JPH07189679A

JPH07189679A - 自動車用排気ガス浄化用コンバーター断熱シール材の取付け方法

Info

Publication number: JPH07189679A
Application number: JP5347740A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sakashita; 敬一阪下
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: JP3361169B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】シール層が高温で劣化することなく、かつシ
ール層を損傷させることなく組付けることができる、排
気ガス浄化用コンバーター及びその製造方法を提供す
る。【構成】触媒保持体４と触媒保持体４の外方を覆うシ
ェル２と、両者の間に配置したセラミックフィバー層３
１とよりなる。上記セラミックファイバー層３１をシェ
ルの内周部にセットした後、更にその外側を気密シート
３２にて覆った後、シート内部を減圧し、セラミックフ
ァイバー層の厚みを薄くした後、触媒保持体を外側から
挟み、上シェル２１と下シェル２２を加圧しコンバータ
ーを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化用コンバ
ーター及びその製造方法、特に触媒保持体周囲とシェル
との間のシール材の組付に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図４に示すごとく、主として車両
に搭載する排気ガス浄化用コンバーター９においては、
触媒保持体９４と該触媒保持体９４の外方を覆う金属製
のシェル９２と、両者の間に配置した緩衝シール材９３
とよりなる。上記触媒保持体９４には白金等の触媒が担
持されている。触媒保持体９４としては、例えばその断
面をハニカム状に成形したコージェライト担体を用い
る。なお、図４において、符号９１０は排気パイプ９５
取付用のフランジである。

【０００３】次に、上記緩衝シール材９３は、図５に示
すごとく、金属ネット９３１により外周部分を補強した
無機シート９３２を用いる。無機シート９３２はバーミ
キュライトとセラミックファイバーとの混合物をシート
状に成形したものである。上記緩衝シール材９３は、自
動車の走行中等において触媒保持体９４が外周の金属製
のシェルと当接した際の損傷を防ぎ、また、シェル９２
と触媒保持体９４との間から排気ガスがリークすること
を防ぐために用いられている。また、近年金属ネット９
３１を用いる事なく、無機シート９３２のみを用いたコ
ンバータも用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記緩
衝シール材９３に使用されているバーミキュライトは、
排気ガスの高い温度において、その内部に含まれている
水分が徐々に蒸発していく。そのため、緩衝シール材は
長期間の使用中に、膨張圧力が低下してしまう。このた
め、シェル９２と触媒保持体９４との間に隙間ができ、
緩衝性及びシール性が低下してしまう。特に、バーミキ
ュライトは、８５０℃を越えると、上記の水分蒸発が著
しい。更に、近年燃費向上の為に普及しつつあるリーン
バーンエンジンにおいては、排気ガス温度が９５０℃を
越えることがある。このため、一層、バーミキュライト
の膨張圧力の低下が問題になる。

【０００５】そこで、耐熱性に優れ、かつ膨張圧力の低
下のないセラミックファイバー層による緩衝シール材を
使用することが考えられる。この場合には、図６に示す
ごとく、セラミックファイバー層９６により触媒保持体
９４の周囲を布団のようにして覆い、これらを下シェル
９２１と上シェル９２２との間に埋没させようとするも
のである。しかし、セラミックファイバーは大変脆い物
質である。このため、図７に示すごとく、上シェル９２
１及び下シェル９２２と触媒保持体９４との間にセラミ
ックファイバー層９６を組入れる際に、強い力を加えた
り、擦ったりすると、容易に粉体化してしまう。特に上
記のごとく、触媒保持体９４の周囲をセラミックファイ
バー層９６で覆ったものを、下シェル９２２と上シェル
９２１との間に無理に入れようとすると、両シェルの角
部９２０とセラミックファイバー層の当接部分９６１に
おいて著しい摩擦や押圧力が働き、その当接部分９６１
におけるセラミックファイバー層が崩れてしまい、緩衝
シール材としての役目を果たさなくなってしまう。

【０００６】そこで、従来のバーミキュライトを用いた
シール材（（商品名：インタラムマット（３Ｍ社製）、
イビウールフレックス（イビデン社製））に於いては、
セラミックファイバーとバーミキュライトに、エマルジ
ョンラテックス等のバインダーを添加し湿式抄造成形
し、更に加圧プレス、乾燥といった複雑な工程をとり、
セットするときの厚みを薄くし、排気ガスコンバーター
に取り付け易いようにしていたが、前記耐熱性の問題の
みでなく、複雑な工程をとる為、製造コストが高いとい
う欠点があった。

【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑み、シール層
が高温で劣化することなく、かつシール層を損傷させる
ことなく低コストで組付けることができる、排気ガス浄
化用コンバーター断熱シール材の取り付け方法を提供し
ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、触媒保持体と
該触媒保持体の外方を覆うシェルと、両者の間に配置し
たセラミックファイバー層よりなる、自動車用排気ガス
浄化用コンバーター断熱シール材の取り付け方法に於い
て、板状または円筒状のセラミックファイバーをシェル
の内部に配置した後、気密シートの中に入れ、内部を減
圧する事により、該セラミックファイバーの嵩密度を
０．１０〜０．４０ｇ／ｃｍ³とするとともに、該セラ
ミックファイバーの厚みを前記触媒保持体と前記シェル
の組みたて後のクリアランスの１．０〜２．５倍の厚み
まで減少させたのち前記気密シートを密閉し、その後、
その内側に前記触媒保持体をあてがい、加圧組付けする
ことを特徴とする自動車用排気ガス浄化用コンバーター
断熱シール材の取り付け方法。さらに、前記気密シート
は、ポリ塩化ビニール、ポリエチレンアイオノマー樹脂
等の有機合成シートよりなることを特徴とする自動車用
排気ガス浄化用コンバーター断熱シール材の取り付け方
法にある。

【０００９】まず、上記触媒保持体としては、例えばハ
ニカム状のものを用いる。また、上記触媒保持体は、例
えばコージェライト、アルミナまたはクロム系ステンレ
ス等により作成する。また、上記シェルは、例えば断面
が長円形、円形の筒である。また、上記シェルは、例え
ば金属製である。また、上記気密シートは、上記セラミ
ックファイバー層をシェルと同時に被覆しているもので
あり、後述のごとく、セラミックファイバー層をシェル
と触媒保持体の間に容易に埋没するために用いられたも
のである。また、上記構造のコンバーターは、自動車製
造工場において排気ガスパイプに接続される。そして、
試運転の際には高温度の排気ガスによって、上記気密シ
ートは焼却されてしまう。或いは、上記気密シートはコ
ンバーターを排気ガスパイプに接続する前に焼却しても
良い。

【００１０】次に、上記、自動車排気ガス浄化用コンバ
ーター断熱シール材の取り付け方法は、板状または円筒
形状のセラミックファイバーをシェルの内部に配置した
後、気密シートよりなる袋の中に入れ、内部を減圧し、
気密シートの開口部をホットメルトや接着剤等により貼
り合わせ、完全密閉する。あるいは、上記気密シートに
熱融着フィルムを用い、上下から挟み、次いで内部を減
圧しながら該熱融着フィルムの周囲をホットメルトによ
り貼り合わせ、完全密閉し、ファイバーシール体とな
す。これにより上記ファイバーシール体の厚みが減少す
る。

【００１１】前記ファイバーシール体中のセラミックフ
ァイバー厚みは、触媒保持体とシェルとのクリアランス
の１．０〜２．５倍の厚さにしなけれはならない。上記
厚みが上記クリアランスの１倍未満、即ち薄いと、コン
バーター組立後の取り扱い、輸送時に、触媒保持体の位
置がずれてしまったり、セラミック製の触媒保持体の場
合、まれには、破損してしまう為である。また、２．５
倍を越える厚さの場合は前述した如く、組立ての作業性
が極めて悪くなるばかりか、セラミックファイバー層が
崩れてしまうからである。

【００１２】また、この減圧密閉時のセラミックファイ
バーの嵩密度は、０．１０〜０．４０ｇ／ｃｍ³の範囲
でなければならない。嵩密度が小さすぎると、セラミッ
クファイバーの復元力が弱く、自動車のエンジン振動ま
たは走行振動により、触媒保持体が踊り、セラミックフ
ァイバー層が粉化したり、摩滅するばかりでなく、排気
ガスが、セラミックファイバー層を貫通してしまうから
である。逆に、嵩密度が大きすぎると、後工程である加
圧組立時の圧力でセラミックファイバー自体が圧壊した
り、触媒保持体が、破損、変形してしまうからである。

【００１３】次に、上記ファイバーシール体の内側に触
媒保持体をセットし、シェルの外側の上・下より加圧し
て、上シェルと下シェルを密着させ、シェルの外周部を
クリンチ加工したり、ボルト・ナットにて２１１部で固
定する。

【００１４】次に、前記のごとく、上記気密シートは上
記排気ガス浄化用コンバーターの製作終了後に加熱焼却
することもできる。また、排気ガス浄化用コンバーター
が車両等へ組付けられた際においても、上記気密シート
の一部または全部が残留していても構わない。

【００１５】上記セラミックファイバーはアルミナ繊
維、シリカ−アルミナ繊維、シリカ繊維の不織布から選
ばれる材料によりなることが好ましい。これらはいずれ
も耐熱性に優れた物質である。さらに、上記セラミック
ファイバーは材料コストを考慮して、高温となる触媒保
持体側に高価ではあるがより耐熱性に優れたアルミナ繊
維を配し、その外側の低温側に若干耐熱性に劣るが安価
なシリカ−アルミナ繊維を配する等の２層構造とするこ
とができる。

【００１６】また、上記気密シートは、シリコン樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、アイオノマー樹脂等の
有機合成シートを用いる。特に、シェル内へのファイバ
ーシール体の組付けが更に容易に行われるためには、気
密シートの表面が良好な潤滑性を有することが好まし
い。即ち、上記気密シートは、表面の摩擦係数の低い材
料を用いることが好ましい。かかる点より、上記の気密
シートの材料の中でポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ア
イオノマー樹脂が最も好ましい。また、上記気密シート
の外面に潤滑油等をコーティングし、潤滑性を増加させ
る事も効果的である。

【００１７】

【作用及び効果】本発明の製造方法による排気ガス浄化
用コンバーターにおいては、触媒保持体とシェルとの間
にシール層としてセラミックファイバー層が設けられ
る。上記セラミックファイバー層は耐熱性に優れてい
る。このため、このセラミックファイバー層は、排気ガ
ス、特に高温のリーンバーン排気ガスに曝されても、従
来のバーミキュライト製の緩衝シール材のように膨張圧
力の低下による変形、品質の劣化を起こすことがない。

【００１８】本発明の製造方法にあっては、上記排気ガ
ス浄化用コンバーターにおける上記セラミックファイバ
ー層は、気密シートで被覆され、気密シート内部が減圧
された状態にある。そのため、上記セラミックファイバ
ーはその厚みが減少し、シェルと触媒保持体との間の間
隔と同等乃至それより１５０％大きい厚みとなる。それ
故、上記セラミックファイバー層は複雑な工程を必要と
することなく、しかも確実容易にシェルと触媒保持体と
の間に組み付ける事ができるとともに、排気ガス浄化用
コンバーター組立て後の取り扱い、輸送時に於いても、
触媒保持体がシェルの内で動いたり、破損することがな
い。このように、脆いセラミックファイバー層は、これ
に損傷を与えることなく、容易にシェル内に組付けるこ
とができる。

【００１９】上記のごとく、本発明によれば、シール層
が高温で劣化することのない排気ガス浄化用コンバータ
ーを、シール層を損傷させることなく低コストで確実容
易に組付けることができる。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）まず、本発明の実施例により製造される排
気ガス浄化用コンバーターにつき、図１を用いて説明す
る。図１に示すごとく、本例の排気ガス浄化用コンバー
ター１は、触媒保持体４と、該触媒保持体４の外方を覆
うシェル２と、両者の間に配置したセラミックファイバ
ー層３１とよりなり、上記セラミックファイバー層３１
とシェル２は、気密シート３２により被覆されている。
そして、上記セラミックファイバー層３１は、触媒保持
体４側をアルミナファイバー、シェル側をシリカ−アル
ミナセラミックファイバーの２層構造、上記気密シート
３２はポリエチレン、上記触媒保持体４はコージェライ
トよりなる。なお、符号３９は、上記セラミックファイ
バー層３１を配置する際に生じた継目である。上記シェ
ル２は上シェル２１と下シェル２２とからなる。上記上
シェル２１と下シェルと２２は、共に断面が半長円形の
殻である。その両端には、ボルト穴２１１を有するフラ
ンジ２１０、２２０が設けられている。また、上記触媒
保持体４は、断面が格子状のハニカム体である。上記断
面は長円で、その大きさは、長径が１５０ｍｍ、短径が
１００ｍｍである。本例の排気ガス浄化用コンバーター
１においては、触媒保持体４とシェル２との間にシール
層として、セラミックファイバー層３１を配設してい
る。また、上記セラミックファイバー層３１とシェル２
は気密シート３２で被覆されている。これにより、耐熱
性に優れてはいるが、脆く、摩擦等に弱い、セラミック
ファイバー層３１を損傷することなく、シェル２内に組
付けることができる。このため、本例のセラミックファ
イバー層３１は、排気ガス、特に高温のリーンバーン排
気ガスに曝されても、従来のバーミキュライト製の緩衝
シール材のように膨張圧力の低下による変形、品質の劣
化を起こすことがない。

【００２１】次に、本発明である排気ガス浄化用コンバ
ーターの製作方法を示す。図２（Ａ）に示すごとく、短
辺１００ｍｍ、長辺２００ｍｍ、厚さ２５ｍｍ、嵩密度
０．１０ｇ／ｃｍ³の板状のセラミックファイバー３１
を準備する。上記セラミックファイバー３１には端部に
凹状係合部３１０、及び該凹状係合部３１０に噛合させ
る凸状係合部３１１を設ける。一方、図２（Ｂ）に示す
ごとく、ポリエチレンよりなる熱融着フィルム３２を準
備する。次に、図３（Ａ）に示すごとく、シェル２を上
記セラミックファイバー３１の外側に載置する。次い
で、図３（Ｂ）に示すごとく、熱融着フィルム３２をセ
ラミックファイバー３１とシェル２の外側より挟み、内
部を減圧した後、周囲のフィルムをホットメルトにより
貼り会わせ（３３）完全密閉することにより、セラミッ
クファイバー３１は厚み１０ｍｍ、嵩密度０．２５ｇ／
ｃｍ³となる。この後、ファイバーシール体３の外側に
潤滑油をコーティングした。次いで、図３（Ｃ）に示す
ごとく、触媒保持体４を下シェル２２とからなるファイ
バーシール体３の上部に置く。この時、上記セラミック
ファイバー層３１の両端の凹状係合部３１０と凸状係合
部３１１を互いに噛合させる。更に触媒保持体４上に上
シェル２１からなるファイバーシール体３を載置する。
次いで、上シェルと下シェル２２を加圧し、その後、フ
ランジのボルト穴にボルトを挿入し、上シェル２１と下
シェル２２とを固定する（図１）。上記のごとく、本例
によれば、セラミックファイバー層３１に損傷を与える
ことなく、セラミックファイバー層３１を容易にシェル
２と触媒保持体４との間に取付けることができ、排気ガ
ス浄化用コンバーター１を容易に製作することができ
る。尚、このときの、触媒保持体４とシェル２のクリア
ランスは６ｍｍである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造される排気ガス浄化用コンバ
ーターの断面斜視図。

【図２】実施例１の製作方法の説明図。

【図３】図２に続く、製造方法の説明図。

【図４】従来における排気ガス浄化用コンバーターの縦
断面図。

【図５】従来における排気ガス浄化用コンバーターの緩
衝シール材の構成図。

【図６】従来における緩衝シール材の取付に関する説明
図。

【図７】図６に続く、緩衝シール材の取付に関する問題
点の説明図。

【符号の説明】

１：排気ガス浄化用コンバーター２：シェル２１：
上シェル２２：下シェル３：ファイバーシール体
３１：セラミックファイバー層３２：気密シート
４：触媒保持体３３：気密シートのホットメルト部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒保持体と該触媒保持体の外方を覆う
シェルと、両者の間に配置したセラミックファイバー層
よりなる、自動車用排気ガス浄化用コンバーター断熱シ
ール材の取り付け方法に於いて、板状または円筒状のセラミックファイバーをシェルの内
部に配置した後、気密シートの中に入れ、内部を減圧す
る事により、該セラミックファイバーの嵩密度を０．１
０〜０．４０ｇ／ｃｍ³とするとともに、該セラミック
ファイバーの厚みを前記触媒保持体と前記シェルの組み
たて後のクリアランスの１．０〜２．５倍の厚みまで減
少させたのち前記気密シートを密閉し、その後、その内側に前記触媒保持体をあてがい、加圧組
付けすることを特徴とする自動車用排気ガス浄化用コン
バーター断熱シール材の取り付け方法。
【請求項２】請求項１に於いて、上記気密シートは、
ポリ塩化ビニール、ポリエチレンアイオノマー樹脂等の
有機合成シートよりなることを特徴とする自動車用排気
ガス浄化用コンバーター断熱シール材の取り付け方法。