CN1898020B - 排气催化剂装置的芯件、其制造方法及其插装固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新的排气催化剂装置的芯件、其制造方法及其插装固定方法，能够进一步实现在汽车相关部件中所始终追求的轻量化和低成本化等。本发明涉及设置在被送入排出气体(G)的外筒体(2)的内部、利用附着形成在表面上的催化剂来净化排出气体(G)的排气催化剂装置(1)的芯件(3)，其特征在于，在将该芯件安装到外筒体(2)中时，利用下述两种安装方法中的至少某一种来固定芯件(3)：将芯件(3)形成为在向内周方向产生了变形时利用弹簧作用而使该变形向外周方向弹性地复原的形状，利用芯件(3)本身的弹簧弹性而安装在外筒体(2)中的方法；或者，相对于内插有芯件(3)的外筒体(2)，在适当的部位实施缩径加工，从而将芯件(3)安装在外筒体(2)中的方法。

Description

排气催化剂装置的芯件、其制造方法及其插装固定方法

技术领域

本发明涉及一种用于对从各种内燃机排出的燃烧气体进行净化的装置，特别是涉及设置在外筒体的内部并牢固地以紧贴状态安装在外筒体中的芯件、其制造方法及其插装固定方法。

背景技术

一般来说，在使石油于压力缸内爆发燃烧而获得机械动力的发动机中，在排出气体中含有CO(一氧化碳)、HC(碳化氢)、NO_x(氮氧化物)等有害物质，所以在消音器或排气管等排出气体的排放路径中，装入有降低这种有害物质的催化剂装置(净化装置)。

作为这种催化剂装置，有例如如图14(a)所示那样将截面形成为蜂窝状的芯件3’嵌入到外筒体2’中的整体型装置，这种装置是使排出气体在沿芯件3’流动期间与预先附着形成在流路壁面上的铂或铑等催化剂金属接触，而对排出气体进行净化。之所以将芯件3’形成为蜂窝状，是为了增大与排除气体接触的面积(表面积)，提高净化性能。

但是，在制造蜂窝状的芯件3’时，存在下述问题。即，在制造上述图14(a)那样的芯件3’时，是将例如平板与波纹板的金属板材重合后，将其卷成螺旋状直至达到适当大小，而得到希望的芯件3’，但是利用这样的方法，即使仅制造芯件3’，也需要多个构成部件，而且由于部件多，还有工序数增加的倾向，这会导致排气催化剂装置1’的成本增加或重量增加。

鉴于这样的问题，作为一例，本申请人开发出了下述方法：如图14(b)所示那样，对管状部件进行压力加工而形成具有多个褶皱的喇叭管F，用该喇叭管F制造表面积大的芯件3’，并且就该方法提出了专利申请(例如参照专利文献1)。在该专利文献1中，主要将管状部件作为芯件3’的原始坯材，所以能够比较容易地制造芯件3’，而且即使在使用多个喇叭管F形成芯件3’的情况下，也可以将同一直径的管状部件作为原始坯材，所以能够取得成本降低等效果。

但是，在汽车零件的领域中，始终都要求在成本和轻量化等方面有所提高，对于催化剂装置来说，当然要求有较高的净化性能，除此之外，旨在进一步实现轻量化和低成本化等的技术也在锐意研究之中。

专利文献1：特开2003-113711号公报

发明内容

本发明正是作为这种研究开发的一环而作出的，尝试开发一种新的排气催化剂装置的芯件、其制造方法及其插装固定方法，通过对例如收纳在外筒体中的芯件进行改良并将其用于安装，或者改进对外筒体实施的缩径加工(凿密加工)而能够牢固地安装芯件，并且能够尽可能地减少或者省略以往多在芯件安装之后进行的焊接或熔接等接合。

即，技术方案1所述的排气催化剂装置的芯件，设置在被送入排出气体的外筒体的内部，利用附着形成于表面的催化剂来净化排出气体，其特征在于，前述芯件由单一部件构成，其截面形状形成为以下形状：在向内周方向产生了变形时利用弹簧作用而使该变形向外周方向复原，利用芯件的截面形状实现与外筒体的弹性安装。

技术方案2所述的排气催化剂装置的芯件，除了前述技术方案1所述的要件外，其特征在于，前述芯件以一张母板材料为原始坯材，通过对该母板材料进行适当弯曲而形成为具有弹簧作用的截面形状。

技术方案3所述的排气催化剂装置的芯件，除了前述技术方案2所述的要件外，其特征在于，前述芯件具备对置地形成在母板材料两端的弹簧状开闭部、和能够使该弹簧状开闭部弹性地开闭的弹簧特性赋予部，在进行与外筒体的弹性安装时，通过使弹簧状开闭部抵接于外筒体的内表面而进行安装。

技术方案4所述的排气催化剂装置的芯件，除了前述技术方案2或3所述的要件外，其特征在于，前述母板材料的四角形成为圆弧形。

技术方案5所述的排气催化剂装置的芯件的制造方法的特征在于，在制造设置于被送入排出气体的外筒体的内部、并利用附着形成在表面上的催化剂来净化排出气体的排气催化剂装置的芯件时，前述芯件是通过对一张母板材料实施压力加工而弯曲形成为适当形状的，芯件的最终截面形状为能够利用弹簧作用使芯件向内侧方向产生的变形向外侧方向复原的形状。

技术方案6所述的排气催化剂装置的芯件的制造方法，除了前述技术方案5所述的要件外，其特征在于，前述芯件以母板材料的两端部形成为圆形、并且对该两端部赋予弹簧特性的方式形成，由此能够使母板材料的两端部弹性地开闭。

技术方案7所述的排气催化剂装置的芯件的制造方法，除了前述技术方案5或6所述的要件外，其特征在于，前述母板材料的四角形成为圆弧形。

技术方案8所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法的特征在于，在将芯件内插到外筒体中而制造利用预先附着形成在流路壁面上的催化剂净化排出气体的装置时，利用下述两种安装方法中的至少某一种来对插入在外筒体中的芯件进行固定：将芯件形成为在向内周方向产生了变形时利用弹簧作用而使该变形向外周方向弹性地复原，利用芯件本身的弹簧弹性而安装在外筒体中的方法；或者，相对于内插有芯件的外筒体，在适当的部位实施缩径加工，从而将芯件安装在外筒体中的方法。

技术方案9所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，除了前述技术方案8所述的要件外，其特征在于，在前述外筒体上，还在与芯件接触的部位实施点焊，进一步强化芯件相对于外筒体的固定。

技术方案10所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，除了前述技术方案8或9所述的要件外，其特征在于，在对前述外筒体实施缩径加工的情况下，至少将外筒体的一侧开口端向内侧方向收窄。

技术方案11所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，除了前述技术方案8或9所述的要件外，其特征在于，在对前述外筒体实施缩径加工的情况下，将筒部向内侧方向收窄。

技术方案12所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，除了前述技术方案11所述的要件外，其特征在于，在对前述外筒体的筒部实施缩径加工的情况下，在内部存在有芯件的部分收窄，使芯件也与外筒体一起向内侧凹入。

以这各个技术方案所述的发明的构成为手段来解决上述课题。即，根据技术方案1所述的发明，芯件由单一部件形成，并且，利用部件本身的截面形状来实现与外筒体的弹性安装，所以能够尽量减少甚至省略其后的焊接或熔接等接合，从而能够实现进一步的低成本化和轻量化。

根据技术方案2或5所述的发明，以极为普通的母板材料作为芯件的原始坯材，所以在材料费、加工费等方面能实现大幅的成本降低。而且，由于将母板材料作为原始坯材，所以能够按照所要求的排气催化剂装置的使用条件(接触面积(净化性能)、轻量化等)而实现各种截面形状，能进行自由度较高的设计。而且，作为装置也能够提供丰富的变形。

进而，根据技术方案3或6所述的发明，芯件通过使两侧的弹簧状开闭部弹性地抵接于外筒体而实现基本安装，所以能够使安装的卡止状态更加可靠。

根据技术方案4或7所述的发明，在实际使排出气体流过排气催化剂装置时，能够有效地防止热应力在角部处的集中。

根据技术方案8所述的发明，通过采用利用芯件本身的弹簧弹性而进行安装的方法、和通过对内插有芯件的外筒体实施缩径加工而进行安装的方法中的两种或某一种方法，将芯件安装到外筒体中，所以，能够尽可能地删除或省略通常为了固定这两个部件而进行的焊接或熔接等接合，从而实现制造工序的简略化和排气催化剂装置成本的降低。当然，在并用利用芯件的弹簧弹性卡止而进行安装的方法、和通过对外筒体实施缩径加工而进行安装的方法时，可以将芯件牢固地固定在外筒体中，省略焊接等就更加现实了。

根据技术方案9所述的发明，首先，以利用芯件本身的弹簧弹性进行的卡止以及/或者利用缩径加工进行的紧固为基础，在此基础上实施点焊，所以能够更加可靠地进行芯件与外筒体的固定。而且，在进行焊接时，由于芯件已经卡止在了外筒体上，即能在所谓暂时固定状态下进行，所以能顺利且可靠地进行熔接作业。

根据技术方案10或11所述的发明，在进行凿密加工的情况下，是在外筒体的端部或筒部等适当的位置实施的，所以能够根据各种不同的排气催化剂装置构造，诸如外筒体或芯件的形状(锥形)或者设置有多个芯件的情况等，来进行恰当的凿密加工。

另外，根据技术方案12所述的发明，对外筒体的筒部实施的凿密加工使芯件也向内侧凹入，所以能够进一步强化外筒体与芯件的固定。

附图说明

图1是对装入具有弹簧特性的芯件而成的排气催化剂装置、应用了该排气催化剂装置的排气消音组件一并进行表示的说明图。

图2(a)～图2(f)是分阶段表示具有弹簧特性的芯件的制造过程的立体图。

图3(a)～图3(f)是上述过程的剖视图。

图4是表示形成有孔的芯件的立体图。

图5(a)～图5(d)是表示具有弹簧特性的芯件所能够采用的各种截面形状的说明图。

图6(a)和图6(b)是表示具有弹簧特性的芯件所能够采用的另一实施例的剖视图。

图7(a)和图7(b)是表示用管状部件形成的、具有弹簧特性的芯件的样子的剖视图。

图8是对凿密外筒体而将内插的芯件紧固了的排气催化剂装置、和应用了该排气催化剂装置的排气消音组件一并进行表示的说明图。

图9是对将外筒体密接在内侧的排气催化剂装置以局部切开的方式进行表示的说明图。

图10(a)～图10(d)是表示对外筒体实施的各种凿密方法的剖视图。

图11(a)～图11(c)是进一步表示对外筒体实施的各种凿密方法的立体图。

图12是表示将多个芯件内插在外筒体中的情况下的凿密方法的剖视图。

图13(a)～图13(e)是表示在实施例2中芯件所能够采用的各种截面形状的说明图。

图14(a)和图14(b)是表示以往的排气催化剂装置的两种剖视图。

附图标记说明

1排气催化剂装置

2外筒体

3芯件

10弹簧状开闭部

11弹簧特性赋予部

12接触面获得部

13孔

A排气消音组件

B母板材料

F喇叭管

G排出气体

J连接部

W翼部

具体实施方式

本发明的优选实施方式如下面的实施例所述。在进行说明时，首先对排气催化剂装置1的概略进行说明，之后再对作为该催化剂装置的构成部件的芯件3及其安装方法进行说明。另外，关于在芯件3的安装中以内插在后述的外筒体2中的状态进行固定这一点，特别是在发明名称和技术方案等中，将该安装称作“插装固定”。

排气催化剂装置1是对燃烧后从发动机排出的排出气体G在排放到大气中之前的阶段中进行净化的装置，因此，在排气催化剂装置1的流路壁面上，预先附着形成有使有害物质减少的催化剂(催化物质)，排出气体G在通过排气催化剂装置1内部期间，与该催化物质接触而被净化。

这种排气催化剂装置1，作为一个例子，如图1所示，具备：在前后开口的外筒体2、和设置在该外筒体2内部的芯件3。这里，芯件3形成为能够适当确保与排出气体G接触的面积，上述催化物质附着形成在该芯件3的内外表面和前述外筒体2的内侧。

另外，在本发明中以下述两种方法为基础，即、对芯件3本身赋予弹簧特性而利用该弹簧弹性安装在外筒体2中的方法；或者，对内插有芯件3的外筒体2进行凿密而将其向内侧收窄、来将芯件3安装到外筒体2中的方法。另外，技术方案中所述的缩径加工就是指这样的凿密加工。这样，在本发明中，将芯件3安装到外筒体2中时，采用利用芯件3的弹簧弹性进行的安装、或者利用对外筒体2实施的凿密加工而进行的安装中的至少某一种方法，来实现芯件3的插装固定。

在此，如果要将利用芯件3的弹簧弹性进行的安装、和利用对外筒体2实施的凿密加工而进行的安装特别区分开，则将利用弹簧弹性进行的安装称作“卡止”，将利用凿密加工进行的安装称作“紧固”，在不特别区分这两种安装而是加以总称的情况下，称作“固定(插装固定)”或“安装”。

下面，以基于利用芯件3的弹簧弹性进行的卡止的安装方法作为实施例1，以基于利用凿密加工进行的紧固的安装方法作为实施例2，来进行说明。

实施例1

实施例1是如上述那样利用芯件3的弹簧弹性来实现芯件3的插装固定的例子，芯件3，作为一个例子，如在图1中一并表示的那样，形成为在向内侧产生了变形的时候使该变形向外侧复原的截面。换言之，是具有使向内侧产生的按压变形向外侧复原的弹簧作用的截面形状，因此，芯件3利用部件本身的截面形状来实现向外筒体2的弹性安装，以内插在外筒体2中的状态被固定(插装固定)。

而且，在本实施例中，是对一张金属板材(将其称作母板材料B)进行适当弯折而形成具有这样的弹簧作用的芯件3。具体地说，将母板材料B的两端部圆整成圆形，使得该两端部能够弹性地开闭(扩开)，利用该两端部的弹簧状扩开而使芯件3卡止在外筒体2上。这里，将完成状态下的芯件3的扩开/缩闭自如的两端部称作弹簧状开闭部10。

另一方面，连结该弹簧状开闭部10的芯件3的中央部分对两端部赋予弹簧作用，所以称作弹簧特性赋予部11，在本实施例中，形成为大致心形。即，在本实施例中，将心形的锐角尖端部设为非接触的形式，从该处对置地设置弹簧状开闭部10。另外，在大致心形部分的中央部，形成有向心形截面的内侧较大地陷入的凹部，这是主要用于确保与排出气体G的接触面积的部位，将该部位称作接触面获得部12。

这样，在本实施例中，芯件3的截面为用大致心形将圆形的两端连接起来的形状，该形状本身与以往通过同一图案的反复而确保表面积这一基本已经成为技术常识的截面结构(参照图14)相比较，可以说是极为新颖而且独创的截面形状。

而且，芯件3的弹簧状开闭部10形成为，在无负荷状态下稍微分离，在将芯件3嵌入到外筒体2中时，使该弹簧状开闭部10接近，收窄芯件3的大小(外形)而插入到外筒体2中。之后，解除弹簧状开闭部10彼此的接近，弹簧状开闭部10在弹簧弹性的作用下向外侧扩开，与外筒体2牢固地抵接，所以能够实现与外筒体2的卡止。

如上所述，芯件3借助根据自身的截面形状产生的弹簧弹性而固定(卡止)在外筒体2上，但是排气催化剂装置1在使用时会暴露于高温的排出气体G，而且会反复承受热负荷。考虑到这样恶劣的使用环境，优选预先进一步强化芯件3和外筒体2的固定，例如如与图1一并表示的那样，除了芯件3的弹性卡止之外，还在适当的位置实施点焊。这里是对左右两侧中的一侧弹簧状开闭部10在两处(两侧共计4处)实施点焊，确认了通过这样的点焊，在实际应用时足够耐受上述恶劣的使用环境。这是因为，芯件3的截面形状本身就能发挥类似于防脱的强卡止力，而实现点状状态即狭小范围内的接合的点焊也是可靠的固定强化手段。

另外，芯件3由于截面的弹簧弹性而有向外侧扩开的倾向，所以容易接触外筒体2，这有助于可靠且容易地进行点焊。

而且，这里之所以在弹簧状开闭部10上实施点焊，是因为该部分形成为比较大的圆形，相应地能够确保与外筒体2接触的部位较宽。因此，实施点焊的部位并不限于弹簧状开闭部10，可以对应于芯件3的截面形状等而在适当的部位实施。

下面，对具有这样的弹簧特性的芯件3的制造方法进行说明。

(1)母板材料的供给(参照图2(a)、图3(a))

这一工序是将从大致一定厚度的金属坯材冲裁成适当大小(大致一张芯件的大小)的母板材料B依次移送到弯曲加工机的工序。此时，所输送的母板材料B，作为一个例子，优选地如图2(a)所示，相邻的母板材料彼此在一处左右连接，这是为了能够将母板材料B一张张地可靠移送到弯曲工序。另外，在上述图2(a)中，示出了将母板材料B的中央部彼此连接的形式，将该处称作连接部J。

(2)弯曲工序(第一阶段)(参照图2(b)、图3(b))

这一工序是弯曲工序的第一阶段，是在母板材料B的大致中央部形成接触面获得部12、并且将该部位到后面作成圆形的两端部之间部分形成为倾斜状的工序。另外，该倾斜部相对于接触面获得部12形成为翼状，所以将该处成为翼部W。另外，母板材料B随着接触面获得部12等的形成，连接部J被完全切离。进而，优选地，除这样的弯曲加工之外，还将母板材料B的四角加工成圆弧形或进行倒角加工，这是为了防止在实际使用排气催化剂装置1(芯件3)的时候在该部位产生热应力的集中。

(3)弯曲工序(第二阶段)(参照图2(c)、图3(c))

这一工序是弯曲工序的第二阶段，是将母板材料B的两末端部折曲成相对于翼部W立起的状态的工序。这是为了便于将翼部W(两端部)形成为圆形而进行的工序。

(4)弯曲工序(第三阶段)(参照图2(d)、图3(d))

这一工序是弯曲工序的第三阶段，是将翼部W相对于接触面获得部12折曲而将其形成为立起状态的工序。

(5)弯曲工序(第四阶段)(参照图2(e)、图3(e))

这一工序是弯曲工序的第四阶段，是将相对于接触面获得部12折曲形成的翼部W整体上圆整成圆形的工序。弹簧状开闭部10的形状(圆形)实质上在这一阶段形成。

(6)弯曲工序(第五阶段)(参照图2(f)、图3(f))

这一工序是弯曲工序的第五阶段，这里将弹簧特性赋予部11形成为大致心形。此时，弹簧状开闭部10形成为稍微离开，而能够进行弹性的开闭(扩开)。

然后，为了将这样形成的芯件3嵌入到外筒体2中，如上所述，按压对置的弹簧状开闭部10而使其相互接近，在将芯件3的外形缩小了的状态下插入到外筒体2中。插入之后，解除弹簧状开闭部10彼此的接近时，弹簧状开闭部10在弹簧弹性的作用下向外侧扩开，牢固地抵接在外筒体2上，所以能够在两部件之间实现弹性的安装(卡止)。另外，优选地，在将芯件3收纳在外筒体2中的状态下，使两端的弹簧状开闭部10大致相互抵合，以便得到更加牢固的卡止力。即，优选地，在将芯件3嵌入到外筒体3中时，芯件3的外形从外侧以及内侧这两侧受到限制(参照图3(f)右侧的插入状态的图)。

具有弹簧特性的芯件3是从母板材料B经过以上工序而形成的，但是弯曲加工并不一定分上述五个阶段进行，根据母板材料B的大小和希望的形状等，当然也可以在中途经过其他阶段。

另外，在经过这样的工序形成的芯件3上，一般在嵌入到外筒体2之后附着催化物质，但是也可以预先在芯件3的内外表面上附着催化物质，然后将芯件3嵌入到外筒体2中。

实施例1以上述方案为基本技术思想，但是也可以进一步考虑下述改变。即，前面的图1～图3所示的方案表示了在一个外筒体2中收纳一个芯件3的结构，但是也可以在一个外筒体2中收纳多个芯件3。例如，可以相对于比较长的管状外筒体2，沿长度方向串联状地设置多个尺寸短的芯件3(参照图12)。

另外，例如也可以如图4所示那样在芯件3上开设适当大小的孔13。这主要是以轻量化为目的而采用的结构，但也有能够更多地获得与排出气体G接触的面积的效果。

另外，通过开设孔13，连接弹簧状开闭部10的弹簧特性赋予部11的刚性会稍微减弱，所以还可以将这样的开孔方案主动地用于弹簧强度的调整。因此，孔13不一定要形成在整个芯件3上，也可以局部地设置在弹簧赋予部11等处。另外，为了得到这样的芯件3，通常是在芯件3平坦的状态下，即在母板材料B的阶段开设适当的孔13，然后将母板材料B适当弯折，来得到希望的芯件3。

而且，作为芯件3的截面形状，除了上述图1～图4所示的形状以外，还可以采用各种其他形状，例如，可以采用图5(a)所示的大致C形、图5(b)所示的大致S形等。另外，还可以采用图5(c)所示的大致M形(W形)、图5(d)所示的大致U形(V形)等，总之只要是具有弹簧特性的截面形状，则可以采用各种形状。而且，只要弹簧状开闭部10的末端不向外侧突出太大，则也可以如上述图5(c)、图5(d)所示那样，使其向外侧和内侧中的任一侧卷曲。

另外，上述图1～图5所示的芯件3，示出了主要将母板材料B的两端部形成为能够弹簧状挠曲的例子，但是不一定需要将母板材料B的两端部形成为能够挠曲的形式，例如也可以如图6(a)所示，主要仅将一端侧形成为能够挠曲的形式，在该一端侧卡止在外筒体2上。

另外，芯件3的截面例如也可以如图6(b)所示那样形成为涡旋状，利用因芯件3整体卷紧而产生的推斥力，来卡止在外筒体2上。

进而，上述图1～图6所示的芯件3都是从一张母板材料B形成的，但是也可以例如如图7所示那样，将一个管状部件作为原始坯材，对其适当进行压力加工而作成具有弹簧特性的芯件3。在这种情况下，芯件3没有端部，所以整体的刚性较强，使部件本身挠曲所需的力较大，考虑到这一点，在赋予弹簧特性的弯曲部(弹簧特性赋予部11)等处开设孔13，而能够适当调节挠曲所需的力和挠曲量。

实施例2

实施例2是基于对外筒体2实施的缩径加工(凿密加工)来实现芯件3的插装固定的例子。对于凿密加工，作为一个例子，如图8所示如下进行：将外筒体2的开口两端部和筒部(这里是指大致中央部)在全周范围内收窄。

此时，使外筒体2的开口两端部向内侧缩径的凿密加工，仅对不存在芯件3的外筒体2部分实施，利用该开口两端部的变形来从左右两侧限制芯件3的位置(移动)，而将芯件3紧固在外筒体2中。另一方面，使外筒体2的筒部向内侧缩径的凿密加工，是将内部存在芯件3的部分、即外筒体2与芯件3一起向内侧压入而进行的，由此来使两部件的紧固更加可靠。

如上所述，在实施例2中，主要是通过对外筒体2实施的凿密加工来实现芯件3的安装的，但是排气催化剂装置1在使用时会暴露于高温排出气体G，并且会反复承受热负荷。因此，如果考虑到这样恶劣的使用环境，则优选地预先进一步强化芯件3和外筒体2的固定，例如可以如图8中一并表示的那样，采用并用实施例2和实施例1的安装方法。即，该方法是以对外筒体2实施的凿密加工为基础，在此基础上附加芯件3的弹簧弹性卡止，由此来强化芯件3和外筒体2的安装的插装固定方法。

另外，为了进一步强化芯件3的插装固定，例如也可以如图9所示那样，除了并用实施例1和实施例2之外，还进行点焊。即，该方法是并用通过对外筒体2实施的凿密加工而进行的安装、和利用芯件3自身的弹性卡止而进行的安装，还进一步附加点焊的方法，点焊可以采用与上述图1相同的方法。在这种情况下也确认了，通过在共计四处进行点焊，在实际应用中便能够耐受上述恶劣的使用环境，这也表明，对外筒体2实施的凿密加工起到了较高的紧固力。

实施例2以上述方案为基本技术思想，但也可以考虑下述改变。即，前面的图8、图9所示的方案，考虑到排气催化剂装置1暴露在高温的排出气体气氛下等因素，而在不存在芯件3的外筒体2两端部、和存在芯件3的外筒体2的筒部(大致中央部)实施凿密加工，以更加可靠地进行芯件3的紧固。但是，对外筒体2的凿密并不限于此，只要能够得到足够耐受实际使用的固定力，则可以考虑各种变形。

首先，图10(a)所示的凿密方法，是仅将外筒体2的开口两端部收窄而从两侧对芯件3进行定位，来将芯件3紧固于外筒体2的方法。图10(b)所示的方法表示的是仅将外筒体2的一端侧收窄的凿密方法，这特别是在外筒体2和芯件3为锥管的情况下是优选的凿密方法。即，这种情况下，芯件3在小径端侧的定位由部件本身的形状(锥形)实现，仅将大径端侧收窄便能够从两侧限制芯件3的位置。进而，图10(c)所示的是仅将外筒体2的筒部(大致中央部)与芯件3一起收窄的凿密方法。图10(d)所示的是将外筒体2的一端侧和外筒体2的筒部局部收窄的凿密方法。这样，外筒体2的开口端部和筒部的收窄并不一定要在全周范围内实施，也可以部分地实施。

另外，图11(a)所示的凿密方法是在外筒体2的筒部上交错状地实施凿密加工的实施例，在此，是上下、左右、上下...交替地对外筒体2进行凿密。图11(b)所示的凿密方法是对外筒体2的筒部实施了螺旋线状的凿密加工的例子。这种情况下，通过外筒体2内的排出气体G多少会沿着螺旋线状的凿密(变形部分)形成旋转流，从而更容易与催化物质接触，能够实现净化效率的提高。另外，这里的螺旋线，示出了导程角较大的螺旋线，但是螺旋线的导程角、条数、螺距等可以采用各种设定。图11(c)所示的凿密方法，是大致沿外筒体2的长度方向直线地实施凿密加工的例子。这种情况下，例如如该剖视图所示，将由于凿密而变形的部分压入到芯件3的凹部(大致心形的凹部)中，同时使该部分扩开，从而能够从内侧将弹簧特性赋予部11等强力按压到外筒体2上，能够实现由此带来的安装力强化。

在上述图8～图11所示的实施例中，主要对在一个外筒体2中收纳一个芯件3的方案进行了说明，但是也可以在一个外筒体2中收纳多个芯件3。例如，在图12中，相对于一个外筒体2，沿长度方向串联状地设置有两个尺寸短的芯件3。这种情况下，对外筒体2的筒部实施的凿密加工，以不会使芯件3变形的方式进行。即，与开口两端部的凿密同样地，在不存在芯件3的部分实施，仅使外筒体2向内侧变形，从而从两侧对芯件3的位置进行限制，来实现芯件3的固定。当然，对筒部实施的凿密加工，也可以在内部存在有芯件3的部分进行，即、以将芯件3向内侧压入的方式进行。

另外，在将多个芯件3嵌入在外筒体2中的情况下，为了提高排出气体G与催化剂(催化物质)接触的效率，可以通过使截面上的相位适当不同而进行配置。在上述图12中，在左右的芯件3中，使截面上的相位错开180度地收纳。当然，在内部存在有多个芯件3的情况下，也可以内插截面形状完全不同的芯件3。

在上述图8～图12所示的实施例中，芯件3的截面形成为具有弹簧特性，相对于内侧方向的外力会向外侧复原，但是在通过凿密加工或者在凿密加工的基础上适当附加的点焊等能够得到足够的固定力的情况下，不一定要将芯件3形成为具有弹簧特性的截面，例如也可以如图13所示那样，形成为几乎没有弹簧特性的截面形状。图13(a)～图13(c)表示的是主要以管状部件作为原始坯材，将几个对该管状部件进行压力成形得到的部件组合起来而形成的芯件3，图13(d)表示的是主要以板状母板材料B为原始坯材，将几个对该板状母板材料B进行适当弯折而得到的部件组合起来形成的芯件3。进而，图13(e)表示的是将对管状部件进行压力成形而得到的部件、和对母板材料B进行弯折而得到的部件组合起来形成的芯件3。

进而，排气催化剂装置1多如上述图1、图8所示那样装入排气消音组件A(所谓消音器)中，但是在设置(搭载)到车辆等上时，不限于装入到排气消音组件A中，例如，也可以装入到发动机至排气消音组件A之间的排气管中。而且，相应地，外筒体2也不一定要与排气消音组件A形成为分别的部件，例如，也可以将排气管的一部分用作外筒体2，仅将芯件3装入到其内部，另外，也可以是仅将芯件3嵌入到消音器(排气消音组件A)内的一个室中的形态。当然，这对于实施例1和实施例2是通用的。

另外，在本发明中，是利用芯件3的截面形状或对外筒体2实施的凿密加工，来将芯件3插装固定在外筒体2中，该安装力越强，越能够尽量减少甚至省略其后对两部件实施的焊接或熔接等接合(用于强化固定)，从而能进一步实现低成本化。另外，在为了强化固定而进行焊接等的情况下，利用芯件3的弹簧弹性而实现的向外筒体2的卡止、或利用对外筒体2实施的凿密而实现的紧固，也可以说起到了焊接之前的暂时固定或者定位的作用，因此能够容易且可靠地进行焊接作业。

工业实用性

如上所述，本发明适用于下述情况：一方面希望在排气催化剂装置1中尽量减少甚至省略焊接或熔接等接合，另一方面又要强化外筒体2与芯件3的固定。

Claims (11)

1.一种排气催化剂装置的芯件，设置在被送入排出气体的外筒体的内部，利用附着形成于表面的催化剂来净化排出气体，其特征在于，

前述芯件由单一部件构成，读单一部件以一张母板材料为原始坯材，通过对该母板材料进行适当弯曲而形成为具有弹簧作用的截面形状，该截面形状形成为以下形状：在向内周方向产生了变形时利用弹簧作用而使该变形向外周方向复原，

利用芯件的截面形状而实现与外筒体的弹性安装，

前述芯件具备对置地形成在母板材料两端的弹簧状开闭部、和能够使读弹簧状开闭部弹性地开闭的弹簧特性赋予部，前述芯件以母板材料的两端部形成为圆形、并且对该两端部赋予弹簧特性的方式形成，由此能够使母板材料的两端部弹性地开闭，在使对置的弹簧状开闭部相互接近时，芯件的外形变小，

在进行与外筒体的弹性安装时，在使弹簧状开闭部相互接近而令芯件外形变小的状态下将芯件插入外筒体内后使弹簧状开闭部抵接于外筒体的内表面而进行安装。

2.如权利要求1所述的排气催化剂装置的芯件，其特征在于，前述母板材料的四角形成为圆弧形。

3.一种排气催化剂装置的芯件的制造方法，其特征在于，在制造设置于被送入排出气体的外筒体的内部、并利用附着形成在表面上的催化剂来净化排出气体的排气催化剂装置的芯件时，

前述芯件是通过对一张母板材料实施压力加工而弯曲形成为适当形状的，

前述芯件以母板材料的两端部形成为圆形、并且对读两端部赋予弹簧特性的方式形成，由此能够使母板材料的两端部弹性地开闭，在使母板材料的两端部相互接近时，芯件的外形变小，

芯件的最终截面形状为能够利用弹簧作用使芯件向内侧方向产生的变形向外侧方向复原的形状，在解除母板材料的两端部的接近时母板材料的两端部抵接于外筒体的内表面。

4.如权利要求3所述的排气催化剂装置的芯件的制造方法，其特征在于，前述母板材料的四角形成为圆弧形。

5.一种排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，其特征在于，在将芯件内插到外筒体中而制造利用预先附着形成在流路壁面上的催化剂净化排出气体的装置时，

前述芯件是通过对一张母板材料实施压力加工而弯曲形成为适当形状的，

前述芯件以母板材料的两端部形成为圆形、并且对该两端部赋予弹簧特性的方式形成，由此能够使母板材料的两端部弹性地开闭，在该两端部相互接近时，芯件的外形变小，

将前述芯件形成为在向内周方向产生了变形时利用弹簧作用而使该变形向外周方向弹性地复原的截面形状，

使上述芯件的两端部的接近解除而使芯件的两端部抵接外筒体的内表面，而将芯件弹性地安装固定在外筒体中。

6.如权利要求5所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，其特征在于，相对于内插有芯件的外筒体，在适当的部位实施缩径加工，从而强化芯件向外筒体中的安装。

7.如权利要求5所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，其特征在于，在前述外筒体上，还在与芯件接触的部位实施点焊，进一步强化芯件相对于外筒体的固定。

8.如权利要求6所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，其特征在于，在前述外筒体上，还在与芯件接触的部位实施点焊，进一步强化芯件相对于外筒体的固定。

9.如权利要求6或8所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，其特征在于，在对前述外筒体实施缩径加工时，至少将外筒体的一侧开口端向内侧方向收窄。

10.如权利要求6或8所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，其特征在于，在对前述外筒体实施缩径加工时，将筒部向内侧方向收窄。

11.如权利要求10所述的排气催化剂装置中的芯件的插装固定方法，其特征在于，在对前述外筒体的筒部实施缩径加工时，在内部存在有芯件的部分收窄，使芯件也与外筒体一起向内侧凹入。

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