JPH08215582A - 排気ガス浄化用高耐久性メタル担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はハニカム体を箔強度或いは箔厚の異
なる素材で、通常の製造工程を適用して製造し、平箔の
圧縮応力に対して十分な強度を有し、損傷の発生しない
高耐久性の排気ガス浄化用メタル担体を提供する。 【構成】 金属製平箔と金属製波箔とを交互に巻回積層
して形成されるハニカム体を、金属製の外筒に挿入し、
適宜接合されて構成されるメタル担体において、ハニカ
ム体を構成する前記平箔の高温引張強度σ1 と波箔の高
温引張強度σ2 とがσ1 ＞σ2 となるように構成したこ
とを特徴とする排気ガス浄化用高耐久性メタル担体であ
り、また上記メタル担体において、ハニカム体を構成す
る前記平箔の板厚ｔ１及び高温引張強度σ1 と波箔の板
厚ｔ2 及び高温引張強度σ2 とが下記式に示す関係とな
るように構成する。 １＜（ｔ1 ×σ1 ）／（ｔ2 ×σ2 ）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関などのエンジン
から排出される排気ガスを浄化するために、その排ガス
系に設置するところの、高耐久性を有する触媒用メタル
担体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車あるいは２輪車のエンジン排気ガ
スを浄化するために設置する触媒担体は、近時、メタル
製担体が用いられるようになってきている。メタル担体
は耐熱性金属よりなる平箔と、これを波状に加工した波
箔とを重ね合わせ、渦巻状に巻回積層してなるハニカム
体を、耐熱性金属よりなる外筒に挿入して構成され、そ
して、平箔と波箔、及びハニカム体と外筒とは主として
ロウ材で接合されている。かかるハニカム体にはＰｔ等
の触媒金属が担持され、これが排気ガスと接触しガス成
分を浄化する。

【０００３】自動車あるいは２輪車の排ガス系に設置さ
れたメタル担体は、運転中の振動に耐えるために、ハニ
カム体を構成する平箔と波箔、及びハニカム体と外筒を
適宜接合しなければならない。また、ハニカム体は高温
の排気ガスに直接接触し、さらに触媒反応による発熱の
ために高温になるが、外筒は外気に露されて放熱される
ため、外筒及び外筒近傍のハニカム体は比較的に低温と
なる。すなわち、メタル担体の中央部は温度が高く、従
って半径方向の内−外部に温度差に基づく熱応力が発生
し、肉厚が厚い外筒とハニカム体とが一体に接合されて
いる場合には、強度的に弱い外筒近傍のハニカム体が熱
歪みにより損傷を起こすことがある。

【０００４】この様な損傷の発生を防ぐために、実開平
２−２５０２８号公報にはコア部の環状部材の内周部及
びこの近傍に位置する部分において、平板（箔）重ね巻
きをすることが開示され、また、特開平５−２００３０
９号公報には、ハニカム担体の前端部に所定の長さにわ
たって撥水性マスキング剤を塗布したのち、該担体をコ
ーティング液に浸漬し、触媒を含浸させてなり、ハニカ
ム体前端部から所定の長さにわたって触媒が露出してい
ない部分を構成した触媒メタル担体で、繰り返し作用す
る熱応力を減らし、亀裂の発生を防ぐことを開示してい
る。

【０００５】しかし、前者の平箔を２枚重ね巻きする場
合には平箔間の接合を確実に行うのは難しいという問題
があり、後者の撥水性マスキング処理を行うことは、通
常の製造工程に対して工程が付加され、コスト負担が大
きくなると共にマスキング剤の剥離等実用面での問題が
残る。

【０００６】ハニカム体の損傷は、外筒に拘束されたハ
ニカム体に作用する熱歪みに基づくものであり、例えば
図２に示すように、可撓性のある波箔２より平箔１にか
かる圧縮応力により分断３という形で亀裂が発生する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこの様な従来
の問題を解消しようとするものであって、ハニカム体を
箔強度或いは箔厚の異なる素材で、通常の製造工程を適
用して製造し、平箔の圧縮応力に対して十分な強度を有
し、損傷の発生しない高耐久性の排気ガス浄化用メタル
担体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、(1) 金属製平箔と金属製波箔とを交互に
巻回積層して形成されるハニカム体を、金属製の外筒に
挿入し、適宜接合されて構成されるメタル担体におい
て、ハニカム体を構成する前記平箔の高温引張強度σ1
と波箔の高温引張強度σ2 とがσ1 ＞σ2 となるように
構成したことを特徴とする排気ガス浄化用高耐久性メタ
ル担体であり、(2) 上記メタル担体において、ハニカ
ム体を構成する前記平箔の板厚ｔ１及び高温引張強度σ
1 と波箔の板厚ｔ2 及び高温引張強度σ2 とが下記式に
示す関係となるように構成したことを特徴とする排気ガ
ス浄化用高耐久性メタル担体である。 １＜（ｔ1 ×σ1 ）／（ｔ2 ×σ2 ）

【０００９】

【作用】以下本発明を詳細に説明する。ハニカム体を構
成する波箔は金属製平箔を一定のピッチを有する波に加
工したものであり、この波板と平板を重ね合わせて巻回
しハニカム体に形成する。この際、波箔山部（谷部）の
頂部は平箔の面に接触する。ハニカム体を外筒に挿入し
て構成するメタル担体を排気ガス系に配置し使用する時
に、ハニカム体がテレスコープ状に飛び出さないように
波箔と平箔の接触部は接合しなければならず、通常はロ
ウ接合が行われる。

【００１０】本発明はこの様なハニカム体の構成におい
て、熱応力の影響を大きく受け、破断しやすい平箔の引
張強度を大きくする。すなわち、図１に示すようにハニ
カム体における平箔１の高温引張強度σ1 と波箔２の高
温引張強度σ2 との関係においてσ1 ＞σ2 となるよう
に構成することにより、図３に示すような平箔の破断を
防止する。

【００１１】ここで高温引張強度とは、メタル担体が高
温の排気ガスにさらされた時の引張強度であって、通常
６００℃近辺における強度を基準にする。この様な高温
強度を付与するには、素材に固溶強化型の元素Ｍｏ，Ｔ
ａ，Ｗ等を加えたり、析出強化型の元素Ｖ，Ｎｂ等を加
えることで各種強度の箔が得られる。

【００１２】一方、箔厚を規定することによって、上記
高温引張強度規制と同様に破断を防止することが可能と
なる。すなわち、図１に示すように、平箔１と波箔２の
単位面積当たりの高温引張強度がほぼ同一の場合には平
箔１の厚さｔ1 と波箔の厚さｔ2 とがｔ1 ＞ｔ2 の関係
にあるか、または、１＜（ｔ1 ×σ1)／（ｔ2 ×σ2)と
なるようにハニカム体を構成するのが好ましい。ハニカ
ム体に使用される平箔の絶対強度を大きくするには、板
厚を波箔より大きくすればよい。

【００１３】

【実施例】表１に示す厚さと６００℃での高温引張強度
を持つ平箔と波箔を用い、波箔は波高さ１．２５mm、波
ピッチ２．５mmとし、これを平箔と重ねて巻回して直径
１００．３mmのハニカム体を制作した。このハニカム体
を板厚１．５mm、内径１００mmの金属製外筒に圧入し、
図３に示すような直径１００．３mm、長さ１０３mmのメ
タル担体とした。

【００１４】表１に示す各メタル担体の耐久性の評価と
して２０００ccのエンジンを用い、試験メタル担体を、
その入り口でガス温度８５０℃×１０分間加熱し、その
後常温間で冷却するサイクルを１０００サイクル実施し
た。結果を表１に併記した。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明は、ハニカム体を箔
強度或いは箔厚の異なる素材で、通常の製造工程を適用
して製造し、平箔の圧縮応力に対して十分な強度を有
し、損傷の発生しない耐久性の高いメタル担体を簡単
に、かつ低コストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハニカム体の一部断面を示す説明図で
ある。

【図２】従来のハニカム体の一部を示す説明図である。

【図３】メタル担体の斜視面を示す。

【符号の説明】

１：平箔 ２：波箔 ３：破断部（亀裂） ４：ハニカム体 ５：外筒 ６：メタル担体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製平箔と金属製波箔とを交互に巻回
   積層して形成されるハニカム体を、金属製の外筒に挿入
   し、適宜接合されて構成されるメタル担体において、ハ
   ニカム体を構成する前記平箔の高温引張強度σ1 と波箔
   の高温引張強度σ2 とがσ1 ＞σ2 となるように構成し
   たことを特徴とする排気ガス浄化用高耐久性メタル担
   体。
2. 【請求項２】 金属製平箔と金属製波箔とを交互に巻回
   積層して形成されるハニカム体を、金属製の外筒に挿入
   し、適宜接合されて構成されるメタル担体において、ハ
   ニカム体を構成する前記平箔の板厚ｔ１及び高温引張強
   度σ1 と波箔の板厚ｔ2 及び高温引張強度σ2 とが下記
   式に示す関係となるように構成したことを特徴とする排
   気ガス浄化用高耐久性メタル担体。 １＜（ｔ1 ×σ1 ）／（ｔ2 ×σ2 ）