(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管接続部（１３，１４）から外筒接続部（１５，１６）へ漸次拡開する拡開部（１１ａ，１２ａ）が形成されたディフューザ（１１，１２）を、外筒（３）の排ガス流入側と排ガス流出側に装着した車両排気系の触媒コンバータに於て、
排ガス流入側のディフューザ（１１）の拡開部（１１ａ）を、内径が軸方向に沿ってインボリュート曲線形状に漸次拡大するノズル形状としたことを特徴とする車両排気系の触媒コンバータ。
【請求項２】
排ガス流出側のディフューザ（１２）の拡開部（１２ａ）を、内径が軸方向に沿ってインボリュート曲線形状に漸次拡大するノズル形状としたことを特徴とする請求項１に記載の車両排気系の触媒コンバータ。
【請求項３】
排ガス流出側のディフューザの拡開部を、内径が軸方向に沿ってテーパ状に漸次拡大するノズル形状としたことを特徴とする請求項１に記載の車両排気系の触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両排気系に装着される触媒コンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車両排気系には、エンジンから排出された排ガスを浄化する触媒コンバータが装着されており、斯かる触媒コンバータに用いる触媒担体として、従来、実開平４−５２５２５号公報に開示されるようなセラミックで成形されたセラミック触媒担体や、金属製薄板の波板と平板を多重に積層した金属触媒担体が広く知られている。
【０００３】
そして、これらの触媒担体に貴金属触媒の担持処理を施した後、セラミック触媒コンバータにあっては、上記公報に開示されるように両端にディフューザが一体成形された一対の半割れ外筒内に、保持部材や発泡性シール部材（インタラムマット）を介してセラミック触媒担体を装着し、又、金属触媒コンバータにあっては、図５に示すように金属触媒担体１を断面円形状の外筒３内に挿着した後、当該外筒３の排ガス流入側（上流側）と排ガス流出側（下流側）にディフューザ５を夫々接合して金属触媒コンバータ７が成形されている。
【０００４】
上記ディフューザ５は、排気管（図示せず）からの排ガスの整流や触媒コンバータ７の通気抵抗を低下させる目的で装着するもので、図示するように従来、外筒３の排ガス流入側に装着されるディフューザ５は、排気管の外形形状に沿って成形された排気管接続部５ａから、外筒３の外形形状に沿って成形された外筒接続部５ｂ側へ、軸方向に沿ってテーパ状に内径が漸次拡大する拡開部５ｃが成形されている。そして、外筒３の排ガス流出側外周にこれと同一形状のディフューザ５が装着されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、昨今、車両の床下に於けるスペース上の制約や車両の軽量化の要請から触媒コンバータの小型化が望まれているが、触媒コンバータの小型化を図るために上記ディフューザ５の寸法を単に短縮しただけでは通気抵抗が悪化してしまうことは明らかで、少なくとも従来と同程度の通気抵抗値を維持しつつ、車両搭載性のよいコンパクトな触媒コンバータが要望されていた。
【０００６】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、従来に比し通気抵抗値を上昇させることなく、その小型化を図って車両搭載性の向上を図った車両排気系の触媒コンバータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る車両排気系の触媒コンバータは、排気管接続部から外筒接続部へ漸次拡開する拡開部が形成されたディフューザを、外筒の排ガス流入側と排ガス流出側に装着した車両排気系の触媒コンバータに於て、排ガス流入側のディフューザの拡開部を、内径が軸方向に沿ってインボリュート曲線形状に漸次拡大するノズル形状としたことを特徴とする。
【０００８】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両排気系の触媒コンバータに於て、排ガス流出側のディフューザの拡開部を、内径が軸方向に沿ってインボリュート曲線形状に漸次拡大するノズル形状としたことを特徴とし、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の車両排気系の触媒コンバータに於て、排ガス流出側のディフューザの拡開部を、内径が軸方向に沿ってテーパ状に漸次拡大するノズル形状としたことを特徴とする。
【０００９】
（作用）
各請求項に係る触媒コンバータを車両排気系に装着することによって排ガスの浄化が図られるが、排気管からディフューザ内に流入した排ガスは、インボリュート曲線形状に成形された拡開部に沿ってスムーズに広がり乍ら触媒担体の上流側端部に均一に案内されることとなる。
【００１０】
そして、請求項２及び請求項３に係る触媒コンバータでは、触媒担体を通過した排ガスが、排ガス流出側のディフューザの内壁に沿ってスムーズに下流側の排気管に案内されることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。尚、図５に示す従来例と同一のものは同一符号を以って表示する。
【００１２】
図１は請求項１及び請求項２に係る触媒コンバータの一実施形態を示し、図中、１１，１２は、夫々、断面円形状の外筒３の排ガス流出，入側外周に接合されたディフューザで、図２に示すように排気管の外形形状に沿って成形された排気管接続部１３，１４の内径Ｍは５０．８φｍｍ、そして、外筒３の外形形状に沿って成形された外筒接続部１５，１６の内径Ｎは１０８φｍｍとされており、これらは図５に示すディフューザ５と同一寸法である。
【００１３】
そして、図５に示すディフューザ５の前後方向の長さＬ1 が従来２１７ｍｍであるのに対し、本実施形態に係る触媒コンバータ１７は、ディフューザ１１，１２を上記ディフューザ５と同一材料を以って成形し、そして、その前後方向の長さＬ2 を１５０ｍｍとして全長を従来に比し２／３に短縮すると共に、図５のテーパ形状に変え、排気管接続部１３，１４と外筒接続部１５，１６との間を軸方向に沿って一つのインボリュート曲線で繋いで、恰もこのインボリュート曲線を中心軸の周囲に３６０度回転させた如く、拡開部１１ａ，１２ａを、内径が軸方向に沿ってインボリュート曲線形状に漸次拡大するノズル形状としたものである。
【００１４】
而して、上述の如くディフューザ１１，１２の拡開部１１ａ，１２ａをインボリュート曲線形状に成形するに当たり、本発明者は、図２に示すディフューザ１１，１２を装着した図１の触媒コンバータ１７と図５に示す従来のディフューザ５を装着した触媒コンバータ７に加え、図３及び図４に示すディフューザ１９，２１を夫々装着した触媒コンバータを用いて通気抵抗実験を行った。
【００１５】
これらのディフューザ１９，２１は、上記ディフューザ１１，１２と同一材料を以って、何れも前後方向の長さＬ2 と排気管接続部２３，２５の内径Ｍ及び外筒接続部２７，２９の内径Ｎを、夫々、上記ディフューザ１１，１２と同一寸法とすると共に、図３のディフューザ１９は、排気管接続部２３と外筒接続部２７との間の拡開部３１を、内径が軸方向に沿って外筒接続部２７へと漸次拡大するテーパ状に成形し、そして、図４のディフューザ２１は、排気管接続部２５と外筒接続部２９との間をｓｉｎカーブで繋いで、内径が軸方向に沿って外筒接続部２９へと漸次拡大する拡開部３３を成形したもので、実験ではこれらを同一形状毎に外筒３の排ガス流入側と排ガス流出側に夫々接合して触媒コンバータを成形した。
【００１６】
尚、金属触媒担体１のセル数は１平方インチ当たり２００である。
そして、図１に示すように１ｍ3 ／ｍｉｎ〜１０ｍ3 ／ｍｉｎの範囲で排ガスＧを各触媒コンバータ１７に流入して、各流量毎の金属触媒担体１の前後差圧を測定した。
その実験結果（通気抵抗実測データ）が以下に示す表１で、表示した「現行」は図５に示す従来の触媒コンバータ７、「テーパ」は図３のディフューザ１９を用いた触媒コンバータ、「ｓｉｎカーブ」は図４のディフューザ２１を用いた触媒コンバータ、そして、「インボリュート」は図１に示す触媒コンバータ１７を示し、又、実験結果の単位はｍｍＡｑである。
【表１】
0003640742.tif 000002
而して、上記実験結果から明らかなように、図３及び図４に示すディフューザ１９，２１を夫々用いた場合には、触媒コンバータの全長が従来に比し短くなるものの、約９％程通気抵抗値が従来に比し悪化してしまうため好ましくないが、図２に示すディフューザ１１，１２を用いた図１の触媒コンバータ１７では、従来に比し約８％通気抵抗値が向上している。
【００１７】
本実施形態は上記実験結果を踏まえた上で、ディフューザ１１，１２の拡開部１１ａ，１２ａの形状としてインボリュート曲線形状を選択したもので、斯かるディフューザ１１，１２を用いた触媒コンバータ１７を車両排気系に装着することで排ガスの浄化が図られるが、排気管からディフューザ１１内に流入した排ガスＧは、インボリュート曲線形状に成形された拡開部１１ａに沿ってスムーズに広がり乍ら、金属触媒担体１の上流側端部に均一に案内され、そして、金属触媒担体１を通過した排ガスＧは、排ガス流出側のディフューザ１２の内壁に沿ってスムーズに下流側の排気管に案内されることとなる。
【００１８】
そして、本実施形態によれば、斯様に金属触媒担体１の上流側端部に排ガスＧが均一に案内されるため、上記実験結果から明らかなように、図５に示す触媒コンバータ７に比し排ガスＧの流れがスムーズとなって触媒コンバータ１７の通気抵抗値が向上すると共に、触媒コンバータ１７の全長が１３４ｍｍ程短縮して車両搭載性が向上することとなった。
【００１９】
又、図示しないが、請求項３に係る発明の一実施形態のように、上記ディフューザ１１を排ガス流入側に用いると共に、拡開部がテーパ状のディフューザ１９を排ガス流出側に用いた場合には（表１中、Ｆインボ，Ｒテーパ）、表１に示す如く通気抵抗値が更に２％向上しており、斯かる実施形態によれば、更に所期の目的を達成することが可能となる。
【００２０】
尚、上記各実施形態は、金属触媒コンバータに本発明を適用したが、本発明をセラミック触媒コンバータに適用することができることは勿論である。
又、上記各実施形態では、金属触媒担体１を装着する外筒３を断面円形状に成形したが、金属触媒担体及びこれを装着する外筒が所謂断面略トラック形状の場合には、例えばこれに装着するディフューザの拡開部の短軸径方向と長軸径方向を、夫々、内径が軸方向に沿って異なるインボリュート曲線形状に漸次拡大するノズル形状に成形すればよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、各請求項に係る触媒コンバータによれば、従来に比し小型化が可能となって車両搭載性が向上すると共に、小型化に伴い通気抵抗値が上昇することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２の一実施形態に係る触媒コンバータの側面図である。
【図２】インボリュート曲線形状を以って成形されたディフューザの側面図である。
【図３】従来に比し短寸なテーパ状に成形されたディフューザの側面図である。
【図４】ｓｉｎカーブを以って成形されたディフューザの側面図である。
【図５】従来の触媒コンバータの側面図である。
【符号の説明】
１  金属触媒担体
３  外筒
１１，１２，１９，２１  ディフューザ
１１ａ，１２ａ  拡開部
１７  触媒コンバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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