスの圧力干渉が発生することが防止される。それにより、中低速でのエンジンの出力特性の低下を防止しつつ触媒を早期に活性させることが可能になる。
また、複数の第１の排気管のそれぞれに触媒装置を設ける必要がないので、排気装置に設けられる触媒の合計の表面積が大きくなることを防止することができる。それにより、第１の触媒の表面からの放熱量が大きくなることを防止することができるので、第１の触媒の温度を容易に上昇させることができる。その結果、第１の触媒をより早期に活性させることが可能になる。
（２）
第１の触媒は、第１の連結部と第２の連結部との間で連通する複数の流路を含み、複数の流路は互いに分離されかつ互いに連通していなくてもよい。
この場合、第１の排気管により導かれたガスは、複数の流路を介して第１の連結部から第２の連結部へと導かれる。ここで、複数の流路は互いに分離しかつ互いに連通していないので、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第１の触媒装置において互いに干渉することが防止される。それにより、中低速におけるエンジンの出力特性の低下を確実に防止することができる。
（３）
複数の流路の各々は、各第１の流入部と当該第１の流入部に対向する第２の流入部との間で連通していてもよい。
この場合、第１の流入部から流入したガスを、当該第１の流入部に対向する第２の流入部に確実に導くことができる。それにより、第１の触媒装置と第２の連結部との接続部においてガスの圧力干渉が発生することが確実に防止される。その結果、中低速におけるエンジンの出力特性の低下をより確実に防止することができる。
（４）
第１の連結部は、第１の筒状体と第１の筒状体の内部を複数の第１の排気管と同数の第１の流入部に分割する第１の仕切りとを有し、第２の連結部は、第２の筒状体と第２の筒状体の内部を複数の第２の排気管と同数の第２の流入部に分割する第２の仕切りとを有してもよい。
この場合、第１および第２の連結部の構造を複雑化せずに複数の第１および第２の流入部を容易に形成することができる。
（５）
各第１の流入部の面積と当該第１の流入部に対向する第２の流入部の面積とは互いに等しくてもよい。
この場合、各第１の排気管により導かれたガスを対応する第２の排気管に確実に導くことができる。それにより、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第２の連結部において互いに干渉することを確実に防止することができる。
（６）
複数の第２の排気管の他端部を集合させる第３の連結部と、第３の連結部に接続され、複数の第２の排気管により導かれたガスを浄化する第２の触媒を有する第２の触媒装置とをさらに備えてもよい。
この場合、複数の第２の排気管により導かれたガスは、第２の触媒装置において浄化される。それにより、ガスの有害物質を確実に除去することができる。
（７）
第２の発明に係るエンジン装置は、複数の気筒を有するエンジンと、エンジンの複数の気筒からガスを排出する第１の発明に係る排気装置とを備えるものである。
本発明に係るエンジン装置においては、複数の気筒を有するエンジンに、第１の発明に係る排気装置が接続されている。したがって、エンジンの複数の気筒から排出されるガスが複数の第１の排気管にそれぞれ流入する。複数の第１の排気管に流入したガスは、第１の連結部の複数の第１の流入部を介して第１の触媒装置にそれぞれ流入する。第１の触媒装置において浄化されたガスは、第２の連結部の複数の第２の流入部を介して複数の第２の排気管にそれぞれ流入する。
第１の連結部は、複数の第１の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続される。第２の連結部は、複数の第２の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続される。複数の第２の流入部は、第１の触媒装置を挟んで複数の第１の流入部にそれぞれ対向するように配置される。
この場合、各第１の流入部から第１の触媒装置に流入したガスは、第１の触媒装置を通過した後、対向する位置に配置された第２の流入部にそれぞれ流入する。ここで、複数の第１の流入部は互いに連通していないので、第１の連結部において、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第１の流入部から第１の触媒装置に流入する際に互いに干渉することが防止される。また、複数の第２の流入部は互いに連通していないので、第２の連結部において、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第１の触媒装置から複数の第２の流入部に流入する際に互いに干渉することが防止される。したがって、第１の触媒に高温のガスを流入させるために第１の触媒装置をエンジンに近い位置に配置した場合でも、複数の第１の排気管と第１の触媒装置との連結部および第１の触媒装置と複数の第２の排気管との連結部においてガスの圧力干渉が発生することが防止される。それにより、中低速でのエンジンの出力特性の低下を防止しつつ触媒を早期に活性させることが可能になる。
また、複数の第１の排気管のそれぞれに触媒を設ける必要がないので、排気装置に設けられる触媒の合計の熱容量が大きくなることを防止することができる。それにより、触媒の温度を容易に上昇させることができる。また、排気装置に設けられる触媒の合計の表面積が大きくなることを防止することができる。それにより、触媒の表面からの放熱量が大きくなることを防止することができる。これらの結果、触媒をより早期に活性させることが可能になる。
（８）
第３の発明に係る車両は、第２の発明に係るエンジン装置と、駆動輪と、エンジン装置により発生される動力を駆動輪に伝達する伝達機構とを備えるものである。
本発明に係る車両においては、第２の発明に係るエンジン装置により発生される動力が、伝達機構により駆動輪に伝達され、駆動輪が駆動される。ここで、エンジン装置においては、エンジンの複数の気筒から排出されるガスが複数の第１の排気管にそれぞれ流入する。複数の第１の排気管に流入したガスは、第１の連結部の複数の第１の流入部を介して第１の触媒装置にそれぞれ流入する。第１の触媒装置において浄化されたガスは、第２の連結部の複数の第２の流入部を介して複数の第２の排気管にそれぞれ流入する。
第１の連結部は、複数の第１の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続される。第２の連結部は、複数の第２の流入部が互いに連通しないように第１の触媒装置に接続される。複数の第２の流入部は、第１の触媒装置を挟んで複数の第１の流入部にそれぞれ対向するように配置される。
この場合、各第１の流入部から第１の触媒装置に流入したガスは、第１の触媒装置を通過した後、対向する位置に配置された第２の流入部にそれぞれ流入する。ここで、複数の第１の流入部は互いに連通していないので、第１の連結部において、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第１の流入部から第１の触媒装置に流入する際に互いに干渉することが防止される。また、複数の第２の流入部は互いに連通していないので、第２の連結部において、複数の第１の排気管により導かれたガスが、第１の触媒装置から複数の第２の流入部に流入する際に互いに干渉することが防止される。したがって、第１の触媒に高温のガスを流入させるために第１の触媒装置をエンジンに近い位置に配置した場合でも、複数の第１の排気管と第１の触媒装置との連結部および第１の触媒装置と複数の第２の排気管との連結部においてガスの圧力干渉が発生することが防止される。それにより、中低速でのエンジンの出力特性の低下を防止しつつ触媒を早期に活性させることが可能になる。
また、複数の第１の排気管のそれぞれに触媒装置を設ける必要がないので、排気装置に設けられる触媒の合計の表面積が大きくなることを防止することができる。それにより、第１の触媒の表面からの放熱量が大きくなることを防止することができるので、第１の触媒の温度を容易に上昇させることができる。その結果、第１の触媒をより早期に活性させることが可能になる。
本発明によれば、第１の触媒に高温のガスを流入させるために第１の触媒装置をエンジンに近い位置に配置した場合でも、複数の第１の排気管と第１の触媒装置との連結部および第１の触媒装置と複数の第２の排気管との連結部においてガスの圧力干渉が発生することが防止される。また、複数の第１の排気管のそれぞれに触媒装置を設ける必要がないので、第１の触媒の温度を容易に上昇させることができる。これらの結果、中低速でのエンジンの出力特性の低下を防止しつつ触媒を早期に活性させることが可能になる。
以下、本発明の一実施の形態に係る排気装置ならびにそれを備えるエンジン装置および車両について説明する。なお、本実施の形態においては、直列４気筒エンジンを備えた自動二輪車について説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の模式図である。
図１の自動二輪車１０００においては、本体フレーム１の前端にヘッドパイプ２が設けられている。ヘッドパイプ２にフロントフォーク３が左右方向に揺動可能に設けられている。フロントフォーク３の下端に前輪４が回転可能に支持されている。ヘッドパイプ２の上端にはハンドル５が取り付けられている。
本体フレーム１の後端上部から後方に延びるようにシートレール６が取り付けられている。本体フレーム１の上部に燃料タンク７が設けられ、シートレール６上にメインシート８ａおよびタンデムシート８ｂが設けられている。
また、本体フレーム１の後端に後方へ延びるリアアーム９が取り付けられている。リアアーム９の後端に後輪１０が回転可能に支持されている。
本体フレーム１の中央部には、エンジン１１が保持されている。エンジン１１の排気ポートには排気装置１２が取り付けられている。
エンジン１１には変速機１３が連結されている。変速機１３の出力軸１４に駆動スプロケット１５が取り付けられている。駆動スプロケット１５は、チェーン１６を介して後輪１０の後輪スプロケット１７に連結されている。
以下、本実施の形態に係る排気装置１２について説明する。図２は、図１の排気装置１２の構成を示す分解斜視図である。
図２に示すように、本実施の形態に係る排気装置１２は、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００、第２の排気管群３００、第２の触媒装置４００、分岐管５００およびマフラ装置６００を含む。
エンジン１１（図１参照）の各気筒の排気ポートから排出された排気ガスは、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００、第２の排気管群３００、第２の触媒装置４００および分岐管５００を介してマフラ装置６００に流入し、マフラ装置６００において消音された後、外部に排出される。以下、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００についてさらに詳細に説明する。
図３は、第１の排気管群１００を示す斜視図である。図３に示すように、第１の排気管群１００は、排気管１０１，１０２，１０３，１０４を備える。排気管１０１，１０２，１０３，１０４の一端部には、連結部１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａがそれぞれ設けられる。各連結部１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａは、エンジン１１（図１参照）の各気筒の排気ポートにそれぞれ取り付けられる。
排気管１０１，１０２，１０３，１０４の他端部には、連結管１００Ａが設けられる。連結管１００Ａには、十字状の仕切り板１００Ｂによって４つの空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂが形成されている。
各排気管１０１，１０２，１０３，１０４の内部空間は、連結管１００Ａの空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂにそれぞれ連通している。空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂは互いに連通しておらず、エンジン１１からの排気ガスが連結管１００Ａにおいて互いに干渉することはない。
図４（ａ）は、第１の触媒装置２００を示す斜視図である。図４（ａ）に示すように、第１の触媒装置２００においては、円柱状の触媒２００Ａが円筒状の触媒容器２００Ｂ内に収容されている。本実施の形態においては、触媒２００Ａとして、ハニカム状の基板に白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒金属を塗布した三元触媒を用いている。この触媒２００Ａは、エンジン１１の排気ガスに含まれるＨＣ、ＣＯおよびＮＯx をＣＯ2 、Ｈ2 ＯおよびＮ2 に変換する。
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す触媒２００Ａの上面中央部の拡大模式図である。触媒２００Ａには、図４（ｂ）に示すような断面略三角形状で軸方向に延びる複数の流路２０１が全面に形成されている。各流路２０１は互いに連通しておらず、第１の排気群１００（図１参照）から各流路２０１に流入した排気ガスが第１の触媒装置２００において互いに干渉することはない。
なお、第２の触媒装置４００（図２参照）も第１の触媒装置２００と同様の構成を有する。
図５は、第２の排気管群３００を示す斜視図である。図５に示すように、第２の排気管群３００は、排気管３０１，３０２，３０３，３０４を備える。排気管３０１，３０２，３０３，３０４の一端部には、連結管３００Ａが設けられる。連結管３００Ａには、十字状の仕切り板３００Ｂによって４つの空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂが形成されている。
各排気管３０１，３０２，３０３，３０４の内部空間は、連結管３００Ａの空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂにそれぞれ連通している。空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂは互いに連通しておらず、第１の触媒装置２００から流入する排気ガスが連結管３００Ａにおいて互いに干渉することはない。
排気管３０１，３０２，３０３，３０４の他端部には、連結管３００Ｃが設けられる。なお、連結管３００Ｃには、仕切り板は設けられていない。
図６は、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００の接合方法を示す斜視図である。
図６に示すように、第１の排気管群１００および第２の排気管群３００は、触媒容器２００Ｂを介して連結管１００Ａと連結管３００Ａとが対向するように接合される。なお、連結管１００Ａと触媒容器２００Ｂとの接合および触媒容器２００Ｂと連結管３００Ａとの接合は、溶接により行ってもよく、連結管１００Ａ、触媒容器２００Ｂおよび連結管３００Ａの端面にフランジ部をそれぞれ形成し、そのフランジ部をボルトおよびナットにより接合することにより行ってもよい。
ここで、第１の排気管群１００においては、連結管１００Ａの端面（図３参照）と仕切り板１００Ｂの端面（図３参照）とは面一に形成されている。また、第３の排気管群３００においては、連結管３００Ａの端面（図５参照）と仕切り板３００Ｂの端面（図５参照）とは面一に形成されている。さらに、第１の触媒装置２００においては、触媒２００Ａの端面（図４参照）と触媒容器２００Ｂの端面（図４参照）とは面一に形成されている。したがって、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００を接合する際に、仕切り板１００Ｂと触媒２００Ａとの間および触媒２００Ａと仕切り板３００Ｂとの間に隙間ができない。
また、触媒２００Ａと接する各空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂの面積は、触媒２００Ａと接する各空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂの面積とそれぞれ等しい。
また、各空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂと各空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂとがそれぞれ対向するように、連結管１００Ａおよび連結管３００Ａが第１の触媒装置２００に接合されている。
この場合、排気管１０１を介して空間１０１ｂに流入した排気ガスは、触媒２００Ａの空間１０１ｂと空間３０１ｂとに挟まれた領域２０１ｂ（図６参照）を通って空間３０１ｂおよび排気管３０１に流入する。
同様に、空間１０２ｂ（図３参照）に流入した排気ガスは、触媒２００Ａの空間１０２ｂと空間３０２ｂとに挟まれた領域（図示せず）を通って空間３０２ｂおよび排気管３０２に流入し、空間１０３ｂ（図３参照）に流入した排気ガスは、触媒２００Ａの空間１０３ｂと空間３０３ｂとに挟まれた領域（図示せず）を通って空間３０３ｂに流入し、空間１０４ｂ（図３参照）に流入した排気ガスは、触媒２００Ａの空間１０４ｂと空間３０４ｂとに挟まれた領域（図示せず）を通って空間３０４ｂに流入する。
また、上述したように、触媒２００Ａの複数の流路２０１（図４（ｂ）参照）は互いに連通しておらず、各流路２０１に流入した排気ガスが他の流路２０１に流入した排気ガスと互いに干渉することはない。
したがって、エンジン１１（図１参照）の複数の気筒の排気ポートからそれぞれ排出された排気ガスは、互いに干渉することなく第２の排気管群３００の連結管３００Ｃ（図２および図５参照）へと流入する。この連結管３００Ｃにおいて、初めて排気圧力干渉が発生する。
以上のように、本実施の形態においては、第１の排気管群１００と第１の触媒装置２００との連結部および触媒装置２００と第２の排気管群３００との連結部において排気圧力干渉が発生しない。それにより、第１の触媒装置２００をエンジン１１に近い位置に配置しても、中低速において排気圧力干渉によってエンジン１１の出力特性が低下することを防止することができる。
また、第１の排気管群１００の各排気管１０１，１０２，１０３，１０４にそれぞれ触媒を設ける必要がないので、コストを低減することができる。
また、本実施の形態における触媒２００Ａの表面積は、各排気管１０１，１０２，１０３，１０４にそれぞれ触媒を設けた場合の各触媒の表面積の合計より小さくなる。この場合、触媒２００Ａの表面からの放熱量を低減することができる。つまり、本実施の形態によれば、各排気管１０１，１０２，１０３，１０４にそれぞれ触媒を設けた場合に比べて効率よく排気ガスの熱量を第１の触媒装置２００に保持することができる。それにより、触媒２００Ａの温度を容易に上昇させることができる。その結果、触媒２００Ａを早期に活性させることが可能になる。
また、第２の排気管群３００と分岐管５００との間には、第２の触媒装置４００が設けられている。それにより、排気ガスの有害物質を確実に除去することができる。
なお、第１の触媒装置２００および第２の触媒装置４００において用いられる触媒金属の成分およびその成分比は、排気装置１２の構造等に応じて適宜変更することが好ましい。
また、エンジン１１の性能または排気装置１２の構造等により、第２の排気管群３００の連結管３００Ｃ（図５参照）において排気圧力干渉が発生することを防止したいときは、連結管１００Ａ（図３参照）および連結管３００Ａ（図５参照）と同様に、連結管３００Ｃ内に仕切り板を設け４つの空間を形成してもよい。この場合、第２の触媒装置４００は第１の触媒装置２００と同様の構成を有するので、第２の触媒装置４００において排気圧力干渉が発生することはない。したがって、排気圧力干渉が発生する位置をエンジン１１からさらに遠ざけることができる。
また、図２で示した構成において、排気圧力干渉が発生する位置をエンジン１１に近付けたい場合には、第２の排気管群３００の排気管３０１，３０２，３０３，３０４の長さを短くすればよい。
また、触媒２００Ａ（図４参照）の有効開口面積は、排気管１０１，１０２，１０３，１０４の合計の断面積より大きいことが好ましい。ここで、触媒２００Ａの有効開口面積について図７を用いて説明する。
図７は、図４（ｂ）で説明した流路２０１の拡大模式図である。上述したように、本例では、触媒２００Ａとして、ハニカム状の基板に触媒金属を塗布した三元触媒を用いている。この場合、図７に示すように、流路２０１は、ハニカム状の基板２１０およびそれに塗布された金属触媒層２１１によって囲まれるように形成される。本例では、この流路２０１の断面形状を三角形として近似し、その面積を求めた。そして、求めた面積に触媒２００Ａに形成された流路２０１の個数を乗じることにより算出される値を有効開口面積とした。つまり、本例において、有効開口面積とは、触媒２００Ａにおいて排気ガスが通過することが可能な部分の面積を示したものである。
したがって、触媒２００Ａの有効開口面積を、排気管１０１，１０２，１０３，１０４の合計の断面積より大きくすることにより、触媒２００Ａへ流入した排気ガスを効率よく通過させることができる。
また、第１の排気管群１００と第１の触媒装置２００との接合は、図８に示すような開口部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１０４ｃを備えたフランジ部１００Ｃを用いて行ってもよい。この場合、各排気管１０１，１０２，１０３，１０４（図３参照）の内部空間が開口部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１０４ｃにそれぞれ連通するように、各排気管１０１，１０２，１０３，１０４とフランジ部１００Ｃとを溶接する。また、第１の触媒装置２００と第２の排気管群３００との接合も同様に行うことができる。
また、図９に示すような溝を有する十字状の嵌合部材７００を触媒２００Ａの両面にそれぞれ設けてもよい。この場合、仕切り板１００Ｂおよび仕切り板３００Ｂをそれぞれ嵌合部材７００の溝に嵌合させるように第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００を接合する。
また、触媒２００Ａの両面に十字状の嵌合溝（図示せず）をそれぞれ設けてもよい。この場合、仕切り板１００Ｂおよび仕切り板３００Ｂをそれぞれ嵌合溝に嵌合させるように第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００を接合する。
また、上記実施の形態においては、触媒２００Ａの複数の流路２０１は互いに連通していないが、複数の流路２０１間で排気ガスの圧力干渉がほとんど生じない程度であれば、複数の流路２０１の一部が互いに連通していてもよい。
また、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００の接合部の構造は上記の例に限られず、接合部における排気圧力干渉を防止することができるのであれば他の構造でもよい。
また、第１の触媒装置２００および第２の触媒装置４００を角柱形状にし、連結管１００Ａ，３００Ａ，３００Ｃを角筒形状にしてもよい。
また、マフラ装置６００の数は２本に限定されず、自動二輪車１０００の構造に応じて適宜変更してもよい。
また、上記実施の形態においては、４気筒エンジンを備えた自動二輪車について説明したが、エンジンの気筒数は４に限定されず、本発明の排気装置は任意の気筒数のエンジンに適用可能である。例えば、６気筒エンジンの場合は、連結管１００Ａおよび連結管３００Ａにそれぞれ６つの空間を形成し、上記実施の形態と同様に、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００において排気圧力干渉が発生することを防止すればよい。
すなわち、エンジンの複数の気筒に接続される各排気管にそれぞれ対応する空間を連結管１００Ａおよび連結管３００Ａに形成すればよい。それにより、第１の排気管群１００、第１の触媒装置２００および第２の排気管群３００において複数の気筒からの排気ガスが互いに干渉することを防止することができる。その結果、中低速において排気圧力干渉によってエンジンの出力特性が低下することを防止することができる。
また、上記実施の形態では、排気装置１２を自動二輪車に適用した場合について説明したが、排気装置１２を四輪自動車等の他の車両および船舶等に適用してもよい。
（請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応）
上記実施の形態においては、排気管１０１，１０２，１０３，１０４が第１の排気管に相当し、排気管３０１，３０２，３０３，３０４が第２の排気管に相当し、連結管１００Ａおよびフランジ部１００Ｃが第１の連結部に相当し、連結管３００Ａが第２の連結部に相当し、空間１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂまたは開口部１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１０４ｃが第１の流入部に相当し、空間３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂが第２の流入部に相当し、連結管１００Ａが第１の筒状体に相当し、仕切り板１００Ｂが第１の仕切りに相当し、連結管３００Ａが第２の筒状体に相当し、仕切り板３００Ｂが第２の仕切りに相当し、連結管３００Ｃが第３の連結部に相当し、後輪１０が駆動輪に相当し、変速機１３、出力軸１４、駆動スプロケット１５、チェーン１６および後輪スプロケット１７が伝達機構に相当する。
本発明は、自動二輪車、４輪の自動車等の種々の車両等に利用することができる。
本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の模式図である。 図１の排気装置の構成を示す分解斜視図である。 第１の排気管群を示す斜視図である。 第１の触媒装置を示す図である。 第２の排気管群を示す斜視図である。 第１の排気管群、第１の触媒装置および第２の排気管群の接合方法を示す斜視図である。 触媒の有効開口面積について説明するための図である。 第１の排気管群と第１の触媒装置との接合方法の一例を説明するための図である。 嵌合部材を示す図である。 合流部分までの排気管長さを変えることによって生じるエンジンの出力特性の変化を説明するための図である。
符号の説明
１ 本体フレーム
２ ヘッドパイプ
３ フロントフォーク
４ 前輪
５ ハンドル
６ シートレール
７ 燃料タンク
８ａ メインシート
８ｂ タンデムシート
９ リアアーム
１０ 後輪
１１ エンジン
１２ 排気装置
１３ 変速機
１４ 出力軸
１５ 駆動スプロケット
１６ チェーン
１７ 後輪スプロケット
１００ 第１の排気管群
１００Ａ 連結管
１００Ｂ 仕切り板
１０１，１０２，１０３，１０４ 排気管
１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ 連結部
１０１ｂ，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ 空間
１０１ｃ，１０２ｃ，１０３ｃ，１０４ｃ 開口部
１００Ｃ フランジ部
２００ 第１の触媒装置
２００Ａ 触媒
２００Ｂ 触媒容器
２０１ 流路
３００ 第２の排気管群
３００Ａ 連結管
３００Ｂ 仕切り板
３００Ｃ 連結管
３０１，３０２，３０３，３０４ 排気管
３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂ 空間
４００ 第２の触媒装置
５００ 分岐管
６００ マフラ装置
７００ 嵌合部材
１０００ 自動二輪車

Claims (8)

  1. エンジンの複数の気筒からガスを排出する排気装置であって、
    前記複数の気筒から排出されるガスがそれぞれ流入する前記複数の気筒と同数の第１の排気管と、
    前記複数の第１の排気管により導かれたガスを浄化する第１の触媒を有する第１の触媒装置と、
    前記複数の第１の排気管にそれぞれ対応して設けられた前記複数の気筒と同数の第２の排気管と、
    前記複数の第１の排気管の一端部を集合させるとともに前記第１の触媒装置に連結させる第１の連結部と、
    前記複数の第２の排気管の一端部を集合させるとともに前記第１の触媒装置に連結させる第２の連結部とを備え、
    前記第１の連結部は、前記複数の第１の排気管から流出するガスを前記第１の触媒装置にそれぞれ流入させる前記複数の気筒と同数の第１の流入部を含み、
    前記第２の連結部は、前記第１の触媒装置から流出するガスをそれぞれ前記複数の第２の排気管に流入させる前記複数の気筒と同数の第２の流入部を含み、
    前記第１の連結部は、前記複数の第１の流入部が互いに連通しないように前記第１の触媒装置に接続され、
    前記第２の連結部は、前記複数の第２の流入部が互いに連通しないように前記第１の触媒装置に接続され、
    前記複数の第２の流入部は、前記第１の触媒装置を挟んで前記複数の第１の流入部にそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする排気装置。
  2. 前記第１の触媒は、前記第１の連結部と前記第２の連結部との間で連通する複数の流路を含み、
    前記複数の流路は互いに分離されかつ互いに連通していないことを特徴とする請求項１記載の排気装置。
  3. 前記複数の流路の各々は、各第１の流入部と当該第１の流入部に対向する第２の流入部との間で連通することを特徴とする請求項２記載の排気装置。
  4. 前記第１の連結部は、第１の筒状体と前記第１の筒状体の内部を前記複数の第１の排気管と同数の第１の流入部に分割する第１の仕切りとを有し、
    前記第２の連結部は、第２の筒状体と前記第２の筒状体の内部を前記複数の第２の排気管と同数の第２の流入部に分割する第２の仕切りとを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排気装置。
  5. 各第１の流入部の面積と当該第１の流入部に対向する第２の流入部の面積とは互いに等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排気装置。
  6. 前記複数の第２の排気管の他端部を集合させる第３の連結部と、
    前記第３の連結部に接続され、前記複数の第２の排気管により導かれたガスを浄化する第２の触媒を有する第２の触媒装置とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の排気装置。
  7. 複数の気筒を有するエンジンと、
    前記エンジンの複数の気筒からガスを排出する請求項１〜６のいずれかに記載の排気装置とを備えることを特徴とするエンジン装置。
  8. 請求項７記載のエンジン装置と、
    駆動輪と、
    前記エンジン装置により発生される動力を前記駆動輪に伝達する伝達機構とを備えることを特徴とする車両。
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