(57)【要約】【課題】高価な製造設備を必要とせず、しかも、保持環８ａと緩衝材９との結合を、容易且つ確実に行なえる構造を実現する。【解決手段】上記保持環８ａを構成する外径側フランジ部１２に、内径側に突出する係止突片１３を設ける。この保持環８ａの基板部１０に上記緩衝材９を突き当てた状態で、この係止突片１３をこの緩衝材９の外周面に食い込ませて、この緩衝材９と上記保持環８ａとを不離に結合する。結合の為にスポット溶接を行なわずに済む為、上記課題を解決できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板製の保持環と、弾性金属製のフィラメントを細かく曲げた状態で集合させる事により、弾性的に圧縮可能な環状乃至は紐状とした緩衝材とから成り、上記保持環は、平板状で環状の基板部と、この基板部の内周縁から軸方向片側に向け折れ曲がった内径側フランジ部と、この基板部の外周縁からこの内径側フランジ部と同方向に折れ曲がった、この内径側フランジ部よりも大きな軸方向寸法を有する外径側フランジ部とを備えたものであり、上記緩衝材を、この外径側フランジ部と上記内径側フランジ部との間部分で上記基板部に沿って配置した状態で、上記保持環に結合したセラミック製ハニカム用緩衝保持部材に於いて、上記外径側フランジ部と上記内径側フランジ部とのうちの少なくとも一方のフランジ部の一部で、他方のフランジ部に対向する部分の複数個所に設けられて、この他方のフランジ部に向け突出する係止突片を備えており、これら各係止突片は、それぞれの基端部がそれぞれの先端部よりも上記基板部から遠い側に存在し、且つ、それぞれの基端部から先端部に向かう程上記他方のフランジ部に向かう方向に傾斜しており、上記緩衝材を上記両フランジ部同士の間に押し込むのに伴って、この緩衝材の一部と上記各係止突片とを係合させる事により、この緩衝材と上記保持環とを非分離に結合している事を特徴とするセラミック製ハニカム用緩衝保持部材。
【請求項２】
各係止突片が、外径側フランジ部の軸方向中間部に、この外径側フランジ部の先端縁側を開いた状態で形成された切れ目の内側を、この外径側フランジ部の内径側に曲げ起こす事で形成されている、請求項１に記載したセラミック製ハニカム用緩衝保持部材。
【請求項３】
各係止突片が、内径側フランジ部と外径側フランジ部とのうちの一方のフランジ部の先端縁に、当該フランジ部の先端から突出する状態で形成された突片を、径方向に関して他方のフランジ側に、９０度を超え、１８０度未満だけ折り返す事により形成されている、請求項１に記載したセラミック製ハニカム用緩衝保持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用エンジンから排出される排気中に含まれる有害物質を処理する為、この排気を通過させる排気経路中に設置される触媒コンバータに組み込むセラミック製ハニカム触媒担体や、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter ）に組み込むハニカムを、ケーシング内部に緩衝的に保持する、セラミック製ハニカム用緩衝保持部材の改良に関する。
【０００２】
自動車用エンジンから排出される排気中には、窒素酸化物（ＮＯX ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害物質が含まれる。これらの有害物質をそのまま大気中に放散すると、光化学スモッグ等、各種の公害の原因となる為、上記排気を、排気経路中に設けた触媒コンバータにより、無害化処理する事が広く行なわれている。この様な触媒コンバータには、セラミックをハニカム状に形成した触媒担体の表面に触媒を付着したものが組み込まれている。この様なセラミック製の触媒担体は、元々靱性の乏しい材料であるセラミックを薄肉に形成している為、非常に脆く、振動や衝撃により破損し易い。この為、上記触媒担体を上記触媒コンバータを構成するケーシングの内側に、緩衝的に支持する必要がある。この様に触媒担体をケーシングの内側に緩衝的に支持する構造は、特許文献１〜３等、多くの文献に記載される等により、従来から周知である。
【０００３】
図６は、従来から一般的に実施されている触媒コンバータの構造の１例を示している。ケーシング１は、一端側に排気入口２を、他端側に排気出口３を、それぞれ有する。このうちの排気入口２から上記ケーシング１内に送り込んだ排気を、このケーシング１の中間部に保持したハニカム触媒担体４に設けた微小流路を通過させ、この微小流路の内面に付着させた触媒との接触に基づいて無害化処理してから、上記排気出口３から送り出す様にしている。上記ハニカム触媒担体４の外周面と上記ケーシング１の内面との間には、サポータと呼ばれる外径側緩衝材５、５と、インタラムマットと呼ばれる遮蔽リング６とを設けている。このうちの外径側緩衝材５、５は、弾性金属製のフィラメントを編組して波形とした金網状で、上記ハニカム触媒担体４を上記ケーシング１内に、径方向に関する衝撃を吸収可能に支持する役目を有する。又、上記遮蔽リング６は、通気性を持たず、上記ハニカム触媒担体４の外周面と上記ケーシング１の内周面との間を排気がバイパス（触媒による無害化処理を受ける事なく通過）するのを防止する役目を有する。
【０００４】
更に、上記ハニカム触媒担体４の軸方向両端面外周縁部は、本発明の対象となる緩衝保持部材７、７により、緩衝的に支持している。これら両緩衝保持部材７、７は、図７に示す様な緩衝材９と保持環８とを結合する事により、図８に示す様に構成している。このうちの緩衝材９は、ステンレスのばね鋼等の、弾性及び耐熱性を有する金属製のフィラメントを細かく曲げた状態で集合させる事により、弾性的に圧縮可能な、環状乃至は紐状としている。例えば、メリヤス編みにより筒状に形成した金網を所定長さに切断してから軸方向に圧縮して環状（円形に限らず、長円形、楕円形を含む）としたものを使用する場合が多い。或いは、上記フィラメントを編組した金網を圧縮して紐状としたものを所定長さに切断してから丸めたものを使用する場合もある。前者の場合には予め環状に形成されている為、上記保持環８と組み合わせて上記緩衝保持部材７とする組み合わせ作業が容易になる。これに対して後者の場合には、同種の素材から直径の異なる複数種類の緩衝保持部材７を造れる為、部品の調達コストの低減を図れる。従って、何れの構造を採用するかは、設計的配慮により決定する。
【０００５】
一方、上記保持環８は、ステンレス鋼板等の、耐熱性を有する金属板を曲げ形成して成るもので、基板部１０と、内径側フランジ部１１と、外径側フランジ部１２とから成る。このうちの基板部１０は、全体が環状の平板状である。又、上記内径側フランジ部１１は、筒状で、この基板部１０の内周縁から軸方向片側に向け、全周に亙り折れ曲がっている。更に、上記外径側フランジ部１２は、上記基板部の外周縁から上記内径側フランジ部１１と同方向に、全周に亙り折れ曲がっている。これら両フランジ部１１、１２の軸方向に関する幅寸法Ｗ11、Ｗ12は、互いに異なっている。具体的には、外径側フランジ部１２の幅寸法Ｗ12を、内径側フランジ部１１の幅寸法Ｗ11よりも大きく（Ｗ12＞Ｗ11）している。
【０００６】
この様な保持環８と上記緩衝材９とは、この緩衝材９を、この保持環８の一部に、上記内径側フランジ部１１の外周面と上記外径側フランジ部１２の内周面との間部分で、上記基板部１０に沿って配置し、互いに結合している。この状態で、上記緩衝材９の一部を、上記内径側フランジ部１１の先端縁よりも軸方向に突出させている。前記触媒コンバータを組み立てた状態では、上記緩衝材９の一部で上記内径側フランジ部１１の先端縁よりも軸方向に突出した部分を、前記ハニカム触媒担体４の軸方向両端面外周縁部に突き当てて、このハニカム触媒担体４と前記ケーシング１との間に加わる軸方向の振動或いは衝撃に拘らず、上記ハニカム触媒担体４の軸方向両端面外周縁部に欠け等の損傷が生じる事を防止する。
【０００７】
上述した緩衝保持部材７を構成する、上記保持環８と上記緩衝材９とを結合する為に従来は、スポット溶接を採用していた。即ち、図９の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、緩衝材９の一部を押し潰しつつ、この緩衝材９の円周方向複数個所（３〜４個所）を、上記保持環８のうちの基板部１０に、スポット溶接していた。
ところが、線径の小さいフィラメントを編組して成る、上記緩衝材９の熱容量と、必要とする剛性を確保できるだけの板厚を有する、上記保持環８の熱容量とは大きく異なり、加熱に伴う溶融程度も大きく異なる。従って、この保持環８と上記緩衝材９とを溶接する作業は、これら両部材８、９を同種の金属により造った場合でも難しくなる。この様に困難な溶接を行なう為に、専用の設備と、面倒な工程管理とが必要になり、緩衝保持部材７の製造コストが嵩む原因になる。
しかも、上記緩衝材９の円周方向複数個所を部分的に押し潰す為、図１０に示す様に、この緩衝材９の形状が歪む。具体的には、この緩衝材９のうちでスポット溶接部から円周方向に外れた部分が、上記保持環８の基板部１０から浮き上がる。この浮き上りの程度が著しくなると、上記触媒コンバータの組立時に、上記緩衝材９と上記内径側フランジ部１１とが、更に著しい場合には前記外径側フランジ部１２とが干渉する可能性がある。そして、干渉した場合には、上記緩衝材９と上記保持環８の基板部１０とを全周に亙り当接させる事ができず、上記触媒コンバータを正規状態に組み立てられなくなる。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２７９６５５号公報
【特許文献２】特開平９−１９５７５９号公報
【特許文献３】特開２００１−３００２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、高価な製造設備を必要とせず、しかも、保持環と緩衝材との結合を、容易且つ確実に行なえる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のセラミック製ハニカム用緩衝保持部材は、前述した従来から知られているセラミック製ハニカム用緩衝保持部材と同様に、金属板製の保持環と、弾性金属製のフィラメントを細かく曲げた状態で集合させる事により、弾性的に圧縮可能な環状乃至は紐状とした、緩衝材とから成る。
又、上記保持環は、平板状で環状（円形に限らず、長円形、楕円形も含む）の基板部と、この基板部の内周縁から軸方向片側に向け折れ曲がった内径側フランジ部と、この基板部の外周縁からこの内径側フランジ部と同方向に折れ曲がった、この内径側フランジ部よりも大きな軸方向寸法を有する外径側フランジ部とを備える。
そして、上記緩衝材を、この外径側フランジ部と上記内径側フランジ部との間部分で上記基板部に沿って配置した状態で、上記保持環に結合している。
【００１１】
特に、本発明のセラミック製ハニカム用緩衝保持部材に於いては、上記外径側フランジ部と上記内径側フランジ部とのうちの少なくとも一方のフランジ部の一部で、他方のフランジ部に対向する部分の複数個所（例えば、円周方向等間隔の３〜４個所位置）に設けられて、この他方のフランジ部に向け突出する、係止突片を備える。
これら各係止突片は、それぞれの基端部がそれぞれの先端部よりも上記基板部から遠い側に存在し、且つ、それぞれの基端部から先端部に向かう程上記他方のフランジ部に向かう方向に傾斜している。
そして、上記緩衝材を上記両フランジ部同士の間に押し込むのに伴って、この緩衝材の一部と上記各係止突片とを係合させる事により、この緩衝材と上記保持環とを非分離に結合している。
【００１２】
上述の様な本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記各係止突片を上記外径側フランジ部の軸方向中間部に形成する。この場合には、この外径側フランジ部の軸方向中間部に、Ｖ字形、Ｕ字形、コ字形等の切れ目を、この外径側フランジ部の先端縁側を開いた状態で形成する。そして、切れ目の内側（切れ目により二方乃至三方を囲まれた部分）を上記外径側フランジ部の内径側に曲げ起こす事で、上記各係止突片とする。
或いは、請求項３に記載した様に、上記各係止突片を、上記内径側フランジ部と上記外径側フランジ部とのうちの一方のフランジ部の先端縁に形成する。この場合には、当該フランジ部の先端の円周方向複数個所に突片を、当該フランジ部から突出する状態で形成する。そして、これら各突片を、径方向に関して他方のフランジ側に、９０度を超え、１８０度未満だけ折り返す事により、上記各係止突片とする。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明のセラミック製ハニカム用緩衝保持部材によれば、高価な製造設備を必要とせず、しかも、保持環と緩衝材との結合を、容易且つ確実に行なえる構造を実現できる。
先ず、高価な製造設備を不要とする事は、上記保持環と緩衝材との結合を、スポット溶接によらず、各係止突片をこの緩衝材に係合する事で行なう事により図れる。これら各係止突片の加工は、一般的なプレス加工機により行なえる為、製造設備のコストが嵩む事はない。
又、以下に述べる理由により、上記結合を容易且つ確実に行なえる。上記緩衝材は、内部に多数の隙間が存在し、この隙間はこの緩衝材の内外両周面にも開口しているので、この緩衝材を内径側、外径側両フランジ部同士の間に押し込むと、上記各係止突片の先端部が上記隙間に食い込む。これら各係止突片は、それぞれの基端部から先端部に向かう程、基板部及び他方のフランジ部に向かう方向に傾斜している為、上記押し込みに伴って上記各係止突片の先端部が上記隙間に食い込み、更に、食い込んだ状態では、上記緩衝材が上記基板部から離れる方向に変位する事を阻止するし、この緩衝材を歪ませる事もない為、この緩衝材の一部が上記保持環の基板部から浮き上がる事もない。この為、上記結合を、容易且つ確実に行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、緩衝保持部材７ａを構成する保持環８ａと緩衝材９とを不離に結合する部分の構造にある。この保持環８ａの基本的構造、この緩衝材９の構造を含め、その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１５】
図２に全体を示す様に、上記保持環８ａを構成する外径側フランジ部１２の内周面の円周方向等間隔複数個所（図示の例では４個所）でこの外径側フランジ部の軸方向（幅方向）中間部に、係止突片１３、１３を、径方向内方に突出する状態で形成している。これら各係止突片１３、１３は、それぞれの基端部が上記外径側フランジ部１２の先端縁側に、同じく先端部がこの外径側フランジ部１２の基端側に、それぞれ存在し、それぞれの基端部から先端部に向かう程径方向内方への突出量が増大する方向に傾斜している。
【００１６】
上述の様な各係止突片１３、１３を形成するには、上記外径側フランジ部１２の軸方向中間部に、図４の（Ａ）〜（Ｃ）に実線で示す様な、Ｖ字形、Ｕ字形、コ字形等の切れ目１４ａ〜１４ｃを、上記外径側フランジ部１２の先端縁側を開いた状態（切れ目の不連続部がこの外径側フランジ部１２の先端縁側に存在する状態）で形成する。そして、図４の（Ａ）〜（Ｃ）に鎖線で示した、上記切れ目１４ａ〜１４ｃの不連続部を中心として、この切れ目１４ａ〜１４ｃの内側（切れ目により二方乃至三方を囲まれた部分）を、図３に示す様に、上記外径側フランジ部１２の内径側に９０度未満（例えば２０〜５０度程度）曲げ起こす事で、上記各係止突片１３、１３とする。尚、実際の場合には、上記切れ目１４ａ〜１４ｃの加工とこれら切れ目の内側部分の曲げ起こしとは、一挙に（切れ目１４ａ〜１４ｃの加工と同時に上記各係止突片１３、１３の曲げ起こしを）行なう。
【００１７】
上述の様な保持環８ａと前記緩衝材９とを結合するには、前述した従来構造の場合と同様、図７に示した様に、これら両部材８ａ、９を、互いに同心に配置した状態から、互いに押し付け合う。そして、このうちの緩衝部材９を、上記保持環８ａを構成する、内径側、外径側両フランジ部１１、１２同士の間に進入させて、基板部１０に押し付ける。上記緩衝材９は、弾性金属製のフィラメントを細かく曲げた状態で集合させて成るもので、内部に多数の隙間が存在し、しかも、この隙間は上記緩衝材９の外周面を含む、表面全体にまんべんなく開口している。従って、この緩衝材９を上記外径側フランジ部１２の内径側に押し込むと、上記各係止突片１３、１３の先端部が上記隙間の開口部に食い込む。仮にこれら各係止突片１３、１３の先端部がこの隙間の開口部に食い込まなくても、上記緩衝材９の外周面がこれら各係止突片１３、１３の先端部により弾性変形させられて凹部を形成し、この凹部とこれら各係止突片１３、１３の先端部とが係合する。
【００１８】
これら各係止突片１３、１３は、それぞれの基端部から先端部に向かう程、上記基板部１０及び径方向内方に向かう方向に傾斜している為、上記緩衝材９を上記両フランジ部１１、１２同士の間に押し込むのに伴って、上記各係止突片１３、１３の先端部が、図１に示す様に、上記隙間の開口部或いは外周面に形成される凹部に食い込む。そして、食い込んだ状態では、上記緩衝材９が上記基板部１０から離れる方向に変位する事を阻止する。即ち、この緩衝材９と上記保持環８ａとを不離に結合する。又、この状態で、この緩衝材９が歪む事はなく、この緩衝材９の一部が上記基板部１０から浮き上がる事もない。この為、上記結合を容易且つ確実に行なえる。又、上記保持環８ａと上記緩衝材９とを結合した緩衝保持部材７ａを使用して触媒コンバータを組み立てる作業が面倒になる事もない。勿論、スポット溶接が不要である為、製造設備のコスト増大を抑えられる。
【００１９】
［実施の形態の第２例］
図５は、請求項３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、各係止突片１３ａを、外径側フランジ部１２の先端縁に形成している。この為に本例の場合には、この外径側フランジ部１２の先端縁に、Ｖ字形等の先細形状を有する突片を、この先端縁から突出する状態で形成している。そして、この様な突片を、上記外径側フランジ部１２の内径側に、９０度を超え、１８０度未満だけ（例えば、１３０〜１６０度程度）折り返す事により、上記係止突片１３ａとする。上記突片を折り返してこの係止突片１３ａとする作業は、基板部１０に対し上記外径側フランジ部１２を曲げ起こす前に行なっても、或いは後に行なっても良い。
【００２０】
上述の様な各係止突片１３ａを形成した保持環８ｂと緩衝材９（図１参照）とは、上述した実施の形態の第１例の場合と同様にして不離に組み合わせ、緩衝保持部材とする。組み合わせた状態で上記各係止突片１３ａは、上記緩衝材９の外周面部分に係合する。これら係止突片１３ａの形成位置が異なった点以外の構成及び作用は、上記実施の形態の第１例の場合と同じであるから、重複する説明は省略する。
尚、本例の構造と上記第１例の構造とを組み合わせる必要はないが、組み合わせる事は自由である。
【００２１】
又、図示は省略するが、上述の様な係止突片を、上記外径側フランジ部１２の先端縁に代えて、内径側フランジ部１１の先端縁に形成する事もできる。但し、この場合には、この内径側フランジ部１１の先端縁に形成した突片を外径側に折り返して、上記係止突片とする。又、この内径側フランジ部１１の先端縁に係止突片を形成した場合には、この係止突片と触媒単体とが、軸方向に重畳するので、上記内径側フランジ部１１の軸方向寸法を緩衝保持部材の軸方向寸法に比べて十分に小さくする等して、この緩衝保持部材と上記係止突片とが干渉する事を防止する。上記係止突片を上記内径側フランジ部１１の先端縁に形成する構造を採用すれば、この係止突片の元となる突片は、保持環を造る為の素材となる金属板から、同じく環状の中間素材を打ち抜く際に、この中間素材の内周縁部に形成する。この中間素材の内径側はスクラップとなる部分であるから、上記突片を形成する事で、材料の歩留りが低下する事はない。
又、緩衝材９の断面形状は、図示の様な、触媒担体に突き合わされる部分の幅寸法が漸次狭くなった形状でも良いし、単なる矩形でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、セラミック製のハニカム触媒担体を保持する為の緩衝保持部材に限らず、ディーゼルエンジンから排出される黒鉛微粒子を捕集する、ＤＰＦを構成するセラミック製のハニカムをケーシング内に保持する為の緩衝保持部材も対象となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す略部分拡大断面図。
【図２】保持環のみを取り出して示す斜視図。
【図３】図２の拡大Ａ−Ａ断面図。
【図４】係止突片を加工する為の切れ目の形状の３例を示す、図３のＢ矢視図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、保持環の部分斜視図。
【図６】本発明の対象となるセラミック製ハニカム用緩衝保持部材を組み込んだ触媒コンバータの１例を示す略断面図。
【図７】セラミック製ハニカム用緩衝保持部材を構成する保持環と緩衝材とを結合前の状態で示す断面図。
【図８】保持環と緩衝材とを結合して構成したセラミック製ハニカム用緩衝保持部材の断面図と軸方向側方から見た図。
【図９】保持環と緩衝材とをスポット溶接により結合する構造を説明する為、結合の前後の状態で示す部分略断面図。
【図１０】スポット溶接に伴って緩衝材が変形した状態を示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００２４】
１    ケーシング
２    排気入口
３    排気出口
４    ハニカム触媒担体
５    外径側緩衝材
６    遮蔽リング
７、７ａ  緩衝保持部材
８、８ａ、８ｂ  保持環
９    緩衝材
１０    基板部
１１    内径側フランジ部
１２    外径側フランジ部
１３、１３ａ  係止突片
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  切れ目
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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