JP2005282375A - 触媒コンバータの断熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ケース内に間隔保持体と断熱材を適切に配置して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と断熱材を介して触媒担体３が収容される触媒コンバータ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の全周に亙って密着した状態で捲着し、前記間隔保持体２の外周における保護対象物側O1,O2に断熱材4,5を設けた。
【選択図】 図１

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が公知となっている（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、ケース内において触媒担体の外周に断熱材を設け、さらに断熱材の外周に間隔保持体を設けることにより、高温化したケースの外部への熱害を防止している（特許文献２参照）。
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、ケース内において触媒担体の外周に断熱材を設けると、上流側の排気ガスが浄化されることなく下流側へ流通してしまう虞があった。
このような問題は上流側の排気ガスが触媒担体を流通する際に径方向に漏れる場合と、触媒担体と断熱材との隙間から軸方向に漏れる場合によって生じる。
即ち、間隔保持体には触媒担体を保持する役目と、上流側の排気ガスが浄化されることなく下流側へ漏れるのを防止する役目があるため、両者は密着した状態でなければ所望の効果を得られない。

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、ケース内に間隔保持体と断熱材を適切に配置して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と断熱材を介して触媒担体が収容され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密着した状態で捲着し、前記間隔保持体の外周における保護対象物側に断熱材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密着した状態で捲着したため、間隔保持体で触媒担体を安定した状態で保持できると同時に、上流側の排気ガスが浄化されることなく下流側へ流通するのを防止できる。
そして、前記間隔保持体の外周における保護対象物側に断熱材を設けたため、断熱材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。

さらに、断熱材は間隔保持体の保護対象物側に設けるため、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。
図１は本発明の実施例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は、後述する触媒担体３の外周の全周に亙って密着した状態で捲着されている。

さらに、前記間隔保持体２の外周のおける上下にはケース１との間に断熱材4,5が設けられている。
前記断熱材4,5は少なくとも間隔保持体２よりも断熱性に優れた材料、例えば、無機質鉱物を主成分とし、これに使用条件により無機質または有機質バインダーを配合したものを繊維状に形成したものが採用される。

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、その中途部には断熱材4,5が図外の接着剤などで貼着され、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、前記断熱材4,5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、断熱材4,5が上下方向になるように、換言すれば、断熱材4,5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、前述したように、前記間隔保持体２は触媒担体３の外周部３ａの全周に亙って密着した状態で捲着されるため、両者の間に隙間が生じる虞がなく、従来の発明に比べて排気ガスが両者の間から軸方向に漏れる虞がない。
また、触媒担体３を流通する排気ガスが間隔保持体２を貫通して径方向に漏れる虞がない。

そして、前記ケース１内の触媒担体３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、上下方向には断熱材4,5が設けられているため、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、本実施例の触媒コンバータＡの断熱構造では、間隔保持体２に触媒担体３を保持する役目と上流側の排気ガスが浄化されることなく下流側へ漏れるのを防止する役目を果たすことができ、ケース１内に間隔保持体２と断熱材4,5を適切に配置してケース１の高温化による保護対象物への熱害を防止できる。
また、断熱材4,5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、断熱材4,5の形成数、形成位置、厚みについては適宜設定でき、図７、８に示すように、本実施例で説明した断熱材4,5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７のＳ８−Ｓ８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 間隔保持体
３ 触媒担体
３ａ 外周部
３ｂ 隔壁
３ｃ 細孔
４、５ 断熱材

Claims (1)

1. 筒状のケースと、該ケースの内部に間隔保持体と断熱材を介して触媒担体が収容され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密着した状態で捲着し、
   前記間隔保持体の外周における保護対象物側に断熱材を設けたことを特徴とする触媒コンバータの断熱構造。

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