JP4453149B2 - 排気ガス浄化用触媒コンバータ - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，自動車等の内燃機関に用いられる排気ガス浄化触媒コンバータに関し，特に保持シール材の耐熱構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
車両に搭載する排気ガス浄化用触媒コンバータは，排気ガスを浄化する触媒を担持した触媒保持体と，触媒保持体の外方を覆う金属シェルと，両者の間に配置した保持シール材とからなる。
保持シール材は，自動車の走行中において，触媒保持体が外周の金属シェルと当接したときの触媒保持体の破損を防ぎ，また，金属シェルと触媒担持体との間から排気ガスがリークすることも防止する。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，近年，排ガス温度が上昇する傾向にあるため，排気ガス浄化用触媒コンバータを耐熱構造とすることが望まれている。かかる要望に対応するべく，保持シール材の耐熱性を向上させる必要があった。
【０００４】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み，耐熱性に優れた排気ガス浄化用触媒コンバータを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，排ガスを浄化するための触媒を担体に担持させてなる触媒保持体と，該触媒保持体の外方を覆う管状の金属シェルと，上記触媒保持体と上記金属シェルとの間に介設された無機質繊維マットからなる保持シール材とからなる排気ガス浄化用触媒コンバータにおいて，
上記保持シール材における少なくとも排気ガス流路に直面する表面部分及び上記触媒保持体側は，アルミナ繊維から作製されており，
上記触媒保持体側に形成されたアルミナ繊維は、上記触媒保持体の外周部全体に配置されていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータである。
【０００６】
保持シール材における高温の排気ガス流路に直面する表面部分は，高温の排気ガスに晒されるため，耐熱性が特に要求される部分である。
そこで，本発明においては，保持シール材における少なくとも排気ガス流路に直面する表面部分に，耐熱性に優れたアルミナ繊維を設けている。そのため，保持シール材の耐熱性が向上し，高温下でも高い面圧を維持し触媒保持体を保持する力を十分に発揮できる。
【０００７】
請求項２の発明のように，上記保持シール材における排気ガス流路に直面する表面部分は，上記保持シール材の上流側端部または／及び下流側端部であることが好ましい。これらは，保持シール材における排気ガス流路に直面する表面部分の例示であり，かかる部分にアルミナ繊維を設けることにより保持シール材の耐熱性が向上する。
【０００８】
また，上記アルミナ繊維は，上記保持シール材の触媒保持体側に設けられていることが好ましい。保持シール材の触媒保持体側は，触媒保持体に接するため，高温に晒されやすい。このため，触媒保持体側にアルミナ繊維を配置することにより，保持シール材の耐熱性が向上する。また，高温時に高い面圧を保持でき，触媒保持体を確実に保持することができる。
【０００９】
アルミナ繊維は，形状保持及び作業性の観点から，マットを形成していることが好ましく，更には，ニードルパンチング処理がされていることが好ましい。
保持シール材における排気ガス流路に直面している表面部分以外の部分を構成している繊維は，無機繊維であれば，特に限定しない。たとえば，シリカ繊維，シリカ／アルミナ混合繊維，アルミナ繊維を用いることができる。
【００１０】
触媒保持体に担持されている触媒は，排気ガスを浄化することができるものであればよく，たとえば，白金，パラジウムなどを用いることができる。触媒を担持する担体は，コージェライト，アルミナ，金属などにより作製することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態に係る排気ガス浄化用触媒コンバータについて，図１〜図３を用いて説明する。
本例の排気ガス浄化用触媒コンバータ５は，図１に示すごとく，排気ガスを浄化し得る触媒保持体３と，触媒保持体３の側面を被覆する金属シェル２と，触媒保持体３と金属シェル２との間に配置された保持シール材１とよりなる。
排気ガス浄化用触媒コンバータ５は，エンジンの排気管の途中に設けられている。
【００１２】
保持シール材１における排気ガス流路に直面する表面部分は，保持シール材１の上流側端部１８及び下流側端部１９であり，これらの部分には，アルミナ繊維マット層１１が設けられている。また，保持シール材１における触媒保持体を保持している保持体側１７にも，アルミナ繊維マット層１１が設けられている。
【００１３】
保持シール材１におけるアルミナ繊維マット層１１以外の部分には，シリカ繊維マット層１２が設けられている。アルミナ繊維マット層１１とシリカ繊維マット層１２の厚みは２ｍｍ，４ｍｍであり，充填密度はいずれも０．３５ｇ／ｃｍ^３である。保持シール材１におけるアルミナ繊維マット層１１とシリカ繊維マット層１２の重量比率は，約３５重量％，約６５重量％である。いずれもニードルパンチング処理が施されている。
金属シェル２は，ＳＵＳ４０９からなり，略円筒体であり，肉厚１．５ｍｍ，長さ６０ｍｍである。
【００１４】
触媒保持体３は，セラミックの一種であるコージェライトモノリスであり，排気ガスの排気成分を浄化し得る白金などの触媒が担持されている。触媒保持体３の外形は１３０ｍｍであり，長さは１００ｍｍである。
触媒保持体３は，排気ガス流路の上流側かまたは下流側の一方が開口し，他方が閉塞された多数のセルの集合体からなるハニカム構造体である。触媒保持体３は，上流側開口セル３１から下流側開口セル３２へと，多孔性のセル壁を通じて排気ガス４を通過させる。この際に，排気ガスに含まれている排ガス成分が触媒により浄化される。
【００１５】
次に，本例の排気ガス浄化用触媒コンバータの製造方法について説明する。
図２に示すごとく，シリカ繊維マットとアルミナ繊維マットとを無機系接着剤１４により接着して，アルミナ繊維マット層１１とシリカ繊維マット層１２とからなる保持シール材１を形成する。アルミナ繊維マット層１１の表面に，厚み７０μｍのポリエチレン不織布１３を組立作業性改善等のため接着する。
【００１６】
次に，図３（ａ）に示すごとく，保持シール材１に切断加工を施して，幅１００ｍｍ，長さ４４５ｍｍの長尺体とするとともに，その両端に，触媒保持体３を巻回したときに互いに係合し合う凹部１１０と凸部１２０とを形成する。
【００１７】
次に，図３（ｂ）に示すごとく，保持シール材１を，触媒保持体３の外周部に巻き付けて，凹部１１０と凸部１２０とを突き合わせて，巻回体６とする。凹部１１０と凸部１２０とを粘着テープにより固定する。
次に，図１に示すごとく，巻回体６を金属シェル２の中に圧入する。金属シェルの上流側及び下流側にスピニング加工を施してフランジ部２９１，２９２を形成する。
以上により，排気ガス浄化用触媒コンバータ５を得る。
【００１８】
本例の排気ガス浄化用触媒コンバータでは，排気ガス４は，上流側のフランジ部２９１から触媒保持体３のセルを通じて下流側のフランジ部２９２へと流れる排気ガス流路を形成している。保持シール材１における上流側端部１８および下流側端部１９は，上記排気ガス流路に直面する表面部分であり，ここには耐熱性に優れたアルミナ繊維マット層１１を設けている。そのため，保持シール材１の耐熱性が向上する。
また，保持シール材１における保持体側１７にもアルミナ繊維マット層１１を設けている。そのため，高温時にも，保持シール材１が変質せず，高い面圧を保持でき，触媒保持体３を確実に保持することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば，耐熱性に優れた排気ガス浄化用触媒コンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の排気ガス浄化用触媒コンバータの断面説明図。
【図２】実施形態例１における，保持シール材の展開図。
【図３】実施形態例１における，排気ガス浄化用触媒コンバータの製造方法の説明図（ａ），（ｂ）。
【符号の説明】
１．．．保持シール材，
１１．．．アルミナ繊維マット層，
１２．．．シリカ繊維マット層，
１７．．．保持体側，
１８．．．上流側端部，
１９．．．下流側端部，
２．．．金属シェル，
３．．．触媒保持体，
４．．．排気ガス，
５．．．排気ガス浄化用触媒コンバータ，
６．．．巻回体，

Claims (2)

1. 排ガスを浄化するための触媒を担体に担持させてなる触媒保持体と，該触媒保持体の外方を覆う管状の金属シェルと，上記触媒保持体と上記金属シェルとの間に介設された無機質繊維マットからなる保持シール材とからなる排気ガス浄化用触媒コンバータにおいて，
   上記保持シール材における少なくとも排気ガス流路に直面する表面部分及び上記触媒保持体側は，アルミナ繊維から作製されており，
   上記触媒保持体側に形成されたアルミナ繊維は、上記触媒保持体の外周部全体に配置されていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータ。
2. 請求項１において，上記保持シール材における排気ガス流路に直面する表面部分は，上記保持シール材の上流側端部または／及び下流側端部であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータ。

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