JPH0893464A - Converter structure for controlling exhaust gas - Google Patents

Converter structure for controlling exhaust gas

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JPH0893464A
JPH0893464A JP6251488A JP25148894A JPH0893464A JP H0893464 A JPH0893464 A JP H0893464A JP 6251488 A JP6251488 A JP 6251488A JP 25148894 A JP25148894 A JP 25148894A JP H0893464 A JPH0893464 A JP H0893464A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst holder
solid lubricant
layer
converter structure
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JP6251488A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Toi
昌夫 戸井
Seiji Kuroda
政治 黒田
Keiji Yamada
啓二 山田
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To provide a converter structure for controlling the exhaust gas capable of preventing a catalyst holding body from being cracked without deteriorating the sealing performance. CONSTITUTION: A catalyst holding body 4 and a shell 2 to cover the outer side of the catalyst holding body are provided through an inorganic sheet layer 31 and a solid lubricant layer 32. The solid lubricant layer is made of the material whose coefficient of friction is <=0.5 and whose melting point is >=1000 deg.C, and the sheet material or coating material which is in the range of 0.1 to 1.0mm in thickness is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の排気ガス浄化
用コンバーター構造に関し、詳しくは触媒保持体を損傷
させることなく、触媒保持体周囲とシェルとの間をシー
ルすることのできる排気ガス浄化用コンバーター構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle exhaust gas purifying converter structure, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus capable of sealing a space between a catalyst holder and a shell without damaging the catalyst holder. Converter structure.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、車両に搭載する排気ガス浄化用コン
バーターは、主として図2あるいは図3に示すごとく、
触媒保持体94と該触媒保持体94の外側を覆う金属製
シェル92と該触媒保持体94と金属製シェル92との
間に配置された無機シート層93と金属ネット931と
から構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purifying converter mounted on a vehicle is mainly constructed as shown in FIG. 2 or FIG.
It is composed of a catalyst holder 94, a metal shell 92 covering the outside of the catalyst holder 94, an inorganic sheet layer 93 arranged between the catalyst holder 94 and the metal shell 92, and a metal net 931. .

【0003】上記触媒保持体94としては、例えば断面
がハニカム状に成形されているコージェライト担体が用
いられ、そのハニカム状の内面には白金等の触媒が担持
されている。上記無機シート層93と金属ネット931
は、自動車の走行中等において触媒保持体94が外周の
金属製シェルと当接した際の損傷を防ぎ、また、緩衝シ
ール材93はシェル92と触媒保持体94との間から排
気ガスがリークすることを防ぐために用いられている。
上記無機シート層93としては、一般にシリカ・アルミ
ナ系セラミックファイバーと未膨張バーミキュライトの
混合物をシート状に成形した熱膨張性を有するものが使
用されている。ところで、近年コストダウン等を目的と
して、図4に示すごとく金属ネット931を用いること
なく、無機シート層932を該触媒保持体94の周囲全
体を被覆するように触媒保持体94と金属製シェル92
との間に用いたコンバーター構造が検討されている。し
かしながら、無機シート層932を触媒保持体94の周
囲全体を被覆するように用いたコンバーター構造におい
て、従来の如き、無機シートを使用した場合には、シー
ト材の膨張圧力で触媒保持体が強固に固定される結果、
触媒保持体が強固に固定されたまま、加熱冷却が繰り返
されることにより、触媒保持体とシェル92との間の相
対的な熱膨張差による応力が生じて触媒保持体が破損す
ることがあった。
As the catalyst holder 94, for example, a cordierite carrier having a honeycomb cross section is used, and a catalyst such as platinum is carried on the inner surface of the honeycomb. The inorganic sheet layer 93 and the metal net 931
Protects the catalyst holder 94 from damage when the catalyst holder 94 comes into contact with the outer metal shell while the vehicle is running, and the buffer seal material 93 leaks exhaust gas from between the shell 92 and the catalyst holder 94. It is used to prevent this.
As the inorganic sheet layer 93, generally used is a mixture of silica / alumina ceramic fiber and unexpanded vermiculite, which is formed into a sheet and has a thermal expansion property. By the way, in recent years, for the purpose of cost reduction or the like, without using the metal net 931 as shown in FIG. 4, the catalyst holder 94 and the metal shell 92 are covered with the inorganic sheet layer 932 so as to cover the entire periphery of the catalyst holder 94.
The converter structure used between and is being studied. However, in the converter structure in which the inorganic sheet layer 932 is used to cover the entire periphery of the catalyst holder 94, when an inorganic sheet is used as in the conventional case, the catalyst holder is strongly strengthened by the expansion pressure of the sheet material. The fixed result,
Repeated heating and cooling while the catalyst holder was firmly fixed sometimes caused stress due to the relative thermal expansion difference between the catalyst holder and the shell 92, and the catalyst holder was sometimes damaged. .

【0004】[0004]

【解決しようとする課題】ここで、触媒保持体が破損す
ることによる問題点としては、無機シート932の耐久
性が低下すること,セルの位置がズレるため背圧が高く
なること,振動により触媒保持体同士が擦れ合い粉化し
てしまうこと等が考えられ、排気ガスの浄化性能及びエ
ンジン性能が悪化してしまう。そこで本発明者らは、さ
らに鋭意研究し、この新たな触媒保持体の割れ原因は、
排気ガスの熱により、金属製シェル92が線膨張し、無
機シート932を介して触媒保持体94に引張応力を与
えたためであることに想到し、触媒保持体を損傷させる
ことなく排気ガスをシールすることが出来る、排気ガス
浄化用コンバーターのシール構造を開発するにいたり、
本発明を完成した。
The problems caused by the damage of the catalyst holder are that the durability of the inorganic sheet 932 is reduced, the back pressure is increased due to the displacement of the cell, and the catalyst is damaged by vibration. It is considered that the holders rub against each other and become powdered, and the exhaust gas purification performance and engine performance deteriorate. Therefore, the inventors of the present invention have conducted further diligent research, and the cause of cracking of this new catalyst carrier is
The heat of the exhaust gas causes the metal shell 92 to linearly expand, and the tensile stress is applied to the catalyst holder 94 via the inorganic sheet 932. Therefore, the exhaust gas is sealed without damaging the catalyst holder. In developing a seal structure for an exhaust gas purification converter that can
The present invention has been completed.

【0005】[0005]

【課題の解決手段】本発明は、触媒保持体および該触媒
保持体の外方を覆うシェルが、無機シート層および固体
潤滑層を介して設けられていることを特徴とする排気ガ
ス浄化用コンバーター構造である。
According to the present invention, an exhaust gas purifying converter is characterized in that a catalyst holder and a shell covering the outside of the catalyst holder are provided via an inorganic sheet layer and a solid lubricating layer. It is a structure.

【0006】まず、上記触媒保持体としては、例えばハ
ニカム状のものを用いる。また、上記触媒保持体は、例
えばコージェライト,アルミナ等により製造される。次
に、上記金属性シェルは、断面が長円形,円形等の筒も
しくは、かかる筒を半割にした物である。
First, for example, a honeycomb-shaped member is used as the catalyst holder. The catalyst holder is manufactured from cordierite, alumina, or the like. Next, the metallic shell is a cylinder having an oval or circular cross section, or a half of such a cylinder.

【0007】次に、固体潤滑材は、摩擦係数が0.5以
下、融点が1000℃以上の材質を使用することが好ま
しい。かかる、固体潤滑材としては、雲母(マイカ),
合成マイカ及び条件によっては膨張黒鉛等のシート状物
や、二硫化モリブデン(MoS2 ),窒化ホウ素 (B
N)等のコーティング材があり、好ましくは、高温でも
摩擦係数の変化がない窒化ホウ素が好適である。これ
は、上記粉体の主な結晶構造が六方晶系である薄片の層
状粉体であり、各層間はファンデル・ワールス力による
結合であり、非常に結合力が弱く、せん断力に対してへ
き開性を有するため、優れた固体潤滑性が得られる。従
って、上記無機シート層と固体潤滑材層を介して触媒保
持体および該触媒保持体の外方を覆うシェルを構成する
ことで触媒保持体に対し、金属シェルが与える引張応力
を抑制し、割れ等の問題点が解決される。ここで、固体
潤滑材層の設置は、無機シート材,金属シェルもしくは
触媒保持体の表面とし、組み付け性を考慮して、固体潤
滑材層としてマイカ等のシート材を使用する際には任意
の接着方法で何れかの表面に固定しておくことが最適と
考える。尚、固体潤滑材層の耐熱性が厳しい場合には無
機シート材で狭設して使用することが好ましい。
Next, as the solid lubricant, it is preferable to use a material having a friction coefficient of 0.5 or less and a melting point of 1000 ° C. or more. Such solid lubricants include mica,
Depending on the synthetic mica and the conditions, sheet materials such as expanded graphite, molybdenum disulfide (MoS 2 ), boron nitride (B
N) and other coating materials, and boron nitride, which does not change the friction coefficient even at high temperatures, is preferable. This is a flaky layered powder in which the main crystal structure of the powder is a hexagonal system, and the bonding between each layer is due to Van der Waals force, and the bonding force is very weak and against shearing force. Since it has cleavability, excellent solid lubricity can be obtained. Therefore, by forming a catalyst holder and a shell that covers the outside of the catalyst holder through the inorganic sheet layer and the solid lubricant layer, the tensile stress exerted by the metal shell on the catalyst holder is suppressed, and cracks occur. The problems such as are solved. Here, the solid lubricant layer is installed on the surface of the inorganic sheet material, the metal shell or the catalyst holder, and in consideration of the assemblability, when a sheet material such as mica is used as the solid lubricant layer, it is optional. It is considered optimal to fix it on one of the surfaces with an adhesive method. When the heat resistance of the solid lubricant layer is severe, it is preferable that the solid lubricant layer is used by narrowing it with inorganic sheet materials.

【0008】また、上記固体潤滑材はコーティング層及
びシート材層のどちらでも使用できる。但し、固体潤滑
材層の厚みは0.1〜1.0mmの範囲とすることが好
ましい。ここで、厚みを0.1mm以上とする理由は、
0.1mm未満のコーティング層およびシート材層を設
けることが困難であり、一方1.0mm以上では無機シ
ート材の厚みが減少するためガスシール性が著しく低下
してしまうため、固体潤滑材の厚みは0.1〜1.0m
mの範囲とすることが好ましい。
The solid lubricant can be used in both the coating layer and the sheet material layer. However, the thickness of the solid lubricant layer is preferably in the range of 0.1 to 1.0 mm. Here, the reason why the thickness is 0.1 mm or more is
It is difficult to provide a coating layer and a sheet material layer having a thickness of less than 0.1 mm, while if the thickness is 1.0 mm or more, the thickness of the inorganic sheet material is reduced and the gas sealing property is significantly deteriorated. Is 0.1 to 1.0 m
It is preferably in the range of m.

【0009】次に、無機シート層はアルミナ,シリカ・
アルミナ,ガラス,シリカのグループから選ばれる1種
以上の繊維材料を用いて、繊維単独もしくはその他の無
機及び有機材料との複合によりなることが望ましい。本
発明では、シリカ・アルミナ繊維と未膨張バーミキュラ
イトを主成分とした無機シートを用いており、耐熱性及
びガスシール性に優れている。
Next, the inorganic sheet layer is made of alumina, silica.
It is desirable to use one or more kinds of fiber materials selected from the group consisting of alumina, glass and silica, and use the fibers alone or in combination with other inorganic and organic materials. In the present invention, an inorganic sheet containing silica / alumina fibers and unexpanded vermiculite as main components is used, and is excellent in heat resistance and gas sealing property.

【0010】[0010]

【作用及び効果】本発明の排気ガス浄化用コンバーター
においては、触媒保持体と金属シェルの間には少なくと
も固体潤滑材層と無機シート層が設けられている。上記
固体潤滑材層は、固体潤滑性及び耐熱性に優れている。
このため、金属シェルが熱膨張することにより触媒保持
体に付与される引張応力を抑制し、触媒保持体の割れを
防止することができる。
In the exhaust gas purifying converter of the present invention, at least the solid lubricant layer and the inorganic sheet layer are provided between the catalyst holder and the metal shell. The solid lubricant layer has excellent solid lubricity and heat resistance.
Therefore, the tensile stress applied to the catalyst holder due to the thermal expansion of the metal shell can be suppressed, and the catalyst holder can be prevented from cracking.

【0011】上記のごとく、本発明によれば、ガスシー
ル性を低下することなく触媒保持体の割れを防止でき
る、排気ガス浄化用コンバーター構造を提供するもので
ある。
As described above, according to the present invention, there is provided an exhaust gas purifying converter structure capable of preventing the catalyst holder from cracking without deteriorating the gas sealing property.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

実施例1 本発明の実施例にかかる排気ガス浄化用コンバーターに
つき、図1を用いて説明する。図1に示すごとく、本例
の排気ガス浄化用コンバーター1は、触媒保持体4と該
触媒保持体4の外方を覆う金属シェル2と、両者の間に
配置した無機シート層31とよりなり、上記触媒保持体
4と無機シート層31の間にはマイカシート1.0mm
品32が設置されている。ここで、上記無機シート材は
シリカ・アルミナ系セラミックファイバーと未膨張バー
ミキュライトを主成分とする膨張性シート2.0mm品
である。また、上記触媒保持体はコージェライトよりな
り、φ100の円筒であり、断面が格子状のハニカム体
である。
Example 1 An exhaust gas purifying converter according to an example of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying converter 1 of this example comprises a catalyst holder 4, a metal shell 2 covering the outside of the catalyst holder 4, and an inorganic sheet layer 31 arranged between the two. , A mica sheet 1.0 mm between the catalyst holder 4 and the inorganic sheet layer 31.
Item 32 is installed. Here, the inorganic sheet material is an expansive sheet 2.0 mm product containing silica / alumina ceramic fiber and unexpanded vermiculite as main components. The catalyst holder is made of cordierite, is a cylinder of φ100, and has a lattice-shaped cross section.

【0013】次に、本例における作用効果につき説明す
る。上記に示す本例の排気ガス浄化用コンバーターの構
造において、エンジンベンチテストを実施した結果、触
媒保持体4の割れ及び排気ガスの漏れがなく良好な結果
であった。
Next, the function and effect of this example will be described. An engine bench test was carried out on the structure of the exhaust gas purifying converter of the present example as described above, and as a result, there was no cracking of the catalyst holder 4 and no exhaust gas leakage, which was a good result.

【0014】実施例2 本例は、前記実施例1に示す排気ガス浄化用コンバータ
ー構造のうち、マイカシート32の設置位置を金属シェ
ルと無機シート層の間にしたものであり、実施例1と同
様のエンジンベンチテストを実施した結果、触媒保持体
4の割れ及び排気ガスの漏れがなく良好な結果であっ
た。
Example 2 In this example, the mica sheet 32 in the exhaust gas purifying converter structure shown in Example 1 was placed between the metal shell and the inorganic sheet layer. As a result of carrying out the same engine bench test, there was no crack in the catalyst holder 4 and no leakage of exhaust gas, which was a good result.

【0015】実施例3 本例は、前記実施例2に示す排気ガス浄化用コンバータ
ー構造のうち、固体潤滑材層をマイカシートから窒化ホ
ウ素(電気化学製)のコーティング層0.15mmに変
更し、無機シート材2.85mm品に塗布したものであ
り、実施例1と同様のエンジンベンチテストを実施した
結果、触媒保持体4の割れ及び排気ガスの漏れがなく良
好な結果であった。
Example 3 In this example, in the converter structure for exhaust gas purification shown in Example 2, the solid lubricant layer was changed from a mica sheet to a boron nitride (electrochemical) coating layer of 0.15 mm, The inorganic sheet material was applied to a 2.85 mm product, and the same engine bench test as in Example 1 was carried out. As a result, there were no cracks in the catalyst holder 4 and no leakage of exhaust gas, which was a good result.

【0016】実施例4 本例は、前記実施例3に示す排気ガス浄化用コンバータ
ー構造のうち、窒化ホウ素のコーティング層0.15m
mを金属シェルの無機シート材側に塗布ししたものであ
り、実施例1と同様のエンジンベンチテストを実施した
結果、触媒保持体4の割れ及び排気ガスの漏れがなく良
好な結果であった。
Example 4 In this example, a boron nitride coating layer of 0.15 m in the exhaust gas purifying converter structure shown in Example 3 was used.
m was applied to the side of the inorganic sheet material of the metal shell, and the same engine bench test as in Example 1 was carried out. As a result, there were no cracks in the catalyst holder 4 and no leakage of exhaust gas, which was a good result. .

【0017】参考例1 本例は、前記実施例に示す排気ガス浄化用コンバーター
構造のうち、固体潤滑材を用いず無機シート材3.0m
m品単独とし、実施例1と同様のエンジンベンチテスト
を実施した結果、触媒保持体4に割れが発生しており結
果はNGであった。
Reference Example 1 This example is the same as the exhaust gas purifying converter structure shown in the above embodiment except that a solid lubricant is not used and an inorganic sheet material of 3.0 m is used.
As a result of carrying out the same engine bench test as in Example 1 using m items alone, the catalyst holder 4 was cracked and the result was NG.

【0018】上記のごとく、本例によれば、排気ガスの
シール性を損なうことなく、触媒保持体の割れが防止で
きる排気ガス浄化用コンバーター1を製造できる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to manufacture the exhaust gas purifying converter 1 capable of preventing the catalyst holder from cracking without impairing the exhaust gas sealing property.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例における排気ガス浄化用コンバーターの
断面斜視図。
FIG. 1 is a sectional perspective view of an exhaust gas purifying converter according to an embodiment.

【図2】従来における排気ガス浄化用コンバーターの縦
断面図。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a conventional exhaust gas purifying converter.

【図3】従来における排気ガス浄化用コンバーターの緩
衝シール材の構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a buffer seal material of a conventional exhaust gas purification converter.

【図4】無機シート層のみで構成された排気ガス浄化用
コンバーターの緩衝シール材の構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram of a cushioning sealing material of an exhaust gas purifying converter configured only with an inorganic sheet layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・排気ガス浄化用コンバーター 2・・・シェル 31・・・無機シート層 32・・・固体潤滑材層 4・・・触媒保持体 1 ... Exhaust Gas Purification Converter 2 ... Shell 31 ... Inorganic Sheet Layer 32 ... Solid Lubricant Layer 4 ... Catalyst Holder

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 触媒保持体および該触媒保持体の外方を
覆うシェルが、無機シート層および固体潤滑材層を介し
て設けられていることを特徴とする排気ガス浄化用コン
バーター構造。
1. A converter structure for exhaust gas purification, wherein a catalyst holder and a shell covering the outside of the catalyst holder are provided via an inorganic sheet layer and a solid lubricant layer.
【請求項2】 請求項1において、固体潤滑材層が無機
シート層で狭設されてなることを特徴とする排気ガス浄
化用コンバーター構造。
2. The exhaust gas purifying converter structure according to claim 1, wherein the solid lubricant layer is sandwiched between inorganic sheet layers.
【請求項3】 請求項1において、固体潤滑材は、雲母
(マイカ),黒鉛,二硫化モリブデン(MoS2),窒化
ホウ素(BN)から選ばれる少なくとも一種であること
を特徴とする排気ガス浄化用コンバーター構造。
3. The exhaust gas purifying device according to claim 1, wherein the solid lubricant is at least one selected from mica, graphite, molybdenum disulfide (MoS2), and boron nitride (BN). Converter structure.
【請求項4】 請求項1において、上記無機シート層は
アルミナ,シリカ・アルミナ,ガラス,シリカのグルー
プから選ばれる1種以上の繊維材料を用いて、繊維単独
もしくはその他の無機及び有機材料との複合によりなる
ことを特徴とする排気ガス浄化用コンバーター構造。
4. The inorganic sheet layer according to claim 1, wherein at least one fiber material selected from the group consisting of alumina, silica / alumina, glass, and silica is used, and the fiber is used alone or with other inorganic and organic materials. An exhaust gas purification converter structure characterized by being composed of multiple components.
【請求項5】 請求項1において、固体潤滑材層の厚み
は0. 1〜1. 0mmの範囲であることを特徴とする排
気ガス浄化用コンバーター構造。
5. The exhaust gas purifying converter structure according to claim 1, wherein the thickness of the solid lubricant layer is in the range of 0.1 to 1.0 mm.
JP6251488A 1994-09-19 1994-09-19 Converter structure for controlling exhaust gas Pending JPH0893464A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6242071B1 (en) 1998-03-03 2001-06-05 Ngk Insulators, Ltd. Method for assembling ceramic honeycomb structure, and supporting member therefor
CN100447380C (en) * 2006-09-19 2008-12-31 上海格尔汽车金属制品有限公司 Processing and forming method of automobile purifier shell
JP2013181413A (en) * 2012-02-29 2013-09-12 Toyota Motor Corp Catalyst converter device

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