JP3257963B2 - 触媒付き排気装置 - Google Patents

触媒付き排気装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は排気ガスを浄化する
触媒付き排気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動二輪車用の触媒付き排気装置とし
て、例えば特開平4−287821号公報「自動二輪車
等の排気浄化装置」に示された装置が知られている。こ
の触媒付き排気装置は、同公報の図4に示される通り、
排気管の膨張室21(符号は公報に記載されたものを引
用した。以下同じ。)内に、通気孔36の開いた外フラ
ンジ34を介して触媒管23を取付け、この触媒管23
に導管24をつなぎ、この導管24を盲板状の外フラン
ジ38を介して膨張室21に取付けたものである。
【0003】この触媒付き排気装置は、膨張室21内に
流入した排気ガスを、触媒管23内を流れる排気ガス
と、触媒管23の外側を流れる排気ガスとに分ける。触
媒管23内に流れ込んだ排気ガスは、導管24内を通
り、未燃焼成分を触媒反応で無害成分に転換して大気中
に放出する。一方、触媒管23の外側を流れる排気ガス
は、外フランジ34の通気孔36を通って下流側の外フ
ランジ38に到達するが、外フランジ38には通気孔が
ないので外フランジ38に当って上流側に逆流する。逆
流した排気ガスは、触媒管23及び導管24を通り、未
燃焼成分を触媒反応で無害成分に転換して大気中に流出
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、触媒管23の
外側に流れた排気ガスが後方の外フランジ38に当って
上流側に逆流するので、特に、自動二輪車を急激に加速
すると排気ガスの通気抵抗が過大に増加してエンジン出
力が低下することになる。また、エンジン出力が低下す
ることにより、エンジンの出力特性が変化するのでドラ
イバビリティが悪化する虞れがある。さらに、排気ガス
の通気抵抗が増加することにより、排気ガス中の有害成
分が触媒と過大に触媒反応して、触媒が過昇温状態にな
り熱劣化する虞れもある。
【0005】そこで、本発明の目的は、排気ガスの通気
抵抗によるエンジン出力の低下を防ぎ、またドライバビ
リティを確保し、さらに触媒の熱劣化を防止する技術を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1は、エンジンに連なる排気管内に触
媒部材を取付けた触媒付き排気装置であり、排気管内
に、触媒部材を通して排気ガスを流す第1流路と、触媒
部材を迂回させて排気ガスを流す第2流路とを設けた
媒付き排気装置において、触媒部材を、触媒コンバータ
と、この触媒コンバータの後端に取付けた円筒体とから
構成し、触媒コンバータはサポート金具を介して排気管
に取付け、円筒体は、通気孔の開いた仕切壁を介して排
気管に取付けたことを特徴とする。
【0007】排気ガスを第1流路と第2流路とに分けて
流すようにしたので、特に、エンジンの高出力時に大量
の排気ガスを良好に流すことができる。そして、排気ガ
スの通気抵抗によるエンジン出力の低下を防止すること
ができるので、エンジンの出力特性が変化する虞れはな
く、ドライバビリティを良好に保つことができる。さら
に、排気ガスの通気抵抗が過大になることを防止できる
ので、排気ガス中の有害成分が触媒と過大に触媒反応す
ることを防ぐことができる。この結果、触媒が反応熱で
過昇温状態になる虞れはない。
【0008】請求項2は、気孔を第2流路の一部とし
たことを特徴とする。
【0009】仕切壁に通気孔を開けるだけで、排気管内
に第2流路を形成することができるので、触媒部材を迂
回させて排気ガスを排気する第2流路を排気管内に容易
に設けることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図1は本発明に係る触媒付き排気装置(第
1実施例)を備えた自動二輪車の側面図である。自動二
輪車1は、メインフレーム2の前部に取付けたヘッドパ
イプ3と、このヘッドパイプ3に取付けたフロントフォ
ーク4と、このフロントフォーク4の上端に取付けたハ
ンドル5と、前記フロントフォーク4の下端に取付けた
前輪6と、前記メインフレーム2の下方に取付けた2サ
イクルエンジン7と、この2サイクルエンジン7に取付
けた触媒付き排気装置10と、前記メインフレーム2の
後端部のピボット36に取付けたスイングアーム37
と、このスイングアーム37に取付けた後輪38とから
なる。なお、触媒付き排気装置10については図2で詳
しく説明する。39aはフロントフェンダ、39bはヘ
ッドライト、39cはシート、39dはドライブチェー
ン、39eはリアサスペンションである。
【0011】図2は本発明に係る触媒付き排気装置(第
1実施例)の断面図である。触媒付き排気装置10は、
2サイクルエンジン7(図1参照)に取付けた排気チュ
ーブ11と、この排気チューブ11の後端に繋いだ膨張
管13と、この膨張管13内に取付けた前段の触媒付き
円筒部材15と、この触媒付き円筒部材15の後方に取
付けた後段の触媒部材20と、膨張管13の後端に取付
けたサイレンサ30(図1も参照)とからなる。排気チ
ューブ11に膨張管13を組合わせたものを排気管31
と云う。ここで、触媒部材20の内部を第1流路33と
し、触媒部材20と膨張管13との間の隙間を第2流路
34とする。なお、32は膨張管13を車体に取付ける
ための取付け金具である。
【0012】前段の触媒付き円筒部材15は、触媒を担
持させたパンチングメタルを筒状に形成したもので、前
サポート金具16及び後サポート金具17で膨張管13
内に取付けた部材である。後段の触媒部材20は、後述
する触媒コンバータ21と、この触媒コンバータ21の
後端に取付けた円筒体23とからなる。24は触媒コン
バータ21を膨張管13に止めるサポート金具、25は
円筒体23を膨張管13に止める仕切壁である。
【0013】前述した触媒コンバータ21は、外筒26
と、この外筒26内に取付けた金属触媒部27とからな
り、金属触媒部27を外筒26からL(20〜40m
m)だけ奥に配置した部材である。このLの間で排気ガ
スの流れを整えて、排気ガスの通気抵抗が過大に増加す
ることを防ぐことができる。なお、金属触媒部27につ
いては図3で詳しく説明する。
【0014】図3は図1の3−3線断面図である。金属
触媒部27は、触媒を担持した波板28aと触媒を担持
した平板28bとを交互に巻付けた部材であり、波板2
8a及び平板28bで形成した複数の小さな通気孔(以
下、「コア」という。)29…を有する。コア29…は
排気ガスを通過させるための通気孔であり、図2に示し
た第1流路33の一部を構成する。この金属触媒部27
はセラミックス製触媒に比較して破損し難いという利点
がある。
【0015】図4は図1の4−4線断面図である。仕切
壁25は、膨張管13と円筒体23との間に取付けたド
ーナツ状の平板であり、例えば8個の通気孔25a…を
有する。通気孔25a…は、図2に示した第2流路34
の一部を構成する。これらの通気孔25a…は、仕切壁
25の開口率が2〜3%となるように、直径や孔数を設
定する。排気管31内を流れる排気ガスのうちの10〜
20%の排気ガスを通気孔25a…から後方に流すため
である。
【0016】以上に述べた本発明に係る触媒付き排気装
置(第1実施例)の作用を次に説明する。図5は本発明
に係る触媒付き排気装置(第1実施例)の作用説明図で
ある。矢印の如く排気チューブ11から膨張管13に
流れ込んだ排気ガスは、膨張菅13を図左から右へ流れ
るが、この間に、触媒付き円筒部材15の内周面及び外
周面に担持した触媒に接触し、未燃焼成分が燃焼する。
この燃焼によって排気ガスを無害化するとともに、燃焼
熱によって排気ガスを高温にすることができる。
【0017】高温になった排気ガスは、次に、矢印,
,の如くに分れる。すなわち、矢印は第1流路3
3を通るものであり、金属触媒部27で第2段階の触媒
反応がおこり、排気ガスの無害化を促進することができ
る。金属触媒部27での反応は排気ガスが高温であるた
めに良好である。この後、排気ガスは矢印の通りにサ
イレンサ30に至る。
【0018】一方、第2流路34を通る排気ガスは、矢
印,の如く触媒部材20の外側を通り、さらに矢印
,の如く仕切壁25の通気孔25a…を通ってサイ
レンサ30から大気中に放出する。
【0019】このように、膨張菅13内の排気ガスを第
1流路33と第2流路34とに分けて流すようにしたの
で、エンジンの高出力時でも大量の排気ガスを良好に流
すことができる。そして、排気ガスの通気抵抗によるエ
ンジン出力の低下を防止できるので、エンジンの出力特
性が変化する虞れはなく、ドライバビリティを良好に保
つことができる。さらに、排気ガスの通気抵抗が過大に
ならないので、排気ガス中の有害成分が触媒と過大に触
媒反応して触媒が反応熱で過昇温状態になる虞れはな
い。
【0020】第2実施例について説明する。図6は本発
明に係る触媒付き排気装置(第2実施例)の断面図であ
り、第1実施例と同一部材については同一符号を付して
説明を省略する。触媒付き排気装置40の触媒部材41
は、外筒26に取付けた円筒体42の後端に縮径部42
aを設けたことを特徴とする。
【0021】この触媒付き排気装置(第2実施例)の作
用を次に説明する。図7は本発明に係る触媒付き排気装
置(第2実施例)の作用説明図である。排気ガスの流れ
は、矢印,,,,,,まで第1実施例と
同様なので説明を省略して、矢印,,,の流れ
について説明する。
【0022】第2流路34の通気孔25a…から後方に
流れた排気ガスの一部は、矢印,に示すように矢印
の排気ガスと合流してサイレンサ30から大気中に放
出する。そして、残りの排気ガスは、矢印,に示す
ように縮径部42aに沿って上流側に戻る。このとき、
縮径部42aにより排気ガスを整流状態に維持できるの
で、排気ガスの流れは乱れない。
【0023】第3実施例について説明する。図8は本発
明に係る触媒付き排気装置(第3実施例)の断面図であ
り、第1実施例と同一部材については同一符号を付して
説明を省略する。触媒付き排気装置50の触媒部材51
は、円筒体23の後端にカラー52を取付けたことを特
徴とする。カラー52は、後方に向って縮径するように
形成した筒体であり、円筒体23の後端外周と仕切壁2
5とに溶接した部材である。
【0024】この触媒付き排気装置(第3実施例)の作
用を次に説明する。図9は本発明に係る触媒付き排気装
置(第3実施例)の作用説明図である。第2実施例と同
様に、排気ガスの流れは、矢印,,,,,
,まで第1実施例と同様なので説明を省略して、矢
印,,,の流れについて説明する。
【0025】第2流路34の通気孔25a…から後方に
流れた排気ガスの一部は、矢印,に示すように矢印
の排気ガスと合流してサイレンサ30から大気中に放
出する。そして、残りの排気ガスは、矢印,に示す
ようにカラー52に沿って上流側に戻る。このとき、カ
ラー52により排気ガスを整流状態に維持できるので、
排気ガスの流れは乱れない。
【0026】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1は、排気ガスを第1流路と第2流路とに
分けて流すようにしたので、特に、エンジンの高出力時
に大量の排気ガスを良好に流すことができる。この結
果、エンジンの高出力時に排気管内を通る排気ガスの通
気抵抗は過大にならないので、エンジン出力が低下する
虞れはない。また、排気ガスの通気抵抗によるエンジン
出力の低下を防止することができるので、エンジンの出
力特性が変化する虞れはなく、ドライバビリティを良好
に保つことができる。さらに、排気ガスの通気抵抗は過
大にならないので、排気ガス中の有害成分が触媒と過大
に触媒反応することを防ぐことができる。この結果、触
媒が反応熱で過昇温状態になる虞れはなく、触媒の熱劣
化を防止できる。
【0027】請求項2は、仕切壁に通気孔を開けるだけ
で、排気管内に第2流路を形成することができるので、
触媒部材を迂回させて排気ガスを排気する第2流路を排
気管内に容易に設けることができる。この結果、触媒付
き排気装置のコストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る触媒付き排気装置(第1実施例)
を備えた自動二輪車の側面図
【図2】本発明に係る触媒付き排気装置(第1実施例)
の断面図
【図3】図1の3−3線断面図
【図4】図1の4−4線断面図
【図5】本発明に係る触媒付き排気装置(第1実施例)
の作用説明図
【図6】本発明に係る触媒付き排気装置(第2実施例)
の断面図
【図7】本発明に係る触媒付き排気装置(第2実施例)
の作用説明図
【図8】本発明に係る触媒付き排気装置(第3実施例)
の断面図
【図9】本発明に係る触媒付き排気装置(第3実施例)
の作用説明図
【符号の説明】
7…エンジン(2サイクルエンジン)、10…触媒付き
排気装置、20…触媒部材、21…触媒コンバータ、2
3…円筒体、24…サポート金具、25…仕切壁、25
a…通気孔、31…排気管、33…第1流路、34…第
2流路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−86843(JP,A) 特開 平5−280327(JP,A) 実開 昭55−167510(JP,U) 実開 昭51−68911(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに連なる排気管内に触媒部材を
    取付けた触媒付き排気装置であり、前記排気管内に、前
    記触媒部材を通して排気ガスを流す第1流路と、触媒部
    材を迂回させて排気ガスを流す第2流路とを設けた触媒
    付き排気装置において、前記触媒部材を、触媒コンバー
    タと、この触媒コンバータの後端に取付けた円筒体とか
    ら構成し、前記触媒コンバータはサポート金具を介して
    排気管に取付け、前記円筒体は、通気孔の開いた仕切壁
    を介して排気管に取付けたことを特徴とする触媒付き排
    気装置。
  2. 【請求項2】 前記通気孔を前記第2流路の一部とした
    ことを特徴とする請求項1記載の触媒付き排気装置。
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JP4722268B2 (ja) * 2000-08-28 2011-07-13 株式会社キャタラー 排気装置
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