JP2005282374A

JP2005282374A - 触媒コンバータの断熱構造

Info

Publication number: JP2005282374A
Application number: JP2004093186A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Yamaguchi; 典久山口; Koji Noda; 浩二野田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】ケースの高温化による外部への熱害を防止できる触媒コンバータの断熱構造の提供。
【解決手段】筒状のケース１と、該ケース１の内部に間隔保持体２を介して収容される触媒担体３を備える触媒コンバータＡの断熱構造において、前記間隔保持体２を触媒担体３の外周部３ａの全周に亙って捲着し、前記間隔保持体２の保護対象物O1,O2側に相当する部位に、他の部分に比べて肉厚の熱遮断部2a,2bを設けた。
【選択図】図６

Description

本発明は自動車の排気ガスを浄化するために排気系の途中に介装される触媒コンバータの断熱構造に関する。

従来、触媒コンバータは自動車の排気系の途中、例えば、エキゾーストマニホールドの下流側に介装されており、円筒状のケース内部に間隔保持体を介して触媒担体が収容される構造になっている（特許文献１参照）。
また、触媒コンバータの内部は高温になるため、ケースの内部に断熱材を設けたり、ケースの外周に遮熱板を取り付けることにより高温化したケースの外部への熱害を防止している。
特開２００１−２６３０５２号公報特表２００２−５０９２２１号公報

しかしながら、従来の触媒コンバータの断熱構造にあっては、触媒コンバータのケースの外周に遮熱板を装着すると自動車の床下により大きな設置スペースが必要になるという問題点があった。
また、触媒担体とケースとの間に複数の断熱材や間隔保持体を介装すると部品点数が増えて触媒コンバータの組付け工数が増える上、触媒担体がケース内で位置ずれする虞があった。

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、その目的とするところは、間隔保持体に熱遮断部を設けることにより部品点数を増やすことなくケースの高温化による外部への熱害を防止できる触媒コンバータの断熱構造を提供することにある。

本発明の請求項１記載の発明では、筒状のケースと、該ケースの内部に間隔保持体を介して収容される触媒担体を備える触媒コンバータの断熱構造において、前記間隔保持体を触媒担体の外周部の全周に亙って捲着し、前記間隔保持体の保護対象物側に相当する部位に、他の部分に比べて肉厚の熱遮断部を設けたことを特徴とする。

本発明の請求項２記載の発明では、筒状のケースと、該ケースの内部に間隔保持体を介して収容される触媒担体を備える触媒コンバータの断熱構造において、前記間隔保持体を触媒担体の外周部の全周に亙って捲着し、前記間隔保持体の保護対象物側に相当する部位に、他の部分に比べて密度の大きい熱遮断部を設けたことを特徴とする。

請求項１記載の発明にあっては、間隔保持体を触媒担体の外周部の全周に亙って捲着したため、間隔保持体でケースと触媒担体との間隔を安定した状態で維持できる。
そして、前記間隔保持体の保護対象物側に相当する部位に、他の部分に比べて肉厚の熱遮断部を設けたため、熱遮断部の周辺部位において触媒担体側からの熱がケース側に伝達されるのを抑制できる。
従って、ケースの温度が過大に上昇して保護対象物に熱害を与えるのを防止できる。
また、従来の発明のように遮熱板や断熱材を設ける必要がないため、触媒コンバータをコンパクトにでき、自動車の床下スペースを有効活用できる。

また、間隔保持体の保護対象物側に相当する部位の厚みを厚く形成するため、材料コストの増加を最小限に抑えることができる。

請求項２記載の発明にあっては、間隔保持体を触媒担体の外周部の全周に亙って捲着したため、間隔保持体でケースと触媒担体との間隔を安定した状態で維持できる。
そして、前記間隔保持体の保護対象物側に相当する部位に、他の部分に比べて密度の大きい熱遮断部を設けたため、熱遮断部の周辺部位において触媒担体側からの熱がケースに伝達されるのを抑制できる。
従って、ケースの温度が過大に上昇して保護対象物に熱害を与えるのを防止できる。
また、従来の発明のように遮熱板や断熱材を設ける必要がないため、触媒コンバータをコンパクトにして自動車の床下スペースを有効活用できる。

また、間隔保持体の保護対象物側に相当する部位の密度を大きく形成するため、材料コストの増加を最小限に抑えることができる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する実施例では、触媒コンバータの熱害から保護する対象物である保護対象物が触媒コンバータの上下方向に存在する場合について説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の触媒コンバータの断熱構造が採用された触媒コンバータの側断面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は本実施例１の間隔保持体の平面図、図４は図３のＳ４−Ｓ４線における断面図である。
図５は本実施例１の触媒コンバータの組み立てを説明する図、図６は本実施例１の触媒コンバータの断熱構造の作用・効果を説明する図である。

図１、２に示すように、本実施例１の触媒コンバータＡの断熱構造は、円筒状のケース１と、円筒状の間隔保持体２と、円柱状の触媒担体３を主要な構成としている。

前記ケース１は金属製でその上流側端部１ａ及び下流側端部１ｂがスピニング加工により縮径されている。

前記間隔保持体２は、アルミナとシリカを繊維状にして混合したもの、またはセラミックス繊維からなる所謂無膨張マットであって、触媒担体３の外周部３ａの全周に亙って捲着されている。
また、前記間隔保持体２には、その厚みが他の部位よりも外側に厚く形成された熱遮断部2a,2bが上下に形成されている。
なお、前記熱遮断部2a,2bの繊維の密度は他の部位と同一に形成されている。

前記触媒担体３は、セラミックス製の複数の隔壁３ｂと、該隔壁３ｂ間で形成される細孔で構成され、該隔壁の表面には白金等の触媒が担持されている。

このような触媒コンバータＡを組み立てる際には、先ず、間隔保持体２を触媒担体３に捲着する。
具体的には、図３、４に示すように、前記間隔保持体２は予め触媒担体３の全長及び外周部３ａの長さに略一致するシート状に形成される他、その中途部には熱遮断部2a,2bが形成され、両端部には凹凸状の固定部2c,2dが設けられており、図５（ａ）に示すように、前記熱遮断部2a,2bの突出した側を外側にして間隔保持体２を触媒担体３の外周部３ａに捲着した後、固定部2c,2d同士を凹凸結合させて図外のシールで固定することにより両者を固定する。

続いて、図５（ｂ）に示すように、前記間隔保持体２を含む触媒担体３を図外の治具を用いてケース１に圧入する。

この際、間隔保持体２は触媒担体３の外周部３ａの全周に亙って配置されるため、触媒担体３をケース１との間で安定した状態に保持することができる。

最後に、図５（ｃ）に示すように、ケース１の両端部をスピニング加工装置等を用いて縮径し、触媒コンバータＡの組み立てを終了する。

このように構成された触媒コンバータＡは、熱遮断部2a,2bが上下方向になるように、換言すれば、熱遮断部2a,2bが保護対象物O1,02（図６参照）側なるように、自動車の排気系、例えば、エキゾーストマニホールドの下流側出口に介装される。
そして、触媒コンバータＡの上流側端部１ａから導入された排気ガスは、触媒担体３の細孔３ｃを通過する際に隔壁３ｂの触媒と反応して浄化された後、下流側端部１ｂから図外のマフラ等に排出される。

この際、前記ケース１内の触媒担体の温度は５００℃前後にも達するため、図６に示すように、その熱（破線にて図示）は触媒担体３からケース１側へ向かって放射状に伝達されるが、前述したように、間隔保持体２の熱遮断部2a,2bは他の部位に比べて肉厚に形成されているため、熱遮断部周辺2a,2bにおいて過大な熱がケース１を介して保護対象物O1,O2側に伝達されるのを抑制でき、結果、保護対象物O1,O2を保護できる。

従って、本実施例１の触媒コンバータＡの断熱構造では、間隔保持体２にケース１と触媒担体３の間隔を維持する機能に加えて断熱材としての機能を持たせることができ、従来の発明で説明した遮熱板や断熱材を用いることなくケースの高温化による保護対象物への熱害を防止できる。
また、間隔保持体２の熱遮断部2a,2bは、保護対象物O1,O2側にのみ形成すれば良いため、材料コストを低く抑えることができる。

以下、実施例２を説明する。

なお、本実施例２の触媒コンバータＢの断熱構造では、熱遮断部の構造を変更した点において前記実施例１と相違し、それ以外は前記実施例１と同様であるため、同一構成部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
図７は本発明の実施例２の触媒コンバータの断熱構造が採用された触媒コンバータの側断面図、図８は図７のＳ８−Ｓ８線における断面図、図９は本実施例２の間隔保持体の平面図、図１０は図９のＳ１０−Ｓ１０線における断面図である。
図１１は間隔保持体の熱遮断部の製造方法を説明する図、図１２は本実施例２の触媒コンバータの組み立てを説明する図、図１３は本実施例２の触媒コンバータの断熱構造の作用・効果を説明する図である。

図７、８に示すように、本実施例２の触媒コンバータＢの断熱構造では、間隔保持体２０における範囲Ｗ１及び範囲Ｗ２の部位の繊維の密度が、他の部位よりも大きく形成された熱遮断部20a,20bが形成されている。
なお、前記熱遮断部20a,20bの繊維の厚みは他の部位と同一である。

このような触媒コンバータを組み立てる際には、先ず、間隔保持体２０を触媒担体３に捲着する。
具体的には、図９、１０に示すように、前記間隔保持体２０は予め触媒担体３の全長及び外周部３ａに略一致するシート状に形成される他、その中途部には範囲Ｗ１及び範囲Ｗ２において厚みが他の部位に比べて厚く形成され、両端部には凹凸状の固定部20c,20dが設けられている。

そして、図１１に示すように、前記間隔保持体２０をプレス加工して厚みを均一にすることによって、該間隔保持体２０の範囲Ｗ１及び範囲Ｗ２に、他の部位に比べて繊維の密度が大きい熱遮断部20a,20bが形成される。
なお、熱遮断部20a,20bの製造方法としてこれ以外にも間隔保持体２０の繊維を形成する際に範囲Ｗ１及び範囲Ｗ２のみの密度を大きくすることによって形成する等の適宜の方法を用いても良い。

そして、図１２（ａ）に示すように、前記間隔保持体２０を触媒担体３の外周部３ａに倦回した後、固定部20c,20d同士を凹凸結合させて図外のシールで固定することにより両者を固定する。

続いて、図１２（ｂ）に示すように、前記間隔保持体２０を含む触媒担体３を図外の治具を用いてケース１に圧入する。

最後に、図１２（ｃ）に示すように、ケース１の両端部1a,1bを図外のスピニング加工装置を用いて縮径し、触媒コンバータＢの組み立てを終了する。

このように構成された触媒コンバータＢは、熱遮断部20a,20bが上下方向になるように、換言すれば、熱遮断部20a,20bが保護対象物O1,O2（図１３参照）側なるように、自動車の排気系、例えば、エキゾーストマニホールドの下流側出口に介装される。
そして、触媒コンバータＢの上流側端部１ａから導入された排気ガスは、触媒担体３の細孔３ｃを通過する際に隔壁３ｂの触媒と反応して浄化された後、下流側端部１ｂから図外のマフラ等に排出される。

この際、前記ケース１内の触媒担体の温度は５００℃前後にも達するため、図１３に示すように、その熱（破線にて図示）は触媒担体３からケース１へ向かって放射状に伝達されるが、前述したように、間隔保持体２０の熱遮断部20a,20bは他の部位に比べて密度が大きく形成されているため、熱遮断部20a,20b周辺において熱がケース１から保護対象物O1,O2側に伝達されるのを抑制でき、結果、保護対象物O1,O2を保護できる。

従って、本実施例２の触媒コンバータＢの断熱構造では、間隔保持体２０にケース１と触媒担体３の間隔を維持する機能に加えて断熱材としての機能を持たせることができ、遮熱板を用いることなくケースの高温化による保護対象物への熱害を防止できる。
また、間隔保持体２０の熱遮断部O1,O2は、保護対象物O1,O2側にのみ形成すれば良いため、材料コストを低く抑えることができる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、熱遮断部２の形成数、形成位置、厚みについては適宜設定できる。同様に熱遮断部２０の密度についても適宜設定できる。
さらに、図１４、１５に示すように、実施例１で説明した熱遮断部2a,2bの排気ガス上流側端部を間隔保持体２の全長に亙って延設することにより、触媒担体３をケース１に収容した際に触媒担体３の外周の全周に亙って触媒担体３とケース１の内周との隙間を無くすことができ、排気ガスの漏れを防止できる。

本発明の実施例１の触媒コンバータの断熱構造が採用された触媒コンバータの側断面図である。図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。本実施例１の間隔保持体の平面図である。図３のＳ４−Ｓ４線における断面図であるである。本実施例１の触媒コンバータの組み立てを説明する図である。本実施例１の触媒コンバータの断熱構造の作用・効果を説明する図である。本発明の実施例２の触媒コンバータの断熱構造が採用された触媒コンバータの側断面図である。図７のＳ８−Ｓ８線における断面図である。本実施例２の間隔保持体の平面図である。図９のＳ１０−Ｓ１０線における断面図である。間隔保持体の熱遮断部の製造方法を説明する図である。本実施例２の触媒コンバータの組み立てを説明する図である。本実施例２の触媒コンバータの断熱構造の作用・効果を説明する図である。その他の実施例の間隔保持体の平面図である。図１４のＳ１５−Ｓ１５線における断面図である。

符号の説明

１ケース
１ａ上流側端部
１ｂ下流側端部
２、２０間隔保持体
２ａ、２ｂ、２０ａ、２０ｂ熱遮断部
３触媒担体
３ａ外周部
３ｂ隔壁
３ｃ細孔

Claims

筒状のケースと、該ケースの内部に間隔保持体を介して収容される触媒担体を備える触媒コンバータの断熱構造において、
前記間隔保持体を触媒担体の外周部の全周に亙って捲着し、
前記間隔保持体の保護対象物側に相当する部位に、他の部分に比べて肉厚の熱遮断部を設けたことを特徴とする触媒コンバータの断熱構造。
筒状のケースと、該ケースの内部に間隔保持体を介して収容される触媒担体を備える触媒コンバータの断熱構造において、
前記間隔保持体を触媒担体の外周部の全周に亙って捲着し、
前記間隔保持体の保護対象物側に相当する部位に、他の部分に比べて密度の大きい熱遮断部を設けたことを特徴とする触媒コンバータの断熱構造。