(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に保持マットが巻回されたハニカム状セラミック触媒を筒形の金属製ケース内に圧入する際に使用される筒形のガイド治具であって、
内孔の一端側が大径であり、他端側が小径となっており、該他端側が該金属製ケースに当接され、前記保持マットが巻回されたセラミック触媒が該一端側から他端側に向って通り抜ける圧入用ガイド治具において、
該内孔の内周面は、該一端側から他端側にかけて、テーパ角がそれぞれ異なる導入部、保持部及び圧入部となっており、
該導入部のテーパ角が最も大きく、
該保持部のテーパ角が最も小さく、
該圧入部のテーパ角がこれらの間の角度となっていることを特徴とする圧入用ガイド治具。
【請求項２】
請求項１において、
前記セラミック触媒の最大外径をｄ１とし、該セラミック触媒に巻回された保持マットの最大外径（圧入用ガイド治具内に導入される前の最大外径）をｄ２とし、
前記導入部の入口端の最大内径をＤ１とし、
該導入部と前記保持部との境界部の最大内径をＤ２とし、
該保持部と前記圧入部との境界部の最大内径をＤ３とし、
該圧入部の出口端の最大内径をＤ４とした場合、
該導入部の入口端の最大内径Ｄ１は前記保持マットの最大外径ｄ２よりも大であり、
前記最大内径Ｄ２，Ｄ３及びＤ４はいずれも前記保持マットの最大外径ｄ２よりも小さく且つ前記セラミック触媒の最大外径ｄ１よりも大であることを特徴とする圧入用ガイド治具。
【請求項３】
請求項２において、前記保持マットの幅（圧入方向の長さ）をＭとし、
前記導入部の圧入方向の長さをＬ１とし、
前記保持部の圧入方向の長さをＬ２とし、
前記圧入部の圧入方向の長さをＬ３とした場合、
Ｌ１／Ｍは０．８／１０〜２／１０であり、
Ｌ２／Ｍは９／１０〜１１／１０であり、
Ｌ３／Ｍは２／１０〜５／１０である
ことを特徴とする圧入用ガイド治具。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該圧入用ガイド治具の前記他端側の内周縁部には、前記金属製ケースが内嵌する凹段部が周設されており、
該凹段部と前記圧入部との境界部が該圧入部の出口端であり、
該圧入部の出口端の最大内径Ｄ４は該金属製ケースの最大内径以下であることを特徴とする圧入用ガイド治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用排ガス浄化装置の組立工程などにおいて用いるのに好適な圧入用ガイド治具に係り、詳しくは、外周面に保持マットを巻回したハニカム状セラミック触媒を金属製ケースに圧入して触媒コンバーターを組み立てる場合に使用する圧入用ガイド治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の内燃機関の排ガス中に含まれる有害物を除去するために、排ガスの流路の触媒ケーシング内にハニカム状セラミック触媒（以下単に「触媒」と称す場合がある。）を収容した浄化装置が使用されている。例えば、自動車ではマフラーを触媒ケーシングとし、保持マットを介してマフラー内部に触媒を収容して浄化装置としている。
【０００３】
このような浄化装置、即ち、触媒コンバーターは、貴金属などの触媒を坦持した触媒（ハニカム状セラミック触媒）と、この触媒を収容してマフラーに接続するための金属製ケースと、この金属製ケースに触媒を固定するための保持マットとの３つの部品で主に構成され、保持マットの両端又は一方の端部にステンレスやインコネルなどの耐熱金属の細線からなるメッシュリングが併用される場合もある。
【０００４】
従来、触媒コンバーターの組み立て方法としては、予め半割した金属製ケース内に、保持マットを巻回した触媒を装着して半割ケース同士を溶接して一体化するクラムシェル方式と、触媒の外周よりもやや大きな金属製ケースに、保持マットを巻回した触媒を圧入するスタッフィング方式とがある。特に最近では、部品点数の削減、或いは組み立て工数の削減から、スタッフィング方式が主流になりつつある。
【０００５】
スタッフィング方式による触媒コンバーターの組み立てには、保持マットを巻回した触媒を、その触媒上に巻回された保持マットの外径よりも小さい内径を有する金属製ケースに圧入する方式（以下「圧入方式」と称す。）と、触媒上に巻回された保持マットの外径よりも大きな内径を有する金属製ケースに挿入した後、この金属製ケースの外径を絞り加工する方式とがあり、このうち、圧入方式は後加工が不要である点において、生産性に優れる。
【０００６】
従来、圧入方式では、一般に、図３，４に示すような筒形の漏斗状の圧入用ガイド治具４を用い、保持マット２を巻回したハニカム状セラミック触媒１を金属製ケース３に圧入する。従来の圧入用ガイド治具４は、図３に示す如く、内孔４Ｓの一端側４ａが大径であり、他端側４ｂが小径となるように、内孔４Ｓの内周面が一端側４ａから他端側４ｂにかけてテーパ状に縮径された形状を有する。なお、圧入用ガイド治具４の他端側の内周縁部には、金属製ケース３の上端が内嵌する凹段部４Ａが設けられており、この凹段部４Ａに金属製ケース３の上端部を内嵌させて圧入用ガイド治具４を金属製ケース３に固定し（図４（ａ））、この状態で保持マット２を巻回した触媒１を圧入用ガイド治具４の一端（上端）から圧入用ガイド治具４の内孔４Ｓを通過させ（図４（ｂ））、金属製ケース３内に圧入する（図４（ｃ））。
【０００７】
この圧入方式では、図４（ｃ）に示す如く、金属製ケース３の内周と触媒１の外周との間の間隙（以下「ギャップ」と称す。）ｗ１は、通常３〜４ｍｍであるのに対して、保持マット２は嵩密度０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３で、触媒１に巻回された状態での厚み（図４（ａ）のｗ２）は５〜１０ｍｍ程度である。従って、保持マット２を巻回した触媒１を金属製ケース３に圧入する際には、保持マット２の厚みｗ２を１／２〜１／３に圧縮しながら圧入することになる。また、保持マット２のギャップ充填密度（以下「ＧＢＤ」と称す。）の標準は通常０．３〜０．４ｇ／ｃｍ３で、この密度まで圧縮する時に必要な圧力（以下「圧縮面圧」と称す。）は、一般的な保持マットでは２〜５ｋｇ／ｃｍ２と考えられるが、金属製ケース３の内寸公差及び触媒１の外寸公差、更には保持マット２の繊維重量公差を考慮した場合、ＧＢＤは最高０．５ｇ／ｃｍ３以上にも達する場合がある。この場合、圧入後の保持マットは初期厚みの１／４に圧縮された圧縮面圧は８ｋｇ／ｃｍ２にもなる。
【０００８】
このような高圧縮条件下において、適正な圧入が行われない場合には、金属製ケース内で保持マットが触媒の周囲に均一に介在しないため、触媒を安定に保持することができず、また、排ガスによって保持マットが部分的に損傷して飛散するなどの問題を引き起こす。
【０００９】
また、圧入時には、図３に示す如く、内孔４Ｓの内周面に傾斜を持たせた圧入用ガイド治具４を用いるが、この圧入用ガイド治具４の内孔４Ｓの傾斜角（図３のθ）が大きく、深さの浅いもの、即ち、圧入方向の長さ（図３のＬ）が短いものは圧入距離が少なく、従って、サイクルタイムを短くでき、量産に向いているが、圧入によって保持マット２の導入側が急激に圧縮されると、その反動で保持マット２の反導入側が大きく反発してマットの巻回外径が拡大され、触媒との密着性が悪化するという欠点がある。通常、保持マット２は接着剤や両面テープで部分的に触媒１に接着、固定されて圧入に供されるが、このような反発が生じると、保持マット２と触媒１との接着部が外れる原因となる。接着が外れたままの状態で圧入した場合には、更に保持マットが大きくずれることとなる。一方、この傾斜角θの小さい圧入用ガイド治具４であれば、保持マットが徐々に圧縮されるため、比較的良好な圧入を行うことができるが、圧入距離が長くなるため、サイクルタイムが長く、量産に不向きであるとい欠点がある。また、圧入距離が長いと、保持マット２と圧入用ガイド治具４の内面との接触、摩擦によって保持マット２の表面状態が悪化して傷として残り、保持マットの耐久性に問題が生じる可能性も出てくる。
【００１０】
なお、保持マットの巻回時の密着性を確保するために、触媒に保持マットを巻回した後に保持マットの外周にテープを巻き付けて保持マットの厚みを減少させる方法が採用される場合もあるが、この場合には、作業工数の増加、作業性の悪化の問題や、過度にテープを巻き付けて逆に圧入用ガイド治具との滑り性が悪化して、圧入が困難になるという問題も生じる。
【００１１】
ところで、触媒コンバーターの使用温度は通常６００℃以上であり、より高い触媒効率を得ようとした場合、より高い温度で使用する必要がある。このような高温下では、従来のセラミック繊維を主体とした保持マットでは、繊維の熱劣化が起こり保持能力が低下する恐れがある。そこで、より耐熱性に優れたアルミナ繊維からなる保持マットを用いる方法が注目されている（特開平７−２８６５１４号公報、特開平９−９４６号公報他）。その中でも、アルミナ繊維の積層シートであって、ニードルパンチングによりその繊維の一部を積層面に対して貫通方向に配向させてなるマットは、その強度、復元性、取り扱い性において特に優れている。
【００１２】
しかしながら、このようなアルミナ繊維からなる耐熱性マットであっても、実使用前に過度の機械的応力が加わった場合は、繊維の一部が破損し、使用中の寿命低下を招く恐れがある。特に、保持マットを触媒コンバータに装着する場合に、最近主流とされている上述のような圧入方式を採用した場合には、圧入の際に繊維を傷める不都合の他、保持マットを金属製ケースと触媒との間のギャップに均一に挿入することができないという問題がある。
【００１３】
従来、スタッフィング方式で触媒コンバーターを組み立てる際に使用する圧入用ガイド治具については、次のような提案がなされているが、いずれも問題の解決には到っていない。
▲１▼  特開２００１−２２１０３９号公報：触媒コンバーターの製造において触媒表面をシール材で巻回する工程と、その外周を圧密治具を用いて圧密する工程と、更に筒状ケースに押圧する充填工程を有する。圧密（圧縮率）が少ない場合は単一角度のテーパー形状の縮径治具、或いはピアノ線状の滑り治具を用いることが図示記載されている。しかしながら、圧密治具との併用は作業性に劣り量産に不向きという問題点がある。
▲２▼  特開昭５８−２８５０６号公報：テーパー状の案内ブッシュを用いる。この方法では、シール材外周にカラー（滑り部材）を必要とし、圧入の際にカラーまで金属製ケースに圧入している。このため部品点数が多く製造コストの削減を図ることができないという問題がある。
▲３▼  特願平０９−３１７４５５号公報及び特願平０９−３１７４５７号公報：周長が変わるようスリットを設けている漏斗状の取り付け治具が図示記載されている。この方法は高い圧入圧力を必要とする場合は治具の強度がないという問題がある。
▲４▼  特表２００１−５２６１１５号公報：触媒コンバーターの組み立てにおいて触媒をマットで包み込み、円筒形容器に挿入してから容器周囲を圧縮して応力保持する方法であり、挿入時に使用する押し込みコーンが図示記載されている。しかし、この後の円筒容器の縮径のために比較的緩い押し込みしか必要とせず、治具の形状は限定されていない。
▲５▼  特開平１１−２８０４５９号公報：押し込み治具として、テーパ角２〜１０°程度で表面粗さが０．８〜１２．５μｍのものが図示記載されている。しかしながら、滑り性の悪い保持マットや圧入時のマット密度が高い場合はマットと触媒の密着が悪く、ずれが生じ、良好な圧入ができない問題がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、保持マットを巻回した触媒を金属製ケースに圧入して触媒コンバーターを組み立てる際に、生産性を損なうことなく、触媒に巻回された保持マットを劣化ないし破損させることなく、また、保持マットのずれやはみ出しを防止して円滑に圧入することができる圧入用ガイド治具を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧入用ガイド治具は、外周面に保持マットが巻回されたハニカム状セラミック触媒を筒形の金属製ケース内に圧入する際に使用される筒形のガイド治具であって、内孔の一端側が大径であり、他端側が小径となっており、該他端側が該金属製ケースに当接され、前記保持マットが巻回されたセラミック触媒が該一端側から他端側に向って通り抜ける圧入用ガイド治具において、該内孔の内周面は、該一端側から他端側にかけて、テーパ角がそれぞれ異なる導入部、保持部及び圧入部となっており、該導入部のテーパ角が最も大きく、該保持部のテーパ角が最も小さく、該圧入部のテーパ角がこれらの間の角度となっていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の圧入用ガイド治具は、内孔の内周面が導入部、保持部、及び圧入部で異なるテーパ角を有しているため、比較的短い圧入距離で、従って生産性を損なうことなく、保持マットを劣化ないし破損させることなく、また、保持マットのずれやはみ出しを防止して、保持マットを巻回した触媒を金属製ケースに円滑に圧入することができる。
【００１７】
即ち、テーパ角の最も大きい導入部で保持マットを触媒に密着させ、その後、保持マットを巻回した触媒全体が内部に入る、テーパ角が最も小さい保持部では保持マットは軽く圧縮される。そして、圧入部においては、保持マットが既に十分に圧縮されているため、保持マットと触媒とのずれをひき起こすことなく、良好な圧入を行える。
【００１８】
本発明においては、ハニカム状セラミック触媒の最大外径をｄ１とし、このセラミック触媒に巻回された保持マットの最大外径（圧入用ガイド治具内に導入される前の最大外径）をｄ２とし、圧入用ガイド治具の導入部の入口端の最大内径をＤ１とし、導入部と保持部との境界部の最大内径をＤ２とし、保持部と圧入部との境界部の最大内径をＤ３とし、圧入部の出口端の最大内径をＤ４とした場合、導入部の入口端の最大内径Ｄ１は保持マットの最大外径ｄ２よりも大であり、前記最大内径Ｄ２，Ｄ３及びＤ４はいずれも保持マットの最大外径ｄ２よりも小さく且つ触媒の最大外径ｄ１よりも大であることが好ましい。
【００１９】
なお、ハニカム状セラミック触媒の形状は、通常柱状であるが、その断面（軸方向に垂直な断面）の形状は円形、楕円形、三角形、四角形、五角形等の方形等、様々な形状が採用される。従って、このようなハニカム状セラミック触媒が圧入される金属製ケース、及びハニカム状セラミック触媒を金属製ケースに圧入するための圧入用ガイド治具についても、その内孔がこのハニカム状セラミック触媒の形状に倣う筒形であり、その断面（筒軸方向に垂直な断面）の形状は、ハニカム状セラミック触媒の断面形状と同様に円形、楕円形、三角形、四角形、五角形等の方形等、様々な形状を採用し得る。
【００２０】
本発明において、ハニカム状セラミック触媒の最大外径ｄ１，このセラミック触媒に巻回された保持マットの最大外径ｄ２、圧入用ガイド治具の各部の最大内径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４及び後述の金属製ケースの最大内径とは、その断面（柱又は筒軸方向に垂直な断面）において、当該断面形状を平行な２本の直線で挟んだ場合に、その直線間距離が最も大きくなる部分の長さを指し、例えば、当該断面形状が円形であればその円の直径であり、楕円形であればその楕円の長径である。また、当該断面形状が三角形であれば最長の一辺の長さであり、正方形、長方形、正六角形等であれば対角線の長さである。
【００２１】
一般的には、ハニカム状セラミック触媒は、その軸方向において同一断面形状及び同一断面寸法の柱状であり、このハニカム状セラミック触媒が圧入される金属製ケースの内孔も、その軸方向において同一断面形状及び同一断面寸法である。また、ハニカム状セラミック触媒を金属製ケースに圧入する圧入用ガイド治具の内孔の断面形状は、ハニカム状セラミック触媒の断面形状と相似形であり、この断面形状の寸法がハニカム状セラミック触媒の圧入方向に異なるものとされる。
【００２２】
なお、以下において、上記「最大外径」、「最大内径」は、それぞれ単に「外径」、「内径」と称す。
【００２３】
本発明においては、上述のような外径、内径寸法において、更に、保持マットの幅（圧入方向の長さ）をＭとし、前記導入部の圧入方向の長さをＬ１とし、前記保持部の圧入方向の長さをＬ２とし、前記圧入部の圧入方向の長さをＬ３とした場合、Ｌ１／Ｍは０．８／１０〜２／１０であり、Ｌ２／Ｍは９／１０〜１１／１０であり、Ｌ３／Ｍは２／１０〜５／１０であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明の圧入用ガイド治具の前記他端側の内周縁部には、金属製ケースが内嵌する凹段部が周設されており、該凹段部と前記圧入部との境界部が該圧入部の出口端であり、該圧入部の出口端の内径Ｄ４は該金属製ケースの内径以下であることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
図１は実施の形態に係る圧入用ガイド治具と、保持マットを巻回した触媒及び金属製ケースを示す断面図であり、図２はこの圧入用ガイド治具を用いた触媒コンバーターの組み立て方法を示す断面図である。
【００２７】
圧入用ガイド治具１０は、外周面に保持マット２を巻回したハニカム状セラミック触媒１を筒形の金属製ケース３内に圧入する際に使用される筒形のガイド治具であって、内孔１０Ｓの一端側（図１の上端側）が大径であり、他端側（図１の下端側）が小径となっている。この他端側の内周縁部には、金属製ケース３が内嵌する凹段部１０Ａが周設されている。
【００２８】
この圧入用ガイド治具１０は、保持マット２を巻回した触媒１が一端側から他端側に向って通り抜ける内孔１０Ｓの内周面が、この一端側から他端側にかけて、テーパ角がそれぞれ異なる導入部１０ａ、保持部１０ｂ及び圧入部１０ｃとなっており、導入部１０ａのテーパ角θ１が最も大きく、保持部１０ｂのテーパ角θ２が最も小さく、圧入部１０ｃのテーパ角θ３がこれらの間の角度となっている。
【００２９】
この圧入用ガイド治具１０の導入部１０ａの入口端（上端）の内径Ｄ１は、触媒に巻回された保持マット２の圧入前の外径（以下「巻回外径」と称す場合がある。）ｄ２よりも大であり、導入部１０ａと保持部１０ｂとの境界部の内径Ｄ２、保持部１０ｂと圧入部１０ｃとの境界部の内径Ｄ３、圧入部１０ｃの出口端（この出口端は凹段部１０Ａと圧入部１０ｃとの境界部である。）の内径Ｄ４はいずれも、この触媒に巻回された保持マットの外径ｄ２より小さく、触媒の外径ｄ２よりも大きい。なお、圧入部の出口端の内径Ｄ４は金属製ケース３の内径Ｄ５以下である。
【００３０】
また、保持マット２の幅（圧入方向の長さ）Ｍに対して、導入部１０ａの圧入方向の長さＬ１は、Ｌ１／Ｍ＝０．８／１０〜２／１０であり、保持部１０ｂの圧入方向の長さＬ２は、Ｌ２／Ｍ＝９／１０〜１１／１０であり、圧入部１０ｃの圧入方向の長さＬ３は、Ｌ３／Ｍ＝２／１０〜５／１０であることが好ましい。
【００３１】
このような圧入用ガイド治具１０を用いることにより、保持マット２を巻回した触媒１を圧入用ガイド治具１０の導入部１０ａから保持部１０ｂ、圧入部１０ｃを経て、円滑に金属製ケース３に圧入することが可能となる。
【００３２】
即ち、導入部１０ａは、触媒１の周囲に巻回された保持マット２の外径ｄ２から外径ｄ２未満にするための傾斜面又は曲面で構成される。保持マット２の巻回状態では保持マット２が触媒１に対して均一に密着していても、触媒１の外径ｄ１にマット厚みを加えたものよりも更にその外径ｄ２は大きい。そこで、第１段目の圧縮、圧入工程となる導入部１０ａでは、好ましくは巻回状態のマット外径ｄ２から触媒外径ｄ１とマット厚みとの合計以下に圧縮することにより、保持マット２を触媒１に密着させる（図２（ａ））。
【００３３】
従って、導入部１０ａの入口端の内径Ｄ１は触媒１に巻回された保持マット２の外径ｄ２よりも大きく、導入部１０ａと保持部１０ｂとの境界部の内径Ｄ２は、触媒の外径ｄ１と巻回前の保持マット２の厚み（ｄ３とする）との合計（ｄ１＋ｄ３×２）に対して、（ｄ１＋ｄ３×２）〜（ｄ１＋ｄ３×２−２．０）ｍｍ程度の範囲とするのが好ましい。
【００３４】
この導入部１０ａにおける、過度に圧縮されない第１段目の圧縮、圧入工程では、マット反発に伴う巻回外径ｄ２の拡大がなく、保持マット２の触媒１に対する密着性が悪化することもない。従って、この導入部１０ａの長さＬ１は、保持マット２の幅Ｍの０．８／１０〜２／１０程度で十分である。
【００３５】
次に、第２段目の圧縮、圧入工程となる保持部１０ｂでは、保持マット２が巻回された触媒１の全体が圧入用ガイド治具１０内に入り（図２（ｂ））、更に軽く圧縮され、保持マット２が更に触媒１に密着する。この保持部１０ｂの内周面のテーパ角は、通常２°以下、特に０．５〜１．５°の傾斜面で構成されることが好ましく、また、保持部１０ｂの長さＬ２は、保持マットの幅Ｍとほぼ等しく、保持マット２の幅Ｍの通常９／１０〜１１／１０程度とすることが好ましい。保持部１０ｂの長さＬ２がこれよりも短いと、保持マット２の一部が触媒１に対して密着せず、また、これよりも長いと、圧入距離が長過ぎて、生産性を損う。従って、保持部１０ｂの長さＬ２は、保持マット２の幅Ｍとほぼ同等に設定される。
【００３６】
更に、第３段目の圧縮、圧入工程となる圧入部１０ｃは、テーパ角θ３が通常４°以下、特に２〜３°の傾斜面で構成され、最終的に金属製ケース３の内径Ｄ５以下に巻回外径を圧縮する。この圧入部１０ｃでは、保持部１０ｂで既に十分に保持マット２と触媒１とが密着している状態で圧入が行われるため、保持マット２と触媒１のずれは極めて少なく、円滑な圧入が可能となる。この圧入部１０ｃの長さＬ３は、保持マット２の幅Ｍに対して２／１０〜５／１０程度とすることが好ましい。
【００３７】
このように、本発明によれば、圧入用ガイド治具１０の内孔１０Ｓの内周面が、導入部１０ａ、保持部１０ｂ、圧入部１０ｃで、各々の圧縮ないし圧入条件に応じた異なるテーパ角とされているため、圧入距離を長くすることなく、従って、生産性を損うことなく、良好な圧入を行える。
【００３８】
なお、図１に示す断面図においては、導入部１０ａ、保持部１０ｂ及び圧入部１０ｃの内周面は直線となっているが、曲面であっても良い。
【００３９】
なお、本発明において、触媒、保持マット、金属製ケースについては特に制限はなく、触媒コンバーターの製造に従来より一般的に使用されているものを用いることができる。
【００４０】
前述の如く、保持マットとしては、従来、非晶質アルミナシリカ系繊維に熱膨張性鉱石（一般的にはバーミキュライト）を混ぜて抄造したものが一般的であったが、最近になって触媒効率の向上の観点から触媒位置をよりエンジンに近い部分に移動して高温化したり、触媒担体（主にコーディエライトよりなるハニカム構造）の薄肉化が進んでいる。このため、従来の熱膨張性保持マットでは耐熱性が低く、更に薄肉の触媒担体を破壊する恐れがあるなどの市場要求の変化から、近年では、耐熱性の高い結晶質のアルミナシリカ系繊維を用いた保持マットが主流になってきている。
【００４１】
このアルミナ繊維は、繊維径が３〜５μｍ、長さ数ミリから数百ｍｍ程度の短繊維で構成され、マット状で市場に供給されるのが一般的である。こうした状態では繊維同士の繋がりが弱いため、その中でも、アルミナ繊維の積層シートであって、ニードルパンチングによりその繊維の一部を積層面に対して貫通方向に配向させたものが耐久性が優れている点で好適である。更に、有機バインダーを含浸したものが一般的である。有機バインダーは繊維を保護するだけでなく、保持マットの厚みを均一に保つなど、使用時の取り扱い性を向上させる役割を果たすが、圧入の際、圧入用ガイド治具との滑りを阻害して良好な圧入を行えなくなる原因となることもあるため、有機バインダー樹脂量は、この圧入を阻害しない範囲で十分な保形性を発揮するような量とすることが好ましい。
【００４２】
一般的には、保持マットとしては、アルミナ繊維量１０００〜２０００ｇ／ｍ２、嵩密度０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３、繊維に対する有機バインダー樹脂量３〜３０重量％、厚み５〜１０ｍｍ程度のものが使用される。
【００４３】
また、ギャップは２〜５ｍｍで保持マットは、その厚みが１／２〜１／５に圧縮され、ＧＢＤ０．２〜０．５ｇ／ｃｍ３で圧入されることが好ましい。即ち、本発明の圧入用ガイド治具によれば、保持マットの厚みに対してギャップが小さく、保持マットが高いＧＢＤで大きく圧縮される場合であっても、保持マットのずれやはみ出しを引き起こすことなく圧入を行うことができる。このため、ＧＢＤを高くすることで、触媒の保持安定性を高めることができ、高品質の触媒コンバーターを製造することができる。
【００４４】
なお、図１，２に示す如く、保持マット２の幅Ｍは、圧入時のマット２の延びを考慮して触媒１の長さよりも短くし、圧入方向の触媒端面とマット端面を揃えて触媒に巻回されるが、触媒１の長さとこの保持マット２の幅Ｍとの差（図１のｍ）は、保持マット２の厚さや圧入時の圧縮面圧、圧入距離等によっても異なるが、一般的には、ｍは１０ｍｍ以下となるように設計することが好ましい。
【００４５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４６】
実施例１
図１，２に示す如く、本発明の圧入用ガイド治具１０を用いて、触媒コンバーターの組み立てを行った。
【００４７】
保持マット２として、アルミナ繊維の把持材（三菱化学産資（株）製：商品名「マフテックＯＢＭ」）を準備した。この保持マット２の単位面積当たりの繊維量は１３２０ｇ／ｍ２、繊維に対する有機バインダー樹脂量は８．５重量％、厚みは６．２ｍｍ、幅（Ｍ）１１４ｍｍ、長さは３３８ｍｍであり、ＧＢＤで０．５ｇ／ｃｍ３まで圧縮したときに８ｋｇ／ｃｍ２の圧縮面圧を発生するものであった。これを長さ１２４ｍｍ、外径（ｄ１）１０１．５ｍｍφの円柱形状のハニカム状セラミック触媒１に、圧入方向で触媒１の端面に揃えて、幅１０ｍｍの２列の両面テープを介して巻回し、更に巻回したその周囲を市販の２４ｍｍ幅のマスキングテープ３列で固定した。
【００４８】
即ち、この実施例では、保持マット２の幅Ｍを圧入時のマット２の延びを考慮して、触媒１の長さより１０ｍｍ短くし、圧入方向で触媒端面に揃えて巻回した状態で金属製ケース３に圧入し、圧入後のマット２の端面が触媒１の端面よりはみ出しているか否かで、圧入用ガイド治具の善し悪しを判断することとした。圧入が悪くマットが良好に圧入されない場合は、このはみ出し量が多くなる。
【００４９】
この時、保持マット２を巻回した触媒１のおおよその外径ｄ２は１１６ｍｍであった。
【００５０】
金属製ケース３としては、内径（Ｄ５）１０６．７ｍｍφの円筒形のもの（内孔の水平断面の形状は円形）を用いた。従って、触媒１と金属製ケース３との間のギャップは２．６ｍｍ（＝（Ｄ５−ｄ１）÷２＝（１０６．７−１０１．５）÷２）である。
【００５１】
また、圧入用ガイド治具１０としては、下記仕様の略円筒形のもの（内孔の水平断面の形状は円形）を用いた。
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【００５２】
上記圧入用ガイド治具１０の内周面に潤滑剤を薄く塗布して金属製ケース３の上部に固定し、保持マット２を巻回した触媒１を圧入した。
【００５３】
この結果、ギャップ２．６ｍｍで、ＧＢＤは０．５０８ｇ／ｃｍ３にもなるが、圧入した保持マットのずれやはみ出しはなく、良好な圧入を行うことができた。
【００５４】
比較例１
図３，４に示す如く、圧入用ガイド治具４として、５０ｍｍの長さで内径が１２１ｍｍから１０６．５ｍｍ（テーパ角θ＝８．２°）に縮径する略円筒形のもの（内孔の水平断面の形状は円形）を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件で圧入を行ったところ、図４（ｃ）に示す如く、約２０ｍｍの保持マットのはみ出し２Ａが生じた。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の圧入用ガイド治具によれば、保持マットを巻回した触媒を金属製ケースに圧入して触媒コンバーターを組み立てる際に、生産性を損なうことなく、触媒に巻回された保持マットを劣化ないし破損させることなく、また、保持マットのずれやはみ出しを防止して円滑に圧入することができ、高品質の触媒コンバーターを効率的に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る圧入用ガイド治具と保持マットを巻回した触媒及び金属製ケースを示す断面図である。
【図２】実施の形態に係る圧入用ガイド治具を用いた触媒コンバーターの組み立て方法を示す断面図である。
【図３】従来の圧入用ガイド治具と保持マットを巻回した触媒及び金属製ケースを示す断面図である。
【図４】従来の圧入用ガイド治具を用いた触媒コンバーターの組み立て方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ハニカム状セラミック触媒
２  保持マット
３  金属製ケース
４  圧入用ガイド治具（従来例）
１０  圧入用ガイド治具（本発明例）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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