JPH02273549A - 良好な耐熱応力・耐熱疲労特性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 - Google Patents
良好な耐熱応力・耐熱疲労特性を有する自動車排ガス触媒用金属担体Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
属担体に関するものである。
して、耐熱性のステンレス鋼からなるハニカム体の金属
担体が注目されている。これら金属担体は、高温の排気
ガスに耐える耐熱性、耐酸化性だけでなく、同時に加熱
・冷却の熱サイクル及びハニカム体内の温度分布差によ
る熱応力・熱疲労にも耐えることが重要である。
周側では大きな温度差が生じる。中心が加熱されて温度
が外周温度よりも高いときは、中6部が熱膨張を起こし
ハニカム体の外周近傍は圧輸応ツノを受ける。反対に中
心が冷却されて温度が低くなり外周温度よりも低くなっ
た場合は、中心部が収縮を起こ12外周近傍は引張応力
を受ける。
。その結果、接合部が破断1、て平らな金属箔(以下平
箔とする。)と波形加工1.た金属箔(以F波箔とする
。)がずれて不具合が生じる。
62−273050’!、特開昭[i2−273053
号の各公報に開示されているような箔の端部のみを軸方
間に外筒と接合しハニカム体の平箔と波箔とは接合しな
いものや、特開昭82−83044号公報に開示されて
いるように平箔にも大きな周期で変形を与え、波箔)、
:は小さな波長の波をト1加して接合点で形成されるセ
ルに変形化を余分にりえて熱応力を緩和する方法などが
ある。これらの方法で前者は、7箔の端部が外筒とだけ
しか接合されていないため7、高温・高速の排ガスによ
りハニカム体の平箔と波箔がずれてしまうことがある。
ると同時[、:巻取りがむすか1.<接点を安定14て
接合するのも困難である。それ故1.:、一つ一つのセ
ルの接合不良を招き、易くハニカム体の構造安定性に欠
1)るものである。まt−1実間昭[12−16072
8号公報にあるジうに機械的にハニカム体を固定する方
法もあるが、外筒とは切り離されているのでハニカム体
が外筒内部で振動17、担持1.た触媒が脱落し2て浄
化能力が低下する。
る従来J、7での対策は、触媒の浄化能力を低下させた
りエンジンの効率を下げるものであり部分ではない。
起こ1.て生じるハニカムのずれを防止することを目的
と17でなされたものである。上述j7た従来の技術で
は、7高温・高速の排気ガス流やエンジンの振動に耐え
ることができず、急速加熱・冷却による熱応力・熱疲労
に対しても十分に耐えることはできか、い。本発明では
、6外周部付近で発生】るハニカム体の平箔と波箔のず
れを解決1、得る自動車排気メ、fス触媒用金属担体を
提供するものである。
上かつ総巻数の3分の1以下の領域でそれより内部の接
合率ユ、すし高くすることにより、外周部付近で発生す
七′、ハニカム体の平箔と波箔のずれを防止し7ようと
するものである。ここで言う接合率とは、ハニカム体の
中心軸に直角な断面における周方向の平箔/波箔の全接
点に対1.て接合され°Cいる接点の比率を周方向接合
率といい、ノ1ニカム体の中心軸に=p ?テな断面に
おりる箔の幅に対して1シ箔ど波箔の接合している長さ
の比率を軸方向接合率とい・)6単に接合率というとき
は、同方向接合率と軸方向接合率の両方を指す。
、たものであるが、ハニカム体の一つ一つのセルを応力
緩和に役立たせるのではなく、ハニカム体全体と1.て
その接合構造により熱応力緩和を目指すものである。
応力が生じるため、接合部の破断を防止するためには外
周近傍の接合率を増やす必要がある。一方、発生する熱
応力をできるだけ小さく4゛ることも必要である。熱応
力を小さくするためには、中心部での接合率を小さく1
4.てハニカム体の剛性を減じ、フレキシビリティを太
き、り1.ておくことである。中心部の剛性が窩ければ
高いほどその部分の熱膨張・収縮により外周部分に発生
する熱応力は大きくなる。
と波箔のずれを防+1−するためには、外周部近傍の接
合率は増やし、中心部近傍での接合率は低くする必要が
ある。従って、中心から外周に向かって徐々に接合率を
増やして行くと、外周部での熱応力は小さくすることが
でき、しかも外周部で耐λられる荷重も大きくすること
ができる。そうすると、ハニカム体の外周部近傍での平
箔と波箔がずれることがない。
めには、周方向に着目すると外周部の周方向接合率が少
なくとも70%以上必要である。−方、内部の方は剛性
度を落としてフレキシビリティを増す必要がある。その
ためには内部の周方向接合率を40%以下に抑えておく
ことが肝要である。
外周部ではそれに耐えるために軸方向接合率を70%以
上にし、内側に行くに連れて熱応力が小さくなるのと同
時に自由度も必要であるから、次第に軸方向接合率を下
げていく。そして中心部では、10%以下にすると外側
で剛性が高く、内側でフレキシビリティの高い担体が得
られる。
面までの全長接合でもよいし、一部分を接合してもよい
。
、抵抗溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接、アーク溶
接等の接合方法で可能である。特にろう付だと容易に実
現し易い。ろう付の場合、周方向接合率をコントロール
するためには、ろう材使用量をコントロールする。軸方
向接合率をコントロールするためには、ろう材を付着さ
せるときに使うバインダーの塗布長さを変化させてコン
トロールする。
近傍の周方向接合率が70%以上の領域、5.6は周方
向接合率が40%以下の領域、7は周方向接合率が40
%から80%の領域、8は接合されていない領域、9は
軸方向接合率が70%以上の領域′、lOは軸方向接合
率が中心に向かって変化している領域である。第1図は
、実施例1として、平箔と波箔の総巻数が45周の金属
担体の軸方向断面を示した図である。外周部近傍として
最外周から15周分の周方向接合率が70%以上であり
、それより内部では、40%以下に抑えである。第1図
においては、外周から15周分の周方向接合率が、それ
より内部の周方向接合率よりも大きい。この金属担体で
は、自動車エンジンによる加熱冷却サイクル(800℃
以上100℃以下の急速加熱冷却サイクル)に対して平
箔と波箔がずれるという現象は・生じな゛かった。
,2として第2図と第3図に示す。第2図は、まったく
外周近傍の周方向接合率を増やさなかったものであり、
第3図は、外周近傍の周方向接合率を増やした領域を2
0周までにしたものである。第2図における周方向接合
率は、外周近傍も内部も40%から80%の範囲内で外
周部と内部で周方向接合率の差がない。一方、第3図で
は、外から20周分での周方向接合率が70%以上で内
部では40%以下である。これら比較例1,2のいずれ
もが最外周の平板と波板のろう付部で破断してしまい、
平箔と波箔との間でずれが生じてしまった。
を増やして接合を強化する領域は、最外周1周から総巻
数の3分の1以下までが平箔と波箔のずれを生じないよ
うにするために効果がある。
じであり、熱応力が最外周で最も大きくなり、最外周で
破断した。比較例2の第3図では外周部の接合を強化し
た領域が、総巻数の3分の1よりも大きく中心付近の周
方向接合率が低くても、強化した領域内で熱応力が大き
くなってしまい、最外周が破断した。
,5図にそれぞれ示す。第4,5図では、最外周から5
周分だけ接合率を70%以上にしである。それより内部
は、まったく接合はなされてはおらず、端面近傍のみ周
方向接合率が40%以下で接合されている。第4図は、
両端面接合されているが、第5図では、片側のみ接合さ
れている。実施例2.3も、自動車エンジンテストの結
果、良灯な結果が得らB J7.: 0実施例2,3の
ように5、内部は接合せずにフリーにしていると最外周
には大きな熱応力は発生せず、最外周から総巻数の3分
の1以下の91周近傍のみ接合を強化しておUばずれは
生じない。
施例]と同じ−ある。、第6図では、7最外周から5周
分は軸方内接8j−率を70t’lJ以上lJ二j−1
て9、それより内部では中心方向へいくにjまたがい接
合深さを変化させて軸方向接合率を低下させである。そ
L”C’中心では1096以下にし′Cある。この実施
例でも内部は接合さ4′じζいないため外周部には大き
な熱応力が定1.七グ、しかも外周部近傍は接合長さが
内部に比べて長くなっているので、耐λられる外力も大
きい。エンジンテスト・の結果、ずれは生じなかった。
合率を小さくするか、あるいは接合せず、外周部近傍を
内部よりも接合率を増やして最外周にが・も大きくかか
る熱応力に対応1.よう、L′1−るものである。本発
明では、4内部の接合率は低く抑λるので、外周にかか
る熱応力も小さくなろ(l L’し1−のことより、金
属担体の外周部にかかる熱応力(こも耐えることができ
るようになり、加熱・冷却り゛イクル1ご対(−て外周
部の平箔と波箔の接合部の破断はな(なった。その結果
、ハニカム体の平箔と波箔のずれがなくなり金属担体の
寿命が秤1、く長くなった。
の飴方向断面の接合状況を示す模式図である。第2.′
う図は、本発明に対する比較例を示1−.た金属担体の
模式図である。 1.2・・・担体の外筒 3.4・・・外周部近傍の周方向接合率が70 !!6
以上の領域 5.6・・周方向接合率が40%以下の領域7・・・周
方向接合率が40%から60%の領域8・・・接合され
ていない領域 9・・・軸方向接合率が70%以上の領域lO・・軸り
向接合率が中心に向かって変化j2ている領域 復代理人
Claims (3)
- (1)平箔と波箔を重ねて巻き込んでなる金属ハニカム
体と、その側面を囲む金属外筒とを接合してなる自動車
排ガス触媒用金属担体において、全体もしくは一部分接
合された金属ハニカム体の接合で最外周から1周以上か
つ外周から総巻数の3分の1以下までの接合率をそれよ
り内部の接合率よりも大きいことを特徴とする自動車排
ガス触媒用金属担体。 - (2)金属ハニカム体の接合で最外周から1周以上かつ
外周から総巻数の3分の1以下までの周方向接合率を7
0%以上にして、その内部は40%以下の周方向接合率
を持つことを特徴とする請求項1に記載の自動車排ガス
触媒用金属担体。 - (3)金属ハニカム体の接合で最外周から1周以上かつ
外周から総巻数の3分の1以下までの軸方向接合率を7
0%以上にして、それより内部では軸方向接合率を徐々
に低下させて中心部では10%以下になることを特徴と
する請求項1に記載の自動車排ガス触媒用金属担体。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1094344A JP2732889B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 良好な耐熱応力・耐熱疲労特性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 |
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JP1094344A JP2732889B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 良好な耐熱応力・耐熱疲労特性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 |
Publications (2)
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JPH02273549A true JPH02273549A (ja) | 1990-11-08 |
JP2732889B2 JP2732889B2 (ja) | 1998-03-30 |
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ID=14107669
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JP1094344A Expired - Lifetime JP2732889B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 良好な耐熱応力・耐熱疲労特性を有する自動車排ガス触媒用金属担体 |
Country Status (1)
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---|---|
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0570641U (ja) * | 1991-12-06 | 1993-09-24 | 新日本製鐵株式会社 | 排ガス浄化用メタル担体 |
US5436216A (en) * | 1992-09-18 | 1995-07-25 | Nippondenso Co., Ltd. | Self-heat generation type honeycomb filter and its apparatus |
US5447697A (en) * | 1992-04-24 | 1995-09-05 | Nippondenso Co., Ltd. | Metal catalyst carrier |
WO2002030566A1 (fr) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Nippon Steel Corporation | Procede de production de corps en nid d'abeilles |
JP2006175346A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Nippon Steel Corp | 構造耐久性に優れた触媒担持用メタル担体 |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP1094344A patent/JP2732889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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US6908028B2 (en) | 2000-10-10 | 2005-06-21 | Nippon Steel Corporation | Method of manufacturing honeycomb body |
JP2006175346A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Nippon Steel Corp | 構造耐久性に優れた触媒担持用メタル担体 |
JP4684645B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2011-05-18 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 構造耐久性に優れた触媒担持用メタル担体 |
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---|---|
JP2732889B2 (ja) | 1998-03-30 |
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