JPH0541782Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、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、一般にハニカム構造
体が用いられている。

そして、触媒が付着されるこの種ハニカム構造
体としては、従来、帯状の金属箔等よりなる各１
枚の波板材と平板材とを１組とし、その１組が一
端をそろえ束ねて巻き付けられると共に、波板材
と平板材とがろう材を介して接合された、ロール
状のものが用いられている。

「考案が解決しようとする課題」 ところで、このような従来のハニカム構造体を
用いた担持母体にあつては、次の問題が指摘され
ていた。

第１に、特に大きな担持母体用のハニカム構造
体の成形に際しては、接合用のろう材を介して１
組の波板材と平板材とが、重ねられ多層にわたり
何回も多数回、繰り返し巻き付けられる。そして
係る巻き取り段階において、巻き取り力が、肉厚
の薄い波板材に特に直接的集中的に加わるので、
波板材が大きく変形してしまうことが多々あつ
た。もつてこれにより、成形されたハニカム構造
体も変形し、特に真円状のものの成形が困難であ
る等の問題が指摘されていた。

第２に、特に大きな担持母体用のハニカム構造
体の成形に際しては、上述と同様に、１組の波板
材と平板材とが、各々接合用のろう材を介しつ
つ、重ねられ多層にわたり何回も巻きつけられ
る。従つて、特に長い帯状の波板材と平板材を用
いることを要し、成形に際しては、このような長
い波板材と平板材とが、一端をそろえて重ね合わ
せられて位置決めされる。

しかしながら、このように各々１枚で長い波板
材と平板材とを、各々接合用のろう材を介しつ
つ、全体に精度高く重ね合わせて位置決めするこ
とは、容易でなく問題となつていた。更に、例え
精度高く重ね合わせられたとしても、次の巻き取
り段階において、このような重ね合わせ位置決め
が狂つてしまうことが多々あり、問題となつてい
た。

第３に、このようなハニカム構造体の成形は、
波板材および平板材の切断、重ね合わせ、巻き取
りの各作業段階に分けて行われている。そして、
１組の波板材と平板材とを束ねて巻き付ける巻き
取り段階においては、巻き取り力が強くきつく巻
き過ぎると、ハニカム構造体が予定のものより小
さくなり過ぎ、逆に、巻き取り力が弱く緩く巻き
過ぎると、ハニカム構造体が予定のものより大き
くなり過ぎる、という難点があつた。

すなわち、担持母体の用途に応じ各種サイズ、
形状のハニカム構造体が成形されるが、従来のハ
ニカム構造体は、各々接合用のろう材を介しつ
つ、１組の波板材と平板材とを多層にわたり何回
も巻き付けることにより成形されていたので、巻
き取り力の強弱等の微妙な巻き取り条件次第で、
予定した大きさのハニカム構造体が得られなくな
ることが多々あつた。このように、正確に同一大
きさ、形状のハニカム構造体つまり担持母体が得
られず、製品にばらつきが生じやすい、という問
題があつた。

以上の第１，第２，第３により、従来のハニカ
ム構造体を用いた担持母体にあつては、品質面、
強度面、製造時間面、コスト面等に種々の問題が
あつた。

更に、これらに加え、従来のハニカム構造体を
用いた担持母体にあつては、次の問題も指摘され
ていた。すなわち、自動車エンジン等の排気ガス
は、担持母体を通過し担持母体に付着された触媒
と反応することにより、清浄化されるが、管によ
つて担持母体へと送られてきた排気ガスは、その
中央部側と外周部側とで流速が異なつており、一
般に、抵抗が少ない中央部側の流速が大となつて
いる。これに対し従来の担持母体にあつては、そ
の中央部側と外周部側とで密度が均一であり、セ
ルの空孔面積・表面積つまりセル密度が均一とな
つている。

さてそこで排気ガスは、中央部側が外周部側に
比し流速が大である状態のまま、このような担持
母体中を通過して行くので、排気ガスの清浄化効
率に問題が指摘されていた。つまり、流速が大で
ある中央部側と、流速が小さい外周部側とで、付
着された触媒による排気ガスの清浄化にアンバラ
ンスが生じ、清浄化のための反応に優劣が発生
し、結局、清浄化効率が悪くなるという難点が指
摘されていた。

従来例では、このような点が指摘されていた。

本考案は、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つて、１組
の波板材と平板材とを複数組、一端をそろえ一定
中心として束ねて巻き付けると共に、ろう材を介
して接合したハニカム構造体を用いたことによ
り、第１に、その波板材等の変形も少なく、又第
２に、波板材と平板材とを精度高く重ね合わせて
位置決めすることができ、更に第３に、その大き
さ、形状等のばらつきもない、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。又、
請求項２にあつては、更に、大きな波形の波板材
と小さな波形の波板材とを採用すると共に、それ
らの組の長さを異ならしめたことにより、これら
に加え第４に、通過する排気ガスの流速を中央部
側と外周部側とで均一にすることが可能な、排気
ガス浄化装置用の担持母体をも提案するとを目的
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考案の技術的手段は、次
のとおりである。まず、請求項１については次の
とおり。すなわち、この排気ガス浄化装置用の担
持母体は、帯状で波形の凹凸が連続的に折曲形成
された波板材と、帯状で平坦な平板材とを１組と
し、これらの複数組が一端をそろえ一度に重ね合
わせられると共に、該一端を１個の一定中心とし
束ねて同方向に巻き付けられてなり、かつ、この
ような各組および各組間で隣接する前記波板材と
平板材とが、それぞれろう材を介して接合された
ロール状をなし、触媒が付着されるハニカム構造
体を有してなつている。次に、請求項２について
は次のとおり。すなわち、この排気ガス浄化装置
用の担持母体は、請求項２の排気ガス浄化装置用
の担持母体において、前記波板材として、波の高
さとピツチが大きい大きな波形の波板材と、これ
に比し波の高さとピツチが小さい小さな波形の波
板材とが用いられると共に、該大きな波形の波板
材と前記平板材との組の長さが、該小さな波形の
波板材と前記平板材との組の長さより、長く設定
されている。そして、これらの複数組が一端をそ
ろえ束ねて巻き付けられ、接合されたロール状を
なし、その中央部側では各組が層をなして巻回さ
れてといるのに対し、外周部側では該大きな波形
の波板と前記平板材との組だけが巻回されてい
る。

「作用」 本考案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。

この担持母体は、波板材と平板材とを１組と
し、これらの複数組が、一端をそろえて一定中心
とし束ねて巻き付けられると共に、各波板材と平
板材間がろう材を介して接合された、ハニカム構
造体を有してなる。

そこで第１に、ハニカム構造体の成形に際し、
その巻き取り段階における巻き取り力は、複数組
の各層の波板材に対し分散して加えられる。もつ
て、波板材の変形が少なく、例えば、真円状のハ
ニカム構造体の成形も容易である。

第２に、複数組のものが巻き付けられるので、
波板材および平板材は、この種従来例に比し大幅
に短いものが用いられる。従つて、ハニカム構造
体の成形に際し、短い波板材と平板材は、各々接
合用のろう材を介しても、極めて容易に一端をそ
ろえ精度高く重ね合わせて位置決めされる。又、
巻き取り段階において、このような位置決めが狂
うことも防止される。

第３に、複数組のものが巻き付けられるので、
波板材および平板材は、その巻き取り回数が少な
い。そこで、各々接合用のろう材を介しても、巻
き取り力の強弱等の微妙な巻き取り条件等に左右
されにくく、正確に同一大きさ、形状のハニカム
構造体が得られることになる。

なお、上述の第１，第２，第３の各点は、特に
大きな担持母体のハニカム構造体において、顕著
となる。

又、請求項２の排気ガス浄化装置用の担持母体
では、更に、大きな波形の波板材と小さな波形の
波板材とを採用すると共に、大きな波形の波板材
の組の方をより長く設定してあり、ロール状の中
央部側では、各組が層をなして巻回されセル密度
が大となつているのに対し、外周部側では、大き
な波形の波板材の組だけが巻回され、セル密度が
より小となつている。

これに対し、管によつて送られてきた排気ガス
は、中央部側の流速が外周部側より大となつてい
るが、このような担持母体により、その流速を、
中央部側と外周部側とで均一化し、もつて排気ガ
スを均一に清浄化でき、その清浄化効率を向上さ
せることができるようになる。

「実施例」 以下本考案を、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、本考案の実施例を示す正面図であ
る。第２図は、その成形段階を示す正面図であ
る。

まず、その構成等について説明する。

この担持母体の触媒が付着されるハニカム構造
体は、次のごとくなつている。すなわち、帯状で
波形の凹凸が連続的に折曲形成された波板材１
と、帯状で平坦な平板材２とを１組Ａとし、これ
らの複数組A₁，A₂，A₃，A₄が、一端B₁，B₂，
B₃，B₄をそろえ一度に重ね合わせられると共に、
この一端のB₁，B₂，B₃，B₄を１個の一定中心と
し、束ねて同方向に巻き付けられた、ロール状を
なしている。

すなわち、これらについて詳述すると、波板材
１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、所定のごとく折曲成形さ
れてなる。平板材２も、同様の金属箔等が用いら
れる。そして、ハニカム構造体の成形に際して
は、まず、この図示例では同じ長さに切断された
一定大きさの波板材１と平板材２を、ろう材（図
示せず）を挟んで１組Ａとし、これらの適宜複数
組A₁，A₂，A₃，A₄つまり図示例では４組が、第
２図のごとく、その各一端B₁，B₂，B₃，B₄をそ
ろえ、かつ、ろう材（図示せず）を介して、一度
に重ね合わせて位置決めされる。

それから、これら複数組A₁，A₂，A₃，A₄が、
一定中心に各一端B₁，B₂，B₃，B₄をそろえ、各
一端B₁，B₂，B₃，B₄を共通の１個の略線状の一
定中心としつつ、束ねて所定巻き取り力を加えら
れることにより、第１図に示すごとく、各層が共
通の同じ方向に数回巻き取られて巻き付けられ
た、正面真円状に成形される。波板材１の各波の
頂部、谷部の外側は、介装されたろう材（図示せ
ず）の加圧、加熱により、それぞれ平板材２に接
合される。

このようにして波板材１の各空間が、平板材２
によつ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３の平面的集合体たるハニカ
ム構造体が形成される。そして波板材１と平板材
２は、その各セル壁を構成し、触媒が付着せしめ
られる。なお担持母体は、このようなハニカム構
造体を、略円筒状の外枠たるケース（図示せず）
内に挿入することにより使用される。

以上が構成等の説明である。以下その作動等に
ついて説明する。

自動車エンジン等の排気ガスは、清浄装置を通
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の各セル３を通過
し、そのセル壁を構成する波板材１と平板材２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、このハニカム構造体は、波板材１
と平板材２とを１組Ａとし、これらの複数組A₁，
A₂，A₃，A₄が、一端B₁，B₂，B₃，B₄をそろえ
一定中心としつつ、同時に束ねて巻き付けられ、
介装されたろう材（図示せず）により接合されて
なる。

そこで、このハニカム構造体を備えた担持母体
は、次の第１，第２，第３のごとくなる。

第１に、ハニカム構造体の成形に際し、その巻
き取り段階における巻き取り力は、複数組A₁，
A₂，A₃，A₄の各層の波板材１に対し、分散して
加えられる。つまり、前述したこの種従来例のご
とく、直接的集中的に加えられることが回避され
る。もつて、肉厚の薄い波板材１の変形が少な
く、ハニカム構造体は、極めて真円度の高いもの
となつている。

第２に、複数組A₁，A₂，A₃，A₄のものが巻き
付けられるので、波板材１および平板材２として
は短いものが用いられる。つまり、前述したこの
種従来例のごとく、ろう材を介しつつ各々１枚で
長いものが用いられることはなく、波板材１およ
び平板材２としては、より短いものが用いられ
る。従つて、ハニカム構造体の成形に際し、この
ように短い波板材１と平板材２は、各々接合用の
ろう材を介しても極めて容易に、一端をそろえ精
度高く重ね合わせて位置決めれる。又、次の巻き
取り段階において、このような位置決めが狂うこ
とも防止される。

第３に、複数組A₁，A₂，A₃，A₄のものが巻き
付けられるので、波板材１および平板材２は、そ
の巻き取り回数が少ない。つまり、前述したこの
種従来例のごとく、各１枚で長いものが、各々接
合用のろう材を介しつつ多層にわたり何回も巻き
付けられることなく、波板材１および平板材２の
巻き取り回数はより少ない。そこで、巻き取り力
の強弱等の微妙な巻き取り条件等に左右されにく
く、その影響を受けることなく、正確に同一大き
さのハニカム構造体が得られるに至る。

なお、上述の第１，第２，第３の各点は、特に
大きな担持母体のハニカム構造体において、顕著
となる。以上が作動等の説明である。

「他の実施例」 第３図は、本考案の他の実施例を示す正面図で
ある。

この第３図の実施例にあつては、上述の第１図
の実施例におけるものと異なり、波板材１とし
て、大きな波形つまり波の高さとピツチが大きな
波板材１₁と、これに対し小さな細かい波形つま
り波の高さとピツチが小さな波板材１₂とが、組
み合わせて用いられている。そして、大きな波形
の波板材１₁と平板材２の組Ｃが、２組C₁，C₂、
又、小さな波形の波板材１₂と平板材２の組Ｃが、
２組ずつ４組C₃，C₄，C₅，C₆用いられてなる。
更に、大きな波形の波板材１₁が用いられた２組
C₁，C₂の長さが長く、小さな波形の波板材１₂が
用いられた４組C₃，C₄，C₅，C₆の長さがより短
く、それぞれ設定されている。

そして、このような６組C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，
C₆が、各一端D₁，D₂，D₃，D₄，D₅，D₆をそろ
え、例えばC₂，C₅，C₆，C₁，C₃，C₄の組の順に
束ねて巻き付けられ、ロール状のハニカム構造体
を構成している。従つて、このハニカム構造体に
あつては、中央部では、６組C₁，C₂，C₃，C₄，
C₅，C₆が層をなし巻回され、途中から外周部で
は、２組C₁，C₂だけが巻回されてなる。

第３図の実施例は、このように構成されてい
る。そこで次のようになる。

すなわち、このハニカム構造体は、大きな波形
の波板材１₁と、小さな細かい波形の波板材１₂と
が組み合わされ、その中央部側と外周部側とで、
担体としての空孔面積・表面積つまり、セル３密
度を、徐々に自在に変化させてなる。つまり、ロ
ール状の中央部側では、セル３密度が大となつて
いるのに対し、ロール状の外周部側では、セル３
密度が小となつている。

ところで、管により送られてきた排気ガスは、
その中央部側と外周部側とで流速が異なり、中央
部側の流速が大となつている。これに対し、この
ハニカム構造体を用いた担持母体にあつては、中
央部側のセル３密度が大で外周部側のセル３密度
が小となつているので、具体的には、このような
セル３密度を排気ガスの流速の相違に対応すべく
調整し、各々のセル３密度を細かく対応設定する
ことにより、このような排気ガスに対応した適切
な空孔面積のものが、自在に得られることにな
る。

このようにして、担持母体を通過する排気ガス
の流速を、その中央部側と外周部側とで均一にで
き、もつて、付着された触媒による排気ガスの清
浄化を均一に実現でき、その清浄化効率を向上せ
しめることができるようになる。

なお第１に、次のような更に他の実施例も可能
けである。すなわち、波板材１と平板材２とを、
第１，３図の実施例とは異なり完全に巻き取らず
略渦巻き状に若干巻き付け、かつ、第３図の実施
例に準じ波板材１として大きな波形の波板材１₁
と小さな波形の波板材１₂とを交互に用い、更に
各波板材１₁，１₂についても、ハニカム構造体の
中央部側の波形が小さく密で、外周部側の波形が
より大きく疎としてなる、他の実施例も可能であ
る。

そしてこのように構成された他の実施例にあつ
ても、前述の第３図の実施例におけると同様な利
点を備えてなる。つまり、その中央部側と外周部
側とで、担体としての空孔面積等を自在に設定で
き、もつて、排気ガスの清浄化効率を向上せしめ
ることができる。

第２に、前述の第３図の実施例および更に他の
実施例において、その他各部材の構成、機能およ
び作動等は、前述の第１図の実施例において説明
したところに準じるので、その説明は省略する。

第３に、更に本考案のハニカム構造体におい
て、波板材１の波の形状およびその組み合わせ等
は、その他各種のものが考えられ、又、波板材１
と平板材２との組数およびその巻き付け方式も、
その他各種のものが可能である。

「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、１組の波板材と平板材
とを複数組、一端をそろえ一定中心として束ねて
巻き付けると共に、ろう材を介して接合したハニ
カム構造体を用いてなるので、次の効果を発揮す
る。

第１に、このハニカム構造体は、波板材の変形
が少なく、例えば極めて真円度の高いものの成形
も容易である。

第２に、このハニカム構造体は、波板材と平板
材とが容易に精度高く重ね合わせて位置決めさ
れ、又、その位置決めが巻き取りにより狂うこと
なく形成されている。

第３に、微妙な巻き取り条件等に左右されず、
正確に同一大きさ、形状のハニカム構造体が得ら
れるので、製品のばらつきが防止される。

以上の第１，第２，第３により本考案の担持母
体は、品質面が安定し剛性等の強度面に優れ、製
造時間も短縮され更にコスト面にも優れている。

又、請求項２の排気ガス浄化装置用の担持母体
は、更に、大きな波形の波板材と小さな波形の波
板とを採用すると共に、それらの組の長さを異な
らしめたことにより、次の効果を発揮する。

すなわち、これらに加え第４に、通過する排気
ガスの流速を、中央部側と外周部側とで均一にす
ることが可能となる。そこで、付着された触媒に
よる排気ガスの清浄化が、アンバランスそして優
劣なく均一に実現され、もつて、排気ガスの清浄
化効率が向上することになる。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、その発
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、本考案に係る排気ガス浄化装置用の
担持母体の実施例を示す、正面図である。第２図
は、その成形段階を示す正面図である。第３図
は、本考案の他の実施例を示す、正面図である。 １，１₁，１₂……波板材、２……平板材、３…
…セル、Ａ……組、A₁，A₂，A₃，A₄……複数
組、B₁，B₂，B₃，B₄……一端、Ｃ……組、C₁，
C₂，C₃，C₄，C₅，C₆……複数組、D₁，D₂，D₃，
D₄，D₅，D₆……一端。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 帯状で波形の凹凸が連続的に折曲形成された
   波板材と、帯状で平坦な平板材とを１組とし、
   これらの複数組が一端をそろえ一度に重ね合わ
   せられると共に、該一端を１個の一定中心とし
   束ねて同方向に巻き付けられてなり、かつ、こ
   のような各組および各組間で隣接する前記波板
   材と平板材とが、それぞれろう材を介して接合
   されたロール状をなし、触媒が付着されるハニ
   カム構造体を有してなること、 を特徴とする排気ガス浄化装置用の担持母体。 (2) 請求項１記載の排気ガス浄化装置用の担持母
   体において、前記波板材として、波の高さとピ
   ツチが大きい大きな波形の波板材と、これに比
   し波の高さとピツチが小さい小さな波形の波板
   材とが用いられると共に、該大きな波形の波板
   材と前記平板材との組の長さが、該小さな波形
   の波板材と前記平板材との組の長さより、長く
   設定されており、 これらの複数組が一端をそろえ束ねて巻き付
   けられ、接合されたロール状をなし、その中央
   部側では各組が層をなして巻回されているのに
   対し、外周部側では該大きな波形の波板と前記
   平板材との組だけが巻回されていること、 を特徴とする排気ガス浄化装置用の担持母体。