特許 7628971 触媒装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-03

(45)【発行日】2025-02-12

(54)【発明の名称】触媒装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 13/08 20100101AFI20250204BHJP

【ＦＩ】

F01N13/08 D

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022000501

(22)【出願日】2022-01-05

(65)【公開番号】P2023100093

(43)【公開日】2023-07-18

【審査請求日】2024-05-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000100805

【氏名又は名称】アイシン高丘株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】山中 憲征

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 克也

【審査官】小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０９１１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５３２２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９９８７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ １／００－３／００、３／０２、３／０４－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

触媒と、
前記触媒を収容するケースと、
前記ケースの外面に溶接されるとともにステーを介してエンジンに接続されるブラケットと、
を備え、
前記ブラケットは、板部と、前記板部から立設するとともに前記ステーが接続される立設部とを有し、
前記板部の縁部は、前記立設部と繋がる内縁部と、前記ケースの外面に溶接された外縁部と、前記内縁部と前記外縁部とを接続する接続縁部とを有し、
前記接続縁部は、前記内縁部と繋がる第１縁部と、前記第１縁部が延びる方向とは異なる方向に延びるとともに、前記外縁部と繋がる第２縁部と、前記第１縁部と前記第２縁部とを接続する角部とを有し、
前記第２縁部は、前記ケースの外面に溶接されておらず、
前記角部は、前記ケースの外面と接触していないことを特徴とする触媒装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、触媒装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示された触媒コンバータは、ステーを介してエンジンに支持されている。詳しくは、ステーの一端は、触媒コンバータのケースに形成されたブラケットに連結されているとともに、ステーの他端は、エンジンのシリンダブロックと連結されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平３－４３５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ブラケットがケースに溶接されている場合、エンジンの振動は、ステー、ブラケット、及び溶接部を介してケースに伝わる。すると、ケースにおける溶接部及びその周辺に応力が集中することで、ケースに亀裂が生じることがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記問題点を解決するための触媒装置は、触媒と、前記触媒を収容するケースと、前記ケースの外面に溶接されるとともにステーを介してエンジンに接続されるブラケットと、を備え、前記ブラケットは、板部と、前記板部から立設するとともに前記ステーが接続される立設部とを有し、前記板部の縁部は、前記立設部と繋がる内縁部と、前記ケースの外面に溶接された外縁部と、前記内縁部と前記外縁部とを接続する接続縁部とを有し、前記接続縁部は、前記内縁部と繋がる第１縁部と、前記第１縁部が延びる方向とは異なる方向に延びるとともに、前記外縁部と繋がる第２縁部と、前記第１縁部と前記第２縁部とを接続する角部とを有し、前記第２縁部は、前記ケースの外面に溶接されておらず、前記角部は、前記ケースの外面と接触していない。

【0006】

発明者は、ブラケットの外縁部及び第２縁部をケースに溶接した場合に、ケースにおける角部と対向する部分及びその周辺に特に応力が集中することを見出した。このため、第２縁部をケースに溶接せず、かつ角部をケースの外面に接触させないことで、エンジンの振動が角部を介してケースに伝わることを抑制する。その結果、ケースにおける角部と対向する部分及びその周辺に応力が集中することが回避されるため、ケースに亀裂が生じることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】排気ユニットの側面図である。

【図2】触媒装置の側面図である。

【図3】触媒装置の側面図である。

【図4】ブラケットの第１接続縁部を示す写真である。

【図5】触媒装置を図２の矢印Ａから見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、触媒装置を具体化した一実施形態を図１～図４にしたがって説明する。
＜排気ユニット＞
図１に示すように、排気ユニット１０は、エキゾーストマニホールド１１と、触媒装置１２とを備えている。エキゾーストマニホールド１１は、上流側配管１３と、下流側配管１４とを有している。上流側配管１３は、４本の分岐管１３ａと、集合管１３ｂとを有している。触媒装置１２は、上流側配管１３の集合管１３ｂと下流側配管１４との間に配置されている。

【0009】

排気ユニット１０は、エンジン１５に固定されている。エキゾーストマニホールド１１は、エンジン１５のシリンダヘッドに固定されている。触媒装置１２は、長板状のステー１６を介してエンジン１５のシリンダブロックに固定されている。

【0010】

エンジン１５から排出された排気は、上流側配管１３を通って触媒装置１２に流入する。触媒装置１２は、流入した排気ガスを浄化する。浄化された排気は、下流側配管１４に流出する。

【0011】

＜触媒装置＞
触媒装置１２は、触媒２１と、ケース２２と、ブラケット２３とを有している。ケース２２は、触媒２１を収容している。ブラケット２３は、ケース２２の外面２２ａに溶接されている。

【0012】

＜ケース＞
ケース２２は、円筒状である。ケース２２は、第１リブ２２１と、第２リブ２２２とを有している。第１リブ２２１及び第２リブ２２２はそれぞれ、ケース２２の外面２２ａから突出した部分である。第１リブ２２１は、集合管１３ｂに接続されている。第２リブ２２２は、下流側配管１４に接続されている。

【0013】

＜ブラケット＞
図２及び図３に示すように、ブラケット２３は、板部２４と、板部２４から板部２４の略板厚方向に立設された板状の立設部２５とを有する。

【0014】

板部２４の縁部は、内縁部３１と、外縁部３２と、第１接続縁部３３と、第２接続縁部３４とを有している。
内縁部３１は、立設部２５と繋がる縁部である。外縁部３２は、ケース２２の外面２２ａに溶接された縁部である。触媒装置１２は、ケース２２とブラケット２３の外縁部３２とが溶接された溶接部２６を有している。溶接部２６は、第２リブ２２２に繋がっている。

【0015】

内縁部３１は、Ｕ字状である。内縁部３１は、一対の第１縁部構成部３１１と、第２縁部構成部３１２とを有している。外縁部３２は、Ｌ字状である。外縁部３２は、ケース２２の軸線に沿って延びる第３縁部構成部３２１と、ケース２２の周方向に延びる第４縁部構成部３２２とを含んでいる。一対の第１縁部構成部３１１はそれぞれ、第３縁部構成部３２１が延びる方向に対して傾斜している。また、一対の第１縁部構成部３１１はそれぞれ、第４縁部構成部３２２が延びる方向に対して傾斜している。一対の第１縁部構成部３１１は、略平行に延びている。第２縁部構成部３１２は、第１縁部構成部３１１を接続している。第２縁部構成部３１２は、一対の第１縁部構成部３１１と直交している。

【0016】

第１接続縁部３３は、内縁部３１の第１端３１ａと外縁部３２の第１端３２ａとを接続している。第１接続縁部３３は、第１縁部３３ａと、第２縁部３３ｂと、角部３３ｃとを有している。第１縁部３３ａは、内縁部３１の第１端３１ａと繋がっている。第２縁部３３ｂは、外縁部３２の第１端３２ａと繋がっている。第２縁部３３ｂは、第１縁部３３ａが延びる方向とは異なる方向に延びている。角部３３ｃは、第１縁部３３ａと第２縁部３３ｂとを接続している。第２接続縁部３４は、内縁部３１の第１端３１ａとは反対側の端である第２端３１ｂと、外縁部３２の第１端３２ａとは反対側の端である第２端３２ｂとを接続している。

【0017】

図４に示すように、第２縁部３３ｂは、ケース２２の外面２２ａに溶接されていない。
図４及び図５に示すように、角部３３ｃは、ケース２２の外面２２ａから浮いている。角部３３ｃは、ケース２２の外面２２ａと接触していない。角部３３ｃにおいて、板部２４とケース２２の外面２２ａとの間には間隙Ｓが存在している。

【0018】

＜ステー＞
図１に示すように、ステー１６は、第１端部１６ａ及び第２端部１６ｂを有している。図２に示すように、ステー１６の第１端部１６ａは、第１ボルトＢ１によって、ブラケット２３の立設部２５に接続されている。詳しくは、ステー１６の第１端部１６ａは、ブラケット２３の立設部２５のうち、内縁部３１の第２縁部構成部３１２から立設した部分に接続されている。第１ボルトＢ１の軸線は、内縁部３１の第１縁部構成部３１１と略平行に延びている。第１ボルトＢ１の軸線は、内縁部３１の第２縁部構成部３１２と直交する方向に延びている。ステー１６の第２端部１６ｂは、第２ボルトＢ２によって、エンジン１５に接続されている。

【0019】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）発明者は、ブラケット２３の外縁部３２及び第２縁部３３ｂをケース２２に溶接した場合に、ケース２２における角部３３ｃと対向する部分及びその周辺に特に応力が集中することを見出した。このため、第２縁部３３ｂをケース２２に溶接せず、かつ角部３３ｃをケース２２の外面２２ａに接触させないことで、エンジン１５の振動が角部３３ｃを介してケース２２に伝わることを抑制する。その結果、ケース２２における角部３３ｃと対向する部分及びその周辺に応力が集中することが回避されるため、ケース２２に亀裂が生じることを抑制できる。

【0020】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・ケース２２の形状は、円筒状に限定されない。ケース２２は、例えば、四角筒状であってもよい。

【0021】

・内縁部３１は、Ｕ字状でなくてもよい。
・外縁部３２は、Ｌ字状でなくてもよい。
・ブラケット２３の第２接続縁部３４は、内縁部３１の第２端３１ｂに繋がる第３縁部と、第３縁部が延びる方向とは異なる方向に延びるとともに外縁部３２の第２端３２ｂに繋がる第４縁部と、第３縁部と第４縁部とを接続する第２の角部とを有していてもよい。この場合も、上記実施形態と同様、第４縁部をケース２２の外面２２ａに溶接せず、かつ第２の角部をケース２２の外面２２ａに接触させない。

【0022】

・溶接部２６は、第２リブ２２２に繋がっていなくてもよい。

【符号の説明】

【0023】

１０…排気ユニット
１１…エキゾーストマニホールド
１２…触媒装置
１３…上流側配管
１３ａ…分岐管
１３ｂ…集合管
１４…下流側配管
１５…エンジン
１６…ステー
１６ａ…第１端部
１６ｂ…第２端部
２１…触媒
２２…ケース
２２ａ…外面
２３…ブラケット
２４…板部
２５…立設部
２６…溶接部
３１…内縁部
３１ａ…第１端
３１ｂ…第２端
３２…外縁部
３２ａ…第１端
３２ｂ…第２端
３３…第１接続縁部
３３ａ…第１縁部
３３ｂ…第２縁部
３３ｃ…角部
３４…第２接続縁部
２２１…第１リブ
２２２…第２リブ
３１１…第１縁部構成部
３１２…第２縁部構成部
３２１…第３縁部構成部
３２２…第４縁部構成部
Ｂ１…第１ボルト
Ｂ２…第２ボルト
Ｓ…間隙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】