JPH02265653A - 排気ガス浄化装置用の担持母体 - 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、排気ガス浄化装置用の担持母体に関する。す
なわち、自動車エンジン等の排気ガスを清浄化する触媒
コンバータ等において、触媒が付着される担持母体に関
するものである。

「従来の技術」 このような担持母体には、従来よりケース付のハニカム
構造体が用いられている。すなわちこの種担持母体とし
ては、ロール状をなし触媒が付着されるハニカム構造体
と、円筒状をなしこのハニカム構造体が収納されるケー
スとからなるものが用いられている。

そしてこのような担持母体のハニカム構造体としては、
第１にセラミックス製のものと第２に均一肉厚の金属製
のものとの２種類があった。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、このような従来の排気ガス浄化装置用の担持
母体にあっては、次の問題が指摘されていた。

まず前記第１のセラミックス製のハニカム構造体を用い
た例にあっては、次のとおり。

すなわちこの担持母体は、外部から加わる衝撃および振
動、又は使用時の加熱冷却によるケースとの変形量の差
等に基づき、セラミックス製のハニカム構造体が損傷し
やすいという問題があった。

そこでその対策として、セラミックス製のハニカム構造
体とケース間に、緩衝材を介装することも行われていた
。しかしながらこのような担持母体は緩衝材を用いてな
ることにより、コスト高となり、排気ガスの清浄化効率
が悪化し、その通気抵抗も増大することになる等の問題
があった。

次に前記第２の均一肉厚の金属製のハニカム構造体を用
いた例にあっては、次のとおり。まずこの担持母体は上
記緩衝材が不用であり、上述のセラミックス製のハニカ
ム構造体を用いた例において指摘されていた問題は解消
される。

しかしながら、この金属製のハニカム構造体と金属製の
ケースとは、まずその肉厚が前者は均一に薄く後者は均
一に厚く極端に異なっている。しかもその構造も、前者
が波板材と平板材とをロール状に巻きつけたものである
のに対し、後者は１枚の板を円筒状としたものである。

このようなハニカム構造体とケースとの接合箇所におけ
る極端な肉厚の変化と構造の相違とに基づき、両者は熱
膨張収縮率が大きく異なっている。そこで排気ガスの清
浄化用にこの担持母体を使用すると、加熱冷却の繰り返
しによる両者の伸縮、つまり膨張収縮の変形量が大きく
異なることになる。

そしてこのような変形量の差に基づき、ハニカム構造体
とケースとの接合強度が低下して剥がれが発生し、ハニ
カム構造体に亀裂が生じ、付着された触媒が剥離し、遂
には目詰まりが発生することがあった。このように金属
製のハニカム構造体を用いた担持母体は、耐熱強度面つ
まり熱疲労特性に問題があり、これにより排気ガスの清
浄化効率が悪化するという問題もあった。

従来例ではこのような点が指摘されていた。

本発明は、このような実情に鑑み上記従来例の問題点を
解決すべくなされたものであって、金属製のハニカム構
造体の少なくともケースに接する部分について、その肉
厚を厚くしてなることにより、耐熱強度面に優れ排気ガ
スの清浄化効率が向上し、又損傷が防止され通気抵抗も
低減されコスト面にも優れてなる、排気ガス浄化装置用
の担持母体を提案することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 この目的を達成する本発明の技術的手段は、次のとおり
である。

この排気ガス浄化装置用の担、持母体は、次のハニカム
構造体とケースとを有している。

ハニカム構造体は、帯状で波形の凹凸が連続的に折曲形
成された金属製の波板材と、帯状で平坦な金属製の平板
材とが、交互に巻き付けられてロール状をなし、触媒が
付着される。

ケースは、円筒状をなし該ハニカム構造体が内部に収納
され、その肉厚がハニカム構造体の波板材および平板材
より厚い。

そして該ハニカム構造体の波板材又は平板材は、少なく
とも該ケースに接する部分の肉厚が、他の部分より厚く
形成されている。

「作　　用」 本発明に係る排気ガス浄化装置用の担持母体は、このよ
うな手段よりなるので次のごとく作用する。

排気ガスは、浄化装置を通過しその担持母体に付着され
た触媒と反応することにより、清浄化される。

さて第１にこの担持母体は、ハニカム構造体の少なくと
もケースに接する部分の肉厚が、他の部分より厚くなっ
ている。そしてこの部分が、肉厚が極端に異なるハニカ
ム構造体とケースとの緩衝部として機能し、両者間の接
合箇所における極端な肉厚の変化は解消されている。

そこで使用により加熱冷却が繰り返されても、ハニカム
構造体とケースの膨張収縮の変形量の差は、段階的に緩
和される。つまり両者間の熱伝達そして伸縮差は、この
肉厚が厚くなっている部分を介在させることにより、吸
収され急激ではなく除徐に調整されたものとなる。もっ
てこの担持母体は、耐熱強度面に優れ熱疲労特性が向上
するとともに、排気ガスの清浄化効率も向上する。

第２にこの担持母体は、金属製のハニカム構造体とケー
スが用いられ、両者間に緩衝材は不用である。

そこでこの担持母体は、両者間の変形量の差が緩和され
ていることもあり、外部から衝撃および振動等が加わっ
ても、ハニカム構造体の損傷は防止される。又緩衝材が
用いられないので、この面からも排気ガスの清浄化効率
が向上するとともに、通気抵抗の増大もなくコスト面に
も優れている。

「実　施　例」 以下本発明を、図面に示すその実施例に基づいて詳細に
説明する。第１図は、本発明の実施例を示す正面説明図
である。

まずその構成等について、担持母体の概要、その肉厚の
順に説明する。

担持母体の概要は次のとおり。

この排気ガス浄化装置用の担持母体は、ハニカム構造体
１とケース２とからなっている。まずハニカム構造体１
は、帯状で波形の凹凸が連続的に折曲形成された金属製
の波板材３と、帯状で平坦な金属製の平板材４とが、交
互に巻き付けられたロール状をなし、触媒が塗布等によ
り付着される。

波板材３は、金属箔等をコルゲート装置等にてコルゲー
ト加工することにより、所定のごとく折曲形成される。

図示のハニカム構造体１は、各１枚で帯状をなす金属Ｍ
製の波板材３と平板材４とが用いられ、両者を一定中心
から交互に巻き付けて重ねつつ多重に巻き取ることによ
り、円、楕円等のロール状に成形されている。波板材３
の頂部、谷部の外側は、ろう材等により平板材４に接合
されている。

このようにして波板材３の各空間が、平板材４によって
それぞれ独立空間に区画されることにより、中空柱状の
セル５の平面的集合体たるハニカム構造体１が形成され
ている。波板材３と平板材４は、その各セル壁を構成し
触媒が付着せしめられる。

ケース２は、平板を加工してパイプ状の外筒つまり外枠
としたものである。すなわちケース２は、円、楕円等の
円筒状をなしハニカム構造体１が挿入されて内部に収納
され、両者はろう材等により接合される。又ケース２は
、その肉厚がハニカム構造体ｌの波板材３および平板材
４よりも、厚くなっている。

担持母体の概要は、このようになっている。

次にその肉厚について述べる。

担持母体において、ハニカム構造体１は肉厚が薄く、ケ
ース２は肉厚がより厚くなっている。そしてハニカム構
造体１の波板材３又は平板材４は、少なくともケース２
に接する部分Ａの肉厚が、その中心部等地の部分Ｂより
厚く、かつケース２よりは薄く形成されている。

なお図示例では、平板材４について、ケース２に接する
部分Ａつまりケース２に接合されるその最外周１周だけ
が、厚い肉厚にて形成されている。

しかしこれに限定されるものではなく、次のごとくその
他各種の態様が考えられる。

第１に、図示例とは逆に波板材３の方を平板材４より外
側に配することにより、ケース２に接する部分Ａには波
板材３を配し、波板材３の肉厚の方をその他の部分Ｂよ
り厚くするようにしてもよい。第２に゛、ケース２に接
する部分へのみつまり最外周１周のみを、所定のごとく
肉厚を厚くするだけでなく、隣接する２２．３周等近傍
の外周を適宜数周、これに準じその肉厚を厚くするよう
にしてもよい。第３に、波板材３および平板材４ともに
、所定外周の肉厚を上述に準じ厚くするようにしてもよ
い。

第４に、ケース２に接する部分Ａ等の所定外周が、他の
部分已に対し急に段部的に肉厚が厚くなるのではなく、
他の部分Ｂから順次除徐に変化しつつその肉厚が厚（な
るようにしてもよい。第５に、ケース２に接する部分Ａ
等の所定外周を、他の部分Ｂより侍に厚い肉厚のもので
一体形成して用いるのではなく、他の部分Ｂと同一肉厚
のものを２枚、３枚と重ね合わせて接合することにより
、その肉厚を特に厚く形成したものを用いるようにして
もよい。

肉厚については、このようになっている。

以上が構成等の説明である。

以下作動等について説明する。

自動車エンジン等の排気ガスは、浄化装置を通過しその
担持母体に付着された触媒と反応することにより、清浄
化される。すなわち排気ガスは、担持母体のハニカム構
造体１の各セル５を通過し、そのセル壁を構成する波板
材３と平板材４に付着された触媒と反応することにより
、清浄化される。

さてここでこの担持母体にあっては、次の第１゜第２の
ごとくなる。

第１にこの担持母体は、ハニカム構造体１の少なくとも
ケース２に接する部分Ａの肉厚が、他の部分Ｂより厚く
なっている。そしてこの部分Ａが、肉厚が極端に異なる
ハニカム構造体１とケース２との緩衝部として機能する
。もって両者間の接合箇所において、極端な肉厚の変化
は解消されている。

そこで排気ガスの清浄化に使用され加熱冷却が繰り返さ
れても、ハニカム構造体１とケース２の膨張収縮の変形
量の差は、段階的に緩和される。

つまり両者間の熱伝達そして収縮差は、この肉厚が厚く
なっている部分Ａを介在させることにより、吸収され急
激ではなく除徐に調整されたものとなる。

このようにしてハニカム構造体１およびケース２等に、
剥がれ、亀裂、剥離、目詰まり等は発生せず、この担持
母体は、耐熱強度面に擾れ熱疲労特性が向上するととも
に、排気ガスの清浄化効率も向上する。

第２にこの担持母体は、金属製のハニカム構造体１とケ
ース２が用いられ、両者間に従来例で用いられたような
緩衝材は不用である。

そこでこの担持母体は、ハニカム構造体１とケース２間
の変形量の差が緩和されていることもあり、従来例のセ
ラミ・ンクス製の場合とは異なり、外部から衝撃および
振動等が加わってもハニカム構造体１の損傷は防止され
る。又緩衝材が用いられないので、この面からも排気ガ
スの清浄化効率が向上するとともに、ハニカム構造体１
の各セル５における通気抵抗の増大もなく、コスト面に
も優れている。

「発明の効果」 本発明に係る排気ガス浄化装置用の担持母体は、以上説
明したごとく、金属製のハニカム構造体の少なくともケ
ースに接する部分について、その肉厚を厚くしてなるこ
とにより、次の効果を発揮する。

第１に、耐熱強度面に優れ熱疲労特性が向上するととも
に、排気ガスの清浄化効率も向上する。

すなわち、ハニカム構造体とケースの変形量の差が段階
的に緩和されるので、両者の接合強度が向上し剥がれが
防止され、ハニカム構造体に亀裂が生じることもなく、
付着された触媒の剥離も防止され、目詰まりの発生は確
実に回避される。

第２に、損傷が防止され通気抵抗も低減されコスト面に
も優れている。

すなわち、金属製のハニカム構造体等が用いられ、ケー
スとの間に緩衝材も介装されていないので、この面から
も排気ガスの清浄化効率が向上するとともに、ハニカム
構造体が損傷しにくく、通気抵抗の増大もなく、コスト
面にも優れている。

このようにこの種従来例に存した問題点が一掃される等
、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る排気ガス浄化装置用の担持母体
の実施例を示す、正面説明図である。 １・・・ ２・・・ ３・・・ ４・・・ ５・・・ Ａ・・・ Ｂ・・・ ハニカム構造体 ケース 波板材 平板材 セル ケースに接する部分 他の部分

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 帯状で波形の凹凸が連続的に折曲形成された金属製の波
   板材と、帯状で平坦な金属製の平板材とが、交互に巻き
   付けられてロール状をなし、触媒が付着されるハニカム
   構造体と、 円筒状をなし該ハニカム構造体が内部に収納され、その
   肉厚がハニカム構造体の波板材および平板材より厚いケ
   ースとを有してなり、 該ハニカム構造体の波板材又は平板材は、少なくとも該
   ケースに接する部分の肉厚が、他の部分より厚く形成さ
   れていること、 を特徴とする排気ガス浄化装置用の担持母体。