JPH05131148A - 楕円型メタル担体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ハニカム体を円筒型外筒に挿入し
てプレス加工圧し、外筒溶接を行うこと無しに楕円形の
メタル担体を製造するものであり、また、外筒の内周を
大きくしてハニカム体を挿入し易くすると共にロウを付
着し易くする等極めて生産性の良い楕円型メタル担体の
製造方法を提供する。 【構成】 平箔および波箔を重ね合わせて巻回して、中
空芯を有するドーナツ状ハニカム体を構成し、該ハニカ
ム体をロウ材を介してハニカム体の外周よりも大きい内
周を有する円筒型外筒に挿入し、楕円形成孔形を有する
プレス型で、この外筒の上下より加圧加工を加えて楕円
断面のメタル担体を成形した後、楕円孔を設けた治具で
外筒端部を支持せしめて、非酸化性雰囲気内でロウ付け
あるいは拡散接合処理することを特徴とする楕円型メタ
ル担体の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車エンジン等から
排出される排気ガスを浄化処理するためのメタル担体、
特に、楕円型メタル担体の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、自動車エンジンの排ガス浄化に
は、耐熱性や搭載の面からメタル担体の使用が増加して
いる。メタル担体は、通常ほぼ５０μｍの厚さを有する
平らの金属箔（以下平板という。）と、これを波形に加
工した金属箔（以下波板という。）とを渦巻状に巻回し
て形成したハニカム体を、金属製外筒に挿入固定して製
造され、排ガス系搭載位置により、断面形状が円形のほ
か、オーバル型や直線部と円弧部とからなるレーストラ
ック型（以下楕円型という。）など種々のものがある。

【０００３】円形断面のハニカム体を構成する場合は、
細い軸心の周りに平板と波板を重ね合わせて巻回すれ
ば、比較的容易にその形状を得ることができるが、楕円
型の場合には、単に巻回ししただけでその形状を得るこ
とは困難である。そのため特公昭５７−５５８８６号公
報には別の製造方法（図７ａ，７ｂ参照）が開示されて
いる。すなわちこれによると、楕円形状をした外筒を半
割りにして半殻体を作り、この半殻体を上下に配し、そ
の中間に、中心部に円筒状空間を有する円筒状ハニカム
体を挟んで上下に押圧せしめ、上下半殻体を突き合わせ
て溶接することにより楕円型メタル担体（カートリッ
ジ）を製造している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に開示された
方法によるときは、楕円型形成にプレスと溶接の２工程
が必要となるため、生産性があまり良くない。また溶接
に際しては上下の半殻体が分離しないように、押圧状態
を保持しながら行わなければならず、したがって押圧治
具などの存在が溶接作業の邪魔になる等、作業性を劣化
させる。しかもハニカム体が挿入されたまま溶接される
ので、溶接の熱によりハニカム体が損傷するという問題
が生じる。

【０００５】本発明はこの様な問題を解消するものであ
て、ハニカム体を円筒型外筒に挿入し、これをプレスで
加圧成形し、外筒に溶接を行うこと無く楕円形のメタル
担体を製造するものであり、また。外筒の内周を大きく
してハニカム体を挿入し易くすると共にロウ材を付着し
易くする等極めて生産性の良い楕円型メタル担体の製造
方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金属製の平板および波板を重ね合わせて渦
巻き状に巻回し、中心部に所定径の中空芯を有するドー
ナツ状ハニカム体を構成し、該ハニカム体をロウ材を介
して金属製の円筒型外筒に挿入し、楕円形成孔形を有す
るプレス型、或いは更に幅方向に３分割した中央部材と
両片部材とからなるプレス型で、この外筒の上下より加
圧加工を加えて楕円断面のメタル担体を成形した後、前
記３分割プレス型使用の場合はその両片部材を分離して
から楕円孔を設けた治具で外筒端部を支持せしめると共
にプレス型中央部材を離脱させ、前記治具付きメタル担
体を非酸化性雰囲気内でロウ付けあるいは拡散接合処理
することをとを特徴とするものであり、また、前記ドー
ナツ状ハニカム体を挿入する円筒型外筒は、ハニカム体
の外周よりも大きい内周を有するように構成することを
特徴とする楕円型メタル担体の製造方法である。

【０００７】以下本発明を詳細に説明する。図１および
図２は本発明の製造工程を示す一実施例である。図１の
（Ａ）図はハニカム体１の製造工程を示す。すなわち耐
熱性金属箔よりなる平板２と、この平板を波付け加工し
た波板３とを重ね合わせ、芯材４の周囲に渦巻状に巻き
取り、この渦巻き体が所定の外周長さ（所定値０±２mm
以内）になったとき巻回を終了し、平−波板を切断して
それらの終端を抵抗溶接等で固定してドーナツ状にハニ
カム体１を形成する。巻回に先立って波板３の波頂部
に、移送ラインに設けたロールコータ装置５により接着
剤を塗布しておくことが好ましい。この接着剤は、波板
３波頂部の必要部位を選択して塗布することができるよ
うになっており、後工程で接着剤供給部位にロウ材を付
着せしめて真空熱処理することにより平−波板の接合位
置を特定し、所望の柔構造のハニカム体が得られるよう
にする。また芯材４は断面円形の筒または棒であり、そ
の直径がハニカム体を楕円形状に形成した際の［（長径
−短径）×２／π＋（０〜２）mm］で計算する値となる
ようにすることが好ましい。

【０００８】すなわち、直径がｄ、ハニカム部の厚さｈ
のドーナツ状ハニカム体を、短径方向および長径方向で
ハニカム体の厚さｈが変わらないように、中空部が密着
するまで半径方向に押潰すと、中空部は長径方向に直線
状に伸び、その長さはπｄ／２になり、短径＝２ｈ、長
径＝２ｈ＋πｄ／２＝短径＋πｄ／２になる。したがっ
て事前に判明している長径、短径を得るための中空部の
直径ｄは（長径−短径）×２／πとなる。押潰しによる
ハニカム体各部の動きは、短径方向には圧縮を受けるた
め平板と波板は互いに密着するようになる。一方、長径
側ではその反動で長径方向に押し出されるため、平板と
波板間には格別の密着力が作用しない状態になる。この
状態でハニカム体をロウ付けすると平板と波板間に隙間
が発生し、良好なロウ付けが行えない恐れがある。この
現象を避けるには、長径方向の平板と波板間も密着状態
にする必要がある。そのため中空部の直径ｄを規定より
も大きくし、長径方向に密着代を与える。その密着代は
０〜２mmが良好であった。そのため好ましい中空部の直
径は（長径−短径）×２／π＋（０〜２）mmとなる。し
たがって使用する芯材４の直径は、これに等しくすれば
よい。

【０００９】上記（Ａ）図によって製作したドーナツ状
ハニカム体１は、（Ｂ）図に示すように、その外周の所
定の位置にロウ材６を付着せしめ、円筒形の金属製外筒
７に収容してメタル担体素材を形成する。この際、芯材
４はハニカム体１に挿入したままでも、また予め抜いて
おいてもよい。外筒７の内周は、前記ハニカム体１の外
周とほぼ等しいか、±２mm以内の範囲にする。すなわ
ち、ハニカム体１外周より小さい場合には外筒にハニカ
ム体を圧入することになるが、大きくするとハニカム体
挿入に当たって相互干渉がなくなり、ハニカム体１の外
面に、外筒７の内面と結合するために付着させるロウ材
６の取り付けが容易となる。なお、このロウ材６は外筒
７の内面に付着させても良いことは勿論である。

【００１０】ハニカム体１と外筒７よりなる円筒状メタ
ル担体素材８は、次いで（Ｃ）図に示すように、上下に
分割したプレス型９（９ａ，９ｂ）に挿入する。このプ
レス型９ａ，９ｂには楕円形成孔形型１０を設けると共
に、中央部材１１と、その両端に接離可能に配設した小
幅の両片部材１２ａ，１２ｂとの３部材からなってお
り、上下それぞれの部材には、油圧シリンダ等のプレス
装置（図示せず。）が連結している。楕円形成孔形型１
０は、プレス型９ａ，９ｂを閉じたとき成品メタル担体
の断面形状に近似させるが、短径を僅かに短くし、長径
を僅かに長くしておくと、治具１５をスムーズに取り付
けることができ好都合である。また図示の例でプレス型
９を３分割（部材）とし、メタル担体の胴長とほぼ等幅
に構成しているが、これに限定されることはない。例え
ばハニカム担体の胴長より、少くとも後述の治具（１
５）の幅（厚さ）分を除いた幅を有する中央部材１１だ
けを用いることも一例である。

【００１１】上記プレス型９ａ，９ｂを開いて、ハニカ
ム素材８楕円形成孔型１０に挿入当接し、その後該プレ
ス型９ａ，９ｂが密着するように素材８を図２の（Ｄ）
図に示すように上下よりプレスする。その結果、素材８
は楕円形成孔型１０で押潰され、ハニカム体の中心部空
間は直線状になり、外筒と共に断面楕円形に加工され
て、楕円型メタル担体１４になる。

【００１２】その後、図２の（Ｅ）図に示すように、プ
レス型９ａ，９ｂの中央部材１１で楕円型メタル担体１
３を保持したまま両片部材１２ａ，１２ｂを上昇および
下降させて外筒より離し、両片部材１２ａ，１２ｂ離脱
部分に、図２の（Ｆ）図に示すようにメタル担体１４と
ほぼ同一断面の楕円孔１４を設けた変形防止用治具１５
ａ，１５ｂを嵌入し、中央部材１１する。両片部材１２
ａ，１２ｂを用いない場合には上記（Ｅ）工程は省略す
ることは勿論である。

【００１３】変形防止治具１５の楕円穴は、例えば楕円
型担体の製品寸法と同じにしても良いし、また短径型寸
法は製品寸法とし、長径側は楕円形成孔型１０の長径寸
法より若干大きくすると、プレスされた素材８に対して
変形防止治具１５をスムーズに取り付けることができ
る。楕円形成孔型１０でプレスされた状態での素材８の
短径は製品寸法より若干小さく、長径は製品寸法より若
干大きいが、変形防止治具１５の短径は製品寸法であ
り、長径は楕円形成孔型１０の長径よりも大きいため、
変形防止治具１５はプレス状態の素材８よりも全周で大
きくなるためその取り付けを容易に行える。なお楕円形
成孔型１０の周長は製品寸法と同じくするが、短径は製
品寸法より若干小さく、長径を若干大きくすることが好
ましい。

【００１４】上記工程において、図１の（Ａ）工程後の
ドーナツ状ハニカム体、或いは（Ｂ）工程後の外筒に挿
入したハニカム体１に、ロウ付け接合を行う場合はその
端面側よりロウ材を散布して、接着剤塗布箇所にロウ材
を付着させておく。この様にして、治具１５ａ，１５ｂ
で支持されたメタル担体１３は、真空炉に装入し、１０
００℃以上に高温加熱してロウ付け処理をする。

【００１５】ロウ材を用いずに平板２と波板３を相互に
拡散接合してもよい。拡散接合する場合において、ハニ
カム体の平板２と波板３の接合場所を特定化するには、
拡散接合させない箇所にロールコータ装置５で例えばチ
タン酸化物を主体とする液状の拡散接合防止材を塗布し
てから平板２と波板３を巻回しドーナツ状ハニカム体１
を形成する。平板２と波板３を全面的に拡散接合する場
合は、上記拡散接合防止材を塗布する必要がないのは当
然である。拡散接合を実施する場合は、ロウ付けする場
合よりも加熱温度を高く、また高温で保持時間を長くす
る必要があるが、ロウ材を用いないため経済的であるメ
リットがある。

【００１６】

【実施例】長径が１１７mm、短径が６０mmで周長が２８
７mmの楕円型担体を製作する場合、長径が１１８mm、短
径５９mm、周長が２８７の楕円形成孔型を使用する。ま
た変形防止治具の長径を１２０mm、短径を６０mmとす
る。この結果、プレスされた素材８の長径は１１８mm、
長径は５９mmで、変形防止治具１５の孔型よりも小さく
取り付けをスムーズに行うことができる。素材８はプレ
スより解放すると、スプリングバックで短径方向に大き
くなり変形防止治具によりそれ以上に大きくならず短径
方向は基準寸法通りになる。長径方向は、変形防止治具
１５の方が大きいので、担体の規定は行えない。しか
し、スプリングバックは半径方向にしか作用しないの
で、長径方向の寸法が狂うことはない。

【００１７】このようにして製造したメタル担体１３に
端面にロウ材を供給したものおよびロウ材を供給しない
担体１３について真空中で高温処理した。前者はロウ付
け処理であり、後者は拡散処理である。これらの条件を
以下に示す。何れの場合もトラブルなく、平−波板の接
触部がリジッドに接合されたメタル担体が得られた。

【００１８】

【表１】

【００１９】以上のようにドーナツ状に巻回したハニカ
ム体と短管に挿入し、一体的にプレス成形するために工
程が簡略になり、生産性が向上し、コストダウンに貢献
でき多大なメリットがある。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明法によれ
ば、外筒溶接という困難な工程を必要とすること無く楕
円形のメタル担体を製造するものであり、また。外筒の
内周を大きくしてハニカム体を挿入し易くすると共にロ
ウを付着し易くする等極めて生産効率良く楕円型メタル
担体を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明法の製造工程
前半の一例を示す説明図である。

【図２】（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は本発明法の製造工程
後半を示す図であり、図１の（Ａ）〜（Ｃ）と共に本発
明全製造工程の一例を示す

【符号の説明】

１：ドーナツ状ハニカム体 ２：平板 ３：波板 ４：芯材 ５：ロールコータ装置 ６：ロウ材 ７：外筒 ８：メタル担体素材 ９：プレス型 １０：楕円京成孔形 １１：中央部材 １２：両片部材 １３：メタル担体 １４：楕円孔 １５：治具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の平板および波板を重ね合わせて
   渦巻き状に巻回し、中心部に所定径の中空部を有するド
   ーナツ状ハニカム体を構成し、該ハニカム体をロウ材を
   介して金属製の断面が円形の外筒に挿入し、楕円形成孔
   形を設けたプレス型で、この外筒の上下より加圧加工を
   加えて楕円断面のメタル担体を成形した後、楕円孔を設
   けた治具で外筒端部を支持せしめると共にプレス型中央
   部材を離脱させ、前記治具付きメタル担体を非酸化性雰
   囲気内でロウ付けあるいは拡散接合処理することを特徴
   とする楕円型メタル担体の製造方法。
2. 【請求項２】 金属製の平板および波板を重ね合わせて
   渦巻き状に巻回し、中心部に所定径の中空芯を有するド
   ーナツ状ハニカム体を構成し、該ハニカム体をロウ材を
   介して金属製の円筒型外筒に挿入し、楕円形成孔形を有
   すると共に軸方向に３分割した中央部材と両片部材とか
   らなるプレス型で、この外筒の上下より加圧加工を加え
   て楕円断面のメタル担体を成形した後、前記プレス型の
   両片部材を分離してから楕円孔を設けた治具で外筒端部
   を支持せしめると共にプレス型中央部材を離脱させ、前
   記治具付きメタル担体を非酸化性雰囲気内でロウ付けあ
   るいは拡散接合処理することを特徴とする楕円型メタル
   担体の製造方法。
3. 【請求項３】 ドーナツ状ハニカム体の外周よりも大き
   い内周を有する円筒型外筒に、前記ドーナツ状ハニカム
   体を挿入することを特徴とする請求項１記載の楕円型メ
   タル担体の製造方法。