JPH0649846Y2

JPH0649846Y2 - ハニカム触媒コンバータ

Info

Publication number: JPH0649846Y2
Application number: JP1988023057U
Authority: JP
Inventors: 博木和田
Original assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Current assignee: Nippon Reinz Co Ltd
Priority date: 1988-02-25
Filing date: 1988-02-25
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2003-02-25
Also published as: JPH01127921U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案に係るハニカム触媒コンバータは、自動車の排
気系の途中に設け、エンジンから排出される排気中に含
まれる有害成分を無害化処理するのに使用される。

（従来の技術）自動車の走行用エンジンから排出される排気中に含まれ
る有害成分（NO_X、CO、HC等）を無害化処理する為、排
気を大気中に排出する為の排気系の途中に触媒コンバー
タを設ける事が、広く行なわれている。この様な触媒コ
ンバータとしては、従来から各種構造のものが知られて
いる。このうちで、セラミックをハニカム状に形成した
ハニカム担体の表面に、白金等の触媒を付着させたもの
が、有害物質を浄化する効率が良く、排気の流通抵抗も
小さい事から広く使用されている。

第４図は、従来から広く使用されている。この様なハニ
カム触媒コンバータの１例を示している。このハニカム
触媒コンバータは、ケーシング１内にハニカム触媒担体
２を、緩衝材３、４を介して緩衝的に収納すると共に、
ケーシング１の内周面1aとハニカム触媒担体２の外周面
2aとの間に不通気性のマット５を設けて成る。そして、
このマット５により、排気がハニカム触媒担体２を通ら
ず、上記両周面1a、2aの間をバイパスする事を防止して
いる。

上記ケーシング１は、金属板をプレス成形する事により
造られた１対の半片を、最中状に組み合わせて成る。こ
のケーシング１は、前後両端に形成された排気入口６及
び排気出口７と、中間部に形成された筒状の保持部８と
を、段部９、９で連続させている。尚、上記保持部８の
内径は、排気入口６及び排気出口７の内径よりも十分に
大きく形成している。

上述の様なケーシング１内にハニカム触媒担体２を緩衝
的に支持する為の緩衝材３、４のうち、触媒担体２の外
周面に巻回する緩衝材３は、ステンレス鋼製のフィラメ
ントを編組して成る金網を波形に形成して成る。そして
この緩衝材３は、ケーシング１の内周面1aとハニカム触
媒担体２の外周面2aとの間で弾性的に圧縮された状態
で、上記触媒担体２を緩衝的に支持する。

又、ケーシング１の段部９、９とハニカム触媒担体２の
隅角部との間に設ける緩衝材４、４は、ステンレス鋼製
の細フィラメントを紐状に編組して成る。そしてこの緩
衝材４、４は、脆いハニカム触媒担体２の隅角部がケー
シング１の内面に衝突して損傷する事を防止する。

更に、不通気性のマット５は、例えば特開昭51−69507
号公報に開示されている様に、膨張性雲母等の熱膨張性
を有する物質を含有する。そしてこのマット５は、熱膨
張した状態で、上記ハニカム触媒担体２の外周面2aとケ
ーシング１の保持部８の内周面1aとの間に充満し、両周
面間2a、1aの気密保持を図る。

上述の様に構成されるハニカム触媒コンバータの使用時
には、有害物質を含む排気を、排気入口６からケーシン
グ１内に送り込み、更にこの排気を、ハニカム触媒担体
２を通過させてから、排気出口７より排出する。ハニカ
ム触媒担体２を通過する間に排気中の有害成分は、この
触媒担体２の表面に付着した触媒の作用によって酸化、
還元され、無害な物質に変化する。

（考案が解決しようとする課題）従来から広く使用されているハニカム触媒コンバータ
は、以上に述べた通り構成され作用し、有害成分浄化の
面から実用上十分な性能を発揮しているが、使用態様に
よっては、次に述べる様な不都合を生じる可能性もあっ
た。

即ち、使用時に於けるハニカム触媒担体２の温度は、酸
化、還元により有害物質の無害化処理が効率良く行なわ
れる様にする為、高温（例えば700〜800℃）でなければ
ならない。そしてこの温度上昇の為のエネルギを、エン
ジンから排出される排気が有する熱と、酸化、還元に伴
なう反応熱とにより得る様にしている。ところが、自動
車のFF化等により、エンジンと排気浄化器との距離が離
れる傾向がある。この距離が極端に長くなると、使用開
始直後、反応熱が未だ少ない場合には、必ずしもハニカ
ム触媒担体２の温度を十分に高くできず、十分な酸化、
還元反応を期待できない場合が生じ得る。排気浄化器の
周囲を保温材で囲む事は、製作費の上昇と重量の増大と
を招来する為、実際上は採用できない。

この為第５図に示す様に、波形の緩衝材３を省略し、代
りに保温性に優れたマット５をハニカム触媒担体２のほ
ぼ全長に亙って設ける事が考えられている。即ち、この
構造では、マット５によって上記触媒担体２をケーシン
グ１の内側に保持する事により、別途保温材を設けなく
ても、使用開始後、ハニカム触媒担体２の温度が十分に
上昇する迄に要する時間の短縮を図れる。ところが、マ
ット５は、触媒コンバータの使用に伴なって触媒担体２
の温度が上昇し、体積が膨張する以前に於いては、触媒
担体２を保持する作用がない。この為、そのままでは触
媒コンバータの使用前に、ハニカム触媒担体２の隅角部
が破損する可能性が高くなる。

触媒担体２の隅角部とケーシング１の段部９、９との間
に、前記した様な紐状の緩衝材４、４を設ければ、使用
前に於ける触媒担体２の破損を防止する事ができる。と
ころが、ステンレス鋼製の細フィラメントを紐状に編組
して成る緩衝材４は、例えば直径0.1mmの細フィラメン
トを編組して、嵩密度が1.3g/cm³と、比較的密度の高い
紐状に形成している。この為、上記緩衝材４、４は製作
費が嵩み、この緩衝材４、４を設ける事は触媒コンバー
タの低廉化を図り難くなるので、好ましくない。

本考案のハニカム触媒コンバータは、触媒担体２の隅角
部とケーシング１の段部９、９との間に装着する緩衝材
の構造を工夫する事で、上述の様な不都合を解消するも
のである。

（課題を解決するための手段）本考案のハニカム触媒コンバータは、中間部に形成され
た筒状の保持部の前後両端に、この保持部よりも小径の
排気入口及び排気出口を段部により連続させて形成した
ケーシングと、このケーシングの保持部の内側に支持さ
れるハニカム触媒担体と、熱膨張性を有する物質を含有
し、熱膨張した状態で上記ハニカム触媒担体の外周面と
保持部の内周面との間に、ハニカム触媒担体の前後両端
を除き、ほぼその全長に亙り充満して、両周面間の気密
保持を図ると共に、ハニカム触媒担体をケーシングの内
側に支持するマットと、弾性と可撓性とを有する環状の
金網製で軸方向に亙る複数の突条を有し、各突条を弾性
的に圧縮した状態で、上記段部とハニカム触媒担体の隅
角部との間に挟持される緩衝材とから成る。

（作用）上述の様に構成される本考案のハニカム触媒コンバータ
の場合、使用前に於いては緩衝材が、ハニカム触媒担体
の隅角部とケーシングの内面とが衝突して、この隅角部
が損傷する事を有効に防止する。即ち、この緩衝材に軸
方向に亙って設けた複数の突条が弾性的に圧縮された状
態で、上記ケーシングの段部とハニカム触媒担体の隅角
部との間に挟持されているので、このハニカム触媒担体
が上記ケーシングの内側に緩衝的に支持される。従っ
て、上述の様にハニカム触媒担体の隅角部の損傷防止が
図られる。特に、軸方向に亙って設けられた突条は、上
記隅角部と確実に交差する為、総ての突条がこの隅角部
の緩衝的支持に有効に寄与する。この結果、上記緩衝材
によりハニカム触媒担体の緩衝的支持が確実に行なわれ
る。

又、使用に伴なってマットが熱膨張すると、このマット
が、ハニカム触媒担体の保温を図ると同時に、ケーシン
グの内側にハニカム触媒担体をしっかりと保持する。こ
の結果、別途保温材を設けなくても、使用開始後、ハニ
カム触媒担体の温度が十分に上昇する迄に要する時間の
短縮を図れる。

（実施例）第１〜３図は本考案のハニカム触媒コンバータの実施例
を示している。本考案のハニカム触媒コンバータは、前
述した従来の触媒コンバータと同様に、ケーシング１内
にハニカム触媒担体２を緩衝的に収納している。ケーシ
ング１の内周面1aとハニカム触媒担体２の外周面2aとの
間には不通気性のマット５を、上記触媒担体２の前後両
端部（第１図の左右両端部）を除き、ほぼ全長に亙り設
けている。この様に不通気性のマット５を設ける事によ
り、排気がハニカム触媒担体２を通らず、上記両周面1
a、2aの間をバイパスする事を防止すると共に、このマ
ット５の熱膨張後には、ハニカム触媒担体２をケーシン
グ１の内側にしっかりと保持できる様にしている。

即ち、ハニカム触媒担体２の外周面2aを、その前後両端
部を除いて覆う様に、この触媒担体２に巻回されたマッ
ト５には、膨張性雲母等、熱膨張性を有する材料を含有
させている。このマット５は、使用に伴なってハニカム
触媒担体２が高温になった場合に不可逆的に膨張して、
ケーシング１の内周面1aとハニカム触媒担体２の外周面
2aとの間の隙間に充満する。そして、充満した状態で
は、この隙間を通じての排気のバイパスを防止すると共
に、触媒担体２をケーシング１に対してしっかりと保持
する。

ケーシング１は、従来の触媒コンバータと同様に、金属
板をプレス成形する事で造られた１対の半片を最中状に
組み合わせて成る。このケーシング１は、前後両端に形
成された排気入口６及び排気出口７と、中間部に形成さ
れた筒状の保持部８とを、段部９、９で連続させてい
る。そして、上記保持部８の内径は、排気入口６及び排
気出口７の内径よりも十分に大きく形成している。

上述の様に構成されるケーシング１の段部９、９とハニ
カム触媒担体２の隅角部との間には、緩衝材10、10を挟
持している。そして、これら各緩衝材10、10により、触
媒担体２が軸方向（第１図の左右方向）に移動した場合
にも、触媒担体２の隅角部が上記段部９、９に衝突して
この隅角部が破損する事を防止している。

この緩衝材10、10は前述した従来の触媒コンバータに於
ける緩衝材４、４（第４図参照）と異なって、第２〜３
図に詳示する様に構成される。即ち、ステンレス鋼のフ
ィラメントを編組して成り、弾性と可撓性とを有する短
円筒状の金網の一端部を内方に向けて折り曲げ、断面を
Ｌ字形に形成する事により造られている。この様に、短
円筒状の金網の一部を内方に折り曲げて断面Ｌ字形とし
た緩衝材10には、軸方向（第２図の表裏方向、第３図の
左右方向）に亙る複数の突条11、11を形成している。そ
して、これら各突条11、11を、緩衝材10の外周面及び端
面から突出させている。

ハニカム触媒コンバータを組み立てた状態で、これら各
突条10、10は、上記ハニカム触媒担体２の隅角部と上記
各段部９、９との間で、弾性的に圧縮された状態とな
る。従って、上記ハニカム触媒担体２は、軸方向両端部
外周縁を、それぞれ上記各緩衝材10、10によって、上記
ケーシング１の内側に緩衝的に支持される。

上述の様に構成される本考案のハニカム触媒コンバータ
の排気浄化作用自体は、前述した従来のハニカム触媒コ
ンバータの場合と同様である。即ち、使用時には、有害
物質を含む排気を、排気入口６からケーシング１内に送
り込み、更にこの排気を、ハニカム触媒担体２を通過さ
せてから、排気出口７より排出する。この結果、排気中
の有害成分は、ハニカム触媒担体２を通過する間に、触
媒担体２の表面に付着した触媒の作用によって酸化、還
元され、無害な物質に変化する。

特に、本考案のハニカム触媒コンバータの場合、使用に
伴なってハニカム触媒担体２の温度が上昇すると、ハニ
カム触媒担体２の外周面2aに、ほぼその全長に亙って巻
回したマット５が不可逆的に熱膨張する。そしてこのマ
ット５が、ケーシング１の内周面1aとハニカム触媒担体
２の外周面2aとの間の隙間に充満する。そして、充満後
は、排気がこの隙間を通じてバイパスする事を防止する
のと同時に、ケーシング１の内側にハニカム触媒担体２
をしっかりと保持する。同時に、ハニカム触媒担体２の
周囲の保温が、マット５により十分に保たれる。

又、使用前、マット５が熱膨張する以前に於いては、金
網製で環状の緩衝材10、10が、ハニカム触媒担体２の隅
角部とケーシング１の内面とが衝突して、この隅角部が
損傷する事を有効に防止する。即ち、緩衝材10、10は、
その突条11、11を弾性的に圧縮した状態で、上記隅角部
とケーシング１の段部９、９との間に挟持している。こ
の為、マット５が熱膨張する以前で、このマット５によ
る触媒担体２の保持作用を殆ど期待できない場合に、ハ
ニカム触媒担体２が軸方向に移動する事を防止して、上
記隅角部と段部９、９との衝突に基づくハニカム触媒担
体２の破損防止を図る。

使用に伴なうマット５の熱膨張後は、このマット５がハ
ニカム触媒担体２を、ケーシング１に対してしっかりと
保持する。従って、緩衝材10、10による緩衝作用は、触
媒コンバータの組み立て後、使用前に於ける破損を防止
するだけのもので足りる。即ち、使用前にハニカム触媒
コンバータに加わる振動は、運搬、組付等に伴なう限ら
れたものである。従って、例えば直径0.2mm程度のフィ
ラメントを編組して、嵩密度が0.6〜0.7g/cm³程度に形
成した、比較的簡単な緩衝材10、10によっても、ハニカ
ム触媒担体２の破損防止は十分に図られる。この為、緩
衝材10、10の製作費が特に嵩む事もない。尚、突条11、
11は、軸方向に対して多少傾斜した状態で形成しても良
い。

（考案の効果）本考案のハニカム触媒コンバータは、以上に述べた通り
構成され作用する為、使用開始後、ハニカム触媒担体の
温度が十分に上昇する迄に要する時間を短縮する事がで
きる。又、金網を編組して軸方向に亙る複数の突条を形
成した緩衝材は、安価に造れるにも拘らず、ハニカム触
媒担体の緩衝的支持を確実に行なえる。従って、排気浄
化作用やハニカム触媒担体の破損防止作用を劣化させる
事なく、製作費の低廉化を図る事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案のハニカム触媒コンバータの実施例
を示しており、第１図は全体構成を示す断面図、第２図
は緩衝材の正面図、第３図は緩衝材の部分切断側面図、
第４図は従来のハニカム触媒コンバータの１例を示す断
面図、第５図はマットを緩衝材の代りとしたハニカム触
媒コンバータの断面図。 1:ケーシング、1a:内周面、2:ハニカム触媒担体、2a:外
周面、３、4:緩衝材、5:マット、6:排気入口、7:排気出
口、8:保持部、9:段部、10:緩衝材、11:突条。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】中間部に形成された筒状の保持部の前後両
端に、この保持部よりも小径の排気入口及び排気出口を
段部により連続させて形成したケーシングと、このケー
シングの保持部の内側に支持されるハニカム触媒担体
と、熱膨張性を有する物質を含有し、熱膨張した状態で
上記ハニカム触媒担体の外周面と保持部の内周面との間
に、ハニカム触媒担体の前後両端を除き、ほぼその全長
に亙り充満して、両周面間の気密保持を図ると共に、ハ
ニカム触媒担体をケーシングの内側に支持するマット
と、弾性と可撓性とを有する環状の金網製で軸方向に亙
る複数の突条を有し、各突条を弾性的に圧縮した状態
で、上記段部とハニカム触媒担体の隅角部との間に挟持
される緩衝材とから成る、ハニカム触媒コンバータ。