JP4652555B2 - Catalytic converter, holding sealing material for catalytic converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒コンバータ、触媒コンバータ用保持シール材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両用、特に自動車の動力源として、ガソリンや軽油を燃料とする内燃機関が百年以上にわたり用いられてきた。しかしながら、排気ガスが健康や環境に害を与えることが問題となり、それ以降は排気ガス中に含まれているCO、NOx、PM等を除去する装置である排気ガス浄化用触媒コンバータが各種提案されるに至っている。通常の排気ガス浄化用触媒コンバータは、触媒担持体と、前記触媒担持体の外周を覆う金属製シェルと、両者間のギャップに配置される保持シール材とを備えている。触媒担持体としてはハニカム状に成形したコージェライト担体が用いられており、それには白金等の触媒が担持されている。
【0003】
上記の触媒コンバータを製造する方法をここで簡単に説明しておく。
まず、セラミックファイバからなるマット材料を打ち抜くことによって、所定形状の保持シール材を作製する。次に、この保持シール材を触媒担持体の外周面に巻き付ける。その際、一般的には、ビニル等からなる有機テープを用いて保持シール材の両方の巻き合わせ端同士を複数箇所にて固定する。次に、金属製シェルをあらかじめ二分割しておき、その中に保持シール材が巻き付けられた触媒担持体を配置して挟み込む。このようなキャニング作業を行う結果、触媒コンバータが完成するようになっている。上記のようなキャニング方式ばかりでなく、保持シール材が巻き付けられた触媒担持体をパイプ状の金属製シェルに圧入する方法(圧入方式)も従来実施されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、触媒コンバータに通じられる排気ガスは、数百℃以上の高温であることに加えて、脈圧を発生させやすい。従って、排気ガスの影響を特に受けやすい保持シール材のガス流入側端が次第に風蝕され、保持シール材が劣化してしまう。その結果、比較的短期間のうちに担持体保持性が低下して触媒担持体のガタつきや破損が起こりやすくなったり、シール部分からのガスリークが起こりやすくなるという問題があった。即ち、従来においては保持シール材に十分な耐久性が付与されていなかった。
【0005】
なお、風蝕の発生を防止して保持シール材の耐久性を改善する方法としては、例えば、セラミックファイバからなるマット材料全体に無機バインダを含浸し、かつこれを焼結させた保持シール材を用いること等が従来提案されている。
【0006】
しかしながら、含浸・焼結を行う上記従来技術では、保持シール材の作製コストが高くなるばかりでなく、保持シール材の可撓性が損なわれるため組み付け作業が困難になるという問題があった。
【0007】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、耐久性に優れた触媒コンバータを提供することにある。
本発明の第2の目的は、安価でかつ可撓性を損なっていないにも関わらず風蝕が起こりにくいため、上記の優れた触媒コンバータの製造に好適な触媒コンバータ用保持シール材を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、触媒担持体と、その触媒担持体の外周を覆う筒状の金属製シェルと、それらのギャップに配置される保持シール材とを備える触媒コンバータにおいて、前記保持シール材はセラミックファイバを含んでなるマット状物であり、前記保持シール材における少なくともガス流入側端に保持シール材と同一材料からなる他の部位よりも肉厚な部位を設け、当該保持シール材を触媒担持体と金属製シェルとのギャップに配置することにより、前記肉厚な部位は圧縮されて他の部位よりも相対的に充填密度の高い部位となることを特徴とする触媒コンバータをその要旨とする。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記保持シール材における両方の巻き合わせ端に、互いに係合可能な凸状合わせ部と凹状合わせ部とを設けるとともに、前記両巻き合わせ端におけるガス流入側領域及び前記凸状合わせ部のガス流入側縁にも前記高充填密度部位を設けるとした。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2において、前記保持シール材における低充填密度部位の充填密度は0.20g/cm3〜0.35g/cm3であり、前記保持シール材における高充填密度部位の充填密度は0.35g/cm3〜0.50g/cm3であるとした。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記保持シール材における高充填密度部位の幅は、前記触媒担持体の軸線方向に沿った長さの1/20倍〜1/5倍であるとした。
【0013】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記保持シール材における高充填密度部位の幅は、5mm〜30mmであるとした。
請求項6に記載の発明では、触媒担持体と、その触媒担持体の外周を覆う筒状の金属製シェルとのギャップに配置される保持シール材であって、セラミックファイバを含んでなるマット状物に形成されており、少なくともガス流入側端に保持シール材と同一材料からなる他の部位よりも肉厚な部位を設け、触媒担持体と金属製シェルとのギャップに配置することにより、前記肉厚な部位は圧縮されて他の部位よりも相対的に充填密度の高い部位となることを特徴とする触媒コンバータ用保持シール材をその要旨とする。
【0015】
請求項7に記載の発明は、請求項6において、前記肉厚な部位は、主保持シール材上にそれよりも幅狭の副保持シール材を取り付けることによって形成されたものであるとした。
【0016】
請求項8に記載の発明は、請求項6において、前記肉厚な部位は、保持シール材の端縁を折り重ねることによって形成されたものであるとした。
以下、本発明の「作用」について説明する。
【0017】
請求項1に記載の発明によると、特に風蝕の起こりやすいガス流入側端の箇所に相対的に充填密度の高い部位を設けたことにより、当該部分における風蝕の進行を遅延させることができる。従って、担持体保持性及びギャップ部分のシール性が長期にわたって維持され、耐久性に優れた触媒コンバータとすることができる。
【0019】
請求項2に記載の発明によると、両巻き合わせ端におけるガス流入側領域及び凸状合わせ部のガス流入側縁についても、風蝕の進行を遅延させることができる。従って、よりいっそう耐久性に優れたものとすることができる。
【0020】
請求項3に記載の発明によると、低充填密度部位の充填密度及び高充填密度部位の充填密度をそれぞれ好適範囲にて設定しているため、好適な組み付け性を維持しつつ十分な耐久性の向上を達成することができる。
【0021】
低充填密度部位の充填密度が0.20g/cm3未満であると、たとえ高充填密度部位を設けたとしても、十分な担持体保持性及びギャップ部分のシール性が全体として得られなくなるおそれがある。低充填密度部位の充填密度が0.35g/cm3を超える場合や、高充填密度部位の充填密度が0.35g/cm3未満の場合には、両部位の密度差が付きにくくなる。また、高充填密度部位の充填密度が0.50g/cm3を超えると、組み付けが困難になる可能性があり、仮に組み付けることができたとしても触媒担持体の破壊につながるおそれがある。
【0022】
請求項4に記載の発明によると、前記幅と前記長さとの比を好適範囲にて設定しているため、好適な組み付け性を維持しつつ十分な耐久性の向上を達成することができる。
【0023】
前記幅が前記長さの1/20倍未満であると、風蝕の進行を遅延させるのに必要な長さが確保されず、耐久性を十分に向上できなくなるおそれがある。逆に、前記幅が前記長さの1/5倍を超えると、組み付けが困難になる可能性がある。
【0024】
請求項5に記載の発明によると、高充填密度部位の幅を好適範囲にて設定したことにより、好適な組み付け性を維持しつつ十分な耐久性の向上を達成することができる。
【0025】
前記幅が5mm未満であると、風蝕の進行を遅延させるのに必要な長さが確保されず、耐久性を十分に向上できなくなるおそれがある。逆に、前記幅が30mmを超えると、組み付けが困難になる可能性がある。
【0026】
請求項6に記載の発明によると、特に風蝕の起こりやすいガス流入側端の箇所に他の部位よりも肉厚な部位を設けたため、組み付けを行った後においては、ギャップ内にて当該箇所が厚さ方向に圧縮され、高充填密度部位となる。従って、その高充填密度部位の存在により風蝕が起こりにくくなる結果、耐久性に優れた保持シール材とすることができる。また、本発明の保持シール材は、マット材料全体に無機バインダを含浸しかつこれを焼結させてなる従来の保持シール材とは異なり、作製コストが安くて済むという利点がある。しかも、この保持シール材は可撓性を備えているため、組み付け性に優れるという利点もある。
【0028】
請求項7に記載の発明によると、後に高充填密度部位となるべき肉厚な部位を比較的簡単に形成することができるとともに、肉厚な部位を任意の形状とすることができる。
【0029】
請求項8に記載の発明によると、主保持シール材上に別体の副保持シール材を取り付けることなく、1種の保持シール材のみを用いて肉厚な部位を形成することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
以下、本発明を具体化した一実施形態の自動車排気ガス浄化装置用触媒コンバータを図1,図2に基づき詳細に説明する。
【0031】
図2に示される本実施形態の触媒コンバータ1は、自動車の車体において、エンジンの排気管の途中に設けられる。エンジンから触媒コンバータ1までの距離は比較的短いため、触媒コンバータ1には約700℃〜900℃の高温の排気ガスが供給されるようになっている。エンジンがリーンバーンエンジンである場合には、触媒コンバータ1には約900℃〜1000℃という、さらに高温の排気ガスが供給されるようになっている。
【0032】
図2に示されるように、本実施形態の触媒コンバータ1は、基本的に、触媒担持体2と、触媒担持体2の外周を覆う金属製シェル3と、両者2,3間のギャップに配置される保持シール材4とによって構成されている。なお、同図においては、左端側がガス流入側端E1、右端側がガス流出側端E2となっている。
【0033】
前記触媒担持体2は、コージェライト等に代表されるセラミック材料を用いて作製されている。この触媒担持体2は断面円形状をした柱状部材となっている。また、触媒担持体2は、軸線方向に沿って延びる多数のセル5を有するハニカム構造体であることが好ましい。セル壁には排気ガス成分を浄化しうる白金やロジウム等の貴金属系触媒が担持されている。なお、触媒担持体2として、上記のコージェライト担体のほかにも、例えば炭化珪素、窒化珪素等のハニカム多孔質焼結体等を用いてもよい。
【0034】
前記金属製シェル3としては、例えば組み付けに際して圧入方式を採用する場合には、断面O字状(パイプ状)の金属製円筒部材が用いられる。なお、円筒部材を形成するための金属材料としては、耐熱性や耐衝撃性に優れた金属(例えばステンレス等のような鋼材等)が選択されることがよい。圧入方式に代えていわゆるキャニング方式を採用する場合には、前記断面O字状の金属製円筒部材を軸線方向に沿って複数片に分割したもの(即ちクラムシェル)が用いられる。
【0035】
そのほか、組み付けに際して巻き締め方式を採用する場合には、例えば断面C字状ないしU字状の金属製円筒部材、言い換えるといわば軸線方向に沿って延びるスリット(開口部)を1箇所にのみ有する金属製円筒部材が用いられる。この場合、触媒担持体2の組み付けに際し、触媒担持体2に保持シール材4を固定したものを金属製シェル3内に収め、その状態で金属製シェル3を巻き締めた後に開口端が接合(溶接、接着、ボルト締め等)される。溶接、接着、ボルト締め等といった接合作業は、キャニング方式を採用したときにも同様に行われる。
【0036】
本実施形態の保持シール材4は、耐熱性無機繊維のマット状物を主材料として形成されたものである。好適な耐熱性無機繊維としては、例えばアルミナ−シリカ系セラミックファイバ等がある。この他、例えば結晶質アルミナファイバ、シリカファイバ、ロックウール、ガラスファイバ、カーボンファイバ等を用いてもよい。
【0037】
図1(b)に示されるように、本実施形態の保持シール材4は長尺状のマット状物である。保持シール材4の一方の巻き合わせ端4aには凸状合わせ部7が形成され、他方の巻き合わせ端4bには凹状合わせ部8が形成されている。図1(a),図2に示されるように、保持シール材4は触媒担持体2の外周面2aに巻き付けられるとともに、この状態で両巻き合わせ端4a,4bが有機テープ9を用いて固定される。巻き付け時において凸状合わせ部7及び凹状合わせ部8は互いに係合するようになっている。
【0038】
図1(b)に示されるように、本実施形態の保持シール材4の片側面においてその一端縁には、他の部位よりも肉厚な部位11が設けられている。前記肉厚な部位11は、保持シール材4を組み付けた後に圧縮されて高充填密度部位P1となる部分である。
【0039】
具体的にいうと、前記肉厚な部位11は、主保持シール材12上に副保持シール材13を取り付けることによって形成されている。なお、この副保持シール材13は、主保持シール材12よりもいくぶん幅狭に形成されている。
【0040】
保持シール材4における高充填密度部位P1の幅W1は、触媒担持体2の軸線方向に沿った長さL1の1/20倍〜1/5倍であることがよく、さらには1/15倍〜1/7倍であることがよりよい。前記幅W1が前記長さL1の1/20倍未満であると、風蝕の進行を遅延させるのに必要な長さが確保されず、耐久性を十分に向上できなくなるおそれがある。逆に、前記幅W1が前記長さL1の1/5倍を超えると、組み付けが困難になる可能性がある。
【0041】
保持シール材4における高充填密度部位P1の幅W1は、5mm〜30mmであることがよく、さらには10mm〜20mmであることがよりよい。前記幅W1が5mm未満であると、風蝕の進行を遅延させるのに必要な長さが確保されず、耐久性を十分に向上できなくなるおそれがある。逆に、前記幅W1が30mmを超えると、組み付けが困難になる可能性がある。
【0042】
組み付け前の保持シール材4における肉厚な部位11の厚さは、肉厚でない部位の厚さの1.1倍〜3.0倍であることがよく、さらには1.5倍〜2.5倍であることがよりよい。前記厚さが1.1倍未満であると、組み付け後において高充填密度部位P1と低充填密度部位P2との密度差が付きにくくなる。逆に、前記厚さが4.0倍を超えると、組み付けが困難になる可能性がある。
【0043】
なお、組み付け前における保持シール材4自体の厚さ(肉厚でない部位の厚さ)は、触媒担持体2と金属製シェル3とがなすギャップの1.1倍〜4.0倍程度、さらには1.5倍〜3.0倍程度に設定されることが望ましい。前記厚さが1.1倍未満であると、好適な担持体保持性及びギャップ部分のシール性が全体として得られなくなるおそれがある。また、前記厚さが4.0倍を超えると、組み付け性の向上を達成できなくなるおそれがある。
【0044】
保持シール材4を組み付けた状態において、低充填密度部位P2の充填密度は0.20g/cm3〜0.35g/cm3になることがよく、高充填密度部位P1の充填密度は0.35g/cm3〜0.50g/cm3になることがよい。
【0045】
低充填密度部位P2の充填密度が0.20g/cm3未満であると、たとえ高充填密度部位P1を設けたとしても、十分な担持体保持性及びギャップ部分のシール性が全体として得られなくなるおそれがある。低充填密度部位P2の充填密度が0.35g/cm3を超える場合や、高充填密度部位P1の充填密度が0.35g/cm3未満の場合には、両部位の密度差が付きにくくなる。また、高充填密度部位P1の充填密度が0.50g/cm3を超えると、組み付けが困難になる可能性がある。また、仮に組み付けることができたとしても、触媒担持体2の破壊につながるおそれがある。
【0046】
次に、触媒コンバータ1を製造する手順を説明する。
まず、保持シール材4の材料となる所定厚さのマット状物を従来公知の手法により作製する。次いで、このマット状物を成形用金型を用いて所定形状に打ち抜くことにより、主保持シール材12及びそれよりも幅狭の副保持シール材13を1枚のマット状物からそれぞれ得る。なお、厚さや材料等の異なるマット状物から、別個に主保持シール材12及び副保持シール材13を得ても勿論構わない。
【0047】
そして、主保持シール材12上に副保持シール材13を取り付けることにより、肉厚な部分11を有する保持シール材4を作製する。なお、主保持シール材12上に副保持シール材13を取り付ける方法としては、例えば接着や縫い付け等がある。
【0048】
次いで、保持シール材4を触媒担持体2の外周面2aに巻き付けるとともに、両方の巻き合わせ端4a,4bを有機テープ9で止めて固定する。なお、有機テープ9以外の手段を用いて保持シール材4を固定しても勿論構わない。
【0049】
この後、圧入、キャニングまたは巻き締めを行うことにより、所望の触媒コンバータ1が完成するようになっている。
以下、実施例について詳細に述べる。
(実施例)
触媒担持体2としては、外径130mmφ、長さ100mmのコージェライトモノリスを用いた。金属製シェル3としては、肉厚1.5mmかつ内径140mmφであって断面O字状のSUS304製円筒部材を用いた。保持シール材4としては、アルミナ−シリカ系セラミックファイバからなる長尺状のマット状物(厚さ8mm)を形成用材料として用いた。このマット状物から主保持シール材12及び副保持シール材13を得るとともに、両者を接着剤を用いて接着することにより、肉厚な部位11を有する保持シール材4を作製した。
【0050】
主保持シール材12の幅については100mmに設定し、副保持シール材13の幅については10mmに設定した。従って、後に高充填密度部位P1となる肉厚な部位11の幅W1は10mm、厚さは16mmとなっていた。
【0051】
そして、上記保持シール材4を巻き付けて有機テープ9で固定するとともに、このような触媒担持体2を金属製シェル3内に圧入して、触媒コンバータ1を得た。なお、この実施例では、特に困難を伴うことなく触媒コンバータ1を比較的容易に組み付けることができた。組み付け状態において、低充填密度部位P2の充填密度は0.20g/cm3、高充填密度部位P1の充填密度は0.40g/cm3となっていた。
【0052】
次に、上記のように組み立てられた触媒コンバータ1を、3リットルのガソリンエンジンに実際に搭載して連続運転するという試験を行った。その後、分解して観察を行ったところ、触媒担持体2の破損や保持シール材4の風蝕は認められず、排気ガスがリークした痕跡も何ら見られなかった。また、走行時に異音も発生せず、触媒担持体2がガタつくことなく確実に保持されていた。即ち、この触媒コンバータ1は、組み付けが容易であることに加えて性能的にも優れていた。
【0053】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態の触媒コンバータ1の場合、保持シール材4における他の部位(即ち低充填密度部位P2)よりも相対的に充填密度の高い部位(即ち高充填密度部位P1)がガス流入側端E1に設けられている。よって、特に風蝕の起こりやすいガス流入側端E1の箇所における風蝕の進行を遅延させることができる。従って、触媒担持体2の触媒保持性及びギャップ部分のシール性が長期にわたって維持される。ゆえに、触媒担持体2のガタつき・破損及び排気ガスのリークが起こりにくく、耐久性に優れた触媒コンバータ1とすることができる。
【0054】
(2)本実施形態では、低充填密度部位P2の充填密度、高充填密度部位P1の充填密度、保持シール材4の幅W1と長さL1との比、高充填密度部位P1の幅が上記の好適範囲にて設定されている。このため、好適な組み付け性を維持しつつ十分な耐久性の向上を達成することができる。
【0055】
(3)本実施形態の保持シール材4は、その一端縁に他の部位よりも肉厚な部位11を設けたものであるため、マット材料全体に無機バインダを含浸しかつこれを焼結させてなる従来の保持シール材とは異なり、作製コストが安くて済む。しかも、本実施形態の保持シール材4は可撓性を備えているため、触媒担持体2の外周面2aの形状に沿わせて巻き付けることも困難ではなく、この意味において組み付け性に優れている。
[第2の実施形態]
次に、本発明を具体化した実施形態2を図3に基づいて説明する。ここでは実施形態1と相違する点を主に述べ、共通する点については同一部材番号を付すのみとしてその説明を省略する。
【0056】
図3に示されるこの保持シール材4の場合、巻き合わせ端4aにおけるガス流入側領域21、巻き合わせ端4bにおけるガス流入側領域22、及び凸状合わせ部7のガス流入側縁23についても、副保持シール材13が取り付けられている。 ゆえに、組み付け後においては、ガス流入側領域21,22及びガス流入側縁23も、厚さ方向に圧縮されて高充填密度部位P1となる。
【0057】
従って、本実施形態によれば、上記箇所についても風蝕の進行を遅延させることができるため、よりいっそう耐久性に優れたものとすることができる。また、本実施形態では、主保持シール材12上に副保持シール材13を接着することによって保持シール材4を作製している。このため、後に高充填密度部位P1となるべき肉厚な部位11が図3のように屈曲した形状であったとしても、これを比較的簡単に形成することができる。
[第3の実施形態]
次に、本発明を具体化した実施形態3を図4,図5に基づいて説明する。ここでは実施形態1と相違する点を主に述べ、共通する点については同一部材番号を付すのみとしてその説明を省略する。
【0058】
図4の保持シール材4の場合、1枚の主保持シール材12上に2枚の副保持シール材13を取り付けることにより、両端縁に前記肉厚な部位11がそれぞれ設けられている。
【0059】
従って、組み付け後においては、2箇所にある肉厚な部位11の圧縮により、特に風蝕の起こりやすいガス流入側端E1に加え、さらにガス流出側端E2の箇所にも高充填密度部位P1が生じる(図5参照)。よって、当該両部分における風蝕の進行を確実に遅延させることができ、より耐久性に優れた触媒コンバータ1とすることができる。
[第4の実施形態]
次に、本発明を具体化した実施形態4を図6,図7に基づいて説明する。ここでは実施形態1と相違する点を主に述べ、共通する点については同一部材番号を付すのみとしてその説明を省略する。
【0060】
ここでは、第1実施形態等とは異なる方法により保持シール材4が作製されている。即ち、本実施形態の保持シール材1では、保持シール材4の端縁を二重に折り重ねることによって、他の部位に比べて2倍の厚さの肉厚な部位11を形成している。従って、副保持シール材13に相当するような別体の材料を用意しておかなくても、基本的に1種の保持シール材4のみを用いて肉厚な部位11を形成することができる。
【0061】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 第1実施形態のような保持シール材4を用いて触媒コンバータ1を構成する場合、副保持シール材13を外周面2a側に向けた状態で保持シール材4を巻き付けてもよい。
【0062】
・ 第1〜第4実施形態のような形状の保持シール材4に限定されることはなく、例えば合わせ部7,8のない単純な形状の保持シール材としても構わない。
・ 保持シール材4の可撓性を損なわない範囲内であれば、保持シール材4中に副材料として有機バインダを含浸させることも一応許容される。
【0063】
・ 触媒担持体2の断面形状は図1等のような真円状に限定されることはなく、例えば楕円状や長円状等であってもよい。この場合、金属製シェル3の断面形状も、それに合わせて楕円状や長円状等に変更することがよい。
【0064】
・ 金属製シェル3内への触媒担持体2の収容後に、金属製シェル3を巻き締めてその両端部同士を固定する手法としては、溶接に限定されることはなく、それ以外の手法を採用することも可能である。
【0065】
・ 実施形態では本発明を自動車排気ガス浄化装置用触媒コンバータ1に具体化したが、それに限定されることはなく、例えばディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)や燃料電池改質器用触媒コンバータ等として具体化することも勿論許容される。
【0066】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
(1) 請求項7において、前記肉厚な部位は、前記主保持シール材上に前記副保持シール材を接着することによって形成されたものであること。従って、この技術的思想によれば、肉厚な部位を簡単に形成できることから、比較的容易にかつ低コストで保持シール材を得ることができる。
【0067】
(2) 請求項7において、前記肉厚な部位は、前記主保持シール材上に、それと同じ厚さの前記副保持シール材を接着することによって形成されたものであること。従って、この技術的思想によれば、形成用材料であるマット状物が1種のみで足りるため、保持シール材を簡単にかつ安価に得ることが可能となる。
【0068】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜5に記載の発明によれば、耐久性に優れた触媒コンバータを提供することができる。
【0069】
請求項2に記載の発明によれば、より耐久性に優れた触媒コンバータを提供することができる。
請求項3,4,5に記載の発明によれば、好適な組み付け性を維持しつつ十分な耐久性の向上を達成することができる。
【0070】
請求項6〜8に記載の発明によれば、安価でかつ可撓性を損なっていないにも関わらず風蝕が起こりにくいため、上記の優れた触媒コンバータの製造に好適な触媒コンバータ用保持シール材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明を具体化した第1実施形態の保持シール材を触媒担持体に巻き付けた状態を示す斜視図、(b)は巻き付け前の保持シール材の斜視図。
【図2】第1実施形態の触媒コンバータの断面図。
【図3】(a)は第2実施形態の保持シール材を触媒担持体に巻き付けた状態を示す斜視図、(b)は巻き付け前の保持シール材の斜視図。
【図4】(a)は第3実施形態の保持シール材を触媒担持体に巻き付けた状態を示す斜視図、(b)は巻き付け前の保持シール材の斜視図。
【図5】第3実施形態の触媒コンバータの断面図。
【図6】(a)は第4実施形態の保持シール材を触媒担持体に巻き付けた状態を示す斜視図、(b)は巻き付け前の保持シール材の斜視図。
【図7】第4実施形態の触媒コンバータの断面図。
【符号の説明】
1…触媒コンバータ、2…触媒担持体、3…金属製シェル、4…保持シール材、 4a,4b…巻き合わせ端、7…凸状合わせ部、8…凹状合わせ部、11…肉厚な部位、12…主保持シール材、13…副保持シール材、21,22…巻き合わせ端におけるガス流入側領域、23…凸状合わせ部のガス流入側縁、P1…充填密度の高い部位(高充填密度部位)、P2…低充填密度部位、W1…高充填密度部位の幅、L1…触媒担持体の軸線方向に沿った長さ、E1…ガス流入側端、E2…ガス流出側端。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catalytic converter and a holding seal material for a catalytic converter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an internal combustion engine using gasoline or light oil as a fuel has been used for more than 100 years as a power source for vehicles, particularly automobiles. However, it has been a problem that exhaust gas is harmful to health and the environment. After that, various types of exhaust gas purifying catalytic converters have been proposed as devices for removing CO, NOx, PM, etc. contained in the exhaust gas. Has reached the point. A normal exhaust gas purifying catalytic converter includes a catalyst carrier, a metal shell covering the outer periphery of the catalyst carrier, and a holding sealing material disposed in a gap therebetween. As the catalyst carrier, a cordierite carrier formed in a honeycomb shape is used, and a catalyst such as platinum is supported on the carrier.
[0003]
A method for manufacturing the above catalytic converter will now be briefly described.
First, a holding seal material having a predetermined shape is produced by punching out a mat material made of ceramic fibers. Next, the holding sealing material is wound around the outer peripheral surface of the catalyst carrier. In that case, generally, the both winding ends of the holding sealing material are fixed at a plurality of locations using an organic tape made of vinyl or the like. Next, the metal shell is divided into two in advance, and a catalyst carrier around which a holding sealing material is wound is disposed and sandwiched. As a result of such a canning operation, a catalytic converter is completed. In addition to the canning method as described above, a method (press-in method) in which a catalyst carrier around which a holding sealing material is wound is press-fitted into a pipe-shaped metal shell has been conventionally practiced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the exhaust gas passed to the catalytic converter is likely to generate a pulse pressure in addition to a high temperature of several hundred degrees Celsius or higher. Therefore, the gas inflow end of the holding sealing material that is particularly susceptible to the exhaust gas is gradually eroded and the holding sealing material is deteriorated. As a result, there has been a problem that the support retainability is lowered within a relatively short period of time, and the catalyst support is easily rattled or damaged, or gas leakage from the seal portion is likely to occur. That is, conventionally, sufficient durability has not been imparted to the holding sealing material.
[0005]
In addition, as a method for preventing the occurrence of wind erosion and improving the durability of the holding sealing material, for example, a holding sealing material obtained by impregnating the whole mat material made of ceramic fibers with an inorganic binder and sintering the same is used. This has been proposed in the past.
[0006]
However, the above-described conventional techniques for impregnation and sintering not only increase the production cost of the holding sealing material, but also have a problem that the assembling operation becomes difficult because the flexibility of the holding sealing material is impaired.
[0007]
This invention is made | formed in view of said subject, The 1st objective is to provide the catalytic converter excellent in durability.
The second object of the present invention is to provide a holding seal material for a catalytic converter that is suitable for manufacturing the above-mentioned excellent catalytic converter because it is less expensive and is less susceptible to wind erosion despite having no loss in flexibility. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the invention according to
[0010]
[0011]
[0012]
[0013]
Claim 6 In the invention described in the above, the holding sealing material disposed in the gap between the catalyst carrier and the cylindrical metal shell covering the outer periphery of the catalyst carrier, It is formed in a mat-like material containing ceramic fibers, and is made of the same material as the holding sealing material at least on the gas inflow side end. Provide thicker parts than other parts By arranging the gap between the catalyst carrier and the metal shell, the thick part is compressed and becomes a part having a relatively higher packing density than other parts. The gist of the holding seal material for catalytic converters is as follows.
[0015]
[0016]
The “action” of the present invention will be described below.
[0017]
According to the first aspect of the present invention, by providing a portion having a relatively high packing density at a gas inflow side end portion where wind erosion is likely to occur, the progress of wind erosion in the portion can be delayed. Therefore, it is possible to provide a catalytic converter that maintains the support holding ability and the sealability of the gap portion over a long period of time and has excellent durability.
[0019]
[0020]
[0021]
The packing density of the low packing density region is 0.20 g / cm Three If it is less than the range, even if a high packing density portion is provided, there is a possibility that sufficient carrier holding property and gap portion sealing property cannot be obtained as a whole. The packing density of the low packing density region is 0.35 g / cm Three And the packing density of the high packing density region is 0.35 g / cm Three In the case of less than this, it becomes difficult to have a difference in density between the two parts. Moreover, the packing density of the high packing density part is 0.50 g / cm. Three If it exceeds 1, the assembly may become difficult, and even if it can be assembled, the catalyst carrier may be destroyed.
[0022]
[0023]
If the width is less than 1/20 times the length, the length required to delay the progress of wind erosion is not ensured, and the durability may not be sufficiently improved. Conversely, when the width exceeds 1/5 times the length, assembly may be difficult.
[0024]
[0025]
If the width is less than 5 mm, the length necessary for delaying the progress of wind erosion cannot be secured, and the durability may not be sufficiently improved. Conversely, if the width exceeds 30 mm, assembly may be difficult.
[0026]
Claim 6 According to the invention described in Particularly on the gas inflow end where wind erosion is likely to occur Since the part thicker than the other part is provided in the part, after the assembly, the part is compressed in the thickness direction in the gap to become a high filling density part. Accordingly, the presence of the high filling density portion makes it difficult for wind erosion to occur, and as a result, a holding seal material with excellent durability can be obtained. Further, the holding sealing material of the present invention has an advantage that the manufacturing cost can be reduced unlike the conventional holding sealing material in which the entire mat material is impregnated with an inorganic binder and sintered. In addition, since the holding sealing material has flexibility, there is an advantage that it is excellent in assembling property.
[0028]
[0029]
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a catalytic converter for an automobile exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0031]
The
[0032]
As shown in FIG. 2, the
[0033]
The
[0034]
As the
[0035]
In addition, in the case of adopting a tightening method at the time of assembling, for example, a metal cylindrical member having a C-shaped or U-shaped cross section, in other words, a metal having a slit (opening) extending along the axial direction only at one place. A cylindrical member is used. In this case, when the
[0036]
The holding
[0037]
As shown in FIG. 1B, the
[0038]
As shown in FIG. 1 (b), a
[0039]
Specifically, the
[0040]
The width W1 of the high packing density portion P1 in the
[0041]
The width W1 of the high filling density portion P1 in the
[0042]
The thickness of the
[0043]
In addition, the thickness of the
[0044]
In the state where the
[0045]
The filling density of the low filling density part P2 is 0.20 g / cm. Three If it is less than this, even if the high filling density portion P1 is provided, there is a possibility that sufficient carrier holding property and gap portion sealing property cannot be obtained as a whole. The filling density of the low filling density part P2 is 0.35 g / cm. Three Or the filling density of the high filling density region P1 is 0.35 g / cm Three In the case of less than this, it becomes difficult to have a difference in density between the two parts. Further, the filling density of the high filling density portion P1 is 0.50 g / cm. Three If it exceeds, assembly may be difficult. Even if it can be assembled, the
[0046]
Next, a procedure for manufacturing the
First, a mat-like material having a predetermined thickness as a material of the
[0047]
Then, the
[0048]
Next, the
[0049]
Thereafter, the desired
Examples will be described in detail below.
(Example)
As the
[0050]
The width of the main
[0051]
Then, the
[0052]
Next, a test was conducted in which the
[0053]
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the case of the
[0054]
(2) In this embodiment, the filling density of the low filling density part P2, the filling density of the high filling density part P1, the ratio between the width W1 and the length L1 of the
[0055]
(3) Since the
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the points different from the first embodiment will be mainly described, and the common points are only given the same member numbers, and the description thereof will be omitted.
[0056]
In the case of this
[0057]
Therefore, according to the present embodiment, the progress of wind erosion can also be delayed at the above-described locations, and therefore the durability can be further improved. In the present embodiment, the
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the points different from the first embodiment will be mainly described, and the common points are only given the same member numbers, and the description thereof will be omitted.
[0058]
In the case of the
[0059]
Therefore, after assembling, due to the compression of the
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the points different from the first embodiment will be mainly described, and the common points are only given the same member numbers, and the description thereof will be omitted.
[0060]
Here, the
[0061]
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
When the
[0062]
-It is not limited to the
-So long as the flexibility of the
[0063]
The cross-sectional shape of the
[0064]
-After the
[0065]
In the embodiment, the present invention is embodied in the
[0066]
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1)
[0067]
(2)
[0068]
【The invention's effect】
As detailed above, claims 1 to 5 According to the invention described in (1), a catalytic converter having excellent durability can be provided.
[0069]
[0070]
Claim 6 ~ 8 According to the invention described in the above, since the wind erosion hardly occurs even though it is inexpensive and the flexibility is not impaired, it is possible to provide a holding seal material for a catalytic converter suitable for manufacturing the above excellent catalytic converter. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a holding sealing material according to a first embodiment embodying the present invention is wound around a catalyst carrier, and FIG. 1B is a perspective view of the holding sealing material before winding.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the catalytic converter of the first embodiment.
3A is a perspective view showing a state where the holding sealing material of the second embodiment is wound around a catalyst carrier, and FIG. 3B is a perspective view of the holding sealing material before winding.
4A is a perspective view showing a state where the holding sealing material of the third embodiment is wound around a catalyst carrier, and FIG. 4B is a perspective view of the holding sealing material before winding.
FIG. 5 is a sectional view of a catalytic converter according to a third embodiment.
6A is a perspective view showing a state where the holding sealing material of the fourth embodiment is wound around a catalyst carrier, and FIG. 6B is a perspective view of the holding sealing material before winding.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a catalytic converter according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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JP2013083154A (en) * | 2011-10-05 | 2013-05-09 | Ibiden Co Ltd | Holding sealing material, method for manufacturing holding sealing material, exhaust gas purification device, and method for manufacturing exhaust gas purification device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5008086A (en) * | 1988-10-28 | 1991-04-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erosion resistant mounting composite for catalytic converter |
WO1999040300A1 (en) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Catalytic exhaust gas cleaning system and corresponding compensation layer, especially for motor vehicles |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2568472B2 (en) * | 1993-04-16 | 1997-01-08 | 日本ピラー工業株式会社 | Heat resistant composite member and molded product thereof |
KR950006447A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-21 | 테릴 켄트 쿠 알리 | Mounting mat with high temperature seal |
JP3759230B2 (en) * | 1996-03-29 | 2006-03-22 | イビデン株式会社 | Exhaust gas purification catalytic converter and method for manufacturing the same |
-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000343352A patent/JP4652555B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5008086A (en) * | 1988-10-28 | 1991-04-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erosion resistant mounting composite for catalytic converter |
WO1999040300A1 (en) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Catalytic exhaust gas cleaning system and corresponding compensation layer, especially for motor vehicles |
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