(57)【要約】【課題】触媒コンバータが有するコンバータケースの端部に、他の排気系部品との接続のためのフランジが設けられ、コンバータケースの一部を覆う遮熱カバーを支持する支持部がフランジに設けられる触媒コンバータのフランジ構造において、遮熱カバーの支持部を有するフランジの全体構造が複雑化しても製造コストの増大を抑え得るようにする。【解決手段】フランジ１３Ａが、平面状のシール面を有する厚肉平板部２４を少なくとも有してコンバータケース１１に固着されるフランジ主体２６Ａと、支持部１９，２０を有しつつ非溶接状態で厚肉平板部２４に重ねられる薄肉の補助フランジ板２７とから成り、重ねられた前記厚肉平板部２４および補助フランジ板２７が複数箇所で排気系部品に締結される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系の一部を構成する触媒コンバータが有するコンバータケース（１１）の端部に、他の排気系部品（１２）との接続のためのフランジ（１３Ａ，１３Ｂ）が設けられ、前記コンバータケース（１１）の一部を覆う遮熱カバー（１６）を支持する支持部（１９，２０）が前記フランジ（１３Ａ，１３Ｂ）に設けられる触媒コンバータのフランジ構造において、前記フランジ（１３Ａ，１３Ｂ）が、前記排気系部品（１２）との間に介在するガスケット（２２）を当接させる平面状のシール面（２３）を有する厚肉平板部（２４）を少なくとも有して前記コンバータケース（１１）に固着されるフランジ主体（２６Ａ，２６Ｂ）と、前記支持部（１９，２０）を有しつつ非溶接状態で前記厚肉平板部（２４）に重ねられる薄肉の補助フランジ板（２７）とから成り、重ねられた前記厚肉平板部（２４）および前記補助フランジ板（２７）が複数箇所の共締めで前記排気系部品（１２）に締結されることを特徴とする触媒コンバータのフランジ構造。
【請求項２】
前記フランジ主体（２６Ａ，２６Ｂ）に、前記補助フランジ板（２７）を貫通する筒部（２５，３７）が一体に設けられ、前記筒部（２５，３７）が前記コンバータケース（１１）に溶接されることを特徴とする請求項１に記載の触媒コンバータのフランジ構造。
【請求項３】
前記筒部（２５）の内周側が前記コンバータケース（１１）に溶接されることを特徴とする請求項２に記載の触媒コンバータのフランジ構造。
【請求項４】
前記筒部（２５）の内周に、当該筒部（２５）の前記コンバータケース（１１）への溶接部（３３）よりも排気流通方向（３４）に沿う上流側に配置される環状突部（２５ａ）が突設されることを特徴とする請求項３に記載の触媒コンバータのフランジ構造。
【請求項５】
前記筒部（３７）の外周側が前記コンバータケース（１１）に溶接されることを特徴とする請求項２に記載の触媒コンバータのフランジ構造。
【請求項６】
前記補助フランジ板（２７）の外周に、前記厚肉平板部（２４）の外周に係合する係合部（３５）が一体に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の触媒コンバータのフランジ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系の一部を構成する触媒コンバータが有するコンバータケースの端部に、他の排気系部品との接続のためのフランジが設けられ、前記コンバータケースの一部を覆う遮熱カバーを支持する支持部が前記フランジに設けられる触媒コンバータのフランジ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
触媒コンバータのフランジに、当該触媒コンバータの一部を覆う遮熱カバーを支持するために支持部が設けられるようにしたフランジ構造が、特許文献１で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１１５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで内燃機関の排気系の一部を構成する触媒コンバータのフランジは、ステンレス鋼等の耐熱性を有する金属によって形成されるものであり、上記特許文献１で開示されるように、遮熱カバーを支持するために支持部が設けられるフランジが平板状である場合には、プレス成形でフランジを形成することが可能である。しかるに、図５で示すように、触媒コンバータの一部が、第１および第２の遮熱カバー１５，１６で覆われ、第２の遮熱カバー１６を支持する支持部４０，４１を一体に有するフランジ３９が、その支持部４０，４１の形状に起因して全体として複雑な形状となる場合があり、この場合、フランジ３９を熱間鍛造によって形成する必要が生じ、製造コストの増大を招く。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、遮熱カバーの支持部を有するフランジの全体構造が複雑化しても製造コストの増大を抑えることを可能とした触媒コンバータのフランジ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の排気系の一部を構成する触媒コンバータが有するコンバータケースの端部に、他の排気系部品との接続のためのフランジが設けられ、前記コンバータケースの一部を覆う遮熱カバーを支持する支持部が前記フランジに設けられる触媒コンバータのフランジ構造において、前記フランジが、前記排気系部品との間に介在するガスケットを当接させる平面状のシール面を有する厚肉平板部を少なくとも有して前記コンバータケースに固着されるフランジ主体と、前記支持部を有しつつ非溶接状態で前記厚肉平板部に重ねられる薄肉の補助フランジ板とから成り、重ねられた前記厚肉平板部および前記補助フランジ板が複数箇所の共締めで前記排気系部品に締結されることを第１の特徴とする。
【０００７】
本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記フランジ主体に、前記補助フランジ板を貫通する筒部が一体に設けられ、前記筒部が前記コンバータケースに溶接されることを第２の特徴とする。
【０００８】
本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記筒部の内周側が前記コンバータケースに溶接されることを第３の特徴とする。
【０００９】
本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記筒部の内周に、当該筒部の前記コンバータケースへの溶接部よりも排気流通方向に沿う上流側に配置される環状突部が突設されることを第４の特徴とする。
【００１０】
本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記筒部の外周側が前記コンバータケースに溶接されることを第５の特徴とする。
【００１１】
さらに本発明は、第１〜第５の特徴の構成のいずれかに加えて、前記補助フランジ板の外周に、前記厚肉平板部の外周に係合する係合部が一体に設けられることを第６の特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の特徴によれば、コンバータケースに設けられるフランジが、平面状のシール面を有する厚肉平板部を少なくとも有してコンバータケースに固着されるフランジ主体と、非溶接状態で厚肉平板部に重ねられる薄肉の補助フランジ板とから成り、補助フランジ板が、遮熱カバーを支持する支持部を有しているので、遮熱カバーを支持する支持部を有することでフランジ全体の形状が複雑化しても、フランジ主体および補助フランジ板をともにプレス加工で形成することを可能とし、フランジ主体で強度およびシール性を確保しつつコストの低減を図ることができ、しかも補助フランジ板は非溶接状態で厚肉平板部に重ねられるので熱歪の発生を抑えることができるとともにフランジから遮熱カバー側への熱伝導を抑えることができ、さらに遮熱カバーの取り付け位置が変更されても補助フランジ板を取り替えるだけですみ、コストの増大を抑えて複数機種の触媒コンバータに適用することができる。
【００１３】
また本発明の第２の特徴によれば、フランジ主体に一体に設けられる筒部がコンバータケースに溶接され、筒部は補助フランジ板を貫通するので、補助フランジ板が厚肉平板部に重ねられた状態のフランジ主体をコンバータケースに溶接することが可能となる。
【００１４】
本発明の第３の特徴によれば、筒部の内周側がコンバータケースに溶接されるので、コンバータケースおよび補助ケース板の相対位置にかかわらず、フランジ主体をコンバータケースに容易に溶接することができ、しかも均一な溶接部を得ることができる。
【００１５】
本発明の第４の特徴によれば、筒部の前記コンバータケースへの溶接部よりも排気流通方向に沿う上流側に配置される環状突部が筒部の内周に突設されるので、筒部内を流通する高温の排気が溶接部に直接当たるのを抑制し、溶接部の耐久性向上に寄与することができる。
【００１６】
本発明の第５の特徴によれば、筒部の外周側がコンバータケースに溶接されるので、筒部内を流通する高温の排気に接触する溶接部が筒部内になく、溶接部の耐久性向上を図ることができる。
【００１７】
さらに本発明の第６の特徴によれば、補助フランジ板の外周に一体に設けられる係合部が厚肉平板部の外周に係合するので、フランジ主体の厚肉平板部に補助フランジ板を重ねた状態で保持して搬送することが容易となり、またフランジ主体および補助フランジ板の相対位置を定めて組み付けることができるので組付けが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態の触媒コンバータの分解斜視図である。
【図２】触媒コンバータおよび他の排気系部品の接合部の一部の縦断面図である。
【図３】フランジの分解斜視図である。
【図４】第２の実施の形態の図２に対応した縦断面図である。
【図５】従来例の図１に対応した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１および図２において、車両に搭載される内燃機関の排気系の一部を構成する触媒コンバータのコンバータケース１１は、触媒担体（図示せず）を収容する円筒状のケース主部１１ａと、そのケース主部１１ａの一端に連なる上流側接続筒部１１ｂと、前記ケース主部１１ａの他端に連なる下流側接続筒部１１ｃとを有する。このコンバータケース１１の一端部である前記上流側接続筒部１１ｂの前記ケース主部１１ａとは反対側の端部には、触媒コンバータにその上流側で接続されるターボチャージャー等の他の排気系部品１２との接続のための第１のフランジ１３Ａが設けられ、前記コンバータケース１１の他端部である前記下流側接続筒部１１ｃの前記ケース主部１１ａとは反対側の端部には第２のフランジ１４が設けられる。
【００２１】
前記コンバータケース１１の一部は、第１および第２の遮熱カバー１５，１６で覆われる。前記第１の遮熱カバー１５は、前記ケース主部１１ａの外周のほぼ半分を覆うように形成され、前記第２の遮熱カバー１６は、前記上流側接続筒部１１ｂの前記排気系部品１２とは反対側に臨む部分を覆うように形成される。
【００２２】
前記上流側接続筒部１１ｂにおいて前記ケース主部１１ａ寄りの端部外面には、前記第１の遮熱カバー１５および前記第２の遮熱カバー１６を共締めで締結するための支持ステー１７が溶接により固着される。
【００２３】
前記第２の遮熱カバー１６には、前記第１のフランジ１３Ａに締結、支持されるようにした第１および第２の被締結部１６ａ，１６ｂと、前記支持ステー１７に締結、支持されるようにした第３の被締結部１６ｃとが形成され、第１〜第３の被締結部１６ａ〜１６ｃには、図示しないボルトを挿通させる挿通孔１８がそれぞれ形成される。
【００２４】
また前記第１のフランジ１３Ａには、前記第２の遮熱カバー１６における前記第１の被締結部１６ａを締結、支持するための第１の支持部１９と、前記第２の被締結部１６ｂを締結、支持するための第２の支持部２０とが設けられる。
【００２５】
図３を併せて参照して、前記第１のフランジ１３Ａは、前記排気系部品１２が有する第３のフランジ２１との間に介在するガスケット２２を当接させる平面状のシール面２３を有する厚肉平板部２４を少なくとも有して前記コンバータケース１１の前記上流側接続筒部１１ｂに固着されるフランジ主体２６Ａと、前記第１および第２の支持部１９，２０を有しつつ非溶接状態で前記厚肉平板部２４に重ねられる薄肉の補助フランジ板２７とから成る。
【００２６】
前記フランジ主体２６Ａは、前記厚肉平板部２４と、当該厚肉平板部２４に連なるとともに前記補助フランジ板２７を貫通する筒部２５とを一体に有するように形成され、このフランジ主体２６Ａで排気流通路２８が形成される。
【００２７】
また前記補助フランジ板２７は、薄肉平板状のフランジ主部２９と、当該フランジ主部２９に一体に連なる第１および第２の支持部１９，２０とから成り、第１および第２の支持部１９，２０は、前記第２の遮熱カバー１６における第１および第２の被締結部１６ａ，１６ｂの内面に当接するようにして、屈曲しつつ前記フランジ主部２９から延出される。
【００２８】
重ねられた前記厚肉平板部２４および前記補助フランジ板２７は、複数箇所たとえば４箇所の共締めで前記排気系部品１２の前記第３のフランジ２１に締結されるものであり、前記厚肉平板部２４の周方向に間隔をあけた４箇所に設けられる取り付け孔３０に対応した４つの取り付け孔３１が前記補助フランジ板２７の前記フランジ主部２９に設けられる。また第１および第２の支持部１９，２０には、前記第２の遮熱カバー１６における第１および第２の被締結部１６ａ，１６ｂの挿通孔１８に対応した挿通孔３２がそれぞれ形成される。
【００２９】
前記フランジ主体２６Ａは、その筒部２５が前記コンバータケース１１の前記上流側接続筒部１１ｂに溶接されることで当該上流側接続筒部１１ｂに固着されるものであり、前記筒部２５の内周側が前記上流側接続筒部１１ｂに溶接される。すなわち前記筒部２５内に、前記上流側接続筒部１１ｂの前記ケース主部１１ａとは反対側の端部が嵌合され、その上流側接続筒部１１ｂの端部が隅肉溶接による溶接部３３で前記筒部２５の内周に固着される。
【００３０】
しかも前記筒部２５の内周には環状突部２５ａが一体に突設され、この環状突部２５ａは、前記フランジ主体２６Ａ内の前記排気流通路２８を流通する排気の排気流通方向３４に沿って前記溶接部３３よりも上流側に配置される。
【００３１】
さらに前記補助フランジ板２７の外周のたとえば２箇所には、前記フランジ主体における前記厚肉平板部２４の外周に係合する係合部３５が一体に設けられる。
【００３２】
次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、排気系部品１２との接続のために触媒コンバータのコンバータケース１１に設けられる第１のフランジ１３Ａが、前記排気系部品１２との間に介在するガスケット２２を当接させる平面状のシール面２３を有する厚肉平板部２４を少なくとも有して前記コンバータケース１１の上流側接続筒部１１ｂに固着されるフランジ主体２６Ａと、第２の遮熱カバー１６を支持する第１および第２の支持部１９，２０を有しつつ非溶接状態で前記厚肉平板部２４に重ねられる薄肉の補助フランジ板２７とから成り、重ねられた前記厚肉平板部２４および前記補助フランジ板２７が複数箇所たとえば４箇所の共締めで前記排気系部品１２に締結されるので、第２の遮熱カバー１６を支持する第１および第２の支持部１９，２０を有することで第１のフランジ１３Ａ全体の形状が複雑化しても、フランジ主体２６Ａおよび補助フランジ板２７をともにプレス加工で形成することを可能とし、フランジ主体２６Ａで強度およびシール性を確保しつつコストの低減を図ることができる。しかも補助フランジ板２７は非溶接状態で厚肉平板部２４に重ねられるので熱歪の発生を抑えることができるとともに第１のフランジ１３Ａから第２の遮熱カバー１６側への熱伝導を抑えることができ、さらに第２の遮熱カバー１６の取り付け位置が変更されても補助フランジ板２７を取り替えるだけですみ、コストの増大を抑えて複数機種の触媒コンバータに適用することができる。
【００３３】
また前記フランジ主体２６Ａに、前記補助フランジ板２７を貫通する筒部２５が一体に設けられ、その筒部２５が前記コンバータケース１１の前記上流側接続筒部１１ｂに溶接されるので、補助フランジ板２７が厚肉平板部２４に重ねられた状態のフランジ主体２６Ａをコンバータケース１１に溶接することが可能となる。
【００３４】
しかも前記筒部２５の内周側が前記コンバータケース１１の前記上流側接続筒部１１ｂに溶接されるので、コンバータケース１１および補助ケース板２７の相対位置にかかわらず、フランジ主体２６Ａをコンバータケース１１に容易に溶接することができ、均一な溶接部３３を得ることができる。
【００３５】
また前記筒部２５の内周に、当該筒部２５の前記コンバータケース１１への溶接部３３よりも排気流通方向３４に沿う上流側に配置される環状突部２５ａが突設されるので、筒部２５内を流通する高温の排気が溶接部３３に直接当たるのを抑制し、溶接部３３の耐久性向上に寄与することができる。
【００３６】
さらに前記補助フランジ板２７の外周には、前記フランジ主体２６Ａにおける前記厚肉平板部２４の外周に係合する係合部３５が一体に設けられるので、フランジ主体２６Ａの厚肉平板部２４に補助フランジ板２７を重ねた状態で保持して搬送することが容易となり、またフランジ主体２６Ａおよび補助フランジ板２７の相対位置を定めて組み付けることができるので組付けが容易となる。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態について図４を参照しながら説明するが、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００３８】
コンバータケース１１に設けられる第４のフランジ１３Ｂは、排気系部品１２が有する第３のフランジ２１との間に介在するガスケット２２を当接させる平面状のシール面２３を有する厚肉平板部２４を少なくとも有して前記コンバータケース１１の前記上流側接続筒部１１ｂに固着されるフランジ主体２６Ｂと、非溶接状態で前記厚肉平板部２４に重ねられる薄肉の補助フランジ板２７とから成る。
【００３９】
前記フランジ主体２６Ｂは、前記厚肉平板部２４と、当該厚肉平板部２４に連なるとともに前記補助フランジ板２７を貫通する筒部３７とを一体に有するように形成される。
【００４０】
前記フランジ主体２６Ｂは、その筒部３７が前記コンバータケース１１の前記上流側接続筒部１１ｂに溶接されることで当該上流側接続筒部１１ｂに固着されるものであり、前記筒部３７の外周側が前記上流側接続筒部１１ｂに溶接される。すなわち前記筒部３７内に、前記上流側接続筒部１１ｂの端部が嵌合され、その筒部３７の端部が隅肉溶接による溶接部３８で前記上流側接続筒部１１ｂの外周に固着される。
【００４１】
この第２の実施の形態によれば、筒部３７の外周側がコンバータケース１１に溶接されるので、筒部３７内を流通する高温の排気に接触する溶接部３８が筒部３７内になく、溶接部３８の耐久性向上を図ることができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１１・・・コンバータケース
１２・・・排気系部品
１３Ａ，１３Ｂ・・・フランジ
１６・・・遮熱カバー
１９，２０・・・支持部
２２・・・ガスケット
２３・・・シール面
２４・・・厚肉平板部
２５，３７・・・筒部
２５ａ・・・環状突部
２６Ａ，２６Ｂ・・・フランジ主体
２７・・・補助フランジ板
３４・・・排気流通方向
３５・・・係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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