(57)【要約】【課題】  製品のコスト上昇を伴わず、触媒装置における熔損防止が達成し得る新規な構成を具えた内燃機関用排気ガス浄化装置を提案するものである。【解決手段】  本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置Ｃは、内燃機関で生ずる排気ガスＧの流路の一部を構成する金属外筒１１と、この金属外筒１１の内部を筒の長手方向に沿う隔壁により区画するコアピース１２とにより触媒用金属担体１０を構成し、この触媒用金属担体１０に触媒機能材１３をコーティングした触媒装置１により内燃機関からの排気ガスＧを浄化する装置において、前記触媒装置１は、排気ガスＧの流入側の範囲に、熔損回避作用部１５を形成するものであり、この熔損回避作用部１５は、触媒用金属担体１０に触媒機能材１３をコーティングしない状態として構成していることを特徴として成るものである。【選択図】図１
2008180116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関で生ずる排気ガスの流路の一部を構成する金属外筒と、この金属外筒の内部を筒の長手方向に沿う隔壁により区画するコアピースとにより触媒用金属担体を構成し、この触媒用金属担体に触媒機能材をコーティングした触媒装置により内燃機関からの排気ガスを浄化する装置において、
前記触媒装置は、排気ガスの流入側の範囲に、熔損回避作用部を形成するものであり、この熔損回避作用部は、触媒用金属担体に触媒機能材をコーティングしない状態として構成していることを特徴とする内燃機関用排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記熔損回避作用部の長さは、触媒用金属担体の長手方向寸法の５％〜３０％に設定されていることを特徴とする前記請求項１記載の内燃機関用排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記触媒装置は、内燃機関に付設される消音器ユニット内に組み込まれていることを特徴とする前記請求項１または２記載の内燃機関用排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に走行中にエンジン回転がフル回転状態で使用されることが多い小型の自動二輪車等に適用することが好適な、内燃機関用排気ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に比べて環境負荷が少ないとされていた小型の自動二輪車についても、近時排ガス浄化のための装置を設けることが法定されつつあり、それに適した装置に関する開発が鋭意になされている。
一方、この種の例えば総排気量が１００ｃｃ前後のエンジンを搭載した自動二輪車については、我が国の場合はともかくとしても、使用地域（国）によっては、法定速度や、道路環境の関係で、いわばフルスロットルの状態で長く走行する状況がしばしば生じている。
このような使用状況は、排気ガス浄化装置の触媒装置にとっては、極めて過酷なものであり、甚だしい場合には触媒装置の損焼が生じ、十分な排気ガスの浄化機能が発揮できなかったり、あるいは走行性能をも低下させるという問題が懸念されていた。
【０００３】
具体的には、触媒装置において触媒機能材を担持する触媒用金属担体は、金属外筒の内部に例えばハニカム状あるいは曲板状のコアピースが収められており、金属外筒とコアピースの表面に触媒機能材がコーティングされているものであるが、この部分が排気ガスの高温にさらされ、触媒用金属担体における特にコアピースを熔損するような熱負荷を受けることも予想されている。
ところで、この種の触媒装置における熔損は、触媒装置にエンジン側から接続されるエキゾーストパイプの直近がもっとも高温に曝されて生じやすいものであり、このような原因の解明に従い、特開２００６−７５７２４号（先行技術文献１）のように、排気ガスの導入側に特に耐熱対策が施されている。
しかしながら、極めて厳しいコスト要求がされるこの種の製品においては、このようなコスト上昇をもたらす対策は採りにくいのが実情である。
【特許文献１】特開２００６−７５７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、これらの種々の背景を考慮してなされたものであって、製品のコスト上昇を伴わず、触媒装置における熔損防止が達成しうる新規な構成を具えた内燃機関用排気ガス浄化装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の内燃機関用排気ガス浄化装置は、内燃機関で生ずる排気ガスの流路の一部を構成する金属外筒と、この金属外筒の内部を筒の長手方向に沿う隔壁により区画するコアピースとにより触媒用金属担体を構成し、この触媒用金属担体に触媒機能材をコーティングした触媒装置により内燃機関からの排気ガスを浄化する装置において、前記触媒装置は、排気ガスの流入側の範囲に、熔損回避作用部を形成するものであり、この熔損回避作用部は、触媒用金属担体に触媒機能材をコーティングしない状態として構成していることを特徴として成るものである。
【０００６】
請求項２記載の内燃機関用排気ガス浄化装置は、前記要件に加え、前記熔損回避作用部の長さついては、触媒用金属担体の長手方向寸法の５％〜３０％に設定されていることを特徴として成るものである。
【０００７】
請求項３記載の内燃機関用排気ガス浄化装置は、前記要件に加え、前記触媒装置については、内燃機関に付設される消音器ユニット内に組み込まれていることを特徴として成るものである。
【発明の効果】
【０００８】
まず内燃機関の排気ガスに曝されると、触媒装置においては触媒機能材が機能を発揮するとともに、触媒機能材自体が蓄熱状態を呈する。この結果、触媒機能材を担持している触媒用金属担体としての特にコアピースが熔損限界を超えた加熱状態とされ、かつ排気ガス脈動等の物理的な衝撃を受けて熔損する。そして、一旦この熔損が開始されると、その熔損した触媒用金属担体の素材が次に排気ガスの流れにより移動しながら周辺の素材を更に加熱していき、結果的に大きなダメージを与えることが解明されている。
しかしながら、請求項１の発明によれば、熱負荷がもっとも高い部位においては、触媒機能材が存在しないことにより、充分な耐熱効果を図ることができ、一旦その部分で耐熱状態が確保できるとその後段に設けられている触媒作用域においてもその熔損が生じない状況が得られ、結果的に触媒装置自体の耐久性及び安定的な機能発揮を確保したものである。
【０００９】
更に請求項２記載の発明によれば、熔損回避作用部を適切な寸法設定範囲に設定するものである。
【００１０】
更に請求項３記載の発明によれば、触媒装置を消音器ユニット内に収めることにより、比較的コンパクトな設計が要求される自動二輪車等の排気系装置においてより合理的な設計が可能になるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態は、以下述べる実施例をその一つとするものであるとともに、この技術思想に基づく種々の改良した実施例も含むものである。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。
まず図１の符号Ｍは、本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置Ｃを適用した一例である自動二輪車を示すものである。この自動二輪車ＭのエンジンユニットＥからの排気ガスＧの排出経路途中に、本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置Ｃの実質的な主要部材である触媒装置１を搭載する。具体的には、触媒装置１は、消音器ユニット２内に設けられるものであり、その設ける位置は、エンジンユニットＥから伸びるエキゾーストパイプ３の接続部の近くである。
【００１３】
以下触媒装置１について具体的に説明する。この実施例では、触媒装置１の有効な作用を期待すべく、触媒装置１を直列的に２連にわたって設けるものであり、一次触媒ユニット１Ａと二次触媒ユニット１Ｂとにより構成する。
以下述べる本発明の具体的な形態は、一次触媒ユニット１Ａに設けることが特に好ましいが、二次触媒ユニット１Ｂに設けることももとより差し支えない。
まず触媒装置１は、触媒用金属担体を基本骨格部材とするものであり、このものは、一例としてパイプ状の金属外筒１１とその内部に納められるコアピース１２とにより構成される。
コアピース１２は、例えば図示の実施例においては金属板を曲成して金属外筒１１内に嵌め込むことにより、金属外筒１１の内部に筒の長手方向に沿ういくつかのスペースが区画されるように構成しているものである。
【００１４】
因みに、このものは、図２（ａ）に示すような本出願人が「パイプ・Ｓ―Ｃａｔ．（エスキャット）」の商品名（登録商標）のもとに既に製造販売しているタイプを応用するものであり、特開２００５−１８６０２７号公報、特開２００５−１８８４７４号公報等に開示された構成を適用したものである。もちろんコアピース１２自体は、図２（ｂ）に示すように従来の平板状の金属ライナーに対し、フルート材を一体としたものものを螺旋状に巻き取ったタイプのいわゆるハニカム状のコアピース１２を適用することももとより差し支えない。
【００１５】
そして、このようなコアピース１２の表面と金属外筒１１の内周面とに触媒機能材１３がコーティングされ、触媒装置１としての機能を果たすように構成されている。そして、本発明の特徴として前記触媒装置１は、排気ガス導入側に熔損回避作用部１５を設けるものであり、この熔損回避作用部１５は、別途耐熱素材等を使用することなく単に前記触媒機能材１３をコーティングしない領域として構成されるものである。これに伴い、前記触媒機能材１３が塗布された領域を触媒機能領域１６として表示する。
【００１６】
本発明は、このような構成を基本とするものであり、エンジンユニットＥにおける排気ガスＧがエキゾーストパイプ３を経て、触媒装置１に至った場合、先ず熔損回避作用部１５に排気ガスＧが接触することとなるが、ここにおいては蓄熱作用を奏する触媒機能材１３が存在しないことにより、熔損が回避され、その状態で次に触媒機能領域１６に至り排気ガスＧ中の窒素酸化物成分、炭化水素成分などの環境負荷化合物を浄化するものである。
もちろん、理論的には触媒機能領域１６においては当然触媒機能材１３による蓄熱作用があり、ここでの触媒用金属担体１０の熔損が懸念されるものであるが、実験上途中における発熱は、熔損に至らない状況が確認されているものである。必ずしもその理由は解明されているものではないが、触媒装置１に対してその内部を流れる排気ガスＧについては、常に脈動状態にあり、その物理的な影響が一旦触媒装置１内に導入されたときには整流状態となり、コアピース１２等に与える衝撃が少なくなることや、一定の温度低下が生ずることなどによってもたらさせると推定がなされている。
【００１７】
〔他の実施例〕
本発明は以上述べた実施の形態を一つの基本的な技術思想とするものであるが、更に次のような改変が考えられる。
例えば請求項３に定義したように、自動二輪車Ｍ等の排気系部材の設計をよりコンパクトにする場合には、触媒装置１を消音器ユニット２内に設けることが好適な実施例であるが、設置スペースとしての余裕がある場合、あるいは常に一定の温度以上での触媒機能が期待できる場合には、消音器ユニット２よりも前段エキゾーストパイプ３内部に触媒装置１を取り付けることももとより可能である。
【００１８】
また、本明細書中における本発明の背景説明等において比較このような技術的課題が生じた小型の自動二輪車Ｍ等について例示したが、もちろん同様の環境負荷は必ずしも小型のエンジンユニットＥに生じるものではなく、より大排気量のエンジンユニットＥを具えた自動車等に適用することも差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置の実施例をその適用対象と併せて示す説明図である。
【図２】同上一部破断斜視図を含む説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１      触媒装置
１Ａ    一次触媒ユニット
１Ｂ    二次触媒ユニット
１０    触媒用金属担体
１１    金属外筒
１２    コアピース
１３    触媒機能材
１５    熔損回避作用部
１６    触媒機能領域
２      消音器ユニット
３      エキゾーストパイプ
Ｃ      内燃機関用排気ガス浄化装置
Ｅ      エンジンユニット
Ｍ      自動二輪車
Ｇ      排気ガス
【図１】
2008180116.tif 000003
【図２】
2008180116.tif 000004