JPH0360740A - 排ガス浄化触媒用メタル担体 - 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、自動車などの排気系に装着され排ガスを浄化
する排ガス浄化触媒に利用されるメタル担体に関する。

［従来の技術］ 排ガス浄化触媒用メタル担体として、平板と波板とを重
ねてロール状に巻いてハニカム体を形成し、そのハニカ
ム体を金属製外筒内に収納したものが知られている。こ
のメタル担体では、ハニカム体の平板と波板、および外
筒とハニカム体とは、通常ロウ材げによって一体的に接
合されている。

このメタル担体では、ハニカム体のハニカム通路表面に
アルミナなどからなる触媒担持層が形成され、その触媒
担持層に員金属触媒が担持されて排ガス浄化触媒とされ
る。そして内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中
の口Ｃ，ＣＯ，ＮＯＸなどを浄化する。なお、限られた
体積中にできるだけ多くのハニカム通路の面積を確保す
るのが望ましいことから、平板および波板の厚さは強度
を維持できる範囲でできるだけ薄くされている。

ところでハニカム体と外筒とをロウ付け接合する場合、
ハニカム体に箔状のロウ材を巻き、外筒に圧入した後加
熱してロウ付けする方法が一般的である。しかしながら
圧入の際には外筒内表面とロウ材とが接触するため、ロ
ウ材が剥離したりロウ材の位置がずれたりする場合があ
る。この日つ材の位置はハニカム体と外筒とが熱膨張、
収縮する際の柔軟性を決定する重要な因子の一つであり
、ずれたり剥離したりすると触媒としての耐久性が極端
に低下するという不具合がある。

また特開昭６３−９３３５４号公報に開示されたメタル
担体では、外筒とハニカム体とをロウ付け接合せずに機
械的に保持している。すなわち、外筒の端部に径方向内
方に突出する凸部を設け、ハニカム体の軸方向の移動を
凸部で規制している。

このようにすればハニカム体と外筒との相対位置の位置
決めが確実となる。しかしハニカム体と外筒とは彫版お
よび収縮の度合が異なり、一般にハニカム体の方がその
度合が大きい。したがって彫版の際にはハニカム体の軸
方向の彫版は凸部の部分で押さえられ、その部分でハニ
カム体が塑性変形を起こし、ハニカム体が収縮したとき
に、凸部とハニカム体端面との間に隙間ができ、ハニカ
ム体が軸方向に移動して外筒内でガタつく場合がある。

このようにガタが生じると、振動によりアルミナ層や担
持された触媒が脱落する恐れがある。

さらに凸部が排ガスの通風抵抗となるという不具合もあ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
ハニカム体と外筒とを相対位置の精度高くロウ付け接合
でき、かつハニカム体の塑性変形や通風抵抗の増大を防
止することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の排ガス浄化触媒用メタル担体は、箔状の平板と
箔状の波板とが重ねられロール状に巻回されて形成され
たハニカム体と、ハニカム体の外周表面とロウ付け接合
されハニカム体を収納保持づ−る外筒と、よりなる排ガ
ス浄化触媒用メタル担体において、 外筒は平板より厚い厚平板がロール状に一周以上巻回さ
れて形成され厚平板どうしが重なり合う重なり部をもち
、平板の最外周端部は重なり部の厚平板の間に挟持され
て両表面が厚平板とロウ付け接合されていることを特徴
とする。

ハニカム体は、平板と波板とを重ねた状態で、一般に波
板を内側にしてロール状に巻いて形成されている。波板
は、通常、平板を波形状に曲折して形成され、平板と同
材質で同一板厚を有している。この平板および波板は、
従来と同様に例えば／１−Ｃｍ−Ｆｅ合金、ステンレス
鋼などから形成される。そして上記したように限られた
体積中にできるだけ多くのハニカム通路の面積を確保す
ることが好ましいことから、板厚は例えば０．０５ｍｍ
など比較的薄い箔状のものが用いられる。

このハニカム体は、例えば波板の頂部にロウ材が塗布さ
れた状態で平板と重ねてロール状に巻上げられて形成さ
れ、後述のように外筒を形成した後加熱される。これに
より平板と波板とはロウ付けされて一体的に接合される
。また、拡散接合により一体化することもできる。

外筒は例えばステンレス鋼製など従来と同様のものを用
いることができる。ハニカム体と同一材質でもよいし異
なる材質を用いることもできる。

その板厚はハニカム体の平板の厚さより厚く、従来と同
様、通常０．１〜１ｍｍ程度である。

本発明の最大の特徴は、外筒とハニカム体との接合構造
にある。すなわち、外筒は平板より厚い厚平板からなり
、この厚平板がロール状に一周以上巻回されて形成され
ている。したがって厚平板どうしが重なり合う重なり部
が形成され、平板の最外周端部が重なり部を構成する２
枚の厚平板の間に挟持されて両表面がそれぞれの厚平板
とロウ付け接合されている。換言すれば、平板の最外周
端部とその内側の平板とで外筒の厚平板の最内周端部が
挟持されている。これにまり外筒とハニカム体との接合
面積が増大し、接合強度の増大を図ることができる。

外筒とハニカム体とを一体化するには、ハニカム体の平
板の最外周端部を波板より良く形成し、最外周端部とそ
の内側の平板との間に厚平板の端部を把持する。その状
態で厚平板をハニカム体表面に沿って巻回する。なお、
この時平板と厚平板との間および厚平板どうしの間には
箔状のロウ材を介在させる。そして厚平板を一周以上巻
回することで重なり部をもつ外筒を形成し、重なり部を
構成する２枚の厚平板の間に平板の最外周端部が挟持さ
れた状態となる。そして全体を加熱することによりロウ
材が溶融し、外筒とハニカム体とは一体的にロウ付ｔノ
接合される。また、厚平板の巻回数を多くすることで肉
厚の大きな外筒とすることができる。

なお、外筒の材質は、ハニカム体の材質にこだわること
なく、目的に応じて種々選択することができる。

［発明の作用および効果］ 本発明の排ガス浄化触媒用メタル担体では、外筒は平板
より厚い厚平板がロール状に一周以上巻回されて形成さ
れ厚平板どうしが重なり合う重なり部をもち、平板の最
外周端部は重なり部の厚平板の間に挟持されて両表面が
厚平板とロウ材は接合されている。したがって外筒とハ
ニカム体とは一体的に強固に接合されているにもかかわ
らず、ハニカム体の軸方向の端部は開放され拘束されて
いないため、膨張による塑性変形がなくガタつきが生じ
ない。また凸部などの邪魔物も存在しないので排ガスが
円滑に通過することができる。そして従来のメタル担体
では、外筒とハニカム体との接合面積はハニカム体の外
周面積に相当しているが、本発明のメタル担体ではざら
に重なり部に挟持された平板の最外周端部の長さだけ接
合面積が大きくなっている。したがってその分従来のメ
タル担体より接合強度が増大している。

さらに、外筒はハニカム体の巻回に連続して巻回して形
成することができる。したがって外筒とハニカム体との
軸方向の位置の精度が高く、圧入によるロウ材の剥離や
ずれなどの不具合も生じない。これにより膨張・収縮に
柔軟に対応する理想的な接合状態が得られ、使用時の耐
久性が向上する。また圧入などの工程が不要となるので
、ハニカム体の変形が防止されるとともに工数の低減を
図ることができる。

そして巻回により形成できるので、円筒状に限らず種々
の断面形状のメタル担体とすることができる。これによ
り限られた配設スペース内で最大の断面積をもつように
形成でき、触媒性能の向上を図ることができる。また外
筒の厚さを厚平板の肉厚の倍数の範囲で自由に設定する
ことができ、同一材料から種々の強度のメタル担体を形
成することができるので極めて便利である。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

第１図に本発明の一実施例のメタル担体の断面図を示す
。このメタル担体は、ハニカム体１と外筒２とから構成
されている。

ハニカム体１は、クロムが２０重量％、アルミニウムが
５重量％、残部鉄からなる合金から形成された平板１０
と波板１１とから構成され、平板１０と波板１１は厚さ
がそれぞれ０．０５ｍｍの箔状である。そして平板１０
と波板１１とが重ねられ、波板１１を内側にしてロール
状に巻回されてハニカム体１が形成されている。なお、
波板１１の頂部と平板１０との接触部分は互いに線状に
ロウ材は接合されている。

外筒２は、クロムを１７重量％含有するステンレス鋼（
ＳＵＳ４３０）から形成された厚平板２０が、円筒状に
巻回された構成である。厚平板２０は０．５ｍｍの厚さ
を有し、ハニカム体１の外周表面に沿って２周巻回され
ている。

ハニカム体１の平板１０の最外周端部１０ａは波板１１
より長く構成され、外筒２の厚平板２０の重なり部２０
ａの間に挟持されている。そして平板１０と厚平板２０
との接触部分および厚平板２０どうじの接触部分には、
厚さ０．０３ｍｍの箔状のロウ材３が介在され、それぞ
れは一体内にロウ材は接合されている。また、厚平板２
０の最外周端部２０ｂはその内側の厚平板２０の表面と
溶接により接合されている。

次にこのメタル担体の製造方法を説明する。第２図に用
いた製造装置の構成説明図を示す。この製造装置は、平
板巻回装置４と、波板巻回装置５と、厚平板巻回装置６
と、ロウ材巻回装置７と、ロウ材供給装置８とより構成
される。

平板巻回装置４は、平板１０を巻回位置へ供給するドラ
イブローラ４０と、平板１０を所定位置で切断するカッ
ター４１と、シリンダ４２と、ピストン４３と、ピスト
ン４３に回動自在に保持された圧力ローラ４４とから構
成されている。

波板巻回装置５は、波板１１を巻回位置へ供給するドラ
イブギヤ５０と、波板１１を所定位置で切断するカッタ
ー５１と、シリンダ５２と、ピストン５３と、ピストン
５３に回動自在に保持された圧力ローラ５４とから構成
されている。

厚平板巻回装置６は、厚平板２０を巻回位置へ供給する
ドライブローラ６０と、厚平板２０を所定位置で切断す
るカッター６１と、シリンダ６２と、ピストン６３と、
ピストン６３に回動自在に保持された圧力ローラ６４と
から構成されている。

ロウ材巻回装置７は、箔状ロウ材３を平板１０の表面に
供給するドライブローラ７０と、ロウ材３を所定位置で
切断するカッター７１と、シリンダ７２と、ピストン７
３と、ピストン７３に回動自在に保持された圧力ローラ
７４とから構成されている。

ロウ材供給装置８は、箔状ロウ材３を厚平板２０の表面
に供給するドライブローラ８０と、ロウ材３を所定位置
で切断するカッター８１とから構成されている。

上記したＷａ造装置を用いてメタル担体を製造する方法
を説明すると、まず平板１０と波板１１の先端どうしを
係合させ、平板巻回装＠４および波板巻回装置５とを駆
動して波板１１が内側に、平板１０が外側に位置するよ
うにロール状に巻回しハニカム体１を形成する。このと
きハニカム体１の断面が円形となるように、シリンダ４
２．５２の油圧力が調整されている。なお、波板１１の
波の頂部には予めロウ材が塗布され、巻回後には頂部は
ロウ材を介して平板１０と接触している。

ハニカム体１が所定径に巻回されると、カッター４１．
５１が駆動され、平板１０および波板１１が切断される
。ここで平板１０の最外周端部１０ａは、波板１１の端
部より約３０ｍｍだけ長く突出している。そしてロウ材
巻回装置７と厚平板巻回装置６が駆動され、箔状ロウ材
３が波板１１の端部から前方に伸びる内側の平板１０の
表面に沿って巻回され、さらにロウ材３の表面に厚平板
２０が巻回される。このとき厚平板２０は平板１０の最
外周端部１０ａとその内側の平板１０との間に挟持され
た位置から巻回される。また厚平板２０表面にはロウ材
供給装置８より箔状ロウ材３が所定長さ供給されている
。

厚平板２０は２周巻回され、カッター６１．７１．８１
が駆動されて外筒２で被覆されたハニカム体１が製造さ
れる。このとき平板１０の最外周端部１０ａは厚平板２
０の重なり部２０ａの間にロウ材３を介して挟持されて
いる。そして全体を加熱することによりロウ材が溶融し
、平板１０、波板１１および厚平板２０は一体的に接合
され、メタル担体が得られる。なお、厚平板２０の最外
周端部は、その内側の厚平板２０に溶接される。

すなわち本実施例のメタル担体では、ハニカム体１の軸
方向両端面は拘束されていないので、膨張・収縮が自由
であり、塑性変形やガタが生じない。また外筒２はハニ
カム体１の形成に連続して形成することができ、工数が
低減できる。ざらにロウ材３の位置精度が高く、ずれや
剥離などの不具合がないので、耐久性に優れている。そ
して平板１０の最外周端部１０ａは厚平板２０の重なり
部２０ａの間に挟持され、両表面がロウ付けされている
ので、外筒２とハニカム体１との接合面積が大きい。こ
れにより外筒２とハニカム体１との接合強度が向上し、
メタル担体としての強度に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のメタル担体の断面図、第２
図はそのメタル担体を製造するのに用いた製造装置の概
略構成説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）箔状の平板と箔状の波板とが重ねられロール状に
   巻回されて形成されたハニカム体と、該ハニカム体の外
   周表面とロウ付け接合され該ハニカム体を収納保持する
   外筒と、よりなる排ガス浄化触媒用メタル担体において
   、 該外筒は該平板より厚い厚平板がロール状に一周以上巻
   回されて形成され該厚平板どうしが重なり合う重なり部
   をもち、該平板の最外周端部は該重なり部の該厚平板の
   間に挟持されて両表面が該厚平板とロウ付け接合されて
   いることを特徴とする排ガス浄化触媒用メタル担体。