JPH044969A - 耐熱構造体 - Google Patents

耐熱構造体

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JPH044969A
JPH044969A JP2101443A JP10144390A JPH044969A JP H044969 A JPH044969 A JP H044969A JP 2101443 A JP2101443 A JP 2101443A JP 10144390 A JP10144390 A JP 10144390A JP H044969 A JPH044969 A JP H044969A
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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、母材たる波板材と平板材とがろう材にて交
互に接合されたハニカム構造をなし、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J このような耐熱構造体としては、一般にその母材たる同
一肉厚の波板材と平板材をろう材を介し交互に重ね、巻
き付けて接合しロール状としたものか、又は上下多層に
重ねて接合し積層ブロック状としたものが用いられてい
る。
そしてこのような耐熱構造体において、ろう材は従来一
般に、交互に重ねられた波板材と平板材間の当接部に全
面的に介装されていた。つまり母材たる波板材と平板材
は、従来一般に、相互の当接部が全面的にろう材にて接
合されていた。ところでこのような耐熱構造体は、熱膨
張率等が異なる波板材と平板材とが全面的に接合されて
いるので、高温環境下で使用すると熱膨張の吸収が困難
となり、ひずみ、亀裂等が発生し易く耐久性に難があっ
た。
そこで従来、同一肉厚の波板材と平板材とを部分的に接
合する技術も開発されていた。すなわち、交互に重ねら
れた波板材と平板材間の当接部に部分的にろう材を介装
して接合した、耐熱構造体も従来開発・使用されていた
。そしてこのような耐熱構造体によると、波板材と平板
材が部分的に接合されているので、前述した熱膨張の吸
収が比較的容易で、この面からそのひずみ、亀裂等の発
生は防止される。
ところで係る後者の耐熱構造体においてろう材は、その
介装作業つまりセツティング容易化のため、一般に細長
い帯状のものが用いられ、所定間隔を置き波板材と平板
材間の長手方向に複数本介装されていた。第9図は、こ
のような耐熱構造体の要部を拡大した正断面図である。
そして同図にも示すごとく、このような耐熱構造体にお
いてろう材Aは、従来同一幅のものが用いられ、がっ、
平板材1等の母材の少なくとも両端部に介装され、その
一方面2側と他方面3側とで平板材1等の母材を挾み対
向関係にあるものどうしが、従来位置的にそろっていた
。つまり対向関係にある各ろう材Aは、従来その外端A
1どうしそして内端A2どうじが、それぞれずれずにそ
ろって位置設定され、もって平板材2等の母材を接合し
ていた。
「発明が解決しようとする課題J 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。
すなわち、ろう材Aが介装された接合端部の近傍部位4
において、母材特に平板材1にひずみ。
亀裂等が発生しやすかった。すなわち前述のごとくろう
材Aは、対向関係にあるものどうしが位置的にそろって
いるので、母材特に平板材1において、ろう材Aのそろ
った接合端に隣接する近傍部位4に応力が集中しやすか
った。そして更に母材特に平板材1は、同一肉厚では波
板材より熱ひずみが生じやすく、かつ、高温環境下で使
用すると酸化しやすいこともあり、係る近傍部位4にひ
ずみ、亀裂等が発生しやすく耐久性に問題があった。
なおその対策として平板材1の肉厚を厚くすることが考
えられるが、このような耐熱構造体は、その分電量が増
加するとともに、触媒等が付着される各セルのセル壁の
表面積がその分減少してしまうという問題があった。
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、母材の両端部に介装
され母材を挾んで対向関係にあるろう材どうしが、位置
的にずれてなることにより、波板材と同一肉厚の平板材
を用いた場合においても、平板材に作用する応力が分散
され応力集中が緩和される、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J 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。
請求項1については次のとおり。
すなわち請求項1の耐熱構造体は、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母材とし、これらがろう材
を介し交互に接合されてなリ、ハニカム構造をなす。
そして該ろう材は、所定間隔を置いて上記母材の長手方
向に複数本介装されている。かつ、少なくとも上記母材
の両端部にそれぞれ介装された該ろう材は、母材の一方
面側と他方面側とで母材を挾んで対向関係にあるものど
うしが、位置的にずれている。
請求項2については次のとおり。
すなわち請求項2の耐熱構造体は、請求項1について上
述したところに加え、上記両端部に介装された該ろう材
は、いずれもその外端が上記母材の端にそろえられ、か
つ、上記対向関係にあるものどうしの幅が異なりそれら
の内端が位置的にずれている。
請求項3については次のとおり。
すなわち請求項3の耐熱構造体は、請求項1について上
述したところに加え、上記両端部に介装された該ろう材
は、幅がすべて同一であり、かつ、上記対向関係にある
一方はその外端が上記母材の端にそろえられ、他方はそ
の外端が母材の端に対し位置的にずれてなる。
請求項4については次のとおり。
すなわち請求項4の耐熱構造体は、請求項1について上
述したところに加え、上記両端部に介装された該ろう材
は、上記対向関係にあるものどうしの幅が異なっており
、かつ、対向関係にある一方はその外端が上記母材の端
にそろえられ、他方はその外端が母材の端に対し位置的
にずれてなる。
請求項5については次のとおり。
すなわち請求項5の耐熱構造体は、請求項1について上
述したところに加え、上記両端部に介装された該ろう材
は、少なくとも上記母材の一方の端に対し、上記対向関
係にあるものの外端がいずれも位置的にずれてなる。
「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。
すなわちこの耐熱構造体は、母材たる波板材と平板材と
がろう材を介し交互に接合された/%1ニカム構造をな
し、ろう材は、間隔を置き母材の長手方向に介装されて
いる。そして母材の両端部にそれぞれ介装され、母材を
挾んで対向関係にあるろう材どうしが、位置的にずれて
なる。
このような位置的なずれは、請求項2ではろう材の内端
がずれることにより、請求項3では同一幅のろう材の外
端等がずれることにより、請求項4では異なる幅のろう
材の外端等がずれることにより各々達成され、他方、請
求項5のごとく母材の少なくとも一方の端に対しろう材
の外端がいずれもずれることによっても達成される。
さて各請求項共このように、対向関係にあるろう材どう
しが位置的にずれている。従って、母材特に平板材にお
いては、ろう材による接合端そしてその近傍部位がそろ
わず分散されるので、応力も分散され応力集中は緩和さ
れる。しかもこれらは、ろう材の位置設定のみにより達
成され、母材たる平板材の肉厚を厚くせずとも達成され
るので、重量を増加させることなく、又各セルの表面積
を減少らさせることもなく実現される。
「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。
まず構成等について、耐熱構造体の概要、その各実施例
の順に説明する。
耐熱構造体の概要は次のとおり。
第1図は、本発明の第1実施例を示しその成形途中の斜
視図である。第2図は、同成形されたものの斜視図であ
る。
この耐熱構造体5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6と、平坦な帯状をなす金
属製の平板材7とを母材とし、これらが図示例では幅広
のろう材Bと幅狭のろう材Cを介し交互に接合されてな
り、ハニカム構造をなす。そしてろう材B、Cは、所定
間隔を置いて母材たる波板材6と平板材7の長手方向に
、複数本介装されている。
これらについて詳述すると、波板材6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、所定ピッチと高さの直線
的な波形の凹凸が平行かつ連続的に多数折面形成されて
なる。平板材7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。そして図示例の耐熱構造体5は
、このような母材たる波板材6と平板材7とが、ろう材
B、Cを介し一定中心から交互に重ねて巻き付けられて
接合され、真円、楕円等のロール状の形状をなしている
なお母材の枚数は、図示例では波板材6と平板材7が各
1枚ずつ用いられているが、これによらず、重ねられた
各1枚ずつの波板材6と平板材7とをIMiみとし、こ
れらの複数組みを同時に重ねて巻き付けて用いることも
考えられる。又耐熱構造体5の全体形状は、図示例では
ロール状をなしているが、これによらず積層ブロック状
とすることも可能である。つまり、所定長さにそろえら
れ帯状かつプレート状をなす複数枚の波板材6と平板材
7を母材として用い、これらをろう材B、  Cを介し
交互に上下多層に重ねて接合し、もって積層ブロック状
とすることも可能である。
そして耐熱構造体5はハニカム構造をなす。すなわち、
その母材たる波板材6と平板材7とがセル壁を形成し、
略三角形、略半六角形、略台形。
その他害種形状の多数の空間たるセル8の平面的集合体
よりなる。ぞこでこの耐熱構造体5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優れる、等々
の特性を備えている。
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6と平板材7の表面積が大である等により、例えば自
動車エンジン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、そのセル壁たる波板材6と平板
材7の表面に例えば還元用の触媒が付着せしめられる。
接合用のろう材B、Cは、細長い帯状のものが用いられ
、母材たる波板材6と平板材7に対し、幅方向に所定間
隔を置き長手方向に沿って複数本介装される。そしてろ
う材B、Cは、母材たる波板材6と平板材7の少なくと
も両端部には介装され、更に、母材の幅が広い場合等両
端部だけでは接合強度が不足する場合には、両端部間の
中間にも介装される。さてこのようにして、交互に重ね
られた母材たる波板材6と平板材7間の当接部に対しろ
う材B、Cが部分的に介装され、これらを部分的にろう
付は接合する。
ろう材B、Cとしては、ニッケル基ろう材、アモルファ
スろう材等が用いられる。特にアモルファスろう材は、
一定の溶融温度で一斉に溶融し、しかも偏析が住ぜず、
拡散されて母材間で合金化される等により接合強度が非
常に高いので、上述のごとく部分的に母材間が接合され
るこの耐熱構造体5用として適している。なお図中9は
ケースであり、このケース9は真円、楕円等の筒状をな
し、内部に耐熱構造体5が収納保持される。
耐熱構造体5の概要は、このようになっている。
次にその各実施例について述べる。
第3図から第8図までは、本発明の各実施例を示す要部
を拡大した正断面図である。そして第3図は第1実施例
を、第4図は第2実施例を、第5図は第3実施例を、第
6図は第4実施例を、第7図は第5実施例を、第8図は
第6実施例をそれぞれ示す。
これらについて詳述すると、まずこの耐熱構造体5では
各実施例等を通じ、少なくとも母材たる波板材6と平板
材70両端部にそれぞれ介装されたろう材B、Cは、母
材の一方面10側と他方面ll側とで母材を挾んで対向
関係にあるものどうしが、位置的にずれている。
まず第1.2実施例について述べる。
第3図の第1実施例(前述の第1図、第2図も参照)お
よび第4回の第2実施例にあっては、平板材7等の母材
の両端部にそれぞれ介装されたろう材B、Cは、いずれ
もその外端B、、c、が母材の端12にそろえられ、が
っ、母材を挾み対向関係にあるものどうしの幅が異なり
それらの内端B、、c2が位置的にずれている。
すなわち、第3図等の第1実施例では、母材たる平板材
7の一方面10側(図面上では上側)には幅狭のろう材
Cが、他方面11側(図面上では下側)には幅広のろう
材Bが、それぞれ配されている。つまり幅の異なるろう
材B、Cが用いられるとともに、同一面側に同一幅のろ
う材B、Cが配され、かつ、いずれもその外端B、、C
,を平板材7の端12にそろえてなることにより、対向
関係にあるもの(図面上では上下)の内端B2゜C2が
内外にずれている。
又第4図の第2実施例では、平板材7の一方面10側に
はそれぞれ幅広のろう材Bと幅狭のろう材Cとが配され
、他方面11側も同様となっている。つまり幅の異なる
ろう材B、Cが用いられるおともに、同一面側にこの幅
の異なるろう材B。
Cが配され、かつ、対向関係にあるものの幅が異なるよ
う位置設定され、しかも、いずれもその外端B、、C,
を平板材7の端12にそろえることにより、対向関係に
あるものの内端B2.C2が内外にずれている。
第1,2実施例は、このようになっている。
次に第3.4実施例について述べる。
第5図の第3実施例および第6図の第4実施例にあって
は、平板材7等の母材の両端部にそれぞれ介装されたろ
う材Bは、幅がすべて同一であり、かつ、対向関係にあ
る一方はその外端B1が母材の端12にそろえられ、他
方はその外端B、が母材の端12に対し位置的にずれて
いる。
すなわち、第5図の第3実施例では前述の第1゜2実施
例等の場合とは異なり、すべて幅広のろう材Bが用いら
れ(すべて幅狭のろう材Cを用いるようにすることも可
)、平板材7の一方面10側のろう材Bは外端B、をそ
の端12にそろえ、かつ、平板材7の他方面11例のろ
う材Bは外端B1がその端12に対し内側にずれている
。もって対向関係にあるろう材Bは、その外端BIおよ
び内端B、がともに内外にずれている。
又第6図の第4実施例では、同様にすべて幅広のろう材
Bが用いられるとともに、平板材7の一方面10例のろ
う材Bは、例えば図面上左側のものがその外端B、を平
板材7の端12にそろえ、右側のものがその外端B、を
平板材7の端12に対し内側にずらして配されている。
平板材7の他方面11例のろう材Bは、これとは逆に、
例えば図面上左側のものがその外端B、を端12に対し
内側にずらして配され、右側のものがその外端B1を端
12にそろえている。もって対向関係にあるろう材Bは
、その外端B1および内端B2がともに内外にずれてい
る。
第3.4実施例は、このようになっている。
次に第5,6実施例について述べる。
第7図の第5実施例および第8図の第6実施例にあって
は、平板材7等の母材の両端部にそれぞれ介装されたろ
う材B、Cは、平板材7を挾み対向関係にあるものどう
しの幅が異なっており、がっ、対向関係にある一方はそ
の外端B、(図示例よらずC0でも可)が母材の端12
にそろえられ、他方はその外端C1(図示例よらずB1
でも可)が母材の端12に対し位置的にずれている。
すなわち、第7図の第5実施例では、平板材7の一方面
10側には幅広のろう材Bが、他方面11側には幅狭の
ろう材Cがそれぞれ配されている。
つまり幅の異なるろう材B、Cが用いられるとともに、
同一面側に同一幅のろう材B、Cが配され、かつ、平板
材7の一方面10側のろう・材Bは外端B、をその端1
2にそろえ、平板材7の他方面11例の両端部のろう材
Cは外端C6がその端12に対し内側にずれている。も
って対向関係にあるろう材B、Cは、その外端B、、c
、および内端Bz、Ctがともにそれぞれ内外にずれて
いる。
又第8図の第6実施例では、平板材7の一方面10側に
はそれぞれ幅広のろう材Bと幅狭のろう材Cが配され、
他方面11側も同様となっている。
つまり幅の異なるろう材B、Cが用いられるとともに、
同一面側に幅の異なるろう材B、Cが配され、かつ、対
向関係にあるものの幅が異なるよう位置設定されている
。そして一方面lo側および他方面11側においては、
それぞれ幅広のろう材Bはその外端B+を平板材7の端
12にそろえ、幅狭のろう材Cはその外端CIを端12
に対し内側にずらして配されている。もって対向関係に
あるろう材B、Cは、その外端B、、C,および内端B
、、c、がともにそれぞれ内外にずれている。
第5,6実施例は、このようになっている。
次にその他の実施例について述べる。
本発明に係る耐熱構造体5は、対向関係にあるろう材B
、Cの位置的なずらし方について、上述の各実施例以外
にも各種の構成が可能である。すなわち、上述の各実施
例の構成を部分的に組み合わせた構成が考えられ、又上
述の各実施例とは異なる構成も勿論考えられる。
例えば、上述の各実施例にあってはいずれも、平板材7
等の母材の両端部にそれぞれ介装されたろう材B、Cは
、母材を挾み対向関係にあるものの外端B+、CIのい
ずれか又は双方が、母材の端I2にそろえられていた。
しかしこのような例によらず、ろう材B、Cは、母材の
少なくとも一方の端12に対し、対向関係にあるものの
外端B I +01がいずれも内側にずれるように構成
することも可能である。
なお上述の各実施例とは異なり、母材たる波板材6.平
板材7の両端部のみではなく、その中間にも接合強度向
上のためろう材B、Cを介装する場合には、係る中間の
ろう材B、Cも以上説明した両端部のろう材B、Cに準
じ、母材を挾んで対向関係にあるものを位置的にずらす
ようにするとよい。
その他の実施例は、このようなものが考えられる。
以上が構成等の説明である。
以下その作動等について説明する。
この耐熱構造体5は、例えば、自動車エンジン等の触媒
コンバータの担体として使用される。すなわち耐熱構造
体5は、例えば自動車エンジンの排気管(図示せず)の
途中に介装され、有害物質を含む高温の排気ガスは、ハ
ニカム構造の耐熱構造体5の各セル8を通過することに
より、そのセル壁たる波板材6と平板材7に付着せしめ
られた触媒と有害物質が反応し、還元されて清浄化され
る。
ところでこの耐熱構造体5は、母材たる波板材6と平板
材7とがろう材B、Cを介し交互に接合されたハニカム
構造をなし、ろう材B、Cは、間隔を置き母材の長手方
向に介装されている。そして母材の両端部にそれぞれ介
装され母材を挾んで対向関係にあるろう材B、Cどうし
が、位置的にずれてなる。なおこのような位置的なずれ
は、第3図から第8図までの各実施例等において述べた
ごとく、ろう材B、  Cの内端B、、c、がずれるこ
とにより、又は、同幅のろう材B又はCの外端B、、C
,および内端B、、C,がずれることにより、更に、異
なる幅のろう材B、Cの外端Bl。
CIおよび内端Bz、Czがずれることにより各々達成
され、他方、母材の少なくとも一方の端12に対しろう
材B、  Cの外端B+、CIがいずれもずれることに
よっても、更にその他の構成によっても達成される。
さてそこで、この耐熱構造体5にあっては次のごとくな
る。
第1に、耐熱構造体5では上述のごとく、対向関係にあ
るろう材B、Cどうしが位置的にずれている。従って母
材特に平板材7においては、ろう材B、Cによる接合端
そしてその近傍部位がそろわず分散されるので、応力も
分散され応力集中は緩和される。つまり平板材7は、同
一肉厚では波板材6より熱ひずみが生じやすいものの、
この種従来例におけるごとく対向関係にあるろう材B。
Cどうしが位置的にそろっていないので、接合端の近傍
部位における応力集中は大幅に緩和される。
第2に、しかもこれらは、接合用のろう材B。
Cの位置設定のみにより達成され、母材たる平板材7の
肉厚を厚くする構成によらず達成される。
そこで耐熱構造体5全体の重量を増加させることす<、
又、各セル80表面積を減少らさせることもなく実現さ
れる。
第3に、なおこの耐熱構造体5にあっては、波板材6と
平板材7との当接部に全面的ではなく部分的に、ろう材
B、Cを介装し接合してなる。つまり、高温強度、熱膨
張率等が異なる波板材6と平板材7は部分的に接合され
ているので、高温環境下で使用した場合熱膨張の吸収も
比較的容易であり、この面からもひずみ、亀裂等の発生
が防止される。
第4に、又前述の第4図の第2実施例、第6図の第4実
施例、および第8図の第6実施例に示された耐熱構造体
5にあっては、平板材7等の母材の両端部において、ろ
う材B、Cによる接合強度がほぼ均一化されている。そ
こでこのような面から、耐熱構造体5の耐久性が向上す
るという利点がある。
以上が作動等の説明である。
[発明の効果j 本発明に係る耐熱構造体は、以上説明したごとく、母材
の両端部に介装され母材を挾んで対向関係にあるろう材
どうしが、位置的にずれてなることにより、次の効果を
発揮する。
すなわち、母材特に平板材において応力が分散され応力
集中が緩和されるので、ひずみ、亀裂等は発生しにくく
なり耐久性が向上する。しかもこれらは、母材特に平板
材の重量を増加させることなく、又触媒等が付着される
各セルのセル壁の表面積を減少させることもなく実現さ
れる。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】
第1図は、本発明に係る耐熱構造体の第1実施例を示し
、その成形途中の斜視図である。第2図は、成形された
同耐熱構造体の斜視図である。 第3図から第8図までは、本発明に係る耐熱構造体の各
実施例を示す、要部を拡大した正断面図である。そして
第3図は第1実施例を、第4図は第2実施例を、第5図
は第3実施例を、第6図は第4実施例を、第7図は第5
実施例を、第8図は第6実施例をそれぞれ示す。 第9図は、従来例に係る耐熱構造体を示し、要部を拡大
した正断面図である。 5・・・ 6・・・ 7・・・ 8・・・ 9・・・ 10・・・ 11・・・ 耐熱構造体 波板材(母材) 平板材(母材) セル ケース 一方面 他方面 12・・・ 端 B・00幅広のろう材 B、、、、外端 B2.、、内端 C・・・幅狭のろう材 C,、、、外端 C,、、、内端 す 第2 図 手続宇甫正書(@発ン 平成3年2月29日

Claims (5)

    【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を
    母材とし、これらがろう材を介し交互に接合されてなる
    ハニカム構造の耐熱構造体であって、 該ろう材は、所定間隔を置いて上記母材の長手方向に複
    数本介装され、 かつ、少なくとも上記母材の両端部にそれぞれ介装され
    た該ろう材は、母材の一方面側と他方面側とで母材を挾
    んで対向関係にあるものどうしが、位置的にずれている
    こと、 を特徴とする耐熱構造体。
  2. (2)上記両端部に介装された該ろう材は、いずれもそ
    の外端が上記母材の端にそろえられ、かつ、上記対向関
    係にあるものどうしの幅が異なりそれらの内端が位置的
    にずれている、 第1項記載の耐熱構造体。
  3. (3)上記両端部に介装された該ろう材は、幅がすべて
    同一であり、かつ、上記対向関係にある一方はその外端
    が上記母材の端にそろえられ、他方はその外端が母材の
    端に対し位置的にずれている、第1項記載の耐熱構造体
  4. (4)上記両端部に介装された該ろう材は、上記対向関
    係にあるものどうしの幅が異なっており、かつ、対向関
    係にある一方はその外端が上記母材の端にそろえられ、
    他方はその外端が母材の端に対し位置的にずれている、 第1項記載の耐熱構造体。
  5. (5)上記両端部に介装された該ろう材は、上記母材の
    少なくとも一方の端に対し、上記対向関係にあるものの
    外端がいずれも位置的にずれている、第1項記載の耐熱
    構造体。
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