JPH0386244A - 耐熱疲労性の優れた触媒用金属担体 - Google Patents
耐熱疲労性の優れた触媒用金属担体Info
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Classifications
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
接触させ排ガス中の有害成分を除去するために使用する
金属担体に関するものである。特に自動車のエンジン排
気系に設置される触媒用金属担体に係るものである。
ている触媒担体は、セラミック製ハニカムが殆んどであ
る。このセラミック製の担体は、排気系に搭載するとき
排気パイプとハニカム体の間に緩衝材が必要であり、こ
れの材質的な問題とか、ハニカムを構成する壁が構造上
それ程薄くできないため気孔率を大きくとることが困難
である等の問題を含んでおり、そのため、これに代るべ
きものとして、金属製の担体が最近開発されている。こ
の金属製担体はすでに一部実用化されており、平坦な金
属箔(以下平箔という)と、山部と谷部よりなる波形状
の金属箔(以下波箔という)を交互に積層するか、層状
に巻き込んで渦巻状にしたハニカム体としている。そし
てこの平−波箔の接触部をろう付で固定している。
レス鋼が用いられ、これ自体は自動車エンジンの排気ガ
ス環境下に晒されても長時間両えうる特性をもっている
が、ハニカム体を構成するにあたって平箔と波箔の接合
固定の形態によってはトラブルが生じることがあり、平
箔−波箔の固定は金属担体の提供に重要な課題の一つと
云える。即ち、自動車に搭載されエンジンの高温排ガス
に晒されて加熱冷却が繰り返される過酷な環境下では大
きな熱応力を受ける。この繰り返し熱応力によってハニ
カム構造体内部にずれが発生したり、破損につながるこ
ともあるからである。ハニカム体を構成する平箔と波箔
の接合方法の一つが特公昭83−44468号公報に提
案されており、ハニカム構造体の少くとも一端面近傍に
結合剤とろう材を供給しハニカム体の中央部分を除いた
端面部分をろう付けすることが記述されている。しかし
、この方法では平板、波板の表裏とも全てろうで結合さ
れており、ろう付は部では剛体を形成することになるが
、剛体構造では繰り返し熱応力に耐えることは困難とな
り長時間の使用により破損するおそれがある。
ム体の円周方向で波板(箔)の山部と谷部を交互に一定
間隔を置いて平板(箔)と接合するハニカム体の構造が
、西独特許公開公報DE3312944号に開示されて
いる。これは、前記特公昭63−44468号公報記載
のハニカム体よりは、かなり柔軟な構造となっているが
、該西独公報のFig 3. Fig 4を参照すれば
明らかのように、波板と平板の接合部が波板の山部にし
て複数おきであり、従ってこの間の平−波の接合部は全
く存在しない。しかも、長さ方向には両端部のみとされ
ているため、このような構造では、ハニカム体自体の充
分な耐久強度が得られない。例えば、ハニカムのスコー
ピング現象によりハニカムのフクレ現象が生じたり、接
合部の一点が剥離すれば上記現象が加速されたものとな
り、自動車走行中の振動に耐えられずにくずれるおそれ
がある。
は、剛体接合であるが、これを改善する柔構造であると
しても、ハニカム体の接合強度が十分とはいえないとい
う問題点を有している。
強度も強く、耐熱疲労性に優れている金属担体を提供す
ることを目的とする。
重ねて渦巻状に巻回して形成したハニカム体を、外筒に
収納してなる担体において、前記ハニカム体は、その両
端部に接合部を設け、その一端部の接合部は、波箔の山
部か谷部の何れか一方と平箔とが周方向に連続的に接合
し、他端部の接合部は、前記一端部の接合部と異ったサ
イドの波箔の山部又は谷部を選択して平箔と周方向に連
続的に接合することを特徴とするものである。
明の金属基体の構造はそれ自体は従来のものと同じ構造
である。第1図に円周方向の一部の断面を示すように平
箔2と波箔3からなり、波箔3の山部4と谷部5は平箔
2と接触している。
に特徴がある。第2図は、第3図に示した本発明金属基
体(ハニカム体)の軸方向断面の一部を示す模式図であ
って、ハニカム体1は第1図と同様平箔2と波箔3とを
積層して渦巻き状に形成している。波箔3の山部4及び
谷部5は、それぞれ平箔2に接触しており、この接触部
にろう材を供給して接合するのであるが、本発明におい
ては、第4図に示すように(本図では、説明の都合上平
箔−波箔間には間隙を設置して図示した。)ハニカム体
1の端面側であるA帯域は平箔2と波M3の山部4とを
接合6し、反対の端面側であるB帯域では、平箔2と波
箔3の谷部5とを接合7する。
変であるが、各帯域でのオーバーラツプは避けるように
しなければならない。すなわち、第2図のCは非接触部
8から構成され、接合部6゜7が存在していない帯域で
あり、その長さり、は0とならないようにする。
方向の断面において、平箔−波箔の全面接合部分がない
ため、極めて有効な熱応力緩和構造となっている。
を自動車エンジンの排気系に装備するが、自動車の運行
時、この金属担体は次のような状況下におかれる。すな
わち−膜内金属物体に於て、エンジンの始動時はハニカ
ムの半径方向の中心部の温度が先行して上昇し、エンジ
ンブレーキをかけた時は中心部の温度が先行して下降す
る。これにより、外筒とハニカム間に大きな温度差が発
生する。しかも温度差の正負が入れかわるため、/%ニ
カムは外筒に近い部分で熱疲労破壊を生じ、ノ\ニカム
が外筒に対してずれるという不都合が生ずる。
しても、本発明の波板の山側と谷側のどちらか一方しか
接合してなく、かつ軸方向でA部とB部は同じ側でない
接合構造としているため、半径方向の熱応力が緩和され
る。
合されており、B部では波箔の谷側か平箔と周方向に連
続して接合されているため、軸方向のスコーピング現象
を防止することができる。
構造が多く採用されている。本発明においても対象構造
にすることは可能であるが、その場合には接合帯域を3
箇所、StI所といった奇数箇所設けることになる。し
かし、担体長さの短い担体においては、接合帯域を31
1所以上設けると、本発明の如く上下2箇所の接合帯域
の場合に比べて接合帯域間の距離が短くなり、ハニカム
体の柔軟性が著しく阻害される。
逆にしてもハニカム体の柔軟性は損なわれず担体性能上
は何ら問題なく使用できることを確認した。
径80111%軸方向長さ90mmのハニカム体を厚さ
50μのステンレス波箔2と平箔3を積層し、28巻の
渦巻状に巻回して製造した。それぞれの端面部側A帯域
は端面から15關の深さにおいて波箔の山部4を接合6
LB帯域は端面から15a+sの深さにおいて波箔の谷
部5と平箔を接合7した。各接合部6,7はろう接合と
した。
定している。
で常温に冷却する熱冷サイクル を500回実施した。
カム歪みなし 本担体は、半径方向、長さ方向ともに十分な耐力を有し
ている。
箔、平箔の接合を特殊にしたため、熱応力緩和構造とな
っており、加熱−冷却の繰り返される過酷な環境におい
ても長時間十分に耐えることができ、自動車排ガス浄化
触媒の担体として実用価値が極めて大きい。
方向断面の一部拡大模式図である。 1・・・ハニカム体 2・・・平 箔3・・・
波 箔 4・・・波箔の山部5・・・波箔
の谷部 6,7・・・接合部8・・・波接合部 復代理人 弁理士 田村弘明 第3図 第4図
Claims (1)
- 山部と谷部からなる波箔と、平坦な平箔とを重ねて渦巻
状に巻回して形成したハニカム体を、外筒に収納してな
る担体において、前記ハニカム体は、その両端部に接合
部を設け、その一端部の接合部は、波箔の山部か谷部の
何れか一方と平箔とが周方向に連続的に接合し、他端部
の接合部は、前記一端部の接合部と異ったサイドの波箔
の山部又は谷部を選択して、平箔と周方向に連続的に接
合することを特徴とする耐熱疲労性の優れた触媒用金属
担体。
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JPH0386244A true JPH0386244A (ja) | 1991-04-11 |
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1989
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