JP2016037871A - Carrier holding mat, and catalytic converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、担体保持マットおよび触媒コンバータに係り、特に、担体保持マットに異物トラップ用の凹部が設けられているものに関する。 The present invention relates to a carrier holding mat and a catalytic converter, and more particularly to a carrier holding mat provided with a recess for trapping foreign matter.
従来、図7で示すような、異物トラップ用の「V」字状の凹部303が設けられている担体保持マット301が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
Conventionally, a
担体保持マット301は、図5で示すように、触媒担体305に巻付けて使用される。担体保持マット301が巻き付けられた触媒担体305は、図4で示すように、触媒コンバータ307の主ケース309内に設置されて使用される。そして、エンジン311から出てきた排気ガスが、触媒コンバータ307内を流れるようになっている。これにより、エンジン311から出てきた排気ガスが浄化される
凹部303は、触媒担体305に巻付けられた担体保持マット301の排気ガスの流れ方向上流側の端面に位置している。
As shown in FIG. 5, the
これにより、凹部303で異物が捕らえられ、触媒担体305の端面上で溶接スパッタ等の異物が動き回ることによる触媒担体305の破損を防止するようになっている。
As a result, foreign matter is captured by the
また、従来の技術に関する特許文献として、特許文献2、特許文献3をさらに掲げることができる。
Further,
ところで、担体保持マット301は、たとえば、大きな板状の素材から、図6で示す形状のもの(凹部303が設けられていないもの)313を切り出した後、半製品313に「V」字状の凹部(切り欠き)303を設けることで製造されている。
By the way, for example, after the
この「V」字状の凹部303を設ける工程が必要になることで、触媒担体305の製造工程が煩雑になるとともに、端材(凹部303と同形状の端材)が発生するという問題がある。
Since the step of providing the “V” -
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、触媒担体に巻き付けられ触媒担体とともに触媒コンバータの主ケース内に設置されて使用される担体保持マットにおいて、製造工程を簡素化することができるとともに、製造時に端材の発生を少なくすることができるものを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can simplify the manufacturing process in a carrier holding mat that is wound around a catalyst carrier and used in the main case of the catalytic converter together with the catalyst carrier. At the same time, it is an object of the present invention to provide a product that can reduce the generation of mill ends during manufacturing.
請求項1に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられる触媒担体の外周に巻き付けられる担体保持マットにおいて、前記排気通路における排気ガス流の上流側の端に凹部が設けられているとともに、下流側の端に前記凹部と同じパターンの凸部が設けられている担体保持マットである。
In the carrier holding mat wound around the outer periphery of the catalyst carrier provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の担体保持マットは、1枚のマット素材から複数枚切り出されたものであり、前記切り出しは、1枚の前記担体保持マットの総ての凹部に、他の1枚の前記担体保持マットの総ての凸部が入り込んでいた形態でなされた担体保持マットである。 According to a second aspect of the present invention, the carrier holding mat according to the first aspect is obtained by cutting a plurality of sheets from one mat material, and the cutting is performed on all the carrier holding mats. It is a carrier holding mat formed in a form in which all the convex portions of the other one carrier holding mat are inserted into the concave portion.
請求項3に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられる触媒担体の外周に巻き付けられる担体保持マットにおいて、前記排気通路における排気ガス流の上流側の端に凹部が設けられているとともに、下流側の端に凸部が設けられており、1枚の前記担体保持マットの凹部に他の1枚の前記担体保持マットの凸部を入れるべく、前記1枚の担体保持マットの排気ガス流の上流側の端を前記他の1枚の担体保持マットの排気ガス流の下流側の端に接触させたとき、前記他の1枚の担体保持マットの凸部が前記1枚の担体保持マットの前記凹部内に入るように形成されている担体保持マットである。 According to a third aspect of the present invention, in the carrier holding mat wound around the outer periphery of the catalyst carrier provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, a recess is provided at an upstream end of the exhaust gas flow in the exhaust passage. A convex portion is provided at the downstream end, and the exhaust gas flow of the one carrier holding mat is arranged so that the convex portion of the other carrier holding mat is inserted into the concave portion of the one carrier holding mat. When the upstream end of the other carrier holding mat is brought into contact with the downstream end of the exhaust gas flow of the other carrier holding mat, the convex portion of the other carrier holding mat becomes the one carrier holding mat. The carrier holding mat is formed so as to enter the recess.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の担体保持マットを有する触媒コンバータである。
The invention according to claim 4 is a catalytic converter having the carrier holding mat according to any one of
触媒担体に巻き付けられ触媒担体とともに触媒コンバータの主ケース内に設置されて使用される担体保持マットにおいて、製造工程を簡素化することができるとともに、製造時に端材の発生を少なくすることができるという効果を奏する。 In the carrier holding mat that is wound around the catalyst carrier and installed in the main case of the catalytic converter together with the catalyst carrier, the production process can be simplified and the generation of scraps can be reduced during production. There is an effect.
本発明の実施形態に係る担体保持マット1は、図3で示すように、触媒担体3の外周に巻付けて使用される。担体保持マット1が巻き付けられた触媒担体3は、図4で示すように、触媒コンバータ5の主ケース7内に設置される。
The
さらに説明すると、エンジン(内燃機関)9のシリンダヘッドに接続固定される排気マニホールド11の集合部の直下に、触媒コンバータ5が設けられており、触媒コンバータ5の出口側には排気管(フロントチューブ)13が接続される。
More specifically, a
触媒コンバータ5のケースは、排気通路14の一部を構成するもので、円筒状の主ケース7と、その入口側及び出口側にそれぞれ溶接により連結される略円錐状のディフューザ15,17とからなる。
The case of the
そして、主ケース7内に、触媒担体3を、この外周に巻付けた担体保持マット1を介して、収納してある。これにより、担体保持マット1が、触媒担体3とともに、内燃機関の排気通路14に設置されて使用されている。触媒担体3は、円柱状の外形を有するハニカム構造のセラミックモノリス触媒担体であり、担体表面には触媒がコーティングされている。
The
担体保持マット1には、凹部19とこの凹部19と同じパターンの凸部(凹部19と同形状同数で同じ形態でならんだ凸部)21とが設けられている。凹部19は、担体保持マット1の、排気通路14における排気ガス流の上流側の端に設けられており、凸部21は、担体保持マット1の、排気通路14における排気ガス流の下流側の端に設けられている。
The
担体保持マット1は、例えばセラミックファイバー、アルミナファイバーあるいはバーミュキュライトなどからなる非膨張性のインタラムマットである。また、図1で展開図を示すように、担体保持マット1は、触媒担体3に巻き掛ける際の外周長に対応する長さLと、触媒担体3の排気流れ方向長さに対応する幅Wとを有している。
The
ただし、触媒担体3の外周に担体保持マット1を巻付けた状態で、触媒担体3の上流側端面と担体保持マット1の上流側端面とが同一面になるのではなく、図3に示すように、担体保持マット1の方が低くなり(下流側になり)、触媒担体3の回りに環状の溝が形成されるようにするのが望ましい。また、担体保持マット1の巻付け方向の両端部のうち、一方の端部には、排気流れ方向の幅中央部に矩形の凸部23が形成され、他方の端部には、凸部23に対応する位置に矩形の凹部25が形成されている。
However, in the state where the
そして、図3で示すように触媒担体3の外周に担体保持マット1を巻き掛けて設置したときに、一方の端部の凸部23と他方の端部の凹部25とが互いに嵌め合わされ、両端部の合わせ部から排気が抜けるのを防止している。
When the
ここにおいて、担体保持マット1の排気流れ方向上流側の端面に設けられている凹部19は、異物トラップ用の凹みとして作用する。凹部19は、たとえば、V字状に形成されている。また、担体保持マット1の排気流れ方向下流側の端面には、凹部19に対応して、たとえば、V字状に形成された凸部21を形成してある。
Here, the
凹部19の個数は1個でもよいが、ここでは、トラップ効率を高めるため、巻付け状態で一定間隔となるように、複数個形成してある。これに応じて、凸部21も複数個形成されている。また、V字の交点部分にはマットがさけないようにアール(R)を付けている。
The number of the
担体保持マット1は、図2で示すように、1枚のマット素材27から複数枚切り出されるものであり、この切り出しは、1枚の担体保持マット1(1A)の総ての凹部19に、他の1枚の担体保持マット1(1B)の総ての凸部21が入り込んでいた形態でなされたものである。
As shown in FIG. 2, a plurality of the
さらに詳しく説明すると、触媒担体3の外周に巻き付けられる前の担体保持マット(切り出しがなされた直後の担体保持マット)1は、所定の厚さの矩形状に形成されている。
More specifically, the carrier holding mat 1 (the carrier holding mat immediately after being cut out) 1 before being wound around the outer periphery of the
すなわち、担体保持マット1をこの厚さ方向から見ると、図1に示すように長方形状に形成されており、凹部19は、上述したように、たとえば、「V」字状に形成されていて、長方形の一対の長辺のうちの一方の長辺(図1の上側の辺)のところから長方形の中央側(内側;図1の下側)に凹んでいる。また、各凹部19は、長方形の一対の長辺のうちの一方の長辺の延伸方向(図1の左右方向)で所定の間隔を(所定のピッチで)あけて設けられている。
That is, when the
また、担体保持マット1をこの厚さ方向から見ると、凸部21は、凹部19と同形の「V」字状に形成されていて、長方形の一対の長辺のうちの他方の長辺(図1の下側の辺)のところから長方形の外側(図1の下側)に突出している。
Further, when the
また、凸部21は、凹部19と同じ数設けられており、各凸部21は、長方形の一対の長辺のうちの他方の長辺の延伸方向(図1の左右方向)で、各凹部19と同じ所定の間隔をあけて設けられている。すなわち、各凹部19のそれぞれと各凸部21のそれぞれとは、長方形の長辺の延伸方向でお互いの位置が一致している。
Moreover, the
担体保持マット1の製造は、図2で示すように、所定厚さで所定形状(たとえば、大きな矩形状)の1枚のマット素材27に、この厚さ方向を貫通する所定形状の切れ目を入れることでなされる。上記所定形状の切れ目は、1枚のマット素材27から、複数の担体保持マット1を生成する態様で形成されるものであり、お互いが隣接している担体保持マットの間では端材が生成されないようになっている。すなわち、上記所定形状の切れ目では、お互いが隣接している担体保持マット1Aの一方の凹部19に他方の担体保持マット1Bの凸部21が入り込み連続して隙間無くつながった形状になっている。
As shown in FIG. 2, the
また、上記切れ目は、上記所定形状の刃物(刃厚寸法を無視できる刃物)をマット素材27の厚さ方向で貫通させることでなされる。1枚のマット素材27は、たとえば、原反と呼ばれ長い素材ロール状の素材を適宜に長さに切断することで生成される。図2に示す形態では、1枚のマット素材27から複数枚の担体保持マット1が切り出されたとき、マット素材27の端部に「ロ」字状の端材29が残る。
Further, the cut is made by penetrating the blade having the predetermined shape (the blade whose blade thickness dimension can be ignored) in the thickness direction of the
なお、各凹部19のピッチと各凸部21のピッチとがお互いに等しいのであれば、長方形の長手方向(図1や図2の横方向)で、各凹部19のそれぞれと各凸部21のそれぞれとの位置がずれていてもよい。
In addition, if the pitch of each recessed
また、凹部19の形状であるが、必ずしも「V」字状である必要は無い。異物をトラップするのであれば、他の形状になっていてもよい。たとえば、「V」字では、凹部19の深さに比例して、凹部の幅が小さくなっているが、凹部19の深さに比例して、凹部の幅の小さくなる割合が小さくなっている形状(「V」字の2本の線分が円弧状になって凹部の内側に凸になっている形状)であってもよい。さらに、各凹部19同士の形状が異なっていてもよい。また、凹部19が断続的ではなく連続的に複数設けられていてもよい。このように、凹部19の形状を変更した場合、凹部19の変更合わせて凸部21の形状も変更される。
Moreover, although it is the shape of the recessed
担体保持マット1によれば、製造段階で排気マニホールド11をパイプ溶接などで形成した場合の溶接スパッタ、鋳物の場合の残留鋳砂、加工の切り粉、更には内燃機関の運転過程において発生する金属酸化物等の異物が、振動や熱疲労で落ちて、触媒コンバータ5の触媒担体3上に達しても、担体保持マット1の端面上に落ちれば、その端面上を動くうちに、V字状の凹部19内に入ってトラップされ、また一旦凹部19内に入れば、V字状で先すぼまりであるため、飛び出すことはなく、確実にトラップされる。
According to the
よって、触媒担体3の保持力の低下や排気の抜け等を生じることなく、溶接スパッタ等の異物を確実にトラップして、触媒担体3の破損を防止することができる。
Therefore, foreign matters such as welding spatter can be reliably trapped and damage to the
また、担体保持マット1によれば、排気通路14における排気ガス流の上流側の端に凹部19が設けられているとともに、下流側の端に凹部19と同じパターンの凸部21が設けられている。これにより、1枚のマット素材27から複数枚の担体保持マット1を切り出すとき、お互いが隣接している各担体保持マット1のうちの一方の担体保持マット1の凹部19に他方の担体保持マット1の凸部21を合わせることで、担体保持マット1の製造工程を簡素化することができ、担体保持マット1の製造時に端材(凹部を設けるための端材)の発生を無くすことができる。そして、担体保持マット1の製造コストを低減することができる。
Further, according to the
ところで、上記説明では、凹部19の形状と凸部21の形状とがお互いに一致しており、凹部19に凸部21を重ねると、凸部21の総てと凹部19の総てとがお互いに完全に重なるようになっているが、必ずしも、凸部21の総てと凹部19の総てとがお互いに重なっていなくてもよい。
By the way, in the above description, the shape of the
すなわち、1枚の担体保持マットの凹部に他の1枚の担体保持マットの凸部を入れるべく、前記1枚の担体保持マットの排気ガス流の上流側の端を前記他の1枚の担体保持マットの排気ガス流の下流側の端に接触させたとき、前記他の1枚の担体保持マットの凸部が前記1枚の担体保持マットの前記凹部内に入るように形成されていてもよい。 That is, the upstream end of the exhaust gas flow of the one carrier holding mat is placed on the other carrier in order to insert the convex portion of the other carrier holding mat into the concave portion of one carrier holding mat. Even if it is formed so that the convex portion of the other carrier holding mat enters the concave portion of the one carrier holding mat when it is brought into contact with the downstream end of the exhaust gas flow of the holding mat. Good.
たとえば、凸部が凹部よりも小さく、凸部に凹部を重ねると、凸部が凹部の内側に位置するようになっていてもよい。また、凹部や凸部が複数設けられている場合、各凹部のピッチと各凸部のピッチがお互いに一致していてもよいし、凸部が間引かれていて、各凸部のピッチが各凹部のピッチの整数倍になっている等してもよい。 For example, the convex portion may be smaller than the concave portion, and the convex portion may be positioned inside the concave portion when the concave portion is stacked on the convex portion. In addition, when a plurality of concave portions and convex portions are provided, the pitch of each concave portion and the pitch of each convex portion may coincide with each other, the convex portions are thinned, and the pitch of each convex portion is It may be an integral multiple of the pitch of each recess.
このようにすると、凹部を形成するときに端材の発生を無くすことができないが、図6、図7のような工程を経て製造する場合に比べて、発生する端材の量が少なくなる。 If it does in this way, generation | occurrence | production of an end material cannot be eliminated when forming a recessed part, but the quantity of the generated end material will decrease compared with the case where it manufactures through processes like FIG. 6, FIG.
1 担体保持マット
3 触媒担体
5 触媒コンバータ
9 内燃機関
14 排気通路
19 凹部
21 凸部
27 マット素材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記排気通路における排気ガス流の上流側の端に凹部が設けられているとともに、下流側の端に前記凹部と同じパターンの凸部が設けられていることを特徴とする担体保持マット。 In the carrier holding mat wound around the outer periphery of the catalyst carrier provided in the exhaust passage of the internal combustion engine,
A carrier holding mat, wherein a concave portion is provided at an upstream end of the exhaust gas flow in the exhaust passage, and a convex portion having the same pattern as the concave portion is provided at a downstream end.
前記排気通路における排気ガス流の上流側の端に凹部が設けられているとともに、下流側の端に凸部が設けられており、
1枚の前記担体保持マットの凹部に他の1枚の前記担体保持マットの凸部を入れるべく、前記1枚の担体保持マットの排気ガス流の上流側の端を前記他の1枚の担体保持マットの排気ガス流の下流側の端に接触させたとき、前記他の1枚の担体保持マットの凸部が前記1枚の担体保持マットの前記凹部内に入るように形成されていることを特徴とする担体保持マット。 In the carrier holding mat wound around the outer periphery of the catalyst carrier provided in the exhaust passage of the internal combustion engine,
A concave portion is provided at the upstream end of the exhaust gas flow in the exhaust passage, and a convex portion is provided at the downstream end,
In order to insert the convex portion of the other carrier holding mat into the concave portion of the carrier holding mat, the upstream end of the exhaust gas flow of the one carrier holding mat is the other carrier. The convex part of the other carrier holding mat is formed so as to enter the concave part of the one carrier holding mat when it is brought into contact with the downstream end of the exhaust gas flow of the holding mat. A carrier holding mat.
A catalytic converter comprising the carrier holding mat according to any one of claims 1 to 3.
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