JPH08164487A - メタルハニカム構造体およびメタルハニカム担体の製造方法 - Google Patents

メタルハニカム構造体およびメタルハニカム担体の製造方法

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JPH08164487A
JPH08164487A JP6333162A JP33316294A JPH08164487A JP H08164487 A JPH08164487 A JP H08164487A JP 6333162 A JP6333162 A JP 6333162A JP 33316294 A JP33316294 A JP 33316294A JP H08164487 A JPH08164487 A JP H08164487A
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Hideya Nishikata
秀彌 西方
Takao Naito
高男 内藤
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 それぞれフェライト系ステンレス鋼からなる
平板1、波板2および外筒3を用意する。波板2の両面
および外筒3の内周面には、フェライト系ステンレス鋼
より融点の低いニッケルからなるメッキ層4、6をそれ
ぞれ形成しておく。平板1と波板2とを巻回してコイル
体5を形成する。コイル体5の外径は、外筒3の内径よ
り2〜5%程度大径にする。コイル体5を縮径しつつ外
筒3内に挿入する。その後、外筒3およびコイル体5を
加熱して、平板1と波板2とを拡散接合するとともに、
コイル体5と外筒3とを拡散接合する。 【効果】 拡散接合時間を短縮することができるととも
に、接合強度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車の排気ガスを
浄化するために用いられる触媒の構成部分たるメタルハ
ニカム担体の製造方法、およびメタルハニカム担体の構
成部分たるメタルハニカム構造体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、メタルハニカム担体は、金属製
の平板と波板とを重ね合わせて巻回してなるメタルハニ
カム構造体と、この構造体が挿入される外筒とから構成
されている。従来、このようなメタルハニカム担体を製
造する場合には、特開平2ー14747号公報に開示さ
れているように、まず平板と波板とを重ね合わせた状態
で巻回してコイル体とし、このコイル体を外筒に挿入す
る。次に、外筒を縮径させる。これによって、コイル体
を弾性的に縮径させ、外筒とコイル体、および平板と波
板とをそれぞれ押圧接触させる。その後、コイル体およ
び外筒を真空炉中において加熱し、平板と波板とを拡散
接合する(この結果、コイル体がメタルハニカム構造体
になる)とともに、コイル体(メタルハニカム構造体)
と外筒とを拡散接合するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記平板、波板および
外筒は、通常、フェライト系ステンレス鋼によって形成
されており、フェライト系ステンレス鋼はその融点が高
い。このため、上記従来の製造方法では、拡散接合に長
時間を要するという問題があった。なお、加熱温度を高
くすれば拡散接合に要する時間を短縮することができる
が、そのようにすると平板、波板および外筒が変質、ま
たは変形するおそれがある。
【0004】また、平板と波板、およびコイル体と外筒
とを押圧接触させるために、コイル体を外筒に挿入した
後に外筒を縮径するようにしているが、外筒は比較的厚
さが厚いため、大きく縮径すると割れまたはクラックが
発生するおそれがある。したがって、外筒の縮径量は小
さくせざるを得ない。ところが、外筒の縮径量が小さい
と、それに対応してコイル体の縮径量も小さくなる。こ
の場合、コイル体が縮径しにくいものであれば小さな縮
径量でも大きな応力が発生し、平板と波板、およびコイ
ル体と外筒とを大きな押圧力をもって接触させることが
できる。ところが、コイル体は波板を有しており、小さ
な力で大きく縮径する。したがって、コイル体の縮径量
が小さいと、それに対応して発生する応力も小さくなっ
てしまう。このため、平板と波板、およびコイル体と外
筒とを大きな押圧力をもって接触させることができな
い。この結果、それらの接触面を良好な状態で拡散接合
することができず、接合強度が低下するという問題があ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
メタルハニカム構造体の平板と波板との拡散接合に要す
る時間を短縮するためになされたもので、金属製の平板
と波板とを重ね合わせた状態で巻回した後、平板と波板
とを拡散接合するようにしたメタルハニカム構造体の製
造方法において、上記平板と上記波板とを巻回する前
に、それらの接触面の少なくとも一方に平板および波板
を構成する金属より融点の低い金属のメッキ層を予め形
成しておくことを特徴としている。請求項2に係る発明
は、メタルハニカム担体の外筒とコイル体との接合時
間、および平板と波板との拡散接合に要する時間を短縮
するためになされたもので、金属製の平板と波板とを重
ね合わせた状態で巻回してコイル体を形成し、このコイ
ル体を金属製の外筒に挿入し、その後平板と波板、コイ
ル体の外周面と外筒の内周面とを拡散接合するようにし
たメタル担体の製造方法において、上記平板と上記波板
とを巻回する前に、それらの接触面の少なくとも一方に
平板および波板を構成する金属より融点の低い金属から
なるメッキ層を予め形成しておくとともに、上記コイル
体を上記外筒に挿入する前に、コイル体の外周面と外筒
の内周面との少なくとも一方にコイル体の外周面を構成
する金属および外筒を構成する金属より融点の低い金属
からなるメッキ層を予め形成しておくことを特徴として
いる。請求項3に係る発明は、外筒とコイル体との接合
強度、および平板と波板との接触圧を高めて接合強度を
向上させるためになされたもので、金属製の平板と波板
とを重ね合わせた状態で巻回してコイル体を形成し、こ
のコイル体を金属製の外筒に挿入し、その後平板と波
板、コイル体の外周面と外筒の内周面とを拡散接合する
ようにしたメタルハニカム担体の製造方法において、上
記コイル体の外径を上記外筒の内径より大径に形成し、
上記コイル体を上記外筒に圧入することを特徴としてい
る。請求項4に係る発明は、拡散接合時間の短縮と拡散
接合強度の向上との両者を達成するためになされたもの
で、請求項3に係る発明において、上記平板と上記波板
とを巻回する前に、それらの接触面の少なくとも一方に
平板および波板を構成する金属より融点の低い金属から
なるメッキ層を予め形成しておくとともに、上記コイル
体を上記外筒に挿入する前に、コイル体の外周面と外筒
の内周面との少なくとも一方にコイル体の外周面を構成
する金属および外筒を構成する金属より融点の低い金属
からなるメッキ層を予め形成しておくことを特徴として
いる。
【0006】
【作用】請求項1に係る発明において、コイル体を加熱
するとメッキ層が平板および波板を形成する金属中に拡
散する。この場合、メッキ層を形成する金属の溶融温度
が平板および波板を形成する金属の溶融温度より低いの
で、平板および波板が直接拡散する場合に比して高速で
拡散する。しかも、メッキ層を形成する金属の拡散に追
随して平板および波板を形成する金属どうしも拡散す
る。したがって、従来の製造方法と同一の条件で加熱
し、同一の接合強度を得ようとした場合に、拡散接合に
要する時間を短縮することができる。請求項2に係る発
明において、メタルハニカム担体を加熱すると、平板と
波板との間のメッキ層が平板および波板を形成する金属
中に拡散する。また、コイル体と外筒との間のメッキ層
がコイル体の外周面を形成する金属および外筒を形成す
る金属中に拡散する。これにより、請求項1に係る発明
と同一の理由により、拡散接合に要する時間を短縮する
ことができる。請求項3に係る発明において、コイル体
の外径が外筒の内径より大径になっているので、コイル
体を外筒に挿入すると、コイル体が直径差の分だけ縮径
される。この場合、コイル体の縮径は、外筒を縮径させ
ることによって行われるのではなく、直接縮径されるの
で、コイル体を大きく縮径させることができる。したが
って、外筒とコイル体との接触圧および平板と波板との
接触圧を高めることができ、それらの接合強度を向上さ
せることができる。請求項4に係る発明は、請求項2に
係る発明と請求項3に係る発明との両者の構成を同時に
有するものであるから、拡散接合に要する時間を短縮す
ることができるとともに、接合強度を向上させることが
できる。
【0007】
【実施例】以下、この発明の実施例について図1〜図3
を参照して説明する。なお、以下に述べる実施例は、メ
タルハニカム担体を製造するものであるが、メタルハニ
カム担体はメタルハニカム構造体を有している。したが
って、メタルハニカム担体の製造方法を説明することに
よってメタルハニカム構造体の製造方法は自と明らかに
なるであろうから、メタルハニカム構造体の製造方法の
みの説明は省略する。
【0008】まず、この発明に係るメタルハニカム担体
を製造するに際しては、金属製の平板1および波板2
(図1および図2参照)、並びに金属製の外筒3(図1
および図3参照)とを準備する。平板1、波板2および
外筒3を形成する金属としては、従来の製造方法におい
て用いられものと同様のものを用いることができる。こ
こでは、平板1、波板2および外筒3をフェライト系ス
テンレス鋼Feー20Crー5Alで形成している。勿
論、その他の金属を用いてもよい。
【0009】また、平板1と波板2との少なくとも一方
の両面には、金属のメッキ層4(図1参照)を形成して
おく。この実施例では、波板2にメッキ層4を形成して
いる。波板2にメッキ層4を形成する場合には、波板2
を成形する前の平板に予めメッキ層4を形成しておき、
これを波板に成形してもよいが、成形後にメッキ層4を
形成するのが望ましい。メッキ層4を形成する金属とし
ては、平板1および波板2を形成する金属より融点が低
いものを用いる。平板1および波板2をフェライト系ス
テンレス鋼Feー20Crー5Al(融点;約1505
°C)を形成するのであれば、銅(融点;1083°
C)またはニッケル(融点;1455°C)等を用いる
ことができ、ここではニッケルを用いている。さらに、
メッキ層4の厚さについては、平板1と波板2との接合
強度等を勘案して実験的に適宜決定する。この実施例で
は、2〜5μmとしている。
【0010】次に、図2に示すように、上記平板1と波
板2とを重ね合わせ状態で巻回し、コイル体5を形成す
る。巻回するに際しては、コイル体5に弛みが生じない
よう、平板1と波板2とに若干の張力を作用させておく
ようにするのが望ましい。なお、この実施例では、平板
1が外側になるように巻回しているが、波板2が外側に
なるように巻回してもよい。
【0011】コイル体5については、その外径DOを外
筒3の内径DIより若干大径にする。外径DOは、コイル
体5を外筒3に挿入した場合に、コイル体5と外筒3と
の接触圧および平板1と波板2との接触圧を十分に大き
くして、それらの接触面の拡散接合を良好な状態で行う
ことができ、かつコイル体5に作用する応力が過大にな
らないような範囲、特にコイル体5が弾性変形する範囲
に実験的に定める。この実施例では、コイル体5の外径
Oを外筒3の内径DIより2〜5%大径にしている。
【0012】上記コイル体5の外周面と外筒3の内周面
との少なくとも一方には金属のメッキ層6を形成してお
く。この場合、コイル体5の外周面を波板2によって形
成するのであれば、最も外周側の波板2の外側に形成さ
れたメッキ層4をメッキ層6として用いることも可能で
あるが、この実施例ではコイル体5の外周面が平板1に
よって形成されており、コイル体5の外周面にはメッキ
層4が形成されていない。そこで、この実施例では、外
筒3の内周面にメッキ層6を形成している。メッキ層6
を形成する金属としては、コイル体5の外周面を構成す
る金属(平板1または波板2を形成する金属)および外
筒3を形成する金属より融点の低いものを用いる。この
実施例では、外筒3を平板1および波板2と同一の金属
で形成しているので、メッキ層4と同様の金属を用いて
いる。メッキ層6の厚さは、メッキ層4の厚さと同程度
にする。
【0013】なお、メタルハニカム構造体だけを製造す
るのであれば、メッキ層4を形成する金属として平板1
および波板2を形成する金属より融点の低い金属を用い
ればよいが、この実施例のようにメタルハニカム担体を
製造する場合には、メッキ層4を形成する金属とメッキ
層6を形成する金属との両者を、平板1、波板2および
外筒3を形成する金属のいずれよりも融点の低いものを
用いるようにする。
【0014】次に、上記コイル体5を外筒3に縮径させ
た状態で挿入(圧入)する。この挿入は、図3に示す挿
入治具7用いることによって容易に行うことができる。
圧入治具7は、筒状をなすものであり、その内周がテー
パ状に形成されている。圧入治具7の最大内径Dmaxは
コイル体5の外径DOより大径になっており、その最小
内径Dminは外筒3の内径DIと同等か若干小さくなって
いる。
【0015】上記の圧入治具7を用いてコイル体5を外
筒3に圧入する場合には、圧入治具7と外筒3との軸線
を一致させ、圧入治具7の最小内径Dminを有する側の
端面を外筒3の端面に突き当てる。次に、圧入治具7に
その大径側端部からコイル体5を押し込む。すると、コ
イル体5は、圧入治具7により挿入方向の先端側から徐
々に弾性的に縮径される。そして、コイル体5の先端部
は圧入治具7から出ると同時に外筒3に挿入される。こ
のとき、コイル5の先端部は外筒3の内径と同等以下に
なっているので、外筒3にスムースに挿入される。その
後、コイル体5をさらに押し込むことによって全体を外
筒3に挿入することができる。挿入されたコイル体5
は、その弾性復元力によって拡径しようとして外筒3の
内周面(メッキ層6)に大きな押圧力をもって接触す
る。また、この押圧力によって平板1と波板2とがメッ
キ層4を介して押圧接触する。
【0016】次に、外筒3およびこれに挿入されたコイ
ル体5を加熱し、平板1と波板2とを拡散接合するとと
もに、コイル体5の外周面(平板1)と外筒3の内周面
とを拡散接合する。この場合、平板1と波板2とは、ま
ずメッキ層4を形成する金属が平板1および波板2に拡
散し、これに追随するようにして平板1および波板2を
形成する金属が他方に拡散することによって接合され
る。コイル体5の外周面と外筒3の内周面とも同様にし
て拡散接合される。なお、加熱に際しては、コイル5お
よび外筒3が変質しないよう、真空雰囲気または不活性
雰囲気中で行うのがよい。また、加熱温度は、メッキ層
4,6を形成する金属の融点の70〜80%程度の温度
にするのがよい。
【0017】上記のようにして平板1と波板2とが拡散
接合することにより、コイル体5がメタルハニカム構造
体になる。また、コイル体5と外筒3とが拡散接合する
ことにより全体としてメタルハニカム担体が製造され
る。
【0018】上記の製造方法においては、メッキ層4を
形成する金属の融点が平板1および波板2を形成する金
属の融点より低いので、メッキ層4を形成する金属は、
平板1と波板2とを直接拡散接合する場合に比して高速
で拡散する。しかも、メッキ層4を形成する金属の拡散
に追随して平板1および波板2を形成する金属も拡散す
る。したがって、従来の製造方法と同一の加熱条件で同
一の接合強度を得る場合には、拡散接合に要する時間を
大幅に短縮することができる。ちなみに、厚さが5μm
のメッキ層4を形成した上記の実施例と、メッキ層4を
形成しない点を除いて上記の実施例と同様である従来の
製造方法とで比較試験をしたところ、従来方法では所望
の接合強度を得るのに10時間の拡散接合時間を要した
のに対し、上記の実施例ではその半分の5時間で済ん
だ。この点は、コイル体5と外筒3との拡散接合につい
ても同様であった。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、メタルハニカム構造体の平板と波板との接
合強度を低下させることなくそれらの拡散接合に要する
時間を短縮することができるという効果が得られる。請
求項2に係る発明によれば、メタルハニカム担体の平板
と波板、およびコイル体(メタルハニカム構造体)の外
周面と外筒の内周面との接合強度を低下させることな
く、それらの拡散接合に要する時間を短縮することがで
きるという効果が得られる。請求項3に係る発明によれ
ば、メタルハニカム担体の平板と波板との接触圧、およ
びコイル体(メタルハニカム構造体)の外周面と外筒の
内周面との接触圧を高めることができ、これによってそ
れらの接合強度を向上させることができるという効果が
得られる。請求項4に係る発明によれば、メタルハニカ
ム担体の平板と波板、およびコイル体(メタルハニカム
構造体)の外周面と外筒の内周面との拡散接合に要する
時間を短縮することができ、しかもそれらの接触圧を高
めて接合強度を向上させることができるという効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るコイル体を外筒に挿入した状態
における要部の拡大断面図である。
【図2】平板と波板とを巻回してコイル体を形成する工
程を示す図である。
【図3】コイル体を外筒に挿入する工程を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 平板 2 波板 3 外筒 4 メッキ層 5 コイル体 6 メッキ層
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 20/24

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の平板と波板とを重ね合わせた状
    態で巻回した後、平板と波板とを拡散接合するようにし
    たメタルハニカム構造体の製造方法において、上記平板
    と上記波板とを巻回する前に、それらの接触面の少なく
    とも一方に平板および波板を構成する金属より融点の低
    い金属のメッキ層を予め形成しておくことを特徴とする
    メタルハニカム構造体の製造方法。
  2. 【請求項2】 金属製の平板と波板とを重ね合わせた状
    態で巻回してコイル体を形成し、このコイル体を金属製
    の外筒に挿入し、その後平板と波板、コイル体の外周面
    と外筒の内周面とを拡散接合するようにしたメタル担体
    の製造方法において、上記平板と上記波板とを巻回する
    前に、それらの接触面の少なくとも一方に平板および波
    板を構成する金属より融点の低い金属からなるメッキ層
    を予め形成しておくとともに、上記コイル体を上記外筒
    に挿入する前に、コイル体の外周面と外筒の内周面との
    少なくとも一方にコイル体の外周面を構成する金属およ
    び外筒を構成する金属より融点の低い金属からなるメッ
    キ層を予め形成しておくことを特徴とするメタルハニカ
    ム担体の製造方法。
  3. 【請求項3】 金属製の平板と波板とを重ね合わせた状
    態で巻回してコイル体を形成し、このコイル体を金属製
    の外筒に挿入し、その後平板と波板、コイル体の外周面
    と外筒の内周面とを拡散接合するようにしたメタルハニ
    カム担体の製造方法において、上記コイル体の外径を上
    記外筒の内径より大径に形成し、上記コイル体を上記外
    筒に圧入することを特徴とするメタルハニカム担体の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のメタルハニカム担体の
    製造方法において、上記平板と上記波板とを巻回する前
    に、それらの接触面の少なくとも一方に平板および波板
    を構成する金属より融点の低い金属からなるメッキ層を
    予め形成しておくとともに、上記コイル体を上記外筒に
    挿入する前に、コイル体の外周面と外筒の内周面との少
    なくとも一方にコイル体の外周面を構成する金属および
    外筒を構成する金属より融点の低い金属からなるメッキ
    層を予め形成しておくことを特徴とするメタルハニカム
    担体の製造方法。
JP6333162A 1994-12-14 1994-12-14 メタルハニカム構造体およびメタルハニカム担体の製造方法 Expired - Lifetime JP2814352B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6499204B2 (en) 2000-06-01 2002-12-31 Calsonic Kansei Corporation Device for press-fitting catalyzer core bed into outer case

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US6499204B2 (en) 2000-06-01 2002-12-31 Calsonic Kansei Corporation Device for press-fitting catalyzer core bed into outer case

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