JPH06210185A - メタル担体形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な拡散接合メタル担体を製作するため、
ハニカム体を巻回中、ハニカム体の外部よりローラある
いは摺動板を押付けることにより、平箔と波箔の密着度
を高めるものである。 【構成】 ハニカム体を挟むため、１対のローラ群ある
いは摺動板群をハニカム体の外に配置し、スプリングで
押付ける。 【効果】 ハニカム体を拡散接合する場合、平箔と波箔
の密着度を高める必要がある。現在ハニカム体巻回時平
箔にバックテンションを与えているが、中心部近傍がつ
ぶれる問題がある。本発明法によると中心部への負荷ト
ルクが小さく健全なハニカム体を形成でき、その結果、
良好な拡散接合担体を製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車エンジン等の内
燃機関から排出される排ガスを浄化するためのメタル担
体、特に拡散接合等の界面接合によるメタル担体形成法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車の排気ガスを浄化するた
めの触媒コンバータにはセラミックス担体が使用されて
いるが、最近耐熱性、低圧損および搭載性の点より、メ
タル担体の使用が増加している。

【０００３】メタル担体１は図２にその外観を示すが、
厚さ５０μｍ程度のステンレス鋼等の耐蝕、耐熱性のあ
る金属よりなる平箔２と、平箔をコルゲート加工した波
箔３とを相互に重ねて渦巻状に巻回してハニカム体４を
形成し、ハニカム体４を外筒５に収納して形成されてい
る。このメタル担体１は白金、パラジュウム、ロジュウ
ム等の排ガス浄化用の触媒を担持された後、例えば自動
車エンジンの排ガス系に搭載使用される。

【０００４】このような使用法においてはメタル担体１
は、エンジンからの高温の排ガスによる激しい熱サイク
ル、あるいはエンジンからの激しい振動を受けるが、も
し損傷すると排気管を閉鎖したり、あるいはエンジンの
シリンダー内に破片が入り込み、エンジンを破損あるい
は走行不能に陥るため特に耐久性が重要である。

【０００５】メタル担体１は上記のようにハニカム体４
と外筒５からなるが、耐久性を確保するため、ハニカム
体４の内部およびハニカム体４と外筒５との接合は、ロ
ウ付け、電子ビーム、レーザ溶接、抵抗溶接あるいは拡
散接合等の界面接合により行われている。それらの接合
を確実に行うには平箔２と波箔３を密着させる必要があ
る。この内、拡散接合等の界面接合を実施する場合は、
平箔２と波箔３の接触面圧が特に重要で、接触面圧が低
いと接合が不完全になり、使用中に接合部が剥離する問
題が発生する。

【０００６】従来のメタル担体形成法は図３のようにこ
のハニカム体４は、平箔２にバックテンションを矢印Ａ
の方向に掛けて、別途平箔２をコルゲート加工した波箔
３と共に矢印Ｂの方向に巻取り軸６の周りに巻回して形
成していた。即ちバックテンションにより平箔２と波箔
３を堅く巻き上げ接触面圧を得ていた。しかしバックテ
ンションを強くすると、ハニカム体４の径が大きくなる
につれて、巻取り軸６の巻始め部に加わるトルクが大き
くなり、波箔３が潰れ層間スリップし良好なハニカム体
を形成できない不都合が生じる。そのため巻回できるハ
ニカム体４の径に限界があり、また接触面圧も高くでき
ないという問題がある。

【０００７】さらにバックテンションが一定の場合、ハ
ニカム体４が巻回されて、外径が大きくなるに連れて接
触面圧も低下する。そのためハニカム体４の平箔２と波
箔３を拡散接合等の界面接合する場合は、それらの接触
面圧が不足し良好な接合ができない問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来法の平
箔にバックテンションを付与しながら、平箔をコルゲー
ト加工した波箔を軸の周りに巻回するハニカム体形成法
では、巻回した平箔と波箔の接触面圧が低いこと、さら
にハニカム体の外径が大きくなるに連れて接触面圧が低
下するため、拡散接合等の界面接合が不十分になる問題
を解決するメタル担体の成形法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】ハニカム体の接触面圧の
向上の原理は、波箔に予歪を与えながら巻回し、その弾
力をハニカム体内に封じ込めることである。バックテン
ションはその１手段であるが、逆にこの方法は前記した
ように悪影響があることが種々の実験結果から明らかに
なった。

【００１０】本発明は、従来法のようなハニカム体形成
上の不利が起らないように図１（ａ）に示すように平箔
２と、平箔をコルゲート加工した波箔３を巻取り軸６の
周りに巻回するハニカム体４を形成するに際し、矢印Ｃ
のようにハニカム体４の半径方向に外面からロール７あ
るいは図１（ｂ）に示すように摺動板９を押付けること
により波箔３に予歪を与えながら巻回する。この方法に
より、従来のようにハニカム体４に強いバックテンショ
ンを与えることなく巻回しても、波箔３に予歪を付与し
た状態でハニカム体４を形成することができるので、平
箔２と波箔３の接触面圧が向上し、良好な拡散接合等の
界面接合を行える。

【００１１】以下本発明を詳細に説明する。図１
（ａ），（ｂ）は本発明のメタル担体形成法を示す構成
図である。平箔２と波箔３は、図示されていないリール
から繰り出され巻取り用軸６の周りに巻回されハニカム
体４を形成する。巻回されつつ形成されるハニカム体４
がロール７あるいは摺動板９で挟める径になった時、ロ
ール７あるいは摺動板８を前進してハニカム体４を挟
み、規定の圧力を加え継続してハニカム体４を巻回し所
定の直径に巻き上げる。ロール７あるいは摺動板８は、
スプリング８の弾力でハニカム体４を挟むが、ハニカム
体７の外径が大きくなるに連れて、スプリング力が強く
なり、耐久上重要な外周近傍の接合を強化できる。

【００１２】前記スプリング８はこれに代えて、公知の
機構、例えばカウンターウェイトあるいは空気シリンダ
ーによりハニカム体４を一定の力で挟んでもよく、ハニ
カム体４半径方向への圧力付与手段は特に限定しない。
また、平箔２へのバックテンションは特に必要でない
が、平箔２と波箔３の巻回をスムーズに行えるように、
平箔２が緩まない程度のバックテンションを加えるのは
望ましいことである。

【００１３】ハニカム体４が巻回されて、その外径が規
定の寸法に到達した時、巻回を中止し、波箔３の末端を
切断し、平箔２を波箔３よりやや長くし、その終端を抵
抗溶接等で固定し、図４（ａ）のようなハニカム体４を
構成する。さらに図４（ａ）のようにハニカム体４の外
面にロウ箔１０を取付けた後、図４（ｂ）に示すように
外筒５に圧入し、また必要に応じてハニカム体４を収納
したままの外筒５を縮管した後、非酸化性雰囲気で熱処
理し拡散接合等の界面接合しメタル担体１を形成する。
この熱処理は、ハニカム体４を外筒に挿入する前に行っ
てもよい。ハニカム体４と外筒５を拡散接合等の界面接
合する場合は、ロウ箔１０を省略することは可能であ
る。

【００１４】

【実施例】従来のメタル担体形成法と本発明法による場
合を、外径１００mm、長さ１００mmのメタル担体で比較
した。構成材料は以下の通りである。 平箔：フェライト系ステンレス箔、厚さ５０μｍ、幅１
００mm。 波箔：フェライト系ステンレス箔、厚さ５０μｍ、波高
さ１．２５mm、ピッチ２．５４mm、幅１００mm。 外筒：フェライト系ステンレス鋼、板厚２mm、外径１０
０mm、長さ１００mm。 （１）従来法によるメタル担体の形成法 平箔に２０kgのバックテンションを加えながら、波箔と
共に巻回した。しかしハニカム体の直径が３０mm以下で
は波箔が潰されるため、バックテンションを２kgに下げ
ざるを得なかった。そして外径が９６．５mmになった時
に巻回を停止し、波箔を切断し、平箔をさらに１cm長く
し、その先端をシーム溶接で固定した。同ハニカム体の
外面中央に幅５０mmのＮｉロウ箔を抵抗溶接で取付けた
後、圧入代０．５mmで外筒に圧入し、１２５０℃の非酸
化性雰囲気で１時間熱処理した。この結果、ハニカム体
の内部全体は拡散接合、ハニカム体と外筒間の５０mm幅
はロウ付けされた。

【００１５】（２）本発明法によるメタル担体の形成法 平箔に緩まないように２kgのバックテンションを掛けな
がら、波箔と共に巻回した。外径が３０mmになった時
に、ハニカム体の外面に図１（ａ）のようなローラで挟
み込み、その外径が９６．５mmになった時に巻回を停止
し、巻回した。その場合、ローラの挟み込み力は１個当
り２kgとした。ハニカム体の外径が９６．５mmになった
時に、波箔を切断し、平箔をさらに１cm長くし、その先
端をシーム溶接で固定した。同ハニカム体の外面中央に
幅５０mmのＮｉロウ箔を抵抗溶接で取付けた後、圧入代
０．５mmで外筒に圧入し、１２５０℃の非酸化性雰囲気
で１時間熱処理した。この結果、ハニカム体の内部全体
は拡散接合、ハニカム体と外筒間の２０mm幅はロウ付け
された。

【００１６】上記２種類の形成法によるメタル担体を、
中央に９６mmの穴があいた外筒受台に乗せ、外径が５０
mmの円筒型のポンチで、室温下で押抜き試験を行った。
その結果を下表に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】以上のように本発明法によると接合が良好
に行われ、エンジンに搭載しても耐久性は十分であっ
た。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハニカム
体の平箔と波箔の拡散接合等の界面接合が良好に行え耐
久性のあるメタル担体を作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は本発明法のハニカム体巻取り
状態を示す説明図。

【図２】ハニカム体の構成を示す斜視図。

【図３】従来のハニカム体巻取り状態を示す説明図。

【図４】（ａ），（ｂ）はハニカム体の外筒への組込み
法を示す説明図。

【符号の説明】

１ メタル担体 ２ 平箔 ３ 波箔 ４ ハニカム体 ５ 外筒 ６ 巻取り軸 ７ ロール ８ スプリング ９ 摺動板 １０ ロウ箔 Ａ バックテンションの方向を示す矢印 Ｂ ハニカム体巻取り方向を示す矢印 Ｃ ロールあるいは摺動板を押付ける方向を示す矢印

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平箔と、平箔をコルゲート加工した波箔
   を１軸の周りに巻回してハニカムを形成する方法におい
   て、外面からロールあるいは摺動板を押し付けながら巻
   回して形成したハニカム体、あるいはこのハニカム体を
   外筒に挿入した後、非酸化性雰囲気下で、加熱処理しハ
   ニカム体内部あるいは、さらにハニカム体と外筒を接合
   することを特徴とするメタル担体形成法。