WO2008068984A1 - 排気系部材と挿入部材の接続構造 - Google Patents

排気系部材と挿入部材の接続構造 Download PDF

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Shunsuke Moritsugu
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    • F01N2450/22—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by welding or brazing

Definitions

  • the present invention relates to a connection structure between an exhaust system member and an insertion member used in an exhaust system connected to a vehicle engine or the like.
  • the conventional exhaust system member and insertion member connecting structure includes a bulging portion 012a bulging outward from both side edges of the substantially semi-cylindrical divided portion 012.
  • the substantially semicircular cylindrical divided portion 011 is overlapped on both side edges to form a substantially circular cross section, and then the both side edges of both divided portions 01 1, 012 are fixed by welding to each other.
  • a technique is known in which the end and the outer peripheral surface of the insertion member are welded and fixed over the entire circumference. Te! /, Ru (see Patent Document 1 2).
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-92512
  • Patent Document 2 JP-A-9 329019
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problem, and is configured such that the end portion of the exhaust system member including the first divided member and the second divided member and the outer peripheral surface of the insertion member that are stacked in the middle It is an object to provide a connection structure of an exhaust system member and an insertion member that can be welded in a relatively short time without welding a large amount of welding material.
  • the connection structure between the exhaust system member and the insertion member of the present invention includes a substantially semi-cylindrical first divided portion having a bulging portion that bulges outward except for the end portions on both side edge portions, and both side edge portions. 1st except at the end
  • a substantially semi-cylindrical second divided portion having a protrusion that can be fitted inside the corresponding bulged portion of each divided portion is provided, and both divided portions are stacked in the middle, and each is located inside each bulged portion.
  • the exhaust system member is fitted by welding and fixing both side edges of both divided parts in a state where the corresponding protruding parts are fitted and the ends of both divided parts are butted together to form a circular cross section. After the insertion member is inserted into the end portion of the exhaust system member, the end portion and the outer peripheral surface of the insertion member are welded and fixed over the entire circumference.
  • a first semi-cylindrical first divided portion having a bulging portion that bulges outward except for the end portions on both side edges; Provided with a semi-cylindrical second divided portion with protrusions that can be fitted inside the corresponding bulging portions of the first divided portion except for the end portions on both side edges, and the divided portions are in the middle After fitting the corresponding protrusions on the inside of each bulging part and making the whole section into a circular cross section by abutting the ends of both divided parts, both side edges of both divided parts Since the exhaust system members were formed by welding and fixing together, the insertion member was inserted into the end of the exhaust system member, and then the end and the outer peripheral surface of the insertion member were welded and fixed over the entire circumference.
  • the end of the exhaust system member and the insertion member have a circular cross section without a step and no gap is formed between them. Therefore, it is not necessary to fill the gap with welding, and a large amount of welding is performed when welding the end of the exhaust system member composed of the first divided member and the second divided member and the outer peripheral surface of the insertion member over the entire circumference. It can be welded in a relatively short time without the need for materials.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exhaust system that employs a connection structure between an exhaust system member and a insertion member according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a diffuser that is an exhaust system member of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the diffuser according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining fixation of the diffuser and the catalyst carrier case of the catalytic converter of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining fixation of the diffuser and the catalyst carrier case of the catalytic converter of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional connection structure between an exhaust system member and a insertion member.
  • Example 1 will be described.
  • the exhaust system member is a diffuser of a catalytic converter and the insertion member is a catalyst carrier case in which a catalyst carrier is accommodated.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an exhaust system that employs a connection structure between an exhaust system member and an insertion member of Example 1 of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the diffuser of Example 1
  • FIG. Figure 4 and 5 are diagrams for explaining the fixing of the diffuser and the catalyst carrier case of the catalytic converter of the first embodiment.
  • the engine 1, the exhaust hold 2 and the flange 3 connected to the engine 1 are used.
  • the catalytic converter 4 Connected to the catalytic converter 4 through the flange 5 and the connecting pipe 6, and the main muffler connected to the sub muffler 7 through the flange 8 and the connecting pipe 9.
  • a muffler 10 is provided.
  • the catalytic converter 4 includes a metal cylindrical catalyst carrier case 41 (corresponding to the insertion member of the present invention), and a metal cylindrical diffuser 42 connected to both ends of the catalyst carrier case 41. , 43 (corresponding to the exhaust system member of the present invention)!
  • a catalyst carrier 41a (see FIG. 4) is accommodated in the catalyst carrier case 41.
  • the catalyst carrier 41a is a metal catalyst carrier formed in a substantially cylindrical shape by wrapping a metal corrugated plate and a flat plate (not shown) in multiple layers, or a ceramic made of porous ceramics and formed in a substantially cylindrical shape.
  • the catalyst components (Pt, etc.) are supported on the surface of the exhaust passage formed in the axial direction of the exhaust catalyst, so that the exhaust gas flowing into the catalyst carrier case 41 is harmful.
  • Ingredients (NOx, CO, etc.) are converted into harmless substances (CO 2 O, etc.) by catalytic action.
  • a catalyst carrier 41a in which corrugated plates and flat plates are fixed in the catalyst carrier case 41 by diffusion bonding is fixed to the case 41 by brazing.
  • the catalyst carrier 41a is press-fitted and fixed in the catalyst carrier case 41 via a mat.
  • connection structure between the catalyst carrier case 41 and the diffusers 42 and 43 is the same, the connection structure between the catalyst carrier case 41 and the diffuser 43 will be described in detail.
  • the diffuser 43 has a substantially semi-cylindrical first divided portion 44 having a bulging portion 44c that bulges outside both end portions 44a and 44b at both side edge portions, and both side edge portions. It is composed of a substantially semi-cylindrical second divided portion 45 having a protruding portion 45c that can be fitted inside the corresponding bulged portion 44c of the first divided portion 44 except for both end portions 45a and 45b. ing. [0016] Then, as shown in FIG. 3, the divided portions 44, 45 are overlapped in the middle, and the corresponding protruding portions 45c of the divided portions 45 are fitted inside the bulged portions 44c of the divided portions 44, respectively. Then, both end portions of both divided portions 44 and 45 are butted together to form a circular cross section, and then both side edge portions of both divided portions 44 and 45 are fixed by welding XI (shown in bold lines), respectively. Diffuser 4 3 is formed.
  • the weld XI can weld and fix both side edges of the split portions 44 and 45 with a straight weld line, and the weldability is improved.
  • the bulging portion and the protruding portion are formed up to the end portion of the diffuser, a gap is generated between the end portion and the insertion member. In order to close it, a large amount of welding material was required, and a relatively long time was required.
  • both end portions of both the divided portions 44 and 45 are abutted to form a circular cross section as a whole, and therefore, the end portion of the diffuser 43 on the upstream side of the exhaust gas No gap is formed between 43a and the catalyst carrier case 41, so that it is possible to prevent the spatter from entering the diffuser 43, and both of them are welded with a small amount of welding X2 in a relatively short time. I can do it.
  • peripheral edge of the through hole of the flange 5 is not shown over the entire outer periphery of the diffuser 43 in a state where the flange 5 is externally fitted to the end 43b of the diffuser 43 on the downstream side of the exhaust gas. Fixed by welding.
  • the catalyst carrier case 41, the diffuser 42 and the flange 3 are connected in the same manner.
  • the exhaust system member / insertion member connection structure of the first embodiment has the bulging portions 44c bulging outward except for the end portions 44a and 44b at both side edges.
  • the present invention has been described.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any design change or the like within a range not departing from the gist of the present invention is included in the present invention.
  • the exhaust system member is not limited to the diffuser 43 of the catalytic converter 4, and the same effect can be obtained not only in the parts connected to the exhaust pipe.

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Abstract

　排気系部材と挿入部材の接続構造は、それぞれ半円筒状の第１分割部（４４）と第２分割部（４５）を備え、両分割部（44,45）を最中状に重ねて各膨出部（４４ｃ）の内側にそれぞれ対応する突出部（４５ｃ）を嵌合し、且つ、該両分割部（44,45）の端部同士を突き合わせて全体を円形断面としている。 この状態で、該両分割部（44,45）の両側縁部同士を溶接（Ｘ１）で固定することにより排気系部材（ディフューザ４３）を形成し、ディフューザ（４３）の端部（４３ａ）に挿入部材（触媒坦体ケース４１）を挿入した後、該端部と触媒坦体ケース（４１）の外周面を全周に亘って溶接（Ｘ２）で固定した。

Description

明 細 書
排気系部材と揷入部材の接続構造
技術分野
[0001] 本発明は、車両用エンジン等に接続される排気系に使用される排気系部材と揷入 部材の接続構造に関する。
背景技術
[0002] 従来の排気系部材と揷入部材の接続構造としては、図 6に示すように、略半円筒状 の分割部 012の両側縁部から外側へ膨出形成された膨出部 012aの内側に略半円 筒状の分割部 011の両側縁部を重ねて全体を略円形断面とした後、該両分割部 01 1 , 012の両側縁部同士を溶接固定することにより排気系部材 010を形成し、この排 気系部材 010の端部に図外の揷入部材を揷入した後、該端部と揷入部材の外周面 を全周に亘つて溶接固定した技術が公知になって!/、る (特許文献 1 2参照）。
特許文献 1 :特開 2004— 92512号公報
特許文献 2：特開平 9 329019号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかしながら、従来の発明にあっては、排気系部材の端部と揷入部材との間に隙間 〇（図 6参照）が生じるため、これら両者を全周に亘つて溶接する際にこの隙間 Oを閉 じるために多量の溶接材が必要になると共に、その溶接に比較的長時間を要すると いう問題点があった。
[0004] 本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、最中状に重ねられる 第 1分割部材と第 2分割部材から成る排気系部材の端部と揷入部材の外周面を全周 に亘つて溶接する際に、多量の溶接材が不要として比較的短時間で溶接可能な排 気系部材と揷入部材の接続構造を提供することである。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の排気系部材と揷入部材の接続構造は、両側縁部に端部を除いて外側 膨出した膨出部を有する略半円筒状の第 1分割部と、両側縁部に端部を除いて第 1 分割部のそれぞれ対応する膨出部の内側に嵌合可能な突出部を有する略半円筒 状の第 2分割部を備え、両分割部を最中状に重ねて各膨出部の内側にそれぞれ対 応する突出部を嵌合し、且つ、両分割部の端部同士を突き合わせて全体を円形断 面とした状態で、両分割部の両側縁部同士を溶接固定することにより排気系部材を 形成し、排気系部材の端部に揷入部材を揷入した後、端部と揷入部材の外周面を 全周に亘つて溶接固定したことを特徴とする。
発明の効果
[0006] 本発明の排気系部材と揷入部材の接続構造にあっては、両側縁部に端部を除い て外側 膨出した膨出部を有する略半円筒状の第 1分割部と、両側縁部に端部を 除いて第 1分割部のそれぞれ対応する膨出部の内側に嵌合可能な突出部を有する 略半円筒状の第 2分割部を備え、両分割部を最中状に重ねて各膨出部の内側にそ れぞれ対応する突出部を嵌合し、且つ、両分割部の端部同士を突き合わせて全体 を円形断面とした後、両分割部の両側縁部同士を溶接固定することにより排気系部 材を形成し、排気系部材の端部に揷入部材を揷入した後、端部と揷入部材の外周 面を全周に亘つて溶接固定したため、排気系部材の端部と揷入部材とが段差なしの 円形断面となってこれら間に隙間が形成されることがなくなる。したがって、隙間を溶 接で埋める必要もなくなり、第 1分割部材と第 2分割部材から成る排気系部材の端部 と揷入部材の外周面を全周に亘つて溶接する際に、多量の溶接材を不要として比較 的短時間で溶接することができる。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は、本発明の実施例 1の排気系部材と揷入部材の接続構造が採用された 排気系を説明する図である。
[図 2]図 2は、本実施例 1の排気系部材であるディフューザの分解斜視図である。
[図 3]図 3は、本実施例 1のディフューザの斜視図である。
[図 4]図 4は、本実施例 1の触媒コンバータのディフューザと触媒坦体ケースの固定を 説明する図である。
[図 5]図 5は、本実施例 1の触媒コンバータのディフューザと触媒坦体ケースの固定を 説明する図である。 [図 6]図 6は、従来の排気系部材と揷入部材の接続構造を説明する図である。
符号の説明
[0008] XI、 X2 溶接
2 ェキゾ一ストマ二ホーノレド
3、 5、 8 フランジ
4 触媒コンバータ
6、 9 接続管
41 触媒坦体ケース
41 a 触媒坦体
42、 43 ディフューザ
43a (ディフューザの）端部
44 第 1分割部
44a, 44b (第 1分割部の）端部
44c 膨出部
45 第 2分割部
45a, 45b (第 2分割部の）端部
45c 突出部
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、この発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。
実施例 1
[0010] 以下、実施例 1を説明する。
なお、排気系部材を触媒コンバータのディフューザとし、揷入部材を触媒担体が収 容された触媒坦体ケースとした場合について説明する。
図 1は本発明の実施例 1の排気系部材と揷入部材の接続構造が採用された排気系 を説明する図、図 2は本実施例 1のディフューザの分解斜視図、図 3は同斜視図、図 4、 5は本実施例 1の触媒コンバータのディフューザと触媒坦体ケースの固定を説明 する図である。
[0011] 先ず、本実施例 1の全体構成を説明する。
図 1に示すように、本実施例 1の排気系部材と揷入部材の接続構造が採用された 排気系では、エンジン 1と、エンジン 1に接続されたェキゾ一ストマ二ホールド 2及びフ ランジ 3を介して接続された触媒コンバータ 4と、この触媒コンバータ 4にフランジ 5及 び接続管 6を介して接続されたサブマフラ 7と、このサブマフラ 7にフランジ 8及び接続 管 9を介して接続されたメインマフラ 10が備えられている。
[0012] 触媒コンバータ 4は、金属製筒状の触媒坦体ケース 41 (本発明の揷入部材に相当 )と、この触媒坦体ケース 41の両端部に接続された金属製筒状のディフューザ 42,43 (本発明の排気系部材に相当 )とから構成されて!/、る。
[0013] また、触媒坦体ケース 41の内部には、触媒担体 41a (図 4参照）が収容されている。
触媒担体 41aは、図示を省略する金属製の波板と平板を多重に券回して略円柱状 に形成される金属製触媒坦体、あるいは多孔質のセラミックス製で略円柱状に形成さ れるセラミック性触媒坦体が採用される他、その軸方向に貫通形成された排気通路 の表面に触媒成分 (Pt等）が坦持されることにより、触媒坦体ケース 41内に流入した 排気ガスの有害成分 (NOx、 CO等）を触媒作用により無害物質 (CO O等）にし
2、 H
2 てお ^出するようになっている。
なお、金属製触媒坦体の場合には触媒坦体ケース 41内に拡散接合により波板と 平板が固定された触媒担体 41aがケース 41にロウ付けにより固定される。また、セラ ミックス製触媒坦体の場合には触媒坦体ケース 41内に触媒担体 41aがマットを介し て圧入固定される。
[0014] 以下、触媒坦体ケース 41とディフューザ 42, 43との接続構造は同様であるため、 触媒坦体ケース 41とディフューザ 43との接続構造について詳述する。
[0015] 図 2に示すように、ディフューザ 43は、両側縁部に両端部 44a, 44bを除いて外側 膨出した膨出部 44cを有する略半円筒状の第 1分割部 44と、両側縁部に両端部 4 5a, 45bを除いて第 1分割部 44のそれぞれ対応する膨出部 44cの内側に嵌合可能 な突出部 45cを有する略半円筒状の第 2分割部 45とから構成されている。 [0016] そして、図 3に示すように、両分割部 44, 45を最中状に重ねて分割部 44の各膨出 部 44cの内側にそれぞれ対応する分割部 45の突出部 45cを嵌合し、該両分割部 44 , 45の両端部同士を突き合わせて全体を円形断面とした後、該両分割部 44,45の 両側縁部同士をそれぞれ溶接 XI (太線で図示）で固定することによりディフューザ 4 3が形成されている。
この際、溶接 XIは直線状の溶接線でもって両分割部 44,45の両側縁部同士を溶 接固定でき、溶接性が良くなつている。
[0017] 次に、図 4に示すように、ディフューザ 43の排気ガス上流側の端部 43aに触媒坦体 ケース 41を所定深さまで揷入した後、図 5に示すように、該上流側端部 43aと触媒坦 体ケース 41の外周面を全周に亘つて溶接 X2で固定することにより、これら両者が固 定されている。
[0018] ここで、従来の発明にあっては、膨出部と突出部がディフューザの端部まで形成さ れていたため、この端部と揷入部材との間に隙間が生じ、この隙間を閉じるために多 量の溶接材が必要になると共に、比較的長時間を要するという問題点があった。
[0019] これに対し、本実施例 1では、前述したように、両分割部 44,45の両端部同士を突き 合わせて全体を円形断面としているため、ディフューザ 43の排気ガス上流側の端部 43aと触媒坦体ケース 41との間に隙間が形成されず、このため、ディフューザ 43内 にスパッタが侵入するのを防止でき、またこれら両者を少量の溶接 X2で比較的短時 間で溶接すること力できる。
[0020] また、ディフューザ 43の排気ガス下流側の端部 43bにはフランジ 5が外嵌した状態 で該フランジ 5の貫通孔周縁部がディフューザ 43の外周面の全周に亘つて図示しな い溶接で固定される。
なお、触媒坦体ケース 41とディフューザ 42及びフランジ 3との接続も同様に行う。
[0021] 次に、実施例 1の効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例 1の排気系部材と揷入部材の接続構造にあっては 、両側縁部に端部 44a, 44bを除いて外側へ膨出した膨出部 44cを有する略半円筒 状の第 1分割部 44と、両側縁部に端部 45a, 45bを除いて第 1分割部 44のそれぞれ 対応する膨出部 44cの内側に嵌合可能な突出部 45cを有する略半円筒状の第 2分 割部 45aを備え、両分割部 44, 45を最中状に重ねて、各膨出部 44cの内側にそれ ぞれ対応する突出部 45cを嵌合し、且つ、該両分割部 44, 45の端部同士を突き合 わせて全体を円形断面とした後、該両分割部 44,45の両側縁部同士を溶接 XI固定 することによりディフューザ 43を形成し、ディフューザ 43の端部 43aに触媒坦体ケ一 ス 41を揷入した後、該端部と触媒坦体ケース 41の外周面を全周に亘つて溶接 X2固 定したため、第 1分割部 44と第 2分割部 45aから成るディフューザ 43の端部と触媒坦 体ケース 41の外周面を全周に亘つて溶接 X2する際に、少量の溶接材で比較的短 曰寺間で溶接すること力できる。
以上、本実施例を説明してきた力 本発明は上述の実施例に限られるものではなく 、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。 例えば、排気系部材は触媒コンバータ 4のディフューザ 43に限らず、排気管との接 続部品等においても同様の効果を得ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 両側縁部に端部を除いて外側 膨出した膨出部を有する略半円筒状の第 1分割 部と、
両側縁部に端部を除いて第 1分割部のそれぞれ対応する膨出部の内側に嵌合可 能な突出部を有する略半円筒状の第 2分割部を備え、
前記両分割部を最中状に重ねて各膨出部の内側にそれぞれ対応する突出部を嵌 合し、且つ、該両分割部の端部同士を突き合わせて全体を円形断面とした後、該両 分割部の両側縁部同士を溶接固定することにより排気系部材を形成し、
前記排気系部材の端部に揷入部材を揷入した状態で、該端部と揷入部材の外周 面を全周に亘つて溶接固定したことを特徴とする排気系部材と揷入部材の接続構造
[2] 請求項 1記載の排気系部材と揷入部材の接続構造において、
前記排気系部材を触媒コンバータのディフューザとし、揷入部材を触媒担体が収 容された触媒坦体ケースとしたことを特徴とする排気系部材と揷入部材の接続構造。
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