JPH06238175A - 金属触媒担体 - Google Patents
金属触媒担体Info
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- JPH06238175A JPH06238175A JP5026684A JP2668493A JPH06238175A JP H06238175 A JPH06238175 A JP H06238175A JP 5026684 A JP5026684 A JP 5026684A JP 2668493 A JP2668493 A JP 2668493A JP H06238175 A JPH06238175 A JP H06238175A
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Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 平箔と波箔の巻回構造からなる金属触媒担体
の熱荷重に対する耐久性の向上。 【構成】 平箔４と波箔５と交互に重ねて渦巻状に巻回
し、箔間を部分的に溶接接合した金属触媒担体１におい
て、箔間溶接部８を、触媒担体軸芯を中心とした笠状帯
域９内に位置せしめ、内外周の少なくとも一方にクッシ
ョン域を設けて、半径方向荷重がかかったときに溶接部
８のある笠状帯域９にかかる荷重を緩和した。
の熱荷重に対する耐久性の向上。 【構成】 平箔４と波箔５と交互に重ねて渦巻状に巻回
し、箔間を部分的に溶接接合した金属触媒担体１におい
て、箔間溶接部８を、触媒担体軸芯を中心とした笠状帯
域９内に位置せしめ、内外周の少なくとも一方にクッシ
ョン域を設けて、半径方向荷重がかかったときに溶接部
８のある笠状帯域９にかかる荷重を緩和した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属触媒担体の構造に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】触媒担体を金属から構成し、それにアル
ミナをコートし、アルミナに触媒金属を担持させた触媒
は知られている。このような触媒は、たとえば速やかな
立上りが要求される自動車用スタート触媒で、エンジン
始動時に通電して発熱させるタイプのヒータ触媒に用い
ることができる。すなわち、エンジン始動時に金属触媒
担体に通電して電気的に発熱させ、スタート触媒を速や
かに活性化温度以上に昇温し、エンジン始動直後に多量
に排出されるＨＣ（未燃炭化水素）を低減させるのに有
効である。
ミナをコートし、アルミナに触媒金属を担持させた触媒
は知られている。このような触媒は、たとえば速やかな
立上りが要求される自動車用スタート触媒で、エンジン
始動時に通電して発熱させるタイプのヒータ触媒に用い
ることができる。すなわち、エンジン始動時に金属触媒
担体に通電して電気的に発熱させ、スタート触媒を速や
かに活性化温度以上に昇温し、エンジン始動直後に多量
に排出されるＨＣ（未燃炭化水素）を低減させるのに有
効である。
【０００３】従来の金属触媒担体は、特開昭６４−４０
１８０号公報に開示されているように、金属製平箔と金
属製波箔とを重ねて渦巻状に巻回し、箔間を部分的に溶
接接合したものから成る。従来の金属触媒担体の部分的
溶接部は、金属触媒担体軸芯を含む金属触媒担体断面に
おいて、上記金属触媒担体軸芯に直交する帯域内に位置
している。
１８０号公報に開示されているように、金属製平箔と金
属製波箔とを重ねて渦巻状に巻回し、箔間を部分的に溶
接接合したものから成る。従来の金属触媒担体の部分的
溶接部は、金属触媒担体軸芯を含む金属触媒担体断面に
おいて、上記金属触媒担体軸芯に直交する帯域内に位置
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の金属触
媒担体には次の問題があった。すなわち、溶接接合部が
位置する帯域は溶接によって硬くなっており、この硬い
領域が金属触媒担体の中心から外周迄の半径方向全域に
わたって存在するので、外周側を外筒で拘束した場合、
エンジンの始動、停止等の過渡時に触媒担体の熱膨張、
収縮によって大きな荷重が半径方向に作用し、上記硬い
帯域に金属触媒担体の損傷が生じやすい。このような損
傷には、周方向引張り力による平箔の切断、波箔の座
掘、溶接接合部の引き離し、溶接部切断によるスコーピ
ング（箔の軸方向ずれによって望遠鏡筒のように軸方向
に突出してしまう現象）、などが含まれる。
媒担体には次の問題があった。すなわち、溶接接合部が
位置する帯域は溶接によって硬くなっており、この硬い
領域が金属触媒担体の中心から外周迄の半径方向全域に
わたって存在するので、外周側を外筒で拘束した場合、
エンジンの始動、停止等の過渡時に触媒担体の熱膨張、
収縮によって大きな荷重が半径方向に作用し、上記硬い
帯域に金属触媒担体の損傷が生じやすい。このような損
傷には、周方向引張り力による平箔の切断、波箔の座
掘、溶接接合部の引き離し、溶接部切断によるスコーピ
ング（箔の軸方向ずれによって望遠鏡筒のように軸方向
に突出してしまう現象）、などが含まれる。
【０００５】本発明の目的は、熱膨張、収縮による荷重
のように金属触媒担体に半径方向荷重がかかっても損傷
が生じにくいようにした金属触媒担体を提供することに
ある。
のように金属触媒担体に半径方向荷重がかかっても損傷
が生じにくいようにした金属触媒担体を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、次の本発明
の金属触媒担体によって達成される。すなわち、絶縁皮
膜が形成された少なくとも１つの金属製平箔と絶縁皮膜
が形成された少なくとも１つの金属製波箔とを交互に重
ねて渦巻状に巻回し、箔間を部分的に溶接接合した金属
触媒担体において、前記部分的溶接接合部を、金属触媒
担体軸芯を含む金属触媒担体断面のうち前記金属触媒担
体軸芯を中心とする笠状帯域内に設けた金属触媒担体。
の金属触媒担体によって達成される。すなわち、絶縁皮
膜が形成された少なくとも１つの金属製平箔と絶縁皮膜
が形成された少なくとも１つの金属製波箔とを交互に重
ねて渦巻状に巻回し、箔間を部分的に溶接接合した金属
触媒担体において、前記部分的溶接接合部を、金属触媒
担体軸芯を含む金属触媒担体断面のうち前記金属触媒担
体軸芯を中心とする笠状帯域内に設けた金属触媒担体。
【０００７】
【作用】上記本発明の金属触媒担体では、溶接部が笠状
帯域内にあるから、その内外周の少なくとも一方には、
必ず、溶接部のない柔らかい領域が存在し、この柔らか
い領域がクッションとなって、金属触媒担体に半径方向
荷重がかかっても、硬い笠状領域にある溶接部の損傷、
およびその領域の箔の損傷を防止、または損傷発生を低
減する。
帯域内にあるから、その内外周の少なくとも一方には、
必ず、溶接部のない柔らかい領域が存在し、この柔らか
い領域がクッションとなって、金属触媒担体に半径方向
荷重がかかっても、硬い笠状領域にある溶接部の損傷、
およびその領域の箔の損傷を防止、または損傷発生を低
減する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を図面を参照
して説明する。図１において、１は金属触媒担体、２は
中心電極、３は外筒である。中心電極２はバッテリに接
続されてプラスの電極を構成し、外筒３は車両のボデー
にアースされてマイナスの電極を構成する。金属触媒担
体１にはアルミナまたはシリカがコーティングされ、そ
れに白金やロジウム、パラジウム等の触媒金属が担持さ
れて触媒とされる。該触媒は、自動車用エンジンの排気
系のメイン触媒の上流側に搭載されて電気発熱式スター
ト触媒として用いることができる。スタート触媒として
用いる場合は、触媒を活性化温度（たとえば２００℃）
に昇温させるために、小容量化にして低熱容量とするこ
とが望ましい。外筒の断面積は排気圧損を小とするため
に絞れないので、小容量化に際して軸方向長さを小とし
てある。
して説明する。図１において、１は金属触媒担体、２は
中心電極、３は外筒である。中心電極２はバッテリに接
続されてプラスの電極を構成し、外筒３は車両のボデー
にアースされてマイナスの電極を構成する。金属触媒担
体１にはアルミナまたはシリカがコーティングされ、そ
れに白金やロジウム、パラジウム等の触媒金属が担持さ
れて触媒とされる。該触媒は、自動車用エンジンの排気
系のメイン触媒の上流側に搭載されて電気発熱式スター
ト触媒として用いることができる。スタート触媒として
用いる場合は、触媒を活性化温度（たとえば２００℃）
に昇温させるために、小容量化にして低熱容量とするこ
とが望ましい。外筒の断面積は排気圧損を小とするため
に絞れないので、小容量化に際して軸方向長さを小とし
てある。
【０００９】図２に示すように、金属触媒担体１は、表
面に電気絶縁皮膜が形成された少なくとも１つの金属製
帯状平箔４と表面に電気絶縁皮膜が形成された少なくと
も１つの金属製帯状波箔５とを、交互にして、それぞれ
の一端を中心電極２となる中心棒に溶接接合（溶接部
６）した後、渦巻状に中心電極２まわりに交互に重合す
るように巻回したものから成る。この巻回体は外筒３内
に納められ、平箔４と波箔５のそれぞれの他端は外筒３
に溶接接合（溶接部７）される。平箔４、波箔５は電流
が流れたときに発熱してヒータを構成する。平箔４と波
箔５とは重ね合せ巻回の層間で部分的に互いに溶接接合
（溶接部８）され、スコーピング（層間の軸方向ずれ）
を防止される。溶接部７の溶接は外筒３の外からレーザ
光をあてて行う。
面に電気絶縁皮膜が形成された少なくとも１つの金属製
帯状平箔４と表面に電気絶縁皮膜が形成された少なくと
も１つの金属製帯状波箔５とを、交互にして、それぞれ
の一端を中心電極２となる中心棒に溶接接合（溶接部
６）した後、渦巻状に中心電極２まわりに交互に重合す
るように巻回したものから成る。この巻回体は外筒３内
に納められ、平箔４と波箔５のそれぞれの他端は外筒３
に溶接接合（溶接部７）される。平箔４、波箔５は電流
が流れたときに発熱してヒータを構成する。平箔４と波
箔５とは重ね合せ巻回の層間で部分的に互いに溶接接合
（溶接部８）され、スコーピング（層間の軸方向ずれ）
を防止される。溶接部７の溶接は外筒３の外からレーザ
光をあてて行う。
【００１０】箔４、５間の溶接、箔４、５と中心電極２
との溶接、および箔と外筒３との溶接はレーザ溶接であ
る。箔４、５は、溶接前に、予じめ焼成等により表面に
酸化皮膜（絶縁皮膜）が形成されているが、溶接部は溶
けて酸化皮膜がこわれ、電気的に導通する。箔４、５間
は、溶接部８以外は絶縁皮膜によって互いに電気的に絶
縁されているが、溶接部８において互いに導通する。溶
接部８は電流の一部が短絡して多量に流れ、ヒートスポ
ットを構成する。すなわち、平箔４、波箔５は溶接部以
外で絶縁されていて全体的に電流が流れて発熱するが、
溶接部８は短絡してとくに多量に発熱するため、ヒート
スポット点を構成する。
との溶接、および箔と外筒３との溶接はレーザ溶接であ
る。箔４、５は、溶接前に、予じめ焼成等により表面に
酸化皮膜（絶縁皮膜）が形成されているが、溶接部は溶
けて酸化皮膜がこわれ、電気的に導通する。箔４、５間
は、溶接部８以外は絶縁皮膜によって互いに電気的に絶
縁されているが、溶接部８において互いに導通する。溶
接部８は電流の一部が短絡して多量に流れ、ヒートスポ
ットを構成する。すなわち、平箔４、波箔５は溶接部以
外で絶縁されていて全体的に電流が流れて発熱するが、
溶接部８は短絡してとくに多量に発熱するため、ヒート
スポット点を構成する。
【００１１】箔４、５間の部分的溶接部８は、図１に示
すように、金属触媒担体軸芯を含む平面で切断して見た
金属触媒担体断面（矩形状）のうち、金属触媒担体軸芯
を中心とする笠状帯域（矩形断面の対角線上に延びるバ
ンド）９内に位置している。隣接溶接部８同志は、周方
向に互いにずれていてもよい。溶接部８近傍はハニカム
構造が溶接によって硬くなるので、上記笠状帯域は、他
の溶接部のないハニカム部分よりも硬く、クッション性
に乏しい。
すように、金属触媒担体軸芯を含む平面で切断して見た
金属触媒担体断面（矩形状）のうち、金属触媒担体軸芯
を中心とする笠状帯域（矩形断面の対角線上に延びるバ
ンド）９内に位置している。隣接溶接部８同志は、周方
向に互いにずれていてもよい。溶接部８近傍はハニカム
構造が溶接によって硬くなるので、上記笠状帯域は、他
の溶接部のないハニカム部分よりも硬く、クッション性
に乏しい。
【００１２】図２は、平箔４と波箔５とをレーザ溶接接
合している状態を示している。図２の例では、平箔４が
６本、波箔５が６本用意され（平箔、波箔の本数は６本
づつ以外でもよい）、交互にして、それぞれの一端を中
心電極２に溶接した後中心電極２まわりに巻回しなが
ら、巻回の途中で平箔４と波箔５とを、部分的にレーザ
溶接していく。内周側の波箔５の山と外周側の平箔４と
が山側接合用レーザ１０で溶接されるとともに、外周側
の波箔５の谷と内周側の平箔４とが谷側接合用レーザ１
１で溶接される。巻回層が外周になるにつれてレーザを
軸方向に送ることによって、溶接部８を笠状帯域９に設
けることができる。
合している状態を示している。図２の例では、平箔４が
６本、波箔５が６本用意され（平箔、波箔の本数は６本
づつ以外でもよい）、交互にして、それぞれの一端を中
心電極２に溶接した後中心電極２まわりに巻回しなが
ら、巻回の途中で平箔４と波箔５とを、部分的にレーザ
溶接していく。内周側の波箔５の山と外周側の平箔４と
が山側接合用レーザ１０で溶接されるとともに、外周側
の波箔５の谷と内周側の平箔４とが谷側接合用レーザ１
１で溶接される。巻回層が外周になるにつれてレーザを
軸方向に送ることによって、溶接部８を笠状帯域９に設
けることができる。
【００１３】つぎに、作用を説明する。平箔４と波箔５
間の溶接部８が笠状帯域９内にあるため、その内、外周
の何れか少なくとも一方には、溶接部のない柔らかいハ
ニカム部分が存在するので、金属触媒担体１の熱膨張、
収縮によって半径方向圧縮、引張荷重がかかっても、上
記柔らかい部分がクッションになって溶接部８に無理な
荷重がかからず、笠状帯域９および溶接部８の損傷が防
止または軽減される。
間の溶接部８が笠状帯域９内にあるため、その内、外周
の何れか少なくとも一方には、溶接部のない柔らかいハ
ニカム部分が存在するので、金属触媒担体１の熱膨張、
収縮によって半径方向圧縮、引張荷重がかかっても、上
記柔らかい部分がクッションになって溶接部８に無理な
荷重がかからず、笠状帯域９および溶接部８の損傷が防
止または軽減される。
【００１４】もしも、箔間溶接部が図３に示すように、
金属触媒担体軸芯と直交する帯域の全域にあると、溶接
部に半径方向に無理な荷重がかかり、平箔には周方向に
引張力が生じる。その結果、図４に示すような平箔の引
張り切断、図５に示すような波箔の座掘、図６に示すよ
うな溶接部のはがれ（収縮時）が生じるであろうが、本
発明ではこのような損傷は生じない。また、耐久性が高
く、耐スコーピングに対する信頼性も高い。
金属触媒担体軸芯と直交する帯域の全域にあると、溶接
部に半径方向に無理な荷重がかかり、平箔には周方向に
引張力が生じる。その結果、図４に示すような平箔の引
張り切断、図５に示すような波箔の座掘、図６に示すよ
うな溶接部のはがれ（収縮時）が生じるであろうが、本
発明ではこのような損傷は生じない。また、耐久性が高
く、耐スコーピングに対する信頼性も高い。
【００１５】また、箔間溶接部８は、笠状帯域内配設に
よって、ほとんどが金属触媒担体１の上流側端面から軸
方向下流に隔たった位置に位置する。図３に示すように
ハニカム担体の上流側端面に溶接部が位置すると、上流
側端面は燃料中の鉛やオイル中のリンによって触媒被毒
を受けやすい部位であるので、折角ヒートスポットによ
って早期に昇温させても、被毒された後は活性化温度に
達しても触媒浄化能が低下しているので、昇温の効果が
大きくは表われにくいという問題が生じるであろう。し
かし、本発明のように、ヒートスポットがハニカム担体
の上流側端面より奥まったところにあると、触媒被毒の
影響を受けにくく、速やかに浄化能力を発揮できる。
よって、ほとんどが金属触媒担体１の上流側端面から軸
方向下流に隔たった位置に位置する。図３に示すように
ハニカム担体の上流側端面に溶接部が位置すると、上流
側端面は燃料中の鉛やオイル中のリンによって触媒被毒
を受けやすい部位であるので、折角ヒートスポットによ
って早期に昇温させても、被毒された後は活性化温度に
達しても触媒浄化能が低下しているので、昇温の効果が
大きくは表われにくいという問題が生じるであろう。し
かし、本発明のように、ヒートスポットがハニカム担体
の上流側端面より奥まったところにあると、触媒被毒の
影響を受けにくく、速やかに浄化能力を発揮できる。
【００１６】触媒が電気的発熱によりヒートスポット点
で他のヒータ部分に比べて早期に昇温すると、そこでＨ
Ｃの酸化（浄化）が始まり、ＨＣの酸化によって生じる
熱によっても触媒は昇温される。そしてこの部分的に高
温となった部分の熱が、メタル中を伝わる熱伝導と、排
気ガス流れによる熱伝達とによって、まわりに、とくに
下流側部分に伝えられ、触媒全体を加熱していき、速や
かにスタート触媒全域を活性化温度以上に昇温する。こ
れによって、エンジン始動時直後にとくに大量に排出さ
れるＨＣを浄化でき、大気への排出を防止できる。
で他のヒータ部分に比べて早期に昇温すると、そこでＨ
Ｃの酸化（浄化）が始まり、ＨＣの酸化によって生じる
熱によっても触媒は昇温される。そしてこの部分的に高
温となった部分の熱が、メタル中を伝わる熱伝導と、排
気ガス流れによる熱伝達とによって、まわりに、とくに
下流側部分に伝えられ、触媒全体を加熱していき、速や
かにスタート触媒全域を活性化温度以上に昇温する。こ
れによって、エンジン始動時直後にとくに大量に排出さ
れるＨＣを浄化でき、大気への排出を防止できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁皮膜を有する平箔
と波箔を巻回し、層間で溶接した金属触媒担体の溶接部
を触媒担体軸芯を中心とした笠状帯域内に位置させたの
で、溶接帯域の内外周の少なくとも一方に溶接部のない
クッション域が存在し、金属触媒担体の熱膨張、収縮時
に半径方向荷重がかかっても、クッション域によって荷
重が柔らげられ、溶接部および笠状帯域内の箔の損傷が
防止または低減できる。
と波箔を巻回し、層間で溶接した金属触媒担体の溶接部
を触媒担体軸芯を中心とした笠状帯域内に位置させたの
で、溶接帯域の内外周の少なくとも一方に溶接部のない
クッション域が存在し、金属触媒担体の熱膨張、収縮時
に半径方向荷重がかかっても、クッション域によって荷
重が柔らげられ、溶接部および笠状帯域内の箔の損傷が
防止または低減できる。
【図１】本発明の一実施例の金属触媒担体を含むスター
ト触媒の断面図である。
ト触媒の断面図である。
【図２】図１の金属触媒担体の製造途中の正面図であ
る。
る。
【図３】比較例（本発明に含まない）としての金属触媒
担体の断面図である。
担体の断面図である。
【図４】図３の金属触媒担体の一部の平箔の切断を示す
正面図である。
正面図である。
【図５】図３の金属触媒担体の一部の波箔の座掘を示す
正面図である。
正面図である。
【図６】図３の金属触媒担体の一部の溶接部のはがれを
示す正面図である。
示す正面図である。
１ 金属触媒担体 ２ 中心電極 ３ 外筒 ４ 平箔 ５ 波箔 ６ 溶接部 ７ 溶接部 ８ 溶接部 ９ 笠状帯域 １０ 山側接合用レーザ １１ 谷側接合用レーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 融 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 藤城 修 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁皮膜が形成された少なくとも１つの
金属製平箔と絶縁皮膜が形成された少なくとも１つの金
属製波箔とを交互に重ねて渦巻状に巻回し、箔間を部分
的に溶接接合した金属触媒担体において、前記部分的溶
接接合部を、金属触媒担体軸芯を含む金属触媒担体断面
のうち前記金属触媒担体軸芯を中心とする笠状帯域内に
設けたことを特徴とする金属触媒担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026684A JPH06238175A (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | 金属触媒担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5026684A JPH06238175A (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | 金属触媒担体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06238175A true JPH06238175A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12200227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5026684A Withdrawn JPH06238175A (ja) | 1993-02-16 | 1993-02-16 | 金属触媒担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06238175A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5971255A (en) * | 1995-04-05 | 1999-10-26 | Nippon Steel Corporation | Process and apparatus for production of metallic honeycomb body for supporting catalyst |
-
1993
- 1993-02-16 JP JP5026684A patent/JPH06238175A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5971255A (en) * | 1995-04-05 | 1999-10-26 | Nippon Steel Corporation | Process and apparatus for production of metallic honeycomb body for supporting catalyst |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |