JPH09155201A - Metallic carrier - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属製かつハニカ
ム構造の排気ガス浄化触媒を担持するためのハニカム構
造体（以下、単にメタルハニカム構造体という。）、及
び前記メタルハニカム構造体を外包する金属製のケーシ
ング（以下、単にメタルケーシングという。）、とから
なる排気ガス浄化用のメタル担体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention includes a honeycomb structure for supporting an exhaust gas purification catalyst made of metal and having a honeycomb structure (hereinafter, simply referred to as a metal honeycomb structure), and the metal honeycomb structure. The present invention relates to a metal carrier for purifying exhaust gas, which includes a metal casing (hereinafter, simply referred to as a metal casing).
【０００２】詳しくは、本発明は、新規な構造のメタル
ハニカム構造体を主要な構成要素とする排気ガス浄化用
装置（メタル担体）に関する。更に詳しくは、本発明
は、この種の排気ガス浄化用装置（メタル担体）の主要
な構成要素であるメタルハニカム構造体を、従来の平板
状帯材（平箔）と波板状帯材（波箔）を重積して構成し
たもの、あるいは所望本数のかつ単純構造の細径チュー
ブ（管体）を集束させて構成したものに代えて、特殊構
造のスパイラル状チューブの集束体で構成したことに特
徴を有するものである。More specifically, the present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus (metal carrier) having a novel structure of a metal honeycomb structure as a main constituent element. More specifically, the present invention provides a metal honeycomb structure, which is a main constituent element of this type of exhaust gas purifying apparatus (metal carrier), with a conventional flat strip (flat foil) and corrugated strip ( Instead of a stack of corrugated foil) or a bundle of a desired number of small-diameter tubes (tubular bodies) with a simple structure, a spiral tube bundle with a special structure is used. It has a special feature.
【０００３】[0003]
【従来の技術】前記したように、本発明の排気ガス浄化
用メタル担体の必須の構成要素であるメタルハニカム構
造体の構造は、特殊なものである。前記した本発明の特
殊構造のメタルハニカム構造体との関連において、以
下、従来技術を説明する。2. Description of the Related Art As mentioned above, the structure of the metal honeycomb structure, which is an essential constituent element of the exhaust gas purifying metal carrier of the present invention, is special. The related art will be described below in relation to the metal honeycomb structure having the special structure of the present invention described above.
【０００４】従来より提案されているメタルハニカム構
造体の典型例が、その構成部材を含めて図１２〜図１４
に示されている。図示されているように、この種のメタ
ルハニカム構造体（Ｈ´）は、耐熱性の薄肉金属板製の
平板状帯材（平箔）（１）と波板状帯材（波箔）（２）
を交互に重積するとともに（図１２参照）、これを巻回
成形して製作したハニカム構造体（図１３〜図１４参
照）であって、排気ガス浄化用触媒（例えばＰｔ，Ｒ
ｈ，Ｐｄなどを使用した触媒系）を担持するための母体
となるものである。そして、前記メタルハニカム構造体
（Ｈ´）は、図１３〜図１４に示されるようにメタルケ
ーシング（Ｃ）の内部に収容され、固着されてメタル担
体（ＭＳ）とされるものである。Typical examples of conventionally proposed metal honeycomb structures, including their constituent members, are shown in FIGS.
Is shown in As shown in the figure, this type of metal honeycomb structure (H ') has a flat band material (flat foil) (1) made of a heat-resistant thin metal plate and a corrugated plate material (corrugated foil) ( 2)
A honeycomb structure (see FIGS. 13 to 14) manufactured by alternately stacking (see FIG. 12) and winding the same, and using the exhaust gas purification catalyst (for example, Pt, R).
h, Pd, etc.). Then, the metal honeycomb structure (H ′) is housed inside the metal casing (C) as shown in FIGS. 13 to 14 and is fixed to form a metal carrier (MS).
【０００５】前記したメタル担体（ＭＳ）は、当業界に
おいては、メタルサポート（MetalSupport ）またはメ
タルサブストレート（Metal Substrate ）などといわれ
ており、略記号（ＭＳ）が使用されている。この意味
で、図１３〜図１４も前記した略記号（ＭＳ）を使用し
ている。また、メタルハニカム構造体は、ハニカム構造
（Honeycomb Structure ）に因んで、略記号（Ｈ）が使
用されている。なお、本発明と従来技術を区別するため
に、従来技術のものはダッシュ付き記号（Ｈ´）で示さ
れる。更に、メタルケーシングは、ケーシング（Casin
g）に因んで、略記号（Ｃ）が使用されている。The above-mentioned metal carrier (MS) is called a metal support (MetalSupport) or a metal substrate (Metal Substrate) in the art, and the abbreviation (MS) is used. In this sense, the abbreviations (MS) described above are also used in FIGS. 13 to 14. Further, in the metal honeycomb structure, the abbreviation (H) is used for the honeycomb structure. In order to distinguish the present invention from the prior art, those of the prior art are indicated by dashed symbols (H '). Furthermore, the metal casing is a casing (Casin
The abbreviation (C) is used for g).
【０００６】前記した従来の排気ガス浄化用触媒を担持
するためのメタルハニカム構造体（Ｈ´）としては、種
々のものが提案されている。前記した図１２〜図１４に
示されるメタルハニカム構造体（Ｈ´）は、平箔（１）
と波箔（２）が巻回積層されて構成されていることか
ら、当業界においては巻回タイプと俗称されている。な
お、図１２は前記巻回タイプのメタルハニカム構造体
（Ｈ´）の構成部材である一組の平箔（１）と波箔
（２）の斜視図を示し、図１３は前記した従来の巻回タ
イプのメタルハニカム構造体（Ｈ´）をメタルケーシン
グ（Ｃ）内に収容し、固着して製作したメタル担体（Ｍ
Ｓ）の斜視図を示し、図１４は前記図１３のメタル担体
（ＭＳ）の正面図を示す。Various types of metal honeycomb structures (H ') for supporting the above-mentioned conventional exhaust gas purifying catalyst have been proposed. The metal honeycomb structure (H ′) shown in FIGS. 12 to 14 is the flat foil (1).
And the corrugated foil (2) are wound and laminated, and are commonly referred to as a wound type in the industry. 12 shows a perspective view of a pair of flat foil (1) and corrugated foil (2) which are constituent members of the wound type metal honeycomb structure (H ′), and FIG. A metal carrier (M) manufactured by accommodating a wound type metal honeycomb structure (H ') in a metal casing (C) and fixing it.
S) is a perspective view, and FIG. 14 is a front view of the metal carrier (MS) of FIG.
【０００７】前記した従来のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素である巻回タイプのメタルハニカム構造体
（Ｈ´）は、例えば１００μｍ以下（好ましくは５０μ
ｍ以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる平箔（１）と波箔
（２）とを、交互に当接部を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）（３）を持つハニ
カム構造体としたものである。The wound type metal honeycomb structure (H '), which is a main constituent element of the above-mentioned conventional metal carrier (MS), is, for example, 100 μm or less (preferably 50 μm).
(m or less) flat foil (1) and corrugated foil (2) made of heat-resistant thin steel plates are stacked so as to alternately have abutting portions, which are collectively spirally wound to form a shaft. This is a honeycomb structure having a large number of mesh-like vent holes (cells) (3) for exhaust gas passages in the direction.
【０００８】このほか、排気ガス浄化用触媒を担持する
ためのメタルハニカム構造体（Ｈ´）として、前記した
巻回タイプのもの以外に、平箔（１）と波箔（２）から
ハニカム構造体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。In addition to the above-mentioned wound-type metal honeycomb structure (H ') for carrying an exhaust gas purifying catalyst, a flat honeycomb structure (1) and a corrugated foil (2) are used. Various structures have been proposed, depending on the method of manufacturing the body.
【０００９】図示しないが、例えば、平箔と波箔を階層
状に相互に当接、重積した構造の階層タイプのもの、こ
のほか、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）タイプなどの種々の形状構造を有
するメタルハニカム構造体（Ｈ´）が知られている。Although not shown, for example, a flat type and a corrugated layer are abutted on each other in a layered manner and stacked, and also a layered type, a radial type, an S-shaped type, a tongue-shaped type, and an X type. -A metal honeycomb structure (H ') having various shape structures such as a wrap type is known.
【００１０】また、前記した従来のメタル担体（ＭＳ）
の構成要素であるメタルケーシング（Ｃ）としては、内
部に前記メタルハニカム構造体（Ｈ´）を収容し、固着
するための筒状体が使用されている。前記メタルケーシ
ング（Ｃ）の正面（断面）形状は、図１３〜図１４に示
される円形のものに限定されず、メタルハニカム構造体
（Ｈ´）の正面（断面）形状に適合した形状のもの、例
えば楕円形、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。Further, the above-mentioned conventional metal carrier (MS)
As the metal casing (C) which is a component of the above, a tubular body for containing and fixing the metal honeycomb structure (H ′) therein is used. The front (cross-section) shape of the metal casing (C) is not limited to the circular shape shown in FIGS. 13 to 14, and a shape suitable for the front (cross-section) shape of the metal honeycomb structure (H ′). For example, it may be an elliptical shape, an oval shape, a racetrack shape, a polygonal shape, or any other irregular shape.
【００１１】そして、前記した従来のメタルハニカム構
造体（Ｈ´）を主要な構成要素とするメタル担体（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、メタルハニカム構造体（Ｈ´）を構
成する両箔材（平箔と波箔）の当接部は強固に固着され
る。これは、メタルハニカム構造体（Ｈ´）が、排気ガ
ス自体の高温度、及び排気ガスと担持された排気ガス浄
化用触媒との発熱反応により高温度にさらされ、このよ
うな高温雰囲気のもとで大きな熱応力を発生するためで
あり、前記熱応力に耐え得るように前記当接部はろう接
合や溶接などの固着方式により強固に固着される。例え
ば、熱応力の吸収・緩和を考慮してハニカム構造体（Ｈ
´）内部の所望部位の平箔と波箔の当接部が、ろう接合
や溶接などの固着手段により固着される。A metal carrier (M) having the above-described conventional metal honeycomb structure (H ') as a main constituent element.
Since S) is used under severe thermal environmental conditions such as an exhaust gas system, the contact parts of both foil materials (flat foil and corrugated foil) that compose the metal honeycomb structure (H ') are strong. Stuck to. This is because the metal honeycomb structure (H ′) is exposed to high temperature due to the high temperature of the exhaust gas itself and the exothermic reaction between the exhaust gas and the carried catalyst for purifying exhaust gas, and even in such a high temperature atmosphere. This is because a large thermal stress is generated in and the abutting portion is firmly fixed by a fixing method such as brazing or welding so as to withstand the thermal stress. For example, the honeycomb structure (H
′) The contact portion between the flat foil and the corrugated foil at a desired portion inside is fixed by a fixing means such as brazing or welding.
【００１２】一方、メタルハニカム構造体（Ｈ´）とメ
タルケーシング（Ｃ）の当接面部も、両構成要素の前記
熱応力及び振動に基づく離体の防止という観点などから
強固に固着されるものである。なお、メタルハニカム構
造体（Ｈ´）内部には大きな熱応力が発生し、これが両
構成要素の当接面部に集中・集積し両構成要素の離体を
誘発するが、前記した熱応力を吸収・緩和させるため
に、両構成要素の当接面部の特定部位をろう接合などに
より固着するという方式も提案されている。On the other hand, the abutting surface portions of the metal honeycomb structure (H ') and the metal casing (C) are firmly fixed from the viewpoint of preventing separation of both components due to the thermal stress and vibration. Is. A large thermal stress is generated inside the metal honeycomb structure (H '), which concentrates and accumulates on the contact surface portions of both constituent elements and induces the separation of both constituent elements, but absorbs the above-mentioned thermal stress. -A method has also been proposed in which specific parts of the contact surface portions of both components are fixed by brazing or the like in order to alleviate them.
【００１３】前記したように、従来のメタル担体（Ｍ
Ｓ）の主要な構成要素であるメタルハニカム構造体（Ｈ
´）において、その構成部材である平箔と波箔は、波箔
の山部及び谷部で相互に固着され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でき
ないため、両箔材の全表面積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。As described above, the conventional metal carrier (M
Metal honeycomb structure (H) which is a main component of S)
In ′), the flat foil and the corrugated foil, which are the constituent members, have a structure in which they are fixed to each other at the peaks and valleys of the corrugated foil.
Therefore, since the catalyst material cannot be supported on the contact portion, the effective area ratio for supporting the catalyst with respect to the total surface area of both foil materials is low.
【００１４】より具体的には、この種の平箔及び波箔と
して使用されている厚さ５０μｍ以下の耐熱性のＦｅ−
Ｃｒ２０％−Ａｌ ５％系などの耐熱鋼箔は、重量ベー
スの価格が厚さ１．５ｍｍ程度のＳＵＳ３０４の材料の
５倍前後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（ＭＳ）全体の原価に対す
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、耐熱鋼箔の排気ガス浄化用触媒を担持するための
有効面積率を増大化すること、あるいは所定の有効面積
率のもとで排気ガス浄化能を向上させて耐熱鋼箔の使用
量を低減化すること、などが経済性の観点から強く求め
られている。More specifically, heat-resistant Fe-- having a thickness of 50 μm or less, which is used as a flat foil and a corrugated foil of this type.
The heat-resistant steel foil such as Cr20% -Al5% system is very expensive because the weight-based price is about 5 times as much as the material of SUS304 having a thickness of about 1.5 mm, and the catalyst is supported by the abutting portion. The decrease in the effective area ratio of is uneconomical. Incidentally, the ratio of the material cost of the heat-resistant steel foil to the total cost of the metal carrier (MS) is as high as 50%, and the effective area ratio of the heat-resistant steel foil for supporting the exhaust gas purifying catalyst is increased. From the viewpoint of economic efficiency, there is a strong demand for such measures, or to improve the exhaust gas purifying ability under a predetermined effective area ratio to reduce the amount of heat-resistant steel foil used.
【００１５】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、メタルハニカム構造
体（Ｈ´）を構成する両箔材（平箔と波箔）の当接部、
及びメタルハニカム構造体（Ｈ´）とメタルケーシング
（Ｃ）の当接面部は、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て固着されるも
のである。そして、前記固着手段としては、一般に生産
性や固着強度の均一性などの観点から、ろう接合方式が
採用されている。しかしながら、前記ろう接合方式にお
いて、使用されているろう材は、メタル担体（ＭＳ）の
高温雰囲気下での使用条件ということから、例えばＮｉ
系、Ｎｉ−Ｃｒ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、前
記したように両箔材（波箔と平箔）の当接面積が大きな
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箔材の金属成分との合金化反応や
拡散反応による両箔材の耐熱性の低下、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。Furthermore, what must be considered in the conventional metal carrier (MS) is the fixing means applied to the manufacture of the metal carrier (MS). As described above, in the production of the metal carrier (MS), the contact portions of the two foil materials (flat foil and corrugated foil) constituting the metal honeycomb structure (H ′),
The contact surface portions of the metal honeycomb structure (H ′) and the metal casing (C) are fixed by applying fixing means such as brazing (brazing) or welding from the viewpoint of durability. As the fixing means, a brazing method is generally employed from the viewpoint of productivity and uniformity of fixing strength. However, in the brazing method, the brazing material used is, for example, Ni, because of the conditions under which the metal carrier (MS) is used in a high-temperature atmosphere.
And high-temperature brazing materials such as Ni-Cr-based alloys. From the viewpoint of economy, reduction in the amount of use is strongly demanded. In addition, the point of reducing the amount of brazing material used is that the amount of brazing material used increases because the contact area of both foil materials (corrugated foil and flat foil) is large as described above. For this reason, problems such as reduction of heat resistance of both foil materials due to alloying reaction and diffusion reaction of brazing material component and metal component of both foil materials, and further deactivation of catalyst are induced. There is a strong demand for reduction of the amount.
【００１６】当業界において、メタルハニカム構造体
（Ｈ´）を前記した平箔と波箔で構成するアプローチの
ほかに、細管チューブの集束体で構成するというアプロ
ーチも提案されている。この種の細管チューブの集束体
からなるメタルハニカム構造体（Ｈ´）及び前記メタル
ハニカム構造体（Ｈ´）を利用したメタル担体（ＭＳ）
の典型例が図１５〜図１７に示されている。即ち、図１
５は、メタルハニカム構造体（Ｈ´）の構成部材である
単純構造の細径チューブ（ｔ´）を示し、図１６は前記
細径チューブ（ｔ´）の集束体からなるメタルハニカム
構造体（Ｈ´）と前記メタルハニカム構造体（Ｈ´）を
外包するメタルケーシング（Ｃ）とからなるメタル担体
（ＭＳ）の斜視図を示し、図１７は前記図１６に示され
るメタル担体（ＭＳ）の正面図を示すものである。In the art, in addition to the approach of forming the metal honeycomb structure (H ') with the above-mentioned flat foil and corrugated foil, an approach of forming it with a bundle of thin tube is proposed. Metal honeycomb structure (H ') including a bundle of thin tube of this kind, and metal carrier (MS) using the metal honeycomb structure (H')
Typical examples of the above are shown in FIGS. That is, FIG.
5 shows a thin tube (t ') having a simple structure which is a constituent member of the metal honeycomb structure (H'), and FIG. 16 shows a metal honeycomb structure (a bundle of the thin tube (t ') ( FIG. 17 shows a perspective view of a metal carrier (MS) composed of H ′) and a metal casing (C) enclosing the metal honeycomb structure (H ′), and FIG. 17 shows the metal carrier (MS) shown in FIG. It is a front view.
【００１７】後述するように、本発明のメタルハニカム
構造体（Ｈ）は、前記した平箔と波箔を利用したメタル
ハニカム構造体（Ｈ´）（図１２〜図１４参照）、及び
前記した単純構造の細管チューブ（ｔ´）の集束体から
なるメタルハニカム構造体（Ｈ´）（図１５〜図１７参
照）と比較すると、全く異質のものであり新しい構造の
ものである。なお、管体（チューブ）とは、流体または
物体を輸送する際に使用される「閉じた」横断面を持つ
導管であると定義することができる。従って、前記した
定義には、後述する本発明のスパイラルオープンチュー
ブ（ｔ）は含まれないことはいうまでもないことであ
る。というのは、詳しくは後述するが、前記「オープ
ン」という用語は、「閉じた系（閉塞系）」という概念
を包含しないからである。従って、前記した定義との関
連において、本発明のメタルハニカム体（Ｈ）の構成部
材を、「スパイラルオープンチューブ（ｔ）」と命名す
るのは不適切であるが、前記命名法は便宜上のものであ
り、チューブ状をなしているものと理解されるべきであ
る。As will be described later, the metal honeycomb structure (H) of the present invention is a metal honeycomb structure (H ') utilizing the above-mentioned flat foil and corrugated foil (see FIGS. 12 to 14), and the above. Compared with the metal honeycomb structure (H ′) (see FIGS. 15 to 17) composed of a bundle of simple tubes (t ′) having a simple structure, the structure is completely different and has a new structure. It should be noted that a tube can be defined as a conduit with a "closed" cross section used in transporting fluids or objects. Therefore, it goes without saying that the above definition does not include the spiral open tube (t) of the present invention described later. This is because the term “open” does not include the concept of “closed system” (closed system), which will be described later in detail. Therefore, in relation to the above definition, it is inappropriate to name the constituent member of the metal honeycomb body (H) of the present invention as "spiral open tube (t)", but the above nomenclature is for convenience. And should be understood as having a tubular shape.
【００１８】前記したように、後述する本発明の「スパ
イラルオープンチューブ（ｔ）」を構成部材とするメタ
ルハニカム構造体（Ｈ）は、従来のメタルハニカム構造
体（Ｈ´）、特に、単純構造の細管チューブ（ｔ´）を
使用したメタルハニカム構造体（Ｈ´）とは異質のもの
であり、かつ、後知恵（Hindsight ）的に後者から予想
されるものでもない全く新規の構成のものである。ここ
で、本発明の位置づけ（従来技術に対する相違性）を評
価するために、前記した単純構造の細管チューブの集束
体からなるメタルハニカム構造体（Ｈ´）（図１５〜図
１７参照）の具体的な技術内容をみる必要がある。以
下、従来より提案されている単純構造の細管チューブの
集束体からなるメタルハニカム体（Ｈ´）の幾つかの具
体的な技術内容を説明する。As described above, the metal honeycomb structure (H) having the "spiral open tube (t)" of the present invention described later as a constituent member is a conventional metal honeycomb structure (H '), particularly a simple structure. The metal honeycomb structure (H ') using the thin tube (t') is different from that of the metal honeycomb structure (H '), and has a completely new structure that is not expected from the latter in terms of hindsight. is there. Here, in order to evaluate the positioning of the present invention (difference from the prior art), a specific example of the metal honeycomb structure (H ′) (see FIGS. 15 to 17) including the above-mentioned bundle of the simple tube tubes. It is necessary to look at technical contents. Hereinafter, some specific technical contents of the metal honeycomb body (H '), which has been proposed in the past and includes a concentrating body of a thin tube having a simple structure, will be described.
【００１９】１．特開昭６３−１３６８４号 (i).厚肉大径管内に、前記大径管よりも小径の複数本の
薄肉小径管を管軸方向を合致させて稠密に挿入し、(i
i).前記小径管の両端面をその管軸方向に機械的加圧手
段により加圧するとともに、真空中又は不活性ガス中で
加熱すること、を特徴とするハニカム構造の筒体の製造
方法を開示している。前記先行技術において、大径管内
に配設された小径管は、加圧方向に対して直交する方向
に外力を得ることにより隣接した小径管相互の接触部は
強固に拡散接合されるものである。このため、前記先行
技術において、比強度、比剛性の高いハニカム構造の筒
体が製造される。1. JP-A-63-13684 (i). A plurality of thin-walled small-diameter pipes having a diameter smaller than that of the large-diameter pipe are densely inserted in the thick-walled large-diameter pipe with their pipe axial directions aligned.
i). While pressing both end faces of the small-diameter pipe in the axial direction of the pipe by a mechanical pressurizing means, heating in a vacuum or in an inert gas, a method for manufacturing a tubular body having a honeycomb structure, Disclosure. In the above-mentioned prior art, in the small-diameter pipe arranged in the large-diameter pipe, the contact portion between adjacent small-diameter pipes is firmly diffusion-bonded by obtaining an external force in a direction orthogonal to the pressing direction. . Therefore, in the above-mentioned prior art, a honeycomb-structured cylinder having high specific strength and high specific rigidity is manufactured.
【００２０】２．特開昭６３−２７３５１７号 (i).易溶解性粉体を充填したステンレス鋼管を、大径の
耐熱鋼管の中に密に装入し、(ii).熱間加工により断面
積を減少させ、(iii).次いで、所定の長さに切断し、(i
v).更に、前記易溶解性粉体を化学的（又は電気化学
的）処理により除去すること、を特徴とする自動車排気
ガス浄化装置用基体の製造方法を開示している。前記提
案において、ステンレス鋼管はステンレス鋼帯を連続的
に造管、溶接することにより製作されたものであり、ま
た易溶解性粉体は、ハニカム構造体の穴（セル）に対応
する空間を確保するものであり、前記(iv)工程において
完全に除去されるものでなくてはならないものである。
前記易溶解性粉体は、熱間加工時に、前記粉体を被覆し
ているステンレス鋼管を均一に変形させることが必要で
あり、このため高温で流動性を有する金属粉、酸化物、
炭化物などで構成されるものである。2. JP-A-63-273517 (i). A stainless steel tube filled with easily soluble powder is densely charged in a large-diameter heat-resistant steel tube, and (ii). The cross-sectional area is reduced by hot working. , (Iii). Then, cut it to a predetermined length,
v). Furthermore, there is disclosed a method for manufacturing a substrate for an automobile exhaust gas purification apparatus, characterized in that the easily soluble powder is removed by a chemical (or electrochemical) treatment. In the above proposal, the stainless steel pipe is manufactured by continuously forming and welding a stainless steel strip, and the easily soluble powder secures a space corresponding to the hole (cell) of the honeycomb structure. And must be completely removed in the step (iv).
The easily soluble powder, during hot working, it is necessary to uniformly deform the stainless steel pipe coating the powder, for this reason, metal powder having high temperature fluidity, oxides,
It is composed of carbide and the like.
【００２１】３．特公平３−３４９８０号 (i).ステンレス鋼により予め被覆された易溶削鋼線材
を、耐熱鋼管（ケーシング）中に密に装入し、(ii).熱
間加工により断面積を１／４以下に減少させ、(iii).次
いで、所定の長さに切断し、(iv).更に、易溶削鋼線材
を化学的（又は電気化学的）処理により溶解除去するこ
と、を特徴とする自動車排気ガス浄化装置用基体の製造
方法を開示している。前記提案のものは、前記した特開
昭６３−２７３５１７号に関連するものである。前記提
案のものにおいて、易溶削鋼線材とは、ステンレス鋼よ
り化学的又は電気化学的処理により溶け易く、また熱間
加工性の良好なものであることが望ましく、例えば低炭
素〜高炭素鋼、低合金鋼、高Ｍｎ鋼、高Ｎｉ鋼などが使
用される。より具体的には、前記易溶削鋼線材として炭
素鋼を使用した場合、硝酸溶液中で超音波をかけつつ処
理し、炭素鋼を溶解除去する。3. Japanese Examined Patent Publication No. 3-34980 (i). Easily-meltable steel wire pre-coated with stainless steel is densely charged into a heat-resistant steel pipe (casing), and (ii). 4 or less, (iii). Then, cut to a predetermined length, (iv). Further, the easily-cuttable steel wire rod is dissolved and removed by a chemical (or electrochemical) treatment. Disclosed is a method for manufacturing a substrate for an automobile exhaust gas purification device. The above-mentioned proposal relates to the above-mentioned JP-A-63-273517. In the above-mentioned proposal, the easily-meltable steel wire rod is preferably one that is more easily melted by a chemical or electrochemical treatment than stainless steel and has good hot workability, for example, low carbon to high carbon steel. , Low alloy steel, high Mn steel, high Ni steel and the like are used. More specifically, when carbon steel is used as the easily meltable steel wire rod, the carbon steel is dissolved and removed by treatment in a nitric acid solution while applying ultrasonic waves.
【００２２】４．特開昭６３−３１５１５０号 (i).耐食性かつ金属製の多数の細管を相互にろう付けす
ることにより結束してメタルハニカム構造体とし、(i
i).前記メタルハニカム構造体を筒状のケーシング内に
収納するとともに両要素（メタルハニカム構造体とケー
シング）をろう付けすること、を特徴とする自動車排気
ガス用触媒担体を開示している。前記提案のものは、多
数の細管を溶接により一体化したもの（例えば特開昭５
２−２４６１６号）と比較して、細管寸法が溶接可能の
寸法であることを要せず、従って細管寸法を小さくする
ことができ、細管内面の触媒と流通する排気ガスを効率
よく接触させることができる。4. JP-A-63-315150 (i). A number of corrosion-resistant metal capillaries are brazed to each other to bind them together to form a metal honeycomb structure.
i). A catalyst carrier for automobile exhaust gas is disclosed, characterized in that the metal honeycomb structure is housed in a cylindrical casing and both elements (metal honeycomb structure and casing) are brazed. In the above-mentioned proposal, a large number of thin tubes are integrated by welding (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5
2-24616), the size of the thin tube does not need to be a weldable size, and therefore, the size of the thin tube can be reduced, and the catalyst on the inner surface of the thin tube can efficiently contact the exhaust gas flowing therethrough. You can
【００２３】５．特開昭６３−３１５１５１号 (i).耐食金属製の多数の細管を相互にろう付けにより結
束するとともに、その外周に金属バンドをろう付けで固
着してメタルハニカム構造体を形成し、(ii).前記メタ
ルハニカム構造体をケーシングに収容し、前記金属バン
ドとケーシングを溶接（例えば点溶接）すること、を特
徴とする自動車用触媒装置を開示している。前記提案の
ものは、細管として注射針のような極めて細い金属管の
使用を可能とするものであり、かつ多数の細管を空洞を
生じることなく密に一体化結合したメタルハニカム構造
体を提供する。5. JP-A-63-315151 (i). A large number of thin tubes made of corrosion-resistant metal are bound together by brazing, and a metal band is fixed to the outer periphery by brazing to form a metal honeycomb structure. ). A catalyst device for an automobile is disclosed, in which the metal honeycomb structure is housed in a casing, and the metal band and the casing are welded (for example, spot welded). The above-mentioned proposal enables the use of an extremely thin metal tube such as an injection needle as a thin tube, and provides a metal honeycomb structure in which a large number of thin tubes are tightly integrated without forming a cavity. .
【００２４】６．特開平３−７２９５４号 (i).基材（例えば、ウレタンゴムや発泡スチレンなど）
に微粉末金属を塗着させ、前記基材を焼成することによ
り薄肉パイプを製造し、(ii).前記薄肉パイプを枠体
（ケーシング）に組込むこと、を特徴とする自動車用排
気ガスなどの処理に用いられる触媒担体の製造方法を開
示している。従来のセル（空隙部）が排気ガス通過方向
にみてストレート構造（真っ直ぐな構造）のものであ
り、この種の直管状担体を曲げ加工する場合、その構成
部材である金属箔が破断してしまうという欠点を有す
る。しかしながら、前記提案のものは、前記欠点を解消
しようとするものである。即ち、粉末冶金技術を利用し
て予め最終的に枠体（ケーシング）に組込んだときの形
状（最終製品としての触媒担体の形状）に対応する薄肉
厚のパイプを製造し、前記薄肉パイプの所望本数を枠体
（肉厚のケーシング）で外包することにより、曲管部に
装着可能な軽量の触媒担体を提供しようとするものであ
る。6. JP-A-3-72954 (i). Base material (for example, urethane rubber or expanded styrene)
To produce a thin pipe by baking fine powder metal on the base material, and (ii) incorporating the thin pipe into a frame (casing), such as automobile exhaust gas. Disclosed is a method for producing a catalyst carrier used for treatment. The conventional cell (void) has a straight structure (straight structure) when viewed in the exhaust gas passage direction, and when a straight tubular carrier of this type is bent, the metal foil, which is its constituent member, breaks. It has the drawback. However, the above-mentioned proposals are intended to solve the above-mentioned drawbacks. That is, a thin-walled pipe corresponding to the shape (shape of the catalyst carrier as the final product) when it is finally assembled in advance in the frame body (casing) is manufactured by using powder metallurgy, and the thin-walled pipe The present invention aims to provide a lightweight catalyst carrier that can be mounted on a curved tube portion by enclosing a desired number of frames with a frame (thick casing).
【００２５】しかしながら、前記した各種の単純構造の
細管チューブ（ｔ´）を利用した従来技術は、細径チュ
ーブ（ｔ´）同士をその外周面を相互に密着させてメタ
ルハニカム構造体（Ｈ´）とするため、排気ガスの浄化
用触媒を担持するための有効表面積が著しく減ぜられる
ものであり、かつ、細径チューブ（ｔ´）の集束体内部
に発生する熱応力の吸収・緩和能力の観点、あるいは高
価なろう材の低減率の観点などからみて改善の余地を残
すものである。However, according to the prior art utilizing the above-mentioned various types of thin tube (t ') having a simple structure, the thin tubes (t') are brought into close contact with each other at their outer peripheral surfaces to form a metal honeycomb structure (H '). Therefore, the effective surface area for supporting the exhaust gas purification catalyst is significantly reduced, and the ability to absorb and relax the thermal stress generated inside the converging body of the small-diameter tube (t ′). From the viewpoint of the above, or the viewpoint of the reduction rate of expensive brazing filler metal, there is room for improvement.
【００２６】[0026]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来の排気ガス浄化用メタル担体（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
メタルハニカム構造体（Ｈ´）の限界に鑑み、創案され
たものである。本発明者らは、新しい構造のメタルハニ
カム構造体について鋭意、検討を加えた。その結果、従
来の前記した「閉じた」横断面を持つ細径チューブ（剛
性管体または可撓性管体）に代えて、特殊構造のスパイ
ラル状のオープンチューブ（前記「閉じた」横断面とい
う用語に対して「オープン」という用語を用いてい
る。）を採用したとき、前記した従来技術の問題点や限
界点が克服され、かつ付加価値の高いメタルハニカム構
造体が得られること、従って高性能のメタル担体（Ｍ
Ｓ）が得られることを見い出した。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to the above-mentioned conventional exhaust gas purifying metal carrier (MS), in particular, a metal honeycomb structure for carrying an exhaust gas purifying catalyst, which is a main component thereof. It was created in view of the limit of H '). The present inventors diligently studied a metal honeycomb structure having a new structure. As a result, in place of the conventional small-diameter tube (rigid tube or flexible tube) having the above-mentioned "closed" cross section, a spiral open tube having a special structure (referred to as the "closed" cross section) is used. The term “open” is used for the term)), the above-mentioned problems and limitations of the prior art can be overcome, and a metal honeycomb structure with high added value can be obtained. Performance metal carrier (M
S) was obtained.
【００２７】即ち、前記スパイラル状のオープンチュー
ブとは、所望幅かつ長尺の薄肉金属板製の平板状帯材
が、軸芯線の回りに、その大部分の縁部が相互に重合し
ないように（縁部が重なり合わないように）所望幅の空
間部を置いてスパイラル状に巻回かつ並進する構造のも
のであり、 ・ 前記平板状帯材から成るスパイラル状チューブ本体
部、及び、 ・ 前記空間部から成るスパイラル状溝部、とから構成
されるものである。That is, the spiral open tube is a flat strip made of a thin metal plate having a desired width and a long length so that most edges of the flat strip do not overlap with each other around the axis. A spiral tube main body made of the flat strip material, which has a structure of spirally winding and translating with a space having a desired width (so that edges do not overlap), and And a spiral groove portion formed of a space portion.
【００２８】そして、本発明者らは、前記特殊構造のス
パイラル状のオープンチューブにおいて、スパイラル状
溝部を存在させるとともにスパイラル状溝部の幅（空間
部の幅）を所望に設定することにより、オープン（非閉
塞系）のチューブ状物であるにもかかわらずメタルハニ
カム構造体を製作するときのハンドリング性、製作され
たメタルハニカム構造体の強度、スパイラル状溝部を介
しての排気ガスの混合、攪拌、乱流化特性、スパイラル
状溝部での熱応力の吸収・緩和能力、などの諸点におい
て優れた効果を発現させることができる、ということを
見い出した。In the spiral open tube having the special structure, the present inventors open the spiral open tube by allowing the spiral groove to exist and setting the width of the spiral groove (the width of the space) to a desired value. (Non-closed type) tubular material, handleability when manufacturing a metal honeycomb structure, strength of the manufactured metal honeycomb structure, mixing of exhaust gas through a spiral groove, stirring, It has been found that excellent effects can be exhibited in various points such as turbulent flow characteristics and thermal stress absorption / relaxation ability in the spiral groove.
【００２９】本発明は、前記知見をベースにして完成さ
れたものである。本発明は、特殊構造のスパイラル状の
オープンチューブから成る排気ガス浄化触媒を担持する
ためのメタルハニカム構造体（Ｈ）を主要な構成要素と
するメタル担体（ＭＳ）に関するものであり、本発明に
より経済的でかつ諸特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。The present invention has been completed based on the above findings. The present invention relates to a metal carrier (MS) having a metal honeycomb structure (H) for carrying an exhaust gas purifying catalyst composed of a spiral open tube having a special structure as a main component, and the present invention provides Provided is an economical metal carrier (MS) for purifying exhaust gas, which is excellent in various characteristics.
【００３０】[0030]
【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、排気ガス浄化用触媒を担持するための金属製の
ハニカム構造体（メタルハニカム構造体）を金属製のケ
ーシング（メタルケーシング）の内部に収容し、かつ固
着した排気ガス浄化用のメタル担体において、前記メタ
ルハニカム構造体が、(i).軸芯線に対して、薄肉金属板
製の平板状帯材を、その縁部の大部分が相互に重合しな
いように所望幅の空間部を置いてスパイラル状に巻回か
つ並進させた構造の前記平板状帯材から成るスパイラル
状チューブ本体部（ｔａ）と前記空間部から成るスパイ
ラル状溝部（ｔｂ）を有するスパイラルオープンチュー
ブ（ｔ）を最小構成部材として構成され、かつ、(ii).
前記スパイラルオープンチューブ（ｔ）の所望本数（ｔ
1 ＋ｔ2 ＋………ｔn ；ｎは２以上の整数）を集束させ
て製作したハニカム構造体により構成したものである、
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 relates to a metal casing (metal honeycomb structure) for supporting an exhaust gas purifying catalyst, and a metal casing (metal casing). In the metal carrier for purifying exhaust gas, which is housed inside and adhered to the metal honeycomb structure, the metal honeycomb structure is (i). Of the spiral tube body (ta) made of the flat strip having a structure in which a space having a desired width is placed and spirally wound and translated so as not to overlap most of each other with the space. A spiral open tube (t) having a spiral groove (tb) is used as a minimum constituent member, and (ii).
The desired number (t) of the spiral open tubes (t)
1 + t 2 + ... ...... t n ; n is an integer of 2 or more) and is composed of a honeycomb structure manufactured by converging
The present invention relates to a metal carrier characterized by the above.
【００３１】[0031]
【発明の実施の形態】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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The technical constitution and embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. It goes without saying that the present invention is not limited to the illustrated one.
【００３２】図１〜図４は、本発明の第一実施態様のメ
タル担体（ＭＳ）の構成を説明する図である。図１は、
本発明の第一実施態様のメタル担体（ＭＳ）の斜視図で
ある。なお、図１は、従来技術の前記図１６に対応する
図であるということができる。図２は、図１のメタル担
体（ＭＳ）に適用されたメタルハニカム構造体（Ｈ）の
構成部材（最小構成部材）である略円筒状のスパイラル
オープンチューブ（ｔ）の平面図を示す。図３は、図２
のスパイラルオープンチューブ（ｔ）を所望本数、集束
（結束）して製作したメタルハニカム構造体（Ｈ）の斜
視図を示す。図４は、図３のメタルハニカム構造体
（Ｈ）の一端面の一部拡大正面図を示す。1 to 4 are views for explaining the structure of the metal carrier (MS) of the first embodiment of the present invention. FIG.
It is a perspective view of the metal carrier (MS) of the first embodiment of the present invention. It can be said that FIG. 1 is a diagram corresponding to FIG. 16 of the prior art. FIG. 2 is a plan view of a substantially cylindrical spiral open tube (t) which is a constituent member (minimum constituent member) of the metal honeycomb structure (H) applied to the metal carrier (MS) of FIG. FIG. 3 shows FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a metal honeycomb structure (H) manufactured by bundling (bundling) a desired number of spiral open tubes (t) of FIG. FIG. 4 shows a partially enlarged front view of one end face of the metal honeycomb structure (H) of FIG.
【００３３】図１に示されるように、本発明の第一実施
態様のメタル担体（ＭＳ）は、詳しくは後述する所望長
かつ所望径のスパイラルオープンチューブ（ｔ）の所望
本数（ｔ1 ＋ｔ2 ＋………ｔn ；ｎは２以上の整数）を
集束（結束）して製作したメタルハニカム構造体
（Ｈ）、及び前記メタルハニカム構造体（Ｈ）を外包す
るメタルケーシング（Ｃ）とから構成されるものであ
る。As shown in FIG. 1, the metal carrier (MS) of the first embodiment of the present invention has a desired number (t 1 + t 2 ) of spiral open tubes (t) having a desired length and a desired diameter, which will be described later in detail. + ... ...... t n ; n is an integer of 2 or more) and a metal honeycomb structure (H) manufactured by bundling (binding), and a metal casing (C) enclosing the metal honeycomb structure (H) It is composed.
【００３４】図２〜図３は、前記第一実施態様のメタル
担体（ＭＳ）の製造のために適用されるメタルハニカム
構造体（Ｈ）の構成を説明する図である。図示されるよ
うに、メタルハニカム構造体（Ｈ）は、略円筒状のスパ
イラルオープンチューブ（ｔ）（図２参照）の所望本数
（ｔ1 ＋ｔ2 ＋………ｔn ；ｎは２以上の整数）を集束
（結束）して製作したメタルハニカム構造体（図３参
照）で構成されるものである。なお、図３のメタルハニ
カム構造体（Ｈ）の端面部において、各スパイラルオー
プンチューブ（ｔ）の端部は図示明確化のために正確に
は示されていない。正確にはスパイラル状溝部（ｔｂ）
が示されるべきである。2 to 3 are views for explaining the structure of a metal honeycomb structure (H) applied for manufacturing the metal carrier (MS) of the first embodiment. As shown in the figure, the metal honeycomb structure (H) has a desired number (t 1 + t 2 + ... T n ; n of 2 or more) of substantially cylindrical spiral open tubes (t) (see FIG. 2). It is composed of a metal honeycomb structure (see FIG. 3) manufactured by bundling (binding) integers. In the end face portion of the metal honeycomb structure (H) of FIG. 3, the end portion of each spiral open tube (t) is not shown accurately for the sake of clarity. To be exact, spiral groove (tb)
Should be shown.
【００３５】本発明において、前記メタルハニカム構造
体（Ｈ）の最小構成部材である一本のスパイラルオープ
ンチューブ（ｔ）は、図２に示されるように、(i).所望
幅かつ長尺の薄肉金属板製の平板状帯材が、軸芯線
（Ｘ）に対して、相互に重合しないように（平板状帯材
をスパイラル状に巻回する時に、平板状帯材の側縁分が
相互に重なり合わないように）所望幅の空間部を置いて
スパイラル状に巻回かつ並進する構造のものであり、(i
i).より具体的には、前記平板状帯材から成るスパイラ
ル状チューブ本体部（ｔａ）と、前記空間部から成るス
パイラル状溝部（ｔｂ）とから構成されるものである。In the present invention, one spiral open tube (t), which is the minimum constituent member of the metal honeycomb structure (H), has the following structure (i). The flat strips made of thin metal plate should not overlap each other with respect to the axis (X) (when the flat strips are spirally wound, the side edges of the flat strips are mutually It has a structure of spirally winding and translating with a space of a desired width (so that it does not overlap with
i). More specifically, it is composed of a spiral tube main body portion (ta) made of the flat plate band member and a spiral groove portion (tb) made of the space portion.
【００３６】図２において、スパイラルオープンチュー
ブ（ｔ）の諸元は、所望に設定すればよい。本発明にお
いて、スパイラル状チューブ本体部（ｔａ）の軸芯線
（Ｘ）方向にみた巻回かつ並進部分の幅（ｗａ）、及び
スパイラル状溝部（ｔｂ）の軸芯線（Ｘ）方向にみた巻
回かつ並進部分の幅（ｗｂ）は、各々所望に設定すれば
よい。なお、図２に示される態様で測定される場合、前
記したスパイラル状チューブ本体部（ｔａ）の幅（ｗ
ａ）は、スパイラルオープンチューブ（ｔ）を製作する
ために使用される平板状帯材（出発材料）の幅と異なる
ことはいうまでもないことである。ただし、スパイラル
状チューブ本体部（ｔａ）の幅がスパイラル状チューブ
本体部の中心線に対して直角方向に測定される場合、ス
パイラル状チューブ本体部（ｔａ）の幅と平板状帯材
（出発材料）の幅が等しくなることはいうまでもないこ
とである。In FIG. 2, the specifications of the spiral open tube (t) may be set as desired. In the present invention, the spiral tube main body portion (ta) is wound in the axial core line (X) direction and the width of the translational portion (wa), and the spiral groove portion (tb) is viewed in the axial core line (X) direction. In addition, the width (wb) of the translational portion may be set as desired. When measured in the mode shown in FIG. 2, the width (w) of the above-mentioned spiral tube main body (ta) is measured.
It goes without saying that a) is different from the width of the flat strip (starting material) used for manufacturing the spiral open tube (t). However, when the width of the spiral tube main body (ta) is measured in a direction perpendicular to the centerline of the spiral tube main body, the width of the spiral tube main body (ta) and the flat strip (starting material It goes without saying that the widths of) are equal.
【００３７】本発明において、前記スパイラル状チュー
ブ本体部（ｔａ）の軸芯線（Ｘ）に対する角度（スパイ
ラル角）（図示せず）も所望に設定すればよい。別言す
れば、軸芯線（Ｘ）に対して平板状帯材をスパイラル状
に巻回する角度は、所望に設定すればよい。また、本発
明のスパイラルオープンチューブ（ｔ）において、スパ
イラル状溝部（ｔｂ）の幅（ｗｂ）は、前記平板状帯材
のスパイラル角とも関連するが、均一な幅のものであっ
ても不均一な幅のものであってもよい。In the present invention, the angle (spiral angle) (not shown) of the spiral tube body (ta) with respect to the axis (X) may be set as desired. In other words, the angle of spirally winding the flat strip around the axis (X) may be set as desired. Further, in the spiral open tube (t) of the present invention, the width (wb) of the spiral groove portion (tb) is also related to the spiral angle of the flat strip, but even if the width is uniform, it is not uniform. It may have a wide width.
【００３８】本発明において、スパイラルオープンチュ
ーブ（ｔ）の所望本数（ｔ1 ＋ｔ2＋……ｔn ；ｎは２
以上の整数）を集束させて集束体（ハニカム構造体）と
するとき、各スパイラルオープンチューブ（ｔ）のチュ
ーブ本体部（ｔａ）が、排気ガス浄化触媒を担持させる
ための十分な表面積を提供し、かつ、スパイラルオープ
ンチューブ（ｔ）の所望本数を集束させたときにチュー
ブ本体部（ｔａ）が、他のスパイラルオープンチューブ
（ｔ）のスパイラル状溝部（ｔｂ）に落ち込まないよう
にするために（相互に嵌入しないようにするために）、
一般的には（ｗａ）＞（ｗｂ）の条件が満足されること
が好ましい。また、後述するように、スパイラル状溝部
（ｔｂ）は、当該部位において排気ガスを混合、攪拌、
乱流化する上で、あるいはメタルハニカム構造体（Ｈ）
の内部に発生する大きな熱応力を吸収・緩和する上で極
めて重要なものであり、本発明のスパイラルオープンチ
ューブ（ｔ）の構成においては必須のものである。In the present invention, the desired number of spiral open tubes (t) (t 1 + t 2 + ... t n ; n is 2).
When the above integers are converged into a bundle (honeycomb structure), the tube body portion (ta) of each spiral open tube (t) provides a sufficient surface area for supporting the exhaust gas purification catalyst. In order to prevent the tube body (ta) from falling into the spiral groove (tb) of another spiral open tube (t) when the desired number of spiral open tubes (t) are focused ( So that they don't fit into each other),
Generally, it is preferable that the condition of (wa)> (wb) is satisfied. Further, as will be described later, the spiral groove portion (tb) mixes, agitates the exhaust gas,
For turbulent flow or metal honeycomb structure (H)
It is extremely important in absorbing and relieving the large thermal stress generated in the inside of the, and is essential in the construction of the spiral open tube (t) of the present invention.
【００３９】前記したことから、（ｗａ）と（ｗｂ）の
相対関係は、（ｗａ）＞（ｗｂ）＞０、あるいは１＞
（ｗｂ）／（ｗａ）＞０の条件を満足するように規定さ
れることが好ましい。本発明において、スパイラルオー
プンチューブ（ｔ）のスパイラル状チューブ本体部（ｔ
ａ）の幅（ｗａ）は、例えば１．０ｍｍ〜１５ｍｍのも
のを使用する。従って、スパイラルオープンチューブ
（ｔ）を製造するための平板状帯材は、０．７〜１０ｍ
ｍの幅のものを使用すればよい。また、スパイラルオー
プンチューブ（ｔ）のスパイラル状溝部（ｔｂ）の幅
（ｗｂ）は、前記したスパイラル状チューブ本体部（ｔ
ａ）の幅（ｗａ）との関連で、かつ排気ガスを効果的に
混合、攪拌、乱流化する観点から所望に決定すればよ
い。From the above, the relative relationship between (wa) and (wb) is (wa)>(wb)> 0, or 1>
It is preferable that the condition (wb) / (wa)> 0 is satisfied. In the present invention, the spiral tube body (t) of the spiral open tube (t)
The width (wa) of a) is, for example, 1.0 mm to 15 mm. Therefore, the flat strip for manufacturing the spiral open tube (t) has a thickness of 0.7 to 10 m.
The width of m may be used. The width (wb) of the spiral groove portion (tb) of the spiral open tube (t) is the same as the above-mentioned spiral tube main body portion (t).
It may be determined as desired in relation to the width (wa) of a) and from the viewpoint of effectively mixing, stirring, and turbulentizing the exhaust gas.
【００４０】本発明において、スパイラルオープンチュ
ーブ（ｔ）の外径（Ｄ）及び使用本数も、所望に設定す
ればよい。前記スパイラルオープンチューブ（ｔ）の外
径（Ｄ）は、従来の巻回タイプのメタルハニカム構造体
（Ｈ´）のセル（排気ガス通気孔路）の大きさと同じで
よく、一般に１ｍｍ〜５．０ｍｍである。また、スパイ
ラルオープンチューブ（ｔ）の使用本数は、一応の目安
として、従来の巻回タイプのメタルハニカム構造体（Ｈ
´）のセル数が参考になる。例えば、厚さが５０μｍの
平箔（１）と波箔（２）を利用した従来のセル密度が３
００ｃｐｓｉ（平方インチ当たりのセル数）のメタルハ
ニカム構造体（Ｈ´）（図１２〜図１４参照）、より具
体的には、波箔として波高１．３〜１．４ｍｍ、波長
３．２ｍｍ（半波長１．６ｍｍ）を利用し、外径が９０
ｍｍの従来のメタルハニカム体（Ｈ´）の総セル数は、
約３０００個である。従って、スパイラルオープンチュ
ーブ（ｔ）のスパイラル状溝部（ｔｂ）における排気ガ
スの攪拌効果、乱流化付与効果による排気ガス浄化率の
向上を無視したとき、前記波箔の半波長（１．６ｍｍ）
と等しい外径（Ｄ）を有するスパイラルオープンチュー
ブ（ｔ）の使用本数は、前記と略同様のものとなる。し
かしながら、本発明においては、前記したスパイラル状
（ｔｂ）における優れた混合、攪拌、及び乱流化付与効
果によりスパイラルオープンチューブ（ｔ）の使用本数
を低減化することができる。In the present invention, the outer diameter (D) and the number of used spiral open tubes (t) may be set as desired. The outer diameter (D) of the spiral open tube (t) may be the same as the size of the cell (exhaust gas vent passage) of the conventional wound type metal honeycomb structure (H ′), and is generally 1 mm to 5. It is 0 mm. In addition, the number of spiral open tubes (t) to be used is a rough guideline for the conventional winding type metal honeycomb structure (H
The number of cells in ´) is helpful. For example, the conventional cell density using flat foil (1) and corrugated foil (2) having a thickness of 50 μm is 3
A metal honeycomb structure (H ') of 00 cpsi (the number of cells per square inch) (see FIGS. 12 to 14), more specifically, a wave height of 1.3 to 1.4 mm and a wavelength of 3.2 mm as a corrugated foil ( Half wavelength 1.6 mm) is used, and the outer diameter is 90
The total number of cells of the conventional metal honeycomb body (H ') of mm is
It is about 3000. Therefore, when the improvement of the exhaust gas purification rate due to the effect of stirring the exhaust gas and the effect of imparting turbulence in the spiral groove (tb) of the spiral open tube (t) is neglected, the half wavelength (1.6 mm) of the corrugated foil is obtained.
The number of spiral open tubes (t) having an outer diameter (D) equal to is approximately the same as the above. However, in the present invention, the number of spiral open tubes (t) used can be reduced due to the excellent mixing, stirring, and turbulent flow imparting effects in the spiral shape (tb) described above.
【００４１】本発明において、前記スパイラルオープン
チューブ（ｔ）は、この種のメタルハニカム構造体の用
途に適用されている平箔または波箔と同種の耐熱鋼製の
薄肉金属板（平板状帯材）で構成すればよい。前記スパ
イラルオープンチューブ（ｔ）を製作するために使用さ
れる平板状帯材としては、通常のメタルモノリスタイプ
のメタル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−
Ｃｒ２０％−Ａｌ ５％などの耐熱性ステンレス鋼、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
（ＣｅやＹなどのＲＥＭ）を加えた耐熱性のステンレス
鋼など、厚さが２０μｍ〜２５０μｍ程度の帯材が使用
される。特に、平板状帯材に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て、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 Ｏ3 ）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層は、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 spiral open tube (t) is a thin metal plate made of heat-resistant steel (flat plate-shaped strip material) of the same type as the flat foil or the corrugated foil used for this type of metal honeycomb structure. ). The flat strip used for producing the spiral open tube (t) is a strip used for producing a normal metal monolith type metal honeycomb body, for example, chromium steel (chrome 13% ~ 25%), Fe-
A heat-resistant stainless steel such as Cr 20% -Al 5%, or a heat-resistant stainless steel obtained by adding a rare earth metal (REM such as Ce or Y) in order to improve high-temperature oxidation resistance, the thickness is 20 μm or more. A strip material of about 250 μm is used. In particular, a plate-shaped strip material containing Al or an aluminum layer provided on the surface thereof is heat-treated to precipitate whisker-like or mushroom-like alumina (Al 2 O 3 ) on the surface thereof. Is preferred. The whisker-like alumina layer is preferable because it can firmly hold a washcoat layer for supporting an exhaust gas purifying catalyst such as Pt, Pd, and Rh.
【００４２】本発明のスパイラルオープンチューブ
（ｔ）は、前記した所望幅かつ長尺の平板状帯材を出発
材料として、これを軸芯線（Ｘ）の回りに巻回かつ並進
させることによって経済的に製造することができる。ま
た、非経済的であるが、細管チューブを出発材料とし、
これにスパイラル状溝部（ｔｂ）を形成することによっ
て製造してもよい。本発明において、前記スパイラルオ
ープンチューブ（ｔ）は、後述するように（図９参
照）、平板状帯材を軸芯線に対して巻回かつ並進させる
ときに、その縁部の一部が相互に当接もしくはオーバー
ラップする態様のものを包含するものである。前記した
意味において、本発明のスパイラルオープンチューブ
（ｔ）、即ち、「平板状帯材を、その縁部の大部分が相
互に重合しないように所望幅の空間部を置いてスパイラ
ル状に巻回かつ並進させた構造」のスパイラルオープン
チューブ（ｔ）を、解釈すべきである。The spiral open tube (t) of the present invention is economical by winding and translating it around the axis line (X) using the above-mentioned flat strip having a desired width and a long length as a starting material. Can be manufactured. In addition, it is uneconomical, but using a thin tube as a starting material,
You may manufacture by forming a spiral groove part (tb) in this. In the present invention, the spiral open tube (t), as will be described later (see FIG. 9), has a part of the edges of the flat band member which is wound and translated with respect to the axial core line. It includes those in the form of abutting or overlapping. In the above-mentioned sense, the spiral open tube (t) of the present invention, that is, "a flat strip is spirally wound with a space having a desired width so that most of its edges do not overlap with each other. And "translated structure" spiral open tube (t) should be interpreted.
【００４３】本発明において、前記スパイラルオープン
チューブ（ｔ）の所望本数（ｔ1 ＋ｔ2 ＋………ｔn ；
ｎは２以上の整数）を集束（結束）してハニカム構造体
が製作される。本発明において、前記スパイラルオープ
ンチューブ（ｔ）の所望本数を集束（結束）してハニカ
ム構造体を製作するとき、所望の集束（結束）手段を採
用すればよい。なお、以下の説明において、スパイラル
オープンチューブ（ｔ）の所望本数を集束（結束）して
ハニカム構造としたものをハニカム構造体（集束体、結
束体）といい、メタルハニカム構造体（Ｈ）と区別する
場合がある。前記ハニカム構造体とメタルハニカム構造
体（Ｈ）の用語は、前者は所望本数のスパイラルオープ
ンチューブ（ｔ）を単に集束した状態のものを意味し、
後者は、前記ハニカム構造体の各構成部材が所望の固着
手段により、かつ所望部位が固着された状態のものを意
味する。しかしながら、前記したようにハニカム構造体
（集束体、結束体）は、メタルハニカム構造体（Ｈ）の
前駆体（プリカーサー、Precursor ）であるということ
から、両者を同意義で用いてもよい。従って、本発明に
おいては、とくに区別しないときは、両者は同意義で用
いられる。[0043] In the present invention, a desired number of (t 1 + t 2 + ......... t n of the spiral open tube (t);
A honeycomb structure is manufactured by bundling (binding) n (an integer of 2 or more). In the present invention, when a desired number of the spiral open tubes (t) are bundled (bundled) to manufacture a honeycomb structure, a desired bundling (bundling) means may be adopted. In the following description, a honeycomb structure in which a desired number of spiral open tubes (t) are bundled (bundled) is referred to as a honeycomb structure (bundle, bundle), and is referred to as a metal honeycomb structure (H). May be distinguished. The terms "honeycomb structure" and "metal honeycomb structure (H)" refer to the former in which a desired number of spiral open tubes (t) are simply focused,
The latter means a state in which each constituent member of the honeycomb structure is fixed by a desired fixing means and a desired portion is fixed. However, as described above, the honeycomb structure (focusing body, binding body) is a precursor (precursor) of the metal honeycomb structure (H), and thus both may be used interchangeably. Therefore, in the present invention, both are used synonymously unless otherwise distinguished.
【００４４】前記したように、この種のメタルハニカム
構造体（Ｈ）は、メタルケーシング（Ｃ）内に填装さ
れ、固着されてメタル担体（ＭＳ）とされるものであ
る。このため、例えば、本発明のメタルハニカム構造体
（Ｈ）は、ハニカム構造体の外周部の所望部位に所望幅
の帯状（ベルト状）ろう材箔を適用し、前記帯状（ベル
ト状）ろう材箔により集束（結束）して構成されたもの
であってもよい。この場合、メタル担体（ＭＳ）の製作
時において、メタルハニカム構造体（Ｈ）とメタルケー
シング（Ｃ）の当接面部へのろう材の塗布作業が省略さ
れることはいうまでもない。As described above, the metal honeycomb structure (H) of this type is packed in the metal casing (C) and fixed to form the metal carrier (MS). Therefore, for example, in the metal honeycomb structure (H) of the present invention, a band-shaped (belt-shaped) brazing material foil having a desired width is applied to a desired portion of the outer peripheral portion of the honeycomb structure, and the band-shaped (belt-shaped) brazing material is applied. It may be configured by bundling (binding) with a foil. In this case, it goes without saying that the work of applying the brazing material to the contact surface portions of the metal honeycomb structure (H) and the metal casing (C) is omitted when the metal carrier (MS) is manufactured.
【００４５】前記したことから明らかのように、前記し
たハニカム構造体の外周部へ帯状（ベルト状）ろう材箔
を適用してメタルハニカム構造（Ｈ）を構成する態様
は、次工程においてメタル担体（ＭＳ）を製造するとい
う観点からみると、仮止め固定ということになる。前記
した仮止め固定においては、帯状（ベルト状）ろう材箔
の代りに、他の仮止め材（例えばワイヤー材など）を適
用してメタルハニカム構造体（Ｈ）を構成することがで
きる。なお、メタル担体（ＭＳ）の製造時に、例えば前
記仮止め材を除去しベルト状ろう材箔に置換し、前記ベ
ルト状ろう材箔を介してメタルハニカム構造体（Ｈ）と
メタルケーシング（Ｃ）を固着してメタル担体（ＭＳ）
としてもよい。As is apparent from the above, the embodiment in which the strip-shaped (belt-shaped) brazing filler metal foil is applied to the outer peripheral portion of the honeycomb structure to form the metal honeycomb structure (H) is the metal carrier in the next step. From the viewpoint of manufacturing (MS), this means temporary fixing. In the above-described temporary fixing, the metal honeycomb structure (H) can be configured by applying another temporary fixing material (for example, a wire material) instead of the band-shaped (belt-shaped) brazing material foil. When the metal carrier (MS) is manufactured, for example, the temporary fixing material is removed and replaced with a belt-shaped brazing material foil, and the metal honeycomb structure (H) and the metal casing (C) are interposed via the belt-shaped brazing material foil. Metal carrier (MS)
It may be.
【００４６】本発明において、メタルハニカム構造体
（Ｈ）を構成する各スパイラルオープンチューブ（ｔ）
は、予め所望部位にろう材が塗布あるいはメッキされた
ものであってもよい。この種の予めろう材が塗布あるい
はメッキされたスパイラルオープンチューブ（ｔ）は、
所望の形態で利用すればよい。以下にその応用例を例示
する。In the present invention, each spiral open tube (t) constituting the metal honeycomb structure (H)
Alternatively, a brazing material may be applied or plated on a desired portion in advance. This kind of spiral open tube (t) coated or plated with a brazing material beforehand
It may be used in a desired form. The application example is illustrated below.
【００４７】(i).所望本数の予め所望部位にろう材が塗
布あるいはメッキされたスパイラルオープンチューブ
（ｔ）を集束（結束）し、この集束体（ハニカム構造
体）をメタルケーシング（Ｃ）内に填装するとともに、
加熱処理して両構成要素（メタルハニカム構造体とメタ
ルケーシング）を一体化させてメタル担体（ＭＳ）を製
造する。(I). A desired number of spiral open tubes (t), which are coated or plated with brazing filler metal at desired locations in advance, are bundled (bundled), and this bundle (honeycomb structure) is placed in the metal casing (C). Fit in
Both components (metal honeycomb structure and metal casing) are integrated by heat treatment to manufacture a metal carrier (MS).
【００４８】(ii).所望本数の予め所望部位にろう材が
塗布あるいはメッキされたスパイラルオープンチューブ
（ｔ）を集束（結束）し、この集束体（ハニカム構造
体）を加熱処理してろう接合し、メタルハニカム構造体
（Ｈ）を製造する。次いで、前記ろう接合されたメタル
ハニカム構造体（Ｈ）からメタル担体（ＭＳ）を製造す
るには、前記メタルハニカム構造体をメタルケーシング
（Ｃ）内に填装し、メタルケーシングとともに押圧（プ
レス）成形やロール成形により縮径加工（絞り加工）
し、両構成要素（メタルハニカム構造体及びメタルケー
シング）が強固に一体化したメタル担体（ＭＳ）を製造
すればよい。(Ii). A desired number of spiral open tubes (t) coated or plated with a brazing material in advance on desired portions are bundled (bundled), and the bundle (honeycomb structure) is heat treated to perform brazing. Then, the metal honeycomb structure (H) is manufactured. Next, in order to manufacture a metal carrier (MS) from the brazed metal honeycomb structure (H), the metal honeycomb structure is packed in a metal casing (C) and pressed (press) together with the metal casing. Diameter reduction processing (drawing) by molding and roll forming
Then, a metal carrier (MS) in which both constituent elements (metal honeycomb structure and metal casing) are firmly integrated may be manufactured.
【００４９】(iii). 前記(ii)のプロセスにおいて、両
構成要素（メタルハニカム構造体及びメタルケーシン
グ）の固着に際して、電気抵抗溶接、レーザビーム溶接
や電子ビーム溶接などの溶接法を適用してよいことはい
うまでもないことである。(Iii). In the process of (ii) above, a welding method such as electric resistance welding, laser beam welding or electron beam welding is applied when fixing both components (metal honeycomb structure and metal casing). Needless to say, it is a good thing.
【００５０】本発明において、前記各スパイラルオープ
ンチューブ（ｔ）の所望部位へのろう材供給の態様は、
スパイラルオープンチューブ（ｔ）によりハニカム構造
体を製作し、その後、ろう材を塗布あるいはメッキによ
り供給してもよい。即ち、所望本数のスパイラルオープ
ンチューブ（ｔ）を集束（結束）し、この集束体（ハニ
カム構造体）を、例えばろう材微粒子の水性スラリー
（水性分散液）中へ浸漬処理し、集束体（ハニカム構造
体）の所望部位へろう材を塗布する。前記したろう材が
所望部位へ供給された集束体（ハニカム構造体）の利用
形態は、前記(i) 〜(iii) に従えばよい。In the present invention, the mode of supplying the brazing material to the desired portion of each spiral open tube (t) is as follows:
The honeycomb structure may be manufactured using the spiral open tube (t), and then the brazing material may be applied or supplied by plating. That is, a desired number of spiral open tubes (t) are bundled (bundled), and this bundle (honeycomb structure) is subjected to immersion treatment in, for example, an aqueous slurry (aqueous dispersion liquid) of fine brazing filler metal particles to form a bundle (honeycomb). Apply the brazing material to the desired portion of the structure). The form of use of the bundle (honeycomb structure) in which the brazing material is supplied to the desired portion may be in accordance with (i) to (iii) above.
【００５１】本発明の所望本数のスパイラルオープンチ
ューブ（ｔ）を集束させて製作したハニカム構造体にお
いて、その所望部位を固着してハニカム構造体（Ｈ）と
する場合、前記したろう接合法に限定されず、溶接や機
械的固着などの所望の固着手段を適用することができる
ことはいうまでもないことである。例えば、所望本数の
スパイラルオープンチューブ（ｔ）を集束させてハニカ
ム構造体を形成し、前記ハニカム構造体の端面部を溶接
して最終のメタルハニカム構造体（Ｈ）を製作してもよ
い。In the honeycomb structure manufactured by converging the desired number of spiral open tubes (t) of the present invention, when the desired portion is fixed to form the honeycomb structure (H), it is limited to the brazing method described above. It goes without saying that a desired fixing means such as welding or mechanical fixing can be applied. For example, a desired number of spiral open tubes (t) may be converged to form a honeycomb structure, and end faces of the honeycomb structure may be welded to manufacture a final metal honeycomb structure (H).
【００５２】図４は、本発明の第一実施態様のメタルハ
ニカム構造体（Ｈ）の一部正面拡大図を示す。図示され
るように、メタルハニカム構造体（Ｈ）の最小の構成部
材である各スパイラルオープンチューブ（ｔ）は、当接
点（ｔｃ）において相互に当接しながら最密状態で配設
される。各スパイラルオープンチューブ（ｔ）の断面形
状が略円形であるため、その最密配列構造のもとにおい
て、排気ガス通路は、(i).各スパイラルオープンチュー
ブ（ｔ）の内側空間部（ｔｄ）、及び、(ii).各スパイ
ラルオープンチューブ（ｔ）が相互に当接する当接点
（ｔｃ）を除いた外側空間部（ｔｅ）、となることはい
うまでもないことである。また、本発明のメタルハニカ
ム構造体（Ｈ）において、前記した排気ガス通路を構成
する各スパイラルオープンチューブ（ｔ）の表面に排気
ガス浄化用触媒が担持されることはいうまでもないこと
である。FIG. 4 is a partial front enlarged view of the metal honeycomb structure (H) according to the first embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the spiral open tubes (t), which are the smallest constituent members of the metal honeycomb structure (H), are arranged in the closest packed state while abutting each other at a contact point (tc). Since the cross-sectional shape of each spiral open tube (t) is substantially circular, the exhaust gas passage has (i) the inner space portion (td) of each spiral open tube (t) under the close-packed arrangement structure. And (ii). It goes without saying that the spiral open tubes (t) become the outer space portion (te) excluding the contact points (tc) at which they come into contact with each other. In addition, it goes without saying that in the metal honeycomb structure (H) of the present invention, the exhaust gas purifying catalyst is carried on the surface of each spiral open tube (t) forming the above-mentioned exhaust gas passage. .
【００５３】本発明において、前記排気ガス通路（ｔ
ｄ，ｔｅ）のそれぞれは、スパイラル状溝部（ｔｂ）の
存在により閉塞した系ではなく開放した系を構成する。
別言すれば、各排気ガス通路（ｔｄ，ｔｅ）は相互に連
通した構造のものであり、排気ガスはメタルハニカム構
造体（Ｈ）内部において、効率的に混合、攪拌、乱流化
される。なお、前記した排気ガス通路内での排気ガスの
攪拌効果等は、後述する図５で詳しく説明される。In the present invention, the exhaust gas passage (t
Each of d, te) constitutes an open system rather than a closed system due to the presence of the spiral groove (tb).
In other words, the exhaust gas passages (td, te) have a structure in which they communicate with each other, and the exhaust gas is efficiently mixed, stirred, and turbulent inside the metal honeycomb structure (H). . The effect of stirring the exhaust gas in the exhaust gas passage described above will be described in detail with reference to FIG. 5 described later.
【００５４】図５〜図６は、本発明のスパイラルオープ
ンチューブ（ｔ）を利用したメタルハニカム構造体
（Ｈ）の優位性を説明する図である。なお、図５は、図
３に示されるメタルハニカム構造体（Ｈ）の第１〜第３
スパイラルオープンチューブ（ｔ1 〜ｔ3 ）の三本のみ
が示されている。図５に示されるように、メタルハニカ
ム構造体（Ｈ）内を通過する排気ガスは、排気ガス通過
方向（Ｆ）にみて、(i).各スパイラルオープンチューブ
（ｔ）の内側空間部（ｔｄ）（図４参照）を直進する成
分（Ｆａ）、(ii).各スパイラルオープンチューブ
（ｔ）のスパイラル状溝部（ｔｂ）を介して、隣接する
スパイラルオープンチューブ（ｔ）の前記直進成分（Ｆ
ａ）が相互に回り込む成分（Ｆｂ）、(iii).図示明確化
のために図示しないが、各スパイラルオープンチューブ
（ｔ）が当接して配設されたときに形成される外側空間
部（ｔｅ）（図４参照）内を直進する成分（Ｆｃ）、(i
v).各スパイラルオープンチューブ（ｔ）の直進成分
（Ｆａ）が前記外側空間部（ｔｅ）へ回り込む成分（Ｆ
ｄ）、(v).前記（iv）とは逆に外側空間部（ｔｅ）内の
直進成分（Ｆｃ）が各スパイラルオープンチューブの内
側空間部（ｔｄ）へ回り込む成分（Ｆｅ）、などに分流
される。前記した各種の分流成分により、メタルハニカ
ム構造体（Ｈ）内部において排気ガスと担持された排気
ガス浄化用触媒との接触反応が促進され、排気ガスの浄
化能が向上する。5 to 6 are views for explaining the superiority of the metal honeycomb structure (H) using the spiral open tube (t) of the present invention. In addition, FIG. 5 shows the first to third parts of the metal honeycomb structure (H) shown in FIG.
Only three of the spiral open tube (t 1 ~t 3) is shown. As shown in FIG. 5, the exhaust gas passing through the inside of the metal honeycomb structure (H) is (i). The inner space portion (td) of each spiral open tube (t) when viewed in the exhaust gas passage direction (F). ) (See FIG. 4), a straight component (Fa), (ii). The straight component (F) of the adjacent spiral open tube (t) is passed through the spiral groove (tb) of each spiral open tube (t).
The component (Fb) in which a) wraps around each other, (iii). Although not shown for clarity of illustration, the outer space portion (te) formed when the spiral open tubes (t) are disposed in contact with each other. ) (See FIG. 4) A component (Fc), (i
v). A component (F) in which the straight advancing component (Fa) of each spiral open tube (t) wraps around to the outer space portion (te).
d), (v). Contrary to (iv), the straight flow component (Fc) in the outer space portion (te) is diverted into a component (Fe) that goes around to the inner space portion (td) of each spiral open tube. To be done. Due to the various diverted components described above, the catalytic reaction between the exhaust gas and the carried exhaust gas purification catalyst inside the metal honeycomb structure (H) is promoted, and the exhaust gas purification performance is improved.
【００５５】本発明においては、後述する図７に示され
るように、スパイラルオープンチューブ（ｔ）の内側空
間部（ｔｄ）において、排気ガスは軸芯線の回りを旋回
しながら進行するため、例えば前記(ii)の分流（Ｆｂ）
成分及び(iv)の分流（Ｆｄ）成分は従来技術にはみられ
ない大きなものとなる。また、前記した各種の分流成分
は、背圧を高めることなく達成することができる。これ
は、内燃機関の効率を低下させないことを意味し、重要
な意義を有するものである。In the present invention, as shown in FIG. 7 which will be described later, in the inner space portion (td) of the spiral open tube (t), the exhaust gas advances while swirling around the axis, so that, for example, the above Branch of (ii) (Fb)
The component and the shunt (Fd) component of (iv) are large not found in the prior art. In addition, the above-mentioned various branched components can be achieved without increasing the back pressure. This means that the efficiency of the internal combustion engine is not reduced and has an important meaning.
【００５６】本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）にお
いて、内部に発生する大きな熱応力は、本発明のスパイ
ラルオープンチューブ（ｔ）の構造のもとで効果的に吸
収・緩和される。これは、特にスパイラル状溝部（ｔ
ｂ）の存在により、熱応力印加時にスパイラルオープン
チューブ（ｔ）の各々が自由に変形できるためであり、
メタルハニカム構造体（Ｈ）の耐久性が大幅に向上す
る。別言すれば、本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）
においては、従来技術が遭遇する中心部のフィルムアウ
ト現象（熱応力により、中心部が外側に飛び出してしま
う現象のことで、スコーピング現象ともいわれてい
る。）を効果的に防止することができる。なお、前記フ
ィルムアウト現象は、例えば自動車の内燃機関の停止、
作動などの冷熱サイクル下で繰り返されるものであり、
メタル担体（ＭＳ）、特にメタルハニカム構造体（Ｈ）
の耐久性を大きく損ねるものである。In the metal honeycomb structure (H) of the present invention, a large thermal stress generated inside is effectively absorbed and relaxed by the structure of the spiral open tube (t) of the present invention. This is especially true for the spiral groove (t
This is because the presence of b) allows each of the spiral open tubes (t) to freely deform when thermal stress is applied,
The durability of the metal honeycomb structure (H) is significantly improved. In other words, the metal honeycomb structure (H) of the present invention
In the above, it is possible to effectively prevent the film-out phenomenon in the central portion (which is also called a scoping phenomenon, which is a phenomenon in which the central portion jumps outward due to thermal stress) that is encountered in the prior art. . Incidentally, the film-out phenomenon, for example, the stop of the internal combustion engine of the automobile,
It is repeated under a thermal cycle such as operation,
Metal carrier (MS), especially metal honeycomb structure (H)
It greatly impairs the durability of.
【００５７】図６は、本発明のスパイラルオープンチュ
ーブ（ｔ）で構成されるメタルハニカム構造体（Ｈ）を
利用したメタル担体（ＭＳ）と、従来の平箔（１）と波
箔（２）で構成されるメタルハニカム構造体（Ｈ´）の
相違を説明する図である。本発明のメタルハニカム構造
体（Ｈ）は所望本数の略円筒状のスパイラルオープンチ
ューブ（ｔ）を最密状態に集束（結束）して製作される
ため、各スパイラルオープンチューブ（ｔ）が相互に当
接する当接部の面積は大きくなる。しかしながら、各ス
パイラルオープンチューブ（ｔ）に配設されたスパイラ
ル状溝部（ｔｂ）により、前記当接部の面積を減少させ
ることができる。これに対し、従来の平箔（１）と波箔
（２）で構成されるメタルハニカム構造体（Ｈ´）にお
いては、両箔材の当接部は少ないものの、両箔材はメタ
ルハニカム構造体（Ｈ´）の軸方向にみて面状に当接す
るものである。なお、前記した状態が図６に図示されて
いる。FIG. 6 shows a metal carrier (MS) utilizing a metal honeycomb structure (H) composed of the spiral open tube (t) of the present invention, a conventional flat foil (1) and a corrugated foil (2). It is a figure explaining the difference of the metal honeycomb structure (H ') comprised by. Since the metal honeycomb structure (H) of the present invention is manufactured by bundling (bonding) a desired number of substantially cylindrical spiral open tubes (t) in a closest packed state, the spiral open tubes (t) are mutually connected. The area of the abutting portion that abuts is increased. However, the area of the contact portion can be reduced by the spiral groove portion (tb) arranged in each spiral open tube (t). On the other hand, in the conventional metal honeycomb structure (H ') composed of the flat foil (1) and the corrugated foil (2), both foil materials have a small contact portion, but both foil materials have a metal honeycomb structure. It abuts in a planar manner as viewed in the axial direction of the body (H '). The above-mentioned state is shown in FIG.
【００５８】以上の点から、本発明のメタルハニカム構
造体（Ｈ）において、各スパイラルオープンチューブ
（ｔ）の排気ガス浄化用触媒を担持するための有効面積
率は、従来の高価な平板状帯材及び波板状帯材を利用し
たメタルハニカム構造体（Ｈ´）と比較して劣らないも
のである。これは、経済性に優れていることを意味す
る。また、本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）は、ス
パイラル状溝部（ｔｂ）が存在するため、熱応力の吸収
・緩和能にすぐれている。このため、従来のメタルハニ
カム構造体（Ｈ´）に要求されるろう付け強度に比較し
て、かなり低いろう付け強度であっても耐久性を保持す
ることができる。これにより、高価なろう材の使用料を
従来よりも低減化させることができる。From the above points, in the metal honeycomb structure (H) of the present invention, the effective area ratio for supporting the exhaust gas purifying catalyst of each spiral open tube (t) is the same as the conventional expensive flat strip. It is not inferior to the metal honeycomb structure (H ') using a material and a corrugated strip material. This means that the economy is excellent. Further, since the metal honeycomb structure (H) of the present invention has the spiral groove (tb), it has an excellent ability to absorb and relax thermal stress. Therefore, the durability can be maintained even if the brazing strength is considerably lower than the brazing strength required for the conventional metal honeycomb structure (H ′). Thereby, the usage fee of the expensive brazing material can be reduced as compared with the conventional case.
【００５９】前記した点に加えて、本発明のスパイラル
オープンチューブ（ｔ）を利用したメタルハニカム構造
体（Ｈ）においては、従来のメタルハニカム体（Ｈ´）
にはみられない以下の優れた効果を発現させることがで
きる。 (i).スパイラル状溝部（ｔｂ）の存在により、スパイラ
ルオープンチューブ（ｔ）の各々に注目したとき、軸芯
線方向にみて、排気ガスは各スパイラルオープンチュー
ブ（ｔ）内を旋回しながら進行するため、効率よく混
合、攪拌され、担持触媒との接触効率が改善される。こ
れは、排気ガス浄化能の向上をもたらすものである。 (ii).スパイラル状溝部（ｔｂ）の存在により、前記図
５を参照して説明したように、メタルハニカム構造体
（Ｈ）の内部で排気ガス流を背圧を高めることなく効率
的に混合、拡散、乱流化することができるため、排気ガ
ス浄化能を向上させることができる。これは、メタルハ
ニカム構造体（Ｈ）のコンパクト化をもたらすものであ
る。 (iii).スパイラル状溝部（ｔｂ）の存在により、メタル
ハニカム構造体（Ｈ）の内部に発生する大きな熱応力
を、前記スパイラル状溝部（ｔｂ）において効率的に吸
収・緩和させることができる。これはメタルハニカムの
耐久性の大幅な向上をもたらすものである。In addition to the above points, in the metal honeycomb structure (H) using the spiral open tube (t) of the present invention, the conventional metal honeycomb body (H ')
The following excellent effects, which are not found in the above, can be exhibited. (i). Due to the presence of the spiral groove portion (tb), when focusing on each of the spiral open tubes (t), the exhaust gas advances while swirling in each spiral open tube (t) when viewed in the axial direction. Therefore, they are efficiently mixed and stirred, and the contact efficiency with the supported catalyst is improved. This brings about an improvement in exhaust gas purification ability. (ii). Due to the presence of the spiral groove (tb), as described with reference to FIG. 5, the exhaust gas flow is efficiently mixed inside the metal honeycomb structure (H) without increasing the back pressure. Since it is possible to diffuse and make turbulent flow, it is possible to improve exhaust gas purification performance. This brings about compactness of the metal honeycomb structure (H). (iii). Due to the existence of the spiral groove portion (tb), a large thermal stress generated inside the metal honeycomb structure (H) can be efficiently absorbed and relaxed in the spiral groove portion (tb). This brings about a great improvement in the durability of the metal honeycomb.
【００６０】本発明において、前記排気ガス浄化用触媒
を担持するためのメタルハニカム構造体（Ｈ）は、メタ
ルケーシング（Ｃ）内に填装され、固着されて排気ガス
浄化用のメタル担体（ＭＳ）とされるものである。前記
したメタルケーシング（Ｃ）は、メタルハニカム構造体
（Ｈ）を内部に収容し固着するものであり、両端が開口
し、メタルハニカム構造体（Ｈ）の断面形状と同じ形状
のものであれば、何等の制約を受けるものではない。即
ち、メタルハニカム構造体（Ｈ）の正面（断面）形状に
合致させた形状のもの、例えば、後述する図１０に示さ
れるように円形のみならず、レーストラック形状、楕円
形、多角形、その他の異形形状のものであってもよい。
前記したメタルケーシング（Ｃ）の材料として、２５％
Ｃｒ−２０％Ｎｉステンレス鋼（ＳＵＳ３１０Ｓ）、メ
タルハニカム構造体（Ｈ）を構成する帯材（１、２）と
同種の耐熱鋼（２０％Ｃｒ−５％Ａｌ系）を使用しても
よい。あるいは、耐熱耐食性に富む二重構造としたも
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
た二重構造のメタルケーシングを使用してもよい。In the present invention, the metal honeycomb structure (H) for supporting the exhaust gas purifying catalyst is packed in the metal casing (C) and fixed to the metal carrier (MS) for purifying exhaust gas. ). The above-mentioned metal casing (C) accommodates and fixes the metal honeycomb structure (H) inside, and is open at both ends and has the same sectional shape as the metal honeycomb structure (H). , Is not subject to any restrictions. That is, a shape that matches the front (cross-section) shape of the metal honeycomb structure (H), for example, not only a circular shape as shown in FIG. 10 described later, but also a racetrack shape, an elliptical shape, a polygonal shape, etc. It may have a modified shape.
As a material of the metal casing (C) described above, 25%
You may use Cr-20% Ni stainless steel (SUS310S), the heat resistant steel (20% Cr-5% Al type) of the same kind as the strip materials (1, 2) which comprise a metal honeycomb structure (H). Alternatively, a double-structured metal casing having a heat-resistant and corrosion-resistant double structure, specifically, a double-structured metal casing using ferritic stainless steel in the inner portion and austenitic stainless steel in the outer portion may be used.
【００６１】図７〜図８は、本発明のメタルハニカム構
造体（Ｈ）の最小構成部材であるスパイラルオープンチ
ューブ（ｔ）の変形例を示す図である。特に、図７〜図
８は、各スパイラルオープンチューブ（ｔ）において、
スパイラル状チューブ本体部（ｔａ）とスパイラル状溝
部（ｔｂ）の軸芯線（Ｘ）に対する巻回及び並進方向の
異なった態様を説明するものである。7 to 8 are views showing modified examples of the spiral open tube (t) which is the minimum constituent member of the metal honeycomb structure (H) of the present invention. In particular, FIGS. 7 to 8 show that in each spiral open tube (t),
The different modes of winding and translational directions of the spiral tube main body portion (ta) and the spiral groove portion (tb) with respect to the axis (X) are described.
【００６２】図７のスパイラルオープンチューブ（ｔ）
のスパイラル状チューブ本体部（ｔａ）とスパイラル状
溝部（ｔｂ）は、図示の位置関係において前記図２と同
様に、スパイラル軸（Ｘ）に対して左下から右上方向に
巻回するように形成されている。以下、本発明におい
て、前記図７に示されるスパイラルオープンチューブ
（ｔ）を右巻回スパイラルオープンチューブという。Spiral open tube (t) of FIG.
The spiral tube main body portion (ta) and the spiral groove portion (tb) are formed so as to wind from the lower left to the upper right with respect to the spiral axis (X) in the positional relationship shown in FIG. ing. Hereinafter, in the present invention, the spiral open tube (t) shown in FIG. 7 is referred to as a right-handed spiral open tube.
【００６３】また、図８のスパイラルオープンチューブ
（ｔ）のスパイラル状チューブ本体部（ｔａ）とスパイ
ラル状溝部（ｔｂ）は、図示の位置関係において、スパ
イラル溝（Ｘ）に対して右下から左上方向に巻回するよ
うに形成されている。以下、本発明において、前記図８
に示されるスパイラルオープンチューブ（ｔ）を左巻回
スパイラルオープンチューブという。前記した左巻回ス
パイラルオープンチューブ（ｔ）において、排気ガス
は、左巻回されたスパイラル状チューブ本体部（ｔａ）
に案内されて、スパイラルオープンチューブ（ｔ）内を
軸芯線（Ｘ）方向にみて、左旋回（反時計回り）しなが
ら進行する。本発明においては、前記した図７の右巻回
方向のスパイラルオープンチューブ（ｔ）を使用するこ
とも、あるいは図８の左巻回方向のスパイラルオープン
チューブ（ｔ）を使用することもできることはいうまで
もないことである。Further, the spiral tube main body portion (ta) and the spiral groove portion (tb) of the spiral open tube (t) of FIG. 8 have a positional relationship shown in the figure from the lower right to the upper left with respect to the spiral groove (X). It is formed so as to be wound in the direction. Hereinafter, in the present invention, FIG.
The spiral open tube (t) shown in is referred to as a left-hand spiral spiral open tube. In the left-handed spiral open tube (t) described above, the exhaust gas is left-handed in the spiral-shaped tube main body (ta).
Guided by, the inside of the spiral open tube (t) is viewed in the direction of the axis (X), and the vehicle travels while turning left (counterclockwise). In the present invention, the right-handed spiral open tube (t) shown in FIG. 7 or the left-handed spiral open tube (t) shown in FIG. 8 can be used. It's crazy.
【００６４】図９は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の最
小構成部材であるスパイラルオープンチューブ（ｔ）の
別の変形例を示す図である。図９（１）は、前記図２及
び図７と全く同じ構造のスパイラルオープンチューブ
（ｔ）を示すものである。図９（２）は、平板状帯材を
巻回かつ並進させてスパイラルオープンチューブ（ｔ）
を構成するときに、その縁部の一部が相互に当接もしく
はオーバラップした態様のスパイラルオープンチューブ
（ｔ）を示すものである。前記当接もしくはオーバラッ
プした部位は図中、（ｔｏ）で示されている。前記した
オーバラップ部位（ｔｏ）を有するスパイラルオープン
チューブ（ｔ）は、スパイラル状溝部（ｔｂ）により発
現される前記した種々の効果を低下させてしまうため、
前記したオーバラップ部位（ｔｏ）の形成は、極力、小
さくするべきである。前記した意味において、前記した
「平板状帯材の縁部の大部分が相互に重合しないように
（重なり合わないように）」という用語が解釈されるべ
きである。これは、前記した当接もしくはオーバラップ
部位（ｔｏ）が、スパイラルオープンチューブ（ｔ）の
全長に亘り存在した場合、排気ガスの混合、攪拌、乱流
化の作用効果が望み難くなるからである。FIG. 9 is a diagram showing another modification of the spiral open tube (t) which is the minimum constituent member of the metal carrier (MS) of the present invention. FIG. 9 (1) shows a spiral open tube (t) having the same structure as in FIGS. 2 and 7. FIG. 9 (2) shows a spiral open tube (t) formed by winding and translating a flat strip.
Fig. 3 shows a spiral open tube (t) in which a part of its edges are in contact with each other or overlap each other when configuring. The abutting or overlapping portions are indicated by (to) in the figure. Since the spiral open tube (t) having the above-mentioned overlap portion (to) reduces the above-mentioned various effects exhibited by the spiral groove (tb),
The formation of the above-mentioned overlap site (to) should be made as small as possible. In the sense given above, the term "so that the majority of the edges of the flat strip do not overlap with each other (do not overlap)" should be interpreted. This is because when the abutting or overlapping portion (to) described above exists over the entire length of the spiral open tube (t), it is difficult to expect the effects of mixing, stirring, and turbulent flow of exhaust gas. .
【００６５】本発明において、前記した当接もしくはオ
ーバラップ部位（ｔｏ）に関連するが、スパイラルオー
プンチューブ（ｔ）のスパイラル状溝部（ｔｂ）が限り
なく小さく（ゼロ）に近づく場合であっても（即ち、ス
パイラル状溝部（ｔｂ）の幅（ｗｂ）が限りなく小さく
（ゼロ）に近づく場合であっても）、前記スパイラル状
溝部（ｔｂ）が存在することによりメタルハニカム構造
体（Ｈ）は柔構造のものとなり、ある程度の熱応力の吸
収・緩和能を保持することができる。しかしながら、前
記したように排気ガスの混合、攪拌、乱流化の作用効果
は望み難くなる。In the present invention, the spiral groove (tb) of the spiral open tube (t), which is related to the contact or overlap portion (to) described above, is extremely small (nearly zero). (That is, even when the width (wb) of the spiral groove (tb) approaches infinitely small (zero)), the presence of the spiral groove (tb) causes the metal honeycomb structure (H) to be Since it has a flexible structure, it can retain a certain amount of thermal stress absorption / relaxation ability. However, as described above, it is difficult to expect the effects of mixing, stirring, and making turbulent exhaust gas.
【００６６】本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）の最
小構成部材であるスパイラルオープンチューブ（ｔ）
は、図２に示されるように、軸芯線に対して一本の長尺
かつ所望幅（ｗａ）の平板状帯材を回転かつ並進させた
構造のものに限定されない。図示しないが、本発明のス
パイラルオープンチューブ（ｔ）には、二本以上（ｎ
本）の長尺かつ所望幅（ｗａ1 ，ｗａ2 ，………ｗ
ａn ）の平板状帯材を所望の間隔（ｗｂ1 ，ｗｂ2 ，…
……ｗｂn ）を置いて同時に軸芯線（Ｘ）に対して巻回
かつ並進させた構造のものも包含されると理解されるべ
きである。なお、前記した幅（ｗａ1 ，ｗａ2 ，………
ｗａn ）及び間隔（ｗｂ1 ，ｗｂ2 ，………ｗｂn ）
は、それぞれが同一の大きさのものであっても、あるい
は異なった大きさのものであってもよい。更にまた、二
本以上の長尺の平板状帯材が、同一の材質のもので構成
されたものであっても、あるいは異なった材質のもので
構成されたものであってもよい。The spiral open tube (t) which is the minimum constituent member of the metal honeycomb structure (H) of the present invention.
2 is not limited to a structure in which a single long flat plate-shaped strip having a desired width (wa) is rotated and translated with respect to the axis line, as shown in FIG. Although not shown, the spiral open tube (t) of the present invention has two or more (n
Long) and desired width (wa 1 , wa 2 , ... W)
a n ), the flat strip material having a desired spacing (wb 1 , wb 2 , ...
...... wb n) at a it is to be understood that also encompassed that of the winding and the translation is not the structure with respect to the axial line (X) at the same time. The widths (wa 1 , wa 2 , ...
wa n) and spacing (wb 1, wb 2, ......... wb n)
May have the same size or different sizes. Furthermore, two or more long flat strips may be made of the same material or different materials.
【００６７】図１０は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の
正面（断面）形状の変形例を説明する図である。即ち、
図１０は本発明のメタル担体（ＭＳ）の一部を省略した
正面図である。なお、図１０において、図示明確化のた
め、各スパイラルオープンチューブ（ｔ）の端部に示さ
れるべきスパイラル状溝部（ｔｂ）が省略されている。
本発明のメタル担体（ＭＳ）、特にその主要な構成要素
であるメタルハニカム構造体（Ｈ）は、細径のスパイラ
ルオープンチューブ（ｔ）の所望本数を集束して構成さ
れるものである。このため、図示されるように、正面ま
たは断面形状が所望形状のメタルハニカム構造体（Ｈ）
を効率的かつ経済的に製造することができる。図１０に
おいて、それぞれ正面形状が（ａ）は円形状、（ｂ）は
長円形状（レーストラック形状）、（ｃ）は三角形状、
（ｄ）は矩形形状のメタルハニカム構造体（Ｈ）を示
す。従って、メタル担体（ＭＳ）の正面形状も前記形状
を倣ったものとなることはいうまでもないことである。
なお、本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）の正面（断
面）形状は、図１０のものに限定されず、例えば自動車
の排気系の空間スペースに適合した所望形状のものであ
ってもよいことはいうまでもないことである。FIG. 10 is a diagram for explaining a modification of the front (cross section) shape of the metal carrier (MS) of the present invention. That is,
FIG. 10 is a front view in which a part of the metal carrier (MS) of the present invention is omitted. In addition, in FIG. 10, the spiral groove portion (tb) to be shown at the end portion of each spiral open tube (t) is omitted for clarity of illustration.
The metal carrier (MS) of the present invention, in particular, the metal honeycomb structure (H) which is a main component thereof is formed by converging a desired number of small-diameter spiral open tubes (t). Therefore, as shown in the drawing, the metal honeycomb structure (H) whose front surface or sectional shape is a desired shape
Can be manufactured efficiently and economically. In FIG. 10, the front shape is (a) a circular shape, (b) is an oval shape (racetrack shape), and (c) is a triangular shape.
(D) shows a rectangular metal honeycomb structure (H). Therefore, it goes without saying that the front shape of the metal carrier (MS) also follows the above shape.
The shape of the front surface (cross section) of the metal honeycomb structure (H) of the present invention is not limited to that shown in FIG. 10, and may be a desired shape suitable for the space space of the exhaust system of an automobile, for example. Needless to say.
【００６８】図１１は、前記細径のスパイラルオープン
チューブ（ｔ）の所望本数を集束（結束）して構成した
メタルハニカム構造体（Ｈ）をメタルケーシング（Ｃ）
内に填装し、固着してメタル担体（ＭＳ）を製造すると
きの、両構成要素（メタルハニカム構造体部とメタルケ
ーシング部）の固着態様を説明する図である。FIG. 11 shows a metal honeycomb structure (H) constructed by bundling (binding) a desired number of the small-diameter spiral open tubes (t).
It is a figure explaining a fixed mode of both components (a metal honeycomb structure part and a metal casing part) at the time of filling and fixing inside and manufacturing a metal carrier (MS).
【００６９】本発明において、両構成要素（メタルハニ
カム構造体部とメタルケーシング部）を固着してメタル
担体（ＭＳ）を製造する場合、前記固着手段（方法）と
しては、当業界において公知の全ての固着手段（方法）
が何等の制限なく採用することができる。図１１は、前
記固着手段の一例と解すべきである。図１１（ａ）は、
両構成要素、即ちメタルハニカム構造体（Ｈ）とメタル
ケーシング（Ｃ）が、領域（４）においてろう接合によ
り固着されたことを示し、図１１（ｂ）は領域（５）に
おいてプレスによりかしめ又はスピニング加工等で固定
されたことを示す。In the present invention, when both components (metal honeycomb structure portion and metal casing portion) are fixed to produce a metal carrier (MS), the fixing means (method) may be any of those known in the art. Fixing means (method)
Can be adopted without any restrictions. FIG. 11 should be understood as an example of the fixing means. FIG. 11 (a)
Both components, that is, the metal honeycomb structure (H) and the metal casing (C) are shown to be fixed by brazing in the region (4), and FIG. 11 (b) shows that the region (5) is caulked by pressing or It is fixed by spinning process.
【００７０】[0070]
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化用のメタル担体
（ＭＳ）は、その主要な構成要素として従来にない新し
い構造のメタルハニカム構造体（Ｈ）を採用する点に最
大の特徴点がある。即ち、本発明のメタル担体（ＭＳ）
の主要な構成要素であるメタルハニカム構造体（Ｈ）
は、従来の平箔及び波箔を利用して製造したメタルハニ
カム構造体（Ｈ´）や単純構造の細径管を集束（結束）
して製造したメタルハニカム構造体（Ｈ´）とは全く構
造を異にする新規なものである。The metal carrier (MS) for purifying exhaust gas of the present invention has the greatest feature in adopting a metal honeycomb structure (H) having a novel structure which has never existed as a main constituent element. . That is, the metal carrier (MS) of the present invention
Metal honeycomb structure (H), which is the main component of
Is a metal honeycomb structure (H ') manufactured using conventional flat foil and corrugated foil, or a thin tube with a simple structure is bundled (bundled).
The metal honeycomb structure (H ') manufactured in this way is a new one having a completely different structure.
【００７１】特に、本発明のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム構造体（Ｈ）は、所望
本数のスパイラルオープンチューブ（ｔ）を集束（結
束）させたハニカム構造体から成るものであって、前記
各スパイラルオープンチューブ（ｔ）が、(1).所望幅か
つ長尺の薄肉金属製の平板状帯材を、軸芯線に対して、
その縁部の大部分が相互に重合しないように（重なり合
わないように）所望幅の空間部を置いてスパイラル状に
回転かつ並進させた巻回のもので構成され、(2).即ち、
前平板状帯材から成るスパイラル状チューブ本体部（ｔ
ａ）と前記空間部から成るスパイラル状溝部（ｔｂ）と
から構成されること、に特徴を有する。In particular, the metal honeycomb structure (H), which is a main constituent element of the metal carrier (MS) of the present invention, comprises a honeycomb structure in which a desired number of spiral open tubes (t) are bundled (bound). The spiral open tube (t) is (1). A flat strip made of thin metal having a desired width and a long length is attached to the shaft core wire.
It consists of spirally wound and translated windings with a space of desired width so that most of the edges do not overlap with each other (so that they do not overlap), (2).
Spiral tube body (t
a) and a spiral groove portion (tb) formed of the space portion.
【００７２】前記したメタルハニカム構造体（Ｈ）の最
小構成部材であるスパイラルオープンチューブ（ｔ）の
構造により、本発明のメタル担体（ＭＳ）は、従来にな
い優れた効果を有することができる。即ち、特に、その
主要な構成要素であるメタルハニカム構造体（Ｈ）の部
位において、以下に示すような従来にない優れた効果を
発現させることができる。Due to the structure of the spiral open tube (t) which is the minimum constituent member of the above-mentioned metal honeycomb structure (H), the metal carrier (MS) of the present invention can have an excellent effect which has never been obtained. That is, in particular, in the portion of the metal honeycomb structure (H), which is the main constituent element thereof, it is possible to exhibit the following excellent effects that have not been obtained conventionally.
【００７３】メタルハニカム構造体（Ｈ）の内部におい
て、スパイラルオープンチューブ（ｔ）のスパイラル状
溝部（ｔｂ）の存在により、排気ガス流を背圧を高める
ことなしに効率的に混合、攪拌、乱流化させることがで
きる。これは、内燃機関の効率を低下させることなく、
排気ガスの浄化効率を向上させることを意味するもので
ある。また、前記排気ガスの浄化効率の改善に関連し
て、メタル担体（ＭＳ）のコンパクト化、小型化を図る
ことができる。Due to the presence of the spiral groove (tb) of the spiral open tube (t) inside the metal honeycomb structure (H), the exhaust gas flow is efficiently mixed, stirred and disturbed without increasing the back pressure. It can be fluidized. This does not reduce the efficiency of the internal combustion engine,
This means that the efficiency of purifying exhaust gas is improved. Further, the metal carrier (MS) can be made compact and compact in connection with the improvement of the exhaust gas purification efficiency.
【００７４】本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）の最
小構成部材であるスパイラルオープンチューブ（ｔ）
は、その構造からして昇温（暖機）特性に優れたもので
ある。これは、高温の排気ガスがスパイラルオープンチ
ューブ（ｔ）のスパイラル状に巻回かつ並進させた構造
のスパイラル状チューブ本体部（ｔａ）の全長にわたる
両側の全ての縁部に衝突し、当該部位が昇温開始点とな
り、このためスパイラル状チューブ本体部（ｔａ）が瞬
時かつ全体的に昇温されるためである。従って、前記ス
パイラルオープンチューブ（ｔ）の所望本数を集中させ
て製作した本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）は、従
来のメタルハニカム構造体（Ｈ´）と比較して格段に昇
温（暖機）特性に優れたものである。前記した昇温（暖
機）特性に優れているということは、内燃機関のコール
ドスタート時（エンジン始動時）における低い排気ガス
浄化度の問題に鑑み、重要な意義を有する。なお、前記
したコールドスタート時の問題点は、コールドスタート
時において、メタルハニカム構造体の壁面に担持された
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒が最適な温
度条件に達しておらず、エンジンから排出されるＣＯ
（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素化合物）などの有害物
質がほとんど浄化されずに大気中に放出されることであ
り、この点は、公害防止の観点から規制の対象にされよ
うとしている。The spiral open tube (t) which is the minimum constituent member of the metal honeycomb structure (H) of the present invention.
Has excellent temperature rise (warm-up) characteristics due to its structure. This is because the high temperature exhaust gas collides with all the edges on both sides of the spiral tube main body (ta) of the spiral open tube (t) spirally wound and translated, and the site concerned This is because the temperature rise start point, and thus the temperature of the spiral tube main body (ta) is instantaneously and entirely increased. Therefore, the metal honeycomb structure (H) of the present invention manufactured by concentrating the desired number of the spiral open tubes (t) has a significantly higher temperature (warmth) than the conventional metal honeycomb structure (H ′). It has excellent machine characteristics. The above-mentioned excellent temperature rise (warm-up) characteristic has an important meaning in view of the problem of low exhaust gas purification degree at the time of cold start (engine start) of the internal combustion engine. The problem at the cold start is that the catalyst for purifying exhaust gas such as Pt, Pd, and Rh carried on the wall surface of the metal honeycomb structure does not reach the optimum temperature condition at the cold start. CO emitted from the engine
It means that harmful substances such as (carbon monoxide) and HC (hydrocarbon compounds) are released into the atmosphere without being purified, and this point is about to be regulated from the viewpoint of pollution prevention.
【００７５】メタルハニカム構造体（Ｈ）の内部に発生
する熱応力を、効果的に吸収・緩和させることができ
る。これは、各スパイラルオープンチューブ（ｔ）の相
互の固着方式（態様）にも依存するが、各スパイラルオ
ープンチューブ（ｔ）の構成をミクロ的にみたとき、ス
パイラル状溝部（ｔｂ）の存在により、軸芯線方向及び
これに直交する方向において、各スパイラルオープンチ
ューブ（ｔ）が柔構造となるためであり、その変形によ
り前記熱応力を吸収・緩和するためである。更に、各ス
パイラルオープンチューブ（ｔ）の構成をミクロ的にみ
たとき、スパイラルオープンチューブ（ｔ）のスパイラ
ル状チューブ本体部（ｔａ）は、熱応力印加時に、軸芯
線方向にみて、その前後に位置するスパイラル状溝部
（ｔｂ）の溝幅（ｗｂ，図２参照）を狭めるように変形
することができるためである。前記した熱応力の吸収・
緩和特性に優れているという利点は、メタル担体（Ｍ
Ｓ）の耐久性にとって極めて重要である。The thermal stress generated inside the metal honeycomb structure (H) can be effectively absorbed and relaxed. This depends on the mutual fixing method (mode) of each spiral open tube (t), but when the configuration of each spiral open tube (t) is viewed microscopically, due to the existence of the spiral groove portion (tb), This is because each spiral open tube (t) has a flexible structure in the axial direction and the direction orthogonal thereto, and the deformation thereof absorbs and relaxes the thermal stress. Further, when the structure of each spiral open tube (t) is viewed microscopically, the spiral tube main body portion (ta) of the spiral open tube (t) is positioned in front of and behind it in the axial direction when heat stress is applied. This is because the spiral groove (tb) can be deformed so as to narrow the groove width (wb, see FIG. 2). Absorption of the above-mentioned thermal stress
The advantage of excellent relaxation characteristics is that the metal carrier (M
It is extremely important for the durability of S).
【００７６】本発明のメタル担体（ＭＳ）の主要な構成
要素であるメタルハニカム体（Ｈ）は、所望本数のスパ
イラルオープンチューブ（ｔ）を最密状態に密に当接さ
せて構成されるものである。しかしながら、スパイラル
状溝部（ｔｂ）の存在により排気ガスの混合、攪拌、乱
流化が促進されて排気ガス浄化能が向上するため、本発
明においては、使用するスパイラルオープンチューブ
（ｔ）の使用本数を低減化することができる。これは、
メタルハニカム構造体（Ｈ）のコンパクト化、経済性を
実現するものである。The metal honeycomb body (H), which is a main constituent element of the metal carrier (MS) of the present invention, is formed by closely contacting a desired number of spiral open tubes (t) in the closest packed state. Is. However, the presence of the spiral groove portion (tb) promotes mixing, stirring, and turbulence of the exhaust gas to improve the exhaust gas purification ability. Therefore, in the present invention, the number of spiral open tubes (t) to be used is used. Can be reduced. this is,
The metal honeycomb structure (H) can be made compact and economical.
【００７７】更に、メタルハニカム構造体（Ｈ）を製造
する上で、スパイラル状溝部（ｔｂ）の存在により、各
スパイラルオープンチューブ（ｔ）の固着に適用される
高価な高温用ろう材の使用料を節減することができる。Further, in the production of the metal honeycomb structure (H), due to the existence of the spiral groove portion (tb), the usage fee of the expensive brazing filler metal for high temperature applied for fixing each spiral open tube (t) Can be saved.
【００７８】前記したことから明らかのように、本発明
により排気ガス浄化特性、耐久性及び経済性に優れた特
殊構造のメタルハニカム構造体（Ｈ）を採用した排気ガ
ス浄化用のメタル担体（ＭＳ）が提供される。As is clear from the above description, according to the present invention, a metal carrier for purifying exhaust gas (MS) adopting a metal honeycomb structure (H) having a special structure excellent in exhaust gas purifying characteristics, durability and economy ) Is provided.
【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、かつ一部を透視した斜視図である。FIG. 1 is a metal carrier (MS) according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view in which a part of FIG.
【図２】 図１のメタル担体（ＭＳ）に適用されたメタ
ルハニカム構造体（Ｈ）の構成部材（最小構成部材）で
あるスパイラルオープンチューブ（ｔ）の平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view of a spiral open tube (t) which is a constituent member (minimum constituent member) of the metal honeycomb structure (H) applied to the metal carrier (MS) of FIG.
【図３】 図２のスパイラルオープンチューブ（ｔ）の
所望数を集束させて構成したメタルハニカム構造体
（Ｈ）の一部を省略した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view in which a part of a metal honeycomb structure (H) configured by focusing a desired number of spiral open tubes (t) of FIG. 2 is omitted.
【図４】 図２のメタルハニカム構造体（Ｈ）の一部拡
大正面図である。4 is a partially enlarged front view of the metal honeycomb structure (H) of FIG.
【図５】 図２のメタルハニカム構造体（Ｈ）を構成す
る三本のスパイラルオープンチューブ（ｔ1 〜ｔ3 ）が
集束した部位の一部斜視図である。[5] the metal honeycomb structure of FIG. 2 (H) three spiral open tube constituting the (t 1 ~t 3) is a partial perspective view of the part of the focusing.
【図６】 本発明のスパイラルオープンチューブ（ｔ）
から成るメタルハニカム構造体（Ｈ）を利用したメタル
担体（ＭＳ）と、従来の平箔（１）と波箔（２）から成
るメタルハニカム体（Ｈ´）を利用したメタル担体（Ｍ
Ｓ）の相違を説明する図である。FIG. 6 Spiral open tube (t) of the present invention
A metal carrier (MS) using a metal honeycomb structure (H) made of, and a metal carrier (M 'using a metal honeycomb body (H') made of a conventional flat foil (1) and corrugated foil (2).
It is a figure explaining the difference of S).
【図７】 図２のスパイラルオープンチューブ（ｔ）の
構造と排気ガス流の関係を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the structure of the spiral open tube (t) of FIG. 2 and the exhaust gas flow.
【図８】 本発明の他の態様のスパイラルオープンチュ
ーブ（ｔ）の構造と排気ガス流の関係を説明する図であ
る。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a structure of a spiral open tube (t) and an exhaust gas flow according to another aspect of the present invention.
【図９】 本発明の更に他の態様のスパイラルオープン
チューブ（ｔ）の構造を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the structure of a spiral open tube (t) according to still another aspect of the present invention.
【図１０】 本発明のメタル担体（ＭＳ）の正面（断
面）形状を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the front (cross section) shape of the metal carrier (MS) of the present invention.
【図１１】 本発明のメタルハニカム構造体（Ｈ）とメ
タルケーシング（Ｃ）を固着させてメタル担体（ＭＳ）
を製造するときの固着手段（方法）を説明する図であ
る。FIG. 11 shows a metal carrier (MS) obtained by fixing the metal honeycomb structure (H) and the metal casing (C) of the present invention.
It is a figure explaining the fixing means (method) at the time of manufacturing.
【図１２】 従来の巻回タイプのメタルハニカム構造体
の製造に使用される構成部材（平箔と波箔）の斜視図で
ある。FIG. 12 is a perspective view of constituent members (flat foil and corrugated foil) used for manufacturing a conventional wound-type metal honeycomb structure.
【図１３】 従来の巻回タイプのメタルハニカム構造体
（Ｈ´）とメタルケーシングとから成るメタル担体（Ｍ
Ｓ）の斜視図である。FIG. 13 shows a conventional metal carrier (M ′) including a wound type metal honeycomb structure (H ′) and a metal casing.
It is a perspective view of S).
【図１４】 図１３の従来のメタル担体（ＭＳ）の正面
図である。14 is a front view of the conventional metal carrier (MS) of FIG.
【図１５】 従来の細径管（チューブ）により構成され
るメタルハニカム構造体（Ｈ´）において、その構成部
材である細径管（ｔ´）の斜視図を示す。FIG. 15 is a perspective view of a thin tube (t ′) that is a constituent member of a conventional metal honeycomb structure (H ′) including a thin tube (tube).
【図１６】 図１５の細径管（ｔ´）で構成したメタル
ハニカム構造体（Ｈ´）を利用したメタル担体（ＭＳ）
の一部を省略し、かつ一部を透視した斜視図である。16 is a metal carrier (MS) using a metal honeycomb structure (H ′) composed of the small-diameter tubes (t ′) of FIG. 15.
FIG. 3 is a perspective view in which a part of FIG.
【図１７】 図１６のメタル担体（ＭＳ）の正面図であ
る。FIG. 17 is a front view of the metal carrier (MS) of FIG.
ＭＳ ………… メタル担体 Ｈ ………… （本発明）メタルハニカム構造体 ｔ，ｔ1 ，ｔ2 ，……ｔｎ ………… スパイラルオー
プンチューブ ｔａ ………… スパイラルチューブ本体部 ｔｂ ………… スパイラル状溝部 ｔｃ ………… 当接点 ｔｄ ………… 各スパイラルオープンチューブの内側
空間部 ｔｅ ………… 各スパイラルオープンチューブの外側
空間部 ｔｏ ………… オーバラップ部 Ｘ ………… 軸芯線 ｗａ ………… スパイラルチューブ本体部の幅 ｗｂ ………… スパイラル状溝部の幅 Ｄ ………… スパイラルオープンチューブの外径 Ｆ ………… 排気ガス通過方向 Ｆａ，Ｆｂ ………… 排気ガスの分流成分 Ｈ´ ………… （従来技術）メタルハニカム構造体 １ ………… 平箔 ２ ………… 波箔 ３ ………… セル（排気ガス通気孔路） ４，５ ………… 固着部 ｔ´ ………… （従来技術）細管チューブMS: Metal carrier H: (Invention) Metal honeycomb structure t, t 1 , t 2 , ... tn: Spiral open tube ta: Spiral tube body part tb: …… Spiral groove tc ………… This contact td ………… Inside space of each spiral open tube te ………… Outside space of each spiral open tube to ………… Overlap part X ……… …… Axis core wa ………… Width of spiral tube body wb ………… Width of spiral groove D ………… Outer diameter of spiral open tube F ………… Exhaust gas passage direction Fa, Fb ……… Exhaust gas shunt component H '... (Prior art) Metal honeycomb structure 1 Flat foil 2 Corrugated foil 3 Cell (Exhaust gas vent passage) 4,5 ………… Fixed part t ′ ………… (Prior art) Capillary tube
Claims (8)
属製のハニカム構造体（メタルハニカム構造体）を金属
製のケーシング（メタルケーシング）の内部に収容し、
かつ固着した排気ガス浄化用のメタル担体において、前
記メタルハニカム構造体が、 (i).軸芯線に対して、薄肉金属板製の平板状帯材を、そ
の縁部の大部分が相互に重合しないように所望幅の空間
部を置いてスパイラル状に巻回かつ並進させた構造の前
記平板状帯材から成るスパイラル状チューブ本体部（ｔ
ａ）と前記空間部から成るスパイラル状溝部（ｔｂ）を
有するスパイラルオープンチューブ（ｔ）を最小構成部
材として構成され、かつ、 (ii).前記スパイラルオープンチューブ（ｔ）の所望本
数（ｔ1 ＋ｔ2 ＋………ｔn ；ｎは２以上の整数）を集
束させて製作したハニカム構造体により構成したもので
ある、ことを特徴とするメタル担体。1. A metal honeycomb structure for supporting an exhaust gas purification catalyst (metal honeycomb structure) is housed inside a metal casing (metal casing),
In the adhered exhaust gas purifying metal carrier, the metal honeycomb structure has (i). A flat metal strip made of a thin metal plate with respect to the axial core line, and most of its edges are superposed on each other. The spiral tube body (t) made of the flat strip having a structure in which a space having a desired width is placed so as to be wound and translated in a spiral shape so as not to
a) The spiral open tube (t) having a spiral groove portion (tb) composed of the space and the space portion is configured as a minimum constituent member, and (ii). the desired number (t 1 + t) of the spiral open tube (t). 2 + ......... t n; n is one constituted by a honeycomb structural body fabricated by focusing an integer of 2 or more), metal carrier, characterized in that.
パイラル状チューブ本体部（ｔａ）が、所望の幅（ｗ
ａ）を有するものである請求項１に記載のメタル担体。2. The spiral tube body (ta) of the spiral open tube (t) has a desired width (w).
The metal carrier according to claim 1, which has a).
パイラル状溝部（ｔｂ）が、所望の幅（ｗｂ）を有する
ものである請求項１に記載のメタル担体。3. The metal carrier according to claim 1, wherein the spiral groove (tb) of the spiral open tube (t) has a desired width (wb).
パイラル状チューブ本体部（ｔａ）の幅（ｗａ）が、ス
パイラルオープンチューブ（ｔ）のスパイラル状溝部
（ｔｂ）の幅（ｗｂ）より大きいものである請求項１に
記載のメタル担体。4. The width (wa) of the spiral tube body (ta) of the spiral open tube (t) is larger than the width (wb) of the spiral groove (tb) of the spiral open tube (t). The metal carrier according to claim 1.
ｂ）／（ｗａ）＜１である請求項４に記載のメタル担
体。5. The relationship between (wa) and (wb) is o <(w
The metal carrier according to claim 4, wherein b) / (wa) <1.
パイラル状チューブ本体部（ｔａ）が、肉厚２０〜２５
０μｍの長尺の平板状帯材で構成される請求項１に記載
のメタル担体。6. The spiral tube main body (ta) of the spiral open tube (t) has a wall thickness of 20 to 25.
The metal carrier according to claim 1, wherein the metal carrier is composed of a 0 μm long flat strip.
パイラル状チューブ本体部（ｔａ）の幅が、１．０ｍｍ
〜１５ｍｍである請求項１に記載のメタル担体。7. The width of the spiral tube main body (ta) of the spiral open tube (t) is 1.0 mm.
The metal carrier according to claim 1, which has a size of -15 mm.
オープンチューブ（ｔ）の所望部位を相互に固着して構
成されたものである請求項１に記載のメタル担体。8. The metal carrier according to claim 1, wherein the metal honeycomb structure is formed by fixing desired portions of the spiral open tubes (t) to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7345438A JPH09155201A (en) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | Metallic carrier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7345438A JPH09155201A (en) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | Metallic carrier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09155201A true JPH09155201A (en) | 1997-06-17 |
Family
ID=18376601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7345438A Pending JPH09155201A (en) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | Metallic carrier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09155201A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009297674A (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Nakagawa Sangyo Kk | Metal carrier for exhaust gas purifying catalyst |
| CN103557058A (en) * | 2013-11-06 | 2014-02-05 | 苏州佑瑞检测技术有限公司 | Spiral channel type automobile exhaust gas purifying device |
-
1995
- 1995-12-11 JP JP7345438A patent/JPH09155201A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009297674A (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Nakagawa Sangyo Kk | Metal carrier for exhaust gas purifying catalyst |
| CN103557058A (en) * | 2013-11-06 | 2014-02-05 | 苏州佑瑞检测技术有限公司 | Spiral channel type automobile exhaust gas purifying device |
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