JP2006142138A

JP2006142138A - メタル担体

Info

Publication number: JP2006142138A
Application number: JP2004332273A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Tabata; 紳太郎田端
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】触媒コンバータに用いられるメタル担体において、コアの抜け落ちを防止して長期間に亘って安定した浄化性能が発揮できるようにし、且つ抜け落ち防止のための加工費を削減する。
【解決手段】帯状の波板１と平板２とを交互に重ね、これらを多重に巻き回してコア３を形成し、このコア３を金属製の外筒４内に挿入後、外筒４を絞って、外筒４とコア３とを接合してなるメタル担体１０において、平板２の軸方向端部に波板１の端部と当接する突起部５を設け、波板１の排気ガスの流れ方向Ａへの移動を規制することでコア３の抜け落ちを防止するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関等の排気系に装着される触媒コンバータに関し、詳しくは、この触媒コンバータの触媒担体として用いられるメタル担体に関する。

内燃機関等の排気系には、排ガスを浄化するための触媒コンバータが装着されている。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なるメタル担体が広く用いられている。

この種のメタル担体を製造するには、金属製薄板からなる波板と平板とを交互に重ね合わせ、これらを多重に巻き回して断面円形状のハニカム構造のコアを形成する。なお、平板に代えて波板よりも波高が低い小波板を使用することもある。次いで、コアの外周にロウ箔材を巻き回し、これらを金属製の外筒内に挿入後、外筒を絞って真空状態で加熱することにより、波板の頂部と平板とを拡散接合するとともに、外筒とコアとの間をロウ付け接合する。

このようなメタル担体を用いた触媒コンバータを内燃機関等を動力源とする車両の排気系に装着した場合、メタル担体は加熱、冷却の過酷な熱サイクルに晒され、また激しい機械的振動を受けるために、コアの一部または全部が外筒から分離して軸方向に抜け落ちてしまうことがあり、本来の浄化性能を発揮できなくなるという課題がある。

この種のメタル担体に関する従来例として、波板と平板の両方に凹凸形状の系合部を形成して、これら係合部により波板と平板を相互に係合固定するように構成したものが知られている（特許文献１参照）。
特開平７−３０８５８７号公報

上記特開平７−３０８５８７号公報に示されたメタル担体の構造は、耐久性を向上させることを目的としたものであるが、同時にコアの抜け落ちも防止できるものとなっている。しかしながら、このメタル担体は系合部の構造が複雑なため、加工費がかかるという技術的な課題がある。

本発明の目的は、コアの抜け落ちを防止して長期間に亘って安定した浄化性能を発揮することができ、且つ抜け落ち防止のための加工費を削減することができるメタル担体を提供することにある。

上記目的を解決するため、請求項１の発明によれば、金属製薄板からなる帯状の波板と平板もしくは前記波板よりも波高が小さい小波板（以下、平板等）とを交互に重ね、これらを多重に巻き回して前記波板の頂部と平板等とを接合してコアを形成し、このコアを金属製の外筒内に挿入後、外筒を絞って前記外筒とコアとを接合してなるメタル担体において、前記平板等の軸方向端部に、前記波板の端部と当接する突起部を設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１において、前記突起部が、前記平板等の軸方向端部に切り込みを入れ、この切り込みの一部を軸方向と直交する方向に切り起こしたものであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記突起部を、軸方向の排気側端部に設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、波板の端部が平板の突起部と当接して、排気ガスの流れ方向への移動が規制されるため、触媒コンバータとして車両の排気系に装着した場合に、メタル担体の外筒からコアが分離して軸方向に抜け落ちてしまうことを防止することができる。したがって、長期間に亘って安定した浄化性能を発揮することが可能となり、また構造を複雑にすることなしにコアの抜け落ちを防止できるため、加工費を削減することができる。

請求項２の発明によれば、突起部は平板の軸方向端部に形成した切り込みの一部を軸方向と直交する方向に切り起こした簡単な構造であるため、製作が容易であり、且つ突起部は排気ガスが通過する際にほとんど抵抗とならないため、浄化性能の低下を防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、突起部を軸方向の排気側端部のみに設けているため、必要最小限の加工でコアの抜け落ちを防止することができる。

図５は本実施例に係わるメタル担体の製造過程を示す説明図、図６はメタル担体の斜視図である。

本実施例に係わるメタル担体の基本構成は従来の一般的なメタル担体と同じであり、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２とを交互に重ね、これらを多重に巻き回して断面円形状のハニカム構造のコア３を形成し、コア３の外周に図示しないロウ箔材を巻き回し、これらを図６に示すように、金属製の外筒４内に挿入後、外筒４を絞って真空状態で加熱することにより、波板１の頂部と平板２とを拡散接合するとともに、外筒４とコア３との間をロウ付け接合することによりメタル担体１０が完成する。

さらに、コア３に白金等の触媒を含有するウォッシュコート溶液を流し込んでコア３の表面に前記触媒を含有する薄膜を形成し、外筒４の両端部に図示しないディフューザを溶着して触媒コンバータとする。なお、図５および図６では、本発明に係わるメタル担体に特徴的な構成については図示を省略している。

図１は、実施例１に係わるメタル担体の分解斜視図であり、波板１と平板２の巻き回し前の状態を示している。また、図２（ａ）は平板２の上面に波板１を重ね合わせたときの斜視図、図２（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂから見たときの側面図である。

本実施例の平板２は、その軸方向の排気側端部（図中、矢印Ａは排気ガスの流れ方向を示す）に、波板１の端部と当接する突起部５が所定間隔で設けられている。この突起部５は、平板２の軸方向端部にＨ字形の切り込みを入れ、この切り込みにより形成されたコ字形状の舌片５ａを軸方向と直交する方向にそれぞれ切り起こしたものである。

突起部５の高さ、幅は組み合わせる波板１の波高により適宜に設定される。例えば波板１の波高を１ｍｍ、波ピッチ（山−山）４．５ｍｍ、軸方向の長さ１０９ｍｍとすると、突起部５の高さは１ｍｍ、突起の間隔は２ｍｍとなる。また、突起部５は平板２の端部から５ｍｍの位置に設けられる。

この平板２の上面に波板１を載せて、図２（ａ）に示すように、平板２の突起部５に波板１の端部を当接させると、波板１の端部１ａと突起部５とが互いに突き当たるため、波板１の排気ガスの流れ方向Ａへの移動が規制されることになる。そして、この状態から、図５に示すように、波板１と平板２とを多重に巻き回すことによりコア３を形成する。このとき、図示しないガイド部材を用いて、突起部５に波板１の端部１ａを押し付けるように相対位置を確保しながら巻き回すことにより、断面円形状のハニカム構造のコア３が出来上がる。この後は、図６に示すように、金属製の外筒４内に挿入後、外筒４を絞って真空状態で加熱することにより、波板１の頂部と平板２とを拡散接合するとともに、外筒４とコア３との間をロウ付け接合することによりメタル担体１０が完成する。

本実施例のメタル担体１０では、波板１の端部１ａが平板２の突起部５と当接して、排気ガスの流れ方向Ａへの移動が規制されるため、触媒コンバータとして車両の排気系に装着した場合でも、メタル担体１０の外筒４からコア３が分離して軸方向に抜け落ちてしまうことを防止することができる。したがって、長期間に亘って安定した浄化性能を発揮することが可能となり、また構造を複雑にすることなしにコアの抜け落ちを防止できるため、加工費を削減することができる（請求項１の効果）。

とくに、本実施例における突起部５は、平板２の軸方向端部に形成した切り込みの一部を軸方向と直交する方向に切り起こした簡単な構造であるため、製作が容易であり、且つ突起部５は排気ガスが通過する際にほとんど抵抗とならないため、浄化性能の低下を防ぐことができる（請求項２の効果）。

また、本実施例では突起部５を軸方向の排気側端部のみに設けているため、必要最小限の加工でコアの抜け落ちを防止することができる（請求項３の効果）。ただし、図３に示すように、突起部５を軸方向の両端部に設けた構造としてもよい。この場合は、触媒インバータとして組み立てる際に、突起部５の位置を意識することなしにコア３の取り付けを行うことができる。

図４は、実施例２に係わる平板２Ａを示す斜視図である。本実施例では、平板２Ａの軸方向端部にコ字形の切り込みを入れ、この切り込み部分を軸方向と直交する方向に切り起こして突起部５Ａとしている。図４に示すような突起部５Ａを設けた場合でも、メタル担体１０の外筒４からコア３が分離して軸方向に抜け落ちてしまうことを防止することができるので、長期間に亘って安定した浄化性能を発揮することが可能となり、また構造を複雑にすることなしにコアの抜け落ちを防止できるため、加工費を削減することができる（請求項１の効果）。

また、本実施例における突起部５Ａについても簡単な構造であるため、製作が容易であり、且つ突起部５Ａは排気ガスが通過する際にほとんど抵抗とならないため、浄化性能の低下を防ぐことができる（請求項２効果）。

さらに、本実施例では突起部５Ａを軸方向の排気側端部のみに設けているため、必要最小限の加工でコアの抜け落ちを防止することができる（請求項３の効果）。また、実施例１と同様に、突起部５Ａを軸方向の両端部に設けた構造としてもよく（図示を省略）、この場合は、触媒インバータとして組み立てる際に、突起部５Ａの位置を意識することなしにコア３の取り付けを行うことができる。

なお、上記実施例１，２では、波板と平板とを重ねた例について示したが、平板に代えて波板よりも波高が小さい小波板を波板と重ねてコアを形成した場合についても同様の効果を得ることができる。

実施例１に係わるメタル担体の分解斜視図。（ａ）は平板の上面に波板を重ね合わせたときの斜視図。（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂから見たときの側面図。突起部を軸方向の両端部に設けた場合の平板を示す斜視図。実施例２に係わる平板を示す斜視図。実施例に係わるメタル担体の製造過程を示す説明図。メタル担体の斜視図。

符号の説明

１…波板
２，２Ａ…平板
３…コア
４…外筒
５，５Ａ…突起部
１０…メタル担体

Claims

金属製薄板からなる帯状の波板（１）と平板（２）もしくは前記波板よりも波高が小さい小波板（以下、平板等）とを交互に重ね、これらを多重に巻き回して前記波板（１）の頂部と平板（２）等とを接合してコア（３）を形成し、このコア（３）を金属製の外筒（４）内に挿入後、外筒を絞って前記外筒（４）とコア（３）とを接合してなるメタル担体において、
前記平板（２）等の軸方向端部に、前記波板（１）の端部と当接する突起部（５）を設けたことを特徴とするメタル担体。
前記突起部（５）は、前記平板（２）等の軸方向端部に切り込みを入れ、この切り込みの一部を軸方向と直交する方向に切り起こしたものであることを特徴とする請求項１に記載のメタル担体。
前記突起部（５）を、軸方向の排気側端部に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のメタル担体。