JP4647409B2

JP4647409B2 - 触媒コンバータの製造方法及びその製造方法に用いられる製造装置

Info

Publication number: JP4647409B2
Application number: JP2005181514A
Authority: JP
Inventors: 直之小林; 加津男谷川
Original assignee: Hirotec Corp
Current assignee: Hirotec Corp
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-06-22
Also published as: JP2007000718A

Description

本発明は、例えば内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒コンバータの製造方法及びその製造方法に用いられる製造装置に関する。

一般に、例えば、自動車等に搭載される内燃機関の排気系には、排気ガスを浄化するため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、円柱状のモノリス触媒と、該モノリス触媒に巻き付けられたマット部材と、該マット部材が巻き付けられた状態のモノリス触媒を収容するケースとで構成されている。マット部材は、耐熱繊維をシート状に成形してなるものである。このマット部材がモノリス触媒の外周面とケースの内周面との間に介在していることによりモノリス触媒とケースとの間がシールされ、未浄化の排気ガスが両者の間から下流側へ洩れるのを抑制することができるとともに、モノリス触媒をケース内で位置ずれすることなく保持することができる。

この種の触媒コンバータの製造方法として、特許文献１には、モノリス触媒に巻き付けたマット部材の互いに対向する端部を合わせてこれらモノリス触媒及びマット部材を一体化した後、該モノリス触媒及びマット部材をケースに収容する方法が開示されている。特許文献１の製造方法では、マット部材をモノリス触媒に一体化するのに治具が用いられている。この治具は、円筒をその中心線に沿って延びる平面で分割した形状の半割状部材を組み合わせて構成されている。マット部材をモノリス触媒に一体化する際には、２つの半割状部材を開いた状態にして、マット部材が予め巻き付けられたモノリス触媒をこれら半割状部材の間に置く。その後、２つの半割状部材を閉じてマット部材をモノリス触媒の外周面に押し付けることで、該マット部材がモノリス触媒に巻き付いた状態で保持される。これにより、マット部材が巻き付けられた状態のモノリス触媒をケースに収容する工程で、マット部材の互いに対向する端部がずれ難くなるので、これら端部を固定しておくためのテープを省略することができる。
特開２００１−２２１０３９号公報

ところが、特許文献１の製造方法では、マット部材をモノリス触媒に巻き付けてから、開いた状態の半割状部材の間に置くようにしているので、半割状部材を閉じるまでは、マット部材が半割状部材から離れていて該半割状部材に支持されていないことになる。従って、マット部材がモノリス触媒の外周面から離れて所定位置からずれることがある。このようにマット部材が所定位置からずれたまま半割状部材が閉じられると、マット部材がモノリス触媒にきれいに巻き付けられなくなる。その結果、モノリス触媒をケースに収容した際に、モノリス触媒とケースとの間のシール性が低下するとともに、モノリス触媒がケース内で位置ずれして、触媒コンバータの排気ガス浄化性能が低下してしまう。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マット部材が巻き付けられた柱状触媒をケースに収容して構成された触媒コンバータを製造する場合に、マット部材を触媒に所定位置からずれないようにきれいに巻き付けてマット部材及び触媒を一体化できるようにすることで、触媒コンバータの排気ガス浄化性能を良好にすることにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明では、触媒コンバータの製造方法の発明として、マット部材を第１当接部材で触媒に巻き付けた後に、マット部材の互いに対向する端部を第２当接部材で触媒の外周面に押し付けるようにした。

具体的には、排気ガス浄化用の円柱状触媒に巻き付けたマット部材の互いに対向する端部を合わせ、これら触媒及びマット部材を一体化した状態でケースに収容するようにした触媒コンバータの製造方法を対象とする。

そして、巻き付け前のマット部材の長手方向中間部が、下方に窪む円弧面とされた載置面上に位置するように、該マット部材を支持部材に置き、そのマット部材の長手方向中間部の上に上記載置面に対応するように上記触媒を置いて該触媒の重量により上記マット部材の長手方向中間部を上記載置面に沿うように曲げて上記触媒の下側に巻き、これらマット部材及び触媒を支持部材で支持する工程と、上記支持部材に支持されたマット部材の長手方向両側を、該マット部材の触媒と反対側から当接する第１当接部材により上記触媒の上側に巻き付けて上記マット部材の互いに対向する端部を上記触媒の上部に位置付ける工程と、上記触媒に巻き付けられたマット部材の互いに対向する端部に、該マット部材の上方から下方に移動する第２当接部材を当接させ、上記マット部材の端部を上記第２当接部材により上記触媒の外周面に押し付けて、該端部を合わせた状態にしてこれら触媒及びマット部材を一体化する工程と、一体化した触媒及びマット部材を上記ケースに収容する工程とを備えている構成とする。

この構成によれば、支持部材に支持されたマット部材が第１当接部材により触媒に巻き付けられる。この触媒に巻き付けられたマット部材の互いに対向する端部は、第２当接部材により合わされた状態で触媒の外周面に押し付けられて保持される。これにより、マット部材が触媒に巻き付いた状態となって、これら触媒及びマット部材が一体化する。このときには、マット部材の互いに対向する端部が第２当接部材により保持されているので、これら対向する端部が触媒の外周面から離れることはないとともに、これら対向する端部同士が離れていくこともない。その結果、マット部材が触媒の所定位置からずれなくなる。

そして、上記のようにして一体化した触媒及びマット部材をケースに収容する際には、マット部材が触媒から外れ難くなっているので、マット部材を固定しておくためのテープは不要である。

請求項２の発明では、触媒コンバータの製造装置の発明として、マット部材に当接する第１当接部材で該マット部材を触媒に巻き付け、この触媒に巻き付けたマット部材の対向する端部を第２当接部材で保持するようにした。

具体的には、排気ガス浄化用の円柱状触媒に巻き付けたマット部材の互いに対向する端部を合わせ、これら触媒及びマット部材を一体化した状態でケースに収容するように構成された触媒コンバータの製造装置を対象とする。

そして、巻き付け前のマット部材及び該マット部材の上に重ねて配置された触媒を支持する支持部材と、
上記支持部材に支持されたマット部材の長手方向両側に、上記触媒と反対側から当接して、該マット部材の長手方向両側を上記触媒の上側に巻き付け、上記マット部材の互いに対向する端部を上記触媒の上部に位置付けるための第１当接部材と、上記第１当接部材を上記触媒の外周面に接近する方向に移動させて、上記マット部材を上記触媒に巻き付けた状態にする第１移動手段と、上記触媒に巻き付けられたマット部材の互いに対向する端部に、該マット部材の上方から当接する第２当接部材と、上記第２当接部材を上記触媒の上方から下方に移動させて、上記マット部材の互いに対向する端部に押し付け、該端部を合わせた状態にする第２移動手段と、上記触媒及びマット部材を上記ケースに収容する収容装置とを備え、上記支持部材には、巻き付け前のマット部材の長手方向中間部が載置される載置面が設けられ、該載置面は触媒の重量によってマット部材を下に湾曲させるように下方に窪む円弧面とされている構成とする。

この構成によれば、第１当接部材を第１移動手段により移動させると、第１当接部材がマット部材に当接して該マット部材を触媒に巻き付けることが可能になる。このマット部材を触媒に巻き付けた後、第２当接部材を第２移動手段により移動させると、第２当接部材がマット部材の互いに対向する端部に当接し、該端部は、第２当接部材により合わされた状態で触媒の外周面に押し付けられる。これにより、マット部材が触媒に巻き付いた状態で保持され、これら触媒及びマット部材が一体化する。このときには、請求項１の発明と同様に、互いに対向する端部が触媒の外周面から離れることはないとともに、これら対向する端部同士が離れていくこともなく、その結果、マット部材が触媒の所定位置からずれなくなる。

そして、一体化した触媒及びマット部材をケースに収容する際には、マット部材が触媒から外れ難くなっているので、マット部材を固定しておくためのテープは不要である。

また、触媒を重ねた状態のマット部材を支持部材の載置面に置くと、該載置面が下方に窪んでいるので、触媒が載置面に嵌るようになって触媒が安定して支持される。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、第１当接部材は、支持部材の載置面を挟んで両側にそれぞれ配置されている構成とする。

この構成によれば、載置面に載置した状態のマット部材を該載置面の両側から第１当接部材により触媒に巻き付けることが可能になる。

請求項１の発明によれば、マット部材を第１当接部材により触媒に巻き付けた後、該マット部材の対向する端部を第２当接部材により合わせた状態で触媒に押し付けるようにしたので、マット部材を触媒の所定位置にきれいに巻き付けて、これらマット部材及び触媒を一体化することができて、触媒コンバータの排気ガス浄化性能を良好にすることができる。

請求項２の発明によれば、第１当接部材を第１移動手段により移動させてマット部材を触媒に巻き付けてから、第２当接部材を第２移動手段により移動させてマット部材の互いに対向する端部を合わせて保持することができるので、請求項１の発明と同様に、マット部材を触媒の所定位置にきれいに巻き付けることができて、触媒コンバータの排気ガス浄化性能を良好にすることができる。

また、巻き付け前のマット部材を載置する載置面を支持部材に形成したので、触媒を簡単にかつ安定して支持することができる。

請求項３の発明によれば、第１当接部材を載置面の両側にそれぞれ配置したので、マット部材を載置面の両側から触媒に巻き付けることができる。これにより、マット部材を巻き付けた状態の触媒には、載置面を挟んで両側から第１当接部材による力が作用することになるので、触媒を載置面上で安定させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る触媒コンバータの製造装置９を示すものである。この実施形態の説明では、製造装置９の構造を説明する前に、触媒コンバータの構造について説明する。

上記触媒コンバータ（図示せず）は、自動車に搭載されるエンジン（図示せず）の排気系に設けられるものであり、円柱状のモノリス触媒１と、該モノリス触媒１に巻き付けられたマット部材２と、該マット部材２が巻き付けられた状態のモノリス触媒１を収容するケース３とで構成されている。モノリス触媒１は、円柱状をなす触媒担体と、該触媒担体に担持された触媒成分とで構成されている。触媒担体は、高密度のハニカム状に形成されていて、中心線方向に延びる多数の通路（図示せず）を備えている。触媒成分は、例えば白金等を含む排気ガス浄化用のもので、触媒担体の通路壁面に担持されている。排気ガスは、上記触媒担体の通路を通過する際に触媒成分の触媒作用により浄化されるようになっている。

上記マット部材２は、モノリス触媒１の外周面の全周に亘って巻き付けられている。このマット部材２は、耐熱性を有する繊維をシート状に成形してなるものであり、従って、マット部材２は容易に折れ曲がり変形するようになっている。マット部材２を構成する繊維としては、例えば、シリカ・アルミナ系セラミックファイバー、未膨張バーミキュライト及び無機繊維やこれらの混合物を用いることができる。マット部材２の形状は、図２に示すように、大略長方形とされている。マット部材２は、その長手方向がモノリス触媒１の周方向と一致するように配置され、このマット部材２をモノリス触媒１に巻き付けた状態では、該マット部材２の長手方向の両端部が互いに対向するようになっている。マット部材２の対向する端部のうち一方の端部には、略矩形の切欠２ａが形成され、他方の端部には、上記一方の端部の切欠２ａに合致する略矩形の突出部２ｂが形成されている。該突出部２ｂは、マット部材２をモノリス触媒１に巻き付けた状態で切欠部２ａに嵌るようになっている。また、マット部材２の長手方向と直交する幅方向の長さは、モノリス触媒１の中心線方向の長さよりも若干短く設定されている。

上記ケース３は、ステンレス鋼等の鉄系材料を円筒形状に成形してなるものである。ケース３の中心線方向一端部には、円形の流入口（図示せず）が形成され、排気ガスはこの流入口からケース３内に流入するようになっている。ケース３の中心線方向他端側には、縮径部（図示せず）が設けられている。この縮径部の下流端部には、円形の流出口が形成され、ケース３内の排気ガスはこの流出口からケース３外へ流出するようになっている。

次に、上記触媒コンバータの製造装置９の構造について説明する。この製造装置９は、図１に示すように、ケース３に収容される前のモノリス触媒１にマット部材２を巻き付ける巻き付け装置１０と、この巻き付け装置１０によりマット部材２が巻き付けられたモノリス触媒１をケース３に収容する収容装置１１と、工場内の地面に固定される基台１３とを備えている。

図３に示すように、上記基台１３の略中央部には、上方へ延びる中央棒材１４が設けられている。この中央棒材１４の上端部には、マット部材２及びモノリス触媒１を支持する支持部材１５が設けられている。また、中央棒材１４の左側（図３及び図４の左側）には、支持部材１５に支持されているマット部材２に当接する左側第１当接部材１７と、該左側第１当接部材１７を移動させる第１移動手段としての左側第１アクチュエータ１８とが設けられている。

また、上記中央棒材１４の右側（図３及び図４の右側）には、支持部材１５に支持されているマット部材２に当接する右側第１当接部材１９と、該右側第１当接部材１９を移動させる第１移動手段としての左側第１アクチュエータ２０とが設けられている。上記左側第１アクチュエータ１８及び右側第１アクチュエータ２０は、流体圧で伸縮動作するように構成された流体圧シリンダで構成されており、その伸縮方向が大略上下方向となるように配置されている。

さらに、基台１３の右側には、上方へ延びる右側棒材２１が設けられている。この右側棒材２１には、モノリス触媒１の外周面に巻き付けられたマット部材２の対向する端部に当接する第２当接部材２３と、該第２当接部材２３を移動させる第２移動手段としての第２アクチュエータ２４とが設けられている。この第２アクチュエータ２４も上記第１アクチュエータ１８、２０と同様に流体圧シリンダで構成されており、その伸縮方向が大略上下方向となるように配置されている。

上記支持部材１５の上面には、巻き付け前のマット部材２が載置される載置面１６が下方に窪むように形成されている。この載置面１６の形状は、モノリス触媒１に巻き付けられたマット部材２の下側の形状に沿う円弧面とされており、その幅（図５、図６及び図１０の左右方向の長さ）は、マット部材２の幅よりも若干広めに設定されている。

上記左側第１当接部材１７は、図３及び図５に示すように、その下端部が中央棒材１４の上端部左側で載置面１６の幅方向に延びる左側支軸２６により支持され、図４に示すように、該左側支軸２６周りに回動するようになっている。図３に示すように、左側第１当接部材１７の左側支軸２６よりも上側の右側面には、マット部材２に当接する左側当接面２７が設けられている。左側当接面２７の形状は、モノリス触媒１に巻き付けられたマット部材２の左側の形状に対応する円弧面とされている。この左側当接面２７の下縁部は、上記載置面１６の左縁部と連続するようになっている。左側第１当接部材１７の左側面には、上記左側第１アクチュエータ１８のロッド１８ａ先端が軸支されるロッド取付部２８が設けられている。左側第１アクチュエータ１８のシリンダ１８ｂ上部は、上記左側支軸２６と略平行に延びる回動軸２９により上記中央棒材１４の上下方向略中央部に支持されている。上記左側第１アクチュエータ１８は、上記回動軸２９周りに揺動するようになっている。

また、上記右側第１当接部材１９も、上記左側第１当接部材１７と同様に右側支軸３１により中央棒材１４に支持されている。右側第１当接部材１９の右側支軸３１よりも上側の左側面には、マット部材２に当接する右側当接面３２が設けられている。該右側当接面３２の形状は、モノリス触媒１に巻き付けられたマット部材２の右側の形状に対応する円弧面とされている。この右側当接面３２の下縁部は、載置面１６の右縁部と連続するようになっている。この右側当接面３２の上下方向の長さは、上記左側当接面２７の上下方向の長さよりも長く設定されている。

上記右側第１当接部材１９の右側面には、上記右側第１アクチュエータ２０のロッド２０ａ先端が軸支されるロッド取付部３３が設けられている。右側第１アクチュエータ２０のシリンダ２０ｂ上部は、上記右側支軸３１と略平行に延びる回動軸３４により上記中央棒材１４の上下方向略中央部に支持されている。右側第１アクチュエータ２０は、上記回動軸３４周りに揺動するようになっている。

上記右側棒材２１の上端部には、左右方向に延びるアーム４０が上記左側支軸２６や右側支軸３１と略平行に延びる支軸４１により支持されている。アーム４０は、支軸４１周りに上下方向に回動するようになっている。アーム４０の左端部には、上記第２当接部材２３が取り付けられている。この第２当接部材２３の下面には、マット部材２に当接する上側当接面４２が設けられている。この上側当接面４２の形状は、モノリス触媒１に巻き付けられたマット部材２の上側に対応する円弧面とされている。

アーム４０の右端部には、上記第２アクチュエータ２４のロッド２４ａ先端が取り付けられるロッド取付部４３が設けられている。第２アクチュエータ２４のシリンダ２４ｂ上部は、上記支軸４１と略平行に延びる回動軸４４により上記右側棒材２１の上下方向略中央部に支持されている。第２アクチュエータ２４は、上記回動軸４４周りに揺動するようになっている。

上記左側第１アクチュエータ１８、右側第１アクチュエータ２０及び第２アクチュエータ２４は、図示しない制御装置により独立して制御されるようになっている。該制御装置により、左側第１アクチュエータ１８のロッド１８ａを伸ばした状態にすると、図３及び図５に示すように、左側第１当接部材１７が立ち上がって左側当接面２７が載置面１６と連続した状態になる。一方、左側第１アクチュエータ１８のロッド１８ａを縮めた状態にすると、図４に示すように、左側第１当接部材１７の上側が左側支軸２６周りに左側に回動して左側当接面２７が載置面１６から離れた状態になる。つまり、左側第１当接部材１７は、左側第１アクチュエータ１８の伸縮動作により左側当接面２７が載置面１６と連続する位置と、左側当接面２７が載置面１６から離れた位置との間で移動するようになっている。また、上記制御装置により、右側第１アクチュエータ２０を伸縮動作させると、右側第１当接部材１９は、上記左側第１当接部材１７と同様に、右側当接面３２が載置面１６と連続する位置（図３に示す）と、右側当接面３２が載置面１６から離れた位置（図４に示す）との間で移動する。尚、上記左側第１アクチュエータ１８及び右側第１アクチュエータ２０を伸縮させるときには、該アクチュエータ１８、２０が回動軸２９、３４周りに揺動する。

さらに、上記制御装置により第２アクチュエータ２４のロッド２４ａを伸ばした状態にすると、図３に示すように、アーム４０が略水平に延びる位置となって上側当接面４２が載置面１６と対向する。このとき、上記左側第１アクチュエータ１８のロッド１８ａを伸ばした状態にして左側当接面２７が載置面１６と連続する位置にしていると、該左側当接面２７の上縁部と上側当接面４２の左縁部とが連続する。また、上記右側第１アクチュエータ２０のロッド２０ａを伸ばした状態にして右側当接面３２が載置面１６と連続する位置にしていると、該右側当接面３２の上縁部と上側当接面４２の右縁部とが連続する。従って、第１アクチュエータ１８、２０及び第２アクチュエータ２４のロッド１８ａ、２０ａ、２４ａを全て伸ばした状態にすると、載置面１６、左側当接面２７、右側当接面３２及び上側当接面４２が連続する。また、上記第２アクチュエータ２４のロッド２４ａを縮めると、図４に示すように、アーム４０が支軸４１周りに回動して第２当接部材２３が上方に移動する。尚、図３、図４及び図６の符号４７は、アーム４０が水平状態になったときに該アーム４０に当接して該アーム４０の下方への回動を阻止するストッパである。

一方、上記収容装置１１は、図１に示すように、上記巻き付け装置１０によりマット部材２が巻き付けられたモノリス触媒１を該巻き付け装置１０から押し出す押し出し機構６０と、ケース３を保持するケース保持部材６１と、押し出し機構６０により巻き付け装置１０から押し出されたマット部材２及びモノリス触媒１をケース３に案内する案内部材６２とを備えている。押し出し機構６０は、巻き付け装置１０の後側（図１の右側）に配置されており、流体圧で伸縮動作する流体圧シリンダからなる押し出し機６４と、該押し出し機６４を上記基台１３に固定する固定部材６５とで構成されている。押し出し機６４は、上記制御装置により制御されるようになっていて、その中心線が巻き付け装置１０に保持されたモノリス触媒１の中心線と略一致するように配置されている。押し出し機６４のロッド６４ａ先端部には、該ロッド６４ａの外径よりも大きい円形のプレート６６が取り付けられている。押し出し機６４のロッド６４ａを後退させて該押し出し機６４のロッド６４ａを縮めた状態にすると、プレート６６が巻き付け装置１０よりも後側に位置し、また、ロッド６４ａを進出させて押し出し機６４のロッド６４ａを伸ばした状態にすると、プレート６６が、ケース保持部材６１に保持されたケース３内まで移動するようになっている。

案内部材６２は、図６及び図１０に示すように、巻き付け装置１０の前側（図１の左側）に配置されており、マット部材２が巻き付けられた状態のモノリス触媒１と略同径の内孔６８を有している。この案内部材６２は、図１に示すように、固定部材６９を介して基台１３に固定されている。案内部材６２の内孔６８の中心線は、巻き付け装置１０に保持されたモノリス触媒１の中心線と略一致している。また、上記ケース保持部材６１は、図６及び図１０に示すように、ケース３の外周面を保持する内孔７０を有しており、図１に示すように、固定部材７１を介して基台１３に固定されている。ケース保持部材６１の内孔７０の中心線は、上記案内部材６２の内孔６８の中心線と略一致している。

次に、上記のように構成された製造装置９を用いて、上記触媒コンバータを製造する場合について説明する。まず、図４に示すように、制御装置により、巻き付け装置１０の左側第１アクチュエータ１８及び右側第１アクチュエータ２０のロッド１８ａ、２０ａを縮めた状態にして、左側第１当接部材１７及び右側第１当接部材１９をそれぞれ左側及び右側に回動させておくとともに、第２アクチュエータ２４のロッド２４ａを縮めた状態にして第２当接部材２３を上昇させておく。さらに、このとき、制御装置により、押し出し機６４のロッド６４ａを縮めた状態にしておく。

そして、図７に示すように、マット部材２を、その長手方向中央部が載置面１６の左右方向中央部に略一致するように該載置面１６に置き、さらに、このマット部材２の上にモノリス触媒１を重ねて置く。このモノリス触媒１の重量によりマット部材２が載置面１６の形状に沿って変形し、モノリス触媒１の下側が載置面１６内に位置する。このように、載置面１６が下方に窪んでいることによってモノリス触媒１が載置面１６に嵌り、転がることなく安定して支持部材１５に支持される。このとき、マット部材２の長手方向両端部は、載置面１６の左右両側から上方へ突出して延びている。この工程が、巻き付け前のマット部材２にモノリス触媒１の外周面を重ねた状態でこれらマット部材２及びモノリス触媒１を支持部材１５で支持する工程である。

その後、図８に示すように、左側第１アクチュエータ１８のロッド１８ａを伸ばして、左側第１当接部材１７を左側支軸２６周りに回動させてモノリス触媒１の外周面に接近させるとともに、右側第１アクチュエータ２０のロッド２０ａを伸ばして、右側第１当接部材１９を右側支軸３１周りに回動させてモノリス触媒１の外周面に接近させる。上記左側第１当接部材１７を回動させることで、左側当接面２７がマット部材２に対しモノリス触媒１と反対側から当接して、マット部材２が上方へ曲げられてモノリス触媒１の外周面に巻き付けられる。また、同様に、上記右側第１当接部材１９の回動により、マット部材２がモノリス触媒１の外周面に巻き付けられる。つまり、マット部材２は、モノリス触媒１に左右両側から巻き付けられる。この工程が、支持部材１５に支持されたマット部材２を、該マット部材２のモノリス触媒１と反対側から当接する第１当接部材１７、１９によりモノリス触媒１に巻き付ける工程である。尚、左側第１アクチュエータ１８のロッド１８ａ及び右側第１アクチュエータ２０のロッド２０ａを伸ばすタイミングは同じにしてもよいし、異ならせてもよい。

上記マット部材２をモノリス触媒１に巻き付けた状態では、マット部材２の対向する端部がモノリス触媒１の上側に位置するとともに、モノリス触媒１の外周面から上方に離れている。さらに、マット部材２の対向する端部に形成されている突出部２ｂは切欠２ａに嵌っている。

しかる後、図９に示すように、第２アクチュエータ２４のロッド２４ａを伸ばしてアーム４０を支軸４１周りに回動させる。こうすると、第２当接部材２３が下降してモノリス触媒１の外周面に接近し、上側当接面４２がマット部材２の対向する端部に上側から当接する。これにより、マット部材２の対向する端部が合った状態になるとともに、モノリス触媒１の外周面に押し付けられる。このとき、対向する端部は、上側当接面４２とモノリス触媒１の外周面とで挟まれた状態になるので、該端部がモノリス触媒１の外周面から離れることはなく、しかも、該端部同士が離れることもない。この工程が、モノリス触媒１に巻き付けられたマット部材２の対向する端部を、該端部のモノリス触媒１と反対側から当接する第２当接部材２４によりモノリス触媒１の外周面に押し付けて、該端部を合わせてモノリス触媒１とマット部材２とを一体化する工程である。

尚、このマット部材２の対向する端部を合わせた後に、左側第１アクチュエータ１８、右側第１アクチュエータ２０及び第２アクチュエータ２４のロッド１８ａ、２０ａ、２４ａをさらに伸ばして、マット部材１を載置面１６、左側当接面２７、右側当接面３２及び上側当接面４２で圧縮するようにしてもよい。これにより、マット部材２を構成する繊維が密に絡まって該マット部材２がモノリス触媒１に巻き付いた状態で保持されて、モノリス触媒１及びマット部材２がより確実に一体化する。このマット部材２を圧縮する際には、第２当接部材２３によりマット部材２の対向する端部を合わせた状態で保持しているので、マット部材２がモノリス触媒１の所定位置からずれ難い。

上記モノリス触媒１及びマット部材２を一体化した後、図１０（ａ）に示すように、押し出し機６４のロッド６４ａを伸ばして、プレート６６をモノリス触媒１の端面に当接させる。この状態で押し出し機６４のロッド６４ａをさらに伸ばすと、図１０（ｂ）に示すように、モノリス触媒１はマット部材２と一緒に案内部材６２の内孔６８を通ってケース保持部材６１に保持されているケース３内に収容される。このモノリス触媒１及びマット部材２をケース３に収容する際には、モノリス触媒１及びマット部材２が一体化していてモノリス触媒１から外れ難くなっているので、マット部材２を固定しておくためのテープは不要である。この工程が、一体化したモノリス触媒１及びマット部材２をケース３に収容する工程である。

その後、図示しないが、例えば、ケース３の中心線方向両端部を絞り成形することで、モノリス触媒１及びマット部材２がケース３内に収容された状態で保持される。

以上説明したように、この実施形態によれば、マット部材２を第１当接部材１７、１８によりモノリス触媒１に巻き付けてから、該マット部材２の対向する端部を第２当接部材２３により合わせて保持することができる。これにより、マット部材２をモノリス触媒２の所定位置からずれることなく該モノリス触媒１にきれいに巻き付けて一体化することができて、触媒コンバータの排気ガス浄化性能を良好にできる。

また、支持部材１５の載置面１６を下方へ窪むように形成したので、モノリス触媒１を重ねた状態のマット部材２を載置面１６に置くだけで該モノリス触媒１を簡単にかつ安定して支持することができる。

また、載置面１６の左右両側に左側第１当接部材１７及び右側第１当接部材１９をそれぞれ配置したので、マット部材２を載置面１６の左右両側からモノリス触媒１に巻き付けることができる。これにより、マット部材２を巻き付ける際、モノリス触媒１には、載置面１６を挟んで左右両側から第１当接部材１７、１９による力が作用することになるので、モノリス触媒１を載置面１６上で安定させることができる。

尚、この実施形態では、円形断面を有するモノリス触媒１にマット部材２を巻き付ける場合について説明したが、本発明は、例えば円形以外の形状の断面を有するモノリス触媒にマット部材を巻き付ける場合にも適用することができる。この場合には、載置面１６及び各当接面２７、３２、４２の形状をモノリス触媒の形状に合うように設定すればよい。

また、マット部材２をモノリス触媒１に巻き付けた状態で圧縮する場合には、載置面１６、左側当接面２７、右側当接面３２及び上側当接面４２で圧縮することなく、例えば、案内部材６２の内周面で圧縮するようにしてもよい。この場合には、案内部材６２の内周面をケース３側へ行くほど縮径するテーパ面で構成し、マット部材２が巻き付けられたモノリス触媒１を上記テーパ面を通過させることで、マット部材２がモノリス触媒１の外周面に押し付けられて圧縮する。

以上説明したように、本発明に係る触媒コンバータの製造方法及び製造装置は、例えば、自動車の排気系に設けられる触媒コンバータを製造する場合に用いることができる。

本発明の実施形態に係る製造装置を左側から見た側面図である。マット部材の平面図である。各アクチュエータのロッドが伸びている状態にある巻き付け装置の正面図である。各アクチュエータのロッドが縮んでいる状態にある巻き付け装置の図３相当図である。各アクチュエータのロッドが伸びている状態にある巻き付け装置の側面図である。各アクチュエータのロッドが伸びている状態にある巻き付け装置、案内部材及びケース保持部材の平面図である。載置面にマット部材及びモノリス触媒を載置した状態の図４相当図である。マット部材をモノリス触媒に巻き付けた状態の図３相当図である。マット部材の対向する端部をモノリス触媒の外周面に押し付けた状態の図３相当図である。図１のＡ−Ａ線における断面図であり、（ａ）はマット部材と一体化したモノリス触媒の端面に押し出し機構のプレートを当接させた状態を示す図であり、（ｂ）はマット部材と一体化したモノリス触媒をケースに収容した状態を示す図である。

１モノリス触媒
２マット部材
３ケース
９製造装置
１１収容装置
１５支持部材
１６載置面
１７左側第１当接部材
１８左側第１アクチュエータ（第１移動手段）
１９右側第１当接部材
２０右側第１アクチュエータ（第１移動手段）
２３第２当接部材
２４第２アクチュエータ（第２移動手段）

Claims

排気ガス浄化用の円柱状触媒に巻き付けたマット部材の互いに対向する端部を合わせ、これら触媒及びマット部材を一体化した状態でケースに収容するようにした触媒コンバータの製造方法であって、
巻き付け前のマット部材の長手方向中間部が、下方に窪む円弧面とされた載置面上に位置するように、該マット部材を支持部材に置き、そのマット部材の長手方向中間部の上に上記載置面に対応するように上記触媒を置いて該触媒の重量により上記マット部材の長手方向中間部を上記載置面に沿うように曲げて上記触媒の下側に巻き、これらマット部材及び触媒を支持部材で支持する工程と、
上記支持部材に支持されたマット部材の長手方向両側を、該マット部材の触媒と反対側から当接する第１当接部材により上記触媒の上側に巻き付けて上記マット部材の互いに対向する端部を上記触媒の上部に位置付ける工程と、
上記触媒に巻き付けられたマット部材の互いに対向する端部に、該マット部材の上方から下方に移動する第２当接部材を当接させ、上記マット部材の端部を上記第２当接部材により上記触媒の外周面に押し付けて、該端部を合わせた状態にしてこれら触媒及びマット部材を一体化する工程と、
一体化した触媒及びマット部材を上記ケースに収容する工程とを備えていることを特徴とする触媒コンバータの製造方法。
排気ガス浄化用の円柱状触媒に巻き付けたマット部材の互いに対向する端部を合わせ、これら触媒及びマット部材を一体化した状態でケースに収容するように構成された触媒コンバータの製造装置であって、
巻き付け前のマット部材及び該マット部材の上に重ねて配置された触媒を支持する支持部材と、
上記支持部材に支持されたマット部材の長手方向両側に、上記触媒と反対側から当接して、該マット部材の長手方向両側を上記触媒の上側に巻き付け、上記マット部材の互いに対向する端部を上記触媒の上部に位置付けるための第１当接部材と、
上記第１当接部材を上記触媒の外周面に接近する方向に移動させて、上記マット部材を上記触媒に巻き付けた状態にする第１移動手段と、
上記触媒に巻き付けられたマット部材の互いに対向する端部に、該マット部材の上方から当接する第２当接部材と、
上記第２当接部材を上記触媒の上方から下方に移動させて、上記マット部材の互いに対向する端部に押し付け、該端部を合わせた状態にする第２移動手段と、
上記触媒及びマット部材を上記ケースに収容する収容装置とを備え、
上記支持部材には、巻き付け前のマット部材の長手方向中間部が載置される載置面が設けられ、該載置面は触媒の重量によってマット部材を下に湾曲させるように下方に窪む円弧面とされていることを特徴とする触媒コンバータの製造装置。
請求項２に記載の触媒コンバータの製造装置において、
第１当接部材は、支持部材の載置面を挟んで両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする触媒コンバータの製造装置。