(57)【要約】  【課題】背圧変動や排気騒音の抑制を図ることができるエンジンの排気処理装置を提供する。  【解決手段】排気通路１と、排気通路１中に配置された排気処理材２を備え、排気処理材２は、渦巻きロール状パンチングメタル製の板材２ａで構成され、板材２ａの表面に沿う渦巻きロール状の排気通過隙間２ｂと、この排気通過隙間２ｂを保持するスペーサ２ｃを備え、スペーサ２ｃは、板材２ａの表面から板材２ａの一部を打ち出し状に隆起させた突条で形成され、スペーサ２ｃの突端縁２ｄは、スペーサ２ｃと重なる板材２ａの表面に当接されている。【選択図】    図１
2018123816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路(１)と、排気通路(１)中に配置された排気処理材(２)を備え、排気処理材(２)は、渦巻きロール状パンチングメタル製の板材(２ａ)で構成され、板材(２ａ)の表面に沿う渦巻きロール状の排気通過隙間(２ｂ)と、この排気通過隙間(２ｂ)を保持するスペーサ(２ｃ)を備え、
スペーサ(２ｃ)は、板材(２ａ)の表面から板材(２ａ)の一部を打ち出し状に隆起させた突条で形成され、スペーサ(２ｃ)の突端縁(２ｄ)は、スペーサ(２ｃ)と重なる板材(２ａ)の表面に当接されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンの排気処理装置において、
排気通過隙間(２ｂ)を通過した排気(２５)が排気処理材(２)の一端から排気通路(１)の排気下流側に排出されるように構成され、
突条で形成されたスペーサ(２ｃ)は、渦巻きロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回中心軸線(２ｅ)と同心の螺旋形状に形成されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたエンジンの排気処理装置において、
突条で形成されたスペーサ(２ｃ)の螺旋形状は、同心の内外多重螺旋形状とされている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載されたエンジンの排気処理装置において、
突条で形成されたスペーサ(２ｃ)の螺旋形状は、排気下流側に向けて次第に径が小さくなる形状とされている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載されたエンジンの排気処理装置において、
突条で形成されたスペーサ(２ｃ)の螺旋形状は、排気下流側に向けて次第に径が大きくなる形状とされている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載されたエンジンの排気処理装置において、
突条で形成されたスペーサ(２ｃ)は、渦巻きロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回中心軸線(２ｅ)と平行な向きに形成されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載されたに記載されたエンジンの排気処理装置において、
突条で形成されたスペーサ(２ｃ)は、ロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回方向に進みながら、板材(２ａ)の旋回中心軸線(２ｅ)の向きに所定の振幅で反転を繰り返す蛇行形状に形成されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載されたエンジンの排気処理装置において、
板材(２ａ)は、ステンレス製で、ステンレス素材の表面が排気通過隙間(２ｂ)を通過する排気(２５)と接触するように構成されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたエンジンの排気処理装置において、
ステンレスは、析出硬化系ステンレス又はオーステナイト系ステンレスである、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載されたエンジンの排気処理装置において、
エンジンの排気マニホルド(２７)と、ホルダ(３)とを備え、
前記排気通路(１)を備えた排気マニホルド(２７)は、コレクタ部(４)と複数のブランチ部(５)(６)とを備え、コレクタ部(４)は筒体で、先端部分に排気出口(８)が開口され、複数のブランチ部(５)(６)は、コレクタ部(４)の基端寄り周壁(９)から導出され、
ホルダ(３)は、筒部(３ａ)を備え、筒部(３ａ)は排気マニホルド(２７)のコレクタ部(４)内に配置され、筒部(３ａ)には周壁に複数のブランチ部(５)(６)から排気を導入する排気入口(１２)が開口され、
排気処理材(２)は、ホルダ(３)の筒部(３ａ)内に配置されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、背圧変動や排気騒音の抑制を図ることができるエンジンの排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気処理材として、次のものがある(特許文献１参照)。
多数の突起と孔を有する渦巻きロール状の金属箔を備え、突起は、孔に相当する金属箔の一部を連結したＬ字形の切り起こし片で構成され、金属箔の表面に沿う渦巻きロール状の排気通過隙間と、排気通過隙間を保持するスペーサを備え、スペーサは、前記突起を構成するＬ字形の切り起こし片で構成され、そのスペーサの切り起こし端は、スペーサと重なる金属箔の表面に当接されている。
【０００３】
この種の排気処理材には、排気通過隙間内を通過する排気を金属箔の表面に担持させた排気ガス浄化触媒に接触させ、排気浄化による排気処理を図ることができる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１―２２６３５８号公報(図１，図２参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
《問題点１》  背圧変動が起こりやすい。
特許文献１の排気処理材では、スペーサは、突起を構成するＬ字形の切り起こし片で構成されているため、剛性が低く、スペーサの熱変形に起因する排気通過隙間の変形で、背圧変動が起こりやすい。
《問題点２》  排気騒音が大きくなる。
特許文献１の排気処理材では、スペーサは、突起を構成するＬ字形の切り起こし片で構成されているため、スペーサの周囲を排気が自由に吹き抜け、排気騒音の低減抑制機能が小さく、排気騒音が大きくなる。
【０００６】
本発明の課題は、背圧変動や排気騒音の抑制を図ることができるエンジンの排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)〜(Ｅ)，図５(Ａ)〜(Ｅ)に例示するように、排気通路(１)と、排気通路(１)中に配置された排気処理材(２)を備え、排気処理材(２)は、渦巻きロール状パンチングメタル製の板材(２ａ)で構成され、板材(２ａ)の表面に沿う渦巻きロール状の排気通過隙間(２ｂ)と、この排気通過隙間(２ｂ)を保持するスペーサ(２ｃ)を備え、
図１(Ｄ)，図５(Ｄ)に例示するように、スペーサ(２ｃ)は、板材(２ａ)の表面から板材(２ａ)の一部を打ち出し状に隆起させた突条で形成され、スペーサ(２ｃ)の突端縁(２ｄ)は、スペーサ(２ｃ)と重なる板材(２ａ)の表面に当接されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【発明の効果】
【０００８】
《効果１》  背圧変動が抑制される。
本発明では、板材(２ａ)の表面から板材(２ａ)の一部を打ち出し状に隆起させた突条のスペーサ(２ｃ)の剛性が高いため、スペーサ(２ｃ)の熱変形に起因する排気通過隙間(２ｂ)の変形が抑制され、背圧変動が抑制される。
【０００９】
《効果２》  排気騒音が抑制される。
本発明では、排気通過隙間(２ｂ)を通過する排気(２５)のスペーサ(２ｃ)への衝突で、排気(２５)が偏向され、排気通過隙間(２ｂ)での排気(２５)(２５)の相互干渉により、排気騒音が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンの排気処理装置を説明する図で、図１(Ａ)は側面図、図１(Ｂ)は縦断側面図、図１(Ｃ)は排気処理材を先端側から見た正面図、図１(Ｄ)は図１(Ｃ)のＤ−Ｄ線断面図、図１(Ｅ)は排気処理材を基端側から見た背面図、図１(Ｆ)は挟持プレートの縦断側面図、図１(Ｇ)はホルダの背面図である。
【図２】本発明の実施形態で用いる排気処理材の基本例と第１変形例を説明する図で、図２(Ａ)は基本例の板材の平面図、図２(Ｂ)は図２(Ａ)のＢ−Ｂ線断面拡大図、図２(Ｃ)は基本例の斜視図、図２(Ｄ)は第１変形例の板材の平面図、図２(Ｅ)は図２(Ｄ)のＥ−Ｅ線断面拡大図、図２(Ｆ)は第１変形例の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態で用いる排気処理材の第２変形例と第３変形例を説明する図で、図３(Ａ)は第２変形例の板材の平面図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)のＢ−Ｂ線断面拡大図、図３(Ｃ)は第２変形例の斜視図、図３(Ｄ)は第３変形例の板材の平面図、図３(Ｅ)は図３(Ｄ)のＥ−Ｅ線断面拡大図、図３(Ｆ)は第３変形例の斜視図である。
【図４】図１の排気処理装置を備えたエンジンの縦断背面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るエンジンの排気処理装置を説明する図で、図５(Ａ)は側面図、図５(Ｂ)は縦断側面図、図５(Ｃ)は排気処理材の正面図、図５(Ｄ)は図５(Ｃ)のＤ−Ｄ線断面図、図５(Ｅ)は排気処理材の背面図、図５(Ｆ)は挟持プレートの縦断側面図、図５(Ｇ)はホルダの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図４は本発明の第１実施形態に係るエンジンの排気装置を説明する図、図５は本発明の第２実施形態に係るエンジンの排気装置を説明する図で、各実施形態では、立形の直列２気筒火花点火式ガソリンエンジンについて説明する。
【００１２】
図１〜図４に示す第１実施形態について説明する。
このエンジンの概要は、次の通りである。
図４に示すように、シリンダブロック(１５)の上部にシリンダヘッド(１６)が組み付けられ、シリンダヘッド(１６)の上部にシリンダヘッドカバー(１７)が組み付けられ、シリンダブロック(１５)の下部にオイルパン(１８)が組み付けられている。
シリンダヘッド(１６)の横一側にはスロットルボディ(１９)が組付けられ、横他側には排気マニホルド(２７)が組み付けられている。スロットルボディ(１９)には燃料インジェクタ(２０)が取り付けられ、燃料インジェクタ(２０)からシリンダヘッド(１６)内の吸気ポート(２１)に燃料(２２)が噴射されるようになっている。燃料(２２)はガソリンである。
【００１３】
このエンジンは、排気処理装置を備えている。
図１(Ａ)〜(Ｅ)に示すように、排気処理装置は、排気通路(１)と、排気通路(１)中に配置された排気処理材(２)を備え、排気処理材(２)は、渦巻きロール状パンチングメタル製の板材(２ａ)で構成され、板材(２ａ)の表面に沿う渦巻きロール状の排気通過隙間(２ｂ)と、この排気通過隙間(２ｂ)を保持するスペーサ(２ｃ)を備えている。
【００１４】
図１(Ｄ)に示すように、スペーサ(２ｃ)は、板材(２ａ)の表面から板材(２ａ)の一部を打ち出し状に隆起させた突条で形成され、スペーサ(２ｃ)の突端縁(２ｄ)は、スペーサ(２ｃ)と重なる板材(２ａ)の表面に当接されている。
この実施形態では、板材(２ａ)の表面から板材(２ａ)の一部を打ち出し状に隆起させた突条のスペーサ(２ｃ)の剛性が高いため、スペーサ(２ｃ)の熱変形に起因する排気通過隙間(２ｂ)の変形が抑制され、背圧変動が抑制される。
この実施形態では、排気通過隙間(２ｂ)を通過する排気(２５)のスペーサ(２ｃ)への衝突で、排気(２５)が偏向され、排気通過隙間(２ｂ)での排気(２５)(２５)の相互干渉により、排気騒音が抑制される。
【００１５】
図１(Ｂ)，図２(Ｃ)(Ｆ)に示すように、排気通過隙間(２ｂ)を通過した排気(２５)が排気処理材(２)の一端から排気通路(１)の排気下流側に排出されるように構成されている。
図１(Ｂ)(Ｃ)，図２(Ｃ)(Ｆ)に示すように、突条で形成されたスペーサ(２ｃ)は、渦巻きロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回中心軸線(２ｅ)と同心の螺旋形状に形成されている。
この実施形態では、排気通過隙間(２ｂ)内を通過する排気(２５)が、螺旋突条のスペーサ(２ｃ)で長い距離を案内され、排気(２５)(２５)の相互干渉による排気騒音の抑制機能が高まる。
【００１６】
図１(Ｂ)，図２(Ｃ)(Ｆ)に示すように、基本例と第１変形例の排気処理材(２)では、突条で形成されたスペーサ(２ｃ)の螺旋形状は、同心の内外二重螺旋形状とされている。
基本例と第１変形例の排気処理材(２)では、排気通過隙間(２ｂ)内を通過する排気(２５)が、内外二重螺旋形状のスペーサ(２ｃ)で長い距離を案内され、排気(２５)(２５)の相互干渉による排気騒音の抑制機能が高まる。
【００１７】
図１(Ｂ)，図２(Ｃ)(Ｆ)に示すように、基本例と第１変形例の排気処理材(２)では、突条で形成されたスペーサ(２ｃ)の螺旋形状は、排気下流側に向けて次第に径が小さくなる形状とされている。
基本例と第１変形例の排気処理材(２)では、排気処理材(２)の外周側の排気(２５)が、排気下流側に向けて次第に径が小さくなる螺旋形状のスペーサ(２ｃ)で排気処理材(２)の中心側に案内され、排気通過隙間(２ｂ)内を通過する排気(２５)が、旋回しながらスペーサ(２ｃ)で長い距離を案内され、排気(２５)(２５)の相互干渉による排気騒音の抑制機能が高まる。
【００１８】
図１(Ｂ)，図２(Ａ)〜(Ｃ)に示す基本例では、図２(Ａ)に示すように、排気処理材(２)は、連続した帯状のパンチングメタル製の単一の板材(２ａ)に突条で形成された一対のスペーサ(２ｃ)(２ｃ)を備え、板材(２ａ)の巻き込み始端縁(２ｍ)寄りの第１のスペーサ(２ｃ)は板材(２ａ)の巻き込み始端縁(２ｍ)の一側端から他側に向けて所定の傾斜角度(α)で導出され、第２のスペーサ(２ｃ)は第１のスペーサ(２ｃ)の導出端(２ｎ)から板材(２ａ)の巻き込み始端縁(２ｍ)と平行に導出された仮想線(２ｉ)の導出端(２ｐ)のある一側端から他側に向けて第１のスペーサ(２ｃ)と平行な向きに導出されている。板材(２ａ)の巻き込み始端縁(２ｍ)に対する第１のスペーサ(２ｃ)の傾斜角度(α)と、仮想線(２ｉ)に対する第２のスペーサ(２ｃ)の傾斜角度(α)はいずれも５０〜６０°とされている。板材(２ａ)の巻き込み終端縁(２ｈ)側にはスペーサ(２ｃ)のない平板部分(２ｊ)が形成されている。
この板材(２ａ)を矢印(２ｋ)のように、突条のスペーサ(２ｃ)の突端縁(２ｄ)が内側になるように巻き、うず巻きロール状の排気処理材(２)を形成する。
【００１９】
図１(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ)に示すように、板材(２ａ)の巻き込み始端縁(２ｍ)には芯材(２ｆ)を取り付けておき、板材(２ａ)の巻き付け後、芯材(２ｆ)が排気処理材(２)の旋回中心に配置されるようにし、図１(Ｅ)に示すように、芯材(２ｆ)の端部に取り付けたコの字形の挟持プレート(２ｇ)でうず巻きロール状の排気処理材(２)を外周から挟み付ける。また、板材(２ａ)の巻き込み終端縁(２ｈ)付近を熔接で固着させる。これにより、排気処理材(２)の巻き込み状態を保持する。
この基本例の排気処理材(２)では、図２(Ａ)に示すように、第１のスペーサ(２ｃ)が巻き込み始端縁(２ｍ)から始まり、巻き込み終端縁(２ｈ)寄りの平板部分(２ｊ)が比較的長く、スペーサ(２ｃ)の傾斜角度(α)が比較的小さいため、図２(Ｃ)に示すように、スペーサ(２ｃ)の内外二重螺旋は芯材(２ｆ)と排気処理材(２)の径方向途中の位置に亘って形成され、螺旋のピッチは比較的大きい。なお、スペーサ(２ｃ)は重なっても相互に嵌合しないように配置されている。
基本例の排気処理材(２)では、単一の板材(２ａ)に相互に平行な３本以上のスペーサ(２ｃ)を設け、スペーサ(２ｃ)を三重以上の内外多重螺旋形状とすることができる。また、平板部分(２ｊ)が板材(２ａ)の巻き込み始端縁(２ｍ)側に配置され、スペーサ(２ｃ)の螺旋が排気処理材(２)の径方向途中と外周の位置に亘って形成されるものや、平板部分(２ｊ)がなく、スペーサ(２ｃ)の螺旋が排気処理材(２)の径方向全域に亘って形成されるものを用いてもよい。
【００２０】
上記基本例に代えて、図２(Ｄ)(Ｅ)(Ｆ)に示す第１変形例の排気処理材(２)を用いてもよい。
この第１変形例の排気処理材(２)では、基本例のものに比べ、板材(２ａ)の平板部分(２ｊ)が比較的短く、スペーサ(２ｃ)の傾斜角度(α)が６５°〜７５°され、比較的大きいため、スペーサ(２ｃ)の内外二重螺旋は、基本例の場合よりも排気処理材(２)の径方向外寄りの位置まで形成され、螺旋のピッチは比較的小さい。
他の構成は、基本例と同じであり、図２(Ｄ)(Ｅ)(Ｆ)中、基本例と同一の要素には、図２(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)と同一の符号を付しておく。
【００２１】
前記基本例に代えて、図３(Ｃ)に示す第２変形例の排気処理材(２)を用いてもよい。
この第２変形例の排気処理材(２)では、突条で形成されたスペーサ(２ｃ)は、渦巻きロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回中心軸線(２ｅ)と平行な向きに形成されている。
第２変形例の排気処理材(２)では、渦巻きロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回方向に沿う排気(２５)が、スペーサ(２ｃ)に衝突して偏向され、排気通過隙間(２ｂ)内での排気(２５)の通過距離が長くなり、排気(２５)(２５)の相互干渉による排気騒音の抑制機能が高まる。
第２変形例の排気処理材(２)では、平板部分(２ｊ)が板材(２ａ)の巻き込み始端(２ｍ)側に配置され、スペーサ(２ｃ)は排気処理材(２)の径方向途中から外周に亘って形成される。この第２変形例の排気処理材(２)では、平板部分(２ｊ)が板材(２ａ)の巻き込み終端(２ｈ)側に配置され、スペーサ(２ｃ)が排気処理材(２)の芯材(２ｆ)と径方向途中に亘って形成されるものや、板材(２ａ)の平板部分(２ｊ)がなく、スペーサ(２ｃ)が排気処理材(２)の径方向全域に亘って形成されるものを用いてもよい。
他の構成は、基本例と同じであり、図３(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)中、基本例と同一の要素には、図２(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)と同一の符号を付しておく。
【００２２】
前記基本例に代えて、図３(Ｆ)に示す第３変形例の排気処理材(２)を用いてもよい。
図３(Ｆ)に示すように、第３変形例の排気処理材(２)では、突条で形成されたスペーサ(２ｃ)は、ロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回方向に進みながら、板材(２ａ)の旋回中心軸線(２ｅ)の向きに所定の振幅で反転を繰り返す蛇行形状に形成されている。
第３変形例の排気処理材(２)では、渦巻きロール状に巻かれた板材(２ａ)の旋回方向に沿う排気(２５)も、板材(２ａ)の旋回中心軸線(２ｅ)方向に沿う排気(２５)も、スペーサ(２ｃ)に衝突して反転し、排気通過隙間(２ｂ)内での排気(２５)の通過距離が長くなり、排気(２５)(２５)の相互干渉による排気騒音の抑制機能が高まる。
第３変形例の排気処理材(２)では、平板部分(２ｊ)が板材(２ａ)の巻き込み始端(２ｍ)側に配置され、スペーサ(２ｃ)は排気処理材(２)の径方向途中から外周に亘って形成される。この第３変形例の排気処理材(２)では、平板部分(２ｊ)が板材(２ａ)の巻き込み終端(２ｈ)側に配置され、スペーサ(２ｃ)が排気処理材(２)の芯材(２ｆ)と径方向途中に亘って形成されるものや、板材(２ａ)の平板部分(２ｊ)がなく、スペーサ(２ｃ)が排気処理材(２)の径方向全域に亘って形成されるものを用いてもよい。
他の構成は、基本例と同じであり、図３(Ｄ)(Ｅ)(Ｆ)中、基本例と同一の要素には、図２(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)と同一の符号を付しておく。
【００２３】
板材(２ａ)は、ステンレス製で、ステンレス素材の表面が排気通過隙間(２ｂ)を通過する排気(２５)と接触するように構成されている。
すなわち、板材(２ａ)は、ステンレス素材の表面が触媒成分(白金，パラジウム，ロジウム等の貴金属等)を含む触媒コートで覆われていない。
この排気処理材(２)では、触媒コートを形成する手間を省くことができる。また、触媒成分となる貴金属を用いる必要がないので、原材料費が安くなる。これらの理由により、製造コストが安価になる。
この排気処理材(２)では、高い排気浄化性能を得ることができる。その理由は、次のように推定される。
すなわち、排気(２５)中のＨＣ(炭化水素)が高温の排気熱によりステンレス素材の表面で燃焼して、排気(２５)中のＨＣの含有量を減少させることができる。また、ステンレス素材の表面が還元触媒として機能し、排気(２５)中のＮＯｘ(窒素酸化物)が高温の排気(２５)によりステンレス素材の表面で還元されて窒素成分となる。
【００２４】
板材(２ａ)に用いるステンレスは、析出硬化系ステンレス又はオーステナイト系ステンレスが望ましい。
この種類のステンレスは排気浄化機能が高いので、高い排気浄化性能を得ることができる。特に、析出硬化系ステンレスは剛性も高い。
【００２５】
板材(２ａ)に好適に使用できるステンレス鋼の具体例としては、ＪＩＳ規格(日本工業規格)で定める次のものがある。
析出硬化系ステンレス鋼には、ＳＵＳ６３０やＳＵＳ６３１がある。
オーステナイト系ステンレス鋼には、ＳＵＳ３１６やＳＵＳ３１６ＬやＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１８０３やＳＵＳ３１０Ｓがある。
また、板材(２ａ)に用いるステンレスには、マルテンサイト系ステンレスやフェライト系ステンレスを用いることもできる。
マルテンサイト系ステンレス鋼には、ＳＵＳ４４０Ｃがある。
フェライト系ステンレス鋼には、ＳＵＳ４３０がある。
【００２６】
排気処理材(２)の取り付け構造は、次の通りである。
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気処理装置は、エンジンの排気マニホルド(２７)と、ホルダ(３)とを備えている。
前記排気通路(１)を備えた排気マニホルド(２７)は、コレクタ部(４)と複数のブランチ部(５)(６)とを備え、コレクタ部(４)は筒体で、先端部分に排気出口(８)が開口され、複数のブランチ部(５)(６)は、コレクタ部(４)の基端寄り周壁(９)から導出されている。
ホルダ(３)は、筒部(３ａ)を備え、筒部(３ａ)は排気マニホルド(２７)のコレクタ部(４)内に配置され、筒部(３ａ)には周壁に複数のブランチ部(５)(６)から排気を導入する排気入口(１２)が開口されている。
排気処理材(２)は、ホルダ(３)の筒部(３ａ)内に配置されている。
この排気処理装置では、複数のブランチ部(５)(６)から導入された排気(２３)(２４)をホルダ(３)の筒部(３ａ)内で一括して処理することができる。
この排気処理装置では、コレクタ部(４)とホルダ(３)の筒部(３ａ)との二重筒構造で、排気処理材(２)を通過する排気(２５)の温度が低下しにくく、排気処理材(２)による排気処理効率(排気浄化効率)を高めることができる。
【００２７】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、この排気処理装置は、コレクタ部(４)の基端部分(４ｂ)にホルダ差込口(７)が開口され、ホルダ(３)は筒部(３ａ)の基端側に設けられたフランジ部(３ｂ)を備えている。
排気処理材(２)が取り付けられたホルダ(３)の筒部(３ａ)がコレクタ部(４)のホルダ差込口(７)から差し込まれ、ホルダ(３)のフランジ部(３ｂ)がコレクタ部(４)の基端部分(４ｂ)に固定されている。
この排気処理装置では、排気処理材(２)が受ける排気(２５)の圧力は、ホルダ(３)のフランジ部(３ｂ)を介してコレクタ部(４)の基端部分(４ｂ)で受け止められ、排気処理材(２)がコレクタ部(４)に強固に支持される。
【００２８】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、この排気処理装置では、ホルダ(３)のフランジ部(３ｂ)がコレクタ部(４)の基端部分(４ｂ)に取り外し可能に取り付けられている。
【００２９】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、この排気処理装置では、フランジ部(３ｂ)がホルダ(３)の基端側に設けられた蓋部(１１)の周縁部分で構成され、蓋部(１１)でホルダ差込口(７)が塞がれている。
この排気処理装置では、蓋部(１１)でホルダ差込口(７)の閉塞とホルダ(３)のコレクタ部(４)への取り付けを同時に行うことができる。
【００３０】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気マニホルド(２７)のコレクタ部(４)とホルダ(３)の筒部(３ａ)はいずれもは真っ直ぐな円筒形の筒体である。排気マニホルド(２７)と蓋部(１１)は鋳鉄の鋳造物である。蓋部(１１)は３本のボルト(２６)でコレクタ部(４)の基端部分(４ｂ)に固定されている。
【００３１】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気処理材(２)の周壁がコレクタ部(４)の先端部分(４ａ)に内嵌され、エンジン運転中は、排気処理材(２)の周壁の熱膨張で排気処理材(２)の周壁がコレクタ部(４)の先端部分(４ａ)の周壁に押し付けられるように構成されている。
この排気処理装置では、排気処理材(２)が受ける排気(２５)の圧力は、排気処理材(２)の周壁を介してコレクタ部(４)の先端部分(４ａ)で受け止められ、排気処理材(２)が強固に支持される。
【００３２】
図１(Ａ)に示すように、隣り合うブランチ部(５)(６)がコレクタ部(４)に近づきながら融合され、各ブランチ部(５)(６)の入口開口中心軸線(５ａ)(６ａ)のいずれかと平行な向きに見て、隣り合うブランチ部(５)(６)の融合部分(１４)で、各ブランチ部(５)(６)の融合部分中心軸線(５ｂ)(６ｂ)が、湾曲され、コレクタ部(４)に近づくにつれて相互に平行な向きに近づくように方向付けられている。  このため、排気処理材(２)の排気浄化性能が高い。その理由は、次のように推定される。すなわち、隣り合うブランチ部(５)(６)からコレクタ部(４)に向かう排気(２３)(２４)がブランチ部(５)(６)の融合部分(１４)で緩やかに合流し、排気(２３)(２４)同士の激しい衝突による乱流の発生で背圧が上昇する不具合が抑制され、排気処理材(２)を通過する排気(２５)の流れがスムーズになる。
【００３３】
図１(Ａ)に示すように、各ブランチ部(５)(６)の入口開口中心軸線(５ａ)(６ａ)と平行な向きに見て、複数(２本)のブランチ部(５)(６)のうち、最も排気処理材(２)寄りのブランチ部(５)の入口寄り部分(５ｃ)が真っ直ぐな入口寄り中心軸線(５ｄ)を備え、この入口寄り中心軸線(５ｄ)をコレクタ部(４)まで真っ直ぐに延長した延長中心軸線(５ｅ)を想定する。
延長中心軸線(５ｅ)とコレクタ部(４)の中心軸線(４ｃ)との交差部分の交差角度のうち、排気処理材(２)寄りで、ブランチ部(５)(６)寄りに位置する交差角度(Θ)が、４５°に設定されている。この交差角度(Θ)は、３５°〜５５°の範囲に設定するのが望ましい。
各ブランチ部(５)(６)の入口開口中心軸線(５ａ)(６ａ)が相互に平行でない場合には、これらのいずれかと平行な向きに見て、延長中心軸線(５ｅ)を想定する。
【００３４】
上記のように設定した場合、排気処理材(２)の排気浄化性能が高い。
その理由は、次のように推定される。すなわち、交差角度(Θ)が３５°未満になると、最も排気処理材(２)寄りのブランチ部(５)からコレクタ部(４)に流入する排気(２３)のベクトル成分のうち、コレクタ部(４)の中心軸線(４ｃ)に沿って排気処理材(２)から離れる向きのベクトル成分が大きくなり過ぎ、他のブランチ部(６)からコレクタ部(４)への排気(２４)の流入を邪魔し、背圧を高め、排気処理材(２)を通過する排気(２５)の流れを停滞させ、排気処理材(２)の排気浄化性能を低下させる。
一方、交差角度(Θ)が５５°を超えると、上記排気(２３)のベクトル成分のうち、コレクタ部(４)の径方向に沿ってブランチ部(５)から離れる向きのベクトル成分が大きくなり過ぎ、ブランチ部(５)から離れた箇所から排気処理材(２)に偏って流入し、排気処理材(２)を通過する排気(２５)の通過面積を狭くし、排気処理材(２)の排気浄化性能を低下させる。
【００３５】
次に、第２実施形態について説明する。
図５(Ｂ)に示す第２実施形態では、排気処理装置は、突条で形成されたスペーサ(２ｃ)の螺旋形状は、排気下流側に向けて次第に径が大きくなる形状とされている。
この排気処理装置では、排気処理材(２)の外周側から中心側に移動してきた排気(２５)が、排気下流側に向けて次第に径が大きくなる螺旋形状のスペーサ(２ｃ)で再度外周側に案内され、排気通過隙間(２ｂ)内を通過する排気(２５)が、スペーサ(２ｃ)で長い距離を案内され、排気(２５)(２５)の相互干渉による排気騒音低減率が高まる。
他の構成は、第１実施形態と同じであり、図５(Ａ)〜(Ｇ)中、第１実施形態と同一の要素には、図１(Ａ)〜(Ｇ)と同一の符号を付しておく。
この第２実施形態では図２(Ａ)(Ｄ)に示す基本例と第１変形例の板材(２ａ)の左右対称形状のものを用いることができる。この場合、基本例や第１変形例と同様、単一の板材(２ａ)に相互に平行な３本以上のスペーサ(２ｃ)を設け、スペーサ(２ｃ)を三重以上の内外多重螺旋形状とすることや、平板部分(２ｊ)が板材(２ａ)の巻き込み始端縁(２ｍ)側に配置され、スペーサ(２ｃ)の螺旋が排気処理材(２)の径方向途中と外周の位置に亘って形成されるものや、平板部分(２ｊ)がなく、スペーサ(２ｃ)の螺旋が排気処理材(２)の径方向全域に亘って形成されるものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
(１)…排気通路、(２)…排気処理材、(２ａ)…板材、(２ｂ)…排気通過隙間、(２ｃ)…スペーサ、(２ｄ)…突端縁、(２ｅ)…旋回中心軸線、(３)…ホルダ、(３ａ)…筒部、 (４)…コレクタ部、 (５)…ブランチ部、(６)…ブランチ部、(８)…排気出口、(９)… 基端寄り周壁、 (１２)…排気入口、(２７)…排気マニホルド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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