JP2021011847A - Manufacturing method of catalyst converter - Google Patents

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Yusuke Kato
佑亮 加藤
裕樹 松井
Hiroki Matsui
裕樹 松井
英昇 柴田
Hideaki Shibata
英昇 柴田
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Abstract

To improve insertion performance when inserting a catalyst carrier wound with a holding mat into a catalyst case.SOLUTION: A catalyst converter comprises a cylindrical catalyst case 10. A catalyst carrier 20 for purifying exhaust emission is disposed in a center cylinder 13 of the catalyst case 10. A band-shaped holding mat 30 is interposed between an external peripheral face of the catalyst carrier 20 and an internal peripheral face 13A of the center cylinder 13 of the catalyst case 10 in a compressed state. In a winding step of a manufacturing method of the catalyst converter, the holding mat 30 is wound to the external peripheral face of the catalyst carrier 20. In a succeeding insertion step, the catalyst carrier 20 wound with the holding mat 30 is inserted into the center cylinder 13 of the catalyst case 10. Also, in a succeeding heating step, a part of a wall part of a portion at which the holding mat 30 in the center cylinder 13 and the catalyst carrier 20 are arranged is heated and softened, and a recess 13B progressing toward the outside at the internal peripheral face 13A of the wall part is recessed by an elastic force of the holding mat 30.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、触媒コンバータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a catalytic converter.

特許文献1には、内燃機関の排気管に取り付けられる触媒コンバータに関する技術が記載されている。特許文献1の触媒コンバータは、円筒形状の触媒ケースを備えている。触媒ケースの壁部の内周面においては、径方向外側に向かって凹部が窪んでいる。この凹部は、触媒ケースの周方向全周に延びており、触媒ケースの軸線方向に3つ並んでいる。また、特許文献1の触媒コンバータは、略円柱形状の外観の排気浄化用の触媒担体を備えている。この触媒担体の外周面には、帯状の保持マットが巻き付けられている。そして、保持マットが巻き付けられた触媒担体が、触媒ケースの内部に挿入されている。このように触媒ケースの内部に触媒担体が配置された状態では、触媒担体の外周面と触媒ケースの内周面との間に保持マットが圧縮された状態で介在されている。この保持マットの一部は、触媒ケースの壁部の凹部に倣うように弾性変形し、凹部に嵌まり込んでいる。 Patent Document 1 describes a technique relating to a catalytic converter attached to an exhaust pipe of an internal combustion engine. The catalyst converter of Patent Document 1 includes a cylindrical catalyst case. On the inner peripheral surface of the wall portion of the catalyst case, a recess is recessed toward the outer side in the radial direction. The recesses extend all around the circumference of the catalyst case, and three recesses are arranged in the axial direction of the catalyst case. Further, the catalyst converter of Patent Document 1 includes a catalyst carrier for exhaust gas purification having a substantially cylindrical appearance. A band-shaped holding mat is wrapped around the outer peripheral surface of the catalyst carrier. Then, the catalyst carrier around which the holding mat is wrapped is inserted inside the catalyst case. In the state where the catalyst carrier is arranged inside the catalyst case in this way, the holding mat is interposed between the outer peripheral surface of the catalyst carrier and the inner peripheral surface of the catalyst case in a compressed state. A part of this holding mat is elastically deformed so as to imitate the concave portion of the wall portion of the catalyst case, and is fitted into the concave portion.

特開2002−303131号公報JP-A-2002-303131

特許文献1の触媒コンバータの製造方法においては、保持マットを巻き付けた触媒担体を、触媒ケースの内部に挿入する際に、保持マットの端部が触媒ケースの壁部の凹部に引っかかることがある。そのため、特許文献1の触媒コンバータの製造方法では、保持マットを巻き付けた触媒担体を、触媒ケースの内部に挿入する際に手間取ることがある。 In the method for manufacturing a catalyst converter of Patent Document 1, when the catalyst carrier around which the holding mat is wound is inserted into the inside of the catalyst case, the end portion of the holding mat may be caught in the recess of the wall portion of the catalyst case. Therefore, in the method for manufacturing a catalyst converter of Patent Document 1, it may take time to insert the catalyst carrier around which the holding mat is wound into the inside of the catalyst case.

上記課題を解決するための触媒コンバータの製造方法は、筒形状の触媒ケースと、前記触媒ケースの内部に配置された排気浄化用の触媒担体と、前記触媒担体の外周面及び前記触媒ケースの内周面の間に圧縮された状態で介在されている帯状の保持マットとを備えている触媒コンバータの製造方法であって、前記触媒担体の外周面に前記保持マットを巻き付ける巻き付け工程と、前記巻き付け工程の後、前記保持マットを巻き付けた前記触媒担体を前記触媒ケースの内部に挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後、前記触媒ケースにおける前記保持マット及び前記触媒担体が配置された部分の壁部の一部を加熱することで当該壁部を軟化させ、前記保持マットの弾性力によって壁部の内周面において外側に向かう凹部を窪ませる加熱工程とを備えている。 A method for manufacturing a catalyst converter for solving the above problems is a tubular catalyst case, a catalyst carrier for exhaust purification arranged inside the catalyst case, an outer peripheral surface of the catalyst carrier, and the inside of the catalyst case. A method for manufacturing a catalyst converter including a band-shaped holding mat interposed between the peripheral surfaces in a compressed state, wherein the holding mat is wound around the outer peripheral surface of the catalyst carrier, and the winding. After the step, an insertion step of inserting the catalyst carrier around which the holding mat is wound into the inside of the catalyst case, and after the insertion step, a wall of a portion of the catalyst case where the holding mat and the catalyst carrier are arranged. The wall portion is softened by heating a part of the portion, and the elastic force of the holding mat is provided with a heating step of denting a concave portion toward the outside on the inner peripheral surface of the wall portion.

上記構成の挿入工程は、加熱工程の前であるため、加熱工程によって変形した触媒ケースの一部に保持マットが引っかかってしまうことがない。そのため、この挿入工程では、保持マットを巻き付けた触媒マットを、触媒ケースの内部に挿入する際の挿入性が低下することを抑制できる。なお、その後の加熱工程においては、触媒ケースの壁部のうち、加熱された一部は、一時的に軟化する。そのため、保持マットの弾性力によって触媒ケースの壁部の一部が外側に向かって変形し、壁部の内周面において凹部が形成される。そして、保持マットは、触媒ケースの壁部における凹部に倣うように弾性変形し、保持マットの一部が嵌まり込む。これにより、保持マットが触媒ケースに対して位置ずれすることを抑制し、保持マットによって触媒担体を保持できる。 Since the insertion step of the above configuration is before the heating step, the holding mat does not get caught in a part of the catalyst case deformed by the heating step. Therefore, in this insertion step, it is possible to suppress a decrease in insertability when the catalyst mat around which the holding mat is wound is inserted into the inside of the catalyst case. In the subsequent heating step, a part of the wall of the catalyst case that has been heated is temporarily softened. Therefore, a part of the wall portion of the catalyst case is deformed outward by the elastic force of the holding mat, and a recess is formed on the inner peripheral surface of the wall portion. Then, the holding mat is elastically deformed so as to follow the recesses in the wall portion of the catalyst case, and a part of the holding mat is fitted. This prevents the holding mat from shifting with respect to the catalyst case, and the holding mat can hold the catalyst carrier.

触媒コンバータの断面図。Sectional view of the catalytic converter. (a)は、挿入工程後の状態を示す説明図。(b)は、加熱工程を示す説明図。(c)は、加熱工程後の状態を示す説明図。(A) is an explanatory diagram showing a state after the insertion step. (B) is an explanatory view showing a heating process. (C) is an explanatory view showing a state after a heating step.

以下、実施形態を図1及び図2にしたがって説明する。先ず、内燃機関の排気管に取り付けられる触媒コンバータ100の構成について説明する。なお、以下の説明では、触媒コンバータ100が内燃機関の排気管に取り付けられているものとし、排気の流れ方向における上流及び下流を、単に上流及び下流という。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, the configuration of the catalytic converter 100 attached to the exhaust pipe of the internal combustion engine will be described. In the following description, it is assumed that the catalytic converter 100 is attached to the exhaust pipe of the internal combustion engine, and the upstream and downstream in the exhaust flow direction are simply referred to as upstream and downstream.

図1に示すように、触媒コンバータ100は、全体として筒形状の触媒ケース10を備えている。触媒ケース10の材質は、ステンレス鋼である。触媒ケース10における上流側の一部である第1接続筒11は、円筒形状になっている。触媒ケース10における第1接続筒11の上流側の端部には、内燃機関の排気管のうち、上流側の排気管が取り付けられる。第1接続筒11の下流端からは、下流側ほど内径が徐々に大きくなった拡径部12が延びている。拡径部12の上流端の内径は、第1接続筒11の内径と略同じになっている。 As shown in FIG. 1, the catalyst converter 100 includes a tubular catalyst case 10 as a whole. The material of the catalyst case 10 is stainless steel. The first connecting cylinder 11, which is a part of the upstream side of the catalyst case 10, has a cylindrical shape. An upstream exhaust pipe of the internal combustion engine exhaust pipe is attached to the upstream end of the first connecting cylinder 11 in the catalyst case 10. From the downstream end of the first connecting cylinder 11, a diameter-expanded portion 12 having an inner diameter gradually increasing toward the downstream side extends. The inner diameter of the upstream end of the enlarged diameter portion 12 is substantially the same as the inner diameter of the first connecting cylinder 11.

拡径部12の下流端からは、略円筒形状の中央筒13が延びている。中央筒13の内径は、拡径部12の下流端の内径と略同じになっている。また、中央筒13の内径は、軸線方向において略一定になっている。中央筒13の上流端は、アーク溶接によって拡径部12の下流端に固定されている。 A substantially cylindrical central cylinder 13 extends from the downstream end of the enlarged diameter portion 12. The inner diameter of the central cylinder 13 is substantially the same as the inner diameter of the downstream end of the enlarged diameter portion 12. Further, the inner diameter of the central cylinder 13 is substantially constant in the axial direction. The upstream end of the central cylinder 13 is fixed to the downstream end of the enlarged diameter portion 12 by arc welding.

中央筒13の内周面13Aにおいては、径方向外側に向かって凹部13Bが窪んでいる。凹部13Bは、中央筒13の周方向全域に亘って延びており、全体として円環形状になっている。凹部13Bは、中央筒13の軸線方向の中央部に位置している。 On the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13, the recess 13B is recessed toward the outer side in the radial direction. The recess 13B extends over the entire circumferential direction of the central cylinder 13 and has an annular shape as a whole. The recess 13B is located at the center of the central cylinder 13 in the axial direction.

中央筒13の下流端からは、下流側ほど内径が徐々に小さくなった縮径部14が延びている。縮径部14の上流端の内径は、中央筒13の内径と略同じになっている。縮径部14の上流端は、アーク溶接によって中央筒13の下流端に固定されている。 From the downstream end of the central cylinder 13, a reduced diameter portion 14 whose inner diameter gradually decreases toward the downstream side extends. The inner diameter of the upstream end of the reduced diameter portion 14 is substantially the same as the inner diameter of the central cylinder 13. The upstream end of the reduced diameter portion 14 is fixed to the downstream end of the central cylinder 13 by arc welding.

縮径部14の下流端からは、円筒形状の第2接続筒15が延びている。第2接続筒15の内径は、縮径部14の下流端の内径と略同じになっている。第2接続筒15の下流側の端部には、内燃機関の排気管のうち、下流側の排気管が取り付けられる。 A cylindrical second connecting cylinder 15 extends from the downstream end of the reduced diameter portion 14. The inner diameter of the second connecting cylinder 15 is substantially the same as the inner diameter of the downstream end of the reduced diameter portion 14. An exhaust pipe on the downstream side of the exhaust pipe of the internal combustion engine is attached to the downstream end of the second connecting cylinder 15.

触媒ケース10における中央筒13の内部には、排気浄化用の触媒担体20が配置されている。触媒担体20の外観は略円柱形状になっており、触媒担体20の内部はハニカム構造になっている。触媒担体20の外径は、触媒ケース10における中央筒13の内径よりも小さくなっている。触媒担体20の軸線方向の長さは、触媒ケース10における中央筒13の軸線方向の長さと略同じになっている。本実施形態では、触媒担体20の材質は、酸化アルミニウムである。 A catalyst carrier 20 for exhaust gas purification is arranged inside the central cylinder 13 in the catalyst case 10. The appearance of the catalyst carrier 20 is substantially cylindrical, and the inside of the catalyst carrier 20 has a honeycomb structure. The outer diameter of the catalyst carrier 20 is smaller than the inner diameter of the central cylinder 13 in the catalyst case 10. The axial length of the catalyst carrier 20 is substantially the same as the axial length of the central cylinder 13 in the catalyst case 10. In this embodiment, the material of the catalyst carrier 20 is aluminum oxide.

触媒担体20は、当該触媒担体20の外周面に巻き付けられた保持マット30を介して触媒ケース10における中央筒13に固定されている。保持マット30は、触媒担体20に巻き付けられていない状態において、全体として長方形帯状になっている。保持マット30の長手方向の長さは、触媒担体20の外周の長さと略同じになっている。保持マット30の短手方向の長さは、触媒担体20の軸線方向の長さよりも短くなっている。また、触媒担体20に巻き付けられていない状態での保持マット30の厚みは、触媒担体20の外径と触媒ケース10における中央筒13の内径との差の2分の1以上になっている。保持マット30は、耐熱性材料の繊維を成形することで帯状に形成されており、厚み方向に弾性変形可能になっている。したがって、保持マット30は、触媒担体20の外周面と触媒ケース10における中央筒13の内周面との間に、厚み方向に圧縮した状態で介在されている。この保持マット30の軸線方向の中央部は、触媒ケース10における中央筒13の凹部13Bに嵌まり込んでいる。本実施形態では、保持マット30の材質は、酸化アルミニウムである。 The catalyst carrier 20 is fixed to the central cylinder 13 in the catalyst case 10 via a holding mat 30 wound around the outer peripheral surface of the catalyst carrier 20. The holding mat 30 has a rectangular band shape as a whole when it is not wound around the catalyst carrier 20. The length of the holding mat 30 in the longitudinal direction is substantially the same as the length of the outer circumference of the catalyst carrier 20. The length of the holding mat 30 in the lateral direction is shorter than the length of the catalyst carrier 20 in the axial direction. Further, the thickness of the holding mat 30 in a state where it is not wound around the catalyst carrier 20 is more than half of the difference between the outer diameter of the catalyst carrier 20 and the inner diameter of the central cylinder 13 in the catalyst case 10. The holding mat 30 is formed in a band shape by molding fibers of a heat-resistant material, and is elastically deformable in the thickness direction. Therefore, the holding mat 30 is interposed between the outer peripheral surface of the catalyst carrier 20 and the inner peripheral surface of the central cylinder 13 in the catalyst case 10 in a compressed state in the thickness direction. The central portion of the holding mat 30 in the axial direction is fitted into the recess 13B of the central cylinder 13 in the catalyst case 10. In the present embodiment, the material of the holding mat 30 is aluminum oxide.

次に、触媒コンバータ100の製造方法について説明する。なお、以下に説明する触媒コンバータ100の製造方法の巻き付け工程の開始時点においては、触媒ケース10は、第1接続筒11及び拡径部12が固定された部品と、中央筒13と、縮径部14及び第2接続筒15が固定された部品との3つの部品に分かれている。 Next, a method for manufacturing the catalytic converter 100 will be described. At the start of the winding process of the method for manufacturing the catalyst converter 100 described below, the catalyst case 10 has a diameter reduction of the first connection cylinder 11 and the enlarged diameter portion 12 and the central cylinder 13. The portion 14 and the second connecting cylinder 15 are divided into three parts, that is, a fixed part.

先ず、巻き付け工程において、触媒担体20の外周面に保持マット30を巻き付ける。具体的には、保持マット30を、当該保持マット30の長手方向が触媒担体20の周方向に沿うように巻き付ける。このとき、触媒担体20の軸線方向の中央部に保持マット30を配置する。 First, in the winding step, the holding mat 30 is wound around the outer peripheral surface of the catalyst carrier 20. Specifically, the holding mat 30 is wound so that the longitudinal direction of the holding mat 30 is along the circumferential direction of the catalyst carrier 20. At this time, the holding mat 30 is arranged at the center of the catalyst carrier 20 in the axial direction.

その後、挿入工程において、保持マット30を巻き付けた触媒担体20を、触媒ケース10の中央筒13の内部に挿入する。具体的には、保持マット30を巻き付けた触媒担体20を、触媒ケース10の中央筒13の端部から挿入し、触媒ケース10における中央筒13の軸線方向の中央部に配置する。上述したように、触媒担体20に巻き付けられていない状態での保持マット30の厚みは、触媒担体20の外径と触媒ケース10における中央筒13の内径との差の2分の1以上になっている。したがって、挿入工程では、保持マット30を巻き付けた触媒担体20を、触媒ケース10の中央筒13の内部に挿入する際に、保持マット30が厚み方向に圧縮されながら、触媒担体20の外周面と触媒ケース10における中央筒13の内周面との間に介在されていく。なお、図2(a)に示すように、挿入工程では、触媒ケース10における中央筒13の内周面13Aにおいて凹部13Bが窪んでいない。 Then, in the insertion step, the catalyst carrier 20 around which the holding mat 30 is wound is inserted into the central cylinder 13 of the catalyst case 10. Specifically, the catalyst carrier 20 around which the holding mat 30 is wound is inserted from the end of the central cylinder 13 of the catalyst case 10 and arranged at the central portion of the catalyst case 10 in the axial direction. As described above, the thickness of the holding mat 30 when not wound around the catalyst carrier 20 is more than half the difference between the outer diameter of the catalyst carrier 20 and the inner diameter of the central cylinder 13 in the catalyst case 10. ing. Therefore, in the insertion step, when the catalyst carrier 20 around which the holding mat 30 is wound is inserted into the central cylinder 13 of the catalyst case 10, the holding mat 30 is compressed in the thickness direction while being compressed with the outer peripheral surface of the catalyst carrier 20. It is interposed between the inner peripheral surface of the central cylinder 13 in the catalyst case 10. As shown in FIG. 2A, in the insertion step, the recess 13B is not recessed on the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13 in the catalyst case 10.

その後、図2(b)に二点鎖線で示すように、加熱工程において、触媒ケース10の中央筒13の径方向外側から図示しない溶接ノズルを近づけて、当該中央筒13における軸線方向の中央部の壁部をアーク溶接によって生じる熱によって加熱する。このとき、中央筒13の周方向において、中央筒13に対して溶接ノズルを相対的に回転させることで、中央筒13の周方向全域に亘って当該中央筒13の壁部を加熱する。このように中央筒13の壁部の一部を加熱することで、その加熱によって壁部の一部を軟化させる。すると、図2(c)に示すように、その中央筒13の壁部のうちの軟化した部分に保持マット30の弾性力が作用することで、中央筒13の壁部のうちの軟化した部分が外側に向かって変形し、中央筒13の内周面13Aにおいて凹部13Bが形成される。そして、保持マット30は中央筒13の凹部13Bに倣うように弾性変形し、保持マット30の中央部が中央筒13の凹部13Bに嵌まり込む。 After that, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2B, in the heating step, a welding nozzle (not shown) is brought closer from the radial outside of the central cylinder 13 of the catalyst case 10, and the central portion in the axial direction of the central cylinder 13 is brought closer. The walls of the wall are heated by the heat generated by arc welding. At this time, by rotating the welding nozzle relative to the central cylinder 13 in the circumferential direction of the central cylinder 13, the wall portion of the central cylinder 13 is heated over the entire circumferential direction of the central cylinder 13. By heating a part of the wall part of the central cylinder 13 in this way, the part of the wall part is softened by the heating. Then, as shown in FIG. 2C, the elastic force of the holding mat 30 acts on the softened portion of the wall portion of the central cylinder 13, so that the softened portion of the wall portion of the central cylinder 13 is formed. Is deformed outward, and a recess 13B is formed on the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13. Then, the holding mat 30 is elastically deformed so as to follow the recess 13B of the central cylinder 13, and the central portion of the holding mat 30 is fitted into the recess 13B of the central cylinder 13.

また、この加熱工程においては、アーク溶接による加熱と同時に、触媒ケース10の中央筒13における軸線方向の中央部の壁部に対してアーク溶接によって肉盛りを行う。このとき、中央筒13の周方向において、中央筒13に対して溶接ノズルを相対的に回転させることで、中央筒13の周方向全域に亘って肉盛りを行う。ここで、肉盛りとは、上述した中央筒13の壁部の変形によって薄くなる部分に溶融した金属を積層して当該中央筒13の壁部の厚みを補うことである。なお、本実施形態において、アーク溶接は、MIG(Metal Inert Gas)溶接である。 Further, in this heating step, at the same time as heating by arc welding, the wall portion of the central cylinder 13 of the catalyst case 10 in the axial direction is built up by arc welding. At this time, by rotating the welding nozzle relative to the central cylinder 13 in the circumferential direction of the central cylinder 13, the build-up is performed over the entire circumferential direction of the central cylinder 13. Here, the build-up is to supplement the thickness of the wall portion of the central cylinder 13 by laminating molten metal on the portion thinned by the deformation of the wall portion of the central cylinder 13 described above. In the present embodiment, the arc welding is MIG (Metal Inert Gas) welding.

その後、溶接工程において、中央筒13の上流端に対して拡径部12の下流端を密着させた状態で、アーク溶接によって中央筒13の上流端と拡径部12の下流端とを固定する。次に、溶接工程において、中央筒13の下流端に対して縮径部14の上流端を密着させた状態で、アーク溶接によって中央筒13の下流端と縮径部14の上流端とを固定する。 After that, in the welding process, the upstream end of the central cylinder 13 and the downstream end of the enlarged diameter portion 12 are fixed by arc welding while the downstream end of the enlarged diameter portion 12 is in close contact with the upstream end of the central cylinder 13. .. Next, in the welding process, the downstream end of the central cylinder 13 and the upstream end of the reduced diameter portion 14 are fixed by arc welding while the upstream end of the reduced diameter portion 14 is in close contact with the downstream end of the central cylinder 13. To do.

本実施形態の効果について説明する。
(1)上述したように、挿入工程は加熱工程の前であるため、保持マット30を巻き付けた触媒担体20を、触媒ケース10の中央筒13の内部に挿入する際には、未だ凹部13Bが形成されていない。したがって、保持マット30を巻き付けた触媒担体20を挿入する際に、保持マット30の端部が、中央筒13の内周面13Aにおける凹部13Bに引っかかることがない。そのため、挿入工程では、保持マット30を巻き付けた触媒担体20を触媒ケース10の中央筒13の内部に挿入する際の挿入性が低下することを抑制できる。
The effect of this embodiment will be described.
(1) As described above, since the insertion step is before the heating step, when the catalyst carrier 20 around which the holding mat 30 is wound is inserted into the central cylinder 13 of the catalyst case 10, the recess 13B is still formed. Not formed. Therefore, when the catalyst carrier 20 around which the holding mat 30 is wound is inserted, the end portion of the holding mat 30 does not get caught in the recess 13B on the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13. Therefore, in the insertion step, it is possible to suppress a decrease in insertability when the catalyst carrier 20 around which the holding mat 30 is wound is inserted into the central cylinder 13 of the catalyst case 10.

なお、その後の加熱工程では、図2(c)に示すように、中央筒13の内周面13Aにおいて凹部13Bが形成される。そして、保持マット30は中央筒13の凹部13Bに倣うように弾性変形し、保持マット30の中央部が中央筒13の凹部13Bに嵌まり込む。このように保持マット30の中央部が中央筒13の凹部13Bに嵌まり込むことで、保持マット30が触媒ケース10の中央筒13に対して当該中央筒13の軸線方向に位置ずれすることを抑制できる。 In the subsequent heating step, as shown in FIG. 2C, the recess 13B is formed on the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13. Then, the holding mat 30 is elastically deformed so as to follow the recess 13B of the central cylinder 13, and the central portion of the holding mat 30 is fitted into the recess 13B of the central cylinder 13. By fitting the central portion of the holding mat 30 into the recess 13B of the central cylinder 13 in this way, the holding mat 30 is displaced from the central cylinder 13 of the catalyst case 10 in the axial direction of the central cylinder 13. Can be suppressed.

(2)本実施形態において、加熱工程では、中央筒13における周方向全域に亘って凹部13Bを窪ませている。そして、保持マット30の軸線方向の中央部は、周方向全域に亘って凹部13Bに嵌まり込んでいる。そのため、保持マット30の軸線方向の中央部は、触媒担体20の外周面と中央筒13の内周面13Aとの間において中央筒13の周方向に均一に圧縮される。これにより、保持マット30は、触媒担体20の外周面と中央筒13の内周面13Aとの間において、中央筒13の周方向に均一の力で支持される。その結果、触媒担体20は、保持マット30を介して触媒ケース10の中央筒13に安定して保持される。 (2) In the present embodiment, in the heating step, the recess 13B is recessed over the entire circumferential direction of the central cylinder 13. The central portion of the holding mat 30 in the axial direction is fitted into the recess 13B over the entire circumferential direction. Therefore, the central portion of the holding mat 30 in the axial direction is uniformly compressed in the circumferential direction of the central cylinder 13 between the outer peripheral surface of the catalyst carrier 20 and the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13. As a result, the holding mat 30 is supported by a uniform force in the circumferential direction of the central cylinder 13 between the outer peripheral surface of the catalyst carrier 20 and the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13. As a result, the catalyst carrier 20 is stably held in the central cylinder 13 of the catalyst case 10 via the holding mat 30.

(3)触媒ケース10の中央筒13における凹部13Bに保持マット30が嵌まり込んでいる。ここで、流通する排気の脈動等によって触媒ケース10の中央筒13に対して保持マット30が振動すると、保持マット30の一部と中央筒13の凹部13Bの縁との当接によって保持マット30の一部の繊維が解れることもある。このように保持マット30の繊維が解れると、排気通路を流通する排気とともに保持マット30の繊維が排気通路を流通するおそれがある。 (3) The holding mat 30 is fitted in the recess 13B in the central cylinder 13 of the catalyst case 10. Here, when the holding mat 30 vibrates with respect to the central cylinder 13 of the catalyst case 10 due to the pulsation of the circulating exhaust gas or the like, the holding mat 30 is brought into contact with a part of the holding mat 30 and the edge of the recess 13B of the central cylinder 13. Some fibers may be unraveled. When the fibers of the holding mat 30 are unraveled in this way, the fibers of the holding mat 30 may flow through the exhaust passage together with the exhaust gas flowing through the exhaust passage.

この点、本実施形態では、中央筒13の凹部13Bには、保持マット30の軸線方向の中央部が嵌まり込んでいる。そのため、保持マット30における軸線方向の中央部よりも上流側の部分及び中央部よりも下流側の部分は、中央筒13の内周面13Aに圧縮した状態で密着している。これにより、保持マット30における軸線方向の中央部の繊維が解れたとしても、その繊維が中央筒13の凹部13Bの外部に出ていくことがない。その結果、排気通路を流通する排気とともに保持マット30の繊維が排気通路を流通することを抑制できる。 In this respect, in the present embodiment, the central portion of the holding mat 30 in the axial direction is fitted in the recess 13B of the central cylinder 13. Therefore, the portion of the holding mat 30 on the upstream side of the central portion in the axial direction and the portion on the downstream side of the central portion are in close contact with the inner peripheral surface 13A of the central cylinder 13 in a compressed state. As a result, even if the fibers in the central portion in the axial direction of the holding mat 30 are unraveled, the fibers do not go out to the outside of the recess 13B of the central cylinder 13. As a result, it is possible to prevent the fibers of the holding mat 30 from flowing through the exhaust passage together with the exhaust gas flowing through the exhaust passage.

(4)加熱工程では、図2(c)に示すように、その中央筒13の壁部のうちの軟化した部分に保持マット30の弾性力が作用することで、中央筒13の壁部のうちの軟化した部分が外側に向かって変形する。このように中央筒13の壁部が変形すると、中央筒13の壁部の一部の厚みが薄くなることもある。 (4) In the heating step, as shown in FIG. 2C, the elastic force of the holding mat 30 acts on the softened portion of the wall portion of the central cylinder 13, so that the wall portion of the central cylinder 13 is affected. Our softened part deforms outward. When the wall portion of the central cylinder 13 is deformed in this way, the thickness of a part of the wall portion of the central cylinder 13 may be reduced.

この点、本実施形態において、加熱工程では、アーク溶接による加熱と同時に、触媒ケース10の中央筒13の壁部に肉盛りを行っている。そのため、加熱工程では、中央筒13の壁部が外側に向かって変形することで中央筒13の壁部の一部の厚みが薄くなろうとしても、肉盛りによって中央筒13の壁部の厚みが補われる。これにより、中央筒13の壁部の一部の厚みが薄くなることを抑制できる。 In this respect, in the present embodiment, in the heating step, the wall portion of the central cylinder 13 of the catalyst case 10 is built up at the same time as heating by arc welding. Therefore, in the heating step, even if the wall portion of the central cylinder 13 is deformed toward the outside and the thickness of a part of the wall portion of the central cylinder 13 is reduced, the thickness of the wall portion of the central cylinder 13 is increased by overlaying. Is supplemented. As a result, it is possible to prevent the thickness of a part of the wall portion of the central cylinder 13 from becoming thin.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、加熱工程は変更できる。例えば、触媒ケース10における中央筒13の周方向において、当該中央筒13の周方向の一部を加熱してもよい。この場合には、凹部13Bは、中央筒13の周方向の一部に形成される。
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-In the above embodiment, the heating process can be changed. For example, in the circumferential direction of the central cylinder 13 in the catalyst case 10, a part of the central cylinder 13 in the circumferential direction may be heated. In this case, the recess 13B is formed in a part of the central cylinder 13 in the circumferential direction.

・上記実施形態において、中央筒13の軸線方向の中央部よりも上流側や、中央筒13の軸線方向の中央部よりも下流側を加熱してもよい。この場合も、中央筒13における触媒担体20及び保持マット30が配置された部分の壁部を加熱すれば、中央筒13の壁部の軟化した部分に保持マット30の弾性力が作用する。 -In the above embodiment, the upstream side of the central portion of the central cylinder 13 in the axial direction and the downstream side of the central portion of the central cylinder 13 in the axial direction may be heated. Also in this case, if the wall portion of the central cylinder 13 where the catalyst carrier 20 and the holding mat 30 are arranged is heated, the elastic force of the holding mat 30 acts on the softened portion of the wall portion of the central cylinder 13.

・上記実施形態において、中央筒13の周方向に沿うように加熱する必要はない。例えば、中央筒13の軸線方向に沿うように加熱してもよい。また、例えば、中央筒13の周方向に対して湾曲しつつ、中央筒13の周方向一方側から周方向他方側に加熱してもよい。具体例としては、中央筒13に対して溶接ノズルを略S字に湾曲するように移動させて中央筒13の壁部を加熱したり、中央筒13に対して溶接ノズルを略Z字状に折り曲げるように移動させて中央筒13の壁部を加熱したりしてもよい。 -In the above embodiment, it is not necessary to heat the central cylinder 13 along the circumferential direction. For example, heating may be performed along the axial direction of the central cylinder 13. Further, for example, the central cylinder 13 may be heated from one side in the circumferential direction to the other side in the circumferential direction while being curved with respect to the circumferential direction of the central cylinder 13. As a specific example, the welding nozzle is moved so as to be curved in a substantially S shape with respect to the central cylinder 13 to heat the wall portion of the central cylinder 13, or the welding nozzle is substantially Z-shaped with respect to the central cylinder 13. The wall portion of the central cylinder 13 may be heated by moving it so as to be bent.

・上記実施形態において、中央筒13の複数個所を断続的に加熱してもよい。例えば、中央筒13の周方向において、当該中央筒13の壁部を断続的に加熱してもよい。なお、このように中央筒13の壁部を断続的に加熱する場合には、保持マット30の長手方向の端部を避けて中央筒13の壁部を加熱することが好ましい。同様に、中央筒13の軸線方向において、当該中央筒13の壁部を断続的に加熱してもよい。 -In the above embodiment, a plurality of locations of the central cylinder 13 may be heated intermittently. For example, the wall portion of the central cylinder 13 may be heated intermittently in the circumferential direction of the central cylinder 13. When the wall portion of the central cylinder 13 is heated intermittently in this way, it is preferable to heat the wall portion of the central cylinder 13 while avoiding the end portion in the longitudinal direction of the holding mat 30. Similarly, the wall portion of the central cylinder 13 may be heated intermittently in the axial direction of the central cylinder 13.

・上記実施形態において、加熱工程では肉盛りを省略してもよい。例えば、凹部13Bの窪みの深さ、中央筒13の厚み等によって中央筒13の強度が十分に高い場合には、肉盛りを省略してもよい。 -In the above embodiment, the overlay may be omitted in the heating step. For example, if the strength of the central cylinder 13 is sufficiently high due to the depth of the recess 13B, the thickness of the central cylinder 13, and the like, the build-up may be omitted.

・上記実施形態において、加熱工程では加熱方法を変更できる。例えば、アーク溶接に限らず、レーザ溶接によって中央筒13の壁部を加熱してもよい。また、例えば、溶接による加熱に限らず、その他の方法によって中央筒13の壁部を加熱してもよい。 -In the above embodiment, the heating method can be changed in the heating step. For example, not limited to arc welding, the wall portion of the central cylinder 13 may be heated by laser welding. Further, for example, the wall portion of the central cylinder 13 may be heated by another method, not limited to heating by welding.

・上記実施形態において、溶接工程での固定順序は変更できる。例えば、中央筒13の下流端と縮径部14の上流端とを固定した後、中央筒13の上流端と拡径部12の下流端とを固定してもよい。 -In the above embodiment, the fixing order in the welding process can be changed. For example, after fixing the downstream end of the central cylinder 13 and the upstream end of the diameter reduction portion 14, the upstream end of the central cylinder 13 and the downstream end of the diameter expansion portion 12 may be fixed.

・上記実施形態において、挿入工程よりも前の時点における触媒ケース10の状態に応じて、溶接工程は変更できる。例えば、挿入工程よりも前の時点において、触媒ケース10が、第1接続筒11及び拡径部12が固定された部品と、中央筒13、縮径部14、及び第2接続筒15が固定された部品との2つの部品に分かれているものとする。この場合、溶接工程では、アーク溶接によって中央筒13の上流端と拡径部12の下流端とを固定するのみでよい。 -In the above embodiment, the welding process can be changed according to the state of the catalyst case 10 at a time point before the insertion process. For example, at a time prior to the insertion step, the catalyst case 10 has a component to which the first connecting cylinder 11 and the enlarged diameter portion 12 are fixed, and the central cylinder 13, the reduced diameter portion 14, and the second connecting cylinder 15 are fixed. It is assumed that the parts are divided into two parts. In this case, in the welding step, it is only necessary to fix the upstream end of the central cylinder 13 and the downstream end of the enlarged diameter portion 12 by arc welding.

また、例えば、挿入工程よりも前の時点において、触媒ケース10が、第1接続筒11、拡径部12、及び中央筒13が固定された部品と、縮径部14、及び第2接続筒15が固定された部品との2つの部品に分かれているものとする。この場合、溶接工程では、アーク溶接によって中央筒13の下流端と縮径部14の上流端とを固定するのみでよい。 Further, for example, at a time prior to the insertion step, the catalyst case 10 includes a part to which the first connecting cylinder 11, the diameter-expanding portion 12, and the central cylinder 13 are fixed, the diameter-reducing portion 14, and the second connecting cylinder. It is assumed that 15 is divided into two parts, a fixed part and a fixed part. In this case, in the welding step, it is only necessary to fix the downstream end of the central cylinder 13 and the upstream end of the reduced diameter portion 14 by arc welding.

さらに、例えば、挿入工程よりも前の時点において、触媒ケース10が、第1接続筒11と、拡径部12と、中央筒13と、縮径部14と、第2接続筒15との5つの部品に分かれていたとしても、溶接工程では、第1接続筒11と、拡径部12と、中央筒13と、縮径部14と、第2接続筒15との5つの部品をそれぞれ固定すればよい。したがって、このように挿入工程よりも前の時点において、触媒ケース10の中央筒13の上流端が拡径部12の下流端と固定されていなかったり、触媒ケース10の中央筒13の下流端が縮径部14の上流端と固定されていなかったりすればよい。 Further, for example, at a time before the insertion step, the catalyst case 10 includes the first connecting cylinder 11, the diameter-expanded portion 12, the central cylinder 13, the diameter-reduced portion 14, and the second connecting cylinder 15. Even if it is divided into three parts, in the welding process, five parts, the first connecting cylinder 11, the enlarged diameter portion 12, the central cylinder 13, the reduced diameter portion 14, and the second connecting cylinder 15, are fixed. do it. Therefore, at a time before the insertion step, the upstream end of the central cylinder 13 of the catalyst case 10 is not fixed to the downstream end of the diameter-expanded portion 12, or the downstream end of the central cylinder 13 of the catalyst case 10 is not fixed. It may not be fixed to the upstream end of the reduced diameter portion 14.

・上記実施形態において、中央筒13と拡径部12との固定構成や、中央筒13と縮径部14との固定構成は変更できる。例えば、中央筒13と拡径部12とは、両者の端部を密着させた状態で接着によって固定してもよい。つまり、この場合には、溶接工程に代えて、接着工程を採用すればよい。 -In the above embodiment, the fixed configuration of the central cylinder 13 and the enlarged diameter portion 12 and the fixed configuration of the central cylinder 13 and the reduced diameter portion 14 can be changed. For example, the central cylinder 13 and the enlarged diameter portion 12 may be fixed by adhesion with their end portions in close contact with each other. That is, in this case, the bonding process may be adopted instead of the welding process.

10…触媒ケース、11…第1接続筒、12…拡径部、13…中央筒、13A…内周面、13B…凹部、14…縮径部、15…第2接続筒、20…触媒担体、30…保持マット、100…触媒コンバータ。 10 ... catalyst case, 11 ... first connecting cylinder, 12 ... enlarged diameter portion, 13 ... central cylinder, 13A ... inner peripheral surface, 13B ... concave portion, 14 ... reduced diameter portion, 15 ... second connecting cylinder, 20 ... catalyst carrier , 30 ... Retention mat, 100 ... Catalytic converter.

Claims (1)

筒形状の触媒ケースと、前記触媒ケースの内部に配置された排気浄化用の触媒担体と、前記触媒担体の外周面及び前記触媒ケースの内周面の間に圧縮された状態で介在されている帯状の保持マットとを備えている触媒コンバータの製造方法であって、
前記触媒担体の外周面に前記保持マットを巻き付ける巻き付け工程と、
前記巻き付け工程の後、前記保持マットを巻き付けた前記触媒担体を前記触媒ケースの内部に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後、前記触媒ケースにおける前記保持マット及び前記触媒担体が配置された部分の壁部の一部を加熱することで当該壁部を軟化させ、前記保持マットの弾性力によって壁部の内周面において外側に向かう凹部を窪ませる加熱工程とを備えている
触媒コンバータの製造方法。
A tubular catalyst case, a catalyst carrier for exhaust gas purification arranged inside the catalyst case, and a compressed state are interposed between the outer peripheral surface of the catalyst carrier and the inner peripheral surface of the catalyst case. A method of manufacturing a catalytic converter having a strip-shaped holding mat.
A winding step of winding the holding mat around the outer peripheral surface of the catalyst carrier, and
After the winding step, an insertion step of inserting the catalyst carrier around which the holding mat is wound into the catalyst case, and an insertion step.
After the insertion step, the holding mat in the catalyst case and a part of the wall portion of the portion where the catalyst carrier is arranged are heated to soften the wall portion, and the elastic force of the holding mat causes the wall portion to be softened. A method for manufacturing a catalytic converter, which comprises a heating step of denting a concave portion toward the outside on the inner peripheral surface.
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