JPWO2014129014A1 - Exhaust purification device - Google Patents
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Abstract
排気の浄化性能が高い排気浄化装置を簡単な構造で実現できるようにする。相互に間隔を設けて直列に配設される複数のハニカム体に触媒を担持させた排気浄化装置において、内燃機関の排気装置(40)の排気通路の一部を構成する単一の外筒(55)を有し、外筒(55)の内部に排気の上流側から、第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の順で収容され、これら第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の通路に触媒が担持され、第2ハニカム体(82)は第3ハニカム体(83)と同一部品として共用され、第1ハニカム体(81)は、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、第3ハニカム体(83)のセル数よりも少ない。An exhaust purification device having a high exhaust purification performance can be realized with a simple structure. In an exhaust emission control device in which a catalyst is supported on a plurality of honeycomb bodies arranged in series at intervals from each other, a single outer cylinder that constitutes a part of an exhaust passage of an exhaust device (40) of an internal combustion engine ( 55) and is accommodated in the outer cylinder (55) from the upstream side of the exhaust in the order of the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83). The catalyst is supported in the passages of the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83), and the second honeycomb body (82) is the same part as the third honeycomb body (83). The first honeycomb body (81) has the same outer diameter as the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83), and the number of cells per unit area of the cells partitioned in a lattice shape. However, it is less than the number of cells of the third honeycomb body (83).
Description
本発明は、排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device.
従来、内燃機関の排気ガスの排気浄化装置において、排気装置内にハニカム状の3つの触媒を直列に配置し、浄化性能を向上させたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purification device for an exhaust gas of an internal combustion engine is known in which three honeycomb-shaped catalysts are arranged in series in the exhaust device to improve purification performance (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記従来の排気浄化装置では、触媒の配置箇所に合わせて触媒の外径等を変更することで、浄化性能を向上させている。しかし、上記排気浄化装置では、上流側の第1触媒担体と下流側の第2触媒担体とで外径が異なっており、さらに、第2触媒担体及び第3触媒担体は外径が同じであるものの、長さが異なっていることから、3種類の触媒担体を準備する必要があり、構造が複雑になっていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、排気の浄化性能が高い排気浄化装置を簡単な構造で実現できるようにすることを目的とする。By the way, in the conventional exhaust purification apparatus, the purification performance is improved by changing the outer diameter of the catalyst in accordance with the location of the catalyst. However, in the exhaust purification device, the outer diameter of the first catalyst carrier on the upstream side and the second catalyst carrier on the downstream side are different, and the outer diameters of the second catalyst carrier and the third catalyst carrier are the same. However, since the lengths are different, it is necessary to prepare three types of catalyst carriers, and the structure is complicated.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to realize an exhaust purification device having high exhaust purification performance with a simple structure.
この明細書には、2013年2月20日に出願された日本国特許出願・特願2013−030999の全ての内容が含まれる。
上記目的を達成するため、本発明は、相互に間隔を設けて直列に配設される複数のハニカム体(81,82,83)に触媒を担持させた排気浄化装置において、内燃機関(20,120)の排気装置(40,140)の排気通路の一部を構成する単一の外筒(55)を有し、当該外筒(55)の内部に排気の上流側から、第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の順で収容され、これら第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の通路に触媒が担持され、前記第2ハニカム体(82)は前記第3ハニカム体(83)と同一部品として共用され、前記第1ハニカム体(81)は、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、前記第3ハニカム体(83)のセル数よりも少ないことを特徴とする。
本発明によれば、第2ハニカム体及び第3ハニカム体を共用した上でさらに3つのハニカム体の外径を同一として構造を簡単にできるとともに、下流側のハニカム体よりもセル数が少ない第1ハニカム体で得られる整流効果によって、第2ハニカム体及び第3ハニカム体に均一に排気を流すことができる。このため、排気の浄化性能が高い排気浄化装置を簡単な構造で実現できる。This specification includes all the contents of the Japanese patent application and Japanese Patent Application No. 2013-030999 filed on February 20, 2013.
In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust purification device in which a catalyst is supported on a plurality of honeycomb bodies (81, 82, 83) arranged in series with a space between each other. 120) a single outer cylinder (55) constituting a part of the exhaust passage of the exhaust device (40, 140), and the first honeycomb body from the upstream side of the exhaust to the inside of the outer cylinder (55) (81), the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83) are accommodated in this order, and the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83) are accommodated. A catalyst is carried in the passage, the second honeycomb body (82) is shared as the same part as the third honeycomb body (83), and the first honeycomb body (81) is composed of the second honeycomb body (82) and the second honeycomb body (82). The outer diameter of the third honeycomb body (83) is the same. , The number of cells per unit area of cells partitioned in a lattice shape, and wherein the less than the cell number of the third honeycomb body (83).
According to the present invention, the second honeycomb body and the third honeycomb body can be shared, and the outer diameters of the three honeycomb bodies can be made the same to simplify the structure, and the number of cells is smaller than that of the downstream honeycomb body. Due to the rectifying effect obtained with one honeycomb body, exhaust can be made to flow uniformly to the second honeycomb body and the third honeycomb body. For this reason, an exhaust purification device having high exhaust purification performance can be realized with a simple structure.
また、本発明は、前記第1ハニカム体(81)、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)を内部に保持する保持筒(71,72,73)がそれぞれ設けられ、当該各保持筒(71,72,73)は、前記第1ハニカム体(81)、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)の各端面よりも突出する突出部(71b,72a,72b,73a)を有し、当該突出部(71b,72a,72b,73a)が突き合わされることで前記各ハニカム体(81,82,83)の間に隙間(S1,S2)が形成されることを特徴とする。
本発明によれば、各保持筒の突出部が突き合わされることで各ハニカム体の間に隙間が形成されるため、簡単な構造で各ハニカム体の間に高精度に隙間を形成できる。
また、本発明は、隣り合う少なくとも二つの前記各ハニカム体(81,82,83)の前記保持筒(71,72,73)と前記外筒(55)との溶接位置を、上流位置と下流位置とで外周方向に異なる位置に設けたことを特徴とする。
本発明によれば、各ハニカム体の保持筒と外筒との溶接位置を、上流位置と下流位置とで外周方向に異なる位置に設けたため、溶接の熱が外筒に与える影響を分散させることができ、排気浄化装置を精度良く形成できる。In the present invention, holding cylinders (71, 72, 73) for holding the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83) are provided. Each of the holding cylinders (71, 72, 73) is a protruding portion that protrudes from each end face of the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83). 71b, 72a, 72b, 73a), and the protrusions (71b, 72a, 72b, 73a) are abutted against each other so that gaps (S1, S2) are formed between the honeycomb bodies (81, 82, 83). Is formed.
According to the present invention, since the gaps are formed between the honeycomb bodies when the protruding portions of the holding cylinders are brought into contact with each other, the gaps can be formed between the honeycomb bodies with high accuracy with a simple structure.
Further, according to the present invention, the welding positions of the holding cylinders (71, 72, 73) and the outer cylinder (55) of at least two adjacent honeycomb bodies (81, 82, 83) are set to an upstream position and a downstream position. It is characterized by being provided at different positions in the outer circumferential direction.
According to the present invention, since the welding positions of the holding cylinder and the outer cylinder of each honeycomb body are provided at different positions in the outer peripheral direction between the upstream position and the downstream position, the influence of the heat of welding on the outer cylinder is dispersed. And an exhaust purification device can be formed with high accuracy.
さらに、本発明は、前記外筒(55)の前後にそれぞれ配置される前記外筒(55)よりも小径の排気管(44,46)に接続される漏斗形状の接続管(56,57)が、前記外筒(55)の前後で、3つの前記ハニカム体(81,82,83)の前記保持筒(71,72,73)を前記外筒(55)内で狭持するように配置されることを特徴とする。
本発明によれば、漏斗形状の接続管が、外筒の前後で、3つのハニカム体の保持筒を外筒内で狭持するように配置されるため、保持筒を支持するために特別な構成が必要なく、簡単な構造で保持筒を支持できる。
さらにまた、本発明は、上流側に設けられる方の前記接続管(56)は、その軸心(C2)が前記外筒(55)の軸心(C1)に対してオフセットして配置される上流側の前記排気管(44)と前記外筒(55)とを接続し、前記接続管(56)は、当該排気管(44)がオフセットされた側と反対側の斜面(58)に、当該接続管(56)の内部に湾曲隆起する凹み(59)を有することを特徴とする。
本発明によれば、接続管は、排気管がオフセットされた側と反対側の斜面に、接続管の内部に湾曲隆起する凹みを有するため、湾曲隆起する凹みに沿って排気が拡散し、排気を第1ハニカム体の広域に亘って流入させることができる。このため、排気浄化装置の浄化性能を向上できる。Furthermore, the present invention provides a funnel-shaped connection pipe (56, 57) connected to an exhaust pipe (44, 46) having a smaller diameter than the outer cylinder (55) disposed before and after the outer cylinder (55). However, before and after the outer cylinder (55), the holding cylinders (71, 72, 73) of the three honeycomb bodies (81, 82, 83) are arranged so as to be sandwiched in the outer cylinder (55). It is characterized by being.
According to the present invention, the funnel-shaped connecting pipe is arranged so that the holding cylinders of the three honeycomb bodies are sandwiched in the outer cylinder before and after the outer cylinder. No structure is required, and the holding cylinder can be supported with a simple structure.
Furthermore, according to the present invention, the connecting pipe (56) provided on the upstream side is arranged such that its axis (C2) is offset from the axis (C1) of the outer cylinder (55). The exhaust pipe (44) on the upstream side and the outer cylinder (55) are connected, and the connection pipe (56) is on the slope (58) opposite to the side where the exhaust pipe (44) is offset, The connection pipe (56) has a concave bulge (59) inside the connection pipe (56).
According to the present invention, the connecting pipe has the concave portion that is curved and raised inside the connecting pipe on the slope opposite to the side where the exhaust pipe is offset, so that the exhaust diffuses along the concave portion that is curved and raised. Can flow over a wide area of the first honeycomb body. For this reason, the purification performance of the exhaust emission control device can be improved.
また、本発明は、3つの前記ハニカム体(81,82,83)のうち、最上流側の前記第1ハニカム体(81)には、触媒を担持させないことを特徴とする。
本発明によれば、最上流側の第1ハニカム体には、触媒を担持させないため、必要な浄化性能に応じて、担持させる触媒の使用量を低減できるとともに、第1ハニカム体によって排気を均一に整流して下流側のハニカム体での浄化性能を向上できる。
また、本発明は、前記外筒(55)は、前記内燃機関(20)の下方を通過する排気管(41)の途中に配置されることを特徴とする。
本発明によれば、単一の外筒を内燃機関の下方に配置するだけで排気装置を大きく変えることなく、浄化性能の高い排気浄化装置を設けることができる。Further, the present invention is characterized in that the catalyst is not supported on the first honeycomb body (81) on the most upstream side among the three honeycomb bodies (81, 82, 83).
According to the present invention, since the catalyst is not supported on the first honeycomb body on the most upstream side, the amount of the supported catalyst can be reduced according to the required purification performance, and the exhaust gas is uniformly distributed by the first honeycomb body. The purification performance in the downstream honeycomb body can be improved.
Further, the present invention is characterized in that the outer cylinder (55) is arranged in the middle of an exhaust pipe (41) passing under the internal combustion engine (20).
According to the present invention, it is possible to provide an exhaust purification device with high purification performance without significantly changing the exhaust device by simply arranging a single outer cylinder below the internal combustion engine.
さらに、本発明は、前記外筒(55)は、前記排気装置(140)のマフラー(142)の内部で前寄りに配置されることを特徴とする。
本発明によれば、マフラーの内部の下流の空間を確保できるとともに、マフラーの形状を大きく変えることなく、浄化性能の高い排気浄化装置を設けることができる。
また、本発明は、相互に間隔を設けて直列に配設される複数のハニカム体(81,82,83)に触媒を担持させた排気浄化装置において、内燃機関(20,120)の排気装置(40,140)の排気通路の一部に排気の上流側から、第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の順で収容され、これら第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の通路に触媒が担持され、前記第2ハニカム体(82)は前記第3ハニカム体(83)と同一部品として共用され、前記第1ハニカム体(81)は、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、前記第3ハニカム体(83)のセル数よりも少ないことを特徴とする。
本発明によれば、第2ハニカム体及び第3ハニカム体を共用した上でさらに3つのハニカム体の外径を同一として構造を簡単にできるとともに、下流側のハニカム体よりもセル数が少ない第1ハニカム体で得られる整流効果によって、第2ハニカム体及び第3ハニカム体に均一に排気を流すことができる。このため、排気の浄化性能が高い排気浄化装置を簡単な構造で実現できる。
また、本発明は、前記第1ハニカム体(81)の軸方向の長さは、前記第3ハニカム体(83)の軸方向の長さよりも小さいことを特徴とする。
本発明によれば、第1ハニカム体で整流効果を得ながら、第1ハニカム体での排気抵抗を抑えることができる。Furthermore, the present invention is characterized in that the outer cylinder (55) is arranged in front of the muffler (142) of the exhaust device (140).
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to ensure the downstream space inside a muffler, the exhaust gas purification apparatus with high purification performance can be provided, without changing the shape of a muffler largely.
The present invention also relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine (20, 120) in which the catalyst is supported on a plurality of honeycomb bodies (81, 82, 83) arranged in series at intervals. The first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83) are accommodated in this order from the upstream side of the exhaust gas in a part of the exhaust passage of (40, 140). A catalyst is carried in the passages of the honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83), and the second honeycomb body (82) is the same part as the third honeycomb body (83). The first honeycomb body (81) is shared and has the same outer diameter as the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83), and per unit area of cells partitioned in a lattice pattern. Of the third honeycomb body ( Characterized in that less than the number of cells 3).
According to the present invention, the second honeycomb body and the third honeycomb body can be shared, and the outer diameters of the three honeycomb bodies can be made the same to simplify the structure, and the number of cells is smaller than that of the downstream honeycomb body. Due to the rectifying effect obtained with one honeycomb body, exhaust can be made to flow uniformly to the second honeycomb body and the third honeycomb body. For this reason, an exhaust purification device having high exhaust purification performance can be realized with a simple structure.
Further, the present invention is characterized in that an axial length of the first honeycomb body (81) is smaller than an axial length of the third honeycomb body (83).
According to the present invention, the exhaust resistance in the first honeycomb body can be suppressed while obtaining the rectifying effect in the first honeycomb body.
本発明に係る排気浄化装置では、第2ハニカム体及び第3ハニカム体を共用した上でさらに3つのハニカム体の外径を同一として構造を簡単にできるとともに、下流側のハニカム体よりもセル数が少ない第1ハニカム体で得られる整流効果によって、第2ハニカム体及び第3ハニカム体に均一に排気を流すことができる。このため、排気の浄化性能が高い排気浄化装置を簡単な構造で実現できる。
また、簡単な構造で各ハニカム体の間に高精度に隙間を形成できる。In the exhaust emission control device according to the present invention, the second honeycomb body and the third honeycomb body are shared, the outer diameters of the three honeycomb bodies can be made the same, and the structure can be simplified, and the number of cells is smaller than that of the downstream honeycomb body. Due to the rectifying effect obtained with the first honeycomb body having a small amount, the exhaust gas can be made to flow uniformly to the second honeycomb body and the third honeycomb body. For this reason, an exhaust purification device having high exhaust purification performance can be realized with a simple structure.
In addition, it is possible to form a gap between the honeycomb bodies with high accuracy with a simple structure.
また、溶接の熱が外筒に与える影響を分散させることができ、排気浄化装置を精度良く形成できる。
さらに、保持筒を支持するために特別な構成が必要なく、簡単な構造で保持筒を支持できる。
さらにまた、接続管の内部で湾曲隆起する凹みに沿って排気が拡散し、排気を第1ハニカム体の広域に亘って流入させることができるため、排気浄化装置の浄化性能を向上できる。In addition, the influence of the heat of welding on the outer cylinder can be dispersed, and the exhaust purification device can be formed with high accuracy.
Further, no special configuration is required to support the holding cylinder, and the holding cylinder can be supported with a simple structure.
Furthermore, since the exhaust gas diffuses along the concave bulging inside the connecting pipe and the exhaust gas can flow over a wide area of the first honeycomb body, the purification performance of the exhaust gas purification device can be improved.
また、必要な浄化性能に応じて、担持させる触媒の使用量を低減できるとともに、第1ハニカム体によって排気を均一に整流して下流側のハニカム体での浄化性能を向上できる。
また、単一の外筒を内燃機関の下方に配置するだけで排気装置を大きく変えることなく、浄化性能の高い排気浄化装置を設けることができる。
さらに、マフラーの内部の下流の空間を確保できるとともに、マフラーの形状を大きく変えることなく、浄化性能の高い排気浄化装置を設けることができる。
また、第1ハニカム体で整流効果を得ながら、第1ハニカム体での排気抵抗を抑えることができる。In addition, the amount of catalyst to be supported can be reduced according to the required purification performance, and the purification performance in the downstream honeycomb body can be improved by uniformly rectifying the exhaust gas by the first honeycomb body.
Further, it is possible to provide an exhaust purification device having a high purification performance without significantly changing the exhaust device by simply arranging a single outer cylinder below the internal combustion engine.
Further, it is possible to secure a downstream space inside the muffler and to provide an exhaust purification device with high purification performance without greatly changing the shape of the muffler.
Moreover, the exhaust resistance in the first honeycomb body can be suppressed while obtaining the rectifying effect in the first honeycomb body.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右および上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号FRは車体前方を示し、符号UPは車体上方を示し、符号LEは車体左方を示している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description, descriptions of directions such as front and rear, right and left and up and down are the same as directions with respect to the vehicle body unless otherwise specified. Further, in each figure, the symbol FR indicates the front of the vehicle body, the symbol UP indicates the upper side of the vehicle body, and the symbol LE indicates the left side of the vehicle body.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る自動二輪車の右側面図である。
自動二輪車1は、車体フレームFの前後の中央にエンジン20が配置され、前輪2を支持するフロントフォーク10が車体フレームFの前端に操舵可能に支持され、後輪3を支持するスイングアーム11が車体フレームFの後部側に設けられ、乗員が着座するシート12が車体フレームFの上方に設けられた鞍乗り型の車両である。車体フレームFの大部分は、樹脂製の車体カバーCによって覆われている。[First Embodiment]
FIG. 1 is a right side view of a motorcycle according to a first embodiment of the present invention.
In the
車体フレームFは、前端に設けられるヘッドパイプ(不図示)と、ヘッドパイプから後方へ斜め下向きに傾斜して延出する左右一対のメインフレーム13と、メインフレーム13の後端から下方に延出する左右一対のセンターフレーム14と、センターフレーム14の上部から車両の後部まで後上がりに延びる左右一対のシートフレーム(不図示)と、メインフレーム13の前部から下方に延出するダウンフレーム(不図示)とを備える。
上記シートフレームには、後部シート12aの乗員用のタンデムステップ17を支持するステップステー18が設けられている。The vehicle body frame F includes a head pipe (not shown) provided at the front end, a pair of left and right
The seat frame is provided with a
上記ヘッドパイプには、ステアリングシャフト(不図示)を介してフロントフォーク10が回動自在に軸支され、前輪2はフロントフォーク10の下部に軸支される。操向用のハンドル15はフロントフォーク10の上端に固定されている。
スイングアーム11は、センターフレーム14に車幅方向に挿通されるピボット軸16によって回動自在に軸支されており、後輪3はスイングアーム11の後端に軸支される。A
The
エンジン20は、水冷式の単気筒の4サイクルエンジンである。エンジン20は、クランクケース21と、クランクケース21の前部の上面に設けられるシリンダ22と、シリンダヘッド23とを有し、シリンダ軸Lは前傾して設けられる。
エンジン20は、センターフレーム14及び上記ダウンフレームに固定され、メインフレーム13の下方に位置する。
燃料タンク24は、メインフレーム13の上方に配置されている。The
The
The
車体カバーCは、車体フレームFを前方から覆うフロントカバー25と、車体フレームFの前部及びエンジン20の上部を覆うフロントサイドカバー26と、メインフレーム13の上方の部分を側方から覆うセンターカバー27と、上記シートフレームを側方から覆うリアカバー28と、クランクケース21を下方から覆うアンダーカバー29とを備える。
エンジン20には、排気装置40が接続されている。排気装置40は、シリンダヘッド23の前面の排気ポート23aに接続される排気管41と、排気管41の後端に接続されるマフラー42とを備える。マフラー42は、マフラーカバー43を備える。The vehicle body cover C includes a
An
図2は、排気装置40を車幅方向の内側から見た側面図である。
図1及び図2に示すように、排気管41は、排気ポート23aから前下方に引き出された後、エンジン20の前面に沿って下方に延びる上流側排気管44(小径の排気管)と、上流側排気管44の下流端に接続され、クランクケース21の底面に沿って後方に延びる触媒収容管45(排気浄化装置)と、触媒収容管45の下流端から車幅方向の外側に屈曲して後方に延びるマフラー接続管46(小径の排気管)とを備える。詳細には、上流側排気管44は車幅方向の略中央に位置し、触媒収容管45は後方側ほど車幅方向の外側に位置するように斜めに配置され、マフラー接続管46は、左右の一方のセンターフレーム14の下方に位置する。FIG. 2 is a side view of the
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
マフラー42は、センターフレーム14の下方でマフラー接続管46に接続される。マフラー42は、マフラー接続管46に接続される箱型の上流側マフラー部47と、上流側マフラー部47から後方に延びる後部接続管48と、後部接続管48の後端に接続される箱型の下流側マフラー部49とを備える。上流側マフラー部47は、排気管41を通った排気が膨張する上流側膨張室を構成し、下流側マフラー部49は、上流側マフラー部47から後部接続管48に流れた排気が膨張する下流側膨張室を構成する。下流側マフラー部49内は、さらに複数の膨張室に仕切られており、ここで膨張した排気は、下流側マフラー部49の後端のテールパイプ50から後方に排出される。
The
上流側マフラー部47の上部には、センターフレーム14の下部に固定されるステー51が設けられている。下流側マフラー部49の上部には、ステップステー18に固定されるステー52が設けられている。
上流側排気管44の上部はフロントサイドカバー26によって覆われ、上流側排気管44の下部及び触媒収容管45はアンダーカバー29によって側方を覆われている。マフラー42は、全長に亘り、マフラーカバー43によって外側方から覆われている。すなわち、排気装置40は、側面視では、全体的にカバーに覆われて隠れている。A
The upper part of the upstream
図3は、排気管41の側面図である。
図3に示すように、上流側排気管44は、排気ポート23aに接続されるフランジ部44aを上流端に備える。上流側排気管44の下流端には、後方側へ屈曲して略水平に延びる屈曲管部44bが形成されている。
触媒収容管45は、触媒を収容する触媒ケースとしての外筒55と、外筒55の前端に設けられる漏斗形状の上流側テーパー管56(接続管)と、外筒55の後端に設けられる漏斗形状の下流側テーパー管57(接続管)とを備える。FIG. 3 is a side view of the
As shown in FIG. 3, the upstream
The
外筒55は、全長に亘って略同一の外径及び内径で延びる断面略円形のパイプであり、軸線C1(軸心)がやや後下がりとなるように傾斜して配置されている。外筒55は、排気装置40の排気通路の一部を構成する単一の筒である。
上流側テーパー管56は、外筒55よりも小径の屈曲管部44bと外筒55とを接続する管であり、上流側ほど先細るようにテーパー状に形成されている。屈曲管部44bは、外筒55に対して上方にオフセットして配置されており、屈曲管部44bの軸線C2(軸心)と外筒55の軸線C1とは略平行であるが、軸線C2は軸線C1に対して上方にオフセットされている。このオフセット量は、一例として、屈曲管部44bの下流端の上面を軸方向に延長した線が外筒55の上流端の上面に略一致する大きさである。このように、外筒55が上方にオフセットされているため、上流側テーパー管56においてオフセットされた側の反対の面、すなわち下面は、後下がりの傾斜面58(斜面)となっている。
下流側テーパー管57は、外筒55よりも小径のマフラー接続管46と外筒55とを接続する管であり、下流側ほど先細るようにテーパー状に形成されている。The
The
The
図4は、触媒収容管45の断面図である。
図4に示すように、外筒55の内部には、排気の上流側から順に、第1触媒ユニット61、第2触媒ユニット62、及び、第3触媒ユニット63が軸方向に直列に並べて配置されている。
第1触媒ユニット61は、外筒55に収容される第1保持筒71と、第1保持筒71内に保持される第1ハニカム体81とを備える。
第2触媒ユニット62は、外筒55に収容される第2保持筒72と、第2保持筒72内に保持される第2ハニカム体82とを備える。
第3触媒ユニット63は、外筒55に収容される第3保持筒73と、第3保持筒73内に保持される第3ハニカム体83とを備える。第2触媒ユニット62と第3触媒ユニット63とは同一部品である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 4, in the
The
The
The
各ハニカム体81,82,83は、その円筒形状の外郭の内部に、格子状に配置されて軸線方向に沿って延びる多数のセル(細孔)を有するハニカム状の多孔構造体であり、内部の表面積が大きく構成されている。触媒担体としての各ハニカム体81,82,83の内部に、排気ガス成分を分解する白金、ロジウム及びパラジウムを触媒として担持することで、上流側から順に、第1触媒体91、第2触媒体92、及び、第3触媒体93が形成される。ここでは、各ハニカム体81,82,83は金属を基材としたメタルハニカム構造体であるが、これに限らず、セラミックスを基材としたセラミックスハニカム構造体であっても良い。
Each
第1ハニカム体81は、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83と外径が同じであるが、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83の単位面積当たりのセル数よりも小さく設定されている。また、第1ハニカム体81の軸方向の長さは、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83の長さよりも小さい。第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83は同一部品であるため、単位面積当たりのセル数及び軸方向の長さは互いに同じである。第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83は軸方向の長さが、その外径よりも長く形成されている。第1ハニカム体81は、軸方向の長さがその外径に略等しい。
ここで、各ハニカム体81,82,83における1平方インチ当たりのセル数は、一例として、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83では400個であり、第1ハニカム体81では300個である。第1ハニカム体81の単位面積当たりのセル数は、浄化性能及び整流効果の観点から、下流側の各ハニカム体82,83の単位面積当たりのセル数の25%〜75%の範囲とされる。The
Here, as an example, the number of cells per square inch in each of the
第1保持筒71は、第1ハニカム体81よりも軸方向に長い円筒であり、第1ハニカム体81は第1保持筒71の軸方向の中間部に固定されている。すなわち、第1保持筒71は、第1ハニカム体81の両端面よりも軸方向に突出した突出部71a,71bを備える。
第2保持筒72は、第2ハニカム体82よりも軸方向に長い円筒であり、第2ハニカム体82は第2保持筒72の軸方向の中間部に固定されている。すなわち、第2保持筒72は、第2ハニカム体82の両端面よりも軸方向に突出した突出部72a,72bを備える。
第3保持筒73は、第3ハニカム体83よりも軸方向に長い円筒であり、第3ハニカム体83は第3保持筒73の軸方向の中間部に固定されている。すなわち、第3保持筒73は、第3ハニカム体83の両端面よりも軸方向に突出した突出部73a,73bを備える。The
The
The
各保持筒71,72,73の外径及び内径は同一である。各保持筒71,72,73は、外筒55内で各保持筒71,72,73を軸方向に互いに突き合わせて配置される。このように突き合わせた状態において、各保持筒71,72,73を足し合わせた全長は、外筒55の全長よりも短くなるように設定されているため、外筒55の両端の内周部には隙間が形成される。この隙間に、上流側テーパー管56及び下流側テーパー管57が嵌合される。詳細には、上流側テーパー管56の下流端が突出部71aに突き合わせられ、下流側テーパー管57の上流端が突出部73bに突き合わせられることで、各保持筒71,72,73は外筒55内で軸方向に狭持される。
The holding
各保持筒71,72,73を互いに突き合わせることで、第1ハニカム体81と第2ハニカム体82との間には、突出部71b,72aの分だけ軸方向の隙間S1が形成され、第2ハニカム体82と第3ハニカム体83との間には突出部72b,73aの分だけ軸方向の隙間S2が形成される。隙間S1及び隙間S2の軸方向の長さは略等しい。
上流側テーパー管56が第1保持筒71に突き合わせられることで、上流側テーパー管56の下流端と第1ハニカム体81との間には、突出部71aの分だけ軸方向の隙間S3が形成される。また、下流側テーパー管57が第3保持筒73に突き合わせられることで、下流側テーパー管57の上流端と第3ハニカム体83との間には、突出部73bの分だけ軸方向の隙間S4が形成される。By abutting the holding
The
外筒55の外周面の上面において第1保持筒71の突出部71bの端に対応した位置には、プラグ溶接用の第1溶接孔64が形成されている。第1触媒ユニット61は、第1溶接孔64に形成される溶接ビード64a(図3)によって外筒55と接合される。
外筒55の外周面の下面において第2保持筒72の突出部72bの端に対応した位置には、プラグ溶接用の第2溶接孔65が形成されている。第2触媒ユニット62は、第2溶接孔65に形成される溶接ビード65a(図3)によって外筒55と接合される。第2溶接孔65は、第1溶接孔64に対して周方向に略180°異なる位置に形成されている。
外筒55の外周面の上面において第3保持筒73の突出部73aの端に対応した位置には、プラグ溶接用の第3溶接孔66が形成されている。第3触媒ユニット63は、第3溶接孔66に形成される溶接ビード66a(図3)によって外筒55と接合される。第3溶接孔66は、第2溶接孔65に対して周方向に略180°異なる位置に形成されている。A
A
A
上流側テーパー管56は、樋状の上半体56a及び下半体56bを組み合わせて合わせ面56cで溶接することで、管状に形成される。上流側テーパー管56は、下流端を外筒55の上流端の内周部に嵌合させた状態で、外筒55の上流端の周囲を一周する溶接ビード74によって外筒55に接合される。
屈曲管部44bの下流端は、上流側テーパー管56の上流端の内周部に嵌合され、この上流端の周囲を一周する溶接ビード75によって上流側テーパー管56に接合される。
上流側テーパー管56の傾斜面58には、上流側テーパー管56の内部に湾曲隆起する曲面状の凹み59が形成されている。凹み59の上端は、屈曲管部44bの下流端の下端と略同一の高さに位置している。The
The downstream end of the
The
下流側テーパー管57は、上流端を外筒55の下流端の内周部に嵌合させた状態で、外筒55の下流端の周囲を一周する溶接ビード76によって外筒55に接合される。マフラー接続管46は、上流端が下流側テーパー管57の下流端の内周部に嵌合された状態で、溶接ビード77によって接合される。
The
ここで、触媒収容管45の組立て方法の一例を説明する。
まず、予め形成された第1触媒ユニット61、第2触媒ユニット62、及び、第3触媒ユニット63を、外筒55の内周部に嵌合させ、互いに突き合わせる。第2触媒ユニット62及び第3触媒ユニット63は同一部品であるため、区別する必要は無い。突き合わせる際、外筒55内に設けられる治具等によって触媒ユニット61,62,63の突き当て位置を位置決めするか、或いは、上流側テーパー管56を溶接しておくことで、触媒ユニット61,62,63を突き合わせて正確に位置決めできる。次に、上流側テーパー管56及び下流側テーパー管57で触媒ユニット61,62,63が狭持され、この状態で上流側テーパー管56及び下流側テーパー管57が溶接により固定される。その後、溶接孔64,65,66のプラグ溶接によって、各触媒ユニット61,62,63が外筒55に固定される。Here, an example of a method for assembling the
First, the
本第1の実施の形態では、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83が同一部品であり、これらを保持する第2保持筒72及び第3保持筒73も同一部品であり、第1ハニカム体81の外径が第3ハニカム体83と同一であるとともに第1保持筒71の外径が第3保持筒73と同一であるため、触媒ユニット61,62,63の製造設備を共用でき、製造が容易である。また、全長に亘って同一径の外筒55の内周部に、同一の外径を有する触媒ユニット61,62,63を嵌合させるため、触媒ユニット61,62,63を外筒55に容易にセットでき生産性が良い。
In the first embodiment, the
また、触媒ユニット61,62,63を外筒55内で突き合わせるだけで、隙間S1〜S4を高精度に簡単に形成できる。
さらに、触媒ユニット61,62,63を上流側テーパー管56及び下流側テーパー管57で狭持して外筒55内で突き合わせることで、簡単な構成で触媒ユニット61,62,63を軸方向に位置決めできるとともに、溶接孔64,65,66のプラグ溶接によって、触媒ユニット61,62,63を周方向に容易に固定できる。また、隣接する溶接孔64,65,66は、互いに周方向に異なる位置に配置されているため、溶接の熱が外筒55に与える影響を分散できる。触媒ユニット61,62,63が突き合わされて高精度に位置決めされるため、正確な位置でプラグ溶接することができ、この溶接の影響がハニカム体81,82,83に及ぶことを防止できる。Further, the gaps S1 to S4 can be easily formed with high accuracy simply by abutting the
Further, the
次に、排気管41の排気の流れについて説明する。図4には、排気の流れが矢印で示されている。
エンジン20の排気は、上流側排気管44から上流側テーパー管56を経て、第1触媒体91に流入して浄化され、隙間S1を通って第2触媒体92に流入して浄化され、隙間S2を通って第3触媒体93に流入して浄化され、その後、マフラー接続管46を通ってマフラー42に流れる。
上流側排気管44の屈曲管部44bと外筒55との間では、軸線C2が軸線C1に対して上方にオフセットされているため、上流側テーパー管56の下面側を流れる排気の量は少なくなる傾向にあるが、本第1の実施の形態では、下面の傾斜面58に、内側に湾曲隆起する凹み59を設けたため、排気の一部は凹み59の内面に沿うように下方に流れる。これにより、第1触媒体91の傾斜面58側にも排気を効果的に流すことができ、第1触媒体91の全体で触媒を浄化できるため、浄化性能を向上できる。Next, the flow of exhaust through the
Exhaust gas from the
Since the axis C2 is offset upward with respect to the axis C1 between the
また、第1ハニカム体81は、単位面積当たりのセル数が第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83よりも小さくなっており、排気の流れに対する抵抗が第2ハニカム体82よりも小さい。このため、屈曲管部44bから外筒55までの排気通路が拡径している場合であっても、第1ハニカム体81での適度な大きさの抵抗によって第1ハニカム体81の上流側の排気は径方向に拡散することができ、第1ハニカム体81の上流端の全面に均一に排気を流入させることができるため、浄化性能を向上できる。すなわち、第1ハニカム体81は、触媒体であるとともに、排気の流れの径方向の分布を整流して均一化する整流部材でもある。
In addition, the
第1ハニカム体81から隙間S1に流れる排気は、第1ハニカム体81で整流された流れを受け継ぐとともに隙間S1内でさらに拡散し、第2ハニカム体82に流入する。第2ハニカム体82では、第1ハニカム体81よりも単位面積当たりのセル数が多いとともに、第1ハニカム体81で整流された排気が第2ハニカム体82の全体に流れるため、高い浄化性能が得られる。
第2ハニカム体82から隙間S2に流れる排気は、隙間S2内でさらに拡散し、第3ハニカム体83に流入する。第3ハニカム体83は、第2ハニカム体82と同一部品でありセル数が多く、上流側で均一化された排気が内部に流れるため、第3ハニカム体83の全体で効果的に排気を浄化できる。The exhaust gas flowing from the
The exhaust gas flowing from the
以上説明したように、本発明を適用した第1の実施の形態によれば、単一の外筒55の内部に収容される第1ハニカム体81、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83の通路に触媒が担持され、第2ハニカム体82は第3ハニカム体83と同一部品として共用され、第1ハニカム体81は、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、第3ハニカム体83のセル数よりも少ないため、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83を共用した上でさらに3つの各ハニカム体81,82,83の外径を同一として構造を簡単にできるとともに、下流側の第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83よりもセル数が少ない第1ハニカム体81で得られる整流効果によって、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83に均一に排気を流すことができる。このため、排気の浄化性能が高い触媒収容管45を簡単な構造で実現できる。
As described above, according to the first embodiment to which the present invention is applied, the
また、第1ハニカム体81、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83を内部に保持する第1保持筒71、第2保持筒72及び第3保持筒73がそれぞれ設けられ、各保持筒71,72,73は、各ハニカム体81,82,83の各端面よりも突出する突出部71b、突出部72a,72b及び突出部73aをそれぞれ有し、これら突出部71b,72a,72b,73aが突き合わされることで各ハニカム体81,82,83の間に隙間S1,S2が形成されるため、簡単な構造で各ハニカム体81,82,83の間に高精度に隙間S1,S2を形成できる。隙間S1,S2を高精度することで、設定した通りに排気を隙間S1,S2で効率良く拡散させることができ、浄化性能を向上できる。
In addition, a
また、隣り合う第1ハニカム体81及び第2ハニカム体82の各保持筒71,72と外筒55との溶接位置を、上流側の溶接孔64と下流側の溶接孔65とで外筒55の外周方向に異なる位置に設けたため、溶接の熱が外筒55に与える影響を分散させることができ、触媒収容管45を精度良く形成できる。また、隣り合う第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83の各保持筒72,73と外筒55との溶接位置を、上流側の溶接孔65と下流側の溶接孔66とで外筒55の外周方向に異なる位置に設けたため、溶接の熱が外筒55に与える影響を分散させることができ、触媒収容管45を精度良く形成できる。
Further, the welding positions of the holding
さらに、外筒55の前後にそれぞれ配置される外筒55よりも小径の排気管に接続される漏斗形状の上流側テーパー管56及び下流側テーパー管57が、外筒55の前後で、3つの各ハニカム体81,82,83の各保持筒71,72,73を外筒55内で狭持するように配置されるため、各保持筒71,72,73を支持するために特別な構成が必要なく、簡単な構造で各保持筒71,72,73を支持できる。
さらにまた、上流側テーパー管56は、その軸線C2が外筒55の軸線C1に対してオフセットして配置される上流側排気管44と外筒55とを接続し、上流側テーパー管56は、上流側排気管44がオフセットされた側と反対側の傾斜面58に、上流側テーパー管56の内部に湾曲隆起する凹み59を有するため、凹み59の曲面に沿って排気が拡散し、排気を第1ハニカム体81の広域に亘って流入させることができる。このため、触媒収容管45の浄化性能を向上できる。
また、外筒55は、エンジン20の下方を通過する排気管41の途中に配置されるため、単一の外筒55をエンジン20の下方に配置するだけで排気装置40を大きく変えることなく、浄化性能の高い触媒収容管45を設けることができる。
また、第1ハニカム体81の軸方向の長さは、第3ハニカム体83の軸方向の長さよりも小さいため、第1ハニカム体81で整流効果を得ながら、第1ハニカム体81での排気抵抗を抑えることができる。Further, a funnel-shaped
Furthermore, the upstream
Further, since the
Further, since the axial length of the
なお、上記第1の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第1の実施の形態に限定されるものではない。
上記第1の実施の形態では、第1ハニカム体81に触媒を担持させて第1触媒体91を形成するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、最上流側の第1ハニカム体81に触媒を担持させずに、第1ハニカム体81を整流部材としてのみ用いる構成としても良い。この場合、触媒収容管45に必要な浄化性能に応じて、担持させる触媒の使用量を低減できるとともに、第1ハニカム体81によって排気を均一に整流して下流側の各ハニカム体82,83での浄化性能を向上できる。In addition, the said 1st Embodiment shows the one aspect | mode which applied this invention, Comprising: This invention is not limited to the said 1st Embodiment.
In the first embodiment described above, the catalyst is supported on the
また、上記第1の実施の形態では、各ハニカム体81,82,83は、各保持筒71,72,73に保持されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、各保持筒71,72,73を設けずに、各ハニカム体81,82,83を外筒55内に相互に間隔をあけて直列に配置する構成としても良い。この場合においても、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83が同一部品であり、第1ハニカム体81の外径は、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83の外径と同じであるため、各ハニカム体81,82,83等の製造設備を簡単な構成にできるとともに、各ハニカム体81,82,83を容易に外筒55内に組み付けできる。
さらに、上記第1の実施の形態では、隙間S1及び隙間S2の軸方向の長さは略等しいものとして説明したが、これに限らず、例えば、隙間S1の長さを隙間S2の長さよりも大きくしても良い。この場合、第1ハニカム体81側で整流されて隙間S1に達した排気が隙間S1でさらに拡散し易いため、浄化性能を向上できる。
また、上記第1の実施の形態では、単一の外筒55の内部に、第1ハニカム体81、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83が収容されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の管を軸方向に繋げて外筒を構成し、この外筒に、第1ハニカム体81、第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83を収容しても良い。Moreover, in the said 1st Embodiment, although each
Furthermore, in the first embodiment, the lengths of the gaps S1 and S2 in the axial direction have been described as being substantially equal. However, the length is not limited to this. For example, the length of the gap S1 is set to be longer than the length of the gap S2. You may enlarge it. In this case, since the exhaust gas that has been rectified on the
In the first embodiment, the
[第2の実施の形態]
以下、図5〜図7を参照して、本発明を適用した第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第1の実施の形態では、触媒収容管45は、エンジン20の下方に配置されるものとして説明したが、本第2の実施の形態は、触媒収容管145が、マフラー142内に配置される点が、上記第1の実施の形態と異なる。[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, parts that are configured in the same manner as in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
In the first embodiment, the
図5は、第2の実施の形態における自動二輪車101の右側面図である。
自動二輪車101は、車体フレーム108の前後の中央にエンジン120が配置され、前輪102を支持するフロントフォーク110が車体フレーム108の前端に操舵可能に支持され、後輪103を支持するスイングアーム111が車体フレーム108の後部側に設けられ、乗員が着座するシート112が車体フレーム108の上方に設けられた鞍乗り型の車両である。車体フレーム108の大部分は、樹脂製の車体カバー105によって覆われている。FIG. 5 is a right side view of the motorcycle 101 in the second embodiment.
In the motorcycle 101, an
車体フレーム108は、前端に設けられるヘッドパイプ(不図示)と、ヘッドパイプから後方へ斜め下向きに傾斜して延出する左右一対のメインフレーム113と、メインフレーム113の後端から下方に延出する左右一対のセンターフレーム114と、センターフレーム114の上部から車両の後部まで後上がりに延びる左右一対のシートフレーム119と、メインフレーム113の前部から下方に延出するダウンフレーム(不図示)とを備える。
シートフレーム119には、後部シート112aの乗員用のタンデムステップ117を支持するステップステー118が設けられている。The
The
上記ヘッドパイプには、ステアリングシャフト(不図示)を介してフロントフォーク110が回動自在に軸支され、前輪102はフロントフォーク110の下部に軸支される。操向用のハンドル115はフロントフォーク110の上端に固定されている。
スイングアーム111は、センターフレーム114に車幅方向に挿通されるピボット軸116によって回動自在に軸支されており、後輪103はスイングアーム111の後端に軸支される。A
The
エンジン120は、水冷式の単気筒の4サイクルエンジンである。エンジン120は、クランクケース121と、クランクケース121の前部の上面に設けられるシリンダ122と、シリンダヘッド123とを有し、シリンダ軸106は前傾して設けられる。
エンジン120は、センターフレーム114及び上記ダウンフレームに固定され、メインフレーム113の下方に位置する。
燃料タンク124は、メインフレーム113の上方に配置されている。The
The
The
車体カバー105は、車体フレーム108を前方から覆うフロントカバー125と、車体フレーム108の前部及びエンジン20の上部を覆うフロントサイドカバー126と、メインフレーム113の上方の部分を側方から覆うセンターカバー127と、シートフレーム119を側方から覆うリアカバー128と、クランクケース121を下方から覆うアンダーカバー129とを備える。
エンジン120には、排気装置140が接続されている。排気装置140は、シリンダヘッド123の前面の排気ポート123aに接続される排気管141と、排気管141の後端に接続されるマフラー142とを備える。マフラー142の前部は、マフラーカバー143により覆われる。The
An
排気管141は、排気ポート123aからエンジン120の前面に沿って下方に延び、後方に屈曲してエンジン120の下方を通り、一方のセンターフレーム114の下方まで延びている。
マフラー142は、センターフレーム114の下方で排気管141の後端に接続される。マフラー142は、スイングアーム111の外側方を通って後上方に延び、後部上面のステー151を介してステップステー118に固定される。The
The
図6は、マフラー142を上方から見た平面図である。
マフラー142は、前後に延在する箱形のマフラーケース131内に、筒状の触媒収容管145及び複数の膨張室を備えた多段膨張式である。マフラーケース131は、触媒収容管145を覆う前部ケース132と、膨張室の外壁を形成する後部ケース133とを備える。
前部ケース132は、触媒収容管145よりも大径のパイプ状に形成されており、先端側へ先細るテーパー管部132aを上流端に備える。触媒収容管145は、上流端がテーパー管部132aの内径部に嵌合され、前部ケース132内を前部ケース132の後部まで延びる。FIG. 6 is a plan view of the
The
The
後部ケース133内には、膨張室を前後に仕切る隔壁134,135が前部及び後部に配置されている。隔壁134,135が設けられることで、マフラー142内には、前端側から順に、第3膨張室Z、第2膨張室Y及び第1膨張室Xが形成されている。第3膨張室Zは、前部ケース132内で触媒収容管145の周囲に形成される空間である。
触媒収容管145の下流端に接続される第1連通管137a(小径の排気管)は、隔壁134,135を貫通して第1膨張室Xまで延びる。第1膨張室Xは、隔壁135を貫通する第2連通管137bによって第2膨張室Yに連通する。第2膨張室Yは、隔壁134を貫通する第3連通管(不図示)によって第3膨張室Zに連通する。第3膨張室Zは、隔壁134,135を貫通してマフラーケース131の後面に開口するテールパイプ138によって外部に連通する。エンジン120の排気は、排気管141を通って触媒収容管145からマフラー142内に流入し、第1膨張室X、第2膨張室Y及び第3膨張室Zの順に流れ、テールパイプ138から外部に排出される。In the
A
図7は、図6のVII−VII断面図である。
図7に示すように、触媒収容管145は、上記第1の実施の形態で説明した触媒収容管45と同様の構造を備えているため、同様の部分については、第1の実施の形態と同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下に説明する。
触媒収容管145の構造は、上記第1の実施の形態の触媒収容管45の上流側テーパー管56及び下流側テーパー管57が他の管に変更されている点、及び、各ハニカム体81,82,83の軸方向の長さがその外径よりも小さくなっている点を除き、触媒収容管45と同一である。7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG.
As shown in FIG. 7, the
The structure of the
外筒55には、各触媒ユニット61,62,63が収容され、外筒55の上流端及び下流端の内周部には、漏斗形状の上流側テーパー管156(接続管)及び下流側テーパー管157(接続管)が接続される。触媒ユニット61,62,63は、上流側テーパー管156及び下流側テーパー管157によって軸方向に狭持される。
上流側テーパー管156は、上流側へ先細るテーパー状に形成されており、上流側テーパー管156の上流端の内径部には、外筒55よりも小径のジョイント管178(小径の排気管)が接合されている。触媒収容管145は、ジョイント管178の前端が前部ケース132のテーパー管部132aに嵌合することで、前部ケース132に接続されている。マフラー142は、排気管141の後端がジョイント管178に接続されることで、排気管141に接続される。The
The
ジョイント管178には、排気管141の後端が接続される。ジョイント管178の軸線C3及び上流側テーパー管156の軸線C4は、外筒55の軸線C1に略一致している。
下流側テーパー管157は、下流側へ先細るテーパー状に形成されており、下流側テーパー管157の下流端には、外筒55よりも小径の第1連通管137aが接合されている。The rear end of the
The
排気管141から上流側テーパー管156に流入する排気は、第1ハニカム体81での適度な大きさの抵抗によって第1ハニカム体81の上流側で径方向に拡散することができる。このため、第1ハニカム体81の上流端の全面に均一に排気を流入させることができ、高い浄化性能が得られる。その後、第1ハニカム体81で均一化された排気は、セル数が多い第2ハニカム体82及び第3ハニカム体83で効率的に浄化される。
第2の実施の形態によれば、単一の外筒55を排気装置140のマフラー142の内部で前寄りに配置することで、マフラー142の内部の下流側の空間を確保して膨張室を大きくできるとともに、マフラー142の形状を大きく変えることなく、浄化性能の高い触媒収容管145を設けることができる。また、各ハニカム体81,82,83の軸方向の長さを外径よりも小さくし、軸方向にコンパクトにしながら外径を大きくしてハニカム体81,82,83の体積を確保したため、外筒55を排気装置140のマフラー142の内部で前寄りに配置し易く、後部側の空間を大きく確保できる。Exhaust gas flowing from the
According to the second embodiment, the single
なお、上記第2の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第2の実施の形態に限定されるものではない。
上記第2の実施の形態では、ジョイント管178の軸線C3は、外筒55の軸線C1に略一致しているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、外筒55の軸線C1に対して軸線C3がオフセットされた構成において、オフセットされた側と半体側の上流側テーパー管156の斜面に、上流側テーパー管156の内部に湾曲隆起する凹みを設けても良い。The second embodiment shows one aspect to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to the second embodiment.
In the second embodiment, the axis C3 of the
20,120 エンジン(内燃機関)
40,140 排気装置
41 排気管(内燃機関の下方を通過する排気管)
44 上流側排気管(小径の排気管)
45,145 触媒収容管(排気浄化装置)
46 マフラー接続管(小径の排気管)
55 外筒
56,156 上流側テーパー管(接続管)
57,157 下流側テーパー管(接続管)
58 傾斜面(斜面)
59 凹み
71 第1保持筒(保持筒)
71b,72a,72b,73a 突出部
72 第2保持筒(保持筒)
73 第3保持筒(保持筒)
81 第1ハニカム体
82 第2ハニカム体
83 第3ハニカム体
137a 第1連通管(小径の排気管)
142 マフラー
178 ジョイント管(小径の排気管)
C1 軸線(外筒の軸心)
C2 軸線(軸心)
S1 隙間
S2 隙間20,120 engine (internal combustion engine)
40,140
44 Upstream exhaust pipe (small diameter exhaust pipe)
45,145 Catalyst housing pipe (exhaust gas purification device)
46 Muffler connection pipe (small-diameter exhaust pipe)
55 Outer cylinder 56,156 Upstream taper pipe (connecting pipe)
57,157 Downstream taper pipe (connecting pipe)
58 Inclined surface (slope)
59
71b, 72a, 72b,
73 Third holding cylinder (holding cylinder)
81
142
C1 axis (axis of outer cylinder)
C2 axis (axis)
S1 gap S2 gap
この明細書には、2013年2月20日に出願された日本国特許出願・特願2013−030999の全ての内容が含まれる。
上記目的を達成するため、本発明は、相互に間隔を設けて直列に配設される複数のハニカム体(81,82,83)に触媒を担持させた排気浄化装置において、内燃機関(20,120)の排気装置(40,140)の排気通路の一部を構成する単一の外筒(55)を有し、当該外筒(55)の内部に排気の上流側から、第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の順で収容され、これら第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の通路に触媒が担持され、前記第2ハニカム体(82)は前記第3ハニカム体(83)と同一部品であり、前記第1ハニカム体(81)は、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、前記第3ハニカム体(83)のセル数よりも少なく、前記第1ハニカム体(81)、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)を内部に保持する保持筒(71,72,73)がそれぞれ設けられ、当該各保持筒(71,72,73)は、前記第1ハニカム体(81)、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)の各端面よりも突出する突出部(71b,72a,72b,73a)を有し、当該突出部(71b,72a,72b,73a)が突き合わされることで前記各ハニカム体(81,82,83)の間に隙間(S1,S2)が形成され、隣り合う少なくとも二つの前記各ハニカム体(81,82,83)の前記保持筒(71,72,73)と前記外筒(55)との溶接位置を、排気の流れの上流位置と下流位置とで外周方向に異なる位置に設けたことを特徴とする。
本発明によれば、第2ハニカム体及び第3ハニカム体を共用した上でさらに3つのハニカム体の外径を同一として構造を簡単にできるとともに、下流側のハニカム体よりもセル数が少ない第1ハニカム体で得られる整流効果によって、第2ハニカム体及び第3ハニカム体に均一に排気を流すことができる。このため、排気の浄化性能が高い排気浄化装置を簡単な構造で実現できる。また、各保持筒の突出部が突き合わされることで各ハニカム体の間に隙間が形成されるため、簡単な構造で各ハニカム体の間に高精度に隙間を形成できる。また、各ハニカム体の保持筒と外筒との溶接位置を、上流位置と下流位置とで外周方向に異なる位置に設けたため、溶接の熱が外筒に与える影響を分散させることができ、排気浄化装置を精度良く形成できる。
また、本発明は、相互に間隔を設けて直列に配設される複数のハニカム体(82,83)に触媒を担持させた排気浄化装置において、内燃機関(20,120)の排気装置(40,140)の排気通路の一部を構成する単一の外筒(55)を有し、当該外筒(55)の内部に排気の上流側から、第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の順で収容され、これら第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の通路に触媒が担持され、前記第2ハニカム体(82)は前記第3ハニカム体(83)と同一部品であり、前記第1ハニカム体(81)は、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、前記第3ハニカム体(83)のセル数よりも少なく、前記第1ハニカム体(81)、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)を内部に保持する保持筒(71,72,73)がそれぞれ設けられ、当該各保持筒(71,72,73)は、前記第1ハニカム体(81)、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)の各端面よりも突出する突出部(71b,72a,72b,73a)を有し、当該突出部(71b,72a,72b,73a)が突き合わされることで前記各ハニカム体(81,82,83)の間に隙間(S1,S2)が形成され、隣り合う少なくとも二つの前記各ハニカム体(81,82,83)の前記保持筒(71,72,73)と前記外筒(55)との溶接位置を、排気の流れの上流位置と下流位置とで外周方向に異なる位置に設けたことを特徴とする。
本発明によれば、最上流側の第1ハニカム体には、触媒を担持させないため、必要な浄化性能に応じて、担持させる触媒の使用量を低減できるとともに、第1ハニカム体によって排気を均一に整流して下流側のハニカム体での浄化性能を向上できる。
This specification includes all the contents of the Japanese patent application and Japanese Patent Application No. 2013-030999 filed on February 20, 2013.
In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust purification device in which a catalyst is supported on a plurality of honeycomb bodies (81, 82, 83) arranged in series with a space between each other. 120) a single outer cylinder (55) constituting a part of the exhaust passage of the exhaust device (40, 140), and the first honeycomb body from the upstream side of the exhaust to the inside of the outer cylinder (55) (81), the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83) are accommodated in this order, and the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83) are accommodated. A catalyst is carried in the passage, the second honeycomb body (82) is the same part as the third honeycomb body (83), and the first honeycomb body (81) includes the second honeycomb body (82) and the The outer diameter is the same as that of the third honeycomb body (83), and the case Number of cells per unit area of cells partitioned into Jo is the third honeycomb body (83) rather less than the number of cells of the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82) and said Holding cylinders (71, 72, 73) for holding the third honeycomb body (83) therein are provided, and each of the holding cylinders (71, 72, 73) includes the first honeycomb body (81), the first 2 having a projecting portion (71b, 72a, 72b, 73a) projecting from each end face of the honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83), and the projecting portion (71b, 72a, 72b, 73a). A gap (S1, S2) is formed between the honeycomb bodies (81, 82, 83) by being abutted against each other, and the holding cylinders (at least two adjacent honeycomb bodies (81, 82, 83)) ( 71, 72, 73) and before The welding position between the outer cylinder (55), characterized in that provided at different positions in the outer circumferential direction at an upstream position and a downstream position of the exhaust flow.
According to the present invention, the second honeycomb body and the third honeycomb body can be shared, and the outer diameters of the three honeycomb bodies can be made the same to simplify the structure, and the number of cells is smaller than that of the downstream honeycomb body. Due to the rectifying effect obtained with one honeycomb body, exhaust can be made to flow uniformly to the second honeycomb body and the third honeycomb body. For this reason, an exhaust purification device having high exhaust purification performance can be realized with a simple structure. In addition, since the gaps are formed between the honeycomb bodies when the protruding portions of the holding cylinders are brought into contact with each other, the gaps can be formed between the honeycomb bodies with high accuracy with a simple structure. Further, since the welding positions of the holding cylinder and the outer cylinder of each honeycomb body are provided at different positions in the outer circumferential direction between the upstream position and the downstream position, the influence of the heat of welding on the outer cylinder can be dispersed, The purification device can be formed with high accuracy.
The present invention also relates to an exhaust emission control device (40) of an internal combustion engine (20, 120) in an exhaust emission control device in which a catalyst is supported on a plurality of honeycomb bodies (82, 83) arranged in series at intervals. , 140) has a single outer cylinder (55) that constitutes a part of the exhaust passage, and the first honeycomb body (81), the second honeycomb from the upstream side of the exhaust inside the outer cylinder (55) The body (82) and the third honeycomb body (83) are accommodated in this order, and a catalyst is supported in the passages of the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83), and the second honeycomb body (82). Are the same parts as the third honeycomb body (83), and the first honeycomb body (81) has the same outer diameter as the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83). , The number of cells per unit area of the cells partitioned in a grid pattern A holding cylinder (71) for holding the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83) inside the number of cells of the third honeycomb body (83). , 72, 73), and the holding cylinders (71, 72, 73) are provided for the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83). Each of the honeycomb bodies (81, 82, 83) has protrusions (71b, 72a, 72b, 73a) protruding from the respective end faces, and the protrusions (71b, 72a, 72b, 73a) are brought into contact with each other. A gap (S1, S2) is formed between the holding cylinders (71, 72, 73) and the outer cylinder (55) of at least two adjacent honeycomb bodies (81, 82, 83). Position upstream of exhaust flow Characterized in that provided in the different positions in the outer circumferential direction at the downstream position and.
According to the present invention, since the catalyst is not supported on the first honeycomb body on the most upstream side, the amount of the supported catalyst can be reduced according to the required purification performance, and the exhaust gas is uniformly distributed by the first honeycomb body. The purification performance in the downstream honeycomb body can be improved.
また、本発明は、前記外筒(55)は、前記内燃機関(20)の下方を通過する排気管(41)の途中に配置されることを特徴とする。
本発明によれば、単一の外筒を内燃機関の下方に配置するだけで排気装置を大きく変えることなく、浄化性能の高い排気浄化装置を設けることができる。
Also, the present invention, the outer cylinder (55), characterized in that it is arranged in an exhaust pipe (41) passing below the engine (20).
According to the present invention, it is possible to provide an exhaust purification device with high purification performance without significantly changing the exhaust device by simply arranging a single outer cylinder below the internal combustion engine.
さらに、本発明は、前記外筒(55)は、前記排気装置(140)のマフラー(142)の内部で前寄りに配置されることを特徴とする。
本発明によれば、マフラーの内部の下流の空間を確保できるとともに、マフラーの形状を大きく変えることなく、浄化性能の高い排気浄化装置を設けることができる。
また、本発明は、前記第1ハニカム体(81)の軸方向の長さは、前記第3ハニカム体(83)の軸方向の長さよりも小さいことを特徴とする。
本発明によれば、第1ハニカム体で整流効果を得ながら、第1ハニカム体での排気抵抗を抑えることができる。
Furthermore, the present invention is characterized in that the outer cylinder (55) is arranged in front of the muffler (142) of the exhaust device (140).
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to ensure the downstream space inside a muffler, the exhaust gas purification apparatus with high purification performance can be provided, without changing the shape of a muffler largely .
Also, the present invention, the axial length of the first honeycomb body (81) is characterized in less than the axial length of the third honeycomb body (83).
According to the present invention, the exhaust resistance in the first honeycomb body can be suppressed while obtaining the rectifying effect in the first honeycomb body.
Claims (10)
内燃機関(20,120)の排気装置(40,140)の排気通路の一部を構成する単一の外筒(55)を有し、当該外筒(55)の内部に排気の上流側から、第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の順で収容され、これら第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の通路に触媒が担持され、前記第2ハニカム体(82)は前記第3ハニカム体(83)と同一部品として共用され、前記第1ハニカム体(81)は、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、前記第3ハニカム体(83)のセル数よりも少ないことを特徴とする排気浄化装置。In an exhaust emission control device in which a catalyst is supported on a plurality of honeycomb bodies (81, 82, 83) arranged in series with a space between each other,
It has a single outer cylinder (55) that constitutes a part of the exhaust passage of the exhaust device (40, 140) of the internal combustion engine (20, 120), and the inside of the outer cylinder (55) from the upstream side of the exhaust The first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83) are accommodated in this order, and the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb are accommodated. The catalyst is carried in the passage of the body (83), the second honeycomb body (82) is shared as the same part as the third honeycomb body (83), and the first honeycomb body (81) is the second honeycomb body. The number of cells per unit area of the cell (82) and the third honeycomb body (83) is the same as that of the third honeycomb body (83), and the number of cells per unit area is divided from the number of cells of the third honeycomb body (83). Exhaust gas purification device characterized by a small amount.
内燃機関(20,120)の排気装置(40,140)の排気通路の一部に排気の上流側から、第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の順で収容され、これら第1ハニカム体(81)、第2ハニカム体(82)及び第3ハニカム体(83)の通路に触媒が担持され、前記第2ハニカム体(82)は前記第3ハニカム体(83)と同一部品として共用され、前記第1ハニカム体(81)は、前記第2ハニカム体(82)及び前記第3ハニカム体(83)と外径が同じであるとともに、格子状に仕切られたセルの単位面積当たりのセル数が、前記第3ハニカム体(83)のセル数よりも少ないことを特徴とする排気浄化装置。In an exhaust emission control device in which a catalyst is supported on a plurality of honeycomb bodies (81, 82, 83) arranged in series with a space between each other,
The first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83) are arranged in part of the exhaust passage of the exhaust device (40, 140) of the internal combustion engine (20, 120) from the upstream side of the exhaust. And the catalyst is supported in the passages of the first honeycomb body (81), the second honeycomb body (82), and the third honeycomb body (83), and the second honeycomb body (82) The third honeycomb body (83) is used as the same part, and the first honeycomb body (81) has the same outer diameter as the second honeycomb body (82) and the third honeycomb body (83), and has a lattice. The exhaust emission control device is characterized in that the number of cells per unit area of the cells partitioned in a shape is smaller than the number of cells of the third honeycomb body (83).
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