JPH07124480A - メタル触媒担体の端面接合方法 - Google Patents
メタル触媒担体の端面接合方法Info
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- JPH07124480A JPH07124480A JP5275513A JP27551393A JPH07124480A JP H07124480 A JPH07124480 A JP H07124480A JP 5275513 A JP5275513 A JP 5275513A JP 27551393 A JP27551393 A JP 27551393A JP H07124480 A JPH07124480 A JP H07124480A
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Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】溶融接合法を用いて接合後のハニカム体端面の
平板及び波板の端部の位置を均一に揃え、かつ湯玉の発
生を防止する。 【構成】平板１０と波板１１が交互に積層されてなる略
筒状のハニカム体１の端面で平板１０と波板１１を接合
する方法であって、平板１０はハニカム体１の端面で波
板１１よりも軸方向外方に突出した突出部１３をもち、
突出部１３を溶融することで端面において平板１０と波
板１１を接合することを特徴とする。突出部１３が溶融
した溶融金属が平板１０と波板１１の当接部へ毛細管現
象により浸入して接合することにより、端面が不揃いと
なるのが防止される。
平板及び波板の端部の位置を均一に揃え、かつ湯玉の発
生を防止する。 【構成】平板１０と波板１１が交互に積層されてなる略
筒状のハニカム体１の端面で平板１０と波板１１を接合
する方法であって、平板１０はハニカム体１の端面で波
板１１よりも軸方向外方に突出した突出部１３をもち、
突出部１３を溶融することで端面において平板１０と波
板１１を接合することを特徴とする。突出部１３が溶融
した溶融金属が平板１０と波板１１の当接部へ毛細管現
象により浸入して接合することにより、端面が不揃いと
なるのが防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化触媒用の
担体として用いられるメタル触媒担体の端面で、担体の
ハニカム体を構成する平板と波板を溶融接合する方法に
関する。
担体として用いられるメタル触媒担体の端面で、担体の
ハニカム体を構成する平板と波板を溶融接合する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車に搭載される排気ガス浄化触媒用
の担体としては、従来よりセラミックス製のモノリス担
体が主流であった。しかしセラミックス製であるがため
に、熱伝導性が低く始動初期の触媒活性が低くなるこ
と、取扱を慎重にしなければならないこと、などの不具
合があり、近年では金属箔ハニカム構造のメタル触媒担
体に移行しつつある。
の担体としては、従来よりセラミックス製のモノリス担
体が主流であった。しかしセラミックス製であるがため
に、熱伝導性が低く始動初期の触媒活性が低くなるこ
と、取扱を慎重にしなければならないこと、などの不具
合があり、近年では金属箔ハニカム構造のメタル触媒担
体に移行しつつある。
【０００３】このメタル触媒担体として、例えば特開昭
５７−５５８８６号公報にみられるように、平板と波板
とを重ねてロール状に巻いてハニカム体を形成し、その
ハニカム体を金属製外筒内に収納したものが知られてい
る。このメタル触媒担体では、ハニカム体の平板と波
板、及び外筒とハニカム体とは通常ロウ付けによって一
体的に接合されている。
５７−５５８８６号公報にみられるように、平板と波板
とを重ねてロール状に巻いてハニカム体を形成し、その
ハニカム体を金属製外筒内に収納したものが知られてい
る。このメタル触媒担体では、ハニカム体の平板と波
板、及び外筒とハニカム体とは通常ロウ付けによって一
体的に接合されている。
【０００４】ところでハニカム体を通過する排ガスは、
ハニカム体の外周部に比べて中心部ほど流速が大きい。
したがってハニカム体では、高温の排ガスとの接触によ
る伝熱、触媒反応による発熱、外筒からの外気への熱放
出などの熱移動により、中心部ほど高温で外周部ほど低
温となる温度分布が生じる。この温度分布によりハニカ
ム体と外筒との膨張及び収縮量に分布が生じるが、ハニ
カム体の径方向及び軸方向の膨張・収縮の動きは外筒で
規制されていることから、ハニカム体に熱応力が作用す
る。この熱応力はハニカム体の最外周に集中し、膨張・
収縮の繰り返しにより最外周が塑性変形して金属疲労が
生じ、最終的には最外周のハニカム体の波板に座屈や亀
裂などの破断が生じる場合があった。
ハニカム体の外周部に比べて中心部ほど流速が大きい。
したがってハニカム体では、高温の排ガスとの接触によ
る伝熱、触媒反応による発熱、外筒からの外気への熱放
出などの熱移動により、中心部ほど高温で外周部ほど低
温となる温度分布が生じる。この温度分布によりハニカ
ム体と外筒との膨張及び収縮量に分布が生じるが、ハニ
カム体の径方向及び軸方向の膨張・収縮の動きは外筒で
規制されていることから、ハニカム体に熱応力が作用す
る。この熱応力はハニカム体の最外周に集中し、膨張・
収縮の繰り返しにより最外周が塑性変形して金属疲労が
生じ、最終的には最外周のハニカム体の波板に座屈や亀
裂などの破断が生じる場合があった。
【０００５】このような不具合を解決するメタル触媒担
体として、特公平５−４５２９８号公報には、ハニカム
体の端面でのみ平板と波板が最外層から最内層までロウ
付け接合されたメタル触媒担体が開示されている。また
特開昭５４−１３４６２号公報には、レーザビームなど
を用いてハニカム体端面の平板と波板の当接部を溶融接
合する方法が開示されている。このように部分的に接合
することにより、接合されていない部分の膨張・収縮の
自由度が高まるため熱応力が緩和され、その結果ハニカ
ム体の破断を防止することができる。
体として、特公平５−４５２９８号公報には、ハニカム
体の端面でのみ平板と波板が最外層から最内層までロウ
付け接合されたメタル触媒担体が開示されている。また
特開昭５４−１３４６２号公報には、レーザビームなど
を用いてハニカム体端面の平板と波板の当接部を溶融接
合する方法が開示されている。このように部分的に接合
することにより、接合されていない部分の膨張・収縮の
自由度が高まるため熱応力が緩和され、その結果ハニカ
ム体の破断を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところがハニカム体の
端面で平板と波板の当接部を接合する場合、ロウ付け接
合ではＮｉロウが高価であり、コスト面で不具合があっ
た。また、特開昭５４−１３４６２号公報に開示された
溶融接合法では、接合後のハニカム体端面が同一平面と
ならず、平板端部が凹状で波板端部が凸状となるという
現象が生じていた。また必要以上の溶融が生じて湯玉が
形成される場合もあった。
端面で平板と波板の当接部を接合する場合、ロウ付け接
合ではＮｉロウが高価であり、コスト面で不具合があっ
た。また、特開昭５４−１３４６２号公報に開示された
溶融接合法では、接合後のハニカム体端面が同一平面と
ならず、平板端部が凹状で波板端部が凸状となるという
現象が生じていた。また必要以上の溶融が生じて湯玉が
形成される場合もあった。
【０００７】このようにハニカム体端面が不揃いとなる
と、構造的な信頼性に乏しく外観品質も劣る。また湯玉
が形成されると、ハニカムセルの開孔率が低下し排気ガ
ス浄化性能が低下するという不具合がある。本発明はこ
のような事情に鑑みてなされたものであり、溶融接合法
を用いて接合後のハニカム体端面の平板及び波板の端部
の位置を均一に揃え、かつ湯玉の発生を防止することを
目的とする。
と、構造的な信頼性に乏しく外観品質も劣る。また湯玉
が形成されると、ハニカムセルの開孔率が低下し排気ガ
ス浄化性能が低下するという不具合がある。本発明はこ
のような事情に鑑みてなされたものであり、溶融接合法
を用いて接合後のハニカム体端面の平板及び波板の端部
の位置を均一に揃え、かつ湯玉の発生を防止することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のメタル触媒担体の端面接合方法は、平板と波板が交
互に積層されてなる略筒状のハニカム体の端面で平板と
波板を接合する方法であって、平板はハニカム体の端面
で波板よりも軸方向外方に突出した突出部をもち、突出
部を溶融することで端面において平板と波板を接合する
ことを特徴とする。
明のメタル触媒担体の端面接合方法は、平板と波板が交
互に積層されてなる略筒状のハニカム体の端面で平板と
波板を接合する方法であって、平板はハニカム体の端面
で波板よりも軸方向外方に突出した突出部をもち、突出
部を溶融することで端面において平板と波板を接合する
ことを特徴とする。
【０００９】ハニカム体は、平板と波板を交互に重ねて
形成したものを用いてもよいし、平板と波板を重ねて巻
回して形成したものを用いることもできる。そして突出
部を形成するには、波板より幅が広い平板を用いること
で容易に形成することができる。突出部のハニカム体端
面からの突出長さは０．５〜２ｍｍ程度とされ、プラズ
マアーク、レーザビームなどの加熱手段により溶融する
ことができる。この突出長さが長過ぎると湯玉が発生
し、逆に少な過ぎると接合後のハニカム体端面が不揃い
となる。
形成したものを用いてもよいし、平板と波板を重ねて巻
回して形成したものを用いることもできる。そして突出
部を形成するには、波板より幅が広い平板を用いること
で容易に形成することができる。突出部のハニカム体端
面からの突出長さは０．５〜２ｍｍ程度とされ、プラズ
マアーク、レーザビームなどの加熱手段により溶融する
ことができる。この突出長さが長過ぎると湯玉が発生
し、逆に少な過ぎると接合後のハニカム体端面が不揃い
となる。
【００１０】なお、ハニカム体又は加熱手段の一方を周
速度が常に一定となるように回転させながら溶融させる
ことが望ましい。これにより突出部の単位体積当たりの
熱量を一定とすることができ、溶融量が一定となるため
接合後のハニカム体の端面を一層均一に揃えることがで
きる。
速度が常に一定となるように回転させながら溶融させる
ことが望ましい。これにより突出部の単位体積当たりの
熱量を一定とすることができ、溶融量が一定となるため
接合後のハニカム体の端面を一層均一に揃えることがで
きる。
【００１１】
【作用】従来の溶融接合法による端面接合方法におい
て、接合後の端面が不揃いとなったのは以下のように説
明できる。すなわち、図４に示すように、加熱手段の位
置が平板１０の位置Ａと波板１１の位置Ｂにあり、それ
ぞれ平板１０及び波板１１の延びる方向に沿って矢印方
向へ移動する場合を考えると、Ｂの位置では波板１１は
間欠的に加熱されるが、Ａの位置では平板１０は連続的
に加熱されることとなる。したがって平板１０の方が受
熱時間が長くなり、溶融しやすくなって平板１０端部が
凹状に、波板１１端部が凸状になるものと考えられる。
て、接合後の端面が不揃いとなったのは以下のように説
明できる。すなわち、図４に示すように、加熱手段の位
置が平板１０の位置Ａと波板１１の位置Ｂにあり、それ
ぞれ平板１０及び波板１１の延びる方向に沿って矢印方
向へ移動する場合を考えると、Ｂの位置では波板１１は
間欠的に加熱されるが、Ａの位置では平板１０は連続的
に加熱されることとなる。したがって平板１０の方が受
熱時間が長くなり、溶融しやすくなって平板１０端部が
凹状に、波板１１端部が凸状になるものと考えられる。
【００１２】一方、本発明のメタル触媒担体の端面接合
方法では、接合前のハニカム体端面からは平板の突出部
が波板より前方に突出している。そして加熱手段がその
突出部を溶融させる。溶融した金属は毛細管現象により
平板と波板の当接部に集まり、端面において平板と波板
は溶融接合される。ここで突出部の突出長さを一定と
し、与える熱エネルギーを一定とすれば突出部の溶融量
を容易に一定とすることができる。したがって接合に必
要な量だけを溶融させることができ、その量を突出部の
量とすれば突出部のみを溶融させることができるので、
端面が不揃いになるのを回避できる。また湯玉の発生も
防止できる。
方法では、接合前のハニカム体端面からは平板の突出部
が波板より前方に突出している。そして加熱手段がその
突出部を溶融させる。溶融した金属は毛細管現象により
平板と波板の当接部に集まり、端面において平板と波板
は溶融接合される。ここで突出部の突出長さを一定と
し、与える熱エネルギーを一定とすれば突出部の溶融量
を容易に一定とすることができる。したがって接合に必
要な量だけを溶融させることができ、その量を突出部の
量とすれば突出部のみを溶融させることができるので、
端面が不揃いになるのを回避できる。また湯玉の発生も
防止できる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。図２
に本発明の一実施例に用いたメタル触媒担体の端面接合
装置を示す。この端面接合装置は、ハニカム体１（メタ
ル触媒担体）を回転可能に保持する保持装置２と、回転
駆動装置３と、プラズマアークを噴出するトーチ４と、
トーチ４を水平方向に直線往復移動させる往復駆動装置
５と、回転駆動装置３及び往復駆動装置５を制御する制
御装置６とから構成される。
に本発明の一実施例に用いたメタル触媒担体の端面接合
装置を示す。この端面接合装置は、ハニカム体１（メタ
ル触媒担体）を回転可能に保持する保持装置２と、回転
駆動装置３と、プラズマアークを噴出するトーチ４と、
トーチ４を水平方向に直線往復移動させる往復駆動装置
５と、回転駆動装置３及び往復駆動装置５を制御する制
御装置６とから構成される。
【００１４】ハニカム体１は図１に示すように、板厚５
０μｍの合金（２０Ｃｒ−５Ａｌ−残Ｆｅ）製平板１０
と、同板厚で同合金製の波板１１とからなり、平板１０
と波板１１を重ねてロール状に巻回されて形成されてい
る。そして平板１０の幅は１２１ｍｍであり、波板１１
の幅は１２０ｍｍであって、ハニカム体１の端面１２に
は平板１０がｌ＝１ｍｍだけ突出した渦巻き状の突出部
１３が形成されている。なお突出部１３は、図面では実
際の寸法より誇張して描かれている。
０μｍの合金（２０Ｃｒ−５Ａｌ−残Ｆｅ）製平板１０
と、同板厚で同合金製の波板１１とからなり、平板１０
と波板１１を重ねてロール状に巻回されて形成されてい
る。そして平板１０の幅は１２１ｍｍであり、波板１１
の幅は１２０ｍｍであって、ハニカム体１の端面１２に
は平板１０がｌ＝１ｍｍだけ突出した渦巻き状の突出部
１３が形成されている。なお突出部１３は、図面では実
際の寸法より誇張して描かれている。
【００１５】保持装置２は、基台２０と、基台２０の上
面に設けられたレール２１と、基台２０から上方へ延び
る回転軸２２と、回転軸２２先端に固定されレール２１
に案内されて一水平面内で回転するターンテーブル２３
と、ターンテーブル２３に設けられたホルダ２４とから
構成され、ハニカム体１はその軸中心が回転軸２２と一
致するようにホルダ２４に保持され、ターンテーブル２
３とともに回転するように構成されている。
面に設けられたレール２１と、基台２０から上方へ延び
る回転軸２２と、回転軸２２先端に固定されレール２１
に案内されて一水平面内で回転するターンテーブル２３
と、ターンテーブル２３に設けられたホルダ２４とから
構成され、ハニカム体１はその軸中心が回転軸２２と一
致するようにホルダ２４に保持され、ターンテーブル２
３とともに回転するように構成されている。
【００１６】回転駆動装置３はサーボモータからなり、
その駆動軸は回転軸２２に連結されて回転軸２２を所定
の回転数で回転駆動する。トーチ４はターンテーブル２
３にホルダ２４で保持されたハニカム体１の端面１２に
対向して配置され、端面１２に向かってプラズマアーク
を噴出する。往復駆動装置５はトーチ４をハニカム体１
の端面１２の直径方向へ往復移動させる。この往復駆動
装置５には、トーチ４の移動位置を検出するエンコーダ
５０が設けられている。
その駆動軸は回転軸２２に連結されて回転軸２２を所定
の回転数で回転駆動する。トーチ４はターンテーブル２
３にホルダ２４で保持されたハニカム体１の端面１２に
対向して配置され、端面１２に向かってプラズマアーク
を噴出する。往復駆動装置５はトーチ４をハニカム体１
の端面１２の直径方向へ往復移動させる。この往復駆動
装置５には、トーチ４の移動位置を検出するエンコーダ
５０が設けられている。
【００１７】制御装置６は往復駆動装置５を制御してト
ーチ４を一定速度で水平に往復駆動させるとともに、エ
ンコーダ５０からの入力によりトーチ４のハニカム体１
中心からの変位量を演算し、ハニカム体１のトーチ４に
対向する部分の周速度が一定となるように回転駆動装置
３の回転数を制御している。上記のように構成された端
面接合装置を用い、往復駆動装置５を制御してトーチ４
を移動させながら、ハニカム体１の端面１２のトーチ４
に対向する表面の周速度が１０ｍｍ／秒となるように回
転駆動装置３を制御して、端面１２をトーチ４で加熱し
た。ｎａｏ，その時のハニカム体１の中心からの距離ｒ
と角速度ωの関係を図３に示す。
ーチ４を一定速度で水平に往復駆動させるとともに、エ
ンコーダ５０からの入力によりトーチ４のハニカム体１
中心からの変位量を演算し、ハニカム体１のトーチ４に
対向する部分の周速度が一定となるように回転駆動装置
３の回転数を制御している。上記のように構成された端
面接合装置を用い、往復駆動装置５を制御してトーチ４
を移動させながら、ハニカム体１の端面１２のトーチ４
に対向する表面の周速度が１０ｍｍ／秒となるように回
転駆動装置３を制御して、端面１２をトーチ４で加熱し
た。ｎａｏ，その時のハニカム体１の中心からの距離ｒ
と角速度ωの関係を図３に示す。
【００１８】端面１２では、突出部１３が優先的に加熱
されて溶融し、溶融金属は毛細管現象により平板１０と
波板１１の当接部に浸入して、端面１２における平板１
０と波板１１が接合された。そして上記制御により突出
部１３のみが溶融し、波板１１の溶融はなく、接合後の
端面１２は平板１０と波板１１の高さが均一に揃って湯
玉もみられなかった。
されて溶融し、溶融金属は毛細管現象により平板１０と
波板１１の当接部に浸入して、端面１２における平板１
０と波板１１が接合された。そして上記制御により突出
部１３のみが溶融し、波板１１の溶融はなく、接合後の
端面１２は平板１０と波板１１の高さが均一に揃って湯
玉もみられなかった。
【００１９】
【発明の効果】すなわち本発明のメタル触媒担体の端面
接合方法によれば、接合後のハニカム体端面が不揃いに
なるのを確実に防止でき、湯玉の発生も防止できる。し
たがって得られるメタル触媒担体は、構造的な信頼性が
高く外観品質に優れ、ハニカムセルの開孔率も高く浄化
性能に優れている。
接合方法によれば、接合後のハニカム体端面が不揃いに
なるのを確実に防止でき、湯玉の発生も防止できる。し
たがって得られるメタル触媒担体は、構造的な信頼性が
高く外観品質に優れ、ハニカムセルの開孔率も高く浄化
性能に優れている。
【図１】本発明の一実施例で用いられたハニカム体の斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明の一実施例で用いられた端面接合装置の
正面図である。
正面図である。
【図３】本発明の一実施例におけるハニカム体の回転駆
動例を示し、中心からの距離ｒの点における角速度を示
すグラフである。
動例を示し、中心からの距離ｒの点における角速度を示
すグラフである。
【図４】従来の接合方法における作用を説明する説明図
である。
である。
１：ハニカム体 ２：保持装置
３：回転駆動装置 ４：トーチ ５：往復駆動装置
６：制御装置 １０：平板 １１：波板
１３：突出部
３：回転駆動装置 ４：トーチ ５：往復駆動装置
６：制御装置 １０：平板 １１：波板
１３：突出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 101:02
Claims (1)
- 【請求項１】 平板と波板が交互に積層されてなる略筒
状のハニカム体の端面で該平板と該波板を接合する方法
であって、 前記平板は前記ハニカム体の端面で前記波板よりも軸方
向外方に突出した突出部をもち、該突出部を溶融するこ
とで該端面において該平板と該波板を接合することを特
徴とするメタル触媒担体の端面接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5275513A JPH07124480A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | メタル触媒担体の端面接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5275513A JPH07124480A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | メタル触媒担体の端面接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124480A true JPH07124480A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17556527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5275513A Pending JPH07124480A (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | メタル触媒担体の端面接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07124480A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003509193A (ja) * | 1999-09-14 | 2003-03-11 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ハニカム体の担体母体の端面側接合結合方法及び装置 |
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1993
- 1993-11-04 JP JP5275513A patent/JPH07124480A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003509193A (ja) * | 1999-09-14 | 2003-03-11 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ハニカム体の担体母体の端面側接合結合方法及び装置 |
| JP4860864B2 (ja) * | 1999-09-14 | 2012-01-25 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ハニカム体の担体母体の端面側接合結合方法及び装置 |
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