(57)【要約】【課題】  金属製薄板から成る波板と平板とを交互に重ね、これらを多重に巻回して形成したコアを金属製の外筒内に圧入して波板と平板とを拡散接合すると共に外筒の内周とコアの外周とをろう付け接合して成るメタルにあって、波板と平板とを拡散接合するための圧迫力がコアの中心部に十分に伝達されにくい。また、触媒が波板と平板の接合部に溜まって生じるフィレットによって触媒の無駄が多くなっている。【解決手段】  波板１の波１ａの高さＨとピッチＰの関係をＨ＞Ｐとしたことを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製薄板から成る波板（１）と平板（２）とを交互に重ね、これらを多重に巻回して形成したコア（３）を金属製の外筒（４）内に圧入して波板（１）と平板（２）とを拡散接合すると共に外筒（４）の内周とコア（３）の外周とをろう付け接合して成るメタル担体であって、波板（１）の波（１ａ）の高さＨとピッチＰの関係をＨ＞Ｐとしたことを特徴とするメタル担体。
【請求項２】
Ｈ／Ｐが２以上であることを特徴とする請求項１記載のメタル担体。
【請求項３】
波板（１）及び平板（２）の厚みが２５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のメタル担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等の排気系に装着する触媒コンバータのメタル担体に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、内燃機関等の排気系には、排ガスを浄化する触媒コンバータが装着されているが、この種の触媒コンバータに用いる触媒担体として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系フェライトステンレス箔材等の金属製薄板から成るメタル担体が広く用いられている。
【０００３】
この種のメタル担体は、金属製薄板から成る帯状の波板と平板とを交互に重ね、これらを多重に巻回して断面円形状等のハニカム構造のコアを形成した後、コア外周にろう箔材を巻き回して、これらを金属製の外筒内に圧入して真空状態で加熱することにより、波板と平板とを拡散接合すると共に、外筒とコアをろう付け接合することにより製造される。
【０００４】
従来のこの種のメタル担体では、図１２に示すように波１０１ａの高さＨ＜ピッチＰであり、平板１０２（図示せず）と波１０１ａとが成す角度θが小さいためコア中心部に向かって圧迫力が十分に伝達されず、拡散接合力が不十分になるという問題点が有った。
【０００５】
また、図１３に示すように、波１０１ａと平板１０２とが接する部分に触媒が表面張力により溜まってフィレット１０３が生成される現象が発生するが、このフィレット１０３は触媒として機能しない無駄なものであるため、減少させることが望まれている。
【特許文献１】特開２０００−６１３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、波板と平板とを拡散接合するための圧迫力がコアの中心部に十分に伝達されにくい点、触媒が波板と平板の接合部に溜まって生じるフィレットによって触媒の無駄が多くなっている点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のメタル担体は、波板の波の高さＨとピッチＰの関係をＨ＞Ｐとしたことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のメタル担体は、波板の波の高さＨ＞ピッチＰとしたことにより、単位体積当たりの波の数が多くなり、触媒を担持する素材面積が大きくなるため、巻数を少なくして小型化を図ることができる。また、波と平板の成す角度が大きくなるため圧迫力の伝播率が大きくなると共に巻数が減少することでコアの中心部に向かって圧迫力が伝播され易くなるため、拡散接合力が大きくなる。これにより、真空状態で加熱する際の温度を低くすることができるため、生産性が向上する。また、圧迫力の伝播率を増やすための絞り工程が不要となるため、製造が容易となるという利点が有る。さらに素材単位面積当たりのフィレット数が減少するため、触媒量を削減することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例であるメタル担体の製造方法の説明図、図２は実施例のメタル担体の斜視図である。
【実施例１】
【００１０】
図３は第１実施例の波板の部分断面図、図４は第１実施例の作用効果の説明図、図５は第１実施例のメタル担体と従来のメタル担体の各部寸法を示す表である。
【００１１】
本実施例のメタル担体の基本構造は従来と同様であり、図１に示すように、金属製薄板から成る帯状の波板１と平板２とを交互に重ね、これらを多重に巻回して断面円形状等のハニカム構造のコア３を形成した後、コア３の外周にろう箔材を巻き回して、これらを図２に示すように、金属製の外筒４内に圧入して真空状態で加熱することにより、波板１と平板２とを拡散接合すると共に、外筒４とコア３をろう付け接合することにより製造される。
【００１２】
図３に示すように、波１ａの高さＨ（２．１ｍｍ）＞ピッチＰ（１．６ｍｍ）となっている。波板１には、その一方の側に配置された平板２を介して圧迫力ｆ（図４参照）が与えられ、これが他方の側に配置された平板２を介して隣接する波板（図示せず）に伝播力ｆ’として伝播される。伝播力ｆ’はｓｉｎθと圧迫力ｆとの積に比例するため、角度θが大きいほど伝播力ｆ’は大きくなる。
【００１３】
また、Ｈ＞Ｐとしたことにより、単位体積当たりの波１ａの数が多くなり、触媒を担持する素材面積（波板１の面積と平板２の面積の和）が大きくなるため、巻数を少なくすることができ、コア３の中心部に向かって圧迫力が伝播され易くなる。したがって、従来のものと比べて波板１と平板２の拡散接合力を大きくすることができる。これにより、真空状態で加熱する際の温度を低くすることができ、伝播力ｆ’を大きくするための絞り工程も不要となるため、生産性が向上するという利点が有る。
【００１４】
なお、Ｈ／Ｐが小さいと上記作用効果は得られにくくなるため、Ｈ／Ｐは２以上であることが好ましい。また、素材面積が大きくなることで素材単位面積当たりのフィレット数が減少するため、触媒量を削減することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
図５は、外筒４の外径７６．３ｍｍ、高さ４０ｍｍ、板厚１．５ｍｍのメタル担体（１平方インチ当たりセル数＝４００）について、本実施例の構造のものと、従来の構造のものとの各部寸法を示した表である。なお、波板１と平板２の板厚は５０μｍである。これらの板厚は加工性の点から２５〜１００μｍ程度が好ましい。この表から、本発明のものは従来のものに比べて素材面積が大きくなって巻数が減少し、これに伴って素材単位面積当たりのフィレット数が減少していることが判る。
【００１６】
図６は１平方インチ当たりのセル数＝４００のメタル担体のＨ／Ｐと素材面積との関係を示すグラフである。Ｈ／Ｐが大きくなるほど素材面積は大きくなっており、Ｈ／Ｐ＝０．５の標準的なメタル担体と比べてＨ／Ｐ＝２．４では素材面積が約２０％増加している。
【００１７】
図７は１平方インチ当たりのセル数＝２００、３００、９００のメタル担体のＨ／Ｐと素材面積との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、セル数＝４００以外のメタル担体でもＨ／Ｐが大きくなるほど素材面積が大きくなる。
【００１８】
また、図８は１平方インチ当たりのセル数＝４００のメタル担体のＨ／Ｐと素材単位面積当たりフィレット数との関係を示すグラフである。Ｈ／Ｐが１を超えることで単位面積当たりフィレット数は１０〜２０％減少しており、無駄な触媒を削減することができる。
【００１９】
図９は１平方インチ当たりのセル数＝２００、３００、９００のメタル担体のＨ／Ｐと単位面積当たりフィレット数との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、セル数＝４００以外のメタル担体でもＨ／Ｐが大きくなるほど単位面積当たりフィレット数が減少する。
【実施例２】
【００２０】
図１０は第２実施例の波板１の部分断面図である。本実施例では、波１ａの頂部の両側が平行でが平板２と成す角度θが略９０°となっている。このようにすることで、圧迫力ｆ（図４参照）が逃げにくくなるため、拡散接合力がより大きくなるという利点が有る。
【実施例３】
【００２１】
図１１は第３実施例の波板１の部分断面図である。本実施例では、波１ａがΩ形を成すように形成されており、平板２と成す角度θが９０°よりも大きくなっている。このようにすることで、単位体積当たりの波１ａの数をより多くすることができるため、素材面積がより大きくなり、単位面積当たりのフィレット数がより小さくなる。
【００２２】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施例に種々の改変を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例であるメタル担体の製造方法の説明図である。
【図２】実施例のメタル担体の斜視図である。
【図３】第１実施例の波板の部分断面図である。
【図４】第１実施例の作用効果の説明図である。
【図５】第１実施例のメタル担体と従来のメタル担体の各部寸法を示す表である。
【図６】セル数＝４００のメタル担体のＨ／Ｐと素材面積との関係を示すグラフである。
【図７】セル数＝２００、３００、９００のメタル担体のＨ／Ｐと素材面積との関係を示すグラフである。
【図８】セル数＝４００のメタル担体のＨ／Ｐと素材単位面積当たりフィレット数との関係を示すグラフである。
【図９】セル数＝２００、３００、９００のメタル担体のＨ／Ｐと単位面積当たりフィレット数との関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施例の波板の部分断面図である。
【図１１】第３実施例の波板の部分断面図である。
【図１２】従来のメタル担体の波板の部分断面図である。
【図１３】従来のメタル担体の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    波板
１ａ  波
２    平板
３    コア
４    外筒
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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