JPH0532716U - ハニカム触媒コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】温度上昇時にケース本体１０が熱膨張しても、
第二の緩衝材８、８を十分に強くハニカム触媒担体１に
押し付ける。これにより、ハニカム触媒担体１の破損を
防止する。 【構成】ケース２両端に固定したフランジ１５ａ、１５
ｂ同士をボルト１８、１８により連結し、温度上昇時に
於けるケース２の伸長を阻止する。熱膨張分は、伸縮部
１４、１４により吸収する。抑え筒２３は、上流端部の
み固定し、下流端部は第二の緩衝材８に対向させてい
る。この結果、温度上昇時にはこの抑え筒２３が熱膨張
して、第二の緩衝材８をハニカム触媒担体１に押し付け
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係るハニカム触媒コンバータは、自動車の排気系の途中に設け、エ ンジンから排出される排気中に含まれる有害成分を無害化処理するのに使用する 。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の走行用エンジンから排出される排気中に含まれる有害成分（NOx 、CO 、HC等）を無害化処理する為、エンジンから排出される排気を大気中に排出する 為の排気系の途中に、触媒コンバータを設ける事が広く行なわれている。

【０００３】 触媒コンバータとしては、従来から各種構造のものが知られているが、セラミ ックをハニカム状に形成したハニカム触媒担体の表面に、白金等の触媒を付着さ せたものが、有害物質を浄化する効率が良く、排気の流通抵抗も小さい事から、 例えば実開平１−１２７９２１号公報に記載されている様に、従来から広く使用 されている。

【０００４】 図５は、従来から使用されているハニカム触媒コンバータの１例を示している 。ハニカム触媒担体１を収納したケース２は、例えば金属板をプレス成形する事 で造られた１対の半片を最中状に組み合わせて成り、中間部に筒状の保持部３を 、前端（図５の左端）にこの保持部３よりも小径の排気入口４を、後端（図５の 右端）に同じく保持部３よりも小径の排気出口５を、それぞれ設け、上記保持部 ３の前後両端部と上記排気入口４及び排気出口５とを、それぞれ段部６、６で連 続させている。

【０００５】 上記ハニカム触媒担体１は、上記保持部３の内側に、第一の緩衝材７を介して 収納されている。この第一の緩衝材７は、ステンレス鋼製のフィラメントを編組 して成る金網を波形に形成して成り、ケース２の内周面とハニカム触媒担体１の 外周面との間で弾性的に圧縮された状態で、上記ハニカム触媒担体１を緩衝的に 支持する。この結果上記ハニカム触媒担体１は、保持部３の内側に緩衝的に保持 された状態となり、自動車の走行に伴なう振動がそのままハニカム触媒担体１に 伝わり、このハニカム触媒担体１が破損する事が防止される。

【０００６】 一方、上記ハニカム触媒担体１の前後両端部外周縁と、上記各段部６、６の内 面との間には、第二の緩衝材８、８を挟持している。この第二の緩衝材８、８は 、ステンレス鋼製の極細フィラメントを編組する事により紐状に形成されたもの で、上記ハニカム触媒担体１の前後両端部外周縁と上記各段部６、６の内面との 間に、弾性的に圧縮された状態で、挟持される。この結果上記ハニカム触媒担体 １の前後両端部外周縁部分は、前記各段部６、６部分に、緩衝的に保持された状 態となり、自動車の走行に伴なう振動により、上記外周縁部分が破損する事が防 止される。

【０００７】 上述の様に構成されるハニカム触媒コンバータの使用時には、有害物質を含む 排気を、排気入口４からケース２内に送り込み、更にこの排気を、ハニカム触媒 担体１を通過させてから、排気出口５より排出する。ハニカム触媒担体１を通過 する間に排気中の有害成分は、このハニカム触媒担体１の表面に付着した触媒の 作用によって酸化、還元され、無害な物質に変化する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

従来から広く使用されているハニカム触媒コンバータは、以上に述べた通り構 成され作用し、有害成分浄化の面から実用上十分な性能を発揮しているが、使用 態様によっては、次に述べる様な不都合を生じる可能性もあった。

【０００９】 即ち、ハニカム触媒担体１をケース２の内側に緩衝的に保持する為の、第一、 第二の緩衝材７、８は、耐熱性を有するステンレス鋼製のフィラメントを編組す る事で構成されているが、高温に曝された場合には弾性が劣化して、上記ハニカ ム触媒担体１を緩衝的に支持する機能が衰える事が避けられない。従来は、エン ジン運転時に於けるハニカム触媒担体１の温度が５００〜６００℃程度であった 為、上記弾性が劣化する程度が少なく、実用上問題となる事はなかったが、近年 に於けるエンジンの高出力化等により、ハニカム触媒担体１の温度が８００〜８ ５０℃程度に迄達する様になって、緩衝材の弾性劣化によるハニカム触媒担体１ の支持力低下が、無視出来ない問題となって来た。

【００１０】 特に、ハニカム触媒担体１の前後両端部外周縁に突き当てられた第二の緩衝材 ８、８による、上記ハニカム触媒担体１の前後方向に亙る支持力が弱くなる程度 が著しく、自動車の走行に伴なう振動によってこのハニカム触媒担体１が、前後 方向に亙ってがたつき易くなる。

【００１１】 即ち、温度上昇時には金属板製のケース２の熱膨張量が相当に大きくなるのに 対して、セラミック製のハニカム触媒担体１の熱膨張量はそれ程大きくならない 。この為、上記ハニカム触媒担体１の前後両端面と前記段部６、６との距離が大 きくなり、弾性が劣化した第二の緩衝材８、８によっては、上記ハニカム触媒担 体１を十分に支持出来なくなる。各第二の緩衝材８、８と対向する、ハニカム触 媒担体１の隅角部分は脆く、崩れ易い為、この第二の緩衝材８、８による支持力 が弱くなる事は、ハニカム触媒担体１の耐久性確保の面から、好ましくない。

【００１２】 本考案のハニカム触媒コンバータは、上述の様な不都合を解消するものである 。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案のハニカム触媒コンバータは、前述した従来のハニカム触媒コンバータ と同様に、中間部に筒状の保持部を、前端にこの保持部よりも小径の排気入口を 、後端に同じく保持部よりも小径の排気出口を、それぞれ設けた金属板製のケー スと、上記保持部の内側に収納された、セラミック製のハニカム触媒担体と、こ のハニカム触媒担体の外周面と上記ケースの内周面との間に挟持された第一の緩 衝材と、上記ハニカム触媒担体の前後両端部外周縁に突き当てられた第二の緩衝 材とを備えている。

【００１４】 更に、本考案のハニカム触媒コンバータに於いては、上記排気入口の外端部と 上記排気出口の外端部とにそれぞれの基端部を結合固定した前後１対のフランジ と、両フランジ同士を連結するロッドと、上記排気入口と排気出口との少なくと も一方の途中に設けられ、軸方向に亙る伸縮を自在とする伸縮部と、上記排気入 口と排気出口との少なくとも一方の内側に設けられ、その一端部を上記ケースの 開口端部に結合固定し、その他端部により上記第二の緩衝材を上記ハニカム触媒 担体に向けて押圧自在とした、金属板製の抑え筒とを有する事を特徴としている 。

【００１５】

【作用】

上述の様に構成される本考案のハニカム触媒コンバータの場合、エンジンの運 転に伴なってハニカム触媒担体の温度が上昇し、第二の緩衝材の弾性が劣化した 状態でも、この第二の緩衝材が十分に大きな力で上記ハニカム触媒担体を支持出 来る。

【００１６】 即ち、ハニカム触媒担体からの熱により温度上昇したケースは、熱膨張により その全長が大きくなる傾向となるが、周囲を空気に曝されたロッドにより連結さ れた、１対のフランジの間隔はあまり大きくならない。この結果、上記ケースの 全長はあまり大きくならない。熱膨張に見合う変位分は、伸縮部を弾性的に縮め る事で吸収する。

【００１７】 一方、ケース内に設けた抑え筒は、ハニカム触媒担体からの熱を受けて膨張す る結果、その長さ寸法が大きくなる。これに伴なって、この抑え筒の他端部が、 上記第二の緩衝材をハニカム触媒担体に向けて押圧する。

【００１８】 この結果、温度上昇時に於いても第二の緩衝材が、ハニカム触媒担体の前後両 端部外周縁に向け、十分に大きな力で押し付けられて、このハニカム触媒担体を 十分に大きな支持力で支持する。

【００１９】

【実施例】

図１〜２は本考案の実施例を示している。ハニカム触媒担体１を収納する為の ケース２は、金属板をプレス成形して成る１対の半片９、９を、最中状に組み合 わせてケース本体１０を構成すると共に、このケース本体１０の前後両端開口部 に、それぞれ円管状の排気入口１１と排気出口１２とを接続固定する事で構成さ れる。

【００２０】 この内、ケース本体１０の前後方向（図１の左右方向）中間部には筒状の保持 部３を形成し、この保持部３の前後に、外端部に向かう程径が小さくなる、漏斗 状の傾斜部１３ａ、１３ｂを連続させている。上記排気入口１１と排気出口１２ とは、各傾斜部１３ａ、１３ｂの外端部に外嵌し、更に溶接固定している。上記 排気入口１１及び排気出口１２の中間部には、ベロー状の伸縮部１４、１４を設 ける事で、これら排気入口１１と排気出口１２との長さを、弾性的に伸縮自在と している。

【００２１】 尚、排気入口１１側の傾斜部１３ａと保持部３とは直接連続させているが、排 気出口１２側の傾斜部１３ｂと保持部３とは、段部６を介して連続させている。 又、上記伸縮部１４、１４の内、排気入口１１側の伸縮部１４は、後述する抑え 筒２３の周囲に位置させ、排気出口１２側の伸縮部１４は、上記傾斜部１３ｂの 周囲に位置させている。この為、各伸縮部１４、１４が排気の流れに対して抵抗 となる事はない。

【００２２】 上記排気入口１１と排気出口１２との外端部には、それぞれフランジ１５ａ、 １５ｂを外嵌し、更に溶接固定している。上記１対のフランジ１５ａ、１５ｂの 内、一方（図１の左方）のフランジ１５ａの外周寄り部分には円孔１６、１６を 、他方（図１の右方）のフランジ１５ｂの外周寄り部分で、上記円孔１６、１６ と整合する部分には螺子孔１７、１７を、それぞれ形成している。そして、上記 各円孔１６、１６を挿通したボルト１８、１８の先端部を、上記螺子孔１７、１ ７に螺合させると共に、各ボルト１８、１８の頭部１９、１９を、上記フランジ １５ａの外側面に当接させている。即ち、上記各ボルト１８、１８は、フランジ 同士を連結するロッドとして機能する。

【００２３】 尚、図示の実施例に於いては、上記各ボルト１８、１８の頭部１９、１９とフ ランジ１５ａとを溶接する事で、各ボルト１８、１８が、上記１対のフランジ１ ５ａ、１５ｂ同士の間隔が広がるのを阻止するだけでなく、この間隔が狭まるの も阻止する様にしている。

【００２４】 一方、上記ケース本体１０の保持部３の内側にはハニカム触媒担体１を、第一 の緩衝材７を介して、緩衝的に支持すると共に、耐熱性を有する気密材２１によ り、上記保持部３の内周面とハニカム触媒担体１の外周面との間の隙間２２に、 排気が流通するのを防止している。又、このハニカム触媒担体１の前後両端面外 周寄り部分には、第二の緩衝材８、８を突き当てている。この第二の緩衝材８、 ８の外側面（上記ハニカム触媒担体１と反対側面）にはバックアップリング２０ 、２０を添設している。そして、排気の流れ方向（図１の左から右）下流側（図 １の右側）の緩衝材８に添設したバックアップリング２０を前記段部６に突き当 て、上流側（図１の左側）の緩衝材８に添設したバックアップリング２０を、次 述する抑え筒２３の下流側端部に形成した、フランジ部２４に突き当てている。

【００２５】 ステンレス鋼板等、十分な耐熱性を有し、或る程度大きな熱膨張率を有する金 属板により造られた抑え筒２３は、上流端の径が小さく、下流側に向けて次第に 径が大きくなる、ラッパ状に形成されている。そして、この抑え筒２３の上流側 端部を前記排気入口４に内嵌すると共に、上記抑え筒２３の開口端部と排気入口 ４の開口端縁部とを互いに溶接している。この状態で、この抑え筒２３の下流側 端部に形成されたフランジ部２４は、上記上流側の第二の緩衝材８に添設したバ ックアップリング２０に、弾性的に押し付けられる。

【００２６】 上述の様に構成される本考案のハニカム触媒コンバータにより、排気中に含ま れる有害成分を無害化処理する際の作用自体は、前述した従来のハニカム触媒コ ンバータの場合と同様である。特に、本考案のハニカム触媒コンバータの場合、 エンジンの運転に伴なってハニカム触媒担体１の温度が上昇し、第二の緩衝材８ 、８の弾性が劣化した状態でも、この第二の緩衝材８、８が、十分に大きな力で 上記ハニカム触媒担体１を支持出来る。

【００２７】 即ち、ハニカム触媒担体１からの熱により温度上昇したケース２を構成する、 ケース本体１０、排気入口１１、並びに排気出口１２は、熱膨張によりその全長 が大きくなる傾向となるが、上記排気入口１１と排気出口１２とにそれぞれ固定 された１対のフランジ１５ａ、１５ｂの間隔はあまり大きくならない。これは、 両フランジ１５ａ、１５ｂ同士を連結しているボルト１８、１８が空気に曝され ており、あまり温度上昇しない為、各ボルト１８、１８の熱膨張量がそれ程大き くならない為である。

【００２８】 従って、ケース本体１０、排気入口１１、並びに排気出口１２が温度上昇した 場合でも、これら各部材１０、１１、１２により構成されるケース２の全長はあ まり大きくならず、熱膨張に見合う変位分は、上記排気入口１１と排気出口１２ とに設けた伸縮部１４、１４を弾性的に縮める事で吸収される。

【００２９】 一方、ケース２内の上流側端部に設けた抑え筒２３は、ハニカム触媒担体１か らの熱を受けて膨張する結果、その長さ寸法が大きくなる。この抑え筒２３は、 その上流端部が固定されている為、下流側端部に設けたフランジ部２４がハニカ ム触媒担体１の前端面に近付き、このフランジ部２４がバックアップリング２０ を介して第二の緩衝材８を、ハニカム触媒担体１の前端面に向けて押圧する。

【００３０】 この結果、ケース本体１０の保持部３の長さ寸法が熱膨張に伴なって大きくな った場合でも、前後１対の第二の緩衝材８、８が、十分に大きな力で、ハニカム 触媒担体１の前後両端部外周縁に押し付けられる。従って、ハニカム触媒担体１ の温度上昇時に於いても、このハニカム触媒担体１の保持力が低下する事がなく なり、このハニカム触媒担体１が破損する事を確実に防止出来る。

【００３１】 尚、上述の実施例に於いては、排気入口１１と排気出口１２との双方にそれぞ れ伸縮部１４、１４を設けているが、この伸縮部１４は、排気入口１１と排気出 口１２との何れか一方にのみ設けても良い。この場合に於いて、図３に示す様に 、伸縮部１４をベローズ状に形成する事で、１個の伸縮部１４で十分な伸縮量を 確保出来る様に構成する事も出来る。

【００３２】 又、図４に示す様に、１対のフランジ１５ａ、１５ｂ（図１）同士を連結する ロッド２５とフランジ１５ａ（１５ｂ）との結合部を構成し、このロッド２５に より上記１対のフランジ１５ａ、１５ｂが遠近動何れの方向にも変位しない様に しても良い。

【００３３】

【考案の効果】

本考案のハニカム触媒コンバータは、以上に述べた通り構成され作用するが、 温度上昇時に於いてもケースの内側でハニカム触媒担体がずれ動くのを有効に防 止し、このハニカム触媒担体の破損を防止して、ハニカム触媒コンバータの耐久 性を向上させられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】伸縮部の別例を示す部分断面図。

【図４】ロッドとフランジとの結合部の別例を示す部分
断面図。

【図５】本考案の対象となるハニカム触媒コンバータの
１例を示す縦断面図。

【符合の説明】 １ ハニカム触媒担体 ２ ケース ３ 保持部 ４ 排気入口 ５ 排気出口 ６ 段部 ７ 第一の緩衝材 ８ 第二の緩衝材 ９ 半片 １０ ケース本体 １１ 排気入口 １２ 排気出口 １３ａ 傾斜部 １３ｂ 傾斜部 １４ 伸縮部 １５ａ フランジ １５ｂ フランジ １６ 円孔 １７ 螺子孔 １８ ボルト １９ 頭 ２０ バックアップリング ２１ 気密材 ２２ 隙間 ２３ 抑え筒 ２４ フランジ部 ２５ ロッド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間部に筒状の保持部を、前端にこの保
   持部よりも小径の排気入口を、後端に同じく保持部より
   も小径の排気出口を、それぞれ設けた金属板製のケース
   と、上記保持部の内側に収納された、セラミック製のハ
   ニカム触媒担体と、このハニカム触媒担体の外周面と上
   記ケースの内周面との間に挟持された第一の緩衝材と、
   上記ハニカム触媒担体の前後両端部外周縁に突き当てら
   れた第二の緩衝材とを備えたハニカム触媒コンバータに
   於いて、上記排気入口の外端部と上記排気出口の外端部
   とにそれぞれの基端部を結合固定した前後１対のフラン
   ジと、両フランジ同士を連結するロッドと、上記排気入
   口と排気出口との少なくとも一方の途中に設けられ、軸
   方向に亙る伸縮を自在とする伸縮部と、上記排気入口と
   排気出口との少なくとも一方の内側に設けられ、その一
   端部を上記ケースの開口端部に結合固定し、その他端部
   により上記第二の緩衝材を上記ハニカム触媒担体に向け
   て押圧自在とした、金属板製の抑え筒とを有する事を特
   徴とするハニカム触媒コンバータ。