JP5295972B2 - 熱い排出ガス酸素センサーのための取り付けデバイスを備えた触媒コンバーター - Google Patents

Description

この出願は、２００７年９月１８日に提出された米国ユーティリティー出願第１１／８５６，９３１号および２００６年１２月１日に提出された米国仮出願第６０／８７２，５８８号に優先権を主張し、それらは参照によってここに組み込まれる。

この開示は自動車触媒コンバーターに関する。特に、その開示は、二つのケーキまたはブリックの触媒物質保持基板の間に熱い排出ガス酸素センサーを取り付ける能力を有するようなコンバーターに関係する。

この節の陳述は、この開示に関する背景情報を提供するにすぎず、先行技術を構成しなくてもない。

従来の乗物排出監視システムは、コンバーター性能を監視するために触媒コンバーターの一方の端（すなわち上流および下流）にある排出監視酸素センサーを利用する。最近の政府の法規変動で、自動車メーカーは今では中央ベッドセンサーすなわちコンバーターハウジング内部の二つのブリックの触媒物質保持基板の間に取り付けられたセンサーを必要としている。この機構は改善コンバーター性能測定をもたらす。なぜなら上流基板触媒は下流基板触媒よりも速く劣化しやすいからである。

中央ベッドセンサー取り付け機構を提供することは、過去に、基板間のシェル領域中のコンバーターシェルから放射する熱の管理の問題を引き起こした。したがって、排出流と中央ベッド領域に設置されたコンバーターシェルとの間に絶縁体を付加的に提供する中央ベッドセンサー取り付け機構を提供することはコンバーター分野に必要であると考えられる。

上流および下流触媒基板を保持するハウジングを有する触媒コンバーターは基板間に設置されたリングを有し、リングは中央ベッド酸素センサーの受け入れのためにそれの中にギャップを有している。リングは絶縁物質の層を、リングと基板間ギャップを取り囲んでいるコンバーターハウジングまたはシェル表面との間に閉じ込める。リングは、ハウジングに向かって延出している複数のリングエンボスメントを使用してハウジングに連結される。

適用可能性のさらなる領域は、ここに提供される説明から明白になるであろう。説明および特定の実例は、例示の目的だけのために意図されたものであって、この開示の要旨を限定するために意図されたものではないと理解すべきである。

ここに説明される図面は、例示目的だけのためのものであり、どのような点においてもこの開示の要旨を限定するために意図されたものではない。

この教示の目的と特徴は、図面と関連して得られる詳細な説明の解釈から明白になるであろう。
図１Ａは、開示教示の原理にしたがって用意されたコンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図１Ｂは、開示教示の原理にしたがって用意されたコンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図１Ｃは、開示教示の原理にしたがって用意されたコンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図１Ｄは、開示教示の原理にしたがって用意されたコンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図２Ａは、開示教示の原理にしたがって用意された代替コンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図２Ｂは、開示教示の原理にしたがって用意された代替コンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図２Ｃは、開示教示の原理にしたがって用意された代替コンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図２Ｄは、開示教示の原理にしたがって用意された代替コンバーター絶縁リングとセンサー取り付け装置の等角投影図を示している。 図３Ａは、開示教示の原理にしたがって用意された触媒コンバーターの側透視図を示している。 図３Ｂは、開示教示の原理にしたがって用意された触媒コンバーターの側断面図を示している。 図４は、図３Ａ〜３Ｂのコンバーターの部分断面透視図である。 図５は、図４のコンバーター中の取り付けリングの取り付けエンボスメント領域の一つの断面図である。 図６は、図５と同様の断面図である。 図７は、開示教示の原理にしたがって用意された代替コンバーターの部分断面透視図である。 図８は、図７のコンバーター中の取り付けリングの取り付けエンボスメント領域の一つの断面図である。 図９は、図８と同様の断面図である。

図１Ａ〜１Ｄに関連して、絶縁体を保持し酸素センサーを取り付けるためのリングが図示され１００で示されている。リング１００は、コンバーターのシェルを貫いてそれの中に触媒基板間に延びている酸素センサーの受け入れのためのギャップ１０２を有している。そこにおいてリング１００が後述する手法でコンバーターシェルに連結される複数、この場合では四つ、のエンボスメント領域１０４ａ ｄがリング１００の周りに周囲を取り巻き間隔を置いて配置されている。

リング１００は、それ自体とコンバーターハウジングとの間に、リングとハウジングシェルとの間への絶縁物質の層の配置のためにチャネル１１０を形成する。

図２Ａ〜２Ｄは、図１Ａ〜１Ｄと同様であるが、図２Ｄから分かるようにそのエンボスメントが滑らかな曲線形状からなるリング２００を示している。図２Ａ〜Ｄに示されたエンボスメント形状は、製造の容易さのために好適である。エンボスメント領域２０４ａは、図１Ｄのエンボスメント１０４ａよりも鋭くない角を有している。図２Ｄのこの機構で、リングの絞り加工中の金属裂けが少なく見込める。

図３Ａと図３Ｂに関連して、触媒コンバーター３００は、中央ベッドギャップ３０８によって分離された中央シェルハウジング第一および第二触媒物質保持基板３１０ａと３１０ｂを有している。絶縁リング１００は、センサー取り付けボス３０６と連絡するギャップを有している。慣例的に、コンバーター３００は入力コーン３０２と出力コーン３０４を有している。ボス３０６は、ギャップ３０８内へ延びる（図示しない）酸素センサーを受け入れる。このように、上流センサーとボス３０６に取り付けられたセンサーは、触媒基板３１０ａの性能を監視するために使用される。

図４は、図３Ａ〜３Ｂのコンバーターの部分断面透視図であり、中央ベッドセクションにおいて基板３１０ｂに向いた眺めを本質的に捕らえている。リング１００の上方に横たわるコンバーターシェル３００の周りには、リング１００の各エンボスメント領域１０４ａ〜ｄの上方に設置された複数のパーフォレーション５０２ａ〜ｄが間隔を置いて配置されている。図４から分かるように、各エンボスメントは、ハウジングシェル３００の対応パーフォレーション５０２ａ ｄ中への受け入れに適してそれに形成されたくぼみまたはボタン１０５ａ〜ｄを有している。絶縁体５００は、この中央ベッド領域においてリング１００とコンバーターシェル３００との間に閉じ込められる。センサー取り付けボス３０６は、リング１００のギャップに設置されていて、（図示しない）酸素センサーを受け入れる。リング１００とそのエンボスメント領域ボタン１０５がひとたび適切に設置されパーフォレーション５０２に挿入されると、パドル溶接（puddle weld）が各パーフォレーション５０２において実施される。たとえば、ＭＩＧ溶接機は、溶融物質をボタン領域１０５上にパーフォレーション５０２を通して流すことにより流すことができ、それによりリング１００をシェル３００にくっつける。

図５は、エンボスメント領域１０４ａをより拡大して詳細に示している。

図６は本質的に図５と同じである。

図７〜９に関連して、リング１００のための代替取り付け機構が示されている。図７〜９の実施形態では、リング１００は、溶接によってではなく、機械的連結を介してシェル３００に連結される。各エンボスメント領域１０４における機械的連結は、一対のツールーーシェル３００の外側にある雄ツールおよび雄ツールの反対側の取り付けリング１００の内表面に押し型された雌ツールを使用して成される。これらのツールの使用によって、各エンボスメント位置では、シェル３００は、８０２におけるように、シェル３００の外側表面を押す雄型プラグによってほぞ穴があけられ、またリング１００は、リング１００とシェル３００の間に機械的連携をもたらす襞付け手法でほぞ穴８０２を脚７０４ａと７０５ａで取り囲むＵ字状断面７０２ａを形成するように変形される。

発明は、例示のためだけに説明された実施形態と関連して説明された。発明の要旨と趣旨は、添付の特許請求の範囲の適切な解釈から明白になるであろう。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、中央ベッドギャップによって分離された上流および下流触媒基板と、
前記ハウジングの開口に整列され、それを通って前記中央ベッドギャップ内に延びている排出センサーを受け入れるのに適したギャップを有するリングと、
前記リングから放射状に外側に延びており、同様の複数の位置において前記ハウジングへの前記リングの連結を可能にするように働く複数のリングエンボスメントと、
前記リングと前記エンボスメント間の前記ハウジングとの間に配置された絶縁物質の層とを備えた触媒コンバーター。
［２］前記エンボスメントは鋭い角が実質的にない［１］の触媒コンバーター。
［３］おのおのが対応エンボスメントに整列された複数のパーフォレーションを前記ハウジングにさらに備えており、各エンボスメントはくぼみを有し、くぼみは、前記エンボスメントの外表面から延びていて、対応ハウジングパーフォレーションによる前記くぼみの少なくとも一部の受け入れに適した形に作られている［１］の触媒コンバーター。
［４］各くぼみが前記対応ハウジングパーフォレーションにおいて前記ハウジングに溶接される［３］の触媒コンバーター。
［５］おのおのが襞付け手法で対応エンボスメントの一部に整列されこれを受け入れる複数のほぞ穴を前記ハウジングにさらに備えている［１］の触媒コンバーター。

Claims (2)

1. 複数のパーフォレーションと、排出センサーが貫いて延びる開口を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に配置され、中央ベッドギャップによって分離された上流および下流触媒基板と、
   ギャップを有するリングとを備えており、前記ギャップは、前記ハウジングの前記開口に整列され、したがって、前記排出センサーは、前記開口と前記ギャップの両方を貫いて延び、さらに、
   前記リングから放射状に外側に延びている複数のリングエンボスメントと、
   前記リングと前記エンボスメント間の前記ハウジングとの間に配置された絶縁物質の層とを備えており、前記エンボスメントは鋭い角がなく、各エンボスメントは、エンボスメントの外表面から延出しているボタンを有し、各パーフォレーションは対応ボタンを受け入れ、それにより前記リングが前記ハウジングに結合される触媒コンバーター。
2. 各ボタンが前記対応ハウジングパーフォレーションにおいて前記ハウジングに溶接される請求項１の触媒コンバーター。

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