JPH0791239A - 金属触媒コンバータ - Google Patents

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の前後に、排気ガス流入側ディフュ
ーザ３５および排気ガス流出側ディフューザ４１を配置
し、前記外筒３１内に、波板５５と平板５７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の排
気ガスの流出側の外周のみを、筒状の支持部材５１の内
周に固着するとともに、前記支持部材５１の前部を、前
記外筒３１の排気ガスの流出側に挿入固定し、さらに、
前記支持部材５１の後部に前記排気ガス流出側ディフュ
ーザ４１を固定して構成する。

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、実開平４−５３４５０号公
報，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６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７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、外筒の前後に、排気ガス流入側ディフュ
ーザおよび排気ガス流出側ディフューザを配置し、前記
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排気ガスの流出側の外周のみ
を、筒状の支持部材の内周に固着するとともに、前記支
持部材の前部を、前記外筒の排気ガスの流出側に挿入固
定し、さらに、前記支持部材の後部に前記排気ガス流出
側ディフューザを固定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
体の排気ガスの流出側の外周のみが、筒状の支持部材の
内周に固着されるため、外筒により金属触媒担体が拘束
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】

【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。

【００１３】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が一
体形成され、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。

【００１４】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
配置され、排気ガス流出口３９の外側にフランジ部材４
３が固定されている。

【００１５】そして、外筒３１内には、波板と平板とを
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の排
気ガスの流出側には、テーパー部４７を介して結合部４
９が形成され、この結合部４９の外周のみが、筒状の支
持部材５１の内周に固着されている。

【００１６】そして、支持部材５１の前部が、外筒３１
の排気ガスの流出側に形成される連結部５３に挿入され
溶接ｗにより固定されている。また、支持部材５１の後
部が、排気ガス流出側ディフューザ４１の排気ガス流入
側に形成される連結部５４に挿入され溶接ｗにより固定
されている。

【００１７】なお、この実施例では、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と支持部材５１との結合は、図２の（ａ）に
示すように、波板５５と平板５７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５９を巻
回した後、ろう箔材５９の巻回部を、（ｂ）に示す支持
部材５１に嵌挿し、（ｃ）に示すような状態にした後、
支持部材５１を絞り加工することにより、支持部材５１
および金属触媒担体４５のろう箔材５９の巻回部を、例
えば、支持部材５１の内径に対して３％程度縮径し、
（ｄ）に示すような状態にし、この後、この状態で、熱
処理を行い、波板５５と平板５７とを拡散接合するとと
もに、ろう箔材５９の巻回部において、金属触媒担体４
５と支持部材５１とをろう付けすることにより行われ
る。

【００１９】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の排気ガスの流出
側の外周のみが、支持部材５１の内周に固着されるた
め、外筒３１により金属触媒担体４５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。

【００２０】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、間隙Ｌを形成し
たので、この間隙Ｌ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。

【００２１】そして、間隙Ｌ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。

【００２２】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の一側のみが支持部材５１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４５
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。

【００２３】また、上述した金属触媒コンバータでは、
支持部材５１に排気ガス流出側ディフューザ４１を固定
することなく、金属触媒担体４５と支持部材５１のみ
に、熱処理を施すことが可能になるため、熱処理効率を
高めることができる。

【００２４】図３は本発明の他の実施例を示すもので、
この実施例では、支持部材５１Ａの排気ガス流出側に、
金属触媒担体４５の外径より小さい内径を有する支持部
６０が形成されており、支持部材５１Ａの排気ガス流入
側に、連結部６１が形成されている。

【００２５】この金属触媒コンバータでは、金属触媒担
体４５と支持部材５１Ａとの結合は、図４に示すよう
に、金属触媒担体４５の一側を支持部材５１Ａの支持部
６０に圧入し、金属触媒担体４５の圧入部を縮径し、こ
の後、この状態で、熱処理を行い、波板５５と平板５
７、および、金属触媒担体４５と支持部材５１とを拡散
接合することにより行われる。

【００２６】この実施例の金属触媒コンバータにおいて
も、前述した実施例とほぼ同様の効果を得ることができ
る。図５は、本発明のさらに他の実施例の支持部材を示
すもので、この実施例では、支持部材５１Ｂには、軸長
方向にスリット６３が形成されており、金属触媒担体４
５と支持部材５１Ｂとの結合は、金属触媒担体４５の一
側を支持部材５１Ｂに挿入した後、支持部材５１Ｂを金
属触媒担体４５に締め付け、金属触媒担体４５の挿入部
を縮径し、支持部材５１Ｂを締め付けた状態でスリット
６３の部分を溶接ｗし、この後、熱処理を行い、波板５
５と平板５７、および、金属触媒担体４５と支持部材５
１とを拡散接合することにより行われる。

【００２７】この実施例の金属触媒コンバータにおいて
も、前述した実施例とほぼ同様の効果を得ることができ
る。なお、以上述べた実施例では、波板５５と平板５７
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。

【００２８】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。

【００２９】さらに、以上述べた実施例では、波板５５
と平板５７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。

【００３０】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。

【００３１】さらに、以上述べた実施例では、凹凸のな
い平板を使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、小波等の凹凸が形
成されている平板を使用しても良いことは勿論である。

【００３２】

【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、金属触媒担体の排気ガスの流出側の外周
のみが、支持部材の内周に固着されるため、外筒により
金属触媒担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る。

【００３３】また、支持部材に排気ガス流出側ディフュ
ーザを固定することなく、金属触媒担体と支持部材のみ
に、熱処理を施すことが可能になるため、熱処理効率を
高め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の金属触媒担体と排気ガス流入側ディフュ
ーザとの結合方法を示す説明図である。

【図３】本発明の金属触媒コンバータの他の実施例を示
す縦断面図である。

【図４】図３の金属触媒担体と排気ガス流入側ディフュ
ーザとの結合方法を示す説明図である。

【図５】本発明の金属触媒コンバータのさらに他の実施
例を示す説明図である。

【図６】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７】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】

３１ 外筒 ３５ 排気ガス流入側ディフューザ ４１ 排気ガス流出側ディフューザ ４５ 金属触媒担体 ５１，５１Ａ，５１Ｂ 支持部材 ５５ 波板 ５７ 平板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒（３１）の前後に、排気ガス流入側
   ディフューザ（３５）および排気ガス流出側ディフュー
   ザ（４１）を配置し、前記外筒（３１）内に、波板（５
   ５）と平板（５７）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）の排気ガスの流出側の外周の
   みを、筒状の支持部材（５１，５１Ａ，５１Ｂ）の内周
   に固着するとともに、前記支持部材（５１，５１Ａ，５
   １Ｂ）の前部を、前記外筒（３１）の排気ガスの流出側
   に挿入固定し、さらに、前記支持部材（５１，５１Ａ，
   ５１Ｂ）の後部に前記排気ガス流出側ディフューザ（４
   １）を固定してなることを特徴とする金属触媒コンバー
   タ。