JP4135192B2

JP4135192B2 - Catalytic converter provided with metal catalyst carrier and method for producing the same

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Publication number: JP4135192B2
Application number: JP27002896A
Authority: JP
Inventors: 計宏桜井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: JPH10115217A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属触媒担体を備える触媒コンバータ及びその製造方法に関し、特に、湾曲された金属パイプ内に金属触媒担体が収納された触媒コンバータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された内燃機関から排出される排気ガス中にはＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）やＮＯx(窒素酸化物) 等の有害物質が含まれているので、内燃機関の排気通路には一般に排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置としての触媒コンバータが設けられている。この触媒コンバータは、触媒とそれを収納する容器とから構成される。
【０００３】
この触媒コンバータに使用される触媒には、触媒を保持する担体の形が粒状のもの（ペレット触媒コンバータ）と、ハニカム状（蜂の巣状）の通路を備えた金属に触媒を保持させた金属触媒担体（以後メタル担体という）を備えたもの（モノリス触媒コンバータ）とがある。
このうち、前述のようなメタル担体を収納する触媒コンバータは容量が大きいため、搭載スペースが限られ、暖機性向上と触媒の劣化防止を両立させるオイルパンの斜め下近傍の位置に搭載させることが困難であった。
【０００４】
そこで、実開昭６４−１１３１５号公報には、平板と波板とからなり、触媒が担持されるメタル担体を収納するコンバータケースを、車両のエンジンの外形形状に沿って湾曲させ、この湾曲させたコンバータケース内にメタル担体を配置できるようにして、触媒コンバータの車両への搭載性を向上させることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭６４−１１３１５号公報に提案の触媒コンバータでは、メタル担体が表面に触媒を担持させた金属製の波板状の金属箔と平板状の金属箔とを渦巻き状に巻いて形成されるハニカム体から構成されているために、メタル担体を曲げる際に、ハニカム体が潰れて目詰まりが発生する可能性がある。そして、ハニカム体が潰れたままのメタル担体をそのまま使用すると、排気ガス圧が上昇してエンジン性能が悪くなるという問題点がある。また、ハニカム体が潰れないようにメタル担体が収納されたコンバータケースを曲げようとすると、作業性が悪くなってコストアップになるという問題点もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、メタル担体を収納したコンバータケースを曲げる際にハニカム体から成るメタル担体が潰れて目詰まりを起こすことがなく、また、メタル担体を収納したコンバータケースを曲げる際の作業性の良い金属触媒担体を備える触媒コンバータ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明は、金属触媒担体を備える触媒コンバータの製造方法である第１の発明と、金属触媒担体を備える触媒コンバータの構成を示す第２の発明として以下に示される。
第１の発明である金属触媒担体を金属パイプ内に備える触媒コンバータの製造方法においては、ハニカム状の通路を備えた金属触媒担体を金属パイプ内に挿入する第１の工程と、金属触媒担体が挿入された金属パイプ内に、非圧縮性物質を充填し、ハニカム状の通路をこの非圧縮性の物質で満たす第２の工程と、金属触媒担体と非圧縮性物質が挿入された金属パイプの両端を、内部に空き空間を残さない状態で密閉する第３の工程と、金属パイプを、金属触媒担体と非圧縮性物質と共に所定角度折り曲げる第４の工程と、折り曲げられた金属パイプの中から、非圧縮性物質を排出する第４の工程と、から構成されることを特徴としている。
【０００８】
第２の発明は、湾曲された金属パイプと、この金属パイプの中に挿入され、内部にハニカム状の通路を備えた金属触媒担体とから構成される触媒コンバータであって、金属触媒担体の金属パイプの湾曲部に位置するものが、金属パイプの長手方向に対して所定の長さで複数に分割され、かつ、金属触媒担体の金属パイプの湾曲部に位置する分割された担体の長さが不均一であり、金属触媒担体の中央部に位置する分割された担体の長さが短く、金属触媒担体の両端部に位置する分割された担体の長さはこれよりも長いことを特徴としている。
【０００９】
第１の発明によれば、金属パイプと共にメタル担体を曲げ成形する際に、メタル担体内の空間に非圧縮性物質が充填されているので、メタル担体が型崩れして潰れることがなく、連続作業でメタル担体が製造できるので、作業性が向上する。
【００１０】
第２の発明では、金属パイプの湾曲部において、金属パイプに対するハニカム体の伸び量を小さくすることができ、小さな曲率の湾曲部にも適用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
図１(a) 〜(f) は本発明の第１の実施例における触媒コンバータの製造方法を説明する工程図である。
【００１２】
図１(a) に示す第１の工程では、ハニカム状の通路を備えた円柱状のハニカム体に形成されたメタル担体２が円筒状の金属パイプ３内に挿入される。金属パイプ３の長さは、メタル担体２の長さよりも長くなっており、このメタル担体２は金属パイプ３の中央部に仮止めされるか、あるいは僅かなしめしろを持たせてはめ合わされる。このメタル担体２は、図９(a) に示すように、波板状の金属箔４（以後波箔４と言う）と、平板状の金属箔５（以後平箔５と言う）とを重ね合わせて渦巻き状に巻回し、巻き締めた構造の渦巻状の金属箔積層体であるハニカム体７として構成される。図９(b) はこのハニカム体７を正面から見た図であり、波箔４と平箔５に囲まれた部分が通路（セル）Ｐとなっている。このような波箔４と平箔５には一般に、アルミニウムを含有する鉄系合金（例えば、２０％Ｃｒ−５％Ａｌ−７５％Ｆｅ）等の、厚さ５０μｍ程度の箔材が使用される。そして、このハニカム体７の表面に触媒が保持されて金属触媒担体（メタル担体）２となる。
【００１３】
図１(b) に示す第２の工程では、メタル担体２が挿入された金属パイプ３の中に、圧力を加えても容易には変形しない固体の非圧縮性物質６が充填される。この非圧縮性物質６は小さな粒状のものであり、例えば、金属の小球、砂、粉体等のいずれかが使用される。この非圧縮性物質６をメタル担体２に充填する前に、金属パイプ３の一方の端部には蓋８が被せられる。そして、非圧縮性物質６が他方の開口部から金属パイプ３の中に入れられると、非圧縮性物質６はハニカム状のセルＰを通って蓋８上に落下し、蓋８とメタル担体２の間の空間１Ａを充填し、続いてハニカム状の各セルＰを充填した後に、メタル担体２と開口部との間の空間１Ｂを満たす。
【００１４】
このようにして、金属パイプ３内が非圧縮性物質６で満たされると、図１(c) に示す第３の工程において、金属パイプ３の開口部が蓋９で閉じられる。このとき、金属パイプ３はその内部に空き空間が残っていない状態で蓋９によって密閉される。
図１(d) は第４の工程を示すものであり、メタル担体２が内装され、内部が非圧縮性物質６で満たされた金属パイプ３が、曲げ治具１０を使用して所定角度折り曲げられる。この第４の工程では、曲げ治具１０が金属パイプ３の折り曲げたい部位に添えられ、金属パイプ３の両端に力Ｆが加えられて金属パイプ３が折り曲げられる。折り曲げ時には、金属パイプ３の外側の部分が伸長され、内側の部分が圧縮される。この伸長と圧縮作用により、金属パイプ３の内部にあるメタル担体２にはハニカム状のセルＰを潰すような圧力が加わるが、セルＰ内には第３の工程において非圧縮性物質６が充填されているので、この圧力に対して非圧縮性物質６が対抗し、ハニカム体７のセル潰れが発生しない。
【００１５】
このようにして、金属パイプ３が曲げられ、第４の工程が終了すると、図１(e) に示す第５の工程では、金属パイプ３の両端から蓋８，９が外され、非圧縮性物質６が金属パイプ３内から排出される。非圧縮性物質６は前述のように細かい粒状のものであるので、曲げられた金属パイプ３を縦にすれば、自然落下して金属パイプ３内から非圧縮性物質６は排出される。非圧縮性物質６が排出されにくい時は、金属パイプ３を揺するか、金属パイプ３に振動を与えれば良い。
【００１６】
図１(f) は以上説明した第１から第５の工程によって作られた触媒コンバータ１を示すものである。触媒コンバータ１内のメタル担体２は金属パイプ３にロウ付け等により接合しても良い。そして、触媒コンバータ１を製造した後にメタル担体２のロウ付けをすると、メタル担体２を構成するハニカム体７の使用中の箔ずれやハニカム体７の金属パイプ３内での移動を防止できる。また、曲げ成形後にメタル担体２を金属パイプ３にロウ付けすることにより、曲げ加工時の箔の拘束力を弱くし、曲げ加工を容易にでき、かつ、箔の伸びによる箔切れを防止することができる。
【００１７】
以上のような工程により製造された触媒コンバータ１においては、湾曲した金属パイプ３の中に、セル潰れのないメタル担体２を位置させることができるので、この金属パイプを排気管として使用すれば、触媒を車両の最適搭載位置に容易に取り付けることができる。
図２(a) 〜(e) は本発明の第２の実施例の触媒コンバータの製造方法を説明する工程図である。第２の実施例では、第１の実施例で説明した金属パイプ３にメタル担体２を挿入する第１の工程の図示は省略してある。
【００１８】
図２(a) に示す第２の工程では、メタル担体２が挿入された金属パイプ３の中に、非圧縮性物質６として流体１１が注入される。この流体１１は、水や低溶融金属等の、常温あるいはそれ程高くない温度で液体であるものが使用される。この流体１１をメタル担体２に充填する前に、金属パイプ３の一方の端部には蓋８が被せられる。流体１１は他方の開口部から金属パイプ３の中に注入されると、ハニカム状のセルＰを通って蓋８上に落下し、蓋８とメタル担体２の間の空間１Ａを満たし、続いてハニカム状の各セルＰを満たした後に、メタル担体２と開口部との間の空間１Ｂを満たす。
【００１９】
このようにして、金属パイプ３内が流体１１で満たされると、図２(b) に示す第３の工程において、金属パイプ３が冷却装置１２の中に開口部を上にした状態で入れられて冷却される。この冷却により、流体１１は固体化し、非圧縮性物質６に変化する。流体１１が固体化して非圧縮性物質６に変化した状態では、非圧縮性物質６は金属パイプ３の中を自由には動けないので、開口部に第１の実施例で使用した蓋９は必要がない。
【００２０】
図２(c) は第４の工程を示すものであり、メタル担体２が内装され、内部が非圧縮性物質６で満たされた金属パイプ３が、曲げ治具１０を使用して所定角度折り曲げられる。この第４の工程では、曲げ治具１０が金属パイプ３の折り曲げたい部位に添えられ、金属パイプ３の両端に力Ｆが加えられて金属パイプ３が折り曲げられる。折り曲げ時には、金属パイプ３の外側の部分が伸長され、内側の部分が圧縮される。この伸長と圧縮作用により、金属パイプ３の内部にあるメタル担体２にはハニカム状のセルＰを潰すような圧力が加わるが、セルＰ内には第３の工程において固体化した非圧縮性物質６が充填されているので、この圧力に対して非圧縮性物質６が対抗し、ハニカム体７のセル潰れが発生しない。
【００２１】
このようにして、金属パイプ３が曲げられ、第４の工程が終了すると、図２(d) に示す第５の工程では、金属パイプ３の一端から蓋８が外され、金属パイプ３が加熱される。この加熱により、非圧縮性物質６は液体化して流体１１に戻るので、金属パイプ３内から流れ出て排出される。加熱はバーナでも電気ヒータでも良い。
【００２２】
図２(e) は以上説明した第１から第５の工程によって作られた触媒コンバータ１を示すものである。触媒コンバータ１内のメタル担体２は金属パイプ３にロウ付け等により接合しても良い。以上のような工程により製造された触媒コンバータ１においては、湾曲した金属パイプ３の中に、セル潰れのないメタル担体２を位置させることができるので、この金属パイプを排気管として使用すれば、触媒を車両の最適搭載位置に容易に取り付けることができる。
【００２３】
図３(a) は本発明の第１の実施例または第２の実施例の製造方法において触媒コンバータ１を製造する場合の、金属パイプ３の一端を密封する変形実施例の方法を説明するものである。第１、第２の実施例では、金属パイプ３の一端を封止するのに蓋８を使用したが、この実施例では、メタル担体２が挿入された金属パイプ３の一端に圧力を加えて変形させ、圧着して封止するようにしている。この変形実施例では、第１、第２の実施例に比べて、金属パイプ３の全長を長く形成しておく必要がある。
【００２４】
図３(b) は(a) の方法によってメタル担体２と非圧縮性物質６とが挿入された金属パイプ３の他端も同様に圧着によって密閉した状態を示す断面図である。この状態は図１(c) と同じである。この変形実施例では、この後、図１(d) で説明した方法と同じ方法で、金属パイプ３を折り曲げれば良い。そして、折り曲げた後は、図３(b) に線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂで示す部位で金属パイプ３を切断すれば、図１(f) に示される触媒コンバータ１と同じものを作ることができる。
【００２５】
図４(a) は本発明の第３の実施例の触媒コンバータ１３の構成を示す断面図である。第３の実施例の触媒コンバータ１３は、湾曲された金属パイプ３とその一部が金属パイプ３の軸線方向に複数に均等に分割されたメタル担体２０とから構成される。一部が分割されたメタル担体２０には、この実施例では４つの分割部２１があり、その両側に本体部２２がある。４つの分割部２１は金属パイプ３の湾曲部に位置するように配置され、本体部２２は金属パイプ３の直線部に配置されている。各分割部２１の金属パイプ３の軸線方向の長さは、本体部２２の同じ方向の長さよりも短くなっている。
【００２６】
第３の実施例における触媒コンバータ１３の製造は、前述の第１の実施例の製造方法を使用して作ることができる。即ち、第１の工程では２つの本体部２２に挟まれた４つの分割部２１を備えたハニカム体からなるメタル担体２を、柱状にして円筒状の金属パイプ３内に挿入し、第２の工程では一端を蓋８で封止した後に金属パイプ３の中に非圧縮性物質６を充填し、第３の工程において金属パイプ３の開口部を蓋９で閉じる。図４(b) はこの第３の工程が終わった状態を示すものである。
【００２７】
そして、図４(c) に示す第４の工程において、非圧縮性物質６が満たされた金属パイプ３の折り曲げたい部位に曲げ治具１０を当て、金属パイプ３の両端に力Ｆを加えて金属パイプ３を所定角度折り曲げて湾曲させる。折り曲げ時には、金属パイプ３の外側の部分が伸長され、内側の部分が圧縮されるので、メタル担体２０の４つの分割部２１は扇状に広がり、金属パイプ３の外側の部分には空間が形成される。この伸長と圧縮作用により、メタル担体２にはセルＰを潰すような圧力が加わるが、セルＰ内には第３の工程において非圧縮性物質６が充填されているので、この圧力に対して非圧縮性物質６が対抗し、ハニカム体７のセル潰れが発生しない。
【００２８】
第４の工程の後は第５の工程において金属パイプ３の両端から蓋８，９を外して非圧縮性物質６を排出すれば、図４(a) に示す触媒コンバータ１３が出来上がる。そして、触媒コンバータ１３の製造後にメタル担体２０を金属パイプ３にロウ付けすると、メタル担体２０の使用中の箔ずれや分割部２１の金属パイプ３内での移動を防止できる。この第３の実施例における触媒コンバータ１３では、金属パイプ３の湾曲部においてメタル担体２０の４つの分割部２１は扇状に広がった状態となり、金属パイプ３の外側の部分において金属パイプ３が伸びてもメタル担体２０はほとんど伸びないので、小さな曲げ部や大きな曲げ角度にも対応することができる。
【００２９】
なお、メタル担体２０の分割部２１の分割数は必要最小限、最適な長さにできるので、分割によるコストアップを小さくすることができる。
図５(a) は本発明の第４の実施例の触媒コンバータ１４の構成を示す断面図である。第４の実施例の触媒コンバータ１４は、湾曲された金属パイプ３と全体が不均一に複数に分割されたメタル担体２３とから構成される。第４の実施例の触媒コンバータ１４が第３の実施例の触媒コンバータ１３と異なる点は、第３の実施例の触媒コンバータ１３は、メタル担体２０の中央部のみが金属パイプ３の軸線方向に均一の長さで分割されていたが、第４の実施例の触媒コンバータ１４は、メタル担体２３の全体が金属パイプ３の軸線方向に不均一な長さで複数に分割されている点である。そして、第４の実施例におけるメタル担体２３の分割された各分割担体２４の長さは、中央部で短く、端部に向かうほど長くなっている。
【００３０】
第４の実施例における触媒コンバータ１４の製造は、前述の第１の実施例の製造方法を使用して作ることができ、その製造方法は前述の第３の実施例において説明した方法と同様である。従って、ここでは第４の実施例における触媒コンバータ１４の製造方法の説明は省略し、図５(b) に分割担体２４の集合体であるメタル担体２３が内装された金属パイプ３の中に非圧縮性物質６が隙間なく充填され、金属パイプ３の両端が蓋８，９で閉られた状態のみを示す。
【００３１】
第３の実施例と同様の方法で製造された第４の実施例の触媒コンバータ１４においても、製造後に各分割担体２４を金属パイプ３にロウ付けすれば、メタル担体２３の使用中の箔ずれや各分割担体２４の金属パイプ３内での移動を防止できる。この第４の実施例における触媒コンバータ１４では、各分割担体２４の長さがメタル担体２３の中央部で短く、端部で長くなっているので、第３の実施例の触媒コンバータ１３の有する効果に加えて、第４の実施例の触媒コンバータ１４は、更に大きな曲げ角度に対応できたり、また、途中で曲げ角度を変更する必要がある場合等にも対応することができる。
【００３２】
なお、メタル担体２３の各分割担体２４の分割数、及び長さは、金属パイプ３の曲げ状況に応じて最適に設定すれば良く、図５(a) ，(b) に示した触媒コンバータ１４の各分割担体２４の分割数と長さに限定されるものではない。
図６(a) は本発明の第５の実施例の触媒コンバータ１５の構成を示す断面図である。第５の実施例の触媒コンバータ１５は、湾曲された金属パイプ３と金属パイプ３に独立して複数個内装された略均一な短い長さを備えたメタル担体２５とから構成される。第５の実施例の触媒コンバータ１５が第３、第４の実施例の触媒コンバータ１３，１４と異なる点は、第５の実施例の触媒コンバータ１５が、図１(a) に示したメタル担体２を所定長さで略均一に分割して作られた全長の短い複数個のメタル担体２５を所定間隔を隔てて内装している点である。
【００３３】
第５の実施例における触媒コンバータ１５の製造は、前述の第１の実施例の製造方法を使用して作ることができ、その製造方法は前述の第３の実施例において説明した方法と同様である。従って、ここでは第５の実施例における触媒コンバータ１５の製造方法の説明は省略し、図６(b) に複数個のメタル担体２５が所定間隔を隔てて金属パイプ３の中に配置され、各メタル担体２５の間の隙間２６を含めた金属パイプ３内の空間に非圧縮性物質６が隙間なく充填され、金属パイプ３の両端が蓋８，９で閉られた状態のみを示す。
【００３４】
第３の実施例と同様の方法で製造された第５の実施例の触媒コンバータ１５においても、製造後に各メタル担体２５を金属パイプ３にロウ付けすれば、メタル担体２５の使用中の箔ずれや金属パイプ３内での移動を防止できる。この第５の実施例における触媒コンバータ１５では、金属パイプ３を折り曲げる前の各メタル担体２５の間に隙間２６があるので、金属パイプ３の折り曲げ時に各メタル担体２５に加わる引張力や圧縮力が小さくなり、第３の実施例の触媒コンバータ１３の有する効果に加えて、更に大きな曲げ角度に対応することができる。また、隙間２６の部分でこの金属パイプ３内を通る排気ガスがミキシングされるので、排気浄化性能が向上する。更に、隙間２６により、金属パイプ３が熱膨張しても、各メタル担体２５同士の干渉を防止することができる。
【００３５】
なお、メタル担体２５の設置数、長さ、及び各メタル担体２５の間の隙間２６は、金属パイプ３の曲げ状況に応じて最適に設定すれば良く、図６(a) に示した触媒コンバータ１５のメタル担体２５の数と長さ、及び配置間隔に限定されるものではない。
図７(a) は本発明の第６の実施例の触媒コンバータ１６の構成を示す断面図である。第６の実施例の触媒コンバータ１６は、湾曲された金属パイプ３と分割されていないメタル担体２、及びメタル担体２と金属パイプ３との間に介装された緩衝材２７とから構成される。第５の実施例の触媒コンバータ１６は第１の実施例の触媒コンバータ１の変形実施例に相当し、第１の実施例の触媒コンバータ１において、メタル担体２と金属パイプ３との間に緩衝材２７が介装されている点のみが異なる。この緩衝材２７には細い耐熱性の金属のワイヤを図９(c) に示すようにメリヤス編みした後に圧縮成形したもの、セラミック繊維を成形したもの、或いは、石綿を成形したもの等が使用できる。
【００３６】
第６の実施例における触媒コンバータ１６の製造は、前述の第１の実施例の製造方法を使用して作ることができ、その製造方法は前述の第１の実施例の第１の工程において、金属パイプ３にメタル担体２を緩衝材２７を介して挿入することだけが異なる。従って、ここでは第６の実施例における触媒コンバータ１６の製造方法の説明は省略し、図７(b) に第１の実施例の第３の工程の図１(c) に相当する状態のみを示す。
【００３７】
第１の実施例と同様の方法で製造された第６の実施例の触媒コンバータ１６においては、製造後にメタル担体２を緩衝材２７にロウ付けしても良いし、曲げ加工前にメタル担体２を緩衝材２７にロウ付けしても良い。なお、ロウ付けする場合は緩衝材２７は金属のワイヤの成形物でなければならない。第６の実施例の触媒コンバータ１６では、曲げ加工時の金属パイプ３の変形を緩衝材２７で吸収できるので、メタル担体２の変形、潰れが軽減される。
【００３８】
図８(a) は本発明の第７の実施例の触媒コンバータ１７の構成を示す断面図である。第７の実施例の触媒コンバータ１７は、湾曲された金属パイプ３と全体が不均一に複数に分割されたメタル担体２３、及びメタル担体２３と金属パイプ３との間に介装された緩衝材２７とから構成される。第７の実施例の触媒コンバータ１７は第４の実施例の触媒コンバータ１の変形実施例に相当し、第４の実施例の触媒コンバータ１４において、メタル担体２３と金属パイプ３との間に緩衝材２７が介装されている点のみが異なる。緩衝材２７は、第６の実施例で使用したものと同じものを使用することができる。
【００３９】
第７の実施例における触媒コンバータ１７の製造は、前述の第４の実施例の製造方法を使用して作ることができ、その製造方法は前述の第４の実施例の第１の工程において、金属パイプ３にメタル担体２３を緩衝材２７を介して挿入することだけが異なる。従って、ここでは第７の実施例における触媒コンバータ１７の製造方法の説明は省略し、図８(b) に第４の実施例の第３の工程の図５(b) に相当する状態のみを示す。
【００４０】
第４の実施例と同様の方法で製造された第７の実施例の触媒コンバータ１７においては、製造後にメタル担体２３の各分割担体２４を緩衝材２７にロウ付けしても良いし、曲げ加工前に各分割担体２４を緩衝材２７にロウ付けしても良い。なお、ロウ付けする場合は緩衝材は金属のワイヤの成形物でなければならない。第７の実施例の触媒コンバータ１７では、第４の実施例の触媒コンバータ１４の有する効果に加えて、以下のような利点がある。
【００４１】
(1) 曲げ加工時のメタル担体２３と金属パイプ３との間の拘束力が弱いので、曲げ加工が容易になる。
(2) 曲げ加工時の金属パイプ３の変形を緩衝材２７で吸収できるので、メタル担体２３の変形、潰れが更に軽減され、箔切れも防止できる。
(3) 曲げ加工前にメタル担体２３の分割担体２４を緩衝材２７にロウ付けしておいても、曲げ加工による金属パイプ３の変形が緩衝材２７で吸収されるので、曲げ加工時の分割担体２４の移動及び箔切れを防止することができる。
【００４２】
なお、以上の実施例では、ハニカム体７を平箔４と波箔５によって形成しているが、ハニカム体７は波箔５のみによっても形成することができる。
また、以上説明した実施例では、通常の触媒コンバータについて説明を行ったが、電気加熱式触媒コンバータについても本発明は有効に適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の金属触媒担体を備える触媒コンバータ及びその製造方法によれば、以下のような効果がある。
第１の発明では、金属パイプと共にメタル担体を曲げ成形する際に、メタル担体内の空間に非圧縮性物質が充填されているので、メタル担体が型崩れして潰れることがなく、連続作業でメタル担体が製造できるので、作業性が向上する。
【００４４】
第２の発明では、金属パイプの湾曲部において、金属パイプに対するハニカム体の伸び量を小さくすることができ、小さな曲率の湾曲部にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における触媒コンバータの製造方法を説明する工程図であり、(a) は金属パイプ内にメタル担体を挿入する工程を示す図、(b) はメタル担体が挿入された金属パイプ内に非圧縮性物質を充填する工程を示す図、(c) はメタル担体と非圧縮性物質とが挿入された金属パイプの両端を密閉する工程を示す図、(d) はメタル担体と非圧縮性物質を内部に保持する金属パイプを所定角度折り曲げる工程を示す図、(e) は折り曲げ工程の終了後に非圧縮性物質を金属パイプ内から排出する工程を示す図、(f) は(a) から(e) の工程によって作られた触媒コンバータの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の触媒コンバータの製造方法を説明する工程図であり、(a) はメタル担体が挿入された金属パイプ内に水を注入する工程を示す図、(b) は金属パイプ内の水を冷却して凍らせ、非圧縮性物質とする工程を示す図、(c) はメタル担体と非圧縮性物質を内部に保持する金属パイプを所定角度折り曲げる工程を示す図、(d) は折り曲げ工程の終了後に非圧縮性物質を金属パイプ内から排出する工程を示す図、(e) は(a) から(d) の工程によって作られた触媒コンバータの断面図である。
【図３】 (a) は本発明の第１の実施例の触媒コンバータの製造方法における金属パイプの一端を密封する変形実施例の方法を説明するものであり、メタル担体が挿入された金属パイプの一端を圧着して封止した状態を示す断面図、(b) は(a) の方法によってメタル担体と非圧縮性物質とが挿入された金属パイプの両端を密閉した状態を示す断面図であり、図１(c) と同じ状態を示す図である。
【図４】 (a) は湾曲された金属パイプとその一部が複数に均等に分割されたメタル担体とを備え、分割されたメタル担体がこの金属パイプの湾曲部に位置するように構成された本発明の第３の実施例における触媒コンバータの構成を示す断面図、(b) ，(c) は(a) の触媒コンバータの製造方法の一例を示すものであり、(b) は一部が均等に分割されたメタル担体と非圧縮性物質とが挿入された金属パイプの両端が密閉された状態を示す図、(c) はメタル担体と非圧縮性物質を内部に保持する金属パイプを、分割されたメタル担体がある位置で所定角度折り曲げる工程を示す図である。
【図５】 (a) は湾曲された金属パイプと、パイプの軸線方向に対して中央部の長さが端部の長さよりも短くなるように複数に分割されたメタル担体とを備え、短い長さに分割されたメタル担体がこの金属パイプの湾曲部に位置するように構成された本発明の第４の実施例の触媒コンバータの構成を示す断面図、(b) は(a) の触媒コンバータの製造方法の一例の一部を示すものであり、全体が不均一に分割されたメタル担体と非圧縮性物質とが挿入された金属パイプの両端が密閉された状態を示す図である。
【図６】 (a) は湾曲された金属パイプと全体がが複数に均等に分割されたメタル担体とを備え、分割されたメタル担体がこの金属パイプの湾曲部に沿うように構成された本発明の第５の実施例の触媒コンバータの構成を示す断面図、(b) は(a) の触媒コンバータの製造方法の一例の一部を示すものであり、全部が均等に分割されたメタル担体と非圧縮性物質とが挿入された金属パイプの両端が密閉された状態を示す図である。
【図７】 (a) は湾曲された金属パイプと、この金属パイプの中に緩衝材を介して挿入されたメタル担体とから構成される本発明の第６の実施例の触媒コンバータの構成を示す断面図、(b) は(a) の触媒コンバータの製造方法の一例を示すものであり、緩衝材とメタル担体、及び非圧縮性物質が挿入された金属パイプの両端が密閉された状態を示す図である。
【図８】 (a) は湾曲された金属パイプと、この金属パイプの中に緩衝材を介して挿入された第４の実施例と同様に分割されたメタル担体とから構成される本発明の第７の実施例の触媒コンバータの変形実施例の構成を示す断面図、(b) は(a) の触媒コンバータの製造方法の一例を示すものであり、緩衝材と分割されたメタル担体、及び非圧縮性物質が挿入された金属パイプの両端が密閉された状態を示す図である。
【図９】 (a) は本発明に使用するメタル担体の製造方法を示す図、(b) は(a) の方法によって製造されたメタル担体の正面図、(c) は本発明の第４の発明において使用する緩衝材の一例を示すワイヤメッシュの部分拡大図である。
【符号の説明】
１，１３，１４，１５，１６，１７…触媒コンバータ
２…メタル担体（金属触媒担体）
３…金属パイプ
４…波箔（波板状の金属箔）
５…平箔（平板状の金属箔）
６…非圧縮性物質
７…ハニカム体
８，９…蓋
１０…曲げ治具
１１…流体
１２…冷却装置
２０，２３…分割されたメタル担体
２１…分割部
２２…本体部
２４…分割担体
２５…メタル担体
２７…緩衝材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catalytic converter including a metal catalyst carrier and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a catalytic converter in which a metal catalyst carrier is housed in a curved metal pipe and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
The exhaust gas discharged from the internal combustion engine mounted on the vehicle contains toxic substances such as HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide) and NOx (nitrogen oxide). Generally, the passage is provided with a catalytic converter as an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas. This catalytic converter includes a catalyst and a container for storing the catalyst.
[0003]
The catalyst used in this catalytic converter includes a catalyst holding the catalyst in a granular form (pellet catalytic converter) and a metal catalyst carrier in which the catalyst is held in a metal having a honeycomb-like (honeycomb) passage. (Hereinafter referred to as a metal carrier) (monolith catalytic converter).
Among these, the catalytic converter that houses the metal carrier as described above has a large capacity, so the mounting space is limited, and it should be mounted at a position near the bottom of the oil pan that improves warm-up and prevents deterioration of the catalyst. It was difficult.
[0004]
Therefore, Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-11315 discloses that a converter case, which is composed of a flat plate and a corrugated plate and accommodates a metal carrier on which a catalyst is carried, is bent along the outer shape of a vehicle engine. It has been proposed that the metal carrier can be arranged in the converter case to improve the mounting property of the catalytic converter on the vehicle.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the catalytic converter proposed in Japanese Utility Model Publication No. 64-11315, a metal carrier is formed by winding a corrugated metal foil having a catalyst on its surface and a flat metal foil in a spiral shape. Therefore, when the metal carrier is bent, the honeycomb body may be crushed and clogged. If the metal carrier with the honeycomb body being crushed is used as it is, there is a problem that the exhaust gas pressure increases and the engine performance deteriorates. In addition, if the converter case in which the metal carrier is accommodated is bent so that the honeycomb body is not crushed, there is a problem that workability is deteriorated and cost is increased.
[0006]
Therefore, the present invention does not crush the metal carrier made of the honeycomb body when the converter case containing the metal carrier is bent, and the workability when bending the converter case containing the metal carrier is reduced. An object of the present invention is to provide a catalytic converter having a good metal catalyst carrier and a method for producing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention that achieves the above object shows the first invention, which is a method of manufacturing a catalytic converter including a metal catalyst carrier, and the configuration of the catalytic converter including the metal catalyst carrier.SecondThe invention is shown below.
  In the method for manufacturing a catalytic converter having the metal catalyst carrier in the metal pipe according to the first aspect of the invention, the first step of inserting the metal catalyst carrier having the honeycomb-shaped passage into the metal pipe, A second step of filling the inserted metal pipe with the incompressible material and filling the honeycomb-shaped passage with the incompressible material; and a metal pipe in which the metal catalyst carrier and the incompressible material are inserted. A third step of sealing both ends without leaving an empty space therein, a fourth step of bending the metal pipe together with the metal catalyst carrier and the incompressible material at a predetermined angle, and the bent metal pipe. And a fourth step of discharging the incompressible substance.
[0008]
  A second invention is a catalytic converter comprising a curved metal pipe and a metal catalyst carrier inserted into the metal pipe and having a honeycomb-shaped passage therein, and the metal of the metal catalyst carrier What is located in the curved part of the pipe is divided into multiple pieces with a predetermined length with respect to the longitudinal direction of the metal pipeAnd metal touchThe length of the divided carrier located in the curved portion of the metal pipe of the medium carrier is non-uniform, the length of the divided carrier located in the central part of the metal catalyst carrier is short, and at both ends of the metal catalyst carrier The length of the divided carrier located is characterized by being longer than this.
[0009]
  FirstAccording to the invention, when the metal carrier is bent together with the metal pipe, the space in the metal carrier is filled with an incompressible substance, so that the metal carrier does not lose its shape and is crushed. Since the carrier can be manufactured, workability is improved.
[0010]
  In the second invention, the amount of elongation of the honeycomb body with respect to the metal pipe can be reduced in the bent portion of the metal pipe, and can be applied to the bent portion having a small curvature.it can.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail based on specific examples with reference to the accompanying drawings.
1 (a) to 1 (f) are process diagrams for explaining a method of manufacturing a catalytic converter according to a first embodiment of the present invention.
[0012]
In the first step shown in FIG. 1 (a), a metal carrier 2 formed in a columnar honeycomb body having a honeycomb-shaped passage is inserted into a cylindrical metal pipe 3. The length of the metal pipe 3 is longer than the length of the metal carrier 2, and the metal carrier 2 is temporarily fixed to the center of the metal pipe 3 or fitted with a slight interference. . As shown in FIG. 9 (a), the metal carrier 2 includes a corrugated metal foil 4 (hereinafter referred to as corrugated foil 4) and a flat metal foil 5 (hereinafter referred to as flat foil 5) which are stacked. The honeycomb body 7 which is a spiral metal foil laminated body having a structure in which the metal foil is wound and wound together is formed. FIG. 9B is a view of the honeycomb body 7 as viewed from the front, and a portion surrounded by the corrugated foil 4 and the flat foil 5 is a passage (cell) P. FIG. For the corrugated foil 4 and the flat foil 5, a foil material having a thickness of about 50 μm such as an iron-based alloy containing aluminum (for example, 20% Cr-5% Al-75% Fe) is generally used. . A catalyst is held on the surface of the honeycomb body 7 to form a metal catalyst carrier (metal carrier) 2.
[0013]
In the second step shown in FIG. 1 (b), a solid incompressible material 6 that is not easily deformed even when pressure is applied is filled into the metal pipe 3 into which the metal carrier 2 is inserted. The incompressible substance 6 is a small granular material, and for example, any one of a metal sphere, sand, powder and the like is used. Prior to filling the metal carrier 2 with the incompressible substance 6, a lid 8 is put on one end of the metal pipe 3. Then, when the incompressible substance 6 is put into the metal pipe 3 from the other opening, the incompressible substance 6 falls on the lid 8 through the honeycomb cell P, and the lid 8 and the metal carrier 2 The space 1A between the metal carrier 2 and the opening is filled after the space 1A between the metal carrier 2 and the honeycomb cells P are filled.
[0014]
When the inside of the metal pipe 3 is filled with the incompressible substance 6 in this way, the opening of the metal pipe 3 is closed with the lid 9 in the third step shown in FIG. At this time, the metal pipe 3 is sealed by the lid 9 in a state where no empty space remains in the metal pipe 3.
FIG. 1 (d) shows the fourth step, in which a metal pipe 3 in which a metal carrier 2 is housed and whose inside is filled with an incompressible substance 6 is bent at a predetermined angle using a bending jig 10. It is done. In the fourth step, the bending jig 10 is attached to the portion of the metal pipe 3 to be bent, and the metal pipe 3 is bent by applying a force F to both ends of the metal pipe 3. At the time of bending, the outer part of the metal pipe 3 is expanded and the inner part is compressed. By this expansion and compression action, pressure is applied to the metal carrier 2 inside the metal pipe 3 so as to crush the honeycomb cell P, but the cell P is filled with the incompressible substance 6 in the third step. Therefore, the incompressible material 6 opposes this pressure, and cell collapse of the honeycomb body 7 does not occur.
[0015]
In this way, when the metal pipe 3 is bent and the fourth step is finished, in the fifth step shown in FIG. 1 (e), the lids 8 and 9 are removed from both ends of the metal pipe 3, and the incompressible property is removed. The substance 6 is discharged from the metal pipe 3. Since the incompressible substance 6 is a fine granular material as described above, if the bent metal pipe 3 is placed vertically, the incompressible substance 6 is spontaneously dropped and discharged from the metal pipe 3. When the incompressible substance 6 is difficult to be discharged, the metal pipe 3 may be shaken or the metal pipe 3 may be vibrated.
[0016]
FIG. 1 (f) shows the catalytic converter 1 made by the first to fifth steps described above. The metal carrier 2 in the catalytic converter 1 may be joined to the metal pipe 3 by brazing or the like. Then, when the metal carrier 2 is brazed after the catalytic converter 1 is manufactured, foil displacement during use of the honeycomb body 7 constituting the metal carrier 2 and movement of the honeycomb body 7 in the metal pipe 3 can be prevented. Also, by brazing the metal carrier 2 to the metal pipe 3 after bending, the restraining force of the foil during bending is weakened, bending can be facilitated, and foil breakage due to the elongation of the foil can be prevented. Can do.
[0017]
In the catalytic converter 1 manufactured by the process as described above, the metal carrier 2 without cell crushing can be positioned in the curved metal pipe 3, so if this metal pipe is used as an exhaust pipe, The catalyst can be easily attached to the optimal mounting position of the vehicle.
2 (a) to 2 (e) are process diagrams illustrating a method for manufacturing a catalytic converter according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the illustration of the first step of inserting the metal carrier 2 into the metal pipe 3 described in the first embodiment is omitted.
[0018]
In the second step shown in FIG. 2 (a), a fluid 11 is injected as an incompressible substance 6 into the metal pipe 3 into which the metal carrier 2 is inserted. As the fluid 11, a fluid such as water or a low-melting metal that is liquid at room temperature or a temperature not so high is used. Prior to filling the metal carrier 2 with the fluid 11, one end of the metal pipe 3 is covered with a lid 8. When the fluid 11 is injected into the metal pipe 3 from the other opening, it falls onto the lid 8 through the honeycomb-shaped cell P, fills the space 1A between the lid 8 and the metal carrier 2, and subsequently After filling each honeycomb-shaped cell P, a space 1B between the metal carrier 2 and the opening is filled.
[0019]
When the inside of the metal pipe 3 is filled with the fluid 11 in this way, the metal pipe 3 is put into the cooling device 12 with the opening portion upward in the third step shown in FIG. 2 (b). Cooled. By this cooling, the fluid 11 is solidified and changed to the incompressible substance 6. In the state where the fluid 11 is solidified and changed to the incompressible substance 6, the incompressible substance 6 cannot move freely in the metal pipe 3, so that the lid 9 used in the first embodiment is formed in the opening. There is no need.
[0020]
FIG. 2 (c) shows the fourth step, in which the metal pipe 3 in which the metal carrier 2 is housed and the inside is filled with the incompressible material 6 is bent at a predetermined angle using a bending jig 10. It is done. In the fourth step, the bending jig 10 is attached to the portion of the metal pipe 3 to be bent, and the metal pipe 3 is bent by applying a force F to both ends of the metal pipe 3. At the time of bending, the outer part of the metal pipe 3 is expanded and the inner part is compressed. By this expansion and compression action, pressure is applied to the metal carrier 2 inside the metal pipe 3 so as to crush the honeycomb-shaped cell P, but the incompressible substance solidified in the third step is contained in the cell P. Since 6 is filled, the incompressible material 6 opposes this pressure, and cell collapse of the honeycomb body 7 does not occur.
[0021]
In this way, when the metal pipe 3 is bent and the fourth step is finished, in the fifth step shown in FIG. 2 (d), the lid 8 is removed from one end of the metal pipe 3, and the metal pipe 3 is heated. Is done. By this heating, the incompressible substance 6 is liquefied and returned to the fluid 11, and thus flows out of the metal pipe 3 and is discharged. The heating may be a burner or an electric heater.
[0022]
FIG. 2 (e) shows the catalytic converter 1 made by the first to fifth steps described above. The metal carrier 2 in the catalytic converter 1 may be joined to the metal pipe 3 by brazing or the like. In the catalytic converter 1 manufactured by the process as described above, the metal carrier 2 without cell crushing can be positioned in the curved metal pipe 3, so if this metal pipe is used as an exhaust pipe, The catalyst can be easily attached to the optimal mounting position of the vehicle.
[0023]
FIG. 3 (a) illustrates a modified embodiment method for sealing one end of the metal pipe 3 when the catalytic converter 1 is manufactured in the manufacturing method of the first embodiment or the second embodiment of the present invention. It is. In the first and second embodiments, the lid 8 is used to seal one end of the metal pipe 3, but in this embodiment, pressure is applied to one end of the metal pipe 3 into which the metal carrier 2 is inserted. It is deformed and crimped to be sealed. In this modified embodiment, it is necessary to form the entire length of the metal pipe 3 longer than in the first and second embodiments.
[0024]
  FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state where the other end of the metal pipe 3 into which the metal carrier 2 and the incompressible substance 6 are inserted by the method of FIG. This state is the same as in FIG. In this modified embodiment, thereafter, the metal pipe 3 may be bent by the same method as described with reference to FIG. And after bending,3If the metal pipe 3 is cut at the positions indicated by lines AA and BB in (b), the same converter as the catalytic converter 1 shown in FIG. 1 (f) can be produced.
[0025]
FIG. 4A is a cross-sectional view showing the configuration of the catalytic converter 13 of the third embodiment of the present invention. The catalytic converter 13 of the third embodiment includes a curved metal pipe 3 and a metal carrier 20 that is partly divided into a plurality of portions in the axial direction of the metal pipe 3. The partially divided metal carrier 20 has four divided portions 21 in this embodiment, and a main body portion 22 on both sides thereof. The four divided portions 21 are disposed so as to be positioned at the curved portion of the metal pipe 3, and the main body portion 22 is disposed at the straight portion of the metal pipe 3. The length of each divided portion 21 in the axial direction of the metal pipe 3 is shorter than the length of the main body portion 22 in the same direction.
[0026]
The catalytic converter 13 in the third embodiment can be manufactured using the manufacturing method of the first embodiment described above. That is, in the first step, the metal carrier 2 made of a honeycomb body including the four divided portions 21 sandwiched between the two main body portions 22 is inserted into the cylindrical metal pipe 3 in a columnar shape, In the process, one end is sealed with a lid 8 and then the incompressible material 6 is filled into the metal pipe 3, and the opening of the metal pipe 3 is closed with the lid 9 in the third process. FIG. 4 (b) shows the state after the third step.
[0027]
Then, in the fourth step shown in FIG. 4 (c), a bending jig 10 is applied to a portion of the metal pipe 3 filled with the incompressible material 6 to be bent, and a force F is applied to both ends of the metal pipe 3. The metal pipe 3 is bent at a predetermined angle and bent. At the time of bending, the outer part of the metal pipe 3 is expanded and the inner part is compressed, so that the four divided portions 21 of the metal carrier 20 spread in a fan shape, and a space is formed in the outer part of the metal pipe 3. The Due to the expansion and compression action, pressure is applied to the metal carrier 2 to crush the cell P. However, since the cell P is filled with the incompressible substance 6 in the third step, The incompressible material 6 counteracts and cell collapse of the honeycomb body 7 does not occur.
[0028]
After the fourth step, the catalytic converter 13 shown in FIG. 4A is completed by removing the lids 8 and 9 from both ends of the metal pipe 3 and discharging the incompressible substance 6 in the fifth step. Then, when the metal carrier 20 is brazed to the metal pipe 3 after the catalytic converter 13 is manufactured, it is possible to prevent foil shift during use of the metal carrier 20 and movement of the dividing portion 21 in the metal pipe 3. In the catalytic converter 13 according to the third embodiment, the four divided portions 21 of the metal carrier 20 are spread in a fan shape at the curved portion of the metal pipe 3, and the metal pipe 3 extends at a portion outside the metal pipe 3. However, since the metal carrier 20 hardly extends, it can cope with a small bending portion and a large bending angle.
[0029]
In addition, since the division | segmentation number of the division | segmentation part 21 of the metal carrier 20 can be made into the minimum necessary and optimal length, the cost increase by division | segmentation can be made small.
FIG. 5 (a) is a sectional view showing the structure of the catalytic converter 14 of the fourth embodiment of the present invention. The catalytic converter 14 of the fourth embodiment includes a curved metal pipe 3 and a metal carrier 23 that is divided into a plurality of portions in a non-uniform manner. The catalytic converter 14 of the fourth embodiment differs from the catalytic converter 13 of the third embodiment in that the catalytic converter 13 of the third embodiment is such that only the central portion of the metal carrier 20 is in the axial direction of the metal pipe 3. Although the catalytic converter 14 according to the fourth embodiment is divided by a uniform length, the entire metal carrier 23 is divided into a plurality of parts with a non-uniform length in the axial direction of the metal pipe 3. . And the length of each division | segmentation support | carrier 24 into which the metal support | carrier 23 in the 4th Example was divided | segmented is short in the center part, and is long, so that it goes to an edge part.
[0030]
The catalytic converter 14 in the fourth embodiment can be manufactured by using the manufacturing method of the first embodiment, and the manufacturing method is the same as the method described in the third embodiment. is there. Therefore, the description of the manufacturing method of the catalytic converter 14 in the fourth embodiment is omitted here, and the metal pipe 3 in which the metal carrier 23 that is an assembly of the divided carriers 24 is shown in FIG. Only the state in which the compressible substance 6 is filled without a gap and both ends of the metal pipe 3 are closed by the lids 8 and 9 is shown.
[0031]
Also in the catalytic converter 14 of the fourth embodiment manufactured by the same method as that of the third embodiment, if each divided carrier 24 is brazed to the metal pipe 3 after the manufacture, the foil slippage during use of the metal carrier 23 is reduced. Further, the movement of each divided carrier 24 in the metal pipe 3 can be prevented. In the catalytic converter 14 according to the fourth embodiment, the length of each divided carrier 24 is short at the center portion of the metal carrier 23 and is long at the end portion, so that the effect of the catalytic converter 13 of the third embodiment is obtained. In addition, the catalytic converter 14 of the fourth embodiment can cope with a larger bending angle, and can cope with a case where the bending angle needs to be changed in the middle.
[0032]
Note that the number and length of the divided carriers 24 of the metal carrier 23 may be optimally set according to the bending state of the metal pipe 3, and the catalytic converter 14 shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The number of divisions and the length of each of the divided carriers 24 are not limited.
FIG. 6A is a cross-sectional view showing the configuration of the catalytic converter 15 of the fifth embodiment of the present invention. The catalytic converter 15 of the fifth embodiment is composed of a curved metal pipe 3 and a metal carrier 25 having a substantially uniform short length that is independently provided in the metal pipe 3. The catalytic converter 15 of the fifth embodiment is different from the catalytic converters 13 and 14 of the third and fourth embodiments in that the catalytic converter 15 of the fifth embodiment is different from the metal carrier shown in FIG. This is that a plurality of metal carriers 25 having a short overall length, which are made by dividing 2 into a predetermined length approximately uniformly, are internally provided at a predetermined interval.
[0033]
The catalytic converter 15 in the fifth embodiment can be manufactured by using the manufacturing method of the first embodiment, and the manufacturing method is the same as the method described in the third embodiment. is there. Therefore, the description of the manufacturing method of the catalytic converter 15 in the fifth embodiment is omitted here, and a plurality of metal carriers 25 are arranged in the metal pipe 3 at a predetermined interval in FIG. Only the state in which the space in the metal pipe 3 including the gap 26 between the metal carriers 25 is filled with the incompressible substance 6 without a gap and both ends of the metal pipe 3 are closed by the lids 8 and 9 is shown.
[0034]
Also in the catalytic converter 15 of the fifth embodiment manufactured by the same method as that of the third embodiment, if each metal carrier 25 is brazed to the metal pipe 3 after the manufacture, the foil slippage during use of the metal carrier 25 is reduced. And movement in the metal pipe 3 can be prevented. In the catalytic converter 15 according to the fifth embodiment, since there are gaps 26 between the metal carriers 25 before the metal pipe 3 is bent, the tensile force and the compressive force applied to each metal carrier 25 when the metal pipe 3 is bent. In addition to the effect of the catalytic converter 13 of the third embodiment, it is possible to cope with a larger bending angle. Further, since the exhaust gas passing through the metal pipe 3 is mixed at the gap 26, the exhaust purification performance is improved. Furthermore, even if the metal pipe 3 is thermally expanded due to the gap 26, interference between the metal carriers 25 can be prevented.
[0035]
  The number and length of the metal carriers 25 and the gaps 26 between the metal carriers 25 may be optimally set according to the bending state of the metal pipe 3, and the catalytic converter shown in FIG. The number and length of the fifteen metal carriers 25 and the arrangement interval are not limited.
  FIG. 7A is a cross-sectional view showing the configuration of the catalytic converter 16 according to the sixth embodiment of the present invention. The catalytic converter 16 of the sixth embodiment includes a curved metal pipe 3, an undivided metal carrier 2, and a buffer material 27 interposed between the metal carrier 2 and the metal pipe 3. . The catalytic converter 16 of the fifth embodiment corresponds to a modified embodiment of the catalytic converter 1 of the first embodiment. In the catalytic converter 1 of the first embodiment, a buffer is provided between the metal carrier 2 and the metal pipe 3. The only difference is that the material 27 is interposed. The buffer material 27 is a thin heat-resistant metal wire as shown in FIG.(c) As shown in Fig. 6, a material formed by knitting and then compression-molding, a product formed from ceramic fibers, a product formed from asbestos, or the like can be used.
[0036]
The manufacture of the catalytic converter 16 in the sixth embodiment can be made using the manufacturing method of the first embodiment described above, and the manufacturing method is the first step of the first embodiment described above. The only difference is that the metal carrier 2 is inserted into the metal pipe 3 via the buffer material 27. Therefore, the description of the manufacturing method of the catalytic converter 16 in the sixth embodiment is omitted here, and only the state corresponding to FIG. 1 (c) of the third step of the first embodiment is shown in FIG. 7 (b). Show.
[0037]
In the catalytic converter 16 of the sixth embodiment manufactured by the same method as that of the first embodiment, the metal carrier 2 may be brazed to the buffer material 27 after the manufacture, or the metal carrier 2 before bending. May be brazed to the cushioning material 27. In the case of brazing, the buffer material 27 must be a metal wire molded product. In the catalytic converter 16 of the sixth embodiment, since the deformation of the metal pipe 3 during bending can be absorbed by the buffer material 27, deformation and crushing of the metal carrier 2 are reduced.
[0038]
FIG. 8A is a cross-sectional view showing the configuration of the catalytic converter 17 according to the seventh embodiment of the present invention. The catalytic converter 17 according to the seventh embodiment includes a curved metal pipe 3, a metal carrier 23 that is divided into a plurality of portions in a non-uniform manner, and a buffer material interposed between the metal carrier 23 and the metal pipe 3. 27. The catalytic converter 17 of the seventh embodiment corresponds to a modified embodiment of the catalytic converter 1 of the fourth embodiment. In the catalytic converter 14 of the fourth embodiment, a buffer is provided between the metal carrier 23 and the metal pipe 3. The only difference is that the material 27 is interposed. As the buffer material 27, the same material as that used in the sixth embodiment can be used.
[0039]
The manufacture of the catalytic converter 17 in the seventh embodiment can be made using the manufacturing method of the fourth embodiment described above, and the manufacturing method is the first step of the fourth embodiment described above. The only difference is that the metal carrier 23 is inserted into the metal pipe 3 via the buffer material 27. Therefore, the description of the manufacturing method of the catalytic converter 17 in the seventh embodiment is omitted here, and only the state corresponding to FIG. 5 (b) of the third step of the fourth embodiment is shown in FIG. 8 (b). Show.
[0040]
In the catalytic converter 17 of the seventh embodiment manufactured by the same method as that of the fourth embodiment, each divided carrier 24 of the metal carrier 23 may be brazed to the buffer material 27 after the manufacturing, or bending processing may be performed. Each divided carrier 24 may be brazed to the buffer material 27 before. When brazing, the cushioning material must be a metal wire molding. The catalytic converter 17 of the seventh embodiment has the following advantages in addition to the effects of the catalytic converter 14 of the fourth embodiment.
[0041]
(1) Since the restraining force between the metal carrier 23 and the metal pipe 3 during bending is weak, bending is facilitated.
(2) Since the deformation of the metal pipe 3 during the bending process can be absorbed by the buffer material 27, the deformation and crushing of the metal carrier 23 can be further reduced and the foil breakage can be prevented.
(3) Even if the divided carrier 24 of the metal carrier 23 is brazed to the buffer material 27 before the bending process, the deformation of the metal pipe 3 due to the bending process is absorbed by the buffer material 27. Movement of the carrier 24 and breakage of the foil can be prevented.
[0042]
In the above embodiment, the honeycomb body 7 is formed of the flat foil 4 and the corrugated foil 5, but the honeycomb body 7 can be formed of the corrugated foil 5 alone.
Further, in the above-described embodiments, a description has been given of a normal catalytic converter, but the present invention can also be effectively applied to an electrically heated catalytic converter.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the catalytic converter including the metal catalyst carrier of the present invention and the manufacturing method thereof, the following effects can be obtained.
In the first invention, when the metal carrier is bent together with the metal pipe, the space in the metal carrier is filled with an incompressible substance, so that the metal carrier does not lose its shape and is crushed. Since the metal carrier can be manufactured, workability is improved.
[0044]
  In the second invention, the amount of elongation of the honeycomb body with respect to the metal pipe can be reduced in the bent portion of the metal pipe, and can be applied to the bent portion having a small curvature.it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a catalytic converter in a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a diagram showing a process of inserting a metal carrier into a metal pipe, and (b) is a metal carrier. (C) is a diagram showing a process of sealing both ends of a metal pipe in which a metal carrier and an incompressible substance are inserted, (d) ) Is a diagram showing a process of bending a metal pipe holding a metal carrier and an incompressible substance inside a predetermined angle, (e) is a diagram showing a process of discharging the incompressible substance from the metal pipe after the bending process is completed, (f) is a sectional view of the catalytic converter produced by the steps (a) to (e).
FIG. 2 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a catalytic converter according to a second embodiment of the present invention, wherein (a) is a diagram showing a process of injecting water into a metal pipe having a metal carrier inserted therein; b) shows the process of cooling and freezing the water in the metal pipe to form an incompressible material, and (c) shows the process of bending the metal pipe holding the metal carrier and the incompressible material inside by a predetermined angle. (D) is a diagram showing the process of discharging the incompressible substance from the metal pipe after the bending process is finished, (e) is a sectional view of the catalytic converter made by the processes (a) to (d). It is.
FIG. 3A is a view for explaining a method of a modified embodiment for sealing one end of a metal pipe in the method for manufacturing a catalytic converter according to the first embodiment of the present invention, in which a metal pipe into which a metal carrier is inserted is illustrated. (B) is a cross-sectional view showing a state where both ends of a metal pipe into which a metal carrier and an incompressible material are inserted are sealed by the method of (a). It is a figure which shows the same state as FIG.1 (c).
FIG. 4 (a) includes a curved metal pipe and a metal carrier partially divided into a plurality of parts, and the divided metal carrier is configured to be located at a curved part of the metal pipe. Sectional drawing which shows the structure of the catalytic converter in 3rd Example of this invention, (b), (c) shows an example of the manufacturing method of the catalytic converter of (a), (b) is a part Fig. 2 (c) shows a state in which both ends of a metal pipe into which a metal carrier and an incompressible material that are equally divided are inserted are sealed, and (c) shows a metal pipe that holds the metal carrier and the incompressible material inside. FIG. 5 is a diagram showing a step of bending a predetermined angle at a position where a divided metal carrier is located.
FIG. 5 (a) includes a curved metal pipe and a metal carrier that is divided into a plurality of pieces so that the length of the central portion is shorter than the length of the end portion with respect to the axial direction of the pipe. Sectional drawing which shows the structure of the catalytic converter of the 4th Example of this invention comprised so that the metal carrier divided | segmented into length might be located in the curved part of this metal pipe, (b) is the catalyst of (a) It is a figure which shows a part of example of the manufacturing method of a converter, and is a figure which shows the state by which the both ends of the metal pipe into which the metal support | carrier and the incompressible substance which were divided | segmented the whole unevenly were inserted were sealed.
FIG. 6 (a) shows a book comprising a curved metal pipe and a metal carrier that is divided into a plurality of equal parts, and the divided metal carrier is arranged along the curved part of the metal pipe. Sectional drawing which shows the structure of the catalytic converter of 5th Example of invention, (b) shows a part of example of the manufacturing method of the catalytic converter of (a), and the metal carrier by which all were divided | segmented equally It is a figure which shows the state by which the both ends of the metal pipe in which the incompressible material was inserted and were sealed.
FIG. 7A shows a configuration of a catalytic converter according to a sixth embodiment of the present invention, which is composed of a curved metal pipe and a metal carrier inserted into the metal pipe via a buffer material. (B) shows an example of the manufacturing method of the catalytic converter of (a), and shows a state where both ends of a metal pipe into which a buffer material, a metal carrier, and an incompressible substance are inserted are sealed. FIG.
FIG. 8 (a) is a diagram of the present invention comprising a curved metal pipe and a divided metal carrier inserted in the metal pipe via a buffer material in the same manner as in the fourth embodiment. Sectional drawing which shows the structure of the modified example of the catalytic converter of 7th Example, (b) shows an example of the manufacturing method of the catalytic converter of (a), The metal carrier divided | segmented with the buffer material, and It is a figure which shows the state by which the both ends of the metal pipe in which the incompressible substance was inserted were sealed.
9A is a diagram showing a method for producing a metal carrier used in the present invention, FIG. 9B is a front view of the metal carrier produced by the method of FIG. 9A, and FIG. It is the elements on larger scale of the wire mesh which shows an example of the shock absorbing material used in this invention.
[Explanation of symbols]
1, 13, 14, 15, 16, 17 ... catalytic converter
2. Metal carrier (metal catalyst carrier)
3. Metal pipe
4 ... Corrugated foil (corrugated metal foil)
5. Flat foil (flat metal foil)
6. Incompressible material
7 ... Honeycomb body
8,9 ... Lid
10 ... Bending jig
11 ... Fluid
12 ... Cooling device
20, 23 ... divided metal carrier
21: Dividing part
22 ... Main unit
24 ... Divided carrier
25 ... Metal carrier
27 ... cushioning material

Claims

A method for producing a catalytic converter comprising a metal catalyst carrier in a metal pipe,
A first step of inserting a metal catalyst carrier having a honeycomb-shaped passage into a metal pipe;
A second step of filling the metal pipe into which the metal catalyst support is inserted with an incompressible substance and filling the honeycomb-shaped passage with the incompressible substance;
A third step of sealing both ends of the metal pipe into which the metal catalyst carrier and the incompressible substance are inserted, without leaving an empty space inside;
A fourth step of bending the metal pipe together with the metal catalyst carrier and the incompressible material at a predetermined angle;
A fourth step of discharging the incompressible substance from the bent metal pipe;
A process for producing a catalytic converter comprising a metal catalyst carrier, comprising:

A catalytic converter comprising a curved metal pipe and a metal catalyst carrier inserted into the metal pipe and having a honeycomb-shaped passage therein, wherein the curved portion of the metal pipe of the metal catalyst carrier In the catalytic converter comprising a metal catalyst carrier that is divided into a plurality of predetermined lengths with respect to the longitudinal direction of the metal pipe ,
The length of the divided carrier located in the curved portion of the metal pipe of the metal catalyst carrier is non-uniform, and the length of the divided carrier located in the central portion of the metal catalyst carrier is short, and the metal catalyst A catalytic converter comprising a metal catalyst carrier, characterized in that the length of the divided carrier located at both ends of the carrier is longer than this .