JP3580709B2 - 触媒コンバータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒コンバータ及びヒートインシュレータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、車両の前側に搭載されたエンジンルーム51内の概略を示す。
従来、触媒コンバータ52はエキゾーストマニホールド53とエキゾーストパイプ63との間に連結固定されるとともに、横置きエンジンの場合、エンジン55の前側、即ちエンジン55とラジエータグリル56との間に配置されている場合がある。
【0003】
エキゾーストマニホールド53は、排気管57を備えており、その排気管57の先端はエンジン55に固定されている。エキゾーストマニホールド53の下部に触媒上流コーン58が設けられている。エキゾーストマニホールド53の下端と触媒上流コーン58の上端は、その周囲を溶接することによって結合されている。触媒上流コーン58の下部には、触媒外筒59が設けられている。触媒上流コーン58の下端と触媒外筒59の上端は、その周囲を溶接することによって結合されている。又、触媒外筒59内には触媒担体(図示略)が収納されている。
【0004】
更に、触媒外筒59の下部には触媒下流コーン60が設けられている。触媒外筒59の下端と触媒下流コーン60の上端は、その周囲を溶接することによって結合されている。更に、触媒下流コーン60の下部には出口フランジ54が設けられている。触媒下流コーン60の下端と出口フランジ54の上端は、その周囲を溶接することによって結合されている。
【0005】
出口フランジ54は、ボルトによってエキゾーストパイプ63に連結されている。
そして、触媒コンバータ52の前面62に、即ちラジエータグリル56側の面に、車両の走行中、矢印で示す方向から走行風が当たり、この走行風によって触媒コンバータ52は冷却されるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、触媒コンバータ52、特にその断面形状が楕円であるオーバル型及びその断面形状が長円であるレーストラック型の触媒コンバータ52においては、走行中、触媒コンバータ52の後面(エンジン55側の面)は、走行風63が当たり難いため、走行風による冷却が行われ難い。このため、車両の走行中、触媒コンバータ52の後面の各部は温度が上昇する。
【0007】
そして、前記各部材の各溶接部分において、その溶接を開始する始端及び溶接を終了する終端の位置(以下、始終端位置という)は、冷却が行われ難い触媒コンバータ52の後面に形成されている場合がある。この始終端位置は、それぞれ溶接が安定していないことから、他の溶接部分に比べて強度が相対的に落ちる部分であることが知られている。
【0008】
従って、他の溶接部分に比べて高温度で亀裂の生じやすい始終端位置は、冷却が行われ難い触媒コンバータ52の後面に形成されている場合には耐久性について他の溶接部分に比べて不利であった。
【0009】
又、図6に示すように、触媒コンバータ52の前面に、ヒートインシュレータ64が設けられることがある。このように構成された場合、車両の走行中、触媒コンバータ52の前面62に走行風が当たらない。このため、触媒コンバータ52の各部の温度が上昇し、更に溶接部分の始終端61に亀裂を生じるおそれがある。
【0010】
本発明の目的は、車両の走行中、触媒コンバータの溶接部分に形成された溶接の各始終端位置に走行風を当て、その始終端を冷却することができる触媒コンバータを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、複数のケース片を溶接して形成した触媒ケース内に触媒担体を収容し、車両に搭載したエンジンに固定された上流部材と下流部材との間に連結固定した触媒コンバータにおいて、前記触媒ケースは、そのケース片の溶接部分の始終端位置が走行風の直接当たらない位置に形成されないようにしたことを要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、走行風が当たる側にはヒートインシュレータが配設された請求項1に記載に記載の触媒コンバータにおいて、前記ヒートインシュレータには、前記溶接部分の始終端位置と相対向する位置に通風孔を形成したことを要旨とする。
【0013】
請求項1に記載の発明によれば、触媒コンバータの各溶接部分に形成された始終端位置は、走行風が当たらない位置には形成されないため、車両の走行中、走行風が当たる。
【0014】
従って、各溶接部分に形成された始終端位置は走行風によって冷却されるため、その始終端に亀裂が生じるおそれを低減することができる。
請求項2に記載の発明によれば、車両の走行中、ヒートインシュレータに当たる走行風をこの通風孔を介して各溶接部分の始終端位置に当てることができる。その結果、各溶接部分の始終端は走行風によって冷却されるため、亀裂が生じるおそれを低減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した触媒コンバータの一実施形態を図1〜図4従って説明する。
【0016】
図1は、車両の前側に設けられたエンジンルーム1内の概略を示す。触媒コンバータ2は、上流部材としてのエキゾーストマニホールド3と下流部材としてのエキゾーストパイプ31との間に設けらるとともに、横置きエンジンの場合で、エンジン5の前側、即ちエンジン5とラジエータグリル6との間に配置されている。
【0017】
図2に示すように、このエキゾーストマニホールド3は、4本の排気管7から構成され、それらの一端はエンジン5に固定され、他端は4本の排気管7が2本ずつ合流して2本の排気管7となっている。このエキゾーストマニホールド3の合流した2本の排気管7には、触媒コンバータ2が連結固定されている。
【0018】
触媒コンバータ2は、図2に示すようにケース片としての触媒上流コーン8,ケース片としての触媒外筒9、触媒担体10,ケース片としての触媒下流コーン11及びケース片としての出口フランジ4とから構成されている。
【0019】
触媒上流コーン8は中空体である。触媒上流コーン8は錐体状に形成され、その上部及び下部にはそれぞれ第1の開口部12及び第2の開口部13が形成されている。
【0020】
第1の開口部12には、前記合流した2本の排気管7の開口部14が嵌着されている。そして、排気管7の開口部14を第1の開口部12内に嵌着した状態で第1の開口部12と排気管7の開口部14との間を溶接機で溶接する。溶接は、嵌着状態で周囲を一周させて全体を溶接する。この溶接によって、触媒上流コーン8とエキゾーストマニホールド3は結合される。この溶接による溶接部分15における始終端位置16は、ラジエータグリル6側、即ち図1に矢印で示す走行風が当たる触媒コンバータ2の通風面17内に形成されている。
【0021】
触媒上流コーン8の下部には、触媒外筒9が固定されている。この触媒外筒9は、筒状に形成され、その上部及び下部には開口部19a,19bが形成されている。
【0022】
その上部の開口部19aは、前記触媒上流コーン8の第2の開口部13内に嵌着されている。そして、上部の開口部19aを第2の開口部13内に嵌着した状態で上部の開口部19aと第2の開口部13との間を溶接機で溶接する。
【0023】
溶接は、嵌着状態で周囲を一周させて全体を溶接する。この溶接によって、触媒上流コーン8と触媒外筒9は結合される。この溶接による溶接部分20における始終端位置21は、ラジエータグリル6側、即ち図1に矢印で示す走行風が当たる触媒コンバータ2の通風面17内に形成されている。
【0024】
又、触媒外筒9の内部には触媒担体10が収納されている。触媒外筒9の下部には、触媒下流コーン11が固定されている。
触媒下流コーン11は中空体である。触媒下流コーン11は逆錐体状に形成され、その上部及び下部にはそれぞれ第3の開口部22及び第4の開口部23が形成されている。
【0025】
触媒下流コーン11の第3の開口部22には、前記触媒外筒9の下部に形成した開口部19bが嵌着されている。そして、開口部19bを第3の開口部22内に嵌着した状態で第3の開口部22と開口部19bとの間を溶接機で溶接する。溶接は、嵌着状態で周囲を一周させて全体を溶接する。この溶接によって、触媒外筒9と触媒下流コーン11は結合される。
【0026】
この溶接による溶接部分24における始終端位置25は、ラジエータグリル6側、即ち図1に矢印で示す走行風が当たる触媒コンバータ2の通風面17内に形成されている。
【0027】
出口フランジ4の上面26は、平面に形成され、その中央に開口部27が凸設形成されている。
この開口部27には、前記第4の開口部23が嵌着されている。そして、開口部27を第4の開口部23内に嵌着した状態で第4の開口部23と開口部27との間を溶接機で溶接する。溶接は、嵌着状態で周囲を一周させて全体を溶接する。この溶接によって、触媒下流コーン11と出口フランジ4は結合される。この溶接による溶接部分28における始終端位置29は、ラジエータグリル6側、即ち図1に矢印で示す走行風が当たる触媒コンバータ2の通風面17内に形成されている。
【0028】
そして、出口フランジ4は2本のボルト30によってエキゾーストパイプ31と螺着している。
上記実施形態の触媒コンバータ2によれば、以下のような特徴を得ることができる。
【0029】
(1)上記実施形態において、触媒コンバータ2の各溶接部分15,20,24,28に形成された始終端位置16,21,25,29は、すべて通風面17内に形成されているため、車両の走行中、走行風が当たる。
【0030】
従って、各溶接部分15,20,24,28に形成された始終端位置16,21,25,29は走行風によって冷却されるため、その始終端に亀裂が生じるおそれを低減することができる。
【0031】
尚、第1の実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態の溶接において、始終端位置としての溶接を開始する始端位置と同じく始終端位置としての溶接を終了する終端位置とが一致したものであったが、溶接を開始する始端の位置と溶接を終了する終端の位置とが相違する場合に応用してもよい。
【0032】
○ケース片は、触媒上流コーン8,触媒外筒9,触媒下流コーン11及び出口フランジ4の4個の構成部材から形成されたが、これを任意の個数の構成部材から構成してもよい。
【0033】
○触媒コンバータ2は、その上流にてエキゾーストマニホールド3と結合しているが、エキゾーストマニホールド3以外の他の部材と溶接することによって結合されてもよい。
【0034】
○触媒コンバータ2は、その下流にてエキゾーストパイプ31と結合しているが、エキゾーストパイプ31以外の他の部材と溶接することによって結合されてもよい。
【0035】
○上記各実施形態においては、横置きエンジン5にて実施したが、縦置きエンジンにて実施してもよい。
○触媒コンバータ2は、ラジエータグリル6側に通風面17を備えていたが、通風面17はラジエータグリル6側に限らず、触媒コンバータ2上のどの位置にあってもよい。
【0036】
このようにした場合にも、上記実施形態に記載の特徴と同様な特徴を得ることができる。
(第2の実施形態)
以下、本発明をヒートインシュレータ32を備えた触媒コンバータ2に具体化した第2の実施形態を図3及び図4に従って説明する。
【0037】
尚、本実施形態は、第1の実施形態の触媒コンバータ2にヒートインシュレータ32を追加したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。
【0038】
図3に示すように、触媒コンバータ2の前面にはヒートインシュレータ32が覆設されている。このヒートインシュレータ32は、筒状に形成され、例えばその一部が縦方向に切欠かれている。このヒートインシュレータ32には、支持部材(図示略)が固設され、この支持部材の端部は、例えばエンジン5に固着されている。そして、ヒートインシュレータ32は触媒コンバータ2の前面に保持される。又、このヒートインシュレータ32には通風孔33が形成されている。
【0039】
この通風孔33は、4個形成され、ヒートインシュレータ32を貫通するとともに、その位置はヒートインシュレータ32上にて、上記実施形態に記載した触媒コンバータ2の各溶接部分15,20,24,28に形成された溶接の各始終端位置16,21,25,29を通り、走行風に平行な直線上にある。又、この通風孔33はの大きさは、触媒コンバータ2の溶接部分15,20,24,28に形成された始終端の大きさにほぼ同等に形成される。通風孔33は、ヒートインシュレータ32上に打ち抜き形成される。
【0040】
従って、本実施形態によれば、前記第1の実施形態における(1)の特徴に加えて、以下のような特徴を得ることができる。
(1)上記実施形態において、ヒートインシュレータ32には、通風孔33が形成されている。
【0041】
従って、車両の走行中、ヒートインシュレータ32に当たる走行風は、この通風孔33を介して前記各溶接部分15,20,24,28の始終端位置16,21,25,29に当てることができる。その結果、各溶接部分15,20,24,28に形成された始終端位置16,21,25,29は走行風によって冷却されるため、その始終端に亀裂が生じるおそれを低減することができる。
【0042】
(2)上記実施形態において、通風孔33の位置はヒートインシュレータ32上にて、上記実施形態に記載した触媒コンバータ2の各溶接部分15,20,24,28に形成された溶接の各始終端位置16,21,25,29を通り、走行風に平行な直線上にある。
【0043】
従って、通風孔33を通った走行風はそのまま直進して、各始終端を効率よく冷却することができる。
(3)上記実施形態において、ヒートインシュレータ32は、筒状に形成されるとともに、その一部は縦方向に切り欠いて解放されている。
【0044】
従って、走行風は通風孔33を通ってヒートインシュレータ32の解放されている側へ抜けることができるため、通風孔33が通り易くなる。その結果、各溶接部分15,20,24,28に形成された始終端位置16,21,25,29に走行風がよく当たるため、その始終端を効率よく冷却することができる。
【0045】
(4)上記実施形態において、通風孔33は、ヒートインシュレータ32上に打ち抜きよって形成されるため、このヒートインシュレータ32を安価に製造することができる。
【0046】
(5)上記実施形態において、通風孔33の大きさは、ヒートインシュレータ32の全面に対して小さいので、ヒートインシュレータ32に亀裂を生じさせる起点にはなり難い。
【0047】
尚、第2の実施形態は以下のように変更してもよい。
○通風孔33の位置は、ヒートインシュレータ32上にて、触媒コンバータ2の各溶接部分15,20,24,28に形成された溶接の各始終端位置16,21,25,29を通り、走行風に平行な直線上に形成されたが、走行風が通風孔33を通ってその始終端位置16,21,25,29に当たることができれば、ヒートインシュレータ32上のどの位置に設けてもよい。
【0048】
○ヒートインシュレータ32上には4個の通風孔33が形成されたが、4個に限らず任意の数量だけ設けてよい。
○上記各実施形態においては、横置きエンジン5にて実施したが、縦置きエンジンにて実施してもよい。
【0049】
○上記各実施形態においては、触媒コンバータ2は、エンジンルーム1内に設けられたが、エンジンルーム1の下などのエンジンルーム1の外に設けてもよい。
【0050】
次に、前記実施形態及び別例から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
(1)請求項2に記載の触媒コンバータにおいて、
前記ヒートインシュレータは、筒状に形成されるとともに、例えばその一部が長軸方向に切り欠かかれて解放されていることを特徴とする触媒コンバータ。
【0051】
従って、この場合、各溶接部分の始終端位置を効率よく冷却するという効果が得られる。
(2)請求項2に記載の触媒コンバータにおいて、
前記通風孔は、ヒートインシュレータ上に打ち抜きよって形成されたことを特徴とする触媒コンバータ。
【0052】
従って、この場合、ヒートインシュレータを安価に製造することができる。
(3)上記(2)に記載の触媒コンバータにおいて、
前記ヒートインシュレータに形成された通風孔の大きさは、触媒コンバータに形成された溶接の始終端の形状とほぼ同等であることを特徴とする触媒コンバータ。
【0053】
従って、この場合、通風孔はヒートインシュレータに亀裂を生させる起点となり難い。
【0054】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に記載の発明によれば、各溶接部分の始終端に亀裂が生じるおそれを低減することができる。
【0055】
請求項2に記載の発明によれば、各溶接部分の始終端は走行風によって冷却されるため、その始終端に亀裂が生じるおそれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態における車両に搭載した触媒コンバータの概略図。
【図2】第1の実施形態における触媒コンバータの概略図。
【図3】第2の実施形態におけるヒートインシュレータを備えた触媒コンバータの概略図。
【図4】第2の実施形態におけるヒートインシュレータの概略図。
【図5】車両に搭載した従来の触媒コンバータの概略図。
【図6】車両に搭載した従来のヒートインシュレータの概略図。
【符号の説明】
2…触媒コンバータ、3…上流部材としてのエキゾーストマニホールド、4…ケース片としての出口フランジ、5…エンジン、8…ケース片としての触媒上流コーン、9…ケース片としての触媒外筒、11…ケース片としての触媒下流コーン、15,20,24,28…溶接部分、16,21,25,29…始終端位置、31…下流部材としてのエキゾーストパイプ、32…ヒートインシュレータ、33…通風孔。
Claims (2)
- 複数のケース片を溶接して形成した触媒ケース内に触媒担体を収容し、車両に搭載したエンジンに固定された上流部材と下流部材との間に連結固定した触媒コンバータにおいて、
前記触媒ケースは、そのケース片の溶接部分の始終端位置が走行風の直接当たらない位置に形成されないようにしたことを特徴とする触媒コンバータ。 - 走行風が当たる側にはヒートインシュレータが配設された請求項1に記載に記載の触媒コンバータにおいて、
前記ヒートインシュレータには、前記溶接部分の始終端位置と相対向する位置に通風孔を形成したことを特徴とする触媒コンバータ。
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