JP2007192100A

JP2007192100A - 触媒コンバータ

Info

Publication number: JP2007192100A
Application number: JP2006010937A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Imamura; 勉今村
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】異物混入によるセラミック触媒担体３の亀裂・破損を防止できる触媒コンバータの提供。
【解決手段】筒状のケース１と、該ケース１の内部に無膨張マット２を介して収容されるセラミック触媒担体３を備える触媒コンバータＡにおいて、無膨張マット２をセラミック触媒担体３の外周の全周に亘って巻回した状態で配置し、無膨張マット２の端部同士の突き合わせ部４における排気ガス上流側端部２ａに、排気ガス下流側へ向けて略Ｖ字型に切欠された溝７を形成した。
【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排気ガス下流側に介装されており、筒状のケースと、該ケースの内部に無膨張マットを介して収容されるセラミック触媒担体を備える構造となっている（特許文献１、２参照）。
特開２００１−２６３０５２号公報特開２００３−２２５８３４号公報

しかしながら、従来の触媒コンバータにあっては、排気ガスと共にスパッタ等の異物が触媒コンバータに流入してセラミック触媒担体に繰り返し衝突し、この結果、セラミック触媒担体が破損・亀裂する虞がある。
そこで、無膨張マットの排気ガス上流側端部に、排気ガス下流側へ向けて切欠された溝を形成して、この溝に上記異物を保持させることが考えられる。
しかしながら、上記溝を排気ガス上流側端部から排気ガス下流側へ向けて深い位置まで形成すると、無膨張マットをセラミック触媒担体に券回したりケース内に圧入する際の作業性や、無膨張マットの耐久性が損なわれる虞がある。

本発明は上記課題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、触媒コンバータに混入した異物を確実に保持してセラミック触媒担体の亀裂・破損を防止できる触媒コンバータを提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、筒状のケースと、該ケースの内部に無膨張マットを介して収容されるセラミック触媒担体を備える触媒コンバータにおいて、前記無膨張マットをセラミック触媒担体の外周の全周に亘って巻回した状態で配置し、前記無膨張マットの端部同士の突き合わせ部における排気ガス上流側端部に、排気ガス下流側へ向けて略Ｖ字型に切欠された溝を形成したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、筒状のケースと、該ケースの内部に無膨張マットを介して収容されるセラミック触媒担体を備える触媒コンバータにおいて、前記無膨張マットをセラミック触媒担体の外周の全周に亘って巻回した状態で配置し、前記無膨張マットの端部同士の突き合わせ部における排気ガス上流側端部に、排気ガス下流側へ向けて略Ｖ字型に切欠された溝を形成したため、触媒コンバータに混入した異物を確実に保持してセラミック触媒担体の亀裂・破損を防止できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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ケースの内部を説明する断面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は無膨張マットを展開した平面図、図４は同正面図、図５はセラミック触媒担体の斜視図、図６は無膨張マットの製造を説明する図、図７は無膨張マット及びセラミック触媒担体のケースへの圧入を説明する図、図８は作用を説明する図である。

先ず、全体構成を説明する。

図１、２に示すように、本実施例１の触媒コンバータＡは、円筒状のケース１と、円筒状の無膨張マット２と、円柱状のセラミック触媒担体３が備えられている。

ケース１は、金属製でその排気ガス上流側端部１ａが後述するエンジン側の排気管に接続され、その排気ガス下流側端部１ｂがメインマフラ側の排気管に接続される。

無膨張マット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り、セラミック触媒担体３の外周部３ａの全周に亘って券回した状態で、且つ、ケース１の内周面１ｃに密着した状態で配置されている。

図３、４に示すように、無膨張マット２は、セラミック触媒担体３の軸方向の高さと全周の長さにそれぞれ相当する高さＨ１と幅Ｗ１を略有して板状に形成される他、その長手方向両端部には、セラミック触媒担体３に券回された際に該端部同士の突き合わせ部４（図１参照）で互いに嵌合する凸状の凸部５と凹状の凹部６が形成されている。

また、無膨張マット２の排気ガス上流側端部２ａには、セラミック触媒担体３に券回された際に突き合わせ部４に排気ガス下流側へ向かって略Ｖ字型に切欠された溝７（図１参照）を形成する切欠部7a,7bが形成されている。

図５に示すように、セラミック触媒担体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３ｃで構成され、該隔壁３ｂの表面には白金等の触媒が担持されている。

次に、作用を説明する。
このように構成された触媒コンバータＡを製造する際は、先ず、図６に示すように、無膨張マット２の素材８を製造すべき無膨張マット２の外周縁である波線に沿って図外の切断機を用いて切欠加工することにより、所望の無膨張マット２を得る。
ここで、略Ｖ字型の切断刃を用いて素材８の両端部以外の部位に溝７を形成した場合には、略Ｖ字型の素材８の屑を取り除くための装置が必要になり、製造コストが増加する上、製造効率が低下してしまう。
しかしながら、本実施例１では、前述したように、素材８を製造すべき無膨張マット２の外周縁に沿って切欠加工するという簡便な作業でもって溝７となる切欠部7a,7bを形成することができ、素材８の屑を取り除くための装置を必要とせず低コストの装置を用いて効率よく無膨張マット２を製造できる。

続いて、図７に示すように、無膨張マット２をセラミック触媒担体３の外周３ａに巻回すると共に、その突き合わせ部４において凸部５と凹部６を嵌合させた後、ケース１に圧入することにより、所望の触媒コンバータＡを得る（図１参照）。
この際、無膨張マット２の突き合わせ部４において、切欠部7a,7bにより略Ｖ字型の溝７が形成される他、該溝７に連続して高さＨ２及び幅Ｗ２の隙間９（図１参照）が形成される。なお、隙間９の幅Ｗ２は適宜設定できるが、１ｍｍ前後の僅かな隙間で良い。

このように構成された触媒コンバータＡは、図８に示すように、ケース１の排気ガス上流側端部１ａに、エンジン側の接続管（図示を省略）と接続される接続部１０が該ケース１の一部外周の全周に亘って溶接Ｘ１で固定され、排気ガス下流側端部１ｂにメインマフラ側の接続管（図示を省略）と接続される接続部１１が該ケース１の一部外周の全周に亘って溶接Ｘ２で固定された状態で、自動車の排気系、例えば、図外のエキゾーストマニホールドの排気ガス下流側に介装される。
なお、ケース１の両端部をスピニング加工することにより、接続部10,11をケース１と一体的に形成しても良い。

そして、触媒コンバータＡの排気ガス上流側端部１ａからケース１内に流入した排気ガス（波線矢印で図示）は、セラミック触媒担体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、排気ガス下流側端部１ｂから図外のマフラ等に排出される。

そして、触媒コンバータＡの排気ガス上流側端部１ａからケース１内にスパッタ等の異物（一点鎖線矢印で図示）が混入した場合には、溝７に導いて確実に保持することができ、これによって、異物混入によるセラミック触媒担体３の亀裂・破損を防止できる。

加えて、溝７に導いた異物をさらに隙間９に導いて保持することができ、これによって、隙間９を溝７の一部として機能させて溝７をより深い位置まで形成できると同時に、溝７に導入された異物は再び排気ガス上流側へ飛び出しにくくなるという効果を得られる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の触媒コンバータＡにあっては、筒状のケース１と、該ケース１の内部に無膨張マット２を介して収容されるセラミック触媒担体３を備える触媒コンバータＡにおいて、無膨張マット２をセラミック触媒担体３の外周３ａの全周に亘って巻回した状態で配置し、無膨張マット２の端部同士の突き合わせ部４における排気ガス上流側端部２ａに、排気ガス下流側へ向けて略Ｖ字型に切欠された溝７を形成したため、触媒コンバータＡに混入した異物を確実に保持してセラミック触媒担体３の亀裂・破損を防止できる。

次に、実施例２を説明する。
なお、本実施例２において上記実施例１と同じ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し、相違点のみ詳述する。

図９は本発明の実施例２の触媒コンバータのケースの内部を説明する断面図、図１０は図９のＳ１０−Ｓ１０線における断面図、図１１は無膨張マットを展開した平面図、図１２は溝７を突き合わせ部に配置しない場合における無膨張マット及びセラミック触媒担体のケースへの圧入を説明する図である。

図９〜１１に示すように、本実施例２の触媒コンバータＢでは、無膨張マット２の排気ガス上流側端部２ａに、溝７を基準位置として排気ガス下流側へ向かって略Ｖ字型に切欠された溝２０が等間隔で複数（本実施例２では７カ所）形成されている点が実施例１と異なる。

ここで、溝７を形成しないことを前提として溝２０を配置した場合には、図１２に示すように、突き合わせ部４に近接した溝と、凸部５と凹部６の結合部位との距離Ｗ３が近接して周辺の剛性が不足してしまい、無膨張マット２及びセラミック触媒担体３をケース１に圧入する際に、無膨張マット２の端部が座屈・変形して位置ずれやはみ出しの原因となってしまう。

しかしながら、本実施例１では、無膨張マット２の突き合わせ部４に溝７を形成して、この溝７を基準として溝２０を等間隔に配置しているため、突き合わせ部４に近接した溝２１と、凸部５と凹部５の嵌合部位との距離Ｗ４（図９、１１参照）を上記Ｗ３よりも離間させた状態で出来るだけ多くの溝２０を配置することができ、この結果、無膨張マット２の端部が剛性不足となることなく、セラミック触媒担体３をケース１に圧入する際に無膨張マット２の座屈・変形を防止できる。

なお、溝7,20の大きさが小さいと異物を保持する作用を持たないため、単に溝２０の数を増やす程良いというわけでなく、適宜の大きさを有して無膨張マット２の周上に等間隔で出来るだけ多くの溝を形成することが好ましい。

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、溝7,20の形成数については、適宜設定できる。
また、溝7,20の形状は略Ｖ字型に限らず、適宜設定できるが、異物を隙間９に効率よく導くための形状や、実際上の製造を考慮すると略Ｖ字型が最も好ましい。

本発明の実施例１の触媒コンバータのケースの内部を説明する断面図である。図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。無膨張マットを展開した平面図である。無膨張マットを展開した正面図である。セラミック触媒担体の斜視図である。無膨張マットの製造を説明する図である。無膨張マット及びセラミック触媒担体のケースへの圧入を説明する図である。作用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ケースの内部を説明する断面図である。図９のＳ１０−Ｓ１０線における断面図である。無無膨張マットを展開した平面図である。溝７を突き合わせ部に配置しない場合における無膨張マット及びセラミック触媒担体のケースへの圧入を説明する図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ触媒コンバータ
１ケース
１ａ排気ガス上流側端部
１ｂ排気ガス下流側端部
２無膨張マット
３セラミック触媒担体
３ａ外周
３ｂ隔壁
３ｃ細孔
４突き合わせ部
５凸部
６凹部
７、２０、２１溝
７ａ、７ｂ切欠部
８素材
９隙間
１０、１１接続部

Claims

筒状のケースと、該ケースの内部に無膨張マットを介して収容されるセラミック触媒担体を備える触媒コンバータにおいて、
前記無膨張マットをセラミック触媒担体の外周の全周に亘って巻回した状態で配置し、
前記無膨張マットの端部同士の突き合わせ部における排気ガス上流側端部に、排気ガス下流側へ向けて略Ｖ字型に切欠された溝を形成したことを特徴とする触媒コンバータ。