JPH02273546A

JPH02273546A - 排気ガス浄化装置用の担持母体

Info

Publication number: JPH02273546A
Application number: JP1094098A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Matsuoka; 克憲松岡; Tsutomu Muto; 武藤　務
Original assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1990-11-08
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JP2722106B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野Ｊ本発明は排気ガス浄化装置用の担持母体に関する。すな
わち、自動車エンジン等の排気ガスを清浄化する触媒コ
ンバータ等において、触媒が付着される担持母体に関す
゛るものである。

「従来の技術」このような担持母体には、一般にハニカム構造体が用い
られている。

そしてこの種ハニカム構造体としては、帯状の波板材と
平板材とを交互に巻き付けてロール状としたものが用い
られている。さてここで、触媒が付着されるその波板材
と平板材は従来、金属箔等プレート状の薄板型よりなり
、かつその巻き取り中心側の端部に至るまで同一幅にて
形成されていた。

「発明が解決しようとする課題」ところでこのような従来の排気ガス浄化装置用のｆ１１
持母体にあ、、−ては、次の問題が指ｗＩされていた。

第１に、成形時においてハニカム構造体の中心部は、そ
の波板材と平板材の巻き取り径が極めて小さい。ぞこで
それらの素材たる金ＸｒＥ箔等の剛性が高くなるので、
巻きづらくハニカム構造体の成形が容易ではなく、面倒
であるという問題があった。

第２に、成形時において、巻き取られるハニカｌ、構造
体の中心部と５．ぞの中心に挿入され巻き取り用に使用
される中心金具つまり成形用心棒とは、接触面積が大き
い、従−７て成形後に、係る成形用心棒をハニカム構造
体の中心部から抜き出して取り外すことが、両者間の大
きな接触摩擦抵抗により困難化することが多々ある、と
いう指摘があった。

第；３に、波板材と平板材とで成形されたハニカノ、構
造体は、同一・のセル密度よりなり、７そのセル壁の面
積・つまり触媒の担体としての表面積も、その中心部側
と外周部側が同一となっている。もって触媒も、その中
心部側六外周部側４″、で回−・面イ１１にて付着せし
められ、排気ガスに対し均一面積で接触することになる
。

しかｊ７ながら、管により送られてきノ１−排気ガスは
、２その中心部側と外周部側とで流速が異なり、中心部
側ほど流速が人とな−、ている。そ、−で従来は５．ハ
ニカム構造体の中心部側ほど排気ガスと触媒の反応温度
が高くなり、特に中心部が反応熱心、二よりその劣化が
早いという問題があった。

第４に、波板材と平板材は共にプレート状の薄板製より
なり、成形されたハニカム構造体は、セル壁面が滑らか
でかつ各セル間の排気ガスの通過・移動が不能に仕切ら
れていた。そこで排気ガスは、乱流等が生せず単一セル
内のみを通過することεこなるので、触媒との反応が遅
く、その清浄化効率が悪いとの指摘があった。

従来例ではＪ−のよ・為な点が指摘されていた。

本発明は、このような実情に鑑み上記従来例の問題点を
解決すべくなされたものであって、ハニカム構造体の波
板材と平板材のうち少なくともいずれか一力に所定の開
口を形成してなることにより、成形が容易化し２かつそ
の成形用心棒の取り外ｊ、２も容易化され、かつ、特に
中心部の反応熱の高くなることが阻１トされ、更に略全
長にわたり核間［Ｊを形成してなることにより、反応熱
が均一化されて寿命が延びかつ乱流が生じて排気ガスの
清浄化効率も向上する、排気ガス浄化装置用の担持母体
を提案することを目的とする。

１課題を解決するためのＴ段ｊこの目的を達成する本発明の技術的手段は、次のとおり
である。

この担持母体は、帯状で波形の凹凸が連続的に折曲形成
された波板材と帯状で平坦な平板材とが、交互に巻き付
けられてロール状をなし、触媒が付着されるハニカム構
造体を存している。

ここで該波板材と平板材のうち少なくともいずれか一方
には、開口が形成されている工そして請求項１にあって
は、該開口は、その巻き取り中心側の端部に形成され、
かつ端側ほど徐徐に開口率が人となっている。

又請求項２１こついてば次のとおり、すなわち請求項２の担持母体は、請求項１記峠の排気ガ
ス浄化装置用の担持Ｂ１１体において、巻Ａ取り中心側
の端部に形成された上記開口に代え、該開口は、その略
全慕にわたって形成され５．かつ＠き取り中心側ほど徐
徐に開口率が大々なっている。

「作　　用」本発明に係る１’ｌＦ気ガス浄化装置用の担持母体は、
このような手段よりなるので次のごとく作用する。

担持母体のハニカム構造体は、その波板材と平板材の・
うち少なくともいずれか一方本＝、開口が形成されてい
る。そして請求項１の開口は、端側ほど徐徐に開口率が
人となってその巻き取り中心側の端部に形成され、又請
求項２の開口は、巻き取り中心側の端ほど徐徐に開口率
がスとなってその略全長に形成されている６そこで第１に、成形時において、ハニカム構造体の中心
部での剛性が軽減される。ずなわら、中心部の波板材と
平板材は巻き取り径が極めて小さいものの、少なくとも
その一方には端側ほど徐徐に開口率が大となる開口が形
成されているので、その巻き取り中心側の素材の剛性は
極めて軽減される。そこでそれらの巻き取りは容易であ
り、ハニカム構造体の成形が容易化される。

第２に、成形時において、巻き取られるハニカム構造体
の中心部と、その中心に挿入された成形用心棒との接触
面積は小さい。すなわち、中心部の波板材と平板材にお
いて少なくともその一方には、端側ほど徐徐に開口率が
大となる開口が形成されているので、その巻き取り中心
側の面積が小さく、中心に挿入された成形用心棒との接
触面積も小さい、そこで成形後の成形用心棒の抜き出し
も、両者間の接触摩擦抵抗が小さいので極めて容易化さ
れる。

第３に、しかもこれらは、波板材、平板材に開口を加工
形成することにより、簡単容易に実現される。

第４に、ハニカム構造体における各セルのセル壁の面積
つまり触媒の担体としての表面積は、中心部が他の部に
比し小さくなっているので、特に中心部が、排気ガスと
触媒との反応温度が高くなり、反応熱により劣化が早い
という問題点も解消される。

更に請求項２の担持母体にあっては、上述に加え次のご
とくなる。

第５に、ハニカム構造体のセル壁の面積つまり触媒の担
体としての表面積は、全長にわたる開口によりその中心
部側が粗で外周部側が密に徐徐に変化しており、触媒も
、中心部側で粗そして外周部側で密に付着せしめられる
。そこで排気ガスは、中心部側ほど流速が大となって送
られて来るが、触媒はこの排気ガスに対し中心部側で粗
そして外周部側ほど密に接触するので、両者の反応温度
は全体的に均一化される。

第５に、波板材と平板材で構成されるハニカム構造体の
セル壁に、開口が存することになる。そこでこれを通過
する排気ガスは、この開口により乱流を生じ各セル間を
移動して拡散されるので、触媒との反応が促進され早く
なる。

［実　施　例Ｊ以下本発明を、図面に示すその実施例に基づいて詳細に
説明する。

図面は本発明の実施例を示す。そして第１，２゜３図は
、その平板材の各側を示す平面図である。

第４図は波板材の１例を示し、第５図は、このような平
板材と波板材とを重ねた成形段階を示す斜視図である。

第６図は、全長にわたり開口が形成された平板材の１例
を示す平面図である。第７図は平板材等の素材の平面図
である。第８図は担持母体の斜視図である。

まずその構成等について説明する。

この排気ガス浄化装置用の担持母体は、帯状で波形の凹
凸が連続的に折曲形成された波板材１と帯状で平坦な平
板材２とが、交互に巻き付けられてロール状をなし、触
媒が付着されるハニカム構造体Ｈを有している。

そして波板材１と平板材２のうち少なくともいずれか一
方には、開口３が形成されている。この間口３は、まず
第１．２，３，４．５図に示すごとく、その巻き取り中
心側の端部５，６に形成し、かつその端５．，６．側ほ
ど徐徐に開口率を大とすることが考えられる。他方これ
によらず開口３は、第６図に示すごとく、その略全長に
わたって形成し、かつ巻き取り中心側つまりその端５Ｉ
。

６Ｉ側ほど徐徐に開口率を大とすることも考えられる。

これらについて詳述すると、まず波板材１は、金属箔等
の平板状の素材４（第７図参照）をコルゲート装置にて
コルゲート加工することにより、第４図のごとく折曲形
成されて所定長さに切断される。平板材２も、金属箔等
の平板状の素材４（第７図参照）を所定長さに切断して
用いられる。

開口３は、第４図に示すごとく波板材１、又は第１．２
，３．６図に示すごとく平板材２、又は第５図に示すご
とく波板材１と平板材２の双方に、予め形成される。な
お、波板材ｌに開口３を形成するには、波板材１が未だ
平板状の素材４の状態で開口３を形成しその後コルゲー
ト加工することにより、極めて容易に形成することかで
゛きる。更にこの開ＵＥ　３１４、Ｊｌ、ま４′第１．
２，３．４．５図１．、示づ−ごとく、波板材１．平板
材２の端部５．６４．”：形成４′るか、又は第６１ｆ
；ＩｙＩｉ’ｊ示ずごとく、平板材２の全屈−ｂ、−わ
た６・）名１、＜シ（、波板材１の全長にわたり形成さ
４１．る、間ＩＴ＋　３は、波板本イ１、平板材２の巻き取り中心
側の端５＋　、６＋　（！’・ｉｆほど、除徐（、こ開
ｌ率が人となる、１′、う７１．”二形成される。この
ような順次変化する開１１３の形成方式と１−１ては５
．その数１大きさ。その他を変化’、”５　＄る、−２
°によｌ・１、各種の形態が可能である。

４−なわｌ）、まず第１．６）ス１に示したごとく、孔
明５Ｊ［■胃、二よりて数の小孔を設）１Ｊその数を変
化させる、−とにより、］：述のごとく所定の開［］３
を形成ｊｌ了＄＞　Ｊ、く、小孔の形は図示の円に限定
されず：角１四角、星形２ぞの他各種のものが考えられ
る７次に第２図に示したご／：＜、切断加工により山形
状その他の穴を列設置、７ぞの大きさと密度を変化さＰ
、ることにより、」述のごとく所定の開口３杏形成する
よ？ｌ（５こ１７．でもよい、更に第３．４．５図に示
１．７た・−′）て＜７．切護を加工４”：、Ｊ：す１
　ｍｌの三角形の穴をその底辺を端Ｊ　Ｉ　１　６１側
に向け”ｒ設＋、Ｊる、−、七により、ｌＬ述のご／Ｉ
：＜所定の開「−１３を形成′するごとも可能である。

さてこのような各１枚で帯状の波板材１と゛（′板材２
とが、例えば第５図のごとく、そ１１．ぞれの◇；１１
部；）、（逼をドＦ１．：′そろえ重ね合わ１！′ｒ位
；な決め、Ｎれる。そ）９．から波板材１と平板材２は
５．端部：゛）。

６をそろえそれらの端５ｉ、６＋側から、介装挿入さイ
１．た成形用心棒７（第８図の想像線参照）４′。

中心に交圧に巻き４＝ｊＵられ、多重に巻き取られこ円
等のロール状に成形される。なお成形用心棒７つ４−り
成形時の布き取り用の中心金見は、成形後適宜抜き出３
トれて取り外される。

ｊｌ、かる後波板材１の者波の頂部、谷部の夕）側が、
介装されたろう材の加１４１Ｂ、、　ＪＪＯ熱１５、−
より、それぞれ平板材２に接合される。このように１，
２て波板材Ｉの名空間が、平板材２によってイーれぞれ
独１′ｌ空間に区画されるζ、とにより、第８図に示す
ごとく、中空柱状のセル８の平面的集合体たるハニカム
構造体１１が成形される７、波板材１と′Ｐ：板材２ば
、その各セル壁を構成し触媒が塗布等により付着せし２
、入ｊ）られる。ぞ１，７てｙＨ持母体は、このよ・）
なハニカム構造体１１を略円筒状の外枠たるケース９内
に挿＼１，１．、両ｔ１をろう材等により接合し、て使
用される、以１−が構成等の説明である。

以下その作動等にて）いて説明する。

自動車重、ン・１゛クン等の摺気ガスば、浄化装置を通
ｉ４組２．そのｉ５持母体（５：イζ１着された触媒と
反胞・するこノニにより、清浄化される。ずなわら（１
ト気ガスは、↑ｌ′！持母体のバー、力Ｊ、構造体ＩＩ
の′８セル８を通過し５、イのセル壁を構成Ｊる波板材
ｌと平板材２に付着１、′トれた触媒と反応する、−と
により、清浄化される０、＼こ、ここで、−の（！］持
Ｎ体１７）ハニカム構造体Ｉ（ば、〈・）波板１ｉ８１
．１！′＊’　＃Ｊｉ　ｔ４２　ノ５Ｆ、少す＜　ａ−
モイｌ’　ｔＴか一方Ｇ、二、開口３が形成されている
。イ叫、て、′°の開０３は、巻き取り中心側１の端５
１＋６１側ほど除徐Ｃ５、開１−゛１皐が人、とシ【−
３て、端部５．（畳１−形成、）れろか又はぞの全長６
．′わたり形成されている。

ぞ、“で開［１３が芥ｊ部５．６に形成されたパーカム
構造体ＩＩにあ２．Ｊ′ては、次の第１、第２．第３第
４のごとくなる。

第１に、成形時に、にいζ、ハニカム構造体Ｈの中心部
での剛性が軽減される。

すなわち、ハニカム構造体Ｈの中心部の波板材ｌと平板
材２は、その巻き取り径が極めて小さいものの、少なく
ともその一方には端５＋　、６＋　（！１．’１ほど除
徐に開［ＩＩ］率が大となる開「」３が形成されている
。そこで巻き取り中心側つまり、巻き始め部分の素材た
る金属箔等の剛性は、極めて軽減されている、もって波
板材ｌと平栴材２０巻き取りは容易でｉ）す、従来の高
い剛性６．二よる巻きづらさは解消され、ハニカム構造
体Ｈの成形が容易化される。

第２に、成形時において、巻き取られるハニカム構造体
１１の中心部／と５．その中心に挿入された成形用心棒
５との接触面積は小さい。

すなわち、ハニカム構造体ＩＮの中心部の）７ｐ板材１
と平板材２において７、少なくともその−・力゛には、
端５１１　６１側ほど除徐（１、−開［」率が大２てな
る開口３が形成されている。そこでその巻き取り中心側
つまり巻き始め部分の面積が小さ（、もって中心に挿入
された成形用心棒７との接触面積も小さい。

もって成形後のハニカム構造体Ｈからの成形用心棒７の
抜き出しも、両者間の接触摩擦抵抗が小さいので、従来
のような困難さはなく極めて容易化される。

第３に、しかもこれらは、ハニカム構造体Ｈの波板材ｌ
と平板材２に、開口３を素材の段階で孔明加工９切断加
工等にて形成することにより、簡単容易に実現される。

第４に、ハニカム構造体Ｈにおける各セル８のセル壁の
面積つまり触媒の担体としての表面積は、中心部が他の
部に比し小さくなっているので、特に中心部が、排気ガ
スと触媒との反応温度が高くなり、反応熱により劣化が
早いという問題点も解消される。

この担持母体は以上の第１．第２．第３．第４のごとく
なる。

更に、開口３が波板材１．平板材２の全長にわたって形
成された担持母体にあっては、上述に加え次のごとくな
る。

第５に、ハニカム構造体Ｈのセル壁の面積つまり触媒の
担体としての表面積は、このような全長にわたる開口３
により、その中心部側が粗で外周部側が密に徐徐に変化
している。つまり開口率が変化する開口３の分だけその
面積が変化しているので、これに付着せしめられる触媒
も、中心部側が面積が小さく粗となり外周部側ほど面積
が大で密となっている。そこで排気ガスは、管によりそ
の中心部側ほど流速が大となって送られて来るが、触媒
はこのような排気ガスに対し、ハニカム構造体Ｈの中心
部側では粗そして外周部側ほど密に接触する。もって排
気ガスと触媒との反応温度は、中心部側と外周部側とで
均一化されることになる。

第６に、波板材ｌと平板材２とで構成されるハニカム構
造体Ｈのセル壁に、開口３が存することになる。そこで
その各セル８を通過する排気ガスは、開口３により乱流
を生じ各セル８間を移動して拡散される。もって排気ガ
スと触媒との反応が促進され早くなる。

以上が作動等の説明である。

「発明の効果」本発明に係る排気ガス浄化装置用の担持母体は、以上説
明したごとく、請求項１．２の担持母体にあっては、波
板材と平板材のうち少なくともいずれか一方の巻き取り
中心側の端部に所定の開口を形成したハニカム構造体を
有してなることにより、次の効果を発揮する。

第１に、成形時におけるハニカム構造体の中心部での剛
性が軽減される。つまり開口により中心部での波板材と
平板材の剛性が軽減されるので、それらの巻き取りが容
易化し、ハニカム構造体そして担持母体の成形が容易化
する。

第２に、成形時において、巻き取られるハニカム構造体
の中心部とその中心に挿入された成形用心棒との接触面
積は、開口が存することにより小さい。そこで成形後の
係る成形用心棒の抜き出しつまり取り外しは、両者間の
摩擦抵抗が小さいので極めて容易に行われる。

第３に、しかもこれらは、ハニカム構造体の波板材、平
板材に所定の開口を形成することにより、簡単容易に実
現される。

更に、全長にわたり開口が形成された請求項２の担持母
体にあっては、上述に加え次の効果を発揮する。

すなわち第５に、ハニカム構造体の担体としての表面積
は、開口により中心部側が粗で外周部側が密に徐徐に変
化しているので、触媒も排気ガスに対し中心部側で粗そ
して外周部側で密に接触する。そこでその反応温度が均
一化され、反応熱により一部のみが早く劣化するような
ことはなく、担持母体としての寿命が延びることになる
。

第６に、ハニカム構造体を通過する排気ガスは、開口に
より乱流が生じ各セル間を移動して拡散される、そこで
υｌ気ガス、！：触媒との反応が促進されて早くなり、
排気ガスの清浄化効率が著し２く向上する。

このように、この種従来例に存しまた問題点が一掃され
る等、本発明の発運する効果は顕著にして大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る排気ガス浄化装置用の担持母体の
実施例をシｉ＜　”ｊ−０ぞして第１図はその平板材の１例を、第２図は平板材の
他の例を、７第３図は平板材の更に他の例を、それぞれ
示す平面図である。第４図は波板材の１例を示し、第５
図は、このよ・）な平板材と波板材とを重ねた成形段階
を示す、斜視図である。第６図は、全長にわたり開ｉ］が形成された平板材の１
例を示す、平面図である。第７図は、平板材等の素材の
平面図である８第）３図は、担持母体の斜視図である。 ■　・・・　波（反相２・・・平板材３・・・開１」４・・・素材５・・・端部５　、　、　、、端６・・・端部６１、、、端７、。・成形用心棒ｊ３・・・セル９・・・ケース１−（・・・ハニカム構造体第〕１、只）ォ、−１−２第２！Ｉλ】／３１１．−一２第：、（図３〜／２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）帯状で波形の凹凸が連続的に折曲形成された波板
材と帯状で平坦な平板材とが、交互に巻き付けられてロ
ール状をなし触媒が付着されるハニカム構造体を有して
なる、排気ガス浄化装置用の担持母体であって、該波板材と平板材のうち少なくともいずれか一方には、
開口が形成されてなり、該開口は、その巻き取り中心側の端部に形成され、かつ
端側ほど徐徐に開口率が大となっていること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の担持母体。
（２）請求項１記載の排気ガス浄化装置用の担持母体に
おいて、巻き取り中心側の端部に形成された上記開口に代え、該
開口は、その略全長にわたって形成され、かつ巻き取り
中心側ほど徐徐に開口率が大となっている、排気ガス浄化装置用の担持母体。