(57)【要約】【課題】  触媒コンバータにおいて、確実に触媒担持体が脱落しないように保持する。【解決手段】  触媒コンバータ４６０は、多孔質セラミックからなる触媒４６０Ａと、触媒４６０Ａの周囲に巻き付けられ、加熱することにより厚さ復元性を発現するマット４６０Ｂと、金属性シェル４６０Ｃとから構成される。触媒４６０Ａのマット当接面には、排気ガスの上流側ほど密度が高く排気ガスの下流側ほど密度が低い細孔であって、排気ガスを直接的にマット４６０Ｂに当てる多くの細孔が設けられる。【選択図】        図２
2005320888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状に形成され、排気ガス浄化用触媒が担持された担持体と、
前記担持体を収容し、その両端部が排気ガス経路に接続された、前記円筒形状の径よりも大きな径の部分を有する筐体と、
前記担持体に巻き付けられ、前記担持体を前記筐体に保持する保持材とを含み、
前記担持体は、前記保持材が接する側面に開孔された、排気ガスの流れ方向と異なる方向に設けられた穴を有し、
前記保持材は、加熱することにより前記担持体の径方向の厚さが増大する、触媒コンバータ。
【請求項２】
前記担持体は、前記保持材が接する側面に開孔された、排気ガスの流れ方向と略垂直な方向に設けられた穴を有する、請求項１に記載の触媒コンバータ。
【請求項３】
前記穴の密度は、前記排気ガスの上流側の方が多い、請求項１または２に記載の触媒コンバータ。
【請求項４】
前記穴の深さは、前記排気ガスの上流側の方が深い、請求項１または２に記載の触媒コンバータ。
【請求項５】
前記保持材は、加熱されることにより、熱分解して厚み復元性を発現するバインダーを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の触媒コンバータ。
【請求項６】
前記厚み復元性が発現されることにより、前記担持体と前記筐体との径方向の隙間が充填される、請求項５に記載の触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系内に設けられた浄化装置に関し、特に、排気系内に設けられ、排気中の有害成分の浄化を行なう排気浄化装置における触媒コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンや希薄燃焼を行なうガソリンエンジンでは、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼に供して機関運転を行なう運転領域が、全運転領域の大部分を占める。この種のエンジン（内燃機関）では一般に、酸素の存在下で窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収するＮＯｘ吸収剤（触媒コンバータ）がその排気系に備えられる。
【０００３】
この触媒コンバータは、モノリス（ハニカム状に多数の微細孔が貫通した触媒保持体であってセラミックスなどである）と、モノリスの外側を覆う金属性シェルと、それらの間に挿入配置されるモノリス保持材とから構成される。
【０００４】
このモノリス保持材として、厚さ方向に圧縮されたアルミナ繊維マット中に熱分解によって消失する有機バインダーが均一に含有されて成る耐熱性マットが知られている。この耐熱性マットは、これら以外の分野における各種の耐熱性パッキング材としても有用である。
【０００５】
特開平９−９４６号公報（特許文献１）は、優れた耐久性とガスシール性を備えたモノリス保持材及びその製造方法、ならびに、激しい振動や衝撃を受けても長期間の使用に耐え得る触媒コンバータを開示する。この触媒コンバータは、モノリス、金属製シェルおよびモノリス保持材とから構成される。モノリス保持材は、圧縮されたアルミナ繊維マット中に有機バインダーが均一に含有された構造を有する。
【０００６】
この触媒コンバータによると、モノリス保持材に含まれる有機バインダーが高温の排気ガスにより熱分解されて厚さ復元性を示し、モノリスの外周面と金属製シェルの内面とに面圧を作用させてモノリスを保持する。特に、モノリスの外周面と金属製シェルの内周面とのクリアランスに相当する厚さに圧縮した際に所定の復元力を有するアルミナ繊維マットからモノリス保持材を構成することにより、モノリスの座屈を防止するとともに、その支持効果を十分に発揮することができる。
【０００７】
特開２００２−１７３８７５号公報（特許文献２）は、適用場所に容易に装着し得るように改良された耐熱性マットをモノリス保持材として使用して成る排気ガス浄化用触媒コンバータを開示する。この排気ガス浄化用触媒コンバータは、モノリスと、モノリスの外側を覆う金属性シェルと、それらの間のモノリス保持材とから構成され、モノリス保持材は、厚さ方向に圧縮されたアルミナ繊維マット中に熱分解によって消失する有機バインダーが含有されて成る耐熱性マットであって、少なくとも片面に液体潤滑剤による塗布面を形成して成る。
【０００８】
この排気ガス浄化用触媒コンバータによると、モノリスの固定の安定化によりモノリス外周からの排気ガスの漏洩が一層確実に防止される。このモノリス保持材は、潤滑表面の作用によって装着がスムーズに行なわれるため、表面付近の繊維の破損が防止され、また、隙間のない均一装着が可能である。
【特許文献１】特開平９−９４６号公報
【特許文献２】特開２００２−１７３８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献に開示されたモノリス保持材としてのアルミナ繊維マット（有機バインダーを均一に含有）は、モノリスを巻き付けて金属性シェルに挿入する場合には隙間が大きいほうが処理しやすいが、隙間が大きいと脱落しやすくなる。すなわち、高温の排気ガスを用いて有機バインダーを熱分解させて厚さ復元性を示して、その隙間をなくするようにマットの厚みが増して脱落しないように保持されるが、マットへの排気ガスの流通が良好でないと（すなわち、マットの端面にのみ排気ガスが当たって熱が伝達されるが、マットの内部はモノリスを介して熱が伝達されていると）、有機バインダーが熱分解しないので、マットの厚みが増すことがなく、保持力が発生する前にモノリスが金属製シェルから抜け落ちてしまう。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、熱により厚み復元性を発現するマットを用いて触媒担持体を保持する触媒コンバータであって、確実に触媒担持体が脱落しないように保持することができる触媒コンバータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る触媒コンバータは、円筒形状に形成され、排気ガス浄化用触媒が担持された担持体と、担持体を収容し、その両端部が排気ガス経路に接続された、円筒形状の径よりも大きな径の部分を有する筐体と、担持体に巻き付けられ、担持体を筐体に保持する保持材とを含む。担持体は、保持材が接する側面に開孔された、排気ガスの流れ方向と異なる方向に設けられた穴を有する。保持材は、加熱することにより担持体の径方向の厚さが増大する。
【００１２】
第１の発明によると、担持体には、保持材が接する側面に穴が設けられる。触媒コンバータに排気ガスが流れると、この穴を通って保持材に排気ガスの熱が伝わる。この熱により過熱された保持材は、担持体の径方向の厚さが増大する。たとえば、保持材は有機バインダーを含むアルミナ繊維マットであって、高温の排気ガスが直接マットに当たり有機バインダーが焼失して、速やかに担持体の径方向の厚みが復元する。径方向の厚みが復元すると担持体と筐体との径方向の隙間が充填されて、担持体が筐体（たとえば、金属性シェル）に確実に保持される。その結果、熱により厚み復元性を発現するマットを用いて触媒担持体を保持する触媒コンバータであって、確実に触媒担持体が脱落しないように保持することができる。
【００１３】
第２の発明に係る触媒コンバータにおいては、第１の発明の構成に加えて、担持体は、保持材が接する側面に開孔された、排気ガスの流れ方向と略垂直な方向に設けられた穴を有する。
【００１４】
第２の発明によると、高温の排気ガスが、担持体の側面に開孔された穴を通じて、担持体に巻き付けられた保持材に直接当たるので、速やかに保持材が加熱されて、保持材の径方向の厚みが復元する。これにより、担持体と筐体との径方向の隙間が充填されて、担持体が筐体に確実に保持される。
【００１５】
第３の発明に係る触媒コンバータにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、穴の密度は、排気ガスの上流側の方が多いものである。
【００１６】
第３の発明によると、より高温である上流側の排気ガスをより多く、担持体に巻き付けられた保持材に直接当てることができるので、より速やかに保持材を加熱することができる。
【００１７】
第４の発明に係る触媒コンバータにおいては、第１または２の発明の構成に加えて、穴の深さは、排気ガスの上流側の方が深いものである。
【００１８】
第４の発明によると、担持体はたとえば多孔質セラミックスから構成されるが、あまりにも多数の穴を設けることは強度的に困難な場合がある。このような場合には、穴の数を制限して、上流側の穴の深さを深くしておく。これにより、より高温である上流側の排気ガスをより多く、担持体に巻き付けられた保持材に直接当てることができる。これにより、担持体の強度を維持しつつ、より速やかに保持材を加熱することができる。
【００１９】
第５の発明に係る触媒コンバータにおいては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、保持材は、加熱されることにより、熱分解して厚み復元性を発現するバインダーを含む。
【００２０】
第５の発明によると、保持材はバインダーを含むアルミナ繊維マットであって、高温の排気ガスが直接マットに当たり有機バインダーが焼失して、速やかに担持体の径方向の厚みが復元する。径方向の厚みが復元すると担持体と筐体との径方向の隙間が充填されて、担持体が筐体（たとえば、金属性シェル）に確実にかつ速やかに保持される。
【００２１】
第６の発明に係る触媒コンバータにおいては、第５の発明の構成に加えて、厚み復元性が発現されることにより、担持体と筐体との径方向の隙間が充填されるものである。
【００２２】
第６の発明によると、保持材はバインダーを含むアルミナ繊維マットであって、高温の排気ガスが直接マットに当たり有機バインダーが焼失して、速やかに担持体の径方向の厚みが復元して、担持体と筐体との径方向の隙間が充填される、このため、担持体が筐体（たとえば、金属性シェル）に確実にかつ速やかに保持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における触媒コンバータを、ディーゼルエンジンシステムに適用した実施の形態について説明する。まず、この触媒コンバータが適用されるディーゼルエンジンシステムについて説明する。なお、このディーゼルエンジンシステムは、ディーゼルエンジンのクリーン排気を実現するために、高圧コモンレール式燃料噴射装置、大容量電子制御ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラ、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx Reduction）触媒を組合せ、ＰＭ（Particulate Matter）およびＮＯｘを連続かつ同時に低減するシステムである。
【００２５】
図１において、内燃機関（以下、エンジンという）１０００は、燃料供給系１００、燃焼室２００、吸気系３００および排気系４００等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００２６】
燃料供給系１００は、サプライポンプ１１０、コモンレール１２０、燃料噴射弁１３０、遮断弁１４０、調量弁１６０、燃料添加ノズル１７０、機関燃料通路８００および添加燃料通路８１０等を備えて構成される。
【００２７】
サプライポンプ１１０は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした上で、機関燃料通路８００を介してコモンレール１２０に供給する。コモンレール１２０は、サプライポンプ１１０から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３０に分配する。燃料噴射弁１３０は、その内部に電磁ソレノイドを備え、適宜開弁して燃焼室２００内に燃料を噴射供給する。
【００２８】
サプライポンプ１１０は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路８１０を介して燃料添加ノズル（還元剤噴射ノズル）１７０に供給する。添加燃料通路８１０には、サプライポンプ１１０から燃料添加ノズル１７０に向かって遮断弁１４０および調量弁１６０が順次配設されている。遮断弁１４０は、緊急時において添加燃料通路８１０を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６０は、燃料添加ノズル１７０に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料添加ノズル１７０は所定圧以上の燃圧（例えば０．２ＭＰａ）が付与されると開弁し、排気系４００（排気ポート４１０）内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち、調量弁１６０により燃料添加ノズル１７０上流の燃圧が制御されることにより、所望の燃料が適宜のタイミングで燃料添加ノズル１７０より噴射供給（添加）される。
【００２９】
吸気系３００は、各燃焼室２００内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。排気系４００は、上流から下流にかけ、排気ポート４１０、排気マニホールド４２０、触媒上流側通路４３０、触媒下流側通路４４０という各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室２００から排出される排出ガスの通路（排気通路）を形成する。
【００３０】
さらに、このエンジン１０００には、周知の過給機（ターボチャージャ）５００が設けられている。ターボチャージャ５００は、シャフト５１０を介して連結された２つのタービンホイール５２０およびタービンホイール５３０を備える。一方のタービンホイール（吸気側タービンホイール）５３０は、吸気系３００内の吸気に晒され、他方のタービンホイール（排気側タービンホイール）５２０は排気系４００内の排気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５００は、排気側タービンホイール５２０が受ける排気流（排気圧）を利用して吸気側タービンホイール５３０を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行なう。
【００３１】
吸気系３００において、ターボチャージャ５００に設けられたインタークーラ３１０は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１０よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２０は、その開度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、同吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有する。
【００３２】
また、エンジン１０００には、燃焼室２００の上流（吸気系３００）および下流（排気系４００）をバイパスする排気還流通路（ＥＧＲ通路）６００が形成されている。このＥＧＲ通路６００は、排気の一部を適宜吸気系３００に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６００には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１０と、ＥＧＲ通路６００を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２０とが設けられている。
【００３３】
排気系４００において、排気側タービンホイール５２０の下流（触媒上流側通路４３０と触媒下流側通路４４０との間）には、触媒コンバータ４６０が備えられている。この触媒コンバータ４６０は、たとえば、ＮＳＲ（NOx Storage Reduction）触媒とＤＰＮＲ触媒とから構成される触媒であったり、いずれか一方の触媒から構成される触媒であったり、その他の種類の触媒であったりする。いずれにしても、後述する金属性シェルの内面形状に合致する円筒形状の外形を有する触媒である。
【００３４】
ところで、ＮＳＲ触媒は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であって、たとえばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体とし、この担体上に例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されることによって構成される。
【００３５】
このＮＳＲ触媒は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低く、かつ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ2やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ2となる。ちなみにＨＣやＣＯは、ＮＯ2やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ2ＯやＣＯ2となる。すなわち、ＮＳＲ触媒に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分を適宜調整すれば、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化することができることになる。
【００３６】
また、ＤＰＮＲ触媒は、多孔質セラミック構造体に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を組合わせて構成される。エンジン１００からの排出ガスがセラミックスの隙間を通る間に触媒で酸化や還元することで、無害なガスへと化学変化させて排出する。
【００３７】
ＰＭは、リーン燃焼時（酸素の多い希薄燃焼時に多孔質構造の触媒により、一時的に捕集されると同時に、ＮＯｘを吸蔵する際に生成される活性酸素と排出ガス中の酸素により酸化浄化される。ＮＯｘは、リーン燃焼時に触媒にいったん吸蔵され、その後、瞬間的なリッチ燃焼（酸素の少ない濃空燃比燃焼）により還元浄化される。さらに、ＰＭは、リッチ燃焼時に吸蔵ＮＯｘが還元される際に生成する活性酸素により酸化浄化される。
【００３８】
エンジン１０００の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１０００の運転状態に関する信号を出力する。
【００３９】
たとえば、レール圧センサ７００は、コモンレール１２０内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ７１０は、添加燃料通路８１０内を流通する燃料のうち、調量弁１６０へ導入される燃料の圧力（燃圧）Ｐｇに応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２０は、吸気系３００内のスロットル弁３２０下流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３０は、排気系４００の触媒コンバータ４６０の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ７４０は、同じく排気系４００の触媒コンバータ４６０の下流において排気の温度（排気温度）Ｔｅｘに応じた検出信号を出力する。
【００４０】
また、アクセル開度センサ７５０はエンジン１０００のアクセルペダルに取り付けられ、同ペダルへの踏み込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７６０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７００〜７６０は、電子制御装置（ＥＣＵ）１１００と電気的に接続されている。
【００４１】
ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭ、タイマーやカウンタ等を備え、これらと、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器を含む外部入力回路および外部出力回路とが双方向性バスにより接続されて構成される。
【００４２】
このように構成されたＥＣＵ１１００は、上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づいてエンジン１０００の燃料噴射等についての基本制御を行なう他、還元剤（還元剤として機能する燃料）添加にかかる添加タイミングや供給量の決定等に関する還元剤（燃料）添加制御等、エンジン１０００の運転状態に関する各種制御を実行する。
【００４３】
次に、ＥＣＵ１１００の実行する燃料添加の基本原理についてその概略を説明する。
【００４４】
一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で燃焼に供される燃料及び空気の混合気の酸素濃度が、ほとんどの運転領域で高濃度状態にある。
【００４５】
燃焼に供される混合気の酸素濃度は、燃焼に供された酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本的には同様に高くなる。一方、上述したように、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出する特性を有するため、排気中の酸素が高濃度状態にある限りＮＯｘを吸収することとなる。ただし、当該触媒のＮＯｘ吸収量に限界量が存在し、同触媒が限界量のＮＯｘを吸収した状態では、排気中のＮＯｘが同触媒に吸収されず触媒コンバータ４６０を素通りすることとなる。
【００４６】
そこで、エンジン１０００のように燃料添加ノズル１７０を備えた内燃機関では、適宜の時期に燃料添加ノズル１７０を通じ排気系４００の触媒コンバータ４６０上流に燃料を添加（以下、排気添加という）することで、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、かつ還元成分量（ＨＣ等）を増大させる。すると触媒コンバータ４６０は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ2もしくはＮＯに還元して放出し、自身のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）するようになる。放出されたＮＯ2やＮＯが、ＨＣやＣＯと反応して速やかにＮ2に還元されることは上述した通りである。
【００４７】
このとき、自身の吸収したＮＯｘを上記態様で放出しつつ還元浄化する触媒コンバータ４６０にとって、触媒コンバータ４６０内に流入する排気中の還元成分量（燃料の濃度）と、酸素濃度（空燃比）とにより還元浄化の効率が決定づけられることとなる。
【００４８】
そこで、エンジン１０００では、排気中の適切な還元成分量および空燃比を安定して得ることができるように、排気系４００への燃料添加（燃料添加制御）を実施する。
【００４９】
図２に、触媒コンバータ４６０の詳細な構造を示す。以下においては、本実施の形態に係る触媒コンバータ４６０は１つの触媒を含むものとして説明するが、２つの触媒を含むものであってもよい。図２に示すように、排出ガスを浄化するための多孔質セラミック構造体から構成される触媒４６０Ａには、マット４６０Ｂを介して、金属製シェル４６０Ｃに保持されている。触媒４６０Ａは円筒形状であって、金属性シェル４６０Ｃは触媒４６０Ａの外径よりも大きな内径の円筒部を有する。さらに、詳しくは後述するように、触媒４６０Ａには排気ガスの流れに略垂直な方向に（触媒４６０Ａの中心から周囲の方向であればよく、すなわち、排気ガスの流れに平行な方向でなければよい）多数の細孔が設けられている。
【００５０】
図３に示すようにマット４６０Ｂは、円筒形状の触媒４６０Ａの周囲に巻かれて金属性シェル４６０Ｃに挿入される。このマット４６０Ｂは、アルミナ繊維マットである。圧縮されたアルミナ繊維マット中に有機バインダーが均一に含有されており、高温の排気ガスにより有機バインダーが熱分解されて厚さ復元性を発現し、触媒４６０Ａの外周面と金属製シェル４６０Ｃの内面とに面圧を作用させて触媒４６０Ａを金属性シェル４６０Ｃに保持させる。なお、バインダーは、有機バインダーに限定されるものではない。
【００５１】
図４に示すように、マット４６０Ｂは、その内部にアルミナ繊維４６０Ｅを含み、その周囲をポリプロピレン等の不織布４６０Ｄで覆われるようにして構成される。マット４６０Ｂの中のアルミナ繊維４６０Ｅには、有機バインダーが均一に含有されて構成される。そして、常温下においては、有機バインダーの結合力により、マット４６０Ｂの厚さの復元が抑制されている。有機バインダーは、常温下においてマット４６０Ｂの圧縮厚さを維持でき、かつ、加熱されて熱分解した際、厚さを復元させる特性を有する。このような特性を有するものであれば特に制限なく使用できるが、目的とする触媒の使用温度において容易に熱分解されて焼失する有機バインダーが好ましい。
【００５２】
図５に触媒４６０Ａの斜視図を示す。図５に示すように、この触媒４６０Ａには、排気ガスの流れ（紙面の上から下の方向）とは異なる方向であって、円柱状の触媒４６０Ａの側面に、その中心から外側に向かって多数の細孔が設けられている。この細孔を通って排気ガスが直接的にマット４６０Ｂに当たってアルミナ繊維４６０Ｅの中の有機バインダーに熱を伝達する。これにより、アルミナ繊維４６０Ｅの中に均一に含有される有機バインダーが速やかに熱分解して、マット４６０Ｂの厚さが速やかに復元する。その結果、マット４６０Ｂの厚みが、触媒４６０Ａと金属性シェル４６０Ｃとの間の隙間を充填して触媒４６０Ａを確実に保持することができる。
【００５３】
また、図５に示すように、細孔のピッチが狭い（多くの細孔が開いている）部分（排気ガスの流れの上流側である領域Ａ）と、細孔のピッチが広い（少ない細孔が開いている）部分（排気ガスの流れの下流側である領域Ｂ）とがある。すなわち、触媒４６０Ａの側面に設けられる細孔は、排気ガスの上流側ほど密度が高く、排気ガスの下流側ほど密度が低くなるように、設けられる。このようにすると、上流側により多くの細孔を設けることになり、より高熱の排気ガスがより速やかにマット４６０Ｂに当たって、有機バインダーの熱分解を促進させることができ、マット４６０Ｂの保持力を向上させることができる。
【００５４】
以上のようにして、本実施の形態に係る触媒コンバータは、円柱形状の外形を有する触媒の外周に有機バインダーを均一に含むアルミナ繊維から構成されるマットが巻き付けられて、金属性シェルに挿入される。この触媒の側面は多くの細孔が設けられる。この細孔を通ってマットに直接排気ガスが当たるので、速やかにマットの中の有機バインダーが熱分解して、厚さ復元性が発現されたマットにより、触媒が金属性シェルに十分に保持されて、脱落することはない。
【００５５】
さらに、排気ガスが高温である上流側により多くの細孔を設けることにより、より高温の排気ガスをマットに直接当てることができるので、より早くにマットの中の有機バインダーが熱分解して、厚さ復元性が発現されたマットにより、触媒が金属性シェルに十分に保持されて、脱落することはない。
【００５６】
＜変形例＞
以下、本実施の形態に係る触媒コンバータの変形例について説明する。本変形例は、触媒４６０Ａに設けられる細孔の形状が異なる。
【００５７】
図６に触媒４６０Ｆの斜視図を示す。図６に示すように、排気ガスの流れの上流側ほど、細孔の深さが深く、排気ガスの流れの下流側ほど細孔の深さが浅くなるように、設けられる。すなわち、上流側により深い細孔を設け、下流側により浅い細孔を設ける。このようにすると、触媒４６０Ｆの強度上の観点から多くの細孔を開けることを避けたい場合であっても、高熱の排気ガスをより速やかにマット４６０Ｂに当てることができ、有機バインダーの熱分解を促進させることができ、マット４６０Ｂの保持力を向上させることができる。
【００５８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態にかかるディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】図１の触媒の断面図である。
【図３】図２のマットの展開図である。
【図４】図３の４−４断面図である。
【図５】触媒の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例に係る触媒の斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  燃料供給系、１１０  サプライポンプ、１２０  コモンレール、１３０  燃料噴射弁、１４０  遮断弁、１６０  調量弁、１７０  燃料添加ノズル、２００  燃焼室、３００  吸気系、３１０  インタークーラ、３２０  スロットル弁、４００  排気系、４１０  排気ポート、４２０  排気マニホールド、４３０  触媒上流側通路、４４０  触媒下流側通路、４６０  触媒コンバータ、４６０Ａ  触媒、４６０Ｂ  マット、４６０Ｃ  金属性シェル、４９０  差圧トランスデューサ、５００  ターボチャージャ、５１０  シャフト、５２０  排気側タービンホイール、５３０  吸気側タービンホイール、６００  ＥＧＲ通路、６１０  ＥＧＲ弁、６２０  ＥＧＲクーラ、７００  レール圧センサ、７１０  燃圧センサ、７２０  エアフロメータ、７３０  空燃比センサ、７４０  排気温センサ、７５０  アクセル開度センサ、７６０  クランク角センサ、８００  機関燃料通路、８１０  添加燃料通路、１０００  エンジン、１１００ ＥＣＵ。
【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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