催化剂装置,催化剂装置制造方法和催化剂载体的固持结构的制作方法

专利名称：催化剂装置,催化剂装置制造方法和催化剂载体的固持结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种净化内燃机排气的催化剂装置、一种制造催化剂装置的方法和一 种催化剂载体的固持结构。
背景技术：
已使用了净化发动机等的排气的催化剂装置(例如参见专利文献1)，其在外部气 缸中容纳以圆柱形状形成且由陶瓷制成的催化剂载体，且具有置于外部气缸与催化剂载体 之间的用于缓冲的波纹状板材。另外，已知在外部气缸中容纳具有蜂窝状结构的催化剂载 体的催化转化器(例如参见专利文献2)。利用在专利文献2中描述的构造，作为缓冲材料 的陶瓷垫卷绕在催化剂载体周围，而催化剂载体又容纳在外部气缸中。专利文献1 JP-A-H02-43955专利文献2 JP-A-Hl 1-33410.

发明内容
在专利文献1描述的催化剂装置中，通过使止挡件与催化剂载体中的排气下游侧 的端面接触，防止催化剂载体通过排气压力运动到排气下游侧。然而，如果提供了诸如止挡 件等的单独组件，组件的数目会增加且结构会变复杂。因此，已需要更简单的催化剂载体固 定方式。鉴于上述情况而提供了本发明，且本发明具有以下目标，即于在外部气缸中容纳 催化剂载体的催化剂装置中，以简单结构将催化剂载体固定至外部气缸。为了解决上述问题，本发提供了一种催化剂装置，其包括载有具备排气净化功能 的催化剂的催化剂载体、容纳该催化剂载体的外部气缸以及置于催化剂载体与外部气缸之 间的垫，其特征在于，在催化剂载体与外部气缸之间设置了高摩擦部分以防止催化剂载体 与垫中的至少其中之一运动。根据此构造，由于在催化剂载体与外部气缸之间设置了防止催化剂载体或垫中的 至少其中之一运动的高摩擦部分，所以催化剂载体通过高摩擦部分处的摩擦固定至外部气 缸。也就是说，催化剂载体至少通过催化剂载体与垫之间的高摩擦部分或者垫与外部气缸 之间的高摩擦部分固定至外部气缸。因而，催化剂载体可利用简单结构固定至外部气缸。还有，高摩擦部分可设置在一区域中，所述区域包括与垫的端部接触的部分或其 在外部气缸内面上的附近中的至少其中之一。这时，因为具有增大摩擦系数的高摩擦部分设置在外部气缸内面上，所以垫通过 与高摩擦部分的摩擦固定至外部气缸内面上。因此，催化剂载体可通过垫与外部气缸之间 的摩擦固定至外部气缸，且催化剂载体可通过简单结构固定至外部气缸。而且，因为垫的端 部与外部气缸内面上的高摩擦部分接触，或者因为如果垫要被排气压力移位则垫和高摩擦 部分就会彼此接触，所以催化剂装置可通过垫与外部气缸之间的摩擦固定至外部气缸。因此，催化剂载体可通过简单结构固定至外部气缸。还有，外部气缸的相对于排气流位于下游侧的一端可延伸得比垫端部更远，且高 摩擦部分可形成在此延伸部分上。这时，如果垫要被移位至排气下游侧，那么垫就会与设置在排气下游侧的高摩擦 部分接触且通过与高摩擦部分的摩擦而被停止。因此，催化剂载体可通过垫与外部气缸之 间的摩擦而固定至外部气缸。还有，因为高摩擦部分设置在外部气缸中排气下游侧的一端，当在催化剂装置制 造过程中催化剂载体与垫一起相对于事先设有高摩擦部分的外部气缸被压入外部气缸中 时，催化剂载体可从与高摩擦部分相对一侧的端部压入。因而，由于高摩擦部分不会妨碍压 配合，所以催化剂载体可易于压入，由此便利了制造。还有，高摩擦部分可通过使与催化剂载体承载的催化剂相同的催化剂附着至外部 气缸内面而形成。这时，因为高摩擦部分是这样的部分其表面粗糙度通过使与催化剂载体相同的 催化剂附着至外部气缸内面上而变得粗糙，所以它可易于形成。还有，高摩擦部分可设置在催化剂载体表面上与垫接触部分的至少一部分处。这时，因为具有增大摩擦系数的高摩擦部分设置在催化剂载体表面与垫接触处的 部分的至少一部分处，所以催化剂载体通过与高摩擦部分的摩擦固定至垫上。因而，催化剂 载体可通过催化剂载体与垫之间的摩擦固定至垫上，且催化剂载体可利用简单结构固定至 外部气缸。还有，高摩擦部分可通过使与催化剂载体内承载的催化剂相同的催化剂附着至催 化剂载体表面上而形成。这时，因为高摩擦部分是其表面粗糙度通过使与催化剂载体相同的催化剂附着至 外部气缸表面上而变粗糙的部分，所以它可易于形成。还有，催化剂载体可由陶瓷形成。这时，通过由陶瓷形成催化剂载体，催化剂载体可易于而变轻。此外，它可构造成使催化剂载体表面上的表面粗糙度在烧结陶瓷前变粗糙，接着， 烧结催化剂载体，这时催化剂载体表面上的表面粗糙度可变粗糙，可易于设置高摩擦部分。还有，高摩擦部分可通过在催化剂载体内承载催化剂的过程中使催化剂也附着至 催化剂载体表面而形成。这时，在催化剂载体内承载催化剂的过程中，因为高摩擦部分可通过使催化剂同 时也附着至催化剂载体表面上而形成，不需要仅设置高摩擦部分的那一工序，而且可容易 地形成高摩擦部分。还有，在上述构造中，可在外部气缸内面的至少一部分处布置预定材料，该预定材 料在内燃机排气中可比不锈钢材料更易氧化。这时，因为在外部气缸内面上布置了比不锈钢材料更易氧化的预定材料，在使用 催化剂装置时预定材料氧化，且预定材料表面上的表面粗糙度变粗糙。因而，由于预定材料 表面的摩擦系数增大了，所以垫与催化剂载体可通过预定材料与垫之间的摩擦固定至预定 位置。还有，因为预定材料在氧化尚未进行的使用前状态下并不具有高表面粗糙度，所以在 将催化剂载体与垫压入外部气缸的过程中可进行平稳的压配合。接着，在开始使用催化剂
5装置后，当布置在外部气缸上的预定材料曝露至排气下并由于排气中的氧化气体和/或排 气高温影响而被快速氧化时，表面粗糙度变粗糙。因此，垫与催化剂载体可在开始使用后快 速固定。如上所述，根据本发明的构造，垫与催化剂载体可利用简单构造而固定。这里，可比不锈钢材料更易氧化的预定材料是这样一种材料，其中氧化反应在例 如不锈钢的钝态膜不氧化/劣化的情况下反应。也就是说，它时在比不锈钢钝态膜氧化/ 劣化的温度更低的温度下氧化的材料或者其中在不锈钢钝态膜可保持稳定的氧化气体氛 围下进行氧化的材料，且上述材料尤其是铁材料等。还有，这里的不锈钢材料是SUS430等。还有，预定材料曝露至外部气缸内面的至少一部分，且整个外部气缸可由预定材 料形成或者仅一部分可由预定材料形成以曝露至外部气缸内面。在上述构造中，预定材料是这样一种材料，其在不锈钢材料在内燃机排气中氧化 的温度低的温度下进行氧化。这时，在排气中，通过使用在较低温度下进行氧化的材料作为预定材料，如果材料 曝露至排气，那么它可快速氧化，而其表面粗糙度变粗糙，因而，甚至在排气不容易升高的 环境中，垫与催化剂载体在材料曝露至排气后可快速固定。还有，在上述构造中，预定材料可以由SP(普通碳素钢)材料形成。这时，通过使用便宜且可加工性极佳的碳素钢，可实现能轻易固定催化剂载体与 垫的构造。还有，在上述构造中，在预定材料中，可添加具有与形成垫的材料相同的成分或含 有与该材料共同的元素的成分的附加材料，且预定材料可布置在外部气缸内面上与垫接触 的位置处。这时，向布置在外部气缸内面上的预定材料添加具有与形成垫的材料相同的成分 或含有与该材料共同的元素的成分的附加材料，且预定材料与垫接触。因此，由于相互接触 的外部气缸内面与垫之间的亲和力极其高，所以可使垫与外部气缸内面有利地相互附着， 且可固定垫与催化剂载体。还有，本发明提供了一种催化剂装置的制造方法，包括第一过程、第二过程和第三 过程，第一过程用于形成组合件单元，该组合件单元由承载具有排气净化功能的催化剂的 陶瓷催化剂载体以及围绕容纳在外部气缸中的催化剂载体外侧的垫构成，第二过程使具有 排气净化功能的催化剂附着至容纳在组合件单元中的催化剂载体内侧以及一区域，所述区 域包括与外部气缸内面上的垫端部接触的一部分或其附近的至少其中之一，第三过程烧结 催化剂所附着的组合件单元。根据此制造方法，当在第一过程中形成组合件单元后，在第二过程中使催化剂附 着至催化剂载体内，且同时，催化剂可附着至外部气缸内面，而且因而，不需要仅用以使催 化剂附着至外部气缸内面的工序。此外，通过在第三过程中烧结，催化剂可稳固附着，且同 时垫可通过加热紧固至外部气缸内面，从而将垫固定至外部气缸。因而，不需要仅通过加热 紧固垫的处理。因此，制造效率良好，且可易制造催化剂装置。还有，因为催化剂载体与垫可在将催化剂附着至外部气缸内面之前容纳在外部气 缸中，所以易于形成组合件单元。举例来说，如果催化剂载体与垫通过压配合容纳在外部气 缸中，那么，因为催化剂不附着至外部气缸内面，所以在压配合其间的摩擦阻力较小，而容 易执行压配合。
还有，本发明提供了一种催化剂载体固持结构，其特征在于，催化剂载体具有圆柱 形状且在其内的多孔结构中固持具有排气净化功能的催化剂，所述催化剂载体容纳在外部 气缸中，垫夹在催化剂载体与外部气缸之间，在催化剂载体表面上与垫接触的至少一部分 处设置了高摩擦部分。这里，圆柱形状是指具有任意截面形状的中空形状，不限于具有圆形截面的圆柱 形。根据此构造，因为具有增大摩擦系数的高摩擦部分设置在催化剂载体表面与垫接 触的部分的至少一部分处，所以催化剂载体通过与高摩擦部分的摩擦固定至垫。因而，催化 剂载体可通过催化剂载体与垫之间的摩擦固定至垫，且催化剂载体可利用简单结构固定至 外部气缸。本发明的有益效果通过根据本发明的催化剂装置，因为催化剂载体可通过至少催化剂载体与垫间的 摩擦或垫与外部气缸之间的摩擦而固定至外部气缸，所以催化剂载体可利用简单结构固定 至外部气缸。还有，因为催化剂载体可通过垫与外部气缸之间的摩擦而固定至外部气缸，所以 催化剂载体可利用简单结构固定至外部气缸。还有，因为垫端部与外部气缸内面上的高摩 擦部分接触，或者如果垫要被排气压力移位，垫与高摩擦部分会进行接触，所以催化剂载体 可通过垫与外部气缸之间的摩擦固定至外部气缸。因此，催化剂载体可利用简单结构固定 至外部气缸。还有，如果垫要被移位至排气下游侧，因为垫通过与设置在排气下游侧的高摩擦 部分的摩擦而固定至外部气缸，所以催化剂载体可通过垫与外部气缸间的摩擦固定至外部 气缸，催化剂载体可利用简单结构固定至外部气缸。此外，因为高摩擦部分是使与催化剂载体相同的催化剂附着至外部气缸内面而让 表面粗糙度变粗糙的部分，所以它易于形成。另外，因为催化剂载体可通过催化剂载体与垫之间的摩擦而固定至外部气缸，所 以催化剂载体可利用简单结构固定至外部气缸。还有，因为高摩擦部分是使与催化剂载体相同的催化剂附着至催化剂载体表面而 让表面粗糙度变粗糙的部分，所以它易于形成。还有，因为催化剂载体由陶瓷形成，所以催化剂载体可易变成重量轻的。此外，因为布置在外部气缸内面上的预定材料是利用催化剂装置而氧化的，且其 表面上的表面粗糙度变粗糙，所以，垫与催化剂载体可通过预定材料与垫之间的摩擦而固 定在预定位置处。还有，因为预定材料在开始使用前未进行氧化的状态下不具有高表面粗 糙度，所以，在将催化剂载体与垫压入外部气缸的过程中，它们可平稳地被压入。因此，垫与 催化剂载体能够利用简单构造可靠地固定至预定位置。还有，甚至在排气温度不能容易地升高的环境中，垫与催化剂载体可在它们曝露 至排气后快速固定。此外，通过使用便宜且可加工性极佳的碳素钢，可利用简单构造而轻易地实现用 以固定催化剂载体与垫的构造。另外，因为向布置在外部气缸内面上的预定材料添加了具有与构成垫的材料相同的成分或含有与该材料共同的元素的成分的附加材料，所以气缸内面与垫相互接触之间的 亲和力极高，垫可有利地附着至外部气缸内面，垫与催化剂载体可稳固地固定至预定位置。还有，因为催化剂在附着至催化剂载体内的同时也附着至催化剂载体表面，所以 不需要仅用以设置高摩擦部分的工序，而易于形成高摩擦部分。此外，因为不需要仅使催化剂附着至外部气缸内面的工序以及仅用以通过加热紧 固垫的工序，所以制造效率良好，制造催化剂装置容易制造。此外，因为在使催化剂附着至 外部气缸的内面之前，催化剂与垫可容纳在外部气缸中，所以易于形成组合件单元。


图1是说明根据第一实施例设有催化剂装置的排气消声器的示意图。图2是说明催化剂装置构造的分解透视图。图3是催化剂装置的截面图。图4是说明根据第二实施例设有催化剂装置的排气消声器的示意图。图5是说明催化剂装置构造的分解透视图。图6是催化剂装置的截面图。图7是说明根据第三实施例设有催化剂装置的排气消声器的示意图。图8是说明催化剂装置构造的分解透视图。图9是催化剂装置的截面图。图10是说明催化剂装置制造方法的示意图。图11是说明用以使催化剂附着至催化剂载体的方法的示意图。图12是说明用以使催化剂附着至催化剂载体的方法的示意图。图13是说明根据第七实施例设有催化剂装置的排气消声器的示意图。图14是说明催化剂装置构造的分解透视图。图15是催化剂装置的截面图。图16是说明催化剂装置外部气缸的耐高温性的图。图17是说明根据第八实施例设有催化剂装置的排气消声器的示意图。图18是催化剂装置的截面图。图19是说明根据第九实施例设有催化剂装置的排气管结构的截面图。图20是说明根据第十实施例设有催化剂装置的排气管结构的截面图。图21是说明第十实施例中结合部分构造的放大图。图22是说明根据第十一实施例设有陶瓷催化剂装置的排气消声器的截面图。图23是从与图22中不同的方向观察得到的排气消声器截面图。图24是用以解释催化剂装置和排气管端部布局的图。图25是第十一实施例的变型的示意图，其中图25A是说明根据上述变化的催化剂 装置以及周围构造的侧视图，而图25B是图25A中的催化剂装置的截面图。附图标号列表1、4、7、8、9、50、150 催化剂装置5 细孔10、40、60催化剂载体
8
12、42、62 固持垫13、43、63、73、83、84、421 外部气紅14、64、74、114 高摩擦部分90,92由钛制成的排气管91锥形部分93,95由不锈钢制成的排气管94、96 结合件75、100、106、200、300、400 排气消声器110、410 排气管120,420圆筒形主体121前端部分122后端部分140、141排气管结构
具体实施例方式下文将参照附图描述应用了本发明的实施例。第一实施例图1是示意性描述根据本发明第一实施例的设有催化剂装置1的排气消声器100。 排气消声器100设置在摩托车上，连接至从摩托车发动机(未图示)延伸的排气管110后 端且充当消音器，该消音器对已经经过排气管110的高温/高压排气进行减压并将它排放 到外部。排气消声器100具有圆筒形主体120，从发动机延伸的单个排气管110连接至圆筒 形主体120，且在圆筒形主体120中支撑设有由陶瓷制成的催化剂载体10的催化剂装置1。 催化剂装置1包括载有催化剂的催化剂载体10、容纳催化剂载体10的外部气缸13，以及置 于催化剂载体10与外部气缸13之间的固持垫12。且催化剂装置1包括卷绕容纳在外部气 缸13中的催化剂载体10，催化剂载体10周围绕有固持垫12。圆筒形主体120具有被多个(在此实例中为两件)隔壁131和132分成多个(在 此实例中为三个)膨胀室A、B和C的内部空间，其中排气管110的端部IlOA穿透气缸主体 120的前端部121且固定在膨胀室B中，而催化剂装置1穿透且固定至与排气管10的端部 IlOA最近的第一隔壁131。催化剂装置1使排气管110的端部IlOA通过形成在催化剂载体10中的大量细孔 5与膨胀室A连通，当从端部IlOA排出的排气穿过催化剂载体10时会得到净化。此处，催 化剂装置1的外径形成为比排气管110的外径大，且用以大致与催化剂载体10同轴地来定 位所述端部IlOA的大致环形地定位构件105夹置在外部气缸内面13A与端部110的外面 之间，所述内面13A就是外部气缸13的内面。还有，在第一隔壁131中，第一连通管135和第二连通管136穿透且固定在与催化 剂装置1间隔开的位置处，其中第一连通管135使膨胀室A与膨胀室B相互连通，而第二连 通管136越过膨胀室A并穿透第二隔壁132以使膨胀室B与膨胀室C相互连通。在圆筒形 主体120的后端部122处，构成尾管的管件138穿透且固定，而管件138使膨胀室C与排气
9消声器100外的空间相互连通。在排气消声器100中，从排气管110的端部IlOA排出的废气穿过催化剂装置1并 流入排气消声器100中的膨胀室A内，如图1中的箭头所示，流动方向反转并穿过第一连通 管135而流入膨胀室B内，流动方向反转并穿过第二连通管136而流入膨胀室C内，且通过 构成尾管的管件138排放到外部。因为圆筒形主体120的截面积形成为比插入圆筒形主体120中的排气管110大， 当流入膨胀室A至C中任一者时废气被减压。还有，因为催化剂装置1布置在排气消声器 100的圆筒形主体120中，易于确保催化剂装置1的布置空间。还有，因为催化剂装置1大 致与排气管110的端部IlOA同轴布置，可使从排气管110的端部IlOA排出的废气流入催 化剂装置1中而不会改变其流向。图2是说明催化剂装置1的构造的分解透视图。催化剂载体10是蜂窝状多孔结构体，其以圆柱形状形成且具有在圆柱形状的外 壳内沿轴向延伸的大量细孔5，并形成大的内表面积。此处，催化剂载体10的截面形状是任 意的，且截面形状不限于圆形而可以是(例如)椭圆形。在每个细孔5的壁上，承载分解排气成分的钼、铑和钯作为催化剂。使用多孔陶瓷作为催化剂载体10的基材，能够容易地承载诸如钼、铑和钯等催化 剂。此处，可使用包括堇青石、莫来石、氧化铝和碱土金属铝酸盐、碳化硅、氮化硅等的各种 耐热陶瓷或其类似物质，作为陶瓷材料的优选实例。还有，催化剂载体10的外周面形成为 具有较高表面粗糙度和摩擦系数的。固持垫12通过将陶瓷纤维压缩或集成为长垫状态而形成，且它卷绕在催化剂载 体10的外周面周围。在固持垫12的一端，形成凸出状的配合部分12J，而在另一端，形成凹 进状的配合部分12K，且因而当固持垫12卷绕在催化剂载体10周围时，两个配合部分12J 和12K相互配合且它们可靠地啮合。还有，因为固持垫12是纤维相互缠绕的集成体，它具 有较高的弹性。这里，固持垫12的材料可以是任何材料，只要它具有耐热性和弹性，且也可 使用纤维金属或玻璃棉或类似物的集合。因为固持垫12具有弹性，所以它可防止由陶瓷制 成的催化剂载体10振动或撞击。此外，固持垫12是纤维相互缠绕的集成体，且在表面及其内侧上形成众多精细间 隙。因而，固持垫12的表面处于形成了众多精细凸出和凹进的状态中，且因为表面粗糙度 较高，所以表面上的摩擦系数较高。因此，由于催化剂载体10与固持垫12间的接触面上的 摩擦较大，因此催化剂载体10固定至固持垫12上。作为外部气缸13的材料，可使用具有高强度和耐热性的金属，例如钢材，如不锈 钢。在外部气缸13中容纳周围卷绕固持垫12的催化剂载体10的方法包括压配合、罐 装、缠绕和拉紧等。为了将催化剂载体10压入外部气缸13中，将周围卷绕固持垫12的催化剂载体10 推入事先以圆柱形形成的外部气缸13中。为了通过灌装容纳催化剂载体10，周围卷绕固持垫12的催化剂载体10由分割件 围绕，以便沿轴向将气缸分割成多个件，且分割件结合以形成外部气缸13。还有，为了通过缠绕和拉紧容纳催化剂载体10，在周围卷绕了固持垫12的催化剂
10载体10的周围卷绕板材，且板材端部结合在一起以形成外部气缸13。还有，罐装以及缠绕 和拉紧的结合通过焊接、附着、螺栓连接等进行。还有，固持垫12被夹在外部气缸13与催 化剂载体10之间，且容纳在压缩状态下，而不使用压配合、灌装、缠绕和拉紧等方法。图3是催化剂装置1的截面图。在催化剂装置1中，废气沿图3中箭头D所示的方向流动。催化剂装置1由通过将催化剂载体10和固持垫12容纳在外部气缸13中而构成 的组合件单元15构成。这里，外部气缸13和催化剂载体10的轴向长度大致相同，而固持 垫12的轴向长度形成为比外部气缸13和催化剂载体10的长度短。接着，组合件单元15组装在外部气缸13两端和催化剂载体10两端的位置大致相 互匹配的状态中。另一方面，组装固持垫12以使得位于排气上游侧的固持垫12的上游端 部12C以及位于下游侧的固持垫12的下游端部12D位于外部气缸13内部而不是外部气缸 13的两端处。因此，外部气缸13的相对于排气流位于下游侧的那一端构成延伸部分16，所 述延伸部分16形成为比固持垫12的下游端部12D延伸更远。还有，外部气缸13的另一端 延伸而使得外部气缸13的另一端从上游端部12C延伸。在催化剂装置1中，具有高表面粗糙度和高摩擦系数的高摩擦部分14设置在下游 端部12D附近延伸部分16的内面上。通过使与承载在催化剂载体10内部的催化剂相同的 催化剂附着至外部气缸内面13A，而形成高摩擦部分14。高摩擦部分14具有高表面粗糙度 和高摩擦系数，因为附着的催化剂在其表面上形成精细的凸出和凹进。卷绕在催化剂载体10周围且以圆柱形容纳在外部气缸13中的固持垫12具有与 外部气缸内面13A接触的外面12A，该外面12A是其外周面，该外部气缸内面13A是外部气 缸13的内周面，且固持垫12具与催化剂载体10的外周面接触的内面12B，该内面12B是其 内周面。因为固持垫12处于压缩状态，通过压缩反应力施加用以从外部气缸内面13A的侧 部压缩外部气缸13的力以及用以压缩催化剂载体10的力。接着，固持垫12具有从外部气 缸内面13A侧部压缩外部气缸13的外面12A，并通过外面12A与外部气缸内面13A之间产 生的摩擦固定至外部气缸13。还有，固持垫12压缩催化剂载体10的外周面并通过内面12B与催化剂载体10的 外周面之间产生的摩擦来固定催化剂载体10。在催化剂装置10中，已进入外部气缸13内的排气穿过催化剂载体10的每个细孔 5且被净化，然后离开外部气缸13。这里，因为纤维以高密度聚集在固持垫12中，所以垫除 了具有充当催化剂载体10的固持件的功能外，还具有充当排气密封材料的功能，且因而排 气不能穿过固持垫12。因而，由于所有排气或废气都穿过催化剂装置1，因此净化效率较
尚ο在第一实施例中，如图3所示，高摩擦部分14设置在外部气缸内面13A中下游端 部12D附近的延伸部分16上。结果，如果固持垫12要被移位至排气下游侧，那么固持垫12 可通过与高摩擦部分14的摩擦固定至外部气缸内面13A上。如果排气流过排气管110，固持垫12会受到力而通过排气等的压力移位至排气下 游。然而，即使处于压缩在催化剂装置1内部的状态中的固持垫12移位微小距离而到达下 游侧，垫可被在下游端部12D附近的延伸部16的内面上形成的高摩擦部分14抓住。此时，因为可在下游端部12D附近的固持垫12的外面12A与高摩擦部分14之间获得高摩擦，所 以固持垫12可固定至外部气缸13。因而，催化剂载体10可通过固持垫12与外部气缸13 之间的摩擦而固定至外部气缸13。还有，在第一实施例中，因为固持垫12和催化剂载体10可不使用止挡件等而轻易 固定至外部气缸13，且催化剂装置1可以紧凑形式形成，所以催化剂装置1可易于安装在排 气消声器100中或例如倾向于具有限定空间的摩托车中排气管的其他部分中。此外，因为 固持垫12和催化剂载体10通过提高外部气缸内面13A的表面粗糙度来增大摩擦而固定至 外部气缸13，所以不存在曝露至外部的组件。因此，举例来说，如果催化剂装置1附接至摩 托车，那么它具有外观不被损坏的优点。还有，因为止挡件等不布置在催化剂装置1的排气 路径中，所以排气流不会受到止挡件等阻隔或排气的净化效率不会劣化。还有，由于高摩擦 部分14的摩擦系数较高，即使当固持垫12压缩时产生的压缩反应力未受到严格管控，也可 获得摩擦系数。因而，由于催化剂装置10的强度、固持垫12的密度和外部气缸13的内径 等的容差可设定为较宽，因此改善了每个组件的产率而减少了制造成本。如上文所述，根据应用了本发明的第一实施例，因为在催化剂载体10与外部气缸 13之间设置了防止固持垫12与外部气缸13间运动的高摩擦部分14，所以催化剂载体10 可通过与高摩擦部分14的摩擦而固定至外部气缸13。因而，催化剂载体10可利用简单结 构固定至外部气缸13。还有，在外部气缸内面13A中，因为高摩擦部分14设置在固持垫12的下游端部 12D附近，所以固持垫12通过与高摩擦部分14的摩擦而固定至外部气缸内面13A。因而， 催化剂载体10可通过固持垫12与外部气缸13间的摩擦而固定至外部气缸13，且催化剂载 体10可利用简单结构固定至外部气缸13。还有，如果固持垫12要被移位至排气下游侧，则固持件12与设置在排气下游侧的 延伸部分16的内面上的高摩擦部分14接触，且通过与高摩擦部分14的摩擦而固定。因 而，催化剂装置10可通过固持垫12与外部气缸13间的摩擦而固定至外部气缸13，且催化 剂载体10可利用简单结构固定至外部气缸13。此外，因为高摩擦部分14是通过使与催化剂载体10相同的催化剂附着至外部气 缸内面13A而具有增大的表面粗糙度的部分，所以它易于形成。还有，因为催化剂载体10由陶瓷形成，所以催化剂载体10可易制成重量轻的。第二实施例下文将参照图4至6描述应用了本发明的第二实施例。在第二实施例中，与第一实施例类似构造的部分使用了相同的附图标号且将省略 其描述。图4是示意性描述根据本发明第二实施例的设有催化剂装置50的排气消声器 200。在第二实施例中，在排气消声器200内部设置了催化剂载体60以取代第一实施例 中的催化剂载体10。第二实施例与第一实施例的不同点在于，固定催化剂载体60的高摩擦 部分64形成在催化剂载体60的表面上。如图4所示，排气消声器200具有连接从发动机延伸的单个排气管110的圆筒形 主体120，设有由陶瓷制成的催化剂载体60的催化剂装置50支撑在圆筒形主体120中。催
12化剂装置50包括承载催化剂的催化剂载体60、容纳催化剂载体60的外部气缸63以及设置 在催化剂载体60与外部气缸63之间的固持垫62。且，催化剂装置50包括容纳在外部气缸 63中的催化剂载体60，固持垫62卷绕在所述催化剂载体60周围。图5是说明催化剂装置50的构造的分解透视图。图6是催化剂装置50的截面图。催化剂载体60是形成为圆柱形状且具有在圆柱形状的外壳内沿轴向延伸的大量 细孔5的蜂窝状多孔结构体，且形成大的内表面积。此处，催化剂载体60的截面形状是任 意的，且截面形状不限于圆形而可以是(例如)椭圆形。在每个细孔5的壁上，承载分解排气成分的钼、铑和钯作为催化剂。还有，在作为 催化剂载体60的外周表面的外表面61部分上，形成了高摩擦部分64，与附着至催化剂载体 60内部的催化剂相同的催化剂附着至所述高摩擦部分64。用以在外部气缸63中容纳所述周围卷绕固持垫62的催化剂载体60的方法包括 压配合、罐装、缠绕和拉紧等，且利用这些方面中的任一者，固持垫62夹在外部气缸63与催 化剂载体60之间且以压缩状态容纳。催化剂载体60与固持垫62的轴向长度大致相同，且在催化剂装置50组装完的状 态下，催化剂载体60与固持垫62的两端相互匹配。还有，外部气缸63的长度比催化剂载 体60和固持垫62的长度长，且催化剂载体60与的两端位于外部气缸63内。因为固持垫62处于压缩状态下，通过压缩反应力施加用以压缩催化剂载体60的 力以及用以从外部气缸63的内周侧压缩外部气缸63的力。接着，催化剂载体60通过外表 面61整个表面上的固持垫62接收压缩力，且通过催化剂载体60与固持垫62之间产生的 摩擦固定至固持垫62。还有，固持垫62在外部气缸63的内周面上施加压缩力，且通过外部 气缸63与固持垫62之间产生的摩擦而固定至外部气缸63。在催化剂装置50中，排气沿图6中的箭头D所示的方向流动，且已进入外部气缸 63中的排气穿过催化剂载体60的每个细孔5而被净化，然后离开外部气缸63。这里，在固 持垫12中，因为纤维以高密度聚集，从而除了充当催化剂载体60的保护件的功能外，还充 当排气密封材料，所以排气不能穿过固持垫12。因而，由于排气只能穿过每个细孔5，因此
净化效率较高。在第二实施例中，如图5和6所示，具有增大摩擦系数的高摩擦部分64至少设置 在催化剂载体60的外表面61的一部分上。详细的说，高摩擦部分64形成在上游端部60A 上，所述上游端部60A是催化剂载体60中排气流上游侧的端部。结果，催化剂载体60可通过与高摩擦部分64的摩擦而固定至固持垫62。在催化剂装置50内，催化剂载体60通过处于压缩状态下的固持垫62而受到压缩 力。接着，高摩擦部分54形成在催化剂载体60上，且如果它受到压缩力，那么可在具有高 摩擦系数的高摩擦部分64与固持垫62之间获得大摩擦。还有，因为高摩擦部分64形成在 催化剂载体60中排气流中的上游侧的端部处，所以，举例来说，如果催化剂载体60要被移 位至下游侧，那么高摩擦部分64移位，同时在固持垫62的整个长度上产生魔擦。因而，可 获得较高的防止催化剂载体60移位的效应。如上所述，因为催化剂载体60通过高摩擦部分64与固持垫62之间的摩擦而固定 至固持垫62，所以即使受到来自排气管110的排气的压力，催化剂载体也不会从固持垫62 移位。这里，在可获得能将催化剂载体60可靠地固定至固持垫62上的摩擦的区域上形成
13高摩擦部分64。还有，在第二实施例中，因为催化剂载体60可不使用止挡件等轻易固定至固持垫 62且催化剂装置50可以紧凑形式构成，所以催化剂装置50可易于安装在排气消声器200 中或例如倾向于具有限定空间的摩托车的排气管的其他部分中。此外，因为催化剂载体60 通过提高催化剂载体60的表面粗糙度来增大摩擦而固定至固持垫62，所以不存在曝露至 外部的组件。因此，举例来说，如果催化剂装置50附接至摩托车，那么它具有外观不被损坏 的优点。还有，因为止挡件等并非布置在催化剂装置50的排气路径中，所以排气流不会受 到止挡件等阻隔或排气的净化效率不会劣化。还有，由于高摩擦部分64的摩擦系数较高， 即使当固持垫62压缩时产生的压缩反应力未受到严格管控，也可获得充分摩擦。因而，由 于用于构成催化剂载体50的组件强度的尺寸容差可设定为更大，因此提高了每个组件的 产率而减少了制造成本。如上所述，根据应用了本发明的第二实施例，因为在催化剂载体60与外部气缸63 之间设置了防止固持垫62与外部气缸63间运动的高摩擦部分64，所以催化剂载体60可通 过与高摩擦部分64的摩擦而固定至外部气缸63。因而，催化剂载体60可利用简单结构固 定至外部气缸63。还有，因为具有高摩擦系数的高摩擦部分64形成在催化剂载体60的外表面61的 一部分处，所以催化剂载体60通过高摩擦部分64与固持垫62之间的摩擦而固定至外部气 缸63。因而，催化剂载体60可通过催化剂载体60与固持垫62之间的摩擦而固定至外部气 缸63，且催化剂载体60可利用简单结构固定至外部气缸63。此外，因为高摩擦部分64是通过使得与催化剂载体60相同的催化剂附着至外表 面61而具有更大的表面粗糙度的部分，所以它可被容易地形成。此外，因为通过使催化剂 附着至外表面61的一部分，仅需使用一定数量的催化剂来固定催化剂载体60，所以可节省 催化剂。此外，因为催化剂载体60由陶瓷形成，所以催化剂载体60可容易制成重量轻的。第三实施例下文将参照图7至9描述应用了本发明的第三实施例。在第三实施例中，与第一 实施例类似构造的部分使用了相同的附图标号且将省略其描述。图7是示意性描述根据本发明第二实施例的设有催化剂装置150的排气消声器 300。在第三实施例中，在外部气缸内面13A的下游端部12D处形成了高摩擦部分14，但 第三实施例与第一实施例的不同点在于，除了高摩擦部分14外，在外表面11上形成高摩擦 部分114，所述外表面11是第一实施例的催化剂载体10的外周面。图8是说明催化剂装置150构造的分解透视图。图9是催化剂装置150的截面图。在催化剂装置150中，高摩擦部分14形成在外部气缸内面13A的下游端部12D上。 此外，在催化剂装置150中，在固持垫12的上游端部12C附近，在固持垫12与催化剂载体 10的外表面11接触处的部分上形成了高摩擦部分114。且高摩擦部分114与高摩擦部分 14通过使与附着至催化剂载体10的内部的催化剂相同的催化剂附着而形成。如上所述，根据应用了本发明的第三实施例，因为高摩擦部分14设置在外部气缸 内面13A中固持垫12的下游端部12D附近，所以固持垫12通过与高摩擦部分14的摩擦而固定至外部气缸内面13A。此外，因为具有高摩擦系数的高摩擦部分114形成在催化剂载体 10的外面表11的一部分处，所以催化剂载体10通过高摩擦部分14与固持垫12之间的摩 擦而固定至外部气缸13。也就是说，因为催化剂载体10通过外部气缸13与固持垫12间 的摩擦以及催化剂载体10与固持垫12间的摩擦而固定至外部气缸13，所以催化剂载体10 可利用简单结构固定至外部气缸13。第四实施例下文将描述催化剂装置1的制造方法的一个实例。图10是示意性描述催化剂装置1的制造方法的图。在此方法中，从催化剂装置1的下侧供应了溶解催化剂的溶液，从而使催化剂附 着至催化剂装置1。催化剂装置1通过包括下面三个处理的制造方法而制造。第一过程是通过在外部气缸13中容纳催化剂载体10与固持垫12而形成组合件 单元15的处理。具体的说，首先，固持垫12卷绕在圆柱形催化剂载体10的外周面周围。接 着，将催化剂载体10与固持垫12 —起压入外部气缸13中，从而形成组合件单元15。第二过程是使催化剂附着至容纳在组合件单元15中的催化剂载体10以及外部气 缸内面13A的一部分的过程。具体的说，首先，如图10所示，组合件单元15连接至圆筒形 主体500，且调节成包含钼、铑和钯的催化剂溶液如箭头E所示压馈送经过圆筒形主体500， 且调节成使得催化剂溶液达达到图10中催化剂载体10的上端。接着，催化剂溶液附着至 催化剂载体10内的每个细孔5以及外部气缸内面13A中的下游端部12D的附近。第三过程是烧结组合件单元15的过程。作为具体实例，组合件单元15从圆筒形 主体500中移除且由100°C下的热空气干燥10分钟，然后在例如450°C下烧结1小时。结 果，催化剂承载在延伸部分16与下游端部12D的内面以及每个细孔5的表面上，且完成催 化剂装置1。接着，通过使催化剂附着至延伸部分16的内面上而形成的高摩擦部分14，其 具有高表面粗糙度和高摩擦系数，因为附着催化剂在其表面上形成精细的凸出和凹进。还 有，通过在450°C下烧结，因为固持垫12紧固至外部气缸内面13A上，所以可获得将固持垫 12固定至外部气缸13的效果。还有，通过第四实施例的方法，也可制造图9中所示的催化剂装置150。为了制造图9中所示的催化剂装置150，如图10所示，在催化剂载体10的外表面 11中的上游端部12C附近的部分中形成多个通孔IlA0通孔IlA是刺穿至催化剂载体10 内部的孔，溶液压馈送并穿过催化剂载体10内部从通孔IlA渗出。结果，在催化剂载体10 的外表面11上，高摩擦部分114可通过使溶液附着至其上而形成在图9中示出的上游端部 12C附近的部分中。还有，因为通孔IlA可布置在所需要的位置处，所以高摩擦部分114可 形成在所需要的位置处。用以使催化剂载体10承载钯、铑和钼的催化剂溶液通过使含有这些金属的化合 物溶解在预定溶剂中而制成。用以承载钯的材料包括硝酸盐、氯化物、醋酸盐、络盐(二氯 四氨合钯等)等。还有，用以承载钼的材料包括硝酸盐、氯化物、醋酸盐、络盐(二亚硝基二 氨钼、三氯三氨合钼等)等。还有，用以使催化剂载体10承载铑的材料包括硝酸盐、氯化 物、醋酸盐、硫酸盐、络盐(五氨合氯铑、六氨合铑等)等。通过调节这些材料的溶液并通过 利用此溶液充满上述催化剂载体10，可以使催化剂载体10承载钯、钼和铑。作为溶剂，可使用水或有机溶剂，但是鉴于废物溶液的溶解度、处理容易性、可获得性等，水是优选的。还 有，在催化剂载体10充满溶液后，通过将催化剂载体10加热并干燥至约250°C，举例来说， 由催化剂载体10的多孔结构承载钯、铑和钼，排气中的氧化氮、HC(碳氢化合物)、C0(—氧 化碳)等可被分解和净化。根据所需的排气净化性能，催化剂可通过使催化剂载体10承载 仅任一或两种类型的钯、铑和钼而构成。或者，除了钯、铑和钼之外，可由催化剂载体10承 载其他的充当催化剂的金属或金属化合物等(铱、铈、锆、钛或其氧化物等)。如上所述，根据应用了本发明的第四实施例，当在第一过程中形成了组合件单元 15之后，因为可在第二过程中催化剂附着至催化剂载体10的同时催化剂可附着至外部气 缸内面13A，不需要仅使催化剂附着至外部气缸内面13A的过程，因此制造效率较佳且催化 剂装置1可被容易地制造。此外，通过在第三过程中烧结，可使催化剂稳固附着，同时，可使 固持垫12通过加热紧固至外部气缸内面13A，以使得固持垫12可固定至外部气缸13。因 而，不需要仅仅是(通过加热)紧固固持垫12的过程，因此制造效率较佳且能容易地制造 催化剂装置1。还有，因为在第一过程中，催化剂载体10和固持垫12可在催化剂不附着至 外部气缸内面13A的状态下压入外部气缸13中，所以压配合中的摩擦阻力较小且能容易地 完成压配合。第五实施例下文将描述图6中所示的催化剂载体60的制造方法的一个实例。图11是示意性说明使催化剂附着至催化剂载体60的图。在此方法中，从上述催化剂载体60供应催化剂溶液，这样使催化剂附着至催化剂 载体60。首先，催化剂载体60布置成使得上游端部60A向下指向，且漏斗600设置成与图 11中的催化剂载体60的上端接触。催化剂溶液供应至漏斗600，通过漏斗600流经催化剂 载体60的催化剂溶液流经催化剂载体60内部，如箭头F所示，且催化剂溶液附着至催化剂 载体60内的每个细孔5。接着，在催化剂载体60的外表面61中，在上游端部60A附近形成多个通孔61A。 通孔61A是与催化剂载体60内部连通的孔，在催化剂载体60内流动的催化剂溶液从通孔 61A出来。结果，在催化剂载体60的外表面61上，高摩擦部分14可通过在上游端部60A附 近使催化剂溶液附着至一部分而形成。如上所述，通过在催化剂载体60的外表面61中形成通孔61A，高摩擦部分14可易 于在所需位置处形成。如上所述，根据应用了本发明的第五实施例，因为高摩擦部分64通过使催化剂承 载在催化剂载体60内的过程中同时使催化剂附着至外表面61而形成，所以可容易地形成 高摩擦部分64。第六实施例下文将描述图6所示的催化剂载体60的制造方法的另一个实例。图12是示意性说明使催化剂附着至催化剂载体60的方法的图。在此方法中，从催化剂载体60上方供应催化剂溶液，这样，催化剂会附着至催化 剂载体60。在催化剂载体60中，在图12中的上端，漏斗600设有提供的空间。催化剂溶液供
16应至漏斗600，且从漏斗600向下流动的催化剂溶液如箭头G所示在催化剂载体60内流动， 且催化剂溶液也从催化剂载体60的上面流动至外表面61且沿外表面61向下流动。因而， 催化剂溶液附着至外表面61和催化剂载体60内的每个细孔5的大部分，高摩擦部分64可 易于在外表面61的大部分上形成。每个上述实施例都示出了应用了本发明的一个方面，且本发明不限于上述实施 例。举例来说，在第一实施例中，高摩擦部分14解释为设置在下游端部12D附近的延 伸部分16的内面上，但是本发明并不限于此，高摩擦部分14可设置在包括与下游端部12D 接触的一部分或其附近中至少其中之一的区域中。举例来说，高摩擦部分14可形成在固持 垫12的外面12A与外部气缸内面13A之间的接触面上。此外，高摩擦部分14可设置在外 部气缸内面13A上，比上游端部12C更靠近排气上游侧。这时，可防止固持垫12移位至排 气上游侧。相似地，在第二实施例中，高摩擦部分64揭示为设置在催化剂载体60的外表面61 上的上游端部60A上，但是仅需要高摩擦部分64设置在外表面61的至少一部分处或者高 摩擦部分64可设置在外表面61的整个表面上。还有，举例来说，设置高摩擦部分64的部分 不限于上游端部60A，且高摩擦部分64可设置在外表面61上中心部分处。此外，在第二实 施例中，外表面61上的高摩擦部分64解释为通过让催化剂附着而形成，但是，举例来说，高 摩擦部分64可以这样形成通过当烧结由陶瓷制成的催化剂载体60时在烧结前加工较为 容易的催化剂载体60的外表面61上形成具有高表面粗糙度(诸如梨皮精整度等)的面， 然后通过烧结催化剂载体60。或者，外表面61的表面粗糙度可通过机械加工等而变粗糙。还有，在第三实施例中，高摩擦部分114解释为形成在一部分上，在固持垫12的上 游端部12c附近，催化剂载体10的外表面11与固持垫12在上述部分处接触，但是本发明 并不限于此。举例来说，高摩擦部分也可设置在一部分上，在上游端部12c附近，催化剂载 体10与固持垫12在上述部分处不接触。无需说明，其他详细构造可任意改变。还有，在第四实施例中，高摩擦部分14解释为在组合件单元15形成后形成，但是 它也可构造为在外部气缸内面13A上事先形成高摩擦部分，然后催化剂载体10与固持垫12 通过罐装、缠绕和拉紧等容纳在外部气缸13中。还有，其可构造成在外部气缸13A的延伸 部分16内面上实现形成高摩擦部分14，然后催化剂载体10与固持垫12压入外部气缸13 中。这时，固持垫12与催化剂载体10可从外部气缸13与高摩擦部分14侧相对的那一侧 部上的端部轻易压入。无需说明其他详细构造可任意改变。还有，在第四实施例中，揭示圆 筒形主体500连接至组合件单元15，且催化剂溶液从下方压馈送，但是举例来说，它也可构 造成组合件单元15的下端用催化剂溶液充满，且催化剂溶液从上端向上泵送以使催化剂 溶液附着。还有，在第一实施例中，外部气缸13的高摩擦部分14解释为通过让催化剂附着而 形成，但是举例来说，高摩擦部分14也可通过让能够增大摩擦的另一种物质附着而形成， 且可使多孔陶瓷附着。还有，高摩擦部分14可通过借助机械加工等使表面粗糙度变粗糙而 形成。还有，第一实施例的催化剂载体10和第二实施例的催化剂载体60解释为由陶瓷 制成，但是它也可构造成事的催化剂载体10例如由金属制成，而具有高表面粗糙度的多孔陶瓷层通过烧结等形成在金属催化剂载体10的外表面61的一部分和每个细孔5上，且催 化剂由此陶瓷层承载。这时，因为外表面61的表面粗糙度仅通过形成陶瓷层而变粗糙，可 向此陶瓷层提供充当高摩擦部分64的功能。还有，如果催化剂载体10和60由金属形成， 催化剂载体10和60的材料的优选实例包括不锈钢、铁铝铬合金等。此外，第五实施例示出了应用了本发明的一个方面，且本发明不限于第五实施例。举例来说，在第五实施例中，催化剂溶液解释为从漏斗600流动至催化剂载体60， 但是本发明并不限于此，且它也可构造成催化剂载体60的上游端部60A那一侧上的端部用 催化剂溶液充满，且催化剂溶液从与上游端部60A相对的侧部上的端部向上泵送以使催化 剂溶液附着。这时，无需设置通孔61A。除上述内容外，无需说明第一至第六实施例中任一者的具体构造可任意改变。第七实施例图13是示意性描述根据应用了本发明的第七实施例设有催化剂装置7的排气消 声器75的图。与图1中所示的排气消声器100相似，排气消声器75设置在摩托车上且充 当消音器，对已穿过排气管110的高温/高压排气进行减压并将它排放到外部。排气消声器75具有与排气管110连接的圆筒形主体120，且设有催化剂载体10的 催化剂装置7支撑在圆筒形主体120中。催化剂装置7具有外部气缸73以取代催化剂装 置1的外部气缸13 (图1)，且其他组件都与催化剂装置1的组件相同。与催化剂装置1相 似，催化剂装置7刺穿并固定至与排气管110的端部IlOA最近的第一隔壁131。还有，排气 消声器75以与排气消声器100类似的方式构成，其不同点在于设置了催化剂装置7而非催 化剂装置1。在这个第七实施例中，与第一至第六实施例类似构造的部分使用相同的附图标号 且将省略其描述。图14是说明催化剂装置7的构造的分解透视图。催化剂载体10是如上文所述以圆柱形状形成的蜂窝状多孔结构体，且在外表面 11上形成了高摩擦部分74。还有，举例来说，使用具有高强度和高耐热性的金属作为构成外部气缸73的材 料，且具体地说，使用诸如普通碳素钢(所谓的SP材料)的较容易氧化的金属材料作为构 成外部气缸73的材料。具体地说，就外部气缸73的材料而言，优选使用比诸如SUS 430的 不锈钢材料更易氧化的材料，更具体的说，优选使用在不锈钢材料的钝态膜不氧化/劣化 的条件下进行氧化反应的材料。也就是说，优选使用在比不锈钢材料的钝态膜氧化/劣化 的温度低的温度下氧化的材料，或者使用在不锈钢材料的钝态膜可承受的氧化剂气体气氛 下进行氧化的材料。图15是催化剂装置7的截面图。如图15所示，催化剂装置7构成为使得外表面11由外部气缸73通过固持垫12 固持。在制造催化剂装置7的过程中，在将催化剂载体10和固持垫12容纳在外部气缸73 的过程中，固持垫12卷绕在催化剂载体10周围，然后，将它压入事先以圆柱形状形成的外 部气缸73中。因此，容纳在外部气缸73中的固持垫12处于压缩状态，借助构成固持垫12 的纤维的排斥力，在催化剂载体10与固持垫12之间以及固持垫12与外部气缸73之间作 用压紧力。
因为催化剂载体10由多孔陶瓷材料形成，所以外表面11上的表面粗糙度较高，且 固持垫12的表面也是粗糙面。因此，催化剂载体10和固持垫12都固持成由于摩擦力而不 相对于彼此运动。还有，固持垫12和外部气缸73通过摩擦固持。如上所述，外部气缸73具有由可相对容易氧化的材料形成的其表面。因而，外部 气缸73内部的表面易于氧化，不与固持垫12接触并曝露的一部分尤其易于氧化。还有，固 持垫12是纤维的集成体且不具有接近完美的气密性，而且因而，外部气缸73的内面中与固 持垫12接触的一部分也易于氧化。因此，如果催化剂装置7容纳在排气消声器75中且附接至摩托车或机动车，当排 气在开始使用时连通穿过催化剂装置7的内部时，外部气缸73的内面由于排气中包含的氧 化气体或排气的热量的影响而被氧化。接着，在外部气缸73的内面上，在开始使用催化剂装置7后，迅速形成氧化层73A 和 73B。氧化层73A相对于图15中符号D所示的排气流动安置在上游侧，且安置在外部气 缸73的内面曝露至未净化排气的位置处。未净化排气含有诸如NOx (氮氧化物)、氧等的氧 化气体，且外部气缸73的内表面会被这些氧化气体氧化，由此形成氧化层73A。还有，催化剂载体10相对于符号D指示的排气流动的下游侧是曝露至已穿过催化 剂载体10且被净化的排气的位置，但是净化的排气也含有诸如氧的氧化气体，所以外部气 缸73的内表面会被这些氧化气体氧化且形成氧化层73B。此外，因为催化剂装置7的内部因为排气中的热量而达到相当高的温度，所以会 促进外部气缸73的内表面上的氧化反应。根据内燃机的排量或型号、燃油类型和催化剂装 置7在排气路径中的位置，催化剂装置7内的温度会不同，但是温度足以达到使上述外部气 缸73的材料的氧化快速进行的程度。因此，在外部气缸73的内面上，曝露部分尤其在开始使用催化剂载体7后快速氧 化，由此形成氧化层73A和73B。还有，在外部气缸73的内面上，氧化不仅在氧化层73A和73B上进行而且也在固 持垫12覆盖的位置处进行，而且氧化层73A和73B也通过扩展至与固持垫12接触的位置 而形成。外部气缸73的内面上的氧化不会在均勻条件下进行，而是会受到催化剂装置8内 的不均勻温度影响，此外，排气中含有的氧化气体的类型、浓度和成分比不是恒定的。因此， 在外部气缸73的内面上，进行不均勻的氧化反应，而氧化层73A和73B具有拥有高表面粗 糙度的表面。因此，固持垫12与氧化层73A和73B之间的摩擦系数极其高，且不容易让固持垫 12和外部气缸73的位置移位。换言之，固持垫12通过摩擦稳定固持/固定至外部气缸73。这里，因为高摩擦由形成在固持垫12的端部与外部气缸73接触的部分上形成的 氧化层73A和73B产生，所以固持垫12与催化剂载体10 —起固持和固定，但是即使氧化层 73A和73B仅在不与固持垫12接触的部分上形成，固持垫12也会被固持和固定。举例来说，当氧化层73B仅在不与固持垫12接触的部分上形成时，如果固持垫12 要被符号D所示的排气压力移位，那么固持垫12的端部会与氧化层73B快速形成接触，由 此引起强摩擦。因而，固持垫12被摩擦力固持在基本难以移动的位置处。
因此，由于外部气缸73的内表面上的至少一部分氧化且形成具有高表面粗糙度 的氧化层，所以固持垫12与催化剂载体10 —起由外部气缸73固持且固定至外部气缸73。如上所述，固持垫12压入外部气缸73中，且反应力作用在外部气缸73上。因而， 除了通过将外部气缸73氧化成氧化层73A和73B而增大摩擦系数外，在固持垫12与外部 气缸73之间还存在力作用，由此进一步增加固持垫12与氧化层73A和73B之间的摩擦力。 因此，固持垫12被稳定固持且可靠固定至外部气缸73。还有，除非构成外部气缸73的材料加工成使表面物理粗糙，否则当催化剂装置7 启动时，上述材料在使用前是较平滑的面。因而，由于在催化剂装置7制造过程中，外部气 缸73的表面粗糙度较低且摩擦系数较低，所以在将固持垫12和催化剂载体10压配合入此 外部气缸73的过程中，可平稳进行压配合而不会带来问题。接着，当固持垫12和催化剂载体10容纳在外部气缸73中而变成催化剂装置7且 开始使用时，外部气缸73的内面快速氧化，而形成具有高表面粗糙度的固持氧化层73A和 73B，由此固持垫12与催化剂载体10 —起被固持和固定至外部气缸73。因而，在催化剂装 置7中，无需特殊操作，固持垫12可被固定至外部气缸73，且可防止固持垫12与外部气缸 73之间的移位。可引用各种满足上述条件的材料作为外部气缸73的材料，但是考虑到强度、可加 工性、被氧化的便利性、开始使用催化剂装置7之前的表面上平滑度、重量等，在比不锈钢 更易氧化的材料中，举例来说，可引用诸如普通碳素钢(SP材料)的铁材、铝、铝合金等。优 选情况下，这些材料不具有形成在表面上的钝态氧化膜等。通过使用这些材料，具有甚至在 低温下快速进行氧化并形成氧化层73A和73B的优势，而且即使催化剂装置7设置在小排 量内燃机的排气管中时，或者即使排气温度不会大量升高时，固持垫12仍可固定至外部气 缸73。整个外部气缸73无需由可如上述那样氧化的材料形成，但是也可以仅图15中所 示的氧化层73A和73B的一部分或者与固持垫12的端部接触的一部分或者所述端部附近 由上述材料形成。甚至这时，因为氧化层形成在与固持垫12接触的一部分上或位于固持垫 12的端部附近，所以固持垫可被固持和固定至外部气缸73。在摩托车中，催化剂装置可使用金属载体而形成，该金属载体是诸如冲压金属或 通过弯折金属板加工成蜂窝形状的金属蜂窝。此金属载体与陶瓷载体情况不同，但是可例 如不使用垫通过竖直安装在外部气缸内的支架等而附着至外部气缸。还有，大致与第七实 施例的催化剂装置相似，含有金属载体的外部气缸布置在消声器中。这时，金属载体的中心 和外部气缸部分之间的温度差较小，且例如具体温度差近似为100至150°C，且如果载体中 心例如是900°C，那么外部气缸的温度为750至800°C。因此，作为外部气缸的材料，可使用 不锈钢材料作为具有高抗氧化性和高温强度的材料。相反，在第七实施例中，因为催化剂装置7使用由陶瓷制成的催化剂载体10形成， 所以固持垫12夹置在外部气缸73与催化剂装置10之间。因为此固持垫12充当绝缘材 料，所以，举例来说，外部气缸73与催化剂载体10之间的温度差高达250至500°C，且即使 催化剂载体10的中心处的温度超过1000°C，外部气缸73的温度也近似为600°C。因此，通 过在由陶瓷制成的催化剂载体10与外部气缸73之间夹置固持垫12，可调节外部气缸73的 热量，且可适当抑制氧化的进行。因而，可应用除了不锈钢之外的诸如铝钢板等的材料作为
20外部气缸73的材料。因此，可获得将制造成本保持为低的效果。还有，在第七实施例中，因为催化剂装置7布置在排气消声器75的圆筒形主体 120内，所以即使催化剂装置7的外部气缸73的氧化适当地进行，它也不会展现在外观上。 结果，通过为诸如摩托车的小型车辆使用在第七实施例中解释的催化剂装置7，排气系统 可紧凑，且有效地加强由陶瓷制成的催化剂载体10的支撑，同时使用比不锈钢材料(上述 SUS430等)价格低的材料。下文将描述催化剂装置7的制造方法。催化剂装置7用与催化剂装置1类似在上 述第四至第六实施例中揭示的方法制造而成。还有，该装置可通过下面的方法制造。下文 解释中的诸如温度、时间等的各种条件仅指示具体实例，而不会限制本发明的内容。首先，以圆柱形状形成的催化剂载体10的轴向上一端的一部分浸入含有钼、铑和 钯的溶液中预定长度(深度)。接着，连接至可向上泵送溶液的泵的管道与所述一端浸入 的状态中的催化剂载体10的另一端相连。这个管道与催化剂载体10的所述另一端相连， 以使得可从所有细孔5进行抽吸。接着，通过由泵经过管道进行抽吸，从所有细孔5向上泵 送溶液，溶液与每个细孔5的表面接触，且作为溶质的催化剂附着至每个细孔5的表面。这 里，在使溶液附着至每个细孔5的表面的过程中，因为催化剂载体10具有浸入溶液中预定 长度的一端，所以溶液在预定长度上附着至催化剂载体10的外表面11的一部分。其后，催化剂载体10从溶液向上拉动，且由100°C的热空气干燥10分钟，然后在 450°C下烧结1小时，从而使催化剂载体10承载催化剂。在烧结之后，通过将固持垫12卷绕在催化剂载体10的外表面11周围并通过将催 化剂载体10与固持垫12 —起压入外部气缸13，而形成催化剂装置7。在上述处理中，其中使催化剂载体10承载钯、铑和钼的溶液以及用于该溶液的材 料与在第四实施例中描述的相似。还有，在固持垫12与催化剂载体10压入外部气缸73之后，可以进一步加热催化 剂装置7从而将固持垫12结合至外部气缸73。也就是说，催化剂装置7可在催化剂载体10 与固持垫12—起容纳在外部气缸73中的状态下被加热以形成催化剂装置7。这时，因为固 持垫12和外部气缸13的内面在紧密接触状态下被加热，所以外部气缸73的内面与固持垫 12之间的亲和力会进一步改善且使得紧密接触、附着或结合在一起到能施加预定固持力的 程度。然后，如果将具有与形成固持垫12的材料或含有与该材料共同的元素的成分相 同的成分的附加材料添加至外部气缸73的内面，那么，因为固持垫12与外部气缸13之间 的亲和力较高，即使加热时的温度不那么高，固持垫12与外部气缸73也可紧密接触、附着 或强烈结合在一起。作为一个具体实例，如果通过压缩或集成作为一种陶瓷的由氧化铝(铝氧化物) 制成的纤维，为外部气缸73使用铝或含有铝的合金，或者通过由铁、不锈钢或其他金属形 成外部气缸73，然后通在外部气缸73的内面上施加铝镀层，而实现固持垫12 ；那么，即使在 加热温度低的情况下，固持垫12与外部气缸73也会在加热过程中通过每个组件中含有的 铝之间的亲和力而紧密接触、附着或者结合在一起。如上所述，根据应用了本发明的第七实施例，因为设置了在内部承载催化剂的由 陶瓷制成的催化剂载体10、容纳催化剂载体10的外部气缸73、夹置在外部气缸73与催化
21剂载体10之间的固持垫12，且至少在外部气缸73的内表面的一部分处布置了在内燃机排 气中比不锈钢材料更易氧化的材料，所以外部气缸73的内面上的材料利用催化剂装置7氧 化且形成了氧化层73A和73B，由此增大了表面粗糙度。因而，由于摩擦系数至少在外部气 缸73的一部分处升高了，所以固持垫12与催化剂载体10可通过外部气缸73与固持垫12 之间的摩擦而固定。还有，因为在开始作为催化剂装置7使用前未在外部气缸73的内面上没有进行太 多氧化，所以表面粗糙度不高。因而，在将催化剂载体10与固持垫12—起压入外部气缸73 中的过程中，可平稳进行压配合。然后，在催化剂装置7开始使用后，布置在外部气缸73中 的材料曝露至排气并由于排气中的氧化气体和/或排气高温影响而快速氧化，而且形成了 氧化层73A和73B，由此增大了表面粗糙度。因此，固持垫12与催化剂载体10可在开始使 用后快速固定。如上所述，根据第七实施例的构造，固持垫12与催化剂载体10可以简单构 造固定至外部气缸73，并且在将催化剂载体10和固持垫12容纳在外部气缸73的过程中不 会引发问题。此外，至少布置在外部气缸73的内面的一部分处的可易于氧化的材料是这样一 种材料，在该材料中氧化在比不锈钢材料(SUS430等)在内燃机排气中氧化的温度低的温 度下进行。因而，通过在外部气缸73的内面上布置在排气中以较低温度进行氧化的材料， 如果曝露至排气，材料会快速氧化而使表面粗糙度变高，而且甚至在排气不能轻易达到高 温的环境下，固持垫12与催化剂载体10可在曝露至排气后快速固定。还有，通过使用普通 碳素钢(SP)材料作为设置在外部气缸73的内面上的材料，可使用碳素钢轻易实现其中催 化剂载体10和固持垫12可易于固定的构造，上述材料是具有极佳可加工性的便宜材料。接着，作为设置在外部气缸13的内面上的材料，通过使用这样一种材料，其中添 加了与形成固持垫12的材料或含有与该材料共同的元素的成分相同成分的附加材料，以 便具有其中材料设置在与外部气缸73的内面上的固持垫12接触的位置处的构造，固持垫 12与外部气缸73之间的亲和力得到改善，这样固持垫12与外部气缸73可固定而不会相对 于彼此运动。还有，通过在此情况下形成催化剂装置7后加热催化剂装置7，可使固持垫12 与外部气缸73的内面有利地相互附着，且可固定固持垫12与催化剂载体10。这里，将描述当第七实施例的催化剂装置7固定在如图13所示的排气消声器75 中且附接至摩托车时，催化剂装置7的长度与直径之间的比。图16是示出外部气缸73的耐高温性和抗蠕变强度与催化剂载体10的形状之间 的关系。在图16中，参考标记W表示催化剂载体10的直径，参考标记L表示催化剂载体10 轴向上的长度。还有，该图示出了外部气缸73的耐高温性和抗蠕变长度。如图16所示，外部气缸73的抗蠕变强度根据催化剂载体10的直径W与长度L之 间的比而变动，与直径W相比长度L越短，抗蠕变强度越高。因为如图所示，在L/W= 1.5 的情况下，外部气缸73的抗蠕变强度优选是基准值或更高，优选情况下，直径W与长度L满 足L/W彡1.5的关系。相反，在1.5 <L/W的范围中，因为外部气缸73中的耐高温性与抗 蠕变强度变低，催化剂装置7优选不落入此范围中。也就是说，如果第七实施例的催化剂装置7要被固定在如图13所示的排气消声器 75中且附接至摩托车，那么催化剂载体10的直径W与长度L满足以上要求，且在W = 40mm
22的情况下，例如L = 60至120mm是优选的。上述第七实施例示出了应用了本发明的一个方面，且本发明并不限于上述实施 例。举例来说，在第七实施例中，外部气缸73的整个或一部分解释为由可比诸如普通碳素 钢的不锈钢材料更易氧化的材料形成，但是它也可构造成使得外部气缸73由多个层形成， 而仅仅曝露在固持垫12侧上的那一层由上述材料形成。此外，在上述实施例中，钼、铑和钯 解释为由催化剂载体10承载，但是也可承载诸如铱、铈氧化物等的其他催化剂物质。外部 气缸73的形状不限于圆筒形，但是它可以是具有椭圆或多边形截面形状的形状，只要它是 中空管。还有，固持垫12不限于覆盖催化剂载体10的整个外表面11的那个固持垫，而是 外表面11的一部分可以曝露而不被固持垫12覆盖。无需说明其他详细构造可任意改变。第八实施例图17是示意性描述根据第七实施例设有催化剂装置8的排气消声器106的图。与 排气消声器100 (图1)相似，排气消声器106设置在摩托车上且充当消音器，对已穿过排气 管110的高温/高压排气进行减压并将它排放到外部。排气消声器106具有与排气管110连接的圆筒形主体120，设有催化剂载体10的 催化剂装置8支撑在圆筒形主体120中。催化剂装置8具有外部气缸73以取代催化剂装 置1的外部气缸13 (图1)。与催化剂装置1相似，催化剂装置8刺穿并固定至与排气管110 的端部IlOA最近的第一隔壁131。这里，构成催化剂装置8的外部气缸83的外径形成为比 排气管110的外径稍微大，以使得端部IlOA进入外部气缸83并稳定下来。接着，在其中端 部IlOA进入外部气缸83的状态中，外部气缸83的端部83A通过焊接结合至排气管110的 外侧面。在结合部分107处，端部83A与排气管110直接结合在一起。除了外部气缸83与结合部分107的构造以外，排气消声器106与排气消声器100 相似地构成，且催化剂装置8与催化剂装置1 (图1和2)相似地构成，其不同之处在于设置 了外部气缸83以取代外部气缸13 (图1和2)。在此第八实施例中，与第一至第六实施例相似构造的部分使用相同的附图标号， 且省略了其描述。催化剂装置8具有设有催化剂载体10的如下构造，其中图2所示的催化剂装置1 中的外部气缸13由外部气缸83替换，该催化剂载体10是以圆柱形状形成的蜂窝状多孔结 构体，周围卷绕固持垫12的催化剂载体10容纳在圆柱形外部气缸83中。外部气缸83是例如具有圆形截面的中空管，且两端打开。形成外部气缸83的 材料是具有比不锈钢材料(例如JIS SUS 430等)低的线性膨胀系数的材料。不锈钢 材料的线性膨胀系数(在包括常温的温度范围内的线性膨胀系数，此也适用于下文)是 IOXlO-V0C (铁氧体不锈钢)M 17X IO-6/0C (奥氏体不锈钢)，且引用作为不锈钢实例的 SUS 430的线性膨胀系数是10. 4X IO-fVt^SUS 304的线性膨胀系数是17X 10_6/°C。形成 外部气缸3的材料具有较低线性膨胀系数，且优选实例包括纯钛、钛合金或钛化合物之一， 或含有纯钛、钛合金和钛化合物中任意一个或多个的合金。钛的线性膨胀系数(JIS1级至 4级纯钛)是8. 4X 10-6/oC，且引用作为钛合金实例的Ti-6A1-4V合金具有8. 8X 10_6/°C的 线性膨胀系数，且任何其他钛合金具有比不锈钢的线性膨胀系数低的线性膨胀系数。这里，形成外部气缸83的材料包括诸如α合金、α-β合金、β合金等的钛合 金或纯钛(Jis 1级至4级)，且钛合金含有诸如铝(Al)、硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锡(Sn)、钒(V)、铌(Nb)、钼(Mo)、铬(Cr)、锆(Zr)等的任何一或多种其他金属，以及也可含 有钛(Ti)和其他不可避免的杂质，此外，可引用那些含有氧(0)等的物质。具体的说， 可使用 Ti-6A1-4V、Ti-6Al-6V-2Sn、Ti-6Al-2Sn-4Zr_6Mo、Ti_l. 5A1、Ti-10V-2Fe_3Al、 Ti-7Al-4Mo, Τ -5Α1-2.5Sn, Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0. 2Si, Ti-5.5A1-3. 5Sn-3Zr-0. 3 Mo-lNb-0.3Si, Ti—SAl—lMo—lV、 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-3AU Ti-15Mo-5Zr, Ti-13V-llCr-3Al等。还有，可使用由纯钛或含有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C等)、玻璃、氧 化铁等的钛合金制成的材料。这些材料都具有比上述不锈钢材料低的线性膨胀系数。此外，上文列举的材料和 含有任何其他钛的材料在重量上比不锈钢轻。虽然作为不锈钢一个实例的SUS430的密度 (比重)为7. 98g/cm3，但是钛(JIS1级至4级纯钛)的密度是4. 5g/cm3，且作为钛合金的 一个实例的Ti-6A1-4V合金的密度是4. 4g/cm3。因而，使用外部气缸83形成的催化剂装置 8是重量轻的，而且如果催化剂装置8安装在摩托车或机动车上，可获得诸如车体重量的重 量减轻、车体设计自由度改善、操控性能/可加工型改善等的有益效果。图18是催化剂装置8的截面图。如图18所示，催化剂装置8构造成使得外表面11由外部气缸83通过固持垫12 固持。在制造此催化剂装置8的过程中，在将催化剂载体10和固持垫12容纳在外部气缸 83的过程中，固持垫12卷绕在催化剂载体10周围，接着，将其压入事先以圆筒形状形成的 外部气缸83中。因此，容纳在外部气缸83中的固持垫12处于压缩状态，且借助构成固持 垫12的纤维的排斥力，压紧力作用在催化剂载体10与固持垫12之间以及固持垫12与外 部气缸83之间。因为催化剂载体10由多孔陶瓷材料形成，所以外表面11上的表面粗糙度较高，且 固持垫12的表面也是粗糙面。因此，催化剂载体10和固持垫12都固持成由于摩擦力而不 相对于彼此运动。还有，固持垫12和外部气缸83被与图中符号H指示的方向中的排气压 力相抵的摩擦固持在外部气缸83中预定位置处。此催化剂装置8可通过在第七实施例中揭示的催化剂装置7的制造方法以及在上 述第四至第六实施例中揭示的催化剂装置1的制造方法，使用外部气缸83取代外部气缸13 和73而制造。也就是说，通过将固持垫12卷绕在通过上述方法制造的催化剂载体10的外 表面11周围，此催化剂载体10被与固持垫12 —起压入外部气缸83中而形成催化剂装置 8。在此制造方法中，具有由催化剂载体10承载的钯、铑和钼的溶液以及在此溶液中适用的 材料与在第四实施例中描述的相同。当固持垫12与催化剂载体10被压入外部气缸83中后，可进一步加热催化剂装置 8从而结合固持垫12与外部气缸83。这时，固持垫12与外部气缸83的内面在紧密接触状 态下加热，从而紧密接触、附着或结合在一起到施加预定固持力的程度。在第八实施例中，使用了事先以圆筒形状形成的外部气缸83，但是也可使用诸如 罐装以及缠绕和拉紧的方法。为了通过罐装容纳催化剂载体10，周围卷绕固持垫12的催化 剂载体10由分割件围绕，呈现出气缸沿轴向施加有多个件的形状，且分割件通过焊接、附 着、螺栓连接等结合从而形成外部气缸83。在此方法中，当多个分割件结合在一起时，分割 件被压从而压缩固持垫12。因而，催化剂载体10与固持垫12通过容纳在外部气缸83状态中的固持垫12的排斥力而固持在外部气缸83中预定位置处。还有，为了通过缠绕和拉紧来容纳催化剂载体10，用作外部气缸83的材料的板材 卷绕在周围卷绕固持垫12的催化剂载体10的周围，且板材端部通过焊接、附着、螺栓连接 等焊接在一起而形成圆柱形外部气缸83。在该方法中，在卷绕板材过程中，将压缩固持垫 12的张力施加至板材。因此，催化剂载体10与固持垫12通过容纳在外部气缸83中的状态 下的固持垫12的排斥力而固持在外部气缸83中预定位置处。因为净化排气的催化剂曝露在高温排气下，应考虑容纳催化剂载体10的容器的 膨胀影响。催化剂10可为此目的而使用复杂形状的固持件以固持在容器中，但这时，需要 工序使固持件与催化剂载体10尺寸相一致，而导致制造工序数量增多的问题。还有，这种 固持件的制造也不容易。鉴于上述问题，第八实施例中解释的构造意欲实现一种构造，即使在高温环境下 这种构造也可将催化剂载体10稳定固持在催化剂装置8中，催化剂装置8构造为将催化 剂载体10容纳在容器中且不会引发制造工序增多或构造复杂度增加。第八实施例中的催化剂装置8以及下文将在第九和第十实施例中描述的催化剂 装置9，包括承载净化内燃机排气的催化剂的由陶瓷制成的催化剂载体10、容纳催化剂载 体10的外部气缸83以及夹置在外部气缸83与催化剂载体10之间的固持垫12，其特征在 于，外部气缸83由具有比不锈钢材料低的线性膨胀系数的材料构成。在如上文构造的催化剂装置8中，举例来说，如果催化剂装置8如图17所示设置 在排气消声器106中供使用，那么高温排气会穿过内部，由此催化剂载体10、固持垫12以及 外部气缸83都会曝露至高温。构成催化剂载体10与固持垫12的陶瓷具有极其小的线性 膨胀系数，且举例来说，作为由陶瓷制成的蜂窝状催化剂载体，那些具有约1. 2X10_6/°C的 线性膨胀系数的材料是已知的。因而，在催化剂装置8处于高温的状态下，催化剂装置10 与外部气缸83以不同比率膨胀，催化剂载体10与外部气缸83之间的间隙会变宽，而固持 垫12的排斥力实现的对催化剂载体10的固持力很可能减弱。然而，在第八实施例中的催化剂装置8中，因为外部气缸83由具有比上述不锈钢 材料(例如JIS SUS430等)低的线性膨胀系数的材料形成，所以外部气缸83由于热量而 产生膨胀极小，因此不用担心在具有低线性膨胀系数的催化剂载体10与固持垫12之间产 生间隙或者固持垫12的排斥力会显著降低。因而，可实现这样的催化剂装置即使曝露至 排气的高温下，其中催化剂载体10的固持性能相对于从常温下的状态改变地也很少。结 果，无需为固持垫12的固持力降低的情况做准备，而提供突起或单独构件来固定或锁定催 化剂载体10以使催化剂载体10不会在外部气缸83中移动。因此，即使在曝露至排气地热 量时，催化剂载体10与固持垫12也可稳定固持并且不需使结构复杂化。还有，外部气缸83的形状是简单的圆筒形，其满足容纳催化剂载体10与固持垫12 的要求，而不需要其他复杂形状。因而，举例来说，制造外部气缸83所需的工序数量不与通 过诸如不锈钢或铁的材料制造外部气缸83所需的工序数量不同。如上所述，通过使用具 有比不锈钢材料低的线性膨胀系数作为外部气缸83的材料，可不使用复杂结构或不引发 制造工序数量增加和机构复杂度增加，而轻易实现甚至在高温下可稳定固持催化剂载体10 与固持垫12的催化剂装置8。具体地说，如在第八实施例中解释的那样，如果外部气缸83的材料是纯钛、钛合
25金和钛化合物中的任意一者或者是含有纯钛、钛合金和钛化合物中的任意一者或多者的合 金，外部气缸83的线性膨胀系数比不锈钢材料等低很多，且当在使用过程中曝露至高温排 气时由膨胀导致的变形量可极其小。因此，由于催化剂载体10的固持性能甚至在高温环境 也很少改变，所以确保催化剂载体10的固持性能所需的准确度，也就是说，可允许准确度 的范围，变宽，其提供地优点是提高设计和制造的自由度。此外，引用作为外部气缸83的材料的纯钛、钛合金和钛化合物中的任意一者或者 是含有纯钛、钛合金和钛化合物中的任意一者或多者的合金具有高熔点的优点，且即使在 它安装在排气路径中靠近内燃机的位置且可甚至在曝露至高温排气的环境中长时间使用 时，也不会产生问题。上述材料具有重量轻的优势，且例如安装在摩托车或机动车上时可获 得有益效果，诸如车体重量的重量减轻、车体设计自由度改善、操控性能/可加工型的改善寸。第九实施例图19是说明根据第九实施例的排气管结构140的截面图。在第九实施例中，与第一至第七实施例与第八实施例相似构造的部分使用了相同 的附图标号，而且将省略其描述。图19所示的排气管结构140通过在催化剂装置8的发动机(未图示)侧上结合 由钛制成的排气管90以及通过在催化剂装置8的排气消声器(未图示)侧上结合由钛制 成的排气管92而构成。排气管结构140是构成连接发动机的排气口与排气消声器的排气 路径的一部分的管路，所述管路是将排气歧管、收集管或这两者连接至发电机或排气消声 器的管道。相对于符号H指示的排气流动而言，由钛制成的排气管90安置在催化剂装置8 的上游侧上，而由钛制成的排气管92安置在催化剂装置8的下游侧上。由钛制成的排气管90由具有比外部气缸83小的直径的中空管形成，直径逐渐增 大的锥形部分91形成在由钛制成的排气管90的端部处，而且外部气缸83结合至锥形部分 91的远端。还有，由钛制成的排气管92是具有与外部气缸83相同的直径的中空管。还有，由钛制成的排气管90与由钛制成的排气管92两者都由与外部气缸83相似 的钛材料形成。也就是说，在第九实施例中，外部气缸83、由钛制成的排气管90以及由钛制成 的排气管92都由诸如α合金、α-β合金、β合金等的钛合金或纯钛(JIS1级至4级) 形成，且钛合金含有诸如铝(Al)、硅(Si)、铁(Fe)、铜(Cu)、锡(Sn)、钒(V)、铌(Nb)、 钼(Mo)、铬(Cr)、锆(Zr)等的任何一或多种其他金属，以及也可含有钛(Ti)和其他不 可避免的杂质，此外，可引用那些含有氧(0)等的物质。具体的说，可使用Ti-6A1-4V、 Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-1. 5AU Ti-10V-2Fe-3AU Ti-7Al-4Mo, Τ -5Α1-2.5Sn, Ti-6Al-5Zr-0. 5Mo-0. 2Si, Ti-5.5A1-3.5Sn-3Zr-0. 3Mo-lNb-0. 3Si, Ti-8Al-lMo-lV、Ti-6Al-2Sn-4Zr_2Mo、Ti-5A1 -2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11. 5Mo-6Zr-4. 5Sn、 Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn、Ti-15Mo-5Zr-3Al、Ti-15Mo-5Zr、Ti-13V-llCr-3Al 等。还有，可使用 由纯钛或含有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C等)、玻璃、氧化铁等的钛合金制成的材料。考虑到焊接便易度、材料可用性方便度、制造成本等，外部气缸83、由钛制成的排 气管90与92都优选由相同材料形成，但是允许其中外部气缸83、由钛制成的排气管90和 92不由相同材料形成的结构，且外部气缸83、由钛制成的排气管90和92可由不同材料形成，只要它们是含有上述钛的材料中的任一者。如上所述，因为外部气缸83、由钛制成的排气管90和92都由纯钛、钛合金和钛化 合物中的任一者或含有纯钛、钛合金和钛化合物中任一者的合金制成，所以外部气缸83和 由钛制成的排气管90以及外部气缸83与由钛制成的排气管92都可通过例如焊接而轻易 且可靠地结合。也就是说，如图19所示，锥形部分91的远端和外部气缸83的端部83A具有相同 直径，且它们通过对焊而结合在一起。还有，外部气缸83的端部83B与由钛制成的排气管 92的远端具有相同直径且类似地通过对焊结合。因为含有钛的金属材料之间的焊接良好相 配，所以可易于实现具有足够强度的结合。在根据第九实施例的排气管结构140中，除了在上述第八实施例中解释的效果 外，存在以下优势，即将催化剂载体10和固持垫12容纳在催化剂装置8中的外部气缸83 可用作排气管结构140的一部分。结果，不需要用以容纳催化剂装置8的外壳等，因此可获 得成本和重量的减小。还有，因为与外部气缸83相似，结合至外部气缸83的由钛制成的排 气管90与92由纯钛、钛合金和钛化合物中的任意一者或者含有纯钛、钛合金和钛化合物中 任一者的合金形成，所以相同类型或相似类型的金属结合在一起，而且它们可通过焊接等 轻易结合并获得高结合强度。第十实施例图20是说明根据第九实施例的排气管结构140的截面图。在此第十实施例中，与第一至第七、第八和第九实施例相似构造的部分使用了相 同的附图标号，而且将省略其描述。图20所示的排气管结构141形成为具有结合在催化剂装置9的发动机(未图示) 侧上的由不锈钢制成的排气管93，且具有结合至催化剂装置9的排气消声器(未图示)侧 的由不锈钢制成的排气管95。排气管结构141是构成连接发动机的排气口与排气消声器的排气路径的一部分 的管路，具体的说，也就是将排气歧管、收集管或这两者连接至发动机或排气消声器的管 道。相对于符号H指示的排气流动而言，由不锈钢制成的排气管93安置在催化剂装置9的 上游侧，而由不锈钢制成的排气管95安置在催化剂装置9的下游侧。催化剂装置9设有外部气缸84以取代上述催化剂装置8中的外部气缸83。外部 气缸83是由与外部气缸83相同的材料形成的圆柱形中空管。与外部气缸83的不同之处 在于，相对于排气方向H的上游侧的端部84A和下游侧的端部84B被分别加工，从而结合至 由不锈钢制成的排气管93和95。还有，由不锈钢制成的排气管93和95都是由不锈钢材料(SUS430、SUS304等)形 成的中空管。在由不锈钢制成的排气管93与外部气缸84以及外部气缸84与由不锈钢制 成的排气管95之间的结合部分，由不锈钢制成的排气管93和95两者都具有比外部气缸84 稍微小的直径且进入外部气缸84内部。通过在此状态下焊接结合件94和96，外部汽缸84 与由不锈钢制成的排气管93以及外部气缸84与由不锈钢制成的排气管95结合在一起。图21是说明排气管结构140中的结合部分构造的放大图，其中图21A示出了由不 锈钢制成的排气管93与外部气缸84之间的结合部分，且图21B示出了外部气缸84与由不 锈钢制成的排气管95之间的结合部分。
27
如图21A所示，在端部84A中形成了孔84C，所述端部84A是外部气缸84的上游侧 的开口端。孔84C是刺穿外部气缸84的孔且沿外部气缸84的开口边缘的周向以预定间距 形成为多个。由不锈钢制成的排气管93的端部93A进入端部84A的深度比孔84C更深，在此状 态下，结合件94焊接至端部93A。结合件94是具有从外部气缸84外部穿过孔84C且与端 部93A接触的形状的金属件，且由与由不锈钢制成的排气管93相同的不锈钢材料形成。端部93A与结合件94通过凸焊焊接在一起。也就是说，在结合件94插入孔84C 的状态下，结合件94与由不锈钢制成的排气管93通电且它们通过在它们的接触部分产生 的热量而结合在一起。通过这种方法，结合件94通过设置在端部84A中的所有孔84C焊接 至端部93A。这里，结合了多个结合件94，但是多个结合件94可相互连接且它们可以是独 立的小件。另一方面，如图21B所示，在端部84B中形成了孔84D，该端部84B是外部气缸84 的下游侧的开口端。孔84D是刺穿外部气缸84的孔，且沿外部气缸84的开口边缘周向以 预定间距形成多个。由不锈钢制成的排气管95的端部95A进入端部84B的深度比孔84D更深，且在此 状态下，结合件96焊接至端部95A。结合件96是具有从外部气缸84外部穿过孔84D且与 端部95A接触的形状的金属件，且由与由不锈钢制成的排气管95相同的不锈钢材料形成。接着，端部95A与结合件96通过凸焊焊接在一起。也就是说，在结合件96插入孔 84D的状态下，结合件96与由不锈钢制成的排气管95通电且它们通过在它们的接触部分产 生的热量而结合在一起。通过这种方法，结合件96通过设置在端部84B中的所有孔84D焊 接至端部95A。这里，结合了多个结合件96，但是所述多个结合件96可相互连接且它们可 以是独立的小件。在排气管结构141中，由含有钛的材料制成的外部气缸84以及由不锈钢制成的排 气管93和95需要结合在一起。在结合这些不同类型的金属中，孔84C和84D设置在外部 气缸84的端部84A与84B中，而结合件94和96使用这些孔84C和84D结合至由不锈钢制 成的排气管93和95。根据这个方法，外部气缸84以及由不锈钢制成的排气管93和95可 易于通过焊接相同类型的金属而以充分强度结合。与上述催化剂装置8相似，催化剂装置9通过将催化剂载体10与固持垫12容纳 在外部气缸84中而构成，所述外部气缸84由具有比不锈钢材料低的线性膨胀系数的材料 制成。因而，可获得在上述第八与第九实施例中解释的优势。另外，在排气管结构141中，通过使用由不锈钢制成的更便宜的排气管93和95，可 以以低成本实现结构。也在此排气管结构141中，存在如上述第九实施例中解释的优势，也 就是以下优势，即，用以容纳催化剂载体10与固持垫12的外部气缸84可用作排气管结构 141的一部分，不需要用来容纳催化剂装置9的外壳等，且可促进成本和重量的降低。还有，可通过借助于在外部气缸84的端部84A和84B中形成孔84C和84D并借助 于从外部施加结合件94和96的凸焊方法，轻易且可靠地执行外部气缸84与由不锈钢制成 的排气管93与95之间的结合，这是不同类型金属之间的结合。还有，第八至第十实施例仅示出了一个具体方面，其可任意改变。举例来说，在第 八至第十实施例中，外部气缸83和84的形状解释为是圆筒形，但是本发明并不限于此，只
28要它是中空管，它可具有椭圆形或多边形截面形状。第^^一实施例图22和23是根据第十一实施例设有陶瓷催化剂装置4的排气消声器400的截面 图。此排气消声器400连接至从摩托车发动机延伸的排气管410的后端且充当消音器，对 已穿过此排气管410的排气进行减压并将它排放到外部。排气消声器400具有与从发动机延伸的单个排气管410相连的圆筒形主体420，设 有由陶瓷制成的催化剂载体40的陶瓷催化剂装置(下文称为催化剂装置)1支撑在此圆筒 形主体420中。这个圆筒形主体400设有构成此圆筒形主体420的外周面的外部气缸421、待插入 此外部气缸421中的内部气缸422，以及前壁部分423与后壁部分424，所述423和424大 致呈碗形并被连接以覆盖这些圆筒形构件421和422的前部开口与后部开口。由此内部气缸422、前壁部分424与后壁部分424形成的内部空间通过多个(在此 实施例中为两个)隔壁(下文称为第一隔壁431和第二隔壁432)分割成多个(在此实例 中为三个)膨胀室(下文称为第一膨胀室P、第二膨胀室Q和第三膨胀室R)，且排气管410 的端部410A刺穿圆筒形主体420的前壁部分423且插入圆筒形主体420中。刺穿此第一隔壁431且沿圆筒形主体420的纵向延伸的定位圆柱形构件(定位构 件)435附着至位于圆筒形主体420中前侧上的第一隔壁431。此定位圆筒形构件435形成 为圆筒形状，其直径朝向前壁部分423侧逐渐变窄，且排气管410插入前端部435A使得最 小直径处没有间隙，且通过焊接等结合。还有，在此定位圆筒形构件435的后端部435B中，构成催化剂装置4的外壳通过 焊接等配合和结合。排气管410具有增大直径部分410B，其直径在定位圆筒形构件435中 向后逐渐增大，且此增大直径部分410B的端部410A位于定位圆筒形构件435后部中。也 就是说，排气管410的端部410A安置在定位圆筒形构件435与外部气缸43之间的附着部 分437的后部中，并进入外部气缸43。还有，此排气管410的端部410A以与催化剂装置4 中催化剂载体40大致相同的直径形成，且布置在催化剂载体40附近。催化剂装置4的外部气缸43沿圆筒形主体420的纵向延伸，刺穿第二隔壁432，且 由第二隔壁432支撑。这时，因为催化剂装置4由定位圆筒形构件435与第二隔壁432支 撑，所以可充分保证支撑强度。还有，因为催化剂装置4与排气管410由相同定位圆筒形构 件435支撑，所以可准确设定催化剂装置4与排气管410之间的位置关系。由玻璃棉等制成的吸声材料402设置在圆筒形主体420的外部气缸421与内部气 缸422之间，且吸声材料402也设置在构成后壁部分424的内部后壁部分424A与外部后壁 部分424B之间，且设置在覆盖刺穿后壁部分424的尾管445的外周的圆柱形体425内侧上。催化剂装置4使排气管410的端部410侧通过在催化剂载体40中形成的大量细 孔(刺穿孔)5与第一膨胀室P连通，当从此排气管端部410A排出的排气穿过催化剂载体 40时被净化。这里，催化剂装置4的外径形成为比排气管端部410A的外径大，且排气管端 部410A与催化剂载体40通过定位圆筒形构件435而大致同轴定位。因而，可使从排气管 端部410A排出的废气有效进入催化剂载体40，并使所述废气流入第一膨胀室P。还有，第一连通管441与第三连通管443刺穿至第二隔壁432，且固定在与催化剂 装置4间隔开的位置处，而第二连通管442刺穿至第一隔壁431，且固定在与定位圆筒形构件435间隔开的位置处。第一连通管441使第一膨胀室P与第二膨胀室Q连通，而第二连通管442使第二 膨胀室Q与第三膨胀室R连通。还有，第三连通管443具有越过第二膨胀室Q、刺穿第一隔 壁431的一端，且在第三膨胀室R打开，而其另一端越过第一膨胀室P，连接至其后端的尾管 445刺穿圆筒形主体420的后壁部分424且使第三膨胀室R与排气消声器400外的空间相 连通。在排气消声器400中，如图22中箭头所示，从排气管410的端部410A排出的排气 穿过催化剂装置4并流入排气消声器400中的第一膨胀室P，颠倒其流向，经过第一连通管 441并流入第二膨胀室Q，再次颠倒流向，经过第二连通管442并流入第三膨胀室R，然后，再 次颠倒流向，经过第三连通管443和尾管445并排放至外部。因为这个圆筒形主体的截面积形成为比插入此圆筒形主体420中的排气管410 大，当流入膨胀室P至R中每一者时排气被减压。还有，因为催化剂装置4布置在排气消声 器400的圆筒形主体420中，容易保证催化剂装置4的布局空间。还有，因为催化剂装置4 同轴布置在排气管410的端部410A上，可使从排气管410的端部410A排出的排气平稳地 流入催化剂装置4中，而不会改变其流向。接着，将详细描述催化剂装置4。催化剂装置4与图2所示的催化剂装置1相似 地构成。也就是说，催化剂装置设有与催化剂装置1中的催化剂载体10相似构成的催化 剂载体40，该催化剂载体40承载具有排气净化功能的催化剂，催化剂装置还设有与固持垫 12相似构成并覆盖催化剂载体40外周的固持垫(也称为催化剂固持垫)以及与外部气缸 13(图2)相似构成且通过固持垫42固持催化剂载体40的外部气缸43。与上述催化剂载体10(图1和图2)相似，催化剂载体40使用蜂窝状结构体，其中 以蜂窝状态形成的沿其轴向延伸的细孔5作为基材，且催化剂载体40承载分解此基材内的 排气成分的钼、钯和铑。也就是说，催化剂载体40充当三元催化剂，其通过钼、钯和铑等并 通过氧化和还原反应移除排气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物。此处，催化剂载体40 的截面形状，也就是，蜂窝状结构体的截面形状，形成为具有真圆截面的柱形(圆柱形)。也 可使用包括椭圆形的其他形状作为截面形状。还有，在第七实施例中，由具有多孔结构的陶瓷多孔体形成的陶瓷蜂窝用作蜂窝 状结构体。因而，与使用由金属制成的蜂窝状结构体情况相比，整个重量可减小，而且，因为 使用了多孔陶瓷，所以可易确保内部的表面积，且可易承载催化剂，这是有利的。这里，作为待用作催化剂载体40的基材的陶瓷材料的一个优选实例，可使用包括 堇青石、莫来石、氧化铝和碱土金属铝酸盐、碳化硅、氮化硅等的多种耐热陶瓷或其类似物 质。还有，基材形状可以是诸如粉末、微粒、晶粒(包括球)、球状(包括圆柱和环)、片状、 蜂窝状等的任何形状，且它优选是蜂窝状结构。用以使催化剂载体40承载钯、铑和钼的溶液是通过将含有这些金属的化合物溶 解在预定溶剂中而形成的。用以承载钯的材料包括硝酸盐、氯化物、醋酸盐、络盐(二氯四 氨合钯等)等。还有，用以承载钼的材料包括硝酸盐、氯化物、醋酸盐、络盐(二亚硝基二氨 钼、三氯三氨合钼等)等。还有，用以使催化剂载体承载铑的材料包括硝酸盐、氯化物、醋酸 盐、硫酸盐、络盐(五氨合氯铑、六氨合铑等)等。通过调节这些材料的溶液并通过利用此 溶液充满上述催化剂载体40，催化剂载体40可制成承载钯、钼和铑。作为溶剂，可以使用水
30或有机溶剂，但是鉴于废物溶液的溶解度、处理容易性、可获得性等，水是优选的。还有，在 催化剂载体充满溶液后，通过将催化剂载体加热并干燥至约250°C，举例来说，由催化剂载 体40的多孔结构承载钯、铑和钼，而排气中的氧化氮、HC(碳氢化合物)、C0(—氧化碳)等 可被分解和净化。根据所需的排气净化性能，催化剂可通过使催化剂载体40承载钯、铑和 钼的仅任一或两种类型而构成。或者，除了钯、铑和钼之外，充当催化剂的金属或金属化合 物等可由催化剂载体40承载。固持垫42通过将陶瓷纤维集成为长垫状态而形成，且它与固持垫12相似，卷绕在 催化剂载体40的外表面周围。在固持垫12的一端，形成凸出状的配合部分，而在另一端， 形成凹进状的配合部分，且因而当固持垫42卷绕在催化剂载体40周围时，垫可保持在配合 部分B相互啮合且卷绕在催化剂载体40周围的状态中。还有，因为固持垫42是纤维相互缠绕的集成体，所以在表面及其内侧上形成众多 小的间隙。因而，固持垫42具有相对高弹性，且在表面上具有高表面粗糙度和相对高的摩 擦系数。此处，固持垫42的材料可以是任何材料，只要它具有耐热性和弹性，且除了诸如氧 化铝、莫来石、堇青石、碳化硅等陶瓷材料外，还可使用纤维金属或玻璃棉等的集成。外部气缸43形成为圆筒形，且更具体的说，如图24所示，它具有比排气管410的 外径大的直径且形成为比催化剂载体40和固持垫42长，从而确保与上述定位圆筒形构件 435的配合部分。使用具有高强度和高耐热性的金属作为此外部气缸43的材料，且举例来 说，使用诸如不锈钢的钢材。周围卷绕固持垫42的催化剂载体40配合在外部气缸43且容纳在外部气缸43中。 这时，因为固持垫42在压缩状态下夹置在外部气缸43与催化剂载体40之间，通过固持垫 42的弹力与摩擦力产生用以将催化剂载体40固持在外部气缸43中的固持力。因此，即使 催化剂载体40的外表面是具有相对低摩擦系数的陶瓷表面，也可通过使用固持垫42确保 固持力。当周围卷绕固持垫42的催化剂载体40容纳在外部气缸43中时，例如可使用与压 配合不同的方法，也就是说，罐装或缠绕和拉紧。在罐装情况下，周围卷绕固持垫42的催化 剂载体40由分割件围绕，分割件形成为沿轴向将气缸分割成多个件，且分割件结合以形成 外部气缸13。还有，在缠绕和拉紧的情况下，板材卷绕在周围卷绕固持垫42的催化剂载体 40的周围，且板材端部结合在一起以形成外部气缸43。这里，通过焊接、附着、螺栓连接等 进行罐装以及缠绕和拉紧的结合。在第十一实施例中，如图22所示，催化剂装置4由固持排气管410和第二隔壁432 的定位圆筒形构件435支撑，且排气管端部410A和催化剂载体40同轴布局，且排气管端部 410A布局成与催化剂载体40靠近。还有，如图24所示，排气管410侧上的固持垫42的端 部布置成从催化剂载体40的端部偏移至排气下游侧，这样排气管端部410A与催化剂载体 40之间的距离(轴向距离Li)比偏移量小(偏移量L2)。轴向距离Ll优选约为3至7mm， 例如设定为5mm。偏移量L2优选约为5至20mm，且例如设定为10mm。在例如由陶瓷制成的现有技术催化剂载体承载催化剂的一些催化剂装置中，在轴 向上向围绕催化剂载体外周的垫施加附着压力的端部环设置在金属容器内。这种构造，设 置端部环会增加组件数目。然而，如果端部环从此构造中移除，可以想到则排气会与垫接 触，因此需要可减小排气对垫影响的构造。鉴于此问题，在第七实施例中，解释了以设置陶瓷催化剂装置为目的的构造，该陶瓷催化剂装置减少了排气对垫的影响，且可减少组件数 目。也就是说，如第七实施例中解释的那样，催化剂装置4设有承载用以净化来自排气管 410的排气的催化剂的陶瓷制成的催化剂载体40、固持此催化剂载体40的外部气缸43以 及夹置在催化剂载体40与外部气缸43之间的固持垫42，在该催化剂装置4中，排气管410 的端部410A布置在催化剂载体40附近。如上所述，利用其中排气管端部410A布置在催化剂载体40附近的构造，从排气管 端部410A排出的废气流入催化剂载体40中，而几乎不会相对于如图24中箭头所示的其流 向在径向上膨胀。结果，可抑制排气对固持垫42的腐蚀，也就是固持垫42的腐蚀被抑制。 即使从排气管端部410A排出的排气流动同时在排气管端部410A后立即沿径向膨胀，因为 催化剂载体40的外径形成为比排气管端部410A的外径大，也可使废气流入催化剂载体40 中而不与固持垫42接触。这里，排气管端部410A与催化剂载体40之间的轴向距离Ll (参见图22和24)是 由于排气由排气管410在纵向的线性膨胀而分开的距离，且设定为最小距离，在存在该最 小距离的情况下，即使排气管410由于排气热量而线性膨胀，它也不会触碰催化剂载体40。 因而，当避免了排气管410通过热膨胀对催化剂载体40的影响时，排气管端部410A与催化 剂载体40可相互靠近。如上所述，根据第十一实施例，因为排气管端部410A布置在催化剂载体40附近， 所以可减少排气对固持垫42的影响(固持垫42的风蚀等)，而无需设置覆盖固持垫端部的 现有技术端部环。还有，因为未设置端部环，所以可减少组件数目，可避免组件形状的复杂 性，而可实现简单构造。还有，在第十一实施例中，因为排气管端部410A与催化剂载体40可彼此靠近同轴 布置，所以可使来自排气管端部410A更可靠地流入催化剂载体40中，且可更可靠地抑制固 持垫42的风蚀。此外，在第十一实施例中，因为催化剂装置4与排气管410通过第一隔壁431支撑 的定位圆筒形构件435定位和支撑，所以排气管端部410A和催化剂载体40可准确定位。因 此，可有效使用催化剂能力，可避免催化剂载体40的直径增大，可减少含有催化剂装置4的 排气消声器400的尺寸，并且可改善消声器形状的设计自由度。还有，因为排气管端部410A安置成比定位排气管410的定位圆筒形构件435与外 部气缸421之间的附着部分437更靠近催化剂载体40侧，所以排气管端部410A可进一步 更靠近催化剂载体40。因而，可以想到进入固持垫42中的排气流会减小。此外，因为排气管410侧的固持垫42的端部布置成比催化剂载体40的端部更偏 移排气下游侧且排气管端部410A与催化剂载体40之间的距离Ll比偏移量L2小，所以催 化剂载体40可更靠近排气管端部410A，且固持垫42可与排气管端部410A分离开，这样可 保护固持垫42且也可期望减小风蚀。这个第十一实施例仅仅是一个构造实例且其可具有各种设计变化。举例来说，在 第十一实施例中，解释了其中固持垫12卷绕在催化剂载体40外围的情况，但是通过重叠固 持垫42的两端增大配合部分42X的厚度，如图25A和25B所示，可使催化剂载体40相对于 外部气缸43偏心。此处，图25A示出了排气消声器400中的排气管端部410A、定位圆筒形 构件435和催化剂装置4，而图25B示出了催化剂装置4的截面图。还有，在图25B中，参考标记Cl指催化剂载体40的轴心，参考标记C2指外部气缸43的轴心，参考标记L3表示偏心量。这时，如果排气管端部410A和外部气缸43由于排气消声器400中布局空间的限 制等而偏心设置，那么就可布局排气管端部410A和催化剂载体40，以使得它们仅通过缠绕 固持垫42而同轴对准。还有，在第十一实施例中，解释了应用于摩托车催化剂装置的实例，但是并不限于 此，本发明可应用于安装在三轮车辆、四轮车辆或机动车或归类为其他ATV(全地形车辆) 的类似物上的催化剂装置，以净化来自排气管的排气。
3权利要求
一种催化剂装置，其特征在于，包括催化剂载体，其承载具有排气净化功能的催化剂；外部气缸，其容纳所述催化剂载体；和垫，其置于所述催化剂载体与所述外部气缸之间，其中，在所述催化剂载体与所述外部气缸之间设置了高摩擦部分，从而防止所述催化剂载体或所述垫中的至少其中之一的运动。
2.如权利要求1所述的催化剂装置，其特征在于，所述高摩擦部分设置在一个区域中，该区域包括在所述外部气缸内面上的与所述垫端 部接触的部分或其附近中的至少其中之一。
3.如权利要求1所述的催化剂装置，其特征在于，所述外部气缸的相对于排气流安置在下游侧的一端延伸得比所述垫的端部更远，且所 述高摩擦部分形成在此延伸部分上。
4.如权利要求2或3所述的催化剂装置，其特征在于，所述高摩擦部分通过使与所述催化剂载体承载的所述催化剂相同的催化剂附着至所 述外部气缸的所述内面而形成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的催化剂装置，其特征在于，所述高摩擦部分设置在所述催化剂载体表面上与所述垫接触的部分的至少一部分处。
6.如权利要求5所述的催化剂装置，其特征在于，所述高摩擦部分通过将与承载在所述催化剂载体内的所述催化剂相同的催化剂附着 至所述催化剂载体的表面而形成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的催化剂装置，其特征在于， 所述催化剂载体由陶瓷形成。
8.如权利要求6所述的催化剂装置，其特征在于，所述高摩擦部分通过在使所述催化剂承载在所述催化剂载体内的过程中使所述催化 剂也附着至所述催化剂载体的所述表面而形成。
9.如权利要求1至8中任一项所述的催化剂装置，其特征在于，至少在所述外部气缸的所述内面的一部分处布置了在所述内燃机排气中能够比不锈 钢材料更易氧化的预定材料。
10.如权利要求9所述的催化剂装置，其特征在于，所述预定材料是这样一种材料，其中氧化反应在比所述不锈钢材料在所述内燃机的所 述排气中氧化的温度更低的温度下进行。
11.如权利要求9或10所述的催化剂装置，其特征在于， 所述预定材料由SP材料构成。
12.如权利要求9至11中任一项所述的催化剂装置，其特征在于，在所述预定材料中添加了附加材料，所述附加材料具有与构成所述垫的材料相同的成 分或具有含有与该材料共同的元素的成分；和所述预定材料布置在外部气缸的内表面上与所述垫接触的位置处。
13.一种催化剂装置的制造方法，包括第一过程，用于形成组合件单元，所述组合件单元由容纳于外部气缸中的承载具有排气净化功能的催化剂的陶瓷催化剂载体以及包围所述催化剂载体的外侧的垫构成；第二过程，使具有排气净化功能的催化剂附着至容纳在所述组合件单元中的所述催化 剂载体的内侧以及一区域，所述区域包括在所述外部气缸内面上与所述垫的端部接触的一 部分或其附近中的至少其中之一；和第三过程，烧结所述催化剂附着的所述组合件单元。
14. 一种催化剂载体的固持结构，其特征在于，催化剂载体，其容纳在外部气缸中，所述催化剂载体具有圆柱形状且在其内部的多孔 结构中承载具有排气净化功能的催化剂，以及垫，夹在所述催化剂载体与所述外部气缸之 间；和高摩擦部分，其设置在所述催化剂载体表面上与所述垫接触的部分的至少一部分处。
全文摘要
在一种于外部气缸中容纳催化剂载体的催化剂装置中，催化剂载体以简单结构固定至外部气缸。催化剂装置(1)设有承载具有排气净化功能的催化剂的催化剂载体(10)、容纳催化剂载体(10)的外部气缸(13)以及置于催化剂载体(10)与外部气缸(13)之间的固持垫(12)，其中高摩擦部分(14)置于催化剂载体(10)与外部气缸(13)之间以防止固持垫(12)运动。
文档编号B01D53/94GK101981288SQ20098011054
公开日2011年2月23日 申请日期2009年2月16日 优先权日2008年3月26日
发明者三川诚, 前田和寿, 堀村弘幸, 大久保克纪, 山口茂博 申请人:本田技研工业株式会社