JP2008527245A - 後較正触媒コンバータキャニング装置および方法 - Google Patents

後較正触媒コンバータキャニング装置および方法 Download PDF

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Abstract

触媒コンバータなどの排気処理装置を組み立てるための方法および装置は、後較正を用いて、装置ハウジング内の担体を囲繞する支持マットの所望の空隙かさ密度を達成する。該マットは、目標とする空隙かさ密度を生じる厚みに対する圧力下で計測され、該圧力は、マット／担体組立体のハウジング内への弱い詰め込み後、装置ハウジングをマットに対して圧縮する際に用いるために保存される。

Description

発明の詳細な説明
発明の背景
本発明は、外殻内に収納された支持マットによって囲繞される触媒担体を有する触媒コンバータの組立体に関する。さらに詳しくは、本発明は、コンバータの寿命全体を通して空隙かさ密度（Gap Bulk Density）の確認された完全性を可能にする後較正コンバータキャニング（Post calibration converter canning）に関する。
自動車排ガス用途用触媒コンバータの周知の１つの形式が図６に示される。触媒コンバータ１は、端部が開口した管状金属薄板体３であって、その内部がセラミックモノリス用チャンバ５を規定する金属薄板体３と、平坦な両端部９を有するハニカム形触媒担体７と、一端部から他端部まで延びる、触媒が被覆された多数の長手ハニカムベッドセル通路１１とを含む。担体７の中央部は、環状の衝撃吸収弾発絶縁支持マット１３によって囲繞され、該支持マット１３は、好ましくは加熱時に実質的に膨張する不通気性バーミキュライト系材料から形成される。マット１３は、組立時にその初期厚みの約半分にまで圧縮される。薄板体３の両端部１５はそれぞれ、好ましくは、図示されたように、担体７の直径よりも実質的に小さい中央開口を有する部分的に球状に形成されまたはスエージ加工される。ガス流端部ブッシング１７，１９は、排気系導管（図示せず）への溶接、締め付けまたはその他の手法による取り付けのための管状外端部２１，２３をそれぞれ有する。ブッシング１７，１９はまた、外方に漏斗状に開く環状の部分的に球状の内端部フランジ２５，２７をそれぞれ有し、該フランジのそれぞれは、好ましくは、薄板体端部１５の半径に対応する半径に形成され、該薄板体端部１５に、各フランジが、その端部２１，２３が薄板体３の中心線または中心軸線に対して所望の方向に向くように選択された位置に溶接される。
前較正（Pre-calibration）を用いる周知の組立方法は、コンバータの外殻に詰め込んでいる間の支持マットおよび／またはコンバータ担体へのせん断損傷の可能性がある。したがって、マット／担体部分組立体をコンバータの外殻に詰め込むための処理および構成が必要であり、先行技術の手法で被る詰め込み時の損傷を伴わずに支持マットの所望の空隙かさ密度を達成するためにコンバータ収納容器を所定の直径にする必要がある。
発明の要約
したがって、触媒コンバータは、まず触媒担体を取得して、その周囲に支持マットを巻き付けて部分組立体を形成することによって製造される。次いで、部分組立体は、担体に関して支持マットを圧縮する計測ステーションに配置され、マットがコンバータが最終的に組み立てられたときに所望の空隙かさ密度を生じるであろう厚みを決定するように計測される。この所望の空隙かさ密度を達成するために加えられる圧力は、将来の使用のために記憶される。次に、部分組立体は、コンバータ収納容器に弱く詰め込まれ、外側収納容器が前工程における計測ステーションで決定された圧力で半径方向内方に一様に圧縮されるサイジングステーションに渡される。計測ステーションで決定された圧力は外殻の反発を考慮して調整される。
本発明の別の態様において、圧力は、支持マットによって囲繞される触媒担体を含む部分組立体に加えられ、複数の接触パッドは圧力を部分組立体に対して半径方向に向け、この圧力は各接触パッドとそれぞれ関連する同様の複数のロードセルによって測定される。支持マットは、加えられた圧力でその厚みを決定するように計測され、該圧力は該マットが所望の空隙かさ密度を生じるであろう所定の厚みに達するまで調整される。接触パッド／ロードセルの各対は、ロードセル／接触パッドの組合せを安定させるために、接触パッドを板ばねを介して支持フレームに結合させる。また、組立体のさらなる安定性のために、コイルばねはロードセルをその対応する接触パッドに結合する。
本発明の目的および特徴は、図面とともに詳細説明から明らかとなるであろう。
詳細説明
図１を参照して、部分組立体１００は、触媒担体１０４を囲繞する支持マット１０２を含み、たとえばマスキングテープを用いて仮組み立てされる。次いで、部分組立体１００は、部分組立体１００を計測ステーション１０６に移送するネストに挿入される。次いで、計測ステーション１０６は、部分組立体１０２を、支持マットに対して所望の空隙かさ密度を生じるであろう平均圧力にまで圧縮する。１つの典型的なコンバータは、たとえば、実験データによって０．８３グラム毎立方センチメートルの空隙かさ密度に相互に関連付けられた４０ｐｓｉの目標圧力を受けてもよい。次いで、０．８３グラム毎立方センチメートルの理論、空隙かさ密度および計測圧縮の達成された変位値に基づいて、達成されたマットギャップはより大きなマット空隙および０．９５３グラム毎立方センチメートルなどの対応する空隙かさ密度に相互に関連付けられる。計測されたマット幅を達成するために用いられる圧力が、たとえばサイジングステーション１１０に使用されるコントローラ１０８に保存される。計測ステーション１０６からのフィードバックは外殻または収納容器２０２内の部分組立体１００の最終組立体において使用されるサイジング装置に移送される。
計測がなされた後、部分組立体１００は、コンバータの外殻または収納容器に弱く詰め込まれ、次いで、図２に示されるように、収納容器２０２内に部分組立体を収納するために、支持マットに対して半径方向内方に向く一様な圧力のためのサイジング装置に移送される。サイジング装置で使用される圧力は、計測ステーションから導出され、典型的に使用される端部キャップを差し引いた最終製品を生じる。
サイジング装置の１つの形式が、米国特許第５１１８４７６号明細書に教示される。該文献は参照によって本明細書に組み込まれる。該米国特許明細書の図面の１つが図３に示される。図３から理解されるように、円状の形成面４１を有する２以上の圧縮ダイ３９が、コンバータ管１５の中央部２９に対して位置づけられると同時に半径方向内方に駆動され、これによって管壁が半径方向内方に一様に変形され、支持マット１３に対して圧接されることを結果として生じる。各形成面４１の軸線方向幅は、マットの軸線方向幅と実質的に同一の広がりを有するように選択される。上述したように、圧縮ダイ３９に加えられる圧力は、前の計測処理から決定される。
図１の計測ステーション１０６は、圧力下で所望の支持マット幅を決定するための多数の従来の計測技術を利用することができる。これらの技術は、レーザ計測、支持マットの質量計測またはシャドー計測を含む。
支持マット／触媒担体１００の圧縮は、図４に示される装置を用いて達成される。支持マット１０２および触媒担体１０４は、複数、たとえば８つのセグメント化された接触パッドであって、圧力測定ロードセル４０４ａ〜４０４ｈとそれぞれ関連付けられた接触パッド４０２ａ〜４０２ｈを用いて、半径方向内方方向の一様な圧力下に置かれる。
ロードセルによる誤った圧力読取りをもたらすトルクのかかった状態または旋回する状態を回避するために、各ロードセル／接触パッド組立体は図５に示される安定化構造を利用する。板ばね５０２が、各接触パッド４０２を、ブラケット５０６を介してフレーム支持体に結合する。該構造をさらに安定させるために、コイルばね５０４が、各ロードセル４０４をそれぞれの接触パッド４０２に結合する。この構造によれば、各ロードセルがその対応する接触パッドと直角をなし、誤った圧力読取りをもたらすかもしれないトルクのかかった状態を排除する。
したがって、本発明は、触媒コンバータ組立体および最初の詰め込み処理でのせん断損傷を回避するように後較正技術を用いるサイジングを提供する。発見的データの使用によって、適切な圧力、および予め設定された許容可能な範囲にある空隙かさ密度を生じるであろう圧力下でのマット厚が決定される。コンバータが以上で説明された本発明に従って組み立てられたとき、適切な空隙かさ密度のためのコンバータのさらなる試験が必要とされないと考えられる。
本発明は、模範的な実施形態の詳細な説明に関して記載されているが、これは単に例示の目的に過ぎない。
本発明の原理に従って配置されるコンバータ組立装置の概略ブロック図である。 本発明の原理に従ってコンバータを組み立てる際に用いられる方法の種々の段階を示す。 本発明に従って有用なサイジングステーションの関連する詳細を示す。 本発明の原理に従って有用な計測ステーションの関連部分の側面図である。 図４の計測ステーションにおいて有用な典型的な接触パッド／ロードセル組合せ構造の詳細を示す。 本発明の原理に従って組み立てられてもよい触媒コンバータの側面図である。

Claims (3)

  1. 半径方向内方に向かう一様な圧力を、排気処理装置のための担体を囲繞する圧縮可能な支持マットに加える装置において、
    支持マットおよび担体を支持するように適合させた空間を規定する複数の接触パッドを含み、
    各パッドは圧力測定ロードセルと関連するとともに、支持マットに対して半径方向内方に移動可能であり、各接触パッドは板ばねを介して支持フレームに結合されることを特徴とする装置。
  2. 各接触パッドは、コイルばねを介して、関連するロードセルに結合されることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 排気処理装置は触媒コンバータを含み、担体は触媒含有部材を含み、支持マットは衝撃吸収弾発絶縁支持体を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
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