JPH10169435A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの排気浄化装置において、触媒の反
応開始を速めると共に温度変化による触媒担体等の伸縮
を良好に許容し、かつ、排気抵抗の増加およびステーの
共振を防止し、しかも、触媒担体と排気との接触面積を
広くして排気浄化率を向上させ、さらには、異なる排気
マフラ間での触媒担体の共通化を図る。 【解決手段】 エンジンの排気口に接続される第１排気
マフラ１４を備え、第１排気マフラ１４の上流端部に
は、下流側に向けて拡大するディフューザ部１４ｂが形
成されたエンジンの排気系において、ディフューザ部１
４ｂ内に、長さの異なる前後のステー２２，２２を耐熱
性の弾性部材２４を介して支持させ、略円筒状の触媒担
体２６をディフューザ部１４ｂの中心軸Ｃ上で前後のス
テー２２，２２に保持させた排気浄化装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気浄
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動二輪車等のエンジンの排
気系には、触媒を担持した触媒担体を排気マフラ（エキ
スパンションチャンバ）内に配設し、この触媒担体に排
気を通過させて排気浄化を図るものがある。一般に触媒
担体の取り付けは、触媒担体をマフラ内周面に直接溶接
したり、あるいは、ステーを介してマフラ内周面に支持
させている。また、特開平７−１５８４３１号公報に
は、弾性部材を介してマフラ内周面に触媒担体を保持さ
せ、この弾性部材の変形により触媒担体の熱による伸縮
を吸収するようにした排気浄化装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
触媒担体の取り付け構造には次のような問題点がある。
触媒担体を、直接またはステーを介して溶接するものに
ついては、触媒の反応熱が排気マフラ本体側に逃げやす
いため、触媒の温度が上がりにくく、エンジン始動から
触媒が反応するまでに時間がかかるといった不都合があ
る。また、温度変化により触媒担体やステーが伸縮する
と、触媒担体やステーにストレスが生じ、耐久性に影響
が及ぶ恐れがある。また、マフラ内周面に溶接されるス
テーの座面部が排気流れの中に出張るため、排気抵抗の
増加を招く恐れもある。さらに、末広がりのディフュー
ザ部に触媒担体を前後のステーで取り付ける場合、ディ
フューザ部では排気が急激に膨張するので、前後のステ
ーが共振する不具合も生じ得る。

【０００４】一方、前記特開平７−１５８４３１号公報
記載の装置にあっては、触媒担体の外径が大きくその外
周がマフラ内周面に近接しているため、触媒担体の外側
には排気が流れにくく、触媒担体の内周面の触媒しか有
効に反応させることができない。よって、高い排気浄化
率を得にくい。また、排気マフラの内形によって触媒担
体の形状が制約を受けるため、排気マフラの機種に応じ
て触媒担体の形状を変更する必要があり、触媒担体の共
通化が図れない。

【０００５】本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、触媒の反応開始を速めると共に温度
変化による触媒担体の伸縮を良好に許容し、かつ、排気
抵抗の増加およびステーの共振を防止し、しかも、触媒
担体と排気との接触面積を広くして排気浄化率を向上さ
せ、さらには、異なる排気マフラ間での触媒担体の共通
化が図れるエンジンの排気浄化装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、次のような構成を有する。請求項１の発明
は、エンジンの排気口に接続される排気マフラを備え、
該排気マフラの上流端部には、下流側に向けて拡大する
ディフューザ部が形成されたエンジンの排気系におい
て、前記ディフューザ部内に、長さの異なる複数のステ
ーを耐熱性の弾性部材を介して支持させ、触媒担体をデ
ィフューザ部の中心軸付近で前記複数のステーに保持さ
せたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置である。
また、請求項２の発明は、前記ディフューザ部の横断面
視において、前記ステーの外端の座面部をディフューザ
部の内周面に沿わせたことを特徴とする請求項１記載の
エンジンの排気浄化装置である。

【０００７】請求項１の発明によれば、触媒担体を保持
する複数のステーが、耐熱性の弾性部材を介してディフ
ューザ部内に支持されるので、触媒の反応熱が排気マフ
ラ側へ逃げにくくなり、触媒の温度が良好に上昇する。
よって、エンジン始動から触媒の反応開始までの時間が
短くなる。

【０００８】また、ステーが耐熱性の弾性部材を介して
支持されるので、温度変化により触媒担体やステーが伸
縮しても、その伸縮量は弾性部材の変形として許容され
る。

【０００９】また、触媒担体を保持する複数のステーの
長さが互いに異なるため、各ステーの固有振動数が異な
って共振点がずれるようになる。したがって、複数のス
テーの共振を防止することができる。

【００１０】また、触媒担体をディフューザ部の中心軸
付近に配置したので、排気が触媒担体の全表面を通過す
るようになる。よって、触媒と排気との接触面積を広く
確保することができ、排気浄化率を向上させることがで
きる。また、触媒担体をディフューザ部の中心軸付近に
配置したことから、触媒担体の形状をディフューザ部の
内形に関係なく筒状、板状等の単純な形状に形成でき
る。よって、異なる排気マフラ間での触媒担体の共通化
が図れると共に、触媒担体を安価かつ容易に製作するこ
とができる。

【００１１】請求項２の発明によれば、ステーの座面部
をディフューザ部の内周面に沿わせたので、ステーの座
面部が排気の流れの中に出張ることがなくなり、排気抵
抗の低減を図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１に示すように、本実施形態に
係る自動二輪車は、前輪２および後輪４と、これら前・
後輪２，４間に配置されたエンジン６とを備える。車体
フレーム８の前端には、前輪軸１０を保持したフロント
フォーク１２の上部（具体的にはステアリングシャフ
ト）を操舵可能に支持するヘッドパイプ８ａが設けられ
る。ヘッドパイプ８ａの左右両側面には、左右一対のメ
インフレーム８ｂが溶接されており、このメインフレー
ム８ｂは、ヘッドパイプ８ａから後下方に延びた後にさ
らに下方に屈曲する。このメインフレーム８ｂの後下端
には、該後下端から前方に延びながら上方に立上がり、
ヘッドパイプ８ａに向けて延びるダウンチューブ８ｃが
固定される。

【００１３】エンジン６は、２サイクルエンジンであっ
て、車両側面視で前記メインフレーム８ｂと前記ダウン
チューブ８ｃとで囲まれる空間に配置され、メインフレ
ーム８ｂおよびダウンチューブ８ｃにボルト締着され
る。エンジン６は、クランク室を内部に備えたクランク
ケース６ａと、このクランクケース６ａの前上端に固定
されるシリンダ６ｂと、このシリンダ６ｂの上端に固定
されるシリンダヘッド６ｃとから主に構成されている。

【００１４】このエンジン６に接続される排気系は、図
１に示すように、シリンダ６ｂ前面の排気口６ｂ１に接
続された第１排気マフラ１４と、この第１排気マフラ１
４の下流端に接続される第２排気マフラ１６とから構成
される。第１排気マフラ１４は、前記排気口６ｂ１から
前下がりに湾曲して下流端を後下方に向ける湾曲部１４
ａと、この湾曲部１４ａの下流端からクランクケース６
ａ前下部付近で後下方に向けて拡大するディフューザ部
１４ｂと、ディフューザ部１４ｂの下流端に連なり前記
ダウンチューブ８ｃの後端部に沿う太径の胴部１４ｃ
と、この胴部１４ｃから後上方に向けてやや反り上が
り、かつ、下流側に向けて徐々に縮小する縮小部１４ｄ
と、この縮小部１４ｄの後端から後上方に延びた細径の
テールパイプ部１４ｅとからなる。前記縮小部１４ｄの
上面には、ブラケット１８が突設されており、このブラ
ケット１８が前記メインフレーム８ｂの後下端にボルト
締めされて、第１排気マフラ１４は車両側面に取り付け
られる。

【００１５】第２排気マフラ１６は、略円筒状を呈して
おり、前記テールパイプ部１４ｅの後端に接続され、か
つ、前傾姿勢で後輪４の上部側面に沿って配設される。
第２排気マフラ１６の外壁上部には、ブラケット２０が
突設されており、このブラケット２０は、車体フレーム
８の後部を構成するリアフレーム８ｄに支持される。

【００１６】続いて、本実施形態の排気浄化装置の構成
を説明する。この排気浄化装置は、図２および図３に示
すように、ディフューザ部１４ｂ内に、長さの異なる前
後一対のステー２２，２２を耐熱性の弾性部材２４を介
して支持させ、略円筒状の触媒担体２６をディフューザ
部１４ｂの中心軸Ｃ付近で、前記前後のステー２２，２
２に溶接して保持させたものである。なお、弾性部材２
４としては、耐熱性のものであれば特に制約はないが、
例えばステンレスウール等が挙げられる。

【００１７】触媒担体２６は、図３に示すように、多数
の小孔を有するパンチングプレートによって構成されて
おり、その内外の表面で触媒を担持している。また、触
媒担体２６は、ディフューザ部１４ｂの内径に比して十
分に小さい外径に形成され、その前端は湾曲部１４ａの
下流端に位置し、後端は胴部１４ｃの上流端に達してい
る。なお、触媒の担持方法については、例えば触媒担体
２６の内外の全表面にアンダコート層およびウォッシュ
コート層を形成し、このウォッシュコート層上にプラチ
ナとロジウムとが所定の比率で混合された貴金属製触媒
を担持させる。また、本実施形態において、触媒担体２
６の形状に特に制約はないが、円筒形の他、ディフュー
ザ部１４ｂの拡大に合わせたテーパ状の筒体や平板など
でもよい。

【００１８】前後の各ステー２２は、中央の凹部２２ａ
１で触媒担体２６を保持してディフューザ部１４ｂの上
下の半径方向に延びた保持部２２ａと、この保持部２２
ａの上下両端に設けられた座面部２２ｂとからなり、保
持部２２ａおよび座面部２２ｂは、その面を排気の流れ
方向に沿わせている。また、ディフューザ部１４ｂの内
径変化に合わせて、前側のステー２２の保持部２２ａは
短く、後側のステー２２の保持部２２ａは長く設定され
る。以下、ステー２２の取り付け構造の第１例〜第３例
を説明する。

【００１９】図４（ａ）に示す第１例は、ステー２２の
保持部２２ａと座面部２２ｂとを別々の部品で構成した
ものである。そして、保持部２２ａの上下両端に対向す
るディフューザ部１４ｂの周壁部分を外側に凹ませると
共に、該上下の凹部２８に弾性部材２４を敷いて弾性部
材２４に座面部２２ｂを支持させている。この状態で座
面部２２ｂは、ディフューザ部１４ｂの内周面１４ｂ１
と略同一円周上に位置し、かつ、弾性部材２４を半径方
向外側に圧縮している。なお、第１排気マフラ１４は、
略半円筒状の半体部品を最中状に接合してなるものであ
り、この第１例では、凹部２８を第１排気マフラ１４の
接合部Ａ側に形成している。

【００２０】図４（ｂ）に示す第２例は、上下の凹部２
８をマフラ半体部品の中央部（接合部Ａに対して周方向
に約９０°離れた位置）に形成したものである。また、
各ステー２２は、一枚の帯状の金属板を曲げて形成され
たものであり、保持部２２ａと座面部２２ｂとが一体形
成される。この場合においても、前記第１例と同様に、
座面部２２ｂは、ディフューザ部１４ｂの内周面１４ｂ
１と略同一円周上に位置すると共に、凹部２８内で弾性
部材２４を圧縮している。

【００２１】図４（ｃ）に示す第３例は、ディフューザ
部１４ｂ内周の全周に亙って形成した環状の凹部２８に
弾性部材２４を充填したものであり、これに応じて、弾
性部材２４に支持されるステー２２の座面部２２ｂも環
状に形成される。この場合においても、環状の座面部２
２ｂが、ディフューザ部１４ｂにおける凹部２８の無い
部分の内周面１４ｂ１と横断面視で略同一円周上に位置
し、かつ、外側へ弾性部材２４を圧縮している。なお、
本発明に係る触媒担体の取り付け構造は、第１例〜第３
例に限定されるものではなく、例えば、ディフューザ部
１４ｂの周壁を上流端から下流端まで二重管構造に形成
すると共に、その内・外管の隙間に弾性部材２４を充填
して内管の内周面にステー２２を溶接してもよい。

【００２２】以上のような構成を有する本実施形態によ
れば、触媒担体２６を保持する前後のステー２２のそれ
ぞれの座面部２２ｂを、耐熱性の弾性部材２４を介して
ディフューザ部１４ｂ内に支持させたので、触媒の反応
熱がディフューザ部１４ｂ側へ逃げにくくなる。よっ
て、触媒の温度が良好に上昇するため、エンジン始動か
ら触媒の反応開始までの時間を短くすることができる。

【００２３】また、本実施形態では、ディフューザ部１
４ｂから遠く離れた縮小部１４ｄをブラケット１８で車
体フレーム８に懸架することで、触媒の反応熱を車体側
に伝達しくい構造としている。この場合、ブラケット１
８から触媒担体２６が遠く離れても、触媒担体２６が弾
性部材２４により浮動状態で支持されるので、振動によ
る触媒担体２６の破損も防止できる。

【００２４】また、温度変化により触媒担体２６やステ
ー２２が伸縮しても、その伸縮量は弾性部材２４の変形
として吸収されるので、触媒担体２６やステー２２にス
トレスが生じることがなく、耐久性向上も図れる。

【００２５】また、前後のステー２２，２２の長さが異
なるため、各ステー２２の固有振動数が異なって共振点
がずれるようになる。したがって、前後のステー２２，
２２の共振を防止することができる。

【００２６】また、円筒状の触媒担体２６をディフュー
ザ部１４ｂの中心軸Ｃ付近に配置したので、触媒担体２
６の内側だけでなく外側も排気が通過する。よって、触
媒と排気との接触面積を触媒担体２６の内外で広く確保
することができ、排気浄化率を向上させることができ
る。また、触媒担体２６をディフューザ部１４ｂの中心
軸Ｃ付近に配置したことから、触媒担体２６の形状がデ
ィフューザ部１４ｂの内形による制約を受けない。よっ
て、異なる排気マフラ間での触媒担体２６の共通化を図
ることができると共に、触媒担体２６を安価かつ容易に
製作することができる。

【００２７】また、本実施形態では、ステー２２の座面
部２２ｂをディフューザ部１４ｂの内周面１４ｂ１と略
同一円周上に形成したので、ステー２２の座面部２２ｂ
が排気の流れの中に出張らない。よって、滑らか流路を
排気が流れるので、排気抵抗の低減を図ることができ
る。この作用・効果は、湾曲部１４ａの曲がり外側から
くる流速の大きな排気（図２に示す排気の流れＦ）に対
して特に有効である。

【００２８】なお、本実施形態は本発明の好適な実施の
態様であり、本発明の技術的範囲は本実施形態に限定さ
れない。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、触
媒の温度が良好に上昇するので、エンジン始動から触媒
の反応開始までの時間を短くすることができる。また、
温度変化により触媒担体やステーが伸縮しても、触媒担
体やステーにストレスが生じることはないので、耐久性
を向上させることができる。また、各ステーの共振点が
ずれるので、複数のステーの共振を防止することができ
る。また、触媒担体の全表面を排気が通過するので、排
気浄化率を上げることができる。また、異なる排気マフ
ラ間での触媒担体の共通化を図ることができると共に、
触媒担体を安価かつ容易に製作することができる。さら
に、本発明によれば、ステーの座面部が排気の流れの中
に出張らずディフューザ部の内周面に滑らかに連続する
ので、排気抵抗の低減を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る自動二輪車の側面図である。

【図２】本実施形態に係る第１排気マフラの部分断面図
である。

【図３】本実施形態に係る触媒担体の周辺構造を示す断
面図である。

【図４】図３におけるIV−IV断面図であって、（ａ）は
ステーの取り付け構造の第１例を示す図、（ｂ）はステ
ーの取り付け構造の第２例を示す図、（ｃ）はステーの
取り付け構造の第３例を示す図である。

【符号の説明】

６ エンジン ６ｂ１ 排気口 １４ 第１排気マフラ １４ｂ ディフューザ部 １４ｂ１ 内周面 ２２ ステー ２２ａ 保持部 ２２ｂ 座面部 ２４ 弾性部材 ２６ 触媒担体 Ｃ 中心軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気口に接続される排気マフ
   ラを備え、該排気マフラの上流端部には、下流側に向け
   て拡大するディフューザ部が形成されたエンジンの排気
   系において、 前記ディフューザ部内に、長さの異なる複数のステーを
   耐熱性の弾性部材を介して支持させ、触媒担体をディフ
   ューザ部の中心軸付近で前記複数のステーに保持させた
   ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
2. 【請求項２】 前記ディフューザ部の横断面視におい
   て、前記ステーの外端の座面部をディフューザ部の内周
   面に沿わせたことを特徴とする請求項１記載のエンジン
   の排気浄化装置。