JPH0545297B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車触媒用の金属担体の製造方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

現在の自動車の排気ガス対策は、エンジンの改
良と共に、触媒による排気ガス浄化によつて行な
われ、セラミツク製ハニカムの上に白金等の貴金
属触媒を担持したγ−アルミナ粉を担持するもの
が主流を占めている。しかし、これらのセラミツ
ク製ハニカムは排気抵抗がやゝ高く、またハニカ
ムの破壊を防止するために外筒との間に挿入する
緩衝用のステンレスメツシユの耐熱性の制約等か
ら、その使用温度が低めに制約される等の欠点が
あつた。

これらの欠点を改善するものとして、近年ステ
ンレス鋼から成る金属製担体が注目されている。
これは、平坦な鋼板と波付け加工した鋼板とを交
互に重ねたり、あるいは交互に重ねて巻いてハニ
カム体としたものなどがあるが、これらの金属担
体は当然の事ながら、反応中の高温かつ高速の排
気ガスに耐える耐熱性と、激しい加熱、冷却に対
する耐熱疲労性が要求される。

金属製担体が高温、高速の排気ガスに耐えるた
めには、耐酸化性の良好なステンレス鋼などを用
い、ハニカム体の平坦な鋼板と波付け加工した鋼
板との当接部の合理的な接合位置の選択と十分な
接合管理を行ない、接合を確実なものとする必要
があると共に、耐蝕性の低下を招く余分なろう剤
の付着を避ける事が大切である。

これらの金属担体の製造方法の先行技術とし
て、特開昭61−199574号公報には平坦な鋼板と波
付加工した鋼板を交互に重ね、円筒形に巻いてハ
ニカム体に成形したのち、両端面にろう剤固定用
のバインダーを塗布した後、ハンダ等のろう剤を
供給し、あるいはバインダーと粉末状ハンダから
なるペースト状にしたろう剤を供給して加熱し、
ろう付けして触媒反応体用担持マトリツクスを製
造する方法、あるいは先ず平坦な鋼板又は波付加
工した鋼板のいずれかにろう剤固定用の液状バイ
ンダーを塗布し、引続いて粒状のろう剤を散布
し、あるいはペースト状のろう剤を塗布した後
に、平坦な鋼板と波付加工した鋼板を交互に重ね
て巻いてハニカム体に成形する方法等が開示され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

自動車触媒用金属製担体を製造する際、平坦な
鋼板と波付加工した鋼板を交互に重ねて巻き込ん
でハニカム体に成形した後、ハニカム体の内部へ
ハニカム体の一端からバインダーおよびろう剤、
あるいはペースト状のろう剤を供給する方法で
は、ハニカム体内部のろう付が必要な特定部分へ
のろう剤の固定が困難であるため、所要のろう付
接合パターンを容易に達成しえず、又、広範囲に
ろう付けせざるを得ず、不必要な部分にろう剤が
付着し、耐蝕性の低下を招き好ましくない。更
に、この方法ではろう剤が固定さるべき位置の確
認が困難であり、所要の個所のろう付を確実に行
なう上で問題を有していた。

また平坦な鋼板あるいは波付加工した鋼板にバ
インダーを塗布し、引続いてろう剤を付着させる
かあるいはペースト状ろう剤を付着させた後、平
坦な鋼板を波付加工した鋼板を交互に重ねあるい
は巻回してハニカム体を形成し、加熱してろう付
する方法では、第８図ａの如く、平坦な鋼板１２
と波付加工した鋼板１１との間にろう剤１７が供
給され、この状態でろう付けの加熱を行なうと第
８図ｂの如くろう剤が溶けて流れ出しあるいは収
縮して、平坦な鋼板１２と波付加工した鋼板１１
の当接部に隙間１８が生じ、接合下良となるほ
か、振動による破損や騒音の原因となり好ましく
ない。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決
し、優れた機械的強度と熱的強度を備えた金属担
体を得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ための本発明は、平坦な鋼
板と波付け加工した鋼板とを重ね合わせて巻き込
む事によつてハニカム体を形成し、このハニカム
体の平坦な鋼板と波付加工した鋼板とをろう付し
て自動車用金属担体を製造する方法において、平
坦な鋼板あるいは波付け加工した鋼板のいずれか
一方にろう剤固定用の液状バインダーを塗布した
後、平坦な鋼板と波付け加工した鋼板を重ねて巻
き込んでハニカム体を形成し、次いでこのハニカ
ム体の端部から粒子状のろう剤を供給し加熱して
ろう付する事を特徴とする自動車触媒用金属担体
の製造方法であり、さらには、上記方法におい
て、波付け加工した鋼板の頂部にろう剤固定用の
液状バインダーを塗布するものであり、また、ろ
う剤固定用の液体バインダーをロールによつて塗
布するものである。

〔発明の詳細〕

本発明は自動車触媒用金属担体を製造する際
に、安定したハニカム体を形成するために平坦な
鋼板と波付け加工した鋼板をろう付けする場合、
ろう剤固定用の液状バインダーの塗布する時期と
その後粒子状のろう剤を供給する時期とを特定す
ることにより、極めて有利にろう付けを行なうこ
とができるとの知見によるものである。

即ち、平坦な鋼板と波付加工した鋼板を重ねて
巻いてハニカム体を形成する前に、平坦な鋼板あ
るいは波付加工した鋼板のいずれか一方に、先ず
ろう剤固定用の液状バインダーを塗布し、その
後、平坦な鋼板と波付加工した鋼板を重ねて巻い
てハニカム体を形成し、次いで該ハニカム体の一
端から粒子状のろう剤を供給するものである。こ
のような方法でろう剤を供給すると、第２図に示
す如く平坦な鋼板１２と波付加工した鋼板１１が
当接し、その当接点１９近傍にろう剤１７が付着
し、当接点において平坦な鋼板と波付加工した鋼
板との間にはろう剤が介在しないので、ろう付の
加熱を行なつても平坦な板１２と波付加工した鋼
板１１の間に隙間が出来ることなく、接合不良も
発生せず、したがつてこれに伴なうハニカムの破
損、騒音の発生等を防止することができる。

更に、本発明の方法では、平坦な鋼板と波付加
工した鋼板を交互に重ねあるいは巻回してハニカ
ム体を形成する前に、ろう剤固定用の液状バイン
ダーを平坦な鋼板あるいは波付加工した鋼板のろ
う付必要な個所に塗布することが可能であり、ろ
う剤を固定すべき位置を任意に選択できかつ、塗
布状況を把握でき、好適なろう付け接合パターン
を得るうえで極めて有利なものである。すなわ
ち、ハニカムのろう付接合パターンは、耐久性の
あるハニカム体を作製するうえで極めて重要であ
り、十分な耐熱疲労性を持つハニカム体を作製す
るには、ハニカム体内部の平坦な鋼板と波付け加
工した鋼板の当接点の全てをろう付けする方法、
両端部付近の当接点のみをろう付する方法、内部
の特定部分の当接点をろう付けする方法、連続的
又は断続的にろう付する方法あるいはこれらを組
合せた方法等が考えられるが、これら各種のろう
付接合パターンに対して本方法は極めて有効であ
る。

また本発明の方法では、散布したろう剤は、液
状バインダーの塗布位置にのみ固定されるため、
液状バインダーの塗布は重要である。液状バイン
ダーの鋼板への塗布は、液状バインダー塗布用ロ
ーラー、ノズルあるいは刷毛等から成る塗布ヘツ
ドを用いることが出来るが、この塗布ヘツドを鋼
板の進行方向を横切る方向へ移動制御できる機構
を持たせることによつて、また、移動制御できる
塗布ヘツドの代わりに、それぞれの塗布パターン
に調節した複数組の塗布ヘツドを鋼板の進行方向
に固定配置する方法でも、各種のろう付パターン
に従つた液状バインダーの塗布位置が制御出来
る。さらには、刷毛あるいはスプレー等を用いた
手塗り法で必要なパターンに液状バインダーを塗
布する事も可能である。

第１図は本発明を実施するための各種の方法例
を示すもので、第１図ａ，ｂは装置構成例の断面
を示す。第１図ａでは波付け加工した鋼板１１の
頂部には、液状バインダー供給槽１３から吸い上
げロール１４及び塗布ロール１５を介して液状バ
インダーが塗布され、その後平坦な鋼板１２と共
に巻き込んでハニカム体１６が作製される。ま
た、第１図ｂは第１図ａと同様であるが、この図
では平坦な鋼板１２に液状バインダーが前記と同
様にして塗布された後、波付加工した鋼板１１と
重ねて巻き込んでハニカム体１６が形成される。

液状バインダーの塗布は波付加工した鋼板ある
いは平坦な鋼板のいずれでも所要のろう付接合パ
ターンに従つて好適に塗布すれば良く、前述の塗
布方法などが利用できる。平坦な鋼板に塗布する
場合は、波付加工した鋼板の波ピツチに合せて断
続的に塗布するものである。さらに好適には波付
加工した鋼板の頂部に液状バインダーを塗布する
ことができる。すなわちこれをハニカム体に成形
してろう剤を供給した際、添付加工した鋼板と平
坦な鋼板との当接部の近傍にろう剤が固定される
ので、不必要な個所へのろう剤の付着をより低減
することができる。

第１図ｃは、エアーシリンダー等から成る塗布
ロール移動装置２０で塗布ロール１５を波付け加
工した鋼板の進行方向を横切る方向へ移動できる
機構を有する液状バインダーの塗布装置を用いた
一例を示す。

また、第１図ｄは複数組の塗布ロールを鋼板の
進行方向に別個に配置した装置を用いて液状バイ
ンダーを塗布する方法の一例を示している。

これらの装置によつても所要のろう付接合パタ
ーンに応じた液状バインダーの塗布を行なうこと
ができる。

この塗布機構とハニカム体への巻き込み装置と
を連続させれば、連続的に液状バインダーの塗布
とハニカム体の巻き込み成形が、連続的に能率良
く行なうことができるが、さらにまた、塗布工程
と巻き込み工程の間で、塗布状態の確認及び塗布
不良部分の手直し等を行なつた後ハニカム体に巻
き込むことも可能である。

第３図〜第７図はハニカム体への巻き込み中に
塗布位置を移動させながら作製したハニカム体の
断面を示すもので、第３図ａ〜第７図ａは鋼板へ
の液状バインダーの塗布パターンを示し、斜線部
分３０が液状バインダー塗布位置を示す。第３図
ｂ〜第７図ｂは、巻き付け後のハニカム体を軸方
向に切断した断面を示し、各々の図ａの塗布パタ
ーンに対応した断面接合パターンが得られること
を示す例であり、所要のろう付接合パターンが得
られることを示すものである。Ｓは巻き込み開始
位置を示す。

液状バインダーは各種の液状プラスチツク例え
ばポリビニールアルコールなどが利用できるが、
塗布したバインダーが塗布後に不必要な部分へ流
れたりしないように、またバインダーが均一に塗
布されるようにバインダーの種類、濃度を選択す
る。また、スプレーや刷毛などにより塗布する場
合は、均一に液状バインダーが塗布されるよう噴
射圧力、刷毛の接触圧等を調整し、塗布ロールに
より液状バインダーを塗布する場合には、塗布ロ
ールと鋼板との押し付け強さ、吸い上げロールか
ら塗布ロールへのバインダーの供給量などを調整
する必要がある。

液状バインダーを塗布した平坦な鋼板あるいは
波付加工した鋼板は、次いで波付加工した鋼板あ
るいは平坦な鋼板と重ねて巻かれ、ハニカム体に
成形される。このハニカム体の端面からろう剤を
供給する。ろう剤は粒子状のものが好ましい。ろ
う剤の種類は、使用される鋼板、使用温度等を考
慮して選択する。

ろう剤の供給は振動装置を使用して散布する方
法、エアーアトマイズしたろう剤を吹き付ける方
法等が可能で、液状バインダーが付着していない
部分に付着した不要なろう剤は間欠的な振動ある
いは、圧縮空気で容易に除去できる。これによ
り、ろう剤は、第２図に示すように液状バインダ
ーの塗布された個所にのみ（第２図斜線部分）ろ
う剤が供給され、平坦な鋼板と波付加工した鋼板
の当接部１９においてはろう剤は介在せず、その
周辺部にろう剤が固定される。さらに好適には、
前述したように波付加工した鋼板の頂部近傍に液
状バインダーを塗布することにより、ろう剤は頂
部の近傍にのみ固定されるので、ろう剤の使用量
を減ずることが可能であり、かつ、ろう剤の鋼板
へ与える影響を最小限に抑えることができる。

ろう剤を供給して液状バインダーの粘着作用で
ろう剤を固定したハニカム体は、必要に応じて外
筒を取り付け真空または保護ガス雰囲気中で加熱
してろう付けする。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について述べる。

Alを含有したフエライト系ステンレス鋼板で、
厚み0.052mmの平坦な鋼板と厚み0.052mmの波付加
工した鋼板を用いて、波板の頂部の両側に液状バ
インダー（ポリビニールアルコール５％水溶液）
を10mmの幅でロールを用いて塗布し、その後、平
板と波板を重ね合せて巻き込み、ハニカム体をつ
くり、該ハニカム体の両側から粒子状のろう剤
（BNi−５）を空気気流と共にハニカム体に供給
し、次いで真空炉で1150℃、10分間加熱し、ろう
付けした。

ろう付け後のハニカム体を端部から５mmの位置
でハニカム体の軸に垂直な方向に切断して、その
断面の接合状況を目視でチエツクした。ろう付け
接合率は95％であつた。但しろう付接合率とは、
ハニカム体の軸に垂直な方向に切断した断面での
当接点全数に対するろう付接合された当接点数の
割合である。

比較例として液状バインダーを塗布し、次いで
粒状のろう剤を供給し、その後ハニカム体を作製
し、他の条件は本発明の実施例と同じ条件で接合
状況をチエツクしたら、接合率は15％であつた。

〔発明の効果〕

本発明は、自動車触媒用金属担体の製造に際し
て、波付け加工した鋼板にろう剤固定用の液状バ
インダーを塗布した後、平坦な鋼板と共に巻き込
んでハニカム体を作製し、このハニカム体の端部
から、粒子状のろう剤を供給して、液状バインダ
ーが付着している部分にろう剤を固定した後、加
熱してろう付けする事を特徴とする方法で、次の
様な優れた効果が得られる。

予め、バインダー及びろう剤を塗布した後ハ
ニカム体に巻き込み、加熱してろう付けする方
法に比べて、加熱ろう付時に加工した鋼板の頂
部と平坦な鋼板との間に噛み込んだろう剤の収
縮による隙間等の発生が無く、機械的強度及
び、熱的強度に優れた担体が製造出来る。

波付け加工した鋼板と平坦な鋼板を巻き込ん
でハニカム体を作製し、この端面から液状バイ
ンダーを塗布した後、ろう剤を供給し、加熱し
てろう付する方法の場合、ハニカム体内部の液
状バインダー塗布状況及びろう剤の固定状況の
確認が困難で、更に、不要な部分への液状バイ
ンダー及びろう剤が付着して、腐食の原因とな
るが、本発明の方法では、液状バインダーの塗
布制御及び確認が容易で、不要な部分へのろう
剤の付着が避けられるため、確実なろう付構造
を持つ担体が能率良く製造出来る。

本発明の方法によれば、ハニカム体内部の各
種のろう付接合パターンを有する担体の製造が
容易に出来る。

以上の様に、本発明により機械的強度、熱的強
度等に優れた自動車触媒用金属担体が経済的にか
つ能率良く製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａから第１図ｄは本発明の装置構成例を
示す図、第２図は波付け加工した鋼板と平坦な鋼
板の接触部近傍のろう剤の塗布状況を示す断面
図、第３図ａ，ｂ〜第７図ａ，ｂは液状バインダ
ーの各種塗布パターンを示す図、第８図は波板に
ろう剤を塗布後、ハニカム体を作製し、熱処理後
の接合状況を示す説明図である。 １… １１…波付加工した鋼板、１２…平坦な鋼板、
１３…バインダー供給槽、１４…吸い上げロー
ル、１５…塗布ロール、１６…ハニカム体、１７
…ろう剤、１９…当接部、２０…塗布ロール移動
装置、３１…液状バインダー塗布位置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平坦な鋼板を波付加工した鋼板とを重ねて円
   筒状に巻いてハニカム体を形成し、該ハニカム体
   の平坦な鋼板と波付加工した鋼板とをろう付けす
   ることによつて自動車触媒用金属担体を製造する
   方法において、 平坦な鋼板あるいは波付加工した鋼板のいずれ
   か一方にろう剤固定用の液状バインダーを塗布し
   た後、平坦な鋼板と波付加工した鋼板を重ねて巻
   き込んでハニカム体を形成し、次いで、該ハニカ
   ム体の端部から粒子状のろう剤を供給し、加熱し
   てろう付けすることを特徴とする自動車触媒用金
   属担体の製造方法。 ２ 波付加工した鋼板の頂部にろう剤固定用の液
   状バインダーを塗布することを特徴とする請求項
   １記載の自動車触媒用金属担体の製造方法。 ３ ろう剤固定用の液体バインダーをロールによ
   つて塗布することを特徴とする請求項１又は２記
   載の自動車触媒用金属担体の製造方法。