JPH11270333A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関冷機時の始動直後における各種有害
物質の排出量のさらなる低減を計った排気ガス浄化装置
の提供をその目的にしている。 【構成】 触媒容器前方室４内の内壁面側の位置に弁軸
６を設け、弁軸６を回転中心に円弧軌道Ａ移動中におい
て、触媒２の触媒前方開孔面７の排気ガス流入面積を制
御する排気ガス流入面積制御弁８を触媒容器前方室４内
に配置し、触媒容器後方室２０内の内壁面２１側の位置
に弁軸２２を設け、弁軸２２を回転中心に円弧軌道Ｂ移
動中において、触媒２の触媒後方開孔面２６の排気ガス
流出面積を制御する仕切弁２７を触媒容器後方室２０内
に配置し、また、排気ガス流入面積制御弁８の弁軸６と
仕切弁２７の弁軸２２間を連接棒６５で連接し、内燃機
関冷機時に、触媒容器前方室４を進み側触媒容器前方室
１２と遅れ側触媒容器前方室１７に、そして、触媒容器
後方室２０を進み側触媒容器後方室３２と遅れ側触媒容
器後方室３４に間仕切る位置に、排気ガス流入面積制御
弁８と仕切弁２７を停止させる弁自動開閉装置３６を排
気ガス流入面積制御弁８の弁軸６に取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気ガス中に
含まれる有害物質を低減する排気ガス浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の排気ガス浄化装置にお
いては、排気系統中の排気マニホールドや排気マニホー
ルドに連接する排気管内に触媒を配置した触媒保持部を
連接して設置し、内燃機関始動後、前記触媒の触媒前方
開孔面全面に排気ガスを供給し通過させ、触媒に反応さ
せることにより排気ガス中に含まれる各種有害物質の排
出量を低減していた。しかし、触媒は一定の温度に達し
ないとその触媒効果が充分得られず、よって、特に内燃
機関冷機時の始動直後における各種有害物質の排出量
は、車両が一回の走行で排出する排出量の内の多くを大
気中に放出してしまう。上記問題を解決するため、排気
マニホールドに連接する排気管と触媒を内部に配置した
触媒保持部間の位置に形成された触媒容器前方室内に、
前記触媒の触媒前方開孔面の排気ガス流入面積を扇状に
運動して制御する排気ガス流入面積制御弁を配置し、前
記排気ガス流入面積制御弁が内燃機関冷機時において、
触媒の触媒前方開孔面の排気ガス流入面積を狭める位置
で停止し、内燃機関始動後、内燃機関の回転運動で発生
した排気ガス流が集中的に供給され、通過する触媒部分
で触媒効果が充分得られる温度に昇温した時、排気ガス
流入面積制御弁を全開方向に除々に移動させる弁自動開
閉装置を前記排気ガス流入面積制御弁の弁軸に装着する
という解決手段が本特許願と同一人により、平成９年−
３３２２６９号において出願され、初期の目的は達成さ
れた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の技術においては、排気ガスが触媒で反応して発生した
熱が、触媒通過後、後方排気管から消音器を経て大気中
に排出されてしまう。よって、排気ガスが通過しない触
媒部分は触媒の活性化が遅れ、排気ガスを効果的に浄化
できなかった。

【０００４】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
で、内燃機関冷機時の始動直後における各種有害物質の
排出量のさらなる低減化を計った排気ガス浄化装置の提
供をその目的にしている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、排気マニホールドまたは排
気マニホールドに連接する前方排気管と触媒を内部に配
置し固着した触媒保持部間で、前記排気マニホールドや
前方排気管出口部分から前記触媒保持部の前端に連続し
て形成された触媒容器前方室内に、排気ガス流上流方向
でかつ前記触媒容器前方室内前方の内壁面側の位置に弁
軸を設け、前記弁軸を回転中心に円弧軌道Ａ移動中にお
いて、前記触媒の触媒前方開孔面に接触しない間隔を保
ち、前記触媒の触媒前方開孔面の排気ガス流入面積を制
御する排気ガス流入面積制御弁を配置した。また、前記
排気ガス流入面積制御弁の先端と弁軸を結ぶ中心線ａ−
ａ′と、触媒の触媒前方開孔面との相対す角度θを、排
気ガス流入面積制御弁の開方向側に直角度以上に設定
し、さらに、内燃機関冷機時において、前記排気ガス流
入面積制御弁の先端が、前記触媒容器前方室内を、触媒
第一層部分の前方開孔面が開孔する進み側触媒容器前方
室と、触媒第二層部分の前方開孔面及び触媒第三層部分
の前方開孔面が開孔する遅れ側触媒容器前方室に間仕切
る位置で排気ガス流入面積制御弁を停止させる突起部を
触媒容器前方室内に設けた。

【０００６】そして、前記触媒保持部の後端と後方排気
管入口部分間に連続して形成された触媒容器後方室内
に、排気ガス流下流方向でかつ前記触媒容器後方室内後
方の内壁面側の位置に弁軸を設け、前記弁軸を回転中心
に円弧軌道Ｂ移動中において、前記触媒の触媒後方開孔
面に接触しない間隔を保ち、前記触媒の触媒後方開孔面
の排気ガス流出面積を制御する仕切弁を配置した。ま
た、前記仕切弁の先端と弁軸を結ぶ中心線ｂ−ｂ′と、
触媒の触媒後方開孔面との相対す角度θ′を、仕切弁の
開方向側に直角度以上に設定し、さらに、内燃機関冷機
時において、前記仕切弁の先端が、触媒容器前方室内の
排気ガス流入面積制御弁によって閉塞された触媒部分
を、触媒第二層部分と触媒第三層部分に二分するととも
に、触媒容器後方室内を、触媒第一層部分の後方開孔面
及び触媒第二層部分の後方開孔面が開孔する進み側触媒
容器後方室と、触媒第三層部分の後方開孔面が開孔する
遅れ側触媒容器後方室に間仕切る位置で仕切弁を停止さ
せる機構が、前記弁軸に固着したレバーと、前記排気ガ
ス流入面積制御弁の弁軸に固着したレバー間に、両者を
連接する連接棒を配置する構成で設けられ、仕切弁を排
気ガス流入面積制御弁と連動させた。

【０００７】そしてさらに、内燃機関冷機時において、
前記排気ガス流入面積制御弁の先端が、前記触媒容器前
方室内を、触媒第一層部分の前方開孔面が開口する進み
側触媒容器前方室と、触媒第二層部分の前方開孔面及び
触媒第三層部分の前方開孔面が開孔する遅れ側触媒容器
前方室に間仕切る位置で、排気ガス流入面積制御弁を触
媒容器前方室内に設けた突起部と当て停止させると同時
に、前記排気ガス流入面積制御弁と連動する触媒容器後
方室内の仕切弁の先端が、前記触媒容器前方室内の排気
ガス流入面積制御弁によって閉塞された触媒部分を、触
媒第二層部分と触媒第三層部分に二分するとともに、前
記触媒容器後方室内を、触媒第一層部分の後方開孔面及
び触媒第二層部分の後方開孔面が開孔する進み側触媒容
器後方室と、触媒第三層部分の後方開孔面が開孔する遅
れ側触媒容器後方室に間仕切る位置で仕切弁を停止さ
せ、内燃機関始動後、触媒第三層部分で触媒効果が充分
得られる温度に昇温したことを感知した時、排気ガス流
入面積制御弁を全開方向に移動させ触媒容器前方室内の
間仕切機能を解除させるとともに、触媒容器前方室内に
設けた突起部と当て、前記排気ガス流入面積制御弁を前
記触媒容器前方室の内壁面側に停止させ、また、前記排
気ガス流入面積制御弁と連動する触媒容器後方室内の仕
切弁を全開方向に移動させ触媒容器後方室内の間仕切機
能を解除させるとともに、触媒容器後方室の内壁面側に
停止させ、そして、触媒や触媒容器本体の温度が設定し
た温度以下になったことを感知した時、再び排気ガス流
入面積制御弁を閉め始め、触媒の触媒前方開孔面の排気
ガス流入面積を狭める方向、即ち、進み側触媒容器前方
室内を縮小し、遅れ側触媒容器前方室内を拡大する方向
へ移動させ、また、前記排気ガス流入面積制御弁と連動
する触媒容器後方室内の仕切弁を同時に閉め始め、触媒
後方開孔面の排気ガス流出面積を狭める方向、即ち、進
み側触媒容器後方室内を拡大し、遅れ側触媒容器後方室
内を縮小する方向へ移動させ、触媒や触媒容器本体の温
度がさらに低下したことを感知した時、排気ガス流入面
積制御弁の先端が、前記触媒容器前方室内を、触媒第一
層部分の前方開孔面が開孔する進み側触媒容器前方室
と、触媒第二層部分の前方開孔面及び触媒第三層部分の
前方開孔面が開孔する遅れ側触媒容器前方室に間仕切る
位置まで排気ガス流入面積制御弁を移動させ、触媒容器
前方室内に設けた突起部と当て停止させ、また、排気ガ
ス流入面積制御弁と連動する触媒容器後方室内の仕切弁
の先端が、触媒容器後方室内を、触媒第一層部分の後方
開孔面及び触媒第二層部分の後方開孔面が開孔する進み
側触媒容器後方室と、触媒第三層部分の後方開孔面が開
孔する遅れ側触媒容器後方室に間仕切る位置まで仕切弁
を同時に移動させて停止させる弁自動開閉装置を前記排
気ガス流入面積制御弁の弁軸に装着する解決手段を採用
した。

【０００８】また、前記弁自動開閉装置においては、請
求項２記載の発明のように、熱膨張率の異なる二枚の金
属を張り合わせたバイメタルを採用し、バイメタル式の
コイル状のコイル中心部を、排気ガス流入面積制御弁の
弁軸に固着し、また、コイル外周部を、排気管や触媒容
器前方室または触媒保持部本体等の外側部分で、さら
に、触媒第三層部分で触媒効果が充分得られる温度に昇
温した時期や、触媒の温度が低下した時期等、触媒の温
度変化がもっとも精確に確認出来る位置に固着するとと
もに、コイル状の弁自動開閉装置全体をケースで覆うと
いう解決手段を採用し、さらに、触媒容器後方室内の仕
切弁を、触媒容器前方室内の排気ガス流入面積制御弁と
連動させるため、排気ガス流入面積制御弁の弁軸と仕切
弁の弁軸にそれぞれレバーを固着し、その両レバー間を
連接棒で連接させた。

【０００９】請求項３記載の発明は、触媒容器前方室
内、触媒容器後方室内、または触媒本体の触媒第三層部
分、そして冷却水等の温度を感知する温度センサーを適
宜な位置に単数または複数箇所取り付け、前記温度セン
サーと車載のコンピュータ間をリード線で結線し、そし
て、内燃機関の吸入工程時の吸入管負圧、またはサーボ
モーター等を駆動力源とし、前記駆動力部と、排気ガス
流入面積制御弁の弁軸に固着したレバー間をリンケー
ジ、またはワイヤー等で連接するとともに、前記排気ガ
ス流入面積制御弁の弁軸に固着したレバーと、仕切弁の
弁軸に固着したレバー間を連接棒で連接し、さらに、前
記車載のコンピュータと内燃機関の吸入工程時の吸入管
負圧、またはサーボモーター等の前記駆動力部間をリー
ド線で結線して排気ガス流入面積制御弁及び仕切弁制御
回路を構成し、そして、前記車載のコンピュータで、排
気ガス流入面積制御弁と前記排気ガス流入面積制御弁と
連接する仕切弁の弁開閉開始条件を満たした信号を温度
センサーから受信した時、前記コンピュータの指示で、
排気ガス流入面積制御弁と、前記排気ガス流入面積制御
弁と連動する仕切弁を開閉することを特徴とする弁自動
開閉装置を備える解決手段を採用した。

【００１０】請求項４記載の発明は、内燃機関冷機時に
おける内燃機関始動直後の回転の安定を計るアイドルア
ップ機構部と、排気ガス流入面積制御弁の弁軸に固着し
たレバー間をリンケージ、またはワイヤー等で連接する
とともに、前記排気ガス流入面積制御弁の弁軸に固着し
たレバーと、仕切弁の弁軸に固着したレバー間を連接棒
で連接し、前記アイドルアップ機構部作動時に前記排気
ガス流入面積制御弁と、前記排気ガス流入面積制御弁と
連接する仕切弁が連動して開閉することを特徴とする弁
自動開閉装置を備える解決手段を採用した。本発明は、
以上の構成よりなる内燃機関の排気ガス浄化装置であ
る。

【００１１】

【作用】上記のように構成された排気ガス浄化装置を備
えた内燃機関を冷機時において始動すると、冷機時の触
媒や触媒容器本体等から伝わる熱で排気ガス流入面積制
御弁の弁軸に装着した弁自動開閉装置は、図１のよう
に、触媒容器前方室内の排気ガス流入面積制御弁を、触
媒容器前方室内の触媒の触媒前方開孔面の排気ガス流入
面積を狭める位置で、また、前記触媒容器前方室内を、
触媒第一層部分の前方開孔面が開孔する進み側触媒容器
前方室と、触媒第二層部分の前方開孔面及び触媒第三層
部分の前方開孔面が開孔する遅れ側触媒容器前方室に間
仕切る位置で突起部と当て停止させておき、そして、弁
軸が前記排気ガス流入面積制御弁の弁軸と連接棒で連結
して連動する触媒容器後方室内の仕切弁を、触媒容器後
方室内を触媒第一層部分の後方開孔面及び触媒第二層部
分の後方開孔面が開孔する進み側触媒容器後方室と、触
媒第三層部分の後方開孔面が開孔する遅れ側触媒容器後
方室に間仕切る位置で停止させる。この排気ガス流入面
積制御弁と連動する触媒容器後方室内の仕切弁を触媒容
器後方室内壁面側に停止させる時、排気ガス流入面積制
御弁を停止させる時に触媒容器前方室内に突起部を設け
たように、触媒容器後方室内にも上述した条件で停止す
る突起部を設けるとよい。

【００１２】そして、内燃機関を始動すると、内燃機関
より排出された排気ガス流は、排気ガス流入面積制御弁
によって流れを制御されながら絞りこまれ、この部分で
各気筒の排気ガスを混合させ炭化水素の酸化を促進しな
がら排気ガス流は、触媒容器前方室内の進み側触媒容器
前方室から、触媒第一層部分の前方開孔面へ集中して流
入し、排気ガス流のほとんど全てが集中して流入した触
媒第一層部分は、次々に通過する排気ガス流との触媒反
応熱で従来の排気ガス浄化装置に比べ、触媒効果が得ら
れる温度に達するまでの昇温時間が短縮する。よって、
排気ガス中の有害物質の浄化作用の開始時間が早まる。

【００１３】そして、触媒第一層部分を通過した排気ガ
ス流は、触媒容器後方室内の仕切弁によって間仕切られ
た触媒容器後方室内の進み側触媒容器後方室へ排出さ
れ、今度はそこに開孔する触媒第二層部分の後方開孔面
から触媒第二層部分へ流入し、排気ガス流の熱で触媒第
二層部分を暖め、触媒と反応して排気ガス中の有害物質
を浄化する。そしてさらに、触媒第二層部分を通過した
排気ガス流は、触媒容器前方室内の排気ガス流入面積制
御弁によって閉塞された触媒容器前方室内の遅れ側触媒
容器前方室に排出され、今度はそこに開孔する触媒第三
層部分の前方開孔面から触媒第三層部分へ流入し、ここ
でも通過する排気ガス流の熱で触媒第三層部分を暖め、
触媒と反応して排気ガス中の有害物質を浄化する。そし
て、触媒第三層部分を通過した排気ガス流は、仕切弁で
間仕切られた触媒容器後方室内の遅れ側触媒容器後方室
に排出され、さらに、後方排気管から消音器をへて大気
中へと放出される。さらに続く内燃機関の回転運動で発
生した有害物質を含む排気ガス流は、排気ガス流入面積
制御弁と仕切弁の配置位置によって、前記触媒の排気ガ
スの流通孔が三等分され、また、排気ガス流入面積制御
弁と仕切弁によって、排気ガス流の流れる方向が制御さ
れているため、三等分された各触媒層は直列状に配置さ
れた状態となり、触媒第一層部分から触媒第二層部分、
そして触媒第三層部分の各触媒層を通過しながら触媒反
応が連続して行なわれ、各触媒層部分は触媒前方で繰り
返す触媒との反応熱により効果的に暖まり、排気ガスの
有害物質が効率よく浄化される。

【００１４】そして、触媒第三層部分が、設定した触媒
効果が得られる温度に昇温した頃、触媒容器本体側から
伝わる熱の温度によって、熱膨張率の異なる金属を張り
合わせた弁自動開閉装置内のバイメタル式のコイルは、
温度差によって、前記触媒容器前方室内の排気ガス流入
面積制御弁を、進み側触媒容器前方室内を拡大し、遅れ
側触媒容器前方室内を縮小する方向へ移動させ、触媒容
器前方室内の間仕切機能を解除させるとともに、さら
に、前記触媒容器前方室の内壁面側に設けた突起部と当
て停止させ、また、排気ガス流入面積制御弁と連動する
触媒容器後方室内の仕切弁を、進み側触媒容器後方室内
を縮小し、遅れ側触媒容器後方室内を拡大する方向へ移
動させ、触媒容器後方室内の間仕切機能を解除させると
ともに、さらに、前記触媒容器後方室内壁面側に設けた
突起部と当て停止させる。そして、その後に続く内燃機
関の回転運動で発生した有害物質を含む排気ガス流は、
図３のように、充分に暖まった触媒本体の前方開孔面全
面に供給され、充分に暖まった触媒全体と反応し排気ガ
スの浄化作用がおこなわれる。

【００１５】最後に内燃機関を停止し、排気ガス流入面
積制御弁の弁軸側に装着した弁自動開閉装置が触媒や触
媒容器本体から伝わる温度が設定した温度以下になった
ことを感知した時、弁自動開閉装置は、再び排気ガス流
入面積制御弁を閉め始め、触媒の触媒前方開孔面の排気
ガス流入面積を狭める方向、即ち、進み側触媒容器前方
室内を縮小し、遅れ側触媒容器前方室内を拡大する方向
へ移動させ、さらに、排気ガス流入面積制御弁と連動す
る仕切弁を、進み側触媒容器後方室内を拡大し、遅れ側
触媒容器後方室内を縮小する方向へ移動させる。

【００１６】そして、触媒や触媒容器本体の温度がさら
に低下した状態となったことを感知した時、触媒や触媒
容器本体から伝わる熱で弁自動開閉装置は、排気ガス流
入面積制御弁の先端部分が、前記触媒容器前方室内を、
触媒第一層部分の前方開孔面が開孔する進み側触媒容器
前方室と、触媒第二層部分の前方開孔面及び触媒第三層
部分の前方開孔面が開孔する遅れ側触媒容器前方室に間
仕切る位置まで移動させ、触媒容器前方室内に設けた突
起部と当て停止させ、また、排気ガス流入面積制御弁と
連動する触媒容器後方室内の仕切弁を、仕切弁の先端部
分が、触媒容器後方室内を、触媒第一層部分の後方開孔
面及び触媒第二層部分の後方開孔面が開孔する進み側触
媒容器後方室と、触媒第三層部分の後方開孔面が開孔す
る遅れ側触媒容器後方室に間仕切る位置まで移動させ、
触媒容器後方室内に設けた突起部と当て停止させる。よ
って、次回の内燃機関冷機時における始動時において
も、上述した作用同様、排気ガス流は触媒第一層部分へ
流入し、さらに、触媒第二層部分から触媒第三層部分を
経る間に触媒との反応熱で触媒全体を速く暖め、排気ガ
スの浄化作用が効果的に行なわれる。

【００１７】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において、排気マニホールドまたは排気マニホール
ドに連接する排気管１と触媒２を内部に配置し固着した
触媒保持部３間で、前記排気マニホールドや前方排気管
１出口部分から前記触媒保持部３の前端に連接して形成
された触媒容器前方室４内に、排気ガス流上流方向でか
つ前記触媒容器前方室４前方の内壁面５側の位置に弁軸
６を設け、前記弁軸６を回転中心に円弧軌道Ａ移動中に
おいて、前記触媒２の触媒前方開孔面７に接触しない間
隔を保ち、触媒前方開孔面７の排気ガス流入面積を制御
する排気ガス流入面積制御弁８を配置した。また、前記
排気ガス流入面積制御弁８の先端９と弁軸６を結ぶ中心
線ａ−ａ′と、触媒の触媒前方開孔面７との相対す角度
θを、排気ガス流入面積制御弁８の開方向側に直角度以
上に設定して、前記排気ガス流入面積制御弁８作動時、
触媒前方開孔面７との接触を防止し、そして、排気ガス
流入面積制御弁８の両側面は、弁作動時、触媒容器前方
室４内の相対す部分間と接触しない狭い間隔に設定し、
排気ガス流の漏れを最小限に抑える。さらに、前記排気
ガス流入面積制御弁８は、弁自動開閉装置３６によっ
て、内燃機関冷機時において、前記排気ガス流入面積制
御弁８の先端９が、前記触媒容器前方室４内を、触媒第
一層部分１０の前方開孔面１１が開孔する進み側触媒容
器前方室１２と、触媒第二層部分１３の前方開孔面１４
及び触媒第三層部分１５の前方開孔面１６が開孔する遅
れ側触媒容器前方室１７に間仕切る位置で、触媒容器前
方室４内に設けた突起部と当たって停止している。

【００１８】上述した触媒第一層部分１０と触媒第二層
部分１３と触媒第三層部分１５の各前方開孔面の面積比
においては、本実施例では触媒前方開孔面７の排気ガス
流入面積を三等分に設定したが、この限りではなく、例
えば、排気効率を確保した上で、触媒第一層部分の開孔
面積を他に比べ一番広く設定し、次に触媒第二層部分
を、そして、触媒第三層部分の開孔面積を他に比べ一番
狭く設定し、各触媒層部分に排気ガスが滞留しやすい状
態にする実施例も考えられる。

【００１９】そして、前記触媒保持部３の後端と後方排
気管１９入口部分間に連接して形成された触媒容器後方
室２０内に、排気ガス流下流方向でかつ前記触媒容器後
方室２０内後方の内壁面２１側の位置に弁軸２２を設
け、前記弁軸２２を回転中心に円弧軌道Ｂ移動中におい
て、前記触媒２の触媒後方開孔面２６に接触しない間隔
を保ち、触媒の触媒後方開孔面２６の排気ガス流出面積
を制御する仕切弁２７を配置した。また、前記仕切弁２
７の先端２８と弁軸２２を結ぶ中心線ｂ−ｂ′と、触媒
の触媒後方開孔面２６との相対す角度θ′を、仕切弁２
７の開方向側に直角度以上に設定し、前記排気ガス流入
面積制御弁８と同様に、仕切弁２７作動時に触媒前方開
孔面との接触を防止し、仕切弁２７の両側面は、弁作動
時、触媒容器後方室２０内の相対す部分間と接触しない
狭い間隔を保って排気ガス流の漏れを最小限に抑える。
そして、前記排気ガス流入面積制御弁８の弁軸６に固着
したレバー２３と、前記弁軸２２に固着したレバー２４
間に、両者を連接する連接棒２５を配置して連動させ、
また、内燃機関冷機時において、前記仕切弁２７が、前
記仕切弁２７の先端２８が前記触媒容器前方室４内の排
気ガス流入面積制御弁８によって閉塞された触媒部分２
９を、触媒第二層部分１３と触媒第三層部分１５に二分
するとともに、前記触媒容器後方室２０内を、触媒第一
層部分１０の後方開孔面３０及び触媒第二層部分１３の
後方開孔面３１が開孔する進み側触媒容器後方室３２
と、触媒第三層部分１５の後方開孔面３３が開孔する遅
れ側触媒容器後方室３４に間仕切る位置に配置され停止
している。

【００２０】また、排気ガス流入面積制御弁８が全開の
ときの前記弁裏側に相対す触媒容器前方室４内の部分形
状は、内燃機関冷機時の回転運動において、触媒第二層
部分１３の前方開孔面１４から流出した排気ガス流が、
触媒第三層部分１５の前方開孔面１６へ流入しやすいよ
うに、外側に湾曲した形状に成形されている。よって、
同様の理由から、仕切弁２７が全開のときの前記弁裏側
に相対す触媒容器後方室２０内の部分形状も、外側に湾
曲した形状に成形されている。そして、内燃機関暖機
後、排気ガス流入面積制御弁８及び仕切弁２７の各弁表
面形状が平面状に形成された場合においては、排気ガス
流入面積制御弁８及び仕切弁２７で、前記触媒容器前方
室４内及び触媒容器後方室２０内の外側に湾曲した形状
に成形した各部分を塞ぐため、排気ガス流は、スムース
に触媒の前方開孔面７全面へ流入し、触媒全体を通過し
て後方排気管１９方向へ流出する。

【００２１】そしてさらに、内燃機関冷機時において、
排気ガス流入面積制御弁８の先端９が、前記触媒容器前
方室４内を、触媒第一層部分１０の前方開孔面１１が開
口する進み側触媒容器前方室１２と、触媒第二層部分１
３の前方開孔面１４及び触媒第三層部分１５の前方開孔
面１６が開孔する遅れ側触媒容器前方室１７に間仕切る
位置で、排気ガス流入面積制御弁８を触媒容器前方室４
内に設けた突起部１８と当て停止させると同時に、前記
排気ガス流入面積制御弁８と連動する触媒容器後方室２
０内の仕切弁２７の先端２８が、前記触媒容器前方室４
内の排気ガス流入面積制御弁８によって閉塞された触媒
部分２９を、触媒第二層部分１３と触媒第三層部分１５
に二分するとともに、前記触媒容器後方室２０内を、触
媒第一層部分１０の後方開孔面３０及び触媒第二層部分
１３の後方開孔面３１が開孔する進み側触媒容器後方室
３２と、触媒第三層部分１５の後方開孔面３３が開孔す
る遅れ側触媒容器後方室３４に間仕切る位置で仕切弁２
７を停止させ、内燃機関始動後、触媒第三層部分１５で
触媒効果が充分得られる温度に昇温したことを触媒本体
や触媒容器から伝わる熱で感知した時、排気ガス流入面
積制御弁８を全開方向に移動させ触媒容器前方室４内の
間仕切機能を解除させるとともに、触媒容器前方室４内
に設けた突起部３５と当て、排気ガス流入面積制御弁８
を触媒容器前方室４内の内壁面５側に停止させ、また、
前記排気ガス流入面積制御弁８と連動する触媒容器後方
室２０内の仕切弁２７を全開方向に移動させ触媒容器後
方室２０内の間仕切機能を解除させるとともに、前記触
媒容器後方室２０の内壁面２１側に停止させ、そして、
触媒や触媒容器本体の温度が設定した温度以下になった
ことを触媒本体や触媒容器から伝わる熱で感知した時、
再び排気ガス流入面積制御弁８を閉め始め、触媒前方開
孔面７の排気ガス流入面積を狭める方向、即ち、進み側
触媒容器前方室内１２を縮小し、遅れ側触媒容器前方室
内１７を拡大する方向へ移動させ、また、前記排気ガス
流入面積制御弁８と連動する触媒容器後方室２０内の仕
切弁２７を同時に閉め始め、触媒後方開孔面２６の排気
ガス流出面積を狭める方向、即ち、進み側触媒容器後方
室３２内を拡大し、遅れ側触媒容器後方室３４内を縮小
する方向へ移動させ、触媒や触媒容器本体の温度がさら
に低下したことを触媒本体や触媒容器から伝わる熱で感
知した時、排気ガス流入面積制御弁８の先端９が、前記
触媒容器前方室４内を、触媒第一層部分１０の前方開孔
面１１が開孔する進み側触媒容器前方室１２と、触媒第
二層部分１３の前方開孔面１４及び触媒第三層部分１５
の前方開孔面１６が開孔する遅れ側触媒容器前方室１７
に間仕切る位置まで排気ガス流入面積制御弁８移動さ
せ、触媒容器前方室４内に設けた突起部１８と当て停止
させ、また、排気ガス流入面積制御弁８と連動する触媒
容器後方室２０内の仕切弁２７の先端２８が、触媒容器
後方室２０内を、触媒第一層部分１０の後方開孔面３０
及び触媒第二層部分１３の後方開孔面３１が開孔する進
み側触媒容器後方室３２と、触媒第三層部分１５の後方
開孔面３３が開孔する遅れ側触媒容器後方室３４に間仕
切る位置まで仕切弁２７を同時に移動させて停止させる
弁自動開閉装置３６を前記排気ガス流入面積制御弁８の
弁軸６に装着した。

【００２２】前記弁自動開閉装置３６においては、熱膨
張率の異なる二枚の金属を張り合わせたバイメタル式で
コイル３７状の弁自動開閉装置を採用し、前記コイル中
心部３８を前記排気ガス流入面積制御弁８の弁軸６に固
着し、また、コイル外周部３９は排気管や触媒容器前方
室４、さらに触媒保持部３本体等の外側部分で、触媒第
三層部分１５で触媒効果が充分得られる温度に昇温した
時期や、触媒の温度が低下した時期等、触媒の温度変化
がもっとも精確に確認出来る位置に固着するとともに、
図１及び図２においては図示していないが、バイメタル
式でコイル状の弁自動開閉装置は外気温度に影響されな
いように全体がケースで覆われている。そして、触媒第
三層部分１５で触媒効果が充分得られる温度に昇温した
時や触媒部分で温度が低下した時等、触媒部分で温度が
変化した時、コイル外周部３９の固着部４０や弁軸６か
ら伝わる熱によって、バイメタル式でコイル状の弁自動
開閉装置３６が開閉可動し、排気ガス流入面積制御弁８
を最適な位置へ移動させるとともに、前記排気ガス流入
面積制御弁８と連動する触媒容器後方室２０内の仕切弁
２７を上述した最適な位置へ移動させる。

【００２３】さらに上述した実施例に限らず、例えば、
請求項３記載の実施例のように、触媒容器前方室４１
内、触媒容器後方室４２内、または触媒本体の第三層部
分４３、冷却水等の各温度を感知して情報収集する温度
センサー４４を適宜な位置に単数または複数個取り付
け、排気ガス流入面積制御弁４８及び仕切弁５２開閉の
制御に必要なプログラムやデータを記憶した車載のコン
ピュータ４５で前記センサー４４からの信号を受け、上
述した排気ガス流入面積制御弁４８及び仕切弁５２の弁
開閉開始条件を満たした信号を受けた時、内燃機関の吸
入工程時の吸入管負圧、またはサーボモーター４７等を
駆動力源とし、前記駆動力部４７とリンケージ５１、ま
たはワイヤー等で前記排気ガス流入面積制御弁４８の弁
軸４９間を連接して排気ガス流入面積制御弁４８及び仕
切弁５２制御回路を構成し、前記コンピュータ４５の指
示で、排気ガス流入面積制御弁４８と排気ガス流入面積
制御弁４８と連動する前記仕切弁５２を連動させ開閉す
る弁自動開閉装置も考えられる。

【００２４】さらに、請求項４記載の実施例のように、
内燃機関冷機時における内燃機関始動直後の回転の安定
を計るアイドルアップ機構部５７と、排気ガス流入面積
制御弁５８の弁軸５９に固着したレバー６０間をリンケ
ージ６１、またはワイヤー等で連接するとともに、前記
排気ガス流入面積制御弁５８の弁軸５９に固着したレバ
ー６０と、仕切弁６２の弁軸６３に固着したレバー６４
間を連接棒６５で連接し、前記アイドルアップ機構部５
７作動時に前記排気ガス流入面積制御弁５８と前記排気
ガス流入面積制御弁５８と連接する仕切弁６２が連動し
て開閉する弁自動開閉装置採用する方法も考えられる。

【００２５】ここで、触媒第一層部分１０、触媒第二層
部分１３、触媒第三層部分１５の各排気ガス流入部分の
開孔面積は、少なくとも内燃機関始動直後の排圧の高ま
り等により内燃機関が停止に至ることのない開孔面積が
確保され、また、各触媒層の排気ガス流入部分の開孔面
積は、触媒開孔面全面を三等分したが、この各触媒層の
排気ガス流入部分の開孔面積比も含め、触媒の配置位置
や、排気ガス流入面積制御弁及び仕切弁の面積、形状、
弁軸と弁先端間の長さ、弁軸の配置位置、弁軸に固着し
たレバーの比、さらに、弁自動開閉装置の排気ガス流入
面積制御弁及び仕切弁の各弁開閉時期、弁の作動角、等
の設定は、内燃機関の排気量、空燃比、触媒に流れこむ
時の排気ガス温度、また、触媒に設定された浄化能力や
浄化開始温度、そして、内燃機関が搭載される車種、例
えば、スポーツ車や実用車、また、内燃機関が搭載され
る車両の車重等、諸条件を考慮して決定することは勿論
である。

【００２６】また、図１に示される実施例では、触媒の
開孔面形状が方形の場合において説明したが、この限り
ではなく、方形以外の菱形や円形、楕円形状の各種開孔
面形状の触媒を採用しても同様な効果を確保することが
でき、さらに、前記方形以外の菱形や円形、楕円形状の
各種開孔面形状の触媒が内部に配置され固着された触媒
保持部の前方や後方に連接して形成された触媒容器前方
室や触媒容器後方室は、その内壁面を四角錐状に形成す
る方法と、それぞれの触媒の開孔面形状に合致した形状
に形成する方法が考えられ、後者においては排気ガス流
入面積制御弁及び仕切弁の弁作動時、前記排気ガス流入
面積制御弁の両側面及び前記仕切弁の両側面が、触媒容
器前方室及び触媒容器後方室のそれぞれ相対す部分と接
触しない範囲で、排気ガス漏れを防止できるように、少
なくとも、排気ガス流入面積制御弁の両側面及び仕切弁
の両側面が弁作動中の範囲内において、触媒容器前方室
及び触媒容器後方室のそれぞれ相対す内壁部分が、排気
ガス流入面積制御弁及び仕切弁の各弁作動中の各両側面
と狭い間隔を保って平行状態を維持できる形状に成形さ
れている。

【００２７】そして、触媒容器前方室４内の排気ガス流
入面積制御弁８の先端９が内燃機関冷機時において、触
媒容器前方室４内を進み側触媒容器前方室１２と、遅れ
側触媒容器前方室１７に間仕切った境界線と、触媒容器
後方室２０内の仕切弁２７の先端２８が内燃機関冷機時
において、触媒容器後方室２０内を進み側触媒容器後方
室３２と、遅れ側触媒容器後方室３４に間仕切った境界
線の両者間は、排気ガス流入面積制御弁８と仕切弁２７
の両弁の各弁軸６及び２２が平行線上に設定された場合
でも、必ずしも平行線上に設定する必要はなく、触媒容
器後方室２０内の仕切弁２７の先端２８は、少なくと
も、触媒容器前方室４内の排気ガス流入面積制御弁８に
よって閉塞された触媒部分２９の後方開孔面を、面積比
で触媒第二層部分と触媒第三層部分に二分するだけでも
よく、したがって、排気ガス流入面積制御弁先端と仕切
弁先端間にある角度差や、また、逆勾配を与えた場合、
両弁作動中の交差時、前記排気ガス流入面積制御弁先端
と仕切弁先端間は一点で交差するため、排気ガス流は、
進み側触媒容器前方室から遅れ側触媒容器後方室へ流れ
やすく、よって、両弁作動中の交差時における詰まり具
合を軽減できる。さらに、仕切弁２７側の弁軸２２と仕
切弁先端部２８間の弁の長さを、排気ガス流入面積制御
弁８の弁の長さと比べて短く設定したり、また、両弁に
固着したレバーのレバー比を変え、排気ガス流入面積制
御弁８の作動角に対し、仕切弁２７の作動角を大きく設
定すれば、弁作動時、仕切弁先端部２８と触媒の触媒後
方開孔面２６間の間隔が、排気ガス流入面積制御弁８と
触媒の触媒前方開孔面７間の間隔と比べ広がるため、排
気ガス流の詰まり具合を軽減できる。

【００２８】図６は、排気ガス流の中心部分ｃ−ｃ′と
触媒暖機後の触媒本体の中心線部分ｄ−ｄ′、そして、
後方排気管の中心線部分ｅ−ｅ′を同一線上に合わせた
他の実施例で、排気ガス流入面積制御弁６６と仕切弁６
７の各弁先端部分６８と６９が弁作動時において、触媒
７０の触媒前方開孔面７１や触媒後方開孔面７２と接触
しない間隔を保ちつつ、また、内燃機関冷機時におい
て、触媒第一層部分７３、触媒第二層部分７４、触媒第
三層部分７５の各触媒層の排気ガス流通部分の開孔面積
を三等分できる条件を確保するため、触媒前方開孔面７
１の切り口面を、触媒本体の中心線ｄ−ｄ′に対しある
角度θ^１を与えた斜面状で、かつ、前記触媒の触媒前方
開孔面７１の切り口面と、排気ガス流入面積制御弁６６
の先端６８から弁軸７６を結ぶ中心線ｆ−ｆ′との相対
す角度θ^２を、排気ガス流入面積制御弁６６の開方向側
に直角度以上に設定し、また、触媒後方開孔面７２の切
り口面を、触媒本体の中心線ｄ−ｄ′に対しある角度θ
^３を与えた斜面状で、かつ、前記触媒の触媒後方開孔面
７２の切り口面と仕切弁６７の先端６９から弁軸７７を
結ぶ中心線ｇ−ｇ′との相対す角度θ^４を、仕切弁の開
方向側に直角度以上に設定した。そして、前記触媒前方
開孔面７１の斜面状の切り口面と触媒本体の中心線ｄ−
ｄ′の相対す角度θ^１と、触媒後方開孔面７２の斜面状
の切り口面と触媒本体の中心線ｄ−ｄ′の相対す角度θ
^３を同一角度として前記両開孔面７１と７２を平行面上
に設定すれば、触媒を単体に成形加工する触媒製造工程
の効率化を計ることが出来る。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３０】触媒本体に開孔する排気ガス流の流通孔
は、それぞれ互いに並列状に配置されているが、排気ガ
ス流入面積制御弁と仕切弁の配置位置によって、前記触
媒の排気ガスの流通孔は三等分され、さらに、排気ガス
流入面積制御弁と仕切弁によって排気ガス流の流れる方
向が制御されているため、三等分された各触媒層は直列
状に配置されたことになる。よって、内燃機関冷機時の
始動直後において、内燃機関より排出された排気ガス流
は、排気ガス流入面積制御弁によって間仕切られ、狭め
られた触媒容器前方室内の進み側触媒容器前方室へ導入
し、混合しながら、触媒第一層部分に供給され、全ての
排気ガス流の熱で触媒第一層部分は暖め続けられる。よ
って、触媒第一層部分を触媒効果が得られる温度に素早
く昇温させることができ、排気ガス流中の有害物質を浄
化する能力も向上する。そして、さらに続く排気ガス流
の集中供給で、触媒第一層部分は触媒反応が促進される
とともに反応熱で昇温も促進され、通過する排気ガス流
中の有害物質を効率よく浄化できる。そして、触媒第一
層部分から排出された高温の排気ガス流が、触媒第二層
部分をその高い熱で暖め続け、触媒第二層部分でも排気
ガス流中の有害物質を効率よく浄化する。さらに触媒第
二層部分から排出された排気ガス流は、触媒第三層部分
へ流入し触媒第三層部分を暖め続け、触媒第三層部分で
も排気ガス流中の有害物質を浄化する。さらに、この触
媒第三層部分が充分に暖まると、排気ガス流入面積制御
弁と仕切弁が便自動開閉装置によって開き始め、前記各
弁によって間仕切られた触媒の前方開孔面及び後方開孔
面は、その制御が解除されるとともに、排気ガス流方向
の制御も合わせて解除され、今度は、触媒前方開孔面の
全面へ排気ガス流が供給され、直ちに触媒全体で排気ガ
スの浄化作用を行う。よって、従来の浄化方法と比べ、
内燃機関冷機時において、始めに触媒のある部分のみを
暖め続け、素早く触媒効果が得られる温度に昇温させ、
さらに、そこから排出された触媒との反応熱でさらに高
温になった排気ガス流を、再び触媒第二層部分から触媒
第三層部分の後方触媒に次々に供給するため、結果的に
触媒全体を短時間で暖め活性化でき、よって、触媒を通
過する排気ガス流中の有害物質を効率よく浄化し続ける
ことができる。ゆえに、排気ガス温度の設定においても
温度設定範囲が拡がり、排気側に触媒を配置する配置位
置の自由度が増し、延いては、スポーツタイプ車におけ
る排気マニホールドの設計形状の自由度も増すととも
に、内燃機関の熱効率が向上して燃費も向上する。

【００３１】そして、内燃機関が停止し、触媒が放熱し
て、排気管や触媒容器前方室、さらに触媒保持部の本体
等の外側部分から伝わる熱によって、触媒の温度が設定
した温度以下に低下した時期を感知した弁自動開閉装置
は、排気ガス流入面積制御弁と仕切弁を閉め始め、さら
に、触媒が放熱して、排気管や触媒容器前方室、さらに
触媒保持部の本体等の外側部分が冷却されると弁自動開
閉装置は、再び排気ガス流入面積制御弁先端が、内燃機
関冷機時の始動時における触媒第一層部分の触媒前方開
孔面積を確保すると同時に、触媒容器前方室内を、進み
側触媒容器前方室と遅れ側触媒容器前方室に間仕切る位
置まで排気ガス流入面積制御弁を移動させ停止させ、ま
た、前記排気ガス流入面積制御弁と連動する仕切弁先端
が、内燃機関冷機時の始動時における触媒第二層部分の
触媒前方開孔面と触媒第三層部分の触媒前方開孔面の開
孔面積を確保すると同時に、触媒容器後方室内を、進み
側触媒容器後方室と遅れ側触媒容器後方室に間仕切る位
置まで仕切弁を移動させ停止させることにより、次回の
内燃機関冷機時の始動時においても、上述した効果を確
保することができる。

【００３２】また、触媒容器前方室内や、触媒容器後方
室内、触媒第三層部分、水温等の温度変化を感知する温
度センサーを、前記触媒容器前方室内や、触媒容器後方
室内、触媒第三層部分、また、シリンダーブロックやラ
ジエター等の適宜な位置に取り付け、前記温度センサー
と接続する車載のコンピュータで、排気ガス流入面積制
御弁及び仕切弁の弁開閉開始条件を満たした信号を前記
温度センサーから受けた時、内燃機関の吸入工程時の負
圧や、サーボモーター等を駆動力源とし、前記駆動力部
とリンケージやワイヤー等で前記排気ガス流入面積制御
弁の弁軸間を連接し、さらに、前記弁軸と仕切弁の弁軸
間を連接させ、予め、排気ガス流入面積制御弁及び仕切
弁開閉の制御に必要なプログラムやデータを記憶した車
載のコンピュータの指示で、排気ガス流入面積制御弁及
び仕切弁を開閉する弁自動開閉装置を排気ガス浄化装置
に採用すれば、さらに精確な排気ガス流入面積制御弁及
び仕切弁の開閉を操作することができる。

【００３３】そして、内燃機関冷機時における内燃機関
始動直後の回転の安定を計るアイドルアップ機構と、排
気ガス流入面積制御弁の弁軸間をリンケージやワイヤー
等で連接し、排気ガス流入面積制御弁と排気ガス流入面
積制御弁と連接する仕切弁を開閉する弁自動開閉装置を
排気ガス浄化装置に採用すれば、既存のアイドルアップ
機構を利用でき、よって、容易にまた安価に排気ガス浄
化装置を製造でき、内燃機関に利用しやすい。

【００３４】さらに、図６の実施例のように、排気ガス
流の中心部分と触媒暖機後の触媒本体の中心線部分、そ
して、後方排気管の中心線部分を同一線上に合わせれ
ば、排気ガス流の抵抗を減らすことができ、また、排気
ガス浄化装置全体をコンパクトに設計できるため、車両
に配置しやすい形状に製造できる。

【００３５】本実施例においては、内燃機関に採用した
場合について説明したが、この限りではなく、例えば、
外燃機関に本装置を採用する実施例も充分に考えられ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】排気ガス浄化装置の一方向側の断面図で、排気
ガス流入面積制御弁及び仕切弁が閉時の状態を示す。

【図２】排気ガス浄化装置の一方向側からの外観図であ
る。

【図３】排気ガス浄化装置の一方向側の断面図で、排気
ガス流入面積制御弁及び仕切弁が全開時の状態を示す。

【図４】コンピュータやサーボモータを採用した他の実
施例を示す弁自動開閉装置の概略構成図である。

【図５】内燃機関のアイドルアップ機構と連結した他の
実施例を示す弁自動開閉装置の概略構成図である。

【図６】排気ガス浄化装置の他の実施例を示す一方向側
の断面図で、排気ガス流入面積制御弁及び仕切弁が閉時
の状態を示す。

【符号の説明】

１ 前方排気管 ２、７０ 触媒 ３ 触媒保持部 ４、４１ 触媒容器前方室 ５ 触媒容器前方室内前方の内壁面 ６、７６ 排気ガス流入面積制御弁の弁軸 ７、７１ 触媒の触媒前方開孔面 ８、４８、５８、６６ 排気ガス流入面積制御弁 ９、４９、５９、６８ 排気ガス流入面積制御弁の先端 １０、７３ 触媒第一層部分 １１ 触媒第一層部分の前方開孔面 １２ 進み側触媒容器前方室 １３、７４ 触媒第二層部分 １４ 触媒第二層部分の前方開孔面 １５、４３、７５ 触媒第三層部分 １６ 触媒第三層部分の前方開孔面 １７ 遅れ側触媒容器前方室 １８ 突起部 １９ 後方排気管 ２０、４２ 触媒容器後方室 ２１ 触媒容器後方室内後方の内壁面 ２２、５３、６３、７７ 仕切弁の弁軸 ２３、５０、６０ 排気ガス流入面積制御弁の弁軸に固
着したレバー ２４、５４、６４ 仕切弁の弁軸に固着したレバー ２５、５５、６５ 連接棒 ２６、７２ 触媒の触媒後方開孔面 ２７、５２、６２、６７ 仕切弁 ２８、６９ 仕切弁の先端 ２９ 内燃機関冷機時において、排気ガス流入面積制御
弁によって閉塞された触媒前方開孔面の触媒部分 ３０ 触媒第一層部分の後方開孔面 ３１ 触媒第二層部分の後方開孔面 ３２ 進み側触媒容器後方室 ３３ 触媒第三層部分の後方開孔面 ３４ 遅れ側触媒容器後方室 ３５ 突起部 ３６ 弁自動開閉装置 ３７ バイメタル式のコイル ３８ コイル中心部 ３９ コイル外周部 ４０ コイル外周部の固着部 ４４ 温度センサー ４５ コンピューター ４６、５６ リード線 ４７ サーボモーター ５１、６１ リンケージ ５７ アイドルアップ機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気マニホールドまたは排気マニホール
   ドに連接する前方排気管（１）と触媒（２）を内部に配
   置し固着した触媒保持部（３）間で、前記排気マニホー
   ルドや前方排気管（１）出口部分から前記触媒保持部
   （３）の前端に連続して形成された触媒容器前方室
   （４）内に、排気ガス流上流方向でかつ前記触媒容器前
   方室（４）内前方の内壁面（５）側の位置に弁軸（６）
   を設け、前記弁軸（６）を回転中心に円弧軌道Ａ移動中
   において、前記触媒（２）の触媒前方開孔面（７）に接
   触しない間隔を保ち、前記触媒の触媒前方開孔面（７）
   の排気ガス流入面積を制御する排気ガス流入面積制御弁
   （８）を配置し、また、前記排気ガス流入面積制御弁
   （８）の先端（９）と弁軸（６）を結ぶ中心線ａ−ａ′
   と、触媒の触媒前方開孔面（７）との相対す角度θを、
   排気ガス流入面積制御弁（８）の開方向側に直角度以上
   に設定し、そして、内燃機関冷機時において、前記排気
   ガス流入面積制御弁（８）の先端（９）が、前記触媒容
   器前方室（４）内を、触媒第一層部分（１０）の前方開
   孔面（１１）が開孔する進み側触媒容器前方室（１２）
   と、触媒第二層部分（１３）の前方開孔面（１４）及び
   触媒第三層部分（１５）の前方開孔面（１６）が開孔す
   る遅れ側触媒容器前方室（１７）に間仕切る位置で前記
   排気ガス流入面積制御弁（８）を停止させる突起部（１
   ８）を触媒容器前方室（４）内に設け、さらに、前記触
   媒保持部（３）の後端と後方排気管（１９）入口部分間
   に連続して形成された触媒容器後方室（２０）内に、排
   気ガス流下流方向でかつ前記触媒容器後方室（２０）内
   後方の内壁面（２１）側の位置に弁軸（２２）を設け、
   前記弁軸（２２）を回転中心に円弧軌道Ｂ移動中におい
   て、前記触媒（２）の触媒後方開孔面（２６）に接触し
   ない間隔を保ち、前記触媒の触媒後方開孔面（２６）の
   排気ガス流出面積を制御する仕切弁（２７）を配置し、
   また、前記仕切弁（２７）の先端（２８）と弁軸（２
   ２）を結ぶ中心線ｂ−ｂ′と、触媒後方開孔面（２６）
   との相対す角度θ′を、仕切弁（２７）の開方向側に直
   角度以上に設定し、そして、内燃機関冷機時において、
   前記仕切弁（２７）の先端（２８）が、触媒容器前方室
   （４）内の排気ガス流入面積制御弁（８）によって閉塞
   された触媒部分（２９）を、触媒第二層部分（１３）と
   触媒第三層部分（１５）に二分するとともに、前記触媒
   容器後方室（２０）内を、触媒第一層部分（１０）の後
   方開孔面（３０）及び触媒第二層部分（１３）の後方開
   孔面（３１）が開孔する進み側触媒容器後方室（３２）
   と、触媒第三層部分（１５）の後方開孔面（３３）が開
   孔する遅れ側触媒容器後方室（３４）に間仕切る位置で
   前記仕切弁（２７）を停止させる機構が、前記排気ガス
   流入面積制御弁（８）の弁軸（６）に固着したレバー
   （２３）と、前記仕切弁（２７）の弁軸（２２）に固着
   したレバー（２４）間に、両者を連接する連接棒（２
   ５）を配置する構成で設けられ、そしてさらに、内燃機
   関冷機時において、前記排気ガス流入面積制御弁（８）
   の先端（９）が、前記触媒容器前方室（４）内を、触媒
   第一層部分（１０）の前方開孔面（１１）が開口する進
   み側触媒容器前方室（１２）と、触媒第二層部分（１
   ３）の前方開孔面（１４）及び触媒第三層部分（１５）
   の前方開孔面（１６）が開孔する遅れ側触媒容器前方室
   （１７）に間仕切る位置で、排気ガス流入面積制御弁
   （８）を触媒容器前方室（４）内に設けた突起部（１
   ８）と当て停止させると同時に、前記排気ガス流入面積
   制御弁（８）と連動する触媒容器後方室（２０）内の仕
   切弁（２７）の先端（２８）が、前記触媒容器前方室
   （４）内の排気ガス流入面積制御弁（８）によって閉塞
   された触媒部分（２９）を、触媒第二層部分（１３）と
   触媒第三層部分（１５）に二分するとともに、前記触媒
   容器後方室（２０）内を、触媒第一層部分（１０）の後
   方開孔面（３０）及び触媒第二層部分（１３）の後方開
   孔面（３１）が開孔する進み側触媒容器後方室（３２）
   と、触媒第三層部分（１５）の後方開孔面（３３）が開
   孔する遅れ側触媒容器後方室（３４）に間仕切る位置で
   仕切弁（２７）を停止させ、内燃機関始動後、触媒第三
   層部分（１５）で触媒効果が充分得られる温度に昇温し
   たことを感知した時、排気ガス流入面積制御弁（８）を
   全開方向に移動させ触媒容器前方室（４）内の間仕切機
   能を解除させるとともに、触媒容器前方室（４）内に設
   けた突起部（３５）と当て、前記排気ガス流入面積制御
   弁（８）を前記触媒容器前方室（４）の内壁面（５）側
   に停止させ、また、前記排気ガス流入面積制御弁（８）
   と連動する触媒容器後方室（２０）内の仕切弁（２７）
   を全開方向に移動させ触媒容器後方室（２０）内の間仕
   切機能を解除させるとともに、触媒容器後方室（２０）
   の内壁面（２１）側に停止させ、そして、触媒や触媒容
   器本体の温度が設定した温度以下になったことを感知し
   た時、再び排気ガス流入面積制御弁（８）を閉め始め、
   触媒（２）の触媒前方開孔面（７）の排気ガス流入面積
   を狭める方向、即ち、進み側触媒容器前方室（１２）内
   を縮小し、遅れ側触媒容器前方室（１７）内を拡大する
   方向へ移動させ、また、前記排気ガス流入面積制御弁
   （８）と連動する触媒容器後方室（２０）内の仕切弁
   （２７）を同時に閉め始め、触媒後方開孔面（２６）の
   排気ガス流出面積を狭める方向、即ち、進み側触媒容器
   後方室（３２）内を拡大し、遅れ側触媒容器後方室（３
   ４）内を縮小する方向へ移動させ、触媒や触媒容器本体
   の温度がさらに低下したことを感知した時、排気ガス流
   入面積制御弁（８）の先端（９）が、前記触媒容器前方
   室（４）内を、触媒第一層部分（１０）の前方開孔面
   （１１）が開孔する進み側触媒容器前方室（１２）と、
   触媒第二層部分（１３）の前方開孔面（１４）及び触媒
   第三層部分（１５）の前方開孔面（１６）が開孔する遅
   れ側触媒容器前方室（１７）に間仕切る位置まで排気ガ
   ス流入面積制御弁（８）を移動させ、触媒容器前方室
   （４）内に設けた突起部（１８）と当て停止させ、ま
   た、排気ガス流入面積制御弁（８）と連動する触媒容器
   後方室（２０）内の仕切弁（２７）の先端（２８）が、
   触媒容器後方室（２０）内を、触媒第一層部分（１０）
   の後方開孔面（３０）及び触媒第二層部分（１３）の後
   方開孔面（３１）が開孔する進み側触媒容器後方室（３
   ２）と、触媒第三層部分（１５）の後方開孔面（３３）
   が開孔する遅れ側触媒容器後方室（３４）に間仕切る位
   置まで仕切弁（２７）を同時に移動させて停止させる弁
   自動開閉装置（３６）を前記排気ガス流入面積制御弁
   （８）の弁軸（６）に装着したことを特徴とする排気ガ
   ス浄化装置。
2. 【請求項２】 熱膨張率の異なる二枚の金属を張り合わ
   せたバイメタル式のコイル（３７）状のコイル中心部
   （３８）を、排気ガス流入面積制御弁（８）の弁軸
   （６）に固着し、また、コイル外周部（３９）を、排気
   管や触媒容器前方室（４）または触媒保持部（３）本体
   等の外側部分で、さらに、触媒第三層部分（１５）で触
   媒効果が充分得られる温度に昇温した時期や、触媒の温
   度が低下した時期等、触媒の温度変化がもっとも精確に
   確認出来る位置に固着するとともに、コイル状の弁自動
   開閉装置全体がケースで覆われていることを特徴とする
   弁自動開閉装置を備えた請求項１記載の排気ガス浄化装
   置。
3. 【請求項３】 触媒容器前方室（４１）内や触媒容器後
   方室（４２）内、また、触媒本体の触媒第三層部分（４
   ３）、そして、冷却水等の各箇所において、前記箇所の
   温度を感知する温度センサー（４４）を、前記箇所の適
   宜な位置に単数または複数箇所取り付け、前記温度セン
   サー（４４）と車載のコンピュータ（４５）間をリード
   線（４６）で結線し、そして、内燃機関の吸入工程時の
   吸入管負圧、またはサーボモーター（４７）等を駆動力
   源とし、前記駆動力部（４７）と、排気ガス流入面積制
   御弁（４８）の弁軸（４９）に固着したレバー（５０）
   間をリンケージ（５１）、またはワイヤー等で連接する
   とともに、前記排気ガス流入面積制御弁（４８）の弁軸
   （４９）に固着したレバー（５０）と、仕切弁（５２）
   の弁軸（５３）に固着したレバー（５４）間を連接棒
   （５５）で連接し、さらに、前記車載のコンピュータ
   （４５）と内燃機関の吸入工程時の吸入管負圧、または
   サーボモーター（４７）等の前記駆動力部（４７）間を
   リード線（５６）で結線して排気ガス流入面積制御弁
   （４８）及び仕切弁（５２）制御回路を構成し、そし
   て、前記車載のコンピュータ（４５）で、排気ガス流入
   面積制御弁（４８）及び仕切弁（５２）の弁開閉開始条
   件を満たした信号を温度センサー（４４）から受信した
   時、前記コンピュータ（４５）の指示で、排気ガス流入
   面積制御弁（４８）と、前記排気ガス流入面積制御弁
   （４８）と連接する仕切弁（５２）が連動して開閉する
   ことを特徴とする弁自動開閉装置を備えた請求項１記載
   の排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 内燃機関冷機時における内燃機関始動直
   後の回転の安定を計るアイドルアップ機構部（５７）
   と、排気ガス流入面積制御弁（５８）の弁軸（５９）に
   固着したレバー（６０）間をリンケージ（６１）、また
   はワイヤー等で連接するとともに、前記排気ガス流入面
   積制御弁（５８）の弁軸（５９）に固着したレバー（６
   ０）と、仕切弁（６２）の弁軸（６３）に固着したレバ
   ー（６４）間を連接棒（６５）で連接し、前記アイドル
   アップ機構部（５７）作動時に前記排気ガス流入面積制
   御弁（５８）と前記排気ガス流入面積制御弁（５８）
   と、連接する仕切弁（６２）が連動して開閉することを
   特徴とする弁自動開閉装置を備えた請求項１記載の排気
   ガス浄化装置。