JPH03296420A - 排気ガス浄化装置用の担体 - Google Patents

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」 本発明は、排気ガス浄化装置用の担体に関する。

すなわち、自動車エンジン等の排気ガスを清浄化する触
媒コンバータとして用いられ、触媒が付着される担体に
関するものである。

「従来の技術」 このような排気ガス浄化装置用の担体としては、従来よ
りケース付のハニカム構造体が用いられている。すなわ
ち、帯状をなす金属製の波板材と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
造体と、このハニカム構造体が収納される外筒たるケー
スとからなるものが、担体として用いられている。とこ
ろで係る担体において、そのハニカム構造体の波板材と
平板材とは、従来全体的に同一の肉厚のものが用いられ
ていた。

そしてこのような担体が排気管の途中に介装され、例え
ば車輌運転時において自動車エンジンからの有害物質を
含む高温の排気ガスは、そのハニカム構造体中を通過す
ることにより、付着せしめられた触媒と反応し清浄化さ
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担体
にあっては、次の問題が指摘されていた。

すなわち、例えば車輌運転時において、通過する高温の
排気ガスとこれと反応する触媒の発熱作用とにより、担
体は全体的に温度が上昇する。

ここにおいて担体のケース側・外側は、外気によって冷
却されるのでその温度上昇は低い。例えば、特に二輪車
の場合、排気管が外部に露出しているので、排気管中の
担体においてケース側・外側の温度はさほど上昇しない
。これに対し、担体のハニカム構造体特にその中央部側
・内側は、外気から離れており冷却されないので、温度
上昇が顕著で高温となる。

このようにして担体にあっては、ケース側・外側とハニ
カム構造体の中央部側・内側とで大きな温度差が生じ、
ケースとハニカム構造体間に熱膨張差が発生するので、
ケースによってハニカム構造体が圧縮される。そしてハ
ニカム構造体の平板材は、その肉厚が波板材と同一の場
合には、波板材に比し熱歪みを生じ易いので、係る圧縮
力により座屈変形し、ひいては熱疲労により亀裂が発生
することもあり問題となっていた。又これらにより、触
媒による排気ガスの清浄化にも支障が生じる。又二輪車
の場合、特に、走行特徴しい衝撃および振動等が加わる
ので、平板材そしてハニカム構造体、担体が破損する事
態も発生していた。

従来例ではこのよう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、ハニカム構造体の平
板材は、少なくともその中央部が波板材より肉厚が厚く
形成され、もって高温強度が高く座屈変形、亀裂等が防
止される、排気ガス浄化装置用の担体を提案することを
目的とする。

「課題を解決するための手段」 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。

この排気ガス浄化装置用の担体は、次のハニカム構造体
とケースとを有してなる。

ハニカム構造体は、波形の凹凸が連続的に折曲形成され
帯状をなす金属製の波板材と、平坦な帯状をなす金属製
の平板材とが、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。ケースは、該ハニカム構造体を内部
に収納する。

そして該ハニカム構造体の平板材は、少なくともその中
央部が波板材より肉厚が厚く形成されている。

「作　　用ｊ 本発明に係る排気ガス浄化装置用の担体は、このような
手段よりなるので次のごとく作用する。

排気ガスは、担体のハニカム構造体を通過することによ
り、付着せしめられた触媒と反応して清浄化される。

ところで、このように通過する高温の排気ガスと、これ
と反応する触媒の発熱作用とにより、担体は全体的に温
度が上昇する。そしてそのケース側・外側は、外気によ
って冷却されるので温度上昇が低いのに対し、その中央
部側・外側は、外気から離れており冷却されないので高
温となる。このようにケース側・外側と中央部側・内側
とで、大きな温度差が生じ熱膨張差が発生するので、ケ
ースによってハニカム構造体は圧縮される。

さてここで、このハニカム構造体の平板材は、少なくと
もその中央部が波板材より肉厚が厚く形成され、高温強
度が高くなっている。そこで上述により圧縮力を受けて
も、平板材は座屈変形せず、熱疲労による亀裂も確実に
防止される。

「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。

第１図は本発明の実施例を示す正面図である。

第２図は同要部の拡大図である。第３図は同全体の斜視
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体は、次のハニカム構造体
ｌとケース２とからなる。

まずこれらについて詳述すると、ハニカム構造体１は、
波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状をなす金属製の
波板材３と、平坦な帯状をなす金属製の平板材４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
てなる。波板材３は、帯状をなすステンレス箔等の金属
箔をコルゲート加工、プレス加工等することにより、所
定ピッチと高さの直線的な波形の凹凸が平行かつ連続的
に多数折曲形成されてなる。平板材４は、帯状をなすス
テンレス箔等の金属箔がそのまま用いられる。

そしてハニカム構造体１は、このような母材たる波板材
３と平板材４とが、ろう材を介し一定中心から交互に重
ねて巻き付けられて接合され、真円。

楕円等のロール状をなしている。なお図示例では母材た
る波板材３と平板材４が各１枚ずつ用いられているが、
重ねられた各１枚ずつの波板材３と平板材４をそれぞれ
１組とし、これら複数組の波板材３と平板材４を同時に
重ねて巻き付けることも考えられる。

さてこのようにしてハニカム構造体１は、波板材３と平
板材４とがセル壁を形成し、略三角形。

略半六角形、略台形、その他各種形状の多数の空間たる
セルＡの平面的集合体よりなる。Ａニカム構造体１は、
重量比強度に優れ軽量性とともに高い剛性・強度を備え
、又流体の整流効果にも優れかつ成形が容易でコスト面
に優れる、等々の特性が知られている。更に単位体積当
りの表面積が大、つまりセル壁たる波板材３と平板材４
の表面積が大である等により、例えば自動車エンジンの
排気ガスを清浄化する触媒コンバータに用いられる。

そして担持母体として、そのセル壁たる波板材３と平板
材４の表面に例えば還元用の触媒が付着せしめられる。

ケース２は、このようなハニカム構造体１を内部に収納
する。すなわち、外筒つまり外枠たるケース２は真円、
楕円等の筒状をなし、内部にハニカム構造体１が挿入さ
れて収納保持され、両者はろう材等にて接合される。又
ケース２は、その肉厚がハニカム構造体ｌの波板材３お
よび平板材４より厚くなっている。

さて次に、ハニカム構造体１の平板材４は、少なくとも
その中央部Ｂが波板材３より肉厚が厚く形成されている
。

これらについて詳述すると、図示例にあっては、平板材
４は波板材３より全体的に肉厚が厚く形成され、例えば
、平板材４の肉厚が１００ミクロン程度に対し波板材３
の肉厚は５０ミクロン程度となっている。なお平板材４
は、この図示例のごとく必ずしも全体的に肉厚を厚く形
成せず、例えば、中央部Ｂ側・内側つまり中心寄りだけ
を波板材３より肉厚を厚く形成し、残りのケース２側・
外側つまり外周寄りは波板材３と同程度の肉厚のままと
してもよい。更にこれらによらず、肉厚を順次除徐に変
化せしめた平板材４を用い、肉厚が最も厚い一端を中心
側として波板材３と交互に巻き付け、少なくともその中
央部Ｂ側・内側は波板材３より肉厚を厚くして、肉厚が
最も薄い他端がケース２側に配されるようにすることも
考えられる。

なお、このように肉厚の厚い平板材４の形成方法として
は、まず最初から所定のごとく厚さの厚い素材をそのま
ま用いることが考えられるが、他方、波板材３と同程度
に厚さの薄い素材を用い、これを複数枚重ねて接合する
ことにより所定のごとく厚くすることも可能である。

以上が構成等の説明である。

以下その作動等について説明する。

排気ガスは、担体のハニカム構造体１を通過することに
よ゛す、付着せしめられた触媒と反応して清浄化される
。すなわち、担体は例えば自動車エンジンの排気管（図
示せず）の途中に介装される。

そして車輌運転時に有害物質を含む高温の排気ガスは、
ハニカム構造体１の各セルＡを通過することにより、各
セル壁たる波板材３と平板材４に付着せしめられた触媒
と有害物質が反応し、還元されて清浄化される。

ところで、このように通過する高温の排気ガスと、これ
と反応する触媒の発熱作用とにより、担体は全体的に温
度が上昇する。ここにおいて、担体のケース２側・外側
は、外気によって冷却されるのでその温度上昇は低い。

例えば二輪車の場合には排気管が外部に露出して取り付
けられているので、排気管中の担体のケース２側・外側
は、外気によって冷却され温度はさほど上昇しない。こ
れに対し、担体のハニカム構造体１特にその中央部Ｂ側
・内側は、外気から離れており冷却されないので、高温
の排気ガスと触媒の発熱作用とによる温度上昇が顕著で
高温となる。

このように担体にあっては、ケース２側・外側とハニカ
ム構造体ｌの中央部Ｂ側・内側とで大きな温度差が生じ
、ケース２とその内部のハニカム構造体１間で熱膨張差
が発生するので、ケース２にてハニカム構造体１が圧縮
される。

さてここでこのハニカム構造体１の平板材４は、少なく
ともその中央部Ｂが、図示例ではその全体が波板材３よ
り肉厚が厚く形成され、高温強度が高くなっている。つ
まりこの平板材４は、一般に高温強度が高い波板材３と
同程度以上に、その高温強度が高く補強されている。そ
こで上述によりケース２からハニカム構造体１が圧縮力
を受けても、平板材４が座屈変形するようなことはなく
、平板材４が熱疲労により亀裂を生ずるようなことも確
実に防止される。又、走行時機しい振動が加わる二輪車
の場合においても、耐久性が著しく向上する。

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体は、以上説明し
たごとく、ハニカム構造体の平板材について、少なくと
もその中央部を波板材より肉厚を厚く形成してなること
により、次の効果を発揮する。

すなわち、このハニカム構造体の平板材は高温強度が高
く、座屈変形、亀裂等が確実に防止される。そこで、触
媒による排気ガスの清浄化も支障なく順調に実現される
とともに、平板材そしてハニカム構造体、担体が破損す
るような事態も発生せず、この種従来例に存した問題点
が一掃される等、本発明の発揮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】

第１図は、本発明に係る排気ガス浄化装置用の担体の実
施例を示す、正面図である。第２図は、同要部の拡大図
である。第３図は、同全体の斜視図である。 １・・・ハニカム構造体 ２・・・ケース ３・・・ ４・・・ Ａ・・・ Ｂ・・・ 波板材 平板材 セル 中央部 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状をなす金属製の
   波板材と、平坦な帯状をなす金属製の平板材とが、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
   ニカム構造体と、 該ハニカム構造体が内部に収納されるケースとを有して
   なり、 該ハニカム構造体の平板材は、少なくともその中央部が
   波板材より肉厚が厚く形成されていること、 を特徴とする排気ガス浄化装置用の担体。