JPH08215580A - 触媒装置用メタル担体 - Google Patents

触媒装置用メタル担体

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Publication number
JPH08215580A
JPH08215580A JP7026682A JP2668295A JPH08215580A JP H08215580 A JPH08215580 A JP H08215580A JP 7026682 A JP7026682 A JP 7026682A JP 2668295 A JP2668295 A JP 2668295A JP H08215580 A JPH08215580 A JP H08215580A
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JP
Japan
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honeycomb body
foil
flat
metal carrier
plate
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Pending
Application number
JP7026682A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Matsuoka
克憲 松岡
Jun Nakajima
順 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Aircraft Industry Co Ltd
Original Assignee
Showa Aircraft Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Showa Aircraft Industry Co Ltd filed Critical Showa Aircraft Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はハニカム体を形成する波板材と平板
材との接合部分における接触圧力を増加させることによ
り、接合強度を向上させた触媒装置用メタル担体を提供
する。 【構成】 波板材1と平板材2との間に、通気路と直角
に、両面にPVDプロセスによりろう材層4a,4bを
コーティングした細長い箔41 を介装してハニカム体1
0を形成する。波板材1と平板材2との間の接触圧力を
小面積の箔41 で受けるので、単位面積当たりの接触圧
力が増加して接合強度が向上する。ハニカム体11のよ
うに外側から少なくとも2層の範囲内の箔42 のコーテ
ィングを片面とするか、またはハニカム体12のように
2枚の箔42 をコーティングを外側にして重ねて板材間
に介装して形成すれば、板材の熱による変形が避けられ
るので熱応力が緩和され、ハニカム体の耐久性が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化装置に用いられるハニカム体をなす触媒装置用メタル
担体に関し、特にハニカム体の板材間の接合圧力を向上
させることを考慮した触媒装置用メタル担体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の触媒装置用メタル担体は、
薄い金属の平板と波板の少なくとも一方の面の全体また
は部分的に、ろう材をPVDプロセス等の方法で一様に
コーティングし、平板と波板の当接する部分においてろ
う材を溶融させて接合を行って形成する試みが行われて
いた。
【0003】この方法により製作されたメタル担体の接
合部分における接合強度は、ろう材のコーティング厚さ
を増すにつれて増加することが知られており、即ちろう
材の厚さを、接合強度が得られる最小厚5μmから次第
に増すにつれて接合強度は増加し、ろう材の厚さが10
μmを超えると接合強度は母材の破断強度より大とな
る。したがって、ろう材のコーティング厚さは10μm
以上とすることが好適であり、10μm未満であれば接
合強度は不充分となる。
【0004】また、接合時に両板材間の接合部分に掛る
接触圧力を増せば、接合後の接合強度が向上するので、
接触圧力を増すことによってろう材のコーティングの厚
さを減ずることが可能であることも知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の触媒装
置用メタル担体において、PVDプロセスによって全面
または部分的にろう材のコーテングを施した板材を用い
る場合に、コーティングの厚さをある程度以上に増せば
好適な接合強度が得られるが、コーティングの厚さの増
加に比例してコスト高となるという欠点がある。
【0006】また接合強度を好適に保ちながらコーティ
ングの厚さを減ずることは、接合部分における両板材間
の接触圧力を増加すれば可能であるが、メタル担体を形
成する工程中で接触圧力を増加させるには困難を伴う。
例えばロール状のハニカム体をなすメタル担体において
は、ロール状に巻き上げるときの張力を増加させれば、
接触圧力を増加することが可能ではあるが、張力によっ
て波板の波形が変形を起こし易く、また別の方法として
ロール状のハニカム体の軸方向長さを短縮することによ
って接合部分の接触面積を減らし、同一張力に対して接
触圧力を増加させることができるが、ハニカム体に要求
される能力からハニカム体の外形寸法には制約があっ
て、軸方向長さの短縮は実施困難であり、さらに、板材
にマスキングを施して部分的に厚いろう材のコーティン
グを行って、コーティング部分の厚さによって板材間の
接触圧力を強く受けようとする方法もあるが、板材の厚
さに比較してコーティング厚さが薄いために、小面積の
コーティング部分に接触圧力を強く発生させることは困
難であるとともに、マスキングを行ってコーティングを
行うことは量産に適しないという欠点がある。
【0007】本発明の目的は、ハニカム体を形成する板
材の接合部分における接触圧力を増加させることによ
り、ろう材の厚さを増すことなく接合強度を向上させる
ことのできるメタル担体を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の触媒装置用メタ
ル担体は、波形の凹凸が連続的に折曲げ形成されかつ帯
状をなす薄い金属板からなる波板材と、平坦な帯状をな
す薄い金属板からなる平板材とが交互に重なり合って相
互に当接し、多層配設されて多数の網目状通気路を備え
たハニカム体をなす触媒装置用メタル担体において、波
板材と平板材とが、相互に当接する部分において、通気
路の方向と直角に配設され両面にろう材をコーティング
された細長い帯状の薄い金属の箔を介して、接合されて
形成される。
【0009】本発明の触媒装置用メタル担体は、ハニカ
ム体の外側から少なくとも2層の範囲内において、箔に
コーティングされるろう材が箔の一方の面のみに施され
ることが好ましく、さらにまた、本発明の触媒装置用メ
タル担体は、波形の凹凸が連続的に折曲げ形成されかつ
帯状をなす薄い金属板からなる波板材と、平坦な帯状を
なす薄い金属板からなる平板材とが交互に重なり合って
相互に当接し、多層配設されて多数の網目状通気路を備
えたハニカム体をなす触媒装置用メタル担体において、
波板材と平板材とがハニカム体の外側から少なくとも2
層の範囲内の当接する部分において、通気路の方向と直
角に配設された重なり合う2枚の箔を介して交互に重ね
られ、2枚の箔は、各々外側をなす面にろう材のコーテ
ィングを有してそれぞれ波板材または平板材と接合し、
互いに内側をなす面にはろう材のコーティングを有しな
いことが好適である。
【0010】本発明の触媒装置用メタル担体の接合に用
いる箔のろう材は、PVDプロセスによって箔の面にコ
ーティングすることが好適である。
【0011】
【作用】PVDプロセスによって両面にろう材をコーテ
ィングされた細長い帯状の金属箔を、波板材と平板材と
が当接する部分に介在させてハニカム体を形成すれば、
接合部分の面積が小さいので接触圧力を増加させること
が容易で接合強度を向上させることができる。
【0012】ろう材のコーティングを一方の面のみに施
した箔を、ハニカム体の外側から少なくとも2層の範囲
内に使用すれば、熱による層間の膨張・収縮による熱応
力を緩和することができるので、ハニカム体の耐久性が
向上する。
【0013】さらに、重ね合わせた箔の外側をなす面の
みにろう材を施した2枚の箔を、ハニカム体の外側から
少なくとも2層の範囲内の板材の間に配設してハニカム
体を形成すれば、熱による板材の膨張・収縮による熱変
形が、外側の2層の範囲内においては板材相互間に熱応
力として作用しないため、平板2重構造と同様の効果を
生じて熱応力が緩和されるので、ハニカム体の耐久性が
向上するほか、さらに重量が低減されてコスト安とな
る。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の触媒装置用メタル担体に用
いられるハニカム体の、軸を含む模式的部分断面略図
で、図1(A)は両面にろう材をコーティングした箔を
用いたもの、図1(B)は片面にろう材をコーテングし
た箔を用いたもの、図1(C)は重ね合わせた2枚の箔
を用いたものである。図2は図1のハニカム体の斜視図
であって、図2(A)はロール状のハニカム体の図、図
2(B)は層状の積層体の図である。
【0015】図1(A)において、ハニカム体10は、
波形の凹凸が連続的に折曲げ形成されかつ帯状に形成さ
れた薄い金属板からなる波板材1と、平坦な帯状をなす
薄い金属板からなる平板材2とが交互に重なり合って、
接合部分3において箔41 を挟んで相互に当接してい
る。金属板の厚さは50μm〜100μmで、通常50
μmのものが多く用いられる。
【0016】箔41 は、細長い帯状の厚さが50μm〜
100μmの金属板で、両面にろう材の層4a,4bが
PVDプロセスによってコーティングされている。ろう
材にはNi基の自溶合金を用いる。箔41 は、波板材1
と平板材2との間に、ハニカム体の通気路の方向と直角
に通常2本配設されるが、3本以上とすることもでき
る。このように配設された箔は、加熱によりろう材の層
4a,4bが溶融して波板材1と平板材2とを接合部分
3において接合する。
【0017】上述の箔41 を用いて、図2(A)に示す
ロール状のハニカム体20を形成すれば、ロール状に巻
き回すときの板材に掛る張力によって発生する板材間の
接触圧力を、巾の狭い2本の箔41 によって受けること
ができるので、単位面積当たりの箔の受ける圧力、即ち
波板材と平板材の接合部分3における接触圧力が大とな
る。したがって波板材と平板材との接合強度を向上させ
ることができる。この方法によれば、ろう材のコーティ
ングの厚さを増さなくても所要の接合強度が得られるの
で、コストを削減することができる。
【0018】図1(B)において、ハニカム体11は、
少なくとも外側から2層の範囲内の波板材1と平板材2
との間に、片面のみにろう材4aをコーティングした箔
2を配設して形成される。上述の2層の範囲外の波板
材と平板材とは、図1(A)に示すような方法で接合さ
れて、ハニカム体が形成される。
【0019】一般にハニカム体をなす触媒装置用メタル
担体においては、ハニカム体を通過する排気ガスの流速
がハニカム体の外層部より内層部に至るほど大きく、し
たがってハニカム体では高温の排気ガスとの接触、触媒
反応による発熱及び外筒からの熱放散により、内層部ほ
ど高温で外層部ほど低温となる温度分布を生じる。この
温度分布により、温度の高いハニカム体の内層部の膨張
・収縮量が、温度の低い外層部の膨張・収縮量より大と
なるため、内層部と外層部との間に熱応力が発生する。
この熱応力は、ハニカム体の膨張・収縮のたびに繰り返
され、外筒によって膨張・収縮の動きが規制される最外
層部において影響が著しく、そのためハニカム体の最外
周の波板材が塑性変形を起こして金属疲労を生じ、遂に
は破断に至ることがある。
【0020】図1(B)に示すハニカム体では、温度差
による膨張・収縮の影響の最も大きな、最外層の少なく
とも2層の範囲内の波板材1と平板材2との間に、片面
のみにろう材をコーティングした箔42 を配設してその
間の接合を行わぬようにしたため、最外層の平板材の熱
変形による応力が直接最外層の波板に及ばなくなるの
で、ハニカム体の耐久性が向上する。
【0021】図1(C)に示すハニカム体において、ハ
ニカム体12は、少なくとも外側から2層の範囲内の波
板材1と平板材2との間に、重ね合わせた箔の外側をな
す面のみにろう材4aを施した2枚の箔42 を配設して
形成される。したがって図1(B)の場合と同様に、最
外層の波板材と平板材との間において、熱による変形の
影響が板材の間の滑りとなって熱応力を発生しないた
め、平板2重構造と同様の効果を生じ、したがってハニ
カム体の耐久性が向上するほか、重量が軽減されるので
コスト安となる。
【0022】以上の記述は、図2(A)に示すロール状
のハニカム体について述べてあるが、図2(B)に示す
層状の積層体についても同様に適用できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ハニカム
体を形成する波板材と平板材との間に、通気路の方向と
直角に、両面にろう材をコーティングした細長い帯状の
薄い金属の箔を介装することにより両板材の接合部分に
おける接触圧力を増加させて、接合強度を向上させたメ
タル担体が得られるという効果がある。さらにハニカム
体の外側から少なくとも2層の範囲内において、箔のろ
う材のコーティングを一方の面のみに施すことにより、
ハニカム体の熱応力を緩和してハニカム体の耐久性を向
上させる効果があり、または、一方の面にコーティング
を施した2枚の箔を、コーティングを外側にして重ね合
わせて波板材と平板材との間に介装してハニカム体を形
成することによって、板材の熱による変形が板材相互間
において熱応力として作用しないため、ハニカム体の熱
応力が緩和されて耐久性が向上するほか、平板2重構造
のハニカム体と同一効果があってしかも重量が低減する
のでコスト安となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒装置用メタル担体に用いられるハ
ニカム体の、軸を含む模式的部分断面略図で、(A)は
両面にろう材をコーティングした箔を用いたもの、
(B)は片面にろう材をコーティングした箔を用いたも
の、(C)は重ね合わせた2枚の箔を用いたものの図で
ある。
【図2】図1のハニカム体の斜視図であって、(A)は
ロール状のハニカム体の図、(B)は層状の積層体の図
である。
【符号の説明】
1 波板材 2 平板材 3 接合部分/当接する部分 41 ,42 箔 4a,4b ろう材の層 10,11,12 ハニカム体 20 ロール状ハニカム体 30 積層状ハニカム体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波形の凹凸が連続的に折曲げ形成されか
    つ帯状をなす薄い金属板からなる波板材と、平坦な帯状
    をなす薄い金属板からなる平板材とが交互に重なり合っ
    て相互に当接し、多層配設されて多数の網目状通気路を
    備えたハニカム体をなす触媒装置用メタル担体におい
    て、 前記波板材と平板材とが、前記相互に当接する部分にお
    いて、前記通気路の方向と直角に配設され両面にろう材
    をコーティングされた細長い帯状の薄い金属の箔を介し
    て、接合されることを特徴とする触媒装置用メタル担
    体。
  2. 【請求項2】 前記ハニカム体の外側から少なくとも2
    層の範囲内において、前記箔にコーティングされるろう
    材が箔の一方の面のみに施される、請求項1に記載の触
    媒装置用メタル担体。
  3. 【請求項3】 波形の凹凸が連続的に折曲げ形成されか
    つ帯状をなす薄い金属板からなる波板材と、平坦な帯状
    をなす薄い金属板からなる平板材とが交互に重なり合っ
    て相互に当接し、多層配設されて多数の網目状通気路を
    備えたハニカム体をなす触媒装置用メタル担体におい
    て、 前記波板材と平板材とが、前記ハニカム体の外側から少
    なくとも2層の範囲内の前記当接する部分において、前
    記通気路の方向と直角に配設された重なり合う2枚の前
    記箔を介して交互に重ねられ、該2枚の箔は、各々外側
    をなす面にろう材のコーィテングを有してそれぞれ前記
    波板材または平板材と接合し、互いに内側をなす面には
    ろう材のコーティングを有しないことを特徴とする触媒
    装置用メタル担体。
  4. 【請求項4】 前記ろう材は、PVDプロセスによって
    前記箔にコーティングされる、請求項1ないし3のいず
    れか1項に記載の触媒装置用メタル担体。
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