(57)【要約】【課題】触媒担体とマットとの組立体の、筒状ケーシングへの圧入工程を無くすことができる、触媒コンバータとその製造方法の提供。【解決手段】（１）触媒担体１１とその外周に巻かれたマット１２との組立体１０と、組立体１０を挟み込む断面がほぼ半円状の２つの包囲体２０と、組立体１０と２つの包囲体２０が挿入される筒状のケーシング３０と、を備えた触媒コンバータ１であって、包囲体２０の軸方向端部２１が半径方向に縮小している触媒コンバータ１。（２）触媒担体１１の外周にマット１２を巻いた組立体１０を、断面がほぼ半円状の２つの包囲体２０により挟み込み、所定寸法まで圧縮し、該圧縮状態を保持した状態で筒状のケーシング３０内に挿入し、ついで圧縮状態を解放する、触媒コンバータ１の製造方法。【選択図】　　　　図１
2004143973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒担体と該触媒担体の外周に巻かれたマットとの組立体と、該組立体を挟み込む断面がほぼ半円状の２つの包囲体と、前記組立体と前記２つの包囲体が挿入される筒状のケーシングと、を備えた触媒コンバータであって、前記包囲体の軸方向端部が半径方向に縮小している触媒コンバータ。
【請求項２】
前記包囲体には凹状の溝が形成されている請求項１記載の触媒コンバータ。
【請求項３】
前記包囲体にはマットに接触する部分にマット側の突出するバーリング加工が施されている請求項１記載の触媒コンバータ。
【請求項４】
前記包囲体の周方向端部が軸方向線に対して周方向に凹凸しており、対向する包囲体の凹凸が互いに噛合している請求項１記載の触媒コンバータ。
【請求項５】
触媒担体の外周にマットを巻いた組立体を、断面がほぼ半円状の２つの包囲体により挟み込み、軸方向と直交する方向に所定寸法まで圧縮し、該圧縮状態を保持した状態で前記２つの包囲体の外径寸法以上の内径をもつ筒状のケーシング内に挿入し、ついで前記圧縮状態を解放する、触媒コンバータの製造方法。
【請求項６】
前記包囲体には凹状の溝が形成されている請求項５記載の触媒コンバータの製造方法。
【請求項７】
前記包囲体にはマットに接触する部分にマット側の突出するバーリング加工が施されている請求項５または請求項６記載の触媒コンバータの製造方法。
【請求項８】
前記包囲体の周方向端部が軸方向線から周方向に凹凸しており、対向する包囲体の凹凸が互いに噛合している請求項５〜請求項７記載の触媒コンバータの製造方法。
【請求項９】
前記包囲体に圧縮力がかけられた状態で２つの包囲体の軸方向端部にリングがかけられて前記圧縮状態が維持され、前記ケーシング内に挿入された時以後に前記リングが外されるか緩められるかして前記圧縮状態が解放される請求項５記載の触媒コンバータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は触媒コンバータとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気ガスを浄化するために排気管途中に配設される触媒コンバータには、触媒担体とマットとの組立体を円筒状のケーシングに治具を用いて圧入したものと、もなかタイプのケーシングに触媒担体とマットとの組立体を挟み込んだものが知られているが、マット部での排気ガスの通り抜け防止、および触媒担体の固定性の観点からは前者が有効である。しかし、前者では、圧入作業中に、圧縮力により触媒担体が損傷したり、また、触媒担体に巻かれたマットがケーシングあるいは治具と摺動することにより、マットがめくれたり、マットに剪断力（軸方向ずれ力）が作用してマットが損傷しマットの触媒担体保持力が低下するという問題があった。
そのため、特開２００１−２６３０５２号公報では、触媒担体とマットとの組立体の外周に薄板内筒を巻付け、薄板内筒ごとケーシングに圧入することにより、触媒担体の損傷およびマットのめくれを防止することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６３５０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報記載の製造方法には、依然として圧入工程が残存しており、圧入時にマットに剪断力が発生してマットにずれが生じ、触媒担体保持力が低下するという問題があった。
本発明の目的は、触媒担体とマットとの組立体の、筒状ケーシングへの圧入工程を無くすことができる、触媒コンバータとその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【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）　触媒担体と該触媒担体の外周に巻かれたマットとの組立体と、該組立体を挟み込む断面がほぼ半円状の２つの包囲体と、前記組立体と前記２つの包囲体が挿入される筒状のケーシングと、を備えた触媒コンバータであって、前記包囲体の軸方向端部が半径方向に縮小している触媒コンバータ。
（２）　前記包囲体には凹状の溝が形成されている（１）記載の触媒コンバータ。
（３）　前記包囲体にはマットに接触する部分にマット側の突出するバーリング加工が施されている（１）記載の触媒コンバータ。
（４）　前記包囲体の周方向端部が軸方向線に対して周方向に凹凸しており、対向する包囲体の凹凸が互いに噛合している（１）記載の触媒コンバータ。
（５）　触媒担体の外周にマットを巻いた組立体を、断面がほぼ半円状の２つの包囲体により挟み込み、軸方向と直交する方向に所定寸法まで圧縮し、該圧縮状態を保持した状態で前記２つの包囲体の外径寸法以上の内径をもつ筒状のケーシング内に挿入し、ついで前記圧縮状態を解放する、触媒コンバータの製造方法。
（６）　前記包囲体には凹状の溝が形成されている（５）記載の触媒コンバータの製造方法。
（７）　前記包囲体にはマットに接触する部分にマット側の突出するバーリング加工が施されている（５）または（６）記載の触媒コンバータの製造方法。
（８）　前記包囲体の周方向端部が軸方向線から周方向に凹凸しており、対向する包囲体の凹凸が互いに噛合している（５）〜（７）記載の触媒コンバータの製造方法。
（９）　前記包囲体に圧縮力がかけられた状態で２つの包囲体の軸方向端部にリングがかけられて前記圧縮状態が維持され、前記ケーシング内に挿入された時以後に前記リングが外されるか緩められるかして前記圧縮状態が解放される（５）記載の触媒コンバータの製造方法。
【０００６】
上記（１）〜（４）の触媒コンバータおよび上記（５）〜（９）の触媒コンバータの製造方法では、包囲体が存在するので、触媒コンバータの組立時に包囲体で組立体に圧縮力をかけて組立体をケーシングより小さくした状態でケーシングに挿入することが可能になり、組立体のケーシングへの圧入作業が無くなる。したがって、マットに圧入の剪断力がかからなくなり、マットの損傷、剪断力による触媒担体保持力低下を防止できる。
上記（１）の触媒コンバータでは、包囲体の軸方向端部が縮径されているので、排気ガス流れが、マット端部に当たりにくくなり、触媒担体に当たりやすくなる。これによって、マットの耐久性が向上し、触媒の排気ガスの浄化性能が向上する。
上記（５）の触媒コンバータの製造方法では、ケーシングへの挿入後、包囲体の圧縮を開放するので、マットの復元力でマットの厚さが復元しようとし、それによって十分大きな触媒担体保持力が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の触媒コンバータとその製造方法を図１〜図１０を参照して説明する。
本発明で対象となる触媒コンバータは自動車の排気系の途中に設けられる触媒コンバータであり、排気マニホールドのすぐ下流に設けられるものであってもよいし、あるいは自動車の床下に設けられるものであってもよい。また、本発明で対象となる触媒コンバータは、最外層に筒状の（もなかタイプではない）ケーシングを有し、モノリス触媒担体からなる触媒担体を有するものである。触媒担体は、たとえば、ハニカム構造であり、その壁の厚さが薄いものを含む。
【０００８】
本発明の触媒コンバータ１は、触媒担体１１と触媒担体１１の外周に巻かれたマット（たとえば、無膨張マット、ただし、無膨張マットに限らない）１２との組立体１０と、組立体１０を挟み込む断面がほぼ弧状（たとえば、断面がほぼ半円状）の複数（たとえば、２つ）の金属製の包囲体２０と、組立体１０と複数の包囲体２０が挿入される１つの筒状のケーシング３０と、を備えた触媒コンバータである。
そして、包囲体２０の軸方向端部２１は包囲体の端部以外の部分２２に比べて半径方向に縮小している。包囲体２０の軸方向端部２１の内径は、触媒担体１１の外径とほぼ等しいか、またはそれより大である。「ほぼ等しい」場合は、ガス流れがマット１２を直撃しにくくなり、「それより大」の場合はガス流れを悪化させない。
【０００９】
包囲体２０には、包囲体２０の剛性アップと、包囲体２０とマット１２とのずれ防止とをはかるための構造（図８、図９）が施されている。
図８の構造では、包囲体２０にリブ２３が形成されている。リブ２３は包囲体２０の金属板に形成された内側に突出し外側に向かって開口した溝などからなる。リブ２３の本数、位置、形状は、任意に選定してよい。
図９の構造では、包囲体２０にバーリング加工が施されており、多数のバーリング２４が形成されている。バーリング２４の孔縁部の突出方向はマット１２側（内周側）である。
【００１０】
図１０に示すように、各包囲体２０の周方向端部２５は軸方向線２６に対して周方向に凹凸しており（凹凸部２７）、対向する包囲体の凹凸が互いに噛合している。すなわち、対向する周方向端部２５の一方の凹部に他方の凸部が入っている。これによって、包囲体２０の周方向端部２５間に、軸方向に貫通する隙間が無くなるとともに、マット１２の保持力が増加される。
【００１１】
つぎに、本発明の触媒コンバータ１の製造方法を説明する。
本発明の触媒コンバータ１の製造方法は、図１〜図７に示すように、触媒担体１１の外周にマット１２を巻いた組立体１０を、断面がほぼ半円状の２つの包囲体２０により挟み込み、組立体１０を軸方向と直交する方向に所定寸法まで圧縮し、この圧縮状態を保持した状態で組立体１０を２つの包囲体２０の外径寸法以上の内径をもつ筒状のケーシング３０内に挿入し、ついで組立体１０の圧縮状態を解放する、工程を有する。
【００１２】
図３、図４に示すように包囲体２０で組立体１０を挟み、図５に示すように包囲体２０に圧縮力をかけ、圧縮力をかけた状態で図６に示すように２つの包囲体２０の軸方向端部２１（縮径した部分）にリング２８をかけて上記圧縮状態を維持し、リング２８をかけた包囲体２０と組立体１０のアッセンブリーをケーシング３０内に挿入し、挿入以後にリング２８を外すかまたは緩めて、圧縮状態を解放する。圧縮力の解放によりマット１２の厚さが圧縮前の厚さに復元しようとし、包囲体２０とケーシング３０間の挿入隙間が無くなり、包囲体２０はケーシング３０に密着する。リング２８を緩める場合は、リング２８を包囲体２０の軸方向端部２１に残しておいてもよい。リング２８を残しておくと、包囲体２０とケーシング３０間に微小隙間があってもリング２８によってガスの通り抜けを抑制できる。リング２８の外径は、圧縮状態にある包囲体２９の外径以下であることが望ましい。ケーシング３０に挿入する時にリング２８がケーシング３０に緩衝しないようにするためである。
【００１３】
「製造方法」においても、「もの」の場合と同じように、包囲体２０にリブ２３を設けて包囲体２０の剛性アップをはかってもよいし、包囲体２０に多数のバーリング２４を形成して包囲体２０の剛性アップをはかってもよいし、包囲体２０の周方向端部２５に凹凸部２７を設けてガスの吹き抜けを防止しマット１２の保持力増加をはかるようにしてもよいし、あるいはこれらを適宜に組み合わせてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の触媒コンバータによれば、包囲体２０を設けたので、包囲体２０に圧縮力をかけ包囲体２０外径を縮小してケーシング３０内に挿入でき、圧入を伴わず、マット１２が圧入によりずれたり、触媒担体１１が圧入の荷重を受けて損傷したりすることを、防止できる。また、包囲体２０を設けたものにおいて包囲体の軸方向端部を縮径したので、排気ガス流れがマット１２に直接当たりにくくなり、マット１２の耐久性を向上できる。
請求項２の触媒コンバータによれば、包囲体に凹状の溝を形成したので、包囲体の剛性アップとマットのずれ防止をはかることができる。
請求項３の触媒コンバータによれば、包囲体にバーリング加工を施したので、包囲体の剛性アップとマットのずれ防止をはかることができる。
請求項４の触媒コンバータによれば、包囲体の周方向端部に軸方向線に対して周方向に凹凸する凹凸部を形成したので、マットを押さえない領域を少なくしてマットの触媒担体保持の増加をはかり、かつ、凹凸部を設けない場合に包囲体の周方向端部間にできる軸方向隙間を通って生じるガスの吹き抜けを防止することができる。
請求項５の触媒コンバータの製造方法によれば、包囲体２０を設けたので、包囲体２０に圧縮力をかけ包囲体２０外径を縮小してケーシング３０内に挿入でき、圧入を伴わず、マット１２が圧入によりずれたり、触媒担体１１が圧入の荷重を受けて損傷したりすることを、防止できる。
請求項６の触媒コンバータの製造方法によれば、包囲体に凹状の溝を形成したので、包囲体の剛性アップとマットのずれ防止をはかることができ、触媒コンバータの組立を容易にする。
請求項７の触媒コンバータの製造方法によれば、包囲体にバーリング加工を施したので、包囲体の剛性アップとマットのずれ防止をはかることができ、触媒コンバータの組立を容易にする。
請求項８の触媒コンバータの製造方法によれば、包囲体の周方向端部に凹凸部を設けたので、マットの触媒担体保持の増加をはかり、かつ、包囲体の周方向端部間隙間を通るガスの吹き抜けを防止することができる。
請求項９の触媒コンバータの製造方法によれば、包囲体に圧縮力がかけられた状態で２つの包囲体の軸方向端部にリングをかけ、ケーシング内に挿入後にリングを外すら緩めるかして圧縮状態を解放するので、圧縮解放時にマットの復元により十分なマットの触媒担体保持力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の触媒コンバータの製造方法の工程図であり、（イ）は触媒担体にマットを巻いた工程を、（ロ）は包囲体を圧縮した後、包囲体の軸方向端部にリングをかけて圧縮を維持した工程（側面図とＡ視図）を、（ハ）はケーシングに挿入後リングを外した状態を、それぞれ、示す。
【図２】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、触媒担体にマットを巻いた組立体の斜視図である。
【図３】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、組立体とそれを挟む包囲体の側面図である。
【図４】図３の組立体とそれを挟む包囲体の正面図である。
【図５】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、組立体を包囲体に挟んで圧縮した状態を示し、（イ）はその側面図、（ロ）は圧縮治具も共に示した正面図（（イ）のＢ視図）である。
【図６】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、包囲体とリングの側面図である。
【図７】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、リングをかけた包囲体をケーシングに挿入した状態の断面図である。
【図８】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、溝を設けた包囲体を示し、（イ）は１つの包囲体の正面図、（ロ）は包囲体の半平面図、（ハ）は１つの包囲体の側面図である。
【図９】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、バーリング加工を施した包囲体を示し、（イ）は１つの包囲体の平面図、（ロ）は１つの包囲体の断面図（（イ）のＣ−Ｃ断面図）、（ハ）は１つのバーリングの拡大断面図（（ロ）のＤ部拡大図）、である。
【図１０】本発明の触媒コンバータとその製造方法における、周方向端部に凹凸部を形成した包囲体の側面図である。
【符号の説明】
１　触媒コンバータ
１０　組立体
１１　触媒担体
１２　マット（たとえば、無膨張マット）
２０　包囲体
２１　軸方向端部
２２　端部以外の部分
２３　リブ
２４　バーリング
２５　周方向端部
２６　軸方向線
２７　凹凸部
２８　リング
３０　ケーシング
【図１】
2004143973.tif 000003
【図２】
2004143973.tif 000004
【図３】
2004143973.tif 000005
【図４】
2004143973.tif 000006
【図５】
2004143973.tif 000007
【図６】
2004143973.tif 000008
【図７】
2004143973.tif 000009
【図８】
2004143973.tif 000010
【図９】
2004143973.tif 000011
【図１０】
2004143973.tif 000012