JPH09164337A - 排ガス浄化触媒用メタル担体 - Google Patents
排ガス浄化触媒用メタル担体Info
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- JPH09164337A JPH09164337A JP7327743A JP32774395A JPH09164337A JP H09164337 A JPH09164337 A JP H09164337A JP 7327743 A JP7327743 A JP 7327743A JP 32774395 A JP32774395 A JP 32774395A JP H09164337 A JPH09164337 A JP H09164337A
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- Japan
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は高温で熱膨張しない弾性保持材を用
い、ハニカム体に面圧が掛からないようにした排ガス浄
化触媒用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
成したハニカム体の外周に、高温雰囲気でも熱膨脹性を
有しない材質であり、かつ内外層で密度が異なるように
構成した繊維状の弾性保持部材を被覆してなることを特
徴とする排ガス浄化触媒用メタル担体であり、特に、上
記保持部材は内側層が低密度、外側層が高密度とした繊
維状マットで形成することが好ましい。
い、ハニカム体に面圧が掛からないようにした排ガス浄
化触媒用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
成したハニカム体の外周に、高温雰囲気でも熱膨脹性を
有しない材質であり、かつ内外層で密度が異なるように
構成した繊維状の弾性保持部材を被覆してなることを特
徴とする排ガス浄化触媒用メタル担体であり、特に、上
記保持部材は内側層が低密度、外側層が高密度とした繊
維状マットで形成することが好ましい。
Description
【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、弾性保持材で
被覆してなるメタル担体の構造に係わるものである。
する触媒担持用メタル担体に関し、特に、弾性保持材で
被覆してな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。
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。エンジン稼
働時排ガス系が高温になると、ケーシングが熱膨張す
る。セラミックハニカム体は熱膨脹を起こさないのでセ
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ガスもれ等の不具合が
起こる。
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。エンジン稼
働時排ガス系が高温になると、ケーシングが熱膨張す
る。セラミックハニカム体は熱膨脹を起こさないのでセ
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ガスもれ等の不具合が
起こる。
【０００４】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。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。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開口面積は大きくする
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。
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。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。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開口面積は大きくする
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。
【０００５】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
下の平箔と、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され、セラミックハニカム体で問
題になる圧損や耐衝撃性については有利である。
は、耐熱性金属よりなる板厚５０μｍ程度或いはそれ以
下の平箔と、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され、セラミックハニカム体で問
題になる圧損や耐衝撃性については有利である。
【０００６】通常、このメタルハニカム体２は図３に示
すように耐熱金属製の外筒10に装入されたメタル担体と
して構成されるが、近時、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構造のもの
が採用されている。
すように耐熱金属製の外筒10に装入されたメタル担体と
して構成されるが、近時、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構造のもの
が採用されている。
【０００７】例えば、特開平１−２４０７１５号公報に
は、メタルハニカムの表面に、該ハニカム体をケーシン
グ内に装入する際に、しっかりと弾性的に支持するのに
役立つマットを装着している。このマットは触媒要素
（ハニカム体）とケーシングの間をシールし、排気ガス
がバイパスするのを防止するために設けており、膨脹シ
ート層とセラミック繊維層からなっている。
は、メタルハニカムの表面に、該ハニカム体をケーシン
グ内に装入する際に、しっかりと弾性的に支持するのに
役立つマットを装着している。このマットは触媒要素
（ハニカム体）とケーシングの間をシールし、排気ガス
がバイパスするのを防止するために設けており、膨脹シ
ート層とセラミック繊維層からなっている。
【０００８】また、特開平６−１７３６６９号公報に
は、外筒にハニカム体を挿入するタイプのメタル担体で
あるが、外筒とハニカム体との間に中間筒を介在せし
め、この中間筒は外筒より大きい熱膨脹割合をもつと共
に、、外筒と中間筒とハニカム体とのそれぞれの間には
熱膨張性シール材を介在させたメタル担体が開示されて
いる。すなわち、膨脹割合の大きい中間筒の膨脹によ
り、ハニカム体と中間筒の間にハニカム体とシール材の
膨脹スペースが確保でき、ハニカム体を過度に押圧する
のを防いでいる。
は、外筒にハニカム体を挿入するタイプのメタル担体で
あるが、外筒とハニカム体との間に中間筒を介在せし
め、この中間筒は外筒より大きい熱膨脹割合をもつと共
に、、外筒と中間筒とハニカム体とのそれぞれの間には
熱膨張性シール材を介在させたメタル担体が開示されて
いる。すなわち、膨脹割合の大きい中間筒の膨脹によ
り、ハニカム体と中間筒の間にハニカム体とシール材の
膨脹スペースが確保でき、ハニカム体を過度に押圧する
のを防いでいる。
【０００９】さらに、実開平３−９７５２１号公報はセ
ラミックハニカム体を用いた例であるが、シール材を内
外２層にし、外側に熱膨脹性の耐熱シール材、内側に熱
膨脹性を有しないセラミック繊維を用いることを開示し
ている。
ラミックハニカム体を用いた例であるが、シール材を内
外２層にし、外側に熱膨脹性の耐熱シール材、内側に熱
膨脹性を有しないセラミック繊維を用いることを開示し
ている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記各公報に開示され
ているように、ケーシングや外筒とハニカム体との間に
介在させるマットやシール等の保持部材は、いずれも熱
膨張性の材料を使用されている。これには次のような問
題が生じる。すなわち、薄い箔で形成されるメタルハニ
カム体は、排ガスで高温加熱されると、肉厚が厚く（強
度が高い）かつ外気に放熱されるケーシングや外筒より
も熱膨脹し、ケーシングや外筒との間隙を狭める。同時
に介在している上記保持部材も狭い間隙内で熱膨張する
ため、熱膨張性保持部材を用いる限りはハニカム体に圧
縮面圧が掛かる。特に高温雰囲気でのハニカム体の強度
低下は大きくなり、面圧が高くなるとハニカム体が縮径
を起こしたり、つぶれが生じることがある。すなわち、
メタルハニカムはこれを保持材を介してケーシングに装
着させる場合、高温におけるハニカム座屈がセラミック
ハニカムに比べて極めて生じやすい。
ているように、ケーシングや外筒とハニカム体との間に
介在させるマットやシール等の保持部材は、いずれも熱
膨張性の材料を使用されている。これには次のような問
題が生じる。すなわち、薄い箔で形成されるメタルハニ
カム体は、排ガスで高温加熱されると、肉厚が厚く（強
度が高い）かつ外気に放熱されるケーシングや外筒より
も熱膨脹し、ケーシングや外筒との間隙を狭める。同時
に介在している上記保持部材も狭い間隙内で熱膨張する
ため、熱膨張性保持部材を用いる限りはハニカム体に圧
縮面圧が掛かる。特に高温雰囲気でのハニカム体の強度
低下は大きくなり、面圧が高くなるとハニカム体が縮径
を起こしたり、つぶれが生じることがある。すなわち、
メタルハニカムはこれを保持材を介してケーシングに装
着させる場合、高温におけるハニカム座屈がセラミック
ハニカムに比べて極めて生じやすい。
【００１１】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、高温で熱膨張しない弾性保
持材を用い、ハニカム体に大きな面圧が掛からないよう
にしたメタル担体を提供することを目的とする。
しようとするものであって、高温で熱膨張しない弾性保
持材を用い、ハニカム体に大きな面圧が掛からないよう
にしたメタル担体を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、(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
体の外周に、高温雰囲気でも熱膨脹性を有しない材質で
あり、かつ内外層で密度が異なるように構成した繊維状
の弾性保持部材を被覆してなることを特徴とする排ガス
浄化触媒用メタル担体であり、(2)保持部材を内側層が
低密度、外側層が高密度とした繊維状マットで形成した
ことを特徴とする前項(1) 記載の排ガス浄化触媒用メタ
ル担体である。
に本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち、(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
体の外周に、高温雰囲気でも熱膨脹性を有しない材質で
あり、かつ内外層で密度が異なるように構成した繊維状
の弾性保持部材を被覆してなることを特徴とする排ガス
浄化触媒用メタル担体であり、(2)保持部材を内側層が
低密度、外側層が高密度とした繊維状マットで形成した
ことを特徴とする前項(1) 記載の排ガス浄化触媒用メタ
ル担体である。
【００１３】この様に本発明においては、弾性保持部材
として高温加熱された際でも熱膨脹しない材質の繊維を
用い、これをハニカム体に近い内側層とケーシングに近
い外側層で密度を異ならせ、好ましくは内側層が低密
度、外側層が高密度となるように上記繊維を配置してハ
ニカム体に巻き付け、これ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充填された状態になり、排気ガス
をバイパスさせることがなく、かつ高温に加熱されても
保持材が熱膨張しないため、ハニカム体に面圧が掛って
不具合を生じることもない。
として高温加熱された際でも熱膨脹しない材質の繊維を
用い、これをハニカム体に近い内側層とケーシングに近
い外側層で密度を異ならせ、好ましくは内側層が低密
度、外側層が高密度となるように上記繊維を配置してハ
ニカム体に巻き付け、これ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充填された状態になり、排気ガス
をバイパスさせることがなく、かつ高温に加熱されても
保持材が熱膨張しないため、ハニカム体に面圧が掛って
不具合を生じることもない。
【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は本発明の正面図及びＡ−
Ａ断面図であり、本発明メタル担体１は２のハニカム体
と３の弾性保持部材とケーシング４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
であり、平板２ａと波板２ｂとの接触部を適当な箇所で
ロウ材や熱拡散で接合している。
づいて詳細に説明する。図１は本発明の正面図及びＡ−
Ａ断面図であり、本発明メタル担体１は２のハニカム体
と３の弾性保持部材とケーシング４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
であり、平板２ａと波板２ｂとの接触部を適当な箇所で
ロウ材や熱拡散で接合している。
【００１５】このハニカム体２を被覆する弾性保持部材
３はハニカム体２に近い部分を内側層３ａ、その外周を
被覆する外側層３ｂの２層構成にするのが好ましい。す
なわち高温のエンジン排気ガスで加熱されても熱膨脹し
ない弾性繊維からなり、内側層３ａには該繊維を低密度
に、外側層３ｂを高密度にした配置とすることがよい。
弾性保持部材３としてはアルミナ質繊維、ムライト質繊
維、セラミック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。
３はハニカム体２に近い部分を内側層３ａ、その外周を
被覆する外側層３ｂの２層構成にするのが好ましい。す
なわち高温のエンジン排気ガスで加熱されても熱膨脹し
ない弾性繊維からなり、内側層３ａには該繊維を低密度
に、外側層３ｂを高密度にした配置とすることがよい。
弾性保持部材３としてはアルミナ質繊維、ムライト質繊
維、セラミック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。
【００１６】図２は本発明のメタル担体１を排ガス系に
接続するためにコーン５に溶接した状態を示し、ハニカ
ム体２とケーシング４の間に弾性保持部材３が充填され
ている。６ａ，６ｂはコーン５を排気系に接続するフラ
ンジである。このように、内側層に低密度の弾性繊維層
を配設することにより、高温加熱時におけるハニカム体
の熱膨張を吸収し、クッション性を増大する。熱膨張性
を有しない繊維状の弾性保持材において、高温でメタル
ハニカム体を座屈させずに保持可能な嵩密度は０．０４
〜０．３ｇ／cm3 であり、これを低密度と定義する。
接続するためにコーン５に溶接した状態を示し、ハニカ
ム体２とケーシング４の間に弾性保持部材３が充填され
ている。６ａ，６ｂはコーン５を排気系に接続するフラ
ンジである。このように、内側層に低密度の弾性繊維層
を配設することにより、高温加熱時におけるハニカム体
の熱膨張を吸収し、クッション性を増大する。熱膨張性
を有しない繊維状の弾性保持材において、高温でメタル
ハニカム体を座屈させずに保持可能な嵩密度は０．０４
〜０．３ｇ／cm3 であり、これを低密度と定義する。
【００１７】メタルハニカム体に上記繊維状の弾性保持
材を巻いて、パイプ状のケーシングに挿入する場合、上
記低密度の場合には上記繊維状の弾性保持材がまくれ上
がり、挿入が困難である。挿入性を良くするためには、
高密度の保持材を用いればよく、特に０．４ｇ／cm3 以
上の嵩密度にすると挿入が容易で、保持材のまくれ上が
り等の不具合はない。すなわちメタルハニカム体との接
触部には低密度とし、ケーシングとの接触部には高密度
とするのがよい。挿入性の面から、高密度部分は少なく
とも１mm以上、低密度部分はメタルハニカム体の熱膨脹
吸収の面から、少なくとも２mm以上とするのが好まし
い。
材を巻いて、パイプ状のケーシングに挿入する場合、上
記低密度の場合には上記繊維状の弾性保持材がまくれ上
がり、挿入が困難である。挿入性を良くするためには、
高密度の保持材を用いればよく、特に０．４ｇ／cm3 以
上の嵩密度にすると挿入が容易で、保持材のまくれ上が
り等の不具合はない。すなわちメタルハニカム体との接
触部には低密度とし、ケーシングとの接触部には高密度
とするのがよい。挿入性の面から、高密度部分は少なく
とも１mm以上、低密度部分はメタルハニカム体の熱膨脹
吸収の面から、少なくとも２mm以上とするのが好まし
い。
【００１８】
【実施例】Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の耐熱ステンレスよりな
る厚さ５０μｍの平箔と波箔を重ねて巻き回し、７０mm
φのハニカム体を形成し、１０-4Torrの真空中で平箔と
波箔をロウ剤で接点を接合し、さらに触媒を担持させた
後、弾性保持部材として、アルミナ繊維質で内層４mm、
外層２mmの厚さで、内層の嵩密度０．１５ｇ／cm3、外
層の嵩密度０．６ｇ／cm3 の２層マットを用い、内層部
がハニカム体に接するように巻いて被覆し、内径８１mm
のステンレス製のパイプケーシングに圧入して挿入し
た。保持材に不具合はなく装着できた。
る厚さ５０μｍの平箔と波箔を重ねて巻き回し、７０mm
φのハニカム体を形成し、１０-4Torrの真空中で平箔と
波箔をロウ剤で接点を接合し、さらに触媒を担持させた
後、弾性保持部材として、アルミナ繊維質で内層４mm、
外層２mmの厚さで、内層の嵩密度０．１５ｇ／cm3、外
層の嵩密度０．６ｇ／cm3 の２層マットを用い、内層部
がハニカム体に接するように巻いて被覆し、内径８１mm
のステンレス製のパイプケーシングに圧入して挿入し
た。保持材に不具合はなく装着できた。
【００１９】装着後、ケーシングの両端にコーンを溶接
し、さらにフランジを取り付けて、エンジンの排気管に
装着して冷熱繰返し耐久試験を実施した。１５００ccの
エンジンを用いて、排気ガス温がメタルハニカム体の入
口で９００℃から常温までの繰返し冷熱試験を６００サ
イクル実施した結果、メタルハニカム体の座屈はなく、
ズレもなく良好であった。
し、さらにフランジを取り付けて、エンジンの排気管に
装着して冷熱繰返し耐久試験を実施した。１５００ccの
エンジンを用いて、排気ガス温がメタルハニカム体の入
口で９００℃から常温までの繰返し冷熱試験を６００サ
イクル実施した結果、メタルハニカム体の座屈はなく、
ズレもなく良好であった。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は高温で熱膨
張しない弾性保持材を内外層で密度を異にして配置して
いるため、クッション性の大きい保持部材としてケーシ
ングとハニカム体の間隙を有効に充填し、かつケーシン
グへの装着性を極めて良くしている。すなわちハニカム
体を座屈することがないため、ケーシングとハニカム体
の間に排ガスをバイパスする間隙を形成することもな
く、かつパイプのケーシングを用いることが可能であ
り、低コストのメタル担体を提供できる。
張しない弾性保持材を内外層で密度を異にして配置して
いるため、クッション性の大きい保持部材としてケーシ
ングとハニカム体の間隙を有効に充填し、かつケーシン
グへの装着性を極めて良くしている。すなわちハニカム
体を座屈することがないため、ケーシングとハニカム体
の間に排ガスをバイパスする間隙を形成することもな
く、かつパイプのケーシングを用いることが可能であ
り、低コストのメタル担体を提供できる。
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の正面図及びＡ−Ａ線
断面図。
断面図。
【図２】本発明の使用説明図。
【図３】従来のメタル担体を示す図。
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 ３ａ ：内側層 ３ｂ ：外側層 ４ ：ケーシング ５ ：コーン ６ａ，６ｂ：フランジ １０ ：外筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１Ｎ ３１１ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ
Claims (2)
- 【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
成したハニカム体の外周に、高温雰囲気でも熱膨脹性を
有しない材質であり、かつ、内外層で密度が異なるよう
に構成した繊維状の弾性保持部材を被覆してなることを
特徴とする排ガス浄化触媒用メタル担体。 - 【請求項２】 弾性保持部材を内側層が低密度、外側層
が高密度とした繊維状マットで構成したことを特徴とす
る請求項１記載の排ガス浄化触媒用メタル担体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32774395A JP3281240B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 排ガス浄化触媒用メタル担体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32774395A JP3281240B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 排ガス浄化触媒用メタル担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09164337A true JPH09164337A (ja) | 1997-06-24 |
| JP3281240B2 JP3281240B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=18202489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32774395A Expired - Fee Related JP3281240B2 (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 排ガス浄化触媒用メタル担体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281240B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100371202B1 (ko) * | 2000-11-27 | 2003-02-06 | 현대자동차주식회사 | 촉매지지부재 |
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