JP2007315246A - 浄化機能と消音機能を備える触媒コンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の削減、浄化性能の向上、及び消音性能の向上を同時に実現できる触媒コンバータの提供。
【解決手段】 両端部に縮径された縮径部1a,1bを有して筒状に形成されたケース１内に、複数の孔４（各孔５〜７）を有する整流バッフルプレート３を設け、ケース１内における整流バッフルプレート３の一方側に触媒担体２を収容する一方、他方側に消音室８を設け、整流バッフルプレート３における各孔４（各孔５〜７）の合計開口面積を、中央部から外周部に行くに従って大きくなるようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、浄化機能と消音機能を備える触媒コンバータに関する。

従来、触媒コンバータの触媒担体を消音室に連通させて浄化機能と消音機能を備えるようにした触媒コンバータの技術が公知になっている（特許文献１参照）。
特開２００４−１６２７０２号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、触媒コンバータのケースの端部に形成された縮径部に別体の筒状のケースを接合することにより、消音室が形成されているため、部品点数が増える上、排気ガスの大部分が触媒担体の中央部付近を通過してしまい、外周部付近において触媒反応が生じにくく、所望の浄化性能を発揮できないという問題点があった。

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、部品点数の削減、浄化性能の向上、及び消音性能の向上を同時に実現できる浄化機能と消音機能を備え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、両端部に縮径された縮径部を有して筒状に形成されたケース内に、複数の孔を有する整流バッフルプレートを設け、前記ケース内における整流バッフルプレートの一方側に触媒担体を収容する一方、他方側に消音室を設け、前記整流バッフルプレートの中央部から外周部に行くに従って各孔の合計開口面積が大きくなるように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、両端部に縮径された縮径部を有して筒状に形成されたケース内に、複数の孔を有する整流バッフルプレートを設け、前記ケース内における整流バッフルプレートの一方側に触媒担体を収容する一方、他方側に消音室を設け、前記整流バッフルプレートの中央部から外周部に行くに従って各孔の合計開口面積が大きくなるようにしたため、部品点数の削減、浄化性能の向上、及び消音性能の向上を同時に実現できる。

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の浄化機能と消音機能を備える触媒コンバータを示す側断面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における拡大断面図、図３は図１のＳ３−Ｓ３線における拡大断面図、図４は本実施例１の触媒コンバータの製造を説明する図、図５は本実施例１の触媒コンバータと従来の発明との騒音比較実験を行った結果を示す図である。

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の浄化機能と消音機能を備える触媒コンバータＡは、ケース１と、触媒担体２と、整流バッフルプレート３が備えられている。

ケース１は、金属製で略円筒状を成して一体的に形成される他、その両端部には円形断面を有して縮径された縮径部1a,1bが形成されている。
なお、ケース１は一体成形加工品に限らず、複数の分割体を接合して構成しても良い。

触媒担体２は、セラミック製で円柱状に形成される他、複数の隔壁２ａによって軸方向に貫通した複数のセル通路２ｂが設けられると共に、各セル通路２ｂに面した隔壁の表面にはＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等の触媒が坦持される所謂セラミック製触媒担体が採用されている。
そして、触媒担体２は、その外周に無膨張マット２ｃが巻かれた状態でケース１内の縮径部１ａ側に収容されている。
なお、触媒担体２は、セラミック製触媒担体に限らず、複数の金属製板材を重ねた状態で多重に巻回してその表面にＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等の触媒を坦持させた所謂金属製触媒担体を採用しても良い。

整流バッフルプレート３は、金属製で略円盤状を成してケース１内の中央位置に触媒担体２に近接して配置される他、その外周縁部に形成されたフランジ部３ａが複数のスポット溶接Ｓにてケース１の外周に固定されている。

そして、図３に示すように、整流バッフルプレート３には後述する複数の孔４が形成されている。
具体的には、本実施例１の孔４は、整流バッフルプレート３の中央部付近に複数（本実施例１では４箇所）配置され、且つ、それぞれ所定の径を有する円形状の小孔５と、この小穴５よりも大きな径を有して外側に複数（本実施例１では４箇所）配置される円形状の中孔６と、この中孔６よりも大きな径を有して外側に複数（本実施例１では８箇所）配置される大孔７で構成され、これによって、整流バッフルプレート３の中央部から外周部に行くに従って各孔５〜７の合計開口面積が大きくなるようになっている。
なお、孔４を構成する各孔の種類、形状、形成数、形成位置については、適宜設定でき、整流バッフルプレート３の中央部から外周部に行くに従って各孔の合計開口面積が大きくなるようにすれば良い。

また、ケース１内における整流バッフルプレート３と縮径部１ａとの間には消音室８が設けられ、これによって、触媒コンバータＡは、ケース１内における整流バッフルプレート３の一方側に触媒担体２が収容される一方、他方側に消音室８が設けられることとなる。

このように構成された触媒コンバータＡを製造する際には、先ず、図４（ａ）に示すように、円筒状に形成された金属製の予成形品１０の中央部付近を治具１１で挟んで固定した状態とし、その端部から触媒担体２を圧入して所定位置に配置すると共に、整流バッフルプレート３を挿入して所定位置に配置した状態としてスポット溶接Ｓにて固定する。

次に、図４（ｂ）に示すように、ケース１の両端部において、矢印方向Ａ１に回転する一対の円盤状の回転ローラ12,13をケース１の外周に周回させながら矢印方向Ｂ１に繰り返し移動させてスピニング加工することにより、該両端部を縮径させて縮径部1a,1bを形成することにより、所望の触媒コンバータＡを得る。

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は、縮径部１ａが図外のエンジン側の接続管に連通接続される一方、縮径部１ｂが図外のメインマフラ側の接続管に連通接続された状態で排気系の途中に介装される。

そして、図外のエンジン側の接続管から縮径部１ａを介して流入した排気ガス（図１中破線矢印で図示）は、先ず、触媒担体２の上流側空間９に流入した後、触媒担体２の各セル通路２ｂを通過する間に触媒作用を受けて浄化される。

次に、触媒担体２から排出された排気ガスは、整流バッフルプレート３の孔４（各孔５〜７）を介して消音室８に流入する際に、拡縮作用を受けて消音された後、縮径部１ｂを介してメインマフラ側の接続管へ排出される。

ここで、従来の発明にあっては、排気ガスの大部分が触媒担体の中央部付近を通過してしまい、外周部付近において触媒反応が生じにくく、所望の浄化性能を発揮できないという問題点があった。

これに対し、本実施例１の触媒コンバータＡにあっては、前述したように、整流バッフルプレート３の中央部から外周部に行くに従って各孔５〜７の合計開口面積が大きくなるようになっているため、整流バッフルプレート３の外周部付近を流通する排気ガスの流速が、中央部付近を流通する排気ガスの流速よりも速くなり、これによって、縮径部１ａから触媒担体２の上流側空間９に流入した排気ガスを触媒担体２の外周部側へ吸引させて均一に当てることができ、触媒担体２の浄化性能を向上できる。

また、ケース１が一体成形部品である上、消音室８は拡張室として機能するため、従来の発明に比べて部品点数を減らすことができ、製造コストを削減できる。

ここで、本実施例１の触媒コンバータＡ（本発明品）と従来品との騒音比較実験を行った結果を図５に示す。
なお、従来品は消音室に連通接続された縮径部の開口面積が、本発明品の整流バッフルプレート３の孔５〜７の合計開口面積と等しくなるように形成されている。

図５から明らかなように、本発明品は従来品に比べて特にエンジン回転数が中〜高速回転域（３０００〜５５００ｒｐｍ）において、吐出音を大幅に低減できることが証明された。

従って、本実施例１の触媒コンバータＡでは、浄化性能と消音性能の両方を同時に向上できる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の浄化機能と消音機能を備える触媒コンバータＡにあっては、両端部に縮径された縮径部1a,1bを有して筒状に形成されたケース１内に、複数の孔４（各孔５〜７）を有する整流バッフルプレート３を設け、ケース１内における整流バッフルプレート３の一方側に触媒担体２を収容する一方、他方側に消音室８を設け、整流バッフルプレート３における各孔４（各孔５〜７）の合計開口面積を、中央部から外周部に行くに従って大きくなるようにしたため、部品点数の削減、浄化性能の向上、及び消音性能の向上を同時に実現できる。

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、縮径部１ａを図外のメインマフラ側の接続管に連通接続し、縮径部１ｂを図外のエンジン側の接続管に連通接続して、排気ガスを本実施例１とは反対方向に流通させても同様の効果を得ることができる。
また、整流バッフルプレート３の各孔を同一にして、中央部から外周部に行くに従って、単位面積当たりの孔数を増大させることもできる。

また、触媒コンバータを設ける排気系の介装位置については適宜設定できる。

本発明の実施例１の浄化機能と消音機能を備える触媒コンバータを示す側断面図である。 図１のＳ２−Ｓ２線における拡大断面図である。 図１のＳ３−Ｓ３線における拡大断面図である。 本実施例１の触媒コンバータの製造を説明する図である 本実施例１の触媒コンバータと従来の発明との騒音比較実験を行った結果を示す図である。

符号の説明

Ａ 触媒コンバータ
Ｓ スポット溶接
１ ケース
１ａ、１ｂ 縮径部
２ 触媒担体
２ａ 隔壁
２ｂ セル通路
２ｃ 無膨張マット
３ 整流バッフルプレート
４ 孔
５ 小孔
６ 中孔
７ 大孔
８ 消音室
９ 触媒担体の上流側空間
１０ 予成形品
１１ 治具
１２、１３ 回転ローラ

Claims (1)

1. 両端部に縮径された縮径部を有して筒状に形成されたケース内に、複数の孔を有する整流バッフルプレートを設け、
   前記ケース内における整流バッフルプレートの一方側に触媒担体を収容する一方、他方側に消音室を設け、
   前記整流バッフルプレートの中央部から外周部に行くに従って各孔の合計開口面積が大きくなるようにしたことを特徴とする浄化機能と消音機能を備える触媒コンバータ。

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