JPH09155204A - ハニカム体外周に弾性保持部材を有するメタル担体 - Google Patents

ハニカム体外周に弾性保持部材を有するメタル担体

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JPH09155204A
JPH09155204A JP7323261A JP32326195A JPH09155204A JP H09155204 A JPH09155204 A JP H09155204A JP 7323261 A JP7323261 A JP 7323261A JP 32326195 A JP32326195 A JP 32326195A JP H09155204 A JPH09155204 A JP H09155204A
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JP
Japan
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honeycomb body
holding member
outer periphery
casing
corrugated
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Pending
Application number
JP7323261A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Ota
仁史 太田
Masayuki Kasuya
雅幸 糟谷
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はハニカム体或いは保持材の表面積を
大きくして両者の接触面積を拡大することにより、接合
強度の大きいハニカム体外周に弾性保持部材を有するメ
タル担体を提供する。 【解決手段】 耐熱性金属箔よりなる平板と、この平板
を波状に加工した波板とを重ねて巻回し、渦巻き状に形
成したハニカム体であって、最外周を波板で構成せし
め、この最外周波板に弾性保持部材を被覆してなるハニ
カム体をケーシングに装入するハニカム体外周に弾性保
持部材を有するメタル担体。このハニカム体の最外周表
面は粗面をウオシュコート等によって形成し、表面積を
一層拡大することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車排ガスを浄化
する触媒担持用メタル担体に関し、特に、金属製外筒を
用いないで、ケーシング内に弾性保持材を介して収納す
るメタル担体の構造に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】自動車の排ガスを浄化するためにその排
気系に設置される触媒担体は、触媒を担持するハニカム
体がセラミック製に代わってメタル製が用いられるよう
になり、近時その使用量も増加しつつある。
【0003】元来セラミックハニカム体は触媒を担持
後、排ガス系に接続する金属製ケーシング内に装入支持
されるが、この際ケーシングとハニカム体との間に形成
される間隙に、ハニカム体を支持し、ケーシングとの衝
突を緩衝する保持材を充填介在させている。
【0004】実用時、すなわちエンジン稼働時に排ガス
系が高温になると、ケーシングが熱膨張する。この際、
セラミックハニカム体は熱膨脹しないためセラミックハ
ニカム体とケーシングの間隙が大きくなり、充填されて
いる保持材が熱膨張しない材料で構成されている場合に
はクリアランスが生じ、ここから生の排ガスが通過する
ガスもれ等の不具合が起こる。従って、ガスもれ等を生
じさせないために充填材には熱膨張性を有する材料を用
いることが必要となる。しかし、充填材の熱膨張率がケ
ーシングのそれより大きい場合には、ハニカム体に面圧
が掛かるが、セラミックハニカム体は高温になっても強
度の低下はあまり見られないので、潰れる心配はない。
【0005】この様にしてセラミックハニカム体は排ガ
ス系に支持されるが、セラミックの材質上排ガスを通す
ハニカム体のセルは、その開口面積をそれ程大きくする
ことができず、従って排ガスに対する圧損の問題が発生
する。
【0006】一方、メタル担体を構成するハニカム体
は、耐熱性金属よりなる板厚50μm程度或いはそれ以
下の薄い平板(箔)と、それをコルゲート加工した波箔
とを重ねて渦巻状に巻回して形成するため、セラミック
ハニカム体に較べてセルの開口面積(空隙率)を大きく
することができ、問題になる圧損や耐衝撃性については
有利である。
【0007】通常図5に示すようにこのメタルハニカム
体10は、厚さ1〜2mm程度の耐熱金属製外筒11にメ
タル担体を装入しロウ付け等で接合固定されるが、ハニ
カム体と外筒とは、外筒が外気に晒されていて放熱量が
大きいことなどから、高温時の熱膨脹に差があり、熱歪
みが発生してハニカム体の損傷につながることがある。
【0008】そこで、外筒を用いることなく、前記セラ
ミックハニカム体と同様にセラミック繊維などの保持材
を被覆したメタルハニカム体をケーシングに直接装入支
持すると共に、ハニカム体とケーシングの間隙をシール
する構造のものが提示されている。
【0009】しかし、ハニカム体自体の強度はそれ程大
きくないために、保持材によってハニカム体を被覆し支
持する場合には、締付け力も大きくすることができず、
またセラミックハニカム体にくらべて表面の摩擦抵抗が
低く、そのためエンジン稼働時の振動などにより、保持
材に対してずれを生じることがある。
【0010】この様な不具合を防止するために、特開平
5−317727号公報ではシール材とメタル担体とが
強固に結合した触媒コンバーターを提案している。すな
わち図4に示すように、最外周表面を除いて活性アルミ
ナ層を形成したメタル担体触媒(ハニカム体)10にお
いて、その最外周表面をセラミックシール材12で被覆
した後加熱し、該ハニカム体の最外周表面にアルミナウ
イスカーを成長させ、前記セラミックシール材12とア
ルミナウイスカーを一体的に結合させた触媒コンバータ
ーである。
【0011】しかし、メタル担体を構成する5%Alを
含有するフェライト合金の表面に、シール繊維を取り込
む程度にアルミナウイスカーを成長させるためには、9
00℃〜1000℃で数時間酸化焼成ことが必要であ
る。ハニカム体形成後の酸化処理は、メタル担体素材の
アルミが消費されるため、好ましい処理ではない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の問題を解消しようとするものであって、ハニカ
ム体或いは保持材の表面積を大きくして両者の接触面積
を拡大することにより、接合強度の大きいハニカム体外
周に弾性保持部材を有するメタル担体を提供することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち、耐熱
性金属箔よりなる平板と、この平板を波状に加工した波
板とを重ねて巻回し、渦巻き状に形成したハニカム体で
あって、該ハニカム体の最外周を波板で構成せしめ、こ
の最外周波板に弾性保持部材を被覆してなることを特徴
とするハニカム体外周に弾性保持部材を有するメタル担
体であり、このハニカム体の最外周表面は粗面を形成す
ることが表面積を一層拡大できて望ましく、この粗面を
得る方法には種々あるが、ウオシュコートによりを表面
に活性アルミナを付着させることがより好ましい。この
粗面はハニカム体の最外周表面に限らず、弾性保持部表
面或いはケーシング内面にも形成してよい。この様に本
発明においては、触媒を担持し、弾性保持部材を被覆し
たハニカム体をケーシング内に装入することにより、ハ
ニカム体とケーシングの間(間隙)には常時保持部材が
弾性的に、かつハニカム体最外周面を構成する波板の谷
部に埋め込まれるように充填された状態になり、さら
に、ハニカム体最外周表面、弾性保持部材表面、或いは
ケーシング内面のいずれか一つまたは双方の表面を粗面
にして表面積を拡大しているために、回転方向、軸方向
ともに接触強度を高くし、ハニカム体の保持を確実に維
持するメタル担体を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明を図に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明の斜視図を示す。
本発明メタル担体1は2のハニカム体と3の弾性保持部
材で構成される。ハニカム体2は耐熱性の金属よりなる
平坦な箔(平板)2aと、この平板2aを波状のコルゲ
ート加工して形成した波板2bを重ね合わせて渦巻状に
巻回して形成したものであるが、この渦巻状ハニカム体
を形成するに当たって、最外周面が波板4になるように
構成する点に本発明のことを特徴とする一つがある。す
なわち、本発明のハニカム体2は、従来のハニカム体を
製造する場合の平板と波板の重ね合わせを逆にするか、
最外周を波板だけで巻回することにより製造できる。な
お、平板2aと波板2bとの接触部は適当な箇所でロウ
材或いは熱拡散で接合する。
【0015】このハニカム体2に弾性保持部材3は、ハ
ニカム体2最外周を巻回している波板4に食い込むよう
に被覆し、広い面積で接触して摩擦抵抗を大にしてい
る。弾性保持部材3としてはアルミナ質繊維、セラミッ
ク繊維、ムライト繊維等の非熱膨脹性の繊維をマット状
にして用いることができる。勿論これに限定するもので
なく、熱膨張性の繊維の使用もできる。
【0016】図2は本発明のメタル担体1を排ガス系に
接続するためにケーシング5装入した状態の断面図を示
す。ハニカム体2とケーシング5の間には間隙6があ
り、弾性保持部材3は最外周波板の谷部を含めてこの間
隙6を埋めるに十分な量充填されている。5a,5bは
ケーシング1を排気系に接続するフランジである。
【0017】図3は本発明の別の例を示す。この例にお
けるハニカム体2は図1に示した最外周を波板に巻回し
たものに限らず、平板で構成したハニカム体をも対象に
できる。(a)図はハニカム体2の最外周面4を粗面7
aに形成し、表面積の拡大を計ったものである。金属表
面に粗面を形成する具体的な方法としては、アルミナス
ラリー中にハニカム体を浸漬し、乾燥、燒成して凹凸状
に活性アルミナを付着させる所謂ウオッシュコーティン
グ法を採用することが好ましい。通常ハニカム体内部の
みウォッシュコートするために、ハニカム外周への付着
防止治具を用いているが、本発明の場合、そのような治
具は必要なくなり、ウォッシュコーティング処理が簡素
化される。また、粗面化のために新たな工程を加えるこ
となく目的が達成できて、好ましい。
【0018】(b)図は弾性保持部材3の表面を粗面7
bにしている。これによってもハニカム体との接触面積
の拡大が図れる。(c)図はハニカム体2の最外周面と
ケーシング5内面をそれぞれ粗面7a,7cにしてい
る。これによりケーシング5と弾性保持部材3との相対
移動をも防ぐことができる。
【0019】
【実施例】
[実施例1]図1に示すように、耐熱鋼よりなる厚さ5
0μmの平箔と波箱を重ねて巻き回し、最外周が波箔と
なるように、直径80mm、長さ100mmのハニカム体を
作成し、10-4Torr真空中で平箔と波箔をロウ接合し、
さらに、ハニカム体外周を軟質ゴムのブーツ状治具で被
覆し、活性アルミナのスラリー中に浸漬し、引き上げ、
メタルハニカム体の内部のみに活性アルミナのウォッシ
ュコート層を形成した。そして、被覆治具を取り外した
後、白金0.5g、ロジウム0.1gを担持して、図2
に示すメタルハニカム触媒体を得た。このハニカム体の
外周に極めて弾力の高い、嵩密度0.2g/cm3 のアル
ミナ質繊維マットを巻きつけ、2つ割りのクラムシェル
のケーシングに収納し、ケーシングを溶接して装着し
た。
【0020】[実施例2]図1に示すように、耐熱鋼よ
りなる厚さ50μmの平箔と波箱を重ねて巻き回し、最
外周が波箔となるように、直径80mm、長さ100mmの
ハニカム体を作成し、10-4Torr真空中で平箔と波箔を
ロウ接合し、さらに、活性アルミナのスラリー中に浸漬
し、引き上げ、メタルハニカム体の内部および最外周表
面に、活性アルミナのウォッシュコート層を形成した。
そして、白金0.5g、ロジウム0.1gを担持して、
図3(a)に示すメタルハニカム触媒体を得た。このハ
ニカム体の外周に極めて弾力性の高い、嵩密度0.2g
/cm3 のアルミナ質繊維マットを巻きつけ、2つ割りの
クラムシェルのケーシングに収納し、ケーシングを溶接
して装着した。
【0021】[実施例3]実施例2と同様のメタルハニ
カム触媒体を用い、ケーシング内面にも、活性アルミナ
ウォッシュコート処理を行った後、ケーシングを溶接し
て装着した。
【0022】[比較例]図5に示すように、耐熱鋼より
なる厚さ50μmの平箔と波箱を重ねて巻き回し、最外
周が波箔となるように、80mm径、長さ100mmのハニ
カム体を作成し、実施例1と同じく、ロウ接合し、メタ
ルハニカム体内部のみに活性アルミナのウォッシュコー
ト層を形成し、白金0.5g、ロジウム0.1gを担持
して、メタルハニカム触媒体を得た。さらに、実施例1
と同じアルミナ繊維質マットを巻きつけ、ケーシング内
に同一条件で装着した。
【0023】これら本発明品および比較例について、性
能試験を実施した結果を表1に示す。試験条件は、20
00ccのガソリンエンジンの排気系に装着し、入ガス8
00℃で5分の保持、入ガス150℃で5分の保持を5
00サイクル繰り返す冷熱耐久条件とした。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明はハニカム体
外周面を波材で構成することにより、ハニカム体や保持
部材との接触面積が大きくなりエンジンの振動や、運転
時の衝撃でハニカム体がずれを起こすことがなく、安定
した稼働が継続できるところのハニカム体外周に弾性保
持部材を有するメタル担体が提供できる。さらに、ハニ
カム体、弾性保持材、あるいはケーシング内面にウォッ
シュコート等で粗面を形成することにより、より優れた
メタル担体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明ハニカム体の斜視図。
【図2】本発明のメタル担体の断面説明図。
【図3】(a),(b),(c)は本発明メタル担体の
他の例を示す説明図。
【図4】従来のメタル担体の断面説明図。
【図5】従来ハニカム体の斜視図。
【符号の説明】
1 :メタル担体 2 :ハニカム体 2a :平板(箔) 2b :波板(箔) 3 :弾性保持部材 4 :ハニカム体最外周面 5 :ケーシング 5a,5b :フランジ 6 :間隙 7a,7b,7c:粗面 10 :ハニカム体 11 :外筒

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性金属箔よりなる平板と、この平板
    を波状に加工した波板とを重ねて巻回し、渦巻き状に形
    成したハニカム体であって、該ハニカム体の最外周を波
    板で構成せしめ、この最外周波板に弾性保持部材を被覆
    してなることを特徴とするハニカム体外周に弾性保持部
    材を有するメタル担体。
  2. 【請求項2】 ハニカム体の最外周表面を粗面に形成す
    ることを特徴とする請求項1記載のハニカム体外周に弾
    性保持部材を有するメタル担体。
  3. 【請求項3】 ケーシング内表面及び弾性保持部材表面
    の何れか一方または双方を粗面に形成することを特徴と
    する請求項1或いは2記載のハニカム体外周に弾性保持
    部材を有するメタル担体。
  4. 【請求項4】 表面に形成する粗面がウオッシュコーテ
    ィングであることを特徴とする請求項2或いは3記載の
    ハニカム体外周に弾性保持部材を有するメタル担体。
JP7323261A 1995-12-12 1995-12-12 ハニカム体外周に弾性保持部材を有するメタル担体 Pending JPH09155204A (ja)

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JP (1) JPH09155204A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6596666B1 (en) 1999-11-15 2003-07-22 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
EP2818241B1 (en) * 2012-02-22 2020-01-22 Hitachi Zosen Corporation Method for manufacturing processing apparatus equipped with catalyst-supporting honeycomb structure

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6596666B1 (en) 1999-11-15 2003-07-22 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure
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