JPH10337A - 金属製触媒コンバータおよびその製造方法 - Google Patents
金属製触媒コンバータおよびその製造方法Info
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- JPH10337A JPH10337A JP8158627A JP15862796A JPH10337A JP H10337 A JPH10337 A JP H10337A JP 8158627 A JP8158627 A JP 8158627A JP 15862796 A JP15862796 A JP 15862796A JP H10337 A JPH10337 A JP H10337A
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Landscapes
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種内燃機関の排ガス浄化用金属製用触媒コ
ンバータにおいて、ハニカム体の径方向の熱応力を緩和
吸収するのみならず、軸方向の熱応力をも十分に吸収
し、かつ断熱性を高め、コスト高の問題を克服して耐久
性を向上する。 【解決手段】 ハニカム体がケーシング内に弾性支持体
を介して装着され、弾性支持体は少なくともハニカム体
の排ガス入側端部に設置され、ハニカム体とケーシング
のいずれか一方にのみ接合されているか、またはいずれ
にも接合されていない。弾性支持体は、ケーシングを外
面から加工して形成される突起等により軸方向に係止さ
れる。また、ハニカム体とケーシングの間が断熱構造と
なっている。 【効果】 現状より厳しい使用環境にも十分対応可能。
ンバータにおいて、ハニカム体の径方向の熱応力を緩和
吸収するのみならず、軸方向の熱応力をも十分に吸収
し、かつ断熱性を高め、コスト高の問題を克服して耐久
性を向上する。 【解決手段】 ハニカム体がケーシング内に弾性支持体
を介して装着され、弾性支持体は少なくともハニカム体
の排ガス入側端部に設置され、ハニカム体とケーシング
のいずれか一方にのみ接合されているか、またはいずれ
にも接合されていない。弾性支持体は、ケーシングを外
面から加工して形成される突起等により軸方向に係止さ
れる。また、ハニカム体とケーシングの間が断熱構造と
なっている。 【効果】 現状より厳しい使用環境にも十分対応可能。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種内燃機関の排
ガス通路に設置されて、該排ガスを浄化するための金属
製触媒コンバータおよびその製造方法に関するものであ
る。
ガス通路に設置されて、該排ガスを浄化するための金属
製触媒コンバータおよびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車、ボイラー、発電用など各種内燃
機関の排ガスを浄化するための触媒コンバータとして、
円筒状の金属ケーシング内に金属製のハニカム体が装着
され、該ハニカム体に触媒が担持された金属製触媒コン
バータがある。なお、ケーシングは外筒とも呼ばれる
が、本明細書では統一してケーシングと記す。このよう
な金属製触媒コンバータは、セラミック製のものに比べ
て、触媒が作用する温度に速く昇温され、また排ガス通
過の抵抗が小さいことから、近年その使用が増大してい
る。
機関の排ガスを浄化するための触媒コンバータとして、
円筒状の金属ケーシング内に金属製のハニカム体が装着
され、該ハニカム体に触媒が担持された金属製触媒コン
バータがある。なお、ケーシングは外筒とも呼ばれる
が、本明細書では統一してケーシングと記す。このよう
な金属製触媒コンバータは、セラミック製のものに比べ
て、触媒が作用する温度に速く昇温され、また排ガス通
過の抵抗が小さいことから、近年その使用が増大してい
る。
【０００３】ハニカム体は通常、耐熱ステンレス鋼の平
箔と、該平箔に波付け加工した波箔とを重ねて渦巻き状
に巻回し、平箔と波箔の接触部を、ろう付け、液相接
合、拡散接合などにより接合して製造され、平箔と波箔
で囲まれた多数の通気孔が軸方向に形成されている。そ
して、ハニカム体をケーシング内に挿入し、ハニカム体
とケーシングを直接ろう付けなどにより接合してメタル
担体としている。
箔と、該平箔に波付け加工した波箔とを重ねて渦巻き状
に巻回し、平箔と波箔の接触部を、ろう付け、液相接
合、拡散接合などにより接合して製造され、平箔と波箔
で囲まれた多数の通気孔が軸方向に形成されている。そ
して、ハニカム体をケーシング内に挿入し、ハニカム体
とケーシングを直接ろう付けなどにより接合してメタル
担体としている。
【０００４】メタル担体は、ハニカム体の通気孔内の表
面に、活性アルミナなどからなる触媒担持層を形成し、
該担持層にＰｔ等の触媒を担持させて金属製触媒コンバ
ータとなる。そして、各種内燃機関の排ガス通路に設置
され、排ガスを通過させることで、該排ガス中のＮＯｘ
やＣＯなどの有害成分を、触媒作用により無害化する。
このとき、触媒コンバータは高温排ガスの通過ととも
に、反応熱により加熱される。
面に、活性アルミナなどからなる触媒担持層を形成し、
該担持層にＰｔ等の触媒を担持させて金属製触媒コンバ
ータとなる。そして、各種内燃機関の排ガス通路に設置
され、排ガスを通過させることで、該排ガス中のＮＯｘ
やＣＯなどの有害成分を、触媒作用により無害化する。
このとき、触媒コンバータは高温排ガスの通過ととも
に、反応熱により加熱される。
【０００５】ところで、金属製触媒コンバータは熱伝導
率が大きいため、内周部と外周部に大きな温度差が生じ
る。すなわち、ハニカム体は上記のように加熱される
が、外周部はケーシングへの伝熱およびケーシングから
外気への熱放散があり、これら熱移動が速いので、内周
部との温度差が大きくなる。そして、ハニカム体を構成
する箔の厚さが３０〜５０μｍであるのに対し、ケーシ
ングの肉厚は１．５mm前後と厚く熱容量が大きいことか
ら、特にエンジンスタート直後や停止直後には、ハニカ
ム体内周部とケーシングの温度差が大きくなる。
率が大きいため、内周部と外周部に大きな温度差が生じ
る。すなわち、ハニカム体は上記のように加熱される
が、外周部はケーシングへの伝熱およびケーシングから
外気への熱放散があり、これら熱移動が速いので、内周
部との温度差が大きくなる。そして、ハニカム体を構成
する箔の厚さが３０〜５０μｍであるのに対し、ケーシ
ングの肉厚は１．５mm前後と厚く熱容量が大きいことか
ら、特にエンジンスタート直後や停止直後には、ハニカ
ム体内周部とケーシングの温度差が大きくなる。
【０００６】例えば、厚さ５０μｍのステンレス鋼箔で
製造された半径４０mm、長さ１２０mm、セル密度４００
ＣＰＩのハニカム体を、肉厚１．５mmのケーシングに装
着した触媒コンバータを、ガソリンエンジン自動車の排
気ガス管に取付けて行った浄化実験の計測データでは、
エンジンスタート後１００秒経過時点で、ハニカム体中
心部が９００℃のとき、半径３０mmの位置で９００℃、
最外周部で３５０℃、ケーシング外面で１５０℃であっ
た。
製造された半径４０mm、長さ１２０mm、セル密度４００
ＣＰＩのハニカム体を、肉厚１．５mmのケーシングに装
着した触媒コンバータを、ガソリンエンジン自動車の排
気ガス管に取付けて行った浄化実験の計測データでは、
エンジンスタート後１００秒経過時点で、ハニカム体中
心部が９００℃のとき、半径３０mmの位置で９００℃、
最外周部で３５０℃、ケーシング外面で１５０℃であっ
た。
【０００７】このように、ハニカム体の内周部と外周部
やケーシングとの温度差が大きくなることから、それら
の間の熱膨張量や収縮量の差によって熱応力が生じる。
特にハニカム体とケーシングの境界あるいはハニカム体
の外周部に熱応力が集中して塑性変形が起き、また、そ
の繰り返しによる疲労現象でハニカム体に座屈や割れが
発生するという問題があった。ハニカム体の損傷は、触
媒効率の低下をもたらすだけでなく、通気抵抗の増大に
よってエンジンの出力低下や、燃料効率の低下にも繋が
る場合があり、金属製触媒コンバータの耐久性向上のた
めの課題であった。
やケーシングとの温度差が大きくなることから、それら
の間の熱膨張量や収縮量の差によって熱応力が生じる。
特にハニカム体とケーシングの境界あるいはハニカム体
の外周部に熱応力が集中して塑性変形が起き、また、そ
の繰り返しによる疲労現象でハニカム体に座屈や割れが
発生するという問題があった。ハニカム体の損傷は、触
媒効率の低下をもたらすだけでなく、通気抵抗の増大に
よってエンジンの出力低下や、燃料効率の低下にも繋が
る場合があり、金属製触媒コンバータの耐久性向上のた
めの課題であった。
【０００８】その対策として、特公昭５７−５５８８６
号公報には、ケーシングとハニカム体との間に間隙を設
けたものが開示されている。このような触媒コンバータ
によると、間隙に存在する空気層の断熱作用により、ハ
ニカム体とケーシングが熱的に絶縁され、かつ該間隙内
ではハニカム体が自由に膨張および収縮できるので、熱
応力の発生および集中がある程度緩和され、ハニカム体
の損傷をある程度は防止することができる。しかし、ハ
ニカム体とケーシングとが両端部で溶接により接合され
ているため、該両端部では、ハニカム体の径方向および
軸方向の膨張や収縮が拘束され熱応力が集中するので、
ハニカム体の損傷を解消するには至らない。
号公報には、ケーシングとハニカム体との間に間隙を設
けたものが開示されている。このような触媒コンバータ
によると、間隙に存在する空気層の断熱作用により、ハ
ニカム体とケーシングが熱的に絶縁され、かつ該間隙内
ではハニカム体が自由に膨張および収縮できるので、熱
応力の発生および集中がある程度緩和され、ハニカム体
の損傷をある程度は防止することができる。しかし、ハ
ニカム体とケーシングとが両端部で溶接により接合され
ているため、該両端部では、ハニカム体の径方向および
軸方向の膨張や収縮が拘束され熱応力が集中するので、
ハニカム体の損傷を解消するには至らない。
【０００９】また、特開平４−２３５７１７号公報に
は、ハニカム体の両端部とケーシングとを直接には接合
せず、ケーシングの内周面とハニカム体の外周面とに固
着され、径方向および軸方向に弾性変形自在に該ハニカ
ム体を該ケーシングに保持するリング状の弾性保持部材
を設けたものが開示されている。該公報のコンバータに
おいては、弾性保持部材がハニカム体とケーシングの双
方にろう付け等により固着されているため、径方向の熱
応力に対しては効果を発揮することができるが、軸方向
に対しては応力開放の効果が小さく、長期間の使用には
支障を来たすおそれがある。
は、ハニカム体の両端部とケーシングとを直接には接合
せず、ケーシングの内周面とハニカム体の外周面とに固
着され、径方向および軸方向に弾性変形自在に該ハニカ
ム体を該ケーシングに保持するリング状の弾性保持部材
を設けたものが開示されている。該公報のコンバータに
おいては、弾性保持部材がハニカム体とケーシングの双
方にろう付け等により固着されているため、径方向の熱
応力に対しては効果を発揮することができるが、軸方向
に対しては応力開放の効果が小さく、長期間の使用には
支障を来たすおそれがある。
【００１０】さらに、実開平１−１４５９３０号公報に
は、波付け加工したケーシングとハニカム体の間に、多
孔質セラミック粒を含有した加熱膨張性セラミックを介
在させたもの、および波付け加工したケーシングの凹部
とハニカム体の間の空間に波板を保持したものが開示さ
れている。しかし、多孔質セラミック粒を含有した加熱
膨張性セラミックが高価であり、波板を介在させたもの
は、ケーシングとハニカム体が直接接触しているため、
径方向の熱膨張および収縮による熱応力の緩和効果が期
待できず、やはり長期間の使用には支障を来たすおそれ
がある。
は、波付け加工したケーシングとハニカム体の間に、多
孔質セラミック粒を含有した加熱膨張性セラミックを介
在させたもの、および波付け加工したケーシングの凹部
とハニカム体の間の空間に波板を保持したものが開示さ
れている。しかし、多孔質セラミック粒を含有した加熱
膨張性セラミックが高価であり、波板を介在させたもの
は、ケーシングとハニカム体が直接接触しているため、
径方向の熱膨張および収縮による熱応力の緩和効果が期
待できず、やはり長期間の使用には支障を来たすおそれ
がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、各種内燃機
関の排ガスを浄化するための金属製触媒コンバータにお
いて、ハニカム体の径方向の熱応力をより緩和吸収する
のみならず、軸方向の熱応力をも十分に吸収し、かつ断
熱性を高め、コスト高の問題も克服して、耐久性を向上
させることを目的とする。
関の排ガスを浄化するための金属製触媒コンバータにお
いて、ハニカム体の径方向の熱応力をより緩和吸収する
のみならず、軸方向の熱応力をも十分に吸収し、かつ断
熱性を高め、コスト高の問題も克服して、耐久性を向上
させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明コンバータは、排ガスの通路に設置されて該排
ガスを浄化するためのコンバータであって、軸方向に多
数の通気孔が形成され、該通気孔内の表面に触媒が担持
された円柱状のハニカム体と、円筒状のケーシングと、
リング状の弾性支持体とからなり、該ハニカム体は該ケ
ーシング内に該弾性支持体を介して装着され、該弾性支
持体は少なくとも該ハニカム体の排ガス入側端部に設置
され、該ハニカム体と該ケーシングのいずれか一方にの
み接合されているか、またはいずれにも接合されていな
いことを特徴とする金属製触媒コンバータである。
の本発明コンバータは、排ガスの通路に設置されて該排
ガスを浄化するためのコンバータであって、軸方向に多
数の通気孔が形成され、該通気孔内の表面に触媒が担持
された円柱状のハニカム体と、円筒状のケーシングと、
リング状の弾性支持体とからなり、該ハニカム体は該ケ
ーシング内に該弾性支持体を介して装着され、該弾性支
持体は少なくとも該ハニカム体の排ガス入側端部に設置
され、該ハニカム体と該ケーシングのいずれか一方にの
み接合されているか、またはいずれにも接合されていな
いことを特徴とする金属製触媒コンバータである。
【００１３】第１の態様は、弾性支持体とハニカム体と
が接合され、該弾性支持体はケーシングとは非接合で、
該ケーシング内面の突起によって軸方向に係止されてい
る。そして、弾性支持体が凹部を有し、ケーシング内面
の突起が該凹部に嵌合されていることが好ましい。ま
た、弾性支持体によるハニカム体の拘束部の軸方向長さ
が、ハニカム体全長の１／４以下であるか、または、該
拘束部が複数あって該拘束部の軸方向長さの合計がハニ
カム体全長の１／４を超える場合は、ケーシング内面の
突起による前記弾性支持体の拘束部間距離の８％以上の
遊びが軸方向に設けられていることが好ましい。
が接合され、該弾性支持体はケーシングとは非接合で、
該ケーシング内面の突起によって軸方向に係止されてい
る。そして、弾性支持体が凹部を有し、ケーシング内面
の突起が該凹部に嵌合されていることが好ましい。ま
た、弾性支持体によるハニカム体の拘束部の軸方向長さ
が、ハニカム体全長の１／４以下であるか、または、該
拘束部が複数あって該拘束部の軸方向長さの合計がハニ
カム体全長の１／４を超える場合は、ケーシング内面の
突起による前記弾性支持体の拘束部間距離の８％以上の
遊びが軸方向に設けられていることが好ましい。
【００１４】第２の態様は、弾性支持体とケーシングと
が接合され、該弾性支持体はハニカム体とは非接合で、
該ハニカム体の外周に接合されたリング状係止部材によ
って該ハニカム体の軸方向に係止されている。第３の態
様は、弾性支持体が、ハニカム体およびケーシングのい
ずれにも非接合であり、該ハニカム体の外周に接合され
たリング状係止部材および該ケーシング内面の突起によ
って、該ハニカム体および該ケーシングの軸方向に係止
されている。
が接合され、該弾性支持体はハニカム体とは非接合で、
該ハニカム体の外周に接合されたリング状係止部材によ
って該ハニカム体の軸方向に係止されている。第３の態
様は、弾性支持体が、ハニカム体およびケーシングのい
ずれにも非接合であり、該ハニカム体の外周に接合され
たリング状係止部材および該ケーシング内面の突起によ
って、該ハニカム体および該ケーシングの軸方向に係止
されている。
【００１５】本発明コンバータは、ケーシング内面に突
起が形成され、該突起は、該ケーシングを外面から絞り
加工したリング状突起であることが好ましい。また、ケ
ーシングが、ハニカム体の軸方向外側の両側または片側
の部位でコーン状に小径化していることが好ましい。さ
らに、ケーシングの直管部とコーン部が摩擦圧接により
接合され、ケーシング内面の突起が、該接合部の内面ビ
ードであることが好ましい。また、弾性支持体が、厚さ
３０μｍ〜２００μｍの耐熱耐酸化性ステンレス鋼箔ま
たは薄板から成形されていることが好ましい。
起が形成され、該突起は、該ケーシングを外面から絞り
加工したリング状突起であることが好ましい。また、ケ
ーシングが、ハニカム体の軸方向外側の両側または片側
の部位でコーン状に小径化していることが好ましい。さ
らに、ケーシングの直管部とコーン部が摩擦圧接により
接合され、ケーシング内面の突起が、該接合部の内面ビ
ードであることが好ましい。また、弾性支持体が、厚さ
３０μｍ〜２００μｍの耐熱耐酸化性ステンレス鋼箔ま
たは薄板から成形されていることが好ましい。
【００１６】また、少なくとも排ガス入側端部に設置さ
れた弾性支持体の排ガス入側の面に、セラミックコーテ
ィングが施されていることが好ましい。また、弾性支持
体の他部位との接触面にセラミックコーティングが施さ
れていることが好ましい。また、ハニカム体とケーシン
グの間の空間の内面に、セラミックコーティングが施さ
れていることが好ましい。さらにまた、ハニカム体とケ
ーシングの間の空間に、断熱マットが装着されているこ
とが好ましい。
れた弾性支持体の排ガス入側の面に、セラミックコーテ
ィングが施されていることが好ましい。また、弾性支持
体の他部位との接触面にセラミックコーティングが施さ
れていることが好ましい。また、ハニカム体とケーシン
グの間の空間の内面に、セラミックコーティングが施さ
れていることが好ましい。さらにまた、ハニカム体とケ
ーシングの間の空間に、断熱マットが装着されているこ
とが好ましい。
【００１７】本発明の第１発明法は、軸方向に多数の通
気孔が形成された円柱状のハニカム体の、軸方向の少な
くとも排ガス入側となる一端部の外周にリング状の弾性
支持体を接合した後、該ハニカム体に触媒を担持させる
か、または、前記ハニカム体に触媒を担持させた後、軸
方向の少なくとも排ガス入側となる一端部の外周に前記
弾性支持体を接合し、ついで円筒状のケーシング内に挿
入して係止することを特徴とする金属製触媒コンバータ
の製造方法である。
気孔が形成された円柱状のハニカム体の、軸方向の少な
くとも排ガス入側となる一端部の外周にリング状の弾性
支持体を接合した後、該ハニカム体に触媒を担持させる
か、または、前記ハニカム体に触媒を担持させた後、軸
方向の少なくとも排ガス入側となる一端部の外周に前記
弾性支持体を接合し、ついで円筒状のケーシング内に挿
入して係止することを特徴とする金属製触媒コンバータ
の製造方法である。
【００１８】第２発明法は、軸方向に多数の通気孔が形
成された円柱状のハニカム体の、軸方向の少なくとも排
ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材を接合
した後、該ハニカム体に触媒を担持させるか、または、
前記ハニカム体に触媒を担持させた後、軸方向の少なく
とも排ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材
を接合する一方、円筒状のケーシングの内周にリング状
の弾性支持体を接合し、該ケーシング内に、前記リング
状係止部材を接合しかつ触媒を担持させたハニカム体を
挿入して係止することを特徴とする金属製触媒コンバー
タの製造方法である。
成された円柱状のハニカム体の、軸方向の少なくとも排
ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材を接合
した後、該ハニカム体に触媒を担持させるか、または、
前記ハニカム体に触媒を担持させた後、軸方向の少なく
とも排ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材
を接合する一方、円筒状のケーシングの内周にリング状
の弾性支持体を接合し、該ケーシング内に、前記リング
状係止部材を接合しかつ触媒を担持させたハニカム体を
挿入して係止することを特徴とする金属製触媒コンバー
タの製造方法である。
【００１９】第３発明法は、軸方向に多数の通気孔が形
成された円柱状のハニカム体の、軸方向の少なくとも排
ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材を接合
した後、該ハニカム体に触媒を担持させるか、または、
前記ハニカム体に触媒を担持させた後、軸方向の少なく
とも排ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材
を接合し、該リング状係止部材にリング状の弾性支持体
を係止させ、ついで円筒状のケーシング内に挿入して係
止することを特徴とする金属製触媒コンバータの製造方
法である。
成された円柱状のハニカム体の、軸方向の少なくとも排
ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材を接合
した後、該ハニカム体に触媒を担持させるか、または、
前記ハニカム体に触媒を担持させた後、軸方向の少なく
とも排ガス入側となる一端部の外周にリング状係止部材
を接合し、該リング状係止部材にリング状の弾性支持体
を係止させ、ついで円筒状のケーシング内に挿入して係
止することを特徴とする金属製触媒コンバータの製造方
法である。
【００２０】第１発明法、第２発明法および第３発明法
において、ケーシング内にハニカム体を挿入した後、該
ケーシングを外面から加工することで、該ケーシング内
面に突起を形成し、該突起によって弾性支持体を軸方向
に係止することが好ましい。そしてさらに、弾性支持体
にあらかじめ凹部を形成しておき、ケーシング内面の突
起を該凹部に嵌合させることが好ましく、また、ケーシ
ングを、ロールフォーミング、スピニング加工、回転鍛
造加工のいずれかにより加工することで、該ケーシング
内面にリング状の突起を形成することが好ましい。
において、ケーシング内にハニカム体を挿入した後、該
ケーシングを外面から加工することで、該ケーシング内
面に突起を形成し、該突起によって弾性支持体を軸方向
に係止することが好ましい。そしてさらに、弾性支持体
にあらかじめ凹部を形成しておき、ケーシング内面の突
起を該凹部に嵌合させることが好ましく、また、ケーシ
ングを、ロールフォーミング、スピニング加工、回転鍛
造加工のいずれかにより加工することで、該ケーシング
内面にリング状の突起を形成することが好ましい。
【００２１】第１発明法、第２発明法および第３発明法
において、ケーシング内にハニカム体を挿入した後、該
ハニカム体の軸方向外側の部位の両側または片側のケー
シングを、コーン状に絞り加工することが好ましい、ま
た、ケーシング内にハニカム体を挿入した後、該ハニカ
ム体の軸方向外側の部位の両側または片側のケーシング
に、コーン状の管を接続することが好ましい。そして、
コーン状の管を接続するにあたり、摩擦圧接により接合
し、該接合部の内面ビードによって弾性支持体を軸方向
に係止することが好ましい。
において、ケーシング内にハニカム体を挿入した後、該
ハニカム体の軸方向外側の部位の両側または片側のケー
シングを、コーン状に絞り加工することが好ましい、ま
た、ケーシング内にハニカム体を挿入した後、該ハニカ
ム体の軸方向外側の部位の両側または片側のケーシング
に、コーン状の管を接続することが好ましい。そして、
コーン状の管を接続するにあたり、摩擦圧接により接合
し、該接合部の内面ビードによって弾性支持体を軸方向
に係止することが好ましい。
【００２２】また、ケーシング内にハニカム体を挿入す
る前に、弾性支持体にあらかじめセラミックコーティン
グを施しておくことが好ましい。さらに、ケーシング内
にハニカム体を挿入する前に、該ケーシングの内面およ
び該ハニカム体の外面にあらかじめセラミックコーティ
ングを施しておくことが好ましい。また、ハニカム体に
断熱マットを巻き付けた後、ケーシングに挿入すること
が好ましい。
る前に、弾性支持体にあらかじめセラミックコーティン
グを施しておくことが好ましい。さらに、ケーシング内
にハニカム体を挿入する前に、該ケーシングの内面およ
び該ハニカム体の外面にあらかじめセラミックコーティ
ングを施しておくことが好ましい。また、ハニカム体に
断熱マットを巻き付けた後、ケーシングに挿入すること
が好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の金属製触媒コンバータ
は、図１の縦断面図に例示するように、円柱状のハニカ
ム体１が、円筒状のケーシング２内にリング状の弾性支
持体３を介して装着されている。ハニカム体１、ケーシ
ング２および弾性支持体３は、いずれも金属製である。
ハニカム体１には軸方向に多数の通気孔５が形成され、
該通気孔５内の表面には触媒が担持されている。
は、図１の縦断面図に例示するように、円柱状のハニカ
ム体１が、円筒状のケーシング２内にリング状の弾性支
持体３を介して装着されている。ハニカム体１、ケーシ
ング２および弾性支持体３は、いずれも金属製である。
ハニカム体１には軸方向に多数の通気孔５が形成され、
該通気孔５内の表面には触媒が担持されている。
【００２４】ハニカム体１を排ガスの通路に設置したと
き、排ガスは矢印の方向に導入される。リング状の弾性
支持体３は、少なくともハニカム体１の排ガス入側端部
に設置され、ハニカム体１とケーシング２のいずれか一
方のみに接合されているか、またはいずれにも接合され
ていない。図１の例では、弾性支持体３は排ガスの入側
端部および出側端部の双方に設置されているが、出側端
部のもの（図１の右側のもの）はリング状である必要は
なく、また省略することもできる。
き、排ガスは矢印の方向に導入される。リング状の弾性
支持体３は、少なくともハニカム体１の排ガス入側端部
に設置され、ハニカム体１とケーシング２のいずれか一
方のみに接合されているか、またはいずれにも接合され
ていない。図１の例では、弾性支持体３は排ガスの入側
端部および出側端部の双方に設置されているが、出側端
部のもの（図１の右側のもの）はリング状である必要は
なく、また省略することもできる。
【００２５】ハニカム体１は、例えば図２のように、耐
熱ステンレス鋼からなる平箔６と波箔７を重ねて巻回
し、波箔７の凸部と平箔６との接触部をろう接や拡散接
合などにより接合して製造することができる。波箔７は
平箔６に波付け加工して製造される。平箔６と波箔７の
凹部で囲まれた空間が通気孔５となり、通気孔５内の表
面には活性アルミナなどからなる触媒担持層（ウオッシ
ュコート）が形成され、該担持層にＰｔなどの触媒が担
持されている。
熱ステンレス鋼からなる平箔６と波箔７を重ねて巻回
し、波箔７の凸部と平箔６との接触部をろう接や拡散接
合などにより接合して製造することができる。波箔７は
平箔６に波付け加工して製造される。平箔６と波箔７の
凹部で囲まれた空間が通気孔５となり、通気孔５内の表
面には活性アルミナなどからなる触媒担持層（ウオッシ
ュコート）が形成され、該担持層にＰｔなどの触媒が担
持されている。
【００２６】リング状の弾性支持体３は、一例を示す
と、図３の斜視図のような形状で、例えば金属箔を図１
に示すような断面Σ型に成形して得られ、径方向および
軸方向に可撓性を有している。なお、弾性支持体３の断
面形状は、このほか、図４に例示するような各種形状と
することができる。図４（ａ）はＶ型、図４（ｂ）はＪ
型、図４（ｃ）は山型、図４（ｄ）はＭ型、図（ｅ）は
階段型であり、いずれもリング状をしている。
と、図３の斜視図のような形状で、例えば金属箔を図１
に示すような断面Σ型に成形して得られ、径方向および
軸方向に可撓性を有している。なお、弾性支持体３の断
面形状は、このほか、図４に例示するような各種形状と
することができる。図４（ａ）はＶ型、図４（ｂ）はＪ
型、図４（ｃ）は山型、図４（ｄ）はＭ型、図（ｅ）は
階段型であり、いずれもリング状をしている。
【００２７】このような本発明の触媒コンバータを、各
種内燃機関の排ガス通路に設置して高温の排ガスを通す
と、触媒作用によりＮＯｘ，ＣＯなどの有害成分が無害
化される。このとき、ハニカム体１は高温排ガスによ
り、また反応熱により加熱膨張し、外面が外気にさらさ
れているケーシング２との間に熱膨張差が生じる。また
内燃機関の運転と停止を繰り返す間には、膨張と収縮が
繰り返される。しかし、本発明の触媒コンバータは熱応
力が効果的に緩和されるので、長期間の使用に耐える耐
久性を有している。
種内燃機関の排ガス通路に設置して高温の排ガスを通す
と、触媒作用によりＮＯｘ，ＣＯなどの有害成分が無害
化される。このとき、ハニカム体１は高温排ガスによ
り、また反応熱により加熱膨張し、外面が外気にさらさ
れているケーシング２との間に熱膨張差が生じる。また
内燃機関の運転と停止を繰り返す間には、膨張と収縮が
繰り返される。しかし、本発明の触媒コンバータは熱応
力が効果的に緩和されるので、長期間の使用に耐える耐
久性を有している。
【００２８】すなわち、本発明の触媒コンバータは、弾
性支持体３が、ハニカム体１の径方向に可撓性を有して
いることから、径方向の熱応力を十分に吸収できるほ
か、軸方向には可撓性を有しているとともに、ハニカム
体１とケーシング２のいずれか一方のみに接合されてい
るか、またはいずれにも接合されていないので、軸方向
の熱応力も十分に吸収でき、ほぼ完全に逃がすこともで
きる。また、リング状の弾性支持体３がハニカム体１の
排ガス入側端部に設置されているので、高温の排ガスが
ハニカム体１とケーシング２の間の空間に侵入するのを
防止でき、該空間による断熱作用が向上する。
性支持体３が、ハニカム体１の径方向に可撓性を有して
いることから、径方向の熱応力を十分に吸収できるほ
か、軸方向には可撓性を有しているとともに、ハニカム
体１とケーシング２のいずれか一方のみに接合されてい
るか、またはいずれにも接合されていないので、軸方向
の熱応力も十分に吸収でき、ほぼ完全に逃がすこともで
きる。また、リング状の弾性支持体３がハニカム体１の
排ガス入側端部に設置されているので、高温の排ガスが
ハニカム体１とケーシング２の間の空間に侵入するのを
防止でき、該空間による断熱作用が向上する。
【００２９】本発明コンバータの第１の態様は、弾性支
持体３とハニカム体１とが接合され、弾性支持体３はケ
ーシング２とは非接合で、ケーシング２内面の突起によ
ってケーシング５の軸方向に係止されている。その具体
例を図５〜図７に示す。図５の例は、ハニカム体１の排
ガス入側端部にリング状の弾性支持体３が接合され、一
方、ケーシング２の内面にリング状の突起１０が２列形
成されている。そして、弾性支持体３を２列の突起１０
で挟むように嵌合することで、軸方向に係止している。
持体３とハニカム体１とが接合され、弾性支持体３はケ
ーシング２とは非接合で、ケーシング２内面の突起によ
ってケーシング５の軸方向に係止されている。その具体
例を図５〜図７に示す。図５の例は、ハニカム体１の排
ガス入側端部にリング状の弾性支持体３が接合され、一
方、ケーシング２の内面にリング状の突起１０が２列形
成されている。そして、弾性支持体３を２列の突起１０
で挟むように嵌合することで、軸方向に係止している。
【００３０】図６（ａ）の例は、ハニカム体１に接合さ
れた弾性支持体３が凹部１２を有し、ケーシング２の内
面に形成された突起１０が凹部１２に嵌合されている。
図６（ｂ）および図６（ｃ）は、さらにハニカム体１の
排ガス出側にも山型の弾性支持体３が接合され、各弾性
支持体３はケーシング２内面の突起１０で、軸方向に遊
びをもって係止されている。図６（ｂ）では出側の弾性
支持体３の両側に突起１０があり、図６（ｃ）では出側
の弾性支持体３の出側に突起１０がある。
れた弾性支持体３が凹部１２を有し、ケーシング２の内
面に形成された突起１０が凹部１２に嵌合されている。
図６（ｂ）および図６（ｃ）は、さらにハニカム体１の
排ガス出側にも山型の弾性支持体３が接合され、各弾性
支持体３はケーシング２内面の突起１０で、軸方向に遊
びをもって係止されている。図６（ｂ）では出側の弾性
支持体３の両側に突起１０があり、図６（ｃ）では出側
の弾性支持体３の出側に突起１０がある。
【００３１】図５および図６の例において、弾性支持体
３はハニカム体１の周囲を囲繞するリング状であり、嵌
合する突起１０は、図７（ａ）に示すようにリング状突
起１０である。また図５および図６（ａ）の例におい
て、排ガス出側に形成されたケーシング２の突起１１
は、リング状である必要はなく、図７（ｂ）に示すよう
にカップ状突起１１であってもよい。なお、図６（ｂ）
および図６（ｃ）においても、排ガス出側の突起１０は
リング状である必要はない。このように入側をリング状
としたことで、高温の排ガスがハニカム体１とケーシン
グ２の間の空間に侵入するのを防止できる。
３はハニカム体１の周囲を囲繞するリング状であり、嵌
合する突起１０は、図７（ａ）に示すようにリング状突
起１０である。また図５および図６（ａ）の例におい
て、排ガス出側に形成されたケーシング２の突起１１
は、リング状である必要はなく、図７（ｂ）に示すよう
にカップ状突起１１であってもよい。なお、図６（ｂ）
および図６（ｃ）においても、排ガス出側の突起１０は
リング状である必要はない。このように入側をリング状
としたことで、高温の排ガスがハニカム体１とケーシン
グ２の間の空間に侵入するのを防止できる。
【００３２】図５および図６の例において、排ガス出側
のカップ状突起１１は、ハニカム体１との間に間隙を有
しているので、ハニカム体１の熱膨張により接触するま
では径方向の熱応力は生じず、接触後の熱応力は小さ
い。なお、これらの例において、ハニカム体１に弾性支
持体３を複数列接合してケーシング２のリング状突起１
０あるいはカップ状突起１１と嵌合させることもでき
る。
のカップ状突起１１は、ハニカム体１との間に間隙を有
しているので、ハニカム体１の熱膨張により接触するま
では径方向の熱応力は生じず、接触後の熱応力は小さ
い。なお、これらの例において、ハニカム体１に弾性支
持体３を複数列接合してケーシング２のリング状突起１
０あるいはカップ状突起１１と嵌合させることもでき
る。
【００３３】第１の態様において、例えば図６（ａ）に
示すように、ケーシング２の突起１０でハニカム体１の
軸方向移動を拘束する場合、拘束部の軸方向長さＭがハ
ニカム体１の全長Ｌの１／４以下であるのが好ましく、
１／８以下であるのがより好ましい。Ｍが長すぎると弾
性支持体３に塑性変形が生じ、また疲労破壊を起こすお
それがある。このような条件とすることで、軸方向の熱
応力をほぼ完全に吸収できる。
示すように、ケーシング２の突起１０でハニカム体１の
軸方向移動を拘束する場合、拘束部の軸方向長さＭがハ
ニカム体１の全長Ｌの１／４以下であるのが好ましく、
１／８以下であるのがより好ましい。Ｍが長すぎると弾
性支持体３に塑性変形が生じ、また疲労破壊を起こすお
それがある。このような条件とすることで、軸方向の熱
応力をほぼ完全に吸収できる。
【００３４】また、拘束部が複数あって、該拘束部の軸
方向長さの合計がハニカム体１の全長の１／４を超える
場合は、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、ケ
ーシング２内面の突起１０による弾性支持体３の拘束部
間距離Ｌ0 の８％以上の遊びＤが軸方向に設けられてい
ることが好ましい。図６（ｂ）では遊びはｄ1 ＋ｄ2で
ある。すなわち、遊びＤ＝ｄ1 ＋ｄ2 ≧０．０８Ｌ0 と
するのが好ましい。この遊びにより軸方向の熱応力をほ
ぼ完全に吸収できる。
方向長さの合計がハニカム体１の全長の１／４を超える
場合は、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、ケ
ーシング２内面の突起１０による弾性支持体３の拘束部
間距離Ｌ0 の８％以上の遊びＤが軸方向に設けられてい
ることが好ましい。図６（ｂ）では遊びはｄ1 ＋ｄ2で
ある。すなわち、遊びＤ＝ｄ1 ＋ｄ2 ≧０．０８Ｌ0 と
するのが好ましい。この遊びにより軸方向の熱応力をほ
ぼ完全に吸収できる。
【００３５】ハニカム体１の熱膨張率は１１×１０-6／
℃前後であり、一方ハニカム体１とケーシング２の間の
温度差は最大でも１０００℃程度にしかならないので、
両者の間に生じる変位量は最大でも１．１％程度であ
る。したがって８％の遊びを設けることで熱応力は完全
に吸収される。このような遊びの効果は、例えば触媒コ
ンバータをエンジンの近くに設置する場合、排ガスの流
れる方向が地面に対してほぼ垂直に上から下に向かうた
め、ハニカム体１は排ガスと重力により下方への力しか
受けないので特に有効である。
℃前後であり、一方ハニカム体１とケーシング２の間の
温度差は最大でも１０００℃程度にしかならないので、
両者の間に生じる変位量は最大でも１．１％程度であ
る。したがって８％の遊びを設けることで熱応力は完全
に吸収される。このような遊びの効果は、例えば触媒コ
ンバータをエンジンの近くに設置する場合、排ガスの流
れる方向が地面に対してほぼ垂直に上から下に向かうた
め、ハニカム体１は排ガスと重力により下方への力しか
受けないので特に有効である。
【００３６】本発明コンバータの第２の態様の例を図８
に示す。Ｖ型の弾性支持体３とケーシング２とが接合さ
れ、弾性支持体３はハニカム体１とは接合されていず、
ハニカム体１の排ガス入側端部の外周に接合されたリン
グ状係止部材１９によって、ハニカム体１の軸方向に係
止されている。本例では、ケーシング２にリング状突起
１０が形成され、ハニカム体１のリング状係止部材１９
が弾性支持体３との間で挟まれて軸方向に係止されてい
る。ハニカム体１の排ガス出側端部にはリング状突起は
なく、ケーシング２に接合された弾性支持体３との間に
間隙を有している。
に示す。Ｖ型の弾性支持体３とケーシング２とが接合さ
れ、弾性支持体３はハニカム体１とは接合されていず、
ハニカム体１の排ガス入側端部の外周に接合されたリン
グ状係止部材１９によって、ハニカム体１の軸方向に係
止されている。本例では、ケーシング２にリング状突起
１０が形成され、ハニカム体１のリング状係止部材１９
が弾性支持体３との間で挟まれて軸方向に係止されてい
る。ハニカム体１の排ガス出側端部にはリング状突起は
なく、ケーシング２に接合された弾性支持体３との間に
間隙を有している。
【００３７】図８のような第２の態様においても、高温
の排ガスがハニカム体１とケーシング２の間の空間に侵
入するのを防止できる。また排ガス出側の弾性支持体３
は、ハニカム体１との間に間隙を有しているので、ハニ
カム体１の熱膨張により接触するまでは径方向の熱応力
は生じず、接触後はその可撓性により熱応力は極めて小
さい。なお、ハニカム体１には、リング状係止部材１９
を複数接合することもでき、排ガス入側端部以外の係止
部材はリング状でなくてもよい。
の排ガスがハニカム体１とケーシング２の間の空間に侵
入するのを防止できる。また排ガス出側の弾性支持体３
は、ハニカム体１との間に間隙を有しているので、ハニ
カム体１の熱膨張により接触するまでは径方向の熱応力
は生じず、接触後はその可撓性により熱応力は極めて小
さい。なお、ハニカム体１には、リング状係止部材１９
を複数接合することもでき、排ガス入側端部以外の係止
部材はリング状でなくてもよい。
【００３８】本発明コンバータの第３の態様の例を図９
に示す。ハニカム体１の排ガス入側端部の外周にリング
状係止部材１９が接合され、ケーシング２内面に突起１
０が形成されている。そして、弾性支持体３はハニカム
体１およびケーシング２のいずれにも接合されていず、
ハニカム体１のリング状係止部材１９とケーシング２内
面の突起１０によって軸方向に係止されている。図９の
ような第３の態様においても、高温の排ガスがハニカム
体１とケーシング２の間の空間に侵入するのを防止でき
る。また、ハニカム体１には、リング状係止部材１９を
複数接合して、弾性支持体３により同様に係止すること
ができる。その際、排ガス入側端部以外の係止部材はリ
ング状でなくてもよい。
に示す。ハニカム体１の排ガス入側端部の外周にリング
状係止部材１９が接合され、ケーシング２内面に突起１
０が形成されている。そして、弾性支持体３はハニカム
体１およびケーシング２のいずれにも接合されていず、
ハニカム体１のリング状係止部材１９とケーシング２内
面の突起１０によって軸方向に係止されている。図９の
ような第３の態様においても、高温の排ガスがハニカム
体１とケーシング２の間の空間に侵入するのを防止でき
る。また、ハニカム体１には、リング状係止部材１９を
複数接合して、弾性支持体３により同様に係止すること
ができる。その際、排ガス入側端部以外の係止部材はリ
ング状でなくてもよい。
【００３９】本発明コンバータにおいて、ケーシング２
内面の、少なくともハニカム体１の排ガス入側に、リン
グ状突起１０が形成されているのが好ましく、該突起１
０はケーシング２を外面から絞り加工することで形成す
ることができる。具体的には、ロールフォーミング、ス
ピニング加工、回転鍛造加工等を採用して、ハニカム体
１をケーシング２に挿入した後に形成することができ、
これらの加工手段によれば真円度が出やすく加工が容易
である。
内面の、少なくともハニカム体１の排ガス入側に、リン
グ状突起１０が形成されているのが好ましく、該突起１
０はケーシング２を外面から絞り加工することで形成す
ることができる。具体的には、ロールフォーミング、ス
ピニング加工、回転鍛造加工等を採用して、ハニカム体
１をケーシング２に挿入した後に形成することができ、
これらの加工手段によれば真円度が出やすく加工が容易
である。
【００４０】本発明コンバータを排ガス通路に設置する
には、ケーシング２の両端にフランジ加工をする等によ
り、排ガス管に接続することができる。この場合、排ガ
ス管がケーシング２より小径のときは、図１０に示すよ
うに、ケーシング２の、ハニカム体１の軸方向外側の部
位の両側がコーン状に小径化しているものとする。排ガ
ス管の径がコンバータの片側のみ小径の場合は、コーン
部１３は該片側のみに形成されていればよい。コーン部
１３は、例えば絞り加工により形成し、さらにフランジ
１４を形成することもできる。
には、ケーシング２の両端にフランジ加工をする等によ
り、排ガス管に接続することができる。この場合、排ガ
ス管がケーシング２より小径のときは、図１０に示すよ
うに、ケーシング２の、ハニカム体１の軸方向外側の部
位の両側がコーン状に小径化しているものとする。排ガ
ス管の径がコンバータの片側のみ小径の場合は、コーン
部１３は該片側のみに形成されていればよい。コーン部
１３は、例えば絞り加工により形成し、さらにフランジ
１４を形成することもできる。
【００４１】なお、コーン部１３は、絞り加工によるほ
か、図１１に示すように、あらかじめ形成されたものを
接続することもできる。１５はその接続部である。さら
に、ケーシング２のコーン部１３と直管部とが摩擦圧接
により接合され、図１２に示すように、内面側のビード
１６をケーシング内面の突起として、軸方向に係止する
こともできる。
か、図１１に示すように、あらかじめ形成されたものを
接続することもできる。１５はその接続部である。さら
に、ケーシング２のコーン部１３と直管部とが摩擦圧接
により接合され、図１２に示すように、内面側のビード
１６をケーシング内面の突起として、軸方向に係止する
こともできる。
【００４２】本発明コンバータにおいて、弾性支持体３
は、高温強度および高温耐酸化性が要求される環境で使
用されるため、耐熱耐酸化性ステンレス鋼で構成するの
が好ましい。そして、ハニカム体１を構成するステンレ
ス鋼箔と熱膨張特性や高温強度等の材料特性が近い方が
相互の損傷を小さくできるので、該箔と同様の鋼種と
し、厚さは該箔の３０〜５０μｍに近い３０μｍ〜２０
０μｍとするのが好ましい。鋼種としては熱膨張率の小
さいフェライト系のものが好ましい。また、弾性支持体
３とハニカム体１またはケーシング２との接合、あるい
はハニカム体１とリング状係止部材１９との接合におい
て、接合の手段としては、ろう接、抵抗溶接、レーザ溶
接、液相接合、拡散接合などを採用することができる。
は、高温強度および高温耐酸化性が要求される環境で使
用されるため、耐熱耐酸化性ステンレス鋼で構成するの
が好ましい。そして、ハニカム体１を構成するステンレ
ス鋼箔と熱膨張特性や高温強度等の材料特性が近い方が
相互の損傷を小さくできるので、該箔と同様の鋼種と
し、厚さは該箔の３０〜５０μｍに近い３０μｍ〜２０
０μｍとするのが好ましい。鋼種としては熱膨張率の小
さいフェライト系のものが好ましい。また、弾性支持体
３とハニカム体１またはケーシング２との接合、あるい
はハニカム体１とリング状係止部材１９との接合におい
て、接合の手段としては、ろう接、抵抗溶接、レーザ溶
接、液相接合、拡散接合などを採用することができる。
【００４３】本発明コンバータは、図１３に示すよう
に、少なくとも排ガス入側端部に設置された弾性支持体
３の排ガス入側の面に、耐熱性のセラミックコーティン
グ８が施されていることが好ましい。該コーティング８
があると、弾性支持体３の高温排ガスによる加熱が抑制
される。また、図示してないが、ハニカム体１とケーシ
ング２の間の空間にもセラミックコーティングを施すこ
とで、該空間の熱放射を抑制することができる。
に、少なくとも排ガス入側端部に設置された弾性支持体
３の排ガス入側の面に、耐熱性のセラミックコーティン
グ８が施されていることが好ましい。該コーティング８
があると、弾性支持体３の高温排ガスによる加熱が抑制
される。また、図示してないが、ハニカム体１とケーシ
ング２の間の空間にもセラミックコーティングを施すこ
とで、該空間の熱放射を抑制することができる。
【００４４】さらに、弾性支持体３には、ケーシング２
に挿入する前にあらかじめ耐熱性のセラミックコーティ
ング８を施しておく等により、他部位との接触面にセラ
ミックコーティング８が施されているのが好ましい。該
コーティング８により他部位との間の焼き付きを防止で
き、ハニカム体１の熱膨張による弾性支持体３の軸方向
移動を円滑化することで、軸方向の熱応力をほぼ完全に
吸収することができる。
に挿入する前にあらかじめ耐熱性のセラミックコーティ
ング８を施しておく等により、他部位との接触面にセラ
ミックコーティング８が施されているのが好ましい。該
コーティング８により他部位との間の焼き付きを防止で
き、ハニカム体１の熱膨張による弾性支持体３の軸方向
移動を円滑化することで、軸方向の熱応力をほぼ完全に
吸収することができる。
【００４５】また、図１３に示すように、ハニカム体１
とケーシング２の間の空間に断熱マット９が装着されて
いると、該空間での空気の対流による放熱を抑制するこ
とができ断熱効果がより向上する。断熱マット９は熱伝
導性の悪い材料で構成する。これにより、エンジンスタ
ート時はハニカム体１からケーシング２への熱放散を抑
えることで触媒の昇温が速まり、エンジン停止後はハニ
カム体１が冷却され難く、つぎのスタート時に好都合と
なる。
とケーシング２の間の空間に断熱マット９が装着されて
いると、該空間での空気の対流による放熱を抑制するこ
とができ断熱効果がより向上する。断熱マット９は熱伝
導性の悪い材料で構成する。これにより、エンジンスタ
ート時はハニカム体１からケーシング２への熱放散を抑
えることで触媒の昇温が速まり、エンジン停止後はハニ
カム体１が冷却され難く、つぎのスタート時に好都合と
なる。
【００４６】本発明コンバータの第１の態様において、
ハニカム体１に接合された弾性支持体３と、ケーシング
２に形成された突起１０との係止の別の例を図１４〜１
８に示す。図１４（ａ）は図４（ｄ）と同様のＭ型の弾
性支持体３をハニカム体１の排ガス入側および出側の両
端部に接合し、両者に突起１０を嵌合したもの、図１４
（ｂ）は入側の弾性支持体３にのみ突起１０を嵌合した
ものである。図１４（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）
は、弾性支持体３をハニカム体１の軸方向２箇所に接合
して設け、両弾性支持体３の内側を突起１０で係止した
ものである。弾性支持体３形状は、（ｃ）が波型、
（ｄ）がＣ型、（ｅ）が長Ｓ型、（ｆ）が階段型であ
る。
ハニカム体１に接合された弾性支持体３と、ケーシング
２に形成された突起１０との係止の別の例を図１４〜１
８に示す。図１４（ａ）は図４（ｄ）と同様のＭ型の弾
性支持体３をハニカム体１の排ガス入側および出側の両
端部に接合し、両者に突起１０を嵌合したもの、図１４
（ｂ）は入側の弾性支持体３にのみ突起１０を嵌合した
ものである。図１４（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）
は、弾性支持体３をハニカム体１の軸方向２箇所に接合
して設け、両弾性支持体３の内側を突起１０で係止した
ものである。弾性支持体３形状は、（ｃ）が波型、
（ｄ）がＣ型、（ｅ）が長Ｓ型、（ｆ）が階段型であ
る。
【００４７】図１５（ａ）は、ハニカム体１の排ガス入
側端部に接合された弾性支持体３を、ケーシング２に形
成された凸部１０により軸方向前後から挟むことで、軸
方向に係止したものである。図１５（ｂ）は、弾性支持
体３を対にしてハニカム体１の排ガス入側端部に接合
し、その間にケーシング２の突起１０を形成することで
軸方向に係止したものである。図１５（ｃ）は、これら
両者を組合せたものである。
側端部に接合された弾性支持体３を、ケーシング２に形
成された凸部１０により軸方向前後から挟むことで、軸
方向に係止したものである。図１５（ｂ）は、弾性支持
体３を対にしてハニカム体１の排ガス入側端部に接合
し、その間にケーシング２の突起１０を形成することで
軸方向に係止したものである。図１５（ｃ）は、これら
両者を組合せたものである。
【００４８】図１６（ａ）は、リング状の弾性支持体３
とリング状突起１０が複数の円で接触するように拘束す
ることで、リングの真円度が不良であってもシール性が
劣化しないようにしたものである。図１６（ｂ）は、リ
ング状の弾性支持体３とリング状突起１０が面接触する
ように拘束することでシール性を向上させたものであ
る。図１７は、弾性支持体３をハニカム体１に接合する
とともに、別の弾性支持体３をケーシング２に接合し、
両者を接触させることで、双方の弾力性による応力緩和
の相乗効果をもたらすものである。
とリング状突起１０が複数の円で接触するように拘束す
ることで、リングの真円度が不良であってもシール性が
劣化しないようにしたものである。図１６（ｂ）は、リ
ング状の弾性支持体３とリング状突起１０が面接触する
ように拘束することでシール性を向上させたものであ
る。図１７は、弾性支持体３をハニカム体１に接合する
とともに、別の弾性支持体３をケーシング２に接合し、
両者を接触させることで、双方の弾力性による応力緩和
の相乗効果をもたらすものである。
【００４９】図１８は、ハニカム体１に断面が富士山型
のリング状弾性支持体３を、（ａ）のように山裾の片側
のみ接合し、接合されてない側の山裾を、（ｂ）のよう
にケーシング２の突起１０で押さえることにより、弾力
性を高めてシール性をより向上させたものである。なお
図１８（ｂ）において、弾性支持体３と突起１０の間
に、別の弾性支持体を、例えば図９のように介在させる
ことで、弾力性およびシール性をより高めることができ
る。
のリング状弾性支持体３を、（ａ）のように山裾の片側
のみ接合し、接合されてない側の山裾を、（ｂ）のよう
にケーシング２の突起１０で押さえることにより、弾力
性を高めてシール性をより向上させたものである。なお
図１８（ｂ）において、弾性支持体３と突起１０の間
に、別の弾性支持体を、例えば図９のように介在させる
ことで、弾力性およびシール性をより高めることができ
る。
【００５０】つぎに、本発明コンバータにおいて断熱性
をより向上させた例を図１９〜２２に示す。図１９は、
リング状の弾性支持体３の全面に耐熱性のセラミックコ
ーティング８を施すことで、ハニカム体１とケーシング
２の間の空間の断熱効果を高めたものである。本例で
は、弾性支持体３とケーシング２の焼き付きも防止され
る。図２０は該空間のハニカム体１面およびケーシング
２面に耐熱性のセラミックコーティングを施すことで、
断熱効果を高めたものである。
をより向上させた例を図１９〜２２に示す。図１９は、
リング状の弾性支持体３の全面に耐熱性のセラミックコ
ーティング８を施すことで、ハニカム体１とケーシング
２の間の空間の断熱効果を高めたものである。本例で
は、弾性支持体３とケーシング２の焼き付きも防止され
る。図２０は該空間のハニカム体１面およびケーシング
２面に耐熱性のセラミックコーティングを施すことで、
断熱効果を高めたものである。
【００５１】図２１は、リング状の弾性支持体３とリン
グ状突起１０の間に、セラミックファイバ１７を介在さ
せることで、断熱性を高めるとともにシール性をも高め
たものである。この例では、セラミックファイバ１７の
作用により、リング状突起１０および弾性支持体３の真
円度が劣る場合でもシール効果が十分に発揮される。図
２２（ａ）は、弾性支持体３の排ガス入側の面に耐熱性
のセラミックコーティングを施すとともに、ハニカム体
１とケーシング２の間の空間に、耐熱性のセラミックフ
ァイバを装入することで、断熱性を高めたもの、図２２
（ｂ）は、該空間に耐熱性のセラミックコーティング８
を施すとともに熱容量の大きい蓄熱体１８を装入するこ
とで、断熱性を高めかつ蓄熱性をもたせたものである。
グ状突起１０の間に、セラミックファイバ１７を介在さ
せることで、断熱性を高めるとともにシール性をも高め
たものである。この例では、セラミックファイバ１７の
作用により、リング状突起１０および弾性支持体３の真
円度が劣る場合でもシール効果が十分に発揮される。図
２２（ａ）は、弾性支持体３の排ガス入側の面に耐熱性
のセラミックコーティングを施すとともに、ハニカム体
１とケーシング２の間の空間に、耐熱性のセラミックフ
ァイバを装入することで、断熱性を高めたもの、図２２
（ｂ）は、該空間に耐熱性のセラミックコーティング８
を施すとともに熱容量の大きい蓄熱体１８を装入するこ
とで、断熱性を高めかつ蓄熱性をもたせたものである。
【００５２】つぎに、本発明法について説明する。第１
発明法は、例えば図１に示されているように、円柱状の
ハニカム体１の、軸方向の少なくとも排ガス入側となる
一端部（左側）の外周にリング状の弾性支持体３を接合
した後、ハニカム体１に触媒を担持させ、ついで円筒状
のケーシング２内に挿入して係止する。また、第１発明
法は、ハニカム体１に触媒を担持させた後、弾性支持体
を接合し、ついでケーシング２内に挿入してもよい。
発明法は、例えば図１に示されているように、円柱状の
ハニカム体１の、軸方向の少なくとも排ガス入側となる
一端部（左側）の外周にリング状の弾性支持体３を接合
した後、ハニカム体１に触媒を担持させ、ついで円筒状
のケーシング２内に挿入して係止する。また、第１発明
法は、ハニカム体１に触媒を担持させた後、弾性支持体
を接合し、ついでケーシング２内に挿入してもよい。
【００５３】第２発明法は、例えば図８に示されている
ように、円柱状のハニカム体１の、軸方向の少なくとも
排ガス入側となる一端部（左側）の外周にリング状係止
部材１９を接合した後、ハニカム体１に触媒を担持させ
る。一方、円筒状のケーシング２の内面にリング状の弾
性支持体３を接合する。そして、ケーシング２内にハニ
カム体１を挿入し、リング状弾性支持体３とリング状係
止部材１９で軸方向に係止する。この例では、さらにケ
ーシング２を外面側から加工することでリング状突起１
０を形成して係止している。また、第２発明法は、ハニ
カム体１に触媒を担持させた後、リング状係止部材１９
を接合し、ついでケーシング内に挿入してもよい。
ように、円柱状のハニカム体１の、軸方向の少なくとも
排ガス入側となる一端部（左側）の外周にリング状係止
部材１９を接合した後、ハニカム体１に触媒を担持させ
る。一方、円筒状のケーシング２の内面にリング状の弾
性支持体３を接合する。そして、ケーシング２内にハニ
カム体１を挿入し、リング状弾性支持体３とリング状係
止部材１９で軸方向に係止する。この例では、さらにケ
ーシング２を外面側から加工することでリング状突起１
０を形成して係止している。また、第２発明法は、ハニ
カム体１に触媒を担持させた後、リング状係止部材１９
を接合し、ついでケーシング内に挿入してもよい。
【００５４】第３発明法は、例えば図９に示されている
ように、円柱状のハニカム体１の、軸方向の少なくとも
排ガス入側となる一端部（左側）の外周にリング状係止
部材１９を接合した後、ハニカム体１に触媒を担持さ
せ、リング状係止部材１９にリング状の弾性支持体３を
係止させる。ついでこれをケーシング２内に挿入して係
止する。この例では、ケーシング２を外面側から加工す
ることでリング状突起１０を形成し係止している。ま
た、第３発明法は、ハニカム体１に触媒を担持させた
後、リング状係止部材１９を接合し、弾性支持体３を係
止させ、ついでケーシング内に挿入してもよい。
ように、円柱状のハニカム体１の、軸方向の少なくとも
排ガス入側となる一端部（左側）の外周にリング状係止
部材１９を接合した後、ハニカム体１に触媒を担持さ
せ、リング状係止部材１９にリング状の弾性支持体３を
係止させる。ついでこれをケーシング２内に挿入して係
止する。この例では、ケーシング２を外面側から加工す
ることでリング状突起１０を形成し係止している。ま
た、第３発明法は、ハニカム体１に触媒を担持させた
後、リング状係止部材１９を接合し、弾性支持体３を係
止させ、ついでケーシング内に挿入してもよい。
【００５５】各本発明法における接合の手段としては、
ろう接、抵抗溶接、レーザ溶接、液相接合、拡散接合な
どを採用することができる。また係止の手段としては、
ケーシング２の縮径加工や、突起形成により行うことが
できる。なお、触媒を担持させるには、ハニカム体１の
通気孔５の内壁に活性アルミナ等からなる触媒担持層
（ウオッシュコート層）を形成し、該担持層にＰｔ等の
触媒を担持させる。
ろう接、抵抗溶接、レーザ溶接、液相接合、拡散接合な
どを採用することができる。また係止の手段としては、
ケーシング２の縮径加工や、突起形成により行うことが
できる。なお、触媒を担持させるには、ハニカム体１の
通気孔５の内壁に活性アルミナ等からなる触媒担持層
（ウオッシュコート層）を形成し、該担持層にＰｔ等の
触媒を担持させる。
【００５６】第１発明法においては、図５，６，７等に
示すように、挿入後のケーシング２に突起１０あるいは
１１を形成し、該突起と弾性支持体３とを係止すること
ができる。また、第２発明法においては、図８に示すよ
うに、ハニカム体１のリング状係止部材１９を、ケーシ
ング２に接合した弾性支持体３で係止するとともに、挿
入後のケーシング２にリング状突起１０を形成して係止
することもできる。さらに第３発明法においては、図９
に示すように、挿入後のケーシング２に突起１０を形成
し、該突起と弾性支持体３とを係止することができる。
示すように、挿入後のケーシング２に突起１０あるいは
１１を形成し、該突起と弾性支持体３とを係止すること
ができる。また、第２発明法においては、図８に示すよ
うに、ハニカム体１のリング状係止部材１９を、ケーシ
ング２に接合した弾性支持体３で係止するとともに、挿
入後のケーシング２にリング状突起１０を形成して係止
することもできる。さらに第３発明法においては、図９
に示すように、挿入後のケーシング２に突起１０を形成
し、該突起と弾性支持体３とを係止することができる。
【００５７】また、各本発明法において、弾性支持体３
としては、図４および図１４に示したような各種形状の
ものを適宜採用することができる。その際、図６に示す
ように、弾性支持体３に凹部１２を形成しておき、ケー
シング２内面の突起１０が該凹部１２に嵌合するように
加工することが好ましい。
としては、図４および図１４に示したような各種形状の
ものを適宜採用することができる。その際、図６に示す
ように、弾性支持体３に凹部１２を形成しておき、ケー
シング２内面の突起１０が該凹部１２に嵌合するように
加工することが好ましい。
【００５８】各本発明法において、ケーシング２内面の
突起１０を形成するための加工手段としては、ロールフ
ォーミング、スピニング加工、回転鍛造加工のいずれか
を採用することができる。また、ハニカム体１を装着し
た後のケーシング２に、図１０のようにコーン部１３を
絞り加工により形成し、あるいは、図１１のようにコー
ン部１３を接続部１５で接続することもできる。コーン
部１３は、排ガス管への取付け状況に応じて、ハニカム
体１の軸方向外側の部位の両側または片側に形成する。
その際、図１２に示すように、コーン部１３を摩擦圧接
により接合し、接合部の内面ビード１６によって弾性支
持体３を軸方向に係止することもできる。図１１や図１
２のように、コーン部１３を接続する方法は、短尺のケ
ーシング２を使用することで、真空炉等による接合時、
あるいはリング状突起１０の加工時等における作業性が
著しく向上する。
突起１０を形成するための加工手段としては、ロールフ
ォーミング、スピニング加工、回転鍛造加工のいずれか
を採用することができる。また、ハニカム体１を装着し
た後のケーシング２に、図１０のようにコーン部１３を
絞り加工により形成し、あるいは、図１１のようにコー
ン部１３を接続部１５で接続することもできる。コーン
部１３は、排ガス管への取付け状況に応じて、ハニカム
体１の軸方向外側の部位の両側または片側に形成する。
その際、図１２に示すように、コーン部１３を摩擦圧接
により接合し、接合部の内面ビード１６によって弾性支
持体３を軸方向に係止することもできる。図１１や図１
２のように、コーン部１３を接続する方法は、短尺のケ
ーシング２を使用することで、真空炉等による接合時、
あるいはリング状突起１０の加工時等における作業性が
著しく向上する。
【００５９】また、各本発明法において、ケーシング２
にハニカム体１を挿入する前に、弾性支持体３にあらか
じめセラミックコーティング８を施しておくことが好ま
しい。セラミックコーティングにより、弾性支持体３の
排ガス入側の面で高温排ガスによる過熱が抑制されると
ともに、他の部位との接触部での焼き付きが防止でき
る。そして、ケーシング２内にハニカム体１を挿入する
前に、ケーシング２の内面およびハニカム体１外面にあ
らかじめセラミックコーティング８を施しておくこと
で、ハニカム体１とケーシング２の断熱作用が向上す
る。
にハニカム体１を挿入する前に、弾性支持体３にあらか
じめセラミックコーティング８を施しておくことが好ま
しい。セラミックコーティングにより、弾性支持体３の
排ガス入側の面で高温排ガスによる過熱が抑制されると
ともに、他の部位との接触部での焼き付きが防止でき
る。そして、ケーシング２内にハニカム体１を挿入する
前に、ケーシング２の内面およびハニカム体１外面にあ
らかじめセラミックコーティング８を施しておくこと
で、ハニカム体１とケーシング２の断熱作用が向上す
る。
【００６０】さらに、ハニカム体１に断熱マット９を巻
き付けた後、ケーシング２に挿入することで断熱作用が
より向上する。断熱マットとしては、熱伝導性の悪い材
料を採用し、図２２のように蓄熱体１８とすることもで
きる。そして、排ガス入側の弾性支持体３に、図２１の
ようにセラミックファイバ１７を巻き付けてケーシング
２に挿入することで、入側でのシールがより効果的とな
る。
き付けた後、ケーシング２に挿入することで断熱作用が
より向上する。断熱マットとしては、熱伝導性の悪い材
料を採用し、図２２のように蓄熱体１８とすることもで
きる。そして、排ガス入側の弾性支持体３に、図２１の
ようにセラミックファイバ１７を巻き付けてケーシング
２に挿入することで、入側でのシールがより効果的とな
る。
【００６１】
［本発明例１］：Ｆｅ−２０wt％Ｃｒ−５wt％Ａｌのフ
ェライト系ステンレス鋼で、新日鉄規格のＹＵＳ２０５
Ｍ１製のハニカム体を使用して触媒コンバータを製造し
た。その形は、図５においてハニカム体１の排ガス出側
端部にも弾性支持体を接合し、ケーシング２の突起１１
がないものである。ハニカム体１は、厚さ５０μｍの平
箔と該平箔を波付け加工した波箔とを、図２のように重
ねて巻回し接合したもので、直径８６mm、長さ１０６m
m、セル密度４００ＣＰＩである。
ェライト系ステンレス鋼で、新日鉄規格のＹＵＳ２０５
Ｍ１製のハニカム体を使用して触媒コンバータを製造し
た。その形は、図５においてハニカム体１の排ガス出側
端部にも弾性支持体を接合し、ケーシング２の突起１１
がないものである。ハニカム体１は、厚さ５０μｍの平
箔と該平箔を波付け加工した波箔とを、図２のように重
ねて巻回し接合したもので、直径８６mm、長さ１０６m
m、セル密度４００ＣＰＩである。
【００６２】ケーシング２には、Ｆｅ−１９wt％Ｃｒ−
０．４wt％Ｃｕ−０．４ｗｔ％Ｎｂのフェライト系ステ
ンレス鋼、新日鉄規格ＹＵＳ１８０製のパイプで、肉厚
１．５mm、外径１０２mm、長さ２３８mmのものを使用し
た。弾性支持体３は、上記ＹＵＳ２０５Ｍ１の厚さ１０
０μｍの薄板をビード加工法により加工した断面山型の
ものであり、ハニカム体１の両端部に接合した。排ガス
入側の弾性支持体３は、山裾の距離が２０mm、山の高さ
が５．５mm、出側の弾性支持体３は山裾の距離２０mm、
山の高さ６．０mmであり、リングの内径は両者とも８６
mm、外径は入側が９７mm、出側が９８mmである。
０．４wt％Ｃｕ−０．４ｗｔ％Ｎｂのフェライト系ステ
ンレス鋼、新日鉄規格ＹＵＳ１８０製のパイプで、肉厚
１．５mm、外径１０２mm、長さ２３８mmのものを使用し
た。弾性支持体３は、上記ＹＵＳ２０５Ｍ１の厚さ１０
０μｍの薄板をビード加工法により加工した断面山型の
ものであり、ハニカム体１の両端部に接合した。排ガス
入側の弾性支持体３は、山裾の距離が２０mm、山の高さ
が５．５mm、出側の弾性支持体３は山裾の距離２０mm、
山の高さ６．０mmであり、リングの内径は両者とも８６
mm、外径は入側が９７mm、出側が９８mmである。
【００６３】まず、ハニカム体１の両端部に弾性支持体
３を嵌め込み、ろう付けにより接合した。ついで、ハニ
カム体１の通気孔５内の表面に、活性アルミナを平均厚
さ４０μｍになるようにコーティングし、さらに、Ｐｔ
とＰｄの重量比率が６対４、担持量が２ｇ／Ｌとなるよ
うに触媒を担持させた。そして、上記ケーシング２内に
挿入した。その後ケーシング２を、排ガス入側の弾性支
持体３の前後に相当する位置で、外側からスピニング加
工機により加工して、リング状突起１０を形成し、該弾
性支持体３を軸方向に係止した。さらに、スピニング加
工機により、ハニカム体１の両側のケーシング２を絞り
加工し、図１０のようなコーン部１３を形成した。コー
ンの高さは４１mm、絞り先端部は外径５５mm、長さ１０
mmである。
３を嵌め込み、ろう付けにより接合した。ついで、ハニ
カム体１の通気孔５内の表面に、活性アルミナを平均厚
さ４０μｍになるようにコーティングし、さらに、Ｐｔ
とＰｄの重量比率が６対４、担持量が２ｇ／Ｌとなるよ
うに触媒を担持させた。そして、上記ケーシング２内に
挿入した。その後ケーシング２を、排ガス入側の弾性支
持体３の前後に相当する位置で、外側からスピニング加
工機により加工して、リング状突起１０を形成し、該弾
性支持体３を軸方向に係止した。さらに、スピニング加
工機により、ハニカム体１の両側のケーシング２を絞り
加工し、図１０のようなコーン部１３を形成した。コー
ンの高さは４１mm、絞り先端部は外径５５mm、長さ１０
mmである。
【００６４】得られた触媒コンバータを、２０００ccの
ガソリンエンジンの排気管の途中に取り付け、入側の排
ガス温度が９５０℃に達する条件下で、９００サイクル
の冷熱耐久試験を行った。また、エンジンが完全に停止
し、触媒コンバータ全体がほぼ室温に近い状態からエン
ジンをスタートさせ、ハニカム体１内部の排ガス出側端
部で半径方向の中心から２０mmの位置と、ケーシング２
表面で長手方向中心部に装着した熱電対により、昇温速
度を測定した。また、ハニカム体１のほぼ中央部にも熱
電対を装着し、入側の排ガス温度が９５０℃に達する条
件下で、１５分間エンジンを稼働させた後、エンジンを
停止して、ハニカム体１の温度降下速度を測定した。
ガソリンエンジンの排気管の途中に取り付け、入側の排
ガス温度が９５０℃に達する条件下で、９００サイクル
の冷熱耐久試験を行った。また、エンジンが完全に停止
し、触媒コンバータ全体がほぼ室温に近い状態からエン
ジンをスタートさせ、ハニカム体１内部の排ガス出側端
部で半径方向の中心から２０mmの位置と、ケーシング２
表面で長手方向中心部に装着した熱電対により、昇温速
度を測定した。また、ハニカム体１のほぼ中央部にも熱
電対を装着し、入側の排ガス温度が９５０℃に達する条
件下で、１５分間エンジンを稼働させた後、エンジンを
停止して、ハニカム体１の温度降下速度を測定した。
【００６５】結果を表１および表２に示す。なお、比較
として、ハニカム体とケーシングを直接ろう付けにより
接合したものについて同様の試験および測定を行い、従
来例とした。表２において、エンジン耐久試験は上記冷
熱耐久試験のことであり、試験後のハニカム体のずれ有
無と損傷状況により耐久性を評価した。また、昇温速度
についてはエンジンスタート５０秒経過時の温度を、温
度降下速度についてはエンジン停止１５分経過時の温度
を、それぞれ示し、断熱性を評価した。
として、ハニカム体とケーシングを直接ろう付けにより
接合したものについて同様の試験および測定を行い、従
来例とした。表２において、エンジン耐久試験は上記冷
熱耐久試験のことであり、試験後のハニカム体のずれ有
無と損傷状況により耐久性を評価した。また、昇温速度
についてはエンジンスタート５０秒経過時の温度を、温
度降下速度についてはエンジン停止１５分経過時の温度
を、それぞれ示し、断熱性を評価した。
【００６６】冷熱耐久試験では、従来例および本発明例
１ともハニカム体１のずれは認められず合格であった
が、該試験後のハニカム体を観察した結果、従来例では
ケーシングとの接合部に微小ではあるが損傷が認められ
たのに対し、本発明例１では、ハニカム体１の損傷は全
く認められなかった。また、温度測定結果、本発明例１
は、従来例と比較して断熱効果が優れていることが実証
された。
１ともハニカム体１のずれは認められず合格であった
が、該試験後のハニカム体を観察した結果、従来例では
ケーシングとの接合部に微小ではあるが損傷が認められ
たのに対し、本発明例１では、ハニカム体１の損傷は全
く認められなかった。また、温度測定結果、本発明例１
は、従来例と比較して断熱効果が優れていることが実証
された。
【００６７】［本発明例２］：上記本発明例１と同じハ
ニカム体１の両端部に、表１に示すような各種形状の弾
性支持体３を、同表に示す手段により接合し、本発明例
１と同様に触媒を担持させ、本発明例１と同じケーシン
グ２に挿入した。挿入後、本発明例１と同様に、スピニ
ング加工によりリング状突起１０を形成して軸方向に係
止し、さらにコーン部１３を形成した。弾性支持体３
は、本発明例１と同じ材料からなる厚さ６０〜２００μ
ｍの箔または薄板をビード加工あるいは多段プレスによ
り成形して得た。弾性支持体３のリング内径は８６mm、
リング外径は、排ガス入側のものは９７mm、排ガス出側
のものは９８mmである。
ニカム体１の両端部に、表１に示すような各種形状の弾
性支持体３を、同表に示す手段により接合し、本発明例
１と同様に触媒を担持させ、本発明例１と同じケーシン
グ２に挿入した。挿入後、本発明例１と同様に、スピニ
ング加工によりリング状突起１０を形成して軸方向に係
止し、さらにコーン部１３を形成した。弾性支持体３
は、本発明例１と同じ材料からなる厚さ６０〜２００μ
ｍの箔または薄板をビード加工あるいは多段プレスによ
り成形して得た。弾性支持体３のリング内径は８６mm、
リング外径は、排ガス入側のものは９７mm、排ガス出側
のものは９８mmである。
【００６８】本発明例２−３および２−４は、弾性支持
体３にあらかじめ耐熱塗料を塗布した後、大気中７５０
℃で１時間加熱し、表面に耐熱性のセラミックコーティ
ングを施してからハニカム体に接合した。２−４はさら
にケーシング２に装着後、コーン部１３を形成する前
に、排ガス入側の内部にアルミナを溶射して、ケーシン
グ内面と弾性支持体３の露出部にセラミックコーティン
グを施した。２−５はケーシング２と弾性支持体３の間
に、セラミックファイバを挟んだ。２−６は、ハニカム
体１に耐熱マット９として、粒状コージェライトを巻き
付けて挿入し、ケーシング２との間の空間に装着した。
本発明例１と同様の試験および測定を行い、その結果を
表１および表２に併せて示す。本例においても、エンジ
ン耐久試験結果は良好で、かつ断熱効果も優れたている
ことが実証された。
体３にあらかじめ耐熱塗料を塗布した後、大気中７５０
℃で１時間加熱し、表面に耐熱性のセラミックコーティ
ングを施してからハニカム体に接合した。２−４はさら
にケーシング２に装着後、コーン部１３を形成する前
に、排ガス入側の内部にアルミナを溶射して、ケーシン
グ内面と弾性支持体３の露出部にセラミックコーティン
グを施した。２−５はケーシング２と弾性支持体３の間
に、セラミックファイバを挟んだ。２−６は、ハニカム
体１に耐熱マット９として、粒状コージェライトを巻き
付けて挿入し、ケーシング２との間の空間に装着した。
本発明例１と同様の試験および測定を行い、その結果を
表１および表２に併せて示す。本例においても、エンジ
ン耐久試験結果は良好で、かつ断熱効果も優れたている
ことが実証された。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】［本発明例３］：図１２に示すように、ケ
ーシング２にコーン部１３を摩擦圧接により接合し、外
面ビードを除去し、内面ビード１６で弾性支持体３を係
止する実験を行ったところ、作業性良く製造可能である
ことを確認した。接合条件は、回転速度１５００rpm と
し、接合後の組織は完全に一体化しており、ビード１６
は高さ約５mmのものが安定して形成された。また、ケー
シング２の外面からの加工は、上記スピニング加工のほ
か、ロールフォーミング法および回転鍛造加工法によっ
ても精度良く加工できることを確認した。
ーシング２にコーン部１３を摩擦圧接により接合し、外
面ビードを除去し、内面ビード１６で弾性支持体３を係
止する実験を行ったところ、作業性良く製造可能である
ことを確認した。接合条件は、回転速度１５００rpm と
し、接合後の組織は完全に一体化しており、ビード１６
は高さ約５mmのものが安定して形成された。また、ケー
シング２の外面からの加工は、上記スピニング加工のほ
か、ロールフォーミング法および回転鍛造加工法によっ
ても精度良く加工できることを確認した。
【００７２】
【発明の効果】本発明の触媒コンバータは、弾性支持体
３が、ハニカム体１の径方向に可撓性を有していること
から、径方向の熱応力を十分に吸収できる。そして弾性
支持体３は、軸方向には可撓性を有しているとともに、
ハニカム体１とケーシング２のいずれか一方のみに接合
されているか、またはいずれにも接合されていないの
で、軸方向の熱応力も十分に吸収でき、ほぼ完全に逃が
すこともできる。軸方向の熱応力は、弾性支持体３と他
部位との焼き付きをセラミックコーティング等により防
止することで、ほぼ完全に逃がすことができる。
３が、ハニカム体１の径方向に可撓性を有していること
から、径方向の熱応力を十分に吸収できる。そして弾性
支持体３は、軸方向には可撓性を有しているとともに、
ハニカム体１とケーシング２のいずれか一方のみに接合
されているか、またはいずれにも接合されていないの
で、軸方向の熱応力も十分に吸収でき、ほぼ完全に逃が
すこともできる。軸方向の熱応力は、弾性支持体３と他
部位との焼き付きをセラミックコーティング等により防
止することで、ほぼ完全に逃がすことができる。
【００７３】また、リング状の弾性支持体３がハニカム
体１の排ガス入側端部に設置されているので、高温の排
ガスがハニカム体１とケーシング２の間の空間に侵入す
るのを防止でき、該空間による断熱作用が向上する。さ
らに耐熱性のセラミックコーティングを施し、あるいは
ハニカム体とケーシングの間の空間に断熱マット等を挿
入することで断熱効果がより向上する。製造法は容易で
り、コスト高の問題を克服して、耐久性の優れた触媒コ
ンバータが得られ、今後ますます厳しくなる使用環境に
も十分対応可能である。
体１の排ガス入側端部に設置されているので、高温の排
ガスがハニカム体１とケーシング２の間の空間に侵入す
るのを防止でき、該空間による断熱作用が向上する。さ
らに耐熱性のセラミックコーティングを施し、あるいは
ハニカム体とケーシングの間の空間に断熱マット等を挿
入することで断熱効果がより向上する。製造法は容易で
り、コスト高の問題を克服して、耐久性の優れた触媒コ
ンバータが得られ、今後ますます厳しくなる使用環境に
も十分対応可能である。
【図１】本発明の例を示す縦方向断面図である。
【図２】本発明におけるハニカム体の例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】本発明における弾性支持体の例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図５】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図６】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図７】本発明の別の例を示す横方向一部断面図であ
る。
る。
【図８】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図９】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明の別の例を示す縦方向断面図である。
【図１１】本発明の別の例を示す縦方向断面図である。
【図１２】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１３】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１４】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１５】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１６】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１７】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１８】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図１９】本発明の別の例を示す縦方向断面図である。
【図２０】本発明の別の例を示す縦方向断面図である。
【図２１】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
【図２２】本発明の別の例を示す縦方向一部断面図であ
る。
る。
１…ハニカム体 ２…ケーシング ３…弾性支持体 ４…接合部 ５…通気孔 ６…平箔 ７…波箔 ８…セラミックコーティング ９…断熱マット １０…リング状突起 １１…カップ状突起 １２…凹部 １３…コーン部 １４…フランジ １５…接続部 １６…ビード １７…セラミックファイバ １８…蓄熱体 １９…リング状係止部材
Claims (26)
- 【請求項１】 排ガスの通路に設置されて該排ガスを浄
化するためのコンバータであって、軸方向に多数の通気
孔が形成され、該通気孔内の表面に触媒が担持された円
柱状のハニカム体と、円筒状のケーシングと、リング状
の弾性支持体とからなり、該ハニカム体は該ケーシング
内に該弾性支持体を介して装着され、該弾性支持体は少
なくとも該ハニカム体の排ガス入側端部に設置され、該
ハニカム体と該ケーシングのいずれか一方にのみ接合さ
れているか、またはいずれにも接合されていないことを
特徴とする金属製触媒コンバータ。 - 【請求項２】 弾性支持体とハニカム体とが接合され、
該弾性支持体はケーシングとは非接合で、該ケーシング
内面の突起によって軸方向に係止されていることを特徴
とする請求項１記載の金属製触媒コンバータ。 - 【請求項３】 弾性支持体が凹部を有し、ケーシング内
面の突起が該凹部に嵌合されていることを特徴とする請
求項２記載の金属製触媒コンバータ。 - 【請求項４】 弾性支持体によるハニカム体の拘束部の
軸方向長さが、ハニカム体全長の１／４以下であるか、
または、該拘束部が複数あって該拘束部の軸方向長さの
合計がハニカム体全長の１／４を超える場合は、ケーシ
ング内面の突起による前記弾性支持体の拘束部間距離の
８％以上の遊びが軸方向に設けられていることを特徴と
する請求項２または３記載の金属製触媒コンバータ。 - 【請求項５】 弾性支持体とケーシングとが接合され、
該弾性支持体はハニカム体とは非接合で、該ハニカム体
の外周に接合されたリング状係止部材によって該ハニカ
ム体の軸方向に係止されていることを特徴とする請求項
１記載の金属製触媒担体。 - 【請求項６】 弾性支持体が、ハニカム体およびケーシ
ングのいずれにも非接合であり、該ハニカム体の外周に
接合されたリング状係止部材および該ケーシング内面の
突起によって、該ハニカム体および該ケーシングの軸方
向に係止されていることを特徴とする請求項１記載の金
属製触媒コンバータ。 - 【請求項７】 ケーシング内面に突起が形成され、該突
起は、該ケーシングを外面から絞り加工したリング状突
起であることを特徴とする請求項１記載の金属製触媒コ
ンバータ。 - 【請求項８】 ケーシングが、ハニカム体の軸方向外側
の両側または片側の部位でコーン状に小径化しているこ
とを特徴とする請求項１記載の金属製触媒コンバータ。 - 【請求項９】 ケーシングの直管部とコーン部が摩擦圧
接により接合され、ケーシング内面の突起が、該接合部
の内面ビードであることを特徴とする請求項８記載の金
属製触媒コンバータ。 - 【請求項１０】 弾性支持体が、厚さ３０μｍ〜２００
μｍの耐熱耐酸化性ステンレス鋼箔または薄板から成形
されたものであることを特徴とする請求項１記載の金属
製触媒コンバータ。 - 【請求項１１】 少なくとも排ガス入側端部に設置され
た弾性支持体の排ガス入側の面に、セラミックコーティ
ングが施されていることを特徴とする請求項１記載の金
属製触媒コンバータ。 - 【請求項１２】 弾性支持体の他部位との接触面にセラ
ミックコーティングが施されていることを特徴とする請
求項１記載の金属製触媒コンバータ。 - 【請求項１３】 ハニカム体とケーシングの間の空間の
内面に、セラミックコーティングが施されていることを
特徴とする請求項１記載の金属製触媒コンバータ。 - 【請求項１４】 ハニカム体とケーシングの間の空間
に、断熱マットが装着されていることを特徴とする請求
項１記載の金属製触媒コンバータ。 - 【請求項１５】 軸方向に多数の通気孔が形成された円
柱状のハニカム体の、軸方向の少なくとも排ガス入側と
なる一端部の外周にリング状の弾性支持体を接合した
後、該ハニカム体に触媒を担持させるか、または、前記
ハニカム体に触媒を担持させた後、軸方向の少なくとも
排ガス入側となる一端部の外周に前記弾性支持体を接合
し、ついで円筒状のケーシング内に挿入して係止するこ
とを特徴とする金属製触媒コンバータの製造方法。 - 【請求項１６】 軸方向に多数の通気孔が形成された円
柱状のハニカム体の、軸方向の少なくとも排ガス入側と
なる一端部の外周にリング状係止部材を接合した後、該
ハニカム体に触媒を担持させるか、または、前記ハニカ
ム体に触媒を担持させた後、軸方向の少なくとも排ガス
入側となる一端部の外周にリング状係止部材を接合する
一方、円筒状のケーシングの内周にリング状の弾性支持
体を接合し、該ケーシング内に、前記リング状係止部材
を接合しかつ触媒を担持させたハニカム体を挿入して係
止することを特徴とする金属製触媒コンバータの製造方
法。 - 【請求項１７】 軸方向に多数の通気孔が形成された円
柱状のハニカム体の、軸方向の少なくとも排ガス入側と
なる一端部の外周にリング状係止部材を接合した後、該
ハニカム体に触媒を担持させるか、または、前記ハニカ
ム体に触媒を担持させた後、軸方向の少なくとも排ガス
入側となる一端部の外周にリング状係止部材を接合し、
該リング状係止部材にリング状の弾性支持体を係止さ
せ、ついで円筒状のケーシング内に挿入して係止するこ
とを特徴とする金属製触媒コンバータの製造方法。 - 【請求項１８】 ケーシング内にハニカム体を挿入した
後、該ケーシングを外面から加工することで、該ケーシ
ング内面に突起を形成し、該突起によって弾性支持体を
軸方向に係止することを特徴とする請求項１５，１６ま
たは１７記載の金属製触媒コンバータの製造方法。 - 【請求項１９】 弾性支持体にあらかじめ凹部を形成し
ておき、ケーシング内面の突起を該凹部に嵌合させるこ
とを特徴とする請求項１８記載の金属製触媒コンバータ
の製造方法。 - 【請求項２０】 ケーシングを、ロールフォーミング、
スピニング加工、回転鍛造加工のいずれかにより加工す
ることで、該ケーシング内面にリング状の突起を形成す
ることを特徴とする請求項１８または１９記載の金属製
触媒コンバータの製造方法。 - 【請求項２１】 ケーシング内にハニカム体を挿入した
後、該ハニカム体の軸方向外側の部位の両側または片側
のケーシングを、コーン状に絞り加工することを特徴と
する請求項１５，１６または１７記載の金属製触媒コン
バータの製造方法。 - 【請求項２２】 ケーシング内にハニカム体を挿入した
後、該ハニカム体の軸方向外側の部位の両側または片側
のケーシングに、コーン状の管を接続することを特徴と
する請求項１５，１６または１７記載の金属製触媒コン
バータの製造方法。 - 【請求項２３】 コーン状の管を接続するにあたり、摩
擦圧接により接合し、該接合部の内面ビードによって弾
性支持体を軸方向に係止することを特徴とする請求項２
２記載の金属製触媒コンバータの製造方法。 - 【請求項２４】 ケーシング内にハニカム体を挿入する
前に、弾性支持体にあらかじめセラミックコーティング
を施しておくことを特徴とする請求項１５，１６または
１７記載の金属製触媒コンバータの製造方法。 - 【請求項２５】 ケーシング内にハニカム体を挿入する
前に、該ケーシングの内面および該ハニカム体の外面に
あらかじめセラミックコーティングを施しておくことを
特徴とする請求項２４記載の金属製触媒コンバータの製
造方法。 - 【請求項２６】 ハニカム体に断熱マットを巻き付けた
後、ケーシングに挿入することを特徴とする請求項１
５，１６または１７記載の金属製触媒コンバータの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8158627A JPH10337A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 金属製触媒コンバータおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8158627A JPH10337A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 金属製触媒コンバータおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10337A true JPH10337A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15675847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8158627A Withdrawn JPH10337A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | 金属製触媒コンバータおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10337A (ja) |
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-
1996
- 1996-06-19 JP JP8158627A patent/JPH10337A/ja not_active Withdrawn
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