JPH09184418A - 内燃機関の排気マフラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガスの流速等によって触媒の破片の飛散
等が生じ難くすると共に、該触媒の排気マフラーへの取
付を容易にし、排気ガスの浄化性能や触媒自体の耐久性
を損なわず、かつ、触媒の交換も容易に行える内燃機関
の触媒付排気マフラーを提供する。 【解決手段】 排気マフラーの排気ガス導入筒内にそれ
自体通気性を有する金属触媒成形体を挿入配置し、該金
属触媒成形体を、前記排気マフラーの外部から挿入する
ビス等の固定具を前記金属触媒成形体にねじ込むことに
よって、前記排気ガス導入筒内に着脱可能に保持固定し
てなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気マ
フラーへの触媒の配置構造に関し、特に、刈払機、チェ
ンソー等の可搬式小型作業機用として好適な小型空冷２
サイクルガソリンエンジン等の内燃機関の排気マフラー
への触媒の配置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、刈払機、チェンソー等の可搬式作
業機に使用される小型空冷２サイクルガソリンエンジン
等の内燃機関おいても、他の自動車用等の内燃機関と同
様に、該内燃機関から排出される排気ガス中の炭化水素
（以下、ＨＣと云う）、一酸化炭素（以下、ＣＯと云
う）等を軽減して浄化することが強く要望されて、これ
らの解決策として、内燃機関の排気マフラー内に触媒を
配設する構造のものが各種提案されており、該排気マフ
ラー内に配設された前記触媒に排気ガスを通過させるこ
とによって該排気ガス中のＨＣ、ＣＯ等を浄化する構成
となっている。

【０００３】本発明の出願人においても、先に、内燃機
関の排気マフラー内に触媒を配設する構造のものを提案
している（実開平３−９２５１７号公報参照）。該提案
の排気マフラーの構造は、図３に示されているように、
内燃機関２０の一側に断熱板１１を介して排気マフラー
１０′が取付られた構造になっており、該排気マフラー
１０′のケースは、前記内燃機関本体２０側の内側排気
マフラーケース１０ａとその外側に配置された外側排気
排気マフラーケース１０ｂとに縦の接合面１０ｃで二分
割されている。

【０００４】前記内側排気マフラーケース１０ａの内側
には内側補強板２８が固着され、該内側補強板２８には
排気ガス導入筒１３が固着されている。該排気ガス導入
筒１３の内部と前記内燃機関本体２０側の排気口２５と
は互いに連通している。前記排気ガス導入筒１３の周壁
には多数の小孔１８、１８…が内外連通すべく穿設され
ている。

【０００５】前記排気ガス導入筒１３の外周には、適宜
間隔をおいて、縦方向に径の小さい略楕円筒状の触媒保
持部材３０が前記両排気マフラーケース１０ａ、１０ｂ
の厚さ全体に渡って一対の支持柱１４、１５間に張架保
持され、前記排気ガス導入筒１３の周囲を包み込むよう
に配置されている。前記触媒保持部材３０は、二枚の金
網間にクロス触媒がサンドイッチ状に挟持された状態で
係止されたものである。

【０００６】上記のような構成の排気マフラー１０′を
備えた内燃機関２０を作動させると、排気ガスが発生
し、該発生した排気ガスは、前記内燃機関２０の前記排
気口２５から前記マフラー１０′内の前記排気ガス導入
筒１３内に吐出され、該排気ガス導入筒１３の前記小孔
１８、１８…を通過し、更に、前記触媒保持部材３０の
クロス触媒部３０ａ、３０ｂ（二枚の金網とクロス触
媒）を通過し、消音及び排ガス浄化が行われた後に、排
気管４０を介して外部に排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の如き
提案の従来の内燃機関の排気マフラーは、前記触媒保持
部材３０がクロス触媒を二枚の金網で挟持した略楕円形
状をした構造で前記排気ガス導入筒１３の外周近傍に前
記一対の支持柱１４、１５で張架保持されている構造と
なっているので、前記触媒保持部材３０自体の保持が不
安定となる傾向があり、かつ、触媒がクロス触媒で織物
状（布状）であるために、排気ガスの圧力、脈動等によ
ってその外周端縁部（切口部分）にホツレが生じ、触媒
がばらけてしまう等の状態となる場合があり、該クロス
触媒の排気ガス浄化性能や耐久性の低下を招いていた。
特に、該クロス触媒を前記排気ガス導入筒１３の近傍に
配置した場合は、前記内燃機関２０の前記排気口２５に
近いことから排気ガスの流速が速く、該速い流速の排気
ガスによって布状のクロス触媒がホツレて飛散してしま
う可能性が高くなるとの問題点がある。

【０００８】また、前記触媒保持部材３０は、前記一対
の支持柱１４、１５間に張力をもって保持されている構
造であるため、組立作業や部品交換等が容易でないとの
問題点もある。

【０００９】触媒には、クロス触媒の他に発泡状の金属
触媒もあるが、該金属触媒は、その取付保持が面倒で、
前記クロス触媒に替えて前記の如き構成の排気マフラー
に直ちに適用できるものではなかった。

【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、特に、排気ガスの流速等
によって触媒の破片の飛散等が生じ難くすると共に、該
触媒の排気マフラーへの取付を容易し、排気ガスの浄化
性能や耐久性を損なわず、かつ、触媒の交換も容易に行
える内燃機関の触媒付排気マフラーを提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る内燃機関の排気マフラーは、該排気マフラ
ーの排気ガス導入筒内にそれ自体通気性を有する金属触
媒成形体を挿入配置し、該金属触媒成形体を前記排気マ
フラーの外部から挿入する固定具によって着脱可能に保
持固定することを特徴としている。

【００１２】そして、本発明の前記固定具の好ましい具
体的態様としては、該固定具を固定ビスで構成すること
であり、該固定ビスを前記金属触媒成形体にねじ込むこ
とによって、該金属触媒成形体を前記排気ガス導入筒内
に保持固定することを特徴としている。

【００１３】また、前記排気ガス導入筒は、前記内燃機
関の排気口の出口に対向して配置され、周面に多数の貫
通小孔が穿設されたものであることを特徴としている。

【００１４】このように構成された本発明に係る内燃機
関の排気マフラーは、内燃機関の作動によって発生する
排気ガスが排気口から排気ガス導入筒に導かれ、該排気
ガス導入筒内に挿入配置されている金属触媒成形体内を
通過し、前記排気ガス導入筒に多数穿設されている小孔
を介して排気マフラー内に吐出される。前記排気ガスが
前記金属触媒成形体の内部を通過することによって、排
気ガス中のＨＣ、ＣＯ等を軽減して該排気ガスを浄化す
ると共に、排気ガスの消音も行う。

【００１５】本発明は、触媒を発泡状のそれ自体通気性
を有する金属触媒成形体を前記排気ガス導入筒内の空間
に挿入配置し、一本の固定ビス等で保持固定した構造で
あるので、全体として構造が簡単であると共に、固定ビ
ス一本で簡単に着脱が可能であり、排気ガスの流速の速
い排気マフラーの上流側に触媒を配置しても、該触媒が
金属触媒成形体であるために該金属触媒成形体が破損し
て破片が飛散してしまう虞がない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の一実
施形態について説明する。

【００１７】図１は、本実施形態の排気マフラーを内燃
機関に取付けた状態を示す要部縦断面図、図２は前記排
気マフラーの分解斜視図である。図１及び図２におい
て、前述した図３に示した従来の内燃機関の排気マフラ
ーの構造の各部に対応する同一の部分は、同一の符号を
付して説明する。

【００１８】内燃機関２０は、小型空冷２サイクルガソ
リンエンジンであり、刈払機やチェーンソー等の可搬式
小型作業機の動力源として組み込まれているもので、頭
部に点火プラグ（図示省略）が配置されたシリンダ２１
の周側部に吸気口（図示省略）及び排気口２５が設けら
れ、その内部には、ピストン２６が嵌挿され、該ピスト
ン２６の下部にはクランク室２４が配置され、該クラン
ク室２４の更に下部には燃料タンク２３が配設されてい
る。

【００１９】前記内燃機関２０のシリンダ２１及びクラ
ンク室２４の側面には、断熱板１１を介して排気マフラ
ー１０が配置されている。該排気マフラー１０のケース
部分は、二つの箱型の排気マフラーケース１０ａ、１０
ｂで構成され、該内側排気マフラーケース１０ａと外側
排気マクラーケース１０ｂとの合わせ部は、ろう付けや
はぜ折り加工等により密封一体化されている。前記排気
マフラー１０の外周を覆うようにマフラーカバー２２が
前記内燃機関２０に着脱自在に取着されている。さら
に、排気ガスを外部に導く排気管４０が前記外側排気マ
フラーケース１０ｂを貫通して前記排気マフラー１０の
ケース内に突設されている。

【００２０】前記内燃機関２０の前記排気口２５の左右
両側のシリンダ２１部分から一対のスタッドボルト３０
ａ、３０ｂが前記断熱板１１を介して前記排気マフラー
１０方向に突出している。前記内側排気マフラケース１
０ａの内側には角形の排気ガス導入筒１３が内側補強板
２８を介して突設固定され、前記排気ガス導入筒１３の
外側排気マフラケース１０ｂ側の端面１３ａは閉じられ
ており、上下面１３ｂ、１３ｃには、多数の小孔１８、
１８…が貫通穿設されている。前記排気ガス導入筒１３
の前記断熱板１１側は開口しており、前記内側補強板２
８の連通孔１６と前記断熱板１１に穿設された排気口１
７とを介して前記内燃機関２０の排気口２５に連通して
いる。

【００２１】前記排気ガス導入筒１３の左右両側には一
対の支持柱１４、１５が配設され、該支持柱１４、１５
の一端は、前記内側排気マフラケース１０ａの内側に固
定されている。前記支持柱１４、１５には、前記スタッ
ドボルト３０ａ、３０ｂを嵌挿する挿通孔１４ａ、１５
ａが穿設されている一方、前記外側マフラケース１０ｂ
には、前記支持柱１４、１５の前記挿通孔１４ａ，１５
ａを貫通した前記スタッドボルト３０ａ、３０ｂが嵌挿
される挿通孔３１、３２が穿設されており、前記スタッ
ドボルト３０ａ、３０ｂを挿通の後、ナット３３、３４
を前記スタッドボルト３０ａ、３０ｂに螺合して締付け
ることによって、前記排気マフラー１０を内燃機関２０
に固定している。

【００２２】前記排気ガス導入筒１３の筒内には、その
内周形状に合わせて成形された通気性を有する発泡状の
金属触媒成形体５０が挿入されている。該金属触媒成形
体５０は、前記外側排気マフラケース１０ｂに穿設され
た挿通孔４２と前記排気ガス導入筒１３の前面１３ａに
穿設された挿通孔４１とを介して挿入されるセルフタッ
ピングネジ等の長軸状の固定ビス４３を前記金属触媒成
形体５０自体にねじ込むことによって保持固定されてい
る。

【００２３】次に、このように構成された本実施形態の
内燃機関の排気マフラーの作動について説明する。

【００２４】内燃機関２０の作動によって発生する排気
ガスは、前記内燃機関２０の前記排気口２５から前記排
気マフラー１０内の前記排気ガス導入筒１３に導かれ、
該排気ガス導入筒１３内に挿入配置されている通気性を
有する発泡状の金属触媒成形体５０内を通過し、更に、
前記排気ガス導入筒１３の上下面１３ｂ、１３ｃに多数
穿設されている前記小孔１８、１８…を介して前記排気
ガス導入筒１３の外部に吐出される。前記排気ガスが前
記発泡状の金属触媒成形体５０の内部を通過することに
よって、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ等を軽減して該排気ガ
スを浄化すると共に、消音作用も行う。前記排気ガス導
入筒１３の外部に排出された排気ガスは下部方向に移動
し、前記排気管４０から排気マフラー１０の外部に排出
される。

【００２５】本実施形態においては、触媒を発泡状の金
属触媒成形体５０とすると共に、該金属触媒成形体５０
を、従来からある一体的に設けられた排気マフラー１０
の前記排気ガス導入筒１３内にその排気ガス取り入れ口
側から挿入配置し、一本の固定ビス４３で保持固定した
構造であるので、全体として構造が簡単であると共に、
固定ビス一本で簡単に着脱が可能であり、更に、触媒が
金属触媒成形体５０であるため、排気ガスの流速が速
い、排気マフラー１０の上流に配置しても該金属触媒成
形体５０が破損してその破片が飛散してしまう虞がな
い。

【００２６】また、前記排気ガス導入筒１３に金属触媒
成形体５０を配置したことによって、該部分で排気ガス
の圧力を低下させることができるので、排気騒音を効果
的に低減することができる。

【００２７】更に、前記内燃機関２０の排気口２５の排
出直近に触媒を配置したことによって、アイドル時でも
排気ガス温度が高い状態で触媒と接触させることができ
るので、触媒の性能を十分に発揮させることができる。

【００２８】以上、本発明の一実施形態について詳述し
たが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した本発明の精神を逸脱する
ことなく、設計において種々の変更を行うことができ
る。

【００２９】例えば、金属触媒成形体の形状、排気ガス
導入筒の形状、及び、該排気ガス導入筒に穿設された多
数の排気用小孔の大きさと間隔等は、前記実施形態に限
定されるものではなく、種々の変更ができる。

【００３０】また、前記内燃機関の排気口と前記排気ガ
ス導入筒との間に金網等のスクリーンを配置させること
によって、内燃機関自体から排出される微細な排出物を
前記触媒方向に流れるのを阻止して、該触媒の寿命を長
くすることもできる。

【００３１】前記スクリーンにより、金属触媒成形体が
長期の使用により摩耗したりして発生する微片が、内燃
機関内に侵入することも防止できる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の内燃機関の排気マフラーの構造は、触媒をそれ自体
通気性を有する金属触媒成形体とし、該金属触媒成形体
を内燃機関の排出口の直近に接続される排気ガス導入筒
内に挿入し、固定ビスで排気マフラー外部から保持固定
自在としたので、触媒自体の破断等による破片の飛散等
がなく、かつ、一体構成形の排気マフラーであっても触
媒の着脱が容易にできるので、気密性の確保等の問題の
多い分解可能形マフラーとする必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気マフラーの一実施形態を内燃
機関と共に示す要部縦断面図。

【図２】図１に示される排気マフラーの分解斜視図。

【図３】従来の排気マフラーを内燃機関と共に示す要部
縦断面図。

【符号の説明】

１０ 排気マフラー １３ 排気ガス導入筒 １８ 小孔 ２０ 内燃機関 ２５ 排気口 ４３ 固定具（固定ビス） ５０ 金属触媒成形体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１Ｓ 7/18 7/18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ガス導入筒１３を備えた内燃機関２
   ０の排気マフラー１０において、 前記排気ガス導入筒１３内にそれ自体通気性を有する金
   属触媒成形体５０を挿入配置したことを特徴とする内燃
   機関の排気マフラー。
2. 【請求項２】 前記金属触媒成形体５０は、前記排気マ
   フラー１０の外部から挿入される固定具４３によって着
   脱可能に保持固定されていることを特徴とする請求項１
   に記載の内燃機関の排気マフラー。
3. 【請求項３】 前記固定具は、固定ビス４３であり、該
   固定ビス４３を前記金属触媒成形体５０にねじ込むこと
   によって該金属触媒成形体５０を前記排気ガス導入筒１
   ３内に保持固定することを特徴とする請求項２に記載の
   内燃機関の排気マフラー。
4. 【請求項４】 前記排気ガス導入筒１３は、前記内燃機
   関２０の排気口２５の出口に対向して配置され、周面に
   多数の貫通小孔１８、１８…が穿設されていることを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機
   関の排気マフラー。