JP6027748B2 - 排気マフラー装置 - Google Patents

Description

本発明は、触媒装置を備えた排気マフラー装置に関する。

従来、前側排気管と後側排気管とを接続する排気管接続構造において、前側排気管の下流端を拡大してこの部分に金属パイプを圧入し、金属パイプの外側位置で前側排気管と後側排気管とを溶接することで、裏ビードの発生を防止したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、排気浄化装置において、触媒装置を支持する筒状ケースの溶接箇所に、半径方向外側へ膨らむ膨出部を形成し、この膨出部に溶接することで、裏ビードが筒状ケース内に影響することを防止したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０２−１６１１２１号公報 特開２００９−１５０２６３号公報

しかし、特許文献１の構成では、排気管の下流端を拡大した部分に金属パイプを圧入するため、構造が複雑になる。また、特許文献２の構成では、膨出部を形成するため、構造が複雑になるとともに、膨出部が筒状ケースの内部に露出する場合、膨出部が排気の流れに影響する可能性がある。また、特許文献１のような排気管に触媒装置を追加し、触媒装置を備えた排気マフラーを形成する場合、触媒装置の上流側の排気管の内部の状態、特に溶接部の状態を確認できることが望ましい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、触媒装置を備えた排気マフラー装置において、簡単な構成で溶接の裏ビードの発生を防止し、且つ、触媒装置の上流側の排気管の内部の状態を確認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、エンジン（１３）の排気ポート（５５Ａ）に接続される排気管上流部（６１Ａ）と、当該排気管上流部（６１Ａ）に対して排気ガスを浄化する触媒装置（６３）を備えた排気マフラー装置において、前記排気管上流部（６１Ａ）は、排気ポート接続部（７２）、筒状管部（７３）、及び、前記触媒装置（６３）に接続される接続管部（７４）をそれぞれ溶接して一体化した小組体（９０）として形成され、前記触媒装置（６３）は、内部触媒体（８０）と、当該内部触媒体（８０）の外周に巻かれる保持マット（８１）と、当該保持マット（８１）が外周に巻かれた前記内部触媒体（８０）を保持する筒状ケース（８２）とを有し、前記接続管部（７４）の後端（７４Ｂ）と前記触媒装置（６３）の前記筒状ケース（８２）とが溶接によって一体化されて組み立てられ、前記接続管部（７４）の板厚（Ｔ１）を前記筒状ケース（８２）の板厚（Ｔ２）に対して２倍以上厚く且つ筒状ケース（８２）に組み付けられた保持マット（８１）の厚さよりも小さく形成するとともに、前記後端（７４Ｂ）の内径（Ｄ１）と前記内部触媒体（８０）の外径（Ｄ２）とを同一に形成し、前記筒状ケース（８２）の端部（８４）に当該端部（８４）が縮径された縮径部（８４Ａ）が設けられ、前記筒状ケース（８２）の前記端部（８４）が前記接続管部（７４）の外周に重なるように、前記接続管部（７４）の前記後端（７４Ｂ）が、前記縮径部（８４Ａ）に嵌合され、この嵌合部分で前記接続管部（７４）の外周と前記縮径部（８４Ａ）の前端とが外側から溶接されていることを特徴とする。
この構成によれば、排気管上流部は、排気ポート接続部、筒状管部、及び、触媒装置に接続される接続管部をそれぞれ溶接して一体化した小組体として形成され、触媒装置は、内部触媒体と当該内部触媒体を保持する筒状ケースとを有し、接続管部の後端と触媒装置の筒状ケースとが溶接によって一体化されて組み立てられ、接続管部の板厚を筒状ケースの板厚に対して厚く形成するとともに、筒状ケースの端部が接続管部の外周に重なるように、接続管部の後端と触媒装置とを溶接したため、接続管部の後端と触媒装置との溶接部において、接続管部の板厚によって裏ビードの発生を簡単な構成で防止できるとともに、接続管部の後端と触媒装置とを溶接する前に、小組体として形成された排気管上流部の内部を確認することができる。

また、上記構成において、前記触媒装置（６３）は、径方向よりも軸方向に長いセラミック触媒装置であり、当該触媒装置（６３）を内部に収納するマフラー本体（６６）によってその周囲を覆われる構成としても良い。
この場合、マフラー本体によって触媒装置の周囲を覆うため、径方向よりも軸方向に長いセラミック触媒装置であっても、触媒装置をマフラー本体によって保護できるとともに、マフラー本体の小型化も図ることもできる。

また、前記排気管上流部（６１Ａ）には、前記排気管上流部（６１Ａ）を外側から覆うアウターパイプ（７５）がさらに溶接されている構成としても良い。
この場合、排気管上流部には、前記排気管上流部（６１Ａ）を外側から覆うアウターパイプがさらに溶接されているため、アウターパイプと排気管上流部との溶接部の状態を、接続管部の後端と筒状ケースとの溶接前に確認でき、また、マフラー本体はアウターパイプに溶接されるため、接続管部の後端と筒状ケースとの溶接後に溶接することができ、また、マフラー本体は触媒装置の下流となるため、マフラー本体とアウターパイプとの溶接部の裏ビードを許容できる。このため、セラミック触媒装置を収容し、しかも、排気管上流部からマフラー本体まで溶接で一体に構成した排気マフラー装置を容易に車体に組み付けすることができる。

さらに、前記排気管上流部（６１Ａ）は、車体に固定される取付ハンガー部（６４）を有し、当該取付ハンガー部（６４）を前記排気管上流部（６１Ａ）に溶接によって固定する固定部（１２４）を備え、前記固定部（１２４）は、前記排気管上流部（６１Ａ）との間に補強板（７６）を挟んで溶接されている構成としても良い。
この場合、取付ハンガー部を補強板に溶接する際の排気管上流部内の裏ビードの発生を防止できる。このため、溶接の作業性が良く、生産性を向上できる。
また、前記内部触媒体（８０）の上流端（８０Ａ）及び保持マット（８１）の上流端（８１Ａ）は、前記筒状ケース（８２）の軸方向において同一の位置に位置す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、排気管上流部の接続管部の後端と触媒装置との溶接部において、接続管部の板厚によって裏ビードの発生を防止できるとともに、接続管部の後端と触媒装置とを溶接する前に、小組体として形成された排気管上流部の内部を確認することができる。
また、マフラー本体によって触媒装置の周囲を覆うため、径方向よりも軸方向に長いセラミック触媒装置であっても、触媒装置をマフラー本体によって保護できるとともに、マフラー本体の小型化も図ることもできる。
また、アウターパイプと排気管上流部との溶接部の状態を、接続管部の後端と筒状ケースとの溶接前に確認できる。マフラー本体はアウターパイプに溶接されるため、接続管部の後端と筒状ケースとの溶接後に溶接することができ、また、マフラー本体は触媒装置の下流となるため、マフラー本体とアウターパイプとの溶接部の裏ビードを許容できる。このため、セラミック触媒装置を収容し、しかも、排気管上流部からマフラー本体まで溶接で一体に構成した排気マフラー装置を容易に車体に組み付けすることができる。

また、排気管上流部は、取付ハンガー部を排気管上流部に溶接によって固定する固定部は、排気管上流部を小組体として形成する際に形成されるため、取付ハンガー部の固定部を、接続管部の後端と筒状ケースとの溶接の前に確認することができる。
さらに、固定部は、排気管上流部との間に補強板を挟んで溶接され、補強板は、取付ハンガー部を固定部で溶接する前に予め溶接されているため、補強板の溶接部を接続管部の後端と筒状ケースとの溶接の前に確認することができるとともに、取付ハンガー部を補強板に溶接する際の排気管上流部内の裏ビードの発生を防止できる。このため、溶接の作業性が良く、生産性を向上できる。

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（取付ハンガー部）、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（筒状管部）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（接続管部）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（接続管部の後端）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（固定部）（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（内部触媒体）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（筒状ケース）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（筒状ケースの端部）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（接続管部の板厚）は、縮径部８４Ａの板厚Ｔ２（筒状ケースの板厚）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、排気管上流部６１Ａは、排気ポート接続部７２、管部７３、及び、触媒装置６３に接続される下流テーパー管部７４をそれぞれ溶接して一体化した小組体９０として形成され、触媒装置６３は、触媒体８０と触媒体８０を保持する保持筒８２とを有し、下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂと触媒装置６３の保持筒８２とが溶接によって一体化されて組み立てられ、下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂの板厚Ｔ１を保持筒８２の縮径部８４Ａの板厚Ｔ２に対して厚く形成するとともに、保持筒８２の端部８４が下流テーパー管部７４の外周に重なるように、下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂと触媒装置６３の保持筒８２とを溶接したため、後側接続部７４Ｂと保持筒８２との溶接部である溶接ビード１２５において、後側接続部７４Ｂの板厚Ｔ１によって裏ビードの発生を防止できるとともに、後側接続部７４Ｂと保持筒８２とを溶接する前に、小組体９０として形成された排気管上流部６１Ａの内部を確認することができる。これにより、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、マフラー６２の本体ケース６６によって触媒装置６３の周囲を覆うため、径方向よりも軸方向に長いセラミックス製の触媒体８０を備えた触媒装置６３であっても、触媒装置６３を本体ケース６６によって保護できるとともに、マフラー６２の小型化も図ることもできる。
また、排気管上流部６１Ａには、下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂと保持筒８２との溶接前に、アウターパイプ７５がさらに溶接され、アウターパイプ７５と本体ケース６６とは、後側接続部７４Ｂと保持筒８２との溶接後に、溶接によって一体化されて組み立てられるため、アウターパイプ７５の溶接ビード１２２の裏ビードの状態を、後側接続部７４Ｂと保持筒８２との溶接前に確認でき、また、本体ケース６６はアウターパイプ７５に溶接されるため、後側接続部７４Ｂと保持筒８２との溶接後に本体ケース６６を溶接することができ、また、本体ケース６６は触媒装置６３の下流となるため、本体ケース６６とアウターパイプ７５との溶接部である溶接ビード１２３の裏ビードを許容することができる。このため、セラミックス製の触媒体８０を備えた触媒装置６３を収容し、しかも、排気管上流部６１Ａから本体ケース６６まで溶接で一体に構成した排気マフラー装置６０を容易に車体に組み付けすることができる。また、排気マフラー装置６０を排気管上流部６１Ａから本体ケース６６まで溶接で一体に構成できるため、外観性を向上できる。

さらに、排気管上流部６１Ａは、車体に固定される前部ハンガー部６４を有し、前部ハンガー部６４を排気管上流部６１Ａに溶接によって固定する溶接ビード１２４は、排気管上流部６１Ａを小組体９０として形成する際に形成されるため、前部ハンガー部６４の溶接ビード１２４の裏ビードを、下流テーパー管部７４の後側接続部７４Ｂと保持筒８２との溶接の前に確認することができる。
また、溶接ビード１２４は、排気管上流部６１Ａの管部７３との間に補強板７６を挟んで溶接され、補強板７６は、前部ハンガー部６４を溶接ビード１２４で溶接する前に予め管部７３に溶接されているため、補強板７６の溶接部の裏ビードを後側接続部７４Ｂと保持筒８２との溶接の前に確認することができるとともに、前部ハンガー部６４を補強板７６に溶接する溶接ビード１２４の裏ビードの発生を防止できる。このため、溶接の作業性が良く、生産性を向上できる。

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。

１３ エンジン
５５Ａ 排気ポート
６０ 排気マフラー装置
６１Ａ 排気管上流部
６３ 触媒装置
６４ 前部ハンガー部（取付ハンガー部）
６６ 本体ケース（マフラー本体）
７２ 排気ポート接続部
７３ 管部（筒状管部）
７４ 下流テーパー管部（接続管部）
７４Ｂ 後側接続部（接続管部の後端）
７５ アウターパイプ
７６ 補強板
８０ 触媒体（内部触媒体）
８２ 保持筒（筒状ケース）
８４ 端部（筒状ケースの端部）
９０ 小組体
１２４ 溶接ビード（固定部）
Ｔ１ 板厚（接続管部の板厚）
Ｔ２ 板厚（筒状ケースの板厚）

Claims (5)

1. エンジン（１３）の排気ポート（５５Ａ）に接続される排気管上流部（６１Ａ）と、当該排気管上流部（６１Ａ）に対して排気ガスを浄化する触媒装置（６３）を備えた排気マフラー装置において、
   前記排気管上流部（６１Ａ）は、排気ポート接続部（７２）、筒状管部（７３）、及び、前記触媒装置（６３）に接続される接続管部（７４）をそれぞれ溶接して一体化した小組体（９０）として形成され、
   前記触媒装置（６３）は、内部触媒体（８０）と、当該内部触媒体（８０）の外周に巻かれる保持マット（８１）と、当該保持マット（８１）が外周に巻かれた前記内部触媒体（８０）を保持する筒状ケース（８２）とを有し、
   前記接続管部（７４）の後端（７４Ｂ）と前記触媒装置（６３）の前記筒状ケース（８２）とが溶接によって一体化されて組み立てられ、
   前記接続管部（７４）の板厚（Ｔ１）を前記筒状ケース（８２）の板厚（Ｔ２）に対して２倍以上厚く且つ筒状ケース（８２）に組み付けられた保持マット（８１）の厚さよりも小さく形成するとともに、前記後端（７４Ｂ）の内径（Ｄ１）と前記内部触媒体（８０）の外径（Ｄ２）とを同一に形成し、前記筒状ケース（８２）の端部（８４）に当該端部（８４）が縮径された縮径部（８４Ａ）が設けられ、前記筒状ケース（８２）の前記端部（８４）が前記接続管部（７４）の外周に重なるように、前記接続管部（７４）の前記後端（７４Ｂ）が、前記縮径部（８４Ａ）に嵌合され、この嵌合部分で前記接続管部（７４）の外周と前記縮径部（８４Ａ）の前端とが外側から溶接されていることを特徴とする排気マフラー装置。
2. 前記触媒装置（６３）は、径方向よりも軸方向に長いセラミック触媒装置であり、当該触媒装置（６３）を内部に収納するマフラー本体（６６）によってその周囲を覆われることを特徴とする請求項１記載の排気マフラー装置。
3. 前記排気管上流部（６１Ａ）には、前記排気管上流部（６１Ａ）を外側から覆うアウターパイプ（７５）がさらに溶接されていることを特徴とする請求項２記載の排気マフラー装置。
4. 前記排気管上流部（６１Ａ）は、車体に固定される取付ハンガー部（６４）を有し、当該取付ハンガー部（６４）を前記排気管上流部（６１Ａ）に溶接によって固定する固定部（１２４）を備え、前記固定部（１２４）は、前記排気管上流部（６１Ａ）との間に補強板（７６）を挟んで溶接されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の排気マフラー装置。
5. 前記内部触媒体（８０）の上流端（８０Ａ）及び保持マット（８１）の上流端（８１Ａ）は、前記筒状ケース（８２）の軸方向において同一の位置に位置す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。

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