JP2001225130A - 角形金属製ハニカム及びその製造方法 - Google Patents

角形金属製ハニカム及びその製造方法

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JP2001225130A JP2000040403A JP2000040403A JP2001225130A JP 2001225130 A JP2001225130 A JP 2001225130A JP 2000040403 A JP2000040403 A JP 2000040403A JP 2000040403 A JP2000040403 A JP 2000040403A JP 2001225130 A JP2001225130 A JP 2001225130A
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foils
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幸夫 伊東
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一形状の角形金属製ハニカムを大量生産す
る場合に、高効率で容易に製造可能な角形金属製ハニカ
ム及びその製造方法の提供を目的とする。 【解決手段】 金属製の枠体1と、該枠体1内に介装さ
れる金属製の波形フォイル2Aと金属製のスペーサーフ
ォイル2Bとからなる角形金属製ハニカムであって、枠
体1内へ前記波形フォイル2Aと前記スペーサーフォイ
ル2Bとを交互に積層した状態に配し、枠体1内で枠体
1内壁面と各フォイル2同士とが相互に押圧状態となる
ことで角形形状を維持するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒担持用の角形
金属製ハニカムに関する。特に、同一形状の角形金属製
ハニカムを大量生産する場合に、効率良く且つ容易に製
造可能な角形金属製ハニカム及びその製造方法を提供す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来より触媒担持用ハニカムは、設置す
る空間の制約及びその空間の利用効率の観点から円筒状
や角形状のものが用いられている。これらの形状の中で
角形のものは、セラミック製又は発泡金属を用いて作成
されるのが一般的であった。ところが、セラミック製の
場合では衝撃などによって欠損が生じやすい傾向があ
り、発泡金属の場合では通過ガスの圧力損失が大きくな
ることや重量的に大きくなる傾向があった。そのため、
これらの不具合を解消すべく、金属製のフォイルを積層
することによって角形ハニカムの形成を行う場合があ
る。
【0003】本発明者は、この金属製のフォイルを使用
して角形金属製ハニカムを形成する方法として、金属製
の波形フォイルと金属製のスペーサーフォイルとを交互
に積層し、この積層した角形形状の4つの側壁面を押圧
した状態で加熱し、構成部材同士を拡散接合させる技術
を提案している(特願平10−290650号)。この
方法は、角形形状を維持させる枠体、仕切板、及びスペ
ーサーとからなる製造用治具を用い、枠体内に波形フォ
イルとスペーサーフォイルとを交互に積層し、仕切板と
スペーサーとによって角形形状に維持した状態で固定し
て、電気炉等により焼成することで、フォイル同士の接
触部分を拡散接合させるというものである。
【0004】本発明者が提案したこの技術は、製造用治
具の仕切板やスペーサーを変更することで、種々のサイ
ズの角形金属製ハニカムを容易に形成できることや、製
造用治具にて固定した状態で焼結形成するため、角形の
寸法精度を高くできることなどの利点を有したものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法によって同一形状の角形金属製ハニカムを大量生産す
る場合、製造用治具を大量に準備する必要があること、
焼結の際に用いる電気炉等の大型化或いは台数の増量を
必要とすること、所定の熱処理時間を必要とすること等
があるため、量産性の観点からすると必ずしも好ましい
ものとはいえない。
【0006】本発明は以上のような事情を背景になされ
たもので、同一形状の角形金属製ハニカムを大量生産す
る場合に、効率良く且つ容易に製造可能な角形金属製ハ
ニカム及びその製造方法を提供せんとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、金属製の枠体と、該枠体内に介装される
金属製の波形フォイルと金属製のスペーサーフォイルと
からなる角形金属製ハニカムであって、枠体内へ前記波
形フォイルと前記スペーサーフォイルとを交互に積層し
た状態に配し、枠体内で枠体内壁面と各フォイル同士と
が相互に押圧状態となることで角形形状を維持するもの
とした。
【0008】本発明によれば、金属製の枠体によって、
金属製の波形フォイルと金属製のスペーサーフォイルと
を交互に積層した状態で角形状に固定して形成するた
め、焼結のための熱処理等を一切必要とせず、量産性に
非常に優れたものとなる。即ち、所定形状の金属製の枠
体を大量に準備するだけで、同一形状の角形金属製ハニ
カムを、効率良く且つ容易に大量生産することが可能と
なる。
【0009】そして、本発明の角形金属製ハニカムとす
る場合には、枠体の縁端部にフォイルの脱落を防止する
ための折り込み部を設けるようにすることが好ましい。
金属製の波形フォイルとスペーサーフォイルとは、各フ
ォイル同士と枠体の内壁面とが押圧状態にされているの
で、ある程度の形状維持能力は有するものの、大きな衝
撃、例えば落下等の衝撃が加わる場合や、触媒担体とし
て使用する際に大流量のガスを通過させる場合に、積層
したフォイルがズレたり、枠体から脱落したりすること
が考えられる。そこで、金属製の枠体縁端部に脱落防止
用の折り込み部を設けておけば、衝撃等により容易にフ
ォイルのズレを起こすことなく、強固な角形金属製ハニ
カムとすることができる。
【0010】この折り込み部は、フォイルを積層する積
層方向と平行にある枠体の2両辺に、枠体内部に積層さ
れるフォイル端部を一定長さ抑えることができるととも
に枠体の縁端部全長に形成し、角形金属製ハニカムのガ
ス通過方向における両面側に設けるようにすることが好
ましいものである。このようにすると、衝撃や大ガス流
量等によるフォイルのズレを完全に防止できるようにな
るからである。
【0011】さらに、本発明の角形金属製ハニカムとす
る場合には、枠体の材料は、波形フォイル及びスペーサ
ーフォイルの構成材料と同じものとすることが好ましい
ものである。このようにすれば、熱膨張率及び収縮率が
角形金属製ハニカム全体で同じになるので、燃焼触媒担
体として使用する際にハニカム自体へ大きな熱エネルギ
ーが加えられても、熱膨張や収縮の違いによる歪み変形
を起こさず、角形の形状を安定して維持できることとな
るからである。
【0012】本発明に係る角形金属製ハニカムを形成す
る場合、その製造方法自体には特に制約はないもので、
例えば、角形状に積層したフォイルの4辺方向から、枠
体となる4枚の板を当接し、溶接等によって該板同士を
固定することによって製造することも可能である。しか
しながら、量産性をより向上させる場合には、請求項4
に記載するように、2枚の側板と底板とからなる三辺枠
に、底板長さと略等しい長さの金属製の波形フォイル及
び金属製のスペーサーフォイルを、該三辺枠の開放端側
から所定枚数を交互に挿入し、底板と同形状の固定板を
三辺枠の開方端側に取付固定した際に、枠体内壁面と各
フォイル同士とが相互に押圧状態となることで角形形状
を維持させるようにして製造することが好ましい。
【0013】この製造方法によれば、2枚の側板と底板
とからなる三辺枠、即ち、コの字形状にされた三辺から
なる枠に、底板長さと略等しい長さの波形フォイル及び
スペーサーフォイルを、両側板をガイドとして挿入でき
るので、フォイルの積層が迅速に且つ確実に行えること
となり、量産性を向上するのに好適なものとなる。この
場合おける三辺枠は、2枚の側板を底板に予め固定した
ものを使用することもできるし、1枚板をコの字状に加
工したものを用いることもできるものである。
【0014】そして、このような三辺枠を用いた製造法
においても、2枚の側板には、脱落防止用の折り込み部
を設けておくことが好ましい。積層したフォイル端部を
抑えるための折り込み部は、角形金属製ハニカム状態と
なった後に、側板縁端部へ溶接等して設けることも可能
であるが、予め折り込み部が側板に設けられた三辺枠を
使用する方が、作業効率が向上し、量産性に適したもの
となるからである。
【0015】以上説明した本発明に係る角形金属製ハニ
カムでは、波形フォイルとスペーサーフォイルを用いた
もの、即ち、波形状と平坦形状のフォイルを交互に積層
した場合について説明しているが、フォイルを積層する
ことによってガス通路を形成できる、即ち、ハニカム形
状を形成できるフォイルであれば本発明に適用すること
は可能である。例えば、波形フォイルの一つとして、ヘ
リングボーン形状を付与したフォイルのみを積層して、
本発明の角形金属製フォイルを形成することができる。
ヘリングボーン形状が付与されたフォイル同士を積層し
ても、各フォイル同士が入れ子の状態とならず、ガス通
路を形成したハニカム構造となるからである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る触媒担持用の
角形金属製ハニカムの最良と思われる実施形態について
図面を参照しながら説明する。
【0017】図1は、本実施形態における角形金属製ハ
ニカムの概略斜視図を示している。角形金属製ハニカム
は、枠体1とその枠体1内部に介装されたフォイル2に
よって構成されている。このフォイル2は、図1中のフ
ォイル2の一部を拡大して示しているように、波形状フ
ォイル2A及びスペーサーフォイル2Bを積層した状態
のものである。このように波形状フォイル2A及びスペ
ーサーフォイル2Bを積層することによって形成される
空間は、触媒担体として使用した際のガス通路3となる
ものである。
【0018】枠体1は、フォイル2の両端側を抑えるた
めの、即ち、フォイル2の脱落を防止するための折り込
み部4が設けられた側板5、5’と底板6、及び固定板
7とによって構成されている。この折り込み部4は、図
示されていないが、図1に記載する角形金属製ハニカム
の裏面側にも同様に設けられている。
【0019】次に、図1で示した角形金属製ハニカムの
製造方法について説明する。図2では、枠体1を構成す
る側板5、5’の平面図((1)(a))、正面図
((1)(b))、側面図((1)(c))と、底板6
及び固定板7の平面図((2)(a))、正面図
((2)(b))、側面図((2)(c))とを示した
ものである。この側板5、5’及び底板6、固定板7は
材質として1mm厚さのSUS304を使用した。側板
5、5’は外幅W52(内幅W’50)mm×長さL1
50mmで、その両端辺に折り込み部4が4mm長さ設
けられたものである。また、この折り込み部4には、底
板6、固定板7を取り付けるための差込溝8が設けられ
ている。そして、底板6、固定板7は幅52mm×外長
さL148(内長さL’140)mmで、両端辺側に4
mm長さの取付部9が差込溝8に挿入できるような形状
にされて設けられている。
【0020】このように形成された側板5、5’と底板
6とは、図3の取付拡大図で示すように、側板5
(5’)に設けられた差込溝8へ底板6の取付部9を挿
入し、この部分をスポット溶接することにより固定し
た。そして、図4に示す如く、コの字型状の三辺枠10
を形成した。幅50mm×長さ147±0.5 mm
(厚み1.0mmのステンレス製)に加工された波形フ
ォイル2A及びスペーサーフォイル2Bを複数枚準備
し、三辺枠10の開放端11側より、矢印で示すように
順次交互に積層しながら三辺枠10の内部に介装した。
この波形状フォイル2Aとスペーサーフォイル2Bとを
三辺枠10内に積層する際には、積層したフォイル同士
が相互に押圧状態となるように、若干抑えながら順次積
層していくようにした。
【0021】フォイル2が三辺枠10の開放端11にま
で積層された時点で、押圧状態を維持したまま、固定板
7を三辺枠10の開放端11に配置し、側板5(5’)
の折り込み部4に設けられた差込溝8へ固定板7の取付
部9を挿入し、この部分をスポット溶接することによ
り、角形金属製ハニカムを形成した。
【0022】本実施形態による角形金属製ハニカムは、
落下等による衝撃によってもフォイルのズレは生じない
ことが確認された。また、この角形金属製ハニカムを触
媒担体として、ガス流量3000L/minの燃焼触媒
装置に組み込んで使用したところ、連続使用時間100
0hrでも、フォイルのズレは生じないものであった。
さらに、同一形状の角形金属製ハニカムを1000個製
造する場合、従来の焼結によって拡散接合させて角形金
属製ハニカムを製造する方法に比較して、本実施形態で
の製造方法によると約30%の製造時間を短縮ことがで
き、さらに製造コスト単価も約15%程度軽減すること
ができた。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る触媒担持用の角形金属製ハ
ニカムによれば、同一形状の角形金属製ハニカムを大量
生産する場合に、高効率で且つ容易に製造することが可
能なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態における触媒担持用の角形金属製ハ
ニカムの概略斜視図。
【図2】枠体を形成する側板、底板、固定板の平面、正
面、側面を表した図。
【図3】側板及び底板の取付拡大図。
【図4】本実施形態における角形金属製ハニカムの製造
方法を示す図。
【符号の説明】
1 枠体 2 フォイル 2A 波形フォイル 2B スペーサーフォイル 3 ガス通路 4 折り込み部 5、5’ 側板 6 底板 7 固定板 8 差込溝 9 取付部 10 三辺枠 11 開放端

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の枠体と、該枠体内に介装される
    金属製の波形フォイルと金属製のスペーサーフォイルと
    からなる角形金属製ハニカムであって、 枠体内へ前記波形フォイルと前記スペーサーフォイルと
    を交互に積層した状態に配し、枠体内で枠体内壁面と各
    フォイル同士とが相互に押圧状態となることで角形形状
    を維持するものである触媒担持用の角形金属製ハニカ
    ム。
  2. 【請求項2】 枠体は、該枠体内に介装するフォイルの
    脱落を防止するための折り込み部を枠体縁端部に設けら
    れているものである請求項1に記載の角形金属製ハニカ
    ム。
  3. 【請求項3】 枠体は、波形フォイル及びスぺーサーフ
    ォイルの構成材料と同一の材料を用いるものである請求
    項1又は請求項2に記載の角形金属製ハニカム。
  4. 【請求項4】 2枚の側板と底板とからなる三辺枠に、
    底板長さと略等しい長さの金属製の波形フォイル及び金
    属製のスペーサーフォイルを、該三辺枠の開放端側から
    所定枚数を交互に挿入し、底板と同形状の固定板を三辺
    枠の開方端側に取付固定した際に、枠体内壁面と各フォ
    イル同士とが相互に押圧状態となることで角形形状を維
    持させるようにしたものである触媒担持用の角形金属製
    ハニカムの製造方法。
  5. 【請求項5】 側板は、介装するフォイルの脱落を防止
    するための折り込み部を側板縁端部に設けられているも
    のである請求項4に記載の角形金属製ハニカムの製造方
    法。
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