JPH0570644U - 触媒コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部材点数、加工工数等コスト要因の低減および
製品の性能、信頼性を向上し得る触媒コンバータを提供
する。 【構成】ハニカムコア体20を形成するステンレス箔の平
板部11および波形板部12は、接続部のない連続した帯板
状の部材10にて形成されている。この部材10の波形の開
始端ｂから一定の間隔距離ｍをおいた位置ａの平板部11
を，加工治具の部分である芯金72でくわえる。平板部11
が波形板部12の下側となる方向に芯金72は回転される。
芯金72の回転にともない芯金72の外周に、帯状の平板部
11により軸芯21が形成される。波形板部12および平板部
11の各一定の長さｍが芯金72に形成された後は、波形板
部12と平板部11とが上下に芯金72に巻かれ、ハニカムコ
ア体20が形成される。形成されたハニカムコア体20は、
外筒15に収納され触媒コンバータが完成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、触媒を用いて内燃機関の排気を浄化する触媒コンバータに係り、特 に、触媒が付着されたハニカム状のコア体を用いた触媒コンバータに関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

自動車等の内燃機関の排気系たとえばエンジンからの排気管に、あるいはマフ ラーには、排気ガスの酸化を促進して一酸化炭素や炭化水素を減少させる触媒を 用いた、いわゆる触媒コンバータと呼ばれる浄化装置が装着されている。

【０００３】 従来、このような触媒コンバータのうち、たとえばマフラーや排気管の一部と して装着される外筒に、金属製のハニカム状のコア体が収容されたものが知られ ている。たとえば自動車等のコンバータのコア体は、図９および図10に示すよう に金属製の波形板34と平板32とが上下に重ねられ、これらの一端部が芯金82に把 持され、この芯金82を中心にして巻回されることにより渦巻き状のハニカムコア 体が形成されているものがあった。

【０００４】 また、他の従来技術としては、実開平1-163437に開示されたものが知られてい る。これは波形板と平板とのそれぞれの端部を突き合わせ、これをたとえば、ス ポット溶接により連結した後に、ハニカムコア体を形成していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来の技術のうち、波形板と平板の２種類の部材を重 ね合わせてハニカムコアを形成したものにおいては、波形板および平板の２枚の 板を巻回するので、コア体形成時の巻き始めに、波形板と平板との相対的な位置 のずれが生じ易く、形成されるハニカム構造に変形を生じさせることがあった。 この変形は、図10に示すような波形のつぶれ102 や隙間104 など、ハニカムコア 体にとって致命的な構造的欠陥となる可能性があった。つまりこの欠陥は形成後 のハニカムコア体に不均一な歪み力を温存させ、この部品を用いた製品を二輪車 等の実施物で実際に使用した場合、ハニカムコア体のバラケ・型崩れ等の経時的 変形を生じさせる要因となり、構造不良の進行とともに多くの場合は浄化特性を 低下させる問題があった。

【０００６】 また、上掲の実開平1-163437では、図９に示す従来技術が持つ多くの欠点を解 消または緩和する。しかし、依然として波形板と平板の２種類の部材を必要とし 、さらにスポット溶接の工程が増えることおよび平板と波形板が一直線となるよ うに注意深く接続固定しなければならないなど作業が煩雑であった。ここでは平 板と波形板が一直線状になっていないと、同部材から形成されたハニカムコア体 は竹の子状など、不完全な形状に形成され易いという問題があった。

【０００７】 本考案はこれらの従来技術の課題を解決し、製品の信頼性の向上を図り、かつ 部品点数の減少および工程数の低減を図った触媒コンバータを提供することを目 的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述の課題を解決するために、排気の酸化を促進するための触媒が付 着されたハニカム構造のコア体が用いられる触媒コンバータにおいて、コア体は 一方側が波形状に形成されかつ他方側が平板状に形成された帯状の部材が、その 略中央部の平板部の幅方向の軸線を中心にして渦状に複数回巻回されて形成され ている。

【０００９】 この触媒コンバータにおいて、コア体の軸芯部は、帯状の部材の平板部が少な くとも１回以上巻かれて形成されている。

【００１０】 さらに、このコア体は、排気管に取り付けるための外筒に収納されるとよい。

【００１１】

【作用】

本考案によれば、波形板部と平板部とが連続した帯状の部材として構成され、 この帯状の部材の平板部を中心として巻回されてハニカムコア体が形成されるた め、コア体の中心部には堅固な軸芯が構成される。この軸芯はハニカム構造の形 状を安定させる。

【００１２】

【実施例】

次に添付図面を参照して本考案による触媒コンバータの一実施例を詳細に説明 する。本実施例における触媒コンバータは、図１に示すように、自動車等の排気 系に装着される外筒15に、ハニカム状のコア体20が収納固定されて構成されてい る。

【００１３】 外筒15は、たとえばステンレス鋼板にて略円筒状に形成されており、その両端 または片端部がたとえば内燃機関からの排気管に溶接等によって連結されて、排 気ガスの通路の一部を形成する。この実施例では説明の都合上、この外筒15は、 円筒状のものとして説明するが、一般的には断面楕円の筒あるいは一部曲線状で 断面矩形状の筒などに形成される。

【００１４】 コア体20は、排気通路を径方向および周方向に沿って多数に区画された断面渦 巻き状のハニカム構造に形成され、その内部に塗布等によって被着された触媒の 作用にて、エンジンの排気ガスの酸化を促進させる機能を有する。この、ハニカ ムコア体20に被着される触媒は、白金、ロジウム、パラジウムなどの金属が有利 に用いられる。

【００１５】 ハニカム構造のコア体20の詳細は、図２に示すように一方側が波形状に形成さ れた波形板部12を有する帯板状の部材10が、渦巻き状に巻回されて形成される。 この部材10は、板厚ｔ、具体的には50〜100 μｍ程度の厚さのステンレス箔であ り、高温高圧の排気ガス中においても十分に強度を保持し、かつ巻回加工に対し て折れや亀裂の生じない柔軟性を有している。また、波形に形成されていない平 板部11の長さは、波形部12に比べて長く、これはハニカムコア体20を形成するた めに必要かつ十分な長さをもって構成される。これらの長さは外筒15の内径およ び構造または製品の浄化特性等の仕様内容によって変更可能である。この実施例 においては、外筒15に内嵌するようにコア体20を形成する。コア体20の概略の外 径は、波形部12の波高ｈと巻数および軸芯21の直径によって決まる。

【００１６】 部材10は、図３〜図６に示すように芯金72によって巻回されハニカムコア体に 形成される。この形成加工をおこなう治具の部分である芯金72は、円柱棒状であ り、芯金72の中心線に沿って隙間を有し、この隙間にステンレス箔を挿入できる 構造となっている。この芯金72に部材10のほぼ中央部をくわえさせ、芯金72を軸 として回転することによりハニカムコア体20が形成される。芯金72の外径寸法は ハニカムコア体20の内径寸法ｄ（図８参照）を決定する。この内径寸法ｄは、ハ ニカムコア体20の機械的強度、外径寸法およびコア体20の内部を通過する排気の 触媒との接触面積、空気抵抗など各種の特性に関係して決められる。また、芯金 72が帯状である部材10の平板部11をくわえる位置、つまり芯金72の外周端ａから 波形部12の開始端ｂまでの間隔ｍは自由に設定でき、この数値ｍはハニカムコア 体20の軸芯21（図８参照）の巻き数に応じて決定される。ハニカムコア体20の軸 芯21とは、図８の部分拡大図に示すように、帯状部材10の巻き始めに平板部11の みによって形成されるハニカムコア体20の軸中心部をいう。

【００１７】 軸芯21は、図６に示すように平板部11が複数回巻回されて構成され、その厚さ ｐは、図８に示すように軸芯21を構成する平板の重ね枚数および板厚寸法ｔによ って定まる。この軸芯21は、ハニカムコア体20の構造を支える芯となり、加工治 具である芯金72を外した後にコア体20の構造を維持する。また軸芯21は、ハニカ ム構造体に内在する内側方向の圧力を受け、この圧力が芯金72に及びにくくする 。この作用により芯金72の引き抜きがスムーズにでき、形成されたコア体20の型 崩れを生じにくくする。

【００１８】 次に、軸芯21およびハニカム構造部の形成状態を、図３〜図６を参照してさら に詳細に説明すると、図３に示すハニカムコア体20の形成開始状態において、ま ず、爪状の芯金72に部材10の平板部11をはさむ形で装填する。装填する部材10と 芯金72の位置関係、つまり芯金72から波形の開始端ｂまでの間隔ｍは、上述のよ うに求める軸芯21の厚さｐによって定まる。本実施例では、この間隔ｍを約１周 分としている。つまり間隔ｍは、部材10が巻き付く芯金72の外周寸法とほぼ一致 する。平板部11および波形板部12は、それぞれ芯金72を中心とした左右両側から 供給される。また平板部11および波形板部12は、各々がハニカム構造の形成に必 要かつ最適な張力を保持しつつ供給される。以上の条件に基づいて芯金72を図３ におる時計方向に回転すると平板部11が芯金72に巻き取られ、まず軸芯21の形成 が始まる。図３〜図６に示すハニカムコア体の形成過程において、芯金72を 360 度回転させた図６の時点で左右の各部材により２周分の軸芯21が形成される。ま た、同時点で帯状の部材10の一方は波形の開始端ｂに達する。

【００１９】 軸芯21の形成完了以降は、波形板部12と平板部11が上下に巻かれハニカム構造 体が形成される。規定の巻き数分が巻かれた後、平板部11で波形板部12を覆い外 周を構成してハニカムコア体20の形成加工を終了する。形成加工終了前に、必要 に応じて波形板部12および平板部11の余長部を切断する。この加工終了後に芯金 72は抜き取られる。巻き加工の終了したハニカムコア体20は、中空の外筒15へ挿 入され、ろう付け等により波形板部12と平板部11の相互の間、および外筒15へ溶 着固定されて製品に仕上げられる。

【００２０】 このように形成された触媒コンバータは、その外筒15の両端部が自動車等のマ フラーへ通じる排気管へ溶接等によって連結されて使用される。この場合、エン ジン（図示せず）から排出された排気ガスは、排気管を経由してハニカムコア体 20を内蔵した外筒15へ入る。筒15内へ導入された排気ガスは、ハニカムコア体20 を通過して、後方の排気管（図示せず）から大気中に放出される。この排気ガス がハニカムコア体20を通過する過程で、コア体20に付着されている触媒の作用に より不完全燃焼ガスが酸化される。つまり、エンジンから排気されたガスに含ま れている一酸化炭素や炭化水素が減少する。ハニカム構造に歪みが少なく、均一 に構成されたコア体20は、コア体20内部を通過する排気ガスを均等に分散させ、 触媒による浄化特性を向上させる。

【００２１】 このように本実施例によれば、ハニカムコア体20を形成する波形板部12および 平板部11が、連続した一枚板にて構成されているため部品点数が減少する。芯金 72に平板部11を１周以上巻きつけるため仕上がり形状が安定し、加工後に芯金72 を引き抜き易く、引き抜くことによる加工形状の形崩れが生じにくくなる効果を 生じる。また加工後の形状が安定するため大きな張力による渦巻き加工を必要と せず、ろう付けなどの補強加工を施さなくても形崩れ、波形の変形等の構造不良 が生じにくく、特性劣化の防止および製品歩留まりの向上などの利点が生じる。 さらに、軸芯の巻き回数および芯金72の外径寸法等の変更が比較的自由であり、 同一の部材から仕様の異なる各種製品を作成することが容易となる。

【００２２】 なお、上記の実施例においては触媒コンバータを排気管に取りつけることとし たが、その他の形態、たとえば、触媒コンバータをそっくりマフラー内に取り込 む等の他の使用形態であっても本考案による触媒コンバータは有効に作用する。 また、上記実施例においては触媒コンバータを自動車に取り付けたが自動二輪車 に取り付けてもよい。ハニカムコア体の形状を円筒状として説明したが、芯金72 を断面楕円形、小判型等の断面形状が円形以外として、巻回加工後のコア体の形 状を断面非円形に形成することも可能である。なお、この実施例の説明では、触 媒の被着などの本考案の理解に直接関係のない工程の説明は割愛した。

【００２３】

【考案の効果】

このように本考案によれば、コア体が一枚の部材にて構成されているため、部 品点数および加工工数の低減によるコスト低下を図ることができ、また、製品の 形状および特性の安定性の向上、ならびに製品の仕様変更に対する対応の柔軟性 の向上等の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案における触媒コンバータの一実施例を示
す分解斜視図である。

【図２】同実施例におけるハニカムコア体の構成部材を
示す斜視図である。

【図３】同実施例におけるハニカムコア体の形成過程を
示す側面図である。

【図４】同実施例におけるハニカムコア体の形成過程を
示す側面図である。

【図５】同実施例におけるハニカムコア体の形成過程を
示す側面図である。

【図６】同実施例におけるハニカムコア体の形成過程を
示す側面図である。

【図７】同実施例によるハニカムコア体の側面図であ
る。

【図８】図７におけるハニカムコア体の軸芯部を示す部
分拡大図である。

【図９】従来のハニカムコア体の加工状態の一例を示す
側面図である。

【図１０】従来のハニカムコア体の形成後の状態を示す
側面図である。

【符号の説明】

10 波形・平板部材 11 平板部 12 波形板部 15 外筒 20 ハニカムコア体

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気の酸化を促進するための触媒が付着
   されたハニカム構造のコア体が用いられる触媒コンバー
   タにおいて、 前記コア体は、一方側が波形状に形成されかつ他方側が
   平板状に形成された帯状の部材がその略中央部の平板部
   の幅方向の軸線を中心にして渦状に複数回巻回されて形
   成されていることを特徴とする触媒コンバータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の触媒コンバータにおい
   て、前記コア体の軸芯部は、前記帯状の部材の平板部が
   少なくとも１回以上巻かれて形成されていることを特徴
   とする触媒コンバータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の触媒コンバータにおい
   て、前記コア体は、排気管に取り付けるための外筒に収
   納されていることを特徴とする触媒コンバータ。