特開 2024-100097 触媒ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100097

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】触媒ユニット

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/02 20060101AFI20240719BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20240719BHJP

   F01N 3/05 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

F01N3/02 101E

F01N3/20 D ZAB

F01N3/05

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003834

(22)【出願日】2023-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 彰則

【テーマコード（参考）】

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091BA04

3G091BA07

(57)【要約】

【課題】劣化状況に応じて、異なる温度環境を触媒に与えること。
【解決手段】触媒ユニットは、触媒コンバータと、触媒コンバータを収容し、第１開口を含むハウジングと、触媒コンバータとハウジングとの間の隙間に少なくとも部分的に配置される断熱材と、ハウジングの外側に配置され、外部から空気を取り込む第２開口を有するシャッターと、ハウジングに対してシャッターを接続し、シャッターを支持する支持部と、を備え、支持部は、所定値より大きい熱負荷を経験すると、不可逆的に変化し、シャッターは、支持部が変化する前は、支持部によって第１位置に保持され、シャッターは、支持部が変化すると、第１位置から第２位置に移動し、第１位置では、第２開口は、第１開口と連通し、第２位置では、第２開口と第１開口との間の連通は遮断または低減される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

触媒コンバータと、
前記触媒コンバータを収容し、第１開口を含むハウジングと、
前記触媒コンバータと前記ハウジングとの間の隙間に少なくとも部分的に配置される断熱材と、
前記ハウジングの外側に配置され、外部から空気を取り込む第２開口を有するシャッターと、
前記ハウジングに対して前記シャッターを接続し、前記シャッターを支持する支持部と、
を備え、
前記支持部は、所定値より大きい熱負荷を経験すると、不可逆的に変化し、
前記シャッターは、前記支持部が変化する前は、前記支持部によって第１位置に保持され、
前記シャッターは、前記支持部が変化すると、前記第１位置から第２位置に移動し、
前記第１位置では、前記第２開口は、前記第１開口と連通し、
前記第２位置では、前記第２開口と前記第１開口との間の連通は遮断または低減される、
触媒ユニット。

【請求項2】

前記支持部は、異なる耐熱性を有するように異なる寸法を有する複数の要素を含む、請求項１に記載の触媒ユニット。

【請求項3】

前記支持部は、異なる耐熱性を有する複数の材料によって形成される複数の要素を含む、請求項１に記載の触媒ユニット。

【請求項4】

前記支持部の耐熱性は、前記ハウジングおよび前記シャッターの耐熱性よりも低い、請求項１に記載の触媒ユニット。

【請求項5】

前記支持部は、前記熱負荷によって延伸または変形する、請求項１に記載の触媒ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、触媒ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンからの排気ガスは、ＮＯｘ等の有害物質を含む。これらの有害物質を除去するために、排気管には触媒が配置される場合がある。触媒反応は、触媒が特定の温度以上に加熱されると加速される。したがって、この分野では、エンジンの始動時に触媒を素早く加熱するための技術が開発されている。

【0003】

例えば、特許文献１は、触媒を収容する触媒容器と、触媒容器を収容する伝熱制御容器と、を備える触媒コンバータを開示する。触媒容器と伝熱制御容器との間の空間には、水素吸蔵材が配置される。また、この空間は水素ガスで充填される。水素吸蔵材は、特定の温度より低い温度では、空間中の水素を吸収する。したがって、エンジンの始動時には、水素吸蔵材は特定の温度より低く、空間中の水素を吸収する。このため、エンジンの始動時には、空間は断熱層として働く。その結果、エンジンの始動時には、触媒容器は断熱層によって断熱され、排気ガスからの熱によって触媒が素早く加熱される。対照的に、水素吸蔵材は、特定の温度以上の温度では、空間に水素を放出する。水素は伝熱性に優れているため、空間は伝熱層として働く。したがって、一旦触媒が加熱されると、排気ガスからの熱は、触媒容器から伝熱層を介して伝熱制御容器に放出される。その結果、触媒の過加熱および劣化が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－５５５８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように、触媒反応は、触媒が特定の温度以上に加熱されると加速される。また、一旦触媒が加熱されると、触媒の過加熱および劣化を防止するために、排気ガスからの熱は放出された方がよい。しかしながら、長い期間熱に晒された触媒は劣化する。この場合、触媒は、反応速度を維持するために、一旦触媒が加熱された後も、より高い温度に保たれた方が良い。したがって、触媒は、劣化状況に応じて、異なる温度環境を必要とする。

【0006】

本発明は、劣化状況に応じて、異なる温度環境を触媒に与えることができる、触媒ユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る触媒ユニットは、
触媒コンバータと、
前記触媒コンバータを収容し、第１開口を含むハウジングと、
前記触媒コンバータと前記ハウジングとの間の隙間に少なくとも部分的に配置される断熱材と、
前記ハウジングの外側に配置され、外部から空気を取り込む第２開口を有するシャッターと、
前記ハウジングに対して前記シャッターを接続し、前記シャッターを支持する支持部と、
を備え、
前記支持部は、所定値より大きい熱負荷を経験すると、不可逆的に変化し、
前記シャッターは、前記支持部が変化する前は、前記支持部によって第１位置に保持され、
前記シャッターは、前記支持部が変化すると、前記第１位置から第２位置に移動し、
前記第１位置では、前記第２開口は、前記第１開口と連通し、
前記第２位置では、前記第２開口と前記第１開口との間の連通は遮断または低減される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、劣化状況に応じて、異なる温度環境を触媒に与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係る触媒ユニットを示す概略的な斜視図である。

【図2】図２は、支持部が変化する前の図１の触媒ユニットを示す概略的な断面図である。

【図3】図３は、変化前の支持部を示す概略的な平面図である。

【図4】図４は、部分的な変化後の支持部を示す概略的な平面図である。

【図5】図５は、支持部が変化した後の図１の触媒ユニットを示す概略的な断面図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係る触媒ユニットを示す概略的な断面図である。

【図7】図７は、支持部が変化した後の図６の触媒ユニットを示す概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料および数値等は、理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、明細書および図面において、実質的に同一の機能および構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0011】

図１は、第１実施形態に係る触媒ユニット１００を示す概略的な斜視図である。例えば、触媒ユニット１００は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ガソリン自動車、または、ディーゼル自動車等、不図示のエンジンを備える車両５００に適用される。他の実施形態では、触媒ユニット１００は、自動車以外の他の機械のエンジンに適用されてもよい。触媒ユニット１００は、エンジンに接続される不図示の排気管内に配置される、または、排気管に取り付けられる。

【0012】

本実施形態では、触媒ユニット１００は、後述する触媒コンバータ１の軸線が車両５００の左右方向に平行になるように、車両５００の底部に配置される。図１における左側は、ドライバから見て右側であり、図１における右側は、ドライバから見て左側である。したがって、図１では、触媒ユニット１００の前側が示される。

【0013】

触媒ユニット１００は、例えば、触媒コンバータ１と、断熱材２と、ハウジング３と、シャッター４と、を備える。触媒ユニット１００は、他の構成要素をさらに備えてもよい。

【0014】

例えば、触媒コンバータ１は、三元触媒を含んでもよい。例えば、触媒コンバータ１は、ハニカム構造等の多孔形状を有する担体を含む。担体には、例えば、プラチナ、パラジウムおよびロジウム等の貴金属が担持される。触媒コンバータ１はこれに限定されず、三元触媒以外の他の触媒を含んでもよい。本実施形態では、触媒コンバータ１は、円筒形状を有する。排気ガスｇは、軸線方向に沿って触媒コンバータ１の内部を通過する。

【0015】

断熱材２は、触媒コンバータ１とハウジング３との間の隙間に少なくとも部分的に配置される。例えば、断熱材２は、グラスウールを含んでもよい。また、例えば、断熱材２は、後述する断熱材２の劣化を促進するために、グラスウールよりも早期に劣化する樹脂またはゲル等の材料を、部分的に、具体的には、後述する支持部５（図２を参照）の近傍に含んでもよい。

【0016】

図１を参照して、例えば、断熱材２は、軸線方向に垂直な断面のうち、後述する第１開口３１および第２開口４１を通らない断面では、触媒コンバータ１の周りに全体的に配置されてもよいし、または、触媒コンバータ１の周りに部分的に配置されてもよい。

【0017】

図２は、支持部５が変化する前の図１の触媒ユニットを示す概略的な断面図である。図２および後述する図５は、図１中の平面Ｘに沿って得られる断面である。平面Ｘは、触媒コンバータ１の軸線方向に対して垂直、すなわち、排気ガスｇの流路に対して垂直であり、第１開口３１および第２開口４１を通る。図２では、支持部５はまだ変化しておらず、シャッター４は、第１位置Ｐ１に在る。第１位置Ｐ１では、第２開口４１は、第１開口３１と対向し連通する。

【0018】

図２では、左側が車両５００の前方であり、右側が車両５００の後方である。上記のように、本実施形態では、触媒ユニット１００は、車両５００の底部に位置する。したがって、車両５００が前進する場合には、触媒ユニット１００は、前方（図２において左側）から空気Ａの流れを受ける。

【0019】

例えば、断熱材２は、軸線方向に垂直な断面のうち、第１開口３１および第２開口４１を通る断面では、触媒コンバータ１の周りに部分的に配置されてもよいし、または、触媒コンバータ１の周りに配置されなくてもよい。より具体的には、断熱材２は、触媒コンバータ１とハウジング３との間の隙間に、空気Ａの流路Ｃが形成されるように配置される。言い換えると、断熱材２は、触媒コンバータ１とハウジング３との間の隙間に、前方の第１開口３１と後方の第１開口３１とを接続する流路Ｃが形成されるように配置される。

【0020】

断熱材２は、使用によってまたは時間経過によって劣化する。例えば、断熱材２の品質、量、厚さ、および、配置位置等の少なくとも１つの因子は、意図した時期に断熱材２が劣化するように調整されてもよい。このような構成によれば、意図された時期に、例えば、触媒コンバータ１が劣化し始める時期に、断熱材２が劣化し、排気ガスｇからの熱を支持部５に伝達することができる。言い換えると、断熱材２の品質、量、厚さ、および、配置位置等の少なくとも１つの因子を調整することによって、後述する支持部５の変化を制御することができる。

【0021】

図１を参照して、ハウジング３は、触媒コンバータ１および断熱材２を収容する。本実施形態では、ハウジング３は、円筒形状を有する。ハウジング３の内面は、断熱材２の外面と接触する。例えば、ハウジング３は、遮熱特性を有する金属または樹脂等の材料により作成されてもよい。

【0022】

ハウジング３は、複数の第１開口３１を含む。例えば、複数の第１開口３１は、前方側に少なくとも１つの第１開口３１と、後方側に少なくとも１つの第１開口３１と、を含む。本実施形態では、ハウジング３は、前方側に８つの第１開口３１と、後方側に８つの第１開口３１と、を含む。なお、図１では、前方側の８つの第１開口３１のみが示される。また、本実施形態では、ハウジング３は、前方側および後方側に同じ数の第１開口３１を含むが、他の実施形態では、前方側の第１開口３１の数と後方側の第１開口３１の数とは異なってもよい。

【0023】

図２を参照して、各第１開口３１は、ハウジング３の壁を貫通し、ハウジング３の内部と外部とを互いに接続する。前方側の第１開口３１と後方側の第１開口３１との間には、断熱材２が配置されない領域、すなわち、空気Ａの流路Ｃが形成される。なお、図２では、前方側の第１開口３１と後方側の第１開口３１とが同一断面上に位置するが、他の実施形態では、空気Ａの流路Ｃが形成される限りにおいて、前方側の第１開口３１と後方側の第１開口３１とは同一断面上に位置しなくてもよい。例えば、各第１開口３１には、異物の侵入を防ぐための不図示のメッシュが設けられてもよい。

【0024】

シャッター４は、ハウジング３の外側に移動可能に配置される。本実施形態では、シャッター４は、円筒形状を有する。円筒形状のシャッター４およびハウジング３は、触媒コンバータ１に対して同心に配置されており、シャッター４は、ハウジング３周りに回転するように構成される。例えば、シャッター４は、遮熱特性を有する金属または樹脂等の材料により作成されてもよい。シャッター４の内面とハウジング３の外面との間には、シャッター４がハウジング３の外面に沿って移動可能なように、隙間が形成される。なお、ハウジング３およびシャッター４の間の隙間は、支持部５が配置可能な限りにおいて、図２に示されるものよりも小さくてもよい。

【0025】

図１を参照して、ハウジング３は、シャッター４の移動をサポートするためのガイド３２を含む。例えば、ガイド３２は、ハウジング３の外面から突出する突起であってもよい。例えば、ガイド３２は、円環形状を有する。ガイド３２は、シャッター４の両端に配置される。例えば、ガイド３２とシャッター４との間の少なくとも一方の接触面には、クリアランスを制御するための不図示のコーティングが施されていてもよい。例えば、コーティングによってシャッター４の振動および異物の混入を防止することができる。

【0026】

シャッター４は、複数の第２開口４１を含む。複数の第２開口４１は、第１位置Ｐ１において、第１開口３１に径方向に対向する位置に形成される。したがって、複数の第２開口４１は、前方側に少なくとも１つの第２開口４１と、後方側に少なくとも１つの第２開口４１と、を含む。本実施形態では、シャッター４は、前方側に８つの第２開口４１と、後方側に８つの第２開口４１と、を含む。なお、図１では、前方側の８つの第２開口４１のみが示される。また、本実施形態では、シャッター４は、前方側および後方側に同じ数の第２開口４１を含むが、他の実施形態では、ハウジング３の第１開口３１の数に応じて、前方側の第２開口４１の数と後方側の第２開口４１の数とは異なってもよい。

【0027】

図２を参照して、各第２開口４１は、シャッター４の壁を貫通し、シャッター４の内部および外部、より具体的には、ハウジング３の内部およびシャッター４の外部を互いに接続する。第２開口４１は、外部から空気Ａをハウジング３の内部に取り込む。したがって、第１位置Ｐ１では、触媒コンバータ１は、空気Ａによって冷却される。よって、第１位置Ｐ１では、触媒コンバータ１の過加熱が防止される。例えば、各第２開口４１には、異物の侵入を防ぐための不図示のメッシュが設けられてもよい。

【0028】

シャッター４は、窓４２と、蓋４３と、を含む。窓４２は、シャッター４の壁を貫通する。窓４２は、シャッター４において、支持部５が外部から視認可能である位置に形成される。蓋４３は、窓４２を塞ぐように、シャッター４の外面に取り付けられる。図１を参照して、蓋４３は、例えばボルトＢ等の留め具によって、シャッター４の外面に取り外し可能に取り付けられる。

【0029】

シャッター４には、重り４４が設けられる。重り４４は、支持部５が変化したときに、シャッター４が第１位置Ｐ１から後述する第２位置Ｐ２（図５参照）に移動するように構成される。図２を参照して、例えば、重り４４は、シャッター４の一部の厚みまたは材料を増すことによって形成されてもよい。代替的に、重り４４は、シャッター４において重り４４以外の箇所の厚みまたは材料を減らすことによって形成されてもよい。例えば、重り４４は、シャッター４と一体的に形成されてもよい。他の実施形態では、重り４４は、シャッター４とは別部材として形成されてもよく、例えば溶接または接着等によってシャッター４に取り付けられてもよい。

【0030】

本実施形態では、触媒ユニット１００は、ストッパ６を備える。ストッパ６は、シャッター４が第１位置Ｐ１から移動するときに、シャッター４を第２位置Ｐ２において止める。例えば、ストッパ６は、第１の部分６１と、第２の部分６２と、を含む。第１の部分６１は、ハウジング３に設けられる。例えば、第１の部分６１は、ハウジング３の外面から径方向外側に突出する。第２の部分６２は、シャッター４に設けられる。例えば、第２の部分６２は、シャッター４の内面から径方向内側に突出する。第２の部分６２は、第１位置Ｐ１では、円周方向において第１の部分６１から離間し、第２位置Ｐ２では、第１の部分６１と接触するように構成される（図５参照）。

【0031】

図２を参照して、ハウジング３とシャッター４との間の隙間には、支持部５が配置される。支持部５は、ハウジング３に対してシャッター４を固定し、シャッター４を支持するように構成される。また、支持部５は、断熱材２が劣化した後に、排気ガスｇから所定値より大きい熱負荷を経験すると、不可逆的に変化（例えば、断裂、延伸、変形または昇華）するように構成される。

【0032】

図３は、変化前の支持部５を示す概略的な平面図である。図３および後述の図４に示されるような支持部５の状態は、蓋４３を取り外した後に、窓４２を通して確認することができる。したがって、例えば、整備員は、窓４２を通して支持部５の変化状況を確認することができ、触媒コンバータ１が受ける現在の熱負荷を推定することができる。

【0033】

図３を参照して、例えば、支持部５は、異なる耐熱性を有する複数の要素５１，５２，５３，５４，５５を含んでもよい。本実施形態では、支持部５は、５つの要素５１，５２，５３，５４，５５を含む。要素の数はこれに限定されず、支持部５は、５つ未満または５つより多い要素を含んでもよい。例えば、要素５１，５２，５３，５４，５５は、互いに並列にシャッター４をハウジング３に接続してもよい。つまり、各要素５１，５２，５３，５４，５５が、シャッター４をハウジング３に接続してもよい。

【0034】

例えば、耐熱性は、要素５１，５２，５３，５４，５５の寸法および材料等の少なくとも１つの因子によって調整されてもよい。例えば、本実施形態では、要素５１，５２，５３，５４，５５は、同じ材料で作成され、互いに異なる幅（すなわち、寸法）を有する。他の実施形態では、要素５１，５２，５３，５４，５５は、異なる耐熱性を有する複数の材料で作成されてもよく、同じ寸法を有してもよい。

【0035】

例えば、要素５１，５２，５３，５４，５５は、金属または樹脂によって作成されてもよい。例えば、要素５１，５２，５３，５４，５５は、ハウジング３およびシャッター４の耐熱性よりも低い耐熱性を有する材料により作成されてもよい。具体的には、要素５１，５２，５３，５４，５５は、銅や真鍮、グラスファイバーで作成されてもよい。耐熱性は、例えば、荷重たわみ温度、ビカット軟化温度、連続使用温度、ガラス転移点、および、融点等、材料に関する少なくとも１つの耐熱温度によって示されてもよい。例えば、要素５１，５２，５３，５４，５５の耐熱温度は、３００℃以上７００℃以下であってもよい。

【0036】

本実施形態では、要素５１，５２，５３，５４，５５は、排気ガスｇの流れに沿って直列に配置される。例えば、要素５１，５２，５３，５４，５５は、耐熱性が、真中の要素５３から最も上流の位置の要素５１に向かって減少し、かつ、真中の要素５３から最も下流の位置の要素５５に向かって減少するように、構成されてもよい。すなわち、真中の要素５３が最も高い耐熱性を有し、両端の要素５１，５５が最も低い耐熱性を有してもよい。別の観点では、最も上流の位置に配置される要素５１と、最も下流の位置に配置される要素５５とが、互いに同じ耐熱性を有してもよい。本実施形態では、真中の要素５３は、最も大きな幅を有し、最も高い耐熱性を有する。また、両端の要素５１，５５は、最も小さな幅を有し、最も低い耐熱性を有する。

【0037】

図４は、部分的な変化後の支持部５を示す概略的な平面図である。図４を参照して、この状態では、支持部５は部分的に断裂しており、シャッター４は、ハウジング３にまだ固定されている。具体的には、この状態では、最も低い耐熱性を有する両端の要素５１，５５が断裂しており、他の要素５２，５３，５４はまだ断裂していない。この状態では、支持部５が受ける熱負荷は、要素５１，５５が許容可能な熱負荷よりも大きく、要素５２，５４が許容可能な熱負荷よりは小さい。したがって、このような構成によれば、支持部５が受ける熱負荷を推定することが可能となる。また、複数の要素５１，５２，５３，５４，５５のうち、最も上流の位置に配置される要素５１は、最も高温に晒される可能性がある。したがって、図４に示されるように、最も上流の位置に配置される要素５１は、最も下流の位置に配置される要素５５よりも大きく断裂する可能性がある。したがって、このような構成によれば、触媒ユニット１００における温度分布を推定することが可能となる。

【0038】

続いて、触媒ユニット１００の動作について説明する。

【0039】

図５は、支持部５が変形した後の図１の触媒ユニット１００を示す概略的な断面図である。本実施形態では、排気ガスｇからの熱負荷によって全ての要素５１，５２，５３，５４，５５が断裂すると、シャッター４は、重り４４への重力によって回転する。シャッター４は、図２に示される第１位置Ｐ１から回転し、図５に示される第２位置Ｐ２において、ストッパ６の第１の部分６１および第２の部分６２の間の接触によって停止する。第２位置Ｐ２では、第２開口４１は、第１開口３１と対向せず、第２開口４１と第１開口３１との間の連通は遮断される、または、少なくとも低減される。したがって、空気Ａは、第１開口３１を介してハウジング３の内部に流入することができない、または、ハウジング３の内部に流入し難くなる。よって、第２位置Ｐ２では、触媒コンバータ１は、排気ガスｇからの熱によって保温される。

【0040】

以上のような触媒ユニット１００は、触媒コンバータ１と、触媒コンバータ１を収容し、第１開口３１を含むハウジング３と、触媒コンバータ１とハウジング３との間の隙間に少なくとも部分的に配置される断熱材２と、ハウジング３の外側に配置され、外部から空気を取り込む第２開口４１を有するシャッター４と、ハウジング３に対してシャッター４を接続し、シャッター４を支持する支持部５と、を備える。支持部５は、所定値より大きい熱負荷を経験すると不可逆的に変形する。シャッター４は、支持部５が変形する前は、支持部５によって第１位置Ｐ１に保持される。また、シャッター４は、支持部５が変形すると、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する。第１位置Ｐ１では、第２開口４１は、第１開口３１と連通する。第２位置Ｐ２では、第２開口４１と第１開口３１との間の連通は遮断または低減される。このような構成によれば、触媒コンバータ１が長期に使用される前には、支持部５は熱負荷により変形せず、シャッター４は支持部５によって第１位置Ｐ１に保持される。第１位置Ｐ１では、第２開口４１は第１開口３１と連通する。したがって、外部から空気Ａがハウジング３の内部に取り込まれ、触媒コンバータ１は空気Ａによって冷却される。その後、触媒コンバータ１が長期に使用され、断熱材２が劣化すると、排気ガスｇからの熱によって支持部５は断裂し、シャッター４は第２位置Ｐ２に移動する。第２位置Ｐ２では、第２開口４１と第１開口３１との間の連通は遮断または低減され、空気Ａはハウジング３の内部に取り込まれない、または、取り込まれ難くなる。したがって、触媒コンバータ１は排気ガスｇからの熱によって保温される。その結果、触媒ユニット１００は、劣化状況に応じて、異なる温度環境を触媒コンバータ１に与えることができる。

【0041】

また、触媒ユニット１００では、支持部５は、異なる耐熱性を有するように異なる寸法を有する複数の要素５１，５２，５３，５４，５５を含む。このような構成によれば、要素５１，５２，５３，５４，５５の変形状態を確認することによって、支持部５が受ける現在の熱負荷を推定することが可能となる。また、このような構成によれば、特定の要素の固有振動、腐食または化学的劣化等の望ましくない現象を抑制することができる。

【0042】

また、触媒ユニット１００では、支持部５は、異なる耐熱性を有する複数の材料によって形成される複数の要素５１，５２，５３，５４，５５を含んでもよい。この場合にも、要素５１，５２，５３，５４，５５の変形状態を確認することによって、支持部５が受ける現在の熱負荷を推定することが可能となる。また、このような構成によれば、特定の要素の固有振動、腐食または化学的劣化等の望ましくない現象を抑制することができる。

【0043】

また、触媒ユニット１００では、支持部５の耐熱性は、ハウジング３およびシャッター４の耐熱性よりも低い。このような構成によれば、ハウジング３およびシャッター４を過加熱することなく、支持部５を変形させることができる。

【0044】

続いて、他の実施形態について説明する。

【0045】

図６は、第２実施形態に係る触媒ユニット１００Ａを示す概略的な断面図である。触媒ユニット１００Ａは、シャッター４Ａの形状において、第１実施形態に係る触媒ユニット１００と異なる。その他の構成については、触媒ユニット１００Ａは、触媒ユニット１００と同じであってもよい。

【0046】

本実施形態では、シャッター４Ａは、半円筒形状を有する。具体的には、シャッター４Ａは、第１実施形態に係るシャッター４と比べて、後側半分を含まない。したがって、第１位置Ｐ１では、シャッター４Ａは、ハウジング３の前側を覆い、ハウジング３の後側を覆わない。

【0047】

図７は、支持部５が変形した後の図６の触媒ユニット１００Ａを示す概略的な断面図である。本実施形態においもて、排気ガスｇからの熱負荷によって支持部５が断裂すると、シャッター４は、重り４４への重力によって回転する。シャッター４は、図６に示される第１位置Ｐ１から回転し、図７に示される第２位置Ｐ２において、ストッパ６の第１の部分６１および第２の部分６２の間の接触によって停止する。第２位置Ｐ２では、第２開口４１は、前側の第１開口３１と対向せず、第２開口４１と第１開口３１との間の連通は遮断される、または、少なくとも低減される。したがって、空気Ａは、第１開口３１を介してハウジング３の内部に流入することができない、または、ハウジング３の内部に流入し難くなる。よって、第２位置Ｐ２では、触媒コンバータ１は、排気ガスｇからの熱によって保温される。

【0048】

このような触媒ユニット１００Ａは、第１実施形態に係る触媒ユニット１００と同様な効果を奏する。

【0049】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0050】

例えば、上記の実施形態では、支持部５は、所定値より大きい熱負荷を経験すると、不可逆的に断裂するように構成される。他の実施形態では、支持部５は、所定値より大きい熱負荷を経験すると、第２開口４１が第１開口３１と対向しない位置までシャッター４が移動するように、不可逆的に延伸または変形するように構成されてもよい。この場合、触媒ユニット１００，１００Ａは、ストッパ６を備えなくてもよい。したがって、部品点数を低減することができる。また、支持部５が熱負荷に比例して延伸または変形する場合には、熱負荷に応じて、第２開口４１と第１開口３１との間の連通を減少させることができる。

【0051】

また、上記の実施形態では、要素５１，５２，５３，５４，５５は、金属または樹脂で作成される。他の実施形態では、例えば、支持部５は、所定値より大きい熱負荷を経験すると昇華する接着剤等の材料であってもよい。

【0052】

また、上記の実施形態では、支持部５は、ハウジング３の外面とシャッター４の内面との間の隙間に配置される。他の実施形態では、支持部５は、別の場所に配置されてもよい。図１を参照して、例えば、支持部５は、ガイド３２とシャッター４の端面との間に配置されてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１ 触媒コンバータ
２ 断熱材
３ ハウジング
４ シャッター
４Ａ シャッター
５ 支持部
３１ 第１開口
４１ 第２開口
５１ 要素
５２ 要素
５３ 要素
５４ 要素
５５ 要素
１００ 触媒ユニット
１００Ａ 触媒ユニット
Ａ 空気
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】