JP4122772B2 - 触媒コンバータ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気管に配置される触媒コンバータに関し、とくにそのリテーナ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
発明協会公開技法2001−1382は、図6に示すように、内燃機関の排気管に配置される触媒コンバータにおいて、触媒担体1をマット等からなる中間部材2で保持して触媒コンバータケースの外筒3に圧入した触媒コンバータを開示している。その触媒コンバータでは、中間部材の風食防止および組付け性向上のために、中間部材の軸方向端部でかつ触媒担体と外筒との間の環状隙間にばね鋼からなる断面がL字形のリテーナ4を配している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の触媒コンバータには、各構成要素の寸法誤差および高温の排気ガス流による熱膨張差によりリテーナが触媒担体と干渉して触媒担体を傷つけるおそれがある。また、触媒担体が傷つくと、損傷部を通して排気ガスが中間部材を流通し、中間部材構成部材の飛散、中間部材を介しての触媒担体保持構造の信頼性の低下、それらによる排気ガス浄化性能の悪化が生じるおそれがある。
本発明の目的は、リテーナを有する触媒コンバータにおいてリテーナによる触媒担体の損傷を抑制できる触媒コンバータを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 触媒担体に中間部材を巻き付け、該中間部材の軸方向の少なくとも一端部に、周方向に1箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナを嵌めたものを、触媒コンバータケースに入れて、触媒担体を中間部材を介して触媒コンバータケースに支持した触媒コンバータにおいて、前記リテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有していることを特徴とする触媒コンバータ。
(2) 前記リテーナ中間部は少なくとも一部が前記触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で前記触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触し該コーン部にて軸方向に押さえられる請求項1記載の触媒コンバータ。
【0005】
上記(1)の触媒コンバータでは、周方向に1箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有しているので、構成部材各部寸法に製造誤差や熱膨張差によるばらつきがあっても、触媒担体の軸方向端面の面方向にはリテーナ内周部と触媒担体の軸方向端面との面接触によるスライドにより吸収でき、触媒担体の軸方向にはリテーナ中間部の曲がり部の弾性変形により吸収でき、リテーナとの干渉によって触媒担体が損傷することが防止される。
上記(2)の触媒コンバータでは、リテーナ中間部はその少なくとも一部が触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触しコーン部にて軸方向に押さえられるので、触媒担体が直接コーン部に当たることはなく、触媒担体とコーン部との間に寸法誤差が生じてもリテーナ中間部の弾性変形により吸収でき、コーン部との干渉によって触媒担体が損傷することが防止される。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例の触媒コンバータを図1〜図5を参照して、説明する。
本発明実施例の触媒コンバータ10は、自動車の内燃機関の排気管に設けられる触媒コンバータであり、エキゾーストマニホールド直下型触媒コンバータであってもよいし、または車両床下配置のものであってもよい。また、触媒コンバータ10が、ディーゼルパティキュレート浄化装置などである場合も含む。
【0007】
触媒コンバータ10は、内部に通気性を有する触媒担体11を有している。触媒担体11は、たとえばハニカム状のモノリスセラミック担体に触媒を担持したものからなる。ディーゼルパティキュレート浄化装置の場合はモノリス担体はディーゼルパティキュレートの捕捉体である。
【0008】
触媒担体11にセラミック繊維等からなるマット状の中間部材12を巻き付け、中間部材12の軸方向の少なくとも一端部(両端または一端、一端のみの場合は排気ガス流れ方向上流側の一端であることが望ましい)に、周方向(リテーナ周方向)に1箇所切れ目15を有する環状のリテーナ13を嵌めたものを、外筒部14aとコーン部14bとを有する触媒コンバータケース14の外筒部14aに圧入して、触媒担体11を中間部材12を介して触媒コンバータケース14に支持してある。
【0009】
外筒部14aとコーン部14bとは、コーン部14bの端部で全周にわたって連続溶接されている。
中間部材12の巻付けの合わせ部に軸方向に延びる直線状のガス流路が形成されないように、中間部材12の巻付けの合わせ部には周方向に凹凸する凹部12aと凸部12bを形成し凸部12bを凹部12aに突入させてある。
【0010】
リテーナ13は薄金属板、たとえばばね鋼、またはステンレス鋼からなる。
リテーナ13は、その断面内において、リテーナ外周部13a、リテーナ内周部13b、リテーナ外周部13aとリテーナ内周部13bとをつなぐリテーナ中間部13cを有する。リテーナ内周部13bの内径は触媒担体11の外径よりは小である。
リテーナ13の断面形状は、リテーナ外周部13aで中間部材12の軸方向端部12cの外周面に接触し、リテーナ内周部13bで触媒担体11の軸方向端面11aにスライド可能に面接触し、リテーナ外周部13aとリテーナ内周部13bとを曲がり部(湾曲部または屈曲部)を有するリテーナ中間部13cでつないだ形状としてある。リテーナ中間部13cは中間部材12の軸方向端部12cを軸方向外側から覆う。
【0011】
リテーナ中間部13cは、リテーナ中間部13cの少なくとも一部が触媒担体11の軸方向端面11aより軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケース14のコーン部14bの内面に接触し該コーン部14bにて軸方向に押さえられる。
図示例では、リテーナ中間部13cの軸方向外側突出部は湾曲状に突出してR部を形成している。また、コーン部14bは軸方向と直交するかまたはほぼ直交する方向に延びる段面14cを有しており、この段面14cでリテーナ中間部13cのR部の頂部を押さえている。
【0012】
組み付け手順は、まず、触媒担体11に中間部材12を巻き付け、図4の状態にする。
ついで、中間部材12の軸方向の少なくとも一端部に、リテーナ13を嵌め、図3、図5の状態にする。リテーナ13がばね鋼からなる場合は、リテーナ13の縮みにより中間部材12の端部は圧縮されて外径が中間部の外径より小径になり、外筒部14aに圧入しやすくなる。
ついで、触媒担体11と中間部材12とリテーナ13の組み合わせ物を、触媒コンバータケース14の外筒部14aに圧入して、図2の状態にする。圧入時、中間部材12とリテーナ13とはさらに圧縮されて半径方向に縮み、小径になる。
ついで、コーン部14bを外筒部14aに取付け、溶接する。
【0013】
触媒コンバータ10の作用、効果を説明する。
第1に、リテーナ13により中間部材12の端部を覆うことにより、排気ガスの中間部材12配置部吹き抜けを防止できるとともに、中間部材12の飛散防止が可能である。
【0014】
第2に、リテーナ13がばね鋼からなる場合は、リテーナ13を中間部材12の端部に嵌着した時、リテーナ13の縮みにより中間部材12の端部が圧縮されて外径が中間部材12の中間部の外径より小径になり、外筒部14aに圧入しやすくなる。これによって、生産性、コスト上、最中タイプより有利な外筒14aへの圧入が可能かつ容易になる。
【0015】
第3に、各部寸法がばらつきをリテーナ13で吸収でき、触媒担体11がリテーナ13や触媒コンバータケース14と干渉して損傷することを防止できる。
さらに詳しくは、リテーナ13の断面形状を、リテーナ外周部13aで中間部材12の軸方向端部の外周面に接触し、リテーナ内周部13bで触媒担体11の軸方向端面11aに面接触し、リテーナ外周部13aとリテーナ内周部13bとを曲り部を有するリテーナ中間部13cでつないだ形状としたので、構成部材各部寸法に製造誤差や熱膨張差によるばらつきがあっても、触媒担体11の軸方向端面11aの面方向にはリテーナ内周部13bと触媒担体の軸方向端面11aとの面接触によるスライドにより吸収できる。
【0016】
また、触媒担体11の軸方向にはリテーナ中間部11cの曲がり部の弾性変形により吸収でき、リテーナ13との干渉によって触媒担体11が損傷することが防止される。
リテーナ中間部13cはその少なくとも一部が触媒担体11の軸方向端面11aより軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケース14のコーン部14bの内面に接触しコーン部14bにて軸方向に押さえられるので、触媒担体11が直接コーン部14bに当たることはなく、触媒担体11とコーン部14bとの間に寸法誤差が生じてもリテーナ中間部13cの弾性変形により吸収でき、コーン部14bとの干渉によって触媒担体11が損傷することが防止される。
【0017】
【発明の効果】
請求項1の触媒コンバータによれば、周方向に1箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有しているので、構成部材各部寸法に製造誤差や熱膨張差によるばらつきがあっても、触媒担体の軸方向端面の面方向にはリテーナ内周部と触媒担体の軸方向端面との面接触によるスライドにより吸収でき、触媒担体の軸方向にはリテーナ中間部の曲がり部の弾性変形により吸収でき、リテーナとの干渉によって触媒担体が損傷することを防止できる。
請求項2の触媒コンバータによれば、リテーナ中間部はその少なくとも一部が触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触しコーン部にて軸方向に押さえられるので、触媒担体が直接コーン部に当たることはなく、触媒担体とコーン部との間に寸法誤差が生じてもリテーナ中間部の弾性変形により吸収でき、コーン部との干渉によって触媒担体が損傷することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の触媒コンバータの側面図である。
【図2】図1の触媒コンバータのリテーナ近傍の断面図である。
【図3】図1の触媒コンバータで触媒担体と中間部材とリテーナの組み合わせ体を触媒コンバータケースに圧入する前の断面図である。
【図4】図1の触媒コンバータで触媒担体に中間部材を巻付けたものにリテーナを嵌める前の斜視図である。
【図5】図4の触媒コンバータで触媒担体に中間部材を巻付けたものにリテーナを嵌めた後の一部斜視図である。
【図6】従来の触媒コンバータの断面図である。
【符号の説明】
10 触媒コンバータ
11 触媒担体
11a 触媒担体軸方向端面
12 中間部材
12a 凹部
12b 凸部
12c 軸方向端部
13 リテーナ
13a リテーナ外周部
13b リテーナ内周部
13c リテーナ中間部
14 触媒コンバータケース
14a 外筒部
14b コーン部
14c 段面
15 切れ目

Claims (2)

  1. 触媒担体に中間部材を巻き付け、該中間部材の軸方向の少なくとも一端部に、周方向に1箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナを嵌めたものを、触媒コンバータケースに入れて、触媒担体を中間部材を介して触媒コンバータケースに支持した触媒コンバータにおいて、前記リテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有していることを特徴とする触媒コンバータ。
  2. 前記リテーナ中間部は少なくとも一部が前記触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で前記触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触し該コーン部にて軸方向に押さえられる請求項1記載の触媒コンバータ。
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