JPH1026016A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 孔あり部から孔なし部につながる領域に亀裂
を生じないようにして排気ガス浄化装置の寿命が延ば
す。 【解決手段】 孔あり部８６ａ，８６ｂから孔なし部８
５ａ〜８５ｃにつながる縁部の孔あけ密度を粗にしたの
で、排気ガス浄化装置が熱伸縮したとき、孔あり部８６
ａ，８６ｂから孔なし部８５ａ〜８５ｃにつながる領域
の熱分布が緩やかに変化する。従って、孔あり部８６
ａ，８６ｂから孔なし部８５ａ〜８５ｃにつながる領域
に亀裂が発生する心配がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動二輪車の内燃機
関等に使用する排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大気汚染防止を目的として車両に排気ガ
ス浄化装置を搭載する技術が知られており、例えば特
開平３−８５３２０号公報の「内燃機関の排気ガス浄化
装置」や、特開平６−２１２９６３号公報の「排気浄
化装置の触媒保持構造」もその技術である。

【０００３】上記の装置は、公報の第１図に示される
通り、パンチングで複数の小孔を開けた内管５を排気管
３内に配置し、この内管５に触媒を担持して排気ガス中
の未燃成分を酸化させるものである。内管５は、一対の
半割筒体のフランジ部同士を重ね合せたもので、重ね合
せたフランジ部を排気管３で挟持するものである。

【０００４】上記の装置は、公報の図４に示される通
り、板状のセパレータ４３に金網４５及び固定フレーム
４６で触媒４４を排気管内に挟持し排気ガス中の未燃成
分を酸化させるものである。このセパレータ４３はパン
チングメタルなどで形成したもので、触媒４４が接触す
る領域に複数の小孔を備える。またセパレータ４３は両
端部を折曲げて、これらの折曲げ部を膨張室の内壁に固
定して膨張室内に配置するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記は、内管５のフ
ランジ部にパンチング加工を施さないので、パンチング
加工を施した領域は、触媒の反応が促進して熱が高くな
る為、施さない領域との境界で熱分布が急激に変化す
る。従って、境界の通気孔から車体振動等の影響で亀裂
が発生して排気ガス浄化装置の寿命が短くなる場合があ
る。上記は、セパレータ４３の折曲げ部にパンチング
加工を施さないので、上記と同様にパンチング加工を
施した領域と施さない領域との境界で熱分布が急激に変
化する。従って、境界の穴から亀裂が発生して排気ガス
浄化装置の寿命が短くなる場合がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、熱分布の急激な
変化を抑えることにより亀裂の発生をなくして排気ガス
浄化装置の寿命を延ばすことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１は、触媒を担持させたパンチングメ
タルを筒状に成形してなる排気ガス浄化装置において、
前記パンチングメタルが、支持部材で支持される部分を
孔なし部とし、それ以外の部分を孔あり部とし、更に、
この孔あり部のうち前記孔なし部につながる縁部の孔あ
け密度を他の部分より粗にしたことを特徴とする。

【０００８】孔あり部から孔なし部につながる縁部の孔
あけ密度を粗にしたので、排気ガス浄化装置が熱伸縮し
たとき、孔あり部から孔なし部につながる領域の熱分布
が緩やかに変化する。従って、孔あり部から孔なし部に
つながる領域に亀裂が発生する心配はない。

【０００９】請求項２は、触媒を担持させたパンチング
メタルを筒状に形成し、突合せ部を溶接してなる排気ガ
ス浄化装置において、前記突合せ部に沿って一定幅の孔
なし部を設けたことを特徴とする。

【００１０】溶接部と孔あり部との間に孔なし部を設け
たので、排気ガス浄化装置が熱伸縮したとき、孔あり部
から溶接部に向って亀裂が発生する心配はない。

【００１１】

【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は本発明に係る排気ガス浄化装置を備えた自
動二輪車の側面図であり、自動二輪車１はメインフレー
ム２の前部にヘッドパイプ３を介してフロントフォーク
４を軸支し、このフロントフォーク４に前輪５、フロン
トフェンダ６を取付け、メインフレーム２の下方にエン
ジンハンガー部７，７を介して２サイクルエンジン８を
取付け、この２サイクルエンジン８から排気管５０を延
出し、更にメインフレーム２の後端部のピボット９を介
して片持ちのスイングアーム１１を軸支し、このスイン
グアーム１１に後輪１２を取付けてなる。

【００１２】図中、１４は燃料タンク、１５はエアクリ
ーナ、１６は気化器、１７はシート、１８，１９はシー
トレール、２０は同乗者用シート、２１はリアサスペン
ション、２２はドライブチェーン、２３はサイレンサで
ある。また、２５はメータ、２６はヘッドライト、２７
はカウリング２８の前部の左右の開口部に設けたウイン
カー、３０はブレーキディスク、３１はキャリパー、３
２はラジエータ、３３はエンジン８の排気口上縁に設け
られる排気タイミング制御バルブの駆動用プーリ、３４
は排気タイミング制御バルブの駆動モータ、３５は吸気
チャンバ、３６はバッテリ、３７はオイルタンク、３８
はテールライト、３９はシートカウル、４０はリヤアク
スルである。

【００１３】図２は本発明に係る排気ガス浄化装置を備
えた自動二輪車の平面図であり、排気管５０は車体中央
から後方へ延出したのち、リアサスペンション２１及び
片持ちのスイングアーム１１を迂回し、乗員から見て車
体右側を後方へ伸びる。図中、４２，４２はライダ用ス
テップ、４３はブレーキペダル、４４はチェンジペダ
ル、４５はステアリングハンドルである。

【００１４】図３は本発明に係る排気ガス浄化装置を備
えた排気管の側面図である。図１で述べた排気管５０
は、排気ガス浄化装置６０を内蔵し、曲り管状のエキパ
イ部５１と膨張室５２とテールパイプ部５６とを備え
る。膨張室５２は、ガスの流れ方向に流路断面積が徐々
に増加するダイバー部５３と、同断面積がほぼ一定のス
トレート部５４と、同断面積が徐々に減少するコンバー
部５５とからなる。排気ガス浄化装置６０は図４で説明
する。なお、前記エキパイはエキゾーストパイプの略称
であるが、ここでは排気管全体ではなくエンジン直下の
曲り管のみを指す。ダイバーはダイバージェントの略
称、コンバーはコンバージェントの略称である。５８は
吊り金具である。

【００１５】図４は本発明に係る排気ガス浄化装置の要
部断面図であり、排気ガス浄化装置６０は、エキパイ部
５１の後端に配置した小径の第１の触媒付き筒部材６１
と、膨張室５２に配置した大径の第２の触媒付き筒部材
７１とからなる。大径の第２の触媒付き筒部材７１は、
ダイバー部５３からストレート部５４にかけて配置し、
前端部を小径の第１の触媒付き筒部材６１の後端部に嵌
入したものである。

【００１６】図５は図４の５−５線断面図であり、第１
の触媒付き筒部材６１を支持する支持ステーの構成を示
す。支持ステー（支持部材）６２は、Ｗ字状のサポート
金具６３と、このサポート金具６３に溶接するアウタリ
ング６４とからなり、このアウタリング６４は組立ての
都合で上下に２分割したものである。このアウタリング
６４とインナリング１０９（図６も参照）との間に環状
の弾性材６５を備える。弾性材６５は、前記弾性材７５
と同様に、耐熱性及びクッション性を備えたステンレス
ウールが好適である。

【００１７】エキパイ部５１は右側半割円筒５１Ｒと左
側半割円筒５１Ｌとを合せてなり、右側半割円筒５１Ｒ
は支持ステー６２のサポート金具６３を溶接にて止める
部材である。支持ステー６２は、第１の触媒付き筒部材
６１をエキパイ部５１の断面略中央に支持する部材であ
る。

【００１８】図６は本発明に係る第１の触媒付き筒部材
の側面図である。第１の触媒付き筒部材６１は、触媒を
担持させたパンチングメタルを筒状に形成して端部１０
５，１０６を突合せ、突合せ部を溶接したものである。
この第１の触媒付き筒部材６１は、中央のインナリング
１０９，１０９が嵌入する領域１０１ａ及び右端部の領
域１０１ｂを孔なし部とし、また、端部１０５，１０６
の突合せ溶接部１０７に沿った一定幅の領域を孔なし部
１０１ｃ，１０１ｃとしたものである。

【００１９】第１の触媒付き筒部材６１は、孔なし部１
０１ａ，１０１ｂにつながる縁部を低密度孔あり部１０
３…（…は複数を示す。以下同様。）とし、それ以外の
部分を孔あり部１０２ａ，１０２ｂとしたものである。
孔なし部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｃはパ
ンチ孔９０…のない領域であり、低密度孔あり部１０３
…は低密度（即ち、「粗」の状態）にパンチ孔９０…を
明けた領域である。孔あり部１０２ａ，１０２ｂは比較
的高密度にパンチ孔９０…を明けた領域である。白抜き
矢印は排気ガスの流れ方向を示す。

【００２０】図７は図４の７−７線断面図であり、第２
の触媒付き筒部材７１を支持する前部支持ステーの構成
を示す。前部支持ステー（支持部材）７２Ｆは、Ｗ字状
サポート金具７３Ｆと、このサポート金具７３Ｆに溶接
するアウタリング７４とからなり、このアウタリング７
４は組立ての都合で左右に２分割したものである。この
アウタリング７４とインナリング９２との間には環状の
弾性材７５を備える。弾性材７５は耐熱性及びクッショ
ン性を備えたステンレスウールが好適である。

【００２１】膨張室５２は、上側分割管体５２Ｔと下側
分割管体５２Ｂとを合せてなり、上側分割管体５２Ｔに
のみ前部支持ステー７２ＦのＷ字状サポート金具７３Ｆ
を溶接にて止める部材である。上側分割管体５２Ｔに前
部支持ステー７２ＦのＷ字状サポート金具７３Ｆを溶接
することにより、前部支持ステー７２Ｆは、第２の触媒
付き筒部材７１を膨張室５２の断面略中央に支持する部
材である。

【００２２】図８は図４の８−８線断面図であり、第２
の触媒付き筒部材７１を支持する後部支持ステーの構成
を示す。後部支持ステー（支持部材）７２Ｒは、上記前
部支持ステー７２Ｆと比較してＷ字状サポート金具７３
Ｒの形状が若干異なるだけで、基本的には前部支持ステ
ー７２Ｆと同構造であるから同一符号を付して説明を省
略する。

【００２３】図９は本発明に係る第２の触媒付き筒部材
の側面図である。第２の触媒付き筒部材７１は、触媒を
担持させたパンチングメタルを筒状に形成して端部８
１，８２を突合せ、突合せ部を溶接したものである。第
２の触媒付き筒部材７１は、左端部の補強リング９３、
中央のインナリング９２及び右端部のインナリング９２
が嵌入するそれぞれの領域８５ａ，８５ｂ，８５ｃを孔
なし部とし、また端部８１，８２を溶接した突合せ溶接
部９１に沿った一定幅の領域を孔なし部８５ｄ，８５ｄ
としたものである。

【００２４】第２の触媒付き筒部材７１は、孔なし部８
５ａ，８５ｂ，８５ｃにつながる縁部を低密度孔あり部
８７…とし、それ以外の部分を孔あり部８６ａ，８６ｂ
としたものである。孔なし部８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，
８５ｄ，８５ｄはパンチ孔９０…のない領域であり、低
密度孔あり部８７…は低密度にパンチ孔９０…を明けた
領域である。孔あり部８６ａ，８６ｂは比較的高密度に
パンチ孔９０…を明けた領域である。なお、上述した補
強リング９３は、触媒付き筒部材７１を排気ガスで加熱
した時に触媒付き筒部材７１の左端部に発生する熱変形
を抑える部材である。白抜き矢印は排気ガスの流れ方向
を示す。

【００２５】第１の触媒付き筒部材７１の製造工程を図
１０→図６→図５→図４の順に説明する。図１０は本発
明に係る排気ガス浄化装置の第１製造説明図であり、第
１の触媒付き筒部材６１を製造するパンチングメタル１
００を示す。先ず、矩形のパンチングメタル１００の所
定区域に複数のパンチ孔９０…を低密度や高密度の状態
にパンチング加工し、パンチングメタル１００に孔なし
部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｃと、低密度
孔あり部１０３…と、孔あり部１０２ａ，１０２ｂとを
備える。

【００２６】孔なし部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，
１０１ｃ，１０１ｃは、パンチングメタル１００の中央
部、右端部及び上下端部に設けてある。低密度孔あり部
１０３…は、孔あり部１０２ａ，１０２ｂの周囲に設け
てある。

【００２７】次に、パンチングメタル１００を丸め、図
６に示すように端部１０５と端部１０６とを突合せ溶接
して第１の筒部材６１ａを形成する。次に、第１の筒部
材６１ａの内外周面に活性アルミナを薄く成膜し、この
活性アルミナ層に触媒成分を担持して第２の触媒付き筒
部材６１を得る。次いで、第１の触媒付き筒部材６１の
左側孔なし部１０１ａにインナリング１０９，１０９を
配置して溶接する。

【００２８】続いて、図５に示すようにインナリング１
０９，１０９（一方のみ図示する）に耐熱性の弾性材６
５，６５を嵌合し、弾性材６５，６５を２つ割りのアウ
タリング６４で抑える。次いで、アウタリング６４，６
４をサポート金具６３でエキパイ部５１内に第１の触媒
付き筒部材６１を配置する（図４参照）。

【００２９】次に、第２の触媒付き筒部材７１の製造工
程を図１１→図１２→図９→図６→図７→図４の順に説
明する。図１１は本発明に係る排気ガス浄化装置の第２
製造説明図であり、第２の触媒付き筒部材７１を形成す
るパンチングメタル８０を示す。先ず、矩形のパンチン
グメタル８０の所定区域に複数のパンチ孔９０…を低密
度や高密度の状態にパンチング加工し、パンチングメタ
ル８０に孔なし部８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８５ｄ，８
５ｄと、低密度孔あり部８７…、孔あり部８６ａ，８６
ｂとを備える。

【００３０】孔なし部８５ａ〜８５ｄは、それぞれパン
チングメタル８０の左端部、中央部、右端部及び上下端
部に設けてある。低密度孔あり部８７…は、孔あり部８
６ａ，８６ｂにつながる上下左右の縁部に設けてある。

【００３１】図１２は本発明に係る排気ガス浄化装置の
第３製造説明図であり、第２の触媒付き筒部材７１を筒
形に丸めた状態を示す。図１１で説明した矩形のパンチ
ングメタル８０を丸め、上端部８１と下端部８２とを突
合せ溶接して第２の筒部材７１ａを形成する。次に、第
２の筒部材７１ａの内外周面に活性アルミナを薄く成膜
し、この活性アルミナ層に触媒成分を担持して第２の触
媒付き筒部材７１を得る。

【００３２】次いで、第２の触媒付き筒部材７１の中央
の孔なし部８５ｂと右端部の孔なし部８５ｃにインナリ
ング９２，９２を被せ、中央のインナリング９２の切欠
底部９２ａと第２の触媒付き筒部材７１とを溶接する。
９２ｂ，９２ｂはインナリング９２，９２の突合せ溶接
部である。続いて、第２の触媒付き筒部材７１の左端部
の孔なし部８５ａに補強リング９３を被せ、第２の触媒
付き筒部材７１の左端部と補強リング９３の左端部とを
溶接する。

【００３３】上述した製造工程の結果、図９に示すよう
に第２の触媒付き筒部材７１の孔なし部８５ａ，８５
ｂ，８５ｃに、それぞれ補強リング９３、インナリング
９２，９２を配置した状態となる。

【００３４】次に、図６、図７に示すようにインナリン
グ９２，９２に耐熱性の弾性材７５，７５を嵌合し、弾
性材７５，７５を２つ割りのアウタリング７４，７４で
抑える。次いで、サポート金具７３Ｆ，７３Ｒを膨張室
５２内に溶接して、膨張室５２内に第２の触媒付き筒部
材７１を配置する（図４参照）。

【００３５】次に、本発明に係る排気ガス浄化装置６０
の作用を説明する。図４に示す排気管５０のエキパイ部
５１内に排気ガスを排気すると（白抜き矢印は排気ガス
の流れ方向を示す）、排気ガスは第１の触媒付き筒部材
６１及び第２の触媒付き筒部材７１の内外を通過する。
各筒部材６１，７１の触媒は、排気ガス中の未燃焼成分
を酸化して無害成分に転換する。

【００３６】同時に、排気ガスで第１、第２の触媒付き
筒部材６１，７１を加熱する。図６に示す第１の触媒付
き筒部材６１は孔なし部１０１ａの左右端部が低密度孔
あり部１０３，１０３に隣接する。従って、図６に示す
第１の触媒付き筒部材６１を排気ガスで加熱したとき、
孔なし部１０１ａの左右端部の熱分布が緩やかに変化す
るので孔９０…から亀裂が発生する心配はない。

【００３７】また、突合せ溶接部１０７は孔なし部１０
１ｃ，１０１ｃに隣接するので、突合せ溶接部１０７を
孔あり部から離すことができる。従って、第１の触媒付
き筒部材６１を排気ガスで加熱したとき、孔あり部から
突合せ溶接部１０７に向って亀裂が発生する心配はな
い。

【００３８】一方、図９に示す第２の触媒付き筒部材７
１は、孔なし部８５ａ，８５ｂ，８５ｃの側部がそれぞ
れ低密度孔あり部８７…に隣接する。従って、排気ガス
で第２の触媒付き筒部材７１を加熱したとき、左側の孔
なし部８５ａから低密度孔あり部８７につながるの領域
の熱分布が緩やかに変化するのでパンチ孔９０…から亀
裂が発生する心配はない。

【００３９】同様に、中央の孔なし部８５ｂから孔あり
部８６ａ，８６ｂにつながる領域の熱分布が緩やかに変
化し、かつ右側の孔なし部８５ｃから孔あり部８６ｂに
つながる領域の熱分布が緩やかに変化する。従って、こ
れらの領域のパンチ孔９０…から亀裂が発生する心配は
ない。また、突合せ溶接部９１は孔なし部８５ｄ，８５
ｄに隣接するので、突合せ溶接部９１を孔あり部から離
すことができる。従って、第２の触媒付き筒部材７１を
排気ガスで加熱したとき、孔あり部から突合せ溶接部９
１に向って亀裂が発生する心配はない。

【００４０】尚、本実施例は排気ガス浄化装置を自動二
輪車の排気管に使用した場合について説明したが、本発
明の排気ガス浄化装置は産業機械などのその他の内燃機
関の排気管に使用してもよいことは勿論である。

【００４１】

【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、孔あり部から孔なし部につながる縁
部の孔あけ密度を粗にしたので、排気ガス浄化装置が熱
伸縮したとき、孔あり部から孔なし部につながる領域の
熱分布が緩やかに変化する。従って、孔あり部から孔な
し部につながる領域に亀裂が発生する心配はないので、
排気ガス浄化装置の寿命が延びる。

【００４２】請求項２は、溶接部と孔あり部との間に孔
なし部を設けたので、排気ガス浄化装置が熱伸縮したと
き、孔あり部から溶接部に向って亀裂が発生する心配は
ないので、排気ガス浄化装置の寿命が延びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気ガス浄化装置を備えた自動二
輪車の側面図

【図２】本発明に係る排気ガス浄化装置を備えた自動二
輪車の平面図

【図３】本発明に係る排気ガス浄化装置を備えた排気管
の側面図

【図４】本発明に係る排気ガス浄化装置の要部断面図

【図５】図４の５−５線断面図

【図６】本発明に係る第１の触媒付き筒部材の側面図

【図７】図４の７−７線断面図

【図８】図４の８−８線断面図

【図９】本発明に係る第２の触媒付き筒部材の側面図

【図１０】本発明に係る排気ガス浄化装置の第１製造説
明図

【図１１】本発明に係る排気ガス浄化装置の第２製造説
明図

【図１２】本発明に係る排気ガス浄化装置の第３製造説
明図

【符号の説明】

５１…エキパイ部、５２…膨張室、６０…排気ガス浄化
装置、６１…第１の触媒付き筒部材、６２…支持ステー
（支持部材）、７１…第２の触媒付き筒部材、７２Ｆ…
前部支持ステー（支持部材）、７２Ｒ…後部支持ステー
（支持部材）、８５ａ〜８５ｄ，１０１ａ〜１０１ｃ…
孔なし部、８６ａ，８６ｂ，１０２ａ，１０２ｂ…孔あ
り部、８７，１０３…低密度孔あり部、９１，１０７…
突合せ溶接部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 触媒を担持させたパンチングメタルを筒
   状に成形してなる排気ガス浄化装置において、前記パン
   チングメタルは、支持部材で支持される部分は孔なし部
   とし、それ以外の部分は孔あり部とし、更に、この孔あ
   り部のうち前記孔なし部につながる縁部は、孔あけ密度
   を他の部分より粗にしたことを特徴とする排気ガス浄化
   装置。
2. 【請求項２】 触媒を担持させたパンチングメタルを筒
   状に形成し、突合せ部を溶接してなる排気ガス浄化装置
   において、前記突合せ部に沿って一定幅の孔なし部を設
   けたことを特徴とする排気ガス浄化装置。