(57)【要約】【課題】金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止し、これにより、生産性を高めることができる金属製触媒担体の提供。【解決手段】波板１１と平板１２のうち少なくとも波板１１には金属製薄板を波形加工する前に所定間隔のもとにセル通路方向と直交する方向に長い複数のスリット孔１１ａが形成され、スリット孔１１ａは、セル通路方向と直交する方向に沿って配設された複数のスリット孔１１ａ、１１ａから構成される孔列をセル通路方向に複数列備えられ、互いに隣接する孔列間における両スリット孔１１ａ、１１ａの開口縁部相互間でセル通路方向の隙間Ｙと、セル通路方向と直交する方向の隙間Ｘが、以下の条件のもとに設定されている。Ｘ≧０mm  かつ  Ｘ≧−（５／２）Ｙ＋１０mm【選択図】      図３
2004188328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製薄板の大波板と小波板または平板を交互に重ねて多重に巻回して大波板と小波板または平板との間に排気ガスが通過するセル通路が形成された金属製触媒担体において、
前記大波板と小波板または平板のうち少なくとも大波板には金属製薄板を波形加工する前に所定間隔のもとに複数のスリット孔が形成され、
該スリット孔は、前記セル通路方向と直交する方向に沿って配設された複数のスリット孔から構成される孔列を前記セル通路方向に複数列備えられ、
互いに隣接する孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間で前記セル通路方向の隙間Ｙと、セル通路方向と直交する方向の隙間Ｘが、以下の条件のもとに設定されていることを特徴とする金属製触媒担体。
Ｘ≧０mm  かつ  Ｘ≧−（５／２）Ｙ＋１０mm
【請求項２】
前記大波板の板厚は２０〜５０μｍである請求項１に記載の金属製触媒担体。
【請求項３】
前記各スリット孔のセル通路方向と直交する方向の長さＬが、以下の条件のもとに設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属製触媒担体。
Ｌ≦１５mm
【請求項４】
前記互いに隣接する孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間で前記セル通路方向の隙間Ｙと、各孔列におけるスリット孔の送り間隔Ｐが、以下の条件のもとに設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属製触媒担体。
Ｙ≧−（１／２）Ｐ＋１４．５mm
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等の排気系に装着する金属製触媒担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、金属製触媒担体として、金属製薄板の波板と平板を交互に重ねて多重に巻回して波板と平板との間に排気ガスが通過するセル通路が形成され、前記波板と平板のうち少なくとも波板には金属製薄板を波形加工する前に所定間隔のもとに複数のスリット孔が形成され、このスリット孔は、複数のスリット孔から構成される孔列をセル通路方向に複数列備え、かつ、互いに隣接する孔列間で各孔列を構成するそれぞれのスリット孔はセル通路方向と直交する方向において互いに重ならないか、または、所定の間隔を有するように配置することにより、金属製薄板を波形加工する際に歪みや亀裂が生じることを防止するようにした構造のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１４３６９３号公報  （第２頁、図４−６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例におけるように、互いに隣接する各孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間のうち、セル通路方向と直交する方向において互いに重ならない（隙間０以上）か、または、所定の間隔（隙間）を有するように配置するという条件設定のみでは、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止するための条件としては不十分であることが、実験の結果判明した。
【０００５】
即ち、以上のように、互いに隣接する各孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間のうち、セル通路方向と直交する方向の間隔として隙間０〜所定の間隔（隙間）を有するように配置したとしても、セル通路方向の間隔（隙間）が所定の値未満であると、歪みや亀裂を発生する確率が高くなる。特に、セル通路方向と直交する方向の隙間が０の場合はセル通路方向の間隔設定は重要な条件となる。
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止し、これにより、生産性を高めることができる金属製触媒担体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、金属製薄板の大波板と小波板または平板を交互に重ねて多重に巻回して大波板と小波板または平板との間に排気ガスが通過するセル通路が形成された金属製触媒担体において、前記大波板と小波板または平板のうち少なくとも大波板には金属製薄板を波形加工する前に所定間隔のもとに前記セル通路方向と直交する方向に長い複数のスリット孔が形成され、該スリット孔は、前記セル通路方向と直交する方向に沿って配設された複数のスリット孔から構成される孔列を前記セル通路方向に複数列備えられ、互いに隣接する孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間で前記セル通路方向の隙間Ｙと、セル通路方向と直交する方向の隙間Ｘが、以下の条件のもとに設定されていることを特徴とする手段とした。
Ｘ≧０mm  かつ  Ｘ≧−（５／２）Ｙ＋１０mm
【０００８】
請求項２記載の金属製触媒単体は、請求項１記載の金属製触媒単体において、前記大波板の板厚は２０〜３０μｍであることを特徴とする手段とした。
【０００９】
請求項３記載の金属製触媒単体は、請求項１または２に記載の金属製触媒単体において、前記各スリット孔のセル通路方向と直交する方向の長さＬが、以下の条件のもとに設定されていることを特徴とする手段とした。
Ｌ≦１５mm
【００１０】
請求項４記載の金属製触媒単体は、請求項１〜３のいずれかに記載の金属製触媒単体において、前記互いに隣接する孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間で前記セル通路方向の隙間Ｙと、各孔列におけるスリット孔の送り間隔Ｐが、以下の条件のもとに設定されていることを特徴とする手段とした。
Ｙ≧−（１／２）Ｐ＋１４．５mm
【００１１】
【作用および効果】
請求項１記載の発明では、上述のように、互いに隣接する孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間で前記セル通路方向の隙間Ｙと、セル通路方向と直交する方向の隙間Ｘを、以下の条件のもとに設定することにより、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止することができることが実験結果により判明した。
Ｘ≧０mm  かつ  Ｘ≧−（５／２）Ｙ＋１０mm
即ち、セル通路方向と直行する方向の隙間Ｘが最低条件である０の場合、セル通路方向の隙間Ｙを４mm以上に設定すれば、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止することができる。
そして、セル通路方向の隙間Ｙを長く設定すればする程、間隔Ｙの５／２の割合でセル通路と直行する方向の隙間Ｘを狭く設定することができ、隙間Ｙが４mmの場合、隙間Ｘを０に設置することができる。
【００１２】
請求項２記載の金属製触媒単体は、請求項１記載の金属製触媒単体において、前記大波板の板厚として大波板の材料として一般的に用いられている金属製薄板の板厚である２０〜５０μｍの範囲のものを用いて行った実験結果においても、隙間Ｘ、Ｙを前記請求項１記載の条件のもとに設定することにより、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止できることを確認することができた。
【００１３】
請求項３記載の金属製触媒単体は、請求項１または２に記載の条件のもとに設定された金属製触媒単体において、前記各スリット孔のセル通路方向と直交する方向の長さＬを変えて行った実験では、長さＬが１５mmを越えると、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生が見られたが、１５mm以下では歪みや亀裂の発生は見られなかった。
【００１４】
請求項４記載の金属製触媒単体は、請求項１〜３のいずれかに記載の条件のもとに設定された金属製触媒単体において、前記互いに隣接する孔列間における両スリット孔の開口縁部相互間で前記セル通路方向の隙間Ｙと、各孔列におけるスリット孔の送り間隔Ｐを、以下の条件のもとに設定することにより、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止できることが実験により確認された。
Ｙ≧−（１／２）Ｐ＋１４．５mm
即ち、送り間隔Ｐを２９mm以上に設定すると、間隔Ｙを０に設定しても金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止することができ、送り間隔Ｐが２９mmより短くなる程、短くなった寸法の１／２の割合で間隔Ｙを広げる必要がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、この発明の実施の形態は、請求項１〜４に記載の発明に対応するものである。
まず、この発明の実施の形態の金属製触媒担体を図面に基づいて説明する。  図１はこの発明の実施の形態の金属製触媒担体を示す一部切欠斜視図、図２は波板と平板を重ねて巻回する途中の状態を示す斜視図であり、両図において、１はコア、２は外筒、３はロー箔材を示す。
【００１６】
前記外筒２は、１〜２mmの板厚のＳＵＳ４３０のフェライト系ステンレス板材等で円筒形状に形成され、この円筒の内径として、これに圧入される前記コア１の外形より小径に形成されている。
【００１７】
前記ロー箔材３は、前記コア１を前記外筒に圧入する前に、コア１の外周面に巻回しておくもので、この発明の実施の形態では、このロー箔材３が、コア１における排ガス流出側（図面右側）端部寄りの中途部に部分的に巻回されている。
【００１８】
前記コア１は、３０μｍの金属製薄板の波板（大波板）１１と平板（小波板または平板）１２を交互に重ね、平板１２を外側にして多重に巻回したハニカム状に形成されたもので、このハニカム通路（セル通路）表面には、アルミナ等からなる触媒担持体層が形成され、この触媒担体層に触媒金属が担持されることにより、排ガス浄化触媒とされ、内燃機関の排気経路に配置されることにより、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を浄化させる働きをする。
【００１９】
前記波板１１には波状に成形する前に予め所定間隔のもとに所定長さにて複数のスリット孔１１ａが形成される一方、前記平板１２にも所定間隔のもとに複数のスリット孔１２ａが形成されている。
即ち、金属製触媒単体において、排気ガス浄化性能を向上させるためには、コア１内を通過する排気ガスに対し乱流を積極的に起こさせて、排気ガスが触媒に接触する機会をできるだけ増やすことが有効であり、このため、波板１および平板１２にセル通路に対し直行する方向に長い多数のスリット孔１１ａ、１２ａを開けて波板１と平板１２で仕切られたセル通路相互間の流通を可能とし、コア１内における排気ガスの流れを幅方向により多く乱流化させることにより、排気ガス浄化性能を向上させるようになっている。
【００２０】
次に、波板１１の材料として一般的な板厚３０μｍの金属製薄板を用い、この薄板にスリット孔１１ａを形成した状態で、これを６００セル用ロールギヤを用いた波出し機にて波出し加工する際に、歪みや亀裂の発生を防止可能なスリット孔１１ａの寸法および配置パターンを検証するために、以下のような実験を行った。
【００２１】
即ち、図３は、セル通路方向と直交する方向に沿って配設された複数のスリット孔１１ａから構成される孔列をセル通路方向に複数列配設した配列パターンを示すもので、互いに隣接する孔列間における両スリット孔１１ａの開口縁部相互間でセル通路方向の隙間Ｙと、セル通路方向と直交する方向の隙間Ｘと、スリット孔１１ａのセル通路方向と直交する方向の長さＬと、各孔列におけるスリット孔１１ａの送り間隔Ｐをそれぞれ変更した種々の配置パターンに設定しものを準備し、これを波出し加工して波板１１の歪みや亀裂の発生状況をチェックした。
【００２２】
図４〜６は以上の実験結果を示すデータであり、図４は隙間Ｘと隙間Ｙとの関係、図５は隙間Ｘとスリット孔１１ａの長さＬとの関係、図６は隙間Ｙと送り間隔Ｐとの関係をそれぞれ示している。なお、これらのデータにおいて、歪みや亀裂の発生がない範囲をＯＫ、歪みや亀裂が発生した範囲をＮＧで表示している。
【００２３】
まず、図４のデータに示すように、前記セル通路方向の隙間Ｙと、セル通路方向と直交する方向の隙間Ｘを、以下の条件のもとに設定することにより、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止することができることが実験結果により判明した。
Ｘ≧０mm  かつ  Ｘ≧−（５／２）Ｙ＋１０mm
即ち、セル通路方向と直交する方向の隙間Ｘが最低条件である０の場合、セル通路方向の隙間Ｙを４mm以上に設定すれば、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止することができる。
そして、セル通路方向の隙間Ｙを長く設定すればする程、間隔Ｙの５／２の割合でセル通路と直行する方向の隙間Ｘを狭く設定することができ、隙間Ｙが４mmの場合、隙間Ｘを０に設置することができる。
【００２４】
次に、図５のデータに示すように、各スリット孔１１ａのセル通路方向と直交する方向の長さＬを変えて行った実験では、長さＬが１５mmを越えると、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生が見られたが、１５mm以下では歪みや亀裂の発生は見られなかった。
【００２５】
次に、図６のデータに示すように、セル通路方向の隙間Ｙと、各孔列におけるスリット孔１１ａの送り間隔Ｐを、以下の条件のもとに設定することにより、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止できることが実験により確認された。
Ｙ≧−（１／２）Ｐ＋１４．５mm
即ち、送り間隔Ｐを２９mm以上に設定すると、間隔Ｙを０に設定しても金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止することができ、送り間隔Ｐが２９mmより短くなる程、短くなった寸法の１／２の割合で間隔Ｙを広げる必要がある。
【００２６】
従って、この発明の実施の形態の金属製触媒担体では、間隔Ｘ、Ｙ、長さＬ、送り間隔Ｐを、図４〜６のデータのＯＫの範囲になるように設定することにより、金属製薄板を波形加工する際の歪みや亀裂の発生を防止することができ、これにより生産性を高めることができるようになるという効果が得られる。
【００２７】
以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上述の発明の実施の形態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、発明の実施の形態では、波板１１の材料として板厚３０μｍの金属製薄板を用いた実験を行ったが、板厚２０μｍ〜５０μｍの金属製薄板を用いた実験においてもほぼ同様の結果が得られた。
【００２８】
また、発明の実施の形態では、スリット孔として、長孔形状のものを例ににとって説明したが、その他の形状、例えば、丸孔スリットであっても同様の効果獲られる。
また、発明の実施の形態では、平板１２を用いた例を示したが、小さな波形状の小波板を用いても、同様の効果が獲られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態の金属製触媒担体を示す一部切欠斜視図である。
【図２】発明の実施の形態の金属製触媒担体における波板と平板を重ねて巻回する途中の状態を示す斜視図である。
【図３】発明の実施の形態の金属製触媒担体におけるすセル通路方向と直交する方向に沿って配設された複数のスリット孔から構成される孔列をセル通路方向に複数列配設した配列パターンを示す平面図である。
【図４】スリット孔の配列パターンにおける隙間Ｘと隙間Ｙとの関係を示す実験結果データである。
【図５】スリット孔の配列パターンにおける隙間Ｘとスリット孔の長さＬとの関係を示す実験結果データである。
【図６】スリット孔の配列パターンにおける隙間Ｙと送り間隔Ｐとの関係を示す実験結果データである。
【符号の説明】
１  コア
１１  波板（大波板）
１１ａ  スリット孔
１２  平板（小波板または平板）
１２ａ  スリット孔
２  外筒
３  ロー箔材
Ｘ  セル通路方向と直交する方向の隙間
Ｙ  セル通路方向の隙間
Ｌ  スリット孔のセル通路方向と直交する方向の長さ
Ｐ  孔列におけるスリット孔の送り間隔
【図１】
2004188328.tif 000003
【図２】
2004188328.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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