JP4326365B2

JP4326365B2 - Motorcycle exhaust system

Info

Publication number: JP4326365B2
Application number: JP2004042282A
Authority: JP
Inventors: 洋二大西; 勇二堀内; 孝史松本; 一郎田中
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: JP2005233053A

Description

本発明は、自動二輪車に搭載されたエンジンの排気騒音を低減させるとともに、エンジンからの排気ガスを浄化して排出する排気装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust device that reduces exhaust noise of an engine mounted on a motorcycle and purifies and exhausts exhaust gas from the engine.

従来、自動二輪車のエンジンから排出される排気ガスは、触媒コンバータを用いて浄化したのちに排出されており、この触媒コンバータはマフラーの内部に設けられることが多い（例えば、特許文献１参照）。このように触媒コンバータをマフラーの内部に設けている理由は、エンジンの排気口からできるだけ離間した位置に設置することによってエンジンから高温、高速で排出される排気ガスに対する排気抵抗を小さくすることができ、また、比較的大きなスペースを有するマフラー内に大きな触媒コンバータを設けることが容易であり、さらに、多気筒エンジンにおいて、複数の気筒数に応じて設けられる排気管を集合した単一の排気装置に触媒コンバータを設けることで、触媒コンバータの設置数を一つのみとすることがきるからである。 Conventionally, exhaust gas discharged from an engine of a motorcycle is exhausted after being purified using a catalytic converter, and this catalytic converter is often provided inside a muffler (see, for example, Patent Document 1). The reason why the catalytic converter is provided inside the muffler in this way is that the exhaust resistance to the exhaust gas discharged at high temperature and high speed from the engine can be reduced by installing it at a position as far as possible from the exhaust port of the engine. In addition, it is easy to provide a large catalytic converter in a muffler having a relatively large space. Further, in a multi-cylinder engine, a single exhaust device in which exhaust pipes provided according to the number of cylinders are assembled. This is because by providing the catalytic converter, only one catalytic converter can be installed.

ところが、マフラーは、エンジンからの排気通路における後端部に設けられることから、排気ガスが排気通路の通過中に温度が若干低下した状態で導入されることになる。そのため、エンジンがコールドスタートした直後には、触媒が活性化して酸化反応を起こすまでに時間を要し、十分な浄化機能を果たすことができにくい。これに対し、エンジンのコールドスタート直後に直ちに触媒を活性化して酸化反応を起こさせることを目的として、多気筒エンジンの排気口近くの各排気管内にそれぞれ触媒コンバータを装着した排気ガス浄化装置も知られているが、この装置では、高速走行時に小径の排気管内に設けられた触媒コンバータが大きな排気抵抗となる。 However, since the muffler is provided at the rear end portion in the exhaust passage from the engine, the exhaust gas is introduced in a state where the temperature is slightly lowered while passing through the exhaust passage. Therefore, immediately after the engine is cold-started, it takes time for the catalyst to activate and cause an oxidation reaction, and it is difficult to perform a sufficient purification function. On the other hand, there is also known an exhaust gas purification device in which a catalytic converter is installed in each exhaust pipe near the exhaust port of a multi-cylinder engine for the purpose of immediately activating the catalyst immediately after the engine cold start to cause an oxidation reaction. However, in this apparatus, the catalytic converter provided in the small-diameter exhaust pipe has a large exhaust resistance during high-speed traveling.

そこで、従来では、多気筒エンジンの各排気管を集合して接続する集合管の内部における前部および後部にそれぞれ触媒コンバータを設けた排気ガス浄化構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この排気ガス浄化構造は、エンジンがコールドスタートした直後に触媒コンバータによる浄化機能を発揮させるとともに、排気抵抗の抑制を狙っている。
特許第３２０１９６４号公報特開２００３−３０７１２６号公報 Therefore, conventionally, there has been proposed an exhaust gas purification structure in which a catalytic converter is provided at each of a front portion and a rear portion inside a collecting pipe that collects and connects the exhaust pipes of a multi-cylinder engine (see, for example, Patent Document 2). ). This exhaust gas purification structure is intended to exhibit a purification function by a catalytic converter immediately after the engine is cold-started and to suppress exhaust resistance.
Japanese Patent No. 3201964 JP 2003-307126 A

しかしながら、前記排気ガス浄化装置は、集合管の前部に、前端が各排気管とそれぞれ連通しその軸線が互いに平行となる独立した分岐排気通路を形成し、この各分岐通路内に、多数の小孔をあけた筒体の内，外面全面に触媒を担持させた分岐管をそれぞれ配設するとともに、集合管の後部に、各分岐管からの排気ガスを集合する合流排気通路を形成し、この合流排気通路内に、多数の小孔をあけた筒体の内，外面全面に触媒を担持させた合流管を配設している。しかし、この排気ガス浄化装置では、構成の複雑化およびコスト高を招くだけでなく、触媒を担持させた分岐管および合流管の排気通路への取り付けが困難であり、これによってもさらにコスト高となる。 However, the exhaust gas purification device forms an independent branch exhaust passage whose front end is in communication with each exhaust pipe and whose axes are parallel to each other at the front portion of the collecting pipe. A branch pipe carrying a catalyst is disposed on the entire outer surface of the cylindrical body with small holes, and a combined exhaust passage for collecting exhaust gas from each branch pipe is formed at the rear of the collection pipe. In this merging exhaust passage, a merging tube carrying a catalyst is disposed on the entire outer surface of a cylindrical body having a large number of small holes. However, this exhaust gas purification device not only complicates the configuration and increases the cost, but also makes it difficult to attach the branch pipe and the merging pipe carrying the catalyst to the exhaust passage, which further increases the cost. Become.

また、触媒をそれぞれ担持させた分岐管および合流管は、各々の一端部に設けた外方への膨出部を分岐排気通路および合流排気通路の各々の内壁に直接固着しているので、触媒の反応熱が伝達される集合管に、変色の発生や寿命の短縮化を招く。しかも、前記分岐管および合流管は、分岐排気通路および合流排気通路の各々の内壁に直接固着しているので、その取付作業に手間がかかるだけでなく、触媒が劣化したときに、各分岐管、集合管およびマフラーを含む排気通路全体を交換する必要が生じる。さらに、集合管は、前部に複数の分岐排気通路を、かつ後部に単一の合流排気通路をそれぞれ設ける構成とする必要があるので、全長が長くなり、重量も大きくなる。 In addition, the branch pipe and the merge pipe each carrying the catalyst are directly fixed to the inner wall of each of the branch exhaust passage and the merged exhaust passage because the outwardly bulging portion provided at one end of each is fixed to the catalyst. In the collecting tube to which the reaction heat is transmitted, discoloration occurs and the life is shortened. In addition, since the branch pipe and the merge pipe are directly fixed to the inner walls of the branch exhaust path and the merge exhaust path, not only the installation work is troublesome but also when the catalyst deteriorates, each branch pipe Therefore, the entire exhaust passage including the collecting pipe and the muffler needs to be replaced. Furthermore, the collecting pipe needs to have a structure in which a plurality of branch exhaust passages are provided at the front portion and a single merged exhaust passage is provided at the rear portion, so that the total length is increased and the weight is increased.

本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、簡単な構造によって触媒コンバータを適所に容易に取り付けられるようにしながらも、触媒コンバータの反応熱の影響を抑制でき、触媒コンバータの交換も容易に行える自動二輪車の排気装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and while allowing the catalytic converter to be easily attached in place with a simple structure, the influence of the reaction heat of the catalytic converter can be suppressed, and the catalytic converter can be easily replaced. An object of the present invention is to provide an exhaust device for a motorcycle that can be easily used.

前記目的を達成するために、本発明に係る自動二輪車の排気装置は、エンジンからの排気を導出する排気導出管とマフラーとの間が連結構造体によって連結され、前記連結構造体は、前記マフラーの上流側に連結される連結管と、触媒コンバータを内蔵して前記排気導出管と前記連結管とを連結する連結ヘッドとを備え、前記触媒コンバータが、前記連結ヘッドの後部の内側に支持され、前部が前記排気導出管の後端部の内側に環状の隙間を介して挿入されており、前記連結ヘッドがシール部材を介して前記排気導出管の後端部の外周面に着脱自在に取り付けられている。 In order to achieve the above object, an exhaust device for a motorcycle according to the present invention is configured such that an exhaust lead-out pipe for leading exhaust from an engine and a muffler are connected by a connecting structure, and the connecting structure includes the muffler. A connection pipe connected to the upstream side of the exhaust pipe and a connection head that incorporates a catalytic converter and connects the exhaust lead-out pipe and the connection pipe, and the catalytic converter is supported inside a rear portion of the connection head. The front portion is inserted inside the rear end portion of the exhaust lead-out pipe through an annular gap, and the connection head is detachably attached to the outer peripheral surface of the rear end portion of the exhaust lead-out pipe via a seal member. It is attached.

この構成においては、連結ヘッドの後部に支持された触媒コンバータが排気導出管の後端部の内側に隙間を介して挿入されているとともに、連結ヘッドがシール部材を介して排気導出管に取り付けられているので、その隙間とシール部材との存在により、触媒コンバータの反応熱が、排気管または集合管のような排気導出管に伝達されるのが抑制される。また、連結ヘッドは、シール部材を介して排気導出管の外周面に着脱自在に取り付けられているので、触媒コンバータを支持させた連結ヘッドを排気導出管に取り付けるだけの簡単な構成で触媒コンバータを容易に取り付けることができるとともに、触媒コンバータの交換に際しては、連結ヘッドを排気導出管から取り外すことによって容易に行える。 In this configuration, the catalytic converter supported at the rear portion of the coupling head is inserted through the gap inside the rear end portion of the exhaust outlet pipe, and the coupling head is attached to the exhaust outlet pipe via the seal member. Therefore, the presence of the gap and the seal member suppresses the reaction heat of the catalytic converter from being transmitted to the exhaust outlet pipe such as the exhaust pipe or the collecting pipe. In addition, since the connecting head is detachably attached to the outer peripheral surface of the exhaust outlet pipe via a seal member, the catalytic converter can be mounted with a simple configuration by simply attaching the connecting head supporting the catalytic converter to the exhaust outlet pipe. In addition to being able to be easily attached, the catalytic converter can be easily replaced by removing the connecting head from the exhaust outlet pipe.

さらに、連結ヘッドの後部の内側に支持された触媒コンバータが排気導出管の後端部の内側に挿入され、かつ、連結ヘッドが排気導出管の後端部の外周面に取り付けられているので、触媒コンバータは、連結ヘッドと排気導出管とがオーバーラップした箇所に配設することができ、そのオーバーラップしている分だけ排気導出管の長さを短縮することができる。また、触媒コンバータは、排気導出管とマフラーとを連結する連結構造体における連結ヘッドに支持させるので、触媒コンバータは、マフラーよりもエンジン側に近接した箇所に設けられて、エンジンから排出された高温の排気ガスが導入されることから、エンジンがコールドスタートした直後に迅速に浄化機能を発揮するとともに、排気導出管における排気ガス速度がかなり低下した後端部に位置することから、排気抵抗の増大が極力抑制される。 Furthermore, since the catalytic converter supported inside the rear part of the connection head is inserted inside the rear end part of the exhaust outlet pipe, and the connection head is attached to the outer peripheral surface of the rear end part of the exhaust outlet pipe, The catalytic converter can be disposed at a place where the coupling head and the exhaust outlet pipe overlap, and the length of the exhaust outlet pipe can be shortened by the amount of overlap. In addition, since the catalytic converter is supported by the connection head in the connection structure that connects the exhaust lead-out pipe and the muffler, the catalytic converter is provided at a location closer to the engine side than the muffler, and the high temperature discharged from the engine. As the exhaust gas is introduced, it immediately performs a purification function immediately after the engine is cold-started, and the exhaust gas speed in the exhaust lead-out pipe is located at the rear end where the exhaust gas speed is considerably reduced, increasing the exhaust resistance. Is suppressed as much as possible.

本発明の好ましい実施形態では、前記連結ヘッドが前記連結管の前端部に固定されており、前記連結管の後端部に他の触媒コンバータが装着されている。この構成によれば、排気ガスの一部が、連結ヘッドに支持させた上流側の触媒コンバータによって浄化され、かつ触媒コンバータの反応熱によって温度上昇され、この温度上昇した排気ガスが、連結管の後端部に設けた下流側の触媒コンバータに接触することにより、下流側の触媒コンバータの活性化が効果的に促進されるので、排気ガスの浄化機能が一層高められる。また、触媒コンバータの交換に際しては、互いに固定して一体化されている連結ヘッドと連結管からなる連結構造体を排気導出管およびマフラーからそれぞれ取り外せば、連結構造体の前後端部の２つの触媒コンバータを同時に取り外して容易に交換することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the connection head is fixed to a front end portion of the connection pipe, and another catalytic converter is attached to a rear end portion of the connection pipe. According to this configuration, a part of the exhaust gas is purified by the upstream catalytic converter supported by the coupling head, and the temperature is raised by the reaction heat of the catalytic converter. By contacting the downstream catalytic converter provided at the rear end, activation of the downstream catalytic converter is effectively promoted, so that the exhaust gas purification function is further enhanced. In addition, when replacing the catalytic converter, if the connecting structure composed of the connecting head and the connecting pipe fixed and integrated with each other is removed from the exhaust lead-out pipe and the muffler, the two catalytic converters at the front and rear ends of the connecting structure are provided. The converter can be removed and replaced easily at the same time.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る排気装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。この自動二輪車は、車体フレームＦＲの前半部を構成するメインフレーム１の前端にフロントフォーク２が支持され、このフロントフォーク２の下端部に前輪４が支持されている。また、フロントフォーク２の上端部を支持するアッパブラケット８にはハンドル９が取り付けられている。メインフレーム１の後端下部には、スイングアームブラケット１０が形成され、このスイングアームブラケット１０に、左右一対のスイングアーム１１の前端がピポット軸１２を介して上下揺動自在に支持されている。このスイングアーム１１の後端には後輪１３が支持されている。メインフレーム１の後部に連結されたシートレール１４が車体フレームＦＲの後半部を構成している。メインフレーム１とスイングアーム１１との間に後輪１３の緩衝装置１７が取り付けられている。前記メインフレームの中央下部には４サイクルエンジンＥが支持され、このエンジンＥからチェーン１８を介して後輪１３を駆動するようになっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a motorcycle including an exhaust device according to a first embodiment of the present invention. In this motorcycle, a front fork 2 is supported at the front end of the main frame 1 constituting the front half of the body frame FR, and a front wheel 4 is supported at the lower end of the front fork 2. A handle 9 is attached to the upper bracket 8 that supports the upper end of the front fork 2. A swing arm bracket 10 is formed at the lower rear end of the main frame 1, and the front ends of a pair of left and right swing arms 11 are supported on the swing arm bracket 10 via a pivot shaft 12 so as to be swingable up and down. A rear wheel 13 is supported at the rear end of the swing arm 11. A seat rail 14 connected to the rear portion of the main frame 1 constitutes the rear half of the vehicle body frame FR. A shock absorber 17 for the rear wheel 13 is attached between the main frame 1 and the swing arm 11. A four-cycle engine E is supported at the center lower portion of the main frame, and the rear wheel 13 is driven from the engine E through a chain 18.

前記シートレール１４にはライダー用シート１９と同乗者用シート２０が支持されている。前記メインフレーム１の上部、つまり車体上部で、前記ハンドル９とライダー用シート１９との間には燃料タンク２１が取り付けられている。また、車体前部には、前記ハンドル９の前方から車体前部の側方にかけての部分を覆う樹脂製のカウリング２２が装着されており、このカウリング２２の後方部分はエンジンＥの側部と下部とを覆っている。 A rider's seat 19 and a passenger's seat 20 are supported on the seat rail 14. A fuel tank 21 is attached between the handle 9 and the rider seat 19 at the upper part of the main frame 1, that is, at the upper part of the vehicle body. A resin cowling 22 that covers a portion from the front of the handle 9 to the side of the front of the vehicle body is attached to the front of the vehicle body. And covering.

前記エンジンＥは、この例では４気筒４サイクルエンジンであり、クランクケース２４、シリンダ２７、シリンダヘッド２８、シリンダヘッドカバー２９およびオイルパン３０を有するエンジン本体２３と、変速機３１とを備えている。排気装置は、前記シリンダヘッド２８に各々の前端が接続された複数本（この例では４本）の排気管３２をエンジンＥの前方から下方を経て後方に導き、この各排気管３２の各後端を集合して集合管３４に接続し、この集合管３４とマフラー３３との間が連結構造体３７によって連結されている。連結構造体３７は、マフラー３３の上流側に連結された連結管３８と、後述する触媒コンバータを内蔵して集合管３４と連結管３８とを連結する連結ヘッド３９とを備えている。 The engine E is a four-cylinder four-cycle engine in this example, and includes an engine body 23 having a crankcase 24, a cylinder 27, a cylinder head 28, a cylinder head cover 29 and an oil pan 30, and a transmission 31. The exhaust device guides a plurality (four in this example) of exhaust pipes 32 each having a front end connected to the cylinder head 28 from the front of the engine E to the rear through the rear. The ends are assembled and connected to the collecting pipe 34, and the collecting pipe 34 and the muffler 33 are connected by a connecting structure 37. The connection structure 37 includes a connection pipe 38 connected to the upstream side of the muffler 33, and a connection head 39 that incorporates a catalytic converter (to be described later) and connects the collecting pipe 34 and the connection pipe 38.

図２（ａ）は、前記排気装置を一部破断して示した拡大平面図、同図（ｂ）は（ａ）のII-II 線に沿った断面図である。前記集合管３４は、各２本の排気管３２をそれぞれ集合して連結する二つの分岐集合管部３４ａと、この二つの分岐集合管部３４ａを一つに集合した合流集合管３４ｂとが、前後に配置されて一体形成されている。さらに、合流集合管部３４ｂは、下流側が上流側よりも小径となる形状に形成されている。 FIG. 2A is an enlarged plan view showing the exhaust device in a partially broken view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. The collecting pipe 34 includes two branch collecting pipe portions 34a for connecting and connecting the two exhaust pipes 32, respectively, and a merging collecting pipe 34b that collects the two branch collecting pipe portions 34a together. It is arranged at the front and back and is integrally formed. Further, the merging and collecting pipe portion 34b is formed in a shape in which the downstream side has a smaller diameter than the upstream side.

前記連結管３８は、いわゆる「もなか構造」を採用して二重壁構造に構成されている。すなわち、図２（ｂ）に示すように、連結管３８は、断面半円形状の両端部から耳部４０ａ，４０ｂが一体に突設された一対の半円形インナープレート４０Ａ，４０Ｂと、同じく断面半円形状の両端部から耳部４１ａ，４１ｂが一体に突設された一対の半円形アウタープレート４１Ａ，４１Ｂとを備え、一方のインナープレート４０Ａとその外周のアウタープレート４１Ａとの間の断面半円形の空間、および他方のインナープレート４０Ｂとその外周のアウタープレート４１Ｂとの間の断面半円形の空間に、それぞれステンレスウールまたは耐水性ガラスウールなどの緩衝材４２を詰め込んだ状態で、各々の耳部４０ａ，４０ｂ、４１ａ，４１ｂ同士を重ね合わせて、外部から溶接により結合されている。 The connecting pipe 38 has a double wall structure by adopting a so-called “monaka structure”. That is, as shown in FIG. 2B, the connecting pipe 38 has a cross section similar to that of the pair of semicircular inner plates 40A, 40B in which the ears 40a, 40b are integrally projected from both ends of the semicircular cross section. A pair of semicircular outer plates 41A and 41B, in which ears 41a and 41b are integrally projected from both ends of the semicircular shape, and a cross-section half between one inner plate 40A and the outer outer plate 41A. Each of the ears is filled with a cushioning material 42 such as stainless wool or water-resistant glass wool in a circular space and a semicircular space between the other inner plate 40B and the outer outer plate 41B. The parts 40a, 40b, 41a, 41b are overlapped and joined from the outside by welding.

また、図２（ａ）に示すインナープレート４０Ａ，４０Ｂおよびアウタープレート４１Ａ，４１Ｂの両端部は、かしめ加工または溶接により相互に結合されており、各プレート４０Ａ，４０Ｂ、４１Ａ，４１Ｂの前端部は、連結ヘッド３９の前後方向中間部３９ｂの外周面に溶接Ｗにより固着されている。この二重壁構造の連結管３８は、透過音の減少と排気音質の向上とを図ることができるとともに、大きな断熱効果を得ることができる。 Further, both end portions of the inner plates 40A, 40B and the outer plates 41A, 41B shown in FIG. 2A are connected to each other by caulking or welding, and the front end portions of the plates 40A, 40B, 41A, 41B are The connection head 39 is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion 39b in the front-rear direction by welding W. The double-walled connecting pipe 38 can reduce the transmitted sound and improve the exhaust sound quality, and can obtain a great heat insulating effect.

前記連結ヘッド３９は、単一の円筒体に、径が順次小さくなる取付部３９ａ、中間部３９ｂおよび支持部３９ｃがこの順序で前側（図の左側）から順次形成された形状を有している。連結ヘッド３９の後部の支持部３９ｃは、これの内側に触媒コンバータ４３の後端部をカラー４５を介し保持して、触媒コンバータ４３の後部を片持ち式に支持している。連結ヘッド３９の前部の取付部３９は、集合管３４の後端部の外周面に、リング状のシール部材４７を介在して嵌合され、かつ、固定バンド４８の締付けにより集合管３４の外周面に圧接して取り付けられている。したがって、連結ヘッド３９は、集合管３４に対し着脱自在になっている。なお、集合管３４の外周面におけるシール部材４７の取付箇所の前部には、シール部材４７の位置を固定するためのストッパリング５０が固着されている。この状態で、連結ヘッド３９の支持部３９ｃに支持した触媒コンバータ４３の前部が、集合管３４の後端部の内側に、環状の径方向隙間４９を存して挿入されている。 The connection head 39 has a shape in which a mounting portion 39a, an intermediate portion 39b, and a support portion 39c having a diameter decreasing in order are sequentially formed in this order from the front side (left side in the drawing) in a single cylindrical body. . The support portion 39c at the rear portion of the coupling head 39 holds the rear end portion of the catalytic converter 43 through the collar 45 inside thereof, and supports the rear portion of the catalytic converter 43 in a cantilever manner. The front mounting portion 39 of the coupling head 39 is fitted on the outer peripheral surface of the rear end portion of the collecting pipe 34 with a ring-shaped seal member 47 interposed therebetween, and the fixing pipe 48 is tightened to tighten the collecting pipe 34. It is attached in pressure contact with the outer peripheral surface. Therefore, the connection head 39 is detachable from the collecting pipe 34. A stopper ring 50 for fixing the position of the seal member 47 is fixed to the front portion of the mounting location of the seal member 47 on the outer peripheral surface of the collecting pipe 34. In this state, the front part of the catalytic converter 43 supported by the support part 39c of the connection head 39 is inserted inside the rear end part of the collecting pipe 34 with an annular radial gap 49 therebetween.

前記触媒コンバータ４３は、多数の小孔４３ａａを開けたパンチングプレートからなる円筒状の触媒担体４３ａの内、外周面に、白金およびロジウムなどの触媒４３ｂを焼成して担持させた構成になっている。この触媒コンバータ４３は、集合管３４の後端部に対し同心状に配置、つまり触媒担体４３ａの軸方向を排気ガスＧの流動方向に合致させて配置され、触媒担体４３ａの前部が集合管３４の後端部の内側に挿入されている。 The catalytic converter 43 has a structure in which a catalyst 43b such as platinum and rhodium is baked and supported on the outer peripheral surface of a cylindrical catalyst carrier 43a formed of a punching plate having a large number of small holes 43aa. . The catalytic converter 43 is arranged concentrically with respect to the rear end portion of the collecting pipe 34, that is, with the axial direction of the catalyst carrier 43a aligned with the flow direction of the exhaust gas G, and the front part of the catalyst carrier 43a is arranged in the collecting pipe. 34 is inserted inside the rear end portion.

前記マフラー３３には、排気上流側である前端面に連結管３８の嵌合孔５１が開口されて、その孔縁から外方に向け突出する取付フランジ５２が一体形成されている。マフラー３３の前端部と連結管３８とは、連結管３８の後端部を取付フランジ５２内に嵌入した状態で、連結管３８の後端部のボルト挿通孔にボルト５３を挿通して、このボルト５３を、連結管３８に設けたナット５４に螺合することにより、着脱自在に連結されている。 In the muffler 33, a fitting hole 51 of a connecting pipe 38 is opened on the front end surface on the exhaust upstream side, and a mounting flange 52 protruding outward from the hole edge is integrally formed. The front end portion of the muffler 33 and the connecting pipe 38 are formed by inserting a bolt 53 through a bolt insertion hole at the rear end portion of the connecting pipe 38 with the rear end portion of the connecting pipe 38 fitted in the mounting flange 52. The bolt 53 is detachably connected by being screwed into a nut 54 provided on the connecting pipe 38.

つぎに、前記排気装置の作用について説明する。図１のエンジンＥから排出される排気ガスＧは、図２の各排気管３２および集合管３４を通って触媒コンバータ４３に導入されることにより、触媒コンバータ４３の酸化反応により燃焼し、ＨＣやＮＯ_xの浄化が行なわれる。この触媒コンバータ４３により浄化された排気ガスＧは、連結管３８内を通ってマフラー３３内に導かれ、消音されたのち、図１のテールパイプ５７を通って外部に排出される。 Next, the operation of the exhaust device will be described. The exhaust gas G discharged from the engine E of FIG. 1 is introduced into the catalytic converter 43 through the exhaust pipes 32 and the collecting pipes 34 of FIG. NO _x purification is performed. The exhaust gas G purified by the catalytic converter 43 is guided into the muffler 33 through the connection pipe 38, and after being silenced, is discharged to the outside through the tail pipe 57 of FIG.

前記排気装置では、図２の触媒コンバータ４３が、マフラー３３よりも上流側、つまりエンジンＥ（図１）に近い位置に配置されているので、エンジンＥから排出されて高温を維持したままの排気ガスＧが触媒コンバータ４３に導入されて、触媒コンバータ４３が迅速に酸化、還元反応を起こす。この触媒コンバータ４３の酸化反応によりさらに温度上昇した排気ガスＧは、二重管構造の連結管３８内で保温されるので、この高温に保持された排気ガスＧにより触媒コンバータ４３の外周囲、つまり、支持部３９ｃと連結管３８の前端部との隙間が高温雰囲気に保たれ、これにより、触媒コンバータ４３はさらに速やかに温度上昇されて活性化する。そのため、この排気装置では、自動二輪車がコールドスタートした直後であっても、触媒コンバータ４３がスタート直後に迅速に活性化されて、排気ガスＧの浄化作用が早期に開始される。 In the exhaust system, since the catalytic converter 43 in FIG. 2 is arranged upstream of the muffler 33, that is, at a position close to the engine E (FIG. 1), the exhaust gas discharged from the engine E and maintained at a high temperature. The gas G is introduced into the catalytic converter 43, and the catalytic converter 43 rapidly oxidizes and reduces. The exhaust gas G whose temperature has further increased due to the oxidation reaction of the catalytic converter 43 is kept warm in the connecting pipe 38 having a double-pipe structure. The gap between the support portion 39c and the front end portion of the connecting pipe 38 is maintained in a high temperature atmosphere, whereby the temperature of the catalytic converter 43 is further increased and activated. Therefore, in this exhaust system, even immediately after the motorcycle is cold-started, the catalytic converter 43 is quickly activated immediately after the start, and the action of purifying the exhaust gas G is started early.

また、前記触媒コンバータ４３は触媒担体４３ａの内、外周面に触媒４３ｂを担持させた構成になっているので、触媒コンバータ４３の触媒担体４３ａ内に直接流入した排気ガスＧおよび触媒担体４３ａと集合管３４との隙間４９内に流動したのちに触媒担体４３ａの小孔４３ａａを通って触媒担体４３ａ内に流入する排気ガスＧのいずれもが、つまり全ての排気ガスＧが触媒コンバータ４３の酸化、還元反応により浄化される。さらに、触媒コンバータ４３は、触媒担体４３ａの軸方向が排気ガスＧの流動方向に合致しているので、排気抵抗の増大を抑制できる。 Further, since the catalytic converter 43 is configured such that the catalyst 43b is supported on the outer peripheral surface of the catalyst carrier 43a, the exhaust gas G and the catalyst carrier 43a that directly flow into the catalyst carrier 43a of the catalytic converter 43 are collected. Any of the exhaust gas G flowing into the catalyst carrier 43a after flowing into the gap 49 with the pipe 34 and passing through the small holes 43aa of the catalyst carrier 43a, that is, all the exhaust gas G is oxidized in the catalyst converter 43, Purified by reduction reaction. Furthermore, since the axial direction of the catalyst carrier 43a matches the flow direction of the exhaust gas G, the catalytic converter 43 can suppress an increase in exhaust resistance.

前記排気装置では、連結ヘッド３９の後部に支持された触媒コンバータ４３が集合管３４の後端部の内側に隙間４９を介して挿入されているとともに、連結ヘッド３９がシール部材４７を介して集合管３４の外周面に圧接されているので、隙間４９とシール部材４７との存在により、触媒コンバータ４３の反応熱が、集合管３４に伝達されるのを抑制されるから、集合管３４が触媒コンバータ４３の反応熱の影響で変色を発生したり、寿命が短縮されることを防止できる。また、この排気装置では、触媒コンバータ４３を、連結ヘッド３９と集合管３４とがオーバーラップした箇所に配設しているので、そのオーバーラップしている分だけ集合管３４の合流集合管部３４ｂの長さを短縮できる。 In the exhaust device, the catalytic converter 43 supported at the rear portion of the connecting head 39 is inserted through the gap 49 inside the rear end portion of the collecting pipe 34, and the connecting head 39 is assembled through the seal member 47. Since it is pressed against the outer peripheral surface of the pipe 34, the presence of the gap 49 and the seal member 47 suppresses the reaction heat of the catalytic converter 43 from being transmitted to the collecting pipe 34. It is possible to prevent discoloration due to the influence of reaction heat of the converter 43 and shortening of the service life. Further, in this exhaust device, the catalytic converter 43 is disposed at the place where the coupling head 39 and the collecting pipe 34 overlap, so that the overlapping collecting pipe part 34b of the collecting pipe 34 corresponds to the overlap. Can be shortened.

また、前記排気装置では、触媒コンバータ４３を支持した連結ヘッド３９を溶接Ｗにより連結管３８に結合し、連結ヘッド３９をシール部材４７を介し集合管３４の外周面に嵌合して固定バンド４８の締結により固定することで組み付けできるから、簡単な構成により、触媒コンバータ４３を集合管３４の内側に同心状の配置で容易に取り付けることができる。また、触媒コンバータ４３の点検または交換に際しては、ボルト５３を外して連結管３８をマフラー３３から取り外すとともに、固定バンド４８を緩めて連結ヘッド３９を集合管３４から取り外すことにより、触媒コンバータ４３を連結ヘッド３９および連結管３８と共に取り外すことができる。そのため、触媒コンバータ４３の点検および交換作業を簡単に行うことができ、マフラー内に触媒コンバータを入れた従来例のように触媒コンバータと共にマフラー全体を取り替える必要がなくなる。 In the exhaust system, the connection head 39 supporting the catalytic converter 43 is coupled to the connection pipe 38 by welding W, and the connection head 39 is fitted to the outer peripheral surface of the collecting pipe 34 via the seal member 47 to fix the fixed band 48. Thus, the catalytic converter 43 can be easily attached in a concentric arrangement inside the collecting pipe 34 with a simple configuration. Further, when checking or replacing the catalytic converter 43, the bolt 53 is removed and the connecting pipe 38 is removed from the muffler 33, and the fixing band 48 is loosened and the connecting head 39 is removed from the collecting pipe 34 to connect the catalytic converter 43. It can be removed together with the head 39 and the connecting pipe 38. Therefore, the inspection and replacement work of the catalytic converter 43 can be easily performed, and there is no need to replace the entire muffler together with the catalytic converter as in the conventional example in which the catalytic converter is placed in the muffler.

なお、前記実施形態では、集合管３４と連結管３８との間に配置した連結ヘッド３９に触媒コンバータ４３を支持させる構成としているが、排気管３２と集合管３４との間に連結ヘッド３９を配置し、上述と同様に、この連結ヘッド３９に触媒コンバータ４３を支持させることもできる。また、前記実施形態では、触媒コンバータ４３として、パンチングメタルから形成した触媒担体４３ａの内、外周面に触媒４３ｂを担持させたものを用いているが、周知のハニカム構造の触媒コンバータを用いてもよい。さらに、本発明を２気筒のエンジンに適用した場合、集合管３４は、分岐集合管部３４ａを除外して合流集合管部３４ｂのみを有する構成となる。 In the above embodiment, the catalytic converter 43 is supported by the connecting head 39 disposed between the collecting pipe 34 and the connecting pipe 38, but the connecting head 39 is provided between the exhaust pipe 32 and the collecting pipe 34. The catalytic converter 43 can be supported by the connecting head 39 in the same manner as described above. In the above embodiment, the catalyst converter 43 is a catalyst carrier 43a formed of punching metal and having the catalyst 43b supported on the outer peripheral surface. However, a catalyst converter having a known honeycomb structure may be used. Good. Further, when the present invention is applied to a two-cylinder engine, the collecting pipe 34 is configured to have only the merging collecting pipe part 34b, excluding the branch collecting pipe part 34a.

図３（ａ）は本発明の第２実施形態に係る排気装置を一部破断して示した平面図、（ｂ）は（ａ）のIII-III 線に沿った断面図である。この実施形態の排気装置では、図３（ａ）に示す連結構造体３７の前端の第１の触媒コンバータ４３に加えて、連結管３８の後端部に第２の触媒コンバータ５８を設けている。また、連結管３８とマフラー３３との連結構造、および前記第１の触媒コンバータ４３の連結ヘッド３９への支持構造は、第１実施形態と相違している。 FIG. 3A is a plan view showing a partially broken exhaust device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. In the exhaust device of this embodiment, in addition to the first catalytic converter 43 at the front end of the connecting structure 37 shown in FIG. 3A, a second catalytic converter 58 is provided at the rear end of the connecting pipe 38. . Further, the connection structure between the connection pipe 38 and the muffler 33 and the support structure for the connection head 39 of the first catalytic converter 43 are different from the first embodiment.

前記第２の触媒コンバータ５８は、例えば、白金およびロジウムなどの触媒を焼成したステンレス鋼製プレートを渦巻状に巻回してなるメタルハニカム構造のものである。この触媒コンバータ５８は、連結管３８における対応するプレート４０Ａ，４０Ｂ、４１Ａ，４１Ｂを重合した状態で後方に向け一体に延出された円筒状の取付筒部３８ａ内に取り付けられて、マフラー３３の内部に配置されている。連結管３８における取付筒部３８ａの前端箇所の外周には取付フランジ５９が固定されており、この取付フランジ５９のボルト挿通孔に挿通したボルト６０を、マフラー３３の前壁鍔部３３ａに固着したナット部６１に螺着することにより、連結管３８がマフラー３３に着脱自在に取り付けられている。また、第１の触媒コンバータ４３は、図３（ｂ）に示すように、横断面円形の触媒担体４３ａの後端外周面に２つのステー６２が固定されており、各ステー６２の両端部６２ａ，６２ａを連結ヘッド３９の支持部３９ｃの内面に固着することにより、第１の触媒コンバータ４３が連結ヘッド３９に片持ち式に支持されている。 The second catalytic converter 58 has, for example, a metal honeycomb structure in which a stainless steel plate obtained by firing a catalyst such as platinum and rhodium is spirally wound. The catalytic converter 58 is mounted in a cylindrical mounting cylinder portion 38a that is integrally extended rearward in a state where the corresponding plates 40A, 40B, 41A, 41B in the connecting pipe 38 are superposed. Arranged inside. A mounting flange 59 is fixed to the outer periphery of the front end portion of the mounting tube portion 38 a in the connecting pipe 38, and the bolt 60 inserted through the bolt insertion hole of the mounting flange 59 is fixed to the front wall flange portion 33 a of the muffler 33. The connecting pipe 38 is detachably attached to the muffler 33 by being screwed onto the nut portion 61. In the first catalytic converter 43, as shown in FIG. 3B, two stays 62 are fixed to the outer peripheral surface of the rear end of the catalyst carrier 43a having a circular cross section, and both end portions 62a of each stay 62 are fixed. 62a is fixed to the inner surface of the support portion 39c of the connecting head 39, so that the first catalytic converter 43 is supported by the connecting head 39 in a cantilever manner.

この排気装置では、第１実施形態と同様の効果を得られるのに加えて、第１の触媒コンバータ４３の酸化反応により燃焼して浄化が促進された排気ガスが、触媒コンバータ４３による酸化反応により上昇した温度を二重管構造の連結管３８によって保温されたまま第２の触媒コンバータ５８まで導かれるので、この第２の触媒コンバータ５８で排気ガスＧの一部を速やかに燃焼させることができ、この２段階の浄化構造により、エンジンＥのコールドスタート時から高速走行時にわたって良好な排気浄化機能を安定して発揮させることができる。 In this exhaust system, in addition to obtaining the same effect as in the first embodiment, exhaust gas that has been burned by the oxidation reaction of the first catalytic converter 43 and whose purification has been promoted is oxidized by the oxidation reaction by the catalytic converter 43. Since the raised temperature is guided to the second catalytic converter 58 while being kept warm by the connecting pipe 38 having a double pipe structure, a part of the exhaust gas G can be quickly burned by the second catalytic converter 58. With this two-stage purification structure, it is possible to stably exhibit a good exhaust purification function from when the engine E is cold started to when traveling at high speed.

また、触媒コンバータ４３，５８の点検または交換に際しては、ボルト６０を外して連結管３８をマフラー３３から取り外すとともに、固定バンド４８を緩めて連結ヘッド３９を集合管３４から取り外すことにより、二つの触媒コンバータ４３，５８を連結ヘッド３９および連結管３８と共に取り外すことができる。そのため、触媒コンバータ４３，５８を二つ備えているにも拘わらず、これら触媒コンバータ４３，５８の点検および交換作業を容易に行うことができ、従来のように触媒コンバータと共にマフラー全体を取り替える必要がなくなる。 When the catalytic converters 43 and 58 are inspected or replaced, the two catalysts are removed by removing the bolt 60 and removing the connecting pipe 38 from the muffler 33, and loosening the fixing band 48 and removing the connecting head 39 from the collecting pipe 34. The converters 43 and 58 can be removed together with the connection head 39 and the connection pipe 38. Therefore, in spite of having two catalytic converters 43 and 58, the catalytic converters 43 and 58 can be easily inspected and replaced, and it is necessary to replace the entire muffler together with the catalytic converter as in the past. Disappear.

第１の触媒コンバータ４３は、二つのステー６２を介して連結ヘッド３９に支持されて、連結ヘッド３９の支持部３９ｃと第１の触媒コンバータ４３との隙間６５を排気ガスＧが流通可能になっているから、排気ガス抵抗の増大を招かない。前記隙間６５を通過した排気ガスＧは第２の触媒コンバータ５８により浄化される。 The first catalytic converter 43 is supported by the coupling head 39 via the two stays 62, and the exhaust gas G can flow through the gap 65 between the support portion 39 c of the coupling head 39 and the first catalytic converter 43. Therefore, the exhaust gas resistance is not increased. The exhaust gas G that has passed through the gap 65 is purified by the second catalytic converter 58.

図４は本発明の第３実施形態に係る排気装置を一部破断して示した平面図である。この実施形態の排気装置では、連結構造体３７の前後端に設けた第１および第２の触媒コンバータ４３，５８に加えて、集合管３４の二つの分岐集合管部３４ａのそれぞれに第３の触媒コンバータ６３を設けている。この二つの触媒コンバータ６３は、第１の触媒コンバータ４３に対し径が小さいだけで同一構成を備えているとともに、第１の触媒コンバータ４３と同一の支持構造により支持されている。 FIG. 4 is a plan view showing a partially broken exhaust device according to the third embodiment of the present invention. In the exhaust device of this embodiment, in addition to the first and second catalytic converters 43 and 58 provided at the front and rear ends of the connection structure 37, a third branch collecting pipe portion 34a of the collecting pipe 34 is provided with a third one. A catalytic converter 63 is provided. The two catalytic converters 63 have the same configuration as the first catalytic converter 43 with a small diameter, and are supported by the same support structure as the first catalytic converter 43.

すなわち、集合管３４の二つの分岐集合管部３４ａは、それぞれ前管部３４ａ１および後管部３４ａ２の二つに分割されて、この前管部３４ａ１と後管部３４ａ２とが連結ヘッド６７により連結されている。第３の触媒コンバータ６３は、前記連結ヘッド６７の後部の内側に支持され、前部が前管部３４ａ１の後端部の内側に環状の隙間を介して挿入されている。 That is, the two branch collecting pipe portions 34 a of the collecting pipe 34 are divided into two parts, a front pipe portion 34 a 1 and a rear pipe portion 34 a 2, and the front pipe portion 34 a 1 and the rear pipe portion 34 a 2 are connected by the connecting head 67. Has been. The third catalytic converter 63 is supported inside the rear portion of the coupling head 67, and the front portion is inserted inside the rear end portion of the front pipe portion 34a1 via an annular gap.

この排気装置では、排気ガスＧを全体として３段階に配置した触媒コンバータ４３，５８，６３により十分に浄化することが可能となる。 In this exhaust system, the exhaust gas G can be sufficiently purified by the catalytic converters 43, 58, 63 arranged in three stages as a whole.

本発明の第１実施形態に係る排気装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。1 is a side view showing a motorcycle including an exhaust device according to a first embodiment of the present invention. （ａ）は図１の要部の排気装置を一部破断して示した拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のII-II 線に沿った断面図である。FIG. 2A is an enlarged plan view showing a main part of the exhaust apparatus in FIG. 1 with a part broken away, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. （ａ）は本発明の第２実施形態に係る排気装置を一部破断して示した平面図、（ｂ）は（ａ）のIII-III 線に沿った断面図である。(A) is the top view which partially cut and showed the exhaust apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing along the III-III line of (a). 本発明の第３実施形態に係る排気装置を一部破断して示した平面図である。It is the top view which fractured | ruptured and showed the exhaust apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

３２排気管（排気導出管）
３３マフラー
３４集合管（排気導出管）
３７連結構造体
３８連結管
３９，６７連結ヘッド
４３，５８，６３触媒コンバータ
４３ａ触媒担体
４７シール部材
４９隙間
Ｅエンジン 32 Exhaust pipe (exhaust outlet pipe)
33 Muffler 34 Collecting pipe (exhaust outlet pipe)
37 Connection structure 38 Connection pipe 39, 67 Connection head 43, 58, 63 Catalytic converter 43a Catalyst carrier 47 Seal member 49 Clearance E Engine

Claims

エンジンからの排気を導出する排気導出管とマフラーとの間が連結構造体によって連結され、
前記連結構造体は、前記マフラーの上流側に連結される連結管と、触媒コンバータを内蔵して前記排気導出管と前記連結管とを連結する連結ヘッドとを備え、
前記触媒コンバータは、前記連結ヘッドの後部の内側に支持され、前部が前記排気導出管の後端部の内側に環状の隙間を介して挿入されており、
前記連結ヘッドがシール部材を介して前記排気導出管の後端部の外周面に着脱自在に取り付けられている自動二輪車の排気装置。 The exhaust lead-out pipe for leading the exhaust from the engine and the muffler are connected by a connecting structure,
The connection structure includes a connection pipe connected to the upstream side of the muffler, and a connection head that incorporates a catalytic converter and connects the exhaust lead-out pipe and the connection pipe.
The catalytic converter is supported inside the rear portion of the connection head, and the front portion is inserted inside the rear end portion of the exhaust outlet pipe through an annular gap,
An exhaust system for a motorcycle, wherein the connecting head is detachably attached to an outer peripheral surface of a rear end portion of the exhaust lead-out pipe via a seal member.

請求項１において、前記連結ヘッドが前記連結管の前端部に固定されており、前記連結管の後端部に他の触媒コンバータが装着されている自動二輪車の排気装置。
The exhaust system for a motorcycle according to claim 1, wherein the connection head is fixed to a front end portion of the connection pipe, and another catalytic converter is attached to a rear end portion of the connection pipe.