JPH0394837A - 排気ガス浄化触媒用金属担体の製造方法 - 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、自動車のエンジン等より発生ずる排気ガスを
触媒と接触して浄化する場合に用いる触媒用の金属担体
に関するものである。

（従来の技術） 触媒を担持する金属担体は、金属箔よりなる平板と、波
板とを電ね合せ、これを積層するか、渦巻状に巻囲して
ハニカム体を形成し、該ハニカｌ、体を、金属製の外筒
に収納して製造される。この金属製外筒（以下外筒とい
う）は、排気ガス系の導管に直接接合され従って収納し
たハニカム体は、この外筒から分離しないように強固に
接合していなければならない。

外筒とハニカム体の接合は通常ハニカム体の外周にろう
材を塗布した後、これを外筒に収納してから高温に加熱
し、ハニカム部の接合部と同時にろう付け処理が行われ
ている。この捺外筒内周乏ハニカム体の外周は均一に密
接していることが必要である。即ち両者の間に不規則な
間隙が存在するε、接合が不十分となり、０動車エンジ
ンの排気系に実装したεきに剥離するεいう不都含が坐
ずる。

外筒εハニカム体を密接に固定するには、外筒の内周ε
ハニカム体の外周の径を同一にしなければならない。し
かし、同一の径をはめ合いすること、特に真円形或のむ
づかしいハニカム体の収納には圃難が伴う。そのため外
筒を二つ割りにしたり、内径を大きくした外筒を用い、
これにハニカム体を所定位置に収容した後外部よりプレ
スを負荷して圧接（いわゆるプレス嵌め）する方法が特
公昭５７　−　５５Ｈ６号公報に開示されている。第４
図（ａ．）にその手段の一例を示した。すなわちハニカ
ム体である保持母体１１を大径の外筒１２に押入して位
置決めをしてから縮径用リングｌ３で外筒１２に外頗か
らプレス絞りをし、保持母体１ｌと、外筒１２の間隙を
埋込んで密着するようにしている。同図（ｂ）は前記（
ａ）図が外筒全周翻をプレス絞り加工しているに対し、
かしめローラー１４を用い、外筒の一部（局部）の周面
を縮径｛，（いわゆるかしめ）、保持母体を局部的に支
持する構造としている。

他方、別の手段として第５図に示すようにハニカム体ｔ
１を外筒１２に圧人する方法が知られている。

この場合ハニカム体１】の外径は、外筒ｌ２の内径より
や＼大きく、上部より圧力（矢印）を加えることにより
ハニカム体ｌ１は、外筒１２内へ縮径しながら流入する
。

その他、ハニカム体と外筒とを電子ビームを用いて接合
する方法（西独特許公開公報第２７２０３２２号）も提
案されている。

（発明が解決しようとする課題） 前゛述したようにハニカム体と外筒を緊密且つ強固に接
合するいくつかの溝造や方法がすでに知られているが、
前記プレス絞りやかしめ法にあっては、外筒１２の縮径
に伴って、ハニカム体ＩＩを長丁方向或は径方向に順次
絞りながら固定していくため、最外周部が微少ながら変
形する。すなわち通常の外力を与えない接含方法にあっ
ては、第６図に金属担体半径ノノ向の一部断而図を示１
，たように、外筒１２にハニカム体１１はリジッドにろ
う接合しハニカム体ＩＸを構成している平箔１５と波箔
ｌ６は、それぞれ正規にろう付け１７されているが、前
記ブレス或はかしめ加−１ニしたものは、第７図に示す
ようにハニカム体を構戊する最外周近倚ｌ８に、不連続
な嚢形が起るため平箔１５と波箔１６に微少なずれが生
じその部分にろう材の剥離が起る。第３図の圧入方式も
同様な現象が起ると共にハニカム体ＩＩε外筒ｌ２εの
圧人時の偏った接触がある色、その部分に線状のろう材
剥離が起る。

尚、電子ビームで接合する方法ではビーム入射条件や、
外笥−ハニカム体の接触状況によってハニカム体が切断
されたり、接合しない場合があり、極めて不安定である
。

本発明は上述したような従来法の問題点を解決するもの
で、外筒とハニカム体とを均一に且つ密接に接合しうる
金属担体の製造方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は平坦な金属箔（平板）と波状の金属箔（波板）
を重ねて巻間して形或したハニカム体を、金屈製外筒に
収納固定する金属担体の製造法において、該金属製外局
をハニカム体と目標温度箪になるよう昇温させて拡径さ
せてから、内周及び外周にろう材を付着したハニカム体
を前記金属製外筒に挿入し、冷却することを特徴とする
排気ガス汗化触媒用金属担体の製造方法及び内周及び外
周にろう材を塗布したハニカム体を縮収する温度に冷却
してから金属製外筒に該ハニカム体を挿入し、常温に戻
すこと、更に外筒の昇温、或はハニカム体の冷却によっ
て、外筒に挿入したハニカム体との間に比較的大きな間
隔が存在する場合は、外筒に外圧を加え、最大限ハニカ
ム体の外径と一致する範囲内で外筒を縮径することを特
徴とするものである。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明が使用する金属担体の材料ほ、耐熱・耐食性を有
するフエライト系ステンレス鋼であればよ《、ハニカム
体を構成する箔はＣｒ−Ａｉ！　＝Ｆｅ系が好ましい。

しかし、メッキ、複合材等の特殊な処理材を用いれば母
材の材質は、Ｆｅをベースとしてもよい。

ハニカム体は、０．ｌｍｎ以下好まし《はは’ｒ５０μ
前後の薄い金属箔を一つは平坦な帯板を他は波形に成形
した帯板を重ね合せて渦巻状に巻き込んでハニカム体を
作ったものからなり、波板の山，谷部は、平板と密接に
接触している。そしてこの接触部には第４図に示きれる
ようにろう材１７を付着させる色共に最外周面（外筒の
内筒との接触ｉｊｌｊ）にもろう材を塗布する。前記接
触部へのろう材付着は、ハニカム体の全周に亘ってもよ
いが、選択された部分例えば外周側に多く、少くとも一
端曲側に密に接合するなど、実状に適した方法が採用さ
れる。

またハニカム体最外周も同様で、外筒内周εほ全周接合
しなくても例えば上端部側を除いた中側だけを接合部と
して選択してもよい。

このようにろう材を付着したハニカム体は、外筒内に収
納し、位置決めされて固定するのであるが、本発明では
、この固定を次のようにして実施する。すなわち第１図
にその工程の８！銘を示す。

第１図０）において１は本発明の常温のハニカム体であ
り、前述したように金騰箔よりなる平板と波板で形成さ
れる。このハニカム体１外周の直径をｄとする。同図（
Ｂ）において、２は金萬製外筒であり、或る目標温度す
なわちハニカム体との温度差ΔＴまで昇温する。昇温し
た状態の外筒２の内径をｄ，で示している。温度差△Ｔ
は、外筒を構成する材質、厚さ：常温時の径等によって
異なるが十分なしめ代が得られるよう選択する。通常は
１００〜５００℃の範囲で平分こいえる。

このように加熱した外筒２の内径ｄ１は、前記常温のハ
ニカム体１の外径ｄεｄｌ　＞ｄの関係をもつ。次いで
昇温したままの外筒１内には、同図（Ｃ）に示されるよ
うにハニカム体１が神人される。

この時は、前述のようにハニカム体１の外径より外筒の
内径が膨張拡径しているたぬ、ハニカム体］はその最外
周と外筒２の内周とは微少な間隔をもって外筒内に収納
でぎる。すなわち外筒へのハニカム体の挿入は全く支障
なく行える。ハニカム体を揮大して位置決めし，た後、
外筒はハニカムと同一温度まで冷却される。この際の冷
却は冷却ファンによる強制空冷あるいは放置徐冷により
行なう。

これによって同図（Ｄ）に示すようにハニカム体１は外
筒２によって焼き嵌めされ、強固な接含体となる。すな
わち冷却後の外筒２の向径はｄ２、常温時のハニカム体
直径ｄより縮少（ｄ２＜ｄ）し、この際の外筒２のしめ
代は ｄ，−ｄ２−α×ΔＴΔｄ１ となる（αは熱膨張率）。

第２図は本発明の別の形態を示すもので、金属製外筒２
はその径を比較的大きくする。すなわち、ハニカム体〕
に対して容易に外挿できる内径をもった外筒２を、ハニ
カム体と或る温度差△゛ｒとなる目標温度まで昇温ずる
。この時の外筒２の内径ｄ１′は、ｄ，’》ｄ（ハニカ
ム体の外径）とな−１ており、外筒内径とハニカム体の
外径とは十分な間隙Ｓをもっているので外筒に余裕をも
ってハニカム体を挿入できる。この発明では、ΔＴの温
度において第２図（Ｃ）に示すように間隙Ｓをうめるよ
う、すなわち、外筒〕の内径ｄ１′がハニカム体］の外
径ｄより極くわずか大きくなるか、或は等しくなるよう
、外力３を加え縮径を付うのであり、その後は第１図（
Ｃ）王程と同じ方法で冷却を行う。

上述したように本発明は、外筒を特定の温度゛Ｃ昇温さ
せることによってその内径が膨張し、ハニカム体の外径
より大きくなった時点でこれを挿入することができるた
め、ハニカム体最外周の付着ろう材の剥離がなく、また
冷却によって、外筒が収縮し焼ばめ効果によってハニカ
ム体と密接一体化する。

以上本発明を焼ばめしたものについて説明したが同様の
ことは、冷しぼめしたときにも得られる。

以下に本発明の実施例を示す。

（実施例１） 厚さ　１，５關のＳ　Ｕ　Ｓ　４３０ステンレス鋼を用
いて内径１２０−０．４２８　ａｍの外筒を製造した。

また２０Ｃ：ｒ〜５１及びＦｅよりなる厚さ５０μの箔
を波形に加工し、同じ材質寸法の平箔とを重ねて巻回し
、外径１２　０　ｍｎのハニカム体を形成した。

次いで前記外筒をハニカム体（常温）己の温度差△Ｔ　
−　３００℃になるように昇温し、この温度でハニカム
体を、外筒に挿入し位置決めした後、外筒とハニカム体
の位置関係を保持したま〜ハニカム体の温度ε同一にな
るまで冷却をした。

冷却後均一なしめ代０．４２８ｍｍが得られ、外筒εハ
ニカム体は強固な接合状態となった。しかもハニカム体
最外周部のろう材の脱落はみられなかった。

（実施例２） Ｓ　Ｕ　Ｓ　３１０５よりなる外筒を用い、ΔＴ３００
℃となるよう昇温した後冷却した他は、実施例１と同様
の条件で金属担体を製造した。本例の場合実施例１と同
様均一な０．６３ｍｍのしめ代が得られ、外筒とハニカ
人体の強固な接合体が得られた。また実施例１と同様ろ
う材の剥離はみられなかった。

（実施例３） Ｓ　Ｕ　Ｓ　Ａ３０の外筒を内径１２２ｍｍで製作し、
実施例１と同様のハニカム体と組み合わせて金属担体を
製造するに当って、外筒をハニカム体（常温）との温度
差△Ｔ　−　３００℃になるように加熱し、その状態で
ハニカム体を外筒内に装入するとともに外筒を外側から
コレットチャック状の縮径治具にて静かにプレスし、外
筒の内径が１２０ｍｍになるまでかしめを行なった。そ
の後外筒を空冷し、ハニカム体と同温度になるまで冷却
したところ、温度差Δ３００℃に相当する均一なしめ代
０．４２８ｍｍが発生し、強固な接合状態となった。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、外筒内にハニカム体を容
易に収納でき、しかもハニカム体外周部のろう材脱落が
防止できるため接合強度のすぐれた金属担体が得られた
。また接合部は均一なしめ代を有しており、実用上極め
て安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理王程を示す説明図、第２図は本発
明の別の処理工程の一部を示す説明図、第３図は金属担
体の斜視図、第４，５図は従来の接合方法を示す説明図
、第６図は金属担体（ノ〜ニカム体）の半径方向断面の
一部説明図、第７図は従来法の接合部を示す軸方向の断
面の１部説明図である。 第１図 玲却ΔＴ＋こ巷 復代理人　弁理士　田村弘明 （Ｄ） 第２図 第４図 （．：２） （ｂ） ヒ一一一一一一一一−一一一　．．１ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平坦な金属箔（平板）と波状の金属箔（波板）を重
   ね巻回して成形したハニカム体を、金属製外筒に収納固
   定した金属担体の製造法において、該外筒を、前記ハニ
   カム体との温度差が目標範囲になると共に外筒内径ｄ＿
   １がハニカム体外径ｄとの関係でｄ＿１＞ｄとなるよう
   昇温し、この昇温した状態にある外筒内に、内外周にろ
   う材を付着したハニカム体を挿入した後冷却することを
   特徴とする排気ガス浄化触媒用金属担体の製造方法。 ２、平板と波板を重ねて巻回して成形したハニカム体を
   、金属製外筒に収納固定した金属担体の製造法において
   、該外筒を、前記ハニカム体との温度差が目標範囲にな
   ると共に外筒内径ｄ＿１が前記ハニカム体外径ｄとの関
   係でｄ＿１＞ｄとなるよう昇温し、この昇温した状態に
   ある外筒内に、内外周にろう材を付着したハニカム体を
   挿入してから外筒を外部より外圧を加えてハニカム体外
   周と外筒内周間に存在している間隙を多くともハニカム
   体の外周と一致する範囲に縮径した後冷却することを特
   徴とする排気ガス浄化触媒用金属担体の製造方法。