JPH1110007A - 触媒コンバータの触媒担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気浄化性能を向上することができる触媒コ
ンバータの触媒担体の提供を図る。 【解決手段】 触媒担体５の波形の山部５ａに切起し形
成した切起し谷部５ｄと、波形の谷部５ｂに切起し形成
した切起し山部５ｅの形成分布密度を、コア３の入口側
が出口側よりも高くなるように設定してあるため、排気
成分濃度が高いコア３の入口側では、排気ガスと触媒と
の接触率がより高められて触媒反応を活発に行わせるこ
とができ、排気浄化性能を一段と向上することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の排気系等に
設けられて、排気ガスを通過させることにより触媒反応
によって排気ガス中の有害成分を浄化する触媒コンバー
タの触媒担体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の触媒コンバータとしては、例えば
特開平５−１３８０４０号公報、特開平６−３９３号公
報等に示されているように、金属薄板からなる波形の触
媒担体と平板状の触媒担体とを交互に重ね合わせて、重
ね合わせ部分にセルを形成したハニカム状のコアを構成
するようにしたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらは何れもコアの
入口側で各セルに流入する排気ガスが、各セルの開口縁
から弧状を描いて流入し、各セルの周壁から剥離してセ
ル中心に集束するようになるため、セル周壁と排気ガス
流との間に境膜が生じて排気ガスとセル周壁面の触媒と
の接触率が低下して、排気ガスの浄化性能が低下するこ
とは否めない。

【０００４】一方、実公昭５７−８９１５号公報に示さ
れているように、金属薄板を波形成形した触媒担体の波
形の凹所に、隣接する触媒担体を保持する上面が平坦な
複数個の保持板部を逆方向に切起し形成して、この触媒
担体を重ね合わせてコアを構成するようにしたものが知
られている。

【０００５】この構造によれば、セル内の途中に存在す
る保持板部の切起し端縁によって、セル内に流入した排
気ガス流がセル周壁側へ偏向されることと、保持板部に
も排気ガスが接触することから、排気ガスとセル周壁面
および保持板面の触媒との接触率が高められて、前者の
ものに較べて排気ガスの浄化性能の向上をある程度期待
することができるが、これは前述のように隣接する触媒
担体の保持のため、単に波形の凹所に上面が平坦な保持
板部を切起し形成したものであるため、排気浄化性能の
向上にも自ずと限度がある。

【０００６】そこで、本発明はセル周壁の触媒と排気ガ
スとの接触率を著しく高めることができて、排気浄化性
能を一段と向上することができる触媒コンバータの触媒
担体を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１にあっては、波
形形成した金属薄板からなる触媒担体を重ね合わせて、
重ね合わせ部分にセルを形成したハニカム状のコアを形
成し、このコアを外筒内に配設した触媒コンバータにお
いて、前記触媒担体の波形の山部に、該波形の山部と谷
部とを形成する斜壁の途中位置から逆方向に切起し形成
した切起し谷部を波形の折り目方向に複数個備えている
一方、波形の谷部には、前記斜壁の途中位置から逆方向
に切起し形成した切起し山部を波形の折り目方向に複数
個備えていると共に、コアの入口側の前記切起し谷部と
切起し山部の形成分布密度をコアの出口側よりも高く設
定したことを特徴としている。

【０００８】請求項２にあっては、請求項１に記載の切
起し谷部と切起し山部は、触媒担体の波形の山部と谷部
とを形成する斜壁の中央位置から切起し形成してあるこ
とを特徴としている。

【０００９】請求項３にあっては、請求項１に記載の波
形の山部と谷部とを形成する斜壁の中央位置には、波形
の折り目方向に沿って棚部が形成され、山部に形成した
切起し谷部と、該山部に隣接する谷部に形成した切起し
山部とを、この棚部を境として切起し形成して、隣接す
る切起し谷部と切起し山部の各切起し止端間に波形方向
に棚部幅の間隔を設定したことを特徴としている。

【００１０】請求項４にあっては、請求項１〜３に記載
の波形の山部に形成した切起し谷部と、波形の谷部に形
成した切起し山部とを、波形の折り目方向にオフセット
して形成して、隣接する切起し谷部と切起し山部の各切
起し止端間に、波形の折り目方向に所要の間隔を設定し
たことを特徴としている。

【００１１】請求項５にあっては、請求項１〜４に記載
の波形の折り目方向に複数個形成した切起し山部と切起
し谷部は、それぞれ波形の折り目方向に形成間隔および
形成長さを異ならせて形成したことを特徴としている。

【００１２】

【発明の効果】請求項１によれば、触媒担体の波形の山
部には逆方向に切起し形成した切起し谷部を波形の折り
目方向に複数個備えている一方、波形の谷部には逆方向
に切起し形成した切起し山部を波形の折り目方向に複数
個備えているため、重ね合わせた触媒担体相互間に形成
された各セル内にはこれら切起し谷部と切起し山部とが
存在して、セル内に流入した排気ガス流がこれら切起し
谷部と切起し山部の各切起し端縁によってセル周壁側へ
偏向されると共に、これら切起し谷部および切起し山部
の各壁面に排気ガスが接触することにより、セル周壁面
および切起し谷部と切起し山部の各壁面の触媒と排気ガ
スとの接触率が高められることと、排気成分濃度の高い
コアの入口側におけるこれら切起し谷部と切起し山部の
形成分布密度をコアの出口側よりも高く設定してあるこ
とによって、このコアの入口側で排気成分濃度の高い排
気ガスと触媒との接触率が著しく高められて触媒反応を
活発に行わせることができる。

【００１３】しかも、切起し谷部と切起し山部の切起し
形成よって、隣接する触媒担体相互が密着するのを防止
してセルを確保できることと併せて、隣接するセル相互
で排気ガスの流通を行わせることができるため、排気ガ
スと触媒との接触率をより一層高められて、排気浄化性
能を一段と向上することができる。

【００１４】また、このように隣接するセル相互で排気
ガスの流通を行わせることができることから、コア全体
で排気ガスの圧力分布を略均一化することができてコア
の耐久性を向上することもできる。

【００１５】請求項２によれば、請求項１の効果に加え
て、切起し谷部と切起し山部を、触媒担体の波形の山部
と谷部とを形成する斜壁の中央位置から切起し形成して
あるから、これら切起し谷部と切起し山部の切起し開口
面積を大きくすることができて、隣接するセル相互の排
気ガスの流通性を向上することができる。

【００１６】また、触媒担体の波形の山部と切起し山部
および波形の谷部と切起し谷部とを同一の突出量にでき
て、重ね合わせた触媒担体相互の密着を確実に防止する
ことができる。

【００１７】請求項３によれば、請求項１の効果に加え
て、切起し谷部と切起し山部は、触媒担体の波形の山部
と谷部とを形成する斜壁の中央位置に形成した棚部を境
として切起し形成してあるから、これら切起し谷部と切
起し山部の切起し開口面積を大きくすることができて、
隣接するセル相互の排気ガスの流通性を向上することが
できる。

【００１８】また、波形の山部と切起し山部および波形
の谷部と切起し谷部とを同一の突出量にできることと併
せて、重ね合わせた触媒担体相互が波形方向にずれた場
合に、棚部に波形の山部又は切起し山部、あるいは波形
の谷部又は切起し谷部が突き当って触媒担体相互が密着
するのを確実に防止することができる。

【００１９】更に、波形の山部に形成した切起し谷部
と、該波形の山部に隣接する谷部に形成した切起し山部
の各切起し止端間には、波形方向に棚部幅の間隔が確保
されるため、熱膨脹率の差によって前記切起し止端間が
裂断するのを回避することができる。

【００２０】請求項４によれば、請求項１〜３の効果に
加えて、切起し谷部と切起し山部の各切起し止端間に
は、波形の折り目方向に所要の間隔を設定してあるた
め、熱膨脹率の差によって前記切起し止端間が裂断する
のを確実に回避することができる。

【００２１】請求項５によれば、請求項１〜４の効果に
加えて、波形の折り目方向に複数個形成した切起し山部
と切起し谷部は、それぞれ波形の折り目方向に形成間隔
および形成長さを異ならせて形成してあるため、重ね合
わせた触媒担体相互が密着するのをより確実に防止する
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。

【００２３】図６，７は、触媒コンバータ１を示し、断
面長円形（楕円形を含む）に形成した金属製の外筒２
と、外筒２内に配設したハニカム状のコア３とを備えて
いる。

【００２４】外筒２の両端面のディフューザ４は別体成
形してあり、これらディフューザ４，４は外筒２の両端
部に嵌合して固定してある。

【００２５】５は前記コア３を構成する触媒担体で、表
面に触媒を担持させたステンレス等の金属薄板をもって
波形に成形してあり、この実施形態では１枚の触媒担体
５を波形方向にＳ字状に連続的に折り返してハニカム状
に重ね合わせ、各重ね合わせ部分にセルを形成するよう
にしているが、複数枚の触媒担体５を積層してハニカム
状のコア３を構成することもできる。

【００２６】図１，２は触媒担体５を示しており、波形
の山部５ａと谷部５ｂとを形成する斜壁５ｃの中央位置
に該波形の折り目方向に沿って棚部５ｆを形成してあ
る。

【００２７】この棚部５ｆを境として波形の山部５ａに
は逆方向に切起し形成した切起し谷部５ｄを波形の折り
目方向に複数個形成してある一方、波形の谷部５ｂには
逆方向に切起し形成した切起し山部５ｅを波形の折り目
方向に複数個形成してある。

【００２８】本実施形態では、前記切起し谷部５ｄと切
起し山部５ｅは、波形の山部５ａと切起し山部５ｅおよ
び波形の谷部５ｂと切起し谷部５ｄのいくつか、例えば
２つが波形方向でラップして隣接するように形成してあ
る。

【００２９】また、これら切起し谷部５ｄおよび切起し
山部５ｅは、それぞれ波形の折り目方向に形成間隔およ
び形成長さを異ならせて形成してある。

【００３０】更に、切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅ
は、触媒担体５のコア入口側となる側部（図１の下側）
における形成分布密度をコア出口側となる側部（図１の
上側）における形成分布密度よりも高く設定してある。

【００３１】以上の実施形態によれば、触媒担体５はそ
の波形の山部５ａには逆方向に切起し形成した切起し谷
部５ｄを波形の折り目方向に複数個備えている一方、波
形の谷部５ｂには逆方向に切起し形成した切起し山部５
ｅを波形の折り目方向に複数個備えているから、重ね合
わせた触媒担体５，５の相互間に形成された各セル内に
はこれら切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅとが存在し
て、セル内に流入した排気ガス流がこれら切起し谷部５
ｄと切起し山部５ｅの各切起し端縁によってセル周壁側
へ偏向されると共に、これら切起し谷部５ｄおよび切起
し山部５ｅの各壁面に排気ガスが接触することにより、
セル周壁面および切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅの各
壁面の触媒と排気ガスとの接触率が高められる。

【００３２】しかも、排気成分濃度の高いコア３の入口
側におけるこれら切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅの形
成分布密度をコア３の出口側よりも高く設定してあるこ
とによって、このコアの入口側で排気成分濃度の高い排
気ガスと触媒との接触率が高められて触媒反応を活発に
行わせることができる。

【００３３】また、切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅの
切起し形成によって、隣接する触媒担体５，５の相互が
密着するのを防止してセルを確保できることと併せて、
切起し谷部５ｄおよび切起し山部５ｅの切起し形成部分
で隣接するセル相互での排気ガスの流通を行わせること
ができるため、排気ガスと触媒との接触率をより一層高
められて、排気浄化性能を一段と向上することができ
る。

【００３４】更に、このように隣接するセル相互で排気
ガスの流通を行わせることができることから、コア３の
全体で排気ガスの圧力分布を略均一化することができ
て、コアの耐久性を向上することもできる。

【００３５】ここで、特に本実施形態にあっては、前述
の切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅを、触媒担体５の波
形の山部５ａと谷部５ｂとを形成する斜壁５ｃの中央位
置に形成した棚部５ｆを境にして形成してあるから、こ
れら切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅの切起し開口面積
を大きくすることができて、セル相互の排気ガスの流通
性を向上することができる。

【００３６】また、波形の山部５ａと切起し山部５ｅお
よび波形の谷部５ｂと切起し谷部５ｄとを同一の突出量
にできることと併せて、重ね合わせた触媒担体５，５の
相互が波形方向にずれた場合でも、図３のイ〜ヘに示す
ように棚部５ｆに波形の山部５ａ又は切起し山部５ｅ、
あるいは波形の谷部５ｂ又は切起し谷部５ｄが突き当っ
て触媒担体５，５の相互が密着するのを確実に防止する
ことができる。

【００３７】更に、波形の山部５ａに形成した切起し谷
部５ｄと、該波形の山部５ａに隣接する谷部５ｂに形成
した切起し山部５ｅの各切起し止端間には、波形方向に
棚部５ｆの幅の間隔Ｓ₁ が確保されるため、熱膨脹率の
差によって前記切起し止端間が裂断するのを回避するこ
とができる。

【００３８】しかも、これら波形の折り目方向に複数個
形成した切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅは、それぞれ
波形の折り目方向に形成間隔および形成長さを異ならせ
て形成してあるため、重ね合わせた触媒担体５，５の相
互が密着するのをより確実に防止することができる。

【００３９】図４，５に示す触媒担体５は、何れも隣接
する切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅとを、波形の折り
目方向にオフセットして形成して、これら隣接する切起
し谷部５ｄと切起し山部５ｅの各切起し止端間に、波形
の折り目方向に所要の間隔Ｓ₂ を設定してある。

【００４０】図４に示す例では、切起し谷部５ｄと切起
し山部５ｅとを、波形の斜壁５ｃの中央位置からそれぞ
れ逆方向に切起し形成してあるが、図５に示す例では切
起し谷部５ｄを波形の谷部５ｂよりも浅く、また、切起
し山部５ｅを波形の山部５ａよりも低く形成することに
よって、隣接する切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅの各
切起し止端間に前述の折り目方向の間隔Ｓ₂ の他に、波
形方向に所要の間隔Ｓ₃ が設定されるようにしてある。

【００４１】従って、図４に示す触媒担体５を用いれ
ば、前記第１実施形態の場合と略同様の排気浄化性能が
得られることは勿論、切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅ
の各切起し止端間には、波形の折り目方向に所要の間隔
Ｓ₂ を設定してあるので、この場合も熱膨脹率の差によ
って前記切起し止端間が裂断するのを回避することがで
きる。

【００４２】また、図５に示す触媒担体５を用いれば、
前記図４に示したものを用いた場合と略同様の排気浄化
性能が得られる他、切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅの
各切起し止端間には、波形の折り目方向に所要の間隔Ｓ
₂ と波形方向に所要の間隔Ｓ₃ とを設定してあるので、
熱膨脹率の差による切起し止端間の裂断を確実に回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の触媒担体の第１実施形態を示す平面
図。

【図２】図１のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの各位置における断
面図。

【図３】触媒担体相互が波形方向にずれた状態を示す断
面図。

【図４】本発明の触媒担体の第２実施形態を示す説明
図。

【図５】本発明の触媒担体の第３実施形態を示す説明
図。

【図６】触媒コンバータの断面図。

【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１ 触媒コンバータ ２ 外筒 ５ 触媒担体 ５ａ 波形の山部 ５ｂ 波形の谷部 ５ｃ 斜壁 ５ｄ 切起し谷部 ５ｅ 切起し山部 ５ｆ 棚部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波形成形した金属薄板からなる触媒担体
   を重ね合わせて、重ね合わせ部分にセルを形成したハニ
   カム状のコアを形成し、このコアを外筒内に配設した触
   媒コンバータにおいて、前記触媒担体は波形の山部に、
   該波形の山部と谷部とを形成する斜壁の途中位置から逆
   方向に切起し形成した切起し谷部を波形の折り目方向に
   複数個備えている一方、波形の谷部には、前記斜壁の途
   中位置から逆方向に切起し形成した切起し山部を波形の
   折り目方向に複数個備えていると共に、コアの入口側の
   前記切起し谷部と切起し山部の形成分布密度をコアの出
   口側よりも高く設定したことを特徴とする触媒コンバー
   タの触媒担体。
2. 【請求項２】 切起し谷部と切起し山部は、触媒担体の
   波形の山部と谷部とを形成する斜壁の中央位置から切起
   し形成してあることを特徴とする請求項１記載の触媒コ
   ンバータの触媒担体。
3. 【請求項３】 波形の山部と谷部とを形成する斜壁の中
   央位置には、波形の折り目方向に沿って棚部が形成さ
   れ、山部に形成した切起し谷部と、該山部に隣接する谷
   部に形成した切起し山部とを、この棚部を境として切起
   し形成して、隣接する切起し谷部と切起し山部の各切起
   し止端間に波形方向に棚部幅の間隔を設定したことを特
   徴とする請求項１記載の触媒コンバータの触媒担体。
4. 【請求項４】 波形の山部に形成した切起し谷部と、波
   形の谷部に形成した切起し山部とを、波形の折り目方向
   にオフセットして形成して、隣接する切起し谷部と切起
   し山部の各切起し止端間に、波形の折り目方向に所要の
   間隔を設定したことを特徴とする請求項１〜３の何れか
   に記載の触媒コンバータの触媒担体。
5. 【請求項５】 波形の折り目方向に複数個形成した切起
   し山部と切起し谷部は、それぞれ波形の折り目方向に形
   成間隔および形成長さを異ならせて形成したことを特徴
   とする請求項１〜４の何れかに記載の触媒コンバータの
   触媒担体。