(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各排気口に接続されるエキゾーストパイプに膨張室を設け、この膨張室に前触媒を設け、前記エキゾーストパイプより下流側の排気装置内に主触媒を設けた自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置において、
前記膨張室を、前記エキゾーストパイプの下流側端部で集合させる集合部より上流側であって前記エキゾーストパイプ同士を連結する連結管とし、その内部に前記前触媒を保持することを特徴とする自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記エキゾーストパイプを、内燃機関の前方から下方を通って集合し下流側のマフラー本体に接続するように設け、前記主触媒を、そのマフラー本体より上流側かつ前記集合部より下流側に設け、前記連結管を、平面視で、内燃機関の前であって幅方向に隣接するエキゾーストパイプを接続するように設けるとともにその外方にガード板を設けることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動二輪車用の内燃機関において、マフラー（排気装置）内に触媒を備えた自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両用内燃機関の排ガス浄化のためにマフラー内に触媒を設けたものが知られている。そして、浄化性能（浄化率、反応時間）の向上と、エンジン（原動機）性能とを両立させるために、例えば図１７及び図１８に示すように、マフラー１における上流側のエキゾーストパイプ２（あるいはディフューザー３等）の内側に通気抵抗の小さい前触媒４を設け、マフラー１の下流側に主触媒５を設けたものが多く知られている。なお、マフラー１は、そのテールパイプ６の後端部に、サイレンサーとしてのマフラー本体（図示せず）を備えたものになっている。
【０００３】
また、他の従来例として、例えば特開平４−２７６１１７号公報、実開昭５６−８３６２３号公報、特開平８−１３５４３６号公報等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、（イ）上記実開昭５６−８３６２３号公報に示すように、前触媒をエキゾーストパイプの下流側に配置したものや、特開平８−１３５４３６号公報に示すように、前触媒を別体チャンバー内に配置したものは、触媒の反応に時間がかかり、排ガスの浄化開始までに時間が多くかかっていた。したがって、排ガス対策には不利であった。
【０００５】
（ロ）しかし、触媒の反応時間を早くするために、前触媒をエキゾーストパイプ内の上流側に配置した場合には、出力が低下してしまうという問題があった。すなわち、上記（イ）と（ロ）とは両立しなかった。
【０００６】
（ハ）前触媒の熱膨張による伸縮を吸収して耐久性の向上を図るために、前触媒をフローティングマウントで支持した場合には、フローティングマウントがエキゾーストパイプ内へ張り出すため、出力が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
（ニ）特開平４−２７６１１７号公報に示すものは、２つのシリンダのうち下側のシリンダの排ガスが十分に触媒に触れないため、排ガスの浄化性能が劣るという問題がある。
【０００８】
（ホ）また、特開平４−２７６１１７号公報に示すものでは、触媒によってシリンダ自体までもが高温となってしまい、焼付が生じやすいという問題がある。
【０００９】
（ヘ）さらに、特開平４−２７６１１７号公報に示すものにあっては、上述のようにシリンダが高温になることから、熱ダレによる出力低下が起こるという問題がある。
【００１０】
（ト）特開平８−１３５４３６号公報に示すものでは、従来のものとマフラー形状が大きく異なるため、従来機種（例えば自動二輪車）に使用する場合、取付不能となる場合が多いという問題がある。
【００１１】
（チ）また、特開平８−１３５４３６号公報に示すものが従来機種に取付可能であっても、フレーム等の変更が必要であるため、コストが上昇してしまうという問題がある。
【００１２】
この発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は排ガスの浄化性能が優れているとともに、出力の低下を防止することができ、しかもシリンダが高温になることがなく、かつ排気装置の形状が従来のものと大きく変わることのない自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の各排気口に接続されるエキゾーストパイプに膨張室を設け、この膨張室に前触媒を設け、前記エキゾーストパイプより下流側の排気装置内に主触媒を設けた自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置において、前記膨張室を、前記エキゾーストパイプの下流側端部で集合させる集合部より上流側であって前記エキゾーストパイプ同士を連結する連結管とし、その内部に前記前触媒を保持することを特徴とする自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置の構成を有している。
【００１４】
また、本発明においては、前記エキゾーストパイプを、内燃機関の前方から下方を通って集合し下流側のマフラー本体に接続するように設け、前記主触媒を、そのマフラー本体より上流側かつ前記集合部より下流側に設け、前記連結管を、平面視で、内燃機関の前であって幅方向に隣接するエキゾーストパイプを接続するように設けるとともにその外方にガード板を設けることを特徴とする。
【００１５】
そして、上記のように構成された本発明においては、エキゾーストパイプに設けた膨出室に前触媒を設けているから、エキゾーストパイプ内に前触媒を設けた従来のものより排ガス通路内の抵抗が下がる。
したがって、高回転での出力低下が極小となる。
また、膨出室は、例えばエキゾーストパイプを連結する連結管を利用するものである。
【００１６】
また、前触媒をエキゾーストパイプの上流付近に配置できるため、触媒の反応時間が早いという利点がある。
したがって、排ガスの浄化性能の向上を図ることができる。
【００１７】
さらに、排気装置の上流側に前触媒を設け、排気装置の下流側に主触媒を設けているから、十分な浄化性能を得ることができる。
【００１８】
しかも、エキゾーストパイプに膨出室を設けているだけであるから、排気装置の形状がもとのものとほとんど変わらない。したがって、排気装置を従来機種、例えば自動二輪車にそのまま取り付けることができる。また、排気装置の取り付けのために、フレーム等を変更する必要がないから、コストが上昇するのを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図１６を参照して説明する。ただし、図１〜図１０は第１実施形態、図１１〜図１２は第２実施形態、図１３〜図１６は第３実施形態を示している。
【００２０】
まず、図１〜図１０を参照してこの発明に係る自動二輪車用内燃機関の排ガス浄化装置の第１実施形態を説明する。この実施形態では、図１に示すように、自動二輪車に設けられた４サイクル多気筒（４気筒）エンジン（原動機）Ｅ１の排ガス浄化装置１０を示している。
【００２１】
この排ガス浄化装置１０は、図２〜図６に示すように、各エキゾーストパイプ２１の連結管（膨出室）２２内に、前触媒１１を設け、主触媒１２をマフラー本体２５に設けた例を示している。
【００２２】
マフラー（排気装置）２０は、図２及び図３に示すように、エンジンの各排気口に接続される４つのエキゾーストパイプ２１と、これらの各エキゾーストパイプ２１を上流側の部分で連結する連結管２２と、４本のエキゾーストパイプ２１を下流側の端部で集合させる集合部２３と、この集合部２３から下流側に延びるテールパイプ２４と、このテールパイプ２４の下流側の端部に設けられたサイレンサーとしてのマフラー本体２５とを備えている。
【００２３】
連結管２２は、中低速域での出力アップのために設けたものであり、図４に示すように、エキゾーストパイプ２１に設けられた連通孔２１ａを介して、これら隣接するエキゾーストパイプ２１を接続するようになっている。連結管２２は、内部に設けた前触媒１１によって高温になるため、特に外側に位置する連結管２２の前側をガード板２６によって覆っている。
【００２４】
前触媒１１は、図４及び図６に示すように、ステー１１ａによって連結管２２の内面に固定されている。なお、前触媒１１は、図５に示すように、耐熱性弾性部材１１ｂによって、連結管２２内に保持するように構成してもよい。さらに、前触媒１１は、図７に示すように、連結管２２の内面に直接固定するように構成してもよい。
【００２５】
また、主触媒１２は、図９及び図１０に示すように、ステー１２ａにより、マフラー本体２５の軸心付近に固定され、かつステー１２ａの前後の部分に設けた環状の耐熱性弾性部材１２ｂによって保持されている。すなわち、主触媒１２は、ステー１２ａ及び耐熱性弾性部材１２ｂによって、マフラー本体２５の内パイプ２５ａに保持されている。そして、テールパイプ２４から流れてくる排ガスは、接続パイプ２５ｂを介して主触媒１２に導かれるようになっている。また、マフラー本体２５の外パイプ２５ｃと内パイプ２５ａとの間には、断熱材２５ｄが詰められている。
【００２６】
さらに、マフラー本体２５の外側には、図８に示すように、主触媒１２に対応する位置に、ガード板２７が設けられている。このガード板２７は、フートレストブラケット２８に取り付けられている。また、図８において、２７ａはガード板２７をフートレストブラケット２８に固定するためのネジであり、２７ｂは断熱材である。なお、ガード板２７は、マフラー本体２５に取り付けるように構成してもよい。
【００２７】
上記のように構成された排ガス浄化装置１０においては、エキゾーストパイプ２１に設けた連結管２２に前触媒１１を設けているから、エキゾーストパイプ内に前触媒を設けた従来のものより排ガス通路内の抵抗が下がる。したがって、特に、高回転域での出力低下を防止することができる。
【００２８】
また、前触媒１１をエキゾーストパイプ２１の上流側に配置できるため、触媒の反応時間が早いという利点がある。したがって、排ガスの浄化性能の向上を図ることができる。
【００２９】
さらに、マフラー２０の上流側に前触媒１１を設け、マフラー２０の下流側に主触媒１２を設けているから、十分な浄化性能を得ることができる。
【００３０】
しかも、エキゾーストパイプ２１に連結管２２を設けているだけであるから、マフラー２０の形状がもとのものとほとんど変わることがない。したがって、マフラー２０を従来機種の自動二輪車にそのまま取り付けることができる。そして、マフラー２０の取り付けのために、フレーム等を変更する必要がないから、コストが上昇するのを防止することができる。
【００３１】
次に、この発明の第２実施形態を図１１及び図１２を参照して説明する。ただし、上記第１実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付しその説明を簡略化する。この第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、主触媒１２を、エキゾーストパイプ２１の排ガスの流出直後位置に設けている点である。
【００３２】
すなわち、主触媒１２は、図１１に示すように、マフラー２０の集合部２３内に設けている。そして、主触媒１２に対して設けられるガード板２７は、オイルパン２９に取り付けられている。
【００３３】
なお、主触媒１２は、図１２に示すように、テールパイプ２４における集合部２３に近接する位置に設けてもよい。この場合、ガード板２７は、車体のフレーム３０に取り付けられるようになっている。
【００３４】
上記のように構成された排ガス浄化装置１０においては、主触媒１２がマフラー２０における比較的上流側に位置しているから、同主触媒１２の反応時間が早くなる。したがって、排ガスの浄化性能をさらに向上させることができる。その他、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３５】
次に、この発明の第３実施形態を図１３〜１６を参照して説明する。この実施形態で示す排ガス浄化装置１０は、図１３に示すように、４サイクル単気筒エンジンＥ３を搭載した自動二輪車に設けられたものである。そして、排ガス浄化装置１０は、マフラー５０におけるエキゾーストパイプ５１のサイドパイプ（膨出室）５２内に設けた前触媒１１と、マフラー本体５３に設けた主触媒１２とを備えている。
【００３６】
マフラー５０は、図１５及び図１６に示すように、エンジンの各排気口に接続されるエキゾーストパイプ５１と、このエキゾーストパイプ５１の上流側の端部から分岐するように設けられたサイドパイプ５２と、エキゾーストパイプ５１の下流側の端部に連結されるサイレンサーとしてのマフラー本体５３とを備えている。
【００３７】
サイドパイプ５２は、中低速域の出力アップのために設けられたものであり、図１５に示すように、エキゾーストパイプ５１に切りかかれた連通孔５１ａを介して、エキゾーストパイプ５１に対して膨出するように筒状に形成されている。
【００３８】
前触媒１１は、複数の貫通孔１１ｃを有する筒状のもので形成されており、その一端部がサイドパイプ５２の後端に栓５２ａとともに溶接により固定されている。
【００３９】
また、主触媒１２は、ステー１２ｃを介してマフラー本体５３の内面に固定されている。
【００４０】
上記のように構成された排ガス浄化装置１０においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４１】
なお、上記各実施形態において、図面による説明を省略したが、２次エアー供給装置を設置することによって、空気をマフラー内に供給するように構成してもよい。また、排ガス浄化装置を自動二輪車に搭載した例を示した。
【００４２】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明においては、エキゾーストパイプに設けた膨出室に前触媒を設けているから、エキゾーストパイプ内に前触媒を設けた従来のものより排ガス通路内の抵抗が下がる。したがって、高回転での出力低下が極小となる。また、膨出室は、エキゾーストパイプを連結する連結管を利用する。
【００４３】
また、前触媒をエキゾーストパイプの上流付近に配置できるため、触媒の反応時間が早いという利点がある。したがって、排ガスの浄化性能の向上を図ることができる。
【００４４】
さらに、排気装置の上流側に前触媒を設け、排気装置の下流側に主触媒を設けているから、十分な浄化性能を得ることができる。
【００４５】
しかも、エキゾーストパイプに膨出室を設けているだけであるから、排気装置の形状がもとのものとほとんど変わらない。したがって、排気装置を従来機種、例えば自動二輪車にそのまま取り付けることができる。また、排気装置の取り付けのために、フレーム等を変更する必要がないから、コストが上昇するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態として示した排ガス浄化装置を搭載した自動二輪車を示す側面図である。
【図２】同排ガス浄化装置を示す側面図である。
【図３】同排ガス浄化装置を示す正面図である。
【図４】同排ガス浄化装置を示す図であって、図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】同排ガス浄化装置における前触媒の他の例を示す断面図である。
【図６】同排ガス浄化装置を示す図であって、図３のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】同排ガス浄化装置における前触媒の他の例を示す断面図である。
【図８】同排ガス浄化装置を示す図であって、図１のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】同排ガス浄化装置のマフラー本体を示す断面図である。
【図１０】同排ガス浄化装置の主触媒の部分を示す分解斜視図である。
【図１１】この発明の第２実施形態として示した排ガス浄化装置の側面図である。
【図１２】同排ガス浄化装置の他の例を示す要部側面図である。
【図１３】この発明の第３実施形態として示した排ガス浄化装置を搭載した自動二輪車を示す側面図である。
【図１４】同排ガス浄化装置のエキゾーストパイプ及びサイドパイプを示す図であって、図１５のXVIII−XVIII線に沿う断面図である。
【図１５】同排ガス浄化装置のエキゾーストパイプ及びサイドパイプを示す斜視図である。
【図１６】同排ガス浄化装置のマフラー本体を示す側面図である。
【図１７】従来例として示した排ガス浄化装置の斜視図である。
【図１８】同排ガス浄化装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０ 排ガス浄化装置
１１  前触媒
１２  主触媒
２０、５０  排気装置（マフラー）
２１、５１  エキゾーストパイプ
２２  膨出室（連結管）
２３  集合部
２４  テールパイプ
２５、５３  マフラー本体
２６  ガード板
５２  膨出室（サイドパイプ）
Ｅ１  エンジン
Ｅ３  エンジン
【図１】
0003582300.tif 000002
【図２】
0003582300.tif 000003
【図３】
0003582300.tif 000004
【図４】
0003582300.tif 000005
【図５】
0003582300.tif 000006
【図６】
0003582300.tif 000007
【図７】
0003582300.tif 000008
【図８】
0003582300.tif 000009
【図９】
0003582300.tif 000010
【図１０】
0003582300.tif 000011
【図１１】
0003582300.tif 000012
【図１２】
0003582300.tif 000013
【図１３】
0003582300.tif 000014
【図１４】
0003582300.tif 000015
【図１５】
0003582300.tif 000016
【図１６】
0003582300.tif 000017
【図１７】
0003582300.tif 000018
【図１８】
0003582300.tif 000019