JP4132531B2 - Metal carrier for catalytic converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等の排気系に装着する触媒コンバータのメタル担体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関の排気系には、排ガスを浄化する触媒コンバータが装着されており、これに用いる触媒担体として、昨今、Fe−Cr−Al系フェライトステンレス箔材(20Cr−5Al−La−Fe)等の金属製薄板からなるメタル担体が広く使用されている。
【0003】
そして、従来、このメタル担体の製造方法として、特開平5−131143号公報又は図5乃至図8に示すように、金属製薄板からなる帯状の波板1と平板3を交互に重ね、これらを多重に巻回して断面円形状或いは断面レーシングトラック形状のコア(ハニカム体)5を形成した後、図6の如くコア5のリヤ側(排ガス流出側)または図8に示すようにコア5中央部の外周にNiロー箔材7を巻回し、これらを金属製の外筒9内に圧入して真空状態で加熱(熱処理)することにより、波板1と平板3を拡散接合させると共に、外筒9のとコア5をロー付け接合するメタル担体11,13の製造方法が知られている。
【0004】
尚、上述したレーシングトラック形状とは、対向する2つの直線部分とこれらを連結して対向する2つの半円部分からなる陸上競技のトラック形状に類似する略楕円形状をいう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上述の如き従来の製造方法によると、図9の如く熱処理時に溶け出したロー材7-1が、毛細管現象によりコア5のフロント側(排ガス流入側)まで上がってコア5のフロント側が外筒9に部分的に接合してしまったり、また、図10に示すように溶けたロー材7-1がコア5のフロント側やリヤ側に流れ出して、コア5のフロント側やリヤ側が外筒9に部分的に接合されてしまうことがあった。
【0006】
しかし乍ら、コア5と外筒9には熱膨張差があるため、斯様にコア5が外筒9に部分的に接合されてしまうと、特に熱履歴の大きいフロント側では、外筒9に接合されている部位のコア5が自らの熱収縮に追従できずに破断し、また、コア5と外筒9との接合部位に振動による応力集中が生ずることも相俟って、図11に示すようにコア5にセル脱落が発生してしまう虞があった。
【0007】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、熱処理時のロー上がりに起因するコアのセル脱落防止を図った触媒コンバータのメタル担体を提供することを目的とする。
【0008】
斯かる目的を達成するため、請求項1に係る発明は、金属製薄板の波板と平板を交互に重ね、これらを多重に巻回して成形したコアの排ガス流出側外周にロー箔材を巻回し、これらを金属製の外筒内に圧入して熱処理することにより波板と平板を拡散接合させると共に、外筒の内周とコアの外周をロー材で接合した触媒コンバータのメタル担体に於て、
上記外筒とコアとの接合部位より排ガス流入側の外筒の内周にロー上がり防止剤を全周に亘って帯状に付着し、排ガス流出側外周にロー箔材を巻回した上記コアを、その排ガス流入側から外筒内に圧入させたことを特徴とする。
【0009】
そして、請求項2に係る発明は、金属製薄板の波板と平板を交互に重ね、これらを多重に巻回して成形したコアの中央部外周にロー箔材を巻回し、これらを金属製の外筒内に圧入して熱処理することにより波板と平板を拡散接合させると共に、外筒の内周とコアの外周をロー材で接合した触媒コンバータのメタル担体に於て、上記外筒とコアとの接合部位より排ガス流入側の外筒の内周と、外筒とコアとの接合部位より排ガス流出側のコアの外周に、夫々、ロー上がり防止剤を全周に亘って帯状に付着し、中央部外周にロー箔材を巻回した上記コアを、その排ガス流入側から外筒内にそのリヤ側から圧入させたことを特徴とする。
【0012】
(作用)
請求項1に係るメタル担体によれば、その製造時に熱処理によって溶け出したロー材が、毛細管現象によりコアの排ガス流入側へ上がろうとするが、ロー材はロー上がり防止剤に阻止されて、コアの排ガス流入側へのロー上がりが防止される。
【0013】
そして、請求項2に係るメタル担体によれば、その製造工程に於ける熱処理時に、ロー箔材が溶けてロー材が毛細管現象によりコアの排ガス流入側や排ガス流出側に流れ出ようとするが、ロー材はロー上がり防止剤に阻止されて、それ以上の流出が防止されることとなる。
また、外筒へのコアの圧入時に、ロー上がり防止剤がロー箔材に被さってしまうことがないため、コアの中央部を外筒の内周に確実にロー付けさせることが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0015】
図1及び図2は請求項1に係るメタル担体の一実施形態を示し、図中、15はSUS430のフェライト系ステンレスで成形された円筒形状の外筒、17はFe−Cr−Al系フェライトステンレス箔材からなる帯状の波板19と平板21を交互に重ね、これらを多重に巻回して成形された断面円形状のコアで、外筒15の内径mはコア17の外径nより小径とされている。
【0016】
そして、図6に示すメタル担体11と同様、本実施形態に係るメタル担体23も、図1に示すようにリヤ側(排ガス流出側)17aの外周にNiロー箔材25を巻回したコア17を、そのフロント側(排ガス流入側)17bから外筒15内に圧入した後、これらを真空状態で加熱して波板19と平板21を拡散接合させると共に、外筒15の内周とコア17の外周をロー材で接合して製造されるが、本実施形態は、外筒15へのコア17の圧入に先立ち、外筒15とコア17との接合部位よりフロント側(排ガス流入側)15aの外筒15の内周に、ロー上がり防止剤27を全周に亘って帯状に塗布したことを特徴とする。
【0017】
而して、ロー上がり防止剤27として、例えば酸化チタンの溶液や混濁液が挙げられ、本実施形態では、具体的に米国ウォール・コルノモイ社製造のストップオフ材(商品「グリーンストップオフ」)をロー上がり防止剤27として使用しており、このグリーンストップオフは、溶融金属の流れ防止や金属表面への耐熱マーカーとして周知である。
【0018】
尚、ロー上がり防止剤27の塗布量や塗布幅は、製造するメタル担体の容積やロー箔材25の容量に応じて適宜選択される。
本実施形態に係るメタル担体23はこのように構成されているから、図2に示すようにその製造時に熱処理によって溶け出したロー材25-1が、毛細管現象によってコア17のフロント側17bへ上がろうとするが、ロー材25-1は外筒15の内周に塗布したロー上がり防止剤27に阻止されて、コア17のフロント側17bへのロー上がりが防止されることとなる。
【0019】
従って、本実施形態によれば、外筒15とコア17のフロント側17bとの部分的な接合がなくなり、この結果、コア17のセル脱落防止が図られることとなった。
図3及び図4は請求項2に係るメタル担体の一実施形態を示し、図中、29は上記外筒15と同一材料で成形された外筒、31は上記コア17と同様、交互に重ねた波板19と平板21を多重に巻回して成形された断面円形状のコアで、外筒29の内径mはコア31の外径nより小径とされている。
【0020】
そして、図8に示すメタル担体13と同様、本実施形態に係るメタル担体33は、中央部の外周にロー箔材25を巻回したコア31を、そのフロント側(排ガス流入側)31aから外筒29内にそのリヤ側(排ガス流出側)29bから圧入した後、これらを真空状態で加熱して波板19と平板21を拡散接合させると共に、外筒29の内周とコア31の外周をロー材で接合して製造されるが、図3に示すように本実施形態は、外筒29へのコア31の圧入に先立ち、外筒29とコア31との接合部位よりフロント側(排ガス流入側)29aの外筒29の内周と、当該接合部位よりリヤ側(排ガス流出側)31bのコア31の外周に、上記ロー上がり防止剤27と同一成分のロー上がり防止剤35,37を、夫々、全周に亘って帯状に塗布したものである。
【0021】
尚、本実施形態に於ても、ロー上がり防止剤35,37の塗布量や塗布幅は、製造するメタル担体の容積やロー箔材25の容量に応じて適宜選択される。
本実施形態に係るメタル担体33はこのように構成されているから、図4に示すようにその製造工程に於ける熱処理時に、ロー箔材25が溶けてロー材25-1が毛細管現象によりコア31のフロント31a側やリヤ31b側に流れ出ようとするが、ロー材25-1は、外筒29の内周に塗布したロー上がり防止剤35とコア31の外周に塗布したロー上がり防止剤37に阻止されて、それ以上の流出が防止されることとなる。
【0022】
従って、本実施形態によれば、外筒29とコア31のフロント側や31aリヤ側31bとの部分的な接合がなくなり、この結果、コア31のセル脱落の発生を防止することが可能となった。
また、上述したように本実施形態は、外筒29のフロント側29aの内周と、コア31のリヤ側31bの外周にロー上がり防止剤35,37を塗布し、コア31をそのフロント側(排ガス流入側)31aから外筒29内にそのリヤ側(排ガス流出側)29bから圧入させるので、外筒29へのコア31の圧入時に、ロー上がり防止剤35,37がロー箔材25に被さってしまうことがなく、コア31の中央部を外筒29の内周に確実にロー付けさせることが可能である。
【0023】
尚、上記各実施形態では、コア17,31を形成する平板21を平坦な帯状の金属製薄板としたが、平板21として山の高さが波板19より十分小さい小波付きの平板を用いてもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に係るメタル担体によれば、製造時に熱処理によって溶け出したロー材が、毛細管現象によりコアの排ガス流入側へ上がろうとするが、ロー材はロー上がり防止剤に阻止されてロー上がりが防止されるため、外筒とコアの排ガス流入側との部分的な接合がなくなって、コアのセル脱落防止が可能となった。
【0025】
そして、請求項2に係るメタル担体によれば、製造時に熱処理によって溶け出したロー材が、コアの排ガス流入側や排ガス流出側に流れ出ようとするが、ロー材はロー上がり防止剤に阻止されてそれ以上の流出が防止されるため、外筒とコアの排ガス流入側や排ガス流出側との部分的な接合がなくなって、コアのセル脱落の発生を防止することが可能となった。
また、外筒へのコアの圧入時に、ロー上がり防止剤がロー箔材に被さってしまうことがないため、コアの中央部を外筒の内周に確実にロー付けさせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1の一実施形態に係るメタル担体の外筒とコアの斜視図である。
【図2】 請求項1の一実施形態に係るメタル担体の斜視図である。
【図3】 請求項2の一実施形態に係るメタル担体の外筒とコアの斜視図である。
【図4】 請求項2の一実施形態に係るメタル担体の斜視図である。
【図5】従来のメタル担体の外筒とコアの斜視図である。
【図6】従来のメタル担体の斜視図である。
【図7】従来の他のメタル担体の外筒とコアの斜視図である。
【図8】従来の他のメタル担体の斜視図である。
【図9】図6に示すメタル担体の熱処理時に於けるロー材のロー上がりを示す説明図である。
【図10】図8に示すメタル担体の熱処理時に於けるロー材のロー上がりを示す説明図である。
【図11】セル脱落が発生したコアの排ガス流入側の斜視図である。
【符号の説明】
15,29 外筒
17,31 コア
19 波板
21 平板
23,33 メタル担体
25 ロー箔材
25-1 ロー材
27,35,37 ロー上がり防止剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal carrier of a catalytic converter to be mounted on an exhaust system of an internal combustion engine or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an exhaust system of an internal combustion engine has been equipped with a catalytic converter for purifying exhaust gas. Recently, as a catalyst carrier used for this, an Fe—Cr—Al ferrite stainless steel foil material (20Cr-5Al—La—Fe) is used. A metal carrier made of a thin metal plate such as is widely used.
[0003]
Conventionally, as a method for producing this metal carrier, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-131143 or FIGS. 5 to 8, strip-like
[0004]
The above-mentioned racing track shape refers to a substantially elliptical shape similar to a track shape of an athletics game composed of two opposing linear portions and two semicircular portions that are connected to each other.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, according to the conventional manufacturing method as described above, the brazing material 7-1 melted during the heat treatment as shown in FIG. 9 rises up to the front side (exhaust gas inflow side) of the
[0006]
However, since the
[0007]
The present invention has been devised in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a metal carrier for a catalytic converter that prevents the core from falling off the cell due to low rise during heat treatment.
[0008]
In order to achieve such an object, the invention according to
The above-mentioned core in which a low-rise preventive agent is attached to the inner periphery of the outer cylinder on the exhaust gas inflow side from the joint portion between the outer cylinder and the core, and is attached to the outer periphery of the outer cylinder on the exhaust gas outflow side outer periphery. , And is press-fitted into the outer cylinder from the exhaust gas inflow side .
[0009]
And the invention which concerns on Claim 2 piles up corrugated board and flat plate of a metal thin plate alternately, winds a low foil material around the central part outer periphery which shape | molded these by winding in multiple, These were made from metal In the metal carrier of the catalytic converter in which the corrugated sheet and the flat plate are diffusion-bonded by press-fitting into the outer cylinder and heat-treated, and the outer circumference of the outer cylinder and the outer circumference of the core are joined with a brazing material. A low rise preventive agent is attached to the inner periphery of the outer cylinder on the exhaust gas inflow side from the joint part to the outer periphery and the outer periphery of the core on the exhaust gas outflow side from the joint part of the outer tube and the core, respectively. The core, in which the raw foil material is wound around the outer periphery of the central part, is press-fitted from the exhaust gas inflow side into the outer cylinder from the rear side .
[0012]
(Function)
According to the metal carrier according to
[0013]
And, according to the metal carrier according to claim 2 , during the heat treatment in the manufacturing process, the brazing foil material melts and the brazing material tends to flow out to the exhaust gas inflow side and the exhaust gas outflow side of the core by capillary action. The brazing material is blocked by the anti-rolling-up agent, and further outflow is prevented.
Further, when the core is press-fitted into the outer cylinder, the anti-roll-up agent is not covered with the raw foil material, so that the central portion of the core can be securely brazed to the inner periphery of the outer cylinder.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
1 and 2 show an embodiment of a metal carrier according to
[0016]
As in the case of the
[0017]
Thus, examples of the anti-roll-up
[0018]
The application amount and application width of the roll-
Since the metal carrier 23 according to the present embodiment is configured in this way, the brazing material 25-1 melted by the heat treatment during its manufacture as shown in FIG. 2 moves up to the
[0019]
Therefore, according to the present embodiment, partial joining of the
3 and 4 show an embodiment of the metal carrier according to claim 2 , in which 29 is an outer cylinder formed of the same material as the
[0020]
As in the case of the
[0021]
In the present embodiment, the application amount and application width of the anti-roll-up
Since the metal carrier 33 according to the present embodiment is configured in this way, as shown in FIG. 4, during the heat treatment in the manufacturing process, the
[0022]
Therefore, according to this embodiment, partial joining of the
Further, as described above, in the present embodiment, the low
[0023]
In each of the above embodiments, the
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the metal carrier of the first aspect, the brazing material melted by the heat treatment at the time of manufacture tends to rise to the exhaust gas inflow side of the core due to the capillary phenomenon. Therefore, it is possible to prevent the cell from falling off the core by eliminating partial joining between the outer cylinder and the exhaust gas inflow side of the core.
[0025]
According to the metal carrier of the second aspect, the brazing material melted by the heat treatment at the time of manufacture tends to flow out to the exhaust gas inflow side or the exhaust gas outflow side of the core. Further outflow is prevented, and the partial connection between the outer cylinder and the exhaust gas inflow side or exhaust gas outflow side of the core is eliminated, and it is possible to prevent the core cell from dropping out.
Also, upon stuffing the core into the outer cylinder, since low migration prevention agent is not entirely overlying low foil member, it is possible to make securely brazed central portion of the core on the inner periphery of the outer cylinder .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an outer cylinder and a core of a metal carrier according to an embodiment of
FIG. 2 is a perspective view of a metal carrier according to an embodiment of
3 is a perspective view of an outer cylinder and a core of a metal carrier according to an embodiment of claim 2. FIG.
4 is a perspective view of a metal carrier according to an embodiment of claim 2. FIG.
FIG. 5 is a perspective view of an outer cylinder and a core of a conventional metal carrier.
FIG. 6 is a perspective view of a conventional metal carrier.
FIG. 7 is a perspective view of an outer cylinder and a core of another conventional metal carrier.
FIG. 8 is a perspective view of another conventional metal carrier.
9 is an explanatory view showing the rising of the brazing material during the heat treatment of the metal carrier shown in FIG.
10 is an explanatory view showing the rising of the brazing material during the heat treatment of the metal carrier shown in FIG.
FIG. 11 is a perspective view of an exhaust gas inflow side of a core where cell dropping has occurred.
[Explanation of symbols]
15, 29
Claims (2)
上記外筒(15)とコア(17)との接合部位より排ガス流入側(15a)の外筒(15)の内周にロー上がり防止剤(27)を全周に亘って帯状に付着し、排ガス流出側(17a)外周にロー箔材(25)を巻回した上記コア(17)を、その排ガス流入側(17b)から外筒(15)内に圧入させたことを特徴とする触媒コンバータのメタル担体。Metal foil corrugated sheets (19) and flat plates (21) are alternately stacked, and a low foil material (25) is wound around the exhaust gas outflow side (17a) outer periphery of a core (17) formed by winding these multiple times. The corrugated sheet (19) and the flat plate (21) are diffusion-bonded by press-fitting them into a metal outer cylinder (15) and heat-treated, and the inner periphery of the outer cylinder (15) and the core (17) In the metal carrier of the catalytic converter whose outer periphery is joined with a brazing material (25-1),
A low rise prevention agent (27) is attached to the inner circumference of the outer cylinder (15) on the exhaust gas inflow side (15a ) from the joint portion between the outer cylinder (15) and the core (17) in a belt shape over the entire circumference , Catalytic converter characterized in that the core (17) in which a raw foil material (25) is wound around the exhaust gas outflow side (17a) is press-fitted into the outer cylinder (15) from the exhaust gas inflow side (17b). Metal carrier.
上記外筒(29)とコア(31)との接合部位より排ガス流入側(29a)の外筒(29)の内周と、外筒(29)とコア(31)との接合部位より排ガス流出側(31b)のコア(31)の外周に、夫々、ロー上がり防止剤(35,37)を全周に亘って帯状に付着し、中央部外周にロー箔材(25)を巻回した上記コア(31)を、その排ガス流入側(31a)から外筒(29)内にそのリヤ側(29b)から圧入させたことを特徴とする触媒コンバータのメタル担体。Exhaust gas outflow from the inner periphery of the outer cylinder (29) on the exhaust gas inflow side (29a) from the joint part between the outer cylinder (29) and the core (31) and from the joint part between the outer cylinder (29) and the core (31). In the above, the low rise prevention agent (35, 37) is attached to the outer periphery of the core (31) on the side (31b) over the entire periphery, and the low foil material (25) is wound around the outer periphery of the central portion. A metal carrier for a catalytic converter, wherein the core (31) is press-fitted from the exhaust gas inflow side (31a) into the outer cylinder (29) from the rear side (29b).
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