(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを浄化するための触媒を担体に担持させてなる触媒保持体と，該触媒担持体の外方を覆う金属シェルと，上記触媒担持体と上記金属シェルとの間に介設された無機質繊維マットからなる保持シール材とからなる排気ガス浄化用触媒コンバータにおいて，
上記保持シール材は，上記触媒保持体の外周に巻回されているとともに，上記保持シール材の巻き合わせ部は，上記触媒保持体に設けられた固定部材により固定されており，
上記固定部材は，突起部を有し，該突起部は上記巻き合わせ部の中に突き刺してあることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータ。
【請求項２】
請求項１において，上記無機質繊維マットは，アルミナまたはシリカを含む無機質繊維からなることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，自動車等の内燃機関に用いられる排気ガス浄化触媒コンバータに関し，特に保持シール材の組み付け構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
車両に搭載する排気ガス浄化用触媒コンバータは，排気ガスを浄化する触媒を担持した触媒保持体と，触媒保持体の外方を覆う金属シェルと，両者の間に配置した保持シール材とからなる。
保持シール材は，バーミキュライトとセラミックファイバー等との混合物を主成分とするものであったが，近年，環境への影響及び排ガス温度の上昇を考慮して，耐熱性に優れる無機質繊維のみからなる保持シール材も用いられている。
保持シール材は，自動車の走行中において，触媒保持体が外周の金属シェルと当接したときの触媒保持体の破損を防ぐ。また，金属シェルと触媒担持体との間から排気ガスがリークすることも防止する。
ここで，無機繊維からなる保持シール材は，初期状態が極めて嵩高いため，組み付け性が著しく低下する。
【０００３】
そこで，発明者らは，保持シール材を有機フィルムを用いて真空包装し厚みを減少させることにより，触媒保持体の金属シェルへの組み付け性を改善することを提案した（特開昭５７−１４６９５４号公報，特開昭５９−１２６０２３号公報）。また，保持シール材を触媒保持体へ巻きつけ触媒保持体ごと真空包装する方法も提案した（特開昭５０−６３５４９号公報）。
【０００４】
また，作業性向上のため，パイプ形状の金属シェルを用い，その中に，触媒保持体に巻きつけた保持シール材を挿入することが考えられる。この場合，保持シール材を金属シェルへ挿入するにあたっては，予め保持シールを有機フィルムで真空パックして厚みを減少させる方法や保持シール材に予め有機バインダーを添加して所定厚みに成形する方法をとることができる。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，保持シール材を触媒保持体に巻回した状態を保持したまま金属シェルに圧入するには，保持シール材に外力を加えたり粘着テープなどで仮止めしたりする必要がある。そのため，圧入時の作業性が悪い。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み，金属シェルへの触媒保持体の圧入時の作業性に優れた排気ガス浄化用触媒コンバータを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，排ガスを浄化するための触媒を担体に担持させてなる触媒保持体と，該触媒担持体の外方を覆う金属シェルと，上記触媒担持体と上記金属シェルとの間に介設された無機質繊維マットからなる保持シール材とからなる排気ガス浄化用触媒コンバータにおいて，
上記保持シール材は，上記触媒保持体の外周に巻回されているとともに，上記保持シール材の巻き合わせ部は，上記触媒保持体に設けられた固定部材により固定されており，
上記固定部材は，突起部を有し，該突起部は上記巻き合わせ部の中に突き刺してあることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータである。
【０００８】
本発明においては，触媒保持体に保持シール材を巻回し，その巻き合わせ部を触媒保持体に設けた固定部材により固定している。そのため，保持シール材に巻回状態を保持するための外力を加えるたり粘着テープにより仮止めしたりする必要はなく，触媒保持体を保持シール材とともに，金属シェルの中に挿入することができ，挿入操作が容易となる。
また，保持シール材は，触媒保持体に対して固定されているため，使用時の振動などにより生じる触媒保持体の位置ズレを防止することができる。
【０００９】
また，上記固定部材は，突起部を有し，該突起部は上記巻き合わせ部の中に突き刺してあることが好ましい。これにより，保持シール材を確実に固定することができる。
保持シール材に突き刺した突起部の先端は，折り曲げてあることが好ましい。これにより，巻き合わせ部が突起部から外れにくくなる。
固定部材に設ける突起部の数は１個でもよいが２個以上の方が好ましい。安定して保持シール材を保持できるからである。
【００１０】
突起部は，触媒保持体の軸方向に配列させることが好ましい。これにより，保持シール材の巻き合わせ部を複数箇所で保持でき，確実に固定することができる。
複数の突起部を固定部材に設ける場合には，触媒保持体の軸方向に沿って列状に配置することが好ましい。これにより，保持シール材を安定して保持できる。
突起部の高さは，保持シール材の厚みよりも小さいことが好ましい。突起部の高さが保持シール材よりも高い場合には，金属シェル内への触媒保持体の圧入を妨げることがあるからである。
【００１１】
固定部材を触媒保持体に設ける手段としては，例えば，固定部材を触媒保持体の外周面に接触させたり，接着などで固定する手段がある。
触媒保持体の上流側面及び下流側面には，上記固定部材の折曲部を嵌めこむことが好ましい。これにより，触媒保持体と保持シール材とが互いに位置ズレを生じることなく，金属シェル内に組み込むことができる。特に，組み込みが圧入方式である場合に，その効果が有効に発揮される。一方，組み込みがキャニング方式や巻き締め方式の場合には，その必要性は少ない。
【００１２】
保持シール材の巻き合わせ部は，巻き始め端部と巻き終わり端部とを突き合わせる場合，両端部を互いに重ね合わせる場合がある。
保持シール材には，バインダーを含浸させないことが好ましい。これにより，保持シール材から有機成分が排ガスとして排出されることはなく，排ガス量を低減させることができる。
【００１３】
請求項２の発明のように，上記無機質繊維マットは，アルミナまたはシリカを含む無機質繊維からなることが好ましい。これにより，保持シール材の耐熱性が向上する。
また，無機質繊維マットとして，使用温度領域によってはガラス繊維や金属繊維を用いることもできる。
無機質繊維マットは，初期状態では極めて嵩高い状態にあるため，作業性の面からニードルパンチング処理を施したものが好適である。
【００１４】
金属シェルは，円筒形状，楕円筒形状のものを用いることができる。組み込み時には金属シェルを軸方向に２分割し，組み込み後に溶接などにより一体化してもよい。金属シェルは，保持シール材の周囲に金属箔を巻き締めたものであってもよい。
触媒保持体に担持されている触媒は，排気ガスを浄化することができるものであればよく，たとえば，白金，パラジウムなどを用いることができる。触媒を担持する担体は，コージェライト，アルミナ，金属などにより作製することができる。
【００１５】
上記金属シェルの中の保持シール材の充填密度は，０．２０〜０．６０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい０．２０ｇ／ｃｍ３未満の場合には，保持シール材による触媒保持体の保持力が低下するおそれがある。０．６０ｇ／ｃｍ３を超える場合には，保持シール材を構成している繊維が圧壊してしまい，保持力が低下し，使用時の振動などにより触媒保持体が位置ずれを生じるおそれがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態に係る排気ガス浄化用触媒コンバータについて，図１〜図５を用いて説明する。
本例の排気ガス浄化用触媒コンバータ５は，図１（ａ）に示すごとく，排気ガスを浄化し得る触媒保持体３と，触媒保持体３の側面を被覆する金属シェル２と，触媒保持体３と金属シェル２との間に配置された保持シール材１とよりなる。
図２（ａ）に示すごとく，触媒保持体３には，突起部４０を有する固定部材４が設けられている。突起部４０は，図１（ｂ）に示すごとく，保持シール材１の巻き合わせ部１３に突き刺してある。
【００１７】
金属シェルはＳＵＳ４０９からなり，肉厚１．５ｍｍ，長さ６０ｍｍ，内径１３８ｍｍである。
保持シール材は結晶質アルミナ繊維のマット状物からなり，厚みは１２ｍｍであり，嵩密度は０．１ｇ／ｃｍ３である。
【００１８】
図１（ａ）に示すごとく，触媒保持体３は，セラミックの一種であるコージェライトモノリスであり，排気ガスの排気成分を浄化し得る白金などの触媒が担持されている。触媒担持体３の外形は１３０ｍｍであり，長さは１００ｍｍである。
触媒保持体３は，多数のセルの集合体からなるハニカム構造体である。触媒保持体３は，上流側開口セル３１から下流側開口セル３２へと，多孔性のセル壁を通じて排気ガスを通過させる。この際に，排気ガスに含まれている排ガス成分が触媒により浄化される。
排気ガス浄化用触媒コンバータ５は，エンジンの排気管の途中に設けられている。
【００１９】
次に，本例の排気ガス浄化用触媒コンバータの製造方法について説明する。
図４（ａ）に示すごとく，保持シール材１に切断加工を施して，幅４０ｍｍ，長さ４４５ｍｍの長尺体とするとともに，その両端に，触媒保持体を巻回したときに互い係合し合う凹部１１と凸部１２とを形成する。
【００２０】
次に，図４（ｂ）に示すごとく，１列に複数の突起部４０を配列させた固定部材４を準備する。突起部４０の長さは，３ｍｍであり，保持シール材の厚みよりも小さい。固定部材４の長さは，触媒保持体３とほぼ同一の長さで，その両端部には折曲部４５が設けられている。固定部材４の幅は１０ｍｍであり，厚みは０．４ｍｍである。
固定部材４は，ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり，プレス成形により形成される。
【００２１】
次に，図４（ｃ），（ｄ）に示すごとく，触媒保持体３の外周面に固定部材４を配置する。必要に応じて接着してもよい。
次に，図４（ｅ）に示すごとく，保持シール材１を触媒保持体３の外周部に巻き付ける。このとき，触媒保持体３に設けた固定部材４の突起部４０に，凹部１１と凸部１２とを突き刺して，巻回体６とする。これにより，図１（ｂ）に示すごとく，凹部１１と凸部１２とからなる巻き合わせ部１３が形成される。
【００２２】
次に，図５に示すごとく，巻回体６を金属シェル２の中に圧入する。圧入荷重は，９００Ｎであり，圧入後の保持シール材１の充填密度は０．３０ｇ／ｃｍ３である。
図１（ａ）に示すごとく，金属シェル２の両端にスピニング加工を施して，フランジ部２９を形成する。
以上により，排気ガス浄化用触媒コンバータ５を得る。
【００２３】
本例においては，触媒保持体に保持シール材を巻回し，その巻き合わせ部１３を触媒保持体３に設けた固定部材４により固定している。そのため，触媒保持体３の金属シェル２の中への圧入作業がしやすくなる。
また，保持シール材１は，触媒保持体３に対して固定されているため，使用時の振動などにより生じる触媒保持体３の位置ズレを防止することができる。
また，図１（ｂ）に示すごとく，保持シール材１の巻き合わせ部１３は，凹部１１と凸部１２とを突き合わせて形成されている。そのため，巻き始め端部と巻き終わり端部の両方を突起部４０により固定でき，巻回作業性もよい。
【００２４】
本例においては，図２（ａ）に示すごとく，突起部４０の形状が円錐状であるが，図２（ｂ）に示すごとく，突起部４０の先端に折り曲げ部４１が設けられていたり，図２（ｃ）に示すごとく，突起部４０の壁面に逆向きの鉤部４２が突き出ていることが好ましい。これにより，巻き合わせ部１３が突起部４０から外れてしまうのを防止することができる。
また，図３（ａ）に示すごとく，巻き合わせ部１３に突起部４０を一旦突き刺した後，図３（ｂ）に示すごとく，その先端部４３を折り曲げても良い。これにより，巻き合わせ部の外れを確実に防止できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば，金属シェルへの触媒保持体の組み付け性に優れた排気ガス浄化用触媒コンバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の排気ガス浄化用触媒コンバータの断面説明図（ａ），及び巻回体の斜視図（ｂ）。
【図２】実施形態例１における，突起部の形状を示す説明図（ａ）〜（ｃ）。
【図３】実施形態例１における，突起部の形状を示す説明図（ａ），（ｂ）。
【図４】実施形態例１における，排気ガス浄化用触媒コンバータの製造方法の説明図（ａ）〜（ｅ）。
【図５】図４に続く，排気ガス浄化用触媒コンバータの製造方法の説明図（ａ）〜（ｂ）。
【符号の説明】
１．．．保持シール材，
２．．．金属シェル，
３．．．触媒保持体，
４．．．固定部材，
４０．．．突起部，
５．．．排気ガス浄化用触媒コンバータ，
６．．．巻回体，
【図１】
0004453150.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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