JP2000334313A - 金属製触媒担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 量産が可能であり，しかも熱歪みが生じ難
く，耐久性が高い金属製触媒担体を提供する。 【解決手段】 多数枚の金属平板３と金属波板４とを交
互に積層し，溶接して一対の半円柱状のハニカム半筒体
２ｈを，それらの平坦面側に存する金属平板３で相互に
摺動可能に突き合わせて円柱状のハニカム筒体２を構成
し，このハニカム筒体２を円筒状のハウジング５の内周
面に圧入して，該ハニカム筒体２の軸方向両端の外周縁
を該ハウジング５に溶接する。ハニカム筒体２に生ずる
熱歪みは，対をなすハニカム半筒体２ｈの突き合わせ面
の摺動により吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，多数枚の金属板を
積層してなるハニカム筒体と，このハニカム筒体を収
容，保持する筒状ハウジングとからなる，金属製触媒担
体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】かゝる金属製触媒担体は，例えば特公平
２−５０２９０号公報に開示されているように，既に知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の金属製触媒担体
では，多数枚の金属板を積層し，溶接して，一体のハニ
カム筒体を構成しているので，ハニカム筒体の生産性が
良いとは言えない。またハニカム筒体の各部でのハニカ
ム密度のばらつきや，使用時，排ガスの熱分布が一様で
ないことから，使用中，ハニカム筒体の各部に熱歪みが
生じて溶接部が剥離するなど，耐久性に懸念がある。

【０００４】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，量産が可能であり，しかも熱歪みが生じ難く，耐
久性が高い金属製触媒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，本発明は，多数枚の金属板を積層し，溶接してなる
一対の半円柱状のハニカム半筒体を，それらの平坦面側
で相互に摺動可能に突き合わせて円柱状のハニカム筒体
を構成し，このハニカム筒体を円筒状のハウジングの内
周面に圧入し，結合して，金属製触媒担体を構成したこ
とを第１の特徴とする。

【０００６】この第１の特徴によれば，ハニカム半筒体
を多数製作することにより，ハニカム筒体を効率良く製
作することができ，量産性を高めることができる。

【０００７】しかも，両ハニカム半筒体の相対向する摺
動面は，ハニカム筒体の直径線を含む極めて広い範囲に
わたっているから，ハニカム筒体のハウジング内への圧
入時には，対をなすハニカム半筒体同士の広範囲での滑
りにより，ハニカム筒体のハウジング内周面に対する馴
染みが良好となり，その圧入をスムーズに行うことがで
きる。また，エンジンの排気系に装着しての金属製触媒
担体の使用時には，ハニカム筒体各部のハニカム密度の
ばらつきや，排ガスの熱分布の不均一に起因して，ハニ
カム筒体に生ずる熱歪みを，対をなすハニカム半筒体同
士の広範囲での滑りにより吸収することができ，これに
よりハニカム筒体における過大応力の発生を防ぎ，溶接
部の剥離を回避して，耐久性の向上を図ることができ
る。

【０００８】また本発明は，上記特徴に加えて，各ハニ
カム半筒体を，多数枚の金属平板と金属波板とを交互に
積層し，溶接して構成したことを第２の特徴とする。

【０００９】この第２の特徴によれば，金属波板の山部
及び谷部がそれぞれ独立した通路となるから，ハニカム
密度が比較的高いハニカム筒体を得ることができる。

【００１０】さらに本発明は，第１の特徴に加えて，各
ハニカム半筒体を，多数枚の金属波板を積層し，溶接し
て構成したことを第３の特徴とする。

【００１１】この第３の特徴によれば，互いに溶接され
る金属波板の各対向する山部と谷部とで独立した通路が
画成されるので，ハニカム密度が比較的低いハニカム筒
体を得ることができる。

【００１２】さらにまた本発明は，第３の特徴に加え
て，各ハニカム半筒体の平坦面に存する金属波板に金属
平板を溶接したことを第４の特徴とする。

【００１３】この第３の特徴によれば，各ハニカム半筒
体の平坦面側に存する金属波板を金属平板によって補強
することができ，これによって対をなすハニカム半筒体
相互の摺動を保障することができる。

【００１４】さらにまた本発明は，第１〜第４の特徴の
何れかに加えて，前記金属板の両端に，前記ハニカム筒
体の同一円周方向に延びて前記ハウジングの内周面に溶
接される溶接舌片を延設したことを第５の特徴とする。

【００１５】この第５の特徴によれば，ハニカム筒体と
ハウジングとの溶接代を充分に確保して，それらの溶接
強度を高めることができる。

【００１６】しかも，各金属板の溶接舌片は，ハニカム
筒体の同一周方向に延びているから，両ハニカム半筒体
を同一方向へ回転させながらハウジングにスムーズに圧
入することができると共に，各溶接舌片のハウジング内
周面に対する馴染みが良好となり，その後のハウジング
への溶接を容易，的確に行うことができる。

【００１７】この場合，各ハニカム半筒体では，その周
面一半部の溶接舌片と他半部の溶接舌片とでは，根元の
曲率半径が大幅に異なることからスプリングバック力も
大きく相違し，その相違に起因して，各ハニカム半筒体
には，その摺動面に沿う方向のサイドスラストが加わる
ことになる。しかしながら，一方のハニカム半筒体の溶
接舌片と他方のハニカム半筒体の溶接舌片との延出方向
は，両ハニカム半筒体の摺動面に沿って見れば，互いに
反対方向であるため，両ハニカム半筒体に加わるサイド
スラストの方向も互いに反対方向となり，その結果，両
ハニカム半筒体の摺動面相互に滑りが生じ，上記サイド
スラストを逃がして応力の発生を防ぎ，ハニカム筒体の
耐久性向上に寄与し得る。

【００１８】尚，本発明において，「円」とは楕円をも
含むものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面
に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。

【００２０】図１〜図７は本発明の第１実施例を示すも
ので，図１は金属製触媒担体の正面図，図２は図１の２
−２線断面図，図３は図１の３部拡大図，図４は図２の
４部拡大図，図５はハニカム半筒体の製造過程説明図，
図６はハニカム半筒体の他の製造過程説明図，図７はハ
ニカム筒体の製造過程説明図である。

【００２１】先ず，これら図面により本発明の第１実施
例について説明する。図１〜図４において，金属製触媒
担体１は，一対の半円柱状のハニカム半筒体２ｈ，２ｈ
を平坦面側で相互に摺動可能に突き合わせてなる円柱状
のハニカム筒体２と，このハニカム筒体２を収容，保持
する円筒状のハウジング５とから構成される。

【００２２】一対のハニカム半筒体２ｈ，２ｈは，同一
構造体であって，多数枚の金属平板３，３…及び金属波
板４，４…を交互に積層してなるもので，図３及び図４
に示すように，各ハニカム半筒体２では，金属平板３
と，この金属平板３の上面に接する金属波板４の谷部
と，金属平板３の下面に接する金属波板４の山部とが軸
方向数箇所Ｐ，Ｐ…でレーザ溶接機によりスポット溶接
される。

【００２３】図５及び図６において，各ハニカム半筒体
２の製造に当たっては，予め多数枚の金属平板３，３…
及び金属波板４，４…を用意する。これら金属平板３，
３…及び金属波板４，４…は，先ずハニカム半筒体２の
平坦面に対応して金属平板３を配置し，その上に金属波
板４，金属平板３，金属波板４と順次積層され，そして
前述のようにスポット溶接される。その積層状態では，
金属平板３，３…及び金属波板４，４…は，ハニカム半
筒体２ｈの軸方向に沿う両端部が揃い，また金属波板
４，４…は，ハニカム半筒体２ｈの端面側から見てハウ
ジング５内に収まり，また金属平板３，３…は，ハニカ
ム半筒体２ｈの端面側から見てハウジング５内周面の対
応位置より外方へ各両端部が所定長さ突出するように，
予め金属平板３，３…及び金属波板４，４…の各部寸法
が設定される。各金属平板３の，ハウジング５内周面の
対応位置から外方へ突出した部分が溶接舌片８とされ
る。

【００２４】このように構成された一対のハニカム半筒
体２ｈ，２ｈは，図７に示すように，平坦面に存する金
属平板３，３同士を対向させ，そして摺動可能に突き合
わせて，ハニカム筒体２を構成する。

【００２５】このハニカム筒体２は，回転されつゝ前記
ハウジング５内に圧入される。すると，金属平板３群の
溶接舌片８，８…は，図３に示すように，ハウジング５
の内周面に沿って同一回転方向へ曲げられると共に，互
いに重ねられ，そしてハウジング５の内周面に溶接され
る。溶接して構成される。

【００２６】次に，この実施例に作用について説明す
る。

【００２７】ハニカム筒体２は，一対のハニカム半筒体
２ｈ，２ｈを単に平坦面側で突き合わせて構成されるの
で，ハニカム半筒体２を多数製作することにより，ハニ
カム筒体２を効率良く製作することができ，量産性を高
めることができる。

【００２８】しかも，対をなすハニカム半筒体２ｈ，２
ｈは，突き合わせた平坦面，即ち金属平板３，３が互い
に摺動可能であるから，両ハニカム半筒体２ｈ，２ｈを
回転させつゝハウジング５に圧入するとき，上記金属平
板３，３同士が対向面を滑らすこと，並びに全ての溶接
舌片８，８…が同一周方向へ曲げられることにより，各
ハニカム半筒体２ｈ，２ｈがハウジング５の内周面によ
く馴染んで，その圧入をスムーズに行うことができる。

【００２９】この場合，各ハニカム半筒体２ｈ，２ｈで
は，その周面一半部の溶接舌片８，８…と他半部の溶接
舌片８，８…とでは，根元の曲率半径が大幅に異なるこ
とからスプリングバック力も大きく相違し，その相違に
起因して，各ハニカム半筒体２ｈ，２ｈには，その摺動
面に沿う方向のサイドスラストが加わることになる。し
かしながら，一方のハニカム半筒体２ｈの溶接舌片８，
８…と他方のハニカム半筒体２ｈの溶接舌片８，８…と
の延出方向は，両ハニカム半筒体２ｈ，２ｈの摺動面に
沿って見れば，互いに反対方向であるため，両ハニカム
半筒体２ｈ，２ｈに加わるサイドスラストの方向も互い
に反対方向となり，その結果，両ハニカム半筒体２ｈ，
２ｈの摺動面相互に滑りが生じ，上記サイドスラストを
逃がして応力の発生を防ぐことができる。

【００３０】こうして同一周方向へ曲げられた上記溶接
舌片８，８…は，互いに重ねられてハウジング５の内周
面に溶接されるので，ハニカム筒体２とハウジング５と
の溶接代を充分に確保できると共に，各溶接舌片８，８
…が隣接する他の溶接舌片８，８…をハウジング５内周
面とで挟持することになり，各溶接舌片８，８…のハウ
ジング５との結合強度を高めることができる。

【００３１】この金属製触媒担体１をエンジンの排気系
に装着して使用する場合に，ハニカム筒体２の各部にハ
ニカム密度のばらつきがあったり，ハニカム筒体２を通
る排ガスの熱分布が不均一であると，それらに起因して
ハニカム筒体２に熱歪みが発生するが，その熱歪みは，
両ハニカム半筒体２ｈ，２ｈの相対向する摺動面相互の
滑りにより吸収されるため，過大応力の発生を防ぎ，溶
接部の剥離を回避して，耐久性の向上を図ることができ
る。

【００３２】特に，両ハニカム半筒体２ｈ，２ｈの摺動
面は，ハニカム筒体２の直径線を含む極めて広い範囲に
わたっているから，ハニカム筒体２のハウジング５への
圧入時でも，ハニカム筒体２の熱歪み時でも，両ハニカ
ム半筒体２ｈ，２ｈ相互の滑りが広範囲で行われること
になり，過大応力の発生を効果的に防ぐことができ，ハ
ニカム筒体２の耐久性向上に寄与し得る。

【００３３】また，各ハニカム半筒体２ｈ，２ｈにおい
て，各金属平板３の山部及び谷部は，その開放面が金属
平板３で閉じられことにより，それぞれ独立した通路と
なるので，ハニカム筒体２のハニカム密度を高めること
ができる。

【００３４】図８は本発明の第２実施例を示す。この第
２実施例では，各金属平板３の，ハウジング５内周面に
溶接される溶接舌片８が相互に重ならないよう比較的短
く形成される。その他の構成は，前記実施例と同様であ
るので，図中，前実施例との対応部分には同一の参照符
号を付して，その説明を省略する。

【００３５】図９は本発明の第３実施例を示す。この第
３実施例では，各ハニカム半筒体２ｈ，２ｈは，多数の
金属波板４を積層し，それらの当接した山部及び谷部を
溶接して構成され，各金属波板４には，ハウジング５内
で互いに重なって，ハウジング５内周に溶接される比較
的長い溶接舌片８が設けられる。また対をなすハニカム
半筒体２ｈ，２ｈは，平坦面側の金属波板４，４同士が
摺動可能に突き合わされる。その 他の構成は，前記第
１実施例と同様であるので，図中，第１実施例との対応
部分には同一の参照符号を付して，その説明を省略す
る。

【００３６】図１０は本発明の第４実施例を示す。この
第４実施例は，各金属波板４の，ハウジング５内周面に
溶接される溶接舌片８が相互に重ならないよう比較的短
く形成される。その他の構成は，上記第３実施例と同様
であるので，図中，前第３実施例との対応部分には同一
の参照符号を付して，その説明を省略する。

【００３７】図１１は本発明の第５実施例を示す。この
第５実施例は，図９の第３実施例において，対をなすハ
ニカム半筒体２ｈ，２ｈの平坦側の金属波板４に，互い
に摺動可能に突き合わされる金属平板３，３をそれぞれ
溶接したものに相当するもので，図中，図９の第３実施
例に対応する部分には同一の参照符号を付して，その説
明を省略する。

【００３８】図１２は本発明の第６実施例を示す。この
第６実施例では，各金属波板４の，ハウジング５内周面
に溶接される溶接舌片８が相互に重ならないよう比較的
短く形成される。その他の構成は，上記第５実施例と同
様であるので，図中，第５実施例との対応部分には同一
の参照符号を付して，その説明を省略する。

【００３９】本発明は，上記実施例に限定されるもので
はなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が
可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，多数枚の金属板を積層し，溶接してなる一対の半円
柱状のハニカム半筒体を，それらの平坦面側で相互に摺
動可能に突き合わせて円柱状のハニカム筒体を構成し，
このハニカム筒体を円筒状のハウジングの内周面に圧入
し，結合して，金属製触媒担体を構成したので，ハニカ
ム半筒体を多数製作することにより，ハニカム筒体を効
率良く製作することができ，量産性を高めることができ
る。しかも，両ハニカム半筒体の相対向する摺動面は，
ハニカム筒体の直径線を含む極めて広い範囲にわたって
いるから，ハニカム筒体のハウジング内への圧入時に
は，対をなすハニカム半筒体同士の広範囲での滑りによ
り，ハニカム筒体のハウジング内周面に対する馴染みが
良好となり，その圧入をスムーズに行うことができ，ま
たエンジンの排気系に装着しての金属製触媒担体の使用
時には，ハニカム筒体に生ずる熱歪みを，対をなすハニ
カム半筒体同士の広範囲での滑りにより効果的に吸収し
て，過大応力の発生を防ぎ，溶接部の剥離を回避して，
耐久性の向上を図ることができる。

【００４１】また本発明の第２の特徴によれば，各ハニ
カム半筒体を，多数枚の金属平板と金属波板とを交互に
積層し，溶接して構成したので，金属波板の山部及び谷
部がそれぞれ独立した通路となり，ハニカム密度が比較
的高いハニカム筒体を得ることができる。

【００４２】さらに本発明の第３の特徴によれば，各ハ
ニカム半筒体を，多数枚の金属波板を積層し，溶接して
構成したので，互いに溶接される金属波板の各対向する
山部と谷部とで独立した通路が画成され，ハニカム密度
が比較的低いハニカム筒体を得ることができる。

【００４３】さらにまた本発明の第４の特徴によれば，
各ハニカム半筒体の平坦面に存する金属波板に金属平板
を溶接したので，各ハニカム半筒体の平坦面側に存する
金属波板を金属平板によって補強することができ，対を
なすハニカム半筒体相互の摺動を保障することができ
る。

【００４４】さらにまた本発明の第５の特徴によれば，
前記金属板の両端に，前記ハニカム筒体の同一円周方向
に延びて前記ハウジングの内周面に溶接される溶接舌片
を延設したので，ハニカム筒体とハウジングとの溶接代
を充分に確保して，それらの溶接強度を高めることがで
きる。しかも，両ハニカム半筒体を同一方向へ回転させ
ながらハウジングにスムーズに圧入することができると
共に，各溶接舌片のハウジング内周面に対する馴染みが
良好となり，その後のハウジングへの溶接を容易，的確
に行うことができる。この場合，各ハニカム半筒体の周
面一半部の溶接舌片と他半部の溶接舌片とのスプリング
バック力の相違に起因して，両ハニカム半筒体に互いに
反対方向のサイドスラストが加わるが，両ハニカム半筒
体の摺動面の滑りにより，そのサイドスラストを逃がし
て応力の発生を防ぎ，ハニカム筒体の耐久性向上に寄与
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る金属製触媒担体の正
面図。

【図２】図１の２−２線断面図。

【図３】図３は図１の３部拡大図。

【図４】図２の４部拡大図。

【図５】ハニカム半筒体の製造過程説明図。

【図６】ハニカム半筒体の他の製造過程説明図。

【図７】ハニカム筒体の製造過程説明図。

【図８】本発明の第２実施例を示す，図３と同様の要部
拡大断面図。

【図９】本発明の第３実施例を示す，図３と同様の要部
拡大断面図。

【図１０】本発明の第４実施例を示す，図３と同様の要
部拡大断面図。

【図１１】本発明の第５実施例を示す，図３と同様の要
部拡大断面図。

【図１２】本発明の第６実施例を示す，図３と同様の要
部拡大断面図。

【符号の説明】

１・・・・・金属製触媒担体 ２・・・・・ハニカム筒体 ２ｈ・・・・ハニカム半筒体 ３・・・・・金属平板（金属板） ４・・・・・金属波板（金属板） ８・・・・・溶接舌片 Ｐ・・・・・溶接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数枚の金属板（３，４）を積層し，溶
   接してなる一対の半円柱状のハニカム半筒体（２ｈ）
   を，それらの平坦面側で相互に摺動可能に突き合わせて
   円柱状のハニカム筒体（２）を構成し，このハニカム筒
   体（２）を円筒状のハウジング（５）の内周面に圧入
   し，結合してなることを特徴とする，金属製触媒担体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の金属製触媒担体におい
   て，各ハニカム半筒体（２ｈ）を，多数枚の金属平板
   （３）と金属波板（４）とを交互に積層し，溶接して構
   成したことを特徴とする，金属製触媒担体。
3. 【請求項３】 請求項１記載の金属製触媒担体におい
   て，各ハニカム半筒体（２ｈ）を，多数枚の金属波板
   （４）を積層し，溶接して構成したことを特徴とする，
   金属製触媒担体。
4. 【請求項４】 請求項３記載の金属製触媒担体におい
   て，各ハニカム半筒体（２ｈ）の平坦面側に存する金属
   波板（４）に金属平板（３）を溶接したことを特徴とす
   る，金属製触媒担体。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載の金属製触
   媒担体において，前記金属板（３，４）の両端に，前記
   ハニカム筒体（２）の同一円周方向に延びて前記ハウジ
   ング（５）の内周面に溶接される溶接舌片（８）を延設
   したことを特徴とする，金属製触媒担体。