JP4999715B2 - スリット穴付き金属触媒担体 - Google Patents
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Description
本発明は、スリット穴付き金属触媒担体に関する。
従来、内燃機関の排気浄化装置として波状の金属箔と小波状または平板状の金属箔とを重ねた状態で多重に巻回して成るロール状のハニカム体と、このハニカム体を収容する筒状の外筒を備え、波状の金属箔と小波状または平板状の金属箔のいずれかにスリット穴を設け、ハニカム体の外周一部と外筒をろう材を介して固定するようにしたスリット穴付き金属触媒担体の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
特開２００４−１５４６９９号公報
しかしながら、従来の発明にあっては、外筒とハニカム体の熱容量の差等によりハニカム体の外周一部と外筒をろう材を介して固定しているため、内燃機関の高温の排気ガスが通過するハニカム体は熱膨張・収縮する際にろう材により接合された部分を介して外筒から径方向の熱応力を受ける。
特に、ハニカム体が温度低下して収縮する際に、その外周部が外筒に引っ張られるような応力を受ける。
これにより、ろう材の内側に配置されたハニカム体の最外周における金属箔のスリット穴が切取線のように繋がって破断してしまい、耐久性が低下するという問題点があった。
特に、ハニカム体が温度低下して収縮する際に、その外周部が外筒に引っ張られるような応力を受ける。
これにより、ろう材の内側に配置されたハニカム体の最外周における金属箔のスリット穴が切取線のように繋がって破断してしまい、耐久性が低下するという問題点があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、最外周の金属箔のスリット穴による排気の拡散効果を得ると同時に、ハニカム体の熱膨張・熱収縮に伴う金属箔の破断を防止して耐久性を向上できるスリット穴付き金属触媒担体を提供することである。
本発明の請求項１記載の発明では、波状の金属箔と小波状または平板状の金属箔とを重ねた状態で多重に巻回して成るロール状のハニカム体と、このハニカム体を収容する筒状の外筒を備え、少なくとも前記波状の金属箔と小波状または平板状の金属箔のいずれかにスリット穴を設け、前記ハニカム体の外周一部と前記外筒をろう材を介して固定するようにしたスリット穴付き金属触媒担体において、前記ハニカム体の最外周の金属箔のスリット穴を、前記ハニカム体の外周の一部分を除いた位置に設け、前記ハニカム体の外周のうち前記スリット穴が設けられていない一部分のみに前記ろう材を配置し、前記ろう材が前記スリット穴にかからないようにして前記ハニカム体と前記外筒を固定したことを特徴とする。
請求項１記載の発明では、ろう材がスリット穴にかからないようにしてハニカム体と外筒を固定するため、最外周の金属箔のスリット穴が切取線のように繋がって破断する虞がなく、ハニカム体の耐久性を向上できる。
また、最外周の金属箔のスリット穴を全て省略した場合に比べて、最外周の金属箔と外筒との間とハニカム体内部との排気の流通による拡散効果を得ることができる。
また、最外周の金属箔のスリット穴を全て省略した場合に比べて、最外周の金属箔と外筒との間とハニカム体内部との排気の流通による拡散効果を得ることができる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１の金属触媒担体の側面図、図２は同側断面図、図３は実施例１のハニカム体の製造を説明する図、図４は実施例１のハニカム体の斜視図、図５は実施例１のハニカム体にろう箔材を設けた斜視図である。
図１は実施例１の金属触媒担体の側面図、図２は同側断面図、図３は実施例１のハニカム体の製造を説明する図、図４は実施例１のハニカム体の斜視図、図５は実施例１のハニカム体にろう箔材を設けた斜視図である。
先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、実施例１の金属触媒担体１は、金属製で円柱状のハニカム体２と、このハニカム体２を収容した金属製で円筒状の外筒３等から構成されている。
図１、２に示すように、実施例１の金属触媒担体１は、金属製で円柱状のハニカム体２と、このハニカム体２を収容した金属製で円筒状の外筒３等から構成されている。
図３に示すように、ハニカム体２は、波状の金属箔４と平板状の金属箔５のそれぞれの始端部を巻き上げ機の巻軸６に止着した後、これら両金属箔4,5を重ねた状態で多重に巻回することによりロール状に形成されている。
また、両金属箔4,5には、長穴形状のスリット穴4a,5aが予め複数形成されている。
なお、スリット穴4a,5aの形状、隣り合うスリット穴4a,5a同士の配置等は適宜設定でき、例えば、スリット穴4a,5aは切り込みを設けた線状のものでも良い。または、丸孔形状でも良い。
また、両金属箔4,5には、長穴形状のスリット穴4a,5aが予め複数形成されている。
なお、スリット穴4a,5aの形状、隣り合うスリット穴4a,5a同士の配置等は適宜設定でき、例えば、スリット穴4a,5aは切り込みを設けた線状のものでも良い。または、丸孔形状でも良い。
そして、最外周となる金属箔５におけるハニカム体２の外周一部７に相当する部分（破線で囲んだ部分）のスリット穴５ａは省略されており、これによって、図４に示すように、巻回終了後のハニカム体２の下流側の外周一部７にはスリット穴５ａが無い部分が全周に亘って形成されている。
なお、図示を省略するが、両金属箔4,5の終端部はハニカム体２の外周部にスポット溶接等により固定されている。
なお、図示を省略するが、両金属箔4,5の終端部はハニカム体２の外周部にスポット溶接等により固定されている。
さらに、図５に示すように、両金属箔4,5を巻回後のハニカム体２の外周一部７には、ろう箔材８が全周に亘って巻回されスポット溶接により固定される、その後に外筒３内に圧入されて熱処理され、これにより、金属箔４の波の頂部と金属箔５の接している部分が拡散接合されると共に、ハニカム体２と外筒３とがろう箔材８が溶融してろう付け固定されている（図２参照）。
また、熱処理後のハニカム体２の両金属箔4,5の隙間で形成されるセルの表面には排気浄化用触媒が担持されている。
また、熱処理後のハニカム体２の両金属箔4,5の隙間で形成されるセルの表面には排気浄化用触媒が担持されている。
従って、図２に示すように、実施例１の金属触媒担体１は、ハニカム体２の外周一部７と外筒３がろう箔材８を介してろう付け固定される他、最外周の金属箔５のスリット穴５ａがろう箔材８が設けられた外周一部７を除く部位に形成されている。
なお、実施例１では、ハニカム体２の外周一部７をハニカム体２の排気が通過するときの下流側に設けているが、この限りではない。
なお、実施例１では、ハニカム体２の外周一部７をハニカム体２の排気が通過するときの下流側に設けているが、この限りではない。
次に、作用を説明する。
このように構成された金属触媒担体１は、外筒３の排気上下流側端部が自動車の内燃機関排気系に連通接続された状態で介装され、図２に示すように、図示を省略するエンジン側の排気上流側から排気９（破線矢印で図示）が外筒３内のハニカム体２のセルを通過することにより、触媒の作用により排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ、Ｎｏｘ等）を無害成分（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等）に浄化して排気下流側へ排出する。
この際、両金属箔4,5のスリット穴4a,5aを介して排気の一部がハニカム体２の径方向に流通して拡散し、これにより、排気がセルを通過する際の流れを乱して触媒との接触を良好にでき、浄化性能を向上できる。
このように構成された金属触媒担体１は、外筒３の排気上下流側端部が自動車の内燃機関排気系に連通接続された状態で介装され、図２に示すように、図示を省略するエンジン側の排気上流側から排気９（破線矢印で図示）が外筒３内のハニカム体２のセルを通過することにより、触媒の作用により排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ、Ｎｏｘ等）を無害成分（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等）に浄化して排気下流側へ排出する。
この際、両金属箔4,5のスリット穴4a,5aを介して排気の一部がハニカム体２の径方向に流通して拡散し、これにより、排気がセルを通過する際の流れを乱して触媒との接触を良好にでき、浄化性能を向上できる。
また、実施例１では、ハニカム体２の最外周の金属箔５のスリット穴５ａを、ろう箔材８が設けられる外周一部７を除いた位置に設けたため、ハニカム体２の熱膨張・熱収縮に伴う金属箔５の破断が生じる虞がなく、ハニカム体２の耐久性を向上できる。
また、最外周の金属箔５のスリット穴５ａを全て省略した場合に比べて、図２に示すように、金属触媒担体１の上流側では、最外周の金属箔５と外筒３との間に進入した排気９が金属箔５のスリット穴５ａを介して該ハニカム体２内部と流通する。
これにより、排気９がろう箔材８で塞がれて周辺部位が他の部位に比べて偏って温度上昇する虞がなく、安定した浄化性能を発揮できると同時に、最外周の金属箔５のスリット穴５ａによる排気の拡散効果を得ることができ、排気の浄化性能の向上を図れる。
これにより、排気９がろう箔材８で塞がれて周辺部位が他の部位に比べて偏って温度上昇する虞がなく、安定した浄化性能を発揮できると同時に、最外周の金属箔５のスリット穴５ａによる排気の拡散効果を得ることができ、排気の浄化性能の向上を図れる。
同様に、金属触媒担体１の下流側では、ハニカム体２内部から金属箔５のスリット穴５ａを介して最外周の金属箔５と外筒３との間に排気１０が進入し、排気の拡散効果を得ることができ、排気の浄化性能の向上を図れる。
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、波状の金属箔４と平板状の金属箔５とを重ねた状態で多重に巻回して成るロール状のハニカム体２と、このハニカム体２を収容する筒状の外筒３を備え、波状の金属箔４と平板状の金属箔５にスリット穴4a,5aを設け、ハニカム体２の外周一部７と外筒３をろう材（ろう箔材８）を介して固定するようにしたスリット穴付き金属触媒担体において、ハニカム体２の最外周の金属箔５のスリット穴５ａを、外周一部７を除いた位置に設けたため、最外周の金属箔５のスリット穴５ａによる排気の拡散効果を得ると同時に、ハニカム体２の熱膨張・熱収縮に伴う金属箔の破断を防止して耐久性を向上できる。
以上、説明したように、実施例１の発明では、波状の金属箔４と平板状の金属箔５とを重ねた状態で多重に巻回して成るロール状のハニカム体２と、このハニカム体２を収容する筒状の外筒３を備え、波状の金属箔４と平板状の金属箔５にスリット穴4a,5aを設け、ハニカム体２の外周一部７と外筒３をろう材（ろう箔材８）を介して固定するようにしたスリット穴付き金属触媒担体において、ハニカム体２の最外周の金属箔５のスリット穴５ａを、外周一部７を除いた位置に設けたため、最外周の金属箔５のスリット穴５ａによる排気の拡散効果を得ると同時に、ハニカム体２の熱膨張・熱収縮に伴う金属箔の破断を防止して耐久性を向上できる。
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、金属箔５を金属箔４の波よりも波の高さが小さく、波のピッチが大きい小波状の金属箔で代用しても良い。
また、最外周の金属箔を波状の金属箔としても良い。
さらに、最外周の金属箔をハニカム体とは別体で形成してハニカム体の巻回終了後に更に巻回し接合しても良い。
例えば、金属箔５を金属箔４の波よりも波の高さが小さく、波のピッチが大きい小波状の金属箔で代用しても良い。
また、最外周の金属箔を波状の金属箔としても良い。
さらに、最外周の金属箔をハニカム体とは別体で形成してハニカム体の巻回終了後に更に巻回し接合しても良い。
ハニカム体および外筒をレーシングトラック形状に形成したものにおいても適用できる。
１ 金属触媒担体
２ ハニカム体
３ 外筒
４ 波状の金属箔
４ａ、５ａ スリット穴
５ 平板状の金属箔
６ 巻軸
７ ハニカム体の外周一部
８ ろう箔材
９、１０ 排気
２ ハニカム体
３ 外筒
４ 波状の金属箔
４ａ、５ａ スリット穴
５ 平板状の金属箔
６ 巻軸
７ ハニカム体の外周一部
８ ろう箔材
９、１０ 排気
Claims (1)
- 波状の金属箔と小波状または平板状の金属箔とを重ねた状態で多重に巻回して成るロール状のハニカム体と、このハニカム体を収容する筒状の外筒を備え、
少なくとも前記波状の金属箔と小波状または平板状の金属箔のいずれかにスリット穴を設け、
前記ハニカム体の外周一部と前記外筒をろう材を介して固定するようにしたスリット穴付き金属触媒担体において、
前記ハニカム体の最外周の金属箔のスリット穴を、前記ハニカム体の外周の一部分を除いた位置に設け、
前記ハニカム体の外周のうち前記スリット穴が設けられていない一部分のみに前記ろう材を配置し、前記ろう材が前記スリット穴にかからないようにして前記ハニカム体と前記外筒を固定したことを特徴とするスリット穴付き金属触媒担体。
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