JP4278998B2

JP4278998B2 - コンバータケースの製造方法

Info

Publication number: JP4278998B2
Application number: JP2003022621A
Authority: JP
Inventors: 裕之渡部; 仁堀川; 元哉伊藤
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: EP1336733A2; EP1336733A3; DE60303055T2; ES2253591T3; US20040009105A1; DE60303055D1; EP1336733B1; JP2003307128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属管の両端に開口部を有し、その内部に少なくとも１つの触媒担体を含む複数の被収容物が多段状に配置可能なコンバータケースを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排気ガス浄化用の触媒コンバータとしては、触媒を担持したセラミック触媒担体やセラミックフィルタなどの被収容物をコンバータケース内に収容したものがよく知られている。特に近年においては、コンバータケース内にこれらの被収容物を多段状に配置したものも提案されている（例えば、特許文献１、３、４、５など、特に特許文献１の第１図参照）。
【０００３】
ここで、触媒コンバータにおけるコンバータケースの従来例について説明する。特許文献３は、絞り加工部を有するが、絞り加工部は、外から絞って縮径化加工（例えばスピニング加工）しているため、成形後に絞り加工部に残留応力が発生し易く、その残留応力に起因して亀裂等が発生し易い。特許文献４は、２つのモノリス触媒ブロック１、２の収容部の間のハウジング５にエルボ部（ベント部）を有するが、このようなエルボ部に絞り加工部を形成することが配置上必要な場合、その形成は一般に困難である。
【０００４】
図７に示す従来例のコンバータケース７０（特許文献４の図面）は、被収容物（モノリス触媒ブロック）７１、７２をその内部に収容する２つの金属製の管体部分７３、７４と、それらを互いに連結する湾曲した金属製の管体部分７５とをハウジングとして備えている。エルボと呼ばれるこの管体部分７５は、被収容物の圧入時の位置決め等を図るための縮径部が一体形成された如く表示されている。なお、特許文献４では、エルボ部の加工形成方法は開示がないが、一方、特許文献５（図７参照）に示す従来例のコンバータケースでは、別体にて構成された金属製の縮径部（７ａ）を有するスペーサが管体（２）の外周面に溶接されている。
【０００５】
そして、このような縮径部があることにより、製造時に被収容物（触媒ブロックや管体など）を両方の開口部からそれぞれ圧入する際に、被収容物の移動が規制される。その結果、被収容物の位置決めが図られ、被収容物を管内の所定位置に容易に配設することができる。また、縮径部があると、車両の振動に起因する被収容物の軸線方向への位置ずれも防止される。このため、被収容物の端面同士の衝突による割れや欠けも防止できるものと考えられている。
【０００６】
【特許文献１】
実開平１−１１１１２４号公報
【特許文献２】
実開平３−４３５２７号公報
【特許文献３】
実開平３−１１０１２０号公報
【特許文献４】
特開昭６２−１９２３２号公報
【特許文献５】
特開平６−２８８２３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のコンバータケースでは、これらの部材同士を接合する手段として溶接が一般的に行われているため、溶接部分に製造上のばらつきが生じやすく、その場合、品質が不安定であった。なお、図７に示すコンバータケースには、触媒コンバータの使用時に振動や熱が加わる結果、縮径部を起点として亀裂が入ることがある。つまり、これら従来技術は信頼性・耐久性の点で問題があった。
【０００８】
また、従来のコンバータケース（複数）では、いずれも部品点数が多いことから高価なものになりやすいという問題があった。例えば、図７に示す特許文献４では、弾性繊維材料層（クッション体）７６、７７を介してハウジングの各管体部分７３，７４内にモノリス触媒ブロックを弾性的に保持している（クッション体の使用は、特許文献１、３にも見られる）。なお、ハウジング全体は、クッション材７８を介して外殻８０でさらに囲われている。
【０００９】
しかし、弾性繊維材料層７６、７７の経時劣化や位置ずれないし不均一配置を完全に防止することは困難であり、脆弱なセラミックス焼結体からなる被収容物が軸線方向に位置ずれを起こした場合、被収容物の端面エッジ部は縮径部に当接することになる。その結果、端面エッジ部に割れや欠けが起こるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、部品点数が少なくて安価であるにもかかわらず、信頼性・耐久性に優れたコンバータケース、及び被収容物の位置ずれに起因する端面エッジ部の割れ・欠けが起こりにくいコンバータケースを簡単にかつ確実に製造することができる方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、金属管の両端に開口部を有し、その内部に少なくとも１つの触媒担体を含む複数の被収容物が多段状に配置可能なコンバータケースにおいて、前記被収容物が収容可能な複数の収容管部と、前記収容管部同士を連結する連結管部とが一体形成される形式のコンバータケースを製造する方法であって、前記金属管を連結管部形成箇所にて曲げて曲がった部位を形成する工程と、流体圧を利用して連結管部形成箇所に角のない曲線的断面形状をもった縮径部を縮径部以外の部分を拡径方向に引き延ばし加工することにより成形する工程とを含むコンバータケースの製造方法をその要旨とする。
【００１２】
ここで「縮径部」（「スプール部」ともいう）とは、連結管部の径方向に沿ってその全周にわたって延びる括れ部分ないし縮径部分のことを意味する。
【００１３】
金属管を連結管部形成箇所にて曲げる工程を単純に行った場合、連結管部における曲がった部位の圧縮側には曲げ応力が集中する結果、しわが寄ってしまう。このようなしわが寄ると、熱膨張・熱収縮を繰り返したときにそこを起点として亀裂が入りやすくなる。しかしながら、流体圧を利用して連結管部形成箇所（加工後に縮径部に相当する部分）に対し、それ以外の部分を引き延ばし加工により拡径して縮径部を成形する工程を行った場合には、逆に、連結管部形成箇所における金属素材が引き延ばされる。
【００１４】
このため、請求項１に記載の発明のように上記２つの工程を行えば、曲がった部位の圧縮側におけるしわを解消することができ、好適な断面形状の（しかも縮径化加工による残留応力が本質上低減された）縮径部を得ることができる。従って、上記の優れたコンバータケースを簡単にかつ確実に製造することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、コンバータケースを製造する方法であって、前記金属管を前記連結管部が形成されるべき箇所にて曲げる工程を行った後、前記金属管の内周面に流体圧を作用させることにより、前記連結管部が形成された箇所に前記縮径部を成形する工程を行うコンバータケースの製造方法をその要旨とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明によると、金属管曲げ工程を行うことで曲がった部位の圧縮側にしわが寄ったとしても、縮径部成形工程を経ることでそのしわは延ばされて解消されてしまう。また、本発明は金属管曲げ工程後に縮径部成形工程を行う方法であるため、縮径部成形工程後に金属管曲げ工程を行う方法に比べて、形状のよい縮径部を効率よく得ることができる。さらに、金属管曲げ工程と縮径部成形工程とを同時に行うような場合とは異なり、高価な製造設備が要らないので、コンバータケースの低コスト化にもつながる。さらに他の従属請求項の形態によれば、縮径部の形成に際し、加熱流体を介して流体圧と共に温度（熱）を作用させたり、縮径に作用する（実際は元来の形状保持に作用する）金型の部分を加熱状態として縮径成形加工を行うことにより、成形後の縮径部に発生する残留応力を一層低減することができる。
【００１７】
本発明の製造方法によって製造されるコンバータケースは、金属管の両端に開口部を有し、その内部に少なくとも１つの触媒担体を含む複数の被収容物が多段状に配置可能であり、前記被収容物が収容可能な複数の収容管部と、前記収容管部同士を連結する連結管部とが一体形成され、前記連結管部は曲がった部位を有するとともに、前記曲がった部位には、角のない曲線的な断面形状を有する縮径部が縮径部以外の部分を拡径方向に引き延ばし加工することにより一体形成されている。
【００１８】
触媒コンバータを車両に搭載して使用するとき、コンバータケースの両端部は通常他の部材に対して連結固定されるため、いわば両端部において拘束された状態となる。このようなコンバータケースは、他の部材から伝わる熱や排気ガスの熱によって加熱され、熱膨張・熱収縮を繰り返すようになる。この場合、ケース両端部は拘束されていることから、熱応力は拘束されていないケース中央部、即ち連結管部に主として集中し、連結管部には寸法変化が起きやすくなる。しかも、上記のごとく連結管部に曲がった部位が存在する場合、曲がった部位における圧縮側は、元来曲げ応力が内在していることもあって、特に熱応力の集中による影響を受けやすい。よって、上記従来技術のごとくそこに角張った形状の縮径部があると、縮径部における角の部分を起点として亀裂が発生する可能性がある。即ち、従来技術の場合には、連結管部の寸法変化を縮径部にて殆ど吸収することができず亀裂の発生に至るのである。
【００１９】
それに対して、本発明の製造方法によって製造されるコンバータケースによると、縮径部が上記断面形状（アールの付いた断面形状）を有したものであるため、亀裂の起点となりうる角の部分がなくなり、縮径部が熱応力の集中による影響を受けにくくなる。つまり、繰り返される熱膨張・熱収縮によって連結管部に寸法変化が起こったとしても、その寸法変化を縮径部にてある程度吸収することが可能である。このように本発明では、縮径部がいわば好適なダンパー効果を奏する結果、縮径部を起点とした亀裂の発生が起こりにくくなる。よって、耐久性・信頼性の向上をより確実に達成することができる。
【００２０】
また、上記断面形状の縮径部は、被収容物の端面エッジ部を齧るような角の部分をどこにも備えていない。このため、被収容物が軸線方向に位置ずれを起こして端面エッジ部が縮径部に当接したとしても、縮径部による齧りは起こらず、齧りに起因した端面エッジ部の割れ・欠けを確実に防止することができる。
【００２１】
本発明の製造方法によって製造されるコンバータケースにおいては、前記被収容物は、外周部にセラミック材料からなるマット状シール材が巻き付けられたセラミックス焼結体製の触媒担体またはフィルタであり、前記縮径部における最小径は、前記触媒担体または前記フィルタの直径よりも小さくなるように設定されていると好ましい。
【００２２】
この形態によると、コンバータケースと触媒担体またはフィルタとの間には弾力性のあるマット状シール材が介在されるため、そのマット状シール材によって振動がある程度吸収される。よって、触媒担体等にがたつきが生じにくくなり、触媒担体等の脱落・落下を効果的に防止することができる。
【００２３】
万が一、触媒担体等が落下したとしても、縮径部における最小径は触媒担体等の直径よりも小さいので、触媒担体等の端面エッジ部が縮径部に必ず当接することとなり、触媒担体等がそれ以上落下することが確実に阻止される。従って、縮径部の上側に位置する触媒担体等が、縮径部の下側に位置する触媒担体等に衝突して、端面に割れ・欠けが生じるようなことも確実に防止される。
【００２４】
さらに、セラミック材料からなるマット状シール材は、高温（例えば９００℃）の排気ガスに長時間直接晒されることで風蝕され、シール性を損ないやすい。しかしながら、上記のような寸法関係を設定した形態によると、縮径部の下側に位置するマット状シール材は、いわば縮径部の背後に隠れた状態となる。つまり、高温の排気ガスは、風除けとして機能する縮径部には当たりやすいものの、その背後にある前記マット状シール材には当たりにくくなる。従って、高温の排気ガスに起因するマット状シール材の風蝕が防止され、シール性の悪化等といった不具合を防ぐことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態の排気ガス浄化用触媒コンバータを図１〜図４に基づき詳細に説明する。
【００２６】
図１，図２に示されるように、本実施形態の触媒コンバータ１は、コンバータケース２と触媒担体３，４等によって構成されている。
【００２７】
このコンバータケース２は、ステンレス等に代表される耐熱性の金属管６からなる。金属管６は断面略円形状であって、その両端に開口部７，８を有している。図１，図２において上方に位置する上流側開口部７の外周には上流側フランジ９が形成され、下方に位置する下流側開口部８の外周には下流側フランジ１０が形成されている。上流側フランジ９は、図示しないエンジンのエキゾーストマニホールド側に対し、ボルト・ナット等の締結手段を用いてリジッドに固定されるようになっている。一方、下流側フランジ１０は、図示しない排気管を構成するフロントパイプ側に対し、同じく締結手段を用いてリジッドに固定されるようになっている。即ち、この触媒コンバータ１はいわゆるエンジン直付けタイプであって、直付けされた際には金属管６が略鉛直方向に沿って延びるように配置される。ケース固定状態にてエンジンを駆動させると、エンジンから排出されてくる排気ガスは、触媒コンバータ１の上流側開口部７から流入してその内部を通過した後、下流側開口部８から流出するようになっている。
【００２８】
この金属管６は、２つの収容管部１１，１２と１つの連結管部１３とを備えている。収容管部１１，１２及び連結管部１３は、溶接等の接合工程を何ら経ることなく一体的に形成されている。図３に示されるように、第１収容管部１１の内部には、外周部にマット状シール材５を巻き付けた円盤状の触媒担体３が圧入されている。第２収容管部１２の内部には、外周部にマット状シール材５を巻き付けた円柱状の触媒担体４が圧入されている。つまり、本実施形態の触媒コンバータ１では、金属管６の内部において触媒担体３，４が多段状に（即ち上下２段に）配置されている。
【００２９】
前記マット状シール材５は、例えばアルミナファイバー等のような耐熱性セラミック材料によって形成されている。また、本実施形態における触媒担体３，４は、コーディエライト等に代表される多孔質セラミックス焼結体製であって、その焼結体の表面には排気ガスを浄化するための貴金属等の触媒が担持されている。この種の触媒担体として、担体軸線方向に沿って延びる多数の貫通セルを有するハニカム構造体を用いてもよく、さらにはハニカム構造体の各セルの端部開口を交互に封止したもの（即ちハニカムフィルタ）を用いてもよい。
【００３０】
上記２つの収容管部１１，１２同士は、連結管部１３によって連結されている。本実施形態における連結管部１３は若干湾曲ないし屈曲しているため、コンバータケース２を全体的に見ると略く字状に僅かに曲がった形状を呈している。なお、このような曲がった部位を連結管部１３に設ける主な理由は、次のとおりである。即ち、近年においてエンジンルームは非常に混雑しているため、触媒コンバータ１の搭載スペースを確保しにくく、また搭載の自由度もあまり大きくない。従って、エンジンルーム内にて曲がったスペースしか存在しないような場合には、自身の形状を曲げてそのスペースに合わせる必要があるからである。
【００３１】
図３等に示されるように、連結管部１３における曲がった部位には、金属管６の全周にわたって延びる縮径部１４が一体的に形成されている。この縮径部１４は、管内側に向かって凹となる第１湾曲部１４ａ及び第２湾曲部１４ｂと、管内側に向かって凸となる第３湾曲部１４ｃとを備えている。第３湾曲部１４ｃは、第１湾曲部１４ａと第２湾曲部１４ｂとの間に位置している。なお、これらの湾曲部１４ａ〜１４ｃはいずれも鋭角的なものではなく所定のアールを有している。従って、図３に示された縮径部１４は、全体として角のない曲線的な断面形状を有したものとなっている。
【００３２】
第１湾曲部１４ａと第３湾曲部１４ｃとをつなぐ領域は、上流側斜面１４ｄとなっている。上流側斜面１４ｄは触媒担体３の下流側端面に対して３０°〜６０°程度傾斜しており、端面エッジ部Ｅ１に対峙している。第２湾曲部１４ｂと第３湾曲部１４ｃとをつなぐ領域は、下流側斜面１４ｅとなっている。下流側斜面１４ｅも、触媒担体４の上流側端面に対して３０°〜６０°程度傾斜している。
【００３３】
ここで、縮径部１４における最小径、即ち第３湾曲部１４ｃの部分の内径は、触媒担体３，４の直径よりも若干小さくなるように設定されている。
【００３４】
次に、上記構成のコンバータケース２を製造する方法の一例を紹介する。
【００３５】
本実施形態のコンバータケース２を製造するに際しては、まず、曲がりのない直管状の金属管６を用意する。そして、図示しないプレス加工により曲げ加工を施すことにより、後に連結管部１３が形成されるべき箇所にて前記金属管６を曲げる（図４(a)参照）。なお、材料の種類や曲げ加工の条件設定によっては、このような金属管曲げ工程を経た時点で、連結管部１３における圧縮側（図１では右側）にしわが寄ることがある。
【００３６】
続いて、金属管６の内周面に流体圧を作用させることにより、前記連結管部１３が形成された箇所に縮径部１４を成形する工程を行う。
【００３７】
この場合、図４（ｂ）に示されるようなパイプ成形装置を用いてバルジ成形（ハイドロフォーミング）を実施する。パイプ成形装置は、半割れ形状の第１型２１と第２型２２とからなるプレス金型２３を備えている。第１型２１の成形面及び第２型２２の成形面には、連結管部１３の位置に対応してそれぞれ円弧状リブ２１ａ，２２ａが突設されている。ワークである金属管６は、第１型２１と第２型２２との間にセットされる。このとき、金属管６の内部に流体としての水２４を充填するとともに、金属管６の両端開口に管密閉用のシール治具２５，２６を配置する。そして、水圧を加えた状態で第１型２１及び第２型２２を閉じ、金属管６の所定部位に縮径部１４を成形する。水圧を加える方法としては、シール治具２５，２６を金属管６の内方に押し込む方法があるほか、シール治具２５，２６を介して管内に水を注入する方法などがある。
【００３８】
金属管６の内周面全体に水圧がかかると、その力によって金属素材が全体的に拡径方向に引き延ばされる結果、プレス金型２３内の金属管６が成形面に沿った形状となるように変形する（図４ (c)参照）。縮径部１４について見れば、当該部分の金属素材が拡径方向に引き延ばされることにより、しわが解消される。なお、上記のようにプレス金型２３内の金属管６をほぼ全体的に拡径させる成形方法に代え、縮径部１４の箇所のみ縮径させ、他の部分については特に拡径しないという成形方法を採用することも可能である。なお、ここに水圧は、一般に適当な圧力媒体を用いて液圧ないし流体圧として作用させることができ、特に所定温度に加熱可能なものが好ましい。
【００３９】
この後、第１型２１及び第２型２２を開いて金属管６を取り出し、必要に応じて他の部分の加工等を施せば、最終的に所望形状のコンバータケース２を得ることができる。
【００４０】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
【００４１】
（１）本実施形態のコンバータケース２では、縮径部１４以外の部分の金属素材が拡径方向に引き延ばし加工（即ちバルジ加工）され、これにより縮径部１４での加工残留応力が本質的に低減される。さらに、触媒担体３，４が収容可能な２つの収容管部１１，１２とそれら同士を連結する連結管部１３とが一体形成され、さらに連結管部１３には縮径部１４が一体形成されている。従って、これらの部材を別体にて構成していた従来技術に比べて、確実に部品点数が少なくなる。従って、これら部材同士の接合工程が不要な分だけ製造が容易になり、結果として安価なコンバータケース２とすることができる。また、これら部材同士の接合のために溶接を行う必要がないので、溶接部分における製造上のばらつきの発生や溶接部分の溶接に起因した熱歪みの発生、ひいては溶接部分における機械的強度やシール性の低下等を心配する必要が基本的になくなる。このため、溶接を用いた従来技術に比べて安定した品質が得られ、優れた信頼性・耐久性を実現することができる。
【００４２】
（２）このコンバータケース２では、連結管部１３における曲がった部位に、角のない曲線的な断面形状を有する縮径部１４が一体形成されている。従って、縮径部１４がアールの付いた断面形状を有したものとなる結果、亀裂の起点となりうる角の部分がなくなり、縮径部１４が熱応力の集中による影響を受けにくくなる。つまり、繰り返される熱膨張・熱収縮によって連結管部１３に寸法変化が起こったとしても、その寸法変化を縮径部１４にてある程度吸収することが可能である。このように本実施形態では、縮径部１４がいわば好適なダンパー効果を奏する結果、縮径部１４を起点とした亀裂の発生が起こりにくくなる。よって、耐久性・信頼性の向上を達成することができる。
【００４３】
（３）また、上記断面形状の縮径部１４は、触媒担体３，４の端面エッジ部Ｅ１を齧るような角の部分をどこにも備えていない。このため、上側の触媒担体３が落下方向に位置ずれを起こして端面エッジ部Ｅ１が縮径部１４に当接したとしても、縮径部１４による齧りは起こらない。ゆえに、齧りに起因した端面エッジ部Ｅ１の割れ・欠けを確実に防止することができる。このことは触媒担体３の長寿命化につながり、触媒コンバータ１の長期にわたる機能維持を図ることができる。
【００４４】
（４）本実施形態では、セラミックス焼結体製の触媒担体３，４の外周部には、セラミック材料からなるマット状シール材５が巻き付けられている。また、縮径部１４における最小径は触媒担体３，４の直径よりも小さくなるように設定されている。つまり、コンバータケース２と触媒担体３，４との間には弾力性のあるマット状シール材５が介在されているため、そのマット状シール材５によって振動がある程度吸収される。このため、触媒担体３，４にがたつきが生じにくくなり、特に上側に位置する触媒担体３の脱落・落下を効果的に防止することができる。万が一、触媒担体３が落下したとしても、縮径部１４における最小径は触媒担体３の直径よりも小さいので、触媒担体３の端面エッジ部Ｅ１は縮径部１４に必ず当接する。この当接により、触媒担体３のそれ以上の落下が確実に阻止される。従って、縮径部１４の上側に位置する触媒担体３が、縮径部１４の下側に位置する触媒担体４に衝突して、端面に割れ・欠けが生じるようなことも確実に防止される。ゆえに、触媒担体３の長寿命化、触媒コンバータ１の長期にわたる機能維持をいっそう確実に図ることができる。
【００４５】
（５）このコンバータケース２では、縮径部１４の下側に位置するマット状シール材５は、いわば縮径部１４の背後に隠れた状態となる。つまり、高温の排気ガスは、風除けとして機能する縮径部１４には当たりやすいものの、その背後にあるマット状シール材５には当たりにくくなる。従って、高温の排気ガスに起因するマット状シール材５の風蝕が防止され、シール性の悪化といった不具合を防ぐことができる。また、マット状シール材５による触媒担体４のがたつき防止効果も維持される。
【００４６】
（６）本実施形態のコンバータケース２の製造方法は、上記のように金属管曲げ工程を行った後、流体圧を利用して縮径部成形工程を行う。従って、金属管曲げ工程を行うことで曲がった部位の圧縮側にしわが寄ったとしても、縮径部成形工程を経ることでそのしわは延ばされて解消されてしまう。また、縮径部成形工程後に金属管曲げ工程を行う方法に比べて、形状のよい縮径部１４を効率よく得ることができる。さらに、金属管曲げ工程と縮径部成形工程とを同時に行うような場合とは異なり、高価な製造設備が要らないので、コンバータケース２の低コスト化にもつながる。即ち、本実施形態の製造方法に従えば、耐久性・信頼性等に優れるコンバータケース２を簡単にかつ確実に製造することができる。
【００４７】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００４８】
縮径部１４の断面形状は上記実施形態のようなものに限定されることはなく、例えば図５，図６に示される別の形態のようにしてもよい。図５のものでは、前記第３湾曲部１４ｃに代えて、全体形状がいくぶん角張った形状の屈曲部が形成されている。図６のものは、縮径部１４の断面形状が略コ字状である点で、緩やかな略Ｖ字状である前記実施形態と相違している。ただし、応力集中が比較的少ないという点、及び、好適なダンパー効果が得られるという点において、やはり上記実施形態の断面形状が特に好ましいといえる。
【００４９】
本発明のコンバータケース２は、エンジン直付けタイプとして具体化されてもよいほか、例えばエンジンからいくぶん離れた位置において水平に配置される床置きタイプとして具体化されてもよい。あるいは、マニホールド一体型触媒コンバータにおけるコンバータケースとして具体化されてもよい。
【００５０】
前記金属管はエンジンに直付けされるとともに、その際に前記金属管は略鉛直方向に沿って延びるように配置されることができる（以下「直付け形式」という）。
【００５１】
エンジン直付け形式のコンバータケースの場合、上流側端部がエンジン側にリジッドに固定されるとともに、下流側端部が排気管を構成するフロントパイプ側にリジッドに固定される。それゆえ、このようなコンバータケースにおいてはケース両端部の拘束状態が極めてきついものとなる。よって、コンバータケースをエンジン直付けではなくいくぶん離れた位置に取り付けた場合に比べ、連結管部の受ける熱応力の影響が大きい。この場合、エンジン排出直後の高温の排気ガスに晒されるコンバータケースには、そもそも大きな熱応力が発生する。つまり、エンジン直付けの場合、縮径部における亀裂の発生、それに伴う信頼性・耐久性の低下という問題がいっそう顕著なものとなる。
【００５２】
また、エンジン直付け形式のコンバータケースにはエンジンの振動がダイレクトに伝達されるため、エンジン直付けではない場合に比べて被収容物にがたつきが起こりやすい。特に上記のような配置態様にしたときには、上側に位置する被収容物のがたつきにより当該被収容物が落下しやすくなる。よって、仮に縮径部があったとしても、重力が作用する分だけ縮径部に加わる衝撃は大きい。また、仮に角張った縮径部がそこに形成されていたとすると、齧りに起因した端面エッジ部の割れ・欠けという問題がいっそう顕著なものとなる。
【００５３】
その点、前記直付け形式の構成によれば、上記問題を解消することができるため、過酷な条件下で使用されるコンバータケースにおける信頼性・耐久性の向上及び端面エッジ部の割れ・欠けの防止を達成することができる。
【００５４】
被収容物は実施形態にて例示したような触媒担体３，４であってもよく、あるいは触媒を担持しない単なるフィルタであってもよい。また、被収容物は２段配置に限定されず、３段以上配置されていてもよい。
【００５５】
実施形態では、第１収容管部１１及び第２収容管部１２はともに断面円形状かつ同径であった。しかし、このような態様に限定されることはなく、例えば第２収容管部１２を第１収容管部１１より大径にしてもよい（異径化）。あるいは、第２収容管部１２の断面を楕円形状やその他の非円形状にしてもよい（異形化）。なお、このような異径化・異形化は、バルジ成形による縮径部成形工程において同時になされることがよい。
【００５６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態等によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５７】
（１）コンバータケースを製造する方法であって、前記金属管を前記連結管部が形成されるべき箇所にて曲げる工程を行った後、前記金属管の内周面に流体圧を作用させることにより、前記連結管部が形成された箇所に前記縮径部を成形しかつ前記収容管部を同時に異形化及び／または異径化する工程を行うコンバータケースの製造方法。従って、この発明によると、流体圧を利用して縮径部の形成と同時に異形化・異径化をも図ることができるため、比較的簡単な方法によって複雑な形状のコンバータケースを効率よく比較的低コストで得ることができる。ここに異形化とは、断面形状の異形化（即ち、一様な円形に対し、例えば多角形化すること）をいう。
【００５８】
（２）複数の収容管部と前記収容管部同士を連結する連結管部とが一体形成され、前記連結管部に縮径部が一体形成されたコンバータケースと、外周部にセラミック材料からなるマット状シール材が巻き付けられた状態で前記収容管部内に収容されるセラミックス焼結体製の触媒担体またはフィルタとを備えた触媒コンバータ。従って、この発明によると、触媒担体やフィルタの脱落に起因するそれらの割れ・欠けが起こりにくくなり、もって高シール性かつ長寿命の触媒コンバータを提供することができる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、部品点数が少なくて安価であるにもかかわらず、信頼性・耐久性に優れた上記コンバータケースを、簡単にかつ確実に製造することができる方法を提供することができる。
【００６０】
請求項２に記載の発明によれば、形状的に優れたコンバータケースを効率よく得ることができるため良品率が向上するばかりでなく、コンバータケースの製造コストの低減を達成することができる。
【００６１】
本発明の製造方法によって製造されるコンバータケースによれば、部品点数が少なくて安価であるにもかかわらず、信頼性・耐久性に優れており、縮径部を起点とした亀裂の発生が起こりにくくなるため、耐久性・信頼性の向上をより確実に達成することができる。また、縮径部による齧りに起因した被収容物の端面エッジ部の割れ・欠けを確実に防止することができる。このため、被収容物の長寿命化、触媒コンバータの長期にわたる機能維持を図ることができる。
【００６２】
本発明の製造方法によって製造されるコンバータケースの好ましい形態によると、触媒担体等の脱落・落下を効果的に防止することができるばかりでなく、万が一の落下時においても触媒担体等同士の衝突に起因する双方の割れ・欠けを確実に防止することができる。さらに、マット状シール材の風蝕を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態における触媒コンバータを示す正面図である。
【図２】実施形態の触媒コンバータを示す側面図である。
【図３】実施形態の触媒コンバータにおける連結管部を示す要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は実施形態のコンバータケースの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図５】別の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図６】別の実施形態を示す要部拡大断面図である．
【図７】従来技術の一例における触媒コンバータを示す概略正面図である。
【符号の説明】
１触媒コンバータ
２コンバータケース
３，４被収容物である触媒担体
５マット状シール材
６金属管
７，８開口部
１１，１２収容管部
１３連結管部
１４縮径部
７０コンバータケース（ハウジング）
７１，７２被収容物（モノリス触媒ブロック）
７３，７４管体部分
７５エルボ部
７６，７７，７８弾性繊維材料層（クッション体）
７９内殻
８０外殻

Claims

金属管の両端に開口部を有し、その内部に少なくとも１つの触媒担体を含む複数の被収容物が多段状に配置可能なコンバータケースにおいて、前記被収容物が収容可能な複数の収容管部と、前記収容管部同士を連結する連結管部とが一体形成される形式のコンバータケースを製造する方法であって、前記金属管を連結管部形成箇所にて曲げて曲がった部位を形成する工程と、
流体圧を利用して前記連結管部形成箇所に角のない曲線的断面形状をもった縮径部を縮径部以外の部分を拡径方向に引き延ばし加工することにより成形する工程とを含むことを特徴とするコンバータケースの製造方法。
請求項１に記載のコンバータケースを製造する方法であって、前記金属管を前記連結管部が形成されるべき箇所にて曲げる工程を行った後、前記金属管の内周面に流体圧を作用させることにより、前記連結管部が形成された箇所に前記縮径部を成形する工程を行うことを特徴とするコンバータケースの製造方法。
前記流体圧を加熱した流体を介して作用させることを特徴とする請求項１又は２記載のコンバータケースの製造方法。
前記縮径部を成形する工程において、縮径に作用する金型の少なくとも前記縮径部に作用する部分を加熱状態において縮径部を成形することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンバータケースの製造方法。
前記縮径部を成形する工程において、該縮径部の両側の前記収容管部を異形化することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のコンバータケースの製造方法。
前記縮径部を成形する工程において、該縮径部の両側の前記収容管部を互いに異径化することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のコンバータケースの製造方法。