JP2004202358A - Part of exhaust gas cleaning apparatus and method for manufacturing the part - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排ガスを浄化する装置に用いるのに最適なフィン付き多孔金属板とその製造方法およびこのフィン付き多孔金属板を用いた担体やフィルタ等の排ガス浄化装置用部品並びにこの排ガス浄化装置用部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のエンジンや発電機等の内燃機関の排ガス浄化装置には、耐熱性のステンレス鋼板等の金属鋼からなる円筒状のケーシング内に、同金属鋼材からなる円柱状のハニカム体を嵌入したメタル担体が使用されている。
【0003】
このような構成の従来のメタル担体は、一般的には、帯状の金属薄板からなる平薄板と、この平薄板に波付け加工した波薄板とを重ねた状態で渦巻き状に巻取って製造したハニカム体を、円筒状の金属ケーシングに嵌入し、その後、前記網目状断面を有する有空体の平薄板と波薄板との接触部、およびハニカム体とケーシングとを蝋付け、溶接、拡散接合などの方法により接合して製造されている。更に、各種の触媒をコートして、浄化機能を有する排ガス浄化装置とされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のメタル担体の製造方法において、平薄板と波薄板を重ねた状態で渦巻き状に巻取る作業は、両薄板の曲げ弾性が異なることや、前記平薄板と波薄板との接触部分における摩擦係数の関係等から、安定した作業が行なえず、製造するのが極めて困難であった。
【0005】
例えば、中間部品として製造されるハニカム体の軸方向両端部において、平薄板および波薄板の巻取り力が異なって作用した場合、渦巻き状に巻取られたハニカム体は適正な円柱形状とならずに、当該ハニカム体の軸方向における一端側はその巻取りの中心部を筍状に突出するとともに、他端部は擂り鉢状に凹入した形状(筍状)となるといった問題(巻回時の巻きズレ問題)があった。
【0006】
そこで、本発明は、網目状断面を有する有空体からなる排ガス浄化装置用部品並びにその製造方法を安価且つ容易なものとして提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明の排ガス浄化装置用部品は、長尺な平帯状の金属薄板から片面側へフィンを折曲することにより複数の孔が形成されてなるフィン付き多孔金属板を渦巻き状に巻回して形成された網目状断面を有する有空体を、底部あるいは隔壁に貫通孔を有する円筒状筒体に嵌合あるいは、さらに有空体と円筒状筒体と接合してなることを特徴とし、または、前記孔は前記金属薄板からフィンをいずれかの面側へ折曲して形成されてなることを特徴とする。また、前記貫通孔は、円状、楕円形、正方形、長方形、菱形あるいは多角形であることが望ましい。
【0008】
また、本発明の排ガス浄化装置用部品は、長尺な平帯状の金属薄板から片面側へフィンを折曲することにより複数の孔が形成されてなるフィン付き多孔金属板を渦巻き状に巻回して形成された網目状断面を有する有空体に、貫通棒を該フィン付き多孔金属板の最外周面から該網目状断面の中心を通過して貫通しており、天部及び底部のない円筒状筒体に該有空体を嵌合し、該円筒状筒体の側面と該貫通棒とを接合してなることを特徴とし、または、前記孔は前記金属薄板からフィンをいずれかの面側へ折曲して形成されてなることを特徴とする。この場合、前記フィン付き多孔金属板は、長尺な平帯状の金属薄板上に略U字状の切込み線を複数形成し、前記各切込み線に基づいて形成された舌片部を当該金属薄板のいずれかの面側へそれぞれ選択的に折曲させて前記折り曲げ方向へ突出するフィンを形成するとともに、前記切込み線に囲繞された部分を開口させて、前記フィンを備えた孔を形成することが望ましい。
【0009】
本発明の排ガス浄化装置用部品の製造方法は、フィン付き多孔金属板を渦巻き状に巻回して形成された網目状断面を有する有空体を収納する円筒状筒体内に有してなる排ガス浄化装置用部品の製造方法であって、長尺な平帯状の金属薄板から片面側へフィンを折曲することにより複数の孔が形成されてなるフィン付き多孔金属板を収納する円筒状筒体の内径寸法よりも小径な渦巻き状に巻回し、次いで、底部あるいは隔壁に貫通孔を有する円筒状筒体に勘合し、該円筒状筒体の内面と有空体とを接合してなることを特徴とし、または、前記孔は前記金属薄板からフィンをいずれかの面側へ折曲して形成されてなることを特徴とする。この場合、前記フィン付き多孔金属板は、長尺な平帯状の金属薄板上に略U字状の切込み線を複数形成し、前記各切込み線に基づいて形成された舌片部を当該金属薄板のいずれかの面側へそれぞれ選択的に折曲させて前記折り曲げ方向へ突出するフィンを形成するとともに、前記切込み線に囲繞された部分を開口させて、前記フィンを備えた孔を形成することが望ましい。
【0010】
また、本発明の排ガス浄化装置用部品の製造方法は、フィン付き多孔金属板を渦巻き状に巻回して形成された網目状断面を有する有空体を収納する円筒状筒体内に有してなる排ガス浄化装置用部品の製造方法であって、長尺な平帯状の金属薄板から片面側へフィンを折曲することにより複数の孔が形成されてなるフィン付き多孔金属板を渦巻き状に巻回し、前記フィン付き多孔金属板の少なくとも一部および/または前記網目状断面を有する有空体の一部を接合することにより円柱状の網目状断面を有する有空体を形成し、次いで、底部21あるいは隔壁に貫通孔を有する円筒状筒体に嵌合し、該円筒状筒体の内面と有空体とを接合してなることを特徴とし、または、前記孔は前記金属薄板からフィンをいずれかの面側へ折曲して形成されてなることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の排ガス浄化装置用部品の実施形態について、図10および図11を用いて説明する。
【0012】
本発明の排ガス浄化装置用部品15は、主に、自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排ガスを浄化するための装置であり、担体やフィルタとして用いられるものである。その基本的な構成は、従来例において記載したような金属板からなる円筒状の円筒状筒体16内に円柱形状の有空体5を嵌入した構成となっている。
【0013】
そして、本発明の排ガス浄化装置用部品15は、前述の製造方法によって作製された前記フィン付き多孔金属板1(図1参照)を用いて形成した有空体5を円筒状筒体16内に有する構成とされている。
【0014】
次に、2つの実施形態を説明する。
【0015】
第1の実施形態は、図10および図1に示すように、フィン付き多孔金属板1のフィン付き孔3のフィン8を金属薄板2の同一面側に突出させたフィン付き多孔金属板1のみを渦巻き状に巻回して形成した、円柱形状の有空体5を用いたものである。
【0016】
このフィン付き多孔金属板1は、長尺な平帯状に形成された金属薄板2(金属箔を含む。以下、同じ)に、その片面側へ突出するフィン8を備えた孔3(以下、「フィン付き孔」)が形成されているものである。フイン3があることで、そのフィン長さにより、間隔を自由に調整することが可能となる。この金属薄板2に使う金属として、鉄−ニッケル−クロム合金、鉄−ニッケル合金、鉄−クロム−アルミニウム合金、あるいは鉄−クロム合金で表現される一般的なステンレスが適用できる。ここで、形成とは、例えば、フィン付き孔3のみが規則性を以て配列形成されている場合、フィンを備えない孔4(以下、「フィン無し孔」)との関係において何らかの規則性を以て整列形成されている場合の他、規則性を有しないように無作為に形成されている場合をも含む。
【0017】
このように、フィン付き孔3、フィン無し孔4など、多数の孔を設けているため、排ガス浄化装置としてしようした場合、暖気運転が短くてすむ。
【0018】
図1乃至図3に示すフィン付き多孔金属板1は、後に渦巻き状に巻回され、後述する排ガス浄化装置用部品に嵌入されるものであり、前述した金属薄板2には、フィン付き孔3とフィン無し孔4とが網目状断面を有する有空体5(以下、有空体5という。図10参照)の巻回方向に交互に配列形成されて、列Lが構成されている。この列Lは、図3に示すように、隣位する列Lに形成されたフィン付き孔3同士またはフィン無し孔4同士が隣り合わないように調整して、複数本を近接させて形成されており、幅Rが構成されている。そして、前記平帯状の金属薄板2には、この幅Rが所定間隔を設けて複数形成されている。
【0019】
ここで、前記フィン無し孔4は、孔の整列方向に対し直交するようにして形成された細いライン状の孔部6である。そして、フィン付き孔3の孔部7の形状は略矩形状とされており、この略矩形状の孔部7は金属薄板2の同一面側に突出するフィン8を備えている。前記フィン8は平面状の小片であり、その面を前記巻回方向に指向させるようにして形成されるものであって、本実施形態においては、前記孔部7を構成する四辺のうち、前述の巻回方向上流側の一辺に連設されている。
【0020】
なお、前記フィン8の連接辺は、孔部7の巻回方向上流側に限るものではなく、下流側の一辺であってもよい。また、例えば、図4に示すように、巻回方向上流側の一辺にフィン8を連設させて備える孔6と、巻回方向下流側の一辺にフィン8を連設させて備える孔部7とを規則的に同一の列L上に配列させてもよい。さらには、各列Lの各種孔の配列は異なるものであってもよい。
【0021】
上記以外のフィン付き多孔金属板1は、長尺な平帯状の金属薄板2のいずれかの面へ突出するフィン付き孔3が整列形成されているものである。
【0022】
前述のように、この場合においても、フィン付き孔3とフィン無し孔4の配列、さらに、フィン付き孔3においてはフィン8の連接辺を孔部7の上流側の一辺とするフィン付き孔3Aと下流側の一辺とするフィン付き孔3Bの配列、そして、そのフィン8を金属薄板2の一方の面に突出させたフィン付き孔3Cと他方の面に突出させたフィン付き孔3Dの配列は規則性を有していてもよいし、無作為であってもよい。
【0023】
図5には、フィン付き多孔金属板1として、前記フィン付き孔3とフィン無し孔4とが前記有空体5の巻回方向に交互に配列形成されており、さらに、前記フィン付き孔3は、フィン8の連接辺を孔部7の上流側の一辺とし、そのフィン8を金属薄板2の一方の面に突出させたフィン付き孔3Cと他方の面に突出させたフィン付き孔3Dとが交互に配列されているフィン付き多孔金属板1を示している。
【0024】
次に、このフィン付き多孔金属板1の製造方法について説明する。
【0025】
基本的には、図6に示すように、前述した2つのフィン付き多孔金属板1に形成された、前記フィン無し孔4については、長尺な平帯状の金属薄板2上に細いライン状の孔6を穿孔する。また、前記フィン付き孔3については、略U字状の切込み線を形成し、前記各切込み線に基づいて形成された舌片部9を前記切込み線の両端部を最短距離で結ぶ仮想線部分(図6に一点鎖線で示す)で当該金属薄板2のいずれかの面側へそれぞれ選択的に折曲させて前記折り曲げ方向へ突出するフィン8を形成するとともに、前記切込み線に囲繞された部分を開口させてフィン付き孔3の孔部7を形成する。
【0026】
より詳しくは、図7および図8に示すように、前記略U字状の切込み線を形成するとともに前記切込み線に基づいて形成された舌片部9を前記切込み線の両端部を最短距離で結ぶ仮想線部分をもって当該金属薄板2の当該穿孔ローラ10の配設側と反対側となる外側へ折曲させうる突起状刃材11(以下、フィン付き孔用刃材11A)、および、細いライン状の孔6を穿孔しうる突起状刃材11(以下、フィン無し孔用刃材11B)を、同一の列L上の前記孔の配列および前記幅Rの配列に従って外周面に設けた穿孔ローラ10と、前記穿孔ローラ10と対向し、前記穿孔ローラ10に形成された前記フィン付き孔用刃材11Aとこの突起状刃材11により折曲された前記舌片部9、およびフィン無し孔用刃材11Bを一時的に収容可能とする複数の溝部12を外周面に設けた受けローラ13との間に長尺な平帯状の金属薄板2を連続的に供給し、前記両ローラ10,13を回転駆動させる。そして、前記フィン無し孔用刃材11Bを用いて前記金属薄板2にフィン無し孔4を穿孔する。また、フィン付き孔用刃材11Aを用いて前記金属薄板2に略U字状の切り込み線を形成して前記切込み線に基づいて形成された前記舌片部9を当該金属薄板2の前記穿孔ローラ10の外側へ折曲してフィン8を形成するとともに、前記切込み線に囲繞された部分を開口させて孔部7を形成する。
【0027】
この製造方法により、最初に記述したフィン付き多孔金属板1に示した、フィン付き孔3のフィン8を金属薄板2の同一面側に突出させたフィン付き多孔金属板1を簡単かつ効率的に形成することができる。
【0028】
また、後で記述したフィン付き多孔金属板1に示した、フィン付き孔3のフィン8を金属薄板2の両面側に突出させたフィン付き多孔金属板1は以下のようにして製造することができる。
【0029】
すなわち、図9に示すように、対向させて配置された一対のローラ14A,14Bのうち、一方のローラ14Aの外周面に、略U字状の切込み線を形成するとともに前記切込み線に基づいて形成された舌片部9を前記切込み線の両端部を最短距離で結ぶ仮想線部分をもって当該金属薄板2の前記ローラ14Aの外側へ折曲させうるフィン付き孔用刃材11A、および、細いライン状の貫通孔を穿孔しうるフィン無し孔用刃材11Bを、同一の列L上の前記孔6,7の配列および前記幅Rの配列に従って配設するとともに、当該外周面に、他方のローラ14Bの外周面に形成された各突起状刃材11A,11Bおよびフィン付き孔用刃材11Aにより折曲された前記舌片部9を一時的に収容可能とする複数の溝部12を形成する。
【0030】
また、他方のローラ14Bの外周面にも、前記両突起状刃材11A,11Bを形成するとともに、当該外周面に、前記一方のローラ11Aの外周面に形成された両突起状刃材11A,11Bおよびフィン付き孔用刃材11Aにより折曲された前記舌片部9を一時的に収容可能とする複数の溝部12を形成する。
【0031】
なお、いずれか一方のローラ14A,14Bには、前記フィン無し孔用刃材11Bは配設を省略することも可能である。
【0032】
そして、この一対のローラ14A,14B間に長尺な平帯状の金属薄板2を連続的に供給し、前記両ローラ14A,14Bを回転駆動させる。そして、前記フィン無し孔用刃材11Bを用いて前記金属薄板2にフィン無し孔4を穿孔するとともに、前記フィン付き孔用刃材11Aによって金属薄板2に略U字状の切り込み線を形成して、前記切込み線に基づいて形成された前記舌片部9を金属薄板2の当該突起状刃材11が形成されたローラの配設側の外側へ折曲してフィン8を形成するとともに、前記切込み線に囲繞された部分を開口させて孔を形成する。
【0033】
この製造方法により、後に記述したフィン付き多孔金属板1に示した、フィン付き孔3のフィン8を金属薄板2の両面に突出させたフィン付き多孔金属板1を簡単かつ効率的に形成することができる。
【0034】
以上のようにして作られたフィン付き多孔金属板1を用いて、次に示すように有空体を作る。
【0035】
この有空体5は、図10に示すように、前記フィン付き多孔金属板1の本体部分を壁として渦巻き状に形成され、内燃機関の排ガスの排出方向の上流側および下流側を開口させた排ガス流通経路17を有している。前記排ガス流通経路17内には、フィン付き多孔金属板1に形成された複数のフィン付き孔3のフィン8が、前記渦巻き状の排ガス流通経路17を分断するように突出し、位置している。
【0036】
また、排ガス浄化装置用部品の第2の実施形態は、図11に示すように、後記のフィン付き多孔金属板1に示した、フィン付き孔3のフィン8を金属薄板2の両面側に突出させたフィン付き多孔金属板1のみを渦巻き状に巻回して形成した有空体5を用いたものである。
【0037】
この有空体5は、前記フィン付き多孔金属板1の本体部分を壁として渦巻き状に形成され、内燃機関の排ガスの排出方向の上流側および下流側を開口させた排ガス流通経路17を有している。前記排ガス流通経路17は、第1の実施形態と同じく、その流通経路を渦巻き状に巻回された金属薄板2の本体部分からなる壁によって挟まれており、この経路内には、フィン付き多孔金属板1に形成された複数のフィン付き孔3のフィン8が、当該排ガス流通経路17を構成する両壁側から、前記渦巻き状の排ガス流通経路17を分断するように突出し、位置している。
【0038】
このようにして作成した有空体5は、このままでは、使用時筍状となり好ましくない。これを防止する方法として、図12に示すように、渦巻き状に巻回して形成された網目状断面を有する有空体5を、底部21あるいは隔壁が貫通孔18を有する円筒状筒体16内に嵌合し、該有空体5と円筒状筒体16とを溶接等で接合する。接合は、複数の貫通孔18を有する円筒状筒体16と、そこに接する有空体5とを接合するのが望ましい。接合方法は、公知の方法で良く、例えば抵抗溶接、レーザー溶接等を用いることができる。円筒状筒体16は、深絞り加工法、絞りしごき加工法、薄肉化深絞り加工法あるいは接合による加工法などによって、成形されたものであることが望ましい。また、前記貫通孔18の形は、円状、楕円形、正方形、長方形、菱形あるいは多角形など公知の形状が適用できる。
【0039】
また、図13に示すように、有空体5を固定する別の方法として、フィン付き多孔金属板1を渦巻き状に巻回して形成された網目状断面を有する有空体5に、線状のものを該フィン付き多孔金属板1の最外周面から該網目状断面の中心を通過して貫通しており、天部20及び底部21のない円筒状筒体16内に該有空体5を収納し、該円筒状筒体16の側面と該貫通棒19を接合する方法がある。線状のものを貫通することにより、該有空体5が筍状とならない。
【0040】
このように構成された排ガス浄化装置用部品15においては、内燃機関の排ガスの排出方向上流側から当該排ガス浄化装置用部品15内に流入した排ガスは、その流通経路を渦巻き状に巻回されたフィン付き多孔金属板1の本体部分からなる壁と前記排ガス流通経路17内に位置するフィン8とによって通過経路を多様に分岐されつつ通過し、また、一部の排ガスは、前記フィン付き多孔金属板1に形成されたフィン無し孔4あるいはフィン付き孔3の開口部から、フィン付き多孔金属板1を隔てて隣接する排ガス流通経路17内にその通過経路を変更しつつ、当該有空体5内を通過して、排ガスの排出方向下流側へ抜けることとなる。また、排ガスの圧力等によっても、有空体5は筍状とならないため、その機能を長期維持できる。
【0041】
そして、内燃機関の排ガスは、当該排ガス浄化装置用部品15内の通過時に、例えば不完全燃焼による「すす」等を担持させたり、濾し取ったりすることができることはいうまでもない。
【0042】
続いて、本発明の排ガス浄化装置用部品15の製造方法について説明する。
【0043】
まず、前記フィン付き多孔金属板1は、円筒状筒体16内に嵌入する前に、円筒状筒体16の内径寸法よりも小径な渦巻き状に、多少きつめに巻回して、有空体5を作る。そして、図13に示すように、貫通棒19を有空体の最外周面から挿入して、有空体の中心部を通って、反対の最外周面から出てくるようにして、前記円筒状筒体16内に有空体5をしっかりと位置させ、固定する。
【0044】
また、前記有空体5を収納する別の方法として、図12に示すように、円筒状筒体16は、天部20が開口していて、底部21あるいは隔壁に貫通孔18を作る。貫通孔18の形は、円状、楕円形、正方形、長方形、菱形あるいは多角形など公知の形状が適用できる。この円筒状筒体16内に、有空体5を嵌合し、あるいはさらに円筒状筒体16の底部21とそれに接する有空体5とを接合する。接合する方法は、抵抗溶接など公知の方法が適用できる。嵌合前の有空体5を作る場合、前記フィン付き多孔金属板1の巻回の程度は、円筒状筒体16内で解放され、自由状態となったときに、前記フィン8の先端部が、その弾性力により対向する金属薄板2の裏面に当接するような巻回とする。
【0045】
そして、このように1枚のフィン付き多孔金属板1のみを巻回して有空体5を構成する場合、異なる2枚の金属板を重ねたものを渦巻き状に巻回する場合と比較して、従来の問題点の1つであった巻回時の巻きズレ問題は、より解消することができるものとなった。すなわち、表裏のフィンにより、有空体5が筍状になるのを防ぐことができる。また、円筒状筒体16に、有空体5を固定するため、使用時でも、筍状になるのを防ぐことができる。
【0046】
さらに、前述のうち後記のフィン付き多孔金属板1に示した、フィン付き孔3のフィン8を金属薄板2の両面側に突出させたフィン付き多孔金属板1を用いて有空体5を形成する場合、巻回した状態において隣位するフィン付き多孔金属板1からそれぞれ同一の排ガス流通経路17内に突出するフィン8のうち、いくつかがその先端部をつきあわせて咬み合うことで、従来の問題点の1つであった巻回時の巻きズレ問題は完全に防止することができるものとなった。
【0047】
なお、前記有空体5は、前記フィン付き多孔金属板1の巻回方向における両側辺に、適当間隔で、巻回した状態において隣位するフィン付き多孔金属板1間を一定に保つための接合用突起を形成しておき、巻回された前記フィン付き多孔金属板1の外周に位置する端辺を1周回内側に位置する金属薄板2に予め接合させる際に、この接合用突起部を以て、渦巻きの中間部分においても接合させることも可能である。さらにまた、接合方法によって、例えば蝋付けのような場合には、前記フィン8の先端部を直接、対向するフィン付き多孔金属板1に接合させることも可能である。
【0048】
このような排ガス浄化装置用部品15は、従来品が平箔と波箔との2枚の金属箔を用い、これらを重ねて渦巻き状とした構成であったのに比較して、用いる金属板も1枚の多孔金属薄板2のみでよいので、材料コストも削減することができ、安価なものとなる。また、本実施形態の有空体5に用いられるフィン付き多孔金属板1は平帯状の薄板であるので巻回もしやすく、その製造工程における製造コストも削減することができるという利点を有するものとなる。
【0049】
なお、前記の内、後で述べたフィン付き多孔金属板1は、長尺な平帯状の金属薄板2とを重ね合わせて渦巻き状に巻回して有空体5を形成することも可能である。その場合、この有空体5を通過する排気は、長尺な平帯状の金属薄板2により挟まれた構内において、フィン付き多孔金属板1の本体部分からなる壁と前記排ガス流通経路17内に位置するフィン8とによって通過経路を多様に分岐されつつ通過し、また、一部の排ガスは、前記フィン付き多孔金属板1に形成されたフィン無し孔4あるいはフィン付き孔3の開口部から、このフィン付き多孔金属板1を隔てて隣接する排ガス流通経路17内にその通過経路を変更しつつ、当該有空体5の網目内を通過して、排ガスの排出方向下流側へ抜けることとなる。
【0050】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。基本的には蝋付けはしなくてもよいが、端面の一部に必要に応じて行っても差し支えない。また、触媒は公知のものを使用することができ、例えば活性アルミナからなる担持層に、白金、パラジウムなどの触媒を担持させたものを使用することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の多孔性基板を用いた網目状断面を有する有空体を有する排ガス浄化装置用部品は、フィン付き多孔金属板の本体部分で排ガスの流通経路を形成し、フィンを備えた孔の前記フィンを排ガスの流通経路内に突出させて配置させることで、前記孔を通過する経路をも含めて、前記排ガス流通経路内の通過経路を多岐に亘らせることができ、当該網目状断面を有する有空体と排ガスとの接触面積を大きくして、排ガスの浄化を行なうことができる。そして、このような構成の排ガス浄化装置用部品は、基本的には、前記フィン付き多孔金属板1枚で、網目状断面を有する有空体を形成することができるので、従来品と比較して安価なものとなる。
【0052】
そして、本発明の排ガス浄化装置用部品の製造方法によれば、排ガス浄化装置用部品に嵌入される網目状断面を有する有空体に用いるフィン付き多孔金属板は平帯状の1枚の金属薄板であるので巻回もしやすく、その製造工程における製造コストも削減することができ、また、従来の巻きズレ問題も解消することができる。
【0053】
このように、本発明は、網目状断面を有する有空体を用いた排ガス浄化装置用部品並びにその製造方法を、経済的で容易なものとして提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィン付き多孔金属板1の第1実施形態の要部を示す斜視拡大図
【図2】図1のフィン付き多孔金属板1の要部を示す断面拡大図
【図3】図1のフィン付き多孔金属板1の構成を示す要部平面図
【図4】フィン付き孔におけるフィンの連接辺を示す拡大説明図
【図5】本発明のフィン付き多孔金属板の第2実施形態の要部を示す断面拡大図
【図6】フィン付き孔およびフィン無し孔の拡大斜視図
【図7】本発明のフィン付き多孔金属板の製造方法に用いる穿孔ローラの突起状刃材、受けローラの溝部およびフィン付き多孔金属板の位置関係を示す拡大説明図
【図8】図1のフィン付き多孔金属板の製造方法に用いる穿孔ローラおよび受けローラの要部概念図
【図9】図5のフィン付き多孔金属板の製造方法に用いる穿孔ローラおよび受けローラの要部概念図
【図10】図1のフィン付き多孔金属板を用いた網目状断面を有する有空体の一断面における構成を示す拡大図
【図11】図5のフィン付き多孔金属板を用いた網目状断面を有する有空体の一断面における構成を示す拡大図
【図12】フィン付き多孔金属板を用いた網目状断面を有する有空体を収納する円筒状筒体の一実施例
【図13】フィン付き多孔金属板を用いた網目状断面を有する有空体を収納した円筒状筒体の他の一実施例における断面図
【符号の説明】
1 フィン付き多孔金属板
2 金属薄板
3 フィン付き孔
3A フィンの連接辺を孔の上流側の一辺とするフィン付き孔
3B フィンの連接辺を孔の下流側の一辺とするフィン付き孔
3C フィンを金属薄板の一方の面に突出させたフィン付き孔
3D フィンを金属薄板の他方の面に突出させたフィン付き孔
4 フィン無し孔
5 (網目状断面を有する)有空体
6 (フィン無し孔の)孔部
7 (フィン付き孔の)孔部
8 フィン
9 舌片部
10 穿孔ローラ
11 突起状刃材
11A フィン付き孔用刃材
11B フィン無し孔用刃材
12 溝部
13 受けローラ
14A、14B ローラ
15 排ガス浄化装置用部品
16 円筒状筒体
17 排ガス流通経路
18 貫通孔
19 貫通棒
20 天部
21 底部
L 列
R 幅[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a finned porous metal plate and a method for producing the finned porous metal plate which are most suitable for use in a device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine, and a carrier and a filter using the finned porous metal plate. The present invention relates to a component for an exhaust gas purification device and a method for producing the component for an exhaust gas purification device.
[0002]
[Prior art]
An exhaust gas purifying device for an internal combustion engine such as an automobile engine or a generator includes a metal carrier in which a cylindrical honeycomb body made of the same metal steel is fitted into a cylindrical casing made of a metal steel such as a heat-resistant stainless steel plate. Is used.
[0003]
A conventional metal carrier having such a configuration is generally manufactured by winding a flat thin plate made of a strip-shaped metal thin plate and a corrugated thin plate corrugated on the flat thin plate in a spiral shape. The honeycomb body is fitted into a cylindrical metal casing, and thereafter, the contact portion between the flat sheet and the corrugated sheet of the hollow body having the mesh cross section, and the honeycomb body and the casing are brazed, welded, diffusion-bonded, and the like. It is manufactured by joining according to the method described above. Further, various types of catalysts are coated to provide an exhaust gas purifying apparatus having a purifying function.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of manufacturing a metal carrier having such a configuration, the work of spirally winding a flat thin plate and a corrugated thin plate in a state where the flat thin plate and the corrugated thin plate are stacked is different in bending elasticity between the two thin plates, and the flat thin plate and the corrugated thin plate Due to the relationship of the friction coefficient in the contact portion and the like, stable work could not be performed, and it was extremely difficult to manufacture.
[0005]
For example, when the winding force of the flat thin plate and the corrugated thin plate acts differently at both ends in the axial direction of the honeycomb body manufactured as an intermediate component, the spirally wound honeycomb body does not have an appropriate cylindrical shape. In addition, one end in the axial direction of the honeycomb body protrudes in the form of a bamboo shoot at the center of its winding, and the other end has a mortar-shaped concave shape (bamboo shoot-like shape). Problem).
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a component for an exhaust gas purifying device composed of an air body having a mesh-shaped cross section and a method for manufacturing the same as an inexpensive and easy component.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a component for an exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a finned porous metal plate having a plurality of holes formed by bending fins from a long flat band-shaped metal sheet to one side. A hollow body having a mesh-shaped cross section formed by spirally winding a cylindrical body having a through hole in the bottom or the partition wall, or further joined with the hollow body and the cylindrical body Alternatively, the hole is formed by bending a fin from the thin metal plate to any surface side. Preferably, the through-hole is circular, elliptical, square, rectangular, rhomboid or polygonal.
[0008]
Also, the exhaust gas purification device component of the present invention is a spirally wound finned porous metal plate having a plurality of holes formed by bending a fin from a long flat band-shaped metal thin plate to one side. A hollow body having a mesh-shaped cross section formed by passing a penetrating rod through the center of the mesh-shaped cross section from the outermost peripheral surface of the finned perforated metal plate, and having no top and bottom portions The hollow body is fitted into the hollow body, and the side surface of the cylindrical body and the through rod are joined to each other. It is characterized by being formed to bend to the side. In this case, the finned perforated metal plate is formed by forming a plurality of substantially U-shaped cut lines on a long flat band-shaped thin metal plate, and attaching the tongue piece formed based on each of the cut lines to the metal thin plate. Forming a fin protruding in the bending direction by selectively bending each of the fins to any one of the surfaces, and forming a hole provided with the fin by opening a portion surrounded by the cut line. Is desirable.
[0009]
A method for manufacturing a component for an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is directed to an exhaust gas purifying apparatus having a hollow cylindrical body accommodating a hollow body having a mesh-shaped cross section formed by spirally winding a finned porous metal plate. A method of manufacturing a component for an apparatus, comprising: forming a cylindrical tubular body for accommodating a finned porous metal plate having a plurality of holes formed by bending a fin from a long flat band-shaped metal thin plate to one side. It is wound in a spiral shape having a diameter smaller than the inner diameter, and then fitted into a cylindrical cylinder having a through hole at the bottom or the partition wall, and the inner surface of the cylindrical cylinder and the hollow body are joined. Alternatively, the hole is formed by bending a fin from the thin metal plate to any surface side. In this case, the finned perforated metal plate is formed by forming a plurality of substantially U-shaped cut lines on a long flat band-shaped thin metal plate, and attaching the tongue piece formed based on each of the cut lines to the metal thin plate. Forming a fin protruding in the bending direction by selectively bending each of the fins to any one of the surfaces, and forming a hole provided with the fin by opening a portion surrounded by the cut line. Is desirable.
[0010]
In addition, the method for manufacturing a component for an exhaust gas purifying device of the present invention includes a hollow cylindrical body for accommodating a hollow body having a mesh-shaped cross section formed by spirally winding a finned porous metal plate. A method for manufacturing a component for an exhaust gas purifying apparatus, wherein a finned porous metal plate having a plurality of holes formed by bending fins from a long flat metal thin plate to one side is spirally wound. By joining at least a part of the finned porous metal plate and / or a part of the hollow body having the mesh cross section, a hollow body having a cylindrical mesh cross section is formed. Alternatively, it is characterized by being fitted to a cylindrical cylinder having a through hole in a partition wall, and joining an inner surface of the cylindrical cylinder and an aired body. Bent to the side of the face And wherein the Rukoto.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, an embodiment of a component for an exhaust gas purification device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
The exhaust gas purifying
[0013]
The exhaust gas purifying
[0014]
Next, two embodiments will be described.
[0015]
In the first embodiment, as shown in FIGS. 10 and 1, only the finned
[0016]
The finned
[0017]
As described above, since a large number of holes such as the
[0018]
The finned
[0019]
Here, the
[0020]
The connecting side of the
[0021]
The finned
[0022]
As described above, also in this case, the arrangement of the
[0023]
In FIG. 5, as the finned
[0024]
Next, a method for manufacturing the finned
[0025]
Basically, as shown in FIG. 6, the finless holes 4 formed in the two finned
[0026]
More specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the substantially U-shaped cut line is formed, and the
[0027]
According to this manufacturing method, the finned
[0028]
Further, the finned
[0029]
That is, as shown in FIG. 9, a substantially U-shaped cut line is formed on the outer peripheral surface of one of the pair of rollers 14A and 14B arranged opposite to each other, and based on the cut line. A finned hole blade material 11A that can bend the formed
[0030]
The two-projection blades 11A and 11B are also formed on the outer peripheral surface of the other roller 14B, and the two-projection blades 11A and 11B formed on the outer peripheral surface of the one roller 11A are formed on the outer peripheral surface. A plurality of
[0031]
The finless hole blade 11B may be omitted from one of the rollers 14A and 14B.
[0032]
Then, the long flat band-shaped
[0033]
According to this manufacturing method, the finned
[0034]
Using the finned
[0035]
As shown in FIG. 10, the
[0036]
Further, in the second embodiment of the exhaust gas purifying device component, as shown in FIG. 11, the
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
As shown in FIG. 13, as another method of fixing the
[0040]
In the exhaust gas
[0041]
It goes without saying that the exhaust gas of the internal combustion engine can carry, for example, "soot" or the like due to incomplete combustion or be filtered off when passing through the exhaust gas
[0042]
Next, a method for manufacturing the exhaust gas
[0043]
First, the finned
[0044]
In addition, as another method for storing the
[0045]
When the
[0046]
Further, the
[0047]
The
[0048]
Such a
[0049]
In addition, among the above, the finned
[0050]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made as necessary. Basically, it is not necessary to perform brazing, but it is possible to perform brazing on a part of the end face as needed. A known catalyst can be used. For example, a catalyst in which a catalyst such as platinum or palladium is supported on a support layer made of activated alumina can be used.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the exhaust gas purification device component having an air body having a mesh-shaped cross section using the porous substrate of the present invention forms a flow path of exhaust gas in the main body portion of the finned porous metal plate, By disposing the fins of the holes provided with the protruding portions in the exhaust gas flow path, it is possible to diversify the passage paths in the exhaust gas flow path, including the paths passing through the holes. The exhaust gas can be purified by increasing the contact area between the air having the mesh-shaped cross section and the exhaust gas. In addition, the exhaust gas purifying device component having such a configuration can basically form a hollow body having a mesh-shaped cross-section by using the single finned perforated metal plate. And inexpensive.
[0052]
According to the method for manufacturing an exhaust gas purification device component of the present invention, the finned perforated metal plate used for the hollow body having a mesh-shaped cross section to be fitted into the exhaust gas purification device component is a flat metal sheet. Therefore, winding is easy, the manufacturing cost in the manufacturing process can be reduced, and the conventional problem of winding misalignment can be solved.
[0053]
As described above, the present invention has an effect that it is possible to provide an exhaust gas purification device component using a hollow body having a mesh-shaped cross section and a method for manufacturing the same, as being economical and easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged perspective view showing a main part of a finned
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the finned
FIG. 3 is a main part plan view showing the configuration of the finned
FIG. 4 is an enlarged explanatory view showing a connecting edge of a fin in a finned hole;
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a second embodiment of a finned perforated metal plate of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged perspective view of a finned hole and a finless hole.
FIG. 7 is an enlarged explanatory view showing a positional relationship among a protruding blade material of a punching roller, a groove portion of a receiving roller, and a finned porous metal plate used in the method for manufacturing a finned porous metal plate of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram of a main part of a punching roller and a receiving roller used in the method for manufacturing the finned perforated metal plate of FIG.
9 is a conceptual diagram of a main part of a punching roller and a receiving roller used in the method for manufacturing the finned perforated metal plate of FIG.
FIG. 10 is an enlarged view showing a configuration in one section of a hollow body having a mesh-like section using the finned perforated metal plate of FIG. 1;
FIG. 11 is an enlarged view showing a configuration in one section of a hollow body having a mesh-shaped section using the finned perforated metal plate of FIG. 5;
FIG. 12 is an embodiment of a cylindrical tubular body containing a hollow body having a mesh-shaped cross section using a finned perforated metal plate;
FIG. 13 is a cross-sectional view of another embodiment of a cylindrical tubular body containing a hollow body having a mesh-shaped cross section using a finned porous metal plate.
[Explanation of symbols]
1 Finned perforated metal plate
2 Metal sheet
3 Finned hole
3A Finned hole with the connecting side of the fin as one side on the upstream side of the hole
3B Finned hole with the connecting side of the fin as one side on the downstream side of the hole
Finned hole with 3C fin protruding from one side of a thin metal plate
Finned holes with 3D fins protruding from the other side of the sheet metal
4 Finless hole
5 Empty body (having mesh cross section)
6 Holes (of finless holes)
7 Holes (of finned holes)
8 fins
9 Tongue piece
10 Perforation roller
11 Projecting blade material
11A Blade material for holes with fins
11B Blade material for finless hole
12 groove
13 Receiving roller
14A, 14B roller
15 Parts for exhaust gas purification equipment
16 Cylindrical cylindrical body
17 Exhaust gas distribution route
18 Through hole
19 Penetrating rod
20 Tenbu
21 bottom
L column
R width
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