JPH10141052A

JPH10141052A - セラミック触媒コンバータの製造方法及びセラミック触媒コンバータ

Info

Publication number: JPH10141052A
Application number: JP8310205A
Authority: JP
Inventors: Senta Toujiyou; 千太東條; Katsumi Okai; 克己岡井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-11-05
Filing date: 1996-11-05
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】常にセラミック製触媒担体が安定かつ確実に
外筒内に保持されている，セラミック触媒コンバータの
製造方法及びセラミック触媒コンバータを提供するこ
と。【解決手段】金属製の外筒１３内に，保持材１１を介
在させてセラミック製触媒担体１２を組付けるに当たっ
て，上記セラミック製触媒担体１２の外周部１２０に上
記保持材１１を装着し，次いでこれを装着後の保持材１
１外径よりやや小さな内径を有する上記外筒１３に挿入
して組付体１０となし，その後，該組付体１０を上記保
持材１１が所定の面圧を有するようになるまで，上記外
筒１１をテーパ状変形させて全周縮径する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，自動車等の車両用エンジンの排
気経路中に配置されるセラミック触媒コンバータに関す
る。

【０００２】

【従来技術】自動車用エンジンの排気経路中には，排気
ガス浄化用のセラミック触媒コンバータが設けてある。
従来，上記セラミック触媒コンバータは，セル表面に触
媒層を形成したセラミック製触媒担体と，上記セラミッ
ク製触媒担体を収納する外筒とからなるものが知られて
いる。

【０００３】そして，上記セラミック製触媒担体として
は低熱膨張係数のコージェライト系セラミック（２Ｍｇ
Ｏ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）が使用されており，こ
れには十数年の使用実績がある。また，上記セラミック
製触媒担体の通気セル表面には，自動車エンジンの排気
ガス中に含まれるＣＯ，ＨＣ及びＮＯｘ等の有害成分を
無害な気体あるいは水に変換するためのＰｔ，Ｒｈ，Ｐ
ｄ等の貴金属よりなる触媒層が担持してある。

【０００４】ところで，上記セラミック製ハニカム担体
は，一般にじん性が低く脆い。このため，実公平４−２
６６４９号公報には，セラミック短繊維にバーミキュラ
イト，マイカ等の熱膨張物質を混入した熱膨張性セラミ
ックマットよりなる保持材で上記セラミック製ハニカム
担体をくるみ，上記外筒に収納することが提案されてお
り，一部で実用化されている。

【０００５】しかしながら，上述の各種熱膨張物質は，
８５０℃を越える高温の排気ガスに曝されることにより
劣化が激しく進行するため，高温におけるセラミック製
触媒担体の外筒内での保持に関しては，十分な信頼性を
保証できるまでには至っていない。

【０００６】即ち，高温における上記熱膨張物質の劣化
と共に，上記セラミックマットの触媒担体の保持能力が
低下し，自動車走行時の振動等により外筒内において触
媒担体ががたつき，破損することがあった。

【０００７】そこで，特開平７−７７０３６号に示され
るごとく，上記保持材として耐熱・非膨張性のセラミッ
ク繊維を用いることが提案されている。上記セラミック
繊維を使用することで，８５０℃を超える高温の排気ガ
ス雰囲気下においても，セラミック製触媒担体を外筒内
において確実に保持することが可能となる。

【０００８】

【解決しようとする課題】しかしながら，上述した非膨
張性のセラミック繊維を保持材として用いた場合，以下
に示す問題が発生するおそれがある。即ち，上記保持材
は非膨張性であるため，常温での体積と高温での体積と
の間に変化が殆どない。しかし，高温の排気ガスに曝さ
れることにより，上記外筒は熱膨張により径そのものが
拡大する。

【０００９】このため，常温から高温にかけて，上記セ
ラミック製触媒担体を確実に保持するためには，外筒へ
の組付け時における保持材の圧縮幅を非常に大きく取る
必要がある。その結果，特開平７−７７０３６号に示さ
れる『キャニング方式』では，以下に詳説するごとく，
セラミック触媒コンバータがエンジン稼働中に破損する
おそれがあった。

【００１０】即ち，上記『キャニング方式』の中でも，
外筒内にセラミック製触媒担体及びセラミック繊維より
なる保持材を共に押込む『押込み方式』では，セラミッ
ク繊維の圧縮幅が大きいために，押込み中に外筒の角部
でセラミック繊維が急激な変形を受け，これが破損する
おそれがある。その結果，セラミック繊維の面圧が不足
し，エンジン稼働中にセラミック製触媒担体が揺動し破
損するおそれある。

【００１１】また，上記『キャニング方式』の中でも，
断面Ｃ字型の外筒を準備し，該外筒内にセラミック製触
媒担体とセラミック繊維よりなる保持材を挿入後，上記
外筒を巻き締める『巻き締め方式』では，上記外筒にお
けるＣ字型の突き合わせ部に対し，セラミック繊維が集
中して圧縮されるおそれがある。

【００１２】この場合，締め付け過剰時には突き合せ部
のセラミック繊維が破損するおそれがある。一方，突き
合せ部のセラミック繊維の締め付けを適正にした場合に
は，突き合せ部の対向する部分において，セラミック繊
維の面圧が不足するおそれがある。即ち，セラミック製
触媒担体の保持面圧に不均一が生じるおそれがある。そ
の結果，セラミック繊維の面圧が不足し，エンジン稼働
中にセラミック製触媒担体が揺動し破損するおそれあ
る。

【００１３】また，上記『キャニング方式』のひとつ，
上記外筒を２分割等した形状の半割片を準備し，この半
割片の一方にセラミック製触媒担体とセラミック繊維よ
りなる保持材を配置，その後，もう一方の半割片にてこ
れらを圧縮固定する『クラムシェル方式』においても，
上記『巻き締め方式』と同様に，二つの半割片が突き合
う部分において上記セラミック繊維が集中して圧縮され
るために，セラミック製触媒担体の保持面圧に不均一が
生じるおそれがある。その結果，セラミック繊維の面圧
が不足し，エンジン稼働中にセラミック製触媒担体が揺
動し破損するおそれある。

【００１４】一方，特開昭５７−１１６１１８号公報に
おいて，大きめの外筒内にワイヤネットで包まれたセラ
ミック製触媒担体を挿入した後，外筒の端部と中央部と
を押圧し，セラミック製触媒担体と外筒とを圧着する製
造方法が示されている。この製造方法においては，ワイ
ヤネットに包まれたセラミック製触媒担体と外筒との間
には間隙部が設けてある。そのため，上記外筒の押圧時
にセラミック製触媒担体が外筒内で動き，セラミック製
触媒担体の位置決め固定がうまくいかないおそれがあっ
た。

【００１５】さらに，上記押圧時には，上記間隙部がな
くなるように外筒を強く押圧する必要があり，この押圧
には大型の装置，複数の装置が必要となり，セラミック
触媒コンバータの製造が困難となるおそれがあった。

【００１６】また，特開平６−２３８１７３号公報にお
いて，大きめの外筒内にメタル製触媒担体を挿入した
後，絞り工具にて外筒を縮径してメタル製触媒担体と外
筒とを仮止めする製造方法が示されている。しかしなが
ら，この製造方法においても，外筒とメタル製触媒担体
との間に間隙部が設けてあることから，上記特開昭５７
−１１６１１８号公報の従来技術と同様の問題が生じる
おそれがある。

【００１７】本発明は，かかる問題点に鑑み，常にセラ
ミック製触媒担体が安定かつ確実に外筒内に保持されて
いる，セラミック触媒コンバータの製造方法及びセラミ
ック触媒コンバータを提供しようとするものである。

【００１８】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，金属製の外筒内
に，保持材を介在させてセラミック製触媒担体を組付け
るに当たって，上記セラミック製触媒担体の外周部に上
記保持材を装着し，次いでこれを装着後の保持材外径よ
りやや小さな内径を有する上記外筒に挿入して組付体と
なし，その後，該組付体を上記保持材が所定の面圧を有
するようになるまで，上記外筒をテーパ状変形させて全
周縮径することを特徴とするセラミック触媒コンバータ
の製造方法にある。

【００１９】上記テーパ状変形とは，例えば，外筒の端
面から順次テーパ状に縮径変形させながら押出し，最終
的に外筒の全体を縮径させる変形方法をいう。また，こ
の変形の際には，上記外筒の全周は径方向に均一な大き
さの力でもって押圧される。

【００２０】また，上記保持材としては，バーミキュラ
イト，マイカ等の熱膨張物質を含まず，かつ排気浄化時
におけるセラミック製触媒担体の外周部の外周部温度に
おいて相変態しないものを使用することが好ましい。

【００２１】これにより，例えば８５０℃を越える高温
の排気ガスに上記セラミック触媒コンバータが曝される
ような環境下においても，上記保持材の劣化，保持材の
面圧の低下を防止することができる。さらに，上記保持
材として相変態しない材料を用いることにより，長期
間，安定してセラミック製触媒担体を保持することがで
きる。

【００２２】さらに，上記保持材としては，例えば，Ａ
ｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂組成のアルミナ繊維であって，該ア
ルミナ繊維中のＡｌ₂Ｏ₃の含有率が７０重量％以上で
あるものを用いることができる。

【００２３】本発明の製造方法においては，保持材を装
着したセラミック製触媒担体を外筒に挿入した組付体に
おいて，保持材が所定の面圧を有するようになるまで，
外筒をテーパ状変形させて全周縮径する。このため，上
記保持材には，圧縮過剰となる部分も，圧縮不足となる
部分も発生せず，外筒の全周において均一な面圧を発生
することができる。

【００２４】また，上記保持材は，外筒のテーパ状変形
を経て，上記保持材が所定の面圧を有するまで全周縮径
される。このため，保持材を構成する繊維には破損が発
生せず，従って，セラミック製触媒担体を安定かつ確実
に外筒内に組付けることができる。

【００２５】以上のように，本発明によれば，常にセラ
ミック製触媒担体が安定かつ確実に外筒内に保持されて
いる，セラミック触媒コンバータの製造方法を提供する
ことができる。

【００２６】次に，上記組付体を上記外筒に挿入する時
の挿入代は１０ｍｍ以下とすることが好ましい。これに
より，保持材を構成する繊維を破損させることなく，セ
ラミック製触媒担体と保持材とを外筒内に位置決め挿入
することができる。なお，上記挿入代とは，セラミック
製触媒担体の外周部に保持材を装着した後の保持材外径
と，外筒内径との差である。さらに，上記外筒の縮径前
の肉厚は２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。これに
より，外筒の縮径を容易に行うことができる。

【００２７】また，上記外筒の外側には，この外筒とは
異なる最外筒を装着することができる。この構成によ
り，縮径の施される外筒の薄肉化が可能となり，組付性
と耐久性とを両立することができる。また，上記外筒の
外側に装着される最外筒は，上記外筒と同一の材質から
成ることが両者の溶接性の点から好ましい。また，最外
筒の熱膨張係数は上記外筒の熱膨張係数と同じ，または
それ以下であることが，耐久性の点から好ましい（図
７）。

【００２８】次に，請求項２の発明のように，上記外筒
のテーパ状変形時のテーパ角が外筒中心軸方向に対し，
３〜３０°の角度であることが好ましい（図４，図５参
照）。これにより，外筒の全周縮径時において，上記保
持材を構成する繊維は３０°以上の曲げ力を受けること
がない。よって，縮径時における，繊維の曲げ破断を防
止することができる。更に，テーパ状変形時における反
力を小さくすることができ，縮径を容易に行うことがで
きる。

【００２９】上記角度が３°未満である場合には，所望
の縮径を行うための押出長さが長くなり，絞り加工用金
型及び押出機をはじめとする装置の大型化という問題が
生じるおそれがある。上記角度が３０°よりも大きい場
合には，縮径時に保持材を構成する繊維が破断され，保
持材が面圧を発揮できなくなるおそれがある。

【００３０】次に，請求項３の発明のように，上記組付
前の保持材は，上記セラミック製触媒担体と縮径前の上
記外筒との間の空間形状と略同形状の円筒形状を有して
いることが好ましい。

【００３１】これにより，容易に外筒内にセラミック製
触媒担体と保持材とを組付けることができる。また，こ
の工程を自動化することができる。なお，上記保持材
は，有機物質を含有するバインダを用いて圧縮成形され
ていることが，耐久性，組付け性の点から好ましい。ま
た，上記バインダにより，上記外筒に保持材を装着した
セラミック製触媒担体を挿入する際の保持材の保護を図
ることができる。

【００３２】次に，請求項４の発明のように，上記外筒
の縮径は絞り加工により行うことが好ましい。これによ
り，加工に使用する装置を簡略化することができる。

【００３３】次に，請求項５の発明のように，上記絞り
加工は，その押出工程において，前方の組付体は後続す
る他の組付体により押し出されることが好ましい（図
４）。これにより，押出工程において使用する押出し機
の押出板（後述）直径を変化させることなく，連続的に
効率よく絞り加工を行うことができる。

【００３４】次に，請求項６の発明は，エンジンの排気
経路中に配置され，セル表面に触媒層を形成したセラミ
ック製触媒担体と，上記セラミック製触媒担体を収納す
る外筒と，上記外筒と上記セラミック製触媒担体間の空
隙に配設された保持材とからなるセラミック触媒コンバ
ータにおいて，上記保持材は熱膨張物質を含まず，かつ
排気浄化時におけるセラミック製触媒担体の外周部の外
周部温度において相変態せず，かつ，上記外筒は，上記
セラミック製触媒担体外周部に上記保持材を装着したも
のを挿入した後，テーパ状変形を経て，上記保持材が所
定の面圧を有するまで全周縮径されていることを特徴と
するセラミック触媒コンバータにある。

【００３５】これにより，高温においても上記保持材は
劣化しないため，外筒内に上記セラミック製触媒担体を
確実に保持することができる。また，上記テーパ状変形
により，上記保持材には圧縮過剰となる部分も，圧縮不
足となる部分も発生せず，外筒の全周において均一な面
圧を発生することができる。また，保持材を構成する繊
維に破損が発生しないため，セラミック製触媒担体を安
定かつ確実に外筒内に組付けることができる。

【００３６】以上のように，本発明によれば，常にセラ
ミック製触媒担体が安定かつ確実に外筒内に保持されて
いる，セラミック触媒コンバータを提供することができ
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】

実施形態例１本発明の実施形態例にかかるセラミック触媒コンバータ
の製造方法及びセラミック触媒コンバータにつき，図１
〜図６を用いて説明する。図２〜図５に示すごとく，金
属製の外筒１３内に，保持材１１を介在させて本例のセ
ラミック製触媒担体１２を組付けるに当たって，まず，
上記セラミック製触媒担体１２の外周部１２０に上記保
持材１１を装着し，次いでこれを装着後の保持材１１の
外径よりやや小さな内径を有する上記外筒１３に挿入し
て組付体１０となす。その後，該組付体１０を上記保持
材１１が所定の面圧を有するようになるまで，上記外筒
１３をテーパ状変形させて全周縮径する。

【００３８】次に，本例にかかるセラミック触媒コンバ
ータ１につき，以下に説明する。図１，図６に示すごと
く，本例のセラミック触媒コンバータ１は，エンジン２
５の排気経路中に配置され，セル表面に触媒層を形成し
たセラミック製触媒担体１２と，上記セラミック製触媒
担体１２を収納する外筒１３と，上記外筒１３と上記セ
ラミック製触媒担体１２間の空隙に配設された保持材１
１とからなる。

【００３９】そして，上記保持材１１は熱膨張物質を含
まず，かつ排気浄化時におけるセラミック製触媒担体１
２の外周部１２０の外周部温度において相変態しない。
また，上記外筒１３は，上記セラミック製触媒担体１２
の外周部１２０に上記保持材１１を装着したものを挿入
した後，テーパ状変形を経て，上記保持材１１が所定の
面圧を有するまで全周縮径されている。なお，図１にお
いて，符号１５１，１５２はフランジである。

【００４０】なお，上記セラミック製触媒担体１２は，
直径７１ｍｍ，長さ６０ｍｍの円柱形状である。その内
部にはハニカム状の多数の通気セルが形成され，その壁
厚は０．０８〜０．１３ｍｍである。上記セラミック製
触媒担体１２は，低熱膨張係数のコージェライト系セラ
ミック（２ＭｇＯ−２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）よりな
る薄肉セラミックにより構成されている。

【００４１】また，上記セラミック製触媒担体１２の通
気セルには，排気ガス中の有害成分を浄化させるための
触媒が担持されてある。なお，上記触媒の担持は以下に
示すごとく行う。上記セラミック製触媒担体１２をγ−
Ａｌ₂Ｏ₃を含有したスラリー中に含浸させ，焼成す
る。そして，触媒金属であるＰｔ，Ｒｈ等を溶解した水
溶液中に含浸させ，再度焼成する。

【００４２】次に，上記保持材１１は，Ａｌ₂Ｏ₃が７
２重量％，ＳｉＯ₂が２８重量％という組成のアルミナ
繊維からなる。そして，耐熱性を低下させる原因となる
熱膨張物質は含まれていない。また，上記保持材１１の
耐熱温度は１８００℃であり，排気浄化時におけるセラ
ミック製触媒担体１２の外周部１２０の外周部温度（略
９００℃）において相変態しない。なお，上記保持材１
１を構成する各繊維１本の繊維径は２〜４μｍである。

【００４３】また，上記保持材１１は，組付前にバイン
ダーにより圧縮成形されており，その厚さは１０ｍｍ，
かさ密度は０．１２ｇ／ｃｍ³であり，セラミック製触
媒担体１２への組付前では，外径は９１ｍｍである。上
記外筒１３は，フェライト系耐熱ステンレス鋼素材のパ
イプよりなる。そして，縮径前は，内径８８ｍｍ，幅７
３ｍｍ，板厚が１．５ｍｍの円筒形状であり，縮径後
は，内径８０ｍｍ，幅７５ｍｍ，板厚が１．６ｍｍの円
筒形状となる。

【００４４】また，上記フランジ１５１は，フェライト
系耐熱ステンレス鋼よりなり，内径６７ｍｍ，外径９４
ｍｍ，板厚８ｍｍである。一方，フランジ１５２は，フ
ェライト系耐熱ステンレス鋼からなり，内径６７ｍｍ，
外径９４ｍｍ，板厚が６ｍｍである。なお，上記フェラ
イト系耐熱ステンレス鋼は，すべてＳＵＳ４３０であ
る。

【００４５】次に，上記セラミック触媒コンバータ１の
組立てについて，詳細に説明する。まず，保持材１１に
バインダー（例えば，フェノール樹脂あるいはエポキシ
樹脂等）を含浸し，これを円筒形状に成形する。次に，
図２（ａ）に示すごとく，上記円筒形状の保持材１１に
対し，上記セラミック製触媒担体１２を挿入する。挿入
後には，上記保持材１１の両端面がセラミック製触媒担
体１２の両端面から略５ｍｍ突出した状態となる（図２
（ｂ）参照）。

【００４６】次に，図２（ｂ）に示すごとく，上記保持
材１１により被覆したセラミック製触媒担体１２に対
し，上記外筒１３を挿入する。この挿入は，図示しない
治具を用いて行い，上記外筒１３内において，上記保持
材１１を被覆したセラミック製触媒担体１２ががたつか
ず，両者の位置決め程度とする。以上により，図３
（ａ）に示す，組付体１０を得る。

【００４７】次に，図４（ａ）に示すごとく，上記組付
体１０を２つ，絞り加工機４にセットする。ここに，上
記絞り加工機４につき説明する。上記絞り加工機４は，
絞り加工用金型４１と押出機４２とよりなり，上記絞り
加工用金型４１は，図４（ａ），図５に示すごとく，テ
ーパ部４１１を設けたキャビティ４１０を有する。上記
テーパ部４１１のテーパ角αは約５°である。なお，図
４において，符号４２１は押圧板，符号４２２は空気室
である。

【００４８】そして，図４（ａ）に示すごとく，上記絞
り加工用金型４１内のキャビティ４１０内に押出機４２
のピストン４２０を動かし，上記組付体１０を押し出
す。図４（ｂ），図５に示すごとく，上記組付体１０
は，上記キャビティ４１０のテーパ部４１１を通過する
際，その外径が縮径され，セラミック製触媒担体１２の
径はそのままで，上記外筒１３の厚み，上記保持材１１
の厚みが縮小される。

【００４９】その後，後続の組付体１０とピストン４２
０により，外筒１３の縮径の済んだ組付体１８が，上記
絞り加工用金型４１より押し出される。以上により，図
３（ａ）に示す組付体１０が，図３（ｂ）に示すごと
き，縮径された組付体１８となる。次いで，上記組付体
１０の後のキャビティ４１０内には，図４（ｂ）に示す
ごとく，次の組付体１０が挿入されて，同様に，連続的
に上記絞り加工が行われる。

【００５０】その後，上記縮径の済んだ組付体１８の両
端に対し，図１に示すごとく，フランジ１５１，１５２
を嵌め込み，溶接する。なお，上記フランジ１５１，１
５２は，フランジ１５１，１５２と外筒１３との間の排
気ガス洩れを防ぐために，両者の間は全周接合されてい
る。以上により，本例にかかるセラミック触媒コンバー
タ１を得る。

【００５１】次に，図６に示すごとく，本例のセラミッ
ク触媒コンバータ１は，自動車用エンジン２５の排気経
路中に設置されている。上記セラミック触媒コンバータ
１は，エキゾストマニホルド２６１，２６２の取付フラ
ンジ２４１とスタートキャタリスト２１の取付フランジ
２４２との間に，図示されていないガスケットを介し，
ボルトにより連結固定される。上記エンジン２５は排気
量４０００ｃｃであり，該エンジン２５より導出される
８本のマニホルド２６は，４本ずつ集合し，２本のエキ
ゾストマニホルド２６１，２６２となる。

【００５２】そして，上記エキゾストマニホルド２６
１，２６２において，それぞれセラミック触媒コンバー
タ１が，さらにその下流に１３００ｃｃの容量を有する
スタートキャタリスト２１がそれぞれ配置されている。
なお，上記セラミック触媒コンバータ１は，エキゾスト
マニホルド２６１，２６２の直下に配置されている。

【００５３】上記スタートキャタリスト２１は，スター
トキャタリスト用の外筒２１１内にワイヤネットあるい
はセラミックファイバマットを介して保持固定されてあ
る。上記外筒２１１の下流側フランジ２４３は，排気管
２２１，２２２に設けたフランジ２４４に対し，連結固
定されてある。

【００５４】また，上記排気管２２１，２２２は，上記
スタートキャタリスト２１よりも更に下流側において合
流し，図示しない１０００ｃｃのキャタリストに接続さ
れている。上記の構成にて，エンジン２５を始動するこ
とにより，本例のセラミック触媒コンバータ１は，始動
より約１０〜１５秒後（エンジンはアイドリング状態）
には，エンジン２５より排出される排気ガスからの熱に
より，４００℃〜５００℃に昇温される。これにより，
セラミック製触媒担体１２に担持された触媒層が活性化
され，排気ガスの浄化が行われる。

【００５５】次に，本例における作用効果につき説明す
る。本例にかかるセラミック触媒コンバータ１の製造方
法においては，保持材１１を装着したセラミック製触媒
担体１２を外筒１３に挿入した組付体１０は，上記保持
材１１が所定の面圧を有するようになるまで，外筒１３
をテーパ状変形させて全周縮径する。このため，上記保
持材１１には，圧縮過剰となる部分も，圧縮不足となる
部分も発生せず，外筒１３の全周において均一な面圧を
発生することができる。

【００５６】また，上記保持材１１は，外筒１３のテー
パ状変形を経て，上記保持材１１が所定の面圧を有する
まで全周縮径される。このため，保持材１１を構成する
繊維には破損が発生せず，従って，セラミック製触媒担
体１２を安定かつ確実に外筒１３内に組付けることがで
きる。

【００５７】更に，図４，図５に示すごとく，上記縮径
の際のテーパ角αは５°と小さいため，保持材１１を構
成する繊維が曲げ破断することなく，所定の保持面圧を
発生するまで縮径することができる。また，テーパ角α
は５°と小さいため，外筒１３の絞り加工用金型４１か
らの押出時において，上記テーパ部４１１における反力
を小さくすることができ，この工程を容易とすることが
できる。

【００５８】なお，上記外筒１３の厚みは１．５ｍｍで
あるため，縮径工程が容易であり，かつ縮径時に該外筒
１３に割れが生じない。以上により，本例によれば，そ
の製造の際に保持材１１を構成する繊維の損傷がなく，
かつ常にセラミック製触媒担体１２が安定かつ確実に保
持されているセラミック触媒コンバータ１を提供するこ
とができる。

【００５９】また，上記保持材１１は上述したごときア
ルミナ繊維により構成されている。上記アルミナ繊維
は，温度が１８００℃を越えなくては相変態しない安定
した物質である。しかも，上記保持材１１には，上記ア
ルミナ繊維より耐熱性が劣るバーミキュライト，マイカ
等の熱膨張物質は一切含まれていない。

【００６０】このため，エンジン２５から排出される排
気ガスにより加熱された程度では，上記アルミナ繊維
は，体積が減少したり，面圧が低下することにより，セ
ラミック製触媒担体１２を保持できなくなるということ
はない。従って，高温雰囲気においてもセラミック製触
媒担体１２の保持を長期に渡って安定させることができ
る。

【００６１】また，本例の製造方法においては，バイン
ダで成形した保持材１１をセラミック製触媒担体１２に
設け，その後，これらを外筒１３内に挿入する。このた
め，これら三者間の位置決めが容易である。また，上記
保持材１１は組付前にバインダにて圧縮成形されている
ため，取り扱いやすく，また，圧縮成形の分だけ外筒１
３の縮径量をより小さくすることができる。また，バイ
ンダにより，上記外筒１３に保持材１１を装着したセラ
ミック製触媒担体１２を挿入する際に保持材１１を保護
することができる。さらに，上記保持材１１は，上記セ
ラミック製触媒担体１２と上記外筒１３との空間形状と
略同形状の円筒形状を有しているため，組み付けも容易
である。

【００６２】また，上記外筒１３に保持材１１を装着し
たセラミック製触媒担体１２を挿入する場合の挿入代は
直径３ｍｍであり，また挿入前の保持材１１のかさ密度
も０．１２ｇ／ｃｍ³と小さい。このため，上記挿入の
際に保持材１１の繊維が破損することもない。

【００６３】また，上記セラミック触媒コンバータ１
は，エキゾストマニホルド２６１，２６２の直下に配置
されており，特に，従来の床下に配置される触媒コンバ
ータと比較し，排気ガスの持つエネルギーを多く受け取
ることができる。そして，上記セラミック製触媒担体１
２は，薄壁のモノリスより構成されているため，比較的
熱容量が小さい。以上の理由により，本例のセラミック
触媒コンバータ１は，エンジンの始動後，短時間で昇温
し，触媒を活性化状態とすることができる。つまり，エ
ンジン始動直後における高い排気浄化率を有する。

【００６４】また，本例のセラミック触媒コンバータ１
を製造する際には，上記外筒１３の縮径は，テーパ部４
１１を有する絞り加工用金型４１を使用した絞り加工機
４を用いて行う。この絞り加工機４は構造が簡単であ
り，製造コストを安価とすることができる。また，上記
絞り加工機４を用いた絞り加工は，その押出工程におい
て，前方の組付体は後続する他の組付体により押し出さ
れる。これにより，連続的かつ効率良く絞り加工を行う
ことができる。

【００６５】実施形態例２また，本例は，実施形態例１
と同様の製造方法により製造されたセラミック触媒コン
バータ１で，その外筒１３の外側に更に別部材の最外筒
１９を配置し，二重管構造としたセラミック触媒コンバ
ータである。

【００６６】上記セラミック触媒コンバータ１の製造に
当っては，実施形態例１と同様の絞り加工により縮径し
た組付体１８（図３（ｂ））の外径に対し，その内径が
略０．５ｍｍ大きい最外筒１９を組付け，例えば２ヶ所
レーザ溶接により全周接合する。なお，同図において１
９０は溶接痕である。その他は実施形態例１と同様であ
る。

【００６７】本例にかかるセラミック製触媒担体１は，
最外筒１９を設けてなるため，縮径される外筒１３を薄
肉（例えば板厚１．０ｍｍ）とすることができる。これ
により外筒１３の縮径が容易となり，かつセラミック触
媒コンバータ１としての強度は最外筒１９が維持するこ
とができる。従って，本例によれば，縮径が容易である
共に耐久性の高いセラミック触媒コンバータ１を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における，セラミック触媒コンバ
ータの断面説明図。

【図２】実施形態例１における，セラミック触媒コンバ
ータの組付け説明図。

【図３】実施形態例１における，図２に続く，セラミッ
ク触媒コンバータの組付け説明図。

【図４】実施形態例１における，組付体に対する絞り加
工の説明図。

【図５】実施形態例１における，縮径途中の組付体の部
分断面説明図。

【図６】実施形態例１における，自動車用エンジンの排
気経路中における，セラミック触媒コンバータの配置説
明図。

【図７】実施形態例２における，最外筒を設けたセラミ
ック触媒コンバータの説明図。

【符号の説明】

１．．．セラミック触媒コンバータ，１０，１８．．．組付体，１１．．．保持材，１２．．．セラミック製触媒担体，１３．．．外筒，１９．．．最外筒，

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製の外筒内に，保持材を介在させて
セラミック製触媒担体を組付けるに当たって，上記セラ
ミック製触媒担体の外周部に上記保持材を装着し，次い
でこれを装着後の保持材外径よりやや小さな内径を有す
る上記外筒に挿入して組付体となし，その後，該組付体
を上記保持材が所定の面圧を有するようになるまで，上
記外筒をテーパ状変形させて全周縮径することを特徴と
するセラミック触媒コンバータの製造方法。
【請求項２】請求項１において，上記外筒のテーパ状
変形時のテーパ角が外筒中心軸方向に対し，３〜３０°
の角度であることを特徴とするセラミック触媒コンバー
タの製造方法。
【請求項３】請求項１又は２において，上記組付前の
保持材は，上記セラミック製触媒担体と縮径前の上記外
筒との間の空間形状と略同形状の円筒形状を有している
ことを特徴とするセラミック触媒コンバータの製造方
法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項において，
上記外筒の縮径は絞り加工により行うことを特徴とする
セラミック触媒コンバータの製造方法。
【請求項５】請求項４において，上記絞り加工は，そ
の押出工程において，前方の組付体は後続する他の組付
体により押し出されることを特徴とするセラミック触媒
コンバータの製造方法。
【請求項６】エンジンの排気経路中に配置され，セル
表面に触媒層を形成したセラミック製触媒担体と，上記
セラミック製触媒担体を収納する外筒と，上記外筒と上
記セラミック製触媒担体間の空隙に配設された保持材と
からなるセラミック触媒コンバータにおいて，上記保持
材は熱膨張物質を含まず，かつ排気浄化時におけるセラ
ミック製触媒担体の外周部の外周部温度において相変態
せず，かつ，上記外筒は，上記セラミック製触媒担体外
周部に上記保持材を装着したものを挿入した後，テーパ
状変形を経て，上記保持材が所定の面圧を有するまで全
周縮径されていることを特徴とするセラミック触媒コン
バータ。