JP2004092512A - Catalyst converter - Google Patents

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JP2004092512A
JP2004092512A JP2002254897A JP2002254897A JP2004092512A JP 2004092512 A JP2004092512 A JP 2004092512A JP 2002254897 A JP2002254897 A JP 2002254897A JP 2002254897 A JP2002254897 A JP 2002254897A JP 2004092512 A JP2004092512 A JP 2004092512A
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Koji Shimoji
下地　浩二
Koichi Suzuki
鈴木　康一
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst converter capable of improving warming-up performance of a catalyst when the temperature of exhaust gas is low, preventing thermal degradation of the catalyst when the temperature of the exhaust gas is high, and saving a manufacturing cost. <P>SOLUTION: A metal catalyst carrier 25 disposed in a catalyst carrier storage cylinder 23 of a shell 21 is formed with a low cell density portion 26 on a center portion, and a high cell density portion 27 on a peripheral edge portion. A conduit 30 leading the exhaust gas to the low cell density portion 26 is provided in an exhaust gas flowing pipe 28 in an upstream side cone 22 of the shell 21. A control valve 31 controlling flowing of the exhaust gas in the low cell density portion 26 is provided in a downstream side of the metal catalyst carrier 25. A valve element 32 can open/close while adhering to a downstream side end portion of the low cell density portion 26, and the valve element 32 is energized so as to block the downstream side end portion of the low cell density portion 26 by a cylinder mechanism 33. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系に設けられ、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒コンバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車搭内燃機関の排気系に設けられる触媒コンバータとして、例えば実開平３−７３６１３号公報に記載された構造のものが知られている。この触媒コンバータはシェル内に触媒担体を装着して構成されており、触媒担体の径方向における中央部にはセル密度の高い高セル密度部が形成され、触媒担体の径方向における周縁部にはセル密度の低い低セル密度部が形成されている。シェル内には触媒担体の上流側に触媒担体の高セル密度部又は低セル密度部への排気ガスの流れを制御するバタフライ式の制御弁が設けれらている。そして、排気ガスの温度が低いコールドスタート時には制御弁によって周縁部の低セル密度部への排気ガスの流れが遮断され、排気ガスが中央部の高セル密度部へ流入する。また、排気ガスの温度が高いときには制御弁によって中央部の高セル密度部への排気ガスの流れが遮断され、排気ガスが周縁部の低セル密度部へ流入する。従って、排気ガスの温度が低い時には触媒の暖機性を向上して排気浄化を効率よく行うことができ、排気ガスの温度が高いときには高セル密度部に高温の排気ガスを当てないようにして高セル密度部の熱劣化を防止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の触媒コンバータにおいては、制御弁は高セル密度部及び低セル密度部のいずれか一方への排気ガスの流れを遮断して他方に排気ガスを流す必要がある。そのため、高セル密度部への排気ガスの流入部及び低セル密度部への排気ガスの流入部を選択的に遮蔽することができるような制御弁の構造は複雑となり、製造コストの上昇を招く。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、排気ガスの温度が低い時には触媒の暖機性を向上させることができ、排気ガスの温度が高いときには触媒の熱劣化を防止することができ、しかも製造コストを抑制することができる触媒コンバータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気系に設けられ、かつ、シェル内に排気ガスを浄化するための触媒担体を装着するとともに、上記触媒担体はその軸と交差する径方向における中央部と周縁部とでセル密度が異なるように形成された触媒コンバータであって、前記触媒担体の中央部にはセル密度の低い低セル密度部を形成し、前記触媒担体の周縁部にはセル密度の高い高セル密度部を形成し、前記触媒担体の低セル密度部における排気ガスの流れを制御する制御弁を設けたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、例えば排気ガスの温度が低い時には制御弁によって中央部の低セル密度部への排気ガスの流れを遮断すれば、排気ガスは周縁部の高セル密度部へ流入する。また、排気ガスの温度が高いときには制御弁によって中央部の低セル密度部に排気ガスが流れるようにすれば、周縁部の高セル密度部への高温の排気ガスの流入は小さなものとなる。従って、排気ガスの温度が低い時には触媒の暖機性を向上して排気浄化を効率よく行うことができ、排気ガスの温度が高いときには高セル密度部に高温の排気ガスを当てないようにして高セル密度部の熱劣化を防止することができる。しかも、制御弁は触媒担体の中央部の低セル密度部における排気ガスの流れを制御する構成とすればよいため、簡単な構造の制御弁とすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の触媒コンバータにおいて、前記シェルの排気ガス流入部は縮径されており、該排気ガス流入部には前記低セル密度部に対して前記触媒担体の軸方向に排気ガスを案内する導管を設け、該導管は前記触媒担体よりも上流側においてその内外を連通する連通部を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、導管によって排気ガスの流れに低セル密度部への方向性を付与することができ、特に排気ガスの温度が高いときに制御弁によって低セル密度部に排気ガスが流れるようにすれば、周縁部の高セル密度部への高温の排気ガスの流入はほとんどなくなる。従って、高温の排気ガスを高セル密度部に当てないようにして高セル密度部の熱劣化を防止することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の触媒コンバータにおいて、前記導管は、前記触媒担体よりも上流側から下流側に掛けて設けられるとともに、少なくとも前記触媒担体よりも上流側のメイン導管部と、触媒担体側のサブ導管部とに分割されており、該メイン導管部とサブ導管部との間には膨張吸収手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、排気ガスの温度によるメイン導管部及びサブ導管部の熱膨張は膨張吸収手段によって吸収されるため、メイン導管部又はサブ導管部から触媒担体に作用する熱応力を低減することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明のように、前記導管は、前記触媒担体よりも上流側のメイン導管部と、触媒担体側のサブ導管部とに分割されており、前記膨張吸収手段は、前記メイン導管部から前記サブ導管部を分離して配置することにより形成された空隙とすることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明のように、前記導管は、前記触媒担体の軸方向の中間部まで延びるメイン導管部と、触媒担体側のサブ導管部とに分割されており、前記膨張吸収手段は、前記メイン導管部と前記サブ導管部とを摺動可能に嵌合した摺動嵌合部とすることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の触媒コンバータにおいて、前記サブ導管部の内周側及び外周側の少なくとも一方に断熱層を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、サブ導管部に形成した断熱層によって高セル密度部及び低セル密度部間での熱の授受が遮断されるため、排気ガスの温度が低い時の高セル密度部の暖機性が向上するとともに、排気ガスの温度が高い時の高セル密度部の熱劣化を防止することができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明のように、前記サブ導管部は、外管と、その外管の内周壁から離間するように配置された内管との二重構造をなし、該外管及び内管の間の空隙を断熱層とすることができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１又は２に記載の触媒コンバータにおいて、前記触媒担体の低セル密度部と高セル密度部との間に断熱層を設けたことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、断熱層によって高セル密度部及び低セル密度部間での熱の授受が遮断されるため、排気ガスの温度が低い時の高セル密度部の暖機性が向上するとともに、排気ガスの温度が高い時の高セル密度部の熱劣化を防止することができる。
【００１８】
請求項９に記載の発明のように、断熱層は保温材とすることができる。
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の触媒コンバータにおいて、前記外管及び前記内管のいずれか一方は、前記触媒担体の軸方向において複数の部分に分割されるとともに、各部分は摺動可能に嵌合されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、サブ導管部の外管及び内管のいずれか一方を構成する複数の部分は摺動可能に嵌合されているため、排気ガスの温度によるサブ導管部の熱膨張は複数の部分が摺動することによって吸収され、サブ導管部から触媒担体に作用する熱応力をより低減することができる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の触媒コンバータにおいて、前記制御弁は前記触媒担体の低セル密度の下流側に設けられ、前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を開閉可能な弁体と、該弁体を前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を閉鎖するように付勢する弁駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、排気ガスの動圧を用いた制御弁とすることができ、制御弁を簡単な構成とすることができるとともに、弁体は低セル密度部の下流端又はサブ導管部の下流端に密着可能であるため、排気ガスの温度が低い時に低セル密度部からの排気ガスの漏れを低減することができる。
【００２２】
請求項１２に記載の発明のように、前記弁駆動手段は、前記弁体が前記触媒担体の軸方向において前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を閉鎖するように付勢するシリンダ機構を備えるものとすることができる。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の触媒コンバータにおいて、前記弁駆動手段は、前記弁体を揺動可能に支持するとともに、前記触媒担体の軸を含む面内にて回動可能なアーム部と、前記弁体が前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を閉鎖するように前記アーム部を回動付勢する付勢手段とを備え、前記シェルの排気ガス出口を前記弁体の開弁方向において前記弁体が形成する面内に形成したことを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、アーム部に対して揺動可能に支持されているため、低セル密度部又はサブ導管部が軸方向に熱膨張しても弁体は低セル密度部の下流端又はサブ導管部の下流端に密着可能であるため、排気ガスの温度が低い時に低セル密度部からの排気ガスの漏れを低減することができる。また、前記シェルの排気ガス出口を前記弁体の開弁方向において前記弁体が形成する面内に形成したので、排気ガスを開弁状態の弁体に沿ってスムーズに排気ガス出口に導くことができ、排気抵抗を低減することができる。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の触媒コンバータにおいて、前記触媒担体の低セル密度部の容積は、前記高セル密度部の容積よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、排気ガスの温度が低い時には排気ガス量が少ないため、高セル密度部の容積が小さくても好適に排気浄化を行うことができる。また、排気ガスの温度が高い時には排気ガス量が多くなるが、低セル密度部の容積が大きいため、排気抵抗を低減することができる。
【００２７】
請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の触媒コンバータは、前記内燃機関から排出された排気ガスを集合させるエキゾーストマニホールドの直後に設けられていることを特徴とする。
【００２８】
上記のように構成された触媒コンバータは、内燃機関から排出された排気ガスはほとんど冷却されていないエキゾーストマニホールドの直後に設けられることにより、その排気浄化機能を好適に発揮することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を自動車用内燃機関の排気系に設けられる触媒コンバータに具体化した実施形態を図１，図２に従って説明する。
【００３０】
図１は第１実施形態の触媒コンバータを備えた内燃機関システムの概略図である。図１に示すように、内燃機関としての多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１０の吸気側にはインテークマニホールド１１が設けられ、エアクリーナを介して導入された空気がインテークマニホールド１１を経由してエンジン１０に供給される。
【００３１】
エンジン１０の排気側には各気筒から排出される排気ガスを集合させるエキゾーストマニホールド１２が設けられ、このエキゾーストマニホールド１２の下流側には、本実施形態の触媒コンバータとしての三元触媒を備えるスタートキャタリスト２０が接続されている。スタートキャタリスト２０は、エンジン１０の始動直後の冷間時に、同エンジン１０から排出された排気ガス中の有害ガスをいち早く浄化するためのものである。スタートキャタリスト２０は、前記排気ガスの熱によって早期に温められるように、前記エンジン１０の間近（エキゾーストマニホールド１２）に接続されている。
【００３２】
前記スタートキャタリスト２０の下流側には排気管１３を介してもう１つの触媒装置であるアンダーフロア触媒コンバータ１４が接続されている。このアンダーフロア触媒コンバータ１４は、エンジン１０の温間時に、同エンジン１０から排出された排気ガス中の有害ガスを浄化するためのものである。
【００３３】
なお、前記アンダーフロア触媒コンバータ１４の下流側には、排気管１５を介して図示しないマフラーが接続される。
以上のように構成された排気系において、エンジン１０から排出された排気ガスは、エキゾーストマニホールド１２、スタートキャタリスト２０、排気管１３、アンダーフロア触媒コンバータ１４、排気管１５及びマフラーを流れて外部に排出される。このように流れる排気ガスは、スタートキャタリスト２０及びアンダーフロア触媒コンバータ１４においてその有害ガスが浄化され、マフラーにおいて静音化される。
【００３４】
図２に示されるように、本実施形態のスタートキャタリスト２０のシェル２１は、上流側コーン２２、触媒担体収容筒２３及び下流側コーン２４により構成されている。上流側コーン２２は排気ガスの上流側から下流側に向かって拡径されている。また、下流側コーン２４は排気ガスの上流側から下流側に向かって縮径されている。
【００３５】
触媒担体収容筒２３は円筒状をなし、触媒担体収容筒２３内には排気ガスの流れ方向に延びる多数のセルを備える円柱状をなすメタル触媒担体２５が設けられている。メタル触媒担体２５はその軸と交差する径方向における中央部と周縁部とでセル密度が異なるように形成されている。
【００３６】
すなわち、メタル触媒担体２５の中央部にはセル密度の低い低セル密度部２６が形成され、メタル触媒担体２５の周縁部にはセル密度の高い高セル密度部２７が形成されている。低セル密度部２６は円柱状をなし、高セル密度部２７は低セル密度部２６を取り囲む円筒状をなす。低セル密度部２６は排気ガスの温度が高い時に排気ガスが通過する部分であり、高セル密度部２７は排気ガスの温度が低い時に排気ガスが通過する部分である。なお、本実施形態において、低セル密度部２６は例えば１平方インチ当たり１００〜３００セル数で形成され、高セル密度部２７は例えば１平方インチ当たり４００〜１２００セル数で形成されている。また、低セル密度部２６の容積は、高セル密度部２７の容積よりも大きく設定されている。このように、低セル密度部２６のセル密度を高セル密度部２７のセル密度に比べて小さくするとともに、低セル密度部２６の容積を大きくすることによって低セル密度部２６における排気ガスの排気抵抗の低減を図ることができる。また、高セル密度部２７のセル密度を低セル密度部２６のセル密度に比べて大きくすることによって高セル密度部２７における排気浄化能力の増大を図ることができる。なお、高セル密度部２７の容積は小さいが、排気ガスの温度が低い時には排気ガス量が少ないため、高セル密度部２７の容積が小さくても好適に排気浄化を行うことができる。
【００３７】
上流側コーン２２内にはエキゾーストマニホールド１２から導かれる排気ガスを流入する排気ガス流入管２８が固定され、排気ガス流入管２８には排気ガスを縮流させる縮流部２９が形成されている。縮流部２９の下流側の先端部には前記低セル密度部２６に対してメタル触媒担体２５の軸方向に排気ガスを案内する導管３０が設けられている。導管３０はメタル触媒担体２５の低セル密度部２６の上流側端との間に若干の空間を有するように形成されており、その開口部３０ａによって導管３０の内外が連通される。この導管３０によって排気ガスの流れに低セル密度部２６への方向性が付与され、排気ガスの高セル密度部２７側への拡散が抑制される。
【００３８】
一方、シェル２１内においてメタル触媒担体２５の下流側には低セル密度部２６における排気ガスの流れを制御する制御弁３１が設けられている。制御弁３１は低セル密度部２６の下流側端部に密着して開閉可能な円盤状をなす弁体３２と、その弁体３２を低セル密度部２６の下流側端部を閉鎖するように付勢する弁駆動機構としてのシリンダ機構３３とを備えている。
【００３９】
シリンダ機構３３のピストンロッド３４はメタル触媒担体２５の軸線上に配置され、そのピストンロッド３４の先端に弁体３２が取り付けられている。下流側コーン２４に形成された取付部２４ａに固定されたハウジング３６とピストンロッド３４との間には圧縮バネ３５が介装され、圧縮バネ３５によりピストンロッド３４を介して弁体３２が低セル密度部２６の下流側端部を閉鎖するように付勢されている。
【００４０】
このように構成された制御弁３１は、低セル密度部２６を介して弁体３２に作用する排気ガスの圧力が圧縮バネ３５の付勢力未満の場合には弁体３２が低セル密度部２６の下流側端部に密着して低セル密度部２６を閉鎖し、低セル密度部２６における排気ガスの流れを遮断する。また、低セル密度部２６を介して弁体３２に作用する排気ガスの圧力が圧縮バネ３５の付勢力を超えると、その超えた分に応じて弁体３２が低セル密度部２６の下流側端部から離間して低セル密度部２６を開放し、低セル密度部２６における排気ガスの流れを許容する。すなわち、制御弁３１は低セル密度部２６を介して弁体３２に作用する排気ガスの動圧によって開閉作動する。本実施形態において、シリンダ機構３３による弁体３２の付勢力は、排気ガスの温度が低く、排気ガス量が少ないエンジン１０の運転領域（例えばアイドル運転状態や、低回転かつ低負荷での走行状態）では弁体３２が低セル密度部２６を閉鎖するように設定されている。一方、シリンダ機構３３による弁体３２の付勢力は、排気ガスの温度が高く（例えば６００℃以上）、排気ガス量が多いエンジン１０の運転領域では弁体３２が低セル密度部２６から離間して低セル密度部２６を開放するように設定されている。
【００４１】
なお、本実施形態において、下流側コーン２４の排気ガス出口２４ｂは取付部２４ａと干渉しないように、メタル触媒担体２５の軸線に対して交差する方向に形成されている。
【００４２】
次に、上記のように構成された触媒コンバータの作用について説明する。
エンジン１０から排出された排気ガスがエキゾーストマニホールド１２を介して排気ガス流入管２８に流入すると、その排気ガスは縮流部２９によって縮流されて導管３０によって低セル密度部２６への方向性が付与される。
【００４３】
このとき、排気ガスの温度が低く排気ガス量が少ないエンジン１０の運転領域（例えばアイドル運転状態や、低回転かつ低負荷での走行状態）では低セル密度部２６を介して弁体３２に作用する排気ガスの圧力が小さい。そのため、弁体３２は実線で示すように低セル密度部２６を閉鎖したままとなり、低セル密度部２６での排気ガスの流れが遮断される。そのため、排気ガスは導管３０の開口部３０ａを介して高セル密度部２７側に流れ、高セル密度部２７を通過する間に排気ガス中の有害ガスが浄化されて下流側コーン２４の排気ガス出口２４ｂから排気管１３に排出される。
【００４４】
また、排気ガスの温度が高く（例えば６００℃以上）、排気ガス量が多いエンジン１０の運転領域では、低セル密度部２６を介して弁体３２に作用する排気ガスの圧力が大きくなる。そのため、弁体３２は鎖線で示すように低セル密度部２６から離間して低セル密度部２６を開放し、低セル密度部２６での排気ガスの流れが許容され、低セル密度部２６を通過した排気ガスは下流側コーン２４の排気ガス出口２４ｂから排気管１３に排出される。このとき、導管３０によって排気ガスの流れに低セル密度部２６への方向性が付与されているため、導管３０の開口部３０ａを介して排気ガスが高セル密度部２７側に拡散するのが抑制される。
【００４５】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）メタル触媒担体２５の中央部にセル密度の低い低セル密度部２６を形成し、メタル触媒担体２５の周縁部にセル密度の高い高セル密度部２７を形成した。そして、低セル密度部２６における排気ガスの流れを制御する制御弁３１を設けた。そのため、排気ガスの温度が低い時に制御弁３１によって低セル密度部２６の排気ガスの流れを遮断し、排気ガスを高セル密度部２７へ流入させることができ、メタル触媒担体２５の暖機性を向上して排気浄化を効率よく行うことができる。また、排気ガスの温度が高く排気ガス量が多いときには制御弁３１が排気ガスの動圧によって開いて低セル密度部２６を開放し排気ガスが流れて高セル密度部２７への高温の排気ガスの流入を小さくすることができ、高セル密度部２７の熱劣化を抑制することができる。
【００４６】
（２）特に、エンジン１０から排出された排気ガスがほとんど冷却されていないエキゾーストマニホールドの直後に設けられるスタートキャタリスト２０に具体化したことにより、その排気浄化機能を好適に発揮することができる。
【００４７】
（３）制御弁３１をメタル触媒担体２５の低セル密度部２６の下流側に設けて低セル密度部２６における排気ガスの流れを制御する構成とすればよいため、制御弁３１を排気ガスの動圧を用いた簡単な構造とすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００４８】
（４）制御弁３１の弁体３２は低セル密度部２６の下流側端部に密着可能であるため、排気ガスの温度が低い時に低セル密度部２６からの排気ガスの漏れを低減することができる。
【００４９】
（５）シェル２１の排気ガス流入管２８に低セル密度部２６に対して排気ガスを案内する導管３０を設け、導管３０はメタル触媒担体２５よりも上流側においてその内外を連通する開口部３０ａを形成した。そのため、この導管３０によって排気ガスの流れに低セル密度部２６への方向性を付与することができ、特に排気ガスの温度が高いときに排気ガスの動圧によって制御弁３１を開かせて低セル密度部２６を開放することができ、高セル密度部２７への排気ガスの流入を小さくすることができる。従って、高温の排気ガスを高セル密度部２７に当てないようにして高セル密度部２７の熱劣化を抑制することができる。
【００５０】
（６）制御弁３１のシリンダ機構３３を構成する圧縮バネ３５は下流側コーン２４に形成された取付部２４ａに固定されたハウジング３６とピストンロッド３４との間に介装されているので、高温の排気ガスによる圧縮バネ３５のバネ特性の低下を抑制することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図３に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図２において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第１実施形態のスタートキャタリスト２０との相違点を中心に説明する。
【００５２】
図３は第２実施形態におけるスタートキャタリスト４０を示し、排気ガス流入管２８の縮流部２９に形成された導管４１は、メタル触媒担体２５の下流側端部まで設けられており、導管４１内に前記低セル密度部２６が配置され、高セル密度部２７が導管４１を囲む構成となっている。導管４１にはメタル触媒担体２５の低セル密度部２６の上流側において導管４１の内外を連通する複数の連通孔４２が設けられている。
【００５３】
このように構成された本実施形態のスタートキャタリスト４０は、第１実施形態のスタートキャタリスト２０とほぼ同様に作用するとともに、上記（１）〜（６）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００５４】
（７）このスタートキャタリスト４０では、導管４１がメタル触媒担体２５の下流側端部まで設けられているため、弁体３２が導管４１の端部に密着可能となり、排気ガスの温度が低い時に低セル密度部２６からの排気ガスの漏れをより低減することができる。
【００５５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図４及び図５に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図３において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第２実施形態のスタートキャタリスト４０との相違点を中心に説明する。
【００５６】
図４は本実施形態のスタートキャタリスト４５を示し、排気ガス流入管２８の縮流部２９に形成された導管４６は、メタル触媒担体２５の下流側端部よりもさらに下流まで設けられている。導管４６はメタル触媒担体２５よりも上流側のメイン導管部４７と、メタル触媒担体２５側のサブ導管部４８とに分割されており、メイン導管部４７とサブ導管部４８とは膨張吸収手段としての空隙４９を介して分離して配置されている。サブ導管部４８内に前記低セル密度部２６が配置され、高セル密度部２７がサブ導管部４８を囲む構成となっている。そして、メイン導管部４７にはメタル触媒担体２５の低セル密度部２６の上流側において導管４１の内外を連通する複数の連通孔４２が設けられている。
【００５７】
一方、シェル２１内においてメタル触媒担体２５の下流側には低セル密度部２６における排気ガスの流れを制御する制御弁５０が設けられている。制御弁５０はサブ導管部４８の下流側端部に密着して開閉可能な円盤状をなす弁体５１と、その弁体５１をサブ導管部４８の下流側端部を閉鎖するように付勢する弁駆動機構５２とを備えている。
【００５８】
図５に示すように、弁駆動機構５２はメタル触媒担体２５の軸線と直交するように下流側コーン２４を貫通し、一対の軸受け５７を介して回動可能に設けられた支持軸５４を備える。支持軸５４にはアーム部５３が固定されており、アーム部５３の一端には前記弁体５１がピン５５により回転可能かつ揺動可能に支持されている。一方の軸受け５７と支持軸５４との間には捻りコイルバネ５６が介装され、捻りコイルバネ５６により支持軸５４及びアーム部５３を介して弁体５１がサブ導管部４８の下流側端部を閉鎖するように付勢されている。
【００５９】
また、本実施形態において、下流側コーン２４の排気ガス出口２４ｃは弁体５１の開弁方向において弁体５１が形成する面内に形成されている。
このように構成された制御弁５０は、低セル密度部２６を介して弁体５１に作用する排気ガスの圧力が捻りコイルバネ５６の付勢力未満の場合には弁体５１がサブ導管部４８の下流側端部に密着してサブ導管部４８を閉鎖し、低セル密度部２６における排気ガスの流れを遮断する。また、低セル密度部２６を介して弁体５１に作用する排気ガスの圧力が捻りコイルバネ５６の付勢力を超えると、その超えた分に応じて弁体５１がサブ導管部４８の下流側端部から離間してサブ導管部４８を開放し、低セル密度部２６における排気ガスの流れを許容する。すなわち、制御弁５０は低セル密度部２６を介して弁体３２に作用する排気ガスの動圧によって開閉作動する。本実施形態においても、弁駆動機構５２による弁体５１の付勢力は、排気ガスの温度が低く、排気ガス量が少ないエンジン１０の運転領域（例えばアイドル運転状態や、低回転かつ低負荷での走行状態）では弁体５１がサブ導管部４８を閉鎖するように設定されている。一方、弁駆動機構５２による弁体５１の付勢力は、排気ガスの温度が高く（例えば６００℃以上）、排気ガス量が多いエンジン１０の運転領域では弁体５１がサブ導管部４８から離間してサブ導管部４８を開放するように設定されている。
【００６０】
次に、上記のように構成された触媒コンバータの作用について説明する。
エンジン１０から排出された排気ガスがエキゾーストマニホールド１２を介して排気ガス流入管２８に流入すると、その排気ガスは縮流部２９によって縮流されて導管４６によって低セル密度部２６への方向性が付与される。
【００６１】
このとき、排気ガスの温度が低く排気ガス量が少ないエンジン１０の運転領域（例えばアイドル運転状態や、低回転かつ低負荷での走行状態）では低セル密度部２６を介して弁体５１に作用する排気ガスの圧力が小さい。そのため、弁体５１は実線で示すようにサブ導管部４８を閉鎖したままとなり、低セル密度部２６での排気ガスの流れが遮断される。そのため、排気ガスは導管４６の連通孔４２を介して高セル密度部２７側に流れ、高セル密度部２７を通過する間に排気ガス中の有害ガスが浄化されて下流側コーン２４の排気ガス出口２４ｃから排気管１３に排出される。
【００６２】
また、排気ガスの温度が高く（例えば６００℃以上）、排気ガス量が多いエンジン１０の運転領域では、低セル密度部２６を介して弁体５１に作用する排気ガスの圧力が大きくなる。そのため、弁体５１は鎖線で示すように４８から離間してサブ導管部４８を開放し、低セル密度部２６での排気ガスの流れが許容され、低セル密度部２６を通過した排気ガスは下流側コーン２４の排気ガス出口２４ｃから排気管１３に排出される。このとき、メイン導管部４７及びサブ導管部４８からなる導管４６によって排気ガスの流れに低セル密度部２６への方向性が付与されているため、メイン導管部４７の連通孔４２を介して排気ガスが高セル密度部２７側に拡散するのが抑制される。
【００６３】
以上詳述したように、本実施形態によれば、上記（１）〜（３）の効果に加えて、以下に示す効果が得られるようになる。
（８）導管４６は、メタル触媒担体２５よりも上流側のメイン導管部４７と、メタル触媒担体２５側のサブ導管部４８とに分割されており、メイン導管部４７とサブ導管部４８とは空隙４９を介して分離して配置されている。そのため、排気ガスの温度によるメイン導管部４７及びサブ導管部４８の熱膨張は空隙４９によって吸収される、サブ導管部４８から低セル密度部２６及び高セル密度部２７に作用する熱応力を低減することができる。
【００６４】
（９）シェル２１の排気ガス流入管２８に低セル密度部２６に対して排気ガスを案内する導管４６を設け、導管４６のメイン導管部４７にはメタル触媒担体２５よりも上流側においてその内外を連通する複数の連通孔４２を形成した。そのため、この導管４６によって排気ガスの流れに低セル密度部２６への方向性を付与することができ、特に排気ガスの温度が高いときに排気ガスの動圧によって制御弁５０を開かせて低セル密度部２６を開放することができ、高セル密度部２７への排気ガスの流入を小さくすることができる。従って、高温の排気ガスを高セル密度部２７に当てないようにして高セル密度部２７の熱劣化を抑制することができる。
【００６５】
（１０）このスタートキャタリスト４５では、サブ導管部４８が弁体３２がメタル触媒担体２５の下流側端部まで設けられているため、弁体５１がサブ導管部４８の端部に密着可能となり、排気ガスの温度が低い時に低セル密度部２６からの排気ガスの漏れをより低減することができる。
【００６６】
（１１）このスタートキャタリスト４５ではシェル２１の排気ガス出口２４ｃを弁体５１の開弁方向において弁体５１が形成する面内に形成したので、排気ガスを開弁状態の弁体５１に沿ってスムーズに排気ガス出口２４ｃに導くことができ、排気抵抗を低減することができる。
【００６７】
（１２）制御弁５０の弁駆動機構５２を構成する捻りコイルバネ５６は下流側コーン２４の外部に設けられているので、高温の排気ガスによる捻りコイルバネ５６のバネ特性の低下を抑制することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図６に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図３において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第２実施形態のスタートキャタリスト４０との相違点を中心に説明する。
【００６９】
図６は第４実施形態におけるスタートキャタリスト６０を示し、メタル触媒担体２５の下流側に前記制御弁３１は設けられておらず、メタル触媒担体２５の上流側に制御弁６１が設けられている。すなわち、制御弁６１は導管４１内には低セル密度部２６の上流側においてスロットルバルブ型の弁体６２が配置され、弁体６２は上流側コーン２２及び導管４１を貫通し回動可能に設けられた支持軸６３に取り付けられている。弁体６２が実線で示すようにメタル触媒担体２５の軸線と平行になるように回動されると開弁状態となり、低セル密度部２６での排気ガスの流れが許容される。また、弁体６２が鎖線で示すようにメタル触媒担体２５の軸線と直交するように回動されると閉弁状態となり、低セル密度部２６での排気ガスの流れが遮断される。そのため、排気ガスは導管４１の連通孔４２を介して高セル密度部２７側に流れ、高セル密度部２７を通過する間に排気ガス中の有害ガスが浄化されて下流側コーン２４の排気ガス出口２４ｂから排気管１３に排出される。
【００７０】
なお、制御弁６１は、図示しない電子制御装置の指令信号によって駆動されるアクチュエータの作動に基づいて支持軸６３を介して回動し、低セル密度部２６の排気ガスの流れを制御するようになっている。
【００７１】
このように構成された本実施形態のスタートキャタリスト６０は、排気ガスの動圧によって開閉する構成ではないものの、第２実施形態のスタートキャタリスト４０とほぼ同様に作用するとともに、ほぼ同様の効果を得ることができる。
【００７２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を図７に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図４において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第３実施形態のスタートキャタリスト４５との相違点を中心に説明する。
【００７３】
図７に示すように、第５実施形態のスタートキャタリスト６５は、導管４６のサブ導管部４８内に前記低セル密度部２６が配置され、高セル密度部２７が空間よりなる断熱層６８を介してサブ導管部４８を囲む構成となっている。高セル密度部２７の内周面の上下両端部とサブ導管部４８の外周面との間にはワイヤメッシュよりなる環状のスペーサ６６，６７が設けられている。なお、スペーサ６６の外周面は高セル密度部２７の内周面に固定され、スペーサ６６の内周面はサブ導管部４８の外周面に固定されている。一方、スペーサ６７の外周面は高セル密度部２７の内周面に固定され、スペーサ６７の内周面はサブ導管部４８の外周面に対して摺動可能になっている。
【００７４】
その他の構成は、前記スタートキャタリスト４５と同様である。
このように構成された本実施形態のスタートキャタリスト６５によれば、上記（１）〜（３）、（８）〜（１２）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００７５】
（１３）サブ導管部４８の外周側に空間よりなる断熱層６８を設けた。そのため、断熱層６８によって高セル密度部２７及び低セル密度部２６間での熱の授受を遮断することができるため、排気ガスの温度が低い時の高セル密度部２７の暖機性が向上するとともに、排気ガスの温度が高い時の高セル密度部２７の熱劣化を防止することができる。
【００７６】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態を図８に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図４において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第３実施形態のスタートキャタリスト４５との相違点を中心に説明する。
【００７７】
図８に示すように、第６実施形態のスタートキャタリスト７０において、導管４６のサブ導管部４８は、外管７１と、その外管７１の内周壁から離間するように配置された内管７２との二重構造をなしており、該外管７１及び内管７２の間の空隙が断熱層７３とされている。
【００７８】
外管７１のメタル触媒担体２５の上流側端部は内管７２の外径に合致するように縮径されており、外管７１はメタル触媒担体２５の上流側において内管７２に固定されている。また、サブ導管部４８の下流側には外管７１と内管７２との間にワイヤメッシュよりなる環状のスペーサ７４が設けられている。なお、スペーサ７４の外周面は外管７１の内周面に固定され、スペーサ７４の内周面は内管７２の外周面に対して摺動可能になっている。
【００７９】
その他の構成は、前記スタートキャタリスト４５と同様である。
このように構成された本実施形態のスタートキャタリスト６５によれば、上記第５実施形態のスタートキャタリスト６０と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００８０】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態を図９に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図８において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第６実施形態のスタートキャタリスト７０との相違点を中心に説明する。
【００８１】
図９に示すように、第７実施形態のスタートキャタリスト７５において、導管４６のサブ導管部４８は、外管７１と、その外管７１の内周壁から離間するように配置された内管７２との二重構造をなしており、該外管７１及び内管７２の間の空隙が断熱層７３とされている。
【００８２】
内管７２は、メタル触媒担体２５の軸方向において複数（この例では２つ）の部分７２ａ，７２ｂに分割されるとともに、両部分７２ａ，７２ｂはそれらの隣接する端部において摺動可能に嵌合されている。また、本実施形態において、外管７１のメタル触媒担体２５の上流側端部は部分７２ａの外径に合致するように縮径されており、外管７１はメタル触媒担体２５の上流側において部分７２ａに固定されている。また、外管７１のメタル触媒担体２５の下流側端部は部分７２ｂの外径に合致するように縮径されており、外管７１はメタル触媒担体２５の下流側において部分７２ｂに固定されている。
【００８３】
また、内管７２の各部分７２ａ，７２ｂと外管７１との間にはワイヤメッシュよりなる環状のスペーサ７６，７７が設けられている。スペーサ７６，７７の外周面は外管７１の内周面に固定され、スペーサ７６，７７の内周面は部分７２ａ，７２ｂの外周面に対して摺動可能になっている。
【００８４】
その他の構成は、前記スタートキャタリスト７０と同様である。
このように構成された本実施形態のスタートキャタリスト７５によれば、上記第６実施形態のスタートキャタリスト７０と同様の作用及び効果に加えて、以下の効果がある。
【００８５】
（１４）内管７２は、メタル触媒担体２５の軸方向において複数の部分７２ａ，７２ｂに分割されるとともに、各部分７２ａ，７２ｂは摺動可能に嵌合されている。そのため、排気ガスの温度によるサブ導管部４８の熱膨張は内管７２の複数の部分７２ａ，７２ｂが摺動することによって吸収され、サブ導管部４８からメタル触媒担体２５に作用する熱応力をより低減することができる。
【００８６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態を図１０に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図４において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第３実施形態のスタートキャタリスト４５との相違点を中心に説明する。
【００８７】
図１０に示すように、第８実施形態のスタートキャタリスト８０において、排気ガス流入管２８の縮流部２９に形成された導管８１は、メタル触媒担体２５の下流側端部よりもさらに下流まで設けられている。導管８１はメタル触媒担体２５の軸方向中間部まで延びるメイン導管部８２と、メタル触媒担体２５側のサブ導管部８３とに分割されている。
【００８８】
また、サブ導管部８３は、内管８４と、その内管８４の外周壁から離間するように配置された外管８５との二重構造をなしており、該内管８４及び外管８５の間の空隙が断熱層８６とされている。また、内管８４の上流側端部にはメイン導管部８２の端部を摺動可能に嵌合する摺動嵌合部８４ａが形成されている。
【００８９】
また、外管８５はメタル触媒担体２５の上流側まで延びており、外管８５の上流側端部はメイン導管部８２の外径に合致するように縮径されており、外管８５はメタル触媒担体２５の上流側においてメイン導管部８２に固定されている。また、外管８５のメタル触媒担体２５の下流側端部は内管８４の外径に合致するように縮径されており、外管８５はメタル触媒担体２５の下流側において内管８４に固定されている。
【００９０】
また、外管８５内においてメイン導管部８２及び内管８４と外管８５との間にはワイヤメッシュよりなる環状のスペーサ８７，８８が設けられている。スペーサ８７，８８の外周面は外管８５の内周面に固定され、スペーサ８７，８８の内周面はメイン導管部８２及び内管８４の外周面に対して摺動可能になっている。
【００９１】
その他の構成は、前記スタートキャタリスト４５と同様である。
このように構成された本実施形態のスタートキャタリスト８０によれば、上記第７実施形態のスタートキャタリスト７５とほぼ同様の作用及び効果に加えて、以下の効果がある。
【００９２】
（１５）導管８１はメタル触媒担体２５の軸方向中間部まで延びるメイン導管部８２とメタル触媒担体２５側のサブ導管部８３とに分割され、サブ導管部８３の内管８４にはメイン導管部８２の端部を摺動可能に嵌合する摺動嵌合部８４ａが形成されている。そのため、導管８１は複数の部分からなるものの分離されておらず、排気ガスを低セル密度部２６に対してスムーズに案内することができる。
【００９３】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態を図１１に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図７において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第５実施形態のスタートキャタリスト６５との相違点を中心に説明する。
【００９４】
図１１に示すように、第９実施形態のスタートキャタリスト９０は、導管４６のサブ導管部４８内に断熱層としての保温材９１を介して前記低セル密度部２６が配置され、高セル密度部２７がサブ導管部４８を囲む構成となっている。高セル密度部２７の内周面とサブ導管部４８の外周面とは固定されている。なお、サブ導管部４８の下流側には保温材９１の脱落を防止するための段差部９２が形成されている。
【００９５】
その他の構成は、前記スタートキャタリスト６５と同様である。
このように構成された本実施形態のスタートキャタリスト９０によれば、上記スタートキャタリスト６５とほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。特に保温材９１によって高セル密度部２７及び低セル密度部２６間での熱の授受を遮断して高セル密度部２７の暖機性及び高セル密度部２７の熱劣化を防止することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態は上記に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
・　上記各実施形態においては、触媒担体をメタル触媒担体２５としたが、排気ガスの流れ方向に規則正しい穴があいているセラミック製のモノリス触媒担体もしくは無機繊維によって形成された触媒としてもよい。
【００９７】
・　上記各実施形態では、メタル触媒担体２５の低セル密度部２６を円柱状としたが、これに限定されるものではなく、任意の形状、例えば楕円柱状としてもよく、この場合には弁体３２，５１の形状もメタル触媒担体２５の低セル密度部２６の形状に合致する形状とすればよい。
【００９８】
・　第５実施形態では、サブ導管部４８の外周側に空間よりなる断熱層６８を形成したが、サブ導管部４８の内周側に空間よりなる断熱層６８を形成してもよい。
【００９９】
・　第７実施形態では、サブ導管部４８の内管７２を２つの部分７２ａ，７２ｂに分割して両者を摺動可能に嵌合するようにしたが、内管を３以上の部分に分割してこれらを摺動可能に嵌合するようにしてもよい。
【０１００】
・　第７実施形態では、サブ導管部４８の内管７２を複数の部分に分割して各部分を摺動可能に嵌合するようにしたが、サブ導管部４８の外管７１を複数の部分に分割してこれらを摺動可能に嵌合するようにしてもよい。
【０１０１】
・　本実施の形態においては、本発明に係る触媒コンバータをスタートキャタリストに適用した場合について説明したが、これはアンダーフロア触媒コンバータ１４についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の触媒コンバータを備えたエンジンシステムの概略図。
【図２】第１実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図３】第２実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図４】第３実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図５】図４の５−５線における断面図。
【図６】第４実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図７】第５実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図８】第６実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図９】第７実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図１０】第８実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【図１１】第９実施形態の触媒コンバータを示す縦断面図。
【符号の説明】
１０…内燃機関としてのエンジン、１２…エキゾーストマニホールド、２１…シェル、２４ｂ，２４ｃ…排気ガス出口、２５…触媒担体としてのメタル触媒担体、２６…低セル密度部、２７…高セル密度部、２８…排気ガス流入部としての排気ガス流入管、３０，４１，４６，８１…導管、３０ａ…連通部としての開口部、３１，５０，６１…制御弁、３２，５１，６２…弁体、３３…弁駆動手段としてのシリンダ機構、３５…付勢手段としての圧縮バネ、４２…連通部としての連通孔、４７，８２…メイン導管部、４８，８３…サブ導管部、４９…膨張吸収手段としての空隙、５２…弁駆動機構、５３…アーム部、５６…付勢手段としての捻りコイルバネ、６８，７３，８６…断熱層、７１，８５…外管、７２，８４…内管、７２ａ，７２ｂ…部分、８４ａ…膨張吸収手段としての摺動嵌合部、９１…断熱層としての保温材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a catalytic converter provided in an exhaust system of an internal combustion engine to purify exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a catalytic converter provided in an exhaust system of a vehicle-mounted internal combustion engine, for example, one having a structure described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-73613 is known. This catalytic converter is configured by mounting a catalyst carrier in a shell, a high cell density portion having a high cell density is formed at the center in the radial direction of the catalyst carrier, and at the peripheral edge in the radial direction of the catalyst carrier. A low cell density portion having a low cell density is formed. A butterfly-type control valve for controlling the flow of exhaust gas to a high cell density portion or a low cell density portion of the catalyst carrier is provided upstream of the catalyst carrier in the shell. Then, at the time of a cold start in which the temperature of the exhaust gas is low, the flow of the exhaust gas to the low-cell-density portion in the peripheral portion is shut off by the control valve, and the exhaust gas flows into the high-cell-density portion in the center. When the temperature of the exhaust gas is high, the flow of the exhaust gas to the central high-density portion is blocked by the control valve, and the exhaust gas flows into the low-cell density portion at the peripheral portion. Therefore, when the temperature of the exhaust gas is low, the warm-up property of the catalyst can be improved and the exhaust gas can be purified efficiently, and when the temperature of the exhaust gas is high, the high-temperature exhaust gas should not be applied to the high cell density portion. Thermal deterioration of the high cell density portion can be prevented.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional catalytic converter, it is necessary for the control valve to block the flow of the exhaust gas to one of the high cell density portion and the low cell density portion and to flow the exhaust gas to the other. Therefore, the structure of the control valve, which can selectively block the inflow portion of the exhaust gas into the high cell density portion and the inflow portion of the exhaust gas into the low cell density portion, becomes complicated and causes an increase in manufacturing cost. .
[0004]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the warm-up property of a catalyst when the temperature of exhaust gas is low, and to improve the catalyst when the temperature of exhaust gas is high. It is an object of the present invention to provide a catalytic converter that can prevent thermal deterioration of the fuel cell and can suppress the manufacturing cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the means for achieving the above object and the effects thereof will be described.
The invention according to claim 1 is provided in an exhaust system of an internal combustion engine, wherein a catalyst carrier for purifying exhaust gas is mounted in a shell, and the catalyst carrier is located at a center in a radial direction intersecting with an axis of the catalyst carrier. A catalytic converter formed so that the cell density is different between the part and the peripheral part, wherein a low cell density part having a low cell density is formed in the center part of the catalyst carrier, and the cell part is formed in the peripheral part of the catalyst carrier. A high-density high-density portion is formed, and a control valve for controlling the flow of exhaust gas in the low-cell density portion of the catalyst carrier is provided.
[0006]
According to the above configuration, for example, when the temperature of the exhaust gas is low, if the flow of the exhaust gas to the central low-cell-density portion is shut off by the control valve, the exhaust gas flows into the high-cell-density portion at the peripheral edge. When the temperature of the exhaust gas is high, if the exhaust gas flows to the low cell density portion at the center by the control valve, the flow of the high temperature exhaust gas into the high cell density portion at the peripheral portion becomes small. Therefore, when the temperature of the exhaust gas is low, the warm-up property of the catalyst can be improved and the exhaust gas can be purified efficiently, and when the temperature of the exhaust gas is high, the high-temperature exhaust gas should not be applied to the high cell density portion. Thermal deterioration of the high cell density portion can be prevented. In addition, since the control valve may be configured to control the flow of exhaust gas in the low cell density portion in the center of the catalyst carrier, the control valve can have a simple structure and suppress an increase in manufacturing cost. Can be.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the catalytic converter according to the first aspect, an exhaust gas inflow portion of the shell is reduced in diameter, and the exhaust gas inflow portion has a smaller diameter than the low cell density portion. A conduit for guiding the exhaust gas in the axial direction of the carrier is provided, and the conduit includes a communication portion communicating between the inside and the outside on the upstream side of the catalyst carrier.
[0008]
According to the above configuration, the flow of the exhaust gas can be given directionality to the low cell density portion by the conduit, and particularly when the temperature of the exhaust gas is high, the exhaust gas flows to the low cell density portion by the control valve. In this case, almost no high-temperature exhaust gas flows into the high-cell-density portion of the peripheral portion. Accordingly, it is possible to prevent the high-temperature exhaust gas from being applied to the high-cell-density portion, thereby preventing thermal degradation of the high-cell-density portion.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the catalytic converter according to the second aspect, the conduit is provided so as to extend from an upstream side to a downstream side with respect to the catalyst carrier, and at least a main body upstream of the catalyst carrier. It is divided into a conduit portion and a sub-conduit portion on the catalyst carrier side, and expansion absorbing means is provided between the main conduit portion and the sub-conduit portion.
[0010]
According to the above configuration, since the thermal expansion of the main conduit and the sub-conduit due to the temperature of the exhaust gas is absorbed by the expansion absorbing means, the thermal stress acting on the catalyst carrier from the main conduit or the sub-conduit is reduced. Can be.
[0011]
As in the invention according to claim 4, the conduit is divided into a main conduit portion on the upstream side of the catalyst carrier and a sub-conduit portion on the catalyst carrier side, and the expansion absorbing means includes A gap formed by separating and disposing the sub-conduit portion from the conduit portion can be provided.
[0012]
Further, as in the invention according to claim 5, the conduit is divided into a main conduit portion extending to an intermediate portion in the axial direction of the catalyst carrier and a sub-conduit portion on the catalyst carrier side. The means may be a sliding fitting part in which the main conduit part and the sub conduit part are slidably fitted.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in the catalytic converter according to any one of the third to fifth aspects, a heat insulating layer is provided on at least one of an inner peripheral side and an outer peripheral side of the sub-conduit portion.
[0014]
According to the above configuration, heat transfer between the high cell density portion and the low cell density portion is interrupted by the heat insulating layer formed in the sub-conduit portion, so that the warming of the high cell density portion when the temperature of the exhaust gas is low. In addition to improving the mechanical properties, it is possible to prevent thermal deterioration of the high cell density portion when the temperature of the exhaust gas is high.
[0015]
As in the invention according to claim 7, the sub-conduit portion has a double structure of an outer tube and an inner tube arranged so as to be separated from an inner peripheral wall of the outer tube. The gap between the tubes can be a heat insulating layer.
[0016]
According to an eighth aspect of the present invention, in the catalytic converter according to the first or second aspect, a heat insulating layer is provided between the low cell density portion and the high cell density portion of the catalyst carrier.
[0017]
According to the above configuration, since heat transfer between the high cell density portion and the low cell density portion is cut off by the heat insulating layer, the warm-up property of the high cell density portion when the temperature of the exhaust gas is low is improved, and Further, it is possible to prevent thermal degradation of the high cell density portion when the temperature of the exhaust gas is high.
[0018]
As in the ninth aspect of the present invention, the heat insulating layer can be a heat insulating material.
The invention according to claim 10 is the catalyst converter according to claim 7, wherein one of the outer tube and the inner tube is divided into a plurality of portions in the axial direction of the catalyst carrier, and Are slidably fitted.
[0019]
According to the above configuration, since the plurality of portions constituting either the outer tube or the inner tube of the sub-conduit portion are slidably fitted, the thermal expansion of the sub-conduit portion due to the temperature of the exhaust gas is plural. Is absorbed by sliding, and the thermal stress acting on the catalyst carrier from the sub conduit portion can be further reduced.
[0020]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the catalytic converter according to any one of the first to tenth aspects, the control valve is provided downstream of the catalyst carrier at a low cell density, and a downstream end of the low cell density portion. Alternatively, a valve body capable of opening and closing the downstream end of the sub-conduit portion, and valve driving means for urging the valve body to close the downstream end of the low cell density portion or the downstream end of the sub-conduit portion are provided. It is characterized by the following.
[0021]
According to the above configuration, a control valve using the dynamic pressure of the exhaust gas can be provided, and the control valve can have a simple configuration, and the valve element is provided at the downstream end of the low cell density portion or the sub-conduit portion. Since the exhaust gas can be in close contact with the downstream end, leakage of the exhaust gas from the low cell density portion can be reduced when the temperature of the exhaust gas is low.
[0022]
According to a twelfth aspect of the present invention, the valve driving means is provided such that the valve element closes a downstream end of the low cell density portion or a downstream end of the sub-conduit portion in the axial direction of the catalyst carrier. An energizing cylinder mechanism may be provided.
[0023]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the catalytic converter according to the eleventh aspect, the valve driving means pivotally supports the valve body and rotates in a plane including a shaft of the catalyst carrier. A possible arm portion, and biasing means for rotatingly biasing the arm portion so that the valve element closes a downstream end of the low cell density portion or a downstream end of the sub-conduit portion, An exhaust gas outlet is formed in a plane formed by the valve element in a valve opening direction of the valve element.
[0024]
According to the above configuration, since the low-cell-density portion or the sub-conduit portion is thermally expanded in the axial direction because the valve body is swingably supported with respect to the arm portion, the valve body is at the downstream end or the sub-portion of the low-cell density portion. Since it can be in close contact with the downstream end of the conduit portion, leakage of exhaust gas from the low cell density portion can be reduced when the temperature of the exhaust gas is low. In addition, since the exhaust gas outlet of the shell is formed in the plane formed by the valve element in the valve opening direction of the valve element, the exhaust gas can be smoothly guided to the exhaust gas outlet along the valve element in an open state. And exhaust resistance can be reduced.
[0025]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the catalytic converter according to any one of the first to thirteenth aspects, the volume of the low cell density portion of the catalyst carrier is set to be larger than the volume of the high cell density portion. It is characterized by the following.
[0026]
According to the above configuration, when the temperature of the exhaust gas is low, the amount of the exhaust gas is small. Therefore, even if the volume of the high cell density portion is small, the exhaust gas can be suitably purified. Further, when the temperature of the exhaust gas is high, the amount of the exhaust gas increases, but since the volume of the low cell density portion is large, the exhaust resistance can be reduced.
[0027]
According to a fifteenth aspect of the present invention, the catalytic converter according to any one of the first to fourteenth aspects is provided immediately after an exhaust manifold that collects exhaust gas discharged from the internal combustion engine. .
[0028]
In the catalytic converter configured as described above, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is provided immediately after the exhaust manifold where the exhaust gas is hardly cooled, so that the exhaust gas purifying function can be suitably exhibited.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a catalytic converter provided in an exhaust system of an automobile internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
[0030]
FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine system including the catalytic converter according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, an intake manifold 11 is provided on an intake side of a multi-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 as an internal combustion engine, and air introduced through an air cleaner passes through the intake manifold 11. And supplied to the engine 10.
[0031]
An exhaust manifold 12 for collecting exhaust gas discharged from each cylinder is provided on the exhaust side of the engine 10, and a start catalyst provided with a three-way catalyst as a catalytic converter of the present embodiment is provided downstream of the exhaust manifold 12. List 20 is connected. The start catalyst 20 is for quickly purifying harmful gas in the exhaust gas discharged from the engine 10 in a cold state immediately after the start of the engine 10. The start catalyst 20 is connected to the vicinity of the engine 10 (the exhaust manifold 12) so that the start catalyst 20 is heated by the heat of the exhaust gas at an early stage.
[0032]
An underfloor catalytic converter 14, which is another catalytic device, is connected to the downstream side of the start catalyst 20 via an exhaust pipe 13. The underfloor catalytic converter 14 is for purifying harmful gas in exhaust gas discharged from the engine 10 when the engine 10 is warm.
[0033]
A muffler (not shown) is connected to the downstream side of the underfloor catalytic converter 14 via an exhaust pipe 15.
In the exhaust system configured as described above, the exhaust gas discharged from the engine 10 flows through the exhaust manifold 12, the start catalyst 20, the exhaust pipe 13, the underfloor catalytic converter 14, the exhaust pipe 15, and the muffler to the outside. Is discharged. The exhaust gas thus flowing is purified of its harmful gas in the start catalyst 20 and the underfloor catalytic converter 14, and is silenced in the muffler.
[0034]
As shown in FIG. 2, the shell 21 of the start catalyst 20 of the present embodiment includes an upstream cone 22, a catalyst carrier housing cylinder 23, and a downstream cone 24. The diameter of the upstream cone 22 is increased from the upstream side to the downstream side of the exhaust gas. The diameter of the downstream cone 24 is reduced from the upstream side to the downstream side of the exhaust gas.
[0035]
The catalyst carrier accommodating cylinder 23 has a cylindrical shape, and in the catalyst carrier accommodating cylinder 23, a columnar metal catalyst carrier 25 having a number of cells extending in the flow direction of the exhaust gas is provided. The metal catalyst carrier 25 is formed such that the cell density is different between a central portion and a peripheral portion in a radial direction crossing the axis.
[0036]
That is, a low cell density portion 26 having a low cell density is formed at the center of the metal catalyst carrier 25, and a high cell density portion 27 having a high cell density is formed at the periphery of the metal catalyst carrier 25. The low cell density portion 26 has a columnar shape, and the high cell density portion 27 has a cylindrical shape surrounding the low cell density portion 26. The low cell density portion 26 is a portion through which the exhaust gas passes when the temperature of the exhaust gas is high, and the high cell density portion 27 is a portion through which the exhaust gas passes when the temperature of the exhaust gas is low. In the present embodiment, the low cell density portion 26 is formed with, for example, 100 to 300 cells per square inch, and the high cell density portion 27 is formed with, for example, 400 to 1200 cells per square inch. The volume of the low cell density part 26 is set to be larger than the volume of the high cell density part 27. As described above, the cell density of the low cell density portion 26 is made smaller than the cell density of the high cell density portion 27 and the volume of the low cell density portion 26 is increased, so that the exhaust gas in the low cell density portion 26 is exhausted. Resistance can be reduced. In addition, by increasing the cell density of the high cell density part 27 as compared with the cell density of the low cell density part 26, it is possible to increase the exhaust gas purification capacity in the high cell density part 27. Although the volume of the high cell density portion 27 is small, the amount of the exhaust gas is small when the temperature of the exhaust gas is low. Therefore, even if the volume of the high cell density portion 27 is small, the exhaust gas can be suitably purified.
[0037]
An exhaust gas inflow pipe 28 for inflowing exhaust gas guided from the exhaust manifold 12 is fixed in the upstream cone 22, and the exhaust gas inflow pipe 28 is formed with a contraction portion 29 for contracting the exhaust gas. A conduit 30 that guides exhaust gas in the axial direction of the metal catalyst carrier 25 with respect to the low cell density part 26 is provided at the downstream end of the contraction part 29. The conduit 30 is formed so as to have a small space between the metal catalyst carrier 25 and the upstream end of the low cell density portion 26, and the inside and the outside of the conduit 30 are communicated by the opening 30a. This conduit 30 gives the flow of the exhaust gas a direction toward the low cell density part 26 and suppresses the diffusion of the exhaust gas to the high cell density part 27 side.
[0038]
On the other hand, a control valve 31 for controlling the flow of exhaust gas in the low cell density portion 26 is provided downstream of the metal catalyst carrier 25 in the shell 21. The control valve 31 has a disc-shaped valve body 32 that can be opened and closed in close contact with the downstream end of the low cell density portion 26, and closes the valve body 32 at the downstream end of the low cell density portion 26. A cylinder mechanism 33 is provided as a valve drive mechanism for urging.
[0039]
The piston rod 34 of the cylinder mechanism 33 is arranged on the axis of the metal catalyst carrier 25, and the valve body 32 is attached to the tip of the piston rod 34. A compression spring 35 is interposed between the piston rod 34 and a housing 36 fixed to the mounting portion 24a formed on the downstream cone 24, and the compression spring 35 causes the valve body 32 to move through the piston rod 34 to reduce the low cell. The downstream end of the density portion 26 is urged to close.
[0040]
When the pressure of the exhaust gas acting on the valve element 32 via the low cell density part 26 is lower than the urging force of the compression spring 35, the control valve 31 configured as described above The low cell density portion 26 is closed in close contact with the downstream end portion of the, and the flow of exhaust gas in the low cell density portion 26 is shut off. Further, when the pressure of the exhaust gas acting on the valve element 32 via the low cell density part 26 exceeds the urging force of the compression spring 35, the valve element 32 is moved downstream of the low cell density part 26 according to the amount of the excess. The low cell density portion 26 is opened apart from the end, and the flow of the exhaust gas in the low cell density portion 26 is allowed. That is, the control valve 31 is opened and closed by the dynamic pressure of the exhaust gas acting on the valve body 32 via the low cell density portion 26. In the present embodiment, the urging force of the valve body 32 by the cylinder mechanism 33 is determined by the operating range of the engine 10 in which the temperature of the exhaust gas is low and the amount of the exhaust gas is small (for example, an idling operation state or a running state at a low rotation and a low load) In (), the valve element 32 is set so as to close the low cell density portion 26. On the other hand, the urging force of the valve element 32 by the cylinder mechanism 33 is such that the temperature of the exhaust gas is high (for example, 600 ° C. or higher) and the valve element 32 is separated from the low cell density portion 26 in the operation region of the engine 10 having a large exhaust gas amount. The low cell density part 26 is set to be opened.
[0041]
In this embodiment, the exhaust gas outlet 24b of the downstream cone 24 is formed in a direction crossing the axis of the metal catalyst carrier 25 so as not to interfere with the mounting portion 24a.
[0042]
Next, the operation of the catalytic converter configured as described above will be described.
When the exhaust gas discharged from the engine 10 flows into the exhaust gas inflow pipe 28 through the exhaust manifold 12, the exhaust gas is contracted by the contraction section 29 and the direction of the exhaust gas to the low cell density section 26 is changed by the conduit 30. Granted.
[0043]
At this time, in the operating region of the engine 10 in which the temperature of the exhaust gas is low and the amount of the exhaust gas is small (for example, an idling operation state or a running state at a low rotation speed and a low load), the engine 10 acts on the valve element 32 via the low cell density portion 26. Exhaust gas pressure is low. Therefore, the valve element 32 keeps the low cell density part 26 closed as shown by the solid line, and the flow of the exhaust gas in the low cell density part 26 is cut off. Therefore, the exhaust gas flows to the high cell density portion 27 side through the opening 30 a of the conduit 30, and while passing through the high cell density portion 27, the harmful gas in the exhaust gas is purified and the exhaust gas of the downstream cone 24 is removed. The gas is discharged from the outlet 24b to the exhaust pipe 13.
[0044]
Further, in the operating region of the engine 10 where the temperature of the exhaust gas is high (for example, 600 ° C. or higher) and the amount of the exhaust gas is large, the pressure of the exhaust gas acting on the valve body 32 via the low cell density portion 26 increases. Therefore, the valve element 32 is separated from the low cell density part 26 to open the low cell density part 26 as shown by a dashed line, and the flow of the exhaust gas in the low cell density part 26 is allowed. The exhaust gas that has passed is discharged from the exhaust gas outlet 24b of the downstream cone 24 to the exhaust pipe 13. At this time, since the flow of the exhaust gas is given directionality to the low cell density portion 26 by the conduit 30, the exhaust gas diffuses toward the high cell density portion 27 through the opening 30 a of the conduit 30. Is suppressed.
[0045]
As described in detail above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A low cell density portion 26 having a low cell density was formed at the center of the metal catalyst carrier 25, and a high cell density portion 27 having a high cell density was formed at the periphery of the metal catalyst carrier 25. Further, a control valve 31 for controlling the flow of the exhaust gas in the low cell density portion 26 is provided. Therefore, when the temperature of the exhaust gas is low, the flow of the exhaust gas in the low cell density portion 26 is shut off by the control valve 31, and the exhaust gas can flow into the high cell density portion 27. And exhaust gas purification can be performed efficiently. When the temperature of the exhaust gas is high and the amount of the exhaust gas is large, the control valve 31 is opened by the dynamic pressure of the exhaust gas to open the low cell density portion 26, and the exhaust gas flows to the high cell density portion 27. Can be reduced, and thermal degradation of the high cell density portion 27 can be suppressed.
[0046]
(2) In particular, since the exhaust gas discharged from the engine 10 is embodied in the start catalyst 20 provided immediately after the exhaust manifold where the exhaust gas is hardly cooled, the exhaust gas purifying function can be suitably exerted.
[0047]
(3) The control valve 31 may be provided downstream of the low cell density portion 26 of the metal catalyst carrier 25 to control the flow of exhaust gas in the low cell density portion 26. A simple structure using dynamic pressure can be obtained, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.
[0048]
(4) Since the valve body 32 of the control valve 31 can be in close contact with the downstream end of the low cell density portion 26, it is possible to reduce the leakage of the exhaust gas from the low cell density portion 26 when the temperature of the exhaust gas is low. Can be.
[0049]
(5) A conduit 30 for guiding the exhaust gas to the low cell density portion 26 is provided in the exhaust gas inflow pipe 28 of the shell 21, and the conduit 30 has an opening 30 a communicating between the inside and the outside on the upstream side of the metal catalyst carrier 25. Was formed. Therefore, the flow of the exhaust gas can be given a direction to the low cell density portion 26 by the conduit 30, and the control valve 31 is opened by the dynamic pressure of the exhaust gas, particularly when the temperature of the exhaust gas is high, so that the low flow is achieved. The cell density portion 26 can be opened, and the flow of exhaust gas into the high cell density portion 27 can be reduced. Therefore, the high-temperature exhaust gas is not exposed to the high-cell-density portion 27, so that the high-cell-density portion 27 can be prevented from being thermally degraded.
[0050]
(6) Since the compression spring 35 constituting the cylinder mechanism 33 of the control valve 31 is interposed between the housing 36 fixed to the mounting portion 24a formed on the downstream cone 24 and the piston rod 34, Of the compression spring 35 due to the exhaust gas can be suppressed.
[0051]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that, to avoid redundant description, the same elements as those described in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. Further, the description will focus on the differences from the start catalyst 20 of the first embodiment described above.
[0052]
FIG. 3 shows a start catalyst 40 according to the second embodiment. A conduit 41 formed in the contraction portion 29 of the exhaust gas inflow pipe 28 is provided to the downstream end of the metal catalyst carrier 25. The low cell density portion 26 is disposed in the inside, and the high cell density portion 27 surrounds the conduit 41. The conduit 41 is provided with a plurality of communication holes 42 communicating between the inside and the outside of the conduit 41 on the upstream side of the low cell density portion 26 of the metal catalyst carrier 25.
[0053]
The start catalyst 40 according to the present embodiment configured as described above operates substantially in the same manner as the start catalyst 20 according to the first embodiment, and has the following effects in addition to the effects (1) to (6) described above. Can be obtained.
[0054]
(7) In this start catalyst 40, since the conduit 41 is provided to the downstream end of the metal catalyst carrier 25, the valve body 32 can be in close contact with the end of the conduit 41, and when the temperature of the exhaust gas is low. Leakage of exhaust gas from the low cell density portion 26 can be further reduced.
[0055]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In order to avoid redundant description, the same elements as those described in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. Also, the description will focus on the differences from the start catalyst 40 of the above-described second embodiment.
[0056]
FIG. 4 shows a start catalyst 45 of the present embodiment. A conduit 46 formed in the contraction portion 29 of the exhaust gas inflow pipe 28 is provided further downstream than the downstream end of the metal catalyst carrier 25. . The conduit 46 is divided into a main conduit part 47 upstream of the metal catalyst carrier 25 and a sub conduit part 48 on the metal catalyst carrier 25 side. The main conduit part 47 and the sub conduit part 48 serve as expansion absorbing means. Are separated from each other with a gap 49 therebetween. The low cell density part 26 is arranged in the sub conduit part 48, and the high cell density part 27 surrounds the sub conduit part 48. The main conduit portion 47 is provided with a plurality of communication holes 42 communicating between the inside and the outside of the conduit 41 on the upstream side of the low cell density portion 26 of the metal catalyst carrier 25.
[0057]
On the other hand, a control valve 50 for controlling the flow of exhaust gas in the low cell density portion 26 is provided downstream of the metal catalyst carrier 25 in the shell 21. The control valve 50 has a disc-shaped valve element 51 which can be opened and closed in close contact with the downstream end of the sub-conduit section 48, and biases the valve element 51 so as to close the downstream end of the sub-conduit section 48. And a valve drive mechanism 52 that performs the operation.
[0058]
As shown in FIG. 5, the valve driving mechanism 52 includes a support shaft 54 that penetrates the downstream cone 24 so as to be orthogonal to the axis of the metal catalyst carrier 25 and that is rotatably provided via a pair of bearings 57. . An arm 53 is fixed to the support shaft 54, and the valve body 51 is rotatably and swingably supported at one end of the arm 53 by a pin 55. A torsion coil spring 56 is interposed between one bearing 57 and the support shaft 54, and the torsion coil spring 56 closes the downstream end of the sub conduit 48 through the support shaft 54 and the arm 53. You are being biased to.
[0059]
In the present embodiment, the exhaust gas outlet 24c of the downstream cone 24 is formed in a plane formed by the valve element 51 in the valve opening direction of the valve element 51.
When the pressure of the exhaust gas acting on the valve element 51 via the low cell density portion 26 is less than the biasing force of the torsion coil spring 56, the control valve 50 configured as described above The sub-conduit section 48 is closed in close contact with the downstream end, and the flow of exhaust gas in the low cell density section 26 is shut off. When the pressure of the exhaust gas acting on the valve element 51 via the low cell density part 26 exceeds the urging force of the torsion coil spring 56, the valve element 51 is moved to the downstream end of the sub-conduit part 48 in accordance with the excess. The sub-conduit section 48 is opened apart from the section to allow exhaust gas flow in the low cell density section 26. That is, the control valve 50 is opened and closed by the dynamic pressure of the exhaust gas acting on the valve body 32 via the low cell density portion 26. Also in the present embodiment, the urging force of the valve element 51 by the valve drive mechanism 52 is limited to the operating range of the engine 10 in which the temperature of the exhaust gas is low and the amount of the exhaust gas is small (for example, in an idling operation state or at a low rotation speed and a low load). In the running state), the valve element 51 is set so as to close the sub conduit portion 48. On the other hand, the urging force of the valve body 51 by the valve drive mechanism 52 is such that the valve body 51 is separated from the sub-conduit portion 48 in an operation region of the engine 10 where the temperature of the exhaust gas is high (for example, 600 ° C. or more) and the exhaust gas amount is large. The sub-conduit portion 48 is set to open.
[0060]
Next, the operation of the catalytic converter configured as described above will be described.
When the exhaust gas discharged from the engine 10 flows into the exhaust gas inflow pipe 28 through the exhaust manifold 12, the exhaust gas is contracted by the contraction section 29, and the directivity to the low cell density section 26 is changed by the conduit 46. Granted.
[0061]
At this time, in the operating region of the engine 10 in which the temperature of the exhaust gas is low and the amount of the exhaust gas is small (for example, in an idling operation state or a running state at a low rotation speed and a low load), the engine 10 acts on the valve element 51 via the low cell density portion 26. Exhaust gas pressure is low. Therefore, the valve element 51 keeps the sub-conduit section 48 closed as shown by the solid line, and the flow of the exhaust gas in the low cell density section 26 is cut off. Therefore, the exhaust gas flows to the high cell density portion 27 side through the communication hole 42 of the conduit 46, and while passing through the high cell density portion 27, the harmful gas in the exhaust gas is purified and the exhaust gas of the downstream cone 24 is exhausted. The gas is discharged from the outlet 24c to the exhaust pipe 13.
[0062]
In the operating region of the engine 10 where the temperature of the exhaust gas is high (for example, 600 ° C. or higher) and the amount of the exhaust gas is large, the pressure of the exhaust gas acting on the valve body 51 via the low cell density portion 26 increases. Therefore, the valve element 51 separates from the valve body 48 to open the sub-conduit section 48 as shown by a chain line, and the flow of the exhaust gas in the low cell density section 26 is allowed. The exhaust gas is discharged from the exhaust gas outlet 24 c of the downstream cone 24 to the exhaust pipe 13. At this time, since the flow of the exhaust gas is given a direction to the low cell density part 26 by the conduit 46 including the main conduit part 47 and the sub conduit part 48, the exhaust gas is exhausted through the communication hole 42 of the main conduit part 47. The diffusion of the gas toward the high cell density portion 27 is suppressed.
[0063]
As described in detail above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (3).
(8) The conduit 46 is divided into a main conduit portion 47 upstream of the metal catalyst carrier 25 and a sub-conduit portion 48 on the metal catalyst carrier 25 side. They are arranged separately via a gap 49. Therefore, the thermal expansion of the main conduit portion 47 and the sub-conduit portion 48 due to the temperature of the exhaust gas is absorbed by the gap 49, and the thermal stress acting on the low cell density portion 26 and the high cell density portion 27 from the sub-conduit portion 48 is reduced. can do.
[0064]
(9) The exhaust gas inflow pipe 28 of the shell 21 is provided with a conduit 46 for guiding the exhaust gas to the low cell density part 26, and the main conduit part 47 of the conduit 46 is located inside and outside of the metal catalyst carrier 25 on the upstream side. Are formed in a plurality of communication holes. Therefore, the flow of the exhaust gas can be imparted with a direction toward the low cell density portion 26 by the conduit 46. In particular, when the temperature of the exhaust gas is high, the control valve 50 is opened by the dynamic pressure of the exhaust gas to reduce the flow. The cell density portion 26 can be opened, and the flow of exhaust gas into the high cell density portion 27 can be reduced. Therefore, the high-temperature exhaust gas is not exposed to the high-cell-density portion 27, so that the high-cell-density portion 27 can be prevented from being thermally degraded.
[0065]
(10) In this start catalyst 45, the valve body 32 is provided to the downstream end of the metal catalyst carrier 25, so that the valve body 51 can be in close contact with the end of the sub-conduit section 48. In addition, when the temperature of the exhaust gas is low, leakage of the exhaust gas from the low cell density portion 26 can be further reduced.
[0066]
(11) In this start catalyst 45, since the exhaust gas outlet 24c of the shell 21 is formed in the plane formed by the valve element 51 in the valve opening direction of the valve element 51, the exhaust gas is supplied along the valve element 51 in the open state. The exhaust gas can be smoothly guided to the exhaust gas outlet 24c, and the exhaust resistance can be reduced.
[0067]
(12) Since the torsion coil spring 56 that constitutes the valve drive mechanism 52 of the control valve 50 is provided outside the downstream cone 24, it is possible to suppress a decrease in the spring characteristics of the torsion coil spring 56 due to high-temperature exhaust gas. .
[0068]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In order to avoid redundant description, the same elements as those described in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. Also, the description will focus on the differences from the start catalyst 40 of the above-described second embodiment.
[0069]
FIG. 6 shows a start catalyst 60 according to the fourth embodiment. The control valve 31 is not provided downstream of the metal catalyst carrier 25, and a control valve 61 is provided upstream of the metal catalyst carrier 25. . That is, the control valve 61 has a throttle valve type valve body 62 disposed upstream of the low cell density portion 26 in the conduit 41, and the valve body 62 is provided rotatably through the upstream cone 22 and the conduit 41. Attached to the support shaft 63 provided. When the valve body 62 is rotated so as to be parallel to the axis of the metal catalyst carrier 25 as shown by a solid line, the valve is opened, and the flow of exhaust gas in the low cell density portion 26 is allowed. When the valve body 62 is rotated so as to be orthogonal to the axis of the metal catalyst carrier 25 as shown by a chain line, the valve is closed, and the flow of exhaust gas in the low cell density portion 26 is shut off. Therefore, the exhaust gas flows to the high cell density portion 27 through the communication hole 42 of the conduit 41, and while passing through the high cell density portion 27, the harmful gas in the exhaust gas is purified and the exhaust gas of the downstream cone 24 is removed. The gas is discharged from the outlet 24b to the exhaust pipe 13.
[0070]
The control valve 61 rotates via the support shaft 63 based on the operation of an actuator driven by a command signal of an electronic control unit (not shown) so as to control the flow of exhaust gas in the low cell density portion 26. Has become.
[0071]
Although the start catalyst 60 of the present embodiment configured as described above does not open and close by the dynamic pressure of the exhaust gas, the start catalyst 60 operates substantially in the same manner as the start catalyst 40 of the second embodiment, and has substantially the same effect. Can be obtained.
[0072]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In order to avoid redundant description, the same elements as those described with reference to FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. Also, the description will focus on the differences from the start catalyst 45 of the third embodiment described above.
[0073]
As shown in FIG. 7, the start catalyst 65 of the fifth embodiment includes a heat insulating layer 68 in which the low cell density portion 26 is disposed in the sub-conduit portion 48 of the conduit 46 and the high cell density portion 27 is a space. It is configured to surround the sub-conduit portion 48 through the intermediary. Annular spacers 66 and 67 made of wire mesh are provided between the upper and lower ends of the inner peripheral surface of the high cell density portion 27 and the outer peripheral surface of the sub conduit portion 48. Note that the outer peripheral surface of the spacer 66 is fixed to the inner peripheral surface of the high cell density portion 27, and the inner peripheral surface of the spacer 66 is fixed to the outer peripheral surface of the sub conduit portion 48. On the other hand, the outer peripheral surface of the spacer 67 is fixed to the inner peripheral surface of the high cell density portion 27, and the inner peripheral surface of the spacer 67 is slidable with respect to the outer peripheral surface of the sub conduit portion 48.
[0074]
Other configurations are the same as those of the start catalyst 45.
According to the start catalyst 65 of the present embodiment configured as described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (3) and (8) to (12).
[0075]
(13) A heat insulating layer 68 composed of a space is provided on the outer peripheral side of the sub conduit portion 48. Therefore, heat transfer between the high cell density part 27 and the low cell density part 26 can be cut off by the heat insulating layer 68, and the warm-up property of the high cell density part 27 when the temperature of the exhaust gas is low is improved. In addition, it is possible to prevent the high cell density portion 27 from being thermally degraded when the temperature of the exhaust gas is high.
[0076]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In order to avoid redundant description, the same elements as those described with reference to FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. Also, the description will focus on the differences from the start catalyst 45 of the third embodiment described above.
[0077]
As shown in FIG. 8, in the start catalyst 70 of the sixth embodiment, the sub-conduit portion 48 of the conduit 46 includes an outer tube 71 and an inner tube 72 arranged so as to be separated from the inner peripheral wall of the outer tube 71. And a gap between the outer tube 71 and the inner tube 72 is a heat insulating layer 73.
[0078]
The outer end of the outer tube 71 on the upstream side of the metal catalyst carrier 25 is reduced in diameter to match the outer diameter of the inner tube 72, and the outer tube 71 is fixed to the inner tube 72 on the upstream side of the metal catalyst carrier 25. I have. An annular spacer 74 made of a wire mesh is provided between the outer pipe 71 and the inner pipe 72 on the downstream side of the sub conduit section 48. The outer peripheral surface of the spacer 74 is fixed to the inner peripheral surface of the outer tube 71, and the inner peripheral surface of the spacer 74 is slidable with respect to the outer peripheral surface of the inner tube 72.
[0079]
Other configurations are the same as those of the start catalyst 45.
According to the start catalyst 65 of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the start catalyst 60 of the fifth embodiment can be obtained.
[0080]
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that, in order to avoid redundant description, the same elements as those described in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. The description will focus on differences from the start catalyst 70 of the sixth embodiment described above.
[0081]
As shown in FIG. 9, in the start catalyst 75 of the seventh embodiment, the sub-conduit portion 48 of the conduit 46 includes an outer tube 71 and an inner tube 72 disposed so as to be separated from the inner peripheral wall of the outer tube 71. And a gap between the outer tube 71 and the inner tube 72 is a heat insulating layer 73.
[0082]
The inner tube 72 is divided into a plurality of (two in this example) portions 72a and 72b in the axial direction of the metal catalyst carrier 25, and both portions 72a and 72b are slidably fitted at their adjacent ends. Have been combined. In the present embodiment, the upstream end of the metal catalyst carrier 25 of the outer tube 71 is reduced in diameter so as to match the outer diameter of the portion 72a. 72a. The downstream end of the outer tube 71 of the metal catalyst carrier 25 is reduced in diameter to match the outer diameter of the portion 72b, and the outer tube 71 is fixed to the portion 72b on the downstream side of the metal catalyst carrier 25. I have.
[0083]
Further, annular spacers 76 and 77 made of a wire mesh are provided between the respective portions 72 a and 72 b of the inner tube 72 and the outer tube 71. The outer peripheral surfaces of the spacers 76 and 77 are fixed to the inner peripheral surface of the outer tube 71, and the inner peripheral surfaces of the spacers 76 and 77 are slidable with respect to the outer peripheral surfaces of the portions 72a and 72b.
[0084]
Other configurations are the same as those of the start catalyst 70.
According to the start catalyst 75 of this embodiment configured as described above, the following effects are obtained in addition to the same operations and effects as those of the start catalyst 70 of the sixth embodiment.
[0085]
(14) The inner tube 72 is divided into a plurality of portions 72a, 72b in the axial direction of the metal catalyst carrier 25, and the portions 72a, 72b are slidably fitted. Therefore, the thermal expansion of the sub-conduit portion 48 due to the temperature of the exhaust gas is absorbed by the sliding of the plurality of portions 72a and 72b of the inner pipe 72, and the thermal stress acting on the metal catalyst carrier 25 from the sub-conduit portion 48 is reduced. Can be reduced.
[0086]
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In order to avoid redundant description, the same elements as those described with reference to FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. Also, the description will focus on the differences from the start catalyst 45 of the third embodiment described above.
[0087]
As shown in FIG. 10, in the start catalyst 80 of the eighth embodiment, the conduit 81 formed in the contraction portion 29 of the exhaust gas inflow pipe 28 extends further downstream than the downstream end of the metal catalyst carrier 25. Is provided. The conduit 81 is divided into a main conduit portion 82 extending to an intermediate portion in the axial direction of the metal catalyst carrier 25 and a sub-conduit portion 83 on the metal catalyst carrier 25 side.
[0088]
Further, the sub-conduit portion 83 has a double structure of an inner tube 84 and an outer tube 85 arranged so as to be separated from the outer peripheral wall of the inner tube 84. The space between them is a heat insulating layer 86. A sliding fitting portion 84a is formed at the upstream end of the inner tube 84 so as to slidably fit the end of the main conduit portion 82.
[0089]
The outer tube 85 extends to the upstream side of the metal catalyst carrier 25, and the upstream end of the outer tube 85 is reduced in diameter so as to match the outer diameter of the main conduit portion 82. It is fixed to the main conduit portion 82 on the upstream side of the catalyst carrier 25. Further, the downstream end of the outer tube 85 on the metal catalyst carrier 25 is reduced in diameter so as to match the outer diameter of the inner tube 84, and the outer tube 85 is fixed to the inner tube 84 on the downstream side of the metal catalyst carrier 25. Have been.
[0090]
Further, annular spacers 87 and 88 made of a wire mesh are provided in the outer pipe 85 between the main pipe section 82 and the inner pipe 84 and the outer pipe 85. The outer peripheral surfaces of the spacers 87 and 88 are fixed to the inner peripheral surface of the outer tube 85, and the inner peripheral surfaces of the spacers 87 and 88 are slidable with respect to the outer peripheral surfaces of the main conduit portion 82 and the inner tube 84.
[0091]
Other configurations are the same as those of the start catalyst 45.
According to the start catalyst 80 of this embodiment configured as described above, the following effects are obtained in addition to the substantially same operations and effects as those of the start catalyst 75 of the seventh embodiment.
[0092]
(15) The conduit 81 is divided into a main conduit portion 82 extending to an axially intermediate portion of the metal catalyst carrier 25 and a sub-conduit portion 83 on the metal catalyst carrier 25 side. A sliding fitting portion 84a is formed to slidably fit the end of 82. Therefore, the conduit 81 is composed of a plurality of portions but is not separated, and can smoothly guide the exhaust gas to the low cell density portion 26.
[0093]
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In order to avoid redundant description, the same elements as those described in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. Also, the description will focus on differences from the start catalyst 65 of the fifth embodiment described above.
[0094]
As shown in FIG. 11, in the start catalyst 90 of the ninth embodiment, the low cell density portion 26 is arranged in the sub-conduit portion 48 of the conduit 46 via a heat insulating material 91 as a heat insulating layer, and the high cell density The portion 27 surrounds the sub-conduit portion 48. The inner peripheral surface of the high cell density portion 27 and the outer peripheral surface of the sub conduit portion 48 are fixed. Note that a step portion 92 for preventing the heat insulating material 91 from falling off is formed on the downstream side of the sub conduit portion 48.
[0095]
Other configurations are the same as those of the start catalyst 65.
According to the start catalyst 90 of the present embodiment configured as described above, substantially the same operation and effect as those of the start catalyst 65 can be obtained. In particular, heat transfer between the high cell density part 27 and the low cell density part 26 can be blocked by the heat insulating material 91 to prevent the high cell density part 27 from being warmed up and the high cell density part 27 from being thermally degraded. .
[0096]
The present embodiment is not limited to the above, and may be modified as follows.
In each of the above embodiments, the metal catalyst carrier 25 is used as the catalyst carrier. However, a ceramic monolith catalyst carrier having holes regularly formed in the flow direction of the exhaust gas or a catalyst formed of inorganic fibers may be used.
[0097]
In each of the above embodiments, the low cell density portion 26 of the metal catalyst carrier 25 has a cylindrical shape. However, the present invention is not limited to this, and may have an arbitrary shape, for example, an elliptical column shape. The shapes of 32 and 51 may be made to match the shape of the low cell density portion 26 of the metal catalyst carrier 25.
[0098]
In the fifth embodiment, the heat insulating layer 68 made of a space is formed on the outer peripheral side of the sub-conduit part 48, but the heat insulating layer 68 made of a space may be formed on the inner peripheral side of the sub-conduit part 48.
[0099]
In the seventh embodiment, the inner pipe 72 of the sub-conduit section 48 is divided into two parts 72a and 72b so that they can be slidably fitted. However, the inner pipe is divided into three or more parts. They may be slidably fitted together.
[0100]
In the seventh embodiment, the inner pipe 72 of the sub conduit part 48 is divided into a plurality of parts and each part is slidably fitted. However, the outer pipe 71 of the sub conduit part 48 is divided into a plurality of parts. And these may be slidably fitted.
[0101]
In the present embodiment, the case where the catalytic converter according to the present invention is applied to the start catalyst has been described. However, this can be similarly applied to the underfloor catalytic converter 14.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an engine system including a catalytic converter according to a first embodiment.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the catalytic converter of the first embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a catalytic converter according to a second embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a catalytic converter according to a third embodiment.
FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 4;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a catalytic converter according to a fourth embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a catalytic converter according to a fifth embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a catalytic converter according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a catalytic converter according to a seventh embodiment.
FIG. 10 is a vertical sectional view showing a catalytic converter according to an eighth embodiment.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a catalytic converter according to a ninth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine as internal combustion engine, 12 ... Exhaust manifold, 21 ... Shell, 24b, 24c ... Exhaust gas outlet, 25 ... Metal catalyst carrier as catalyst carrier, 26 ... Low cell density part, 27 ... High cell density part, 28 ... Exhaust gas inflow pipe as exhaust gas inflow section, 30, 41, 46, 81 ... Conduit, 30a ... Opening as communication section, 31, 50, 61 ... Control valve, 32,51,62 ... Valve element, 33 ... Cylinder mechanism as valve driving means, 35 ... Compression spring as urging means, 42 ... Communication hole as communication part, 47,82 ... Main conduit part, 48,83 ... Sub conduit part, 49 ... Expansion absorbing means 52, a valve driving mechanism, 53, an arm, 56, a torsion coil spring as a biasing means, 68, 73, 86, a heat insulating layer, 71, 85, an outer pipe, 72, 84, an inner pipe, 72a, 72. ... portion, 84a ... slide fitting portions of the expansion absorbing means, 91 ... heat insulating material as a heat-insulating layer.

Claims (15)

内燃機関の排気系に設けられ、かつ、シェル内に排気ガスを浄化するための触媒担体を装着するとともに、上記触媒担体はその軸と交差する径方向における中央部と周縁部とでセル密度が異なるように形成された触媒コンバータであって、
前記触媒担体の中央部にはセル密度の低い低セル密度部を形成し、前記触媒担体の周縁部にはセル密度の高い高セル密度部を形成し、
前記触媒担体の低セル密度部における排気ガスの流れを制御する制御弁を設けた
ことを特徴とする触媒コンバータ。A catalyst carrier for purifying exhaust gas is provided in the exhaust system of the internal combustion engine, and a catalyst carrier for purifying the exhaust gas is mounted in the shell. A catalytic converter configured differently,
A low cell density part having a low cell density is formed at the center of the catalyst support, and a high cell density part having a high cell density is formed at the periphery of the catalyst support,
A catalytic converter comprising a control valve for controlling a flow of exhaust gas in a low cell density portion of the catalyst carrier. 請求項１に記載の触媒コンバータにおいて、
前記シェルの排気ガス流入部は縮径されており、該排気ガス流入部には前記低セル密度部に対して前記触媒担体の軸方向に排気ガスを案内する導管を設け、該導管は前記触媒担体よりも上流側においてその内外を連通する連通部を備える
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 1,
The exhaust gas inflow portion of the shell is reduced in diameter, and the exhaust gas inflow portion is provided with a conduit for guiding exhaust gas in the axial direction of the catalyst carrier with respect to the low cell density portion, and the conduit is provided with the catalyst. A catalytic converter, comprising: a communication portion that communicates the inside and outside of the carrier upstream of the carrier. 請求項２に記載の触媒コンバータにおいて、
前記導管は、前記触媒担体よりも上流側から下流側に掛けて設けられるとともに、少なくとも前記触媒担体よりも上流側のメイン導管部と、触媒担体側のサブ導管部とに分割されており、該メイン導管部とサブ導管部との間には膨張吸収手段を設けた
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 2,
The conduit is provided so as to extend from the upstream side to the downstream side of the catalyst carrier, and is divided into at least a main conduit portion on the upstream side of the catalyst carrier and a sub-conduit portion on the catalyst carrier side, A catalytic converter, wherein an expansion absorbing means is provided between the main conduit part and the sub conduit part. 請求項３に記載の触媒コンバータにおいて、
前記導管は、前記触媒担体よりも上流側のメイン導管部と、触媒担体側のサブ導管部とに分割されており、
前記膨張吸収手段は、前記メイン導管部から前記サブ導管部を分離して配置することにより形成された空隙である
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 3,
The conduit is divided into a main conduit portion upstream of the catalyst carrier and a sub-conduit portion on the catalyst carrier side,
The catalytic converter according to claim 1, wherein the expansion absorption means is a gap formed by disposing the sub-conduit portion separately from the main conduit portion. 請求項３に記載の触媒コンバータにおいて、
前記導管は、前記触媒担体の軸方向の中間部まで延びるメイン導管部と、触媒担体側のサブ導管部とに分割されており、
前記膨張吸収手段は、前記メイン導管部と前記サブ導管部とを摺動可能に嵌合した摺動嵌合部である
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 3,
The conduit is divided into a main conduit portion extending to an intermediate portion in the axial direction of the catalyst carrier, and a sub-conduit portion on the catalyst carrier side,
The catalytic converter according to claim 1, wherein said expansion absorbing means is a sliding fitting portion in which said main conduit portion and said sub conduit portion are slidably fitted. 請求項３〜５のいずれかに記載の触媒コンバータにおいて、
前記サブ導管部の内周側及び外周側の少なくとも一方に断熱層を設けた
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to any one of claims 3 to 5,
A catalytic converter, wherein a heat insulating layer is provided on at least one of an inner peripheral side and an outer peripheral side of the sub-conduit portion. 請求項３〜６のいずれかに記載の触媒コンバータにおいて、
前記サブ導管部は、外管と、その外管の内周壁から離間するように配置された内管との二重構造をなし、該外管及び内管の間の空隙を断熱層とした
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to any one of claims 3 to 6,
The sub-conduit portion has a double structure of an outer pipe and an inner pipe arranged to be separated from an inner peripheral wall of the outer pipe, and a gap between the outer pipe and the inner pipe is a heat insulating layer. A catalytic converter characterized by the following. 請求項１又は２に記載の触媒コンバータにおいて、
前記触媒担体の低セル密度部と高セル密度部との間に断熱層を設けた
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 1 or 2,
A catalytic converter, wherein a heat insulating layer is provided between a low cell density part and a high cell density part of the catalyst carrier. 請求項６又は８に記載の触媒コンバータにおいて、
前記断熱層は保温材である
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 6 or 8,
A catalytic converter, wherein the heat insulating layer is a heat insulating material. 請求項７に記載の触媒コンバータにおいて、
前記外管及び前記内管のいずれか一方は、前記触媒担体の軸方向において複数の部分に分割されるとともに、各部分は摺動可能に嵌合されている
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 7,
A catalytic converter, wherein one of the outer tube and the inner tube is divided into a plurality of portions in the axial direction of the catalyst carrier, and each portion is slidably fitted. 請求項１〜１０のいずれかに記載の触媒コンバータにおいて、
前記制御弁は前記触媒担体の低セル密度の下流側に設けられ、前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を開閉可能な弁体と、該弁体を前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を閉鎖するように付勢する弁駆動手段とを備える
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to any one of claims 1 to 10,
The control valve is provided on the downstream side of the catalyst carrier at a low cell density, and a valve body capable of opening and closing a downstream end of the low cell density part or a downstream end of the sub-conduit part; A valve drive means for urging the downstream end of the section or the downstream end of the sub-conduit section to be closed. 請求項１１に記載の触媒コンバータにおいて、
前記弁駆動手段は、前記弁体が前記触媒担体の軸方向において前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を閉鎖するように付勢するシリンダ機構を備える
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 11,
The valve drive unit includes a cylinder mechanism that urges the valve body to close a downstream end of the low cell density portion or a downstream end of the sub-conduit portion in the axial direction of the catalyst carrier. Catalytic converter. 請求項１１に記載の触媒コンバータにおいて、
前記弁駆動手段は、前記弁体を揺動可能に支持するとともに、前記触媒担体の軸を含む面内にて回動可能なアーム部と、前記弁体が前記低セル密度部の下流端又は前記サブ導管部の下流端を閉鎖するように前記アーム部を回動付勢する付勢手段とを備え、
前記シェルの排気ガス出口を前記弁体の開弁方向において前記弁体が形成する面内に形成した
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to claim 11,
The valve drive means, while supporting the valve element swingably, and an arm portion rotatable in a plane including the axis of the catalyst carrier, the valve element is a downstream end of the low cell density portion or Biasing means for rotationally biasing the arm portion so as to close the downstream end of the sub-conduit portion,
A catalytic converter, wherein an exhaust gas outlet of the shell is formed in a plane formed by the valve element in a valve opening direction of the valve element. 請求項１〜１３のいずれかに記載の触媒コンバータにおいて、
前記触媒担体の低セル密度部の容積は、前記高セル密度部の容積よりも大きく設定されている
ことを特徴とする触媒コンバータ。The catalytic converter according to any one of claims 1 to 13,
A catalytic converter, wherein the volume of the low cell density portion of the catalyst carrier is set larger than the volume of the high cell density portion. 請求項１〜１４のいずれかに記載の触媒コンバータは、前記内燃機関から排出された排気ガスを集合させるエキゾーストマニホールドの直後に設けられていることを特徴とする触媒コンバータ。15. The catalytic converter according to claim 1, wherein the catalytic converter is provided immediately after an exhaust manifold that collects exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
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