JPH06205986A - X−ラップタイプのメタルハニカム体 - Google Patents

X−ラップタイプのメタルハニカム体

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JPH06205986A
JPH06205986A JP5016816A JP1681693A JPH06205986A JP H06205986 A JPH06205986 A JP H06205986A JP 5016816 A JP5016816 A JP 5016816A JP 1681693 A JP1681693 A JP 1681693A JP H06205986 A JPH06205986 A JP H06205986A
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JP
Japan
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honeycomb body
metal honeycomb
stacks
type metal
wrap type
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Application number
JP5016816A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Usui
正佳 臼井
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 X−ラップタイプのメタルハニカム体におい
て、特にメタルハニカム体を構成するスタック同士の当
接部となるメタルハニカム体の中心部において、優れた
耐久性を有するものを提供する。 【構成】 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交
互に所望段数に積重ねた少なくとも二つのスタック(X
1 〜Xn )を使用し、前記各スタック(X1〜Xn )を
一端の当接端で相互に当接させるとともに、該当接体を
同一方向に巻回して製作した排気ガス浄化用触媒を担持
するためのX−ラップタイプのメタルハニカム体(X
H)において、前記X−ラップタイプのメタルハニカム
体(XH)は、(i) 各スタック(X1 〜Xn )の前記平
板状帯材と波板状帯材の少なくとも一方を、当接端にお
いて他のスタックに対して面状に当接する面状当接端を
有するもので構成し、かつ、(ii) 前記面状当接端を介
して各スタック(X1 〜Xn )の当接端を固着して製作
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自動車の排気
ガス浄化手段として排気管系統に介装されて使用される
メタルハニカム体に関する。更に詳しくは、本発明はメ
タルハニカム体、特に排気ガス浄化用触媒を担持するた
めのX−ラップタイプのメタルハニカム体において、そ
の構成要素である各スタック(stack )の当接端におけ
る各スタック同士の固着強度が改善されたものを提供し
ようとするものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の自動車の排気ガス浄化手
段として、セラミックス製のモノリスタイプの排気ガス
浄化用の触媒を担持するための担体に代ってメタル製の
モノリスタイプのものが注目されて来ている。一般に、
金属製モノリスタイプの排気ガス浄化用の触媒を担持さ
せるためのメタル担体は、耐熱性の薄肉鋼板の平板状帯
材と波板状帯材を相互に当接するように重積し、これを
一括渦巻状に巻回成形して製作した軸方向に排気ガス通
路のための多数の網目状通気孔路(以下、セルとい
う。)を有するハニカム状積層体(以下、メタルハニカ
ム体という。)と、前記メタルハニカム体を内部に填装
し、固着するための両端が開口した筒状の金属製ケーシ
ングとから構成されるものである。
【0003】そして、前記メタルハニカム体と金属製ケ
ーシングとは、排気ガス自体の高温度及び排気ガス浄化
用触媒との発熱反応による高い温度雰囲気下で生起する
熱膨張や熱的応力に耐えるように、また自動車走行時の
激しい振動に耐え得るようにろう接または溶接などによ
り強固に固着される。なお、メタルハニカム体を構成す
る平板状帯材と波板状帯材の当接部は種々の方法により
固着されることはいうまでもないことである。
【0004】前記した巻回タイプのメタルハニカム体
は、セラミック製のモノリスタイプのものより種々の点
で優れているものの、前記した厳しい熱的条件下で生起
する大きな熱応力に対してまだ改善の余地を残すもので
ある。特に、金属ケーシングの内壁面と当接するメタル
ハニカム体の外周部及びその近傍部位に、過大な熱応力
が集積するため、メタルハニカム体を構成する平板状帯
材や波板状帯材が座屈したり、破損や亀裂をおこしたり
して耐久性を低下させる。
【0005】最近、前記した渦巻状巻回タイプのメタル
ハニカム体にかえて、ハニカム構造のメタルハニカム体
を構成する最小単位、即ち当接関係にある一組の平板状
帯材と波板状帯材から成る最小単位において、その最小
単位の端部が夫々、金属ケーシングの内壁面に当接する
構造のメタルハニカム体が提案されている。例えば、特
開昭62−273050号、特開昭62−273051
号、特開平1−218637号、特開平4−22785
5号などに、放射状タイプ、S字状タイプ、X−ラップ
タイプのメタルハニカム体が提案されている。
【0006】この種のものは、前記した渦巻状巻回タイ
プのメタルハニカム体においては、一つの最小単位の端
部が金属ケーシングの内壁面に当接するのに対し、所定
の数の複数の最小単位の端部が金属ケーシングの内壁面
に当接するため、各端部において熱応力を吸収、緩和さ
せることが出来、メタルハニカム体の耐久性を向上させ
ることができるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た渦巻状巻回タイプでないタイプのメタルハニカム体に
おいて、特にX−ラップタイプのメタルハニカム体にお
いては、その構造上、中心部の耐久性について特段の配
慮がなされなければならないものである。本発明は、X
−ラップタイプのメタルハニカム体の中心部における耐
久性を向上させる手段を講じ、耐久性に優れたX−ラッ
プタイプのメタルハニカム体を提供しようとするもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交互に
所望段数に積重ねた少なくとも二つのスタック(X1
n )を使用し、前記各スタック(X1 〜Xn )を一端
の当接端で相互に当接させるとともに、該当接体を同一
方向に巻回して製作した排気ガス浄化用触媒を担持する
ためのX−ラップタイプのメタルハニカム体(XH)に
おいて、前記X−ラップタイプのメタルハニカム体(X
H)が、(i) 各スタック(X1 〜Xn )の前記平板状帯
材と波板状帯材の少なくとも一方を、当接端において他
のスタックに対して面状に当接する(面と面で接する)
面状当接端を有するもので構成し、かつ、(ii) 前記面
状当接端を介して各スタック(X1 〜Xn )の当接端を
固着したものである、ことを特徴とするX−ラップタイ
プのメタルハニカム体に関するものである。
【0009】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は、図示
のものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。
【0010】本発明が改善の対象としているX−ラップ
タイプのメタルハニカム体(XH)体は、図6に示され
る形状のものである。なお、図7は、X−ラップタイプ
のメタルハニカム体の中心部の拡大図である。本発明に
係わるX−ラップタイプのメタルハニカム体の断面形状
構造は、図6のものに限定されず、例えば特開平4−2
27855号などに開示されたものが対象となる。前記
したX−ラップタイプのメタルニカム体(XH)は、
(イ)薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交互に
所望段数に積み重ねて少なくとも二つ以上の複数のスタ
ック(stack )を形成し、(ロ)前記各スタックを一端
で相互に所望の治具等を用いて当接させ、(ハ)次いで
当接体を同一方向に巻回成形する、という製作工程によ
り製作されるものである。図6のものは、(イ)の段階
で4個のスタック(X1 〜X4 )を形成し、(ロ)の段
階で各スタックの一端を90°の交角をもって当接さ
せ、(ハ)の段階で巻回成形してX−ラップタイプのメ
タルハニカム体(XH)としたものである。
【0011】図6に示されるように前記したX−ラップ
タイプのメタルハニカム体(XH)は、金属ケーシング
(C)内に収容、固着されてメタル担体(MC)とされ
るもので、メタル担体(MC)の主要な構成要素となる
ものである。前記したX−ラップタイプのメタルハニカ
ム体(XH)を主要な構成要素とするメタル担体(M
C)において、該メタルハニカム体(MC)が金属ケー
シング(C)の内壁面に当接する部位及びその近傍部位
の耐久性は、前記した理由により改善されるものの、そ
の中心部においては、次のような欠点を有するものであ
る。即ち、X−ラップタイプのメタルハニカム体(X
H)の中心部においては、図7に示されるように、例え
ば第1スタック(X1 )と第4スタック(X4 )に注目
すると、第1スタック(X1 )の当接端は、第4スタッ
ク(X4 )を構成する平板状帯材(箔材)に直角に当接
するものである。
【0012】しかしながら、前記当接部をミクロ的にみ
ると、第1スタック(X1 )の各平板状帯材(1´)と
各波板状帯材(2´)の当接部のエッジ部は、第4スタ
ック(X4 )の平板状帯材に直角に当接しているだけで
あり、該当接部をろう接などにより固着しても十分な固
着状態が得られないものである。そして、この固着部分
にメタルハニカム体(XH)の使用下における大きな熱
応力や、振動が印加されると、当接部に間隙を生じて相
互に分離したり、分離と並行して各帯材(1´,2´)
の破損、亀裂などが生起し、著しく耐久性を損ねてしま
う。図7中、(3´)はセルである。なお、X−ラップ
タイプのメタルハニカム体の断面形状、構造により、各
スタック(X1 〜Xn )の当接関係は必ずしも90゜で
なく、任意の角度で当接されるが、その場合でも前記し
た状況は同じである。
【0013】本発明は、前記したX−ラップタイプのメ
タルハニカム体(XH)において、特に中心部の耐久性
を向上させる手段を講じる点に最大の特徴を有するもの
である。そのため、本発明においては、X−ラップタイ
プのメタルハニカム体(XH)を構成する所望の数の各
スタック(X1 〜Xn 、n は任意の整数)において、該
スタックを構成する平板状帯材(1)と波板状帯材
(2)の少なくとも一方を、当接端において他のスタッ
クの構成部材、即ち他のスタックの平板状帯材に対して
面と面で接する面状当接端を有するように構成し、該面
状当接端を介して各スタック(X1 〜Xn )を固着する
ようにする。本発明において、面状とは従来のエッジ部
が当接している状態、例えば点当接に対する相対的な用
語であり、必ずしも平面状でなく、わん曲のものも包含
するものである。以下、X−ラップタイプのメタルハニ
カム体の中心部、即ちメタルハニカム体を構成する各ス
タック(X1 〜Xn )がその一端の当接端において相互
に当接する部位において、その耐久性を向上させるため
の具体的な手段について図面を参照して説明する。
【0014】図1は、本発明のX−ラップタイプのメタ
ルハニカム体(XH)の中心部(各スタック同士の当接
部)の耐久性を向上させるための第一実施態様を説明す
る図である。図1は、前述の図7に対応するもの(但
し、第4スタックを省略している。)で、各スタックの
当接端において、耐久性の向上手段である平板状帯材
(1)及び波板状帯材(2)の少なくとも一方に形成さ
れる面状当接端が強調されて図示されている。第一実施
態様においては、平板状帯材(1)の当接端において、
略L字状の面状当接端(11)が形成される。本発明にお
いて、前記した面状当接端を有する平板状帯材(1)を
使用してX−ラップタイプのメタルハニカム体を製作す
るには、図示のように波板状帯材(2)とともに前記帯
材(1,2)を所望の段数に積重ねてスタックを構成
し、各スタックの端部をろう接などにより固着して、次
いで固着されたスタック同士を同一方向に巻回成形すれ
ばよい。なお、平板状帯材(1)と波板状帯材(2)を
当接させることにより排気ガスの通路となる多数の網目
状通気孔路(セル)(3)が自動的に形成される。
【0015】本発明において、前記X−ラップタイプの
メタルハニカム体を製作するために使用される平板状帯
材(1)として、通常のメタルモノリスタイプのハニカ
ム体を製作するときに使用されている帯材、例えばクロ
ム鋼(クロム13〜25%)、Fe −Cr 20%−Al
5%などの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこれに耐酸
化性を改善するために希土類を加えた耐熱性のステンレ
ス鋼などの厚さ0.04mm〜0.1mmの帯材が使用され
る。また、波板状帯材(2)として、前記平板状帯材
(1)から所定の略正弦波もしくは略台形波を有するよ
うに波付加工したものが使用される。特に、平板状帯材
(1)と波板状帯材(2)にAlを含有させたものやあ
るいはその表面にAl層を設けたものを熱処理して、そ
の表面にウィスカー状もしくはマッシュルーム状のアル
ミナ(Al2 3 )層を析出させたものが好ましい。前
記ウィスカー状などのアルミナ層は、Pt ,Pd ,Rh
などの排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシュ
コート層を強固に保持することができるので好ましいも
のである。
【0016】本発明のX−ラップタイプのメタルハニカ
ム体(XH)は、前記したようにメタル担体(MC)の
主要な構成要素である。前記メタル担体(MC)は、該
メタルハニカム体(XH)を金属製のケーシング(C)
内に収容し、固着して製作されるものである。前記した
金属製ケーシング(C)は、メタルハニカム体(XH)
を内部に収容し固着するためのものであり、両端が開口
し、メタルハニカム体(XH)の断面形状と同じ形状の
ものであれば何らの制約を受けるものではない。前記し
た金属製ケーシング(C)の素材として、前記メタルハ
ニカム体(XH)を構成する帯材(1,2)と同種の耐
熱鋼を用いてもよいし、更に耐熱耐食性に富むものを用
いてもよい。また、外側部分の金属材料を内側部分より
耐熱耐蝕性に富むものとした二重構造のもの、具体的に
は内側部分にフェライト系ステンレス鋼を、外側部分に
オーステナイト系ステンレス鋼を使用したものを用いて
もよい。
【0017】図2は、本発明のX−ラップタイプのメタ
ルハニカム体(XH)の中心部の耐久性を向上させるた
めの第二実施態様を説明する図である。図1の第一実施
態様と相違する点は、平板状帯材(1)の当接端に形成
される面状当接端(11)の形状が、略コ字形状のもので
ある点であり、その他の技術的構成は同じである。
【0018】図3は、本発明のX−ラップタイプのメタ
ルハニカム体(XH)の中心部の耐久性を向上させるた
めの第三実施態様を説明する図である。図1の第一実施
態様と相違する点は、平板状帯材(1)の当接端に形成
される面状当接端(11)の形状が、略J字形状のもので
ある点であり、その他の技術的構成は同じである。
【0019】図4は、本発明のX−ラップタイプのメタ
ルハニカム体(XH)の中心部の耐久性を向上させるた
めの第四実施態様を説明する図である。図1の第一実施
態様と相違する点は、平板状帯材(1)の当接端に形成
される面状当接端(11)の形状が、ループ形状のもので
ある点であり、その他の技術的構成は同じである。
【0020】図5は、本発明のX−ラップタイプのメタ
ルハニカム体(XH)の中心部の耐久性を向上させるた
めの第五実施態様を説明する図である。図1の第一実施
態様と相違する点は、平板状帯材(1)に代わって波板
状帯材(2)の当接端に面状当接端(21)をその先端部
を折曲げて平面状に形成した点であり、その他の技術的
構成は同じである。
【0021】
【発明の効果】本発明のX−ラップタイプのメタルハニ
カム体(XH)において、該メタルハニカム体を構成す
る所望の数の各スタック(X1 〜Xn )は、巻回成形の
中心となる各スタックの一端部で夫々が相互に強固に固
着される。これは、各スタック(X1 〜Xn )を構成す
る平板状帯材と波板状帯材において、その少なくとも一
方の帯材が、各スタックが当接される側の当接端におい
て、他のスタックを構成する平板状帯材に面と面で接す
る面状当接端を有するためである。従って、従来のスタ
ック同士の当接部が点当接であるのに比較して、本発明
においては面当接となり当接部が確実に確保されること
から、ろう接合などにより強固に各スタック同士が固着
される。これは、X−ラップタイプのメタルハニカム体
の耐久性の向上に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のX−ラップタイプのメタルハニカム
体において、その中心部の耐久性を向上させるための第
一実施態様を説明する図である。
【図2】 本発明のX−ラップタイプのメタルハニカム
体において、その中心部の耐久性を向上させるための第
二実施態様を説明する図である。
【図3】 本発明のX−ラップタイプのメタルハニカム
体において、その中心部の耐久性を向上させるための第
三実施態様を説明する図である。
【図4】 本発明のX−ラップタイプのメタルハニカム
体において、その中心部の耐久性を向上させるための第
四実施態様を説明する図である。
【図5】 本発明のX−ラップタイプのメタルハニカム
体において、その中心部の耐久性を向上させるための第
五実施態様を説明する図である。
【図6】 本発明が改善の対象とする従来のX−ラップ
タイプのハニカム体を利用したメタルハニカム体の正面
図である。
【図7】 本発明が改善の対象とする図6に示される従
来のX−ラップタイプのハニカム体を利用したメタルハ
ニカム体の中心部の拡大正面図である。
【符号の説明】
MC……………… メタル担体 XH……………… X−ラップタイプのメタルハニカム
体 X1 〜Xn ……… スタック C………………… 金属製ケーシング 1,1′………… 平板状帯材 2,2′………… 波板状帯材 3,3′………… セル 11,21…………… 面状当接端

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
    を交互に所望段数に積重ねた少なくとも二つのスタック
    (X1 〜Xn )を使用し、前記各スタック(X1
    n )を一端の当接端で相互に当接させるとともに、該
    当接体を同一方向に巻回して製作した排気ガス浄化用触
    媒を担持するためのX−ラップタイプのメタルハニカム
    体(XH)において、前記X−ラップタイプのメタルハ
    ニカム体(XH)が、 (i) 各スタック(X1 〜Xn )の前記平板状帯材と波板
    状帯材の少なくとも一方を、当接端において他のスタッ
    クに対して面状に当接する面状当接端を有するもので構
    成し、かつ、 (ii) 前記面状当接端を介して各スタック(X1
    n )の当接端を固着したものである、ことを特徴とす
    るX−ラップタイプのメタルハニカム体。
  2. 【請求項2】 面状当接端が、平板状帯材の先端部をL
    字形状にしたものである請求項1に記載のX−ラップタ
    イプのメタルハニカム体。
  3. 【請求項3】 面状当接端が、平板状帯材の先端部をコ
    字形状にしたものである請求項1に記載のX−ラップタ
    イプのメタルハニカム体。
  4. 【請求項4】 面状当接端が、平板状帯材の先端部をJ
    字形状にしたものである請求項1に記載のX−ラップタ
    イプのメタルハニカム体。
  5. 【請求項5】 面状当接端が、平板状帯材の先端部をル
    ープ形状にしたものである請求項1に記載のX−ラップ
    タイプのメタルハニカム体。
  6. 【請求項6】 面状当接端が、波板状帯材の先端部を折
    曲げて平面状にしたものである請求項1に記載のX−ラ
    ップタイプのメタルハニカム体。
JP5016816A 1993-01-08 1993-01-08 X−ラップタイプのメタルハニカム体 Pending JPH06205986A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117091131A (zh) * 2023-09-01 2023-11-21 华帝股份有限公司 蜂窝体、蜂窝体制作方法和红外燃烧器

Cited By (2)

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CN117091131A (zh) * 2023-09-01 2023-11-21 华帝股份有限公司 蜂窝体、蜂窝体制作方法和红外燃烧器
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