JPH09310615A - 触媒コンバータの金属触媒担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は触媒コンバータの金属触媒担体に関
し、排ガスの脈動や温度差によるセル欠落を防止した金
属触媒担体を提供することを目的とする。 【解決手段】 金属製薄板からなる波板と平板を巻回し
て成形したコア部７の下流側端面７ａ近傍を拡散接合し
た後、これをシェル９内に圧入してその内周にロー付け
した触媒コンバータの金属触媒担体に於て、シェル９の
上流側端部９ｂからコア部７の上流側端面７ｂ側が突出
するように当該シェル９を所定の長さに成形すると共
に、コア部７の上流側端面７ｂ側の外周に、アウターシ
ェル２５と、コア部７よりも小径な小径部３６の両端に
外方へ順次拡開するテーパ部２７，２９が形成されたイ
ンナーシェル３１とからなる二重構造のシェル３３を圧
入して、シェル３３の下流側端部をシェル９の上流側端
部９ｂに溶着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両排気系に装着
される触媒コンバータの金属触媒担体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に車両排気系には、エンジンから排
出された排ガスを浄化する触媒コンバータが装着されて
いるが、触媒コンバータに用いる触媒担体として、従
来、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス箔材（２
０Ｃｒ−５Ａｌ−Ｌａ−Ｆｅ）等の金属材料からなる金
属触媒担体が多くの車両に使用されている。

【０００３】そして、その製造方法として、金属製薄板
からなる帯状の波板と平板を交互に重ね、これらを多重
に巻回して断面円形或いは断面楕円形状のコア部を形成
した後、波板と平板の相対移動をなくすため、コア部全
体を加圧治具で緊締加圧してこれを真空状態で加熱する
ことにより、波板と平板を拡散接合する方法が知られて
いる。

【０００４】然し、斯様に拡散接合によって波板と平板
を一体構造とした金属触媒担体にあっては、高温の排ガ
スによって発生する熱歪みにより、特に温度分布の高い
コア部の上流側端面近傍で波板や平板に亀裂が発生して
しまう虞があった。そこで、昨今では、上記金属触媒担
体に代え、特開平７−１６６８５５号公報又は図３に示
すように金属製薄板からなる波板と平板を交互に重ねて
多重に巻回したコア部１の下流側端面１ａ近傍を加圧治
具で緊締加圧して、当該部位の波板と平板を拡散接合し
た後、これをシェル（外筒）３内に圧入してその下流側
（排ガス流出側）に設けた縮径部３ａにコア部１をロー
付けした金属触媒担体５が広く使用されている。

【０００５】而して、斯かる金属触媒担体５を用いた触
媒コンバータによれば、金属触媒担体５は、温度分布の
高いコア部１の上流側端面１ｂ近傍の波板と平板が未接
合構造であるから、排ガスによって当該部位の波板や平
板に熱歪みが発生しても、波板が平板に対し自由に移動
して互いに熱歪みによる影響を及ぼすことがなくなるた
め、熱歪みによる亀裂が防止されることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記金属
触媒担体５にあっては、温度分布の高いコア部１の上流
側近傍の波板と平板を未接合構造とすることで熱歪みに
よる亀裂の発生が防止される。然し乍ら、その一方で上
記金属触媒担体５は、コア部１の上流側端面１ｂ近傍の
波板と平板が未接合構造であるが故に、これを用いた触
媒コンバータを車両排気系に装着した場合、特にマニホ
ールドコンバータにあってはエンジン直下に装着されて
排ガスが整流されていないために、排ガスの脈動でコア
部１の上流側端面１ｂにセル欠落が発生してしまう虞が
あった。

【０００７】然も、上記金属触媒担体５にあっては、シ
ェル３からの放熱量が多いためにコア部１の上流側端面
１ｂの中心部と周縁部との温度差が大きく、斯かる温度
差に基づくコア部１の歪みもセル欠落発生の一因となっ
ている。本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、
熱歪みによるコア部の波板や平板の亀裂の発生を防止し
つつ、排ガスの脈動や温度差によるセル欠落を防止した
触媒コンバータの金属触媒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】斯かる目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、金属製薄板からなる波板と
平板を交互に重ね、これらを多重に巻回して成形したコ
ア部の下流側端面近傍を拡散接合した後、これをシェル
内に圧入してシェルの内周にロー付けした触媒コンバー
タの金属触媒担体に於て、上記シェルの上流側端部から
コア部の上流側端面側が突出するように、当該シェルを
所定の長さに成形すると共に、コア部の上流側端面側の
外周に、アウターシェルと、当該アウターシェル内に挿
着され、上記コア部よりも小径な小径部の両端に外方へ
順次拡開するテーパ部が形成されたインナーシェルとか
らなる二重構造のシェルを圧入して、当該シェルの下流
側端部を上記シェルの上流側端部に溶着したことを特徴
とする。

【０００９】そして、請求項２に係る発明は、請求項１
記載の触媒コンバータの金属触媒担体に於て、インナー
シェルの上流側のテーパ部に排ガス流入孔を穿設したも
のであり、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項
２記載の触媒コンバータの金属触媒担体に於て、コア部
が、インナーシェルの小径部と下流側のテーパ部とで加
圧されていることを特徴とする。

【００１０】（作用）請求項１及び請求項３に係る金属
触媒担体によれば、インナーシェルがコア部の上流側端
面とその近傍を加圧して排ガスによる振動を防止すると
共に、インナーシェルとアウターシェルとの間の空間が
断熱層となってコア部の保温を図ることとなる。

【００１１】又、従来と同様、金属触媒担体は、温度分
布の高いコア部の上流側端面側の波板と平板が互いに未
接合の構造であるから、高温の排ガスによって当該部位
の波板や平板に熱歪みが発生しても、波板が平板に対し
自由に移動して互いに熱歪みによる影響を及ぼすことが
ない。そして、請求項２に係る金属触媒担体にあって
は、エンジンから放出された排ガスの一部が、エンジン
の脈動で排ガス流入孔からインナーシェルとアウターシ
ェルとの間の空間内に流入して、コア部の周縁部を速や
かに昇温させることとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。図１は請求項１乃至請求項３に
係る金属触媒担体の一実施形態を示し、図に於て、７は
金属からなる円筒状のシェル９内に収容されたコア部
で、当該コア部７は、図３に示すコア部１と同様、金属
製薄板からなる波板と平板を交互に重ね、これらを多重
に巻回して断面円形状に形成されている。そして、その
下流側端面７ａ側に絞り部１１が形成されて大径部１３
との間にテーパ部１５が形成されており、絞り部１１の
波板と平板は拡散接合によって相互に接合された構造と
なっている。

【００１３】又、シェル９は、コア部７の外形と略相似
形状をなし、その下流側端部９ａ側に縮径部１７が形成
されて、大径部１９との間にテーパ部２１がその周壁に
設けられている。そして、当該縮径部１７の内周にコア
部７の絞り部１１がロー付けされてコア部７がシェル９
内に取り付けられているが、本実施形態に係る金属触媒
担体２３は、図２に示すようにシェル９の上流側端部９
ｂからコア部７の上流側端面７ｂ側が突出するように、
当該コア部７の大径部１３を被うシェル９の大径部１９
が、従来のシェル３に比し短い寸法で成形されている。

【００１４】そして、コア部７の上流側端面７ｂ側の外
周には、図２に示すようにシェル９の大径部１９と同一
の内径を以った金属製の円筒状のアウターシェル２５
と、当該アウターシェル２５内に挿着され、上記コア部
７の大径部１９よりも小径で両端に外方へ順次拡開する
テーパ部２７，２９が成形されたインナーシェル３１と
からなる二重構造のシェル３３が圧入されて、これらの
下流側端部２５ａ，３１ａが上記シェル９の上流側端部
９ｂに夫々溶着された構造となっている。

【００１５】而して、上記インナーシェル３１は、アウ
ターシェル２５に比し薄肉な金属で成形され、そして、
その上流側端部３１ｂと下流側端部３１ａが夫々アウタ
ーシェル２５の内周に接合されて、アウターシェル２５
との間に空間３５が設けられている。そして、図示する
ようにインナーシェル３１の小径部３６と上流側のテー
パ部２７との境にコア部７の上流側端面７ｂ側が位置す
るようにシェル３３をコア部７の上流側端面７ｂ側に圧
入することで、インナーシェル３１は、その小径部３６
と下流側のテーパ部２９とでコア部７の上流側端面７ｂ
側を加圧して、当該部位の排ガスによる振動を防止する
ようになっている。

【００１６】又、インナーシェル３１の上流側のテーパ
部２７には複数の排ガス流入孔３７が穿設されており、
エンジンから放出された排ガスの一部が、エンジンの脈
動で当該排ガス流入孔３７から空間３５内に流入するよ
うになっている。本実施形態に係る金属触媒担体２３は
このように構成されており、コア部７に触媒担持処理を
施してシェル９，３３にディフューザを溶着した後、フ
ランジを介して車両排気系に装着すれば、触媒コンバー
タとして排ガスの浄化を行うこととなる。

【００１７】そして、本実施形態に係る金属触媒担体２
３も、温度分布の高いコア部７の上流側端面７ｂ側の波
板と平板を互いに未接合の構造としたので、高温の排ガ
スによって当該部位の波板や平板に熱歪みが発生して
も、波板が平板に対し自由に移動して互いに熱歪みによ
る影響を及ぼすことがない。更に、シェル３３のインナ
ーシェル３１は、その小径部３６と下流側のテーパ部２
９がコア部７の上流側端面７ｂとその近傍を加圧して排
ガスによる振動を防止し、又、エンジンから放出された
排ガスの一部が、エンジンの脈動で排ガス流入孔３７か
ら空間３５内に流入して、コア部７の周縁部を速やかに
昇温させると共に、空間３５が断熱層となってコア部７
の保温を図ることとなる。

【００１８】従って、本実施形態によれば、従来の金属
触媒担体と同様な排気浄化作用を維持しつつ、温度分布
の高くなるコア部７の上流側端面７ｂ近傍の波板や平板
の亀裂を防止することができると共に、排ガスの脈動や
コア部７の周縁部と中心部との温度差に起因するセル欠
落が確実に防止できることとなった。然も、本実施形態
にあっては、エンジンから放出された排ガスの一部が、
エンジンの脈動で排ガス流入孔３７から空間３５内に流
入して、コア部７の周縁部を速やかに昇温させるので、
コールドスタート時に於ける当該部位の昇温特性が向上
して、触媒コンバータの浄化特性の向上を図ることが可
能となった。

【００１９】尚、上記実施形態では、金属触媒担体２３
のコア部７を断面円形状に成形してが、本発明は、コア
部が断面楕円形状の金属触媒担体にも適用できるもので
ある。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１乃至請求項
３に係る金属触媒担体によれば、従来の金属触媒担体と
同様な排気浄化作用を維持しつつ、温度分布の高くなる
コア部の上流側端面近傍の波板や平板の亀裂を防止する
ことができると共に、排ガスの脈動やコア部の周縁部と
中心部との温度差に起因するセル欠落が確実に防止でき
ることとなった。

【００２１】更に、請求項２に係る金属触媒担体にあっ
ては、エンジンから放出された排ガスの一部が、エンジ
ンの脈動で排ガス流入孔からアウターシェルとインナー
シェルとの間に流入してコア部の周縁部を速やかに昇温
させるので、コールドスタート時に於ける当該部位の昇
温特性が向上して触媒コンバータの浄化特性の向上を図
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１乃至請求項３に係る金属触媒担体の一
実施形態の断面図である。

【図２】請求項１乃至請求項３に係る金属触媒担体の一
実施形態の分解断面図である。

【図３】従来の金属触媒担体の断面図である。

【符号の説明】

７ コア部 ７ａ 下流側端面 ７ｂ 上流側端面 ９，３３ シェル ９ａ 下流側端部 ９ｂ 上流側端部 １１ 絞り部 １７ 縮径部 ２３ 金属触媒担体 ２５ アウターシェル ２７，２９ テーパ部 ３１ インナーシェル ３５ 空間 ３６ 小径部 ３７ 排ガス流入孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製薄板からなる波板と平板を交互に
   重ね、これらを多重に巻回して成形したコア部（７）の
   下流側端面（７ａ）近傍を拡散接合した後、これをシェ
   ル（９）内に圧入してシェル（９）の内周にロー付けし
   た触媒コンバータの金属触媒担体に於て、 上記シェル（９）の上流側端部（９ｂ）からコア部
   （７）の上流側端面（７ｂ）側が突出するように、当該
   シェル（９）を所定の長さに成形すると共に、コア部
   （７）の上流側端面（７ｂ）側の外周に、アウターシェ
   ル（２５）と、当該アウターシェル（２５）内に挿着さ
   れ、上記コア部（７）よりも小径な小径部（３６）の両
   端に外方へ順次拡開するテーパ部（２７，２９）が形成
   されたインナーシェル（３１）とからなる二重構造のシ
   ェル（３３）を圧入して、当該シェル（３３）の下流側
   端部を上記シェル（９）の上流側端部（９ｂ）に溶着し
   たことを特徴とする触媒コンバータの金属触媒担体。
2. 【請求項２】 インナーシェル（３１）は、上流側のテ
   ーパ部（２７）に排ガス流入孔（３７）が穿設されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の触媒コンバータの金
   属触媒担体。
3. 【請求項３】 コア部（７）は、インナーシェル（３
   １）の小径部（３６）と下流側のテーパ部（２９）とで
   加圧されていることを特徴とする請求項１又は請求項２
   記載の触媒コンバータの金属触媒担体。