(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マフラー６と、排気管５と、触媒装置１６とを別体物として形成し、触媒装置１６は、筒状のパイプ本体３１と、パイプ本体３１の外周面に形成された取付片を有しており、排気管５に形成した接続用フランジ２３と排気マフラー６の端壁７との間に触媒装置１６の上記取付片を挟むと共に、パイプ本体３１と排気管５の内周面との間に環状通路Ｓを形成し、排気管５の接続用フランジ２３と排気マフラー６の端壁７と触媒装置１６の取付片を着脱自在に締結していることを特徴とする排気装置の触媒保持構造。
【請求項２】
請求項１記載の排気装置の触媒保持構造において、前記パイプ本体３１の排気管内部分の外周面に、複数の外向き突起部３５ａを有する取付ブラケット３５を設け、上記外向き突起部３５ａは、排気管５の内周面に一定の圧力で嵌合すると共に管長さ方向に摺動自在となっていることを特徴とする排気装置の触媒保持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、触媒装置を備えた排気装置の触媒保持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の二輪車用複数気筒エンジの排気装置を示しており、排気管組立体（排気管）２は、エンジン１の各排気口に接続された複数の排気枝管３と、各排気枝管３を集合する集合管４と、後方の排気マフラー６に接続される排気ジョイント管５から構成されている。
【０００３】
触媒装置の保持構造としては、従来種々の構造があるが、一例として仮想線で示すように排気マフラー６内に触媒装置６０が配置され、かつ、排気マフラー６の内周面に溶接あるいはボルト等で触媒装置６０が固着される保持構造があり、関連する先行技術文献として特開平７−３０５６２４号公報がある。
【０００４】
触媒保持構造の別の例としては、破線で示すように、排気ジョイント管５の後端部に触媒装置６１が固着され、排気マフラー６の前端部分に挿入される触媒装置６１の保持構造があり、関連する技術文献として、特開平１０−１５９５５０号公報がある。
【０００５】
図８は後者の触媒保持構造の詳細を示す矢印ＶＩＩＩ部分の分解拡大縱断面図であり、触媒装置６１は排気ジョイント管５と一体的に形成されている。すなわち、触媒装置６１は、パイプ本体７１と、該パイプ本体７１内に内蔵されたハニカム構造体７２から構成されているが、パイプ本体７１は排気ジョイント管５内に挿入されると共に、前後端部が溶接により排気ジョイント管５に一体に固着されている。パイプ本体７１及びハニカム構造体７２は、排気ジョイント管５と共にたとえばＳＵＳで製作され、ハニカム構造体７２には白金あるいはロジウム等の触媒材が燒成されている。
【０００６】
排気ジョイント管５と排気マフラー６との締結構造として、排気ジョイント管５の外周面に接続用フランジ６３を一体に溶接しており、排気ジョイント管５の後端部を排気マフラー６内に挿入し、接続用フランジ６３を排気マフラー６の前端壁７に当接し、ボルト６５及びナット６８により接続用フランジ６３と前端壁７を締結する。接続用フランジ６３には当金７３が溶接されており、当金７３の内方にはガスケット６７が配置され、該ガスケット６７は接続用フランジ６３と前端壁７の間で挟圧される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前者のように、排気マフラー６の内周面に直接触媒装置６０を固着する構造では、触媒装置６０の交換作業に手間がかかり、場合によっては、触媒装置６０の交換のために排気マフラー６全体を交換する必要が生じることもある。
【０００８】
また、排気マフラー６の軽量化を図るために、チタンあるいはチタン合金で排気マフラー６を製作しようとしても、触媒装置６０の担持部材は、触媒反応に対する熱的耐久性が要求されることから、たとえばステンレス鋼（以下「ＳＵＳ」という）等で製作する必要性があるが、チタン等とＳＵＳとは材料的に溶接性が悪く、結合が困難であり、排気マフラー６の製作に手間がかかる。また、触媒反応熱が直接排気マフラー６に影響を与え、排気マフラー６の変色につながる可能性がある。
【０００９】
これに対し後者の保持構造では、触媒装置６１は、排気マフラー６の内周壁には接触することなく配置されるので、排気マフラー６への触媒反応熱の影響は少なくなるが、触媒装置６１を交換する場合には、今度はジョイント管５と共に交換しなければならず、この点で部品コストが高くなる。
【００１０】
また、後者の保持構造において、排気装置の軽量化を図るために、たとえば排気管をチタン又はチタン合金製にしようとしても、前者の場合と同様に、触媒装置６０の担持部材は、触媒反応に対する熱的耐久性が要求されることから、たとえばＳＵＳ等で製作する必要性があるが、チタン等とＳＵＳとは材料的に溶接性が悪く、結合が困難であり、排気管２の製作に手間がかかる。
【００１１】
【発明の目的】
本願発明の目的は、排気管、触媒装置及び排気マフラーを、それぞれの機能に対応した異なる材料で形成できるようにすると共に、触媒装置のみを単独で交換可能とすることにより、メンテナンス時の部品コストの低減、触媒装置の熱的耐久性の維持、触媒装置の取付及び取外作業の簡略化を達成すると共に、排気装置全体の軽量化も達成できるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本願請求項１記載の発明は、排気マフラー６と、排気管５と、触媒装置１６とを別体物として形成し、触媒装置１６は、筒状のパイプ本体３１と、パイプ本体３１の外周面に形成された取付片を有しており、排気管５に形成した接続用フランジ２３と排気マフラー６の端壁７との間に触媒装置１６の上記取付片を挟むと共に、パイプ本体３１と排気管５の内周面との間に環状通路Ｓを形成し、排気管５の接続用フランジ２３と排気マフラー６の端壁７と触媒装置１６の取付片を着脱自在に締結している。これにより、触媒装置のみを単独で交換することが可能となり、メンテナンス時の部品コストを低減できる。また、排気管と排気マフラーとの締結部材を利用して触媒装置を取り付けるので、触媒装置専用の取付具等が不要となり、触媒装置の取付及び取外し作業が簡略化できる。さらに、パイプ本体３１の外周に環状通路Ｓを形成していることにより、パイプ本体３１の内部を排気ガスが通過すると同時に、パイプ本体３１と排気管５の間の環状通路Ｓも排気ガスが通過することになり、排気ガスは、その流れが妨げられることはなく、しかもパイプ本体３１の内外両面の広い面積で触媒に接触することになり、触媒による浄化効率が向上する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の排気装置の触媒保持構造において、前記パイプ本体３１の排気管内部分の外周面に、複数の外向き突起部３５ａを有する取付ブラケット３５を設け、上記外向き突起部３５ａは、排気管５の内周面に一定の圧力で嵌合すると共に管長さ方向に摺動自在となっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本願発明が適用される二輪車用複数気筒エンジンの排気装置であり、図７と同じ名称の部品には同じ符号を付してある。排気管組立体（排気管）２は、エンジン１の各排気口に接続された複数の排気枝管３と、各排気枝管３を集合する集合管４と、後方の排気マフラー６に接続される排気ジョイント管５から構成されており、排気管組立体２は、軽量化のためにチタン又はチタン合金で製作されている。
【００１５】
排気マフラー６は、前後の隔壁１１，１２により、前側の膨張室１３と、後側の膨張室１４と、中間の膨張室１５とに区画されており、前側の膨張室１３は触媒装置１６を介してジョイント管５内に連通し、前後の膨張室１３，１４間は連絡管１７により連通し、後側膨張室１４と中間膨張室１５とは連絡管１８により連通し、中間膨張室１５はテール管１９を介して外部に連通している。排気マフラー６の外周壁は外筒９と内筒１０により二重壁構造となっており、両筒９，１０間にはグラスウール等の緩衝材がパッキングされている。また、前側の膨張室１３内には、パンチングメタル製の衝突板２０が配置されている。排気マフラー６の金属製部分、すなわち外筒９、内筒１０、前後端壁７，８、隔壁１１，１２及び連絡管１７，１８等は、軽量化のためにチタン又はチタン合金で製作されている。ただし、ＳＵＳで製作することも可能である。
【００１６】
図２は図１の矢印ＩＩ部分の分解拡大縦断図であり、触媒装置１６と、排気ジョイント管５と、排気マフラー６は、互いに別体物として構成されている。排気ジョイント管５は、外周壁が外筒２１と内筒２２により二重壁構造となっており、両筒２１，２２間には緩衝材がパッキングされている。排気ジョイント管５の後端部には接続用フランジ２３が溶接またはかしめにより固着され、接続用フランジ２３の接合面（後面）には環状の当金２４が溶接により固着されている。接続用フランジ２３及び当金２４には、周方向に等間隔を置いて複数（たとえば３個）のボルト挿通孔２５が形成されている。上記排気ジョイント管５の接続用フランジ２３及び当金２４は、外筒２１等と同様にチタン又はチタン合金で製作されている。
【００１７】
排気マフラー６の前端壁７には、前記排気ジョイント管５のボルト挿通孔２５に対応する複数本のボルト２７が前方突出状に配置され、該ボルト２７はチタンあるいはチタン合金で製作されると共に、押え板２８により前端壁７に固定されている。また、前端壁７の前面には、チタン又はチタン合金製の当金２９が溶接で固着されている。
【００１８】
触媒装置１６は、熱的耐久性を有するＳＵＳ等のパンチングメタルからなるパイプ本体（担持部材）３１と、該パイプ本体３１の前後方向中間部より少し後方に溶着されたＳＵＳ製の取付フランジ（取付片）３３と、パイプ本体２５の前端部に溶着されたＳＵＳ製の取付ブラケット３５から構成されており、取付フランジ３３には前記ボルト２７に対応するボルト挿通孔３６が形成されている。パイプ本体３１の内外両面に白金あるいはロジウム等の触媒材が塗布あるいは焼成されている。３２はパンチング孔である。
【００１９】
取付ブラケット３５は、図５に示すようにパイプ本体３１の外周面に溶接により固着されると共に、周方向に等間隔を置いて外向き突起部３５ａが形成されており、該突起部３５ａは、排気ジョイント管５の内筒２２の内周面に一定の圧力で嵌合し、管長さ方向に摺動可能となっている。
【００２０】
図４は図２の触媒装置１６のＩＶ矢視部分図であり、触媒装置１６の取付フランジ３３には、前記ボルト挿通孔３６よりも径方向内方側に排気流通孔３８が形成されている。
【００２１】
図３は図２と同じ個所の組付後の状態を示しており、触媒装置１６は、取付ブラケット３５の突起部３５ａが排気ジョイント管５の内筒２２の内周面に一定の圧力で嵌合支持され、取付フランジ３３が、排気ジョイント管５の接続用フランジ２３と排気マフラー６の前端壁７の間に、当金２４、２９を介して挟持され、ボルト２７及びナット３９により接続用フランジ２３と前端壁７を締結すると同時に、触媒装置１６の取付フランジ３３を保持している。各当金２４，２９の径方向の内方側には、それぞれガスケット４０，４１が配置され、接続用フランジ２３の後面と取付フランジ３３の前面の間並びに該取付フランジ３３の後面と前端壁７の間でそれぞれ挟圧されている。
【００２２】
【作用】
図１において、エンジン１の各排気口から各排気枝管３に排出された排気は、集合管４で集合し、排気ジョイント管５を通り、排気マフラー６の入口部分で触媒装置１６により浄化され、前側膨張室１３内へ供給される。その後は、衝突板２０を通り抜け、連絡管１７を介して後側膨張室１４に入り、さらに連絡管１８を介して中間膨張室１５に入り、テール管１９を通って外部へ排出される。
【００２３】
図３において、触媒装置１６では、パイプ本体３１の内部を排気ガスが通過すると同時に、パイプ本体３１とジョイント管５の内筒２２の間の環状通路Ｓも排気ガスが通過するので、排気ガスは、その流れが妨げられることはなく、しかもパイプ本体３１の内外両面の広い面積で触媒に接触することになり、触媒による浄化効率が向上する。
【００２４】
触媒装置１６の組付方法の一例を説明する。図２において、触媒装置１６のパイプ本体３１の前端部を、一方のガスケット４０に挿入すると共にジョイント管５の内筒２２内に一定の圧力で挿入し、パイプ本体３１の後端部を、他方のガスケット４１に挿入すると共に前端壁７の開口から前側膨張室１３内に挿入する。これと同時に、前端壁７のボルト２７を、取付フランジ３３のボルト挿通孔３６及び接続用フランジ２３のボルト挿通孔２５に挿通し、ナット３９を螺着し、締め付けることにより、排気ジョイント管５の接続用フランジ２３と前端壁７とを締結すると同時に、接続用フランジ２３と前端壁７の間で取付フランジ３３を挟持する。すなわち、ボルト２７及びナット３９により、排気ジョイント管５と、触媒装置１６と、排気マフラー６とを、着脱自在に締結するのである。
【００２５】
使用により触媒装置１６が劣化した場合には、ナット３９を外すことにより排気ジョイント管５及び触媒装置１６を排気マフラー６から取り外し、触媒装置１６のみを単独で新しい部品と取り替える。
【００２６】
図６は本発明には含まれないが、触媒装置１６の参考例を示しており、パイプ本体５１の内部にハニカム構造体５２を内蔵したものであり、白金及びロジウム等の触媒材を焼成してある。該図６において、図３と同じ部材には同じ符号を付してある。触媒装置１６は、前記図３の場合と同様に、排気ジョイント管５及び排気マフラー６とは別体物に形成されており、また、排気ジョイント管５及び排気マフラー６がたとえばチタン又はチタン合金でできているのに対し、触媒反応に対して熱的耐久性を有するＳＵＳでできている。
【００２７】
パイプ本体５１の前端部にはＳＵＳ製の外向きフランジ３３が溶接により固着されており、該フランジ３３が、前記図３の場合と同様に、排気マフラー６の前端壁７と排気ジョイント管５の接続用フランジ２３の間に、当金２４，２９を介して挟持され、ボルト２７及びナット３９により、締着されている。また、フランジ３３の両側にはそれぞれガスケット４０，４１が配置されている。
【００２８】
【発明の他の実施の形態】
（１）図３に仮想線で示すように、触媒装置１６の取付フランジ３３に、後方へ突出するガイド筒４９を溶接により固着し、環状通路Ｓを後方へ延長する構造とすることも可能である。これにより、外周環状通路Ｓを通過する排気ガスがパイプ本体３１に接触する時間を長くして、浄化作用を向上させることができ、また、パイプ本体３１の内外を通過する排気ガスの出口を揃えることにより、消音効果を上げている。
【００２９】
（２）前述の各実施の形態では、排気マフラー６をチタン又はチタン合金製としているが、ＳＵＳ製又は鉄製とすることも可能である。また、材料の組み合わせとしては、排気管２をチタン又はチタン合金以外の軽い合金として軽量化を図り、触媒装置をＳＵＳ又はＳＵＳ以外の触媒反応に対して熱的耐久性を有する金属とすることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、
（１）排気マフラー６と、排気ジョイント管５等と、触媒装置１６とを別体物として形成し、排気ジョイント管５に形成した接続用フランジ２３と排気マフラー６の前端壁７との間に、触媒装置１６の取付片、たとえば取付フランジ３３を挟み、ボルト２７等の締結部材により排気ジョイント管５と触媒装置１６と排気マフラー６とを、着脱自在に締結しているので、触媒装置１６専用の取付加工あるいはボルト等の取付具が必要なくなり、触媒装置１６の取付け及び取外し作業が簡略化されると共に、取付用部品点数も減らすことができる。また、触媒装置１６のみを単独で交換することが可能となり、メンテナンス時の部品供給コストを節約できる。
【００３１】
（２）排気マフラー６と、排気ジョイント管５等の排気管と、触媒装置１６とを別体物として形成しているので、排気マフラー６と、排気ジョイント管５と、触媒装置１６の各材料の選択の自由度を、各機能に併せて増加させることができる。すなわち、排気ジョイント管５、触媒装置１６及び排気マフラー６を、それぞれの機能に対応した異なる材料で形成することが可能となり、電腐等で相性のよくない材料を、触媒装置１６とジョイント管５及び排気マフラー６との間で組み合せることができる。たとえば触媒装置１６の担持部材のみを、触媒反応に対して熱的耐久性のある金属で製造し、排気ジョイント管５及び排気マフラー６として、軽量の金属あるいは外見が美しい金属を選択することができる。
【００３２】
（３）パイプ本体３１と排気管５の内周面との間に環状通路Ｓを形成していることにより、パイプ本体３１の内部を排気ガスが通過すると同時に、パイプ本体３１とジョイント管５の内筒２２の間の環状通路Ｓも排気ガスが通過することになり、排気ガスは、その流れが妨げられることはなく、しかもパイプ本体３１の内外両面の広い面積で触媒に接触することになり、触媒による浄化効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を適用した二輪車用複数気筒エンジンの排気装置の側面図である。
【図２】図１の矢印ＩＩ部分の分解拡大縦断面図である。
【図３】図２と同じ部分の組付後の状態を示す拡大縦断面図である。
【図４】図２の触媒装置のＩＶ矢視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】別の形態の触媒装置を備えた排気装置の図３と同様の拡大縦断面図である。
【図７】従来の二輪車用排気装置の側面図である。
【図８】図７の矢印ＶＩＩＩ部分の分解拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  排気管組立体（排気管）
３  排気枝管（排気管組立体の構成部材）
４  排気集合管（排気管組立体の構成部材）
５  排気ジョイント管（排気管組立体の構成部材）
６  排気マフラー
７  排気マフラーの前端壁
１６  触媒装置
２３  排気管の接続フランジ
２７、３９  ボルト，ナット（締結部材）
３３  触媒装置のフランジ（取付片）
４０，４１  ガスケット
【図１】
0003564360.tif 000002
【図２】
0003564360.tif 000003
【図３】
0003564360.tif 000004
【図４】
0003564360.tif 000005
【図５】
0003564360.tif 000006
【図６】
0003564360.tif 000007
【図７】
0003564360.tif 000008
【図８】
0003564360.tif 000009