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JP2013015110A - Method of manufacturing honeycomb body in exhaust gas catalyst device, and honeycomb body manufactured by the method, and exhaust gas catalyst device using the honeycomb body - Google Patents

Method of manufacturing honeycomb body in exhaust gas catalyst device, and honeycomb body manufactured by the method, and exhaust gas catalyst device using the honeycomb body Download PDF

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JP2013015110A
JP2013015110A JP2011149733A JP2011149733A JP2013015110A JP 2013015110 A JP2013015110 A JP 2013015110A JP 2011149733 A JP2011149733 A JP 2011149733A JP 2011149733 A JP2011149733 A JP 2011149733A JP 2013015110 A JP2013015110 A JP 2013015110A
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JP
Japan
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exhaust gas
honeycomb body
flow path
waveform
manufacturing
Prior art date
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JP2011149733A
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Japanese (ja)
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Yoshihiro Furuhashi
義宏 古橋
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Sakura Kogyo KK
Original Assignee
Sakura Kogyo KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel manufacturing method by which a honeycomb body as a core piece in the exhaust gas catalyst device is formed of one piece of a metal sheet and the honeycomb body obtains a wide surface area.SOLUTION: There is provided a method of manufacturing a honeycomb body 3 of an exhaust gas catalyst device 1 that is provided in an outer cylinder body 2 to which exhaust gas G is sent, and that cleans the exhaust gas G using a catalyst deposited and formed on a flow path surface. The honeycomb body 3 is formed by corrugating sheet shaped metallic foil to form a corrugated sheet having a corrugated flow path cross section and winding the corrugated sheet honeycomb-like. In the corrugating, an exhaust gas flow path 31 is formed to draw a zigzag flow guiding wave form on the outer cylinder body 2 in the peripheral direction.

Description

本発明は、種々の内燃機関から排出される燃焼ガスを浄化するための装置に関するものであって、特にコアピースとしてのハニカム体を一枚の金属板材から形成しながらも、広い表面積を獲得できるようにした新規なハニカム体の製造手法と該ハニカム体を適用した排ガス触媒装置に係るものである。   The present invention relates to an apparatus for purifying combustion gas discharged from various internal combustion engines, and in particular, a large surface area can be obtained while forming a honeycomb body as a core piece from a single metal plate. The present invention relates to a novel method for manufacturing a honeycomb body and an exhaust gas catalyst device to which the honeycomb body is applied.

一般に石油をシリンダ内で爆発燃焼させて機械的な動力を得るエンジンにあっては、排気ガス中にCO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)、NOX (窒素酸化物)等の有害物質が含まれるため、マフラーやエキゾーストパイプ等、排気ガスの放出経路には、この種の有害物質を低減させる触媒装置(浄化装置)が組み込まれる。
この触媒装置としては、断面が蜂の巣状に形成されたコアピースとしてのハニカム体を外筒体に嵌め込むモノリスタイプがよく知られており(図1参照)、このものは排気ガスをハニカム体に沿って流す間に、流路壁面に予め付着させた白金やロジウム等の触媒金属と接触させて排気ガスを浄化するものである。なおコアピースをハニカム状に形成するのは、排気ガスとの接触面積(表面積)を大きくし、浄化性能を高めるためである。
In general, in an engine that obtains mechanical power by exploding and burning oil in a cylinder, harmful gases such as CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbon), and NO x (nitrogen oxide) are contained in the exhaust gas. Therefore, a catalyst device (purification device) that reduces this kind of harmful substances is incorporated in the exhaust gas discharge path such as a muffler and an exhaust pipe.
As this catalyst device, a monolith type in which a honeycomb body as a core piece whose cross section is formed in a honeycomb shape is fitted into an outer cylindrical body is well known (see FIG. 1). The exhaust gas is purified by bringing it into contact with a catalyst metal such as platinum or rhodium previously deposited on the wall surface of the flow path. The reason why the core piece is formed in a honeycomb shape is to increase the contact area (surface area) with the exhaust gas and improve the purification performance.

ところで、このようなハニカム体を製造するには、例えば一定の厚みを有した金属板材(平板)にコルゲート加工(波型加工)を施して波板(流路断面波形を有する波板)を形成し、これを別の平板と重ね合わせながら、適宜の大きさになるまでコイル状に巻回して所望の径寸法(大きさ)のハニカム体を得るのが一般的である。しかしながら、このような製造手法ではハニカム体を製造するだけでも、平板から波板を加工したり、またこれとは別の平板と重ね合わせながらの巻回など複数の構成部材・工程を要し、これが結果として排ガス触媒装置のコスト高や重量アップにつながることがあった。   By the way, in order to manufacture such a honeycomb body, for example, corrugation processing (corrugation processing) is performed on a metal plate material (flat plate) having a certain thickness to form a corrugated sheet (corrugated sheet having a channel cross-sectional waveform). In general, a honeycomb body having a desired diameter (size) is obtained by winding it in a coil shape while overlapping it with another flat plate until it has an appropriate size. However, in such a manufacturing method, even by manufacturing a honeycomb body, a corrugated plate is processed from a flat plate, or a plurality of constituent members and processes such as winding while overlapping with another flat plate are required, As a result, the cost and weight of the exhaust gas catalyst device may increase.

このようなことから本出願人は、あらかじめ管状に形成されているパイプ状部材を出発素材とし、このものにプレス加工を施して複数のヒダを形成し、これをコアピース(ハニカム体)とする手法を開発し、特許取得に至っている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、この種の自動車関連部品業界にあっては、コスト面や軽量化等に対する要求は常に求められており、触媒装置にあっても高い浄化性能はもちろん、より一層、軽量化や低コスト化等を実現するための製造手法が日々鋭意研究されている。
For this reason, the present applicant uses a pipe-shaped member formed in a tubular shape as a starting material, presses this to form a plurality of pleats, and uses this as a core piece (honeycomb body) Has been developed and has been patented (see, for example, Patent Document 1).
However, in this type of automotive parts industry, there are always demands for cost and weight reduction, and even with catalytic devices, not only high purification performance but also further weight reduction and cost reduction. Manufacturing methods for realizing the above are intensively studied every day.

特開2003−113711号公報JP 2003-113711 A

本発明は、このような研究開発の一環としてなされたものであって、一枚の金属板材(平板)から波板(流路断面波形を有する波板)を形成し、この波板のみを巻回することで所望サイズのハニカム体が得られるようにした新規なハニカム体の製造手法とこれを適用した排ガス触媒装置の開発を試みたものである。   The present invention has been made as part of such research and development. A corrugated sheet (corrugated sheet having a channel cross-sectional waveform) is formed from a single metal sheet (flat plate), and only this corrugated sheet is wound. The present inventors have attempted to develop a novel honeycomb body manufacturing method in which a honeycomb body having a desired size can be obtained by rotating and an exhaust gas catalyst device to which the honeycomb body is applied.

まず請求項1記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法は、
排気ガスが送り込まれてくる外筒体の内部に設けられ、流路面に付着形成させた触媒によって、排気ガスを浄化する排ガス触媒装置のハニカム体を製造する方法において、
前記ハニカム体の形成にあたっては、平板状の金属箔材にコルゲート加工を施すことにより、流路断面波形を有する波板を形成し、この波板をハニカム状に巻回して形成するものであり、
且つ、このコルゲート加工においては、前記排ガス流路が、外筒体の周方向にジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成されることを特徴として成るものである。
First, a method for manufacturing a honeycomb body in an exhaust gas catalyst device according to claim 1 is as follows.
In a method of manufacturing a honeycomb body of an exhaust gas catalyst device that purifies exhaust gas by a catalyst that is provided inside an outer cylinder body into which exhaust gas is sent and is attached to a flow path surface.
In forming the honeycomb body, corrugation processing is performed on a flat metal foil material to form a corrugated sheet having a channel cross-sectional waveform, and the corrugated sheet is formed by winding the corrugated sheet into a honeycomb shape.
In the corrugating process, the exhaust gas flow path is formed so as to draw a zigzag flow guide waveform in the circumferential direction of the outer cylinder.

また請求項2記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法は、前記請求項1記載の要件に加え、
前記排ガス流路が描くジグザグ状の流れ案内波形は、常に排ガス流路内を流れる排ガスが進行方向への移送成分を有しながら、波形中心の両側に、ほぼ同じ大きさの振幅を描くように形成されることを特徴として成るものである。
Moreover, the manufacturing method of the honeycomb body in the exhaust gas catalytic device according to claim 2 is in addition to the requirement of claim 1,
The zigzag flow guide waveform drawn by the exhaust gas flow path is such that the exhaust gas flowing in the exhaust gas flow channel always has a component of transfer in the traveling direction, and draws amplitudes of substantially the same magnitude on both sides of the waveform center. It is characterized by being formed.

また請求項3記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法は、前記請求項1または2記載の要件に加え、
前記ジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成される排ガス流路は、一つの直線状部分において、外筒体の軸方向から視て、排ガス入口部と排ガス出口部とが幾らか重なるように形成されることを特徴として成るものである。
Moreover, in addition to the requirement of the said Claim 1 or 2, the manufacturing method of the honeycomb body in the exhaust gas catalyst apparatus of Claim 3 is as follows.
The exhaust gas flow path formed so as to draw the zigzag flow guide waveform is such that the exhaust gas inlet portion and the exhaust gas outlet portion overlap each other in one linear portion when viewed from the axial direction of the outer cylinder. It is characterized by being formed.

また請求項4記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法は、前記請求項1、2または3記載の要件に加え、
前記平板状の金属箔材を、流路断面波形を有する波板に加工するコルゲート加工は、対向する押圧部材により金属箔材を挟み込んで波板に形成する加工であり、この押圧部材は、ジグザグ状の流れ案内波形を描く排ガス流路の各直線部分または各山部分で分かれる分断構造を採るものであり、
前記押圧部材は、形成する流れ案内波形の数に応じた押圧要素を、形状形成部を延長させる方向に連設して形成されるものであることを特徴として成るものである。
Moreover, the manufacturing method of the honeycomb body in the exhaust gas catalyst device according to claim 4, in addition to the requirements of claim 1, 2 or 3,
The corrugating process for processing the flat metal foil material into a corrugated sheet having a channel cross-sectional corrugation is a process of forming a corrugated sheet by sandwiching the metal foil material with an opposing pressing member. A split structure that is divided at each straight line portion or each peak portion of the exhaust gas flow path that draws a flow guide waveform
The pressing member is formed by connecting pressing elements corresponding to the number of flow guide waveforms to be formed in a direction extending the shape forming portion.

また請求項5記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法は、前記請求項1、2、3または4記載の要件に加え、
前記ジグザグ状の流れ案内波形を描く排ガス流路の屈曲点付近には、排ガス流路の内側と外側とを連通させる内外連通孔が形成されることを特徴として成るものである。
Moreover, the manufacturing method of the honeycomb body in the exhaust gas catalyst device according to claim 5 is in addition to the requirement according to claim 1, 2, 3 or 4,
An inside / outside communication hole that connects the inside and the outside of the exhaust gas channel is formed near the inflection point of the exhaust gas channel that draws the zigzag flow guide waveform.

また請求項6記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体は、
排気ガスが送り込まれてくる外筒体の内部に設けられ、流路面に付着形成させた触媒によって、排気ガスを浄化する排ガス触媒装置のハニカム体において、
このハニカム体は、前記請求項1、2、3、4または5記載の製造方法によって製造されることを特徴として成るものである。
Further, the honeycomb body in the exhaust gas catalyst device according to claim 6,
In the honeycomb body of the exhaust gas catalyst device, which is provided inside the outer cylinder body into which the exhaust gas is sent and purifies the exhaust gas by the catalyst formed on the flow path surface,
The honeycomb body is manufactured by the manufacturing method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.

また請求項7記載の排ガス触媒装置は、
排気ガスが送り込まれてくる外筒体の内部にハニカム体を設けて成り、流路面に付着形成させた触媒によって、排気ガスを浄化する排ガス触媒装置であって、
前記ハニカム体は、前記請求項6記載のハニカム体が適用されることを特徴として成るものである。
The exhaust gas catalyst device according to claim 7 is:
An exhaust gas catalyst device that purifies exhaust gas by a catalyst that is formed by providing a honeycomb body inside an outer cylinder body into which exhaust gas is fed, and is attached to the flow path surface,
The honeycomb body is characterized in that the honeycomb body according to claim 6 is applied.

これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
まず請求項1、6、7記載の発明によれば、通常、平板と波板とを重ねながら巻いて形成するハニカム体を、一枚の平板から得た波板のみを巻回して形成するため、排ガス流路面積(排気ガスが流路壁面に付着した触媒金属と接触する面積)を増加させながらも、担体としてのハニカム体の構造を複雑化させず、また加工そのものをシンプルに行うことができる。
更に、排ガス流路がジグザグ状の流れ案内波形を描くように、つまり排ガス流路が波形中心の両側を交互に通過するように形成されるため、コルゲート加工後の波板(流路断面波形を有する波板)が極めて巻回し易くなり、ハニカム体の製造が極めて能率的に行える。すなわち単に排気ガスの移動距離を長くし、接触面積を増大させるだけならば、排ガス流路を一定の斜め状態に(つまりハスに)形成することも考えられるが、この場合にはコルゲート加工後の波板(流路断面波形を有する波板)を普通に巻回しようとしても、排ガス流路が常に同じ傾斜方向に(ハスに)形成されているため、波板は竹の子バネや螺旋階段のように巻軸方向に延びてしまい(横ズレ)、うまく巻回できないものであった。また、このような横ズレを無理やり押さえ込みながら(波板を巻軸方向から押さえ付けながら)巻回した場合には、円柱状に巻回したハニカム体の側周面が内側に凹んでしまい(反り)、当該部位で、その後の溶接が不可能になる問題があったが、本発明では、このような不具合を解消でき、ハニカム体ひいては排ガス触媒装置を能率的に製造できるものである。
The above-described problems can be solved by using the configuration of the invention described in each of the claims.
First, according to the first, sixth and seventh aspects of the invention, a honeycomb body formed by winding a flat plate and a corrugated sheet is usually formed by winding only the corrugated sheet obtained from one flat plate. , While increasing the exhaust gas flow area (area where exhaust gas contacts the catalyst metal attached to the flow wall), the structure of the honeycomb body as a carrier is not complicated, and the processing itself can be performed simply it can.
Furthermore, since the exhaust gas flow path is formed so as to draw a zigzag flow guide waveform, that is, the exhaust gas flow path passes alternately on both sides of the center of the waveform, The corrugated sheet) is extremely easy to wind, and the honeycomb body can be manufactured very efficiently. In other words, if the exhaust gas moving distance is simply increased and the contact area is increased, it is possible to form the exhaust gas flow path in a certain oblique state (that is, in a lotus shape). Even if a corrugated sheet (corrugated sheet having a corrugated channel cross section) is normally wound, the corrugated sheet is like a bamboo shoot spring or a spiral staircase because the exhaust gas flow path is always formed in the same inclination direction (in a lotus shape). It extended in the winding axis direction (lateral deviation) and could not be wound well. In addition, when the sheet is wound while forcibly suppressing such lateral misalignment (while pressing the corrugated sheet from the winding axis direction), the side surface of the honeycomb body wound in a columnar shape is recessed inward (warping). However, in the present invention, there is a problem that subsequent welding is impossible. However, in the present invention, such a problem can be solved, and the honeycomb body and thus the exhaust gas catalyst device can be efficiently manufactured.

また請求項2、6、7記載の発明によれば、排ガス流路は、例えば三角波や正弦波として形成されるため、排ガス流路を一定の傾斜状態に(ハスに)形成した場合に発生する悪影響、具体的には上記「横ズレ」や「反り」の発生を、より確実に防止することができる。すなわち、排ガス流路を三角波や正弦波として形成した場合には、波形の傾斜が概ね「ハ」字状もしくは「V」字状など、互いに異なる二方向の傾斜として形成されるため、排ガス流路をハスに形成した場合の悪影響を相殺し、これらの発生を抑えることができる。   Further, according to the inventions of claims 2, 6 and 7, the exhaust gas flow path is formed as, for example, a triangular wave or a sine wave, and therefore occurs when the exhaust gas flow path is formed in a certain inclined state (in a lotus shape). It is possible to more reliably prevent the adverse effects, specifically the occurrence of the above-mentioned “lateral deviation” and “warping”. In other words, when the exhaust gas flow path is formed as a triangular wave or a sine wave, the inclination of the waveform is formed as two different directions of inclination such as a “C” shape or a “V” shape. This can offset the adverse effects of forming a lotus and reduce the occurrence of these.

また請求項3、6、7記載の発明によれば、排ガス流路の各直線状部分は、軸方向からの投影状態で、排ガス入口部と排ガス出口部とが幾らか重なるように形成されるため、排気ガスの接触面積を高めながら、排気ガスの通り抜け性(貫通性)も阻害しない状態に形成できる。   According to the inventions of claims 3, 6 and 7, each linear portion of the exhaust gas flow path is formed so that the exhaust gas inlet portion and the exhaust gas outlet portion are somewhat overlapped in the projected state from the axial direction. Therefore, the exhaust gas contact area can be increased and the exhaust gas passage (penetration) can be prevented from being inhibited.

また請求項4、6、7記載の発明によれば、コルゲート加工を行う押圧部材(ダブルヘリカルギヤやプレス型)は、排ガス流路の各直線部分または各山部分で分かれる分断構造を採るため、分断された個々の押圧要素を適宜の数、連設することで、押圧部材を形成することができる。従って、排ガス流路が描くジグザグ状の流れ案内波形が、同じパターンの繰り返しであれば、排ガス流路の長さ(波長の数)が違っても上記押圧要素を流用して押圧部材を形成することができ、コルゲート加工のイニシャルコスト・ランニングコストを安価に抑えることができる。すなわち、本発明では、押圧要素の組み合わせによって金型に当たる押圧部材を形成するため、流路長(波長の数)が異なる排ガス流路に、一つずつ個別に金型を製作する必要がなく、金型製作費用(押圧部材の製作コスト)が格段に抑えられるものである。   In addition, according to the inventions of claims 4, 6, and 7, the pressing member (double helical gear or press mold) for corrugating adopts a dividing structure that is divided at each straight line portion or each mountain portion of the exhaust gas flow path. A pressing member can be formed by connecting an appropriate number of the individual pressing elements. Therefore, if the zigzag flow guide waveform drawn by the exhaust gas flow path is the same pattern, the pressing member is formed by using the pressing element even if the length (number of wavelengths) of the exhaust gas flow path is different. Therefore, the initial cost and running cost of corrugating can be reduced. That is, in the present invention, since the pressing member that hits the mold is formed by the combination of the pressing elements, it is not necessary to individually manufacture the mold one by one in the exhaust gas flow paths having different flow path lengths (number of wavelengths), The mold production cost (production cost of the pressing member) can be remarkably suppressed.

また請求項5、6、7記載の発明によれば、セルとなる排ガス流路の壁面に内外連通孔が形成されるため、一つの排ガス流路を通過する排ガスが、更に別の排ガス流路を通過することができ、接触効率つまり浄化性能をより向上させることができる。また、このような内外連通孔は、消音効果の向上も期待できる。   Further, according to the inventions of claims 5, 6, and 7, since the inner and outer communication holes are formed in the wall surface of the exhaust gas flow path serving as a cell, the exhaust gas passing through one exhaust gas flow path is further separated into another exhaust gas flow path. The contact efficiency, that is, the purification performance can be further improved. Further, such an inner and outer communication hole can be expected to improve the silencing effect.

本発明の排ガス触媒装置を適用して成る排気消音ユニットを示す断面図、並びにこの排ガス触媒装置とハニカム体(巻回前)とを示す斜視図である。1 is a cross-sectional view showing an exhaust silencing unit to which an exhaust gas catalyst device of the present invention is applied, and a perspective view showing the exhaust gas catalyst device and a honeycomb body (before winding). 金属板材にコルゲート加工を施して波板(流路断面波形を有する波板)を形成し、その後、この波板のみを巻回して、所望サイズのハニカム体を得るようにしたハニカム体の製造方法を概略的に示す斜視図である。A corrugated metal plate material is formed to form a corrugated sheet (corrugated sheet having a channel cross-sectional waveform), and then only the corrugated sheet is wound to obtain a honeycomb body of a desired size. FIG. 波板のみを巻回して得られたハニカム体を、外筒体内に挿着・ロウ付けする排ガス触媒装置の製造方法を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the manufacturing method of the exhaust gas catalyst apparatus which inserts and brazes the honeycomb body obtained by winding only a corrugated sheet in an outer cylinder body. コルゲート加工機としてプレス型を用いた場合の実施例を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the Example at the time of using a press die as a corrugating machine. 排ガス流路が描くジグザグ状の流れ案内波形について、そのバリエーションを示す骨格的平面図である。It is a skeleton top view which shows the variation about the zigzag flow guide waveform which an exhaust gas channel draws. ジグザグ状の流れ案内波形を描く排ガス流路の平面視状態(巻回前)の一例を示す図(a)と、ジグザグ状の流れ案内波形の屈曲部付近に形成される内外連通孔の様子を示す拡大平面図(b)と、当該連通孔を形成させないようにするジグザグ状の流れ案内波形の一例を示す拡大平面図(c)である。The figure (a) which shows an example of the planar view state (before winding) of the exhaust gas flow path which draws a zigzag flow guide waveform, and the state of the internal and external communication holes formed near the bent part of the zigzag flow guide waveform It is an enlarged plan view (b) which shows, and an enlarged plan view (c) which shows an example of the zigzag flow guide waveform which prevents the said communicating hole from being formed. 排ガス流路を金属板材に対し、常に一定の傾斜状態で形成した(ハスに形成した)場合の二種の実施例を示す説明図(a)・(b)と、このワークを巻回した場合に発生する横ズレと反りを各々示す説明図(c)・(d)である。When explanatory drawings (a) and (b) showing two kinds of examples when the exhaust gas flow path is always formed in a constant inclined state with respect to the metal plate material (formed in a lotus), and when this work is wound FIG. 6 is an explanatory diagram (c) and (d) showing lateral deviation and warpage occurring in FIG.

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。
なお、説明にあたっては、まず排ガス触媒装置1の概略について説明し、その後、排ガス触媒装置1の製造方法について説明しながら併せてハニカム体3の製造方法について説明する。
The mode for carrying out the present invention includes one described in the following embodiments, and further includes various methods that can be improved within the technical idea.
In the description, first, the outline of the exhaust gas catalyst device 1 will be described, and then the manufacturing method of the honeycomb body 3 will be described while explaining the manufacturing method of the exhaust gas catalyst device 1.

まず排ガス触媒装置1の概略について説明する。排ガス触媒装置1は、一例として図1に示すように、排気消音ユニットUに組み込まれ、燃焼後エンジンから吐き出された排気ガスGを、大気中に放出する前に浄化するものであり、このため排ガス触媒装置1の流路壁面には、有害物質を低減させる触媒(キャタライザ物質)が付着形成されており、排気ガスGは排ガス触媒装置1の内部を通過する間に、このキャタライザ物質と接触し、浄化される。   First, an outline of the exhaust gas catalyst device 1 will be described. As shown in FIG. 1 as an example, the exhaust gas catalyst device 1 is incorporated in an exhaust silencing unit U and purifies the exhaust gas G discharged from the engine after combustion before being released into the atmosphere. A catalyst (catalyzer material) for reducing harmful substances is adhered and formed on the flow path wall surface of the exhaust gas catalytic device 1, and the exhaust gas G contacts the catalyzer material while passing through the inside of the exhaust gas catalytic device 1. To be purified.

このような排ガス触媒装置1は、前後に開口された外筒体2と、この内部に設けられるハニカム体3とを具えて成るものである。なお、ハニカム体3は、排気ガスGとの接触面積を極力大きく確保すべく、断面(流路断面)が蜂の巣状に形成されるものである。
通常、このようなハニカム体3を形成するには、まず一枚の金属板材(平板)からコルゲート加工(波型加工)により波板(流路断面波形を有する波板)を形成し、この波板を別の平板と重ね合わせながら巻回してハニカム体3を形成するのが一般的であった。しかしながら、本発明ではこのようなハニカム体3を、一つの波板(流路断面波形を有する波板)から巻回して得るものであり、つまり別途、平板と重ねることはしない点が大きな特徴の一つである。
また、平板にコルゲート加工を施すのは、セルとしての排ガス流路31を形成するためであり、通常、この排ガス流路31は排ガス触媒装置1の軸方向に真っ直ぐに形成されるが、本発明では、この流路が外筒体2の周方向にジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成されるものであり、この点も本発明の大きな特徴の一つである。
Such an exhaust gas catalyst device 1 includes an outer cylinder body 2 that is opened in the front-rear direction and a honeycomb body 3 that is provided inside the outer cylinder body 2. The honeycomb body 3 has a cross section (flow path cross section) formed in a honeycomb shape so as to ensure a large contact area with the exhaust gas G.
Usually, in order to form such a honeycomb body 3, a corrugated plate (corrugated plate) is first formed from a single metal plate (flat plate) by corrugating (corrugated plate), and this wave is formed. In general, the honeycomb body 3 is formed by winding a plate while overlapping another plate. However, in the present invention, such a honeycomb body 3 is obtained by winding it from one corrugated plate (corrugated plate having a channel cross-sectional corrugation), that is, it is not characterized by being separately stacked with a flat plate. One.
Further, the corrugating process is performed on the flat plate in order to form the exhaust gas flow path 31 as a cell. Normally, the exhaust gas flow path 31 is formed straight in the axial direction of the exhaust gas catalytic device 1. Then, this flow path is formed so as to draw a zigzag flow guide waveform in the circumferential direction of the outer cylindrical body 2, and this is also one of the major features of the present invention.

以下、排ガス触媒装置1の製造方法について説明しながら、ハニカム体3の製造方法について併せて説明する。
(1)ハニカム体の製造
(a)出発素材の準備
ハニカム体3の製造にあたっては、例えば図2に示すように、コイル状に巻回された原反ロールから金属板材を引き出して(繰り出して)、これを出発素材(金属箔材)として適用するのが一般的であり、この際、同図2に併せ示すように、引き出された金属箔材を一対のピンチローラPRで挟み込むことが好ましい。これは金属板材がコイル状に巻回されていたときの巻き癖やひずみを除去するためである。なお、図中符号Wは、このような金属板材(金属箔材)がハニカム体3として形成されるまでの言わば中間加工品(始発状態も含む)としてのワークに付した符号である。
Hereinafter, the manufacturing method of the honeycomb body 3 will be described together with the manufacturing method of the exhaust gas catalyst device 1.
(1) Manufacture of honeycomb body (a) Preparation of starting material In manufacturing the honeycomb body 3, for example, as shown in FIG. 2, a metal plate material is drawn out (rolled out) from a raw roll wound in a coil shape. This is generally applied as a starting material (metal foil material). At this time, as shown in FIG. 2, it is preferable to sandwich the drawn metal foil material between a pair of pinch rollers PR. This is to remove curl and distortion when the metal plate is wound in a coil shape. In addition, the code | symbol W in a figure is a code | symbol attached | subjected to the workpiece | work as an intermediate processed product (a start state is also included) until such a metal plate material (metal foil material) is formed as the honeycomb body 3.

(b)コルゲート加工(波型加工)
ピンチローラPRによって巻き癖やひずみが除去されたワークWは、その後、例えば同図2に示すように、噛合し合う一対のダブルヘリカルギヤ51等のコルゲート加工機(波型加工機)5によって波板(流路断面波形を有する波板)に形成される。因みに、この波板(ワークW)は、最終的に巻き重ねられてセル(排ガス流路31)となるため、排ガス流路31の壁を構成するものとも言える。
(B) Corrugated processing (corrugated processing)
The work W from which the winding wrinkles and distortion have been removed by the pinch roller PR is then corrugated by a corrugating machine (corrugating machine) 5 such as a pair of meshing double helical gears 51 as shown in FIG. (Corrugated plate having a channel cross-sectional waveform). Incidentally, since this corrugated sheet (work W) is finally wound up and becomes a cell (exhaust gas channel 31), it can be said that it constitutes a wall of the exhaust gas channel 31.

なお、通常のコルゲート加工では、排ガス触媒装置1の軸方向に沿って真っ直ぐに排ガス流路31を形成するものであるが、ここでのコルゲート加工では、排ガス流路31を真っ直ぐに形成するのではなく、また上記軸方向に対し斜めストレート状(いわゆる「ハス」)に形成するのでもなく、平面から視て、排ガス流路31が上記軸方向に対しジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成するものである。すなわち、完成状態の排ガス触媒装置1からすると、排ガス流路31が、外筒体2の周方向にジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成される。そのため、上記図2に示す実施例では、コルゲート加工機5としてスパーギヤ(平歯車)やヘリカルギヤ(はすば歯車)ではなく、ダブルヘリカルギヤ(やまば歯車)51を適用したものである。
因みに、本明細書では、排ガス流路31の断面形状としての波(通常のコルゲート加工で形成される波)を「流路断面波形」と称する一方、排ガス流路31を平面から視た場合(特に巻回前)の波(ジグザグ)を「流れ案内波形」と称して区別している。
In the normal corrugating process, the exhaust gas flow path 31 is formed straight along the axial direction of the exhaust gas catalytic device 1, but in the corrugating process, the exhaust gas flow path 31 is not formed straight. In addition, it is not formed in an oblique straight shape (so-called “lotus”) with respect to the axial direction, but is formed so that the exhaust gas flow path 31 draws a zigzag flow guide waveform with respect to the axial direction as viewed from above. To do. That is, from the exhaust gas catalyst device 1 in a completed state, the exhaust gas flow path 31 is formed so as to draw a zigzag flow guide waveform in the circumferential direction of the outer cylindrical body 2. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 2, a double helical gear (helical gear) 51 is applied as the corrugating machine 5 instead of a spar gear (spur gear) or a helical gear (helical gear).
Incidentally, in the present specification, a wave as a cross-sectional shape of the exhaust gas flow channel 31 (a wave formed by normal corrugation) is referred to as a “flow channel cross-sectional waveform”, while the exhaust gas flow channel 31 is viewed from a plane ( In particular, a wave (zigzag) before winding is distinguished as a “flow guide waveform”.

また、図2に示す実施例では、排ガス流路31の流路長さに当たる三つの山形状を一挙に形成するダブルヘリカルギヤ51を図示したが、ダブルヘリカルギヤ51は各々の山形状単位で分断することも可能である。その場合、通常のやまば歯車(ダブルヘリカルギヤ)は、一つの山形状を形成するものであることから(やまば歯車と呼ばれる所以)、当該やまば歯車(これをギヤ要素とする)を三つ連設し(一体的に設け)、三つの山形状を一挙に形成することが可能である。このようにダブルヘリカルギヤ51など波型加工を施す押圧部材(コルゲート加工機5)については、分断構造を採ることが可能であり、分断された要素(型部材)を押圧要素とする。なお、ダブルヘリカルギヤ51等の押圧部材の分断構造については後述する。   In the embodiment shown in FIG. 2, the double helical gear 51 that forms three mountain shapes corresponding to the length of the exhaust gas flow channel 31 at a time is illustrated, but the double helical gear 51 is divided in each mountain shape unit. Is also possible. In that case, since a normal helical gear (double helical gear) forms one mountain shape (because it is called a helical gear), there are three such helical gears (which are used as gear elements). It is possible to form three mountain shapes at a time by connecting them (provided integrally). Thus, about the press member (corrugating machine 5) which performs waveform processing, such as the double helical gear 51, it is possible to take a divided structure, and the divided element (mold member) is used as the press element. The structure for dividing the pressing member such as the double helical gear 51 will be described later.

ここで、排ガス流路31が描くジグザグ状の流れ案内波形としては(広義的な意味でのジグザグ)、例えば図5(a)〜(d)に示すように、三角波(狭義的な意味でのジグザグ)、正弦波(蛇行状)、矩形波、鋸歯状波などが考えられるが、このなかでも特に三角波や正弦波が好ましい。これは、排ガス流路31を、排気ガスGの進行方向に対し、一定の傾斜(ハス)に形成した場合に生じる「横ズレ」や「反り」等の不具合が解消できるためである。以下、この「横ズレ」や「反り」について説明する。   Here, as the zigzag flow guide waveform drawn by the exhaust gas flow path 31 (zigzag in a broad sense), for example, as shown in FIGS. 5A to 5D, a triangular wave (in a narrow sense) Zigzag), sine wave (meandering), rectangular wave, sawtooth wave, and the like are conceivable. Of these, triangular wave and sine wave are particularly preferable. This is because problems such as “lateral misalignment” and “warping” that occur when the exhaust gas flow path 31 is formed in a certain inclination (lotus) with respect to the traveling direction of the exhaust gas G can be solved. Hereinafter, the “lateral shift” and “warp” will be described.

排気ガスGの流路長(接触面積)を増加させるだけなら、例えば図7(a)・(b)に示すように、排ガス流路31を斜め直線状(ハス)に形成して、移送距離を長く獲得することも可能である。ここで図7(a)は、排ガス触媒装置1の軸方向(後述する波形中心AXに相当)に対して排ガス流路31を15度傾斜させた状態であり、図7(b)が45度傾斜させた状態である。しかし、排ガス流路31をこのようにハスに形成した場合には、コルゲート加工後のワークW(流路断面波形を有する波板)を巻回しようとした場合、ワークWは図7(c)に示すように、竹の子バネもしくは螺旋階段のように巻軸方向に延びてしまい(これが「横ズレ」)、そのままでは巻回できないものである。   If only the flow path length (contact area) of the exhaust gas G is to be increased, for example, as shown in FIGS. It is also possible to win for a long time. Here, FIG. 7A shows a state in which the exhaust gas flow path 31 is inclined by 15 degrees with respect to the axial direction of the exhaust gas catalytic device 1 (corresponding to a waveform center AX described later), and FIG. It is in a tilted state. However, when the exhaust gas flow path 31 is formed in a lotus in this way, when the work W (corrugated sheet having a flow path cross-sectional waveform) after corrugation processing is to be wound, the work W is shown in FIG. As shown in Fig. 4, the winding extends in the direction of the winding axis like a bamboo spring or a spiral staircase (this is "lateral shift"), and cannot be wound as it is.

また、このような「横ズレ」を発生させないためには、巻回中のワークW(流路断面波形を有する波板)を無理やり巻軸方向の両側から押さえ込みつつ巻回する必要があるが、このようにして円柱状に巻回したハニカム体3は、例えば図7(d)に示すように、側周面が内側に凹んでしまい(これが「反り」)、当該部位の事後の溶接が不可能となってしまうものであった。
このような不具合は、排ガス流路31をハスに形成したため、つまり常に一定の方向に斜めに形成したために生じると考えられ、そのため本実施例では、排ガス流路31をジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成したものである(例えば三角波や正弦波)。つまり、排ガス流路31の流れ案内波形の傾斜を互いに異なる二方向とすることで、排ガス流路31をハス(一方の傾斜)に形成した場合の悪影響を相殺させ、上記横ズレや反りを生じさせないようにしたものである。
Further, in order to prevent such “lateral deviation” from occurring, it is necessary to wind the workpiece W (corrugated sheet having a flow path cross-sectional waveform) being wound while pressing it from both sides in the winding axis direction. As shown in FIG. 7D, for example, the honeycomb body 3 wound in a columnar shape has a side peripheral surface that is recessed inward (this is “warping”), and subsequent welding of the part is not effective. It would be possible.
It is considered that such a problem occurs because the exhaust gas flow path 31 is formed in a lotus shape, that is, is always formed obliquely in a certain direction. Therefore, in this embodiment, the exhaust gas flow path 31 has a zigzag flow guide waveform. It is formed to draw (for example, a triangular wave or a sine wave). That is, by setting the inclination of the flow guide waveform of the exhaust gas flow path 31 to two different directions, the adverse effect when the exhaust gas flow path 31 is formed in a lotus (one inclination) is offset, and the above-described lateral deviation and warpage occur. It is something that is not allowed to occur.

このように三角波や正弦波は、排ガス流路31内を流れる排気ガスGが常に進行方向への移送成分を有しながらも、波形中心AXの両側に、ほぼ同じ大きさの振幅を描く軌跡となるため、流れ案内波形の傾斜が常に一方(一方向)ではなく、「ハ」の字状もしくは「V」の字状など、互いに異なる二方向の傾斜を有するものであり、従って、排ガス流路31をハスに形成した場合の悪影響を相殺することができるものである。
因みに、三角波は言わば「V」字が繰り返されるイメージであり、正弦波は「S」字が繰り返されるイメージである。つまり、両者の区別は必ずしも明確でないものの、排ガス流路31が鋭角状(いわゆるピン角状)に折れ曲がって行くのが三角波であり、排ガス流路31が蛇行状(円弧状に)曲がって行くのが正弦波と考えられる。このように、本明細書における正弦波とは、必ずしも数学上のサインカーブを厳密に再現したものではなく、種々の三角波の鋭角部分をRで近似した波形等も含むものである。
As described above, the triangular wave and the sine wave have a trajectory that draws substantially the same amplitude on both sides of the waveform center AX, while the exhaust gas G flowing in the exhaust gas flow path 31 always has a transfer component in the traveling direction. Therefore, the inclination of the flow guide waveform is not always one (one direction), but has two different inclinations such as “C” shape or “V” shape. The adverse effect of forming 31 as a lotus can be offset.
Incidentally, the triangular wave is an image in which the “V” character is repeated, and the sine wave is an image in which the “S” character is repeated. That is, although the distinction between the two is not necessarily clear, the exhaust gas flow path 31 is bent in an acute shape (so-called pin angle) is a triangular wave, and the exhaust gas flow path 31 is bent in a meandering shape (in an arc). Is considered a sine wave. As described above, the sine wave in the present specification does not necessarily exactly reproduce a mathematical sine curve, but includes a waveform obtained by approximating the acute angle portion of various triangular waves with R and the like.

また、排ガス流路31が描くジグザグ状の流れ案内波形は、例えば図6(a)に示すように、流路における一つの直線状部分を排ガス触媒装置1の軸方向から視て、排ガス入口部と排ガス出口部とが幾らか重なるように形成することが好ましい(そのようなジグザグ度合い、もしくは傾斜状態とすることが好ましい)。これは、別の言い方をすれば、排ガス入口部と排ガス出口部とを、排ガス触媒装置1の軸方向から投影した場合に、入口部から出口部が一部見えるように形成するということである。
このように排ガス流路31を形成することにより、排気ガスGの流路壁面に対する接触効率を高めながら、ガスの通り抜け性(貫通性)も阻害しないようにできるという効果を奏するものである。因みに、図6(a)に示す排ガス流路31の傾斜角度(波形中心AXからのジグザグ度合い)は一例として16度である。
Further, the zigzag flow guide waveform drawn by the exhaust gas flow channel 31 is, for example, as shown in FIG. 6 (a), when one straight portion in the flow channel is viewed from the axial direction of the exhaust gas catalytic device 1, And the exhaust gas outlet part are preferably formed to overlap each other (preferably such a zigzag degree or an inclined state). In other words, when the exhaust gas inlet portion and the exhaust gas outlet portion are projected from the axial direction of the exhaust gas catalytic device 1, they are formed so that a part of the outlet portion can be seen from the inlet portion. .
By forming the exhaust gas flow path 31 in this way, there is an effect that it is possible to increase the contact efficiency of the exhaust gas G with respect to the flow path wall surface and not to impede the gas passage (penetration). Incidentally, the inclination angle (zigzag degree from the waveform center AX) of the exhaust gas flow channel 31 shown in FIG. 6A is 16 degrees as an example.

なお、コルゲート加工機5としては、上述した一対のダブルヘリカルギヤ51の他、例えば図4に示すような一対の対向型を用いることも可能である(いわゆるプレス機であり、これをプレス型52とする)。ここで上記ダブルヘリカルギヤ51の形状形成部(噛合部)が線状であるのに対し、プレス型52の場合には形状形成部(挟み込み面)が面状となったものと捉えることができる。
また、コルゲート加工機5としてプレス型52を適用し、1回のプレス動作(押圧プレス)によってジグザグ状を描く流れ案内波形(排ガス流路31)を適宜の数ずつプレス成形して行く場合には、プレス加工中は、中間加工品としてのワークWの移送を一旦停止(中断)させる必要があるため、ワークWの送りは間欠的な送り動作となる。
In addition to the pair of double helical gears 51 described above, for example, a pair of opposed types as shown in FIG. 4 can be used as the corrugating machine 5 (a so-called press machine, which is referred to as a press mold 52). To do). Here, the shape forming portion (meshing portion) of the double helical gear 51 is linear, whereas in the case of the press die 52, it can be understood that the shape forming portion (sandwich surface) has a planar shape.
In addition, when a press die 52 is applied as the corrugating machine 5 and a flow guide waveform (exhaust gas flow path 31) that draws a zigzag shape is pressed by an appropriate number of times by one press operation (pressing press). During the press working, since it is necessary to temporarily stop (interrupt) the transfer of the workpiece W as an intermediate workpiece, the feeding of the workpiece W is an intermittent feeding operation.

またコルゲート加工機5としてプレス型52を適用した際には、例えば同図4に併せ示すように、排ガス流路31の各直線部分単位でプレス型52を分断することが可能であり、分断された個々のブロック型を型要素52nとする。すなわち、金型としてのプレス型52を形成するにあたっては、必要数の型要素52nを連設して(形状形成部を延長する方向に連設)、必要な流路長さを有した排ガス経路31(ジグザグ状を描く流れ案内波形)を一挙に形成するものである。
なお、上記図4では、各型要素に52a〜52fという符号を各々付したが、これら型要素の総称ないしはこれらを代表する意味で52nという符号も付したものである(つまり型要素は52f以降も存在し得ることを示す)。
Further, when the press die 52 is applied as the corrugating machine 5, for example, as shown in FIG. 4, it is possible to divide the press die 52 in units of each linear portion of the exhaust gas flow path 31, and to divide the press die 52. Each block type is a type element 52n. That is, in forming the press die 52 as a die, the necessary number of die elements 52n are continuously provided (continuously provided in the direction in which the shape forming portion is extended), and the exhaust gas path having a necessary flow path length. 31 (flow guide waveform that draws a zigzag shape) is formed all at once.
In FIG. 4, the reference numerals 52a to 52f are assigned to the respective mold elements. However, a generic name of these mold elements or a reference numeral 52n is also given to represent them (that is, the mold elements are 52f or later). Also can be present).

このようにプレス型52を分割構造とすることで、同じ流れ案内波形パターンを繰り返す排ガス流路31であれば、流路長の長さ、つまり排ガス流路31の波長の数に応じて、型要素52nを連接してプレス型52を形成することができ、同じ型要素52nを汎用的に使用することができる。このためプレス型52の製作費用(金型コスト)が極めて安価に抑えられるものである。逆に言えば、同じ流れ案内波形パターンを繰り返す排ガス流路31でありながら、流路長の相違に応じて、個別に対向型52を製作していたのでは(専用型)、金型コストだけで膨大な費用となってしまい、ひいては排ガス触媒装置1全体のコストを押し上げる要因となってしまうものである。   In this way, by forming the press die 52 in a divided structure, if the exhaust gas flow channel 31 repeats the same flow guide waveform pattern, the mold depends on the length of the flow channel, that is, the number of wavelengths of the exhaust gas flow channel 31. The press mold 52 can be formed by connecting the elements 52n, and the same mold element 52n can be used for general purposes. For this reason, the manufacturing cost (die cost) of the press die 52 can be suppressed extremely low. In other words, although the exhaust gas flow channel 31 repeats the same flow guide waveform pattern, if the opposed mold 52 is individually manufactured according to the difference in flow channel length (dedicated type), only the mold cost is As a result, the cost becomes enormous and eventually increases the cost of the exhaust gas catalyst device 1 as a whole.

もちろん、プレス型52(押圧部材)を分断するという技術思想は、上述したようにダブルヘリカルギヤ51の場合においても適用できる思想である。因みに、ダブルヘリカルギヤ51の場合には、一対の噛合し合うギヤ要素により、一つの山形状(谷形状)を形成するのが一般的であるため(やまば歯車と呼ばれる所以)、ジグザグ状の流れ案内波形の一つの直線部分をギヤ要素の区切り(単位)とするよりは、むしろ一つの山形状(谷形状)を区切りとしてギヤ要素を構成するのが一般的と考えられる。
なお、特許請求の範囲に記載した「押圧部材」とは、ダブルヘリカルギヤ51やプレス型52を示し(つまり端的にはコルゲート加工機5を示す)、また「押圧要素」とは、ギヤ要素や型要素52nを示すものである。
Of course, the technical idea of dividing the press die 52 (pressing member) is also applicable to the case of the double helical gear 51 as described above. Incidentally, in the case of the double helical gear 51, since it is common to form a single mountain shape (valley shape) by a pair of meshing gear elements (because it is called a splint gear), a zigzag flow Rather than using one linear part of the guide waveform as a break (unit) of the gear element, it is generally considered that the gear element is configured with a single mountain shape (valley shape) as a break.
The “pressing member” described in the claims refers to the double helical gear 51 and the press die 52 (that is, the corrugating machine 5 in the end), and the “pressing element” refers to the gear element and the die. Element 52n is shown.

以上述べたように、本発明ではコルゲート加工の際、単に平板状のワークWを波板(流路断面波形を有する波板)に形成するだけでなく、ワークWの平面視状態で排ガス流路31がジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成するものである。このためジグザグ状の流れ案内波形の屈曲部分では、ワークWに過大な負荷が掛かることがあり、例えば図6(b)に示すような「割れ(亀裂)」が生じ得るものである。ここで、このような「割れ」や「亀裂」は、一般的には波板(流路断面波形を有する波板)に加工されたワークWの剛性や強度を低下させる等、部材としての性状に悪影響を及ぼすイメージを連想させるが、本実施例では、このような「割れ」を排ガス流路31の内外を連通させる連通孔(これを内外連通孔32とする)として積極的に活用するものである。すなわち、この内外連通孔32によって、排ガス流路31に沿ってジグザグ状に流れる排気ガスGを、更に異なる排ガス流路31へと導入し(流し易くし)、排気ガスGの流路壁面との接触効率をより向上させるものである。   As described above, in the present invention, not only the flat workpiece W is formed on the corrugated plate (the corrugated plate having the channel cross-sectional waveform) during corrugating, but the exhaust gas flow channel is seen in a plan view of the workpiece W. 31 is formed so as to draw a zigzag flow guide waveform. For this reason, at the bent portion of the zigzag flow guide waveform, an excessive load may be applied to the workpiece W, and for example, a “crack” as shown in FIG. 6B may occur. Here, such “crack” and “crack” are generally properties as a member such as reducing the rigidity and strength of the workpiece W processed into a corrugated plate (corrugated plate having a corrugated channel cross section). In this embodiment, such a “crack” is positively utilized as a communication hole (this is referred to as an internal / external communication hole 32) that allows communication between the inside and outside of the exhaust gas flow path 31. It is. In other words, the exhaust gas G flowing in a zigzag manner along the exhaust gas flow channel 31 is introduced into the different exhaust gas flow channel 31 by this inner / outer communication hole 32 (to make it easier to flow), The contact efficiency is further improved.

もちろん、内外連通孔32をどの程度に形成するかや、全く発生させないようにすること等も可能であり、例えばコルゲート加工を受ける時点でのワークWの厚み設定や、排ガス流路31におけるジグザグ状の流れ案内波形の屈曲部へのR付け(図6(c)参照)等で、これらの調整が行える。少なくとも、このように設定することで、波板状に形成されたワークWを巻回する際などに、上記内外連通孔32によってワークWが千切れること等は完全に回避できるものである。
因みに、このような内外連通孔32は、排気ガスGと触媒金属との接触効率を高めるだけにとどまらず、消音効果も期待できるものである。
Of course, how much the inner and outer communication holes 32 are formed or not generated at all is possible. For example, the thickness of the workpiece W at the time of corrugation processing or the zigzag shape in the exhaust gas passage 31 These adjustments can be made by adding an R to the bent portion of the flow guide waveform (see FIG. 6C). By setting at least in this way, when the workpiece W formed in a corrugated plate shape is wound, the workpiece W can be completely prevented from being broken by the inner and outer communication holes 32.
Incidentally, such an internal / external communication hole 32 can be expected not only to improve the contact efficiency between the exhaust gas G and the catalyst metal, but also to achieve a silencing effect.

(c)波板の巻回加工(コア成形)
以上のようにしてジグザグ状の流れ案内波形を描く排ガス流路31が形成されたワークW(波板)は、その後、例えば図2に併せ示すように、所望サイズになるまで巻回され(巻き重ねられ)、コアピースとしてのハニカム体3が形成される。
ここで、波板状のワークWを巻回して行く際には、内・外周に位置する各ワークW同士の接触部位で適宜溶接を行うことが好ましく、図中符号6が、このためのレーザ溶接機である。また、その接合位置つまりワークWの接触位置を正確に検出するための非接触式のセンサを、このレーザ溶接機6の近傍に設けることが好ましい。
なお、上記図2では、原反ロールからのワークW(金属箔材)の引き出し、当該ワークWへのコルゲート加工、またコルゲート加工後の巻回を、一連の工程として連続して行うように示しているが、これらは必ずしも連続して行う必要はなく、各工程毎で一旦終了(完結)させても構わない。
(C) Corrugated sheet winding (core molding)
The workpiece W (corrugated sheet) on which the exhaust gas flow path 31 that draws a zigzag flow guide waveform as described above is then wound until it reaches a desired size, for example, as shown in FIG. The honeycomb body 3 as a core piece is formed.
Here, when the corrugated workpiece W is wound, it is preferable that welding is appropriately performed at the contact portion between the workpieces W located on the inner and outer circumferences. Reference numeral 6 in the figure denotes a laser for this purpose. It is a welding machine. Further, it is preferable to provide a non-contact type sensor in the vicinity of the laser welding machine 6 for accurately detecting the joining position, that is, the contact position of the workpiece W.
In FIG. 2, the drawing of the workpiece W (metal foil material) from the raw roll, the corrugating process to the workpiece W, and the winding after the corrugating process are performed continuously as a series of steps. However, these are not necessarily performed continuously, and may be once ended (completed) for each process.

以下、排ガス流路31の流れ案内波形をジグザグ状とした効果(優位性)について説明する。
排ガス流路31をジグザグ状の流れ案内波形として形成することにより、コルゲート加工後のワークW(流路断面波形を有する波板)が巻回し易くなるものであり、また巻回体としてのハニカム体3を外筒体2に確実に接合できるものである。すなわち、単に排気ガスGが流れる流路面積を増大させるのであれば(流路長を長くするのであれば)、例えば図7(a)・(b)に示すように、排ガス流路31をハスに形成してもよいが、その場合にはコルゲート加工後のワークW(排ガス流路31がハスに形成された波板)を巻回しようとした場合、ワークWは図7(c)に示すように、竹の子バネもしくは螺旋階段のように巻軸方向に延びてしまい(横ズレ)、そのままでは巻回できないものである。もちろん、このような横ズレを発生させないためには、巻回中のワークW(波板)を無理やり巻軸方向の両側から押さえ込みながら巻回すればよいが、これでは巻回作業が能率的に行えないものである。
Hereinafter, the effect (dominance) of making the flow guide waveform of the exhaust gas flow channel 31 a zigzag shape will be described.
By forming the exhaust gas flow path 31 as a zigzag flow guide waveform, the work W (corrugated sheet having a flow path cross-sectional waveform) after corrugation can be easily wound, and a honeycomb body as a wound body 3 can be reliably joined to the outer cylindrical body 2. That is, if the area of the flow path through which the exhaust gas G flows is simply increased (if the flow path length is increased), for example, as shown in FIGS. However, in this case, when the work W after corrugation processing (corrugated sheet in which the exhaust gas flow path 31 is formed in a lotus) is to be wound, the work W is shown in FIG. In this way, it extends in the direction of the winding axis (lateral deviation) like a bamboo spring or a spiral staircase and cannot be wound as it is. Of course, in order to prevent such a lateral shift from occurring, it is sufficient to wind the workpiece W (corrugated sheet) being wound while forcibly pressing it from both sides in the winding axis direction. It cannot be done.

また、このようにして得られた円柱状のハニカム体3は、例えば図7(d)に示すように、側周面が内側に凹んでしまい(反り)、当該部位における事後の溶接が不可能となってしまうものであった。そのため、本実施例では、排ガス流路31をジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成したものであり(例えば三角波や正弦波)、流れ案内波形の傾斜を互いに異なる二方向とすることで、波形の傾斜が一方である場合(ハスの場合)の悪影響を相殺するようにし、上記横ズレや反りを生じさせないようにしたものである。   Further, in the cylindrical honeycomb body 3 obtained in this way, as shown in, for example, FIG. 7 (d), the side peripheral surface is indented (warped), and subsequent welding at the part is impossible. It was something that would end up. Therefore, in the present embodiment, the exhaust gas flow passage 31 is formed so as to draw a zigzag flow guide waveform (for example, a triangular wave or a sine wave), and the inclination of the flow guide waveform is set to two different directions, The adverse effect of the case where the slope of the waveform is on one side (in the case of a lotus) is offset so that the above-described lateral shift and warpage are not caused.

(2)ハニカム体の外筒体への嵌め込み
(a)外筒体の形成(製作)
その後、このようして得られたハニカム体3を外筒体2の内部に挿着するものであるが、外筒体2が当初からパイプ状(円筒状)に形成されていれば、そのままあるいは適宜の長さに切断することにより、所望の外筒体2が得られるが、外筒体2の初期状態が平板状であった場合には、上記「ハニカム体の製造」と並行して、この平板を円筒状に丸め、端部同士を適宜溶接等で接合して外筒体2を形成(製作)しておくことが好ましい(図3(a)参照)。
(2) Fit of honeycomb body into outer cylinder (a) Formation of outer cylinder (production)
Thereafter, the honeycomb body 3 obtained in this way is inserted into the outer cylindrical body 2. If the outer cylindrical body 2 is formed in a pipe shape (cylindrical shape) from the beginning, it is left as it is or By cutting to an appropriate length, the desired outer cylindrical body 2 is obtained, but when the initial state of the outer cylindrical body 2 is a flat plate, in parallel with the above-mentioned “Manufacture of honeycomb body”, It is preferable to form (manufacture) the outer cylindrical body 2 by rounding this flat plate into a cylindrical shape and joining the ends appropriately by welding or the like (see FIG. 3A).

(b)ロウ材の塗布
次いで、図3(a)に示すように、外筒体2の内面にロウ付け用のロウ材(接着剤の作用を担う)を塗布するものである。なお、ロウ材はハニカム体3の設置位置のみに塗布すれば良いものである。
(B) Application of brazing material Next, as shown in FIG. 3A, a brazing material for brazing (which acts as an adhesive) is applied to the inner surface of the outer cylindrical body 2. The brazing material may be applied only to the installation position of the honeycomb body 3.

(c)ハニカム体の挿着(外筒体内への圧入)
その後、ロウ材が塗布された外筒体2の内部に、ハニカム体3を挿着(圧入)するものであり、これには例えば図3(b)に示すように、一対の外周保持体7Aによって外筒体2を外周側から押さえながら、押込体7Bによってハニカム体3を外筒体2の内部に圧入して行くものである。
(C) Inserting the honeycomb body (press-fit into the outer cylinder)
Thereafter, the honeycomb body 3 is inserted (press-fitted) into the outer cylindrical body 2 coated with the brazing material. For example, as shown in FIG. Thus, the honeycomb body 3 is press-fitted into the outer cylinder body 2 by the pushing body 7B while pressing the outer cylinder body 2 from the outer peripheral side.

(d)ロウ付け熱処理
その後、ロウ付けのための熱処理を行うものであり、これには例えば図3(c)に示すように、ハニカム体3を内部に挿着(圧入)した外筒体2(排ガス触媒装置1)を、処理装置8内に複数収容し、適宜の時間の熱処理を行って、ロウ付けを完了させるものである。なお、このロウ付け熱処理が終了した段階でハニカム体3が外筒体2と一体化し、排ガス触媒装置1となるものである。
その後、ロウ付けを終えた排ガス触媒装置1を、耐圧試験・検査に供した後(この段階でNG品は除外される)、ナンバーリングを行って最終完成品としての排ガス触媒装置1を得るものである。
(D) Brazing heat treatment After that, a heat treatment for brazing is performed. For example, as shown in FIG. 3 (c), the outer cylindrical body 2 in which the honeycomb body 3 is inserted (press-fit). A plurality of (exhaust gas catalyst devices 1) are accommodated in the processing device 8, and heat treatment for an appropriate time is performed to complete brazing. Note that the honeycomb body 3 is integrated with the outer cylindrical body 2 at the stage where the brazing heat treatment is completed, and the exhaust gas catalytic device 1 is obtained.
After that, after the brazing exhaust gas catalytic device 1 is subjected to a pressure test and inspection (NG products are excluded at this stage), numbering is performed to obtain the exhaust gas catalytic device 1 as a final finished product. It is.

本発明は、種々の内燃機関から排出される燃焼ガスを浄化する排ガス触媒装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an exhaust gas catalyst device that purifies combustion gas discharged from various internal combustion engines.

1 排ガス触媒装置
2 外筒体
3 ハニカム体
5 コルゲート加工機
6 レーザ溶接機
7A 外周保持体
7B 押込体
8 処理装置

3 ハニカム体
31 排ガス流路
32 内外連通孔

5 コルゲート加工機
51 ダブルヘリカルギヤ(押圧部材)
52 プレス型(押圧部材)
52n 型要素
52a 型要素
52b 型要素
52c 型要素
52d 型要素
52e 型要素
52f 型要素

AX 波形中心
W ワーク(中間加工品)
G 排気ガス
U 排気消音ユニット
PR ピンチローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas catalyst apparatus 2 Outer cylinder body 3 Honeycomb body 5 Corrugating machine 6 Laser welding machine 7A Outer periphery holding body 7B Pushing body 8 Processing apparatus

3 Honeycomb body 31 Exhaust gas flow path 32 Internal and external communication holes

5 Corrugating machine 51 Double helical gear (pressing member)
52 Press mold (pressing member)
52n type element 52a type element 52b type element 52c type element 52d type element 52e type element 52f type element

AX Waveform center W Workpiece (intermediate processed product)
G Exhaust gas U Exhaust silencer unit PR Pinch roller

Claims (7)

排気ガスが送り込まれてくる外筒体の内部に設けられ、流路面に付着形成させた触媒によって、排気ガスを浄化する排ガス触媒装置のハニカム体を製造する方法において、
前記ハニカム体の形成にあたっては、平板状の金属箔材にコルゲート加工を施すことにより、流路断面波形を有する波板を形成し、この波板をハニカム状に巻回して形成するものであり、
且つ、このコルゲート加工においては、前記排ガス流路が、外筒体の周方向にジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成されることを特徴とする、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法。
In a method of manufacturing a honeycomb body of an exhaust gas catalyst device that purifies exhaust gas by a catalyst that is provided inside an outer cylinder body into which exhaust gas is sent and is attached to a flow path surface.
In forming the honeycomb body, corrugation processing is performed on a flat metal foil material to form a corrugated sheet having a channel cross-sectional waveform, and the corrugated sheet is formed by winding the corrugated sheet into a honeycomb shape.
In the corrugating process, the exhaust gas flow path is formed so as to draw a zigzag flow guide waveform in the circumferential direction of the outer cylindrical body.
前記排ガス流路が描くジグザグ状の流れ案内波形は、常に排ガス流路内を流れる排ガスが進行方向への移送成分を有しながら、波形中心の両側に、ほぼ同じ大きさの振幅を描くように形成されることを特徴とする請求項1記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法。
The zigzag flow guide waveform drawn by the exhaust gas flow path is such that the exhaust gas flowing in the exhaust gas flow channel always has a component of transfer in the traveling direction, and draws amplitudes of substantially the same magnitude on both sides of the waveform center. The method for manufacturing a honeycomb body in an exhaust gas catalytic device according to claim 1, wherein the honeycomb body is formed.
前記ジグザグ状の流れ案内波形を描くように形成される排ガス流路は、一つの直線状部分において、外筒体の軸方向から視て、排ガス入口部と排ガス出口部とが幾らか重なるように形成されることを特徴とする請求項1または2記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法。
The exhaust gas flow path formed so as to draw the zigzag flow guide waveform is such that the exhaust gas inlet portion and the exhaust gas outlet portion overlap each other in one linear portion when viewed from the axial direction of the outer cylinder. The method for manufacturing a honeycomb body in an exhaust gas catalytic device according to claim 1 or 2, wherein the honeycomb body is formed.
前記平板状の金属箔材を、流路断面波形を有する波板に加工するコルゲート加工は、対向する押圧部材により金属箔材を挟み込んで波板に形成する加工であり、この押圧部材は、ジグザグ状の流れ案内波形を描く排ガス流路の各直線部分または各山部分で分かれる分断構造を採るものであり、
前記押圧部材は、形成する流れ案内波形の数に応じた押圧要素を、形状形成部を延長させる方向に連設して形成されるものであることを特徴とする請求項1、2または3記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法。
The corrugating process for processing the flat metal foil material into a corrugated sheet having a channel cross-sectional corrugation is a process of forming a corrugated sheet by sandwiching the metal foil material with an opposing pressing member. A split structure that is divided at each straight line portion or each peak portion of the exhaust gas flow path that draws a flow guide waveform
The said pressing member is formed by connecting the pressing element according to the number of the flow guide waveforms to form in the direction which extends a shape formation part, It is characterized by the above-mentioned. A method for manufacturing a honeycomb body in an exhaust gas catalytic device.
前記ジグザグ状の流れ案内波形を描く排ガス流路の屈曲点付近には、排ガス流路の内側と外側とを連通させる内外連通孔が形成されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載の、排ガス触媒装置におけるハニカム体の製造方法。
The inside and outside communication holes that connect the inside and the outside of the exhaust gas channel are formed near the bend of the exhaust gas channel that draws the zigzag flow guide waveform. 5. A method for manufacturing a honeycomb body in an exhaust gas catalytic device according to claim 4.
排気ガスが送り込まれてくる外筒体の内部に設けられ、流路面に付着形成させた触媒によって、排気ガスを浄化する排ガス触媒装置のハニカム体において、
このハニカム体は、前記請求項1、2、3、4または5記載の製造方法によって製造されることを特徴とする、排ガス触媒装置におけるハニカム体。
In the honeycomb body of the exhaust gas catalyst device, which is provided inside the outer cylinder body into which the exhaust gas is sent and purifies the exhaust gas by the catalyst formed on the flow path surface,
This honeycomb body is manufactured by the manufacturing method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5. A honeycomb body in an exhaust gas catalyst device.
排気ガスが送り込まれてくる外筒体の内部にハニカム体を設けて成り、流路面に付着形成させた触媒によって、排気ガスを浄化する排ガス触媒装置であって、
前記ハニカム体は、前記請求項6記載のハニカム体が適用されることを特徴とする排ガス触媒装置。
An exhaust gas catalyst device that purifies exhaust gas by a catalyst that is formed by providing a honeycomb body inside an outer cylinder body into which exhaust gas is fed, and is attached to the flow path surface,
The exhaust gas catalytic device according to claim 6, wherein the honeycomb body according to claim 6 is applied to the honeycomb body.
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