JPH077534Y2 - 金属製ハニカム構造体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、積層構造の金属製積層体と、該金属製積層体
を収納するための金属製ケーシングとからなる、例え
ば、内燃機関の排気ガスの浄化手段として排気管の途中
に介装して使用される金属製ハニカム構造体に関するも
のである。

（従来の技術） 内燃機関の排気ガス浄化装置、例えば自動車用触媒コン
バータとして、積層構造の金属製担持母体と金属製ケー
シングから構成されるメタルマトリックスタイプのもの
が知られている。前記排気ガス浄化用触媒を担持させる
ための金属製担持母体として、特開昭54-13462号、特開
昭57-1585号、などに示されるように金属製の平板状シ
ートと波形板状シートを交互に重積して軸芯方向に多数
の排気ガス通路用通気孔路を有する積層体とされたもの
が提案されている。

そして、内燃機関からの強い振動や自動車走行時の振動
に耐えるように、金属製担持母体を構成する平板状シー
トと波形板状シートの当接点や金属製担持母体と金属製
ケーシングの当接点を相互に溶接又はろう付して構成す
るものが多かった。

（考案が解決しょうとする問題点） 前記した平板状シートと波形板状シートとを互いに重積
して軸芯方向に多数の網目状の排気ガス通気孔路を有す
る積層構造の金属製担持母体と、金属製ケーシングとか
らなる排気ガス浄化用メタルマトリックにおいて、金属
製担持母体を構成する平板状シートと波形板状シートと
の接合、および金属製担持母体と金属製ケーシングとの
接合は十分な強度をもって行なわれなければならない
が、自動車走行時の激しい振動、高温高圧の排気ガスの
通過によりそれら接合点は破壊され軸芯方向へのずれや
離体が生じる場合がある。

特に当接点が溶接又はろう付でなく外側からの圧着によ
る固定方式では、メタルマトリックス構造体が振動又は
排ガス圧によってずれ、飛び出す場合があった。

また、この種の排気ガス浄化用メタルマトリックスにお
いては、マトリックスは高温の排気ガスによる熱が、あ
るいは触媒反応の反応熱が蓄熱して異常な高温になる場
合があり、これは車体下部の火災を誘発する原因とな
り、さらに担持触媒の性能劣化の原因にもなるので好ま
しくない。従来、この種のメタルマトリックスにおい
て、構成要素の離体防止とともにマトリックス自体の冷
却性能を高める配慮はあまりなされていない。

本考案者らは、前記した問題点に鑑み、排気ガス浄化用
などの用途に供せられるメタルマトリックスの構造につ
いて鋭意検討した結果、メタルマトリックスの主要な構
成要素である積層構造の金属製積層体と金属製ケーシン
グに中空円管または中空偏平管（以下、単に円管または
偏平管という。）を貫通して両構成要素を固定すること
により、前記問題点が解消されることを見い出し、本考
案を完成するに至った。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するためにの手段） 本考案を概説すれば、本考案は金属製の平板状帯材と波
形板状帯材とを互に重積して軸芯方向に多数の網目状通
気孔路を有するものに形成した金属製積層体を、金属製
のケーシングに収納してなる金属製ハニカム構造体にお
いて、前記ケーシング胴部の表面から積層構造の金属製
積層体を貫通して反対側に達する少くとも一本の円管ま
たは偏平管を具備していることを特徴とする金属製ハニ
カム構造体に関するものである。

本考案は、金属製ハニカム構造体の構成要素である金属
製ケーシングの胴部に、その表面からケーシング内に収
納された金属製積層体を貫通して反対側に達する少くと
も一本の円管または偏平管を配設し、固定することによ
り、金属製積層体を構成する金属製帯材同志の接合部、
あるいは金属製積層体とケーシングとの接合部の離体に
よるずれを防止し、かつ、ハニカム構造体の冷却機能を
高めようとするものである。

本考案の金属製ハニカム構造体の胴部に貫通して固定さ
れる円管または偏平管は、少くとも同種のものを一本以
上、あるいはこれらを組合わせてもよいし、また円管ま
たは偏平管は金属製ハニカム構造体の断面中心部を貫通
しなくてもよく、他の部位を貫通するものであってもよ
い。さらに、該円管または偏平管は、金属製ハニカム構
造体の軸芯方向に対して垂直方向に、あるいはある角度
をもって貫通させてもよい。その傾斜角度は金属製ハニ
カム構造体に対する外気の流通方向を考慮し、冷却効果
を高める位置関係から適宜決めればよい。

以上のようにして金属製ハニカム構造体の胴部に貫通す
るように配設された円管または偏平管は、金属製ケーシ
ングとろう接、溶接又はカシメより選ばれる少なくとも
１以上の固着手段により、ケーシング表面部にあるいは
金属製積層体に固着される。これらの固着手段の採用に
あたり、例えばカシメ固着の場合、円管または偏平管の
全長にわたり拡管カシメを行ってもよいが管端部などの
一部をカシメてもよいことはいうまでもないことであ
る。また、本考案は金属製ハニカム構造体の構成要素同
志の接合を確実なものとするため、金属製積層体の平板
状帯材と波形板状帯材との当接部、あるいは金属製積層
体と金属製ケーシングとの当接部をろう接などにより固
着することを排除するものではない。

本考案の金属製のハニカム構造体は、そのケーシング胴
部に固定された円管または偏平管自体により熱発散が促
進され、適度に冷却されるが、強制送風機能を付加すれ
ば一層冷却効果をあげることができる。

本考案の金属製ハニカム構造体は、その金属製積層体の
表面に排気ガス浄化用の触媒を担持させて排気ガス浄化
用メタルマクリックスとして使用されるが、この用途に
限定されるものではない。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて更に詳しく説明
するが、本考案はこれに限定されるものではない。

第１図は本考案の排気ガス浄化用金属製ハニカム構造体
の斜視図、第２図は本発明のさらに別の実施例の排気ガ
ス浄化用金属製ハニカム構造体の斜視図、第３図は本考
案の金属製ハニカム構造体の構成要素である積層構造の
金属製担持母体の斜視図、第４図は本考案の金属製ハニ
カム構造体の構成要素である積層構造の金属製担持母体
を金属製ケーシングに収納したものの斜視図を示す。

（実施例１） 積層構造の金属製担持母体（５）を次のようにして製作
した。商品名アルクローム（VDM社製）で知られる20％C
r、５％Alの耐熱鋼の厚さ0.05m/m、幅74.5m/mの薄肉鋼
帯からなる平板状帯材（１）と、該平板状帯材をフォー
ミングギァの間を通して長手方向に山と山とのピッチ3.
5m/m、山の高さ1.8m/mの波形に加工した波形板状帯材
（２）を、重ね合わせながら第３図に示されるように渦
巻き状に巻回し、外径70m/mで軸芯方向に排気ガス通路
用の多数の網目状通気孔路（４）を有するものを製作し
た。

この金属製担持母体（５）を金属製ケーシング（３）に
収納し、これに長径12m/m、短径6m/mのSUS 310製偏平管
（６）が貫通できるように放電加工により穿孔加工し
た。次に、この孔に前記偏平管（６）を貫通させ、カシ
メによりケーシングに固定し、さらに金属製担持母体
（５）を構成する帯材（1,2）、及び母体（５）とケー
シング（３）との当接部にニッケルロウを塗布し、ろう
接して排気ガス浄化用の金属製ハニカム構造体（７）を
得た。

（実施例２） 第２図に示される積層構造の金属製担持母体（５）とし
て、実施例１と同じアルクロームの厚さ0.04m/m、幅150
m/mの薄肉鋼帯からなる平板状帯材と、該平板状帯材を
フオーミングギアの間を通して長手方向に山と山のピッ
チ2.5m/m、山の高さ1.2m/mの波形に加工した波形板状帯
材を重ね合わせることにより、幅150m/m、厚さ80m/m、
断面が長円形状のものを製作した。なお、これら平板状
帯材と波形板状帯材は重積する前に円管（６）が挿入さ
れる位置に穿孔加工した。

次に前記金属製担持母体（５）を、同様に予め円管
（６）を挿入する位置に位相合わせして穿孔加工した二
つ割にした上下の金属製ケーヘシング（３）間に挿入、
上下方向から加圧して仮付し、その合わせ目を溶接し
た。これに外径8m/m、内径1.0m/mのSUS 310製円管
（６）を４本、嵌装するとともに全長に亘り拡管カシメ
して排気ガス浄化用の金属製ハニカム構造体（７）を得
た。

（性能評価） 実施例１〜実施例２で得た排気ガス浄化用金属製ハニカ
ム構造体の金属製担持母体のそれぞれの表面を前処理
し、ウオッシュコートの後、触媒を担持させた。このも
のを200℃〜900℃間の300サイクルの急熱急冷及び振動
を加える試験に供したところ、金属製担持母体の離体に
よるズレや触媒層の割れがなかった。また、この試験を
通して金属製ハニカム構造体には、蓄熱による異常な高
温も観察されなかった。

〔考案の効果〕

本考案の金属製ハニカム構造体は、その軸芯方向に垂直
あるいは所定の角度をもって円管または偏平管を貫通し
て固定させているため、金属製ハニカム構造体の構成要
素である積層構造の金属製積層体と金属製ケーシングは
軸芯方向に強固に固定される。即ち、金属製積層体を構
成する金属製帯材同志の接合部あるいは金属製積層体と
金属製ケーシングとの接合部の離体によるずれが有効に
防止される。また、円管または偏平管の貫通固定によ
り、更に望ましくはこれに強制送風する機能を付加する
ことにより、例えば本考案の金属製ハニカム構造体を内
燃機関の排気ガス浄化用の触媒コンバータに使用したと
き、触媒コンバータの放熱、冷却を促進させ、触媒の性
能劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の排気ガス浄化用金属製ハニカム構造体
の斜視図、第２図は本考案の別の実施例の排気ガス浄化
用金属製ハニカム構造体の斜視図、第３図は積層構造の
金属製担持母体の斜視図、第４図は積層構造の金属製担
持母体の金属製ケーシングに収納したものの斜視図を示
す。 （１）金属製の平板状帯材 （２）金属製の波型板状帯材 （３）ケーシング （４）通気孔 （５）金属製担持母体 （６）円管または偏平管 （７）金属製ハニカム構造体

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製の平板状帯材と波形板状帯材とを互
   いに重積して軸芯方向に多数の網目状通気孔路を有する
   ものに形成した金属製積層体を、金属製のケーシングに
   収納してなる金属製ハニカム構造体において、前記ケー
   シング胴部の表面から金属製積層体を貫通して反対側に
   達する少くとも一本の中空円管または中空偏平管を具備
   してなることを特徴とする金属製ハニカム構造体。
2. 【請求項２】中空円管または中空偏平管が、ろう接、溶
   接又はカシメより選ばれる１以上の固着手段によりケー
   シングに固着されている実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載の金属製ハニカム構造体。
3. 【請求項３】中空円管または中空偏平管が、ろう接、溶
   接又はカシメより選ばれる１以上の固着手段により金属
   製積層体に固定されている実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載の金属製ハニカム構造体。
4. 【請求項４】中空円管または中空偏平管が、ケーシング
   胴部の表面から金属製積層体をその軸芯方向に対し垂直
   に貫通して反対側に達しているものである実用新案登録
   請求の範囲第１項に記載の金属製ハニカム構造体。
5. 【請求項５】中空円管または中空偏平管が、ケーシング
   胴部の表面から金属製積層体をその軸芯方向に対し斜め
   方向に貫通して反対側に達しているものである実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載の金属製ハニカム構造体。
6. 【請求項６】金属製積層体が、金属製の平板状帯材と波
   形板状帯材とを渦巻き状に巻回して軸芯方向に多数の網
   目状通気孔路を有する積層体としたものである実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載の金属製ハニカム構造体。
7. 【請求項７】金属製積層体が、金属製の平板状帯材と波
   形板状帯材とを階層状に積層して軸芯方向に多数の網目
   状通気孔路を有する積層体としたものである実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載の金属製ハニカム構造体。
8. 【請求項８】金属製積層体の金属製の平板状帯材と波形
   板状帯材との当接部が、固着されているか又は固着され
   ていない実用新案登録請求の範囲第１項に記載の金属製
   ハニカム構造体。
9. 【請求項９】金属製積層体の金属製のケーシングとの当
   接部が、固着されているか又は固着されていない実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載の金属製ハニカム構造
   体。