JP3308052B2 - 触媒装置用メタル担体およびその製造方法 - Google Patents

触媒装置用メタル担体およびその製造方法

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JP3308052B2 JP19022393A JP19022393A JP3308052B2 JP 3308052 B2 JP3308052 B2 JP 3308052B2 JP 19022393 A JP19022393 A JP 19022393A JP 19022393 A JP19022393 A JP 19022393A JP 3308052 B2 JP3308052 B2 JP 3308052B2
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哲郎 豊田
克憲 松岡
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Showa Aircraft Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化装置に用いられる触媒装置用メタル担体とその製造方
法に関し、特にロール状に形成されかつ軸方向に長いハ
ニカム体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化装置に用いられる触
媒装置用メタル担体は、平板と波板とを重ねてロール状
に巻いてハニカム体を形成し、そのハニカム体を金属製
外筒内に収容したものが知られている(例えば特開昭5
6−4373号公報)。このメタル担体は、ハニカム体
を構成する平板と波板、および外筒とハニカム体とが通
常ろう付けによって一体に接合されている。ハニカム体
のハニカム通路表面にはアルミナなどからなる触媒担持
層が形成され、その触媒担持層に貴金属触媒が担持され
て排気ガス浄化触媒の役目をなす。そして内燃機関の排
気通路に配設されて排気ガス中のHC,CO,NOX
どを浄化する。なお限られた容積中にできるだけ多くの
ハニカム通路面積を確保する必要から、平板および波板
の厚さは強度を維持できる範囲内でできるだけ薄くなっ
ている。
【0003】車輛用触媒装置用メタル担体、特にオート
バイ用のメタル担体では、既存の排気マフラー内に設け
られる場合が多く、そのため寸法上の制約から外径が小
で軸方向に長い形式のものが使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の排気ガ
ス装置に用いられる触媒装置用メタル担体では、外筒と
ハニカム体の間の温度差が大きいため両者の間の熱膨張
の差が大きく、また外筒の板厚(1〜2mm)とハニカ
ム体の板厚(0.05〜0.10mm)との間の差が大
きいため、ハニカム体側の加熱冷却による軸方向の伸び
および収縮が大きく、外筒は自身の剛性のために余り伸
びず、さらに外筒の厚い板厚がハニカム体に対し保温材
として作用してハニカム体の温度を上昇させ、外筒との
伸びの差をさらに助長している。これらの理由によっ
て、外筒に近いハニカム体のろう付部に応力が集中し、
図4(A)に示すように、ハニカム体31の波板2が破
断する原因となるという欠点がある。この対策として外
筒33の板厚を薄くして外筒の剛性を低下させれば、外
筒が容易に変形できるため熱応力を緩和することができ
るが、外筒33の溶接が困難になるという欠点があり、
また図4(B)に示すように、ハニカム体31′の最外
層に平板1の2重構造を設け、2枚の平板間のすべりに
よって熱応力を緩和することもできるが、ハニカム体3
1′の重量が増し、コスト高になるという欠点がある。
【0005】本発明の目的は、軸方向に長いメタル担体
において、外筒に近いハニカム体のろう付部に応力が集
中せず、外筒の製作が容易で、重量が増加せず、コスト
に大きな影響を与えない新規な触媒装置用メタル担体を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用メタ
ル担体は、薄い金属の細長い帯状平板と帯状波板とを重
畳して多数層渦巻状に形成し、平板と波板の当接部を接
合してハニカム体を構成し、ハニカム体の外側面にはま
り合う円筒状の外筒の、軸に垂直な少なくとも一つの平
面を含む側面上において、少なくとも一個の円周方向に
配置された円周方向に長い開口を形成し、外筒とハニカ
ム体とを接合することによって得られる。
【0007】
【作用】メタル担体の軸に垂直な平面を含む外筒の側面
に、円周方向に開口を設けたため、開口を含む外筒の円
周上における断面積が減少することにより、ハニカム体
の熱による軸方向の伸びに対応して外筒は変形し易くな
り、かつ開口によってハニカム体が冷却されるのでその
伸びも減少し、外筒に近いハニカム体のろう付部分の熱
応力が減少して亀裂の発生を抑制する。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の触媒装置用メタル担体の斜
視略図で、外筒に複数の開口を有する図である。図2は
本発明の触媒装置用メタル担体の模式的縦断面略図で、
図2(A)は外筒の軸に垂直な一つの平面を含む側面上
に開口を有する図、図2(B)は図1の軸方向断面略図
であって、外筒の軸に垂直な二つの平面を含む側面上に
それぞれ複数の開口を有する図である。
【0009】図1において、薄い金属の細長い帯状平板
1と波板2とが相互に当接するように重ねられ、当接箇
所において接合されてハニカム体11が形成されてい
る。ハニカム体11の外側を被覆する外筒3bがろう材
4によってハニカム体と接合され、メタル担体20を形
成する。外筒3bには、軸X−Xに垂直な二つの平面が
外筒3bの外側面と交わって形成される円周上におい
て、それぞれ複数の細長い長円形の開口5bが等間隔に
設けられている。外筒の円周方向に互いに隣接する開口
5bの数、形状および間隔は、ハニカム体11の熱によ
る伸びに対応して外筒3bがハニカム体の接合部に無理
な応力を与えないように定める。開口5bの形状は、円
形あるいは外側面の円周方向に細長い楕円形または長方
形その他任意の形としてもよい。
【0010】開口の位置は、ハニカム体の熱による軸方
向の伸びの最も大きい部分に設けるのが効果的で、伸び
の状況により、例えば図2(A)に示すように、開口5
aは外筒3aの軸X−Xに垂直な一つの平面を含む側面
上に、あるいは図2(B)または図1に示すように、開
口5bは軸X−Xに垂直な二つの平面を含む外筒3bの
側面に設けることができ、あるいはまた、外筒の軸X−
Xに垂直な三つ以上の平面を含む外筒の側面に設けても
よい
【0011】さらに別の参照例によれば、図3に示すよ
うに、外筒3cのガス入口側には開口を設けず、ガス出
口側において軸X−Xに垂直な3つの平面を含む外筒3
cの側面上に開口5cを設ける場合もある
【0012】外筒に開口を設けるには、外筒材料をプレ
スによって打抜くと同時に形成するか、外筒材料をシャ
ーリングによって形成した後プレスによって打抜くか、
あるいは外筒材料をロール状に成形した後に設けるか
の、何れの段階で設けてもよい。
【0013】次に本発明による外筒に設けられた開口の
作用を述べれば、図1および図2(B)において、ハニ
カム体11の外筒3bに近い平板1および波板2が軸X
−X方向に熱膨張して、外筒3bより伸びが大なる場
合、外筒3bは軸X−X方向に引張力を受けて伸張する
が、開口5bが設けられているために、図1のA部拡大
図に示すように、隣接する2つの開口5bの間の断面積
の少ない部分が容易に変形しうるので、外筒3bがハニ
カム体11の外層部分の平板1および波板2に及ぼす反
力が減少する。従って従来の例の図4(A)に見られる
ような波板2の破断は発生しない。
【0014】図3の実施例において、ハニカム体11と
外筒3cの熱膨張による軸X−X方向の伸びをガス入口
側を基準に考えれば、出口側に至るほど大となるので、
ハニカム体と外筒の間の伸びの差も大となる。したがっ
て外筒3cの出口側にのみ開口5cを設けるのが効果的
で、その結果ハニカム体11の伸びの大きい部分が冷却
されて伸びが抑制され、さらにハニカム体11と外筒3
cとの出口側のろう材による接合を省くことによって、
外筒3cがハニカム体11に対し及ぼす反力が減少する
こととなる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ハニカム
体の外側面を被覆する外筒の、軸に垂直な少なくとも一
つの平面を含む側面に、少なくとも1個の円周方向開口
を設けたため、熱によるハニカム体の軸方向の伸びによ
って外筒が容易に伸びてるので、外筒からの反力がハニ
カム体に及ぼす力が減少されるため、ハニカム体のろう
付け部分に作用する応力が削減されて、板材のろう付け
部分の亀裂の発生を防止する効果がある。また外筒に設
けた開口によって、ハニカム体の温度上昇を抑制するこ
とができるため、熱応力そのものを軽減させることがで
きる。
【0016】さらに、本発明による外筒の製作は極めて
容易であり、かつ開口によりメタル担体の重量が軽減さ
れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による触媒装置用メタル担体の斜視略図
である。
【図2】本発明による触媒装置用メタル担体の模式的縦
断面略図で、図2(A)は外筒の軸に垂直な一つの平面
を含む側面上に開口を有する図、図2(B)は図1の軸
方向断面略図である。
【図3】本発明による触媒装置用メタル担体の参照例の
斜視略図である。
【図4】従来の技術によるメタル担体の模式的縦断面略
図で、図4(A)は波板が破断した状態の図、図4
(B)はハニカム体の最外層の平板の2重構造を示す図
である。
【符号の説明】
1 平板 2 波板 3a,3b,3c,33 外筒 4 ろう材 5a,5b,5c 開口 10,20,30 メタル担体 11,31,31’ ハニカム体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 F01N 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄い金属の細長い帯状平板と帯状波板と
    を重畳して多数層渦巻状に形成し、該層状間に多数の網
    目状通気路を有するハニカム体と、該ハニカム体の外側
    面を被覆する外筒を有する触媒装置用メタル担体におい
    て、 前記外筒の軸に垂直な少なくとも一つの平面を含む前記
    外筒の側面上において、少なくとも一個の円周方向に配
    置された円周方向に長い開口を有することを特徴とする
    触媒装置用メタル担体。
  2. 【請求項2】 薄い金属の細長い帯状平板と帯状波板と
    を重畳して多数層渦巻状に形成し、前記平板と波板の当
    接部を接合してハニカム体を構成し、 該ハニカム体の外側面にはまり合う円筒状の外筒の、軸
    に垂直な少なくとも一つの平面を含む側面上において、
    少なくとも一個の円周方向に配置された円周方向に長い
    開口を形成し、 該外筒と前記ハニカム体とを接合することを特徴とする
    触媒装置用メタル担体の製造方法。
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