JPH07171417A - メタルハニカム体の製造方法 - Google Patents

メタルハニカム体の製造方法

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JPH07171417A
JPH07171417A JP5344773A JP34477393A JPH07171417A JP H07171417 A JPH07171417 A JP H07171417A JP 5344773 A JP5344773 A JP 5344773A JP 34477393 A JP34477393 A JP 34477393A JP H07171417 A JPH07171417 A JP H07171417A
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JP
Japan
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honeycomb body
strip
width
metal honeycomb
sheetlike
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JP5344773A
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English (en)
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Masayoshi Usui
正佳 臼井
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) メタルハニカム体の構成部材である高価な耐熱性鋼板
(帯材、箔材)の使用量を低減化してコストパフォーマ
ンスを向上させるとともに、優れた特性のメタルハニカ
ム体を製造する方法を提供する。 【構成】薄肉金属板製でかつ所定幅の平板状帯材と波板
状帯材とを交互に重積させて排気ガス浄化用の触媒を担
持させるためのメタルハニカム体を製造する方法におい
て、(i)前記平板状帯材と波板状帯材の一方の帯材
が、他の帯材の所定幅(w)より狭幅の二以上の複数本
のストリップ材で構成されるとともに、(ii)前記スト
リップ材が所定の間隔(d)をもって配設されること、
を特徴とするメタルハニカム体の製造方法。

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系統の途中に介装される排気ガス
浄化装置、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メタル製のハニカム体の製造方
法に関する。
【0002】特に、本発明は、この種のメタル製ハニカ
ム体の製造に適用されている高価な耐熱性薄肉鋼板(帯
材、箔材)の使用量を低減化するとともに、優れた特性
のメタル製のハニカム体を製造する方法を提供するもの
である。
【0003】
【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化用触媒(例
えばPt,Rh,Pdなどを使用した触媒)を担持させ
るための金属製担持母体は、単位体積当りの触媒の担持
量を多くすること(単位体積当りの排気ガスと浄化用触
媒との有効接触面積を極力大きくすること)、背圧(排
気抵抗)を小さくすること、更には金属製担持母体の自
重を可能な限り軽量化すること、などを考慮し、耐熱性
でかつ薄肉金属板製の所定幅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てハニカム構造とした金
属製担持母体(以下、本発明においてメタルハニカム体
という。)が良く知られている。
【0004】前記したメタルハニカム体は、例えば、
0.1mm以下(好ましくは50μm 以下)の耐熱性の薄肉
鋼板からなる平板状帯材と、前記薄肉鋼板を波形状に形
成した波板状帯材とを、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)をもつハニカム構造
のハニカム体とされる。そして、この巻回積層されたメ
タルハニカム体は、必要に応じて両端が開口した筒上の
金属製ケースに収納されるとともに相互に固着され、耐
振構造の排気ガス浄化装置とされる。
【0005】また、排気ガス浄化装置は厳しい振動付加
のもとで使用される関係上、その主要な構成要素である
メタルハニカム体は、該ハニカム体を構成する帯材同士
の当接部の一部あるいは全部が溶接やろう接、あるいは
機械的接合等により固着され耐振構造のものとされるこ
とはいうまでもないことである。
【0006】メタルハニカム体として、前記した巻回タ
イプのもの以外に、平板状帯材と波板状帯材からメタル
ハニカム体を製作する方法の相違により、各種のものが
知られている。例えば、両帯材を階層状に積層した階層
タイプのもの、このほか、特開昭62−273050
号、特開昭62−273051号、特開平1−2186
37号、特公表3−502660号、特開平4−227
855号などに、放射状タイプ、S字状タイプ、巴状タ
イプ、X−ラップ(卍状)タイプなどのメタルハニカム
体が開示されている。
【0007】周知のように、この種の排気ガス浄化装置
は、排気ガス系統という厳しい熱的環境条件のもとで使
用される関係上、その主要な構成要素であるメタルハニ
カム体は、高温退職性(1000℃前後の排気ガス系におけ
る耐ガス腐食性、耐冷熱耐久性(熱サイクル下での耐久
性)、耐高温酸化性(高温下での以上酸化に対する耐久
性)などの諸物性に優れた耐熱鋼の箔材で製作されるこ
とが好ましい。従って、この種のハニカム担体製造用の
材料として、Fe−Cr−A系(20Cr−5Al系)の耐
熱鋼を厚さ数十μm の箔に圧延したものが使用されてい
る。このほか、前記耐熱鋼に耐高温酸化性を改善するた
めに少量の希土類元素成分(REM)を添加したものも
使用されている。しかしながら、これらの材料は極めて
高価なものである。
【0008】前記したように、排気ガス浄化装置の主要
な構成要素であるメタルハニカム体において、その耐久
性を改善するために材料の面(新しい材料の開発)か
ら、あるいは耐振構造の面(新しい固着技術の開発)か
ら努力が払われているが十分なものではない。特に、メ
タルハニカム体を構成する平板状帯材及び波板状帯材の
材料開発においては、前記したように要求特性との関連
で極めて高価なものとならざるを得ない面がある。これ
はこの種の触媒担持母体として良く知られているコーデ
ィエライトなどのセラミックス系のものに対する価格メ
リット(価格競争力)において劣位を示すものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の問題点、即ちメタルハニカム体のコーディエラ
イトなどのセラミックス系の触媒担持母体に対する価格
競争力を改善しようとするものであり、そのために極
力、高価な耐熱性薄肉鋼板(帯材、箔材)の使用率を低
減させながら特性の優れたメタルハニカム体を製造する
新しい方法を提供しようとするものである。
【0010】
【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、薄肉金属板製でかつ所定幅の平板状帯材と波
板状帯材とを交互に重積させて排気ガス浄化用の触媒を
担持させるためのメタルハニカム体を製造する方法にお
いて、(i) 前記平板状帯材と波板状帯材の一方の帯材
が、他の帯材の所定幅(w)より狭幅の二以上の複数本
のストリップ材で構成されるとともに、(ii) 前記スト
リップ材が所定の間隔(d)をもって配設されること、
を特徴とするメタルハニカム体の製造方法に関するもの
である。
【0011】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて、図面を参照して説明する。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。
【0012】本発明は、前記したように、従来のメタル
ハニカム体に対して、あるいは従来のコーディエライト
などのセラミックス系の触媒担持母体に対して、価格競
争力(価格メリット)を改善するとともに特性に優れた
メタルハニカム体を製造する新しい方法を提供しようと
するものである。そして、本発明は、メタルハニカム体
の構成部材である耐熱性の薄肉鋼板製の平板状帯材と波
板状帯材のうち、いずれか一方を狭幅の二以上の複数の
ストリップ材で構成し、かつ該ストリップ材を所定の間
隔をもって他の帯材と組み合わせてメタルハニカム体を
製造するとき、 ・一方の帯材が狭幅のストリップ材であることと、該ス
トリップ材が所定の間隔をもって配設されることから、
例えば、巻回成形によりメタルハニカム体を製造すると
き、加工応力にみだれがあっても均一なセル形状をもつ
ハニカム体が得られること、 ・かつストリップ材同士の間隙部で排気ガスが乱流化さ
れて排気ガスの浄化能が改善されること、 ・あるいは、メタルハニカム体内部において、排気ガス
の不均一な温度分布に起因する熱応力が発生しても該ス
トリップ材の構造及びその配設態様が効果的に、これら
の熱応力を吸収、緩和しうること、 ・当然のことながら、従来のメタルハニカム体よりスト
リップ材としたことにより高価な帯材の使用量を低減さ
せることが出来ること(価格メリットの向上)、という
知見をベースとするものである。
【0013】当業界において、メタルハニカム体の構成
部材として、帯材(箔材)(平板状帯材及び/又は波板
状帯材)に丸穴部、長穴部(ストライプ部)、スリット
部などを穿設または形成したものを使用する技術は知ら
れているが(例えば、実開昭62-90742号、特開昭 63-78
48号、特開昭 63-134061号、特公昭 62-4531号などを参
照)、これらは本発明と全く異質のものである。これら
は、出発材料である帯材(平板状帯材及び/又は波板状
帯材)から、ハニカム構造のメタルハニカム体を製造す
るときの加工上の配慮を欠くものであり、かつ本発明の
狭幅の二以上のストリップ材を使用するという概念を包
含しないものである。
【0014】図5は、本発明のメタルハニカム体(H)
を利用したメタル担体(MS;メタル性触媒担持母体)
の斜視図である。図5のメタルハニカム体(H)は、巻
回タイプのものである。また図6は、本発明のメタルハ
ニカム体(H)を利用したメタル担体(MS)の断面図
であり、該メタルハニカム体(H)は積層タイプのもの
である。図示されるように、メタル担体(MS)は、本
発明の製造方法で製作したメタルハニカム体(H)を金
属製ケーシング(C)内に填装、固着して製作されるも
のである。前記したように、本発明において、メタルハ
ニカム体(H)の構造としては前記図5〜図6に示され
た巻回タイプ及び積層タイプのものに限定されず、放射
状タイプ、S字状タイプ、巴状タイプ、X−ラップ(卍
状)タイプなどの構造のものであってよい。
【0015】次に本発明の最大の特徴点である前記した
メタルハニカム体(H)の製造方法について、図面を参
照して詳しく説明する。図1〜図2は、本発明のメタル
ハニカム体(H)の製造方法の第一実施態様を説明する
図である。図示されるように、本発明の第一実施態様の
メタルハニカム体(H)は、所定幅(W1 )の波板状帯
材(2) と、所定幅(W2 )の4本のストリップ材(11、
12……1n, n=4)を所定間隔(d) をおいて構成した平板状
帯材(1) を巻回成形して製作されるものである。巻回成
形の態様は、通常の方式に従えばよく、例えば巻回中心
にスリット入り巻回治具を配設し、前記波板状帯材(2)
に4本のストリップ材からなる平板状帯材(1) を溶接等
により仮止めし、両部材をスリットに挿入するととも
に、一定の巻回応力のもとに巻回成形すればよい。な
お、両帯材の巻回成形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。
【0016】本発明において、波板状帯材(2) の幅(w
1 )、従ってメタルハニカム体(H)の幅(w1 )に対
して、ストリップ材(11、12……1n)の幅(w2 )は、
所望に設定すればよく、例えばw1 ・(1/10)≦w2 <w
1 ・(1/2) に設定すればよい。また、各ストリップ材の
使用本数、従って、各ストリップ材間の間隔(d)はメ
タルハニカム体(H)の幅(w1 )の大きさ、排気ガス
への乱流付与効果など、該間隔(d)部での熱応力の吸
収、緩和特性などの観点から所望に設定すればよい。一
般に、間隔(d)は、2〜50mmである。
【0017】図3は、本発明のメタルハニカム体(H)
の製造方法の第二実施態様を説明する図である。図3に
示される第二実施態様と前記図1〜図2に示される第一
実施態様は基本的には同じであり、波板状帯材(2) をス
トリップ材(21、22、23、24)で構成した点が相違する
だけである。
【0018】本発明において、種々の変形例が可能であ
る。図4は、本発明のメタルハニカム体(H)の製造方
法の第三実施態様を説明する図である。図4に示される
変形例は、図1〜図2と同様に平板状帯材(1) をストリ
ップ材で構成するが、排気ガス流の上流側(メタルハニ
カム体の前端部側)に配設するストリップ材(11、12、
13)の幅(w2 )を、排気ガス流の下流側(メタルハニ
カム体の後端部側)に配設するストリップ材(1n )の
幅(w3 )に対して相違させたものである。このような
メタルハニカム体の構造により、排気ガス流はメタルハ
ニカム体の前端部側で効率よく乱流化撹拌され、後端部
側で担持触媒により安定的に浄化されるという効果を得
ることが出来る。
【0019】前記図1〜図2に示されるメタルハニカム
体は次のように製作すればよい。Fe−Cr 20%−
Al 5%−Ce 0.02%の耐熱鋼の厚さ0.04
mm、幅70mmの薄肉鋼帯からなる平板状帯材をフォーミ
ングギアの間を通過させ、ピッチ幅3.0mm、波高1.
4mmの波板状帯材(2) とする。また、前記平板状帯材を
スリット加工し、幅10mmの4本のストリップ材(11、
12、13、14)から成る平板状帯材(1) を調製する。次い
で、前記波板状帯材(2) の端部に、等間隔でストリップ
材からなる平板状帯材(1) の端部を溶接して仮止めし、
スリットメリ巻回成形棒のスリット部に該仮止めした帯
材(1、2)を挿入し、一括巻回成形して、セル密度 300(c
psi)の外径70mmのメタルハニカム体を製作した。な
お、波板状帯材(2) とストリップ材からなる平板状帯材
(1) の当接部の固着は以下の態様で行なった。即ち、N
i基ろう材のパウダを、バインダを含む水中に分散させ
てスラリ状とし、これにメタルハニカム体を半分以上浸
漬させた後、反転して再び半分以上浸漬させる。その
後、エアブローすることによって余分のNiろう材スラ
リを取り除き、これを乾燥させ、真空炉中にて熱処理す
ることによりNiろう付けされたメタルハニカム体を得
た。
【0020】
【発明の効果】本発明のメタルハニカム担体は、その構
成部材である平板状帯材と波板状帯材のいずれか一方
を、他方の帯材より狭幅の二以上の複数のストリップ材
で構成し、該ストリップ材を所望の間隔をおいて配設す
るという技術的構成のもとで製作されるため、 ・ハニカム構造への成形加工時に、加工応力のみだれ
(変動)に影響を受けずに均一セルのメタルハニカム体
が得られること、 ・また、製作されたメタルハニカム体において、ストリ
ップ材の配設構造、即ち所定間隔をもってストリップ材
が配設されていることからして、メタルハニカム体内で
排気ガスが効率的に乱流化されるため排気ガスの浄化能
が向上すること、 ・同じくストリップ材の配設構造からして、ストリップ
材間の間隔部でメタルハニカム体内部の不均一な温度分
布に起因する熱応力を効果的に吸収、緩和することがで
きること、 ・更には、狭幅のストリップ材を所定間隔で配設すると
いうことから、極めて高価な帯材の使用量を低減化する
ことができること(コストパフォーマンスの向上)、 という優れた作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のメタルハニカム体の製造方法の第一
実施態様を説明する図で、完成されたメタルハニカム体
の斜視図である。
【図2】 本発明のメタルハニカム体の製造方法の第一
実施態様を説明する図で、巻回成形の途中工程を示す。
【図3】 本発明のメタルハニカム体の製造方法の第二
実施態様を説明する図で、巻回成形の途中工程を示す。
【図4】 本発明のメタルハニカム体の製造方法の第三
実施態様を説明する図で、完成されたメタルハニカム体
の斜視図である。
【図5】 本発明のメタルハニカム体(巻回タイプ)を
利用したメタル担体(MS)の斜視図である。
【図6】 本発明のメタルハニカム体(積層タイプ)を
利用したメタル担体(MS)の断面図である。
【符号の説明】
H …………………………… メタルハニカム体 C …………………………… 金属製ケーシング MS ………………………… メタル担体 w1 ………………………… メタルハニカム体の幅 w2 ,w3 …………………… ストリップ材の幅 d …………………………… ストリップ材間の間隔 1 …………………………… 平板状帯材 2 …………………………… 波板状帯材 11,12,……1n …… 平板状帯材を構成するス
トリップ材 21,22,……2n …… 波板状帯材を構成するス
トリップ材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】本発明を概説すれば、本発明は、薄肉金属
板製でかつ所望幅の平板状帯材と波板状帯材とを交互に
重積させて排気ガス浄化用の触媒を担持させるためのメ
タルハニカム体を製造する方法において、(i)前記平
板状帯材と波板状帯材の一方の帯材が、他の帯材の所望
幅(w)より狭幅の二以上の複数本のストリップ材で構
成されるとともに、(ii)前記ストリップ材が所望の
間隔(d)をもって配設されること、を特徴とするメタ
ルハニカム体の製造方法。
───────────────────────────────────────────────────── 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 F01N 3/28 ZAB 311 S

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄肉金属板製でかつ所定幅の平板状帯材
    と波板状帯材とを交互に重積させて排気ガス浄化用の触
    媒を担持させるためのメタルハニカム体を製造する方法
    において、 (i) 前記平板状帯材と波板状帯材の一方の帯材が、他の
    帯材の重量%(w)より狭幅の二以上の複数本のストリ
    ップ材で構成されるとともに、 (ii) 前記ストリップ材が所定の間隔(d)をもって配
    設されること、を特徴とするメタルハニカム体の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 二以上のストリップ材が、等幅のもので
    ある請求項1に記載のメタルハニカム体の製造方法。
  3. 【請求項3】 二以上のストリップ材が、異なる幅のも
    のである請求項1に記載のメタルハニカム体の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 メタルハニカム体の前端部側に小さな幅
    のストリップ材を配設し、後端部側に大きな幅のストリ
    ップ材を配設したものである請求項1に記載のメタルハ
    ニカム体の製造方法。
JP5344773A 1993-12-21 1993-12-21 メタルハニカム体の製造方法 Pending JPH07171417A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515363A (ja) * 2012-03-09 2015-05-28 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンステクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 排ガス後処理のためのハニカム体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015515363A (ja) * 2012-03-09 2015-05-28 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンステクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 排ガス後処理のためのハニカム体

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