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JPH0780324A - メタル担体 - Google Patents

メタル担体

Info

Publication number
JPH0780324A
JPH0780324A JP5247305A JP24730593A JPH0780324A JP H0780324 A JPH0780324 A JP H0780324A JP 5247305 A JP5247305 A JP 5247305A JP 24730593 A JP24730593 A JP 24730593A JP H0780324 A JPH0780324 A JP H0780324A
Authority
JP
Japan
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metal
tube
metal carrier
small
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5247305A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayoshi Usui
正佳 臼井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd filed Critical Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority to JP5247305A priority Critical patent/JPH0780324A/ja
Priority to PCT/JP1994/001485 priority patent/WO1995007143A1/ja
Priority to DE4496684T priority patent/DE4496684T1/de
Priority to GB9600106A priority patent/GB2295558B/en
Priority to US08/596,191 priority patent/US5780386A/en
Publication of JPH0780324A publication Critical patent/JPH0780324A/ja
Priority to KR1019950705302A priority patent/KR960702769A/ko
Pending legal-status Critical Current

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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
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    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、従来の高価な平板及び／又は波板
状帯材（箔材）を使用したメタルハニカム体を主要な構
成要素とするメタル担体、あるいはメタルケーシング内
に細径管を最密充填させた構造のメタル担体に対して、
経済性に優れるとともに耐久性、排気ガスの浄化能など
の諸特性に優れたメタル担体を提供するものである。 【構成】 本発明の排気ガスの浄化用触媒を担持するた
めのメタル担体において、前記メタル担体は、 (i)
筒状のメタルケーシング、 (ii) 前記メタルケーシン
グ内に配設される所望本数の任意断面形状を有する
細径のオープンチューブ、 (iii) 前記メタルケーシ
ング内に前記細径のオープンチューブを配列し、固定
するためのメタルワイヤー、から構成されることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自動車の排気
ガス浄化装置において使用される、排気ガス浄化用触媒
を担持させるための金属製のメタル担体に関する。更に
詳しくは、本発明は、金属製のメタル担体の構成部材
を、従来の高価な耐熱鋼製の平板状帯材（箔材）及びま
たは波板状帯材（箔材）に代えて、筒状メタルケーシン
グと該メタルケーシング内に配設する細径のオープンチ
ューブ、及び該チューブをメタルケーシング内に固定す
るためのメタルワイヤーで構成したことを特徴とする経
済的でかつ耐久性などの特性に優れたメタル担体に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化装置用の触
媒担体として、コージェライトなどのセラミック材を用
いたセラミック製のモノリスタイプ（セラミックモノリ
ス）のものと、金属（メタル）製のモノリスタイプ（メ
タルモノリス）のものが知られている。特に最近におい
ては、セラミックモノリスの欠点を改善するために、即
ち、機械的強度、耐久性、通気抵抗、浄化効率（装置の
小型化）などの観点からメタルモノリスが盛んに研究開
発されている。
【０００３】この種の従来の金属製触媒担体（メタル担
体）（ＭＳ´、メタルサポート）の典型例は、図１１〜
図１２に示されるものである。そして、この種のメタル
担体は一般に耐高温酸化性や耐熱性に優れた薄肉鋼板か
らの平板状帯材（１）と前記薄肉鋼板を波付形成した波
板状帯材（２）とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層
状に重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多
数の網目状通気穴路（セル）を有するメタルハニカム体
と、前記メタルハニカム体を填装し固着するための両端
が開口した筒状の金属ケース（４）から構成されるもの
である。なお、図１１は巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を示し、図１２は積層タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を示すものである。
【０００４】そして、前記メタル担体を構成するメタル
ハニカム体と金属ケースとは、排気ガス自体の高温度及
び排気ガスと浄化用触媒（Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの触
媒）との発熱反応などによる熱膨張や熱的応力に耐え得
るように、また自動車走行時の振動などに耐え得るよう
にろう接または溶接などにより強固に固着される。な
お、メタルハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯
材の当接部は種々の方法により固着されることはいうま
でもないことである。
【０００５】前記した従来のメタルハニカム体におい
て、その構成部材である平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）としては、例えばクロム鋼（クロム13〜25％）、
Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ５％などの耐熱性のステンレス
鋼あるいはこれに耐高温酸化性を改善するために希土類
を加えたステンレス鋼などの厚さが０．１mm以下の帯材
（箔材）が使用される。なお、各帯材にＡｌを含有した
ステンレス鋼は、耐高温酸化性が向上するとともに、熱
処理により帯材表面にウィスカー状ないしマッシュルー
ム状などの種々の形状のα−Ａｌ2 Ｏ3 が析出し、これ
が排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシュコー
トを強固に固着するため極めて好ましい材料である。
【０００６】しかしながら、前記したメタルハニカム体
（Ｈ）を構成する平板状帯材（１）及び波板状帯材
（２）は、材料自体あるいはこの種の用途に適用するた
めの箔材（厚さ０．０４〜０．１mm）とするのに圧延コ
ストがかかるなど極めて高価なものであり、セラミック
製のハニカム体に対するメタルハニカム体の価格競争力
を大きく低下させている。また、前記したようにメタル
ハニカム体の製造において、各構成部材をろう接合する
場合、Ｎｉ系などの高価な高温ろう材を使用するため、
この面でもコストがかさむものである。
【０００７】更には、前記した高価な平板状帯材（１）
と波板状帯材（２）を使用して製造したハニカム構造の
ハニカム体は、両帯材（１、２）が相互に当接すること
から排気ガス浄化用触媒を担持させるための有効表面積
は小さいものである。即ち、両帯材（１、２）が相互に
当接され、より具体的には波板状帯材（２）の波の頂部
／谷部において平板状帯材（１）と当接されるが、両帯
材（１、２）は触媒の担持量を大きくするように線接触
（断面では点接触）の状態ではなく面接触の状態で当接
するため、前記有効表面積は小さく減ぜられる。両帯材
（１、２）の当接態様において、場合によっては３０％
も有効表面積が減じられてしまい、高価な帯材（１、
２）を使用していながら、十分に材料を活用していない
ということができる。
【０００８】また、当業界において、前記した平板状帯
材（１）と波板状帯材（２）を使用せずに、メタルハニ
カム体の主要な構成要素であるハニカム構造体を、複数
本の薄肉小径管（細管）から製造する技術が提案されて
いる（例えば、特開昭６３−１３６８４号、同６３−２
７３５１７号、同６３−３１５１５０号、同６３−３１
５１５１号参照）。しかしながら、これらのものは小径
管同士をその外周面を相互に緊密に接触させるようにし
てハニカム構造のものとするため、前記したように排気
ガスの浄化用触媒を担持する有効表面積が著しく減ぜら
れるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
高価な帯材（箔材）を使用するメタル担体に対して、筒
状メタルケーシング内に、複数本の任意断面形状を有す
る細径のオープンチューブ（管体）を配設するととも
に、該オープンチューブを相互に所望の間隔をもってメ
タルワイヤーで固定したとき、コストメリットが得られ
るとともに耐久性や排気ガスの浄化特性などに優れた特
性を有するメタル担体が得られるという知見をベースと
するものである。
【００１０】また、本発明は、従来の細管をベースと
し、相互にその周外面を密接させて形成したハニカム構
造体を利用したメタルハニカム担体に対して、メタルケ
ーシング内に細管を相互にその外周面を密接させないで
配設した場合、触媒担持量が著しく増大するため使用す
る細管を減じることが出来ること、また、各細管の間に
形成される空間スペースにおいて排気ガスが攪拌、乱流
化するため排気ガスの浄化能を向上させることが出来る
こと、更に細管としてオープンチューブを使用した場
合、メタル担体内部において排気ガスの混合、乱流化が
一層促進され、これが浄化能に好ましい結果を与えるこ
と、という知見をベースとするものである。本発明によ
り、経済的でかつ諸特性に優れた排気ガス浄化用触媒を
担持するためのメタル担体が提供される。
【００１１】
【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、排気ガスの浄化用触媒を担持するためのメタ
ル担体において、前記メタル担体が、(i) 筒状のメタル
ケーシング、(ii) 前記メタルケーシング内に配設され
る所望本数の任意断面形状を有する細径のオープンチュ
ーブ、(iii) 前記メタルケーシング内に前記細径のオー
プンチューブを配列し、固定するためのメタルワイヤ
ー、ことを特徴とするメタル担体に関するものである。
【００１２】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて、図面を参照して説明する。なお、本発明は図示
のものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。
【００１３】図１は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の一
部を透視し、かつ一部を省略した斜視図である。図示さ
れるように、本発明のメタル担体（ＭＳ）は、耐熱鋼製
のメタルケーシング（Ｃ）、該メタルケーシング（Ｃ）
内に配設される耐熱鋼製の細径のオープンチューブ、及
び該オープンチューブ（ｔ）をメタルケーシング内に配
設、固定するためのメタルワイヤー（Ｗ）という三つの
構成要素からなるものである。なお、本発明において、
オープンチューブとは、チューブ（管体）外壁部に一条
のスリット（空間溝）があるものをいう。そして、前記
オープンチューブという概念の中に、薄板材を巻回し、
巻回最終端を接合せずオープンにして製作された管状体
が含まれる。
【００１４】本発明のメタル担体（ＭＳ）を構成するメ
タルケーシング（Ｃ）は、図示されるように、前記細径
のオープンチューブ（ｔ）を内部に収容し、かつ前記メ
タルワイヤー（Ｗ）で前記細径のオープンチューブ
（ｔ）を固定するのに適した構造のものであればよく、
特段に制約を受けるものではない。メタルケーシング
（Ｃ）内で前記細径のオープンチューブ（ｔ）を固定す
る方式は、任意の方式のものであってよい。図１には、
メタルケーシング（Ｃ）の両端面部においてメタルワイ
ヤー（Ｗ）をクロス状に張設し、該メタルワイヤー
（Ｗ）の間で細径のオープンチューブ（ｔ）を保持する
態様のものが示されている。図示しないが、メタルケー
シング（Ｃ）の端面から所定の長さの部位に外周壁に沿
って所定ピッチの穴を穿設し、これにメタルワイヤー
（Ｗ）を張設し、このワイヤー間で細径のオープンチュ
ーブ（ｔ）を固定してもよい。
【００１５】本発明のメタル担体（ＭＳ）において、前
記メタルケーシング（Ｃ）の素材としては、図１１〜図
１２で示される従来のメタルハニカム体の製造に際して
使用されているものと同種の耐熱鋼を用いてもよいし、
更に耐熱耐食性に富むものを用いてもよい。また、外側
部分の金属材料を内側部分にフェライト系ステンレス鋼
を、外側部分にオースラナイト系ステンレス鋼を使用し
たものを用いてもよい。
【００１６】本発明のメタル担体（ＭＳ）を構成するメ
タルワイヤーは、図示されるように細径のオープンチュ
ーブ（ｔ）をメタルケーシング（Ｃ）内に配設するに適
したものであれば特段に制約を受けない。前記メタルワ
イヤー（Ｗ）の素材としては、図１１〜図１２で示され
る従来のメタルハニカム体の製造に際して使用されてい
る平板状帯材（箔材）または波板状帯材（箔材）と同等
の特性を有するもの、即ち耐高温酸化性に優れた材質の
ものが好ましい。例えば、Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ製、
またはこれにＲＥＭを添加したものなどのワイヤー材が
使用される。メタルワイヤー（Ｗ）の断面形状は、一般
に円形であるが、楕円形、多角形、長方形などの異形状
のものでも良く、あるいはこれらをより合わせたり、ま
たは組み合わせてもよい。また、偏平状のリボン材であ
ってもよいことは、いうまでもないことである。前記メ
タルワイヤー（Ｗ）の線径、厚みは所定のものでよく、
例えば断面円形の線材の場合、一般に線径として０．１
〜１．０mmのものが使用される。
【００１７】次に、本発明のメタル担体（ＭＳ）を構成
する任意断面形状の細径のオープンチューブ（ｔ）の構
造について説明する。図２は、図１に示される本発明の
メタル担体（ＭＳ）に適用される第一実施態様の細径の
オープンチューブ（ｔ1 ）の構造を示すものである。第
一実施態様の細径のオープンチューブは図示されるよう
に所望径の円筒状オープンチューブであり、その外壁部
に一条のスリット（空間溝）（Ｓ1 ）を有するものであ
る。図２には、該細径のオープンチューブ（ｔ1 ）が、
二本のメタルワイヤー（Ｗ1 ，Ｗ2 ）で固定部（ｆ1 ）
で固定されることが示されている。前記固定手段として
は、溶接やろう接、さらには熱拡散処理による拡散接合
など任意のものが採用される。また、後述するようにメ
タルワイヤー間で係止させるような機械的な係止手段が
あってもよい。図２において、図を簡略化するために横
方向のメタルワイヤーが省略されている。本発明におい
て、メタルワイヤーを縦方向にのみ張設するようにして
も、あるいは縦横、クロス状に張設するようにしてもよ
いことはいうまでもないことである。本発明の第一実施
態様の細径のオープンチューブ（ｔ1 ）は、一条のスリ
ット（Ｓ1 ）を有しているため、メタルケーシング
（Ｃ）内に配列、かつメタルワイヤー（Ｗ）で固定され
たとき、該スリットを介して排気ガスが内→外、外→内
へ自由に流通することができ、メタル担体（ＭＳ）内で
排気ガスが十分に混合、攪拌され、かつ乱流化されるた
め、メタル担体（ＭＳ）内部の温度の均一化、局所的な
熱応力の発生の防止、排気ガスの浄化能の向上など優れ
た特性を発揮することができる。
【００１８】前記細径のオープンチューブ（ｔ）の使用
本数は、排気ガスの目標浄化能などの観点から適宜、決
めればよい。例えば、図１１〜図１２に示される従来の
平板状帯材と波板状帯材とで構成される巻回または積層
タイプのメタルハニカム体と同程度の排気ガス浄化能を
達成するためには、次の使用本数の設定値が参考にな
る。例えば、φ６０．５mm、長さ７５mmの円筒状の巻回
タイプのメタルハニカム体（箔の厚さ５０μm 、セル密
度２００cpsi）と同等の浄化能を達成するためには、本
発明のメタル担体は、排気ガス浄化用触媒に対して同等
の担持表面積をもつことが必要である。この場合、円筒
状細径のオープンチューブ（ｔ）として、内径１．４m
m、外径１．５mm、スリット幅０．５mm、長さ７５mmの
ものを使用すると、使用する本数は８１０本である。ま
た、円筒状細径のオープンチューブ（ｔ）として、内径
１．１mm、外径１．３mm、スリット幅０．５mm、長さ７
５mmのものを使用すると、使用する本数は１０３０本で
ある。
【００１９】図３〜図４は、本発明のメタル担体（Ｍ
Ｓ）に適用される第二実施態様の細径のオープンチュー
ブ（ｔ2 ）を説明する図である。第二実施態様の細径の
オープンチューブ（ｔ2 ）は、スリット（Ｓ2 ）を有す
る円筒状チューブのものであり、所望部位にメタルワイ
ヤー（Ｗ）による固定部として凹部（ｆ2 ）を有するも
のである。前記細径のオープンチューブ（ｔ2 ）は、凹
部（ｆ2 ）において、二枚のリボン状ワイヤー（Ｗ3 ，
Ｗ4 ）により係止される。なお、本発明において、前記
凹部（ｆ2 ）において、単に二本のリボン状ワイヤー
（Ｗ3 ，Ｗ4 ）により係止固定するだけでなく、更に該
凹部（ｆ2）において熔接、ろう接などの固着手段を適
用してもよい。
【００２０】図５は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される第三実施態様の細径のオープンチューブ
（ｔ3 ）を説明する図である。第三実施態様の細径のオ
ープンチューブ（ｔ3 ）は、スリット（Ｓ3 ）を有する
円筒状チューブのものより、所望部位にメタルワイヤー
（Ｗ）による固定部として、チューブ側部に切欠部（ｆ
3 ）を有するものである。
【００２１】図６は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される第四実施態様の細径のオープンチューブ
（ｔ4 ）を説明する図である。第四実施態様の細径のオ
ープンチューブ（ｔ4 ）は、スリット（Ｓ4 ）を有する
円筒状で凹凸蛇腹状の周壁部を有するチューブのもので
あり、メタルワイヤー（Ｗ）による固定部（ｆ4 ）は、
前記凹凸の蛇腹部となる。なお、第四実施態様の細径中
空チューブ（ｔ4 ）においては、その外周壁が凹凸蛇腹
状であるため表面積が円筒状のものより大きくなるた
め、触媒担持量を増大させることが出来る。
【００２２】図７は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される第五実施態様の細径のオープンチューブ
（ｔ5 ）を説明する図である。第五実施態様の細径のオ
ープンチューブ（ｔ5 ）は、円筒状チューブのものであ
り、メタルワイヤー（Ｗ）による固定部として、チュー
ブの両端面部の壁部に１／４周毎に形成された切欠部
（ｆ5 ）を有するものである。
【００２３】本発明の本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される細径中空チューブ（ｔ）としては、前記した断
面形状が円形のものに限定されず、所望形状のものであ
ってもよい。図８は第六実施態様のスリット（Ｓ6 ）を
有する細径のオープンチューブ（ｔ6 ）を示し、その断
面形状は菱形である。図９は、第七実施態様のスリット
（Ｓ7 ）を有する細径のオープンチューブ（ｔ7 ）を示
し、その断面形状は六角形である。また、特に図示しな
いが、断面形状が楕円形のものであってもよい。
【００２４】図１０は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に
適用される第八実施態様の細径のオープンチューブ（ｔ
8 ）を示す。図１０に示されるものは、薄板材を巻回成
形し、巻回最終端をオープンにし、該オープン部屋を空
間溝としたものであり、この種のものも本発明のオープ
ンチューブの概念に含まれる。
【００２５】本発明において、前記細径のオープンチュ
ーブ（ｔ）の構造及びその配設方式としては、種々の変
形例が可能である。例えば、図示しないが、メタル担体
（ＭＳ）の中央部に他部と比較して小径のものを配設し
たり、何種類かのチューブを組合わせたりしてもよい。
後者の場合、細径中空チューブと組合わせてもよいこと
はいうまでもないことである。更に、本発明において、
これらチューブの配設密度は適宜に決められる。例え
ば、メタル担体（ＭＳ）の中央部に小径のチューブを配
設すると、中央部での速い排気ガス流に適合した所望量
の触媒を担持させることが出来るため、均一な浄化能を
達成することができる。また、細径のオープンチューブ
（ｔ）の配設方式として、縦方向のみまたは横方向のみ
に張設されたメタルワイヤーの間に細径のオープンチュ
ーブを配設してもよい。この場合、上下間または左右間
で各細径のオープンチューブ（ｔ）を当接させてもよ
く、あるいは所望の隙間を設けるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化用触媒を担持させ
るためのメタル担体（ＭＳ）は、従来の平板状帯材（箔
材）と波板状帯材（箔材）から構成される各種タイプの
ハニカム構造を有するメタルハニカム体を主要な構成要
素としたメタル担体、あるいは細径管をメタルケーシン
グ内に最密状態に充填して構成したハニカム構造のメタ
ル担体と比較して、以下のような優れた効果を奏する。
【００２７】(i) 本発明のメタル担体（ＭＳ）はメタル
ケーシング内に細径のオープンチューブをメタルワイヤ
ーをもって配設、固定した構造のものであるから、メタ
ル担体の使用時にメタル担体内部に発生する大きな熱応
力に基づく変形力を、前記細径のオープンメタルチュー
ブ及びメタルワイヤーで吸収、緩和させることが出来る
ため、耐久性に優れたものである。この点、従来の帯材
（箔材）を使用したものや、細径管をメタルケーシング
内に最密充填させたハニカム構造のものにおいては、前
記変形力を吸収、緩和する能力が低いものである。
【００２８】(ii) 本発明のメタル担体（ＭＳ）は細径
のオープンチューブのメタルワイヤーを介した配列体で
あることから、各細径オープンチューブと細径オープン
チューブの間において排気ガス流を攪拌混合、乱流化す
ることが出来るため、排気ガスと細径オープンチューブ
表面に担持された排気ガス浄化用触媒との接触効率が改
善され、浄化能力を向上させることが出来る。この点従
来の帯材（箔材）を使用したものや細径管をメタルケー
シング内に最密充填させたハニカム構造のものにおいて
は、乱流化のために特別の機構が必要である。
【００２９】(iii) 本発明のメタル担体（ＭＳ）は、細
管としてその壁部に一条のスリット部（空間溝）を有す
るものを使用しているため、前記(ii)の効果が増長さ
れ、メタル担体（ＭＳ）内部の温度の均一化（異常な熱
応力の発生防止）、均一な浄化能、排気ガスの攪拌、乱
流化により浄化能の向上など、優れた特性が発揮され
る。
【００３０】(iv) 本発明のメタル担体（ＭＳ）におい
て、各細径のオープンチューブを所望の空隙部をもって
メタルワイヤーを介してメタルケーシング内に配列、固
定することが出来るため、各細径のオープンチューブが
当接せず、各チューブの外表面を触媒担持のために有効
活用することが出来る（単位重量当たりの比表面積が大
きい）。
【００３１】(v) 従来の帯材（箔材）は極めて高価なも
のであるが、本発明の細径のオープンチューブの配列体
で構成されるメタル担体は安価であり、コストメリット
を得ることが出来る。
【００３２】(vi) 従来の帯材（箔材）を利用したハニ
カム構造のメタルハニカム体や細径管をメタルケーシン
グ内に最密充填したメタルハニカム体と比較して、排気
ガス系統の要求特性に合わせて最適なメタル担体を設計
の自由度をもって製造することが容易である。例えば、
メタル担体の中央（中心部）の配管密度や細管の径を他
部と相違させるなどして要求特性に適合した最適なメタ
ル担体を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のメタル担体を示す一部を透視し、か
つ一部を省略した斜視図である。
【図２】 本発明のメタル担体に適用される第一実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図３】 本発明のメタル担体に適用される第二実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図４】 図３の一部を透視した側面図である。
【図５】 本発明のメタル担体に適用される第三実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図６】 本発明のメタル担体に適用される第四実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図７】 本発明のメタル担体に適用される第五実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図８】 本発明のメタル担体に適用される第六実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図９】 本発明のメタル担体に適用される第七実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図１０】 本発明のメタル担体に適用される第八実施
態様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図１１】 従来の巻回タイプのメタルハニカム体の斜
視図である。
【図１２】 従来の積層タイプのメタルハニカム体の斜
視図である。
【符号の説明】 ＭＳ ………メタル担体 Ｃ ………メタルケーシング ｔ，ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ………細径中空チューブ Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ， ………スリット部 Ｗ，Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 ………メタルワイヤー ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 ………固定部 ＭＳ' ………従来のメタル担体 Ｈ ………従来のメタルハニカム体 １ ………平板状帯材 ２ ………波板状帯材 ３ ………網目状通気孔路（セル）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 メタル担体
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自動車の排気
ガス浄化装置において使用される、排気ガス浄化用触媒
を担持させるための金属製のメタル担体に関する。更に
詳しくは、本発明は、金属製のメタル担体の構成部材
を、従来の高価な耐熱鋼製の平板状帯材（箔材）及びま
たは波板状帯材（箔材）に代えて、筒状メタルケーシン
グと該メタルケーシング内に配設する細径のオープンチ
ューブ、及び該チューブをメタルケーシング内に固定す
るためのメタルワイヤーで構成したことを特徴とする経
済的でかつ耐久性などの特性に優れたメタル担体に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化装置用の触
媒担体として、コージェライトなどのセラミック材を用
いたセラミック製のモノリスタイプ（セラミックモノリ
ス）のものと、金属（メタル）製のモノリスタイプ（メ
タルモノリス）のものが知られている。特に最近におい
ては、セラミックモノリスの欠点を改善するために、即
ち、機械的強度、耐久性、通気抵抗、浄化効率（装置の
小型化）などの観点からメタルモノリスが盛んに研究開
発されている。
【０００３】この種の従来の金属製触媒担体（メタル担
体）（ＭＳ´、メタルサポート）の典型例は、図１１〜
図１２に示されるものである。そして、この種のメタル
担体は一般に耐高温酸化性や耐熱性に優れた薄肉鋼板か
らの平板状帯材（１）と前記薄肉鋼板を波付形成した波
板状帯材（２）とを、相互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻状に巻回積層するか、あるいは階層
状に重積して製作した軸方向に排気ガス通路のための多
数の網目状通気穴路（セル）を有するメタルハニカム体
と、前記メタルハニカム体を填装し固着するための両端
が開口した筒状の金属ケース（４）から構成されるもの
である。なお、図１１は巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を示し、図１２は積層タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を示すものである。
【０００４】そして、前記メタル担体を構成するメタル
ハニカム体と金属ケースとは、排気ガス自体の高温度及
び排気ガスと浄化用触媒（Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの触
媒）との発熱反応などによる熱膨張や熱的応力に耐え得
るように、また自動車走行時の振動などに耐え得るよう
にろう接または溶接などにより強固に固着される。な
お、メタルハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯
材の当接部は種々の方法により固着されることはいうま
でもないことである。
【０００５】前記した従来のメタルハニカム体におい
て、その構成部材である平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）としては、例えばクロム鋼（クロム13〜25％）、
Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ５％などの耐熱性のステンレス
鋼あるいはこれに耐高温酸化性を改善するために希土類
を加えたステンレス鋼などの厚さが０．１mm以下の帯材
（箔材）が使用される。なお、各帯材にＡｌを含有した
ステンレス鋼は、耐高温酸化性が向上するとともに、熱
処理により帯材表面にウィスカー状ないしマッシュルー
ム状などの種々の形状のα−Ａｌ2 Ｏ3 が析出し、これ
が排気ガス浄化用触媒を担持するためのウォッシュコー
トを強固に固着するため極めて好ましい材料である。
【０００６】しかしながら、前記したメタルハニカム体
（Ｈ）を構成する平板状帯材（１）及び波板状帯材
（２）は、材料自体あるいはこの種の用途に適用するた
めの箔材（厚さ０．０４〜０．１mm）とするのに圧延コ
ストがかかるなど極めて高価なものであり、セラミック
製のハニカム体に対するメタルハニカム体の価格競争力
を大きく低下させている。また、前記したようにメタル
ハニカム体の製造において、各構成部材をろう接合する
場合、Ｎｉ系などの高価な高温ろう材を使用するため、
この面でもコストがかさむものである。
【０００７】更には、前記した高価な平板状帯材（１）
と波板状帯材（２）を使用して製造したハニカム構造の
メタルハニカム体は、両帯材（１、２）が相互に当接し
ている関係上、排気ガス浄化用触媒を担持させるための
有効表面積は小さいものである。即ち、両帯材（１、
２）は、波板状帯材（２）の波の頂部／谷部において平
板状帯材（１）と相互に当接するが、両帯材（１、２）
は前記当接部において触媒の担持量をできるだけ多くす
るような点接触の状態で当接しているのではなく、面接
触の状態で当接しているため、前記有効表面積は小さく
減ぜられる。両帯材（１、２）の当接態様において、場
合によっては３０％も有効表面積が減じられてしまい、
高価な帯材（１、２）を使用していながら、十分に材料
を活用していないということができる。
【０００８】また、当業界において、前記した平板状帯
材（１）と波板状帯材（２）を使用せずに、メタル担体
の主要な構成要素であるメタルハニカム体を、複数本の
薄肉小径管（細管）から製造する技術が提案されている
（例えば、特開昭６３−１３６８４号、同６３−２７３
５１７号、同６３−３１５１５０号、同６３−３１５１
５１号参照）。しかしながら、これらのものは小径管同
士をその外周面を相互に緊密に接触させるようにしてメ
タルハニカム体とするため、前記したように排気ガスの
浄化用触媒を担持する有効表面積が著しく減ぜられるも
のである。
【０００９】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
高価な帯材（箔材）を使用するメタル担体に対して、筒
状メタルケーシング内に、複数本の任意断面形状を有す
る細径のオープンチューブ（管体）を配設するととも
に、該オープンチューブを相互に所望の間隔をもってメ
タルワイヤーで固定したとき、コストメリットが得られ
るとともに耐久性や排気ガスの浄化特性などに優れた特
性を有するメタル担体が得られるという知見をベースに
して完成されたものである。
【００１０】また、本発明は、従来の細管をベースと
し、相互にその周外面を密接させて形成したハニカム構
造体のメタルハニカム体に対して、メタルケーシング内
に細管を相互にその外周面を密接させないで配設した場
合、触媒担持量が著しく増大するために使用する細管を
減じることが出来ること、また、各細管の間に形成され
る空間スペースにおいて排気ガスが攪拌、乱流化するた
めに排気ガスの浄化能を向上させることが出来ること、
更には細管としてオープンチューブを使用した場合、メ
タルハニカム体内部において排気ガスの混合、乱流化が
一層促進され、これが浄化能に好ましい結果を与えるこ
と、という知見をベースにして完成されたものである。
本発明により、経済的でかつ諸特性に優れた排気ガス浄
化用触媒を担持するためのメタル担体が提供される。
【００１１】
【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、排気ガスの浄化用触媒を担持するためのメタ
ル担体において、前記メタル担体が、(i) 筒状のメタル
ケーシング、(ii) 前記メタルケーシング内に配設され
る所望本数の任意断面形状を有する細径のオープンチュ
ーブ、(iii) 前記メタルケーシング内に前記細径のオー
プンチューブを配列し、固定するためのメタルワイヤ
ー、から構成されることを特徴とするメタル担体に関す
るものである。
【００１２】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて、図面を参照して説明する。なお、本発明は図示
のものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。
【００１３】図１は、本発明のメタル担体（ＭＳ）の一
部を透視し、かつ一部を省略した斜視図である。図示さ
れるように、本発明のメタル担体（ＭＳ）は、耐熱鋼製
のメタルケーシング（Ｃ）、前記メタルケーシング
（Ｃ）内に配設される耐熱鋼製の細径のオープンチュー
ブ（ｔ）、及び前記オープンチューブ（ｔ）をメタルケ
ーシング内に配設、固定するためのメタルワイヤー
（Ｗ）という三つの構成要素からなるものである。な
お、本発明において、オープンチューブとは、チューブ
（管体）外壁部に一条のスリット（空間溝）があるもの
をいう。そして、前記オープンチューブという概念の中
には、薄板材を巻回し、巻回最終端を接合せずにオープ
ンにして製作された管状体が含まれる。
【００１４】本発明のメタル担体（ＭＳ）を構成するメ
タルケーシング（Ｃ）は、図示されるように、前記細径
のオープンチューブ（ｔ）を内部に収容し、かつ前記メ
タルワイヤー（Ｗ）で前記細径のオープンチューブ
（ｔ）を固定するのに適した構造のものであればよく、
特段に制約を受けるものではない。メタルケーシング
（Ｃ）内で前記細径のオープンチューブ（ｔ）を固定す
る方式は、任意の方式のものであってよい。図１には、
メタルケーシング（Ｃ）の両端面部においてメタルワイ
ヤー（Ｗ）をクロス状に張設し、該メタルワイヤー
（Ｗ）の間で細径のオープンチューブ（ｔ）を保持する
態様のものが示されている。図示しないが、メタルケー
シング（Ｃ）の端面から軸方向に所望の長さをおいた部
位おいて、その外周壁の周方向に所定ピッチの穴を穿設
し、これにメタルワイヤー（Ｗ）を張設し、このワイヤ
ー間で細径のオープンチューブ（ｔ）を保持、固定して
もよい。
【００１５】本発明のメタル担体（ＭＳ）において、前
記メタルケーシング（Ｃ）の素材としては、図１１〜図
１２で示される従来のメタルハニカム体の製造に際して
使用されているものと同種の耐熱鋼を用いてもよいし、
更に耐熱耐食性に富むものを用いてもよい。また、外側
部分の金属材料を内側部分より耐熱耐蝕性に富むものと
した二重構造のもの、具体的には内側部分にフェライト
系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイト系ステン
レス鋼を使用したものを用いてもよい。
【００１６】本発明のメタル担体（ＭＳ）を構成するメ
タルワイヤーは、図示されるように細径のオープンチュ
ーブ（ｔ）をメタルケーシング（Ｃ）内に配設するに適
したものであれば特段に制約を受けない。前記メタルワ
イヤー（Ｗ）の素材としては、図１１〜図１２で示され
る従来のメタルハニカム体の製造に際して使用されてい
る平板状帯材（箔材）または波板状帯材（箔材）と同等
の特性を有するもの、即ち耐高温酸化性に優れた材質の
ものが好ましい。例えば、Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ製、
またはこれにＲＥＭを添加したものなどのワイヤー材が
使用される。メタルワイヤー（Ｗ）の断面形状は、一般
に円形であるが、楕円形、多角形、長方形などの異形状
のものでも良く、あるいはこれらを撚り合わせたり、ま
たは組み合わせてもよい。前記メタルワイヤー（Ｗ）の
線径、厚みは所定のものでよく、例えば断面円形の線材
の場合、一般に線径として０．１〜１．０mmのものが使
用される。また、本発明において、前記メタルワイヤー
（Ｗ）として扁平状のリボン材を使用することができ
る。メタルワイヤー（Ｗ）が扁平状のリボン材であると
き、メタルケーシング（Ｃ）内でのオープンチューブの
固定が強固になるため好ましいものである。この種のリ
ボン材としては、例えば厚さ１００μm 、幅５mmなどの
ものが使用される。
【００１７】次に、本発明のメタル担体（ＭＳ）を構成
する任意断面形状の細径のオープンチューブ（ｔ）の構
造について説明する。図２は、図１に示される本発明の
メタル担体（ＭＳ）に適用される第一実施態様の細径の
オープンチューブ（ｔ1 ）の構造を示すものである。第
一実施態様の細径のオープンチューブ（ｔ1 ）は、図示
されるように所望径の円筒状オープンチューブであり、
その外壁部に一条のスリット（空間溝）（Ｓ1 ）を有す
るものである。図２には、前記細径のオープンチューブ
（ｔ1 ）が、二本のメタルワイヤー（Ｗ1 ，Ｗ2 ）で固
定部（ｆ1 ）で固定されていることが示されている。前
記固定手段としては、溶接やろう接、さらには熱拡散処
理による拡散接合など任意のものが採用される。また、
後述するようにメタルワイヤー間で機械的に係止させる
ような係止手段であってもよい。図２において、図を簡
略化するために横方向のメタルワイヤーが省略されてい
る。本発明において、メタルワイヤーを縦方向にのみ張
設するようにしても、あるいは縦横、クロス状に張設す
るようにしてもよいことはいうまでもないことである。
本発明の第一実施態様の細径のオープンチューブ
（ｔ1 ）は、一条のスリット（Ｓ1 ）を有しているた
め、メタルケーシング（Ｃ）内に配列、かつメタルワイ
ヤー（Ｗ）で固定されたとき、該スリットを介して排気
ガスが内→外、外→内へ自由に流通することができ、メ
タル担体（ＭＳ）内で排気ガスが十分に混合、攪拌さ
れ、かつ乱流化されるため、メタル担体（ＭＳ）内部の
温度の均一化、局所的な熱応力の発生の防止、排気ガス
の浄化能の向上など優れた特性を発揮することができ
る。
【００１８】前記細径のオープンチューブ（ｔ1 ）の使
用本数は、排気ガスの目標とする浄化能（設定された浄
化度）などの観点から適宜、決めればよい。例えば、図
１１〜図１２に示される従来の平板状帯材と波板状帯材
とで構成される巻回または積層タイプのメタルハニカム
体と同程度の排気ガス浄化能を達成するためには、次の
使用本数の設定値が参考になる。例えば、φ６０．５m
m、長さ７５mmの帯材（箔材）を使用して製作した円筒
状の巻回タイプのメタルハニカム体（箔の厚さ５０μm
、セル密度２００cpsi）と同等の浄化能を達成するた
めには、本発明のメタル担体は、排気ガス浄化用触媒に
対して同等の担持表面積をもつことが必要である。この
場合、円筒状細径のオープンチューブ（ｔ1 ）として、
内径１．４mm、外径１．５mm、スリット幅０．５mm、長
さ７５mmのものを使用すると、使用する本数は８１０本
である。また、円筒状細径のオープンチューブ（ｔ1 ）
として、内径１．１mm、外径１．３mm、スリット幅０．
５mm、長さ７５mmのものを使用すると、使用する本数は
１０３０本である。
【００１９】図３〜図４は、本発明のメタル担体（Ｍ
Ｓ）に適用される第二実施態様の細径のオープンチュー
ブ（ｔ2 ）を説明する図である。第二実施態様の細径の
オープンチューブ（ｔ2 ）は、スリット（Ｓ2 ）を有す
る円筒状チューブのものであり、所望部位にメタルワイ
ヤー（Ｗ）による固定部として凹部（ｆ2 ）を有するも
のである。前記細径のオープンチューブ（ｔ2 ）は、凹
部（ｆ2 ）において、二枚のリボン状ワイヤー（Ｗ3 ，
Ｗ4 ）により係止される。なお、本発明において、前記
凹部（ｆ2 ）において、単に二本のリボン状ワイヤー
（Ｗ3 ，Ｗ4 ）により係止固定するだけでなく、更に前
記凹部（ｆ2）において熔接、ろう接などの固着手段を
適用してもよい。
【００２０】図５は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される第三実施態様の細径のオープンチューブ
（ｔ3 ）を説明する図である。第三実施態様の細径のオ
ープンチューブ（ｔ3 ）は、スリット（Ｓ3 ）を有する
円筒状チューブのものより、所望部位にメタルワイヤー
（Ｗ）による固定部として、チューブ側部に切欠部（ｆ
3 ）を有するものである。
【００２１】図６は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される第四実施態様の細径のオープンチューブ
（ｔ4 ）を説明する図である。第四実施態様の細径のオ
ープンチューブ（ｔ4 ）は、スリット（Ｓ4 ）を有する
円筒状で凹凸蛇腹状の周壁部を有するチューブのもので
あり、メタルワイヤー（Ｗ）による固定部（ｆ4 ）は、
前記凹凸の蛇腹部となる。なお、第四実施態様の細径中
空チューブ（ｔ4 ）においては、その外周壁が凹凸蛇腹
状であるため表面積が円筒状のものより大きくなるた
め、触媒担持量を増大させることが出来る。
【００２２】図７は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される第五実施態様の細径のオープンチューブ
（ｔ5 ）を説明する図である。第五実施態様の細径のオ
ープンチューブ（ｔ5 ）は、円筒状チューブのものであ
り、メタルワイヤー（Ｗ）による固定部として、チュー
ブの両端面部の壁部に１／４周毎に形成された切欠部
（ｆ5 ）を有するものである。
【００２３】本発明の本発明のメタル担体（ＭＳ）に適
用される細径中空チューブ（ｔ）としては、前記した断
面形状が円形のものに限定されず、所望形状のものであ
ってもよい。図８は第六実施態様のスリット（Ｓ6 ）を
有する細径のオープンチューブ（ｔ6 ）を示し、その断
面形状は菱形である。図９は、第七実施態様のスリット
（Ｓ7 ）を有する細径のオープンチューブ（ｔ7 ）を示
し、その断面形状は六角形である。また、特に図示しな
いが、断面形状が楕円形のものであってもよい。
【００２４】図１０は、本発明のメタル担体（ＭＳ）に
適用される第八実施態様の細径のオープンチューブ（ｔ
8 ）を示す。図１０に示されるものは、薄板材を巻回成
形し、巻回最終端をオープンにし、該オープン部位を空
間溝としたものであり、この種のものも本発明のオープ
ンチューブの概念に含まれる。
【００２５】本発明において、前記細径のオープンチュ
ーブ（ｔ）の構造及びその配設方式としては、種々の変
形例が可能である。例えば、図示しないが、メタル担体
（ＭＳ）の中央部に他部と比較して小径のものを配設し
たり、何種類かのチューブを組合わせたりしてもよい。
後者の場合、オープン部位（空間溝部）のない細径中空
チューブが組合わせられてもよいことはいうまでもない
ことである。更に、本発明において、これらチューブの
配設密度は適宜に決められる。例えば、メタル担体（Ｍ
Ｓ）の中央部に小径のチューブを配設すると、中央部で
の流速の速い排気ガス流に適合した所望量の触媒を担持
させることが出来るため、均一な浄化能を達成すること
ができる。また、細径のオープンチューブ（ｔ）の配設
方式として、縦方向のみまたは横方向のみに張設された
メタルワイヤーの間に細径のオープンチューブを配設し
てもよい。この場合、上下間または左右間で各細径のオ
ープンチューブ（ｔ）を当接させてもよく、あるいは所
望の隙間を設けるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化用触媒を担持させ
るためのメタル担体（ＭＳ）は、従来の平板状帯材（箔
材）と波板状帯材（箔材）から構成される各種タイプの
ハニカム構造を有するメタルハニカム体を主要な構成要
素としたメタル担体、あるいは細径管をメタルケーシン
グ内に最密状態に充填して構成したハニカム構造のメタ
ル担体と比較して、以下のような優れた効果を奏する。
【００２７】(i) 本発明のメタル担体（ＭＳ）は、メタ
ルケーシング内に細径のオープンチューブをメタルワイ
ヤーをもって配設、固定した構造のものであるから、メ
タル担体の使用時にメタル担体内部に発生する大きな熱
応力に基づく変形力を、前記細径のオープンメタルチュ
ーブ及びメタルワイヤーで吸収、緩和させることが出来
るため、耐久性に優れたものである。この点、従来の帯
材（箔材）を使用したハニカム構造のメタルハニカム体
を主要な構成要素とするメタル担体、あるいは、細径管
をメタルケーシング内に最密充填させて構成したハニカ
ム構造のメタル担体においては、前記変形力を吸収、緩
和する能力が低いものである。
【００２８】(ii) 本発明のメタル担体（ＭＳ）は、細
径のオープンチューブのメタルワイヤーを介した配列体
であることから、各細径オープンチューブと細径オープ
ンチューブの間において排気ガス流を攪拌混合、乱流化
することが出来るため、排気ガスと細径オープンチュー
ブ表面に担持された排気ガス浄化用触媒との接触効率が
改善され、浄化能力を向上させることが出来る。これに
対して従来の帯材（箔材）を使用したものや細径管をメ
タルケーシング内に最密充填させたハニカム構造のもの
においては、乱流化のために特別の機構が必要である。
【００２９】(iii) 本発明のメタル担体（ＭＳ）は、細
管としてその壁部に一条のスリット部（空間溝）を有す
るものを使用しているため、前記(ii)の効果が増長さ
れ、メタル担体（ＭＳ）内部の温度の均一化（異常な熱
応力の発生防止）、均一な浄化能、排気ガスの攪拌、乱
流化により浄化能の向上など、優れた特性が発揮され
る。
【００３０】(iv) 本発明のメタル担体（ＭＳ）におい
て、各細径のオープンチューブを所望の空隙部をもって
メタルワイヤーを介してメタルケーシング内に配列、固
定することが出来るため、各細径のオープンチューブが
当接せず、各チューブの外表面を触媒担持のために有効
活用することが出来る（単位重量当たりの比表面積が大
きい）。
【００３１】(v) 従来の帯材（箔材）は極めて高価なも
のであるが、本発明の細径のオープンチューブの配列体
で構成されるメタル担体は安価であり、コストメリット
を得ることが出来る。
【００３２】(vi) 従来の帯材（箔材）を利用したハニ
カム構造のメタルハニカム体や細径管をメタルケーシン
グ内に最密充填したメタルハニカム体と比較して、排気
ガス系統の要求特性に合わせて最適なメタル担体を設計
の自由度をもって製造することが容易である。例えば、
メタル担体の中央（中心部）の配管密度や細管の径を他
部と相違させるなどして要求特性に適合した最適なメタ
ル担体を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のメタル担体を示す一部を透視し、か
つ一部を省略した斜視図である。
【図２】 本発明のメタル担体に適用される第一実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図３】 本発明のメタル担体に適用される第二実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図４】 図３の一部を透視した側面図である。
【図５】 本発明のメタル担体に適用される第三実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図６】 本発明のメタル担体に適用される第四実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図７】 本発明のメタル担体に適用される第五実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図８】 本発明のメタル担体に適用される第六実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図９】 本発明のメタル担体に適用される第七実施態
様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図１０】 本発明のメタル担体に適用される第八実施
態様の細径のオープンチューブの構造を説明する図であ
る。
【図１１】 従来の巻回タイプのメタルハニカム体の斜
視図である。
【図１２】 従来の積層タイプのメタルハニカム体の斜
視図である。
【符号の説明】 ＭＳ ………メタル担体 Ｃ ………メタルケーシング ｔ，ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ………細径中空チューブ Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ， ………スリット部 Ｗ，Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 ………メタルワイヤー ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 ………固定部 ＭＳ' ………従来のメタル担体 Ｈ ………従来のメタルハニカム体 １ ………平板状帯材 ２ ………波板状帯材 ３ ………網目状通気孔路（セル）

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気ガスの浄化用触媒を担持するための
    メタル担体において、前記メタル担体が、 (i) 筒状のメタルケーシング、 (ii) 前記メタルケーシング内に配設される所望本数の
    任意断面形状を有する細径のオープンチューブ、 (iii) 前記メタルケーシング内に前記細径のオープンチ
    ューブを配列し、固定するためのメタルワイヤー、から
    構成されることを特徴とするメタル担体。
  2. 【請求項２】 細径のオープンチューブが、メタルワイ
    ヤーを介して、溶接、ろう接、または拡散接合により固
    定されるものである請求項１に記載のメタル担体。
  3. 【請求項３】 細径のオープンチューブが、メタルワイ
    ヤーにより機械的に係止される係止部を有するものであ
    る請求項１に記載のメタル担体。
  4. 【請求項４】 係止部が、チューブ側部に形成された凹
    部、切欠部、及び凹凸部である請求項３に記載のメタル
    担体。
  5. 【請求項５】 係止部が、チューブ端面部に形成された
    切欠部である請求項３に記載のメタル担体。
  6. 【請求項６】 メタルワイヤーが、任意断面形状を有す
    る線材である請求項１に記載のメタル担体。
  7. 【請求項７】 メタルワイヤーが、扁平状のリボン材で
    ある請求項１に記載のメタル担体。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544471B2 (ja) * 1998-05-12 2004-07-21 日本碍子株式会社 六角セルハニカム構造体とその把持方法
JP4369655B2 (ja) * 2002-11-19 2009-11-25 株式会社キャタラー 排気ガス浄化装置及びその製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US899898A (en) * 1907-06-25 1908-09-29 Hugo Petersen Filling for reaction-chambers, &c.
US899899A (en) * 1907-09-26 1908-09-29 Hugo Petersen Filling material for reaction-chambers.
US2183657A (en) * 1934-11-26 1939-12-19 Arthur A Page Aerobic filter
US3208833A (en) * 1963-05-01 1965-09-28 Universal Oil Prod Co Fluid distributing means for packed chambers
US4305910A (en) * 1979-02-28 1981-12-15 Mitsui Engineering And Shipbuilding Co., Ltd. Catalytic reaction for reduction of nitrogen oxide
US4388277A (en) * 1980-06-06 1983-06-14 United Kingdom Atomic Energy Authority Catalyst device and method
US4471014A (en) * 1981-06-30 1984-09-11 Atomic Energy Of Canada Limited Ordered bed packing module
JPS6313684A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ハニカム構造筒体の製造方法
JPS63273517A (ja) * 1987-04-30 1988-11-10 Nippon Steel Corp 自動車排ガス浄化装置用基体の製造法
JPS63315150A (ja) * 1987-06-18 1988-12-22 Yutaka Giken:Kk 自動車排ガス用触媒装置
JPS63315151A (ja) * 1987-06-18 1988-12-22 Yutaka Giken:Kk 自動車用触媒装置
US5163291A (en) * 1988-08-13 1992-11-17 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Metal-made carrier body for exhaust gas cleaning catalyst
US5346675A (en) * 1988-12-16 1994-09-13 Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas cleaning apparatus
JP2819864B2 (ja) * 1991-06-26 1998-11-05 トヨタ自動車株式会社 排気ガス浄化触媒用メタル担体
JPH0570644U (ja) * 1992-02-28 1993-09-24 三恵技研工業株式会社 触媒コンバータ
JP3222542B2 (ja) * 1992-04-24 2001-10-29 株式会社デンソー 金属製触媒担体
US5260035A (en) * 1992-08-05 1993-11-09 Corning Incorporated Apparatus and method for modifying gaseous mixtures
JP3224609B2 (ja) * 1992-09-29 2001-11-05 新日本製鐵株式会社 排ガス浄化触媒用メタル担体
JPH07328452A (ja) * 1994-06-13 1995-12-19 Showa Aircraft Ind Co Ltd 触媒装置用金属担体

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