WO2018078955A1

WO2018078955A1 - 排気管

Info

Publication number: WO2018078955A1
Application number: PCT/JP2017/024592
Authority: WO
Inventors: 丸山敦士; 齊藤賢二郎; 新村竜太; 森本泰弘
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-05-03
Also published as: CN109891066A; CN109891066B; JP6695442B2; JPWO2018078955A1; BR112019008476A2; BR112019008476B1

Abstract

排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）の外管（７０）における触媒（５８）よりもマフラー（５６）側の箇所は、触媒（５８）から排出された浄化後の排気ガスをマフラー（５６）に流す出口部（８４、９０、９６）として構成されている。出口部（８４、９０、９６）における上下方向に沿った長さ（Ｌｐａ～Ｌｐｃ）及び左右方向に沿った長さ（Ｌｈａ～Ｌｈｃ）のうち、一方の長さは触媒（５８）の直径（Ｄ）よりも短く、他方の長さは触媒（５８）の直径（Ｄ）よりも長い。

Description

排気管

　本発明は、車両のエンジンから排出される排気ガスを浄化してマフラーに排出する触媒を収容した排気管に関する。

　従来より、車両のエンジンとマフラーとを接続する排気管内に触媒を配設し、エンジンから排出される排気ガスを触媒で浄化して、浄化後の排気ガスをマフラーを介して外部に排出することが行われている。特開２００２－３０９９３１号公報には、排気管の外壁と、触媒を保持する触媒保持容器との間に有底筒状の隔壁を配置し、触媒から排出された排気ガスを触媒保持容器及び隔壁によって形成されるガス流路に流すことにより、触媒保持容器を介して触媒を活性化温度にまで短時間で昇温させ、該触媒の浄化性能を十分に発揮できるようにすることが開示されている。

　しかしながら、特開２００２－３０９９３１号公報の技術では、触媒における排気ガスの出口面と隔壁の底壁部分とが対向し、且つ、触媒保持容器の外周面に沿ってガス流路が形成されているので、触媒から排出された排気ガスは、隔壁の底壁部分で全て反射され、触媒保持容器の外周面に沿ってガス流路を流れる。これにより、排気ガスは、マフラーを介して外部に良好に抜けにくくなり、出力の低下を招くことになる。また、排気管内に隔壁を設けることにより、隔壁や、該隔壁を外壁に支持するステー等の部品が必要となり、排気管の部品点数の増加や、これらの部品を排気管に組み付けるための製造工数の増加を招くことになる。

　そこで、本発明は、出力を低下させることなく、触媒を昇温させることができると共に、部品点数及び製造工数の増加を抑制することが可能な排気管を提供することを目的とする。

　本発明に係る排気管は、車両のエンジンから延びてマフラーに接続され、前記エンジンから排出される排気ガスを浄化して前記マフラーに排出する触媒を収容した排気管であり、以下の特徴を有する。

　第１の特徴；前記排気管は、前記触媒を収容する内管と、一端部が前記エンジンに接続され、且つ、他端部が前記マフラーに接続されると共に、前記内管を収容する外管とを備える。この場合、前記外管又は前記内管における前記触媒よりも前記マフラー側の箇所は、前記触媒から排出された浄化後の前記排気ガスを前記マフラーに流す出口部として構成される。また、前記出口部における前記車両の垂直方向に沿った長さ、及び、前記出口部における前記車両の水平方向に沿った長さのうち、一方の長さは前記触媒の直径よりも短く、他方の長さは前記触媒の直径よりも長い。

　第２の特徴；前記出口部の形状は、楕円形状又は長円形状である。

　第３の特徴；前記外管は、前記一端部から下方に延在して屈曲し、屈曲部分から前記他端部に向かって略水平方向に延びる形状を有する。この場合、前記出口部における前記垂直方向に沿った長さは、前記触媒の直径よりも短い。また、前記垂直方向に沿った長さのうち、前記触媒の中心線からの下側長さは、前記中心線からの上側長さよりも短い。

　第４の特徴；前記出口部は、前記外管又は前記内管における前記触媒よりも前記マフラー側の箇所に配設された筒部材の貫通孔である。

　第５の特徴；前記出口部は、前記外管又は前記内管における前記触媒よりも前記マフラー側の箇所に設けられた壁によって形成される開口部である。また、前記出口部における前記垂直方向に沿った長さ及び前記水平方向に沿った長さのうち、一方の長さは前記触媒の直径よりも短い。

　第６の特徴；前記出口部は、前記外管又は前記内管における前記触媒よりも前記マフラー側の箇所を扁平にすることにより形成される開口部である。

　第７の特徴；前記排気管は、前記内管の長手方向に沿った中央部を前記外管に支持するステーをさらに備える。この場合、前記ステーは、前記外管の内周面から前記内管の外周面に向けて、前記長手方向に沿って前記マフラー側へ傾くように設けられている。

　本発明の第１の特徴によれば、出口部における車両の垂直方向に沿った長さ、及び、出口部における車両の水平方向に沿った長さのうち、一方の長さが触媒の直径よりも短く、他方の長さが触媒の直径よりも長く設定されている。このように、出口部の短径が触媒の直径よりも短いため、触媒から排出された排気ガスの一部は、外管又は内管における出口部の短径部分の形成箇所にぶつかり、触媒側に戻される。

　この場合、外管に出口部が設けられていれば、ぶつかった一部の排気ガスは、外管と内管との隙間に戻される。これにより、戻された一部の排気ガスは、内管を介して触媒（の外周部分）を昇温させるので、該触媒の浄化性能を向上させることが可能となる。一方、内管に出口部が設けられていれば、ぶつかった一部の排気ガスは、触媒の外周側に戻され、触媒の外周部分を昇温させるので、この場合でも、触媒の浄化性能を向上させることが可能となる。

　このように、第１の特徴によれば、外管又は内管における出口部の短径部分の形成箇所で、排気ガスの一部を触媒側に戻す簡単な構成であるため、出力を低下させることなく触媒を昇温できると共に、排気管の部品点数及び製造工数の増加を抑制することが可能となる。

　本発明の第２の特徴によれば、出口部が楕円形状又は長円形状であるため、排気ガスの戻り流量を均等にすることができる。

　ところで、排気管内における排気ガスの流速は、排気管内の上側部分よりも下側部分の方が速くなる。そこで、本発明の第３の特徴によれば、出口部における垂直方向に沿った長さを触媒の直径よりも短くすることにより、出口部の垂直方向を短径部分とし、この垂直方向に沿った長さのうち、触媒の中心線からの下側長さを、中心線からの上側長さよりも短く設定する。これにより、流速の速い下側部分の排気ガスが出口部から抜けにくくなるので、触媒の上側部分及び下側部分を均等に昇温することができる。

　本発明の第４の特徴によれば、外管又は内管における触媒よりもマフラー側の箇所に配設された筒部材の貫通孔を出口部とすることで、筒部材を外管又は内管に嵌め込むという簡単な取付構造で出口部を構成することができる。この結果、排気管の部品点数及び製造工数を効率よく削減することができる。

　本発明の第５の特徴によれば、外管又は内管における触媒よりもマフラー側の箇所に設けられた壁によって形成される開口部を出口部とし、出口部における垂直方向に沿った長さ及び水平方向に沿った長さのうち、一方の長さを触媒の直径よりも短く設定する。これにより、壁に排気ガスの一部がぶつかったときに、該一部の排気ガスが触媒側に戻されるので、戻された一部の排気ガスによって触媒を効率よく昇温させることができる。

　本発明の第６の特徴によれば、外管又は内管における触媒よりもマフラー側の箇所を扁平にして形成される開口部が出口部であるため、扁平部分に排気ガスの一部がぶつかったときに、該一部の排気ガスを触媒側に戻して該触媒を効率よく昇温させることができる。

　本発明の第７の特徴によれば、内管の長手方向に沿った中央部がステーにより外管に支持され、ステーは、外管の内周面から内管の外周面に向けて、内管の長手方向に沿ってマフラー側へ傾くように設けられている。これにより、出口部から戻された一部の排気ガスは、上流側のステーにぶつかった後、ステー及び内管の外周面に沿って下流側の出口部に至り、該出口部からマフラーに排出される。この結果、一部の排気ガスが必要以上に上流側に戻ることを阻止すると共に、排気管からの排気ガスの抜けを良好にすることができる。

本実施形態に係る排気管が組み込まれた自動二輪車の主要部分の右側面図である。第１実施例の排気管の一部破断側面図である。図２の排気管の一部断面図である。図４Ａは、筒部材の側面図であり、図４Ｂは、筒部材の正面図である。図５Ａ及び図５Ｂは、触媒から排出される排気ガスの流れを示す斜視図である。第２実施例の排気管の一部破断側面図である。図７Ａは、外管に形成された上側障壁及び下側障壁を図示した正面図であり、図７Ｂは、触媒から排出される排気ガスの流れを示す斜視図である。第３実施例の排気管の一部断面図である。

　本発明に係る排気管について、好適な実施形態を掲げ、添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

［自動二輪車１２の概略構成］
　図１は、本実施形態に係る排気管１０が搭載される車両としての自動二輪車１２の主要部分の右側面図である。自動二輪車１２は、シート１４に運転者が跨って着座する鞍乗り型車両である。なお、図１では、自動二輪車１２のうち、排気管１０周りを中心に図示し、それ以外の箇所については図示を省略するか、又は、簡略的に図示する。また、本実施形態の説明では、シート１４に着座した運転者から見た方向に従って、前後、左右及び上下の方向を説明する。さらに、以下の説明において、自動二輪車１２の垂直方向とは、上下方向をいい、水平方向とは前後方向及び左右方向をいう。

　自動二輪車１２は、車体フレーム１６と、車体フレーム１６の前部で前輪１８を操向可能に支持する前輪操舵部２０と、前輪操舵部２０の後方で車体フレーム１６に懸架される駆動源としてのエンジン２２と、エンジン２２の後方で車体フレーム１６に対して後輪２４を揺動可能に支持する後輪懸架部２６と、前輪操舵部２０の後方で車体フレーム１６の前後に取付けられた燃料タンク２８及びシート１４とを備える。

　車体フレーム１６は、前輪操舵部２０を操向自在に支持するヘッドパイプ３０を有する。ヘッドパイプ３０から後方に向かってメインフレーム３２が下方に傾斜して延びている。メインフレーム３２は、下方へ屈曲する下方屈曲部３４を有し、エンジン２２及び燃料タンク２８を支持する。また、ヘッドパイプ３０から後方に向かってダウンフレーム３６が斜め下方へ延びている。一方、メインフレーム３２の下方屈曲部３４から後方に延びるシートレール３８によってシート１４が支持されている。

　前輪操舵部２０は、操向ハンドル４０と、操向ハンドル４０から下方へ延びるフロントフォーク４２とから構成され、フロントフォーク４２の下端に前輪１８が回転自在に支持される。後輪懸架部２６は、メインフレーム３２の下部から後方へ延びるスイングアーム４４と、スイングアーム４４とシートレール３８との間に渡される図示しないリヤクッションとから構成され、スイングアーム４４の後端に後輪２４が回転自在に支持される。

　エンジン２２は、クランクケース４６と、クランクケース４６の上面から僅かに前傾して上方へ延びるシリンダ部４８とを有する。シリンダ部４８の後壁に形成された吸気ポートには、図示しない吸気装置が連結され、一方で、シリンダ部４８の前壁に形成される排気ポートには、本実施形態に係る排気管１０の一端部５０が連結される。クランクケース４６の前部がダウンフレーム３６の下部に設けた図示しないハンガに取り付けられると共に、クランクケース４６の後部がメインフレーム３２の下部に設けた後部ハンガ５２に取り付けられることにより、車体フレーム１６にエンジン２２が懸架される。

［排気管１０の概略構成］
　次に、本実施形態に係る排気管１０について説明する。

　排気管１０は、自動二輪車１２に搭載され、一端部５０側がシリンダ部４８の前壁から前方に延びている。排気管１０は、一端部５０から前方に延びた部分から下方に屈曲しており、その屈曲部分がクランクケース４６に沿って斜め下方に延び、さらに、クランクケース４６の下方で略水平方向に後方へ延びている。排気管１０の後方の他端部５４は、後方に向かって斜め上方に延びるマフラー５６に接続されている。

　排気管１０内におけるクランクケース４６直下の箇所には、後述する触媒５８が収容されている。従って、排気管１０は、触媒５８付きの排気装置として構成される。さらに、排気管１０における触媒５８後方の箇所は、ステー部材６０によって後部ハンガ５２に支持されている。

　次に、排気管１０内部の構成、特に、触媒５８周辺の構成に関する３つの実施例（第１～第３実施例）について、図２～図８を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、排気管１０を、第１～第３実施例の排気管１０Ａ～１０Ｃと呼称する。

［第１実施例］
　第１実施例について、図２～図５Ｂを参照しながら説明する。

　第１実施例の排気管１０Ａは、該排気管１０Ａの外観形状を構成する外管７０を有する。従って、外管７０は、一端部５０がシリンダ部４８に接続されると共に、他端部５４がマフラー５６に接続される。また、外管７０は、一端部５０からクランクケース４６前方の屈曲部分までの箇所が比較的小径であり、一方で、触媒５８が収容される水平部分が比較的大径の管形状を有する。

　図１～図３に示すように、外管７０における触媒５８が配設される箇所は、屈曲部分に連結される上流側（一端部５０側）の小径部分７２と、小径部分７２から後方に向かって拡開する拡開部分７４と、拡開部分７４から後方に向かって略水平に延びる大径部分７６とから構成される。外管７０における大径部分７６の内部には、触媒５８を収容し、且つ、大径部分７６に沿って前後方向に延びる筒状の内管７８が配設されている。

　内管７８の上流側の一端は、拡開部分７４に入り込み、該拡開部分７４の内周面に連結されている。内管７８の下流側（他端部５４側）の他端は、大径部分７６の下流側の端部近傍で開口している。内管７８の長手方向（前後方向）に沿った中央部よりも僅かに下流側の箇所には、内管７８を大径部分７６の内周面に支持するためのステー８０が設けられている。

　ステー８０は、内管７８の外周面と外管７０の大径部分７６の内周面とを連結する略円環状の部材であり、図３に示すように、大径部分７６の内周面から内管７８の外周面に向かって、後方に傾斜するように配設されている。これにより、内管７８と大径部分７６との隙間は、ステー８０によって上流側の空間と下流側の空間とに仕切られることになる。

　内管７８の内方には、内管７８の長手方向に沿って円柱状の触媒５８が配設されている。触媒５８の上流側の表面（排出ガスの入口面７９）は、内管７８の上流側の一端から僅かに下流側に位置する。一方、触媒５８の下流側の表面（排出ガスの出口面８１）は、内管７８の下流側の他端から僅かに上流側に位置する。

　そのため、エンジン２２から排出された排気ガスは、外管７０の一端部５０から屈曲部分、小径部分７２及び拡開部分７４を介して内管７８に流入し、触媒５８の入口面７９に至る。触媒５８の温度が活性化温度にまで昇温されていれば、触媒５８は、入口面７９から流入した排気ガスを浄化し、浄化後の排気ガスを出口面８１から下流側に排出することができる。図２及び図３には、触媒５８の入口面７９に対する排出ガスの流入方向（図面右側から入口面７９に向かう矢印）と、出口面８１からの排気ガスの排出方向（出口面８１から図面左側に向かう矢印）とを、それぞれ図示している。

　なお、エンジン２２の始動時のように、触媒５８の温度が活性化温度よりも低い状態では、硫黄被毒による触媒５８の劣化が発生しやすいので、触媒５８の温度を活性化温度にまで昇温させた状態で排気ガスの浄化を行うことが望ましい。また、エンジン２２から排出される排気ガスは、比較的高温であるため、触媒５８は、入口面７９を介して流入する排気ガスによって昇温される。従って、出口面８１から排出される浄化後の排気ガスは、入口面７９を介して流入する排気ガスよりも低温である。

　大径部分７６における触媒５８及び内管７８よりも下流側には、筒部材８２が嵌め込まれている。筒部材８２は、下流側（マフラー５６側）から上流側（内管７８側）に向かって縮径する形状を有する環状部材であり、図４Ｂに示す上流側の楕円形状の開口部分（貫通孔）が浄化後の排気ガスをマフラー５６に流す出口部８４として構成される。

　ここで、出口部８４の大きさと触媒５８の大きさとの関係について説明する。

　先ず、出口部８４における上下方向（垂直方向）に沿った長さＬｐａと左右方向（水平方向）に沿った長さＬｈａとのうち、一方の長さは触媒５８の直径Ｄよりも短く設定され、他方の長さは直径Ｄよりも長く設定されている。図２、図３及び図４Ｂでは、出口部８４の上下方向の長さＬｐａが触媒５８の直径Ｄよりも短く設定されると共に、左右方向の長さＬｈａが直径Ｄよりも長く設定されている（Ｌｐａ＜Ｄ且つＬｈａ＞Ｄ）。

　従って、図２、図３及び図４Ｂに示すように、楕円形状の出口部８４の上端位置及び下端位置は、触媒５８の上端位置及び下端位置よりも、触媒５８の前後方向に延びる中心線８６寄りとなる。この結果、出口部８４の上下方向に沿った部分は、出口部８４の短径部分となる。そのため、図４Ｂに示すように、マフラー５６側から触媒５８を見た場合、出口部８４の短径部分を形成する、筒部材８２の上側部分及び下側部分は、触媒５８の上側部分及び下側部分を覆う（遮る）ように構成される。一方、出口部８４の長径部分の左右両側は、触媒５８の左右部分よりも外方となる。

　そして、出口部８４における上下方向に沿った長さＬｐａのうち、中心線８６からの下側長さＬｐｄａは、中心線８６からの上側長さＬｐｕａよりも短く設定されていることが望ましい（Ｌｐｄａ＜Ｌｐｕａ）。

　このように構成された排気管１０Ａにおいて、触媒５８の出口面８１から排出された浄化後の排出ガスのうち、出口面８１の上側部分及び下側部分から排出された排気ガス（排気ガスの一部）は、図２、図３、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、筒部材８２の上側部分及び下側部分にそれぞれぶつかり内管７８側に戻される。戻された排気ガスは、大径部分７６と内管７８との隙間に流入する。

　隙間に流入した排気ガスは、内管７８を介して触媒５８に熱を与え、触媒５８の上側部分及び下側部分（ステー８０よりも下流側の触媒５８の外周部分）を昇温させる。図２及び図３のように内管７８の内方に触媒５８が配設されている場合、排気ガスの浄化時には、触媒５８の中心線８６寄りが比較的高温となり、外周部分が比較的低温となる。隙間に流入した排気ガスに起因する触媒５８の外周部分の昇温により、外周部分の温度が活性化温度にまで上昇すれば、該外周部分における排気ガスの浄化性能を十分に発揮させることができる。その後、隙間に流入した排気ガスは、円環状のステー８０にぶつかって下流側に戻され、触媒５８の出口面８１の中央部分から排出される浄化後の排気ガスと共に、出口部８４の左右両側からマフラー５６に向けて排出される。

［第２実施例］
　第２実施例について、図６～図７Ｂを参照しながら説明する。なお、第２実施例の排気管１０Ｂにおいて、図２～図５Ｂの第１実施例の排気管１０Ａと同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて、その詳細な説明を省略し、以下同様とする。

　第２実施例の排気管１０Ｂは、大径部分７６における触媒５８及び内管７８よりも下流側の箇所に、上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄがそれぞれ設けられており、当該箇所のうち、上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄを除く開口部分が、浄化後の排気ガスをマフラー５６に排出する出口部９０として形成される点で、第１実施例の排気管１０Ａとは異なる。上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄは、中心線８６を挟んで上下対称に形成されている。

　具体的に、上側障壁８８ｕは、図７Ａに示すように、大径部分７６の上側部分から下方に延びる円弧状部９２ｕと、円弧状部９２ｕから中心線８６に向かって突出する突出部９４ｕとから構成される。この場合、図６の側面視で、円弧状部９２ｕは、大径部分７６の上側部分から下方に延び、円弧状部９２ｕの先端部分から上流側に向かって傾斜するように突出部９４ｕが突出している。

　一方、下側障壁８８ｄは、図７Ａに示すように、大径部分７６の下側部分から上方に延びる円弧状部９２ｄと、円弧状部９２ｄから中心線８６に向かって突出する突出部９４ｄとから構成される。この場合、図６の側面視で、円弧状部９２ｄは、大径部分７６の下側部分から上方に延び、円弧状部９２ｄの先端部分から上流側に向かって傾斜するように突出部９４ｄが突出している。

　従って、第１実施例の筒部材８２（図２～図４Ａ参照）と同様に、上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄは、大径部分７６における触媒５８及び内管７８よりも下流側の箇所を上流側に縮径させるように形成されている。また、上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄが設けられる箇所は、図７Ａに示すように、マフラー５６側から見たとき、出口部９０が長円形状に形成されているように視認される。

　そして、第２実施例においても、出口部９０の大きさと触媒５８の大きさとの関係については、出口部９０における２つの突出部９４ｄ、９４ｕ間の長さ（上下方向に沿った長さ）Ｌｐｂと左右方向に沿った長さＬｈｂとのうち、一方の長さは触媒５８の直径Ｄよりも短く設定され、他方の長さは直径Ｄよりも長く設定されている。図７Ａでは、出口部９０の上下方向の長さＬｐｂが触媒５８の直径Ｄよりも短く設定されると共に、左右方向の長さＬｈｂが直径Ｄよりも長く設定されている（Ｌｐｂ＜Ｄ且つＬｈｂ＞Ｄ）。

　従って、長円形状の出口部９０の上端位置（突出部９４ｕの位置）及び下端位置（突出部９４ｄの位置）は、触媒５８の上端位置及び下端位置よりも中心線８６寄りとなる。この結果、出口部９０の上下方向に沿った部分は、出口部９０の短径部分となり、出口部９０の短径部分を形成する上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄは、触媒５８の上側部分及び下側部分を覆う（遮る）ように構成される。一方、出口部９０の長径部分の左右両側は、触媒５８の左右部分よりも外方となる。

　また、出口部９０における上下方向に沿った長さＬｐｂのうち、中心線８６からの下側長さＬｐｄｂは、中心線８６からの上側長さＬｐｕｂよりも短く設定されていることが望ましい（Ｌｐｄｂ＜Ｌｐｕｂ）。

　このように構成された排気管１０Ｂにおいて、触媒５８の出口面８１から排出された浄化後の排出ガスのうち、出口面８１の上側部分及び下側部分から排出された排気ガス（排気ガスの一部）は、図６及び図７Ｂに示すように、上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄにそれぞれぶつかり内管７８側に戻される。戻された排気ガスは、大径部分７６と内管７８との隙間に流入する。

　隙間に流入した排気ガスは、内管７８を介して触媒５８に熱を与え、触媒５８の上側部分及び下側部分（外周部分）を昇温させ、触媒５８の外周部分での排気ガスの浄化性能を向上させる。その後、隙間に流入した排気ガスは、ステー８０にぶつかって下流側に戻され、触媒５８の出口面８１の中央部分から排出される浄化後の排気ガスと共に、出口部９０の左右両側からマフラー５６に向けて排出される。

［第３実施例］
　第３実施例について、図８を参照しながら説明する。第３実施例の排気管１０Ｃは、大径部分７６における触媒５８及び内管７８よりも下流側の箇所を、上下方向に扁平にすることで、排気ガスをマフラー５６側に排出する楕円形状の開口部としての出口部９６を形成した点で、排気管１０Ａ、１０Ｂとは異なる。従って、この箇所は、大径部分７６が後方に向かって縮径する縮径部９８として構成される。

　第３実施例でも、出口部９６の大きさと触媒５８の大きさとの関係については、出口部９６の上下方向に沿った長さＬｐｃと左右方向に沿った長さＬｈｃとのうち、一方の長さは触媒５８の直径Ｄよりも短く設定され、他方の長さは直径Ｄよりも長く設定されている。図８では、出口部９６の上下方向の長さＬｐｃが触媒５８の直径Ｄよりも短く設定されると共に、左右方向の長さＬｈｃが直径Ｄよりも長く設定されている（Ｌｐｃ＜Ｄ且つＬｈｃ＞Ｄ）。

　従って、楕円形状の出口部９６の上端位置及び下端位置は、触媒５８の上端位置及び下端位置よりも中心線８６寄りとなる。この結果、出口部９６の上下方向に沿った部分は、出口部９６の短径部分となり、出口部９６の短径部分を形成する縮径部９８は、触媒５８の上側部分及び下側部分を覆う（遮る）ように構成される。一方、出口部９６の長径部分の左右両側は、触媒５８の左右部分よりも外方となる。

　また、出口部９６における上下方向に沿った長さＬｐｃのうち、中心線８６からの下側長さＬｐｄｃは、中心線８６からの上側長さＬｐｕｃよりも短く設定されていることが望ましい（Ｌｐｄｃ＜Ｌｐｕｃ）。

　このように構成された排気管１０Ｃにおいて、触媒５８の出口面８１から排出された浄化後の排出ガスのうち、出口面８１の上側部分及び下側部分から排出された排気ガス（排気ガスの一部）は、縮径部９８にぶつかり、内管７８側に戻される。戻された排気ガスは、大径部分７６と内管７８との隙間に流入する。

　隙間に流入した排気ガスは、内管７８を介して触媒５８に熱を与え、触媒５８の上側部分及び下側部分（外周部分）を昇温させ、触媒５８の外周部分での排気ガスの浄化性能を向上させる。その後、隙間に流入した排気ガスは、ステー８０にぶつかって下流側に戻され、触媒５８の出口面８１の中央部分から排出される浄化後の排気ガスと共に、出口部９６の左右両側からマフラー５６に向けて排出される。

［本実施形態の効果］
　以上説明したように、本実施形態に係る排気管１０（第１～第３実施例の排気管１０Ａ～１０Ｃ）によれば、出口部８４、９０、９６における上下方向に沿った長さＬｐａ～Ｌｐｃ、及び、出口部８４、９０、９６における左右方向に沿った長さＬｈａ～Ｌｈｃのうち、一方の長さが触媒５８の直径Ｄよりも短く、他方の長さが触媒５８の直径Ｄよりも長く設定されている。このように、出口部８４、９０、９６の短径が触媒５８の直径Ｄよりも短いため、触媒５８から排出された排気ガスの一部は、外管７０における出口部８４、９０、９６の短径部分の形成箇所（筒部材８２、上側障壁８８ｕ、下側障壁８８ｄ、縮径部９８）にぶつかり、触媒５８側に戻される。戻された一部の排気ガスは、外管７０と内管７８との隙間に流入し、内管７８を介して触媒５８（の外周部分）を昇温させるので、該触媒５８の浄化性能を向上させることが可能となる。

　このように、外管７０における出口部８４、９０、９６の短径部分の形成箇所で、排気ガスの一部を触媒５８側に戻す簡単な構成であるため、出力を低下させることなく触媒５８を昇温できると共に、排気管１０（１０Ａ～１０Ｃ）の部品点数及び製造工数の増加を抑制することが可能となる。

　また、出口部８４、９０、９６が楕円形状又は長円形状であるため、マフラー５６側から見たときの排気ガスの上流側への戻り流量を均等にすることができる。

　ところで、排気管１０（１０Ａ～１０Ｃ）内における排気ガスの流速は、排気管１０（１０Ａ～１０Ｃ）内の上側部分よりも下側部分の方が速くなる。そこで、出口部８４、９０、９６における上下方向に沿った長さＬｐａ～Ｌｐｃを触媒５８の直径Ｄよりも短くすることにより、出口部８４、９０、９６の上下方向を短径部分としている。そして、上下方向に沿った長さＬｐａ～Ｌｐｃのうち、触媒５８の中心線８６からの下側長さＬｐｄａ～Ｌｐｄｃを、中心線８６からの上側長さＬｐｕａ～Ｌｐｕｃよりも短く設定している。これにより、流速の速い下側部分の排気ガスが出口部８４、９０、９６から抜けにくくなるので、触媒５８の上側部分及び下側部分を均等に昇温することができる。

　そして、第１実施例の排気管１０Ａでは、外管７０における触媒５８よりもマフラー５６側の箇所に配設された筒部材８２の貫通孔を出口部８４とすることにより、筒部材８２を外管７０に嵌め込むという簡単な取付構造で出口部８４を構成することができる。この結果、排気管１０Ａの部品点数及び製造工数を効率よく削減することができる。

　また、第２実施例の排気管１０Ｂでは、外管７０における触媒５８よりもマフラー５６側の箇所に設けられた上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄによって形成される開口部を出口部９０とし、出口部９０における上下方向に沿った長さＬｐｂ及び左右方向に沿った長さＬｈｂのうち、一方の長さを触媒５８の直径Ｄよりも短く設定する。これにより、上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄに排気ガスの一部がぶつかったときに、該一部の排気ガスが触媒５８側に戻されるので、戻された一部の排気ガスによって触媒５８を効率よく昇温させることができる。

　さらに、第３実施例の排気管１０Ｃでは、外管７０における触媒５８よりもマフラー５６側の箇所を扁平にして形成される開口部が出口部９６であるため、出口部９６を形成する縮径部９８に排気ガスの一部がぶつかったときに、該一部の排気ガスを触媒５８側に戻して該触媒５８を効率よく昇温させることができる。

　なお、排気管１０（１０Ａ～１０Ｃ）において、内管７８の長手方向に沿った中央部がステー８０により外管７０に支持され、ステー８０は、外管７０の内周面から内管７８の外周面に向けて、内管７８の長手方向に沿ってマフラー５６側へ傾くように設けられている。これにより、出口部８４、９０、９６から戻された一部の排気ガスは、上流側のステー８０にぶつかった後、ステー８０及び内管７８の外周面に沿って下流側の出口部８４、９０、９６に至り、該出口部８４、９０、９６からマフラー５６に排出される。この結果、一部の排気ガスが必要以上に上流側に戻ることを阻止すると共に、排気管１０（１０Ａ～１０Ｃ）からの排気ガスの抜けを良好にすることができる。

［変形例の説明］
　上記の説明では、外管７０（大径部分７６）の内方に出口部８４、９０、９６が形成される場合について説明したが、内管７８における触媒５８の出口面８１の下流側に出口部８４、９０、９６を形成することも可能である。この場合、（１）内管７８における出口面８１の下流側に筒部材８２を嵌め込むか、（２）内管７８における出口面８１の下流側に上側障壁８８ｕ及び下側障壁８８ｄを設けるか、あるいは、（３）内管７８における出口面８１の下流側を上下方向に扁平させて縮径部９８を形成すればよい。いずれの場合でも、出口面８１から排出された排気ガスの一部を触媒５８側に戻し、該触媒５８の外周部分を昇温させることができる。

　また、上記の説明では、出口部８４、９０、９６の上下方向が短径部分である場合について説明したが、出口部８４、９０、９６の左右方向が短径部分である場合でも、上述した各効果が得られることは勿論である。

　さらに、上記の説明では、内管７８の中央部を円環状のステー８０で外管７０の内周面に支持する場合について説明したが、ステー８０を設けない場合でも、外管７０と内管７８との隙間に流入した排気ガスによって触媒５８の外周部分を昇温させることは可能である。

　以上、本発明について好適な実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記の実施形態の記載範囲に限定されることはない。上記の実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは、当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。また、請求の範囲に記載された括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号をつけた要素に限定されて解釈されるものではない。

Claims

　車両（１２）のエンジン（２２）から延びてマフラー（５６）に接続され、前記エンジン（２２）から排出される排気ガスを浄化して前記マフラー（５６）に排出する触媒（５８）を収容した排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）において、
　前記触媒（５８）を収容する内管（７８）と、
　一端部（５０）が前記エンジン（２２）に接続され、且つ、他端部（５４）が前記マフラー（５６）に接続されると共に、前記内管（７８）を収容する外管（７０）と、
　を備え、
　前記外管（７０）又は前記内管（７８）における前記触媒（５８）よりも前記マフラー（５６）側の箇所は、前記触媒（５８）から排出された浄化後の前記排気ガスを前記マフラー（５６）に流す出口部（８４、９０、９６）として構成され、
　前記出口部（８４、９０、９６）における前記車両（１２）の垂直方向に沿った長さ（Ｌｐａ～Ｌｐｃ）、及び、前記出口部（８４、９０、９６）における前記車両（１２）の水平方向に沿った長さ（Ｌｈａ～Ｌｈｃ）のうち、一方の長さは前記触媒（５８）の直径（Ｄ）よりも短く、他方の長さは前記触媒（５８）の直径（Ｄ）よりも長いことを特徴とする排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）。
　請求項１記載の排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）において、
　前記出口部（８４、９０、９６）の形状は、楕円形状又は長円形状であることを特徴とする排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）。
　請求項１又は２記載の排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）において、
　前記外管（７０）は、前記一端部（５０）から下方に延在して屈曲し、屈曲部分から前記他端部（５４）に向かって略水平方向に延びる形状を有し、
　前記出口部（８４、９０、９６）における前記垂直方向に沿った長さ（Ｌｐａ～Ｌｐｃ）は、前記触媒（５８）の直径（Ｄ）よりも短く、
　前記垂直方向に沿った長さ（Ｌｐａ～Ｌｐｃ）のうち、前記触媒（５８）の中心線（８６）からの下側長さ（Ｌｐｄａ～Ｌｐｄｃ）は、前記中心線（８６）からの上側長さ（Ｌｐｕａ～Ｌｐｕｃ）よりも短いことを特徴とする排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）。
　請求項１～３のいずれか１項に記載の排気管（１０Ａ）において、
　前記出口部（８４）は、前記外管（７０）又は前記内管（７８）における前記触媒（５８）よりも前記マフラー（５６）側の箇所に配設された筒部材（８２）の貫通孔であることを特徴とする排気管（１０Ａ）。
　請求項１～３のいずれか１項に記載の排気管（１０Ｂ）において、
　前記出口部（９０）は、前記外管（７０）又は前記内管（７８）における前記触媒（５８）よりも前記マフラー（５６）側の箇所に設けられた壁（８８ｄ、８８ｕ）によって形成される開口部であり、
　前記出口部（９０）における前記垂直方向に沿った長さ（Ｌｐｂ）及び前記水平方向に沿った長さ（Ｌｈｂ）のうち、一方の長さは前記触媒（５８）の直径（Ｄ）よりも短いことを特徴とする排気管（１０Ｂ）。
　請求項１～３のいずれか１項に記載の排気管（１０Ｃ）において、
　前記出口部（９６）は、前記外管（７０）又は前記内管（７８）における前記触媒（５８）よりも前記マフラー（５６）側の箇所を扁平にすることにより形成される開口部であることを特徴とする排気管（１０Ｃ）。
　請求項１～６のいずれか１項に記載の排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）において、
　前記内管（７８）の長手方向に沿った中央部を前記外管（７０）に支持するステー（８０）をさらに備え、
　前記ステー（８０）は、前記外管（７０）の内周面から前記内管（７８）の外周面に向けて、前記長手方向に沿って前記マフラー（５６）側へ傾くように設けられていることを特徴とする排気管（１０、１０Ａ～１０Ｃ）。