JP7454136B2 - 自動二輪車の排気装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属触媒担体を有する自動二輪車の排気装置に関する。さらに、本発明は、金属触媒担体の作製工程を含む自動二輪車の排気装置の製造方法に関する。

自動二輪車においては、そのエンジンにて発生した排ガスをスムーズに自動二輪車の外部に排出するために排気装置が設けられる。排気装置には、排ガスを浄化するために金属触媒担体が設けられることがある。この金属触媒担体は、金属製の担体に触媒を担持したものとなっている。さらに、排気装置は、金属触媒担体を収容する触媒ケースを有する。触媒ケースは、車幅の制限等のような自動二輪車のレイアウト上の制約のために、エンジン及びトランスミッションの下側に配置されることがある。

このような自動二輪車の排気装置の一例としては、排気ガス浄化触媒装置を有し、この排気ガス浄化触媒装置が、金属製の担体に触媒が担持されるように構成されるハニカムコア（金属触媒担体）と、このハニカムコアを内部にて支持する金属製の外筒（触媒ケース）とを有し、ハニカムコアの担体が、金属箔状の平板及び波板を重ねた複数の層をロール状に巻くように構成される、自動二輪車の排気装置が挙げられる。（例えば、特許文献１を参照。）

特開２０１４－１４７８７９号公報

自動二輪車（以下、必要に応じて「車両」という）においては、一般的に、エンジンはトランスミッションに対して車両前方に配置される。さらに、自動二輪車において、上述のように排気装置の触媒ケース及び金属触媒担体がエンジン及びトランスミッションの下側に配置される場合、自動二輪車のレイアウト上のさらなる制約のために、エンジン及びトランスミッションの下端部が車両前方から車両後方に向かうに従って上方に持ち上がるように傾斜し、かつ触媒ケース及び金属触媒担体が、エンジン及びトランスミッションの下端部の傾斜に沿って傾斜するように配置されることがある。

このような自動二輪車においては、上記排気装置の一例のように金属箔状の平板及び波板を重ねた複数の層をロール状に巻くように構成される金属触媒担体を収容した触媒ケースの車両前後方向の前端部が地面と接触するおそれがある。特に、自動二輪車がバンクしながら旋回する場合に、触媒ケースが地面と接触し易くなる。

特に、近年の自動二輪車においては、一酸化炭素、炭化水素化合物、窒素酸化物等のように排ガス中に含まれる有害物質の量を低減することが要求されている。すなわち、排ガスの浄化性能を向上させることが要求されている。このような要求に応じるために、エンジンから金属触媒担体までの排ガスの経路を減少させるべく、金属触媒担体を収容した触媒ケースを車両前方寄りに移動させると、上述した理由のために、触媒ケースがさらに地面と接触し易くなる。

このような実情を鑑みると、自動二輪車の排気装置においては、排ガスの浄化性能を向上させること、金属触媒担体を収容した触媒ケースが地面に接触するのを効率的に防ぐことが望まれる。さらに、自動二輪車の排気装置の製造方法においては、製造される排気装置における排ガスの浄化性能を向上させること、製造される排気装置にて金属触媒担体を収容した触媒ケースが地面に接触するのを効率的に防ぐこと、金属触媒担体の製造を容易にすることが望まれる。

課題を解決するために、一態様に係る自動二輪車の排気装置は、ガスを排出する排気口を有するエンジンと、前記排気口からのガスを通過可能とするように前記排気口に接続される排気管とを備え、前記排気管が、それを通過するガスの流れ方向に沿って配置される金属触媒担体と、前記金属触媒担体を収容し、かつ前記エンジンの下方に配置される触媒ケースと、前記エンジンの排気口及び前記触媒ケースを連通させるように延びるパイプとを有し、前記金属触媒担体が、前記流れ方向に沿って延びる複数の通過区画を画定する内壁を有し、前記通過区画に面する前記内壁の表面に触媒がコーティングされており、前記金属触媒担体が、その外周部を前記触媒ケースの内周部に当接させるように前記触媒ケースに嵌合している、自動二輪車の排気装置であって、前記金属触媒担体の内壁が、波板形状に形成される複数の波板部と、平板形状に形成される複数の平板部とを有し、前記複数の波板部及び前記複数の平板部が、これらの厚さ方向を前記流れ方向に直交する方向に一致させた状態で前記複数の波板部の１つ及び前記複数の平板部の１つを交互に重ねるように配置され、前記触媒ケースが、車両前方から車両後方に向かうに従って上方に持ち上がる傾斜姿勢にて配置され、前記金属触媒担体の流れ方向の上流端部が、車両側面視にて、前記流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる階段形状に形成されている。

課題を解決するために、一態様に係る自動二輪車の排気装置の製造方法は、自動二輪車の排気装置に設けられる金属触媒担体であって、ガスの流れ方向に沿って延びる複数の通過区画を画定する内壁を有し、前記内壁が、波板形状に形成される複数の波板部と、平板形状に形成される複数の平板部とを有し、前記複数の波板部及び前記複数の平板部が、これらの厚さ方向を前記流れ方向に直交する方向に一致させた状態で前記複数の波板部の１つ及び前記複数の平板部の１つを交互に重ねるように配置され、前記金属触媒担体の流れ方向の上流端部が、側面視にて、前記流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる第１階段形状に形成される、金属触媒担体の製造工程を含む自動二輪車の排気装置の製造方法であって、前記金属触媒担体の製造工程が、前記金属触媒担体の材料であり、かつ帯形状に形成される金属製の帯材料を準備する工程と、前記帯材料の幅方向の一方縁部を、前記第１階段形状の上流端部を形作ることを可能とするように前記帯材料の長手方向に並ぶ複数のステージを有する第２階段形状に形成するように切断加工する工程であって、前記複数のステージが、前記帯材料の長手方向の一方から同他方に向かうに従って前記帯材料の幅方向の長さを順に小さくするように形作られ、かつ切断加工された前記帯材料が、前記複数のステージにそれぞれ対応するように前記長手方向に並ぶ複数のステージ領域を有する、工程と、前記切断加工された帯材料における前記複数のステージ領域の１つを互いに重なる前記波板部及び前記平板部として形成するように、前記複数のステージ領域を前記長手方向に沿って順に折り曲げ、これによって、前記内壁を得る工程と、前記内壁の表面に触媒をコーティングする工程とを含む。

一態様に係る自動二輪車の排気装置においては、排ガスの浄化性能を向上させることができ、金属触媒担体を収容した触媒ケースが地面に接触するのを効率的に防ぐことができる。さらに、自動二輪車の排気装置の製造方法においては、製造される排気装置における排ガスの浄化性能を向上させることができ、製造される排気装置にて金属触媒担体を収容した触媒ケースが地面に接触するのを効率的に防ぐことができ、金属触媒担体の製造を容易にすることができる。

図１は、一実施形態に係る排気装置を有する自動二輪車を概略的に示す側面図である。 図２は、一実施形態に係る排気装置の排気管の触媒ケース及びその周辺部分を概略的に示す側面図である。 図３は、一実施形態に係る排気管の触媒ケース及びその周辺部分を図２の矢印Ｘから見た状態で概略的に示す側面図である。 図４は、図２のＹ－Ｙ線断面図である。 図５は、図３のＺ－Ｚ線断面図である。 図６は、一実施形態に係る排気管の金属触媒担体を概略的に示す下側斜視図である。 図７は、一実施形態に係る自動二輪車の排気装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図８は、一実施形態に係る製造方法における金属触媒担体の製造工程を説明するためのフローチャートである。 図９は、一実施形態に係る金属触媒担体の製造工程にて切断加工された帯材料を概略的に示す平面図である。

一実施形態に係る自動二輪車の排気装置及びその製造方法について、以下に説明する。本明細書においては、必要に応じて、自動二輪車を「車両」と呼ぶ。

本明細書中の説明に用いられる図１～図６においては、車両を基準とした方向を次のように示す。図１、図２、図５、及び図６においては、車両前方及び車両後方を、それぞれ片側矢印Ｆ及び片側矢印Ｂによって示す。図３、図４、及び図６においては、車両前方を向いた場合の左方及び右方を、それぞれ片側矢印Ｌ及び片側矢印Ｒによって示す。車両幅方向は、片側矢印Ｌ及び片側矢印Ｒによって示される。さらに、図１～図６においては、車両上方及び車両下方を、それぞれ片側矢印Ｕ及び片側矢印Ｄによって示す。

なお、左方及び右方は、それぞれ車両前方を向いた場合の左方及び右方を指すものとする。水平方向は、車両の前後方向及び幅方向に沿った方向を指すものとする。車両上方及び車両下方を、場合によっては、それぞれ単に上方及び下方と呼ぶ。

「自動二輪車の排気装置の概略」
図１～図６を参照すると、本実施形態に係る自動二輪車の排気装置１０は、概略的には次のように構成される。図１に示すように、排気装置１０は、エンジン１１を有する。エンジン１１は、ガスを排出する排気口１１ａを有する。

図１～図３に示すように、排気装置１０は、排気口１１ａからのガスを通過可能とするように排気口１１ａに接続される排気管２０を有する。図４～図６に示すように、排気管２０は、それを通過するガスの流れ方向（図１にて二点鎖線の片側矢印Ｐにより示す）に沿って配置される金属触媒担体３０を有する。

図１～図５を参照すると、排気管２０は、金属触媒担体３０を収容する触媒ケース２１を有する。触媒ケース２１は、エンジン１１の下方に配置される。排気管２０はまた、エンジン１１の排気口１１ａと触媒ケース２１とを連通させるように延びるパイプ２２を有する。このパイプ２２は、排気管２０の流れ方向の上流側に位置している。そのため、以下においては、パイプ２２は、必要に応じて「上流パイプ」２２と呼ぶ。

図４～図６に示すように、金属触媒担体３０は、流れ方向に沿って延びる複数の通過区画４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａから成る通過区画群４０を有する。金属触媒担体３０は、複数の通過区画４１ａ～４４ａを画定する内壁３１を有する。通過区画４１ａ～４４ａに面する内壁３１の表面３１ａに触媒３２がコーティングされている。金属触媒担体３０は、その外周部３０ａを触媒ケース２１の内周部２１ａに当接させるように触媒ケース２１に嵌合している。

内壁３１は、波板形状に形成される複数の波板部５１，５２，５３，５４から成る波板群５０を有する。内壁３１は、平板形状に形成される複数の平板部６１，６２，６３，６４，６５から成る平板群６０を有する。複数の波板部５１～５４及び複数の平板部６１～６５が、これらの厚さ方向を流れ方向に直交する方向に一致させた状態で複数の波板部５１～５４の１つ及び平板部６１～６５の１つを交互に重ねるように配置される。

図１、図２、及び図５に示すように、触媒ケース２１は、車両前方から車両後方に向かうに従って上方に持ち上がる傾斜姿勢にて配置される。図５及び図６に示すように、金属触媒担体３０の流れ方向の上流端部３０ｂが、車両側面視にて、流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる階段形状（以下、必要に応じて、「第１階段形状」という）に形成されている。

さらに、本実施形態に係る自動二輪車の排気装置１０は、概略的には次のように構成することができる。図１～図３及び図５に示すように、パイプ２２の流れ方向の下流端部２２ａは、触媒ケース２１の流れ方向の上流端部２１ｂにおける上方区域２１ｃに接続されている。

図５に示すように、金属触媒担体３０における複数の通過区画４１ａ～４４ａの長さは、上方から下方に向かうに従って減少している。図４及び図６に示すように、金属触媒担体３０は、流れ方向で見て、上方から下方に向かうに従ってその幅を小さくするように逆台形形状に形成されている。

「自動二輪車の詳細」
図１を参照すると、本実施形態に係る排気装置１０を有する自動二輪車は、詳細には次のように構成することができる。自動二輪車の車体１は、互いに前後方向に間隔を空けた前輪２及び後輪３を有する。後輪３は、前輪２に対して前方に位置する。

車体１は、エンジン１１に対して後方側に位置するトランスミッション４を有する。トランスミッション４は、前後方向にてエンジン１１に隣接する。トランスミッション４及びエンジン１１は、前後方向にて前輪２と後輪３との間に位置する。車体１は、トランスミッション４及びエンジン１１に対して上方に位置する燃料タンク５を有する。

車体１は、燃料タンク５に対して後方に位置するシート６を有する。車体１はまた、燃料タンク５に対して前方に位置するハンドル部７を有する。ライダーは、シート６に着座した状態で、自動二輪車をコントロールすべくハンドル部７を操作することができる。

「排気装置の排気管の詳細」
図１～図５を参照すると、本実施形態に係る排気装置１０の排気管２０は、詳細には次のように構成することができる。図１に示すように、排気装置１０の排気管２０は、その流れ方向の下流端部に位置するマフラー（サイレンサー）２３を有する。排気管２０は、触媒ケース２１とマフラー２３とを連通させるように延びる中間パイプ２４を有する。

特に明確に図示はしないが、上流パイプ２２は、エンジン１１から延びる複数のヘッダー部２２ｂ（図１を参照）と、これら複数のヘッダー部２２ｂを上流パイプ２２の下流端部２２ａにて１つとなるように合流させたコレクタ部２２ｃ（図１を参照）とを有するエキゾーストマニホールド２２となっている。図３に示すように、パイプ２２の下流端部２２ａは、触媒ケース２１の上流端部２１ｂにおける上方区域２１ｃの幅方向の略中央に接続されている。

図１に示すように、排気管２０の触媒ケース２１は、トランスミッション４及びエンジン１１の下方に配置される。触媒ケース２１は、上下方向で見て、トランスミッション４及びエンジン１１とオーバーラップするように配置される。

図５に示すように、排気管２０において、触媒ケース２１の上流端部２１ｂは、金属触媒担体３０の上流端部３０ｂと流れ方向に間隔を空けている。触媒ケース２１の上流端部２１ｂは、車両側面視にて、流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がるように傾斜する略直線形状に形成されている。このような触媒ケース２１の上流端部２１ｂの傾斜は、金属触媒担体３０の上流端部３０ｂの勾配と実質的に一致している。触媒ケース２１の流れ方向の下流端部２１ｄは、金属触媒担体３０の流れ方向の下流端部３０ｃに対して流れ方向に間隔を空けている。

しかしながら、触媒ケースの上流端部は、金属触媒担体の上流端部の第１階段形状と実質的に同様の階段形状に形成することができる。触媒ケースの上流端部の傾斜は、金属触媒担体の上流端部の勾配と異ならせることもできる。

図２及び図５に示すように、触媒ケース２１の下流端部２１ｄは、車両側面視にて、流れ方向に略直交する方向に延びる略直線形状に形成されている。触媒ケース２１の下流端部２１ｄは、車両側面視にて、金属触媒担体３０の下流端部３０ｃに対して略平行となっている。しかしながら、触媒ケースの下流端部は、車両側面視にて、金属触媒担体の下流端部に対して傾けることもできる。

触媒ケース２１の上下方向の頂部２１ｅ及び底部２１ｆは、それぞれ、金属触媒担体３０の上下方向の頂部３０ｄ及び底部３０ｅに対応するように形成されている。触媒ケース２１の頂部２１ｅ及び底部２１ｆは、それぞれ、金属触媒担体３０の頂部３０ｄ及び底部３０ｅに密着している。

触媒ケース２１の頂部２１ｅ及び底部２１ｆは、触媒ケース２１の傾斜姿勢に対応するように略直線形状に延びている。触媒ケース２１の頂部２１ｅ及び底部２１ｆは、互いに対して略平行になっている。しかしながら、触媒ケースの頂部及び底部は、互いに対して傾かせることもできる。触媒ケースの頂部及び底部の少なくとも一方は、湾曲を含むように形成することもできる。

図４に示すように、触媒ケース２１の幅方向の両側方部２１ｇ，２１ｈは、それぞれ、金属触媒担体３０の幅方向の両側方部３０ｆ，３０ｇに対応するように形成されている。触媒ケース２１の両側方部２１ｇ，２１ｈは、それぞれ、金属触媒担体３０の両側方部３０ｆ，３０ｇに密着している。

図３及び図４に示すように、触媒ケース２１の幅方向の各側方部２１ｇ，２１ｈは、流れ方向で見て、上方から下方に向かうに従って触媒ケース２１の幅方向の略中央に接近するように傾斜する略直線形状に形成されている。触媒ケース２１の両側方部２１ｇ，２１ｈは、幅方向にて略対称となっている。しかしながら、触媒ケースの両側方部は、互いに対して傾かせることもできる。触媒ケースの両側方部の少なくとも一方は、湾曲を含むように形成することもできる。

図２及び図５に示すように、中間パイプ２４の流れ方向の上流端部２４ａは、車両幅方向で見て、触媒ケース２１における下流端部２１ｄの流れ方向に略直交する方向の略中央に取り付けられている。特に明確に図示はしないが、中間パイプ２４の上流端部２４ａは、触媒ケース２１における下流端部２１ｄの幅方向の略中央に取り付けられている。

図１に示すように、中間パイプ２４の流れ方向の下流端部２４ｂは、マフラー２３の流れ方向の上流端部２３ａに接続される。マフラー２３は、その流れ方向の下流端部２３ｂに位置する排気出口２３ｃを有する。

このような排気管２０の触媒ケース２１、上流パイプ２２、マフラー２３のマフラーケース２３ｄ、及び中間パイプ２４（以下、必要に応じて、「ケース類」という）のそれぞれに用いられる材料は、金属となっている。例えば、各ケース類に用いられる金属は、ステンレス鋼合金とすることができる。

しかしながら、各ケース類に用いられる材料は、これに限定されない。ケース類の少なくとも１つに用いられる金属は、ステンレス鋼合金以外の金属とすることもできる。このような金属は、鉄、鉄合金、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金等から選択されたものとすることができる。ケース類の少なくとも１つに用いられる材料は、金属以外の材料とすることもできる。例えば、このような材料は、ケブラー、カーボン等から選択されたものとすることができる。

このような排気管２０において、エンジン１１から排出されたガスは、上流パイプ２２を通って触媒ケース２１に入る。触媒ケース２１に入ったガスは、金属触媒担体３０における複数の通過区画４１ａ～４４ａを通過する。その後、複数の通過区画４１ａ～４４ａを通過したガスは、触媒ケース２１から中間パイプ２４に入る。さらに、中間パイプ２４を入ったガスは、中間パイプ２４及びマフラー２３を通過し、その後、排気出口２３ｃから排気管２０の外部、すなわち、車両外部に排出される。

「排気管の金属触媒担体の詳細」
図４～図６を参照すると、排気管２０の金属触媒担体３０は、詳細には次のように構成することができる。内壁３１に用いられる金属は、ステンレス鋼合金となっている。また、金属触媒担体３０の触媒３２は、白金、パラジウム、ロジウム、金、銀等、又はこれらのうち２種類以上の混合物等とすることができる。

排気管２０の金属触媒担体３０の内壁３１に用いられる金属は、ステンレス鋼合金となっている。しかしながら、内壁に用いられる金属は、ステンレス鋼合金以外とすることもできる。例えば、内壁に用いられる金属は、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ合金等とすることもできる。

図４～図６は、一例として、金属触媒担体３０の通過区画群４０が、それぞれ４種類の流れ方向の長さに設定された４種類の通過区画列４１，４２，４３，４４、すなわち、第１通過区画列４１、第２通過区画列４２、第３通過区画列４３、及び第４通過区画列４４から成る場合を示す。この場合、４種類の通過区画列４１，４２，４３，４４には、これらの流れ方向の長さにそれぞれ対応した４種類の通過区画４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ、すなわち、第１通過区画４１ａ、第２通過区画４２ａ、第３通過区画４３ａ、及び第４通過区画４４ａがそれぞれ配置される。

言い換えれば、各通過区画列４１～４４は、その流れ方向の長さに対応した流れ方向の長さに設定された複数の通過区画４１ａ～４４ａを有する。各通過区画列４１～４４における複数の通過区画４１ａ～４４ａは、幅方向に並ぶ。各通過区画列４１～４４は、触媒ケース２１の傾斜姿勢に対応するように略直線形状に延びている。各通過区画４１ａ～４４ａもまた、触媒ケース２１の傾斜姿勢に対応するように略直線形状に延びている。

第１～第４通過区画列４１～４４は、下から上に向かって、この順に並ぶ。第１～第４通過区画４１ａ～４４ａもまた、下から上に向かって、この順に並ぶ。第１～第４通過区画列４１～４４の流れ方向の長さは、下から上に向かうに従って順に長くなるように設定されている。各通過区画４１ａ～４４ａは、流れ方向で見て、略三角形状又は略逆三角形状に形成される。

しかしながら、通過区画群は、それぞれ複数種類の流れ方向の長さに設定された複数種類の通過区画列から成ることができる。このような複数種類の通過区画列の流れ方向の長さは、下から上に向かうに従って順に長くなるように設定される。

図４～図６は、一例として、金属触媒担体３０の波板群５０が、それぞれ４種類の通過区画列４１～４４の流れ方向の長さに対応した４つの波板部５１，５２，５３，５４、すなわち、第１波板部５１、第２波板部５２、第３波板部５３、及び第４波板部５４から成る場合を示す。

しかしながら、波板群は、それぞれ複数種類の通過区画列の流れ方向の長さに対応した複数の波板部から成ることができる。このような複数の波板部の流れ方向の長さは、下から上に向かうに従って順に長くなるように設定される。

図４～図６は、一例として、金属触媒担体３０の平板群６０が、それぞれ４種類の通過区画列４１～４４の流れ方向の長さに対応した４つの平板部６１，６２，６３，６４、すなわち、第１平板部６１、第２平板部６２、第３平板部６３、及び第４平板部６４と、流れ方向にて最も長い通過区画列４４、すなわち、第４通過区画列４４の流れ方向の長さに対応した追加の平板部６５、すなわち、第５平板部６５とから成る場合を示す。内壁３１はまた、その幅方向の一方側縁に沿って配置される側方板部７０を有する。

しかしながら、平板群は、それぞれ複数種類の通過区画列の流れ方向の長さに対応した複数の平板部と、流れ方向にて最も長い通過区画列に対応した追加の平板部とから成ることもできる。このような複数の平板部は、下から上に向かうに従って順に長くなり、かつ追加の平板部は、複数の平板部よりも上方に位置する。

各通過区画４１ａ～４４ａは、それに対応する波板部５１～５４と、この波板部５１～５４の上方若しくは下方に位置し、かつこれに上下方向にて隣接する平板部６１～６４若しくは追加の平板部６５とによって画定されるか、又はこの通過区画４１ａ～４４ａに対応する波板部５１～５４と、この波板部５１～５４の上方に位置し、かつこれに上下方向にて隣接する隣接する平板部６２～６４若しくは追加の平板部６５と、側方板部７０とによって画定される。

内壁３１において、側方板部７０の上端は、追加の平板部６５の幅方向の一方端に接続される。追加の平板部６５の幅方向の他方端は、最も上方に位置する波板部５４の幅方向の他方端に接続される。各波板部５１～５４の幅方向の他方端は、この波板部５１～５４の下方に位置し、かつこれに上下方向にて隣接する平板部６１～６４の幅方向の他方端に接続され、かつ各平板部６１～６４の幅方向の一方端は、この平板部６１～６４の下方位置し、かつこれに上下方向にて隣接する波板部５１～５３の幅方向の一方端に接続されるように、最も上方に位置する波板部５４及び平板部６４から最も下方に位置する波板部５１及び平板部６１までの接続が行われる。このような内壁３１の波板群５０、平板群６０、及び側方板部７０は、１つの切断加工された帯材料１００から構成される。

「排気装置の製造方法の概略」
図７～図９を参照すると、本実施形態に係る排気装置１０の製造方法は、概略的には次のようになっている。図７に示すように、排気装置１０の製造方法は、金属触媒担体３０の製造工程（金属触媒担体製造工程）Ｓ１０を含む。

図８及び図９を参照すると、金属触媒担体製造工程Ｓ１０は、金属触媒担体３０の材料である帯材料１００を準備する工程（材料準備工程）Ｓ１１を含む。帯材料１００は、上述した内壁３１に用いられる金属から構成される。帯材料１００はまた、帯形状に形成される。

金属触媒担体製造工程Ｓ１０は、帯材料１００の幅方向の一方縁部１００ａを、上述のような第１階段形状の金属触媒担体３０の上流端部３０ｂを形作ることを可能とするように帯材料１００の長手方向に並ぶ複数のステージ１０１，１０２，１０３，１０４を有する第２階段形状に形成するように切断加工する工程（材料切断工程）Ｓ１２を含む。なお、図９においては、帯材料１００の幅方向の一方を片側矢印Ｗ１により示し、かつ帯材料１００の幅方向の他方を片側矢印Ｗ２により示す。また、図９においては、帯材料１００の長手方向の一方を片側矢印Ｕ１により示し、かつ帯材料１００の長手方向の他方を片側矢印Ｕ２により示す。

複数のステージ１０１～１０４は、帯材料１００の長手方向の一方から同他方に向かうに従って帯材料１００の幅方向の長さを順に小さくするように形作られる。材料切断工程Ｓ１２にて切断された帯材料１００は、複数のステージ１０１，１０２，１０３，１０４にそれぞれ対応するように長手方向に並ぶ複数のステージ領域１１１，１１２，１１３，１１４を有する。

金属触媒担体製造工程Ｓ１０は、切断加工された帯材料１００における複数のステージ領域１１１～１１４の１つを互いに重なる波板部５１～５４及び平板部６１～６４として形成するように、複数のステージ領域１１１～１１４を長手方向に沿って順に折り曲げ、これによって、内壁３１を得る工程（材料折り曲げ工程）Ｓ１３を含む。さらに、金属触媒担体製造工程Ｓ１０は、内壁３１の表面３１ａに上述した触媒３２をコーティングする工程（触媒被膜工程）Ｓ１４を含む。

「排気装置の製造方法の詳細」
図７～図９を参照すると、本実施形態に係る排気装置１０の製造方法は、詳細には次のようにすることができる。図７に示すように、排気装置１０の製造方法は、金属触媒担体製造工程Ｓ１０の後に、上流パイプ２２を準備する工程（上流パイプ準備工程）Ｓ２０と、触媒ケース２１を準備する工程（触媒ケース準備工程）Ｓ３０と、中間パイプ２４を準備する工程（中間パイプ準備工程）Ｓ４０と、マフラー２３を準備する工程（マフラー準備工程）Ｓ５０とを含む。なお、金属触媒担体製造工程Ｓ１０と、上流パイプ準備工程Ｓ２０と、触媒ケース準備工程３０と、中間パイプ準備工程Ｓ４０と、マフラー準備工程Ｓ５０とは、順不同とすることができる。

排気装置１０の製造方法は、金属触媒担体３０と、上流パイプ２２と、触媒ケース２１と、中間パイプ２４と、マフラー２３とを組み立てて、これによって、排気管２０を得る工程（排気管組立工程Ｓ６０）を有する。排気装置１０の製造方法は、組み立てられた排気管２０をエンジン１１に取り付ける工程（排気管取付工程Ｓ７０）を有する。

図９は、一例として、材料切断工程Ｓ１２にて切断加工された帯材料１００が、それぞれ４つの通過区画列４１～４４の流れ方向の長さに対応する幅方向の長さにそれぞれ設定される４つのステージ領域１１１～１１４を有する場合を示している。すなわち、図９において、切断加工された帯材料１００は、それぞれ第１～第４通過区画列４１～４４の流れ方向の長さに対応する幅方向の長さにそれぞれ設定される第１～第４ステージ領域１１１～１１４を有する。しかしながら、切断加工された帯材料は、それぞれ複数の通過区画列の流れ方向の長さに対応する複数のステージ領域を有することができる。

切断加工された帯材料１００において、各ステージ領域１１１～１１４は、このステージ領域１１１～１１４の幅方向の長さに対応する流れ方向の長さに設定される波板部５１～５４及び平板部６１～６４を形作るための波板対応部１２１～１２４及び平板対応部１３１～１３４を有する。各ステージ領域１１１～１１４にて、波板対応部１２１～１２４は、平板対応部１３１～１３４に対して帯材料１００の流れ方向の一方側に位置し、かつこれに流れ方向にて隣接する。

切断加工された帯材料１００は、最も幅方向に長いステージ領域１１４に対して長手方向の一方に位置し、かつこれに長手方向にて隣接する追加の平板対応部１３５を有する。追加の平板対応部１３５は、追加の平板部６５を形作るためのものとなっている。

切断加工された帯材料１００は、追加の平板対応部１３５に対して長手方向の一方に位置し、かつこれに長手方向にて隣接する側方板対応部１４０を有する。側方板対応部１４０は、側方板部７０を形作るためのものとなっている。側方板対応部１４０の幅方向の一方縁部１４０ａは、上述した第１階段形状に形成されている。なお、図９においては、波板対応部１２１～１２４、平板対応部１３１～１３４、追加の平板対応部１３５、及び側方板対応部１４０のうち帯材料１００の長手方向に隣接するもの同士の境界は、仮想線によって示されている。

材料折り曲げ工程Ｓ１３においては、切断加工された帯材料１００が、その長手方向の一方から同他方に向かう方向にて、側方板対応部１４０、追加の平板対応部１３５、複数のステージ領域１１１～１１４の順に折り曲げられる。切断加工された帯材料１００の全体を折り曲げる途中で各ステージ領域１１１～１１４を折り曲げるときに、この波板対応部１２１～１２４が波形状に折り曲げられる。しかしながら、各ステージ領域の波板対応部は、切断加工された帯材料の全体を折り曲げる前に、予め波形状に折り曲げられることもできる。

以上、本実施形態に係る自動二輪車の排気装置１０は、ガスを排出する排気口１１ａを有するエンジン１１と、前記排気口１１ａからのガスを通過可能とするように前記排気口１１ａに接続される排気管２０とを備え、前記排気管２０が、それを通過するガスの流れ方向に沿って配置される金属触媒担体３０と、前記金属触媒担体３０を収容し、かつ前記エンジン１１の下方に配置される触媒ケース２１と、前記エンジン１１の排気口１１ａ及び前記触媒ケース２１を連通させるように延びるパイプ２２とを有し、前記金属触媒担体３０が、前記流れ方向に沿って延びる複数の通過区画４１ａ～４４ａを画定する内壁３１を有し、前記通過区画４１ａ～４４ａに面する前記内壁３１の表面３１ａに触媒３２がコーティングされており、前記金属触媒担体３０が、その外周部３０ａを前記触媒ケース２１の内周部２１ａに当接させるように前記触媒ケース２１に嵌合している、自動二輪車の排気装置１０であって、前記金属触媒担体３０の内壁３１が、波板形状に形成される複数の波板部５１～５４と、平板形状に形成される複数の平板部６１～６４とを有し、前記複数の波板部５１～５４及び前記複数の平板部６１～６４が、これらの厚さ方向を前記流れ方向に直交する方向に一致させた状態で前記複数の波板部５１～５４の１つ及び前記複数の平板部６１～６４の１つを交互に重ねるように配置され、前記触媒ケース２１が、車両前方から車両後方に向かうに従って上方に持ち上がる傾斜姿勢にて配置され、前記金属触媒担体３０の流れ方向の上流端部３０ｂが、車両側面視にて、前記流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる階段形状に形成されている。

このような排気装置１０においては、触媒ケース２１が、前方から後方に向かうに従って持ち上がる傾斜姿勢にて配置される場合であっても、流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる階段形状に形成された金属触媒担体３０の上流端部３０ｂに対応するように触媒ケース２１の上流端部２１ｂを形成することができる。そのため、エンジン１１から金属触媒担体３０までの排ガスの経路を減少させるべく、金属触媒担体３０を収容した触媒ケース２１を前方寄りに移動させる場合であっても、触媒ケース２１、特に、触媒ケース２１の上流端部２１ｂから地面Ｇ（図１に示す）までの距離を十分に確保できる。その結果、金属触媒担体３０を収容した触媒ケース２１が地面Ｇに接触するのを効率的に防ぐことができる。

このような排気装置１０においては、エンジン１１から金属触媒担体３０までの排ガスの経路の減少によって、エンジン１１からの熱気によって金属触媒担体３０の触媒３２を早期に暖めることができ、この触媒３２の暖機による活性化を図ることができる。また、階段形状に形成された金属触媒担体３０の上流端部３０ｂによって、排ガスが乱流の状態で金属触媒担体３０に流入するので、排ガスが触媒３２の表面に十分に接触せずに金属触媒担体３０を通過することを抑制できる。言い換えれば、排ガスを触媒３２の表面に十分に接触させながら金属触媒担体３０を通過させることができる。その結果、排ガスの浄化性能を向上させることができる。よって、本実施形態に係る排気装置１０においては、排ガスの浄化性能を向上させることができ、金属触媒担体３０を収容した触媒ケース２１が地面Ｇに接触するのを効率的に防ぐことができる。

本実施形態に係る排気装置１０においては、前記パイプ２２の流れ方向の下流端部２２ａが、前記触媒ケース２１の流れ方向の上流端部２１ｂにおける上方区域２１ｃに接続されており、前記金属触媒担体３０における前記複数の通過区画４１ａ～４４ａの長さが、上方から下方に向かうに従って減少している。

このような排気装置１０においては、パイプ２２を通った排ガスが、触媒ケース２１の上流端部２１ｂの上方区域２１ｃから触媒ケース２１内に流入する。そのため、金属触媒担体３０の下方側を流れる排ガスの流速は、金属触媒担体３０の上方側を流れる排ガスの流路よりも遅くなる一方で、金属触媒担体３０の下方側における通過区域の長さが、金属触媒担体３０の上方側における通過区域の長さよりも短くなっているので、金属触媒担体３０全体に流れる排ガスの流速を均一化できる。その結果、排ガスの浄化性能を向上させることができる。

本実施形態に係る排気装置１０においては、前記金属触媒担体３０が、前記流れ方向で見て、上方から下方に向かうに従ってその幅を小さくするように逆台形形状に形成されている。このような排気装置１０においては、流れ方向で見て逆台形形状の金属触媒担体３０に対応するように触媒ケース２１を形成することができるので、自動二輪車がバンクしながら旋回する場合に、金属触媒担体３０を収容した触媒ケース２１が地面Ｇに接触するのを効率的に防ぐことができる。

本実施形態に係る自動二輪車の排気装置１０の製造方法は、自動二輪車の排気装置１０に設けられる金属触媒担体３０であって、ガスの流れ方向に沿って延びる複数の通過区画４１ａ～４４ａを画定する内壁３１を有し、前記内壁３１が、波板形状に形成される複数の波板部５１～５４と、平板形状に形成される複数の平板部６１～６４とを有し、前記複数の波板部５１～５４及び前記複数の平板部６１～６４が、これらの厚さ方向を前記流れ方向に直交する方向に一致させた状態で前記複数の波板部５１～５４の１つ及び前記複数の平板部６１～６４の１つを交互に重ねるように配置され、前記金属触媒担体３０の流れ方向の上流端部３０ｂが、側面視にて、前記流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる第１階段形状に形成される、金属触媒担体３０の製造工程Ｓ１０を含む自動二輪車の排気装置１０の製造方法であって、前記金属触媒担体３０の製造工程Ｓ１０が、前記金属触媒担体３０の材料であり、かつ帯形状に形成される金属製の帯材料１００を準備する工程Ｓ１１と、前記帯材料１００の幅方向の一方縁部１００ａを、前記第１階段形状の上流端部３０ｂを形作ることを可能とするように前記帯材料１００の長手方向に並ぶ複数のステージ１０１～１０４を有する第２階段形状に形成するように切断加工する工程であって、前記複数のステージ１０１～１０４が、前記帯材料１００の長手方向の一方から同他方に向かうに従って前記帯材料１００の幅方向の長さを順に小さくするように形作られ、かつ切断加工された前記帯材料１００が、前記複数のステージ１０１～１０４にそれぞれ対応するように前記長手方向に並ぶ複数のステージ領域１１１～１１４を有する、工程Ｓ１２と、前記切断加工された帯材料１００における前記複数のステージ領域１１１～１１４の１つを互いに重なる前記波板部５１～５４及び前記平板部６１～６４として形成するように、前記複数のステージ領域１１１～１１４を前記長手方向に沿って順に折り曲げ、これによって、前記内壁３１を得る工程Ｓ１３と、前記内壁３１の表面３１ａに触媒３２をコーティングする工程Ｓ１４とを含む。

このような製造方法によって製造される排気装置１０においては、上述した排気装置１０の効果と同様の効果を得ることができる。これに加えて、本実施形態に係る排気装置１０の製造方法においては、切断加工された１つの帯材料１００を折り返すというシンプルな作業によって、金属触媒担体３０を作製できるので、金属触媒担体３０の作製を容易化できる。よって、本実施形態に係る製造方法においては、排ガスの浄化性能を向上させることができ、金属触媒担体３０を収容した触媒ケース２１が地面Ｇに接触するのを効率的に防ぐことができ、金属触媒担体３０の製造を容易にすることができる。

ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。

１０…排気装置
１１…エンジン、１１ａ…排気口
２０…排気管
２１…触媒ケース、２１ａ…内周部、２１ｂ…上流端部、２１ｃ…上方区域
２２…パイプ、上流パイプ、エキゾーストマニホールド、２２ａ…下流端部
３０…金属触媒担体、３０ａ…外周部、３０ｂ…上流端部、３１…内壁、３１ａ…表面、３２…触媒
４１ａ…通過区画、第１通過区画、４２ａ…通過区画、第２通過区画、４３ａ…通過区画、第３通過区画、４４ａ…通過区画、第４通過区画
５１…波板部、第１波板部、５２…波板部、第２波板部、５３…波板部、第３波板部、５４…波板部、第４波板部
６１…平板部、第１平板部、６２…平板部、第２平板部、６３…平板部、第３平板部
６４…平板部、第４平板部
１００…帯材料、１００ａ…一方縁部
１０１，１０２，１０３，１０４…ステージ
１１１…ステージ領域、第１ステージ領域、１１２…ステージ領域、第２ステージ領域，１１３…ステージ領域、第３ステージ領域、１１４…ステージ領域、第４ステージ領域
Ｓ１０…製造工程、金属触媒担体製造工程、Ｓ１１…工程、材料準備工程、Ｓ１２…工程、材料切断工程、Ｓ１３…工程、材料折り曲げ工程、Ｓ１４…工程、触媒被膜工程

Claims (4)

1. ガスを排出する排気口を有するエンジンと、
   前記排気口からのガスを通過可能とするように前記排気口に接続される排気管と
   を備え、
   前記排気管が、それを通過するガスの流れ方向に沿って配置される金属触媒担体と、前記金属触媒担体を収容し、かつ前記エンジンの下方に配置される触媒ケースと、前記エンジンの排気口及び前記触媒ケースを連通させるように延びるパイプとを有し、
   前記金属触媒担体が、前記流れ方向に沿って延びる複数の通過区画を画定する内壁を有し、
   前記通過区画に面する前記内壁の表面に触媒がコーティングされており、
   前記金属触媒担体が、その外周部を前記触媒ケースの内周部に当接させるように前記触媒ケースに嵌合している、自動二輪車の排気装置であって、
   前記金属触媒担体の内壁が、波板形状に形成される複数の波板部と、平板形状に形成される複数の平板部とを有し、
   前記複数の波板部及び前記複数の平板部が、これらの厚さ方向を前記流れ方向に直交する方向に一致させた状態で前記複数の波板部の１つ及び前記複数の平板部の１つを交互に重ねるように配置され、
   前記触媒ケースが、車両前方から車両後方に向かうに従って上方に持ち上がる傾斜姿勢にて配置され、
   前記金属触媒担体の流れ方向の上流端部が、車両側面視にて、前記流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる階段形状に形成されている、自動二輪車の排気装置。
2. 前記パイプの流れ方向の下流端部が、前記触媒ケースの流れ方向の上流端部における上方区域に接続されており、
   前記金属触媒担体における前記複数の通過区画の長さが、上方から下方に向かうに従って減少している、請求項１に記載の自動二輪車の排気装置。
3. 前記金属触媒担体が、前記流れ方向で見て、上方から下方に向かうに従ってその幅を小さくするように逆台形形状に形成されている、請求項１又は２に記載の自動二輪車の排気装置。
4. 自動二輪車の排気装置に設けられる金属触媒担体であって、ガスの流れ方向に沿って延びる複数の通過区画を画定する内壁を有し、前記内壁が、波板形状に形成される複数の波板部と、平板形状に形成される複数の平板部とを有し、前記複数の波板部及び前記複数の平板部が、これらの厚さ方向を前記流れ方向に直交する方向に一致させた状態で前記複数の波板部の１つ及び前記複数の平板部の１つを交互に重ねるように配置され、前記金属触媒担体の流れ方向の上流端部が、側面視にて、前記流れ方向の下流から同上流に向かうに従って上方に持ち上がる第１階段形状に形成される、金属触媒担体の製造工程を含む自動二輪車の排気装置の製造方法であって、
   前記金属触媒担体の製造工程が、
   前記金属触媒担体の材料であり、かつ帯形状に形成される金属製の帯材料を準備する工程と、
   前記帯材料の幅方向の一方縁部を、前記第１階段形状の上流端部を形作ることを可能とするように前記帯材料の長手方向に並ぶ複数のステージを有する第２階段形状に形成するように切断加工する工程であって、前記複数のステージが、前記帯材料の長手方向の一方から同他方に向かうに従って前記帯材料の幅方向の長さを順に小さくするように形作られ、かつ切断加工された前記帯材料が、前記複数のステージにそれぞれ対応するように前記長手方向に並ぶ複数のステージ領域を有する、工程と、
   前記切断加工された帯材料における前記複数のステージ領域の１つを互いに重なる前記波板部及び前記平板部として形成するように、前記複数のステージ領域を前記長手方向に沿って順に折り曲げ、これによって、前記内壁を得る工程と、
   前記内壁の表面に触媒をコーティングする工程と
   を含む、自動二輪車の排気装置の製造方法。