JP3816158B2 - 排気ガス浄化装置を備えた排気管 - Google Patents
排気ガス浄化装置を備えた排気管 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車に好適な排気ガス浄化装置を備えた排気管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気汚染防止を目的として車両に排気ガス浄化装置を搭載する技術が知られており、例えば特開平４−１０９０２２号公報の「排気ガス浄化装置」もその１つである。
この装置は、同公報の第１図に示される通り、エキパイ部１５に触媒付きプレート１６を縦向きに配置し、排気ガス中の未燃成分を酸化させると言うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記触媒付きプレート１６はエンジン直下のエキパイ部１５に配置され、このエキパイ部１５の断面中央部は排気管中でも特に高温である。触媒による酸化反応により、更にプレート１６は高温となるために、熱膨張に伴い大きな応力が発生し、交換のインターバルが短くなるという不都合がある。
また、エキパイ部１５では、エンジンからの排気ガスを滑らかに流下させることが望ましいが、前記触媒付きプレート１６が邪魔になるため流れに乱れが発生する。この乱れはエンジンの出力特性に及ぼす影響が大である。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、▲１▼触媒付きプレートの寿命を延ばすこと、▲２▼排気ガス流れの乱れを少くすること、▲３▼排気ガスの浄化反応を良好に確保することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１は、エンジン直下のエキパイ部下流側に膨張室を配置し、膨張室の断面略中央に触媒付き筒部材を備えた排気管において、前記触媒付き筒部材の入口に、この筒部材の径中心に至る若しくは径中心を通り、排気ガスの流れ方向に対して傾斜した傾斜面を有する触媒付き補助部材を設けたことを特徴とする。
【０００６】
エキパイ部から膨張室内に進入した排気ガスを、先ず触媒付き筒部材の入口において触媒付き補助部材で浄化反応させる。詳しくは、触媒付き補助部材は触媒付き筒部材の径中心に至り若しくは径中心を通るので、比較的高温の排気ガスに接触する。従って、排気ガス中の未燃焼成分を良好に酸化処理できる。
また、傾斜面は排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【０００７】
請求項２は、触媒付き補助部材を、先端の正面視面積が、触媒付き筒部材の縦断面積の５％以下になるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
触媒付き補助部材を、先端の正面視面積を触媒付き筒部材の断面積の５％以下となるように小さくしたので、排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【０００９】
請求項３は、触媒付き補助部材が、筒部材の径中心から前記傾斜面が左右両側に張り出したことを特徴とする。
【００１０】
傾斜面を左右両側に張出したので傾斜面の面積が２倍になる。このため、触媒反応を高めることができ、且つ排気ガスを触媒付き筒部材の内壁に効率よく導くことができる。
従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材で良好に酸化処理できる。
【００１１】
請求項４は、触媒付き補助部材の上流に位置するエキパイ部内に触媒付きプレートを配置し、この触媒付きプレートの略中央に排気ガスの流れ方向に延びた長孔又はスリットを備えたことを特徴とする。
【００１２】
触媒付きプレートの略中央に長孔又はスリットを設けることで、触媒付きプレートの熱伸縮を自由にし、熱応力の発生を抑える。
長孔又はスリットが排気ガスのガイド通路となるので、通過排気ガスの流れは円滑となり、ガス流れの乱れは少なくなる。
【００１３】
【実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１はメインフレーム２の前部にヘッドパイプ３を介してフロントフォーク４を軸支し、このフロントフォーク４に前輪５、フロントフェンダ６を取付け、メインフレーム２の下方にエンジンハンガー部７，７を介して２サイクルエンジン８を取付け、この２サイクルエンジン８から排気管３０を延出し、更にメインフレーム２の後端部のピボット９を介して片持ちのスイングアーム１１を軸支し、このスイングアーム１１に後輪１２を取付けてなる。
【００１４】
図中、１４は燃料タンク、１５はエアクリーナ、１６は気化器、１７はシート、１８，１９はシートレール、２０は同乗者用シート、２１はリアサスペンション、２２はドライブチェーン、２３はサイレンサである。
また、６１はメータ、６２はヘッドライト、６３はカウリング６７の前部の左右の開口部に設けたウインカー、６４はブレーキディスク、６６はキャリパー、６８はラジエータ、６９は２サイクルエンジン８の排気口上縁に設けられる排気タイミング制御バルブの駆動用プーリ、７１は排気タイミング制御バルブの駆動モータ、７２は吸気チャンバ、７３はバッテリ、７４はオイルタンク、７６はテールライト、７７はシートカウル、７８はリヤアクスルである。
【００１５】
図２は本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の平面図であり、排気管３０は車体中央から後方へ延出したのち、リアサスペンション２１及び片持ちのスイングアーム１１を迂回し、乗員から見て車体右側を後方へ伸びる。
図中、２５，２５はライダ用ステップ、２６はブレーキペダル、２７はチェンジペダル、２８はステアリングハンドルである。
【００１６】
図３は本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）を備えた排気管の側面図であり、図１で述べた排気管３０は曲り管状のエキパイ部３１と膨張室３２とテールパイプ部３６とを備え、更にこの膨張室３２はガスの流れ方向に流路断面積が徐々に増加するダイバー部３３と、同断面積がほぼ一定のストレート部３４と、同断面積が徐々に減少するコンバー部３５とからなる。なお、前記エキパイはエキゾーストパイプの略称であるが、ここでは排気管全体ではなくエンジン直下の曲り管のみを指す。ダイバーはダイバージェントの略称、コンバーはコンバージェントの略称である。
【００１７】
排気管３０は触媒付き筒部材（排気ガス浄化装置）５１を内蔵し、触媒付き筒部材５１は膨張室３２内に配置したものである。触媒付き筒部材５１は、構成は後述するがダイバー部３３からストレート部３４にかけて、断面略中央（図４も参照）に配置したことを特徴とする。３７は吊り金具である。
【００１８】
図４は図３の４−４線断面図であり、前部支持ステーの構成を示す。
前部支持ステー５２Ｆは、Ｗ字状サポート金具５３Ｆと、このサポート金具５３Ｆに溶接されるアウタリング５４とからなり、このアウタリング５４は組立ての都合で左右に２分割したものである。このアウタリング５４で支える耐熱性弾性材５５、インナリング５６及び触媒付き筒部材５１については後述する。
排気管３０は分割管体３０Ｔと分割管体３０Ｂとを合せてなり、一方の分割管体３０Ｔにのみ前記Ｗ字状サポート金具５３Ｆを溶接にて止めていることを示す。
【００１９】
図から明らかなように、前部支持ステー５２Ｆの支持作用で触媒付き筒部材５１は排気管３０の断面略中央に保持される。
後部支持ステー（５２Ｒ）はＷ字状サポート金具（５３Ｒ）の形状が若干異なるだけで、基本的には前部支持ステー５２Ｆと同構造であるから説明は省略する。
【００２０】
図５は本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の後部の分解斜視図であり、触媒付き筒部材５１は、多孔板５１ａの後端に切込み５１ｂを入れ、この切込み５１ｂが底となるようにして丸め、合せ部５１ｃを溶接してなる筒体である。この触媒付き筒部材５１に触媒としての貴金属又はセラミックスを担持する。更に、触媒付き筒部材５１の後部に鍔５６ａの付いたインナリング５６を被せて溶接する。なお、このインナリング５６は分割体であっても差支えない。
【００２１】
このインナリング５６に耐熱性弾性材５５を嵌合し、この弾性材５５を２つ割りのアウタリング５４で抑える。このアウタリング５４はスラスト止め鍔５４ａを有し、且つ図左のアウタリング５４は回転止め部５４ｂを有し、この回転止め部５４ｂが前記触媒付き筒部材５１の後端の切込み５１ｂに嵌合して、触媒付き筒部材５１の回転止めをなす。
前記耐熱性弾性材５５は耐熱性及びクッション性を備えたステンレスウールが好適である。
【００２２】
図６は本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の縦断面図であり、触媒付き筒部材５１はインナリング５６，５６に重なる部分には小孔５１ｄを開けない。インナリング５６で覆われるために排気ガスの通過が望めないからである。
【００２３】
前部支持ステー５２Ｆはアウタリング５４の鍔５４ａとインナリング５６の鍔５６ａとで耐熱性弾性材５５を挟む構成であり、同様に、後部支持ステー５２Ｒはアウタリング５４の鍔５４ａとインナリング５６の鍔５６ａとで耐熱性弾性材５５を挟む構成であり、且つ、前部支持ステー５２Ｆのアウタリング５４の鍔５４ａは耐熱性弾性材５５が前方（図左）への移動を制限し、後部支持ステー５２Ｒのアウタリング５４の鍔５４ａは耐熱性弾性材５５が後方（図右）への移動を制限する。
また、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４６を備える。触媒付き補助部材４６は直線状の針金で、上端部を触媒付き筒部材５１の内周に取付け、下端部を触媒付き筒部材５１の中央まで垂直に延ばしたものである。触媒付き補助部材４６に触媒としての貴金属又はセラミックを担持し、触媒は排気ガス中の未燃焼成分に接触して酸化作用を促すものである。
【００２４】
図７は図６の７−７矢視図である。
触媒付き補助部材４６は、排気ガスの流れ方向に投影した投影面積（///で示したの面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の縦断面積（排気ガスの流れ方向に対して直交する触媒付き筒部材５１の流路断面積であり、以下「断面積Ｓ2」と呼ぶ。）の５％以下の範囲内にしたものである。投影面積Ｓ1を断面積Ｓ2の５％以下にした理由は、投影面積Ｓ1が５％より大きいと排気ガスの抵抗が大きくなりすぎてエンジンの出力特性に及ぼす影響が大きくなるからである。
【００２５】
図８は図６の８−８矢視図であり、後部支持ステー５２Ｒの要部を示し、触媒付き筒部材５１の切込み５１ｂにアウタリング５４の回転止め部５４ｂが嵌合していることを示す。このために、触媒付き筒部材５１は回転しない。５１ｃは合せ部である。
図９は図６の９−９線断面図であり、前部支持ステー５２Ｆのアウタリング５４で耐熱性弾性材５５及びインナリング５６を介して触媒付き筒部材５１を支えることを示す。
【００２６】
次に排気ガス浄化装置を備えた排気管の作用を説明する。
図１において、２サイクルエンジン８からの高温の排気ガスは排気管３０内部を通って後方のサイレンサ２３に至る。
この際に、図３において、排気ガスはエキパイ部３１を通って後続の触媒付き補助部材４６（図６参照）に至る。ここで排気ガスの１段目の浄化反応を実施する。次に、触媒付き筒部材５１で排気ガスの２段目の浄化反応を実施する。
【００２７】
上記浄化反応について詳しく説明する。
図３に示すエキパイ部３１から膨張室３２内に進入した排気ガスは、触媒付き筒部材５１内に進入する前に、触媒付き筒部材５１の入口において触媒付き補助部材４６（図６参照）で１段目の浄化反応を実施する。触媒付き補助部材４６は触媒付き筒部材５１の断面中央まで延びているので、比較的高温の排気ガスに接触する。従って、排気ガス中の未燃焼成分を良好に酸化処理できる。
そして、この入口から触媒付き筒部材５１内に進入した排気ガスは、触媒付き筒部材５１で２段目の浄化反応を実施する。
【００２８】
ここで、排気ガスの流れに注目すると、図７に示す触媒付き補助部材４６は、排気ガスの流れ方向に投影した投影面積Ｓ1を触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下となるように小さくしたので、排気ガスの流れを妨げない。また、触媒付き筒部材５１は筒体が流れ方向に延設されているので排気ガスの流れを乱すことはない。従って、触媒付き補助部材４６や触媒付き筒部材５１はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００２９】
一方、図６において、触媒付き筒部材５１の中間箇所及び後端部を前部支持ステー５２Ｆ及び後部支持ステー５２Ｒで確実に支持する。高温になる触媒付き筒部材５１のトップは片持ち支持された状態で前方へ自在に伸縮する。
触媒付き筒部材５１の前部支持ステー５２Ｆ〜後部支持ステー５２Ｒ間も、耐熱性弾性材５５，５５の作用により、自在に伸縮する。
【００３０】
ただし、前部支持ステー５２Ｆ及び後部支持ステー５２Ｒから触媒付き筒部材５１が外れることのないように、アウタリング５４，５４の互いに向い合った鍔５４ａ，５４ａで触媒付き筒部材５１の前後方向（軸方向）の移動を適度に制限して、同部材５１の抜け止めを図る。
さらに、回転止め部５４ｂで触媒付き筒部材５１の回転を抑える。図５に示した通り多孔板５１ａを丸めて、合せ部５１ｃを溶接してなる合せ部が常に決まった位置にあるため、合せ部５１ｃの強度設計の条件が定まり、好都合である。
【００３１】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第２実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１０ｂ−１０ｂ矢視図である。図６に示す第１実施例と同じ部品は符号を流用して説明を省略する。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４７を垂直に備える。触媒付き補助部材４７は針金を直線に延ばしたもので、触媒付き筒部材５１の内周に上端部と下端部とを取付けたものである。第１実施例と同様に、触媒付き補助部材４７は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第１実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第１実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材４７は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、第１実施例と同様に、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３２】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第３実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１１ｂ−１１ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４８を垂直に備える。触媒付き補助部材４８は針金を略く字型に折曲げたもので、頂部４８ａを上流側に配置し、上端部及び下端部を触媒付き筒部材５１の内周に取付けたものである。触媒付き補助部材４８は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第２実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第２実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材４８は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３３】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第４実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１２ｂ−１２ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４９を垂直に備える。触媒付き補助部材４９は３角形の鋼板で、頂部４９ａを上流側に向けて、頂部４９ｂ，４９ｃを触媒付き筒部材５１の内周に取付けたものである。触媒付き補助部材４９は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第３実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第３実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材４９は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３４】
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第５実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１３ｂ−１３ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材５０を垂直に備える。触媒付き補助部材５０は矩形状の鋼板で、排気ガスの流れ方向に沿わせて上端部及び下端部を触媒付き筒部材５１に取付けたものである。触媒付き補助部材５０は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第４実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第４実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材５０は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３５】
図１４（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその１４ｂ−１４ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材８０を備える。触媒付き補助部材８０は、触媒付き筒部材５１内に備えた支持板８１と、この支持板８１の下端部８１ａに備えた傾斜板８２とからなる。
【００３６】
支持板８１は、先端部８１ｂが触媒付き筒部材５１の内壁から径中心に至るとともに下端部８１ａが下流側に向って上り勾配に傾斜した略直角３角形の板材である。また、傾斜板８２は、下流側に向って上り勾配で傾斜した板材であり、傾斜面８２ａを備える。
【００３７】
この触媒付き補助部材８０は、支持板８１及び傾斜板８２に触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
従って、触媒付き補助部材８０の支持板８１及び傾斜板８２の触媒反応で排気ガスを高温化し、この高温化した排気ガスを傾斜板８２の傾斜面８２ａで触媒付き筒部材５１の内壁に導くことができる。従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材５１で良好に酸化処理できる。
【００３８】
（ｂ）において、支持板８１の先端部８１ｂ及び傾斜板８２の先端部８２ｂは、これらの正面視面積（///で示した面積）Ｓ3を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下となるように小さくしたものである。また、第１実施例〜第５実施例と比較して、触媒付き補助部材８０は、傾斜面８２ａの部分だけ投影面積が大きくなるが、この傾斜面８２ａは排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。
従って、触媒付き補助部材８０は排気ガスの流れを妨げないので、エンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００３９】
図１５（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）を備えた触媒付き筒部材の製造工程図である。
（ａ）において、平板状のパンチングメタル８５を加工する。パンチングメタル８５は、パンチ孔８６ａ・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）を打抜き加工した矩形状のパンチング加工板８６と、パンチング加工部８６の左側上端部から張出した略直角３角形の支持板８１と、支持板８１から張出した略矩形状の傾斜板８２とからなる。
このパンチングプレート８５の傾斜板８２を折曲げ線８９から矢印▲１▼方向に折曲げる。その結果を（ｂ）に示す。
【００４０】
（ｂ）おいて、支持板８１を折曲げ線９０から矢印▲２▼方向に折曲げる。その結果を（ｃ）に示す。
【００４１】
（ｃ）において、パンチング加工板８６を矢印▲３▼方向に丸める。
【００４２】
（ｄ）において、突合せた両端部を溶接トーチ９１で溶接して触媒付き筒部材５１を製造する。次いで、触媒付き筒部材５１及び触媒付き補助部材８０に触媒としての貴金属又はセラミックを担持して製造工程を完了する。
【００４３】
図１６（ａ）、（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第７実施例）を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその１６ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材９５を備える。触媒付き補助部材９５は、触媒付き筒部材５１内に備えた支持板９６と、この支持板９６の下端部９６ａに備えた傾斜板９７，９７とからなる。
第７実施例は、第６実施例と比較して傾斜板９７，９７が支持板９６の両側に張出したことを特徴とし、その他は第６実施例と同じ構成なので説明を省略する。
【００４４】
この触媒付き補助部材９５は、支持板９６及び傾斜板９７，９７に触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
上述したように傾斜板９７，９７を支持板９６の両側に張出したので、傾斜板９７，９７の傾斜面９７ａ，９７ａは第６実施例の傾斜面８２ａと比較して面積が２倍になる。このため、触媒反応を高めることができ、且つ排気ガスを触媒付き筒部材５１の内壁に効率よく導くことができる。従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材５１で実施例６以上に良好に酸化処理できる。
【００４５】
（ｂ）において、支持板９６の先端部９６ｂ及び傾斜板９７，９７の先端部９７ｂ，９７ｂは、これらの正面視面積（///で示した面積）Ｓ3を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下となるように小さくしたものである。また、第１実施例〜第５実施例と比較して、触媒付き補助部材９５は、傾斜面９７ａ，９７ａの部分だけ投影面積が大きくなるが、この傾斜面９７ａ，９７ａは排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。
従って、第６実施例と同様に触媒付き補助部材９５は、排気ガスの流れを妨げないのでエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００４６】
図１７は本発明に係る排気管（第８実施例）を示す側面図であり、図３と同じ部品は符号を流用して、詳しい説明を省略する。
排気管３０は排気ガス浄化装置４０を内蔵する。詳しくは排気ガス浄化装置４０はエキパイ部３１に配置した触媒付きプレート４１と、膨張室３２に配置した触媒付き筒部材５１とからなる。
触媒付きプレート４１は、複数の小孔４２・・・が開けられた多孔板に板幅方向に排気ガスの流れに沿って延びる長孔４４を設けたものである。この長孔４４は排気ガス通路となり高温の排気ガスをガイドする作用をなす。
【００４７】
図１８は図１７の１８−１８線断面図であり、触媒付きプレート４１がエキパイ部３１を構成する半割円筒３１Ｒ，３１Ｌに挟持された状態で、両端（上下端）が溶接されていることを示す。エキパイ部３１の横断面中央に臨んだ長孔４４が排気ガスの通路となるとともに、プレート４１の上下伸びを許容する。
なお、触媒は貴金属やセラミックスであり、排気ガス中の未燃焼成分に接触して酸化作用を促すものである。
【００４８】
ここで、触媒付きプレート４１の熱膨張を考察すると、図１７にて触媒付きプレート４１は管中心へ直線的に伸びる。管中央部が長孔４４にて切欠かれているので、前記伸びは妨げられず、従って、触媒付きプレート４１に不都合な熱応力の発生する心配がない。
【００４９】
図１９は本発明に係る排気管（第９実施例）を示す図であり、図１７の第８実施例と同じ部品は符号を流用して、詳しい説明を省略する。
第９実施例は触媒付きプレート４１をスリット４５にて２分割したものであり、スリット４５が前記長孔４４（図１７参照）と同様の排気ガス通路となり高温の排気ガスをガイドする作用をなす。
【００５０】
図２０は図５（本発明に係る排気ガス浄化装置の後部の分解斜視図）の別実施例図である。触媒付き筒部材５１は図５で説明図したものと同じ部材なので説明を省略する。また、アウタリング５４，５４は図５のものより小型であるが形状同一なので符号を流用し、詳しい説明を省略する。
この例では、耐熱性弾性材５７にスリット５７ａを入れて径方向の変形性を高めたこと、耐熱性弾性材５７の内面両端部に面取部５７ｂを設けたこと及びストッパリング５８を採用したことに特徴がある。前記面取部５７ｂがガイド面となるので、耐熱性弾性材５７が筒部材５１に引っ掛かることなしに装着できる。
ストッパリング５８は鍔５８ａを備えるが、図５でのインナリング５６より小径で且つ長さがごく小さい。この点を次図で説明する。
【００５１】
図２１は図６（本発明に係る排気ガス浄化装置の縦断面図）の別実施例図であり、大部分の符号は図６を流用したのでその部分の説明は省略する。
耐熱性弾性材５７は内周面が筒部材５１に当接し、外周面がアウタリング５４，５４で抑えられ、また、アウタリング５４のスラスト止め鍔５４ａとストッパリング５８の鍔５８ａとで軸方向の移動を抑える構造とした。
そして、耐熱性弾性材５７を直接筒部材５１に当接させる構造としたので、図６に比較して、耐熱性弾性材５７が小径となり、その結果、ストッパリング５８が小型にでき且つアウタリング５４，５４の外径を小さくすることができる。
耐熱性弾性材５７及びアウタリング５４，５４の周囲を排気ガスが流れるが、本例では耐熱性弾性材５７及びアウタリング５４，５４が小径になったので、排気ガスの流れ抵抗が小さくなり、エンジンの出力性能を良好に維持できる。
【００５２】
尚、本実施例は自動二輪車の排気管について説明したが、本発明の排気管３０はその他の内燃機関の排気管に適用してよいことは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、エキパイ部から膨張室内に進入した排気ガスは、触媒付き筒部材の入口において触媒付き補助部材で浄化反応が実施される。この触媒付き補助部材は触媒付き筒部材の径中心に至り若しくは径中心を通るので、比較的高温の排気ガスに接触する。従って、排気ガス中の未燃焼成分を良好に酸化処理できる。
また、傾斜面は排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００５４】
請求項２は、触媒付き補助部材を、先端の正面視面積を触媒付き筒部材の断面積の５％以下となるように小さくしたので、排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００５５】
請求項３は、傾斜面を左右両側に張出したので傾斜面の面積が２倍になる。このため、触媒反応を高めることができ、且つ排気ガスを触媒付き筒部材の内壁に効率よく導くことができる。
従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材で良好に酸化処理できる。
【００５６】
請求項４は、触媒付きプレートの略中央に長孔又はスリットを設けたので、触媒付きプレートの熱伸縮が自由になり、寿命を大幅に延ばすことができる。
加えて、長孔又はスリットが排気ガスのガイド通路となるので、通過排気ガスの流れは円滑となり、ガス流れの乱れは少なくなり、エンジンの出力特性を良好に保つことができる。従って、触媒付きプレートの長寿命化とエンジン出力特性の維持とが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の側面図
【図２】本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の平面図
【図３】本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）を備えた排気管の側面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の後部の分解斜視図
【図６】本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の縦断面図
【図７】図６の７−７矢視図
【図８】図６の８−８矢視図
【図９】図６の９−９線断面図
【図１０】本発明に係る触媒付き補助部材（第２実施例）を示す図
【図１１】本発明に係る触媒付き補助部材（第３実施例）を示す図
【図１２】本発明に係る触媒付き補助部材（第４実施例）を示す図
【図１３】本発明に係る触媒付き補助部材（第５実施例）を示す図
【図１４】本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）を示す図
【図１５】本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）の製造工程図
【図１６】本発明に係る触媒付き補助部材（第７実施例）を示す図
【図１７】本発明に係る排気管（第８実施例）を示す側面図
【図１８】図１７の１８−１８線断面図
【図１９】本発明に係る排気管（第９実施例）を示す図
【図２０】図５の別実施例図
【図２１】図６の別実施例図
【符号の説明】
１…自動二輪車、８…２サイクルエンジン、３０…排気管、３１…エキパイ部、３２…膨張室、４０…排気ガス浄化装置、４１…触媒付きプレート、４４…長孔、４５…スリット、４６〜５０，８０，９５…触媒付き補助部材、５１…触媒付き筒部材、８１，９６…支持板、８２，９７…傾斜板、８２ａ，９７ａ…傾斜面、Ｓ1…投影面積、Ｓ2…触媒付き筒部材の縦断面積、Ｓ3…正面視面積。
【発明の属する技術分野】
本発明は自動二輪車に好適な排気ガス浄化装置を備えた排気管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気汚染防止を目的として車両に排気ガス浄化装置を搭載する技術が知られており、例えば特開平４−１０９０２２号公報の「排気ガス浄化装置」もその１つである。
この装置は、同公報の第１図に示される通り、エキパイ部１５に触媒付きプレート１６を縦向きに配置し、排気ガス中の未燃成分を酸化させると言うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記触媒付きプレート１６はエンジン直下のエキパイ部１５に配置され、このエキパイ部１５の断面中央部は排気管中でも特に高温である。触媒による酸化反応により、更にプレート１６は高温となるために、熱膨張に伴い大きな応力が発生し、交換のインターバルが短くなるという不都合がある。
また、エキパイ部１５では、エンジンからの排気ガスを滑らかに流下させることが望ましいが、前記触媒付きプレート１６が邪魔になるため流れに乱れが発生する。この乱れはエンジンの出力特性に及ぼす影響が大である。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、▲１▼触媒付きプレートの寿命を延ばすこと、▲２▼排気ガス流れの乱れを少くすること、▲３▼排気ガスの浄化反応を良好に確保することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１は、エンジン直下のエキパイ部下流側に膨張室を配置し、膨張室の断面略中央に触媒付き筒部材を備えた排気管において、前記触媒付き筒部材の入口に、この筒部材の径中心に至る若しくは径中心を通り、排気ガスの流れ方向に対して傾斜した傾斜面を有する触媒付き補助部材を設けたことを特徴とする。
【０００６】
エキパイ部から膨張室内に進入した排気ガスを、先ず触媒付き筒部材の入口において触媒付き補助部材で浄化反応させる。詳しくは、触媒付き補助部材は触媒付き筒部材の径中心に至り若しくは径中心を通るので、比較的高温の排気ガスに接触する。従って、排気ガス中の未燃焼成分を良好に酸化処理できる。
また、傾斜面は排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【０００７】
請求項２は、触媒付き補助部材を、先端の正面視面積が、触媒付き筒部材の縦断面積の５％以下になるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
触媒付き補助部材を、先端の正面視面積を触媒付き筒部材の断面積の５％以下となるように小さくしたので、排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【０００９】
請求項３は、触媒付き補助部材が、筒部材の径中心から前記傾斜面が左右両側に張り出したことを特徴とする。
【００１０】
傾斜面を左右両側に張出したので傾斜面の面積が２倍になる。このため、触媒反応を高めることができ、且つ排気ガスを触媒付き筒部材の内壁に効率よく導くことができる。
従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材で良好に酸化処理できる。
【００１１】
請求項４は、触媒付き補助部材の上流に位置するエキパイ部内に触媒付きプレートを配置し、この触媒付きプレートの略中央に排気ガスの流れ方向に延びた長孔又はスリットを備えたことを特徴とする。
【００１２】
触媒付きプレートの略中央に長孔又はスリットを設けることで、触媒付きプレートの熱伸縮を自由にし、熱応力の発生を抑える。
長孔又はスリットが排気ガスのガイド通路となるので、通過排気ガスの流れは円滑となり、ガス流れの乱れは少なくなる。
【００１３】
【実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１はメインフレーム２の前部にヘッドパイプ３を介してフロントフォーク４を軸支し、このフロントフォーク４に前輪５、フロントフェンダ６を取付け、メインフレーム２の下方にエンジンハンガー部７，７を介して２サイクルエンジン８を取付け、この２サイクルエンジン８から排気管３０を延出し、更にメインフレーム２の後端部のピボット９を介して片持ちのスイングアーム１１を軸支し、このスイングアーム１１に後輪１２を取付けてなる。
【００１４】
図中、１４は燃料タンク、１５はエアクリーナ、１６は気化器、１７はシート、１８，１９はシートレール、２０は同乗者用シート、２１はリアサスペンション、２２はドライブチェーン、２３はサイレンサである。
また、６１はメータ、６２はヘッドライト、６３はカウリング６７の前部の左右の開口部に設けたウインカー、６４はブレーキディスク、６６はキャリパー、６８はラジエータ、６９は２サイクルエンジン８の排気口上縁に設けられる排気タイミング制御バルブの駆動用プーリ、７１は排気タイミング制御バルブの駆動モータ、７２は吸気チャンバ、７３はバッテリ、７４はオイルタンク、７６はテールライト、７７はシートカウル、７８はリヤアクスルである。
【００１５】
図２は本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の平面図であり、排気管３０は車体中央から後方へ延出したのち、リアサスペンション２１及び片持ちのスイングアーム１１を迂回し、乗員から見て車体右側を後方へ伸びる。
図中、２５，２５はライダ用ステップ、２６はブレーキペダル、２７はチェンジペダル、２８はステアリングハンドルである。
【００１６】
図３は本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）を備えた排気管の側面図であり、図１で述べた排気管３０は曲り管状のエキパイ部３１と膨張室３２とテールパイプ部３６とを備え、更にこの膨張室３２はガスの流れ方向に流路断面積が徐々に増加するダイバー部３３と、同断面積がほぼ一定のストレート部３４と、同断面積が徐々に減少するコンバー部３５とからなる。なお、前記エキパイはエキゾーストパイプの略称であるが、ここでは排気管全体ではなくエンジン直下の曲り管のみを指す。ダイバーはダイバージェントの略称、コンバーはコンバージェントの略称である。
【００１７】
排気管３０は触媒付き筒部材（排気ガス浄化装置）５１を内蔵し、触媒付き筒部材５１は膨張室３２内に配置したものである。触媒付き筒部材５１は、構成は後述するがダイバー部３３からストレート部３４にかけて、断面略中央（図４も参照）に配置したことを特徴とする。３７は吊り金具である。
【００１８】
図４は図３の４−４線断面図であり、前部支持ステーの構成を示す。
前部支持ステー５２Ｆは、Ｗ字状サポート金具５３Ｆと、このサポート金具５３Ｆに溶接されるアウタリング５４とからなり、このアウタリング５４は組立ての都合で左右に２分割したものである。このアウタリング５４で支える耐熱性弾性材５５、インナリング５６及び触媒付き筒部材５１については後述する。
排気管３０は分割管体３０Ｔと分割管体３０Ｂとを合せてなり、一方の分割管体３０Ｔにのみ前記Ｗ字状サポート金具５３Ｆを溶接にて止めていることを示す。
【００１９】
図から明らかなように、前部支持ステー５２Ｆの支持作用で触媒付き筒部材５１は排気管３０の断面略中央に保持される。
後部支持ステー（５２Ｒ）はＷ字状サポート金具（５３Ｒ）の形状が若干異なるだけで、基本的には前部支持ステー５２Ｆと同構造であるから説明は省略する。
【００２０】
図５は本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の後部の分解斜視図であり、触媒付き筒部材５１は、多孔板５１ａの後端に切込み５１ｂを入れ、この切込み５１ｂが底となるようにして丸め、合せ部５１ｃを溶接してなる筒体である。この触媒付き筒部材５１に触媒としての貴金属又はセラミックスを担持する。更に、触媒付き筒部材５１の後部に鍔５６ａの付いたインナリング５６を被せて溶接する。なお、このインナリング５６は分割体であっても差支えない。
【００２１】
このインナリング５６に耐熱性弾性材５５を嵌合し、この弾性材５５を２つ割りのアウタリング５４で抑える。このアウタリング５４はスラスト止め鍔５４ａを有し、且つ図左のアウタリング５４は回転止め部５４ｂを有し、この回転止め部５４ｂが前記触媒付き筒部材５１の後端の切込み５１ｂに嵌合して、触媒付き筒部材５１の回転止めをなす。
前記耐熱性弾性材５５は耐熱性及びクッション性を備えたステンレスウールが好適である。
【００２２】
図６は本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の縦断面図であり、触媒付き筒部材５１はインナリング５６，５６に重なる部分には小孔５１ｄを開けない。インナリング５６で覆われるために排気ガスの通過が望めないからである。
【００２３】
前部支持ステー５２Ｆはアウタリング５４の鍔５４ａとインナリング５６の鍔５６ａとで耐熱性弾性材５５を挟む構成であり、同様に、後部支持ステー５２Ｒはアウタリング５４の鍔５４ａとインナリング５６の鍔５６ａとで耐熱性弾性材５５を挟む構成であり、且つ、前部支持ステー５２Ｆのアウタリング５４の鍔５４ａは耐熱性弾性材５５が前方（図左）への移動を制限し、後部支持ステー５２Ｒのアウタリング５４の鍔５４ａは耐熱性弾性材５５が後方（図右）への移動を制限する。
また、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４６を備える。触媒付き補助部材４６は直線状の針金で、上端部を触媒付き筒部材５１の内周に取付け、下端部を触媒付き筒部材５１の中央まで垂直に延ばしたものである。触媒付き補助部材４６に触媒としての貴金属又はセラミックを担持し、触媒は排気ガス中の未燃焼成分に接触して酸化作用を促すものである。
【００２４】
図７は図６の７−７矢視図である。
触媒付き補助部材４６は、排気ガスの流れ方向に投影した投影面積（///で示したの面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の縦断面積（排気ガスの流れ方向に対して直交する触媒付き筒部材５１の流路断面積であり、以下「断面積Ｓ2」と呼ぶ。）の５％以下の範囲内にしたものである。投影面積Ｓ1を断面積Ｓ2の５％以下にした理由は、投影面積Ｓ1が５％より大きいと排気ガスの抵抗が大きくなりすぎてエンジンの出力特性に及ぼす影響が大きくなるからである。
【００２５】
図８は図６の８−８矢視図であり、後部支持ステー５２Ｒの要部を示し、触媒付き筒部材５１の切込み５１ｂにアウタリング５４の回転止め部５４ｂが嵌合していることを示す。このために、触媒付き筒部材５１は回転しない。５１ｃは合せ部である。
図９は図６の９−９線断面図であり、前部支持ステー５２Ｆのアウタリング５４で耐熱性弾性材５５及びインナリング５６を介して触媒付き筒部材５１を支えることを示す。
【００２６】
次に排気ガス浄化装置を備えた排気管の作用を説明する。
図１において、２サイクルエンジン８からの高温の排気ガスは排気管３０内部を通って後方のサイレンサ２３に至る。
この際に、図３において、排気ガスはエキパイ部３１を通って後続の触媒付き補助部材４６（図６参照）に至る。ここで排気ガスの１段目の浄化反応を実施する。次に、触媒付き筒部材５１で排気ガスの２段目の浄化反応を実施する。
【００２７】
上記浄化反応について詳しく説明する。
図３に示すエキパイ部３１から膨張室３２内に進入した排気ガスは、触媒付き筒部材５１内に進入する前に、触媒付き筒部材５１の入口において触媒付き補助部材４６（図６参照）で１段目の浄化反応を実施する。触媒付き補助部材４６は触媒付き筒部材５１の断面中央まで延びているので、比較的高温の排気ガスに接触する。従って、排気ガス中の未燃焼成分を良好に酸化処理できる。
そして、この入口から触媒付き筒部材５１内に進入した排気ガスは、触媒付き筒部材５１で２段目の浄化反応を実施する。
【００２８】
ここで、排気ガスの流れに注目すると、図７に示す触媒付き補助部材４６は、排気ガスの流れ方向に投影した投影面積Ｓ1を触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下となるように小さくしたので、排気ガスの流れを妨げない。また、触媒付き筒部材５１は筒体が流れ方向に延設されているので排気ガスの流れを乱すことはない。従って、触媒付き補助部材４６や触媒付き筒部材５１はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００２９】
一方、図６において、触媒付き筒部材５１の中間箇所及び後端部を前部支持ステー５２Ｆ及び後部支持ステー５２Ｒで確実に支持する。高温になる触媒付き筒部材５１のトップは片持ち支持された状態で前方へ自在に伸縮する。
触媒付き筒部材５１の前部支持ステー５２Ｆ〜後部支持ステー５２Ｒ間も、耐熱性弾性材５５，５５の作用により、自在に伸縮する。
【００３０】
ただし、前部支持ステー５２Ｆ及び後部支持ステー５２Ｒから触媒付き筒部材５１が外れることのないように、アウタリング５４，５４の互いに向い合った鍔５４ａ，５４ａで触媒付き筒部材５１の前後方向（軸方向）の移動を適度に制限して、同部材５１の抜け止めを図る。
さらに、回転止め部５４ｂで触媒付き筒部材５１の回転を抑える。図５に示した通り多孔板５１ａを丸めて、合せ部５１ｃを溶接してなる合せ部が常に決まった位置にあるため、合せ部５１ｃの強度設計の条件が定まり、好都合である。
【００３１】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第２実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１０ｂ−１０ｂ矢視図である。図６に示す第１実施例と同じ部品は符号を流用して説明を省略する。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４７を垂直に備える。触媒付き補助部材４７は針金を直線に延ばしたもので、触媒付き筒部材５１の内周に上端部と下端部とを取付けたものである。第１実施例と同様に、触媒付き補助部材４７は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第１実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第１実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材４７は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、第１実施例と同様に、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３２】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第３実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１１ｂ−１１ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４８を垂直に備える。触媒付き補助部材４８は針金を略く字型に折曲げたもので、頂部４８ａを上流側に配置し、上端部及び下端部を触媒付き筒部材５１の内周に取付けたものである。触媒付き補助部材４８は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第２実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第２実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材４８は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３３】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第４実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１２ｂ−１２ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材４９を垂直に備える。触媒付き補助部材４９は３角形の鋼板で、頂部４９ａを上流側に向けて、頂部４９ｂ，４９ｃを触媒付き筒部材５１の内周に取付けたものである。触媒付き補助部材４９は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第３実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第３実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材４９は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３４】
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第５実施例）を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその１３ｂ−１３ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材５０を垂直に備える。触媒付き補助部材５０は矩形状の鋼板で、排気ガスの流れ方向に沿わせて上端部及び下端部を触媒付き筒部材５１に取付けたものである。触媒付き補助部材５０は、触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
第４実施例より触媒面積が大きくなるので、排気ガス中の未燃焼成分を第４実施例より良好に酸化処理できる。
（ｂ）において、触媒付き補助部材５０は触媒付き筒部材５１の径中心を通り、排気ガスの流れ方向の投影面積（///で示した面積）Ｓ1を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下の範囲内にしたものである。
【００３５】
図１４（ａ），（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその１４ｂ−１４ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材８０を備える。触媒付き補助部材８０は、触媒付き筒部材５１内に備えた支持板８１と、この支持板８１の下端部８１ａに備えた傾斜板８２とからなる。
【００３６】
支持板８１は、先端部８１ｂが触媒付き筒部材５１の内壁から径中心に至るとともに下端部８１ａが下流側に向って上り勾配に傾斜した略直角３角形の板材である。また、傾斜板８２は、下流側に向って上り勾配で傾斜した板材であり、傾斜面８２ａを備える。
【００３７】
この触媒付き補助部材８０は、支持板８１及び傾斜板８２に触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
従って、触媒付き補助部材８０の支持板８１及び傾斜板８２の触媒反応で排気ガスを高温化し、この高温化した排気ガスを傾斜板８２の傾斜面８２ａで触媒付き筒部材５１の内壁に導くことができる。従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材５１で良好に酸化処理できる。
【００３８】
（ｂ）において、支持板８１の先端部８１ｂ及び傾斜板８２の先端部８２ｂは、これらの正面視面積（///で示した面積）Ｓ3を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下となるように小さくしたものである。また、第１実施例〜第５実施例と比較して、触媒付き補助部材８０は、傾斜面８２ａの部分だけ投影面積が大きくなるが、この傾斜面８２ａは排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。
従って、触媒付き補助部材８０は排気ガスの流れを妨げないので、エンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００３９】
図１５（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）を備えた触媒付き筒部材の製造工程図である。
（ａ）において、平板状のパンチングメタル８５を加工する。パンチングメタル８５は、パンチ孔８６ａ・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）を打抜き加工した矩形状のパンチング加工板８６と、パンチング加工部８６の左側上端部から張出した略直角３角形の支持板８１と、支持板８１から張出した略矩形状の傾斜板８２とからなる。
このパンチングプレート８５の傾斜板８２を折曲げ線８９から矢印▲１▼方向に折曲げる。その結果を（ｂ）に示す。
【００４０】
（ｂ）おいて、支持板８１を折曲げ線９０から矢印▲２▼方向に折曲げる。その結果を（ｃ）に示す。
【００４１】
（ｃ）において、パンチング加工板８６を矢印▲３▼方向に丸める。
【００４２】
（ｄ）において、突合せた両端部を溶接トーチ９１で溶接して触媒付き筒部材５１を製造する。次いで、触媒付き筒部材５１及び触媒付き補助部材８０に触媒としての貴金属又はセラミックを担持して製造工程を完了する。
【００４３】
図１６（ａ）、（ｂ）は本発明に係る触媒付き補助部材（第７実施例）を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその１６ｂ矢視図である。
（ａ）において、触媒付き筒部材５１は入口に触媒付き補助部材９５を備える。触媒付き補助部材９５は、触媒付き筒部材５１内に備えた支持板９６と、この支持板９６の下端部９６ａに備えた傾斜板９７，９７とからなる。
第７実施例は、第６実施例と比較して傾斜板９７，９７が支持板９６の両側に張出したことを特徴とし、その他は第６実施例と同じ構成なので説明を省略する。
【００４４】
この触媒付き補助部材９５は、支持板９６及び傾斜板９７，９７に触媒としての貴金属又はセラミックを担持したものである。
上述したように傾斜板９７，９７を支持板９６の両側に張出したので、傾斜板９７，９７の傾斜面９７ａ，９７ａは第６実施例の傾斜面８２ａと比較して面積が２倍になる。このため、触媒反応を高めることができ、且つ排気ガスを触媒付き筒部材５１の内壁に効率よく導くことができる。従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材５１で実施例６以上に良好に酸化処理できる。
【００４５】
（ｂ）において、支持板９６の先端部９６ｂ及び傾斜板９７，９７の先端部９７ｂ，９７ｂは、これらの正面視面積（///で示した面積）Ｓ3を、触媒付き筒部材５１の断面積Ｓ2の５％以下となるように小さくしたものである。また、第１実施例〜第５実施例と比較して、触媒付き補助部材９５は、傾斜面９７ａ，９７ａの部分だけ投影面積が大きくなるが、この傾斜面９７ａ，９７ａは排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。
従って、第６実施例と同様に触媒付き補助部材９５は、排気ガスの流れを妨げないのでエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００４６】
図１７は本発明に係る排気管（第８実施例）を示す側面図であり、図３と同じ部品は符号を流用して、詳しい説明を省略する。
排気管３０は排気ガス浄化装置４０を内蔵する。詳しくは排気ガス浄化装置４０はエキパイ部３１に配置した触媒付きプレート４１と、膨張室３２に配置した触媒付き筒部材５１とからなる。
触媒付きプレート４１は、複数の小孔４２・・・が開けられた多孔板に板幅方向に排気ガスの流れに沿って延びる長孔４４を設けたものである。この長孔４４は排気ガス通路となり高温の排気ガスをガイドする作用をなす。
【００４７】
図１８は図１７の１８−１８線断面図であり、触媒付きプレート４１がエキパイ部３１を構成する半割円筒３１Ｒ，３１Ｌに挟持された状態で、両端（上下端）が溶接されていることを示す。エキパイ部３１の横断面中央に臨んだ長孔４４が排気ガスの通路となるとともに、プレート４１の上下伸びを許容する。
なお、触媒は貴金属やセラミックスであり、排気ガス中の未燃焼成分に接触して酸化作用を促すものである。
【００４８】
ここで、触媒付きプレート４１の熱膨張を考察すると、図１７にて触媒付きプレート４１は管中心へ直線的に伸びる。管中央部が長孔４４にて切欠かれているので、前記伸びは妨げられず、従って、触媒付きプレート４１に不都合な熱応力の発生する心配がない。
【００４９】
図１９は本発明に係る排気管（第９実施例）を示す図であり、図１７の第８実施例と同じ部品は符号を流用して、詳しい説明を省略する。
第９実施例は触媒付きプレート４１をスリット４５にて２分割したものであり、スリット４５が前記長孔４４（図１７参照）と同様の排気ガス通路となり高温の排気ガスをガイドする作用をなす。
【００５０】
図２０は図５（本発明に係る排気ガス浄化装置の後部の分解斜視図）の別実施例図である。触媒付き筒部材５１は図５で説明図したものと同じ部材なので説明を省略する。また、アウタリング５４，５４は図５のものより小型であるが形状同一なので符号を流用し、詳しい説明を省略する。
この例では、耐熱性弾性材５７にスリット５７ａを入れて径方向の変形性を高めたこと、耐熱性弾性材５７の内面両端部に面取部５７ｂを設けたこと及びストッパリング５８を採用したことに特徴がある。前記面取部５７ｂがガイド面となるので、耐熱性弾性材５７が筒部材５１に引っ掛かることなしに装着できる。
ストッパリング５８は鍔５８ａを備えるが、図５でのインナリング５６より小径で且つ長さがごく小さい。この点を次図で説明する。
【００５１】
図２１は図６（本発明に係る排気ガス浄化装置の縦断面図）の別実施例図であり、大部分の符号は図６を流用したのでその部分の説明は省略する。
耐熱性弾性材５７は内周面が筒部材５１に当接し、外周面がアウタリング５４，５４で抑えられ、また、アウタリング５４のスラスト止め鍔５４ａとストッパリング５８の鍔５８ａとで軸方向の移動を抑える構造とした。
そして、耐熱性弾性材５７を直接筒部材５１に当接させる構造としたので、図６に比較して、耐熱性弾性材５７が小径となり、その結果、ストッパリング５８が小型にでき且つアウタリング５４，５４の外径を小さくすることができる。
耐熱性弾性材５７及びアウタリング５４，５４の周囲を排気ガスが流れるが、本例では耐熱性弾性材５７及びアウタリング５４，５４が小径になったので、排気ガスの流れ抵抗が小さくなり、エンジンの出力性能を良好に維持できる。
【００５２】
尚、本実施例は自動二輪車の排気管について説明したが、本発明の排気管３０はその他の内燃機関の排気管に適用してよいことは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、エキパイ部から膨張室内に進入した排気ガスは、触媒付き筒部材の入口において触媒付き補助部材で浄化反応が実施される。この触媒付き補助部材は触媒付き筒部材の径中心に至り若しくは径中心を通るので、比較的高温の排気ガスに接触する。従って、排気ガス中の未燃焼成分を良好に酸化処理できる。
また、傾斜面は排気ガスをスムーズに流して排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００５４】
請求項２は、触媒付き補助部材を、先端の正面視面積を触媒付き筒部材の断面積の５％以下となるように小さくしたので、排気ガスの流れを妨げない。従って、触媒付き補助部材はエンジンの出力特性に影響を及ぼさない。
【００５５】
請求項３は、傾斜面を左右両側に張出したので傾斜面の面積が２倍になる。このため、触媒反応を高めることができ、且つ排気ガスを触媒付き筒部材の内壁に効率よく導くことができる。
従って、排気ガス中の未燃焼成分を触媒付き筒部材で良好に酸化処理できる。
【００５６】
請求項４は、触媒付きプレートの略中央に長孔又はスリットを設けたので、触媒付きプレートの熱伸縮が自由になり、寿命を大幅に延ばすことができる。
加えて、長孔又はスリットが排気ガスのガイド通路となるので、通過排気ガスの流れは円滑となり、ガス流れの乱れは少なくなり、エンジンの出力特性を良好に保つことができる。従って、触媒付きプレートの長寿命化とエンジン出力特性の維持とが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の側面図
【図２】本発明に係る排気管を備えた自動二輪車の平面図
【図３】本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）を備えた排気管の側面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の後部の分解斜視図
【図６】本発明に係る排気ガス浄化装置（第１実施例）の縦断面図
【図７】図６の７−７矢視図
【図８】図６の８−８矢視図
【図９】図６の９−９線断面図
【図１０】本発明に係る触媒付き補助部材（第２実施例）を示す図
【図１１】本発明に係る触媒付き補助部材（第３実施例）を示す図
【図１２】本発明に係る触媒付き補助部材（第４実施例）を示す図
【図１３】本発明に係る触媒付き補助部材（第５実施例）を示す図
【図１４】本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）を示す図
【図１５】本発明に係る触媒付き補助部材（第６実施例）の製造工程図
【図１６】本発明に係る触媒付き補助部材（第７実施例）を示す図
【図１７】本発明に係る排気管（第８実施例）を示す側面図
【図１８】図１７の１８−１８線断面図
【図１９】本発明に係る排気管（第９実施例）を示す図
【図２０】図５の別実施例図
【図２１】図６の別実施例図
【符号の説明】
１…自動二輪車、８…２サイクルエンジン、３０…排気管、３１…エキパイ部、３２…膨張室、４０…排気ガス浄化装置、４１…触媒付きプレート、４４…長孔、４５…スリット、４６〜５０，８０，９５…触媒付き補助部材、５１…触媒付き筒部材、８１，９６…支持板、８２，９７…傾斜板、８２ａ，９７ａ…傾斜面、Ｓ1…投影面積、Ｓ2…触媒付き筒部材の縦断面積、Ｓ3…正面視面積。
Claims (4)
- エンジン直下のエキパイ部下流側に膨張室を配置し、膨張室の断面略中央に触媒付き筒部材を備えた排気管において、
前記触媒付き筒部材の入口に、この筒部材の径中心に至る若しくは径中心を通り、排気ガスの流れ方向に対して傾斜した傾斜面を有する触媒付き補助部材を設けたことを特徴とする排気ガス浄化装置を備えた排気管。 - 前記触媒付き補助部材は、先端の正面視面積が前記触媒付き筒部材の縦断面積の５％以下であることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置を備えた排気管。
- 前記触媒付き補助部材は、前記筒部材の径中心から前記傾斜面が左右両側に張り出したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の排気ガス浄化装置を備えた排気管。
- 前記触媒付き補助部材の上流に位置するエキパイ部内に触媒付きプレートを配置し、この触媒付きプレートの略中央に排気ガスの流れ方向に延びた長孔又はスリットを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置を備えた排気管。
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1996
- 1996-08-26 JP JP22402096A patent/JP3816158B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH09317453A (ja) | 1997-12-09 |
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