JPH02293043A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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- JPH02293043A JPH02293043A JP1113837A JP11383789A JPH02293043A JP H02293043 A JPH02293043 A JP H02293043A JP 1113837 A JP1113837 A JP 1113837A JP 11383789 A JP11383789 A JP 11383789A JP H02293043 A JPH02293043 A JP H02293043A
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- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発１１の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は，一般に自動車の排気ガスの浄化手段として排
気管の途中に介装される，排気ガス浄化用触媒を担持さ
せるための金属製ハニカムコア体から成る排気ガス浄化
装置に関する．更に詳しくは、本発明は過酷な条件下で
使用ざれるこの種の排気ガスｎ１化装置において、金屈
製ハニカムコア体として、熱膨張や熱応力による変形や
破損に対する耐久性を改善した排気ガス浄化装置に関す
るものである． （従来の技４Ｆｉ） 従来、この種の排気ガス浄化装置は、一般に耐熱性の薄
肉鋼板からの平板状帯材と前記薄肉綱板を波形成形した
波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積し、
これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層状に
重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多数の
，′ｗ４目状通気孔路を有するハニカム状植層体（以下
、ハニカムコア体という．）と、前記ハニカムコア体を
填装し固着するための両端が開口した筒状の金属ケース
から構成されている．そして、前記ハニカムコア体と金
属ケースとは、排気ガス自体の高温度及び排気ガスと浄
化用触媒との発熱反応などによる熱膨張や熟的応力に耐
えるように、また自動車走行時の振動などに耐え得るよ
うにろう接または溶接などにより強固に固着される．な
お、ハニカムコア体を構成する平板状帯材と波板状帯材
の当接部は種々の方法により固着されることはいうまで
もないことである。
気管の途中に介装される，排気ガス浄化用触媒を担持さ
せるための金属製ハニカムコア体から成る排気ガス浄化
装置に関する．更に詳しくは、本発明は過酷な条件下で
使用ざれるこの種の排気ガスｎ１化装置において、金屈
製ハニカムコア体として、熱膨張や熱応力による変形や
破損に対する耐久性を改善した排気ガス浄化装置に関す
るものである． （従来の技４Ｆｉ） 従来、この種の排気ガス浄化装置は、一般に耐熱性の薄
肉鋼板からの平板状帯材と前記薄肉綱板を波形成形した
波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重積し、
これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層状に
重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多数の
，′ｗ４目状通気孔路を有するハニカム状植層体（以下
、ハニカムコア体という．）と、前記ハニカムコア体を
填装し固着するための両端が開口した筒状の金属ケース
から構成されている．そして、前記ハニカムコア体と金
属ケースとは、排気ガス自体の高温度及び排気ガスと浄
化用触媒との発熱反応などによる熱膨張や熟的応力に耐
えるように、また自動車走行時の振動などに耐え得るよ
うにろう接または溶接などにより強固に固着される．な
お、ハニカムコア体を構成する平板状帯材と波板状帯材
の当接部は種々の方法により固着されることはいうまで
もないことである。
また、最近においては、従来のコーディエライト系セラ
ミック担体との価格競争面からハニカムコア体を填装し
強固に固着するための金属ケースを使用しないもの、即
ち金屈製ハニカムコア体のみで排気ガス浄化装置を構成
しようとする動きがある．この場合、金属ケースを使用
しないことから、金属ケースの製作コスト，金属ケース
と金属製ハニカムコ７体の填装，固着コスト．いわゆる
キャンニングコストなどが削減され、大幅なコストメリ
ットが生じることはいうまでもないことである． しかしながら、前記した従来のハニカムコア体からのみ
構成される排気ガス浄化装置、あるいはハニカムコア体
と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装置は、長
期の使用に耐えるものではない。これは、ハニカムコア
体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）はもと
より、該軸方向に対して直角な方向（以下、ハニカムコ
ア体の半径方向という．）において、』Ｆｊ記した排気
ガス自体の高い温度や未燃焼ガスの触媒反応による発熱
という雰囲気下で生起する熱膨張や熱応力に基づく変形
力が、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状
帯材）を通じてハニカムコア体の外周部近傍あるいはハ
ニカムコア体の外周面と金屈ケースの内壁面占の当接面
近傍に集中することに基づくものである．即ち、前記し
た熱膨張や熱応力に基づく大きな変形力がハニカムコア
体の外周部近傍あるいはハニカムコア体の外周面と金属
ケースの内壁面との当接面近傍に集中するため，当該部
位においてハニカムコア体を構成する平板状イｊ２材及
び／又は波板状帯材のヒビ割れ，破損が大きく，また各
帯材間の当接部やハニカムコア体と金属ケース間の当接
部の剥離や離体が生じるという欠点によるものである。
ミック担体との価格競争面からハニカムコア体を填装し
強固に固着するための金属ケースを使用しないもの、即
ち金屈製ハニカムコア体のみで排気ガス浄化装置を構成
しようとする動きがある．この場合、金属ケースを使用
しないことから、金属ケースの製作コスト，金属ケース
と金属製ハニカムコ７体の填装，固着コスト．いわゆる
キャンニングコストなどが削減され、大幅なコストメリ
ットが生じることはいうまでもないことである． しかしながら、前記した従来のハニカムコア体からのみ
構成される排気ガス浄化装置、あるいはハニカムコア体
と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装置は、長
期の使用に耐えるものではない。これは、ハニカムコア
体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）はもと
より、該軸方向に対して直角な方向（以下、ハニカムコ
ア体の半径方向という．）において、』Ｆｊ記した排気
ガス自体の高い温度や未燃焼ガスの触媒反応による発熱
という雰囲気下で生起する熱膨張や熱応力に基づく変形
力が、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状
帯材）を通じてハニカムコア体の外周部近傍あるいはハ
ニカムコア体の外周面と金屈ケースの内壁面占の当接面
近傍に集中することに基づくものである．即ち、前記し
た熱膨張や熱応力に基づく大きな変形力がハニカムコア
体の外周部近傍あるいはハニカムコア体の外周面と金属
ケースの内壁面との当接面近傍に集中するため，当該部
位においてハニカムコア体を構成する平板状イｊ２材及
び／又は波板状帯材のヒビ割れ，破損が大きく，また各
帯材間の当接部やハニカムコア体と金属ケース間の当接
部の剥離や離体が生じるという欠点によるものである。
なお、平板と波板の当接点の接合強度を改善するために
、平板に波板の凸曲面部（波の山及び谷部）の曲率半径
と同一の凹曲面部を設けたものが（即ち平板が前記曲率
半径を有する波板状のものである．）が知られている（
特開昭６４−３０６５１号）。そしてこのものが、結果
的に平板と波板との熱膨張差に起因する熱応力の発生を
緩和させるとしているが，なお不十分なものである． 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記したように，この種の排気ガス浄化ガス装置におい
て、特にハニカムコア体の熱的変形に対して十分に１耐
えうるようにすることは、ハニカムコア体を構成する平
板状帯材と波板状帯材との間を、あるいはハニカムコア
体の外周面と金属ケースの内壁而とを単に強固に固着す
ればよいという考え方を修正しなければならない． 本発明者は、前記した従来の排気ガス浄化装置の欠点を
解消すべく、鋭意検討した．その結果、ハニカムコア体
を構成する部材（平板状，；ｉｉ材と波板状帯材）にお
いて、平板状帯材を特殊な形状にすることにより、／＼
ニカムコア体の半径方向に伝達される熱膨張や熱応力に
基づく大きな変形力を効果的に吸収，緩和しうろことを
見い出し本発明を完成するに至った． 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は、薄肉金属板の平板状帯
材と波板状帯材とを相互に当接するように積層して製作
した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する排気ガス浄
化用触媒を担持させるためのハニカムコア体を用いてな
る排気ガス浄化装鐙において、前記／＼ニカムコア体を
構成する平板状帯材が凹凸部と平坦部を交互に有するも
のであることを特徴とする排気ガス浄化装置に関するも
のである． 以下、本発明の構成について詳しく説明する． 金属製ハニカムコア体を使用した排気ガス浄化装置にお
いて、熱膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する耐
久性を十分なものにすることが極めて重要である． 即ち、この種の金属製の排気ガス浄化装置は、運転、停
止と運転再開時にみられる加熱−冷却サイクルの負荷は
勿論のこと、走行中−においても過酷な熟的環境にさら
されるため、熱に対する耐久性の問題は極めて重要な課
題である． この点、走行中の状況を考察すると、排気ガス浄化装置
は，排気ガスの流量分布の相違（中央部と周辺部の流量
の相違）、及び／＼ニカムコア体の表面部に担持された
Ｐｔ ， Ｐｄ ， Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒と
排気ガスの接触反応（発熱反応）により、ハニカムコア
体の中央部は周辺部より高温にさらされる．因みに，こ
の種の排気ガス浄化装置内の温度は、一般には７００〜
８００ ℃であるが、｝ＩＣＯ＆化水素）が多く排出さ
れる場合には１０００℃前後にもなる．前記したハニカ
ムコア体内部の温度勾配をさらに詳しくみると、ハニカ
ムコア体の外周部とそれより少し内側の部位間における
温度勾配は、中央部近傍における温度勾配より著レ〈大
きなものとなる．このことは、ハニカムコア体の外周面
が直接外気と接したり、あるいは／＼ニカムコア体が外
気と接する筒状金属ケース内に固看されるので、より一
層、助長されることになる． 従って、ハニカムコア体のみからなる（金属ケースを使
用しないタイプの）排気ガス炸化装置，あるいはハニカ
ムコア体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装
置において、／＼ニカムコア体の高温サイドの中心部か
ら低温サイドのハニカ・ムコア体の外周面近傍部位へ、
即ちハニカムコ７体の半径方向に／＼ニカムコア体の構
成部材（平板状帯材と波板状帯材）の熱伝達に伴なって
熱Ｉｌｌ１張や熱応力に基づく強い変形力（以下、熱に
よる変形力ともいう．）が集中することになる。
、平板に波板の凸曲面部（波の山及び谷部）の曲率半径
と同一の凹曲面部を設けたものが（即ち平板が前記曲率
半径を有する波板状のものである．）が知られている（
特開昭６４−３０６５１号）。そしてこのものが、結果
的に平板と波板との熱膨張差に起因する熱応力の発生を
緩和させるとしているが，なお不十分なものである． 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記したように，この種の排気ガス浄化ガス装置におい
て、特にハニカムコア体の熱的変形に対して十分に１耐
えうるようにすることは、ハニカムコア体を構成する平
板状帯材と波板状帯材との間を、あるいはハニカムコア
体の外周面と金属ケースの内壁而とを単に強固に固着す
ればよいという考え方を修正しなければならない． 本発明者は、前記した従来の排気ガス浄化装置の欠点を
解消すべく、鋭意検討した．その結果、ハニカムコア体
を構成する部材（平板状，；ｉｉ材と波板状帯材）にお
いて、平板状帯材を特殊な形状にすることにより、／＼
ニカムコア体の半径方向に伝達される熱膨張や熱応力に
基づく大きな変形力を効果的に吸収，緩和しうろことを
見い出し本発明を完成するに至った． 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は、薄肉金属板の平板状帯
材と波板状帯材とを相互に当接するように積層して製作
した軸方向に多数の網目状通気孔路を有する排気ガス浄
化用触媒を担持させるためのハニカムコア体を用いてな
る排気ガス浄化装鐙において、前記／＼ニカムコア体を
構成する平板状帯材が凹凸部と平坦部を交互に有するも
のであることを特徴とする排気ガス浄化装置に関するも
のである． 以下、本発明の構成について詳しく説明する． 金属製ハニカムコア体を使用した排気ガス浄化装置にお
いて、熱膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する耐
久性を十分なものにすることが極めて重要である． 即ち、この種の金属製の排気ガス浄化装置は、運転、停
止と運転再開時にみられる加熱−冷却サイクルの負荷は
勿論のこと、走行中−においても過酷な熟的環境にさら
されるため、熱に対する耐久性の問題は極めて重要な課
題である． この点、走行中の状況を考察すると、排気ガス浄化装置
は，排気ガスの流量分布の相違（中央部と周辺部の流量
の相違）、及び／＼ニカムコア体の表面部に担持された
Ｐｔ ， Ｐｄ ， Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒と
排気ガスの接触反応（発熱反応）により、ハニカムコア
体の中央部は周辺部より高温にさらされる．因みに，こ
の種の排気ガス浄化装置内の温度は、一般には７００〜
８００ ℃であるが、｝ＩＣＯ＆化水素）が多く排出さ
れる場合には１０００℃前後にもなる．前記したハニカ
ムコア体内部の温度勾配をさらに詳しくみると、ハニカ
ムコア体の外周部とそれより少し内側の部位間における
温度勾配は、中央部近傍における温度勾配より著レ〈大
きなものとなる．このことは、ハニカムコア体の外周面
が直接外気と接したり、あるいは／＼ニカムコア体が外
気と接する筒状金属ケース内に固看されるので、より一
層、助長されることになる． 従って、ハニカムコア体のみからなる（金属ケースを使
用しないタイプの）排気ガス炸化装置，あるいはハニカ
ムコア体と金属ケースとから構成される排気ガス浄化装
置において、／＼ニカムコア体の高温サイドの中心部か
ら低温サイドのハニカ・ムコア体の外周面近傍部位へ、
即ちハニカムコ７体の半径方向に／＼ニカムコア体の構
成部材（平板状帯材と波板状帯材）の熱伝達に伴なって
熱Ｉｌｌ１張や熱応力に基づく強い変形力（以下、熱に
よる変形力ともいう．）が集中することになる。
このハニカムコア体の半径方向における熱による大きな
変形力は、特にハニカムコア体の外周面近傍部位におい
て、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状帯
材）の当接部が強固に固着されていても、経時的に剥離
や離体を起こさせたり、各構成部材にヒビ割れや破損を
生ぜしめる． そして，これら剥離，ヒビ割れ，破損と連動して、各構
成部材の表面に担持された高価な触媒層も剥離し、排気
ガスの浄化能力の低下を招く。また、金属ケース内にハ
ニカムコア体が填装され、ハニカムコア体の最外周面が
金属ケースの内壁面に強固に固着された排気ガスｂ化装
置においても，前記した状況は同じである．従って、前
記した剥離などの欠点を解消ないし抑制するためには、
ハニカムコ７体の構造において、特にハニカムコア体の
半径方向における熱膨張や熟応力に基づく変形力を吸収
．緩和させる手段を講じることが不可欠である．このた
め、本発明においては、ハニカムコア体を構成する部材
である＃熱性の薄肉金属板の平板状イ１？材と波板状帯
材において、平板状帯材の形状を前記した熱による変形
力を吸収．緩和しやすい形状のものにするという技術的
構成を採用する。より具体的には、平板状帯材の形状を
１ツ凸部と平坦部を交互に有するもの、別言すれば所望
長の凹凸部と平坦部とからなる一周期？ｉ位長を連接し
た形状のものとするものである． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて更に，洋しく説
Ｉｌｌするが、本発明は図面のものに限定されるもので
はない。
変形力は、特にハニカムコア体の外周面近傍部位におい
て、ハニカムコア体の構成部材（平板状帯材と波板状帯
材）の当接部が強固に固着されていても、経時的に剥離
や離体を起こさせたり、各構成部材にヒビ割れや破損を
生ぜしめる． そして，これら剥離，ヒビ割れ，破損と連動して、各構
成部材の表面に担持された高価な触媒層も剥離し、排気
ガスの浄化能力の低下を招く。また、金属ケース内にハ
ニカムコア体が填装され、ハニカムコア体の最外周面が
金属ケースの内壁面に強固に固着された排気ガスｂ化装
置においても，前記した状況は同じである．従って、前
記した剥離などの欠点を解消ないし抑制するためには、
ハニカムコ７体の構造において、特にハニカムコア体の
半径方向における熱膨張や熟応力に基づく変形力を吸収
．緩和させる手段を講じることが不可欠である．このた
め、本発明においては、ハニカムコア体を構成する部材
である＃熱性の薄肉金属板の平板状イ１？材と波板状帯
材において、平板状帯材の形状を前記した熱による変形
力を吸収．緩和しやすい形状のものにするという技術的
構成を採用する。より具体的には、平板状帯材の形状を
１ツ凸部と平坦部を交互に有するもの、別言すれば所望
長の凹凸部と平坦部とからなる一周期？ｉ位長を連接し
た形状のものとするものである． 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて更に，洋しく説
Ｉｌｌするが、本発明は図面のものに限定されるもので
はない。
本発明において、金属製ハニカムコア体は、第６Ｕｉ４
〜第７図に示されるようなものであり、通常の方法によ
り製作される． 即ち，ハニカムコア体（１）は，第６図に示されるよう
に、＃熱性の薄肉鋼板からなる厚さ０．０３〜０．１ｍ
１程度の平板状帯材（１１）と、該平板状帯材（１ｌ）
を後述する特殊な波形をもつように波形加工した波板状
｛１シ材（ｌ２）を相互に当接部を有するように重積し
、次いで両者を一括渦巻状に、かつ最外周面が平板状帯
材（１１）となるように巻回積層することにより製作さ
れる．この巻回積層により、排気ガスの通路となる多数
の網目状通気孔路（ｌ３）は自動的に形成される．また
，ハニカムコア体（１）は、第７図に示されるように、
平板状帯材（１１）と後述する特殊な波形をもつように
波形加工した波板状帯材（１２）を相互に当接するよう
に重積し、これを階層状に積層成形して製作してもよい
。
〜第７図に示されるようなものであり、通常の方法によ
り製作される． 即ち，ハニカムコア体（１）は，第６図に示されるよう
に、＃熱性の薄肉鋼板からなる厚さ０．０３〜０．１ｍ
１程度の平板状帯材（１１）と、該平板状帯材（１ｌ）
を後述する特殊な波形をもつように波形加工した波板状
｛１シ材（ｌ２）を相互に当接部を有するように重積し
、次いで両者を一括渦巻状に、かつ最外周面が平板状帯
材（１１）となるように巻回積層することにより製作さ
れる．この巻回積層により、排気ガスの通路となる多数
の網目状通気孔路（ｌ３）は自動的に形成される．また
，ハニカムコア体（１）は、第７図に示されるように、
平板状帯材（１１）と後述する特殊な波形をもつように
波形加工した波板状帯材（１２）を相互に当接するよう
に重積し、これを階層状に積層成形して製作してもよい
。
前記平板状帯材（ｌ１）として、例えばクロム鋼（クロ
ム１３〜２５％） 、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｎ ５％な
どの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこれに耐酸化性を
改善するために希土類を加えた耐熱性のステンレス鋼な
どの厚さ０．０４鳳層〜０．１ｍｍのものが，そして波
板状帯材（ｌ２）として前記平板状帯材（１ｌ）をフォ
ーミングギアの間を通過させるなどして後述する特殊な
波形をもつように波形加工したものが使用される．各帯
材にＡＩを含有したステンレス鋼を用いると、熟処理に
より帯材表面にウィスカー状のＡｌｌ２０３が析出し、
これが排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシュ
コートを強固に固着するので好ましいものである． 次に、本発明の形状に特徴を有する平板状帯材（１１）
について説１１する。
ム１３〜２５％） 、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｎ ５％な
どの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこれに耐酸化性を
改善するために希土類を加えた耐熱性のステンレス鋼な
どの厚さ０．０４鳳層〜０．１ｍｍのものが，そして波
板状帯材（ｌ２）として前記平板状帯材（１ｌ）をフォ
ーミングギアの間を通過させるなどして後述する特殊な
波形をもつように波形加工したものが使用される．各帯
材にＡＩを含有したステンレス鋼を用いると、熟処理に
より帯材表面にウィスカー状のＡｌｌ２０３が析出し、
これが排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシュ
コートを強固に固着するので好ましいものである． 次に、本発明の形状に特徴を有する平板状帯材（１１）
について説１１する。
第１図は平板状帯材（１１）と波板状帯材（１２）との
所定の当接点近傍において、本発明の第一の実施態様に
よる平板状帯材（１１）の形状を説明する図である。
所定の当接点近傍において、本発明の第一の実施態様に
よる平板状帯材（１１）の形状を説明する図である。
第１図に示されるように、本発明の平板状帯材（ｌ！）
は平坦部（ａ）と略正弦波形の凹凸部（ｂ）を交互に有
するものである．別言すれば、該平坦部（ａ）と凹凸部
（１＋）とからなる一周期栄位長が連接された形状のも
のである。なお、平板状帯材（１ｌ）の一周期単位長内
において、平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）のそれぞれの長
さは同等であっても、相違したものであってもよい．本
発１５１において，平板状１ｉ″１材（ｌ１）の該凹凸
部（ｂ）の形状が第２図に示される略台形状のものであ
ってもよく、更に他の形状のものであってもよい． 本発明において、前記した平板状帯材（ｌ１）の凹凸部
（ｂ）の凹部と凸部間の高さ（ｈ）は、波板状帯材（ｌ
２）の波の山部と谷部間の高さ（Ｈ）との相対的な関連
で決めればよい。その際、平板状帯材（ｌ１）の壁面に
担持させるＷ／Ｃ層（排気ガス浄化用触媒を担持させる
ためのウオッシュコート）の密着性（即ち、Ｗ／Ｃ層の
剥離や離脱が防止されること），熱による変形力の吸収
●緩和の程度、ハニカムコア体の剛性などが勘案される
ことはいうまでもないことである。これらのことから、
凹凸部の高さ（ｈ）は、一般にまた，特に熱による変形
力の吸収、緩和の面からみて，前記した平坦部（ａ）と
凹凸部（ｂ）からなる平板状帯材（１１）の一周期単位
の長と波板状帯材（ｌ２）のピッチ幅の関係は第３図〜
第４図に示される。
は平坦部（ａ）と略正弦波形の凹凸部（ｂ）を交互に有
するものである．別言すれば、該平坦部（ａ）と凹凸部
（１＋）とからなる一周期栄位長が連接された形状のも
のである。なお、平板状帯材（１ｌ）の一周期単位長内
において、平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）のそれぞれの長
さは同等であっても、相違したものであってもよい．本
発１５１において，平板状１ｉ″１材（ｌ１）の該凹凸
部（ｂ）の形状が第２図に示される略台形状のものであ
ってもよく、更に他の形状のものであってもよい． 本発明において、前記した平板状帯材（ｌ１）の凹凸部
（ｂ）の凹部と凸部間の高さ（ｈ）は、波板状帯材（ｌ
２）の波の山部と谷部間の高さ（Ｈ）との相対的な関連
で決めればよい。その際、平板状帯材（ｌ１）の壁面に
担持させるＷ／Ｃ層（排気ガス浄化用触媒を担持させる
ためのウオッシュコート）の密着性（即ち、Ｗ／Ｃ層の
剥離や離脱が防止されること），熱による変形力の吸収
●緩和の程度、ハニカムコア体の剛性などが勘案される
ことはいうまでもないことである。これらのことから、
凹凸部の高さ（ｈ）は、一般にまた，特に熱による変形
力の吸収、緩和の面からみて，前記した平坦部（ａ）と
凹凸部（ｂ）からなる平板状帯材（１１）の一周期単位
の長と波板状帯材（ｌ２）のピッチ幅の関係は第３図〜
第４図に示される。
第３図においては、平坦部（ａ）と凹凸部（ｂ）からな
る平板状帯材（ｌ１）の一周期単位長において、平坦部
（ａ）の長さが、波板状帯材（１２）の波ピッチに対し
３ビッチ未満のものが示されている。この場合には図示
されるように、平板状帯材（１１）に熱による大きな変
形力が負荷されると左右両端の凹凸部（ｂ，ｂ）が変形
力を吸収、緩和するため、平坦部には過大な変形力が負
荷されない。
る平板状帯材（ｌ１）の一周期単位長において、平坦部
（ａ）の長さが、波板状帯材（１２）の波ピッチに対し
３ビッチ未満のものが示されている。この場合には図示
されるように、平板状帯材（１１）に熱による大きな変
形力が負荷されると左右両端の凹凸部（ｂ，ｂ）が変形
力を吸収、緩和するため、平坦部には過大な変形力が負
荷されない。
第４図においては、平板状｛１？材（ｌ１）の平坦部（
ａ）と凹凸部（ｂ）からなる一周期単位長の長さが波板
状帯材（１２）の波ピッチと同じであり、熱による変形
力を最大限に吸収、緩和させることができる． 以上のようにして、本発明はハニカムコア体（１）を構
成する平板状帯材（１１）の形状を前記したような特殊
なものにすることにより，効果的に熱による変形力を吸
収、緩和させるものである．なお，本発明において平板
状帯材（ｌ１）を前記した形状にすることにより、次の
ような波及的な効果が得られる。これを第５図に示す。
ａ）と凹凸部（ｂ）からなる一周期単位長の長さが波板
状帯材（１２）の波ピッチと同じであり、熱による変形
力を最大限に吸収、緩和させることができる． 以上のようにして、本発明はハニカムコア体（１）を構
成する平板状帯材（１１）の形状を前記したような特殊
なものにすることにより，効果的に熱による変形力を吸
収、緩和させるものである．なお，本発明において平板
状帯材（ｌ１）を前記した形状にすることにより、次の
ような波及的な効果が得られる。これを第５図に示す。
第５図は第１図における平板状帯材（１１）と波板状帯
材（１２）の当接部近傍を拡大したものであり、両帯材
の配置関係において図示されるごとく空間部が形成され
る部位が生じる．第５図においては波板状帯材（１２）
の波の山（又は谷）が平板状帯材の平坦部（ａ）と当接
せず、空間部が形成された状態を示す．従って、この種
の平板状帯材（１１）と波板状帯材（１２）からなるハ
ニカムコア体（１）において、両者の当接部は、通常、
高価な高温ろう材（例えばニッケルをベースとするもの
。）が使用されるが、その使用量が低減されるだけでな
く、該空間部の形成により触媒の担持表面積が拡大され
るとともに、排気ガスの流れを乱すこと（乱流効果）が
でき，これは排気ガスと排気ガス浄化用触媒との接触効
果を向−ヒさせる。
材（１２）の当接部近傍を拡大したものであり、両帯材
の配置関係において図示されるごとく空間部が形成され
る部位が生じる．第５図においては波板状帯材（１２）
の波の山（又は谷）が平板状帯材の平坦部（ａ）と当接
せず、空間部が形成された状態を示す．従って、この種
の平板状帯材（１１）と波板状帯材（１２）からなるハ
ニカムコア体（１）において、両者の当接部は、通常、
高価な高温ろう材（例えばニッケルをベースとするもの
。）が使用されるが、その使用量が低減されるだけでな
く、該空間部の形成により触媒の担持表面積が拡大され
るとともに、排気ガスの流れを乱すこと（乱流効果）が
でき，これは排気ガスと排気ガス浄化用触媒との接触効
果を向−ヒさせる。
本発ＩＪＪの前記した特殊な形状を有する平板状帯材（
１ｌ）と波板状帯材（１２）から製作したノ＼ニカムコ
ア体は、それ「１体で排気ガス浄化装置として使用する
ことができる。その際、ハニカムコア体（１）の最外周
に凹凸部を有さない平板状帯材を所望の回数だけ巻回し
、金属ケースの代りとしてもよい。更に、別体の筒状金
属ケースにハニカムコア体（１）を填装し、固着して排
気ガス浄化装置としてもよい． 本発明において，前記ハニカムコア体（１）を内部に填
装し、固着するための金属ケース（２）として、両端が
開口していれば、その形状に何らの制限を受けるもので
はない。第６図〜第７図には，断面円形状のものと、断
面レーストラ，ク状（長円形状）のものが示されている
が、これに限定されない．例えば、車体下部のスペース
に適合・させるために、断面略三角形状の金属ケースを
用いて排気ガスＭ．化装置を構成してもよい．金属ケー
スの素材として、前記／＼ニカムコア体と同種の耐熱鋼
を用いてもよいし、耐熱耐食性に富むものを用いてもよ
い。また、外側部分の金属材料を内側部分より耐熱耐食
性に富むものとした二重構造のもの、具体的には内側部
分にフエライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステ
ナイト系ステンレス鋼を用いたクラッド鋼などを用いて
も良い。
１ｌ）と波板状帯材（１２）から製作したノ＼ニカムコ
ア体は、それ「１体で排気ガス浄化装置として使用する
ことができる。その際、ハニカムコア体（１）の最外周
に凹凸部を有さない平板状帯材を所望の回数だけ巻回し
、金属ケースの代りとしてもよい。更に、別体の筒状金
属ケースにハニカムコア体（１）を填装し、固着して排
気ガス浄化装置としてもよい． 本発明において，前記ハニカムコア体（１）を内部に填
装し、固着するための金属ケース（２）として、両端が
開口していれば、その形状に何らの制限を受けるもので
はない。第６図〜第７図には，断面円形状のものと、断
面レーストラ，ク状（長円形状）のものが示されている
が、これに限定されない．例えば、車体下部のスペース
に適合・させるために、断面略三角形状の金属ケースを
用いて排気ガスＭ．化装置を構成してもよい．金属ケー
スの素材として、前記／＼ニカムコア体と同種の耐熱鋼
を用いてもよいし、耐熱耐食性に富むものを用いてもよ
い。また、外側部分の金属材料を内側部分より耐熱耐食
性に富むものとした二重構造のもの、具体的には内側部
分にフエライト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステ
ナイト系ステンレス鋼を用いたクラッド鋼などを用いて
も良い。
本発明は、排気ガス浄化装置の主要な構成要素である金
属製へニカムコ７体を一周期単位長として平坦部と凹凸
部を有する平板状帯材、及び波板状帯材を相互に当接す
るように桔層するようにして製作したものであるため、
次のような優れた効果を奏する． （１）ハニカムコア体の半径方向に対する大きな熱によ
る変形力を、平板状帯材の一周期単位長における凹凸部
がそれぞれ吸収、緩和させることができる．このため、
特にハニカムコア体の外周面近傍部位に集中する熱によ
る変形力がもたらす、ハニカムコア体を構成する各部材
の破損、亀裂、ハニカムコア体と金属ケースの離体、こ
れらに誘因されたＷ／Ｃ層の！Ａ離、高価な触媒層の２
４離や離脱などが効果的に防止される． （２）平板状ク；２材の一周期単位長内において、凹凸
部を形成するため、排気ガス浄化用触媒の稍持驕を増大
させることができ、これにより排気ガスの浄化能力を向
上させることができる． （３）平板状帯材の一周期単位長内において、凹凸部を
形成するため、平板状帯材と波板状帯材との当接部にお
いて、波板状帯材の頂部（山と谷）が平板状帯材の平坦
部に出接しないで空間部を形成するものがある。この空
間部の形成により高価なろう材の使用量を低減させるこ
とができる．更に、前記空間部の形成により触媒の担持
表面積が拡大されるとともに、排気ガスの流れに乱れが
付与され（乱流効果）るため、排気ガスと排気ガス浄化
触媒との接触が改善され、これにより排気ガスの浄化効
率が向上する．
属製へニカムコ７体を一周期単位長として平坦部と凹凸
部を有する平板状帯材、及び波板状帯材を相互に当接す
るように桔層するようにして製作したものであるため、
次のような優れた効果を奏する． （１）ハニカムコア体の半径方向に対する大きな熱によ
る変形力を、平板状帯材の一周期単位長における凹凸部
がそれぞれ吸収、緩和させることができる．このため、
特にハニカムコア体の外周面近傍部位に集中する熱によ
る変形力がもたらす、ハニカムコア体を構成する各部材
の破損、亀裂、ハニカムコア体と金属ケースの離体、こ
れらに誘因されたＷ／Ｃ層の！Ａ離、高価な触媒層の２
４離や離脱などが効果的に防止される． （２）平板状ク；２材の一周期単位長内において、凹凸
部を形成するため、排気ガス浄化用触媒の稍持驕を増大
させることができ、これにより排気ガスの浄化能力を向
上させることができる． （３）平板状帯材の一周期単位長内において、凹凸部を
形成するため、平板状帯材と波板状帯材との当接部にお
いて、波板状帯材の頂部（山と谷）が平板状帯材の平坦
部に出接しないで空間部を形成するものがある。この空
間部の形成により高価なろう材の使用量を低減させるこ
とができる．更に、前記空間部の形成により触媒の担持
表面積が拡大されるとともに、排気ガスの流れに乱れが
付与され（乱流効果）るため、排気ガスと排気ガス浄化
触媒との接触が改善され、これにより排気ガスの浄化効
率が向上する．
第１図は本発明の第一の態様になる平板状帯材の形状を
説明する図であり、 第２図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の形状を
説明する図である． 第３図は本発明の第一の態様になる平板状帯材の一周期
単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明する図で
あり、第４図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の
一周期単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明す
る図である． 第５図は平板状帯材と波板状帯材の当接部近傍の拡大図
である． 第６図は本発明の巻回タイプの排気ガス浄化装置の斜視
図であり、第７図は本発明の階層タイプの排気ガス浄化
装置の斜視図である．Ａ・・・・・・・・・・排気ガス
浄化装置ｌ・・・・・・・・・・ハニカムコア体１１・
・・・平板状帯材 １２・・・・波板状帯材 ｌ３・・・・網目状通気孔路 ａ・・・・・・平坦部 ｂ・・・・・・凹凸部 ２・・・・・・・・・・金属ケース
説明する図であり、 第２図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の形状を
説明する図である． 第３図は本発明の第一の態様になる平板状帯材の一周期
単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明する図で
あり、第４図は本発明の第二の態様になる平板状帯材の
一周期単位長と波板状帯材の波ピッチとの関係を説明す
る図である． 第５図は平板状帯材と波板状帯材の当接部近傍の拡大図
である． 第６図は本発明の巻回タイプの排気ガス浄化装置の斜視
図であり、第７図は本発明の階層タイプの排気ガス浄化
装置の斜視図である．Ａ・・・・・・・・・・排気ガス
浄化装置ｌ・・・・・・・・・・ハニカムコア体１１・
・・・平板状帯材 １２・・・・波板状帯材 ｌ３・・・・網目状通気孔路 ａ・・・・・・平坦部 ｂ・・・・・・凹凸部 ２・・・・・・・・・・金属ケース
Claims (13)
- １．薄肉金属板の平板状帯材と波板状帯材とを相互に当
接するように積層して製作した軸方向に多数の網目状通
気孔路を有する排気ガス浄化用触媒を担持させるための
ハニカムコア体を用いてなる排気ガス浄化装置において
、前記ハニカムコア体を構成する平板状帯材が凹凸部と
平坦部を交互に有するものであることを特徴とする排気
ガス浄化装置。 - ２．平板状帯材の凹凸部が略正弦波形である請求項第１
項に記載の排気ガス浄化装置。 - ３．平板状帯材の凹凸部が略台形である請求項第１項に
記載の排気ガス浄化装置。 - ４．平板状帯材の凹凸部の高さ（ｈ）が、波板状帯材の
高さ（Ｈ）の （１／１０）Ｈ≦ｈ≦（１／３）Ｈ である請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - ５．平板状帯材の凹凸部と平坦部とからなる一周期単位
長において、凹凸部が一サイクル以上に亘り形成された
ものである請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - ６．平板状帯材の凹凸部と平坦部とからなる一周期単位
長において、平坦部の長さが波板状帯材の波ピッチの３
ピッチ未満である請求項第１項に記載の排気ガス浄化装
置。 - ７．平板状帯材の凹凸部と平坦部とからなる一周期単位
長において、平坦部の長さが波板状帯材の波ピッチの１
ピッチ以下である請求項第１項に記載の排気ガス浄化装
置。 - ８．平板状帯材の凹凸部と平坦部とからなる一周期単位
長において、凹凸部と平坦部のピッチ幅が同等または相
違するものである請求項第１項に記載の排気ガス浄化装
置。 - ９．ハニカムコア体が、平板状帯材と波板状帯材とを相
互に当接するように重積し、これを一括渦巻状に巻回積
層して制作したものである請求項第１項に記載の排気ガ
ス浄化装置。 - １０．ハニカムコア体が、平板状帯材と波板状帯材とを
相互に当接するように階層状に重積して制作したもので
ある請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - １１．ハニカムコア体が金属ケース内で固着されたもの
である請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。 - １２．金属ケースが、断面円形である請求項１１に記載
の排気ガス浄化装置。 - １３．金属ケースが、断面レーストラック形状である請
求項１１に記載の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113837A JP2813679B2 (ja) | 1989-05-08 | 1989-05-08 | 排気ガス浄化装置 |
| US07/517,876 US5118477A (en) | 1989-05-08 | 1990-05-02 | Exhaust gas cleaning device |
| DE9005120U DE9005120U1 (ja) | 1989-05-08 | 1990-05-05 | |
| DE4014444A DE4014444A1 (de) | 1989-05-08 | 1990-05-05 | Abgasreinigungsvorrichtung |
| KR1019900006429A KR940005265B1 (ko) | 1989-05-08 | 1990-05-08 | 배기가스 정화장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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