JP2558005B2 - 良好な耐久性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 - Google Patents
良好な耐久性を有する自動車排ガス触媒用金属担体Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
-
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車排ガス浄化用触媒を担持するための
金属担体に関するものである。
金属担体に関するものである。
自動車の排ガスを浄化するための触媒を担持する担体
として、耐熱性のステンレス鋼からなるハニカム体の金
属担体が注目されている。これら金属担体は、高温の排
気ガスに耐える耐熱性、耐酸化性だけでなく、同時に排
ガスによる加熱・冷却の熱サイクル及びハニカム体内の
温度差による熱応力・熱疲労にも耐えることが重要であ
る。
として、耐熱性のステンレス鋼からなるハニカム体の金
属担体が注目されている。これら金属担体は、高温の排
気ガスに耐える耐熱性、耐酸化性だけでなく、同時に排
ガスによる加熱・冷却の熱サイクル及びハニカム体内の
温度差による熱応力・熱疲労にも耐えることが重要であ
る。
金属担体が加熱・冷却を受けると、担体の中心とその
外周側では大きな温度差が生じ熱応力が発生する。排ガ
スによりハニカム体の中心部が加熱されて中心部の温度
が外周温度よりも高くなると、熱膨張により中心部が外
周部よりも伸びようとする。冷却過程で外周部から冷え
てくると伸びきった中心部の箔は元の長さまで十分に収
縮できず箔が軸方向に塑性変形する。そのような熱サイ
クルを繰り返すと徐々に箔は軸方向に伸びてくる。ま
た、特公平１−54090号公報に開示されているように、
担体は高温において作動時間の増加とともに特に長手方
向の膨張を生じるという問題がある。排ガスの流れに偏
流がある場合は、流量の多いところではとりわけハニカ
ム体がその周囲よりも温度が上がり高温に曝される。
外周側では大きな温度差が生じ熱応力が発生する。排ガ
スによりハニカム体の中心部が加熱されて中心部の温度
が外周温度よりも高くなると、熱膨張により中心部が外
周部よりも伸びようとする。冷却過程で外周部から冷え
てくると伸びきった中心部の箔は元の長さまで十分に収
縮できず箔が軸方向に塑性変形する。そのような熱サイ
クルを繰り返すと徐々に箔は軸方向に伸びてくる。ま
た、特公平１−54090号公報に開示されているように、
担体は高温において作動時間の増加とともに特に長手方
向の膨張を生じるという問題がある。排ガスの流れに偏
流がある場合は、流量の多いところではとりわけハニカ
ム体がその周囲よりも温度が上がり高温に曝される。
即ち、繰り返し熱愛力によるハニカム体の膨張と絶対
的に高い温度によるハニカム体の膨張の両方の要因によ
り高温に曝されるハニカム部分では箔の軸方向膨張現象
が起きる。このような軸方向箔伸び現象が発生すると、
特公昭63−44466号公報の実施例に図示されているよう
な、金属ハニカム体の両端部を軸方向に接合して軸方向
に対称な接合構造を持つ金属担体では、排ガス入側の金
属ハニカム体の箔の一部分が破断し飛び出す現象が起こ
り、飛び出した部分の先端部が排ガスにより飛散してし
まう。
的に高い温度によるハニカム体の膨張の両方の要因によ
り高温に曝されるハニカム部分では箔の軸方向膨張現象
が起きる。このような軸方向箔伸び現象が発生すると、
特公昭63−44466号公報の実施例に図示されているよう
な、金属ハニカム体の両端部を軸方向に接合して軸方向
に対称な接合構造を持つ金属担体では、排ガス入側の金
属ハニカム体の箔の一部分が破断し飛び出す現象が起こ
り、飛び出した部分の先端部が排ガスにより飛散してし
まう。
熱サイクルによる熱応力・熱疲労対策としては、特開
昭62−273050号、特開昭62−273051号の各公報に開示さ
れているような箔の端部のみを軸方向に外筒と接合しハ
ニカム体の平箔と波箔とは接合しないものや、特開昭62
−83044号公報に開示されているように平箔にも大きな
周期で変形を与え、波箔には小さな波長の波を付加して
接合点で形成されるセルに変形代を余分に与えて熱応力
を緩和する方法などがある。これらの方法で前者は、箔
の端部が外筒とだけしか接合されていないため、高温・
高速の排ガスによりハニカム体の平箔と波箔がずれてし
まうことがある。また、後者で述べた方法は箔の波付け
加工が困難であると同時に巻取りがむずかしく接点を安
定して接合するのも困難である。それ故に、ひとつひと
つのセルの接合不良を招き易くハニカム体の構造安定性
に欠けるものである。特開昭62−45345号公報では、軸
と直角な面での半径方向と周方向を選択的に接合するこ
とにより軸と直角な面での応力緩和を図っているが、軸
方向の応力を緩和することは出来ない。また、実開昭62
−160728号公報にあるように機械的にハニカム体を固定
する方法もあるが、外筒とは切り離されているのでハニ
カム体が外筒内部で振動し、担持した触媒が脱落して浄
化能力が低下する。
昭62−273050号、特開昭62−273051号の各公報に開示さ
れているような箔の端部のみを軸方向に外筒と接合しハ
ニカム体の平箔と波箔とは接合しないものや、特開昭62
−83044号公報に開示されているように平箔にも大きな
周期で変形を与え、波箔には小さな波長の波を付加して
接合点で形成されるセルに変形代を余分に与えて熱応力
を緩和する方法などがある。これらの方法で前者は、箔
の端部が外筒とだけしか接合されていないため、高温・
高速の排ガスによりハニカム体の平箔と波箔がずれてし
まうことがある。また、後者で述べた方法は箔の波付け
加工が困難であると同時に巻取りがむずかしく接点を安
定して接合するのも困難である。それ故に、ひとつひと
つのセルの接合不良を招き易くハニカム体の構造安定性
に欠けるものである。特開昭62−45345号公報では、軸
と直角な面での半径方向と周方向を選択的に接合するこ
とにより軸と直角な面での応力緩和を図っているが、軸
方向の応力を緩和することは出来ない。また、実開昭62
−160728号公報にあるように機械的にハニカム体を固定
する方法もあるが、外筒とは切り離されているのでハニ
カム体が外筒内部で振動し、担持した触媒が脱落して浄
化能力が低下する。
以上のように熱サイクルによる熱応力・熱疲労に対す
る従来までの対策は、軸方向に発生する箔伸びに対する
対策には不十分であり、排ガス入側のハニカム体の一部
飛散を生じて触媒の浄化能力を低下させたりエンジンの
効率を下げるものである。
る従来までの対策は、軸方向に発生する箔伸びに対する
対策には不十分であり、排ガス入側のハニカム体の一部
飛散を生じて触媒の浄化能力を低下させたりエンジンの
効率を下げるものである。
本発明は、金属ハニカム体内の温度差により生じる熱
応力による金属箔の伸びと高温に曝されることによる金
属箔の伸びの両方の箔伸び現象による排ガス入側の金属
ハニカム体の飛び出し，飛散などの不具合を解決しよう
とするものである。
応力による金属箔の伸びと高温に曝されることによる金
属箔の伸びの両方の箔伸び現象による排ガス入側の金属
ハニカム体の飛び出し，飛散などの不具合を解決しよう
とするものである。
本発明の要旨とするところは、排ガス出側の金属ハニ
カム体の平箔と波箔の軸方向接合強度を排ガス入側の平
箔と波箔の軸方向接合強度10〜50％にすることにより排
ガス入側の金属ハニカム体の飛び出し現象を防止するも
のである。
カム体の平箔と波箔の軸方向接合強度を排ガス入側の平
箔と波箔の軸方向接合強度10〜50％にすることにより排
ガス入側の金属ハニカム体の飛び出し現象を防止するも
のである。
また、上記発明に加えて外筒と金属ハニカム体を接合
する領域で金属ハニカム体の外周部近傍、即ち、最外周
から１周以上５周以内で平箔と波箔を、外筒と金属ハニ
カム体の接合範囲よりも長く軸方向に接合することによ
り外筒と接合されている金属ハニカム体最外周の箔破断
による金属ハニカム体のずれをも防止するものである。
このとき、外筒と金属ハニカム体の接合箇所は、排ガス
入側の金属ハニカム体の接合領域と重複しないようにす
る。
する領域で金属ハニカム体の外周部近傍、即ち、最外周
から１周以上５周以内で平箔と波箔を、外筒と金属ハニ
カム体の接合範囲よりも長く軸方向に接合することによ
り外筒と接合されている金属ハニカム体最外周の箔破断
による金属ハニカム体のずれをも防止するものである。
このとき、外筒と金属ハニカム体の接合箇所は、排ガス
入側の金属ハニカム体の接合領域と重複しないようにす
る。
上記課題を解決するための手段は、金属ハニカム体の
接合強度に着目して開発されたものである。すなわち、
本発明の主旨は、ハニカム体の飛び出し現象が排ガス入
側で生じるため、それを防止するためにはハニカム体の
出側の接合強度を下げて入側が飛び出す前に出側でハニ
カム体を飛び出させてハニカム体の入り側の飛び出し現
象を抑えようとするものである。入側の飛び出し現象は
飛び出した所の金属箔が排ガスに煽られ飛散し、エンジ
ン側に逆流する可能性がありエンジン・トラブルの原因
になり得る。一方、出側の飛び出した所は排ガスがハニ
カム体のセルを通過することにより整流されるため飛散
することも少なく、例え飛散してもその飛散したものが
エンジン側に逆流することもないためエンジン・トラブ
ルの心配がない。
接合強度に着目して開発されたものである。すなわち、
本発明の主旨は、ハニカム体の飛び出し現象が排ガス入
側で生じるため、それを防止するためにはハニカム体の
出側の接合強度を下げて入側が飛び出す前に出側でハニ
カム体を飛び出させてハニカム体の入り側の飛び出し現
象を抑えようとするものである。入側の飛び出し現象は
飛び出した所の金属箔が排ガスに煽られ飛散し、エンジ
ン側に逆流する可能性がありエンジン・トラブルの原因
になり得る。一方、出側の飛び出した所は排ガスがハニ
カム体のセルを通過することにより整流されるため飛散
することも少なく、例え飛散してもその飛散したものが
エンジン側に逆流することもないためエンジン・トラブ
ルの心配がない。
第１図は、エンジンが立ち上がって60秒後の定常状態
に達する前の金属担体内の温度分布を表わしている。そ
れによると、排ガス入側の担体部分では、800℃以上に
なっている領域があるのに対して、出側では400℃〜500
℃である。一方、金属ハニカム体に使用されているフェ
ライト系ステンレス鋼の高温強度は、第２図に示す特性
を有している。800℃ではハニカム体素材の高温強度は5
kg/mm2程度に低下しているが、400℃〜500℃では40kg/m
m2以上である。したがって、金属ハニカム体の平箔と波
箔の軸方向接合長さが排ガス入側と出側で同じ接合長さ
である場合、ハニカム体接合部の排ガス入側は熱間強度
が極度に低下しているのに対して出側はそれほど強度低
下を来していない。軸方向に熱応力が働き箔が伸ばされ
るようになると熱間強度の低くなったところで箔は伸び
ていく。即ち、箔の伸びは出側よりも入側で伸びて行く
ことになり、ハニカム体は入側で飛び出してしまう。以
上のことにより、排ガス入側での飛び出し現象を防止す
るためには、出側の接合長さを入側より短くしてハニカ
ム体が加熱された状態において出側の接合強度を入側の
接合強度よりも低くすることが必要である。
に達する前の金属担体内の温度分布を表わしている。そ
れによると、排ガス入側の担体部分では、800℃以上に
なっている領域があるのに対して、出側では400℃〜500
℃である。一方、金属ハニカム体に使用されているフェ
ライト系ステンレス鋼の高温強度は、第２図に示す特性
を有している。800℃ではハニカム体素材の高温強度は5
kg/mm2程度に低下しているが、400℃〜500℃では40kg/m
m2以上である。したがって、金属ハニカム体の平箔と波
箔の軸方向接合長さが排ガス入側と出側で同じ接合長さ
である場合、ハニカム体接合部の排ガス入側は熱間強度
が極度に低下しているのに対して出側はそれほど強度低
下を来していない。軸方向に熱応力が働き箔が伸ばされ
るようになると熱間強度の低くなったところで箔は伸び
ていく。即ち、箔の伸びは出側よりも入側で伸びて行く
ことになり、ハニカム体は入側で飛び出してしまう。以
上のことにより、排ガス入側での飛び出し現象を防止す
るためには、出側の接合長さを入側より短くしてハニカ
ム体が加熱された状態において出側の接合強度を入側の
接合強度よりも低くすることが必要である。
本発明者らは、出側の接合強度を入側に比べてどの程
度低くすれば良いのかを決めるために入側の接合長さに
対して出側を種々の比率で接合し、それらの金属担体を
エンジン・テストした結果、出側の接合強度を入側の50
％以下にすれば入側の飛び出し現象を防止できることを
発見した。即ち、出側の接合長さを入側の接合長さの50
％以下にすれば入側の飛び出しを防止することができ
た。
度低くすれば良いのかを決めるために入側の接合長さに
対して出側を種々の比率で接合し、それらの金属担体を
エンジン・テストした結果、出側の接合強度を入側の50
％以下にすれば入側の飛び出し現象を防止できることを
発見した。即ち、出側の接合長さを入側の接合長さの50
％以下にすれば入側の飛び出しを防止することができ
た。
また、接合長さを少くする代りに、ハニカム体出側の
波箔と平箔の接合箇所を入側の接合箇所より少くするこ
とで接合強度の低下を達成できることが確認された。す
なわち、入側の接合箇所を出側の50％以下にすることに
より入側の接合強度を出側の50％以下にすることができ
た。
波箔と平箔の接合箇所を入側の接合箇所より少くするこ
とで接合強度の低下を達成できることが確認された。す
なわち、入側の接合箇所を出側の50％以下にすることに
より入側の接合強度を出側の50％以下にすることができ
た。
なお、排ガスの出側端部を全く接合しない場合は、平
箔と波箔の拘束が緩み、これら箔が排ガスにより振動を
起して飛散し易くなる。本発明者らは排ガス出側端部も
排ガス入側端部に対して10％以上の接合強度を保持すれ
ば金属ハニカム体が排ガス出側に飛び出しても飛散しな
いことを知見した。
箔と波箔の拘束が緩み、これら箔が排ガスにより振動を
起して飛散し易くなる。本発明者らは排ガス出側端部も
排ガス入側端部に対して10％以上の接合強度を保持すれ
ば金属ハニカム体が排ガス出側に飛び出しても飛散しな
いことを知見した。
金属ハニカム体の最外周１周以上かつ５周以内で、外
筒との接合範囲よりも長く軸方向に接合して外周強化す
るのは、外筒と接合されている金属ハニカム体の最外周
の箔が破断を起こしても金属ハニカム体内で接合領域を
有しておれば金属ハニカム体が外筒から直ちに切り離さ
れてずれることがないからである。外周強化接合におけ
る５周以下の限定は、それ以上接合すると外周強化接合
範囲内で大きな熱応力の発生原因になるからである。ま
た、外筒と金属ハニカム体との接合は、排ガス入側の金
属ハニカム体の接合領域と重複しないようにして外筒と
金属ハニカム体との間の熱応力を緩和する。
筒との接合範囲よりも長く軸方向に接合して外周強化す
るのは、外筒と接合されている金属ハニカム体の最外周
の箔が破断を起こしても金属ハニカム体内で接合領域を
有しておれば金属ハニカム体が外筒から直ちに切り離さ
れてずれることがないからである。外周強化接合におけ
る５周以下の限定は、それ以上接合すると外周強化接合
範囲内で大きな熱応力の発生原因になるからである。ま
た、外筒と金属ハニカム体との接合は、排ガス入側の金
属ハニカム体の接合領域と重複しないようにして外筒と
金属ハニカム体との間の熱応力を緩和する。
本発明の主旨を具現化できる接合は、ロウ付、拡散接
合、抵抗溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接、アーク
溶接等の接合方法で可能である。特にロウ付だとロウ材
の付着する長さを制御することにより容易に接合長さを
コントロールし易い。
合、抵抗溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接、アーク
溶接等の接合方法で可能である。特にロウ付だとロウ材
の付着する長さを制御することにより容易に接合長さを
コントロールし易い。
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。各図面
は円柱状金属担体１の軸方向断面の模式図である。該金
属担体１の上部が排ガス入側を表わし、下部が排ガス出
側を表わす。図中の斜線部分が平箔と波箔が接合されて
いる領域である。これら実施例並びに比較例はすべてロ
ウ付を用いて接合した例である。第３図は本発明に基づ
く実施例（実施例１）である。巾100mm、50μｍ厚さの
フェライト系ステンレス鋼の平箔と波箔を重ねて巻いた
ハニカム体２を、外径が80mm、厚さ1.5mm、長さ100mmの
ステンレス鋼外筒３に納めてある。図中４はハニカム体
２の平箔と波箔の排ガス入側のロウ付領域を表わしてお
りその接合長さは、20mmである。５は出側のロウ付領域
を表わし、その接合長さは入側の50％である10mmであ
る。６は金属ハニカム体の最外周から５周目まで軸方向
に50mmロウ付した外周強化層である。７はハニカム体２
と外筒３を40mmロウ付している領域である。ここで金属
ハニカム体２を最外周から５周目までロウ付して外周強
化層を形成している理由は、ハニカム体２と外筒３とは
50μｍ厚さの箔１枚でつながっているため、熱応力によ
りその箔が前記つながり部分の近傍で破断してもハニカ
ム体内部で平箔と波箔が接合されているとハニカム体が
外筒から切り離されないためである。
は円柱状金属担体１の軸方向断面の模式図である。該金
属担体１の上部が排ガス入側を表わし、下部が排ガス出
側を表わす。図中の斜線部分が平箔と波箔が接合されて
いる領域である。これら実施例並びに比較例はすべてロ
ウ付を用いて接合した例である。第３図は本発明に基づ
く実施例（実施例１）である。巾100mm、50μｍ厚さの
フェライト系ステンレス鋼の平箔と波箔を重ねて巻いた
ハニカム体２を、外径が80mm、厚さ1.5mm、長さ100mmの
ステンレス鋼外筒３に納めてある。図中４はハニカム体
２の平箔と波箔の排ガス入側のロウ付領域を表わしてお
りその接合長さは、20mmである。５は出側のロウ付領域
を表わし、その接合長さは入側の50％である10mmであ
る。６は金属ハニカム体の最外周から５周目まで軸方向
に50mmロウ付した外周強化層である。７はハニカム体２
と外筒３を40mmロウ付している領域である。ここで金属
ハニカム体２を最外周から５周目までロウ付して外周強
化層を形成している理由は、ハニカム体２と外筒３とは
50μｍ厚さの箔１枚でつながっているため、熱応力によ
りその箔が前記つながり部分の近傍で破断してもハニカ
ム体内部で平箔と波箔が接合されているとハニカム体が
外筒から切り離されないためである。
以上のような金属担体１を実際のエンジンによる排ガ
スの加熱・冷却サイクル（800℃以上まで加熱して100℃
以下になるまで冷却するのを繰り返す。）にかけた結
果、排ガス入側の飛び出し現象は起きなかった。第４図
は軸方向に対称なロウ付構造を持つ金属担体１の比較例
（比較例１）である。排ガスの入側と出側のハニカム体
のロウ付領域4,5の接合長さがともに20mmで同じ場合で
ある。その他のロウ付領域６および７の軸方向のロウ付
け長さは実施例１と同じである。この比較例１では上記
加熱・サイクルをかけると入側のハニカム体が飛び出し
た。そして、飛び出した箇所が排ガスに煽られて箔が亀
裂・破断を起こして飛散した。第５図は他の比較例（比
較例２）である。出側のロウ付領域５の接合長さを排ガ
ス入側のロウ付領域４の接合長さの75％、即ち、15mmに
してある。そのほかは実施例１に同じである。この場合
においても排ガス入側が飛び出して箔が飛散した。以上
の例から出側のロウ付領域５の接合長さは入側のロウ付
領域４の50％以下にするのがよい。
スの加熱・冷却サイクル（800℃以上まで加熱して100℃
以下になるまで冷却するのを繰り返す。）にかけた結
果、排ガス入側の飛び出し現象は起きなかった。第４図
は軸方向に対称なロウ付構造を持つ金属担体１の比較例
（比較例１）である。排ガスの入側と出側のハニカム体
のロウ付領域4,5の接合長さがともに20mmで同じ場合で
ある。その他のロウ付領域６および７の軸方向のロウ付
け長さは実施例１と同じである。この比較例１では上記
加熱・サイクルをかけると入側のハニカム体が飛び出し
た。そして、飛び出した箇所が排ガスに煽られて箔が亀
裂・破断を起こして飛散した。第５図は他の比較例（比
較例２）である。出側のロウ付領域５の接合長さを排ガ
ス入側のロウ付領域４の接合長さの75％、即ち、15mmに
してある。そのほかは実施例１に同じである。この場合
においても排ガス入側が飛び出して箔が飛散した。以上
の例から出側のロウ付領域５の接合長さは入側のロウ付
領域４の50％以下にするのがよい。
第６図は他の実施例（実施例２）である。図中８は最
外周から２周目までを入り側から出側まで全長ロウ付け
した外周強化層である。９は出側のロウ付領域を表わ
し、その接合長さは入側ロウ付領域４の接合長さと同じ
である。しかし、平箔と波箔のロウ付位置が第７図（ハ
ニカム体の出側ロウ付領域の横断面を示す。）に示すよ
うに波箔の一部は外径側でロウ付し内径側ではロウ付を
せず、その隣りの一部は外径側ではロウ付せずに内径側
でロウ付している。出側をこのようにロウ付すると出側
の接合強度は、入側の全面ロウ付部に比べるとはるかに
低くなり入側の飛び出し現象を防止できる。第８図は他
の実施例（実施例３）を示す。図中11はハニカム体２と
外筒３のロウ付領域を表わし、ハニカム体の出側で両者
を接合している。ハニカム体と外筒のロウ付位置は排ガ
ス入側のハニカム体のロウ付領域と重複しなければどの
位置であってもよいが、排ガス入側方向は温度上昇が急
速であり温度偏差が大きくなるので、出側方向で接合し
た方が温度偏差が小さくて破壊に対して有利になる。10
は出側方向でのロウ付領域を表わしており、その接合長
さは入側ロウ付領域の接合長さと同じである。ただし、
平箔と波箔のロウ付位置は、第９図に示すように波箔の
内径側だけで平箔と対にしてロウ付している。このよう
な出側のロウ付でも入側の飛び出し現象は生じなかっ
た。実施例２と３の出側のロウ付領域の接合長さは入側
と同じであるが、第７図及び第９図に示すようにその接
合箇所が、平箔と波箔の全てが接合されている入側の接
合箇所の50％以下の接点において接合されているので実
質の軸方向接合強度は入側よりも50％以下になってい
る。
外周から２周目までを入り側から出側まで全長ロウ付け
した外周強化層である。９は出側のロウ付領域を表わ
し、その接合長さは入側ロウ付領域４の接合長さと同じ
である。しかし、平箔と波箔のロウ付位置が第７図（ハ
ニカム体の出側ロウ付領域の横断面を示す。）に示すよ
うに波箔の一部は外径側でロウ付し内径側ではロウ付を
せず、その隣りの一部は外径側ではロウ付せずに内径側
でロウ付している。出側をこのようにロウ付すると出側
の接合強度は、入側の全面ロウ付部に比べるとはるかに
低くなり入側の飛び出し現象を防止できる。第８図は他
の実施例（実施例３）を示す。図中11はハニカム体２と
外筒３のロウ付領域を表わし、ハニカム体の出側で両者
を接合している。ハニカム体と外筒のロウ付位置は排ガ
ス入側のハニカム体のロウ付領域と重複しなければどの
位置であってもよいが、排ガス入側方向は温度上昇が急
速であり温度偏差が大きくなるので、出側方向で接合し
た方が温度偏差が小さくて破壊に対して有利になる。10
は出側方向でのロウ付領域を表わしており、その接合長
さは入側ロウ付領域の接合長さと同じである。ただし、
平箔と波箔のロウ付位置は、第９図に示すように波箔の
内径側だけで平箔と対にしてロウ付している。このよう
な出側のロウ付でも入側の飛び出し現象は生じなかっ
た。実施例２と３の出側のロウ付領域の接合長さは入側
と同じであるが、第７図及び第９図に示すようにその接
合箇所が、平箔と波箔の全てが接合されている入側の接
合箇所の50％以下の接点において接合されているので実
質の軸方向接合強度は入側よりも50％以下になってい
る。
第10図はさらに他の実施例（実施例４）を示してい
る。図中５は第３図と同じ構造の出側のロウ付領域を表
わしており、その接合長さは入側のロウ付領域接合長さ
の10分の１の2mmである。実施例４では、入側が飛び出
さなかったが、出側でハニカム体が飛び出した。しか
し、飛び出してもハニカム体の箔は端部2mmがロウ付さ
れているため、出側の飛び出し箇所は飛散してはいなか
った。出側を全くロウ付しない場合、平箔と波箔は接合
されていないと拘束が緩み、箔が排気ガスにより振動を
起こして飛散する可能性がある。
る。図中５は第３図と同じ構造の出側のロウ付領域を表
わしており、その接合長さは入側のロウ付領域接合長さ
の10分の１の2mmである。実施例４では、入側が飛び出
さなかったが、出側でハニカム体が飛び出した。しか
し、飛び出してもハニカム体の箔は端部2mmがロウ付さ
れているため、出側の飛び出し箇所は飛散してはいなか
った。出側を全くロウ付しない場合、平箔と波箔は接合
されていないと拘束が緩み、箔が排気ガスにより振動を
起こして飛散する可能性がある。
〔発明の効果〕 以上説明してきたように本発明は、排気ガス入側のハ
ニカム体の亀裂・飛び出しおよび飛散現象に対し、出側
の接合強度を入側よりも低くすることにより入側の飛び
出し，飛散現象を防止できるものである。本発明によ
り、ハニカム体の入側飛散はなくなり触媒の浄化能力の
低下を防ぎ、エンジン・トラブルの可能性も解消した。
ニカム体の亀裂・飛び出しおよび飛散現象に対し、出側
の接合強度を入側よりも低くすることにより入側の飛び
出し，飛散現象を防止できるものである。本発明によ
り、ハニカム体の入側飛散はなくなり触媒の浄化能力の
低下を防ぎ、エンジン・トラブルの可能性も解消した。
なお、本発明の担体は、断面形状が円形のものに限る
ことなく、楕円形、卵形、レーストラック形などその他
の形のものに適用しうるものである。
ことなく、楕円形、卵形、レーストラック形などその他
の形のものに適用しうるものである。
第１図は金属担体内の温度分布を示す図であり、第２図
はフェライト系ステンレス鋼の高温引張強度を表わす図
であり、第３図、第６図、第８図及び第10図は本発明に
よる実施例の金属担体の軸方向断面の接合状況を示す模
式図であり、第７図及び第９図は第６図及び第８図の金
属担体出側におけるハニカム体横断面での接合状況を示
す模式図であり、第４図及び第５図は、比較例の金属担
体の軸方向断面の接合状況を示す模式図である。 １……金属担体、２……ハニカム体、 ３……外筒、 ４……ハニカム体排ガス入側のロウ付領域、 5,9,10……ハニカム体排ガス出側のロウ付領域、 6,8……外周強化層、 ７……ハニカム体と外筒のロウ付領域。
はフェライト系ステンレス鋼の高温引張強度を表わす図
であり、第３図、第６図、第８図及び第10図は本発明に
よる実施例の金属担体の軸方向断面の接合状況を示す模
式図であり、第７図及び第９図は第６図及び第８図の金
属担体出側におけるハニカム体横断面での接合状況を示
す模式図であり、第４図及び第５図は、比較例の金属担
体の軸方向断面の接合状況を示す模式図である。 １……金属担体、２……ハニカム体、 ３……外筒、 ４……ハニカム体排ガス入側のロウ付領域、 5,9,10……ハニカム体排ガス出側のロウ付領域、 6,8……外周強化層、 ７……ハニカム体と外筒のロウ付領域。
フロントページの続き (72)発明者 八代 正男 愛知県東海市東海町５―３ 新日本製鐵 株式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 高田 登志広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 平山 洋 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−194436（ＪＰ，Ｕ) 国際公開90／3842（ＷＯ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】平箔と波箔を重ねて巻き込んでなる金属ハ
ニカム体とその側面を囲む金属外筒を接合してなる自動
車排ガス触媒用金属担体において、排ガス出側の金属ハ
ニカム体の平箔と波箔の軸方向接合強度を排ガス入側の
平箔と波箔の軸方向接合強度の10〜50％にすることを特
徴とする自動車排ガス触媒用金属担体。 - 【請求項２】排ガス出側の金属ハニカム体の平箔と波箔
の軸方向接合長さを排ガス入側の平箔と波箔の軸方向接
合長さの10〜50％にする請求項１記載の金属担体。 - 【請求項３】排ガス出側の金属ハニカム体の平箔と波箔
の軸方向接合箇所を排ガス入側の平箔と波箔の軸方向接
合箇所の10〜50％にする請求項１記載の金属担体。 - 【請求項４】金属ハニカム体の最外周から１周以上５周
以内で平箔と波箔とを軸方向に接合した外周強化層を有
する金属ハニカム体と外筒との接合を、金属ハニカム体
の排ガス入側の平箔と波箔との接合領域と軸方向に重複
しない部分で、かつ外周強化層の軸方向範囲内で行う請
求項１記載の金属担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181900A JP2558005B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 良好な耐久性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181900A JP2558005B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 良好な耐久性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0471648A JPH0471648A (ja) | 1992-03-06 |
| JP2558005B2 true JP2558005B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16108848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181900A Expired - Lifetime JP2558005B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 良好な耐久性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558005B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10072549B2 (en) | 2014-02-12 | 2018-09-11 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Metal substrate for catalytic converters |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4504528B2 (ja) * | 2000-08-04 | 2010-07-14 | 富士重工業株式会社 | 金属担体の保持構造 |
| JP2002326644A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-12 | Nissui Pharm Co Ltd | キャップ |
| JP4684645B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2011-05-18 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 構造耐久性に優れた触媒担持用メタル担体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62194436U (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-10 |
-
1990
- 1990-07-10 JP JP2181900A patent/JP2558005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10072549B2 (en) | 2014-02-12 | 2018-09-11 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Metal substrate for catalytic converters |
| EP3539658A1 (en) | 2014-02-12 | 2019-09-18 | NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd. | Metal substrate for catalytic converters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0471648A (ja) | 1992-03-06 |
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