JP2007162583A - Seal member for catalytic converter, and catalytic converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車の排気ガス浄化用触媒コンバータ等に適用されるシール部材及びそのシール部材を使用した触媒コンバータに係る。特に、本発明は、シール部材のシール性能の長期安定化を図るための対策に関する。 The present invention relates to a seal member applied to, for example, a catalytic converter for purifying exhaust gas of an automobile, and a catalytic converter using the seal member. In particular, the present invention relates to measures for achieving long-term stabilization of the sealing performance of the sealing member.
従来より、例えば下記の特許文献1や特許文献2に開示されているように、自動車の排気系には、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、酸化窒素などの排ガス成分を浄化する触媒コンバータが備えられている。
Conventionally, as disclosed in, for example,
この触媒コンバータは、図1に示すように、例えばセラミック製の触媒担持体2と、その外側を覆う金属シェル3と、これら触媒担持体2と金属シェル3との間に介挿された無機材料を用いたシール部材4とを備えた構成となっている。このシール部材4は、触媒担持体2と金属シェル3との間から排気ガスがリークすることを防ぐ機能を有しており、例えば、シリカ・アルミナ系セラミックファイバー、未膨張バーミキュライト、無機結合材及び有機弾性物質の混合物をシート状に成形したシールマットが用いられている。また、上記触媒担持体2と金属シェル3とは熱膨張係数が異なっているため、高温時に熱膨張差が生じてしまう。このため、シール部材4には、この熱膨張差を吸収し得るクッション性が要求されている。
As shown in FIG. 1, this catalytic converter includes, for example, a
ところで、近年、自動車の高性能化及び各種法規制等により排気ガスの温度が上昇する傾向にあり、シール部材4の耐熱性が不十分であるとそのシール性能の劣化を招いてしまうことになる。特に、シール部材4の装着位置が触媒担持体2から相対的にずれて、シール部材4の一部(端部)が触媒担持体2の端縁からはみ出ている場合にはシール部材4のシール性能が極端に悪化してしまう。つまり、このシール部材4のはみ出した部分では、排気ガスの熱により上記シール部材4中のシリカ・アルミナ系セラミックファイバーが脆化したり、未膨張バーミキュライトの膨張特性が劣化したりして、排気ガスの脈圧によりシール部材4の一部が風蝕されてしまうことになり、これによってシール部材4のシール性能の悪化を招く。また、上記シール部材4のはみ出しによりシール部材4の保持面積が減少することになり、これに伴ってシール部材4の保持力が低下してしまい、これによってもシール性能の悪化を招くことになる。尚、上記シール部材4の装着位置のずれは、触媒担持体2の外周囲にシール部材4を巻き付けた状態で金属シェル3の内部に挿入する際の挿入抵抗等によって生じる。また、挿入後の車体振動や排気ガスの圧力等の影響によってもこの装着位置のずれは生じる。
By the way, in recent years, the temperature of exhaust gas tends to increase due to the high performance of automobiles and various laws and regulations, and if the heat resistance of the sealing
このような不具合を解消するために、例えば下記の特許文献3では、シール部材における排気ガス流入側端部、または流入側及び流出側の端部を無機系バインダで成形することが提案されている。
しかしながら、上記特許文献3に開示されているようにシール部材の端部に無機系バインダを適用した場合には、このシール部材の端部の硬度が高くなり過ぎてしまうため可撓性に欠けたものとなり、触媒担持体の外周囲への巻き付け時に折れが発生したりして筒状に加工することが難しくなる。 However, when an inorganic binder is applied to the end portion of the sealing member as disclosed in Patent Document 3, the hardness of the end portion of the sealing member becomes too high and lacks flexibility. It becomes difficult to be processed into a cylindrical shape due to the occurrence of breakage when the catalyst carrier is wound around the outer periphery.
この硬化を解消するためには、上記特許文献2にも開示されているように、無機系バインダを未乾燥状態のまま気密性フィルムによって減圧パックする必要があるが、この減圧パックのための気密性フィルムが必要になると共にパッキング作業も必要になる。このため、シール部材の製造工程が多くなってしまうと共にコストの高騰も招いてしまうことになる。
In order to eliminate this hardening, as disclosed in
上記無機系バインダを使用することなしに、シール部材が触媒担持体からずれてしまうことを防止するための手法としては、シール部材の密度を高めること、シール部材全体としてのバインダ量を増大させること、シール部材の製造工程時におけるニードルパンチング処理においてそのニードルパンチング箇所の密度をシール部材全体として高く設定すること等が考えられる。しかしながら、何れの手法もコストの大幅な高騰を招くばかりでなく、シール部材の反発性(弾性)が全体に亘って低下してシール部材の保持力を低下させることに繋がってしまうため好ましくない。 As a method for preventing the sealing member from being displaced from the catalyst carrier without using the inorganic binder, increasing the density of the sealing member and increasing the amount of the binder as a whole sealing member. In the needle punching process during the manufacturing process of the seal member, it is conceivable to set the density of the needle punching portion as high as the entire seal member. However, any of these methods is not preferable because it not only causes a significant increase in cost, but also reduces the rebound (elasticity) of the sealing member over the whole and reduces the holding force of the sealing member.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コストの大幅な高騰を招いたりシール部材の反発性が全体に亘って低下してしまうといった状況を回避しながらもシール部材の装着位置にずれが生じてしまうことを防止し、これによってシール性能の長期安定化を図ることができる触媒コンバータ用シール部材及び触媒コンバータを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to avoid a situation in which the cost is significantly increased or the resilience of the seal member is reduced over the whole. It is another object of the present invention to provide a catalytic converter seal member and a catalytic converter which can prevent the mounting position of the seal member from being shifted and thereby stabilize the sealing performance for a long period of time.
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、触媒コンバータ用シール部材における排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部のうち少なくとも一方の端部をその他の領域に比べて有機系バインダやニードルパンチング処理による補強の度合いを高くする。これにより、シェル内部への挿入時の挿入抵抗等によって生じるずれを回避しつつ、上記その他の領域では、シール部材の弾性を維持し、その反発力によるシール部材の保持力を高く維持できるようにしている。
-Principle of solving the problem-
The solution principle of the present invention devised to achieve the above object is that at least one of the upstream end portion and the downstream end portion in the exhaust gas flow direction in the catalytic converter seal member is set as another region. Compared with the organic binder or needle punching, the degree of reinforcement is increased. Thus, while avoiding a shift caused by an insertion resistance or the like when inserted into the shell, the elasticity of the seal member is maintained in the other region, and the holding force of the seal member due to the repulsive force can be maintained high. ing.
−解決手段−
具体的に、本発明は、触媒担持体とこの触媒担持体の外周囲を覆うシェルとの間に配設され、無機質繊維にバインダが含浸されて構成される触媒コンバータ用シール部材を前提とする。この触媒コンバータ用シール部材に対し、排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部のうち少なくとも一方の端部及びその周辺部に有機系バインダを含浸させ、この端部における有機系バインダの含浸量を排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多く設定した構成としている。
-Solution-
Specifically, the present invention is premised on a sealing member for a catalytic converter that is disposed between a catalyst carrier and a shell that covers the outer periphery of the catalyst carrier, and is constituted by impregnating a binder into inorganic fibers. . The catalytic converter seal member is impregnated with an organic binder at at least one of its upstream end and downstream end in the exhaust gas flow direction and its peripheral portion, and the organic binder at this end is impregnated. The impregnation amount is set to be larger than the binder impregnation amount in the central portion in the exhaust gas flow direction.
また、上記の目的を達成するための他の解決手段としては以下のものも挙げられる。つまり、触媒担持体とこの触媒担持体の外周囲を覆うシェルとの間に配設され、無機質繊維にニードルパンチング処理が施されて構成される触媒コンバータ用シール部材を前提とする。この触媒コンバータ用シール部材に対し、排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部のうち少なくとも一方の端部及びその周辺部におけるニードルパンチング処理の密度を排気ガス流れ方向の中央部分におけるニードルパンチング処理の密度よりも高く設定した構成としている。 Moreover, the following are also mentioned as another solution means for achieving said objective. That is, it is premised on a catalytic converter seal member that is disposed between a catalyst carrier and a shell that covers the outer periphery of the catalyst carrier and is formed by subjecting inorganic fibers to needle punching. The density of the needle punching process in at least one of the upstream end portion and the downstream end portion in the exhaust gas flow direction and the peripheral portion of the seal member for the catalytic converter is set at the center portion in the exhaust gas flow direction. The density is set higher than the density of the punching process.
これら特定事項により、シール部材は、その端部のみが特に高く補強されることになり、シェル内部への挿入時の挿入抵抗等により生じる変形に起因する装着位置のずれは生じ難くなる。また、このシール部材は、その排気ガス流れ方向の中央部分にあっては補強度合いが相対的に低くなっており高い弾性が維持されているため、この弾性に伴う反発力による保持力が高く得られている。これによってもシール部材の装着位置のずれは生じ難くなる。その結果、シール部材に高いシール性能を長期間に亘って維持させることができる。また、シール部材の端部に無機系バインダを塗布するものではないので、シール部材の端部の硬度が高くなり過ぎてしまうといった不具合も生じず、従来の気密性フィルムによる減圧パックも不要になり、シール部材の製造の容易化及び製造コストの低廉化を図ることができる。 Due to these specific matters, only the end portion of the seal member is reinforced to be particularly high, and the displacement of the mounting position due to the deformation caused by the insertion resistance at the time of insertion into the shell is less likely to occur. Further, since the sealing member has a relatively low degree of reinforcement at the central portion in the exhaust gas flow direction and maintains high elasticity, the holding force due to the repulsive force accompanying this elasticity can be high. It has been. This also makes it difficult to shift the mounting position of the seal member. As a result, the sealing member can maintain high sealing performance over a long period of time. In addition, since the inorganic binder is not applied to the end of the seal member, the problem that the hardness of the end of the seal member becomes too high does not occur, and the conventional decompression pack using an airtight film becomes unnecessary. Further, the manufacturing of the sealing member can be facilitated and the manufacturing cost can be reduced.
また、上記シール部材の端部における有機系バインダの含浸量を他の部分(排気ガス流れ方向の中央部分)におけるバインダ含浸量よりも多く設定するものにおいてより具体的な構成としては以下のものが挙げられる。先ず、有機系バインダの含浸量が排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多く設定されている端部を、触媒担持体の外周囲に触媒コンバータ用シール部材を巻いた状態でシェルの内部に挿入する際の挿入方向手前側の端部とするものである。また、有機系バインダの含浸量が排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多くなっている端部を、排気ガス流れ方向の下流側端部のみとするものである。 Further, in the case where the amount of impregnation of the organic binder at the end portion of the seal member is set larger than the amount of binder impregnation in the other portion (the central portion in the exhaust gas flow direction), the following is a more specific configuration Can be mentioned. First, the end of the shell in which the sealing amount for the catalytic converter is wound around the outer periphery of the catalyst carrier, with the end where the amount of impregnation of the organic binder is set larger than the amount of binder impregnation in the central portion in the exhaust gas flow direction. This is the end on the near side in the insertion direction when inserted inside. Further, the end portion where the organic binder impregnation amount is larger than the binder impregnation amount in the central portion in the exhaust gas flow direction is only the downstream end portion in the exhaust gas flow direction.
前者の構成の場合、シェル内部への挿入時の挿入抵抗等によって生じるずれを効果的に回避できる。また、後者の構成の場合、排気ガス流れ方向の上流側端部における有機系バインダの含浸量を多く設定しても、排気ガスの熱によって有機系バインダは消失してしまう可能性があるので、この有機系バインダを排気ガス流れ方向の下流側端部に適用し、排気ガスの熱による消失を防止するようにしている。 In the case of the former configuration, it is possible to effectively avoid a shift caused by an insertion resistance or the like when inserted into the shell. In the case of the latter configuration, even if the amount of impregnation of the organic binder at the upstream end in the exhaust gas flow direction is set large, the organic binder may disappear due to the heat of the exhaust gas. This organic binder is applied to the downstream end in the exhaust gas flow direction to prevent the exhaust gas from disappearing due to heat.
また、上記シール部材の端部におけるニードルパンチング処理の密度を他の部分(排気ガス流れ方向の中央部分)におけるニードルパンチング処理の密度よりも高く設定するものにおいても、ニードルパンチング処理の密度が排気ガス流れ方向の中央部分におけるニードルパンチング処理の密度よりも高く設定されている端部を、触媒担持体の外周囲に触媒コンバータ用シール部材を巻いた状態でシェルの内部に挿入する際の挿入方向手前側の端部とすることが挙げられる。この場合にも、シェル内部への挿入時の挿入抵抗等によって生じるずれを効果的に回避できる。 Also, in the case where the density of the needle punching process at the end of the seal member is set higher than the density of the needle punching process at the other part (the central part in the exhaust gas flow direction), the density of the needle punching process is the exhaust gas. The insertion direction before inserting the end portion set higher than the density of the needle punching process in the central portion in the flow direction into the shell with the catalytic converter seal member wound around the outer periphery of the catalyst carrier It is mentioned that it is set as the edge part of the side. Also in this case, it is possible to effectively avoid the deviation caused by the insertion resistance when inserted into the shell.
尚、上述した各解決手段のうち何れか一つに記載のシール部材を、触媒担持体とこの触媒担持体の外周囲を覆うシェルとの間に配設して構成される触媒コンバータも本発明の技術的思想の範疇である。 The present invention also relates to a catalytic converter in which the sealing member according to any one of the above-described solving means is disposed between a catalyst carrier and a shell covering the outer periphery of the catalyst carrier. This is a category of technical ideas.
本発明では、触媒コンバータ用シール部材における排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部のうち少なくとも一方の端部をその他の領域に比べて補強の度合いを高くしたことで、シェル内部への挿入時の挿入抵抗等によって生じる位置ずれを回避でき、また、シール部材の中央部分では弾性を維持させその反発力によるシール部材の保持力を高く維持することによってもシェル内部でのシール部材の位置ずれを回避できる。その結果、シール部材のシール性能の長期安定化を図ることができる。また、シール部材の端部に無機系バインダを適用するものではないので、シール部材の端部の硬度が高くなり過ぎてしまったり、それを阻止するための気密性フィルムによる減圧パックが必要になったりすることがない。このため、シール部材の製造の容易化及び製造コストの低廉化を図ることができる。 In the present invention, at least one of the upstream end and the downstream end in the exhaust gas flow direction in the catalytic converter seal member has a higher degree of reinforcement than the other regions, so that the inside of the shell. It is possible to avoid a positional shift caused by insertion resistance at the time of insertion of the seal member, and also to maintain elasticity of the central portion of the seal member and to maintain a high holding force of the seal member due to the repulsive force. Misalignment can be avoided. As a result, long-term stabilization of the sealing performance of the sealing member can be achieved. Further, since an inorganic binder is not applied to the end of the seal member, the end portion of the seal member becomes too hard, or a decompression pack using an airtight film is necessary to prevent it. There is nothing to do. For this reason, the manufacture of the sealing member can be facilitated and the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る触媒コンバータを自動車の排気系に備えられる排気ガス浄化用触媒コンバータとして適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment demonstrates the case where the catalytic converter which concerns on this invention is applied as a catalytic converter for exhaust-gas purification | cleaning provided in the exhaust system of a motor vehicle.
−触媒コンバータの構成−
本実施形態に係る触媒コンバータ1は、図1に示すように、排ガス成分を浄化する触媒を担持した触媒担持体2と、この触媒担持体2の外周囲を被覆する金属シェル3と、これら触媒担持体2と金属シェル3との間に配置された無機質繊維マットからなるシール部材4とを備えて構成されている。つまり、この触媒コンバータ1は、触媒担持体2の外周囲にシール部材4を巻き付けた状態で、これらを金属シェル3の内部に挿入することにより作製され、上記シール部材4により、触媒担持体2と金属シェル3との間からの排気ガスのリークを阻止できる構成となっている。
-Configuration of catalytic converter-
As shown in FIG. 1, the
上記シール部材4は、アルミナ、シリカ・アルミナ、ガラス、シリカの中から選ばれる1種以上の繊維質材料を基材とし、これに有機材料(有機系バインダ)を複合(含浸)した構成となっている。具体的には、シール部材4における有機成分の含有量は例えば2〜8質量%である。シール部材4を構成している無機質繊維マットは、例えば70質量%のアルミナと30質量%のシリカとからなり、後述するニードルパンチング処理及び有機系バインダによるバインダ処理が施されて成形されている。
The sealing
金属シェル3内におけるシール部材4の充填密度は、例えば0.15〜0.5g/cm3となるように調整されている。これは、この充填密度が0.15g/cm3より小さいと、所定の保持力が得られず、シール部材4や触媒担持体2の位置がずれる可能性があるためである。一方、充填密度が0.5g/cm3より大きいと、金属シェル3への挿入作業が困難になったり、組み立て後の圧縮応力が高くなり無機繊維が折損し、飛散する虞があるためである。尚、上記各数値はこれに限るものではなく任意に設定可能である。
The filling density of the sealing
触媒担持体2は、セラミックの一種であるコージェライトやアルミナ等により製造されたハニカム構造のものである。つまり、図1に示すように、触媒担持体2は、排気パイプの上流側が開口し且つ下流側が閉塞したセルと、逆に、排気パイプの上流側が閉塞し且つ下流側が開口したセルとの集合体からなるハニカム構造体である。セル壁には微孔が多数開口されており、そこには排ガス成分を浄化する触媒(例えば、白金やロジウムなど)が付着されている。従って、触媒担持体2は、上流側が開口されたセルから下流側が開口されたセルへとセル壁を通じて排気ガスが通過する際に、セル壁に担持されている触媒作用により排気ガスに含まれる排ガス成分が浄化される構成となっている。
The
また、金属シェル3としては、断面が円形や長円形等のステンレス製の筒体が用いられている。 As the metal shell 3, a stainless steel cylinder having a circular or oval cross section is used.
そして、本実施形態の特徴として、上記シール部材4は、排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺に有機系バインダが含浸されており、これら端部における有機系バインダの含浸量が排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多く設定されている。更に、このシール部材4は、排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺におけるニードルパンチング処理の密度が排気ガス流れ方向の中央部分におけるニードルパンチング処理の密度よりも高く設定されている。つまり、シール部材4は、排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺がその他の部分よりも高く補強されている一方、排気ガス流れ方向の中央部分においては高い弾性が維持された構成となっている。
As a feature of the present embodiment, the sealing
−触媒コンバータの製造方法−
次に、上記構成を有するシール部材4の製造方法及びこのシール部材4を製造するための装置、更には、製造されたシール部材4を触媒担持体2と共に金属シェル3に組み付ける触媒コンバータ1の製造方法について説明する。
-Manufacturing method of catalytic converter-
Next, a manufacturing method of the sealing
また、ここでは、シール部材4の製造方法として、無機質繊維を複数層に積層して成る1枚のウェッブから12個のシール部材4,4,…を切り出す(多数個取りする)場合について説明する。具体的には、図8に示すように、1枚のウェッブW5に対して、各上記シール部材4における排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺にそれぞれ対応する箇所を有機系バインダの含浸やニードルパンチング処理によって特に高く補強した状態で、横方向(ウェッブW5の幅方向)に3個、縦方向(ウェッブW5の長手方向)に4個の合計12個のシール部材4,4,…を切り出すようにしている。尚、この1枚のウェッブW5から切り出すシール部材4,4,…の個数としては任意に設定可能である。
Here, as a method for manufacturing the
シール部材4の製造工程としては、積層された無機質繊維をニードルパンチング処理するニードルパンチング工程と、ウェッブに有機系バインダを複合(含浸)させるバインダ工程とがある。以下、各工程について説明する。
The manufacturing process of the sealing
(ニードルパンチング工程)
先ず、70質量%のアルミナと30質量%のシリカとからなる無機質繊維を複数層に積層し、平面視矩形状のウェッブW1を形成する。そして、図2(ウェッブの一部を省略した工程図)に示すように、このウェッブW1をコンベアC上で搬送しながら、その搬送経路上に設置された第1ニードルパンチング装置5及び第2ニードルパンチング装置6により2段階のニードルパンチング処理が順に実施されるようになっている。以下、各ニードルパンチング装置5,6について説明する。
(Needle punching process)
First, inorganic fibers composed of 70% by mass of alumina and 30% by mass of silica are laminated in a plurality of layers to form a web W1 having a rectangular shape in plan view. Then, as shown in FIG. 2 (process drawing in which a part of the web is omitted), the first
第1ニードルパンチング装置5は、図3(ウェッブW1の搬送方向に沿う方向から見た断面図:ウェッブW1を仮想線で示している)に示すように、駆動源から上下方向の駆動力を受けてニードル突き刺し方向(上下方向)に往復運動可能なニードルボード51と、ウェッブW1の表裏両面に対向する一対の支持プレート52,53とを備えている。これら支持プレート52,53には、ニードル挿通用の開口52a,53aがそれぞれ形成されている。
The first
上記ニードルボード51の下面には、ウェッブW1に突き刺すための多数のニードル54,54,…が固定されている。各ニードル54,54,…の先端部近傍には、ウェッブW1に突き刺された際に一部の無機質繊維を引っ掛けるための「返り」が形成されている。この第1ニードルパンチング装置5においては、これらニードル54,54,…は、ウェッブW1の搬送方向に対して直交する水平方向に等間隔で配設されている。また、このようにウェッブW1の搬送方向に対して直交する水平方向に等間隔で配設されて成るニードル列が、ウェッブW1の搬送方向に亘って複数組配置された構成としてもよい。
A large number of
そして、この第1ニードルパンチング装置5によるニードルパンチング処理では、上記支持プレート52,53の間にウェッブW1を通過させるとともにニードルボード51を上下方向に往復運動させることにより、ウェッブW1にニードル54,54,…が突き刺さり、ウェッブW1内の繊維同士に絡み合いが形成されることになる。つまり、ニードルボード51の降下(図3に示す位置への降下)によって各ニードル54,54,…をウェッブW1に突き刺すニードルパンチング動作と、ニードルボード51が上昇移動した後、ウェッブW1を所定距離だけ搬送するウェッブ送り動作とを交互に繰り返すことによってウェッブW1の全体に亘って均等にニードルパンチング処理が実施されて無機質繊維マット(ウェッブW2)が矩形状に成形される。この際のウェッブ送り動作の1回当たりの送り量は、例えばニードル54,54間の間隔(ニードルピッチ)に一致している。
In the needle punching process by the first
このようにして成形されたウェッブW2に対し、第2ニードルパンチング装置6によって部分的な補強が行われる。この第2ニードルパンチング装置6は、図4(ウェッブW2の搬送方向に沿う方向から見た断面図:ウェッブW2を仮想線で示している)に示すように、上記第1ニードルパンチング装置5と同様に、ニードル突き刺し方向(上下方向)に往復運動可能なニードルボード61と、ウェッブW2の表裏両面に対向する一対の支持プレート62,63とを備えている。これら支持プレート62,63にも、ニードル挿通用の開口62a,63aがそれぞれ形成されている。
The web W2 formed in this way is partially reinforced by the second
上記ニードルボード61の下面には、ウェッブW2に突き刺すための多数のニードル64,64,…が固定されている。そして、この第2ニードルパンチング装置6の特徴として、これらニードル64,64,…は不等間隔に配設されている。具体的には、1枚のウェッブから切り出される12個のシール部材4,4,…におけるそれぞれの端縁部(触媒コンバータ1に組み付けられた場合に排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部)及びその周辺部に対してのみ、上記第1ニードルパンチング装置5で行われたニードルパンチング処理の密度よりも高い密度でのニードルパンチング処理が行われるように、一部分のみにニードル64,64,…が配設されている。更に、具体的には、図8に領域Aで示す部分が、各上記シール部材4,4,…における排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺となる部分であり、この部分に対してのみ高い密度でのニードルパンチング処理が行われるように、この部分に対向して、上記第1ニードルパンチング装置5におけるニードル間の間隔(ニードルピッチ)よりも短い間隔(例えば1/3)で各ニードル64,64,…が配置されている。また、このようにウェッブW2の搬送方向に対して直交する水平方向に配設されて成るニードル列が、ウェッブW2の搬送方向に亘って複数組配置された構成としてもよい。
A large number of
そして、この第2ニードルパンチング装置6によるニードルパンチング処理では、上記支持プレート62,63の間にウェッブW2を通過させるとともにニードルボード61を上下方向に往復運動させることにより、ウェッブW2にニードル64,64,…が突き刺さり、ウェッブW2内の繊維同士に絡み合いが部分的に形成されることになる。つまり、ニードルボード61の降下(図4に示す位置への降下)によって各ニードル64,64,…をウェッブW2に突き刺すニードルパンチング動作と、ニードルボード61が上昇移動した後、ウェッブW2を所定距離だけ搬送するウェッブ送り動作とを交互に繰り返すことによって上記シール部材4の端縁部に相当する部分のみが更に補強されたウェッブW3が成形されることになる。この際、ウェッブ送り動作の1回当たりの送り量は、上記第1ニードルパンチング装置5のニードルパンチング処理における送り量よりも小さく(例えば1/3の送り量)に設定され、これによっても高い密度でのニードルパンチング処理が行われる。
In the needle punching process by the second
尚、図2,5,8では、第1ニードルパンチング装置5で行われたニードルパンチング処理によるニードルパンチング痕と、第2ニードルパンチング装置6で行われたニードルパンチング処理によるニードルパンチング痕との大きさを変えて表すことにより、上記各ニードルパンチング処理の密度が異なっていることを理解しやすくしている。各ニードルパンチング装置5,6に使用されているニードル54,64が同一径である場合には、これらニードルパンチング痕は同じ大きさとなる。
2, 5, and 8, the sizes of the needle punching marks by the needle punching process performed by the first
以上のようにして形成されたウェッブW3が焼成された後に、次工程としてのバインダ工程に移る。 After the web W3 formed as described above is fired, the process proceeds to a binder process as the next process.
(バインダ工程)
このバインダ工程では、図5(ウェッブの一部を省略した工程図)に示すように、ウェッブW3をコンベアC上で搬送しながら、その搬送経路上に設置された第1バインダ装置7及び第2バインダ装置8により2段階のバインダ処理(有機系バインダの塗布処理)が順に実施されるようになっている。以下、各バインダ装置7,8について説明する。
(Binder process)
In this binder process, as shown in FIG. 5 (process diagram in which a part of the web is omitted), the
第1バインダ装置7は、図6(ウェッブW3の搬送方向に沿う方向から見た断面図)に示すように、液状の有機系バインダ(ゴムラテックス等のラテックス系溶液)をウェッブW3の上方から飛散させる複数(本実施形態のものでは3個)のバインダシャワー71,71,71が配設されている。これらバインダシャワー71,71,71は、ウェッブW3の全体に亘って均等に有機系バインダを飛散させるように、有機系バインダを拡散放出するようになっている。
As shown in FIG. 6 (a cross-sectional view seen from the direction along the conveyance direction of the web W3), the
つまり、この第1バインダ装置7によるバインダ処理では、ウェッブW3を連続搬送しながら各バインダシャワー71,71,71から液状の有機系バインダをウェッブW3に飛散することにより、ウェッブW3の全体が有機系バインダによって均等に補強されたウェッブW4が成形される。図5及び図8では、この第1バインダ装置7によるバインダ処理により有機系バインダが塗布された領域(全面)に斜線(図中右方向に向かって上側に傾斜する斜線)を付している。
That is, in the binder processing by the
このようにして成形されたウェッブW4に対し、第2バインダ装置8によって部分的な補強が行われる。この第2バインダ装置8は、図7(ウェッブW4の搬送方向に沿う方向から見た断面図)に示すように、ウェッブW4の一部分に対してのみ液状の有機系バインダを上方から飛散させる複数(本実施形態のものでは4個)のバインダシャワー81,81,…が配設されている。具体的には、1枚のウェッブから切り出される12個のシール部材4,4,…におけるそれぞれの端縁部(触媒コンバータ1に組み付けられた場合に排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部)及びその周辺部に対してのみ、有機系バインダが追加塗布されるように、この対象部分に対向してバインダシャワー81,81,…が配設されている。更に、具体的には、図8に領域Aで示す部分に対してのみ有機系バインダが追加塗布されるように、この対象部分に対向してバインダシャワー81,81,…が配設されている。また、本実施形態の第2バインダ装置8では、上記領域Aで示す部分に対してのみ有機系バインダが確実に塗布されるように、この領域Aの部分以外を覆い隠すマスキングプレート82が設けられている。つまり、このマスキングプレート82は上記領域Aに対応する部分のみに開口83,83,…が形成されており、シール部材4におけるそれぞれの端縁部及びその周辺部に対してのみ、有機系バインダが確実に追加塗布されるようになっている。
The
そして、この第2バインダ装置8によるバインダ処理においては、ウェッブW4を連続搬送しながら各バインダシャワー81,81,…から液状の有機系バインダをウェッブW4に飛散し、その後、このウェッブW4を乾燥させることにより、ウェッブW4の一部分(シール部材4におけるそれぞれの端縁部及びその周辺部)のみが有機系バインダによって補強されたウェッブW5が成形される。図5及び図8では、この第2バインダ装置8によるバインダ処理により有機系バインダが塗布された領域に斜線(図中左方向に向かって上側に傾斜する斜線)を付している。
In the binder processing by the
以上のニードルパンチング工程及びバインダ工程によって部分的に強く補強された1枚のウェッブW5(図8参照)が得られ、これを所定形状に切断することにより12個のシール部材4,4,…が切り出される。このようにして切り出された各シール部材4,4,…は、触媒コンバータ1に組み付けられた場合に排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部となる部分及びその周辺部(シール部材4の長手方向に延びる上下端縁周辺)が特に高く補強された状態になっている。尚、この切り出し作業においては、各切断位置が上記ニードルパンチング工程及びバインダ工程によって補強されているため、切断作業が容易である。
One web W5 (see FIG. 8) partially reinforced by the above needle punching process and binder process is obtained. By cutting the web W5 into a predetermined shape, twelve
(触媒コンバータ製造工程)
次に、シール部材4を触媒担持体2と共に金属シェル3に組み付ける触媒コンバータ1の製造工程について説明する。
(Catalytic converter manufacturing process)
Next, the manufacturing process of the
シール部材4は、図9(a)に示すように、長手方向の両側の端縁のうちの一方に凹部41が、他方にこの凹部41と同形状の凸部42が形成されており、図9(b)に示すごとく、シール部材4を触媒担持体2の外周囲に巻回して、凹部41と凸部42とを係合させる。この際、円筒形状にされたシール部材4の軸心方向の両端部位置は触媒担持体2の両端面位置に一致させておく。つまり、触媒担持体2の端縁とシール部材4の端縁とを面一にしておく。次に,円筒状の金属シェル3の中に、シール部材4を巻回させた触媒担持体2を装着する。これにより、図9(c)に示す触媒コンバータ1が製造される。
As shown in FIG. 9A, the
−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態では、シール部材4における排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部をその他の領域に比べて補強の度合いを高くしたことで、金属シェル3内部への挿入時の挿入抵抗等によって生じる位置ずれを回避できる。また、シール部材4の中央部分ではニードルパンチング処理の密度を低くし且つ有機系バインダの含浸量を少なくしているので弾性を維持させることができ、その反発力によるシール部材4の保持力を高く維持することができる。これによっても金属シェル3内部でのシール部材4の位置ずれを回避できる。その結果、シール部材4のシール性能の長期安定化を図ることが可能になる。
-Effect of the embodiment-
As described above, in the present embodiment, the upstream end and the downstream end in the exhaust gas flow direction of the
特に、金属シェル3に対するシール部材4の位置ずれを防止するために金属シェル3の内面の摩擦係数を高くする処理(荒面処理)を行った場合、シール部材4を触媒担持体2に巻回させた状態で金属シェル3の内部に挿入する作業が困難になり、挿入抵抗によってシール部材4の位置ずれを生じやすい状況になるが、本実施形態のようにシール部材4の端部の補強を高くしておけば位置ずれを招くこと無しに挿入作業を完了させることが可能である。
In particular, when a process for increasing the coefficient of friction of the inner surface of the metal shell 3 (rough surface process) is performed in order to prevent the displacement of the
また、シール部材4の端部に無機系バインダを適用するものではないので、シール部材4の端部の硬度が高くなり過ぎてしまったり、それを阻止するための気密性フィルムによる減圧パックが必要になったりすることがない。このため、シール部材4の製造の容易化及び製造コストの低廉化を図ることができる。
Further, since an inorganic binder is not applied to the end portion of the
−変形例−
上述した実施形態では、ニードルパンチング工程として、第1ニードルパンチング装置5及び第2ニードルパンチング装置6による2段階のニードルパンチング処理を順に実施していた。本変形例では、このニードルパンチング工程を1台のニードルパンチング装置によって実施するものである。
-Modification-
In the embodiment described above, the two-stage needle punching process by the first
図10は、本変形例におけるニードルパンチング装置9(ウェッブW1の搬送方向に沿う方向から見た断面図:ウェッブW1を仮想線で示している)である。この図10に示すように、本変形例におけるニードルパンチング装置9は、上述した実施形態における各ニードルパンチング装置5,6と同様に、駆動源から上下方向の駆動力を受けてニードル突き刺し方向(上下方向)に往復運動可能なニードルボード91と、ウェッブW1の表裏両面に対向する一対の支持プレート92,93とを備えている。
FIG. 10 is a needle punching device 9 (cross-sectional view as seen from the direction along the conveyance direction of the web W1; the web W1 is shown by phantom lines) in the present modification. As shown in FIG. 10, the needle punching device 9 in the present modification example receives the driving force in the vertical direction from the driving source in the needle piercing direction (vertical direction) in the same manner as the
そして、このニードルパンチング装置9の特徴は、ニードルボード91の下面に固定されているニードル94,94,…の配列にある。つまり、本変形例におけるニードル94,94,…の配列は、上述した実施形態における第1ニードルパンチング装置5におけるニードル54,54,…の配列と、第2ニードルパンチング装置6におけるニードル64,64,…の配列とを兼ね備えたものであり、1回の突き刺し動作で、ウェッブW1の全体に亘るニードルパンチング処理と、上記1枚のウェッブW5から切り出される12個のシール部材4,4,…におけるそれぞれの端縁部(触媒コンバータ1に組み付けられた場合に排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部)及びその周辺部に対して補強を行うための部分的なニードルパンチング処理とを同時に実行できるようになっている。
The needle punching device 9 is characterized by an array of
このように本変形例では、1回の突き刺し動作で、ウェッブW1の全体に亘るニードルパンチング処理と、部分的な補強を行うためのニードルパンチング処理とを同時に実行できるため、ニードルパンチング装置9が1台で済み、シール部材4の製造ライン及び製造時間の短縮化を図ることができる。
As described above, in this modification, the needle punching process for the entire web W1 and the needle punching process for performing partial reinforcement can be simultaneously performed by one piercing operation. A stand is sufficient, and the production line and production time of the
また、図示しないが、上述した実施形態における第1バインダ装置7におけるバインダシャワー71,71,71の配置と、第2バインダ装置8におけるバインダシャワー81,81,…の配列とを兼ね備えたバインダ装置を構築した場合には、1回の有機系バインダの飛散動作で、ウェッブW3の全体に亘るバインダ処理と、部分的な補強を行うためのバインダ処理とを同時に実行できるため、バインダ装置が1台で済み、これによってもシール部材4の製造ライン及び製造時間の短縮化を図ることができる。
Although not shown, a binder device that combines the arrangement of the
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態及び変形例では、シール部材4は、排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺の両側がニードルパンチング処理及び有機系バインダの含浸処理によってその他の部分よりも高く補強されている構成とした。本発明はこれに限らず、排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺のうちの一方のみがニードルパンチング処理及び有機系バインダの含浸処理によってその他の部分よりも高く補強されている構成としてもよい。また、各部の補強のための手段としては、ニードルパンチング処理及び有機系バインダの含浸処理の両方を行うようにしてもよいし、一方のみを行うようにしてもよい。その一例として、触媒担持体2の外周囲にシール部材4を巻いた状態で金属シェル3の内部に排気流通上流側から挿入する場合、排気流通下流側の端部にあってはニードルパンチング処理及び有機系バインダの含浸処理の両方によってシール部材4を補強し、排気流通上流側の端部にあってはニードルパンチング処理のみによってシール部材4を補強することなどが挙げられる。
-Other embodiments-
In the embodiment and the modification described above, the
また、上記ニードルパンチング処理及び有機系バインダの含浸処理は、1枚のウェッブから複数のシール部材4,4,…を切り出した後、各シール部材4,4,…のそれぞれに対して行うようにしてもよい。また、全体の均一補強動作はシール部材4,4,…を切り出す前段階で行い、部分的な補強動作(シール部材4における排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺に対する補強動作)はシール部材4,4,…を切り出した後に行うようにしてもよい。この場合、有機系バインダの含浸処理としては、容器内に貯留した有機系バインダの内部にシール部材4の端縁部のみを浸漬させるといった動作が可能である。
In addition, the needle punching process and the organic binder impregnation process are performed on each of the
また、上記バインダ工程では、ウェッブW3に対する有機系バインダの塗布量(飛散量)を異ならせることによって各所の補強度合いに差を生じさせるようにした。本発明はこれに限らず、ウェッブW3の各所に対する有機系バインダの濃度を異ならせることによって補強度合いに差を生じさせるようにしてもよい。 Further, in the binder process, a difference is made in the degree of reinforcement at each place by varying the coating amount (scattering amount) of the organic binder with respect to the web W3. The present invention is not limited to this, and the difference in the degree of reinforcement may be caused by varying the concentration of the organic binder for each part of the web W3.
1 触媒コンバータ
2 触媒担持体
3 金属シェル
4 シール部材
1
Claims (6)
排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部のうち少なくとも一方の端部及びその周辺部に有機系バインダが含浸されており、この端部における有機系バインダの含浸量が排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多く設定された構成となっていることを特徴とする触媒コンバータ用シール部材。 In a seal member for a catalytic converter that is disposed between a catalyst carrier and a shell that covers the outer periphery of the catalyst carrier, and is configured by impregnating a binder with inorganic fibers.
At least one of the upstream end and the downstream end in the exhaust gas flow direction and its peripheral part are impregnated with an organic binder, and the amount of the organic binder impregnated at this end is the exhaust gas flow direction. A catalytic converter seal member, characterized in that it is configured to have a larger amount than the amount of binder impregnation in the central portion of the catalyst converter.
排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部のうち少なくとも一方の端部及びその周辺部におけるニードルパンチング処理の密度が排気ガス流れ方向の中央部分におけるニードルパンチング処理の密度よりも高く設定された構成となっていることを特徴とする触媒コンバータ用シール部材。 In a seal member for a catalytic converter that is disposed between a catalyst carrier and a shell that covers the outer periphery of the catalyst carrier, and is configured by subjecting inorganic fibers to needle punching treatment,
The density of the needle punching process in at least one of the upstream end and the downstream end in the exhaust gas flow direction and its peripheral part is set higher than the density of the needle punching process in the central part in the exhaust gas flow direction. A sealing member for a catalytic converter, characterized in that it is configured as described above.
有機系バインダの含浸量が排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多く設定されている端部は、触媒担持体の外周囲に触媒コンバータ用シール部材を巻いた状態でシェルの内部に挿入する際の挿入方向手前側の端部であることを特徴とする触媒コンバータ用シール部材。 The sealing member for a catalytic converter according to claim 1,
The end where the amount of impregnation of the organic binder is set larger than the amount of binder impregnation in the central portion in the exhaust gas flow direction is placed inside the shell with the catalytic converter seal member wound around the outer periphery of the catalyst carrier. A seal member for a catalytic converter, which is an end portion on the near side in the insertion direction when inserted.
ニードルパンチング処理の密度が排気ガス流れ方向の中央部分におけるニードルパンチング処理の密度よりも高く設定されている端部は、触媒担持体の外周囲に触媒コンバータ用シール部材を巻いた状態でシェルの内部に挿入する際の挿入方向手前側の端部であることを特徴とする触媒コンバータ用シール部材。 The sealing member for a catalytic converter according to claim 2,
The end where the density of the needle punching process is set higher than the density of the needle punching process in the central portion in the exhaust gas flow direction is the inside of the shell with the sealing member for the catalytic converter wound around the outer periphery of the catalyst carrier. A catalytic converter seal member, characterized in that it is an end portion on the near side in the insertion direction when inserted into the catalytic converter.
有機系バインダの含浸量が排気ガス流れ方向の中央部分におけるバインダ含浸量よりも多くなっている端部は、排気ガス流れ方向の下流側端部のみであることを特徴とする触媒コンバータ用シール部材。 The sealing member for a catalytic converter according to claim 1,
The catalytic converter sealing member characterized in that the end portion where the organic binder impregnation amount is larger than the binder impregnation amount in the central portion in the exhaust gas flow direction is only the downstream end portion in the exhaust gas flow direction .
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