JP3863714B2

JP3863714B2 - 金属触媒コンバータの製造方法

Info

Publication number: JP3863714B2
Application number: JP2000305884A
Authority: JP
Inventors: 学山本; 茂樹若松
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: JP2002115539A

Description

【０００１】
【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

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。