JP3303343B2 - メタル担体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の排気ガス浄化
触媒用として用いられるメタル担体の製造方法に関し、
詳しくは外筒へハニカム体を圧入する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載される排気ガス浄化触媒用
の担体としては、従来よりセラミックス製のモノリス担
体が主流であった。しかしセラミックス製であるがため
に、熱伝動性が低く始動初期の触媒活性が低くなるこ
と、取扱を慎重にしなければならないこと、などの不具
合があり、近年では金属箔ハニカム構造のメタル担体に
移行しつつある。

【０００３】このメタル担体は、箔状の平板と、その平
板を波状に加工した波板とを重ねて一体的に巻回された
ハニカム体と、そのハニカム体を収納保持する金属製外
筒とから構成されている。ハニカム体は相対移動が防止
された状態で外筒に保持される必要があり、ハニカム体
と外筒とは一般にロウ付け接合により一体化されてい
る。

【０００４】ところでハニカム体と外筒とをロウ付け接
合するには、ロウ材を介して両者が圧接されていること
が必要である。しかし巻回して形成されるハニカム体の
外径と外筒の内径とを精度高く一致させることは困難で
あり、両者の圧接を得るために、従来より種々の方法が
採用されている。例えば特公昭５７−５５８８６号公報
や特開平２−２６８８３４号公報には、ハニカム体の外
径を外筒の内径より小さく形成し、外筒に挿入後絞り加
工などにより外筒を縮径する方法が開示されている。ま
た特開平３−９４８３７号公報には、外筒を加熱して膨
張させた状態でハニカム体を挿入し、冷却して外筒を縮
径する方法が開示されている。

【０００５】しかし、剛性の高い外筒を縮径するより
も、巻回により形成されたハニカム体を縮径する方が容
易であることは誰の目にも明らかである。そこで従来一
般に行われているのは、ハニカム体の外径を外筒の内径
より大きく形成しておき、ハニカム体を縮径しながら外
筒内に圧入する方法である。この方法は、例えば図７に
示すように、外筒２００一端にテーパ状の案内面４０１
をもつ縮径リング４００を配置し、ロウ箔３００をもつ
ハニカム体１００を、案内面４０１から圧入して縮径リ
ング４００で縮径しながら外筒２００内へ挿入する。縮
径リング４００を通過したハニカム体１００は、外筒２
００内で拡径して外筒２００と圧接するため、高いロウ
付け接合強度が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記圧入方法
においては、ハニカム体１００の外径（Ｈ）と外筒２０
０の内径（Ｄ）の差（Ｈ−Ｄ）が０．２ｍｍより大きく
なると、縮径リング４００の案内面４０１にロウ箔３０
０のエッヂ部分が引っ掛かり、ロウ箔３００が剥離する
場合があった。さらに、ロウ箔３００は全面が縮径リン
グ４００の最縮径部と摺接し、摺動抵抗が大きくその際
に剥離する場合もあった。

【０００７】また、上記差（Ｈ−Ｄ）がゼロより小さい
（Ｈ＜Ｄ）と、ハニカム体１００と外筒２００の間に隙
間が生じ、接合不良が発生するという問題が生じる。そ
のため上記差（Ｈ−Ｄ）が０〜０．２ｍｍとなるよう
に、すなわちハニカム体と外筒の製作精度を±０．１ｍ
ｍ以下とする必要があり、生産性が低かった。本発明は
このような事情に鑑みてなされたものであり、上記圧入
方法を改良してロウ箔の剥離を防止するとともに、ハニ
カム体と外筒の製作精度の幅を拡げることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のメタル担体の製造方法は、平板と波板とが重ねて巻
回されたハニカム体を外筒内に圧入収納し、ハニカム体
と外筒をロウ付けして一体的に接合するメタル担体の製
造方法において、外周表面にロウ箔を付着させたハニカ
ム体を分割形状の縮径治具で径方向から挟んで縮径して
ハニカム体全体を縮径させる工程と、外周表面に付着し
たロウ箔の端部を縮径した状態で縮径治具から表出さ
せ、ロウ箔の少なくとも一端部が外筒内に位置するまで
ハニカム体を外筒に挿入した後、縮径治具を取り外す工
程と、ハニカム体の残りの部分を外筒内に圧入収納した
後、ハニカム体と外筒とをロウ付け接合する工程と、を
順次行うことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明のメタル担体の製造方法では、先ずハニ
カム体を縮径治具で縮径させる。これは、例えば縦に複
数個に分割された筒状の縮径治具でハニカム体を挟むこ
とで、容易に縮径させることができる。また螺旋状に巻
いて筒状とされた縮径治具内にハニカム体を挿入して縮
径させることもできる。

【００１０】このとき、縮径治具をハニカム体の長さ全
体を覆うようにして縮径させてもよいし、縮径治具の先
端からハニカム体の一端部が表出しているようにして縮
径させることもできる。この場合はハニカム体の残りの
大部分が縮径していることから、表出する一端部も縮径
された状態を維持している。次に縮径した状態を維持し
ながら、ハニカム体の一端部を外筒に挿入する。このと
きに、ロウ箔の端部も縮径した状態で外筒に挿入される
ようにする。これによりロウ箔の端部が外筒と干渉して
剥離するような不具合なく、容易に外筒に挿入できる。

【００１１】その後縮径治具を取り外すと、ハニカム体
は元の形状に戻ろうとして、外筒から出た部分は拡径
し、外筒内の一端部は外筒内周面に圧接される。その状
態でハニカム体の残りの部分を、プレス装置などにより
外筒内に圧入する。このときロウ箔の端部は既に外筒内
にあるので、ロウ箔のエッヂ部分からの剥離が防止され
ながらハニカム体は圧入される。また、外筒の内径より
小さく縮径されながら圧入される従来の場合に比べて摺
動抵抗が小さくなり、摺動抵抗の増大に起因する剥離も
防止される。

【００１２】そしてハニカム体全体が圧入後、所定温度
に加熱することにより、ロウ箔存在部分でハニカム体と
外筒はロウ付け接合され、一体的なメタル担体が得られ
る。

【００１３】

【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 （実施例１）先ず、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金から形成さ
れた板厚５０μｍの平板と、この平板から形成された波
板とを用意し、重ねてロール状に巻回してハニカム体１
を形成した。平板と波板の接触部位には、予めロウ材が
塗布してある。

【００１４】また、一方ではフェライト系ステンレス鋼
より外筒２を形成する。ハニカム体１は外径８７．４ｍ
ｍ、長さ１２０ｍｍであり、外筒１は内径８７．０ｍ
ｍ、外径９０ｍｍ、長さ１２０ｍｍである。次に、ハニ
カム体１の一端面から軸方向で３０ｍｍの長さの範囲の
外周表面に、抵抗スポット又はレーザー溶接などにより
アモルファス製Ｎｉロウ箔３を厚さ５０μｍで形成す
る。

【００１５】そして図１，図２に示すように、筒体を中
心軸を含む平面で縦に２つに分割した形状の縮径治具４
を用意し、ハニカム体１を径方向左右から挟む。ここで
縮径治具４は、一対の分割体が合わせられた時の内径が
８６．９ｍｍであり、外筒２の内径より小さい値となっ
ている。接合前のハニカム体１は、縮径及び拡径の動き
が極めて柔軟性に富むため、縮径治具４で挟むことによ
り容易に縮径する。

【００１６】このとき、ハニカム体１のロウ箔３をもつ
一端部が、５〜１０ｍｍだけ縮径治具４から突出するよ
うにして縮径する。突出する長さはハニカム体１全長に
比べて僅かであるため、突出する一端部は他の部分の縮
径に追従し他の部分と同様に縮径する。次に図１に示す
ように、縮径した一端部をロウ箔３の一端部とともに外
筒２に挿入する。上記したように一端部の外径は外筒２
の内径より小さく縮径されているので、容易に挿入する
ことができる。

【００１７】挿入後、縮径治具４をハニカム体１から取
り外す。するとハニカム体１は弾性により元の形状に戻
ろうとして拡径する。このとき、外筒２内の一端部も拡
径しようとするが、外筒２により規制されているので外
筒２の内周面に圧接した状態となる。その状態で、図３
に示すようにパンチ５でハニカム体１を外筒２内へ圧入
する。このとき、ロウ箔３の端部は既に外筒２内に位置
しているので剥離するような不具合がなく、ハニカム体
１は縮径しながら円滑に圧入される。

【００１８】その後、真空加熱炉内で加熱され、ハニカ
ム体１と外筒２及び平板と波板とが一体的にロウ付け接
合される。なおハニカム体１は、一端部のみが片持ち状
に外筒２に接合され、使用時の熱応力の発生が防止され
ている。本実施例では、ハニカム体及び外筒の製作精度
の幅を０〜０．４ｍｍとすることができ、従来に比べて
幅が約２倍になったため生産性が著しく向上した。

【００１９】なお、図４に示すように短冊状のロウ箔３
０を円周方向に僅かな間隔３１を隔てて列設した構成と
すれば、縮径によるロウ箔３０の変形がないので剥離を
一層防止することができる。 （実施例２）本実施例では、ハニカム体と外筒の接合を
軸方向中央部でのみ行う場合について説明する。

【００２０】実施例１と同様のハニカム体１を形成し、
軸方向中央部に３０ｍｍの幅で１周するロウ箔３２を形
成する。次に実施例１と同様の第１縮径治具４０と第２
縮径治具４１を用意し、図５に示すように軸方向に２ヶ
所でハニカム体１を縮径する。この時ハニカム体１は全
体が第１縮径治具４０と第２縮径治具４１で覆われてい
る。

【００２１】次に一端部の第２縮径治具４１を取り外
す。ハニカム体１の半分以上が第１縮径治具４０で保持
されているので、第２縮径治具４１を取り外してもハニ
カム体１は全体が縮径された状態を維持している。これ
を実施例１と同様の外筒２に一端部から挿入する。ロウ
箔３２の一端部も縮径した状態を維持しているので、実
施例１と同様に剥離することなく外筒２に挿入できる。

【００２２】その後、第１縮径治具４０を取り外し、ハ
ニカム体１の残りの部分を実施例１と同様に圧入し、ロ
ウ付け接合することで、ハニカム体１の軸方向中央部分
のみで外筒２と接合されたメタル担体が得られる。な
お、本実施例をさらに拡張し、軸方向の長さの小さな縮
径部材を多数用いてハニカム体を縮径し、外筒への挿入
と一つの縮径部材の取り外しとを交互に行って挿入すれ
ば、ハニカム体と外筒との摩擦を最大限に低減すること
ができ、ロウ箔の剥離を一層防止することができる。そ
の一例を実施例３に示す。 （実施例３）本実施例では、ハニカム体と外筒の接合を
軸方向上端部でのみ行う場合について説明する。

【００２３】実施例１と同様のハニカム体１を形成し、
軸方向上端部に３０ｍｍの幅で１周するロウ箔３３を形
成する。次に実施例１の縮径治具が軸方向に３分割され
た形状の第１縮径治具４２、第２縮径治具４３、第３縮
径治具４４を用意し、図６に示すように軸方向に３ヶ所
でハニカム体１を縮径するこれを実施例１と同様の外筒
２に表出する一端部から挿入する。次に最下段の第１縮
径治具４２を取り外し、その部分を外筒２に挿入する。
次いで中央部の第２縮径治具４３を取り外し、その部分
のハニカム体１を外筒２に挿入する。その部分のハニカ
ム体表面にはロウ箔３３の端部が表出しているが、第３
縮径治具４４により縮径されているので、剥離が防止さ
れつつ挿入される。そして最後に第３縮径治具４４を取
り外した後、残りの部分を実施例１と同様に圧入する。

【００２４】すなわち本実施例の方法によれば、ハニカ
ム体１と外筒２との摩擦を最大限に低減することができ
る。またロウ箔３３は上端部にあり最後に挿入されるた
め、挿入時に万一剥離が生じても接合位置の変動が生じ
ず好ましい。

【００２５】

【発明の効果】すなわち本発明のメタル担体の製造方法
によれば、ロウ箔の剥離が防止され、ハニカム体と外筒
を容易に組付けることができる。またハニカム体と外筒
の製作精度の幅を大きくすることができるので、それぞ
れの製造が容易になり生産性が向上する。

【００２６】また従来のような縮径リングとロウ箔との
摩擦が生じないので、ロウ箔の磨耗が防止される。した
がってロウ箔を薄くすることができ、メッキ法でロウ箔
を形成することができる。さらに、外筒も電鋳管などの
パイプ材から形成することが可能となるので、生産性が
格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で縮径されたハニカム体の一
端部を外筒に挿入するところを示す説明図である。

【図２】図１のハニカム体と縮径部材との平面図であ
る。

【図３】本発明の一実施例でハニカム体を圧入している
ところを示す説明図である。

【図４】実施例１において、ロウ箔の他の構成を示す説
明図である。

【図５】本発明の第２の実施例で縮径されたハニカム体
の一端部を外筒に挿入するところを示す説明図である。

【図６】本発明の第３の実施例で縮径されたハニカム体
の一端部を外筒に挿入するところを示す説明図である。

【図７】従来の製造方法において、ハニカム体を外筒に
圧入する方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１：ハニカム体 ２：外筒 ３：
ロウ箔 ４：縮径治具 ５：パンチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板と波板とが重ねて巻回されたハニカ
   ム体を外筒内に圧入収納し、該ハニカム体と該外筒をロ
   ウ付けして一体的に接合するメタル担体の製造方法にお
   いて、 外周表面にロウ箔を付着させた該ハニカム体を分割形状
   の縮径治具で径方向から挟んで縮径して該ハニカム体全
   体を縮径させる工程と、外周表面に付着した該ロウ箔の端部を縮径した状態で該
   縮径治具から表出させ、該ロウ箔の少なくとも一端部が
   前記外筒内に位置するまで該ハニカム体を該 外筒に挿入
   した後、該縮径治具を取り外す工程と、 該ハニカム体の残りの部分を該外筒内に圧入収納した
   後、該ハニカム体と該外筒とをロウ付け接合する工程
   と、を順次行うことを特徴とするメタル担体の製造方
   法。