(57)【要約】【課題】触媒コンバータの製造工程において、触媒担体の周囲に配置される保持材のみを高温で加熱して短時間のうちに圧縮部材を消失させるとともに、触媒の熱劣化を回避する。【解決手段】触媒コンバータの製造工程において、ケーシング１０内側に、マット状保持材１２が巻き付けられた触媒担体１４を収納した後に、ケーシング１０外周近傍に配置したコイル２２に高周波電流を供給する。これにより、ケーシング１０には渦電流が流れて高温に加熱される。ケーシング１０からの熱伝達により、マット状保持材１２のみが高温に加熱され、マット状保持材１２に含浸された有機バインダーが分解される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを浄化するための触媒コンバータの製造方法であって、
触媒担体に、熱消失性の有機材により圧縮された保持材を巻装して、ケーシング内に収納するステップと、
前記ケーシングに電流を流して加熱し、このケーシングからの熱伝達により前記有機材を消失するステップと、
を含むことを特徴とする触媒コンバータの製造方法。
【請求項２】
排気ガスを浄化するための触媒コンバータの製造方法であって、
触媒担体に、熱消失性の有機材により圧縮された保持材を巻装して、ケーシング内に収納するステップと、
前記ケーシングに密接配置された導電性部材に電流を流して加熱し、この導電性部材からの熱伝達により前記有機材を消失するステップと、
を含むことを特徴とする触媒コンバータの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の触媒コンバータの製造方法であって、
前記ケーシングに近接配置されたコイルに電圧を印加することにより、前記ケーシング又は前記導電性部材に渦電流を流して加熱することを特徴とする触媒コンバータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の排気系などに設置されて排気ガスを浄化する触媒コンバータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より自動車の排気系には、排気ガス浄化用触媒を内部に有する触媒コンバータが搭載され、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒化酸素（ＮＯX）を酸化・還元して無害化している。この触媒コンバータは、ハニカム形状の担体基材の表面に白金（Ｐｔ）などの触媒金属を担持したコート層を形成して触媒担体とし、これを金属ケーシング内に収納して構成される。
【０００３】
従来の触媒コンバータの製造方法は、排気ガス浄化用触媒を担持した触媒担体にマット状の保持材を巻き付け、それをケーシング内に配置することで行われている。ケーシングと触媒担体の間にマット状保持材を介在させることにより、保持性及びシール性を確保するとともに、熱応力を緩和して担体基材の割れを防止している。
【０００４】
マット状保持材は耐熱性及び耐食性が要求されるため、アルミナ質繊維などの無機質繊維が用いられている。ケーシング中において触媒担体を安定して保持するためには、ケーシングと触媒担体との間に無機質繊維を均一にかつ十分に圧縮して介装する必要がある。
【０００５】
そのため、特開平７−１０２９６１号公報には、無機質繊維を触媒担体の軸方向に沿うように配向してマット状に積層し、このマット状積層体を熱で消失する有機繊維により縫い締めて圧縮した保持材が開示されている。また、特開平９−３１７４５５号公報には、マット状の無機繊維シートを有機シートで被覆して圧縮した状態でケーシングに圧入する方法が開示されている。また、特開平９−２０１５１４号公報、特開平１０−３３７４８０号公報では、マット状の無機繊維シートを圧縮し、この状態で有機バインダを含浸し固化した保持材が開示されている。
【０００６】
これらの方法では、マット状積層体は圧縮された状態で形状が固定されているため、圧入時の変形が防止される。そして、圧入後に加熱するか、高温の排気ガスと接触させることにより、有機繊維、有機シート又は有機バインダが消失してマット状積層体が膨張するため、触媒担体の保持性が向上する。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１０２９６１号公報
【特許文献２】特開平９−３１７４５５号公報
【特許文献３】特開平９−２０１５１４号公報
【特許文献４】特開平１０−３３７４８０号公報
【特許文献５】特開２００１−４１０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術に係る触媒コンバータでは、自動車の使用開始当初にエンジンからの排気ガスにより有機材を加熱して消失させ、無機繊維を膨張させることもできる。しかし、この方法では、加熱による有機材の分解時に保持材の保持力が初期に一時的に低下してしまう。そこで、初期の一時的な保持力低下を回避するために、触媒コンバータの製造段階において有機材を加熱して消失させ、保持材を膨張させる方法がある。
【０００９】
但し、製造段階に有機材を消失させる場合には、製造時間を短縮するために有機材を迅速に消失させる必要がある。このためには触媒コンバータを高温の炉内で加熱すればよいが、この場合、有機材が消失するまでの時間が短縮される反面、高温による影響で触媒は熱劣化し排気ガスの浄化性能が悪化してしまう。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、触媒コンバータの製造工程において、触媒担体の周囲に配置される保持材のみを高温で加熱して短時間のうちに圧縮部材を消失させるとともに、触媒の熱劣化を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明は、排気ガスを浄化するための触媒コンバータの製造方法であって、触媒担体に、熱消失性の有機材により圧縮された保持材を巻装して、ケーシング内に収納するステップと、前記ケーシングに電流を流して加熱し、このケーシングからの熱伝達により前記有機材を消失するステップと、を含むことを特徴とする。これにより、触媒を熱劣化させることなく、保持材のみを加熱して有機材を消失させることができる。
【００１２】
また、本発明は、排気ガスを浄化するための触媒コンバータの製造方法であって、触媒担体に、熱消失性の有機材により圧縮された保持材を巻装して、ケーシング内に収納するステップと、前記ケーシングに密接配置された導電性部材に電流を流して加熱し、この導電性部材からの熱伝達により前記有機材を消失するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の触媒コンバータの製造方法においては、前記ケーシングに近接配置されたコイルに電圧を印加することにより、前記ケーシング又は前記導電性部材に渦電流を流して加熱することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る触媒コンバータの製造方法について説明する。図１には、触媒コンバータの製造工程のフローが示されている。
【００１５】
製造工程では、先ず、排気ガス浄化用触媒を担持した触媒担体を製造する（Ｓ１０１）。この触媒担体は、例えば次のように製造される。多数のハニカム通路を持つ断面ハニカム形状の担体基材の表面に、γアルミナ粉末などを主とするスラリーを被覆してウェットコート層を形成し、それを焼結してコート層を形成する。そして、そのコート層に白金（Ｐｔ）などの触媒金属を担持させる。
【００１６】
次の工程では、触媒担体の外周に、熱消失性のマット状保持材を巻き付ける（Ｓ１０２）。この保持材は、アルミナ質繊維マットに有機バインダー液を均一に含浸させ、これを厚さ方向に圧縮し、この状態を維持したまま有機バインダーの媒体液を除去することで製造されるものである。保持材の製造方法については、特開平９−２０１５１４号公報、特開平１０−３３７４８０号公報、等の文献に詳しく開示されている。
【００１７】
なお、本実施形態では、保持材の材質をアルミナ質繊維としているが、その他無機質繊維材として、シリカ、ガラス及びこれらの複合物からなる無機繊維よりなるもの、この無機繊維とバーミキュライトなどの加熱膨張性鉱物からなるもの、さらにはこれらに金属繊維を複合化したものなどが利用可能である。
【００１８】
また、有機バインダー液としては、圧縮されたマットの厚さを常温下で維持でき、熱分解による消失後にマットの厚さを復元し得るものであれば特に制限なく使用できる。例えば、各種のゴム、水溶性有機高分子化合物、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などである。
【００１９】
次の工程では、金属製の円筒形状のケーシングを用意し、この内側に、マット状保持材が巻き付けられた触媒担体を収納する（Ｓ１０３）。ここでは、筒状一体型のケーシングを用意し、一端から触媒担体を押し込んで収納してもよいし、また、円筒形状が半割り状に二分割されたケーシングを用意し、触媒担体を両側から挟んで収納してもよい。触媒担体が収納された状態では、マット状保持材は触媒担体とケーシングとの間に密に配置され、これにより触媒担体はケーシングに固定される。
【００２０】
次の工程では、図２に示すように、ケーシング１０の外周近傍に、高周波電源２０に接続されたコイル２２を近接配置し、コイル２２に高周波電流を供給する（Ｓ１０４）。コイル２２は、ケーシング１０の外周全域に渡り延設され、その位置をケーシング１０の側面に沿って上下に移動可能とされている。
【００２１】
コイル２２に高周波電流を供給することによる作用を、図３を参照して説明する。コイル２２に高周波電流を供給すると、コイル２２から電磁波がケーシング１０に向けて放射される。これにより、ケーシング１０内に渦電流が生じ、ケーシング１０は非接触で加熱される。そして、ケーシング１０で発生した熱は、ケーシング１０内側に配置されたマット状保持材１２に伝達し、マット状保持材１２は加熱されることとなる。この結果、マット状保持材１２に均一に含浸された有機バインダーは熱分解して消失し、アクリル質繊維材は復元力を触媒担体１４に与えて、より安定に触媒担体１４を保持する。
【００２２】
上述した本実施形態の触媒コンバータの製造方法において特徴的なことは、導電性のケーシング１０に電流を供給してケーシング１０を加熱し、このケーシング１０からの熱伝達によりマット状保持材１２を加熱することである。この製造方法によれば、マット状保持材１２は高温で加熱されるが、その内側にある触媒担体１４はほとんど加熱されない。よって、マット状保持材１２を有機バインダーを短時間で消失し得る温度に昇温しても、触媒担体１４の触媒が熱劣化することがない。なお、本実施形態で採用したケーシング１０の加熱方法は、鋼材表面の硬化技術である高周波焼き入れと加熱原理を共通にしている。
【００２３】
また、本実施形態では、ケーシング１０の材質が導電性であるため渦電流を流し得るが、ケーシング１０が非導電性である場合には、図４に示す方法を用いればよい。すなわち、非導電性のケーシング１０の外側に、ケーシング１０に密接配置して導電性の円筒部材３０を配置し、これに渦電流を流せば、ケーシング１０に渦電流を流した場合と同様に、マット状保持材１２を加熱することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、ケーシング１０に渦電流を流しているが、ケーシング１０には他の方法で電流を流してもよい。例えば、ケーシング１０の円筒形状の上端に直流電源の高電位側を接続し、下端に低電位側を接続することによっても、ケーシング１０に電流を流して加熱することができる。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、等価な範囲で様々な変形が可能である。
【００２６】
例えば、上述した実施形態では、有機バインダーによりマット状保持材を圧縮しているが、特開平７−１０２９６１号公報に開示されるように有機繊維でマット状保持材を圧縮する場合、特開平９−３１７４５５号公報に開示されるように有機シートでマット状保持材を圧縮する場合、についても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】触媒コンバータの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】マット状保持材の加熱方法を説明するための斜視図である。
【図３】マット状保持材の加熱方法を説明するための断面図である。
【図４】マット状保持材の加熱方法の変形例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ケーシング、１２  マット状保持材、１４  触媒担体、２０  高周波電源、２２  コイル、３０  円筒部材。
【図１】
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【図２】
2005214181.tif 000004
【図３】
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【図４】
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