JP2911469B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
-
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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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- F01N2330/38—Honeycomb supports characterised by their structural details flow channels with means to enhance flow mixing,(e.g. protrusions or projections)
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ハニカムコア体から成る排気ガス浄
化装置に関する。
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ハニカムコア体から成る排気ガス浄
化装置に関する。
更に詳しくは、本発明は過酷な条件下で使用されるこ
の種の排気ガス浄化装置において、金属製ハニカムコア
体として、熱膨張や熱応力による変形や破損に対する耐
久性を改善した排気ガス浄化装置に関するものである。
の種の排気ガス浄化装置において、金属製ハニカムコア
体として、熱膨張や熱応力による変形や破損に対する耐
久性を改善した排気ガス浄化装置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装置は、一般に耐熱性の
薄肉鋼板からの平板状帯材と前記薄肉鋼板を波形成形し
た波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層
状に重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多
数の網目状通気孔路を有するハニカム状積層体（以下、
ハニカムコア体という。）と、前記ハニカムコア体を填
装し固着するための両端が開口した筒状の金属ケースか
ら構成されている。
薄肉鋼板からの平板状帯材と前記薄肉鋼板を波形成形し
た波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層
状に重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多
数の網目状通気孔路を有するハニカム状積層体（以下、
ハニカムコア体という。）と、前記ハニカムコア体を填
装し固着するための両端が開口した筒状の金属ケースか
ら構成されている。
そして、前記ハニカムコア体と金属ケースとは、排気
ガス自体の高温度及び排気ガスと浄化用触媒との発熱反
応などによる熱膨張や熱的応力に耐えるように、また自
動車走行時の振動などに耐え得るようにろう接や溶接な
どにより強固に固着される。なお、ハニカムコア体を構
成する平板状帯材と波板状帯材の当接部は種々の方法に
より固着されることはいうまでもないことである。
ガス自体の高温度及び排気ガスと浄化用触媒との発熱反
応などによる熱膨張や熱的応力に耐えるように、また自
動車走行時の振動などに耐え得るようにろう接や溶接な
どにより強固に固着される。なお、ハニカムコア体を構
成する平板状帯材と波板状帯材の当接部は種々の方法に
より固着されることはいうまでもないことである。
また、最近においては、従来のコーディエライト系セ
ラミック担体との価格競争面からハニカムコア体を填装
し強固に固着するための金属ケースを使用しないもの、
即ち金属製ハニカムコア体のみで排気ガス浄化装置を構
成しようとする動きがある。この場合、金属ケースを使
用しないことから、金属ケースの製作コスト，金属ケー
スと金属製ハニカムコア体の填装，固着コスト，いわゆ
るキャンニングコストなどが削減され、大幅なコストメ
リットが生じることはいうまでもないことである。
ラミック担体との価格競争面からハニカムコア体を填装
し強固に固着するための金属ケースを使用しないもの、
即ち金属製ハニカムコア体のみで排気ガス浄化装置を構
成しようとする動きがある。この場合、金属ケースを使
用しないことから、金属ケースの製作コスト，金属ケー
スと金属製ハニカムコア体の填装，固着コスト，いわゆ
るキャンニングコストなどが削減され、大幅なコストメ
リットが生じることはいうまでもないことである。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記した従来のハニカムコア体からの
み構成される排気ガス浄化装置、あるいはハニカムコア
体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装置は、
長期の使用に耐えるものではない。特に、ハニカムコア
体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）におい
て、前記した高い温度雰囲気下による熱膨張や熱応力に
基づく変形力が、ハニカムコア体の外周部近傍あるいは
ハニカムコア体の外周面と金属ケースの内壁面との当接
面に集中するため、ハニカムコア体の外周部近傍におい
て該ハニカムコア体を構成する平板状帯材及び／又は波
板状帯材のヒビ割れ，破損が大きく、またこれら帯材間
の当接部あるいはハニカムコア体と金属ケース間の当接
部の剥離や離体が大きくなるという欠点がある。
み構成される排気ガス浄化装置、あるいはハニカムコア
体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装置は、
長期の使用に耐えるものではない。特に、ハニカムコア
体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）におい
て、前記した高い温度雰囲気下による熱膨張や熱応力に
基づく変形力が、ハニカムコア体の外周部近傍あるいは
ハニカムコア体の外周面と金属ケースの内壁面との当接
面に集中するため、ハニカムコア体の外周部近傍におい
て該ハニカムコア体を構成する平板状帯材及び／又は波
板状帯材のヒビ割れ，破損が大きく、またこれら帯材間
の当接部あるいはハニカムコア体と金属ケース間の当接
部の剥離や離体が大きくなるという欠点がある。
これは、ハニカムコア体を構成する平板状帯材と波板
状帯材との間を、あるいはハニカムコア体の外周面と金
属ケースの内壁面とを単に強固に固着すればよいという
考え方に修正をせまるものである。
状帯材との間を、あるいはハニカムコア体の外周面と金
属ケースの内壁面とを単に強固に固着すればよいという
考え方に修正をせまるものである。
本発明者は、前記した従来の排気ガス浄化装置の欠点
を解消すべく、鋭意検討した。その結果、ハニカムコア
体を構成する部材、即ち平板状帯材と波板状帯材の少な
くとも一方に、ハニカムコア体の軸方向（排気ガスの通
過方向）に対して所定の角度で、例えば直角方向に、複
数のスリットをハニカムコア体の軸方向からみたとき相
互に重なり合う部分を有するように形成するとき、前記
した熱膨張や熱応力に基づく変形力を極めて効果的に緩
和しうることを見い出し、本発明を完成するに至った。
を解消すべく、鋭意検討した。その結果、ハニカムコア
体を構成する部材、即ち平板状帯材と波板状帯材の少な
くとも一方に、ハニカムコア体の軸方向（排気ガスの通
過方向）に対して所定の角度で、例えば直角方向に、複
数のスリットをハニカムコア体の軸方向からみたとき相
互に重なり合う部分を有するように形成するとき、前記
した熱膨張や熱応力に基づく変形力を極めて効果的に緩
和しうることを見い出し、本発明を完成するに至った。
（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は、薄肉金属板の平板状
帯材と波板状帯材とを相互に当接するように重積して製
作した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する排気ガス
浄化用触媒を担持させるためのハニカムコア体からなる
排気ガス浄化装置において、（ｉ）前記ハニカムコア体
の構成部材である平板状帯材と波板状帯材の少なくとも
一方が、ハニカムコア体の軸方向にみて、相互に重なり
合う部分と重なり合わない部分とを有するスリットを予
めハニカムコア体の軸方向に複数個形成したもので構成
され、更に、（ii）前記平板状帯材と波板状帯材との当
接部が、ハニカムコア体の軸方向にみて、断続的に固着
されて構成されたものである、ことを特徴とする排気ガ
ス浄化装置に関するものである。
帯材と波板状帯材とを相互に当接するように重積して製
作した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する排気ガス
浄化用触媒を担持させるためのハニカムコア体からなる
排気ガス浄化装置において、（ｉ）前記ハニカムコア体
の構成部材である平板状帯材と波板状帯材の少なくとも
一方が、ハニカムコア体の軸方向にみて、相互に重なり
合う部分と重なり合わない部分とを有するスリットを予
めハニカムコア体の軸方向に複数個形成したもので構成
され、更に、（ii）前記平板状帯材と波板状帯材との当
接部が、ハニカムコア体の軸方向にみて、断続的に固着
されて構成されたものである、ことを特徴とする排気ガ
ス浄化装置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。
金属製ハニカムコア体を使用した排気ガス浄化装置に
おいて、熱膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する
耐久性を十分なものにすることが極めて重要である。
おいて、熱膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する
耐久性を十分なものにすることが極めて重要である。
即ち、排気ガス浄化装置は、排気ガスの流量分布の相
違（中央部と周辺部の流量の相違）、及びハニカムコア
体の表面部に担持されたPt,Pd,Rhなどの排気ガス浄化用
触媒と排気ガスの接触反応（発熱反応）により、ハニカ
ムコア体の中央部は周辺部より高温にさらされる。因み
に、この種の排気ガス浄化装置内の温度は、一般には70
0〜800℃であるが、HC（炭化水素）が多く排出される場
合には1000℃前後にもなる。
違（中央部と周辺部の流量の相違）、及びハニカムコア
体の表面部に担持されたPt,Pd,Rhなどの排気ガス浄化用
触媒と排気ガスの接触反応（発熱反応）により、ハニカ
ムコア体の中央部は周辺部より高温にさらされる。因み
に、この種の排気ガス浄化装置内の温度は、一般には70
0〜800℃であるが、HC（炭化水素）が多く排出される場
合には1000℃前後にもなる。
前記したハニカムコア体内部の温度勾配をさらに詳し
くみると、ハニカムコア体の外周部とそれより少し内側
の部位間における温度勾配は、中央部近傍における同じ
距離間における温度勾配より著しく大きなものとなる。
このことは、ハニカムコア体の外周面が直接外気と接し
たり、あるいはハニカムコア体が外気と接する筒状金属
ケース内に固着されるので、より一層、助長されること
になる。
くみると、ハニカムコア体の外周部とそれより少し内側
の部位間における温度勾配は、中央部近傍における同じ
距離間における温度勾配より著しく大きなものとなる。
このことは、ハニカムコア体の外周面が直接外気と接し
たり、あるいはハニカムコア体が外気と接する筒状金属
ケース内に固着されるので、より一層、助長されること
になる。
従って、このことが起因してハニカムコア体のみから
なる（金属ケースを使用しないタイプの）排気ガス浄化
装置、あるいはハニカムコア体と金属ケースとから構成
される排気ガス浄化装置において、ハニカムコア体の外
周面近傍、特にその軸方向にハニカムコア体の構成部材
の熱膨張や熱応力に基づく強い変形力（以下、熱による
変形力ともいう。）が集中することになる。
なる（金属ケースを使用しないタイプの）排気ガス浄化
装置、あるいはハニカムコア体と金属ケースとから構成
される排気ガス浄化装置において、ハニカムコア体の外
周面近傍、特にその軸方向にハニカムコア体の構成部材
の熱膨張や熱応力に基づく強い変形力（以下、熱による
変形力ともいう。）が集中することになる。
即ち、ハニカムコア体の外周面近傍の構成部材（平板
状帯材と波板状帯材）の当接部が強固に固着されていて
も、前記した熱による変形力により経時的に相互に剥離
したり、各構成部材がヒビ割れしたり破損したりする。
状帯材と波板状帯材）の当接部が強固に固着されていて
も、前記した熱による変形力により経時的に相互に剥離
したり、各構成部材がヒビ割れしたり破損したりする。
そして、これら剥離，ヒビ割れ，破損と連動して、各
構成部材（平板状帯材と波板状帯材）の表面に担持され
た高価な触媒層も剥離し、排気ガスの浄化能力の低下を
招く。また、金属ケース内にハニカムコア体が填装さ
れ、ハニカムコア体の最外周面が金属ケースの内壁面に
強固に固着された排気ガス浄化装置においても、前記し
た状況は同じである。
構成部材（平板状帯材と波板状帯材）の表面に担持され
た高価な触媒層も剥離し、排気ガスの浄化能力の低下を
招く。また、金属ケース内にハニカムコア体が填装さ
れ、ハニカムコア体の最外周面が金属ケースの内壁面に
強固に固着された排気ガス浄化装置においても、前記し
た状況は同じである。
従って、前記した剥離などの欠点を解消ないし抑制す
るためには、ハニカムコア体の構造において、熱膨張や
熱応力に基づく変形力を緩和させる手段を講じることが
不可欠である。
るためには、ハニカムコア体の構造において、熱膨張や
熱応力に基づく変形力を緩和させる手段を講じることが
不可欠である。
このため、本発明においては、ハニカムコア体を構成
する部材である耐熱性の薄肉金属板の平板状帯材と波板
状帯材の少なくとも一方に、予めスリットを形成したも
のを用いるとともに、前記スリットにより熱膨張や熱応
力に基づく変形力を効果的に緩和させるために平板状帯
材と波板状帯材との当接部を全面的に固着するのでなく
断続的に固着するという技術的構成を採用する。
する部材である耐熱性の薄肉金属板の平板状帯材と波板
状帯材の少なくとも一方に、予めスリットを形成したも
のを用いるとともに、前記スリットにより熱膨張や熱応
力に基づく変形力を効果的に緩和させるために平板状帯
材と波板状帯材との当接部を全面的に固着するのでなく
断続的に固着するという技術的構成を採用する。
次に本発明の構成ならびに実施の態様を図面に基づい
て詳しく説明するが、本発明は図示のものに限定されな
いことはいうまでもないことである。
て詳しく説明するが、本発明は図示のものに限定されな
いことはいうまでもないことである。
本発明において、金属製ハニカムコア体自体は、第10
図〜第11図に示されるようなものであり、通常の方法に
より製作される。
図〜第11図に示されるようなものであり、通常の方法に
より製作される。
即ち、ハニカムコア体（１）は、第10図に示されるよ
うに、耐熱性の薄肉鋼板からなる厚さ0.03〜0.1mm程度
の平板状帯材（11）と、該平板状帯材（11）を波形加工
した波板状帯材（12）を相互に当接部を有するように重
積し、次いで両者を一括渦巻状に、かつ最外周面が平板
状帯材（11）となるように巻回積層することにより製作
される。この巻回積層により、排気ガスの通路となる多
数の網目状通気孔路（13）は自動的に形成される。ま
た、ハニカムコア体（１）は、第11図に示されるよう
に、平板状帯材（11）と波板状帯材（12）を相互に当接
するように重積し、これを階層状に積層成形して製作し
てもよい。
うに、耐熱性の薄肉鋼板からなる厚さ0.03〜0.1mm程度
の平板状帯材（11）と、該平板状帯材（11）を波形加工
した波板状帯材（12）を相互に当接部を有するように重
積し、次いで両者を一括渦巻状に、かつ最外周面が平板
状帯材（11）となるように巻回積層することにより製作
される。この巻回積層により、排気ガスの通路となる多
数の網目状通気孔路（13）は自動的に形成される。ま
た、ハニカムコア体（１）は、第11図に示されるよう
に、平板状帯材（11）と波板状帯材（12）を相互に当接
するように重積し、これを階層状に積層成形して製作し
てもよい。
前記平板状帯材（11）として、例えばクロム鋼（クロ
ム13〜25％）、Fe−Cr20％−Al5％などの耐熱性のステ
ンレス鋼、あるいはこれに耐酸化性を改善するために希
土類を加えた耐熱性のステンレス鋼などの厚さ0.04mmな
いし0.1mmのものが、そして波板状帯材（12）として前
記平板状帯材（11）をフォーミングギアの間を通過させ
るなどして波形加工したものが使用される。各帯材にAl
を含有したステンレス鋼を用いると、熱処理により帯材
表面にウィスカー状のγ−Al2O3が析出し、これが排気
ガス浄化用触媒を強固に担持するため好ましいものであ
る。
ム13〜25％）、Fe−Cr20％−Al5％などの耐熱性のステ
ンレス鋼、あるいはこれに耐酸化性を改善するために希
土類を加えた耐熱性のステンレス鋼などの厚さ0.04mmな
いし0.1mmのものが、そして波板状帯材（12）として前
記平板状帯材（11）をフォーミングギアの間を通過させ
るなどして波形加工したものが使用される。各帯材にAl
を含有したステンレス鋼を用いると、熱処理により帯材
表面にウィスカー状のγ−Al2O3が析出し、これが排気
ガス浄化用触媒を強固に担持するため好ましいものであ
る。
本発明において、前記ハニカムコア体（１）の構成部
材である平板状帯材（11）と波板状帯材（12）には、特
にハニカムコア体（１）の軸方向への熱膨張や熱応力に
基づく変形力を吸収，緩和させるために予めスリットが
形成される。前記スリットは、第１図、第２図、第４
図、第６図、第７図〜第９図に示される態様などで形成
される。
材である平板状帯材（11）と波板状帯材（12）には、特
にハニカムコア体（１）の軸方向への熱膨張や熱応力に
基づく変形力を吸収，緩和させるために予めスリットが
形成される。前記スリットは、第１図、第２図、第４
図、第６図、第７図〜第９図に示される態様などで形成
される。
第１図は、スリット（２）が予め形成された平板状帯
材（11）の平面図を示す。第１図において、スリット
（２）は次のようにして形成される。即ち、平板状帯材
（11）の長手方向に所望の長さのスリット（２）を所望
の間隔をおいて直線状に形成するとともに、これを平板
状帯材の幅方向（ハニカムコア体としたとき、ハニカム
コア体の軸方向）に相互に平行になるよう三組、設けた
ものである。第２図は、スリット（２）が予め形成され
た波板状帯材（12）の平面図を示す。第２図において、
スリット（２）は第１図と同様に形成される。
材（11）の平面図を示す。第１図において、スリット
（２）は次のようにして形成される。即ち、平板状帯材
（11）の長手方向に所望の長さのスリット（２）を所望
の間隔をおいて直線状に形成するとともに、これを平板
状帯材の幅方向（ハニカムコア体としたとき、ハニカム
コア体の軸方向）に相互に平行になるよう三組、設けた
ものである。第２図は、スリット（２）が予め形成され
た波板状帯材（12）の平面図を示す。第２図において、
スリット（２）は第１図と同様に形成される。
スリットの形成方法として、第１図〜第２図に示され
るように、各帯材（11,12）の幅方向（ハニカムコア体
としたとき、ハニカムコア体の軸方向）からみたとき、
各スリットの組（第１図〜第２図の場合、三組）が相互
に重なり合う部分を有するように設けることが重要であ
る。例えば、ハニカムコア体としたとき、その軸方向に
みて、重なり合う部分がない場合、当該部位において熱
による変形力をスリットを介して緩和させることができ
ない。即ち、本発明においては、スリットをハニカムコ
ア体の軸方向からみて相互に重なり合うように形成する
ことが第一の特徴である。
るように、各帯材（11,12）の幅方向（ハニカムコア体
としたとき、ハニカムコア体の軸方向）からみたとき、
各スリットの組（第１図〜第２図の場合、三組）が相互
に重なり合う部分を有するように設けることが重要であ
る。例えば、ハニカムコア体としたとき、その軸方向に
みて、重なり合う部分がない場合、当該部位において熱
による変形力をスリットを介して緩和させることができ
ない。即ち、本発明においては、スリットをハニカムコ
ア体の軸方向からみて相互に重なり合うように形成する
ことが第一の特徴である。
第３図は、ハニカムコア体（１）の製作方法を説明す
る図であり、前記第１図及び第２図に示されるスリット
を形成した帯材（11,12）を巻回積層することによりハ
ニカムコア体（１）が製作される。なお、本発明におい
ては、平板状帯材（11）と波板状帯材（12）のいずれか
一方にスリット（２）を形成したのもからハニカムコア
体（１）を製作してもよい。その場合、熱による変形力
を緩和するために、スリットが形成されない方の帯材と
して、平板でもよいが金属製メッシュ板、パンチングメ
タル板、イクスパンデッドメタル板など熱伸縮性に富む
部材を用いることがより好ましい。
る図であり、前記第１図及び第２図に示されるスリット
を形成した帯材（11,12）を巻回積層することによりハ
ニカムコア体（１）が製作される。なお、本発明におい
ては、平板状帯材（11）と波板状帯材（12）のいずれか
一方にスリット（２）を形成したのもからハニカムコア
体（１）を製作してもよい。その場合、熱による変形力
を緩和するために、スリットが形成されない方の帯材と
して、平板でもよいが金属製メッシュ板、パンチングメ
タル板、イクスパンデッドメタル板など熱伸縮性に富む
部材を用いることがより好ましい。
以上のようにして、スリット入りの帯材（11,12）を
用いて金属製ハニカムコア体（１）が製作され、両帯材
（11,12）の当接部が固着されて排気ガス浄化装置とさ
れる。本発明においては、スリットによる熱による変形
力の緩和機能を十分に発揮させるために、両帯材の当接
部の固着を次のようにして行なうもので、これが本発明
の第二の特徴点である。
用いて金属製ハニカムコア体（１）が製作され、両帯材
（11,12）の当接部が固着されて排気ガス浄化装置とさ
れる。本発明においては、スリットによる熱による変形
力の緩和機能を十分に発揮させるために、両帯材の当接
部の固着を次のようにして行なうもので、これが本発明
の第二の特徴点である。
即ち、ハニカムコア体としたとき、その軸方向にみ
て、両帯材（11,12）の当接部を全部固着してしまう
と、スリットを設けた意味が消失する。スリットにより
熱による変形力を緩和させるためには、当接部の一部を
固着するようにしスリットを介して変形力を逃がしてや
ることが必要である。
て、両帯材（11,12）の当接部を全部固着してしまう
と、スリットを設けた意味が消失する。スリットにより
熱による変形力を緩和させるためには、当接部の一部を
固着するようにしスリットを介して変形力を逃がしてや
ることが必要である。
例えば、ハニカムコア体（１）の一方の端部及びその
近傍部位（端面から1cm程度の領域）における両帯材（1
1,12）の当接部の全てを固着したり、あるいはハニカム
コア体（１）の中央部位の所定幅において両帯材（11,1
2）の当接部の全てを固着したりすればよい。スリット
として、第１図〜第２図のように単に切り込みを入れた
だけのものでなく、後述する第４図，第６図のように長
孔状の幅のあるスリットとした場合、スリットの長孔部
分において熱による変形力を吸収，緩和することができ
るため、前記した切り込みタイプのスリットのものに比
較して種々の固着方法が採用される。
近傍部位（端面から1cm程度の領域）における両帯材（1
1,12）の当接部の全てを固着したり、あるいはハニカム
コア体（１）の中央部位の所定幅において両帯材（11,1
2）の当接部の全てを固着したりすればよい。スリット
として、第１図〜第２図のように単に切り込みを入れた
だけのものでなく、後述する第４図，第６図のように長
孔状の幅のあるスリットとした場合、スリットの長孔部
分において熱による変形力を吸収，緩和することができ
るため、前記した切り込みタイプのスリットのものに比
較して種々の固着方法が採用される。
第４図は、長孔状のスリット（21）を予め形成した平
板状帯材（11）の平面図であり、各スリットの位置関係
は第１図と同じである。第５図は、第４図と同様なスリ
ット（21）を予め形成した波板状帯材（12）と平板状帯
材（11）からハニカムコア体（１）を製作する方法を説
明する図である。この場合も、平板状帯材（11）として
スリットがないものを使用してもよい。
板状帯材（11）の平面図であり、各スリットの位置関係
は第１図と同じである。第５図は、第４図と同様なスリ
ット（21）を予め形成した波板状帯材（12）と平板状帯
材（11）からハニカムコア体（１）を製作する方法を説
明する図である。この場合も、平板状帯材（11）として
スリットがないものを使用してもよい。
両帯材（11,12）を巻回積層してハニカムコア体
（１）としたあと、スリット（21）が長孔状であるた
め、両帯材の当接部の固着は前記した第１図〜第２図の
切り込みタイプのスリットの場合より自由度が高まる。
例えば、長孔状のスリット（21）の場合、長孔部で熱に
よる変形力を吸収できるので、ハニカムコア体（１）の
両端部及びその近傍部位の帯材（11,12）の当接部の全
部を固着してもよい。両端部が固着されていても、熱に
よる変形力を両端部間に形成されるスリットの長孔部で
吸収できるからである。
（１）としたあと、スリット（21）が長孔状であるた
め、両帯材の当接部の固着は前記した第１図〜第２図の
切り込みタイプのスリットの場合より自由度が高まる。
例えば、長孔状のスリット（21）の場合、長孔部で熱に
よる変形力を吸収できるので、ハニカムコア体（１）の
両端部及びその近傍部位の帯材（11,12）の当接部の全
部を固着してもよい。両端部が固着されていても、熱に
よる変形力を両端部間に形成されるスリットの長孔部で
吸収できるからである。
第６図は、別の態様で予め形成されたスリット（22）
を有する平板状帯材（11）の平面図である。この場合、
スリット（22）は、長孔状のもので平板状帯材（11）の
幅方向（ハニカムコア体としたとき、ハニカムコア体の
軸方向）に対して略45゜の角度をなすように、かつ相互
に平行な位置関係となるように設けられる。この場合
も、ハニカムコア体の軸方向からみたとき、該軸方向に
対する大きな熱変形力を効果的に吸収，緩和させるため
に夫々のスリット（22）の一部が重なり合うようにする
ことが重要である。また、第６図に示されるスリット入
りの帯材を用いて製作したハニカムコア体の各帯材の当
接部の固着は、前記したような態様で行なえばよい。
を有する平板状帯材（11）の平面図である。この場合、
スリット（22）は、長孔状のもので平板状帯材（11）の
幅方向（ハニカムコア体としたとき、ハニカムコア体の
軸方向）に対して略45゜の角度をなすように、かつ相互
に平行な位置関係となるように設けられる。この場合
も、ハニカムコア体の軸方向からみたとき、該軸方向に
対する大きな熱変形力を効果的に吸収，緩和させるため
に夫々のスリット（22）の一部が重なり合うようにする
ことが重要である。また、第６図に示されるスリット入
りの帯材を用いて製作したハニカムコア体の各帯材の当
接部の固着は、前記したような態様で行なえばよい。
本発明において、平板状帯材（11）と波板状帯材（1
2）の少なくとも一方に予め形成されるスリットの形状
は、第７図〜第９図に示されるものでもよい。第８図〜
第９図のものは、非直線状のもの，断続した非直線状の
ものである。
2）の少なくとも一方に予め形成されるスリットの形状
は、第７図〜第９図に示されるものでもよい。第８図〜
第９図のものは、非直線状のもの，断続した非直線状の
ものである。
本発明において、前記したように平板状帯材（11）と
波板状帯材（12）のうち少なくとも一方に予めスリット
（2,21,22‥‥）を形成した帯材を用いてハニカムコア
体（１）を製作し、該スリットによる熱による変形力の
吸収，緩和を阻害しないように両端材の当接部を固着し
て排気ガス浄化装置とされる。しかし、例えばスリット
入りの平板状帯材（11）が最外周面になるように波板状
帯材（12）とともに巻回積層してハニアムコア体（１）
が製作される場合、該スリット部から排気ガスがリーク
してしまうため金属ケースが必要となる。
波板状帯材（12）のうち少なくとも一方に予めスリット
（2,21,22‥‥）を形成した帯材を用いてハニカムコア
体（１）を製作し、該スリットによる熱による変形力の
吸収，緩和を阻害しないように両端材の当接部を固着し
て排気ガス浄化装置とされる。しかし、例えばスリット
入りの平板状帯材（11）が最外周面になるように波板状
帯材（12）とともに巻回積層してハニアムコア体（１）
が製作される場合、該スリット部から排気ガスがリーク
してしまうため金属ケースが必要となる。
本発明において、前記ハニカムコア体（１）を内部に
填装し、固着するための金属ケース（３）として、両端
が開口していれば、その形状に何らの制限を受けるもの
ではない。第７図〜第８図には、断面円形状のものと、
断面レーストラック状（長円形状）のものが示されてい
るが、これに限定されない。例えば、車体下部のスペー
スに適合させるために、断面略三角形状の金属ケースを
用いて排気ガス浄化装置を構成してもよい。金属ケース
の素材として、前記ハニカムコア体と同種の耐熱鋼を用
いてもよいし、耐熱耐食性に富むものを用いてもよい。
また、外側部分の金属材料を内側部分より耐熱耐食性に
富むものとした二重構造のもの、具体的には内側部分に
フェライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイ
ト系ステンレス鋼を用いたクラッド鋼などを用いても良
い。なお、前記金属ケース（３）とスリット入り平板状
帯材（11）及び／又は波板状帯材（12）から製作したハ
ニカムコア体（１）との固着は、スリット（2,21,22‥
‥）を介した熱による変形力の吸収，緩和を阻害しない
ように行なわれなければならないことはいうまでもない
ことである。
填装し、固着するための金属ケース（３）として、両端
が開口していれば、その形状に何らの制限を受けるもの
ではない。第７図〜第８図には、断面円形状のものと、
断面レーストラック状（長円形状）のものが示されてい
るが、これに限定されない。例えば、車体下部のスペー
スに適合させるために、断面略三角形状の金属ケースを
用いて排気ガス浄化装置を構成してもよい。金属ケース
の素材として、前記ハニカムコア体と同種の耐熱鋼を用
いてもよいし、耐熱耐食性に富むものを用いてもよい。
また、外側部分の金属材料を内側部分より耐熱耐食性に
富むものとした二重構造のもの、具体的には内側部分に
フェライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイ
ト系ステンレス鋼を用いたクラッド鋼などを用いても良
い。なお、前記金属ケース（３）とスリット入り平板状
帯材（11）及び／又は波板状帯材（12）から製作したハ
ニカムコア体（１）との固着は、スリット（2,21,22‥
‥）を介した熱による変形力の吸収，緩和を阻害しない
ように行なわれなければならないことはいうまでもない
ことである。
（実施例） Fe−Cr20％−Al 5％−Ce 0.02％の厚さ0.04mm,幅38mm
の薄肉鋼帯からなる平板状帯材に、第４図に示される長
孔状のスリットを形成した。各スリットの長さを50mm,
長孔部の幅を1mm,スリットとスリットの長手方向間隔を
15mmとし、帯材の長手方向に直線状にスリットを形成し
た。このような直線状のスリットを図示のように帯材の
幅方向に10mm間隔で三組、それぞれ平行に、かつ帯材の
幅方向からみたとき各スリットが相互に重なり合うよう
に形成した。
の薄肉鋼帯からなる平板状帯材に、第４図に示される長
孔状のスリットを形成した。各スリットの長さを50mm,
長孔部の幅を1mm,スリットとスリットの長手方向間隔を
15mmとし、帯材の長手方向に直線状にスリットを形成し
た。このような直線状のスリットを図示のように帯材の
幅方向に10mm間隔で三組、それぞれ平行に、かつ帯材の
幅方向からみたとき各スリットが相互に重なり合うよう
に形成した。
一方、前記スリット入り平板状帯材をフォーミングギ
アの間を通過させ、山と山のピッチ3.5mm,山の高さ1.8m
mの波形に加工して波板状帯材とした。
アの間を通過させ、山と山のピッチ3.5mm,山の高さ1.8m
mの波形に加工して波板状帯材とした。
前記スリット入り平板状帯材と波板状帯材を第５図に
示されるように巻回積層し、軸方向に多数の網目状通気
孔路を有する外径70mmのハニカムオカ体を製作した。
示されるように巻回積層し、軸方向に多数の網目状通気
孔路を有する外径70mmのハニカムオカ体を製作した。
次に、前記ハニカムコア体を内径約70mmの耐熱孔（JI
S G4305 SUS310）の金属ケース内に填装し、ハニカムコ
ア体の両端部及びその近傍部位（端部より10mmの領域）
にニッケル系ろう材のスラリーに浸漬し、乾燥後真空炉
により熱処理してハニカムコア体と金属ケースをろう付
により固着した。
S G4305 SUS310）の金属ケース内に填装し、ハニカムコ
ア体の両端部及びその近傍部位（端部より10mmの領域）
にニッケル系ろう材のスラリーに浸漬し、乾燥後真空炉
により熱処理してハニカムコア体と金属ケースをろう付
により固着した。
次に、以上のようにして製作した排気ガス浄化装置に
触媒担持層を次のようにして形成させた。即ち、ハニカ
ムコア体を構成する各帯材の表面に活性アルミナ（γ−
Al2O3）粉末とアルミナゾルを配合したスラリーを塗布
し、これを600℃に加熱処理して触媒担持層を形成し
た。
触媒担持層を次のようにして形成させた。即ち、ハニカ
ムコア体を構成する各帯材の表面に活性アルミナ（γ−
Al2O3）粉末とアルミナゾルを配合したスラリーを塗布
し、これを600℃に加熱処理して触媒担持層を形成し
た。
（性能評価） 前記した触媒担持層を有する排気ガス浄化装置を、常
温〜700℃間の50サイクルの急熱急冷試験、及び振動試
験を行なったところ、ハニカムカム体の構成部材はどの
部位においても亀裂，破損がみられず、また当接部の離
体も観察されなかった。さらに、触媒担持層の落下，剥
離も観察されなかった。
温〜700℃間の50サイクルの急熱急冷試験、及び振動試
験を行なったところ、ハニカムカム体の構成部材はどの
部位においても亀裂，破損がみられず、また当接部の離
体も観察されなかった。さらに、触媒担持層の落下，剥
離も観察されなかった。
本発明の排気ガス浄化装置を構成する、薄肉金属板の
平板状帯材と波板状帯材とを相互に当接するように重積
して製作した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する排
気ガス浄化用触媒を担持させるためのハニカムコア体
は、次の特徴を有するものである； （イ）ハニカムコア体の構成部材である平板状帯材と波
板状帯材の少なくとも一方が、ハニカムコア体の軸方向
に対して所定の角度で、かつ軸方向からみたとき相互に
重なり合う部分を有するように相互に平行な位置関係に
ある複数のスリットを予め形成したものを用いること、 （ロ）前記スリット入り平板状帯材及び／又は波板状帯
材の当接部の固着を、ハニカムコア体の軸方向への熱に
よる大きな変形力を該スリットにより吸収，緩和させる
ように断続的に固着させること、 という特徴を有する。
平板状帯材と波板状帯材とを相互に当接するように重積
して製作した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する排
気ガス浄化用触媒を担持させるためのハニカムコア体
は、次の特徴を有するものである； （イ）ハニカムコア体の構成部材である平板状帯材と波
板状帯材の少なくとも一方が、ハニカムコア体の軸方向
に対して所定の角度で、かつ軸方向からみたとき相互に
重なり合う部分を有するように相互に平行な位置関係に
ある複数のスリットを予め形成したものを用いること、 （ロ）前記スリット入り平板状帯材及び／又は波板状帯
材の当接部の固着を、ハニカムコア体の軸方向への熱に
よる大きな変形力を該スリットにより吸収，緩和させる
ように断続的に固着させること、 という特徴を有する。
従って、本発明の排気ガス浄化装置においては、特に
過酷な熱的条件下にさらされるハニカムコア体部は、そ
の構成部材に予めスリットを入れたものを使用している
ことからスリット部で熱による変形力を吸収，緩和させ
ることができる。
過酷な熱的条件下にさらされるハニカムコア体部は、そ
の構成部材に予めスリットを入れたものを使用している
ことからスリット部で熱による変形力を吸収，緩和させ
ることができる。
特に、外気あるいは金属ケースと接するハニカムコア
体の最外周面部及びその近傍部位に熱による変形力が集
中することになるが、ハニカムコア体の構成部材にスリ
ットを形成するとともに部材間の当接部の固着を断続的
に行なうという技術的構成を採用することにより、前記
した熱による大きな変形力を効果的に吸収，緩和させる
ことができる。これは、各部材の亀裂，破損を防止する
にとどまらず、各部材間の当接の離体を防止する。さら
に、ハニカムコア体の壁面に形成される排気ガス浄化用
触媒を担持するための担持層の落下，剥離も防止する。
従って、本発明の排気ガス浄化装置は長期に亘り安全に
使用することができ、かつ高い浄化能力を維持すること
ができる。
体の最外周面部及びその近傍部位に熱による変形力が集
中することになるが、ハニカムコア体の構成部材にスリ
ットを形成するとともに部材間の当接部の固着を断続的
に行なうという技術的構成を採用することにより、前記
した熱による大きな変形力を効果的に吸収，緩和させる
ことができる。これは、各部材の亀裂，破損を防止する
にとどまらず、各部材間の当接の離体を防止する。さら
に、ハニカムコア体の壁面に形成される排気ガス浄化用
触媒を担持するための担持層の落下，剥離も防止する。
従って、本発明の排気ガス浄化装置は長期に亘り安全に
使用することができ、かつ高い浄化能力を維持すること
ができる。
第１図は本発明の第一の態様でスリット（２）が形成さ
れた平板状帯材の平面図、第２図はスリット（２）が形
成された波板状帯材の平面図、第３図は第１図と第２図
で示される帯材からハニカムコア体を製作する工程を説
明する図である。 第４図は本発明の第二の態様で長孔状のスリット（21）
が形成された平板状帯材の平面図、第５図は第４図に示
されるスリット入り波板状帯材と平板状帯材からハニカ
ムコア体を製作する工程を説明する図である。 第６図は、本発明の第三の態様でスリット（22）が形成
された平板状帯材の平面図である。 第７図は本発明の第四の態様でスリット（23）が形成さ
れた平板状帯材の平面図である。 第８図は本発明の第五の態様でスリット（24）が形成さ
れた平板状帯材の平面図である。 第９図は本発明の第六の態様でスリット（25）が形成さ
れた平板状帯材の平面図である。 第10図は、平板状帯材と波板状帯材を巻回積層して製作
したハニカムコア体を金属ケース内で固着したものの正
面図である。第11図は、平板状帯材と波板状帯材を階層
状に積層して製作したハニカムコア体を金属ケース内で
固着したものの正面図である。 １……ハニカムコア体 11……平板状帯材 12……波板状帯材 13……網目状通気孔路 2,21,22,23,24,25……スリット ３……金属ケース
れた平板状帯材の平面図、第２図はスリット（２）が形
成された波板状帯材の平面図、第３図は第１図と第２図
で示される帯材からハニカムコア体を製作する工程を説
明する図である。 第４図は本発明の第二の態様で長孔状のスリット（21）
が形成された平板状帯材の平面図、第５図は第４図に示
されるスリット入り波板状帯材と平板状帯材からハニカ
ムコア体を製作する工程を説明する図である。 第６図は、本発明の第三の態様でスリット（22）が形成
された平板状帯材の平面図である。 第７図は本発明の第四の態様でスリット（23）が形成さ
れた平板状帯材の平面図である。 第８図は本発明の第五の態様でスリット（24）が形成さ
れた平板状帯材の平面図である。 第９図は本発明の第六の態様でスリット（25）が形成さ
れた平板状帯材の平面図である。 第10図は、平板状帯材と波板状帯材を巻回積層して製作
したハニカムコア体を金属ケース内で固着したものの正
面図である。第11図は、平板状帯材と波板状帯材を階層
状に積層して製作したハニカムコア体を金属ケース内で
固着したものの正面図である。 １……ハニカムコア体 11……平板状帯材 12……波板状帯材 13……網目状通気孔路 2,21,22,23,24,25……スリット ３……金属ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−242152（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−130736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7848（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−40444（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−84739（ＪＰ，Ｕ) 実開 平62−194436（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭60−27807（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 53/92 B01J 35/04 F01N 3/28
Claims (6)
- 【請求項１】薄肉金属板の平板状帯材と波板状帯材とを
相互に当接するように重積して製作した軸方向に多数の
網目状通気孔路を有する排気ガス浄化用触媒を担持させ
るためのハニカムコア体からなる排気ガス浄化装置にお
いて、（ｉ）前記ハニカムコア体の構成部材である平板
状帯材と波板状帯材の少なくとも一方が、ハニカムコア
体の軸方向にみて、相互に重なり合う部分と重なり合わ
ない部分とを有するスリットを予めハニカムコア体の軸
方向に複数個形成したもので構成され、更に、（ii）前
記平板状帯材と波板状帯材との当接部が、ハニカムコア
体の軸方向にみて、断続的に固着されて構成されたもの
である、ことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】スリットが、ハニカムコア体の軸方向に対
して直角の直線部分により構成されたものである請求項
第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】各スリットが、ハニカムコア体の軸方向に
対して所望の角度に傾斜した直線部分により構成された
ものである請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】各スリットが、ハニカムコア体の軸方向に
対して直角の直線部分と、ハニカムコア体の軸方向に対
して所望の角度に傾斜した直線部分とにより構成された
ものである請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項５】平板状帯材と波板状帯材との当接部におい
て、ハニカムコア体の少なくとも一方の端部近傍部位の
当接部が固着されたものである請求項第１項に記載の排
気ガス浄化装置。 - 【請求項６】平板状帯材と波板状帯材との当接部におい
て、ハニカムコア体の少なくとも一方の端部近傍部位お
よび中央部位の当接部が固着されたものである請求項第
１項に記載の排気ガス浄化装置。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1053797A JP2911469B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 排気ガス浄化装置 |
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|---|---|
| JPH02233123A JPH02233123A (ja) | 1990-09-14 |
| JP2911469B2 true JP2911469B2 (ja) | 1999-06-23 |
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ID=12952811
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1053797A Expired - Fee Related JP2911469B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | 排気ガス浄化装置 |
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| JP (1) | JP2911469B2 (ja) |
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-
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- 1989-03-08 JP JP1053797A patent/JP2911469B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH02233123A (ja) | 1990-09-14 |
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