JP3191539B2 - 触媒コンバータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関等の排気管
に設けられて排気ガスを浄化するために使用される触媒
コンバータに係り、詳しくはケーシングの外側にプロテ
クタを取り付けてなる触媒コンバータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の触媒コンバータとして、
例えば実開昭６４−８５２３号公報の従来技術（図７）
に開示されたものが挙げられる。即ち、図６に示すよう
に、この従来技術の触媒コンバータ３１は、内燃機関の
排気通路に設けられるものであり、筒状をなすケーシン
グ（キャタリストケース）３２を備えている。ケーシン
グ３２の内部には、触媒担体３３がスチールネット３４
に内包されて収容されている。ケーシング３２は、上下
二つの分割片（アッパケーシング及びロアケーシング）
３５，３６をモナカ合せすることにより形成されてい
る。そして、ケーシング３２の下側には、所定の空間を
隔ててプロテクタ３７が取り付けられている。このプロ
テクタ３７はケーシング３２を保護すると共に、ケーシ
ング３２から外部へ伝達する熱を和らげるためのもので
ある。このプロテクタ３７は、両分割片３５，３６の左
右に張り出されたフランジ３５ａ，３６ａに対して固定
されている。即ち、両フランジ３５ａ，３６ａには、ボ
ルト孔３８がそれぞれ形成されている。そして、それら
ボルト孔３８を利用して、プロテクタ３７がボルト３９
及びナット４０により締付けられている。

【０００３】ここで、上下両分割片３５，３６を一体化
するために、図６に示すように、両フランジ３５ａ，３
６ａの縁に溶接４１を施すことが考えられる。この場
合、溶接４１は、結果的に、両分割片３５，３６の間か
ら排気ガスが洩れるのを防ぐこと、つまりシール性を得
ることにも寄与することになる。又、ケーシング３２に
おけるボルト３９及びナット４０の配置スペースを考慮
すると、両フランジ３５ａ，３６ａの張出量は若干大き
くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の触媒コンバータ３１では、ケーシング３２が熱膨張
することにより、両分割片３５，３６のフランジ３５
ａ，３６ａの間が拡げられて両フランジ３５ａ，３６ａ
の間に隙間が生じるおそれがある。この場合、その隙間
がボルト孔３８に通じると、両フランジ３５ａ，３６ａ
の間にシール性に寄与し得る溶接４１が施されているに
もかかわらず、ボルト孔３８から排気ガスが洩れてしま
うおそれがある。

【０００５】そこで、上記のような不具合を解消するた
めに、図７に示すように、上側の分割片３５のフランジ
３５ａを下側の分割片３６のフランジ３６ａよりも短く
して、そのフランジ３５ａの縁に溶接４１を施すことが
考えられる。ところが、この場合には、両分割片３５，
３６の形状が異なることから、両分割片３５，３６を別
々に形成する必要が生じ、その分だけ触媒コンバータに
係る構成部品の種類を増やす結果となる。

【０００６】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ケーシングにプロテクタを
ボルトで取り付けたものにおいて、構成部品の種類を増
やすことなく、ケーシング内部のシール性を確保するこ
とを可能にした触媒コンバータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、フランジを有して同一形状
をなす複数の分割片を、互いに突き合わせることにより
形成されたケーシングと、そのケーシングの内部に収容
された触媒担体と、ケーシングの外側に取り付けられた
プロテクタとを備えた触媒コンバータであって、各分割
片の中心軸線に対してフランジを非対称な形状とし、そ
の非対称な一方のフランジにボルト孔を形成すると共
に、他方のフランジは少なくともボルト孔に対応する部
位だけ欠除させた形状とし、互いに形状の異なるフラン
ジ同士を接合するように各分割片を互いに突き合わせて
ケーシングを形成すると共に、その接合された二つのフ
ランジの間で外側に現れる接合線の部分に溶接を施し、
更に、各分割片のボルト孔に締め付けられるボルトを介
してプロテクタをケーシングに取り付けたことを趣旨と
している。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、各分割片のフランジにお
いて、ボルト孔の近傍では、他の分割片のフランジが接
合されず、そのフランジの縁はボルト孔よりもケーシン
グの中心寄りに位置することになる。そして、接合され
た二つのフランジの間で接合線に溶接が施されることに
より、ボルト孔の近傍では、ケーシングの中心寄り位置
にて溶接が施されることになる。即ち、ボルト孔の近傍
では、溶接部位よりも外側にボルト孔が位置することに
なる。そして、そのボルト孔にボルトが締め付けられる
ことにより、プロテクタがケーシングに取り付けられ
る。

【０００９】従って、ケーシングの熱膨張等に起因し
て、互いに接合されたフランジの間に万が一隙間が生じ
ても、その隙間がボルト孔に達して通じることはない。
又、各分割片が同一形状をなしていることから、ケーシ
ングを形成するために複数種類の分割片を用意する必要
がない。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の触媒コンバータを具体化し
た一実施例を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図１はこの実施例における触媒コンバータ
１を示す分解斜視図であり、図２はその平面図であり、
図３はその側面図である。図４は図２のＡ−Ａ線断面図
であり、図５は図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【００１２】触媒コンバータ１は自動車用内燃機関の排
気通路に介装されるものである。触媒コンバータ１はほ
ぼ円筒状をなすケーシング２と、同ケーシング２の内部
に収容され、触媒金属を担持させてなる触媒担体３とを
備えてなり、ケーシング２と触媒担体３との間にはシー
ル材４が介在されている。ケーシング２は、板材により
同一形状にプレス成形された上下二つの分割片５，６よ
りなり、両分割片５，６をモナカ合わせ状態で突き合わ
せることにより形成されている。両分割片５，６は、断
面半円弧状をなす筒部７を備え、各筒部７の両側には長
手方向へ延びるフランジ８，９がそれぞれ形成されてい
る。触媒担体３はシール材４により内包され、そのシー
ル材４を介して上下二つの分割片５，６により保持され
ている。このシール材４は、触媒担体３とケーシング２
との間から排気ガスが洩れるのを防止するのに寄与する
ものであり、両者３，２の間である程度圧縮されて配置
されている。ケーシング２の下側には、プロテクタ１０
が所定の空間を隔てて取り付けられている。このプロテ
クタ１０は板材によりプレス成形され、両分割片５，６
とほぼ同様に断面半円弧状をなす筒部１１を備え、その
筒部１１の両側には長手方向へ延びるフランジ１２が形
成されている。このプロテクタ１０はケーシング２の下
面を覆って保護すると共に、ケーシング２から外部へ伝
達する熱を和らげるためのものである。

【００１３】プロテクタ１０は、両分割片５，６のフラ
ンジ８，９に対して取り付けられる。即ち、両分割片
５，６の各一方のフランジ９の両端部には、ボルト孔１
３がそれぞれ形成されている。又、プロテクタ１０の両
フランジ１２の両端部には、各分割片５，６のボルト孔
１３に整合するボルト孔１４がそれぞれ形成されてい
る。そして、それらボルト孔１３，１４に挿通されるボ
ルト１５をナット１６及び座金１７により締め付けるこ
とにより、プロテクタ１０がケーシング２に取り付けら
れている。

【００１４】この実施例で、両分割片５，６はその中心
軸線Ｌ１に対して両側のフランジ８，９が非対称な形状
に形成されている。即ち、両分割片５，６において、そ
の非対称な一方のフランジ９の両端部に前記ボルト孔１
３がそれぞれ形成されている。又、他方のフランジ８で
は、ボルト孔１３に対して中心軸線Ｌ１を線対称とする
部位を含む部分のみを湾曲形状に欠除させた欠除部１８
が形成されている。

【００１５】そして、互いに形状の異なるフランジ８，
９同士、即ちボルト孔１３を有するフランジ９と欠除部
１８を有するフランジ８とを接合するように両分割片
５，６を互いに突き合わせることにより、ケーシング２
が形成されている。この状態で、ケーシング２の一側で
は、上側の分割片５の欠除部１８に下側の分割片６のボ
ルト孔１３が配置され、他側では、下側の分割片６の欠
除部１８に上側の分割片５のボルト孔１３が配置され
る。又、両分割片５，６を一体化するために、互いに接
合された二つのフランジ８，９の間で外側に現れる接合
線１９の部分に溶接２０が施されている。この溶接２０
は、結果的には、両分割片５，６の間から排気ガスが洩
れるのを防ぐこと、つまりシール性を得ることにも寄与
することになる。更に、両分割片５，６の欠除部１８に
現れる各ボルト孔１３に締め付けられるボルト１５等を
介して、プロテクタ１０がケーシング２に取り付けられ
ている。

【００１６】この実施例では、上記の触媒コンバータ１
において、各分割片５，６の外側には、ケーシング２の
ほぼ直径方向における相対向する位置を通る、即ち同一
外周上を通る複数本（この実施例では、５本）のリブ２
１がそれぞれ形成されている。そして、各リブ２１のう
ち、三つのリブ２１の頂部には、ケーシング２のほぼ直
径方向における相対向する位置に対応して、測定用の一
対をなす第１の平面２２がそれぞれ形成されている。第
１の平面２２はケーシング２の完成寸法、即ち、両フラ
ンジ８，９に直交する方向の第１の外径寸法を測定する
ために使用される。又、両分割片５，６の真ん中に位置
するリブ２１の両端には、第２の平面２３が形成されて
いる。第２の平面２３はケーシング２、或いは各分割片
５，６の完成寸法、即ち両フランジ部８，９に平行な方
向の第２の外径寸法を測定するために使用される。

【００１７】次に、上記のように構成した触媒コンバー
タ１の作用及び効果について説明する。この触媒コンバ
ータ１によれば、両分割片５，６のフランジ８，９にお
いて、欠除部１８にボルト孔１３が整合することから、
ボルト孔１３の近傍では、他の分割片５，６のフランジ
８，９が接合されない。そして、欠除部１８の縁はボル
ト孔１３よりもケーシング２の中心寄りに位置すること
になる。そして、互いに接合された二つのフランジ８，
９の間で接合線１９に溶接２０が施されていることか
ら、ボルト孔１３の近傍では、ボルト孔１３よりもケー
シング２の中心寄りに位置する欠除部１８に溶接２０が
施されることになる。即ち、ボルト孔１３の近傍では、
溶接２０の部位よりも外側にボルト孔１３が位置するこ
とになる。そして、それらボルト孔１３にボルト１５及
びナット１６等が締め付けられることにより、プロテク
タ１０がケーシング２に取り付けられている。

【００１８】従って、触媒コンバータ１が内燃機関で使
用されているときに、ケーシング２の熱膨張等に起因し
て、両分割片５，６のフランジ８，９の間が拡げられて
両フランジ８，９の間に万が一隙間が生じても、その隙
間がボルト孔１３に達して通じることはない。よって、
両フランジ５，６の縁に、シール性に寄与し得る溶接２
０が施されているにもかかわらず、ボルト孔１３から排
気ガスが洩れるおそれがなく、ケーシング２の内部のシ
ール性を確保することができる。

【００１９】又、両分割片５，６が同一形状をなしてい
ることから、ケーシング２を形成するために、両分割片
５，６を異なる形状とする必要がなく、分割片５，６を
予め二種類用意する必要がない。その結果、触媒コンバ
ータ１に係る構成部品の種類を増やす必要がない。延い
ては、分割片５，６を成形するための成形型を二種類設
ける必要がない。つまり、この実施例の触媒コンバータ
１では、ケーシング２にプロテクタ１０をボルト１５等
で取り付けるものにおいて、構成部品の種類数を増やす
ことなく、ケーシング２の内部のシール性を確保するこ
とができるのである。

【００２０】更に、この実施例のケーシング２では、図
２に示す状態から、中心軸線Ｌ１を中心にケーシング２
を１８０°回転させて下側の分割片６を上に配置した場
合に、溶接２０の施されるべき部位は、ケーシング２が
回転される前と変わらない。従って、溶接トーチを使用
して溶接２０を施す場合には、溶接トーチの軌跡をケー
シング２の上側と下側で共通化することができる。その
意味で、溶接設備を簡略化することができる。

【００２１】加えて、この実施例の触媒コンバータ１で
は、ケーシング２の第１及び第２の外径寸法を測定する
ために、各リブ２１上に形成された各平面２２，２３が
専用に使用される。即ち、各平面２２，２３に大型のノ
ギス等の測定尺を合わせることにより、各外径寸法がそ
れぞれ測定される。ここで、各外径寸法を測定するため
の基準面が各平面２２，２３であることから、不定の凸
凹面を測定する場合とは異なり、測定誤差の発生が抑え
られる。しかも、各平面２２，２３が各リブ２１上にあ
ることから、各平面２２，２３が両分割片５，６の成形
上の歪みの影響を受けて変形、或いは変位することが抑
えられる。その結果、各外径寸法を測定するに当たり、
常にその測定精度を向上させることができる。併せて、
その測定を容易にすることができ、各外径寸法の管理を
容易なものにすることができる。従って、この実施例で
は、各外径寸法を精度良く測定できることから、シール
材４の圧縮量を一定に保つことができ、延いてはシール
材４の耐久性を高めることができる。

【００２２】しかも、この実施例では、ケーシング２に
複数のリブ２１が形成されていることから、ケーシング
２それ自体の剛性を高めることができる。その意味か
ら、触媒コンバータ１の耐久性を向上させることができ
る。又、ケーシング２の熱膨張に対する変形を抑えるこ
とができ、両分割片５，６のフランジ８，９の間が拡げ
られることを極力抑えることもできる。更に、この実施
例では、ケーシング２と触媒担体３との間にシール材４
が介在されていることから、万が一ケーシング２の一部
が破損しても、ケーシング２から排気ガスが洩れるのを
極力抑えることができる。従って、この実施例では、ケ
ーシング２の高剛性化とシール材４の付加とにより、ケ
ーシング２におけるシール性の確保の効果をより一層高
めることができる。

【００２３】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、互いに突き合わされる両分割片
５，６の一方のフランジ９の両端部にボルト孔１３を形
成し、他方のフランジ８の両端部にボルト孔１３に対応
する欠除部１８を形成した。これに対し、互いに突き合
わされる両分割片の一方のフランジの両端部とその中間
にボルト孔をそれぞれ形成し、他方のフランジには、上
記ボルト孔に対応する各位置に欠除部をそれぞれ形成し
てもよい。つまり、各分割片のフランジに形成されるボ
ルト孔や欠除部の数及び配置を適宜に設定することがで
きる。

【００２４】（２）前記実施例では、両分割片５，６の
外周にリブ２１及び各平面２２，２３を形成したが、両
分割片の外周におけるリブ及び平面部を省略してもよ
い。 （３）前記実施例では、ケーシング２の下側のみにプロ
テクタ１０を取り付けたが、ケーシング２の上側にもプ
ロテクタを取り付けることができる。この場合、下側に
取り付けられるプロテクタ１０と同じプロテクタを上側
に取り付けても、その取り付け関係は何ら変わらないこ
とから、上下のプロテクタを共通化することができる。

【００２５】（４）前記実施例では、上下二つの分割片
５，６よりなるケーシング２に具体化したが、三つ以上
の数の分割片よりなるケーシングに具体化することもで
きる。

【００２６】（５）前記実施例では、ほぼ円筒状をなす
ケーシング２に具体化したが、四角筒状をなすケーシン
グに具体化することもできる。 以上、この発明の実施例について説明したが、この発明
の実施例には、特許請求の範囲に記載した技術的事項以
外に次のような各種の技術的事項の実施態様が含まれる
ことを付記しておく。

【００２７】（イ）請求項１に記載した触媒コンバータ
において、ケーシングと触媒担体との間にシール材を介
在させたことを特徴とする触媒コンバータ。 （ロ）請求項１に記載した触媒コンバータにおいて、各
分割片の外周にリブを形成したことを特徴とする触媒コ
ンバータ。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、複数の分割片よりなるケーシングの内部に触媒担体
を収容し、そのケーシングの外側にプロテクタをボルト
で取り付けた触媒コンバータを前提としている。そし
て、各分割片の中心軸線に対してフランジを非対称な形
状とし、その一方のフランジにボルト孔を形成し、他方
のフランジをボルト孔に対応して欠除させる。又、互い
に形状の異なるフランジ同士を接合するように各分割片
を突き合わせてケーシングを形成し、接合された二つの
フランジの間の接合線に溶接を施す。更に、各分割片の
ボルト孔に締め付けられるボルトを介してプロテクタを
ケーシングに取り付けている。

【００２９】従って、ボルト孔の近傍では、溶接部位よ
りも外側にボルト孔が位置することから、互いに接合さ
れたフランジの間に隙間が生じても、その隙間がボルト
孔に通じることはない。又、ケーシングを形成するため
に複数の種類の分割片を用意する必要がない。その結
果、構成部品の種類を増やすことなく、ケーシング内部
のシール性を確保することができるという優れた効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例における触媒コ
ンバータを示す分解斜視図である。

【図２】一実施例において、触媒コンバータを示す平面
図である。

【図３】一実施例において、触媒コンバータを示す正面
図である。

【図４】一実施例において、図２のＡ−Ａ線断面図でる
あ。

【図５】一実施例において、図２のＢ−Ｂ線断面図でる
あ。

【図６】従来技術の触媒コンバータを示す断面図であ
る。

【図７】従来技術の触媒コンバータの変形例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１…触媒コンバータ、２…ケーシング、３…触媒担体、
５，６…分割片、８，９…フランジ、１０…プロテク
タ、１３…ボルト孔、１５…ボルト、１８…欠除部、１
９…接合線、２０…溶接、Ｌ１…中心軸線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−89915（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−219307（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−203610（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−86515（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/28 B01D 53/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フランジを有して同一形状をなす複数の
   分割片を、互いに突き合わせることにより形成されたケ
   ーシングと、 前記ケーシングの内部に収容された触媒担体と、 前記ケーシングの外側に取り付けられたプロテクタとを
   備えた触媒コンバータであって、 前記各分割片の中心軸線に対して前記フランジを非対称
   な形状とし、その非対称な一方のフランジにボルト孔を
   形成すると共に、他方のフランジは少なくとも前記ボル
   ト孔に対応する部位だけ欠除させた形状とし、前記互い
   に形状の異なるフランジ同士を接合するように前記各分
   割片を互いに突き合わせてケーシングを形成すると共
   に、その接合された二つのフランジの間で外側に現れる
   接合線の部分に溶接を施し、更に、前記各分割片のボル
   ト孔に締め付けられるボルトを介して前記プロテクタを
   前記ケーシングに取り付けたことを特徴とする触媒コン
   バータ。