JP3308075B2 - 耐熱構造体の製造方法 - Google Patents

耐熱構造体の製造方法

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JP3308075B2 JP26686493A JP26686493A JP3308075B2 JP 3308075 B2 JP3308075 B2 JP 3308075B2 JP 26686493 A JP26686493 A JP 26686493A JP 26686493 A JP26686493 A JP 26686493A JP 3308075 B2 JP3308075 B2 JP 3308075B2
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    • F01NGAS-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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    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
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    • F01N3/2867Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets being placed at the front or end face of catalyst body

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱構造体の製造方法に
関し、特に円筒状のハニカム体に形成された内燃機関の
排気ガス浄化装置に用いられる耐熱構造体の製造方法に
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である耐熱構造体は、帯状の平板と
波板とを重ねてロール状に巻回し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納したものが知
られている(例えば、特開昭56−4373号公報)。
この耐熱構造体では、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の間に通常ろう材を介在
させ、高真空炉を使用してろう材を溶融させ、液相拡散
接合によって接合箇所が接合されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の触媒装
置用メタル担体である耐熱構造体は、ハニカム体を形成
するに際し、平板と波板の間にろう材を介在させてこれ
を重畳し、ロール状に巻回して接合するため、平板と波
板と接合部で一体に接合される。さらにハニカム体を覆
う外筒との間もろう材によって接合されるため、全体が
リジッドな接合構造体を構成することになる。
【0004】触媒用メタル担体においては、ハニカム体
を通過する排気ガスの流速が、ハニカム体の外周部より
中心部に至るほど大きく、従って高温の排気ガスとの接
触、触媒反応による発熱および外筒から外気への放熱に
より、中心部ほど高温で外周部ほど低温となる温度分布
を生じており、この温度分布の差によってハニカム体と
外筒との間に膨張および収縮量の差が生じるが、ハニカ
ム体の径方向および軸方向の動きは外筒によって制限さ
れ、またハニカム体を構成する平板と波板の板厚は一般
に外筒の板厚よりかなり薄く、さらに平板と波板の接合
部がリジッドに接合されているためハニカム体に熱応力
が作用することになる。そして膨張・収縮の繰り返しに
よりハニカム体の最外周の波板が塑性変形を起して金属
疲労を生じ、最終的にはハニカム体の波板の破断および
ハニカム体と外筒との接合部での剥離を生じるという欠
点がある。
【0005】本発明の目的は、ハニカム体を構成する平
板と波板との間およびハニカム体と外筒との間に接合に
よる熱応力が発生せず、かつ製作も容易でコストも節減
できる、ハニカム体をなす耐熱構造体の製造方法を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の耐熱構造体の製
造方法は、薄い金属の一定長さの帯状の平板の、中央部
分を除く片側の部分に波形を施し、他の部分を平板のま
まとした基材を形成し、基材の片側の部分の波板と、別
の基材の平板の部分とが当接するように、交互に所定枚
数の基材を重ね合わせ、重ね合わされた基材の中央部分
を、基材の長手方向に直角な細長い面で押圧して平行部
分を形成し、平行部分を接合し、L字形の細長い板材か
らなる2個のストッパ材を、各々の一方の辺が平行部分
において基材の長手方向と直角に、かつ平行部分を挟ん
で向い合い、他方の辺が互いに反対向きに一直線をなす
ように配設して、一方の辺と平行部分とを接合し、中央
部分の平行部分を中心にして、基材を巻き回して円筒状
のハニカム体を形成し、ハニカム体より僅かに長い外筒
材でハニカム体を被覆し、外筒材に内接する環状のリン
グを、ハニカム体の両端面と所定の隙間を隔てて外筒材
に接合し、L字形のストッパ材の他方の辺の端部を外筒
材と接合して形成する。
【0007】本発明の耐熱構造体の別の製造方法は、薄
い金属の一定長さの帯状の平板の、中央部分を除く片側
の部分に波形を施し、他の部分を平板のままとした基材
を形成し、基材の片側の部分の波板と、別の基材の平板
の部分とが当接するように、交互に所定枚数の基材を重
ね合わせ、重ね合わされた基材の中央部分を、基材の長
手方向に直角な細長い面で押圧して平行部分を形成し、
平行部分を接合し、平行部分を中心にして基材を巻き回
して円筒状のハニカム体を形成し、ハニカム体を外筒材
で被覆し、さらに外筒材とハニカム体との間にストッパ
手段を配設するものである。
【0008】本発明の前記別の実施例の望ましい態様と
して、ストッパ手段は、ハニカム体の両端面において、
端面と所定の隙間を隔てて1本以上の細長い棒状の部材
を配設し、棒状の部材の両端部と外筒材とを接合する
か、あるいはまた、ハニカム体の両端面において端面と
所定の隙間を隔てて1本以上の細長い棒状の部材を配設
し、棒状の部材の両端部と外筒材とを接合し、さらに、
外筒材に内接する2個の環状のリングを、ハニカム体の
両端面とそれぞれ所定の隙間を隔てて外筒材に接合して
構成される。
【0009】
【作用】帯状で一定長さの平板の中央部分を除く片側の
部分に波形を施した複数の基材を、互いに波形の部分と
平板の部分とを当接させて重ね合わせ、中央部分を基材
の長手方向に直角な細長い面で押圧して平行部分を形成
し、その平行部分を中心として二つの巴状に基材を巻き
回して円筒状のハニカム体を形成し、これを外筒で被覆
し、さらにストッパを介してハニカム体と接合して構造
体を形成するため、平板と波板との間およびハニカム体
と外筒材との間をろう材で接合する必要がなく、したが
ってハニカム体およびハニカム体と外筒材との間に熱応
力の発生しない構造体が得られる。
【0010】
【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(A)は本発明の耐熱構造体の実施例
の軸に直角な断面略図、図1(B)は、図1(A)の軸
方向の断面略図、図2はハニカム体の基材の断面の模式
的説明図、図3は重ね合わされた基材の中央部分を示す
断面略図である。
【0011】図2に示すような、帯状で長さが一定の薄
い平板1aの中央部分1cを除く片側の部分1dに波形
を形成して基材1をつくる。波板1bの部分と平板1a
の部分とが当接するように交互に所定枚数重ね合わせ、
重ね合わされた基材1の中央部分1cを、図3に示すよ
うに、上下から基材の長手方向と直角な細長い面で押圧
して、すべての基材の中央部分1cが密着した平行部分
2を形成する。平行部分2をスポット溶接等で接合す
る。次に、細長い板材をL字形に加工した2個のストッ
パ材3の一方の辺3aを、図1に示すように、平行部分
2において基材の長手方向と直角にスポット溶接で接合
して、他方の辺3bが互いに反対向きに一直線をなすよ
うに配設する。
【0012】このように形成された所定枚数の基材を、
平行部分2を中心にして巻き回して円筒状のハニカム体
4を形成する。この場合、基材側を支持して平行部分2
を回してもよい。ハニカム体4の軸方向の全長より僅か
に長い外筒材5で、ハニカム体4の外側を被覆する。ス
トッパ材3の他方の辺3bの端部を外筒材5の端縁5a
に溶接する。外筒材5と内接する円環状のストッパリン
グ6を、ハニカム体4の両端面において端面4bと所定
の間隔tを隔てて外筒材5にスポット溶接で固定して耐
熱構造体10を形成する。ストッパリング6をストッパ
材3の他方の辺3bより先に、外筒材5と溶接してもよ
い。隙間tの寸法は、ハニカム体4の熱膨張による軸方
向の伸びに対応できる大きさとする。
【0013】次に、本発明の別の実施例について図面を
参照して説明する。図4は本実施例の軸方向の断面略図
である。
【0014】図1の実施例の場合と同様、図3に示すよ
うに、所定枚数の基材の中央部分1cを押圧して密着さ
せ、平行部分2を形成してスポット溶接等で接合した
後、平行部分2を中心にして巻き回してハニカム体4を
形成する。ハニカム体4の外側がその全長より僅かに長
い外筒材5で被覆される。位置決め手段として、図4に
示すように、外筒材5に内接する円環状のストッパリン
グ6´が、ハニカム体4の両端面4b上に端面と所定の
隙間tを隔てて、外筒材5にスポット溶接で接合され
る。隙間tの寸法は、ハニカム体4の熱膨張による軸方
向の伸びに対応できる大きさとする。棒状の細長いスト
ッパ材3´が、ハニカム体4の両端面4bに沿い端面と
所定の隙間tを隔てて配設され、ストッパ材3´の両端
がストッパリング6´と溶接により接合されて、耐熱構
造体10´が形成される。ストッパ材3´の数は1本以
上の任意の数とすることができる。またストッパ材3´
の形状は細長い棒状のほか、枝状、十文字形など適宜に
選ぶことができる。さらに、ストッパリング6´に切欠
きを設けてストッパ材3´の両端部を支持した上、溶接
により固定してもよい。
【0015】さらに別の実施例として、上述の実施例に
おけるストッパリング6´を廃し、位置決め手段とし
て、両端を直接外筒材5に溶接して接合されたストッパ
材3´のみを配設することもできる。
【0016】このように耐熱構造体10,10´はハニ
カム体4の形成およびハニカム体と外筒材5を組み合わ
せるに際し、ろう材を使用することなく形成することが
できる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、一定長さ
の帯状の平板の片側の部分に波板を施した複数枚の基材
を、波板部分と平板部分とが当接するように重ね合わ
せ、基材の中央部分を押圧後接合し、中央部分を中心と
して巻き回して円筒状のハニカム体を形成し、これを外
筒材で被覆し、ハニカム体と外筒材との間にストッパ手
段を配設して、ろう材を使用することなく構造体を形成
したため、ハニカム体の平板と波板の間およびハニカム
体と外筒材との間に膨張収縮による熱応力が発生せず、
かつ真空炉を使用しないため製作が容易でコストも節減
できる耐熱構造体が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は本発明の耐熱構造体の実施例の軸
に直角な断面略図、図1(B)は図1(A)の軸方向の
断面略図である。
【図2】ハニカム体の基材の断面の模式的説明図であ
る。
【図3】重ね合わされた基材の中央部分を示す断面略図
である。
【図4】本発明の耐熱構造体の別の実施例の軸方向の断
面略図である。
【符号の説明】
1 基材 1a 平板 1b 波板 1c 中央部分 1d 片側の部分 2 平行部分 3、3´ ストッパ材 3a 一方の辺 3b 他方の辺 4 ハニカム体 4b 端面 5 外筒材 5a 端縁 6、6´ ストッパリング 10,10´ 耐熱構造体 t 隙間
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 47/00 B01J 35/04 F01N 3/28

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄い金属の一定長さの帯状の平板の、中
    央部分を除く片側の部分に波形を施し、他の部分を平板
    のままとした基材を形成し、 該基材の前記片側の部分の波板と、別の基材の前記平板
    の部分とが当接するように、交互に所定枚数の基材を重
    ね合わせ、 重ね合わされた前記所定枚数の基材の前記中央部分を、
    基材の長手方向に直角な細長い面で押圧して平行部分を
    形成し、 該平行部分を接合し、 L字形の細長い板材からなる2個のストッパ材を、各々
    の一方の辺が前記平行部分において基材の長手方向と直
    角に、かつ該平行部分を挟んで向い合い、他方の辺が互
    いに反対向きに一直線をなすように配設して、前記一方
    の辺と前記平行部分とを接合し、 前記中央部分の前記平行部分を中心にして、前記所定枚
    数の基材を巻き回して円筒状のハニカム体を形成し、 該ハニカム体を外筒材で被覆し、 前記外筒材に内接する環状のリングを、前記ハニカム体
    の両端面と所定の隙間を隔てて前記外筒材に接合し、 前記L字形のストッパ材の前記他方の辺の端部を前記外
    筒材と接合してなる、耐熱構造体の製造方法。
  2. 【請求項2】 薄い金属の一定長さの帯状の平板の、中
    央部分を除く片側の部分に波形を施し、他の部分を平板
    のままとした基材を形成し、 該基材の前記片側の部分の波板と、別の基材の前記平板
    の部分とが当接するように、交互に所定枚数の基材を重
    ね合わせ、 重ね合わされた前記所定枚数の基材の前記中央部分を、
    基材の長手方向に直角な細長い面で押圧して平行部分を
    形成し、 該平行部分を接合し、 前記中央部分の前記平行部分を中心にして、前記所定枚
    数の基材を巻き回して円筒状のハニカム体を形成し、 該ハニカム体を外筒材で被覆し、 該外筒材とハニカム体との間にストッパ手段を配設して
    なる、耐熱構造体の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ストッパ手段は、前記ハニカム体の
    両端面において、該端面とそれぞれ所定の隙間を隔てて
    1本以上の細長い棒状の部材を配設し、該棒状の部材の
    両端部と前記外筒材とを接合してなる、請求項2記載の
    耐熱構造体の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ストッパ手段は、前記ハニカム体の
    両端面において、該端面とそれぞれ所定の隙間を隔てて
    1本以上の細長い棒状の部材を配設し、該棒状の部材の
    両端部と前記外筒材とを接合し、さらに、 前記外筒材に内接する環状のリングを、前記ハニカム体
    の両端面とそれぞれ所定の隙間を隔てて前記外筒材に接
    合してなる、請求項2記載の耐熱構造体の製造方法。
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KR100516486B1 (ko) * 2003-04-01 2005-09-23 일진전기 주식회사 금속담체 및 전기히터용 스트립 및 그의 성형장치
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