(57)【要約】      （修正有）【課題】触媒本体を収容するケーシング大径部の下流側に設けられて外径が漸小する漸小部付近における温度上昇を防止して、周辺部品を効率的にレイアウトすることができる排気浄化用触媒装置を提供する。【解決手段】ケーシング２２の上流側から大径部の周囲を流れる空気は、漸小部において剥離して流速が遅くなり、結果として排気系（排気管）の周囲の比較的広い範囲で温度が高くなり易い。そのため、大径部と漸小部との境界部分にその周方向に沿って複数の突起部２４を所定間隔で設け、下流側の漸小部での空気の剥離を効果的に抑制する。これにより、触媒装置の後方に形成される温度の高い領域が狭く抑えられ、周辺部品の触媒装置２０との距離を比較的短くすることができ、周辺部品を効率的にレイアウトすることができる。【選択図】図２
2015045298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロア下に固定され、排気管を流れる排気ガスを浄化する触媒本体と、該触媒本体を収容するケーシングとを備えた排気浄化用触媒装置であって、
前記ケーシングは、前記排気管よりも外径が大きい大径部と、この大径部の下流側に設けられて外径が漸小する漸小部と、を有し、
前記ケーシングの前記大径部と前記漸小部との境界部分には、その周方向に沿って複数の突起部が所定間隔で設けられている
ことを特徴とする排気浄化用触媒装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化用触媒装置において、
前記突起部が前記ケーシングの軸方向に対して所定角度で傾斜して設けられている
ことを特徴とする排気浄化用触媒装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の排気浄化用触媒装置において、
前記ケーシングとの間に所定の隙間を確保した状態で、当該ケーシングの前記大径部及び前記漸小部を覆って設けられるカバー部材を備え、
前記突起部が前記カバー部材の外周面に設けられている
ことを特徴とする排気浄化用触媒装置。
【請求項４】
請求項３に記載の排気浄化用触媒装置において、
前記カバー部材と前記ケーシングとの隙間が、前記カバー部材の下流側端部で徐々に狭くなっている
ことを特徴とする排気浄化用触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のフロア下に配置される排気浄化用触媒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されるエンジンに接続される排気管には、排気ガスを浄化するための排気浄化用触媒装置（以下、単に「触媒装置」ともいう）が設けられている。車両の走行時には、この排気管や触媒装置を含む排気系の周囲には、車両前方から後方に向かう空気の流れが生じる。排気系の周囲を流れる空気は、排気系を通過する排気ガスの熱によって加熱されて高温となる場合がある。
【０００３】
このため、排気系の周囲に設けられる部品（周辺部品）は、排気系の周囲を流れる空気の影響（熱害）を受けないように配置する必要がある。また、触媒装置付近においても、周囲を流れる空気の温度が比較的高くなる領域が存在するため、周辺部品は、この領域を考慮して適宜配置する必要がある。例えば、触媒装置のケーシングが、排気管よりも大径の大径部と、この大径部の下流側に設けられて外径が徐々に減少する漸小部とを有する場合、この漸小部付近（下流）では空気の温度が特に高くなり易い。すなわち触媒装置の上流側から大径部の周囲を流れる空気は、漸小部において剥離して流速が遅くなり、結果として、排気系（排気管）の周囲の比較的広い範囲で、温度が高くなり易い。
【０００４】
このため、触媒装置の下流においては、周辺部品と排気系との距離を比較的長く確保する必要があり、周辺部品を効率的にレイアウトすることができないという問題が生じ得る。
【０００５】
ここで、触媒装置としては、触媒装置からの放熱を抑制するために、触媒ケースを覆って遮熱カバーが設けられているものがある（例えば、特許文献１参照）。このように触媒ケースを覆って遮熱カバーを設けた場合、触媒装置からの放熱をある程度抑制して、周囲を流れる空気の温度上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６３−１１２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、遮熱カバーのみによって触媒装置からの放熱を完全に防止することは難しく、遮熱カバー自体も比較的高い温度まで加熱されてしまうこともあり得る。このような状況では、遮熱カバーが設けられていたとしても、上述のように、その周囲を流れる空気の温度は上昇してしまう。さらに遮熱カバーが設けられていても、遮熱カバーの周囲を流れる空気も、上述のように剥離が生じる虞がある。
【０００８】
したがって、遮熱カバーを設けた場合でも、触媒装置の漸小部付近（下流）においては、周辺部品を排気系から離した位置に設ける必要があり、周辺部品を効率的にレイアウトすることができないという問題が生じ得る。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、漸小部付近に周辺部品を効率的にレイアウトすることができる排気浄化用触媒装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、車両のフロア下に固定され、排気管を流れる排気ガスを浄化する触媒本体と、該触媒本体を収容するケーシングとを備えた排気浄化用触媒装置であって、前記ケーシングは、前記排気管よりも外径が大きい大径部と、この大径部の下流側に設けられて外径が漸小する漸小部と、を有し、前記ケーシングの前記大径部と前記漸小部との境界部分には、その周方向に沿って複数の突起部が所定間隔で設けられていることを特徴とする排気浄化用触媒装置にある。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様の排気浄化用触媒装置において、前記突起部が前記ケーシングの軸方向に対して所定角度で傾斜して設けられていることを特徴とする排気浄化用触媒装置にある。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様の排気浄化用触媒装置において、前記ケーシングとの間に所定の隙間を確保した状態で、当該ケーシングの前記大径部及び前記漸小部を覆って設けられるカバー部材を備え、前記突起部が前記カバー部材の外周面に設けられていることを特徴とする排気浄化用触媒装置にある。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第３の態様の排気浄化用触媒装置において、前記カバー部材と前記ケーシングとの隙間が、前記カバー部材の下流側端部で徐々に狭くなっていることを特徴とする排気浄化用触媒装置にある。
【発明の効果】
【００１４】
かかる本発明の排気浄化用触媒装置の構成によれば、周囲を流れる空気の剥離を抑制することができる。特に、下流側の漸小部での空気の剥離を効果的に抑制することができる。これにより、触媒装置の後方に形成される温度の高い領域が狭く抑えられる。したがって、周辺部品の触媒装置との距離を比較的短くすることができ、周辺部品を効率的にレイアウトすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】排気浄化用触媒装置を含むエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る触媒装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る触媒装置を示す平面図である。
【図４】従来技術に係る触媒装置の周囲における空気の流れを示す図である。
【図５】本発明に係る触媒装置の周囲における空気の流れを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る触媒装置の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、排気浄化用触媒装置を含むエンジンの概略構成を示す図である。図２及び図３は、本発明の一実施形態に係る触媒装置を示す斜視図及び平面図であり、車両に固定された状態を示す図である。図４は、従来技術に係る触媒装置の周囲における空気の流れを示す図であり、図５は、本発明に係る触媒装置の周囲における空気の流れを示す平面図である。なお図４及び図５においてカバー部材を断面で示している。また図６は、本発明に係る触媒装置の他の例を示す斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、エンジン１０の燃焼室１１の吸気ポート１２には吸気マニホールド１３が接続されている。このエンジン１０は、吸気管噴射型（Multi Point Injection）のガソリンエンジンであり、燃料噴射弁１４が吸気マニホールド１３に設けられている。
【００１９】
一方、エンジン１０の燃焼室１１の排気ポート１５には、排気マニホールド１６の一端側が接続され、排気マニホールド１６の他端側には、排気管１７が接続されている。この排気管１７の途中には、排気ガス中の有害物質を浄化するための排気浄化用触媒装置（以下、単に「触媒装置」という）２０が設けられ、その下流（後方）には、マフラー３０が設けられている。
【００２０】
ここで、触媒装置２０は、例えば、三元触媒である触媒本体２１と、触媒本体２１を収容するケーシング２２とを有し、図２及び図３に示すように、車両の床面を形成するフロアパネル５０に取り付けられている。フロアパネル５０には、車室側に窪ませた溝であるフロアトンネル５１が形成されており、触媒装置２０は、排気管１７及びマフラー３０等と共に、このフロアトンネル５１内に取り付けられている。
【００２１】
これら触媒装置２０、排気管１７及びマフラー３０等を含む排気系のフロアパネル５０への取付方法は特に限定されるものではないが、例えば、触媒装置２０の下流側においては、排気管１７は支持部材６０によって支持されている。この支持部材６０は、フロアパネル５０に固定されたハンガーラバー６１と、ハンガーラバー６１に一端側が連結され他端側に排気管１７が装着されるハンガーフック６２とで構成されている。
【００２２】
触媒装置２０を構成するケーシング２２は、排気管１７よりも外径が大きい筒状の大径部２２ａと、大径部２２ａの下流側に設けられて大径部２２ａから離れるにつれて外径が漸小する漸小部２２ｂと、大径部２２ａの上流側に設けられて大径部２２ａに近づくにつれて外径が漸大する漸大部２２ｃと、を有する。触媒本体２１（図１参照）は、ケーシング２２の大径部２２ａ内に収容されており、この触媒本体２１が収容された大径部２２ａが、漸小部２２ｂ及び漸大部２２ｃによって、大径部２２ａよりも外径の小さい排気管１７にそれぞれ接続されている。
【００２３】
また触媒装置２０は、ケーシング２２の大径部２２ａ及び漸小部２２ｂを覆うカバー部材２３を有する。カバー部材２３は、例えば、触媒装置２０の放熱を抑制するための部材であり、ケーシング２２との間に所定の間隔を確保した状態で、ケーシング２２の大径部２２ａ及び漸小部２２ｂを覆って設けられている。このカバー部材２３は、ケーシング２２の形状に沿って形成されており、ケーシング２２の大径部２２ａを覆う大径カバー部２３ａと、漸小部２２ｂを覆う漸小カバー部２３ｂとで構成されている。
【００２４】
なお、このケーシング２２は、本実施形態では、フロアパネル５０との間にほとんど隙間が無い状態で固定されている。このため、カバー部材２３は、ケーシング２２のフロアパネル５０とは反対側の略半面を覆うように設けられている。
【００２５】
さらに、このようなカバー部材２３には、ケーシング２２の大径部２２ａと漸小部２２ｂとの境界部分に対向する位置、つまり大径カバー部２３ａと漸小カバー部２３ｂとの境界部分に、カバー部材２３の周方向に沿って複数の突起部２４が所定間隔で設けられている。このような複数の突起部２４が設けられていることで、車両走行時に、触媒装置２０の周囲を流れる空気が剥離されてしまうのを抑制することができる。すなわち、これら複数の突起部２４が、いわゆるボルテックスジェネレータとして機能し、触媒装置２０の周囲の空気の流れ（気流）が、カバー部材２３の表面に沿って形成され易くなる。
【００２６】
ここで、図４に示すように、ケーシング２２０を覆って設けられるカバー部材２３０の表面に突起部が形成されていない従来の触媒装置２００では、図中に矢印で示すように、大径カバー部２３０ａに沿って周囲を流れる空気は、そのまま下流側まで直進してしまい易い。すなわち大径カバー部２３０ａに沿って周囲を流れる空気は、大径カバー部２３０ａと漸小カバー部２３０ｂとの境界付近でカバー部材２３０から剥離し、そのまま下流に流れ易い。このため、触媒装置２００の下流側では、排気管１７０の周囲の比較的広い範囲が熱い空気が流れる領域Ｅ１となる。
【００２７】
これに対し、本実施形態では、上述のようにケーシング２２を覆うカバー部材２３に複数の突起部２４が設けられていることで、図５中に矢印で示すように、カバー部材２３の外側を流れる空気が、カバー部材２３から剥離されてしまうのを抑制することができる。具体的には、大径カバー部２３ａに沿って周囲を流れる空気の多くは、カバー部材２３から剥離することなく漸小カバー部２３ｂの表面に沿って流れる。これにより、触媒装置２０の下流側において熱い空気が流れる領域Ｅ２は、排気管１７近傍の比較的狭い範囲に抑えられる。つまり本発明に係る触媒装置２０における領域Ｅ２は、従来の触媒装置２００における領域Ｅ１よりも小さく抑えられる。
【００２８】
そして、このように熱い空気が流れる領域Ｅ２が狭まることで、触媒装置２０の周辺に設けられる部品（周辺部品）を効率的に配置することができる。例えば、上述したハンガーラバー６１は、比較的熱の影響（熱害）を受けやすいため、熱い空気が流れる範囲の外側に配置する必要がある。したがって、従来の触媒装置２００の構成では、領域Ｅ１の外側にハンガーラバー６１を配置する必要があり、ハンガーラバー６１の設置位置は、排気管１７０から、かなり離れた位置になってしまう（図４参照）。
【００２９】
一方、本発明に係る触媒装置２０の構成においても、ハンガーラバー６１は、熱い空気が流れる領域Ｅ２の外側に設置する必要があるが、この領域Ｅ２は、従来の領域Ｅ１よりも小さく抑えられている。このため、ハンガーラバー６１の設置位置は、排気管１７に比較的近い位置とすることができる。つまり本発明の触媒装置２０の構成によれば、ハンガーラバー６１等の周辺部品を効率的にレイアウトすることができる。
【００３０】
さらにカバー部材２３とケーシング２２との隙間２５に空気が流れるようになっているため、上述した気流の剥離がより確実に抑制される。すなわち、この隙間２５を流れる空気の流速は、その出口２５ａ付近（カバー部材２３の下流側端部付近）において、カバー部材２３外側の気流よりも速くなる。これにより、カバー部材２３の外側を流れる空気は、隙間２５の出口２５ａから流出する空気の流れによって内側（排気管１７側）に引き込まれて、カバー部材２３からの剥離がさらに抑制される。
【００３１】
なお、カバー部材２３は、ケーシング２２の全てを覆って設けられていてもよいが、本実施形態では、ケーシング２２の大径部２２ａと漸小部２２ｂとを覆って設けるようにしている。これにより、隙間２５内に空気が流れやすくなり、出口２５ａ付近における流速がより速くなる。
【００３２】
また本実施形態では、カバー部材２３とケーシング２２との隙間２５は、ケーシング２２の軸方向（排気ガスの流れ方向）で略一定となるように形成されている。しかしながら、この隙間２５は、必ずしも一定である必要はなく、例えば、その出口２５ａ付近において、徐々に狭くなるように形成されていてもよい。これにより、隙間２５から流出する空気の流れがさらに速くなり、カバー部材２３の外側を流れる空気が、より確実に内側に引き込まれる。
【００３３】
ここで、カバー部材２３に設けられる複数の突起部２４の形状や大きさは、特に限定されるものではなく、空気の流れを考慮して適宜決定されればよい。本実施形態に係る各突起部２４は、大径カバー部２３ａから漸小カバー部２３ｂに延びる板状の部材で構成され、ケーシング２２の軸方向（排気ガスの流れ方向）に対して、所定角度だけ傾斜して設けられている。このような構成とすることで、気流の剥離をより効果的に抑制することができる。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。
【００３５】
例えば、上述の実施形態では、触媒装置２０がカバー部材２３を備えた構成を例示したが、このカバー部材２３は、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００３６】
例えば、図６に示すように、触媒装置２０Ａを構成するケーシング２２の表面に、ボルテックスジェネレータとして機能する複数の突起部２４Ａが直接形成されていてもよい。このような構成としても、勿論、気流の剥離を抑制することができ、周辺部品を効率的に配置することができるようになる。
【００３７】
またボルテックスジェネレータとして機能する各突起部２４は、相対的に突出して形成されていればよい。つまり突起部２４は、カバー部材２３又はケーシング２２に複数の凹部を形成することで各凹部の間に結果的に形成されたものであってもよい。
【００３８】
また上述の実施形態では、触媒装置２０のケーシング２２が、フロアパネル５０との間にほとんど隙間が無い状態で固定され、突起部２４が、触媒装置２０の略半面に設けられた構成を例示した。本実施形態でも気流の剥離を局部的に抑制することができる。しかしながら、触媒装置２０とフロアパネル５０との間にある程度の隙間が確保されている場合には、触媒装置の全周に亘って突起部２４を設けるようにしてもよい。これにより、触媒装置２０の全周において気流の剥離を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  エンジン
１１  燃焼室
１２  吸気ポート
１３  吸気マニホールド
１４  燃料噴射弁
１５  排気ポート
１６  排気マニホールド
１７  排気管
２０  排気浄化用触媒装置（触媒装置）
２１  触媒本体
２２  ケーシング
２２ａ  大径部
２２ｂ  漸小部
２２ｃ  漸大部
２３  カバー部材
２３ａ  大径カバー部
２３ｂ  漸小カバー部
２４  突起部
２５  隙間
３０  マフラー
５０  フロアパネル
５１  フロアトンネル
６０  支持部材
６１  ハンガーラバー
６２  ハンガーフック
【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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【図６】
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