(57)【要約】【課題】モールド形保持材の装着作業を容易にし、更には自動化による省力化及びコストダウンを図ることも可能な触媒コンバータの製造方法、並びにそれに使用する製造用治具を提供する。【解決手段】触媒コンバータの製造方法は、モールド形保持材１３を触媒担体１１に、ガイド治具２０及びコーン治具２１を用いて嵌合させる保持材装着工程と、保持材１３を嵌合された触媒担体１１をキャニング治具２２を用いてケーシング１２に嵌入させるケーシング装着工程とからなる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円柱状に形成された触媒担体と、触媒担体を収容するケーシングと、触媒担体の外形状に合わせて円筒状に成形してなり、触媒担体及びケーシング間に介在されるモールド形保持材とから構成される触媒コンバータの製造方法であって、
上方に向かって徐々に径が小さくなるテーパ状の外面が形成されたコーン治具を、触媒担体の一方の平面部に載置し、
内面がモールド形保持材の外面に合わせた形状に形成され、両端が開口した本体と、本体の一方の開口端部にて内方に突出する係合爪とを備えるガイド治具を、モールド形保持材の外周面に本体を装着するとともに係合爪をモールド形保持材の厚み部分上端面に係止させ、
この状態で、モールド形保持材の他方の開口をコーン治具の上方から導入し、ガイド治具の係合爪を介してモールド形保持材を押圧してコーン治具のテーパ面に沿わせつつ触媒担体の外周面にモールド形保持材を嵌合させる保持材装着工程と、
上記保持材装着工程で得られたモールド形保持材が嵌合された触媒担体を、キャニング治具を用いてケーシング内に嵌入させるケーシング装着工程と、
からなることを特徴とする触媒コンバータの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の保持材装着工程に使用されるガイド治具であって、
内面がモールド形保持材の外面に合わせた形状に形成され、両端が開口した本体と、本体の一方の開口端部にて内方に突出する係合爪とを備えることを特徴とするガイド治具。
【請求項３】
テーパ角が０．５°以上１５°以下であることを特徴とする請求項１記載のコーン治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等の排気ガス浄化用の触媒コンバータを製造するための方法、並びにそのときに使用する製造用治具に関し、より詳細には製造に際しての省力化、自動化、コストダウンを図るためのものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両には、エンジンの排気ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物等の有害成分を除去する排気ガス浄化用として、触媒コンバータが搭載されている。触媒コンバータは、略円柱状に形成された触媒担体と、触媒担体を収容するケーシングと、触媒担体の外周面に嵌合され、触媒担体及びケーシング間に介在される保持材とから構成されている。
【０００３】
触媒担体としては、例えばコージェライト等かならなる円筒状のハニカム状成形体に貴金属触媒等が担持されたものが一般的である。このため、保持材には、触媒担体を確実に保持する保持機能と、排気ガスの漏れを防止するシール機能とが要求される。この保持材には、アルミナ繊維、ムライト繊維、その他のセラミック繊維をバインダーにより所定の厚さでマット状に成形したマット形保持材と、触媒担体の外形状に合わせて筒状に成形したモールド形保持材とがある。
【０００４】
ところで、触媒担体をケーシング内に収容するには、先ず保持材を触媒担体に装着し、保持材を装着した触媒担体をケーシング内に圧入するキャニング方法が一般的である（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。保持材の装着は、通常、マット形保持材では触媒担体の外周面に巻き付けた後、テープ等で固定しており、モールド形保持材では触媒担体に拡径治具を用いるなどして直接外嵌している。また、保持材を装着した触媒担体をケーシング内に収容する作業は、キャニング治具を用いて行われるのが一般的である。しかし、保持材の装着作業及びケーシング内への収容作業は何れも手作業で行われるため、作業者にはある程度の習熟が必要であり、装着状態にもバラツキがある。更に、保持材表面は繊維が露出しているため、作業者が痒みを感じたり、肌が脹れたりするという不具合もある。特に、モールド形保持材では、内径が触媒担体の外径よりも若干小さく設定されているため、触媒担体への装着に際して拡径しながら徐々に押し込む必要があり、作業者は保持材表面をより強く押圧することから、上記のような不具合がより顕著になる。
【０００５】
モールド形保持材は、マット形保持材のような触媒担体への巻き付け作業、テープ等による固定作業が不要で、更にテープが不要になることからテープ中に含まれる有機物が排ガス中に混入する事も無く、排ガス中の有機物が減少するという利点を有する。そのため、このモールド形保持材を、上記のような不具合を解消して容易に触媒担体に装着できるようになれば、触媒コンバータの製造効率を大幅に高めることが可能になる。
【特許文献１】
特開平７−９６２４２号公報
【特許公報２】
特開平９−３１７４５７号公報
【特許文献３】
特開２００１−２８０１２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、モールド形保持材の装着作業を容易にし、更には自動化による省力化及びコストダウンを図ることも可能な触媒コンバータの製造方法、並びにそれに使用する製造用治具を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の目的を達成するために検討を重ねた結果、モールド形保持材を触媒担体に装着する際に使用され、手作業で行う際の作業性の向上は勿論のこと、自動化にも適用可能な治具を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、略円柱状に形成された触媒担体と、触媒担体を収容するケーシングと、触媒担体の外形状に合わせて円筒状に成形してなり、触媒担体及びケーシング間に介在されるモールド形保持材とから構成される触媒コンバータの製造方法であって、
上方に向かって徐々に径が小さくなるテーパ状の外面が形成されたコーン治具を、触媒担体の一方の平面部に載置し、
内面がモールド形保持材の外面に合わせた形状に形成され、両端が開口した本体と、本体の一方の開口端部にて内方に突出する係合爪とを備えるガイド治具を、モールド形保持材の外周面に本体を装着するとともに係合爪をモールド形保持材の厚み部分上端面に係止させ、
この状態で、モールド形保持材の他方の開口をコーン治具の上方から導入し、ガイド治具の係合爪を介してモールド形保持材を押圧してコーン治具のテーパ面に沿わせつつ触媒担体の外周面にモールド形保持材を嵌合させる保持材装着工程と、
上記保持材装着工程で得られたモールド形保持材が嵌合された触媒担体を、キャニング治具を用いてケーシング内に嵌入させるケーシング装着工程と、
からなることを特徴とする触媒コンバータの製造方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記の保持材装着工程に使用されるガイド治具であって、内面がモールド形保持材の外面に合わせた形状に形成され、両端が開口した本体と、本体の一方の開口端部にて内方に突出する係合爪とを備えることを特徴とするガイド治具、並びにテーパ角が０．５°以上１５°以下であることを特徴とするコーン治具を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１（ａ）は本発明の触媒コンバータの製造方法における保持材装着工程を、図１（ｂ）はケーシング装着工程をそれぞれ示す概略断面図である。図示されるように、保持材装着工程では、モールド形保持材１３の外形状に合わせて形成され、両端が開口した円筒状の本体２０ａと、本体２０ａの一方の開口端部にて内方に突出する係合爪２０ｂとを備えるガイド治具２０を用いる。尚、ガイド治具２０は、例えばポリアセタールやふっ素樹脂等の合成樹脂、あるいはステンレス鋼等の金属を図示される形状に成形したものである。また、係止爪２０ｂは、円筒状の本体２０ａの全周にわたり形成されてもよいし、等間隔で複数箇所にて内方に突出するように設けてもよい。また、その突出量は、コーン治具２１の端部に当接しない程度とし、モールド形保持材１３の厚みよりも若干少なくする。
【００１２】
そして、平坦面に置かれたモールド形保持材１３の上端面に、このガイド治具２０の係止爪２０ａが形成されていない側の開口を臨ませ、引き続き、本体２０ａをモールド形保持材１３の外周面に摺接させながら垂直に押し下げ、係合爪２０ｂをモールド形保持材１３の厚み部分の上端面に係止させる。これにより、ガイド治具２０の内部にモールド形保持材１３が保持される。
【００１３】
一方、触媒担体１１は台座２３の上に置かれており、その上端面には、図中上方に向かって徐々に径が小さくなるテーパ面２１ａが形成されたコーン治具２１が載置されている。コーン治具２１のテーパ面２１ａの角度は、０．５°以上１５°以下が適当である。このテーパ角度が０．５°未満ではコーン治具２１の長さが長くなり、挿入に時間がかかり、作業効率が悪くなる。一方、１５°を超える場合にはモールド形保持材１３を挿入する時にモールド形保持材１３の圧縮量が大きくなり、モールド形保持材１３が変形したり、壊れる可能性がある。また、コーン治具２１における触媒担体１１との接触面（図中、下面）の径は、触媒担体１１の上端面の径より若干大きく設定されており、触媒担体１１に載置した際に、コーン治具２１の前記下面が触媒担体１１の外周面よりも若干突出する。このコーン治具２１も、ガイド治具２０と同様に、ポリアセタールやふっ素樹脂等の合成樹脂や、ステンレス鋼等の金属から形成されている。
【００１４】
そして、保持材装着工程では、コーン治具２１の上方に、ガイド治具２０の係止爪２０ｂが形成されていない側の開口を臨ませ、引き続き、ガイド治具２０を内部に保持したモールド形保持材１３の内周面をコーン治具２１のテーパ面２１ａに摺接させながら、下端部が台座２３に当接するまで垂直に押し下げる。このガイド治具２０の押し下げは、係合爪２０ｂの上面を介して行われる。押し下げ完了後、ガイド治具２０を上方に持ち上げ、コーン治具２１を取り外すことにより、モールド形保持材１３が装着された触媒担体１１が得られる。
【００１５】
一方、ケーシング装着工程では、キャニング治具２２を用いて行う。このキャニング治具２２は、外形が略円筒状であり、その内面には、図中上方の開口（以下、「大径部」という）が触媒担体１１に装着されたモールド形保持材１３の外径よりも大きく、図中下方の開口（以下、「小径部」という）がケーシング１２の内径に一致、もしくは若干小径に設定されており、かつ大径部から小径部に向かって徐々に径が変化するテーパ面２２ａが形成されている。また、このキャニング治具２２もガイド治具２０と同様に、ポリアセタールやふっ素樹脂等の合成樹脂や、ステンレス鋼等の金属から形成されている。
【００１６】
そして、このキャニング治具２２を、台座２３の上に置かれたケーシング１２の上面に載置し、上記で得られたモールド形保持材１３が装着された触媒担体１１を大径部に臨ませ、引き続き、モールド形保持材１３の外周面をキャニング治具２２のテーパ面２２ａに摺接させながら、触媒担体１１の下面が台座２３に当接するまで垂直に押し下げる。押し下げ完了後、キャニング治具２２を取り外すことにより、触媒担体１１をモールド形保持材１３で保持した状態で収容した触媒コンバータが得られる。
【００１７】
上記のように、触媒担体１１へのモールド形保持材１３の装着作業、並びにモールド形保持材１３を装着した触媒担体１１のケーシング１２内への装着作業とも、ガイド治具２０またはキャニング治具２２を用いることにより、手作業でも少ない力で、正確に、バラツキも無く行うことができる。また、保持材装着工程及びケーシング装着工程は何れも、基本的に治具の設置及び上方からの押し下げ作業であり、機械による自動化を容易に図ることが可能になる。
【００１８】
本発明では種々の変更が可能であり、例えば、図２に示すように、ガイド治具２０を半円筒になるように長手方向に２分割して一対のガイド治具片２０ｃ、２０ｃで構成してもよく、更に３分割以上に多分割したガイド治具片で構成することもできる。また、ガイド治具２０は、触媒担体１１の外周面の全体を覆うように円筒状に形成する必要はなく、図示は省略するが、湾曲面を有する板状のガイド治具片を、円周方向に沿って所定間隔で隙間を開けて配置する構成としてもよい。その場合、触媒担体１１の外周面の９０°以上を板状ガイド治具片で覆うようにすることが好ましい。更に、ガイド治具２０は金属線であってもよく、その場合３本以上用いることが好ましい。
【００１９】
次に、本発明の効果を確認するために実施した実験について説明する。
【００２０】
（実施例１）
内径１０８．５ｍｍ、厚さ８ｍｍ、全長９０ｍｍのアルミナ繊維からなるモールド形保持材１３に、係合爪２０ｂの突出量２ｍｍ、ギャップ４ｍｍとなる２分割のガイド治具２０を装着したものを５個、直線状に並設した。また、外径１１０ｍｍ、全長９５ｍｍの触媒担体１１を５個、ガイド治具２０の直下に同軸状に配置し、各触媒担体１１の上面にテーパ角５°のコーン治具２１を載置した。そして、各ガイド治具２０の係合爪２０ｂの上面に押圧用のシリンダーを当接させ、ガイド治具２０を５個同時に下方に押し下げた。シリンダーの押圧を解除し、コーン治具２１を取り外したところ、何れの触媒担体１１にもモールド形保持材１３が良好な状態で装着されていた。
【００２１】
そして、内径１１８ｍｍ、全長１００ｍｍのステンレス製ケーシング１２に、大径部が１２５ｍｍ、小径部が１１７．５ｍｍのテーパ面２２ａを備えるキャニング治具２２を載置したものを５個、直線状に並設した。そして、シリンダーの下部に上記で得られたモールド形保持材１３が装着された触媒担体１１を固定し、シリンダーを押し下げて各キャニング治具２２の大径部からモールド形保持材１３が装着された触媒担体１１を押し入れた。シリンダーの押圧を解除し、キャニング治具２２を取り外したところ、何れのケーシング１２にもモールド形保持材１３が装着された触媒担体１１が、触媒担体１１及びモールド形保持材１３の破損等が無く、また触媒担体１１、モールド形保持材１３及びケーシング１２の各接合面にも隙間が無く、良好な状態で装着されていた。
【００２２】
（実施例２）
アルミナ繊維からなるモールド形保持材１３として内径７５．５ｍｍ、厚さ９ｍｍ、全長６５ｍｍのもの、ガイド治具２０として係合爪２０ｂの突出量２ｍｍとなる３分割のもの、触媒担体１１として外径７６．２ｍｍ、全長７０ｍｍのものを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られた触媒コンバータは何れも、モールド形保持材１３が装着された触媒担体１１が良好な状態でケーシング１２に装着されていた。
【００２３】
以上の実施例から、触媒担体１１とモールド形保持材１３との組み付けの自動化が可能であるといえる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、触媒担体への保持材の装着作業を、手作業で行う際の作業性の向上は勿論のこと、自動化も可能となり、生産性の向上、省力化及びコストダウンを図ることが可能になる。加えて、テープ等で固定する必要のあるマット形保持材で生じていたテープの剥がれに起因するキャニング時のトラブルを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る触媒コンバータの製造方法の保持材装着工程（ａ）及びケーシング装着工程（ｂ）をそれぞれ示す概略断面図である。
【図２】ガイド治具の他の実施形態を斜視図である。
【符号の説明】
１１　触媒担体
１２　ケーシング
１３　モールド形保持材
２０　ガイド治具
２０ａ　本体
２０ｂ　係合爪
２１　コーン治具
２１ａ　テーパ面
２２　キャニング治具
２２ａ　テーパ面
【図１】
2004124722.tif 000003
【図２】
2004124722.tif 000004