JP2001205354A - ガスの処理装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス処理体とその保持体を筒体内に容易に内
装でき、かつ内装時の保持体の充填密度が高精度で得ら
れ、かつ筒体の端部の縮径加工が容易なガスの処理装置
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ガス処理体１の外周に保持体２を巻設す
る第１の工程と、前記巻設された保持体２の外周に、金
属製でかつ保持体２の軸方向長よりも長い板材３を巻回
し、その板材３の巻き方向の端部３ａ，３ｂ同士を重合
するとともに該板材によって保持体２を適宜圧縮した状
態でその板材３の重合部を溶接接合して筒体５を形成す
る第２の工程と、前記筒体５の少なくとも一端部をスピ
ニングローラ１０でスピニング加工にて縮径加工する第
３の工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスの処理装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】昨今のガスの処理装置、と
りわけ内燃機関の排気浄化装置においては、排気ガスの
高度な浄化要求が課されており、それに伴い、その触媒
コンバータの大型・大径化、高耐熱化、低圧損すなわち
低背圧化などが要求される。したがって、浄化機能を持
つ触媒担体（メタルやセラミック）に対しても、大型・
大径化、高耐熱化の要求と反応表面積拡大及び流路抵抗
軽減から薄肉化が要求される。

【０００３】前記のように触媒担体に高耐熱化が要求さ
れることから、図１０に示すような触媒コンバータ１０
１の触媒担体１０２を緩衝的に保持するマット（保持
体）１０３にも高耐熱性が求められ、最近では薄肉（多
セル）セラミックからなる触媒担体の保持用として、従
来の熱膨脹性に代わり、非膨脹性で高耐熱のアルミナフ
ァイバーマットが多用され、例えば特開平１１−７６８
３７号公報に開示されている。

【０００４】このマット１０３は、図１０に示すよう
に、触媒コンバータ１０１の金属製筒体１０４とこれに
内装された触媒担体１０２との間で挟持されて触媒担体
１０２の全周を緩衝的に保持するのであるが、その挟持
された状態でのそのマットの密度（充填密度）が厳しく
管理されなけば緩衝保持機能を発揮せず、薄肉の触媒担
体の破損を招くおそれがある。

【０００５】ところが、従来の一般的な触媒コンバータ
の製法として行われている工法、すなわち、マット１０
３を巻き付けた触媒担体１０２を、筒体１０４の端（図
１０において両コーン部１０５，１０６がない状態）か
ら圧入する工法では、マット１０３の変形や破損を伴わ
ずに圧入し、規定の充填密度を得ることは困難であっ
た。

【０００６】すなわち、圧入しやすくしようとすれば、
充填密度が規定充填密度より小さくなり、緩い保持状態
になって適正な緩衝保持ができず、また、規定充填密度
に達するように圧入しようとすれば圧入の際にマット１
０３を大きく縮めて圧入することからマット１０３が破
損しやすい。

【０００７】また、図１０に示すような、マット１０３
を巻設した触媒担体を、マット１０３の外径より大径の
円筒状の筒体１０４（両コーン部１０５，１０６も筒体
１０４と同径の状態）内に挿入し、その後、マット１０
３の外周の筒体１０４を縮径する方法も例えば特開平９
−２３４３７７号公報に開示されている。

【０００８】しかし、この方法においては、金属製の筒
体１０４を縮径する際にはその縮径後にスプリングバッ
クがあるため、マット１０３が規定圧縮密度になるよう
に筒体１０４を所定の外径に縮径するには、その所定の
外径より小さな径まで縮小しなければならないので、触
媒担体１０２とマット１０３の破損を招きやすい。更
に、この方法では、僅かな縮径代（縮径前と縮径後の径
差）しか得られないので、触媒担体１０２の大型化と大
径化に伴うマット１０３の厚肉化に対する大きな圧縮代
に対応することが困難である。また、この縮径はダイス
で行っているため、全周で均一な縮径が困難で、真円度
が悪く、触媒担体１０２やマット１０３の破損も懸念さ
れる問題がある。

【０００９】また、規定の充填密度を確実に得る製造方
法として、米国特許第３９５８３１２号に記載する方法
（図１１及び図１２）や米国特許第４０７０１５８号に
記載する方法（図１３及び図１４）がある。

【００１０】これらは、Tourniquet（止血帯）方式と称
されるもので、例えば図１２に示すように、筒体２０４
を板状態でマット２０３の外周に巻き付けて筒状にしつ
つ端部２０７，２０８をラップさせ、筒体２０４に固着
したブラケット２０９，２１０を締め具によって相互に
近づけるように締め付けて筒体２０４を縮径し、マット
２０３が最適充填密度になった状態で前記両端部２０
７，２０８を相互に溶接固定する方法である。この方法
によれば、両端部２０７，２０８のラップ代（ラップ
量）を規定値にすることにより、容易かつ確実にマット
の最適充填密度を得ることができる。

【００１１】しかし、この米国特許第３９５８３１２号
及び米国特許第４０７０１５８号は、いずれも触媒担体
２１１，３１１及びマット２０３，３０３が内装された
部分のみの筒体２０４，３０４を前記の方法で加工し、
両コーン部は別体でかつ別加工とし、前記の筒体２０
４，３０４に接合している。

【００１２】すなわち、前者（図１１及び図１２）にお
いては、コーン部２０５，２０６のフランジ部２１２，
２１３を筒体２０４に当接して溶接固定し、後者（図１
３及び図１４）においては、コーン部３０５，３０６の
嵌合部３１２，３１３を筒体３０３に嵌合して溶接固定
している。

【００１３】この前者及び後者とも、コーン部を造る手
間やコスト及びこれらを溶接する手間やコストが嵩み、
更に、溶接箇所の存在は、耐久強度やシール性の信頼性
の悪化が懸念される。

【００１４】更に、前者（図１１及び図１２）では、コ
ーン部２０５，２０６にフランジ部２１２，２１３を形
成する手間とコストがかかる上に筒体２０４の径にバラ
ツキがあると、これにコーン部２０５，２０６のフラン
ジ部２１２，２１３を適合させて接合しなければなら
ず、その調整の手間とコストが余分にかかる問題があ
る。

【００１５】同様に、後者（図１３及び図１４）におい
ては、筒体３０４の径にバラツキがあると、両コーン部
３０５，３０６の嵌合部３１２，３１３を筒体３０４の
内面に密着させるために、その嵌合部３１２，３１３の
径を修正するか、嵌合部３１２，３１３の径が異なる多
種類のコーン部３０５，３０６を用意してこれらから選
択使用しなければならず、一層コストが嵩む問題があ
る。

【００１６】そのため、前記のような触媒担体とマット
を筒体内に容易に内装でき、かつ内装時のマットの充填
密度を高精度で得られ、更に前記触媒担体とマットの外
周に位置する外筒部と前記のようなコーン部が、一体の
触媒コンバータを低コストで得られる製造方法が待たれ
ていた。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の第１の発明は、金属製の筒体内部
に保持体を介してガス処理体を内装するガスの処理装置
の製造方法であって、ガス処理体の外周に保持体を巻設
する第１の工程と、前記巻設された保持体の外周に、金
属製でかつ保持体の軸方向長よりも長い板材を巻回し、
その板材の巻き方向の端部同士を重合するとともに該板
材によって保持体を適宜圧縮した状態でその板材の重合
部を溶接接合して筒体を形成する第２の工程と、前記筒
体の少なくとも一端部をスピニング加工にて縮径加工す
る第３の工程と、を含むことを特徴とするものである。

【００１８】請求項２記載の第２の発明は、前記第１の
発明において、前記板材の巻き方向の一端部に、該板材
の巻回時に内側方向に段差を有するタブを予め形成して
おき、前記第２の工程において、板材の巻回時に、板材
の巻き方向の他端部が前記タブに外側から重合するよう
にしたものである。

【００１９】請求項３記載の第３の発明は、前記第１又
は第２の発明における前記第２の工程後において、前記
のように形成された筒体の外周に、該筒体の軸方向長と
略同長の金属製の板材を巻回してその両端を接合固定し
て外筒を形成し、その後に、前記外筒の少なくとも一端
部をスピニング加工で縮径して前記の第３の工程を施す
ものである。

【００２０】請求項４記載の第４の発明は、前記第１又
は第２の発明における前記第２の工程後において、前記
のように形成された筒体の外周に、筒体の軸方向長と略
同長の金属製の管からなる外筒を外挿し、その後に、前
記外筒の少なくとも一端部をスピニング加工で縮径して
前記の第３の工程を施すものである。

【００２１】請求項５記載の第５の発明は、金属製の筒
体内部に保持体を介してガス処理体を内装するガスの処
理装置の製造方法であって、ガス処理体の外周に保持体
を巻設する第１の工程と、前記巻設された保持体の外周
に、金属製でかつ保持体の軸方向長と略同長の板材を巻
回し、その板材の巻き方向の端部同士を重合するととも
に該板材によって保持体を適宜圧縮した状態でその板材
の重合部を溶接接合して筒体を形成する第２の工程と、
その後に、前記筒体の外周に、該筒体の軸方向長より長
い金属製の板材を巻回してその両端を接合固定して外筒
を形成し、その後に、前記外筒の少なくとも一端部をス
ピニング加工にて縮径する第３の工程と、を含むことを
特徴とするものである。

【００２２】請求項６記載の第６の発明は、金属製の筒
体内部に保持体を介してガス処理体を内装するガスの処
理装置の製造方法であって、ガス処理体の外周に保持体
を巻設する第１の工程と、前記巻設された保持体の外周
に、金属製でかつ保持体の軸方向長と略同長の板材を巻
回し、その板材の巻き方向の端部同士を重合するととも
に該板材によって保持体を適宜圧縮した状態でその板材
の重合部を溶接接合して筒体を形成する第２の工程と、
その後に、前記筒体の外周に、該筒体の軸方向長より長
い金属製の管よりなる外筒を外挿し、その後に、前記外
筒の少なくとも一端をスピニング加工にて縮径する第３
の工程と、を含むことを特徴とするものである。

【００２３】請求項７記載の第７の発明は、前記第５の
発明において、前記筒体を形成する板材の巻き方向の一
端部に、該板材の巻回時に内側方向に段差を有するタブ
を予め形成しておき、前記第２の工程において、板材の
巻回時に、板材の巻き方向の他端部が前記タブに外側か
ら重合するようにしたものである。

【００２４】請求項８記載の第８の発明は、前記第１乃
至７のいずれかの発明において、前記スピニングローラ
による縮径加工を、縮径部の中心軸が筒体の中心軸に対
して、同芯、偏芯、傾斜のいずれかの関係になるように
して施すものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１乃至図９は本発明を内燃機関
の触媒コンバータに適用した実施例で、この実施例に基
いて本発明の実施の形態について説明する。

【００２６】図１及び図２は第１実施例を示す。

【００２７】図１（Ａ）は第１の工程でガス処理体であ
る触媒担体１の外周に保持体２を巻設した図で、その触
媒担体１は触媒を内部セルに担持したもので、周知のメ
タルやセラミックなどにより、所定の軸方向（Ｘ−Ｘ方
向）長Ｌ₁ を有する円筒状に形成されている。保持体２
は前記従来の技術で説明したマット１０３に相当するも
ので、触媒担体１を緩衝保持するものである。該保持体
２は周知のセラミックマットでもよく、特に昨今の要求
から、非膨脹性で高耐熱のアルミナファイバーなどでマ
ット状に形成したものが望ましい。そして、これを触媒
担体１の外周に密着させて円筒状に巻設するが、その巻
方向の両端は、図１（Ａ）に示すように凹部２ａと凸部
２ｂを嵌合して接合してもよく、また、このような凹凸
を形成することなく当接或いは離間対峙させてもよい。
この両端は重合させない。

【００２８】また、該保持体２の巻く範囲や厚さは任意
であるが、厚さについては、次工程での筒体の巻き締め
加工による圧縮量を勘案して設定しておく。

【００２９】図１（Ｂ）は第２の工程において、金属製
の筒体を形成するための金属製の板材を示す。該板材３
は、図１（Ｂ）では若干筒状に曲げた状態を示している
が、素材状態では平板状であり、その平板での軸方向長
Ｌ₂ は、前記触媒担体１の軸方向長Ｌ₁ 及び保持体２の
軸方向長より長く設定され、幅方向（Ｘ−Ｘ方向と直交
する方向）の長さは、これを前記保持体２の外周に巻い
た場合に、その巻方向の両端部３ａ，３ｂが所定の量で
重合するように設定されている。なお、図においては作
図上意図的に板材３の厚みを大きく表したが、実際には
図２に示すような薄板であり、その板圧は１．５ｍｍ程
度である。

【００３０】更に、この平板状態において、その板材３
の巻方向の一端部３ａには段差を有するタブ４が、板材
３を巻いた場合に他端部３ｂの内側に重合するように一
段下る状態で形成されている。更に、該タブ４の段差Ｈ
の量は、重合時に外周面が段差なく連続するように板厚
程度が望ましい。更にタブ４の幅Ｄは、他端部３ｂと重
合して溶接が可能な程度であれば任意でよい。更に、該
タブ４は板材３の軸方向（Ｘ−Ｘ方向）全長にわたって
形成されている。なお、このタブ４は、周知のプレス加
工など任意の加工方法で形成する。また、板材３は例え
ばステンレス製で厚みが１〜２ｍｍ程度のものを使用す
るが、これに限らず、触媒コンバータに一般的に使用さ
れているものでもよい。

【００３１】次に、前記の板材３を使用してこれを前記
保持体２の外周に巻設する第２の工程を説明する。

【００３２】先ず、前記図１（Ａ）に示すように、触媒
担体１の外周に保持体２を巻設したものを、前記平板状
の板材３の巻方向の一側で、かつ軸方向Ｘ−Ｘの中間部
に配置し、板材３を適宜巻回手段により巻回し、図１
（Ｃ）に示すように、板材３の一端部３ａに形成したタ
ブ４が板材３の他端部３ｂの内側に重合するようにす
る。そして、前記巻回された板材３を、その周方向に絞
り、その板材３におけるタブ４と他端部３ｂとの重合代
を設定値にして、巻回された板材３の径を所定値にす
る。これにより、保持体２が適正値に圧縮され、規定充
填密度になる。

【００３３】なお、このような板材３の巻回と重合の方
法は、前記図１２の従来の技術で述べたようなTourniqu
et方式を用いてもよく、また、その図１２におけるブラ
ケット２０９，２１０を設けることなく、タブ４や端部
３ｂそのものを周方向に引っ張るとともに外周全体を包
み込むような外型で内側へ押圧して行ってもよく、更に
周知の巻き締めの方法を使用してもよい。

【００３４】そして、前記の重合後、この重合代を保っ
てタブ４と他端部３ｂを固定する。この固定方法は、重
合部を軸方向Ｘ−Ｘの全域にわたってスポット溶接、ア
ーク溶接、シーム溶接、レーザー溶接、プラズマ溶接な
どの溶接で気密かつ強固に固定し、次工程でのスピニン
グ加工が可能なように固定することが望ましい。

【００３５】なお、前記の適正重合代による保持体２の
適正圧縮量は、触媒担体１の固定値及び保持体２の圧縮
前の厚みを予め測定しておいて、これを鑑みて適正圧縮
量および圧縮代（重合代）を算出しておき、これに適合
するように重合させて適正圧縮量を得るようにする。

【００３６】前記の第２の工程により、図１（Ｃ）に示
すように触媒担体１の外周に規定充填密度で巻設された
保持体２の外周に、前記板材３からなる筒体５が巻設配
置される。

【００３７】そして、スピニング加工による第３の工程
に移る。

【００３８】この第３の工程は、前記図１（Ｃ）におけ
る筒体５の軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の両端部、すなわち、
触媒担体１及び保持体２の両端から突出した部分５ａ，
５ｂをスピニング加工により、図１（Ｄ）に示すよう
に、テーパ状の徐変部６，７と、その先部に突出する直
管部８，９を夫々一体に縮径する。このスピニング加工
は、筒体５を適宜手段で固定し、スピニングローラ１０
を筒体５の軸芯を中心として公転させるとともに筒体５
の軸方向（Ｘ−Ｘ方向）への移動と、軸方向と直交する
径方向の移動とによって行ってもよいし、筒体５をその
軸芯を中心として回転させ、スピニングローラ１０を筒
体５の軸方向と径方向に移動させて行ってもよく、公知
の方法を任意に採用して行う。

【００３９】このスピニング加工の際には、筒体５の前
記タブ４が段状に形成され、他端部３ｂがタブ４の段部
に嵌って筒体５の重合部の外周面が略面一になっている
ため、スピニングローラ１０が筒体５の外周面を円滑に
移動し、通常のパイプに施すスピニング加工と同様の円
滑な加工が可能になる。

【００４０】このスピニング加工により、図１（Ｄ）に
示すように、筒体５からなる中央直管部５ｃ（一般部）
の両端に徐変部６，７を一体形成し、かつ両徐変部６，
７の先部に小径の直管部８，９を一体形成した触媒コン
バータが製造される。

【００４１】なお、図１の実施例では、徐変部６，７の
中心軸と直管部８，９の中心軸を、筒体５の中心軸（Ｘ
−Ｘ軸）と一致（同芯）するように形成した例である。

【００４２】以上により、Tourniquet工法による正確な
保持体圧縮量および内装容易性という効果と、スピニン
グ加工による形状自由度拡大、例えば筒体５の中央直管
部５ｃの径と両側の直管部８，９の径との大径差への対
応容易および加工容易性の効果を兼ね備えた触媒コンバ
ータの製造方法が得られた。

【００４３】なお、前記実施例は、前記筒体５を、これ
にタブ４を形成して重合した例であるが、このタブ４を
形成することなく板材３の両端部を重合してもよい。こ
の場合は、その重合部における外周面の段差を最小にす
べく、その板厚を可能な範囲で薄くすることが望まし
い。この例においては、前記実施例のように重合部の外
周面が略面一にならないため、前記のようなスピニング
ローラの円滑な接動の効果は前記段差を形成したものよ
りは少ないが、実際には筒体５の板厚が前記のように薄
い（１．５ｍｍ）ため、段差や谷が無いのと同様に円滑
なスピニング加工を行うことができる。

【００４４】図３及び図４は第２実施例を示す。

【００４５】本第２実施例は、前記第１実施例の筒体５
の外周に更に外筒を設ける例である。

【００４６】先ず、図３（Ａ）に示すように、第１の工
程で、前記第１実施例の第１の工程と同様に、触媒担体
１の外周に保持体２を巻設する。

【００４７】次で、第２の工程で、前記第１実施例の第
２の工程と同様に、Tourniquet工法によって図３（Ｃ）
に示すように、板材３を保持体２の外周に巻設する。こ
の板材３は、図３（Ｂ）に示すように、前記第１実施例
と同様に、これを巻いた場合の軸方向長Ｌ₂ が触媒担体
１の軸方向長Ｌ₁ 及び保持体２の軸方向長よりも長く形
成されているとともにその幅方向の長さは、これを前記
保持体２の外周に巻いた場合に、その巻方向の両端部３
ａ，３ｂが所定の量で重合するように設定されている。
また、この板材３の板厚も作図上大きく表しているが、
実際には図４に示すように薄いものである。特にこの第
２実施例では２層とすることから、この板厚は０．８ｍ
ｍ程に形成されている。

【００４８】この板材３の巻設は、前記第１実施例のよ
うに、板材３の一端部にタブ４を形成して重合し、その
重合部を溶接してもよく、また、板材３の一端部にタブ
４を形成することなく両端部を重合して溶接してもよ
い。

【００４９】次で図３（Ｃ）に示すように巻設された筒
体５の外周に、図３（Ｄ）に示すような板材１１を巻設
する。この板材１１は前記板材３と同様の金属板であ
る。この板材１１は図３（Ｄ）では若干筒状に曲げた状
態を示しているが、素材状態では平板状であり、その平
板での軸方向長Ｌ₃ は、前記筒体５の軸方向長Ｌ₂ と略
同長に設定され、幅方向の長さ（Ｌ₃ の方向と直交する
方向の長さ）は、これを前記筒体５の外周に巻いた場合
に、その巻き方向の両端１１ａ，１１ｂが図３（Ｅ）に
示すように当接する長さに設定されている。この板材１
１も作図上意図的に大きく表しているが、実際には図４
に示すように薄く、０．８ｍｍに形成されている。

【００５０】そして、図３（Ｃ）に示すように組み付け
されたものを、前記の板材１１の内側に配置し、その板
材１１を適宜手段で巻いてその両端１１ａ，１１ｂを接
合し、その接合部を気密的に溶接する。なお、この両端
１１ａ，１１ｂは前記のようなタブ４を設けて重合的に
接合してもよく、タブ４を形成することなく単に重合し
てもよい。また、いずれの場合もその重合部の長手方向
全域にわたって気密的に溶接固定するとよいが、前記筒
体５の重合部が気密的に接合されていればこの板材１１
の接合部は気密性のない溶接、すなわち間欠的な溶接で
もよい。

【００５１】以上により、図３（Ｅ）に示すように、保
持体２の外周に、筒体５と板材１１からなる外筒１２
が、その両端部５ａ，５ｂ，１２ａ，１２ｂを保持体２
の軸方向両端より突出した状態で２層状に形成される。

【００５２】次で、スピニング加工による第３の工程に
移る。

【００５３】この第３の工程は、外筒１２の両端部１２
ａ，１２ｂの外周面にスピニング加工を施し、外筒１２
と筒体５の両端部１２ａ，１２ｂ，５ａ，５ｂを、その
２層状態で同時に縮径し、図３（Ｆ）に示すように、テ
ーパ状の徐変部６，７と直管部８，９を一体に、かつ２
層壁構造で形成する。

【００５４】このスピニング加工により、図３（Ｆ）に
示すように、筒体５と外筒１２からなる中央直管部５
ｃ，１２ｃの両端に徐変部６，７を一体形成し、かつ両
徐変部６，７の先部に小径の直管部８，９を一体形成し
た触媒コンバータが製造される。

【００５５】なお、この第３実施例では、徐変部６，７
の中心軸と直管部８，９の中心軸を筒体５の中心軸に一
致（同芯）させている。

【００５６】本第２実施例においては、前記第１実施例
の効果の外に次のような効果を発揮できる。

【００５７】筒体５と外筒１２の２層壁構造になるた
め、これら一層当りの板厚を薄くすることが可能にな
り、外筒１２の板厚を薄くすることにより、この外筒１
２の巻き方向両端部を、タブを設けることなく重合して
も、その重合部外周面の段差が一層小さくなり、円滑な
スピニング加工が可能になる。

【００５８】特に、内側の筒体５を厚板としてこれに強
度を負担させるようにすれば、外筒１２の板厚を極力薄
くすることができ、それによって一層外筒１２を縮径す
るスピニング加工が円滑になる。したがって、Tourniqu
et工法の効果とスピニング加工の効果を有効に享受でき
る。

【００５９】なお、前記第２実施例においては外筒１２
を図３（Ｄ）のような板材１１から形成するようにした
が、この板材１１の代りに、図５に示すような軸方向長
Ｌ₄が前記筒体５の軸方向長Ｌ₂ と略同長の金属管から
なる筒体１２Ａを用い、この筒体１２Ａに前記図３
（Ｃ）に示す組付体を直接嵌挿するようにしてもよい。
このような金属管からなる外筒１２Ａを使用すると、前
記板材１１を用いる場合の両端部１１ａ，１１ｂの接合
工程が不要になり、製造が一層容易でコスト低減を図る
ことができる。

【００６０】図６は第３実施例を示す。

【００６１】本第３実施例は、前記第１実施例の筒体５
を触媒担体１及び保持体２の軸方向長と略同長にし、該
筒体５の外周に更に外筒を設けたものである。

【００６２】先ず、第１の工程で、前記第１実施例の第
１の工程と同様に、触媒担体１の外周に保持体２を巻設
する。

【００６３】次で、第２の工程で、前記第１実施例の第
２の工程と同様に、Tourniquet工法によって板材３を保
持体２の外周に巻設して筒体５を形成する。この第３実
施例では、板材３は、図６（Ｂ）（Ｃ）に示すように、
これを巻いた場合の軸方向長Ｌ₅ が触媒担体１の軸方向
長Ｌ₁ 及び保持体２と略同一長に形成されている。この
板材３の巻設は、前記第１実施例のように、板材３の一
端部にタブ４を形成して重合し、その重合部を溶接して
もよく、また、板材３の一端部にタブ４を形成すること
なく両端部を重合して溶接してもよい。

【００６４】次で図３（Ｃ）に示すように巻設された筒
体５の外周に、図６（Ｄ）に示すような板材１３を巻設
する。この板材１３は前記板材３と同様の金属板であ
る。この板材１３は図６（Ｄ）では若干筒状に曲げた状
態を示しているが、素材状態では平板状であり、その平
板での軸方向長Ｌ₆ は、前記筒体５の軸方向長Ｌ₅ より
長く設定され、幅方向の長さ（Ｌ₆ の方向と直交する方
向の長さ）は、これを前記筒体５の外周に巻いた場合
に、その巻き方向の両端１３ａ，１３ｂが図６（Ｅ）に
示すように当接する長さに設定されている。

【００６５】そして、図６（Ｃ）に示すように組み付け
されたものを、前記の板材１３の軸方向の中央部に配置
し、その板材１３を適宜手段で巻いてその両端１３ａ，
１３ｂを接合し、その接合部を気密的に溶接する。な
お、この両端１３ａ，１３ｂは前記のようなタブ４を設
けて重合的に接合してもよく、タブ４を形成することな
く単に重合してもよく、また、いずれの場合もその重合
部の長手方向全域にわたって気密的に溶接固定する。

【００６６】以上により、図６（Ｅ）に示すように、筒
体５の外周に、その軸方向両端部から突出した部分１４
ａ，１４ｂを有する外筒１４が巻設されたものが形成さ
れる。

【００６７】次で、スピニング加工による第３の工程に
移る。

【００６８】この第３の工程は、前記第１実施例と同様
に、スピニングローラ１０によるスピニング加工によっ
て、前記外筒１４の両端部１４ａ，１４ｂを縮径し、図
６（Ｆ）に示すように、前記第１実施例と同様にテーパ
状の徐変部６，７と直管部８，９を一体に成形する。

【００６９】このスピニング加工により、図６（Ｆ）に
示すように、外筒１４からなる中央直管部１４ｃの両端
に徐変部６，７を一体形成し、かつ両徐変部６，７の先
部に小径の直管部８，９を一体形成した触媒コンバータ
が製造される。

【００７０】なお、この第３実施例では、徐変部６，７
の中心軸と直管部８，９の中心軸を筒体５の中心軸に一
致（同芯）させている。

【００７１】本第３実施例においても、前記第１実施例
の効果の外に次のような効果を発揮できる。

【００７２】筒体５と外筒１４の２層壁構造になるた
め、これら一層当りの板厚を薄くすることが可能にな
り、外筒１４の板厚を薄くすることにより、この外筒１
４の巻き方向の両端部を、タブを設けることなく重合し
ても、その重合部外周面の段差が小さくなり、円滑なス
ピニング加工が可能になる。

【００７３】特に、内側の筒体５を厚板としてこれに強
度を負担させるようにすれば、外筒１４の板厚を極力薄
くすることができ、それによって一層外筒１４を縮径す
るスピニング加工が円滑になる。したがって、Tourniqu
et工法の効果とスピニング加工の効果を有効に享受でき
る。

【００７４】なお、前記第３実施例においては外筒１４
を図６（Ｄ）のような板材１３から形成するようにした
が、この板材１３の代りに、図７に示すような軸方向長
Ｌ₇が前記筒体５の軸方向長Ｌ₅ より長い金属管からな
る筒体１４Ａを用い、この筒体１４Ａに前記図６（Ｃ）
に示す組付体を直接嵌挿するようにしてもよい。このよ
うな金属管からなる外筒１４を使用すると、前記板材１
３を用いる場合の両端部１３ａ，１３ｂの接合工程が不
要になり、製造が一層容易でコスト低減を図ることがで
きる。

【００７５】図８は前記図１に示す第１実施例におい
て、徐変部６，７と直管部８，９を、夫々の中心軸Ｙ，
Ｚを筒体５の中央直管部５ｃの中心軸Ｘに対して偏芯さ
せて形成した第４実施例を示す。

【００７６】このように偏芯させるには、前記のスピニ
ング加工において、例えば図８に示すように、筒体５の
中心軸Ｘとスピニングローラ１０の公転軸Ｙ，Ｚを相互
に偏芯させてスピニング加工を施す。

【００７７】図９は前記図１に示す第１実施例におい
て、徐変部６，７と直管部８，９を、夫々の中心軸Ｙ，
Ｚを筒体５の中央直管部５ｃの中心軸Ｘに対して傾斜さ
せて形成した第５実施例を示す。

【００７８】このように傾斜させるには、前記のスピニ
ング加工において、例えば図９に示すように、筒体５の
中心軸Ｘとスピニングローラ１０の公転軸Ｙ，Ｚを相互
に傾斜させてスピニング加工を施す。

【００７９】なお、前記図２に示す第２実施例および図
３に示す第３実施例においても、スピニング加工時にお
いて、前記図８または図９のように各軸を偏芯または傾
斜関係において、徐変部６，７および直管部８，９を筒
体５，１４の中央直管部５ｃ，１４ｃに対して偏芯また
は傾斜させてもよい。

【００８０】このようにスピニング加工によって偏芯あ
るいは傾斜させる方法は、先に本出願人が特許第２９５
７１５３号及び特許第２９５７１５４号公報で提供した
方法を採用することができる。

【００８１】なお、前記各実施例は、筒体５と外筒１
２，１４のいずれか一方あるいは双方の両端部５ａ，５
ｂ，１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂをスピニング加工
により縮径したが、この両端部のうちの一方のみをスピ
ニング加工で縮径してもよい。

【００８２】また、前記同芯、偏芯、傾斜のスピニング
加工は、スピニングローラの複数回パスによる逐次スピ
ニング加工とすることが、縮径部を精度良く、かつ容易
に成形する上で望ましい。

【００８３】なお、本発明は、前記実施例のような触媒
コンバータの製造のみに限るものではなく、なんらかの
ガス処理体を緩衝保持するガス処理装置全てに適用可能
である。例えば、内燃機関におけるディーゼルパティキ
ュレートトラップフィルタ（ＤＰＦ）や熱回収装置、あ
るいは燃料電池用等の改質器、各種ガス改質器など、広
くガスを処理（反応、改質、除去など）する処理装置の
製造に適用可能である。したがって、本発明におけるガ
ス処理体とは、触媒担体のみに限らず前記のようなガス
の反応、改質、除去などを行うものも含むものである。

【００８４】

【発明の効果】本発明によれば、ガス処理体の外周に保
持体を巻設し、この保持体の外周に板材を巻回して筒体
を形成するため、ガス処理体とともに保持体を筒体へ内
装することが容易である上に、その筒体を形成する板材
の巻き締め量、すなわち重合量によって保持体の圧縮量
を正確に定めることができる。したがって、保持体を規
定充填密度で内装することが、従来のように保持体の変
形や破損を伴うことなく容易に行え、Tourniquet工法の
効果を有効に発揮できる。

【００８５】更に、前記のようにTourniquet工法によっ
て形成された筒体の端部を、スピニング加工によって縮
径するようにしたので、縮径部を、筒体の一般部、すな
わちガス処理体と保持体を内装した部分と溶接を施すこ
となく一体にかつ容易に成形でき、前記従来のような溶
接接合にみられた問題を解消できる。更に、スピニング
加工であるため、縮径部の形状の自由度が拡大するとと
もに前記一般部と縮径部との径の差が大きいものにも容
易に対応できる。

【００８６】したがって、本発明によって、Tourniquet
工法の効果とスピニング加工の効果を兼ね備えたガスの
処理装置の製造方法が得られた。

【００８７】また、前記筒体の重合部の一方の端部にタ
ブを形成することにより、該重合部の外周面の段差を最
小にしてスピニング加工を円滑に行うことができる。

【００８８】また、前記筒体の外周に外筒を設けて保持
体を２層壁構造で被覆することにより、その一層当りの
板厚を薄くすることが可能であるため、筒体の板厚を薄
くすることができる。そのため、筒体の巻き方向の両端
部を、段部を設けることなく重合する場合でも、その重
合部での段差が小さくなり、円滑なスピニング加工が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施例の工程を
示す各斜視図。

【図２】図１（Ｃ）におけるＡ−Ａ線断面図。

【図３】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第２実施例の工程を
示す各斜視図。

【図４】図３（Ｅ）におけるＢ−Ｂ線断面図。

【図５】図３の工程における外筒の他の例を示す図。

【図６】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の第３実施例の工程を
示す各斜視図。

【図７】図６の工程における外筒の他の例を示す図。

【図８】本発明の第４実施例を示す側面図。

【図９】本発明の第５実施例を示す側面図。

【図１０】従来の触媒コンバータの製造方法を説明する
斜視図。

【図１１】従来の触媒コンバータの他の製造方法を説明
する側断面図。

【図１２】図１１におけるＣ−Ｃ線断面図。

【図１３】従来の触媒コンバータの更に他の製造方法を
説明する側断面図。

【図１４】図１３におけるＤ−Ｄ線断面図。

【符号の説明】

１ ガス処理体 ２ 保持体 ３ 板材 ３ａ，３ｂ，１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂ 板材
の巻き方向端部 ４ タブ ５，１２，１２Ａ，１４，１４Ａ 外筒 ５ａ，５ｂ 外筒の端部 １０ スピニングローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２１Ｄ 51/18 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１Ｕ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ (72)発明者 太田 真志 愛知県西加茂郡三好町大字三好字八和田山 ５番地35 株式会社三五八和田山工場内 Ｆターム(参考） 3G091 AA21 BA08 BA09 BA10 BA39 GA06 GA23 GB01X GB01Z GB10X GB10Z GB17X GB17Z HA27 HA28 HA29 HA31 4D048 BB02 CA01 CA08 CC04 CC08 CC35 CC38 CC39 4G069 AA01 AA08 AA11 CA02 CA03 EA18 EA26 EA28 EB10 ED03 FA01 FB69 FB70 FB72

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の筒体内部に保持体を介してガス
   処理体を内装するガスの処理装置の製造方法であって、 ガス処理体の外周に保持体を巻設する第１の工程と、 前記巻設された保持体の外周に、金属製でかつ保持体の
   軸方向長よりも長い板材を巻回し、その板材の巻き方向
   の端部同士を重合するとともに該板材によって保持体を
   適宜圧縮した状態でその板材の重合部を溶接接合して筒
   体を形成する第２の工程と、 前記筒体の少なくとも一端部をスピニング加工にて縮径
   加工する第３の工程と、 を含むことを特徴とするガスの処理装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記板材の巻き方向の一端部に、該板材
   の巻回時に内側方向に段差を有するタブを予め形成して
   おき、前記第２の工程において、板材の巻回時に、板材
   の巻き方向の他端部が前記タブに外側から重合するよう
   にした請求項１記載のガスの処理装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第２の工程後において、前記のよう
   に形成された筒体の外周に、該筒体の軸方向長と略同長
   の金属製の板材を巻回してその両端を接合固定して外筒
   を形成し、その後に、前記外筒の少なくとも一端部をス
   ピニング加工で縮径して前記の第３の工程を施す請求項
   １又は２記載のガスの処理装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第２の工程後において、前記のよう
   に形成された筒体の外周に、筒体の軸方向長と略同長の
   金属製の管からなる外筒を外挿し、 その後に、前記外筒の少なくとも一端部をスピニング加
   工で縮径して前記の第３の工程を施す請求項１又は２記
   載のガスの処理装置の製造方法。
5. 【請求項５】 金属製の筒体内部に保持体を介してガス
   処理体を内装するガスの処理装置の製造方法であって、 ガス処理体の外周に保持体を巻設する第１の工程と、 前記巻設された保持体の外周に、金属製でかつ保持体の
   軸方向長と略同長の板材を巻回し、その板材の巻き方向
   の端部同士を重合するとともに該板材によって保持体を
   適宜圧縮した状態でその板材の重合部を溶接接合して筒
   体を形成する第２の工程と、 その後に、前記筒体の外周に、該筒体の軸方向長より長
   い金属製の板材を巻回してその両端を接合固定して外筒
   を形成し、 その後に、前記外筒の少なくとも一端部をスピニング加
   工にて縮径する第３の工程と、 を含むことを特徴とするガスの処理装置の製造方法。
6. 【請求項６】 金属製の筒体内部に保持体を介してガス
   処理体を内装するガスの処理装置の製造方法であって、 ガス処理体の外周に保持体を巻設する第１の工程と、 前記巻設された保持体の外周に、金属製でかつ保持体の
   軸方向長と略同長の板材を巻回し、その板材の巻き方向
   の端部同士を重合するとともに該板材によって保持体を
   適宜圧縮した状態でその板材の重合部を溶接接合して筒
   体を形成する第２の工程と、 その後に、前記筒体の外周に、該筒体の軸方向長より長
   い金属製の管よりなる外筒を外挿し、 その後に、前記外筒の少なくとも一端をスピニング加工
   にて縮径する第３の工程と、 を含むことを特徴とするガスの処理装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記筒体を形成する板材の巻き方向の一
   端部に、該板材の巻回時に内側方向に段差を有するタブ
   を予め形成しておき、前記第２の工程において、板材の
   巻回時に、板材の巻き方向の他端部が前記タブに外側か
   ら重合するようにした請求項５記載のガスの処理装置の
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記スピニングローラによる縮径加工
   を、縮径部の中心軸が筒体の中心軸に対して、同芯、偏
   芯、傾斜のいずれかの関係になるようにして施す請求項
   １乃至７のいずれかに記載のガスの処理装置の製造方
   法。