(57)【要約】【課題】  メタル触媒坦体の大型化、重量増加、浄化性能の低下を招くことなく、ハニカム体の熱膨張・収縮の自由度を高めることができるメタル触媒坦体の提供。【解決手段】  金属製の大波板１１と平板１２を重ねてロール状に巻回することにより複数のセル１３を形成し、該板11,12同士の接合部を接合して一体的に形成した後、各セル１３の表面に触媒坦持層Ａ３をコーティングして成るハニカム体３と、ハニカム体３を収容する筒状のケース２と、ケース２に固定され、且つ、ハニカム体３の前後端面4,5にそれぞれ当接して該ハニカム体4,5を保持する一対のストッパ部材6,7を備え、ハニカム体３の前後端面4,5における少なくともストッパ部材6,7との当接部９に、板11,12同士の接合後にろう材Ａ２により設けられた第１補強部１４を形成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の大波板と小波板または平板を重ねてロール状に巻回することにより複数のセルを形成し、該板同士の接合部を接合して一体的に形成した後、各セルの表面に触媒坦持層をコーティングして成るハニカム体と、
前記ハニカム体を収容する筒状のケースと、
前記ケースに固定され、且つ、ハニカム体の前後端面にそれぞれ当接して該ハニカム体を保持する一対のストッパ部材を備え、
前記ハニカム体の前後端面における少なくともストッパ部材との当接部に、前記板同士の接合後にろう材により設けられた第１補強部を形成したことを特徴とするメタル触媒坦体。
【請求項２】
請求項１記載のメタル触媒坦体において、
前記ストッパ部材をリング状に形成し、
前記ハニカム体の前後端面における少なくともストッパ部材との当接部に、小波板または平板の巻回により構成された第２補強部を形成したことを特徴とするメタル触媒坦体。
【請求項３】
請求項１または２記載のメタル触媒坦体において、
前記ハニカム体の前後端面における少なくともストッパ部材との当接部に、触媒坦持層が他の部位よりも多く設けられた第３補強部を形成したことを特徴とするメタル触媒坦体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタル触媒坦体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メタル触媒坦体のハニカム体の熱膨張・収縮の自由度を高めるために、ハニカム体とケースの間に介在され、且つ、ケースと軸方向の一部でのみ接合された中間筒と、この中間筒に保持され、且つ、ハニカム体の前後端面とそれぞれ当接する一対のストッパ部材を備えるメタル触媒坦体の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０６−７９１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、ハニカム体、中間筒、ケースの三者間に所定の隙間が必要となるため、ケースの径が大きくなってメタル触媒坦体が大型化する、あるいは所定の径のケースに収容できるハニカム体のサイズが小さくなってしまうという問題点があった。加えて、中間筒によって重量が増えてしまう。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、中間筒を省略でき、メタル触媒坦体の大型化、重量増加、浄化性能の低下を招くことなく、ハニカム体の熱膨張・収縮による座屈を防止できるメタル触媒坦体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、金属製の大波板と小波板または平板を重ねてロール状に巻回することにより複数のセルを形成し、該板同士の接合部を接合して一体的に形成した後、各セルの表面に触媒坦持層をコーティングして成るハニカム体と、前記ハニカム体を収容する筒状のケースと、前記ケースに固定され、且つ、ハニカム体の前後端面にそれぞれ当接して該ハニカム体を保持する一対のストッパ部材を備え、前記ハニカム体の前後端面における少なくともストッパ部材との当接部に、前記板同士の接合後にろう材により設けられた第１補強部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、金属製の大波板と小波板または平板を重ねてロール状に巻回することにより複数のセルを形成し、該板同士の接合部を接合して一体的に形成した後、各セルの表面に触媒坦持層をコーティングして成るハニカム体と、前記ハニカム体を収容する筒状のケースと、前記ケースに固定され、且つ、ハニカム体の前後端面にそれぞれ当接して該ハニカム体を保持する一対のストッパ部材を備え、前記ハニカム体の前後端面における少なくともストッパ部材との当接部に、前記板同士の接合後にろう材により設けられた第１補強部を形成したため、メタル触媒坦体の大型化、重量増加、浄化性能の低下を招くことなく、ハニカム体の熱膨張・収縮の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
なお、排気ガス上流側を前方、排気ガス下流側を後方として説明する。
図１は本発明の実施例１のメタル触媒坦体を示す側断面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は図１のＳ３−Ｓ３線における断面図、図４は本実施例１のハニカム体の製造を説明する図である。
【０００９】
図５は本実施例１のハニカム体の前後端面における第１補強部を説明する拡大断面図（一部のみ）、図６は図５のＳ６−Ｓ６線における断面図である。
【００１０】
先ず、全体構成を説明する。
図１〜３に示すように、本実施例１のメタル触媒坦体１は、円筒状のケース２と、ケース２内に収容される円柱状のハニカム体３と、ハニカム体３のそれぞれ対応する前後端面4,5に当接して該ハニカム体３を保持するリング状のストッパ部材6,7が備えられている。
【００１１】
ケース２は、ステンレス等を素材とする金属製で円筒状に形成される他、その前端部２ａは図外のエンジン側の接続管、例えばエキゾーストマニホールドの集合部等に接続される一方、後端部２ｂは図外のメインマフラ側の接続管に接続される。
【００１２】
ハニカム体３は、円柱状に形成される他、その前後端面4,5が後述するストッパ部材6,7に保持されている。
【００１３】
各ストッパ部材6,7は、ステンレス等を素材とする金属製のリング状に形成される他、その内側の当接面８がハニカム体３の当接部９に当接して該ハニカム体３を保持した状態で、外周面１０がケース２の内周面２ｃにろう付け固定されている。
なお、ストッパ部材6,7とケース２は溶接で固定しても良い
【００１４】
以下、本実施例１のハニカム体３について詳述する。
本実施例１のハニカム体３を製造するには、先ず、図４に示すように、それぞれアルミニウムを含有するステンレス剛等を芯材とする大波板１１と平板１２を重ねてその端部を巻回用の治具Ｘに嵌合させた状態とし、該治具Ｘを図中矢印方向へ回転させることによりロール状に巻回した後、図外の加熱炉で熱処理することにより板11,12の接合部を拡散接合等により接合して一体的に形成する。
この際、ハニカム体３には、軸方向に連通した複数のセル１３が形成されることとなる。
【００１５】
次に、拡散接合等により一体的に形成されたハニカム体３の前後端面4,5に所定寸法Ｌ１（図１参照）の範囲に亘ってろう材を塗布または浸漬した後、再び図外の加熱炉で熱処理することにより、該ハニカム体３の前後端面4,5の各板11,12の表面にろう材Ａ２により設けられた第１補強部１４を形成する（図５、６参照）。なお、所定寸法Ｌ１の値は適宜設定できる。
【００１６】
最後に、白金等の触媒を含有させたウォッシュコート液にハニカム体３を浸漬させる等の方法により、セル１３の表面に触媒坦持層をコーティングする。
【００１７】
従って、図５、６に示すように、ハニカム体３の前後端面4,5には、各板11,12の芯材Ａ１の表面にろう材Ａ２及び触媒坦持層Ａ３が層となって所定寸法Ｌ１の範囲に亘って設けられた第１補強部１４が形成され、これによって、ハニカム体３の前後端面4,5の面剛性を均一に向上できるようになっている。
【００１８】
また、本実施例１では、最初の熱処理においてハニカム体３の各部を拡散接合等により確実に接合し、その後の熱処理で第１補強部１４を形成しているため、第１補強部１４を形成する際に用いるろう材の種類や炉中の温度を変更することもでき、容易に第１補強部１４を形成できる。
【００１９】
次に、作用を説明する。
このように構成されたメタル触媒坦体１は、排気系の途中に介装され、ケース２の前端部２ａ側から流入した高温な排気ガスがハニカム体３の前端面４の各セル１３を通過して後端面５から排出される間に、排気ガスに含まれる有害物質（ＮＯｘ、ＨＣ等）を触媒作用により無害物質（Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等）に浄化して排気ガスと共にケース２の後端部２ｂ側へ排出する。
【００２０】
ここで、ハニカム体３には、高温の排気ガスとの接触、触媒反応による発熱、ケース２からの外部への熱の放出、ハニカム体３とケース２との熱容量の差などにより、温度の分布が生じる結果、ハニカム体３が主に軸方向へ熱膨張・収縮してストッパ部材6,7との当接部９が熱応力により座屈する虞がある。
【００２１】
これに対し、本実施例１では、前述したように、第１補強部１４によりハニカム体３の前後端面4,5の面剛性を大幅に向上させているため、ハニカム体３の熱膨張・収縮によって当接部９への熱応力による座屈を防止できる。
【００２２】
また、排気ガスの脈動や車体振動によってハニカム体３が前後方向に揺動した際にもハニカム体３の当接部９が座屈するのを防止でき、好適となる。
【００２３】
なお、本実施例１ではハニカム体３の前後端面4,5を全面に亘って各板11,12にろう材Ａ２を設けたが、当接部９にのみに設けることもでき、この場合には、ハニカム体３をロール状に形成する前に各板11,12の当接部９に相当する部位のろう材Ａ２を所定寸法Ｌ１の幅で他の部位よりも多く設けておく。
【００２４】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１のメタル触媒坦体１にあっては、金属製の大波板１１と平板１２を重ねてロール状に巻回することにより複数のセル１３を形成し、該板11,12同士の接合部を拡散接合等により接合して一体的に形成した後、各セル１３の表面に触媒坦持層Ａ３をコーティングして成るハニカム体３と、ハニカム体３を収容する筒状のケース２と、ケース２に固定され、且つ、ハニカム体３の前後端面4,5にそれぞれ当接して該ハニカム体4,5を保持する一対のストッパ部材6,7を備え、ハニカム体３の前後端面4,5における少なくともストッパ部材6,7との当接部９に、板11,12同士の接合後にろう材Ａ２により設けられた第１補強部１４を形成したため、メタル触媒坦体１の大型化、重量増加、浄化性能の低下を招くことなく、ハニカム体３への熱応力による座屈を防止することができる。
【実施例２】
【００２５】
以下、実施例２を説明する。
本実施例２において、前記実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００２６】
図７は本発明の実施例２のハニカム体の前後端面における第２補強部を説明する図（一部のみ）である。
【００２７】
図７に示すように、本実施例２では、ハニカム体３の当接部９に、平板１２と小波板２０の巻回により構成された第２補強部２１を形成した点が実施例１と異なる。
【００２８】
従って、ハニカム体３の外周面９の面剛性を容易に向上でき、実施例１と同様にハニカム体３の当接部９の座屈を防止できるという効果を得ることができる。
【００２９】
なお、第２補強部２１を平板１２または小波板２０のみの巻回により形成しても良い。
【実施例３】
【００３０】
以下、実施例３を説明する。
本実施例３において、前記実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００３１】
図８は本実施例３のハニカム体の前後端面における第３補強部を説明する拡大断面図（一部のみ）、図９は図８のＳ９−Ｓ９線における断面図である。
【００３２】
図８、９に示すように、本実施例３では、ハニカム体３の前後端面4,5の所定寸法Ｌ２の範囲に亘って、各板11,12の触媒坦持層Ａ３が他の部位に比べて多く設けられた第３補強部３０を形成した点が実施例１と異なる。
【００３３】
従って、ハニカム体３の前後端面4,5の面剛性をろう材Ａ２と触媒坦持層Ａ３で向上でき、実施例１と同様にハニカム体３の当接部９の座屈を防止できるという効果を得ることができる。
【００３４】
なお、本実施例３では、ハニカム体３の前後端面4,5の面剛性をろう材Ａ２と触媒坦持層Ａ３で向上させたが、必要な面剛性に応じてろう材Ａ２を少なくしたり、省略することもできる。
【００３５】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、本実施例１では、ストッパ部材6,7をリング状としたが、図１０に示すように、前述したストッパ部材６（７）の内側に十字状の柱部４０を追加したストッパ部材４１を採用してハニカム体３の保持性を高めるようにしても良い。
【００３６】
また、芯材Ａ１、ろう材Ａ２、触媒坦持層Ａ３の相互の厚みの寸法は適宜設定できる。
加えて、ケース２やストッパ部材6,7の板厚や材質、所定寸法Ｌ１、Ｌ２の寸法等についても適宜設定できる。
【００３７】
さらに、ケース２とハニカム体３との間に必要に応じて隙間を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１のメタル触媒坦体を示す側断面図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。
【図３】図１のＳ３−Ｓ３線における断面図である。
【図４】本実施例１のハニカム体の製造を説明する図である。
【図５】本実施例１のハニカム体の前後端面における第１補強部を説明する拡大断面図（一部のみ）である。
【図６】図５のＳ６−Ｓ６線における断面図である。
【図７】本発明の実施例２のハニカム体の前後端面における第２補強部を説明する拡大断面図（一部のみ）ある。
【図８】本実施例３のハニカム体の前後端面における第２補強部を説明する拡大断面図（一部のみ）である。
【図９】図８のＳ９−Ｓ９線における断面図である。
【図１０】その他の実施例のストッパ部材を説明する図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ１  芯材
Ａ２  ろう材
Ａ３  触媒坦持層
Ｏ  隙間
Ｘ  治具
１  メタル触媒坦体
２  ケース
２ａ  前端部
２ｂ  後端部
２ｃ  内周面
３  ハニカム体
４  前端面
５  後端面
６、７  ストッパ部材
８  当接面
９  当接部
１０  外周面
１１  大波板
１２  平板
１３  セル
１４  第１補強部
２０  小波板
２１  第２補強部
３０  第３補強部
４０  柱部
４１  ストッパ部材
【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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【図９】
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【図１０】
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