JPH0522265Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、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担持母体に関する
ものである。

更に詳しくは、金属製担持母体を構成する部材
間のろう接などによる接合を、低減もしくは完全
に省略することができ、かつ耐振性などの特性に
優れた排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体に関
するものである。

（従来の技術） 従来、この種の排気ガス浄化用触媒を担持させ
るための金属製担持母体は、単位体積当たりの担
持面積を大きくするように、即ち、単位体積当た
りの排気ガスと排気ガス浄化用触媒との有効接触
面積を可能な限り大きくするように、さらに、金
属製担持母体の自重を可能な限り軽量化するため
に、薄肉平板状の金属帯材と波板状の金属帯材と
を一括して巻回積層した構造のものが知られてい
る。

例えば、0.1m／ｍ以下のFe−Cr系などの耐熱
性の薄肉鋼板からの平板状帯材と、前記薄肉鋼板
を波形状に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芯
金に巻回して一定方向に排気ガス通路のための多
数の網目状通気孔路をもつ積層体とされる。そし
て、この巻回積層された積層体は、巻回成形の中
心となつた芯金を取外したのち両端が開口した金
属ケースに収納され、平板状帯材と波板状帯材と
の当接部や帯材と金属ケースとの当接部が溶接や
ろう接などにより接合されている。

これらの接合手段としては、例えば (i) 特開昭54−13462号、特開昭57−1585号など
に開示されているように電子ビーム溶接、レー
ザビーム溶接、アーク溶接などのよるもの、 (ii) 特開昭56−4373号に開示されているように、
平板状帯材と波板状帯材の少なくとも一方の所
望位置に、結合剤とろう材とのペーストを適用
したり、結合剤を塗布したのちにろう材粉末を
適用したり、半田（ろう材）のシート状物を適
用し、巻回後に加熱してろう接合するもの、 (iii) 特開昭61−199574号（前記特開昭56−4373号
の分割出願）に開示されているように、平板状
帯材と波板状帯材とを巻回積層したのちに積層
体の端部にろう材を塗布、噴射などにより適用
し、加熱処理によりろう接合するもの、 (iv) さらには、本発明者らの先に提案した電気メ
ツキあるいは無電解メツキにより巻回積層の事
前にあるいは事後に平板状帯材と波板状帯材の
表面にろう接用被覆層を形成し、加熱処理によ
りろう接合するもの、 など、各種の方法が提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、前記した従来の排気ガス浄化用
触媒の金属製担持母体の構造において、巻回成形
の中心となる芯金を取外すと穴径が縮径し相互に
緩んでしまうこと、またろう接などの接合手段に
も、次のような問題点がある； 前記（）の電子ビーム溶接やレーザビーム溶
接などの接合手段においては、特殊にして且つ高
価な装置を必要とするとともに、狭い重積当接
部、あるいは内装当接部での点溶接という煩雑で
複雑な作業が要求されるため生産性の低下は余儀
なくされる。

前記（）のろう接合においては、Niろうな
どの高価なろう材を使用する必要があり、また、
ろう材の塗布方法や乾燥方法において複雑で手間
のかかる作業が強いられる。さらに、予めろう材
が全面にではなく特定の部位に塗布された平板状
帯材と波板状帯材を用いるという改善がなされて
いるものの、これらを一括渦巻状に巻回成形して
積層体を構成し、これを筒状金属ケーシングに収
納して加熱処理により平板状帯材と波板状帯材と
の当接部をろう接合すると、ろう接前と比較して
寸法変化をきたし、これが巻き具合を緩くした
り、当接部に隙間を形成するようになる。これ
は、加熱処理時に平板状帯材と波板状帯材との当
接部に介在するろう材塗布層の一部が溶出してし
まうためであり、積層体は何重にも巻回されてい
るので緩みの量は相当なものになり耐振性などに
問題となる。また加熱処理時はもとより、この種
の金属製担持母体を自動車の排気系に実装させた
場合、排気ガスの高温環境により経時的にみてや
はり隙間が形成される可能性が極めて大きい。

このことは、前記（）のごとく、ろう材塗布
に替えて予めろう接用金属をメツキ被覆させた場
合も同様である。従つて、予め金属製担持母体の
構成部材の表面にろう材を塗布したりあるいはメ
ツキしたりしてろう材の被覆層を形成したものを
用い、金属製担持母体としたあとにろう接合させ
る方法においては、接合が不十分であり、かつ耐
振性の優れたものを得ることができない。

前記（），（）のように、平板状帯材と波板
状帯材を巻回積層したあとに、ろう材を塗布した
りあるいはメツキによりろう接用被覆層を形成す
るものは、金属製担持母体の中央部分の接合強度
に問題があり、かつろう材の塗布やメツキに前記
（）と同様に煩雑な作業が強いられる。さらに
前記（）〜（）においてはろう接合時にろう
付け用に炉として高価な真空炉が使用され、その
ランニングコスト等を勘案すると、これらは金属
製担持母体の経済的な製造法であるとはいえな
い。

本考案の目的は、前記した巻回成形の中心とな
つた芯金の取外し後の縮径の問題や接合手段の問
題を解決し、耐振性に優れた金属製担持母体を提
供することにある。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案を概説すれば、本考案は、薄肉金属板製
の平板状帯材と波板状帯材とを互に重積したもの
を芯金を中心に一括渦巻状に巻回成形して製作し
した軸芯方向に多数の網目状通気孔路を有する積
層体と、前記積層体を収納する筒状金属ケースと
から成る排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体に
おいて、前記積層体が、前記芯金を抜去したあと
に形成される空洞部に、該空洞部の径を拡径しう
る太さの円筒状芯部材を圧入したものであること
を特徴とする排気ガス浄化用触媒の金属製担持母
体に関するものである。

以下、本考案の構成ならびに実施例を図面に基
づいて詳しく説明する。

本考案になる排気ガス浄化用触媒の金属製担持
母体の好ましい実施例は、第１図に示されるもの
である。

第１図は、本考案になる排気ガス浄化用触媒の
金属製担持母体１の全体斜視図で、この製造プロ
セスを図示すると、第２図〜第３図のようにな
る。

即ち、第２図は平板状帯材と波板状帯材とを重
積し、この重ね合わせたものを一括渦巻状に芯金
に巻回成形して軸芯方向に多数の網目状通気孔路
を有する積層体２とし、これを金属ケース３に填
装した状態の斜視図である。第２図に示されるよ
うに平板状帯材と波板状帯材との巻回成形におい
て、その工法上、必然的に巻回中心部に空洞部が
形成される。これは、前記芯金は、平板状帯材と
波板状帯材を一括渦巻状に巻回成形するための案
内治具であり、積層体２が製作されたあとに抜去
されるためである。

第３図は、第２図に示される平板状帯材と波板
状帯材との巻回成形の中心部に形成される空洞部
に、該空洞部の径を拡径しうる円筒状芯部材４を
圧入している状態の斜視図である。

本考案の排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体
１は、第２図→第３図のプロセスを経て、空洞部
に円筒状芯部材４が圧入され、第１図に示される
ように積層体２が金属ケース３より離体して、外
に飛び出すのを防止するために金属ケース３の両
端部に飛出し防止用のリブ５を設けて製作され
る。

以上のごとく、本考案の排気ガス浄化用触媒の
金属製担持母体１は、金属製担持母体の構成部材
である平板状帯材と波板状帯材とを一括渦巻状に
巻回積層させるときに、工法上、必然的に形成さ
れる直径数ミリメートル（例えばφ4〜６）の空
洞部に、前記空洞部の径より若干太い拡径機能を
もつ円筒状芯部材（例えばφ6〜８）を圧入した
ものである。

拡径機能をもつ円筒状芯部材の前記空洞部への
圧入により、積層体２を構成する平板状帯材と波
板状帯材との当接部、及び積層体２と金属ケース
３との当接部は強固に圧着され、特別にろう接合
などの他の接合手段を講じる必要がなくなる。

本考案において、前記平板状帯材と波板状帯材
との巻回中心部の空洞部に圧入される円筒状芯部
材４の大きさや長さなどは適宜変更しうるもので
ある。

例えば、円筒状芯部材４を、金属製担持母体１
の自重を軽量化するために丸棒に替えて中空のも
のを用いたり（但し、その少なくとも片端部は閉
塞される）、空洞部の片端のみに圧入するのに替
えて両端から圧入したり、あるいはその長さも空
洞部の端部側に位置させるのに替えて空洞部の全
長に及ぶものを用いたりすることができる。

以上、本考案の排気ガス浄化用触媒の金属製担
持母体１を図面に基づいて説明したが、本考案は
図示されるものに限定されず、種々の変形や変更
が可能である。例えば、第１図には積層体２の金
属ケース３からの飛出し防止のために十字形のリ
ブを両端部設けているが、これが一本のリブであ
つたり、あるいは全く使用しなくても良く、さら
にリブを両端部でなく片端部にのみ設けても良
い。また、本考案においては、芯部材の圧入によ
り積層体２を構成する平板状帯材と波板状帯材と
の当接部、及び積層体２と金属ケース３との当接
部の接合強度は十分であるが、さらに、所望の位
置にろう材などを適用して接合強度を高めても良
い。

（実施例） 以下、本考案を実施例により更に詳しく説明す
るが、本考案の要旨を超えない限り、本考案は実
施例のものに限定されない。

実施例 １ (i) 平板状金属帯材 Cr20％、Al5％の耐熱鋼の厚さ0.04mm、幅50mm
の金属帯材を用いた。

(ii) 波板状金属帯材 前記平板状金属帯材と同種の耐熱鋼帯から、山
と山のピツチが2.5mm、山の高さが1.25mmの波形
の金属帯材を製作した。

前記平板状金属帯材と波板状金属帯材とを互に
重積し、これを一括渦巻状にφ5mmの芯金に巻回
して積層体を得た。この積層体を内径略32mmの円
筒形の金属製ケーシングに圧入填装した。この状
態で巻回成形の中心となつた芯金を取外すと、略
φ4.3mmの空洞部が形成される。

次に、前記巻回成形に中心部の空洞部に、φ5.1
mm、長さ15mmの丸棒を両側よりねじりながら圧入
した。これにより積層体を金属製ケーシングとの
圧着強度、即ち離体に抗する強度を倍以上高める
ことができる。

さらに、金属製ケーシングの片端に十字状リブ
を溶接により設けた。このようにして、各部をろ
う接合する必要のない排気ガス浄化用触媒の金属
製担持母体を製作することができた。

実施例 ２ (i) 平板状金属帯材 Cr20％、Al5％の耐熱鋼の厚さ0.05mm、幅70mm
の金属帯材を用いた。

(ii) 波板状金属帯材 前記平板状金属帯材と同種の耐熱鋼帯から、山
と山のピツチが3.5mm、山の高さが1.8mmの波形の
金属帯材を製作した。

前記平板状金属帯材と波板状金属帯材とを互に
重積し、これを一括渦巻状に巻回して積層体を得
た。この積層体を内径略70mmの円筒形の金属製ケ
ーシングに圧入填製した。この状態で巻回成形の
中心となつた芯金を外すと、略φ4.8mmの空洞部が
形成される。

次に、前記巻回成形の中心部の空洞部に、略
φ6mmの片端閉塞パイプを全長にわたり圧入した。

このようにして、積層体を金属製ケーシングと
の圧着強度、即ち離体に抗する強度を85％以上高
めることができ、さらに各部をろう接合すること
により耐振性に優れた排気ガス浄化用触媒の金属
製担持母体を製作することができた。

〔考案の効果〕

本考案の排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体
において、その構成部材間の接合強度は、高価な
ろう材によるろう接や電子ビームなどの高価な装
置による溶接などの特別な接合手段を用いること
なく、あるいは最小限にとどめ、円筒状芯部材の
圧入という機械的手段により十分に高められる。
従つて、本考案は構成部材間の接合強度が十分
な、耐振性などに優れた排気ガス浄化用触媒の金
属製担持母体を提供するうえで極めて有用なもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による排気ガス浄化
用触媒の金属製担持母体の全体斜視図である。第
２図と第３図は本考案の排気ガス浄化用触媒の金
属製担持母体の製造プロセスを示すもので、第２
図は空洞部を有する積層体を金属ケースに填装し
た状態の斜視図を、第３図は空洞部に円筒状芯部
材を圧入している状態の斜視図を示す。 １……金属製担持母体、２……積層体、３……
金属ケース、４……円筒状芯部材、５……リブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材とを
   互に重積したものを芯金を中心に一括渦巻状に
   巻回成形して製作した軸芯方向に多数の網目状
   通気孔路を有する積層体と、前記積層体を収納
   する筒状金属ケースとから成る排気ガス浄化用
   触媒の金属製担持母体において、前記積層体
   が、前記芯金を抜去したあとに形成される空洞
   部に、該空洞部の径を拡径しうる太さの円筒状
   芯部材を圧入したものであることを特徴とする
   排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体。 ２ 円筒状芯部材が、少なくとも片端を閉塞した
   管部材または棒材である請求項１記載の排気ガ
   ス浄化用触媒の金属製担持母体。 ３ 円筒状芯部材が、空洞部の片端部または両端
   部から圧入されたものである請求項１又は２記
   載の排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体。 ４ 円筒状芯部材が、空洞部の全長の少なくとも
   一部の長さを有するものである請求項１〜３の
   いずれか１つに記載の排気ガス浄化用触媒の金
   属製担持母体。 ５ 筒状金属ケースが、その両端部に少なくとも
   一本の積層体の飛出し防止用リブを有するもの
   である請求項１〜４のいずれか１つに記載の排
   気ガス浄化用触媒の金属製担持母体。 ６ 平板状帯材、波板状帯材、筒状金属ケース及
   び円筒状芯部材の当接部の一部が、ろう付けさ
   れたものである請求項１〜５のいずれか１つに
   記載の排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体。