JPH07171415A - Metal carrier - Google Patents

Metal carrier

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JPH07171415A
JPH07171415A JP5343339A JP34333993A JPH07171415A JP H07171415 A JPH07171415 A JP H07171415A JP 5343339 A JP5343339 A JP 5343339A JP 34333993 A JP34333993 A JP 34333993A JP H07171415 A JPH07171415 A JP H07171415A
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JP
Japan
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stack
honeycomb body
shaped
metal
metal honeycomb
Prior art date
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JP5343339A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuuzou Tsukiide
雄三 月出
Haruo Serizawa
治夫 芹沢
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the exhaust gas purifying capacity and durability of a metal carrier for carrying a catalyst to purify the exhaust gas from an automobile by forming each stack with the flat strip and/or corrugated strip each having at least one hole almost at its center. CONSTITUTION:An S-shaped metal honeycomb body H1 is formed by laminating a set of the flat strip and corrugated strip made of thin steel sheet in the desired number of stages to form one stack S1 and winding the plural stacks from the center of the honeycomb body H1 in the same direction into the shape of an S. In this case, a hole A is allowed to pierce the stack S1 vertically almost at the center to provide a space of desired volume almost at the center of the stack S1 in the axial direction of the honeycomb body H1. Consequently, the deforming force due to the large thermal stress generated at the center of the honeycomb body H1 is effectively divided by the presence of the space, and the center is not sprung out.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自動車の排気
ガス浄化手段として排気系統に介装されて使用される排
気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製のハニカム
構造体(以下、メタルハニカム体という。)、を主要な
構成要素とするメタル担体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a honeycomb structure made of metal (hereinafter referred to as metal) for carrying an exhaust gas purifying catalyst which is used as an exhaust gas purifying means for automobiles by being inserted in an exhaust system. (Referred to as a honeycomb body)) as a main component.

【0002】更に詳しくは、本発明は、特にメタル担体
として、排気ガス浄化用触媒を担持するためのS字状タ
イプまたは巴状タイプのメタルハニカム体を主要な構成
要素とするとともに、該メタルハニカム体の中心部の耐
久性が改善されたメタル担体を提供しようとするもので
ある。
More specifically, the present invention mainly uses, as a metal carrier, an S-shaped or Tomoe-shaped metal honeycomb body for carrying an exhaust gas purifying catalyst, and the metal honeycomb body. It is an object of the present invention to provide a metal carrier having improved durability of the center of the body.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、この種の自動車の排気ガス浄化装
置において、排気ガス浄化用触媒(Pt,Pd,Rhな
ど)を担持させるためのハニカム構造の担体として、セ
ラミック製のモノリスタイプの担体に代って、金属製の
モノリスタイプのものが注目されて来ている。一般に、
排気ガス浄化用の触媒を担持させるための金属製モノリ
スタイプのメタル担体(MS、メタルサブストレート)
は、耐熱性の薄肉鋼板の平板状帯材と波板状帯材を相互
に当接するように重積し、これを一括渦巻状に巻回成形
して製作した軸方向に排気ガス通路のための多数の網目
状通気孔路(セル)を有する巻回タイプのメタルハニカ
ム体と、前記ハニカム体を内部に填装し、固着するため
の両端が開口した筒状の金属製ケーシングとから構成さ
れるものである。なお、前記平板状帯材と波板状帯材の
巻回成形により自動的に排気ガスの流通路となる多数の
網目状通気孔路(セル)が形成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle exhaust gas purifying apparatus of this type, a ceramic monolith type carrier has been used as a honeycomb structure carrier for carrying an exhaust gas purifying catalyst (Pt, Pd, Rh, etc.). Instead, the metal monolith type is attracting attention. In general,
Metal monolithic metal carrier (MS, metal substrate) for supporting a catalyst for exhaust gas purification
Is a stack of heat-resistant thin steel plate flat strips and corrugated strips that come into contact with each other, and are spirally formed in a batch to form an exhaust gas passage in the axial direction. Of a winding type metal honeycomb body having a large number of mesh-like ventilation holes (cells), and a tubular metal casing having both ends opened for fitting and fixing the honeycomb body inside. It is something. By the roll forming of the flat plate-shaped strip material and the corrugated plate-shaped strip material, a large number of mesh-like ventilation passages (cells) serving as exhaust gas flow passages are automatically formed.

【0004】そして、前記した従来の巻回タイプのメタ
ルハニカム体と金属製ケーシングから成るメタル担体に
おいて、巻回タイプのメタルハニカム体とメタルケーシ
ングは、排気ガス自体の高温度、及び該排気ガスと排気
ガス浄化用触媒との発熱反応による高い温度雰囲気下で
生起する熱膨脹や熱的応力に耐え得るように、更には自
動車走行時の激しい振動に耐え得るようにろう接または
溶接などにより強固に固着される。また、前記メタルハ
ニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯材の当接部
も、ろう接や溶接など種々の方法により固着されること
はいうまでもないことである。
In the above-mentioned conventional metal carrier composed of a wound type metal honeycomb body and a metal casing, the wound type metal honeycomb body and the metal casing are heated to a high temperature of the exhaust gas itself and the exhaust gas. Firmly fixed by brazing or welding so as to withstand the thermal expansion and thermal stress that occur in a high temperature atmosphere due to the exothermic reaction with the exhaust gas purification catalyst, and also to withstand the severe vibration when driving a car. To be done. Further, it goes without saying that the abutting portions of the flat plate-shaped band member and the corrugated plate-shaped band member forming the metal honeycomb body are also fixed by various methods such as brazing and welding.

【0005】前記したメタル担体を構成する巻回タイプ
のメタルハニカム体は、セラミック製のモノリスタイプ
のものより種々の点で優れているものの、前記した激し
い熱的条件下で生起する大きな熱応力に対してまだ改善
の余地を残すものである。特に、金属ケーシングの内壁
面に当接するメタルハニカム体の外周部及びその近傍部
位に、過大な熱応力が集中・集積するため、メタルハニ
カム体を構成する平板状帯材や波板状帯材が座屈した
り、破損や亀裂をおこしたりして耐久性を低下させる。
これは、メタルハニカム体の金属製ケーシングの内壁面
に当接する外周部が、一組の平板状帯材と波板状帯材で
構成され、かつ該一組の帯材が金属製ケーシングの内壁
面に沿うように当接しており、即ち面状に接合してお
り、メタルハニカム体内部で発生する熱応力を十分に吸
収、緩和することができないためである。
Although the wound-type metal honeycomb body constituting the above-mentioned metal carrier is superior to the ceramic monolith-type one in various respects, it has a large thermal stress generated under the severe thermal conditions. On the other hand, there is still room for improvement. In particular, since excessive thermal stress concentrates and accumulates on the outer peripheral portion of the metal honeycomb body that is in contact with the inner wall surface of the metal casing and the vicinity thereof, the flat plate-shaped strip material or corrugated plate-shaped strip material forming the metal honeycomb body is Buckling, damage and cracking will reduce durability.
This is because the outer peripheral portion of the metal honeycomb body that comes into contact with the inner wall surface of the metal casing is composed of a set of flat plate-shaped strips and corrugated plate-shaped strips, and the set of strips is inside the metal casing. This is because they are in contact with each other along the wall surface, that is, they are joined in a planar manner, and the thermal stress generated inside the metal honeycomb body cannot be sufficiently absorbed and relaxed.

【0006】最近、前記した渦巻状巻回タイプのメタル
ハニカム体にかえて、メタルハニカム体を構成する最小
構成単位、即ち当接関係にある一組の平板状帯材と波板
状帯材からなる最小構成単位において、その最小構成単
位の夫々の端部が、金属ケーシングの内壁面に当接する
構造のメタルハニカム体が提案されている。例えば、前
記構造のメタルハニカム体として、特開昭62−273
051号、特公表3−502544号、特公表3−50
2660号、特開平4−227855号などに、S字状
タイプ、巴状タイプ、X−ラップ(卍)状タイプのハニ
カム体が提案されている。
Recently, in place of the above-mentioned spiral-wound type metal honeycomb body, a minimum constituent unit constituting the metal honeycomb body, that is, a pair of flat plate-shaped strip material and corrugated plate-shaped strip material in abutting relationship In such a minimum structural unit, a metal honeycomb body having a structure in which each end of the minimum structural unit is in contact with the inner wall surface of the metal casing has been proposed. For example, as a metal honeycomb body having the above structure, Japanese Patent Laid-Open No. 62-273
051, Special Publication 3-502544, Special Publication 3-50
No. 2660, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-227855, and the like, honeycomb bodies of S-shaped type, tongue-shaped type, and X-wrap type are proposed.

【0007】前記したS字状タイプなどのメタルハニカ
ム体は、従来の渦巻状巻回タイプのハニカム体より優れ
たものである。これは、従来の巻回タイプのハニカム体
においては、前記したように一組の平板状帯材と波板状
帯材で構成される一つの最小構成単位の端部が金属ケー
シングの内壁面に沿って当接しているのに対し、所定の
数の複数の最小構成単位の各端部が金属ケーシングの内
壁面に当接するため、各端部において熱応力を吸収、緩
和することができ、ハニカム体の耐久性を向上させるこ
とができるためである。
The above-mentioned S-shaped type metal honeycomb body is superior to the conventional spiral wound type honeycomb body. This is because in the conventional wound type honeycomb body, the end of one minimum constitutional unit composed of a set of flat plate-shaped strip and corrugated plate-shaped strip is on the inner wall surface of the metal casing as described above. While abutting along each other, since each end of a predetermined number of minimum constituent units abuts the inner wall surface of the metal casing, thermal stress can be absorbed and relieved at each end. This is because the durability of the body can be improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記したメタル担体を
構成する巻回タイプ以外の各種のメタルハニカム体にお
いて、特にS字状タイプ及び巴状タイプのメタルハニカ
ム体においては、その外周部の耐久性は前述した通り改
善されたものであるが、それとの相対関係においてメタ
ルハニカム体の中心部の耐久性の向上が要求されてい
る。中心部の耐久性の改善において、メタルハニカム体
の中心部が、外側(メタルハニカム体の軸方向)へ飛び
出してしまうという現象(テレスコーピング、フィルム
アウトなどといわれている。)の防止または抑制は大き
な課題である。また、前記テレスコーピング現象と連動
してメタルハニカム体を構成する帯材(平板状帯材と波
板状帯材)の変形、座屈、亀裂、破損などが誘発される
ため、これらの欠点をいかに低減させるかという点も考
慮されなければならない。
The durability of the outer peripheral portion of various types of metal honeycomb bodies other than the wound type constituting the above-mentioned metal carrier, particularly the S-shaped type and the tongue-shaped type, is excellent. Has been improved as described above, but it is required to improve the durability of the central portion of the metal honeycomb body in relation to it. In improving the durability of the central portion, it is possible to prevent or suppress the phenomenon that the central portion of the metal honeycomb body jumps out (in the axial direction of the metal honeycomb body) (which is said to be telescoping, film out, etc.). This is a big issue. In addition, deformation, buckling, cracking, breakage, and the like of the strip material (flat plate strip material and corrugated strip material) that composes the metal honeycomb body are induced in conjunction with the telescoping phenomenon. How to reduce should also be considered.

【0009】メタルハニカム体中心部の耐久性の低下要
因は、メタルハニカム体の中心部に印加される大きな熱
応力に基づく変形力が主因であり、その改善のためには
メタルハニカム体の中心部の熱応力の吸収・緩和策をい
かに講じるかという点が重要である。本発明者らは、前
記S字状タイプ及び巴状タイプのメタルハニカム体の耐
久性、特に中心部の耐久性の改善策について鋭意検討を
加えた。
The main cause of the decrease in durability of the central portion of the metal honeycomb body is the deforming force due to the large thermal stress applied to the central portion of the metal honeycomb body. To improve it, the central portion of the metal honeycomb body is improved. It is important to take measures to absorb and mitigate the thermal stress of The inventors of the present invention have made earnest studies on measures for improving the durability of the S-shaped type and the honeycomb type metallic honeycomb bodies, particularly the durability of the central portion.

【0010】その結果、耐熱性の薄肉金属板製の平板状
帯材と波板状帯材を交互に所望段数に積層して形成した
所望数のスタック(S)を使用して、例えば一つのスタ
ック(S1 )を使用してS字状タイプのメタルハニカム
体を、あるいは三つのスタック(S1 〜S3 )を使用し
て三つ巴状タイプのメタルハニカム体を製作するに際
し、前記スタック(S)として略中央部に該スタック
(S)の上下方向に貫通した穴部を有するものを使用し
たとき、前記中心部における熱応力を効果的に吸収・緩
和させることが出来るという知見が見い出だされた。
As a result, a desired number of stacks (S) formed by alternately stacking flat plate-shaped strips and corrugated strips made of heat-resistant thin metal plates in a desired number of stages are used, for example, one When manufacturing an S-shaped metal honeycomb body using the stack (S 1 ), or a three-sided metal honeycomb body using the three stacks (S 1 to S 3 ), the stack (S 1 It has been found that when a hole having a hole penetrating in the vertical direction of the stack (S) is used in the substantially central part as), the thermal stress in the central part can be effectively absorbed / relaxed. Was issued.

【0011】また、この種のS字状タイプまたは巴状タ
イプのメタルハニカム体においては、製造プロセスの関
係上、スタック中央部に加工応力が集中するため、メタ
ルハニカム体中心部において波形がくずれたりして均一
セルのものが製造しにくいが、前記構成のスタックを使
用すると均一セルのものが得られるという効果もあるこ
とが見い出だされた。更に、前記構成のスタックを使用
してメタルハニカム体を製造すると、メタルハニカム体
の軸方向中央部に、所望容積の空間部が形成されるた
め、該空間部で排気ガスが攪拌混合されるため、外気ガ
ス浄化能の均一性、浄化率のアップという利点も得られ
ることが見い出だされた。加えて、略中央部はハニカム
体の熱容量が小さくなるので、コールドスタート時に触
媒が作動するまでの時間が短縮されること、即ちライト
オフ性能が向上することも見い出された。
In addition, in this type of S-shaped or tongue-shaped metal honeycomb body, the processing stress is concentrated in the central portion of the stack due to the manufacturing process. However, it has been found that it is difficult to manufacture a uniform cell, but there is also an effect that a uniform cell can be obtained by using the stack having the above structure. Further, when a metal honeycomb body is manufactured by using the stack having the above-mentioned structure, a space portion having a desired volume is formed in the axial central portion of the metal honeycomb body, so that the exhaust gas is agitated and mixed in the space portion. It has been found that the advantages of uniformity of outside air gas purification ability and improvement of purification rate can also be obtained. In addition, it was also found that the heat capacity of the honeycomb body is small in the approximately central portion, so that the time until the catalyst is activated at the time of cold start is shortened, that is, the light-off performance is improved.

【0012】本発明は、前記した知見をベースに完成さ
れたものであり、本発明により排気ガス浄化能と耐久性
に優れたS字状タイプまたは巴状タイプのメタルハニカ
ム体を主要な構成要素とするメタル担体が提供される。
The present invention has been completed on the basis of the above-mentioned findings, and the main constituent element of the present invention is an S-shaped or bead-shaped metal honeycomb body excellent in exhaust gas purification performance and durability. A metal carrier is provided.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を交互
に所望段数に積層して形成した少なくとも一つのスタッ
ク(S)を使用し、前記各スタックの略中央部の外面に
巻回用治具を配設するとともに巻回成形し、各スタック
の各平板状帯材と波板状帯材の端部が外包する金属製ケ
ーシング内壁面に当接する構造とした排気ガス浄化用触
媒を担持するためのX−ラップタイプのメタルハニカム
体、及び前記メタルハニカム体を収容するためのメタル
ケーシング、とから成るメタル担体において、前記各ス
タック(S)が、略中央部に少なくとも1つの穴部を有
する平板状帯材及び/又は波板状帯材で構成されたこ
と、を特徴とするメタル担体に関するものである。
The present invention will be described in brief. The present invention is based on at least one stack formed by alternately laminating flat plate-shaped strips and corrugated strips made of thin metal plates in a desired number of stages. (S) is used, a winding jig is disposed on the outer surface of the substantially central portion of each stack, and the stack is wound and molded, and the flat plate-shaped strips and corrugated strip-shaped strips of each stack have end portions. A metal carrier comprising: an X-wrap type metal honeycomb body for supporting an exhaust gas purifying catalyst, which has a structure in contact with an inner wall surface of an outer metal casing, and a metal casing for housing the metal honeycomb body. 2. The metal carrier according to claim 1, wherein each of the stacks (S) is composed of a flat plate-shaped strip material and / or a corrugated plate-shaped strip material having at least one hole in a substantially central portion.

【0014】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は、図示
のものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。
The technical configuration and embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Needless to say, the present invention is not limited to the illustrated one.

【0015】前記したように、本発明は、メタル担体の
主要な構成要素である各種構造のメタルハニカム体のう
ち、特にS字状タイプ及び巴状タイプのメタルハニカム
体を改良しようとする点に特徴を有する。
As described above, the present invention aims to improve the S-shaped type and the B-shaped type of the metal honeycomb body having various structures which are the main constituent elements of the metal carrier. It has characteristics.

【0016】前記S字タイプのメタルハニカム体の製造
プロセスを含めた概要は、図7〜図9に示されている。
即ち、図7はS字状タイプのメタルハニカム体(H1
の正面図を示し、図7は前記メタルハニカム体(H1
を製造するために使用されるスタック(S´1)を示
し、図8は前記スタック(S´1 )の略中央部の上下外
面に二つの巻回成形用治具(W1 ,W2 )を配設し、該
巻回成形用治具を同一方向に巻回してS字状タイプのメ
タルハニカム体(H1 )を製造する方法を示している。
なお、図7〜図9において、図を明確にするために、一
部の平板状帯材と波板状帯材が示されているだけであ
り、他は省略されている。
An outline including the manufacturing process of the S-shaped metal honeycomb body is shown in FIGS.
That is, FIG. 7 shows an S-shaped metal honeycomb body (H 1 ).
7 is a front view of the metal honeycomb body (H 1 ) shown in FIG.
FIG. 8 shows a stack (S ′ 1 ) used to manufacture the same, and FIG. 8 shows two winding jigs (W 1 , W 2 ) on the upper and lower outer surfaces of the central portion of the stack (S ′ 1 ). And a winding jig is wound in the same direction to manufacture an S-shaped metal honeycomb body (H 1 ).
7 to 9, only some flat plate-shaped strips and corrugated strip-shaped strips are shown for clarity, and the others are omitted.

【0017】図示されるように、前記S字状タイプのメ
タルハニカム体(H1 )は、薄肉鋼板製の一組の平板状
帯材(1)と波板状帯材(2)を最小構成単位として製
作される。即ち、図8に示されるように平板状帯材
(1)と波板状帯材(2)を交互に所望段階に積層して
スタック(S´1 )を形成する。次いで図9に示される
ようにスタック(S´1 )の外表面(上面及び下面)に
二つの巻回成形用治具(W1 ,W2 )を配設し、該治具
を同一方向に巻回することにより、図7に示されるS字
状タイプのメタルハニカム体(H1 )が製作される。図
中、(3)はセルを示す。なお、図7に示されるよう
に、メタルハニカム体(H1 )の中心部において、スタ
ック(S´1 )がS字状にわん曲した形状となるため、
当業界においてはこの種のメタルハニカム体をS字状タ
イプと俗称している。従って、本発明においてS字状タ
イプのメタルハニカム体とは、前記製造プロセスによっ
て製造されるものの総称であることに留意されるべきで
ある。
As shown in the figure, the S-shaped metal honeycomb body (H 1 ) comprises a set of thin strip steel plates (1) and corrugated strips (2) as a minimum structure. It is manufactured as a unit. That is, as shown in FIG. 8, the flat strip (1) and the corrugated strip (2) are alternately laminated at a desired stage to form a stack (S ′ 1 ). Next, as shown in FIG. 9, two winding molding jigs (W 1 , W 2 ) are arranged on the outer surface (upper surface and lower surface) of the stack (S ′ 1 ) and the jigs are arranged in the same direction. By winding, the S-shaped metal honeycomb body (H 1 ) shown in FIG. 7 is manufactured. In the figure, (3) indicates a cell. In addition, as shown in FIG. 7, since the stack (S ′ 1 ) is curved in an S shape at the center of the metal honeycomb body (H 1 ),
In this industry, this type of metal honeycomb body is commonly called an S-shaped type. Therefore, it should be noted that the S-shaped metal honeycomb body in the present invention is a general term for those manufactured by the manufacturing process.

【0018】前記巴状タイプのメタルハニカム体の製造
プロセスを含めた概要は、図10〜図11に示されるも
のである。なお、図10は、巴状タイプのメタルハニカ
ム体(H2 )の正面図であるが、図を明確にするために
一部の平板状帯材と波板状帯材が示されているだけであ
り、他は省略されている。前記巴状タイプのメタルハニ
カム体(H2 )は、図11に示されるように、次のよう
にして製造されるものである。即ち、平板状帯材(1)
と波板状帯材(2)を所望段数に積層して形成した三つ
のスタック(S1 ´,S2 ´,S3 ´)を使用し、各ス
タックの中心角が120°になるように当接されて組合
わせる。次いで、各スタックの略中央部の外表面に一つ
づつ、合計三つの巻回成形用治具(W1 ,W2 ,W3
を図11に示されるように配設し、該治具を同一方向
(例えば時計回り方向)に巻回することにより、図10
に示される巴状タイプのメタルハニカム体(H2 )が製
作される。
The outline including the manufacturing process of the above-mentioned toe-shaped type metal honeycomb body is shown in FIGS. Note that FIG. 10 is a front view of the metal honeycomb body (H 2 ) of a barb type, but only some flat plate-shaped strips and corrugated strips are shown for clarity. And the others are omitted. The toe-shaped metal honeycomb body (H 2 ) is manufactured as follows, as shown in FIG. 11. That is, the flat strip (1)
Using three stacks (S 1 ′, S 2 ′, S 3 ′) formed by laminating the corrugated plate-shaped strip material (2) in a desired number of steps, the central angle of each stack is 120 °. Abut and combine. Next, a total of three winding molding jigs (W 1 , W 2 , W 3 ), one on the outer surface of the center of each stack
10 is arranged as shown in FIG. 11, and the jig is wound in the same direction (for example, clockwise direction), so that
The Tomoe type metal honeycomb body (H 2 ) shown in FIG.

【0019】前記したS字状タイプまたは巴状タイプの
メタルハニカム体は、前述したように例えば巻回タイプ
のメタルハニカム体と比較して耐久性、特に外周部の耐
久性が改善されたものである。しかしながら、外周部の
耐久性との相対関係において、逆に中心部の耐久性の改
善が強く要求されている。また、この種のS字状タイプ
のメタルハニカム体においては、前述した製造例から判
るように、スタック(S)の最小構成単位である平板状
帯材と波板状帯材を交互に当接させ、これを所望段階に
積層してスタック(S)を形成し、次いで該スタック
(S)をS字状または巴状の構造のものに巻回成形する
とき、特に加工中心となる各スタックの中央部の各最小
構成単位に大きな加工応力が印加し、相互に大きくズレ
を起こし平板状帯材と平板状帯材の間に波板状帯材が存
在しない領域を形成したり、また、ズレと連動して波板
状帯材の波形が変形されたりする。これらは、均一なセ
ル形状とセル密度をもったメタルハニカム体を製造する
上で、大きなマイナス要因となる。別言すれば、これら
はメタルハニカム体内部において触媒担持量の不均一分
布をもたらしたり、浄化能の不均一などをもたらすこと
はいうまでもないことである。
As described above, the above-mentioned S-shaped or Tomoe-shaped metal honeycomb body is improved in durability, especially in the outer peripheral portion, as compared with, for example, a wound type metal honeycomb body. is there. However, in contrast to the durability of the outer peripheral portion, conversely, improvement of the durability of the central portion is strongly demanded. Further, in this type of S-shaped metal honeycomb body, as can be seen from the above-described manufacturing example, flat plate-shaped strips and corrugated plate-shaped strips, which are the minimum constitutional units of the stack (S), are alternately contacted. And stacking these at a desired stage to form a stack (S), and then, when the stack (S) is roll-formed into an S-shaped or a toe-shaped structure, particularly when each stack is a processing center. A large processing stress is applied to each minimum structural unit in the central part, causing a large deviation from each other, forming a region where there is no corrugated strip between the flat strips, and there is also a gap. The corrugated shape of the corrugated strip may be deformed in conjunction with. These are major negative factors in manufacturing a metal honeycomb body having a uniform cell shape and cell density. In other words, it goes without saying that they cause a non-uniform distribution of the amount of catalyst carried inside the metal honeycomb body, and a non-uniform purification ability.

【0020】本発明は、特にS字状タイプまたは巴状タ
イプのメタルハニカム体の中心部の耐久性を向上させ、
合わせて前記した製造プロセスからくる欠点を解消する
ために、スタック(S)の略中央部に位置する部位に少
なくとも1つ以上の穴部を有する平板状帯材及び/又は
波板状帯材を使用してスタック(S)を構成する、とい
う技術的構成を採用する。前記した技術的構成の採用に
より、S字状タイプまたは巴状タイプのメタルハニカム
体は、その軸方向中央部に所望の空間スペースを有する
ことになる。従って該空間スペース部で軸方向の大きな
熱応力に基づく変形力を分断させることができ、テレス
コーピング現象を効果的に防止できる。また、帯材が加
工中心部に穴部を有することにより、スタックがスムー
ズに巻回成形されるため加工応力よる波形変形が防止さ
れ均一なセルを有するメタルハニカム体が製造できる。
以下、本発明の技術的構成の具体的な実施態様を説明す
る。
The present invention improves the durability of the central portion of an S-shaped or tongue-shaped metal honeycomb body,
In addition, in order to eliminate the drawbacks resulting from the above-mentioned manufacturing process, a flat plate-shaped strip and / or a corrugated plate-shaped strip having at least one or more holes in a portion located at the substantially central portion of the stack (S) is used. The technical configuration of using the stack (S) to configure is adopted. By adopting the above-mentioned technical configuration, the S-shaped or tongue-shaped metal honeycomb body has a desired space space in the central portion in the axial direction. Therefore, the deforming force based on the large thermal stress in the axial direction can be divided in the space portion, and the telescoping phenomenon can be effectively prevented. Further, since the band material has the hole portion at the processing center, the stack is smoothly wound and formed, so that the waveform deformation due to the processing stress is prevented, and the metal honeycomb body having uniform cells can be manufactured.
Hereinafter, specific embodiments of the technical configuration of the present invention will be described.

【0021】図1は、S字状タイプのメタルハニカム体
を製造するために使用される第一実施態様の穴部(A)
をもつスタック(S1 )の一部を透視した斜視図であ
る。なお、図1は前述した従来のスタック(S1 ´)を
示す図8に対応するものである。本発明のスタック(S
1 )が従来と大きく相違する点は、スタックの略中央部
に、上下方向に貫通して穴部(A)を有する点である。
図1のスタック(S1 )を構成するには、図2に示され
る帯材を使用すればよい。即ち、図2(A)の穴部
(a)を有する平板状帯材(1)と図2(B)の穴部
(a)を有する波板状帯材(2)を、所望段数に交互に
積重ねてスタック(stack) (S1 )を構成すればよい。
いうまでもないことであるが、両帯材(1、2)の穴部
(a)が、スタック(S1 )の穴部(A)を形成する。
図3は、前記図1に示されるスタック(S1 )を常法に
従って巻回形成(前述した図7〜図9に示される製造プ
ロセスを参照)して製作したS字状タイプのメタルハニ
カム体において、図1のI−I線断面図である。メタル
ハニカム体(H1 )の軸方向(紙面に垂直な方向)に所
望体積の空間スペース(SP)が形成されていることを
示している。
FIG. 1 shows the holes (A) of the first embodiment used for producing an S-shaped metal honeycomb body.
Is a perspective view seen through a part of the stack (S 1) with. Incidentally, FIG. 1 corresponds to FIG. 8 showing the above-mentioned conventional stack (S 1 ′). The stack of the present invention (S
1 ) is largely different from the conventional one in that it has a hole (A) penetrating in the vertical direction in the approximate center of the stack.
To construct the stack (S 1 ) of FIG. 1, the strips shown in FIG. 2 may be used. That is, the flat plate-shaped strip (1) having the hole (a) shown in FIG. 2A and the corrugated plate-shaped strip (2) having the hole (a) shown in FIG. To form a stack (S 1 ).
Needless to say, the holes (a) of both strips (1, 2) form the holes (A) of the stack (S 1 ).
3 is an S-shaped metal honeycomb body manufactured by winding the stack (S 1 ) shown in FIG. 1 according to a conventional method (see the manufacturing process shown in FIGS. 7 to 9 described above). 2 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 1. It is shown that a desired volume of space space (SP) is formed in the axial direction (direction perpendicular to the paper surface) of the metal honeycomb body (H 1 ).

【0022】本発明において、前記S字状タイプのメタ
ルハニカム体を製作するために使用される平板状帯材
(1)としては、通常のメタルモノリスタイプのハニカ
ム体を製作するときに使用されている帯材、例えばクロ
ム鋼(クロム13%〜25%)、Fe−Cr20%−A
l5%などの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこれに耐
高温酸化性を改善するために希土類金属(REM)を加
えた耐熱性のステンレス鋼など、厚さが0.04mm〜
0.1mmの帯材が使用される。また、波板状帯材(2)
としては、前記平板状帯材(1)から所定の略正弦波、
略三角波もしくは略台形波を有するように付加加工した
ものが使用される。なお、平板状帯材(1)と波板状帯
材(2)にAlを含有させたものや、あるいはその表面
にAl層を設けたものを熱処理して、その表面にウィス
カー状もしくはマッシュルーム状のアルミナ(Al2
3 )を析出させたものが好ましい。前記ウィイスカー状
などのアルミナは、Pt,Pd,Rhなどの排気ガス浄
化用触媒を担持するためのウォッシュコート層を強固に
保持することができるので好ましいものである。
In the present invention, the flat plate-shaped strip (1) used for producing the S-shaped metal honeycomb body is used when producing a normal metal monolith type honeycomb body. Strip material, such as chrome steel (chrome 13% to 25%), Fe-Cr 20% -A
Heat resistant stainless steel such as 15%, or heat resistant stainless steel in which rare earth metal (REM) is added to improve high temperature oxidation resistance, thickness of 0.04 mm ~
A strip of 0.1 mm is used. Also, corrugated strip (2)
Is a predetermined substantially sine wave from the flat strip (1),
The one additionally processed to have a substantially triangular wave or a substantially trapezoidal wave is used. It should be noted that the flat strip (1) and the corrugated strip (2) containing Al, or the surface of which an Al layer is provided are heat-treated to form whiskers or mushrooms on the surface. Alumina (Al 2 O
What precipitated 3 ) is preferable. The above-mentioned whisker-like alumina is preferable because it can firmly hold the washcoat layer for carrying the exhaust gas purifying catalyst such as Pt, Pd, and Rh.

【0023】本発明において、前記S字状タイプのメタ
ルハニカム体は、図7と図10に示されるように金属製
ケーシング(C)内に填入、固着されて使用されるもの
である。前記した金属製ケーシング(C)の素材として
は、前記メタルハニカム体を構成する帯材(1、2)と
同種の耐熱鋼を用いてもよいし、更に耐熱耐食性に富む
ものを用いてもよい。また、外側部分の金属材料を内側
部分より耐熱耐蝕性に富むものとした二重構造のもの、
具体的には内側部分にフェライト系ステンレス鋼を、外
側部分にオーステナイト系ステンレス鋼を使用したもの
を用いてもよい。
In the present invention, the S-shaped metal honeycomb body is used by being inserted and fixed in a metal casing (C) as shown in FIGS. 7 and 10. As the material of the metal casing (C) described above, heat resistant steel of the same kind as the strip materials (1, 2) forming the metal honeycomb body may be used, or a material having high heat and corrosion resistance may be used. . In addition, a double structure in which the metal material of the outer part is richer in heat resistance and corrosion resistance than the inner part,
Specifically, it is also possible to use one in which ferritic stainless steel is used for the inner part and austenitic stainless steel is used for the outer part.

【0024】図4は、本発明のメタルハニカム体を製造
するために使用される第二実施態様の穴部(A)を有す
るスタック(S1 )の断面図である。図4は、図1のI
−I線方向の断面図である。第二実施態様のものは、前
記図1で示される第一実施態様のものと比較して、穴部
(A)の形状が相違するものである。これにより、メタ
ルハニカム体の軸方向中心部に形成される空間スペース
部(SP)の形状も異なってくる。
FIG. 4 is a sectional view of a stack (S 1 ) having holes (A) of the second embodiment used for manufacturing the metal honeycomb body of the present invention. FIG. 4 shows I of FIG.
It is sectional drawing of the -I line direction. The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in the shape of the hole (A). As a result, the shape of the space space portion (SP) formed at the central portion in the axial direction of the metal honeycomb body also becomes different.

【0025】図5は、本発明のメタルハニカム体を製造
するために使用される第三実施態様の穴部(A)を有す
るスタック(S1 )の平面図である。第三実施態様のも
のは、第一実施態様のものと比較して、穴部(A)の平
面形状が矩形のものでなく長円(レーストラック)型の
ものである。このような場合、穴部(A)の隅部への応
力集中を回避することが出来るため、より耐久性を改善
することができる。
FIG. 5 is a plan view of the stack (S 1 ) having holes (A) of the third embodiment used for manufacturing the metal honeycomb body of the present invention. In the third embodiment, compared to the first embodiment, the hole (A) has an oblong (race track) type instead of a rectangular plan shape. In such a case, stress concentration on the corners of the hole (A) can be avoided, so that the durability can be further improved.

【0026】図6は、本発明のメタルハニカム体を製造
するために使用される第四実施態様の穴部(A)を有す
るスタック(S1 )の断面図である。第四実施態様のも
のは、第一実施態様のものと比較して、穴部(A)内
に、別のスタック(S2 )を配設している点である。前
記別のスタック(S2 )として、図示されているように
セル密度が小さいものが配設される。メタルハニカム体
の中心部においては、排気ガス流の流速分布が他部より
速いことを考慮し、前記した態様のスタック(S1 +S
2 )を用いることにより中心部の触媒担持量を増大させ
ることができるため、排気ガス浄化能を他部と同一にす
ることができる。
FIG. 6 is a sectional view of a stack (S 1 ) having holes (A) of a fourth embodiment used for manufacturing the metal honeycomb body of the present invention. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that another stack (S 2 ) is arranged in the hole (A). As the other stack (S 2 ), one having a small cell density is arranged as shown in the figure. Considering that the flow velocity distribution of the exhaust gas flow is faster in the central portion of the metal honeycomb body than in the other portions, the stack (S 1 + S
By using 2 ), the amount of catalyst supported in the central portion can be increased, so that the exhaust gas purification ability can be made the same as that of other portions.

【0027】図示しないが、本発明のメタルハニカム体
の製造のために使用されるスタック(S)は、前記実施
態様に示されるように上下方向に貫通した穴部(A)を
有するものに限定されない。平板状帯材と波板状帯材の
いずれか一方において、該穴部(A)に対応する部位
に、図2に示されるような穴部(a)を有しているもの
でスタック(S)を構成してもよいことはいうまでもな
いことである。
Although not shown, the stack (S) used for manufacturing the metal honeycomb body of the present invention is limited to one having a hole (A) penetrating in the vertical direction as shown in the above embodiment. Not done. One of the flat plate-shaped strip and the corrugated strip-shaped strip having a hole (a) as shown in FIG. 2 at a portion corresponding to the hole (A) is stacked (S). It is needless to say that the above may be configured.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明のメタル担体において、その主要
な構成要素であるS字状タイプまたは巴状タイプのメタ
ルハニカム体は、平板状帯材と波板状帯材を交互に所望
段数に積層して形成された所望数のスタック(S)を使
用し、前記各スタックの略中央部の外表面に巻回用治具
を配設するとともに、該治具により各スタック(S)を
巻回成形して製造されるものであるが、前記各スタック
(S)として略中央部に所望の数、所望の大きさ、所望
の形状の穴部を有する平板状帯材及び/又は波板状帯材
により構成されたものを使用する点に特徴を有する。従
って、本発明のS字状タイプまたは巴状タイプのメタル
ハニカム体は、前記構成のスタック(S)を使用するこ
とから、メタルハニカム体の軸方向中央部に所望容積の
空間スペースを有するものである。
In the metal carrier of the present invention, the main component of the metal honeycomb body of S-shaped type or Tomoe-shaped type is that the flat band material and the corrugated plate material are alternately laminated in the desired number of steps. Using a desired number of stacks (S) formed by the above, a winding jig is arranged on the outer surface of the substantially central portion of each stack, and each stack (S) is wound by the jig. Although formed by molding, a flat strip and / or a corrugated strip having a desired number, a desired size, and a desired shape of holes in substantially the center of each stack (S). It is characterized in that it is made of material. Therefore, since the S-shaped or tongue-shaped metal honeycomb body of the present invention uses the stack (S) having the above-mentioned structure, it has a space of a desired volume in the axial central portion of the metal honeycomb body. is there.

【0029】このため、該空間スペースにおいて、ハニ
カム体の中心部において発生する大きな熱応力に基づく
変形力を軸方向において効果的に分断させることが出来
るため、テレスコーピング現象の防止、及び該テレスコ
ーピングと連動した帯材の変形、座屈、亀裂、破損など
が防止される。
Therefore, in the space, the deformation force due to the large thermal stress generated in the central portion of the honeycomb body can be effectively divided in the axial direction, so that the telescoping phenomenon is prevented and the telescoping phenomenon is prevented. Deformation, buckling, cracking, breakage, etc. of the belt material linked with are prevented.

【0030】また、前記空間スペースにおいて、排気ガ
ス流が効果的に攪拌、混合されるため排気ガスの浄化率
を高めることが出来る。更に、前記スタック(S)から
巻回成形によりS字状タイプのメタルハニカム体を製造
する際、帯材(平板状帯材及び/又は波板状帯材)が、
大きな加工応力が印加される略中央部に穴部を有してい
ることからスムーズに巻回成形されるため、波板状帯材
の波形の変形が少なく均一セル形状、均一セル密度のメ
タルハニカム体を提供することができる。
Further, since the exhaust gas flow is effectively stirred and mixed in the space, the exhaust gas purification rate can be increased. Furthermore, when manufacturing an S-shaped metal honeycomb body from the stack (S) by winding molding, the strip material (flat plate strip material and / or corrugated strip material) is
The metal honeycomb with a uniform cell shape and uniform cell density has little deformation of the waveform of the corrugated strip material because it has a hole in the approximate center where large processing stress is applied, so it can be smoothly rolled and formed. The body can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第一実施態様のスタック(S1 )の一部を透
視した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a part of a stack (S 1 ) of a first embodiment seen through.

【図2】 第一実施態様のスタック(S1 )を構成する
一組の平板状帯材と波板状帯材を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a pair of flat plate-shaped strips and corrugated plate-shaped strips that constitute the stack (S 1 ) of the first embodiment.

【図3】 第一実施態様のスタック(S1 )を使用して
製作されたメタルハニカム体の軸心方向中央部の空間ス
ペース(SP)を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a space space (SP) at the central portion in the axial direction of the metal honeycomb body manufactured using the stack (S 1 ) of the first embodiment.

【図4】 第二実施態様のスタック(S1 )の断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view of a stack (S 1 ) according to a second embodiment.

【図5】 第三実施態様のスタック(S1 )の平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view of a stack (S 1 ) according to a third embodiment.

【図6】 第四実施態様のスタック(S1 )の断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view of a stack (S 1 ) according to a fourth embodiment.

【図7】 S字状タイプのメタルハニカム体の一部を省
略した正面図である。
FIG. 7 is a front view in which a part of the S-shaped metal honeycomb body is omitted.

【図8】 従来のS字状タイプのメタルハニカム体の製
造に供されるスタック(S´1 )の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a stack (S ′ 1 ) used for manufacturing a conventional S-shaped metal honeycomb body.

【図9】 S字状タイプのメタルハニカム体の製造法
(巻回成形法)を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing an S-shaped metal honeycomb body (rolling molding method).

【図10】 巴状タイプのメタルハニカム体の一部を省
略した正面図である。
FIG. 10 is a front view in which a part of a B-shaped metal honeycomb body is omitted.

【図11】 巴状タイプのメタルハニカム体の製造法
(巻回成形法)を説明する図である。
[Fig. 11] Fig. 11 is a diagram for explaining a manufacturing method (winding molding method) of a bead-shaped metal honeycomb body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MS ………メタル担体 H1 ,H2 ………メタルハニカム体 1 ………平板状帯材 2 ………波板状帯材 3 ………セル(網目状通気孔路) S´1 ,S´2 ,S´3 ………従来のスタック W1 ,W2 ,W3 ………巻回成形用治具MS ......... metal carrier H 1, H 2 ......... metallic honeycomb body 1 ......... flat strip 2 ......... wave plate strip 3 ......... cell (reticulated vent path) S'1, S'2, S'3 ......... conventional stacked W 1, W 2, W 3 ......... winding molding jig

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
を交互に所望段数に積層して形成した少なくとも一つの
スタック(S)を使用し、前記各スタックの略中央部の
外面に巻回用治具を配設するとともに巻回成形し、各ス
タックの各平板状帯材と波板状帯材の端部が外包する金
属製ケーシング内壁面に当接する構造とした排気ガス浄
化用触媒を担持するためのメタルハニカム体、及び前記
メタルハニカム体を収容するためのメタルケーシング、
とから成るメタル担体において、 前記各スタック(S)が、略中央部に少なくとも1つの
穴部を有する平板状帯材及び/又は波板 状帯材で構成
されたこと、を特徴とするメタル担体。
1. Use of at least one stack (S) formed by alternately laminating flat band-shaped strips and corrugated strips made of thin metal plates in a desired number of stages, and using the stacks at the substantially central portion of each stack. Exhaust gas with a structure in which a winding jig is placed on the outer surface and winding molding is performed, and the ends of the flat strips and corrugated strips of each stack are in contact with the inner wall surface of the metal casing A metal honeycomb body for carrying a purification catalyst, and a metal casing for housing the metal honeycomb body,
In the metal carrier consisting of, each of the stacks (S) is composed of a flat plate-shaped band member and / or a corrugated plate-shaped band member having at least one hole in a substantially central portion thereof. .
【請求項2】 各スタックが、略中央部に各スタックの
上下方向に貫通した穴部を有するものである請求項1に
記載のメタル担体。
2. The metal carrier according to claim 1, wherein each of the stacks has a hole that is formed at a substantially central portion of the stack and penetrates the stack in the vertical direction.
【請求項3】 貫通した穴部が、所望形状のものである
請求項2に記載のメタル担体。
3. The metal carrier according to claim 2, wherein the through hole has a desired shape.
【請求項4】 各スタックが、略中央部に穴部を有する
とともに、前記穴部に他のスタックを収容させて構成さ
れたものである請求項2に記載のメタル担体。
4. The metal carrier according to claim 2, wherein each stack has a hole portion at a substantially central portion thereof, and the hole portion accommodates another stack.
【請求項5】 各スタックを構成する平板状帯材のみ
が、略中央部に穴部を有するものである請求項1に記載
のメタル担体。
5. The metal carrier according to claim 1, wherein only the flat plate-shaped strip material forming each stack has a hole in a substantially central portion.
【請求項6】 各スタックを構成する波板状帯材のみ
が、略中央部に穴部を有するものである請求項1に記載
のメタル担体。
6. The metal carrier according to claim 1, wherein only the corrugated plate-shaped strip material forming each stack has a hole portion at a substantially central portion.
【請求項7】 メタルハニカム体が、S字状タイプまた
は巴状タイプのものである請求項1に記載のメタル担
体。
7. The metal carrier according to claim 1, wherein the metal honeycomb body is of an S-shaped type or a B-shaped type.
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