JP6935614B1 - 排気ガスの浄化に用いられるハニカムユニット及びハニカムユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、金属箔からなる平箔及び波箔を積層することにより構成され、金属箔に複数の貫通孔が形成されたハニカム体と、ハニカム体を収容する外筒とを備え、ハニカム体及び外筒が互いに外筒-ハニカム体接合部によって接合され、平箔及び波箔が互いに平箔-波箔接合部によって接合されたハニカムユニットにおいて、請求項1で特定する形状を有することにより、ハニカム体の熱膨張を抑制し触媒の脱落を防止し、さらに、外筒-ハニカム体接合部にかかる熱応力を緩和することができ、外筒ハニカム体接合部の破損を抑制できるハニカムユニット。

Description

本発明は、排気ガス中に含まれる大気汚染物質等を浄化するために用いられるハニカムユニットに関する。

内燃機関から排気される排気ガスを浄化する浄化装置として、平箔及び波箔が積層して形成されたハニカム体と、ハニカム体を収容する外筒と、から構成されるハニカムユニットが知られている。触媒を担持したハニカム体を備えるハニカムユニット（触媒コンバータとも呼ばれる）を、排ガス経路に配置することにより、触媒コンバータを通過する排気ガスが触媒と広い面積で接触するため、効率的に排ガス浄化を行うことができる。

このような用途に用いられるハニカムユニットにおいては、外筒の内面とハニカム体の外面とが接合して用いられる。
ここで、例えば、外筒の内面とハニカム体の外面とを、軸方向の全域に亘って接合した場合、排気ガスの熱を受熱することによってハニカム体が軸方向に膨張し、接合部に応力が集中して破損が生じやすくなる。その結果、ハニカムユニットの耐久性が低下する。
また、排気ガスの大気汚染物質等と触媒とが反応することによって熱が発生するため、ハニカムユニットの入側端面に近づくほど、より高温となる。よって、例えば、外筒の内面とハニカム体の外面とを、ハニカムユニットの軸方向における入側近傍において接合した場合、排気ガスの大気汚染物質等と触媒との反応熱によって接合強度が低下して破損し、ハニカムユニットの耐久性が低下する。
そのため、ハニカムユニットでは一般的に、外筒及びハニカム体の接合位置が、ハニカムユニットの軸方向における中央部又は出側に設定される場合が多い。接合位置を中央部又は出側に設定することにより、ハニカム体の熱膨張時に、ハニカム体を軸方向における入側に向かって伸長させることができる。そのため、接合部にかかる熱応力を低減し、ハニカムユニットの耐久性を向上させることができる。

特許第６０６９５３８号明細書

しかしながら、上述の構成によれば、ハニカム体が熱膨張することにより、ハニカム体に担持された触媒が脱落しやすくなり、浄化性能が低下する。

そこで、本発明は、外筒とハニカム体との接合部が早期に破損することを抑制しつつ、ハニカム体に担持される触媒の脱落を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、（１）金属箔からなる平箔及び波箔を積層することにより構成され、前記金属箔に複数の貫通孔が形成されたハニカム体と、前記ハニカム体を収容する外筒と、を備え、前記ハニカム体及び前記外筒が互いに外筒−ハニカム体接合部によって接合され、前記平箔及び前記波箔が互いに平箔−波箔接合部によって接合されたハニカムユニットにおいて、前記複数の貫通穴は、前記ハニカム体の縁部領域に挟まれた穴形成領域に形成され、前記外筒−ハニカム体接合部は、前記ハニカム体の第１領域及び第２領域にそれぞれ少なくとも一つ形成され、前記平箔−波箔接合部は、前記ハニカム体の第３領域及び第４領域にそれぞれ少なくとも一つ形成され、前記縁部領域は、前記ハニカム体の前記軸方向における長さをＬとしたときに、長さＬが５０ｍｍ以上の場合は、前記ハニカム体の軸方向における両縁部から前記軸方向に向かって１５ｍｍ以下の幅を有しており、長さＬが５０ｍｍ未満の場合は、前記ハニカム体の軸方向における両縁部から前記軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ以下の幅を有しており、前記第１領域及び前記第３領域は、前記軸方向における前記ハニカム体のガス入側縁部から前記軸方向に向かって０．３３Ｌの領域であり、前記第２領域及び前記第４領域は、前記軸方向における前記ハニカム体のガス出側縁部から前記軸方向に向かって０．３３Ｌの領域であり、それぞれの前記貫通穴の開口面積は、５０．３（ｍｍ^２）以下であり、前記穴形成領域において、前記複数の貫通穴の合計開口面積の割合をＳ（％）としたとき、２０（％）≦Ｓ≦７０（％）なる条件式を満足することを特徴とするハニカムユニット。

（２） 前記平箔−波箔接合部は、前記平箔の裏側と前記波箔とを接合する平箔−波箔第１接合部と、前記平箔の表側と前記波箔とを接合する平箔−波箔第２接合部と、を備え、前記平箔−波箔第１接合部及び前記平箔−波箔第２接合部は、前記軸方向において互いに重ならない位置に形成されることを特徴とする（１）に記載のハニカムユニット。

（３） 前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、少なくとも１つの前記外筒−ハニカム体接合部は、前記軸方向に延びて、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記縁部領域と前記穴形成領域とにまたがる前記外筒−ハニカム体接合部と重なる貫通穴を第１貫通穴、前記波箔の頂部のうち、前記ハニカム体の径方向において前記第１貫通穴と対向する頂部を第１頂部と定義すると、前記第１貫通穴及び前記第１頂部の間に、前記第１貫通穴を介して、前記外筒−ハニカム体接合部が延出することを特徴とする（１）又は（２）に記載のハニカムユニット。

（４） 前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、少なくとも１つの前記平箔−波箔接合部は、前記軸方向に延びて、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記縁部領域と前記穴形成領域とにまたがる前記平箔−波箔接合部と重なる貫通穴を第２貫通穴、前記波箔の頂部のうち、前記ハニカム体の径方向において前記第２貫通穴と対向する頂部を第２頂部と定義すると、前記第２貫通穴及び前記第２頂部の間に、前記第２貫通穴を介して、前記平箔−波箔接合部が延出することを特徴とする（１）ないし（３）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（５） それぞれの前記貫通穴の開口面積は、１２．６（ｍｍ^２）以下であることを特徴とする（１）ないし（４）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（６） それぞれの前記貫通穴の開口面積は、０．７９（ｍｍ^２）以下であることを特徴とする（１）ないし（５）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（７） 前記Ｓ（％）は、２５（％）≦Ｓ≦６０（％）なる条件式を満足することを特徴とする（１）ないし（６）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（８） 前記Ｓ（％）は、３０（％）≦Ｓ≦５０（％）なる条件式を満足することを特徴とする（１）ないし（７）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（９） 前記第１領域に形成された前記外筒−ハニカム体接合部と、前記第２領域に形成された前記外筒−ハニカム体接合部と、は前記ハニカム体の前記軸方向における中心を通って前記ハニカム体の径方向に延びる対称面に対して、前記軸方向において対称に形成され、前記第３領域に形成された前記平箔−波箔接合部と、前記第４領域に形成された前記平箔−波箔接合部と、は前記対称面に対して、前記軸方向において対称に形成されることを特徴とする（１）ないし（８）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（１０） 前記貫通穴は、前記軸方向に沿って千鳥状に形成されることを特徴とする（１）ないし（９）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（１１） 前記貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成されることを特徴とする（１）、（２）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）及び（１０）のいずれか１つに記載のハニカムユニット。

（１２） （１）または（２）に記載のハニカムユニットを製造する方法であって、前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、前記外筒−ハニカム体接合部を形成するためのロウ材を配するロウ材配置ステップと、前記平箔と前記波箔とを積層して前記ハニカム体を製造するハニカム体製造ステップと、前記外筒及び前記外筒に内挿された前記ハニカム体を加熱する加熱ステップと、を含み、前記ロウ材配置ステップにおいて、前記ロウ材は、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、かつ、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち少なくとも１つの貫通穴と重なる位置に配され、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記ロウ材と重なる貫通穴を第１重複貫通穴と定義すると、前記加熱ステップにおいて、溶融した前記ロウ材が、前記第１重複貫通穴を介して、前記第１重複貫通穴と、前記波箔の頂部のうち前記第１重複貫通穴と前記ハニカム体の径方向において対向する頂部と、の間に延出することを特徴とする製造方法。

（１３） （１）または（２）に記載のハニカムユニットを製造する方法であって、前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、前記平箔−波箔接合部を形成するためのロウ材を配するロウ材配置ステップと、前記平箔と前記波箔とを積層して前記ハニカム体を製造するハニカム体製造ステップと、前記外筒及び前記外筒に内挿された前記ハニカム体を加熱する加熱ステップと、を含み、前記ロウ材配置ステップにおいて、前記ロウ材は、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、かつ、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち少なくとも１つの貫通穴と重なる位置に配され、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記ロウ材と重なる貫通穴を第２重複貫通穴と定義すると、前記加熱ステップにおいて、溶融した前記ロウ材が、前記第２重複貫通穴を介して、前記第２重複貫通穴と、前記波箔の頂部のうち前記第２重複貫通穴と前記ハニカム体の径方向において対向する頂部と、の間に延出することを特徴とする製造方法。

（１４） （１）または（２）に記載のハニカムユニットを製造する方法であって、前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、前記平箔−波箔接合部を形成するためのロウ材を配するロウ材配置ステップと、前記平箔と前記波箔とを積層して前記ハニカム体を製造するハニカム体製造ステップと、前記外筒及び前記外筒に内挿された前記ハニカム体を加熱する加熱ステップと、を含み、前記ロウ材配置ステップにおいて、前記ロウ材は、前記波箔における前記縁部領域と、前記波箔における前記穴形成領域と、にまたがる位置に配され、前記ハニカム体形成ステップにおいて、前記平箔及び前記波箔は、前記ロウ材と、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち少なくとも１つの貫通穴と、が重なるように積層され、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記ロウ材と重なる貫通穴を第３重複貫通穴と定義すると、前記加熱ステップにおいて、溶融した前記ロウ材が、前記第３重複貫通穴を介して、前記第３重複貫通穴と、前記波箔の頂部のうち前記第３重複貫通穴と前記ハニカム体の径方向において対向する頂部と、の間に延出することを特徴とする製造方法。

（１５） 前記ロウ材配置ステップにおいて配される前記ロウ材の、前記径方向における厚さは、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする（１２）ないし（１４）のいずれか１つに記載の製造方法。

（１６） 前記ロウ材配置ステップにおいて配される前記ロウ材の、前記径方向における厚さは、０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする（１２）ないし（１５）のいずれか１つに記載の製造方法。

本発明に係るハニカムユニットによれば、外筒とハニカム体との接合部が早期に破損することを抑制しつつ、ハニカム体に担持される触媒の脱落を抑制することができる。

本実施形態におけるハニカムユニットを軸方向から見た図を示す。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図２において二点鎖線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。 ハニカム体１０を構成する平箔４０を展開した拡大展開図である。 図１において破線で囲まれた領域Ｃを、第１貫通穴７２ａを通るように径方向に切断した拡大断面図である。 図１において破線で囲まれた領域Ｄを、第２貫通穴７２ｂを通るように径方向に切断した拡大断面図である。 ハニカムユニット１を製造する製造方法を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明に係る第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態におけるハニカムユニットを軸方向から見た図である。図１を参照して、ハニカムユニット１は、ハニカム体１０及び外筒２０を備える。外筒２０は、円筒状に形成されており、ハニカム体１０の径方向における外面を包囲する位置に配置されている。ハニカムユニット１には、耐熱合金を用いることができる。耐熱合金には、Ｃｒを１５〜２５質量％、Ａｌを２〜８質量％含む耐熱合金を用いることができる。例えば、Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ合金、Ｆｅ−１８Ｃｒ−３Ａｌ合金、Ｆｅ−２０Ｃｒ−８Ａｌ合金などを用いることができる。ハニカムユニット１は、例えば、車両の排ガス経路に設置することができる。車両には、二輪車、四輪車、オフロード車が含まれる。

ハニカム体１０は、波箔３０及びロウ材を帯状に配置した平箔４０を重ねた状態で軸方向周りに巻き回すことにより構成され、径方向において波箔３０と平箔４０とが交互に積層されている。上述の構成によれば、ハニカム体１０の内部に軸方向に延びる多数のガス流路を形成することができる。ハニカム体１０を外筒２０に内挿して真空雰囲気中で加熱し、ロウ材を介して、ハニカム体１０と外筒２０とを接合させる（後述する外筒−ハニカム体接合部５０を形成する）とともに波箔３０と平箔４０とを接合させる（後述する平箔−波箔接合部６０を形成する）ことにより、ハニカムユニット１が製造される。ロウ材には、箔ロウを用いることができ、例えば、ＢＮｉ−２やＢＮｉ−５等のニッケル基のロウ材を用いることができる。ただし、箔ロウとは異なる、粉末状あるいは粒状のロウ材を用いることもできる。

波箔３０及び平箔４０には触媒（不図示）が担持されている。触媒は、ウォッシュコート液（γアルミナと添加剤及び貴金属触媒を成分とする溶液）をハニカム体１０のガス流路に供給するとともに、熱処理によって焼き付けることにより担持させることができる。

ハニカム体１０のガス流路に流入した排気ガスが触媒に接触すると、排気ガスに含まれるＣＯ、炭化水素、ＮＯ_Ｘが無害化され、車外にクリーンなガスを排出することができる。

図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。図３は、図２において二点鎖線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。図２及び図３を参照して、ハニカムユニット１には、外筒２０とハニカム体１０との接合部（外筒−ハニカム体接合部５０）及びハニカム体１０における平箔４０と波箔３０との接合部（平箔−波箔接合部６０）が形成されている。本実施形態において、平箔−波箔接合部６０は、平箔４０の裏側４０ｂ（本実施形態において、ハニカム体１０の径方向における平箔４０の外側の面）と波箔３０とを接合する平箔−波箔第１接合部６１と、平箔４０の表側４０ａ（本実施形態において、ハニカム体１０の径方向における平箔４０の内側の面）と波箔３０とを接合する平箔−波箔第２接合部６２と、を備える。外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔第１接合部６１は、図２に細かいドットで示す領域Ｓ１に形成されている。平箔−波箔第２接合部６２は、図２に粗いドットで示す領域Ｓ２に形成されている。領域Ｓ１は領域Ｓ２より、ハニカム体１０の軸方向中心Ｑ（一点鎖線で示す）から離隔している。

外筒−ハニカム体接合部５０は、第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２の双方に形成される。平箔−波箔接合部６０は、第３領域ＲＥ３及び第４領域ＲＥ４の双方に形成される。ここで、第１領域ＲＥ１及び第３領域ＲＥ３は、軸方向におけるハニカム体１０の長さをＬとしたときに、軸方向におけるハニカム体１０のガス入側縁部１１から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域である。また、第２領域ＲＥ２及び第４領域ＲＥ４は、軸方向におけるハニカム体１０のガス出側縁部１２から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域である。

外筒−ハニカム体接合部５０をガス入側の第１領域ＲＥ１及びガス出側の第２領域ＲＥ２の双方に形成することにより、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張が抑制されるため、ハニカム体１０に担持された触媒の脱落を抑制することができる。そのため、外筒−ハニカム体接合部５０を第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２の双方に形成する必要がある。
また、平箔−波箔接合部６０が第３領域ＲＥ３及び第４領域ＲＥ４の双方に形成される場合、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張が抑制されるため、ハニカム体１０に担持された触媒の脱落を抑制することができる。そのため、平箔−波箔接合部６０を、第３領域ＲＥ３及び第４領域ＲＥ４の双方に形成する必要がある。

ここで、外筒−ハニカム体接合部５０を第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２の双方に形成すると、ハニカム体１０が軸方向に熱膨張する際に、外筒−ハニカム体接合部５０に熱応力が集中し、外筒−ハニカム体接合部５０が破損する可能性がある。そこで、波箔３０及び平箔４０にはそれぞれ、厚み方向に貫通する複数の貫通穴７１、７２が設けられる。なお、波箔３０の貫通穴７１と平箔４０の貫通穴７２とを特に区別しない場合には、貫通穴７０と称するものとする。

貫通穴７０をハニカム体１０に形成することにより、外筒−ハニカム体接合部５０を第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２の双方に形成することによる効果（ハニカム体１０に担持された触媒の脱落の抑制）を享受しつつ、ハニカム体１０の軸方向における熱膨張を抑制して外筒−ハニカム体接合部５０にかかる熱応力を緩和することができる。これにより、外筒−ハニカム体接合部５０の破損を抑制することができる。本効果は、貫通穴７０の直径を８ｍｍ以下に設定した際に得られた。貫通穴７０は円形であるため、各貫通穴７０の開口面積は５０．３ｍｍ^２である。なお、各貫通穴７０の開口面積が５０．３ｍｍ^２以下であれば、円以外の形状（例えば、楕円等）であっても同様の効果が得られた。なお、貫通穴７０の開口面積の下限値は、特に限定しないが、例えば、貫通穴７０の開口面積をそれぞれ、０．０３１ｍｍ^２以上に設定することができる。したがって、貫通穴７０の形状が円形の場合、貫通穴７０の直径を０．２ｍｍ以上に設定することができる。

貫通穴７０は、ハニカム体の縁部領域Ｔに挟まれた穴形成領域Ｄに形成される。ここで、縁部領域Ｔは、Ｌが５０ｍｍ以上の場合、軸方向におけるハニカム体１０の両縁部１１、１２から、軸方向に向かって１５ｍｍ以下の幅を有する。縁部領域Ｔを、ハニカム体１０の両縁部から軸方向に向かって１５ｍｍ超に設定すると、縁部領域Ｔが過度に広くなり、貫通穴７０によってハニカム体１０の軸方向における熱膨張を抑制する効果が低下する。また、Ｌが５０ｍｍ未満の場合は、ハニカム体１０の軸方向における両縁部から軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ以下の幅を有する。縁部領域Ｔを、ハニカム体１０の両縁部から軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ超に設定すると、縁部領域Ｔが過度に広くなり、貫通穴７０によってハニカム体１０の軸方向における熱膨張を抑制する効果が低下する。本明細書では、ハニカム体１０の軸方向端部に最も近接した位置に形成された貫通穴７０の外縁（前記軸方向端部に最も近接した外縁）を通って、軸方向中心Ｑと平行な方向に延びる境界線Ｑ１を定義し、この境界線Ｑ１よりも軸方向中心Ｑ側の領域を穴形成領域Ｄ、境界線Ｑ１よりも軸方向端部側の領域を縁部領域Ｔと定義する。なお、縁部領域Ｔの幅の下限については、特に規定しないが、好ましくは、軸方向に向かって１ｍｍの幅を有する。

穴形成領域Ｄにおいて、全ての貫通穴７０の合計開口面積の割合をＳ（％）としたとき、Ｓは、２０（％）≦Ｓ≦７０（％）なる条件式を満足する。Ｓが２０％未満の場合、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張を十分に抑制することができず、外筒−ハニカム体接合部５０に応力が集中し、外筒−ハニカム体接合部５０が破損する可能性がある。Ｓが７０％超の場合、貫通穴７０の開口率が過多となり、ハニカム体１０の強度が低下する。

各貫通穴７０の開口面積は、１２．６ｍｍ^２以下に設定することが好ましい。したがって、貫通穴７０の形状が円形の場合、各貫通穴７０の直径は４ｍｍ以下に設定することが好ましい。各貫通穴７０の開口面積を１２．６ｍｍ^２以下に設定することにより、穴形成領域Ｄにおける貫通穴７０の分布がより均一となるため、ハニカム体１０において熱応力をより均一に緩和でき、ハニカム体１０の耐久性がより向上する。

より好ましくは、各貫通穴７０の開口面積は、０．７９ｍｍ^２以下に設定する。したがって、貫通穴７０の形状が円形の場合、各貫通穴７０の直径は、１ｍｍ以下に設定することが、より好ましい。各貫通穴７０の開口面積を０．７９ｍｍ^２以下に設定することにより、穴形成領域Ｄにおける貫通穴７０の分布がさらにより均一となるため、ハニカム体１０において熱応力をさらにより均一に緩和でき、ハニカム体１０の耐久性がさらにより向上する。また、回り込み効果（後述）が発現する箇所が増加するため、平箔４０と波箔３０との接合箇所を増やすことができ、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張を、より抑制することができる。

開口率Ｓは、２５（％）≦Ｓ≦６０（％）なる条件式を満足することが好ましい。この構成によれば、２５（％）≦Ｓとすることにより、ハニカム体１０において熱応力をより緩和でき、ハニカム体１０の耐久性がより向上する。また、Ｓ≦６０（％）とすることにより、貫通穴７０が設けられた箔の耐久性が向上する。

より好ましくは、開口率Ｓは、３０（％）≦Ｓ≦５０（％）なる条件式を満足する。この構成によれば、ハニカム体１０において熱応力をさらにより緩和でき、ハニカム体１０の耐久性がさらにより向上する。また、回り込み効果（後述）がより十分に発現し、ハニカム体１０の耐久性がさらに向上する。

上述の通り、平箔−波箔接合部６０は、平箔４０の裏側４０ｂと波箔３０とを接合する平箔−波箔第１接合部６１と、平箔４０の表側４０ａと波箔３０とを接合する平箔−波箔第２接合部６２と、を備える。また、平箔−波箔第１接合部６１及び平箔−波箔第２接合部６２は、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている。これらの構成によれば、平箔−波箔第１接合部６１及び平箔−波箔第２接合部６２が、軸方向において互いに重なる位置に形成される場合と比べて、ハニカム体１０に対する径方向の熱応力をより緩和することができる。これにより、ハニカム体１０の耐久性をより向上させることができる。

図４は、ハニカム体１０を構成する平箔４０を展開した拡大展開図である。外筒−ハニカム体接合部５０は、軸方向に延びて、平箔４０における縁部領域Ｔと、平箔４０における穴形成領域Ｄと、にまたがって形成されている。平箔４０に形成された貫通穴７２のうち、外筒−ハニカム体接合部５０と重なる貫通穴を、第１貫通穴７２ａと称す。図５は、図１において破線で囲まれた領域Ｃを、第１貫通穴７２ａを通るように径方向に切断した拡大断面図である。波箔３０の頂部のうち、ハニカム体１０の径方向において第１貫通穴７２ａと対向する頂部を、第１頂部３０ａと称す。

図４及び図５を参照して、外筒−ハニカム体接合部５０は、第１貫通穴７２ａ及び第１頂部３０ａの間に、第１貫通穴７２ａを介して延出している。この構成によれば、外筒−ハニカム体接合部５０が、第１貫通穴７２ａを介して平箔４０の裏側４０ｂから表側４０ａへと延出して（回り込み効果）、平箔４０と第１頂部３０ａとを接合する。この結果、平箔４０と波箔３０との接合箇所を増やすことができ、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張を、より抑制することができる。

図４を参照して、平箔−波箔第１接合部６１は、軸方向に延びて、平箔４０における縁部領域Ｔと、平箔４０における穴形成領域Ｄと、にまたがって形成されている。平箔４０に形成された貫通穴７２のうち、平箔−波箔第１接合部６１と重なる貫通穴を、第２貫通穴７２ｂと称す。図６は、図１において破線で囲まれた領域Ｄを、第２貫通穴７２ｂを通るように径方向に切断した拡大断面図である。波箔３０の頂部のうち、ハニカム体１０の径方向において第２貫通穴７２ｂと対向する頂部を、第２頂部３０ｂと称す。

図４及び図６を参照して、平箔−波箔第１接合部６１は、第２貫通穴７２ｂ及び第２頂部３０ｂの間に、第２貫通穴７２ｂを介して延出している。この構成によれば、平箔−波箔第１接合部６１が、第２貫通穴７２ｂを介して平箔４０の裏側４０ｂから表側４０ａへと延出して（回り込み効果）、平箔４０と第２頂部３０ｂとを接合する。この結果、平箔４０と波箔３０との接合箇所を増やすことができ、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張を、より抑制することができる。

本実施形態におけるハニカムユニット１を製造する方法について、図４〜図７を参照して説明する。図７は、ハニカムユニット１を製造する製造方法を示すフローチャートである。工程Ｓ１において、平箔４０にロウ材を配置する。平箔４０の表側４０ａには、平箔−波箔第２接合部６２を形成するためのロウ材６２ａを配置する。平箔４０の裏側４０ｂには、ロウ材６２ａより軸方向においてハニカム体１０の縁部に近接した位置に、外筒−ハニカム体接合部５０を形成するためのロウ材５０ａ及び平箔−波箔第１接合部６１を形成するためのロウ材６１ａを配置する。本実施形態においては、ロウ材５０ａとロウ材６１ａとは、ハニカム体１０の周方向において連続しており、軸方向において同じ位置に配置される。ロウ材５０ａ及び６１ａは、平箔４０における縁部領域Ｔと、平箔４０における穴形成領域Ｄと、にまたがり、かつ、平箔４０に形成された貫通穴７２のうち少なくとも１つの貫通穴と重なる位置に配される。平箔４０に形成された貫通穴７２のうち、ロウ材５０ａと重なる貫通穴を第１重複貫通穴７２１と称す。また、平箔４０に形成された貫通穴７２のうち、平箔４０に配置されたロウ材６１ａと重なる貫通穴を第２重複貫通穴７２２と称す。第１重複貫通穴７２１は第１貫通穴７２ａに相当する。第２重複貫通穴７２２は第２貫通穴７２ｂに相当する。

工程Ｓ２において、波箔３０と平箔４０とを重ね合わせ、所定の軸方向周りに巻き回すことで、ハニカム体１０を製造する。工程Ｓ３において、外筒２０にハニカム体１０を内挿し、真空雰囲気下で加熱する。加熱温度は、例えば１０００℃程度に設定することができる。工程Ｓ３において加熱することによって、ロウ材５０ａが溶融し、第１重複貫通穴７２１を介して平箔４０の裏側４０ｂから表側４０ａへと延出する。また、工程Ｓ３において加熱することによって、ロウ材６１ａが溶融し、第２重複貫通穴７２２を介して平箔４０の裏側４０ｂから表側４０ａへと延出する。
ロウ材５０ａは、第１重複貫通穴７２１と、波箔３０の頂部のうちハニカム体１０の径方向において第１重複貫通穴７２１と対向する頂部（第１頂部３０ａに相当）と、の間に延出する。その後、ロウ材５０ａが固着して外筒−ハニカム体接合部５０が形成されるため、ハニカム体１０と外筒２０とが接合するとともに、第１重複貫通穴７２１（第１貫通穴７２ａ）を介して延出した外筒−ハニカム体接合部５０によって平箔４０と第１頂部３０ａとが接合される。ロウ材６１ａは、第２重複貫通穴７２２と、波箔３０の頂部のうちハニカム体１０の径方向において第２重複貫通穴７２２と対向する頂部（第２頂部３０ｂに相当）と、の間に延出する。その後、ロウ材６１ａが固着して平箔−波箔第１接合部６１が形成されるため、波箔３０と平箔４０とが接合するとともに、第２重複貫通穴７２２（第２貫通穴７２ｂ）を介して延出した平箔−波箔第１接合部６１によって平箔４０と第２頂部３０ｂとが接合される。これにより、ハニカムユニット１が製造される。

ここで、平箔４０の表側４０ａにおいて、外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔第１接合部６１と軸方向に対応する位置に、別の平箔−波箔接合部を形成することによっても、平箔４０と波箔３０との接合箇所を増やすことができる。しかしながら、この方法では、第１貫通穴７２ａ等の貫通穴と対向する第１頂部３０ａ及び第２頂部３０ｂ以外の頂部においても、平箔４０と波箔３０とが接合するため、平箔４０と波箔３０との接合箇所が過多となる。そのため、平箔−波箔第１接合部６１及び平箔−波箔第２接合部６２を軸方向において互いに重ならない位置に形成したことによる効果（ハニカム体１０の径方向における熱応力を緩和する効果）が低下する。

一方、外筒−ハニカム体接合部５０が第１貫通穴７２ａを介して第１貫通穴７２ａ及び第１頂部３０ａの間に延出する構成では、平箔４０と接合される第１頂部３０ａは、波箔３０の複数の頂部のうち、ハニカム体１０の径方向において第１貫通穴７２ａと対向するもののみである。また、平箔−波箔第１接合部６１が第２貫通穴７２ｂを介して第２貫通穴７２ｂ及び第２頂部３０ｂの間に延出する構成では、平箔４０と接合される第２頂部３０ｂは、波箔３０の複数の頂部のうち、ハニカム体１０の径方向において第２貫通穴７２ｂと対向するもののみである。したがって、平箔４０と波箔３０との接合箇所が過多とならない。そのため、平箔−波箔第１接合部６１及び平箔−波箔第２接合部６２を軸方向において互いに重ならない位置に形成したことによる効果（ハニカム体１０の径方向における熱応力を緩和する効果）を享受しつつ、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張をより抑制することができる。

外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０を形成するためのロウ材５０ａ、６１ａ、６２ａの、ハニカム体１０の径方向における厚みは、０．１ｍｍ以下に設定することが好ましい。この構成によれば、外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０の厚みを０．１ｍｍ超に設定する場合と比べ、外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０の接合強度の低下をより抑制することができる。

より好ましくは、ハニカム体１０の径方向における外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０を形成するための部材（本実施形態におけるロウ材）の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下に設定する。ロウ材の厚みを０．０１ｍｍ未満とすることにより、（１）外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０の接合面積が低下し、ハニカムユニット１及びハニカム体１０の強度が低下する可能性があるとともに、（２）上述の回り込み効果が低下してしまう。ロウ材の厚みを０．０５ｍｍ超とすることにより、（１）ロウ材の使用量が増加してコストが増加するとともに、（２）ロウ材が熱処理によって溶融した際に、波箔３０と平箔４０との間に空隙が生じ、ハニカム体１０の強度が低下するおそれがある。

再び図２を参照して、本実施形態において、外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔第１接合部６１が形成される領域Ｓ１は、ハニカム体の軸方向中心Ｑを通って径方向に延びる対称面を挟んで、軸方向において対称な位置に設けられている。平箔−波箔第２接合部６２が形成される領域Ｓ２は、ハニカム体の軸方向中心Ｑを通って径方向に延びる対称面を挟んで、軸方向において対称な位置に設けられている。
言い換えると、第１領域ＲＥ１に形成された外筒−ハニカム体接合部５０と第２領域ＲＥ２に形成された外筒−ハニカム体接合部５０とは、ハニカム体１０の軸方向中心Ｑを通って径方向に延びる対称面を挟んで、軸方向において対称な位置に設けられている。第３領域ＲＥ３に形成された平箔−波箔接合部６０と第４領域ＲＥ４に形成された平箔−波箔接合部６０とは、ハニカム体１０の軸方向中心Ｑを通って径方向に延びる対称面を挟んで、軸方向において対称な位置に設けられている。これらの構成によれば、外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０の形成位置を、ガス入側とガス出側とで変更する必要がないため、ハニカムユニット１の製造がより容易となる。また、ハニカムユニットのガス入側とガス出側とを逆にしても、同様の性能で使用することができるため、例えば排ガス経路上にハニカムユニット１を設置する際にガス入側とガス出側の向きを考慮する必要がなく、設置作業が容易となる。

波箔３０及び平箔４０に形成される貫通穴７０は、軸方向に沿って千鳥状に配置されることが好ましい。この構成によれば、波箔３０及び平箔４０に貫通穴７０を均一に配置することができる。貫通穴７０がハニカム体１０の軸方向及び周方向に整列して配置された構成と比べ、各貫通穴７０の離隔距離を広くすることができるため、波箔３０及び平箔４０の強度を向上させることができる。ただし、波箔３０及び平箔４０に形成される貫通穴７０は、軸方向に沿った千鳥状配置に限定されるものではない。

（実施例）
以下に、本発明について、実施例を示してさらに詳細に説明する。以下の実施例では、ハニカムユニットにおける種々のパラメータを変更して、ハニカムユニットの耐久性及び浄化性能を評価した。まず、同じ厚さを有するＦｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ系ステンレス鋼からなる２枚の平板に、所定の開口面積を有する所定の形状の貫通穴（上述の実施形態における貫通穴７０に相当）を、所定の合計開口面積の割合（上述の実施形態におけるＳ（％）に相当）で形成した。一方の平板（上述の実施形態における平箔４０に相当）に、Ｎｉ基ロウ材（ＢＮｉ−５）を配置した。この平板を、他方の平板を波状に加工して形成した波板（上述の実施形態における波箔３０に相当）と重ね合わせて巻き回し、ハニカム体を製造した。このハニカム体を、ステンレス鋼からなる外筒に入れて、真空雰囲気下での熱処理によってロウ材を介して接合させることによって、ハニカムユニットを製造した。外筒の外径、軸方向長さ及び厚さは、ハニカム体の径及び軸方向長さ等に応じて適宜設定した。製造されたハニカムユニットに形成された外筒−ハニカム体接合部及び平箔−波箔接合部は、ハニカム体の軸方向中心を通って径方向に延びる対称面に対して、軸方向に対称な位置に存する。なお、平箔−波箔接合部を形成するためのロウ材は、幅を３ｍｍに設定して配置した（実施例５５〜５７、比較例１９を除く）。

ハニカムユニットに、セリア−ジルコニア−アルミナを主成分とするウォッシュコート層を形成した。ハニカム体にウォッシュコート液を通し、余分なウォッシュコート液を除去した後、１８０℃で１時間乾燥し、続いて５００℃で２時間焼成することにより、ハニカム体にウォッシュコート層をハニカムユニット体積当たり１８０ｇ／Ｌの割合で担持させた。このウォッシュコート層を形成したハニカム体を蒸留水に浸漬して十分吸水させた後、引き上げて余分な水分を吹き払い、パラジウムを含む水溶液に浸漬した。これを取り出して乾燥させることにより、パラジウムをハニカムユニット体積当たりで４ｇ／Ｌ担持させた。

（ハニカムユニットの耐久性の評価について）
ハニカムユニットの耐久性は、バーナー試験装置（図示しない）による加熱冷却サイクル試験で評価した。バーナー試験装置にハニカムユニットをセットし、ハニカム体が外筒から抜け落ちる現象（コアズレ等）が発生するまでの冷熱サイクル数を調べた。バーナーによるガスの入側には、コーン（図示しない）を介して排気管と外筒を溶接した。またガスの出側にも、コーンを介して排気管と外筒を溶接した。冷熱サイクルのパターンには、ハニカムユニットへの入ガスの温度を１０００℃と１００℃の間で繰り返す温度パターンを採用した。１サイクルは、１０秒で入ガスが１０００℃に達し、１分間保定し、３０秒間で１００℃まで冷却するものとした。観察は２０００サイクルまで継続し、ハニカム体が外筒から抜け落ちているかを評価した。その結果、２０００サイクルまでハニカム体が脱落しなかった場合は評価を「◎◎」とし、１５００サイクル以上２０００サイクル以下でハニカム体が脱落した場合は評価を「◎」とし、１０００サイクル以上１５００サイクル未満でハニカム体が脱落した場合は評価を「○」とし、１０００サイクル未満でハニカム体が脱落した場合は評価を「×」とした。

（ハニカムユニットの浄化性能の評価について）
ハニカムユニットの浄化性能は、ハニカム体に担持された触媒の脱落の程度によって評価した。具体的には、上述の耐久試験前に、ハニカム体に担持された触媒の重量をあらかじめ計測した。その後、１０００サイクルの耐久試験を通過した各ハニカムユニットについて、脱落した触媒の重量を計測した。そして、耐久試験前のハニカム体に担持された触媒の重量に対する、耐久試験で脱落した触媒の重量の割合（重量％）を評価した。その結果、触媒の脱落が２重量％未満である場合は評価を「◎」とし、触媒の脱落が２重量％以上５重量％未満である場合は評価を「○」とし、触媒の脱落が５重量％以上である場合は評価を「×」とした。また。１０００サイクルの耐久試験を通過しなかったハニカムユニットについては評価を「−」とした。

表１〜４に、実施例に用いられた各ハニカムユニットのパラメータ、耐久性の評価結果及び浄化性能の評価結果を示す。

表２における「外筒−ハニカム体接合部の始端」とは、軸方向における外筒−ハニカム体接合部の両端部のうち、ハニカム体の軸方向中心から離隔した位置に存する端部を指すものとする。
実施例１〜５７、比較例１〜１９においては、平箔−波箔接合部は、平箔−波箔接合部Ａ（上述の実施形態における平箔−波箔第１接合部６１に相当）と、平箔−波箔接合部Ａよりハニカム体の軸方向中心に近接した位置に存する平箔−波箔接合部Ｂ（上述の実施形態における平箔−波箔第２接合部６２に相当）と、を含む。実施例４４における平箔−波箔接合部Ｃは、平箔−波箔接合部Ｂと平箔を挟んで対向する位置に形成されている。実施例４５における平箔−波箔接合部Ｄは、平箔において平箔−波箔接合部Ａと同じ面側に形成されており、軸方向における平箔−波箔接合部Ｂの両端部のうちハニカム体の軸方向中心に近接した位置に存する端部と軸方向において同じ位置から、ハニカム体の軸方向中心に近接する方向に延びる。表３における「平箔−波箔接合部の始端」は、実施例１〜５７、比較例１〜１９において、軸方向における平箔−波箔接合部Ａの両端部のうち、ハニカム体の軸方向中心から離隔した位置に存する端部を指すものとする。表３における「平箔−波箔接合部の終端」は、実施例１〜４４、４６〜５７、比較例１〜１９において、軸方向における平箔−波箔接合部Ｂの両端部のうち、ハニカム体の軸方向中心に近接した位置に存する端部を指すものとする。表３における「平箔−波箔接合部の終端」は、実施例４５において、軸方向における平箔−波箔接合部Ｄの両端部のうち、ハニカム体の軸方向中心に近接した位置に存する端部を指すものとする。表３における「平箔−波箔接合部の始端から終端までの長さ」は、実施例１〜３９、４２〜５７、比較例１〜１９において、平箔−波箔接合部Ａと平箔−波箔接合部Ｂとの間の、軸方向における空隙を含む。表２及び３における「両縁部から外筒−ハニカム体接合部の終端までの長さ」及び「両縁部から平箔−波箔接合部の終端までの長さ」は、ハニカム体の長さＬを１００％としたときの割合（％）で表している。

実施例１〜４７、５０〜５７、比較例１〜１９では、平箔における貫通穴の開口率（％）と、波箔における貫通穴の開口率（％）と、が同じとなるように設定した。

実施例１〜１０及び比較例１、２ではそれぞれ、箔に設けた貫通穴の開口面積を異なる値に設定して、上述の評価を行った。比較例１では、貫通穴の開口面積が５０．３ｍｍ^２を超えたため、耐久性の評価が「×」となった。また、比較例２では、貫通穴を設けなかったため、軸方向におけるハニカム体の熱膨張が十分に抑制されず、耐久性の評価が「×」となった。一方、実施例７〜１０では、貫通穴の開口面積が５０．３ｍｍ^２以下であるため、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。また、実施例４〜６では、貫通穴の開口面積が１２．６ｍｍ^２以下であるため、耐久性及び浄化性能がより向上し、双方の評価が「◎」となった。さらに、実施例１〜３では、貫通穴の開口面積が０．７９ｍｍ^２以下であるため、耐久性がさらにより向上し、耐久性の評価が「◎◎」となった。

比較例３では、外筒長さをＬとしたときに、外筒−ハニカム体接合部が、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内にしか形成されていない。比較例４では、外筒−ハニカム体接合部が、軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内にしか形成されていない。そのため、比較例３、４では、浄化性能の評価が「×」となった。

実施例１１〜１６及び比較例５、６は、実施例１０に対して、ハニカム体に設けた貫通穴の開口率のみが異なっている。比較例５、６では、貫通穴の開口率が２０％以上７０％以下の範囲を超えたため、耐久性の評価が「×」となった。一方、実施例１６では、貫通穴の開口率が２０％以上７０％以下の範囲内に収まるため、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。また、実施例１１、１５では、貫通穴の開口率が２５％以上６０％以下の範囲内に収まるため、耐久性及び浄化性能がより向上し、双方の評価が「◎」となった。さらに、実施例１２、１３、１４では、貫通穴の開口率が３０％以上５０％以下の範囲内に収まるため、耐久性がさらにより向上し、耐久性の評価が「◎◎」となった。

実施例１７〜２０及び比較例７は、実施例１０に対して、軸方向におけるハニカム体の両縁部からの縁部領域の幅のみが異なっている。比較例７では、縁部領域の幅が、ハニカム体の両縁部から軸方向に向かって１５ｍｍ超であるため、耐久性の評価が「×」となった。一方、実施例１７〜２０では、縁部領域の幅が、ハニカム体の両縁部から軸方向に向かって１５ｍｍ以下である。そのため、実施例１９、２０では、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。また、実施例１８では、耐久性及び浄化性能が向上し、耐久性及び浄化性能の評価が「◎」となった。これは、平箔−波箔接合部が、縁部領域及び縁部領域に挟まれた穴形成領域にまたがって一部の貫通穴と重なったため、この貫通穴を介して延出した平箔−波箔接合部によって、波箔の一部の頂部（上述の実施形態における第１頂部３０ｂに相当）と平箔とが接合し、接合強度が増加したことが原因であると考えられる。さらに、実施例１７では、耐久性がさらに向上し、耐久性の評価が「◎◎」となった。これは、外筒−ハニカム体接合部が、縁部領域及び穴形成領域にまたがって一部の貫通穴と重なったため、この貫通穴を介して延出した外筒−ハニカム体接合部によって、波箔の一部の頂部（上述の実施形態における第１頂部３０ａに相当）と平箔とが接合し、接合強度が増加したことが原因であると考えられる。

実施例２１〜２４及び比較例８、９では、軸方向長さが４０ｍｍのハニカム体において、軸方向におけるハニカム体の両縁部からの縁部領域の幅を種々変化させた。比較例８、９では、縁部領域の幅が、ハニカム体の両縁部から軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ超（１０ｍｍ超）であるため、耐久性の評価が「×」となった。一方、実施例２１〜２４では、縁部領域の幅が、ハニカム体の両縁部から軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ以下（１０ｍｍ以下）である。そのため、実施例２３、２４では、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。また、実施例２２では、耐久性及び浄化性能が向上し、耐久性及び浄化性能の評価が「◎」となった。これは、実施例１８と同様の理由によるものと考えられる。さらに、実施例２１では、耐久性がさらに向上し、耐久性の評価が「◎◎」となった。これは、実施例１７と同様の理由によるものと考えられる。

実施例２５、２６及び比較例１０〜１３では、軸方向長さが３０ｍｍのハニカム体において、軸方向におけるハニカム体の両縁部からの縁部領域の幅を種々変化させた。比較例１０〜１３では、縁部領域の幅が、ハニカム体の両縁部から軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ超（５ｍｍ超）であるため、耐久性の評価が「×」となった。一方、実施例２５、２６では、縁部領域の幅が、ハニカム体の両縁部から軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ以下（５ｍｍ以下）である。そのため、実施例２６では、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。また、実施例２５では、耐久性及び浄化性能が向上し、耐久性の評価が「◎◎」となり、浄化性能の評価が「◎」となった。これは、実施例１７及び２１と同様の理由によるものと考えられる。

実施例２７は、実施例１０に対して、平箔及び波箔の厚みのみが異なっている。実施例２７では、実施例１０と同様、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

実施例２８〜３２は、実施例１０に対して、配置するロウ材の厚みのみが異なっている。実施例３１、３２では、ロウ材の厚みを０．１ｍｍ以下としたため、耐久性がより向上し、耐久性の評価が「◎」となった。実施例２８〜３０では、ロウ材の厚みを０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下としたため、耐久性及び浄化性能がさらにより向上し、耐久性の評価が「◎◎」となり、浄化性能の評価が「◎」となった。

実施例３３、３４は、実施例１０に対して、ハニカム体における１平方インチあたりのセル数のみが異なっている。実施例３３、３４では、実施例１０と同様、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

実施例３５、３６は、実施例１０に対して、ハニカム体の径のみが異なっている。実施例３５、３６では、実施例１０と同様、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

実施例３７、３８は、実施例１０に対して、ハニカム体の軸方向長さをより長く設定している。実施例３７、３８では、実施例１０と同様、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

実施例３９は、実施例１に対して、平箔−波箔接合部Ａと平箔−波箔接合部Ｂとが、軸方向において互いに重なる（１ｍｍ重なる）ように形成されている点が異なる。実施例４０は、実施例１に対して、平箔−波箔接合部として平箔−波箔接合部Ａのみが形成されている点が異なる。実施例４１は、実施例１に対して、平箔−波箔接合部として平箔−波箔接合部Ｂのみが形成されている点が異なる。なお、実施例３９では、平箔−波箔接合部Ａと平箔−波箔接合部Ｂとが、軸方向において互いに重なる領域において、波箔が平箔−波箔接合部Ａと平箔−波箔接合部Ｂとの双方に接触して挟まれた構成となる。この点を考慮し、ロウ材の厚みを０．１１ｍｍとした他の実施例と同等の効果を奏するように、実施例３９では、ロウ材の厚みを、他の実施例の略半分（０．０６ｍｍ）に設定した。実施例３９〜４１では、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

比較例１４〜１６は、実施例１０に対して、外筒−ハニカム体接合部及び／または平箔−波箔接合部の位置を変更している。比較例１４では、外筒−ハニカム体接合部が、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、に形成されておらず、浄化性能の評価が「×」となった。比較例１５では、平箔−波箔接合部が、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、に形成されておらず、浄化性能の評価が「×」となった。比較例１６では、外筒−ハニカム体接合部及び平箔−波箔接合部の双方が、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、に形成されておらず、浄化性能の評価が「×」となった。

実施例４２、４３は、実施例１０に対して、貫通穴の形状を変更した。実施例４２では、ハニカム体の軸方向と、ハニカム体の周方向と、の長さの比が１：２となるような楕円形の貫通穴を形成した。実施例４３では、ハニカム体の軸方向と、ハニカム体の周方向と、の長さの比が２：１となるような楕円形の貫通穴を形成した。実施例４２、４３では、実施例１０と同様、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

実施例４４は、平箔を挟んで、平箔−波箔接合部Ｂと平箔−波箔接合部Ｃとが対向する構成となっている。実施例４４では、平箔−波箔接合部Ｂと平箔−波箔接合部Ｃとが、軸方向において互いに重なる領域において、波箔が平箔−波箔接合部Ｂと平箔−波箔接合部Ｃとの双方に接触して挟まれた構成となる。この点を考慮し、ロウ材の厚みを０．１１ｍｍとした他の実施例と同等の効果を奏するように、実施例４４では、ロウ材の厚みを、他の実施例の略半分（０．０６ｍｍ）に設定した。この構成では、平箔と波箔との接合箇所が過多となり、平箔−波箔接合部Ａ及び平箔−波箔接合部Ｂを軸方向において互いに重ならない位置に形成したことによる効果（ハニカム体の径方向における熱応力を緩和する効果）が十分に発揮されず、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。なお、平箔−波箔接合部Ａを形成せず、平箔−波箔接合部Ｂと平箔−波箔接合部Ｃのみを形成した場合も、同様の評価結果であった。

実施例４５は、平箔−波箔接合部Ｄが、上述の実施形態における穴形成領域内に形成されている。この構成により、耐久性がさらに向上し、耐久性の評価が「◎◎」となった。

実施例４６、４７は、実施例１０に対して、貫通穴の形成対象を変更した。実施例４６では、平箔のみに貫通穴を形成した。実施例４７では、波箔のみに貫通穴を形成した。実施例４６、４７では、実施例１０と同様、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

実施例４８、４９は、実施例１０に対して、平箔の開口率（％）及び波箔の開口率（％）が相違するように設定した。実施例４８では、平箔の開口率を２０（％）とし、波箔の開口率を７０（％）とした。実施例４９では、平箔の開口率を７０（％）とし、波箔の開口率を２０（％）とした。実施例４８、４９では、実施例１０と同様、耐久性及び浄化性能の評価が「○」となった。

実施例５０、５１、比較例１７は、実施例１０に対して、外筒−ハニカム体接合部の始端位置が相違するように設定した。実施例５０及び５１では、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内及び軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内に外筒−ハニカム体接合部が形成されており、耐久性の評価が「◎◎」となり、浄化性能の評価が「○」となった。一方、比較例１７では、外筒−ハニカム体接合部が、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内及び軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内に形成されておらず、浄化性能の評価が「×」となった。

実施例５２、５３、比較例１８は、実施例１０に対して、平箔−波箔接合部の始端位置が相違するように設定した。実施例５２及び５３では、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内及び軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内に外筒−ハニカム体接合部が形成されており、耐久性の評価が「◎◎」となり、浄化性能の評価が「○」となった。一方、比較例１８では、平箔−波箔接合部が、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内及び軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域内に形成されておらず、浄化性能の評価が「×」となった。

実施例５４は、実施例１０に対して、平箔−波箔接合部Ａと平箔−波箔接合部Ｂの軸方向の間隙が３ｍｍになるように設定した。この構成においては、耐久性の評価が「◎」となり、浄化性能の評価が「◎」となった。これは、平箔−波箔接合部が、縁部領域及び穴形成領域にまたがって一部の貫通穴と重なったため、この貫通穴を介して延出した平箔−波箔接合部によって、波箔の一部の頂部（上述の実施形態における第１頂部３０ｂに相当）と平箔とが接合し、接合強度が増加したことが原因であると考えられる。

実施例５５、５６、比較例１９は、実施例１０に対して、外筒−ハニカム体接合部および平箔−波箔接合部の幅をそれぞれ５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍに設定した。実施例５５においては、耐久性の評価が「◎」となり、浄化性能の評価が「◎」となった。これは、平箔−波箔接合部Ｂが、縁部領域及び穴形成領域にまたがって一部の貫通穴と重なったため、この貫通穴を介して延出した平箔−波箔接合部Ｂによって、波箔の一部の頂部（上述の実施形態における第１頂部３０ｂに相当）と平箔とが接合し、接合強度が増加したことが原因であると考えられる。実施例５６においては、平箔−波箔接合部Ｂが穴形成領域に形成されている一方、平箔−波箔接合部Ａ、Ｂのいずれも、縁部領域及び穴形成領域にまたがって形成されていないため、耐久性の評価が「◎」となるが、浄化性能の評価が「〇」となった。比較例１９においては、平箔−波箔接合部が、軸方向におけるハニカム体のガス入側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、軸方向におけるハニカム体のガス出側縁部から軸方向に向かって０．３３Ｌの領域と、に形成されておらず、浄化性能の評価が「×」となった。

実施例５７は、比較例１９に対して、ハニカム体を軸方向長さ１００ｍｍとした。平箔−波箔接合部が縁部領域及び穴形成領域にまたがって一部の貫通穴と重なったことに加え、外筒−ハニカム体接合部が縁部領域及び穴形成領域にまたがって一部の貫通穴と重なったため、耐久性の評価が「◎◎」となり、浄化性能の評価が「◎」となった。

（変形例）
上述の実施形態では、外筒−ハニカム体接合部５０は、第１領域ＲＥ１及び第２領域に１つずつ設けられている。しかしながら、これに限られず、外筒−ハニカム体接合部５０が、第１領域ＲＥ１及び第２領域ＲＥ２に少なくとも２つ以上設けられた構成であってもよい。この構成であっても、軸方向におけるハニカム体１０の熱膨張が抑制されるため、ハニカム体１０に担持された触媒の脱落を抑制することができる。

（変形例）
上述の実施形態では、平箔−波箔接合部６０は、第３領域ＲＥ３及び第４領域ＲＥ４に２つずつ設けられている（平箔−波箔第１接合部６１、平箔−波箔第２接合部６２）。しかしながら、これに限られず、平箔−波箔接合部６０が、第３領域ＲＥ３及び第４領域ＲＥ４にそれぞれ１つ又は３つ以上設けられた構成であればよい。

（変形例）
上述の実施形態では、外筒−ハニカム体接合部５０と平箔−波箔第１接合部６１とは軸方向において同じ位置に形成されている。しかしながら、これに限られず、外筒−ハニカム体接合部５０と平箔−波箔接合部６０とは軸方向において異なる位置に形成される構成であってよい。

（変形例）
上述の実施形態では、平箔−波箔第１接合部６１は平箔−波箔第２接合部６２より、ハニカム体１０の軸方向中心Ｑから離隔した位置に配設されている。しかしながら、これに限られず、平箔−波箔第１接合部６１は平箔−波箔第２接合部６２より、ハニカム体１０の軸方向中心Ｑに近接した位置に配設されていてもよい。この場合であっても、同様に、ハニカム体１０に対する径方向の熱応力をより緩和することができる。これにより、ハニカム体１０の耐久性をより向上させることができる。

（変形例）
上述の実施形態では、ロウ材を平箔４０に配置することによって、外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０を形成した。しかしながら、これに限られず、ロウ材を波箔３０の頂部に配置することによって、外筒−ハニカム体接合部５０及び平箔−波箔接合部６０を形成してもよい。

例えば、ロウ材６１ａを波箔３０の頂部に配置することによって、平箔−波箔第１接合部６１を形成してもよい。この構成においては、図７の工程Ｓ１において、ロウ材６１ａを、波箔３０における縁部領域Ｔと、波箔３０における穴形成領域Ｄと、にまたがる位置に配し、工程Ｓ２において、平箔４０に形成された貫通穴７２のうち少なくとも１つの貫通穴とロウ材６１ａとが重なるように、波箔３０と平箔４０とを重ね合わせることが好ましい。ここで、平箔４０に形成された貫通穴７２のうち、波箔３０に配置されたロウ材６１ａと重なる貫通穴を第３重複貫通穴７２３と称す。第３重複貫通穴７２３は第２貫通穴７２ｂに相当する。このとき、工程Ｓ３において加熱することによって、ロウ材６１ａが溶融し、第３重複貫通穴７２３を介して平箔４０の裏側４０ｂから表側４０ａへと延出する。

ロウ材６１ａは、第３重複貫通穴７２３と、波箔３０の頂部のうちハニカム体１０の径方向において第３重複貫通穴７２３と対向する頂部（第２頂部３０ｂに相当）と、の間に延出する。その後、ロウ材６１ａが固着して平箔−波箔第１接合部６１が形成されるため、波箔３０と平箔４０とが接合するとともに、第３重複貫通穴７２３（第２貫通穴７２ｂ）を介して延出した平箔−波箔第１接合部６１によって平箔４０と第２頂部３０ｂとが接合される。

（変形例）
上述の実施形態では、外筒−ハニカム体接合部５０を形成するためのロウ材５０ａを平箔４０に配置した後（Ｓ１）、波箔３０と平箔４０とを軸方向周りに巻き回してハニカム体１０を製造している（Ｓ２）。しかしながら、これに限られず、ハニカム体１０を製造した後、ハニカム体１０の外周面にロウ材５０ａを配置してもよい。

（変形例）
上述の実施形態において、貫通穴は、平箔及び波箔の双方に形成されている。しかしながら、これに限られず、貫通穴は、平箔及び波箔のいずれか一方にのみ形成された構成であって良い。

（変形例）
波箔３０及び平箔４０に形成されるそれぞれの貫通穴７０は、開口面積または形状の少なくとも一方が相違する構成であってよい。例えば、波箔３０の貫通穴７１と平箔４０の貫通穴７２とが、異なる開口面積及び形状を備えた構成であってよい。貫通穴７０の形状は、円形のほか、例えば、楕円形や正方形であってよい。

（変形例）
ハニカムユニット１の断面形状は円形に限るものではなく、楕円形、卵形、レーストラック形状など、その他の形状であってもよい。なお、レーストラック形状とは、運動場のレーストラックを模した形状のことであり、互いに平行な二本の線を描き、これらの線の一端を互いに円弧で結ぶとともに、これらの線の他端を互いに円弧で結んだ形状のことである。

（変形例）
波箔３０は、軸方向に沿って波が延びるストレート形状に限られるものではなく、波の位相が互いに異なるオフセット構造を有するものであってよい。言い換えると、軸方向に向かって千鳥状に波の山を配設した形状であってもよい。

１：ハニカムユニット １０：ハニカム体 １１：ガス入側縁部 １２：ガス出側縁部 ２０：外筒 ３０：波箔 ３０ａ：第１頂部 ３０ｂ：第２頂部 ４０：平箔 ５０：外筒−ハニカム体接合部 ６０：平箔−波箔接合部 ６１：平箔−波箔第１接合部 ６２：平箔−波箔第２接合部 ７０：貫通穴 ７２ａ：第１貫通穴 ７２ｂ：第２貫通穴

Claims (16)

1. 金属箔からなる平箔及び波箔を積層することにより構成され、前記金属箔に複数の貫通穴が形成されたハニカム体と、前記ハニカム体を収容する外筒と、を備え、前記ハニカム体及び前記外筒が互いに外筒−ハニカム体接合部によって接合され、前記平箔及び前記波箔が互いに平箔−波箔接合部によって接合されたハニカムユニットにおいて、
   前記複数の貫通穴は、前記ハニカム体の縁部領域に挟まれた穴形成領域に形成され、
   前記外筒−ハニカム体接合部は、前記ハニカム体の第１領域及び第２領域にそれぞれ少なくとも一つ形成され、
   前記平箔−波箔接合部は、前記ハニカム体の第３領域及び第４領域にそれぞれ少なくとも一つ形成され、
   前記縁部領域は、前記ハニカム体の軸方向における長さをＬとしたときに、長さＬが５０ｍｍ以上の場合は、前記ハニカム体の前記軸方向における両縁部から前記軸方向に向かって１５ｍｍ以下の幅を有しており、長さＬが５０ｍｍ未満の場合は、前記ハニカム体の前記軸方向における両縁部から前記軸方向に向かって（０．５Ｌ−１０）ｍｍ以下の幅を有しており、
   前記第１領域及び前記第３領域は、前記軸方向における前記ハニカム体のガス入側縁部から前記軸方向に向かって０．３３Ｌの領域であり、前記第２領域及び前記第４領域は、前記軸方向における前記ハニカム体のガス出側縁部から前記軸方向に向かって０．３３Ｌの領域であり、
   それぞれの前記貫通穴の開口面積は、５０．３（ｍｍ^２）以下であり、
   前記穴形成領域において、前記複数の貫通穴の合計開口面積の割合をＳ（％）としたとき、２０（％）≦Ｓ≦７０（％）なる条件式を満足することを特徴とするハニカムユニット。
2. 前記平箔−波箔接合部は、前記平箔の裏側と前記波箔とを接合する平箔−波箔第１接合部と、前記平箔の表側と前記波箔とを接合する平箔−波箔第２接合部と、を備え、
   前記平箔−波箔第１接合部及び前記平箔−波箔第２接合部は、前記軸方向において互いに重ならない位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載のハニカムユニット。
3. 前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、
   少なくとも１つの前記外筒−ハニカム体接合部は、前記軸方向に延びて、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、
   前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記縁部領域と前記穴形成領域とにまたがる前記外筒−ハニカム体接合部と重なる貫通穴を第１貫通穴、前記波箔の頂部のうち、前記ハニカム体の径方向において前記第１貫通穴と対向する頂部を第１頂部と定義すると、
   前記第１貫通穴及び前記第１頂部の間に、前記第１貫通穴を介して、前記外筒−ハニカム体接合部が延出することを特徴とする請求項１又は２に記載のハニカムユニット。
4. 前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、
   少なくとも１つの前記平箔−波箔接合部は、前記軸方向に延びて、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、
   前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記縁部領域と前記穴形成領域とにまたがる前記平箔−波箔接合部と重なる貫通穴を第２貫通穴、前記波箔の頂部のうち、前記ハニカム体の径方向において前記第２貫通穴と対向する頂部を第２頂部と定義すると、
   前記第２貫通穴及び前記第２頂部の間に、前記第２貫通穴を介して、前記平箔−波箔接合部が延出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
5. それぞれの前記貫通穴の開口面積は、１２．６（ｍｍ^２）以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
6. それぞれの前記貫通穴の開口面積は、０．７９（ｍｍ^２）以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
7. 前記Ｓ（％）は、２５（％）≦Ｓ≦６０（％）なる条件式を満足することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
8. 前記Ｓ（％）は、３０（％）≦Ｓ≦５０（％）なる条件式を満足することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
9. 前記第１領域に形成された前記外筒−ハニカム体接合部と、前記第２領域に形成された前記外筒−ハニカム体接合部と、は前記ハニカム体の前記軸方向における中心を通って前記ハニカム体の径方向に延びる対称面に対して、前記軸方向において対称に形成され、
   前記第３領域に形成された前記平箔−波箔接合部と、前記第４領域に形成された前記平箔−波箔接合部と、は前記対称面に対して、前記軸方向において対称に形成されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
10. 前記貫通穴は、前記軸方向に沿って千鳥状に形成されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
11. 前記貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成されることを特徴とする請求項１、２、５、６、７、８、９及び１０のいずれか１つに記載のハニカムユニット。
12. 請求項１または２に記載のハニカムユニットを製造する方法であって、
    前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、
    前記外筒−ハニカム体接合部を形成するためのロウ材を配するロウ材配置ステップと、
    前記平箔と前記波箔とを積層して前記ハニカム体を製造するハニカム体製造ステップと、
    前記外筒及び前記外筒に内挿された前記ハニカム体を加熱する加熱ステップと、を含み
    前記ロウ材配置ステップにおいて、前記ロウ材は、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、かつ、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち少なくとも１つの貫通穴と重なる位置に配され、
    前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記ロウ材と重なる貫通穴を第１重複貫通穴と定義すると、
    前記加熱ステップにおいて、溶融した前記ロウ材が、前記第１重複貫通穴を介して、前記第１重複貫通穴と、前記波箔の頂部のうち前記第１重複貫通穴と前記ハニカム体の径方向において対向する頂部と、の間に延出することを特徴とする製造方法。
13. 請求項１または２に記載のハニカムユニットを製造する方法であって、
    前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、
    前記平箔−波箔接合部を形成するためのロウ材を配するロウ材配置ステップと、
    前記平箔と前記波箔とを積層して前記ハニカム体を製造するハニカム体製造ステップと、
    前記外筒及び前記外筒に内挿された前記ハニカム体を加熱する加熱ステップと、を含み
    前記ロウ材配置ステップにおいて、前記ロウ材は、前記平箔における前記縁部領域と、前記平箔における前記穴形成領域と、にまたがり、かつ、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち少なくとも１つの貫通穴と重なる位置に配され、
    前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記ロウ材と重なる貫通穴を第２重複貫通穴と定義すると、
    前記加熱ステップにおいて、溶融した前記ロウ材が、前記第２重複貫通穴を介して、前記第２重複貫通穴と、前記波箔の頂部のうち前記第２重複貫通穴と前記ハニカム体の径方向において対向する頂部と、の間に延出することを特徴とする製造方法。
14. 請求項１または２に記載のハニカムユニットを製造する方法であって、
    前記複数の貫通穴は、少なくとも前記平箔に形成され、
    前記平箔−波箔接合部を形成するためのロウ材を配するロウ材配置ステップと、
    前記平箔と前記波箔とを積層して前記ハニカム体を製造するハニカム体製造ステップと、
    前記外筒及び前記外筒に内挿された前記ハニカム体を加熱する加熱ステップと、を含み
    前記ロウ材配置ステップにおいて、前記ロウ材は、前記波箔における前記縁部領域と、前記波箔における前記穴形成領域と、にまたがる位置に配され、
    前記ハニカム体製造ステップにおいて、前記平箔及び前記波箔は、前記ロウ材と、前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち少なくとも１つの貫通穴と、が重なるように積層され、
    前記平箔に形成された前記複数の貫通穴のうち、前記ロウ材と重なる貫通穴を第３重複貫通穴と定義すると、
    前記加熱ステップにおいて、溶融した前記ロウ材が、前記第３重複貫通穴を介して、前記第３重複貫通穴と、前記波箔の頂部のうち前記第３重複貫通穴と前記ハニカム体の径方向において対向する頂部と、の間に延出することを特徴とする製造方法。
15. 前記ロウ材配置ステップにおいて配される前記ロウ材の、前記径方向における厚さは、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１つに記載の製造方法。
16. 前記ロウ材配置ステップにおいて配される前記ロウ材の、前記径方向における厚さは、０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１つに記載の製造方法。

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