JPH08158861A

JPH08158861A - メタル担体

Info

Publication number: JPH08158861A
Application number: JP6324020A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Usui; 正佳臼井
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】メタル担体の主要な構成要素である触媒担持
部を、従来の薄肉金属板製の平板と波板を相互に当接さ
せ、固着させたハニカム構造体とは全く異なったものと
し、耐熱疲労性に優れるとともに、経済性に優れた排気
ガス浄化用のメタル担体を提供する。【構成】排気ガス浄化用触媒装置に使用されるメタル
担体において、前記メタル担体が、(1) 中心部に所望径
で所望長の中空筒状体部を有するとともに、前記中空筒
状体部の中心軸に平行させて所望枚数の薄肉金属板製の
平板または波板を前記中空筒状体部の外周に沿って放射
状に配列させて構成した排気ガス浄化用触媒を担持する
ための平板または波板の放射状配列体、(2) 前記放射状
配列体の一側端部を固定する一側端固定板であって、そ
の中心部に前記中空筒状体部の径と略同一の排気ガス流
入口を有する一側端固定板、及び、(3) 前記放射状配列
体の他側端部を固定する他側端固定板、とから構成され
たことを特徴とするメタル担体。

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
スの浄化手段として排気系統の途中に介装されて使用さ
れる排気ガス浄化用のメタル担体に関する。

【０００２】詳しくは、本発明は、従来にない特殊構造
の排気ガス浄化用触媒を担持するための配列体と前記配
列体の両側部を固定する金属製の固定板とから成るメタ
ル担体に関する。更に詳しくは、本発明は、特に前記メ
タル担体の主要な構成要素である配列体を、薄肉金属板
性の平板（または波板）を非当接状態に放射状に配列し
たもので構成するものであり、従来にない新しい構造の
メタル担体に関するものである。本発明により、従来の
波板と平板を当接させて構成したハニカム構造のハニカ
ム体を使用するものに比較して、格段に耐熱疲労性に優
れるとともに経済性に優れた排気ガス浄化用のメタル担
体が提供される。

【０００３】

【従来の技術】従来の典型的な排気ガス浄化用のメタル
担体は、図１２〜図１３に示されるように耐熱性で薄肉
金属板製の平板と波板で構成されるハニカム構造体であ
って、排気ガス浄化用触媒（例えばＰｔ，Ｒｈ，Ｐｄな
どを使用した触媒系）を担持するためのメタルハニカム
体（Ｈ）、及び前記メタルハニカム体（Ｈ）を内部に収
容し、固定するための金属製のケーシング（Ｃ）、とか
ら構成されるものである。なお、前記メタル担体は、当
業界においては、メタルサポート(Metal Support) また
はメタルサブストレート(Metal Substrate) といわれて
おり、略記号（ＭＳ）で表示される場合がある。本発明
の説明においても、略記号ＭＳが使用される。

【０００４】前記した従来のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）としては、種
々の構造のものが提案されている。前記した図１２〜図
１３に示されるメタルハニカム体（Ｈ）は、特に図１３
から容易に理解されるように巻回タイプと称されるもの
である。前記した従来の巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）は、例えば１００μｍ以下（好ましくは５０μｍ
以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる平板と、前記平板を
波付加工して調製した波板とを、相互に当接部を有する
ように重積し、これを一括渦巻き状に巻回成形して軸方
向に排気ガス通路のための多数の網目状通気孔路（セ
ル）（３）を持つハニカム構造のハニカム体（Ｈ）とし
たものである。

【０００５】このほか、前記メタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）として、前記
した巻回タイプのもの以外に、平板と波板からメタルハ
ニカム体（Ｈ）を製造する方法の相違により、各種の構
造のものが提案されている。

【０００６】例えば、両板（平板と波板）を階層状に相
互に当接、重積させた構造の階層タイプのもの、このほ
か、特開昭６２−２７３０５０号、特開昭６２−２７３
０５１号、特開平１−２１８６３７号、特公表３−５０
２６６０号、特開平４−２２７８５５号などに開示され
ている放射状タイプ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ、及び
Ｘ−ラップ（卍状）タイプの形状構造としたメタルハニ
カム体（Ｈ）が知られている。

【０００７】また、前記した従来のメタル担体（ＭＳ）
の金属製ケーシング（Ｃ）としては、内部に前記メタル
ハニカム体（Ｈ）を収容し、固定するための筒状体が使
用されている。前記金属ケーシング（Ｃ）の正面（断
面）形状は、メタルハニカム体（Ｈ）の正面（断面）形
状に合致させた形状のもの、例えば図１２〜図１３に示
される円形のものに限定されず、楕円形、長円形、レー
ストラック形状、多角形、その他の異形形状のものであ
ってもよいものである。

【０００８】そして、前記した従来のメタル担体（Ｍ
Ｓ）は、排気ガス系統という過酷な熱的環境条件のもと
で使用されるため、メタルハニカム体（Ｈ）を構成する
帯材（平板と波板）の当接部を強固に固着して製造され
ている。これは、メタルハニカム体（Ｈ）と金属製ケー
シング（Ｃ）が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り発生する高温度にさらされ、
このような高温雰囲気のもとで各要素に大きな熱応力が
印加されるためであり、熱応力に耐え得るようにろう接
合や溶接などの固着方式により強固に固着される。

【０００９】即ち、メタルハニカム体（Ｈ）は、前記し
た過酷な使用条件下における耐久性の確保という観点か
ら、その構成部材である平板と波板の当接部は、種々の
方法及び方式により固着される。例えば、メタルハニカ
ム体内部の所定部位の平板と波板の当接部は、種々の方
法及び方式により固着される。例えば、メタルハニカム
体内部の所定部位の平板と波板との当接部がろう接合や
溶接などにより固着される（例えば、特公昭６３−４４
４６６号、特開昭２−２１８４４２号参照）。

【００１０】一方、メタルハニカム体（Ｈ）と金属製ケ
ーシング（Ｃ）の当接面も、両要素の離体を防止すると
いう観点などから強固に固着されるものである。なお、
両要素の当接面において、印加される熱応力を吸収・緩
和させるために、前記当接面の特定部位を固着するとい
う方式も提案されている（例えば、実開昭６２−１９４
４３号参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする問題点】前記したように、従
来のメタル担体（ＭＳ）において、その主要な構成要素
であるメタルハニカム体（Ｈ）は、構成部材である平板
と波板を波板の山部及び谷部で相互に当接、固着させた
構造のものである。従って、前記当接部に触媒物質を担
持させることが出来ないため、両帯材の全表面に対する
触媒担持のための有効面積率は低いものである。より具
体的には、この種の平板と波板などの厚さ５０μｍ以下
の耐熱性ステンレス鋼箔が使用されているが、前記した
両板の当接部の面積が全表面積の１０〜３０％にも及ぶ
ため、前記触媒担持するための有効面積率は極めて低い
ものである。特に、両材（平板と波板）の強固な固着の
ために、波板の波形構造として、正弦波でなく矩形波も
しくは台形波を有するものにおいては、前記有効面積率
は低いものである。

【００１２】これを経済的観点から評価すると、メタル
ハニカム体（Ｈ）用の両板（平板と波板）として使用さ
れている前記Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ５％系などの厚
さ５０μｍ以下の耐熱鋼箔は、約１，５００円／Kgと極
めて高価なものであり、前記当接部による触媒担持のた
めの有効面積率の低下は、非経済的なものである。因み
に、メタル担体の価格に対する前記耐熱鋼箔の材料費の
比率は５０％にも及ぶものであり、有効面積率の増大化
が強く求められている。

【００１３】更に、従来のメタル担体（ＭＳ）において
検討されなければならない点は、メタル担体（ＭＳ）の
製造に適用される固着手段である。前記したように、メ
タル担体（ＭＳ）の製造において、メタルハニカム体
（Ｈ）を構成する両板（平板と波板）の当接部、及びメ
タルハニカム体（Ｈ）と金属製ケーシング（Ｃ）の当接
部は耐久性の観点からろう接合（ろう付け）や溶接など
の固着手段が適用されるものである。そして、前記固着
手段としては、生産性や固着の確実性などの観点から、
一般にろう接合方式が採用されている。しかしながら、
前記固着手段として一般に採用されているろう接合方式
において、使用されているろう材は、メタル担体の高温
雰囲気下での使用条件ということから、例えばＮｉ系、
Ｎｉ−Ｃｒ系などの高価な高温用ろう材であり、経済性
の観点からその使用量の低減化が強く求められている。
また、前記したろう材使用量の低減化の点は、両板（平
板と波板）の当接部の面積が大きなものであることか
ら、使用されるろう材が多くなり、このためろう材成分
と両板成分の合金化反応や拡散反応による両板の耐熱性
の低下、更には触媒の死活化などの問題が誘発され、こ
の面からもろう材使用量の低減化が強く求めれられてい
る。

【００１４】本発明は、前記した従来技術のメタル担体
（ＭＳ）の欠点を解消するべく創案されたものである。
本発明者は、前記した従来技術のメタル担体（ＭＳ）の
諸欠点を解消するべく検討した結果、排気ガス浄化用触
媒装置の主要な構成要素である担体の構造を抜本的に新
しい構造のものに変換することが重要であるという考え
方に到達した。

【００１５】本発明者は、前記した基本認識のもとで鋭
意検討した結果、メタル担体の主要な構成要素である排
気ガス浄化用触媒を担持させる媒体を、従来の平板と波
板を相互に当接させてハニカム構造のハニカム体とする
アプローチにかえて、所望枚数の平板（または波板）を
非当接でかつ放射状に配列させたもの（放射状配列体）
を担体としたとき、従来の前記した諸欠点が解消される
という知見を得た。本発明は、前記知見をベースにして
完成されたものであり、本発明により従来と比較して格
段に耐熱疲労性に優れるとともに経済性に優れた排気ガ
ス浄化用触媒装置に使用されるメタル担体（ＭＳ）が提
供される。

【００１６】

【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、排気ガス浄化用触媒装置に使用されるメタル
担体において、前記メタル担体が、(1) 中心部に所望径
で所望長の中空筒状体部を有するとともに、前記中空筒
状体部の中心軸に平行させて所望枚数の薄肉金属板製の
平板または波板を前記中空筒状体部の外周に沿って放射
状に配列させて構成した排気ガス浄化用触媒を担持する
ための平板または波板の放射状配列体、(2) 前記放射状
配列体の一側端部を固定する一側端固定板であって、そ
の中心部に前記中空筒状体部の径と略同一の排気ガス流
入口を有する一側端固定板、及び、(3) 前記放射状配列
体の他側端部を固定する他側端固定板、とから構成され
たことを特徴とするメタル担体に関するものである。

【００１７】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。

【００１８】図１〜図２は、本発明の第一実施態様のメ
タル担体（ＭＳ）の構造及び使用態様を説明する図であ
る。即ち、図１には本発明の第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）の一部を透視し、かつ一部を省略した斜視図が
示されている。また、図１は前記第一実施態様のメタル
担体（ＭＳ）を排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）に適用した応用
例を示すものである。図２は、図１に示される一側端固
定板（Ｃ₁）の一部を拡大した平面図である。

【００１９】図示されるように、本発明の第一実施態様
のメタル担体（ＭＳ）は、(1) 中心部に所望径で所望長
の中空筒状体部（図中、Ａで示されている。）を有する
とともに、前記中空筒状体部（Ａ）の外周面から前記中
空筒状体部（Ａ）の中心軸に平行させて所望枚数の薄肉
金属板製の平板（１）を、前記中空筒状体部（Ａ）の外
周面の周方向に沿って放射状に配列させて構成された排
気ガス浄化用触媒を担持するための放射状配列体
（Ｂ）、(2) 前記放射状配列体（Ｂ）の一側端部を固定
する一側端固定板（Ｃ₁）、及び、(3) 前記放射状配列
体（Ｂ）の他側端部を固定する他側端固定板（Ｃ₂）、
とから構成されるものである。

【００２０】そして、本発明のメタル担体（ＭＳ）の構
成において、他の重要な技術的構成は、図１に示される
本発明のメタル担体（ＭＳ）の排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）
への適用例から明らかのように、前記一側端固定板（Ｃ
₁）の中心部に排気ガス流（Ｆ）を流入させる排気ガス
流入口（Ｃａ）を有するという点である。なお、後述す
るように（図１１参照）、前記排気ガスを流入させる流
入口（Ｃａ）は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の他の応
用例においては排気ガスを流出させる流出口としての機
能をも備えていることに留意しなければならない。図１
において、本発明のメタル担体（ＭＳ）は、排気ガス路
系（Ｅ，Ｅ）へ支持部材（ステー部材）（Ｓ）を介して
固定されている。

【００２１】本発明において、前記放射状配列体（Ｂ）
を構成する各平板（１）の大きさや使用枚数は、目標と
する排気ガス浄化率（度）、排気ガス路系の大きさなど
を考慮して適宜に決めればよい。なお、いうまでもない
ことであるが、前記各平板（１）の間の間隔部が、排気
ガス流通路となるものであり、従来のメタルハニカム体
（Ｈ）のセルに対応するものである。図中、左側の排気
ガス路（Ｅ）から流入された排気ガス流（Ｆ）は、矢線
で示される経路を通じて右側の排気ガス路（Ｅ）へ排出
される。

【００２２】本発明において、前記固定板（Ｃ₁，
Ｃ₂）は放射状配列体（Ｂ）の両側部を固定するととも
に、一つの固定板はその中央部に排気ガスを流入（また
は流出）させる排気ガス流入口（または流出口）を有す
るものである。前記固定板（Ｃ₁，Ｃ₂）と放射状配列
体（Ｂ）の端部の固定は所望の方式で行なえばよい。例
えば、図２に示されているように、一側端固定板
（Ｃ₁）の壁部において、前記壁部の肉厚部の一部を利
用して放射状配列体（Ｂ）を構成する平板（１）の放射
角に対応させてスリット部（溝部）（Ｃ₁₁）を穿設し、
前記スリット部（Ｃ₁₁）に各平板（１）の一端部を嵌
合、固定すればよい。また、前記固定方式を、他端固定
板（Ｃ₂）に形成されたスリット部（Ｃ₂₁）に対しても
同様に適用すればよい。なお、固定手段としては、ろう
接合（ろう付け）、溶接など所望の方式を採用すればよ
い。

【００２３】本発明において、メタル担体（ＭＳ）を構
成する放射状配列体（Ｂ）及び固定板（Ｃ₁，Ｃ₂）
は、排気ガス路系の温度、排気ガスと担持された触媒と
の反応熱を考慮して、耐熱性のもので構成されることが
好ましい。

【００２４】本発明において、前記配列体（Ｂ）を構成
する平板（１）としては、例えば、従来のメタルモノリ
スタイプのハニカム体（Ｈ）の製作に使用されているも
のを使用すればよい。より具体的には、クロム鋼（クロ
ム１３％〜２５％）、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ５％
などの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこれに耐高温酸
化性を改善するために希土類金属（ＲＥＭ）を加えた耐
熱性のステンレス鋼など、厚さが０．０３mm〜０．１mm
程度の帯材を使用すればよい。なお、平板（１）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、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（Ａｌ₂Ｏ₃）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。なお、本発明において、前
記したように平板を波板に置換することが出来るもので
あり、前記波板としては前記した平板を所望の波形を有
するように波付加工したものを使用すればよい。また、
前記固定板（Ｃ₁，Ｃ₂）としては、例えば前記配列体
（Ｂ）を構成する平板（１）と同種の耐熱鋼を使用すれ
ばよい。

【００２５】本発明の第一実施態様のメタル担体（Ｍ
Ｓ）において、触媒の担持は、常法に従って行なえばよ
い。即ち、配列体（Ｂ）の構成部材である平板（１）の
表面に排気ガス浄化用触媒の支持体としてのウォッシュ
コート(washcoat)層を形成し、より具体的には触媒活性
を高める表面積の大きいγ−Ａｌ₂Ｏ₃をコーティング
し、次いでＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ系酸化還元触媒などの排気
ガス浄化用触媒を担持させればよい。本発明のメタル担
体（ＭＳ）への排気ガス浄化用触媒の担持は、配列体
（Ｂ）と両固定板（Ｃ₁，Ｃ₂）を組付けてから行なっ
てもよく、あるいは配列体（Ｂ）とする前段階におい
て、別言すれば各平板（１）に予め触媒を担持したもの
を使用してもよい。後者の場合、両固定板（Ｃ₁，
Ｃ₂）のスリット部（Ｃ₁₁，Ｃ₂₁）に嵌合される平板
（１）の両端部をマスキングし、ウォッシュコート層の
形成や触媒の含浸・担持が行なわれないようにすること
が好ましいことはいうまでもないことである。なお、後
者の方式は、前記部位（マスキング部位）以外でのウォ
ッシュコート層の形成や触媒の含浸処理の生産性は、一
度に多量の平板（１）を処理することができること、か
つ均一に処理することができることから好ましいもので
ある。

【００２６】本発明の前記平板（１）の放射状配列体
（Ｂ）を主要な構成要素とする第一実施態様のメタル担
体（ＭＳ）は、従来の平板と波板を相互に当接させたハ
ニカム構造のメタルハニカム体（Ｈ）を主要な構成要素
とするメタル担体とは全く異質のものである。本発明の
メタル担体（ＭＳ）においては、放射状配列体（Ｂ）を
構成する所望枚数の平板（１）は相互に非当接状態であ
るため、排気ガス路系での使用に際して放射状配列体
（Ｂ）内部に発生する大きな熱応力を効果的に吸収、緩
和することが出来る。また、放射状配列体（Ｂ）を構成
する所望枚数の平板（１）は、その両端部の固着領域を
除いて、触媒担持が出来るため高価な平板（１）の触媒
担持のための有効面積率は大きいものである。これに対
して、前記した従来のハニカム構造のメタルハニカム体
（Ｈ）においては、平板と波板を当接させ、かつ当接部
をろう接合などにより固着することを基本設計としてい
るため、前記した熱応力に基づく大きな変形力の吸収、
緩和特性、及び触媒担持のための有効面積率は本発明に
比較して著しく低いものである。

【００２７】図３は、本発明の第二実施態様のメタル担
体（ＭＳ）の一部を示す図であり、前記図２に対応する
ものである。第二実施態様のメタル担体（ＭＳ）が前記
第一実施態様（図１参照）と大きく異なる点は、放射状
配列体（Ｂ）が所望枚数の波板（２）を非当接状態に放
射状に配列されて構成されているという点であり、その
他は実質的に同じ構成である。なお、本発明において、
波板（２）の両側部は、スリット（Ｃ₁₁）への嵌合、固
定のために波付加工がされていないものが好ましいこと
はいうまでもないことである。

【００２８】図４は、本発明の放射状配列体（Ｂ）の構
成部材の変形例を示す図である。本発明においては、放
射状配列体（Ｂ）を構成する平板（１）として、図４
（ａ）に示されるように小波形（マイクロウェーブ、マ
イクロコルゲーション）（１ａ）を有するものを使用す
ることができる。排気ガス浄化能などの諸条件によって
波板の構造は異なるが、一般的には大形波としては波高
１〜２mm、ピッチ２〜５mmのもの、マイクロコルゲーシ
ョンとしては波高０．１〜０．５mm、ピッチ０．５〜２
mmのものが使用できる。また、本発明においては、放射
状配列体（Ｂ）が波板（２）で構成される場合、図４
（ｂ）に示されるように前記と同様のマイクロコルゲー
ション（２ａ）を有するものが使用できる。前記両板
（１、２）にマイクロコルゲーション（１ａ，２ａ）を
有するものは、放射状配列体（Ｂ）内部に発生する熱応
力の吸収、緩和特性に優れるとともに触媒担持量の増大
化というメリットを持つものである。

【００２９】図５は、本発明の第三実施態様のメタル担
体（ＭＳ）の一部を示す図であり、前記図２に対応する
ものである。図５において、特に留意すべき点は、所望
枚数の平板（１）を非当接状態に放射状に配列して構成
した放射状配列体（Ｂ）と一側端固定部（Ｃ₁）との固
定方式である。即ち、両要素（Ｂ，Ｃ₁）は、一側端固
定板（Ｃ₁）の壁部を跨設して配設されたスリット部
（Ｃ₁₁）を介して固定されるものである。なお、前記第
一〜第二実施態様においては、スリット部（Ｃ₁₁）は壁
部の肉厚部の一部を利用して配設されたものである。

【００３０】図６は、本発明の第四実施態様のメタル担
体（ＭＳ）の一部を示す図である。第四実施態様の大き
な特徴点は、中心部の中空筒状体部（Ａ）が、有孔性
（多孔性）の中空筒状体（Ｄ）で構成されているという
点である。前記有孔性の中空筒状体（Ｄ）は、排気ガス
を中空筒状体内部から放射状配列体（Ｂ）側へ流出させ
るもの（図１参照）、あるいは排気ガスを放射状配列体
（Ｂ）から中空筒状体内部へ流入させるもの（後述する
図１１参照）であれば、特段の制約を受けない。前記有
孔性の中空筒状体（Ｄ）は、例えばその中心軸に平行及
び／又は直交する方向に長孔を有したり、あるいは所望
の大きさの多数の穴部を有したもので構成される。

【００３１】図７は、本発明の第五実施態様のメタル担
体（ＭＳ）の一部を示す図である。第五実施態様の大き
な特徴点は、平板（１）からなる放射状配列体（Ｂ）の
排気ガス浄化能を向上させる手段を採用している点であ
る。即ち、前記放射状配列体（Ｂ）においては、平板
（１）が放射状に配列されるという関係から、その外周
部近傍の領域において必然的に各平板（１）相互の間の
間隔が大きくなり、該部位での排気ガスと平板（１）の
表面に担持された排気ガス浄化用触媒の接触機会が減じ
られる。このため、第五実施態様においては、前記接触
機会を増大させるために、放射状配列体（Ｂ）の外周部
近傍に、前記平板（１）より高さの低い別種の平板（１
１）を前記各平板（１）の間に配設して放射状配列体
（Ｂ）を構成している。なお、本発明において、図示し
ないが、前記の構成を波板（２）からなる放射状配列体
（Ｂ）に適用できることはいうまでもないことである。

【００３２】図８は、本発明の第六実施態様のメタル担
体（ＭＳ）の一部を示す図である。第六実施態様の大き
な特徴点は、前記第五実施態様と同様に、波板（２）か
らなる放射状配列体（Ｂ）において、その外周部近傍の
排気ガスと担持触媒との接触機会を増大させる手段を採
用している点である。前記手段として、第六実施態様
は、各波板として、図示されるように波形の波高が放射
状配列体（Ｂ）の外周部に至るに従って漸増する波形を
有する波板（２１）を採用している。

【００３３】図９〜図１０は、特にメタル担体（ＭＳ）
の正面（断面）形状の変形例を示す図である。本発明の
メタル担体（ＭＳ）の正面（断面）形状は、第一実施態
様のように円形形状のものに限定されず、排気ガス路系
の空間配置の関連において所望の正面（断面）形状を採
用し得るものである。図９は、メタル担体（ＭＳ）の正
面形状が楕円形状のものを示し、図１０は長円形状（レ
ーストラック形状）のものを示している。

【００３４】図１１は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の
排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）への適用例の変形例を示すもの
で、図１に対応する図である。図１１に示されるメタル
担体（ＭＳ）の排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）への適用例にお
いて特徴的な点は、排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）の構造にあ
わせて前記図１に示されるものと比較してメタル担体
（ＭＳ）を逆向きに配置している点である。図から明ら
かのように、排気ガス流（Ｆ）は、放射状配列体（Ｂ）
の外周部からその中心部の中空筒状体部（Ａ）へ流入
し、この間に担持触媒と接触反応して浄化され排気され
ることになる。いうまでもないことであるが、前記適用
例において、一側端固定板（Ｃ₁）の中央開口部（Ｃ
ａ）は図１の排気ガス流入口としての機能ではなく、排
気ガス流出口としての機能を果たすことになる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の排気ガス浄化に使用されるメタ
ル担体（ＭＳ）は、従来の耐熱性の平板と波板を当接さ
せて構成したハニカム構造のメタルハニカム体を主要な
構成要素とするものと全く異質のものである。即ち、本
発明のメタル担体（ＭＳ）は、所望枚数の耐熱性の平板
（または波板）を非当接状態に、かつ放射状に配設させ
て構成した排気ガス浄化用触媒を担持するための平板
（または波板）の放射状配列体、及び前記放射状配列体
の両側端を固着するための固定板（一側端固定板及び他
側端固定板）、とから構成される全く新しい構造のもの
である。

【００３６】本発明のメタル担体（ＭＳ）、特にその主
要な構成要素である排気ガス浄化用触媒を担持するため
の放射状配列体は、その構成部材である所望枚数の平板
（または波板）は相互に非当接状態に放射状に配列され
ているため、排気ガス路系での使用に際して放射状配列
体内部に発生する大きな熱応力（大きな変形力）を効果
的に吸収、緩和することが出来るものである。この点、
従来の平板と波板とからなるハニカム構造のメタルハニ
カム体を主要な構成要素とするものにおいては、メタル
ハニカム体を構成する平板と波板の当接部が固着されて
いるため剛構造のものであり前記した熱応力の吸収、緩
和特性に劣るものである。

【００３７】また、本発明の前記放射状配列体は、構成
部材である高価な平板（または平板）が非当接状態に放
射状配列されて構成されていることから、放射状配列体
の端部の固定板への固着領域を除いて全ての表面領域が
触媒担持されるため、高価な平板（または波板）の触媒
担持のための有効面積率は従来のものと比較して格段に
高いものである。

【００３８】更に、本発明の放射状配列体は、その端部
が固定板にろう接合などにより固着されるだけであり、
その他の領域は固着されないため、高価な高温ろう材の
使用量の低減化や溶接作業の省力化などを図ることがで
き、本発明により経済的なメタル担体が提供される。ま
た、前記した高価な高温ろう材の使用量の低減化に関連
して、ろう材成分と放射状配列体の母材（平板または波
板）との合金化反応や拡散反応による母材の耐熱性の低
下、あるいは担持された触媒成分との反応による触媒活
性能の低下、触媒の死活化などが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の構造と使用態様を説明する図である。

【図２】本発明の第一実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の一部拡大図（平面図）である。

【図３】本発明の第二実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の一部拡大図（平面図）である。

【図４】本発明の放射状配列体に適用される平板（ま
たは波板）の変形例を説明する図である。

【図５】本発明の第三実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の一部拡大図（平面図）である。

【図６】本発明の第四実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の一部側面図である。

【図７】本発明の第五実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の一部側面図である。

【図８】本発明の第六実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の一部側面図である。

【図９】本発明のメタル担体（ＭＳ）の断面形状の変
形例を示す図であり、断面形状が楕円形状であることを
示す図である。

【図１０】本発明のメタル担体（ＭＳ）の断面形状の
変形例を示す図であり、断面形状が長円形状（レースト
ラック形状）であることを示す図である。

【図１１】本発明のメタル担体（ＭＳ）の使用態様の
変形例を示す図であり、図１に対応する図である。

【図１２】従来の巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）の斜
視図である。

【図１３】従来のメタル担体（図１２）の正面図であ
る。

【符号の説明】

ＭＳ ………… メタル担体Ａ ………… 中空筒状体部Ｃ₁………… 一側端固定板Ｃ₂………… 他側端固定板Ｅ，Ｅ ………… 排気ガス路系Ｆ ………… 排気ガス流Ｓ ………… 支持部材１ ………… 平板２ ………… 波板１ａ，２ａ ………… マイクロコルゲーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｊ 35/04 ＺＡＢ３０１Ｃ３１１Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガス浄化用触媒装置に使用されるメ
タル担体において、前記メタル担体が、 (1) 中心部に所望径で所望長の中空筒状体部を有すると
ともに、前記中空筒状体部の中心軸に平行させて所望枚
数の薄肉金属板製の平板または波板を前記中空筒状体部
の外周に沿って放射状に配列させて構成した排気ガス浄
化用触媒を担持するための平板または波板の放射状配列
体、 (2) 前記放射状配列体の一側端部を固定する一側端固定
板であって、その中心部に前記中空筒状体部の径と略同
一の排気ガス流入口を有する一側端固定板、及び、 (3) 前記放射状配列体の他側端部を固定する他側端固定
板、とから構成されたことを特徴とするメタル担体。
【請求項２】放射状配列体が、所望枚数の平板を中空
筒状体部の中心から所望の放射角で中空筒状体部の外周
面から放射させて構成されたものである請求項１に記載
のメタル担体。
【請求項３】放射状配列体が、所望枚数の波形を中空
筒状体部の中心から所望の放射角で中空筒状体部の外周
面から放射させて構成されたものである請求項１に記載
のメタル担体。
【請求項４】放射状配列体が、小さな波形（マイクロ
コルゲーション）を有する平板で構成されたものである
請求項１または２に記載のメタル担体。
【請求項５】放射状配列体が、小さな波形（マイクロ
コルゲーション）を有する波板で構成されたものである
請求項１または２に記載のメタル担体。
【請求項６】一側端固定板及び他側端固定板が、各平
板または各波板の端部を嵌合するスリット部を有するも
のである請求項１に記載のメタル担体。
【請求項７】スリット部が、一側端固定板及び他側端
固定板の壁部の少なくとも一部に配設されたものである
請求項６に記載のメタル担体。
【請求項８】スリット部が、一側端固定板及び他側端
固定板の壁部を跨設して配設されたものである請求項６
に記載のメタル担体。
【請求項９】中空筒状体部が、有孔性の中空筒状体で
構成されたものである請求項１に記載のメタル担体。
【請求項１０】中空筒状体が、その中心軸に平行な長
孔を有するものである請求項９に記載のメタル担体。
【請求項１１】中空筒状体が、その外周部に穴部を有
するものである請求項９に記載のメタル担体。
【請求項１２】放射状配列体が、その外周部近傍の放
射状に配設された平板相互の中間部において、前記平板
より高さの低い別種の平板を前記外周部近傍に配設して
構成されたものである請求項１に記載のメタル担体。
【請求項１３】放射状配列体が、その外周部近傍の放
射状に配設された波板相互の中間部において、前記波板
より高さの低い別種の波板を前記外周部近傍に配設して
構成されたものである請求項１に記載のメタル担体。
【請求項１４】放射状配列体が、その外周部に至るに
従って波高が漸増する波板を配設して構成されたもので
ある請求項１に記載のメタル担体。
【請求項１５】メタル担体の正面形状が、所望の形状
のものである請求項１に記載のメタル担体。
【請求項１６】メタル担体の正面形状が、円形である
請求項１５に記載のメタル担体。
【請求項１７】メタル担体の正面形状が、楕円形状で
ある請求項１５に記載のメタル担体。
【請求項１８】メタル担体の正面形状が、長円形状で
ある請求項１５に記載のメタル担体。