(57)【要約】【課題】弁機構がヒートマスの原因とならず、必要時にフロント触媒を早期に活性化できると共に、その触媒にとっての所要の活性温度を持続することが可能なエンジンの排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】主配管３１に筒状ケーシング３２の中心を貫通させ、主配管３１の外側に第１通路を、内側に第２通路を確保する。第１通路内の略環状の収納領域３５にフロント触媒３４を設けると共に、第１通路の後半部を湾曲後流管３３として構成し、その後端部を合流部Ｇで主配管３１（第２通路）に合流させる。合流部Ｇよりも上流位置となるように主配管３１内に弁機構５０を設け、且つ、後流管３３により導かれるガス流の方向と主配管３１により導かれるガス流の方向とを対向関係とすることで、主配管３１内の単一の弁機構５０を、第１及び第２通路のうちから二者択一的にガス流路を選択する手段として機能させる。【選択図】      図１
2004190554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホルドの出口側で分岐したのち合流部で再び合流する第１通路及び第２通路と、
前記第１通路内に設けられたフロント触媒と、
前記第１及び第２通路の合流部よりも下流側に設けられたリア触媒と、
前記合流部よりも上流側で且つ両通路の分岐域よりも下流側に位置するように前記第２通路内に設けられた弁機構と
を備えていることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記第１及び第２通路の合流部では、第２通路のほぼストレートな部位に対して第１通路の湾曲した後端部が接続されており、その第１通路の後端部は、当該後端部により導かれるガス流の方向が前記第２通路により導かれるガス流の方向に対向し得るように湾曲形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記弁機構は、弁孔を区画すべく前記第２通路内に設けられた弁座部と、その弁座部の下流側に設けられて当該弁座部に着座可能な皿形の弁体とを備えており、前記皿形の弁体は、当該弁体が前記弁座部に着座する弁孔閉塞位置と、前記第２通路の通路壁に対して横方向に後退した退避空間内に設定された弁孔開放位置との間を切換え配置可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記第１通路の前半部分は、その中心を前記第２通路に貫通させるべく当該第２通路を包囲するように形成されることで軸直交断面が略環状となる収納領域を有し、その略環状の収納領域に前記フロント触媒が配設されていることを特徴とする請求項１〜３に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項５】
排気マニホルドの出口側で分岐したのち合流部で再び合流する第１通路及び第２通路と、前記第１通路内に設けられたフロント触媒と、前記第１及び第２通路の合流部よりも下流側に設けられたリア触媒と、前記合流部よりも上流側で且つ両通路の分岐域よりも下流側に位置するように前記第２通路内に設けられた弁機構とを備えており、
前記第１通路の前半部分は、その中心を前記第２通路に貫通させるべく当該第２通路を包囲するように形成されることで軸直交断面が略環状となる収納領域を有し、その略環状の収納領域に前記フロント触媒が配設されているエンジンの排気ガス浄化装置において、
前記排気マニホルドの出口側における第１及び第２通路の分岐域には、
排気マニホルドの出口側端部と第１通路の入口側端部とを気密に連結する略円錐形状のカバー材と、
前記カバー材の内側にあって第２通路の入口側端部に位置すると共に、少なくとも一部が上流側に向かうほど拡開するフレアー形状をなすガス誘導材と、
前記ガス誘導材の内側領域と外側領域とを連通させる連通部と
が設けられていることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンからの排気ガスを浄化処理するための触媒を具備したエンジンの排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車輌用エンジンの排気系統には、エンジン本体から排出される排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等を浄化処理するための排気ガス浄化装置が設けられている。排気ガス浄化装置の多くは、触媒（即ち触媒物質をセラミックス担体等に担持したもの）を具備するが、触媒には、所定の活性温度に達しなければＨＣ等を有効に浄化できないという特質がある一方、過度に高温の排気に曝され続けると熱劣化を生じるという欠点がある。また、エンジンの排気ガスの側にも、冷間始動時又はアイドリング運転時と中高速回転での高負荷運転時とでは排気ガスの温度（又は熱量）に差があるという事情がある。このため、大小二種類の触媒を排気系統に配設し、エンジンの運転状況に応じて各触媒への排気誘導を制御するようにした排気ガス浄化装置が提案されている。
【０００３】
例えば特開平１０−１２２０６０号公報（特許文献１）に開示の装置では、排気通路の下流寄り位置に大容量のリア触媒を設けると共に、そのリア触媒とエンジンの排気側とを結ぶ上流寄り排気通路を途中二系統化し、その二つの通路のうちの一方に小容量のフロント触媒を設けている。そして、フロント触媒よりも上流側にある通路分岐位置の近傍に、９０°の取付け角度差を持たせた二つの蝶型弁を同軸連結してなる切換えバルブを配設し、その切換えバルブの操作に応じて排気ガスを、フロント触媒を経由してリア触媒に到達させるか又はフロント触媒をバイパスさせ直ちにリア触媒に到達させるかしている。即ち冷間始動時やアイドリング運転時には、排気ガスにフロント触媒を経由させることで該フロント触媒を早期に活性化させ、始動直後からの排気ガス浄化を可能としている。他方、中高速回転での高負荷運転時には、排気ガスをリア触媒に直接誘導し、そのリア触媒で排気ガスを浄化処理している。こうしてエンジンがどのような運転状況にあろうとも、触媒による安定的な排気ガス浄化と触媒（特にフロント触媒）の熱劣化回避とを両立させている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１２２０６０号公報（第００１５，１６段落、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の排気ガス浄化装置にも以下のような欠点がある。
（１）フロント触媒よりも上流に切換えバルブを配置しているため、そのバルブと排気ガスとの間の熱落差に起因した熱的ロス（ヒートマス）により、フロント触媒に流入する排気ガスの温度が低下してしまい、フロント触媒を所要の活性温度以上に保てないことがある。（２）二つの蝶型弁を連結する同軸シャフトは、排気通路を横切って存在し絶えず高温の排気ガスに曝されるため、焼き付きが生じやすい。（３）二つの蝶型弁を備えた切換えバルブはそれ自体が嵩張り、排気ガス浄化装置が大型化する一因となる。（４）前記シャフトが排気通路内に存在することで、その分、通路断面積が減少し排気抵抗ひいてはエンジン出力低下の原因となる。（５）エンジン始動時やアイドリング運転時等の低負荷運転時に、フロント触媒が設けられていないもう一方の通路に対応する蝶型弁が閉位置に配置される場合でも、蝶型弁自体のガスシール性が甘く、排気ガスの一部がフロント触媒を経由せずに未浄化のまま下流に向けて流出しがちとなる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものである。本発明の主たる目的は、弁機構がヒートマスの原因となること無く、必要時にフロント触媒を早期に活性化できると共に、その触媒にとっての所要の活性温度を持続することが可能なエンジンの排気ガス浄化装置を提供することにある。また、従来の排気ガス浄化装置が有していた種々の欠点を解消することを目的とするものである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、特殊な断面形状を有するフロント触媒に対し特定部位への偏りを生ずることなく排気ガスを均等に分配してフロント触媒の全体を均等に加熱することができ、ひいては、フロント触媒全体で浄化機能を効率的に発揮させることができると共に、フロント触媒における熱分布の不均一性に起因した触媒のクラック等を未然防止可能な排気ガス浄化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、排気マニホルドの出口側で分岐したのち合流部で再び合流する第１通路及び第２通路と、前記第１通路内に設けられたフロント触媒と、前記第１及び第２通路の合流部よりも下流側に設けられたリア触媒と、前記合流部よりも上流側で且つ両通路の分岐域よりも下流側に位置するように前記第２通路内に設けられた弁機構とを備えていることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置である。
【０００９】
請求項１によれば、排気マニホルドの出口側で分岐したのち合流部で再合流する第１通路及び第２通路は、排気マニホルドによって集められたエンジンからの排気ガスをリア触媒に導くための二つの選択肢として存在する。その第１及び第２通路のうちの第２通路内（のみ）に設けられた弁機構は、第１及び第２通路の合流部よりも上流側で且つ両通路の分岐域よりも下流側に位置することで、単一の弁機構であるにもかかわらず、エンジンからの排気ガスを第１通路又は第２通路のいずれかに二者択一的に流通させるための通路選択手段として有効に機能する。より具体的には、弁機構が閉弁状態のときには、もちろん第１通路がエンジンからの排気ガスをリア触媒に導くための通路として選択され、排気ガスは第１通路内のフロント触媒で浄化処理を受けたのちリア触媒を含む排気系の下流側に導かれる。他方、弁機構が開弁状態のときには、第２通路がエンジンからの排気ガスをリア触媒に導くための通路として選択され、その際に排気ガスが第１通路を流れることはない。つまり「第２通路内に設けられる弁機構が第１及び第２通路の合流部よりも上流側で且つ両通路の分岐域よりも下流側に位置する」ことが、当該弁機構の開弁時に第１通路を排斥しつつ第２通路をガス流路として選択するための必要条件となる。このように第２通路が選択された場合、エンジンからの排気ガスは第２通路を経由して直ちにリア触媒に導かれ、リア触媒で浄化処理を受けたのち排気系の下流側に導かれる。
【００１０】
請求項１によれば、弁機構は第２通路の途中に存在しており、少なくとも第１及び第２通路の分岐域（即ち排気マニホルドの出口側）には存在せず、ましてやフロント触媒の上流側には存在しないので、弁機構がフロント触媒に導入される排気ガスから熱を奪い取る原因（ヒートマスの原因）とはならない。それ故、排気ガスを第１通路に導いてフロント触媒を機能させたい場合に、その触媒温度を所要の活性温度に迅速に到達させ、且つ所要の活性温度以上に保つことが可能となる。また、弁機構を第１及び第２通路の分岐域よりも下流側に配置したことで弁機構が高温の排気ガスに曝され続けることが回避され、弁機構を構成する要素が焼き付き等を起こすのを未然に防止できる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載のエンジンの排気ガス浄化装置において、前記第１及び第２通路の合流部では、第２通路のほぼストレートな部位に対して第１通路の湾曲した後端部が接続されており、その第１通路の後端部は、当該後端部により導かれるガス流の方向が前記第２通路により導かれるガス流の方向に対向し得るように湾曲形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２における「第１通路の後端部は、当該後端部により導かれるガス流の方向が前記第２通路により導かれるガス流の方向に対向し得るように湾曲形成されている」との要件は、前記弁機構の開弁時に第１通路を排斥しつつ第２通路をガス流路として選択するための十分条件である。この要件と、請求項１における弁機構の位置に関する要件とが揃うとき、弁機構の開弁時において、排気ガスの流路決定に影響する各部の圧力関係は次のようになる。即ち排気マニホルドの出口側における第１及び第２通路の分岐域では、第１通路（及びフロント触媒）の入口の静圧に比して第２通路入口の静圧が低くなる。また、この静圧関係に符合して、第１及び第２通路の合流部では、第１通路側の動圧（速度圧）よりも第２通路側の動圧（速度圧）が相対的に高くなる。このため、排気マニホルドに集められた排気ガスは、第１通路が開放状態であるにもかかわらず第１通路側へは進入せず、第２通路に吸い込まれる。第２通路を経て合流部に達した排気ガスは、第１通路の湾曲後端部がガス流の方向に対向して開口していても上記動圧関係のために第１通路の出口側から入口側に向けて逆流することは無く、合流部をそのまま素通りしてリア触媒に到達する。このように第２通路における弁機構の位置と、第１及び第２通路の合流部における接続関係とを工夫することにより、第２通路内にのみ設けた単一の弁機構を、エンジンからの排気ガスに第１通路又は第２通路のいずれかを二者択一的に流通させるための通路選択手段として有効に機能させることができる。この場合の弁機構は小型のもので足り、その結果、排気ガス浄化装置を従来よりもコンパクト化することができる。
【００１３】
尚、請求項２において、「第２通路により導かれるガス流の方向と、第１通路の後端部により導かれるガス流の方向とがなす合流角度θが、９０度（°）以上１８０度（°）以下であること」は望ましい。このような合流角度θの設定により、上記弁機構の開弁時における第２通路の選択性（即ち第１通路の排斥性）が確実なものとなる。ちなみに、合流角度θを９０度（°）未満に設定すると、第２通路のガス流によるベンチュリー効果が発現して第１通路から合流部への吸い出しが生じ、第１及び第２通路の両方にガス流が発生してしまい、所望の作用及び効果が得られなくなる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のエンジンの排気ガス浄化装置において、前記弁機構は、弁孔を区画すべく前記第２通路内に設けられた弁座部と、その弁座部の下流側に設けられて当該弁座部に着座可能な皿形の弁体とを備えており、前記皿形の弁体は、当該弁体が前記弁座部に着座する弁孔閉塞位置と、前記第２通路の通路壁に対して横方向に後退した退避空間内に設定された弁孔開放位置との間を切換え配置可能に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３によれば、弁体が弁孔閉塞位置から弁孔開放位置に切換え配置されると、その弁体は第２通路の通路壁に対して横方向に後退した退避空間内に退避し第２通路内に居座らない。このため、当該弁体は第２通路における排気ガス流通の障害物とならず、排気抵抗が低減され、ひいてはエンジン性能が向上する。また、弁体が退避空間内に退避している間、弁体が高温の排気ガス流のまっただ中に曝されることがなく、弁体の配置切換えが断続的に行われることで、弁体が過熱状態に陥るのを回避できる。それに加え、弁体は皿形をしており、弁孔の周縁を区画する弁座部に着座する際には弁座部に対して面的接触となる。このため、従来例よりも明らかに閉弁時におけるガスシール性が高められ、第１通路の選択時（閉弁時）において、排気ガスの一部がフロント触媒を経由せずに未処理のまま下流に向けて漏洩する事態を確実に防止できる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜３に記載のエンジンの排気ガス浄化装置において、前記第１通路の前半部分は、その中心を前記第２通路に貫通させるべく当該第２通路を包囲するように形成されることで軸直交断面が略環状となる収納領域を有し、その略環状の収納領域に前記フロント触媒が配設されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４では、第１通路の前半部分の中心を第２通路が貫通することで、第１通路の前半部分（略環状の収納領域）が第２通路を包囲するという二系統重合構造を採用している。このため、弁機構の開閉状況にかかわらず、第１及び第２通路のうちの一方を流れる排気ガスの熱（余熱）を利用して、ガスが流れていない他方の通路を予熱又は保温することができる（即ち両通路間での熱交換）。それ故、弁機構によるガス流路の切換え操作に関わりなく、排気ガスが流れない状態にある第１又は第２通路を常に暖めておくことができ、弁機構によるガス流路の切換え直後にそれまで排気ガスが流れていなかった第１又は第２通路を排気ガスが通過した場合でも、排気ガスの温度低下を回避できる。従って、ガス流路の切替え後も直ちにそれぞれの触媒は所期の排気ガス浄化作用を発揮でき、ガス流路の切換えに起因する排気ガス浄化性能の一時的な低下を極力防止することができる。更に、前記二系統重合構造の軸直交断面の中心に第２通路を配置し、その周囲に第１通路及びフロント触媒を配置したので、排気ガス浄化装置の配管構成を従来よりもコンパクト化でき、又、エンジンからリア触媒にいたる第２通路を極力直線的に（即ち不必要に経路を湾曲させずに）経路設定できるため、エンジンの高負荷運転時に排気ガスを第２通路に流通させる場合の排気抵抗を低減でき、エンジン性能の向上を図ることができる。
【００１８】
請求項５の発明は、排気マニホルドの出口側で分岐したのち合流部で再び合流する第１通路及び第２通路と、前記第１通路内に設けられたフロント触媒と、前記第１及び第２通路の合流部よりも下流側に設けられたリア触媒と、前記合流部よりも上流側で且つ両通路の分岐域よりも下流側に位置するように前記第２通路内に設けられた弁機構とを備えており、前記第１通路の前半部分は、その中心を前記第２通路に貫通させるべく当該第２通路を包囲するように形成されることで軸直交断面が略環状となる収納領域を有し、その略環状の収納領域に前記フロント触媒が配設されているエンジンの排気ガス浄化装置において、前記排気マニホルドの出口側における第１及び第２通路の分岐域には、排気マニホルドの出口側端部と第１通路の入口側端部とを気密に連結する略円錐形状のカバー材と、前記カバー材の内側にあって第２通路の入口側端部に位置すると共に、少なくとも一部が上流側に向かうほど拡開するフレアー形状をなすガス誘導材と、前記ガス誘導材の内側領域と外側領域とを連通させる連通部とが設けられていることを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置である。
【００１９】
請求項５によれば、上述の請求項１及び請求項４についての作用及び効果の他に、以下に述べるような作用及び効果を奏する。即ち、弁機構が開弁状態となることで第２通路が、排気マニホルドによって集められた排気ガスをリア触媒に導くための通路として選択されている場合、略円錐形状のカバー材内に位置するフレアー形状のガス誘導材は、排気マニホルドからのガスを可能な限り多く捕捉して第２通路内に誘導する。故に、エンジンから、排気マニホルド、前記分岐域（特にガス誘導材の内側領域）及び第２通路を経由してリア触媒にいたるガス流れが円滑化する。その結果、エンジン性能の向上が図られ、又、カバー材等の異常振動や異音の発生が未然防止される。
【００２０】
他方、弁機構が閉弁状態となることで第１通路が、排気マニホルドによって集められた排気ガスをリア触媒に導くための通路として選択されている場合も、略円錐形状のカバー材内に位置するフレアー形状のガス誘導材は、排気マニホルドからのガスを可能な限り多く捕捉して第２通路内に誘導しようとするが、弁機構が閉じているため、ガスは弁機構を通り抜けることができない。それ故、弁機構よりも上流側の第２通路内及びガス誘導材内において排気ガスが渦を巻きミキシングされる。このミキシング作用により、多気筒エンジンの各気筒から断続的に排出される排気ガスの脈動が打ち消され、ガス流の速度分布の不均一性が解消される。ガス誘導材の内側領域において流れが均一化された排気ガスは、逃げ場を求め、連通部を介してガス誘導材の外側領域（即ち略円錐形状のカバー材の内周面とガス誘導材の外周面との間の領域）に進入し、更にそこから第１通路の前半部分（略環状の収納領域）に設けられたフロント触媒に導かれる。上記ミキシングの結果、軸直交断面が略環状となっている第１通路の前半部分に導入される排気ガスに流れの偏り（偏流）はなく、その断面略環状の通路の全体に排気ガスが均等に分配される。このため、収納領域の形状に対応して軸直交断面が略環状をなすフロント触媒に対しても、特定部位への偏りを生ずることなく排気ガスが均等に分配される。こうして、偏流のない排気ガスによりフロント触媒の全体が均等に加熱され、触媒全体が浄化機能を効率的に発揮する。また、フロント触媒における熱分布の不均一性に起因したフロント触媒のクラック等を未然に回避することができる。
【００２１】
（付記１）請求項５において、「前記ガス誘導材の上流側先端部と、前記略円錐形状のカバー材の内周面との間には、所定幅の環状クリアランスが確保されており、その環状クリアランスにより前記連通部が構成されること」は好ましい。この構成によれば、ガス誘導材の上流側先端部と略円錐形状のカバー材の内周面との間に確保された所定幅の環状クリアランスを連通部として機能させることにより、弁機構の閉弁時には、ガス誘導材の内側領域を排気ガスのミキシングに利用する一方で、弁機構の開弁時には、排気マニホルドからの排気ガスを第２通路内に誘導する部材としてガス誘導材を有効利用することができる。
【００２２】
（付記２）請求項５において、「前記ガス誘導材の上流側先端部が前記略円錐形状のカバー材の内周面に接続されており、前記ガス誘導材に貫通形成した少なくとも一つの開口により前記連通部が構成されること」は好ましい。この構成によれば、ガス誘導材の上流側先端部が前記略円錐形状のカバー材の内周面に接続されることで、排気マニホルドからの排気ガスを第２通路内に誘導し易くなる一方、ガス誘導材に貫通形成した少なくとも一つの開口（連通部）によって、ガス誘導材の内側領域と外側領域との連通を確保できる。
【００２３】
（付記３）請求項５に対し、請求項２又は請求項３の技術事項を盛り込むことが可能であることは言うまでもない（後記第１及び第２実施形態参照）。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１〜図４は本発明の第１実施形態に関する図面である。図１に示すように、多気筒のエンジン１０（本例では４気筒）から排出された排気ガスは、排気マニホルド２０及びフロント触媒コンバータ３０を経由してリア触媒コンバータ４０に導かれ、リア触媒コンバータ４０を通過後はマフラー等（図示略）を経て大気中に放出される。エンジン１０としてはガソリンエンジンを想定するが、ディーゼルエンジンに対しても本発明を適用できる。
【００２５】
排気マニホルド２０は、エンジン１０の各気筒からの排気ガスを集め、それをフロント触媒コンバータ３０の入口に導く。フロント触媒コンバータ３０は、その中心に位置する主配管３１と、その主配管３１を包囲するように設けられた筒状ケーシング３２と、その筒状ケーシング３２の後端部と主配管３１の後端部とを接続すべく湾曲した後流管３３と、フロント触媒３４とを具備している。
【００２６】
主配管３１は、フロント触媒コンバータ３０の入口（つまり排気マニホルド２０の出口）から同コンバータの出口（つまり主配管３１と後流管３３との合流部Ｇ）にいたるまで極力真っ直ぐとなるように設けらている。主配管３１前半の外周壁と筒状ケーシング３２の内周壁との間には、主配管３１の中心軸線に対する軸直交断面が略環状（より好ましくは円環状）となる収納領域３５が形成されている（図１（Ｂ）参照）。つまり、略環状の収納領域３５が主配管３１を取り囲むことで、フロント触媒コンバータ３０の前半部分は二系統重合配管構造をなしている。
【００２７】
図１〜図３に示すように、後流管３３は、略環状の収納領域３５を通過した排気ガスを集め、その集めたガスを主配管３１の後端部のほぼストレートな部位に合流させるべく湾曲形成されている。両配管３１，３３の合流部Ｇにおける主配管３１と後流管３３との合流角度θは、主配管３１によって導かれるガス流の方向（図３に示す流ベクトルＶ１参照）に対して、後流管３３の後端部によって導かれるガス流の方向（図３に示す流ベクトルＶ２参照）が対向するように設定されている。「流ベクトルＶ１と流ベクトルＶ２とが対向する」とは、双方のガス流が衝突し合う関係又はそれと同等の関係にあることを意味し、幾何学的には二つの流ベクトルＶ１，Ｖ２のなす角度（合流角度θ）が好ましくは９０度（°）以上１８０度（°）以下であること、更に好ましくは１１０度以上１６０度以下であることをいう。
【００２８】
このようにフロント触媒コンバータ３０の配設領域には、略環状の収納領域３５及び湾曲後流管３３によって構成される第１通路と、主配管３１によって構成される第２通路とからなるところの、排気マニホルド２０の出口側で分岐したのち合流部Ｇで再合流する二系統の排気ガス通路が構築されている。
【００２９】
前記略環状の収納領域３５にはフロント触媒３４が配設されている。つまり、フロント触媒３４は、略環状の収納領域３５の形状に適合して軸直交断面が略環状の中央くりぬき円筒体形状をなしている（図１（Ｂ）参照）。故に、フロント触媒コンバータ３０の前半部分は、主配管３１がフロント触媒３４の中心を貫通するような構造となっている。
【００３０】
更に図２及び図３に示すように、主配管３１の途中には、フロント触媒コンバータ３０の入口（即ち前記第１及び第２通路の分岐域）よりも下流側で且つ前記両配管３１，３３の合流部Ｇよりも上流側の位置において、弁機構５０が設けられている。この弁機構５０の近傍には、主配管３１の管壁に対して横方向に後退した退避空間Ｓが確保されている。
【００３１】
弁機構５０は、主配管３１の内壁に固定された弁座部５１と、その下流側に設けられた皿形の弁体５２と、アーム５３と、回動シャフト５４とから構成されている。弁座部５１はリング形状をなしており、その中心には弁孔５１ａが形成されている。皿形の弁体５２は、回動シャフト５４から延びるアーム５３の先端に固定されており、回動シャフト５４の回動動作に応じて、弁体５２が弁座部５１に着座して弁孔５１ａを完全に閉塞する弁孔閉塞位置（図２に示す位置）と、前記退避空間Ｓ内に設定された弁孔開放位置（図３に示す位置）との間を切換え配置可能となっている。尚、退避空間Ｓの形状及び容積は、弁孔開放位置に配置された弁体５２及びアーム５３をほぼ収容可能となるように設計されている。
【００３２】
図１に示すように、弁機構５０の回動シャフト５４は、所定のアクチュエータ及び制御回路を含む弁駆動制御装置５５に作動連結されている。弁駆動制御装置５５は、エンジン１０の電子制御ユニットＥＣＵと電気的に接続されており、該ＥＣＵを介して提供されるエンジンの運転状態を反映する各種情報（例えば、吸気系に設けられたスロットルバルブの開度、エンジン回転数、ラジエータの冷却水温度、排気ガス中の酸素濃度、排気ガス温度、各触媒の温度など）に基づいて弁機構５０の開閉動作を制御する。尚、弁機構５０は、エンジン１０からの排気ガスをフロント触媒コンバータ３０内の第１及び第２通路のうちのいずれか一方に二者択一的に供給するというガス流通制御を行うことになるが、その作用の詳細については後述する。
【００３３】
前記合流部Ｇ（即ち主配管３１の後端）は配管４２を介してリア触媒コンバータ４０に接続されている。リア触媒コンバータ４０内には円柱状のリア触媒４１が収容されている。このリア触媒４１及び前記フロント触媒３４は、例えば通気性セラミックス担体（例えばハニカム構造のセラミックス担体）に排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等を浄化するための触媒物質を担持したものである。但し、フロント触媒３４は、リア触媒４１よりも小体積とすることで熱容量が相対的に小さくなっており、排気ガスによりもたらされる熱量が少ない場合でも、フロント触媒３４は直ちに昇温可能となっている。
【００３４】
次に、第１実施形態の排気ガス浄化装置の作用及び効果について説明する。
エンジン１０の冷間始動時及びアイドリング運転時（低負荷運転時）には、図１及び図２に示すように、弁駆動制御装置５５によって、弁体５２が弁孔５１ａを閉じる弁孔閉塞位置に配置される。この状態では、エンジン１０からの排気ガスは、筒状ケーシング３２内のフロント触媒３４及び湾曲後流管３３を経由して合流部Ｇに到達し、配管４２を経てリア触媒４１に導かれる。
【００３５】
フロント触媒３４は排気ガスの熱によって迅速に活性温度に到達し、排気ガス中の環境悪化物質（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等）を浄化処理する。この触媒による浄化は、ＨＣ及びＣＯの酸化に起因した発熱反応を伴うため、その反応熱によってフロント触媒３４を通過した排気ガスは通過前よりも更に高温化する。この更に高温化した排気ガスはリア触媒４１の予熱（つまり事前暖機）にも貢献する。なお、図２の状態では排気ガスは主配管３１内を流れないが、主配管３１を取り囲んでいるフロント触媒３４を流れる排気ガスの熱が、主配管３１の管壁を介してその内側にも伝達される。このため、フロント触媒３４の中心を貫通する主配管３１の内壁部が同時に予熱されるという副次的効果がもたらされる。
【００３６】
この排気ガス浄化装置では、フロント触媒３４の上流側（即ち前記第１及び第２通路の分岐域）に弁機構５０が存在しないため、排気マニホルド２０によって集められた排気ガスが、弁機構等によって熱を奪われることなく直ちにフロント触媒３４に導入される。このため、弁機構に起因するヒートマスがなく、排気ガスが持つ熱量をフロント触媒３４の加熱に有効利用して、触媒３４を所要の活性温度に早期に到達させると共にその活性温度を持続させることができる。
【００３７】
図４は、本発明の優位性を示すべく従来例との比較実験の結果を示したグラフである。図４において「本発明」とはこの第１実施形態の排気ガス浄化装置を指し、「従来例」とは従来技術の欄で言及した特許文献１に準拠する排気ガス浄化装置、即ちフロント触媒の上流側の通路分岐位置に二つの蝶型弁を同軸連結してなる切換えバルブを配設したタイプの装置を指す。この比較実験では、本発明及び従来例の装置の各々につき、フロント触媒の入口直前に温度センサを配置し、その温度センサにより検出されるフロント触媒入口温度をエンジンの始動開始時点から経時的に測定した。エンジンの運転モード等の条件は統一されており、両者の違いは排気ガス浄化装置の構造だけである。比較実験でのエンジン運転モードとしては、一般的なアイドリング運転モードを採用した。即ち、エンジンの始動時（ｔ＝０）から約１５秒間ほどの間のファーストアイドリングでは、エンジン回転数を本来のアイドリング回転数よりも高い回転数（約１５００ｒｐｍ）として排気ガスの急昇温を図り、その後は本来のアイドリング回転数（約１０００ｒｐｍ）を維持した。ちなみに、フロント触媒３４がその本来の浄化機能を発揮できる活性温度は約３５０℃である。
【００３８】
図４のグラフからわかるように、本発明及び従来例のいずれの場合もファーストアイドリング直後に、フロント触媒入口温度が触媒の活性温度（約３５０℃）を超える温度までピーク的に昇温しているが、その昇温の度合いは本発明の方が従来例よりも明らかに高い。また、昇温のピークが過ぎた後は本発明及び従来例のいずれも温度は一時低下傾向を示すが、本発明の場合は時間経過とともに約３９０℃付近に集束し、フロント触媒の活性温度以上の温度を維持し続けた。これに対し従来例では、４００秒経過あたりからフロント触媒の活性温度を下回り、１２００秒経過時には約２６０℃付近に集束し、その後、触媒の活性温度を上回ることは無かった。つまり従来例の場合には、ファーストアイドリング後のごく限られた時間だけ、フロント触媒が本来の浄化機能を発揮し、その後は浄化機能を発揮できない状態に陥った。
【００３９】
上記比較実験の結果から、排気ガス浄化装置内における弁機構の配置がヒートマスに多大な影響を与えることがわかる。この比較実験について言えば、弁機構がフロント触媒の上流に位置するか否かだけの違いで、アイドリング運転時におけるフロント触媒入口温度に関して約１３０℃（＝３９０−２６０）の温度ロスが観測された。また本発明の構成によれば、アイドリング運転を長時間持続しても、フロント触媒３４の入口温度を活性温度（約３５０℃）以上に維持し続けられることが確認された。
【００４０】
他方、エンジン１０の中高速回転時（高負荷運転時）には図３に示すように、弁駆動制御装置５５によって、弁体５２は、退避空間Ｓ内に退避し弁孔５１ａを完全開放する弁孔開放位置に配置される。すると、エンジン１０からの排気ガスの全てが、主配管３１を経由して合流部Ｇに到達し、配管４２を経てリア触媒４１に導かれる。主配管３１により構成される第２通路のみならず、筒状ケーシング３２内のフロント触媒３４及び湾曲後流管３３によって構成される第１通路も開放されているにもかかわらず、排気ガスが第１通路を全く流れず第２通路のみを流れるのは、次のような理由による。
【００４１】
前述したように合流部Ｇでは、主配管３１によって導かれるガス流の方向（流ベクトルＶ１）に対し、後流管３３の後端部によって導かれるガス流の方向（流ベクトルＶ２）が対向するように両配管３１，３３が接続されている。故に、フロント触媒コンバータ３０の入口付近での静圧力に関しては、フロント触媒３４入口の静圧Ｐ１よりも主配管３１入口の静圧Ｐ２の方が小さい（Ｐ２＜Ｐ１）。また、この静圧関係に符合して合流部Ｇ付近での動圧力（速度圧）に関しては、主配管３１を流れるガスの動圧の方が、後流管３３を流れるかも知れないガスの動圧に比べ相対的に大きい。このような静圧及び動圧の関係により、排気マニホルド２０に集められた排気ガスは、第１通路（３５，３３）が開放状態にあるにもかかわらずフロント触媒３４の方へは進入せず、全て主配管３１の方に吸い込まれる。そして、弁孔５１ａを通過して合流部Ｇに達した排気ガスは、その合流部Ｇで分岐して湾曲後流管３３内に進入（即ち逆流）すること無く、そのまま合流部Ｇを主配管３１に沿って真っ直ぐに進み、配管４２を経てリア触媒４１に導入される。
【００４２】
この第１実施形態の配管構成を採用すれば、弁機構５０の開弁時に、上述のように第２通路（主配管３１）のみに選択的なガス流通が生じることは、机上論だけでなくコンピュータシミュレーションによっても確認されている。本件発明者らが行ったシミュレーション（図１〜図３の装置の収納領域３５からフロント触媒３４を取り外して当該領域３５を空洞化した配管モデルを使用）によれば、弁機構５０の開弁時に９００℃の排気ガスを排気マニホルド２０に高速供給（ガス流速：毎秒１５０ｍ）したところ、ガスは主配管３１のみを流れ、収納領域３５及び後流管３３内にはガス流は発生しなかった。つまり、排気マニホルド２０から収納領域３５に入り込む流れは観測されず、且つ、後流管３３の出口側から収納領域３５に向かう逆流も発生せず、収納領域３５及び後流管３３のガスは完全に停止したままの状態を保った。
【００４３】
なお、弁機構５０の開弁時における第１通路（３５，３３）内でのガス流発生阻止は、主配管３１と後流管３３との合流角度θが１１０度以上１６０度以下の場合に最も効果的となるが、仮に主配管３１と後流管３３との合流角度θが９０度の場合、即ち主配管３１に対して後流管３３が直角に接合する場合でも、主配管３１の通路断面積と後流管３３の通路断面積との相対関係を適正化することにより、主配管３１を流れるガスによる後流管３３内ガスの吸い出し（いわゆるオリフィス効果）を抑制して、前記第１通路（３５，３３）内でのガス流発生を阻止することが可能となる。
【００４４】
リア触媒４１は前記低負荷運転時に予熱されているため、高負荷運転時には既にリア触媒４１は、活性温度近くにまで達している。また、高負荷運転時にエンジン１０から排出される排気ガスの温度は低負荷運転時よりも一般に高温であることに加えて、主配管３１の内壁部が前記低負荷運転時における予熱によって暖められている。それ故、弁機構５０が閉弁状態から開弁状態になった直後でも、エンジン１０からの排気ガスが主配管３１を経由することで温度を低下させることはなく、高温のままリア触媒４１に導かれる。従って、リア触媒４１は、直ちに排気ガス中の環境悪化物質（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等）を浄化処理することができる。なお、図３の状態では、排気ガスは前記第１通路（３５，３３）内を流れないが、主配管３１を流れる排気ガスの熱がその管壁を介してフロント触媒３４にも伝達される。このため、主配管３１を取り囲むフロント触媒３４が同時に予熱されるという副次的効果がもたらされる。
【００４５】
高負荷運転時つまり弁機構５０の開弁時には、エンジン１０からの高温の排気ガスは主配管３１及び配管４２を経由して直ちにリア触媒４１に導かれ、フロント触媒３４に供給されることは一切無い。このため、高負荷運転時においてフロント触媒３４が高温の排気ガスに曝されることはなく、フロント触媒３４の高温劣化を回避できる。
【００４６】
この第１実施形態によれば、上述したほかに、次のような作用及び効果を得ることができる。
【００４７】
フロント触媒コンバータ３０の前半部をその軸直交断面の中心にある主配管３１がフロント触媒３４を貫通するという二重管構造としたので、従来例（特許文献１）のようにエンジンとリア触媒とを結ぶ排気経路を完全に分離独立した二つの通路で構成する場合に比べて、排気ガス浄化装置を全体的にコンパクト化することができる。また、本実施形態では、第２通路を構成する主配管３１内にのみ弁機構５０を設ける一方で、第１通路（３５，３３）側には弁機構を設ける必要が無いので、この点でも装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【００４８】
フロント触媒コンバータ３０の前半部において主配管３１にフロント触媒３４の中心を貫通させたので、エンジン１０の高負荷運転時に排気ガスを流通させることになる主配管３１を極力直線状態に近づけることが可能となる。このため、高負荷運転時において主配管３１の経路設定に起因する排気抵抗の増大を回避して、高負荷運転でのエンジン性能の向上を図ることができる。
【００４９】
弁機構５０は、単一の弁体５２、単一のアーム５３及び単一の回動シャフト５４で構成されるため、全体として小型化できる。それ故、主配管３１内への装着等についての設計自由度が高まる。
【００５０】
弁機構５０は主配管３１の途中位置に設けられ、排気マニホルド２０の出口直下に存在しない。また、弁機構５０の回動シャフト５４も主配管３１を横断するようには配置されておらず、退避空間Ｓの片隅に収まっている（図１等参照）。故に、回動シャフト５４が高温の排気ガスによって過熱状態に陥って焼き付くようなことはなく、総じてこの弁機構５０は耐久性に優れている。また、回動シャフト５４が主配管３１を横断していないことと共に、弁体５２が弁孔開放位置に切換え配置される場合には弁体５２及びアーム５３が退避空間Ｓ内に退避して主配管３１内から退くこともあり、弁機構５０の開弁時に、弁機構５０自体が排気ガス流通の障害物とならない。このため、従来よりも排気抵抗が低減され、エンジン性能の向上が図られる。
【００５１】
弁機構５０を構成する弁体５２を皿形とし、主配管３１内に設けた弁座部５１に対し面的に着座可能としたので、配管内に設けられる蝶型弁に比べて排気ガスのシール性に優れている。このため、弁機構５０の閉弁時に、フロント触媒３４によって処理されない排気ガスが当該弁機構５０を漏れ出て下流側に垂れ流しになることがない。
【００５２】
（変更例）上記第１実施形態では、主配管３１及び筒状ケーシング３２による二系統重合配管構造を採用したが、これに限定されず、図５に示すような配管構造を採用してもよい。即ち、排気マニホルド２０の出口側で分岐する第１通路３７及び第２通路３８を互いに別個独立したものとし、第１通路３７内にフロント触媒３４を設ける。そして、第１及び第２通路３７，３８の合流部Ｇよりも上流側で且つ両通路の分岐域よりも下流側に位置するように第２通路３８内に弁機構５０を設ける。図５のような構成であっても、合流部Ｇにおける第１通路３７の後半部分（湾曲後流管３３）と第２通路３８との接合関係が第１実施形態の場合と同様であれば、単一の弁機構５０の開閉操作に応じて、排気ガスに第１通路３７又は第２通路３８のいずれかを選択的に流通させることができ、上記第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図６及び図７に示す。図６に示すように、第２実施形態の排気ガス浄化装置の全体構成は第１実施形態の装置とほぼ同じである。従って、図１〜図４に示した第１実施形態に関する構成、作用及び効果の説明は、この第２実施形態にもそのまま当てはまる。第１実施形態との重複説明を避けるため、以下では第２実施形態に特有の構成、作用及び効果を説明する。
【００５４】
図６の一部及び図７に示すように、第２実施形態に特有の構成は、排気マニホルド２０の出口側に位置する第１通路（３５，３３）と第２通路（３１）との分岐域の構造にある。この分岐域には、略円錐形状のカバー材６１（「コーン」とも呼ばれる）と、フレアー形状をなすガス誘導材６２とが設けられている。
【００５５】
カバー材６１の上端部は排気マニホルド２０の出口側集合端部２１に接続される一方で、カバー材６１の下端部は筒状ケーシング３２の入口側端部に接続されている。換言すれば、カバー材６１は、排気マニホルドの出口側端部と第１通路の入口側端部とを気密に連結する。カバー材６１は、総じて上端側ほど先すぼまりとなる略円錐形状の中空部材であるが、その途中には胴径が他部位よりも減少しているくびれ部６１ａが設けられている。
【００５６】
ガス誘導材６２は、前記カバー材６１の内側に配設されると共に主配管３１の入口側端部に位置している。ガス誘導材６２の保持固定に際しては、主配管３１の入口側端部に対しガス誘導材６２の下端部を溶接等により固着してもよいし、あるいはガス誘導材６２と主配管３１とが予め一体成形されてもよい。ガス誘導材６２は全体としてフレアー形状をなす。「フレアー形状」とは、すり鉢や漏斗のように上端に向かうほど拡開するような形状、又は、円錐状筒材を倒置させたような形状をいう。
【００５７】
フレアー状ガス誘導材６２の上端部（上流側先端部）６２ａは、略円錐状カバー材のくびれ部６１ａに接近配置されており、そのくびれ部６１ａとガス誘導材上端部６２ａとの間には環状クリアランスＣが確保されている。この環状クリアランスＣの幅Ｗ（半径方向の長さ）は狭くされており、その幅狭の程度は、カバー材６１における前記くびれ部６１ａよりも上の部分の傾斜した内周面と、フレアー状ガス誘導材６２の傾斜した内周面との間の連続性が極度に損なわれない程度である。この環状クリアランスＣは、ガス誘導材６２の内側領域と、外側領域（即ち略円錐状カバー材の前記くびれ部６１ａよりも下の内周面とガス誘導材６２の外周面との間の領域）とを連通させる連通部として機能する。
【００５８】
次に、第２実施形態に従う排気ガス浄化装置の中で上記分岐域の構造がどのように作用するかについて説明する。
【００５９】
エンジン１０の冷間始動時及びアイドリング運転時（低負荷運転時）には、弁駆動制御装置５５によって弁機構５０が閉弁状態とされる。その結果、第１通路（３５，３３）が、排気マニホルド２０によって集められた排気ガスをリア触媒４１に導くための通路として選択される。この場合でも、カバー材６１内に位置するガス誘導材６２は、排気マニホルドからのガスを可能な限り多く捕捉して主配管３１内に誘導しようとするが、弁機構５０が閉じているため、ガスは弁機構５０を通り抜けることができず、弁機構５０よりも上流側の主配管３１内及びガス誘導材６２内において排気ガスが渦を巻きミキシングされる。このミキシング作用により、エンジン１０の各気筒から断続的に排出される排気ガスの脈動が打ち消され、ガス流の速度分布の不均一性が解消される。ガス誘導材６２の内側領域において流れが均一化された排気ガスは、逃げ場を求め、環状クリアランスＣを介してガス誘導材６２の外側領域、つまりカバー材６１の内周面とガス誘導材６２の外周面との間の領域に進入し、更にそこから筒状ケーシング３２内の略環状の収納領域３５に収められたフロント触媒３４に導かれる。
【００６０】
上記ミキシングの結果、軸直交断面が略環状の収納領域３５に導入される排気ガスに流れの偏り（偏流）は存在せず、その断面略環状の収納領域３５の全体に排気ガスが均等に分配される。このため、収納領域３５の形状に対応して軸直交断面が略環状をなすフロント触媒３４に対しても、特定箇所への偏りを生ずることなく排気ガスが均等に分配される。そして、偏流のない排気ガスによりフロント触媒３４の全体が均等に加熱され、触媒全体が浄化機能を効率的に発揮する。フロント触媒３４によって浄化処理された排気ガスは、湾曲後流管３３、合流部Ｇ及び配管４２を経由してリア触媒４１に導かれ、その後マフラー等を経て大気中に放出される。
【００６１】
他方、エンジン１０の中高速回転時（高負荷運転時）には、弁駆動制御装置５５によって弁機構５０が開弁状態とされる。その結果、第２通路としての主配管３１が、排気マニホルド２０によって集められた排気ガスをリア触媒４１に導くための通路として選択される。この場合、カバー材６１内に位置するガス誘導材６２は、排気マニホルド２０からのガスを可能な限り多く捕捉して主配管３１内に誘導する。特にガス誘導材６２はフレアー形状をなすため、排気マニホルドの出口側集合端部２１から排出される排気ガスのうち、膨張を起こして主流流速に対し遅れた流速を持つガス成分も、もれなくガス誘導材６２により主配管３１に向けてガイドされる。従って、エンジン１０から、排気マニホルド２０、ガス誘導材６２の内側領域及び主配管３１を経由してリア触媒４１にいたるガス流れが円滑化する。
【００６２】
このように第２実施形態によれば、カバー材のくびれ部６１ａの内周面とガス誘導材の上端部６２ａとの間に確保された環状クリアランスＣを、カバー材６１の内側領域と外側領域とを連通させる連通部として機能させることにより、弁機構５０の閉弁時には、その内側領域を排気ガスのミキシングに利用する一方で、弁機構５０の開弁時には、排気マニホルド２０からの排気ガスを主配管３１内に誘導する部材としてガス誘導材６２を有効利用することができる。なお、図６及び図７に示す第２実施形態の装置は、第１実施形態の構成をそっくりそのまま包含するので、第１実施形態の装置に関する全ての作用及び効果を第２実施形態の装置が奏することは言うまでもない。
【００６３】
（変更例）上記第２実施形態に示した分岐域の構造を図８又は図９に示すような構造に変更してもよい。
【００６４】
図８の例では、カバー材６１は、くびれ部を持たない円錐形状に形成されると共に、フレアー形状のガス誘導材６２の上端部６２ａは、カバー材６１の上端部の内周面に接合されており、両者６１，６２間に上述のような環状クリアランスＣは存在しない。但し、ガス誘導材６２には複数の開口６３が貫通形成され、これらの開口６３は、ガス誘導材６２及び主配管３１の中心軸線を等角度間隔で取り囲むように配列されている。これら複数の開口６３は、ガス誘導材６２の内外を連通させる連通部として機能するため、図８の構成でも上記第２実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００６５】
図９の例では、カバー材６１は、くびれ部を持たない円錐形状に形成されると共に、ガス誘導材６２はその上半部がフレアー形状に形成され、その下半部がストレート管状に形成されている。ガス誘導材６２の上端部６２ａはカバー材６１の上端部の内周面に接合され、又、ストレート管状のガス誘導材６２の下半部には、その中心軸線を等角度間隔で取り囲むような配列の仕方で複数の開口６３が貫通形成されている。これら複数の開口６３は、ガス誘導材６２の内外を連通させる連通部として機能するため、図９の構成でも上記第２実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００６６】
図８及び図９の例では、ガス誘導材の上端部６２ａがカバー材６１の上端部の内周面に接合されているため、弁機構５０の開弁時に、排気マニホルド２０からの排気ガスを主配管３１内に導く際の誘導作用が高められる。尚、ガス誘導材６２に形成する開口６３の数や形状は、図示の態様に限定されるものではない。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１〜４に記載の排気ガス浄化装置によれば、弁機構がヒートマスの原因となることは無く、必要時（特にエンジンの低負荷運転時）にフロント触媒を早期に活性化できると共に、その触媒にとっての所要の活性温度を持続することが可能となる。
【００６８】
請求項５に記載の排気ガス浄化装置によれば、軸直交断面が略環状をなすフロント触媒に対し特定部位への偏りを生ずることなく排気ガスを均等に分配してフロント触媒の全体を均等に加熱することができる。故に、フロント触媒全体で浄化機能を効率的に発揮させることができると共に、フロント触媒における熱分布の不均一性に起因した触媒のクラック等を未然防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）は排気ガス浄化装置の全体概要を示す図、（Ｂ）はＡ−Ａ線での断面図。
【図２】第１実施形態の主要部（閉弁状態）を示す拡大図。
【図３】第１実施形態の主要部（開弁状態）を示す拡大図。
【図４】フロント触媒入口温度に関する比較実験の結果を示すグラフ。
【図５】第１実施形態の変更例の概要を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態を示し、（Ａ）は排気ガス浄化装置の全体概要を示す図、（Ｂ）はＢ−Ｂ線での断面図。
【図７】第２実施形態の主要部（二通路の分岐域）を示す拡大断面図。
【図８】第２実施形態の変更例の主要部を示す断面図。
【図９】第２実施形態の変更例の主要部を示す断面図。
【符号の説明】
１０…エンジン、２０…排気マニホルド、３０…フロント触媒コンバータ、３１…主配管（第２通路を構成する）、３２…筒状ケーシング、３３…湾曲した後流管（第１通路の後端部）、３４…フロント触媒、３５…略環状の収納領域（３３及び３５は第１通路を構成する）、４１…リア触媒、５０…弁機構、５１…弁座部、５１ａ…弁孔、５２…皿形の弁体、６１…カバー材、６２…ガス誘導材、６２ａ…ガス誘導材の上流側端部、６３…開口（連通部）、Ｃ…環状クリアランス（連通部）、Ｇ…合流部、Ｓ…退避空間、Ｖ１，Ｖ２…流ベクトル。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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