JP2537199Y2 - 排ガス浄化触媒用担体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関の排ガス系統に配置、使用される
排ガス浄化用触媒に用いる排ガス浄化触媒用担体に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、メタル担体において、平板と波板とよりなるハ
ニカム体を形成する場合、例えば、 特開昭56−4373号公報に開示されているように、平板
と、波板の一方にロウ材を塗布し、前記平板と波板とを
巻回した後、両者の接触部を前記ロウ材により一体的に
接合することが行なわれている。

また特開平１−176454号公報に開示されているよう
に、平板と波板とを上下方向に交互に積層し両者の接触
部を拡散接合により一体的に接合するものが知られてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

（１）ところで、触媒化されエンジン排気系に搭載され
たメタル担体は、高温の排気ガスに晒されたり冷却され
たりしていわゆる冷熱サイクルの繰返しを受ける。しか
しながら、第５図に示されるように平板10がハニカム体
の軸方向Ｐに沿う波板11の頂部110及び底部111との全域
L3で一体的に接合されたメタル担体では、全体が均一に
接合されている。そのためハニカム体には、膨張と収縮
の繰返しによる熱応力により局部的な座屈や塑性変形が
生じる。これはハニカム体の外筒に近い表面部分で特に
生じやすい。そしてこのような変形が進行すると、触媒
金属の剥離、圧損の増大などにつながり、さらにはハニ
カム体に亀裂が発生し、ハニカム体が外筒からズレ落ち
る等の問題があった。したがって熱応力を緩和できる構
造の確立が望まれている。

ここにおいて、積層あるいは巻回された後の平板と波
板とをロウ材により部分的に接合することが可能と考え
られる。しかし従来の拡散接合を用いては前記平板と波
板とを部分的に接合することができなかった。

（２）また従来の拡散接合技術を用いる場合、前記特開
平１−176454号公報に開示されているように、上下方向
に交互に積層された波板と平板との接触部は、両板を挟
む方向より強く加圧した状態で拡散接合できるため、接
合後の接合品質は特に問題とならなかった。

しかし、前記特開昭56−4373号公報に開示されている
ように、巻回された平板と波板との接触部は、加圧する
場合、両板の巻回時の巻き締め力によること、およびそ
の巻き締め力は軸方向の接触面全体に分散するため、接
合に必要な十分な加圧力が得られにくく、その結果、全
体の接合強度が低いこと、およびバラツキを発生させる
不具合をもつ。なお、これを解決するためには、巻き締
め力を大きくすればよいが、その反面、巻回時に中心軸
となる芯金を太くして、その剛性を上げる必要がある。
しかし太い芯金を用いると担体中心部の空間が大きくな
り、排ガスの吹き抜けにより浄化性能が低下する。

本考案は、上記従来の問題点を解決した排ガス浄化触
媒用担体を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の排ガス浄化触媒用担体は、平板と波板とが重
ねられて巻回され拡散接合により一体化されたハニカム
体と、該ハニカム体が挿入固定された外筒とよりなる排
ガス浄化触媒用担体において、 該波板は該ハニカム体の軸方向に該平板との接合部と
互いに隣り合う排ガス通路の連通路となる非接合部とを
もち該非接合部の該波板の高さを該接合部の該波板の高
さの60％〜80％の範囲としたことを特徴とする。

前記波板及び平板との非接合部の波板の高さは、接合
部の波板の高さの60％〜80％の範囲とした理由は、非接
合部により形成される平板と波板との連通路の隙間の大
きさが、互いに隣り合う排ガス通路より適度な量（排ガ
ス流を攪拌できる量）の排ガスを導入できるものとな
り、この攪拌作用により排ガスと触媒との接触効率を増
加させ排ガスの浄化性能を高める効果が得られるからで
ある。

前記範囲が60％未満の場合には、排ガスを浄化するハ
ニカム体の表面積が著しく減少し、浄化性能に影響を与
える。また前記範囲が80％を超過する場合には、非接合
部における平板と波板との連通路の隙間が少なくなり、
互いに隣り合う排ガス通路に排ガスが流入せず、上記作
用および効果が得られない。

また、前記接合部及び非接合部は、ハニカム体の軸方
向に沿う波板の頂部及び底部に形成される。前記非接合
部は前記軸方向において断続的に形成することができ
る。例えば、ハニカム体の軸方向に形成された接合部と
非接合部とは、種々の比率で設定することができる。

〔作用および効果〕

本考案の排ガス浄化触媒用担体によれば、ハニカム体
を形成するに際して平板と波板が重ねられて巻回され拡
散接合により一体化される場合、 （１）ハニカム体を形成する波板と平板とを、ハニカム
体の軸方向に沿う全領域ではなく、部分的な領域を拡散
接合により一体化することができ、かつ柔軟構造のもの
を形成することができる。

（２）また平板と波板とは、部分的に拡散接合される構
造のため、両者を拡散接合するに先立ち巻回したとき、
平板と波板とは、部分的に接触する位置に押圧力が集中
するので、従来のように巻き締め力を強めなくても、前
記両板の拡散接合すべき部分が確実に接触でき拡散接合
後において、従来の平板と波板の頂部および底部とを前
面的に拡散接合したものと較べ接合強度が向上できる。

（３）ハニカム体には、前記非接合部の波板の高さと接
合部の波板の高さが前記範囲の設定値により、非接合部
に一定の大きさの連通路の隙間が形成される。従って隣
り合う排ガス通路どうしが連通するため、排ガス浄化時
に前記連通路の隙間より各排ガス通路内の排ガスの一部
が互いに隣り合う排ガス通路内に流入する。これにより
各排ガス通路内の排ガスが撹拌され、その流れに荒れが
生じ、排ガスと触媒との接触効率が増加し有害成分の浄
化性能が向上する。

〔実施例〕

以下、実施例により具体的に説明する。

（第１実施例） 本考案の第１実施例を第１図、第２図、第３図を用い
て説明する。

本第１実施例の排ガス浄化触媒用担体は、平板10と波
板11とが重ねられて巻回され、軸方向Ｐの両端部P1、P1
が拡散接合により一体化されて形成された２つの接合部
13、13と、この接合部13、13の間に形成され、互いに隣
り合う排ガス通路12、12の連通路となる非接合部14とを
もち、非接合部14の波板11の高さh3を接合部13の高さｈ
の70％としたハニカム体１と、ハニカム体１が挿入固定
された外筒２とよりなる。

平板10及び波板11はともに、20Cr−5Al,残部は主に鉄
からなるフェライト系ステンレス合金を厚さ50μに圧延
して加工した薄板を使用している。そして平板10は幅が
100mmのものが用意され、波板11は、前記平板10を波形
状に連続加工して波の底部111より頂部110までの高さｈ
が1.3mmに設定されたものが用意される。この波板11は
第２図に示すように波の頂部110及び底部111に、軸方向
Ｐの両端側よりの長さL1を20mmに設定してそのまま残
し、中央部に長さL2が60mm、深さＡが約0.2mmに設定し
た切欠部14aおよび14bを切欠いて連通路とし、かつ第３
図に示すように底部111側を基準にした頂部110側の切欠
部14aまでの高さh1および底部111側の切欠部14bを基準
にして頂部110までの高さh2とを同じ1.1mmに設定されて
いる。このように形成された波板11を平板10に重ね合わ
せて巻回し、直径90mmの径に巻き上げ前記波板11の頂部
110側の切欠部14aおよび底部111側の切欠部14bを除い
て、これ以外の軸方向Ｐの両端部P1、P1で当接する波板
11と平板10とが拡散接合により一体化され、かつ柔軟構
造を備えたハニカム体１が製作される。この後、得られ
たハニカム体１をステンレス鋼製の外筒２に挿入しハニ
カム体１の最外周部にある波板部分を前記平板と接合す
る位置において前記軸方向に沿った両端部のみを外筒２
に当接した状態で拡散接合により一体化する。

なお、ハニカム体１を外筒２と接合し一体化する場合
においては、前記接合手段にこだわらず、ハニカム体１
の最外周部に平板10が位置するように巻回した場合に
は、前記軸方向の中央部を除いて軸方向の両端部にロウ
付け材を介在し、かつ外筒１をロウ付けにより一体化す
ることも可能である。

このように形成された本考案の排ガス浄化触媒用担体
は、従来と同じ方法でハニカム体１のハニカム形状の排
ガス通路12の各表面に触媒担持層が形成されるととも
に、この触媒担持層に触媒が担持される。

上記本実施例１の排ガス浄化触媒用担体を内燃機関の
排ガス系統に組み込み使用し、高温がハニカム体１に作
用した場合であっても、ハニカム体１は前記構成により
柔軟構造をもつため、熱応力による作用力を緩和でき、
かつ亀裂の発生や耐久性の低下を防止することができ
る。

さらに、ハニカム体１の平板10と波板11との非接合部
14が排ガス通路12どうしを連通する連通路の隙間を形成
するため、各排ガス通路12内の排ガスが互いに流入し合
い、かつ排ガス流中にうずを発生させる。このため排ガ
スと、触媒との接触効率を増すことができ、この分、有
害成分が効果的に除去されるので排ガス浄化性能を高め
ることができる。

（第２実施例） 本第２実施例の排ガス浄化触媒用担体は、第４図で示
されるように波板11の頂部110及び底部111において、ハ
ニカム体１の軸方向Ｐの両端側よりそれぞれ長さL10が1
5mmの２箇所の接合部13Aおよび長さL11が10mmの中央接
合部13Bと、長さL20が30mmの２箇所に、互いに隣り合う
排ガス通路12、12の連通路となる非接合部14Aを交互に
形成した以外は、実施例１の場合と同じ構成である。

本第２実施例の排ガス浄化触媒用担体によれば、ハニ
カム体１は、両端部P1、P1の間の中央部P2においても、
平板10と波板１との中央接合部13Bが形成され、この
分、高熱歪みによる変形防止作用が第１実施例の場合よ
りも効果的に得られる。他の作用及び効果は第１実施例
の場合と同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本考案の排ガス浄化触媒用担体の第
１実施例を示す説明図で、第１図は、前記波板を用いて
形成したハニカム体を外筒に挿入した全体形状を示す斜
視図である。第２図は、波板の形状を展開して示す部分
斜視図である。第３図は、第２図におけるＩ−Ｉ線断矢
視図である。 第４図は、第２実施例における排ガス浄化触媒用担体を
形成する波板を展開して示す部分斜視図である。第５図
は、従来の排ガス浄化触媒用担体を形成する波板を展開
して示す部分斜視図である。 １…ハニカム体、10…平板 11…波板、110…頂部 14a…頂部側切欠部、111…底部 14b…低部側切欠部、12…排ガス通路 13…接合部、14…非接合部 ２…外筒

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平板と波板が重ねられて巻回され拡散接合
   により一体化されたハニカム体と、該ハニカム体が挿入
   固定された外筒とよりなる排ガス浄化触媒用担体におい
   て、 該波板は該ハニカム体の軸方向に該平板との接合部と互
   いに隣り合う排ガス通路の連通路となる非接合部とをも
   ち該非接合部の該波板の高さを該接合部の該波板の高さ
   の60％〜80％の範囲としたことを特徴とする排ガス浄化
   触媒用担体。