JP3863714B2 - 金属触媒コンバータの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は金属触媒コンバータの製造方法に関する
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンの排気ガス中に含有される窒素酸化物や硫黄酸化物等を浄化するために、エンジンの排気系に触媒コンバータが設置されている。
【0003】
このような触媒コンバータとして、近年、金属箔を使用した担体が多用されており、例えば図4及び図5に示すように耐熱合金などの金属箔よりなる平板と波板を交互に重ね巻きして積層したハニカム体101を、金属製の外筒102内に挿入して金属触媒担体(メタル担体ともいう)103を構成し、該金属触媒担体103の軸方向両端部に、管素材より成形した略テーパ状のコーン104,104を溶接105により接合して金属触媒コンバータ(メタル触媒コンバータ)109を形成したものが、例えば特開平9−170429号公報に開示されている。
【0004】
前記のような金属触媒担体103は排気管より大径であることから、この金属触媒担体103の両端には、一端106が金属触媒担体103に嵌合する大径で、他端107が排気管に嵌合する小径で、中間部108がテーパ状のコーン104が接続されるが、このような縮径するコーン104の成形方法として、従来、図6に示すプレス加工による方法と、図7に示すようなスピニング加工による方法とがある。
【0005】
前記プレス加工による方法は、図6(a)に示すように、直管状の管素材201の一端部を固定型202で固定保持し、他端部にプレス型203を対設して、該プレス型203を図6(b)に示すように管素材201の他端部に嵌合状態に押圧して、該他端部をテーパ状に加圧成形し、その後、図6(b)に示す切断線Cの部分で管素材201を切断して前記のコーン104を得るようにしたものである。
【0006】
また、前記スピニング加工による方法は、図7に示すように、直管状の管素材301の一部をクランプ302で保持し、その管素材301の一端部或いは両端部をスピニングローラ303で縮径加工し、その後、図7(a)に示す切断線Cの部分で管素材301を切断して前記のコーン104を得るようにしたものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記プレス加工によりコーン104を成形する方法においては、コーン104のテーパ形状が多種に及ぶ場合には、それに合わせて多種のプレス型203を用意しなければならない問題がある。更に、管素材201における固定型202で保持される部分204が製品として使用されない場合があり、この場合には、その部分204が切断後に廃棄されてスクラップとなり、製品コストが高くなったり、廃材処理などの問題がある。
【0008】
また、前記スピニング加工によりコーン104を成形する方法においては、そのコーン104の成形形状の高自由度や高縮管率等が得られ、かつ、前記のプレス型203のような多種の型を用意することが不要になる効果があるが、やはり、クランプ302で保持される部分304の管素材301が製品として不要になる場合があり、前記プレス加工と同様にスクラップが発生して製品コストが高くなったり、廃材処理などの問題がある。
【0009】
そこで、本発明は、前記のように、金属触媒担体とコーンからなる金属触媒コンバータにおいて、前記のようなスクラップが発生しない金属触媒コンバータの製造方法を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を軽決するための手段】
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、金属箔よりなる平板と波板とを重ねて渦巻き状に巻き回してなるハニカム体を金属製の外筒に挿入した金属触媒担体を用意し、前記外筒の端部に管素材を接合し、次いで、前記外筒を固定手段により固定した状態で前記管素材をスピニング加工によりテーパ状のコーンに成形することを特徴とする金属触媒コンバータの製造方法である。
【0012】
請求項2記載の第2の発明は、前記第1の発明において、前記外筒の軸芯と前記管素材の軸芯とを相互に傾斜させて成形することを特徴とする金属触媒コンバータの製造方法である。
【0013】
請求項3記載の第3の発明は、前記第1の発明において、 前記外筒の軸芯と前記管素材の軸芯とを相互に偏芯させて成形することを特徴とする金属触媒コンバータの製造方法である。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【0015】
図1(a)において、1は金属触媒担体(メタル担体)、2,3は管素材である。
【0016】
前記金属触媒担体1は、例えばFe−Cr−Al系の耐熱合金等の金属箔よりなる平板(平箔)と波板(波箔)とを重ねて渦巻き状に巻き回してなるハニカム体4を、金属製の外筒5に挿入したものである。
【0017】
前記管素材2,3は、金属製の直管からなり、その直径は、前記金属触媒担体1における外筒5の端部に接続できる径に設定されている。図1乃至図3の実施例では、管素材2,3の内径を、金属触媒担体1における外筒5の外径より若干大径に設定して、金属触媒担体1の端部に管素材2,3の一端部を嵌合する形式であるが、前記外筒5と管素材2,3を同径にしてこれらを突き合わせる形式であっても、また、管素材2,3の外径を前記外筒5の内径より若干小径に設定して管素材2,3を外管5内に挿入する形式でもよい。
【0018】
更に、前記の管素材2,3の軸方向長は、後述するコーン8,9が得られる必要最小限の長さがあればよい。
【0019】
次に前記の金属触媒担体1と両管素材2,3を用いて金属触媒コンバータを製造する方法について説明する。
【0020】
先ず、図1(b)に示すように、前記金属触媒担体1における外筒5の両端部に前記両管素材2,3の夫々の一端部を嵌合し、該嵌合部(両管素材2,3の端部)を溶接W等の固着手段により固着して接合する。
【0021】
次で、図1(c)に示すように、金属触媒担体1の外筒5の部分をクランプ6等の固定手段により保持して固定し、両管素材2,3の部分にスピニング加工を施し、両管素材2,3を縮径加工する。なお、このスピニング加工は、例えば、複数個のスピニングローラ7を、それ自体自由に回転するように支持して管軸回りに公転させるとともに管中心側(求心側)と管軸方向へ移動して縮管するなど、周知のスピニング加工方法を採用する。
【0022】
前記のスピニング加工により、管素材2,3を図1(d)に示すようなテーパ状に縮径することによって、図1(d)に示すような、直管状の金属触媒担体1の両端部にコーン8,9を一体的に接合した金属触媒コンバータ10が形成される。また、このコーン8,9には、排気管への接合用の首部11,12が形成されている。なお、この実施例は、金属触媒担体1の軸芯と両コーン8,9と両首部11,12の軸芯とを同軸にした例である。
【0023】
本実施例によれば、コーン8,9の成形時におけるそのコーン8,9の保持が、金属触媒担体1の部分をクランプ6で保持することにより行えるため、前記従来のスクラップ部が金属触媒担体1の一部に置きかわり、前記従来のようなスクラップの発生がない。
【0024】
図2は第2実施例を示す。
【0025】
本第2実施例は、前記金属触媒担体1の軸芯Xと一方のコーン8の軸芯Yとを相互に所望の角度θで傾斜させた金属触媒コンバータ10Aである。
【0026】
この第2実施例における金属触媒コンバータ10Aの製造方法は、先ず、前記第1実施例の図1(a)及び図1(b)の工程後に、他方のコーン9を前記図1(c)及び図1(d)と同様に同軸で成形するとともに金属触媒担体1の軸芯Xを、前記スピニングローラ7の公転軸に対して前記角度θだけ傾斜させて一方の管素材2をスピニングローラ7でスピニング加工をすることにより成形できる。このような軸芯が傾斜するコーン8を成形する方法としては、例えば特許第2957154号公報に記載されている加工方法を採用することができる。
【0027】
図3は第3実施例を示す。
【0028】
本第3実施例は、前記金属触媒担体1の軸芯Xに対して前記一方のコーン8の軸芯Yを所望量OFだけ偏芯させた金属触媒コンバータ10Bである。
【0029】
この第3実施例における金属触媒コンバータ10Bの製造方法は、先ず、前記第1実施例の図1(a)及び図1(b)の工程後に、他方のコーン9を前記図1(c)及び図1(d)と同様に同軸で成形するとともに、金属触媒担体1の軸芯Xを、前記スピニングローラ7の公転軸に対して前記の量OFだけ偏芯させて一方の管素材2をスピニングローラ7でスピニング加工をすることにより成形できる。このような軸芯が偏芯するコーン8を成形する方法としては、例えば特許第2957153号公報に記載されている加工方法を採用することができる。
【0030】
なお、前記図2に示す第2実施例は、一方のコーン8のみを傾斜させたが、他方のコーン9も傾斜させてもよい。
【0031】
更に、前記図3に示す第3実施例は、一方のコーン8のみを偏芯させたが、他方のコーン9も偏芯させてもよい。
【0032】
更に、1個の金属触媒コンバータのうちで、一方のコーンが傾斜し、他方のコーンが偏芯するなどのように、傾斜と偏芯を任意に組み合わせてもよい。
【0033】
更に、前記のような同軸、傾斜、偏芯以外、例えばコーン8,9の軸芯が曲線であってもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上のようであるから、本発明によれば、コーンの製造時におけるコーンの保持が、金属触媒担体の部分を固定手段で保持することにより行えるため、前記従来のスクラップ部が金属触媒担体の一部に置きかわり、前記従来のようなスクラップの発生がない。したがって、金属触媒コンバータのコストを従来に比べて低減することができる上に、廃材の処理も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法の工程を示すもので、(a)は部品の側断面図、(b)は金属触媒担体に管素材を接合した側面図、(c)は金属触媒担体を固定して管素材をスピニング加工する状態を示す側面図、(d)は完成した金属触媒コンバータの側面図。
【図2】本発明により製造された金属触媒コンバータの第2実施例を示す側面図。
【図3】本発明による製造された金属触媒コンバータの第3実施例を示す側面図。
【図4】従来の金属触媒コンバータの部品を示す斜視図。
【図5】図4の部品を接合した従来の金属触媒コンバータの側断面図。
【図6】金属触媒コンバータのコーンを製造する従来の方法を示すもので、(a)は管素材を固定型に固定した図、(b)は前記の固定した管素材の端部をプレス型でコーン状に成形した図。
【図7】金属触媒コンバータのコーンを製造する他の従来の方法を示すもので、(a)は管素材をクランプで固定してその端部をスピニング加工によりコーン状に成形した図、(b)は(a)におけるクランプ部の断面図。
【符号の説明】
1 金属触媒担体
2,3 管素材
W 接合部である溶接部
6 固定手段であるクランプ
7 スピニングローラ
8,9 コーン
X 金属触媒担体の軸芯
Y コーンの軸芯
Claims (3)
- 金属箔よりなる平板と波板とを重ねて渦巻き状に巻き回してなるハニカム体を金属製の外筒に挿入した金属触媒担体を用意し、前記外筒の端部に管素材を接合し、次いで、前記外筒を固定手段により固定した状態で前記管素材をスピニング加工によりテーパ状のコーンに成形することを特徴とする金属触媒コンバータの製造方法。
- 前記外筒の軸芯と前記管素材の軸芯とを相互に傾斜させて成形することを特徴とする請求項1記載の金属触媒コンバータの製造方法。
- 前記外筒の軸芯と前記管素材の軸芯とを相互に偏芯させて成形することを特徴とする請求項1記載の金属触媒コンバータの製造方法。
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