JP2762144B2 - 耐熱構造体の製造方法および耐熱構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、高温環境下で使用される耐熱構造体および
その製造方法に関する。すなわち略ハニカム構造のロー
ル状をなし、例えば自動車エンジン等の排気ガスを清浄
化する触媒コンバータに用いられ、担持母体として触媒
が付着される、耐熱構造体およびその製造方法に関する
ものである。

「従来の技術」 このような耐熱構造体は、従来一般に帯状の波板材と
平板材の２種類の基材が用いられ、係る波板材と平板材
とを重ねて交互に巻き付け、ろう材等にて接合すること
により製造されていた。

又最近、基材として帯状の波板材のみを用い、係る１
枚の波板材をその凹凸の突部どうしを合わせつつ順次巻
き付け、ろう材等にて接合することにより製造される耐
熱構造体も開発されていた。そしてこの最近開発された
耐熱構造体にあっては、製造時に内外で隣接する波板材
の凹凸の突部どうし、つまり山の頂部と谷の底部とをす
べて正確に合わせて巻き付けることを要していた。すな
わちこの耐熱構造体は平板材が介装されていないので、
隣接する凹凸の突部どうしをすべて正確に合わせておか
ないと、すべて合わずにずれてしまい結局略ハニカム構
造の空間が形成されなくなるおそれがあった。

「発明が解決しようとする課題」 ところでこのような従来の耐熱構造体にあっては、次
の問題が指摘されていた。

まず上述の前者たる波板材と平板材の２種類の基材を
用いた従来例、つまり従来の一般的な耐熱構造体にあっ
ては、次のとおり。

第１に、その基材として波板材と平板材の２種類が用
いられているので、基材の数つまり部材の数が多く、も
ってこの耐熱構造体はコストがかさむとともに製造工程
が複雑であるとの指摘があった。

第２に、波板材と平板材との熱膨張率が異なり、係る
熱膨張率の差に基づき亀裂が生じやすく、もってこの耐
熱構造体は耐久性に難があった。

次に上述の後者たる最近開発された耐熱構造体にあっ
ては、次のとおり。この耐熱構造体は、上述した従来の
一般的な耐熱構造体の問題点を解決すべく開発されたも
のであり、波板材のみを用いてなることにより上述の第
1,第２の問題点は解消されるものの、次の第3,第４の問
題点が指摘されていた。

すなわち第３に、この耐熱構造体にあっては製造時に
波板材を巻き付ける際、内外で隣接するその凹凸の突部
どうしをすべて正確に合わせることを要するが、そのよ
うに合わせることは非常に困難であるとの指摘があっ
た。もってこの耐熱構造体は、製造が容易でないという
問題があった。又このように凹凸の突部どうしを合わせ
るためには、予め波板材の波のピッチを徐徐に変化させ
ておくことが考えられるが、このように事前に波のピッ
チを変化させておくことも又非常に困難視されていた。
つまりこの耐熱構造体は、その基材たる波板材の製造が
容易でないという問題もあった。

第４図に、この耐熱構造体は製造時に波板材を巻き付
ける際、平板材が介装されていないので、波板材の凹凸
が潰れたり所定位置に位置決めされずにずれることが多
々あった。もってこの耐熱構造体は、全体を真円状その
他の所定形状に成形し保つことが容易でなく、成形に多
くの困難を伴うとの指摘があった。

従来例ではこのような点が指摘されていた。

本発明は、このような実情に鑑み上記従来例の問題点
をすべて解決すべくなされたものであって、波板材と平
板状のろう材とが用いられ、波板材の凹凸の突部のうち
互いに接する部分がろう材にて接合されてなることによ
り、第１に、基材の数が少なく、第２に、熱膨張率の差
に基づく亀裂の発生がないとともに、第３に、製造時に
波板材の凹凸の突部どうしを合わせる必要がなく、第４
に、製造時に波板材の凹凸に潰れや位置ずれ等が発生し
ない、耐熱構造体の製造方法および耐熱構造体を提案す
ることを目的とする。

「課題を解決するための手段」 この目的を達成する本発明の技術的手段は、次のとお
りである。

まず請求項１については次のとおり。すなわちこの耐
熱構造体の製造方法は、次の準備工程，成形工程，ろう
付工程を有してなる。

準備工程では、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯
状をなす耐熱金属製の波板材と、平坦な平板状で帯状を
なすろう材とが準備される。

成形工程では、該波板材と該ろう材とが重ねて交互に
巻き付けられロール体とされる。

ろう付工程では、しかる後該ロール体が加熱され、溶
融硬化した該ろう材により該波板材間が接合され略ハニ
カム構造とされる。

又請求項２については次のとおり。

すなわちこの耐熱構造体は、波形の凹凸が連続的に折
曲形成された耐熱金属製の波板材が、略ハニカム構造の
ロール状に巻き付けられてなる。そして隣接する該波板
材における凹凸の突部のうち互いに接する部分が、ろう
材により接合されている。

「作用」 本発明は、このような手段よりなるので次のごとく作
用する。

まず請求項１の製造方法にあっては、準備工程，成形
工程，ろう付工程を辿り耐熱構造体が製造される。すな
わち、所定の波板材と平板状のろう材とが巻き付けられ
ロール体とされた後、加熱され溶融硬化したろう材によ
り隣接する波板材間が接合され、略ハニカム構造とされ
る。又請求項２の耐熱構造体は、このように製造されて
なり、略ハニカム構造のロール状に巻き付けられ内外で
隣接する波板材の凹凸の突部のうち、互いに接する部分
がろう材にて接合されている。

そこで第１に、基材として平板材は用いられず、波板
材のみが用いられている。従ってこの耐熱構造体は、基
材の数つまり部材の数が少ない。

第２に、同様に基材として平板材が用いられていない
ので、この耐熱構造体は、波板材と平板材との熱膨張率
の差に基づく亀裂の発生が回避される。

そしてこの発明にあっては、これらの第1,第２の各点
とともに、次の第3,第４の各点も実現される。

すなわち第３に、隣接する波板材の凹凸の突部は、互
いに接する部分つまり正確に合ったところが、溶融硬化
したろう材にて接合されている。そこでこの耐熱構造体
は製造時に、隣接する波板材の凹凸の突部どうしをすべ
て正確に合わせることを要せず、又波板材も、同じ波の
ピッチのものが用いられ予め波のピッチを徐徐に変化さ
せておく必要はない。

第４に、製造時に巻き付けられる波板材間には、平板
状のろう材が介装されている。そこでこの耐熱構造体に
あっては、製造時に波板材の凹凸が潰れたりせず又所定
位置に位置決めされ位置ずれも発生しない。

「実施例」 以下本発明を、図面に示すその実施例に基づいて詳細
に説明する。

図面は、本発明に係る製造方法および耐熱構造体の実
施例の説明に供するものである。まず製造方法につい
て、準備工程，成形工程，ろう付工程等の順に説明し、
それから耐熱構造体について説明する。

準備工程については次のとおり。

第１図および第２図は準備工程の説明に供し、第１図
は波板材１の斜視図、第２図はろう材２の斜視図であ
る。

準備工程では、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯
状をなす耐熱金属製の波板材１と、平坦な平板状で帯状
をなすろう材２とが準備される。

これについて詳述すると、まず素材たる波板材１は、
耐熱性の金属箔で帯状のものが用いられ、所定ピッチと
高さの直線的な波形の凹凸が、コルゲート加工，プレス
加工等により連続的に折曲形成されてなる。つまり波板
材１は、凹凸の突部３つまり山の頂部と谷の底部が直線
的かつ平行に多数折曲形成されている。ろう材２は、平
坦な薄い平板状つまり箔状のものが帯状に形成されてな
り、例えばニッケル基ろう材が使用される。図示のろう
材２は、波板材１とほぼ同幅の帯状をなしたものが１枚
用いられているが、ろう材２としては、その他各種幅の
帯状のものが考えられ、又幅狭の帯状のものを波板材１
の幅方向に所定間隔を置いて複数枚用いるようにしても
よい。

準備工程は、このようになっている。

次に成形工程について述べる。

第３図は成形工程の説明に供しロール体４等の斜視図
である。

成形工程では、波板材１とろう材２とが重ねて交互に
巻き付けられ、ロール体４とされる。すなわち成形工程
では、準備工程で準備された波板材１とろう材２とが同
時に、一定中心から交互に重ねて巻き付けられる。そし
て円，楕円等の柱状つまりロール状のロール体４とし
て、一応仮に組み付けられる。

成形工程は、このようになっている。

次にろう付工程等について述べる。

しかる後ロール体４が加熱され、溶融硬化したろう材
２により波板材１間が接合される。すなわち、ろう付工
程では成形工程で得られたロール体４が加熱され、平板
状をなし波板材１間に介装されていたろう材２が、一旦
溶融した後硬化する。これにより内外で隣接する波板材
１における凹凸の突部３のうち、図示例では部分的に互
いに接する部分のみが係るろう材２にて接合され、もっ
て第４図，第５図に示した略ハニカム構造の耐熱構造体
５が成形されるに至る。

ろう付工程等は、このようになっている。

次に耐熱構造体５について述べる。

このような製造方法により、つまり準備工程，成形工
程，ろう付工程を辿り、耐熱構造体５が製造される。第
４図および第５図は成形された耐熱構造体５を示し、第
４図は全体の概略斜視図、第５図は要部の正面図である 耐熱構造体５は、波形の凹凸が連続的に折曲形成され
た耐熱金属製の波板材１が、略ハニカム構造のロール状
に巻き付けられてなる。そして隣接する波板材１におけ
る凹凸の突部３のうち互いに接する部分が、ろう材２に
て接合されている。すなわち、巻き付けられて内外で隣
接する波板材１における凹凸の突部３つまり各山の頂部
と谷の底部のうち、第５図に示すごとく一部の互いに接
する部分のみが部分的に、平板状から溶融硬化したろう
材２にて接合されてなる。

この耐熱構造体５は、波板材１がセル壁を形成し、略
三角形，略半六角形，略台形，その他各種形状の中空柱
状の多数のセルの平面的集合体たる、略ハニカム構造を
なす。そして耐熱強度が強く高温環境下で使用され、重
量比強度に優れ軽量性とともに高い剛性・強度を備え、
又流体の整流効果等にも優れ、成形も容易でコスト面に
も優れる等々の特性が知られている。更に単位体積当り
の表面積が大つまりセル壁たる波板材１の表面積も大で
あるので、この耐熱構造体５は、例えば自動車エンジン
等の排気ガスを清浄化する触媒コンバータに用いられ、
担持母体としてそのセル壁たる波板材１の表面に触媒が
付着せしめられる。なおこのような耐熱構造体５は、通
常外筒（図示せず）内に挿着されて使用される。

耐熱構造体５は、このようになっている。

本発明に係る耐熱構造体５の製造方法および耐熱構造
体５は、以上説明したようになっている。

そこで以下のごとくなる。

まずこの製造方法にあっては、準備工程，成形工程，
ろう付工程を辿り耐熱構造体５が製造される。すなわ
ち、所定の波形材１と平板状のろう材３とが巻き付けら
れロール体４とされた後、加熱され溶融硬化したろう材
２により隣接する波板材１間が接合され、略ハニカム構
造とされる。又耐熱構造体５は、このように製造されて
なり、略ハニカム構造のロール状に巻き付けられ内外で
隣接する波板材１の凹凸の突部３のうち、互いに接する
部分がろう材２にて接合されている。そして例えば自動
車エンジン等の触媒コンバータの担持母体として使用さ
れた場合には、有害物質を含む自動車エンジン等の排気
ガスが、この耐熱構造体５の略ハニカム構造の各セルを
通過することにより、各セル壁たる波板材１に付着せし
められた触媒と反応して清浄化される。

さてそこで、この耐熱構造体５の製造方法および耐熱
構造体５にあっては、次の第1,第2,第3,第４のごとくな
る。

第１に、基材として従来例のごとく平板材は用いられ
ず、波板材１のみが用いられている。従ってこの耐熱構
造体５は、基材の数つまり部材の数が少ない。

第２に、同様に基材として従来例のごとく平板材は用
いられず、波板材１のみが用いられている。従ってこの
耐熱構造体５は、波板材１と平板材との熱膨脹率の差に
基づく亀裂の発生が回避される。

そしてこの発明にあっては、これらの第1,第２の各点
とともに、次の第3,第４の各点も同時に実現される。

すなわち第３に、巻き付けられて隣接する波板材１の
凹凸の突部３は、互いに接する部分つまり正確に合った
ところが、溶融硬化したろう材２にて接合されている。
図示例では、各凹凸の突部３つまり山の頂部と谷の底部
のうち、一部の互いに接する部分だけが部分的に、溶融
硬化したろう材２にて接合されている。そこでこの耐熱
構造体５は製造時に、隣接する波板材１の凹凸の突部３
どうしをすべて正確に合わせることを要しない。又その
基材たる波板材１も、同じ波のピッチのものが用いら
れ、予め波のピッチを徐徐に変化させたものを用いる必
要もない。

第４に、製造時に巻き付けられる波板材１間には、平
板状のろう材２が介装されている。そこでこの耐熱構造
体５にあっては、製造時にこの平板状のろう材２が従来
例における平板材と同様に機能するので、波板材１の凹
凸が潰れたりせず、又凹凸が所定位置に位置決めされ位
置ずれも発生しない。

この発明は以上のごとくなる。

なお上述の実施例にあっては、帯状の１枚の波板材１
と１枚の平板状のろう材２とが用いられていたが、本発
明に係る耐熱構造体５はこれに限定されるものではな
く、帯状の複数枚の波板材１と、同様に複数枚の平板状
のろう材２とを用いることも可能である。そしてこのよ
うに複数枚が用いられ構成枚数が多い耐熱構造体５にあ
っては、使用に際し外筒に挿着された場合、応力は外筒
面に対し大きく傾斜した方向から波板材１に作用すると
ともに、複数枚の波板材１に分散する。そこでこのよう
な耐熱構造体５は、外筒と剥離しにくく潰れも防止され
る等、強度面に特に優れるという利点を有する。

「発明の効果」 本発明に係る耐熱構造体の製造方法および耐熱構造体
は、以上説明したごとく、波板材と平板状のろう材とが
用いられ、波板材の凹凸の突部のうち互いに接する部分
がろう材にて接合されてなることにより、次の効果を発
揮する。

第１に、この耐熱構造体は、コスト面に優れるととも
に製造工程が簡略化されてなる。すなわち、基材の数つ
まり部材の数が少なく、その分安価となるとともに製造
工程が複雑化せず単純化される。

第２に、この耐熱構造体は耐久性にも優れている。す
なわち、平板材が用いられていないので、波板材と平板
材との熱膨張率の差に基づく亀裂の発生もなく、耐久性
に優れている。

そして本発明にあっては、これら第1,第２の点ととも
に、次の第3,第４の点も同時に実現される。

第３に、この耐熱構造体は製造が容易である。すなわ
ち、内外で隣接する波板材の凹凸の突部どうしをすべて
合わせることを要せず、その製造が容易である。又波板
材は同じ波のピッチのものが用いられる等、基材の製造
も容易である。

第４に、この耐熱構造体は、所定形状に容易に成形で
きる。すなわち、製造時に波板材の凹凸に潰れや位置ず
れ等が発生せず、全体が真円状その他の所定形状に容易
に成形されて保たれる。

このように、この種従来例に存した問題点が一挙にす
べて解決される等、本発明の発揮する効果は顕著にして
大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る耐熱構造体の製造方法および耐熱
構造体の実施例の説明に供するものである。 そして第１図および第２図は準備工程の説明に供し、第
１図は波板材の斜視図、第２図はろう材の斜視図であ
る。第３図は成形工程の説明に供し、ロール体等の斜視
図である。第４図および第５図は成形された耐熱構造体
を示し、第４図は全体の概略斜視図、第５図は要部の正
面図である。 １……波板材 ２……ろう材 ３……突部 ４……ロール体 ５……耐熱構造体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状を
   なす耐熱金属製の波板材と、平坦な平板状で帯状をなす
   ろう材とを準備する準備工程と、 該波板材と該ろう材とを重ねて交互に巻き付けロール体
   とする成形工程と、 しかる後該ロール体を加熱し、溶融硬化した該ろう材に
   より該波板材間を接合し略ハニカム構造とするろう付工
   程と、 を有してなることを特徴とする耐熱構造体の製造方法。
2. 【請求項２】波形の凹凸が連続的に折曲形成され耐熱金
   属製の波板材が、略ハニカム構造のロール状に巻き付け
   られてなる耐熱構造体であって、 隣接する該波板材における凹凸の突部のうち互いに接す
   る部分が、ろう材により接合されていること、 を特徴とする耐熱構造体。