JP2613468B2 - 触媒コンバータと排気マフラとの組立体 - Google Patents

触媒コンバータと排気マフラとの組立体

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JP2613468B2 JP1041460A JP4146089A JP2613468B2 JP 2613468 B2 JP2613468 B2 JP 2613468B2 JP 1041460 A JP1041460 A JP 1041460A JP 4146089 A JP4146089 A JP 4146089A JP 2613468 B2 JP2613468 B2 JP 2613468B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は触媒コンバータと排気マフラとの組立体に関
するものである。
［従来の技術］ 内燃エンジンの排気装置は、代表的に、エンジンによ
り生ずる排気ガスを集め、排気ガスに関する騒音を受入
れ出来る高さまで減少し、排気ガス内の特定の不快な汚
染の高さを減少し、排気ガスを大気に放出するため受入
れ出来る所まで送出するよう機能する。代表的な従来技
術の車両用排気装置は、エンジンに装架し、排気ガスを
集めつためのマニフォルドと、複数個の相互結合された
パイプと、触媒コンバータと、少くとも一つのマフラと
を有する。触媒コンバータは、排気装置のパイプに夫々
結合される対立する入口、出口端を持つ小箱を有する。
触媒は触媒コンバータの小箱の中にしっかり装架され
る。加熱された排気ガスと組合された触媒は一酸化炭
素、不燃の炭化水素及び窒素酸化物を不快でない排気ガ
スに転換する。触媒コンバータは、これが熱排気ガスに
より特定温度まで加熱されたあとで作動し、即ち活性化
する。この活性化必要条件を考えて、触媒コンバータは
代表的に、相当な冷却が生ずる前に排気ガスと相互作用
するため出来るだけエンジンの近くに置かれる。触媒コ
ンバータは相当な高温に達することが知られている。そ
の結果触媒コンバータにはしばしば熱遮蔽及び／又は絶
縁が設けられ、隣接構造物を熱関係破損から保護する。
排気装置の一つ又はそれ以上のマフラは主として、排
気関係騒音を減少するよう機能する。代表的な従来技術
マフラは、室と連絡する複数個のチューブを有する。特
に代表的な従来技術排気マフラは、貫通して延びる孔、
よろい窓又は開口を持つ少くとも一つのチューブを有
し、排気ガスを膨脹室と連絡させることが出来る。膨脹
室と連絡する孔明き又はよろい窓チューブを通る排気ガ
スの運動は、排気ガス騒音のかなりの部分をほぼ減衰す
る。しかし、多くの場合、孔明き又はよろい窓チューブ
と膨脹室との騒音減衰効果にも拘わらず、かなりの低周
波騒音が残る。これら残存低周波騒音はしばしば一つ又
はそれ以上の調音チューブにより減衰され、これらチュ
ーブはマフラの残りのチューブと連絡し、又ほぼ囲まれ
た低周波共振室と連絡する。調音チューブの断面積及び
長さと、関係する低周波共振室の容積とは、減衰される
残存低周波騒音の特定周波数範囲により運ばれる。
代表的従来技術マフラは、複数個の離隔されて横方向
に置かれたバッフルにより平行列に支持された複数個の
別々のチューブ状部材を有する。チューブの列とバッフ
ルとは、細長いほぼチューブ状の外側シェル内に装架さ
れ、外側シェルはその長さに沿って一定のほぼ円形又は
楕円形断面を持っている。これら従来技術マフラの色々
の内部要素の寸法は、排気ガス特性より大きく指令され
る。これら内部寸法の必要条件は又部分的に外部寸法を
指令する。しかし、自動車技術者は又マフラを車両上の
限られた利用出来る空間内に取付ける必要がある。それ
ゆえ、従来技術マフラの全長及び断面形は、車両上の利
用出来る空間内にマフラの取付けが出来るよう、マフラ
の内部必要条件により指令される限度内に適当に調節さ
れる。従来技術マフラは代表的に、エンジン室の後方、
車両の下側から離隔された便利で受入れ出来る位置で車
両の下側から単に吊下げられている。
従来技術は、触媒コンバータの中に何かの騒音減衰機
能を組合わせる試みを含んでいる。例えば、米国特許第
3061416号は、マフラ全体の選ばれた所でほぼ円筒形の
列に装架された複数個の異なる触媒を持つ触媒マフラを
示している。構造の音響的機能は、ほぼ円筒形に装架さ
れたチューブ内の孔の列により行われるように見られ
る。米国特許第3061416号に示すマフラはほぼ標準的外
側シェル構造であるけれども極めて複雑な多重要素の内
部形状を持っている。
別の触媒コンバータ／マフラ組立体は米国特許第3556
735号に示されている。米国特許第3556735号は、マフラ
の全長に延びる棒の上に装架されたバッフルを有する。
バッフルのあるものは触媒が中に装架される室を形成す
る。別の同様な構造は米国特許第3841841号に示されて
いる。
米国特許第4616732号はいくつかの型打ち形成要素を
持つマフラ／触媒コンバータの組合せを示している。米
国特許第4616732号に示す構造の騒音減衰特性は、構造
の中にほぼ平行列で装架されたいくつかの型打ち形成孔
明き板から得ている。
［発明が解決しようとする課題］ 全体として、触媒コンバータをマフラと組合せるよう
試みた上記従来技術構造は、孔明きバッフル、板又はチ
ューブを通して排気ガスをいくらか膨脹させることによ
り極めて限られた騒音減衰機能を達成している。このよ
うな構造で得られる騒音減衰は一般に、米国及びその他
多くの国の多くの新車騒音必要条件に合致するには十分
で無い。それゆえもしこれら従来技術の組合せられた触
媒コンバータ／マフラが今も少しでも使われていれば、
これらは第２マフラにより補足されねばならない。その
上、従来技術の教訓を使って上記の関連する従来技術の
触媒コンバータ／マフラを発展するよう試みれば、これ
ら構造の寸法を相当に増大する。これら従来技術構造に
より示唆される物理的限界は、触媒の望ましい迅速活性
化を得るため構造体をエンジンに極めて近く物理的に置
くことを困難にする。
従来技術マフラのあるものは、部分的又は全体的に型
打ち形成要素から形成されている。極めて最近まで多く
の従来技術の型打ち形成マフラは、排気ガス膨脹機能を
大きく達成している。その結果、これら従来技術型打ち
形成マフラは、排気ガス騒音を適切に減衰せず、しばし
ば減衰されない残存低周波騒音を残している。
しかし、最近では型打ち形成排気マフラへの相当の改
善がなされている。特に、米国特許第4700806号、第473
6817号は、極めて効率のよい効果的マフラを目指してお
り、マフラは調音チューブを含む型打ち形成チューブの
列と、膨脹室、低周波共振室を含む複数個の室とを有す
る。それゆえ、米国特許第4700806号、第4736817号（本
出願人所有）に示すマフラは、騒音減衰機能を代表的従
来技術マフラと少くとも同じ又はそれ以上に達成してい
るけれども、多数の小種類要素から形成され、効率良く
製作、組立てが出来る。
型打ち形成マフラのさらに別の改善を示す本出願人の
出願に係る米国特許出願第061876号は「斜めに整合した
入口、出口を持つ排気マフラ」を目指している。米国特
許出願第061913号は効率のよい「排気マフラ用のチュー
ブと室との構造」を目指している。米国特許出願第1062
44号は「多重の低周波共振室を持つ型打ち形成マフラ」
用の効率のよい構造を目指しており、このマフラでは複
数個の型打ち形成調音チューブと複数個の低周波共振室
とが、型打ち形成外側シェルの変形をかなり減少するこ
とを可能にしている。米国特許出願第146032号は「適合
型の外側シェルを持つ型打ち形成マフラ」を目指し、こ
のマフラではマフラを車両上の限られた利用出来る空間
に、多くの従来技術マフラのような一定断面のものより
効果的に適合することが出来る。上記米国特許及び米国
特許出願は本出願人に譲渡され、ここに引用して組入れ
られている。
上記型打ち形成マフラの多くの利点、及び触媒コンバ
ータでなされるかなりの技術的作用があるにも拘わら
ず、予定された両方の機能を十分にはたし、且つ市場で
広く受入れられるような組合されたマフラ／触媒コンバ
ータは無い。
上記見地から、本発明の目的は触媒コンバータとマフ
ラとの組立体を得ることである。
次の本発明の目的は、触媒コンバータとしっかり保持
し、絶縁し保護する排気マフラを得ることである。
さらに次の本発明の目的は、排気ガスに関する騒音を
適切に調音し、減衰する触媒コンバータと排気マフラと
の組立体を得ることである。
さらに次の本発明の目的は、車両上の利用出来る空間
内に容易に取付けの出来る触媒コンバータと排気マフラ
との組立体を得ることである。
さらに別の本発明の目的は、組立体の騒音減衰室が触
媒コンバータの熱遮蔽と絶縁とに寄与する触媒コンバー
タと排気マフラとの組立体を得ることである。
さらに次の本発明の目的は、触媒と型打ち形成要素と
からかなり形成され、熱遮蔽と絶縁とに寄与するよう触
媒コンバータの両側に置かれた型打ち形成チューブを有
する触媒コンバータと排気マフラとの組立体を得ること
である。
本発明のさらに別の目的は、汚染を取除き、騒音を減
衰し、しかも従来技術装置と比べて相当に重量を減少す
る排気装置を得ることである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は組合された触媒コンバータと排気マフラとに
関する。組合された組立体は、既知の触媒材料から形成
され、色々の反応物（例えば一酸化炭素、炭化水素、窒
素酸化物）の反応を強めるよう作動し、排気ガス流内に
ある選ばれた不快なガスを転換する少くとも一つの触媒
コンバータを有する。触媒は、排気ガスを触媒と連絡す
ることの出来る入口、出口装置を持つ小箱内にしっかり
装架される。しかし、触媒はあとで述べるようそれ自体
の小箱を持つ必要はない。
本発明の、組合された触媒コンバータ／マフラ組立体
は、さらに一対の型打ち形成された枝を有し、板は触媒
ともしあれば関係する小箱とを受ける形状である。特に
板は、中に触媒コンバータを受けることの出来る対立す
る小箱半体を形成するよう形成される。板の中のコンバ
ータシェルは、触媒コンバータと板の中に形成されたコ
ンバータ壁との間の離隔関係を制御して維持するための
少くとも一つの支持構造を有するように形成される。支
持構造により得られる制御された間隔は触媒コンバータ
の熱絶縁と遮蔽とに寄与する。触媒が小箱内に装架され
る実施例では、板の少くとも一つは、触媒コンバータ小
箱の近くにあるその一部を取除くように型打ち形成され
る。特に少くとも一つの板には大きい開口が設けられ、
その周辺は触媒コンバータ小箱の一部を支持するような
形状、寸法である。
内側板はさらにチューブの列を形成するよう形成され
る。板の中に形成されるチューブはマフラへの少くとも
一つの入口とマフラからの少くとも一つの出口とを形成
する。板の中に形成されたチューブはさらに、触媒コン
バータと連絡するよう置かれる。例えば、内側板は、触
媒コンバータへの入口がマフラへの入口とほぼ一致して
これを形成するように型打ち形成される。この構造によ
り触媒は最も多い熱い排気ガスと直接連絡することが確
実となり、より迅速な活性化が確実となる。内側板の形
成により形成されるチューブは、一方の板に形成され、
他方の板に形成された溝と合致して置かれる溝により形
成される。そえゆえ対立して合致した溝はチューブの列
を形成する。代りとして、組合せ構造の少くとも特定の
領域内で、一方の板の溝を対立する板のほぼ平らな部分
と合致するように置いて、例えば、ほぼ半円筒形チュー
ブ構造を形成してもよい。
型打ち形成チューブの選ばれた所には孔、よろい窓、
開口などが設けられ、あとで述べるようチューブとその
まわりに形成された室との間の連絡が出来る。その上チ
ューブの列は、板により形成される残りのチューブと連
絡する少くとも一つの調音チューブを有する。各調音チ
ューブではあとで述べるほぼ囲まれた低周波共振室と連
絡の出来る開口の中で終る。板に形成された少くとも一
つのチューブは触媒コンバータに近く、但し僅かに離さ
れて横たわるよう置かれる。特定実施例では、触媒コン
バータは内側板に形成される複数個のチューブの中間に
置かれる。それゆえ、触媒コンバータに近く置かれた一
つ又はそれ以上のチューブは、組立体内の騒音減衰機能
を達成し、且つさらに、触媒コンバータに関して熱絶縁
即ち遮蔽機能を達成する。特に触媒コンバータと車両上
の他の構造との中間に一つ又はそれ以上のチューブがあ
れば触媒コンバータに必要な熱遮蔽に寄与し、それによ
り追加の熱遮蔽構造の必要を排除又は減少する。
組合された触媒コンバータと排気マフラとの組立体は
さらに、少くとも一つの形成された外側シェルを有す
る。特に、外側シェルは、触媒コンバータ及び又は板の
中に形成されたチューブを取巻く複数個の室を形成する
よう形成される。外側シェルにより形成される室は、膨
脹室を有し、この室は板の中に形成されたチューブ上の
選ばれた位置に形成された孔、よろい窓又は開口と連絡
する。室はさらに、内側板により形成された調音チュー
ブ内に形成された一つ又はそれ以上の開口を取巻く少く
とも一つの低周波共振室を有する。一対の形成された外
側シェルは、二つの板の両側に置かれるように設けられ
る。二つの形成された外側シェルは、同一でも又は対称
でもある必要はく、むしろ、車両上の利用出来る空間内
に適合するよう形成される。外側シェルはさらに複数個
のリブを形成するよう形成され、リブは組立体を強化し
及び触媒コンバータの熱絶縁又は遮蔽要求に寄与する二
つの機能を達成する。例えば、外側シェルのリブは貯え
られた熱の消散を助け、コンバータに最も近いシェルの
部分との接触を防ぐ。
組合された触媒コンバータ／マフラはさらに、触媒コ
ンバータに近く置かれる適切な絶縁又は振動緩和材料を
有する。例えば、熱絶縁材料は触媒コンバータとマフラ
の外側シェル又は内側板との中間の空間の少くとも一部
内に置かれる。組合せ構造はさらに構造により行われる
複数個の機能に寄与するため一つ又はそれ以上の追加の
シェルを有する。例えば、中に絶縁材料を保持するため
触媒コンバータとマフラの外側シェルとの中間により小
さいシェルを置くことが出来る。代りに、組合せ構造を
車両の熱に敏感な要素から確実、適切に分離するため外
側シェルの少くとも一側に型打ち形成の熱遮蔽を置くこ
とが出来る。
［実施例］ 本発明の触媒コンバータ／マフラ組立体は、第１図か
ら第４図までで全体として符号10で示されている。第１
図でより明らかなように、触媒コンバータ／マフラ組立
体10は、中に触媒15が装架される小箱14を持つほぼ中心
に置かれる触媒コンバータ12を有する。小箱14には対立
する入口端、出口端16、18が設けられ、これらはあとで
述べるよう排気装置の他の部品に結合すること出来る。
小箱14内に装架される触媒15は既知の構成（例えば金属
又はセラミックの基質上に被覆される触媒材料、即ちビ
スケット）である。触媒15は、排気ガス内の特定のガス
状成分と反応してこれら成分を不快さの少ない型に転換
するよう働く。小箱14は、触媒の特定構造と、車両上の
利用出来る空間とによって円筒型でない型状でもよい。
同様に触媒15に排気ガス連絡をする装置は、一つの入口
と軸線方向に対立する出口とである必要はない。特定の
小箱形状は技術的設計助変数により選ばれる。実際上、
あとで述べる特定の望ましい実施例はそれ自体の小箱14
を持たない触媒15を設けている。むしろ触媒15は組立体
10のチューブを形成する内側板に支持され、その中に囲
まれている。しかし小箱14の使用は組立てられた触媒コ
ンバータ12が組立体10の他の形成要素の中で正しい位置
に容易に挿入が出来るので特定の製作効率を提供する。
第１図から第４図に示す触媒コンバータ12はさらに第２
の空気注入チューブ19を有し、このチューブにより多く
の排気装置の仕様によって、反応を強めるため触媒15の
中に空気を流すことが出来る。もちろん空気注入チュー
ブ19は構造として必要でなく、本組立体の多くの実施例
には含まれていない。
触媒コンバータ／マフラ組立体10はさらに第１第２の
内側板20、22を第１、第２の外側シェル24、26とを有す
る。内側板20、22は型打ち又はその他適当な金属形成方
法で形成され、触媒コンバータ12を受ける領域を形成し
及びあとで述べるチューブの列を形成する。特に内側板
20はほぼ半円形断面の入口溝24を有する。コバータシェ
ル26′は入口溝24の近くこれと連絡して形成される。コ
ンバータシェル26′はほぼ半円筒形であるよう示され、
触媒コンバータ12のほぼ円筒形小箱14に適合する。しか
し上記のように、触媒コンバータ12を非円筒形にして、
コンバータシェル26′をこの形状に適合することが出来
る。コンバータシェルは離隔されて長手方向に延びるリ
ブ27を有することを特徴とし、リブはコンバータ12の支
持に寄与するよう設けられる。リブ27は代りとして、横
方向に整合して、小箱14が触媒15のまわりに設けられて
いない実施例で触媒15を選ばれた位置にしっかり保持す
るよう使うことが出来る。コンバータシェルは26′は触
媒コンバータ12の小箱14より大きい寸法にして、その
間、例えば隣接するリブ27の間に絶縁又は振動緩和材料
28を置くことが出来るようにするのが好ましい。コンバ
ータシェル26′はさらに傾斜した入口、出口端部30、32
を有し、これらは直径を縮小して内部板20を触媒コンバ
ータ12の入口、出口16、18にしっかり適合させることが
出来る。開口33により第２空気注入チューブ19を内側板
20を通して進めることが出来る。内側板20はさらにほぼ
弓形の戻り溝34を有し、この溝はコンバータシェル26′
出口端32から延びる直径縮小部分から延びる。直径の縮
小した出口端32は触媒コンバータ12の出口端18と係合す
る寸法である。戻り溝34は約180゜の角度で滑らかに進
み戻るよう延びる。複数個の孔36は溝34の中に型打ち形
成され、溝34を通して動く排気ガスをあとで述べるよう
そのまわりに置かれた室と連絡することが出来る。
戻り溝34は内側板20に型打ち形成された横断流開口38
の所で終る。調音溝40は戻り溝34とほぼ整合し、その中
の開口38から延びる。上記の関連米国特許及び米国特許
出願に示すように、調音溝40の断面積と長さとは、組合
された触媒コンバータ／マフラ組立体10により減衰され
る低周波騒音の適切なせまい範囲の周波数により選ばれ
る。調音溝40はコンバータシェル26′と僅かに隔てられ
る関係に置かれ、ほぼこれと平行である。それゆえ、調
音溝40はコンバータシェル26′と対応する内側板20の周
縁との中間に置かれる。
内側板20はさらに内側板20上の周辺位置とその中に型
打ち形成された開口44との間に延びる。出口溝42を有す
る開口44はあとで述べるように触媒コンバータ／マフラ
組立体10の室と連絡するよう置かれる。それゆえ孔36を
通り、開口38を通って流れる排気ガスは開口44により出
口溝42に進む。
第２調音溝46は開口44からコンバータシェル26′に僅
かに隔てられた関係で延び、且つこれとほぼ平行であ
る。それゆえ、調音溝46はコンバータシェル26′と内側
板20の周縁との中間に置かれる。調音溝46は調音開口48
で終り、この開口により排気ガスをあとで述べるよう触
媒コンバータ／マフラ組立体10の低周波共振室に連絡す
ることが出来る。
内側板20は長方形であるように示されている。しか
し、特定の形状も車両の利用出来る空間に適合するよう
選ばれる。内側板20はほぼ平らな周辺部分を持つよう示
されているけれども、平面でない形状も設けることが出
来る。
内側板22は、第１内側板20の寸法、形状にほぼ適合す
る周辺を形成する。その上、第２内側板22には、あとで
述べるように、上記第１内側板20の溝と合致して置かれ
る溝の列が設けられる。特に第２内側板22は、第１内側
板20の入口溝24と合致して置かれ、且つ触媒コンバータ
12と連絡するよう置かれる入口溝54を形成するよう型打
ち又はその他で形成される。中に複数個の支持リブ57が
形成されたコンバータシェル56は入口溝54から延び、且
つ触媒コンバータ12の形状にほぼ適合するような寸法、
形状である。上記のように支持リブ57は第１図から第４
図に示すもの以外の形状でもよく、且つ小箱14が設けら
れない実施例では触媒被覆ビスケットなどをしっかり保
持するよう働く。絶縁又は振動緩和材料58はコンバータ
シェル56内に触媒コンバータ12と内側板22との中間に置
かれる。絶縁又は振動緩和材料58は、触媒コンバータ12
の近くに置かれる部分を保護する熱絶縁を提供する。コ
ンバータシェル56の両端部60、62は縮小寸法に傾斜して
第２内側板22を触媒コンバータ12の対立する入口、出口
端16、18としっかり係合させることが出来る。
戻り溝64はコンバータシェル56の傾斜した出口端部62
から延びる。戻り溝64は約180゜の角度で延び、その中
に形成された孔66の列が設けられ、戻り溝64を経て動く
排気ガスを内側板22を少なくとも部分的に取巻く膨脹室
と連絡することが出来る。戻り溝64は内側板に型打ち形
成された開口68で終る。あとで述べるように開口68によ
り排気ガスを組立体10の出口に横切って流すことが出来
る。
調音溝70は開口68から第２内側板22を通して型打ち形
成された調音開口71に延びる。調音溝70はコンバータシ
ェル56から僅かに隔てられ、これとほぼ平行である。そ
れゆえ、上記のように、調音溝70はコンバータシェル56
と対応する内側板22の外側部分との中間に置かれる。調
音溝70は調音溝40とほぼ適合するよう、その寸法でこれ
とほぼ合致して置かれる。上記のように溝40、70により
形成される調音チューブの長さ及び断面積は減衰される
騒音の特性により選ばれる。
出口溝72は第２内側板22の周辺位置とその中に型打ち
形成された開口74との間に延びる。それゆえ排気ガスは
孔66から及び開口68から戻り溝64内に及び出口溝72と連
絡する開口74内に流出する。
第２調音溝76は開口74と連絡する。第２調音溝76はコ
ンバータシェル56に僅かに隔てられる関係で置かれ、ほ
ぼこれと平行である。それゆえ調音溝76はコンバータシ
ェル56と第２内側板22の対応する周辺部分との中間に置
かれる。
第１及び第２内側板20、22に形成された溝は互いにほ
ぼ合致して置かれるよう、且つその間に排気運搬チュー
ブの列を形成するよう置かれる。
第１外側シェル24は、内側板20の平らな部分にほぼ従
いこれと係合する寸法の周辺フランジ78を有する。外側
シェル24はさらにほぼ弓形の周辺部分80、82を有し、第
１内側板20の夫々入口溝24、出口溝26の形状に適合し、
これらと係合する。
第１外側シェル24の型打ち形成は、膨脹室84と低周波
共振室86を形成する。特に膨脹室84は周辺フランジ78か
ら遠くに延び、第１内側板20内に型打ち形成された孔36
と開口38、44とを取巻きこれをほぼ囲むよう置かれ、且
つそのような寸法である。膨脹室84の最上面はほぼ平ら
な形状に示されているけれども、車両上の隣接する何か
の構造に適合するため凸形又は凹形でもよい。その上、
車両の利用出来る空間内に膨脹室84を延ばすことが出来
るよう長方形でない平面形状の膨脹室84も選ばれ、それ
により流れる排気ガスに関する騒音を減衰するための適
当な容積が得られる。
低周波共振室86は、調音開口48を取巻くよう置かれ
る。低周波共振室86の容積は、触媒コンバータ／マフラ
組立体10により減衰される低周波騒音の周波数により選
ばれる。低周波共振室86の特定の形状は車両上の利用出
来る空間によりある程度決められる。その上、低周波共
振室86はコンバータシェル26の壁から隔てられて、低周
波共振室86の全容積が第１内側板20に型打ち形成された
調音開口48と連絡が出来るような形状及び寸法である。
この間隔により又低周波共振室86を触媒コンバータ12に
体する絶縁及び熱遮蔽として機能させることが出来る。
膨脹室84と低周波共振室86とは、第１外側シェル24を
横切ってほぼ延びる折り目90により互いに離隔される。
折り目90には弓形部分92、94、96が設けられ、これら
は、調音溝46、コンバータシェル26′の傾斜端部32、調
音溝40の夫々と係合する寸法でそのように置かれ、これ
らすべては第１内側板20の中に型打ち形成されている。
折り目90に近い第１外側シェル24の部分は第１内側板20
に溶接され、騒音に関する振動を防ぐ。これら溶接は第
２図に明らかに示され、符号98で示されている。折り目
90と、折り目90からの弓形部分94に近く置かれる膨脹室
84とはさらに触媒コンバータ12に必要な熱絶縁と遮蔽と
に寄与する。
低周波共振室86はさらに複数個の横方向の支持リブ88
を有し、これらは第１外側シェル24の強度に寄与し、且
つ貫通する排気ガス流に帰する騒音に関する振動を最小
にする。第３図により明らかに示すように、リブ88はほ
ぼＶ字型であり、Ｖ字型リブの各々の最下部がコンバー
タシェル26′に隔てられた関係にあるような寸法であ
る。隣接するリブ88の間の部分により、さらに低周波共
振室86の中に比較的大きい容積の溝を確保しコンバータ
シェル26′の両側上の低周波共振室86の部分が一つの室
として働く事を確実にする。チューブ89は第２空気注入
チューブ19と連絡するため外側シェル24から延びる。
第２外側シェル26は機能的に第１外側シェル24と同様
である。しかし、第１及び第２外側シェル24、26は互い
に対称である必要は無い。むしろ、第２外側シェル26
は、車両の利用出来る空間視線又は地上余裕に適合する
よう独立の形状である。外側シェル26はほぼ平らな周辺
フランジ108を有し、フランジは第２内側板22の平らな
部分と接触関係で置かれる形状である。弓形の周辺部分
110、112は周辺フランジ108の面から外に延び、且つ夫
々第２内側板22の入口、出口溝54、72と係合するよう置
かれ、そのような寸法である。
第２外側シェルはさらに周辺フランジ108の面から外
に延びる膨脹室114と低周波共振室116とを形成するよう
型打ち形成される。膨脹室114は、第２内側板22に型打
ちされる孔66と開口68、74とに連絡するよう置かれる。
第１及び第２外側シェル24、26の膨脹室84、114は貫通
するチューブを持つ一つの膨脹室とほぼ同様に機能す
る。膨脹室84、114の組合された容積は、排気ガス流に
より発生する騒音の広い範囲を減衰するよう選ばれる。
しかし、膨脹室84、114は同じ容積又は形状である必要
は無い。
低周波共振室116は第２内側板22内に型打ち形成され
た調音チューブ71をほぼ取巻くよう置かれる。低周波共
振室116の容積は内側板20、22内の溝40、70により形成
される調音チューブの長さ、断面積と共に、減衰される
低周波騒音の範囲により選ばれる。複数個のリブ118は
低周波共振室116を横切って延び、第１外側シェル24内
のリブ88に関して上記した機能をはたす。特にリブ118
はコンバータシェル56から隔てられ、低周波共振室116
の全体が一つの単体として機能することを確実にする。
膨脹室114は低周波共振室116から折り目120により分
離される。折り目120にはさらに弓形部分122,124,126が
設けられ、これらは調音溝76、コンバータシェル56の傾
斜した端部62、調音溝70と係合するよう置かれ、且つそ
のような寸法であり、これらすべては第２内側板22に型
打ち形成されている。
触媒コンバータ／マフラ組立体10は、先ず触媒コンバ
ータ12を第１及び第２内側板20、22の中間に置くことで
組立てられる。ある実施例では、絶縁材料28、58が触媒
コンバータ12と、夫々内側板20、22のコンバータシェル
25′,56との間にはさまれている。二つの内側板20、22
は次に選ばれた所で互いに点溶接又はその他で接合さ
れ、夫々の溝を互いに整合することを確実にし、その間
にコンバータ12をしっかり保持する。溶接又は接合は、
触媒コンバータ12の夫々入口、出口16、18を内側板20、
22の対応する部分にしっかり保持するのが好ましい。
間に触媒コンバータ12が置かれて組立てられた内側板
20、22は次に外側シェル24、26の中間に装架される。組
立て状態で、溝40、70により及び溝46、76により形成さ
れた調音チューブはコンバータ12と整合した周辺フラン
ジ78、108の中間に置かれる。これら組立てられた要素
は、周辺フランジ78、108のまわりに離隔された位置、
及び折り目90、120の中の位置で互いに点溶接される。
組立体10は次に、周辺フランジ78、108のまわりで溶接
又は機能的結合を完成するためシーム溶接機又は機械的
周縁形成装置に提供される。完成した組立体は第２図か
ら第４図に示される。
第１図に戻って、代りの実施例が点線で示されてい
る。例えば、特定実施例では調音開口41、77は夫々内側
板20、22の夫々の調音溝40、76内に型打ち形成される。
これら実施例では外側シェルは、例えば溶接でコンバー
タシェル26′,56にしっかり結合される。この実施例で
はそれゆえ第１低周波共振室は、触媒コンバータ／マフ
ラ組立体10の一方のほぼ長手方向の半体上に形成され、
第２低周波共振室はその反対の半体上に形成される。こ
の実施例により形成される二つの低周波共振室は触媒コ
ンバータにより互いに分離される。それゆえ低周波共振
室の各々は第１及び第２外側シェル24、26の両者の部分
により形成される。
さらに別の代りの実施例は、切欠き部分226、256で示
されるコンバータ開口を有し、これらも又点線で示され
ている。これら実施例で、触媒コンバータは内側板によ
り形成されたシェル内に囲まれてない。それゆえこれら
実施例では低周波共振室86、116は、前の実施例よりも
より以上にかなりの熱絶縁と遮蔽機能をはたすことが出
来る。
［発明の効果］ 簡単に言って、触媒コンバータ／マフラ組立体が得ら
れている。触媒は小箱の中にしっかり装架され、小箱は
順に一対の型打ち形成の内側板の中間に装架される。内
側板は触媒コンバータの小箱を取巻くシェルを形成する
よう型打ち形成される。内側板はさらに溝の列を形成す
るよう型打ち形成され、それゆえ溝は互いに合致して置
かれ、触媒コンバータ／マフラ組立体に対し、チューブ
の列を形成する。列内の選ばれたチューブには孔、よろ
い窓又は開口が設けられ、騒音を減衰するための室と連
絡することが出来る。選ばれたチューブは、低周波騒音
の特定のせまい範囲を減衰するため選ばれた長さ及び断
面積を持つ調音チューブを形成する。外側シェルは複数
個の室を形成するよう型打ち形成され、且つ内側板のま
わりに置かれ、これに取付けられる。外側シェルの室は
少くとも一つの膨脹室と、少くとも一つの調音チューブ
に連絡する少くとも一つの低周波共振室を形成する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の触媒コンバータ／マフラ組立体の分解
斜視図、第２図は本発明の触媒コンバータ／マフラ組立
体の平面図、第３図は第２図に示す触媒コンバータ／マ
フラ組立体の側面図、第４図は第２図、第３図に示す触
媒コンバータ／マフラ組立体の端面図である。 10……組立体、12……コンバータ、14……少箱、15……
触媒、16……入口端、18……出口端、19……チューブ、
20,22……内側板、24,26……外側シェル、26′……シェ
ル、27……リブ、28……絶縁材料、30……入口端、32…
…出口端、33……開口、34……溝、36……孔、38……開
口、40……溝、41……開口、42……溝、44……開口、46
……溝、48……開口、54……溝、56……シェル、57……
リブ、58……絶縁材料、60,62……端部、64……溝、66
……孔、68……開口、70……溝、71……開口、72……
溝、74……開口、76……溝、77……開口、78……フラン
ジ、80,82……部分、84……膨脹室、86……共振室、88
……リブ、89……チューブ、90……折り目、92,94,96…
…弓形部分、98……溶接、108……フランジ、110,112…
…弓形部分、114……膨脹室、116……共振室、118……
リブ、120……折り目、122,124,126……弓形部分、226,
256……切欠き部分。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルーノ．エイ．ローザ アメリカ合衆国．43623．オハイオ州. トレド．オークリッジ．ドライブ．4528 (56)参考文献 特開 昭64−96417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−309712（ＪＰ，Ａ)

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気装置のパイプに結合するための入口及
    び出口を持つ触媒コンバータと排気マフラとの組立体に
    おいて、前記組立体は、触媒コンバータと、第１及び第
    ２の内側板とを有し、前記内側板は前記触媒コンバータ
    と係合するよう、且つ前記板の間にチューブの列を形成
    するよう置かれた溝を形成するよう形成され、前記チュ
    ーブの列は前記触媒コンバータと及び前記組立体の前記
    入口及び出口と連絡し、前記溝の選ばれた部分にはこれ
    を貫通して延びる孔が設けられ、さらに前記内側板の少
    くとも一部に取付けられ、これを取巻く少くとも一つの
    外側シェルを有し、前記外側シェルは前記溝の孔を取巻
    きこれを囲む少くとも一つの膨脹室を形成するよう型打
    ち形成されている組立体。
  2. 【請求項２】請求項第１項の組立体において、前記内側
    板に取付けられ、これを取巻く一対の外側シェルを有す
    る組立体。
  3. 【請求項３】請求項第１項の組立体において、前記チュ
    ーブの列はさらに、前記内側板の少くとも一つを貫通し
    て延びる調音開口を持つ少くとも一つの調音チューブを
    有し、前記外側シェルは前記調音開口を取巻く少くとも
    一つの低周波共振室をさらに形成するよう型打ち形成さ
    れる組立体。
  4. 【請求項４】請求項第３項の組立体において、前記外側
    シェルは周辺フランジを有し、前記調音チューブは前記
    周辺フランジと前記触媒コンバータとの中間に置かれ、
    前記触媒コンバータの熱絶縁を寄与している組立体。
  5. 【請求項５】請求項第４項の組立体において、一対の調
    音チューブと一対の外側シェルとを有し、前記外側シェ
    ルは一対の低周波共振室を形成するよう形成され、前記
    調音チューブの各々は前記触媒コンバータと前記外側シ
    ェルの前記周辺フランジの一部との中間に置かれている
    組立体。
  6. 【請求項６】請求項第５項の組立体において、前記触媒
    コンバータはほぼ細長く、前記調音チューブは前記触媒
    コンバータとほぼ平行に延びている組立体。
  7. 【請求項７】請求項第６項の組立体において、前記触媒
    コンバータは前記調音チューブのほぼ中心、中間に置か
    れている組立体。
  8. 【請求項８】請求項第１項の組立体においてさらに前記
    触媒コンバータと前記外側シェルとの中間に絶縁材料を
    有する組立体。
  9. 【請求項９】請求項第１項の組立体において、前記外側
    シェルは前記触媒コンバータから離隔されている組立
    体。
  10. 【請求項１０】請求項第１項の組立体において、前記外
    側シェルにより形成される前記室の少くとも一つは、前
    記触媒コンバータをほぼ取巻き、その絶縁に寄与してい
    る組立体。
  11. 【請求項１１】請求項第１項の組立体において、前記内
    側板は前記触媒コンバータとその間でしっかり係合する
    ためコンバータシェルを形成するよう型打ち形成される
    組立体。
  12. 【請求項１２】請求項第11項の組立体において、前記内
    側板内に型打ち形成される前記コンバータシェルは、前
    記触媒コンバータを支持するため複数個のリブを有する
    組立体。
  13. 【請求項１３】請求項第11項の組立体において、前記触
    媒コンバータは、前記内側板内に形成された前記コンバ
    ータシェルと直接接触係合して置かれた触媒を有する組
    立体。
  14. 【請求項１４】請求項第１項の組立体において、前記触
    媒コンバータは触媒と触媒小箱とを有し、前記触媒小箱
    は前記形成された内側板により形成されるチューブとガ
    ス連絡するための入口、出口装置を持っている組立体。
  15. 【請求項１５】請求項第１項の組立体において、前記外
    側シェルはその中に折り目を形成するよう型打ち形成さ
    れ、前記折り目は前記触媒コンバータを取巻く前記外側
    シェルの一部のほぼ近くにあり、それにより前記折り目
    は前記触媒コンバータの熱遮蔽に寄与している組立体。
  16. 【請求項１６】請求項第１項の組立体において、前記触
    媒コンバータは前記組立体への入口のほぼ近くにある組
    立体。
  17. 【請求項１７】排気装置のパイプに結合するための入口
    及び出口を持つ触媒コンバータ／マフラ組立体におい
    て、前記組立体は、入口と対立する出口と、その間に装
    架された触媒とを持つ触媒コンバータを有し、前記触媒
    コンバータへの入口は前記組立体への入口と連絡し、さ
    らに、互いにほぼ対面関係に置かれ、且つ前記触媒コン
    バータをほぼ取巻き、これを係合する一対の形成された
    内側板を有し、前記内側板はその中に溝の列を形成する
    よう形成され、前記溝は複数個のチューブを形成するよ
    うほぼ対向関係に置かれ、前記チューブの一つは前記触
    媒コンバータからの出口に装架され、且つこれと連絡
    し、前記チューブはさらに前記組立体からの出口と、前
    記触媒コンバータの両側に夫々置かれた一対の調音チュ
    ーブとを有し、前記調音チューブは前記列内の残りのチ
    ューブと連絡し、且つ夫々調音開口で終り、さらに、前
    記内側チューブに取付けられ、これを取巻く一対の外側
    シェルを有し、前記外側シェルは複数個の室を形成する
    よう型打ち形成され、前記室は前記調音チューブの前記
    調音開口を取巻き、これを囲む第１及び第２の低周波共
    振室を有し、前記外側シェルの前記室はさらに前記触媒
    コンバータを取巻き、その熱絶縁に寄与している組立
    体。
  18. 【請求項１８】請求項第17項の組立体においてさらに、
    前記触媒コンバータと前記内側板の中間に置かれた絶縁
    材料を有する組立体。
  19. 【請求項１９】請求項第17項の組立体において、前記触
    媒コンバータと前記組立体からの前記出口との中間の前
    記列の中の選ばれたチューブには、貫通して延びる孔が
    設けられ、前記外側シェルにより形成される少くとも一
    つの室は騒音を減衰するための膨脹室を形成するよう前
    記孔をほぼ取巻いている組立体。
JP1041460A 1988-08-19 1989-02-21 触媒コンバータと排気マフラとの組立体 Expired - Lifetime JP2613468B2 (ja)

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