專利名稱：廢氣凈化金屬載體用層合物、廢氣凈化金屬載體的制造方法、廢氣凈化金屬載體和廢氣凈 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及在對從汽車的引擎等內燃機排出的廢氣進行凈化的裝置中使用的廢氣凈化金屬載體用層合物、廢氣凈化金屬載體的制造方法、使用該方法制成的廢氣凈化金屬載體和使用其制造的廢氣凈化過濾器。
背景技術：
對于汽車的引擎或發電機等的內燃機的廢氣凈化裝置，在由耐熱性的不銹鋼鋼板等金屬鋼構成的圓筒狀殼體內，使用嵌入由同樣金屬鋼材構成的圓柱狀蜂窩體的金屬載體。
具有這樣構成的過去的金屬載體通常通過如下方法制造將由帶狀的金屬薄板構成的平薄板與對該平薄板進行壓波紋加工得到的波狀薄板在重疊狀態下卷曲成渦旋狀，從而制得蜂窩體，在圓筒狀的金屬殼體內嵌入制得的蜂窩體，然后，將具有上述網絡狀截面的中空體平薄板與波狀薄板的接觸面以及蜂窩體與殼體通過釬焊、焊接、擴散接合等方法接合而進行制造。進而，涂覆上各種催化劑，即可成為具有凈化功能的廢氣凈化裝置。
過去，作為不使用釬焊料的方法，在非專利文獻1中給出了使用激光接合波紋板和平板的1種方式。非專利文獻1的技術為控制激光照射條件定時，將平板和波紋板的接點焊接起來的技術。然而，由于系統復雜，接合速度也慢，生產率低下，因此在經濟性的方面存在問題。
關于本申請的現有技術文獻信息如下。
非專利文獻1社團法人汽車技術協會 學術演講會前印刷No.102-98發明內容然而，在使用以往的釬焊料的真空熱處理進行接合的制造方法中，高價的釬焊料和真空熱處理爐是必須的，釬焊料涂布以及熱處理爐中的接合等工序數多，生產率低下等，因此低成本化受到限制。
此外，在通過釬焊料接合的金屬載體中，在實際操作中金屬載體暴露于高溫的情況下，其接合強度不足夠，因此會產生如下的缺陷由于熱應力導致接合部分離，由于排氣壓力導致變形成筍狀(向一個方向突出的形狀)，需要重視這些問題。
因此，本發明的目的是以廉價且容易的方式提供一種由具有網格狀截面的中空體構成的廢氣凈化裝置用部件以及其制造方法。
廢氣凈化金屬載體用層合物的制造方法，其特征在于在交替重疊1對或1對以上由金屬箔構成的帶狀波紋板和由金屬箔構成的帶狀平板的層合物上，從層合物之外照射激光，使上述帶狀波紋板和上述帶狀平板接合的工序；然后，在其上面交替層合1張或1張以上帶狀平板和帶狀波紋板，之后，照射激光，接合成層合物的工序；重復上述接合成層合物的工序。
如權利要求2所述的廢氣凈化金屬載體的制造方法，其特征在于，將交替層疊1對或1對以上由金屬箔構成的帶狀波紋板和由金屬箔構成的帶狀平板的層合物卷成圓筒狀，同時從圓筒狀的層合物的外表面向圓筒狀的層合物中心方向照射激光，使得被激光照射的金屬箔的部位熔化，帶狀平板與位于其內層的帶狀波紋板之內2～數層接合或形成開口。在該情況下，上述金屬箔優選為厚度是30～150μm的耐熱不銹鋼箔。此外，上述激光的照射優選為非連續地進行。此外，優選在一個面上照射1條或多條激光。
權利要求6的廢氣凈化金屬載體，其特征在于，使用上述任意一項的廢氣凈化金屬載體的制造方法進行制造。
權利要求7的廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過在圓筒狀殼體中裝填權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體，與圓筒狀筒體接合，再涂覆凈化催化劑而制成。
權利要求8所述的廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過僅在軸向方向的一側端部接合權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體和圓筒狀筒體，再涂覆凈化催化劑而制成。
權利要求9所述的廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過在圓筒狀筒體中裝填權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體后，將圓筒狀筒體的一側端部直徑縮小，只在直徑縮小的端部接合廢氣凈化金屬載體和圓筒狀筒體，再涂覆凈化催化劑而制成。
權利要求10所述的廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過在圓筒狀筒體中裝填權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體后，將圓筒狀筒體的兩側端部直徑縮小，再涂覆凈化催化劑而制成。
權利要求11所述的廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過在方形殼體中嵌入采用權利要求1所述的廢氣凈化金屬載體用層合物的制造方法制造的層合物而制成。
圖1是本發明的制造方法的概略圖。
圖2是表示本發明的將帶狀波紋板和帶狀平板卷曲前的一個實施方式的圖。
對于圖中的符號，1表示金屬載體，2表示帶狀波紋板，3表示帶狀平板，4表示激光，5表示框架，6表示支承輥，8表示彈簧，9表示帶，11表示夾送輥，13表示扭矩馬達。
具體實施例方式
本發明的廢氣凈化金屬載體1主要在用于凈化從汽車引擎等內燃機排出的廢氣的裝置中用作載體或過濾器。其基本結構為，以圓柱的形狀嵌入以往的例子中描述的由金屬板構成的圓筒狀的圓筒狀筒體內使用。
而且，本發明的廢氣凈化過濾器構成如下將根據上述制造方法制備的上述廢氣凈化金屬載體1嵌入圓筒狀筒體內，接合到圓筒狀筒體上之后，涂覆凈化催化劑。
下面，對于本發明的廢氣凈化金屬載體的實施方式，使用圖1進行說明。如圖1所示，一邊由彈簧8施加張力一邊送入的由金屬箔構成的帶狀波紋板2和通過夾送輥11的由金屬箔構成的帶狀平板3，一邊被支承輥6壓緊一邊交替層疊卷曲成圓筒狀，這時，從圓筒狀的層合物的外表面向圓筒狀的層合物的中心方向照射激光4，使得被激光4照射的金屬箔的部位熔化，同時將帶狀平板與位于其內層的帶狀波紋板之內2～數層接合起來或形成開口。卷曲在圖中并未圖示，可以通過速度控制馬達控制旋轉速度。卷曲是與廢氣凈化金屬載體1的大小相一致地重疊卷曲成圓筒狀，在帶狀波紋板2和帶狀平板3中，將未卷曲的部分和圓筒狀部分切斷。帶狀波紋板2和帶狀平板3的卷曲通過由扭矩馬達13使帶9旋轉來進行。在圖1中，帶狀平板、帶狀波紋板、夾送輥、金屬載體和帶中繪出的箭頭表示旋轉方向或行進方向。
激光4照射時，帶狀波紋板2和帶狀平板3接合，或者，在兩個板極其接近的部位，使帶狀波紋板2和帶狀平板3接合。此外，在帶狀波紋板2和帶狀平板3分離的部位，使雙方形成開口。由此，在激光照射時，由于帶狀波紋板2和帶狀平板3的間隔的不同而可以同時進行接合或開口。上述帶狀波紋板2和帶狀平板3優選為厚度是30～150μm的耐熱不銹鋼箔。如果不足30μm的話，使用時，在高溫加熱時，由于熱而產生變形，無法具有作為廢氣凈化載體1的功能。另一方面，即使超過150μm也能夠適用，但必須需要高輸出功率的激光，且進行接合或開口的速度變慢，是不經濟的。此外，上述激光的照射優選是非連續地進行。例如，照射優選從物鏡離開20～200mm的間隔進行。如果不足20mm的話，距離過近，透鏡等光學類裝置容易由于透鏡產生的熱或反射的激光而受到損傷。另一方面，如果超過200mm，則由于振動等，照射位置(焦點位置)不穩定，接合變得很難穩定。
優選照射1條或同時照射多條激光4。這可以根據廢氣凈化金屬載體1的大小適當選擇。此外，也可以通過增加激光輸出功率，使得激光的輸出不是在整個一個周期內進行，而是在每一個周期內間歇地照射非連續激光以進行焊接。
如上制造的廢氣凈化金屬載體1裝填在圓筒狀筒體中，通過激光焊接與圓筒狀筒體接合，再涂覆凈化催化劑。廢氣凈化金屬載體1與圓筒狀筒體的端部接合。此外，廢氣凈化金屬載體1裝填在圓筒狀筒體中，根據需要也可以將圓筒狀筒體的一側縮短。此外，在廢氣凈化過濾器的熱負荷小的情況下，通過縮小圓筒狀筒體兩端部的直徑，可以起到廢氣凈化金屬載體與圓筒狀筒體不分離的效果。通過僅單側接合，作用于接合部的應力大幅降低。
另外，本發明并不限定于上述的實施方式，根據需要可以進行各種改變。在圖2中示出了同時卷曲4層的情況，可以進行接合并且是有效的。此外，作為圓筒狀以外的形式，還可以將平板、波紋板交替層合，以層合截面為方形的方式接合。在該情況下，從板的上面施加一定的壓力，照射一條～數條激光，通過接合獲得形狀良好的金屬載體。還可以基本不需要釬焊，根據需要對端面的一部分進行釬焊也沒有問題。此外，催化劑可以使用公知的物質，例如可以使用在由活性鋁構成的承載層上承載了鉑、鈀等催化劑的物質。
根據本發明制造的廢氣凈化過濾器對于壓力損失也沒有問題，顯示出足夠的凈化性能。
工業上的可利用性本發明不必進行作為已往接合方法的高價的釬焊，接合的方法非常簡單，在高速下的生產率高，是經濟的。此外，由于不使用作為釬焊焊料的通常的Ni釬焊焊料，因此在環境的方面也是令人滿意的。由于接合接近于點接合，因此即使暴露在高溫下，接合部的熱應力也較低，形狀很難極度塌潰。此外，由于金屬箔具有貫通孔，因此廢氣的流路變長，凈化性能提高。因此，如果是同樣的凈化性能，還具有可以縮短過濾器的長度，輕重量化的特征。
權利要求
1.一種廢氣凈化金屬載體用層合物的制造方法，其特征在于，重復以下工序在交替重疊1對或1對以上由金屬箔構成的帶狀波紋板和由金屬箔構成的帶狀平板的層合物上，從層合物之外照射激光，使上述帶狀波紋板和上述帶狀平板接合的工序；然后，在其上交替層合1張或1張以上帶狀平板和帶狀波紋板之后，照射激光，接合成層合物的工序；接合成上述層合物的工序。
2.一種廢氣凈化金屬載體的制造方法，將交替層疊1對或1對以上由金屬箔構成的帶狀波紋板和由金屬箔構成的帶狀平板的層合物卷曲成圓筒狀，同時從圓筒狀的層合物的外表面向圓筒狀的層合物的中心方向照射激光，將被激光照射的金屬箔的部位熔化，對帶狀平板與位于其內層的帶狀波紋板之內2層～數層進行接合或開口。
3.如權利要求2所述的廢氣凈化金屬載體的制造方法，其特征在于，上述金屬箔是厚度為30～150μm的耐熱不銹鋼箔。
4.如權利要求2至3中任一項所述的廢氣凈化金屬載體的制造方法，其特征在于，非連續地進行上述激光的照射。
5.一種廢氣凈化金屬載體的制造方法，其特征在于，在如權利要求2至4中任一項所述的金屬載體的制造方法中，在上下平面的至少一個面上照射1條或多條激光。
6.一種廢氣凈化金屬載體，其特征在于，使用權利要求2至5中任一項的廢氣凈化金屬載體的制造方法制造而成。
7.一種廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過在圓筒狀筒體中裝填權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體，與圓筒狀筒體接合，再涂覆凈化催化劑而制成。
8.一種廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過僅在軸方向的一側端部接合權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體和圓筒狀筒體，再涂覆凈化催化劑而制成。
9.一種廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過在圓筒狀筒體中裝填權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體后，將圓筒狀筒體的一側端部直徑縮小，僅在直徑縮小的端部接合廢氣凈化金屬載體和圓筒狀筒體，再涂覆凈化催化劑而制成。
10.一種廢氣凈化過濾器，其特征在于，通過在圓筒狀殼體中裝填權利要求6所述的廢氣凈化金屬載體后，將圓筒狀筒體的兩側端部直徑縮小，再涂覆凈化催化劑而制成。
11.一種廢氣凈化過濾器，通過在方形殼體中嵌入采用權利要求1所述廢氣凈化金屬載體用層合物的制造方法制造的層合物而制成。
全文摘要
本發明的目的是提供一種生產率優異的廢氣凈化載體的制造方法、廢氣凈化金屬載體和廢氣凈化裝置。廢氣凈化金屬載體(1)的制造方法，將交替層疊1對或1對以上由金屬箔構成的帶狀波紋板(2)和由金屬箔構成的帶狀平板(3)的層合物卷曲成圓筒狀，同時從圓筒狀層合物的外表面向圓筒狀的層合物的中心方向照射激光，使得激光照射的金屬箔的部位熔化，將帶狀平板與位于其內層的帶狀波紋板之內2～數層接合或開口。
文檔編號B01D53/94GK1894040SQ200480036580
公開日2007年1月10日 申請日期2004年11月5日 優先權日2003年12月12日
發明者志水慶一, 津山義秀 申請人:東洋鋼鈑株式會社