JP2000061317A - メタル担体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はメタル担体とその製造方法に関し、
ろう箔材を用いて外筒とコアを接合するに当たり、外筒
へのコアの圧入時にろう箔材の剥離をなくして、コアと
外筒との接合強度に優れたメタル担体とその製造方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 金属製薄板の波板１３と平板１５を交互
に重ね、これらを多重に巻回して成形したコア１１を金
属製の外筒９内に圧入して、外筒９の内周とコア１１の
外周をろう材で接合したメタル担体に於て、上記ろう材
を、コア１１の最外周の内側に巻回したろう箔材とする
と共に、当該コア１１の最外周を、多数の小孔１７を有
する多孔構造とし、熱処理により溶融したろう箔材１９
が上記小孔１７を介してコア１１と外筒９をろう付け接
合したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等の排気
系に装着する触媒コンバータのメタル担体とその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関等の排気系には、排ガス
を浄化する触媒コンバータが装着されているが、この種
の触媒コンバータに用いる触媒担体として、昨今、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス箔材（２０Ｃｒ−
５Ａｌ−Ｌａ−Ｆｅ）等の金属製薄板からなるメタル担
体が広く用いられている。

【０００３】そして、メタル担体の製造方法として、特
開平８−１４１４１０号公報又は図５に示すように金属
製薄板からなる帯状の波板１と平板３を交互に重ね、こ
れらを多重に巻回して断面円形状或いは断面レーシング
トラック形状のハニカム構造のコア５を形成した後、コ
ア５の外周にＮｉろう箔材等のろう箔材を巻回して、こ
れらを図６に示すように金属製の外筒７内に圧入して真
空状態で加熱することにより、波板１と平板３との間を
拡散接合させると共に、外筒７とコア５をろう付け接合
する方法が知られている。

【０００４】尚、上述したレーシングトラック形状と
は、対向する２つの直線部分とこれらを連結して対向す
る２つの半円部分からなる陸上競技のトラック形状に類
似する略楕円形状をいう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】而して、従来、コア５
の外周にろう箔材を巻回するに当たり、多数のスポット
溶接を行ってろう箔材の剥離を防止しているが、一般に
ろう箔材は厚さが２５〜３８μｍと薄く強度もないた
め、スポット溶接をしたにも拘わらず、外筒７への圧入
時にろう箔材が摩擦で剥離して外筒７とコア５との接合
強度を十分に確保することができない欠点があった。

【０００６】而も、スポット溶接自体に時間がかかって
作業能率が悪く、又、コストがかかってしまう欠点も指
摘されている。本発明は斯かる実情に鑑み案出されたも
ので、ろう箔材を用いて外筒とコアを接合するに当た
り、外筒へのコアの圧入時にろう箔材の剥離をなくし
て、コアと外筒との接合強度に優れたメタル担体とその
製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、金属製薄板の波板と平板を
交互に重ね、これらを多重に巻回して成形したコアを金
属製の外筒内に圧入して、外筒の内周とコアの外周をろ
う材で接合したメタル担体に於て、上記ろう材を、コア
の最外周の内側に巻回したろう箔材とすると共に、当該
コアの最外周を、多数の小孔を有する多孔構造とし、熱
処理により溶融したろう箔材が、上記小孔を介してコア
と外筒をろう付け接合してなることを特徴とする。

【０００８】又、請求項２に係る発明は、金属製薄板の
波板と平板を交互に重ね、これらを多重に巻回してコア
を成形した後、当該コアを金属製の外筒内に圧入して熱
処理を施すことで、外筒の内周とコアの外周をろう材で
接合するメタル担体の製造方法に於て、上記波板と平板
の巻回時に、成形するコアの最外周の内側にろう箔材を
巻回して、当該ろう箔材の外周に、多数の小孔を設けた
上記波板又は平板を更に１回巻回してコアを成形した
後、当該コアを外筒内に圧入してこれらに熱処理を施す
ことで、上記小孔を介して、溶融したろう箔材で外筒と
コアを接合することを特徴とする。

【０００９】そして、請求項３に係る発明は、請求項２
記載のメタル担体の製造方法に於て、コアの最外周の内
側にろう箔材を巻回した後、コアの最外周に巻回する波
板又は平板に小孔を設けることを特徴とし、請求項４に
係る発明は、請求項２記載のメタル担体の製造方法に於
て、小孔を、コアを成形する波板又は平板に予め設けて
おくことを特徴とする。

【００１０】（作用）請求項１に係る発明によれば、コ
アの成形時に、コアの最外周の内側にろう箔材を巻回し
た後、これを外筒内に圧入して熱処理を施すと、ろう箔
材が溶融して各小孔からコアの外周に溶け出し、コアと
外筒の内周をろう付け接合する。又、請求項２乃至請求
項４に係る発明によれば、同じくコアの成形時に、成形
するコアの最外周の内側にろう箔材を巻回して、当該ろ
う箔材の外周に、多数の小孔を設けた上記波板又は平板
を更に１回巻回してコアを成形した後、当該コアを外筒
内に圧入すると、最外周の波板又は平板がろう箔材の剥
離を防止する。

【００１１】そして、これらに熱処理を施すと、ろう箔
材が溶融して各小孔からコアの外周に溶け出し、コアと
外筒の内周をろう付け接合して請求項１に係るメタル担
体が製造されることとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。

【００１３】図１は請求項１の一実施形態に係るメタル
担体を示し、図中、９はＳＵＳ４３０のフェライト系ス
テンレスで成形された外筒、１１は当該外筒９内に装着
された断面円形状のコアで、コア１１は、図２に示すよ
うにＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金製薄板の波板１３と平板１５
を交互に重ねて、これらを多重に巻回して成形されてい
る。

【００１４】そして、従来と同様、コア１１を外筒９内
に圧入し、これらを真空状態で加熱して波板１３と平板
１５が拡散接合されている。一方、図１に示すようにコ
ア１１の最外周に巻回された平板１５-1には多数の円形
形状の小孔１７が形成され、そして、当該平板１５-1の
内側には、図２に示すコア１１の成形時に平板１５-1の
内側に巻回した帯状のＮｉろう箔材１９が溶融したろう
材層２１が形成されている。

【００１５】而して、上記ろう材層２１は、斯様に巻回
したＮｉろう箔材１９が波板１３と平板１５の拡散接合
時に溶融してなるもので、斯様に溶融したＮｉろう箔材
１９が上記小孔１７からコア１１の外周に溶け出して、
コア１１と外筒９の内周をろう付け接合した構造となっ
ている。尚、メタル担体が触媒コンバータの使用に供さ
れるとき、メタル担体は６００℃〜９５０℃の排ガスに
晒されるが、本実施形態は、Ｎｉろう箔材として厚さが
２５〜３８μｍのＪＩＳ（ＢＮｉ−５）を使用してい
る。そして、この溶解温度は１１５０℃〜１２０５℃
で、而も、外筒９は外気によって冷却されることもあっ
て、ろう材層２１が排ガスによって更に溶融することは
ない。

【００１６】又、上記小孔１７は、直径０．５〜６ｍｍ
に設定することで、小孔１７一個当たり２０〜６０ｋｇ
の接合強度（引張強度）が得られるため、必要とされる
保持力との関係から、小孔１７の直径と数が決定され
る。本実施形態に係るメタル担体２３はこのように構成
されており、当該メタル担体２３は、請求項２及び請求
項３に係る発明方法の一実施形態によって以下の如く製
造される。

【００１７】先ず、従来と同様、波板１３と平板１５を
交互に重ね、これらに一定の荷重をかけ乍ら多重に巻回
してコア１１を成形していくが、図２に示すようにコア
１１の最外周に平板１５-1を巻回するに当たり、その内
側に平板１５-1と同一幅に裁断された帯状のＮｉろう箔
材１９を一回巻回する。次いで、当該Ｎｉろう箔材１９
の外周に平板１５-1を一回巻回してコア１１が成形され
るが、このとき、図示しない治具を用いて平板１５-1に
所定の径からなる小孔１７を必要数設ける。

【００１８】そして、斯様にコア１１を成形した後、当
該コア１１を外筒９内に圧入して当該外筒９でコア１１
を加圧し乍ら、これらを従来と同様、真空状態で１２０
０℃前後の高温下で加熱して波板１３と平板１５を拡散
接合させると、平板１５-1の内側に巻回したＮｉろう箔
材１９が溶融して各小孔１７からコア１１の外周に溶け
出し、コア１１と外筒９の内周をろう付け接合して図１
のメタル担体２３が製造されることとなる。

【００１９】本実施形態に係る製造方法はこのようにメ
タル担体２３を製造していくもので、コア１１を外筒９
内に圧入する際に、コア１１の最外周に巻回した平板１
５-1がＮｉろう箔材１９の剥離を防止するため、従来の
如く外筒９への圧入時にＮｉろう箔材１９が摩擦で剥離
することがなく、この結果、斯様に成形されたメタル担
体２３によれば、コア１１と外筒９が確実にろう付け接
合されて、外筒９とコア１１との接合強度を十分に確保
することが可能となった。

【００２０】又、本実施形態に係る製造方法によれば、
上述したように外筒９へのコア１１の圧入時に、平板１
５-1がＮｉろう箔材１９の剥離を防止するため、コア１
１の圧入が容易になると共に、従来の如きＮｉろう箔材
１９のスポット溶接が不要となるため、従来に比し作業
能率が向上すると共に、製造コストの低廉化が可能とな
った。

【００２１】尚、既述したように本実施形態に係る製造
方法は、Ｎｉろう箔材１９の外周に平板１５-1を一回巻
回する際に、図示しない治具を用いて平板１５-1に所定
径の小孔１７を設けたが、製造するコア１１の径は予め
設定されて巻回される波板１３や平板１５の長さも決ま
っているから、請求項２及び請求項４に係る図示しない
実施形態のように、平板１５の所定箇所に予め小孔１７
を設けておいてもよい。

【００２２】又、上記実施形態は、平板１５-1に円形形
状の小孔１７を形成したが、小孔の形状は斯かる形状に
限定されるものではなく、例えば図３に示すように平板
１５-1の巻回方向に沿って矩形状の小孔１７-1を複数設
けてもよいし、図４に示すように平板１５-1の巻回方向
と直交する方向に矩形状の小孔１７-2を複数設けてもよ
い。

【００２３】更に又、上記実施形態は、最外周に平板１
５-1を巻回するコア１１に本発明を適用したが、最外周
に波板を巻回するコアにも適用できるし、波板と平板を
ろう付け接合するメタル担体にも適用でき、これらの各
実施形態によっても、図１に示すメタル担体２３と同
様、所期の目的を達成することが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係るメタ
ル担体によれば、外筒へのコアの圧入時にろう箔材が摩
擦で剥離することがないため、コアと外筒が確実にろう
付け接合されてこれらの接合強度を十分に確保すること
が可能となった。

【００２５】そして、請求項２乃至請求項４に係る製造
方法によれば、外筒へのコアの圧入時に、ろう箔材の剥
離がコアの最外周の波板又は平板によって防止されるた
め、コアの圧入が容易になると共に、従来の如きろう箔
材のスポット溶接が不要となるため、従来に比し作業能
率が向上すると共に製造コストの低廉化が可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の一実施形態に係るメタル担体の外筒
の一部を切り欠いた全体斜視図である。

【図２】請求項２及び請求項３の一実施形態に於けるコ
アの製造方法の説明図である。

【図３】小孔の変形例を示す平板の斜視図である。

【図４】小孔の他の変形例を示す平板の斜視図である。

【図５】従来のコアの製造方法の説明図である。

【図６】従来のメタル担体の全体斜視図である。

【符号の説明】

９ 外筒 １１ コア １３ 波板 １５，１５-1 平板 １７，１７-1，１７-2 小孔 １９ Ｎｉろう箔材 ２１ ろう材層 ２３ メタル担体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製薄板の波板（１３）と平板（１
   ５）を交互に重ね、これらを多重に巻回して成形したコ
   ア（１１）を金属製の外筒（９）内に圧入して、外筒
   （９）の内周とコア（１１）の外周をろう材で接合した
   メタル担体に於て、 上記ろう材を、コア（１１）の最外周の内側に巻回した
   ろう箔材（１９）とすると共に、当該コア（１１）の最
   外周を、多数の小孔（１７，１７-1，１７-2）を有する
   多孔構造とし、熱処理により溶融したろう箔材（１９）
   が、上記小孔（１７，１７-1，１７-2）を介してコア
   （１１）と外筒（９）をろう付け接合してなることを特
   徴とするメタル担体。
2. 【請求項２】 金属製薄板の波板（１３）と平板（１
   ５）を交互に重ね、これらを多重に巻回してコア（１
   １）を成形した後、当該コア（１１）を金属製の外筒
   （９）内に圧入して熱処理を施すことで、外筒（９）の
   内周とコア（１１）の外周をろう材で接合するメタル担
   体の製造方法に於て、 上記波板（１３）と平板（１５）の巻回時に、成形する
   コア（１１）の最外周の内側にろう箔材（１９）を巻回
   して、当該ろう箔材（１９）の外周に、多数の小孔（１
   ７，１７-1，１７-2）を設けた上記波板（１３）又は平
   板（１５）を更に１回巻回してコア（１１）を成形した
   後、当該コア（１１）を外筒（９）内に圧入してこれら
   に熱処理を施すことで、上記小孔（１７，１７-1，１７
   -2）を介して、溶融したろう箔材（１９）で外筒（９）
   とコア（１１）を接合することを特徴とするメタル担体
   の製造方法。
3. 【請求項３】 コア（１１）の最外周の内側にろう箔材
   （１９）を巻回した後、コア（１１）の最外周に巻回す
   る波板（１３）又は平板（１５）に小孔（１７，１７-
   1，１７-2）を設けることを特徴とする請求項２記載の
   メタル担体の製造方法。
4. 【請求項４】 コア（１１）を成形する波板（１３）又
   は平板（１５）に、予め小孔（１７，１７-1，１７-2）
   を設けておくことを特徴とする請求項２記載のメタル担
   体の製造方法。