JPH0976035A

JPH0976035A - ハニカム体の巻回方法

Info

Publication number: JPH0976035A
Application number: JP7233757A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ishikawa; 泰石川; Tadayuki Otani; 忠幸大谷
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】各種内燃機関の排ガス浄化用触媒の担体など
に使用される金属製ハニカム体を形成するための巻回法
であり、サイドプレート内面の摩耗および掻き疵発生を
抑制し、ハニカム体とサイドプレートとのスリップを防
止するとともに、平箔と波箔の接触面圧を適正にする。【解決手段】平箔と波箔を、サイドプレートを有する
巻取軸の周りに巻回してハニカム体を形成する方法にお
いて、波箔の幅を平箔の幅より狭くし、かつ、平箔の面
を巻取軸に対し傾斜させるか、または湾曲させて供給す
る。形成されつつあるハニカム体の外周面の周方向に３
個以上のロールを配設し、該ロールでハニカム体を挟圧
することが好ましい。【効果】バックテンションを強くしてもスリップせ
ず、拡散接合にも適した高い接触面圧が得られる。また
薄箔ハニカム体が安定製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種内燃機関の排
ガス浄化用触媒の担体などに使用される、金属製ハニカ
ム体を製造するための巻回方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車、ボイラー、発電用等の内燃機関
の排ガス浄化用触媒の担体には、耐熱ステンレス鋼製の
外筒に、同ステンレス鋼製のハニカム体を嵌入したメタ
ル担体、あるいはセラミック製のハニカム体を嵌入した
セラミック担体が使用されている。メタル担体は、セラ
ミック担体に比べて熱容量が小さく、触媒が作用する温
度に早く加熱されるので、エンジン始動初期の排ガス浄
化能力が優れている。また、ハニカム体の壁が、薄い金
属箔からなるので排気抵抗が小さく、エンジン出力の損
失が少ないという利点を有している。

【０００３】従来のメタル担体において、ハニカム体
は、厚さ５０μｍ程度の金属箔からなる平箔と、該平箔
をコルゲート加工した波箔とを重ね、渦巻状に巻回して
製造されている。そして、このハニカム体を外筒に嵌入
し、平箔と波箔を接合するとともに、ハニカム体と外筒
を接合してメタル担体とする。接合は、ろう付け、電子
ビーム溶接、レーザ溶接、抵抗溶接、あるいは非酸化性
雰囲気で加熱する拡散接合により行われる。接合の不十
分な箇所があると、使用中に剥離し、メタル担体が破損
するので、ハニカム体の中心部から外周部にわたって、
平箔と波箔が確実に接合されなければならない。

【０００４】そのため、平箔と波箔を重ねて巻回する
際、両者を確実に密着させ、かつ適正な接触面圧を持た
せることが必要である。このようなハニカム体を製造す
るため、従来は、平箔および波箔を巻取軸に挟み込み、
該軸を回転させるとともに、該軸と一体的に設けられた
サイドプレートで、形成されつつあるハニカム体の両側
面を挟持させ、該サイドプレートとの摩擦力でハニカム
体を回転させ、平箔にバックテンションをかけて巻回し
ていた。したがって、両サイドプレート間の間隔は、供
給される平箔および波箔の幅と等しく設定されている。

【０００５】このような従来の巻回法において、サイド
プレートの内面と平箔および波箔の端面とが強く接触
し、巻回されてハニカム体に形成されるまでの平箔およ
び波箔は、サイドプレートの内面を擦っていく。このた
め、サイドプレートは内面が摩耗し、巻取軸から離れる
程、擦られる頻度が高いため摩耗程度が著しく、掻き疵
が発生する。また、平箔および波箔の端面がサイドプレ
ート内面により損傷を受ける。したがって、形成された
ハニカム体とサイドプレートがスリップして波箔が潰れ
たり、あるいは、箔端面の損傷により平箔と波箔との接
触面圧が不足する等の問題が発生する。特に、ハニカム
体の接合を拡散接合により行う場合は、バックテンショ
ンを強くするので、上記問題点が顕著になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車、ボ
イラー、発電用等の各種内燃機関の排ガス浄化用触媒の
担体などに使用される、金属製ハニカム体を形成するた
めの巻回法であって、サイドプレート内面の摩耗および
掻き疵発生を抑制することにより、形成されつつあるハ
ニカム体とサイドプレートとのスリップを防止するとと
もに、平箔と波箔との接触面圧を適正にし、拡散接合に
よりメタル担体を製造するにも適したハニカム体を得る
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１発明は、平箔と、平箔をコルゲート加工
した波箔を、サイドプレートを有する巻取軸の周りに巻
回してハニカム体を形成する方法において、波箔の幅を
平箔の幅より狭くし、かつ、該平箔の面を巻取軸に対し
傾斜させて供給することを特徴とするハニカム体の巻回
方法である。

【０００８】また、上記目的を達成するための本発明の
第２発明は、平箔と、平箔をコルゲート加工した波箔
を、サイドプレートを有する巻取軸の周りに巻回してハ
ニカム体を形成する方法において、波箔の幅を平箔の幅
より狭くし、かつ、該平箔を幅方向に湾曲させて供給す
ることを特徴とするハニカム体の巻回方法である。そし
て、第１発明および第２発明において、形成されつつあ
るハニカム体の外周面の周方向に３個以上のロールを配
設し、該ロールでハニカム体を挟圧することが好まし
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１発明法を図１の例に
より説明する。平箔１と波箔２を、サイドプレート４を
有する巻取軸５の周りに巻回してハニカム体３を形成し
ている。波箔２は平箔１をコルゲート加工して形成され
ている。第１発明法において、平箔１の幅と、両サイド
プレート４間の間隔とは等しく、波箔２の幅は、平箔１
の幅よりも狭くし、かつ、平箔１の面を巻取軸５に対し
傾斜させて供給する。平箔１を傾斜させるには、図示の
ように、バックテンションをかけるためのブレーキロー
ル６の軸を、巻取軸５に対して傾斜させるか、あるい
は、ブレーキロール６と巻取軸５の間に傾斜ロール（図
示せず）を設けてもよい。

【００１０】第１発明法によれば、図２の断面図に示す
ように、傾斜した平箔１は、両サイドプレート４の内面
に接触しても、強く擦ることなく巻回され、巻回された
ハニカム体３においては、平箔１の両端面とサイドプレ
ート４の内面とが確実に接触する。また、波箔２は、平
箔１よりも幅が狭いので、傾斜させなくてもサイドプレ
ート４の内面を強く擦ることなく巻回される。そして、
巻回されたハニカム体３は、平箔１の部分でサイドプレ
ート４に挟持される。

【００１１】第１発明法において、平箔１の片側端部が
ハニカム体３と接触する時点での傾斜角θは、平箔１に
よるサイドプレート４内面の損傷を、巻回終了まで抑制
し、巻回されたハニカム体３がサイドプレート４で確実
に挟持される程度であればよく、１０°以上とすればよ
い。波箔２の幅は、同様の理由により、平箔１の幅の９
９％以下とすればよい。

【００１２】つぎに、本発明の第２発明法を図３の例に
より説明する。第２発明法において第１発明法と異なる
点は、平箔１を幅方向に湾曲させて供給することであ
る。平箔１の幅と、両サイドプレート４間の間隔とは等
しく、波箔２の幅は、平箔１の幅よりも狭くすること
は、第１発明法と同じである。平箔１を湾曲させるに
は、図示のように、ブレーキロールとして鼓型ロール７
と太鼓型ロール８を使用するか、あるいは、通常のブレ
ーキロールと巻取軸５の間に鼓型ロールまたは鼓型ロー
ル（図示せず）を設けてもよい。

【００１３】第２発明法によれば、図４の断面図に示す
ように、湾曲した平箔１は、両サイドプレート４の内面
に接触しても、強く擦ることなく巻回され、巻回された
ハニカム体３においては、平箔１の両端面とサイドプレ
ート４の内面とが確実に接触する。また、波箔２は、平
箔１よりも幅が狭いので、湾曲させなくてもサイドプレ
ート４の内面を強く擦ることなく巻回される。そして、
巻回されたハニカム体３は、平箔１の部分でサイドプレ
ート４に挟持される。

【００１４】第２発明法において、平箔１の両側端部が
ハニカム体３と接触する時点での湾曲高さｈは、平箔１
によるサイドプレート４内面の損傷を、巻回終了まで抑
制し、巻回されたハニカム体３がサイドプレート４で確
実に挟持される程度であればよく、幅の１％以上とすれ
ばよい。波箔２の幅は、同様の理由により、平箔１の幅
の９９％以下とすればよい。

【００１５】このような、第１発明法および第２発明法
により、サイドプレート４内面の摩耗、掻き疵などの損
傷発生が抑えられ、また、平箔１および波箔２の端部の
損傷も抑えられ、ハニカム体３は、サイドプレート４に
挟持されて、スリップすることなく回転する。そして、
平箔１と波箔２の接触面圧が、ハニカム体３の全域にわ
たって適正範囲となる。巻回し終わったら、最外周をス
ポット溶接などにより固定し、高サイドプレート４によ
る挟持を開放してハニカム体３を取り出す。その後、拡
散接合によってメタル担体を製造することができる。

【００１６】また、第１発明法および第２発明法におい
て、図５に示すように、形成されつつあるハニカム体３
の外周面の周方向に、３個以上（図５では３個）のロー
ル９を配設し、これら各ロール９でハニカム体３を挟圧
することが好ましい。挟圧の手段としては、ロール９を
ヨーク１２の先に回転自在に軸支し、シリンダ１１でヨ
ーク１２をハニカム体３の半径方向に押付ける。そし
て、ヨーク１２にポテンショメータ１０を取付け、その
移動量でハニカム体３の形状を判断し、シリンダ１１に
よる押付け力を調整する。

【００１７】ロール９での挟圧により、箔厚が薄い場合
などにおいて、平箔１や波箔２に弛みが生じても、各ロ
ール９の押付け圧を調整することで、その弛みを押し出
すことができる。また、巻回中のハニカム体３の径に応
じて、ロール９の押付け力を調整することにより、中心
部から外周までの平箔１と波箔２の接触面圧を、より適
正に調整することができる。

【００１８】したがって、従来困難であった４０μｍ未
満の薄箔ハニカム体が安定して製造できる。このような
薄箔ハニカム体を採用することにより、エンジン始動初
期、触媒が作用する３００℃以上の温度に担体が早期昇
温されるので、排ガス浄化能力がより向上する。また、
ハニカム体を通過する排ガスの抵抗が低下するので、エ
ンジン出力の損失がより低減する。

【００１９】

【実施例】

本発明例−１：厚さ５０μｍ、幅１００．０mmのＡｌ
含有ステンレス鋼平箔と、厚さ５０μｍ、幅９９．０mm
の平箔をコルゲート加工した波高１．２５mmの波箔を、
図１の方法により巻回して、直径１００．５mmのハニカ
ム体を製造した。ブレーキロール６の軸と巻取軸５の間
の距離を２００mmとし、またブレーキロール６の軸を巻
取軸５に対して１０°傾斜させた。これにより、平箔１
の片側端部がハニカム体３と接触する時点での傾斜角θ
は１０°であった。ブレーキロール６により与えた平箔
１のバックテンションは１０kgf であった。

【００２０】巻回終了後、ハニカム体３の外周をスポッ
ト溶接し、巻取軸５から取外して、観察したところ、ハ
ニカム体３の端面およびサイドプレート４の内面とも
に、摩耗や掻き疵などの損傷が認められなかった。ま
た、ハニカム体３を真空中１２５０℃で拡散接合したと
ころ、中心部から外周部まで、確実に接合された。

【００２１】本発明例−２：厚さ５０μｍ、幅１０
０．０mmのＡｌ含有ステンレス鋼平箔と、厚さ５０μ
ｍ、幅９９．０mmの平箔をコルゲート加工した波高１．
２５mmの波箔を、図３の方法により巻回して、直径１０
０．５mmのハニカム体を製造した。ブレーキロールとし
て使用した鼓型ロール７および太鼓型ロール８の軸と巻
取軸５の間の距離を２００mmとした。これにより、平箔
１の両側端部がハニカム体３と接触する時点での湾曲高
さｈは１mmであった。ブレーキロールにより与えた平箔
１のバックテンションは１０kgf であった。

【００２２】巻回終了後、ハニカム体３の外周をスポッ
ト溶接し、巻取軸５から取外して、観察したところ、ハ
ニカム体３の端面およびサイドプレート４の内面とも
に、摩耗や掻き疵などの損傷が認められなかった。ま
た、ハニカム体３を真空中１２５０℃で拡散接合したと
ころ、中心部から外周部まで、確実に接合された。

【００２３】本発明例−３：厚さ３０μｍ、幅１０
０．０mmのＡｌ含有ステンレス鋼平箔と、厚さ３０μ
ｍ、幅９９．０mmの平箔をコルゲート加工した波高１．
２５mmの波箔を、図１の方法により巻回し、かつ、図５
のように３個のロール９で挟圧して、直径９０mmのハニ
カム体を製造した。ブレーキロール６の軸と巻取軸５の
間の距離を２００mmとし、また、ブレーキロール６の軸
を巻取軸５に対して１０°傾斜させた。これにより、平
箔１の片側端部がハニカム体３と接触する時点での傾斜
角θは１０°であった。ブレーキロール６により与えた
平箔１のバックテンションは１０kgf ，ロール９による
押付力は１６kgf であった。

【００２４】巻回終了後、ハニカム体３の外周をスポッ
ト溶接し、巻取軸５から取外して、観察したところ、ハ
ニカム体３の端面およびサイドプレート４の内面とも
に、摩耗や掻き疵などの損傷が認められなかった。ハニ
カム体３には弛みも認められなかった。また、ハニカム
体３を真空中１２５０℃で拡散接合したところ、中心部
から外周部まで、確実に接合された。

【００２５】従来例：本発明例−１および２と同じ箔
厚５０μｍの平箔と波箔を、ともに幅１００．０mmと
し、平箔を傾斜も湾曲もせずに巻回した。その他の条件
は本発明例１と同じとした。巻回終了後、ハニカム体３
の外周をスポット溶接し、巻取軸５から取外して観察し
たところ、ハニカム体３の端面は変形し、サイドプレー
ト４の内面には、掻き疵が確認された。また、ハニカム
体３を真空中１２５０℃で拡散接合したところ、箔幅方
向に、拡散接合部生成のバラツキが観察された。

【００２６】

【発明の効果】本発明法は、平箔と波箔を、サイドプレ
ートを有する巻取軸の周りに巻回してハニカム体を形成
する方法において、波箔の幅を平箔の幅より狭くし、か
つ、平箔の面を巻取軸に対し傾斜させるか、または湾曲
させて供給するので、サイドプレート内面の摩耗や掻き
疵などの損傷発生が著しく抑制される。このため、巻回
中のハニカム体がスリップすることなく、また、平箔や
波箔の端面が損傷を受けることもない。したがって、巻
回されたハニカム体は、平箔と波箔の接触面圧が中心部
から外周まで、適正範囲に維持される。そして、バック
テンションを強くして巻回することもできるので、拡散
接合により平箔と波箔を確実に接合することもできる。

【００２７】また、本発明において、形成されつつある
ハニカム体の外周面の周方向に３個以上のロールを配設
し、該ロールでハニカム体を挟圧することにより、従来
困難であった４０μｍ未満の薄箔ハニカム体が安定して
製造できる。このような薄箔ハニカム体を採用すること
により、エンジン始動初期、触媒が作用する３００℃以
上の温度に担体が早期昇温されるので、排ガス浄化能力
がより向上する。また、ハニカム体を通過する排ガスの
抵抗が低下するので、エンジン出力の損失がより低減す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１発明法の例を示す斜視図である。

【図２】本発明の第１発明法の例を示す断面図である。

【図３】本発明の第２発明法の例を示す斜視図である。

【図４】本発明の第２発明法の例を示す断面図である。

【図５】本発明法の好ましい態様例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…平箔２…波箔３…ハニカム体４…サイドプレート５…巻取軸６…ブレーキロール７…鼓型ロール８…太鼓型ロール９…ロール１０…ポテンショメータ１１…シリンダ１２…ヨーク

───────────────────────────────────────────────────── 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 ３０１Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平箔と、平箔をコルゲート加工した波箔
を、サイドプレートを有する巻取軸の周りに巻回してハ
ニカム体を形成する方法において、波箔の幅を平箔の幅
より狭くし、かつ、該平箔の面を巻取軸に対し傾斜させ
て供給することを特徴とするハニカム体の巻回方法。
【請求項２】平箔と、平箔をコルゲート加工した波箔
を、サイドプレートを有する巻取軸の周りに巻回してハ
ニカム体を形成する方法において、波箔の幅を平箔の幅
より狭くし、かつ、該平箔を幅方向に湾曲させて供給す
ることを特徴とするハニカム体の巻回方法。
【請求項３】形成されつつあるハニカム体の外周面の
周方向に３個以上のロールを配設し、該ロールでハニカ
ム体を挟圧することを特徴とする請求項１または２記載
のハニカム体の巻回方法。