(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のハニカム体を、それらの外周にそれぞれ支持体を巻き付けた状態で筒体内に所定の間隔を開けて収容配置し、
前記各ハニカム体の周囲の筒体を縮径加工して固定するようにした触媒コンバータの製造方法において、
前記縮径加工を行う前に、隣り合うハニカム体間に対応する位置の筒体の外径寸法を少なくとも前記縮径加工後のハニカム体周囲の筒体外径よりも小径にすると共に、前記小径の小径部を形成する際に、前記小径部の内径寸法を前記ハニカム体の外径寸法と略同等もしくはそれよりも小径に形成する第１工程と、
前記縮径加工を行う前に、隣り合うハニカム体間の筒体の前記小径部に、センサ取付用ナットを、その外面が前記縮径加工後の筒体よりも半径方向内方に位置するようにして固着する第２工程と、
を備え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】
前記ハニカム体の外径寸法と前記支持体の厚さ寸法とに応じて前記筒体の縮径量を調整することを特徴とする請求項１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】
本発明は自動車用内燃機関の排気系などに用いる触媒コンバータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような触媒コンバータは、セラミック製ハニカム触媒等のハニカム体を筒体内に収容配置した構成であり、その製造方法としては、例えば全体ほぼ円柱状に形成したハニカム体の周囲に、セラミック繊維等よりなるマット状の支持体を巻き付けた状態で、円筒状の筒体内に挿入し、該筒体の全周をダイス等によって縮径してハニカム体と筒体とを一体化することが提案されている。
【０００３】
また上記のようなハニカム体は、筒体内に１つ収容配置するのが一般的であるが、全体の体積が同一であってもハニカム体を複数個設ける方が排気浄化性能がよいことから１つの筒体内に複数個、通常は２つのハニカム体を収容配置したものもある。
【０００４】
ところが、上記のようなハニカム体、特にセラミック製のものは、ロッド毎もしくは個々の製品毎に外径寸法にバラツキがあるため、筒体内に収容した複数個のハニカム体周囲の筒体を一律に同一の縮径量で縮径加工を施すと、縮径量が少なくてガタツキを生じたり、縮径量が多くてハニカム体が損傷する等の問題があった。特に、ハニカムの薄型化により、保持面圧の管理巾を狭く設定する必要がある。
【０００５】
また上記のようなハニカム体を収容した筒体の両端部は、一般に漏斗状に絞り加工を施すが、隣り合うハニカム体間の筒体の内径寸法は、通常ハニカム体周囲の内径寸法と同径に形成されているので、一方のハニカム体内を通過した排気が隣り合うハニカム体間の隙間から筒体内面側に進入し、筒体とハニカム体との間に配置したセラミック繊維等よりなる支持体が排気に晒されて変質したり、繊維が次第にほつれて飛散する等のおそれがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような複数個のハニカム体を筒体内に収容配置してなる触媒コンバータが有する上記の問題点を解消することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による触媒コンバータ及びその製造方法は以下の構成としたものである。
【０００８】
即ち、本発明による触媒コンバータの製造方法は、複数個のハニカム体を、それらの外周にそれぞれ支持体を巻き付けた状態で筒体内に所定の間隔を開けて筒体内に収容配置し、前記各ハニカム体の周囲の筒体を縮経加工して固定するようにした触媒コンバータの製造方法において、前記縮経加工を行う前に、隣り合うハニカム体間に対応する位置の筒体の外径寸法を少なくとも前記縮経加工後のハニカム体周囲の筒体外径よりも小径に形成することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による触媒コンバータの製造方法は、複数個のハニカム体を、それらの外周にそれぞれ支持体を巻き付けた状態で筒体内に所定の間隔を開けて収容配置し、前記各ハニカム体の周囲の筒体を縮径加工して固定するようにした触媒コンバータの製造方法において、前記縮径加工を行う前に、隣り合うハニカム体間に対応する位置の筒体の外径寸法を少なくとも前記縮径加工後のハニカム体周囲の筒体外径よりも小径にすると共に、前記小径の小径部を形成する際に、前記小径部の内径寸法を前記ハニカム体の外径寸法と略同等もしくはそれよりも小径に形成する第１工程と、前記縮径加工を行う前に、隣り合うハニカム体間の筒体の前記小径部に、センサ取付用ナットを、その外面が前記縮径加工後の筒体よりも半径方向内方に位置するようにして固着する第２工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による触媒コンバータの製造方法は、前記ハニカム体の外径寸法と前記支持体の厚さ寸法とに応じて前記筒体の縮径量を調整することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による触媒コンバータ及びその製造方法を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
図１は本発明による触媒コンバータの一実施形態を示す縦断面図である。図において、１は筒体で、その長手方向略中央部には小径部１ａが形成され、その小径部１ａの両側の大径部１ｂ・１ｂ内に、全体略円柱状のセラミック製ハニカム触媒よりなるハニカム体２が、その外周面にセラミック繊維をマット状に形成してなる支持体３を巻き付けた状態で収容配置されている。
【００１３】
上記小径部１ａの内径寸法は、上記ハニカム体２の外径寸法と同等もしくはそれよりも小径に形成され、その小径部１ａには、センサ取付用のナット４が設けられている。そのナット４は本実施形態においては上記小径部１ａに形成した穴内に嵌合した状態で溶接等により一体的に固着した構成であり、上記ナット４に温度センサＳ等を取付けて触媒コンバータ内を流れる排気の温度を検出するものである。さらに上記筒体１の両端部１ｃ・１ｃは、それぞれ漏斗状に形成され、その各先端部分に排気管Ｐ１・Ｐ２を嵌合接続する構成である。
【００１４】
上記のように、筒体１内に収容した隣り合うハニカム２・２体間における筒体１の内径寸法を、ハニカム２の外径寸法と同等もしくは小径に形成すると、隣り合うハニカム体２・２間における筒体１とハニカム体２との間に排気が流入するのを可及的に低減することが可能となり、支持体３が変質したり、飛散するのを極力防止することができるものである。
【００１５】
次に上記のような触媒コンバータを製造するに当たっては、例えば以下の要領で製造する。即ち、先ず図２（ａ）に示すように所定の内径寸法を有する筒体１を用い、筒体１内に収容すべき複数のハニカム体の略中間位置に対応する部位、本実施形態においては同図（ｂ）に示すように筒体１の軸線方向ほぼ中央部に小径部１ａを形成する。この場合、上記筒体１としては、その内径寸法が、挿入すべきハニカム体２の外周面に支持体３を巻き付けた状態での外形寸法と略同等もしくはそれよりもやや小径のものを用いればよい。
【００１６】
また上記小径部１ａの外径寸法は、少なくとも上記縮径加工後のハニカム体周囲の筒体外径よりも小径に形成するとよく、また上記小径部１ａの内径寸法は、ハニカム体２の外径寸法と略同等もしくはそれよりも小径に形成するのが望ましい。その小径部１ａの形成手段としてはスピニング加工やその他適宜である。
【００１７】
さらに上記小径部１ａにセンサ取付用のナット４を取付ける場合には、例えば図２（ｂ）のように上記小径部１ａにナット４が丁度嵌る大きさの穴を形成し、その穴内にナット４を嵌合して溶接等で固着しておく。その場合、上記ナット４の外面（筒体半径方向外側の面）は、後述するハニカム体周囲の筒体１を縮径加工した後の外周面よりも半径方向内側に位置するようにするとよい。
【００１８】
次に、図２（ｂ）のようにハニカム体２を、その外周面に支持体３を巻き付けた状態で筒体１内に挿入するもので、その挿入操作は筒体１の両端側から同時に行ってもよく、あるいは片方ずつ行ってもよい。またその際必要に応じて適宜治具等を用いて挿入することもできる。
【００１９】
上記のようにして筒体１内に複数個のハニカム体２を挿入した状態で、各ハニカム体２の周囲の筒体１をダイスＤ等により周方向全長にわたって縮径してハニカム体２を固定するもので、その縮径量は排気温度で筒体１やハニカム体２および熱膨張性の支持体３にあっては該支持体をも含めてそれらが膨張・収縮してもハニカム体２ががたついたり、ハニカム体が損傷することなく良好に固定できる程度に縮径すればよい。
【００２０】
この場合、ハニカム体２の外形寸法は、特にセラミック製のものにあっては、前述のようにロット毎に、あるいは個々の製品毎にバラツキがあり、そのような寸法にバラツキのあるハニカム体にあってはロット毎に、あるいは個々の製品毎に外形寸法を測定し、その測定した寸法に応じて上記の縮径量を適宜調整する。
なお支持体３の密度や厚さにバラツキがある場合には、それらをも加味して上記の縮径量を調整するとよい。
【００２１】
また上記の縮径量の調整はダイスの絞り径を変更可能に構成するか、または縮径量の異なる複数種類のダイスを用意して選択的に使用する、あるいは密度や厚さの異なる複数種類の支持体を用意して選択的に使用することもできる。さらにハニカム体の外形寸法の測定、および必要に応じて支持体３の密度や厚さ等を測定し、それに基づいて縮径量の調整やダイスもしくは支持体の選択を自動的に行わせることも可能である。
【００２２】
上記のようにして筒体１内に複数個のハニカム体２が固定されたところで筒体１の両端部１ｃ・１ｃをスピニング加工等により漏斗状に形成することによって触媒コンバータとしての製品が完成する。その完成した触媒コンバータの両端部に前記図１のように排気管Ｐ１・Ｐ２を接続して使用に供するものである。
【００２３】
上記のように各ハニカム体２の外径寸法に応じて筒体１の縮径加工時の縮径量を調整すると、縮径量が少なくてガタツキを生じたり、縮径量が多くてハニカム体が損傷する等の問題を解消することができる。
【００２４】
また各ハニカム体周囲の筒体の縮径加工を行う前に、隣り合うハニカム体間の筒体の外径寸法を縮径加工後のハニカム体周囲の筒体外径よりも小径に形成すると、例えばダイス等で上記の縮径加工を行う際に、そのダイス等を上記の小径部にまでオーバースルーさせて良好に縮径加工を施すことができる。また上記小径部１ａにセンサ取付用のナット４を設ける場合に、そのナット４を少なくとも上記の縮径加工を行う前に固着しておき、かつ該ナット４の外面がハニカム体周囲の筒体１を縮径したときの外周面よりも半径方向内側に位置するようにすると、縮径加工時に邪魔になることがない。
【００２５】
さらに上記ナット４を溶接等で固着する場合、筒体に熱変形やひずみが生ずるおそれがあり、絞り加工を行ってから固着した場合には上記の熱変形やひずみによってハニカム体２の固定圧力にバラツキが生じたり、支持バランスが崩れてがたつきを生じる等のおそれがあるが、前述のように縮径加工を行う前に固着しておくと、上記のような不都合が生じるのを未然に防止することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明による触媒コンバータは、隣り合うハニカム体間の筒体の内径寸法をハニカム体の外径寸法と同等もしくはそれよりも小径に形成したので、隣り合うハニカム体２・２間における筒体１とハニカム体２との間に排気が流入して支持体３が変質したり、飛散するのを極力防止することができる。
【００２７】
また本発明による触媒コンバータの製造方法は、各ハニカム体２の外径寸法に応じて筒体１の縮径加工時の縮径量を調整するようにしたので、縮径量が少なくてガタツキを生じたり、縮径量が多くてハニカム体が損傷する等の問題を良好に解消することができる。
【００２８】
さらに筒体１の縮径加工を行う前に、隣り合うハニカム体２・２間の筒体１の外径寸法を少なくとも上記縮径加工後のハニカム体周囲の筒体外径よりも小径に形成するようにしたので、例えばダイス等で上記の縮径加工を行う際に、そのダイス等を上記の小径部にまでオーバースルーさせて良好に縮径加工を施すことができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による触媒コンバータの一実施形態を示す縦断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は触媒コンバータの製造プロセスの一例を示す説明図。
【符号の説明】
１  筒体
１ａ  小径部
１ｂ  大径部
２  ハニカム体
３  支持体
４  ナット
Ｄ  ダイス
Ｓ  温度センサ
Ｐ１、Ｐ２  排気管
【図１】
0004576025.tif 000002
【図２】
0004576025.tif 000003