(57)【要約】【課題】触媒を担持する触媒担体と、これを収装するケーシングと、ケーシングの入口部に接続される排気の流入管と、を備える排気浄化用の触媒コンバータにおいて、簡単な構成により、触媒担体の前端部の耐エロージョン性を高められるようにする。【解決手段】触媒担体１０の前端面に対して排気の流入管２３をセル１１の開口形状の対角線方向から排気が流入するように配置する。【選択図】図１
2007309260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒を担持する触媒担体と、これを収装するケーシングと、ケーシングの入口部に接続される排気流入管と、を備える排気浄化用の触媒コンバータにおいて、前記触媒担体の前端面に対して前記排気流入管を前記触媒担体に形成されるセルの開口形状の対角線方向から排気が流入するように配置したことを特徴とする触媒コンバータ。
【請求項２】
前記触媒担体と前記ケーシングとの間に前記排気流入管から前記触媒担体の前端面に対して前記セルの開口形状の対角線方向へ排気が流入するような位置関係に前記触媒担体を固定する位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の触媒コンバータ。
【請求項３】
前記触媒担体の位置決め手段として、前記触媒担体の外周に形成される凸部または凹部と、これと係合して前記ケーシングに対する前記触媒担体の周方向への変位を規制する凹部または凸部と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の触媒コンバータ。
【請求項４】
前記触媒担体の位置決め手段として、前記触媒担体の断面形状および前記ケーシングの断面形状を方向性をもつ形状に設定したことを特徴とする請求項２に記載の触媒コンバータ。
【請求項５】
前記セルの開口形状は、縦横の隔壁に囲われる正方形状に設定したことを特徴とする請求項１に記載の触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気浄化用の触媒コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気系に配置される触媒コンバータにおいては、浄化性能を高めるべく、種々の工夫が提案されている。
【０００３】
特許文献１，特許文献２においては、触媒担体の前端面（上流側端面）に排気が均一に当たり、触媒担体の全体を一様の流速分布で均一に流れるよう、触媒担体の前端面に対して排気の流入管の軸線を傾斜させるものが開示される。特許文献３，特許文献４においては、触媒担体の熱容量を低減するため、ハニカム構造の隔壁を薄肉化するものが開示される。
【０００４】
特許文献３，特許文献４の場合、隔壁の薄肉化により、触媒担体の熱負荷が低減され、エンジン始動後の早期に触媒が活性化するため、浄化性能の向上が得られるばかりでなく、触媒担体の圧力損失が低減され、エンジンの低燃費化や高出力化の促進も可能となる。しかし、隔壁の薄肉化により、触媒担体の前端面（上流側端面）に排気の流れがぶつかり、その浸蝕（エロージョン）作用により、前端部の隔壁が破損しやすくなってしまう。
【０００５】
これを防止するため、特許文献３においては、触媒担体の単位体積あたりの気孔率が前端面側から後端面側へ漸増する構造に設定される。特許文献４においては、ケーシングの入口部（コーン）に制御板を配置することにより、触媒担体への排気を拡散させるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−３３２６０７号
【特許文献２】特開平１０−０５４２２９号
【特許文献３】特開２００４−０００９０７号
【特許文献４】特開２００３−０３５１３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３の場合、触媒担体の前端面側の気孔率が低くなり、前端部の隔壁の強度は確保されるものの、熱容量がその分だけ増加してしまう。そのため、触媒の活性化が遅れ、浄化性能の低下を招く。特許文献４の場合、制御板により、熱容量を増加するため、特許文献３の場合と同じく、触媒の活性化が遅れ、浄化性能の低下を招く。
【０００７】
この発明は、このような従来技術を踏まえつつ、触媒担体のハニカム構造、とくにセルの断面形状に着目してなされたものであり、触媒担体の前端面に対してセルの開口形状との関係から排気の流入方向を工夫することにより、触媒担体の耐エロージョン性を高めようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、触媒を担持する触媒担体と、これを収装するケーシングと、ケーシングの入口部に接続される排気流入管と、を備える排気浄化用の触媒コンバータにおいて、前記触媒担体の前端面に対して前記排気流入管を前記触媒担体に形成されるセルの開口形状の対角線方向から排気が流入するように配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、排気の流入管から触媒担体の前端面（上流側端面）に対してセルの開口形状の対角線方向に排気が流入するようになり、セルの開口形状を構成する複数の隔壁の何れに対しても、排気の流れが所定角度をもって当たり、垂直にぶつかることがなく、排気の風圧が分散される。このため、排気の浸蝕（エロージョン）作用が低減され、前端部の隔壁が破損するのを有効に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図に基づいて、この発明の実施形態を説明する。図１，図２において、１０は触媒担体であり、２０は触媒担体を収装するケーシングである。
【００１１】
触媒担体１０は、外観が円柱状に形成され、その外周壁の内側が触媒を担持するハニカム構造になっている。ハニカム構造のセル１１（流路）は、縦横の隔壁１２により、触媒担体１０の軸と直交する断面が正方形状に設定される。
【００１２】
ケーシング２０は、触媒担体１０の外周を包囲する胴部２１と、胴部２１の上流側に形成される入口部２２と、胴部２１の下流側に形成される出口部（図示せず）と、からなり、入口部２２に排気管の上流側（排気の流入管２３）、出口部に排気管の下流側、がそれぞれ接続される。
【００１３】
排気の流入管２３は、触媒担体１０の前端面に対して各セル１１の開口形状の対角線方向から排気が流入するように配置される。各セル１１の開口形状は、縦横の隔壁１２で囲われる正方形状のため、縦横の隔壁１２に対して４５度の角度方向から排気が流入するようになっている（図３、参照）。
【００１４】
触媒担体１０は外観が円柱状のため、ケーシング２０との間において、触媒担体１０を既述の位置関係に固定する手段１５が備えられる。図２においては、触媒担体１０の外周壁に軸方向へ延びる凸部１３が成形され、これと係合して触媒担体１０の円周方向への変位を規制する凹部２４がケーシング２０の胴部２１を外側へ突出させるように成形される。
【００１５】
このような構成により、排気の流入管２３から触媒担体１０の前端面（上流側端面）に対して各セル１１の開口形状の対角線方向に排気が流入するようになり、各セル１１の開口形状を構成する複数の隔壁１２の何れに対しても、排気の流れが４５度の角度をもって当たり、垂直にぶつかることがなく、排気の風圧は平面（前端面）上の２方向へ均等に分散される。このため、排気の浸蝕（エロージョン）作用が低減され、触媒担体１０の前端部の隔壁１２が破損するのを有効に防止できる。
【００１６】
その結果、熱容量の増加を殆ど招くことなく、触媒担体１０の隔壁１２の薄肉化を効率よく促進しえるのである。また、触媒担体１０の前端面に対して排気の流入管２３を各セル１１の開口形状の対角線方向から排気が流入するように配置する、という簡単な基本構成により、触媒担体１０の耐エロージョン性を廉価に高めることができる。
【００１７】
触媒担体１０をケーシング２０に固定する手段１５については、触媒担体１０の外周壁側に凹部、ケーシング２０の胴部２１側に凸部、を成形することも想定される。また、触媒担体１０の外周壁側の凸部１３（または凹部）については、触媒担体１０の押し出し成型により一体形成することが望ましい。
【００１８】
図４は、別の実施形態を説明するものであり、触媒担体３０は軸に直交する断面の輪郭が方向性をもつ形状に設定される。図示の場合、四角形断面に形成され、前端面および後端面を除く４つの側面を構成する外側壁の内側が触媒を担持するハニカム構造になっている。ハニカム構造のセル３１（流路）は、縦横の隔壁１２により、触媒担体３０の軸と直交する断面が正方形状に設定される。
【００１９】
ケーシング４０は、触媒担体１０の４つの側面を包囲する胴部４１と、胴部４１の上流側に形成される入口部４２と、胴部４１の下流側に形成される出口部（図示せず）と、からなり、入口部４２に排気管の上流側（排気の流入管４３）、出口部に排気管の下流側、がそれぞれ接続される。
【００２０】
排気の流入管４３は、触媒担体３０の前端面に対して（触媒担体１０の軸線方向から見た時に）各セル３１の開口形状の対角線方向から排気が流入するように配置される。各セル３１の開口形状は、縦横の隔壁３２で囲われる正方形状のため、縦横の隔壁４２に対して４５度の角度方向から排気が流入するようになっている（図３、参照）。
【００２１】
このような構成により、排気の流入管４３から触媒担体３０の前端面（上流側端面）に対して各セル３１の開口形状の対角線方向に排気が流入するようになり、各セル３１の開口形状を構成する複数の隔壁３２の何れに対しても、排気の流れが４５度の角度をもって当たり、垂直にぶつかることがなく、排気の風圧は平面（前端面）上の２方向へ均等に分散されるため、排気の浸蝕（エロージョン）作用が低減され、触媒担体３０の前端部の隔壁３２が破損するのを有効に防止できる。
【００２２】
触媒担体３０は、軸に直交する断面の輪郭が方向性をもつ形状に設定されるので、ケーシング４０との間において、触媒担体３０の４つの側面を包囲する胴部４１により、触媒担体３０の軸回りの角度的な変位を規制される。このため、触媒担体３０は、排気の流入管４３に対して各セル４１の開口形状の対角線方向から排気が流入する位置関係に固定され、図２のように凸部１３および凹部２４を特別に設ける必要がなくなるのである。
【００２３】
触媒担体３０の軸に直交する断面の輪郭が方向性をもつ形状としては、四角形のほか、楕円や四角形以上の多角形も想定される。図１または図４において、ハニカム構造の各セル１１，３１（流路）は、縦横の隔壁１２，３２により、触媒担体１０，３０の軸と直交する断面が正方形状に設定されるが、正方形のほか、長方形，菱形，台形，平行四辺形、さらに隔壁の数を増やして四角形以上の多角形状、に設定することも想定される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】触媒コンバータの構成を説明する概要図である。
【図２】同じく部分的な斜視図である。
【図３】同じくセルの開口形状と排気の流入との関係を表す説明図である。
【図４】触媒コンバータの構成を説明する概要図である。。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ，３０  触媒担体
１１，３１  セル
１２，３２  隔壁
１３  位置決め用の凸部
２０，４０  ケーシング
２１，４１  胴部
２２，４２  入口部
２３，４３  排気の流入管
２４  位置決め用の凹部
【図１】
2007309260.tif 000003
【図２】
2007309260.tif 000004
【図３】
2007309260.tif 000005
【図４】
2007309260.tif 000006