JP2545564B2 - 排気ガス浄化用触媒を担持するための金属製担持母体の製造方法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒を担持するための金属製担持母体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、一般に自動車の排気ガスの浄化手段として
排気管の途中に介装される、排気ガス浄化用触媒を担持
させるための金属製担持母体の製造方法に関するもので
ある。
更に詳しくは、金属製担持母体を構成する薄肉金属板
からなる平板状帯材や波板状帯材、あるいは金属製ケー
シングなどの主要部材が相互に強固にろう接されて長期
に亙り緩みがなく、耐振性などに優れた金属製担持母体
の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、この種の排気ガス浄化用触媒を担持させる母体
として、使用時の耐熱性(耐高温性)、耐衝撃性、耐振
動性に対処でき、かつ単位体積当りの触媒担持量を大き
くとれる金属製の担持母体が知られている。この金属製
担持母体を製造するには、先ず、耐熱性の薄肉金属板か
らなる平板状帯材と波板状帯材とを互に当接するように
重積し、両者を一括渦巻状に巻回するか、あるいは階層
状に積層して軸芯方向に多数の網目状通気孔路を持つ積
層体が製作される。そして、前記積層体は必要に応じて
両端が開口した筒状の金属製ケーシング内に収納され、
積層体の構成部材である薄肉金属板からなる平板状帯材
と波板状帯材との当接部、あるいは積層体と筒状金属ケ
ーシングとの当接部が接合される。
これらの接合手段としては、例えば、特開昭54−1346
2号,特開昭57−1585号,特開昭56−4373号などに開示
されるように、電子ビーム溶接,レーザー溶接,アーク
溶接などによるか、または平板状帯材と波板状帯材の少
なくとも1方の表面に結合剤とろう材とペーストを適用
するもの,結合材を塗布したのちにろう材粉末を適用す
るもの,半田(ろう材)のシート状物を適用するもの,
などによるろう接合が採用されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記した従来技術における金属製担持
母体の製造時に採用されている接合手段においては、次
のような問題点がある。
前者の電子ビーム溶接やレーザー溶接などの接合手段
においては、特殊にして且つ高価な装置を必要とすると
ともに、狭い重積当接部、あるいは内装当接部での点溶
接という煩雑で複雑な作業が要求されるため生産性の低
下は余儀なくされる。
後者のろう接合においては、高価なろう材を使用する
必要があり、また、ろう材の塗布方法や乾燥方法におい
て複雑で手間のかかる作業が強いられる。さらに、例え
ばろう材を塗布された平板状帯材と波板状帯材を1括渦
巻状に巻回成形して積層体を構成し、これを筒状金属ケ
ーシングに収納して加熱処理により平板状帯材と波板状
帯材との当接部をろう接合すると、ろう接前と比較して
寸法変化をきたし、これが巻き具合を緩くしたり、当接
部に隙間を形成するようになる。これは、加熱処理時に
平板状帯材と波板状帯材との当接部に介在するろう材塗
布層の1部が溶出してしまうためであり、積層体は何重
にも巻回されているので緩みの量は相当なものになり耐
振性などに問題となる。また加熱処理時はもとより、こ
の種の金属製担持母体を自動車の排気系に実装させた場
合、排気ガスの高温環境により経時的にみてやはり隙間
が形成される可能性が極めて大きい。このことは、ろう
材塗布に替えて、予めろう接用金属をメッキ被覆させた
場合も同様である。従って、予め金属製担持母体の構成
部材の表面にろう材被覆層を形成したものを用い、金属
製担持母体としたあとにろう接合させる方法において
は、接合が不十分であり、かつ耐振性の優れたものを得
ることができない。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 本発明を概説すれば、本発明の第1の発明は、薄肉金
属板からなる平板状の金属帯材と波板状の金属帯材とを
交互に当接部を有するように重積して軸芯方向に多数の
網目状通気孔路を持つ積層体を形成し、次いで前記積層
体をろう接用被覆層を形成し得る無電解メッキ浴に浸漬
処理して少なくとも前記当接部を除く当接部付近にろう
接用被覆層を形成し、さらに加熱処理して平板状の金属
帯材と波板状の金属帯材との当接部をろう接合してなる
ことを特徴とする積層構造の排気ガス浄化用触媒を担持
するための金属製担持母体の製造方法に関し、また本発
明の第2の発明は、前記第1の発明の積層体を筒状金属
ケースに収納し、同時にろう接合してなることを特徴と
する金属製担持母体の製造方法に関するものである。
以下、本発明の構成について詳しく説明する。
本発明の排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属
製担持母体を製造する方法において特徴的なことは、薄
肉金属板からなる平板状の金属帯材と波板状の金属帯材
とから担持母体の主要部材となる積層体を製造するに際
して、両者の間に何らの接合材をも介在させないことで
ある。
本発明においては、まずFe−Cr系などの耐熱製の薄肉
金属板からなる平板状の金属帯材と波板状の金属帯材と
から、 (i)両者を互に当接部を有するように重積し、次い
で、この重積物を1括渦巻状に巻回して軸芯方向に多数
の網目状通気孔路を持つ積層体とするか、または、 (ii)両者を交互に当接部を有するように階層状に積層
して軸芯方向に多数の網目状通気孔路を持つ積層体とす
る。
次いで、前記積層体を必要に応じて筒状金属ケースに
収納するとともに、ろう接用被覆層を形成し得る無電解
メッキ浴に浸漬しメッキ処理する。ろう接用被覆層は耐
熱性の観点から、また担持される白金,パラジウム,ロ
ジウムなどの排気ガス浄化用触媒の活性を低下させない
という観点から、Cu,Ni,及びこれら基合金から選ばれる
成分のメッキ浴でメッキ処理することにより形成され
る。
このメッキ処理により、積層体を構成する平板状金属
帯材と波板状金属帯材との当接点あるいは積層体と筒状
金属ケースとの当接点を除いた当接点付近に、前記した
成分のろう接用被覆層が形成される。
本発明は、前記のようにしてメッキ処理したものを還
元性雰囲気炉中で、あるいは真空炉内でろう接用被覆層
を構成するろう材の溶融点以上の温度に加熱処理する。
この加熱処理によりろう材が溶融し、特に平板状金属帯
材と波板状金属帯材との当接点、あるいは積層体と筒状
金属ケースとの当接点に溶融だまりが形成され、しかも
ろう接前と比較して当接点は何等の寸法変化もおこさな
いので、これら当接点はゆるみを生じることなく強固に
ろう接合されることになる。
本発明により製作される排気ガス浄化用触媒を担持す
るための金属製担持母体を図面に基づいて説明すると、
次の通りである。
第1図は本発明の一実施例に係る金属製担持母体
(1)の全体斜視図で、前記金属製担持母体(1)は、
薄肉金属板からなる平板状金属帯材(2)と波板状金属
帯材(3)との巻回積層体を、筒状金属ケース(4)に
収納して構成されている。
第2図は本発明の他の実施例に係る金属製担持母体
(1′)の全体斜視図で、前記金属製担持母体(1′)
は、薄肉金属板からなる平板状金属帯材(2′)と波板
状帯材(3′)との階層状の積層体を、断面長円形の筒
状金属ケース(4′)に収納して構成される。
第3図はろう接用被覆層を形成し得る化学メッキ浴に
浸漬、メッキ処理した直後の平板状金属帯材(2)と波
板状帯材(3)との当接部(5)の要部拡大図であり、
無電解メッキ処理により当接部(5)を除いてNiろうな
どのろう接要被覆層(6)が均一に形成される。
第4図は、第3図に示されるろう接要被覆層を加熱処
理してろう付したときの、平板状金属帯材(2)と波板
状帯材(3)との当接部(5)の要部拡大図であり、当
接部(5)にろう接用被覆層の溶融により溶融だまり
(7)が形成される。本発明において、前記当接部
(5)に形成されるろう材の溶融だまり(7)により、
当接部(5)は強固に接合されることになる。
(作用効果) 以上、本発明の排気ガス浄化用触媒を担持するための
金属製担持母体の製造方法によれば、高価な高温ろう材
を使用することなく、経済的な無電解メッキにより金属
製担持母体を構成する主要部材間の当接部を除く当接部
付近にろう接用被覆層を形成することができる。即ち、
従来のろう材塗布方式にみられる、ろう材の均一な塗布
作業や乾燥作業といった複雑で手間のかかる作業、及び
電子ビーム,レーザー,アーク等の溶接やろう材を挟み
込んで積層したりする作業を省略することができる。
更に、本発明においては加熱処理により、ろう材であ
るメッキ層が溶融する際、金属製担持母体を構成する主
要部材間の当接部の寸法が変化したりせず、加熱処理前
の形状寸法のもとで、溶融して表面張力が低下したろう
材が毛細管現象により当接部に浸透して溶融だまりが形
成されるため強固に主要部材間を接合することができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明する
が、本発明の要旨を超えない限り本発明はこれら実施例
に限定されるものではない。
(実施例1) Cr20%,Al5%のフェライト系ステンレス鋼の厚さ0.04
m/m,幅74.5m/mの薄肉鋼帯からなる平板状帯材と、この
帯材を更にフォーミングギアの間を通して長手方向に山
と山とのピッチ2.5m/m,山の高さ1.2m/mの波形に加工し
た波板状帯材とを、互に当接部を有するように重ね合わ
せた。次に、これを1括渦巻状に巻き込み、要所を点溶
接により固定し、外径70m/mの軸芯方向に多数の網目状
通気孔を有する積層体を形成した。
前記積層体を内径70m/m,肉厚1m/mの金属製円筒に挿入
して所望の構造体とし、脱脂、酸洗の清浄化処理をした
後、Ni−Bの無電解メッキを施した。なお、メッキの厚
さが約5μmであった。
次に、前記構造体を真空炉にて、概略1250℃に加熱処
理した。この加熱処理により、平板状帯材と波板状帯
材、さらに金属製ケーシングとの相互の当接部がNiろう
で強固にろう付けされた排気ガス浄化用触媒を担持する
ための金属製担持母体が得られた。
(実施例2) 実施例1と同種の耐熱性の鋼帯を用いて、平板状帯材
と波板状帯材を切り揃え、該帯材を交互に階層状に積層
して120m/m×70m/mの長円形断面と、長さ74,5m/mの積層
体を形成した。
次に、前記積層体の要所を溶接接合し、これを略同形
状の内部断面を有する金属性ケーシングに挿入した後、
実施例1と同様に清浄処理した後、先ずCuの無電解メッ
キ処理をし、次いでNiの無電解メッキ処理と加熱処理を
行なった。これにより平板状帯材と波板状帯材、さらに
金属製ケーシングとの相互の当接部が強固にろう付けさ
れた排気ガス増加用触媒を担持させるための金属製担持
母体を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例になる金属製担持母体の全
体斜視図であり、第2図は他の実施例になる金属製担持
母体の全体斜視図である。 第3図は、ろう接用被覆層を形成し得る無電解メッキ浴
で浸漬処理した直後の平板状金属帯材と波板状金属帯材
との当接部の要部拡大図である。 第4図は、ろう接要被覆層を形成し得る無電解メッキ浴
で浸漬処理し、さらに加熱処理してろう付けをしたあと
の平板状金属帯材と波板状金属帯材との当接部の要部拡
大図である。 1,1′……金属製担持母体 2,2′……平板状金属帯材 3,3′……波板状金属帯材 4,4′……筒状金属ケース 5……平板状金属帯材と波板状金属帯材との当接部 6……ろう接用被覆層 7……ろう材の溶融だまり

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄肉金属板からなる平板状の金属帯材と波
    板状の金属帯材とを交互に当接部を有するように重積し
    て軸芯方向に多数の網目状通気孔路を持つ積層体を形成
    し、次いで前記積層体をろう接用被覆層を形成し得る無
    電解メッキ浴に浸漬処理して少なくとも前記当接部を除
    く当接部付近にろう接用被覆層を形成し、さらに加熱処
    理して平板状の金属帯材と波板状の金属帯材との当接部
    をろう接合してなることを特徴とする積層構造の排気ガ
    ス浄化用触媒を担持するための金属製担持母体の製造方
    法。
  2. 【請求項2】無電解メッキ浴が、Cu,Ni,及びこれら基合
    金のメッキ成分から選ばれるものである特許請求の範囲
    第1項に記載の金属製担持母体の製造方法。
  3. 【請求項3】積層体が、薄肉金属板からなる平板状の金
    属帯材と波板状の金属帯材とを互に当接部を有するよう
    に重積し、これを1括渦巻状に巻回して軸芯方向に多数
    の網目状通気孔を有する積層構造としたものである特許
    請求の範囲第1項に記載の金属製担持母体の製造方法。
  4. 【請求項4】積層体が、薄肉金属板からなる平板状の金
    属帯材と波板状の金属帯材とを階層状に積層して軸芯方
    向に多数の網目状通気孔を有する積層構造としたもので
    ある特許請求の範囲第1項に記載の金属製担持母体の製
    造方法。
  5. 【請求項5】薄肉金属からなる平板状の金属帯材と波板
    状の金属帯材とを交互に当接部を有するように重積して
    軸芯方向に多数の網目状通気孔路を持つ積層体を形成す
    るとともに前記積層体を筒状金属ケースに収納し、次い
    で前記筒状金属ケースに収納された積層体をろう接用被
    覆層を形成し得る無電解メッキ浴に浸漬処理して少なく
    とも前記平板状の金属帯材と波板状の金属帯材との当接
    部及び積層体と筒状金属ケースとの当接部を除く当接部
    付近にろう接用被覆層を形成し、さらに加熱処理して前
    記平板状の金属帯材と波板状の金属帯材との当接部及び
    積層体と筒状ケースとの当接部をろう接合してなること
    を特徴とする筒状金属ケースに収納された積層構造の排
    気ガス浄化用触媒を担持するための金属製担持母体の製
    造方法。
  6. 【請求項6】無電解メッキ浴が、Cu,Ni,及びこれら基合
    金のメッキ成分から選ばれるものである特許請求の範囲
    第5項に記載の金属製担持母体の製造方法。
  7. 【請求項7】積層体が、薄肉金属痛からなる平板状の金
    属帯材と波板状の金属帯材とを互に当接部を有するよう
    に重積し、これを1括渦巻状に巻回して軸芯方向に多数
    の網目状通気孔を有する積層構造としたものである特許
    請求の範囲第5項に記載の金属製担持母体の製造方法。
  8. 【請求項8】積層体が、薄肉金属板からなる平板状の金
    属帯材と波板状の金属帯材とを階層状に積層して軸芯方
    向に多数の網目状通気孔を有する積層構造としたもので
    ある特許請求の範囲第5項に記載の金属製担持母体の製
    造方法。
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