JP4136358B2 - Assembly method using display information and assembly assembled by the assembly method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セル構造体を圧縮性材料を介して金属容器内に収納把持したアッセンブリを組み立てる方法に関し、更に詳しくは前記アッセンブリを構成する部材の表面に固有情報を表示しておき、当該固有情報を利用して、適切な組み合わせ条件となる部材同士によるアッセンブリの組み立てを行う方法に関する。本発明は、内燃機関の排気ガス浄化用、脱臭用触媒担体又はフィルター、あるいは触媒作用を利用する化学反応機器、例えば燃料電池用改質器等に用いられる触媒用担体又はフィルターなどに適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排ガス浄化や触媒作用を利用する化学反応機器のために用いられる触媒コンバータ、あるいはフィルター、熱交換器等の用途に使用されるアッセンブリとして、セル構造体と筒状の金属容器（缶体）との間に、クッション性を有する圧縮性材料を配し、セル構造体へ圧縮性材料を介して所定の圧縮面圧を付与することにより、セル構造体を金属容器内に把持収納（キャニング）したものが知られている。
【０００３】
例えば、このようなアッセンブリを自動車排ガス浄化用の触媒コンバータとして用いる場合には、セル構造体の一種であるセラミック製ハニカム状構造体に、触媒成分として白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を分散担持したものを、セラミックマット等を介して金属容器（缶体）内に収納把持して排気系に搭載する。
【０００４】
セル構造体は、前述のようにその外周面に圧縮面圧を付与されることにより金属容器内に把持されるため高い強度を持つことが好ましいが、自動車排ガス浄化用の触媒担体として用いられるハニカム状構造体などにおいては、浄化性能向上のためセル隔壁の薄壁化が進行しており、これに伴い強度レベルが低下しつつある。
【０００５】
セル構造体の強度は、「アイソスタティック破壊強度試験」で測定することができる。これは、ゴムの筒状容器にセル構造体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮を行う試験で、コンバータの缶体にセル構造体が外周面把持される場合の圧縮負荷加重を模擬している。アイソスタティック強度は、担体が破壊した時の加圧圧力値で示され、社団法人自動車技術会発行の自動車規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７で規定されている。
【０００６】
一般的に、自動車排ガス浄化用コンバータの触媒担体として用いられるセラミック製のハニカム状構造体は、セル隔壁厚さが０．１１ｍｍ以下でかつ開口率が８５％を越えると、アイソスタティック強度を１０ｋｇ／ｃｍ2以上に維持することが非常に困難となることが判ってきた。
【０００７】
キャニング設計時に設定した設計面圧よりも高い面圧が実際のキャニングで発生した場合に、セル構造体のアイソスタティック強度を越えるようであれば、その個所で構造体が破損してしまう危険がある。セル構造体のセル隔壁厚さが薄くなり、構造体強度レベルが低くなるに従い、設計面圧を下げることが必要であるが、実際のキャニング面圧の異常上昇を抑え、面圧の変動をできる限り小さくしてやることが必要になる。設計面圧と実際の面圧が等しければ狙い通りのキャニング設計が可能で理想的である。
【０００８】
更に、セル構造体の外形精度に起因して、セル構造体とそれを収容する金属容器との間のギャップが一定でないことが原因で、セル構造体の外周部に作用する圧縮圧力が均一にならず、部分的に大きな把持面圧が作用することで、セル構造体を破損する可能性がある。
【０００９】
一方で、面圧を下げ過ぎると、実使用環境下で高温排ガス流れや振動を受けることにより、金属容器内にセル構造体を把持しておくことができなくなるため、必要最低面圧が存在する。セル構造体の隔壁厚さが薄くなるに従って、セル構造体のアイソスタティック強度レベルが低下するので、セル構造体を把持する圧縮面圧も、セル構造体把持に必要な最低面圧を保持しながらできる限り低くする必要があり、圧縮面圧のレベルが低くなるに従って、面圧のバラツキも小さくする、即ちより均一な面圧分布にする必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
セル構造体を金属容器内に適切な状態で収納把持するためには、セル構造体、圧縮性材料、金属容器各部品の寸法形状のバラツキをできるだけ小さくすることが望ましい。しかしながら、前記のような触媒担体として用いられるセラミック製のハニカム状構造体は、押し出し成形後に、そのまま乾燥され、所定の長さに加工された後に、焼成された状態のままで金属容器内に収納されるので、ハニカム状構造体の外径寸法は、成形、乾燥、焼成の全ての工程における寸法変動や変形が加算された状態となり、金属加工部材などに較べて非常に大きな寸法形状のバラツキを有している。そのため、金属容器内にセラミック製ハニカム状構造体を収納する場合において、ハニカム状構造体外径寸法のバラツキの影響を如何にして小さく抑えるかが課題となっている。
【００１１】
本発明は、上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、セル構造体を圧縮性材料を介して金属容器内に収納把持したアッセンブリを組み立てる際に、当該アッセンブリを構成するセル構造体等の部材の外形寸法などにバラツキがあっても、その影響を抑え、セル構造体の破損等の無い適切な把持状態が容易に得られるような組み立て方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、セル構造体の外周部と筒状の金属容器との間にクッション性を有する圧縮性材料を圧縮状態で配し、前記セル構造体へ前記圧縮性材料を介して圧縮面圧を付与することで、前記セル構造体を前記金属容器内に把持することにより、セル構造体を圧縮性材料を介して金属容器内に収納把持したアッセンブリを組み立てる方法において、組み立て工程に入る前に予め前記圧縮性材料の厚み及び／又は嵩密度に関する情報をその材料表面上に表示しておき、組み立て工程において、前記情報を読み取り、その情報に基づいて、適切な把持条件となるセル構造体と金属容器と圧縮性材料を選び出すことを特徴とする組み立て方法（第１発明）、が提供される。
【００１３】
更に、本発明によれば、前記組み立て方法により組み立てられたアッセンブリ（第２発明）、が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
前述のように、触媒コンバータ等に使用される、セル構造体を圧縮性材料を介して金属容器内に収納把持したアッセンブリは、セル構造体の外周部と筒状の金属容器との間にクッション性を有する圧縮性材料を圧縮状態で配し、セル構造体へ圧縮性材料を介して圧縮面圧を付与することで、セル構造体を金属容器内に把持することにより組み立てられる。
【００１５】
第１発明は、このようなアッセンブリの組み立て方法において、組み立て工程に入る前に予め前記圧縮性材料の厚み及び／又は嵩密度に関する情報をその材料表面上に表示しておき、組み立て工程において、前記情報を読み取り、その情報に基づいて、適切な把持条件となるセル構造体と金属容器と圧縮性材料を選び出すことを特徴とする。
【００１６】
セル構造体の面圧に影響を与える要素としては、セル構造体や金属容器の寸法の他に、両者の間に配置される圧縮性材料の厚み及び／又は嵩密度が挙げられるが、前記のように当該材料表面上に表示したそれらに関する情報から、それぞれ適切な寸法の組み合わせとなるセル構造体と金属容器と圧縮性材料を選び出すことにより、金属容器に収納把持されたセル構造体には適切な範囲で面圧が付与される。
【００１７】
第１発明において、情報の表示形式には文字やバーコードを用いることができる。情報は、インク塗布、レーザー、スタンプによる押印（スタンピング）等により表示することができる。また、情報をラベルに印刷して、そのラベルを材料表面上に貼付するようにしてもよい。インクにより情報を表する場合は、インクジェット方法又は熱転写方法を用いることが好ましい。
【００１８】
クッション性を有する圧縮性材料としては、金属製ワイヤメッシュ、セラミック繊維とバーミキュライトで構成される加熱膨張性マット、セラミック繊維を主成分としバーミキュライトを含まない非加熱膨張性マットからなる群より選ばれた１種の材料又は２種以上の複合材料が好ましい。
【００１９】
特に、セル構造体が薄壁構造である場合には、アルミナ、高アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、チタニア等のセラミック繊維を主成分とし、バーミキュライトのような加熱性膨張材料を含まない非加熱膨張性マットを用いると、実用温度範囲内においてセル構造体外周部に作用する圧縮力が大きく変動せず、しかもセル構造体外周部全体に圧縮力が実質的に均一に作用するので好ましい。
【００２０】
金属容器内へのセル構造体の収納、及びセル構造体へ圧縮性材料を介して圧縮面圧を付与する方法としては、クラムシェル方法、押し込み方法、巻き絞め方法、スウェージング方法、及び回転鍛造方法のうちのいずれかの方法を用いることが好ましい。
【００２１】
セル構造体としては、複数の隔壁により形成された複数のセル通路を有するハニカム状構造体であって、セル隔壁厚さが０．１１ｍｍ以下、開口率が８５％以上であるものが好ましい。更に、ハニカム状構造体としては構造体の周囲にその外径輪郭を形成する外壁を有し、その外壁厚さが少なくとも０．０５ｍｍであるものが好ましい。なお、本発明において用いるセル構造体としては、前記のようなハニカム状構造体のほか、フォーム状構造体であってもよい。
【００２２】
セル構造体は、コージェライト、アルミナ、ムライト、リチウム・アルミニウム・シリケート、チタン酸アルミニウム、チタニア、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム及び炭化珪素からなる群より選ばれた１種のセラミック材料又は２種以上のセラミック材料の複合物からなることが好ましい。また、活性炭、シリカゲル及びゼオライトからなる群より選ばれた１種の吸着材料からなるものも好適に使用できる。
【００２３】
なお、押出し成形により作製されるハニカム状構造体のセル形状には、三角形、四角形、六角形、丸形などがあり、一般的には、四角形状の一つである正方形のセルを持つものが多く利用されているが、最近は六角形のセルを持つハニカム状構造体も利用が進んでいる。
【００２４】
触媒コンバータとして使用する場合には、セル構造体に触媒成分を担持する必要があり、通常は、セル構造体に触媒成分を担持した後に、そのセル構造体を金属容器内に収納把持するが、セル構造体を金属容器内に収納把持した後に、そのセル構造体に触媒成分を担持するようにしてもよい。
【００２５】
第２発明は、前記第１発明に係る方法により組み立てられたアッセンブリであり、前述のように、セル構造体が適切な圧縮面圧で金属容器内に把持されているので、自動車排ガス浄化用触媒コンバータなどの用途に好適に利用できる。
【００２６】
なお、アッセンブリは、複数のセル構造体を、セル通路方向に沿って１つの金属容器内にクッション性を有する圧縮性材料を介して直列に配列した構造となっていてもよい。また、１つのセル構造体を１つの金属容器内にクッション性を有する圧縮性材料を介して収納把持したアッセンブリを複数個、セル構造体のセル通路方向に沿って、１つの金属外筒内に直列に配列して用いてもよい。ただし、本発明においては、個々のハニカム状構造体の外径寸法に応じて、金属容器寸法を変えているので、これらの金属容器を複数個つなぐ場合には、できるだけサイズの近いもの同士を繋ぐことが望ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、セル構造体としてハニカム状構造体を用いて触媒コンバータを作製する場合を例に、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
圧縮性材料へ文字やバーコードなどの情報を表示する方法としては、インクジェット印字装置による方法とレーザー装置による方法が印字速度が速く非接触であり、多量部材を処理する上で望ましい。特にレーザーによる表示方法は、インクを必要とせず、予め前処理も不要なので、メンテナンスの観点からインクジェット方法よりも好ましい。
【００２９】
圧縮性材料の嵩密度検査は、製造工程の最後に行われるが、例えばインクジェットで情報を表示する場合は、そこで検査測定された嵩密度情報がインクジェット印字装置に直接に伝達されるようにしておく。
【００３０】
以下にインクジェットで情報を表示する場合の条件の一例を記す。また、参考として、スタンピングとラベル貼付により情報を表示する場合の条件の一例も併せて記す。
【００３１】
［インクジェットの例］
・インクジェット装置：
イマージェ社Ｓ４プラス
・インクの種類：
耐熱性インク（常温：こげ茶色、熱処理後：橙色）
・圧縮性材料：
セラミック繊維を主成分とした非加熱膨張性マット
・圧縮性材料に載せる情報の形態：
数字
・圧縮性材料に載せる情報：
圧縮性材料の嵩密度
【００３２】
［スタンピングの例］
・インク成分：
▲１▼インク顔料
酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）微粉末４０％（色は常温・熱処理後も黒色）
▲２▼合成樹脂５０％
▲３▼水１０％
・圧縮性材料：
セラミック繊維を主成分とした非加熱膨張性マット
・圧縮性材料に載せる情報の形態：
数字
・圧縮性材料に載せる情報：
圧縮性材料の嵩密度
【００３３】
［ラベル貼付の例］
・プリンター：
イマージェ社Ｓ４プラス
・インクの種類：
普通インク（黒色）
・圧縮性材料：
セラミック繊維を主成分とした非加熱膨張性マット
・圧縮性材料に載せる情報の形態：
バーコード（数字併記）
・圧縮性材料に載せる情報：
圧縮性材料の嵩密度
【００３４】
キャニング工程では、予め、ハニカム状構造体の外径寸法や圧縮性材料の厚み及び／又は嵩密度情報の載っているバーコードや数字がバーコードリーダー等で読み取られる。その読み取られた寸法情報は、金属容器の製造ラインに瞬時に伝達される。金属容器は、薄い金属板を所定寸法になるようにプレス治具を使って丸めて、繋ぎ目を溶接により接合して缶体に形成される。この缶体製造装置に前記の情報が伝達されて、その情報に基づいて缶体の寸法が決定される。このようにして、ハニカム状構造体と金属容器（缶体）の間のクリアランスが制御され、最適な組み合わせが実現される。
【００３５】
ハニカム状構造体と金属容器の間に介在する圧縮性材料の嵩密度によっても面圧が変動するので、ハニカム状構造体と金属容器間のクリアランスと圧縮性材料の嵩密度の最適な組み合わせが得られるように、ハニカム状構造体のバーコード情報に基づいて、金属容器と圧縮性材料を選定することもできる。
【００３６】
文字情報をインクジェット方法あるいはレーザーマーキング方法等により印字した場合、印字された文字情報はＣＣＤカメラで撮影され、パターンマッチング方法で認識される。この方法は予め文字を登録しておき、撮影した文字の濃淡情報から登録した文字にもっとも近いパターンを選択する方法である。本発明者らは、先のレーザーマーキング方法で表記された外径寸法と質量の数字情報についてオムロン製Ｆ３５０画像認識装置で読み取りを行い、間違いなく情報伝達ができることを確認した。
【００３７】
バーコードリーダーの読み取り原理は、レーザー光をバーコードラベル上に照射して、その乱反射光をバーコードリーダーの受光部で受光する。その乱反射光はスペースとバーの反射率の差により強弱が発生するので、これをＯＮ／ＯＦＦのデジタル信号に変換することで、スペースとバーを判別して読み取っている。したがって、バーコードでも乱反射光の強弱の差（ＰＣＳ）が小さくなってしまう場合には、バーコードリーダーでの読み取りが困難となるので、前述の画像認識処理方法が有効となる。
【００３８】
一般的なキャニングの方法としては、クラムシェル方法、押し込み方法、あるいは巻き絞め方法のうちのいずれかの方法が用いられる。また、この他に、金属塑性加工技術を応用し、金属容器の外径寸法を外部からタップ（加圧型）を介して圧縮圧力を加えることにより絞る方法（スウェージング方法）も行われている。
【００３９】
更には、金属容器を回転させながら、その外周面を加工治具を用いて塑性加工により絞り込む方法（いわゆる回転鍛造方法）で、金属容器の外径を絞り、面圧を付与することも可能である。この方法を利用すれば、最近行われている缶体の両端をスピニング加工により絞り込んでコーン形状にすることとの組み合わせで、一貫した加工ラインでキャニングからコーン形成までが可能となる。
【００４０】
前記クラムシェル方法、押し込み方法、巻き絞め方法は、それぞれ、予めハニカム状構造体に圧縮弾性把持材（圧縮性材料）を巻いておくもので、クラムシェル方法は、それを２分割された金属容器で負荷を与えながら挟み込み、それらの合わせ面（つば）の個所を溶接することで一体化容器とする。押し込み方法は、ガイドを利用して一体金属容器内に圧入する。巻き絞め方法は、金属容器となる金属板を巻き付けて引っ張ることで面圧を付与し、金属板の合わせ部を溶接して固定する。
【００４１】
クラムシェル方法によれば、上下面から金属容器で押え込む際にマット（圧縮性材料）のズレが起こり、押し込み方法では、金属容器に挿入する際に挿入側でマットのズレが起こる。このため、ズレた部位が広範囲に及ぶと全体的にも面圧が高くなってしまう。
【００４２】
面圧を付与するのに適した方法は、できる限りマットと金属容器との相対的な位置のズレを起こさないで、金属容器内においてハニカム状構造体に面圧を付与して把持することである。この観点から、巻き絞め方法、スウェージング方法、及び回転鍛造方法は、面圧を付与する前に、予め缶体が圧縮性材料で包まれたセル構造体を取り囲んだ状態となっているので、缶体と圧縮性材料との相対的な位置のズレが小さく、望ましいものである。なお、押し込み方法は、ハニカム状構造体を缶体内に配置する方法としてのみ利用し、面圧を付与する手段にはスウェージング方法あるいは回転鍛造方法を用いることも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セル構造体を圧縮性材料を介して金属容器内に収納把持したアッセンブリを組み立てる際に、当該アッセンブリを構成するセル構造体等の部材の外形寸法などにバラツキがあっても、その影響を抑え、セル構造体の破損等の無い適切な把持状態が容易に得られる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for assembling an assembly in which a cell structure is housed and held in a metal container via a compressible material. More specifically, specific information is displayed on the surface of a member constituting the assembly, and the specific information is displayed. The method of assembling the assembly by the members having appropriate combination conditions is utilized. The present invention is applied to an exhaust gas purifying or deodorizing catalyst carrier or filter for an internal combustion engine, or a catalyst carrier or filter used in a chemical reaction device utilizing catalytic action, such as a reformer for a fuel cell. Can do.
[0002]
[Prior art]
Cell assemblies and cylindrical metal containers (cans) as assemblies used for catalytic converters, filters, heat exchangers, etc. used for chemical reaction equipment utilizing exhaust gas purification and catalytic action of internal combustion engines ) And a compressible material having a cushioning property between them, and applying a predetermined compression surface pressure to the cell structure via the compressible material, the cell structure is gripped and stored in a metal container (canning) ) Is known.
[0003]
For example, when such an assembly is used as a catalytic converter for exhaust gas purification of automobiles, a noble metal such as platinum, palladium, rhodium or the like is dispersed and supported as a catalyst component on a ceramic honeycomb structure which is a kind of cell structure. A thing is stored and held in a metal container (can body) via a ceramic mat or the like and mounted on an exhaust system.
[0004]
The cell structure preferably has high strength because it is held in the metal container by applying a compressive surface pressure to the outer peripheral surface thereof as described above, but the honeycomb structure used as a catalyst carrier for purifying automobile exhaust gas In the structure and the like, the wall of the cell partition wall is being made thinner to improve the purification performance, and the strength level is decreasing accordingly.
[0005]
The strength of the cell structure can be measured by an “isostatic fracture strength test”. This is a test in which the cell structure is put in a rubber cylindrical container, covered with an aluminum plate, and isotropically pressurized and compressed in water. When the cell structure is gripped by the converter can body The compression load weight is simulated. The isostatic strength is indicated by a pressurized pressure value when the carrier is broken, and is defined by an automobile standard JASO standard M505-87 issued by the Japan Society for Automotive Engineers.
[0006]
Generally, a ceramic honeycomb structure used as a catalyst carrier for an automobile exhaust gas purification converter has an isostatic strength of 10 kg / cm2 when the cell partition wall thickness is 0.11 mm or less and the opening ratio exceeds 85%. It has turned out to be very difficult to maintain above cm 2 .
[0007]
If the surface pressure higher than the design surface pressure set at the time of canning design is generated by actual canning, if the isostatic strength of the cell structure is exceeded, the structure may be damaged at that location. . It is necessary to lower the design surface pressure as the cell partition wall thickness of the cell structure is reduced and the structure strength level is lowered, but the abnormal increase in actual canning surface pressure can be suppressed and the surface pressure can be changed. It is necessary to make it as small as possible. If the design surface pressure is equal to the actual surface pressure, canning design as intended is possible and ideal.
[0008]
Furthermore, due to the external accuracy of the cell structure, the gap between the cell structure and the metal container that houses the cell structure is not constant, so that the compression pressure acting on the outer periphery of the cell structure is uniform. In addition, there is a possibility that the cell structure is damaged by a large gripping surface pressure acting partially.
[0009]
On the other hand, if the surface pressure is lowered too much, the cell structure cannot be held in the metal container due to high-temperature exhaust gas flow or vibration in the actual use environment, so there is a necessary minimum surface pressure. . Since the isostatic strength level of the cell structure decreases as the partition wall thickness of the cell structure decreases, the compression surface pressure for gripping the cell structure also maintains the minimum surface pressure necessary for gripping the cell structure. It is necessary to make it as low as possible, and as the compression surface pressure level becomes lower, it is also necessary to reduce the variation in surface pressure, that is, to obtain a more uniform surface pressure distribution.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In order to accommodate and hold the cell structure in an appropriate state in the metal container, it is desirable to minimize variations in the dimensions and shapes of the cell structure, the compressible material, and the metal container parts. However, the ceramic honeycomb structure used as a catalyst carrier as described above is dried as it is after extrusion, processed into a predetermined length, and then stored in a metal container in a baked state. Therefore, the outer diameter size of the honeycomb structure is in a state in which dimensional fluctuations and deformations are added in all the processes of molding, drying, and firing, and the variation in the size and shape is very large compared to metal processing members. Have. For this reason, when a ceramic honeycomb structure is housed in a metal container, how to suppress the influence of variation in the outer diameter of the honeycomb structure is a problem.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. When assembling an assembly in which a cell structure is housed and held in a metal container via a compressible material, the cell structure constituting the assembly, etc. It is an object of the present invention to provide an assembling method that suppresses the influence even if there is a variation in the outer dimensions and the like of the members, and can easily obtain an appropriate gripping state without damaging the cell structure.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a compressible material having a cushioning property is disposed in a compressed state between the outer peripheral portion of the cell structure and the cylindrical metal container, and a compression surface is provided to the cell structure via the compressive material. In the method of assembling the assembly in which the cell structure is housed and held in the metal container via the compressible material by holding the cell structure in the metal container by applying pressure, before entering the assembly step In advance, information relating to the thickness and / or bulk density of the compressible material is displayed on the surface of the material, and in the assembling process, the information is read, and based on the information, a cell structure that provides an appropriate gripping condition And an assembling method (first invention) characterized by selecting a metal container and a compressible material.
[0013]
Furthermore, according to this invention, the assembly (2nd invention) assembled by the said assembly method is provided.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, an assembly used for a catalytic converter or the like in which a cell structure is housed and held in a metal container via a compressible material is cushioned between the outer periphery of the cell structure and the cylindrical metal container. The compressible material having the property is arranged in a compressed state, and the cell structure is assembled by gripping the cell structure in the metal container by applying a compression surface pressure to the cell structure via the compressible material.
[0015]
According to a first aspect of the present invention, in such an assembly method, information regarding the thickness and / or bulk density of the compressible material is displayed on the material surface in advance before entering the assembly process. It is characterized in that information is read, and based on the information, a cell structure, a metal container, and a compressible material that are appropriate gripping conditions are selected.
[0016]
Factors affecting the surface pressure of the cell structure include the thickness and / or bulk density of the compressible material disposed between the two in addition to the dimensions of the cell structure and the metal container. By selecting cell structures, metal containers, and compressible materials that have appropriate combinations of dimensions from information related to those displayed on the surface of the material, it is appropriate for cell structures that are stored and held in metal containers. Surface pressure is applied within a certain range.
[0017]
In the first invention, characters and barcodes can be used as the information display format. Information can be displayed by ink application, laser, stamping with a stamp, or the like. Moreover, information may be printed on a label and the label may be stuck on the material surface. In the case where information is represented by ink, it is preferable to use an inkjet method or a thermal transfer method.
[0018]
The compressible material having cushioning properties was selected from the group consisting of a metal wire mesh, a heat-expandable mat composed of ceramic fibers and vermiculite, and a non-heat-expandable mat mainly composed of ceramic fibers and free of vermiculite. One material or two or more composite materials are preferred.
[0019]
In particular, when the cell structure is a thin wall structure, it contains ceramic fibers such as alumina, high alumina, mullite, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, and titania, and includes a heat-expandable material such as vermiculite. If a non-heat-expandable mat is used, the compressive force acting on the outer periphery of the cell structure does not vary greatly within the practical temperature range, and the compressive force acts substantially uniformly on the entire outer periphery of the cell structure. preferable.
[0020]
As a method of storing the cell structure in a metal container and applying a compressive surface pressure to the cell structure via a compressible material, a clamshell method, a pushing method, a winding method, a swaging method, and a rotary forging It is preferred to use any of the methods.
[0021]
As the cell structure, a honeycomb structure having a plurality of cell passages formed by a plurality of partition walls, and having a cell partition wall thickness of 0.11 mm or less and an aperture ratio of 85% or more is preferable. Further, the honeycomb structure preferably has an outer wall forming an outer diameter contour around the structure, and the outer wall thickness is at least 0.05 mm. The cell structure used in the present invention may be a foam-like structure in addition to the honeycomb-like structure as described above.
[0022]
The cell structure is one type of ceramic material selected from the group consisting of cordierite, alumina, mullite, lithium aluminum silicate, aluminum titanate, titania, zirconia, silicon nitride, aluminum nitride and silicon carbide, or two or more types. It is preferable to consist of a composite of ceramic materials. Moreover, what consists of 1 type of adsorption material chosen from the group which consists of activated carbon, a silica gel, and a zeolite can also be used conveniently.
[0023]
In addition, the cell shape of the honeycomb structure produced by extrusion molding includes a triangle, a quadrangle, a hexagon, a round shape, etc., and in general, a cell having a square cell that is one of the quadrangular shapes. Recently, a honeycomb structure having hexagonal cells has been used.
[0024]
When used as a catalytic converter, it is necessary to carry a catalyst component on the cell structure, and usually, after carrying the catalyst component on the cell structure, the cell structure is housed and held in a metal container. After the cell structure is housed and held in the metal container, a catalyst component may be supported on the cell structure.
[0025]
The second invention is an assembly assembled by the method according to the first invention. As described above, since the cell structure is held in the metal container at an appropriate compression surface pressure, the catalyst for automobile exhaust gas purification is provided. It can be suitably used for applications such as converters.
[0026]
Note that the assembly may have a structure in which a plurality of cell structures are arranged in series in a single metal container with a compressible material having cushioning properties along the cell passage direction. In addition, a plurality of assemblies in which one cell structure is stored and held in one metal container via a compressible material having cushioning properties are placed in one metal outer cylinder along the cell passage direction of the cell structure. They may be arranged in series. However, in the present invention, the metal container dimensions are changed in accordance with the outer diameter dimensions of the individual honeycomb-like structures. Therefore, when connecting a plurality of these metal containers, the ones that are as close as possible to each other are connected. It is desirable.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an example in which a catalytic converter is manufactured using a honeycomb structure as a cell structure, but the present invention is not limited to these examples.
[0028]
As a method for displaying information such as characters and barcodes on the compressible material, a method using an ink jet printing device and a method using a laser device are fast in printing speed and non-contact, and are desirable for processing a large number of members. In particular, the laser display method is preferable to the ink jet method from the viewpoint of maintenance because it does not require ink and does not require pretreatment in advance.
[0029]
The bulk density inspection of the compressible material is performed at the end of the manufacturing process. For example, when information is displayed by inkjet, the bulk density information measured and measured is directly transmitted to the inkjet printing apparatus. .
[0030]
An example of conditions for displaying information by inkjet will be described below. For reference, examples of conditions for displaying information by stamping and labeling are also shown.
[0031]
[Example of inkjet]
・ Inkjet device:
Types of Imager S4 Plus ink:
Heat-resistant ink (normal temperature: dark brown, after heat treatment: orange)
・ Compressible materials:
Form of information on non-heat expandable mat / compressible material mainly composed of ceramic fiber:
Information to put on numbers and compressible materials:
Bulk density of compressible material
[Example of stamping]
・ Ink components:
(1) Ink pigment Cobalt oxide (CoO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ) fine powder 40% (color is normal temperature and black after heat treatment)
(2) 50% synthetic resin
(3) 10% water
・ Compressible materials:
Form of information on non-heat expandable mat / compressible material mainly composed of ceramic fiber:
Information to put on numbers and compressible materials:
Bulk density of compressible material
[Example of labeling]
·printer:
Types of Imager S4 Plus ink:
Normal ink (black)
・ Compressible materials:
Form of information on non-heat expandable mat / compressible material mainly composed of ceramic fiber:
Bar code (with numbers)
・ Information to put on compressible materials:
Bulk density of compressible material
In the canning process, a barcode or a number on which the outer diameter size of the honeycomb structure, the thickness of the compressible material and / or the bulk density information is recorded is read in advance by a barcode reader or the like. The read dimensional information is instantaneously transmitted to the metal container production line. The metal container is formed into a can body by rounding a thin metal plate using a pressing jig so as to have a predetermined size, and joining the joints by welding. The information is transmitted to the can body manufacturing apparatus, and the dimensions of the can body are determined based on the information. In this way, the clearance between the honeycomb structure and the metal container (can body) is controlled, and an optimum combination is realized.
[0035]
Since the surface pressure varies depending on the bulk density of the compressible material interposed between the honeycomb structure and the metal container, an optimum combination of the clearance between the honeycomb structure and the metal container and the bulk density of the compressible material is obtained. As described above, the metal container and the compressible material can be selected based on the barcode information of the honeycomb structure.
[0036]
When character information is printed by an inkjet method or a laser marking method, the printed character information is photographed by a CCD camera and recognized by a pattern matching method. In this method, characters are registered in advance, and a pattern closest to the registered characters is selected from the density information of the photographed characters. The inventors of the present invention have read the numerical information of the outer diameter and mass described by the previous laser marking method with an OMRON F350 image recognition device and confirmed that information can be transmitted without fail.
[0037]
The reading principle of the barcode reader is that a laser beam is irradiated on the barcode label, and the irregularly reflected light is received by the light receiving portion of the barcode reader. Since the irregularly reflected light is changed in intensity due to the difference in reflectance between the space and the bar, the space and the bar are discriminated and read by converting this into an ON / OFF digital signal. Therefore, if the difference in intensity (PCS) of diffusely reflected light becomes small even in a barcode, it becomes difficult to read with a barcode reader, so the above-described image recognition processing method is effective.
[0038]
As a general canning method, any one of a clamshell method, a push-in method, and a winding and squeezing method is used. In addition, a metal plastic working technique is applied to reduce the outer diameter of the metal container by applying a compression pressure from the outside via a tap (pressurizing die) (swaging method).
[0039]
Furthermore, while rotating the metal container, it is also possible to apply a surface pressure by reducing the outer diameter of the metal container by a method of narrowing the outer peripheral surface by plastic working using a processing jig (so-called rotary forging method). is there. If this method is used, it is possible to perform from canning to cone formation on a consistent processing line by combining the both ends of a can body which have been carried out recently by spinning processing into a cone shape.
[0040]
The clamshell method, the pushing method, and the winding and squeezing method each involve winding a compression elastic gripping material (compressible material) around a honeycomb structure in advance, and the clamshell method is a metal container that is divided into two. The container is sandwiched while applying a load and welded at the place of the mating surfaces (ribs) to form an integrated container. The pushing-in method is press-fitted into the integral metal container using a guide. In the winding and squeezing method, a metal plate to be a metal container is wound and pulled to apply a surface pressure, and a joining portion of the metal plate is welded and fixed.
[0041]
According to the clamshell method, the mat (compressible material) is displaced when the metal container is pressed from above and below, and the mat is displaced on the insertion side when inserted into the metal container. For this reason, if the part which shifted | deviated spreads over a wide range, a surface pressure will become high overall.
[0042]
A suitable method for applying the surface pressure is to apply a surface pressure to the honeycomb structure within the metal container and hold it without causing a relative displacement between the mat and the metal container as much as possible. is there. From this point of view, the winding and squeezing method, the swaging method, and the rotary forging method are in a state in which the can body has previously surrounded the cell structure wrapped with the compressible material before applying the surface pressure. The relative positional deviation between the can and the compressible material is small and desirable. The indentation method can be used only as a method of disposing the honeycomb structure in the can, and a swaging method or a rotary forging method can be used as a means for applying the surface pressure.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when assembling an assembly in which a cell structure is housed and held in a metal container via a compressible material, the outer dimensions of the members such as the cell structure constituting the assembly, etc. Even if there is variation, the influence is suppressed, and an appropriate gripping state without breakage of the cell structure can be easily obtained.
Claims (20)
組み立て工程に入る前に予め前記圧縮性材料の厚み及び／又は嵩密度に関する情報をその材料表面上に表示しておき、組み立て工程において、前記情報を読み取り、その情報に基づいて、適切な把持条件となるセル構造体と金属容器と圧縮性材料を選び出すことを特徴とする組み立て方法。By placing a compressible material having a cushioning property between the outer periphery of the cell structure and the cylindrical metal container in a compressed state, and applying a compressive surface pressure to the cell structure via the compressible material. In the method of assembling an assembly in which the cell structure is housed and held in the metal container via the compressible material by holding the cell structure in the metal container,
Before entering the assembly process, information on the thickness and / or bulk density of the compressible material is displayed on the surface of the material in advance, and in the assembly process, the information is read and appropriate gripping conditions are determined based on the information. An assembly method characterized by selecting a cell structure, a metal container, and a compressible material.
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