JPH02174939A - メタル担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、排気ガスの浄化触媒に使用されるメタル担体
に関する。

（従来の技術） 現在、自動車等の排気ガスの浄化のための浄化触媒とし
て、排気ガスと触媒との接触を充分に行って浄化性能を
向上させるために、ハニカム構造を有するコアからなる
メタル担体に触媒を担持し、これを外筒内に挿入固定し
てなるメタル担体触媒が使用されている。

ハニカムコアには種々の形状のものがあるが、排気ガス
浄化触媒のメタル担体としては、例えば、第８図及び第
９図に示すものがある。第８図は、平板１１と波板１２
とを重ね合わせて渦巻き状に巻き上げた状態でろう付け
等の手段により接合してなるメタル担体９を外筒７に納
めたメタル担体触媒１０を示す。第９図は、平板１１と
波板１２を交互に積層してろう付け等の手段により接合
してなるメタル担体１３を外筒７に納めたメタル担体触
媒１４を示す。このようなハニカム構造のメタル担体は
、例えば特開昭５６−４３７計号公報、特公昭４７−４
８１０９号公報及び特公昭５５−３２４２４号公報等に
記載されている。これらのメタル担体においては、平板
と波板との全ての接触点がろう付けされている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ハニカム担体を流れる排気ガスは、担体の外
周部に比べて中央部の流れが速く多量に流れるため、触
媒反応による発熱や高温排気ガスによる加熱により、担
体の外周部に比べ中央部が高温となる。金属はセラミッ
クよりも熱膨張係数が大きいため、上記のような温度差
を生じると、メタル担体の場合には外周部と中央部とで
担体を構成するハニカム材の膨張・収縮量に差を生じる
ことから、従来のメタル担体のようにメタル担体全体に
わたってろう付けがなされているものにおいては接合部
に応力が生じ、メタル担体のハニカム材が破断したり接
合部が剥がれたりすることがあった。また、外筒材とメ
タル担体の材質の違う場合には、膨張係数に差があるた
めメタル担体が破断したり、外筒から剥離したりするこ
とがあった。

特に自動車用に使用する場合は、冷却・加熱耐久試験で
ハニカム破断を生じやすいという問題があった。

さらに、メタル担体が外筒から剥離すると、剥離したメ
タル担体がエンジンの背圧等により外筒からずれ、外筒
の両端に形成されているコーン部に押しつけられ１．メ
タル担体の端部外周が座屈することがあった。このよう
な座屈は排気ガスの流れを悪化させ触媒としての性能を
低下させるという点で問題となっていた。

従って、本発明は、ハニカムコア構造のメタル担体にお
いて、メタル担体に生じる応力を減少させることにより
、メタル担体の破損並びに外筒からの剥離を防止し、耐
久性に優れたメタル担体を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、平板と波板とを交互に重ねてなるハニカム構
造を有するメタル担体（以下、積層型のメタル担体と記
す）において、該メタル担体の排気ガス流通方向に対し
て垂直な断面において、平板と波板の接触点の３０〜８
０％がろう付けされていることを特徴とするメタル担体
、並びに、 平板と波板とを重ねて渦巻状に巻いてなるメタル担体（
以下、渦巻型のメタル担体と記す）において、該メタル
担体の軸方向に対して垂直な断面におけるろう付け部が
該断面の一方の外周部から他方の外周部まで中心部を含
んで連続し、該中心部から外周部の２方向もしくはそれ
以上に向かってろう付け部が広くなるようにし、且つ該
断面における平板と波板の接触点の３０〜８０％がろう
付けされるように形成されていることを特徴とするメタ
ル担体に関するものである。

積層型のメタル担体の場合、ろう付けは、排気ガス流通
方向に対して垂直な断面において、複数の平行線により
区切られた部分が交互にろう付け部及び非ろう付け部と
なるように行うのが好ましい。ろう付け部分を区切る上
記の平行線は、平板及び波板に平行であっても、角度を
持って設けられていても良く、好ましくは４５〜９０’
Ｃの角度で設けられる。

渦巻型のメタル担体の場合、ろう付け部は、例えば、軸
方向に対して垂直な断面において、中心部から外周に向
かって広がる部分であり、その広がり方は、２方向また
はそれ以上でありうる。

積層型及び渦巻型のメタル担体の双方において、軸方向
には排気ガスの流入口から流出口まで連続してろう付け
されていても、また、端部のみが連続してろう付けされ
、軸方向中央部にはろう付けされない部分が含まれてい
てもよい。

ろう付け方法としては、平板及び波板の所定部分を予め
ろう付けした後に積層型または渦巻型のメタル担体を形
成する方法、または平板と波板によりｌ１層型または渦
巻き型のメタル担体を形成した後にろうを流し込んでろ
う付けする方法等があり、ろう付け部の形状によって好
ましい方法を選択する。

（作用） 本発明のメタル担体においては、ろう付け部分が排気の
流れ方向に垂直な断面において、部分的に形成されてい
るため、該メタル担体の中央部と外周部との熱膨張度の
差により生じる応力、特にメタル担体の径方向の膨張・
収縮により生じる応力が、ろう付けされていない部分の
平板及び波板の変形により解消される。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する
。

実施例１： 第１図は、本発明のメタル担体１ａを外筒７に納めてな
るメタル担体触媒８ａの軸方向に対して垂直方向に切断
した断面図である。メタル担体１ａば、平板３と波板４
を重ねて渦巻状に巻き上げてなる。平板３と波板４との
接合部のろう付けは、上記断面において、ろう付け部２
ａが中心５を含み、且つ該中心から外周に向かって４方
向に広がる範囲となり、他の部分が非ろう付け部６ａと
なるように行われる。また、咳ろう付け部は軸方向には
、第１図のＡ−Ａ断面図である第２図に示すように、排
気ガスの流入口から流出口まで連続してろう付けされる
。

第５図及び第６図に、平板と波板を交互に重ねて渦巻状
に巻き上げてなるメタル担体１ｂ及び１ｃの軸方向に垂
直な断面におけるろう付け部２ｂ及び２ｃが異なる形状
であるメタル担体触媒８ｂ及び８ｃを示ず。第５図にお
いては、ろう付け部２ｂは中心５を含み、且つ該中心５
から外周に向がって２方向に広がる範囲であり、残りの
部分は非ろう付け部６ｂである。第６図においては、ろ
う付け部２ｃは中心５を含み、且つ核中心５から外周に
向かって３方向に広がる範囲であり、残りの部分は非ろ
う付け部６ｃである。

実施例２； 第３図は、本発明のメタル担体１ｄを外筒７に納めてな
るメタル担体触媒８ｄの軸方向に対して垂直方向に切断
した断面図である。メタル担体Ｉｄは、平板３と波板４
を交互に重ねてろう付けしてなる。平板３と波板４との
ろう付けは、上記断面を、積層された平板３及び波板４
に直交する線により７つに分け、一つおきにろう付け部
２ｄとし、残りの部分を非ろう付け部６ｄとするように
行われる。また、該ろう付け部２ｄは軸方向には、第３
図のＢ−８断面図である第４図に示すように、端部のみ
が連続してろう付けされ、軸方向中央部には非ろう付け
部６ｄ’を含んでいる。

第７図に、平板と波板を交互に重ねてろう杖してなるメ
タル担体１ｅの排気ガス流通方向に垂直な断面における
ろう付け部２ｅが異なる形状であるメタル担体触媒８ｅ
を示す。第７図において、ろう付けは、該断面を積層さ
れた平板に直交する平行線により１１個の区域に区分し
、該区域を一つおきにろう付け部２ｅとし、残りの区域
を非ろう付け部６ｃとして行う。

上記の実施例１及び２においては、第１図、第３図、第
５図、第６図及び第７図に示した形状のろう付け部を有
するメタル担体触媒の各々について、ろう付け部が軸方
向に連続してろう付けされているもの、並びに端部のみ
が連続してろう付けされており、中央部はろう付けされ
ていないものの両方を製造した。

試験例： 上記で製造された各メタル担体を用いたメタル担体触媒
、及び平板と波板の全ての接合部にろう付けを行った以
外は上記実施例と同仕様のメタル担体を用いて製造した
比較用メタル担体触媒を、それぞれエンジンの排気系に
取す付け、入ガス温度６５０“Ｃ〜８００　”Ｃで排気
ガスを排出させ、その後、排気ガスを止めて室温に冷却
するサイクルを繰り返すことからなる耐久試験を行った
。本試験において、比較用メタル担体触媒のメタル担体
と外筒とのろう付け部またはメタル担体自体が破損した
時点において、本発明のメタル担体触媒のメタル担体に
はいずれも破損は認められなかった。

（発明の効果） 本発明のメタル担体は、軸方向に垂直な断面において、
ろう付けが部分的に行われているた４゜ め、メタル担体の熱膨張塵の差により生じる応力が、ろ
う付けされていない部分の変形により解消でき、メタル
担体の破損が防止される。これにより、メタル担体の耐
久性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で製造されるメタル担体触媒
の軸方向に垂直な断面図、第２図は第１図のメタル担体
触媒のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の他の実施例のメ
タル担体触媒の軸方向に垂直な断面図、第４図は第３図
のメタル担体触媒のＢ−Ｂ断面図、第５図、第６図及び
第７図は、本発明の他の実施例のメタル担体触媒を示す
断面図、第８図は渦巻型メタル担体を外筒に納めてなる
メタル担体触媒を示す断面図、第９図は接層型メタル担
体を外筒に納めてなるメタル担体触媒を示す断面図であ
る。 第１ １ａ、　ｌｂ、　ｌｃ、　ｌｄ、　Ｌｅ・”メタル担体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ・・・ろう付け部５・・
・中心 ？１−４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板と波板とを交互に重ねてなるハニカム構造を
   有するメタル担体において、該メタル担体の排気ガス流
   通方向に対して垂直な断面において、平板と波板の接触
   点の３０〜８０％がろう付けされていることを特徴とす
   るメタル担体。
2. （２）平板と波板とを重ねて渦巻状に巻いてなるメタル
   担体において、該メタル担体の軸方向に対して垂直な断
   面におけるろう付け部が該断面の一方の外周部から他方
   の外周部まで中心部を含んで連続し、該中心部から外周
   部の２方向もしくはそれ以上に向かってろう付け部が広
   くなるようにし、且つ該断面における平板と波板の接触
   点の３０〜８０％がろう付けされるように形成されてい
   ることを特徴とするメタル担体。