(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（Ｅ）の排気ポート（Ｐｅ）に接続される排気管（Ｐ）内に円筒状の触媒（Ｃ）を設け、この触媒（Ｃ）を排気管（Ｐ）に設けた緩衝体（６）により支持するようにした、内燃機関における触媒付き排気系装置において、
排気管（Ｐ）に環状の緩衝体（６）を備えた触媒ホルダ（Ｈｃ）を設け、その緩衝体（６）の内周面に、横断面長円形状の中空筒体よりなるステー（１０）の長径部（１０2 ）の外周面を軸方向摺動可能に支持すると共に、同ステー（１０）の短径部（１０1 ）の内周面に触媒（Ｃ）の外周面を固着して、前記長径部（１０2 ）の内周面と、該長径部（１０2 ）に対応した触媒（Ｃ）の外周面との間に排ガスの流通路（１１）を形成したことを特徴とする、内燃機関における触媒付き排気系装置。
【請求項２】
前記排気管（Ｐ）は保温筒（１２）により被覆されることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関における触媒付き排気系装置。
【請求項３】
前記保温筒（１２）内において、前記排気管（Ｐ）の一部が変色防止筒（１５）により覆われると共に、その変色防止筒（１５）の内周面と排気管（Ｐ）の外周面との間、並びに同変色防止筒（１５）の外周面と保温筒（１２）の内周面との間にはそれぞれ空隙が形成され、
排気管（Ｐ）の、変色防止筒（１５）で覆われる部分には、排ガス迂回孔（１６）が設けられることを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関における触媒付き排気系装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、特に自動二・三輪車の駆動用として好適な内燃機関における触媒付き排気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来自動二輪車用内燃機関の排気系内に、筒状の触媒を配置し、前記機関からの排ガスを反応浄化するようにした、触媒付き排気装置は公知である（特開平９−５３４４１号公報参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の触媒付き排気系装置では、排気管内に配置される筒状の触媒は、排気管の内面に沿うように設けられるグラスウール等よりなる緩衝体により密着状態で支持されているので、排気管と筒状の触媒との間を流れる排ガスの流れが、前記緩衝体により妨げられ、これが排ガスの流れ抵抗を多少とも増大させ、その上排ガスと、触媒との接触面積が減じて排ガスの反応浄化効率を低下させる原因になるという問題がある。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、筒状の触媒を排気管に緩衝体を介して緩衝的に支持しながら、触媒を流れる排ガスの流動抵抗を可及的に低減できるようにした、新規な内燃機関における触媒付き排気系装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内燃機関の排気ポートに接続される排気管内に筒状の触媒を設け、この触媒を排気管に設けた緩衝体により支持するようにした、内燃機関における触媒付き排気系装置において、排気管に環状の緩衝体を備えた触媒ホルダを設け、その緩衝体の内周面に、横断面長円形状の中空筒体よりなるステーの長径部の外周面を軸方向摺動可能に支持すると共に、同ステーの短径部の内周面に触媒の外周面を固着して、前記長径部の内周面と、該長径部に対応した触媒の外周面との間に排ガスの流通路を形成したことを特徴としており、かかる特徴によれば、筒状の触媒は排気管に緩衝的に摺動可能に支持されながら排気管内を流れる排ガスはその緩衝体に邪魔されずに、その触媒の外周を抵抗少なく、円滑に流れて内燃機関の出力の向上および触媒による排ガスの反応浄化能率の向上に図ることができる。
【０００６】
また請求項２の発明は、請求項１の発明の前記特徴に加えて、前記排気管は保温筒により被覆されることを特徴とし、この特徴によれば、保温筒は、触媒を保温してその反応浄化性能を高めると共に排気管からの熱の外部への放散を抑制することが可能である。
【０００７】
また請求項３の発明は、請求項２の発明の前記特徴に加えて、前記保温筒内において、前記排気管の一部が変色防止筒により覆われると共に、その変色防止筒の内周面と排気管の外周面との間、並びに同変色防止筒の外周面と保温筒の内周面との間にはそれぞれ空隙が形成され、排気管の、変色防止筒で覆われる部分には、排ガス迂回孔が設けられることを特徴とし、この特徴によれば、排気管を流れる排ガスの一部は、排ガス迂回孔を通って排気管と保温筒との間を後方へと迂回して流れるようになっており、これにより排ガスの排気抵抗を低減することが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】
なお、以下の説明において、前後、左右および上下は、自動二輪車の進行方向に対していう。
【００１０】
先ず図１〜１０を参照して本発明装置を自動二輪車に実施した場合の第１実施例について説明するに、図１は、本発明装置を備えた自動二輪車の側面図、図２は、排気系の触媒装着部分の縦断面図、図３は、図２の３−３線に沿う拡大断面図、図４は、図２の４−４線に沿う拡大断面図、図５は、図２の５−５線に沿う拡大断面図、図６は、図５の６−６線に沿う断面図、図７は、排気系の消音器の縦断面図、図８は、図７の８−８線に沿う断面図、図９は、図７の９−９線に沿う断面図、図１０は、図７の１０−１０線に沿う断面図である。
【００１１】
図１において、自動二輪車の車体フレームＦには、その走行用内燃機関Ｅが搭載されている。この内燃機関Ｅの頭部前面には排気ポートＰｅが開口され、この排気ポートＰｅに、排気系ＥＸが連通接続される。
【００１２】
なお、内燃機関Ｅが多気筒の場合には、排気ポートに排気マニホールドを介して排気系ＥＸが連通接続される。
【００１３】
前記排気系ＥＸは内燃機関Ｅの前方より、その内燃機関Ｅの一側を通って車体フレームＦの後方へと延長されており、その後端部は、自動二輪車の後車輪Ｗｒの側方を通って、その出口は後方に向かって大気に開放されている。また排気系ＥＸの後部を構成する、後述の消音器Ｍには、ハンガＨａが溶接されており、このハンガＨａを介して、消音器Ｍすなわち排気系ＥＸの後部が、車体フレームＦにボルト・ナット等の固着具により着脱可能に懸吊支持される。
【００１４】
次に排気系ＥＸの構造を、主に図２〜１０を参照して詳細に説明するに、この排気装置ＥＸは、内燃機関Ｅの排気ポートＰｅに一体に連通接続される排気管Ｐの後部に消音器Ｍを一体に接続して構成されている。
【００１５】
前記排気管Ｐ内には、後に詳述する筒状の金属触媒Ｃが装着されており、内燃機関Ｅより排出される排ガスは、排気管Ｐを通る間にその金属触媒ＣによりＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害成分を反応浄化したのち、消音器Ｍを通って大気に放出される。
【００１６】
前記排気管Ｐは、上流側排気管１と、その下流端に接続される下流側排気管２とより構成されている。上流側排気管１は、下向きに凹状に湾曲形成されており、その上流端には接続フランジが固着されており、この接続フランジ１1 が、前記内燃機関Ｅの前面に開口する排気ポートＰｅの取付座に、ボルト等の固着具３をもって固着される。上流側排気管１の下流端は、下流側排気管２の上流端に挿入され、溶接等により一体に接続される。前記下流側排気管２は、短い上流側部分２ｕの後端にそれよりも長い下流側部分２ｄを溶接等により一体に接続し構成されている。
【００１７】
前記下流側排気管２の下流側部分２ｄは直状に形成されていて、その内部に同じく直状に形成される筒状の金属触媒Ｃが装着される。前記金属触媒Ｃは、ＳＵＳ板等の耐熱性金属板に多数の小孔９1 を穿設したパンチングプレートにより両端開放の筒状に形成された触媒本体９の内外面に触媒エレメントを担持して構成されている。
【００１８】
図２，３に示すように、前記筒状の金属触媒Ｃの前部は、前部ステー４を介して下流側排気管２に固定状態に支持されている。前記前部ステー４は横断面長円形状の中空筒体により構成され、その短径部４1 の内周面が、前記金属触媒Ｃの前部外周面に溶接等により固着され、またその長径部４2 の外周面が、下流側排気管２の前部内周面に溶接等により固着される。したがって筒状の金属触媒Ｃの前部は、前記ステー４を介して下流側排気管２の前部に固定支持され、その下流側排気管２と、金属触媒Ｃとの間には環状の排ガス通路が形成される。
【００１９】
また図２，５，６に示すように前記金属触媒Ｃの後部は、触媒ホルダＨｃを介して下流側排気管２にその長手方向に摺動可能に支持されている。前記触媒ホルダＨｃは、下流側排気管２の下流側部分２ｄの途中に介在されており、その下流側部分２ｄよりも大径に形成される短円筒状のホルダケース５の環状空隙部内に緩衝体６を装填し、さらにその緩衝体６の内周面に沿って下流側排気管２の下流側部分２ｄと略同径の環状の支持筒７を設けて構成されている。前記ホルダケース５は、下流側排気管２の下流側部分２ｄの、前後に分割された前部分と後部分との間に溶接等により一体に固着され、前記支持筒７は、その周壁に複数の通気孔８が穿設されていて、この通気孔８を通して緩衝体６内に排ガスを流通させその排ガス音を吸収減音できるようになっている。前記緩衝体６は、ＳＵＳウールによりメッシュ状に形成されている。
【００２０】
図５，６に明瞭に示すように、金属触媒Ｃの後端の、前記触媒ホルダＨｃと対応する部分の外周面には、前記前部ステー４と同じく横断面長円形状の中空筒体よりなる後部ステー１０の短径部１０1 の内周面が溶接等により固着され、この後部ステー１０の長径部１０2 の外周面は、前記触媒ホルダＨｃの支持筒７の内周面に軸方向に摺動可能に支持されている。したがって筒状の金属触媒Ｃの後部は、下流側排気管２に対して前記触媒ホルダＨｃにより長手方向に摺動可能であり、下流側排気管２に対して金属触媒Ｃの熱等による膨縮が許容され、またその金属触媒Ｃは下流側排気管２に緩衝体６を介して緩衝的に支持され、金属触媒Ｃの後部外周面と、触媒ホルダＨｃの緩衝体６との間は離間されて排ガスの流通路１１が形成される。これにより金属触媒Ｃを流れる排ガスは、緩衝体６に邪魔されることなく、その流通路１１を通って抵抗少なく流れる。
【００２１】
図２，４に明瞭に示すように、下流側排気管２の大部分は、保温筒１２により被覆されている。この保温筒１２は、前部保温筒１２1 の後端に後部保温筒１２2 を溶接等により一体に接続して構成されており、その前端は下流側排気管２の上流端に溶接等により固着され、また保温筒１２の後端には、略１８０°の位相差を存して対をなす横断面Ｕ字状の潰し部１３が形成され、これらの潰し部１３の内面が下流側排気管２の後部外周面に密着され、保温筒１２の後端は下流側排気管２に支持されている。
【００２２】
而して前記保温筒１２は、金属触媒Ｃを保温してその反応浄化性能を高めると共に排気管Ｐからの熱の外部への放散を抑制して後述する消音器Ｍの外筒１８への熱害を低減するのに役立つ。
【００２３】
図２に示すように、下流側排気管２の上流側部分２ｕには、短い中空円筒状の変色防止筒１５が溶接等により固着される。この変色防止筒１５は下流側排気管２と前記保温筒１２との間に介在され、それらの間にはそれぞれ空隙が形成される。下流側排気管２の前記変色防止筒１５により覆われる部分には、周方向に間隔をあけて複数の小孔よりなる排ガス迂回孔１６が穿設されている。内燃機関Ｅから上流側排気管１を経て下流側排気管２を流れる排ガスの一部は、前記排ガス迂回孔１６を通って下流側排気管２と保温筒１２との間を後方へと迂回して流れるようになっており、これにより排ガスの排気抵抗を低減して内燃機関Ｅの出力アップ、特にその中、低速運転域での出力アップに寄与できるようになっている。
【００２４】
前記下流側排気管２および保温筒１２は、排気系ＥＸの後半部を構成する消音器Ｍ内に、その入口側より挿着され、その消音器Ｍの入口端は、前部保温筒１２1 の前端外周に溶接等により固着され、下流側排気管２の下流側部分２ｄは、消音器Ｍの途中まで延びている。
【００２５】
図７，８に示すように、消音器Ｍの外筒１８は、後方に向かって末広状に拡がる截頭円錐状の前部外筒１８ｆと、その後端に溶接等により固着される円筒状の後部外筒１８ｒとより構成されている。後部外筒１８ｒ内には環状の空隙を存して内筒１９が設けられる。この内筒１９内は、第１隔壁２０、第２隔壁２１および内筒１９の後壁１９1 とにより第１室２３、第２室２４および第３室２５に区画されており、前記第１室２３と第３室２５は、第１隔壁２０と第２隔壁２１間に、橋架連結される第１連通管２６により相互に連通され、また第３室２５と第２室２４は第２隔壁２１に片持支持される第２連通管２７により相互に連通され、さらに第２室２４と大気とが第２隔壁２１および外筒１８の後壁１８1 間に橋架支持される第３連通管２８により連通されている。
【００２６】
下流側排気管２より金属触媒Ｃを通って反応浄化された排ガスは、消音器Ｍ内に流入し、ここで第１室２３から第１連通管２６を通って第３室２５に入り、この第３室２５から第２連通管２７を通って第２室２４に入り、さらに第２室２４から第３連通管２８を通って大気に放出される。そしてこの間に排ガスは消音器Ｍ内を膨張と収縮を繰り返しつつ消音器Ｍ内の第１、３および２室２３，２５および２４を迂回して流れて効果的に減音されたのち、大気に放出される。
【００２７】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、いま内燃機関Ｅの運転により発生した排ガスは、その排気ポートＰｅより上流側排気管１を経て下流側排気管２へと流れ、その下流側排気管２に設けた筒状の金属触媒Ｃにより、その中に含まれる有害成分が反応除去されたのち、消音器Ｍへと流れ、ここで減音されて大気へと放出される。
【００２８】
ところで金属触媒Ｃと、これを緩衝的に支持する触媒ホルダＨｃの緩衝体６間は離間されてそれら間に排ガスの流通路１１が形成されるので、金属触媒Ｃの外側を流れる排ガスは、その緩衝体６により邪魔されずに、その流れに乱れを生じることがなく円滑に流れ、これにより排気抵抗を低減して内燃機関Ｅの出力向上に寄与するばかりでなく排ガスと金属触媒Ｃとの接触面積を増大してその触媒Ｃによる排ガス浄化能率を高めることができる。
【００２９】
次に本発明の第２実施例について図１１，１２を参照して説明する。
【００３０】
図１１は、排気系の触媒装着部の横断面図、図１２は、図１１の１２−１２線に沿う断面図であり、前記第１実施例のものと同じ部材には同じ符号が付される。
【００３１】
この第２実施例では、触媒ホルダＨｃの構造において前記第１実施例と相違しており、この触媒ホルダＨｃは、ホルダケース５とこのホルダケース５内に装填される緩衝体６とより構成されており、この緩衝体６の内面は、下流側排気管２内の、金属触媒Ｃに固着される断面楕円形状の後部ステー１０の外周面に直接接触して、その軸方向に摺動自在に支持されている。そしてこの第２実施例のものは、前記第１実施例の支持筒が省略される。
【００３２】
ところでこの第２実施例のものも筒状の金属触媒Ｃの後部が、触媒ホルダＨｃの緩衝体６により軸方向に摺動可能に支持され、金属触媒Ｃは緩衝体６に対して離間しており、それらの間に排ガスの流通路１１を形成することができ、前記第１実施例のものと同等の効果を奏し、さらに前記支持筒（第１実施例）の省略により部品点数を低減して排気系装置のコストダウンを図ることができる。
【００３３】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。たとえば前記実施例では、本発明装置を自動二輪車用内燃機関の排気系に実施した場合について説明したが、これを他の車両、他の機器用内燃機関の排気系に実施してもよく、また前記実施例では、筒状の触媒として金属触媒Ｃを用いた場合について説明したが、その金属触媒Ｃに変えて非金属性の他の触媒を用いてもよい。さらに前記実施例では、緩衝体としてＳＵＳウールを用いているが、これに変えて従来公知の他の緩衝体を用いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、触媒付き排気系装置において、排気管に環状の緩衝体を備えた触媒ホルダを設け、その緩衝体の内周面に、横断面長円形状の中空筒体よりなるステーの長径部の外周面を軸方向摺動可能に支持すると共に、同ステーの短径部の内周面に触媒の外周面を固着して、前記長径部の内周面と、該長径部に対応した触媒の外周面との間に排ガスの流通路を形成したので、排気管内を流れる排ガスは、触媒を支持する緩衝体に邪魔されずに、その触媒の外周を抵抗少なく、円滑に流れて排気抵抗を低減し、内燃機関の出力向上および触媒による排ガスの反応浄化能率の向上を図ることができる。
【００３５】
また特に請求項２の発明によれば、排気管は保温筒により被覆されるので、この保温筒により触媒を保温してその反応浄化性能を高めると共に排気管からの熱の外部への放散を抑制することが可能である。
【００３６】
また特に請求項３の発明によれば、保温筒内において、前記排気管の一部が変色防止筒により覆われると共に、その変色防止筒の内周面と排気管の外周面との間、並びに同変色防止筒の外周面と保温筒の内周面との間にはそれぞれ空隙が形成され、排気管の、変色防止筒で覆われる部分には、排ガス迂回孔が設けられるので、排気管を流れる排ガスの一部は、排ガス迂回孔を通って排気管と保温筒との間を後方へと迂回して流れるようになっており、これにより排ガスの排気抵抗を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置を備えた自動二輪車の側面図
【図２】  排気系の触媒装着部分の縦断面図
【図３】  図２の３−３線に沿う拡大断面図
【図４】  図２の４−４線に沿う拡大断面図
【図５】  図２の５−５線に沿う拡大断面図
【図６】  図５の６−６線に沿う断面図
【図７】  排気系の消音器の縦断面図
【図８】  図７の８−８線に沿う断面図
【図９】  図７の９−９線に沿う断面図
【図１０】  図７の１０−１０線に沿う断面図
【図１１】  排気系の触媒装着部の横断面図
【図１２】  図１１の１２−１２線に沿う断面図
【符号の説明】
６・・・・緩衝体
１０・・・ステー（後部ステー）
１０1 ・・短径部
１０2 ・・長径部
１１・・・流通路
１２・・・保温筒
１５・・・変色防止筒
１６・・・排ガス迂回孔
Ｃ・・・・触媒（金属触媒）
Ｅ・・・・内燃機関
Ｈｃ・・・触媒ホルダ
Ｐ・・・・排気管
Ｐｅ・・・排気ポート
【図１】
0004030172.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004030172.tif 000005
【図５】
0004030172.tif 000006
【図６】
0004030172.tif 000007
【図７】
0004030172.tif 000008
【図８】
0004030172.tif 000009
【図９】
0004030172.tif 000010
【図１０】
0004030172.tif 000011
【図１１】
0004030172.tif 000012
【図１２】
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