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JP2005118700A - ハニカム構造体、及び触媒コンバータ - Google Patents

ハニカム構造体、及び触媒コンバータ Download PDF

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Abstract

【課題】排気管構造の複雑化、車体重量の増加、及びコストの上昇を伴うことなく、排気干渉によるエンジン出力の低下を有効に防止することができる、コンパクトな構造の触媒コンバータを提供する。
【解決手段】ハニカム触媒体３２と、ハウジング３３と、保持材３４とを備え、ハニカム触媒体３２が、触媒担体として、多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置された、隔壁よりその厚さが大なる内壁を備えたハニカム構造体が用いられたものであり、ハウジング３３の排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂが仕切板３５ａ，３５ｂによって２以上の排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分されるとともに、ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、ハウジング３３の２以上の排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂとが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ３１。
【選択図】図４

Description

本発明は、ガソリンエンジン等の内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒体において、触媒担体として好適に用いられるハニカム構造体、及びハウジングにハニカム触媒体が収納された触媒コンバータに関する。
ガソリンエンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、窒素酸化物（ＮＯX）、炭化水素（Hydro Carbon）、或いは一酸化炭素といった有害成分が多量に含まれている。この有害成分がそのまま大気中に放出されると環境汚染を引き起こすため、内燃機関からの排ガス流路には、排ガス中の有害成分を浄化するための触媒体が搭載されることが一般的である。
このような目的で使用される触媒体としては、例えば、図１に示すような、隔壁４によって、ガスの流路となる多数のセル３が区画・形成されたハニカム構造体１を触媒担体とし、そのハニカム構造体の隔壁に排ガス浄化触媒（三元触媒等）が担持されたハニカム触媒体が挙げられる。このようなハニカム触媒体では、排ガス中の有害成分の浄化が促進されることによって、排ガス中の有害成分を減少させることができ、排ガスを効果的に浄化することが可能となる。
一般に、上記のハニカム触媒体は、例えば、図２に示すような、ハニカム触媒体１２を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部１３ａ、他端に浄化ガス排出部１３ｂを有するハウジング１３と、ハニカム触媒体１２の外周面とハウジング１３の内周面との間に介装される保持材１４とを備えた触媒コンバータ１１の形で内燃機関等からの排ガス流路に設置される（例えば、特許文献１参照）。
ところで、上記のような触媒コンバータを排ガス流路に設置するに際しては、排気干渉によるエンジン出力の低下を極力回避する必要がある。即ち、４気筒、６気筒等の多気筒型エンジンにおいて、各気筒からの排出される排ガスを１つの流路に合流させると、各気筒の排ガス排出のタイミング（即ち、燃料爆発のタイミング）にずれがあるために、一の気筒から排出される高圧の排ガスによって他の気筒からの排ガスのスムーズな排出が妨げられ（排気干渉）、エンジン出力が低下するという現象が起こる。
従って、従来は、図３に示すように、まず、多気筒型エンジン２１の燃焼順序が連続しない気筒からの排気管２２ａ，２２ｃ（又は２２ｂ，２２ｄ）のみを１つの触媒コンバータ２３ａ（又は２３ｂ）に合流させ、最終的にその２基の触媒コンバータ２３ａ，２３ｂからの配管を１つの流路に合流させる形で、触媒コンバータ２３ａ，２３ｂを排ガス流路２４に設置する構造を採用していた（例えば、特許文献２参照）。
特許第３３９０６９８号公報 特開２００３−１３８９６２号公報
しかしながら、このような構造は、排気干渉によるエンジン出力の低下を防止するという観点からは非常に有効な構造であるものの、触媒担体となるハニカム構造体、ハウジング（メタルケース等）、及び保持材（セラミックマット等）が少なくとも２基ずつ必要となり、触媒コンバータのコンパクト化が困難であり、エンジンスペースが狭い場合には、触媒コンバータを設置することができなくなるケースもあるという問題があった。また、部品点数が増加するため、排気管構造の複雑化、車体重量の増加、及びコストの上昇につながるという問題もあった。
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気管構造の複雑化、車体重量の増加、及びコストの上昇を伴うことなく、排気干渉によるエンジン出力の低下を有効に防止することができる、コンパクトな構造の触媒コンバータ、及び触媒コンバータに収納されるハニカム触媒体の触媒担体として好適に用いることができるハニカム構造体を提供することにある。
本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意研究した結果、触媒コンバータを構成するハウジングの排ガス流入部及び浄化ガス排出部を仕切板によって２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分すること等によって、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、以下のハニカム構造体、及び触媒コンバータを提供するものである。
［１］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体であって、前記隔壁が、基準隔壁と、前記基準隔壁よりその厚さが大なる厚肉隔壁とから構成され、前記厚肉隔壁が、厚さが最大の最大厚肉隔壁と、前記最大厚肉隔壁から前記基準隔壁までの間のいずれかの厚さを有する一般厚肉隔壁とからなるとともに、前記最大厚肉隔壁の両側部に、前記一般厚肉隔壁が、前記最大厚肉隔壁から離れるにつれて徐々にその厚さが小となるように配置され、かつ、前記最大厚肉隔壁が、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置されたハニカム構造体。
［２］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置された、前記隔壁よりその厚さが大なる内壁を備えたハニカム構造体が用いられたものであり、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記内壁に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
［３］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置された、前記セルの開口部を封止する目封止部を備えたハニカム構造体が用いられたものであり、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記目封止部に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
［４］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、前記隔壁が、基準隔壁と、前記基準隔壁よりその厚さが大なる厚肉隔壁とから構成され、前記厚肉隔壁が、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置されたハニカム構造体が用いられたものであり、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって複数の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記厚肉隔壁に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
［５］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、上記［１］に記載のハニカム構造体が用いられたものであり、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記最大厚肉隔壁に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが連通するように構成された触媒コンバータ。
［６］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハニカム触媒体が２以上のハニカム触媒体セグメントの複合体であり、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記２以上のハニカム触媒体セグメントの当接部に沿って配置されることによって、各ハニカム触媒体セグメントの多数のセルと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
［７］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハニカム触媒体が、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）未満の第１のハニカム触媒体と、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）以上の第２のハニカム触媒体との積層体であり、前記第２のハニカム触媒体が前記ハウジングの排ガス流入部側に配置されるように、前記ハニカム触媒体が前記ハウジング内に収納され、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記第２のハニカム触媒体の前記隔壁に沿って配置されることによって、前記第２のハニカム構造体の多数のセルと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが連通するように構成された触媒コンバータ。
［８］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハニカム触媒体が、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）未満の第１のハニカム触媒体の両端を、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）以上の第２のハニカム触媒体２基によって挟持した構造の積層体であり、前記第２のハニカム触媒体が前記ハウジングの排ガス流入部側、及び浄化ガス流出部側に配置されるように、前記ハニカム触媒体が前記ハウジング内に収納され、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記第２のハニカム触媒体の前記隔壁に沿って配置されることによって、前記第２のハニカム構造体の多数のセルと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが連通するように構成された触媒コンバータ。
［９］前記第２のハニカム触媒体が、一部のセルに連通する第１の切り欠き部と、他の一部のセルに連通する第２の切り欠き部を有するとともに、前記ハウジングが、第１及び第２の排ガス流入部、第１及び第２の浄化ガス排出部を有し、前記第２のハニカム構造体の前記第１の切り欠き部は、前記ハウジングの第１の排ガス流入部及び第１の浄化ガス排出部と連通し、前記第２のハニカム構造体の前記第２の切り欠き部は、前記ハウジングの第２の排ガス流入部及び第２の浄化ガス排出部と連通するように構成された上記［８］に記載の触媒コンバータ。
［１０］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板と前記ハニカム触媒体との間に金属又はセラミックからなる網状体が介装された触媒コンバータ。
［１１］隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータを２基以上有し、前記２基以上の触媒コンバータが一体化されることによって構成された触媒コンバータ複合体。
本発明の触媒コンバータは、排気管構造の複雑化、車体重量の増加、及びコストの上昇を伴うことなく、排気干渉によるエンジン出力の低下を有効に防止することができる、コンパクトな構造の触媒コンバータである。また、本発明のハニカム構造体は、本発明の触媒コンバータに収納されるハニカム触媒体の触媒担体として用いた際に、本発明の触媒コンバータ固有の構成部分である仕切板によるエロージョンを有効に防止することができる。
以下、本発明のハニカム構造体、及び触媒コンバータを実施するための最良の形態について具体的に説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
本発明の触媒コンバータは、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す触媒コンバータ３１のように、ハウジング３３の排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂが仕切板３５ａ，３５ｂによって２以上の排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分されたものである。このような触媒コンバータは、その内部に配置された仕切板によって排ガスの流路を２以上に区分しているので、複数のコンバータを設置する必要がなく、コンパクトな構造を維持しつつ、排気干渉によるエンジン出力の低下を有効に防止することができる。また、排気管構造の複雑化、車体重量の増加、及びコストの上昇についても回避することが可能である。
なお、本発明の触媒コンバータでは、排ガスの流路を確実に区分するために、仕切板のエッジ部分をハニカム触媒体の端面に当接させる構造を採ることが多いが、単にこのような構造を採用するのみでは、高圧の排ガスによる仕切板の振動や、仕切板（通常、金属によって構成される）と、ハニカム触媒体を構成するハニカム構造体（通常、セラミックによって構成される）との間の熱膨張率差によって、ハニカム触媒体の仕切板との当接部分にエロージョン（削れ）が発生するおそれがあるという問題がある。本発明の触媒コンバータは、このような問題をも回避可能としたものである。
本発明の触媒コンバータは、その主たる構成要素として、ハニカム触媒体と、ハウジングと、保持材とを備える。以下、項分けして説明する。
（１）ハニカム触媒体
本発明の触媒コンバータの構成要素であるハニカム触媒体は、ハニカム構造体を触媒担体とし、ハニカム構造体の隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたものである。
本明細書において、「排ガス浄化触媒」というときは、排ガスを浄化する効果を有する触媒成分を意味し、排ガス中に含まれる窒素酸化物、炭化水素、或いは一酸化炭素といった有害成分の浄化を促進するための触媒の全てが含まれる。例えば、窒素酸化物を酸化するための酸化触媒、窒素酸化物の酸化と炭化水素や一酸化炭素の還元を同時に行う三元触媒の他、窒素酸化物（ＮＯX）吸蔵触媒も含む。
より具体的には、酸化触媒としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属が、三元触媒としては、白金とロジウムの混合物やパラジウムとロジウムの混合物が、窒素酸化物吸蔵触媒としては、アルカリ金属（リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、セシウム（Ｃｓ）等）やアルカリ土類金属（カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等）が好適に用いられる。
なお、本発明におけるハニカム触媒体は、上記の排ガス浄化触媒以外の成分、例えば、セリウム（Ｃｅ）やジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物に代表される助触媒、炭化水素（ＨＣ：Hydro Carbon）吸着材等が担持されたものであってもよい。
排ガス浄化触媒の担持方法は特に限定されないが、例えば、ハニカム構造体の隔壁に対して、触媒成分を含む触媒液をウォッシュコートした後、高温で熱処理して焼き付ける方法等が挙げられる。また、三元触媒、酸化触媒、窒素酸化物吸蔵触媒等の触媒成分は、高分散状態で担持させるため、予めアルミナのような比表面積の大きい耐熱性無機酸化物に一旦担持させた後、ハニカム構造体の隔壁等に担持させることが好ましい。
上記の排ガス浄化触媒の触媒担体となるハニカム構造体としては、例えば、図１に示すような、隔壁４によって、ガスの流路となる多数のセル３が区画・形成されたハニカム構造体１が用いられる。
ハニカム構造体の端面形状については特に限定されるものではなく、例えば、図１に示すような円形の他、楕円形、長円形、三角形、四角形（台形も含む）、六角形等の形状を挙げることができる。また、ハニカム構造体のセル形状（セルの形成方向に対して垂直な断面におけるセル形状）についても特に限定はされず、例えば、図１に示すような四角形セルの他、六角形セル、三角形セル等の形状を挙げることができる。
ハニカム構造体のセル密度も特に制限はないが、６〜１５００セル／平方インチ（０．９〜２３３セル／ｃｍ2）の範囲であることが好ましい。また、隔壁の厚さは、２０〜２０００μｍの範囲であることが好ましい。
ハニカム構造体の材質には特に制限がないが、セラミックを好適に用いることができ、強度、耐熱性、耐食性等の観点から、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ2ＴｉＯ5）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、又は金属珪素−炭化珪素複合材料（Ｓｉ−ＳｉＣ）のうちのいずれかであることが好ましい。また、ハニカム構造体の材質は、鉄（Ｆｅ）−クロム（Ｃｒ）−アルミニウム（Ａｌ）系合金等の金属であってもよい。
上記のようなハニカム構造体は、その材質をセラミックとする場合には、例えば、セラミックからなる骨材粒子、水の他、所望により有機バインダ（ヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、メチルセルロース等）、造孔材（グラファイト、澱粉、合成樹脂等）、界面活性剤（エチレングリコール、脂肪酸石鹸等）等を混合し、混練することによって坏土とし、その坏土を所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を形成する隔壁と相補的な形状のスリットを有する口金を用いて押出成形し、乾燥することによって成形体を得、その成形体を焼成することによって得ることができる。
一方、その材質を金属とする場合には、例えば、金属からなる波箔を巻回することにより、或いは、セラミックの場合と同様に押出成形することによって得ることができる。
触媒担体となるハニカム構造体は、上記のような基本構成を有するものであるが、本発明の触媒コンバータにおいては、ハウジングの排ガス流入部及び浄化ガス排出部を２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分する仕切板を設置するため、ハニカム触媒体の仕切板との当接部分におけるエロージョン（削れ）の発生を防止する必要がある。
このエロージョンは、既述の如く、高圧の排ガスの流入による仕切板の振動や、仕切板とハニカム構造体との間の熱膨張率差等に起因するものであるが、特に、近年、エンジン始動直後の早期に触媒を活性化させ、浄化性能を向上させることを目的として、ハニカム構造体の隔壁部分の熱容量の低減、具体的には、隔壁の薄壁化が急速に進行していることがエロージョンを発生し易くしているといえる。即ち、隔壁の薄壁化によって、ハニカム構造体は従前と比較して機械的強度が低く、脆弱な構造となっていることによる。
そこで、本発明の触媒コンバータにおいては、ハウジングの仕切板との当接する部分を予め強化したハニカム構造体を触媒担体として使用することが好ましい。
具体的には、ハウジングの仕切板との当接する部分に、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すハニカム構造体１のように、隔壁４よりその厚さが大なる内壁５を備えたもの、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すハニカム構造体１のように、セル３の開口部を封止する目封止部６を備えたもの、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すハニカム構造体１のように、基準隔壁８（専ら濾過のために用いられる通常の隔壁を意味する）よりその厚さが大なる厚肉隔壁７を備えたもの等を好適に用いることができる。
これらのハニカム構造体は、内壁、目封止部、又は厚肉隔壁の部分が他の部分（基準隔壁によって構成されている部分）と比較して、機械的強度が高く、堅牢な構造となっている。従って、本発明の触媒コンバータにおいては、これらのハニカム構造体の内壁、目封止部、又は厚肉隔壁に沿って仕切板を配置することによって、ハニカム触媒体の仕切板との当接部分におけるエロージョン（削れ）の発生を効果的に防止することができる。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すハニカム構造体１は、内壁５によって多数のセル３が左右２つのセルブロックに区分されており、この左右２つのセルブロックの各々が、ハウジングの仕切板と一体となって、別個の排ガス流路を構成することになる。内壁の厚さについて特に制限はないが、十分な強度を確保するという観点から、通常の隔壁の厚さの５倍以上の厚さであることが好ましい。なお、内壁は、多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように形成されている限りにおいて、いかなる方向に形成されていてもよく、必ずしも隔壁の形成方向に沿って形成されている必要はない。例えば、図１に示すような、相互に直交する格子状に隔壁４が形成されているハニカム構造体１において、多数のセル３が３つのセルブロックに区分されるように、中心角１２０°毎に３枚の内壁が形成されていてもよい。
内壁の形成方法についても特に限定されないが、例えば、セラミック坏土を所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を形成する隔壁と相補的な形状のスリットを有する口金を用いて押出成形する方法において、口金の内壁形成部に相当する部分のスリット幅を広くすることによって形成することができる。また、ハニカム構造体をいくつかのセグメントに分割し、その分割面にセラミックコート材（セラミック焼結体の粉末を含有するスラリー）を塗布した後、これらのセグメントを再接合し、乾燥・焼成する方法等により、内壁を形成してもよい。
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すハニカム構造体１は、多数の目封止部６が直線的に配置されることによって多数のセル３が左右２つのセルブロックに区分されており、この左右２つのセルブロックの各々が、ハウジングの仕切板と一体となって、別個の排ガス流路を構成することになる。目封止部については各セルの開口部近傍のみを封止するものであっても、各セルの内部を全て充足するものであってもよい。
図６（ｂ）のハニカム構造体１は、１列のセルについて多数の目封止部６を直線的に配置した例、図６（ｃ）に示すハニカム構造体１は、２列のセルについて多数の目封止部６を直線的に配置した例であるが、目封止部を形成するセルの列数について特に制限はない。但し、十分な強度を確保するという観点から、１列〜５列のセルについて多数の目封止部６を直線的に配置することが好ましい。
目封止部の形成方法についても特に限定されないが、例えば、ハニカム構造体の一方の端面に、粘着シートを貼着し、画像処理を利用したレーザ加工等によりその粘着シートの目封止すべきセルに対応する部分のみに孔開けをしてマスクとし、そのマスクが貼着されたハニカム構造体の端面をセラミックスラリー中に浸漬し、ハニカム構造体の目封止すべきセルにセラミックスラリーを充填して目封止部を形成し、これと同様の工程をハニカム構造体の他方の端面についても行った後、目封止部を乾燥し、焼成する方法が挙げられる。
図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すハニカム構造体１は、厚肉隔壁７によって多数のセル３が左右２つのセルブロックに区分されており、この左右２つのセルブロックの各々が、ハウジングの仕切板と一体となって、別個の排ガス流路を構成することになる。
図７（ｂ）のハニカム構造体１は、厚さが等しい厚肉隔壁７が３枚配置された例であるが、基準隔壁８よりその厚さが大なる厚肉隔壁７を備えている限りにおいて、その配置方法は特に限定されるものではない。
例えば、図７（ｃ）に示すハニカム構造体１は、隔壁４が、基準隔壁８と、基準隔壁８よりその厚さが大なる厚肉隔壁７とから構成され、厚肉隔壁７が、厚さが最大の最大厚肉隔壁７ａと、最大厚肉隔壁７ａから基準隔壁８までの間のいずれかの厚さを有する一般厚肉隔壁７ｂとからなるとともに、最大厚肉隔壁７ａの両側部に、一般厚肉隔壁７ｂが、最大厚肉隔壁７ａから離れるにつれて徐々にその厚さが小となるように配置され、かつ、最大厚肉隔壁７ａが、多数のセル３を２以上のセルブロックに区分するように配置されたものである。より具体的には、最大厚肉隔壁７ａが、多数のセル３を左右２つの均等なセルブロックに区分するように、ハニカム構造体１端面の中心部を通過して両外周部に至る一直線上に配置され、その最大厚肉隔壁７ａの両側部に、最大厚肉隔壁７ａより厚さが小なる一般厚肉隔壁７ｂが配置されている。
図７（ｂ）に示すハニカム構造体１のように、厚さが等しい厚肉隔壁７が複数枚配置されたハニカム構造体の場合、厚肉隔壁７と基準隔壁８との境界部の機械的強度（アイソスタティック強度）が低下し易いことに加え、この境界部に熱応力が作用し易く、ガス温の上昇・下降に伴ってハニカム構造体が加熱・冷却されると、境界部にクラックを生じてしまうおそれがある。
一方、図７（ｃ）に示すハニカム構造体１のような構造は、隔壁の厚さを徐々に変化させているため、厚肉隔壁７と基準隔壁８との境界部の機械的強度（アイソスタティック強度）の低下や、熱応力の作用によるクラックの発生を効果的に防止することができる。
なお、厚肉隔壁７と基準隔壁８との境界部の機械的強度（アイソスタティック強度）の低下や、熱応力の作用によるクラックの発生を防止するためには、ハニカム構造体における厚肉隔壁によって構成される部分の割合を増やした構造も考えられるが、このような構造はガス流路を構成するセルの開口面積を減少させることになり、ガスが通過する際の圧力損失が上昇する点において好ましくない。
厚肉隔壁の形成方法についても特に限定されないが、例えば、セラミック坏土を所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を形成する隔壁と相補的な形状のスリットを有する口金を用いて押出成形する方法において、口金の厚肉隔壁形成部に相当する部分のスリット幅を広くすることによって形成することができる。
なお、上記の説明では、内壁、目封止部、又は厚肉隔壁によって多数のセルが左右２つのセルブロックに区分された形態のものを例として説明したが、２以上の独立した排ガス流路を構成し得る限りにおいて、本発明の触媒コンバータに用いることができるハニカム構造体はこれらの形態に限定されるものではない。例えば、多数のセルが３つ又は４つ、或いはこれ以上の多数のセルブロックに区分された形態のものであってもよい。このような形態は多気筒型エンジンの各気筒に対応する排ガス流路を形成することができ、排気干渉によるエンジン出力の低下をより効果的に防止することができる。
セルブロックの態様としては、必ずしも、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）に示したように、直線的に区分する必要はなく、例えば、端面円形のハニカム構造体であれば、外周円との同心円上に内壁、目封止部、又は厚肉隔壁を形成することによって、多数のセルを中心側と外周側とに区分してもよい。また、各セルブロックを必ずしも均等に区分する必要はなく、不均等に区分してもよい。
（２）ハウジング
本発明の触媒コンバータの構成要素であるハウジングは、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すハウジング３３のように、ハニカム触媒体３２を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部３３ａ、他端に浄化ガス排出部３３ｂを有し、排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂが仕切板３５ａ，３５ｂによって２以上の排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分され、仕切板３５ａ，３５ｂがハニカム構造体３２の内壁、目封止部、又は厚肉隔壁に沿って配置されたものである。
ハウジングの全体形状については、ハニカム触媒体を収納し得る筒状であり、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有している限りにおいて特に限定されるものではなく、ハニカム触媒体の形状等に応じて適宜選択すればよい。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すような円柱状のハニカム触媒体３２を使用する場合であれば、ハウジング３３についても略円筒状のものを用いることができる。
仕切板は、通常、厚さ０．５〜１０ｍｍ程度の板状体が用いられるが、その形状については、排ガス流入部及び浄化ガス排出部を複数の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分することができる限りにおいて、特に限定されるものではない。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すハウジング３３における仕切板３５ａ，３５ｂのように、排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂを上下２系統の均等な排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分するもの等が挙げられる。
また、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すハウジング３３における仕切板３５ａ，３５ｂのように、排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂを３系統ないし４系統の均等な排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分するものであってもよい。このような形態は多気筒型エンジンの各気筒に対応する排ガス流路を形成することができ、排気干渉によるエンジン出力の低下をより効果的に防止可能である点において好ましい。
更に、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すハウジング３３における仕切板３５ａ，３５ｂのように、ハニカム構造体の外周円と同心の円筒状に構成し、排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂをその中心側と外周側２系統の排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分するものであってもよい。
更にまた、仕切板は、必ずしも排ガス流入部及び浄化ガス排出部を均等な排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分するものである必要はなく、不均等に区分するものであってもよい。例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すハウジング３３における仕切板３５ａ，３５ｂのように、排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂを上下２系統の不均等な排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分するもの、又は図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すハウジング３３における仕切板３５ａ，３５ｂのように、排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂを、流路断面が中心角の異なる扇形である２系統の不均等な排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分するもの等が挙げられる。
本発明の触媒コンバータにおいては、上記のような種々の形状の仕切板を用いることができるが、いずれの形状を採る場合であっても、仕切板（ひいては、そのエッジ部分）が、ハニカム触媒体の内壁、目封止部、又は厚肉隔壁に沿って配置されることが必要である。
ハウジング（本体の他、仕切板も含む）の材質については特に制限がないが、金属、特に、機械的強度、耐食性に優れるステンレス（ＳＵＳ４０９等）を好適に用いることができる。
（３）保持材
本発明の触媒コンバータの構成要素である保持材は、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す保持材３４のように、ハニカム触媒体３２の外周面とハウジング３３の内周面との間に介装される。この保持材３４によって、ハニカム触媒体３２がハウジング３３内に把持された状態で固定される。
保持材の材質については特に制限がないが、触媒コンバータの使用時（高温時）に、ハニカム触媒体に対する過剰な押圧力が発生せず、その破損を防止可能である点において、非膨脹性のセラミック繊維マットであることが好ましい。具体的には、繊維径が２〜６μｍ程度のセラミック繊維（アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア等）から形成されたマット（例えば、商品名：マフテック（三菱化学（株）製））等を好適に用いることができる。
（４）その他
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示す触媒コンバータ３１のように、ハニカム触媒体３２が２以上のハニカム触媒体セグメント３２ａ，３２ｂの複合体である場合にあっては、仕切板３５ａ，３５ｂを２以上のハニカム触媒体セグメント３２ａ，３２ｂの当接部に沿って配置することが好ましい。セグメントの当接部分は、他の部分（通常の隔壁部分）と比較して、機械的強度が高く、堅牢な構造であるので、既に説明した内壁、目封止部、又は厚肉隔壁をハニカム構造体に形成した場合と同様の効果を得ることができる。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）のハニカム触媒体３２は、半円柱状の２基のハニカム触媒体セグメント３２ａ，３２ｂの複合体の例であるが、ハニカム触媒体が２以上のハニカム触媒体セグメントの複合体である限りにおいて、その形状は特に限定されるものではない。
なお、上記の場合、２以上のハニカム触媒体セグメントは、セラミックセメント（例えば、セラミックファイバーとセラミック粉末を主成分とするもの）等によって接合されていてもよいし、セグメント同士を当接させるのみで非接合の状態で配置してもよい。
また、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す触媒コンバータ３１のように、ハニカム触媒体３２が、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）未満の第１のハニカム触媒体３２ｃと、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）以上の第２のハニカム触媒体３２ｄとの積層体であり、第２のハニカム触媒体３２ｄがハウジング３３の排ガス流入部３３ａ側に配置されるように、ハニカム触媒体３２をハウジング３３内に収納した場合にあっては、仕切板３５ａ，３５ｂを第２のハニカム触媒体３２ｄの隔壁に沿って配置することが好ましい。
隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）以上のハニカム触媒体は、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）未満のハニカム触媒体と比較して、機械的強度が高く、堅牢な構造であるので、ハニカム触媒体の仕切板との当接部分におけるエロージョン（削れ）の発生を効果的に防止することができる。
更には、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す触媒コンバータ３１のように、ハニカム触媒体３２が、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）未満の第１のハニカム触媒体３２ｃの両端を、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）以上の第２のハニカム触媒体３２ｄ、２基によって挟持した構造の積層体であり、第２のハニカム触媒体３２ｄがハウジング３３の排ガス流入部３３ａ、及び浄化ガス流出部３３ｂ側に配置されるように、ハニカム触媒体３２をハウジング３３内に収納した場合にあっても、仕切板３５ａ，３５ｂを第２のハニカム触媒体３２ｄの隔壁に沿って配置することが好ましい。このような構造は、排ガス流入部３３ａ側に加えて、浄化ガス流出部３３ｂ側におけるエロージョンをも防止できる点において、より好ましい。
更にまた、上記のようにハニカム触媒体を、第１のハニカム触媒体の両端を、第２のハニカム触媒体２基によって挟持した構造の積層体とする場合にあっては、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す触媒コンバータ３１のように、第２のハニカム触媒体３２ｅが、一部のセルに連通する第１の切り欠き部３８’と、他の一部のセルに連通する第２の切り欠き部３８''を有するとともに、ハウジング３３が、第１の排ガス流入部３３ａ’及び第２の排ガス流入部３３ａ''、第１の浄化ガス排出部３３ｂ’及び第２の浄化ガス排出部３３ｂ''を有し、第２のハニカム構造体３２ｅの第１の切り欠き部３８’は、ハウジング３３の第１の排ガス流入部３３ａ’及び第１の浄化ガス排出部３３ｂ’と連通し、第２のハニカム構造体３２ｅの第２の切り欠き部３８''は、ハウジング３３の第２の排ガス流入部３３ａ''及び第２の浄化ガス排出部３３ｂ''と連通するように構成されたものであることが好ましい。
上記の構成では、第２のハニカム触媒体のみによってガス流路を区分するので、エロージョンの原因となる仕切板が不要であり、第２のハニカム触媒体についても第１のハニカム触媒体と面で当接（接触）しているので、第２のハニカム触媒体がエロージョンの原因となることもない。従って、ハニカム触媒体におけるエロージョン（削れ）の発生を、一層効果的に防止することができる。
なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す触媒コンバータ３１のように、ハウジング３３における仕切板３５ａとハニカム触媒体３２との間に金属又はセラミックからなる網状体３８を配置しても、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す触媒コンバータ３１、或いは、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す触媒コンバータ３１と同様の効果を得ることができる。なお、セラミックの網状体としては、例えば、セラミックからなるハニカム構造体であって、厚さ５〜５０ｍｍ程度のものを好適に用いることができる。
また、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す触媒コンバータ複合体４１のように、ハニカム触媒体３２（３２’）と、その一端に排ガス流入部３６（３６’）、他端に浄化ガス排出部３７（３７’）を有するハウジング３３（３３’）と、保持材３４（３４’）とを備えた触媒コンバータ３１（３１’）を２基以上有し、２基以上の触媒コンバータ３１（３１’）が一体化されることによって構成された触媒コンバータ複合体も好ましい。
上記の構成では、各触媒コンバータが２以上のハニカム触媒体を個別にハウジング内に収納した形態を採っており、完全に独立した２以上のガス流路が形成されることに加え、エロージョンの原因となる仕切板も不要であるため、ハニカム触媒体におけるエロージョン（削れ）の発生を、より一層効果的に防止することができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）
ハニカム触媒体を構成するハニカム構造体としては、コージェライトからなる、端面形状が外径１００ｍｍφの円形、長さが１００ｍｍであり、セル形状は１．２７ｍｍ×１．２７ｍｍの正方形セル、隔壁の厚さが１１０μｍ（４ｍｉｌ）、セル密度が６２セル／ｃｍ2（４００セル／平方インチ）、外周壁の厚さが０．３ｍｍのハニカム構造体の中央部に、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すような、厚さ０．３ｍｍの内壁５を形成したものを用いた。即ち、内壁によって多数のセルが左右２つのセルブロックに区分されたものを用いた。
（実施例２）
ハニカム触媒体を構成するハニカム構造体としては、コージェライトからなる、端面形状が外径１００ｍｍφの円形、長さが１００ｍｍであり、セル形状は１．２７ｍｍ×１．２７ｍｍの正方形セル、隔壁の厚さが１１０μｍ（４ｍｉｌ）、セル密度が６２セル／ｃｍ2（４００セル／平方インチ）、外周壁の厚さが０．３ｍｍのハニカム構造体の中央部に、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すような、隔壁厚さ１３５μｍ（５ｍｉｌ）の厚肉隔壁７を３枚形成したものを用いた。即ち、厚肉隔壁によって多数のセルが左右２つのセルブロックに区分されたものを用いた。
（実施例３）
ハニカム触媒体を構成するハニカム構造体としては、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すような、コージェライトからなる、端面形状が外径１００ｍｍφの円形、長さが６０ｍｍであり、セル形状は１．２７ｍｍ×１．２７ｍｍの正方形セル、隔壁の厚さが１１０μｍ（４ｍｉｌ）、セル密度が６２セル／ｃｍ2（４００セル／平方インチ）、外周壁の厚さが０．３ｍｍの第１のハニカム構造体３２ｃと、コージェライトからなる、端面形状が外径１００ｍｍφの円形、長さが２０ｍｍであり、セル形状は２．５４ｍｍ×２．５４ｍｍの正方形セル、隔壁の厚さが４３０μｍ（１７ｍｉｌ）、セル密度が１５．５セル／ｃｍ2（１００セル／平方インチ）、外周壁の厚さが０．５ｍｍの第２のハニカム構造体３２ｄとの積層体を用いた。
なお、第１のハニカム構造体３２ｃと、第２のハニカム構造体３２ｄとを積層する際には、２つのハニカム構造体を、その中央部に位置する隔壁同士が当接するように配置した。
（実施例４）
ハニカム触媒体を構成するハニカム構造体としては、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すような、コージェライトからなる、端面形状が外径１００ｍｍφの円形、長さが８０ｍｍであり、セル形状は１．２７ｍｍ×１．２７ｍｍの正方形セル、隔壁の厚さが１１０μｍ（４ｍｉｌ）、セル密度が６２セル／ｃｍ2（４００セル／平方インチ）、外周壁の厚さが０．３ｍｍの第１のハニカム構造体３２ｃの両端を、コージェライトからなる、端面形状が外径１００ｍｍφの円形、長さが２０ｍｍであり、セル形状は２．５４ｍｍ×２．５４ｍｍの正方形セル、隔壁の厚さが４３０μｍ（１７ｍｉｌ）、セル密度が１５．５セル／ｃｍ2（１００セル／平方インチ）、外周壁の厚さが０．５ｍｍの第２のハニカム構造体３２ｄ、２基によって挟持した構造の積層体を用いた。
なお、第１のハニカム構造体３２ｃと、第２のハニカム構造体３２ｄ、２基とを積層する際には、３つのハニカム構造体を、その中央部に位置する隔壁同士が当接するように配置した。
上記実施例１〜実施例４のハニカム構造体には、多数のセルを区画・形成する隔壁に対して、触媒成分を含む触媒液をウォッシュコートした後、高温で熱処理して焼き付ける方法により、排ガス浄化触媒を担持し、ハニカム触媒体とした。排ガス浄化触媒としては白金とロジウムの混合物からなる三元触媒を用いた。
上記のハニカム触媒体を収納するハウジングとしては、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すハウジング３３のような、内径８０ｍｍφの円筒状を呈し、その一端にコーン状の排ガス流入部３３ａ、他端にコーン状の浄化ガス排出部３３ｂを有し、排ガス流入部３３ａ及び浄化ガス排出部３３ｂが仕切板３５ａ，３５ｂによって２つの排ガス流入路３６ａ，３６ｂ又は浄化ガス排出路３７ａ，３７ｂに区分されたものを用いた。コーン状の排ガス流入部３３ａ、浄化ガス排出部３３ｂは、円筒状のハニカム触媒体収納部から着脱可能な構造とした。
ハウジング本体、及び仕切板はステンレス（ＳＵＳ４０９）からなる厚さ２ｍｍの板状体で構成した。
保持材としては、繊維径が５μｍのアルミナ繊維から形成された、厚さ５ｍｍの非膨脹性のセラミック繊維マット（商品名：マフテック（三菱化学（株）製））を用いた。そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、保持材３４で上記のハニカム触媒体３２を巻回し、保持材３４で巻回されたハニカム触媒体３２を上記のハウジング３３内に挿入することにより、保持材３４がハニカム触媒体３２の外周面とハウジング３３の内周面との間に介装され、保持材３４によって、ハニカム触媒体３２がハウジング３３内に把持・固定された構造の触媒コンバータ３１を得た。この際、仕切板（ひいては、そのエッジ部分）が、ハニカム触媒体の内壁、厚肉隔壁、第２のハニカム触媒体の隔壁に沿って配置されるように、ハウジング内にハニカム触媒体を収納した。
本発明のハニカム構造体は、本発明の触媒コンバータを構成するハニカム触媒体における触媒担体として好適に用いることができる。また、本発明の触媒コンバータは、４気筒、６気筒等の多気筒型エンジンにおける触媒コンバータとして好適に用いることができる。
ハニカム構造体の例を示す模式図である。 従来の触媒コンバータの例を示す模式図である。 触媒コンバータの設置構造を示す概略斜視図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図４（ａ）は側面断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明のハニカム構造体の例を示す模式図であり、図５（ａ）は概略正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の拡大図である。 本発明のハニカム構造体の例を示す模式図であり、図６（ａ）は概略正面図、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は図６（ａ）の拡大図である。 本発明のハニカム構造体の例を示す模式図であり、図７（ａ）は概略正面図、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は図７（ａ）の拡大図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図８（ａ）は側面断面図、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は図８（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図９（ａ）は側面断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図１０（ａ）は側面断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図１１（ａ）は側面断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図１２（ａ）は側面断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図１３（ａ）は側面断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図１４（ａ）は側面断面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図１５（ａ）は側面断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータの例を示す模式図であり、図１６（ａ）は側面断面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の触媒コンバータ複合体の例を示す模式図であり、図１７（ａ）は側面断面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
符号の説明
１…ハニカム構造体、３…セル、４…隔壁、５…内壁、６…目封止部、７…厚肉隔壁、７ａ…最大厚肉隔壁、７ｂ…一般厚肉隔壁、８…基準隔壁、１１…触媒コンバータ、１２…ハニカム触媒体、１３ａ…排ガス流入部、１３ｂ…浄化ガス排出部、１３…ハウジング、１４…保持材、２１…多気筒型エンジン、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…排気管、２３ａ，２３ｂ…触媒コンバータ、２４…排ガス流路、３１，３１’…触媒コンバータ、３２，３２’…ハニカム触媒体、３２ａ，３２ｂ…ハニカム触媒体セグメント、３２ｃ…第１のハニカム触媒体、３２ｄ，３２ｅ…第２のハニカム触媒体、３３，３３’…ハウジング、３３ａ…排ガス流入部、３３ａ’…第１の排ガス流入部、３３ａ''…第２の排ガス流入部、３３ｂ…浄化ガス排出部、３３ｂ’…第１の浄化ガス排出部、３３ｂ''…第２の浄化ガス排出部、３４，３４’…保持材、３５ａ，３５ｂ…仕切板、３６，３６ａ，３６ｂ…排ガス流入路、３７，３７’，３７ａ，３７ｂ…浄化ガス排出路、３８’…第１の切り欠き部、３８''…第２の切り欠き部、４１…触媒コンバータ複合体。

Claims (11)

  1. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体であって、
    前記隔壁が、基準隔壁と、前記基準隔壁よりその厚さが大なる厚肉隔壁とから構成され、前記厚肉隔壁が、厚さが最大の最大厚肉隔壁と、前記最大厚肉隔壁から前記基準隔壁までの間のいずれかの厚さを有する一般厚肉隔壁とからなるとともに、前記最大厚肉隔壁の両側部に、前記一般厚肉隔壁が、前記最大厚肉隔壁から離れるにつれて徐々にその厚さが小となるように配置され、かつ、前記最大厚肉隔壁が、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置されたハニカム構造体。
  2. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置された、前記隔壁よりその厚さが大なる内壁を備えたハニカム構造体が用いられたものであり、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記内壁に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
  3. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置された、前記セルの開口部を封止する目封止部を備えたハニカム構造体が用いられたものであり、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記目封止部に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
  4. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、前記隔壁が、基準隔壁と、前記基準隔壁よりその厚さが大なる厚肉隔壁とから構成され、前記厚肉隔壁が、前記多数のセルを２以上のセルブロックに区分するように配置されたハニカム構造体が用いられたものであり、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって複数の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記厚肉隔壁に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
  5. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハニカム触媒体が、前記触媒担体として、請求項１に記載のハニカム構造体が用いられたものであり、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記ハニカム構造体の前記最大厚肉隔壁に沿って配置されることによって、前記ハニカム構造体の２以上のセルブロックと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが連通するように構成された触媒コンバータ。
  6. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハニカム触媒体が２以上のハニカム触媒体セグメントの複合体であり、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記２以上のハニカム触媒体セグメントの当接部に沿って配置されることによって、各ハニカム触媒体セグメントの多数のセルと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが個別的に連通するように構成された触媒コンバータ。
  7. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハニカム触媒体が、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）未満の第１のハニカム触媒体と、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）以上の第２のハニカム触媒体との積層体であり、前記第２のハニカム触媒体が前記ハウジングの排ガス流入部側に配置されるように、前記ハニカム触媒体が前記ハウジング内に収納され、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記第２のハニカム触媒体の前記隔壁に沿って配置されることによって、前記第２のハニカム構造体の多数のセルと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが連通するように構成された触媒コンバータ。
  8. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハニカム触媒体が、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）未満の第１のハニカム触媒体の両端を、隔壁厚さが０．２７ｍｍ（１０．５ｍｉｌ）以上の第２のハニカム触媒体２基によって挟持した構造の積層体であり、前記第２のハニカム触媒体が前記ハウジングの排ガス流入部側、及び浄化ガス流出部側に配置されるように、前記ハニカム触媒体が前記ハウジング内に収納され、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板が前記第２のハニカム触媒体の前記隔壁に沿って配置されることによって、前記第２のハニカム構造体の多数のセルと、前記ハウジングの２以上の排ガス流入路又は浄化ガス排出路とが連通するように構成された触媒コンバータ。
  9. 前記第２のハニカム触媒体が、一部のセルに連通する第１の切り欠き部と、他の一部のセルに連通する第２の切り欠き部を有するとともに、
    前記ハウジングが、第１及び第２の排ガス流入部、第１及び第２の浄化ガス排出部を有し、
    前記第２のハニカム構造体の前記第１の切り欠き部は、前記ハウジングの第１の排ガス流入部及び第１の浄化ガス排出部と連通し、前記第２のハニカム構造体の前記第２の切り欠き部は、前記ハウジングの第２の排ガス流入部及び第２の浄化ガス排出部と連通するように構成された請求項８に記載の触媒コンバータ。
  10. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータであって、
    前記ハウジングの前記排ガス流入部及び前記浄化ガス排出部が仕切板によって２以上の排ガス流入路及び浄化ガス排出路に区分されるとともに、前記仕切板と前記ハニカム触媒体との間に金属又はセラミックからなる網状体が介装された触媒コンバータ。
  11. 隔壁によって、ガスの流路となる多数のセルが区画・形成されたハニカム構造体を触媒担体とし、前記ハニカム構造体の前記隔壁に排ガス浄化触媒が担持されたハニカム触媒体と、前記ハニカム触媒体を収納し得る筒状を呈し、その一端に排ガス流入部、他端に浄化ガス排出部を有するハウジングと、前記ハニカム触媒体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に介装される保持材とを備えた触媒コンバータを２基以上有し、前記２基以上の触媒コンバータが一体化されることによって構成された触媒コンバータ複合体。
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