(57)【要約】【課題】ＥＧＲパイプを触媒コンバータに接続する場合であっても、周囲に広いスペースが不要な触媒コンバータを提供する。【解決手段】当接部７０を介してケース３とＥＧＲパイプ７とを当接させるとともに、ＥＧＲパイプ７の端部とケース３の端部３０とを揃え、これらを下流コーン６の大口径開口６ａに嵌挿し、その嵌挿した部分を溶接する。すると、触媒コンバータ１は、当接部７０によって、ＥＧＲパイプ７の当接部７０が設けられた部分とケース３とが平行に配置されることとなるので、ＥＧＲパイプ７の設置によって触媒コンバータ１の周囲に必要とされるスペースを最小限に抑えることができる。したがって、この触媒コンバータ１を用いれば、その周囲に広いスペースが不要となるため、車両の低燃費性能の向上とコンパクト化とを同時に図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを内燃機関から外部に導く排気経路、及び、該排気経路から排気ガスの一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環経路との分岐部分に設置される触媒コンバータ(１)において、
耐熱性材料で形成され、前記排気経路上に設置された触媒を収納する触媒収納ケース(３)と、
耐熱性材料で形成され、前記排気再循環経路を形成する再循環パイプ(７)と、
前記触媒収納ケース又は前記再循環パイプの少なくとも一方の端部から一定距離の端近傍部に設けられ、前記触媒収納ケースと前記再循環パイプとを面接触させるとともにこれらを平行に配置させる当接部(７０)と、
前記当接部を介して当接する前記触媒収納ケース及び前記再循環パイプを嵌挿可能に形成された一の開口(６ａ)、及び、下流の排気経路側で開口する他の開口(６ｂ)を有し、前記排気経路及び前記排気再循環経路を合流させる下流コーン(６)と、
を備えることを特徴とすることを特徴とする触媒コンバータ。
【請求項２】
請求項１に記載の触媒コンバータにおいて、
前記下流コーンの下方側の内壁面は、
前記触媒収納ケースが予め定めた配置角度で配置され、前記再循環パイプを前記触媒収納ケースの下方に配置した場合に、前記排気経路の下流側に液体を流下可能な形状に少なくとも形成されていることを特徴とする触媒コンバータ。
【請求項３】
請求項２に記載の触媒コンバータにおいて、
前記下流コーンの下方側の内壁面は、
前記触媒収納ケースが予め定めた配置角度で配置される場合、前記再循環パイプを前記触媒収納ケースの軸周りのいずれの位置に配置しても、前記排気経路の下流側に液体を流下可能な形状に形成されていることを特徴とする触媒コンバータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の触媒コンバータにおいて、
前記当接部は、
前記再循環パイプの端部から一定距離の端部近傍に設けられ、前記触媒収納ケースの外周側面に沿った形状であることを特徴とする触媒コンバータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の触媒コンバータにおいて、
前記耐熱性材料は、ステンレスであることを特徴とするコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両には、エンジンの燃焼室から排出された排気ガスを外部に排出するための排気経路が設けられている。そして、その排気経路には、排気ガスを浄化するための触媒を備えた触媒コンバータが設けられている。
【０００３】
また、車両には、排気ガス中の窒素酸化物の低減等を目的として、燃焼室から排気経路に排出された排気ガスを吸気経路に送ることによって排気ガスを燃焼室に導入する排気再循環経路が設けられている。
【０００４】
この排気再循環経路により吸気経路に導入される排気ガスは、排気経路上に設けられた触媒コンバータが備える触媒を通過した排気ガスである。
そのため、従来の触媒コンバータ１００は、図６に示すように、触媒を収納するケース１０３と、その下流側に下流コーン１０６とを備え、この下流コーン１０６に、排気再循環経路を形成するＥＧＲパイプ１０７が接続されている。
【０００５】
具体的には、ＥＧＲパイプ１０７は、下流コーン１０６の外部表面から立設され、吸気経路方向に向かって曲げられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで近年、車両には、低燃費性能の向上のため触媒の大径化が進んでいる。またその一方で、車両にはコンパクト化が求められている。
しかし、従来のようにＥＧＲパイプを触媒コンバータに接続すると、触媒コンバータに隣接する各種装置と触媒コンバータとの間に広いスペースを要する。
【０００７】
そのため、触媒の大径化に加えて、このような広いスペースが必要となると、コンパクト化と低燃費性能の向上の両方の要請を満たすことが困難となる。
そこで本発明は、上記点に鑑み、ＥＧＲパイプを触媒コンバータに接続する場合であっても、周囲に広いスペースが不要な触媒コンバータ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】
【０００８】
上記目的を達成する請求項１に記載の発明は、
排気ガスを内燃機関から外部に導く排気経路、及び、該排気経路から排気ガスの一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環経路との分岐部分に設置される触媒コンバータ(１)において、
耐熱性材料で形成され、前記排気経路上に設置された触媒を収納する触媒収納ケース(３)と、
耐熱性材料で形成され、前記排気再循環経路を形成する再循環パイプ(７)と、
前記触媒収納ケース又は前記再循環パイプの少なくとも一方の端部から一定距離の端近傍部に設けられ、前記触媒収納ケースと前記再循環パイプとを面接触させるとともにこれらを平行に配置させる当接部(７０)と、
前記当接部を介して当接する前記触媒収納ケース及び前記再循環パイプを嵌挿可能に形成された一の開口(６ａ)、及び、下流の排気経路側で開口する他の開口(６ｂ)を有し、前記排気経路及び前記排気再循環経路を合流させる下流コーン(６)と、
を備えることを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
この触媒コンバータは、当接部によって、排気再循環パイプの当接部が設けられた部分と触媒収納ケースとが平行に配置されることとなるので、排気再循環パイプの設置によって触媒コンバータの周囲に必要とされるスペースを最小限に抑えることができる。
【００１０】
したがって、本発明の触媒コンバータを用いれば、その周囲に広いスペースが不要となるため、車両の低燃費性能の向上とコンパクト化とを同時に図ることができる。
次に、請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の触媒コンバータにおいて、
前記下流コーンの下方側の内壁面は、
前記触媒収納ケースが予め定めた配置角度で配置され、前記再循環パイプを前記触媒収納ケースの下方に配置した場合に、前記排気経路の下流側に液体を流下可能な形状に少なくとも形成されていることを特徴とする。
【００１１】
触媒の下流側に水分が溜まる窪み等がある場合、その窪み等に排気ガスに含まれる塩素などを含む水分が溜まることがあり、この水分が下流コーンを腐食させる原因となる。また、この水分が蒸発して再循環パイプ側に入り、再循環パイプ内の水分が溜まり易い部分に溜まると、再循環パイプを腐食させる原因ともなっていた。
【００１２】
そのため、この請求項２に記載した発明のように構成すると、触媒収納ケースが予め定めた配置角度で配置され、再循環パイプを触媒収納ケースの下方に配置した場合には、下流コーンが、水を排気経路の下流側に流すので、下流コーンや再循環パイプの腐食を防止することができる。
【００１３】
尚、触媒収納ケースと再循環パイプとは、車両によって様々に配置関係が変化するので、請求項３に記載の発明のように、その配置関係がどのように変化しても水を排気経路の下流側に流す構造としてもよい。
【００１４】
具体的には、
前記下流コーンの下方側の内壁面は、
前記触媒収納ケースが予め定めた配置角度で配置される場合、前記再循環パイプを前記触媒収納ケース回りのいずれの位置に配置しても、前記排気経路の下流側に液体を流下可能な形状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
このようにすると、触媒収納ケースに対して、その回り３６０°いずれの方向に再循環パイプが配置されても、下流コーン等の腐食を防止することができる。
尚、請求項４に記載の発明のように、当接部は、再循環パイプの端部から一定距離の端部近傍に設けられ、触媒収納ケースの外周側面に沿った形状であるとよい。
【００１６】
次に、請求項５に記載した発明のように、耐熱性材料としては、排気経路等を構成可能な材料であればどのようなものでもよいが、加工等の観点からステンレスであることが好ましい。
【００１７】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の触媒コンバータの斜視図である。
【図２】本実施形態の触媒コンバータの説明図で、（ａ）触媒コンバータの正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図で、下流コーンのみを切断した断面図であり、（ｃ）（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。尚、（ｃ）では触媒の図示は省略した。
【図３】本実施形態の触媒コンバータの変形例の説明図であり、（ａ）斜視図、（ｂ）正面図である。
【図４】本実施形態の触媒コンバータの変形例の説明図であり、（ａ）斜視図、（ｂ）正面図である。
【図５】本実施形態の触媒コンバータの変形例の説明図であり、（ａ）斜視図、（ｂ）正面図である。
【図６】従来の触媒コンバータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態の触媒コンバータ１が設置される車両には、排気ガスを内燃機関から外部に導く排気経路、及び、この排気経路から排気ガスの一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環経路とが設けられている。
【００２０】
本実施形態の触媒コンバータ１は、この排気経路上の排気再循環経路との分岐部分に設置される。
この触媒コンバータ１は、図示しないハニカム形状の酸化触媒と、図１に示すように、この酸化触媒を収納するケース３その他の外部形成部材２とを備えている。
【００２１】
この外部形成部材２は、耐熱性材料であるステンレスで構成されている。
この外部形成部材２は、上述したケース３の他に、本実施形態では、上流コーン４、上流パイプ５、下流コーン６、ＥＧＲパイプ７とを備えている。
【００２２】
ケース３は、円筒形状に形成されており、その内部に円柱形状に形成された酸化触媒が同軸状に収納されている。
上流コーン４は、図２（ａ）に示すように、その軸方向の両端が開口した円錐台状に形成された中央部４０を有しており、この中央部４０の大口径側には、大口径と略同径に形成された略円筒形状の第１差込部４１が設けられ、中央部４０の小口径側には、小口径と略同径に形成された略円筒形状の第２差込部４２が設けられている。
【００２３】
上流コーン４は、大口径側にケース３が嵌挿されると、その嵌挿された部分が溶接される。これによって、上流コーン４とケース３とが固定される。
上流パイプ５は、エンジンから排出された排気ガスをケース３に誘導するパイプ本体５０と、このパイプ本体５０の端部であって、上流コーン４に嵌挿される一端側とは反対側の他端に設けられた上流側フランジ５１とを備えている。
【００２４】
上流パイプ５は、上流側フランジ５１を介して、上流側の排気系装置に固定される。
また、上流パイプ５は、一端側が上流コーン４の小口径側に嵌挿されると、その嵌挿した部分が溶接される。これによって、上流パイプ５と上流コーン４とが固定される。
【００２５】
下流コーン６は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、ケース３とＥＧＲパイプ７とを重ね合わせて差し込むことができる大口径開口６ａと、この大口径開口６ａよりも小径の小口径開口６ｂ（図１参照）とを有し、大口径開口６ａから小口径開口に向かって漸次縮径する形状に形成されたコーン本体６０を備えている。
【００２６】
また、下流コーン６は、下流コーン６の小口径開口側に下流側フランジ６１を備えている。
下流コーン６は、下流側フランジ６１を介して、下流側の排気系装置に固定される。
【００２７】
また、下流コーン６は、大口径開口６ａにケース３とＥＧＲパイプ７とが嵌挿され、この嵌挿された部分を溶接することによって、これらに固定される。
この下流コーン６は、図２（ａ）に示すように、ケース３が水平方向に対し予め定められた配置角度θで配置された場合、ＥＧＲパイプ７がケース３の軸周りのいずれの位置に配置されても、それらケース３及びＥＧＲパイプ７が大口径開口６ａに嵌挿されると、下流コーン６の下方側の内部側面が、排気流路の下流側に水を流すことが可能な角度となるように形成されている。
【００２８】
尚、下流コーン６は、薄肉に形成されているので、外部表面と内部表面とは略相似な形状に形成されている。
ＥＧＲパイプ７は、図２（ａ）（ｃ）に示すように、その一方の端部から一定距離の端部近傍に、ケース３の外周側面に沿った形状に形成された当接部７０を有している。
【００２９】
ＥＧＲパイプ７の端部は、この当接部７０を有するため、図２（ｃ）に示すように、軸方向に沿った方向でみると、略Ｄ字状に開口した開口７０ａを有し、また、この当接部７０により、ＥＧＲパイプ７の端部はケース３の外周面に面接触する。
【００３０】
また、ＥＧＲパイプ７は、他方の端部にＥＧＲフランジ７１を備えている。
ＥＧＲパイプ７は、ＥＧＲフランジ７１を介して、下流側の排気再循環経路の装置に固定される。
【００３１】
ケース３及びこのＥＧＲパイプ７とを下流コーン６に取り付ける場合、まず、ＥＧＲパイプ７を、当接部７０を介してケース３の外周表面に面接触するように設置する。
そして、ＥＧＲパイプ７の当接部７０が設けられた端部と、ケースの下流側の端部とが面一となり、ＥＧＲパイプ７の開口７０ａと、ケース３の下流側（排気経路の下流側）の開口３０ａとが同一面上で開口するように揃える。
【００３２】
そして、ケース３及びＥＧＲパイプ７を重ねて下流コーン６の大口径開口６ａに嵌挿し、ケース３及びＥＧＲパイプ７と下流コーン６とを溶接して固定する。
本実施形態の触媒コンバータ１は、組み立てられると、上流パイプ５、上流コーン４、ケース３、下流コーン６が排気経路の一部を形成し、ＥＧＲパイプ７が排気再循環経路の一部を形成する。
【００３３】
また、ケース３とＥＧＲパイプ７とを下流コーン６の大口径開口６ａに嵌挿させることによって、下流コーン６内で排気経路を排気再循環経路とが合流する。
そして、エンジン側（上流側）から排気ガスを流すと、排気ガスは、上流パイプ５、上流コーン４、ケース３、下流コーン６を通ってさらに下流側の排気経路に主に流れ、その一部は、下流コーン６からＥＧＲパイプ７を介して下流側の排気再循環経路に流れる。
（本実施形態の特徴的な作用効果）
本実施形態の触媒コンバータ１は、当接部７０（図２（ａ）参照）によって、ＥＧＲパイプ７の当接部７０が設けられた部分とケース３とが平行に配置されることとなるので、ＥＧＲパイプ７の設置によって触媒コンバータ１の周囲に必要とされるスペースを最小限に抑えることができる。
【００３４】
したがって、本実施形態の触媒コンバータ１を用いれば、その周囲に広いスペースが不要となるため、車両の低燃費性能の向上とコンパクト化とを同時に図ることができる。
ところで、触媒の下流側に水分が溜まる窪み等がある場合、その窪み等に排気ガスに含まれる塩素などを含む水分が溜まることがあり、この水分が下流コーン６を腐食させる原因となっていた。また、この水分が蒸発してＥＧＦパイプ７より下流側の再循環パイプ側に入り、再循環パイプ内の水分が溜まり易い部分に溜まると、再循環パイプを腐食させる原因ともなっていた。
【００３５】
この点、本実施形態の触媒コンバータ１は、ケース３が予め定めた配置角度θで配置された場合、ＥＧＲパイプ７をケース３の軸周りの３６０°いずれの位置に配置されても、下流コーン６の下方側の内壁面が、排気経路の下流側に液体を流下可能な状態となるよう形成されている。
【００３６】
そのため、本実施形態の触媒コンバータ１を用いると、ケース３が予め定めた配置角度θで配置され、ＥＧＲパイプ７をケース３の下方に配置した場合には、下流コーン６が、水を排気経路の下流側に流すので、下流コーン６やＥＧＲパイプ７の腐食を防止することができる。
［他の実施形態］
以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００３７】
（１）上記実施形態で説明した触媒コンバータ１はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
（２）上記実施形態では、上流パイプが１つの系統から排気ガスを受けるものであったが、例えば図３に示すように、複数の系統（４つの系統等）から排気ガスを受けるものであってもよい。
【００３８】
（３）上記実施形態では、ＥＧＲパイプ７がケース３の周囲のいずれの位置に位置しても、水分が排気流路の下流側に流れるように、下流コーン６を形成した。しかし、例えば、ＥＧＲパイプ７がケース３の下方に位置する場合にのみなど、ＥＧＲパイプ７がケース３に対して特定の方向を向く場合のみ、下流コーン６の内側表面の下端に水分が溜まった場合、その水分が排気流路の下流側に流れるように形成してもよい。
【００３９】
（４）上記実施形態では、ＥＧＲパイプ７をケース３の下方に位置することを基本とするものを示したが、図４，５に示すように、ＥＧＲパイプ７をケース３の左方又は右方、あるいは、上方に位置することを基本とする構造としてもよい。
【００４０】
（５）上記実施形態では、当接部７０をＥＧＲパイプ７に設けたが、ケース３側に設けてもよい。また、当接部７０は、開口７０ａを有する端部の端部近傍に設けたが、図示されたものより長くても短くてもよい。
【００４１】
（６）本発明の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１… 触媒コンバータ  ２… 外部形成部材  ３… ケース（触媒収納ケース）
４… 上流コーン  ５… 上流パイプ  ６… 下流コーン
６ａ… 大口径開口（一の開口）  ６ｂ… 小口径開口（他の開口）
７… ＥＧＲパイプ（再循環パイプ）  ３０…開口  ４０… 中央部
４１… 第１差込部  ４２… 第２差込部  ５０… パイプ本体  ５１… 上流側フランジ  ６０… コーン本体  ６１… 下流側フランジ  ７０… 当接部  ７０ａ…開口
７１… ＥＧＲフランジ
【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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【図６】
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