JPH07174019A

JPH07174019A - 金属触媒コンバータ

Info

Publication number: JPH07174019A
Application number: JP5319703A
Authority: JP
Inventors: Eizo Suyama; 栄蔵須山; Hiroshi Tanabe; 博田辺
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、自動車，産業用車両等に、排気ガ
スを浄化するために搭載される金属触媒コンバータに関
し、金属触媒担体の外周に発生する熱応力を従来より大
幅に低減することを目的とする。【構成】外筒３１内に、波板１５と平板１７とを巻回
あるいは積層してなる金属触媒担体４５を収容してなる
金属触媒コンバータにおいて、前記金属触媒担体４５の
一側の外周と前記外筒３１との間に、Ｕ字状の断面を有
する環状弾性体４７を配置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車，産業用車両等
に、排気ガスを浄化するために搭載される金属触媒コン
バータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の排気系には、排気ガス
を浄化するため、例えば、特公昭５７−５５８８６号公
報等に開示されるような金属触媒担体を備えた金属触媒
コンバータが配置されている。

【０００３】図３は、この種の金属触媒コンバータを示
すもので、図において符号１１は、外筒を示している。
この外筒１１内には、金属触媒担体１３が収容されてい
る。

【０００４】金属触媒担体１３は、図４に示すように、
金属製の波板１５と平板１７とを交互に重ね、これ等を
円形形状に多重に巻回して形成されている。金属触媒担
体１３の波板１５と平板１７とは、ろう付け、あるいは
拡散接合により相互に固着されており、また、金属触媒
担体１３の外周は、外筒１１の内周にろう付け、あるい
は拡散接合により固着されている。

【０００５】そして、外筒１１の前後には、排気ガス流
入側ディフューザ１９および排気ガス流出側ディフュー
ザ２１が溶接Ｗにより固定されている。また、排気ガス
流入側ディフューザ１９および排気ガス流出側ディフュ
ーザ２１には、フランジ２３が溶接により固定されてい
る。

【０００６】上述した金属触媒コンバータでは、図示し
ない排気管から排気ガス流入側ディフューザ１９に流入
した排気ガスは、金属触媒担体１３を通過する間に浄化
され、排気ガス流出側ディフューザ２１を通って流出
し、この後、例えば、消音器等に導かれ、消音された
後、外部に排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
金属触媒コンバータでは、金属触媒担体１３の外周を、
全面にわたって、外筒１１の内周にろう付け、あるいは
拡散接合により固着しているため、外筒１１と金属触媒
担体１３との温度差に起因して金属触媒担体１３の外周
に多大な熱応力が作用し、金属触媒担体１３が破損する
虞れがあった。

【０００８】すなわち、一般に、外筒１１は大気に接し
ているため温度の上昇が比較的小さく、一方、金属触媒
担体１３内には、高温の排気ガスが流通されるため温度
の上昇が非常に大きく、この結果、外筒１１と金属触媒
担体１３との間に比較的大きな温度差が生じ、金属触媒
担体１３の外周に多大な熱応力が作用するが、従来の金
属触媒コンバータでは、金属触媒担体１３の外周を、全
面にわたって、外筒１１の内周にろう付け、あるいは拡
散接合により固着しているため、金属触媒担体１３の軸
長方向への変形により熱応力を吸収することができず、
熱応力により金属触媒担体１３が破損する虞れがあっ
た。

【０００９】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、金属触媒担体の外周に発生する熱
応力を従来より大幅に低減することができる金属触媒コ
ンバータを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる金属触媒
コンバータは、外筒内に、波板と平板とを巻回あるいは
積層してなる金属触媒担体を収容してなる金属触媒コン
バータにおいて、前記金属触媒担体の一側の外周と前記
外筒との間に、Ｕ字状の断面を有する環状弾性体を配置
してなるものである。

【００１１】

【作用】本発明の金属触媒コンバータでは、金属触媒担
体の一側の外周のみが、環状弾性体を介して外筒の内周
に固定されるため、外筒により金属触媒担体の全体が拘
束されることがなくなり、外筒内において、金属触媒担
体が軸長方向に自由に変形することが可能になる。

【００１２】また、金属触媒担体が、環状弾性体を介し
て外筒の内周に固定されるため、環状弾性体の弾性作用
により、金属触媒担体に加わる衝撃力が緩和される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例につ
いて説明する。図１は、本発明の金属触媒コンバータの
一実施例を示しており、図において、符号３１は、金属
からなる円筒状の外筒を示している。

【００１４】この外筒３１の前側には、排気ガス流入口
３３が形成される排気ガス流入側ディフューザ３５が溶
接Ｗにより固着され、排気ガス流入口３３の外側にフラ
ンジ部材３７が固定されている。

【００１５】また、外筒３１の後側には、排気ガス流出
口３９が形成される排気ガス流出側ディフューザ４１が
溶接Ｗにより固着され、排気ガス流出口３９の外側にフ
ランジ部材４３が固定されている。

【００１６】そして、外筒３１内には、図４に示したよ
うに波板１５と平板１７とを重ねて巻回してなる金属触
媒担体４５が収容されている。しかして、この実施例で
は、金属触媒担体４５の外周の排気ガスの流出側と外筒
３１との間に、Ｕ字状の断面を有する環状弾性体４７が
配置されている。

【００１７】この環状弾性体４７は、例えば、ステンレ
ス等の金属により形成されており、内筒部４７ａと外筒
部４７ｂとの間に間隙Ｍが形成されている。また、外筒
３１の内周と金属触媒担体４５の外周との間には、例え
ば、１〜２mm程度の間隙Ｌが形成され、この間隙Ｌが空
気断熱層とされている。

【００１８】上述した金属触媒コンバータでは、金属触
媒担体４５と外筒３１との結合は、以下述べるようにし
て行われる。先ず、図２の（ａ）に示すように、波板と
平板とを重ねて巻回してなる金属触媒担体４５の一側の
外周に、ろう箔材４９が巻回され、また、（ｂ）に示す
ように、環状弾性体４７の外筒部４７ｂの外周に、ろう
箔材５１が巻回される。

【００１９】この後、（ｃ）に示すように、圧入治具の
台座５３の凸部５５に外筒３１の一端開口が嵌挿固定さ
れ、外筒３１の中心に金属触媒担体４５が、ろう箔材４
９側が上になるようにして収容される。

【００２０】この後、（ｄ）に示すように、外筒３１と
金属触媒担体４５との間隙に、ろう箔材５１が外周に巻
回された環状弾性体４７が、開口部が上になるようにし
て圧入される。

【００２１】この環状弾性体４７の圧入により、金属触
媒担体４５のろう箔材４９の巻回部が、例えば、３％程
度縮径し、（ｅ）に示すような状態にされる。この後、
この状態で、熱処理を行なうことにより、金属触媒担体
４５における環状弾性体４７の圧入部において波板と平
板とが拡散接合され、同時に、ろう箔材４９の巻回部に
おいて、金属触媒担体４５と環状弾性体４７の内周とが
ろう付けされ、ろう箔材５１の巻回部において、環状弾
性体４７の外周と外筒３１の内周とがろう付けされる。

【００２２】しかして、以上のように構成された金属触
媒コンバータでは、金属触媒担体４５の外周の一側のみ
が、環状弾性体４７を介して外筒３１の内周に固定され
るため、外筒３１により金属触媒担体４５の全体が拘束
されることがなくなり、外筒３１内において、金属触媒
担体４５が軸長方向に自由に変形することが可能にな
り、この結果、金属触媒担体４５の外周に発生する熱応
力を従来より大幅に低減することができ、熱応力により
金属触媒担体４５が破損する虞れを解消することができ
る。

【００２３】また、金属触媒担体４５が、環状弾性体４
７を介して外筒３１の内周に固定されるため、環状弾性
体４７の弾性作用により、金属触媒担体４５に加わる衝
撃力が緩和され、これにより金属触媒担体４５の耐久性
を向上することができる。

【００２４】さらに、上述した金属触媒コンバータで
は、外筒３１と金属触媒担体４５との間に間隙Ｌが形成
され、また、環状弾性体４７の内筒部４７ａと外筒部４
７ｂとの間に間隙Ｍが形成されるため、これ等の間隙
Ｌ，Ｍが空気断熱層となり、金属触媒担体４５の熱が外
筒３１を介して大気中に逃げにくくなり、コールドスタ
ート時に金属触媒担体４５を比較的早く暖めることが可
能になり、コールドスタート時における浄化性能を向上
することが可能になる。

【００２５】そして、間隙Ｌ，Ｍにより空気断熱層が形
成されるため、外筒３１の温度上昇が従来より少なくな
り、金属触媒コンバータの外側に配置される周辺機器へ
の熱的悪影響を低減することができる。

【００２６】さらに、上述した金属触媒コンバータで
は、金属触媒担体４５の一側のみが環状弾性体４７によ
り片持ち支持されるため、従来のように金属触媒担体４
５に曲げ応力が作用することがなくなり、曲げ応力によ
り金属触媒担体４５が破損する虞れを解消することがで
きる。

【００２７】また、上述した金属触媒コンバータでは、
外筒３１と金属触媒担体４５との間に、環状弾性体４７
を圧入し、金属触媒担体４５の環状弾性体４７の圧入部
を、例えば、３％程度縮径し、波板と平板とを充分に圧
接した状態で、拡散接合が行われるため、金属触媒担体
４５の波板と平板とを確実に拡散接合することが可能に
なる。

【００２８】なお、以上述べた実施例では、波板と平板
とを重ねて巻回した金属触媒担体４５に本発明を適用し
た例について述べたが、本発明は、かかる実施例に限定
されるものではなく、例えば、波板と平板とを単に積層
した金属触媒担体にも適用できることは勿論である。

【００２９】また、以上述べた実施例では、外筒３１と
金属触媒担体４５との間に間隙Ｌを形成した例について
述べたが、本発明は、かかる実施例に限定されるもので
はなく、必ずしも間隙Ｌを形成する必要がないことは勿
論である。

【００３０】さらに、以上述べた実施例では、波板と平
板とを拡散接合した例について述べたが、本発明は、か
かる実施例に限定されるものではなく、例えばろう付け
により接合しても良い。

【００３１】また、以上述べた実施例では、断面円形形
状の金属触媒担体４５に本発明を適用した例について述
べたが、本発明は、かかる実施例に限定されるものでは
なく、例えば、断面楕円形状等の金属触媒担体にも適用
できることは勿論である。

【００３２】さらに、以上述べた実施例では、平板を完
全に平面状に形成した例について述べたが、本発明は、
かかる実施例に限定されるものではなく、例えば、平板
に小波を形成しても良いことは勿論である。

【００３３】また、以上述べた実施例では、環状弾性体
４７をろう付けにより外筒３１と金属触媒担体４５に接
合した例について述べたが、本発明は、かかる実施例に
限定されるものではなく、例えば、拡散接合，溶接等に
より接合しても良いことは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の金属触媒コ
ンバータでは、金属触媒担体の一側の外周のみが、環状
弾性体を介して外筒の内周に固定されるため、外筒によ
り金属触媒担体の全体が拘束されることがなくなり、外
筒内において、金属触媒担体が軸長方向に自由に変形す
ることが可能になり、この結果、金属触媒担体の外周に
発生する熱応力を従来より大幅に低減することができ、
熱応力により金属触媒担体が破損する虞れを解消するこ
とができる。

【００３５】また、金属触媒担体が、環状弾性体を介し
て外筒の内周に固定されるため、環状弾性体の弾性作用
により、金属触媒担体に加わる衝撃力が緩和され、これ
により金属触媒担体の耐久性を向上することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属触媒コンバータの一実施例を示す
縦断面図である。

【図２】図１の外筒と金属触媒担体との結合方法を示す
説明図である。

【図３】従来の金属触媒コンバータの一例を示す縦断面
図である。

【図４】波板と平板とを巻回している状態を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１５波板１７平板３１外筒４５金属触媒担体４７環状弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｊ 35/04 ３２１Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外筒（３１）内に、波板（１５）と平板
（１７）とを巻回あるいは積層してなる金属触媒担体
（４５）を収容してなる金属触媒コンバータにおいて、前記金属触媒担体（４５）の一側の外周と前記外筒（３
１）との間に、Ｕ字状の断面を有する環状弾性体（４
７）を配置してなることを特徴とする金属触媒コンバー
タ。