JPH04333362A - ハニカム構造体 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温環境下で使用され
るハニカム構造体に関する。すなわち、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ハニカム構造体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなハニカム構造体としては、一
般に、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状をなす波
板材と、平坦な帯状をなす平板材とが交互に位置するよ
う、ろう材を介し接合され、全体がロール状，積層ブロ
ック状等の所定形状をなすものが用いられている。そし
て高温環境下での使用に耐えるべく、多くの場合、母材
たる波板材および平板材としてはフェライト系ステンレ
ス製のものが用いられ、かつ高温での耐酸化性を向上さ
せるべく、このフェライト系ステンレス製の母材にはク
ロムやアルミ等が含有せしめられ、例えば、体積率で２
０％のクロムと５％のアルミ等が含有せしめられている
。ところで、高温での耐酸化性の向上の観点からは特に
アルミの含有量が多いことが望ましいが、母材たる波板
材や平板材は薄い箔状で帯状のものとして用いられるの
で、成形上、フェライト系ステンレス製の母材にあって
は、従来より一般に体積率で５％のアルミを含有せしめ
ることが限度とされ、それ以上のアルミを含有せしめる
ことは困難とされている。他方、このようなフェライト
系ステンレス製の波板材と平板材を接合するろう材とし
ては、従来、ニッケル基ろう材や鉄基ろう材等が用いら
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のハニカム構造体にあっては、次の問題が指摘され
ていた。すなわち第１に、高温での耐酸化性をより一層
向上させることは困難とされていた。つまり、フェライ
ト系ステンレス製の母材たる波板材および平板材につい
て、高温での耐酸化性をより向上させるためにはアルミ
の含有量を多くすることを要するが、前述のごとく、そ
の含有量は体積率で５％が限界とされていたので、この
種ハニカム構造体についてそれ以上に高温での耐酸化性
を向上させることは困難とされ、問題となっていた。第
２に、ろう材としてニッケル基ろう材や鉄基ろう材が用
いられていたので、接合時のろう付け温度が摂氏１００
０度以上程度と高く、もって、その作業時間が長くなり
製造コストが高いという問題もあった。第３に、同様に
高温でろう付け接合が行なわれるので、その真空炉の各
部材や治具の熱による損傷がはげしく、この面からも製
造コスト上問題が指摘されていた。

【０００４】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、フェラ
イト系ステンレス製の母材とアルミ基ろう材とを組み合
わせて用いたことにより、第１に、高温での耐酸化性が
一般と向上し、第２に、製造時の作業時間が短縮され、
第３に、製造に使用される真空炉や治具の寿命も長くな
る、ハニカム構造体を提案することを目的とする。

【０００５】

【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。すなわちこのハ
ニカム構造体は、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯
状をなす波板材と平坦な帯状をなす平板材とが交互に位
置するよう、ろう材を介し接合され、全体が所定形状を
なす。そして該波板材および平板材はフェライト系ステ
ンレス製よりなり、該ろう材としてはアルミ基ろう材が
用いられている。

【０００６】

【作用】本発明に係るハニカム構造体は、このような手
段よりなるので次のように作用する。すなわちこのハニ
カム構造体では、母材たるフェライト系ステンレス製の
波板材と平板材を接合するろう材として、アルミ基ろう
材が用いられている。そこで第１に、ろう付け接合によ
り、ろう材中のアルミがフェライト系ステンレス製の母
材中に拡散するので、母材中のアルミの含有量が増加す
る。もって、母材そしてハニカム構造体の高温での耐酸
化性が一段と向上する。第２に、アルミ基ろう材は接合
時のろう付け温度が低いので、このハニカム構造体は、
製造時の作業時間が短縮される。第３に、同様に低温で
ろう付け接合が行われるので、このハニカム構造体は、
その際使用される真空炉の各部材や治具の熱による損傷
が少ない。

【０００７】

【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１は、本発明に係るハニカム構
造体１の実施例を示す斜視図であり、（１）図はロール
状をなすものを、（２）図は積層ブロック状をなすもの
を示す。図２は、このハニカム構造体１に用いられる波
板材２および平板材３を示す斜視図であり、（１）図は
波板材２を、（２）図は平板材３を示す。

【０００８】まずこのハニカム構造体１は、波形の凹凸
が連続的に折曲形成され帯状をなす波板材２と、平坦な
帯状をなす平板材３とが交互に位置するよう、ろう材４
を介し接合され、全体が所定形状をなすとともにハニカ
ム構造をなす。これらについて詳述すると、まず波板材
２は、帯状をなすフェライト系ステンレス箔をコルゲー
ト加工，プレス加工等することにより、所定ピッチと高
さの直線的な波形の凹凸つまり山と谷とが、平行かつ連
続的に多数折曲形成されてなる。平板材３は、帯状をな
すフェライト系ステンレス箔がそのまま用いられる。な
お、これらのフェライト系ステンレス箔には、例えば体
積率で５％のアルミが含有せしめられている。そして図
１の（１）図のハニカム構造体１は、予め準備されたこ
のような波板材２と平板材３とが一定中心点から交互に
位置するように重ねて巻き付けられるとともに、両者の
当接部分の全部又は一部にろう材４を介裝し、事後、加
熱によりろう材４を溶融させたのち硬化させることによ
り両者が接合され、もって、全体の断面形状が真円，楕
円等のロール状のものとして製造される。なお図示例で
は、波板材２と平板材３が各１枚ずつ用いられているが
、重ねられた各１枚ずつの波板材２と平板材３をそれぞ
れ一組とし、これら複数組の波板材２と平板材３を同時
に巻き付けることも考えられる。又図１の（２）図のハ
ニカム構造体１は、所定長さ毎にそろえられプレート状
をなす複数枚の波板材２と平板材３とが予め準備され、
これらを順次交互に位置するように上下多層に重ねると
ともに、両者の各当接部分の全部又は一部にろう材４を
介裝し、事後これを上下から加熱加圧しろう材４を溶融
させたのち硬化させて当接部分を接合し、もって、積層
ブロック状のものとして製造される。さてここで、この
ようなろう材４としてはアルミ基ろう材が用いられてお
り、このアルミ基ろう材を用いたろう材４は、アルミを
その基材とするものであればよいが、他の成分を含まず
アルミのみからなる成分構成のものであってもよい。

【０００９】そしてこのハニカム構造体１はハニカム構
造をなす。すなわち、波板材２と平板材３がセル壁を形
成し、略三角形，略四角形，略台形，略半六角形，その
他各種形状の多数の中空柱状のセル５の平面的集合体た
る、ハニカム構造をなす。もってこのハニカム構造体１
は、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、かつ成形が容易でコ
スト面にも優れる、等々の特性が知られている。そして
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２と平板材３の表面積が大である等により、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、担持母体としてセル壁たる波板材２と
平板材３の表面に、高温の排気ガス中の有害物質を反応
除去する還元用の触媒が付着せしめられる。なお図中６
はケースであり、この外筒たるケース６は、円筒，角筒
等の筒状をなし内部にハニカム構造体１が収納保持され
、両者はろう材４にて接合される。

【００１０】本発明に係るハニカム構造体１は、以上説
明したごとく構成されているので、以下のようになる。 このハニカム構造体１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、車輌
運転時等において自動車エンジンからの有害物質を含む
高温の排気ガスは、ハニカム構造体１の各セル５を通過
することにより、付着せしめられた触媒と反応し清浄化
される。さてこのように高温環境下で使用されるこのハ
ニカム構造体１では、母材たるフェライト系ステンレス
製の波板材２と平板材３を接合するろう材４として、ア
ルミ基ろう材が用いられている。そこで次の第１，第２
，第３のようになる。

【００１１】第１に、ろう付け接合によりろう材４中の
アルミが、フェライト系ステンレス製の母材たる波板材
２と平板材３中に拡散するので、波板材２と平板材３中
のアルミの含有量が増加する。つまり、フェライト系ス
テンレス製の波板材２および平板材３は薄い箔状をなす
ので、そのアルミの含有量は体積率で５％が限界となっ
ているが、このように、事後ろう材４からの拡散により
、高温での耐酸化性の向上に極めて有効なアルミの含有
量が増加せしめられる。もって、母材たる波板材２と平
板材３そしてハニカム構造体１の高温での耐酸化性が一
段と向上する。第２に、アルミ基ろう材は接合時のろう
付け温度つまり溶融温度が、従来のニッケル基ろう材，
鉄基ろう材等に比し低い。そこで、ろう材４として係る
アルミ基ろう材が用いられたこのハニカム構造体１は、
製造時の作業時間が短縮される。第３に、同様にろう材
４としてアルミ基ろう材が用いられ、従来よりも低温で
ろう付け接合が行なわれるので、このハニカム構造体１
は、その際使用される真空炉の各部材や治具の熱による
損傷が従来より少なくなる。

【００１２】なお、ろう付け接合により、ろう材４中の
アルミを母材たる波板材２と平板材３中に完全に拡散さ
せた場合は、次のようになる。すなわち、ろう付け時間
は本発明では一般的に短くなるが、その中では比較的長
目とすることによって、ろう材４中のアルミを完全に拡
散させた場合において、そのハニカム構造体１は、摂氏
６６０度程度のアルミの融点以上の高温環境下でも使用
可能となり、耐熱温度が高いという利点を有する。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係るハニカム構造体は、以上説
明したごとく、フェライト系ステンレス製の母材とアル
ミ基ろう材を組み合わせて用いたことにより、次の効果
を発揮する。すなわち第１に、このハニカム構造体は高
温での耐酸化性が一段と向上し、高温環境下での使用に
最適で耐久性にも優れている。第２に、このハニカム構
造体は製造時の作業時間が短縮され、製造コスト面に優
れている。第３に、製造に使用される真空炉や治具の熱
による損傷が少なく寿命も長く、この面からもこのハニ
カム構造体は製造コスト面に優れている。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】

【図１】本発明に係るハニカム構造体の実施例を示す斜
視図であり、（１）図はロール状をなすものを、（２）
図は積層ブロック状をなすものを示す。

【図２】このハニカム構造体に用いられる波板材および
平板材を示す斜視図であり、（１）図は波板材を、（２
）図は平板材を示す。

【符号の説明】

１　　ハニカム構造体 ２　　波板材 ３　　平板材 ４　　ろう材 ５　　セル ６　　ケース

Claims (1)

【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
   状をなす波板材と、平坦な帯状をなす平板材とが交互に
   位置するよう、ろう材を介し接合され、全体が所定形状
   をなすハニカム構造体であって、該波板材および平板材
   はフェライト系ステンレス製よりなり、該ろう材として
   はアルミ基ろう材が用いられていること、を特徴とする
   ハニカム構造体。