JPH1113467A - 触媒コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コアの口開き現象を回避して排気浄化性能を
向上することができる触媒コンバータの提供を図る。 【解決手段】 コア３の入口側の端部に触媒担体５の重
ね合わせ方向に形成した切欠き溝６の両側縁部に、各触
媒担体５の切欠き端縁が折曲された接続片６ａ，６ａを
重合、接続して一連の側壁７を形成することにより、排
気ガスの流入圧力で触媒担体５の相互が開離して口開き
を生じるのを防止することができる。

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
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】触媒コンバータの中には、例えば特開平
６−３９３号公報に示されているように、排気ガスの流
入圧力によって重ね合わせた触媒担体相互が開離してコ
アが口開きするのを防止するため、コアの端部に触媒担
体の重ね合わせ方向に凹陥部を形成し、この凹陥部に金
属製の結合部材を挿入、接合して結合固定するようにし
たものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コアの端部に形成した
凹陥部には金属製の結合部材を挿入、接合してあるた
め、この結合部材の配設部分ではセルが閉塞されてしま
うため、その分排気ガスの流通性が損なわれて排気浄化
性能に影響を及ぼしてしまうことは否めない。

【０００４】そこで、本発明はコアの排気ガス流通性を
損なうことなくコアの口開きを防止することができて、
排気ガスの浄化性能を一段と向上することができる触媒
コンバータを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１にあっては、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構造において、コア
の入口側の端部に触媒担体の重ね合わせ方向に切欠き溝
を形成して、該切欠き溝の両側縁部に各触媒担体の切欠
き端縁が切欠き溝に沿って一方向に折曲された接続片の
相互を重合して接続して一連の側壁を構成し、該側壁に
よって触媒担体相互の開離を拘束したことを特徴として
いる。

【０００６】請求項２にあっては、請求項１に記載のコ
アは１枚の触媒担体を波形方向にＳ字状に連続的に折り
返して、ハニカム状に重ね合わせて構成したことを特徴
としている。

【０００７】請求項３にあっては、請求項１，２に記載
の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
いることを特徴としている。

【０００８】請求項４にあっては、請求項３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５にあっては、請求項３に記載の触
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
には、波形の折り目方向に沿って棚部が形成され、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
る波形の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６にあっては、請求項３〜５に記載
の触媒担体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】

【発明の効果】請求項１によれば、コアの入口側の端部
に触媒担体の重ね合わせ方向に形成した切欠き溝の両側
縁部には、各触媒担体の切欠き端縁に折曲した接続片の
相互が重合、接続されて一連の側壁が構成されていて、
該側壁によってコアの重ね合わせた触媒担体相互の開離
を拘束しているため、コアの入口側で排気ガスの流入圧
力によって触媒担体相互が開離する口開き現象を防止す
ることができ、多数のセルが集合したハニカム形状の変
形をなくして排気ガスの浄化性能を一段と向上すること
ができる。

【００１２】しかも、コアの切欠き溝を形成した部分で
は各触媒担体の切欠き端縁の接続片が触媒担体の重ね合
わせ方向に折曲されて側壁を構成し、側壁によりセルが
閉塞されることがないためコアの排気ガス流通性に支障
を来すことなく排気浄化性能の向上を実現することがで
きる。

【００１３】請求項２によれば、請求項１の効果に加え
て、１枚の触媒担体を波形方向にＳ字状に連続的に折り
返して、ハニカム状に重ね合わせてコアを構成している
ため、コアを容易に構成することができると共に、排気
ガスの流入圧力で触媒担体が後方へ飛び出すフィルムア
ウト現象を防止することができる。

【００１４】請求項３によれば、請求項１，２の効果に
加えて、触媒担体は波形の山部に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と
共に、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、これら
の切起し形成部分で重ね合わせた触媒担体相互間に形成
されたセル相互で排気ガスの流通を行わせることがで
き、排気ガスを触媒担体表面の触媒に十分に接触させて
触媒反応を活発に行わせることができることと併せて、
切起し谷部と切起し山部の存在に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ため、
排気ガスの浄化性能を向上することができる。

【００１５】また、重ね合わせた触媒担体相互間に形成
されたセル相互で排気ガスの流通を行わせることができ
るので、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がもできる。

【００１６】更に、切起し谷部と切起し山部とを形成す
ることによって、触媒担体の剛性を高めることもでき
る。

【００１７】請求項４によれば、請求項３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、前記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、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、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、触媒担体相互の密着を確実に防止することができ
る。

【００１９】請求項５によれば、請求項３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、
セル相互の排気ガスの流通性を向上することができる。

【００２０】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、触媒担体相互の密着を防止できることと併せて、触
媒担体相互が波形方向にずれた場合に前記棚部に波形の
山部又は切起し山部、あるいは波形の谷部又は切起し谷
部が突き当たって触媒担体相互が密着するのを確実に回
避してセルを確保することができる。

【００２１】更に、隣接する切起し谷部と切起し山部の
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、熱膨張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。

【００２２】請求項６によれば、請求項３〜５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、熱膨張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。

【００２３】

【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。

【００２４】図１〜３において、１は触媒コンバータを
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。

【００２５】外筒２の両端部のディフューザ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
部内に嵌合して固定してある。

【００２６】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。

【００２７】前記コア３の入口側の端部の中央位置に
は、触媒担体５の重ね合わせ方向に、つまり、本実施形
態では正面長円形に形成したコア３の長径方向に所要の
幅と深さで１条の切欠き溝６を形成してあり、この切欠
き溝６の両側縁部には、各触媒担体５の切欠き端縁が切
欠き溝６に沿って一方向に折曲された接続片６ａ，６ａ
の相互を重合、接続して一連の側壁７を構成してあっ
て、該側壁７により隣接する触媒担体５の相互の開離を
拘束するようにしている。

【００２８】前述の切欠き溝６および接続片６ａは、例
えば図４に示すようにコア３の側部よりレーザービーム
等により各触媒担体５に逆Ｔ字形に切込み８を形成し、
縦方向の切込みを例えば先端を矢じり状に形成した図外
の治具で押し開いて破線で示す折り線位置で接続片６ａ
を折曲することにより、図３に示すように切欠き溝６が
形成されると共に、隣接する接続片６ａ，６ａの相互が
重合されるようになるから、これら接続片６ａ，６ａを
溶接又はロー付け等により接合することによって側壁７
を構成することができる。

【００２９】前記触媒担体５としては、図５，６又は図
７〜９に示すものが用いられている。

【００３０】これらの図に示す触媒担体５は、何れも波
形の山部５ａに、該波形の山部５ａと谷部５ｂとを形成
する斜壁５ｃの途中位置から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、斜壁５ｃの途中位置から逆方
向に切起し形成した切起し山部５ｅを波形の折り目方向
に複数個備えている。

【００３１】ここで、図５〜７に示す触媒担体５にあっ
ては、前記波形の各斜壁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、各隣接する山部５ａ
に形成した切起し谷部５ｄと、谷部５ｂに形成した切起
し山部５ｅとを、この棚部５ｆを境として切起し形成し
て、隣接する切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅの各切起
し止端間に波形方向に棚部５ｆの幅の間隔Ｓ₁ を設定し
てある。

【００３２】図５，６に示す例では波形の山部５ａと、
これに隣接する切起し山部５ｅとを同一の長さに形成し
て、波形の折り目方向に１ピッチずれた状態に規則性を
もって形成してあり、また、図７に示す例では波形の山
部５ａと谷部５ｂおよび切起し谷部５ｄ、切起し山部５
ｅとを同一の長さに形成して、隣接する波形の山部５ａ
と切起し山部５ｅ、および隣接する波形の谷部５ｂと切
起し谷部５ｄを、波形の折り目方向に１ピッチずれた状
態に規則性をもって形成してあるが、隣接する前記切起
し谷部５ｄと切起し山部５ｅとをこのような規則性を持
たずに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を設定する
ようにしてもよい。

【００３３】図８，９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。

【００３４】図８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９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波形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。

【００３５】以上の実施形態の構造によれば、通常では
触媒コンバータ１に、コア３よりも小径の図外の排気管
から流入する排気ガスは、入口側のディフューザ４の拡
散作用によってコア３の入口側の略全面のセルに流入す
るようにはなるが、それでも該排気管から流入する排気
ガスはコア３の中心部に集中し易く、該コア３の中心部
で、重ね合わせた触媒担体５の相互が開離する傾向とな
る。

【００３６】ところが、前述のようにコア３の入口側の
端部中央位置に触媒担体５の重ね合わせ方向に形成した
切欠き溝６の両側縁部には、各触媒担体５の切欠き端縁
に折曲した接続片６ａ，６ａの相互が重合、接続されて
一連の側壁７が構成されていて、該側壁７によってコア
３の重ね合わせた触媒担体５の相互の開離を拘束してい
るため、コア３の入口側で排気ガスの流入圧力によって
触媒担体５の相互が開離する口開き現象を防止すること
ができ、多数のセルが集合したハニカム形状の変形をな
くして排気ガスの浄化性能を一段と向上することができ
る。

【００３７】しかも、コア３の切欠き溝６を形成した部
分では各触媒担体５の切欠き端縁の接続片６ａ，６ａが
触媒担体５の重ね合わせ方向に折曲されて側壁７を構成
し、側壁７によりセルが閉塞されることがないためコア
３の排気ガス流通性に支障を来すことなく排気浄化性能
の向上を実現することができる。

【００３８】更に、コア３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
せて構成しているため、排気ガスの流入圧力で触媒担体
５が後方へ飛び出すフィルムアウト現象を防止すること
ができる。

【００３９】特に、本実施形態では前述の触媒担体５と
して、図５〜９に示すように波形の山部５ａに逆方向に
切起し形成した切起し谷部５ｄを波形の折り目方向に複
数個備えていると共に、波形の谷部５ｂに逆方向に切起
し形成した切起し山部５ｅを波形の折り目方向に複数個
備えたものを用いているため、重ね合わせた触媒担体５
の相互に形成されたセル相互で図５の矢印で示すように
排気ガスの流通を行わせることができ、従って、排気ガ
スを触媒担体５の表面の触媒に十分に接触させて触媒反
応を活発に行わせることができることと併せて、切起し
谷部５ｄと切起し山部５ｅの存在によって隣接する触媒
担体５の相互が密着するのを防止してセルを確保できる
ため、排気ガスの浄化性能を更に向上することができ
る。

【００４０】また、このように重ね合わせた触媒担体５
の相互間に形成されたセル相互で排気ガスの流通を行わ
せることができるので、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３の耐久性を向
上することができる。

【００４１】更に、切起し谷部５ｄと切起し山部５ｅと
を形成することによって、触媒担体５自体の剛性を高め
ることができて、品質感および信頼性を高めることがで
きる。

【００４２】ここで、図５〜７に示した触媒担体５を用
いれば、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、前記切起し谷部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。

【００４３】また、触媒担体５の波形の山部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て、触媒担体５の相互密着を防止で
きることと併せて、触媒担体５の相互が波形方向にずれ
た場合に前記棚部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の相互密着を確実に回避してセルを
確保することができる。

【００４４】更には、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、熱膨張率の差によって
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。

【００４５】また、図８に示す触媒担体５を用いれば、
前記図５〜７に示したものを用いた場合と同様の排気浄
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使
用の間隔Ｓ₂ を設定してあるので、この場合も熱膨張率
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。

【００４６】更に、図９に示す触媒担体５を用いれば、
前記図８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、熱膨張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。

【００４７】なお、前記実施形態ではコア３の入口側端
部の中央位置に１条の切欠き溝６を形成して、その両側
縁の側壁７によってコア３の口開きを防止するようにし
ているが、この切欠き溝６は複数条設けて各溝形成部分
で側壁７によるコア３の口開き防止を行うようにしても
よいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に
沿う略示的断面図。

【図２】同実施形態の全体構造を示す略示的断面図。

【図３】コアの切欠き溝形成部分を示す略示的斜視図。

【図４】切欠き溝を形成する前工程でコアに設けられた
切込みを示す側面図。

【図５】各実施形態に用いられる触媒担体の斜視図。

【図６】図５に示した触媒担体の説明図。

【図７】触媒担体の異なる例を示す説明図。

【図８】触媒担体の異なる例を示す説明図。

【図９】触媒担体の異なる例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 触媒コンバータ ２ 外筒 ３ コア 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 ６ 切欠き溝 ６ａ 接続片 ７ 側壁

Claims (6)

【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構
   造において、コアの入口側の端部に触媒担体の重ね合わ
   せ方向に切欠き溝を形成して、該切欠き溝の両側縁部に
   各触媒担体の切欠き端縁が切欠き溝に沿って一方向に折
   曲された接続片の相互を重合して接続して一連の側壁を
   構成し、該側壁によって触媒担体相互の開離を拘束した
   ことを特徴とする触媒コンバータ。
2. 【請求項２】 コアは１枚の触媒担体を波形方向にＳ字
   状に連続的に折り返して、ハニカム状に重ね合わせて構
   成したことを特徴とする請求項１記載の触媒コンバー
   タ。
3. 【請求項３】 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
   複数個備えていることを特徴とする請求項１〜２の何れ
   かに記載の触媒コンバータ。
4. 【請求項４】 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３記載の触媒コ
   ンバータ。
5. 【請求項５】 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は、波形の折り目方向に沿って棚部
   が形成され、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波形の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３記載の触
   媒コンバータ。
6. 【請求項６】 触媒担体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する請求項３〜
   ５の何れかに記載の触媒コンバータ。