JPH07308584A - Metallic carrier - Google Patents

Metallic carrier

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Publication number
JPH07308584A
JPH07308584A JP6127101A JP12710194A JPH07308584A JP H07308584 A JPH07308584 A JP H07308584A JP 6127101 A JP6127101 A JP 6127101A JP 12710194 A JP12710194 A JP 12710194A JP H07308584 A JPH07308584 A JP H07308584A
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JP
Japan
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metal
honeycomb body
casing
metal honeycomb
stack
Prior art date
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Pending
Application number
JP6127101A
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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Filing date
Publication date
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Priority to JP6127101A priority Critical patent/JPH07308584A/en
Publication of JPH07308584A publication Critical patent/JPH07308584A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/28Seam welding of curved planar seams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
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    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/02Honeycomb structures

Abstract

PURPOSE:To obtain a metallic carrier excellent in ability to prevent disconnection between both elements of a metallic honeycomb body and a metal-made casing and excellent in durability in the center part (axial direction and radial direction) and economy by fixing both structural elements of the metallic honeycomb body and the metal-made casing to each other from the outside of the metal-made casing by the beam welding method. CONSTITUTION:This metallic carrier is composed of the metallic honeycomb body XH for carrying an exhaust gas purifying catalyst and the metal-made casing C for housing the metallic honeycomb body XH. The metallic honeycomb body XH has a structure formed by using at least three stacks formed by laminating alternately a thin metallic plate-made planar belt-like material and a corrugated belt-like material in a desired number of stages, allowing each stack to be in contact with each other at the contact end part of one end and winding around the contact end part in the same direction so as to allow the planar belt-like material and the corrugated belt-like material of each stack to be in contact with the inside wall surface of the wrapping metal-made casing C. Both structural elements of the metallic honeycomb body XH and the metal-made casing C are fixed from the outside of the casing C by beam welding with a laser beam welder L.

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。)、及び前記
メタルハニカム体を外包する金属製ケーシング(以下、
メタルケーシングともいう。)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. A honeycomb body), and a metal casing (hereinafter, referred to as a metal casing) that encloses the metal honeycomb body.
Also called a metal casing. ) As a main component.

【0002】更に詳しくは、本発明は、特にメタルハニ
カム体として、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を主要な構成要素と
し、前記メタルハニカム体との関連でメタルケーシング
との固着にビーム溶接法を適用することにより、両構成
要素の離体(脱離)防止能やこの種のX−ラップタイプ
のメタルハニカム体において大きな問題とされている中
心部の耐久性に優れるとともに、ろう接合方式のものと
比べて経済性に優れたメタル担体を提供するものであ
る。
More specifically, the present invention relates to an X for carrying an exhaust gas purifying catalyst, particularly as a metal honeycomb body.
-A lap-type metal honeycomb body is used as a main constituent element, and a beam welding method is applied to fix the metal honeycomb body to the metal casing in relation to the metal honeycomb body to prevent the separation (desorption) of both constituent elements. It is an object of the present invention to provide a metal carrier which is excellent in durability of the central portion, which is a major problem in this type of X-wrap type metal honeycomb body, and which is more economical than the brazing method.

【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、ろう接や溶接などの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、金属製ケーシングの内
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. Particularly, since excessive thermal stress concentrates and accumulates on the outer peripheral portion of the metal honeycomb body that abuts on the inner wall surface of the metal casing and a portion in the vicinity thereof, a flat plate-shaped strip material or a corrugated plate-shaped strip material forming the metal honeycomb body is formed. Buckles, breaks or cracks, and reduces 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、金属製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62−27
3051号、特公表3−502544号、特公表3−5
02660号、特開平4−227855号などに、S字
状タイプ、巴状タイプ、X−ラップタイプ(卍状)タイ
プのメタル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 contacts the inner wall surface of the metal casing is proposed. For example,
As a metal honeycomb body having the above structure, Japanese Patent Laid-Open No. 62-27
No. 3051, Special Publication No. 3-502544, Special Publication 3-5
No. 02660, Japanese Patent Laid-Open No. 4-227855, etc., propose an S-shaped type, a tongue-shaped type, and an X-wrap type (swastoid) type metal honeycomb body.

【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が金属製ケーシン
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, one minimum constitutional unit composed of a set of flat plate-shaped strip and corrugated plate-shaped strip as described above is arranged along the inner wall surface of the metal casing. In contrast to abutting, each end of a predetermined number of minimum constituent units abuts the inner wall surface of the metal casing, so that thermal stress can be absorbed and relaxed at each end, and This is because the durability can be improved.

【0008】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X−ラッ
プ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巻回タイプのメタルハニカム体よ
りも改善されたものである。しかしながら、前記X−ラ
ップタイプのメタルハニカム体を主要な構成要素とする
メタル担体に対する性能向上の要求が高まっており、例
えばメタルハニカム体の金属製ケーシングからの離体
(脱離)の防止、メタルハニカム体中心部の耐久性の向
上、などが要求されている。
Among various types of metal honeycomb bodies other than the wound type constituting the above-mentioned metal carrier, especially in the X-wrap type metal honeycomb body, the durability of the outer peripheral portion is the wound type metal honeycomb as described above. It is an improvement over the body. However, there is an increasing demand for improved performance of a metal carrier having the X-wrap type metal honeycomb body as a main constituent element. For example, prevention of detachment (desorption) of a metal honeycomb body from a metal casing, metal It is required to improve the durability of the central part of the honeycomb body.

【0009】前記したX−ラップ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に対する要求特
性のうち、メタルハニカム体の金属ケーシングからの離
体(脱離)は、メタルハニカム体の外周面部と金属製ケ
ーシングの内周面部の温度勾配差に由来するもので、更
に外部振動の付加により増長されるものである。また、
メタルハニカム体の中心部の耐久性の低下は、メタルハ
ニカム体の中心部と外周部の温度勾配差に由来するもの
で、メタルハニカム体の中心部がメタルハニカム体の軸
方向に飛び出してしまう現象(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。
Among the characteristics required for the metal carrier whose main constituent is the X-wrap type metal honeycomb body, the metal honeycomb body is detached from the metal casing (desorption) by the outer peripheral surface portion of the metal honeycomb body. And due to the difference in temperature gradient between the inner peripheral surface of the metal casing, and is further increased by the addition of external vibration. Also,
The decrease in durability of the central part of the metal honeycomb body is caused by the temperature gradient difference between the central part and the outer peripheral part of the metal honeycomb body, and the central part of the metal honeycomb body pops out in the axial direction of the metal honeycomb body. The prevention or suppression of (called telescoping, film out, etc.) is a major issue.

【0010】特に、前記X−ラップ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
積重ねて形成した少なくとも三つのスタック(X1 〜X
n ,nは3以上の整数)を一端の当接端部で相互に当接
させるとともに、該当接端部を中心にして各スタックを
同一方向に巻回して製作されることから、その中心部は
メタルハニカム体内部で発生する大きな熱応力に対して
弱い構造のものとなっている。従って、X−ラップタイ
プのメタルハニカム体においては、前者のメタルハニカ
ム体とメタルケーシングの離体(脱離)防止能の向上は
もとより、メタルハニカム体の構造上、その中心部の耐
久性(耐サーマルショック性)の向上については特段の
考慮がなされなければならないものである。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。
In particular, the X-wrap type metal honeycomb body has at least three stacks (X 1 to X) formed by alternately stacking flat plate-shaped band members and corrugated plate-shaped band members in a desired number of stages.
(n , n is an integer of 3 or more) are abutted to each other at one contact end, and each stack is wound around the contact end in the same direction. Has a structure that is weak against a large thermal stress generated inside the metal honeycomb body. Therefore, in the X-wrap type metal honeycomb body, in addition to the improvement of the former metal honeycomb body and the metal casing for preventing separation (separation), the structure of the metal honeycomb body has durability (resistance Special consideration must be given to the improvement of thermal shock resistance). Deformation, buckling of the strip material (a flat strip material and a corrugated strip material) forming the metal honeycomb body in conjunction with the telescoping phenomenon,
Since cracks and breakages are induced, how to reduce these defects must be considered.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記したX
−ラップ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(MS)の欠点を解消しようとするもの
である。本発明者らは、前記欠点を解消すべく鋭意検討
を加えた。その結果、メタル担体の構成要素としてのX
−ラップタイプのメタルハニカム体と金属製ケーシング
の固着法において、従来のろう接合法に代えて金属製ケ
ーシングの外側からビーム溶接法を適用した場合、従来
の渦巻状巻回タイプにみられない前記メタルハニカム体
独自の構造との関連で、ビーム溶接による縫線接合(な
お、本発明のビーム溶接法と従来のろう接合法の間に
は、正確性には欠けるが点接合と線接合の相違があると
いえる。)にも拘わらず、両構成要素の離体に耐する耐
久性に優れていることが見い出された。
The present invention is based on the above-mentioned X
-To overcome the drawbacks of a metal carrier (MS) having a lap-type metal honeycomb body as a main component. The present inventors have diligently studied to solve the above-mentioned drawbacks. As a result, X as a component of the metal carrier
-When the beam welding method is applied from the outside of the metal casing in place of the conventional brazing method in the method of fixing the lap type metal honeycomb body and the metal casing, the above-mentioned phenomenon which is not found in the conventional spiral wound type In connection with the structure unique to the metal honeycomb body, the seam joining by beam welding (the beam welding method of the present invention and the conventional brazing method are not accurate, but the difference between the point welding and the line welding) However, it has been found that the two components have excellent durability to withstand separation from each other.

【0012】また、X−ラップタイプのメタルハニカム
体の構成部材、即ち平板状帯材と波板状帯材の各端部が
金属製ケーシングの内壁面にビーム溶接により固着され
るため、メタルハニカム体内部に大きな熱応力に基づく
変形力が発生し各端部が金属製ケーシング内壁面の当接
部で変形しようとするとき、各溶接点からの反力により
メタルハニカム体内部の剛性が高められることからメタ
ルハニカム体の軸方向はもとより半径方向の耐久性も改
善されるということも見い出された。更には、両構成要
素(メタルハニカム体とメタルケーシング)をビーム溶
接法により固着するだけで十分に耐久性のあるメタル担
体(MS)が製造されるため、従来の高価なNi径など
の高温ろう材を使用するろう接合のものと比べて高い生
産性のもとに経済性に優れるメタル担体を製造すること
ができることも見い出された。
Further, since the respective end portions of the X-wrap type metal honeycomb member, that is, the flat plate-shaped band member and the corrugated plate-shaped band member are fixed to the inner wall surface of the metal casing by beam welding, the metal honeycomb When a deforming force based on a large thermal stress is generated inside the body and each end tries to deform at the abutting part of the inner wall surface of the metal casing, the reaction force from each welding point increases the rigidity inside the metal honeycomb body. Therefore, it was also found that the durability in the radial direction as well as the axial direction of the metal honeycomb body is improved. Furthermore, since the metal carrier (MS) having sufficient durability is manufactured only by fixing both components (the metal honeycomb body and the metal casing) by the beam welding method, the conventional high temperature brazing material such as Ni diameter and the like It has also been found that it is possible to manufacture a metal carrier which is excellent in economic efficiency and has high productivity as compared with brazing using a material.

【0013】本発明は、前記した知見をベースにして完
成されたものであり、本発明によりメタルハニカム体と
金属製ケーシングの離体(脱離)の防止はもとより、メ
タルハニカム体の軸方向と半径方向の耐久性に優れた経
済的なX−ラップ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. The present invention not only prevents separation (separation) between the metal honeycomb body and the metal casing, but also in the axial direction of the metal honeycomb body. Provided is a metal carrier mainly composed of an economical X-wrap type metal honeycomb body having excellent radial durability.

【0014】[0014]

【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三つのスタッ
ク(X1 〜Xn ,nは3以上の整数)を使用し、前記各
スタックを一端の当接端部で相互に当接させるととも
に、該当接端部を中心に同一方向に巻回成形し、各スタ
ックの各平板状帯材と波板状帯材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(XH)と、前記メ
タルハニカム体を収容する金属製ケーシング(C)、と
から成るメタル担体において、(i) 前記メタルハニカム
体(XH)と金属製ケーシング(C)の両構成要素が、
金属製ケーシング(C)の外側からビーム溶接法により
固着されたものである、ことを特徴とするメタル担体に
関するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention will be described in brief. The present invention provides at least three stacks formed by alternately laminating flat band-shaped strips and corrugated plate-shaped strips made of thin metal plates in a desired number of stages. (X 1 to X n , n is an integer of 3 or more) are used, and the stacks are brought into contact with each other at their abutting end portions, and the stack is formed in the same direction around the abutting end portion. A metal honeycomb body (XH) for carrying an exhaust gas purifying catalyst having a structure in which each flat plate member of each stack and a corrugated plate member are in contact with an inner wall surface of a metal casing encased therein; A metal carrier comprising a metal casing (C) for accommodating a body, and (i) both components of the metal honeycomb body (XH) and the metal casing (C),
The present invention relates to a metal carrier, which is fixed from the outside of a metal casing (C) by a beam welding method.

【0015】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 construction 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.

【0016】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メタルハニカム体と金属製ケーシ
ングにおいて、メタルハニカム体を特殊の構造をもった
X−ラップタイプのもので構成し、それとの関連性で金
属製ケーシングとの固着にビーム溶接法を適用し、メタ
ル担体の特性を向上させる点に特徴を有する。
As described above, according to the present invention, in the metal honeycomb body and the metal casing, which are the main constituent elements of the metal carrier, the metal honeycomb body is constituted by an X-wrap type having a special structure, In connection with this, the beam welding method is applied to the fixing to the metal casing to improve the characteristics of the metal carrier.

【0017】本発明のメタル担体は、第一にメタルハニ
カム体として特殊な構造を有するX−ラップタイプのメ
タルハニカム体を使用する点に特徴を有する。ここに、
本発明の理解のために、メタル担体(MS)の主要な構
成要素であるX−ラップタイプのメタルハニカム体(X
H)について説明する。X−ラップタイプのメタルハニ
カム体(XH)とその製造プロセスを含めた概要は、図
9〜図11に示されている。即ち、図9はX−ラップタ
イプのメタルハニカム体(XH)の正面図を示し(但
し、金属製ケーシングも示されている。)、図10は前
記メタルハニカム体(XH)を製造するために使用され
る一つのスタック(X1 )の斜視図を示し、図11は前
記メタルハニカム体(XH)を製造するために使用され
る四つのスタック(X1 ,X2 ,X3 ,X4 )とその配
設関係を示し、図12は図9に示されるX−ラップタイ
プのメタルハニカム体(XH)の中心部の拡大図であ
る。なお、図9〜図12において、図を明確にするため
に、一部の平板状帯材(1)と波板状帯材(2)を示し
ているだけであり、他は省略されている。
The metal carrier of the present invention is characterized in that an X-wrap type metal honeycomb body having a special structure is used as the metal honeycomb body. here,
For the understanding of the present invention, an X-wrap type metal honeycomb body (X
H) will be described. An outline including the X-wrap type metal honeycomb body (XH) and its manufacturing process is shown in FIGS. 9 to 11. That is, FIG. 9 is a front view of an X-wrap type metal honeycomb body (XH) (however, a metal casing is also shown), and FIG. 10 is for manufacturing the metal honeycomb body (XH). FIG. 11 shows a perspective view of one stack (X 1 ) used, and FIG. 11 shows four stacks (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) used for manufacturing the metal honeycomb body (XH). FIG. 12 is an enlarged view of the central portion of the X-wrap type metal honeycomb body (XH) shown in FIG. 9 to 12, only a part of the flat plate-shaped strip (1) and the corrugated plate-shaped strip (2) are shown in order to clarify the drawings, and the other parts are omitted. .

【0018】本発明のX−ラップタイプのメタルハニカ
ム体(XH)の形状構造は、図9のものに限定されず、
例えば特開平4−227855号などに開示されたもの
が対象となる。即ち、X−ラップタイプのメタルハニカ
ム体(XH)を構成する各スタック(X1 〜Xn )の正
面(断面)形状や当接端部の設定方式を変化させること
により、正面形状が前記図9に示される円形のものだけ
でなく、楕円形、レーストラック形など種々の形状をし
たメタルハニカム体が対象となる。当業界において、図
9〜図12に示されるように、この種のメタルハニカム
体は、各スタックの当接端部(メタルハニカム体の中心
部)における当接状態が、X字状または卍状になってい
るため、X−ラップまたは卍状タイプと俗称されてい
る。
The shape structure of the X-wrap type metal honeycomb body (XH) of the present invention is not limited to that shown in FIG.
For example, those disclosed in JP-A-4-227855 are applicable. That is, by changing the front (cross-section) shape of each stack (X 1 to X n ) forming the X-wrap type metal honeycomb body (XH) and the setting method of the contact end, the front shape is the same as the above-mentioned figure. Not only the circular shape shown in FIG. 9 but also various shapes such as an elliptical shape and a race track shape are targeted. In the art, as shown in FIGS. 9 to 12, in this type of metal honeycomb body, the contact state at the contact end portion (center portion of the metal honeycomb body) of each stack is X-shaped or swollen. Therefore, it is commonly called X-wrap or swastika type.

【0019】前記したX−ラップタイプのメタルハニカ
ム体(XH)は、(イ)薄肉金属板製の平板状帯材
(1)と波板状帯材(2)を交互に所望段数に積重ねて
少なくとも三つ以上の複数のスタック(stack) を形成
し、(ロ)前記各スタックをその一端部で相互に所望の
治具等を用いて当接させ、(ハ)次いで前記当接体を該
当接端部を中心にして各スタックが同一方向に巻回され
るように巻回成形する、という製作工程により製作され
るものである。前記(ロ)工程において使用された各ス
タックの一端部を保持または挟持するに適した所望構造
の治具は、該治具を中心に各スタックを同一方向に巻回
成形してX−ラップタイプのメタルハニカム体(XH)
を製作した後、抜去してもよいしあるいはメタルハニカ
ム体(XH)と一体化してもよい。本発明において、X
−ラップタイプのメタルハニカム体(XH)とは、前記
した製造プロセスによって製造されるものの総称である
ことに留意すべきである。なお、平板状帯材(1)と波
板状帯材(2)からスタックを形成し、次いで巻回成形
することにより図示されるように排気ガスの通路となる
多数のセル(3)が自動的に形成される。図9のもの
は、(ロ)の段階で各スタックの一端を90°の交角を
もって当接させ、(ハ)の段階で巻回成形してX−ラッ
プタイプのメタルハニカム体(XH)としたものであ
る。
The X-wrap type metal honeycomb body (XH) described above is formed by alternately stacking (a) a flat metal strip (1) and a corrugated strip (2) made of a thin metal plate in a desired number of stages. At least three or more stacks are formed, and (b) the stacks are brought into contact with each other at their one ends using a desired jig or the like. It is manufactured by a winding process in which each stack is wound around the contact end in the same direction. A jig having a desired structure suitable for holding or sandwiching one end of each stack used in the step (b) is an X-wrap type in which each stack is wound around the jig in the same direction. Metal honeycomb body (XH)
After manufacturing, it may be removed or integrated with the metal honeycomb body (XH). In the present invention, X
It should be noted that the wrap type metal honeycomb body (XH) is a generic term for those manufactured by the manufacturing process described above. As shown in the figure, a large number of cells (3) serving as exhaust gas passages are automatically formed by forming a stack from the flat strip (1) and the corrugated strip (2), and then forming the stack. Formed. In the structure shown in FIG. 9, one end of each stack was brought into contact with each other at an intersection angle of 90 ° in the step (b), and winding-molded in the step (c) to obtain an X-wrap type metal honeycomb body (XH). It is a thing.

【0020】前記X−ラップタイプのメタルハニカム体
(XH)は、図9に示されるように金属製ケーシング
(C)内に填装、固着され、メタル担体(MS)とされ
る。なお、前記固着手段として本発明はビーム溶接法を
適用するものであるが、この点は本発明の最大の特徴点
であるため、その詳細は後述される。
The X-wrap type metal honeycomb body (XH) is packed and fixed in a metal casing (C) as shown in FIG. 9 to form a metal carrier (MS). The present invention applies the beam welding method as the fixing means, but since this point is the greatest feature of the present invention, its details will be described later.

【0021】前記したX−ラップタイプのメタルハニカ
ム体(XH)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、前述したよう
にメタルハニカム体と金属製ケーシングの離体(脱離)
に対する耐久性の向上、及びこれらメタルハニカム体の
改善された外周部の耐久性との相対関係において、逆に
中心部(軸方向及び半径方向)の耐久性の改善が強く要
求されている。
As described above, the X-wrap type metal honeycomb body (XH) has improved durability, particularly the durability of the outer peripheral portion, as compared with, for example, a wound type metal honeycomb body. . However, as described above, the metal honeycomb body and the metal casing are separated (disengaged).
With respect to the improvement of the durability against the above, and the relative relationship with the improved durability of the outer peripheral portion of these metal honeycomb bodies, conversely, the improvement of the durability of the central portion (axial direction and radial direction) is strongly demanded.

【0022】本発明は、X−ラップ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において、前
記した要求課題に対応するために前記した技術的構成を
採用するものである。即ち、本発明は、メタル担体の主
要な構成要素であるX−ラップタイプのメタルハニカム
体(XH)と金属製ケーシング(C)の固着手段とし
て、これら特殊構造のメタルハニカム体との関連性にお
いてビーム溶接法を適用する点に最大の特徴点がある。
本発明において、前記ビーム溶接法とは従来公知の方法
であり、例えばレーザビーム溶接法、電子ビーム溶接
法、プラズマビーム溶接法などを意味するものである。
以下、本発明の具体的な実施態様を図面を参照して説明
するが、本発明はこれら実施態様のものに限定されな
い。なお、図を明確化するために、一部の平板状帯材
(1)と波板状帯材(2)のみを示す。
The present invention adopts the above-mentioned technical structure in order to meet the above-mentioned required problems in a metal carrier having an X-wrap type metal honeycomb body as a main constituent element. That is, the present invention relates to a metal honeycomb body of these special structures as a means for fixing the X-wrap type metal honeycomb body (XH), which is a main component of the metal carrier, and the metal casing (C). The greatest feature is that the beam welding method is applied.
In the present invention, the beam welding method is a conventionally known method and means, for example, a laser beam welding method, an electron beam welding method, a plasma beam welding method or the like.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. In order to clarify the drawing, only a part of the flat plate-shaped strip (1) and the corrugated plate-shaped strip (2) are shown.

【0023】図1〜図3は、本発明の第一実施態様のメ
タル担体(MS)を説明するための図である。本発明の
メタル担体(MS)は、ビーム溶接の点を除いて前記図
9〜図12で説明した製造プロセスに従って製造される
ものである。即ち、スタック(X1 )を巻回成形してX
−ラップタイプのメタルハニカム体(XH)を製造し、
該メタルハニカム体(XH)をメタルケーシング(C)
内に填装、収納する。次いで図示されるように、メタル
ケーシング(C)の外側からCO2 レーザなどを使用し
たレーザビーム溶接機(L)によりレーザビームを所望
部位に照射して溶接することにより本発明のメタル担体
(MS)が製造される。本発明の第一実施態様のメタル
担体(MS)は、図示されるようにメタルケーシング
(C)の略中央部において所望の波高とピッチ幅を有す
る波形の溶接縫線(L1 )が形成されるようにレーザビ
ームを照射することにより製造されたものである。しか
し、本発明は前記したビーム溶接の態様に限定されず、
以下に各種の変形例が示される。
FIGS. 1 to 3 are views for explaining a metal carrier (MS) according to the first embodiment of the present invention. The metal carrier (MS) of the present invention is manufactured according to the manufacturing process described in FIGS. 9 to 12 except for beam welding. That is, the stack (X 1 ) is rolled and formed into X
-Manufacture wrap type metal honeycomb body (XH),
The metal honeycomb body (XH) is replaced with a metal casing (C)
Fit inside and store. Next, as shown in the drawing, a laser beam welding machine (L) using a CO 2 laser or the like is applied to the desired portion of the metal carrier (C) from the outside of the metal casing (C) to weld the metal carrier (MS) of the present invention. ) Is manufactured. In the metal carrier (MS) of the first embodiment of the present invention, as shown in the figure, a corrugated welding seam (L 1 ) having a desired wave height and pitch width is formed in a substantially central portion of the metal casing (C). It is manufactured by irradiating a laser beam. However, the present invention is not limited to the above-described beam welding mode,
Various modifications are shown below.

【0024】図2〜図3は、本発明の技術的構成により
もたらされる優位性を説明するための図である。図2
は、前記の態様で製造されたメタル担体(MS)におい
て、溶接縫線(L1 )を横切る断面でみたメタル担体
(MS)の一部断面図である。図2において、FH はメ
タル担体(MS)の使用中、メタルハニカム体(XH)
内部に発生する熱応力に基づく変形力を示す。前記変形
力(FH )は、メタルハニカム体(XH)が、高温度の
排気ガスの通過、及び該排気ガスと担持触媒との間の発
熱的接触反応により高温下にさらされ、その内部に熱応
力が発生することに基づく。そして、前記熱応力に基づ
く変形力(FH )は、各帯材(平板状帯材と波板状帯
材)を介し、かつその巻回方向に図示のように各帯材の
端部の方向へ伝播する。
2 to 3 are views for explaining the superiority brought about by the technical constitution of the present invention. Figure 2
[FIG. 3] is a partial cross-sectional view of the metal carrier (MS) manufactured in the above-described mode, as seen in a cross-section crossing the welding seam (L 1 ). In FIG. 2, F H is a metal honeycomb body (XH) during use of the metal carrier (MS)
Deformation force based on thermal stress generated inside is shown. The deforming force (F H ) is applied to the metal honeycomb body (XH) at a high temperature due to the passage of the exhaust gas at a high temperature and the exothermic contact reaction between the exhaust gas and the supported catalyst. It is based on the occurrence of thermal stress. Then, the deformation force (F H ) based on the thermal stress is applied to each strip (a flat strip and a corrugated strip) through the strips and in the winding direction as shown in the figure. Propagate in the direction.

【0025】図2において、FW は帯材端部とメタルケ
ーシング(C)内壁面との溶接縫線(L1 )上の溶接点
(W)からの前記変形力(FH )に対向する反力
(FW )を示す。図3の如く、溶接点(W)が形成され
ない場合、各帯材の端部はメタルハニカム体(XH)内
部の熱応力に基づく前記変形力(FH )によりメタルケ
ーシング(C)の内壁面に沿ってズレ変形を起こす。こ
のため、溶接点(W)が形成された場合と比較して各帯
材の端部とメタルケーシング(C)内壁面との相互作用
による応力の緩和効果が低減されるだけでなく、各帯材
端部の変形、座屈、これらに連動した帯材の破損などが
生じる。一方、図2のように溶接点(W)があると、前
記変形力(FH )は溶接点(W)からの反力(FW )に
より前記欠点は解消され、溶接点(W)を中心にして変
形力(FW )の緩和が行なわれる。更に、反力(FW
により、高温下にあるハニカム体(XH)の剛性が高め
られるためメタルハニカム体(XH)の半径方向はもと
より軸方向(排気ガス流方向)の耐久性が改善されるこ
とになる。前記反力(FW )は、X−ラップタイプのメ
タルハニカム体(XH)の中心部の脆弱性を補強するも
のであり極めて大きな意義を有する。
In FIG. 2, F W opposes the deforming force (F H ) from the welding point (W) on the welding seam (L 1 ) between the end of the strip and the inner wall surface of the metal casing (C). The reaction force (F W ) is shown. As shown in FIG. 3, when the welding point (W) is not formed, the ends of the strips are deformed (F H ) based on the thermal stress inside the metal honeycomb body (XH) to cause the inner wall surface of the metal casing (C). Deformation occurs along the line. Therefore, as compared with the case where the welding point (W) is formed, not only the stress relaxation effect due to the interaction between the end of each strip and the inner wall surface of the metal casing (C) is reduced, but also each strip is reduced. Deformation of the material end, buckling, and breakage of the belt material linked to these may occur. On the other hand, if there is a welding point (W) as shown in FIG. 2, the above-mentioned defects are eliminated by the reaction force (F W ) from the welding point (W), and the above-mentioned deformation force (F H ) is eliminated. The deformation force (F W ) is relaxed around the center. Furthermore, the reaction force ( FW )
As a result, the rigidity of the honeycomb body (XH) at high temperature is increased, so that the durability of the metal honeycomb body (XH) is improved not only in the radial direction but also in the axial direction (exhaust gas flow direction). The reaction force ( FW ) reinforces the fragility of the central portion of the X-wrap type metal honeycomb body (XH) and has an extremely great significance.

【0026】前記した溶接点(W)の形成法として、従
来技術のところで説明したように渦巻巻回タイプのメタ
ルハニカム体とメタルケーシングの固着手段として公知
のろう接合法の採用が考えられる。前記したろう接合法
は、実質的には、メタルケーシング(C)の内壁面に高
価なNi系などの高温ろう材の被覆層を形成し、次いで
メタルハニカム体を収容して真空炉内、非酸化性雰囲気
下で高温ろう付けを行なうものである。前記したことか
ら明らかのように、ろう接合の場合、次のような欠点が
招来される。 ・溶接点(W)の形成が、本発明の縫線接合(点接合)
に対して高価なろう材を使用した線接合であるため非経
済的であり、また生産性も悪いものである。 ・溶接点(W)が本発明に比較してあまりにも多く形成
されてしまうため、S字状タイプまたは巴状タイプのメ
タルハニカム体を使用したことの利点が半減される。こ
れは、各帯材端部が全て溶接されるため、この部分が剛
構造のものとなり、内部応力を緩和しにくい構造のもの
となるためである。 ・面状にろう材被覆層を形成するため、ろう材の構成成
分と帯材及びメタルケーシングの構成成分が反応し、こ
れら帯材やメタルケーシングを劣化させてしまう。 ・ろう接合方式は、実質的には真空炉内、非酸化性雰囲
気下、1000℃以上の高温下で長時間掛けて行なわれ
るため、生産性が低いうえ、経済性に劣るものである。
As a method of forming the above-mentioned welding point (W), it is conceivable to adopt a known brazing method as a means for fixing the spiral type metal honeycomb body and the metal casing as described in the prior art. In the brazing method described above, a coating layer of high-temperature brazing material such as expensive Ni-based material is substantially formed on the inner wall surface of the metal casing (C), and then the metal honeycomb body is housed in a vacuum furnace. High-temperature brazing is performed in an oxidizing atmosphere. As is clear from the above, in the case of brazing, the following drawbacks are introduced. -The formation of the welding point (W) is based on the seam joining (point joining)
On the other hand, it is uneconomical because it is a wire joint using an expensive brazing material, and the productivity is also poor. Since the welding points (W) are formed in an excessively large amount as compared with the present invention, the advantage of using the S-shaped type or the B-shaped type metal honeycomb body is halved. This is because all the end portions of each band member are welded, and this portion has a rigid structure, which makes it difficult to relieve internal stress. Since the brazing material coating layer is formed in a planar shape, the constituent components of the brazing filler metal react with the constituent components of the strip material and the metal casing, and the strip material and the metal casing are deteriorated. The brazing method, which is performed in a vacuum furnace in a non-oxidizing atmosphere at a high temperature of 1000 ° C. or higher for a long time, is low in productivity and inferior in economic efficiency.

【0027】本発明において、前記X−ラップタイプの
メタルハニカム体(XH)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−Cr
20%−Al5%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(R
EM)を加えた耐熱性のステンレス鋼など、厚さが0.
04mm〜0.1mm程度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
波付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、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 strip material (1) used for producing the X-wrap type metal honeycomb body (XH) is used when a usual metal monolith type honeycomb body is produced. Used strips,
For example, chrome steel (chrome 13% to 25%), Fe-Cr
Heat resistant stainless steel such as 20% -Al5%, or a rare earth metal (R for improving high temperature oxidation resistance
EM) added heat resistant stainless steel, etc.
A band material of about 04 mm to 0.1 mm is used. As the corrugated strip material (2), the corrugated plate material (1) corrugated so as to have a predetermined substantially sine wave, substantially triangular wave or substantially trapezoidal wave is used. It is to be noted that the flat strip (1) and the corrugated strip (2) containing Al,
Alternatively, a material having an Al layer formed on the surface thereof is heat-treated, and whisker-like or mushroom-like alumina (Al 2 O 3 ) is deposited on the surface thereof. The 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.

【0028】本発明において、前記X−ラップタイプの
メタルハニカム体(XH)が填装、固着されるメタルケ
ーシング(C)の素材としては、前記メタルハニカム体
(XH)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, as the material of the metal casing (C) into which the X-wrap type metal honeycomb body (XH) is filled and fixed, the strip material (1) constituting the metal honeycomb body (XH) is used. The same type of heat resistant steel as in 2) may be used, or a steel having high heat and corrosion resistance may be used. In addition, a double structure with the outer part of the metal material more heat and corrosion resistant than the inner part, specifically, one using ferritic stainless steel for the inner part and austenitic stainless steel for the outer part is used May be.

【0029】図4は、本発明の第二実施態様のメタル担
体(MS)を説明するものである。第二実施態様のメタ
ル担体(MS)は、前記第一実施態様のものと比較し
て、図示されるようにレーザビーム溶接により二本の溶
接縫線(L1 ,L2 )が形成されるように溶接されたと
いう点が異なるだけであり、他の構成は同じである。
FIG. 4 illustrates a metal carrier (MS) according to the second embodiment of the present invention. In the metal carrier (MS) of the second embodiment, as shown in the figure, two welding seams (L 1 , L 2 ) are formed by laser beam welding as compared with the first embodiment. The other configurations are the same except that they are welded together.

【0030】図5は、本発明の第三実施態様のメタル担
体(MS)を説明するものである。第三実施態様のメタ
ル担体(MS)は、メタルケーシング(C)の略中央部
全外周に所望幅の拡径部(C1 )を挟んでその両側に各
一本づつ合計二本の溶接縫線(L1 ,L2 )が形成され
るようにレーザビーム溶接されたものである。その他の
構成は前記第一実施態様と同じである。なお、第三実施
態様のメタル担体(MS)において、メタルハニカム体
(XH)の軸方向への伸びにメタルケーシング(C)が
追随するため、両構成要素間の離体に対する耐久性が改
善される。
FIG. 5 illustrates a metal carrier (MS) according to a third embodiment of the present invention. The metal carrier (MS) of the third embodiment has two welded stitches, one on each side of the metal casing (C) with an expanded diameter portion (C 1 ) having a desired width sandwiched around the entire outer periphery of the center portion. The laser beam welding was performed so that the lines (L 1 , L 2 ) were formed. Other configurations are the same as those in the first embodiment. In the metal carrier (MS) of the third embodiment, since the metal casing (C) follows the axial extension of the metal honeycomb body (XH), the durability against the separation between both components is improved. It

【0031】図6〜図8は、本発明のメタル担体(M
S)を構成するX−ラップタイプのメタルハニカム体
(XH)を製造するために使用されるスタック(X1
の変形例を示すものである。即ち、図9〜図12におい
てX−ラップタイプのメタルハニカム体(XH)の典型
例を説明したが、図6〜図8はこの典型例に対する変形
例を示すものである。具体的にはX−ラップタイプのメ
タルハニカム体(XH)を製造するために使用されるス
タック(X1 〜Xn )の変形例を示す。即ち、これら変
形例のスタック(X1 〜Xn )は、該スタックを構成す
る平板状帯材及び/又は波板状帯材のうち、所望枚数が
他の帯材よりも厚い肉厚のもので構成されるものであ
る。本発明において、肉厚の厚い帯材としては、前記し
た平板状帯材または波板状帯材の肉厚(0.04mm〜
0.1mm)に対する相対関係において、厚い肉厚のもの
が選択されることはいうまでもないことである。
6 to 8 show the metal carrier (M
Stack (X 1 ) used for producing an X-wrap type metal honeycomb body (XH) constituting S)
It shows a modified example of. That is, a typical example of the X-wrap type metal honeycomb body (XH) has been described with reference to FIGS. 9 to 12, but FIGS. 6 to 8 show modified examples of this typical example. Specifically, a modified example of the stack (X 1 to X n ) used for manufacturing the X-wrap type metal honeycomb body (XH) will be shown. That is, the stacks (X 1 to X n ) of these modified examples are those in which the desired number of the plate-shaped strips and / or corrugated plate-shaped strips constituting the stack is thicker than other strips. It is composed of. In the present invention, as the thick band material, the thickness of the flat plate material or the corrugated material (0.04 mm to
It goes without saying that a thicker one is selected in relation to (0.1 mm).

【0032】図6は、図10(典型例)に示されるスタ
ック(X1 )に対して、上面最外層を構成する平板状帯
材(11)を他の帯材(1、2)よりも厚い肉厚のもの
で構成したものである。このようなスタック(X1 )を
用いて製作した第一変形メタルハニカム体(XH)は、
前記肉厚帯材(11)によりメタルケーシング(C)と
強固に接合されるとともに、肉厚帯材(11)によりメ
タルハニカム体の剛性が向上するためメタル担体(M
S)の耐久性が大幅に改善される。
FIG. 6 shows that, in the stack (X 1 ) shown in FIG. 10 (typical example), the flat plate-like strip material (11) constituting the outermost layer of the upper surface is more than the other strip materials (1, 2). It is composed of thick walls. The first modified metal honeycomb body (XH) manufactured using such a stack (X 1 ) is
Since the thick band member (11) firmly joins the metal casing (C) and the thick band member (11) improves the rigidity of the metal honeycomb body, the metal carrier (M
The durability of S) is greatly improved.

【0033】図7は、図10(典型例)に示されるスタ
ック(X1 )に対して、上面最外層を構成する平板状帯
材(11)を他の同一肉厚の平板状帯材(1)を二枚重
ねして他の帯材(1、2)よりも厚い肉厚のもので構成
したものである。このようなスタック(X1 )を用いて
製作したメタルハニカム体(XH)は、前記第一変形メ
タルハニカム体(XH)と同様の効果を奏することが出
来る。
FIG. 7 shows a flat strip (11) constituting the uppermost outermost layer of the stack (X 1 ) shown in FIG. 10 (typical example) and another flat strip having the same thickness ( It is constructed by stacking two sheets of 1) and thicker than the other strips (1, 2). The metal honeycomb body (XH) manufactured using such a stack (X 1 ) can exhibit the same effect as that of the first modified metal honeycomb body (XH).

【0034】図8は、図10(典型例)に示されるスタ
ック(X1 )に対して、上面及び下面最外層を構成する
平板状帯材(11)を他の帯材(1、2)よりも厚い肉
厚のもので構成したものである。このようなスタック
(X1 )を用いて製作した第三変形メタルハニカム体
(H1 )も、前記第一〜第二変形メタルハニカム体(X
H)と同様の効果を奏することが出来る。
FIG. 8 shows the stack (X 1 ) shown in FIG. 10 (typical example), in which flat plate-shaped strips (11) constituting the outermost layers of the upper and lower surfaces are replaced with other strips (1, 2). It is made of a thicker material. The third modified metal honeycomb body (H 1 ) manufactured by using such a stack (X 1 ) is also the first to second modified metal honeycomb body (X 1 ).
It is possible to obtain the same effect as H).

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明のメタルハニカム体と前記メタル
ハニカム体を外包する金属製ケーシングとから成るメタ
ル担体は、(i) メタルハニカム体としてX−ラップタイ
プのメタルハニカム体を採用するとともに、(ii) 前記
メタルハニカム体と外包する金属製ケーシングを前記ケ
ーシングの外側からビーム溶接法を適用して両構成要素
を溶接接合する、という技術的構成により製造されるも
のである。
The metal carrier comprising the metal honeycomb body of the present invention and the metal casing enclosing the metal honeycomb body is (i) adopting an X-wrap type metal honeycomb body as the metal honeycomb body, and ii) It is manufactured by a technical configuration in which a beam-welding method is applied from the outside of the casing to a metal casing that encloses the metal honeycomb body to weld the two components together.

【0036】前記本発明の技術的構成により、金属製ケ
ーシングにビーム溶接されたX−ラップタイプのメタル
ハニカム体は、ビーム溶接点の存在下において両構成要
素が耐久性を向上するように相互作用するため、耐久性
に優れたメタル担体が得られる。即ち、X−ラップタイ
プのメタルハニカム体と金属製ケーシングがビーム溶接
されることから両構成要素間の離体(脱離)に対する耐
久性の向上はもとより、メタルハニカム体内部に発生す
る熱応力に基づく大きな変形力もビーム溶接点に位置す
る各帯材の端部において効果的に吸収、緩和され、かつ
ビーム溶接点からの反力により高温下にさらされたメタ
ルハニカム体内部の剛性が向上するため、メタルハニカ
ム体の半径方向及び軸方向の耐久性(テレスコーピング
またはフィルムアウトの防止)が改善される。前記反力
によるメタルハニカム体の半径方向及び軸方向の耐久性
の改善効果は、この種のX−ラップタイプのメタルハニ
カム体の構造に由来する中心部の脆弱性を補うものであ
り、極めて大きな意義を有する。
According to the above-mentioned technical constitution of the present invention, the X-lap type metal honeycomb body beam-welded to the metal casing interacts so that both components improve durability in the presence of the beam-welding point. Therefore, a metal carrier having excellent durability can be obtained. That is, since the X-wrap type metal honeycomb body and the metal casing are beam-welded, not only the durability against separation (disengagement) between the two components is improved but also thermal stress generated inside the metal honeycomb body is improved. A large deformation force due to this is also effectively absorbed and relaxed at the end of each strip located at the beam welding point, and the reaction force from the beam welding point improves the rigidity inside the metal honeycomb body exposed to high temperatures. The durability of the metal honeycomb body in the radial direction and the axial direction (prevention of telescoping or film-out) is improved. The effect of improving the durability in the radial direction and the axial direction of the metal honeycomb body due to the reaction force is to supplement the fragility of the central portion derived from the structure of the X-wrap type metal honeycomb body of this type, and is extremely large. Have significance.

【0037】また、メタルハニカム体と金属ケーシング
の固着が、ビーム溶接法であるため、従来の高価なNi
ベースの高温ろう材を使用するろう接合法より経済性に
優れ、かつろう接合より高い生産性のもとでメタル担体
を製造することが出来る。なお、ろう接合法は実質的に
はビーム溶接法の点接合に対して線接合であり接合部が
剛構造となるため、X−ラップタイプのメタルハニカム
体を使用することの意味が半減されてしまうことはいう
までもないことである。更にまた、ろう接合法において
は、ろう材成分とメタルハニカム体及び/又は金属製ケ
ーシングの成分の合金化反応により強度劣化、耐熱性の
低下などが招来されるが、本発明においてはこれらを最
小限に抑えることが出来る。
Since the metal honeycomb body and the metal casing are fixed to each other by the beam welding method, the conventional expensive Ni is used.
It is more economical than the brazing method using the base high temperature brazing material, and the metal carrier can be manufactured with higher productivity than the brazing method. In addition, the brazing method is substantially a line bonding method as compared with the point welding method of the beam welding method, and the bonding portion has a rigid structure. Therefore, the meaning of using the X-lap type metal honeycomb body is halved. It goes without saying that it will end up. Furthermore, in the brazing method, the alloying reaction between the brazing filler metal component and the components of the metal honeycomb body and / or the metal casing causes strength deterioration and heat resistance deterioration. You can keep it to the limit.

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

【図1】 本発明の第一実施態様のメタル担体(MS)
の一部を省略した斜視図である。
FIG. 1 is a metal carrier (MS) according to a first embodiment of the present invention.
FIG.

【図2】 本発明の第一実施態様のメタル担体(MS)
において、溶接点(W)の形成が効果に及ぼす影響を説
明する図である。
FIG. 2 is a metal carrier (MS) according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining the influence of the formation of the welding point (W) on the effect in FIG.

【図3】 本発明の第一実施態様のメタル担体(MS)
において、溶接点(W)の不存在が効果に及ぼす影響を
説明する図であり、図2に対応する図である。
FIG. 3 is a metal carrier (MS) according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of the absence of the welding point (W) on the effect in FIG.

【図4】 本発明の第二実施態様のメタル担体(MS)
の一部を省略した斜視図である。
FIG. 4 is a metal carrier (MS) according to the second embodiment of the present invention.
FIG.

【図5】 本発明の第二実施態様のメタル担体(MS)
の一部を省略した斜視図である。
FIG. 5: Metal carrier (MS) of the second embodiment of the present invention
FIG.

【図6】 本発明のメタル担体(MS)を構成するメタ
ルハニカム体(XH)を製造するために使用される第一
変形スタック(X1 )の正面図である。
FIG. 6 is a front view of a first modified stack (X 1 ) used for manufacturing a metal honeycomb body (XH) that constitutes the metal carrier (MS) of the present invention.

【図7】 本発明のメタル担体(MS)を構成するメタ
ルハニカム体(XH)を製造するために使用される第二
変形スタック(X1 )の正面図である。を説明する図で
あり、図4に対応する図である。
FIG. 7 is a front view of a second modified stack (X 1 ) used to manufacture a metal honeycomb body (XH) that constitutes the metal carrier (MS) of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the above, and is a diagram corresponding to FIG. 4.

【図8】 本発明のメタル担体(MS)を構成するメタ
ルハニカム体(XH)を製造するために使用される第三
変形スタック(X1 )の正面図である。
FIG. 8 is a front view of a third modified stack (X 1 ) used to manufacture the metal honeycomb body (XH) that constitutes the metal carrier (MS) of the present invention.

【図9】 X−ラップタイプのメタルハニカム体(X
H)を主要な構成要素とするメタル担体(MS)の一部
を省略した正面図である。
FIG. 9: X-wrap type metal honeycomb body (X
It is a front view which abbreviate | omitted a part of metal carrier (MS) which makes H) a main component.

【図10】 図9に示されるメタルハニカム体(XH)
を製造するために使用される典型例としての一つのスタ
ック(X1 )の斜視図である。
FIG. 10 is a metal honeycomb body (XH) shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of one exemplary stack (X 1 ) used to manufacture a stack.

【図11】 図9に示されるメタルハニカム体(XH)
を製造するために使用される典型例としての四つのスタ
ック(X1 ,X2 ,X3 ,X4 )とその配設関係を説明
する図である。
FIG. 11 is a metal honeycomb body (XH) shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining four stacks (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) as typical examples used for manufacturing the above and their arrangement relationship.

【図12】 図9に示されるメタルハニカム体(XH)
の中心部の拡大図である。
FIG. 12 is a metal honeycomb body (XH) shown in FIG.
It is an enlarged view of the central part of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MS ……………メタル担体 XH ……………メタルハニカム体 C ……………メタルケーシング C1 ……………拡径部 L ……………レーザビーム溶接機 L1 ,L2 ……………溶接縫線 W ……………溶接点 1 ……………平板状帯材 11 ……………厚肉平板状帯材 2 ……………波板状帯材 3 ……………セル(網目状通気孔路) X1 ,X2 ,X3 ,X4 ………スタックMS ............... metal carrier XH ............... metallic honeycomb body C ............... metal casing C 1 ............... enlarged diameter portion L ............... laser beam welder L 1, L 2 …………… Welding line W ……………… Welding point 1 …………… Flat plate strip 11 …………… Thick plate strip 2 …………… Corrugated strip 3 ……… Cells (mesh vents) X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ……… Stack

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 15/00 501 A 26/00 310 N // B21D 47/00 C B23K 101:02 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location B23K 15/00 501 A 26/00 310 N // B21D 47/00 C B23K 101: 02

Claims (9)

【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三つの
スタック(X1 〜Xn ,nは3以上の整数)を使用し、
前記各スタックを一端の当接端部で相互に当接させると
ともに、該当接端部を中心に同一方向に巻回成形し、各
スタックの各平板状帯材と波板状帯材が外包する金属製
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(XH)と、前
記メタルハニカム体を収容する金属製ケーシング
(C)、とから成るメタル担体において、 (i) 前記メタルハニカム体(XH)と金属製ケーシング
(C)の両構成要素が、金属製ケーシング(C)の外側
からビーム溶接法により固着されたものである、ことを
特徴とするメタル担体。
1. At least three stacks (X 1 to X n , n is an integer of 3 or more) formed by alternately laminating flat plate-shaped strips and corrugated strips made of thin metal plates in a desired number of stages. use,
The stacks are brought into contact with each other at the contact ends at one end, and the stacks are wound and molded in the same direction around the contact ends, and the flat strips and the corrugated strips of each stack are wrapped. A metal carrier comprising a metal honeycomb body (XH) for supporting an exhaust gas purifying catalyst configured to abut an inner wall surface of the metal casing, and a metal casing (C) for housing the metal honeycomb body, (i) A metal carrier characterized in that both constituent elements of the metal honeycomb body (XH) and the metal casing (C) are fixed by a beam welding method from the outside of the metal casing (C). .
【請求項2】 ビーム溶接法が、レーザビームまたは電
子ビームまたはプラズマビーム溶接法である請求項1に
記載のメタル単体。
2. The metal simple substance according to claim 1, wherein the beam welding method is a laser beam, an electron beam or a plasma beam welding method.
【請求項3】 ビーム溶接が、金属製ケーシング(C)
の外周を少なくとも一周するビーム溶接縫線が形成され
るようにビーム溶接されたものである請求項1に記載の
メタル担体。
3. Beam-welded metal casing (C)
The metal carrier according to claim 1, wherein the metal carrier is beam-welded so as to form a beam-welding sewing line that extends at least once around the outer periphery of the metal carrier.
【請求項4】 ビーム溶接の縫線が、所望の波高とピッ
チ幅を有する波形縫線である請求項3に記載のメタル担
体。
4. The metal carrier according to claim 3, wherein the beam welding raid is a corrugated raid having a desired wave height and pitch width.
【請求項5】 ビーム溶接の縫線が、交叉しない二本の
波形縫線である請求項4に記載のメタル担体。
5. The metal carrier according to claim 4, wherein the beam-welding ridges are two wavy ridges that do not intersect.
【請求項6】 金属製ケーシング(C)が、一以上の拡
径部を有するものであり、かつ前記拡径部を挟んで金属
製ケーシング(C)の外側からビーム溶接されたもので
ある請求項1に記載のメタル担体。
6. The metal casing (C) has one or more expanded diameter portions, and is beam-welded from the outside of the metal casing (C) with the expanded diameter portion sandwiched therebetween. Item 2. The metal carrier according to item 1.
【請求項7】 各スタック(X1 〜Xn )の上面最外層
を構成する平板状帯材が、他の帯材よりも厚い肉厚のも
ので構成されたものである請求項1に記載のメタル担
体。
7. The flat strip material forming the uppermost outermost layer of each stack (X 1 to X n ) is made of a material thicker than other strip materials. Metal carrier.
【請求項8】 各スタック(X1 〜Xn )の上面最外層
を構成する平板状帯材が、他の同一肉厚の平板状帯材を
二枚重ねして構成されたものである請求項1に記載のメ
タル担体。
8. The flat plate-shaped strip forming the uppermost outer layer of each stack (X 1 to X n ) is formed by stacking two other flat-plate-shaped strips having the same thickness. The metal carrier according to.
【請求項9】 各スタック(X1 〜Xn )の上面及び下
面最外層を構成する平板状帯材が、他の帯材よりも厚い
肉厚のもので構成されたものである請求項1に記載のメ
タル担体。
9. The flat strip material forming the uppermost and lowermost outermost layers of each stack (X 1 to X n ) is made thicker than other strip materials. The metal carrier according to.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114682911A (en) * 2022-03-31 2022-07-01 西安航天发动机有限公司 Laser welding spot and laser welding method

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