(57)【要約】【課題】耐久性を確保しつつ小型化及びコスト削減を図ることが可能な小型内燃機関用排気ガス触媒装置及び車両の排気装置を提供する。【解決手段】金属箔状の平板１０１及び波板１０２が重ねて巻かれ、触媒が担持されて複数層からなるハニカムコア９１が形成され、このハニカムコア９１が金属製の外筒９２に支持された触媒装置８６において、ハニカムコア９１の平板１０１と波板１０２との接合位置、及びハニカムコア９１と外筒９２との接合位置が、共に排気ガスの流れの上流側に寄せて設けられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔状の平板（１０１）及び波板（１０２）が重ねて巻かれ、触媒が担持されて複数層からなるハニカムコア（９１）が形成され、このハニカムコア（９１）が金属製の外筒（９２）に支持された小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置において、前記ハニカムコア（９１）の前記平板（１０１）と前記波板（１０２）との接合位置、及び前記ハニカムコア（９１）と前記外筒（９２）との接合位置が、共に排気ガスの流れの上流側に寄せて設けられることを特徴とする小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置。
【請求項２】
前記ハニカムコア（９１）の前記平板（１０１）と前記波板（１０２）との間、及び前記ハニカムコア（９１）と前記外筒（９２）との間は、共にろう付けにより接合され、前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付けは、前記ハニカムコア（９１）の上流側端部（９１ａ）から下流側に１０ｍｍまでの範囲に施されることを特徴とする請求項１に記載の小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置。
【請求項３】
前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付け幅は、２ｍｍ以上に設定されることを特徴とする請求項２に記載の小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置。
【請求項４】
前記ハニカムコア（９１）、前記外筒（９２）間のろう付け幅は、前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付け幅以上で且つ２０ｍｍ以内に設定されることを特徴とする請求項３に記載の小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置。
【請求項５】
前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付けに対して、前記ハニカムコア（９１）、前記外筒（９２）間のろう付けは、排気ガスの流れに沿って、下流側の同じ位置まであるいは下流側により長く施されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置。
【請求項６】
前記ハニカムコア（９１）の前記平板（１０１）と前記波板（１０２）とが接触するろう付け可能な接触箇所の数に対して、ろう付けされていない接触箇所の数の割合は、４０％未満であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置。
【請求項７】
前記ハニカムコア（９１）と前記外筒（９２）とで周方向にろう付け可能な範囲に対して、周方向にろう付けされていない範囲の割合は、３０％未満であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車等の小型内燃機関を搭載する車両に設けられた小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置及び車両の排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気装置には、排気ガスを浄化するために、金属製の担体に触媒が担持されたメタルハニカム触媒からなる内燃機関用排気ガス浄化触媒装置が設けられる。自動二輪車等の小型車に搭載される内燃機関用排気ガス浄化触媒装置としては、重ねて巻かれた金属箔状の平板と波板とから構成されて触媒が担持されるハニカム構造体と、このハニカム構造体を支持する筒形ケースとからなり、ハニカム構造体の平板、波板間、及びハニカム構造体、筒形ケース間をそれぞれ接合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７５８５号公報
【特許文献２】特開平９−２６７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、平板と波板との接合位置、及びハニカム構造体と筒形ケースとの接合位置が、共に触媒装置における排気ガスの流れの下流側に寄せて設けられているので、排気ガスが流れているときには、接合位置の温度は、排気装置における排気ガスの流れの上流側より低くなっているが、排気装置の上流側では、平板と波板とが接合されていないため、排気ガスの脈流、風圧や排気ガス流に発生する圧力波によって平板及び波板に振動による高い応力が発生する。
【０００５】
また、ハニカム構造体は、筒形ケースの内側に配置されて高温となるため、内外の温度差により上流側と下流側とでは、その応力に違いが生じていた。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、耐久性を確保しつつ小型化及びコスト削減を図ることが可能な小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置及び車両の排気装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明は、金属箔状の平板（１０１）及び波板（１０２）が重ねて巻かれ、触媒が担持されて複数層からなるハニカムコア（９１）が形成され、このハニカムコア（９１）が金属製の外筒（９２）に支持された小型内燃機関用排気ガス浄化触媒装置において、前記ハニカムコア（９１）の前記平板（１０１）と前記波板（１０２）との接合位置、及び前記ハニカムコア（９１）と前記外筒（９２）との接合位置が、共に排気ガスの流れの上流側に寄せられて設けられることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ハニカムコア内の平板と波板、及びハニカムコアと外筒の各接合位置を、共に排気ガスの流れの上流側に寄せて設けたことで、排気ガスの風圧・圧力波や脈流による平板及び波板の変形、振動の発生を効果的に抑えることができる。
また、ハニカムコアの上流側を外筒にろう付けすることで、ハニカムコアの熱変形を抑えることができてハニカムコアに発生する熱応力を低くすることができ、更に、外筒より内側に配置されて高温となるハニカムコアの熱を外筒へ逃がすことができ、ハニカムコアの温度上昇を抑えることができる。従って、耐久性を向上させることができる。
また、平板及び波板の板厚をより薄くでき、更に、ろう付け長さをより短くしてろう量、接合工数を抑えることができ、小型化、コスト削減を図ることができる。
【０００８】
上記構成において、前記ハニカムコア（９１）の前記平板（１０１）と前記波板（１０２）との間、及び前記ハニカムコア（９１）と前記外筒（９２）との間は、共にろう付けにより接合され、前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付けは、前記ハニカムコア（９１）の上流側端部（９１ａ）から下流側に１０ｍｍまでの範囲に施されるようにしても良い。この構成によれば、平板、波板間のろう付けが、ハニカムコアの上流側端部から下流側に１０ｍｍを超えた場合、フレッティングによる箔切れが発生する。従って、ろう付け位置を、ハニカムコアの上流側端部から１０ｍｍ以内に設定することで、耐久性を確保することができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付け幅は、２ｍｍ以上に設定されるようにしても良い。この構成によれば、ハニカムコア内の平板、波板間の一部のみをろう付けすることで、熱応力を緩和して強度を確保することができる。
また、上記構成において、前記ハニカムコア（９１）、前記外筒（９２）間のろう付け幅は、前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付け幅以上で且つ２０ｍｍ以内に設定されるようにしても良い。この構成によれば、ハニカムコア、外筒間のろう付け幅を、平板、波板間のろう付け幅以上で且つ２０ｍｍ以内に設定することで、強度を確保することができ、耐久性を向上させることができる。
【００１０】
また、上記構成において、前記平板（１０１）、前記波板（１０２）間のろう付けに対して、前記ハニカムコア（９１）、前記外筒（９２）間のろう付けは、排気ガスの流れに沿って、下流側の同じ位置まであるいは下流側により長く施されていても良い。この構成によれば、ハニカムコアのろう付け両端部を、ハニカムコアと外筒とのろう付け部にて補強することができ、ハニカムコアのろう付け両端部に発生する応力を低減することができ、耐久性をより向上させることができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記ハニカムコア（９１）の前記平板（１０１）と前記波板（１０２）とが接触するろう付け可能な接触箇所（接合点）の数に対して、ろう付けされていない接触箇所（接合点）の数の割合は、４０％未満であっても良い。ろう付けは、本来目的とする接触箇所の１００％が行われることが理想であるが、現実にはその実現は困難である。より大きなろう付け割合、即ち接合率を追及すると、本来接合していないはずの部位まで拡散接合による接合が発生し、耐久性に悪影響を及ぼす可能性が高くなる。これを回避するには、例えば、平板又は波板のいずれかに拡散防止処理を施すことになり、コストアップを招く。従って、必要以上の接合率を追及することは、得策ではない。実際の接合率と耐久性の関係を調べると、ろう付け接合点の接合率が上昇するに伴い、耐久性の向上が見られるが、接合されていない接合点が４０％未満であると、耐久性向上の効果はなくなり、それ未満の接合率でもほぼ同等の耐久性を示した。
以上より、ろう付けされていない接合点の割合を４０％未満にすることで、耐久性を確保しつつコストアップを抑えることができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記ハニカムコア（９１）の前記平板（１０１）と前記波板（１０２）とが接触するろう付け可能な周方向の接触箇所に対して、ろう付けされていない接触箇所の割合は、３０％未満であっても良い。平板と波板との接触箇所に対するろう付けがされていない接触箇所との割合、即ちろう付け率は、巻上げたハニカムコアの円筒度によって決まる。例えば、矯正しながら十分な緩和時間を有するように低速で巻き上げを行えば、ハニカムコアの円筒度は良くなるが、生産性は低下するため、性能を低下させない適切な接合率を見出し、生産性を上げる必要がある。３０パーセント未満では、安定した耐久性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ハニカムコアの平板と波板との接合位置、及びハニカムコアと外筒との接合位置が、共に排気ガスの流れの上流側に寄せられて設けられるので、排気ガスの風圧・圧力波や脈流による平板及び波板の応力の増加を抑えることができる。
また、ハニカムコアの上流側を外筒にろう付けすることで、ハニカムコアの熱変形を抑えることができてハニカムコアに発生する熱応力を低くすることができ、更に、外筒より内側に配置されて高温となるハニカムコアの熱を外筒へ逃がすことができ、ハニカムコアの温度上昇を抑えることができる。従って、耐久性を向上させることができる。
また、平板及び波板の板厚をより薄くでき、更に、ろう付け長さをより短くしてろう量、接合工数を抑えることができ、小型化、コスト削減を図ることができる。
【００１４】
また、ハニカムコアの平板と波板との間、及びハニカムコアと外筒との間は、共にろう付けにより接合され、平板、波板間のろう付けは、ハニカムコアの上流側端部から下流側に１０ｍｍまでの範囲に施されるので、平板及び波板のフレッティングによる箔切れを防止することができ、耐久性を確保することができる。
また、平板、波板間のろう付け幅は、２ｍｍ以上に設定されるので、ハニカムコア内の平板、波板間の一部のみをろう付けすることで、熱応力を緩和して強度を確保することができる。
また、ハニカムコア、外筒間のろう付け幅は、平板、波板間のろう付け幅以上で且つ２０ｍｍ以内に設定されるので、強度を確保することができ、耐久性を向上させることができる。
【００１５】
また、平板、波板間のろう付けに対して、ハニカムコア、外筒間のろう付けは、排気ガスの流れに沿って、下流側の同じ位置まであるいは下流側により長く施されているので、ハニカムコアのろう付け両端部を、ハニカムコアと外筒とのろう付け部にて補強することができ、ハニカムコアのろう付け両端部に発生する応力を低減することができ、耐久性をより向上させることができる。
【００１６】
また、ハニカムコアの平板と波板とが接触するろう付け可能な接合点に対して、ろう付けされていない接合点の割合は、４０％未満であるので、耐久性を確保しつつコストアップを抑えることができる。
また、ハニカムコアの平板と波板とが接触するろう付け可能な周方向の接触箇所に対して、ろう付けされていない接触箇所の割合は、３０％未満であるので、安定した耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の排気ガス浄化触媒装置の一実施形態を適用した自動二輪車を示す左側面図である。
【図２】排気装置を示す側面図である。
【図３】触媒収納部を示す断面図である。
【図４】触媒装置を示す説明図である。
【図５】触媒装置の上流側における触媒体の要部の横断面図である。
【図６】触媒装置の模式図である。
【図７】ハニカムコア内のろう付け位置とハニカムコア、外筒間のろう付け位置とをそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。
【図８】ハニカムコア内のろう付け位置をそれぞれ異ならせたサンプルを示す第１説明図である。
【図９】ハニカムコア内のろう付け幅をそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。
【図１０】ハニカムコア−外筒間のろう付け幅をそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。
【図１１】ハニカムコア内のろう付け位置をそれぞれ異ならせたサンプルを示す第２説明図である。
【図１２】各実験例の評価後のサンプルを示す説明図である。
【図１３】比較例の触媒装置を示す断面図である。
【図１４】本実施形態の触媒装置の作用及び効果を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、説明中、前後、左右および上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号ＦＲは車体前方を示している。また、説明中及び図中の「上流側」は排気ガスの流れの上流側、「下流側」は排気ガスの流れの下流側を示している。
図１は、本発明の排気ガス浄化触媒装置の一実施形態を適用した自動二輪車を示す左側面図である。
自動二輪車１０は、骨格となる車体フレーム１１と、この車体フレーム１１の前端部を構成するヘッドパイプ１２に操舵可能に支持されたフロントフォーク１３と、車体フレーム１１の内側に支持されたパワーユニット１４と、車体フレーム１１の中央部下部に設けられた左右一対のセンタフレーム１６，１６（手前側のセンタフレーム１６のみ図示）にピボット軸１７を介して上下揺動可能に支持されたスイングアーム１８と、車体フレーム１１の上部を構成する左右一対のメインフレーム２１，２１（手前側のメインフレーム２１のみ図示）で支持された燃料タンク２５と、左右一対のシートレール２２，２２（手前側のシートレール２２のみ図示）及び左右一対のリヤフレーム２３，２３（手前側のリヤフレーム２３のみ図示）で支持されたシート２６とを備える。
【００１９】
車体フレーム１１は、ヘッドパイプ１２と、このヘッドパイプ１２の後部から後方斜め下方に延びるメインフレーム２１，２１と、これらのメインフレーム２１，２１の下端部からそれぞれ下方に延びるセンタフレーム１６，１６と、メインフレーム２１，２１の屈曲部からそれぞれ後方斜め下方に延びるシートレール２２，２２と、メインフレーム２１，２１の下端部からそれぞれ後方斜め上方に延びるとともに中間部にシートレール２２，２２の後端部が連結されたリヤフレーム２３，２３と、ヘッドパイプ１２の後部からメインフレーム２１，２１の下方を後方斜め下方に延びる左右一対のダウンフレーム２８，２８（手前側のダウンフレーム２８のみ図示）とから構成されている。
【００２０】
フロントフォーク１３は、その上端部にバーハンドル３１が取付けられ、下端部に車軸３２を介して前輪３３が回転可能に支持されている。パワーユニット１４は、駆動源となる内燃機関３５と、この内燃機関３５の後部に一体的に設けられた変速機３６とからなり、センタフレーム１６，１６及びダウンフレーム２８，２８に支持されている。
内燃機関３５は、クランクケース４１と、このクランクケース４１の上部から上方斜め前方に立ち上げられたシリンダ部４２とを備え、シリンダ部４２に設けられたシリンダヘッド４３の後部に吸気装置４４が接続され、シリンダヘッド４３の前部に排気装置４６が接続されている。排気装置４６は、シリンダヘッド４３に接続された排気管５１と、この排気管の後端部に接続されたマフラ５２とからなる。
【００２１】
スイングアーム１８は、その後端部に車軸５５を介して後輪５６が回転可能に支持されている。後輪５６は、ドリブンスプロケット５７を一体的に備え、変速機３６の出力軸５８に設けられたドライブスプロケット６１とドリブンスプロケット５７とにチェーン６２が掛け渡されて変速機３６から後輪５６に動力が伝達される。なお、図中の符号６５はフロントフォーク１３の上部前部に取付けられたヘッドライト、６６は前輪３３を上方から覆うフロントフェンダ、６７，６７（手前側の符号６７のみ図示）はリヤフレーム２３，２３とスイングアーム１８とに渡された左右一対のリヤクッションユニット、６８は後輪５６を上方から覆うリヤフェンダである。
【００２２】
図２は、排気装置４６を示す側面図である。
排気管５１は、シリンダヘッド４３（図１参照）に接続するためのフランジ７１と、このフランジ７１側から延びる排気管本体７２と、この排気管本体７２に接続された触媒収納部７３とを備える。触媒収納部７３には、内燃機関３５（図１参照）から排出された排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒装置が収納されている。なお、符号７５は触媒収納部７３とマフラ５２とを接続するとともに遮熱する遮熱カバー、７６，７７は排気装置４６を車体フレーム１１（図１参照）に取付けるための取付ステーである。
【００２３】
図３は、触媒収納部７３を示す断面図である。
触媒収納部７３は、排気管本体７２を構成する前部排気管本体８１の下流側端部に取付けられた外テーパ管８２と、この外テーパ管８２の下流側端部に取付けられた筒状の遮熱管８３と、前部排気管本体８１の下流側端部であって外テーパ管８２よりも下流側に取付けられた上流側内テーパ管８４と、この上流側内テーパ管８４の下流側端部に取付けられた排気ガス浄化触媒装置８６（以下、単に「触媒装置８６」と記す。）と、この触媒装置８６の下流側端部に上流側端部が取付けられるとともに排気管本体７２を構成する後部排気管本体８８の上流側端部に下流側端部が取付けられた下流側内テーパ管８７とを備える。遮熱管８３の下流側端部は遮熱カバー７５（図２参照）の上流側端部に接続され、後部排気管本体８８の下流側端部はマフラ５２（図２参照）の前端部に接続されている。
触媒装置８６では、触媒が排気ガスを浄化する際に熱が発生して高温になるため、触媒装置８６と、触媒装置８６の下流側に配置された下流側内テーパ管８７及び後部排気管本体８８との周囲を、遮熱管８３と遮熱カバー７５とで隙間を介して覆っている。
【００２４】
触媒装置８６は、金属製の担体、及びこの担体に担持された触媒から構成される円柱状のハニカムコア９１と、このハニカムコア９１を支持するためにハニカムコア９１の外周部に取付けられた外筒９２とからなる。なお、図中の符号９２ａは外筒９２の軸線である。符号９３，９３は排気ガスの流れの方向を示すために外筒９２の外周面に刻印等により描かれた矢印であり、このような矢印９３，９３を設けることで、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａと下流側端部９１ｂとを容易に把握することができ、ハニカムコア９１を外筒９２に組付ける際の誤組みを防止することができる。
ハニカムコア９１は、外径がＤ、長さがＬのほぼ円柱状であり、長さＬに対する外径の割合Ｄ／Ｌ＝１／２又はこれ以下とする場合が多く、触媒装置８６は自動二輪車１０（図１参照）に搭載されるため、車体スペースや最低地上高を考慮してこのような細長い形状に形成されている。
【００２５】
図４は、触媒装置８６を示す説明図であり、図４（Ａ）は要部斜視図、図４（Ｂ）はメタルハニカム担体１０３の製造方法を示す説明図である。
図５は、触媒装置８６（図４（Ａ）参照）の上流側におけるハニカムコア９１の要部の横断面図であり、図３に示した外筒９２の軸線９２ａに直交する断面を示している。
図４（Ａ）に示すように、触媒装置８６のハニカムコア９１は、ステンレス鋼製の平板１０１とステンレス鋼製の波板１０２とを重ねて複数回巻くことでハニカム構造に形成されたメタルハニカム担体１０３と、このメタルハニカム担体１０３に排気ガス浄化するために担持された触媒とから構成されている。上記ステンレス鋼としては、例えばＡｌ含有フェライト系ステンレス鋼（２０Ｃｒ−５Ａｌ等）が好適である。
【００２６】
ハニカムコア９１は、所定の浄化性能を確保するためにメタルハニカム担体１０３の排気ガスが通る排気通路の内面の表面積、即ち触媒の表面積が大きくされ、且つ自動二輪車１０（図１参照）に搭載しやすいように小型化が図られているため、平板１０１及び波板１０２は、板厚をより薄くして箔状にしたもの（例えば板厚３０〜１００μｍ）が用いられている。具体的には、メタルハニカム担体１０３の排気通路の数（セル数）が１平方インチ当たり３００セルであれば、板厚は５０μｍ、１平方インチ当たり４００セルであれば、板厚は４０μｍ又は３０μｍが一般的である。
【００２７】
図４（Ｂ）に示すように、メタルハニカム担体１０３を製造するには、まず、平板１０１と波板１０２とが重ねられる。このとき、図示せぬろう材（例えば粉末状、箔状又はスラリー状にされたニッケルろう）が波板１０２又は平板１０１の両側に配置される。そして、平板１０１及び波板１０２が複数層に巻かれ、その後、外筒９２（図４（Ａ）参照）に挿入され、その状態で、真空にされた真空炉でろう材の溶融温度に加熱され、真空ろう付けされる。
【００２８】
図５に示すように、平板１０１と、波板１０２の山部１０２ａ及び谷部１０２ｂとが、ろう付けされている。図中の符号１０６は平板１０１と山部１０２ａとのろう付け部、１０７は平板１０１と谷部１０２ｂとのろう付け部である。
ろう付け部１０６，１０７は、紙面の表裏方向にも延び、接合強度が確保されている。
【００２９】
図６は、触媒装置８６の模式図であり、外筒９２の軸線９２ａに沿う断面を模式的に示している。
この図６では、図５に示したハニカムコア９１内のろう付け部１０６，１０７、即ち複数のろう付け部１０６及び複数のろう付け部１０７を、ろう付け部１１１とし、また、ハニカムコア９１（詳しくは、ハニカムコア９１の最外周部となる平板１０１）と外筒９２とのろう付け部を、ろう付け部１１２としている。
ハニカムコア９１のろう付け部１１１は、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａに寄せて設けられている。ろう付け部１１１は、上流側端部９１ａまで設けられていてもよい。ハニカムコア９１の軸方向の中間部分及び下流側端部９１ｂ寄りの部分では、平板１０１（図５参照）と波板１０２（図５参照）とはろう付けされていない。
【００３０】
ろう付け部１１１の軸線９２ａに沿ったろう付けの長さ、即ち軸方向ろう付け長さはＬ１である。ろう付け部１１１の前端は、ろう付け部１１２の前端と一致するか又はろう付け部１１２の前端より下流側に位置する。
図５に示したように、平板１０１は、波板１０２の山部１０２ａ及び谷部１０２ｂとろう付けされてろう付け部１０６，１０７が出来るが、実際に生産する場合には、平板１０１と山部１０２ａ及び谷部１０２ｂとが接触してろう付け可能であってもろう付けされないことがある。この場合に、平板１０１と山部１０２ａ及び谷部１０２ｂとの接触箇所（接合点）の数に対して、ろう付けされていない接触箇所（接合点）の数の割合が、４０％未満であれば、耐久性を確保することができる。
【００３１】
図６に戻って、ろう付け部１１２も、触媒装置８６の上流側端部（ハニカムコア９１の上流側端部９１ａ）に寄せて設けられている。ろう付け部１１２は、上流側端部９１ａまで設けられていてもよい。触媒装置８６の軸方向の中間部分及び下流側端部寄りの部分では、ハニカムコア９１と外筒９２とはろう付けされていない。
更に、ろう付け部１１２の軸線９２ａに沿ったろう付け長さ、即ち軸方向ろう付け長さはＬ２であり、軸方向ろう付け長さＬ２は、ろう付け部１１１の下流側端部よりも下流側に長い。
軸方向ろう付け長さＬ２の範囲で、ハニカムコア９１と外筒９２とのろう付けは、周方向の接触箇所の全体がろう付けされるのが理想的であるが、実際には、周方向全体をろう付けするのは難しく、周方向全体のうちで部分的にろう付けされることになる。この場合、ろう付け可能な周方向全体（ハニカムコア９１の内周面又は外筒９２の内周面の周長（又は角度３６０°））に対して、ろう付けされていない部分の周方向の長さの合計長さ（又は角度の合計角度）の割合が、３０パーセント未満であれば、耐久性を確保することができる。
なお、上記では、ハニカムコア９１と外筒９２との間に隙間があっても、ろうを介して接触可能であり、接合可能であるため、「接触箇所」と表現する。
【００３２】
以上に述べた触媒装置８６における各構成の形状・位置・寸法等の裏付けを、以下に示す実験例１〜実験例７に基づいて説明する。なお、本発明は、各実験例に限定されるものではない。
＜実験例１＞
図７は、ハニカムコア９１内のろう付け位置とハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け位置とをそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。図７（Ａ）は触媒装置１２１（実施例１）を示す説明図、図７（Ｂ）は触媒装置１５１（比較例１）を示す説明図、図７（Ｃ）は触媒装置１５２（比較例２）を示す説明図、図７（Ｄ）は触媒装置１５３（比較例３）を示す説明図である。
各触媒装置の共通仕様としては、Ｄ＝４０ｍｍ、Ｌ＝９０ｍｍ、４００セル／平方インチ、ハニカムコア９１に対する外筒９２の軸方向への突出量、即ち外筒オーバーハング量が入口（上流）側及び出口（下流）側共に１０ｍｍの形状で、ろう付け構造をさまざまに変更した下記サンプルを準備し、その影響を調べた。
【００３３】
図７（Ａ）に示す実施例１では、ハニカムコア９１内のろう付け部１２１ａ及びハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１２１ｂをそれぞれ上流側端部９１ａ寄りに設けている。
図７（Ｂ）に示す比較例１では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５１ａを上流側端部９１ａ寄り、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１５１ｂを下流側端部９１ｂ寄りに設けている。
図７（Ｃ）に示す比較例２では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５２ａ、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１５２ｂを、共に上流側端部９１ａと下流側端部９１ｂとの中間部に設けている。
図７（Ｄ）に示す比較例３では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５３ａを上流側端部９１ａ寄り、ハニカムコア９１内のろう付け部１５３ｃを下流側端部９１ｂ寄り、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１５３ｂを下流側端部９１ｂ寄りに設けている。
【００３４】
上記触媒装置の耐久性の評価（耐久テスト）を、単体冷熱加振テストと実車テストとによって行った。
単体冷熱加振テストは、ハニカムコア９１の入口側にステンレス鋼製のフランジを溶接し、４５°の角度で加振装置に設置し、ハニカムコア９１の入口側から熱風、冷風を交互に送り、ハニカムコア９１を冷熱加振状態の環境に置き、その耐久性を評価するものである。代表的なテスト条件は、振動加速度３０Ｇ、温度３００〜９００℃、２分／サイクルで２０００サイクルである。
実車テストは、１２５ｃｃの自動二輪車をシャーシダイナモメータ上に載せてエンジン運転させながら冷熱負荷を加え、また、加振シャーシダイナモメータにより振動負荷を加えて実使用条件を上回る負荷によって、耐久性テストを行った。
そして、単体テスト（単体冷熱加振テスト）及び耐久テストの終了品の総合判定は、コア抜け発生の有無、箔切れ発生の有無、コア変形によって行った。
上記の各触媒装置の耐久テストの結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2014147879.tif 000003
【００３６】
実施例１は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
比較例１は、単体テストでコア抜けが発生したため、実車テストは行わなかったので、総合判定は×（不合格）である。
比較例２は、実車テストの際、ハニカムコアの入口側でフレッティング（ｆｒｅｔｔｉｎｇ：微動摩耗）による平板の箔切れが発生したので、総合判定は×（不合格）である。
比較例３は、単体テストにて、特にハニカムコア中央部でのセル変形が大きく発生したので、総合判定は×（不合格）である。
以上より、実施例１の優れていることが分かった。
【００３７】
＜実験例２＞
図８は、ハニカムコア９１内のろう付け位置をそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。図８（Ａ）は触媒装置１２２（実施例２）を示す説明図、図８（Ｂ）は触媒装置１２３（実施例３）を示す説明図、図８（Ｃ）は触媒装置１２４（実施例４）を示す説明図、図８（Ｄ）は触媒装置１５４（比較例４）を示す説明図、図８（Ｅ）は触媒装置１５５（比較例５）を示す説明図である。
各触媒装置の共通仕様としては、Ｄ＝４０ｍｍ、Ｌ＝１２０ｍｍ、３００セル／平方インチ、外筒オーバーハング量は入口側及び出口側共に１０ｍｍの形状で、ハニカムコア９１内のろう付け及びハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け共にハニカムコア９１の入口側のみとし、ハニカムコア９１内のろう付け幅を３ｍｍに固定し、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付けは、幅を１５ｍｍに設定するとともにハニカムコア９１の上流側端部９１ａからろう付けを施した。
上記共通仕様に加えて、ハニカムコア９１内のろう付け位置を変えた下記サンプルを準備し、その影響を調べた。
図中の符号ＬＣ１〜ＬＣ５はハニカムコア９１内のろう付け位置であり、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａからろう付け幅の中央までの長さである。
【００３８】
図８（Ａ）に示す実施例２では、ハニカムコア９１内のろう付け部１２２ａの位置をＬＣ１＝１．５ｍｍに設定している。
図８（Ｂ）に示す実施例３では、ハニカムコア９１内のろう付け部１２３ａの位置をＬＣ２＝５ｍｍに設定している。
図８（Ｃ）に示す実施例４では、ハニカムコア９１内のろう付け部１２４ａの位置をＬＣ３＝８．５ｍｍに設定している。
図８（Ｄ）に示す比較例４では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５４ａの位置をＬＣ４＝１３．５ｍｍに設定している。
図８（Ｅ）に示す比較例５では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５５ａの位置をＬＣ５＝１６．５ｍｍに設定している。
上記の各触媒装置の耐久テストを、実験例１と同様な手法で行った。
耐久テストの結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2014147879.tif 000004
【００４０】
実施例２は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例３は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例４は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
比較例４は、実車テストで箔切れが発生したので、総合判定は×（不合格）である。
比較例５は、単体テストでコア抜けが発生し、実車テストで箔切れが発生したので、総合判定は×（不合格）である。
以上のように、ハニカムコア９１内のろう付け位置が、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａから８．５ｍｍ＋１．５ｍｍ＝１０ｍｍ以内であれば、耐久性を満足するが、１０ｍｍを超えると、排気ガスによるフレッティングにより平板に亀裂が入りやすくなる。そのため、ハニカムコア９１内のろう付け位置を、上流側端部９１ａから１０ｍｍ以内に設定する。
【００４１】
＜実験例３＞
図９は、ハニカムコア９１内のろう付け幅をそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。図９（Ａ）は触媒装置１５６（比較例６）を示す説明図、図９（Ｂ）は触媒装置１２５（実施例５）を示す説明図、図９（Ｃ）は触媒装置１２６（実施例６）を示す説明図、図９（Ｄ）は触媒装置１２７（実施例７）を示す説明図、図９（Ｅ）は触媒装置１５７（比較例７）を示す説明図、図９（Ｆ）は触媒装置１５８（比較例８）を示す説明図である。
各触媒装置の共通仕様としては、Ｄ＝５１ｍｍ、Ｌ＝７５ｍｍ、４００セル／平方インチ、外筒オーバーハング量が入口側及び出口側共に１０ｍｍの形状で、ハニカムコア９１内のろう付け位置を上流側端部９１ａから５ｍｍの位置がろう付け幅の中心になるようにし、ろう付け幅が広く、上流側端部９１ａを上流側に越えてしまうものについては、上流側端部９１ａをろう付け部の端部としてろう付け幅を設定し、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け幅を１５ｍｍとした。
上記の共通仕様に加えて、ハニカムコア９１内のろう付け幅を変えた下記サンプルを準備し、その影響を調べた。
【００４２】
図９（Ａ）に示す比較例６では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５６ａのろう付け幅をＬＷ１＝１ｍｍに設定している。
図９（Ｂ）に示す実施例５では、ハニカムコア９１内のろう付け部１２５ａのろう付け幅をＬＷ２＝２ｍｍに設定している。
図９（Ｃ）に示す実施例６では、ハニカムコア９１内のろう付け部１２６ａのろう付け幅をＬＷ３＝５ｍｍに設定している。
図９（Ｄ）に示す実施例７では、ハニカムコア９１内のろう付け部１２７ａのろう付け幅をＬＷ４＝１０ｍｍに設定している。
図９（Ｅ）に示す比較例７では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５７ａのろう付け幅をＬＷ５＝１５ｍｍに設定している。
図９（Ｆ）に示す比較例８では、ハニカムコア９１内のろう付け部１５８ａのろう付け幅をＬＷ６＝２０ｍｍに設定している。
各触媒装置の耐久テストを、実験例１と同様な手法で行った。
耐久テストの結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
2014147879.tif 000005
【００４４】
比較例６は、単体テストでコア抜けが発生したため、実車テストは行わなかったので、総合判定は×（不合格）である。
実施例５は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例６は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例７は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
比較例７は、単体テストでコア抜け及びセル変形が発生したので、総合判定は×（不合格）である。
比較例８は、単体テストでコア抜け及びセル変形が発生したので、総合判定は×（不合格）である。
【００４５】
以上のように、ろう付け幅が２ｍｍを下回る場合には、ろう付け強度が不足し、耐久テストによりコア抜けが発生する。一方、ろう付け幅が１０ｍｍを超えた場合は、ろう付けの幅が広いためにその範囲内で熱による応力集中が大きくなり、ろう付け端部から亀裂が発生しやすくなり、耐久性が低下するとともにセルの変形が大きくなる。
以上の結果から、ハニカムコア９１内のろう付け幅を、２ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下に設定する。
なお、ここで言う「ろう付け幅」とは、ろうのたれ、染み出し、不完全接合等によるばらつきを考慮した実効的な幅を指し、概略全体の平均値となる。
平板又は波板の内側と外側でろう付けの位置を変えた（ずらした）場合であっても、波板と平板とのそれぞれのろう付け部の幅を意味し、また、ろう付け部を複数個所設けえた場合には、複数のろう付け部における最も上流側の端部から最も下流側の端部までの距離をろう付け幅とする。
【００４６】
＜実験例４＞
図１０は、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け幅をそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。図１０（Ａ）は触媒装置１５９（比較例９）を示す説明図、図１０（Ｂ）は触媒装置１２８（実施例８）を示す説明図、図１０（Ｃ）は触媒装置１２９（実施例９）を示す説明図、図１０（Ｄ）は触媒装置１３０（実施例１０）を示す説明図、図１０（Ｅ）は触媒装置１６０（比較例１０）を示す説明図、図１０（Ｆ）は触媒装置１３１（実施例１１）を示す説明図である。
各触媒装置の共通仕様としては、Ｄ＝４０ｍｍ、Ｌ＝９０ｍｍ、外筒オーバーハング量が入口側、出口側共に１０ｍｍの形状で、ハニカムコア９１内のろう付け幅を５ｍｍとし、その位置（ろう付け幅の中心）を上流側端部９１ａからＬＴ＝７．５ｍｍに固定した。
上記共通仕様に加えて、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け幅を変えた下記サンプルを準備し、その影響を調べた。
【００４７】
図１０（Ａ）に示す比較例９では、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１５９ｂのろう付け幅をＬＸ１＝２．５ｍｍに設定している。
図１０（Ｂ）に示す実施例８では、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１２８ｂのろう付け幅をＬＸ２＝５ｍｍに設定している。
図１０（Ｃ）に示す実施例９では、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１２９ｂのろう付け幅をＬＸ３＝１０ｍｍに設定している。
図１０（Ｄ）に示す実施例１０では、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１３０ｂのろう付け幅をＬＸ４＝２０ｍｍに設定している。
図１０（Ｅ）に示す比較例１０では、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１６０ｂのろう付け幅をＬＸ５＝２５ｍｍに設定している。
図１０（Ｆ）に示す実施例１１では、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部１３１ｂ，１３１ｄのろう付け幅をそれぞれＬＸ６＝３ｍｍに設定している。
各触媒装置の耐久テストを、実験例１と同様な手法で行った。
耐久テストの結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
2014147879.tif 000006
【００４９】
比較例９は、単体テストでコア抜けが発生したため、実車テストは行わなかったので、総合判定は×（不合格）である。
実施例８は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例９は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例１０は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
比較例１０は、単体テストでコア抜け及びセル変形が発生したので、総合判定は×（不合格）である。
実施例１１は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
【００５０】
以上のように、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部は、最も応力集中を受けやすい部分なので、ハニカムコア９１内のろう付け幅以上を確保する必要がある。但し、２０ｍｍを超えると、ろう付けの幅が広いためにその範囲内で熱による応力集中が大きくなり、ろう付け部より亀裂や大きなセル変形が発生しやすくなり、耐久性が低下する。
ろう付け部を複数個所に設けた場合には、その合計のろう付け幅がハニカムコア９１内のろう付け幅以上で且つ上流側端部９１ａより２０ｍｍ以内に設定する。
【００５１】
＜実験例５＞
図１１は、ハニカムコア９１内のろう付け位置をそれぞれ異ならせたサンプルを示す説明図である。図１１（Ａ）は触媒装置１３２（実施例１２）を示す説明図、図１１（Ｂ）は触媒装置１３３（実施例１３）を示す説明図、図１１（Ｃ）は触媒装置１６１（比較例１１）を示す説明図、図１１（Ｄ）は触媒装置１６２（比較例１２）を示す説明図である。
各触媒装置の共通仕様としては、Ｄ＝４０ｍｍ、Ｌ＝９０ｍｍ、３００セル／平方インチ、外筒オーバーハング量は入口側及び出口共に１０ｍｍの形状で、ハニカムコア９１内のろう付け幅を１０ｍｍ、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け幅を１５ｍｍとした。
この実験例５では、ハニカムコア９１内のろう付け位置を変えるとともに、実験例２よりもハニカムコア９１のろう付け幅を大きくすることで、ハニカムコア９１のろう付け位置とハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け位置との関係を大きく変化させる下記サンプルを準備し、耐久性の変化を調べた。
図中の符号ＬＵ１〜ＬＵ４はハニカムコア９１内のろう付け位置であり、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａからろう付け幅の中央までの長さである。
【００５２】
図１１（Ａ）に示す実施例１２では、ハニカムコア９１内のろう付け部１３２ａの位置をＬＵ１＝５ｍｍに設定している。
図１１（Ｂ）に示す実施例１３では、ハニカムコア９１内のろう付け部１３３ａの位置をＬＵ２＝１０ｍｍに設定している。
図１１（Ｃ）に示す比較例１１では、ハニカムコア９１内のろう付け部１６１ａの位置をＬＵ３＝１５ｍｍに設定している。
図１１（Ｄ）に示す比較例１２では、ハニカムコア９１内のろう付け部１６２ａの位置をＬＵ４＝２０ｍｍに設定している。
各触媒装置の耐久テストを、実験例１と同様な手法で行った。
耐久テストの結果を表５に示す。
【００５３】
【表５】
2014147879.tif 000007
【００５４】
実施例１２は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例１３は、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
比較例１１は、単体テストでコア抜けが発生し、実車テストで箔切れが発生したので、総合判定は×（不合格）である。
比較例１２は、単体テストでコア抜け及びセル変形が発生したため、実車テストは行わなかったので、総合判定は×（不合格）である。
以上より、最大の応力は、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部の終端部（下流側端部）で発生する。この応力を分散するために、ハニカムコア９１内のろう付け部がハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け部の終端部より下流で終了している場合、耐久性が低下することが分かった。
【００５５】
＜実験例６＞
現実のろう付けでは、ハニカムコア９１内の平板と波板との接合可能な接合点に対して１００％の接合実現は困難であるので、ハニカムコア９１内の接合点の一部にろうを設置しないことで、ハニカムコア９１内の接合点の数に対して実際にろう付けされた接合点の数の割合である接合率を変化させたサンプルを準備し、その影響を調べた。
供試サンプルの共通仕様は、Ｄ＝４０ｍｍ、Ｌ＝９０ｍｍ、４００セル／平方インチ、外筒オーバーハング量は入口側及び出口側共に１０ｍｍの形状とした。また、ハニカムコア９１内のろう付け幅を３ｍｍとし、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａから５ｍｍをろう付け幅の中央とし、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け幅を１０ｍｍとし、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａからろう付けを行った。
耐久テストを、実験例１と同様な手法で行った。
サンプルのろう付け接合範囲における接合率（単位は％）と耐久テストの結果を表６に示す。
【００５６】
【表６】
2014147879.tif 000008
【００５７】
実施例１４は、接合率が１００％であり、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例１５は、接合率が８０％であり、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例１６は、接合率が７０％であり、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例１７は、接合率が６０％であり、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
比較例１３は、接合率が５０％であり、単体テストでコア抜けが発生したので、総合判定は×（不合格）である。
比較例１４は、接合率が４０％であり、単体テストでコア抜けが発生したため、実車テストは行わなかったので、総合判定は×（不合格）である。
以上より、ろう付け接合範囲の接合率が減少しても、接合範囲の内６０％以上が接合されていれば、十分な耐久性を確保できることが分かった。
【００５８】
＜実験例７＞
ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付けにおいて、ろうの設置位置を部分的に行い、ろう付け可能な周方向全体（ハニカムコア９１の外周面又は外筒９２の内周面の周長（又は角度３６０°））に対して、ろう付けされた部分の周方向の長さの合計長さ（又は角度の合計角度）の割合である接合率を変化させたサンプルを準備し、その影響を調べた。
供試サンプルの共通仕様は、Ｄ＝４０ｍｍ、Ｌ＝９０ｍｍ、４００セル／平方インチ、外筒オーバーハング量は入口側及び出口側共に１０ｍｍの形状とした。また、ハニカムコア９１内のろう付け幅を３ｍｍとし、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａからろう付けを行った。
耐久テストを、実験例１と同様な手法で行った。
サンプルのろう付け接合範囲（周方向（全周を１００％とする。））における接合率と耐久テストの結果を表７に示す。
【００５９】
【表７】
2014147879.tif 000009
【００６０】
実施例１８は、接合率が１００％であり、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例１９は、接合率が８０％であり、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
実施例２０は、接合率が７０％であり、単体テストのコア抜け、セル変形、実車テストのコア抜け、箔切れ共に問題なく、総合判定は○（合格）である。
比較例１５は、接合率が６０％であり、単体テストでコア抜けが発生したので、総合判定は×（不合格）である。
比較例１６は、接合率が５０％であり、単体テストでコア抜けが発生したため、実車テストは行わなかったので、総合判定は×（不合格）である。
比較例１７は、接合率が４０％であり、単体テストでコア抜けが発生したため、実車テストは行わなかったので、総合判定は×（不合格）である。
以上のように、ハニカムコア９１−外筒９２間のろう付け接合率が減少しても、７０％以上の接合率が確保されていれば、十分な耐久性を確保できることが分かった。
【００６１】
図１２は、各実験例の評価後のサンプルを示す説明図である。
図１２（Ａ）は各実験例で合格した実施例のハニカムコア９１の上流側端部９１ａを示す要部正面図であり、平板１０１及び波板１０２共に評価前の状態とほとんど変化していない。
図１２（Ｂ）は各実験例の比較例の触媒装置を示す第１説明図であり、ハニカムコア９１−外筒９２間の接合部分が離れ、コア抜けが発生した状態を示している。
図１２（Ｃ）は各実験例の比較例のハニカムコア９１を示す第１説明図であり、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａおいて、平板１０１及び波板１０２に箔切れが発生した状態を示している。
図１２（Ｄ）は各実験例の比較例のハニカムコア９１を示す第２説明図であり、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａおいて、平板１０１及び波板１０２が変形し、平板１０１と波板１０２とで形成される複数のセルに変形（セル変形）が発生した状態を示している。
【００６２】
以上に述べた触媒装置８６の作用及び効果を次の図１３及び図１４で比較して説明する。
図１３は、比較例の触媒装置１７０を示す断面図である。
触媒装置１７０は、図６に示した触媒装置８６に対して、ハニカムコア９１の平板１０１と波板１０２とのろう付け位置、及びハニカムコア９１と外筒９２とのろう付け位置が異なっている。即ち、平板１０１と波板１０２とのろう付け位置、及びハニカムコア９１と外筒９２とのろう付け位置が、共に触媒装置１７０の下流側端部に寄せて設けられている。
【００６３】
このように、上流側部分がろう付けされていない触媒装置１７０では、白抜き矢印で示すように、上流側から排気ガスが流れてくると、箔状の平板１０１及び波板１０２の特に上流側端部９１ａ及びその近傍部分は、ろう付けによる拘束が無いために排気ガスの流れによる風圧や圧力波により変形しやすくなり、また、排気ガスの脈流によって振動しやすくなる。このような変形や振動の振幅が大きくなれば、平板１０１及び波板１０２にはフレッティングが発生し、また、大きな応力が発生して、亀裂の発生や破断が生じるおそれがある。
更に、外筒９２に対して中心部側のハニカムコア９１の温度は高くなるが、触媒装置１７０の下流側では、ハニカムコア９１と外筒９２とがろう付けされているため、ハニカムコア９１から外筒９２へ熱が伝わって逃げやすくなるが、上流側では、ハニカムコア９１と外筒９２とがろう付けされていないため、ハニカムコア９１に熱がこもってより高温になるので、耐久性の点で不利となる。
【００６４】
図１４は、本実施形態の触媒装置８６の作用及び効果を示す断面図である。
平板１０１と波板１０２とをハニカムコア９１の上流側でろう付けし、且つハニカムコア９１と外筒９２とを触媒装置８６の上流側でろう付けすることで、上流側の平板１０１と波板１０２とが互いに拘束され、また外筒９２に対してハニカムコア９１の上流側が拘束される。従って、白抜き矢印で示すように、触媒装置８６に排気ガスが流れてきたときに、平板１０１及び波板１０２の特に上流側端部９１ａ及びその近傍部分における排気ガスの風圧・圧力波による変形や排気ガスの脈流による振動の発生を抑えることができる。
また、矢印Ａ，Ａで示すように、ハニカムコア９１の中心部側から外周側への伝熱、及びハニカムコア９１から外筒９２への伝熱を促すことができ、ハニカムコア９１の温度上昇を抑えることができる。これらのことから、ハニカムコア９１のセル変形、箔切れ、コア抜けを防止することができ、耐久性を向上させることができる。従って、一定の耐久性を確保した場合には、平板１０１及び波板１０２の板厚をより薄くしたり、ろう付け長さをより短くすることができ、結果としてろう量、接合工数を減らすことができ、触媒装置８６の小型化、コスト削減を図ることができる。
【００６５】
上記の図４（Ａ），（Ｂ）及び図６に示したように、金属箔状の平板１０１及び波板１０２を重ねて巻いて複数層からなるハニカムコアとしてのハニカムコア９１が形成され、このハニカムコア９１が金属製の外筒９２に支持された内燃機関３５（図１参照）用の触媒装置８６において、ハニカムコア９１の平板１０１と波板１０２との接合位置、及びハニカムコア９１と外筒９２との接合位置が、共に排気ガスの流れの上流側に寄せられて設けられる。
【００６６】
この構成によれば、ハニカムコア９１内の平板１０１と波板１０２、及びハニカムコア９１と外筒９２の各接合位置を、共に排気ガスの流れの上流側に寄せて設けたことで、排気ガスの風圧・圧力波や脈流による平板１０１及び波板１０２の変形、振動の発生を効果的に抑えることができ、応力の増加を抑えることができる。
また、ハニカムコア９１の上流側を外筒９２にろう付けすることで、ハニカムコア９１の上流側の熱変形を抑えることができてハニカムコア９１に発生する熱応力を低くすることができ、更に、外筒９２より内側に配置されて高温となるハニカムコア９１の上流側の熱を外筒９２へ逃がすことができ、ハニカムコア９１の温度上昇を抑えることができる。従って、平板１０１及び波板１０２の板厚をより薄くでき、また、ろう付け長さをより短くしてろう量、接合工数を抑えることができ、触媒装置８６、ひいては排気装置４６（図１参照）の小型化、コスト削減を図ることができる。
【００６７】
このように、触媒装置８６では、小型でありながら平板１０１と波板１０２とを薄箔として通気抵抗を減らしてエンジン性能を高めながら、排気ガスの風圧、圧力波に対してもその入口側を接合することで風圧、圧力波に耐え得る構造とし、更にハニカムコア９１及び外筒９２も、下流側では接合部を設けない構造として相互間の動きを許容させて長尺なものとして、排気装置４６内に安定保持させるので、接合工数を抑えた小型で安価なものとすることができる。
【００６８】
また、図４（Ａ），（Ｂ）、図６及び図８（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、ハニカムコア９１の平板１０１と波板１０２との間、及びハニカムコア９１と外筒９２との間は、共にろう付けにより接合され、平板１０１、波板１０２間のろう付けは、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａから下流側に１０ｍｍまでの範囲に施されるので、平板１０１、波板１０２間のろう付けが、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａから下流側に１０ｍｍを超えた場合、フレッティングによる箔切れが発生する。従って、ろう付け位置を、ハニカムコア９１の上流側端部９１ａから１０ｍｍ以内に設定することで、ハニカムコア９１の耐久性を確保することができる。
また、図４（Ａ），（Ｂ）、図６及び図９（Ｂ）〜（Ｄ）に示したように、平板（１０１）、波板１０２間のろう付け幅は、少なくとも２ｍｍに設定されるので、ハニカムコア９１内の平板１０１、波板１０２間の一部のみをろう付けすることで、ハニカムコア９１の熱応力を緩和して強度を確保することができる。
また、図６、図１０（Ｂ）〜（Ｄ）に示したように、ハニカムコア９１、外筒９２間のろう付け幅は、平板１０１、波板１０２間のろう付け幅以上で且つ２０ｍｍ以内に設定されるので、ハニカムコア９１の強度を確保することができ、耐久性を向上させることができる。
【００６９】
また、図６に示したように、平板１０１、波板１０２間のろう付けに対して、ハニカムコア９１、外筒９２間のろう付けは、排気ガスの流れに沿って、下流側により長く施されているので、ハニカムコア９１のろう付け部１０６，１０７の両端部を、ハニカムコア９１と外筒９２とのろう付け部１０８にて補強することができ、ハニカムコア９１のろう付け部１０６，１０７の両端部に発生する応力を低減することができ、耐久性をより向上させることができる。
【００７０】
また、図５及び図６に示したように、ハニカムコア９１の平板１０１と波板１０２とが接触するろう付け可能な接合点の数に対して、ろう付けされていない接合点の数の割合は、４０％未満であるので、ハニカムコア９１において、耐久性を確保しつつコストアップを抑えることができる。
また、ハニカムコア９１の平板１０１と波板１０２とが接触するろう付け可能な周方向の接触箇所に対して、ろう付けされていない接触箇所の割合は、３０％未満であるので、安定した耐久性を確保することができる。
【００７１】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図６に示したように、複数のろう付け部１０６，１０７のろう付け長さをＬ１に揃えたが、これに限らず、ろう付け部１０６同士、ろう付け部１０７同士のろう付け長さをそれぞれ揃えても良いし、各ろう付け部１０６，１０７のろう付け長さを揃えなくても良い。
また、本発明は、小型車両に適用する場合に限らず、大型の自動二輪車１０や四輪車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  自動二輪車（車両）
３５  内燃機関
８６  排気ガス浄化触媒装置
９１  触媒体（ハニカムコア）
９２  外筒
９３  矢印（識別マーク）
１０１  平板
１０２  波板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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