JP3268817B2 - Metal carrier for automobile exhaust gas purification catalyst - Google Patents

Metal carrier for automobile exhaust gas purification catalyst

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JP3268817B2
JP3268817B2 JP10327792A JP10327792A JP3268817B2 JP 3268817 B2 JP3268817 B2 JP 3268817B2 JP 10327792 A JP10327792 A JP 10327792A JP 10327792 A JP10327792 A JP 10327792A JP 3268817 B2 JP3268817 B2 JP 3268817B2
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stainless steel
steel foil
metal carrier
exhaust gas
honeycomb structure
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晃 岡本
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は自動車用の排ガス浄化触
媒メタル担体、詳しくは耐熱性、耐熱サイクル性に優れ
た通電加熱装置付の排ガス浄化触媒用メタル担体(以
下、単にメタル担体という)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal carrier for an exhaust gas purifying catalyst for automobiles, and more particularly to a metal carrier for an exhaust gas purifying catalyst equipped with an electric heating device having excellent heat resistance and heat cycle resistance (hereinafter simply referred to as a metal carrier). .

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の排気ガスを浄化する装置として
前述したメタル担体が用いられていることは周知の通り
である。このメタル担体は、平板状のステンレス箔と波
付加工されたステンレス箔を積層してハニカム構造体と
し、このハニカム構造体を排ガスを導通せしめる筒体の
内部に装填して構成することが一般的である。
2. Description of the Related Art It is well known that the above-described metal carrier is used as a device for purifying exhaust gas of automobiles. This metal carrier is generally formed by laminating a flat stainless steel foil and a corrugated stainless steel foil to form a honeycomb structure, and loading the honeycomb structure inside a cylindrical body for conducting exhaust gas. It is.

【0003】図15は前述した周知のメタル担体の一例
を示す断面構造図である。図15において21が排ガス
を導通せしめる筒体であり、この筒体21内に平板状ス
テンレス箔22と波付加工されたステンレス箔(以下、
単に波付ステンレス箔と言う)23を積層して構成され
たハニカム構造体24が、螺旋状に装填され、メタル担
体20を構成している。平板状ステンレス箔22と波付
ステンレス箔23は拡散接合あるいはろう付けで接合さ
れ、高温かつ高速の排ガスおよび急速な加熱、冷却に耐
える構造とされている。筒体21としては、本例の断面円
形のみでなく、図16に示す如き楕円形、あるいは図示
はしないけれども角形等種々の形状のものが従来より提
案されている。
FIG. 15 is a sectional view showing an example of the above-mentioned known metal carrier. In FIG. 15, reference numeral 21 denotes a cylindrical body for conducting exhaust gas, and a flat stainless steel foil 22 and a corrugated stainless steel foil 21
A honeycomb structure 24, which is formed by stacking corrugated stainless steel foils 23, is spirally loaded to constitute a metal carrier 20. The flat stainless steel foil 22 and the corrugated stainless steel foil 23 are joined by diffusion bonding or brazing, and have a structure that can withstand high-temperature and high-speed exhaust gas and rapid heating and cooling. As the cylinder 21, various shapes such as an elliptical shape as shown in FIG. 16 or a rectangular shape (not shown) as well as the circular shape in the present example have been conventionally proposed.

【0004】前述したメタル担体20は、例えば図17
に示すようにその両端にコーン状導気筒体25と溶接等
により接合され、この導気筒体25とメタル担体20と
からなる担体26をマニホールド27に連結して用いる
ことが普通である。28は浄化された排気ガスを排出す
る排気管を示す。
The above-described metal carrier 20 is, for example, shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the cone-shaped air guide cylinder 25 is joined to both ends thereof by welding or the like, and a carrier 26 composed of the air guide cylinder 25 and the metal carrier 20 is generally connected to a manifold 27 for use. Reference numeral 28 denotes an exhaust pipe for discharging purified exhaust gas.

【0005】ところで、従来の一般的なメタル担体で
は、エンジン始動時から約30秒間はメタル担体が加熱
されず、触媒が十分機能する温度に達しないため、エン
ジン始動直後の排ガスが十分に浄化できないという欠点
があった。この欠点を克服するにはメタル担体を予め加
熱し、エンジン始動前に触媒が機能する温度まで高めて
おくことが効果的であり、例えば特開平2−22162
1号公報に開示されるようにメタル担体外周にヒーター
を巻き付ける技術手段、あるいは特開平2−22362
2号公報に開示されるように前述したハニカム構造体に
電極を形成して通電することにより加熱する技術手段等
が従来より提案されている。
[0005] By the way, in the conventional general metal carrier, the metal carrier is not heated for about 30 seconds from the start of the engine and does not reach a temperature at which the catalyst functions sufficiently. Therefore, exhaust gas immediately after the start of the engine cannot be sufficiently purified. There was a disadvantage. To overcome this drawback, it is effective to heat the metal carrier in advance and raise the temperature to a temperature at which the catalyst functions before starting the engine.
No. 1, Japanese Patent Application Laid-Open No. 22362/1990.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2 (1993) -210, technical means for forming an electrode on the above-mentioned honeycomb structure and heating by applying an electric current have been conventionally proposed.

【0006】しかしながら前記メタル担体外周にヒータ
ーを巻き付ける技術手段では、発熱部が外周部のみであ
るため、内部まで加熱するのに時間を要する欠点を有し
ていた。またハニカム構造体に電極を形成する技術手段
では、絶縁層を設けて電流路を形成する手段がないため
に、ハニカム構造体の中心と外周部に通電する場合、中
央部の電流密度のみが高くなるため、メタル担体を均一
に加熱するのは困難であり、一方、外周部どうしを加熱
する場合は、外周部のみが加熱され、やはり、均一加熱
できないという欠点を有していた。
However, the technical means of winding a heater around the outer periphery of the metal carrier has a drawback that it takes time to heat the inside because the heating portion is only the outer periphery. Also, in the technical means for forming electrodes on the honeycomb structure, there is no means for forming an electric current path by providing an insulating layer. Therefore, when current is supplied to the center and the outer periphery of the honeycomb structure, only the current density at the center is high. Therefore, it is difficult to uniformly heat the metal carrier. On the other hand, when the outer peripheral portions are heated, only the outer peripheral portion is heated, which also has a disadvantage that uniform heating cannot be performed.

【0007】通電手段による前記欠点を解決するため
に、例えば特表平3−500911号公報に開示され、
かつ前記図15に示すように筒体21内に装填されたハ
ニカム構造体24に絶縁層29を形成すると共に筒体2
1に電極40a,40b(本例では40aが陽極であ
り、41bが陰極である)、絶縁材41a,41bを設
け、電気的加熱に適した抵抗を有する電流路を形成する
技術手段も公知である。絶縁層29を形成する絶縁材料
として前記特表平3−500911号公報には粒状セラ
ミック、あるいはセラミック繊維マット等が開示されて
いる。図15において矢印xは電流の流れ方向を示すも
のである。
[0007] In order to solve the above-mentioned drawbacks caused by the energizing means, it is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 3-500911.
Further, as shown in FIG. 15, an insulating layer 29 is formed on the honeycomb structure 24 loaded in the cylindrical body 21 and the cylindrical body 2
Technical means for forming a current path having a resistance suitable for electric heating by providing electrodes 40a, 40b (40a is an anode and 41b is a cathode in this example) and insulating materials 41a, 41b are also known. is there. As an insulating material for forming the insulating layer 29, JP-A-3-500911 discloses a granular ceramic or a ceramic fiber mat. In FIG. 15, the arrow x indicates the direction of current flow.

【0008】このようなメタル担体の提供により、エン
ジン始動直後の排ガス浄化効率は高められたものの、メ
タル担体はエンジンの運転と停止の繰り返しという、熱
サイクルに加えて、高温の排気ガスがメタル担体内を高
速で通過するという厳しい環境下で使用されるので、メ
タル担体自体の耐久性が極めて低く、実用化する上での
大きな障害となっていた。
Although the provision of such a metal carrier has improved the exhaust gas purification efficiency immediately after the start of the engine, the metal carrier has a high temperature exhaust gas in addition to the heat cycle in which the engine is repeatedly operated and stopped. Since the metal carrier is used in a harsh environment in which it passes through the inside at a high speed, the durability of the metal carrier itself is extremely low, which has been a major obstacle to practical use.

【0009】特にメタル担体は前記図17に示すように
排気マニホールド27にできる限り近い位置の方が、排
ガス温度が高く、触媒の機能性からは有利であるが、マ
ニホールド27に近ければ近いほど、前述した耐熱性、
耐熱サイクル性の要求が厳しくなる。而して前述した粒
状セラミック、あるいはセラミック繊維マット等を用い
た従来技術における絶縁層では、熱サイクルによる熱衝
撃に非常に弱いという致命的な欠点があり、実用化は困
難であった。
In particular, the position of the metal carrier as close as possible to the exhaust manifold 27 as shown in FIG. 17 is advantageous in terms of the exhaust gas temperature and the functionality of the catalyst, but the closer it is to the manifold 27, the better. Heat resistance as described above,
Demand for heat cycle resistance becomes severe. However, the insulating layer of the prior art using the above-mentioned granular ceramic or ceramic fiber mat has a fatal disadvantage that it is extremely weak against thermal shock due to a thermal cycle, and has been difficult to put into practical use.

【0010】粒状セラミック、あるいはセラミック繊維
マットに代えてアルミナまたはシリカ等の酸化物を絶縁
層として用いることも、例えば特開平2−227135
号公報等で開示されている。しかしながらアルミナまた
はシリカ等を単純に被覆させるのみでは前記欠点の抜本
的な解決にはならないことを本発明者等は多くの実験で
確認した。
It is also possible to use an oxide such as alumina or silica as an insulating layer in place of a granular ceramic or a ceramic fiber mat.
This is disclosed in Japanese Patent Publication No. However, the present inventors have confirmed in many experiments that simply coating alumina or silica or the like does not solve the above-mentioned drawback drastically.

【0011】すなわち前記従来手段では、絶縁層が形成
されてはいても、その絶縁層とハニカム構造体を形成す
るステンレス箔の接合が不完全であることから耐熱サイ
クル性が得られず、実用に耐え得る耐久性を確保するこ
とはできなかった。
That is, according to the conventional means, even if an insulating layer is formed, the insulating layer and the stainless steel foil forming the honeycomb structure are incompletely joined, so that the heat cycle resistance cannot be obtained. It was not possible to secure a durable durability.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した平板
状ステンレス箔と波付ステンレス箔を積層したハニカム
構造体を陽、陰両極を備えた筒内に装填してなるメタル
担体において、前記問題点の抜本的な解決を図り、80
0℃以上の高温に対する耐熱性、室温と800℃以上の
高温の間で温度差800℃以上という苛酷な熱サイクル
に耐え得る耐熱サイクル性、接合された絶縁材とハニカ
ム構造体の接合部の電気絶縁性の3つの特性を同時に満
足するメタル担体の提供をその課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a metal carrier comprising the above-mentioned honeycomb structure in which a flat stainless steel foil and a corrugated stainless steel foil are laminated in a cylinder having positive and negative electrodes. 80
Heat resistance to a high temperature of 0 ° C. or higher, heat cycle resistance to withstand a severe thermal cycle of a temperature difference of 800 ° C. or more between room temperature and a high temperature of 800 ° C. or more, electricity at a joint between a joined insulating material and a honeycomb structure It is an object of the present invention to provide a metal carrier that simultaneously satisfies the three properties of insulation.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のメタル担体は、平板状ステンレス箔と波付ステンレ
ス箔を積層したハニカム構造体を陽、陰両極を備えた筒
体内に装填してなるメタル担体において、前記ハニカム
構造体における相隣合う平板状ステンレス箔と平板状ス
テンレス箔の間、あるいは平板状ステンレス箔と波付ス
テンレス箔の間、あるいは波付ステンレス箔どうしの間
に、融点が800℃以上で、かつ1400℃以下、厚さ
1mm以下の酸化物を介在させてステンレス箔対を形成
し、このステンレス箔対を前記ハニカム構造体を構成す
るステンレス箔の間に配置したのち焼成して、絶縁層を
形成したことを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a metal carrier comprising a honeycomb structure in which a flat stainless steel foil and a corrugated stainless steel foil are stacked in a cylindrical body having positive and negative electrodes. In the metal carrier, the melting point is between the adjacent flat stainless steel foil and the flat stainless steel foil in the honeycomb structure, or between the flat stainless steel foil and the corrugated stainless steel foil, or between the corrugated stainless steel foils. A stainless steel foil pair is formed by interposing an oxide having a thickness of 800 ° C. or more and 1400 ° C. or less and a thickness of 1 mm or less, and the stainless steel foil pair is arranged between the stainless steel foils constituting the honeycomb structure and fired. And an insulating layer is formed.

【0014】また前記メタル担体における酸化物を介在
させたステンレス箔対とハニカム構造体の接合法が、ろ
う付けによって行われていることを他の特徴とする。
Another feature is that the method of joining the stainless steel foil pair and the honeycomb structure with the oxide in the metal carrier is performed by brazing.

【0015】さらにまた、前記メタル担体におけるステ
ンレス箔対を構成するステンレス箔が、予め酸化処理さ
れていること、あるいはさらにこの酸化処理されたステ
ンレス箔対をろう付けするにあたり、ろう材箔とステン
レス箔対を構成するステンレス間に、TiあるいはZr
の箔が介在していることを特徴とする。
Further, the stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair in the metal carrier is previously oxidized, or when brazing the oxidized stainless steel foil pair, the brazing material foil and the stainless steel foil are used. Ti or Zr between stainless steels forming a pair
Characterized by the presence of a foil.

【0016】さらにまた前記ステンレス箔対を構成する
ステンレス箔が、少なくともAlを1%以上含有してい
ることを他の特徴とし、さらにまた前記ステンレス箔対
を構成するステンレス箔が、少なくともCr10%以
上、Alが3%以上含有していることを、あるいは前記
ステンレス箔対を構成するステンレス箔が、少なくとも
Cr10%以上、Al3%以上、ランタノイド元素0.
01重量%以上を含有されていることを他の特徴とする
ものである。
Still another feature is that the stainless steel foil forming the stainless steel foil pair contains at least 1% of Al, and the stainless steel foil forming the stainless steel foil pair has at least 10% Cr or more. , Al at least 3%, or the stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair has at least Cr 10% or more, Al 3% or more, and a lanthanoid element of 0.1% or more.
Another feature is that the content is at least 01% by weight.

【0017】[0017]

【作用】本発明は、前述した3つの特性、その中でも特
にエンジンの運転・停止という厳しい熱サイクルに耐え
得るメタル担体を提供するために、ハニカム構造体内の
絶縁層を、前述したステンレス箔対を構成する相隣合う
平板状ステンレス箔と平板状ステンレス箔の間、あるい
は平板状ステンレス箔と波付ステンレス箔の間、あるい
は波付ステンレス箔と波付ステンレス箔間に、融点が8
00℃以上で、かつ1400℃以下、厚さ1mm以下の酸
化物を介在させた後、焼成して形成することを主要な特
徴とする。
According to the present invention, in order to provide a metal carrier capable of withstanding the above-mentioned three characteristics, in particular, the severe thermal cycle of starting and stopping the engine, the insulating layer in the honeycomb structure is formed by the above-mentioned stainless steel foil pair. The melting point is 8 between the adjacent flat stainless steel foil and the flat stainless steel foil, between the flat stainless steel foil and the corrugated stainless steel foil, or between the corrugated stainless steel foil and the corrugated stainless steel foil.
The main feature is that an oxide having a temperature of 00 ° C. or more, 1400 ° C. or less and a thickness of 1 mm or less is interposed and then fired.

【0018】即ち、前記ステンレス箔間に介在せしめる
酸化物の融点の最適範囲、及び最適厚み等を解明して、
酸化物を挟んで相対するステンレス箔を強固に接合し、
しかもこの2枚のステンレス箔を電気的に確実に絶縁さ
せることにより、メタル担体に要求される電気絶縁性、
耐熱性、耐熱サイクル性の3つの特性を同時に満足させ
ることを可能としたものである。
That is, the optimum range of the melting point of the oxide to be interposed between the stainless steel foils and the optimum thickness are clarified.
Strongly join the opposing stainless steel foil with the oxide in between,
Moreover, by electrically insulating the two stainless steel foils reliably, the electrical insulation required for the metal carrier,
This makes it possible to simultaneously satisfy three properties of heat resistance and heat cycle resistance.

【0019】図1は本発明に基づくメタル担体の基本構
成を説明するための斜視図であり、図2は図1A−A′
の断面構造図、図3は図2におけるA部の部分拡大図で
ある。
FIG. 1 is a perspective view for explaining a basic structure of a metal carrier according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing FIG. 1A-A '.
3 is a partially enlarged view of a portion A in FIG.

【0020】本実施例のメタル担体1は、断面形状が円
形の筒体2にハニカム構造体3が螺旋状に装填されてい
る。筒体2は陽極端子4及び陰極端子5を備えており、
陽極端子4は、導電体4aを介して筒体2のほぼ中心部
に配設された電極棒4bに連接されている。6は前記陽
極端子4、導電体4a等と筒体2を電気的に絶縁する絶
縁碍子である。ハニカム構造体3は平板状ステンレス箔
7と波付ステンレス箔8を積層して構成されている。
In the metal carrier 1 of this embodiment, a honeycomb structure 3 is spirally mounted on a cylindrical body 2 having a circular cross section. The cylinder 2 has an anode terminal 4 and a cathode terminal 5,
The anode terminal 4 is connected to an electrode rod 4b disposed substantially at the center of the cylindrical body 2 via a conductor 4a. Reference numeral 6 denotes an insulator for electrically insulating the cylindrical body 2 from the anode terminal 4, the conductor 4a and the like. The honeycomb structure 3 is configured by laminating a flat stainless steel foil 7 and a corrugated stainless steel foil 8.

【0021】9は絶縁層であり、本実施例では相隣合う
平板状ステンレス箔7aと7aの間に後述する酸化物1
0を介在させ、この酸化物10を焼成することによって
形成される。この絶縁層9は、筒体2内に装填されたハ
ニカム構造体3に電流路を形成する機能を発揮する。矢
印yは前記電流路の電流導通方向を示す。尚、前記酸化
物10を介在させて相対する平板状ステンレス箔7aと
7aを、本発明においてはステンレス箔対と言う。
Reference numeral 9 denotes an insulating layer. In this embodiment, an oxide layer 1 (to be described later) is placed between adjacent flat stainless steel foils 7a and 7a.
The oxide 10 is formed by firing the oxide 10 with 0 interposed. The insulating layer 9 has a function of forming a current path in the honeycomb structure 3 loaded in the cylindrical body 2. Arrow y indicates the direction of current conduction in the current path. The flat stainless steel foils 7a and 7a facing each other with the oxide 10 interposed therebetween are referred to as a stainless steel foil pair in the present invention.

【0022】ステンレス箔対11aは、前記図2,図3
の実施例では平板状ステンレス箔7aと7aとで構成し
ているが、例えば図4に示すように相隣合う平板状ステ
ンレス箔7aと波付ステンレス箔8aの間に酸化物10
を介在させてステンレス箔11bを、あるいは図5及び
図6に示すように相隣合う波付ステンレス8aと8aの
間に酸化物10を介在させてステンレス箔対11c,1
1dを構成しても後述する本発明の機能を発揮すること
が十分可能である。
The stainless steel foil pair 11a is the same as that shown in FIGS.
In the embodiment of the present invention, the flat stainless steel foils 7a and 7a are used. For example, as shown in FIG. 4, an oxide 10 is placed between the adjacent flat stainless steel foil 7a and the corrugated stainless steel foil 8a.
And an oxide 10 between the corrugated stainless steels 8a and 8a adjacent to each other as shown in FIGS. 5 and 6, and a pair of stainless steel foils 11c and 1c.
Even if 1d is configured, the function of the present invention described later can be sufficiently exhibited.

【0023】ステンレス箔対11(前記種々のステンレ
ス箔対を総称して言うときは以下ステンレス箔対11と
言う)は、ハニカム構造体3を構成する他のステンレス
箔7,8の間に適宜間隔で配置される。このハニカム構
造体3と、ハニカム構造体3内に配置されるステンレス
箔対11を総称して以下ハニカムコア30と言う。
The stainless steel foil pair 11 (hereinafter, the various stainless steel foil pairs are generally referred to as the stainless steel foil pair 11) is appropriately spaced between the other stainless steel foils 7 and 8 constituting the honeycomb structure 3. It is arranged in. The honeycomb structure 3 and the stainless steel foil pairs 11 arranged in the honeycomb structure 3 are collectively referred to as a honeycomb core 30 hereinafter.

【0024】次に、前記ハニカム構造体3及びステンレ
ス箔対11の形成手段について具体的に説明する。図
1,図2の実施例では筒体2の中心部に位置する電極棒
4bが陽極となり、筒体2の外周に位置する端子5が陰
極としての機能を有し、端子4bから端子5の間に電圧
を印加することにより、ハニカム構造体3を矢印yに示
す方向に電流が流れ、メタル担体1を均一に加熱する。
Next, means for forming the honeycomb structure 3 and the stainless steel foil pair 11 will be specifically described. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the electrode rod 4b located at the center of the cylinder 2 serves as an anode, and the terminal 5 located at the outer periphery of the cylinder 2 has a function as a cathode. By applying a voltage between them, a current flows through the honeycomb structure 3 in the direction indicated by the arrow y, and the metal carrier 1 is uniformly heated.

【0025】さて、ハニカム構造体3及びステンレス箔
対11は、以下の手順で効率的に形成することができ
る。先ず図7に示すように、ステンレス箔(本実施例で
は平板状ステンレス箔7a)の片表面に、有機ビークル
で混練してペースト状にした酸化物10を塗布し、この
酸化物10の塗布層を有する平板状ステンレス箔70を
用意する。
Now, the honeycomb structure 3 and the stainless steel foil pair 11 can be efficiently formed by the following procedure. First, as shown in FIG. 7, one surface of a stainless steel foil (a flat stainless steel foil 7a in this embodiment) is coated with an oxide 10 kneaded with an organic vehicle into a paste, and a coating layer of the oxide 10 is formed. Is prepared.

【0026】次いで、図8に示すように、ハニカム構造
体3を構成する通常の平板状ステンレス箔7、及び波付
ステンレス箔8を順次積層する。前記酸化物10の塗布
層を有する平板状ステンレス箔70は、酸化物10どう
しが接するよう逆向きに積層することによってステンレ
ス箔対11aを構成し、前記平板状ステンレス箔7、及
び波付ステンレス箔8の適宜の部分に配置し積層する。
Next, as shown in FIG. 8, an ordinary flat stainless steel foil 7 and a corrugated stainless steel foil 8 constituting the honeycomb structure 3 are sequentially laminated. The flat stainless steel foil 70 having the coating layer of the oxide 10 is laminated in the opposite direction so that the oxides 10 are in contact with each other to form a stainless steel foil pair 11a, the flat stainless steel foil 7, and the corrugated stainless steel foil. 8 and are laminated.

【0027】平板状ステンレス箔7の表裏面には設定間
隔で箔状のろう材(以下ろう材箔と言う)12を接着剤
あるいはスポット溶接等によって予め貼着しておくこと
が好ましい。尚、平板状ステンレス箔7bは筒体2とハ
ニカムコア30をろう付けするために他の平板状ステン
レス箔7よりハニカムコア30の円周長だけ長く形成さ
れている平板状ステンレス箔である。
It is preferable that a brazing filler metal (hereinafter referred to as a brazing filler metal foil) 12 is previously adhered to the front and back surfaces of the flat stainless steel foil 7 at predetermined intervals by an adhesive or spot welding. The flat stainless steel foil 7b is a flat stainless steel foil formed to be longer than the other flat stainless steel foils 7 by the circumferential length of the honeycomb core 30 in order to braze the cylindrical body 2 and the honeycomb core 30.

【0028】一方、前述した電極棒4bには図9に示す
ように十字形の切込み溝4cを形成しておく。この切込
み溝4cに前記図8に示す如く積層され、ハニカムコア
を形成する束状になったステンレス箔7,8及びステン
レス箔対11a(この積層された状態のステンレス箔を
総称して以下ステンレス箔束と言う)の端部を嵌挿し、
固定する。図10は相対する2個の切込み溝4cに2組
の前記ステンレス箔束をそれぞれ嵌挿した状態を示す断
面図である。尚、前記ステンレス箔束端部の嵌挿を効率
的に行わせるために図8に示す如くそれぞれのステンレ
ス箔端部には折れ込み7e,8e,70eを設けておく
ことが効果的な手段である。また前述した筒体2とハニ
カムコア30をろう付けするための平板状ステンレス7
bは片側のみに装入される。
On the other hand, a cross-shaped notch 4c is formed in the electrode rod 4b as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the stainless steel foils 7 and 8 and the stainless steel foil pair 11a which are stacked in the cut groove 4c to form a honeycomb core are collectively referred to as stainless steel foils. (Called a bundle)
Fix it. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which two sets of the stainless steel foil bundles are inserted into two opposing cut grooves 4c. In order to efficiently insert and insert the ends of the stainless steel foil bundle, it is effective to provide folds 7e, 8e, and 70e at the ends of each stainless steel foil as shown in FIG. is there. Further, a flat stainless steel 7 for brazing the above-described tubular body 2 and the honeycomb core 30 is used.
b is loaded on one side only.

【0029】次いで電極棒4bを中心として図11に示
すようにステンレス箔束を巻き上げる。この巻き上げに
よってハニカム構造体3が形成されるとともに、ハニカ
ム構造体3の内部に螺旋状の酸化物10の層が形成さ
れ、ハニカムコア30が構成される。その後巻き上げら
れたハニカムコア30の外径を調整するために、各ステ
ンレス箔の端部を適宜切断し、その長さを調節し、図1
に示すように筒体2に装填する。しかる後電極棒4bに
導電体4a、陽極端子4、陰極端子5を接続するととも
に、絶縁碍子6を装着すればメタル担体1が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 11, the stainless steel foil bundle is wound around the electrode rod 4b. By this winding, the honeycomb structure 3 is formed, and a layer of the spiral oxide 10 is formed inside the honeycomb structure 3, thereby forming the honeycomb core 30. Then, in order to adjust the outer diameter of the honeycomb core 30 rolled up, the end of each stainless steel foil was appropriately cut, and the length was adjusted.
As shown in FIG. Thereafter, the conductor 4a, the anode terminal 4, and the cathode terminal 5 are connected to the electrode rod 4b, and the metal carrier 1 is formed by mounting the insulator 6.

【0030】前記実施例では電極棒4bの切込み溝4c
に2組の前記ステンレス箔束をそれぞれ嵌挿したことか
ら図2に示すように電極棒4bを基点とする2系列の螺
旋状酸化物10の層が形成される。これに対し片側の切
込み溝4cのみに前記ステンレス箔束を嵌挿すると図1
2に示すように1系列の螺旋状酸化物10の層を形成す
ることができる。
In the above embodiment, the notch 4c of the electrode rod 4b is used.
Since the two sets of the stainless steel foil bundles are respectively inserted into the above, two layers of the spiral oxide 10 starting from the electrode rod 4b are formed as shown in FIG. On the other hand, when the stainless steel foil bundle is inserted into only one of the notches 4c as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a layer of a series of spiral oxides 10 can be formed.

【0031】前述の手段で形成されたメタル担体1を、
例えば真空雰囲気、1200℃で加熱し、焼成する。こ
の焼成によってろう材箔12が溶解し、平板状ステンレ
ス箔7a及び波付ステンレス箔8bが接合され、またス
テンレス箔対11aも酸化物10が溶融し、ステンレス
箔7aと反応して相対する平板状ステンレス箔7aどう
しを強固に接合するとともに平板状ステンレス箔7aと
7aの間に焼成された酸化物の絶縁層9を形成する。
The metal carrier 1 formed by the above-mentioned means is
For example, it is heated at 1200 ° C. in a vacuum atmosphere and fired. By this baking, the brazing filler metal foil 12 is melted, the flat stainless steel foil 7a and the corrugated stainless steel foil 8b are joined, and the oxide 10 also melts in the stainless steel foil pair 11a, reacting with the stainless steel foil 7a and reacting with the flat stainless steel foil 7a. The stainless steel foils 7a are firmly joined together, and an insulating layer 9 of a fired oxide is formed between the flat stainless steel foils 7a.

【0032】以上のようにステンレス箔対11の間に介
在した酸化物10は焼成されることによって絶縁層9を
形成するとともに、酸化物10を挟んで相対して配置さ
れるステンレス箔を強固に接合せしめる機能を発揮す
る。
As described above, the oxide 10 interposed between the stainless steel foil pairs 11 is fired to form the insulating layer 9, and the stainless steel foil disposed opposite to the oxide 10 is firmly fixed. Demonstrate the function of joining.

【0033】ところで、メタル担体1においては、エン
ジン運転中にハニカムコア30内を排ガスが高速で通過
するため、特に、絶縁層9とステンレス箔の接合強度が
低いとガス流によってハニカムコア30がガス流方向に
ずれる現象が生ずる。このずれが大きいと、ハニカムコ
ア30を構成するステンレス箔の切断による通電不能、
あるいは絶縁層9とステンレス箔の接合部の破壊による
絶縁不良等によってメタル担体1を均一に加熱すること
ができなくなる。
By the way, in the metal carrier 1, since the exhaust gas passes through the honeycomb core 30 at a high speed during the operation of the engine, especially when the bonding strength between the insulating layer 9 and the stainless steel foil is low, the honeycomb core 30 is formed by the gas flow. A phenomenon of deviation in the flow direction occurs. If this displacement is large, the electricity cannot be supplied due to the cutting of the stainless steel foil constituting the honeycomb core 30,
Alternatively, the metal carrier 1 cannot be heated uniformly due to insulation failure or the like due to destruction of the joint between the insulating layer 9 and the stainless steel foil.

【0034】本発明が対象としている使用環境は約80
0℃以上の高温環境であるため、融点の低い酸化物、例
えば鉛を多量に含有している低融点ガラス等の酸化物は
使用できない。本発明者らは多くの実験研究を重ねた結
果、800℃以上の融点をもつ酸化物を使用することに
よって、ハニカムコア30のズレが大きくならず、しか
も耐熱性の得られることを知見した。
The use environment targeted by the present invention is about 80
Since the environment is at a high temperature of 0 ° C. or higher, an oxide having a low melting point, for example, an oxide such as a low-melting glass containing a large amount of lead cannot be used. As a result of many experimental studies, the present inventors have found that the use of an oxide having a melting point of 800 ° C. or higher does not increase the displacement of the honeycomb core 30 and can provide heat resistance.

【0035】また前述したようにエンジンの運転−停止
に伴い、熱サイクルが発生するが、絶縁層9が熱サイク
ルにより破壊するとハニカムコア30のずれの原因とな
る。而して先ず絶縁層9の耐熱サイクル性を得るには、
酸化物それ自体を薄くする必要がある。この上限の値は
1mmである。また室温と800℃の熱サイクルに耐える
ためには、酸化物の融点を1400℃以下にする必要が
ある。
As described above, a thermal cycle occurs when the engine is operated and stopped, but if the insulating layer 9 is broken by the thermal cycle, the honeycomb core 30 may be displaced. First, in order to obtain the heat cycle resistance of the insulating layer 9,
The oxide itself needs to be thin. The value of this upper limit is 1 mm. In order to withstand a thermal cycle at room temperature and 800 ° C., the melting point of the oxide needs to be 1400 ° C. or less.

【0036】酸化物の厚みが1mmを超えた場合は酸化物
とステンレス箔の熱膨張差から破壊が生じ易くなる。ま
た酸化物の融点を1400℃以下にすると、酸化物が比
較的低温で変形可能になることによって、熱衝撃を吸収
することができるが、融点が1400℃を超えると、酸
化物の変形能が不十分であるため、熱サイクルによって
絶縁層9が破壊してしまい、ハニカムコア30のズレ量
が大きくなる。
If the thickness of the oxide exceeds 1 mm, breakage tends to occur due to the difference in thermal expansion between the oxide and the stainless steel foil. When the melting point of the oxide is set to 1400 ° C. or lower, the oxide can be deformed at a relatively low temperature, thereby absorbing a thermal shock. However, when the melting point exceeds 1400 ° C., the deformability of the oxide is reduced. Since the insulating layer 9 is insufficient, the insulating layer 9 is broken by the heat cycle, and the displacement of the honeycomb core 30 increases.

【0037】前記特性を満たす酸化物の例としては、A
2 3 −SiO2 系、MgO−SiO3系、Al2
3 −MgO系、Al2 3 −CaO系、CaO−SiO
2 系、Al2 3 −CaO−SiO2 系、SrO−Al
2 3 −SiO2 系、MgO−Al2 3 −SiO
2 系、BaO−Al2 3 −SiO2 系等の酸化物をベ
ースにして、B2 3 やMnOなどの酸化物を融点調節
のために添加したものが挙げられる。ただし、これ以外
のものでも融点範囲800〜1400℃を満たしている
ものであれば使用できる。
Examples of oxides satisfying the above characteristics include A
l 2 O 3 —SiO 2 system, MgO—SiO 3 system, Al 2 O
3 -MgO system, Al 2 O 3 -CaO based, CaO-SiO
2 system, Al 2 O 3 -CaO-SiO 2 system, SrO-Al
2 O 3 —SiO 2 system, MgO—Al 2 O 3 —SiO
2 system, and based on the BaO-Al 2 O 3 oxide -SiO 2 system, etc., it can be mentioned those added for melting adjust the oxides such as B 2 O 3 and MnO. However, other materials can be used as long as they satisfy the melting point range of 800 to 1400 ° C.

【0038】前述した酸化物10とステンレス箔との接
合効果を高めるために、ステンレス箔対11を構成する
ステンレス箔を予め酸化処理しておくことが効果的であ
る。このような酸化処理をした場合、酸化されたステン
レス箔とろう材の濡れ性が悪くなる恐れがある。これを
解決するために前記図8に示すように酸化されたステン
レス箔70と接するろう材箔12の表面にTiあるいは
Zrの箔13を介在させることが効果的な手段である。
In order to enhance the bonding effect between the oxide 10 and the stainless steel foil, it is effective to oxidize the stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair 11 in advance. When such an oxidation treatment is performed, the wettability between the oxidized stainless steel foil and the brazing material may be deteriorated. In order to solve this, it is effective means to interpose a Ti or Zr foil 13 on the surface of the brazing material foil 12 in contact with the oxidized stainless steel foil 70 as shown in FIG.

【0039】また、ステンレス箔対を構成するステンレ
ス表面が凹凸加工されていることは、メタル担体の耐熱
サイクル性を向上するのに有効である。
The unevenness of the surface of the stainless steel constituting the stainless steel foil pair is effective for improving the heat cycle resistance of the metal carrier.

【0040】本発明において使用するステンレスとし
て、特にステンレス箔対を構成するステンレス箔におい
ては、Alが1重量%以上含有されていると、表面に緻
密なアルミナ皮膜が形成される。鉄やニッケルの酸化物
は、酸化物形成箇所が酸化物と気相の界面であり、従っ
て外側へ膜が成長するため、金属素地との密着性があま
り良くないのに対し、前記アルミナは金属内部へ向かっ
て成長する酸化皮膜であるため、ステンレス箔自体の金
属素地との密着性が非常によくなる。このため絶縁層を
形成する酸化物とステンレス箔の接合強度が向上し、ハ
ニカムコアのズレ量を低減するのに有利である。
In the stainless steel used in the present invention, particularly in a stainless steel foil constituting a stainless steel foil pair, if Al is contained in an amount of 1% by weight or more, a dense alumina film is formed on the surface. In the case of oxides of iron and nickel, where the oxide is formed is at the interface between the oxide and the gas phase and the film grows outward, the adhesion to the metal substrate is not very good. Since the oxide film grows toward the inside, the adhesion of the stainless steel foil itself to the metal substrate becomes very good. Therefore, the bonding strength between the oxide forming the insulating layer and the stainless steel foil is improved, which is advantageous for reducing the amount of misalignment of the honeycomb core.

【0041】さらにまた、ステンレス箔対を構成するス
テンレス箔が、少なくともCrを10%以上、Alを3
%以上含有しているとステンレス箔表面の酸化皮膜の密
着性が、Crが含有されていない場合と比較して極めて
優れた機能を発揮する。また、前記CrとAlに加えて
ランタノイド元素0.01重量%以上を含有していると
ランタノイド元素が偏析している部分だけ酸化皮膜が厚
くなり、結果として酸化皮膜の形状が、ステンレス箔素
地内に楔を打ち込んだ形になるため、酸化皮膜の密着性
がさらに向上する点でさらに優れた効果を発揮する。
Further, the stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair is composed of at least 10% or more of Cr and 3% of Al.
%, The adhesion of the oxide film on the surface of the stainless steel foil exhibits an extremely excellent function as compared with the case where Cr is not contained. If the lanthanoid element contains 0.01% by weight or more in addition to Cr and Al, the oxide film becomes thick only in the portion where the lanthanoid element is segregated. Since a wedge is formed in the surface, an excellent effect is exhibited in that the adhesion of the oxide film is further improved.

【0042】さて、本発明のメタル担体は、前記実施例
に限定されるものではなく、例えば図13に示す如き断
面形状が角形をしたメタル担体1aにも適用が可能であ
る。図13の実施例は、角形の筒体2aにハニカム構造
体3aを装填してメタル担体1aを構成している平面図
を示している。筒体2aには陽極電極4及び陰極電極5
が直接取付けられており、この陽極電極4と陰極電極5
に電圧を印加した際、筒体2aを電流が流れないように
するため、絶縁体14,14aが設けられている。
Now, the metal carrier of the present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to, for example, a metal carrier 1a having a rectangular cross section as shown in FIG. The embodiment of FIG. 13 shows a plan view in which a honeycomb structure 3a is loaded on a rectangular cylindrical body 2a to form a metal carrier 1a. An anode electrode 4 and a cathode electrode 5 are provided on the cylinder 2a.
Are directly attached, and the anode electrode 4 and the cathode electrode 5
The insulators 14 and 14a are provided to prevent current from flowing through the cylinder 2a when a voltage is applied to the cylindrical body 2a.

【0043】本発明の絶縁層9aは、平板状ステンレス
箔7と波付ステンレス箔8を積層して形成されたハニカ
ム構造体3aの適宜な間隔にステンレス箔対(本実施例
では平板状ステンレス箔7aと波付ステンレス箔8aの
間に酸化物10を介在せしめて形成されたものを適用)
11bを配置し、前述と同様にして焼成することによっ
て形成されている。
The insulating layer 9a of the present invention comprises a pair of stainless steel foils (a flat stainless steel foil in this embodiment) at appropriate intervals of a honeycomb structure 3a formed by laminating a flat stainless steel foil 7 and a corrugated stainless steel foil 8. (The one formed by interposing oxide 10 between 7a and corrugated stainless steel foil 8a is applied.)
11b is arranged and fired in the same manner as described above.

【0044】而して本実施例のメタル担体1aでは、陽
極端子4に連接された筒体上板2a1から絶縁層9aで
区分けされたハニカム構造体3aを経由して陰極端子5
に連接された筒体下板2a2に電流が流れ、メタル担体
1aを加熱する。
Thus, in the metal carrier 1a of the present embodiment, the cathode terminal 5 is connected from the cylindrical upper plate 2a1 connected to the anode terminal 4 via the honeycomb structure 3a divided by the insulating layer 9a.
A current flows through the cylindrical lower plate 2a2 connected to the metal carrier 1a to heat the metal carrier 1a.

【0045】図14は、前記図13と同様の角形のメタ
ル担体1bの実施例を示すもので、筒体2bは絶縁性を
有する例えばセラミックス板等で構成されている、この
筒体2b内には、図13と同様に平板状ステンレス箔7
と波付ステンレス箔8を積層して形成されたハニカム構
造体3bが装填されている。絶縁層9bは、絶縁層9b
で区分けされたハニカム構造体3bの端部が交互に接触
するよう開放されている。このような絶縁層9bはステ
ンレス箔対(本実施例では2枚の平板状ステンレス箔7
aの間に酸化物10を介在せしめて形成されたものを適
用)11aの長さを調整し、ハニカム構造体3b内に配
置することによって容易に形成することが可能である。
また陽極端子4および陰極端子5は、ハニカム構造体3
bと電気的に導通している。
FIG. 14 shows an embodiment of a rectangular metal carrier 1b similar to that of FIG. 13. The cylindrical body 2b is made of an insulating material such as a ceramic plate. Is a flat stainless steel foil 7 as in FIG.
And a honeycomb structure 3b formed by laminating a corrugated stainless steel foil 8 with the honeycomb structure 3b. The insulating layer 9b is
Are opened so that the end portions of the honeycomb structure 3b divided by are alternately contacted. Such an insulating layer 9b is formed of a pair of stainless steel foils (in this embodiment, two flat stainless steel foils 7).
It is possible to easily form it by adjusting the length of 11a and arranging it in the honeycomb structure 3b.
The anode terminal 4 and the cathode terminal 5 are connected to the honeycomb structure 3.
b and is electrically conductive.

【0046】[0046]

【実施例】【Example】

[実施例1]前述した図7〜図11の形成手段により、
図2に示すメタル担体1を製造し、この製造されたメタ
ル担体1で実際のエンジンテストを行い、ハニカムコア
30の排ガス流方向のズレ量を調査した。
[Embodiment 1] By the forming means shown in FIGS.
The metal carrier 1 shown in FIG. 2 was manufactured, and an actual engine test was performed on the manufactured metal carrier 1 to investigate the amount of displacement of the honeycomb core 30 in the exhaust gas flow direction.

【0047】ステンレス箔対11を形成するステンレス
箔は、50μm厚、幅17mmのSUS430相当の平板
状ステンレス箔7aであり、この平板状ステンレス箔7
aを1100℃で60分間、大気中で酸化処理し、表面
に酸化皮膜を形成させた。この平板状ステンレス箔7a
に図7に示すように、種々の融点をもつペースト状にし
た酸化物を、種々の厚さで塗布した。
The stainless steel foil forming the stainless steel foil pair 11 is a flat stainless steel foil 7a equivalent to SUS430 having a thickness of 50 μm and a width of 17 mm.
a was oxidized at 1100 ° C. for 60 minutes in the air to form an oxide film on the surface. This flat stainless steel foil 7a
As shown in FIG. 7, paste-like oxides having various melting points were applied in various thicknesses.

【0048】酸化物10は、Al2 3 −SiO2 系酸
化物に、硼素、マンガン、カルシウム、マグネシウム等
を添加し融点を調整したものを用いた。本実施例におい
ては融点を700〜1500℃の範囲に調整された平均
粒径10μmの粉末状のものを、有機ビークルで混練す
ることによりペースト化したものをスプレー印刷法によ
ってその厚みを調整しつつ塗布した。
As the oxide 10, an oxide obtained by adding boron, manganese, calcium, magnesium or the like to an Al 2 O 3 —SiO 2 based oxide and adjusting the melting point was used. In the present embodiment, a powdery material having an average particle diameter of 10 μm and having a melting point adjusted to a range of 700 to 1500 ° C. is kneaded with an organic vehicle to form a paste, and the thickness thereof is adjusted by a spray printing method. Applied.

【0049】また、ハニカム構造体3を構成する平板状
ステンレス箔7及び波付ステンレス箔8として厚さ50
μm、幅17mmのSUS430相当のステンレス箔(長
さ約500mm)を用意し、図8に示すように積層した。
平板状ステンレス箔7の表裏面には10×10mm、厚さ
25μmのNi基ろう材箔(BNi−5)12を15mm
間隔で貼着した。前記酸化物10を塗布し、この酸化物
塗布面を相接するよう配置してステンレス箔対11を形
成したステンレス箔70に接する前記ろう材箔12は、
前述と同様10×10mm、厚さ25μmのNi基ろう材
箔が40mm間隔で貼着してあり、さらにその外側に10
×10mm、厚さ5μmのTi箔13を貼着した。すべて
のステンレス箔の片端部は、3mm分上側に直角に折り曲
げられ、折れ込み7e,8e,70eが形成されてい
る。
The flat stainless steel foil 7 and the corrugated stainless steel foil 8 constituting the honeycomb structure 3 have a thickness of 50 mm.
A stainless steel foil (approximately 500 mm long) equivalent to SUS430 having a width of 17 μm and a width of 17 mm was prepared and laminated as shown in FIG.
On the front and back surfaces of the flat stainless steel foil 7, a Ni-based brazing material foil (BNi-5) 12 having a size of 10 × 10 mm and a thickness of 25 μm is 15 mm.
It was stuck at intervals. The brazing material foil 12 that is coated with the oxide 10 and is disposed so as to be in contact with the oxide coated surface and is in contact with the stainless steel foil 70 in which the stainless steel foil pair 11 is formed,
As described above, a 10 mm × 10 mm Ni-based brazing material foil having a thickness of 25 μm is adhered at an interval of 40 mm, and 10 mm outside the Ni-based brazing material foil.
A Ti foil 13 having a size of 10 mm and a thickness of 5 μm was stuck. One end of each stainless steel foil is bent upward by 3 mm at a right angle to form folds 7e, 8e, and 70e.

【0050】前記積層されたステンレス箔束を前述した
図9〜図11の要領でハニカムコア30に形成し、筒体
2に装填してメタル担体1を製造した。尚、電極棒4b
は直径8mm、長さ50mmのNi棒で構成し、この電極棒
4bの一端に、幅1mm、長さ17mmの十字形の切込み溝
4cが形成されている。
The laminated stainless steel foil bundle was formed on the honeycomb core 30 in the manner described above with reference to FIGS. 9 to 11, and was loaded on the cylindrical body 2 to produce the metal carrier 1. The electrode rod 4b
Is made of a Ni rod having a diameter of 8 mm and a length of 50 mm. A cross-shaped notch 4 c having a width of 1 mm and a length of 17 mm is formed at one end of the electrode rod 4 b.

【0051】以上のようにして製造されたメタル担体1
を真空中、1200℃の温度で10分間焼成し、その後
導電体4a、陽極端子4、陰極端子5、絶縁碍子6を装
着し、最終製品としてのメタル担体1に仕上げた。
The metal carrier 1 manufactured as described above
Was baked at a temperature of 1200 ° C. for 10 minutes in a vacuum, and thereafter, a conductor 4a, an anode terminal 4, a cathode terminal 5, and an insulator 6 were mounted to complete a metal carrier 1 as a final product.

【0052】前記メタル担体1を、図17と同様な試験
装置に取付け、熱サイクル負荷後のコアのズレ量を調査
した。この試験装置に取付けるためにメタル担体1の両
端には導気筒体25を溶接によって固着した。
The metal carrier 1 was mounted on a test device similar to that shown in FIG. 17, and the amount of displacement of the core after a thermal cycle load was examined. Air guide cylinders 25 were fixed to both ends of the metal carrier 1 by welding in order to mount the test apparatus.

【0053】試験条件は、エンジンを運転して10分間
でメタル担体1を850℃まで昇温し、その後エンジン
を停止し、14分間で100℃まで冷却するという温度
パターンであり、エンジン運転中のガス流量は毎秒約8
0リットルである。
The test conditions were such that the temperature of the metal carrier 1 was raised to 850 ° C. in 10 minutes after the operation of the engine, the engine was stopped, and then cooled to 100 ° C. in 14 minutes. Gas flow rate is about 8 per second
It is 0 liter.

【0054】耐熱サイクル性の評価は、ハニカムコア30
の元の位置からの変位量(ズレ量)で評価した。表1は
この調査結果の一例を示すもので、前記熱サイクル負荷
を900回加えた後の前記ズレ量を調査したもので、こ
のズレ量が1mm以内のものを合格(○)、1mmを超えた
ものを不合格(×)として表している。
The evaluation of the heat cycle resistance was performed using the honeycomb core 30
Was evaluated by the amount of displacement (deviation) from the original position. Table 1 shows an example of the result of the investigation. The deviation amount after applying the thermal cycle load 900 times was examined. If the deviation amount was within 1 mm, the result was acceptable (O), and the deviation exceeded 1 mm. Are shown as failed (x).

【0055】比較例として、酸化物に代えて市販の無機
接着剤を用いてメタル担体を製造し、同様の試験を行っ
た結果も示している。
As a comparative example, the results of a similar test in which a metal carrier was produced using a commercially available inorganic adhesive in place of the oxide and the same test is also shown.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】表1から明らかなように、無機接着剤(融
点1600℃)や融点1500℃の酸化物を用いたもの
では、900サイクル後でコアが大きくずれこんだ。そ
れに対し、本発明のメタル担体では、いずれもズレ量が
1mm以内であり、実用に充分耐えるものであることが確
認された。
As is clear from Table 1, in the case of using an inorganic adhesive (melting point: 1600 ° C.) or an oxide having a melting point of 1500 ° C., the core was largely displaced after 900 cycles. On the other hand, in all of the metal carriers of the present invention, the deviation amount was within 1 mm, and it was confirmed that the metal carriers were sufficiently practical.

【0058】また、本発明のメタル担体では、通電によ
る昇温性能も、2.5kWの電力を用いた場合、400℃
に達する時間が7秒であり、この点でも実用に充分耐え
るものであることが確認された。
In the metal carrier of the present invention, the temperature rise performance by energization is 400 ° C. when 2.5 kW of electric power is used.
Was 7 seconds, and it was also confirmed that this point was enough for practical use.

【0059】[実施例2]実施例1において、ステンレ
ス箔対11を構成するステンレス箔をFe−10Cr−
3Al系に変更するとともに、このステンレス箔に、そ
れぞれサンドブラストによる機械的凹凸加工、硫酸中に
おける陽極酸化、あるいはイットリウムイオン注入を施
し、該処理後、そのまま介在酸化物のペーストを塗布す
るか、あるいは1100℃で60分間予備酸化した後、
酸化物10を塗布し、その他は実施例1と同様にしてメ
タル担体1を製造し、前記試験を実施した。尚、酸化物
10の厚さは40μmに固定した。表2にその調査結果
の一例を示す。
Example 2 In Example 1, the stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair 11 was made of Fe-10Cr-
The stainless steel foil was subjected to mechanical unevenness by sandblasting, anodization in sulfuric acid, or yttrium ion implantation, and after this treatment, a paste of an intervening oxide was applied, or After pre-oxidation at 60 ° C for 60 minutes,
The metal carrier 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the oxide 10 was applied, and the above test was performed. Incidentally, the thickness of the oxide 10 was fixed at 40 μm. Table 2 shows an example of the survey results.

【0060】表2の結果から、表1と同様に本発明範囲
の融点を有する酸化物を用いたものはズレが発生しても
1mm以内に止まっており、また予備酸化したものは、そ
れを行わないものに比して優れていることがわかる。
From the results in Table 2, it was found that the oxides having the melting point in the range of the present invention were within 1 mm even if the displacement occurred, and the pre-oxidized ones It turns out that it is excellent compared with the thing which is not performed.

【0061】[0061]

【表2】 [Table 2]

【0062】[0062]

【発明の効果】以上述べたように、本発明のメタル担体
により、従来は不可能であった、エンジンの運転停止の
熱サイクルに対する、高い耐熱サイクル性を有し、同時
に耐熱性を有し、かつ均一加熱が可能であるメタル担体
を得ることができた。
As described above, the metal carrier of the present invention has a high heat cycle resistance against a heat cycle of engine stoppage, which has been impossible so far, and at the same time, has a heat resistance. A metal carrier capable of uniform heating was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に基づくメタル担体の基本構造の一例を
示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a basic structure of a metal carrier according to the present invention.

【図2】図1のA−A′線断面構造図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図3】図2のA部分拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 2;

【図4】本発明に基づく絶縁層の他の例を示す部分断面
図。
FIG. 4 is a partial sectional view showing another example of the insulating layer according to the present invention.

【図5】本発明に基づく絶縁層の別の例を示す部分断面
図。
FIG. 5 is a partial sectional view showing another example of the insulating layer according to the present invention.

【図6】本発明に基づく絶縁層のさらに別の例を示す部
分断面図。
FIG. 6 is a partial sectional view showing still another example of the insulating layer according to the present invention.

【図7】平板状ステンレス箔表面に酸化物が塗布された
状態を示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which an oxide is applied to the surface of a flat stainless steel foil.

【図8】平板状ステンレス箔、波付ステンレス箔、ステ
ンレス箔対の積層状態を示す模式図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a laminated state of a flat stainless steel foil, a corrugated stainless steel foil, and a stainless steel foil pair.

【図9】電極棒の一例を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing an example of an electrode rod.

【図10】ステンレス箔束が電極棒に装着された状態を
示す模式図。
FIG. 10 is a schematic view showing a state in which a stainless steel foil bundle is mounted on an electrode rod.

【図11】ステンレス箔束が電極棒に巻き付けられてい
る状態を示す模式図。
FIG. 11 is a schematic view showing a state where a stainless steel foil bundle is wound around an electrode rod.

【図12】絶縁層が1系列であるメタル担体の基本構造
を示す断面構造図。
FIG. 12 is a sectional structural view showing a basic structure of a metal carrier in which an insulating layer is one series.

【図13】本発明に基づくメタル担体の他の例を示す断
面構造図。
FIG. 13 is a sectional structural view showing another example of the metal carrier according to the present invention.

【図14】本発明に基づくメタル担体の別の例を示す断
面構造図。
FIG. 14 is a sectional structural view showing another example of the metal carrier according to the present invention.

【図15】従来のメタル担体の一例を示す断面図。FIG. 15 is a sectional view showing an example of a conventional metal carrier.

【図16】従来のメタル担体の他の例を示す断面図。FIG. 16 is a sectional view showing another example of a conventional metal carrier.

【図17】メタル担体の使用状況の一例示す模式図。FIG. 17 is a schematic view showing an example of a usage state of a metal carrier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b メタル担体 2,2a,2b 筒体 3,3a,3b ハニカム構造
体 30 ハニカムコア 4 陽極端子 4a 導電体 4b 電極棒 4c 切込み溝 5 陰極端子 6 絶縁碍子 7,7a,7b,70 平板状ステン
レス箔 7e 折れ込み 8,8a 波付ステンレ
ス箔 8e 折れ込み 9,9a,9b 絶縁層 10 酸化物 11,11a,11b,11c,11d ステンレス箔
対 12 ろう材箔 13 Tiあるいは
Zrの箔 14,14a 絶縁体 20 メタル担体 21 筒体 22 平板状ステン
レス箔 23 波付ステンレ
ス箔 24 ハニカム構造
体 25 導気筒体 26 担体 27 マニホールド 28 排気管 29 絶縁層 40a 陽極端子 40b 陰極端子 41a,40b 絶縁体
1, 1a, 1b Metal carrier 2, 2a, 2b Cylindrical body 3, 3a, 3b Honeycomb structure 30 Honeycomb core 4 Anode terminal 4a Conductor 4b Electrode rod 4c Cut groove 5 Cathode terminal 6 Insulator 7, 7a, 7b, 70 Flat stainless steel foil 7e Folded 8,8a Corrugated stainless steel foil 8e Folded 9,9a, 9b Insulating layer 10 Oxide 11,11a, 11b, 11c, 11d Stainless steel foil pair 12 Brazing material foil 13 Ti or Zr foil 14 , 14a Insulator 20 Metal carrier 21 Cylindrical body 22 Flat stainless foil 23 Corrugated stainless steel foil 24 Honeycomb structure 25 Air guide cylinder 26 Carrier 27 Manifold 28 Exhaust pipe 29 Insulating layer 40a Anode terminal 40b Cathode terminal 41a, 40b Insulator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−246174(JP,A) 特表 平3−500911(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 F01N 3/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-246174 (JP, A) JP-A-3-500911 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-37/36 B01D 53/86 F01N 3/28

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平板状ステンレス箔と波付加工されたス
テンレス箔を積層したハニカム構造体を陽、陰両極を備
えた筒体内に装填してなる通電加熱装置付の自動車用排
ガス浄化触媒メタル担体において、前記ハニカム構造体
における相隣合う平板状ステンレス箔間、あるいは平板
状ステンレス箔と波付ステンレス箔間、あるいは波付ス
テンレス箔間に、融点800℃以上1400℃以下、厚
さ1mm以下の酸化物を介在させてステンレス箔対を形成
し、このステンレス箔対を前記ハニカム構造体を構成す
るステンレス箔の間に配置したのち焼成して絶縁層を形
成したことを特徴とする通電加熱装置付の自動車排ガス
浄化触媒用メタル担体。
1. An exhaust gas purifying catalyst metal carrier for an automobile equipped with a current-carrying heating device in which a honeycomb structure in which a flat stainless steel foil and a corrugated stainless steel foil are laminated is loaded in a cylindrical body having positive and negative electrodes. In the honeycomb structure, an oxidation having a melting point of 800 ° C. or more and 1400 ° C. or less and a thickness of 1 mm or less between adjacent flat stainless steel foils, between a flat stainless steel foil and a corrugated stainless steel foil, or between corrugated stainless steel foils. A stainless steel foil pair is formed with an intervening object, and the stainless steel foil pair is disposed between the stainless steel foils constituting the honeycomb structure, and then fired to form an insulating layer. Metal carrier for automotive exhaust gas purification catalyst.
【請求項2】 ステンレス箔対とハニカム構造の接合
が、ろう付けによって行われていることを特徴とする請
求項1記載の自動車排ガス浄化触媒用メタル担体。
2. The metal carrier for an automotive exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the stainless steel foil pair and the honeycomb structure are joined by brazing.
【請求項3】 ステンレス箔対を構成するステンレス箔
が、予め酸化処理されていることを特徴とする請求項1
あるいは2の何れか記載の自動車排ガス浄化触媒用メタ
ル担体。
3. The stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair has been previously oxidized.
Alternatively, the metal carrier for an automobile exhaust gas purifying catalyst according to any one of the above items 2.
【請求項4】 ステンレス箔対とハニカム構造の接合が
ろう付けでなされ、ろう材箔とステンレス箔対を構成す
るステンレス間に、TiあるいはZrの箔が介在してい
ることを特徴とする請求項3記載の自動車排ガス浄化触
媒用メタル担体。
4. The stainless steel foil pair and the honeycomb structure are joined by brazing, and a Ti or Zr foil is interposed between the brazing material foil and the stainless steel constituting the stainless steel foil pair. 4. The metal carrier for an automobile exhaust gas purifying catalyst according to 3.
【請求項5】 ステンレス箔対を構成するステンレス箔
が、少なくともAlを1%以上含有していることを特徴
とする請求項1,2,3あるいは4の何れか記載の自動
車排ガス浄化触媒用メタル担体。
5. The metal for an automotive exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein the stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair contains at least 1% of Al. Carrier.
【請求項6】 ステンレス箔対を構成するステンレス箔
が、少なくともCrを10%以上、Alを3%以上含有
していることを特徴とする請求項1,2,3あるいは4
の何れか記載の自動車排ガス浄化触媒用メタル担体。
6. The stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair contains at least 10% or more of Cr and 3% or more of Al.
5. The metal carrier for an automobile exhaust gas purifying catalyst according to any one of the above items.
【請求項7】 ステンレス箔対を構成するステンレス箔
が、少なくともCr10%以上、Al3%以上、ランタ
ノイド元素0.01重量%以上を含有していることを特
徴とする請求項1,2,3あるいは4の何れか記載の自
動車排ガス浄化触媒用メタル担体。
7. The stainless steel foil constituting the stainless steel foil pair contains at least Cr 10% or more, Al 3% or more, and a lanthanoid element 0.01% by weight or more. 5. The metal carrier for an automobile exhaust gas purifying catalyst according to any one of the above items 4.
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