(57)【要約】【課題】触媒反応に有効活用されていない波板表面をできるだけ減らして、触媒性能のアップを図る。【解決手段】金属箔を、一定ピッチで山１１Ａ、１２Ｂと谷１１Ｂ、１２Ａが交互に連続する波板１０に成形すると共に、波板の山または谷に、これらと反対方向に突出し、隣接する波板の谷または山に嵌まることで、隣接する波板同士を位置決めする位置決め用の折り返し部１５を成形し、折り返し部を、隣接する波板の谷または山に嵌めた状態で、波板を板厚方向に多数枚積層し、隣接する波板の対向面の山と山の頂点同士を突き合わせることにより、蜂の巣状に多数の四角形状セル２１を有した積層体２０を構成し、その状態で積層体を接合してなる金属製触媒担体において、前記位置決め用の折り返し部１５の一部を切り起こすことで切り起こし片１５ａを形成し、その切り起こし片１５ａをセル２１内の中央に突出させた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔を、一定ピッチで山（１１Ａ、１２Ｂ）と谷（１１Ｂ、１２Ａ）が交互に連続する波板（１０）に成形すると共に、前記波板（１０）の山（１１Ａ、１２Ｂ）または谷（１１Ｂ、１２Ａ）に、これらと反対方向に突出し、隣接する波板（１０）の谷（１１Ｂ、１２Ａ）または山（１１Ａ、１２Ｂ）に嵌まることで、隣接する波板（１０）同士を位置決めする位置決め用の折り返し部（１５）を成形し、
前記折り返し部（１５）を、隣接する波板（１０）の谷（１１Ｂ、１２Ａ）または山（１１Ａ、１２Ｂ）に嵌めた状態で、前記波板（１０）を板厚方向に多数枚積層し、隣接する波板（１０）の対向面の山（１１Ａ）と山（１２Ｂ）の頂点同士を突き合わせることにより、蜂の巣状に多数の四角形状セル（２１）を有した積層体（２０）を構成し、その状態で積層体（２０）を接合してなる金属製触媒担体において、
前記位置決め用の折り返し部（１５）の一部を切り起こすことで切り起こし片（１５ａ）を形成し、その切り起こし片（１５ａ）を前記セル（２１）内に突出させた
ことを特徴とする金属製触媒担体。
【請求項２】
請求項１に記載の金属製触媒担体であって、
前記折り返し部（１５）の２つの斜面壁のうち片側の斜面壁の全体を前記切り起こし片（１５ａ）として切り起こし、その切り起こし片（１５ａ）を、前記四角形状のセル（２１）内を二分するようセル（２１）の対角線上に位置させた
ことを特徴とする金属製触媒担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に装着する触媒コンバータ用の金属製触媒担体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気系には、排ガスを浄化する触媒コンバータが装着されているが、触媒コンバータ用の触媒担体として、昨今、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス箔材（２０Ｃｒ−５Ａｌ−Ｌａ−Ｆｅ）等の金属箔からなる金属製触媒担体が広く用いられている。
【０００３】
この種の金属製触媒担体の例として、図６に示すように、一定ピッチで山１１１Ａ（１１２Ｂ）と谷１１２Ａ（１１１Ｂ）が交互に連続するように成形した金属箔の波板１１０を、図７及び図８に示すように、隣接するもの同士の対向面（Ａ・Ｂ面）の山１１１Ａと山１１２Ｂの頂点同士が突き当たるような位置合わせ条件で多数枚積層して、排ガスの流通する四角形状のセル１２１を蜂の巣状に形成し、それをコアとして外筒（図示略）の内部に収容して拡散接合したものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
この場合、波板１１０同士の重なりを防止して適正な形の四角形状のセル１２１を形成するために、例えば、各波板１１０の山１１１Ａ（谷１１１Ｂ）の部分に、これらと反対方向に突出し、隣接する波板１１０の谷１１２Ａ（山１１２Ｂ）に嵌まる位置決め用の折り返し部１１５を形成して、各折り返し部１１５を、隣接する波板１１０の谷１１２Ａ（山１１２Ｂ）に嵌めた状態で波板１１０を積層することにより、隣接する波板１１０同士を適正位置に位置合わせしている。
【０００５】
この種の四角形状のセルを有する金属製触媒担体は、三角形状のセルを有する金属製触媒担体と比較して、角部が広角になること、また、全辺が同条件になること等の理由により、ウォッシュコートの均一化が図れると共に、触媒性能の向上が図れると考えられている。
【０００６】
ウォッシュコートとは、金属触媒の担持処理として、白金等の金属触媒を含有するスラリー状の溶液（例えば、γアルミナと添加剤及び金属触媒を成分とする溶液）のことであり、これを、箔の表面にコートすることで触媒層（ウォッシュコート層と称する薄い塗膜）を形成することでができる。このウォッシュコート層の厚さが不均一になると、浄化性能に影響が生じる可能性がある。
【特許文献１】特開平１０−３３９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来の金属製触媒担体では、位置決め用の折り返し部１１５を、隣接する波板１１０の谷１１２Ａ（山１１２Ｂ）に嵌めることにより、隣接する波板１１０同士を位置決めしているが、折り返し部１１５を嵌めた部分では、図８に示すように、折り返し部１１５の斜面壁が相手側の波板１１０の谷１１２Ａ（山１１２Ｂ）の斜面壁と重なっており、重なって隠れている面（当接面）が、触媒反応に寄与しない部分として、有効に活用されずに無駄になっている。つまり、反応面積がその分だけ減っていることになり、触媒反応の観点からは不利益になっている。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、触媒反応に有効活用されていない波板表面をできるだけ減らして、できる限りの触媒性能のアップを図れるようにした金属製触媒担体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、金属箔を、一定ピッチで山と谷が交互に連続する波板に成形すると共に、前記波板の山または谷に、これらと反対方向に突出し、隣接する波板の谷または山に嵌まることで、隣接する波板同士を位置決めする位置決め用の折り返し部を成形し、前記折り返し部を、隣接する波板の谷または山に嵌めた状態で、前記波板を板厚方向に多数枚積層し、隣接する波板の対向面の山と山の頂点同士を突き合わせることにより、蜂の巣状に多数の四角形状セルを有した積層体を構成し、その状態で積層体を接合してなる金属製触媒担体において、前記位置決め用の折り返し部の一部を切り起こすことで切り起こし片を形成し、その切り起こし片を前記セル内に突出させたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の金属製触媒担体であって、前記折り返し部の２つの斜面壁のうち片側の斜面壁の全体を前記切り起こし片として切り起こし、その切り起こし片を、前記四角形状のセル内を二分するようセルの対角線上に位置させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、位置決め用の折り返し部を、隣接する波板の谷または山に嵌めると、折り返し部の斜面壁が相手側の波板の谷または山の斜面壁に重なることになるが、位置決めの機能を損なわない範囲で、折り返し部の一部を切り起こして、その切り起こし片をセル内に突出させることにより、斜面壁同士の重なり部分を減らすことができる。つまり、斜面壁同士の重なりがあると、波板の露出表面がその分だけ減るが、重なりを解消した分だけ、波板の露出表面が増加し、担体の表面積を有効活用することができて、それだけ触媒性能を促進させることができる。
【００１２】
また、セル内に切り起こし片が突出していることによって、切り起こし片のエッジ部分が、ガス流れに対しリーディングエッジ効果（前縁効果）を発揮することになり、その部分の触媒反応を進ませることができる。
【００１３】
また、全体の触媒コート量が一定の場合には、反応面積の増加により、コート厚を薄くすることができるので、特にコールド時のライトオフ性能を向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、セル内の中央に切り起こし片が位置するので、切り起こし片の両側にバランスよくガスを流すことができ、偏流を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図５を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は内燃機関用の金属製触媒担体を構成するための金属箔の波板１０の構成を示している。この波板１０は、１枚の帯状の金属箔（例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金）をプレス加工によって、断面矩字状の山１１Ａ（１２Ｂ）と谷１１Ｂ（１２Ａ）が、一定ピッチで交互に連続するものとして成形されている。
【００１７】
ここで、波板１０の一方の面であるＡ面で山１１Ａとなる部分は、他方の面であるＢ面で谷１１Ｂとなり、Ａ面で谷１２Ａとなる部分は、Ｂ面で山１２Ｂとなるものとする。つまり、Ａ面で見ると、山１１Ａと谷１２Ａが交互に連続し、Ｂ面で見ると、谷１１Ｂと山１２Ｂが交互に連続する。
【００１８】
また、波板１０の一方の面であるＡ面で山１１Ａとなった部分には、これと反対方向である谷１２Ａの方向（Ｂ面側）に突出した位置決め用の折り返し部１５が形成されている。この折り返し部１５は、例えば、山１１Ａの稜線方向の両端部近傍に位置させて波の１ピッチおきに設けられており、波板１０の積層時に各折り返し部１５が、それぞれ下側の波板１０のＡ面の谷１２Ａに嵌まるようになっている。
【００１９】
この場合の各位置決め用の折り返し部１５には、図２に拡大して示すように、当該折り返し部１５の２つの斜面壁のうち片側の斜面壁の全体をほぼ垂直に切り起こすことで、切り起こし片１５ａが形成されている。
【００２０】
また、図１に示すように、Ａ面で谷１２Ａとなった部分には、前記折り返し部１５と反対方向に突出し、積層時に隣接する波板１０の折り返し部１５と係合して、波板１０の縦方向（山１１Ａの稜線方向）への移動を阻止するストッパ部１６が形成されている。
【００２１】
波板１０は、このように構成されており、金属製触媒担体を製造する場合には図３、図４に示すように、隣接するもの同士の間で半ピッチずれるようにして板厚方向に多数枚積層する。即ち、Ｂ面側に突出する折り返し部１５を、下側の波板１０のＡ面の谷１２Ａに嵌め、また、下側の波板１０のＡ面側に突出するストッパ１６を、上側の波板１０のＢ面の谷１１Ｂに嵌めた状態で、波板１０を板厚方向に順番に積層していく。
【００２２】
こうすることで、折り返し部１５によって、山１１Ａ、１２Ｂの頂点と頂点が正確に合うように位置決めできるし、またストッパ１６によって、縦方向（ガス流れ方向）への波板１０のずれ防止を行うことができる。そして、隣接する波板１０の対向面の山１１Ａと山１２Ｂの頂点同士が突き合った状態で波板１０が順次積層されることにより、蜂の巣状に多数の四角形状セル２１を有した積層体２０が構成される。
【００２３】
このように波板１０を積層した状態において、切り起こし片１５ａは、セル２１内に突出しており、しかも、四角形状のセル２１内を二分するように、セル２１の対角線上に位置している。
【００２４】
次に積層体２０を組み立てたら、積層体２０を波板１０の積層方向に接合用治具（図示略）で押圧しながら接合する。そして、接合したら、積層体２０を接合用治具から取り外し、ワイヤカット等で任意の形状に加工して外筒に収容し、金属製触媒担体を完成させる。なお、外筒に収容する前か後の段階で、ウォッシュコート溶液を用いて金属触媒の担持処理を施し、その後は外筒とディフューザを溶着して触媒コンバータを完成させる。
【００２５】
上記のように、位置決めの機能を損なわない範囲で、位置決め用の折り返し部１５の一部を切り起こして、その切り起こし片１５ａをセル２１内に突出させたことにより、折り返し部１５と相手側の波板１０の斜面壁同士の重なり部分を減らすことができる。つまり、斜面壁同士の重なりがあると、波板１０の露出表面がその分だけ減るが、図４に示すように、重なりを解消した分だけ、波板１０の露出表面を増加させることができる。従って、担体の表面積を有効活用することができて、それだけ触媒性能を促進させることができる。
【００２６】
また、セル２１内に切り起こし片１５ａを突出させたことによって、切り起こし片１５ａのエッジ部分が、図５に示すように、ガス流れＦに対しリーディングエッジ効果（前縁効果）を発揮することになり、その部分の触媒反応を促進させることができる。前縁効果とは、切り起こし片１５ａのエッジにガスが流れることで、物質移動を阻止する箔表面の境界層が薄くなる効果を言う。その結果、触媒表面へ反応物質が移動し易くなり、触媒反応面で有利になる。
【００２７】
また、切り起こし片１５ａはセル２１内を二分する中央に位置するので、切り起こし片１５ａの両側にバランスよくガスが流れることになり、偏流が起こらない。
【００２８】
また、全体の触媒コート量が一定の場合には、反応面積の増加により、コート厚を薄くすることができるので、特にコールド時のライトオフ性能を向上させることができる。ライトオフ性能とは、エンジンが冷えているときに、どれだけ早く触媒温度が上がるかを示す性能のことを言う。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の金属製触媒担体を構成する波板の斜視図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１の波板を上下に組み合わせる場合の位置関係を示す拡大図である。
【図４】実施形態の触媒担体のガス流れ方向から見た正面図である。
【図５】実施形態の触媒担体における切り起こし片に対するガス流れの説明図である。
【図６】従来の金属製触媒担体を構成する波板の斜視図である。
【図７】従来の波板の積層体の斜視図である。
【図８】従来の触媒担体のガス流れ方向から見た正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…波板
１１Ａ，１２Ｂ…山
１１Ｂ，１２Ａ…谷
１５…位置決め用の折り返し部
１５ａ…切り起こし片
２０…積層体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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