JP2001342826A - 触媒コンバータ及びその製造方法 - Google Patents

触媒コンバータ及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒体内に複数個のハニカム体を、それらの外
周に支持体を巻き付けた状態で収容配置してなる触媒コ
ンバータ及びその製造方法に係り、上記支持体の劣化や
飛散の防止、およびハニカム体を良好に固定すること等
を目的とする。 【解決手段】 複数個のハニカム体2を、それらの外周
にそれぞれ支持体3を巻き付けた状態で筒体1内に所定
の間隔をあけて収容配置した触媒コンバータにおいて、
隣り合うハニカム体2・2間の筒体1の内径寸法をハニ
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
成したことを特徴とする。また複数個のハニカム体2
を、それらの外周にそれぞれ支持体3を巻き付けた状態
で筒体1内に収容配置し、各ハニカム体2の周囲の筒体
1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、上記各ハニカム体2の外径寸法と支
持体の厚さ寸法に応じて上記筒体1の縮径量を調整する
ようにしたことを特徴とする。

Description

【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あけて収容配置
した触媒コンバータにおいて、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略同等もしく
はそれよりも小径に形成したことを特徴とする。触媒コ
ンバータ。
【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収容配置し、上記各
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、上記各ハニカ
ム体の外径寸法および上記支持体の厚さ寸法に応じて上
記筒体の縮径量を調整するようにしたことを特徴とす
る。
【0010】さらに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収容配置し、上記
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、上記の縮径
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・1
c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
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 41/04 B21D 53/84 B 53/84 B01D 53/36 C Fターム(参考) 3G091 AA02 AB01 BA09 BA39 EA17 GA06 GB01X GB01Z GB10X GB10Z GB17X GB17Z HA08 HA31 HA32 HA38 HA47 4D048 BB02 CA01 CA08 CC01 CC32 DA02 DA06 EA08 4G069 AA03 CA03 DA06 EA18 ED05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    をあけて収容配置した触媒コンバータにおいて、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
    法と略同等もしくはそれよりも小径に形成したことを特
    徴とする触媒コンバータ。
  2. 【請求項2】 前記の隣り合うハニカム体間に温度セン
    サ等を配置するようにした請求項1記載の触媒コンバー
    タ。
  3. 【請求項3】 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収容配置
    し、上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、上
    記各ハニカム体の外径寸法と上記支持体の厚さ寸法に応
    じて上記筒体の縮径量を調整するようにしたことを特徴
    とする触媒コンバータの製造方法。
  4. 【請求項4】 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収容配置
    し、上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、上
    記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ことを特徴
    とする触媒コンバータの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記の縮径加工を施す前に隣り合うハニ
    カム体間の筒体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外径よりも半径方向内方に位置する
    ようにして固着してなる請求項4記載の触媒コンバータ
    の製造方法。
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