CN1100618C - 用于金属催化剂载体的金属薄板以及采用它的金属催化转化器 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提高金属催化剂载体之金属薄板的耐断裂刚性，提供用于金属催化剂载体的金属薄板以及金属催化转化器。在波峰和波谷沿着波形方向交替多个并列设置的波形金属薄板上，设有多个搁板部、冲切波谷、冲切波峰。搁板部设置在波峰与波谷之间，沿着折缝方向和波形方向延伸，连接相邻的波峰和波谷。冲切波谷，是把被在折缝方向上分开的2个切口划分形成的波峰的一部分，朝着与波谷相同的方向、从波峰与搁板部的交界部分弯折而成。冲切波峰，是把被在折缝方向上分开的2个切口划分形成的波谷的一部分，朝着与波峰相同的方向、从波谷与搁板部的交界部分弯折而成。

Description

用于金属催化剂载体的金属薄板 以及采用它的金属催化转化器
技术领域
本发明涉及用于金属催化剂载体的金属薄板以及采用它的金属催化转化器。
背景技术
在汽车等车辆的排气系统中，装配有净化发动机废气的催化转化器。催化转化器中所用的催化剂载体，如图18所示，广泛采用将裁成带状的金属薄板基体进行压纹加工形成的波纹板21和平板22叠合，将其多层卷起形成蜂窝状构造的金属催化剂载体23(参照日本特公平8-11195号公报)。
在制备金属催化剂载体23时，必须使波状板21和平板22不产生相对移动，防止层移现象。防止层移现象的方法可以采用焊接或钎料焊料将波状板21和平板22的对接部分接合的方法，或者采用冲模等加压夹具紧固金属催化剂载体23进行加压，将其在真空状态下加热，使波状板21与平板22扩散结合成一体等方法。
但是，上述金属催化剂载体23中，因使用平板22而使重量增大。而且，虽然波状板21能够吸收高温废气的热应力，但平板22难以吸收热应力，因此，在波状板21和平板22的结合处产生应力变形，有可能引起断裂和脱落。
如图19所示，日本特开平5-138040号公报揭示了金属催化剂载体用的金属薄板27，该金属薄板27是将波状板24在卷起方向上分开成数列25a、25b、25c、25d，在各列25a、25b、25c、25d上以予定间距连续形成波形26，同时，使各列25a、25b、25c、25d的相位在相邻列间彼此错开，再将其多层卷起而形成的。
在采用该金属薄板27的金属催化剂载体中，由于不需要平板，可以使金属催化剂载体整体上轻量化。结果，形成低热容量，可缩短升温时间，同时，能很好地吸收热应力，无需担心金属薄板27断裂和伴随断裂引起的金属薄板27的脱落。另外，由于叠合的金属薄板27的波形26的端部相互啮合，可防止金属薄板27的相对移动，不产生金属薄板27叠层之间的错动，从而不形成笋状(螺旋状〕突出的所谓层移现象。
发明的说明
但是，上述金属薄板27如图20的正视图所示，各列25a、25b、25c、25d彼此仅在波形26的波峰26a和波谷26b的交点P处连接。因此，由于废气的流入，因各列25a、25b、25c、25d的温度变化而产生热膨胀率差的情况下，在上述交点P处的各列25a、25b、25c、25d彼此连接的部分可能会损坏。
因此，本发明的第1个目的是提供用于金属催化剂载体的金属薄板，它能够提高成形为波形的金属薄板本身的耐断裂刚性，只叠合成形为波形的金属薄板，构成在叠合部分形成小孔的蜂窝状载体，即使叠合的相邻金属薄板相互在波形方向上，或者在波形的折缝方向上错开，也可避免金属薄板彼此嵌合。
这种金属催化转化器如图21所示。将上述波形金属薄板27叠合起来，制成形成有多个小孔的蜂窝状载体30，将该蜂窝状载体30配置在图未示的外筒内，形成芯体。
上述蜂窝状载体30如图22所示，是将上述波形金属薄板27沿波形方向以S形连续往返折叠而成，或者，是将数片所需长度的上述金属薄板27叠合而成。但是，由于该叠合的金属薄板27彼此之间没有固定，在其排气上流一侧，由于流入的废气的压力，前者情况如图23所示，以及，后者情况如图24所示，会产生分离，或者产生开口现象。
本发明的第2个目的是提供一种使用时可有效防止上述开口现象的金属催化转化器。
为了达到上述目的，本发明第1实施例的金属催化剂载体用金属薄板，其特征在于，具有多个第1凸出部、多个第2凸出部和多个搁板部。第1凸出部朝金属薄板的一个侧面呈突出状弯折，沿第1方向延伸。第2凸出部朝金属薄板的另一个侧面呈突出状弯折，沿第1方向延伸。第1凸出部和第2个凸部沿着与第1方向交叉的第2方向交替并列设置，形成波形。搁板部设在第1凸出部与第2凸出部之间，在第1方向上延伸，连接相邻的第1凸出部和第2凸出部。第1凸出部具有被在第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的另一侧面呈部分突出状弯折形成的第3凸出部。第2凸出部具有被在第1个方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面呈部分突出状弯折形成的第4凸出部。
本发明的第2实施例是在上述第1实施例的金属薄板上，划分第3凸出部的切口的端部位于第1凸出部和搁板部的边界部分，第3凸出部从第1凸出部和搁板部的边界部分开始弯折，划分第4凸出部的切口的端部位于第2凸出部和上述搁板部的边界部分，第4凸出部从第2凸出部和搁板部的边界部分开始弯折。
本发明的第3实施例是在上述第1实施例的金属薄板上，沿着第1方向分别设置多个第3凸出部和第4凸出部。
本发明的第4实施例是在上述第3实施例的金属薄板上，第3凸出部和上述第4凸出部根据所给定的规则配置。具体地说，在同一个第1凸出部上，沿着第1方向的第3凸出部的长度和相邻第3凸出部之间的间隔是根据给定的规则设定的，在同一个第2凸出部上，沿着第1方向的第4凸出部的长度和相邻第3凸出部之间的间隔是根据给定的规则设定的。
本发明的第5实施例是在上述第4实施例的金属薄板上，第1凸出部和设置在与第1凸出部相邻的第2凸出部上的第4凸出部，在第1方向上至少有一部分沿着第2方向连续，并向金属薄板的一个侧面呈突出状排列。
本发明的第6实施例是在上述第4实施例的金属薄板上，第2凸出部和设置在与第2凸出部相邻的第1凸出部上的第3凸出部，在第1方向上至少有一部分沿着第2方向连续，并向金属薄板的另一个侧面呈突出状排列。
本发明的第7实施例是在上述第5或者第6实施例的金属薄板上，在第1凸出部上设置的第3凸出部和在与第1凸出部相邻的第2凸出部上设置的第4凸出部，在第1方向上至少有一部分沿着第2方向连续地排列。
本发明的第8实施例是在上述第3实施例的金属薄板上，第1凸出部和在与第1凸出部相邻的第2凸出部上设置的第4凸出部，在第1方向上至少有一部分沿着第2方向连续，并向金属薄板一个侧面突出地排列，第2凸出部和在与第2凸出部相邻的第1凸出部上设置的第3凸出部，在第1方向上至少有一部分沿着第2方向连续，并向金属薄板的另一个侧面突出地排列。
本发明的第9实施例是在上述第8实施例的金属薄板上，在同一个第1凸出部上设置的多个第3凸出部的沿第1方向的长度中，至少有一个的长度与其它长度不同，在同一个第1凸出部上设置的多个第3凸出部之间形成的间隙的沿第1个方向的长度中，至少有一个的长度与其它长度不同，在同一个第2凸出部上设置的多个第4凸出部的沿第1方向的长度中，至少有一个的长度与其它的长度不同，在同一个第2凸出部上设置的多个第4凸出部之间形成的间隙的沿第1方向的长度中，至少有一个的长度与其它长度不同。
本发明的第10实施例是在上述第8个或者第9实施例的金属薄板上，向金属薄板的一个侧面突出排列的第1凸出部和第4凸出部的相邻数、以及向金属薄板的另一侧面突出排列的第2凸出部和第3凸出部的相邻数都在2个以下。
本发明的第11实施例是具有多个第1凸出部和多个第2凸出部的金属薄板。第1凸出部朝金属薄板的一个侧面突出状弯折，沿第1方向延伸。第2凸出部朝金属薄板的另一侧面突出状弯折，沿第1方向延伸。第1凸出部和第2凸出部沿着与第1方向交叉的第2方向相互并列设置，形成波形。第1凸出部具有被在第1方向上分开的两个切口划分、并朝金属薄板的另一侧面呈部分突出状态弯折的第3凸出部。第2凸出部具有被在第1方向上分开的两个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面呈部分突出状态弯折的第4凸出部。第3凸出部和第4凸出部沿着第1方向分别设置多个。第3凸出部和第4凸出部的至少一方沿着与第1方向和第2方向交叉的第3方向，按照给定的规则设置。
本发明的第12实施例是设置了多个第1凸出部和多个第2凸出部的金属薄板。第1凸出部朝金属薄板一个侧面呈突出状弯折，沿第1方向延伸。第2凸出部朝金属薄板的另一个侧面呈突出状弯折，沿第1方向延伸。第1凸出部和第2凸出部沿着与第1方向交叉的第2方向交替并列设置，形成波形。第1凸出部具有被在第1个方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的另一个侧面呈部分突出状态弯折形成的第3凸出部。第2凸出部具有被在第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面呈突出状态弯折形成的第4凸出部。第3凸出部和第4凸出部沿着第1方向分别设置多个。在划分第3凸出部的切口的端部与划分第4凸出部的切口端部之间，沿着第1方向设置所需的间隔。
本发明的第13实施例，将上述第1～第12中任意一实施例的金属薄板沿第2方向以S形连续反复弯折，叠合成蜂窝状，或者将金属薄板切断成所需的长度，将多个金属薄板叠合成蜂窝状，形成蜂窝状载体。
本发明的第14实施例是装配有金属催化剂载体、金属制外筒和保持部件的金属催化转化器。金属催化剂载体以上述第3实施例的蜂窝状载体为基体。在外筒的内部放置了金属催化剂载体。保持部件保持金属催化剂载体。
本发明的第15实施例是在上述第14实施例的金属催化转化器中，金属催化剂载体在外筒内以前后方向相邻地配置多个，前后相邻的金属催化剂载体的端面彼此是将构成金属催化剂载体的金属薄板的叠合方向改变大约90度相位对接形成的。
本发明的第16实施例是在上述第14实施例的金属催化转化器中，在金属催化剂载体的至少面对外筒排气入口侧的侧端部，相邻配置了调整流入废气的整流催化剂载体。
上述各实施例中的第1～第4凸出部，在水平地设置金属薄板的情况下，是向上方或者下方突出的部分。
上述第1～第10实施例的金属薄板，备有搁板部、第3凸出部和第4凸出部。搁板部设置在第1凸出部与第2凸出部之间，沿第2方向具有给定的宽度，连接相邻的第1凸出部和第2凸出部。第3凸出部设置在第1凸出部上，被在第1个方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板另一个侧面呈部分突出状弯折。第4凸出部设置在第2凸出部上，被在第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面呈部分突出状弯折。由于这些第3凸出部和第4凸出部的存在，在叠合金属薄板形成具有多个小孔的蜂窝状载体的情况下，即使金属薄板彼此在波形的折缝方向错开，也可以避免金属薄板相互嵌合贴紧。另外，即使金属薄板彼此在波形方向上错开，由于第1凸出部或第2凸出部，或者第3凸出部或第4凸出部与搁板部对接，所以能避免金属薄板彼此嵌合贴紧，确保全部小孔的存在，维持废气的净化性能。
特别是在第2实施例的金属薄板上，划分第3凸出部的切口的端部位于第1凸出部和搁板部的边界部分，划分第4凸出部的切口的端部位于第2凸出部和搁板部的边界部分。因此，第3凸出部和第4凸出部的切口部分的端部之间在第2方向上，切实分开了相当于搁板部宽度的间隔。因此，可避免因热膨胀率的差引起上述切口部分的端部间发生断裂。
在第4实施例的金属薄板上，第3凸出部和第4凸出部按照给定的规则配置。因此，在叠合金属薄板形成具有多个小孔的蜂窝状载体的情况下，可避免因在第1个方向和第2方向上的错开而引起金属薄板嵌合贴紧。
在第5个和第6实施例的金属薄板上，第1凸出部和第4凸出部，或者第2凸出部和第3凸出部，沿着第1方向的至少一部分，按照沿着第2方向连续并向金属薄板的一个侧面或另一个侧面呈突出状态排列的规则配置。因此，在叠合金属薄板形成具有多个小孔的蜂窝状载体的情况下，可避免因在第1方向和第2方向上的错开而引起金属薄板嵌合贴紧。
在第7实施例的金属薄板上，第3凸出部和第4凸出部在第1方向的至少一部分，按照沿着第2方向连续排列的规则设置。就是说第3凸出部和第4凸出部沿着第2方向确保形成多个连续的部分。
在第8实施例的金属薄板上，第1凸出部和第4凸出部，在第1方向上的至少一部分，按照沿着第2方向连续并向金属薄板一个侧面突出排列的规则设置。第2凸出部和第3凸出部，在第1方向的至少一部分，按照沿着第2方向连续并向金属薄板的另一个侧面突出排列的规则设置。因此，在叠合金属薄板形成具有多个小孔的蜂窝状载体的情况下，金属薄板彼此在波形方向上错开，第1凸出部和第2凸出部的斜壁局部地相互贴紧，形成开口面积比较大的孔。但是，在金属薄板彼此错开的前后，全部小孔的面积不增减，可以维持废气的净化性能。
在第9实施例的金属薄板上，在第1方向上多个设置的第3凸出部和第4凸出部中，分别包括沿第1方向的形成间隔和形成长度不同的凸出部。因此，能够更可靠地防止金属薄板相互嵌合贴紧。而且，可以提高该金属薄板整体的刚性。
在第10实施例的金属薄板上，沿第2方向相邻的第1凸出部和第4凸出部以及第2凸出部和第3凸出部的相邻数目均设定在2个以下。因此，在金属薄板彼此在波形方向上错开而形成开口面积比较大的孔的情况下，抑制了其开口面积无限制地增大。从而防止在各个小孔之间出现过度的大小不均，维持废气的净化性能。
第11实施例的金属薄板，备有多个第3凸部和多个第4凸部。第3凸部设置在第1凸出部上，被在第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的另一个侧面呈部分突出状弯折。第4凸出部设置在第2凸出部上，被在第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面上呈部分突出状态弯折。因此，由于这些第3凸出部和第4凸出部的存在，在叠合金属薄板形成具有多个小孔的蜂窝状载体的情况下，即使金属薄板彼此在波形折缝方向上和波形方向上错开，也可以避免金属薄板彼此嵌合贴紧，确保全部小孔有效，保持废气的净化性能。
另外，第3凸出部和第4凸出部的至少一方，沿着与第1方向和第2方向交叉的第3个方向，按照给定的规则配置多个。因此，可确保在第3凸出部和第4凸出部的切口部分的端部之间，在第1个方向上分开所需的距离。因此，可避免因热膨胀率的差引起上述切口部分端部之间发生断裂。
第12实施例的金属薄板，备有多个第3凸出部和多个第4凸出部。第3凸出部设置在第1凸出部上，被在第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的另一个侧面呈部分突出状态弯折。第4凸出部设置在第2凸出部上，被在第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面呈部分突出状态弯折。因此，由于这些第3凸出部和第4凸出部的存在，在叠合金属薄板形成具有多个小孔的蜂窝状载体的情况下，即使金属薄板彼此在波形的折缝方向上和波形方向上错开，也可以避免金属薄板彼此嵌合贴紧，确保全部小孔有效，维持废气的净化性能。
另外，在划分第3凸出部的切口的端部与划分第4凸出部的切口的端部之间，由于沿着第1方向设有所需的间隔，所以能避免因热膨胀率的差引起上述切口部分的端部之间发生断裂。
在采用第13实施例蜂窝状载体的第14～16实施例金属催化转化器中，外筒内所容纳的金属催化剂载体由保持部件保持，因此可防止因金属催化剂载体相对于外筒的整体错动或叠合金属薄板彼此错动而引起的层移现象。
特别是，在第15实施例的金属催化转化器中，在外筒内以前后方向相邻配置的多个金属催化剂载体，由于它们的金属薄板的叠合方向相位改变约90度地端面相互对接，各个金属催化剂载体的前后方向的宽度缩短，提高了金属薄板的刚性。另外，由于在端部相互对接的部分，金属催化剂载体彼此的金属薄板的边缘相互呈正交状态压接，所以能防止因流入废气的压力使各金属催化剂载体的叠合金属薄板彼此分离，防止开口现象，进一步提高了废气的净化性能。
第16实施例的金属催化转化器中，在金属催化剂载体的至少面对外筒的废气入口侧的侧面端部，相邻配置整流催化剂载体。因此，将流入外筒的废气通过整流催化剂载体在半径方向上均匀分散，可避免废气集中在外筒的中心部分。因此，可防止因流入的废气的压力使金属催化剂载体的叠合金属薄板彼此分离，可防止开口现象，进一步提高废气的净化性能。
图面的简单说明
图1是本发明金属薄板第1个实施例的平面图。
图2是沿图1中II-II的截面图。
图3是图1所示金属薄板的斜视图。
图4是本发明金属薄板第2个实施例的平面图。
图5是沿图4中V-V线的截面图。
图6是本发明金属薄板第3个实施例的平面图。
图7是图6所示金属薄板的截面图，(a)～(e)分别是表示沿图6的VIIa-VIIa、VIIb-VIIb、VIIc-VIIc、VIId-VIId以及VIIe-VIIe线的截面图。
图8是表示将2块图6所示金属薄板叠合时，形成小孔状态的截面说明图，(a)～(f)分别表示根据2块金属薄板的相对位置而变化的各种状态。
图9是表示与图8不同的小孔状态的截面说明图。
图10是本发明金属薄板第4个实施例的斜视图。
图11是图10所示金属薄板的平面图。
图12是本发明金属薄板第5个实施例的平面图。
图13是本发明金属薄板第6个实施例的说明图，(a)是薄壁薄板的平面图，(b)是沿薄壁薄板的XIIb-XIIIb线的截面图。
图14是本发明金属催化转化器第1个实施例的截面简图。
图15是沿图14中XV-XV线的截面图。
图16是本发明第2实施例金属催化转化器中的催化剂载体的斜视图。
图17是本发明第3实施例金属催化转化器中的催化剂载体的斜视图。
图18是表示现有的金属催化剂载体的制造方法的简要斜视图。
图19是表示现有的金属薄板的斜视图。
图20是表示图19所示金属薄板的正视图。
图21是表示现有蜂窝状载体的斜视图。
图22是表示图21所示蜂窝状载体的成形过程的简图。
图23是表示图21所示蜂窝状载体的开口状态的斜视图。
图24是表示现有的蜂窝状载体中另一例开口状态的斜视图。
实施本发明的最佳状态
下面，采用附图详细说明本发明的实施例。
在金属薄板的平面图中，凹状折线用虚线表示。
图14、15表示金属催化转化器1，它备有截面为长圆形(包括椭圆性)的金属制外筒2和配设在外筒2内的蜂窝状金属催化剂载体3。
外筒2两个端面的扩散器4是另外成形的，该扩散器4，4嵌合固定在外筒2的两端内，用其周围的端面保持金属催化剂载体。因此，该扩散器4既可以作为金属催化剂载体3的保持部件，也可以周边端面形成凸缘状，扩大保持面积。
上述金属催化剂载体3，是在作为基体的蜂窝状载体3a上涂覆称之为洗涤层(ゥォッシュコ-ト)的氧化铝制成的粘合剂之后，在其表面上负载Pt等催化剂而形成的。上述蜂窝状载体3a是将由不锈钢(例如Fe-Cr-Al合金)构成的形成波形金属薄板5在波形方向(第2方向)61(参照图1)以S形连续弯折叠合成蜂窝状，在各叠合部分上形成小孔而成。
该蜂窝状载体3a，也可以将切断为所需长度的多片上述金属薄板5叠层形成，也可以将金属薄板5卷起叠层形成。
图1是本发明金属薄板第1个实施例的标准图形的平面图，图2是沿着图1中II-II线的截面图。
该金属薄板5如图2所示，具有作为基准的多个波峰(第1凸出部)5a和多个波谷(第2凸出部)5b。波峰5a朝金属薄板5的一个侧面呈突出状弯折，波谷5b朝金属薄板5的另一个侧面呈突出状弯折。波峰5a和波谷5b交替配设，形成波形。在形成波峰5a和波谷5b的斜壁5c的中央位置，弯折形成沿着波形折缝方向(第1方向)60延伸的搁板部5f。
在波形的波峰5a上冲切出的波谷(第3凸出部)5d，在波形的波谷5b上冲切出的波峰(第4凸出部)5e，分别沿着波形的折缝方向60设置多个。
各冲切波谷5d，是把被在波形折缝方向60上分开的2个切口划分的波峰5a的一部分朝波峰5a的反方向(金属薄板5的另一个侧面)呈突出状冲切而形成的。各冲切波峰5e，是把被在波形折缝方向60上分开的2个切口划分的波峰5b的一部分朝波峰5b的反方向(金属薄板5的一个侧面)呈突出状冲切而形成的。划分冲切波谷5d的切口的端部(冲切终止端)E位于波峰5a和搁板部5f的边界部分，冲切波谷5d从该边界部分开始弯折。划分冲切波谷5e的切口的端部(冲切终止端)E位于波峰5b和搁板部5f的边界部分，冲切波谷5e从该边界部分开始弯折。
该实施例中，波形的波峰5a中的朝金属薄板5的一个侧面突出的部分(波峰5a的非冲切部分)5m、波形的波谷5b中的朝金属薄板5的另一个侧面突出的部分(波谷5b的非冲切部分)5n、冲切波谷5d和冲切波峰5e，设定成沿着波形折缝方向60的长度大致一致。波峰5a的非冲切部分5m和波谷5b的非冲切部分5n，沿着波形方向61配置在大致一条直线上。同样，冲切波谷5d和冲切波峰5e，沿着波形方向61配置在大致一条直线上。就是说，沿着波峰5a的非冲切部分5m和波谷5b的非冲切部分5n的波形方向61形成的波形列、和沿着冲切波谷5d以及冲切波峰5e的波形方向61形成的波形列，按照交叉存在的规则配置，这种状态在图3中用斜视图表示。
该实施例的构造中，金属薄板5以在形成波峰5a和波谷5b的斜壁5c的中央位置处沿着波形折缝方向60形成的搁板部5f作为界限，在波形的波峰5a上，沿波形折缝方向60形成多个冲切波谷5d，在波形的波谷5b上，沿波形折缝方向60形成多个冲切波峰5e。因此，由于这些冲切波谷5d和冲切波峰5e的存在，在叠合上述金属薄板5形成具有多个小孔的蜂窝状载体3a的情况下，即使金属薄板5，5彼此在波形折缝方向60上错开，也可以避免金属薄板5，5彼此嵌合贴紧。另外，即使金属薄板5，5彼此在波形方向61上错开，由于波峰5a的非冲切部分5m或冲切波峰5e，或者波谷5b的非冲切部分5n或冲切波谷5d与搁板部5F对接，可以避免金属薄板5，5彼此嵌合贴紧。而且，该对接部分使蜂窝状载体3a具有刚性。
因此，以该蜂窝状载体3a为基体形成上述金属催化剂载体3，将其放置于外筒2内，同时用扩散器4保持，构成金属催化转化器1，由此可以确保全部小孔，如图3的箭头63所示，可以使废气流通良好，维持废气的净化性能。
而且，金属薄板5在波形方向61相邻的冲切波谷5d和冲切波峰5e，是以在形成金属薄板5的波形的波峰5a和波谷5b的斜壁5c的中央位置上形成的搁板部5f为界限冲切形成的。因此，在这些在波形方向61相邻的冲切波谷5d和冲切波峰5e的各冲切终止端E，E之间，确保在波形方向61上搁板5f宽度的间隔。因此，可避免因热膨胀率的差引起上述冲切终止端E，E之间发生断裂。
其结果，由于提高了金属薄板5本身的耐断裂刚性，就提高了蜂窝状载体3a的耐久性，也就提高了金属催化剂载体3的耐久性。
而且，由于冲切波谷5d和冲切波峰5e的存在，可防止金属薄板5，5彼此在波形折缝方向60上错开，并且，由于金属催化剂载体3被扩散器4的周围端面保持住，所以避免了金属催化剂载体3发生层移现象。
在上述实施例的说明中，金属薄板5具有作为基准波形的波峰5a和波谷5b，同时，在形成这些波谷5a、波谷5b的斜壁5c的中央位置上，沿着波形折缝方向60形成搁板5f。但在实际生产时，搁板部5f是作为原材料的平坦的金属薄板的未加工面形成的。
图4、5表示本发明金属薄板的第2个实施例。在该实施例的金属薄板41上，波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e以相同的长度形成，波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d以波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e长度的两倍形成。而且，在波形方向60上相邻的冲切波谷5d和冲切波峰5e的一方的形成端，沿着波形方向61位于一直线上。即，冲切波谷5d和冲切波峰5e是按照冲切波谷5d的一部分和冲切波峰5e沿着波形方向61两个连续排列的规则配置。
当然，冲切波谷5d和冲切波谷5e也可以按照至少它们的一部分彼此沿着波形方向61连续排列的规则配置。另外，冲切波谷5d和冲切波峰5e也可以按照波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e至少一部分沿着波形方向61两个连续排列的规则配置。
因此，根据该实施例的构造，除了具有上述第1个实施例的效果外，由于波谷5b和冲切波谷5e至少一部分沿着波形方向61两个连续排列，所以不会因在波形折缝方向60和波形方向61的错开而使金属薄板41，41彼此嵌合贴紧。
图6、7表示本发明金属薄板的第3实施例。
图6是形成波形的金属薄板42的标准图形，该单位沿波形方向61重复，由长金属薄板42构成。
图7的(a)～(e)分别是沿图6的VIIa-VIIa～VIIe-VIIe线的金属薄板42的截面图。
该实施例的金属薄板42也具有如图2所示的作为基准的波峰5a和波谷5b，同时在形成这些波峰5a、波谷5b的斜壁5c的中央位置上，沿着该波形折缝方向60形成搁板部5f。
以该搁板部5f为界限，在波形的波峰5a上，沿波形折缝方向60形成多个朝反方向冲切形成的冲切波谷5d，另一方面，在波形的波谷5b上，沿波形折缝方向60形成多个朝反方向冲切形成的冲切波峰5e。
因此，在该标准图形上，如图6所示，上述冲切波谷5d和冲切波峰5e这样配置：波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e以及波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d中的几个，通过搁板部5f沿着波形方向61至少有一部分连续。
在本实施例中，在上述波形方向61上相邻排列的波形的波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e，以及波形的波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d的相邻数目设定在2个以下。
而且，这些冲切波谷5d和冲切波峰5e分别在波形折缝方向60上以不同的间隔和长度形成。
图8的(a)～(f)表示把2个本实施例的标准图形叠合时各种小孔的状态。
根据该实施形态的构造，金属薄板42以在形成其波形的波峰5a和波谷5b的斜壁5c的中央位置上沿着波形折缝方向60形成的搁板部5f为界限，在波形的波峰5a上，沿波形折缝方向60形成多个冲切波谷5d，在波形的波谷5b上，沿波形折缝方向60形成多个冲切波峰5e。因此，如图8的(a)～(f)所示，由于这些冲切波谷5d和冲切波峰5e的存在，即使叠合的金属薄板42，42彼此在波形折缝方向60上错开，也可以避免金属薄板42，42相互嵌合贴紧。并且，即使金属薄板42，42彼此在波形方向61上错开，由于波形的波峰5a的非冲切部分5m或冲切波峰5e，或者波形的波谷5b的非冲切部分5n或冲切波谷5d与搁板部5f对接，所以可避免金属薄板42，42彼此嵌合贴紧。而且，该对接部分使蜂窝状载体3a具有刚性。
这些波形的波峰5a的非冲切部分5m、波谷5b的非冲切部分5n、冲切波峰5e、冲切波谷5d以及搁板部分5f，由于叠合金属薄板42、42的叠合而呈各种各样的对接，形成如图8的(a)～(f)所示的各种形状的小孔。
上述冲切波谷5d和冲切波峰5e这样配置：波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e以及波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d中的几个，其至少一部分沿着波形方向61连续。而且，在该金属薄板42的所有横截面上，相邻波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e以及波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5e的相邻数在2个以下。因此，即使金属薄板42、42彼此在波形方向61上错开，局部地产生斜壁5c、5c相互贴紧的斜壁贴紧部分6，例如如图8的(a)～(f)所示，虽然形成开口面积比较大的孔，但整体上小孔面积不增减。因此，采用该金属薄板42与上述同样地构成金属催化转化器1时，可以提高废气的净化性能，同时，上述斜壁贴紧部分6进一步提高蜂窝状3a的强度。
而且，金属薄板42在波形方向61上相邻的冲切波谷5d和冲切波峰5e，是以在形成该金属薄板42的波形的波峰5a和波谷5b的斜壁5c的中央位置上形成的搁板部分5f为界限冲切形成的。因此，在这些波形方向61上相邻的冲切波峰5d和冲切波峰5e的各冲切终止端E，E之间，沿波形方向61确保搁板部分5f宽度的间隔。因此，可避免因热膨胀率的差引起上述冲切终止端E，E之间发生断裂，这与上述第1和第2个实施例相同。
结果，由于提高了金属薄板42本身的耐断裂刚性，提高了蜂窝状载体3a的耐久性，即提高了金属催化剂载体3的耐久性。
在上述金属薄板上，当上述波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e以及波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d，在波形方向61上有3个以上、例如分别有3个连续相邻时，如图9所示，在叠合的金属薄板彼此对接的各种各样的状态下，在一方金属薄板的波峰5a的非冲切部分5m以及冲切波峰5e，与另一方金属薄板的波谷5b的非冲切部分5n以及冲切波谷5d之间，在最大部分形成开口面积极大的孔。
另一方面，本实施例中，将沿着波形方向61连续排列的波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e以及波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d的相邻数设定在2个以下。为此，如上所述，在一方金属薄板42的波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e与另一方金属薄板42的波谷5b的非冲切部分5n以及冲切波谷5d之间形成的开口面积比较大的孔的最大开口面积，比图9所示的小孔的开口面积小。因此，可以防止各个小孔之间产生过度的大小不均，保持废气的净化性能。
而且，沿上述波形折缝方向60形成的多个冲切波谷5d和冲切波峰5e，分别沿着波形折缝方向60以不同的间隔和长度形成，因此，更加确保防止金属薄板42，42彼此嵌合贴紧。
图10、11表示本发明金属薄板的第4实施例，图10是斜视图，图11是平面图。
第4个实施例中，无论波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e以及波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d，各种波峰形状和波谷形状全部以相同的面积构成，它们按照一定的规则设置。
如图10所示，在金属薄板43的端面上，将波谷5b、搁板部5f以及波峰5a以从正面看的状态，沿着波形方向61反复排列地配置波谷5b-搁板部分5f-波峰5a-搁板部5f-波谷5b-…。金属薄板43的沿着波形方向61的两端部分，可以是波峰5a、波谷5b或搁板部5f中的任意一个。该第4实施例与上述第1～第3实施例的不同之处，仅仅是波峰形状和波谷形状的尺寸和配列不同，所以在图10和图11中，未示出在斜壁5c上设置的搁板部5f的形状。
在图10中的左端的波谷5b上，从端面开始沿折缝方向60，非冲切部分5n和冲切波峰5e交替形成为非冲切部分5n-冲切波峰5e--非冲切部分5n。在与该波谷5b相邻的波峰5a上，从端面开始沿折缝方向60，冲切波谷5d和非冲切部分5m交替形成为冲切波谷5d-非冲切部分5m-冲切波谷5d…。而且，在金属薄板43的端面上，在从正面看的状态下，沿着波形方向61，按照波谷5b的非冲切部分5n-冲切波谷5d-冲切波峰5e-波峰5a的非冲切部分5m…的顺序，形成波峰形状和波谷形状。另外，在波形方向61上相邻的波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e，或者在波形方向61上相邻的波谷5b的非冲切部分5n和冲切波谷5d，按照沿着相对于波形折缝方向60倾斜的方向(与折缝方向60和波形方向61交叉的方向)基本上在直线上排列的规则配置。另外，在波形方向61上相邻的波峰5a的非冲切部分5m的一部分和冲切波峰5e的一部分，沿着波形方向61连续排列配置。在这种情况下，在波形方向61上相邻的波谷5b的非冲切部分5n的一部分和冲切波谷5d的一部分也一定沿着波形方向61连续排列。
在上述说明中，虽然记载了波峰形状和波谷形状具有相同的面积，但是在折缝方向60的两端部分，其面积根据波峰形状和波谷形状的切断位置而不同。
在上面详细说明的第1～第4实施例的金属薄板5，41，42，43，在设置隔板5f这一点上是相同的，而波峰形状和波谷形状的形成图形是不同的。上述第1～第4实施例中的波峰形状和波谷形状仅是示例，其形成的图形不限于上述实施例，可配置成各种形状。
图12表示本发明金属薄板的第5实施例，图13表示第6实施例。
第5、第6实施例与上述第1至第4实施例的不同点是，不设置沿折缝方向60延伸的搁板部5f。在这些第5、第6实施例中，用在波形方向61上反复连续弯折的部分，代替第1～第4实施例的搁板部5f。
图12所示的第5实施例中，在波形方向61上相邻的波峰5a的非冲切部分5m和冲切波峰5e，在整个金属薄板44上沿折缝方向60间隔TI，T2，T3。
图13所示的第6实施例中，冲切波谷5d和冲切波峰5e沿着波形折缝方向60上隔开所需的间隔S，从斜壁5c的中央位置分别朝反方向冲切形成的。即，在波形的波峰5a以及波谷5b上，沿波形折缝方向60以间隔S交替形成冲切波谷5d和冲切波峰5e。
因此，在第5，第6实施例中，与采用上述第1～第4实施例的金属薄板5、41、42、43的情况同样地，可获得废气的净化性能。而且，在冲切波谷5b和冲切波峰5e的各冲切终止端E、E之间，由于沿波形折缝方向60设定了所需的间隔S，与设置隔板5f的上述各实施例同样地，也可以避免因热膨胀率的差引起上述冲切的终止端E，E发生断裂，提高金属薄板5本身的耐断裂刚性。
但是，即使采用上述任何金属薄板5、41、42、43、44、45构成金属催化转化器，由于蜂窝状载体3a中金属薄板5，5未相互固定，至少在废气流入侧的端面上，由于上述废气的压力，如图23、23所示，可能发生叠合的金属薄板之间的分离，即发生所谓的开口现象。
因此，通过构成如图16、17所示的金属催化转化器1，可以防止蜂窝状载体3a的开口。
在图16、17中，为了容易理解构造，只取出催化剂载体表示，构成金属催化剂载体3的蜂窝状载体3a，是在波形方向61上以S形连续反复弯折任意一个形成波形的金属薄板5，叠合成蜂窝状，或者，以所需长度切断上述金属薄板5，将其数个叠层成蜂窝状构成。在图15～图17中以及以下的说明中，虽然表示了第1实施例的金属薄板5，但是采用其它实施例的金属薄板41、42、43、44、45时，也与采用金属薄板5的情况相同。
图16所示的实施例中，将多个以上述蜂窝状载体3a为基体的金属催化剂载体3在外筒2内以前后方向相邻配置，并且，这些前后相邻的金属催化剂载体3，3以90度相位改变其金属薄板5的叠合方向，端部彼此对接配置。
因此，根据实施例的构造，缩短每个金属催化剂3，3的前后方向的宽度，提高金属薄板5的刚性，同时，在前后相邻的金属催化剂载体3，3的对接部分，金属催化剂载体3，3彼此的金属薄板5的边缘相互以正交状态压接，抑制了各金属催化剂载体3，3的叠合金属薄板5，5被流入废气的压力分离，防止金属催化剂载体3a，3a的开口现象。
在图17所示的实施例中，上述金属催化剂载体3的至少面对外筒2的废气流入侧的侧端部，相邻配置调节流入废气的蜂窝状整流催化剂载体3b。
该整流催化剂载体3b，在本实施例中，如图18所示，是把由金属薄板基体构成的单一波形板和单一平板卷起，同时相互固定形成蜂窝状载体3b。另外，也可以把上述形成波形的金属薄板5卷成涡旋状地叠合，在叠层之间形成小孔。
另外，也可以是陶瓷的一体型整流催化剂载体3b。
由于采用将上述波形板和平板卷起固定形成的蜂窝状载体构成的整流催化剂载体3b本身的强度极高，即使流入外筒2中的废气集中在整流催化剂载体3b的中央附近，也不会产生开口。
另外，上述整流催化剂载体3b，也可以是将上述形成波形的金属薄板5卷成旋涡状而形成蜂窝状载体。在这种情况下，即使流入外筒2的废气集中在该整流催化剂载体3b的中央附近，与S形的反复弯折叠层体和叠合层体不同，由于是卷起叠层，金属薄板之间难以分离，由于该金属薄板5是由上述波形的波峰5a、波谷5b和冲切波谷5d、冲切波峰5e复合构成的，因此，流入的废气在半径方向上大致均匀地分散(参照图3)，可以避免废气在外筒2的中心部分集中。因此，可抑制设置在后流的金属催化剂载体3的叠合金属薄板5被流入的废气压力分离，防止蜂窝状载体3a的开口现象。而且，不会象只单独采用将金属薄板5旋涡状卷起叠层形成的整流催化剂载体3b单体的情况那样，流入废气的压力在中心部分使金属薄板5向后方呈螺旋状突出，产生层移现象，进一步提高废气的净化性能。
上述各实施例中，波峰5a、波谷5b、冲切波谷5d以及冲切波峰5e的横截面形状大致为三角形，但是本发明并不限于此。
工业上利用的可能性
综上所述，根据本发明涉及的金属薄板，在叠合金属薄板形成具有多个小孔的蜂窝状载体的情况下，即使金属薄板彼此在波形折缝方向上错开，也可避免金属薄板彼此嵌合贴紧。另外，即使金属薄板彼此在波形方向上错开，由于第1凸出部或第2凸出部，或者第3凸出部或第4凸出部与搁板部对接，所以可避免金属薄板彼此嵌合贴紧，确保所有小孔有效，维持净化废气的性能。因此，适合作为用于金属催化转化器的金属催化剂载体。

Claims (16)

1.用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于：备有多个第1凸出部、多个第2凸出部和多个搁板部，
上述第1凸出部朝金属薄板的一个侧面呈突出状态弯折，沿着第1方向延伸，
上述第2凸出部朝金属薄板的另一个侧面呈突出状态弯折，沿着第1方向延伸，
上述第1凸出部和上述第2凸出部沿着与上述第1方向交叉的第2方向交替并列设置，形成波形，
上述搁板部配置在上述第1凸出部与上述第2凸出部之间，沿着第1方向延伸，连接相邻的第1凸出部和第2凸出部，
上述第1凸出部具有被在上述第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的另一个侧面呈突出状态弯折的第3凸出部，
上述第2凸出部具有被在上述第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面上呈突出状态弯折的第4凸出部。
2.权利要求1记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，划分上述第3凸出部的切口的端部，位于上述第1凸出部与上述搁板部的边界部分，
上述第3凸出部从上述第1凸出部与上述搁板部的边界部分开始弯折，
划分上述第4凸出部的切口的端部，位于上述第2凸出部与上述搁板部的边界部分，
上述第4凸出部从上述第2凸出部与上述搁板部的边界部分开始弯折。
3.权利要求1记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，沿着上述第1方向分别设置多个上述第3凸出部和上述第4凸出部。
4.权利要求3记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，上述第3凸出部和上述第4凸出部规则地配置。
5.权利要求4记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，上述第1凸出部和在与该第1凸出部相邻的第2凸出部上设置的第4凸出部，在上述第1方向上至少有一部分沿着上述第2方向连续，朝金属薄板的一个侧面呈突出状态排列。
6.权利要求4记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，上述第2凸出部和在与该第2凸出部相邻的第1凸出部上设置的第3凸出部，在上述第1方向上至少有一部分沿着上述第2方向连续，朝金属薄板的另一个侧面呈突出状态排列。
7.权利要求5或者6记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，在上述第1凸出部上设置的第3凸出部和在与该第1凸出部相邻的第2凸出部上设置的第4凸出部，在上述第1个方向上至少有一部分沿着上述第2方向连续排列。
8.权利要求3记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，上述第1凸出部和在与该第1凸出部相邻的第2凸出部上设置的第4凸出部，在上述第1个方向上至少有一部分沿着上述第2方向连续，并朝向金属薄板一个侧面呈突出状态排列，
上述第2凸出部和在与该第2凸出部相邻的第1凸出部上设置的第3凸出部，在上述第1个方向上至少有一部分沿着上述第2方向连续，并朝金属薄板一个侧面呈突出状态排列。
9.权利要求8记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，在同一个第1凸出部上设置的多个第3凸出部的沿上述第1方向的长度中，至少有一个的长度与其它的长度不同，
在同一个第1凸出部上设置的多个第3凸出部之间形成的间隙的沿上述第1方向的长度中，至少有一个的长度与其它的长度不同，
在同一个第2凸出部上设置的多个第4凸出部的沿上述第1方向的长度中，至少有一个的长度与其它的长度不同，
在同一个第2凸出部上设置的多个第4凸出部之间形成的间隙的沿上述第1方向的长度中，至少有一个的长度与其它的长度不同。
10.权利要求8或者权利要求9记载的用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于，朝上述金属薄板的一个侧面突出排列的第1凸出部和第4凸出部的相邻数、以及朝上述金属薄板的另一个侧面突出排列的第2凸出部和第3凸出部的相邻数均在2个以下。
11.用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于：备有多个第1凸出部和多个第2凸出部，
上述第1凸出部朝金属薄板的一个侧面呈突出状态弯折，沿着第1方向延伸，
上述第2凸出部朝金属薄板的另一个侧面呈突出状态弯折，沿着第1方向延伸，
上述第1凸出部和上述第2凸出部沿着与上述第1方向交叉的第2方向交替并列设置，形成波形，
上述第1凸出部具有被在上述第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的另一个侧面呈突出状态弯折的第3凸出部，
上述第2凸出部具有被在上述第1方向上用分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面呈突出状态弯折的第4凸出部，
上述第3凸出部和上述第4凸出部沿着第1方向分别设置多个，
上述第3凸出部和上述第4凸出部的至少一方沿着与上述第1方向和第2方向交叉的第3方向规则地配置。
12.用于金属催化剂载体的金属薄板，其特征在于：备有多个第1凸出部和多个第2凸出部，
上述第1凸出部朝金属薄板的一个侧面呈突出状态弯折，沿着第1方向延伸，
上述第2凸出部朝金属薄板的另一个侧面呈突出状态弯折，沿着第1方向延伸，
上述第1凸出部和上述第2凸出部，沿着与上述第1方向交叉的第2方向交替并列设置，形成波形，
上述第1凸出部具有被在上述第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的另一个侧面呈突出状态弯折的第3凸出部，
上述第2凸出部具有被在上述第1方向上分开的2个切口划分、并朝金属薄板的一个侧面呈突出状态弯折的第4凸出部，
上述第3凸出部和上述第4凸出部沿着第1个方向分别设置多个，
划分上述第3凸出部的切口的端部和划分上述第4凸出部的切口的端部之间，沿着上述第1方向设置所需的间隔。
13.蜂窝状载体，其特征在于，是采用权利要求1～12中任意一项记载的金属薄板制成的，是将上述金属薄板沿上述第2方向以S状连续反复弯折叠合成蜂窝状，或者将上述金属薄板切割成所需的长度，将其数个叠合成蜂窝状形成。
14.金属催化转化器，其特征在于，是采用权利要求13记载的蜂窝状载体制成，备有以上述蜂窝状载体为基体的金属催化剂载体、将上述金属催化剂载体放置于内部的金属制外筒和保持上述金属催化剂载体的保持部件。
15.权利要求14记载的金属催化转化器，其特征在于，上述金属催化剂载体在上述外筒内以前后方向相邻地配置多个，上述前后相邻的金属催化剂载体的端面，相互以约90度的相位改变构成该金属催化剂载体的金属薄板的叠合方向对接。
16.权利要求14记载的金属催化转化器，其特征在于，至少在金属催化剂载体的面对外筒废气流入口侧的端部，相邻配置着对流入废气进行整流的整流催化剂载体。
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