JP2009106796A - ハニカム形状の触媒担体 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能で、且つ、平板及び波板の軸方向への滑りを有効に防止することができるハニカム形状の触媒担体の提供
【解決手段】平板１３に波板１１を重ね多重に巻き、触媒成分を担持してなるハニカム形状の触媒担体１０において、平板１３に、上方へ突出させた上方切起し部１５と、下方へ突出させた下方切起し部１６とを形成し、波板１１に、上方切起し部１５及び下方切起し部１６を挿入することのできる切起し部挿入穴２９を設けた。
【効果】上方切起し部１５及び下方切起し部１６は切起し部挿入穴２９に挿入される。それぞれの切起し部１５、１６が切起し部挿入穴２９と接触することにより、平板１３及び波板１１の軸方向への滑りを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、平板に波板を重ね多重に巻き、触媒成分を担持してなるハニカム形状の触媒担体に関する。

例えば自動車のエンジンを作動させると、エンジン部分から排ガスが排出される。排ガス中の有害成分を無害物質に転換するために、触媒が用いられる。
この触媒の形態の一つとしてハニカム形状の触媒担体が知られている。

図９は従来のハニカム形状の触媒担体を説明する図であり、触媒担体１００は平板（図示しない）に波板１０１を重ね多重に巻き、触媒成分を担持してなる。
ところで、このような触媒担体１００を自動車に用いた場合、自動車のエンジンから矢印で示すように排ガスが排出される。触媒担体１００には、排ガスによる風圧がかかる。

排ガスの風圧がかかると、平板及び波板１０１が想像線で示される軸芯部１０２に近い場所から軸方向に押し出される。平板及び波板１０１が押し出されると、触媒担体１００は変形する。触媒担体１００が変形すると、触媒の機能が低下し好ましくない。

従来、平板及び波板の軸方向への滑りを防止したハニカム形状の触媒担体として、触媒用メタルハニカムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−２８８７３号公報（図３）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本構成を説明する図であり、触媒用メタルハニカム１１０は平板１１１と、この平板１１１に設けられる突起である平板突起部１１２と、波板１１３と、この波板１１３の頂上部１１４に設けられる頂上部突起部１１５及び谷部１１６に設けられる谷部突起部１１７とから構成される。

平板突起部１１２の上方に谷部突起部１１７の下面を重ね合わせて巻く。頂上部突起部１１５は巻かれた平板突起部１１２の下面と嵌合される。
このような触媒用メタルハニカム１１０によれば、平板突起部１１２、谷部突起部１１７及び頂上部突起部１１５が嵌合されているため、溶接やろう付けを行うことなく平板及び波板の軸方向への滑りを防止することができる。

しかし、触媒用メタルハニカム１１０のそれぞれの突起部１１２、１１５、１１７は頂上部１１４及び谷部１１６の高さに対して低い（特許文献１段落番号［０００９］）。排ガスの風圧が強い場合やこの風圧により振動が生じる場合に、このような触媒用メタルハニカム１１０を用いると、それぞれの突起部１１２、１１５、１１７が風圧及び振動により離され、結果平板と波板１１３の軸方向への滑りが発生する。

一方、それぞれの突起部１１２、１１５、１１７を大きくすると、平板１１１の曲げに対する応力が小さくなる。曲げに対する応力が小さくなると、触媒用メタルハニカムの小型化が困難になる。

小型化が可能で、且つ、平板及び波板の軸方向への滑りを有効に防止することができるハニカム形状の触媒担体の提供が望まれる。

本発明は、小型化が可能で、且つ、平板及び波板の軸方向への滑りを有効に防止することができるハニカム形状の触媒担体の提供を課題とする。

請求項１に係る発明は、平板に波板を重ね多重に巻き、触媒成分を担持してなるハニカム形状の触媒担体において、
前記平板に、上方へ突出させた上方切起し部と、下方へ突出させた下方切起し部とを形成し、前記波板に、前記上方切起し部及び下方切起し部を挿入することのできる切起し部挿入穴を設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上方切起し部は、平板から上方へ鉛直に延びる立上り部と、この立上り部の先端から平板に平行に延びる上部水平部とからなり、下方切起し部は、平板から下方へ鉛直に延びる立下り部と、この立下り部の先端から平板に平行に延びる下部水平部とからなり、上部水平部及び下部水平部の長さは、波板の波長よりも長くしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、平板に、上方へ突出させた上方切起し部と、下方へ突出させた下方切起し部とを形成し、波板に、上方切起し部及び下方切起し部を挿入することのできる切起し部挿入穴を設けた。上方切起し部及び下方切起し部は切起し部挿入穴に挿入される。それぞれの切起し部が切起し部挿入穴と接触することにより、平板及び波板の軸方向への滑りを防止することができる。

加えて、上方切起し部及び下方切起し部は平板を切り起こした形状をしている。平板を切り起こした形状をしているため、平板の曲げに対する応力を弱めずにすむ。平板の曲げ応力が弱まらないため、ハニカム形状の触媒担体の小型化を図ることができる。

請求項２に係る発明では、上部及び下部の水平部の長さは、波板の波長よりも長い。波板の波長よりも長いと、水平部は必ず切起し部挿入穴と接触する。水平部を確実に切起し部挿入穴と接触させることにより、平板と波板の軸方向への滑りをより確実に防止することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るハニカム形状の触媒担体斜視図であり、ハニカム形状の触媒担体１０は、波形をした波板１１と、この波板１１の軸芯部１２側に重ねられる平板１３とが多重に巻かれることにより構成される。

図２は本発明に係るハニカム形状の触媒担体に用いる平板の斜視図であり、平板１３には所定の間隔ごとに上方へ突出させＬ字型をした上方切起し部１５と、下方へ突出させＬ字型をした下方切起し部１６とが交互に設けられる。

上方切起し部１５は、平板１３から上方へ鉛直に延びる高さＨの立上り部１７と、この立上り部１７の先端から平板１３に平行にＬ１だけ延びる上部水平部１８とから構成される。
下方切起し部１６は、平板１３から下方へ鉛直に延びる高さＨの立下り部２１と、この立下り部２１の先端から平板１３に平行にＬ１だけ延びる下部水平部２２とから構成される。
上部及び下部の水平部１８、２２の幅はＢ１である。

上方切起し部１５は、平板１３の下面２３にＬ字型の型を当て、平板１３の上面２４側から打ち抜き成形することにより成形することができる。
下方切起し部１６は、平板１３の上面２４にＬ字型の型を当て、平板１３の下面２３側から打ち抜き成形することにより成形することができる。

型を当て、打ち抜き成形することにより、それぞれの切起し部１５、１６を容易に成形することができる。それぞれの切起し部１５、１６を容易に成形することができると、ハニカム形状の触媒担体を短時間に製造することができ有益である。

なお、上方切起し部１５及び下方切起し部１６は交互に設ける必要はなく、例えば上方切起し部１５を２つ連続で配置し、下方切起し部１６を２つ連続で配置するような配置の仕方であっても同様の効果を得ることができる。

即ち、上方切起し部１５及び下方切起し部１６の配置の仕方はこれらに限られるものではない。

図３は本発明に係るハニカム形状の触媒担体に用いる波板の平面図であり、波板１１は、軸芯部に対して外側に配置される頂上部２７と、この頂上部２７に対して軸芯部側に配置される谷部２８とが所定の間隔ごとに繰り返し配置され、中央には上方切起し部及び下方切起し部（図２の上方切起し部１５及び下方切起し部１６）を挿入することのできる長さＬ２、幅Ｂ２の矩形の切起し部挿入穴２９が配置される。
切起し部挿入穴２９は、切欠き成形により成形することができる。

図４は図３の４−４線断面図であり、頂上部２７及び谷部２８の間には鉛直部３１が配置される。
鉛直部３１の右面から１つ右側の鉛直部３１の右面までの長さを波長λとし、谷部２８の上面から頂上部２７の上面までの長さを振幅Ｌ３とする。

なお、波板１１の波の形状は、図面に示す角形状の他、半円形状やＶ字形状等であっても同じ形を繰り返すものであれば適用可能である。即ち、角形状に限られない。

図５は本発明に係るハニカム形状の触媒担体に用いる平板及び波板を重ねた場合の平面図であり、平板１３の上面２４に波板１１を重ねた。上方切起し部１５を挿入することができるよう上部水平部１８の幅Ｂ１に対して切起し部挿入穴２９の幅Ｂ２はＢ１＜Ｂ２となるよう構成される。

ハニカム形状の触媒は、平板１３に波板１１を重ね多重に巻く。下部水平部２２の幅は上部水平部の幅と同じＢ１である。平板１３に波板１１を重ね多重に巻くことにより、下部水平部２２は軸芯側に配置される波板１１の切起し部挿入穴２９に挿入される。

上方切起し部１５及び下方切起し部１６は切起し部挿入穴２９に挿入される。それぞれの切起し部１５、１６が切起し部挿入穴２９と接触することにより、平板１３及び波板１１の軸方向（図面上下方向）への滑りを防止することができる。

図６は図５の６−６線断面図であり、上部及び下部の水平部１８、２２の長さＬ１は、波板１１の波長λよりも長い。即ち、Ｌ１＞λである。
また、立上り部１７及び立下り部２１の高さＨは波板１１の振幅Ｌ３よりも低い。即ち、Ｈ＜Ｌ３である。

上部及び下部の水平部１８、２２の長さＬ１が、波板１１の波長λよりも長いと、上部及び下部の水平部１８、２２は必ず波板１１と接触する。上部及び下部の水平部１８、２２を確実に波板１１と接触させることにより、平板１３と波板１１の軸方向（図面表裏方向）への滑りをより確実に防止することができる。

上方切起し部１５及び下方切起し部１６は平板１３を切り起こした形状をしている。平板１３を切り起こした形状をしているため、平板１３の曲げに対する応力を弱めずにすむ。平板１３の曲げ応力が弱まらないため、ハニカム形状の触媒担体の小型化を図ることができる。

図７は本発明に係るハニカム形状の触媒担体の製造方法のフロー図であり、ステップ（以下ＳＴと記す）０１で、平板に上方切起し部及び下方切起し部を設ける。

波板に切起し部挿入穴を設ける（ＳＴ０２）。上方切起し部が切起し部挿入穴に挿入されるよう、平板の上面に波板を重ね（ＳＴ０３）、平板と波板を合わせた板を多重に巻く（ＳＴ０４）。

なお、ＳＴ０１とＳＴ０２の順序は逆であってもよいし、異なる場所で同時に行うこともできる。
また、ＳＴ０３では平板の下面に波板を重ねることもできる。このときは、下方切起し部が切起し部挿入穴に挿入されるよう平板の下面に波板を重ねる。

以上の構成からなるハニカム形状の触媒担体の作用を次に述べる。
図８は本発明に係るハニカム形状の触媒担体の作用を説明する図であり、白抜き矢印で示される排ガス等の風圧がハニカム形状の触媒担体１０にかかる場合がある。

このとき平板１３及び波板１１には、軸方向（図面表裏方向）へ力がかかる。上方切起し部１５及び下方切起し部１６は、頂上部２７、谷部２８及び鉛直部３１と接触することにより、軸方向への平板１３及び波板１１の滑りを防止する。

尚、本発明は、平板１枚に対して波板１枚を重ねる構成の他、平板と平板の間に波板を挟む構成にすることもできる。
加えて、切起し部挿入穴に上方及び下方の切起し部を挿入することにより滑りを防止する構成のものであれば、製造方法及び装置は本発明において説明したものに限られない。

本発明のハニカム形状の触媒担体は、自動車に用いる触媒担体に好適である。

本発明に係るハニカム形状の触媒担体斜視図である。 本発明に係るハニカム形状の触媒担体に用いる平板の斜視図である。 本発明に係るハニカム形状の触媒担体に用いる波板の平面図である。 図３の４−４線断面図である。 本発明に係るハニカム形状の触媒担体に用いる平板及び波板を重ねた場合の平面図である。 図５の６−６線断面図である。 本発明に係るハニカム形状の触媒担体の製造方法のフロー図である。 本発明に係るハニカム形状の触媒担体の作用を説明する図である。 従来のハニカム形状の触媒担体を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…ハニカム形状の触媒担体、１１…波板、１３…平板、１５…上方切起し部、１６…下方切起し部、１７…立上り部、１８…上部水平部、２１…立下り部、２２…下部水平部、２９…切起し部挿入穴、Ｌ１…水平部の長さ、λ…波板の波長。

Claims (2)

1. 平板に波板を重ね多重に巻き、触媒成分を担持してなるハニカム形状の触媒担体において、
   前記平板に、上方へ突出させた上方切起し部と、下方へ突出させた下方切起し部とを形成し、
   前記波板に、前記上方切起し部及び下方切起し部を挿入することのできる切起し部挿入穴を設けたことを特徴とするハニカム形状の触媒担体。
2. 前記上方切起し部は、前記平板から上方へ鉛直に延びる立上り部と、この立上り部の先端から前記平板に平行に延びる上部水平部とからなり、前記下方切起し部は、前記平板から下方へ鉛直に延びる立下り部と、この立下り部の先端から前記平板に平行に延びる下部水平部とからなり、
   前記上部水平部及び下部水平部の長さは、前記波板の波長よりも長くしたことを特徴とする請求項１記載のハニカム形状の触媒担体。

Images