JPH10325316A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストの低減を図ることができ、触媒担持体
の反応を促進することができるとともに、出力の低下を
防止することができ、かつ耐久性に優れた内燃機関の排
ガス浄化装置を提供することにある。 【解決手段】 マフラー１の内面に沿って筒状に形成さ
れた触媒担持体３を有する内燃機関の排ガス浄化装置に
おいて、前記触媒担持体３は、マフラー１におけるエン
ジン寄りの位置に配置され、かつその小径側の一端部３
１を介してマフラー１に固定されているとともに、大径
側の他端部３２に一体的に形成された複数の凹凸（波
部）３３ａを有するベローズ部３３を介してマフラー１
に固定されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マフラー内に触
媒担持体を備えた内燃機関の排ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の内燃機関の排ガス浄化装置とし
ては、例えば２サイクルエンジンにおいて、その排気ガ
スを浄化するために、排気装置（マフラー）内に触媒担
持体を備えたものが知られている。触媒担持体の設置位
置に関しては、エンジンの排気口に近すぎると抵抗とな
って出力が低下するが、エンジンの排気口から離れすぎ
ると反応開始時間が遅くなってしまうことから、マフラ
ーにおけるエンジンに近い部分（ディフューザ部）に設
けることが多い。

【０００３】図６に示すものは、第１の従来例として示
したものであって、２サイクルエンジンのマフラー１内
に触媒担持体２を設けたものである。マフラー１は、エ
ンジンの排気口に接続されるエキパイ部１１と、チャン
バー部１２と、テールパイプ部１３と、このテールパイ
プ部１３の後部に取り付けられるサイレンサ（図示せ
ず）とを備えている。

【０００４】触媒担持体２は、エキパイ部１１内に溶接
により固定された第１の触媒担持体２１と、チャンバー
部１２における前側テーパー部１２１内に溶接により固
定された第２の触媒担持体２２とを備えた構成になって
いる。これらの第１及び第２の触媒担持体２１、２２
は、エキパイ部１１及び前側テーパー部１２１のそれぞ
れに、その長手方向に沿って延在している。また、これ
らの触媒担持体２１、２２は、図７及び図８に示すよう
に、内側に張り出した形状になっている。

【０００５】また、第２の従来例としては、特開平８−
９３４６１号公報に示すものが知られている。このもの
は、図示を省略するが、上記前側テーパー部１２１に相
当する位置に、耐熱性弾性部材を介してテーパー状の触
媒担持体を設けたものである。

【０００６】さらに、第３の従来例としては、特開昭５
８−１６３８６２号公報に示すものが知られている。こ
のものは、図示を省略するが、触媒担持体の熱膨張を吸
収するために、ガスケット部にベローズを設けたもので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記第１の
従来例においては、触媒担持体２がエキパイ部１１及び
前側テーパー部１２１等のディフューザ部の内側に張り
出しているから、排気抵抗になり出力が低下してしまう
という問題がある。

【０００８】しかも、触媒担持体２がエキパイ部１１及
び前側テーパー部１２１の長手方向に沿って延在してい
るとともに、これらのエキパイ部１１及び前側テーパー
部１２１に溶接により固定されているから、第１の触媒
担持体２１とエキパイ部１１との間、あるいは第２の触
媒担持体２２と前側テーパー部１２１との間の温度差に
より応力が生じることになり、耐久性が劣るという欠点
がある。

【０００９】さらに、触媒担持体２がエキパイ部１１及
びテーパー部１２１の長手方向に沿って延在していると
ともに、これらのエキパイ部１１及びテーパー部１２１
に溶接により固定されているから、マフラー１内の熱が
外に逃げやすく、触媒の反応に時間がかかるという欠点
がある。このため、図６に示すように、触媒担持体２を
エンジンの排気口の近傍まで延ばすような対策が必要に
なり、これが出力低下の原因になるという問題がある。

【００１０】一方、第２の従来例においては、耐熱性弾
性部材等によって部品点数が多くなること、及び耐熱性
弾性部材を組み込むのが面倒であることから、コストア
ップになっていた。しかも、耐熱性弾性部材がへたった
時には、触媒担持体が宙に浮いた状態になるので、振動
が発生し、耐久性も劣るという問題がある。

【００１１】他方、第３の従来例においては、触媒担持
体をガスケットで支えるための組付工数が増加する一
方、ベローズそのものが小さい（山数が少ない）ので耐
久性が劣るという問題がある。

【００１２】この発明は上記問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的はコストの低減を図ることが
でき、触媒担持体の反応を促進することができるととも
に、出力の低下を防止することができ、かつ耐久性に優
れた内燃機関の排ガス浄化装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、マフラーの内面に沿って筒状に形成さ
れた触媒担持体を有する内燃機関の排ガス浄化装置にお
いて、前記触媒担持体は、マフラーにおけるエンジン寄
りの位置に配置され、かつその小径側の一端部を介して
マフラーに固定されているとともに、大径側の他端部に
一体的に形成された複数の凹凸を有するベローズ部を介
してマフラーに固定されていることを特徴としている。

【００１４】そして、上記のように構成された発明にお
いては、ベローズ部が触媒担持体に一体に形成されてい
るから、構造が簡単である。しかも、耐熱性弾性部材の
ようなものが不要であるとともに、触媒担持体をガスケ
ットで支えるようなこともないから、部品点数が少な
く、かつ組付が簡単である。したがって、コストの低減
を図ることができる。

【００１５】また、触媒担持体の一端部と他端部側のベ
ローズ部とをマフラーに固定したものであって、触媒担
持体とマフラーとの接点部が少ないから、マフラー内の
熱が外に逃げにくい。したがって、触媒の反応時間が早
く、同触媒の反応を促進することができる。また、触媒
担持体がマフラーにおけるエンジン寄りの位置にあるこ
とからも、触媒の反応を促進することができる。さら
に、触媒担持体がマフラーの内面に沿って筒状に形成さ
れ、内側に張り出していないので、出力の低下を防止す
ることができる。

【００１６】またさらに、触媒担持体が熱膨張しても、
その熱膨脹代を複数の凹凸を有するベローズ部によっ
て、十分余裕をもって吸収することができる。したがっ
て、耐久性の向上を図ることができる。しかも、触媒担
持体の熱膨脹代を吸収するために耐熱性弾性部材を用い
たものではないから、径年変化による劣化がない。した
がって、耐久性の向上を図ることができるとともに、第
２の従来例で示したような振動や異音の発生を防止する
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１〜図５を参照して説明する。この実施形態では２サイ
クルエンジン（内燃機関）の排ガス浄化装置を示してお
り、この排ガス浄化装置は、図５に示す自動二輪車のマ
フラー１に備えられている。ただし、第１の従来例とし
て示した図６〜図８に示す構成要素と共通する要素には
同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

【００１８】この実施形態で示す排ガス浄化装置は、図
１〜図４に示すように、マフラー１の内面に沿って筒状
に形成された触媒担持体３を有するものであり、触媒担
持体３は、マフラー１におけるエンジン寄りの位置に配
置され、かつその小径側の一端部３１を介してマフラー
１に固定されているとともに、大径側の他端部３２に一
体的に形成された複数の波部（凹凸）３３ａを有するベ
ローズ部３３を介してマフラー１に固定されているもの
である。

【００１９】マフラー１は、図１及び図２に示すよう
に、エキパイ部１１と、チャンバー部１２と、テールパ
イプ部１３と、サイレンサ１４（図５参照）とを備えた
構成になっている。これらのエキパイ部１１と、チャン
バー部１２と、テールパイプ部１３と、サイレンサ１４
とは、それぞれ別体のもので構成されており、互いに溶
接により連結されている。さらに、チャンバー部１２
は、前側テーパー部（ダイバージェットコーン）１２１
と、胴部１２２と、後側テーパー部（コンバージェット
コーン）１２３とを溶接により連結したものである。

【００２０】前側テーパー部１２１は、エキパイ部１２
１から徐々に湾曲しながら円錐状に拡径して、胴部１２
２につながるようになっている。そして、前側テーパー
部１２１の上流側端部１２１ａは、エキパイ部１１の下
流側端部１１ａの外周に嵌合して溶接により固定されて
いる。さらに、前側テーパー部１２１の下流側端部１２
１ｂは、図４に示すように、胴部１２２における外筒１
２４の上流側端部１２４ａの内周に嵌合して溶接により
固定されている。胴部１２２は、前述の外筒１２４と、
この外筒１２４の内側に設けられた内筒１２５と、この
内筒１２５と外筒１２４とによって挟持された耐熱吸音
材１２６との三層構造になっている。

【００２１】触媒担持体３は、図１及び図３に示すよう
に、上記前側テーパー部１２１の内面に沿って、徐々に
湾曲しながら円錐状に拡径する筒状に形成されており、
その周壁部には複数の貫通孔３ａが形成されている。こ
の触媒担持体３には、一端部３１、他端部３２、ベロー
ズ部３３を除く範囲Ｌ（図１における左右の一点鎖線で
挟まれた範囲）内の外面、内面、貫通孔３ａのすべてに
触媒が担持されている。そして、この触媒担持体３は、
図１に示すように、その一端部３１がエキパイ部１１の
下流側端部１１ａの内周に嵌合して溶接により連結され
るようになっている。

【００２２】また、ベローズ部３３は、図４に示すよう
に、他端部３２に対して半径方向外側に突出する３つの
波部３３ａを有するとともに、これらの波部３３ａの下
流側に各波部３３ａの底部とほぼ同一内径の縮径部３３
ｂを有している。各波部３３ａは曲線状に連続して形成
されている。

【００２３】そして、ベローズ部３３は、その縮径部３
３ｂが前側テーパー部１２１の下流側端部１２１ｂの内
周に嵌合して、同下流側端部１２１ｂに溶接により固定
されている。また、胴部１２２の内筒１２５は、その上
流側端部１２５ａがベローズ部３３の縮径部３３ｂの内
面に嵌合するとともに、波部３３ａの底部に嵌合しなが
ら、同波部３３ａの内側を覆うように上流側に延びてい
る。なお、縮径部３３ｂと、内筒１２５の上流側端部１
２５ａとは溶接していないが、これらを溶接により固定
してもよい。また、図４においては波部３３ａのすべて
を上流側端部１２５ａで覆っていないが、波部のすべて
を覆うようにしてもよい。

【００２４】また、チャンバー部１２の後側テーパー部
１２３内には、図１に示すように、主触媒４が設置され
ている。この主触媒４は、例えばハニカム触媒、その他
によって構成されている。

【００２５】上記のように構成された排ガス浄化装置に
おいては、ベローズ部３３が触媒担持体３に一体に形成
されているから、構造が簡単である。しかも、従来用い
ていた耐熱性弾性部材のようなものが不要であるととも
に、触媒担持体３をガスケットで支えるようなこともな
いから、部品点数が少なく、かつ組付が簡単である。し
たがって、コストの低減を図ることができる。

【００２６】また、触媒担持体３の一端部３１と他端部
３２側のベローズ部３３とをマフラー１に固定したもの
であって、触媒担持体３とマフラー１との接触部が少な
いから、マフラー１内の熱が外に逃げにくい。したがっ
て、触媒の反応時間が早く、同触媒の反応を促進するこ
とができる。また、触媒担持体３がマフラー１における
チャンバー１２の最もエンジン寄りの位置にあることか
らも、触媒の反応を促進することができる。さらに、触
媒担持体３がマフラー１の内面に沿って筒状に形成さ
れ、内側に張り出していないので、出力の低下を防止す
ることができる。さらに、波部３３ａを内筒１２５の上
流側端部１２５ａで覆っているから、排ガスが波部３３
ａ内に入ることがない。したがって、波部３３ａによっ
て出力が低下するのを防止することができる。

【００２７】またさらに、触媒担持体３が熱膨張して
も、その熱膨脹代を複数（この実施形態では外側に３
つ）の波部３３ａによって、十分余裕をもって吸収する
ことができる。したがって、耐久性の向上を図ることが
できる。また、熱膨張によるベローズ部３３への応力増
加は、大径側にあればあるほど小さくなる。これは単位
面積当たりの荷重が小さくなるためである。この点、ベ
ローズ部３３は触媒担持体３の最大径の位置に設けられ
ているから、このベローズ部３３に作用する応力は小さ
くなっている。したがって、この点からも耐久性の向上
を図ることができる。

【００２８】しかも、触媒担持体３の熱膨脹代を吸収す
るために耐熱性弾性部材を用いたものではないから、径
年変化による劣化がない。したがって、耐久性の向上を
図ることができるとともに、第２の従来例で示したよう
な振動や異音の発生を防止することができる。

【００２９】なお、上記実施形態においては、触媒担持
体３に複数の貫通孔３ａを設けるように構成したが、こ
れらの貫通孔３ａは設けなくてもよい。貫通孔３ａを設
けない場合には、触媒を触媒担持体３の内面のみに担持
することになる。

【００３０】また、内筒１２５の上流側端部１２５ａで
波部３３ａの内側を覆うように構成したが、この上流側
端部１２５ａはベローズ部３３の縮径部３３ｂで止め、
波部３３ａの内側を覆わないように構成してもよい。た
だし、この場合でも、波部３３ｂにおける底部の内径が
胴部１２２の内筒１２５の内径にほぼ等く、したがって
マフラー１の最大内径とほぼ等しくなっているから、こ
の波部３３ａに作用する排気ガスの圧力は例えば前側テ
ーパー部１２１の上流側端部１２１ａに作用する圧力よ
りだいぶ小さくなってる。したがって、波部３３ａが露
出していても、排気ガスの流れに対して抵抗となること
が少ない。すなわち、波部３３ａが排ガスの流れに及ぼ
す影響が少ない。

【００３１】さらに、主触媒４をチャンバー部１２にお
ける後側テーパー部１２３内に設けるように構成した
が、この主触媒４は設けなくてもよい。

【００３２】また、上記実施形態は、２サイクルエンジ
ンのマフラーに適用した例を示したが、４サイクルエン
ジンのマフラーに適用してもよいことはいうまでもな
い。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、ベローズ部が触媒担
持体に一体に形成されているから、構造が簡単である。
しかも、耐熱性弾性部材のようなものが不要であるとと
もに、触媒担持体をガスケットで支えるようなこともな
いから、部品点数が少なく、かつ組付が簡単である。し
たがって、コストの低減を図ることができる。

【００３４】また、触媒担持体の一端部と他端部側のベ
ローズ部とをマフラーに固定したものであって、触媒担
持体とマフラーとの接点部が少ないから、マフラー内の
熱が外に逃げにくい。したがって、触媒の反応時間が早
く、同触媒の反応を促進することができる。また、触媒
担持体がマフラーにおけるエンジン寄りの位置にあるこ
とからも、触媒の反応を促進することができる。さら
に、触媒担持体がマフラーの内面に沿って筒状に形成さ
れ、内側に張り出していないので、出力の低下を防止す
ることができる。

【００３５】またさらに、触媒担持体が熱膨張しても、
その熱膨脹代を複数の凹凸を有するベローズ部によっ
て、十分余裕をもって吸収することができる。したがっ
て、耐久性の向上を図ることができる。しかも、触媒担
持体の熱膨脹代を吸収するために耐熱性弾性部材を用い
たものではないから、径年変化による劣化がない。した
がって、耐久性の向上を図ることができるとともに、第
２の従来例で示したような振動や異音の発生を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態として示した内燃機関の
排ガス浄化装置の要部破断斜視図である。

【図２】同内燃機関の排ガス浄化装置の斜視図である。

【図３】同内燃機関の排ガス浄化装置を示す図であっ
て、図１のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】同内燃機関の排ガス浄化装置を示す図であっ
て、図１の要部IVを示す断面図である。

【図５】同内燃機関の排ガス浄化装置を搭載した自動二
輪車を示す側面図である。

【図６】第１の従来例として示した内燃機関の排ガス浄
化装置の斜視図である。

【図７】同内燃機関の排ガス浄化装置を示す図であっ
て、図６のVII −VII 線に沿う断面図である。

【図８】同内燃機関の排ガス浄化装置を示す図であっ
て、図６のVIII−VIII線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ マフラー ３ 触媒担持体 ３１ 一端部 ３２ 他端部 ３３ ベローズ部 ３３ａ 凹凸（波部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マフラーの内面に沿って筒状に形成され
   た触媒担持体を有する内燃機関の排ガス浄化装置におい
   て、 前記触媒担持体は、マフラーにおけるエンジン寄りの位
   置に配置され、かつその小径側の一端部を介してマフラ
   ーに固定されているとともに、大径側の他端部に一体的
   に形成された複数の凹凸を有するベローズ部を介してマ
   フラーに固定されていることを特徴とする内燃機関の排
   ガス浄化装置。