JPH0730892Y2 - 金属ハニカム触媒コンバ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車用内燃機関等に備えられる金属ハニカ
ム触媒コンバータに関する。

（従来の技術） 自動車の排気ガス対策のために排気管の途中に介装され
る触媒コンバータの一つとして、第６図、第７図にしめ
すような金属ハニカム触媒コンバータが知られている
（例えば、特開昭54−13462号公報参照）。

これについて説明すると、ケース54は機関の排気管の途
中に介装され、排気ガスを金属ハニカム触媒51に通過さ
せることにより、HC,CO等の有害成分を浄化するように
なっている。

金属ハニカム触媒51は平板状金属箔52と、波板状金属箔
53を重合かつ巻回して複数の通路51aが形成され、両金
属箔52,53の全面に触媒を担持している。

金属ハニカム触媒51はその外周面51bをケース54の内壁
面54cに接合されて保持されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の金属ハニカム触媒コン
バータによると、組み立て時あるいは運転中の振動によ
り、金属ハニカム触媒51の外周面51bが、ケース54の内
壁面54cに摺接して、この外周面51bに担持された触媒が
剥離して大気中に放散されるおそれがあった。

また、金属ハニカム触媒51はケース54に触媒層を挟んで
接しているので、通路51aに面する触媒による内部の反
応熱がケース54へと伝達して放熱するのが妨げられて金
属ハニカム触媒51が過熱しやすく、これにより耐久性が
損なわれる心配もあった。

本考案はこのような従来の問題点を解消して耐久性に優
れた金属ハニカム触媒コンバータを提供することを目的
としている。

（問題点を解消するための手段） 上記目的を達成するために本考案では、平板状金属箔
と、波板状金属箔を重合かつ巻回して複数の通路を形成
してなる金属ハニカム触媒を金属ケース内に保持した触
媒コンバータにおいて、前記金属ハニカム触媒を、触媒
を担持した内側の第一の積層体と、触媒を比較的少量ま
たはゼロとした外側の第二の積層体とで形成し、この金
属ハニカム触媒の外周部に触媒の付着しない非触媒面を
形成し、保持状態で前記金属ハニカム触媒の外周部をケ
ースに金属接触させると共にケースに形成したフランジ
部により前記第二の積層体の通路端部を閉塞した。

（作用） 上記構成に基づき、金属ハニカム触媒の外周部には非触
媒面が形成してあるので、ケースとの間の摩擦や振動に
よる触媒の剥離を起こすことがなく、また金属ハニカム
触媒コンバータの外周部とケースとの間の伝熱が触媒層
を介さない金属接触により直接的に行われるので、触媒
の放熱が確実に行われる。

一方、コンバータ外周の第二の積層体により構成される
通過部分は、ケースのフランジ部に閉塞されていて排気
ガスが通過しないので、内側の第一の積層体に比較して
低温になり、触媒とケースとの間の急激な温度変化が緩
和されるので、金属ハニカムに亀裂が生じたり接合部分
が剥離したりするおそれが低減する。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図または第２図に示すように、触媒コンバータ２の
ケース３は機関の各気筒からの排気ガスを集める排気マ
ニホールド１に接続され、このケース３内に収装される
金属ハニカム触媒31に高温の排気ガスを通過させて、排
気ガス中の有害成分を浄化させるようになっている。な
おケース３の下端開口部3bには図示しない排気管が接続
される。

ケース３に収装される金属ハニカム触媒31は、内側に巻
回される第一の積層体32と、その外側に巻回される第二
の積層体33とからなり、第一の積層体32には所定量の触
媒を担持する一方、第二の積層体33には触媒を全く担持
しないか、あるいは少量の触媒を担持させる。

第一の積層体32は平板状金属箔34と波板状金属箔36を所
定の間隔でビーム溶接して複数の通路32aを形成すると
ともに、実質触媒を担持させない金属箔34の巻終わり部
34bをビーム溶接により固着する。

第一の積層体32に触媒を担持させる際には、例えば第３
図に示したような円筒状のマスキングバンド28を用いて
その外周を被覆して、非触媒面34aを形成する。円筒状
のマスキングバンド28は軸方向にスリット28aが形成さ
れるとともにこのスリット28aを挟めるクランプ29が設
けられている。このマスキングバンド28を外側に嵌装し
てクランプ29により締め付けることにより第一の積層体
32の外周面が被覆されるので、この状態で触媒を担持さ
せることにより外周部に非触媒面34aが形成される。

第一の積層体32と第二の積層体33は、それぞれの平板状
金属箔34,35と、波板状金属箔36,37とを互いにビーム溶
接により接合する。この溶接部は巻回角度が例えば180
度毎、かつ軸方向に所定の間隔で３〜５箇所に設けて、
ある程度の弾性変形ができるようになる。なお、各金属
箔34,35,36,37はフェライト系ステンレスにより形成す
る。

第二の積層体33に少量の触媒を担持させる場合には、上
述したようにして第一の積層体32と接合した状態で第３
図に示したようなマスキングバンド28を用いて外周部を
被覆したうえで触媒を担持させ、これにより第二の積層
体33の外周部、つまり金属ハニカム触媒31の外周部に非
触媒面31aを確保する。

一方、排気マニホールド１にはガスケット14を介して金
属ハニカム触媒31の一端外周部に当接する接合面1bが形
成されると共に、ケース３には金属ハニカム触媒31の他
端部を着座させるフランジ部3dが、第二の積層体33に形
成される通路33aを閉塞するように所定の内径で形成さ
れている。

金属ハニカム触媒31は、その下端部がケースフランジ部
3dに当接するところまでケース３の円筒状内壁面3c内に
圧入され、これにより第二の積層体33の外周面をケース
内壁面3cに金属接触状態で密着させる。次に排気マニホ
ールド１を複数のボルト・ナット15を介してケース３に
結合して、金属ハニカム触媒31をフランジ部3dとマニホ
ールド接合面1bとの間にしっかりと挟持させる。このと
き、上述したように第二の積層体33の通路33aはフラン
ジ部3dにより閉塞される。

このように構成してあり、次に作用について説明する。

金属ハニカム触媒31の外周部に非触媒面31aを形成した
ことにより、金属ハニカム触媒31をケース３に圧入する
際のケース内周面3cへの摺接、または運転中の機関振動
や車体から伝わる衝撃により金属ハニカム触媒31がケー
ス３に対して回転方向あるいは軸方向にガタツキを起こ
したときのケース内周面3cへの摺接に原因して触媒が剥
離するようなことがなく、すなわち触媒粉の大気中への
放散を防止できる。

一方、触媒の反応熱は、金属箔34〜37を介して金属ハニ
カム触媒31からケース３に伝わり、ケース３の表面から
大気に放熱される。このとき、金属ハニカム触媒31は外
周部の非触媒面31aにてケース内周面3cに金属接触状態
で接しているため、触媒層による伝熱不良を生じること
なく、金属ハニカム触媒31からケース３への伝熱が促進
され、これにより、触媒の熱劣化や金属箔34〜37間の溶
接部等に亀裂が生じたりする不具合を防止できる。

特に、この場合排気マニホールド１から導かれる排気ガ
スは中心部側の第一の積層体32のみを通って浄化され、
このとき生じる触媒反応熱は排気ガスが通過しない第二
の積層体33を介してケース３に伝熱するため、金属ハニ
カム触媒31の温度の急変動を抑制して、亀裂の発生がよ
り確実に防止される。

またこのように、金属ハニカム触媒31の熱条件を安定化
することにより、第一の積層体32を過熱を防止しつつよ
り高温で使用することが可能となり、触媒の浄化性能を
高めることができるとともに、担持する触媒量を節約し
てコストダウンを図ることができる。

第４図，第５図には他の実施例を示す。これは、判割り
状のケース41,42を備え、このケース41,42の内部に断面
楕円形に積層した金属ハニカム触媒43を収装したもので
ある。

金属ハニカム触媒43は所定量の触媒を担持した第一の積
層体44と、その外側に触媒を担持しない第二の積層体45
を備え、ケース41,42にはガスケット48を介して金属ハ
ニカム触媒43の端面に接合するフランジ部46,47を溶接
し、ガスケット48を介して第二の積層体45の通路45aを
閉塞するようにしてある。

（考案の効果） 以上のとおり本考案によれば、金属ハニカム触媒を、溶
媒を担持した内側の第一の積層体と、触媒を比較的少量
またはゼロとした外側の第二の積層体とで形成し、この
金属ハニカム触媒の外周部に触媒の付着しない非触媒面
を形成し、保持状態で前記金属ハニカム触媒の外周部を
ケースに金属接触させることにより、ケースとの間の摩
擦や振動による触媒の剥離を防止し、かつ金属ハニカム
触媒コンバータとケースとの間の伝熱を促すようにした
ので、触媒コンバータとしての耐久性を確実に向上させ
ることができる。

また、本考案ではケースに形成したフランジ部により前
記第二の積層体の通路端部を閉塞して排気ガスの通過を
抑制することにより、高温となる第一の積層体とケース
との間で第二の積層体に熱的緩衝作用を持たせるように
したので、第一の積層体の急激な温度変化とこれによる
亀裂の発生等の障害を防止して金属ハニカム触媒の耐久
性を一層向上させることができる。

さらに、同様の理由から第一の積層体の温度条件を安定
させることができるので、触媒の効率を高めることがで
きるとともに、触媒の量を節約してコストダウンを図る
ことができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の縦断面図、第２図は同じく
横断面図である。第３図はマスキングバンドの外観斜視
図である。第４図は本考案の他の実施例の縦断面図、第
５図は同じく横断面図である。第６図は従来例の縦断面
図、第７図は同じく横断面図である。 ２……触媒コンバータ、３……ケース、3c……ケース内
周面、3d……ケースフランジ部、31……金属ハニカム触
媒、31a……非触媒面、32……第一の積層体、32a……通
路、33……第二の積層体、33a……通路、34,35……平板
状金属箔、36,37……波板状金属箔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平板状金属箔と、波板状金属箔を重合かつ
   巻回して複数の通路を形成してなる金属ハニカム触媒を
   金属ケース内に保持した触媒コンバータにおいて、前記
   金属ハニカム触媒を、触媒を担持した内側の第一の積層
   体と、触媒を比較的少量またはゼロとした外側の第二の
   積層体とで形成し、この金属ハニカム触媒の外周部に触
   媒の付着しない非触媒面を形成し、保持状態で前記金属
   ハニカム触媒の外周部をケースに金属接触させると共に
   ケースに形成したフランジ部により前記第二の積層体の
   通路端部を閉塞したことを特徴とする金属ハニカム触媒
   コンバータ。