JP5912605B2

JP5912605B2 - 排気マフラー装置

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Publication number: JP5912605B2
Application number: JP2012022010A
Authority: JP
Inventors: 敦村上; 弘志間平; 忠寿政谷; 健介本間; 志朗國府
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: JP2013160123A; CN103244243B; US20130199869A1; BR102013002483A2; US8807273B2; CN103244243A; BR102013002483B1

Description

本発明は、内部にセラミック触媒体を備えるエンジンの排気マフラー装置に関する。

従来、排気マフラー装置等に設けられる触媒装置において、セラミック触媒体の外周に保持材としてのマットを巻き付け、円筒状の保持筒（メタルケース）内に保持材を介してセラミック触媒体を保持したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、保持筒の上流端に接続される排気管は、保持筒の上流端の内周部に嵌合されており、排気管の内周部の端は、マットに近接した位置に配置されている。

特開２０００−３３７１３９号公報

しかしながら、上記従来の触媒装置では、排気管の内周部の端がマットに近接して配置されており、排気管の内壁に沿って流れる排気はマットの端部に直接当たるように構成されている。このため、マットの内部に排気が多量に侵入したり、マットの端部の近傍で排気の流れが乱れたりする可能性がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、内部にセラミック触媒体を備える排気マフラー装置において、マットの内部に排気が多量に侵入することを防止し、且つ、マットの近傍で排気の流れに乱れが発生することを防止できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、内部にセラミック触媒体（８０）を備えるエンジン（１３）の排気マフラー装置において、保持マット（８１）を介して内部に前記セラミック触媒体（８０）を保持する保持筒（８２）は端部（８４）において縮径された縮径部（８４Ａ）を有し、前記保持筒（８２）に接続される排気管（６１Ａ）の下流端部（７４）が前記保持筒（８２）の前記縮径部（８４Ａ）の内周に嵌合されているとともに、当該排気管（６１Ａ）の前記下流端部（７４）の内周面（７９）が、前記保持マット（８１）と前記セラミック触媒体（８０）との境界部（８６）と径方向で同一の位置となるように、前記保持筒（８２）の端部（８４）が前記排気管（６１Ａ）の下流端部（７４）に固定されており、前記セラミック触媒体（８０）の上流端（８０Ａ）及び前記保持マット（８１）の上流端（８１Ａ）は、軸方向において同一の位置に配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、保持マットを介して内部にセラミック触媒体を保持する保持筒を端部において縮径させて縮径部を形成し、保持筒に接続される排気管の下流端部を保持筒の縮径部の内周に嵌合させるとともに、排気管の下流端部の内周面が、保持マットとセラミック触媒体との境界部に近接するように、保持筒の端部を排気管の下流端部に固定したため、排気管の下流端部の内周面に沿って流れる排気は保持マットに当たらずに、スムーズにセラミック触媒体内を流れる。このため、マットの内部に排気が多量に侵入することを防止し、且つ、マットの近傍で排気の流れに乱れが発生することを防止できる。また、排気管の下流端部の内周面と境界部とは、径方向において同一の位置に位置するため、排気管の下流端部の内周面に沿って流れる排気は保持マットに当たらずに、スムーズにセラミック触媒体内を流れる。このため、マットの内部に排気が多量に侵入することを防止し、且つ、マットの近傍で排気の流れに乱れが発生することを防止できる。

また、前前記保持マット（８１）の長手方向の大きさは、前記セラミック触媒体（８０）の長手方向の大きさに対して小さく形成されている構成としても良い。
この場合、保持マットの長手方向の大きさは、セラミック触媒体の長手方向の大きさに対して小さく形成されているため、セラミック触媒体を圧入等によって保持筒に組み付ける際に、保持マットが長手方向にはみ出すことを防止できるとともに、排気管の下流端部側において保持マットの端部と、セラミック触媒体の端部とのずれによって不必要な空間が発生することを防止できる。このため、組付けの作業性を向上できるとともに、排気の乱れを防止してエンジン性能を向上できる。

さらに、前記保持筒（８２）における前記排気管（６１Ａ）とは反対側の下流端（８３Ａ）から、前記保持マット（８１）が巻き付けられた前記セラミック触媒体（８０）を前記保持マット（８１）と共に前記保持筒（８２）に挿入可能である構成としても良い。
この場合、保持筒へのセラミック触媒体の組み付けは、保持筒における排気管とは反対側の下流端から、保持マットが巻き付けられたセラミック触媒体を保持マットと共に保持筒に挿入して行うことが可能であるため、保持筒に縮径部を予め形成しておくことができる。このため、セラミック触媒体が組み付けられていない状態で縮径部を形成でき、生産性を向上できる。

また、前記保持筒（８２）の前記下流端（８３Ａ）に接続される下流部排気管（８８）が設けられ、前記下流部排気管（８８）は、前記保持筒（８２）における前記縮径部（８４Ａ）が形成された前記端部（８４）とは反対側の前記下流端（８３Ａ）の内周部に接続されている構成としても良い。
この場合、下流部排気管は、保持筒の他方の端部の内周部に接続されるため、縮径部を形成した後にセラミック触媒体及び保持マットを圧入等によって保持筒の他方の端部から組み付けできる。このため、生産性を向上できる。

また、前記排気管（６１Ａ）の前記下流端部（７４）は、板状の半割り部材（７８Ａ，７８Ｂ）を組み合せた２部材からなる円錐状のテーパー形状とされたものであっても良い。
この場合、排気管の下流端部は、板状の半割り部材を組み合せた２部材からなる円錐状のテーパー形状とされたものであるため、テーパー形状の設計の自由度を向上できるとともに、生産性を向上できる。
また、前記排気マフラー装置は、マフラー本体（６６）内に前記保持筒（８２）を収納した鞍乗り型車両（１０）の排気マフラー装置であって、単一の前記セラミック触媒体（８０）が、前記マフラー本体（６６）の内部の上流側の小径部（６６Ｂ）に配置される構成としても良い。
鞍乗り型車両では、セラミック触媒体からの輻射熱から周辺部品を保護することが必要であるが、マフラー本体内に保持筒を収納することで、周辺部品を輻射熱から保護できる。また、単一のセラミック触媒体をマフラー本体の内部の上流側の小径部に配置するため、マフラーを小型化しつつ、セラミック触媒体を迅速に活性化できる。
また、前記保持筒（８２）は、軸方向に延びるストレート部（８３）と、当該ストレート部（８３）の上流側の端部に形成される前記縮径部（８４Ａ）とを備え、前記下流端部（７４）の下流側の端面（８５）の位置は、前記ストレート部（８３）の上流側の端の位置に一致している構成としても良い。

本発明に係る排気マフラー装置では、保持筒に接続される排気管の下流端部を保持筒の縮径部の内周に嵌合させるとともに、排気管の下流端部の内周面が、保持マットとセラミック触媒体との境界部に近接するように、保持筒の端部を排気管の下流端部に溶接固定したため、排気管の下流端部の内周面に沿って流れる排気は保持マットに当たらずに、スムーズにセラミック触媒体内を流れる。このため、マットの内部に排気が多量に侵入することを防止し、且つ、マットの近傍で排気の流れに乱れが発生することを防止できる。
また、排気管の下流端部の内周面と境界部とは、径方向において略同一の位置に位置するため、排気をスムーズにセラミック触媒体内に流すことができ、マットの内部に排気が多量に侵入することを防止し、且つ、マットの近傍で排気の流れに乱れが発生することを防止できる。

また、セラミック触媒体を圧入等によって保持筒に組み付ける際に、保持マットが長手方向にはみ出すことを防止できるとともに、排気管の下流端部側において保持マットの端部と、セラミック触媒体の端部とのずれによって不必要な空間が発生することを防止できる。このため、組付けの作業性を向上できるとともに、排気の乱れを防止してエンジン性能を向上できる。
さらに、保持筒へのセラミック触媒体の組み付けは、保持筒における排気管とは反対側の下流端から、セラミック触媒体を保持マットと共に保持筒に挿入して行われるため、保持筒に縮径部を予め形成しておくことができる。このため、セラミック触媒体が組み付けられていない状態で縮径部を形成でき、生産性を向上できる。

また、排気管の下流端部は、板材をプレス成形して形成された半割り部材を組み合せて円錐状のテーパー形状に形成されたものであるため、テーパー形状の設計の自由度を向上できるとともに、生産性を向上できる。
また、マフラー本体内に保持筒を収納することで、周辺部品を輻射熱から保護できる。また、単一のセラミック触媒体をマフラー本体の内部の上流側の小径部に配置するため、マフラーを小型化しつつ、セラミック触媒体を迅速に活性化できる。

本発明の実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。排気マフラー装置の側面図である。排気管の後部の断面図である。触媒装置の断面図である。触媒装置の製造工程を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る排気マフラー装置を備えた自動二輪車について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。
図１に示すように、自動二輪車１０は、車両前部に配置されるハンドル１１によって操向可能に設けられた前輪１２と、前輪１２の後方に配置される駆動源としてのエンジン１３と、エンジン１３の後方に配置され、エンジン１３によって駆動される後輪１４と、前輪１２と後輪１４との間に配置されるシート１５とを有し、このシート１５に乗員が跨って座る形態の鞍乗り型車両である。

自動二輪車１０の車体フレーム４０は、前輪１２を支持するフロントフォーク１６を操向可能に支持するヘッドパイプ４１と、ヘッドパイプ４１から車両後方へ後下がりに延びるメインフレーム４２と、メインフレーム４２の後部から後上がりに車両後部へ延びる左右一対のシートレール４３と、メインフレーム４２の後部から下方に延びる左右一対のピボットプレート４４とを有している。
後輪１４を軸支するスイングアーム１８は、ピボットプレート４４に揺動自在に軸支されている。スイングアーム１８の後部とシートレール４３の後部との間には、リヤクッション１９が掛け渡されている。

自動二輪車１０は、樹脂製の車体カバー２０によって覆われている。車体カバー２０は、車両の前面を覆うフロントカバー２１と、フロントカバー２１の後部から車両後部まで連続して設けられ、車両の側面を覆う左右一対のサイドカバー２２と、エンジン１３の上方で車両の上部を覆うアッパーカバー２５と、ピボットプレート４４を覆うピボットプレートカバー２７とを有している。
前輪１２の上方には、フロントフェンダ２８が配置され、ハンドル１１の周囲にはハンドルカバー２６が配置されている。後輪１４の上方には、リヤフェンダ２９が配置されている。

エンジン１３は、エンジンステー（不図示）によって、メインフレーム４２に吊り下げられるようにして支持されている。
エンジン１３は、シリンダ軸線５４が車両前後方向に略水平に延びる単気筒の水平エンジンであり、車両後方側から順に、クランクケース５２、シリンダブロック５３、及び、シリンダヘッド５５を有している。変速機（不図示）は、クランクケース５２内に一体に設けられている。変速ペダル５６は、クランクケース５２に設けられる。
クランクケース５２の左側面には、エンジン１３の出力軸３１が突出している。後輪１４は、出力軸３１のドライブスプロケット３２と後輪１４のドリブンスプロケット３３との間に巻き掛けられたチェーン３４を介して駆動される。
エンジン１３の下面には、車幅方向に延びるステップステー４７が取付けられ、運転者用のステップ４８は、ステップステー４７に設けられる。

シリンダヘッド５５の上方には、シリンダヘッド５５の吸気ポートに接続されるスロットルボディ１７が設けられている。
シリンダヘッド５５の下面に形成された排気ポート５５Ａには、チェーン３４の反対側の車両の右側を通って車両後部へ延びる排気マフラー装置６０が接続されている。

図２は、排気マフラー装置６０の側面図である。
図１及び図２に示すように、排気マフラー装置６０は、排気ポート５５Ａに接続されて後方に延びる排気管６１と、排気管６１に接続され、排気管６１を通った高温・高圧の排気ガスを減圧して外部に排出するマフラー６２とを有している。排気管６１の後部はマフラー６２内に延びており、排気ガスを浄化する触媒装置６３は、排気管６１の後部に設けられてマフラー６２内に収納されている。
排気マフラー装置６０は、排気管６１に設けられた前部ハンガー部６４、及び、マフラー６２に設けられた後部ハンガー部６５を介して、車体側にボルト等によって固定される。

マフラー６２は、排気管６１よりも大径の円筒状に形成された本体ケース６６（マフラー本体）を有し、複数の隔壁６７Ａ，６７Ｂ及び後壁６８によって本体ケース６６の内部空間が複数の膨張室Ｘ，Ｙ，Ｚに仕切られた多段膨張式である。前側の膨張室Ｘと後側の膨張室Ｙとは、中央の膨張室Ｚを通って隔壁６７Ａ，６７Ｂを貫通する第１連通管６９によって連通し、膨張室Ｙと膨張室Ｚとは隔壁６７Ｂを貫通する第２連通管７０によって連通し、膨張室Ｚは、隔壁６７Ｂ及び後壁６８を貫通するテールパイプ７１によってマフラー６２の外側に連通している。
本体ケース６６の前部には、排気管６１が接続される上流端６６Ａ側ほど小径になるテーパー部６６Ｂ（小径部）が形成されている。
排気ガスは、排気管６１から膨張室Ｘに流入し、第１連通管６９を通って膨張室Ｙに流入し、流れ方向を反転して第２連通管７０を通って膨張室Ｚに流入し、再び流れ方向を反転してテールパイプ７１を通って外部に排出される。

図３は、排気管６１の後部の断面図である。
図２及び図３に示すように、排気管６１は、複数の管を溶接で接合することで、前後に延びる一本の管状に形成されている。
排気管６１は、排気ポート５５Ａに接続されるフランジを備えた排気ポート接続部７２と、排気ポート接続部７２から略同一径で触媒装置６３側へ延びる管部７３と、管部７３から延びて触媒装置６３に接続される下流テーパー管部７４（排気管の下流端部）と、管部７３との間に隙間を開けた状態で管部７３を外側から覆うアウターパイプ７５とを有する排気管上流部６１Ａ（保持筒に接続される排気管）と、この排気管上流部６１Ａの下流端に接続される排気管下流部６１Ｂとを備えている。排気管下流部６１Ｂは、触媒装置６３と、触媒装置６３の下流側に接続されるテーパー管８８及び管８９を有している。

排気管上流部６１Ａの下流テーパー管部７４は、管部７３の後端７３Ａの外周面に嵌合する前側接続部７４Ａと、触媒装置６３に接続される後側接続部７４Ｂと、前側接続部７４Ａと後側接続部７４Ｂとの間で下流側の後側接続部７４Ｂ側ほど拡径するテーパー部７４Ｃとを有している。前側接続部７４Ａは、溶接ビード１２１によって外側から溶接される。
また、下流テーパー管部７４は、金属板をプレス成形して形成した一対の半割り部材７８Ａ，７８Ｂを、合わせ面７８Ｃで溶接して円錐状の管になるように形成されている。このため、テーパー形状の設計の自由度を向上できるとともに、生産性を向上できる。

アウターパイプ７５は、縮径された端部７５Ａを上流端に有し、管部７３の外周面に嵌合された端部７５Ａが溶接されて固定される。端部７５Ａは、溶接ビード１２２によって外側から溶接される。アウターパイプ７５の下流端は、管部７３の後端７３Ａの近傍に位置している。
マフラー６２の本体ケース６６の上流端６６Ａは、アウターパイプ７５の外周面７５Ｂに溶接ビード１２３によって外側から溶接される。マフラー６２のテーパー部６６Ｂ及びアウターパイプ７５の内側の空間は、膨張室Ｘである。
管部７３の外周面においてアウターパイプ７５の上流側には、断面半円状の補強板７６が溶接されている。前部ハンガー部６４は、補強板７６及びアウターパイプ７５に溶接ビード１２４（図２）によって外側から溶接して固定されている。

図４は、触媒装置６３の断面図である。
図３及び図４に示すように、触媒装置６３は、円筒状の触媒体８０（セラミック触媒体）と、触媒体８０の外周に巻かれる保持マット８１と、保持マット８１を介して内部に触媒体８０を保持する保持筒８２とを備えて構成されている。
触媒装置６３は排気管上流部６１Ａよりも大径に形成されており、排気管上流部６１Ａから触媒装置６３に流入した排気ガスは、触媒体８０によって浄化されるとともに、圧力が緩和される。

触媒体８０は、その円筒形状の外郭の内部に、軸線方向に沿って延びる多数の細孔を有するハニカム状の多孔構造体であり、内部の表面積が大きく構成されている。上記各細孔の壁には、排気ガス成分を分解する白金、ロジウム及びパラジウムが触媒として担持されている。触媒体８０の基材は、多孔質のセラミックスが用いられているため、白金やロジウム等の触媒が担持され易い。ここで、セラミックスの材質の好ましい一例としては、コージェライト、ムライト、アルミナ、アルカリ土類金属のアルミネート、炭化ケイ素、窒化ケイ素等、或いはこれらの類似物を含む各種耐熱性セラミックスを用いることが可能である。

保持マット８１は、セラミックス製の繊維を圧縮又は集積して長尺のマット状に形成したものであり、触媒体８０の外表面に巻き付けられ、触媒体８０と保持筒８２との間に狭持される。保持マット８１は、繊維が絡み合った集合体であるため、比較的大きな弾性を有している。ここで、保持マット８１の材質は、耐熱性及び弾性を有するものであれば良く、繊維状の金属を集積したものやグラスウール等を用いることもできる。
触媒体８０に巻かれた状態の保持マット８１の長手方向の長さは、触媒体８０の長手方向（軸方向）の長さよりも小さく形成されている。

保持筒８２の材質は、強度及び耐熱性の高い金属が用いられ、例えばステンレスのような鋼材を用いることができる。
保持筒８２は、軸方向に同一径で延びる円筒状のストレート部８３と、排気の上流側の端部８４（一方の端部）に形成される縮径部８４Ａとを有している。縮径部８４Ａは、軸方向に同一厚さのストレート部８３の端を絞り加工によって縮径して形成されており、外径及び内径が小さくなっている。保持筒８２の全長は触媒体８０の全長よりも長い。

図４に示すように、排気管上流部６１Ａの下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂは、縮径部８４Ａの内周部に嵌合されて、溶接ビード１２５によって外側から溶接される。後側接続部７４Ｂの端面８５の位置は、ストレート部８３の先端の位置に略一致している。
本実施の形態では、後側接続部７４Ｂの板厚Ｔ１は、縮径部８４Ａの板厚Ｔ２よりも大きく設定されている。このように、縮径部８４Ａの内側の後側接続部７４Ｂの板厚Ｔ１を縮径部８４Ａの板厚Ｔ２よりも厚くすることで、溶接ビード１２５の裏ビードが発生することを防止できる。これにより、排気ガスが通る後側接続部７４Ｂの内周面の裏ビードの発生を防止でき、排気効率を向上できる。ここで、一例として、板厚Ｔ１は２ｍｍであり、板厚Ｔ２は１ｍｍであり、板厚Ｔ１を板厚Ｔ２の２倍以上とすることが、裏ビードの発生の防止のために好ましい。また、下流テーパー管部７４の板厚は一様であり、全体に亘って板厚Ｔ１と同じ厚さになっている。

触媒体８０は、保持マット８１が外周に巻かれた状態で、縮径部８４Ａとは反対側の下流端８３Ａ（他方の端部、排気管とは反対側の下流端）から圧入されることで、保持筒８２内に組み付けられる。
触媒体８０の上流端８０Ａ及び保持マット８１の上流端８１Ａは、保持筒８２の軸方向において略同一の位置に位置するように互いに近接しているとともに、後側接続部７４Ｂの端面８５から隙間Ｓを確保した位置まで挿入されている。この隙間Ｓは、各部品の寸法公差や熱膨脹を考慮して端面８５が触媒体８０に接触しないようにしつつ、できるだけ小さく設定されている。

また、後側接続部７４Ｂの内径Ｄ１は、保持マット８１と触媒体８０との径方向の境界部８６の径Ｄ２と略同一に形成されており、後側接続部７４Ｂの内周面７９と境界部８６とは、径方向において略同一の位置に位置している。ここで、径Ｄ２は、保持マット８１の内径、及び、触媒体８０の外径と一致する。
このように、隙間Ｓをできるだけ小さくし、且つ、後側接続部７４Ｂの内径Ｄ１と境界部８６の径Ｄ２とを略同一にすることで、後側接続部７４Ｂから触媒体８０に流れる排気ガスの流れをスムーズにすることができる。すなわち、下流テーパー管部７４の内周面７９に沿って流れる排気ガスＧは、後側接続部７４Ｂの内周面に沿って真直ぐに触媒体８０内に流れ、排気ガスＧが保持マット８１の上流端８１Ａに直接当たることを防止できる。このため、排気ガスＧが保持マット８１に及ぼす熱等の影響を抑制できるとともに、排気ガスＧの流れをスムーズにすることができ、排気効率を向上してエンジン性能を向上できる。

また、触媒体８０の上流端８０Ａ及び保持マット８１の上流端８１Ａは、保持筒８２の軸方向において略同一の位置に位置するように互いに近接しているため、上流端８０Ａと上流端８１Ａとのずれによって隙間Ｓの部分に不必要な空間が形成されることを防止できる。このため、排気ガスの乱れを防止してエンジン性能を向上できる。
さらに、保持筒８２に縮径部８４Ａを設け、この縮径部８４Ａに下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂを嵌合させるため、内径Ｄ１と径Ｄ２とを略同一にする構成において、保持マット８１の厚さが大きい場合であっても、下流テーパー管部７４の板厚を必要以上に厚くしなくても良くなり、軽量化を図ることができる。

触媒体８０の全長は保持マット８１の全長より長く、上流端８０Ａ及び上流端８１Ａは軸方向に揃えて配置されているため、保持マット８１の下流端８１Ｂが触媒体８０の下流端８０Ｂよりも軸方向にはみ出すことを防止できる。このため、保持マット８１が邪魔にならず、圧入の作業性が良い。
図３に示すように、保持筒８２の下流端８３Ａの内周部には、排気の下流側ほど小径になるテーパー管８８（下流部排気管）が嵌合されて溶接される。テーパー管８８の下流端には、後端が閉塞された管８９が接続されており、排気ガスは、管８９の外周面に形成された複数の小孔８９Ａを通って膨張室Ｘに流入する。

図２に示すように、触媒装置６３は、径方向よりも軸方向に長く形成されているが、マフラー６２の本体ケース６６によって周囲を覆われているため、細長い触媒装置６３であっても強度を十分に確保できる。また、触媒装置６３が細長いため、マフラー６２を径方向に小型化でき、配置スペースに余裕が無い鞍乗り型車両であっても、排気マフラー装置６０を配置し易い。
また、触媒装置６３を本体ケース６６に収納するため、マフラー６２の周囲に配置される部品を触媒装置６３の輻射熱から保護することができる。さらに、単一の触媒体８０を本体ケース６６の上流側で小径に形成されたテーパー部６６Ｂに配置するため、マフラー６２を小型化しつつ、触媒体８０を排気ガスの熱で迅速に活性化できる。

ここで、排気マフラー装置６０の製造工程について説明する。
排気マフラー装置６０は、触媒装置６３を有する排気管下流部６１Ｂと排気管上流部６１Ａとを接続した後に、本体ケース６６を接続することで組立てられる。
図５は、触媒装置６３の製造工程を示す図である。
図５に示すように、まず、コーティング装置１００によって円筒状の基材に触媒組成物の溶液がコーティングされ、加熱炉１０１によって焼成されることで、触媒組成物が基材に定着され、触媒体８０が形成される。コーティング及び焼成の工程は、１回または複数回実施される。
次いで、圧入工程では、触媒体８０に保持マット８１が巻き付けられ、縮径部８４Ａとは反対側の下流端８３Ａから、触媒体８０及び保持マット８１が保持筒８２に圧入され、触媒装置６３が完成する。その後、触媒装置６３の下流端８３Ａの内周部には、管８９（図３）と一体に溶接されたテーパー管８８が嵌合されて溶接される。
なお、ここでは、コーティング及び焼成の工程は、圧入工程の前に行われるものとして説明したが、これに限らず、圧入工程の後の工程のみ、或いは、圧入工程の前後の両方の工程でコーティング及び焼成を行っても良い。

排気管上流部６１Ａは、図３に示すように、排気ポート接続部７２（図２）、管部７３、下流テーパー管部７４、アウターパイプ７５、補強板７６及び前部ハンガー部６４を予め一体に溶接して形成された小組体９０として用意される。小組体９０が形成された段階で、溶接ビード１２１，１２２，１２４及び補強板７６の溶接部の裏ビードの有無がチェックされ、必要であれば、裏ビードは除去される。
次に、小組体９０の下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂが保持筒８２の縮径部８４Ａに嵌合され、溶接ビード１２５によって溶接される。ここで、後側接続部７４Ｂの板厚Ｔ１は、縮径部８４Ａの板厚Ｔ２よりも大きく設定されているため、溶接ビード１２５の裏ビードの発生を防止できる。

本実施の形態では、排気管上流部６１Ａを小組体９０として形成し、後側接続部７４Ｂを縮径部８４Ａに挿入する前に排気管上流部６１Ａの内部を確認できる構成とし、且つ、後側接続部７４Ｂの板厚Ｔ１を厚くすることで縮径部８４Ａと小組体９０とを溶接する溶接ビード１２５の裏ビードの発生を防止するため、触媒体８０の上流側の管内に裏ビードが形成されることを防止できる。このため、触媒体８０の上流側の裏ビードが脱落して触媒体８０に侵入することを防止できる。
また、前部ハンガー部６４の前部は、管部７３の表面に設けられた補強板７６に溶接されるため、溶接ビード１２４の前部の裏ビードが管部７３の内部に形成されることを防止できる。さらに、前部ハンガー部６４の後部は、アウターパイプ７５に溶接されるが、アウターパイプ７５の内部は排気の流れにおいて触媒体８０の下流に位置するため、溶接ビード１２４の後部の裏ビードの発生を許容できる。このため、溶接が容易である。

小組体９０と触媒装置６３とを溶接ビード１２５で溶接した後には、マフラー６２の本体ケース６６に排気管上流部６１Ａの後部及び触媒装置６３が挿入され、本体ケース６６の上流端６６Ａがアウターパイプ７５の外周面７５Ｂに嵌合されて溶接ビード１２３によって溶接される。本体ケース６６は、排気ガスの流れにおいて触媒体８０の下流に位置するアウターパイプ７５に溶接されるため、溶接ビード１２３の裏ビードの発生を許容できる。このため、溶接が容易である。

以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、保持マット８１を介して内部に触媒体８０を保持する保持筒８２を端部８４において縮径させて縮径部８４Ａを形成し、保持筒８２に接続される排気管上流部６１Ａの下流端部である下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂを保持筒８２の縮径部８４Ａの内周に嵌合させるとともに、排気管上流部６１Ａの後側接続部７４Ｂの内周面７９が、保持マット８１と触媒体８０との境界部８６に近接するように、保持筒８２の端部８４を排気管上流部６１Ａの後側接続部７４Ｂに溶接固定したため、排気管上流部６１Ａの後側接続部７４Ｂの内周面７９に沿って流れる排気ガスＧは保持マット８１に直接当たらずに、スムーズに触媒体８０内を流れる。このため、保持マット８１の内部に排気ガスが多量に侵入することを防止し、且つ、保持マット８１の近傍で排気ガスの流れに乱れが発生することを防止できる。

また、排気管上流部６１Ａの下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂの内周面７９と境界部８６とは、径方向において略同一の位置に位置するため、後側接続部７４Ｂの内周面７９に沿って流れる排気ガスは保持マット８１に直接当たらずに、スムーズに触媒体８０内を流れる。このため、保持マット８１の内部に排気が多量に侵入することを防止し、且つ、保持マット８１の近傍で排気ガスの流れに乱れが発生することを防止できる。

また、保持マット８１の長手方向の大きさは、触媒体８０の長手方向の大きさに対して小さく形成されており、保持マット８１における排気管上流部６１Ａの下流テーパー管部７４側の上流端８１Ａは、触媒体８０における下流テーパー管部７４側の上流端８０Ａに近接して設けられるため、触媒体８０を圧入によって保持筒８２に組み付ける際に、保持マット８１の下流端８１Ｂが長手方向にはみ出すことを防止できるとともに、排気管上流部６１Ａの下流テーパー管部７４側において保持マット８１の上流端８１Ａと触媒体８０の上流端８０Ａとのずれによって不必要な空間が発生することを防止できる。このため、組付けの作業性を向上できるとともに、排気ガスの乱れを防止してエンジン性能を向上できる。

さらに、保持筒８２への触媒体８０の組み付けは、保持筒８２における排気管上流部６１Ａとは反対側の下流端８３Ａから、保持マット８１が巻き付けられた触媒体８０を保持マット８１と共に保持筒８２に挿入して行われるため、保持筒８２に縮径部８４Ａを予め形成しておくことができる。このため、触媒体８０が組み付けられていない状態で縮径部８４Ａを形成でき、生産性を向上できる。
また、保持筒８２は、予め一方の端部８４が縮径されて縮径部８４Ａが形成されており、テーパー管８８は、保持筒８２の他方の端部である下流端８３Ａの内周部に挿入されて接続されるため、縮径部８４Ａを形成した後に触媒体８０及び保持マット８１を圧入によって保持筒８２の下流端８３Ａから組み付けできる。このため、生産性を向上できる。

また、排気管上流部６１Ａの下流テーパー管部７４は、板材をプレス成形して形成された半割り部材７８Ａ，７８Ｂを組み合せて円錐状のテーパー形状に形成されたものであるため、テーパー形状の設計の自由度を向上できるとともに、生産性を向上できる。
また、鞍乗り型車両である自動二輪車１０では、触媒体８０の輻射熱から周辺部品を保護することが必要であるが、マフラー６２の本体ケース６６内に保持筒８２を収納することで、周辺部品を輻射熱から保護できる。また、単一の触媒体８０を本体ケース６６の内部の上流側のテーパー部６６Ｂに配置するため、マフラー６２を小型化しつつ、触媒体８０を迅速に活性化できる。

なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上記の実施の形態では、縮径部８４Ａは、ストレート部８３の端を絞り加工によって縮径して形成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ストレート部８３の端の内周部にパイプ状のスペーサーを嵌合させることで、ストレート部８３の内径を縮径させて縮径部を形成しても良い。

１０自動二輪車（鞍乗り型車両）
１３エンジン
６０排気マフラー装置
６１Ａ排気管上流部（保持筒に接続される排気管）
６６本体ケース（マフラー本体）
６６Ｂテーパー部（小径部）
７４下流テーパー管部（排気管の下流端部）
７８Ａ，７８Ｂ半割り部材
７９内周面
８０触媒体（セラミック触媒体）
８０Ａ上流端（触媒体における排気管の下流端部側の端部）
８１保持マット
８１Ａ上流端（保持マットにおける排気管の下流端部側の端部）
８２保持筒
８３Ａ下流端（他方の端部、排気管とは反対側の下流端）
８４端部（一方の端部）
８４Ａ縮径部
８６境界部
８８テーパー管（下流部排気管）

Claims

内部にセラミック触媒体（８０）を備えるエンジン（１３）の排気マフラー装置において、
保持マット（８１）を介して内部に前記セラミック触媒体（８０）を保持する保持筒（８２）は端部（８４）において縮径された縮径部（８４Ａ）を有し、前記保持筒（８２）に接続される排気管（６１Ａ）の下流端部（７４）が前記保持筒（８２）の前記縮径部（８４Ａ）の内周に嵌合されているとともに、当該排気管（６１Ａ）の前記下流端部（７４）の内周面（７９）が、前記保持マット（８１）と前記セラミック触媒体（８０）との境界部（８６）と径方向で同一の位置となるように、前記保持筒（８２）の端部（８４）が前記排気管（６１Ａ）の下流端部（７４）に固定されており、
前記セラミック触媒体（８０）の上流端（８０Ａ）及び前記保持マット（８１）の上流端（８１Ａ）は、軸方向において同一の位置に配置されていることを特徴とする排気マフラー装置。
前記保持マット（８１）の長手方向の大きさは、前記セラミック触媒体（８０）の長手方向の大きさに対して小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の排気マフラー装置。
前記保持筒（８２）における前記排気管（６１Ａ）とは反対側の下流端（８３Ａ）から、前記保持マット（８１）が巻き付けられた前記セラミック触媒体（８０）を前記保持マット（８１）と共に前記保持筒（８２）に挿入可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の排気マフラー装置。
前記保持筒（８２）の前記下流端（８３Ａ）に接続される下流部排気管（８８）が設けられ、
前記下流部排気管（８８）は、前記保持筒（８２）における前記縮径部（８４Ａ）が形成された前記端部（８４）とは反対側の前記下流端（８３Ａ）の内周部に接続されていることを特徴とする請求項３記載の排気マフラー装置。
前記排気管（６１Ａ）の前記下流端部（７４）は、板状の半割り部材（７８Ａ，７８Ｂ）を組み合せた２部材からなる円錐状のテーパー形状とされたものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の排気マフラー装置。
前記排気マフラー装置は、マフラー本体（６６）内に前記保持筒（８２）を収納した鞍乗り型車両（１０）の排気マフラー装置であって、単一の前記セラミック触媒体（８０）が、前記マフラー本体（６６）の内部の上流側の小径部（６６Ｂ）に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の排気マフラー装置。
前記保持筒（８２）は、軸方向に延びるストレート部（８３）と、当該ストレート部（８３）の上流側の端部に形成される前記縮径部（８４Ａ）とを備え、前記下流端部（７４）の下流側の端面（８５）の位置は、前記ストレート部（８３）の上流側の端の位置に一致していることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の排気マフラー装置。