JPH06277525A - 触媒装置用メタル担体およびその製造方法 - Google Patents

触媒装置用メタル担体およびその製造方法

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JPH06277525A
JPH06277525A JP5068991A JP6899193A JPH06277525A JP H06277525 A JPH06277525 A JP H06277525A JP 5068991 A JP5068991 A JP 5068991A JP 6899193 A JP6899193 A JP 6899193A JP H06277525 A JPH06277525 A JP H06277525A
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flat plate
layer
plate
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Tetsuo Toyoda
哲郎 豊田
Katsunori Matsuoka
克憲 松岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ハニカム体の外層部の波板に熱応
力による疲労破損を生ぜず、排気性能も低下しないロー
ル状ハニカム体の触媒装置用メタル担体を提供する。 【構成】 薄い金属の帯状の平板と波板とを重ねてロー
ル状に巻回してハニカム体を形成する際、最外層の波板
1 とそれに当接する最外層の平板31 の間および2層
目の波板42 とそれに当接する2層目の平板32 との間
にはろう材を介装せず、それ以外の波板および平板には
ろう材を介装して接合し、メタル担体10を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化装置に用いられる触媒装置用メタル担体とその製造方
法に関し、特にロール状に形成されたハニカム体をなす
メタル担体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体は、図2(A)に示すように平板3
3と波板34とを重ねてロール状に巻いたハニカム体3
1を形成し、そのハニカム体を金属製外筒32内に収容
したものが知られている(例えば特開昭56−4373
号公報)。このメタル担体は、ハニカム体を構成する平
板と波板、および外筒とハニカム体とが通常ロウ付けに
よって一体に接合されている。ハニカム体のハニカム通
路表面にはアルミナなどからなる触媒担持層が形成さ
れ、その触媒担持層に貴金属触媒が担持されて排気ガス
浄化触媒の役目をなす。そして内燃機関の排気通路に配
設されて排気ガス中のHC,CO,NOx などを浄化す
る。なお限られた容積中にできるだけ多くのハニカム通
路面積を確保する必要から、平板および波板の厚さは強
度を維持できる範囲内でできるだけ薄くなっている。
【0003】また、ハニカム体の平板の厚さを波板より
厚くしたもの(実開昭63−77634号公報)や、平
板を2枚重ねたものが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図2(B)は、上述し
た図2(A)に示す従来の触媒装置用メタル担体30の
軸に直角な断面の模式的部分略図であって、平板33
は、最外層の平板を331、最外層より2層目の平板を
332 ,・・・・(以下同様)であらわされ、波板34は、
最外層の波板を341 、最外層より2層目の波板を34
2 ,・・・・(以下同様)であらわされる。a,bは当接す
る箇所に介装されるろう材をあらわし、a1は外筒32
と最外層の平板331 の間、a2 は最外層の波板341
と2層目の平板332 の間、・・・・(以下同様)に介装さ
れるろう材をあらわし、b1 は最外層の平板331 と最
外層の波板341 の間、b2 は2層目の平板332 と2
層目の波板342 との間、・・・・(以下同様)に介装され
るろう材をあらわしている。図2(C)は、図2(B)
の線X−Xについての軸方向断面の略図である。
【0005】上述した従来の触媒装置用メタル担体にお
いては、ハニカム体を通過する排気ガスの流速がハニカ
ム体の外層部より内層部に至るほど大きく、したがって
ハニカム体では高温の排気ガスとの接触、触媒反応によ
る発熱および外筒からの熱放散により、内層部ほど高温
で外層部ほど低温となる温度分布を生じる。この温度分
布により、温度の高いハニカム体の内層部の膨張・収縮
量が、温度の低い外層部の膨張・収縮量より大となるた
めに、内層部と外層部との間に熱応力が発生する。この
熱応力は、ハニカム体の膨張・収縮のたびに繰返され、
特に外筒32によって膨張・収縮の動きが規制される最
外層部の平板331 と波板341 の間において影響が著
しく、そのためハニカム体31の最外周の波板341
塑性変形を起して金属疲労を生じ、遂には破断に至ると
いう欠点がある。図3は前記の破断に至る状態を示す説
明図であって、図3(A)は、外筒32と最外層の平板
331 の間の熱膨張率および温度差によって生ずる伸び
または収縮の差による平板331 のたわみが、最外層の
波板341 を圧迫する状態を示し、その結果図3(B)
に示すように、接合面積の小さい波板341 のろう付け
部に最も大きい応力が発生し、その繰返しによって亀裂
を生じ、遂には破断に至って、ハニカム体31が破断部
分より脱落する場合もある。
【0006】またハニカム体の平板の厚さを波板より厚
くしたり、平板を2枚重ねしたハニカム体では、平板に
よりハニカム体の剛性が確保されるため局部的な変形に
よる波板の破断が防止されるが、平板を厚くしたり、2
枚重ねすることにより排気通路内における平板の空気抵
抗が大きくなって、排気性能が低下するほか、メタル担
体の重量が増加し、したがってコスト高になるという欠
点がある。
【0007】本発明の目的は、ハニカム体の外層部の波
板に熱応力による金属疲労を生ぜず、かつ排気性能を低
下させない新規な触媒装置用メタル担体を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用メタ
ル担体は、薄い金属の、帯状の平板と帯状の波板とを相
互に当接するように重ね、ロール状に巻回して形成され
た多数の網目状通気路を有するハニカム体と、ハニカム
体の外側面を被覆する外筒とを有する触媒装置用メタル
担体において、ハニカム体の外側から少なくとも2層以
上の範囲の波板の、外側面あるいは内側面の何れか一方
が、当接する平板と接合されることなく、前記以外の波
板および平板が、お互いに当接する箇所においてろう材
を介して接合されている。
【0009】本発明の触媒装置用メタル担体の製造方法
は、薄い金属の、帯状の平板と帯状の波板とを相互に当
接するように重ねて、その間にろう材を介装してロール
状に巻回し、最外周から少なくとも2層以上の範囲の波
板の、外側面あるいは内側面の何れか一方が、前記平板
と当接する箇所においては、ろう材を介装せずに巻回し
てハニカム体を形成し、ハニカム体を外筒内に収容し
て、ハニカム体と外筒、およびハニカム体のろう材を介
装した平板と波板相互間を接合させる方法である。
【0010】
【作用】外層部と内層部の温度差による膨張・収縮の影
響の最も大きな、最外層の平板と波板との間の接合を廃
したため、最外層の平板の熱変形による応力が直接最外
層の波板に及ばなくなる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の触媒装置用メタル担体の一
実施例の模式的部分断面略図で、図1(A)はハニカム
体の軸心Oに直角方向の断面略図、図1(B)は図1
(A)の線X−Xを含む軸方向断面略図である。
【0012】平板31 ,32 ,33 ・・・・は、薄い金属の
帯状の平板がロール状に巻回されて形成されたハニカム
体における断面をあらわし、添字は最外層から数えた層
の序数をあらわす。同様に波板41 ,42 ,43 ・・・・
は、薄い金属の帯状の波板がロール状に巻回されて形成
されたハニカム体における断面をあらわし、添字は最外
層から数えた層の序数をあらわす。平板の円周方向外側
面に介装されたろう材をa、仝じく内側面すなわち波板
の外側面に介装されたろう材をbであらわし、最外層か
ら数えた平板の層の序数によって、平板の外側面のろう
材をa11,a12,a13・・・・で表わし、平板の内側面すな
わち波板の外側面のろう材をb11,b12,b13・・・・で表
わしている。本実施例においては、最外層から2番目ま
での波板の外側面のろう材b11,b12が介装されておら
ず、3番目以降のろう材b13から介装され、平板の外側
面すなわち波板の内側面においては、すべての層にろう
材が介装されている。したがって、平板31 と波板41
の間および平板32 と波板4 2 の間は接合されておら
ず、単に当接しているのみである。外筒2はロール状に
形成されたハニカム体を被覆する筒で、最外層の平板3
1 とろう材a11を介して接合されメタル担体10を形成
している。
【0013】図1(C)は、第2の実施例のメタル担体
10’の軸方向断面略図であって、波板には最外層から
2層目までの内側面のろう材a12,a13が介装されてお
らず、3層目以降のろう材a14から介装され、平板の内
側面すなわち波板の外側面においては、すべての層にろ
う材が介装されている。したがって、波板41 と平板3
2 の間および波板42 と平板33 の間は接合されておら
ず、単に当接しているのみである。外筒2は、はじめの
実施例と同様にハニカム体に接合されてメタル担体1
0’を形成している。
【0014】上述の二つの実施例は、ハニカム体の波板
の最外層から2層目までの外側面あるいは内側面の何れ
か一方が、当接する平板と接合されないメタル担体の構
成を述べているが、本発明は、波板の2層目を超える範
囲の波板の外側面あるいは内側面の何れか一方が、当接
する平板と接合されないメタル担体を構成しうることは
明らかである。
【0015】次に本発明のメタル担体が、高温の排気ガ
スと接触したときの動作について図1(D)によって説
明する。図1(D)は図1(B)に示された実施例のメ
タル担体が熱応力を受けたときの状態を示しており、高
温側にある平板31 が低温側の外筒2によって膨張・収
縮の動きが規制されて、平板31 に撓みが発生している
が、平板31 とそれに当接する波板41 の間が接合され
ていないため、平板3 1 の撓みが波板41 の膨張・収縮
の負担となっていない。したがって波板41 には亀裂を
発生するような応力を受けない。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ロール状
のハニカム体を、外側から少なくとも2層以上の範囲の
波板の外側面あるいは内側面の何れか一方が、当接する
平板と接合されぬように構成することにより、ハニカム
体の最外層部の波板に熱応力による金属疲労を生ぜず、
かつ排気性能を低下させないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による触媒装置用メタル担体の模式的部
分断面略図で、図1(A)はハニカム体の軸に直角な断
面略図、図1(B)は図1(A)の線X−Xを含む軸方
向断面略図、図1(C)は第2の実施例の軸方向断面略
図、図1(D)は図1(B)のメタル担体が熱応力を受
けたときの状態を示す説明図である。
【図2】従来の触媒装置用メタル担体の略図で、図2
(A)は斜視図、図2(B)はハニカム体の軸に直角な
断面の模式的部分断面略図、図2(C)は図2(B)の
線X−Xを含む軸方向断面略図である。
【図3】従来の触媒装置用メタル担体の軸方向断面の、
熱応力により破断に至る状態の説明図である。
【符号の説明】 2,32 外筒 31 ,32 ,33 ・・・・ 平板(添字は、最外層,2層
目,3層目・・・・をあらわす) 41 ,42 ,43 ・・・・ 波板(添字は、最外層,2層
目,3層目・・・・をあらわす) 10,10’,30 メタル担体 31 ハニカム体 33 平板 331 ,332 ,333 ・・・・ 平板(添字は、最外
層,2層目,3層目・・・をあらわす) 34 波板 341 ,342 ・・・・ 波板(添字は、最外層,2層
目・・・・をあらわす) a1 ,a2 ,a3 ・・・・ 平板外側面ろう材(添字は、
最外層,2層目,3層目・・・・をあわらす) b1 ,b2 ,b3 ・・・・ 波板外側面ろう材(添字は、
最外層,2層目,3層目・・・・をあらわす) a11,a12,a13・・・・ 平板外側面ろう材(添字は、
最外層,2層目,3層目・・・・をあらさす) b11,b12,b13・・・・ 波板外側面ろう材(添字は、
最外層,2層目,3層目・・・・をあらわす) O ハニカム体軸心

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄い金属の、帯状の平板と帯状の波板と
    を相互に当接するように重ね、ロール状に巻回して形成
    された多数の網目状通気路を有するハニカム体と、該ハ
    ニカム体の外側面を被覆する外筒とを有する触媒装置用
    メタル担体において、 前記ハニカム体の外側から少なくとも2層以上の範囲の
    波板の、外側面あるいは内側面の何れか一方が、前記当
    接する平板と接合されることなく、 前記以外の波板および平板が、お互いに当接する箇所に
    おいてろう材を介して接合されることを特徴とする、触
    媒装置用メタル担体。
  2. 【請求項2】 薄い金属の、帯状の平板と帯状の波板と
    を相互に当接するように重ねて、その間にろう材を介装
    してロール状に巻回し、 最外周から少なくとも2層以上の範囲の波板の、外側面
    あるいは内側面の何れか一方が、前記平板と当接する箇
    所においては、ろう材を介装せずに巻回してハニカム体
    を形成し、 該ハニカム体を外筒内に収容し、 前記ハニカム体と外筒、および前記ハニカム体のろう材
    を介装した平板と波板相互間を接合させる、触媒装置用
    メタル担体の製造方法。
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