JP2000265832A - 触媒コンバータの触媒担体保持装置 - Google Patents
触媒コンバータの触媒担体保持装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モノリス触媒担体をケーシング内で軸方向に
弾性保持するための弾性ワッシャ２１が接触する触媒担
体の端部外周縁部分の破損を抑制する 【解決手段】 弾性ワッシャ２１は、ワイヤメッシュを
略矩形の断面形状を有するように環状に成形してなり、
断面Ｕ字形キャップ２２の凹溝内に収容される。弾性ワ
ッシャ２１は、外周側の一部が触媒担体外周縁よりも外
周側へ突出し、軸方向に圧縮される。組付前の状態にお
いて、弾性ワッシャ２１の外周側に、公差を吸収するた
めの微少な間隙Δ１が設けられているとともに、内周面
２１ｄと内周壁２４との間に、間隙Δ２が設けられてお
り、両者の差が、少なくとも内周壁２４の熱膨張量に相
当する大きさに与えられている。高温となるとキャップ
２２が熱膨張により外周側へ膨らむが、間隙Δ２を備え
たことにより、弾性ワッシャ２１を外周側へ押す力が弱
まり、触媒担体外周縁の剥離や破損が防止される。
弾性保持するための弾性ワッシャ２１が接触する触媒担
体の端部外周縁部分の破損を抑制する 【解決手段】 弾性ワッシャ２１は、ワイヤメッシュを
略矩形の断面形状を有するように環状に成形してなり、
断面Ｕ字形キャップ２２の凹溝内に収容される。弾性ワ
ッシャ２１は、外周側の一部が触媒担体外周縁よりも外
周側へ突出し、軸方向に圧縮される。組付前の状態にお
いて、弾性ワッシャ２１の外周側に、公差を吸収するた
めの微少な間隙Δ１が設けられているとともに、内周面
２１ｄと内周壁２４との間に、間隙Δ２が設けられてお
り、両者の差が、少なくとも内周壁２４の熱膨張量に相
当する大きさに与えられている。高温となるとキャップ
２２が熱膨張により外周側へ膨らむが、間隙Δ２を備え
たことにより、弾性ワッシャ２１を外周側へ押す力が弱
まり、触媒担体外周縁の剥離や破損が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モノリス触媒担
体を用いた内燃機関の触媒コンバータに関し、特にモノ
リス触媒担体を軸方向に弾性的に保持するための弾性ワ
ッシャを用いた触媒担体保持装置の改良に関する。
体を用いた内燃機関の触媒コンバータに関し、特にモノ
リス触媒担体を軸方向に弾性的に保持するための弾性ワ
ッシャを用いた触媒担体保持装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車用内燃機関の排気管に接続
される触媒コンバータにあっては、一部が排気マニホル
ドからなるケーシングの内部にモノリス触媒担体が収容
された構成となっているが、セラミックスからなるモノ
リス触媒担体は、非常に脆く、破損しやすいので、ケー
シング内で弾性的に保持する必要がある。具体的には、
特開平７−３１７５３７号公報等に開示されているよう
に、モノリス触媒担体周囲に、ワイヤメッシュを波板状
に成形してなる筒状サポータが配設され、該サポータに
よって径方向に弾性保持されているとともに、触媒担体
の前後両端部の外周縁に、やはりワイヤメッシュからな
る弾性ワッシャがそれぞれ配設され、該弾性ワッシャに
よって軸方向に弾性保持されている。
される触媒コンバータにあっては、一部が排気マニホル
ドからなるケーシングの内部にモノリス触媒担体が収容
された構成となっているが、セラミックスからなるモノ
リス触媒担体は、非常に脆く、破損しやすいので、ケー
シング内で弾性的に保持する必要がある。具体的には、
特開平７−３１７５３７号公報等に開示されているよう
に、モノリス触媒担体周囲に、ワイヤメッシュを波板状
に成形してなる筒状サポータが配設され、該サポータに
よって径方向に弾性保持されているとともに、触媒担体
の前後両端部の外周縁に、やはりワイヤメッシュからな
る弾性ワッシャがそれぞれ配設され、該弾性ワッシャに
よって軸方向に弾性保持されている。
【０００３】上記弾性ワッシャは、適宜な剛性を有する
ワイヤメッシュを環状に編み上げるとともに、矩形の断
面形状を有するように所定形状の金型内に押し込んで形
成したものであって、その外周側の一部が触媒担体の外
周縁よりも外周側へ突出するような位置、換言すれば、
触媒担体外周縁を挟んで内周側および外周側の双方に跨
る位置に配置されている。そして、ケーシングがボルト
等により閉じられた組立状態では、弾性ワッシャは所定
量圧縮された状態となっている。
ワイヤメッシュを環状に編み上げるとともに、矩形の断
面形状を有するように所定形状の金型内に押し込んで形
成したものであって、その外周側の一部が触媒担体の外
周縁よりも外周側へ突出するような位置、換言すれば、
触媒担体外周縁を挟んで内周側および外周側の双方に跨
る位置に配置されている。そして、ケーシングがボルト
等により閉じられた組立状態では、弾性ワッシャは所定
量圧縮された状態となっている。
【０００４】また、上記弾性ワッシャは、通常、該弾性
ワッシャの内周面に沿った内周壁を有する金属部材によ
って保持されている。例えば、上記公報のものでは、金
属製の担体保持プレートを有し、この担体保持プレート
が弾性ワッシャを背面側から支持しているとともに、該
担体保持プレートの内周壁とケーシング内周面との間
に、弾性ワッシャが位置決めされている。
ワッシャの内周面に沿った内周壁を有する金属部材によ
って保持されている。例えば、上記公報のものでは、金
属製の担体保持プレートを有し、この担体保持プレート
が弾性ワッシャを背面側から支持しているとともに、該
担体保持プレートの内周壁とケーシング内周面との間
に、弾性ワッシャが位置決めされている。
【０００５】なお、この担体保持プレートに代えて、内
周壁、外周壁および底壁を有する断面略Ｕ字形の環状キ
ャップを用い、その凹溝内に弾性ワッシャをはめ込んで
保持させるようにしたものも実用に供されている。
周壁、外周壁および底壁を有する断面略Ｕ字形の環状キ
ャップを用い、その凹溝内に弾性ワッシャをはめ込んで
保持させるようにしたものも実用に供されている。
【０００６】これらの担体保持プレートやキャップは、
弾性ワッシャを所定位置に位置決めするとともに、ワイ
ヤメッシュからなる弾性ワッシャに高温の排気が触れる
ことによる酸化を抑制する機能を果たしている。
弾性ワッシャを所定位置に位置決めするとともに、ワイ
ヤメッシュからなる弾性ワッシャに高温の排気が触れる
ことによる酸化を抑制する機能を果たしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】モノリス触媒担体は、
周知のように多数のセルを有し、それぞれのセル間の壁
厚は、数ミル（１ミルは１０００分の１インチである）
程度のものであるので、非常に破損しやすく、特に最外
周に位置する壁は、僅かな外力でもって容易に剥離して
しまう。
周知のように多数のセルを有し、それぞれのセル間の壁
厚は、数ミル（１ミルは１０００分の１インチである）
程度のものであるので、非常に破損しやすく、特に最外
周に位置する壁は、僅かな外力でもって容易に剥離して
しまう。
【０００８】このようなモノリス触媒担体に対し、上記
従来の保持装置においては、熱膨張差による径方向の変
位が繰り返し生じる結果、弾性ワッシャが接触している
端部外周縁から剥離，破損が発生しやすく、また、一
旦、外周部が欠けてくると、軸方向の緩み（遊び）が大
きくなるため、走行振動等による触媒担体の全体的な破
損が急激に進行する、という問題がある。
従来の保持装置においては、熱膨張差による径方向の変
位が繰り返し生じる結果、弾性ワッシャが接触している
端部外周縁から剥離，破損が発生しやすく、また、一
旦、外周部が欠けてくると、軸方向の緩み（遊び）が大
きくなるため、走行振動等による触媒担体の全体的な破
損が急激に進行する、という問題がある。
【０００９】つまり、セラミックスからなる触媒担体
は、殆ど熱膨張しないのに対し、弾性ワッシャを外側か
ら保持する金属部材つまり上記公報における担体保持プ
レートや上述したキャップは、機関の運転に伴って高温
となると径方向に熱膨張するので、弾性ワッシャを外周
側へ変位させようとし、触媒担体の外周縁を外周側へ引
っ張って剥離させてしまうのである。
は、殆ど熱膨張しないのに対し、弾性ワッシャを外側か
ら保持する金属部材つまり上記公報における担体保持プ
レートや上述したキャップは、機関の運転に伴って高温
となると径方向に熱膨張するので、弾性ワッシャを外周
側へ変位させようとし、触媒担体の外周縁を外周側へ引
っ張って剥離させてしまうのである。
【００１０】特に、従来の構成では、弾性ワッシャが圧
縮変形した組付状態においては、金属部材の内周壁に弾
性ワッシャが密接した状態となっており、この状態から
内周壁が熱膨張するので、弾性ワッシャを外周側へ動か
す力が強く作用し、触媒担体の端部外周縁の剥離，破損
が生じやすい。
縮変形した組付状態においては、金属部材の内周壁に弾
性ワッシャが密接した状態となっており、この状態から
内周壁が熱膨張するので、弾性ワッシャを外周側へ動か
す力が強く作用し、触媒担体の端部外周縁の剥離，破損
が生じやすい。
【００１１】本発明は、このようなモノリス触媒担体の
端部外周縁部分の破損を抑制することを目的とする。
端部外周縁部分の破損を抑制することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ワイヤメッシュを略矩形の断面形状を有する環状に成形
して構成され、かつ触媒コンバータのモノリス触媒担体
の端部外周縁と該触媒担体を収容するケーシングとの間
に、触媒担体を軸方向に弾性的に保持するように、圧縮
された状態で配設される弾性ワッシャと、触媒担体の端
部外周縁よりも内周側および外周側にそれぞれ位置する
内周壁および外周壁と両者を連結する底壁とから断面略
Ｕ字形の環状に形成され、その凹溝内に上記弾性ワッシ
ャが収容された環状のキャップと、を備えてなる触媒コ
ンバータの触媒担体保持装置において、上記弾性ワッシ
ャが所定量圧縮された組立状態において、上記弾性ワッ
シャの内周面と上記キャップの内周壁との間に、間隙が
設けられていることを特徴としている。
ワイヤメッシュを略矩形の断面形状を有する環状に成形
して構成され、かつ触媒コンバータのモノリス触媒担体
の端部外周縁と該触媒担体を収容するケーシングとの間
に、触媒担体を軸方向に弾性的に保持するように、圧縮
された状態で配設される弾性ワッシャと、触媒担体の端
部外周縁よりも内周側および外周側にそれぞれ位置する
内周壁および外周壁と両者を連結する底壁とから断面略
Ｕ字形の環状に形成され、その凹溝内に上記弾性ワッシ
ャが収容された環状のキャップと、を備えてなる触媒コ
ンバータの触媒担体保持装置において、上記弾性ワッシ
ャが所定量圧縮された組立状態において、上記弾性ワッ
シャの内周面と上記キャップの内周壁との間に、間隙が
設けられていることを特徴としている。
【００１３】この請求項１の発明をより具体化した請求
項２の発明では、上記間隙は、少なくとも上記キャップ
の内周壁の熱膨張量に相当する大きさに与えられてい
る。
項２の発明では、上記間隙は、少なくとも上記キャップ
の内周壁の熱膨張量に相当する大きさに与えられてい
る。
【００１４】すなわち、内燃機関の運転に伴って触媒コ
ンバータが高温となると、セラミックスからなる触媒担
体は殆ど熱膨張しないのに対し、金属製のキャップは、
熱膨張し、外周側へ広がろうとする。なお、弾性ワッシ
ャ自体は、ワイヤメッシュからなるので、その全体の径
方向への熱膨張は、非常に小さい。キャップが熱膨張し
ても、上記のように、予めキャップ内周壁と弾性ワッシ
ャの内周面との間に間隙が与えられていると、内周壁に
よって弾性ワッシャを外周側へ動かそうとする力がそれ
だけ弱まるので、弾性ワッシャを介して触媒担体の端部
外周縁へ作用する半径方向の力が弱まり、その剥離，破
損が抑制される。
ンバータが高温となると、セラミックスからなる触媒担
体は殆ど熱膨張しないのに対し、金属製のキャップは、
熱膨張し、外周側へ広がろうとする。なお、弾性ワッシ
ャ自体は、ワイヤメッシュからなるので、その全体の径
方向への熱膨張は、非常に小さい。キャップが熱膨張し
ても、上記のように、予めキャップ内周壁と弾性ワッシ
ャの内周面との間に間隙が与えられていると、内周壁に
よって弾性ワッシャを外周側へ動かそうとする力がそれ
だけ弱まるので、弾性ワッシャを介して触媒担体の端部
外周縁へ作用する半径方向の力が弱まり、その剥離，破
損が抑制される。
【００１５】特に、請求項２のように熱膨張量以上の間
隙を与えるようにすれば、弾性ワッシャがキャップ内周
壁によって外周側へ押されることがない。
隙を与えるようにすれば、弾性ワッシャがキャップ内周
壁によって外周側へ押されることがない。
【００１６】なお、キャップ底壁と接している弾性ワッ
シャの底面部分はキャップとともに外周側へ動こうとす
るが、ワイヤメッシュからなる弾性ワッシャは、その変
形により底面部分と頂面部分との間の径方向の変位を吸
収し得る。
シャの底面部分はキャップとともに外周側へ動こうとす
るが、ワイヤメッシュからなる弾性ワッシャは、その変
形により底面部分と頂面部分との間の径方向の変位を吸
収し得る。
【００１７】また、請求項３に係る発明は、ワイヤメッ
シュを略矩形の断面形状を有する環状に成形して構成さ
れ、かつ触媒コンバータのモノリス触媒担体の端部外周
縁と該触媒担体を収容するケーシングとの間に、触媒担
体を軸方向に弾性的に保持するように、圧縮された状態
で配設される弾性ワッシャと、触媒担体の端部外周縁よ
りも内周側および外周側にそれぞれ位置する内周壁およ
び外周壁と両者を連結する底壁とから断面略Ｕ字形の環
状に形成され、その凹溝内に上記弾性ワッシャが収容さ
れた環状のキャップと、を備えてなる触媒コンバータの
触媒担体保持装置において、ケーシング内への組付前の
状態において、上記弾性ワッシャの外周面と上記キャッ
プの外周壁との間に、公差を吸収するための微少な間隙
が設けられているとともに、弾性ワッシャの内周面と上
記キャップの内周壁との間に、外周側の間隙よりも大き
な間隙が設けられており、両者の差が、少なくとも上記
キャップの内周壁の熱膨張量に相当する大きさに与えら
れていることを特徴としている。
シュを略矩形の断面形状を有する環状に成形して構成さ
れ、かつ触媒コンバータのモノリス触媒担体の端部外周
縁と該触媒担体を収容するケーシングとの間に、触媒担
体を軸方向に弾性的に保持するように、圧縮された状態
で配設される弾性ワッシャと、触媒担体の端部外周縁よ
りも内周側および外周側にそれぞれ位置する内周壁およ
び外周壁と両者を連結する底壁とから断面略Ｕ字形の環
状に形成され、その凹溝内に上記弾性ワッシャが収容さ
れた環状のキャップと、を備えてなる触媒コンバータの
触媒担体保持装置において、ケーシング内への組付前の
状態において、上記弾性ワッシャの外周面と上記キャッ
プの外周壁との間に、公差を吸収するための微少な間隙
が設けられているとともに、弾性ワッシャの内周面と上
記キャップの内周壁との間に、外周側の間隙よりも大き
な間隙が設けられており、両者の差が、少なくとも上記
キャップの内周壁の熱膨張量に相当する大きさに与えら
れていることを特徴としている。
【００１８】この請求項３の発明をより具体化した請求
項４の発明では、上記の間隙の差は、内周壁の直径の
０．５パーセント以上である。
項４の発明では、上記の間隙の差は、内周壁の直径の
０．５パーセント以上である。
【００１９】弾性ワッシャは、キャップの凹溝内に収容
されるので、仮に公差により弾性ワッシャの実際の外径
がキャップ外周壁の実際の内径よりも僅かでも大きい
と、両者の組付が非常に面倒となる。従って、請求項３
の発明においては、弾性ワッシャの外周面と上記キャッ
プの外周壁との間に、公差を吸収するための微少な間隙
が設けられている。但し、この外周側の間隙は、弾性ワ
ッシャが圧縮変形した状態では、実質的に０となり、弾
性ワッシャはキャップ外周壁に接している。
されるので、仮に公差により弾性ワッシャの実際の外径
がキャップ外周壁の実際の内径よりも僅かでも大きい
と、両者の組付が非常に面倒となる。従って、請求項３
の発明においては、弾性ワッシャの外周面と上記キャッ
プの外周壁との間に、公差を吸収するための微少な間隙
が設けられている。但し、この外周側の間隙は、弾性ワ
ッシャが圧縮変形した状態では、実質的に０となり、弾
性ワッシャはキャップ外周壁に接している。
【００２０】これに対し、弾性ワッシャとキャップ内周
壁との間には、十分に大きな間隙が与えられているの
で、上述したように、熱膨張に伴いキャップ内周壁が弾
性ワッシャを押圧することが抑制される。
壁との間には、十分に大きな間隙が与えられているの
で、上述したように、熱膨張に伴いキャップ内周壁が弾
性ワッシャを押圧することが抑制される。
【００２１】内周壁の熱膨張量は、材料の熱膨張率や温
度が同じであれば、径に依存して定まる。キャップの材
料として熱膨張率が小さいフェライト系ステンレスを用
い、その温度が７００℃まで上昇するものとすれば、熱
膨張量は、径の０．４パーセント強であるので、請求項
４のように、０．５パーセント以上とすれば、十分であ
る。
度が同じであれば、径に依存して定まる。キャップの材
料として熱膨張率が小さいフェライト系ステンレスを用
い、その温度が７００℃まで上昇するものとすれば、熱
膨張量は、径の０．４パーセント強であるので、請求項
４のように、０．５パーセント以上とすれば、十分であ
る。
【００２２】また請求項５に係る発明は、ワイヤメッシ
ュを略矩形の断面形状を有する環状に成形して構成さ
れ、かつ触媒コンバータのモノリス触媒担体の端部外周
縁と該触媒担体を収容するケーシングとの間に、触媒担
体を軸方向に弾性的に保持するように、圧縮された状態
で配設される弾性ワッシャと、触媒担体の端部外周縁よ
りも内周側および外周側にそれぞれ位置する内周壁およ
び外周壁と両者を連結する底壁とから断面略Ｕ字形の環
状に形成され、その凹溝内に上記弾性ワッシャが収容さ
れた環状のキャップと、を備えてなる触媒コンバータの
触媒担体保持装置において、上記キャップの内周壁が、
凹溝開口部側が内周寄りとなるように傾いた傾斜壁とし
て構成されていることを特徴としている。
ュを略矩形の断面形状を有する環状に成形して構成さ
れ、かつ触媒コンバータのモノリス触媒担体の端部外周
縁と該触媒担体を収容するケーシングとの間に、触媒担
体を軸方向に弾性的に保持するように、圧縮された状態
で配設される弾性ワッシャと、触媒担体の端部外周縁よ
りも内周側および外周側にそれぞれ位置する内周壁およ
び外周壁と両者を連結する底壁とから断面略Ｕ字形の環
状に形成され、その凹溝内に上記弾性ワッシャが収容さ
れた環状のキャップと、を備えてなる触媒コンバータの
触媒担体保持装置において、上記キャップの内周壁が、
凹溝開口部側が内周寄りとなるように傾いた傾斜壁とし
て構成されていることを特徴としている。
【００２３】このように内周壁を傾斜壁とすれば、該内
周壁の先端つまり触媒担体寄りとなる部分が、弾性ワッ
シャの内周面から離れた状態となる。従って、キャップ
が熱膨張に伴って外周側へ変位したとしても、弾性ワッ
シャの頂面部分を外周側へ押圧することがない。
周壁の先端つまり触媒担体寄りとなる部分が、弾性ワッ
シャの内周面から離れた状態となる。従って、キャップ
が熱膨張に伴って外周側へ変位したとしても、弾性ワッ
シャの頂面部分を外周側へ押圧することがない。
【００２４】各請求項の触媒担体保持装置は、請求項６
のように、壁厚が５ミル以下の触媒担体の保持に好適で
ある。
のように、壁厚が５ミル以下の触媒担体の保持に好適で
ある。
【００２５】
【発明の効果】この発明によれば、壁厚が薄いモノリス
触媒担体を用いた触媒コンバータにおいて、弾性ワッシ
ャが接触する触媒担体外周縁部分の剥離、破損を抑制す
ることができ、ケーシング内での遊びによる全体的な破
損の進行を確実に回避できる。
触媒担体を用いた触媒コンバータにおいて、弾性ワッシ
ャが接触する触媒担体外周縁部分の剥離、破損を抑制す
ることができ、ケーシング内での遊びによる全体的な破
損の進行を確実に回避できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】図１は、この発明が適用される触媒コンバ
ータ１全体の構成を示している。この触媒コンバータ１
は、自動車用内燃機関の排気マニホルド２の出口部分に
装着されるものであって、排気マニホルド２の出口フラ
ンジ部５と円筒状のコンテナ３とから構成されるケーシ
ング内に、円柱状をなすセラミックス製のモノリス触媒
担体４が収容されており、かつコンテナ３の出口側に形
成されたフランジ部６に、図示せぬ排気管つまりフロン
トチューブが接続されるようになっている。上記触媒担
体４は、その壁厚が５ミル以下のものである。
ータ１全体の構成を示している。この触媒コンバータ１
は、自動車用内燃機関の排気マニホルド２の出口部分に
装着されるものであって、排気マニホルド２の出口フラ
ンジ部５と円筒状のコンテナ３とから構成されるケーシ
ング内に、円柱状をなすセラミックス製のモノリス触媒
担体４が収容されており、かつコンテナ３の出口側に形
成されたフランジ部６に、図示せぬ排気管つまりフロン
トチューブが接続されるようになっている。上記触媒担
体４は、その壁厚が５ミル以下のものである。
【００２８】上記コンテナ３は、出口側の円錐部７を除
いて、一定内径の円筒状をなし、かつこの円筒部８と円
錐部７との間に、触媒担体４の端部を位置決めするため
の段部９が環状に形成されている。また、同様に、出口
フランジ部５の内周に、触媒担体４の他方の端部を位置
決めするための段部１０が環状に形成されている。な
お、上記出口フランジ部５とコンテナ３の入口側のフラ
ンジ部１１とは、図示せぬ複数のボルトによって締結さ
れている。
いて、一定内径の円筒状をなし、かつこの円筒部８と円
錐部７との間に、触媒担体４の端部を位置決めするため
の段部９が環状に形成されている。また、同様に、出口
フランジ部５の内周に、触媒担体４の他方の端部を位置
決めするための段部１０が環状に形成されている。な
お、上記出口フランジ部５とコンテナ３の入口側のフラ
ンジ部１１とは、図示せぬ複数のボルトによって締結さ
れている。
【００２９】上記コンテナ３の内径は、触媒担体４の外
径よりも僅かに大きく設定されており、両者間の間隙
に、径方向の弾性保持を行うためのサポータ１５が配設
されている。このサポータ１５は、比較的線径の太いワ
イヤメッシュを波板状に屈曲させて一種のクッション材
としたものであって、予め円筒状に形成されており、触
媒担体４外周に被せるようにして装着されている。ま
た、このサポータ１５は、触媒担体４の全長よりも短く
なっており、その下流側に並んで、コンテナ３と触媒担
体４との間に、インタラムマット１６が配設されてい
る。このインタラムマット１６は、不燃性の繊維をマッ
ト状に形成したものであって、主に、コンテナ３内周面
と触媒担体４外周面との間のシールつまりサポータ１５
部分を流れようとする排気を阻止する機能を有してい
る。
径よりも僅かに大きく設定されており、両者間の間隙
に、径方向の弾性保持を行うためのサポータ１５が配設
されている。このサポータ１５は、比較的線径の太いワ
イヤメッシュを波板状に屈曲させて一種のクッション材
としたものであって、予め円筒状に形成されており、触
媒担体４外周に被せるようにして装着されている。ま
た、このサポータ１５は、触媒担体４の全長よりも短く
なっており、その下流側に並んで、コンテナ３と触媒担
体４との間に、インタラムマット１６が配設されてい
る。このインタラムマット１６は、不燃性の繊維をマッ
ト状に形成したものであって、主に、コンテナ３内周面
と触媒担体４外周面との間のシールつまりサポータ１５
部分を流れようとする排気を阻止する機能を有してい
る。
【００３０】また、上記触媒担体４の前後両端には、該
触媒担体４を軸方向に弾性保持するために、環状の弾性
ワッシャ２１と環状のキャップ２２とからなる触媒担体
保持装置２０がそれぞれ配設されている。なお、各端部
の保持装置２０は、基本的に同一の構成であるので、本
実施例では、同一の符号を付して説明するが、両者が完
全に同一のものでなくともよく、必要に応じて細部が僅
かに異なる場合もある、上記キャップ２２は、例えばＳ
ＵＳ４３０のような熱膨張率の小さなフェライト系ステ
ンレスの薄板からなり、図２，図３に示すように、上記
段部９，１０に当接して支持される底壁２３と、この底
壁２３の内周から垂直に延びた内周壁２４と、底壁２３
の外周から同様に垂直に延びた外周壁２５と、を有する
断面略Ｕ字形をなしている。上記内周壁２４は、触媒担
体４の端部の外周縁４ａよりも僅かに内周側に位置し、
また上記外周壁２５は、上記外周縁４ａよりも僅かに外
周側に位置している。つまり、外周壁２５は、触媒担体
４の外周面に僅かにラップするようになっている。そし
て、内周壁２４は、触媒担体４と接触することがないよ
うに、外周壁２５に比較して短く形成されている。
触媒担体４を軸方向に弾性保持するために、環状の弾性
ワッシャ２１と環状のキャップ２２とからなる触媒担体
保持装置２０がそれぞれ配設されている。なお、各端部
の保持装置２０は、基本的に同一の構成であるので、本
実施例では、同一の符号を付して説明するが、両者が完
全に同一のものでなくともよく、必要に応じて細部が僅
かに異なる場合もある、上記キャップ２２は、例えばＳ
ＵＳ４３０のような熱膨張率の小さなフェライト系ステ
ンレスの薄板からなり、図２，図３に示すように、上記
段部９，１０に当接して支持される底壁２３と、この底
壁２３の内周から垂直に延びた内周壁２４と、底壁２３
の外周から同様に垂直に延びた外周壁２５と、を有する
断面略Ｕ字形をなしている。上記内周壁２４は、触媒担
体４の端部の外周縁４ａよりも僅かに内周側に位置し、
また上記外周壁２５は、上記外周縁４ａよりも僅かに外
周側に位置している。つまり、外周壁２５は、触媒担体
４の外周面に僅かにラップするようになっている。そし
て、内周壁２４は、触媒担体４と接触することがないよ
うに、外周壁２５に比較して短く形成されている。
【００３１】上記弾性ワッシャ２１は、適宜な剛性を有
するワイヤメッシュを環状に編み上げるとともに、略矩
形の断面形状を有するように所定形状の金型内に押し込
んでワッシャ状に成形したものであって、上記キャップ
２２の内周壁２４，外周壁２５間の凹溝内に収容されて
いる。この弾性ワッシャ２１は、その外周側の一部が触
媒担体４の外周縁４ａよりも外周側へ突出するような位
置、換言すれば、触媒担体４外周縁４ａを挟んで内周側
および外周側の双方に跨る位置に配置されている。そし
て、上記出口フランジ部５とコンテナ３の入口側のフラ
ンジ部１１とが、図示せぬボルトによって締結された組
立状態では、上記弾性ワッシャ２１は所定量圧縮された
状態となっている。
するワイヤメッシュを環状に編み上げるとともに、略矩
形の断面形状を有するように所定形状の金型内に押し込
んでワッシャ状に成形したものであって、上記キャップ
２２の内周壁２４，外周壁２５間の凹溝内に収容されて
いる。この弾性ワッシャ２１は、その外周側の一部が触
媒担体４の外周縁４ａよりも外周側へ突出するような位
置、換言すれば、触媒担体４外周縁４ａを挟んで内周側
および外周側の双方に跨る位置に配置されている。そし
て、上記出口フランジ部５とコンテナ３の入口側のフラ
ンジ部１１とが、図示せぬボルトによって締結された組
立状態では、上記弾性ワッシャ２１は所定量圧縮された
状態となっている。
【００３２】図３は、上記弾性ワッシャ２１とキャップ
２２との具体的な位置関係を示している。なお、この図
３は、圧縮されていない組付前の状態を示している。図
３に示すように、弾性ワッシャ２１は、底面２１ａ、頂
面２１ｂ、外周面２１ｃおよび内周面２１ｄを有する軸
方向に長い矩形の断面形状を有している。そして、その
外周面２１ｃの外径Ｄ１は、キャップ２２の外周壁２５
の内径Ｄ２よりも僅かに小さく、両者間に微少な間隙Δ
１が与えられている。この間隙Δ１は、弾性ワッシャ２
１およびキャップ２２の製造公差を吸収するためのもの
であり、組付が困難とならない範囲で可及的に小さく設
定される。また、弾性ワッシャ２１の内周面２１ｄの内
径Ｄ３は、キャップ２２の内周壁２４の外径Ｄ４よりも
大きく設定され、両者間に比較的大きな間隙Δ２が与え
られている。この間隙Δ２は、キャップ２２の熱膨張に
伴う内周壁２４の変位を吸収し得る大きさに設定されて
いる。特に、公差に相当するΔ１との差、つまり（Δ２
−Δ１）が、内周壁２４の熱膨張量よりも大きくなるよ
うに設定されている。このように設定することで、公差
を考慮しても、実際の間隙Δ２の大きさが熱膨張量を下
回ることがない。
２２との具体的な位置関係を示している。なお、この図
３は、圧縮されていない組付前の状態を示している。図
３に示すように、弾性ワッシャ２１は、底面２１ａ、頂
面２１ｂ、外周面２１ｃおよび内周面２１ｄを有する軸
方向に長い矩形の断面形状を有している。そして、その
外周面２１ｃの外径Ｄ１は、キャップ２２の外周壁２５
の内径Ｄ２よりも僅かに小さく、両者間に微少な間隙Δ
１が与えられている。この間隙Δ１は、弾性ワッシャ２
１およびキャップ２２の製造公差を吸収するためのもの
であり、組付が困難とならない範囲で可及的に小さく設
定される。また、弾性ワッシャ２１の内周面２１ｄの内
径Ｄ３は、キャップ２２の内周壁２４の外径Ｄ４よりも
大きく設定され、両者間に比較的大きな間隙Δ２が与え
られている。この間隙Δ２は、キャップ２２の熱膨張に
伴う内周壁２４の変位を吸収し得る大きさに設定されて
いる。特に、公差に相当するΔ１との差、つまり（Δ２
−Δ１）が、内周壁２４の熱膨張量よりも大きくなるよ
うに設定されている。このように設定することで、公差
を考慮しても、実際の間隙Δ２の大きさが熱膨張量を下
回ることがない。
【００３３】具体的な数値例を挙げれば、間隙Δ１が
０．１ｍｍ、間隙Δ２が１．２ｍｍである。なお、弾性
ワッシャ２１の全幅Ｌ０は６ｍｍ、内周壁２４の外径Ｄ
４は８３ｍｍである。また、フェライト系ステンレスで
あるＳＵＳ４３０の熱膨張率（０℃から７００℃へ温度
上昇したとき）は、１１．９（cm/cm℃×１０-6）であ
る。因みに、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ
３１０Ｓでは、１７．８（cm/cm℃×１０-6）である。
０．１ｍｍ、間隙Δ２が１．２ｍｍである。なお、弾性
ワッシャ２１の全幅Ｌ０は６ｍｍ、内周壁２４の外径Ｄ
４は８３ｍｍである。また、フェライト系ステンレスで
あるＳＵＳ４３０の熱膨張率（０℃から７００℃へ温度
上昇したとき）は、１１．９（cm/cm℃×１０-6）であ
る。因みに、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ
３１０Ｓでは、１７．８（cm/cm℃×１０-6）である。
【００３４】また上記弾性ワッシャ２１は、組付状態で
は、所定量圧縮され、その反力でもって触媒担体４が軸
方向に緩みなく弾性保持される。ここで、弾性ワッシャ
２１の圧縮率が５０パーセント以下となるように、さら
に詳しくは、約４０パーセントとなるように、各部の寸
法が設定されている。
は、所定量圧縮され、その反力でもって触媒担体４が軸
方向に緩みなく弾性保持される。ここで、弾性ワッシャ
２１の圧縮率が５０パーセント以下となるように、さら
に詳しくは、約４０パーセントとなるように、各部の寸
法が設定されている。
【００３５】このような実施例の構成によれば、弾性ワ
ッシャ２１が圧縮変形した組付状態においても、キャッ
プ２２の内周壁２４と弾性ワッシャ２１の内周面２１ｄ
との間に、内周壁２４の熱膨張量よりも大きな間隙が確
保され得る。従って、キャップ２２が熱膨張により径方
向に広がっても、弾性ワッシャ２１が外周側へ強く押さ
れることはなく、その頂面２１ｂ部分が触媒担体４の外
周縁４ａを外周側へ引っ張ることがない。従って、キャ
ップ２２の熱膨張の繰り返しに伴う外周縁４ａ部分の剥
離，破損を防止できる。
ッシャ２１が圧縮変形した組付状態においても、キャッ
プ２２の内周壁２４と弾性ワッシャ２１の内周面２１ｄ
との間に、内周壁２４の熱膨張量よりも大きな間隙が確
保され得る。従って、キャップ２２が熱膨張により径方
向に広がっても、弾性ワッシャ２１が外周側へ強く押さ
れることはなく、その頂面２１ｂ部分が触媒担体４の外
周縁４ａを外周側へ引っ張ることがない。従って、キャ
ップ２２の熱膨張の繰り返しに伴う外周縁４ａ部分の剥
離，破損を防止できる。
【００３６】また、図４は、キャップ２２の断面形状を
異ならせた第２の実施例を示している。この実施例にお
いては、キャップ２２の内周壁２４が、凹溝開口部側が
内周寄りとなるように傾いた傾斜壁となっている。詳し
くは、この内周壁２４は、底壁２３との接続点２４ａが
前述した実施例に比べて外周寄りにあり、弾性ワッシャ
２１の内周面２１ｄの位置から斜めに立ち上がってい
る。そして、触媒担体４に対向する先端２４ｂが内周面
２１ｄから内周側へ離れており、両者間に、前述した第
１の実施例と同様に間隙Δ２が与えられている。なお、
第１の実施例と同じく、一例として、間隙Δ１が０．１
ｍｍ、間隙Δ２が１．２ｍｍである。
異ならせた第２の実施例を示している。この実施例にお
いては、キャップ２２の内周壁２４が、凹溝開口部側が
内周寄りとなるように傾いた傾斜壁となっている。詳し
くは、この内周壁２４は、底壁２３との接続点２４ａが
前述した実施例に比べて外周寄りにあり、弾性ワッシャ
２１の内周面２１ｄの位置から斜めに立ち上がってい
る。そして、触媒担体４に対向する先端２４ｂが内周面
２１ｄから内周側へ離れており、両者間に、前述した第
１の実施例と同様に間隙Δ２が与えられている。なお、
第１の実施例と同じく、一例として、間隙Δ１が０．１
ｍｍ、間隙Δ２が１．２ｍｍである。
【００３７】この実施例では、底壁２３の幅が、弾性ワ
ッシャ２１の全幅Ｌ０に近似したものとなるで、キャッ
プ２２内で弾性ワッシャ２１を精度よく位置決めでき、
かつキャップ２２の熱膨張に対しては、前述した実施例
と同様に、弾性ワッシャ２１とりわけその頂面２１ｂ部
分を外周側へ押圧することがないことから、キャップ２
２の熱膨張の繰り返しに伴う触媒担体４の外周縁４ａ部
分の剥離，破損を防止できる。
ッシャ２１の全幅Ｌ０に近似したものとなるで、キャッ
プ２２内で弾性ワッシャ２１を精度よく位置決めでき、
かつキャップ２２の熱膨張に対しては、前述した実施例
と同様に、弾性ワッシャ２１とりわけその頂面２１ｂ部
分を外周側へ押圧することがないことから、キャップ２
２の熱膨張の繰り返しに伴う触媒担体４の外周縁４ａ部
分の剥離，破損を防止できる。
【００３８】次に、図５および図６は、それぞれ弾性ワ
ッシャ２１の断面形状を変更した第３および第４の実施
例を示している。この実施例では、弾性ワッシャ２１
は、底面２１ａ、頂面２１ｂ、外周面２１ｃおよび内周
面２１ｄを有する略矩形状をなし、かつ、頂面２１ｂの
外周側に傾斜面からなる第１の面取部３１が設けられて
いるとともに、頂面２１ｂの内周側に同じく傾斜面から
なる第２の面取部３２が設けられている。上記第１の面
取部３１は、触媒担体４の端部の外周縁４ａよりも外周
側へ突出する範囲に設けられている。つまり、第１の面
取部３１により残される頂面２１ｂの外周縁が触媒担体
４の外周縁４ａに一致する。また、内周側の第２の面取
部３２は、外周側の第１の面取部３１よりも小さく形成
されている。なお、外周面２１ｃとキャップ２２外周壁
２５との間の間隙Δ１および内周面２１ｄと内周壁２４
との間の間隙Δ２は、上述した第１および第２の実施例
と同様である。
ッシャ２１の断面形状を変更した第３および第４の実施
例を示している。この実施例では、弾性ワッシャ２１
は、底面２１ａ、頂面２１ｂ、外周面２１ｃおよび内周
面２１ｄを有する略矩形状をなし、かつ、頂面２１ｂの
外周側に傾斜面からなる第１の面取部３１が設けられて
いるとともに、頂面２１ｂの内周側に同じく傾斜面から
なる第２の面取部３２が設けられている。上記第１の面
取部３１は、触媒担体４の端部の外周縁４ａよりも外周
側へ突出する範囲に設けられている。つまり、第１の面
取部３１により残される頂面２１ｂの外周縁が触媒担体
４の外周縁４ａに一致する。また、内周側の第２の面取
部３２は、外周側の第１の面取部３１よりも小さく形成
されている。なお、外周面２１ｃとキャップ２２外周壁
２５との間の間隙Δ１および内周面２１ｄと内周壁２４
との間の間隙Δ２は、上述した第１および第２の実施例
と同様である。
【００３９】これらの実施例では、弾性ワッシャ２１に
当接する頂面２１ｂ側が台形状となることから、組付状
態として弾性ワッシャ２１が圧縮されたときに、弾性ワ
ッシャ２１全体が倒れるように変形することがなくな
り、触媒担体４を一層安定して保持することができる。
また、外周側に第１の面取部３１を備えていることによ
り、弾性ワッシャ２１が圧縮変形した組付状態において
も、触媒担体４の外周縁４ａよりも外周側へ突出した部
分が触媒担体４外周面側へラップすることがなく、触媒
担体４の外周縁４ａ部分への負荷が低減する。従って、
間隙Δ２を設けたことと相俟って、キャップ２２の熱膨
張の繰り返しに伴う外周縁４ａ部分の剥離，破損を一層
確実に防止できる。
当接する頂面２１ｂ側が台形状となることから、組付状
態として弾性ワッシャ２１が圧縮されたときに、弾性ワ
ッシャ２１全体が倒れるように変形することがなくな
り、触媒担体４を一層安定して保持することができる。
また、外周側に第１の面取部３１を備えていることによ
り、弾性ワッシャ２１が圧縮変形した組付状態において
も、触媒担体４の外周縁４ａよりも外周側へ突出した部
分が触媒担体４外周面側へラップすることがなく、触媒
担体４の外周縁４ａ部分への負荷が低減する。従って、
間隙Δ２を設けたことと相俟って、キャップ２２の熱膨
張の繰り返しに伴う外周縁４ａ部分の剥離，破損を一層
確実に防止できる。
【００４０】さらに、第２の面取部３２によって、圧縮
変形状態において弾性ワッシャ２１の一部がキャップ２
２内周壁２４から内周側へはみ出すことがなくなり、排
気ガスとの接触による酸化を回避できる。
変形状態において弾性ワッシャ２１の一部がキャップ２
２内周壁２４から内周側へはみ出すことがなくなり、排
気ガスとの接触による酸化を回避できる。
【図１】この発明が適用される触媒コンバータ全体の断
面図。
面図。
【図２】図１の要部の拡大図。
【図３】弾性ワッシャとキャップとの関係を非圧縮状態
で示す断面図。
で示す断面図。
【図４】内周壁を傾斜壁とした第２の実施例を示す断面
図。
図。
【図５】弾性ワッシャに面取部を設けた第３の実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図６】弾性ワッシャに面取部を設けるとともに内周壁
を傾斜壁とした第４の実施例を示す断面図。
を傾斜壁とした第４の実施例を示す断面図。
２…排気マニホルド ３…コンテナ ４…触媒担体 ２１…弾性ワッシャ ２２…キャップ ２４…内周壁 ２５…外周壁 ３１…第１の面取部 ３２…第２の面取部 Δ１，Δ２…間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大内 健 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA28 AB01 BA09 BA10 BA39 FB03 FC02 FC08 GA06 GB01X GB01Z GB10X GB17X HA03 HA27 HA28 HA29 HA31 HB02
Claims (6)
- 【請求項１】 ワイヤメッシュを略矩形の断面形状を有
する環状に成形して構成され、かつ触媒コンバータのモ
ノリス触媒担体の端部外周縁と該触媒担体を収容するケ
ーシングとの間に、触媒担体を軸方向に弾性的に保持す
るように、圧縮された状態で配設される弾性ワッシャ
と、触媒担体の端部外周縁よりも内周側および外周側に
それぞれ位置する内周壁および外周壁と両者を連結する
底壁とから断面略Ｕ字形の環状に形成され、その凹溝内
に上記弾性ワッシャが収容された環状のキャップと、を
備えてなる触媒コンバータの触媒担体保持装置におい
て、 上記弾性ワッシャが所定量圧縮された組立状態におい
て、上記弾性ワッシャの内周面と上記キャップの内周壁
との間に、間隙が設けられていることを特徴とする触媒
コンバータの触媒担体保持装置。 - 【請求項２】 上記間隙は、少なくとも上記キャップの
内周壁の熱膨張量に相当する大きさに与えられているこ
とを特徴とする請求項１記載の触媒コンバータの触媒担
体保持装置。 - 【請求項３】 ワイヤメッシュを略矩形の断面形状を有
する環状に成形して構成され、かつ触媒コンバータのモ
ノリス触媒担体の端部外周縁と該触媒担体を収容するケ
ーシングとの間に、触媒担体を軸方向に弾性的に保持す
るように、圧縮された状態で配設される弾性ワッシャ
と、触媒担体の端部外周縁よりも内周側および外周側に
それぞれ位置する内周壁および外周壁と両者を連結する
底壁とから断面略Ｕ字形の環状に形成され、その凹溝内
に上記弾性ワッシャが収容された環状のキャップと、を
備えてなる触媒コンバータの触媒担体保持装置におい
て、 ケーシング内への組付前の状態において、上記弾性ワッ
シャの外周面と上記キャップの外周壁との間に、公差を
吸収するための微少な間隙が設けられているとともに、
弾性ワッシャの内周面と上記キャップの内周壁との間
に、外周側の間隙よりも大きな間隙が設けられており、
両者の差が、少なくとも上記キャップの内周壁の熱膨張
量に相当する大きさに与えられていることを特徴とする
触媒コンバータの触媒担体保持装置。 - 【請求項４】 上記の間隙の差は、内周壁の直径の０．
５パーセント以上であることを特徴とする請求項３記載
の触媒コンバータの触媒担体保持装置。 - 【請求項５】 ワイヤメッシュを略矩形の断面形状を有
する環状に成形して構成され、かつ触媒コンバータのモ
ノリス触媒担体の端部外周縁と該触媒担体を収容するケ
ーシングとの間に、触媒担体を軸方向に弾性的に保持す
るように、圧縮された状態で配設される弾性ワッシャ
と、触媒担体の端部外周縁よりも内周側および外周側に
それぞれ位置する内周壁および外周壁と両者を連結する
底壁とから断面略Ｕ字形の環状に形成され、その凹溝内
に上記弾性ワッシャが収容された環状のキャップと、を
備えてなる触媒コンバータの触媒担体保持装置におい
て、上記キャップの内周壁が、凹溝開口部側が内周寄り
となるように傾いた傾斜壁として構成されていることを
特徴とする触媒コンバータの触媒担体保持装置。 - 【請求項６】 壁厚が５ミル以下の触媒担体の保持に用
いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載の触媒コンバータの触媒担体保持装置。
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