JPH07241478A - 自動車排ガス触媒用メタル担体 - Google Patents

自動車排ガス触媒用メタル担体

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Publication number
JPH07241478A
JPH07241478A JP6035061A JP3506194A JPH07241478A JP H07241478 A JPH07241478 A JP H07241478A JP 6035061 A JP6035061 A JP 6035061A JP 3506194 A JP3506194 A JP 3506194A JP H07241478 A JPH07241478 A JP H07241478A
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JP
Japan
Prior art keywords
honeycomb body
cutting
metal carrier
exhaust gas
foil
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6035061A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Yashiro
正男 八代
Hitoshi Ota
仁史 太田
Atsuhiko Imai
篤比古 今井
Yasushi Ishikawa
泰 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH07241478A publication Critical patent/JPH07241478A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱サイクルにおける熱応力・熱疲
労などで生ずる金属ハニカム体と外筒との間で起きる破
壊を防止し得る自動車排ガス用メタル担体を提供する。 【構成】 耐熱金属からなる平箔と波箔とを重ねて渦巻
き状に巻き回してハニカム体を形成し、平箔と波箔の接
合が該ハニカム体の少なくとも一方の端面で、中心から
最外層まで全層なされており、その全層接合部において
周方向の複数箇所に、軸方向に切断部を設けたことを特
徴とする。上記切断部の長さは、上記全層接合部の長さ
より長くすること、また切断部を電子ビーム、レーザ
ー、ワイヤーカット或いは電解複合切断により形成する
ことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車エンジン等から排
出される排気ガスを浄化するための、排ガス触媒用メタ
ル担体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、メタル担体は、耐熱ステンレス鋼
の平箔と波箔とを重ねて渦巻き状に巻き回し、或いは積
層してハニカム体を形成し、これを金属製の外筒に収納
し、平箔と波箔との接触部およびハニカム体と外筒とを
ロウ材等で適宜接合して製造している。このようなメタ
ル担体は自動車の排ガス系に設置されるが、エンジンか
ら排出される排気ガスは、自動車の運転状況によって温
度変化が大きく、排ガス系にあるメタル担体は、加熱〜
冷却の熱サイクルを繰り返し受ける。その結果、ハニカ
ム体を構成する平箔と波箔に膨張・収縮が繰り返し発生
して、接合部に熱応力が生じる。このような環境に搭載
されるメタル担体には、高温の排ガスに耐える耐食性、
耐酸化性とともに、加熱・冷却の熱サイクルおよびハニ
カム体内部の温度分布差により発生する熱応力・熱疲労
にも耐えることが重要である。
【0003】熱応力・熱疲労への対策としては、国際公
開WO90/03842号において、ハニカム体の端面
部および最外周部数層に接合部を形成するメタル担体を
提示している。しかし熱サイクルの負荷が更に厳しくな
ると、ハニカム体の端部接合部が急激な加熱・冷却によ
り膨張・収縮を繰り返し、ハニカム体接合部の外周近傍
に亀裂が発生し、その亀裂が熱サイクルの進展により拡
大・進行してハニカム体の破壊に至る問題が発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな現状における技術上の問題点を解決しようとするも
のであって、熱サイクルにより発生する熱応力・熱疲労
などで生ずるハニカム体の破壊を防止し得る自動排ガス
触媒用メタル担体を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が要旨とするところは、耐熱金属からなる平箔
と波箔とを重ねて渦巻き状に巻き回してハニカム体を形
成し、平箔と波箔の接合が該ハニカム体の少なくとも一
方の端面で、中心から最外層まで全層なされており、そ
の全層接合部において周方向の複数箇所に、軸方向に切
断部を設けたことを特徴とするメタル担体である。ま
た、周方向の複数箇所に軸方向に設けられ切断部の長さ
が、前記全層接合部の長さより長くすることや、該切断
部の長さをハニカム体の中心部までとすることも好まし
い。更に、切断部の形成は電子ビームやレーザー、ワイ
ヤカット、電解複合切断などの手段により行うことが望
ましい。
【0006】
【作用】この様に急激な加熱・冷却を受ける場合、ハニ
カム体の端部全層接合部では、急加熱によりハニカム体
表面の円芯側が膨張し、次に外筒の外部から急冷却され
るとハニカム体外周部の材料強度がリング状に強くなっ
た状態で外周部から収縮するため、端部全層接合部の外
周からやや内側の部分のハニカム体に座屈を生じ、これ
が繰り返されることにより、座屈した部分から亀裂が発
生する。
【0007】本発明はハニカム体の全層接合部を、周方
向の複数箇所に軸方向に切断部を設けることにより、冷
却時にハニカム体外周部がリング状に収縮し、ハニカム
体内部を締めつけることを防止し、ハニカム体の座屈の
発生を防ぐ点に着目したものである。
【0008】
【実施例】以下に本発明を、図に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図1は、本発明のメタル担体1を模式
的に示したものであり、2はハニカム体、3はハニカム
体を収納する外筒である。また図2は、本発明のメタル
担体1を排ガス入側より見た模式図である。ハニカム体
2は図2に示されているように、高耐熱性ステンレス鋼
の平箔4と波箔5とを重ねて渦巻き状に巻き回して形成
され、金属製の外筒3に収納されている。また図3は図
1に示したメタル担体1の軸方向断面の一例である。ハ
ニカム体2には平箔4と波箔5との接触部に、図3の斜
線部で示した接合部21を設けている。すなわち、ハニ
カム体2の少なくとも一端面側、および外周部より半径
方向に少なくとも1層、乃至は多くとも外周側3分の1
以下の複数層を接合(外周強化層22)している。6は
ハニカム体2の外周と外筒3の内周との接合部であり、
図示の例では担体の排ガス出側で接合しているが、必ず
しもこの位置に限定されない。
【0009】ハニカム体2には図2、図4に示すごと
く、少なくとも一端面側の全層接合部21において、周
方向の複数箇所に、軸方向に切断部7(スリット)を設
けている。この切断部7は一本以上、好ましくは複数本
とし、図示の例では4本としている。この切断部7によ
りハニカム体2の全層接合部21は複数の部分に分断さ
れ、エンジン稼働時の熱サイクルにより発生するハニカ
ム体2の径方向および周方向の熱応力が緩和される。さ
らに、図5に示す如く、切断部7の軸方向長さをハニカ
ム体2の全層接合部21の長さよりも長くすることが応
力緩和により有効である。
【0010】この切断部7は電子ビーム、レーザー、ワ
イヤカット或いは電解複合切断等の手段により、ハニカ
ム体2の外周面から半径方向に少なくとも5分の1、好
ましくは全幅にわたり形成する。切断部7のスリット幅
については特に限定はしないが、切断部の箔が熱膨張時
に接触しない間隔を保持できれば充分であり、具体的に
は最大1mmとすればよい。
【0011】以下に本発明の具体例を示す。図2に示す
ように、厚さ50μm のフェライト系ステンレス鋼の平
箔4と波箔5を重ねて巻き回しハニカム体2を形成し、
外形80mm、厚さ1.5mm、長さ100mmのステンレス
鋼製外筒3に挿入し、メタル担体1を構成した。ハニカ
ム体2における全層接合部21は端面より20mmとし、
かつ軸方向の全長に最外周より3巻を接合し、外周強化
層22とした。ハニカム体2と外筒3は排ガス出側で接
合6し、その長さを40mmとした。このメタル担体1に
おけるハニカム体2の全層接合部21に、電子ビームを
用いて切断部7を全層接合部21と同等の長さに、周方
向4箇所に形成した。
【0012】以上のように構成した本発明のメタル担体
を、エンジン排ガスによる加熱(900℃)・冷却(1
00℃以下)を繰り返すエンジンテストを行ない、その
結果を表1に示す。1000サイクルを経てもハニカム
体は健全に保たれており、熱応力・熱疲労に強いことが
判った。
【0013】一方、ハニカム体2の全層接合部21に切
断部7を設けない比較例では、接合部の端面に亀裂を生
じ、熱サイクルの進展により亀裂が拡大する傾向が見ら
れた。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上のように、本発明のメタル担体によ
れば、ハニカム体の内部に発生する熱応力を、切断部を
設けることにより低減し、ハニカム体の排ガス入側端面
に発生する亀裂を防止することが可能となり、充分な耐
久性能のもとに排ガスの浄化を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメタル担体の外観を示す説明図であ
る。
【図2】本発明のメタル担体を、排ガス入側の上面より
見た説明図である。
【図3】本発明のメタル担体のロウ付け構造を示す模式
図である。
【図4】本発明のメタル担体のハニカム体の外観を示す
説明図である。
【図5】本発明のメタル担体の、他の実施例によるハニ
カム体の外観を示す説明図である。
【符号の説明】
1 メタル担体 2 ハニカム体 21 端面全層接合部 22 外周強化層 3 外筒 4 平箔 5 波箔 6 ハニカム体と外筒との接合部 7 切断部(スリット)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 泰 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱金属からなる平箔と波箔とを重ねて
    渦巻き状に巻き回してハニカム体を形成し、平箔と波箔
    の接合が該ハニカム体の少なくとも一方の端面で、中心
    から最外層まで全層なされており、その全層接合部にお
    いて周方向の複数箇所に、軸方向に切断部を設けたこと
    を特徴とする自動車排ガス触媒用メタル担体。
  2. 【請求項2】 周方向の複数箇所に軸方向に設けられた
    切断部の長さが、前記全層接合部の長さより長くした請
    求項1記載の自動車排ガス触媒用メタル担体。
  3. 【請求項3】 周方向の複数箇所に軸方向に設けられた
    切断部の長さを、ハニカム体の中心部までとした請求項
    1記載の自動車排ガス触媒用メタル担体。
  4. 【請求項4】 切断部を電子ビーム、レーザー、ワイヤ
    ーカット、或いは電解複合切断により形成したことを特
    徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の自動車排ガ
    ス触媒用メタル担体。
JP6035061A 1994-03-04 1994-03-04 自動車排ガス触媒用メタル担体 Withdrawn JPH07241478A (ja)

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JP6035061A JPH07241478A (ja) 1994-03-04 1994-03-04 自動車排ガス触媒用メタル担体

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532735A (ja) * 2005-02-18 2008-08-21 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 内部空洞を備えるハニカム体
JP2011194318A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532735A (ja) * 2005-02-18 2008-08-21 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 内部空洞を備えるハニカム体
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