JP2005052743A - Metal carrier - Google Patents
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Abstract
Description
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に関する。 The present invention relates to a metal carrier of a catalytic converter to be mounted on an exhaust system of an internal combustion engine or the like.
周知の如く、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、Fe−Cr−Al系フェライトステンレス箔材等の金属製薄板から成るメタル担体が広く用いられている。 As is well known, an exhaust system of an internal combustion engine or the like is equipped with a catalytic converter for purifying exhaust gas. As a catalyst carrier used in this type of catalytic converter, a metal such as an Fe-Cr-Al ferrite stainless steel foil material is used. A metal carrier made of a thin plate is widely used.
この種のメタル担体は、金属製薄板から成る帯状の波板と平板とを交互に重ね、これらを多重に巻回して断面円形状等のハニカム構造のコアを形成した後、コア外周にろう箔材を巻き回して、これらを金属製の外筒内に圧入して真空状態で加熱することにより、波板と平板とを拡散接合すると共に、外筒とコアをろう付け接合することにより製造される。 In this type of metal carrier, strip-like corrugated plates and flat plates made of metal thin plates are alternately stacked, and these are wound in multiple layers to form a honeycomb-structured core having a circular cross section, and then a brazing foil on the outer periphery of the core It is manufactured by wrapping materials, press-fitting them into a metal outer cylinder and heating them in a vacuum state, thereby diffusion bonding the corrugated sheet and the flat plate and brazing the outer cylinder to the core. The
従来のこの種のメタル担体では、図12に示すように波101aの高さH<ピッチPであり、平板102(図示せず)と波101aとが成す角度θが小さいためコア中心部に向かって圧迫力が十分に伝達されず、拡散接合力が不十分になるという問題点が有った。
In the conventional metal carrier of this type, as shown in FIG. 12, the height H of the
また、図13に示すように、波101aと平板102とが接する部分に触媒が表面張力により溜まってフィレット103が生成される現象が発生するが、このフィレット103は触媒として機能しない無駄なものであるため、減少させることが望まれている。
解決しようとする問題点は、波板と平板とを拡散接合するための圧迫力がコアの中心部に十分に伝達されにくい点、触媒が波板と平板の接合部に溜まって生じるフィレットによって触媒の無駄が多くなっている点である。 The problems to be solved are that the compression force for diffusion-bonding the corrugated plate and the flat plate is not sufficiently transmitted to the center of the core, and the catalyst is caused by the fillet generated by the catalyst accumulating at the joint between the corrugated plate and the flat plate. This is a point where there is a lot of waste.
本発明のメタル担体は、波板の波の高さHとピッチPの関係をH>Pとしたことを主要な特徴とする。 The main feature of the metal carrier of the present invention is that the relationship between the wave height H of the corrugated plate and the pitch P satisfies H> P.
本発明のメタル担体は、波板の波の高さH>ピッチPとしたことにより、単位体積当たりの波の数が多くなり、触媒を担持する素材面積が大きくなるため、巻数を少なくして小型化を図ることができる。また、波と平板の成す角度が大きくなるため圧迫力の伝播率が大きくなると共に巻数が減少することでコアの中心部に向かって圧迫力が伝播され易くなるため、拡散接合力が大きくなる。これにより、真空状態で加熱する際の温度を低くすることができるため、生産性が向上する。また、圧迫力の伝播率を増やすための絞り工程が不要となるため、製造が容易となるという利点が有る。さらに素材単位面積当たりのフィレット数が減少するため、触媒量を削減することができ、製造コストの低減を図ることができる。 In the metal carrier of the present invention, since the wave height H> pitch P of the corrugated plate increases, the number of waves per unit volume increases and the material area supporting the catalyst increases, so the number of turns is reduced. Miniaturization can be achieved. In addition, since the angle formed by the wave and the flat plate increases, the propagation rate of the compression force increases and the number of turns decreases, so that the compression force is easily transmitted toward the center of the core, so that the diffusion bonding force increases. Thereby, since the temperature at the time of heating in a vacuum state can be made low, productivity improves. Moreover, since the drawing process for increasing the propagation rate of the pressing force is not required, there is an advantage that the manufacturing is easy. Furthermore, since the number of fillets per unit area of the material is reduced, the amount of catalyst can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例であるメタル担体の製造方法の説明図、図2は実施例のメタル担体の斜視図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a metal carrier manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the metal carrier according to the embodiment.
図3は第1実施例の波板の部分断面図、図4は第1実施例の作用効果の説明図、図5は第1実施例のメタル担体と従来のメタル担体の各部寸法を示す表である。 3 is a partial cross-sectional view of the corrugated plate of the first embodiment, FIG. 4 is an explanatory view of the function and effect of the first embodiment, and FIG. 5 is a table showing the dimensions of the metal carrier of the first embodiment and the conventional metal carrier. It is.
本実施例のメタル担体の基本構造は従来と同様であり、図1に示すように、金属製薄板から成る帯状の波板1と平板2とを交互に重ね、これらを多重に巻回して断面円形状等のハニカム構造のコア3を形成した後、コア3の外周にろう箔材を巻き回して、これらを図2に示すように、金属製の外筒4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2とを拡散接合すると共に、外筒4とコア3をろう付け接合することにより製造される。
The basic structure of the metal carrier of the present embodiment is the same as that of the prior art, and as shown in FIG. 1, strip-like
図3に示すように、波1aの高さH(2.1mm)>ピッチP(1.6mm)となっている。波板1には、その一方の側に配置された平板2を介して圧迫力f(図4参照)が与えられ、これが他方の側に配置された平板2を介して隣接する波板(図示せず)に伝播力f’として伝播される。伝播力f’はsinθと圧迫力fとの積に比例するため、角度θが大きいほど伝播力f’は大きくなる。
As shown in FIG. 3, the height H (2.1 mm) of the
また、H>Pとしたことにより、単位体積当たりの波1aの数が多くなり、触媒を担持する素材面積(波板1の面積と平板2の面積の和)が大きくなるため、巻数を少なくすることができ、コア3の中心部に向かって圧迫力が伝播され易くなる。したがって、従来のものと比べて波板1と平板2の拡散接合力を大きくすることができる。これにより、真空状態で加熱する際の温度を低くすることができ、伝播力f’を大きくするための絞り工程も不要となるため、生産性が向上するという利点が有る。
In addition, since H> P, the number of
なお、H/Pが小さいと上記作用効果は得られにくくなるため、H/Pは2以上であることが好ましい。また、素材面積が大きくなることで素材単位面積当たりのフィレット数が減少するため、触媒量を削減することができ、製造コストの低減を図ることができる。 In addition, since it becomes difficult to obtain the said effect if H / P is small, it is preferable that H / P is 2 or more. Moreover, since the number of fillets per unit area of the material is reduced by increasing the material area, the amount of catalyst can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
図5は、外筒4の外径76.3mm、高さ40mm、板厚1.5mmのメタル担体(1平方インチ当たりセル数=400)について、本実施例の構造のものと、従来の構造のものとの各部寸法を示した表である。なお、波板1と平板2の板厚は50μmである。これらの板厚は加工性の点から25〜100μm程度が好ましい。この表から、本発明のものは従来のものに比べて素材面積が大きくなって巻数が減少し、これに伴って素材単位面積当たりのフィレット数が減少していることが判る。
FIG. 5 shows the structure of this example and the conventional structure of a metal carrier (number of cells per square inch = 400) of the outer cylinder 4 having an outer diameter of 76.3 mm, a height of 40 mm, and a plate thickness of 1.5 mm. It is the table | surface which showed each part dimension with the thing. In addition, the plate | board thickness of the
図6は1平方インチ当たりのセル数=400のメタル担体のH/Pと素材面積との関係を示すグラフである。H/Pが大きくなるほど素材面積は大きくなっており、H/P=0.5の標準的なメタル担体と比べてH/P=2.4では素材面積が約20%増加している。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between H / P and material area of a metal carrier having 400 cells per square inch = 400. The material area increases as H / P increases, and the material area increases by about 20% at H / P = 2.4 compared to a standard metal carrier with H / P = 0.5.
図7は1平方インチ当たりのセル数=200、300、900のメタル担体のH/Pと素材面積との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、セル数=400以外のメタル担体でもH/Pが大きくなるほど素材面積が大きくなる。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the H / P and the material area of a metal carrier having 200, 300, and 900 cells per square inch. As shown in this graph, even when the metal carrier has a number other than 400, the material area increases as H / P increases.
また、図8は1平方インチ当たりのセル数=400のメタル担体のH/Pと素材単位面積当たりフィレット数との関係を示すグラフである。H/Pが1を超えることで単位面積当たりフィレット数は10〜20%減少しており、無駄な触媒を削減することができる。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between H / P of a metal carrier having 400 cells per square inch = 400 and the number of fillets per unit area of the material. When H / P exceeds 1, the number of fillets per unit area is reduced by 10 to 20%, and wasteful catalysts can be reduced.
図9は1平方インチ当たりのセル数=200、300、900のメタル担体のH/Pと単位面積当たりフィレット数との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、セル数=400以外のメタル担体でもH/Pが大きくなるほど単位面積当たりフィレット数が減少する。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the H / P and the number of fillets per unit area of a metal carrier having 200, 300, and 900 cells per square inch. As shown in this graph, the number of fillets per unit area decreases as H / P increases even for metal carriers other than the number of cells = 400.
図10は第2実施例の波板1の部分断面図である。本実施例では、波1aの頂部の両側が平行でが平板2と成す角度θが略90°となっている。このようにすることで、圧迫力f(図4参照)が逃げにくくなるため、拡散接合力がより大きくなるという利点が有る。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the
図11は第3実施例の波板1の部分断面図である。本実施例では、波1aがΩ形を成すように形成されており、平板2と成す角度θが90°よりも大きくなっている。このようにすることで、単位体積当たりの波1aの数をより多くすることができるため、素材面積がより大きくなり、単位面積当たりのフィレット数がより小さくなる。
FIG. 11 is a partial sectional view of the
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施例に種々の改変を施すことができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made to the above embodiments without departing from the gist of the present invention.
1 波板
1a 波
2 平板
3 コア
4 外筒
1
Claims (3)
The metal carrier according to claim 1 or 2, wherein the corrugated plate (1) and the flat plate (2) have a thickness of 25 to 100 µm.
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Cited By (1)
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EP1710410A2 (en) * | 2003-11-28 | 2006-10-11 | Calsonic Kansei Corporation | Metal carrier |
-
2003
- 2003-08-04 JP JP2003286038A patent/JP2005052743A/en active Pending
Cited By (2)
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EP1710410A2 (en) * | 2003-11-28 | 2006-10-11 | Calsonic Kansei Corporation | Metal carrier |
EP1710410A3 (en) * | 2003-11-28 | 2006-10-18 | Calsonic Kansei Corporation | Metal carrier |
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