JPH08100643A - 触媒の保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、触媒が直接外気に触れる
のを回避させ、触媒の保温性をよくして排気浄化性能を
向上するとともに、触媒と触媒用ケースとの熱膨張差を
なくし、触媒の破損を防止することにある。 【構成】 このため、この発明は、触媒用ケースに抱持
された触媒を上流側排気管と下流側排気管とからなる排
気管内に配設し、触媒用ケースに保持フランジを設け、
保持フランジを上流側排気管の上流側結合フランジと下
流側排気管の下流側結合フランジ間に介設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、触媒の保持構造に係
り、特に排気浄化性能を向上するとともに、触媒の破損
を防止し得る触媒の保持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のエンジンにおいては、燃焼室から
の有害排気を所定の気体構成、温度条件の下で、触媒物
質の作用によって無害排気に変換するために、排気管途
中に触媒装置を設けている。この触媒装置にあっては、
一般に、排気と反応する触媒物質を金属担体に保持させ
た触媒が触媒用ケース（外筒）によって抱持されてい
る。

【０００３】この触媒の保持構造としては、例えば、図
８、９、１０に夫々示されているものがある。

【０００４】図８において、１０２は排気管、１０４は
触媒である。この触媒１０４は、触媒用ケース１０６に
よって抱持されている。この触媒用ケース１０６の上流
側端部位には、保持フランジ１０８が溶接によって固着
されている。この保持フランジ１０８は、結合部位のシ
ールを果すガスケット１０を介して上流側排気管１０２
−１の上流側結合フランジ１１２に結合用ボルト１１４
によって連結されている。また、触媒用ケース１０６の
下流側端部位には、下流側排気管１０２−２が溶接によ
って連結されている。従って、触媒用ケース１０６によ
って抱持された触媒１０４は、保持フランジ１０８及び
下流側排気管１０２−２によって上流側排気管１０２−
１と下流側排気管１０２−２間に保持される。このと
き、触媒用ケース１０６の外面は、外気に直接触れてい
る。

【０００５】また、図９において、２０２は排気管、２
０４は触媒である。この触媒２０４は、触媒用ケース２
０６によって抱持されている。この触媒用ケース２０６
の上流側端部位には、上流側排気管２０２−１が溶接等
によって直接連結されている。また、触媒用ケース２０
６の下流側端部位には、下流側排気管２０２−２が溶接
等によって直接連結されている。従って、触媒用ケース
２０６によって抱持された触媒２０４は、上流側排気管
２０２−１と下流側排気管２０２−２とに保持される。
このとき、触媒用ケース２０６の外面は、外気に直接触
れている。

【０００６】更に、図１０において、３０２は排気管、
３０４は触媒である。この触媒３０４は、触媒用ケース
３０６の上流側端部位には、上流側ブラケット３０８の
一端側が溶接によって固着されている。また、触媒用ケ
ース３０６の下流側端部位には、下流側ブラケット３１
０の一端側が溶接によって固着されている。そして、触
媒用ケース３０６に抱持された触媒３０４は、排気管３
０２内に配置され、上流側ブラケット３０８の他端側及
び下流側ブラケット３１０の他端側が排気管３０２内に
夫々溶接に固着されることにより、この排気管３０２内
に保持される。

【０００７】また、このような触媒装置としては、例え
ば、実開平４−６９６１９号公報、実開平４−８７３２
３号公報、実開平４−１３２４２５号公報に開示されて
いる。実開平４−６９６１９号公報に記載のものは、外
筒の前後に、筒状部と内側フランジ部とからなる断面Ｌ
字形状の多動規制部材の筒状部を被嵌するとともに、移
動規制部材の筒状部を絞り管の一端開口部の端面および
移動規制部材の筒状部の端面および移動規制部材の筒状
部の端面を、外筒の外周に同時溶接したものである。実
開平４−８７３２３号公報に記載のものは、排気の通路
に一端と他端とが連通して設けられる外ケースと、外ケ
ースの内部にそとケースの内面との間に断熱層を形成し
た収容された内ケースと、内ケースの内部に設けられた
触媒とを具備したものである。実開平４−１３２４２５
号公報に記載のものは、出口側ケースに触媒担体を圧入
し、触媒担体の一端を出口側ケース内に当接させるとと
もに触媒担体の他端を出口側ケースの端部から突出さ
せ、触媒担体の突出した他端に当接して触媒担体を弾圧
するガスケットを出口側ケースと入口側ケースとの間に
介装したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、図
８、９に示す触媒の保持構造にあっては、触媒用ケース
が外気に触れるので、触媒の温度が低下し、排気浄化性
能が低下するという不都合があった。また、図１１、１
２に示す如く、触媒用ケースの温度と触媒の温度との差
が大きく、熱膨張差によって触媒が破損するという不都
合があった。

【０００９】また、図９、１０に示す触媒の保持構造に
あっては、触媒の仕様の違い毎に、排気管を製作する必
要があり、管理上、高価になるという不都合がある。

【００１０】更に、図８、９、１０に示す触媒の保持構
造にあっては、触媒が破損して交換が必要になった時
に、交換部位が大きく、交換コストが高くなるという不
都合があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、金属担体に触媒物質を坦
持させた触媒を設け、この触媒を抱持する触媒用ケース
を設け、この触媒用ケースに抱持された前記触媒を上流
側排気管と下流側排気管とからなる排気管内に配設し、
前記触媒用ケースに保持フランジを設け、この保持フラ
ンジを前記上流側排気管の上流側結合フランジと前記下
流側排気管の下流側結合フランジ間に介設したことを特
徴とする。

【００１２】

【作用】この発明の構成によれば、触媒が直接外気に触
れないので、触媒の保温性がよくなり、よって、排気浄
化性能を向上することができ、また、触媒用ケースが拘
束されることがないとともに保温されることにより、触
媒用ケースが触媒と略同一程度の熱膨張をするので、触
媒と触媒用ケースとの熱膨張差をなくし、触媒の破損を
防止することができ、しかも、触媒が万一破損したとし
ても、交換部位が少ないので、交換コストを低くするこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜５は、この発明の第１実
施例を示すものである。図５において、２はエンジン、
４はエアクリーナ、６は気化器、８は吸気マニホルド、
１０は吸気通路、１２は排気マニホルド、１４は排気通
路である。吸気通路１０は、エンジン２の吸気ポート１
６に連通している。この吸気ポート１６は、吸気弁１８
を介して燃焼室２０に連通している。この燃焼室２０
は、排気弁２２を介して排気通路１４に連通している。

【００１４】この排気通路１４に連結する排気管２４の
途中には、排気の浄化を果す触媒装置２６が設けられて
いる。この触媒装置２６は、上流側排気管２４−１と下
流側排気管２４−２との間に介設される。

【００１５】触媒装置２６は、触媒２８と、この触媒２
８を抱持する触媒用ケース（外筒）３０とを有してい
る。

【００１６】触媒２８は、例えば、耐熱鋼材からなる平
板と波板とを組合せ且つ渦巻状に巻いて形成した金属担
体に触媒物質（図示せず）を坦持させて構成されてい
る。

【００１７】触媒用ケース３０の外周部位には、図１、
２に示す如く、保持フランジ３２の基部位が溶接によっ
て固着される。この保持フランジ３２は、例えば、ステ
ンレススチール系の材質からなる。保持フランジ３２の
外縁部位には、複数の保持フランジ側ボルト孔３４が形
成されている。

【００１８】上流側排気管２４−１には、上流側結合フ
ランジ３６が形成されている。この上流側結合フランジ
３６には、上流側ガスケット収容溝３８と、この上流側
ガスケット収容溝３８よりも外方に上流側フランジボル
ト孔４０とが形成されている。上流側ガスケット収容溝
３８には、上流側ガスケット４２が収容される。

【００１９】下流側排気管２４−２には、下流側結合フ
ランジ４４が形成されている。この下流側結合フランジ
４４には、前記上流側ガスケット収容溝３８に対応する
位置に下流側ガスケット収容溝４６と、この下流側ガス
ケット収容溝４６よりも外方で前記上流側フランジボル
ト孔４０に対応した位置に下流側フランジボルト孔４８
とが形成されている。下流側ガスケット収容溝４６に
は、下流側ガスケット５０が収容される。

【００２０】保持フランジ３２は、上流側結合フランジ
３６と下流側結合フランジ４４間に介設され、触媒用ケ
ース３０に抱持させた触媒２８を排気管２４内に保持す
るものである。従って、触媒２８を配設する部位の排気
管２２は、拡張して形成され、触媒用ケース３０の外径
よりも少許大きい内径に形成されている。

【００２１】保持フランジ３２と上流側結合フランジ３
６と下流側結合フランジ４４とは、保持フランジボルト
孔３４と上流側フランジボルト孔４０と下流側フランジ
ボルト孔４８とに挿通する結合ボルト５２によって共締
めして一体的に結合され、且つ、上流側ガスケット４２
及び下流側ガスケット５０によってシールされる。

【００２２】次に、この第１実施例の作用を説明する。

【００２３】エンジン２の運転時においては、燃焼室２
０からの排気が触媒装置２６によって浄化される。

【００２４】このとき、触媒２８が排気管２４内に配設
されて直接外気と触れないので、触媒２８及び触媒用ケ
ース３０が冷却されにくくなり、これにより、触媒温度
を高く維持し、よって、保温性が良くなり、この結果、
排気浄化効率を向上することができる。

【００２５】また、このように、触媒２８及び触媒用ケ
ース３０が外気に触れず、また、触媒用ケース３０が拘
束されないとともに保温されるので、触媒用ケース３０
が触媒２８と略同一程度の熱膨張をし、よって、図３、
４に示す如く、触媒２８と触媒用ケース３０との温度が
均一になり、よって、触媒２８と触媒用ケース３０との
熱膨張差をなくし、これにより、触媒２８が破損するの
を防止することができる。

【００２６】更に、触媒２８が他の要因によつて万一破
損したとしても、触媒２８のみを交換して他の部品を使
用することができ、これにより、交換部位を少なくし
て、交換コストを低減することができる。

【００２７】更にまた、触媒２８の仕様違い毎に排気管
を製作する必要性をなくし、管理上、廉価とすることが
できる。

【００２８】また、保持フランジ３２と上流側結合フラ
ンジ３６と下流側結合フランジ４４との結合部位に高温
の排気が直接触れないので、上流側、下流側ガスケット
４２、５０部位の温度を低く抑えることができ、これに
より、上流側、下流側ガスケット４２、５０の耐久性を
向上し、もって、シール性を向上することができる。

【００２９】図６は、この発明の第２実施例を示すもの
である。

【００３０】以下の実施例においては、上述の第１実施
例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明す
る。

【００３１】この第２実施例の特徴とするところは、以
下の点にある。即ち、触媒２８の保持フランジ６２は、
触媒用ケース３０の上流側端部位を延設され、且つ、こ
の延設部位を外方に折曲げて触媒用ケース３０と一体に
成形される。この保持フランジ６２は、上流側結合フラ
ンジ３６と下流側結合フランジ４４間に介設されて結合
ボルト（図示せず）によって一体的に共締めされる。

【００３２】この第２実施例の構成によれば、触媒２８
が排気管２４内に配設されて直接外気と触れないので、
触媒２８及び触媒用ケース３０が冷却されにくくなり、
これにより、触媒温度を高く維持し、よって、保温性が
良くなり、この結果、排気浄化効率を向上することがで
きる。

【００３３】また、このように、触媒２８及び触媒用ケ
ース３０が外気に触れず、また、触媒用ケース３０が拘
束されないとともに保温されるので、触媒用ケース３０
が触媒２８と略同一程度の熱膨張をし、よって、触媒２
８と触媒用ケース３０との温度が均一になり、よって、
触媒２８と触媒用ケース３０との熱膨張差をなくし、こ
れにより、触媒２８が破損するのを防止することができ
る。

【００３４】更に、触媒２８が他の要因によつて万一破
損したとしても、触媒２８のみを交換して他の部品を使
用することができ、これにより、交換部位を少なくし
て、交換コストを低減することができる。

【００３５】更にまた、触媒２８の仕様違い毎に排気管
２４を製作する必要性をなくし、管理上、廉価とするこ
とができる。

【００３６】また、保持フランジ６２を触媒用ケース３
０の一部で構成したことにより、別体の保持フランジを
不要とし、部品点数を低減するとともに、重量を低減
し、しかも、廉価とすることができる。

【００３７】図７は、この発明の第３実施例を示すもの
である。

【００３８】この第３実施例の特徴とするところは、以
下の点にある。即ち、構成上は、上述の第１実施例と略
同一であるが触媒用ケース３０の外周部位に固着される
保持フランジ７２は、図７に示す如く、上流側端面３０
ａと下流側端面３０ｂ間の距離であるケース長さを１と
した際に、触媒用ケース３０の上流側端面３０ａから約
１／４だけ下流側端面３０ｂ側に移動させた地点から、
触媒用ケース３０の上流側端面３０ａから約３／４だけ
下流側端面３０ｂに移動させた地点までの結合範囲内
に、つまり、触媒用ケース３０の略中央部位に結合させ
る位置とする。

【００３９】この第３実施例の構成によれば、上述の第
１実施例と同効を得るとともに、保持フランジ７２の結
合範囲をケース長さを１とした際に、触媒用ケース３０
の上流側端面３０ａから約１／４だけ下流側端面３０ｂ
に移動させた地点から、触媒用ケース３０の上流側端面
３０ａから約３／４だけ下流側端面３０ｂに移動させた
地点までに設定したことにより、保持フランジ７１の結
合部位が限定され、高温な排気による結合部位の熱影響
を確実に小とすることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細な説明から明かなようにこの発
明によれば、触媒用ケースに抱持された触媒を上流側排
気管と下流側排気管とからなる排気管内に配設し、触媒
用ケースに保持フランジを設け、保持フランジを上流側
排気管の上流側結合フランジと下流側排気管の下流側結
合フランジ間に介設したことにより、触媒が直接外気に
触れるのを回避させ、排気浄化性能を向上し得る。ま
た、触媒用ケースが拘束されることがないとともに保温
されることにより、触媒用ケースが触媒と略同一程度の
熱膨張をするので、触媒と触媒用ケースとの熱膨張差を
なくし、触媒の破損を防止し得る。

【００４１】更に、触媒が万一破損したとしても、交換
部位が少ないので、交換コストを低くし得る。

【００４２】更にまた、触媒の仕様違い毎に排気管を製
作する必要がなく、管理上、廉価とし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例における触媒装置の断面図である。

【図２】触媒を触媒用ケースで抱持させた状態の斜視図
である。

【図３】触媒及び触媒用ケースの温度状態の説明をする
図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線の温度分布図である。

【図５】エンジンの構成図である。

【図６】第２実施例における触媒装置の断面図である。

【図７】第３実施例における触媒装置の断面図である。

【図８】従来の触媒装置の断面図である。

【図９】従来の触媒装置の断面図である。

【図１０】従来の触媒装置の断面図である。

【図１１】従来における触媒及び触媒用ケースの温度状
態の説明をする図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ線の温度分布図である。

【符号の説明】

２ エンジン ２４ 排気管 ２６ 触媒装置 ２８ 触媒 ３０ 触媒用ケース ３２ 保持フランジ ３６ 上流側結合フランジ ４４ 下流側結合フランジ ５２ 結合ボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属担体に触媒物質を坦持させた触媒を
   設け、この触媒を抱持する触媒用ケースを設け、この触
   媒用ケースに抱持された前記触媒を上流側排気管と下流
   側排気管とからなる排気管内に配設し、前記触媒用ケー
   スに保持フランジを設け、この保持フランジを前記上流
   側排気管の上流側結合フランジと前記下流側排気管の下
   流側結合フランジ間に介設したことを特徴とする触媒の
   保持構造。