JP6537923B2 - 溶接部品の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、触媒をマット材を介し内部にフローティング保持したケーシングに対して溶接部品を取り付ける場合の構造に関するものである。

従来、自動車のディーゼルエンジンには、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にＮＯx（窒素酸化物）をアンモニアと反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に還元剤として尿素水を添加してＮＯxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。

即ち、尿素水を選択還元型触媒の上流側で排気ガス中に添加すれば、該排気ガス中で尿素水が次式によりアンモニアと炭酸ガスに熱分解され、選択還元型触媒上で排気ガス中のＮＯxがアンモニアにより良好に還元浄化されることになる。
［化１］
（ＮＨ₂）₂ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→２ＮＨ₃＋ＣＯ₂

一般的に、選択還元型触媒における触媒成分の担体としては、高気孔のセル壁がハニカムを形成するようにしたセラミック構造体が採用されているが、この種のセラミック構造体は強度的に脆い材質であるため、その周囲をマット材により被包することでケーシング内にフローティング保持させるようにしている。

即ち、図４〜図６に示す如く、車両への搭載性の向上を図るべく排気管１途中の円筒状のマフラ２をケーシングとして利用し、このマフラ２の内部に円柱状の選択還元型触媒３を同心状に配置して周囲をマット材４で被包し、該マット材４による緩衝作用によりエンジン振動や走行振動又は冷熱の繰り返し等によるガタつきを防ぐようにしている。

ここで、選択還元型触媒３を内蔵したマフラ２は、シャシ（図示せず）側にブラケット等を介し締結して吊り下げ支持する必要があり、これまでは、マフラ２の胴回りにブラケット付きのクランプを外嵌装着してシャシ側との締結を図るようにしているが、周辺構造物との干渉を避ける観点から、外側への張り出し量の多いクランプに換えて、マフラ２の外周面の上側にブラケットを直接溶接して固定することが求められている。

尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては、本発明と同じ出願人による下記の特許文献１等がある。

特開２００５−１１３７９５号公報

しかしながら、マフラ２の外周面の上側にブラケットを直接溶接して固定する場合には、ブラケットの土台部分を成す円弧断面の絞り形状を付したプレート５を溶接部品としてマフラ２の外周面の上側に沿わせ、その外縁部分の複数箇所（図５及び図６中の符号６が溶接箇所を示す）を溶接して固定することになるが、この溶接時における入熱の影響により外縁部分に歪みが生じると、図６に示す如く、この歪みがプレート５の全体に及んで絞り形状の曲がり具合をきつくするような変形を招き、これに伴いマフラ２の胴部分にも変形が及んで該マフラ２の胴部分と選択還元型触媒３との隙間が一部で狭くなり、排気温度の高い運転領域でマット材４が熱膨張して選択還元型触媒３に対する面圧が局所的に高くなる結果、エンジン振動や走行振動等の影響により選択還元型触媒３に損傷を招く虞れが生じた。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、触媒をマット材を介し内部にフローティング保持したケーシングの外周面に溶接部品を溶接するにあたり、溶接時の入熱の影響によるケーシング側の変形を抑制して触媒に対する面圧が局所的に高くなる事態を回避し得るようにした溶接部品の取付構造を提供することを目的とする。

本発明は、排気管途中に介装された円筒状のマフラを触媒のケーシングとし、該触媒をマット材を介し内部にフローティング保持した前記ケーシングへの溶接部品の取付構造であって、前記ケーシングの外周面に沿う円弧断面のプレートを溶接部品とし、該プレートにおける少なくとも円周方向に向かう外縁部分に切欠部を形成し、該切欠部を間に挟みながら前記プレートの外縁部分の複数箇所を溶接したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、溶接部品の外縁部分における剛性が切欠部の形成により低下し、この切欠部を間に挟みながら前記溶接部品の外縁部分の複数箇所を溶接した場合に、その溶接時の入熱の影響による歪みが切欠部で吸収されることで前記溶接部品の全体に及ぶ変形が抑制され、これに伴いケーシング側に生じる変形も抑制される結果、ケーシングと触媒との隙間の均一性が保たれ、排気温度の高い運転領域でマット材が熱膨張しても、触媒に対する面圧が局所的に高くなる事態を招かなくて済むので、エンジン振動や走行振動等の影響による選択還元型触媒の損傷が未然に回避される。

また、本発明を具体的に実施するにあたっては、前記プレートがケーシングをシャシ側に締結するためのブラケットの構成要素を成していても良い。

上記した本発明の溶接部品の取付構造によれば、触媒をマット材を介し内部にフローティング保持したケーシングの外周面に溶接部品を溶接するにあたり、溶接部品の外縁部分に切欠部を形成するという簡易な工夫を施すだけで、溶接時の入熱の影響によるケーシング側の変形を効果的に抑制することができ、排気温度の高い運転領域でマット材が熱膨張しても、触媒に対する面圧が局所的に高くなる事態を回避することができるので、触媒の強度信頼性を従来よりも大幅に向上することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明を実施する形態の一例を上方から見た平面図である。 図１のプレートの溶接による固定位置での断面図である。 図１のプレートを単品で示す斜視図である。 従来例を示す斜視図である。 図４のマフラを上方から見た平面図である。 図５のプレートの溶接による固定位置での断面図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

本形態例においては、先に図４〜図６で説明した従来例の場合と同様に、選択還元型触媒３をマット材４を介し内部にフローティング保持したマフラ２に対し、該マフラ２を図示しないシャシ側に締結するためのブラケットの土台部分を成すプレート５を溶接する場合で例示しているが、マフラ２の外周面に沿わせて溶接を行うべきプレート５の外縁部分に切欠部７を形成し、該切欠部７を間に挟みながら前記プレート５の外縁部分の複数箇所を溶接したことを特徴としている。

ここで、前記プレート５には、マフラ２の外周面に沿う円弧断面の絞り形状が付され、該マフラ２における円周方向及び軸心方向に向かう夫々の外縁部分に切欠部７が形成されており、図示する例ではＵ字形に切れ込む切欠部７として形成してあるが、この形状に限定されるものではない。

而して、このようにすれば、プレート５の外縁部分における剛性が切欠部７の形成により低下し、この切欠部７を間に挟みながら前記プレート５の外縁部分の複数箇所を溶接した場合に、その溶接時の入熱の影響による歪みが切欠部７で吸収されることで前記プレート５の全体に及ぶ変形が抑制され、これに伴いマフラ２側に生じる変形も抑制される結果、マフラ２と選択還元型触媒３との隙間の均一性が保たれ、排気温度の高い運転領域でマット材４が熱膨張しても、選択還元型触媒３に対する面圧が局所的に高くなる事態を招かなくて済むので、エンジン振動や走行振動等の影響による選択還元型触媒３の損傷が未然に回避される。

従って、上記形態例によれば、選択還元型触媒３をマット材４を介し内部にフローティング保持したマフラ２の外周面にプレート５を溶接するにあたり、プレート５の外縁部分に切欠部７を形成するという簡易な工夫を施すだけで、溶接時の入熱の影響によるマフラ２側の変形を効果的に抑制することができ、排気温度の高い運転領域でマット材４が熱膨張しても、選択還元型触媒３に対する面圧が局所的に高くなる事態を回避することができるので、選択還元型触媒３の強度信頼性を従来よりも大幅に向上することができる。

尚、本発明の溶接部品の取付構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、ブラケットの土台部分を成すプレート以外の溶接部品を取り付ける場合にも適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

２ マフラ（ケーシング）
３ 選択還元型触媒（触媒）
４ マット材
５ プレート（溶接部品）
７ 切欠部

Claims (2)

1. 排気管途中に介装された円筒状のマフラを触媒のケーシングとし、該触媒をマット材を介し内部にフローティング保持した前記ケーシングへの溶接部品の取付構造であって、前記ケーシングの外周面に沿う円弧断面のプレートを溶接部品とし、該プレートにおける少なくとも円周方向に向かう外縁部分に切欠部を形成し、該切欠部を間に挟みながら前記プレートの外縁部分の複数箇所を溶接したことを特徴とする溶接部品の取付構造。
2. プレートがケーシングをシャシ側に締結するためのブラケットの構成要素を成していることを特徴とする請求項１に記載の溶接部品の取付構造。

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