JP5754189B2 - Catalytic converter device - Google Patents

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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、触媒を担持する金属触媒担体を通電して昇温させ、十分な触媒効果が得られるようにしたものがある。   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 metal catalyst carrier supporting a catalyst is energized to raise the temperature, Some of them have a catalytic effect.

ところで、特許文献1に記載の構造では、シェル(ケース)内に金属製触媒担体が嵌挿されており、さらに、金属製触媒担体の導電部材とシェルの間に、緩衝機能を有するマット部材が嵌挿保持されている。   By the way, in the structure described in Patent Document 1, a metal catalyst carrier is inserted into a shell (case), and a mat member having a buffer function is provided between the conductive member of the metal catalyst carrier and the shell. It is inserted and held.

このような構造の触媒コンバータ装置において、排気中に含まれるカーボンが金属製触媒担体やマット部材等の上流側に付着すると、金属製触媒担体が収容された筒体(金属製シェル)と触媒担体との間の電気抵抗がカーボンによって低下してしまい、触媒担体への通電効率が低下する。   In the catalytic converter device having such a structure, when the carbon contained in the exhaust adheres to the upstream side of the metal catalyst carrier, the mat member, etc., the cylinder (metal shell) containing the metal catalyst carrier and the catalyst carrier The electrical resistance between the first and second electrodes is reduced by the carbon, and the current supply efficiency to the catalyst carrier is reduced.

特開平5−253491号公報JP-A-5-253491

本発明は上記事実を考慮し、排気中に含まれるカーボンに起因する触媒担体への通電効率の低下を抑制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 capable of suppressing a decrease in efficiency of energization to a catalyst carrier due to carbon contained in exhaust gas.

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し、通電によって加熱される触媒担体と、筒状に形成されて内部に前記触媒担体が収容されると共に排気管に取り付けられる筒体と、前記触媒担体の外周面側に配置される内側弾性部材と、前記筒体の内周面側に配置される外側弾性部材と、絶縁性を有しこれらの内側弾性部材と外側弾性部材との間に配置される中間部材と、を備え、内側弾性部材及び外側弾性部材の弾性により触媒担体を筒体内に保持するとともに触媒担体と筒体とを電気的に絶縁する保持部材と、前記中間部材に設けられ、前記内側弾性部材の上流側端部よりも上流側に突出し前記内側弾性部材と非接触で内周面が露出している上流側突出部と、前記上流側突出部に設けられ、前記筒体の中心に向けて張り出す上流側張出部と、を有する。 In the first aspect of the present invention, a catalyst carrier for purifying exhaust gas exhausted from the internal combustion engine is carried, the catalyst carrier is heated by energization, and the catalyst carrier is accommodated in a cylindrical shape. And a cylindrical body attached to the exhaust pipe, an inner elastic member disposed on the outer peripheral surface side of the catalyst carrier, an outer elastic member disposed on the inner peripheral surface side of the cylindrical body, and having insulation An intermediate member disposed between the inner elastic member and the outer elastic member, and holds the catalyst carrier in the cylinder by the elasticity of the inner elastic member and the outer elastic member, and electrically connects the catalyst carrier and the cylinder. a holding member for insulating, said provided in the intermediate member, the upstream side projecting portion inner peripheral surface with projecting upstream the inner elastic member and the non-contact of the upstream end portion is exposed to the inner elastic member , Provided in the upstream projecting portion, and the cylinder Having an upstream projecting portion projecting toward the center of the.

この触媒コンバータ装置では、触媒担体が通電され加熱昇温されると、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。また、触媒担体は保持部材及び筒体を介して排気管に取り付けられており、保持部材の中間部材は絶縁性を有しているので、保持部材を解して触媒担体と筒体とが短絡されることはない。   In this catalytic converter device, when the catalyst carrier is energized and heated and heated, the purification effect of the supported catalyst can be exhibited earlier. In addition, the catalyst carrier is attached to the exhaust pipe via the holding member and the cylinder, and the intermediate member of the holding member has insulation, so the catalyst carrier and the cylinder are short-circuited by removing the holding member. Will never be done.

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、このカーボンが触媒担体や筒体に付着すると、筒体と触媒担体との電気抵抗が低下して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、中間部材の上流側突出部が内側弾性部材と非接触であり、上流側突出部の内周面が露出している。そして、上流側突出部に上流側張出部が設けられている。この上流側張出部は、筒体の中心に向かって張り出すことで、排気の流れに対向している。このため、このように対向することなく排気の流れ方向と平行になっている部材と比較して、排気が直接的に当たり、排気熱によって昇温されやすい。これにより、上流側張出部にカーボンが付着しても、カーボンの燃料を促進することができる。 The exhaust gas may contain carbon generated by combustion of the internal combustion engine, and if this carbon adheres to the catalyst carrier or the cylinder, the electrical resistance between the cylinder and the catalyst carrier is reduced, and the catalyst carrier is energized. Efficiency may be reduced. In the present invention, the upstream protrusion of the intermediate member is not in contact with the inner elastic member, and the inner peripheral surface of the upstream protrusion is exposed. And the upstream protrusion part is provided in the upstream protrusion part. The upstream projecting portion projects toward the center of the cylinder to face the exhaust flow. For this reason, as compared with a member that is parallel to the flow direction of the exhaust gas without facing the exhaust gas, the exhaust gas directly hits and is easily heated by the exhaust heat. Thereby, even if carbon adheres to the upstream projecting portion, the carbon fuel can be promoted.

また、上流側張出部は、筒体の中心に向かって張り出しており、排気の流れに対する絞りとなっている。このため、上流側張出部の箇所では排気圧力が高くなるので、昇温がより促進される。   Further, the upstream projecting portion projects toward the center of the cylindrical body, and serves as a throttle for the exhaust flow. For this reason, since the exhaust pressure increases at the location of the upstream projecting portion, the temperature rise is further promoted.

しかも、上流側突出部が設けられた中間部材は、保持部材を構成する内側弾性部材と外側弾性部材との間に配置されている。これにより、上流側突出部と筒体の間には、外側弾性部材の厚み分の隙間が生じている。上流側突出部は筒体に接触していないので、上流側張出部から上流側突出部を経て筒体への熱の逃げ(放熱)を抑制でき、上流側張出部を効果的に昇温できる。   And the intermediate member in which the upstream protrusion part was provided is arrange | positioned between the inner side elastic member and outer side elastic member which comprise a holding member. Thereby, a gap corresponding to the thickness of the outer elastic member is generated between the upstream protruding portion and the cylindrical body. Since the upstream protruding portion is not in contact with the cylindrical body, heat escape (radiation) from the upstream protruding portion to the cylindrical body via the upstream protruding portion can be suppressed, and the upstream protruding portion is effectively raised. Can be warm.

このようにして、上流側張出部に付着したカーボンの燃料を促進することで、触媒担体や筒体へ付着したカーボンによって筒体と触媒担体との電気抵抗が低下することを抑制できる。これにより、電気が確実に触媒担体を流れるようになるので、触媒担体の通電効率の低下を抑制できる。   In this way, by promoting the carbon fuel adhering to the upstream projecting portion, it is possible to suppress a decrease in the electrical resistance between the cylinder and the catalyst carrier due to the carbon adhering to the catalyst carrier and the cylinder. As a result, electricity can surely flow through the catalyst carrier, so that it is possible to suppress a decrease in the energization efficiency of the catalyst carrier.

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、前記上流側張出部が、前記筒体の中心に向かうにしたがって前記流れ方向の下流側に傾斜する上流側傾斜部である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the upstream projecting portion is an upstream inclined portion that is inclined toward the downstream side in the flow direction toward the center of the cylindrical body. .

このように、上流側張出部を、上流側傾斜部として傾斜させることで、傾斜していない構成(排気の流れ方向に対し垂直になっている)と比較して、排気が当たる面積を広く確保することが可能となる。   As described above, the upstream projecting portion is inclined as the upstream inclined portion, so that the area on which the exhaust hits can be increased compared to the configuration in which the upstream protruding portion is not inclined (perpendicular to the flow direction of the exhaust). It can be secured.

請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記中間部材に設けられ、前記内側弾性部材の下流側端部よりも下流側に突出する下流側突出部と、前記下流側突出部に設けられ、前記筒体の中心に向けて張り出す下流側張出部と、を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the downstream projecting portion provided on the intermediate member and projecting further downstream than the downstream end portion of the inner elastic member ; And a downstream projecting portion provided on the downstream projecting portion and projecting toward the center of the cylindrical body.

したがって、下流側張出部も排気の流れに対し、斜めに対向しているため、排気が直接的に当たり、排気熱によって昇温されやすい。しかも、排気の流れ方向下流側では、下流側張出部の内径が筒体の中心に向かって小さくなっており、排気圧力が高くなるため昇温がより促進される。これにより、下流側張出部に付着したカーボンの燃料を促進することができる。   Therefore, since the downstream projecting portion also faces the exhaust flow obliquely, the exhaust directly hits and is easily heated by the exhaust heat. In addition, on the downstream side in the exhaust flow direction, the inner diameter of the downstream projecting portion decreases toward the center of the cylinder, and the exhaust pressure increases, so that the temperature rise is further promoted. Thereby, the fuel of carbon adhering to the downstream overhang | projection part can be promoted.

請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の発明において、前記上流側張出部及び前記下流側張出部の表面の少なくとも一部に塗布され、付着したカーボンの燃焼を促進する燃焼促進部材、を有する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, the combustion is applied to at least a part of the surface of the upstream projecting portion and the downstream projecting portion and promotes the combustion of adhering carbon. An accelerating member.

燃料促進部材が塗布されて部分では、カーボンの燃焼がさらに促進されるので、カーボンによる筒体と触媒担体との電気抵抗の低下をより効果的に抑制できる。   In the portion where the fuel promoting member is applied, the combustion of carbon is further promoted, so that it is possible to more effectively suppress the decrease in electrical resistance between the cylinder and the catalyst carrier.

請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、前記触媒担体に接触配置され、触媒担体に通電するための通電部材と、前記保持部材を厚み方向に貫通して形成され前記通電部材の一部を挿通するための挿通孔部と、前記中間部材の前記挿通孔部内に位置する部位に設けられ、触媒担体に接近する絞り部と、を有するThe invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein an energizing member disposed in contact with the catalyst carrier and energizing the catalyst carrier; and the holding member An insertion hole portion that is formed through the thickness direction and passes through a part of the energization member; and a throttle portion that is provided in a portion located in the insertion hole portion of the intermediate member and approaches the catalyst carrier. Have .

保持部材に形成された挿通孔には通電部材の一部が挿通され、さらに通電部材は触媒担体に接触配置されている。この通電部材によって、触媒担体に通電することで、触媒担体を昇温させることができる。   A part of the energization member is inserted into the insertion hole formed in the holding member, and the energization member is disposed in contact with the catalyst carrier. By energizing the catalyst carrier with this electricity supply member, the temperature of the catalyst carrier can be raised.

中間部材には、挿入孔部内に位置する部位に絞り部が設けられている。絞り部は触媒担体に接近しており、中間部材の内径が部分的に縮径されている。排気中に含まれる水蒸気が凝縮されて凝縮水(液体)となり内側弾性部材内に浸入しても、挿通孔部内に達することは絞り部によって抑制される。触媒担体に接触している内側弾性部材に水分が留まることになるので、触媒担体の熱を内側弾性部材内の水分に作用させて、この水分の蒸発を促進することができる。   The intermediate member is provided with a throttle portion at a portion located in the insertion hole. The throttle portion is close to the catalyst carrier, and the inner diameter of the intermediate member is partially reduced. Even if the water vapor contained in the exhaust gas is condensed to be condensed water (liquid) and enters the inner elastic member, it is suppressed by the throttle portion to reach the insertion hole. Since moisture stays in the inner elastic member in contact with the catalyst carrier, the heat of the catalyst carrier can act on the moisture in the inner elastic member to promote evaporation of the moisture.

本発明は上記構成としたので、排気中に含まれるカーボンに起因する触媒担体への通電効率の低下を抑制できる。   Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to suppress a decrease in the energization efficiency to the catalyst carrier due to the carbon contained in the exhaust gas.

本発明の第1実施形態の触媒コンバータ装置を排気管への取付状態において中心線を含む断面で示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a catalytic converter device according to a first embodiment of the present invention in a cross section including a center line in an attached state to an exhaust pipe. 本発明の第1実施形態の触媒コンバータ装置を部分的に拡大して示す断面図であり、(A)はカーボンが付着した状態、(B)はカーボンが燃焼された状態である。It is sectional drawing which expands and shows the catalytic converter apparatus of 1st Embodiment of this invention partially, (A) is the state in which carbon adhered, (B) is the state in which carbon was burned. 本発明の第2実施形態の触媒コンバータ装置を排気管への取付状態において中心線を含む断面で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the catalytic converter apparatus of 2nd Embodiment of this invention in the cross section containing a centerline in the attachment state to an exhaust pipe. 本発明の第3実施形態の触媒コンバータ装置を排気管への取付状態において中心線を含む断面で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the catalytic converter apparatus of 3rd Embodiment of this invention in the cross section containing a centerline in the attachment state to an exhaust pipe. 本発明の第4実施形態の触媒コンバータ装置を排気管への取付状態において中心線を含む断面で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the catalytic converter apparatus of 4th Embodiment of this invention in the cross section containing a centerline in the attachment state to an exhaust pipe.

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 catalytic converter device 12 according to a first embodiment of the present invention attached to an exhaust pipe 10.

触媒コンバータ装置12は、導電性及び剛性を有する材料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を構成する材料としては、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導電性セラミックとしている。   The catalytic converter device 12 has a catalyst carrier 14 formed of a material having conductivity and rigidity. As a material constituting the catalyst carrier 14, a conductive ceramic, a conductive resin, a metal, or the like can be applied. In the present embodiment, a conductive ceramic is particularly used.

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おり、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。   The catalyst carrier 14 is formed in a columnar shape or a cylindrical shape in which the surface area of the material is increased by configuring a thin plate having a honeycomb shape or a wavy shape into a spiral shape or a concentric shape, and a catalyst (platinum) is formed on the surface. , Palladium, rhodium, etc.) are attached.

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)中の物質(HC等)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。   The catalyst has an action of purifying substances (HC and the like) in the exhaust gas (the flow direction is indicated by an arrow F1) flowing in the exhaust pipe 10. Note that the structure for increasing the surface area of the catalyst carrier 14 is not limited to the honeycomb shape or the wave shape described above.

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。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。電極棒22、導線部材20A、20B、電極16A、16Bは、本発明の通電部材を構成している。   Two electrodes 16A and 16B are attached to the catalyst carrier 14 at positions symmetrical with respect to the catalyst carrier 14 (up and down in FIG. 1). Terminals 18A and 18B are connected to the electrodes 16A and 16B via conductor members 20A and 20B made of a conductive material such as metal, respectively. Each of the terminals 18A and 18B has a structure in which an insulating layer 24 covers the periphery of the central electrode rod 22. The outer end of the electrode rod 22 (the end opposite to the conductor members 20A and 20B) is a connection 22C to which a power supply cable to the catalyst carrier 14 is connected. The electrode rod 22, the conducting wire members 20A and 20B, and the electrodes 16A and 16B constitute an energizing member of the present invention.

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うことで、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 insulating layer 24 is formed in a cylindrical shape from a material having electrical insulation. The insulating layer 24 covers the outer peripheral surface of the electrode rod 22 over the entire circumference, thereby preventing the flow of electricity from the electrode rod 22 to the cover portion 36 of the case cylinder 28.

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 wire members 20A and 20B are formed in, for example, a zigzag shape or a spiral shape so as to have flexibility, and when the case cylinder 28 and the catalyst carrier 14 are relatively moved as described later, It is possible to absorb this relative movement. The catalyst carrier 14 can be heated by energizing the catalyst carrier 14 from the terminals 18A and 18B through the conductor members 20A and 20B and the electrodes 16A and 16B. By this heating, the temperature of the catalyst supported on the catalyst carrier 14 is raised, so that the purification action of the catalyst can be exhibited at an early stage even immediately after the engine is started.

触媒担体14は、外周に配置された保持マット26(本発明に係る保持部材)によって、ケース筒体28(本発明に係る筒体)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。そして、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 28 (cylinder according to the present invention) by a holding mat 26 (holding member according to the present invention) arranged on the outer periphery. In other words, the catalyst carrier 14 is accommodated inside the substantially cylindrical case cylinder 28, and the catalyst carrier 14 is placed in the case by the holding mat 26 disposed between the case cylinder 28 and the catalyst carrier 14. The cylinder 28 is held concentrically (center line CL). Since the insulating holding mat 26 is disposed between the catalyst carrier 14 and the case cylinder 28, the flow of electricity from the catalyst carrier 14 to the case cylinder 28 is prevented.

ケース筒体28は、ステンレス等の金属で略円筒状に成形されており、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よりも大径の大径部28B、及び長手方向下流側において、大径部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 case cylinder 28 is formed in a substantially cylindrical shape with a metal such as stainless steel, and has an upstream taper portion 28A having a diameter gradually increased toward the downstream on the upstream side in the flow direction, and an upstream taper at the intermediate portion in the flow direction. A large-diameter portion 28B that is continuous from the portion 28A and has a larger diameter than the exhaust pipe 10, and a downstream tapered portion 28C that is continuous from the large-diameter portion 28B and has a diameter gradually decreased toward the downstream side. doing.

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(特に大径部28B)では局所的に拡大されていることになる。   The downstream end of the front pipe 10A of the exhaust pipe 10 is at the upstream end of the upstream tapered section 28A, and the upstream end of the rear pipe 10B of the exhaust pipe 10 is at the downstream end of the downstream tapered section 28C. They are connected to each other, and the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas is locally expanded at the portion of the case cylinder 28 (particularly, the large diameter portion 28B).

大径部28Bには、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。   The large-diameter portion 28B is provided with a substantially cylindrical cover portion 36 that can accommodate the terminals 18A and 18B. In the state where the terminals 18 </ b> A and 18 </ b> B are inserted into the cover portion 36, the opening portion of the cover portion 36 is closed by the lid plate 38.

触媒担体14の外周に配置された保持マット26は、内側から順に、内側繊維層30、中間筒層32、外側繊維層34の三層構造とされた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の大径部28Bが位置している。内側繊維層30が本発明の内側弾性部材に、中間筒層32が本発明の中間部材に、外側繊維層34が本発明の外側弾性部材にそれぞれ対応する。   The holding mat 26 disposed on the outer periphery of the catalyst carrier 14 is formed in a substantially cylindrical shape having a three-layer structure of an inner fiber layer 30, an intermediate cylinder layer 32, and an outer fiber layer 34 in order from the inside. A large-diameter portion 28 </ b> B of the case cylinder 28 is located on the outer periphery of the holding mat 26. The inner fiber layer 30 corresponds to the inner elastic member of the present invention, the intermediate cylinder layer 32 corresponds to the intermediate member of the present invention, and the outer fiber layer 34 corresponds to the outer elastic member of the present invention.

内側繊維層30の内周面は触媒担体14の外周面に接触し、外側繊維層34の外周面はケース筒体28の内周面に接触している。これらの内側繊維層30及び外側繊維層34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、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。   The inner peripheral surface of the inner fiber layer 30 is in contact with the outer peripheral surface of the catalyst carrier 14, and the outer peripheral surface of the outer fiber layer 34 is in contact with the inner peripheral surface of the case cylinder 28. The inner fiber layer 30 and the outer fiber layer 34 are formed in a fiber shape having insulating properties and predetermined elasticity using, for example, an alumina mat, a resin mat, ceramic wool, or the like. As a result, the holding mat 26 itself has a predetermined elasticity, and the holding mat 26 is arranged so that the catalyst carrier 14 is concentric (center line CL) inside the substantially cylindrical case cylinder 28. keeping.

これに対し、中間筒層32は、本実施形態では、少なくとも表面が絶縁性を有するように構成され、全体として円筒状に形成されている。たとえば、材料自体が絶縁性を有するもの(樹脂等)であってもよいし、円筒状の金属筒の表面に絶縁性材料をコーティングしたものであってもよい。いずれにしても、固体材料により形状安定性を有する中間筒層32の内周側及び外周側に、絶縁性及び弾性を有する内側繊維層30及び外側繊維層34が配置されて、触媒担体14がケース筒体28の内部に安定的に保持されている。但し、本実施形態では、中間筒層32によって、保持マット26の絶縁性が確保されているので、内側繊維層30及び外側繊維層34は、必ずしも絶縁性は必要とされない。   On the other hand, in the present embodiment, the intermediate cylinder layer 32 is configured so that at least the surface has insulating properties, and is formed in a cylindrical shape as a whole. For example, the material itself may be insulative (resin or the like), or the surface of a cylindrical metal tube may be coated with an insulating material. In any case, the inner fiber layer 30 and the outer fiber layer 34 having insulation and elasticity are arranged on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the intermediate cylindrical layer 32 having shape stability by a solid material, and the catalyst carrier 14 is It is stably held inside the case cylinder 28. However, in the present embodiment, since the insulating property of the holding mat 26 is ensured by the intermediate cylinder layer 32, the inner fiber layer 30 and the outer fiber layer 34 are not necessarily required to be insulated.

特に、金属製のケース筒体28と導電性セラミック製の触媒担体14とでは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の弾性により吸収される。さらに、排気管10を通じた振動の入力に対しても、保持マット26が緩衝作用を発揮しつつケース筒体28と触媒担体14との位置ズレを吸収する。   In particular, since the linear expansion coefficient is different between the metal case cylinder 28 and the conductive ceramic catalyst carrier 14, the heat of the exhaust gas passing through the exhaust pipe 10 and the expansion due to the current heating to the catalyst carrier 14 are expanded. The amount is different. This difference in expansion amount is absorbed by the elasticity of the holding mat 26. Further, even when vibration is input through the exhaust pipe 10, the holding mat 26 exhibits a buffering action and absorbs a positional deviation between the case cylinder 28 and the catalyst carrier 14.

しかも、全体として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。なお、内側繊維層30及び外側繊維層34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。   In addition, since the holding mat 26 having insulating properties as a whole is disposed between the catalyst carrier 14 and the case cylinder 28, the flow of electricity from the catalyst carrier 14 to the case cylinder 28 is prevented. . As a material constituting the inner fiber layer 30 and the outer fiber layer 34, an interlam mat, mullite, or the like is also applicable.

ケース筒体28の大径部28B、外側繊維層34、中間筒層32及び内側繊維層30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。そして、貫通孔の内側が、挿通孔部42となっている。したがって、挿通孔部42内に、端子18A、18Bの一部と、導線部材20A,20B及び電極16A、16Bが収容されている。   The large diameter portion 28B, the outer fiber layer 34, the intermediate cylinder layer 32, and the inner fiber layer 30 of the case cylinder 28 are formed with through holes through which the terminals 18A and 18B are penetrated, and are in contact with the terminals 18A and 18B. It is supposed not to. The inside of the through hole is an insertion hole portion 42. Accordingly, part of the terminals 18A and 18B, the conductor members 20A and 20B, and the electrodes 16A and 16B are accommodated in the insertion hole portion 42.

本実施形態では、内側繊維層30及び外側繊維層34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。そして、内側繊維層30の上流側端面30A及び下流側端面30B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。同様に、外側繊維層34の上流側端面34A及び下流側端面34Bも、それぞれ、触媒担体14の上流側端面14A及び下流側端面14Bと軸方向で同位置とされている。   In this embodiment, the inner fiber layer 30 and the outer fiber layer 34 are formed in the same length as the catalyst carrier 14 in the axial direction (exhaust flow direction). The upstream end surface 30A and the downstream end surface 30B of the inner fiber layer 30 are in the same position as the upstream end surface 14A and the downstream end surface 14B of the catalyst carrier 14 in the axial direction (exhaust flow direction). Similarly, the upstream end surface 34A and the downstream end surface 34B of the outer fiber layer 34 are also in the same position in the axial direction as the upstream end surface 14A and the downstream end surface 14B of the catalyst carrier 14, respectively.

これに対し、中間筒層32は、触媒担体14、内側繊維層30及び外側繊維層34よりも軸方向に長く形成されている。そして、中間筒層32には、内側繊維層30よりも上流側に突出する上流側突出部32Uが設けられている。さらに、中間筒層32には、内側繊維層30よりも下流側に突出する下流側突出部32Lが設けられている。上流側突出部32U及び下流側突出部32Lは、ケース筒体28とは非接触となっており、それぞれ、隙間部44U、44Lが構成されている。   On the other hand, the intermediate cylinder layer 32 is formed longer in the axial direction than the catalyst carrier 14, the inner fiber layer 30, and the outer fiber layer 34. The intermediate cylinder layer 32 is provided with an upstream protrusion 32U that protrudes upstream from the inner fiber layer 30. Further, the intermediate cylindrical layer 32 is provided with a downstream protruding portion 32 </ b> L that protrudes downstream from the inner fiber layer 30. The upstream protruding portion 32U and the downstream protruding portion 32L are not in contact with the case cylinder 28, and gap portions 44U and 44L are formed, respectively.

特に本実施形態では、上流側突出部32U及び下流側突出部32Lを、ケース筒体28の大径部28Bの内周面との間で径方向に一定の間隔をあけるように、周方向で全周にわたって形成している。したがって、隙間部44U、44Lも、触媒担体14の周方向において全周に構成されている。   In particular, in the present embodiment, the upstream protrusion 32U and the downstream protrusion 32L are circumferentially spaced apart from the inner peripheral surface of the large diameter portion 28B of the case cylinder 28 in the radial direction. It is formed all around. Therefore, the gap portions 44U and 44L are also formed on the entire circumference in the circumferential direction of the catalyst carrier 14.

中間筒層32の上流側突出部32Uの内側には、上流側傾斜部材46が設けられている。上流側傾斜部材46は、全体として、略円錐台状(厳密には、円錐台から上底部分及び下底部分が取り除かれ、側面部分のみとなった形状)に形成されている。上流側傾斜部材46は、大径部46Lから小径部46Sに向かう方向が、排気の流れ方向(矢印F1方向)となる向きで配置されており、大径部46Lの部分で上流側突出部32Uに取り付けられている。したがって、上流側傾斜部材46は、全体として、排気の流れ方向(矢印F1方向)に対し傾斜している。特に、上流側傾斜部材46の内周面46Nが、矢印F1方向に流れる排気に対し斜めに対向しており、排気が内周面46Nに直接的に当たる。また、排気の流路の実質的な断面積が、上流側傾斜部材46の大径部46Lから小径部46Sに向かって漸減されていることになる。上流側傾斜部材46は、本発明の上流側張出部の一例である。   An upstream inclined member 46 is provided on the inner side of the upstream protruding portion 32 </ b> U of the intermediate cylinder layer 32. The upstream inclined member 46 as a whole is formed in a substantially truncated cone shape (strictly, a shape in which the upper bottom portion and the lower bottom portion are removed from the truncated cone and only the side surface portion is formed). The upstream inclined member 46 is arranged such that the direction from the large diameter portion 46L toward the small diameter portion 46S is the exhaust flow direction (the direction of the arrow F1), and the upstream protrusion 32U is located at the large diameter portion 46L. Is attached. Therefore, the upstream inclined member 46 as a whole is inclined with respect to the exhaust flow direction (the direction of the arrow F1). In particular, the inner peripheral surface 46N of the upstream inclined member 46 is diagonally opposed to the exhaust flowing in the direction of arrow F1, and the exhaust directly hits the inner peripheral surface 46N. Further, the substantial cross-sectional area of the exhaust passage is gradually reduced from the large diameter portion 46L of the upstream inclined member 46 toward the small diameter portion 46S. The upstream inclined member 46 is an example of an upstream projecting portion of the present invention.

中間筒層32の下流側突出部32Lの内側には、下流側傾斜部材48が設けられている。下流側傾斜部材48も、全体として、上流側傾斜部材46と同様の略円錐台状で、大径部48Lから小径部48Sに向かう方向が、排気の流れ方向(矢印F1方向)となる向きで配置されており、大径部46Lの部分で下流側突出部32Lに取り付けられている。下流側傾斜部材48の内周面48Nは、矢印F1方向に流れる排気に対し斜めに対向しており、排気が内周面48Nに直接的に当たる(外周面48Gには直接的に当たらない)。また、排気の流路の実質的な断面積が、下流側傾斜部材48の大径部48Lから小径部48Sに向かって漸減されていることになる。下流側傾斜部材48は、本発明の下流側張出部の一例である。   A downstream inclined member 48 is provided on the inner side of the downstream protruding portion 32 </ b> L of the intermediate cylinder layer 32. The downstream inclined member 48 as a whole is also substantially in the shape of a truncated cone similar to the upstream inclined member 46, and the direction from the large diameter portion 48L to the small diameter portion 48S is the direction in which the exhaust gas flows (arrow F1 direction). The large-diameter portion 46L is attached to the downstream protrusion 32L. The inner peripheral surface 48N of the downstream inclined member 48 is diagonally opposed to the exhaust flowing in the direction of the arrow F1, and the exhaust directly hits the inner peripheral surface 48N (does not hit the outer peripheral surface 48G directly). Further, the substantial cross-sectional area of the exhaust passage is gradually reduced from the large diameter portion 48L of the downstream inclined member 48 toward the small diameter portion 48S. The downstream side inclined member 48 is an example of the downstream side overhanging portion of the present invention.

なお、中間筒層32には、挿通孔部42内にわずかに延出された延出部50が形成されている。   The intermediate cylindrical layer 32 is formed with an extending portion 50 that slightly extends into the insertion hole portion 42.

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 catalytic converter device 12 of this embodiment will be described.

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 catalytic converter device 12 is attached so that the case cylinder 28 is concentric with the exhaust pipe 10 in the middle of the exhaust pipe 10 (between the front pipe 10A and the rear pipe 10B). Exhaust gas passes through the inside of the catalyst carrier 14. At this time, the substance (HC or the like) in the exhaust gas is purified by the catalyst supported on the catalyst carrier 14.

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 catalytic converter device 12 of the present embodiment, the catalyst carrier 14 is heated by energizing the catalyst carrier 14 by the terminals 18A and 18B, the conductor members 20A and 20B, and the electrodes 16A and 16B, thereby heating the catalyst carrier 14. The temperature can be raised, and the purification action can be exhibited earlier. For example, when the temperature of the exhaust gas is low, such as immediately after starting the engine, the catalyst purification performance in the initial stage of engine starting can be ensured by conducting energization heating to the catalyst carrier 14 in advance.

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。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 case cylinder 28 are electrically short-circuited by the carbon, the energization efficiency of the catalyst carrier 14 may be reduced. As a result, there is a concern that the heating efficiency of the catalyst supported on the catalyst carrier 14 also decreases.

ここで、本実施形態の触媒コンバータ装置12では、触媒担体14よりも上流側に、上流側傾斜部材46が配置されている。上流側傾斜部材46の内周面46Nは、矢印F1方向に流れる排気に対し斜めに対向しており、排気が内周面46Nに直接的に当たる。すなわち、排気中のカーボンの一部を、上流側傾斜部材46の内周面46Nに付着させることで、触媒担体14に到達するカーボンの量を少なくすることができる。なお、上流側傾斜部材46の外周面46Gには、排気が直接的には当たらないので、カーボンの付着量は内周面46Nと比較して少なくなる。   Here, in the catalytic converter device 12 of the present embodiment, the upstream side inclined member 46 is arranged on the upstream side of the catalyst carrier 14. The inner peripheral surface 46N of the upstream inclined member 46 is diagonally opposed to the exhaust flowing in the direction of arrow F1, and the exhaust directly hits the inner peripheral surface 46N. That is, by adhering a part of the carbon in the exhaust to the inner peripheral surface 46N of the upstream inclined member 46, the amount of carbon reaching the catalyst carrier 14 can be reduced. In addition, since the exhaust does not directly hit the outer peripheral surface 46G of the upstream inclined member 46, the amount of attached carbon is smaller than that of the inner peripheral surface 46N.

このように、上流側傾斜部材46の内周面46Nには排気が直接的に当たるため、上流側傾斜部材46は、排気の熱が伝わりやすい構造である。しかも、上流側傾斜部材46により、排気の流路の断面積が、上流側傾斜部材46の大径部46Lから小径部46Sに向かって漸減されており、上流側傾斜部材46の近傍では、排気の圧力が高くなる。   As described above, since the exhaust directly hits the inner peripheral surface 46N of the upstream inclined member 46, the upstream inclined member 46 has a structure in which the heat of the exhaust is easily transmitted. Moreover, the cross-sectional area of the exhaust passage is gradually reduced by the upstream inclined member 46 from the large diameter portion 46L to the small diameter portion 46S of the upstream inclined member 46, and in the vicinity of the upstream inclined member 46, the exhaust gas is exhausted. The pressure increases.

これらにより、上流側傾斜部材46では、排気から作用する熱によって温度が上昇しやくすくなり、上流側傾斜部材46に付着したカーボンの燃料を促進することができる。たとえば、図2(A)に示すように、上流側傾斜部材46及びその近傍にカーボンが付着するようなことがあっても、このカーボンの燃焼が促進され、図2(B)に示すように、上流側傾斜部材46の近傍では、カーボンが存在しなくなるので、カーボンに起因する触媒担体14とケース筒体28との短絡を抑制できる。   As a result, in the upstream inclined member 46, the temperature easily rises due to heat acting from the exhaust, and the carbon fuel adhering to the upstream inclined member 46 can be promoted. For example, as shown in FIG. 2 (A), even if carbon adheres to the upstream inclined member 46 and its vicinity, the combustion of this carbon is promoted, as shown in FIG. 2 (B). In the vicinity of the upstream inclined member 46, no carbon is present, so that a short circuit between the catalyst carrier 14 and the case cylinder 28 due to carbon can be suppressed.

なお、上流側傾斜部材46の外周面46Gには、上記したようにカーボンの付着量は少ないが、この外周面46Gにも、内周面46Nの熱が上流側傾斜部材46の内部を伝わる。このため、外周面46Gに付着したカーボンの燃焼も促進できる。   As described above, the amount of carbon adhering to the outer peripheral surface 46G of the upstream inclined member 46 is small, but the heat of the inner peripheral surface 46N is also transmitted to the outer peripheral surface 46G through the inside of the upstream inclined member 46. For this reason, combustion of carbon adhering to the outer peripheral surface 46G can also be promoted.

さらに、本実施形態の触媒コンバータ装置12では、触媒担体14より下流側に下流側傾斜部材48が配置されている。触媒担体14を通過した排気中のカーボンが下流側傾斜部材48に付着していても、上流側傾斜部材46と同様に下流側傾斜部材48の昇温が促進される。付着したカーボンの燃料も促進されるので、下流側傾斜部材48の近傍における、カーボンに起因する触媒担体14とケース筒体28との短絡を抑制できる。   Further, in the catalytic converter device 12 of the present embodiment, the downstream inclined member 48 is disposed on the downstream side of the catalyst carrier 14. Even if the carbon in the exhaust gas that has passed through the catalyst carrier 14 adheres to the downstream side inclined member 48, similarly to the upstream side inclined member 46, the temperature increase of the downstream side inclined member 48 is promoted. Since the adhering carbon fuel is also promoted, a short circuit between the catalyst carrier 14 and the case cylinder 28 caused by the carbon in the vicinity of the downstream inclined member 48 can be suppressed.

また、本実施形態の触媒コンバータ装置12では、中間筒層32の上流側突出部32U及び下流側突出部32Lがケース筒体28と非接触になっており、ケース筒体28と中間筒層32との間に隙間部44U、44Lが構成されている。ここで、中間筒層32がケース筒体28と接触している構成を想定すると、この構成では、中間筒層32の熱がケース筒体28を経て外部に逃げやすい。しかし、本実施形態では、中間筒層32からケース筒体28へ熱が直接的に伝わらないため、中間筒層32の温度上昇をより効果的に促進できる。これによっても、上流側傾斜部材46及び下流側傾斜部材48の近傍におけるカーボン燃料も促進できる。   Further, in the catalytic converter device 12 of the present embodiment, the upstream protrusion 32U and the downstream protrusion 32L of the intermediate cylinder layer 32 are not in contact with the case cylinder 28, and the case cylinder 28 and the intermediate cylinder layer 32 are in contact with each other. Clearances 44U and 44L are formed between the two. Here, assuming a configuration in which the intermediate cylinder layer 32 is in contact with the case cylinder 28, in this configuration, the heat of the intermediate cylinder layer 32 easily escapes to the outside through the case cylinder 28. However, in this embodiment, since heat is not directly transferred from the intermediate cylinder layer 32 to the case cylinder 28, the temperature rise of the intermediate cylinder layer 32 can be more effectively promoted. This also promotes the carbon fuel in the vicinity of the upstream side inclined member 46 and the downstream side inclined member 48.

図3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では、第1実施形態の触媒コンバータ装置12と略同一構成とされているが、上流側傾斜部材46の内周面46N及び下流側傾斜部材48の内周面48Nに、燃焼促進部材54が塗布されている。これ以外は、第2実施形態の触媒コンバータ装置52は、第1実施形態の触媒コンバータ装置12と同一である。   FIG. 3 shows a catalytic converter device 52 according to a second embodiment of the present invention. The catalytic converter device 52 of the second embodiment has substantially the same configuration as the catalytic converter device 12 of the first embodiment, but the inner peripheral surface 46N of the upstream side inclined member 46 and the inner peripheral surface of the downstream side inclined member 48. The combustion promoting member 54 is applied to 48N. Except this, the catalytic converter device 52 of the second embodiment is the same as the catalytic converter device 12 of the first embodiment.

したがって、第2実施形態の触媒コンバータ装置52においても、第1実施形態の触媒コンバータ装置12と略同様の作用効果を奏するが、特に、上流側傾斜部材46及び下流側傾斜部材48に付着したカーボンの燃料温度が、燃焼促進部材54によって低下する。これにより、カーボンの燃焼をさらに促進することができる。   Therefore, the catalytic converter device 52 of the second embodiment also has substantially the same operational effects as the catalytic converter device 12 of the first embodiment, but in particular, carbon adhering to the upstream side inclined member 46 and the downstream side inclined member 48. The fuel temperature is decreased by the combustion promoting member 54. Thereby, combustion of carbon can be further promoted.

第2実施形態において、燃焼促進部材54の具体的な材料としては、たとえばプラチナはバナジウム等、カーボンの燃料温度を低下させる効果を有する貴金属を挙げることができる。   In the second embodiment, as a specific material of the combustion promoting member 54, for example, platinum may be a noble metal such as vanadium that has an effect of lowering the fuel temperature of carbon.

図4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実施形態においても、第1実施形態と同一の構成要素、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. 4 shows a catalytic converter device 62 according to a third embodiment of the present invention. Also in the third embodiment, the same components and members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第3実施形態の触媒コンバータ装置62では、中間筒層32の上流側突出部32Uを変形させることで(換言すれば、中間筒層32自体に)、排気の流れ方向上流側に、上流側傾斜部66が形成されている。上流側傾斜部66の小径部66Sは、中間筒層32の円筒状部32P(径が一定の部分)よりも小径とされており、この小径部66Sと円筒状部32Pとの間が、接続部66Cで接続されている。上流側傾斜部66の内周面66Nが、矢印F1方向に流れる排気に対し斜めに対向している。   In the catalytic converter device 62 of the third embodiment, by deforming the upstream protruding portion 32U of the intermediate cylinder layer 32 (in other words, on the intermediate cylinder layer 32 itself), the upstream slope is formed upstream in the exhaust flow direction. A portion 66 is formed. The small-diameter portion 66S of the upstream inclined portion 66 has a smaller diameter than the cylindrical portion 32P (a portion having a constant diameter) of the intermediate cylindrical layer 32, and the small-diameter portion 66S and the cylindrical portion 32P are connected to each other. They are connected by the part 66C. An inner peripheral surface 66N of the upstream inclined portion 66 is diagonally opposed to the exhaust gas flowing in the direction of arrow F1.

また、この触媒コンバータ装置62では、中間筒層32の下流側突出部32Lを変形させることで、下流側傾斜部68が形成されている。下流側傾斜部68の大径部68Lが排気の流れ方向上流側、小径部68Sが下流側となる向きとされており、内周面68Nが排気の流れに対し斜めに対向している。   Further, in this catalytic converter device 62, the downstream inclined portion 68 is formed by deforming the downstream protruding portion 32 </ b> L of the intermediate cylindrical layer 32. The large-diameter portion 68L of the downstream inclined portion 68 is directed to the upstream side in the exhaust flow direction and the small-diameter portion 68S is directed to the downstream side, and the inner peripheral surface 68N is diagonally opposed to the exhaust flow.

なお、第3実施形態では、下流側傾斜部68よりもさらに下流側にも中間筒層32が延長されており、延長部68Eが構成されている。これにより、第3実施形態に係る中間筒層32として、排気の流れ方向(図4における左右方向)で対称な形状とされている。   In the third embodiment, the intermediate cylinder layer 32 is extended further downstream than the downstream inclined portion 68, and an extension portion 68E is configured. Thereby, the intermediate cylinder layer 32 according to the third embodiment has a symmetrical shape in the exhaust flow direction (left-right direction in FIG. 4).

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においても、上流側傾斜部66には排気が直接的に当たる。また、上流側傾斜部66の小径部66Sでは、排気流路の断面積が狭くなっている。これにより、上流側傾斜部66を効果的に昇温させて、内周面46Nに付着したカーボンの燃焼を促進することができる。   Also in the catalytic converter device 62 of the third embodiment having such a configuration, the exhaust directly hits the upstream inclined portion 66. Further, in the small diameter portion 66S of the upstream inclined portion 66, the cross-sectional area of the exhaust passage is narrow. As a result, the temperature of the upstream inclined portion 66 can be effectively raised, and the combustion of carbon adhering to the inner peripheral surface 46N can be promoted.

また、上流側傾斜部66の外周面66Gにはカーボンが付着しづらいが、外周面66Gに付着したカーボンも、内周面66Nから上流側傾斜部66の内部を伝わった熱により昇温されるので、外周面66Gに付着したカーボンの燃焼も促進できる。   Further, although it is difficult for carbon to adhere to the outer peripheral surface 66G of the upstream inclined portion 66, the temperature of the carbon attached to the outer peripheral surface 66G is also raised by the heat transmitted from the inner peripheral surface 66N to the inside of the upstream inclined portion 66. Therefore, combustion of the carbon adhering to the outer peripheral surface 66G can be promoted.

さらに、下流側傾斜部68においても、上流側傾斜部66と同様に昇温が促進される。内周面68Nに付着したカーボンの燃料が促進されると共に、外周面68Gにも熱が伝わり、外周面68Gに付着したカーボンの燃焼も促進される   Further, similarly to the upstream inclined portion 66, the temperature increase is promoted in the downstream inclined portion 68 as well. Carbon fuel adhering to the inner peripheral surface 68N is promoted, heat is also transmitted to the outer peripheral surface 68G, and combustion of carbon adhering to the outer peripheral surface 68G is also promoted.

また、第3実施形態では、中間筒層32の上流側に上流側傾斜部66及び接続部66Cを設け、下流側に下流側傾斜部68及び延長部68Eを設けたことで、中間筒層32においてカーボンが付着可能な面積が広くなっている。このため、中間筒層32(特に上流側傾斜部66や下流側傾斜部68)に付着したカーボンの厚み(堆積方向の高さ)を低くすることも可能である。   Further, in the third embodiment, the intermediate cylindrical layer 32 is provided by providing the upstream inclined portion 66 and the connecting portion 66C on the upstream side of the intermediate cylindrical layer 32 and the downstream inclined portion 68 and the extending portion 68E on the downstream side. The area to which carbon can adhere is increased. For this reason, it is possible to reduce the thickness (height in the deposition direction) of the carbon adhering to the intermediate cylinder layer 32 (particularly, the upstream inclined portion 66 and the downstream inclined portion 68).

図5には、本発明の第4実施形態の触媒コンバータ装置72が示されている。第4実施形態の触媒コンバータ装置72では、第3実施形態の触媒コンバータ装置62と略同一の構成とされているが、中間筒層32に、絞り部74が設けられている点が異なっている。   FIG. 5 shows a catalytic converter device 72 according to a fourth embodiment of the present invention. The catalytic converter device 72 of the fourth embodiment has substantially the same configuration as the catalytic converter device 62 of the third embodiment, but differs in that a throttle portion 74 is provided in the intermediate cylinder layer 32. .

すなわち、第4実施形態の触媒コンバータ装置62では、中間筒層32において、延出部50から触媒コンバータ装置12の中心、すなわち触媒担体14に接近する絞り部74が形成されている。したがって、絞り部74では、中間筒層32が部分的に縮径されている。排気の流れ方向(矢印F1方向)に見たとき、内側繊維層30よりも挿通孔部42の中央寄りの位置に、絞り部74が壁として存在していることになる。   That is, in the catalytic converter device 62 of the fourth embodiment, the throttle portion 74 that approaches the center of the catalytic converter device 12, that is, the catalyst carrier 14, is formed from the extending portion 50 in the intermediate cylindrical layer 32. Therefore, in the throttle part 74, the intermediate cylinder layer 32 is partially reduced in diameter. When viewed in the exhaust flow direction (arrow F1 direction), the throttle portion 74 is present as a wall at a position closer to the center of the insertion hole portion 42 than the inner fiber layer 30.

このような構成とされた第4実施形態の触媒コンバータ装置72では、第3実施形態の触媒コンバータ装置62と略同様の作用効果を奏するが、さらに、排気中の水蒸気が凝縮されて液化されても、凝縮水が挿通孔部42に浸入することが抑制されている。   The catalytic converter device 72 of the fourth embodiment configured as described above has substantially the same operational effects as the catalytic converter device 62 of the third embodiment, but further, water vapor in the exhaust is condensed and liquefied. In addition, the condensed water is prevented from entering the insertion hole 42.

すなわち、排気中の水分は凝縮された凝縮水は、内側繊維層30に浸透して下流側へ移動することがある。しかし、この凝縮水の移動は絞り部74に阻止され、挿通孔部42に達しないので、凝縮水に起因する、挿通孔部42内での触媒担体14や電極16A、16Bとケース筒体28との短絡を抑制できる。   That is, the condensed water in which the moisture in the exhaust is condensed may permeate the inner fiber layer 30 and move downstream. However, since the movement of the condensed water is blocked by the throttle portion 74 and does not reach the insertion hole portion 42, the catalyst carrier 14 and the electrodes 16A and 16B and the case cylinder 28 in the insertion hole portion 42 due to the condensed water are caused. And short circuit can be suppressed.

そして、凝縮水は内側繊維層30に留まることになるが、内側繊維層30には、触媒担体14からの熱が作用する。このため、凝縮水を蒸発させることで、さらに挿通孔部42への流入を抑制できる。   The condensed water stays in the inner fiber layer 30, but heat from the catalyst carrier 14 acts on the inner fiber layer 30. For this reason, the inflow to the insertion hole 42 can be further suppressed by evaporating the condensed water.

また、第3実施形態の触媒コンバータ装置62や、第4実施形態の触媒コンバータ装置72に、第2実施形態に係る燃焼促進部材54を塗布してもよい。   Further, the combustion promoting member 54 according to the second embodiment may be applied to the catalytic converter device 62 of the third embodiment or the catalytic converter device 72 of the fourth embodiment.

上記各実施形態では、下流側突出部及び下流側傾斜部(あるいは下流側傾斜部材)を有する構造の触媒コンバータ装置を挙げたが、少なくとも上流側突出部及び上流側傾斜部(あるいは上流側傾斜部材)を有していれば、本発明の本質的な効果を奏する構成とすることが可能である。   In each of the above-described embodiments, the catalytic converter device having a structure including the downstream protruding portion and the downstream inclined portion (or the downstream inclined member) has been described, but at least the upstream protruding portion and the upstream inclined portion (or the upstream inclined member). ), It is possible to obtain a configuration that exhibits the essential effects of the present invention.

第1実施形態及び第2実施形態では、上流側傾斜部材46及び下流側傾斜部材48を中間筒層32(上流側突出部32U及び下流側突出部32L)とは別体としているので、上流側傾斜部材46及び下流側傾斜部材48の形状の自由度が高い。   In the first embodiment and the second embodiment, the upstream inclined member 46 and the downstream inclined member 48 are separated from the intermediate cylinder layer 32 (the upstream protruding portion 32U and the downstream protruding portion 32L). The degree of freedom of the shapes of the inclined member 46 and the downstream inclined member 48 is high.

これに対し、第3実施形態及び第4実施形態では、上流側傾斜部66及び下流側傾斜部68が中間筒層32(上流側突出部32U及び下流側突出部32L)と一体化されているので、部品点数が少なくなる。   In contrast, in the third embodiment and the fourth embodiment, the upstream inclined portion 66 and the downstream inclined portion 68 are integrated with the intermediate cylindrical layer 32 (the upstream protruding portion 32U and the downstream protruding portion 32L). Therefore, the number of parts is reduced.

上記各実施形態において、中間筒層32は、たとえば、材料自体が絶縁性を有するもの(樹脂はセラミック等)で構成されていてもよいが、絶縁性を有さない材料(たとえば金属)を基材として用い、この基材の表面に絶縁性の部材をコーティングしたものでもよい。特に、金属を中間筒層32の基材として用いると、金属は一般的に樹脂やセラミック等と比較して熱伝導率が高いので、排気の熱を挿通孔部42に効率的に伝えて、挿通孔部42内(電極16A、16Bの周囲)に堆積した水分の蒸発を促進することができる。   In each of the above-described embodiments, the intermediate cylinder layer 32 may be made of, for example, a material that has an insulating property (resin is ceramic or the like), but is based on a material that does not have an insulating property (for example, a metal). It may be used as a material, and the surface of this base material may be coated with an insulating member. In particular, when a metal is used as the base material of the intermediate cylinder layer 32, since the metal generally has a higher thermal conductivity than a resin, ceramic, or the like, the heat of the exhaust is efficiently transmitted to the insertion hole 42, The evaporation of moisture accumulated in the insertion hole 42 (around the electrodes 16A and 16B) can be promoted.

上記では、本発明の上流側張出部として、上流側傾斜部材46及び上流側傾斜部66を挙げているが、上流側張出部としてはこのように排気の流れ方向に対し傾斜している必要はなく、たとえば排気の流れ方向と直交する部材であってもよい。下流側張出部としても、下流側傾斜部材48及び下流側傾斜部68に限らず、排気の流れ方向と直交する部材であってもよい。ただし、上記実施形態のように、排気の流れ方向に対し傾斜させると、小径部46S、48S、66S、68Sの開口断面積は確保しつつ、表面積を広くすることができる。   In the above, the upstream side inclined member 46 and the upstream side inclined part 66 are mentioned as the upstream side extended part of the present invention, but the upstream side extended part is thus inclined with respect to the exhaust flow direction. There is no need, and for example, a member orthogonal to the flow direction of the exhaust gas may be used. The downstream projecting portion is not limited to the downstream inclined member 48 and the downstream inclined portion 68, and may be a member orthogonal to the exhaust flow direction. However, if it is made to incline with respect to the flow direction of the exhaust as in the above embodiment, the surface area can be increased while the opening cross-sectional areas of the small diameter portions 46S, 48S, 66S, 68S are secured.

本発明の中間部材としても、矢印F1方向に見たとき触媒担体14の周囲を取り囲んでいる必要はないが、取り囲む形状にすることで、触媒担体14や上流側張出部(上流側傾斜部)及び下流側張出部(下流側傾斜部)からケース筒体28への伝熱を効果的に抑制できる。   The intermediate member of the present invention need not surround the periphery of the catalyst carrier 14 when viewed in the direction of the arrow F1, but by forming the surrounding shape, the catalyst carrier 14 and the upstream projecting portion (upstream inclined portion) ) And the downstream projecting portion (downstream inclined portion) to the case cylinder 28 can be effectively suppressed.

10 排気管
12 触媒コンバータ装置
14 触媒担体
16A、16B 電極(通電部材)
18A、18B 端子(通電部材)
20A、20B 導線部材(通電部材)
26 保持マット(保持部材)
28 ケース筒体(筒体)
30 内側繊維層(内側弾性部材)
30A 上流側端面
32 中間筒層(中間部材)
32U 上流側突出部
32L 下流側突出部
34 外側繊維層(外側弾性部材)
42 挿通孔部
46 上流側傾斜部材(上流側傾斜部、上流側張出部)
48 下流側傾斜部材(下流側傾斜部、下流側張出部)
52 触媒コンバータ装置
54 燃焼促進部材
62 触媒コンバータ装置
66 上流側傾斜部(上流側張出部)
68 下流側傾斜部(下流側張出部)
72 触媒コンバータ装置
74 絞り部
10 Exhaust pipe 12 Catalytic converter device 14 Catalyst carrier 16A, 16B Electrode (energization member)
18A, 18B Terminal (electrical member)
20A, 20B Conductor member (electrically conductive member)
26 Holding mat (holding member)
28 Case cylinder (cylinder)
30 Inner fiber layer (inner elastic member)
30A upstream end face 32 intermediate cylinder layer (intermediate member)
32U upstream protrusion 32L downstream protrusion 34 outer fiber layer (outer elastic member)
42 Insertion hole 46 Upstream inclined member (upstream inclined portion, upstream protruding portion)
48 Downstream inclined member (downstream inclined part, downstream protruding part)
52 Catalytic Converter Device 54 Combustion Promoting Member 62 Catalytic Converter Device 66 Upstream Inclined Part (Upstream Side Overhanging Part)
68 Downstream inclined part (downstream projecting part)
72 catalytic converter device 74 throttle part

Claims (5)

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し、通電によって加熱される触媒担体と、
筒状に形成されて内部に前記触媒担体が収容されると共に排気管に取り付けられる筒体と、
前記触媒担体の外周面側に配置される内側弾性部材と、前記筒体の内周面側に配置される外側弾性部材と、絶縁性を有しこれらの内側弾性部材と外側弾性部材との間に配置される中間部材と、を備え、内側弾性部材及び外側弾性部材の弾性により触媒担体を筒体内に保持するとともに触媒担体と筒体とを電気的に絶縁する保持部材と、
前記中間部材に設けられ、前記内側弾性部材の上流側端部よりも上流側に突出し前記内側弾性部材と非接触で内周面が露出している上流側突出部と、
前記上流側突出部に設けられ、前記筒体の中心に向けて張り出す上流側張出部と、
を有する触媒コンバータ装置。
A catalyst carrier that carries a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine and is heated by energization;
A cylindrical body that is formed in a cylindrical shape and contains the catalyst carrier therein and is attached to the exhaust pipe;
An inner elastic member disposed on the outer peripheral surface side of the catalyst carrier, an outer elastic member disposed on the inner peripheral surface side of the cylindrical body, and an insulating property between the inner elastic member and the outer elastic member. A holding member that holds the catalyst carrier in the cylinder by the elasticity of the inner elastic member and the outer elastic member and electrically insulates the catalyst carrier and the cylinder,
Said provided in the intermediate member, the upstream side projecting portion inner peripheral surface with projecting upstream the inner elastic member and the non-contact of the upstream end portion is exposed to the inner elastic member,
An upstream projecting portion provided on the upstream projecting portion and projecting toward the center of the cylindrical body;
A catalytic converter device.
前記上流側張出部が、前記筒体の中心に向かうにしたがって前記流れ方向の下流側に傾斜する上流側傾斜部である請求項1に記載の触媒コンバータ装置。   2. The catalytic converter device according to claim 1, wherein the upstream projecting portion is an upstream inclined portion that is inclined toward the downstream side in the flow direction toward the center of the cylindrical body. 前記中間部材に設けられ、前記内側弾性部材の下流側端部よりも下流側に突出する下流側突出部と、
前記下流側突出部に設けられ、前記筒体の中心に向けて張り出す下流側張出部と、
を有する請求項1又は請求項2に記載の触媒コンバータ装置。
A downstream projecting portion provided on the intermediate member and projecting downstream from the downstream end of the inner elastic member ;
A downstream projecting portion provided on the downstream projecting portion and projecting toward the center of the cylindrical body;
The catalytic converter device according to claim 1 or 2, comprising:
前記上流側張出部及び前記下流側張出部の表面の少なくとも一部に塗布され、付着したカーボンの燃焼を促進する燃焼促進部材、を有する請求項3に記載の触媒コンバータ装置。   4. The catalytic converter device according to claim 3, further comprising: a combustion promoting member that is applied to at least a part of the surface of the upstream projecting portion and the downstream projecting portion and promotes combustion of attached carbon. 前記触媒担体に接触配置され、触媒担体に通電するための通電部材と、
前記保持部材を厚み方向に貫通して形成され前記通電部材の一部を挿通するための挿通孔部と、
前記中間部材の前記挿通孔部内に位置する部位に設けられ、触媒担体に接近する絞り部と、
を有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の触媒コンバータ装置。
A current-carrying member disposed in contact with the catalyst carrier for energizing the catalyst carrier;
An insertion hole portion that is formed through the holding member in the thickness direction and for inserting a part of the energization member;
A throttle portion provided in a portion located in the insertion hole of the intermediate member and approaching the catalyst carrier;
The catalytic converter device according to any one of claims 1 to 4, comprising:
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