触媒の支持構造
【課題】 部品点数が少なく破断し難い触媒の支持構造を提供すること。
【解決手段】 排気ガスを浄化する触媒３０を、ハニカム構造の担体３１と、担体３１の所定部分を覆う外筒３２と、担体３１の外周面と外筒３２の内周面との下流側部分を固定するロウ箔３３とで構成した。そして、触媒３０の軸方向を、排気管２１内の排気ガスの流れる方向に沿わせ、ロウ箔３３の上流側端部を、支持フランジ２７の触媒固定部２７ａの上流側端部に合わせて触媒３０を支持フランジ２７に固定した。また、触媒固定部２７ａの上流側端部を、担体３１の軸方向の中央部よりも上流側に位置させて、ロウ箔３３を触媒固定部２７ａの上流側端部に対応する部分から担体３１の下流側部分にかけて設けた。さらに、支持フランジ２７で触媒３０の略中央部を支持して、外筒３２の上流側端部を、触媒固定部２７ａの上流側端部に合わせた。
【解決手段】 排気ガスを浄化する触媒３０を、ハニカム構造の担体３１と、担体３１の所定部分を覆う外筒３２と、担体３１の外周面と外筒３２の内周面との下流側部分を固定するロウ箔３３とで構成した。そして、触媒３０の軸方向を、排気管２１内の排気ガスの流れる方向に沿わせ、ロウ箔３３の上流側端部を、支持フランジ２７の触媒固定部２７ａの上流側端部に合わせて触媒３０を支持フランジ２７に固定した。また、触媒固定部２７ａの上流側端部を、担体３１の軸方向の中央部よりも上流側に位置させて、ロウ箔３３を触媒固定部２７ａの上流側端部に対応する部分から担体３１の下流側部分にかけて設けた。さらに、支持フランジ２７で触媒３０の略中央部を支持して、外筒３２の上流側端部を、触媒固定部２７ａの上流側端部に合わせた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排出された排気ガスを通過させる排気管内に取り付けられ、排気管内を通過する排気ガスを浄化する触媒を支持するための触媒の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ウォータービークル等の小型船舶や自動車が備えるエンジンには、排気管が接続されており、エンジンから排出された排気ガスをこの排気管を介して外部に排出するようにしている。また、排気管内には、排気ガスを浄化するための触媒が設けられており、排気ガスは、この触媒の中を通過する際に、浄化されて外部に排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この触媒（排気ガス浄化触媒用メタル担体）は、ロール状に巻いて形成されたハニカム体と、ハニカム体の外周面に配置された外筒と、ハニカム体と外筒との間に介在する中間筒とで構成されている。そして、中間筒の一端部の内周面とハニカム体の外周面とをロウ付け接合するとともに、中間筒の他端部の外周面と外筒の内周面とをロウ付け接合することにより、中間筒を介してハニカム体と外筒とが組み付けられている。
【特許文献１】特開平３−１５７１３９号公報
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の触媒では、ハニカム体と外筒とを中間筒を介して組み付けているため、部品点数が増えるとともに、ロウ付け接合する部分も多くなる。このため、組み立てのための工数が多くなりコストアップにもつながる。さらに、ハニカム体と中間筒との接合部と、中間筒と外筒との接合部がそれぞれ触媒の両端側の離れた部分になるため、ハニカム体は、一方だけが中間筒を介して外筒に支持された片持ち状態で支持されるようになる。このため、触媒に大きな衝撃が加わった場合等には、ハニカム体と中間筒との間または中間筒と外筒との間が破断するおそれが生じる。
【０００５】
本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、部品点数が少なく破断し難い触媒の支持構造を提供することである。
【０００６】
前述した目的を達成するため、本発明に係る触媒の支持構造の構成上の特徴は、エンジンから排出された排気ガスを通過させる排気管内に支持フランジを介して取り付けられ、排気管内を通過する排気ガスを浄化する触媒を支持するための触媒の支持構造であって、触媒を、平板と波板を重ねて略円柱状に巻き付けて形成したハニカム構造の担体における外周面の所定の一部と、担体の外周面の所定部分を円周に沿って覆う外筒における内周面の所定部分とをロウ箔で固定して構成し、触媒の軸方向を排気管内における排気ガスの流れる方向に沿わせるとともに、ロウ箔における排気管の上流側に位置する端部の軸方向に沿った位置を、支持フランジの触媒と接触する部分における排気管の上流側に位置する端部の軸方向に沿った位置に合わせて、触媒を支持フランジに固定したことにある。
【０００７】
このように構成した本発明に係る触媒の支持構造では、触媒を支持フランジを介して取り付けたため、排気ガスによって触媒が加熱されてもその熱は支持フランジを介して外部に放出されるようになる。これによって、触媒に生じる膨張収縮を抑えることができる。また、担体と外筒を固定するロウ箔の上流側端部と支持フランジにおける触媒と接触する部分の上流側端部との軸方向（排気ガスが流れる方向）の位置を合わせたため、触媒と支持フランジとの接合部における熱により膨張収縮が生じ易い上流側端部の固定が強固になる。
【０００８】
このため、触媒と支持フランジとの接合部における上流側端部に応力が集中しても触媒が支持フランジから外れ難くなる。また、本発明に係る触媒の支持構造では、前述した従来の触媒のように、中間筒を用いず、担体をロウ箔を介して直接外筒に固定するため、部品点数が減少するとともに、ロウ箔による固定箇所も減少する。このため、組み立てのための工数を少なくでき、低コスト化も図れる。
【０００９】
なお、本発明においては、担体の外周面におけるロウ箔によって外筒に固定される部分は外周面の一部で構成されるが、外筒の内周面におけるロウ箔によって担体に固定される所定部分は、内周面の一部であってもよいし全部であってもよい。また、担体の外周面を覆う外筒は、担体の外周面の一部を覆うものであってもよいし、担体の外周面の全部を覆うものであってもよい。さらに、排気管の上流側とは、排気管内を流れる排気ガスの流れの上流側であり、上流側に位置する端部とは、両端部のうちの一方の端部よりも上流側に位置する端部の意味である。
【００１０】
また、本発明に係る触媒の支持構造の他の構成上の特徴は、支持フランジの触媒と接触する部分の上流側端部を、担体の軸方向の中央部よりも上流側に位置させて、ロウ箔を、支持フランジの上流側端部に対応する部分から担体の下流側部分にかけて設けたことにある。これによると、支持フランジにおける触媒と接触する部分の上流側端部と、ロウ箔の上流側端部とが外筒を挟んで軸方向の同じ位置になり、かつロウ箔が担体の軸方向の中央部を挟んで両側に形成されるようになる。このため、担体が片持ち状態で支持されることを防止でき安定した支持が可能になる。この結果、担体が膨張収縮したり、衝撃を受けたりしたときなどに、ロウ箔と担体との接合部分の端部に応力が集中して、ロウ箔と担体とが外れるといったことを防止できる。また、支持フランジの触媒と接触する部分とは、支持フランジにおける直接触媒を支持する部分である。
【００１１】
また、本発明に係る触媒の支持構造の他の構成上の特徴は、支持フランジで触媒の軸方向の略中央部を支持するとともに、外筒の上流側端部を、支持フランジの触媒と接触する部分の上流側端部に合わせたことにある。これによると、膨張収縮の大きな担体の上流側部分にはロウ箔や外筒を設けなくなるため、担体がロウ箔や外筒に規制されて圧迫されることがなくなる。これによって、温度の変化によって担体が膨張収縮しても破損し難くなる。
【００１２】
また、本発明に係る触媒の支持構造のさらに他の構成上の特徴は、排気管を、ともに排気ガスを通過させる排気ガス通路と、排気ガス通路の外周側に形成された冷却水通路とを備え、互いに連結された第１の排気管と第２の排気管とで構成するとともに、支持フランジに冷却水連通孔を形成し、冷却水連通孔を介して第１の排気管の冷却水通路と第２の排気管の冷却水通路とを連通させた状態で、第１の排気管と第２の排気管との接合部に支持フランジを設けたことにある。
【００１３】
これによると、冷却水連通孔を通過する冷却水によって支持フランジが冷却され、この支持フランジを介して触媒が冷却されるようになるため、ロウ箔や担体表面の温度変化を低減して、ロウ箔と担体との接合部分の膨張収縮を抑えることができる。このため、ロウ箔と担体との接合部分が破損し難くなり、触媒のさらに強固な固定が可能になる。また、この触媒の支持構造は、ウォータービークルが備える排気管に取り付けることができる。ウォータービークルは、陸上を走行する自動車と違って機敏に進行方向を変えるなど自在な走行を繰り返すことができるように構成されている。このため、この触媒の支持構造をウォータービークルが備える排気管に設けることにより、より強固に固定されて破損し難い触媒を備えたウォータービークルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る触媒の支持構造Ａ（図４参照）を備えたウォータービークル１０を示している。このウォータービークル１０では、船体１１がデッキ１１ａとハル１１ｂで構成されており、船体１１の上部における中央よりもやや前部側部分に操舵ハンドル１２が設けられ、船体１１の上部における中央部にシート１３が設けられている。そして、船体１１内の底部における前部側部分には燃料を収容するための燃料タンク１４が設置され、船体１１内の底部における中央部にエンジン１５が設置されている。
【００１５】
また、船体１１の後端部における船体１１の幅方向の中央部には、推進機１６が設置されており、この推進機１６はインペラ軸（図示せず）を介してエンジン１５に連結されている。そして、推進機１６の後端部には、操舵ハンドル１２の操作に応じて、後部側を左右に移動させることにより、ウォータービークル１０の進行方向を左右に変更させるステアリングノズル１７が取り付けられている。また、図２に示したように、エンジン１５には、燃料タンク１４から供給される燃料と空気との混合気をエンジン１５に送り込む吸気装置１８と、エンジン１５から排出される排気ガスを船体１１の後端部から外部に放出する排気装置２０とが接続されている。
【００１６】
エンジン１５は、４サイクル４気筒エンジンからなっており、各気筒を構成する吸気弁と排気弁との開閉駆動により、吸気弁側に設けられた吸気装置１８から燃料と空気との混合気を取り込み、排気弁側に設けられた排気装置２０に排気ガスを送り出す。その際、吸気弁側からエンジン１５内に供給される混合気はエンジン１５が備える点火装置の点火によって爆発し、この爆発によって、エンジン１５内に設けられたピストンが上下に移動する。そして、そのピストンの移動によってクランク軸１５ａが回転駆動される。クランク軸１５ａはインペラ軸に連結されており、回転力をインペラ軸に伝達してインペラ軸を回転駆動させる。
【００１７】
また、インペラ軸の後端部は、推進機１６内に配置されたインペラに連結されており、このインペラの回転によって、ウォータービークル１０に推進力が生じる。すなわち、推進機１６は、船体１１の底部に開口する水導入口１６ａと船尾に開口する水噴射口（図示せず）とを備えており、水導入口１６ａから導入される海水をインペラの回転により水噴射口から噴射させることにより船体１１に推進力を生じさせる。吸気装置１８は、エンジン１５に接続された吸気管や、吸気管の上流端に接続されたスロットルボディ等で構成されている。そして、船内の空気を吸引し、その空気の流量を、スロットルボディに設けられたスロットルバルブを開閉操作することにより調節して、エンジン１５に供給する。また、その際、エンジン１５に供給される空気に、燃料供給装置を介して燃料タンク１４から供給される燃料を混合させる。
【００１８】
排気装置２０は、図２および図３に示したように、エンジン１５に接続された屈曲した管からなる排気管２１と、排気管２１の後端部に接続されたタンク状のウォーターロック２２と、ウォーターロック２２の後部に接続された排出管２２ａ等で構成されている。排気管２１は、エンジン１５の各気筒における排気弁側から延びて船体１１の右舷側で集合したのちに、一旦前方に向かって延びている。そして、排気管２１の先端側部分は、エンジン１５の前部を囲うようにして船体１１の左舷側に向かって延びたのちにエンジン１５の側部近傍を通過して後方に向って延びている。そして、排気管２１の後端部は、ウォーターロック２２の前部に連通している。
【００１９】
また、ウォーターロック２２の後部上面からは、排出管２２ａが後方に向って延びている。この排出管２２ａは、ウォーターロック２２の後部上面から一旦上方に延びたのちに下方後部に延びて、下流端部は船体１１の後端下部に開口している。また、排気管２１は、エンジン１５側に設置された本発明の第１の排気管としての上流管２１ａと、上流管２１ａの下流端に接続された本発明の第２の排気管としての下流管２１ｂと、下流管２１ｂとウォーターロック２２とを接続する接続管２１ｃとで構成されている。
【００２０】
そして、図４に示したように、上流管２１ａは、内管２３ａと外管２４ａとからなる二重管で構成されており、下流管２１ｂは、内管２３ｂと外管２４ｂとからなる二重管で構成されている。そして、内管２３ａ，２３ｂ内が、エンジン１５から排出される排気ガスを通過させるための排気ガス通路２３を構成し、内管２３ａの外周面と外管２４ａの内周面との間および内管２３ｂの外周面と外管２４ｂの内周面との間が、エンジン１５等を冷却したのちの冷却水を通過させるための連通した冷却水通路２４を構成している。
【００２１】
冷却水通路２４内を通過する冷却水は、船体１１の底部における後部側部分から取り込まれた海水等の水からなっており、この冷却水は、船体１１内に設置された各冷却水路（図示せず）を通過することによりエンジン１５等の各部分を冷却する。そして、冷却水通路２４を通過して上流管２１ａおよび下流管２１ｂを冷却したのちに、接続管２１ｃで排気ガスに合流し排気ガスとともに外部に放出される。
【００２２】
また、上流管２１ａの下流側端部における円周方向に沿った部分には、冷却水通路２４を区切るようにして、５個（１個しか図示せず）のねじ穴形成部２５が円周方向に間隔を保って形成されており、そのねじ穴形成部２５の上流側の端面から下流側に貫通してねじ穴２５ａが形成されている。そして、下流管２１ｂの上流側端部にも、上流管２１ａの下流側端部と同様、円周方向に沿った部分に、冷却水通路２４を区切るようにして、５個（１個しか図示せず）のねじ穴形成部２６が円周方向に間隔を保って形成されており、そのねじ穴形成部２６の上流側の端面から下流側に向かってねじ穴２６ａが形成されている。
【００２３】
この上流管２１ａの下流側端面と下流管２１ｂの上流側端面との間には、触媒３０を支持する支持フランジ２７が両面を一対のメタルガスケット２８ａ，２８ｂで挟まれた状態で設置されている。支持フランジ２７は、図５ないし図７に示したように、略円板状の板体の中央部を取り除いて略リング状に形成されており、その略リング状の板体の内周縁部から一方側に長さの短い円筒状の触媒固定部２７ａが突出している。また、支持フランジ２７の外周側部分には、５個のねじ挿通穴２７ｂが間隔を保って形成されており、各ねじ挿通穴２７ｂの間には、それぞれ円弧状の冷却水連通孔２７ｃが円周方向に沿って形成されている。
【００２４】
すなわち、支持フランジ２７の触媒固定部２７ａが設けられた面の外周側部分は、上流管２１ａの下流側端面と対向したときに一致する形状に形成され、支持フランジ２７の他方の面の外周側部分は、下流管２１ｂの上流側端面と対向したときに一致する形状に形成されている。また、メタルガスケット２８ａ，２８ｂもそれぞれ上流管２１ａの下流側端面や下流管２１ｂの上流側端面と同じ形状に形成されている。そして、支持フランジ２７の両面にメタルガスケット２８ａ，２８ｂの一方をそれぞれ当て、その状態の支持フランジ２７を上流管２１ａの下流側端面と下流管２１ｂの上流側端面との間に設置して、各ねじ穴２５ａ、ねじ挿通穴２７ｂ、ねじ穴２６ａ等にボルト２９を通すことにより、上流管２１ａと下流管２１ｂとを連結している。
【００２５】
なお、ねじ穴２５ａとねじ穴２６ａとの対向する部分はやや大径の穴部に形成され、その穴部にボルト２９が挿通できる円筒状のノックピン２９ａが取り付けられている。上流管２１ａと下流管２１ｂとの接合部をこのように構成したため、上流管２１ａの冷却水通路２４と下流管２１ｂの冷却水通路２４とは、支持フランジ２７およびメタルガスケット２８ａ，２８ｂに設けられた冷却水連通孔２７ｃ等を介して連通する。このため、上流管２１ａの冷却水通路２４を流れてくる冷却水は、上流管２１ａの冷却水通路２４の下流端におけるねじ穴形成部２５が形成された部分以外の５ヶ所の開口した部分から冷却水連通孔２７ｃ等を通過して下流管２１ｂの冷却水通路２４に流れる。
【００２６】
また、触媒３０は、図８および図９に示したように、略円柱状の担体３１と、担体３１の外周面を覆う外筒３２と、担体３１と外筒３２を固定するロウ箔３３とで構成されている。担体３１は、図１０に示したように、ともにステンレスの薄板からなる平板３１ａと波板３１ｂとを重ね合わせ、その接触部分をロウ付けして形成した板状体を波板３１ｂの山の部分や谷の部分が延びる方向を軸方向に沿わせるようにして巻き付けることにより円柱状に形成されている。このため、担体３１は軸方向に複数の貫通孔が形成されたハニカム構造になっており、その表面には白金ロジウム等からなる貴金属の層が担持されている。
【００２７】
また、外筒３２は、軸方向の長さが担体３１の軸方向の長さと同じに設定され、内径が担体３１の外径よりもやや大きく設定されたステンレスからなる薄肉の筒体で構成されている。そして、担体３１の外周面における軸方向の中央部よりもやや一方側の部分から他方の端部近傍にかけての部分がロウ箔３３によって外筒３２の内周面に固定されている。また、外筒３２の外周面におけるロウ箔３３の一方側の端部に対応する部分に、触媒固定部２７ａの先端部の位置を合わせた状態で、外筒３２と触媒固定部２７ａとの所定部分を溶接により固定している。
【００２８】
これによって、触媒３０は支持フランジ２７の中央側の穴部に取り付けられている。この場合、支持フランジ２７における触媒固定部２７ａの基端部（支持フランジ２７の本体側部分と触媒固定部２７ａとの角部）は、触媒３０の軸方向の略中央部に位置している。そして、支持フランジ２７は、触媒固定部２７ａにおける触媒３０の担体３１と外筒３２とがロウ箔３３で固定された部分側の端部（支持フランジ２７の本体側部分と触媒固定部２７ａとの角部）を他の端部（触媒固定部２７ａの先端部）よりも排気ガス通路２３の下流側に位置させるようにして、上流管２１ａの下流側端部と下流管２１ｂの上流側端部との間に固定されている。
【００２９】
つぎに、以上のように構成されたウォータービークル１０を走行させるときの操作について説明する。まず、スタートスイッチ（図示せず）をオンに操作することによって、ウォータービークル１０は航走可能な状態になり、シート１３に座った運転者が操舵ハンドル１２を操舵するとともに、スロットルレバー（図示せず）を操作することによりウォータービークル１０は各操作に応じて所定の方向に所定の速度で航走を開始する。
【００３０】
このウォータービークル１０の航走の際、エンジン１５から排出される排気ガスは、上流管２１ａの排気ガス通路２３を通過して触媒３０内に流れる。そして、排気ガスが触媒３０内を通過する際に、排気ガス中に含まれる有害ガスが担体３１を構成するハニカム体の表面に形成された触媒層と反応して燃焼されることによって排気ガスは浄化される。そして、浄化された排気ガスは、下流管２１ｂの排気ガス通路２３内を通過して接続管２１ｃ内に入っていく。また、エンジン１５等を冷却してエンジン１５側から流れてくる冷却水は、上流管２１ａおよび下流管２１ｂの冷却水通路２４内を通過して接続管２１ｃ内に入っていく。
【００３１】
このとき、冷却水は、上流管２１ａと下流管２１ｂとを冷却したのちに粒子の小さな略噴霧状の水滴になって接続管２１ｃ内に飛び散っていく。また、接続管２１ｃ内では、排気ガス通路２３を通過してきた排気ガスと、冷却水通路２４を通過してきた冷却水とが合流し混合した状態になる。そして、混合した排気ガスと冷却水とは、接続管２１ｃからウォーターロック２２内に流れ、さらにウォーターロック２２から排出管２２ａを通過して船外に放出される。その際、排出管２２ａとウォーターロック２２によって船外の海水が逆流して排気管２１側に浸入することが防止される。
【００３２】
このように、本実施形態に係る触媒の支持構造Ａでは、排気管２１を、排気ガスを通過させる排気ガス通路２３と、排気ガス通路２３の外周側に形成された冷却水通路２４とを備えた上流管２１ａと下流管２１ｂとで構成している。そして、上流管２１ａと下流管２１ｂとの接合部に、冷却水連通孔２７ｃを備えた支持フランジ２７を、冷却水連通孔２７ｃを介して上流管２１ａの冷却水通路２４と下流管２１ｂの冷却水通路２４とを連通させた状態で設けている。また、支持フランジ２７の中央の穴部には、触媒３０を取り付けている。
【００３３】
このため、冷却水連通孔２７ｃ内を通過する冷却水によって支持フランジ２７が冷却され、この支持フランジ２７を介して触媒３０が冷却される。これによって、触媒３０のロウ箔３３や担体３１の表面に生じる温度変化を低減して、ロウ箔３３と担体３１との接合部分の膨張収縮を抑えることができる。この結果、ロウ箔３３と担体３１との接合部分が破損し難くなり、触媒３０の支持フランジ２７への固定を強固にすることができる。
【００３４】
また、触媒３０の軸方向の略中央部分を支持フランジ２７で支持するとともに、担体３１と外筒３２とを固定するロウ箔３３の上流側端部と支持フランジ２７の触媒固定部２７ａの上流側端部との位置を合わせている。このため、触媒３０をバランスよく支持できるとともに、触媒３０と支持フランジ２７との接合部における熱により膨張収縮が生じ易い上流側端部の固定を強固にすることができる。また、これによって触媒３０と支持フランジ２７との接合部における上流側端部に応力が集中しても触媒３０が支持フランジ２７から外れ難くなる。
【００３５】
また、担体３１と外筒３２とをロウ箔３３を介して直接固定するため、部品点数が少なくて済むとともに、ロウ箔３３による固定箇所も減少できる。このため、組み立てのための工数を少なくでき、低コスト化も図れる。さらに、担体３１の上流側部分と外筒３２の上流側部分との間には隙間が形成されるため、担体３１の上流側部分に膨張収縮が生じても外筒３２と干渉することがなくなる。これによって、温度の変化によって担体３１が膨張収縮しても破損し難くなる。また、担体３１や外筒３２がステンレス鋼で構成されているため、排気ガスに対する耐蝕性やヒートサイクルに対する耐熱性に優れたものになり、長期間の使用に耐えることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る触媒の支持構造Ｂを示している。この触媒の支持構造Ｂでは、触媒４０が備える担体４１は前述した担体３１と同一のもので構成されており、外筒４２が、上流側端部を担体４１の軸方向の中央部よりもやや上流側部分に位置させ下流端を担体４１の下流端に位置させた長さの短い筒体で構成されている。そして、ロウ箔４３は、上流側端部を、外筒４２の上流側端部および支持フランジ４７の触媒固定部４７ａの上流側端部に合わせ下流側端部を、担体４１の下流側端部および外筒４２の下流側端部よりもやや上流側部分に位置させて設置されている。この触媒の支持構造Ｂのそれ以外の部分の構成については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００３７】
このように構成したため、担体４１における高温の排気ガスで加熱され大きな膨張収縮が生じやすい上流側部分にロウ箔４３や外筒４２が形成されなくなるため、担体４１がロウ箔４３や外筒４２に規制されて圧迫されることがなくなる。これによって、温度の変化によって担体４１が膨張収縮しても破損し難くなる。この触媒の支持構造Ｂのそれ以外の作用効果については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。
【００３８】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る触媒の支持構造Ｃを示している。この触媒の支持構造Ｃでは、触媒５０が備える担体５１は前述した担体３１，４１と同一のもので構成されており、外筒５２が、上流側端部を担体５１の軸方向の中央部よりもやや上流側部分に位置させ下流端を担体５１の軸方向の中央部よりもやや下流端部分に位置させた長さの短い筒体（リング体）で構成されている。そして、ロウ箔５３は、上流側端部を、外筒５２の上流側端部および支持フランジ５７の触媒固定部５７ａの上流側端部に合わせ下流側端部を、外筒５２の下流側端部に合わせて設置されている。この触媒の支持構造Ｃのそれ以外の部分の構成については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００３９】
このように構成したため、担体５１における上流側部分だけでなく下流側部分にもロウ箔５３や外筒５２が形成されなくなるため、担体５１がロウ箔５３や外筒５２に規制されて圧迫されることがなくなる。これによって、温度の変化によって担体５１の全体が膨張収縮しても破損し難くなる。この触媒の支持構造Ｃのそれ以外の作用効果については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。
【００４０】
図１３は、第３実施形態に係る触媒の支持構造Ｃの変形例である触媒の支持構造が備える触媒６０を支持フランジ６７に取り付けた状態を示している。この触媒６０では、外筒６２が、軸方向の長さが外筒５２の軸方向の長さよりもさらに短いリング状に形成されており、この外筒６２が担体６１の軸方向の中央部に取り付けられている。そして、ロウ箔６３は、外筒６２の内周面全体にわたって設けられて担体６１と外筒６２とを固定している。これによると、外筒６２およびロウ箔６３を構成する材料が少なくてすむため低コスト化が図れる。また、この触媒６０を用いても前述した触媒の支持構造Ｃと同様の作用効果を奏し得る触媒の支持構造を得ることができる。
【００４１】
また、本発明に係る触媒の支持構造は、前述した各実施形態に限るものでなく適宜変更して実施することができる。例えば、前述した各実施形態では、触媒の支持構造をウォータービークル１０の排気管２１に設けているが、この触媒の支持構造は、ウォータービークル１０に限らず、他の船舶の排気管に設けてもよいし、船舶以外の冷却水通路を備えていない他の乗物等に設けることもできる。また、触媒の支持構造を構成する各部分の構造や材質等についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る触媒の支持構造を備えたウォータービークルを示した側面図である。
【図２】図１に示したウォータービークルが備えるエンジンと排気装置を示した側面図である。
【図３】図１に示したウォータービークルが備えるエンジンの排気装置を示した平面図である。
【図４】触媒の支持構造を示した断面図である。
【図５】支持フランジを示した正面図である。
【図６】支持フランジを示した背面図である。
【図７】支持フランジに触媒を取り付けた状態を示した側面図である。
【図８】触媒を示した正面図である。
【図９】触媒の一部を切り欠いた状態を示した一部切欠き断面図である。
【図１０】担体を構成する平板と波板とを組み付けた状態を示した正面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る触媒の支持構造を示した断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る触媒の支持構造を示した断面図である。
【図１３】変形例に係る触媒の支持構造が備える一部を切り欠いた触媒と支持フランジとを示した一部切欠き断面図である
【符号の説明】
【００４３】
１０…ウォータービークル、１５…エンジン、２１…排気管、２１ａ…上流管、２１ｂ…下流管、２３…排気ガス通路、２４…冷却水通路、２７，４７，５７，６７…支持フランジ、２７ａ，４７ａ，５７ａ…触媒固定部、２７ｃ…冷却水連通孔、３０，４０，５０，６０…触媒、３１，４１，５１，６１…担体、３１ａ…平板、３１ｂ…波板、３２，４２，５２，６２…外筒、３３，４３，５３，６３…ロウ箔、Ａ，Ｂ，Ｃ…触媒の支持構造。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排出された排気ガスを通過させる排気管内に取り付けられ、排気管内を通過する排気ガスを浄化する触媒を支持するための触媒の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ウォータービークル等の小型船舶や自動車が備えるエンジンには、排気管が接続されており、エンジンから排出された排気ガスをこの排気管を介して外部に排出するようにしている。また、排気管内には、排気ガスを浄化するための触媒が設けられており、排気ガスは、この触媒の中を通過する際に、浄化されて外部に排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この触媒（排気ガス浄化触媒用メタル担体）は、ロール状に巻いて形成されたハニカム体と、ハニカム体の外周面に配置された外筒と、ハニカム体と外筒との間に介在する中間筒とで構成されている。そして、中間筒の一端部の内周面とハニカム体の外周面とをロウ付け接合するとともに、中間筒の他端部の外周面と外筒の内周面とをロウ付け接合することにより、中間筒を介してハニカム体と外筒とが組み付けられている。
【特許文献１】特開平３−１５７１３９号公報
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の触媒では、ハニカム体と外筒とを中間筒を介して組み付けているため、部品点数が増えるとともに、ロウ付け接合する部分も多くなる。このため、組み立てのための工数が多くなりコストアップにもつながる。さらに、ハニカム体と中間筒との接合部と、中間筒と外筒との接合部がそれぞれ触媒の両端側の離れた部分になるため、ハニカム体は、一方だけが中間筒を介して外筒に支持された片持ち状態で支持されるようになる。このため、触媒に大きな衝撃が加わった場合等には、ハニカム体と中間筒との間または中間筒と外筒との間が破断するおそれが生じる。
【０００５】
本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、部品点数が少なく破断し難い触媒の支持構造を提供することである。
【０００６】
前述した目的を達成するため、本発明に係る触媒の支持構造の構成上の特徴は、エンジンから排出された排気ガスを通過させる排気管内に支持フランジを介して取り付けられ、排気管内を通過する排気ガスを浄化する触媒を支持するための触媒の支持構造であって、触媒を、平板と波板を重ねて略円柱状に巻き付けて形成したハニカム構造の担体における外周面の所定の一部と、担体の外周面の所定部分を円周に沿って覆う外筒における内周面の所定部分とをロウ箔で固定して構成し、触媒の軸方向を排気管内における排気ガスの流れる方向に沿わせるとともに、ロウ箔における排気管の上流側に位置する端部の軸方向に沿った位置を、支持フランジの触媒と接触する部分における排気管の上流側に位置する端部の軸方向に沿った位置に合わせて、触媒を支持フランジに固定したことにある。
【０００７】
このように構成した本発明に係る触媒の支持構造では、触媒を支持フランジを介して取り付けたため、排気ガスによって触媒が加熱されてもその熱は支持フランジを介して外部に放出されるようになる。これによって、触媒に生じる膨張収縮を抑えることができる。また、担体と外筒を固定するロウ箔の上流側端部と支持フランジにおける触媒と接触する部分の上流側端部との軸方向（排気ガスが流れる方向）の位置を合わせたため、触媒と支持フランジとの接合部における熱により膨張収縮が生じ易い上流側端部の固定が強固になる。
【０００８】
このため、触媒と支持フランジとの接合部における上流側端部に応力が集中しても触媒が支持フランジから外れ難くなる。また、本発明に係る触媒の支持構造では、前述した従来の触媒のように、中間筒を用いず、担体をロウ箔を介して直接外筒に固定するため、部品点数が減少するとともに、ロウ箔による固定箇所も減少する。このため、組み立てのための工数を少なくでき、低コスト化も図れる。
【０００９】
なお、本発明においては、担体の外周面におけるロウ箔によって外筒に固定される部分は外周面の一部で構成されるが、外筒の内周面におけるロウ箔によって担体に固定される所定部分は、内周面の一部であってもよいし全部であってもよい。また、担体の外周面を覆う外筒は、担体の外周面の一部を覆うものであってもよいし、担体の外周面の全部を覆うものであってもよい。さらに、排気管の上流側とは、排気管内を流れる排気ガスの流れの上流側であり、上流側に位置する端部とは、両端部のうちの一方の端部よりも上流側に位置する端部の意味である。
【００１０】
また、本発明に係る触媒の支持構造の他の構成上の特徴は、支持フランジの触媒と接触する部分の上流側端部を、担体の軸方向の中央部よりも上流側に位置させて、ロウ箔を、支持フランジの上流側端部に対応する部分から担体の下流側部分にかけて設けたことにある。これによると、支持フランジにおける触媒と接触する部分の上流側端部と、ロウ箔の上流側端部とが外筒を挟んで軸方向の同じ位置になり、かつロウ箔が担体の軸方向の中央部を挟んで両側に形成されるようになる。このため、担体が片持ち状態で支持されることを防止でき安定した支持が可能になる。この結果、担体が膨張収縮したり、衝撃を受けたりしたときなどに、ロウ箔と担体との接合部分の端部に応力が集中して、ロウ箔と担体とが外れるといったことを防止できる。また、支持フランジの触媒と接触する部分とは、支持フランジにおける直接触媒を支持する部分である。
【００１１】
また、本発明に係る触媒の支持構造の他の構成上の特徴は、支持フランジで触媒の軸方向の略中央部を支持するとともに、外筒の上流側端部を、支持フランジの触媒と接触する部分の上流側端部に合わせたことにある。これによると、膨張収縮の大きな担体の上流側部分にはロウ箔や外筒を設けなくなるため、担体がロウ箔や外筒に規制されて圧迫されることがなくなる。これによって、温度の変化によって担体が膨張収縮しても破損し難くなる。
【００１２】
また、本発明に係る触媒の支持構造のさらに他の構成上の特徴は、排気管を、ともに排気ガスを通過させる排気ガス通路と、排気ガス通路の外周側に形成された冷却水通路とを備え、互いに連結された第１の排気管と第２の排気管とで構成するとともに、支持フランジに冷却水連通孔を形成し、冷却水連通孔を介して第１の排気管の冷却水通路と第２の排気管の冷却水通路とを連通させた状態で、第１の排気管と第２の排気管との接合部に支持フランジを設けたことにある。
【００１３】
これによると、冷却水連通孔を通過する冷却水によって支持フランジが冷却され、この支持フランジを介して触媒が冷却されるようになるため、ロウ箔や担体表面の温度変化を低減して、ロウ箔と担体との接合部分の膨張収縮を抑えることができる。このため、ロウ箔と担体との接合部分が破損し難くなり、触媒のさらに強固な固定が可能になる。また、この触媒の支持構造は、ウォータービークルが備える排気管に取り付けることができる。ウォータービークルは、陸上を走行する自動車と違って機敏に進行方向を変えるなど自在な走行を繰り返すことができるように構成されている。このため、この触媒の支持構造をウォータービークルが備える排気管に設けることにより、より強固に固定されて破損し難い触媒を備えたウォータービークルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る触媒の支持構造Ａ（図４参照）を備えたウォータービークル１０を示している。このウォータービークル１０では、船体１１がデッキ１１ａとハル１１ｂで構成されており、船体１１の上部における中央よりもやや前部側部分に操舵ハンドル１２が設けられ、船体１１の上部における中央部にシート１３が設けられている。そして、船体１１内の底部における前部側部分には燃料を収容するための燃料タンク１４が設置され、船体１１内の底部における中央部にエンジン１５が設置されている。
【００１５】
また、船体１１の後端部における船体１１の幅方向の中央部には、推進機１６が設置されており、この推進機１６はインペラ軸（図示せず）を介してエンジン１５に連結されている。そして、推進機１６の後端部には、操舵ハンドル１２の操作に応じて、後部側を左右に移動させることにより、ウォータービークル１０の進行方向を左右に変更させるステアリングノズル１７が取り付けられている。また、図２に示したように、エンジン１５には、燃料タンク１４から供給される燃料と空気との混合気をエンジン１５に送り込む吸気装置１８と、エンジン１５から排出される排気ガスを船体１１の後端部から外部に放出する排気装置２０とが接続されている。
【００１６】
エンジン１５は、４サイクル４気筒エンジンからなっており、各気筒を構成する吸気弁と排気弁との開閉駆動により、吸気弁側に設けられた吸気装置１８から燃料と空気との混合気を取り込み、排気弁側に設けられた排気装置２０に排気ガスを送り出す。その際、吸気弁側からエンジン１５内に供給される混合気はエンジン１５が備える点火装置の点火によって爆発し、この爆発によって、エンジン１５内に設けられたピストンが上下に移動する。そして、そのピストンの移動によってクランク軸１５ａが回転駆動される。クランク軸１５ａはインペラ軸に連結されており、回転力をインペラ軸に伝達してインペラ軸を回転駆動させる。
【００１７】
また、インペラ軸の後端部は、推進機１６内に配置されたインペラに連結されており、このインペラの回転によって、ウォータービークル１０に推進力が生じる。すなわち、推進機１６は、船体１１の底部に開口する水導入口１６ａと船尾に開口する水噴射口（図示せず）とを備えており、水導入口１６ａから導入される海水をインペラの回転により水噴射口から噴射させることにより船体１１に推進力を生じさせる。吸気装置１８は、エンジン１５に接続された吸気管や、吸気管の上流端に接続されたスロットルボディ等で構成されている。そして、船内の空気を吸引し、その空気の流量を、スロットルボディに設けられたスロットルバルブを開閉操作することにより調節して、エンジン１５に供給する。また、その際、エンジン１５に供給される空気に、燃料供給装置を介して燃料タンク１４から供給される燃料を混合させる。
【００１８】
排気装置２０は、図２および図３に示したように、エンジン１５に接続された屈曲した管からなる排気管２１と、排気管２１の後端部に接続されたタンク状のウォーターロック２２と、ウォーターロック２２の後部に接続された排出管２２ａ等で構成されている。排気管２１は、エンジン１５の各気筒における排気弁側から延びて船体１１の右舷側で集合したのちに、一旦前方に向かって延びている。そして、排気管２１の先端側部分は、エンジン１５の前部を囲うようにして船体１１の左舷側に向かって延びたのちにエンジン１５の側部近傍を通過して後方に向って延びている。そして、排気管２１の後端部は、ウォーターロック２２の前部に連通している。
【００１９】
また、ウォーターロック２２の後部上面からは、排出管２２ａが後方に向って延びている。この排出管２２ａは、ウォーターロック２２の後部上面から一旦上方に延びたのちに下方後部に延びて、下流端部は船体１１の後端下部に開口している。また、排気管２１は、エンジン１５側に設置された本発明の第１の排気管としての上流管２１ａと、上流管２１ａの下流端に接続された本発明の第２の排気管としての下流管２１ｂと、下流管２１ｂとウォーターロック２２とを接続する接続管２１ｃとで構成されている。
【００２０】
そして、図４に示したように、上流管２１ａは、内管２３ａと外管２４ａとからなる二重管で構成されており、下流管２１ｂは、内管２３ｂと外管２４ｂとからなる二重管で構成されている。そして、内管２３ａ，２３ｂ内が、エンジン１５から排出される排気ガスを通過させるための排気ガス通路２３を構成し、内管２３ａの外周面と外管２４ａの内周面との間および内管２３ｂの外周面と外管２４ｂの内周面との間が、エンジン１５等を冷却したのちの冷却水を通過させるための連通した冷却水通路２４を構成している。
【００２１】
冷却水通路２４内を通過する冷却水は、船体１１の底部における後部側部分から取り込まれた海水等の水からなっており、この冷却水は、船体１１内に設置された各冷却水路（図示せず）を通過することによりエンジン１５等の各部分を冷却する。そして、冷却水通路２４を通過して上流管２１ａおよび下流管２１ｂを冷却したのちに、接続管２１ｃで排気ガスに合流し排気ガスとともに外部に放出される。
【００２２】
また、上流管２１ａの下流側端部における円周方向に沿った部分には、冷却水通路２４を区切るようにして、５個（１個しか図示せず）のねじ穴形成部２５が円周方向に間隔を保って形成されており、そのねじ穴形成部２５の上流側の端面から下流側に貫通してねじ穴２５ａが形成されている。そして、下流管２１ｂの上流側端部にも、上流管２１ａの下流側端部と同様、円周方向に沿った部分に、冷却水通路２４を区切るようにして、５個（１個しか図示せず）のねじ穴形成部２６が円周方向に間隔を保って形成されており、そのねじ穴形成部２６の上流側の端面から下流側に向かってねじ穴２６ａが形成されている。
【００２３】
この上流管２１ａの下流側端面と下流管２１ｂの上流側端面との間には、触媒３０を支持する支持フランジ２７が両面を一対のメタルガスケット２８ａ，２８ｂで挟まれた状態で設置されている。支持フランジ２７は、図５ないし図７に示したように、略円板状の板体の中央部を取り除いて略リング状に形成されており、その略リング状の板体の内周縁部から一方側に長さの短い円筒状の触媒固定部２７ａが突出している。また、支持フランジ２７の外周側部分には、５個のねじ挿通穴２７ｂが間隔を保って形成されており、各ねじ挿通穴２７ｂの間には、それぞれ円弧状の冷却水連通孔２７ｃが円周方向に沿って形成されている。
【００２４】
すなわち、支持フランジ２７の触媒固定部２７ａが設けられた面の外周側部分は、上流管２１ａの下流側端面と対向したときに一致する形状に形成され、支持フランジ２７の他方の面の外周側部分は、下流管２１ｂの上流側端面と対向したときに一致する形状に形成されている。また、メタルガスケット２８ａ，２８ｂもそれぞれ上流管２１ａの下流側端面や下流管２１ｂの上流側端面と同じ形状に形成されている。そして、支持フランジ２７の両面にメタルガスケット２８ａ，２８ｂの一方をそれぞれ当て、その状態の支持フランジ２７を上流管２１ａの下流側端面と下流管２１ｂの上流側端面との間に設置して、各ねじ穴２５ａ、ねじ挿通穴２７ｂ、ねじ穴２６ａ等にボルト２９を通すことにより、上流管２１ａと下流管２１ｂとを連結している。
【００２５】
なお、ねじ穴２５ａとねじ穴２６ａとの対向する部分はやや大径の穴部に形成され、その穴部にボルト２９が挿通できる円筒状のノックピン２９ａが取り付けられている。上流管２１ａと下流管２１ｂとの接合部をこのように構成したため、上流管２１ａの冷却水通路２４と下流管２１ｂの冷却水通路２４とは、支持フランジ２７およびメタルガスケット２８ａ，２８ｂに設けられた冷却水連通孔２７ｃ等を介して連通する。このため、上流管２１ａの冷却水通路２４を流れてくる冷却水は、上流管２１ａの冷却水通路２４の下流端におけるねじ穴形成部２５が形成された部分以外の５ヶ所の開口した部分から冷却水連通孔２７ｃ等を通過して下流管２１ｂの冷却水通路２４に流れる。
【００２６】
また、触媒３０は、図８および図９に示したように、略円柱状の担体３１と、担体３１の外周面を覆う外筒３２と、担体３１と外筒３２を固定するロウ箔３３とで構成されている。担体３１は、図１０に示したように、ともにステンレスの薄板からなる平板３１ａと波板３１ｂとを重ね合わせ、その接触部分をロウ付けして形成した板状体を波板３１ｂの山の部分や谷の部分が延びる方向を軸方向に沿わせるようにして巻き付けることにより円柱状に形成されている。このため、担体３１は軸方向に複数の貫通孔が形成されたハニカム構造になっており、その表面には白金ロジウム等からなる貴金属の層が担持されている。
【００２７】
また、外筒３２は、軸方向の長さが担体３１の軸方向の長さと同じに設定され、内径が担体３１の外径よりもやや大きく設定されたステンレスからなる薄肉の筒体で構成されている。そして、担体３１の外周面における軸方向の中央部よりもやや一方側の部分から他方の端部近傍にかけての部分がロウ箔３３によって外筒３２の内周面に固定されている。また、外筒３２の外周面におけるロウ箔３３の一方側の端部に対応する部分に、触媒固定部２７ａの先端部の位置を合わせた状態で、外筒３２と触媒固定部２７ａとの所定部分を溶接により固定している。
【００２８】
これによって、触媒３０は支持フランジ２７の中央側の穴部に取り付けられている。この場合、支持フランジ２７における触媒固定部２７ａの基端部（支持フランジ２７の本体側部分と触媒固定部２７ａとの角部）は、触媒３０の軸方向の略中央部に位置している。そして、支持フランジ２７は、触媒固定部２７ａにおける触媒３０の担体３１と外筒３２とがロウ箔３３で固定された部分側の端部（支持フランジ２７の本体側部分と触媒固定部２７ａとの角部）を他の端部（触媒固定部２７ａの先端部）よりも排気ガス通路２３の下流側に位置させるようにして、上流管２１ａの下流側端部と下流管２１ｂの上流側端部との間に固定されている。
【００２９】
つぎに、以上のように構成されたウォータービークル１０を走行させるときの操作について説明する。まず、スタートスイッチ（図示せず）をオンに操作することによって、ウォータービークル１０は航走可能な状態になり、シート１３に座った運転者が操舵ハンドル１２を操舵するとともに、スロットルレバー（図示せず）を操作することによりウォータービークル１０は各操作に応じて所定の方向に所定の速度で航走を開始する。
【００３０】
このウォータービークル１０の航走の際、エンジン１５から排出される排気ガスは、上流管２１ａの排気ガス通路２３を通過して触媒３０内に流れる。そして、排気ガスが触媒３０内を通過する際に、排気ガス中に含まれる有害ガスが担体３１を構成するハニカム体の表面に形成された触媒層と反応して燃焼されることによって排気ガスは浄化される。そして、浄化された排気ガスは、下流管２１ｂの排気ガス通路２３内を通過して接続管２１ｃ内に入っていく。また、エンジン１５等を冷却してエンジン１５側から流れてくる冷却水は、上流管２１ａおよび下流管２１ｂの冷却水通路２４内を通過して接続管２１ｃ内に入っていく。
【００３１】
このとき、冷却水は、上流管２１ａと下流管２１ｂとを冷却したのちに粒子の小さな略噴霧状の水滴になって接続管２１ｃ内に飛び散っていく。また、接続管２１ｃ内では、排気ガス通路２３を通過してきた排気ガスと、冷却水通路２４を通過してきた冷却水とが合流し混合した状態になる。そして、混合した排気ガスと冷却水とは、接続管２１ｃからウォーターロック２２内に流れ、さらにウォーターロック２２から排出管２２ａを通過して船外に放出される。その際、排出管２２ａとウォーターロック２２によって船外の海水が逆流して排気管２１側に浸入することが防止される。
【００３２】
このように、本実施形態に係る触媒の支持構造Ａでは、排気管２１を、排気ガスを通過させる排気ガス通路２３と、排気ガス通路２３の外周側に形成された冷却水通路２４とを備えた上流管２１ａと下流管２１ｂとで構成している。そして、上流管２１ａと下流管２１ｂとの接合部に、冷却水連通孔２７ｃを備えた支持フランジ２７を、冷却水連通孔２７ｃを介して上流管２１ａの冷却水通路２４と下流管２１ｂの冷却水通路２４とを連通させた状態で設けている。また、支持フランジ２７の中央の穴部には、触媒３０を取り付けている。
【００３３】
このため、冷却水連通孔２７ｃ内を通過する冷却水によって支持フランジ２７が冷却され、この支持フランジ２７を介して触媒３０が冷却される。これによって、触媒３０のロウ箔３３や担体３１の表面に生じる温度変化を低減して、ロウ箔３３と担体３１との接合部分の膨張収縮を抑えることができる。この結果、ロウ箔３３と担体３１との接合部分が破損し難くなり、触媒３０の支持フランジ２７への固定を強固にすることができる。
【００３４】
また、触媒３０の軸方向の略中央部分を支持フランジ２７で支持するとともに、担体３１と外筒３２とを固定するロウ箔３３の上流側端部と支持フランジ２７の触媒固定部２７ａの上流側端部との位置を合わせている。このため、触媒３０をバランスよく支持できるとともに、触媒３０と支持フランジ２７との接合部における熱により膨張収縮が生じ易い上流側端部の固定を強固にすることができる。また、これによって触媒３０と支持フランジ２７との接合部における上流側端部に応力が集中しても触媒３０が支持フランジ２７から外れ難くなる。
【００３５】
また、担体３１と外筒３２とをロウ箔３３を介して直接固定するため、部品点数が少なくて済むとともに、ロウ箔３３による固定箇所も減少できる。このため、組み立てのための工数を少なくでき、低コスト化も図れる。さらに、担体３１の上流側部分と外筒３２の上流側部分との間には隙間が形成されるため、担体３１の上流側部分に膨張収縮が生じても外筒３２と干渉することがなくなる。これによって、温度の変化によって担体３１が膨張収縮しても破損し難くなる。また、担体３１や外筒３２がステンレス鋼で構成されているため、排気ガスに対する耐蝕性やヒートサイクルに対する耐熱性に優れたものになり、長期間の使用に耐えることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る触媒の支持構造Ｂを示している。この触媒の支持構造Ｂでは、触媒４０が備える担体４１は前述した担体３１と同一のもので構成されており、外筒４２が、上流側端部を担体４１の軸方向の中央部よりもやや上流側部分に位置させ下流端を担体４１の下流端に位置させた長さの短い筒体で構成されている。そして、ロウ箔４３は、上流側端部を、外筒４２の上流側端部および支持フランジ４７の触媒固定部４７ａの上流側端部に合わせ下流側端部を、担体４１の下流側端部および外筒４２の下流側端部よりもやや上流側部分に位置させて設置されている。この触媒の支持構造Ｂのそれ以外の部分の構成については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００３７】
このように構成したため、担体４１における高温の排気ガスで加熱され大きな膨張収縮が生じやすい上流側部分にロウ箔４３や外筒４２が形成されなくなるため、担体４１がロウ箔４３や外筒４２に規制されて圧迫されることがなくなる。これによって、温度の変化によって担体４１が膨張収縮しても破損し難くなる。この触媒の支持構造Ｂのそれ以外の作用効果については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。
【００３８】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る触媒の支持構造Ｃを示している。この触媒の支持構造Ｃでは、触媒５０が備える担体５１は前述した担体３１，４１と同一のもので構成されており、外筒５２が、上流側端部を担体５１の軸方向の中央部よりもやや上流側部分に位置させ下流端を担体５１の軸方向の中央部よりもやや下流端部分に位置させた長さの短い筒体（リング体）で構成されている。そして、ロウ箔５３は、上流側端部を、外筒５２の上流側端部および支持フランジ５７の触媒固定部５７ａの上流側端部に合わせ下流側端部を、外筒５２の下流側端部に合わせて設置されている。この触媒の支持構造Ｃのそれ以外の部分の構成については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００３９】
このように構成したため、担体５１における上流側部分だけでなく下流側部分にもロウ箔５３や外筒５２が形成されなくなるため、担体５１がロウ箔５３や外筒５２に規制されて圧迫されることがなくなる。これによって、温度の変化によって担体５１の全体が膨張収縮しても破損し難くなる。この触媒の支持構造Ｃのそれ以外の作用効果については、前述した実施形態における触媒の支持構造Ａと同一である。
【００４０】
図１３は、第３実施形態に係る触媒の支持構造Ｃの変形例である触媒の支持構造が備える触媒６０を支持フランジ６７に取り付けた状態を示している。この触媒６０では、外筒６２が、軸方向の長さが外筒５２の軸方向の長さよりもさらに短いリング状に形成されており、この外筒６２が担体６１の軸方向の中央部に取り付けられている。そして、ロウ箔６３は、外筒６２の内周面全体にわたって設けられて担体６１と外筒６２とを固定している。これによると、外筒６２およびロウ箔６３を構成する材料が少なくてすむため低コスト化が図れる。また、この触媒６０を用いても前述した触媒の支持構造Ｃと同様の作用効果を奏し得る触媒の支持構造を得ることができる。
【００４１】
また、本発明に係る触媒の支持構造は、前述した各実施形態に限るものでなく適宜変更して実施することができる。例えば、前述した各実施形態では、触媒の支持構造をウォータービークル１０の排気管２１に設けているが、この触媒の支持構造は、ウォータービークル１０に限らず、他の船舶の排気管に設けてもよいし、船舶以外の冷却水通路を備えていない他の乗物等に設けることもできる。また、触媒の支持構造を構成する各部分の構造や材質等についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る触媒の支持構造を備えたウォータービークルを示した側面図である。
【図２】図１に示したウォータービークルが備えるエンジンと排気装置を示した側面図である。
【図３】図１に示したウォータービークルが備えるエンジンの排気装置を示した平面図である。
【図４】触媒の支持構造を示した断面図である。
【図５】支持フランジを示した正面図である。
【図６】支持フランジを示した背面図である。
【図７】支持フランジに触媒を取り付けた状態を示した側面図である。
【図８】触媒を示した正面図である。
【図９】触媒の一部を切り欠いた状態を示した一部切欠き断面図である。
【図１０】担体を構成する平板と波板とを組み付けた状態を示した正面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る触媒の支持構造を示した断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る触媒の支持構造を示した断面図である。
【図１３】変形例に係る触媒の支持構造が備える一部を切り欠いた触媒と支持フランジとを示した一部切欠き断面図である
【符号の説明】
【００４３】
１０…ウォータービークル、１５…エンジン、２１…排気管、２１ａ…上流管、２１ｂ…下流管、２３…排気ガス通路、２４…冷却水通路、２７，４７，５７，６７…支持フランジ、２７ａ，４７ａ，５７ａ…触媒固定部、２７ｃ…冷却水連通孔、３０，４０，５０，６０…触媒、３１，４１，５１，６１…担体、３１ａ…平板、３１ｂ…波板、３２，４２，５２，６２…外筒、３３，４３，５３，６３…ロウ箔、Ａ，Ｂ，Ｃ…触媒の支持構造。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出された排気ガスを通過させる排気管内に支持フランジを介して取り付けられ、前記排気管内を通過する排気ガスを浄化する触媒を支持するための触媒の支持構造であって、
前記触媒を、平板と波板を重ねて略円柱状に巻き付けて形成したハニカム構造の担体における外周面の所定の一部と、前記担体の外周面の所定部分を円周に沿って覆う外筒における内周面の所定部分とをロウ箔で固定して構成し、前記触媒の軸方向を前記排気管内における排気ガスの流れる方向に沿わせるとともに、前記ロウ箔における前記排気管の上流側に位置する端部の前記軸方向に沿った位置を、前記支持フランジの前記触媒と接触する部分における前記排気管の上流側に位置する端部の前記軸方向に沿った位置に合わせて、前記触媒を前記支持フランジに固定したことを特徴とする触媒の支持構造。
【請求項２】
前記支持フランジの前記触媒と接触する部分の上流側端部を、前記担体の軸方向の中央部よりも上流側に位置させて、前記ロウ箔を、前記支持フランジの上流側端部に対応する部分から前記担体の下流側部分にかけて設けた請求項１に記載の触媒の支持構造。
【請求項３】
前記支持フランジで前記触媒の軸方向の略中央部を支持するとともに、前記外筒の上流側端部を、前記支持フランジの前記触媒と接触する部分の上流側端部に合わせた請求項１または２に記載の触媒の支持構造。
【請求項４】
前記排気管を、ともに排気ガスを通過させる排気ガス通路と、前記排気ガス通路の外周側に形成された冷却水通路とを備え、互いに連結された第１の排気管と第２の排気管とで構成するとともに、前記支持フランジに冷却水連通孔を形成し、前記冷却水連通孔を介して前記第１の排気管の冷却水通路と前記第２の排気管の冷却水通路とを連通させた状態で、前記第１の排気管と前記第２の排気管との接合部に前記支持フランジを設けた請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載の触媒の支持構造。
【請求項５】
前記触媒が、ウォータービークルが備える排気管に取り付けられている請求項４に記載の触媒の支持構造。
【請求項１】
エンジンから排出された排気ガスを通過させる排気管内に支持フランジを介して取り付けられ、前記排気管内を通過する排気ガスを浄化する触媒を支持するための触媒の支持構造であって、
前記触媒を、平板と波板を重ねて略円柱状に巻き付けて形成したハニカム構造の担体における外周面の所定の一部と、前記担体の外周面の所定部分を円周に沿って覆う外筒における内周面の所定部分とをロウ箔で固定して構成し、前記触媒の軸方向を前記排気管内における排気ガスの流れる方向に沿わせるとともに、前記ロウ箔における前記排気管の上流側に位置する端部の前記軸方向に沿った位置を、前記支持フランジの前記触媒と接触する部分における前記排気管の上流側に位置する端部の前記軸方向に沿った位置に合わせて、前記触媒を前記支持フランジに固定したことを特徴とする触媒の支持構造。
【請求項２】
前記支持フランジの前記触媒と接触する部分の上流側端部を、前記担体の軸方向の中央部よりも上流側に位置させて、前記ロウ箔を、前記支持フランジの上流側端部に対応する部分から前記担体の下流側部分にかけて設けた請求項１に記載の触媒の支持構造。
【請求項３】
前記支持フランジで前記触媒の軸方向の略中央部を支持するとともに、前記外筒の上流側端部を、前記支持フランジの前記触媒と接触する部分の上流側端部に合わせた請求項１または２に記載の触媒の支持構造。
【請求項４】
前記排気管を、ともに排気ガスを通過させる排気ガス通路と、前記排気ガス通路の外周側に形成された冷却水通路とを備え、互いに連結された第１の排気管と第２の排気管とで構成するとともに、前記支持フランジに冷却水連通孔を形成し、前記冷却水連通孔を介して前記第１の排気管の冷却水通路と前記第２の排気管の冷却水通路とを連通させた状態で、前記第１の排気管と前記第２の排気管との接合部に前記支持フランジを設けた請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載の触媒の支持構造。
【請求項５】
前記触媒が、ウォータービークルが備える排気管に取り付けられている請求項４に記載の触媒の支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−４５４１４（Ｐ２００８−４５４１４Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１８８５５（Ｐ２００６−２１８８５５）
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
【Ｆターム（参考）】
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