JP2013181413A - Catalyst converter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気管に設けられる触媒コンバータ装置に関する。 The present invention relates to a catalytic converter device provided in an exhaust pipe of an internal combustion engine.
内燃機関で生じた排気を浄化するために排気管に設けられる触媒コンバータ装置では、たとえば特許文献1に記載されているように、ケース筒体の内部に絶縁層及び繊維層を有するマット層を介して触媒担体を保持した構造のものがある。 In a catalytic converter device provided in an exhaust pipe for purifying exhaust gas generated in an internal combustion engine, for example, as described in Patent Document 1, a mat layer having an insulating layer and a fiber layer is provided inside a case cylinder. There is a structure having a catalyst support.
ところで、排気の熱により、ケース筒体や触媒担体は熱膨張するが、ケース筒体と触媒担体との熱膨張率が異なっていると、膨張量の差による応力が触媒担体に作用してしまう。 By the way, the case cylinder and the catalyst carrier are thermally expanded by the heat of the exhaust gas. However, if the thermal expansion coefficients of the case cylinder and the catalyst carrier are different, the stress due to the difference in the expansion amount acts on the catalyst carrier. .
本発明は上記事実を考慮し、筒体と触媒担体との熱膨張率の違いで生じる触媒担体の応力を緩和可能な触媒コンバータ装置を得ることを課題とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a catalytic converter device that can relieve the stress of the catalyst carrier caused by the difference in thermal expansion coefficient between the cylinder and the catalyst carrier.
請求項1に記載の発明では、内燃機関から排出される排気を浄化するための触媒を担持する触媒担体と、筒状に形成されて排気管に取り付けられると共に内部に前記触媒担体が収容される筒体と、前記筒体と前記触媒担体との間に配置され触媒担体を筒体内に保持する1層又は複数層の保持部材と、前記触媒担体と前記保持部材との間、前記保持部材と前記筒体との間、及び複数層の前記保持部材の層間、の少なくとも一箇所に設けられた潤滑層と、を有する。 According to the first aspect of the present invention, a catalyst carrier that supports a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine, a cylindrical carrier that is attached to an exhaust pipe, and the catalyst carrier is accommodated therein. A cylinder, a one or more layers holding member disposed between the cylinder and the catalyst carrier and holding the catalyst carrier in the cylinder, the catalyst carrier and the holding member, the holding member; And a lubricating layer provided in at least one place between the cylindrical body and between the plurality of layers of the holding member.
この触媒コンバータ装置では、触媒担体が1層又は複数層の保持部材及び筒体を介して排気管に取り付けられている。触媒担体を排気が通過すると、触媒担体に担持された触媒により、排気中の有害物質を除去することができる。 In this catalytic converter device, the catalyst carrier is attached to the exhaust pipe through one or more layers of holding members and a cylindrical body. When the exhaust gas passes through the catalyst carrier, harmful substances in the exhaust gas can be removed by the catalyst supported on the catalyst carrier.
排気が筒体及び触媒担体に触れると、筒体及び触媒担体は熱膨張する。筒体と触媒担体のそれぞれの熱膨張率が異なっていると、筒体と触媒担体のそれぞれの膨張量も異なる。本発明では、触媒担体と保持部材との間、保持部材と筒体との間、及び複数層の保持部材の層間、の少なくとも一箇所には潤滑層が設けられている。この潤滑層により、触媒担体と保持部材との間、又は保持部材と筒体との間に滑りが生じるので、上記した膨張量の差が吸収される。これにより、触媒担体の応力を緩和できる。 When the exhaust gas touches the cylinder and the catalyst carrier, the cylinder and the catalyst carrier thermally expand. If the thermal expansion coefficients of the cylinder and the catalyst carrier are different, the expansion amounts of the cylinder and the catalyst carrier are also different. In the present invention, a lubricating layer is provided at least at one position between the catalyst carrier and the holding member, between the holding member and the cylinder, and between the plurality of holding members. This lubrication layer causes slippage between the catalyst carrier and the holding member, or between the holding member and the cylinder, so that the above-described difference in expansion amount is absorbed. Thereby, the stress of the catalyst carrier can be relaxed.
なお、上記した「少なくとも一箇所」は、保持部材が1層の場合は、保持部材の層間が存在しないため、触媒担体と保持部材との間及び保持部材と筒体との間、の少なくとも一方であればよい。これに対し、保持部材が複数層の場合は、保持部材の層間が存在する。したがって、上記の「少なくとも一箇所」は、触媒担体と保持部材との間、保持部材と筒体との間、及び複数層の保持部材の層間のいずれか一箇所であればよいことになる。 In the above-described “at least one place”, when the holding member has one layer, there is no layer between the holding members, and therefore at least one of the catalyst carrier and the holding member and between the holding member and the cylindrical body. If it is. On the other hand, when the holding member has a plurality of layers, there are layers of holding members. Therefore, the above “at least one place” may be any one place between the catalyst carrier and the holding member, between the holding member and the cylindrical body, and between the layers of the plurality of holding members.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記触媒担体が通電により加熱可能とされ、前記触媒担体の外周面に設けられ触媒担体に通電するための一対の電極を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the catalyst carrier can be heated by energization, and has a pair of electrodes provided on the outer peripheral surface of the catalyst carrier for energizing the catalyst carrier. .
触媒担体の外周面には一対の電極が設けられており、電極を通じて触媒担体に通電することで、触媒担体を加熱し昇温できる。これにより、触媒担体に担持された触媒による浄化効果をより早期に発揮させることができる。 A pair of electrodes is provided on the outer peripheral surface of the catalyst carrier, and the temperature of the catalyst carrier can be increased by heating the catalyst carrier through the electrodes. Thereby, the purification effect by the catalyst carry | supported by the catalyst support | carrier can be exhibited earlier.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記筒体が金属製とされ、前記潤滑層が、絶縁性を有すると共に前記保持部材よりも前記排気の流れ方向に張り出す張出部を備えている。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the cylindrical body is made of metal, and the lubricating layer has an insulating property and protrudes in the exhaust flow direction from the holding member. Has an overhang.
排気中には、内燃機関の燃焼で生じたカーボンが含まれることがあり、このカーボンが保持部材に含浸されると、カーボンにも電流が流れるため、触媒担体への通電効率が低下することがある。本発明では、潤滑層が絶縁性を有しているので、保持部材にカーボンが含浸されても、触媒担体と筒体とが保持部材中のカーボンを介して短絡されることはない。 The exhaust gas may contain carbon generated by combustion of the internal combustion engine. When this carbon is impregnated in the holding member, current also flows through the carbon, which may reduce the efficiency of energization of the catalyst carrier. is there. In the present invention, since the lubricating layer has an insulating property, even if the holding member is impregnated with carbon, the catalyst carrier and the cylinder are not short-circuited via the carbon in the holding member.
特に、潤滑層は、排気の流れ方向で保持部材よりも張り出す張出部を有している。したがって、排気中のカーボンが保持部材よりも上流側あるいは下流側で触媒担体から筒体へと連続するように(掛け渡されるように)付着することが、潤滑層によって抑制される。筒体は金属製とされているが、この筒体により短絡されることも抑制できる。 In particular, the lubricating layer has an overhanging portion that protrudes beyond the holding member in the exhaust flow direction. Therefore, the lubricant layer suppresses the carbon in the exhaust from adhering continuously (spread) from the catalyst carrier to the cylinder on the upstream side or downstream side of the holding member. Although the cylinder is made of metal, it can be prevented that the cylinder is short-circuited.
本発明は上記構成としたので、筒体と触媒担体との熱膨張率の違いで生じる触媒担体の応力を緩和可能となる。 Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to relieve the stress of the catalyst carrier that occurs due to the difference in thermal expansion coefficient between the cylinder and the catalyst carrier.
図1には、本発明の第1実施形態の触媒コンバータ装置12が排気管10への装着状態で示されている。
FIG. 1 shows a
図1に示すように、触媒コンバータ装置12は、導電性及び剛性を有する材料(導電性セラミック、導電性樹脂や金属等を適用可能であるが、本実施形態では特に炭化ケイ素を用いている)によって形成された触媒担体14を有している。触媒担体14は、ハニカム状または波状等とした薄板を渦巻状あるは同心円状等に構成することで材料の表面積が増大された円柱状あるいは円筒状に形成されている。触媒担体14の表面には触媒(白金、パラジウム、ロジウム等)が付着された状態で担持されている。触媒は、排気管10内を流れる排気(流れ方向を矢印F1で示す)中の有害物質を浄化する作用を有している。なお、触媒担体14の表面積を増大させる構造は、上記したハニカム状や波状に限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the
触媒担体14には2枚の電極16A、16Bが触媒担体14に対し対称の位置(図1では上下)に貼着されている。本実施形態では、電極16A、16Bの長さを触媒担体14よりも短くし、触媒担体14の外周面において排気の流れ方向(矢印F1及びその反対の方向)の中央で貼着している。
Two
電極16A、16Bにはそれぞれ、金属等の導電性を有する材料で構成された導線部材20A、20Bを介して端子18A、18Bが接続されている。端子18A、18Bはいずれも、中心の電極棒22の周囲を絶縁層24が覆う構造とされている。電極棒22の外側端部(導線部材20A、20Bと反対側の端部)は、触媒担体14への給電用のケーブルが接続される接続部22Cとされている。
絶縁層24は電気絶縁性を有する材料によって円筒状に形成されている。絶縁層24は、電極棒22の外周面を全周にわたって覆っており、これによって、電極棒22から、ケース筒体28のカバー部36への電気の流れが阻止されている。
The
導線部材20A、20Bは、たとえばジグザグ状に、あるいは螺旋状に形成されて可撓性を有するようになっており、後述するようにケース筒体28と触媒担体14とが相対移動した場合に、この相対移動を吸収することが可能とされている。そして、端子18A、18Bから導線部材20A、20B及び電極16A、16Bを通じて触媒担体14に通電することで、触媒担体14を加熱できる。この加熱により、触媒担体14に担持された触媒を昇温させることで、触媒の浄化作用をエンジン始動直後等であっても早期に発揮させることができるようになっている。
The conducting
触媒担体14は、その外周に配置された保持マット26(本発明の保持部材)によって、ケース筒体(本発明の筒体)の内部に収容された状態で保持されている。換言すれば、略円筒状のケース筒体28の内部に、触媒担体14が収容されると共に、ケース筒体28と触媒担体14との間に配置された保持マット26により、触媒担体14がケース筒体28の内部に、同心(中心線CL)で保持されている。絶縁性を有する保持マット26が触媒担体14とケース筒体28との間に配置されているので、触媒担体14からケース筒体28への電気の流れが阻止されている。
The catalyst carrier 14 is held in a state of being accommodated inside a case cylinder (cylinder of the present invention) by a holding mat 26 (a holding member of the present invention) arranged on the outer periphery thereof. In other words, the catalyst carrier 14 is accommodated inside the substantially
ケース筒体28は、ステンレス等の金属で略円筒状に形成されており、流れ方向上流側において、下流へ向かって径が漸増された上流側テーパー部28Aと、流れ方向中間部分において上流側テーパー部28Aから連続し、排気管10よりも大径の中間部28B、及び長手方向下流側において、中間部28Bから連続すると共に下流へ向かって径が漸減された下流側テーパー部28Cを有している。
The
排気管10の前側パイプ10Aの下流側端部は上流側テーパー部28Aの上流側端部に、排気管10の後側パイプ10Bの上流側端部が下流側テーパー部28Cの下流側端部にそれぞれ接続されており、排気の流路断面積が、このケース筒体28の部分(特に中間部28B)では局所的に拡大されていることになる。
The downstream end of the
ケース筒体28の中間部28Bには、端子18A、18Bが貫通される貫通孔が形成されており、端子18A、18Bとは接触しないようになっている。さらに、中間部28Bからは、端子18A、18Bを収容可能な略筒状のカバー部36が設けられている。このカバー部36の内部に端子18A、18Bが挿通された状態で、カバー部36の開口部分が蓋板38で閉塞されている。
A through hole through which the
触媒担体14の外周に配置された保持マット26は、本実施形態では1層の略円筒状に形成されている。そして、保持マット26の外周には、ケース筒体28の中間部28Bが位置している。
In this embodiment, the holding
保持マット26は、たとえばアルミナマットや樹脂マット、セラミックウール等により、絶縁性と所定の弾性を有する繊維状に形成されている。これにより、保持マット26自体も所定の弾性を有することになり、保持マット26は、径方向に圧縮された状態で、触媒担体14を略円筒状のケース筒体28の内部において、これらが同心(中心線CL)となるように保持している。保持マット26を構成する材料としては、インタラムマットやムライト等も適用可能である。
The holding
なお、排気管10を通じた振動の入力に対して保持マット26が緩衝作用を発揮し、ケース筒体28と触媒担体14との位置ズレを吸収する。
Note that the holding
また、絶縁性を有する保持マット26が触媒担体14とケース筒体28との間に配置されているので、触媒担体14からケース筒体28への電気の流れが阻止されることになる。
Further, since the insulating holding
保持マット26は、軸方向の中央において、導線部材20A、20B及び電極棒22に対応した位置で2分割されている。そして、分割された保持マット26の間に、電極16A、16Bが位置しており、保持マット26と電極16A、16Bとは非接触となっている。なお、保持マット26をこのように2分割せず、上流側端面26Aから下流側端面26Bまで連続する略円筒状に形成してもよい。この場合には、電極16A、16Bのそれぞれに対応する位置に、保持マット26を厚み方向に貫通する孔部を設け、保持マット26と電極16A、16Bとを非接触としてもよい。
The holding
保持マット26の外周面とケース筒体28(中間部28B)の間には、潤滑層44が配置されている。潤滑層44は、たとえば、窒化ホウ素を保持マット26の外周面及び中間部28Bの内周面の少なくとも一方に塗布することで薄膜の円筒状に形成されている。そして、常温の状態だけでなく、排気が接触した状況下(高温の状態)であっても、保持マット26及びケース筒体28の少なくとも一方に対し、低い摩擦係数を維持している。また、本実施形態では、潤滑層44は絶縁性も有している。
A
特に、金属製のケース筒体28と炭化ケイ素製の触媒担体14とでは熱膨張率(線膨張係数)が異なっているため、排気管10内を通過する排気の熱や、触媒担体14への通電加熱による膨張量が異なる。この膨張量の違いは、保持マット26の弾性により一部が吸収されるが、本実施形態では、潤滑層44によって、保持マット26とケース筒体28の間に滑りが生じるため、膨張量の違いが吸収されるようになっている。
In particular, since the
本実施形態では、保持マット26は、触媒担体14と軸方向(排気の流れ方向)で同じ長さに形成されている。保持マット26の上流側端面26A及び下流側端面26Bはそれぞれ、触媒担体14の上流側端面14A及び下流側端面14Bと軸方向(排気の流れ方向)で同位置とされている。
In the present embodiment, the holding
これに対し、潤滑層44は、軸方向の上流側で、保持マット26の上流側端面26Aよりも上流側に張り出す上流側張出部44Aが構成されている。同様に、軸方向の下流側においても、保持マット26の下流側端面26Bよりも下流側に張り出す下流側張出部44Bが構成されている。
On the other hand, the
次に、本実施形態の触媒コンバータ装置12の作用を説明する。
Next, the operation of the
図1に示すように、触媒コンバータ装置12は、そのケース筒体28が排気管10の途中(前側パイプ10Aと後側パイプ10Bの間)に、排気管10と同心になるように取り付けられ、触媒担体14の内部を排気が通過する。このとき、触媒担体14に担持された触媒により、排気中の物質(HC等)が浄化される。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態の触媒コンバータ装置12では、端子18A、18B、導線部材20A、20B及び電極16A、16Bによって触媒担体14に通電し、触媒担体14を加熱することで、触媒担体14に担持された触媒を昇温させ、浄化作用をより早期に発揮させることができる。たとえば、エンジンの始動直後等、排気の温度が低い場合には、あらかじめ触媒担体14への通電加熱を行うことで、エンジン始動初期における触媒の浄化性能を確保できる。
In the
排気が触媒担体14及びケース筒体28に接触すると、触媒担体14及びケース筒体28はそれぞれ熱膨張する。触媒担体14を構成する材料(本実施形態では炭化ケイ素)とケース筒体28を構成する材料(本実施形態ではステンレス等の金属)とでは、熱膨張率(線膨張係数)が異なるため、熱膨張する際の膨張量も異なる。
When the exhaust gas contacts the catalyst carrier 14 and the
したがって、たとえば潤滑層44を有さない構成では、保持マット26の変形等によって、上記した膨張量の差の一部が吸収されるものの、触媒担体14に大きな応力が作用するおそれがある。そして、触媒担体14の応力に起因する損傷(たとえば亀裂等)を防止するために、触媒担体14の空隙率を低くする等の制約を受けることがある。
Therefore, for example, in a configuration without the
これに対し、本実施形態では、保持マット26とケース筒体28との間に潤滑層44が設けられているため、潤滑層44がない構成と比較して、保持マット26とケース筒体28とが滑りやすくなっている。このため、触媒担体14とケース筒体28との上記した膨張量の差(その一部は保持マット26の変形により吸収される)を、保持マット26とケース筒体28との間の滑りにより吸収し、触媒担体14の応力を緩和することができる。換言すれば、触媒担体14の流れ方向におけるケース筒体26に対する変形(伸び)を、潤滑層44による滑りで許容できる。たとえば、触媒担体14の空隙率を高めて表面積を増大させた(より多くの触媒を担持可能)構造であっても、応力に起因する損傷を抑制できる。たとえば、触媒担体14の空隙率を30%以上60%以下とすることで、より多くの触媒を担持するための広い表面積を得られると共に、上記した応力に起因する損傷(クラック等)を抑制できる。
On the other hand, in this embodiment, since the
しかも、保持マット26としては、触媒担体14とケース筒体28との膨張量差を、保持マット26の変形で吸収する必要がない。したがって、保持マット26を薄肉化する等により、材料使用量を少なくすることが可能である。
In addition, the holding
なお、触媒担体14とケース筒体28とが熱膨張することに伴う、径方向(中心線CLと直交する方向)の膨張量差は、保持マット26の弾性変形により吸収可能である。
A difference in expansion amount in the radial direction (direction perpendicular to the center line CL) due to thermal expansion of the catalyst carrier 14 and the
排気中にはカーボンが含まれており、このカーボンによって触媒担体14とケース筒体28とが電気的に短絡されてしまうと触媒担体14の通電効率が低下することがある。たとえば、排気中のカーボンが水分と共に保持マット26に含浸されてしまうと、保持マット26内のカーボンを介して触媒担体14とケース筒体28とが電気的に短絡される。そしてこれにより、触媒担体14に担持された触媒の加熱効率も低下する懸念がある。
The exhaust gas contains carbon, and if the catalyst carrier 14 and the
本実施形態の触媒コンバータ装置12では、潤滑層44が絶縁性を有している。したがって、上記したように、保持マット26にカーボンが含浸されても、触媒担体14とケース筒体28との電気的な短絡が、潤滑層44によって抑制される。
In the
また、カーボンが保持マット26に含浸されない場合でも、上流側端面26Aあるいは下流側端面26Bに付着することがある。たとえば、潤滑層44を有しない構成や、潤滑層44を有していても上流側張出部44Aや下流側張出部44Bがない構成では、上流側端面26Aや下流側端面26Bに付着したカーボンが広がって、触媒担体14とケース筒体28とが電気的に短絡されるおそれがある。
Even when the holding
しかし、本実施形態の触媒コンバータ装置12では、潤滑層44が上流側張出部44A及び下流側張出部44Bを有している。したがって、上流側端面26Aや下流側端面26Bに付着したカーボンが広がっても、上流側張出部44Aや下流側張出部44Bが存在している範囲ではケース筒体28へ付着せず、触媒担体14とケース筒体28との電気的な短絡が、潤滑層44によって抑制される。
However, in the
図2には、本発明の第2実施形態の触媒コンバータ装置52が示されている。第2実施形態の触媒コンバータ装置52において、第1実施形態の触媒コンバータ装置12と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 2 shows a catalytic converter device 52 according to a second embodiment of the present invention. In the catalytic converter device 52 of the second embodiment, the same components, members and the like as those of the
第2実施形態の触媒コンバータ装置52では、保持マット26が径方向にも2分割されており、内周側保持マット26Nと、外周側保持マット26Gを有している。
In the catalytic converter device 52 of the second embodiment, the holding
また、第1実施形態に係る触媒コンバータ装置12のような、保持マット26とケース筒体28との間の潤滑層44(図1参照)は設けられていないが、これに代えて、内周側保持マット26Nと外周側保持マット26Gの間に、中間筒56が設けられている。
Further, unlike the
中間筒56は、排気に対する耐熱性を有する部材によって円筒状に形成されている。中間筒56における、排気の流れ方向(矢印F1方向)の長さは、保持マット26よりも長くなっており、保持マット26の上流側端面26Aよりも上流側に突出する上流側突出部56Aと、下流側端面26Bよりも下流側に突出する下流側突出部56Bとを有している。
The
中間筒56の内周面及び外周面の少なくとも一方(図2の例ではこれらの両面を含む中間筒56の全体)には、潤滑層54が設けられている。潤滑層54は、第1実施形態に係る潤滑層44と同様に、窒化ホウ素を中間筒56の周囲全体に塗布することで薄膜状に構成されている。そして、常温の状態及び高温の状態で、内周側保持マット26Nと外周側保持マット26Gに対し、低い摩擦係数を維持している。また、第2実施形態においても、潤滑層54は絶縁性を有している。
A lubricating layer 54 is provided on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the intermediate tube 56 (the entire
潤滑層54において、中間筒56の上流側突出部56Aに設けられた部分が上流側張出部54Aとなっており、中間筒56の下流側突出部56Bに設けられた部分が下流側張出部54Bとなっている。
In the lubricating layer 54, the portion provided in the upstream protruding
このような構成とされた第2実施形態の触媒コンバータ装置52においても、排気中の物質(HC等)を触媒担体14に担持された触媒により浄化できる。また、端子18A、18B、導線部材20A、20B及び電極16A、16Bによって触媒担体14に通電し、触媒担体14を加熱することで、触媒担体14に担持された触媒を昇温させ、浄化作用をより早期に発揮させることができる。
Also in the catalytic converter device 52 of the second embodiment configured as described above, the substance (HC or the like) in the exhaust gas can be purified by the catalyst supported on the catalyst carrier 14. Further, the catalyst carrier 14 is energized by the
排気の熱による触媒担体14及びケース筒体28の膨張時に、これらの膨張量が異なっていても、内周側保持マット26Nと中間筒56との間、及び中間筒56と外周側保持マット26Gとの間における潤滑層54の滑りによってこの膨張量差を吸収するので、触媒担体14の応力を緩和できる。また、第2実施形態においても、触媒担体14とケース筒体28との膨張量差を保持マット26の変形で吸収する必要がない。このため、保持マット26の材料使用量を少なくすることが可能である。
Even when the expansion amount of the catalyst carrier 14 and the
また、第2実施形態の触媒コンバータ装置52においても、保持マット26が吸水等によりカーボンを含浸した場合でも、潤滑層54が絶縁性を有しているので、触媒担体14とケース筒体28との電気的な短絡が抑制される。
Also in the catalytic converter device 52 of the second embodiment, even when the holding
特に、第2実施形態では、中間筒56が上流側突出部56A及び下流側突出部56Bを有しており、潤滑層54も、保持マット26の上流側端面26A及び下流側端面26Bよりも軸方向に突出した位置まで延出されていることになる。このため、上流側端面26Aや下流側端面26Bに付着したカーボンが広がっても、このカーボンが触媒担体14からケース筒体28まで連続することが抑制され、触媒担体14とケース筒体28との電気的な短絡が、潤滑層44によって抑制される。
In particular, in the second embodiment, the
第2実施形態に係る潤滑層54としては、第1実施形態に係る潤滑層44と同様に窒化ホウ素を用いることができ、さらに、表面が十分な滑らかさを有する耐熱ガラスコート等を施すことで、潤滑層54とすることが可能である。
As the lubricating layer 54 according to the second embodiment, boron nitride can be used similarly to the
特に、窒化ホウ素は、ケース筒体28の材料(たとえばステンレス)と比較して熱伝導率が高い。したがって、第1実施形態及び第2実施形態において、潤滑層44、54として窒化ホウ素を用いると、触媒担体14の熱が伝わりやすく、ケース筒体28の表面に付着したカーボンの燃焼を促進することが可能である。このようにカーボンの燃料を促進することで、より効果的に触媒担体14とケース筒体28との間の絶縁性を高めることができる。
In particular, boron nitride has a higher thermal conductivity than the material of the case cylinder 28 (for example, stainless steel). Therefore, in the first embodiment and the second embodiment, when boron nitride is used as the lubricating layers 44 and 54, the heat of the catalyst carrier 14 is easily transmitted, and the combustion of carbon adhering to the surface of the
第2実施形態において、中間筒56を設けることなく、複数層の保持マット26の間に単に潤滑層を設けた構成としてもよい。保持マット26が3層以上とされている構成では、保持マット26の層間のいずれかに潤滑層(中間筒に備えられているものを含む)が設けられていればよく、すべての層間に潤滑層が設けられていてもよい。さらに第1実施形態と同様に、保持マット26の外周面とケース筒体28(中間部28B)の間や、保持マット26の内周面と触媒担体14の外周面との間に設けてもよい。
In the second embodiment, a configuration in which a lubricating layer is simply provided between a plurality of holding
図3には、本発明の第3実施形態の触媒コンバータ装置62が示されている。第3実施形態の触媒コンバータ装置62において、第1実施形態の触媒コンバータ装置12と同一の構成要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
FIG. 3 shows a
第3実施形態の触媒コンバータ装置62では、端子18A、18B、導線部材20A、20B及び電極16A、16Bが設けられておらず、触媒担体14に通電しない構造となっている。これに伴い、ケース筒体28の中間部28Bにも、電極棒22や導線部材20A、20Bを挿通する孔等は形成されていない。なお、図3では、保持マット26を流れ方向(矢印F1方向)に2分割しているが、第3実施形態では、このように保持マット26を分割する必要はない。
In the
第3実施形態の触媒コンバータ装置62では、保持マット26とケース筒体28の間に潤滑層64が設けられている。ただし、第1実施形態と異なり、潤滑層64の流れ方向の長さは保持マット26と同一とされており、上流側張出部44A及び下流側張出部44B(いずれも図1参照)は設けられていない。
In the
このような構成とされた第3実施形態の触媒コンバータ装置62では、触媒担体14の内部を排気が通過すると、触媒担体14に担持された触媒により、排気中の物質(HC等)が浄化される。
In the
また、排気の熱による触媒担体14及びケース筒体28の膨張時に、これらの膨張量が異なっていても、保持マット26とケース筒体28との間における潤滑層64の滑りによって膨張量差を吸収するので、触媒担体14の応力を緩和できる。さらに、第3実施形態においても、触媒担体14とケース筒体28との膨張量差を保持マット26の変形で吸収する必要がない。このため、保持マット26の材料使用量を少なくすることが可能である。
Further, when the catalyst carrier 14 and the
なお、第3実施形態の触媒コンバータ装置62では、触媒担体14に通電しないため、潤滑層64が絶縁性を有している必要はない。したがって、第1実施形態や第2実施形態と比較して、より広範囲の材料を用いることが可能である。たとえば、膨張黒鉛や2硫化モリブデンを用いることができる。
In the
上記各実施形態において、潤滑層44、54、64を設ける部位は、触媒担体14とケース筒体28との膨張量差を滑りにより吸収可能であれば、特に限定されない。たとえば、第1実施形態の触媒コンバータ装置12において、触媒担体14と保持マット26との間に潤滑層44が設けられていてもよい。第2実施形態の触媒コンバータ装置52では、中間筒56を有しているが、この中間筒56とない内周側保持マット26N及び外周側保持マット26Gの少なくとも一方との間に位置するように、中間筒56の内周側及び外周側のいずれか一方に潤滑層54を設けてもよい。第3実施形態の触媒コンバータ装置62においても、触媒担体14と保持マット26の間に潤滑層64を設けてもよい。
In each of the embodiments described above, the portion where the lubricating layers 44, 54, and 64 are provided is not particularly limited as long as the difference in expansion between the catalyst carrier 14 and the
10 排気管
12 触媒コンバータ装置
14 触媒担体
16A、16B 電極
26 保持マット(保持部材)
26G 外周側保持マット
26N 内周側保持マット
28 ケース筒体
44 潤滑層
44A 上流側張出部
44B 下流側張出部
52 触媒コンバータ装置
54 潤滑層
54A 上流側張出部
54B 下流側張出部
62 触媒コンバータ装置
64 潤滑層
10
26G Outer
Claims (3)
筒状に形成されて排気管に取り付けられると共に内部に前記触媒担体が収容される筒体と、
前記筒体と前記触媒担体との間に配置され触媒担体を筒体内に保持する1層又は複数層の保持部材と、
前記触媒担体と前記保持部材との間、前記保持部材と前記筒体との間、及び複数層の前記保持部材の層間、の少なくとも一箇所に設けられた潤滑層と、
を有する触媒コンバータ装置。 A catalyst carrier carrying a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
A cylindrical body that is formed in a cylindrical shape and is attached to the exhaust pipe and in which the catalyst carrier is accommodated;
One or more layers of holding members that are arranged between the cylinder and the catalyst carrier and hold the catalyst carrier in the cylinder;
A lubricating layer provided in at least one place between the catalyst carrier and the holding member, between the holding member and the cylinder, and between the plurality of layers of the holding member;
A catalytic converter device.
前記触媒担体の外周面に設けられ触媒担体に通電するための一対の電極を有する請求項1に記載の触媒コンバータ装置。 The catalyst carrier can be heated by energization,
The catalytic converter device according to claim 1, further comprising a pair of electrodes provided on an outer peripheral surface of the catalyst carrier for energizing the catalyst carrier.
前記潤滑層が、絶縁性を有すると共に前記保持部材よりも前記排気の流れ方向に張り出す張出部を備えている請求項2に記載の触媒コンバータ装置。 The cylinder is made of metal,
3. The catalytic converter device according to claim 2, wherein the lubricating layer has an insulating portion and has an overhanging portion that protrudes in a flow direction of the exhaust gas from the holding member.
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