WO2009118986A1 - 触媒装置、触媒装置の製造方法、及び、触媒担体の保持構造 - Google Patents

Abstract

　触媒担体を外筒に収容した触媒装置において、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定する。 　触媒装置１は、排気浄化機能を有する触媒を担持した触媒担体１０と、触媒担体１０を収容する外筒１３と、触媒担体１０と外筒１３との間に設けられる保持マット１２とを備え、触媒担体１０と外筒１３との間に、保持マット１２の移動を阻止すべく高摩擦部１４を備えている。

Description

触媒装置、触媒装置の製造方法、及び、触媒担体の保持構造

　本発明は、内燃機関の排気を浄化する触媒装置、触媒装置の製造方法、及び、触媒担体の保持構造に関する。

　従来、エンジン等の排気を浄化する触媒装置として、円筒形に形成されたセラミックス製の触媒担体を外筒に収容し、外筒と触媒担体との間に緩衝用の波板材を設けたものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、ハニカム構造を有する触媒担体を外筒に収容した触媒コンバータが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された構成では、触媒担体に緩衝材としてのセラミックスマットを巻き回して、これを外筒に収めている。
特開平２－４３９５５号公報 特開平１１－３３４１０号公報

　ところで、特許文献１の触媒装置においては、触媒担体における排気の下流側の端面に接するようにストッパ部材を設けることで、触媒担体が排気の圧力によって排気の下流側に移動することを阻止していた。しかしながら、ストッパ部材等の別部品を設けると部品点数が増え、構造も複雑になるので、より簡単に触媒担体を固定できるようにすることが望まれていた。

　本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、触媒担体を外筒に収容した触媒装置において、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定することを目的とする。

　上述課題を解決するため、本発明は、排気浄化機能を有する触媒を担持した触媒担体と、前記触媒担体を収容する外筒と、前記触媒担体と前記外筒との間に設けられるマットとを備え、前記触媒担体と前記外筒との間に、少なくとも前記触媒担体または前記マットのいずれかの移動を阻止すべく高摩擦部を設けたことを特徴とする触媒装置を提供する。
　この構成によれば、触媒担体と前記外筒との間に、少なくとも触媒担体またはマットのいずれかの移動を阻止する高摩擦部を設けたため、触媒担体は、高摩擦部での摩擦によって外筒に固定される。すなわち、触媒担体は、少なくとも触媒担体とマットとの間の高摩擦部、或いは、マットと外筒との間の高摩擦部によって外筒に固定される。このため、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。

　また、前記高摩擦部は、前記外筒の内面において、前記マットの端部に接する部分又はその近傍の少なくともいずれかを含む領域に設けられても良い。
　この場合、外筒の内面に摩擦係数を高めた高摩擦部を設けたため、マットは外筒の内面に高摩擦部との摩擦によって固定される。このため、マットと外筒との摩擦により触媒担体を外筒に固定でき、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。そして、マットの端部が外筒の内面の高摩擦部に接し、或いは、マットが排気の圧力によってずれようとした場合にマットと高摩擦部とが接するので、マットと外筒との摩擦により触媒担体を外筒に固定できる。従って、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。

　また、排気の流れに対して下流側に位置する前記外筒の一端は、前記マットの端部よりも先に延設され、この延設部分に前記高摩擦部が形成されても良い。
　この場合、マットが排気の下流側にずれようとした場合に、マットが、排気の下流側に設けられた高摩擦部に接触し、高摩擦部との摩擦によって止められる。このため、マットと外筒との摩擦により触媒担体を外筒に固定できる。
　また、高摩擦部は、外筒における排気の下流側の端に設けられているため、触媒装置の製造工程で、予め高摩擦部が設けられた外筒に対し、マットと共に触媒担体を外筒に圧入する場合に、高摩擦部とは反対側の端から圧入できる。このため、高摩擦部が圧入の障害にならないので容易に圧入することができ、製造が容易である。

　また、前記高摩擦部は、前記触媒担体に担持された触媒と同一の触媒を、前記外筒の内面に付着させて形成されたものであっても良い。
　この場合、高摩擦部は、触媒担体と同一の触媒を外筒の内面に付着させて面粗度を粗くした部分であるため、容易に形成できる。

　また、前記高摩擦部は、前記触媒担体の表面において、前記マットに接する部分の少なくとも一部に設けられても良い。
　この場合、触媒担体の表面がマットに接する部分の少なくとも一部において、摩擦係数を高めた高摩擦部を設けたため、触媒担体はマットに高摩擦部との摩擦によって固定される。このため、触媒担体とマットとの摩擦により触媒担体をマットに固定でき、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。

　また、前記高摩擦部は、前記触媒担体の内部に担持された前記触媒と同一の触媒を、前記触媒担体の表面に付着させて形成されても良い。
　この場合、高摩擦部は、触媒担体と同一の触媒を触媒担体の表面に付着させて面粗度を粗くした部分であるため、容易に形成できる。

　また、前記触媒担体は、セラミックスにより構成されても良い。
　この場合、触媒担体をセラミックスで構成することにより、触媒担体を容易に軽量化できる。
　さらに、セラミックスを焼結する前に、触媒担体の表面の面粗度を粗くしておき、その後、焼結しても良く、この場合、触媒担体の表面の面粗度を粗くでき、容易に高摩擦部を設けることができる。

　また、前記高摩擦部は、前記触媒担体の内部に前記触媒を担持させる工程において、前記触媒担体の表面にも前記触媒を付着させることによって形成しても良い。
　この場合、触媒担体の内部に触媒を担持させる工程において、触媒担体の表面にも同時に触媒を付着させて高摩擦部を形成できるので、高摩擦部を設けるためだけの工程が必要ないため、容易に高摩擦部を形成できる。

　また、上記構成において、前記外筒の内表面の少なくとも一部に、前記内燃機関の排気ガス中においてステンレス材よりも酸化しやすい所定材料が配された構成としてもよい。
　この場合、外筒の内面に、ステンレス材料よりも酸化しやすい所定材料が配されているので、この触媒装置の使用に伴って所定材料が酸化し、所定材料の表面における面粗度が粗くなる。このため、所定材料の表面の摩擦係数が高まるので、この所定材料とマットとの摩擦によって、マット及び触媒担体を定位置に固定することができる。また、上記所定材料は、使用開始前の酸化が進行していない状態では面粗度が高くないため、外筒にマットとともに触媒担体を圧入する工程では、スムーズに圧入を行うことができる。そして、上記触媒装置の使用開始後、外筒に配された所定材料は、排気ガスに晒されることで、排気ガス中の酸化性気体及び／又は排気ガスの高温の影響により速やかに酸化されて、面粗度が粗くなる。従って、使用開始後すみやかにマット及び触媒担体を固定できるようになる。このように、本発明の構成によれば、簡単な構成によってマットと触媒担体とを固定できる。

　ここで、ステンレス材料よりも酸化しやすい所定材料とは、例えば、ステンレス材の不動態皮膜が酸化・劣化しない条件において、酸化反応が進行する材料である。すなわち、ステンレス材の不動態皮膜が酸化・劣化する温度よりも低温で酸化する材料や、ステンレス材の不動態皮膜が安定した状態を保ち得る酸化性気体の雰囲気下において酸化が進行するような材料であり、具体的には鉄材等である。また、ここでいうステンレス材料とは、ＳＵＳ４３０等である。
　また、上記所定材料は外筒の内表面の少なくとも一部に露出しており、上記所定材料で外筒の全部を構成してもよいし、外筒の内表面に露出するように一部のみを上記所定材料で構成してもよい。

　上記構成において、前記所定材料は、前記内燃機関の排気ガス中においてステンレス材が酸化する温度よりも低温で酸化が進行する材料であってもよい。
　この場合、排気ガス中において、より低温で酸化が進行する材料を上記の所定材料とすることにより、排気ガスに晒された場合に速やかに酸化されて面粗度が粗くなるので、排気ガスが高温になりにくい環境においても、排気ガスに晒されるようになってから速やかにマット及び触媒担体を固定できるようになる。
　また、上記構成において、前記所定材料はＳＰ（一般炭素鋼）材で構成されてもよい。
　この場合、安価かつ加工性に優れた材料である炭素鋼を用いて、触媒担体及びマットを簡単に固定できる構成を、容易に実現できる。

　また、上記構成において、前記所定材料には、前記マットを構成する材料と同一の組成又は当該材料と共通する元素を含む組成の添加材料が添加されており、前記所定材料は前記外筒の内表面において前記マットに接する位置に配された構成としてもよい。
　この場合、外筒の内面に配された所定材料に、マットを構成する材料と同一の組成又は当該材料と共通する元素を含む組成の添加材料が添加されており、この所定材料がマットに接している。このため、互いに接する外筒の内面とマットとの間の親和性が非常に高いので、マットと外筒の内面とを良好に付着させることができ、マット及び触媒担体を固定できる。

　また、本発明は、排気浄化機能を有する触媒を担持したセラミックス製の触媒担体と、前記触媒担体の外側に巻き付けられるマットとを外筒に収容して構成されるアッセンブリユニットを形成する第１工程と、前記アッセンブリユニットに収容された前記触媒担体の内部、及び、前記外筒の内面において前記マットの端部に接する部分又はその近傍の少なくともいずれかを含む領域に、排気浄化性能を有する触媒を付着させる第２工程と、前記触媒を付着させた前記アッセンブリユニットを焼成する第３工程とを含むことを特徴とする触媒装置の製造方法を提供する。
　この製造方法によれば、第１工程でアッセンブリユニットを形成した後、第２工程で触媒担体の内部に触媒を付着させると同時に、外筒の内面に触媒を付着させることができるため、外筒の内面に触媒を付着させるためだけの工程が必要ない。さらに、第３工程で焼成することにより、触媒を強固に付着させると同時に、加熱によってマットを外筒の内面に固着させてマットを外筒に固定できる。このため、加熱してマットを固着させるためだけの工程が必要ない。従って、製造の効率が良く、容易に触媒装置を製造できる。
　また、外筒の内面に触媒を付着させる前に触媒担体及びマットを外筒に収容できるため、容易にアッセンブリユニットを形成できる。例えば、圧入により触媒担体及びマットを外筒に収容する場合に、外筒の内面に触媒が付着していないため、圧入の際の摩擦抵抗が小さく、容易に圧入できる。

　また、本発明は、筒形状を有し、その内部の多孔構造に排気浄化機能を有する触媒を担持した触媒担体を、外筒に収容し、前記触媒担体と前記外筒との間にマットを挟持させ、前記触媒担体の表面には、前記マットに接する部分の少なくとも一部に、高摩擦部を設けたことを特徴とする触媒担体の保持構造を提供する。
　ここで、筒形状とは、断面が円形の筒に限らず、任意の断面形状の中空の形状を指す。
　この構成によれば、触媒担体の表面がマットに接する部分の少なくとも一部において、摩擦係数を高めた高摩擦部を設けたため、触媒担体はマットに高摩擦部との摩擦によって固定される。このため、触媒担体とマットとの摩擦により触媒担体をマットに固定でき、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。

　本発明に係る触媒装置では、少なくとも触媒担体とマットと摩擦、或いは、マットと外筒との擦部によって触媒担体を外筒に固定できるため、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。
　また、マットと外筒との摩擦により触媒担体を外筒に固定できるため、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。また、マットの端部が外筒の内面の高摩擦部に接し、或いは、マットが排気の圧力によってずれようとした場合にマットと高摩擦部とが接するので、マットと外筒との摩擦により触媒担体を外筒に固定できる。従って、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。
　また、マットが排気の下流側にずれようとした場合に、マットが、排気の下流側に設けられた高摩擦部との摩擦によって外筒に固定されるので、マットと外筒との摩擦により触媒担体を外筒に固定でき、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。
　さらに、高摩擦部は、触媒担体と同一の触媒を外筒の内面に付着させて面粗度を粗くした部分であるため、簡単に形成できる。
　さらにまた、触媒担体とマットとの摩擦によって触媒担体を外筒に固定できるため、簡単な構造により触媒担体を外筒に固定できる。
　また、高摩擦部は、触媒担体と同一の触媒を触媒担体の表面に付着させて面粗度を粗くした部分であるため、簡単に形成できる。
　また、触媒担体をセラミックスで構成したため、触媒担体を容易に軽量化できる。
　さらに、触媒装置の使用に伴って、外筒の内面に配された所定材料が酸化し、その表面における面粗度が粗くなるので、所定材料とマットとの摩擦によって、マット及び触媒担体を定位置に固定することができる。また、上記所定材料は、使用開始前の酸化が進行していない状態では面粗度が高くないので、外筒にマットとともに触媒担体を圧入する工程では、スムーズに圧入を行うことができる。従って、簡単な構成によってマットと触媒担体とを確実に定位置に固定できる。
　また、排気ガスが高温になりにくい環境においても、排気ガスに晒されるようになってから速やかにマット及び触媒担体を固定できるようになる。
　さらに、安価かつ加工性に優れる炭素鋼を用いて、触媒担体及びマットを簡単な構成で固定できる構成を、容易に実現できる。
　さらにまた、外筒の内面に配された所定材料に、マットを構成する材料と同一の組成又は当該材料と共通する元素を含む組成の添加材料が添加されているので、互いに接する外筒の内面とマットとの間の親和性が非常に高く、マットを外筒の内面に良好に付着させ、マット及び触媒担体を強固に定位置に固定できる。
　また、触媒担体の内部と同時に触媒担体の表面にも触媒を付着させるため、高摩擦部を設けるためだけの工程が必要なく、容易に高摩擦部を形成できる。
　さらに、外筒の内面に触媒を付着させるためのだけの工程、及び、加熱してマットを固着させるだけの工程が必要ないため、製造の効率が良く、容易に触媒装置を製造できる。さらに、外筒の内面に触媒を付着させる前に触媒担体及びマットを外筒に収容できるため、容易にアッセンブリユニットを形成できる。

図１は、第１の実施の形態に係る触媒装置を備えた排気マフラを模式的に示す図である。 図２は、触媒装置の構成を示した分解斜視図である。 図３は、触媒装置の断面図である。 図４は、第２の実施の形態に係る触媒装置を備えた排気マフラを模式的に示す図である。 図５は、触媒装置の構成を示した分解斜視図である。 図６は、触媒装置の断面図である。 図７は、第３の実施の形態に係る触媒装置を備えた排気マフラを模式的に示す図である。 図８は、触媒装置の構成を示した分解斜視図である。 図９は、触媒装置の断面図である。 図１０は、触媒装置の製造方法を模式的に示した図である。 図１１は、触媒担体に触媒を付着させる方法を模式的に示した図である。 図１２は、触媒担体に触媒を付着させる方法を模式的に示した図である。 図１３は、第７の実施の形態に係る触媒装置を備えた排気マフラを模式的に示す図である。 図１４は、触媒装置の構成を示した分解斜視図である。 図１５は、触媒装置の断面図である。 図１６は、触媒装置の外筒の高温耐力を示す図表である。 図１７は、第８の実施の形態に係る触媒装置を備えた排気マフラを模式的に示す図である。 図１８は、触媒装置の断面図である。 図１９は、第９の実施の形態に係る触媒装置を備えた排気管構造を示す断面図である。 図２０は、第１０の実施の形態に係る触媒装置を備えた排気管構造を示す断面図である。 図２１は、第１０の実施の形態における接合部の構成を示す拡大図である。 図２２は、第１１の実施の形態に係るセラミックス触媒装置を備えた排気マフラの断面図である。 図２３は、図２２と異なる方向から見た排気マフラの断面図である。 図２４は、触媒装置と排気管端部のレイアウトの説明に供する図である。 図２５は、第１１の実施の形態の変形例の説明図であり、図２５Ａは変形例に係る触媒装置を周辺構成と共に示す側断面図であり、図２５Ｂは、図２５Ａの触媒装置の断面図である。

符号の説明

　１、４、７、８、９、５０、１５０　触媒装置
　５　細孔
　１０、４０、６０　触媒担体
　１２、４２、６２　保持マット
　１３、４３、６３、７３、８３、８４、４２１　外筒
　１４、６４、７４、１１４　高摩擦部
　９０、９２　チタン製排気管
　９１　テーパー部
　９３、９５　ステンレス製排気管
　９４、９６　接合片
　７５、１００、１０６、２００、３００、４００　排気マフラ
　１１０、４１０　排気管
　１２０、４２０　筒状本体
　１２１　前端部
　１２２　後端部
　１４０、１４１　排気管構造

　以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る触媒装置１を備えた排気マフラ１００を模式的に示す図である。排気マフラ１００は、自動二輪車に設けられ、自動二輪車のエンジン（不図示）から延びる排気管１１０の後端に接続され、排気管１１０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サイレンサとして機能する。

　排気マフラ１００は、エンジンから延びる単一の排気管１１０が接続される筒状本体１２０を有し、筒状本体１２０内に、セラミックス製の触媒担体１０を備える触媒装置１が支持されている。触媒装置１は、触媒を担持する触媒担体１０と、触媒担体１０を収容する外筒１３と、触媒担体１０と外筒１３との間に設けられる保持マット１２とを備えている。そして、触媒装置１は、保持マット１２が巻き付けられた触媒担体１０を、外筒１３に収容して構成されている。
　筒状本体１２０は、複数（本例では２枚）の隔壁１３１、１３２を介して内部空間が複数（本例では３つ）の膨張室Ａ、Ｂ、Ｃに仕切られており、筒状本体１２０の前端部１２１を排気管１１０の端部１１０Ａが貫通して膨張室Ｂ内に固定され、排気管１１０の端部１１０Ａに最も近接する第１隔壁１３１に、触媒装置１が貫通して固定されている。

　触媒装置１は、触媒担体１０に形成された多数の細孔５を介して排気管１１０の端部１１０Ａ側と膨張室Ａとを連通させ、端部１１０Ａから排出された排気ガスは、触媒担体１０を通過する際に浄化される。ここで、触媒装置１の外径は、排気管１１０の外径よりも大径に形成され、外筒１３の内面である外筒内面１３Ａと端部１１０Ａの外面との間に、端部１１０Ａを、触媒担体１０と略同軸上に位置決めするための略環状の位置決め部材１０５が介挿されている。
　また、第１隔壁１３１には、触媒装置１からずれた位置に、第１連通管１３５と第２連通管１３６とが貫通して固定され、第１連通管１３５は、膨張室Ａと膨張室Ｂとを連通し、第２連通管１３６は、膨張室Ａを横断して第２隔壁１３２を貫通し、膨張室Ｂと膨張室Ｃとを連通させる。筒状本体１２０の後端部１２２には、テールパイプを構成する管部材１３８が貫通して固定され、管部材１３８が膨張室Ｃと排気マフラ１００の外の空間とを連通する。

　排気マフラ１００では、排気管１１０の端部１１０Ａから排出された排気ガスが、図１に矢印で示すように、触媒装置１を通過して排気マフラ１００内の膨張室Ａに流入し、流れ方向を反転して第１連通管１３５を通って膨張室Ｂに流入し、再び流れ方向を反転して第２連通管１３６を通って膨張室Ｃに流入し、テールパイプを構成する管部材１３８を通って外部へと排出される。
　筒状本体１２０の断面積は、筒状本体１２０に挿入される排気管１１０よりも大きく形成されるため、排気ガスが各膨張室Ａ～Ｃに流入する際に減圧される。また、触媒装置１を排気マフラ１００の筒状本体１２０内に配置したため、触媒装置１のレイアウトスペースが容易に確保される。また、触媒装置１を排気管１１０の端部１１０Ａと略同軸上に配置したため、排気管１１０の端部１１０Ａから排出された排気ガスをその流れ方向を変えることなく触媒装置１に流入させることができる。

　図２は、触媒装置１の構成を示した分解斜視図である。
　触媒担体１０は、円筒形状に形成され、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５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。ここで、触媒担体１０の断面形状は任意であり、断面形状は円形に限らず、例えば、楕円形等であっても良い。
　各細孔５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。

　触媒担体１０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、ロジウム及びパラ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。また、触媒担体１０の外周面は、面粗度を粗くして摩擦係数が高く形成されている。

　保持マット１２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、触媒担体１０の外周面に巻き付けられる。そして、保持マット１２の一端には凸状の合わせ部１２Ｊが形成され、他端には凹状の合わせ部１２Ｋが形成されているため、保持マット１２を触媒担体１０に巻き付ける際には、２つの合わせ部１２Ｊ、１２Ｋが合わさって確実に係合できる。また、保持マット１２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１２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。そして、保持マット１２は、弾性を有するため、セラミックス製の触媒担体１０を振動や衝撃から保護できる。
　さらに、保持マット１２は、繊維が絡み合った集合体であり、その表面及び内部には微細な隙間が無数に形成されている。このため、保持マット１２の表面は、細かい凹凸が無数に形成された状態にあり、面粗度が粗いため、表面の摩擦係数が高くなっている。従って、触媒担体１０と保持マット１２との接触面は摩擦が大きいため、触媒担体１０は、保持マット１２に固定される。

　外筒１３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。
　保持マット１２を巻き付けた触媒担体１０を外筒１３に収容するには、圧入、キャニング及び巻き締め等の方法がある。
　触媒担体１０を外筒１３に圧入する場合には、予め円筒状に形成された外筒１３に、保持マット１２が巻き付けられた触媒担体１０が押し込まれる。
　キャニングにより触媒担体１０を収容する場合には、円筒を軸線方向に沿って複数の片に分割するように形成した分割片により、保持マット１２が巻き付けられた触媒担体１０を囲い、分割片どうしを接合して外筒１３を形成する。
　また、巻き締めにより触媒担体１０を収容する場合には、保持マット１２が巻き付けられた触媒担体１０に板材を巻き付けて、この板材の端部どうしを接合して外筒１３を形成する。ここで、キャニング及び巻き締めの接合は、溶接、接着及びボルト止め等により行われる。また、保持マット１２は、圧入、キャニング及び巻き締め等の方法によらず、外筒１３と触媒担体１０との間で狭持され、圧縮された状態で収容される。

　図３は、触媒装置１の断面図である。
　触媒装置１においては、排気ガスは図３に矢印Ｄで示す方向に流れる。
　触媒装置１は、触媒担体１０及び保持マット１２を外筒１３に収容して構成されるアッセンブリユニット１５により構成されている。ここで、外筒１３及び触媒担体１０の軸線方向の長さは略等しく、一方、保持マット１２の軸線方向の長さは外筒１３及び触媒担体１０の長さよりも短く形成されている。

　そして、アッセンブリユニット１５の状態では、外筒１３の両端と触媒担体１０の両端との位置は略一致するように組み立てられている。一方、保持マット１２においては、排気の上流側に位置する保持マット１２の上流側端部１２Ｃ、及び、下流側に位置する保持マット１２の下流側端部１２Ｄが、外筒１３の両端よりも外筒１３の内側に位置するように組み立てられている。従って、排気の流れに対して下流側に位置する外筒１３の一端は、保持マット１２の下流側端部１２Ｄよりも先に延設するように形成された延設部分１６を構成している。また、外筒１３の他端も同様に、上流側端部１２Ｃから外筒１３の他端が延設されるように延びている。

　触媒装置１においては、下流側端部１２Ｄの近傍の延設部分１６の内面に、面粗度が粗く摩擦係数が高い高摩擦部１４が設けられている。高摩擦部１４は、触媒担体１０の内部に担持された触媒と同一の触媒を外筒内面１３Ａに付着させて形成される。高摩擦部１４は、付着した触媒がその表面に微細な凹凸を形成しているため面粗度が粗く、摩擦係数が高くなっている。

　触媒担体１０に巻き付けられて円筒状に外筒１３に収容された保持マット１２は、その外周面である外面１２Ａが外筒１３の内周面である外筒内面１３Ａに当接し、その内周面である内面１２Ｂが触媒担体１０の外周面に当接している。
　保持マット１２は、圧縮された状態であるため、圧縮の反力により、外筒１３を外筒内面１３Ａの側から圧縮する力、及び、触媒担体１０を圧縮する力を及ぼしている。そして、保持マット１２は、外面１２Ａが外筒１３を外筒内面１３Ａの側から圧縮し、外面１２Ａと外筒内面１３Ａとの間に生じる摩擦によって外筒１３に固定されている。
　また、保持マット１２は、触媒担体１０の外周面を圧縮し、内面１２Ｂと触媒担体１０の外周面との間に生じる摩擦によって触媒担体１０を固定している。

　触媒装置１においては、外筒１３に進入した排気ガスは、触媒担体１０の各細孔５を通過して浄化された後、外筒１３を出る。ここで、保持マット１２は、繊維が高密度に集合しているため、触媒担体１０の保持部材としての機能の他に、排気ガスのシール材としての機能を有しているので、排気ガスは保持マット１２を通過できない。このため、全ての排気ガスがもれなく触媒装置１を通過するので、浄化の効率が高い。

　本第１の実施の形態では、図３に示すように、外筒内面１３Ａにおいて、下流側端部１２Ｄの近傍の延設部分１６に高摩擦部１４を設けている。これにより、保持マット１２が排気の下流側にずれようとした場合に、保持マット１２を、高摩擦部１４との摩擦によって外筒内面１３Ａに固定できる。

　排気ガスが排気管１１０を流れると、保持マット１２は、排気ガスの圧力等により排気の下流にずらされる力を受ける。しかし、触媒装置１の内部で圧縮された状態の保持マット１２は、下流側に微小な距離だけずらされたとしても、下流側端部１２Ｄの近傍の延設部分１６の内面に形成された高摩擦部１４に引っ掛かることとなる。このとき、下流側端部１２Ｄの近傍の保持マット１２の外面１２Ａと高摩擦部１４との間では、大きな摩擦が得られるため、保持マット１２を外筒１３に固定することができる。このため、保持マット１２と外筒１３との摩擦によって触媒担体１０を外筒１３に固定できる。

　また、第１の実施の形態では、ストッパ部材等を用いることなく簡単に保持マット１２及び触媒担体１０を外筒１３に固定でき、コンパクトに触媒装置１を構成できるため、例えばスペースが限られる傾向にある自動二輪車の排気マフラ１００や排気管の他の部分にも容易に触媒装置１を設置できる。さらに、外筒内面１３Ａの面粗度を粗くして摩擦を高めることで、保持マット１２及び触媒担体１０を外筒１３に固定するため、外側に露出するような部品が無い。このため、例えば自動二輪車に触媒装置１を装着した場合に、外観性を損なうことが無いという利点がある。また、ストッパ部材等を触媒装置１の排気経路に配置しないため、ストッパ部材等により排気の流れを妨げて排気ガスの浄化の効率を低下させることがない。また、高摩擦部１４の摩擦係数が高いため、保持マット１２が圧縮されて生じる圧縮の反力を厳密に管理しなくても、十分な摩擦が得られる。このため、例えば、触媒担体１０の強度、保持マット１２の密度、及び、外筒１３の内径などに設定される公差を広くすることができるので、各部品の歩留りが向上し、製造コストを低減できる。

　以上説明したように、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、触媒担体１０と外筒１３との間に、保持マット１２と外筒１３との間の移動を阻止する高摩擦部１４を設けたため、触媒担体１０は、高摩擦部１４との摩擦によって外筒１３に固定される。このため、簡単な構造により触媒担体１０を外筒１３に固定できる。
　また、外筒内面１３Ａにおいて、保持マット１２の下流側端部１２Ｄの近傍に高摩擦部１４を設けたため、保持マット１２は、高摩擦部１４との摩擦によって外筒内面１３Ａに固定される。このため、保持マット１２と外筒１３との摩擦により触媒担体１０を外筒１３に固定でき、簡単な構造により触媒担体１０を外筒１３に固定できる。
　また、保持マット１２が排気の下流側にずれようとした場合に、保持マット１２が、排気の下流側の延設部分１６の内面に設けられた高摩擦部１４に接触し、高摩擦部１４との摩擦によって固定される。このため、保持マット１２と外筒１３との摩擦により触媒担体１０を外筒１３に固定でき、簡単な構造により触媒担体１０を外筒１３に固定できる。

　さらに、高摩擦部１４は、触媒担体１０と同一の触媒を外筒内面１３Ａに付着させて面粗度を高めた部分であるため、容易に形成できる。
　また、触媒担体１０をセラミックスで構成したため、触媒担体１０を容易に軽量化できる。

［第２の実施の形態］
　以下、図４から図６を参照して、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。
　なお、この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
　図４は、本発明の第２の実施の形態に係る触媒装置５０を備えた排気マフラ２００を模式的に示す図である。
　第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態における触媒担体１０に代えて、排気マフラ２００の内部に触媒担体６０を配設している。本第２の実施の形態は、触媒担体６０を固定する高摩擦部６４が、触媒担体６０の表面に形成される点で、第１の実施の形態と異なっている。

　図４に示すように、排気マフラ２００は、エンジンから延びる単一の排気管１１０が接続される筒状本体１２０を有し、筒状本体１２０内に、セラミックス製の触媒担体６０を備える触媒装置５０が支持されている。触媒装置５０は、触媒を担持する触媒担体６０と、触媒担体６０を収容する外筒６３と、触媒担体６０と外筒６３との間に設けられる保持マット６２とを備えている。そして、触媒装置５０は、保持マット６２が巻き付けられた触媒担体６０を、外筒６３に収容して構成されている。

　図５は、触媒装置５０の構成を示した分解斜視図である。図６は、触媒装置５０の断面図である。
　触媒担体６０は、円筒形状に形成され、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５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。ここで、触媒担体６０の断面形状は任意であり、断面形状は円形に限らず、例えば、楕円形等であっても良い。
　各細孔５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。また、触媒担体６０の外周の表面である外表面６１の一部においても、触媒担体６０の内部に付着した触媒と同一の触媒が付着した高摩擦部６４が形成されている。

　保持マット６２を巻き付けた触媒担体６０を外筒６３に収容するには、圧入、キャニング及び巻き締め等の方法があり、いずれの方法によっても、保持マット６２は外筒６３と触媒担体６０との間で狭持され、圧縮された状態で収容される。
　触媒担体６０及び保持マット６２の軸線方向の長さは略等しく、触媒装置５０が組み立てられた状態では、触媒担体６０及び保持マット６２の両端は一致している。また、外筒６３の長さは、触媒担体６０及び保持マット６２の長さよりも長く、触媒担体６０及び保持マット６２の両端は、外筒６３の内側に位置している。

　保持マット６２は、圧縮された状態であるため、圧縮の反力により、触媒担体６０を圧縮する力、及び、外筒６３を外筒６３の内周側から圧縮する力を及ぼしている。そして、触媒担体６０は、外表面６１の全面に保持マット６２による圧縮力を受けて、触媒担体６０と保持マット６２との間に生じる摩擦によって保持マット６２に固定されている。また、保持マット６２は、外筒６３の内周面に圧縮力を及ぼし、外筒６３と保持マット６２との間に生じる摩擦によって外筒６３に固定されている。

　触媒装置５０においては、排気ガスは図６に矢印Ｄで示す方向に流れ、外筒６３に進入した排気ガスは、触媒担体６０の各細孔５を通過して浄化された後、外筒６３を出る。ここで、保持マット６２は、触媒担体６０の保護部材としての機能の他に、排気ガスのシール材としても機能するように繊維が高密度に集合しているため、排気ガスは保持マット６２を通過できない。このため、排気ガスは、各細孔５のみを通過するので浄化の効率が高い。

　本第２の実施の形態では、図５及び図６に示すように、触媒担体６０の外表面６１の少なくとも一部に摩擦係数を高めた高摩擦部６４を設けている。詳細には、高摩擦部６４は、触媒担体６０において排気の流れの上流側の端である上流側端部６０Ａに形成されている。
　これにより、触媒担体６０を高摩擦部６４との摩擦によって保持マット６２に固定できる。

　触媒装置５０の内部では、触媒担体６０は圧縮された状態の保持マット６２により圧縮力を受けている。そして、触媒担体６０には高摩擦部６４が形成されており、圧縮力を受けると摩擦係数が高い高摩擦部６４と保持マット６２との間では大きな摩擦が得られる。また、高摩擦部６４は、触媒担体６０において排気の流れの上流側の端に形成されているため、例えば、触媒担体６０が下流側にずれようとした場合に、高摩擦部６４は保持マット６２の全長に亘って摩擦を生じながらずれることとなる。このため、触媒担体６０のずれを阻止する効果が高い。
　このように、触媒担体６０は、高摩擦部６４と保持マット６２との間の摩擦により保持マット６２に固定されるため、排気管１１０からの排気ガスによる圧力を受けても保持マット６２からずれることがない。ここで、高摩擦部６４は、触媒担体６０を保持マット６２に確実に固定可能な摩擦を得られる範囲に亘って形成されている。

　また、第２の実施の形態では、ストッパ等を用いることなく簡単に触媒担体６０を保持マット６２に固定でき、コンパクトに触媒装置５０を構成できるため、例えばスペースが限られる傾向にある自動二輪車の排気マフラ２００や排気管の他の部分にも容易に触媒装置５０を設置できる。さらに、触媒担体６０の面粗度を粗くして摩擦を高めることで、触媒担体６０を保持マット６２に固定するため、外側に露出するような部品が無い。このため、例えば自動二輪車に触媒装置５０を装着した場合に、外観性を損なうことが無いという利点がある。また、ストッパ部材等を触媒装置５０の排気経路に配置しないため、ストッパ部材等により排気の流れを妨げて排気ガスの浄化の効率を低下させることがない。また、高摩擦部６４の摩擦係数が高いため、保持マット６２が圧縮されて生じる圧縮の反力を厳密に管理しなくても、十分な摩擦が得られる。このため、触媒装置５０を構成する各部品の寸法公差を大きくできるので、各部品の歩留りが向上し、製造コストを低減できる。

　以上説明したように、本発明を適用した第２の実施の形態によれば、触媒担体６０と外筒６３との間に、保持マット６２と外筒６３との間の移動を阻止する高摩擦部６４を設けたため、触媒担体６０は、高摩擦部６４との摩擦によって外筒６３に固定される。このため、簡単な構造により触媒担体６０を外筒６３に固定できる。
　また、触媒担体６０の外表面６１の一部に摩擦係数が高い高摩擦部６４を形成したため、触媒担体６０は、高摩擦部６４と保持マット６２との摩擦により外筒６３に固定される。このため、触媒担体６０と保持マット６２との摩擦により触媒担体６０を外筒６３に固定でき、簡単な構造により、触媒担体６０を外筒６３に固定できる。
　また、高摩擦部６４は、触媒担体６０と同一の触媒を外表面６１に付着させて面粗度を粗くした部分であるため、容易に形成できる。さらに、外表面６１の一部に触媒を付着させ、触媒担体６０の固定に必要な量だけ触媒を使用するため、触媒を節約できる。
　さらに、触媒担体６０をセラミックスで構成したため、触媒担体６０を容易に軽量化できる。

［第３の実施の形態］
　以下、図７から図９を参照して、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。なお、この第３の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
　図７は、本発明の第３の実施の形態に係る触媒装置１５０を備えた排気マフラ３００を模式的に示す図である。
　上記第１の実施の形態では、外筒内面１３Ａの下流側端部１２Ｄに高摩擦部１４を形成しているが、本第３の実施の形態は、高摩擦部１４に加え、第１の実施の形態の触媒担体１０の外周面である外表面１１に高摩擦部１１４を形成した点で、第１の実施の形態と異なっている。

　図８は、触媒装置１５０の構成を示した分解斜視図である。図９は、触媒装置１５０の断面図である。
　触媒装置１５０においては、高摩擦部１４が外筒内面１３Ａの下流側端部１２Ｄに形成されている。さらに、触媒装置１５０では、保持マット１２の上流側端部１２Ｃの近傍において、保持マット１２と触媒担体１０の外表面１１とが接する部分に、高摩擦部１１４が形成されている。そして、高摩擦部１１４及び高摩擦部１４は、触媒担体１０の内部に付着した触媒と同一の触媒が付着して形成されている。

　以上説明したように、本発明を適用した第３の実施の形態によれば、外筒内面１３Ａにおいて、保持マット１２の下流側端部１２Ｄの近傍に高摩擦部１４を設けたため、保持マット１２は、高摩擦部１４との摩擦によって外筒内面１３Ａに固定される。さらに、触媒担体１０の外表面１１の一部に摩擦係数が高い高摩擦部１１４を形成したため、触媒担体１０は、高摩擦部１４と保持マット１２との摩擦により外筒１３に固定される。すなわち、触媒担体１０は、外筒１３と保持マット１２との摩擦、及び、触媒担体１０と保持マット１２との摩擦により外筒１３に固定されるので、簡単な構造により、触媒担体１０を外筒１３に固定できる。

［第４の実施の形態］
　以下、図３に示した触媒装置１の製造方法の一例について説明する。
　図１０は、触媒装置１の製造方法を模式的に示した図である。
　この方法は、触媒装置１の下側から触媒が溶けた溶液を供給し、触媒装置１に触媒を付着させる方法である。
　触媒装置１は、以下の３工程を含む製造方法により製造される。
　第１工程は、触媒担体１０及び保持マット１２を外筒１３に収容して構成されるアッセンブリユニット１５を形成する工程である。具体的には、まず、円筒形状の触媒担体１０の外周面に保持マット１２を巻き付ける。次いで、触媒担体１０を保持マット１２とともに外筒１３に圧入し、アッセンブリユニット１５を形成する。

　第２工程は、アッセンブリユニット１５に収容された触媒担体１０の内部、及び、外筒内面１３Ａの一部に触媒を付着させる工程である。具体的には、まず、図１０に示すように、アッセンブリユニット１５を筒状体５００に接続し、白金、ロジウム及びパラジウムを含有するように調整された触媒溶液を、筒状体５００内を介して矢印Ｅで示すように圧送し、図１０中の触媒担体１０の上端まで触媒溶液が達するよう調整する。すると、触媒溶液が、触媒担体１０の内部の各細孔５、及び、外筒内面１３Ａにおける下流側端部１２Ｄの近傍に付着する。

　第３工程は、アッセンブリユニット１５を焼成する工程である。具体的な一例としては、アッセンブリユニット１５を筒状体５００から取り外して、例えば１００℃にて１０分間熱風乾燥した後、４５０℃にて１時間焼成する。これにより、下流側端部１２Ｄ及び延設部分１６の内面と、各細孔５の表面とに触媒が担持され、触媒装置１が完成する。そして、延設部分１６の内面に触媒が付着して形成された高摩擦部１４は、付着した触媒がその表面に微細な凹凸を形成しているため面粗度が粗く、摩擦係数が高くなっている。また、４５０℃で焼成することにより、保持マット１２は外筒内面１３Ａに固着するため、保持マット１２を外筒１３に固定する効果が得られる。

　また、本第４の実施の形態の方法により、図９に示す触媒装置１５０を製造することもできる。
　図９に示す触媒装置１５０を製造する場合には、図１０に示すように、触媒担体１０の外表面１１において、上流側端部１２Ｃの近傍の部分に、貫通孔１１Ａが複数形成されている。貫通孔１１Ａは、触媒担体１０の内部に連通した孔であり、圧送されて触媒担体１０の内部を通る上記溶液は、貫通孔１１Ａからにじみ出る。これにより、触媒担体１０の外表面１１において、図９に示した上流側端部１２Ｃの近傍の部分に、溶液を付着させて高摩擦部１１４を形成できる。また、貫通孔１１Ａは所望の位置に配置できるため、所望の位置に高摩擦部１１４を形成できる。

　触媒担体１０にパラジウム、ロジウム、白金を担持させるための触媒溶液は、これら金属を含む化合物を所定溶媒に溶解させたものである。パラジウムを担持させるために用いる材料としては、硝酸塩、塩化物、酢酸塩、錯塩（ジクロロテトラアンミンパラジウム等）等が挙げられる。また、白金を担持させる材料としては、硝酸塩、塩化物、酢酸塩、錯塩（ジニトロジアンミン白金、トリクロロトリアンミン白金等）等が挙げられる。また、触媒担体１０にロジウムを担持させる材料としては、硝酸塩、塩化物、酢酸塩、硫酸塩、錯塩（ペンタアンミンクロロロジウム、ヘキサアンミンロジウム等）等が挙げられる。そして、これらの材料の溶液を調整し、この溶液に上述した触媒担体１０を含浸させることにより、触媒担体１０にパラジウム、白金、ロジウムを担持させることができる。溶媒としては、水や有機溶媒を用いることが可能であるが、溶解度や廃液処理の容易性、入手容易性等を考慮すると水が好ましい。また、上記溶液に触媒担体１０を含浸させた後、触媒担体１０を、例えば２５０℃程度に加熱して乾燥させることで、触媒担体１０が有する多孔構造にパラジウム、ロジウム、白金が担持され、排気ガス中の窒素酸化物、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）等を分解浄化することができる。なお、要求される排ガス浄化性能によっては、パラジウム、ロジウム、白金のいずれか１または２種のみを触媒担体１０に担持させて触媒を構成してもよい。また、パラジウム、ロジウム、白金の他に、触媒として機能する金属や金属化合物（例えば、イリジウム、セリウム、ジルコニウム、チタン又はこれらの酸化物等）等を触媒担体１０に担持させてもよい。

　以上説明したように、本発明を適用した第４の実施の形態によれば、第１工程でアッセンブリユニット１５を形成した後、第２工程で触媒担体１０に触媒を付着させると同時に、外筒内面１３Ａに触媒を付着させることができるため、外筒内面１３Ａに触媒を付着させるためだけの工程が必要ないので、製造の効率が良く、容易に触媒装置１を製造できる。さらに、第３工程で焼成することにより、触媒を強固に付着させると同時に、加熱によって保持マット１２を外筒内面１３Ａに固着させて保持マット１２を外筒１３に固定できる。このため、加熱して保持マット１２を固着させるためだけの工程が必要ないので、製造の効率が良く、容易に触媒装置１を製造できる。また、第１工程において、外筒内面１３Ａに触媒が付着していない状態で、触媒担体１０及び保持マット１２を外筒１３に圧入できるため、圧入の際の摩擦抵抗が小さく、容易に圧入できる。

［第５の実施の形態］
　以下、図６に示す触媒担体６０の製造方法の一例について説明する。
　図１１は、触媒担体６０に触媒を付着させる方法を模式的に示した図である。
　この方法は、触媒担体６０の上側から触媒溶液を供給し、触媒担体６０に触媒を付着させる方法である。
　まず、触媒担体６０の上流側端部６０Ａが下方を向くように配置し、図１１中の触媒担体６０の上端に接するようにホッパー６００を設ける。ホッパー６００には触媒溶液が供給され、ホッパー６００を介して触媒担体６０に流れる触媒溶液は、触媒担体６０の内部を矢印Ｆで示すように流れ、触媒担体６０の内部の各細孔５に触媒溶液が付着する。

　そして、触媒担体６０の外表面６１において、上流側端部６０Ａの近傍には、複数の貫通孔６１Ａが形成されている。貫通孔６１Ａは、触媒担体６０の内部に連通した孔であり、触媒担体６０の内部を流れる触媒溶液は、貫通孔６１Ａからにじみ出る。これにより、触媒担体６０の外表面６１において、上流側端部６０Ａの近傍の部分に、触媒溶液を付着させて高摩擦部１４を形成できる。
　このように、触媒担体６０の外表面６１に貫通孔６１Ａを形成することで、所望の位置に高摩擦部１４を簡単に形成できる。

　以上説明したように、本発明を適用した第５の実施の形態によれば、触媒担体６０の内部に触媒を担持させる工程において、同時に外表面６１に触媒を付着させて高摩擦部６４を形成するので、簡単に高摩擦部６４を形成できる。

［第６の実施の形態］
　以下、図６に示す触媒担体６０の製造方法の他の例について説明する。
　図１２は、触媒担体６０に触媒を付着させる方法を模式的に示した図である。
　この方法は、触媒担体６０の上側から触媒溶液を供給し、触媒担体６０に触媒を付着させる方法である。
　触媒担体６０において、図１２中の上端には、空間を空けてホッパー６００が設けられている。ホッパー６００には触媒溶液が供給され、ホッパー６００から流下する触媒溶液は、触媒担体６０の内部を矢印Ｇで示すように流れるとともに、触媒担体６０の上面から外表面６１に流れ、外表面６１をつたって下方に流下する。このため、触媒担体６０の内部の各細孔５及び外表面６１の大部分に触媒溶液が付着し、高摩擦部６４を外表面６１の大部分に亘って簡単に形成できる。

　なお、上述した各々の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、本発明は上記の実施の形態に限定されない。
　例えば、第１の実施の形態では、高摩擦部１４は、下流側端部１２Ｄの近傍の延設部分１６の内面に設け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く、高摩擦部１４は、外筒内面１３Ａにおいて、下流側端部１２Ｄに接する部分又はその近傍の少なくともいずれかを含む領域に設けても良い。例えば、保持マット１２の外面１２Ａと外筒内面１３Ａとの接触面に高摩擦部１４を形成しても良い。さらに、上流側端部１２Ｃよりも排気の上流側の外筒内面１３Ａに高摩擦部１４を設けても良い。この場合、排気の上流側への保持マット１２のずれを阻止できる。
　同様に、第２の実施の形態では、触媒担体６０の外表面６１において上流側端部６０Ａに高摩擦部６４を設けるものとして説明したが、外表面６１の少なくとも一部に高摩擦部６４を設ければ良く、外表面６１の全面に亘って高摩擦部６４を設けても良い。また、高摩擦部６４を設ける部分は上流側端部６０Ａに限定されず、例えば、外表面６１の中央部に高摩擦部６４を設けても良い。さらに、第２の実施の形態では、外表面６１の高摩擦部６４を、触媒を付着させることにより構成するものとして説明したが、例えば、セラミックス製の触媒担体６０を焼結する際に、焼結前の加工が容易な触媒担体６０の外表面６１に梨地等の面粗度の粗い面を形成し、その後、触媒担体６０を焼結して高摩擦部６４を形成しても良い。また、機械加工等により外表面６１の面粗度を粗くしても良い。
　また、第３の実施の形態では、高摩擦部１１４は、保持マット１２の上流側端部１２Ｃの近傍において、保持マット１２と触媒担体１０の外表面１１とが接する部分に形成す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、上流側端部１２Ｃの近傍において触媒担体１０と保持マット１２とが接しない部分にも高摩擦部が設けられても良い。その他の細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。

　また、第４の実施の形態で、高摩擦部１４を、アッセンブリユニット１５を形成した後に形成するものとして説明したが、予め外筒内面１３Ａに高摩擦部１４を形成しておき、その後、キャニングや巻き締め等により触媒担体１０及び保持マット１２を外筒１３に収容しても良い。また、予め外筒内面１３Ａの延設部分１６の内面に高摩擦部１４を形成しておき、その後、触媒担体１０及び保持マット１２を外筒１３に圧入しても良い。この場合、高摩擦部１４の側とは反対側の外筒１３の端から、保持マット１２及び触媒担体１０を容易圧入できる。その他の細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。また、第４の実施の形態では、アッセンブリユニット１５に筒状体５００を接続して、触媒溶液を下方から圧送するものとして説明したが、例えば、アッセンブリユニット１５の下端を触媒溶液に浸漬し、上端から触媒溶液を吸上げて触媒溶液を付着させても良い。

　また、第１の実施の形態では、外筒１３の高摩擦部１４を、触媒を付着させることにより形成するものとして説明したが、別の摩擦を高める付着物を付着させて高摩擦部１４を形成しても良く、例えば、多孔質のセラミックスを付着させても良い。また、機械加工等により面粗度を粗くして高摩擦部１４を形成しても良い。
　また、第１の実施の形態の触媒担体１０、第２の実施の形態の触媒担体６０は、セラミックス製であるものとして説明したが、例えば金属により触媒担体１０を構成し、金属製の触媒担体１０の外表面６１の一部及び各細孔５に、面粗度の粗い多孔質のセラミックス層を焼結等により形成し、このセラミックス層に触媒を担持させても良い。この場合、セラミックス層を形成するだけで外表面６１の面粗度が粗くなるため、このセラミックス層に高摩擦部６４としての機能を持たせることができる。また、触媒担体１０、６０を金属により構成する場合の触媒担体１０、６０の材料の好ましい例としては、ステンレス、鉄－アルミニウム－クロム系合金等が挙げられる。

　さらに、第５の実施の形態は、本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は第５の実施の形態に限定されない。
　例えば、第５の実施の形態では、ホッパー６００から触媒溶液を触媒担体６０に流す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く、例えば、触媒担体６０の上流側端部６０Ａの側の端を触媒溶液に浸漬し、上流側端部６０Ａとは反対側の端から触媒溶液を吸上げて触媒溶液を付着させても良い。この場合、貫通孔６１Ａを設けなくても良い。
　その他、上記第１から第６の各実施の形態における具体的構成を任意に変更することは勿論可能である。

［第７の実施の形態］
　図１３は、本発明を適用した第７の実施の形態に係る触媒装置７を備えた排気マフラ７５を模式的に示す図である。排気マフラ７５は、図１に示した排気マフラ１００と同様、自動二輪車に設けられ、排気管１１０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サイレンサとして機能する。

　排気マフラ７５は、排気管１１０が接続される筒状本体１２０を有し、筒状本体１２０内に、触媒担体１０を備える触媒装置７が支持されている。触媒装置７は、触媒装置１（図１）の外筒１３を外筒７３に代えたものであり、その他は触媒装置１と共通である。触媒装置７は、触媒装置１と同様、排気管１１０の端部１１０Ａに最も近接する第１隔壁１３１に、貫通して固定されている。また、排気マフラ７５は、触媒装置１に代えて触媒装置７を備える点をのぞき、排気マフラ１００と同様に構成される。
　この第７の実施の形態において、第１から第６の実施の形態と同様に構成される各部については同符号を付して説明を省略する。

　図１４は、触媒装置７の構成を示した分解斜視図である。
　触媒担体１０は、上述のように円筒形状に形成されたハニカム状の多孔構造体であり、外表面１１には高摩擦部７４が形成されている。
　また、外筒７３を構成する材料としては強度及び耐熱性の高い金属が用いられ、特に、比較的酸化しやすい金属材料、例えば一般炭素鋼（いわゆるＳＰ材）が用いられる。この外筒７３の材料は、特に、ＳＵＳ４３０等のステンレス材料よりも酸化しやすい材料であることが好ましく、より具体的には、ステンレス材の不動態皮膜が酸化・劣化しない条件において、酸化反応が進行する材料が好ましい。すなわち、ステンレス材の不動態皮膜が酸化・劣化する温度よりも低温で酸化する材料や、ステンレス材の不動態皮膜が耐え得る酸化性気体の雰囲気下において酸化が進行する材料が好ましい。

　図１５は、触媒装置７の断面図である。
　図１５に示すように、触媒装置７は、保持マット１２を介して外表面１１が外筒７３に保持された構成となっている。この触媒装置７を製造する過程においては、触媒担体１０及び保持マット１２を外筒７３に収める工程で、触媒担体１０に保持マット１２を巻き付けた上で、これが予め筒形状に整形された外筒７３に圧入される。従って、外筒７３に収められた保持マット１２は圧縮された状態となっており、保持マット１２を構成する繊維の反発力によって、触媒担体１０と保持マット１２との間、及び、保持マット１２と外筒７３との間には押圧力が作用している。
　触媒担体１０は多孔質のセラミックス材料で構成されるため、その外表面１１の面粗度は高く、保持マット１２の表面も粗面である。従って、触媒担体１０と保持マット１２とは摩擦力により相互に移動しないよう保持される。また、保持マット１２と外筒７３も摩擦により保持されている。

　上述したように、外筒７３は、その表面が比較的酸化しやすい材料で構成されている。このため、外筒７３の内側の表面は酸化され易く、保持マット１２と接しておらず露出した部分は特に酸化されやすい状態にある。また、保持マット１２は繊維の集合体であって、完全に近い気密性を有するものではないので、外筒７３の内面のうち保持マット１２に接する部分も、同様に酸化され易い。
　このため、触媒装置７を排気マフラ７５に収め、自動二輪車又は自動車に取り付けた場合、使用開始により触媒装置７の内部を排気ガスが流通すると、外筒７３の内面は排気ガスに含まれる酸化性の気体や排気ガスの熱の影響によって、酸化される。

　そして、外筒７３の内面においては、触媒装置７の使用開始後すみやかに酸化物層７３Ａ、７３Ｂが形成される。
　酸化物層７３Ａは、図１５中に符号Ｄで示す排気ガスの流れに対して上流側に位置し、外筒７３の内面が未浄化の排気ガスに晒される箇所にある。未浄化の排気ガスは、ＮＯｘ（窒素酸化物）や酸素等の酸化性気体を含んでおり、これらの酸化性気体によって外筒７３の内表面が酸化され、酸化物層７３Ａが形成される。
　また、符号Ｄで示す排気ガスの流れに対して触媒担体１０の下流側は、触媒担体１０を通って浄化された排気ガスに晒される箇所であるが、浄化済みの排気ガスにも酸素等の酸化性気体が含まれているため、これらの酸化性気体によって、外筒７３の内表面が酸化され、酸化物層７３Ｂが形成される。

　さらに、触媒装置７の内部は、排気ガスが持つ熱により相当の高温に達するので、外筒７３の内面の酸化反応が促進される。触媒装置７の内部の温度は、内燃機関の排気量や形式、燃料の種類、排気経路における触媒装置７の位置によっても異なるが、上述した外筒７３の材料の酸化を速やかに進行させる程度の温度には十分に達する。
　このため、外筒７３の内面において、特に露出している部分は、触媒装置７の使用開始後に速やかに酸化されて、酸化物層７３Ａ、７３Ｂが形成される。
　また、外筒７３の内面においては、酸化物層７３Ａ、７３Ｂだけでなく、保持マット１２により覆われた箇所においても酸化が進行するので、酸化物層７３Ａ、７３Ｂは、保持マット１２と接する箇所にも広がって形成される。

　外筒７３の内面における酸化は均一な条件で進行するものではなく、触媒装置７内部における温度ムラの影響を受ける上、排気ガスに含まれる酸化性気体の種類、濃度や組成比も一定ではない。このため、外筒７３の内面ではムラのある酸化反応が進行し、酸化物層７３Ａ、７３Ｂは面粗度が粗い表面となっている。
　従って、保持マット１２と酸化物層７３Ａ、７３Ｂとの間の摩擦係数は極めて高くなっており、保持マット１２と外筒７３との位置をずらすことは容易ではない。言い換えれば、保持マット１２は外筒７３に対し、摩擦によって強く保持・固定されている。

　ここで、保持マット１２の端部と外筒７３とが接する部分に形成された酸化物層７３Ａ、７３Ｂにより、強い摩擦が生じることで、保持マット１２は触媒担体１０とともに保持及び固定されるが、保持マット１２に接しない部分のみに酸化物層７３Ａ、７３Ｂが形成された場合であっても、保持マット１２を保持及び固定できる。
　例えば、酸化物層７３Ｂが、保持マット１２に接していない部分にのみ形成されている場合に、保持マット１２が符号Ｄで示す排気ガスの圧力によりずれようとした場合、保持マット１２の端部はすぐに酸化物層７３Ｂに接し、強い摩擦が生じる。このため、保持マット１２は、実質的に殆どずれていない位置において摩擦力によって保持されてしまう。
　従って、外筒７３の内表面の少なくとも一部が酸化され、面粗度の粗い酸化物層が形成されることで、保持マット１２は、触媒担体１０とともに、外筒７３に保持及び固定される。

　上述したように、保持マット１２は外筒７３に圧入され、外筒７３に対する反発力が作用している。このため、外筒７３が酸化して酸化物層７３Ａ、７３Ｂとなることで摩擦係数が高まるのに加え、保持マット１２と外筒７３との間に力が作用することで、保持マット１２と酸化物層７３Ａ、７３Ｂとの間の摩擦力はますます大きくなる。従って、保持マット１２は、外筒７３に対して強く保持され、確実に固定される。

　また、外筒７３を構成する上記材料は、物理的に面を粗くする加工が施されていなければ、触媒装置７として使用が開始される前は、比較的平滑な面である。このため、触媒装置７を製造する過程では外筒７３の面粗度は低く、摩擦係数が低いので、この外筒７３に保持マット１２及び触媒担体１０を圧入する工程では、支障なくスムーズに圧入できる。

　そして、外筒７３に保持マット１２及び触媒担体１０が収められて触媒装置７となり、その使用が開始されると、外筒７３の内面が速やかに酸化されて、面粗度の高い酸化物層７３Ａ、７３Ｂが形成されることで、保持マット１２が触媒担体１０とともに外筒７３に保持及び固定されるようになる。このため、触媒装置７においては、特別の操作をしなくても、保持マット１２を外筒７３に固定することができ、保持マット１２と外筒７３とのずれを防止できる。
　外筒７３の材料としては上述した条件を満たす種々のものが挙げられるが、強度、加工性、酸化しやすさ、触媒装置７の使用開始前における表面の平滑性、重量等を勘案すると、ステンレスよりも酸化されやすい材料の中で、例えば、一般炭素鋼（ＳＰ材）等の鉄材や、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。これらの材料は、酸化被膜等の不動態が表面に形成されていないことが望ましい。このような材料を用いれば、より低温でも酸化が速やかに進行して、酸化物層７３Ａ、７３Ｂが形成されるという利点があるので、低排気量の内燃機関の排気管に触媒装置７を配設した場合や、排気温度がそれほど高くならない場合であっても、保持マット１２を外筒７３に固定できる。
　なお、外筒７３は、全てが上述したような酸化されやすい材料で構成されている必要はなく、例えば、図１５に示す酸化物層７３Ａ、７３Ｂの部分のみ、或いは、保持マット１２の端部に接する部分や、この保持マット１２の端部の近傍のみを、上記材料で構成してもよい。この場合も、保持マット１２に接する部分又は保持マット１２の端部の近傍に、酸化物層が形成されるので、保持マット１２を外筒７３に保持及び固定できる。

　ところで、自動二輪車においては、触媒装置を、パンチングメタルや、金属板を折り曲げてハニカム型に加工したメタルハニカム等のメタル担体を用いて構成することがある。このメタル担体は、セラミック担体の場合とは異なり、マットを介さずに、例えば外筒の内部に立設されたブラケット等を介して外筒に取り付けられる。また、メタル担体を収めた外筒は、第７の実施の形態の触媒装置と同様にマフラの中に配置されるのが一般的である。この場合、メタル担体の中心と外筒部との間の温度差は小さく、具体的な温度差は、例えば、１００℃～１５０℃位であり、例えば担体の中心が９００℃である場合には、外筒の温度は７５０℃～８００℃である。従って、外筒の材料としては、耐酸化性および高温強度の高い材料としてステンレス材が用いられることがある。

　これに対し、第７の実施の形態においては、触媒装置７をセラミックス製の触媒担体１０を用いて構成したので、外筒７３と触媒担体１０との間には保持マット１２が介在することになる。この保持マット１２は断熱材となるので、外筒７３と触媒担体１０との間の温度差は、例えば、２５０℃～５００℃と大きく、触媒担体１０の中心の温度が１０００℃を超えるような場合であっても、外筒７３の温度は６００℃程度である。従って、セラミックス製の触媒担体１０と外筒７３との間に保持マット１２を介設させることにより、外筒７３の熱を調整でき、酸化の進行を適度に抑制できる。このため、外筒７３の材料として、アルミナイズド鋼板等のように、ステンレス以外の材料を適用することが可能になる。従って、製造コストを抑えることができるという効果が得られる。

　また、第７の実施の形態においては、触媒装置７が排気マフラ７５の筒状本体１２０の内部に配置されているので、適度に触媒装置７の外筒７３の酸化が進んでも、外観に現れることはない。これによって、自動二輪車等の小型車両に第７の実施の形態で説明した触媒装置７を用いることにより、排気系をコンパクトにして、ステンレス材（上記のＳＵＳ４３０等）より低価格の材料を使いながら、セラミックス製の触媒担体１０の支持を強める点で効果的である。

　以下、触媒装置７の製造方法について説明する。触媒装置７は、触媒装置１と同様、上述した第４から第６の実施の形態で説明した方法により製造できる。また、以下の方法により製造することもできる。なお、以下の説明における温度や時間等の各種条件は、あくまで具体的な例を示すものであって、本発明の内容を限定するものではない。
　まず、円筒形状に形成された触媒担体１０の軸線方向の一端の一部を、白金、ロジウム及びパラジウムを含有する溶液に所定の長さ（深さ）だけ浸漬させる。次いで、一端が浸漬した状態の触媒担体１０の他端に、溶液を吸上げ可能なポンプに接続されたチューブを接続する。このチューブは、全ての各細孔５から吸引を行えるように触媒担体１０の他端に接続される。そして、ポンプにより上記チューブを介して吸引を行うことで、全ての細孔５から溶液が吸い上げられ、各細孔５の表面に溶液が接触し、各細孔５の表面に溶質である触媒が付着する。ここで、触媒担体１０は、各細孔５の表面に溶液を付着させる工程において、一端が所定の長さだけ溶液に浸漬されるため、触媒担体１０の外表面１１の一部には所定の長さに亘って溶液が付着している。

　その後、触媒担体１０を上記溶液から引き上げて１００℃にて１０分間の熱風乾燥した後、４５０℃にて１時間焼成し、触媒担体１０に触媒を担持させる。
　焼成の後、触媒担体１０の外表面１１に保持マット１２を巻き付けて、この触媒担体１０を保持マット１２とともに外筒７３に圧入することで、触媒装置７が形成される。
　上記の過程において触媒担体１０にパラジウム、ロジウム、白金を担持させるための溶液、及びこの溶液に用いる材料は、第４の実施の形態で上述したものと同様である。

　また、外筒７３に保持マット１２及び触媒担体１０を圧入した後で、さらに触媒装置７を加熱して、保持マット１２と外筒７３とを接合することも可能である。つまり、外筒７３に保持マット１２とともに触媒担体１０を収容して触媒装置７を構成した状態で、触媒装置７を加熱してもよい。この場合、保持マット１２と外筒７３の内面とが密着した状態で加熱されることで、外筒７３の内面と保持マット１２との親和性がより一層高められ、所定の保持力を発揮する程度に密着、接着あるいは接合される。
　そして、外筒７３の内面に、保持マット１２を構成する材料と同一の組成又は当該材料と共通する元素を含む組成の添加材料が添加されている場合には、保持マット１２と外筒７３との親和性が高いため、加熱する際の温度がそれほど高くなくても、保持マット１２と外筒７３を強く密着、接着あるいは接合できる。

　具体的な例としては、保持マット１２が、セラミックスの一種であるアルミナ（酸化アルミニウム）製の繊維を圧縮又は集積して形成されたものである場合に、外筒７３に、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金を用い、或いは、外筒７３を鉄やステンレスや他の金属で構成した上で外筒７３の内面にアルミニウムのメッキを施した構成とすれば、保持マット１２と外筒７３とが、互いに含まれるアルミニウム同士の親和力により、加熱温度が低くても、加熱時に強く密着、接着あるいは接合される。

　以上説明したように、本発明を適用した第７の実施の形態によれば、触媒を内部に担持したセラミックス製の触媒担体１０と、触媒担体１０を収容する外筒７３と、外筒７３と触媒担体１０との間に介設される保持マット１２と、を備え、外筒７３の内表面の少なくとも一部に、内燃機関の排気ガス中においてステンレス材よりも酸化しやすい材料が配されたので、触媒装置７の使用に伴って外筒７３の内面における上記材料が酸化されて酸化物層７３Ａ、７３Ｂが形成されて、面粗度が粗くなる。このため、外筒７３の少なくとも一部で摩擦係数が高まるので、外筒７３と保持マット１２との摩擦によって、保持マット１２及び触媒担体１０を固定できる。

　また、外筒７３の内面は、触媒装置７としての使用開始前は酸化が進行していないので面粗度が高くない。このため、外筒７３に保持マット１２とともに触媒担体１０を圧入する工程では、スムーズに圧入を行うことができる。そして、触媒装置７の使用開始後、外筒７３に配された上記材料は排気ガスに晒されることで、排気ガス中の酸化性気体及び／又は排気ガスの高温の影響により速やかに酸化されて酸化物層７３Ａ、７３Ｂが形成され、面粗度が粗くなる。従って、使用開始後すみやかに保持マット１２及び触媒担体１０を固定できるようになる。このように、第７の実施の形態の構成によれば、触媒担体１０及び保持マット１２を外筒７３に収める工程に支障を来すことなく、簡単な構成によって保持マット１２と触媒担体１０とを外筒７３に固定できる。

　さらに、外筒７３の内面の少なくとも一部に配された酸化されやすい材料は、内燃機関の排気ガス中においてステンレス材（ＳＵＳ４３０等）が酸化する温度よりも低温で酸化が進行する材料である。このため、排気ガス中において、より低温で酸化が進行する材料を外筒７３の内面に配することにより、排気ガスに晒された場合に速やかに酸化されて面粗度が粗くなるので、排気ガスが高温になりにくい環境においても、排気ガスに晒されるようになってから速やかに保持マット１２及び触媒担体１０を固定できるようになる。また、外筒７３の内面に配される材料として一般炭素鋼（ＳＰ）材を用いれば、安価かつ加工性に優れた材料である炭素鋼を用いて、触媒担体１０及び保持マット１２を簡単に固定できる構成を、容易に実現できる。

　そして、外筒７３の内面に配される材料として、保持マット１２を構成する材料と同一の組成又は当該材料と共通する元素を含む組成の添加材料が添加された材料を用い、この材料が外筒７３の内面において保持マット１２に接する位置に配された構成とすれば、保持マット１２と外筒７３との親和性が高まることで、保持マット１２と外筒７３とを互いに移動しないように固定できる。また、この場合に触媒装置７を構成した後に加熱することによって、保持マット１２と外筒７３の内面とを良好に付着させることができ、保持マット１２及び触媒担体１０を固定できる。

　ここで、第７の実施の形態の触媒装置７を、図１３に示したように排気マフラ７５内に固定して自動二輪車に取り付ける場合の、触媒装置７の長さと径の比について説明する。
　図１６は、外筒７３の高温耐力及びクリープ強度と触媒担体１０の形状との相関を示す図表である。
　図１６中、Ｗは触媒担体１０の径であり、Ｌは触媒担体１０の軸方向の長さである。また、グラフは外筒７３の高温耐力及びクリープ強度を示す。
　この図１６に示すように、外筒７３のクリープ強度は、触媒担体１０の径Ｗと長さＬとの比に応じ変動し、径Ｗに対して長さＬが短いほど高い。そして、外筒７３のクリープ強度としては、図中に示すようにＬ／Ｗ＝１．５の場合の基準値以上であることが好ましいので、径Ｗと長さＬとがＬ／Ｗ≦１．５を満たすことが好ましいといえる。反対に、１．５＜Ｌ／Ｗとなる領域では、外筒７３における高温耐力及びクリープ強度が低くなるため、触媒装置７が、このような領域に該当しないようにすることが好ましい。
　つまり、第７の実施の形態の触媒装置７を、図１３に示したように排気マフラ７５内に固定して自動二輪車に取り付ける場合には、触媒担体１０の径Ｗと長さＬとが上記の要件を満たし、例えばＷ＝４０ｍｍとした場合に、Ｌ＝６０～１２０ｍｍであることが好ましい。

　なお、上記第７の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ない。例えば、第７の実施の形態では、外筒７３の全部又は一部が、一般炭素鋼等の、ステンレス材より酸化されやすい材料により構成されるものとして説明したが、外筒７３を複数の層からなる構成として、保持マット１２側に露出する層のみが上記材料で構成されてもよい。さらに、上記実施の形態では、白金、ロジウム及びパラジウムを触媒担体１０に担持するものとして説明したが、イリジウムやセリウム酸化物等のその他の触媒物質を担持しても良い。外筒７３の形状は円筒形に限定されず、中空の管であれば、楕円や多角形の断面形状を有する形状としてもよい。また、保持マット１２は触媒担体１０の外表面１１の全てを覆うものに限らず、外表面１１の一部が保持マット１２に覆われずに露出していてもよい。その他の細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。

［第８の実施の形態］
　図１７は、第８の実施の形態に係る触媒装置８を備えた排気マフラ１０６を模式的に示す図である。排気マフラ１０６は、排気マフラ１００（図１）と同様、自動二輪車に設けられ、排気管１１０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サイレンサとして機能する。

　排気マフラ１０６は、排気管１１０が接続される筒状本体１２０を有し、筒状本体１２０内に、触媒担体１０を備える触媒装置８が支持されている。触媒装置８は、触媒装置１（図１）の外筒１３を外筒８３に代えたものである。触媒装置８は、触媒装置１と同様、排気管１１０の端部１１０Ａに最も近接する第１隔壁１３１に、貫通して固定されている。ここで、触媒装置８を構成する外筒８３の外径は、排気管１１０の外径よりも僅かに大きく形成されており、外筒８３の内部に端部１１０Ａを入り込ませた状態で安定するようになっている。そして、端部１１０Ａを外筒８３に入り込ませた状態で、外筒８３の端部８３Ａは、排気管１１０の外側面に溶接により接合されている。接合部１０７においては、端部８３Ａと排気管１１０とが直接接合されている。

　この外筒８３及び接合部１０７の構成を除き、排気マフラ１０６は上記の排気マフラ１００と同様に構成され、触媒装置８は、外筒１３（図１、図２）に代えて外筒８３を備えた点を除いては触媒装置１（図１、図２）と同様に構成される。
　この第８の実施の形態において、第１から第６の実施の形態と同様に構成される各部については同符号を付して説明を省略する。

　触媒装置８は、図２に示した触媒装置１において外筒１３を外筒８３に代えた構成を有し、円筒形状に形成されたハニカム状の多孔構造体である触媒担体１０を備え、保持マット１２が巻き付けられた触媒担体１０を、円筒形状の外筒８３に収容したものである。
　外筒８３は、例えば断面円形の中空の管であり、両端は開口している。外筒８３を構成する材料としては、ステンレス材料（例えば、ＪＩＳ　ＳＵＳ４３０等）に比べて線膨張係数が低い材料である。ステンレス材料の線膨張係数（常温を含む温度範囲における線膨張係数。以下同じ。）は、１０×１０^－６／℃（フェライト系ステンレス鋼）～１７×１０^－６／℃（オーステナイト系ステンレス鋼）とされ、ステンレス材料の一例として挙げられるＳＵＳ４３０の線膨張係数は、１０．４×１０^－６／℃であり、ＳＵＳ３０４の線膨張係数は１７×１０^－６／℃である。外筒８３を構成する材料はこれより線膨張係数が低いものであり、好ましい例としては、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか、若しくは、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか１以上を含む合金が挙げられる。チタン（ＪＩＳ１～４種純チタン）の線膨張係数は８．４×１０^－６／℃であり、チタン合金の例として挙げられるＴｉ-６Ａｌ－４Ｖ合金では８．８×１０^－６／℃であり、その他のチタン合金のいずれも、その線膨張係数はステンレス材料より低い。

　ここで、外筒８３を構成する材料としては、α合金、α－β合金、β合金などのチタン合金あるいは純チタン（JIS　１種～４種）が挙げられ、チタン合金としては、チタン（Ti）とともに、アルミニウム（Al）、ケイ素（Si）、鉄（Fe）、銅（Cu）、スズ（Sn）、バナジウム（V）、ニオブ（Nb）、モリブデン（Mo）、クロム（Cr）、ジルコニウム（Zr）等の他種金属のいずれか１以上を含むものであり、その他の不可避不純物を含んでいてもよく、さらに、酸素（Ｏ）を含むもの等が挙げられる。具体的には、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ－６Ａｌ－６Ｖ－２Ｓｎ、Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－６Ｍｏ、Ｔｉ－１．５Ａｌ、Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ、Ｔｉ－７Ａｌ－４Ｍｏ、Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ、Ｔｉ－６Ａｌ－５Ｚｒ－０．５Ｍｏ－０．２Ｓｉ、Ｔｉ－５．５Ａｌ－３．５Ｓｎ－３Ｚｒ－０．３Ｍｏ－１Ｎｂ－０．３Ｓｉ、Ｔｉ－８Ａｌ－１Ｍｏ－１Ｖ、Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－２Ｍｏ、Ｔｉ－５Ａｌ－２Ｓｎ－２Ｚｒ－４Ｍｏ－４Ｃｒ、Ｔｉ－１１．５Ｍｏ－６Ｚｒ－４．５Ｓｎ、Ｔｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ａｌ－３Ｓｎ、Ｔｉ－１５Ｍｏ－５Ｚｒ－３Ａｌ、Ｔｉ－１５Ｍｏ－５Ｚｒ、Ｔｉ－１３Ｖ－１１Ｃｒ－３Ａｌ等を用いることができる。また、上記純チタン或いはチタン合金からなる材料に炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ等）、ガラス、酸化鉄等の微粒子を含ませた材料としてもよい。

　これらの材料は、共通して、上記のようにステンレス材料よりも線膨張係数が低い。さらに、上記に列挙した材料及びその他のチタンを含む材料は、ステンレス材料よりも軽量である。ステンレス材料の一例としてのＳＵＳ４３０の密度（比重）が７．９８ｇ／ｃｍ^３であるのに対し、チタン（ＪＩＳ１～４種純チタン）の密度は４．５ｇ／ｃｍ^３、チタン合金の一例としてのＴｉ－６ＡＩ－４Ｖ合金は４．４ｇ／ｃｍ^３である。このため、外筒８３を用いて構成される触媒装置８は軽量であり、この触媒装置８を例えば自動二輪車や自動車に設置した場合には、車体重量の軽量化、車体の設計上の自由度の向上、取り扱い性・作業性の向上等の有利な効果が得られる。

　図１８は、触媒装置８の断面図である。
　図１８に示すように触媒装置８は、保持マット１２を介して外表面１１が外筒８３に保持された構成となっている。この触媒装置８を製造する過程においては、触媒担体１０及び保持マット１２を外筒８３に収める工程で、触媒担体１０に保持マット１２を巻き付けた上で、これが予め筒形状に整形された外筒８３に圧入される。従って、外筒８３に収められた保持マット１２は圧縮された状態となっており、保持マット１２を構成する繊維の反発力によって、触媒担体１０と保持マット１２との間、及び、保持マット１２と外筒８３との間には押圧力が作用している。
　触媒担体１０は多孔質のセラミックス材料で構成されるため、その外表面１１の面粗度は高く、保持マット１２の表面も粗面である。従って、触媒担体１０と保持マット１２とは摩擦力により相互に移動しないよう保持される。また、保持マット１２と外筒８３も、図中符号Ｈで示す方向の排気ガスの圧に抗して、外筒８３内の所定の位置に摩擦により保持されている。

　この触媒装置８は、第７の実施の形態で説明した触媒装置７の製造方法、及び、上述した第４から第６の実施の形態で説明した触媒装置１の製造方法により、外筒１３、７３に代えて外筒８３を用いることで製造可能である。つまり、上記方法で製造された触媒担体１０の外表面１１に保持マット１２を巻き付けて、この触媒担体１０を保持マット１２とともに外筒８３に圧入することで、触媒装置８が形成される。この製造方法において触媒担体１０にパラジウム、ロジウム、白金を担持させるための溶液、及びこの溶液に用いる材料は、第４の実施の形態で上述したものと同様である。

　また、外筒８３に保持マット１２及び触媒担体１０を圧入した後で、さらに触媒装置８を加熱して、保持マット１２と外筒８３とを接合することも可能である。この場合、保持マット１２と外筒８３の内面とは、密着した状態で加熱されることで、所定の保持力を発揮する程度に密着、接着あるいは接合される。
　なお、本第８の実施の形態において外筒８３は予め円筒形に形成されたものを用いているが、キャニング、巻き締めによる方法を用いることもできる。キャニングにより触媒担体１０を収容する場合には、保持マット１２が巻き付けられた触媒担体１０に、円筒を軸線方向に沿って複数の片に分割した形状の分割片をあてがって、これらの分割片どうしを溶接、接着及びボルト止め等により接合して外筒８３を形成する。この方法では、複数の分割片を接合する際に、これら分割片が、保持マット１２を圧縮するように押圧される。このため、外筒８３に収容された状態で、触媒担体１０及び保持マット１２は、保持マット１２の反発力により外筒８３内の所定位置に保持される。
　また、巻き締めにより触媒担体１０を収容する場合には、保持マット１２が巻き付けられた触媒担体１０に、上述した外筒８３の材料となる金属製の板材を巻き付けることで、この板材の端部どうしが溶接、接着及びボルト止め等により接合されて円筒形の外筒８３が形成される。この方法では、板材を巻き付ける過程で、板材に対し、保持マット１２を圧縮するような張力が加えられる。このため、外筒８３に収容された状態で、触媒担体１０及び保持マット１２は、保持マット１２の反発力により外筒８３内の所定位置に保持される。

　ところで、排気ガスを浄化する触媒は高温の排気ガスに晒されるため、触媒担体１０を収容する容器の膨張による影響を考慮しなければならない。このために複雑な形状の保持部材を用いて容器内に触媒担体１０を保持することも考えられるが、この場合には、保持部材を触媒担体１０のサイズに合わせて作成する工程を必要とし、製造工数が増加してしまうという問題を生じる。また、このような保持部材の製造は容易ではない。
　第８の実施の形態で説明した構成は、上記の問題に鑑み、触媒担体１０を容器に収容して構成される触媒装置８において、高温環境下においても安定して触媒担体１０を保持することが可能な構成を、製造工数の増加や構成の複雑化を招くことなく実現することを目的としたものである。

　そして、第８の実施の形態の触媒装置８、及び後述する第９、第１０の実施の形態で説明する触媒装置９は、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒を担持したセラミックス製の触媒担体１０と、触媒担体１０を収容する外筒８３と、外筒８３と触媒担体１０との間に介設される保持マット１２と、を備え、外筒８３はステンレス材料よりも線膨張係数が低い材料により構成されたこと、を特徴としている。

　このように構成される触媒装置８は、例えば図１７に示したように排気マフラ１０６内に配設されて使用される場合に、高温の排気ガスが内部を通過することで、触媒担体１０、保持マット１２及び外筒８３が、いずれも高温に晒される。触媒担体１０及び保持マット１２を構成するセラミックスは線膨張係数が非常に小さく、例えばセラミックス製のハニカム触媒担体としては、線膨張係数が１．２×１０^－６／℃程度のものが知られている。このため、触媒装置８が高温となっている状態では、触媒担体１０と外筒８３とが異なる割合で膨張するため、触媒担体１０と外筒８３との間隔が広がって、保持マット１２の反発力による触媒担体１０の保持力が弱まる可能性がある。
　しかしながら、本第８の実施の形態における触媒装置８は、上述したように、ステンレス材料（例えば、ＪＩＳ　ＳＵＳ４３０等）よりも線膨張係数が低い材料により外筒８３を構成しているので、熱による外筒８３の膨張が非常に小さく、線膨張係数の低い触媒担体１０や保持マット１２との間にクリアランスを生じるおそれがなく、保持マット１２の反発力が顕著に低下することもない。このため、排気ガスの高温に晒されても、触媒担体１０の保持性能が常温の状態から殆ど変化しない触媒装置を実現できる。これにより、保持マット１２による保持力が低下した場合の備えとして、例えば触媒担体１０が外筒８３内で移動しないように固定または係止する突起や別の部材などを設ける必要がない。従って、構造を複雑化することなく、排気ガスの熱に晒されても安定して触媒担体１０及び保持マット１２を保持することが可能となる。

　また、外筒８３の形状は、触媒担体１０及び保持マット１２を収容するのに必要な要件を満たす単純な円筒形であって、その他の複雑な形状を必要としない。このため、外筒８３の製造に要する工数は、例えばステンレスや鉄系の材料により外筒８３を製造する場合と変わらない。このように、外筒８３の材料を、ステンレス材料よりも線膨張係数が低い材料とすることで、複雑な構造を用いず、製造工数の増加や機構の複雑化を招くことなく、高温時においても触媒担体１０及び保持マット１２を安定して保持することが可能な触媒装置８を、容易に実現可能である。

　特に、本第８の実施の形態で説明したように、外筒８３の材料を、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか、若しくは、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか１以上を含む合金とした場合、外筒８３の線膨張係数がステンレス材料等に比べて大幅に低く、使用時に高温の排気ガスに晒された場合の膨張による変形量が極めて小さくて済む。このため、高温の環境下においても触媒担体１０の保持性能が殆ど変化しないので、触媒担体１０の保持性能を確保するために必要な精度、すなわち許容され得る精度の範囲が広がり、設計及び製造上の自由度が高まる等といった利点がある。
　さらに、外筒８３の材料としてあげられる純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか、若しくは、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか１以上を含む合金は、融点が高いという利点を有しており、例えば、排気経路において内燃機関に近い位置に設置しても何ら問題がなく、また、高温の排気ガスに晒される環境下でも長期にわたって使用できる。上記の材料は軽量であるという利点を有しており、例えば自動二輪車や自動車に設置した場合の車体重量の軽量化、車体の設計上の自由度の向上、取り扱い性・作業性の向上等の有利な効果が得られる。

［第９の実施の形態］
　図１９は、第９の実施の形態に係る排気管構造１４０を示す断面図である。
　なお、本第９の実施の形態において、上記第１から第７の実施の形態、及び、第８の実施の形態と同様に構成される部分については同符号を付して説明を省略する。
　図１９に示す排気管構造１４０は、触媒装置８のエンジン（図示略）側にチタン製排気管９０を接合し、触媒装置８の排気マフラ（図示略）側にチタン製排気管９２を接合して構成されるものである。排気管構造１４０は、エンジンの排気口と排気マフラとを繋ぐ排気経路の一部を構成する管路であり、具体的には、排気マニホールド、集合管、或いは、これらとエンジンまたは排気マフラとを繋ぐパイプである。符号Ｈで示す排気ガスの流れに対し、チタン製排気管９０は触媒装置８の上流側に位置し、チタン製排気管９２は触媒装置８の下流側に位置する。

　チタン製排気管９０は外筒８３よりも細径の中空管により構成され、チタン製排気管９０の端部には次第に径が拡大するテーパー部９１が形成され、テーパー部９１の先端に外筒８３が接合されている。また、チタン製排気管９２は、外筒８３と同径の中空管である。
　また、チタン製排気管９０及びチタン製排気管９２は、いずれも、外筒８３と同様のチタン系材料で構成されている。

　すなわち、本第９の実施の形態において、外筒８３、チタン製排気管９０、及びチタン製排気管９２は、いずれも、α合金、α－β合金、β合金などのチタン合金あるいは純チタン（JIS　１種～４種）であり、チタン合金としては、チタン（Ti）とともに、アルミニウム（Al）、ケイ素（Si）、鉄（Fe）、銅（Cu）、スズ（Sn）、バナジウム（V）、ニオブ（Nb）、モリブデン（Mo）、クロム（Cr）、ジルコニウム（Zr）等の他種金属のいずれか１以上を含むものであり、その他の不可避不純物を含んでいてもよく、さらに、酸素（Ｏ）を含むもの等が挙げられる。具体的には、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ－６Ａｌ－６Ｖ－２Ｓｎ、Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－６Ｍｏ、Ｔｉ－１．５Ａｌ、Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ、Ｔｉ－７Ａｌ－４Ｍｏ、Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ、Ｔｉ－６Ａｌ－５Ｚｒ－０．５Ｍｏ－０．２Ｓｉ、Ｔｉ－５．５Ａｌ－３．５Ｓｎ－３Ｚｒ－０．３Ｍｏ－１Ｎｂ－０．３Ｓｉ、Ｔｉ－８Ａｌ－１Ｍｏ－１Ｖ、Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－２Ｍｏ、Ｔｉ－５Ａｌ－２Ｓｎ－２Ｚｒ－４Ｍｏ－４Ｃｒ、Ｔｉ－１１．５Ｍｏ－６Ｚｒ－４．５Ｓｎ、Ｔｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ａｌ－３Ｓｎ、Ｔｉ－１５Ｍｏ－５Ｚｒ－３Ａｌ、Ｔｉ－１５Ｍｏ－５Ｚｒ、Ｔｉ－１３Ｖ－１１Ｃｒ－３Ａｌ等を用いることができる。また、上記純チタン或いはチタン合金からなる材料に炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ等）、ガラス、酸化鉄等の微粒子を含ませた材料を用いてもよい。
　なお、外筒８３、チタン製排気管９０、９２は、溶接の容易性や材料調達の容易性、製造コスト等を勘案すると、全て同一の材料であることが好ましいが、外筒８３、チタン製排気管９０、９２が同一の材料で構成されていない構造も許容され、上述したチタンを含む材料のうちいずれかであれば、外筒８３、チタン製排気管９０、９２を異なる材料としてもよい。

　このように、外筒８３、チタン製排気管９０、９２が、いずれも、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか、若しくは、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか１以上を含む合金で構成されているので、チタン製排気管９０と外筒８３、及び、外筒８３とチタン製排気管９２を、例えば溶接によって容易に、かつ確実に接合できる。
　すなわち、図１９に示すように、テーパー部９１の先端と外筒８３の端部８３Ａとは同径であり。突き合わせ溶接により接合される。また、外筒８３の端部８３Ｂとチタン製排気管９２の先端とは同径であり、同様に突き合わせ溶接により接合される。チタンを含む金属材料どうしの溶接は材料間の相性が良いため、容易に、十分な強度で接合できる。

　この第９の実施の形態に係る排気管構造１４０においては、上述した第８の実施の形態で説明した効果に加え、触媒装置８において触媒担体１０及び保持マット１２を収容するための外筒８３を、排気管構造１４０の一部として利用できるという利点がある。これにより、触媒装置８を収容するための外装等が必要なく、コストの低減及び軽量化を図ることができる。また、外筒８３に接合されるチタン製排気管９０、９２が、外筒８３と同様に、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか、若しくは、純チタン、チタン合金およびチタン化合物のいずれか１以上を含む合金で構成されるので、同種または類似種の金属どうしの接合を行うことになり、溶接等によって容易に接合でき、高い接合強度が得られる。

［第１０の実施の形態］
　図２０は、第９の実施の形態に係る排気管構造１４０を示す断面図である。
　なお、本第１０の実施の形態において、上記第１から第７、第８及び第９の実施の形態と同様に構成される部分については同符号を付して説明を省略する。
　図２０に示す排気管構造１４１は、触媒装置９のエンジン（図示略）側にステンレス製排気管９３を接合し、触媒装置９の排気マフラ（図示略）側にステンレス製排気管９５を接合して構成されるものである。
　排気管構造１４１は、エンジンの排気口と排気マフラとを繋ぐ排気経路の一部を構成する管路であり、具体的には、排気マニホールド、集合管、或いは、これらとエンジンまたは排気マフラとを繋ぐパイプである。符号Ｈで示す排気ガスの流れに対し、ステンレス製排気管９３は触媒装置９の上流側に位置し、ステンレス製排気管９５は触媒装置９の下流側に位置する。

　触媒装置９は、上述した触媒装置８において、外筒８３に代えて外筒８４を備えたものである。外筒８４は、外筒８３と同様の材料で構成された円筒形の中空の管である。外筒８３との相違は、排気方向Ｈに対して上流側の端部８４Ａ、及び、下流側の端部８４Ｂに、それぞれ、ステンレス製排気管９３、９５と接合するための加工が施されている点にある。

　また、ステンレス製排気管９３、９５は、いずれも、ステンレス材料（ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等）により構成された中空の管である。ステンレス製排気管９３と外筒８４との接合部、及び、外筒８４とステンレス製排気管９５との接合部において、ステンレス製排気管９３、９５は、いずれも外筒８４より一回り小さい径となっており、外筒８４内部に入り込む。この状態で、接合片９４、９６を溶接することにより、外筒８４とステンレス製排気管９３及び外筒８４とステンレス製排気管９５が接合される。

　図２１は、排気管構造１４０における接合部の構成を示す拡大図であり、図２１Ａはステンレス製排気管９３と外筒８４との接合部を示し、図２１Ｂは外筒８４とステンレス製排気管９５との接合部を示す。
　図２１Ａに示すように、外筒８４の上流側の開口端である端部８４Ａには、孔８４Ｃが形成されている。孔８４Ｃは、外筒８４を貫通する孔であり、外筒８４の開口縁の周方向に沿って、所定の間隔をあけて複数形成されている。
　ステンレス製排気管９３の端部９３Ａは、端部８４Ａに対し、孔８４Ｃよりも奥まで入り込んでおり、この状態で、端部９３Ａに対して接合片９４が溶接される。接合片９４は、外筒８４の外側から孔８４Ｃを通って端部９３Ａに接する形状を有する金属片であり、ステンレス製排気管９３と同様のステンレス材料で構成される。

　端部９３Ａと接合片９４とはプロジェクション溶接により溶接される。すなわち、接合片９４を孔８４Ｃに差し入れた状態で接合片９４とステンレス製排気管９３との間に通電し、その接触部位の発熱により接合される。この方法により、端部８４Ａに設けられた全ての孔８４Ｃを通して、端部９３Ａに接合片９４が溶接される。ここで、複数の接合片９４が接合されることになるが、これら複数の接合片９４が互いに繋がっていてもよいし、一つ一つが独立した小片となっていてもよい。

　一方、図２１Ｂに示すように、外筒８４の下流側の開口端である端部８４Ｂには、孔８４Ｄが形成されている。孔８４Ｄは外筒８４を貫通する孔であり、外筒８４の開口縁の周方向に沿って、所定の間隔をあけて複数形成されている。
　ステンレス製排気管９５の端部９５Ａは、端部８４Ｂに対し、孔８４Ｄよりも奥まで入り込んでおり、この状態で、端部９５Ａに対して接合片９６が溶接される。接合片９６は、外筒８４の外側から孔８４Ｄを通って端部９５Ａに接する形状を有する金属片であり、ステンレス製排気管９５と同様のステンレス材料で構成される。

　そして、端部９５Ａと接合片９６とはプロジェクション溶接により溶接される。すなわち、接合片９６を孔８４Ｄに差し入れた状態で接合片９６とステンレス製排気管９５との間に通電し、その接触部位の発熱により接合される。この方法により、端部８４Ｂに設けられた全ての孔８４Ｄを通して、端部９５Ａに接合片９６が溶接される。ここで、複数の接合片９６が接合されることになるが、これら複数の接合片９６は繋がっていてもよいし独立した小片であってもよい。

　排気管構造１４１においては、チタンを含む材料からなる外筒８４と、ステンレス製排気管９３、９５とを接合する必要がある。これら異種金属を接合するにあたって、外筒８４の端部８４Ａ、８４Ｂに孔８４Ｃ、８４Ｄをそれぞれ設け、これら孔８４Ｃ、８４Ｄを利用して接合片９４、９６とステンレス製排気管９３、９５とを接合する。この方法によれば、同種金属を溶接することによって、外筒８４とステンレス製排気管９３、９５を容易に、かつ十分な強度で接合することができる。

　触媒装置９は、上述した触媒装置８と同様に、ステンレス材料よりも線膨張係数の低い材料からなる外筒８４に、触媒担体１０及び保持マット１２を収容して構成される。このため、上述した第８及び第９の実施の形態で説明したような利点が得られる。
　加えて、排気管構造１４１においては、より安価なステンレス製排気管９３、９５を用いることにより、低コストで実現可能な形態となっている。この排気管構造１４１においても、上記第９の実施の形態で説明したような利点、すなわち、触媒担体１０及び保持マット１２を収容するための外筒８４を、排気管構造１４１の一部として利用でき、触媒装置９を収容するための外装等が必要なく、コストの低減及び軽量化を図ることができるという利点がある。
　また、異種金属の接合となる外筒８４とステンレス製排気管９３、９５との接合は、外筒８４の端部８４Ａ、８４Ｂに孔８４Ｃ、８４Ｄを形成して、外側から接合片９４、９６をあてがってプロジェクション溶接を行う方法により、容易に、かつ確実に行える。

　なお、上記の第８から第１０の実施の形態は具体的な一態様を示すものであって、任意に変更可能である。例えば、上記第８から第１０の実施の形態では、外筒８３、８４は円筒形のものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、中空の管であれば、楕円や多角形の断面形状を有する形状としてもよい。

［第１１の実施の形態］
　図２２及び図２３は、第１１の実施の形態に係るセラミックス触媒装置４を備えた排気マフラ４００の断面図である。この排気マフラ４００は、自動二輪車のエンジンから延びる排気管４１０の後端に接続され、この排気管４１０を通った排気ガスを減圧して外部に排出するサイレンサとして機能する。
　この排気マフラ４００は、エンジンから延びる単一の排気管４１０が接続される筒状本体４２０を有し、この筒状本体４２０内に、セラミック製の触媒担体４０を備えるセラミックス触媒装置（以下、触媒装置）１が支持される。
　この筒状本体４２０は、この筒状本体４２０の外周面を構成する外筒４２１と、この外筒４２１内に挿入される内筒４２２と、これら筒部材４２１、４２２の前部開口及び後部開口を各々覆うように連結される略お椀状の前壁部４２３及び後壁部４２４とを備える。
　この内筒４２２、前壁部４２３及び後壁部４２４によって形成される内部空間は、複数枚（本例では２枚）の隔壁（以下、第１隔壁４３１、第２隔壁４３２という）を介して複数（本例では３つ）の膨張室（以下、第１膨張室Ｐ、第２膨張室Ｑ、第３膨張室Ｒという）に仕切られ、排気管４１０の端部４１０Ａが筒状本体４２０の前壁部４２３を貫通して筒状本体４２０内に挿入される。

　筒状本体４２０内の前側に位置する第１隔壁４３１には、この第１隔壁４３１を貫通して筒状本体４２０の長手方向に延びる位置決め用筒部材（位置決め用部材）４３５が取り付けられる。この位置決め用筒部材４３５は、前壁部４２３側に向かって徐々に径が細くなる筒形状に形成され、最も小径の前端部４３５Ａに排気管４１０が略隙間無く挿入されて溶接等で接合される。
　また、この位置決め用筒部材４３５の後端部４３５Ｂには、触媒装置４の外ケースを構成する外筒４３が嵌め込まれて溶接等で接合される。排気管４１０は、この位置決め用筒部材４３５内で後方に向かって徐々に拡径する拡径部４１０Ｂを有し、この拡径部４１０Ｂの端部４１０Ａが、位置決め用筒部材４３５よりも後方に位置する。すなわち、排気管４１０の端部４１０Ａは、位置決め用筒部材４３５と外筒４３との取付部４３７よりも後方に位置して外筒４３内に入り込む。また、この排気管４１０の端部４１０Ａは、触媒装置４内の触媒担体４０と略同径に形成され、触媒担体４０に近接配置される。

　触媒装置４の外筒４３は、筒状本体４２０の長手方向に沿って延在して第２隔壁４３２を貫通し、第２隔壁４３２に支持される。この場合、触媒装置４が、位置決め用筒部材４３５と第２隔壁４３２とに支持されるので、支持強度を十分に確保できる。また、同一の位置決め用筒部材４３５に触媒装置４と排気管４１０とが支持されるので、触媒装置４と排気管４１０との位置関係を正確に設定することができる。
　なお、筒状本体４２０の外筒４２１と内筒４２２との間にはグラスウール等の吸音材４０２が設けられ、また、後壁部４２４を構成する内側後壁部４２４Ａと外側後壁部４２４Ｂとの間、及び、後壁部４２４を貫通するテールパイプ４４５の外周を覆う筒体４２５の内側にも吸音材４０２が設けられる。

　触媒装置４は、触媒担体４０に形成された多数の細孔（貫通孔）５を介して排気管４１０の端部４１０Ａ側と第１膨張室Ｐとを連通させ、この排気管端部４１０Ａから排出された排気ガスを触媒担体４０を通過する際に浄化する。ここで、触媒装置４の外径は、排気管端部４１０Ａの外径よりも大径に形成されると共に、位置決め用筒部材４３５によって排気管端部４１０Ａと触媒担体４０とが略同軸上に位置決めされる。このため、排気管端部４１０Ａから排出された排気ガスを、触媒担体４０に効率よく入れて第１膨張室Ｐに流入させることができる。
　また、第２隔壁４３２には、触媒装置４からずれた位置に、第１連通管４４１と第３連通管４４３とが貫通して固定され、また、第１隔壁４３１には、位置決め用筒部材４３５からずれた位置に第２連通管４４２が貫通して固定される。
　第１連通管４４１は、第１膨張室Ｐと第２膨張室Ｑとを連通し、第２連通管４４２は、第２膨張室Ｑと第３膨張室Ｒとを連通する。また、第３連通管４４３は、一端が第２膨張室Ｑを横断して第１隔壁４３１を貫通して第３膨張室Ｒに開口すると共に、他端が第１膨張室Ｐを横断し、その後端に連結されたテールパイプ４４５が筒状本体４２０の後壁部４２４を貫通して第３膨張室Ｒと排気マフラ４００外の空間とを連通する。

　この排気マフラ４００では、排気管４１０の端部４１０Ａから排出された排気ガスが、図２２に矢印で示すように、触媒装置４を通過して排気マフラ４００内の第１膨張室Ｐに流入し、流れ方向を反転して第１連通管４４１を通って第２膨張室Ｑに流入し、再び流れ方向を反転して第２連通管４４２を通って第３膨張室Ｒに流入した後、再び流れ方向を反転して第３連通管４４３及びテールパイプ４４５を通って外部へと排出される。
　この筒状本体４２０の断面積は、この筒状本体４２０に挿入される排気管４１０よりも大きく形成されるため、排気ガスが各膨張室Ｐ～Ｒに流入する際に減圧される。また、触媒装置４を排気マフラ４００の筒状本体４２０内に配置したため、触媒装置４のレイアウトスペースが容易に確保される。また、触媒装置４を排気管４１０の端部４１０Ａと同軸上に配置したため、排気管４１０の端部４１０Ａから排出された排気ガスをその流れ方向を変えることなく触媒装置４に円滑に流入させることができる。

　次に触媒装置４について詳述する。触媒装置４は、図２に示した触媒装置１と同様に構成される。すなわち、触媒装置１における触媒担体１０と同様により同様に構成され、排気ガス浄化機能を有する触媒を担持した触媒担体４０と、保持マット１２（図２）と同様に構成され、触媒担体４０の外周を覆う保持マット（触媒保持マットとも称する）４２と、外筒１３（図２）と同様に構成され、触媒担体４０を保持マット４２を介して保持する外筒４３とを備えている。
　触媒担体４０は、上述した触媒担体１０（図１、図２）と同様、その軸線方向に沿って延びる細孔５をハニカム状に形成したハニカム構造体を基材とし、この基材の内側に、排気ガス成分を分解する白金、パラジウム、ロジウム等の触媒を担持している。すなわち、この触媒担体４０は、白金、パラジウム、ロジウム等によって排気ガス中の炭化水素と一酸化炭素と酸化窒素とを酸化、還元反応によって除去する三元触媒として機能する。ここで、この触媒担体４０の断面形状、つまり、ハニカム構造体の断面形状は、真円断面を有する柱形状（円柱形状）に形成されている。なお、断面形状に楕円形状等の他形状を適用してもよい。

　また、第１１の実施の形態では、このハニカム構造体に、多孔構造を有するセラミックス多孔体で形成されたセラミックスハニカムを用いている。このため、金属製のハニカム構造体を用いた場合よりも全体重量を軽くできる、また、多孔質のセラミックスを用いたため、内部の表面積を確保し易くなり、触媒も担持し易くなる、といった利点がある。
　ここで、触媒担体４０の基材となるセラミックスの好ましい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が挙げられる。また、基材の形状は、粉末状、顆粒状、粒状（球を含む）、ペレット状（円筒形や環状を含む）、タブレット状、ハニカム状等、いずれの形態であってもよく、好ましくはハニカム構造である。

　触媒担体４０にパラジウム、ロジウム、白金を担持させるための溶液は、これら金属を含む化合物を所定溶媒に溶解させたものである。パラジウムを担持させるために用いる材料としては、硝酸塩、塩化物、酢酸塩、錯塩（ジクロロテトラアンミンパラジウム等）等が挙げられる。また、白金を担持させる材料としては、硝酸塩、塩化物、酢酸塩、錯塩（ジニトロジアンミン白金、トリクロロトリアンミン白金等）等が挙げられる。また、触媒担体にロジウムを担持させる材料としては、硝酸塩、塩化物、酢酸塩、硫酸塩、錯塩（ペンタアンミンクロロロジウム、ヘキサアンミンロジウム等）等が挙げられる。そして、これらの材料の溶液を調整し、この溶液に上述した触媒担体４０を含浸させることにより、触媒担体４０にパラジウム、白金、ロジウムを担持させることができる。溶媒としては、水や有機溶媒を用いることが可能であるが、溶解度や廃液処理の容易性、入手容易性等を考慮すると水が好ましい。また、上記溶液に触媒担体を含浸させた後、触媒担体を、例えば２５０度程度に加熱して乾燥させることで、触媒担体４０が有する多孔構造にパラジウム、ロジウム、白金が担持され、排気ガス中の窒素酸化物、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）等を分解浄化することができる。なお、要求される排ガス浄化性能によっては、パラジウム、ロジウム、白金のいずれか１または２種のみを触媒担体４０に担持させて触媒を構成してもよい。また、パラジウム、ロジウム、白金の他に、触媒として機能する金属や金属化合物等を触媒担体４０に担持させてもよい。

　保持マット４２は、保持マット１２と同様、セラミックス製の繊維をマット状に集積して構成したものであり、長尺状に形成され、触媒担体４０の外表面に巻き付けられる。この保持マット４２の一端には凸状の合わせ部が形成され、他端には凹状の合わせ部が形成され、保持マット４２を触媒担体４０に巻き付けた際にこれら合わせ部Ｂを係合して触媒担体４０に巻き付けた状態に保持することができる。
　また、保持マット４２は、繊維が絡み合った集合体であるため、表面及び内部には微細な隙間が無数に形成される。このため、保持マット４２は、比較的大きな弾性を有すると共に、表面の面粗度が粗くなり、表面の摩擦係数も比較的高いものとなる。ここで、保持マット４２の材質は、耐熱性及び弾性を有するものであれば良く、アルミナ、ムライト、コージェライト、炭化珪素等のセラミックス材料の他に、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ができる。

　外筒４３は、円筒形状に形成され、より具体的には、図２４に示すように、排気管４１０の外径よりも大径であって、かつ、上述した位置決め用筒部材４３５との嵌め込み部分を確保するために触媒担体４０及び保持マット４２よりも長く形成されている。この外筒４３の材質は、強度及び耐熱性の高い金属が用いられ、例えばステンレス等の鋼材が用いられる。
　保持マット４２を巻き付けた触媒担体４０は、外筒４３に圧入されることによって外筒４３内に収容される。この場合、保持マット４２は外筒４３と触媒担体４０との間で圧縮された状態で挟持されるため、保持マット４２の弾性力及び摩擦力によって触媒担体４０を外筒４３に保持する保持力が生じる。従って、触媒担体４０の外表面が、摩擦係数が比較的低いセラミックス面であっても、この保持マット４２を用いることによって保持力を確保できる。
　なお、保持マット４２を巻き付けた触媒担体４０を外筒４３に収容する際、圧入以外の方法、例えば、キャニング或いは巻き締めを適用してもよい。キャニングする場合には、円筒を軸線方向に沿って複数の片に分割するように形成した分割片により、保持マット４２が巻き付けられた触媒担体４０を囲い、分割片どうしを接合して外筒４３を形成する。また、巻き締めする場合には、保持マット４２が巻き付けられた触媒担体４０に板材を巻き付けて、板材の端部どうしを接合して外筒４３を形成する。ここで、キャニング及び巻き締めの接合は、溶接、接着及びボルト止め等で行うことができる。

　第１１の実施の形態では、図２２に示すように、触媒装置４を、排気管４１０を保持する位置決め用筒部材４３５と第２隔壁４３２とに支持して排気管端部４１０Ａを触媒担体４０と同軸上にレイアウトすると共に、排気管端部４１０Ａを触媒担体４０に近接させたレイアウトとしている。また、保持マット４２の排気管４１０側の端部は、図２４に示すように、触媒担体４０の端部よりも排気ガス下流側にオフセットして配置され、排気管端部４１０Ａと触媒担体４０との距離（軸間距離Ｌ１）が、上記オフセットの量（オフセット量Ｌ２）よりも小さくされる。この軸間距離Ｌ１は、好ましくは３ｍｍ～７ｍｍ程度であり、例えば５ｍｍに設定される。また、オフセット量Ｌ２は、好ましくは５ｍｍ～２０ｍｍ程度であり、例えば１０ｍｍに設定される。

　例えば、従来のセラミックス製の触媒担体に触媒を担持させた触媒装置では、触媒担体の外周を取り巻くマットに対して軸方向への取り付け圧を加える端部リングを、金属製容器の内側に設けたものがあった。この構成では、端部リングを備える分、部品点数が多くなってしまう。しかし、この構成から端部リングを取り外すと、排気ガスがマットに触れることが予測されるため、排気ガスのマットに対する影響を低減できる構成が望まれていた。この問題に鑑み、第１１の実施の形態では、排気ガスのマットに対する影響を低減し、かつ、部品点数の低減が可能なセラミックス触媒装置を提供することを目的とした構成を説明した。すなわち、第１１の実施の形態として説明したように、排気管４１０から排気ガスを浄化する触媒を担持したセラミックス製の触媒担体４０と、この触媒担体４０を保持する外筒４３と、触媒担体４０と外筒４３との間に挟持される保持マット４２とを備えた触媒装置４において、排気管４１０の端部４１０Ａを、触媒担体４０に対して近接させて配置した。

　このように、排気管端部４１０Ａを触媒担体４０に近接させて配置した構成では、排気管端部４１０Ａから排出される排気ガスが、図２４に矢印で示すように、その流れ方向に対して径方向に殆ど拡がることなく、触媒担体４０に流入する。これにより、排気ガスによる保持マット４２の腐食、つまり、保持マット４２の風食を抑えることができる。仮に、排気管端部４１０Ａから排出される排気ガスが、排気管端部４１０Ａ直後で径方向に拡がって流れたとしても、触媒担体４０の外径が排気管端部４１０Ａの外径よりも大径に形成されているため、排気ガスを保持マット４２に接触させることなく触媒担体４０に流入させることができる。

　ここで、この排気管端部４１０Ａと触媒担体４０との離間距離Ｌ１（図２２及び図２４参照）は、排気管４１０が排気ガスで長手方向に線膨張する分だけ離した距離とされ、好ましくは、排気管４１０が排気ガスの熱で線膨張しても触媒担体４０に接触しない最低距離に設定される。このため、排気管４１０の熱膨張による触媒担体４０への影響を回避しつつ、排気管端部４１０Ａと触媒担体４０とを近接させることができる。

　このように第１１の実施の形態によれば、排気管端部４１０Ａを触媒担体４０に近接させて配置したため、従来のような保持マットの端部を覆う端部リングを設けることなく、排気ガスの保持マット４２に対する影響（保持マット４２の風食等）を低減することができる。また、端部リングを設けない分、部品点数の低減及び部品形状の複雑化を回避でき、簡易な構成にすることができる。
　また、第１１の実施の形態では、排気管端部４１０Ａと触媒担体４０とを同軸上に近接配置したので、排気管端部４１０Ａからの排気ガスを触媒担体４０により確実に流入させることができ、保持マット４２の風食をより確実に抑えることができる。
　しかも、第１１の実施の形態では、第１隔壁４３１に支持された位置決め用筒部材４３５に触媒装置４と排気管４１０とを位置決め支持するので、排気管端部４１０Ａと触媒担体４０とを精度良く位置合わせすることができる。従って、触媒容積の有効利用を図ることができ、触媒担体４０の大径化を回避でき、触媒装置４を収容する排気マフラ４００を小型化でき、マフラ形状の設計自由度を向上することができる。

　また、排気管端部４１０Ａは、排気管４１０の位置決めを行う位置決め用筒部材４３５と外筒４２１との取付部４３７よりも触媒担体４０側にあるので、排気管端部４１０Ａを触媒担体４０により一層近づけることができる。このため、保持マット４２に対して排気ガスが流れることを低減させることが期待できる。
　さらに、保持マット４２の排気管４１０側の端部を、触媒担体４０の端部よりも排気ガス下流側にオフセットして配置し、排気管端部４１０Ａと触媒担体４０との距離Ｌ１を上記オフセットの量Ｌ２よりも小さくしたので、触媒担体４０を排気管端部４１０Ａに近づけると共に、保持マット４２を排気管端部４１０Ａから離すことができ、保持マット４２の保護が可能になると共に風食をも低減させることを期待することができる。

　この第１１の実施の形態はあくまで一構成例を示すものであり、種々の設計変形が可能である。例えば、第１１の実施の形態では、保持マット４２を触媒担体４０の外周に一巻きする場合を説明したが、保持マット４２の両端を重ねることによって合わせ部４２Ｘの肉厚を厚くし、図２５Ａ、図２５Ｂに示すように、触媒担体４０を外筒４３に対して偏心させてもよい。ここで、図２５Ａは、排気マフラ４００内の排気管端部４１０Ａ、位置決め用筒部材４３５及び触媒装置４を示しており、図２５Ｂは触媒装置４の断面図を示している。また、図２５Ｂにおいて、符号Ｃ１は触媒担体４０の軸中心であり、符号Ｃ２は外筒４３の軸中心であり、符号Ｌ３は偏心量を示している。
　この場合、排気マフラ４００内のレイアウトスペースの制約等から、排気管端部４１０Ａと外筒４３とを偏心させて配置した場合に、上記保持マット４２の巻き方だけで、排気管端部４１０Ａと触媒担体４０とが同軸上に並ぶようにレイアウトすることが可能になる。
　また、第１１の実施の形態では、自動二輪車用の触媒装置への適用例を説明したが、これに限らず、それ以外のＡＴＶ（不整地走行車両）に分類される三輪車両や四輪車両或いは自動車等に搭載され、排気管からの排気ガスを浄化する触媒装置に適用することができる。

Claims (14)

1. 　排気浄化機能を有する触媒を担持した触媒担体と、
   　前記触媒担体を収容する外筒と、
   　前記触媒担体と前記外筒との間に設けられるマットと、を備え、
   　前記触媒担体と前記外筒との間に、少なくとも前記触媒担体または前記マットのいずれかの移動を阻止すべく高摩擦部を設けたこと、
   　を特徴とする触媒装置。
2. 　前記高摩擦部は、前記外筒の内面において、前記マットの端部に接する部分又はその近傍の少なくともいずれかを含む領域に設けられたこと、
   　を特徴とする請求項１記載の触媒装置。
3. 　排気の流れに対して下流側に位置する前記外筒の一端は、前記マットの端部よりも先に延設され、この延設部分に前記高摩擦部が形成されたこと、
   　を特徴とする請求項１記載の触媒装置。
4. 　前記高摩擦部は、前記触媒担体に担持された触媒と同一の触媒を、前記外筒の内面に付着させて形成されたこと、
   　を特徴とする請求項２または３記載の触媒装置。
5. 　前記高摩擦部は、前記触媒担体の表面において、前記マットに接する部分の少なくとも一部に設けられたこと、
   　を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の触媒装置。
6. 　前記高摩擦部は、前記触媒担体の内部に担持された前記触媒と同一の触媒を、前記触媒担体の表面に付着させて形成されたこと、
   　を特徴とする請求項５記載の触媒装置。
7. 　前記触媒担体は、セラミックスにより構成されたこと、
   　を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の触媒装置。
8. 　前記高摩擦部は、前記触媒担体の内部に前記触媒を担持させる工程において、前記触媒担体の表面にも前記触媒を付着させることによって形成されたこと、
   　を特徴とする請求項６記載の触媒装置。
9. 　前記外筒の内表面の少なくとも一部に、前記内燃機関の排気ガス中においてステンレス材よりも酸化しやすい所定材料が配されたこと、
   　を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の触媒装置。
10. 　前記所定材料は、前記内燃機関の排気ガス中においてステンレス材が酸化する温度よりも低温で酸化が進行する材料であること、を特徴とする請求項９記載の触媒装置。
11. 　前記所定材料はＳＰ材で構成されたこと、を特徴とする請求項９又は１０に記載の触媒装置。
12. 　前記所定材料には、前記マットを構成する材料と同一の組成又は当該材料と共通する元素を含む組成の添加材料が添加されており、
    　前記所定材料は前記外筒の内表面において前記マットに接する位置に配されたこと、を特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の触媒装置。
13. 　排気浄化機能を有する触媒を担持したセラミックス製の触媒担体と、前記触媒担体の外側に巻き付けられるマットと、を外筒に収容して構成されるアッセンブリユニットを形成する第１工程と、
    　前記アッセンブリユニットに収容された前記触媒担体の内部、及び、前記外筒の内面において前記マットの端部に接する部分又はその近傍の少なくともいずれかを含む領域に、排気浄化性能を有する触媒を付着させる第２工程と、
    　前記触媒を付着させた前記アッセンブリユニットを焼成する第３工程と、
    　を含むことを特徴とする触媒装置の製造方法。
14. 　筒形状を有し、その内部の多孔構造に排気浄化機能を有する触媒を担持した触媒担体を、外筒に収容し、前記触媒担体と前記外筒との間にマットを挟持させ、
    　前記触媒担体の表面には、前記マットに接する部分の少なくとも一部に、高摩擦部を設けたこと、
    　を特徴とする触媒担体の保持構造。

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