JPH04110044A - 耐熱構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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に関する
。

すなわち、母材たる金属製の波板材と平板材とが交互に
巻き付けられて接合され、全体の断面形状が楕円形のロ
ール状をなす筒状のハニカム構造の耐熱構造体であって
、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、担体として触媒が付着される
耐熱構造体に関するものである。

「従来の技術」 このような全体の断面形状が楕円形のロール状をなすハ
ニカム構造の耐熱構造体としては、従来次のようなもの
が用いられていた。

第１に、各１枚の帯状で金属製の波板材と平板材とを、
一定中心から交互に重ね巻き付けて接合し、もって除徐
に全体の断面形状を楕円形とした耐熱構造体が用いられ
ていた。

第２に、各１枚の帯状で金属製の波板材と平板材とを、
一定中心から交互に重ね巻き付けて接合することにより
、全体の断面形状を真円状とじたものを一旦成形した後
、これを外周側から偏荷重を加えて若干潰し、もって全
体の断面形状を楕円形とした耐熱構造体が用いられてい
た。

第３に、第５図の概略正断面図に示すごとく、金属製の
波板材１と平板材２を複数組用い、これらを−吉例から
他方側へ繰り返し１８０度折り返して重ね、層状に接合
することにより、全体の断面形状を楕円形とした耐熱構
造体３が用いられていた。

第４に、第６図の概略正断面図に示すごとく、全体の断
面形状が楕円形をなすものを直線的・平面的に２分割し
てなる構成要素４．５が用いられ、このような画構成要
素４，５が平面的な接合面６で組み付け接合された耐熱
構造体７が用いられていた。そしてこの画構成要素４．
５はそれぞれ、金属製の波板材１と平板材２が複数組、
当接状態で折り返され直線状に重ねて接合されていた。

「発明が解決しようとする課題」 ところでこのような従来例にあっては、次の問題が指摘
されていた。

まず前記第１の従来例に係る耐熱構造体にあっては、次
のとおり。すなわちこの耐熱構造体では、成形上どうし
ても中央部に大きな空間が形成され、もって例えば触媒
コンバータの担体として用いた場合、係る中央部で排気
ガスの清浄化率が低下する等の問題が指摘されていた。

次に前記第２の従来例に係る耐熱構造体にあっては、次
のとおり。すなわちこの耐熱構造体では、外周側から偏
荷重を加えて若干潰すので、波板材の波形の凹凸が歪み
やすく、均一なセル形状のハニカム構造が得られないと
いう指摘があった。そこで例えば触媒コンバータの担体
として用いた場合、空気つまり排気ガスの通りが全体的
に均一にならず問題となっていた。

又前記第３の従来例に係る耐熱構造体３にあっては、次
のとおり。すなわちこの第５図に示した耐熱構造体３は
、所定のごとく繰り返し折り返すことを要し成形が容易
でないとともに、一般に外筒８を取り付けて使用される
ので面倒で手間取るという問題が指摘されていた。

又前記第４の従来例に係る耐熱構造体７にあっては、次
のとおり。すなわちこの第６図に示した耐熱構造体７は
、その接合面６に沿った方向に剪断荷重が加わった場合
、同方向に破壊されやすく強度面に問題があり、又係る
荷重は取り付けられた外筒８のみにて受は止められ、外
筒８に過度の荷重が加わるという指摘があった。

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
解決すべくなされたものであって、所定の折曲形成部と
空間形成部を備えた１対の対称形状の構成要素を、相互
に嵌入し組み付けてなることにより、第１に中央部に空
間は形成されず、第２にセル形状が均一であり、第３に
成形が容易で手間取らず、第４に強度面にも優れてなる
、耐熱構造体およびその製造方法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
構造体うよ、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状を
なす金属製の波板材と、平坦な帯状をなす金属製の平板
材とが、交互に巻き付けられ少なくとも一部が接合され
て、全体の断面形状か楕円形のロール状をなすハニカム
構造よりなる。

該耐熱構造体は、１対の対称形状の構成要素が組み付け
られてなり、該構成要素は、全体的に直線部分と曲線部
分とが連続してなる。かつ該構成要素は、前記波板材と
平板材の複数組が当接状態に折り返され直線状に重ねて
接合された折曲形成部と、同波板材と平板材の複数組が
空間を介しわん曲された空間形成部とからなる。そして
該構成要素は、それぞれの該空間に相手方の該折曲形成
部が、形成された開口を介し嵌入され組み付け接合され
てなる。

又請求項２については次のとおり。すなわちこの耐熱構
造体の製造方法は、次の板材＄備工程、構成要素準備工
程、成形工程を有してなる。

板材準備工程では、波形の凹凸が連続的に折曲形成され
帯状をなす金属製の波板材と、平坦な帯状をなす金属製
の平板材とが、準備される。

構成要素準備工程では、前記波板材と平板材の複数組が
当接状態に折り返され直線状に重ねられた折曲形成部と
、同波板材と平板材の複数組が空間を介しわん曲された
空間形成部とからなる構成要素が、準備される。そして
該構成要素は、全体的に直線部分と曲線部分とが連続し
、かつ組み付けられると全体の断面形状が楕円形のロー
ル状をなす、１対の対称形状のものとして準備される。

成形工程では、しかる後、該構成要素の該空間にそれぞ
れ相手方の構成要素の折曲形成部を、形成された開口を
介し嵌入して組み付け接合する。

もって全体の断面形状が楕円形のロール状をなす、ハニ
カム構造の耐熱構造体が得られる。

「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の耐熱構造体は、所定の折曲形成部と空間
形成部を備えた１対の対称形状の構成要素が、相互に嵌
入され組み付け接合されてなり、全体の断面形状が楕円
形のロール状をなすハニカム構造よりなる。又請求項２
の製造方法にあっては、板材準備工程、構成要素準備工
程、成形工程を辿り、耐熱構造体が製造される。すなわ
ち、準備された波板材および平板材により所定の折曲形
成部と空間形成部が形成され、もって１対の対称形状の
構成要素が準備される。そしてこれらが相互に嵌入され
組み付け接合されることにより、所定の耐熱構造体が得
られる。

そこで第１に、この耐熱構造体では、成形上中央部に空
間が形成されてしまうようなことはない。

第２に、この耐熱構造体は、成形時、外周側から偏荷重
を加えて潰すことにより成形されないので、波板材の波
形の凹凸に歪み等は発生しない。

そこで均一なセル形状のハニカム構造のものが得られる
。

第３に、この耐熱構造体は、所定の板材準備工程、構成
要素準備工程、成形工程を辿ることにより、簡単容易に
製造される。又その使用に際し、手間取り面倒であるよ
うなこともない。

第４に、一方向に剪断荷重が加わるようなことがあって
も、これに十分耐えることが可能で強度面に優れている
。

「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。

第１図、第２図、第３図、第４図は、本発明に係る耐熱
構造体およびその製造方法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、板材準備工程、構成要
素準備工程、成形工程の順に説明し、それから耐熱構造
体について説明する。

板材準備工程については次のとおり。

第１図は、板材準備工程の説明に供する斜視図であり、
（１）図は波板材１を（２）図は平板材２を示す。

板材準備工程では、波形の凹凸が連続的に折曲形成され
帯状をなす金属製の波板材ｌと、平坦な帯状をなす金属
製の平板材２とが準備される。波板材１は、帯状をなす
ステンレス箔等の金属箔をコルゲート加工、プレス加工
等することにより、所定ピンチと高さの直線的な波形の
凹凸が、平行かつ連続的に多数折曲形成されてなる。平
板材２としては、帯状をなすステンレス箔等の金属箔が
そのまま用いられる。

板材準備工程は、このようになっている。

次に構成要素′＄備工程について述べる。

第２図は、構成要素準備工程の説明に供する概略正断面
図である。構成要素準備工程では、波板材１と平板材２
の複数組が当接状態に折り返され直線状に重ねられた折
曲形成部９と、同波板材１と平板材２の複数組が空間１
０を介しわん曲された空間形成部１１と、からなる構成
要素１２，１３が準備される。つまりこの構成要素準備
工程では、前述の板材準備工程で準備された波板材１と
平板材２とが交互に２枚１組として複数組用いられ、こ
れらが図中点Ａで１８０度折り返されて折曲形成部９が
形成され、続いてわん曲されることにより空間形成部１
１が形成される。そしてこのようにして得られた一辺が
潰された略Ｓ字形状の構成要素１２．１３は、全体的に
は直線部分Ｂと曲線部分Ｃとが連続してなり、かつ相互
に対称形状をなし、次の成形工程で組み付けられた場合
全体の断面形状が楕円形のロール状をなすものか、１対
準備される。

なお空間形成部１１にて形成された空間１０は、折曲形
成部９が嵌入可能な形状・大きさよりなり、開口１４が
付設されている。又このような構成要素１２．１３を形
成する各波板材１と平板材２間は、この構成要素準備工
程でろう付け等により接合されるが、これによらず例え
ば、この構成要素準備工程でろう材等を介装しておき次
に述べる成形工程で加熱によりろう付け接合するように
してもよく、更に例えば、成形工程で端部にろう材等を
介装するとともに加熱によりろう付け接合するようにし
てもよい。又この各波板材１と平板材２間は、全面的に
ろう付け等にて接合してもよいが、他方、部分的にろう
付け等にて接合するようにしてもよい。

構成要素準備工程は、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成形された耐熱構造体
１５を示す概略正断面図である。

成形工程では、このような構成要素準備工程の後、１対
の構成要素１２．１３の雨空間１０にそれぞれ相手方の
構成要素１２．１３の折曲形成部９を、形成された開口
１４を介し嵌入して組み付け、ろう付け等により接合す
る。もってこれにより、全体の断面形状が楕円形のロー
ル状をなす、筒状のハニカム構造の耐熱構造体１５が得
られる。

成形工程は、このようになっている。

次に耐熱構造体１５について述べる。

このような製造方法により、つまり板材準備工程、構成
要素準備工程、成形工程を辿り耐熱構造体１５が製造さ
れる。

すなわちこの耐熱構造体１５は、波形の凹凸が連続的に
折曲形成され帯状をなす金属製の波板材１と、平坦な帯
状をなす金属製の平板材２とが、交互に巻き付けられ少
なくとも一部が接合されて、全体の断面形状が楕円形の
ロール状をなす筒状のハニカム構造よりなる。そしてこ
の耐熱構造体１５は、１対の対称形状の構成要素１２．
１３が組み付け接合されてなり、構成要素１２．１３は
全体的に直線部分Ｂと曲線部分Ｃとが連続してなる。

かつこの構成要素１２．１３は、波板材１と平板材２の
複数組が当接状態に折り返され直線状に重ねて接合され
た折曲形成部９と、波板材１と平板材２の複数組が空間
を介しわん曲された空間形成部ＩＩとからなる。そして
構成要素１２．１３は、それぞれの空間１０に相手方の
折曲形成部９が、形成された開口１４から嵌入されて組
み付け接合されてなる。

さてこの耐熱構造体１５は、波板材１と平板材２とがセ
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、筒状の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
ｌと平板材２０表面積が犬である等により、例えば、自
動重工５・ジンの排気カスを清浄化する触媒コンバータ
に用いられる。

そして担持母体として、そのセル壁たる波板材１と平板
材２の表面に例えは還元用の触媒か付着せしめられる。

なお第４図１よ、このような耐熱構造体１５に外筒８を
取り付けた例を示す概略正断面図である。

そしてこのように外筒８に耐熱構造体１５を挿着して用
いることにより、全体の強度がより向上するという利点
がある。又強度向上のため、耐熱構造体１５の最外周部
分が特に肉厚の厚い板ムこで形成されるようにしてもよ
い。

耐熱構造体１５は、このようになっている。

本発明に係る耐熱構造体１５およびその製造方法は、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。

まずこの耐熱構造体１５は、所定の折曲形成部９と空間
形成部１１を備えた１対の対称形状の構成要素１２．１
３が、相互に嵌入され組み付け接合されてなり、全体の
断面形状が楕円形のロール状をなす筒状のハニカム構造
よりなる。

又その製造方法にあっては、板材１！備工程、構成要素
＊備工程、成形工程を辿り、耐熱構造体１５が製造され
る。すなわち、準備された波板材ｌおよび平板材２によ
り所定の折曲形成部９と空間形成部１１が形成され、も
って１対の対称形状の構成要素１２．１３が準備される
。そしてこれらが相互に嵌入され組み付け接合されるこ
とにより、所定の耐熱構造体１５が得られる。

そこで次の第１．第２．第３．第４のごとくなる。

第１に、この耐熱構造体１５では、成形上中央部に空間
が形成されてしまうようなことはない。

つまり前述したこの種従来例におけるごとく、中央部に
空間は形成されない。

第２に、この耐熱構造体１５は、この種従来例における
ごとく成形時、外周側から偏荷重を加えて潰すことによ
り成形されないので、波板材１の波形の凹凸に歪み等は
発生しない。そこでこの耐熱構造体１５は、均一なセル
形状のハニカム構造よりなる。

第３に、この耐熱構造体１５は、前述のことく所定の板
材！！Ｌ備工程、構成要素準備工程、成形工程を辿るこ
とにより、簡単容易に製造される。又外筒８の取り付け
が必須的ではなく、もってその使用に際し特に手間取り
面倒であるようなこともない。

第４に、一方向に剪断荷重が加わるようなことがあって
も、これに十分耐えることが可能で、強度面に優れてい
る。つまり空間形成部１１の空間１０に折曲形成部９が
嵌入組み付けされているので、剪断荷重により破壊され
にくい。

「発明の効果」 本発明に係る耐熱構造体およびその製造方法は、以上説
明したごとく、所定の折曲形成部と空間形成部を備えた
１対の対称形状の構成要素を、相互に嵌太し組み付けて
なることにより、次の効果を発揮する。

第１に、中央部に空間が形成されるようなことはない。

そこで例えば触媒コンバータの担体として用いた場合、
中央部で排気ガスの清浄化率が低下するようなことはな
い。

第２に、セル形状が均一である。そこで空気等流体の通
りが全体的に均一であり、例えば触媒コンバータの担体
として用いた場合、排気ガスの通りも全体的に均一であ
りその清浄化率が均一である。

第３に、成形等が容易である。すなわち、所定の板材１
！備工程、構成要素準備工程、成形工程を辿ることによ
り、簡単容易に製造でき、又使用に際し特に手間取り面
倒であるようなこともない。

第４に、強度面にも優れている。すなわち、方向に剪断
荷重が加わるようなことがあっても、これに十分耐える
ことが可能で強度面に不安はない このようにこの種従来例に存した問題点が一掃される等
、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】

第１図、第２図、第３図、第４図は、本発明に係る耐熱
構造体およびその製造方法の実施例の説明に供する。 そして第１図は、その板材準備工程の説明に供する斜視
図であり、（１）図は波板材を、（２）図は平板材を示
す。第２図は、構成要素準備工程の説明に供する、概略
正断面図である。第３図は、成形工程の説明に供し成形
された耐熱構造体を示す、概略正断面図である。第４図
は、この耐熱構造体に外筒を取り付けた例を示す、概略
正断面図である。 第５図は、従来例の耐熱構造体を示す、概略正断面図で
ある。第６図は、他の従来例の耐熱構造体を示す、概略
正断面図である。 ６・・・接合面 ７・・・従来例の耐熱構造体 ８・・・外筒 ９・・・折曲形成部 ０・・・空間 １・・・空間形成部 ２・・・構成要素 ３・・・構成要素 ４・・・開口 ５・・・耐熱構造体 Ａ・・・点 Ｂ・・・直線部分 Ｃ・・・曲線部分 ・・・波板材 ・・・平板材 ・・・従来例の耐熱構造体 ・・・構成要素 ・・・構成要素 第１図 第２ 第３図 第 図 第５図 第６図 ］

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状をなす金
   属製の波板材と、平坦な帯状をなす金属製の平板材とが
   、交互に巻き付けられ少なくとも一部が接合されて、全
   体の断面形状が楕円形のロール状をなすハニカム構造の
   耐熱構造体であって、該耐熱構造体は、１対の対称形状
   の構成要素が組み付けられてなり、該構成要素は、全体
   的に直線部分と曲線部分とが連続し、 かつ該構成要素は、前記波板材と平板材の複数組が当接
   状態に折り返され直線状に重ねて接合された折曲形成部
   と、同波板材と平板材の複数組が空間を介しわん曲され
   た空間形成部とからなり、該構成要素は、それぞれの該
   空間に相手方の該折曲形成部が、形成された開口を介し
   嵌入され組み付け接合されてなること、 を特徴とする耐熱構造体。
2. （２）波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状をなす金
   属製の波板材と、平坦な帯状をなす金属製の平板材とを
   準備する板材準備工程と、 前記波板材と平板材の複数組が当接状態に折り返され直
   線状に重ねられた折曲形成部と、同波板材と平板材の複
   数組が空間を介しわん曲された空間形成部とからなる構
   成要素を準備し、該構成要素は、全体的に直線部分と曲
   線部分とが連続し、かつ組み付けられると全体の断面形
   状が楕円形のロール状をなす、１対の対称形状のものと
   して準備される構成要素準備工程と、 しかる後、該構成要素の該空間にそれぞれ相手方の構成
   要素の折曲形成部を、形成された開口を介し嵌入して組
   み付け接合し、もって全体の断面形状が楕円形のロール
   状をなすハニカム構造の耐熱構造体を得る成形工程と、 を有してなることを特徴とする耐熱構造体の製造方法。