JP3336035B2 - 金属製ハニカム担体 - Google Patents
金属製ハニカム担体Info
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Description
【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ハニカム担体に関する。更に詳
しくは、本発明は過酷な条件下で使用されるこの種の排
気ガス浄化装置において、その主要な構成要素である金
属製ハニカム担体として、熱膨脹や熱応力による変形や
破損に対する耐久性を改善したものを提供するものであ
る。
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ハニカム担体に関する。更に詳
しくは、本発明は過酷な条件下で使用されるこの種の排
気ガス浄化装置において、その主要な構成要素である金
属製ハニカム担体として、熱膨脹や熱応力による変形や
破損に対する耐久性を改善したものを提供するものであ
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、セラミックス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。
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、セラミックス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】この種の金属製の排気ガス浄化装置は、一
般に耐熱性の薄肉鋼板からの平板状帯材と前記薄肉鋼板
を波板形成した波板状帯材とを、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孔路（以下、セルともい
う。）を有する金属製のハニカム状の担体（以下、金属
製ハニカム担体あるいは単にハニカム担体という。）
と、前記ハニカム担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から構成されている。そして、
前記ハニカム担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との発熱反応などによる
熱膨脹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、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。
般に耐熱性の薄肉鋼板からの平板状帯材と前記薄肉鋼板
を波板形成した波板状帯材とを、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孔路（以下、セルともい
う。）を有する金属製のハニカム状の担体（以下、金属
製ハニカム担体あるいは単にハニカム担体という。）
と、前記ハニカム担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から構成されている。そして、
前記ハニカム担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との発熱反応などによる
熱膨脹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、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。
【０００４】しかしながら、前記した従来のハニカム担
体と金属製ケースから構成される排気ガス浄化装置は、
長期の使用に耐えるものではない。これは、ハニカム担
体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）はもと
より、特に該軸方向に対して直角な方向（以下、ハニカ
ム担体の半径方向という。）において、前記した排気ガ
ス自体の高い温度や未燃焼ガスの触媒反応による発熱と
いう雰囲気下で生起する熱膨脹や熱的応力に基づく大き
な変形力が、ハニカム担体の軸方向や半径方向に伝播し
悪影響を及ぼすためである。より具体的にはハニカム担
体の軸方向においては中心部のフィルムアウト（中心部
が他部より排気ガスの下流側に飛出してしまう現象）、
あるいは半径方向においてはハニカム担体の中心部と外
周部間の温度勾配の差によりハニカム担体の構成部材
（平板状帯材と波板状帯材）を通じてハニカム担体の外
周部近傍あるいはハニカム担体の外周面と金属ケースの
内壁面との当接面近傍に伝播しようとすることに基づく
ものである。
体と金属製ケースから構成される排気ガス浄化装置は、
長期の使用に耐えるものではない。これは、ハニカム担
体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）はもと
より、特に該軸方向に対して直角な方向（以下、ハニカ
ム担体の半径方向という。）において、前記した排気ガ
ス自体の高い温度や未燃焼ガスの触媒反応による発熱と
いう雰囲気下で生起する熱膨脹や熱的応力に基づく大き
な変形力が、ハニカム担体の軸方向や半径方向に伝播し
悪影響を及ぼすためである。より具体的にはハニカム担
体の軸方向においては中心部のフィルムアウト（中心部
が他部より排気ガスの下流側に飛出してしまう現象）、
あるいは半径方向においてはハニカム担体の中心部と外
周部間の温度勾配の差によりハニカム担体の構成部材
（平板状帯材と波板状帯材）を通じてハニカム担体の外
周部近傍あるいはハニカム担体の外周面と金属ケースの
内壁面との当接面近傍に伝播しようとすることに基づく
ものである。
【０００５】即ち、この熱的変形力の伝播過程におい
て、例えばハニカム体の半径方向においてはハニカム担
体の構成部材が破損、座屈したり、更には該熱的変形力
が特にハニカム担体の外周部近傍あるいはハニカム担体
の外周面と金属製ケースの内壁面との当接面近傍に集中
するため、当該部位においてハニカム担体を構成する平
板状帯材及び／又は波板状帯材のヒビ割れ、破損、座屈
が大きく、また各帯材間の当接部やハニカム担体と金属
ケース間の当接部の剥離や離体が生じる。そして、排気
ガス浄化装置が自動車、特に自動二輪車にみられるよう
に激しい振動のもとで使用されるために、これらの欠点
は倍加するものである。
て、例えばハニカム体の半径方向においてはハニカム担
体の構成部材が破損、座屈したり、更には該熱的変形力
が特にハニカム担体の外周部近傍あるいはハニカム担体
の外周面と金属製ケースの内壁面との当接面近傍に集中
するため、当該部位においてハニカム担体を構成する平
板状帯材及び／又は波板状帯材のヒビ割れ、破損、座屈
が大きく、また各帯材間の当接部やハニカム担体と金属
ケース間の当接部の剥離や離体が生じる。そして、排気
ガス浄化装置が自動車、特に自動二輪車にみられるよう
に激しい振動のもとで使用されるために、これらの欠点
は倍加するものである。
【０００６】前記したハニカム担体の熱変形力による、
特に半径方向の耐久性を改善する方策として、次のよう
なものが提案されている。
特に半径方向の耐久性を改善する方策として、次のよう
なものが提案されている。
【０００７】(i) 実開昭６１−６６６１０号、同６２
−１５８１１７号、特開昭６３−１０５２２１号などに
ハニカム担体の端面、特に排気ガスの上流側に位置する
端面が円錐状凹部や円錐状凸部を有するようにしたもの
が提案されている。しかしながら、これらはハニカム担
体に対して排気ガス流を均一化する点やフィルムアウト
の防止に有効なものとは考えられるが、ハニカム担体の
端面部における激しい構成部材の座屈、亀裂、破損に対
しては効果的ではない。
−１５８１１７号、特開昭６３−１０５２２１号などに
ハニカム担体の端面、特に排気ガスの上流側に位置する
端面が円錐状凹部や円錐状凸部を有するようにしたもの
が提案されている。しかしながら、これらはハニカム担
体に対して排気ガス流を均一化する点やフィルムアウト
の防止に有効なものとは考えられるが、ハニカム担体の
端面部における激しい構成部材の座屈、亀裂、破損に対
しては効果的ではない。
【０００８】(ii) 特開昭６３−１８２０３８号公報に
は、相互に異なる波長（周期）λと波高（振幅）Ａを有
する第１の波形板と第２波形板からハニカム担体を製作
する技術が開示されている。即ち相対的に大きな周期と
振幅を有する第１の波形板と、相対的に小きな周期と振
幅を有する第２の波形板を用いて熱変形サイクルのもと
での半径方向の加圧と伸張力に耐えるようにしている。
しかしながら、この本発明においては、第１と第２の波
形板の当接関係において、山と山（谷と谷）あるいは山
と谷の部分で当接せず（前記した当接関係が好ましいこ
とはいうまでもないことである。）、当接部をろう接等
により固着したとしても大きな熱的変形力のもとで波形
板は相互に剥離し、かつ、このような剥離に連動して種
々の欠点が誘発されることになる。
は、相互に異なる波長（周期）λと波高（振幅）Ａを有
する第１の波形板と第２波形板からハニカム担体を製作
する技術が開示されている。即ち相対的に大きな周期と
振幅を有する第１の波形板と、相対的に小きな周期と振
幅を有する第２の波形板を用いて熱変形サイクルのもと
での半径方向の加圧と伸張力に耐えるようにしている。
しかしながら、この本発明においては、第１と第２の波
形板の当接関係において、山と山（谷と谷）あるいは山
と谷の部分で当接せず（前記した当接関係が好ましいこ
とはいうまでもないことである。）、当接部をろう接等
により固着したとしても大きな熱的変形力のもとで波形
板は相互に剥離し、かつ、このような剥離に連動して種
々の欠点が誘発されることになる。
【０００９】(iii) 特開昭６４−３０６５１号公報に
は、平板に波板の凸曲面部（波の山及び谷部）に面接触
する凹曲面部を形成した平板（従って、これも１種の波
板といえる。）と、波板とからハニカム担体を製造する
技術が開示されている。これは、直接的には、両板を夫
々の凸／凹曲面部で面接触（内／外接）させて、接合強
度の改善とウォッシュコート時の高価なγーアルミナの
使用量の節約をはかったものである。しかし、平板が前
記したように波形を有するため、この波形部で半径方向
の熱的変形力を緩和させることができるものである。し
かしながら、この発明による場合、平板と波板の当接面
が面接触のため、平板による熱的変形力の吸収・緩和特
性が低減されてしまうという欠点を有する。
は、平板に波板の凸曲面部（波の山及び谷部）に面接触
する凹曲面部を形成した平板（従って、これも１種の波
板といえる。）と、波板とからハニカム担体を製造する
技術が開示されている。これは、直接的には、両板を夫
々の凸／凹曲面部で面接触（内／外接）させて、接合強
度の改善とウォッシュコート時の高価なγーアルミナの
使用量の節約をはかったものである。しかし、平板が前
記したように波形を有するため、この波形部で半径方向
の熱的変形力を緩和させることができるものである。し
かしながら、この発明による場合、平板と波板の当接面
が面接触のため、平板による熱的変形力の吸収・緩和特
性が低減されてしまうという欠点を有する。
【００１０】
【発明が解決しようとする問題点】前記したように、こ
の種の排気ガス浄化ガス装置において、特にハニカム担
体の熱的変形力に対して十分に耐えうるようにするため
には、ハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯材と
の間を、あるいはハニカム体の外周面と金属ケースの内
壁面との間を単に強固に固着すればよい、という考え方
を修正しなければならない。本発明者らは、前記した従
来の排気ガス浄化装置の欠点を解決すべく、鋭意検討を
加えた。特にこの種の金属製ハニカム担体においては、
ハニカム担体に印加される大きな熱応力に基づく変形力
により、ハニカム担体の端面部において構成部材の座
屈、亀裂、破損が観察されるが、そのための改善策につ
いて検討を加えた。
の種の排気ガス浄化ガス装置において、特にハニカム担
体の熱的変形力に対して十分に耐えうるようにするため
には、ハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯材と
の間を、あるいはハニカム体の外周面と金属ケースの内
壁面との間を単に強固に固着すればよい、という考え方
を修正しなければならない。本発明者らは、前記した従
来の排気ガス浄化装置の欠点を解決すべく、鋭意検討を
加えた。特にこの種の金属製ハニカム担体においては、
ハニカム担体に印加される大きな熱応力に基づく変形力
により、ハニカム担体の端面部において構成部材の座
屈、亀裂、破損が観察されるが、そのための改善策につ
いて検討を加えた。
【００１１】その結果、ハニカム担体を構成する部材、
即ち耐熱性の薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を
ハニカム担体の端部面において面一に重積するのではな
く、いずれか一方の帯材を突出させるようにして重積す
ると、ハニカム担体内部に印加され、かつ集中的にハニ
カム担体の端面部に集積する熱応力に基づく変形力を効
果的に吸収・発散させることを見い出した。本発明は、
耐久性に優れたハニカム担体、特に熱応力に基づいて変
形力が集中、集積するハニカム担体の端面部の耐久性に
優れたハニカム担体を提供するものである。別言すれ
ば、本発明により、ハニカム担体の端面部が補強されて
いるため、該端面部に発生する亀裂や破損、及びこれに
連動して加速度的にハニカム担体全体が破損してしまう
欠点を効果的に防止することが出来る耐久性に優れたハ
ニカム担体が提供される。
即ち耐熱性の薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を
ハニカム担体の端部面において面一に重積するのではな
く、いずれか一方の帯材を突出させるようにして重積す
ると、ハニカム担体内部に印加され、かつ集中的にハニ
カム担体の端面部に集積する熱応力に基づく変形力を効
果的に吸収・発散させることを見い出した。本発明は、
耐久性に優れたハニカム担体、特に熱応力に基づいて変
形力が集中、集積するハニカム担体の端面部の耐久性に
優れたハニカム担体を提供するものである。別言すれ
ば、本発明により、ハニカム担体の端面部が補強されて
いるため、該端面部に発生する亀裂や破損、及びこれに
連動して加速度的にハニカム担体全体が破損してしまう
欠点を効果的に防止することが出来る耐久性に優れたハ
ニカム担体が提供される。
【００１２】
【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、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を相
互に当接するようにして重積して製作した軸方向に多数
の網目状通気孔路を有する排気ガス浄化触媒を担持する
ための金属製ハニカム担体において、1)．前記平板状帯材と波板状帯材が、それぞれ所望幅と
所望長の単一の帯材か ら構成されるものであり、かつ、 2)． 前記ハニカム担体が、両端部の構造として、前記平
板状帯材と波板状帯材のいずれか一方の帯材を他方の帯
材より突出させるとともに、両端部におけ る前記平板状
帯材と波板状帯材の当接部をろう接合により固着させた
構造を 有するものである、ことを特徴とする排気ガス浄
化触媒を担持するための金属製ハニカム担体に関するも
のである。
本発明は、薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を相
互に当接するようにして重積して製作した軸方向に多数
の網目状通気孔路を有する排気ガス浄化触媒を担持する
ための金属製ハニカム担体において、1)．前記平板状帯材と波板状帯材が、それぞれ所望幅と
所望長の単一の帯材か ら構成されるものであり、かつ、 2)． 前記ハニカム担体が、両端部の構造として、前記平
板状帯材と波板状帯材のいずれか一方の帯材を他方の帯
材より突出させるとともに、両端部におけ る前記平板状
帯材と波板状帯材の当接部をろう接合により固着させた
構造を 有するものである、ことを特徴とする排気ガス浄
化触媒を担持するための金属製ハニカム担体に関するも
のである。
【００１３】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詳しく説明する。なお、本発明は
図示のものに限定されないということはいうまでもない
ことである。
ついて図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は
図示のものに限定されないということはいうまでもない
ことである。
【００１４】前記したように、金属製ハニカム担体を使
用した自動車用金属製の排気ガス浄化装置において、熱
膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する耐久性を十
分なものにすることが極めて重要である。即ち、この種
の金属製の排気ガス浄化装置は、運転、停止と運転再開
時にみられる加熱・冷却サイクルの熱交番負荷は勿論の
こと、走行中においても過酷な熱的環境にさられるた
め、熱に対する耐久性の問題は極めて重要な課題であ
る。
用した自動車用金属製の排気ガス浄化装置において、熱
膨張や熱応力（歪）に基づく変形力に対する耐久性を十
分なものにすることが極めて重要である。即ち、この種
の金属製の排気ガス浄化装置は、運転、停止と運転再開
時にみられる加熱・冷却サイクルの熱交番負荷は勿論の
こと、走行中においても過酷な熱的環境にさられるた
め、熱に対する耐久性の問題は極めて重要な課題であ
る。
【００１５】この点、自動車の走行中の状況を考察する
と、排気ガス浄化装置は、排気ガスの流量分布の相違
（中央部と周辺部の流量の相違）、及びハニカム担体の
表面部に担持されたＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄
化用触媒と排気ガスとの触媒反応（発熱反応）により、
ハニカム体の中央部は周辺部より高温にさらされる。因
みに、この種の排気ガス浄化装置の温度は、一般には５
００〜８００℃であるが、ＨＣ（炭化水素）が多く排出
される場合には１１００℃前後にもなる。
と、排気ガス浄化装置は、排気ガスの流量分布の相違
（中央部と周辺部の流量の相違）、及びハニカム担体の
表面部に担持されたＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄
化用触媒と排気ガスとの触媒反応（発熱反応）により、
ハニカム体の中央部は周辺部より高温にさらされる。因
みに、この種の排気ガス浄化装置の温度は、一般には５
００〜８００℃であるが、ＨＣ（炭化水素）が多く排出
される場合には１１００℃前後にもなる。
【００１６】ここで、前記したハニカム担体内部の温度
勾配を、ハニカム担体の半径方向についてさらに詳しく
考察する。ハニカム担体の外周部とそれより少し内側の
部位間における温度勾配は、中央部近傍における温度勾
配より著しく大きなものとなる。このことは、ハニカム
担体の外周面が直接外気と接したり、あるいはハニカム
体が外気や雨水などと接する筒状金属ケース内に固着さ
れるので、より一層、助長されることになる。
勾配を、ハニカム担体の半径方向についてさらに詳しく
考察する。ハニカム担体の外周部とそれより少し内側の
部位間における温度勾配は、中央部近傍における温度勾
配より著しく大きなものとなる。このことは、ハニカム
担体の外周面が直接外気と接したり、あるいはハニカム
体が外気や雨水などと接する筒状金属ケース内に固着さ
れるので、より一層、助長されることになる。
【００１７】従って、金属製ハニカム担体と金属製ケー
スとから構成される排気ガス浄化装置において、ハニカ
ム担体の高温サイドの中心部から低温サイドのハニカム
担体の外周面近傍部位へ、即ちハニカム担体の半径方向
への熱伝達に伴なって熱膨張や熱応力に基づく強い変形
力（以下、熱による変形力、熱的変形力ともいう。）も
伝播し、これら部位に集中することになる。このハニカ
ム担体の半径方向に伝播される熱による大きな変形力
は、その伝播過程においてハニカム担体の構成部材を座
屈させたり、構成部材間の当接部が強固に固着されてい
ても、経時的に剥離させたり、更には各構成部材をヒビ
割れさせたり破損させたりする。特に、この悪影響は熱
的変形力が集中するハニカム担体の外周面近傍、とりわ
け、これら変形力が集中、集積するハニカム担体の外周
面近傍の端面部において著しいものになる。
スとから構成される排気ガス浄化装置において、ハニカ
ム担体の高温サイドの中心部から低温サイドのハニカム
担体の外周面近傍部位へ、即ちハニカム担体の半径方向
への熱伝達に伴なって熱膨張や熱応力に基づく強い変形
力（以下、熱による変形力、熱的変形力ともいう。）も
伝播し、これら部位に集中することになる。このハニカ
ム担体の半径方向に伝播される熱による大きな変形力
は、その伝播過程においてハニカム担体の構成部材を座
屈させたり、構成部材間の当接部が強固に固着されてい
ても、経時的に剥離させたり、更には各構成部材をヒビ
割れさせたり破損させたりする。特に、この悪影響は熱
的変形力が集中するハニカム担体の外周面近傍、とりわ
け、これら変形力が集中、集積するハニカム担体の外周
面近傍の端面部において著しいものになる。
【００１８】更に、前記した熱による変形力の悪影響は
金属製のハニカム担体の部分のみにとどまらず、ハニカ
ム担体の最外周面と金属ケースの内壁面との当接面にも
及ぶものである。この場合、大きな熱的変形力によりハ
ニカム担体の外周面と金属ケースの内周面の固着状態が
打破られ、離体状態が誘発される。即ち、熱的応力の集
中、集積するハニカム担体の外周面近傍の端面部に発生
した離体状態がハニカム担体の軸方向に及び両者が全く
離体してしまうという最悪の状態となる。前記した熱に
よる変形力に基づく悪影響は、前記考察のようにハニカ
ム担体の半径方向ばかりではなく、ハニカム担体の軸方
向にも及ぼされ、これがスコーピングや当接部の剥離、
ハニカム担体と金属ケース間の剥離をもたらすことはい
うまでもないことである。
金属製のハニカム担体の部分のみにとどまらず、ハニカ
ム担体の最外周面と金属ケースの内壁面との当接面にも
及ぶものである。この場合、大きな熱的変形力によりハ
ニカム担体の外周面と金属ケースの内周面の固着状態が
打破られ、離体状態が誘発される。即ち、熱的応力の集
中、集積するハニカム担体の外周面近傍の端面部に発生
した離体状態がハニカム担体の軸方向に及び両者が全く
離体してしまうという最悪の状態となる。前記した熱に
よる変形力に基づく悪影響は、前記考察のようにハニカ
ム担体の半径方向ばかりではなく、ハニカム担体の軸方
向にも及ぼされ、これがスコーピングや当接部の剥離、
ハニカム担体と金属ケース間の剥離をもたらすことはい
うまでもないことである。
【００１９】従って、前記した剥離などの欠点を解消し
抑制するためには、ハニカム担体の構造において、特に
ハニカム担体の軸方向や半径方向における熱膨張や熱応
力に基づく変形力を効果的に吸収、緩和させる手段を講
じることが不可欠である。
抑制するためには、ハニカム担体の構造において、特に
ハニカム担体の軸方向や半径方向における熱膨張や熱応
力に基づく変形力を効果的に吸収、緩和させる手段を講
じることが不可欠である。
【００２０】以上の観点から、本発明は、ハニカム担体
の両端面部に、特に外周部近傍の両端面部に発生し、耐
久性の低下の原因となるハニカム担体の構成部材の亀裂
や破損を効果的に防止し、ハニカム担体の耐久性を向上
させるために、前記したようにハニカム担体として、そ
れぞれ所望長の単一の帯材の平板状帯材と波板状帯材で
構成されるとともに、その両端部の構造として、前記平
板状帯材と波板状帯材のいずれか一方の帯材を他方の帯
材より突出させるとともに、両端部における前記平板状
帯材と波板状帯材の当接部をろう接合により固着させた
構造のものを採用する。以下、本発明の金属製ハニカム
担体を図面を参照して詳しく説明する。
の両端面部に、特に外周部近傍の両端面部に発生し、耐
久性の低下の原因となるハニカム担体の構成部材の亀裂
や破損を効果的に防止し、ハニカム担体の耐久性を向上
させるために、前記したようにハニカム担体として、そ
れぞれ所望長の単一の帯材の平板状帯材と波板状帯材で
構成されるとともに、その両端部の構造として、前記平
板状帯材と波板状帯材のいずれか一方の帯材を他方の帯
材より突出させるとともに、両端部における前記平板状
帯材と波板状帯材の当接部をろう接合により固着させた
構造のものを採用する。以下、本発明の金属製ハニカム
担体を図面を参照して詳しく説明する。
【００２１】本発明の金属製ハニカム体(H) は、図６〜
図１１に示されるように排気ガス浄化装置(A) の主要な
構成要素である。図示されるように、排気ガス浄化装置
(A) は、金属製のハニカム担体(H) と該ハニカム担体
(H) を内部に収納、固着するための両端部が開口した金
属製のケース(C) から構成されるものである。なお、図
６〜図１１に示される排気ガス浄化装置(A) に使用され
るハニカム担体(H) の構造の詳細は後述する。
図１１に示されるように排気ガス浄化装置(A) の主要な
構成要素である。図示されるように、排気ガス浄化装置
(A) は、金属製のハニカム担体(H) と該ハニカム担体
(H) を内部に収納、固着するための両端部が開口した金
属製のケース(C) から構成されるものである。なお、図
６〜図１１に示される排気ガス浄化装置(A) に使用され
るハニカム担体(H) の構造の詳細は後述する。
【００２２】図１は、本発明の第一実施態様のハニカム
担体(H) の構造を説明するための図である。図１に示さ
れるハニカム担体(H) は、耐熱性で薄肉金属板製の平板
状帯材と、該平板状帯材(1) から調製した波板状帯材
(2) を相互に当接するように重積し、これを巻回成形し
て製作されるものである。そして、本発明のハニカム担
体(H)の最大の特徴点は、平板状帯材(1) に対し狭い幅
の波板状帯材(2) を使用するとともに、巻回タイプのハ
ニカム担体(H) を製造するときに、ハニカム担体(H) の
両端部から所定の長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）だけ波板状帯材
(2) を引込めて配置させている点にある。別言すれば、
ハニカム担体(H) の両端部が、平板状帯材(1) を所定の
長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）だけ波板状帯材(2) より突出させて
配置した構造のものである点に特徴を有する。
担体(H) の構造を説明するための図である。図１に示さ
れるハニカム担体(H) は、耐熱性で薄肉金属板製の平板
状帯材と、該平板状帯材(1) から調製した波板状帯材
(2) を相互に当接するように重積し、これを巻回成形し
て製作されるものである。そして、本発明のハニカム担
体(H)の最大の特徴点は、平板状帯材(1) に対し狭い幅
の波板状帯材(2) を使用するとともに、巻回タイプのハ
ニカム担体(H) を製造するときに、ハニカム担体(H) の
両端部から所定の長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）だけ波板状帯材
(2) を引込めて配置させている点にある。別言すれば、
ハニカム担体(H) の両端部が、平板状帯材(1) を所定の
長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）だけ波板状帯材(2) より突出させて
配置した構造のものである点に特徴を有する。
【００２３】図１に示される本発明のハニカム担体(H)
の両端面部において、平板状帯材(1) を波板状帯材(2)
より突出させる長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）は、所望のものに設
定すればよい。図１に示されるハニカム担体(H) は、ハ
ニカム担体(H) の両端部において、平板状帯材(1) を波
板状帯材(2) より突出させた構造のものである。
の両端面部において、平板状帯材(1) を波板状帯材(2)
より突出させる長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）は、所望のものに設
定すればよい。図１に示されるハニカム担体(H) は、ハ
ニカム担体(H) の両端部において、平板状帯材(1) を波
板状帯材(2) より突出させた構造のものである。
【００２４】図２は、本発明の第二実施態様のハニカム
担体(H) の構造を説明するための図である。図２の第二
実施態様のハニカム担体(H) は、図１の第一実施態様の
ハニカム担体(H) と比較して大きく相違する点は、平板
状帯材(1) と波板状帯材(2) の配設関係が逆転している
という点であり、他の技術的構造は全く同じである。即
ち、図２で示される第二実施態様のハニカム担体(H) に
おいて、ハニカム担体(H) の両端部は、波板状帯材(2)
を所定の長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）だけ平板状帯材(1) より突
出させて配置した構造のものである。
担体(H) の構造を説明するための図である。図２の第二
実施態様のハニカム担体(H) は、図１の第一実施態様の
ハニカム担体(H) と比較して大きく相違する点は、平板
状帯材(1) と波板状帯材(2) の配設関係が逆転している
という点であり、他の技術的構造は全く同じである。即
ち、図２で示される第二実施態様のハニカム担体(H) に
おいて、ハニカム担体(H) の両端部は、波板状帯材(2)
を所定の長さ（Ｗ1 ，Ｗ2 ）だけ平板状帯材(1) より突
出させて配置した構造のものである。
【００２５】図３は、本発明の第三実施態様のハニカム
担体(H) の構造を説明するための図である。図３の第三
実施態様のハニカム担体(H) は、ハニカム担体(H) の両
端部において、一方の帯材が他方の帯材より所望の幅
（Ｗ1 ，Ｗ2 ）の長さだけ突出するように相互に位置を
ズラして配置し、これを巻回成形してハニカム担体(H)
としたものである。
担体(H) の構造を説明するための図である。図３の第三
実施態様のハニカム担体(H) は、ハニカム担体(H) の両
端部において、一方の帯材が他方の帯材より所望の幅
（Ｗ1 ，Ｗ2 ）の長さだけ突出するように相互に位置を
ズラして配置し、これを巻回成形してハニカム担体(H)
としたものである。
【００２６】本発明において、前記平板状帯材及び波板
状帯材として、例えばクロム鋼（クロム１３〜２５
％）、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ ５％などの耐熱性のス
テンレス鋼あるいはこれに耐熱酸化性を改善するために
希土類を加えた耐熱性のステンレス鋼などの厚さ０．０
２mm〜０．１mmの帯材が使用される。なお、各帯材にＡ
ｌを含有したステンレス鋼は耐熱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ので好ましいものである。ま
た、前記平板状帯材に、半径方向の熱応力に基づく大き
な変形力の吸収・緩和の効果を持たせるために、平板状
帯材に小ピッチで波高の小さな小波（マイクロウェー
ブ，マイクロコルゲーション）を付与したものを用いる
ことができることはいうまでもないことである。
状帯材として、例えばクロム鋼（クロム１３〜２５
％）、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ ５％などの耐熱性のス
テンレス鋼あるいはこれに耐熱酸化性を改善するために
希土類を加えた耐熱性のステンレス鋼などの厚さ０．０
２mm〜０．１mmの帯材が使用される。なお、各帯材にＡ
ｌを含有したステンレス鋼は耐熱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ので好ましいものである。ま
た、前記平板状帯材に、半径方向の熱応力に基づく大き
な変形力の吸収・緩和の効果を持たせるために、平板状
帯材に小ピッチで波高の小さな小波（マイクロウェー
ブ，マイクロコルゲーション）を付与したものを用いる
ことができることはいうまでもないことである。
【００２７】前記図１〜図３で示される本発明のハニカ
ム担体(H) において、特に熱応力に基づく大きな変形力
が集中、集積するハニカム担体(H) の外周近傍でかつ両
端面部において、該両端部が平板状帯材（または波板状
帯材）を他方の波板状帯材（または平板状帯材）より突
出させて構成されていることから、該平板状帯材（また
は波板状帯材）の突出部により前記変形力を効果的に発
散させることができる。これは、突出部という自由端の
存在によるためであり、ハニカム担体(H) の中心部から
半径方向及び軸方向への熱応力に基づく変形力の伝播過
程において、該自由端が熱応力の吸収・発散に重要な役
割を演じていると考えられる。
ム担体(H) において、特に熱応力に基づく大きな変形力
が集中、集積するハニカム担体(H) の外周近傍でかつ両
端面部において、該両端部が平板状帯材（または波板状
帯材）を他方の波板状帯材（または平板状帯材）より突
出させて構成されていることから、該平板状帯材（また
は波板状帯材）の突出部により前記変形力を効果的に発
散させることができる。これは、突出部という自由端の
存在によるためであり、ハニカム担体(H) の中心部から
半径方向及び軸方向への熱応力に基づく変形力の伝播過
程において、該自由端が熱応力の吸収・発散に重要な役
割を演じていると考えられる。
【００２８】また、本発明のハニカム担体(H) におい
て、前記した構成を採用すると、ハニカム担体(H) の構
成部材のろう接合時に付加的なメリットを享受すること
ができる。これを図４〜図５で説明する。図４は、図６
で示される本発明のハニカム担体(H) をケース(C) 内で
ろう接合により固着して製作した排気ガス浄化装置(A)
の軸方向の一部拡大断面部である。なお、図４の(a)
は、排気ガス流(F) の上流側に位置するハニカム担体
(H) の端部、図４の(b) は下流側に位置するハニカム担
体の端部を示す。図４に示されるように、ハニカム担体
(H) の端部において、平板状帯材(1) が波板状帯材(2)
より所定の長さ分だけ突出して配設されているため、壁
厚（図中、平板及び波板状帯材の板厚はt で示されてい
る）は排気ガス流方向に２段に変化し、かつろう材適用
後のろう付け時に、両帯材(1,2) の当接部に断面が略三
角形で曲線状のフィレット(f) （ろう材の溜り部）が形
成される。このような曲線形状のフィレット(f) は、排
気ガス流(F) のガイドとして働き、ハニカム担体の入口
側及び出口側において排気ガスの流れ方向を滑らかに整
流して大きな流れの変化や渦の発生を防止するため背圧
（通過抵抗）を高めることがなく、内燃機関の効率を低
下させないため好ましいものである。
て、前記した構成を採用すると、ハニカム担体(H) の構
成部材のろう接合時に付加的なメリットを享受すること
ができる。これを図４〜図５で説明する。図４は、図６
で示される本発明のハニカム担体(H) をケース(C) 内で
ろう接合により固着して製作した排気ガス浄化装置(A)
の軸方向の一部拡大断面部である。なお、図４の(a)
は、排気ガス流(F) の上流側に位置するハニカム担体
(H) の端部、図４の(b) は下流側に位置するハニカム担
体の端部を示す。図４に示されるように、ハニカム担体
(H) の端部において、平板状帯材(1) が波板状帯材(2)
より所定の長さ分だけ突出して配設されているため、壁
厚（図中、平板及び波板状帯材の板厚はt で示されてい
る）は排気ガス流方向に２段に変化し、かつろう材適用
後のろう付け時に、両帯材(1,2) の当接部に断面が略三
角形で曲線状のフィレット(f) （ろう材の溜り部）が形
成される。このような曲線形状のフィレット(f) は、排
気ガス流(F) のガイドとして働き、ハニカム担体の入口
側及び出口側において排気ガスの流れ方向を滑らかに整
流して大きな流れの変化や渦の発生を防止するため背圧
（通過抵抗）を高めることがなく、内燃機関の効率を低
下させないため好ましいものである。
【００２９】一方、図５は、図４に対応する従来技術の
ものの一部断面部である。従来技術においては、ハニカ
ム担体(H')の端部が、平板状帯材(1')と波板状帯材(2')
で面一に形成されているため、図示のように壁厚は両帯
材の倍の長さ（2t）となり、かつフィレット(f')はほと
んど形成されない。このため、従来のハニカム担体(H')
においては、フィレットがほとんど形成されないため排
気ガス流(F) は、入口側で２倍（2t）の厚さの壁に直面
して大きく流れの方向を変えられるとともに、出口側で
は急に流路面積が広がるために部分的に流れが逆流して
渦（カールマン渦）が発生するため背圧（通過抵抗）が
高くなり、内燃機関の効率を低下させてしまうという欠
点を伴うものである。
ものの一部断面部である。従来技術においては、ハニカ
ム担体(H')の端部が、平板状帯材(1')と波板状帯材(2')
で面一に形成されているため、図示のように壁厚は両帯
材の倍の長さ（2t）となり、かつフィレット(f')はほと
んど形成されない。このため、従来のハニカム担体(H')
においては、フィレットがほとんど形成されないため排
気ガス流(F) は、入口側で２倍（2t）の厚さの壁に直面
して大きく流れの方向を変えられるとともに、出口側で
は急に流路面積が広がるために部分的に流れが逆流して
渦（カールマン渦）が発生するため背圧（通過抵抗）が
高くなり、内燃機関の効率を低下させてしまうという欠
点を伴うものである。
【００３０】本発明のハニカム担体(H) は、金属ケース
(C) 内に填装、固着されて金属製排気ガス浄化装置(A)
とされるものである。本発明において、該ハニカム担体
(H) として種々の構造のものが対象となるものであり、
この点について説明する。前記金属製排気ガス浄化装置
(A) は、例えば図６〜図１１に示されるものである。
(C) 内に填装、固着されて金属製排気ガス浄化装置(A)
とされるものである。本発明において、該ハニカム担体
(H) として種々の構造のものが対象となるものであり、
この点について説明する。前記金属製排気ガス浄化装置
(A) は、例えば図６〜図１１に示されるものである。
【００３１】図６に示される金属製ハニカム担体(A) の
ハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯材(2)
を相互に当接部を有するように重積し、これを一括渦巻
状に巻回成形して製作した巻回タイプのものである（図
１参照）。以下、ハニカム担体(H) の端部における両帯
材（1,2 ）の配設関係は、図１に示される態様のもので
あるが、この点の説明は省略する。なお、両帯材（1,2
）の巻回積層により排気ガスの通路となる多数の網目
状通気孔路（セル）(3) が自動的に形成される。
ハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯材(2)
を相互に当接部を有するように重積し、これを一括渦巻
状に巻回成形して製作した巻回タイプのものである（図
１参照）。以下、ハニカム担体(H) の端部における両帯
材（1,2 ）の配設関係は、図１に示される態様のもので
あるが、この点の説明は省略する。なお、両帯材（1,2
）の巻回積層により排気ガスの通路となる多数の網目
状通気孔路（セル）(3) が自動的に形成される。
【００３２】図７に示される金属製ハニカム担体(A) の
ハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯材(2)
を交互に当接させるように重積し、即ち階層状に積層し
て製作した階層タイプのものである。
ハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯材(2)
を交互に当接させるように重積し、即ち階層状に積層し
て製作した階層タイプのものである。
【００３３】図８に示される金属製ハニカム担体(A) の
ハニカム担体(H) は、図５に示される巻回タイプのもの
の一変形例で、断面レーストラック（長円形）形状のも
のである。これは両帯材（1,2 ）の巻回成形後に巻回中
心部に大径の空洞が形成されるように巻回成形し、次い
で該空洞部を圧潰し断面形状をレーストラック形状にし
たものである。なお、図７に示されるハニカム担体(H)
において、平板状帯材(1) はマイクロコルゲーションを
有するものである。
ハニカム担体(H) は、図５に示される巻回タイプのもの
の一変形例で、断面レーストラック（長円形）形状のも
のである。これは両帯材（1,2 ）の巻回成形後に巻回中
心部に大径の空洞が形成されるように巻回成形し、次い
で該空洞部を圧潰し断面形状をレーストラック形状にし
たものである。なお、図７に示されるハニカム担体(H)
において、平板状帯材(1) はマイクロコルゲーションを
有するものである。
【００３４】図９に示される金属製排気ガス浄化装置
(A) のハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯
材(2) を当接させて浄化エレメント(E) とし、該浄化エ
レメント(E) の所望の数を固定軸(B) を起点として放射
状に外延させて製作した放射状タイプのものである。
(A) のハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯
材(2) を当接させて浄化エレメント(E) とし、該浄化エ
レメント(E) の所望の数を固定軸(B) を起点として放射
状に外延させて製作した放射状タイプのものである。
【００３５】図１０に示される金属製排気ガス浄化装置
(A) のハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯
材(2) を当接させて浄化エレメント(E) とし、該浄化エ
レメント(E) を最外面が平板状帯材となるように階層状
に重積するとともに、上下両最外面に設定された二つの
固定点（ S1 ， S2 ）を中心に各浄化エレメント(E)を
逆向きに折曲げて、即ち各浄化エレメント(E) を略Ｓ字
状カーブに変曲させて製作したＳ字状タイプのものであ
る。
(A) のハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯
材(2) を当接させて浄化エレメント(E) とし、該浄化エ
レメント(E) を最外面が平板状帯材となるように階層状
に重積するとともに、上下両最外面に設定された二つの
固定点（ S1 ， S2 ）を中心に各浄化エレメント(E)を
逆向きに折曲げて、即ち各浄化エレメント(E) を略Ｓ字
状カーブに変曲させて製作したＳ字状タイプのものであ
る。
【００３６】図１１に示される金属製ハニカム担体(A)
のハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯材
(2) を重積して所望の相互に隣接した層を有する浄化エ
レメント(E) とし、該浄化エレメント(E) の４個を中心
部に配設された保持具により各浄化エレメント（ E1 〜
E4 ）の一端部を相互に対向させるように保持し、これ
を該保持具を中心にして同一方向に巻回成形して製作し
たものである。図１１には、１つの浄化エレメント(E)
の構成が詳しく図示されている。また、平板状帯材(1)
はマイクロコルゲーションを有するものである。なお、
この種のハニカム担体(1) は、中心部において各浄化エ
レメント（ E1〜 En ）（ｎは、任意のエレメントの
数）が十字状、Ｘ字状、卍形状に重なり合っている（オ
ーバラップ）ので、Ｘ−ラップ形状のハニカム担体と俗
称されている。前記Ｘ−ラップタイプのハニカム担体の
正面形状は、各浄化エレメント（ E1〜 En ）の形状に
より種々のものがありうる。例えば、各浄化エレメント
（ E1〜 En ）の側面からみた形状が長方形、台形、あ
るいは平行四辺形により、Ｘ−ラップタイプのハニカム
体の正面形状は略円形、略正方形、略楕円形状となる。
のハニカム担体(H) は、平板状帯材(1) と波板状帯材
(2) を重積して所望の相互に隣接した層を有する浄化エ
レメント(E) とし、該浄化エレメント(E) の４個を中心
部に配設された保持具により各浄化エレメント（ E1 〜
E4 ）の一端部を相互に対向させるように保持し、これ
を該保持具を中心にして同一方向に巻回成形して製作し
たものである。図１１には、１つの浄化エレメント(E)
の構成が詳しく図示されている。また、平板状帯材(1)
はマイクロコルゲーションを有するものである。なお、
この種のハニカム担体(1) は、中心部において各浄化エ
レメント（ E1〜 En ）（ｎは、任意のエレメントの
数）が十字状、Ｘ字状、卍形状に重なり合っている（オ
ーバラップ）ので、Ｘ−ラップ形状のハニカム担体と俗
称されている。前記Ｘ−ラップタイプのハニカム担体の
正面形状は、各浄化エレメント（ E1〜 En ）の形状に
より種々のものがありうる。例えば、各浄化エレメント
（ E1〜 En ）の側面からみた形状が長方形、台形、あ
るいは平行四辺形により、Ｘ−ラップタイプのハニカム
体の正面形状は略円形、略正方形、略楕円形状となる。
【００３７】前記金属製ハニカム担体(A) において、ハ
ニカム担体(H) を内部に填装し、固着するための金属ケ
ース(C) としては、両端が開口していれば、その形状に
何らの制限を受けるものではない。図６〜図１１には、
断面円形状のものと、断面レーストラック形状（長円形
状）のものが示されているが、これに制限されない。例
えば、車体下部のスペースに適合させるため、断面略三
角形の金属ケースを用いて排気ガス浄化装置を構成して
もよい。金属ケースの素材として、前記ハニカム体と同
種の耐熱鋼を用いてもよいし、耐熱耐食性の富むものを
用いてもよい。また、外側部分の金属材料を内側部分よ
り耐熱耐食性の富むものとした二重構造のもの、具体的
には内側部分にフュ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用いたクラッド鋼など
を用いても良い。
ニカム担体(H) を内部に填装し、固着するための金属ケ
ース(C) としては、両端が開口していれば、その形状に
何らの制限を受けるものではない。図６〜図１１には、
断面円形状のものと、断面レーストラック形状（長円形
状）のものが示されているが、これに制限されない。例
えば、車体下部のスペースに適合させるため、断面略三
角形の金属ケースを用いて排気ガス浄化装置を構成して
もよい。金属ケースの素材として、前記ハニカム体と同
種の耐熱鋼を用いてもよいし、耐熱耐食性の富むものを
用いてもよい。また、外側部分の金属材料を内側部分よ
り耐熱耐食性の富むものとした二重構造のもの、具体的
には内側部分にフュ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用いたクラッド鋼など
を用いても良い。
【００３８】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく
説明するが、本発明は実施例のものに限定されるもので
はない。 (1) 平板状帯材／波板状帯材材 Ｆｅ−Ｃｒ ２０％−Ａｌ ５％−Ｃｅ ０．０２％の
耐熱鋼製の下記の平板状帯材と波板状帯材を使用した。 (i) 平板状帯材：厚さ５０μｍ，幅７０mm (ii) 波板状帯材：厚さ５０μｍ，幅６０mm，ピッチ幅
４．２mm，波高１．５mm， (2) ハニカム担体の製作 次いで、前記平板状帯材と波板状帯材を、図１に示され
るように相互に重積し（Ｗ1 ＝Ｗ2 ＝５mm、これを一括
巻回積層して、軸方向に多数の網目状通気孔路（セル密
度２００cpsi）を有する外径７０mmのハニカム担体を製
作した。なお、巻回操作によるハニカム体の製作時に、
両帯材の波形状は形くずれせず、所定のセル密度のもの
に効率よく巻回積層することができた。次に、前記ハニ
カム体を内径約７０mmの耐熱鋼（ＪＩＳ Ｇ４３１２
ＳＵＨ３１０Ｓ）製の金属ケース内に填装し、ハニカム
体の両端部及びその近傍部位（端部より１０mmの領域）
をニッケル系ろう材のスラリーに浸漬し、乾燥後真空炉
により熱処理して両帯材の当接部及びハニカム体と金属
ケースの当接部をろう付により固着した。次に、以上の
ようにして製作した排気ガス浄化装置に触媒担持層を次
のようにして形成させた。即ち、ハニカム体を構成する
各帯材の表面に活性アルミナ（γ−Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末と
アルミナゾルを配合したスラリーを塗布し、これを６０
０℃に加熱処理して触媒担持層を形成した。 (3) （性能評価） 前記した触媒担持層を有する排気ガス浄化装置を、常温
〜９００℃間の１００サイクルの急熱急冷試験（バーナ
ースポーリング試験）、及び振動試験を行なったとこ
ろ、ハニカム体の構成部材はどの部位においても座屈、
亀裂、破損がみられず、また当接部の剥離や離体も観察
されなかった。更に、触媒担持層の落下、剥離も観察さ
れなかった。
説明するが、本発明は実施例のものに限定されるもので
はない。 (1) 平板状帯材／波板状帯材材 Ｆｅ−Ｃｒ ２０％−Ａｌ ５％−Ｃｅ ０．０２％の
耐熱鋼製の下記の平板状帯材と波板状帯材を使用した。 (i) 平板状帯材：厚さ５０μｍ，幅７０mm (ii) 波板状帯材：厚さ５０μｍ，幅６０mm，ピッチ幅
４．２mm，波高１．５mm， (2) ハニカム担体の製作 次いで、前記平板状帯材と波板状帯材を、図１に示され
るように相互に重積し（Ｗ1 ＝Ｗ2 ＝５mm、これを一括
巻回積層して、軸方向に多数の網目状通気孔路（セル密
度２００cpsi）を有する外径７０mmのハニカム担体を製
作した。なお、巻回操作によるハニカム体の製作時に、
両帯材の波形状は形くずれせず、所定のセル密度のもの
に効率よく巻回積層することができた。次に、前記ハニ
カム体を内径約７０mmの耐熱鋼（ＪＩＳ Ｇ４３１２
ＳＵＨ３１０Ｓ）製の金属ケース内に填装し、ハニカム
体の両端部及びその近傍部位（端部より１０mmの領域）
をニッケル系ろう材のスラリーに浸漬し、乾燥後真空炉
により熱処理して両帯材の当接部及びハニカム体と金属
ケースの当接部をろう付により固着した。次に、以上の
ようにして製作した排気ガス浄化装置に触媒担持層を次
のようにして形成させた。即ち、ハニカム体を構成する
各帯材の表面に活性アルミナ（γ−Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末と
アルミナゾルを配合したスラリーを塗布し、これを６０
０℃に加熱処理して触媒担持層を形成した。 (3) （性能評価） 前記した触媒担持層を有する排気ガス浄化装置を、常温
〜９００℃間の１００サイクルの急熱急冷試験（バーナ
ースポーリング試験）、及び振動試験を行なったとこ
ろ、ハニカム体の構成部材はどの部位においても座屈、
亀裂、破損がみられず、また当接部の剥離や離体も観察
されなかった。更に、触媒担持層の落下、剥離も観察さ
れなかった。
【００３９】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置の主要な構成
要素である金属製ハニカム担体は、ハニカム担体とし
て、それぞれ所望幅と所望長の単一の帯材の平板状帯材
と波板状帯材で構成されるとともに、その両端部の構造
として、前記平板状帯材と波板状帯材のいずれか一方の
帯材を他方の帯材より突出させるとともに、両端部にお
ける前記平板状帯材と波板状帯材の当接部をろう接合に
より固着させた構造を有するものを採用する。このた
め、ハニカム担体の端部における平板状帯材（または波
板状帯材）の自由端がハニカム体内部に発生する（半径
方向及び軸方向の）熱応力に基づく大きな変形力を効果
的に吸収・発散させることができる。即ち、本発明によ
りハニカム担体の構成部材の座屈、亀裂、破損、及び部
材間の当接部の離体を効果的に防止することができる。
更に、前記した効果と関連してハニカム担体の壁面に形
成される排気ガス浄化用触媒を担持するための触媒担持
層の落下，剥離も効果的に防止される。
要素である金属製ハニカム担体は、ハニカム担体とし
て、それぞれ所望幅と所望長の単一の帯材の平板状帯材
と波板状帯材で構成されるとともに、その両端部の構造
として、前記平板状帯材と波板状帯材のいずれか一方の
帯材を他方の帯材より突出させるとともに、両端部にお
ける前記平板状帯材と波板状帯材の当接部をろう接合に
より固着させた構造を有するものを採用する。このた
め、ハニカム担体の端部における平板状帯材（または波
板状帯材）の自由端がハニカム体内部に発生する（半径
方向及び軸方向の）熱応力に基づく大きな変形力を効果
的に吸収・発散させることができる。即ち、本発明によ
りハニカム担体の構成部材の座屈、亀裂、破損、及び部
材間の当接部の離体を効果的に防止することができる。
更に、前記した効果と関連してハニカム担体の壁面に形
成される排気ガス浄化用触媒を担持するための触媒担持
層の落下，剥離も効果的に防止される。
【図１】 本発明の第一実施態様のハニカム担体の構造
を説明する図である。
を説明する図である。
【図２】 本発明の第二実施態様のハニカム担体の構造
を説明する図である。
を説明する図である。
【図３】 本発明の第三実施態様のハニカム担体の構造
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】 本発明のハニカム担体を組込み、かつろう付
けされた排気ガス浄化装置において、両端部のろう接合
構造を説明するための軸方向の一部拡大断面図である。
けされた排気ガス浄化装置において、両端部のろう接合
構造を説明するための軸方向の一部拡大断面図である。
【図５】 従来のハニカム担体を組込み、かつろう付け
された排気ガス浄化装置において、両端部のろう接合構
造を説明するための軸方向の一部拡大断面図である。
された排気ガス浄化装置において、両端部のろう接合構
造を説明するための軸方向の一部拡大断面図である。
【図６】 本発明のハニカム担体を使用した第一実施態
様の排気ガス浄化装置の斜視図である。
様の排気ガス浄化装置の斜視図である。
【図７】 本発明のハニカム担体を使用した第二実施態
様のハ排気ガス浄化装置の斜視図である。
様のハ排気ガス浄化装置の斜視図である。
【図８】 本発明のハニカム担体を使用した第三実施態
様の排気ガス浄化装置の断面図である。
様の排気ガス浄化装置の断面図である。
【図９】 本発明のハニカム担体を使用した第四実施態
様の排気ガス浄化装置の断面図である。
様の排気ガス浄化装置の断面図である。
【図１０】 本発明のハニカム担体を使用した第五実施
態様の排気ガス浄化装置の断面図である。
態様の排気ガス浄化装置の断面図である。
【図１１】 本発明のハニカム担体を使用した第六実施
態様の排気ガス浄化装置の断面図である。
態様の排気ガス浄化装置の断面図である。
Ａ………………排気ガス浄化装置 Ｈ………………ハニカム担体 Ｃ………………金属ケース １………………平板状帯材 ２………………波板状帯材 ３………………網目状通気孔路（セル） Ｆ………………排気ガス流方向 ｆ………………（溶接）フィレット
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 F01N 3/20,3/28
Claims (4)
- 【請求項１】 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
を相互に当接するようにして重積して製作した軸方向に
多数の網目状通気孔路を有する排気ガス浄化触媒を担持
するための金属製ハニカム担体において、1)．前記平板状帯材と波板状帯材が、それぞれ所望幅と
所望長の単一の帯材か ら構成されるものであり、かつ、 2)． 前記ハニカム担体が、両端部の構造として、前記平
板状帯材と波板状帯材のいずれか一方の帯材を他方の帯
材より突出させるとともに、両端部におけ る前記平板状
帯材と波板状帯材の当接部をろう接合により固着させた
構造を 有するものである、 ことを特徴とする排気ガス浄化触媒を担持するための金
属製ハニカム担体。 - 【請求項２】 ハニカム担体の両端部が、平板状帯材を
波板状帯材より突出させた構造のものである請求項１に
記載の金属製ハニカム担体。 - 【請求項３】 ハニカム担体の両端部が、波板状帯材を
平板状帯材により突出された構造のものである請求項１
に記載の金属製ハニカム担体。 - 【請求項４】 ハニカム担体の両端部の構造において、
一方の端部が平板状帯材を波板状帯材より突出させた構
造のものであり、かつ他方の端部が波板状帯材を平板状
帯材より突出させた構造のものである請求項１に記載の
金属製ハニカム担体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13135692A JP3336035B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 金属製ハニカム担体 |
| US08/045,072 US5374402A (en) | 1992-04-27 | 1993-04-12 | Metal-made honeycomb carrier body |
| DE4313187A DE4313187A1 (de) | 1992-04-27 | 1993-04-22 | Metallischer Trägerkörper für Abgasreinigungskatalysator-Material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13135692A JP3336035B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 金属製ハニカム担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05301049A JPH05301049A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3336035B2 true JP3336035B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=15056013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13135692A Expired - Fee Related JP3336035B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 金属製ハニカム担体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5374402A (ja) |
| JP (1) | JP3336035B2 (ja) |
| DE (1) | DE4313187A1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0713725B1 (en) * | 1994-11-22 | 2001-04-25 | Cataler Industrial Co., Ltd. | Metallic support catalyst |
| US5651906A (en) * | 1995-07-12 | 1997-07-29 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Electrically heatable converter body having plural thin metal core elements attached only at outer ends |
| US5846495A (en) * | 1995-07-12 | 1998-12-08 | Engelhard Corporation | Structure for converter body |
| WO1997023325A1 (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-03 | W.R. Grace & Co. | Assembly and method for making catalytic converter structures |
| US6060173A (en) * | 1996-04-17 | 2000-05-09 | Englehard Corporation | Metal honeycomb body |
| CN1118329C (zh) * | 1996-05-31 | 2003-08-20 | 日产自动车株式会社 | 废气催化剂用的载体部件 |
| US20010033812A1 (en) * | 1997-06-24 | 2001-10-25 | Haruhiko Nagura | Catalyst converter |
| DE19749379A1 (de) * | 1997-11-07 | 1999-05-20 | Emitec Emissionstechnologie | Katalysator-Trägerkörper mit verbesserter Wärmeabstrahlung |
| DE19816482C2 (de) * | 1998-04-14 | 2001-11-29 | Siemens Ag | Plattenkatalysator |
| US6190432B1 (en) | 1999-02-26 | 2001-02-20 | Donaldson Company, Inc. | Filter arrangement; sealing system; and methods |
| US6348085B1 (en) | 1999-11-10 | 2002-02-19 | Donaldson Company, Inc. | Filter arrangement and methods |
| US6368374B1 (en) | 2000-06-13 | 2002-04-09 | Donaldson Company, Inc. | Filter arrangement and methods |
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