(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒担体に中間部材を巻き付け、該中間部材の軸方向の少なくとも一端部に、周方向に１箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナを嵌めたものを、触媒コンバータケースに入れて、触媒担体を中間部材を介して触媒コンバータケースに支持した触媒コンバータにおいて、前記リテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有していることを特徴とする触媒コンバータ。
【請求項２】
前記リテーナ中間部は少なくとも一部が前記触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で前記触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触し該コーン部にて軸方向に押さえられる請求項１記載の触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気管に配置される触媒コンバータに関し、とくにそのリテーナ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発明協会公開技法２００１−１３８２は、図６に示すように、内燃機関の排気管に配置される触媒コンバータにおいて、触媒担体１をマット等からなる中間部材２で保持して触媒コンバータケースの外筒３に圧入した触媒コンバータを開示している。その触媒コンバータでは、中間部材の風食防止および組付け性向上のために、中間部材の軸方向端部でかつ触媒担体と外筒との間の環状隙間にばね鋼からなる断面がＬ字形のリテーナ４を配している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の触媒コンバータには、各構成要素の寸法誤差および高温の排気ガス流による熱膨張差によりリテーナが触媒担体と干渉して触媒担体を傷つけるおそれがある。また、触媒担体が傷つくと、損傷部を通して排気ガスが中間部材を流通し、中間部材構成部材の飛散、中間部材を介しての触媒担体保持構造の信頼性の低下、それらによる排気ガス浄化性能の悪化が生じるおそれがある。
本発明の目的は、リテーナを有する触媒コンバータにおいてリテーナによる触媒担体の損傷を抑制できる触媒コンバータを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  触媒担体に中間部材を巻き付け、該中間部材の軸方向の少なくとも一端部に、周方向に１箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナを嵌めたものを、触媒コンバータケースに入れて、触媒担体を中間部材を介して触媒コンバータケースに支持した触媒コンバータにおいて、前記リテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有していることを特徴とする触媒コンバータ。
（２）  前記リテーナ中間部は少なくとも一部が前記触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で前記触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触し該コーン部にて軸方向に押さえられる請求項１記載の触媒コンバータ。
【０００５】
上記（１）の触媒コンバータでは、周方向に１箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有しているので、構成部材各部寸法に製造誤差や熱膨張差によるばらつきがあっても、触媒担体の軸方向端面の面方向にはリテーナ内周部と触媒担体の軸方向端面との面接触によるスライドにより吸収でき、触媒担体の軸方向にはリテーナ中間部の曲がり部の弾性変形により吸収でき、リテーナとの干渉によって触媒担体が損傷することが防止される。
上記（２）の触媒コンバータでは、リテーナ中間部はその少なくとも一部が触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触しコーン部にて軸方向に押さえられるので、触媒担体が直接コーン部に当たることはなく、触媒担体とコーン部との間に寸法誤差が生じてもリテーナ中間部の弾性変形により吸収でき、コーン部との干渉によって触媒担体が損傷することが防止される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施例の触媒コンバータを図１〜図５を参照して、説明する。
本発明実施例の触媒コンバータ１０は、自動車の内燃機関の排気管に設けられる触媒コンバータであり、エキゾーストマニホールド直下型触媒コンバータであってもよいし、または車両床下配置のものであってもよい。また、触媒コンバータ１０が、ディーゼルパティキュレート浄化装置などである場合も含む。
【０００７】
触媒コンバータ１０は、内部に通気性を有する触媒担体１１を有している。触媒担体１１は、たとえばハニカム状のモノリスセラミック担体に触媒を担持したものからなる。ディーゼルパティキュレート浄化装置の場合はモノリス担体はディーゼルパティキュレートの捕捉体である。
【０００８】
触媒担体１１にセラミック繊維等からなるマット状の中間部材１２を巻き付け、中間部材１２の軸方向の少なくとも一端部（両端または一端、一端のみの場合は排気ガス流れ方向上流側の一端であることが望ましい）に、周方向（リテーナ周方向）に１箇所切れ目１５を有する環状のリテーナ１３を嵌めたものを、外筒部１４ａとコーン部１４ｂとを有する触媒コンバータケース１４の外筒部１４ａに圧入して、触媒担体１１を中間部材１２を介して触媒コンバータケース１４に支持してある。
【０００９】
外筒部１４ａとコーン部１４ｂとは、コーン部１４ｂの端部で全周にわたって連続溶接されている。
中間部材１２の巻付けの合わせ部に軸方向に延びる直線状のガス流路が形成されないように、中間部材１２の巻付けの合わせ部には周方向に凹凸する凹部１２ａと凸部１２ｂを形成し凸部１２ｂを凹部１２ａに突入させてある。
【００１０】
リテーナ１３は薄金属板、たとえばばね鋼、またはステンレス鋼からなる。
リテーナ１３は、その断面内において、リテーナ外周部１３ａ、リテーナ内周部１３ｂ、リテーナ外周部１３ａとリテーナ内周部１３ｂとをつなぐリテーナ中間部１３ｃを有する。リテーナ内周部１３ｂの内径は触媒担体１１の外径よりは小である。
リテーナ１３の断面形状は、リテーナ外周部１３ａで中間部材１２の軸方向端部１２ｃの外周面に接触し、リテーナ内周部１３ｂで触媒担体１１の軸方向端面１１ａにスライド可能に面接触し、リテーナ外周部１３ａとリテーナ内周部１３ｂとを曲がり部（湾曲部または屈曲部）を有するリテーナ中間部１３ｃでつないだ形状としてある。リテーナ中間部１３ｃは中間部材１２の軸方向端部１２ｃを軸方向外側から覆う。
【００１１】
リテーナ中間部１３ｃは、リテーナ中間部１３ｃの少なくとも一部が触媒担体１１の軸方向端面１１ａより軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケース１４のコーン部１４ｂの内面に接触し該コーン部１４ｂにて軸方向に押さえられる。
図示例では、リテーナ中間部１３ｃの軸方向外側突出部は湾曲状に突出してＲ部を形成している。また、コーン部１４ｂは軸方向と直交するかまたはほぼ直交する方向に延びる段面１４ｃを有しており、この段面１４ｃでリテーナ中間部１３ｃのＲ部の頂部を押さえている。
【００１２】
組み付け手順は、まず、触媒担体１１に中間部材１２を巻き付け、図４の状態にする。
ついで、中間部材１２の軸方向の少なくとも一端部に、リテーナ１３を嵌め、図３、図５の状態にする。リテーナ１３がばね鋼からなる場合は、リテーナ１３の縮みにより中間部材１２の端部は圧縮されて外径が中間部の外径より小径になり、外筒部１４ａに圧入しやすくなる。
ついで、触媒担体１１と中間部材１２とリテーナ１３の組み合わせ物を、触媒コンバータケース１４の外筒部１４ａに圧入して、図２の状態にする。圧入時、中間部材１２とリテーナ１３とはさらに圧縮されて半径方向に縮み、小径になる。
ついで、コーン部１４ｂを外筒部１４ａに取付け、溶接する。
【００１３】
触媒コンバータ１０の作用、効果を説明する。
第１に、リテーナ１３により中間部材１２の端部を覆うことにより、排気ガスの中間部材１２配置部吹き抜けを防止できるとともに、中間部材１２の飛散防止が可能である。
【００１４】
第２に、リテーナ１３がばね鋼からなる場合は、リテーナ１３を中間部材１２の端部に嵌着した時、リテーナ１３の縮みにより中間部材１２の端部が圧縮されて外径が中間部材１２の中間部の外径より小径になり、外筒部１４ａに圧入しやすくなる。これによって、生産性、コスト上、最中タイプより有利な外筒１４ａへの圧入が可能かつ容易になる。
【００１５】
第３に、各部寸法がばらつきをリテーナ１３で吸収でき、触媒担体１１がリテーナ１３や触媒コンバータケース１４と干渉して損傷することを防止できる。
さらに詳しくは、リテーナ１３の断面形状を、リテーナ外周部１３ａで中間部材１２の軸方向端部の外周面に接触し、リテーナ内周部１３ｂで触媒担体１１の軸方向端面１１ａに面接触し、リテーナ外周部１３ａとリテーナ内周部１３ｂとを曲り部を有するリテーナ中間部１３ｃでつないだ形状としたので、構成部材各部寸法に製造誤差や熱膨張差によるばらつきがあっても、触媒担体１１の軸方向端面１１ａの面方向にはリテーナ内周部１３ｂと触媒担体の軸方向端面１１ａとの面接触によるスライドにより吸収できる。
【００１６】
また、触媒担体１１の軸方向にはリテーナ中間部１１ｃの曲がり部の弾性変形により吸収でき、リテーナ１３との干渉によって触媒担体１１が損傷することが防止される。
リテーナ中間部１３ｃはその少なくとも一部が触媒担体１１の軸方向端面１１ａより軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケース１４のコーン部１４ｂの内面に接触しコーン部１４ｂにて軸方向に押さえられるので、触媒担体１１が直接コーン部１４ｂに当たることはなく、触媒担体１１とコーン部１４ｂとの間に寸法誤差が生じてもリテーナ中間部１３ｃの弾性変形により吸収でき、コーン部１４ｂとの干渉によって触媒担体１１が損傷することが防止される。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の触媒コンバータによれば、周方向に１箇所隙間をもつ切れ目を有する環状のリテーナが、前記中間部材の軸方向端部の外周面に接触する内周面と触媒コンバータケースの円筒部の内周面と接触する外周面を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ外周部と、前記触媒担体の軸方向端面に面接触し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に前記触媒担体の軸方向端面に半径方向に摺動して縮径されるリテーナ内周部と、前記リテーナ外周部と前記リテーナ内周部とをつなぐ曲がり部を有し前記リテーナの触媒コンバータケースへの圧入時に縮径されるリテーナ中間部と、を有しているので、構成部材各部寸法に製造誤差や熱膨張差によるばらつきがあっても、触媒担体の軸方向端面の面方向にはリテーナ内周部と触媒担体の軸方向端面との面接触によるスライドにより吸収でき、触媒担体の軸方向にはリテーナ中間部の曲がり部の弾性変形により吸収でき、リテーナとの干渉によって触媒担体が損傷することを防止できる。
請求項２の触媒コンバータによれば、リテーナ中間部はその少なくとも一部が触媒担体の軸方向端面より軸方向外側に突出し、該突出の頂部で触媒コンバータケースのコーン部の内面に接触しコーン部にて軸方向に押さえられるので、触媒担体が直接コーン部に当たることはなく、触媒担体とコーン部との間に寸法誤差が生じてもリテーナ中間部の弾性変形により吸収でき、コーン部との干渉によって触媒担体が損傷することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の触媒コンバータの側面図である。
【図２】図１の触媒コンバータのリテーナ近傍の断面図である。
【図３】図１の触媒コンバータで触媒担体と中間部材とリテーナの組み合わせ体を触媒コンバータケースに圧入する前の断面図である。
【図４】図１の触媒コンバータで触媒担体に中間部材を巻付けたものにリテーナを嵌める前の斜視図である。
【図５】図４の触媒コンバータで触媒担体に中間部材を巻付けたものにリテーナを嵌めた後の一部斜視図である。
【図６】従来の触媒コンバータの断面図である。
【符号の説明】
１０  触媒コンバータ
１１  触媒担体
１１ａ  触媒担体軸方向端面
１２  中間部材
１２ａ  凹部
１２ｂ  凸部
１２ｃ  軸方向端部
１３  リテーナ
１３ａ  リテーナ外周部
１３ｂ  リテーナ内周部
１３ｃ  リテーナ中間部
１４  触媒コンバータケース
１４ａ  外筒部
１４ｂ  コーン部
１４ｃ  段面
１５  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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