JPH04110135U - 排気ガス浄化触媒用メタル担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハニカム体の表面積を増大するとともに変形
を防止する。 【構成】 平板２と波板３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１と、ハニカム体が挿入保
持された外筒４と、からなるメタル担体において、波板
３は、ハニカム体１の軸方向に延びる大波３０と、大波
と交差する方向に延びる小波３１とをもつ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の排気系に配置される排気ガス浄化触媒に利用されるメタ ル担体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

排気ガス浄化触媒用メタル担体として、波板と平板とを重ねてロール状に巻回 し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、その触媒担持層に貴金属触媒が担持されて排気 ガス浄化触媒となる。そして内燃機関の排気通路に配置され、排気ガス中のＨＣ 、ＣＯ、ＮＯｘを浄化する。

【０００３】 ところで、排気ガス浄化触媒としての浄化性能を向上させる一つの手段として 、排気ガスとの接触面積を増大させるのが有効である。しかし限られた容積内で 接触面積を増大させる必要があり、ハニカム通路の数を増やす方法ではハニカム 通路の断面積が小さくなり排気抵抗が増大するので好ましくない。そこで例えば 特公昭５９−３２１８３号公報などには、平板及び波板の表面にハニカム体の軸 方向に延びる複数の小波を形成したメタル担体が開示されている。このメタル担 体によれば、小波により表面積が増大するので、排気ガスとの接触面積が増加し 浄化率が向上する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記公報に開示されたメタル担体では、小波が軸方向に延びてい るため全体として半径方向に変形し易いという欠点がある。そのため巻回時及び ハニカム体を外筒に挿入する時に変形が生じ、ハニカム通路の形状が不規則とな るという不具合が生じる。

【０００５】 本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ハニカム体の表面積を 増大するとともに変形を防止することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する本考案の排気ガス浄化触媒用メタル担体は、平板と波板と 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、ハニカム体が挿入保 持された外筒と、からなるメタル担体において、波板は、ハニカム体の軸方向に 延びる大波と、大波と交差する方向に延びる小波とをもつことを特徴とする。

【０００７】 本考案の最大の特徴は、ハニカム体の波板の構造にある。すなわち波板は、ハ ニカム体の軸方向に延びる大波と、大波と交差する方向に延びる小波とをもつ。 ここで大波の延びる方向と小波の延びる方向とがなす交差角度は、５〜４５度の 範囲が特に好ましい。交差角度が５度より小さくなると半径方向に変形し易くな り、４５度より大きくなると排気抵抗が増大する。交差角度をこの範囲とすれば 、剛性と排気抵抗の両方を好適な範囲とすることができる。

【０００８】 ハニカム体は、波板と平板とを重ねた状態でロール状に巻回されて形成されて いる。波板は、通常平板と同材質で同一板厚を有し、平らな板を波形状に曲折し て形成されている。この波板及び平板は、従来と同様に例えばＡｌ−Ｃｒ−Ｆｅ 合金、ステンレス鋼などから形成される。そして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５０μｍな ど強度を維持できる範囲で極力薄くするのが好ましい。このハニカム体は、例え ば波板の大波の凸表面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回 され、その後加熱により一体的に接合することができる。また拡散接合により接 合することもできる。この接合はハニカム体のみで行ってもよいが、外筒ととも に一体的に接合すれば工数を低減することができる。

【０００９】 外筒は例えばステンレス鋼など従来と同様の材質から形成することができ、そ の板厚は従来と同様に１〜２ｍｍ程度である。

【００１０】

【考案の作用及び効果】

本考案のメタル担体では、波板は、ハニカム体の軸方向に延びる大波と、大波 と交差する方向に延びる小波とをもつ。すなわち大波と小波とはその変形し易い 方向が互いにずれている。また小波が補強リブ的に作用し、圧縮・曲げに対する 強度・剛性が向上する。これらの作用により、巻回時や外筒に挿入時のハニカム 体の変形が防止される。したがってハニカム通路の形状が均一となり不均一さに よる排気抵抗の増大が防止される。

【００１１】 また小波により表面積が増大するので、同一体積の小波をもたないメタル担体 に比べて浄化性能が向上する。そして小波の存在により層流が乱流化して排気ガ スが攪拌されるため、触媒反応が促進される。さらに大波と小波の交差角度が５ 〜４５度の範囲にあれば、排気抵抗も最小限に抑制することができる。

【００１２】

【実施例】

以下、実施例により具体的に説明する。 図２に本考案の一実施例の排気ガス浄化触媒用メタル担体を示す。このメタル 担体は、平板２と波板３とを重ねて多重にロール状に巻回して形成されたハニカ ム体１と、外筒４とから構成されている。

【００１３】 平板２は板厚０．０５ｍｍのＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金から形成されている。 波板３は平板２から形成され、図１に展開して示すように、断面台形状の大波 ３０と、大波３０の延びる方向に対して角度θ₂ だけ傾いて延びる小波３１とを 有している。そして平板２と波板３とは重ねられ、ロール状に巻回されてハニカ ム体１が形成されている。

【００１４】 外筒４は板厚１〜２ｍｍのフェライト系ステンレスから円筒状に形成されてい る。そしてハニカム体１が挿入され、ロウ付けあるいは拡散接合により平板２と 波板３が、及びハニカム体１外周表面と外筒４内周表面が接合されて一体化され ている。 次に図３及び図４を参照しながら、波板３を製造する方法を説明する。図３は 製造方法の概念図、図４は製造装置の構成説明図である。

【００１５】 図示しないアンコイラなどに装着されたコイル材５から繰り出された平板２は 、ピンチローラ６０を介して送りローラ６１により前方へ送り出される。さらに テンション制御機６２によって送り量を最適に制御しながら予備成形ロール６３ に通して予備成形体３２を形成し、仕上成形ロール６４に通して波板３を形成す る。その後カッターで所定長に切断される。ここで予備成形ロール６３の軸方向 は、仕上成形ロール６４の軸方向に対してθ₁ （５〜４５度）だけ傾斜している 。したがって予備成形体３２の波形状部分は、加工硬化による降伏点上昇によっ て成形されにくくなり、仕上成形ロール６４を通過後も細かい凹凸として残る。 これが小波３１となり大波３０に対して角度θ₂ で傾斜している。

【００１６】 なお、本実施例の波板製造方法では、予備成形体３２の形状と仕上成形後の波 板３の形状との間に表１のような関係が必要であることがわかっている。この範 囲から外れると成形が困難となり、変形や破損が生じる場合がある。

【００１７】

【表１】 ちなみに本実施例の場合は、ｈ＝１．３ｍｍ、ｐ＝２．４５ｍｍ、ｌ₁ ＝３． ７ｍｍ、Ｈ＝１．３ｍｍ、Ｐ＝２．４５ｍｍ、ｌ₂ ＝３．７ｍｍ、θ₁ ＝３０度 、θ₂ ＝３０度である。

【００１８】 この波板３を用いて得られた本実施例のメタル担体では、排気抵抗は約１０％ 増大しただけで充分実用範囲にあった。また従来の小波をもたないハニカム体に 比べると、波の加工方向の剛性は低下するが、特公昭５９−３２１８３号公報に 開示された小波付きのハニカム体に比べれば剛性が向上する。 なお、本実施例では大波３０の形状を断面台形状としたが、図５に示すように 断面サインカーブ状としても同様であり、表１の条件を満足すれば成形が可能で ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のメタル担体の波板の要部斜
視図である。

【図２】本考案の一実施例のメタル担体の構成説明図で
ある。

【図３】本考案の一実施例のメタル担体の波板の製造方
法の説明図である。

【図４】本考案の一実施例のメタル担体の波板の製造装
置の説明図である。

【図５】本考案の他の実施例のメタル担体の波板の要部
斜視図である。

【符号の説明】

１：ハニカム体 ２：平板 ３：波板 ４：
外筒 ３０：大波 ３１：小波

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板と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、該ハニカム体が挿入保
   持された外筒と、からなるメタル担体において、該波板
   は、該ハニカム体の軸方向に延びる大波と、該大波と交
   差する方向に延びる小波とをもつことを特徴とする排気
   ガス浄化触媒用メタル担体。