JPH08158860A

JPH08158860A - メタル担体

Info

Publication number: JPH08158860A
Application number: JP6324019A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Usui; 正佳臼井
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】排気ガス浄化用のメタル担体に関し、従来の
ハニカム構造体とは異なったものとし、耐熱疲労性に優
れると共に経済性に優れた装置を提供する。【構成】本メタル担体ＭＳは、 (1) 中心部に所望径で所望長の中空筒状体部Ａを有する
と共に、中空筒状体部の外径と略同一の穴部を中心部に
有する所望枚数の薄肉金属板製の平板又は波板を、中空
筒状体部の外周面上、かつ軸方向に所望の間隔を置いて
配列した触媒を担持するための平板または波板の平行配
列体Ｂ、 (2) 排気ガス流入口Ｆを有する前端部壁板Ｃ_１、 (3) 平行配列体の後端部に配設する後端部壁板Ｃ_２、 (4) 平行配列体を構成する各平板又は各波板の少なくと
も一部を保持する保持部材Ｄ_１，Ｄ_２、とから構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に自動車の排気ガ
スの浄化手段として排気系統の途中に介装されて使用さ
れる排気ガス浄化用触媒装置のメタル担体に関する。

【０００２】詳しくは、本発明は、従来にない特殊構造
の排気ガス浄化用触媒を担持するための平板または波板
の配列体と前記配列体を固定保持するための保持体とか
ら成るメタル担体に関する。更に詳しくは、本発明は、
特に前記メタル担体の主要な構成要素である配列体を、
薄肉金属板製の平板（または波板）を非当接状態に、か
つ平行状態に配列したもので構成するものであり、従来
にない新しい構造のメタル担体に関するものである。本
発明により、従来の波板と平板を当接させて構成したハ
ニカム構造のハニカム体を使用するものに比較して格段
に耐熱疲労性に優れるとともに経済性に優れた排気ガス
浄化用のメタル担体が提供される。

【０００３】

【従来の技術】従来の典型的な排気ガス浄化用のメタル
担体は、図１３〜図１４に示されるように耐熱性で薄肉
金属製の平板と波板で構成されるハニカム構造体であっ
て、排気ガス浄化用触媒（例えば、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄな
どを使用した触媒系）を担持するためのメタルハニカム
体（Ｈ）、及び前記メタルハニカム体（Ｈ）を内部に収
容し、固定するための金属製のケーシング（Ｃ）、とか
ら構成されるものである。なお、前記メタル担体は、当
業界においては、メタルサポート(Metal Support) また
はメタルサブストレート(Metal Substrate) といわれて
おり、略記号（ＭＳ）で表示される場合がある。本発明
の説明においても、略記号ＭＳが使用される。

【０００４】前記した従来のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）としては、種
々の構造のものが提案されている。前記した図１３〜図
１４に示されるメタルハニカム体（Ｈ）は特に図１４か
ら容易に理解されるように巻回タイプと称されるもので
ある。前記した従来の巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）は、例えば１００μｍ以下（好ましくは５０μｍ
以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる平板と、前記平板を
波付加工して調整した波板とを、相互に当接部に有する
ように重積し、これを一括渦巻き状に巻回成形して軸方
向に排気ガス通路のための多数の網目状通気孔路（セ
ル）を持つハニカム構造のハニカム体（Ｈ）としたもの
である。

【０００５】このほか、前記メタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）として、前記
した巻回タイプのもの以外に、平板と波板からメタルハ
ニカム体（Ｈ）を製造する方法の相違により、各種の構
造のものが提案されている。

【０００６】例えば、両板（平板と波板）を階層状に相
互に当接、重積させた構造の階層タイプのもの、このほ
か、特開昭６２−２７３０５０号、特開昭６２−２７３
０５１号、特開平１−２１８６３７号、特公表３−５０
２６６０号、特開平４−２２７８５５号などに開示され
ている放射状タイプ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ及びＸ
−ラップ（卍状）タイプの形状構造としたメタルハニカ
ム体（Ｈ）が知られている。

【０００７】また、前記した従来のメタル担体（ＭＳ）
の金属製ケーシング（Ｃ）としては、内部に前記メタル
ハニカム体（Ｈ）を収容し、固定するための両端部が開
口した筒状体が使用されている。前記金属ケーシング
（Ｃ）の正面（断面）形状は、メタルハニカム体（Ｈ）
の正面（断面）形状に合致させた形状のもの、例えば図
１３〜図１４に示される図形のものに限定されず、楕円
形、長円形、レーストラック形状、多角形、その他の異
形形状のものであってもよいものである。

【０００８】そして、前記した従来のメタル担体（Ｍ
Ｓ）は、排気ガス系統という過酷な熱的環境条件のもと
で使用されるため、メタルハニカム体（Ｈ）を構成する
両板（平板と波板）の当接部、及びメタルハニカム体
（Ｈ）外周部と金属製ケーシング（Ｃ）内周部を強固に
固着して製造されている。これは、メタルハニカム体
（Ｈ）と金属製ケーシング（Ｃ）が排気ガス自体の高温
度及び排気ガスと浄化用触媒との発熱反応により発生す
る高温度にさらされ、このような高温雰囲気のもとで各
要素に大きな熱応力が印加されるためであり、熱応力に
耐え得るようにろう接合や溶接などの固着方式により強
固に固着される。

【０００９】即ち、メタルハニカム体（Ｈ）は、前記し
た過酷な使用条件下における耐久性の確保という観点か
ら、その構成部材である平板と波板の当接部は、種々の
方法及び方式により固着される。例えば、メタルハニカ
ム体内部の所定部位の平板と波板との当接部がろう接合
や溶接などにより固着される（例えば、メタルハニカム
体内部の所定部位の平板と波板との当接部がろう接合や
溶接などにより固着される（例えば、特公昭６３−４４
４６６号、特開昭２−２１８４４２号参照）。

【００１０】一方、メタルハニカム体（Ｈ）と金属製ケ
ーシング（Ｃ）の当接面も、両要素の離体を防止すると
いう観点などから強固に固着されるものである。なお、
両要素の当接面において、印加される熱応力を吸収、緩
和させるために、前記当接面の特定部位を固着するとい
う方式も提案されている（例えば、特開昭６２−１９４
４３号参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする問題点】前記したように、従
来のメタル担体（ＭＳ）において、その主要な構成要素
であるメタルハニカム体（Ｈ）は、構成部材である平板
と波板を波板の山部及び谷部で相互に当接、固着させた
構造のものである。従って、前記当接部に触媒物質を担
持させることが出来ないため、両帯材の全表面に対する
触媒担持のための有効面積率は低いものである。より具
体的には、この種の平板及び波板として、厚さ５０μｍ
前後の耐熱性ステンレス鋼箔が使用されているが、前記
した両板の当接部の面積が全表積の１０〜３０％にも及
ぶため、前記触媒担持のための有効面積率は低いもので
ある。特に、両板（平板と波板）の強固な固着のため
に、波板の波形構造として、正弦波でなく矩形波もしく
は台形波を有するものにおいては、前記有効面積率は低
いものである。

【００１２】これを経済的観点から評価すると、メタル
ハニカム体（Ｈ）用の両板（平板と波板）として使用さ
れている前記Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ５％系などの
厚さ５０μｍ前後の耐熱鋼箔は、約１，５００円／Kgと
極めて高価なものであり、前記当接部による触媒担持の
ための有効面積率の低下は、非経済的なものである。因
みに、メタル担体の価格に対する前記耐熱鋼箔の材料費
の比率は５０％にも及ぶものであり、有効面積率の増大
化が強く求められている。

【００１３】更に、従来のメタル担体（ＭＳ）において
検討されなければならない点は、メタル担体（ＭＳ）の
製造に適用される固着手段である。前記したように、メ
タル担体（ＭＳ）の製造において、メタルハニカム体
（Ｈ）を構成する両板（平板と波板）の当接部、及びメ
タルハニカム体（Ｈ）と金属製ケーシング（Ｃ）の当接
部は耐久性の観点からろう接合（ろう付け）や溶接など
の固着手段が適用されるものである。そして、前記固着
手段としては、生産性や固着の確実性などの観点から、
一般にろう接合方式が採用されている。しかしながら、
前記固着手段として一般に採用されているろう接合方式
において、使用されているろう材は、Ｎｉ系、Ｎｉ−Ｃ
ｒ系などの高価な高温用ろう材であり、経済性の観点か
らその使用量の低減化が強く求められている。また、前
記したろう材使用量の低減化の点は、両板（平板と波
板）の当接部の面積が大きなものであることから、使用
されるろう材が多くなり、このためろう材成分と両板成
分の合金化反応や拡散反応による両板の耐熱性の低下、
更には触媒の死活化などの問題が誘発され、この面から
もろう材使用量の低減化が強く求められている。

【００１４】本発明は、前記した従来技術のメタル担体
（ＭＳ）の欠点を解消するべく創案されたものである。
本発明者は、前記した従来技術のメタル担体（ＭＳ）の
諸欠点を解消するべく検討した結果、排気ガス浄化用触
媒装置の主要な構成要素である担体の構造を抜本的に新
しい構造のものに変換することが重要であるという考え
方に到達した。

【００１５】本発明者は、前記した基本認識のもとで鋭
意検討した結果、排気ガス浄化用触媒装置の主要な構成
要素である担体を、従来の平板と波板を相互に当接させ
てハニカム構造のハニカム体とするアプローチにかえ
て、所望枚数の平板（または波板）を非当接状態でかつ
平行状態に配列させたもの（平行配列体）を担体とした
とき、従来の前記した諸欠点が解消されるという知見を
得た。本発明は、前記知見をベースにして完成されたも
のであり、本発明により従来と比較して格段に耐熱疲労
性に優れるとともに経済性に優れた排気ガス浄化用のメ
タル担体（ＭＳ）が提供される。

【００１６】

【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、排気ガス浄化用触媒装置に使用されるメタル
担体において、前記メタル担体が、(1) 中心部に所望径
で所望長の中空筒状体部を有するととともに、前記中空
筒状体部の外径と略同一の穴部を中心部に有する所望枚
数の薄肉金属板製の平板または波板を、前記中空筒状体
部の外周面上、かつ軸方向に所望の間隔を置いて配列さ
せて構成した排気ガス浄化用触媒を担持するための平板
または波板の平行配列体、(2) 前記平行配列体の前端部
に配設される前端部壁板であって、その中心部に前記中
空筒状体部の径と略同一の排気ガス流入口を有する前端
部壁板、(3) 前記平行配列体の後端部に配設される後端
部壁板、及び、(4) 前記前端部壁板及び後端部壁板の間
に跨設され、かつ前記平行配列体を構成する各平板また
は各波板の少なくとも一部を保持する保持部材、とから
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。

【００１７】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。

【００１８】図１〜図３は、本発明の第一実施態様のメ
タル担体（ＭＳ）の構造及び使用態様を説明する図であ
る。即ち、図１には、本発明の第一実施態様のメタル担
体（ＭＳ）の一部を透視し、かつ一部を省略した斜視図
が示されている。また、図１は、前記第一実施態様のメ
タル担体（ＭＳ）を排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）に適用した
応用例を示すものである。図２は、図１に示されるメタ
ル担体（ＭＳ）の軸方向断面図（一部）である。図３
は、メタル担体（ＭＳ）の主要な構成要素である配列体
の構成部材である平板（１）の平面図である。

【００１９】図示されるように、本発明の第一実施態様
のメタル担体（ＭＳ）は、(1) 中心部に所望径で所望長
の中空筒状体部（図中、Ａで示されている。）を有する
とともに、前記中空筒状体部（Ａ）の外径と略同一の穴
部（図３の１ａで示される部位）を中心部に有する所望
枚数の薄肉金属板製の平板（１）を、前記中空筒状体部
（Ａ）の外周面上、かつその軸方向に所望の間隔を置い
て平行に配列させて構成した排気ガス浄化用触媒を担持
するための平板の平行配列体（Ｂ）、(2) 前記平板
（１）の平行配列体（Ｂ）の前端部に配設される前端部
壁板（Ｃ₁）(3) 前記平板（１）の平行配列体（Ｂ）の
後端部に配設される後端部壁板（Ｃ₂）、及び、(4) 前
記前端部壁板（Ｃ₁）及び後端部壁板（Ｃ₂）の間に跨
設され、かつ前記平行配列体（Ｂ）を構成する各平板
（１）の凹部（図３の１１で示される部位）において各
平板（１）を保持する保持部材（Ｄ₁，Ｄ₂）、とから
構成されるものである。

【００２０】本発明のメタル担体（ＭＳ）の構成におい
て、他の重要な技術的構成は、図１に示される本発明の
メタル担体（ＭＳ）の排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）への適用
例から明らかのように、前記前端部壁板（Ｃ₁）の中心
部に排気ガス流（Ｆ）を流入させる排気ガス流入口（Ｃ
ａ）を有するという点である。なお、後述するように
（図１２参照）、前記排気ガスを流入させる流入口（Ｃ
ａ）は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の他の応用例にお
いては排気ガスを流出させる流出口としての機能をも備
えていることに留意しなければならない。本発明におい
て、排気ガス流入口（Ｃａ）は、前記した意味で理解さ
れるべきである。図１において、本発明のメタル担体
（ＭＳ）は、排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）へ支持部材（ステ
ー部材）（Ｓ）を介して固定されている。

【００２１】本発明において、前記平行配列体（Ｂ）を
構成する各平板（１）の大きさや使用枚数は、目標とす
る排気ガス浄化率（度）、排気ガス路系の大きさなどを
考慮して適宜に決めればよい。また、各平板（１）の相
互の間隔も、背圧抵抗、排気ガス浄化率（度）などを考
慮して適宜に決めればよい。なお、いうまでもないこと
であるが、前記各平板（１）の間の間隔部が、排気ガス
流通路となるものであり、従来のメタルハニカム体
（Ｈ）のセルに対応するものである。図中、左側の排気
ガス路（Ｅ）から流入された排気ガス流（Ｆ）は、矢線
で示されている経路を通じて右側の排気路（Ｅ）へ排出
される。

【００２２】本発明において、前記前端部（Ｃ₁）及び
後端部壁板（Ｃ₂）は、前記保持部材（Ｄ₁，Ｄ₂）と
共働して平行配列体（Ｂ）を保持するとともに、前記し
たように排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）内での排気ガス流
（Ｆ）の流れ方向を規制するものである。図１に示され
る排気ガス流（Ｆ）の流れ方向の規制は、右側の排気ガ
ス路（Ｅ）の内壁面と前端部壁板（Ｃ₁）との当接配
置、及び左側排気ガス路（Ｅ）の内壁面と後端部壁材
（Ｃ₂）との非当接配置を前提とするものであるが、前
端部壁板（Ｃ₁）の中心部に設けられた排気ガス流入口
（Ｃａ）と中空筒状体部（Ａ）が重要な機能を有してい
ることはいうまでもないことである。

【００２３】本発明において、前記保持部材（Ｄ₁，Ｄ
₂）は、各平板（１）の凹部（図３の１１で示される部
位）に嵌合し、前記壁板（Ｃ₁，Ｃ₂）と共働して各平
板（１）を保持するものである。なお、本発明において
保持部材（Ｄ）は、図示しないが種々の変形例が可能で
ある。例えば、保持部材（Ｄ）に各平板（１）の間隔に
等しいスリット部（溝部）を配設し、前記スリット部に
各平板（１）の縁部を嵌合、保持するようにしてもよ
い。また、保持部材（Ｄ）は、図１に示されるように二
本（Ｄ₁，Ｄ₂）に限定されず、一本または三本以上の
ものであってもよい。更に、図示の角材のものでなくワ
イヤー状線状物など所望構造のものであってもよい。

【００２４】また、本発明において、前記保持部材（Ｄ
＝Ｄ₁，Ｄ₂，………）は、前記中空筒状体部（Ａ）の
構成との関連において省略することが出来ることに留意
しなければならない。例えば、前記中空筒体部（Ａ）
が、図２に示されるように排気ガスを流出（流入）させ
るための穴部（Ａ₁）を有したパイプ材で構成されるよ
うな場合、前記保持部材（Ｄ）を省略してもよいもので
ある。即ち、パイプ材の表面に各平板（１）を固着、保
持させた場合、必ずしも保持部材（Ｄ）を必要としない
ものである。

【００２５】本発明において、前記中空筒状体部（Ａ）
は、前記したように仮想上の中空筒状体であっても、あ
るいは実質的な有孔性の中空筒状体であってもよいもの
である。後者の有孔性の中空筒状体の場合、前記中空筒
状体は、その中心軸に平行及び／又は直交する方向に長
孔を有するものであったり、その外周部に多数の穴部を
有するものなど、排気ガスの流出（流入）が出来るもの
であれば、特段の制約を受けない。

【００２６】本発明において、メタル担体（ＭＳ）を構
成する平行配列体（Ｂ）、前端部壁部（Ｃ₁）、後端部
壁部（Ｃ₂）などは、排気ガス路系の温度、排気ガスと
担持された触媒との反応熱などを考慮して、耐熱性のも
ので構成されることが好ましい。

【００２７】本発明において、前記平行配列体（Ｂ）を
構成する平板（１）としては、例えば、従来のメタルモ
ノリスタイプのハニカム体（Ｈ）の製作に使用されてい
るものを使用すればよい。より具体的には、クロム鋼
（クロム１３％〜２５％）、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ
５％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０．０３mm〜０．
１mm程度の帯材を所望の波形を有するように加工したも
のを使用すればよい。なお、平板（１）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（Ａｌ₂Ｏ₃）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，Ｐ
ｄ，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。なお、本発明において、前記したよ
うに平板を波板に置換することが出来るものであり、前
記波板としては前記した平板を所望の波形を有するよう
に波付け加工したものを使用すればよい。また、前記壁
板（Ｃ₁，Ｃ₂）などの材質としては、例えば前記平行
配列体（Ｂ）を構成する平板（１）と同種の耐熱鋼を使
用すればよい。

【００２８】本発明の前記第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）において、触媒の担持は、常法に従って行なえ
ばよい。即ち、平行配列体（Ｂ）の構成部材である平板
（１）の表面に排気ガス浄化用触媒の支持体としてのウ
ォッシュコート(washcoat)層を形成し、より具体的には
触媒活性を高める表面積の大きいγ−Ａｌ₂Ｏ₃をコー
ティングし、次いでＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ系酸化還元触媒な
どの排気ガス浄化用触媒を担持させればよい。本発明の
メタル担体（ＭＳ）の排気ガス浄化用触媒の担持は、平
行配列体（Ｂ）と他部材（要素）を組付けてから行なっ
てもよく、あるいは平行配列体（Ｂ）とする前段階にお
いて、別言すれば各平板（１）に予め触媒を担持したも
のを使用してもよい。後者の場合、例えば保持部材
（Ｄ）のスリット部に嵌合保持される平板（１）の嵌合
部をマスキングし、ウォッシュコート層の形成や触媒の
含浸・担持が行なわれないようにすることが好ましいこ
とはいうまでもないことである。なお、後者の方式は、
前記部位（マスキング部位）以外の部位でのウォッシュ
コート層の形成や触媒の含浸処理の生産工程において、
一度に多量の平板（１）を処理することができること、
かつ均一に処理することができることから好ましいもの
である。

【００２９】本発明の前記平板（１）の平行配列体
（Ｂ）を主要な構成要素とする第一実施態様のメタル担
体（ＭＳ）は、従来の平板と波板を相互に当接させたハ
ニカム構造のメタルハニカム体（Ｈ）を主要な構成要素
とするメタル担体とは全く異質のものである。本発明の
メタル担体（ＭＳ）においては、平行配列体（Ｂ）を構
成する所望枚数の平板（１）は相互に非当接状態である
ため、排気ガス路系での使用に際して平行配列体（Ｂ）
内部に発生する大きな熱応力を効果的に吸収、緩和する
ことができる。また、平行配列体（Ｂ）を構成する所望
枚数の平板（１）は、その固着領域を除いて、触媒担持
が出来るため高価な平板（１）の触媒担持のための有効
面積率は大きいものである。これに対して、前記した従
来のハニカム構造のメタル担体（Ｈ）においては、平板
と波板を当接させ、かつ当接部をろう接合などにより固
着することを基本設計としているため、前記した熱応力
に基づく大きな変形力の吸収、緩和特性、及び触媒担持
のための有効面積率は本発明に比較して著しく低いもの
である。

【００３０】図４〜図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第
二実施態様のメタル担体（ＭＳ）、特にその構成部材で
ある平板（１）の構造を説明する図である。即ち、図４
は、第二実施態様のメタル担体（ＭＳ）の平行配列体
（Ｂ）の構成部材である平板（１）の平面図を示す。ま
た、図５（ａ）は前記平板（１）の図４のＩ−Ｉ線断面
図、及び図５（ｂ）は前記平板（１）を利用した平行配
列体（Ｂ）の一部断面図である。図示されるように第二
実施態様のメタル担体（ＭＳ）の特徴点は、平板（１）
として中央部の穴部（１ａ）から外周方向へ三条の凸部
（１２）を形成したものを使用している点である。前記
凸部（１２）は、平行配列体（Ｂ）とされたとき、図５
（ｂ）に示されるように各平板（１）の平行状態を維持
する機能を有するとともに、各平板（１）間に流出（流
入）する排気ガス流を攪拌する機能を有する。後者の機
能は、排気ガスと配列体（Ｂ）の表面に担持された排気
ガス浄化触媒との接触反応の増大、従って排気ガス浄化
能の向上に有用なものである。

【００３１】図６（ａ），（ｂ）は、本発明の第三実施
態様のメタル担体（ＭＳ）、特にその構成部位である平
板（１）の構造を説明する図である。即ち、図６（ａ）
は、第三実施態様のメタル担体（ＭＳ）の平行配列体
（Ｂ）の構成部材である平板（１）の斜視図、図６
（ｂ）は前記平板（１）を利用した平行配列体（Ｂ）の
一部断面図である。前記第三実施態様において特徴とす
る点は、平板（１）に前記第二実施態様の凸部（１２）
にかえて三個の切起し片（１３）を配設している点であ
る。前記切起し片（１３）も前記第二実施態様の凸部
（１２）と同じ機能を有する。

【００３２】図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第四実施
態様のメタル担体（ＭＳ）、特にその構成部材である平
板（１）の構造を説明する図である。即ち、図７（ａ）
は、第四実施態様のメタル担体（ＭＳ）の平行配列体
（Ｂ）の構成部材である平板（１）の斜視図、図７
（ｂ）は図７（ａ）のII−II線断面図である。前記第四
実施態様において特徴とする点は、平板（１）に四個の
円形凸状部（１４）を配設している点である。前記円形
凸状部（１４）も前記第二実施態様の凸部（１２）と同
じ機能を有する。

【００３３】図８は、本発明の第五実施態様のメタル担
体（ＭＳ）を説明する図であり、前記図２に対応するも
のである。図８に示される第五実施態様のメタル担体
（ＭＳ）が、図２に示される第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）と大きく異なる点は、平行配列体（Ｂ）の構成
部材として波板（２）を使用している点であり、その他
は実質的に同じ構成である。なお、第一実施態様におい
ては、平板（１）を採用している。

【００３４】図９は、本発明の第六実施態様のメタル担
体（ＭＳ）、特にその構成部材である平板（１）または
波板（２）の構造を説明する図である。本発明において
は、平行配列体（Ｂ）を構成する平板（１）または波板
（２）として、図９（ａ）または図９（ｂ）に示される
ように小型波（マイクロウェーブ、マイクロコルゲーシ
ョン）（１ａ，２ａ）を有するものを使用することがで
きる。排気ガス浄化能などの諸条件によって波板の構造
は異なるが、一般的には大型波としては波高１〜２．５
mm、ピッチ２〜５mmのもの、マイクロコルゲーションと
しては波高０．１〜０．５mmピッチ０．５〜２mmのもの
が使用できる。前記両板（１、２）にマイクロコルゲー
ション（１ａ，２ａ）を有するものは、配列体（Ｂ）内
部に発生する熱応力の吸収、緩和の特性に優れるととも
に触媒担持量の増大化というメリットを持つものであ
る。

【００３５】図１０〜図１１は、本発明の第七〜第八実
施態様のメタル担体（ＭＳ）、特にその構成部材である
平板（１）の構造を説明する図である。本発明のメタル
担体（ＭＳ）の平行配列体（Ｂ）の構成部材である平板
（１）は、第一実施態様のように矩形形状（平面図）の
ものに限定されず、排気ガス路系の空間配置との関連に
おいて所望の平面形状を採用しうるものである。図１０
（第七実施態様）は平板（１）の平面形状が楕円形状の
ものを示し、図１１（第八実施態様）は平板（１）の平
面形状が長円形状のものを示している。

【００３６】図１２は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の
排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）への適用例の変形例を示すもの
で、図１に対応する図である。図１１に示されるメタル
担体（ＭＳ）の排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）への適用例にお
いて特徴的な点は、排気ガス路系（Ｅ，Ｅ）の構造に合
わせて前記図１に示されるものと比較してメタル担体
（ＭＳ）を逆向きに配置している点である。図から明ら
かのように、排気ガス流（Ｆ）は、平行配列体（Ｂ）の
外周部からその中心部の中空筒状体（Ａ）へ流入し、こ
の間に担持触媒と接触反応して浄化され排気されること
になる。いうまでもないことであるが、前記適用例にお
いて、前端部壁板（Ｃ₁）の排気ガス流入口（Ｃａ）
は、排気ガス流出口としての機能を果たすことになる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の排気ガス浄化に使用されるメタ
ル担体（ＭＳ）は、従来の耐熱性の平板と波板を当接さ
せて構成したハニカム構造のメタルハニカム体を主要な
構成要素とするものと全く異質のものである。即ち、本
発明のメタル担体（ＭＳ）は、所望枚数の耐熱性の平板
（または波板）を非当接状態、かつ平行状態に配設させ
て構成した排気ガス浄化用触媒を担持するための平板
（または波板）の平行配列体、前記平行配列体の前後端
に配設される壁板、及び前記壁板と共働して平行配列体
を保持する保持部材とから構成される全く新しい構造の
ものである。

【００３８】本発明のメタル担体（ＭＳ）、特にその主
要な構成要素である排気ガス浄化用触媒を担持するため
の平行配列体は、その構成部材である所望枚数の平板
（または波板）は相互に非当接状態に配列されているた
め、排気ガス路系での使用に際して平行配列体内部に発
生する大きな熱応力（大きな変形力）を効果的に吸収、
緩和することが出来るものである。この点、従来の平板
と波板とからなるハニカム構造のメタルハニカム体を主
要な構成要素とするものにおいては、メタルハニカム体
を構成する平板と波板の当接部が固着されているため剛
構造のものであり前記した熱応力の吸収、緩和特性に劣
るものである。

【００３９】また、本発明の前記平行配列体は、構成部
材である高価な平板（または波板）が非当接状態に配列
されて構成されていることから、平行配列体端部の保持
部材への固着領域を除いてすべての表面領域が触媒担持
されるため、高価な帯材の触媒担持されるための有効面
積率は従来のものと比較して格段に高いものである。

【００４０】更に、本発明の平行配列体は、その端部が
保持部材にろう接合などにより固着されるだけであり、
その他の領域は固着されないため、高価な高温ろう材の
使用量の低減化や溶接作業の省力化などを図ることがで
き、本発明により経済的なメタル担体が提供される。ま
た、前記した高価な高温ろう材の使用量の低減化に関連
して、ろう材成分と平行配列体の母材（平板または波
板）との合金化反応や拡散反応による母材の耐熱性の低
下、あるいは担持された触媒成分との反応による触媒活
性能の低下、触媒の死活化などが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の構造と使用態様を説明する図である。

【図２】本発明の第一実施態様のメタル担体（ＭＳ）
の軸方向断面図（一部）である。

【図３】本発明の第一実施態様のメタル担体（ＭＳ）
に適用される平板の平面図である。

【図４】本発明の第二実施態様のメタル担体（ＭＳ）
に適用される平板の変形例を示す図（平面図）である。

【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図（ａ）、及び図４に示
される平板を使用した平行配列体（Ｂ）の一部断面図
（ｂ）を示す。

【図６】本発明の第三実施態様のメタル担体（ＭＳ）
に適用される平板の変形例を示す図（斜視図）（ａ）、
及び前記平板を使用した平行配列体（Ｂ）の一部断面図
（ｂ）を示す。

【図７】本発明の第四実施態様のメタル担体（ＭＳ）
に適用される平板の変形例を示す図（平面図）（ａ）、
及び図５（ａ）のII−II線断面図（ｂ）を示す。

【図８】本発明の第五実施態様のメタル担体（ＭＳ）
を説明する図であり、図２に対応する図である。

【図９】本発明の第六実施態様のメタル担体（ＭＳ）
に適用される平板の変形例（ａ）、及び波板の変形例
（ｂ）を説明する図である。

【図１０】本発明の第七実施態様のメタル担体（Ｍ
Ｓ）に適用される平板（矩形状）の平面図である。

【図１１】本発明の第八実施態様のメタル担体（Ｍ
Ｓ）に適用される平板（長円形状）の平面図である。

【図１２】本発明のメタル担体（ＭＳ）の使用態様の
変形例を示す図であり、図１に対応する図である。

【図１３】従来の巻回タイプをメタルハニカム体
（Ｈ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）の斜
視図である。

【図１４】従来のメタル担体（図１２）の正面図であ
る。

【符号の説明】

ＭＳ ………… メタル担体Ａ ………… 中空筒状体部Ｂ ………… 平行配列体Ｃ₁………… 前端部壁板Ｃ₂………… 後端部壁板Ｅ，Ｅ ………… 排気ガス経路Ｆ ………… 排気ガス流Ｓ ………… 支持部材１ ………… 平板２ ………… 波板１ａ，２ａ ………… マイクロコルゲーション

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ０１Ｊ 35/04 ＺＡＢ３０１Ｃ３１１Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガス浄化用触媒装置に使用されるメ
タル担体において、前記メタル担体が、 (1) 中心部に所望径で所望長の中空筒状体部を有すると
とともに、前記中空筒状体部の外径と略同一の穴部を中
心部に有する所望枚数の薄肉金属板製の平板または波板
を、前記中空筒状体部の外周面上、かつ軸方向に所望の
間隔を置いて配列させて構成した排気ガス浄化用触媒を
担持するための平板または波板の平行配列体、 (2) 前記平行配列体の前端部に配設される前端部壁板で
あって、その中心部に前記中空筒状体部の径と略同一の
排気ガス流入口を有する前端部壁板、 (3) 前記平行配列体の後端部に配設される後端部壁板、
及び、 (4) 前記前端部壁板及び後端部壁板の間に跨設され、か
つ前記平行配列体を構成する各平板または各波板の少な
くとも一部を保持する保持部材、とから構成されたことを特徴とするメタル担体。
【請求項２】平行配列体が、所望枚数の平板、中空筒
状体部の外周面上、かつ軸方向に所望の間隔を置いて平
行に配列させて構成されたものである請求項１に記載の
メタル担体。
【請求項３】平行配列体が、所望枚数の波板を、中空
筒状体部の外周面上、かつ軸方向に所望の間隔を置いて
平行に配列させて構成されたものである請求項１に記載
のメタル担体。
【請求項４】平板が、隆起部を有するもので構成され
たものである請求項１に記載のメタル担体。
【請求項５】隆起部が、線状隆起部、点状隆起部、ま
たは切り起し片の１または２以上からなるものである請
求項４に記載のメタル担体。
【請求項６】平板が、小さな波形（マイクロコルゲー
ション）を有するものである請求項１に記載のメタル担
体。
【請求項７】波板が、小さな波形（マイクロコルゲー
ション）を有するものである請求項１に記載のメタル担
体。
【請求項８】中空筒状体部が、有孔性の中空筒状体で
構成されたものである請求項１に記載のメタル担体。
【請求項９】中空筒状体が、その中心軸に平行な長孔
を有するものである請求項８に記載のメタル担体。
【請求項１０】中空筒状体が、その外周部に穴部を有
するものである請求項８に記載のメタル担体。
【請求項１１】平行配列体を構成する平板または波板
の平面形状が、所望形状のものである請求項１に記載の
メタル担体。
【請求項１２】平行配列体を構成する平板または波板
の平面形状が、円形形状である請求項１１に記載のメタ
ル担体。
【請求項１３】平行配列体を構成する平板または波板
の平面形状が、矩形形状である請求項１１に記載のメタ
ル担体。
【請求項１４】平行配列体を構成する平板または波板
の平面形状が、長円形状である請求項１１に記載のメタ
ル担体。