JPH08117611A - メタル担体 - Google Patents

メタル担体

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JPH08117611A
JPH08117611A JP6278589A JP27858994A JPH08117611A JP H08117611 A JPH08117611 A JP H08117611A JP 6278589 A JP6278589 A JP 6278589A JP 27858994 A JP27858994 A JP 27858994A JP H08117611 A JPH08117611 A JP H08117611A
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metal
corrugated
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shaped
flat
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JP6278589A
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English (en)
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Yuuzou Tsukiide
雄三 月出
Haruo Serizawa
治夫 芹沢
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 Ｓ字状タイプのメタルハニカム体など、その
構成部材（平板状帯材と波板状帯材）の夫々の端部が外
包する金属製ケーシングの内周面に当接し固着されるメ
タルハニカム体、及び金属製ケーシングとから構成され
るメタル担体において、特に平板状帯材の金属製ケーシ
ングとの当接部領域における耐久性を向上させる。 【構成】 薄肉金属板製の平板状帯材１と波板状帯材２
を交互に重積してスタックＳ１を形成するとともに、前
記スタックの所望数を巻回中心において一括巻回して製
作した排気ガス浄化用触媒を担持するためのメタルハニ
カム体、及び前記メタルハニカム体を外包する金属製ケ
ーシング、とからなるメタル担体において、前記スタッ
クを構成する平板状帯材が、金属製ケーシングに当接す
る部位及びその近傍部位に、前記波板状帯材の波形の進
行方向に対して略直交する方向の波形１ｂを有する波形
形成部１ａを持つもので構成されたことを特徴とするメ
タル担体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自動車の排気
ガス浄化手段として排気管系統に介装されて使用される
排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製のハニカ
ム体（以下、メタルハニカム体という。）と前記メタル
ハニカム体を外包固定する金属製のケーシングから成る
メタル担体に関する。
【０００２】更に詳しくは、本発明は、メタル担体の主
要な構成要素であるメタルハニカム体が平板状帯材と波
板状帯材を最小構成単位とし、該最小構成単位が外包す
る金属製ケーシングの内周面に当接する構造のものを対
象とし、特に金属製ケーシングとの当接部における耐熱
疲労性に優れたメタル担体を提供するものである。
【０００３】従来、この種の自動車の排気ガス浄化装置
として、セラミック製のモノリスタイプの排気ガス浄化
用の触媒を担持するための担体に代ってメタル製のモノ
リスタイプのものが注目されて来ている。一般に、この
種のメタル担体（ＭＳ，メタルサポート）は、耐熱性の
薄肉鋼板の平板状帯材と波板状帯材を相互に当接するよ
うに重積し、これを一括渦巻状に巻回成形して製作した
排気ガス浄化用触媒を担持するための巻回タイプのハニ
カム状積層体（以下、メタルハニカム体という。）と、
前記メタルハニカム体を内部に填装し、固着するための
両端が開口した筒状の金属製ケーシングとから構成され
るものである。なお、前記平板状帯材と波板状帯材の巻
回成形により自動的に軸方向に排気ガスの流通路となる
多数の網目状通気孔路（セル）が形成される。
【０００４】そして、前記従来の巻回タイプのメタルハ
ニカム体と金属製ケーシングとは、排気ガス自体の高温
度に加えて排気ガス浄化用触媒との発熱反応による高い
温度雰囲気下で生起する熱膨脹や熱的応力に耐えるよう
に、また自動車走行時の激しい振動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、メ
タル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。
【０００５】前記した巻回タイプのハニカム体は、セラ
ミック製のモノリスタイプのものより種々の点で優れて
いるものの、前記した激しい熱的条件下で生起する大き
な熱応力に対してまだ改善の余地を残すものである。特
に、金属ケーシングの内壁面と当接するメタルハニカム
体の外周部及びその近傍部位に、過大な熱応力が集中・
集積するため、メタルハニカム体を構成する平板状帯材
や波板状帯材が座屈したり、破損や亀裂をおこしたりし
て耐久性を低下させる。これは、前記巻回タイプのメタ
ルハニカム体においては、金属製ケーシングの内周面に
当接する外周部が、一組の平板状帯材と波板状帯材で構
成され、かつ該一組の帯材が金属製ケーシングの内周面
に沿うように当接しており、即ち面状に接合しており、
熱応力を十分に吸収、緩和することができないためであ
る。
【０００６】最近、前記した渦巻状巻回タイプのメタル
ハニカム体にかえて、メタルハニカム体を構成する最小
構成単位、即ち相互に当接関係にある一組の平板状帯材
と波板状帯材から成る最小構成単位において、その最小
構成単位の端部が夫々、金属ケーシングの内周面に当接
する構造のメタルハニカム体が提案されている。この種
の新しい構造のメタルハニカム体としては、例えば、特
開昭６２−２７３０５１号、特開昭１−２１８６３７
号、特公表３−５０２５４４号、特公表３−５０２６６
０号、特開平４−２２７８５５号などに、Ｓ字状タイ
プ、巴状タイプ、Ｘ−ラップ（卍）状タイプのメタルハ
ニカム体が提案されている。なお、これら各種の改良さ
れたハニカム体は、図示されており、図１２はＳ字状タ
イプ、図１５は巴状タイプ、図１７はＸ−ラップ（卍）
状タイプを示すものである。
【０００７】この種のものは、前記した渦巻状巻回タイ
プのメタルハニカム体のものと比較して、熱応力の吸
収、緩和特性に優れたものである。これは、従来の巻回
タイプのメタルハニカム体においては、一つの最小構成
単位（１組の平板状帯材と波板状帯材）の端部が金属製
ケーシングの内周面に沿って当接するのに対し、所定の
数の複数の最小構成単位の各端部が金属製ケーシングの
内壁面に当接していることから、各端部において熱応力
を吸収、緩和させることができ、メタルハニカム体の耐
久性を向上させることができるためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする問題点】前記したようにＳ字
状タイプ、巴状タイプ、及びＸ−ラップ（卍）状タイプ
のメタルハニカム体は、所定数の最小構成単位の夫々の
端部が、金属製ケーシングの内周面に当接し、メタルハ
ニカム体の外周部及びその近傍部位に集中、重積する熱
応力を各最小構成単位が分担して吸収、緩和することが
出来るため、メタルハニカム体の耐久性に一定の改善が
なされているものである。しかしながら、前記した構造
のメタルハニカム体においては、外包する金属製ケーシ
ングの内周面に当接する最小構成単位の夫々の端部は、
熱応力を吸収、緩和する際に変形するが、特に波板状帯
材が大きく変形するため、波板状帯材の間に介在する平
板状帯材の座屈、更には亀裂や破損などが招来される。
この欠点は、メタル担体の耐久性の改善にとって克服し
なければならない大きな問題である。
【０００９】本発明は、前記した構造の各種タイプのメ
タルハニカム体の欠点を改善すべく案出されたものであ
る。本発明は、平板状帯材と波板状帯材を交互に所望段
数に重積してスタック（ｓｔａｃｋ）とし、かつ前記ス
タックの所望数を巻回中心において一括巻回して製作し
た排気ガス浄化用触媒を担持するためのメタルハニカム
体において、前記スタックを構成する平板状帯材とし
て、前記メタルハニカム体を外包する金属製ケーシング
と当接する部位に波板状帯材の波形の進行方向に対して
略直交する方向に波形を形成させたものを採用すると
き、前記欠点が解消されるという知見をベースにして完
成されたものである。
【００１０】即ち、本発明は、前記平板状帯材の特定部
に波形の形成により平板状帯材の剛性が向上するため、
金属製ケーシングと当接する部位及びその近傍部位にお
ける座屈変形などに対する耐久性が改善されること、更
に加えてメタルハニカム体の軸方向の熱疲労性も波形形
成により改善されること、更には波形形成により排気ガ
ス流が乱流化されるため浄化能の向上が図れること、な
どの有用な知見をベースにして完成されたものである。
本発明により、耐久性に優れたメタル担体が提供され
る。
【００１１】
【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交
互に重積してスタックを形成するとともに、前記スタッ
クの所望数を巻回中心において一括巻回して製作した排
気ガス浄化用触媒を担持するためのメタルハニカム体、
及び前記メタルハニカム体を外包する金属製ケーシン
グ、とからなるメタル担体において、前記スタックを構
成する平板状帯材が、金属製ケーシングに当接する部位
及びその近傍部位に、前記波板状帯材の波形の進行方向
に対して略直交する方向の波形を有する波形形成部を持
つもので構成されたことを特徴とするメタル担体に関す
るものである。
【００１２】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
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ことはいうまでもないことであ
る。
【００１３】前記したように、本発明が改良の対象とし
ているメタル担体は、その主要な構成要素のメタルハニ
カム体の構造が、前記したように図１２、図１５、図１
７に示されるＳ字状タイプ、巴状タイプ、及びＸ−ラッ
プ（卍）状タイプのメタルハニカム体を有するものであ
る。そして、本発明は、特にこの種のタイプのメタルハ
ニカム体を利用したメタル担体において、該メタルハニ
カム体とそれを外包する金属製ケーシングの内周面との
当接面における固着強度を改善し、熱応力に対する耐久
性を改善しようとするものがある。
【００１４】そこで、本発明の理解を助けるために、ま
ず前記したＳ字状タイプなどの本発明の改良の対象とし
ている従来のメタルハニカム体について説明する。従来
のＳ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ1 ' ）とその製
造プロセスを含めた概要は、図１２〜図１４に示されて
いる。即ち、図１２は従来のＳ字状タイプのメタルハニ
カム体（Ｈ1 ' ）の正面図を示し、図１３は前記メタル
ハニカム体（Ｈ1 ' ）を製造するために使用される従来
のスタック（Ｓ1 ' ）を示し、図１４は前記スタック
（Ｓ1 ' ）の略中央部の上下外面に二つの巻回成形用治
具（Ｗ1 ，Ｗ2 ）を配設し、該巻回成形用治具を同一方
向い巻回してＳ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ1 '
）を製造する方法を示している。なお、図１２〜図１
４において、図を明確にするために、一部の平板状帯材
（１´）と波板状帯材（２´）を示しているだけであ
り、他は省略されている。
【００１５】図示されるように、従来の前記Ｓ字状タイ
プのメタルハニカム体（Ｈ1 ' ）は、薄肉鋼板製の一組
の平板状帯材（１´）と波板状帯材（２´）を最小構成
単位として製作される。即ち、図１３に示されるように
平板状帯材（１´）と波板状帯材（２´）を交互に所望
段数に積層してスタック（Ｓ1 ' ）の外表面（上面及び
下面）に二つの巻回成形用治具（Ｗ1 ，Ｗ2 ）を配設
し、該治具を同一方向（例えば時計回り方向）に巻回す
ることにより、図１２に示されるＳ字状タイプのメタル
ハニカム体（Ｈ1 ' ）が製作される。図中、（３）はセ
ルを示す。なお、図１２にみられるように、メタルハニ
カム体（Ｈ1 ' ）の中心部において、スタックを構成す
る平板状帯材（１´）と波板状帯材（２´）がＳ字状に
わん曲した形状となるため、当業界においてはこの種の
メタルハニカム体をＳ字状タイプのメタルハニカム体と
俗称している。従って、本発明においてＳ字状タイプの
メタルハニカム体とは、前記製造プロセスによって製造
されるものの総称であることに留意するべきである。即
ち、本発明のＳ字状タイプのメタルハニカム体は、次に
説明する巴状タイプのメタルハニカム体を包含する概念
であり、使用するスタック数は所望のものであってもよ
いことはいうまでもないことである。
【００１６】そして、前記のようにして製作された従来
のＳ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ1 ' ）は、図１
２に示されるように金属製ケーシング（Ｃ）内に填装さ
れ、固着されてメタル担体（ＭＳ´）とされる。
【００１７】次に、本発明の理解を助けるために、従来
のメタルハニカム体（ＭＳ´）の主要な構成要素である
巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ2 ' ）について説明
する。従来の巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ2 ' ）
とその製造プロセスを含めた概要は、図１５〜図１６に
示されている。なお、図１５は、巴状タイプのメタルハ
ニカム体（Ｈ2 ' ）の正面図であるが、図を明確にする
ために一部の平板状帯材（１´）と波板状帯材（２´）
を示しているだけであり、他は省略されている。前記巴
状タイプのメタルハニカム体（Ｈ2 ' ）は、図１６に示
されるように、次のようにして製造されるものである。
即ち、平板状帯材（１´）と波板状帯材（２´）を所望
段数に積層して形成した三つのスタック（Ｓ1 ' ，Ｓ2
' ，Ｓ3' ）を使用し、各スタックの中心角が１２０°
になるように当接させて組合わせる。次いで、各スタッ
クの略中央部の外表面に一つづつ、合計三つの巻回成形
用治具（Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 ）を図１１に示されるように
配設し、該治具を同一方向（例えば時計回り方向）に巻
回することにより、図１５に示される巴状タイプのメタ
ルハニカム体（Ｈ2 ' ）が製作される。なお、図１５に
示されるように、メタルハニカム体（Ｈ2 ' ）の中心部
において、三つのスタックが巴状（三つ巴状）になって
いるため、当業者においてはこの種のメタルハニカム体
を巴状タイプと略称している。また、いうまでもないこ
とであるが、前記Ｓ字状及び巴状タイプのメタルハニカ
ム体において、正面（断面）形状は図示の円形のものに
限定されず、レーストラック形状などの任意形状のもの
であってもよい。
【００１８】そして、図１５に示されるように、前記従
来の巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ2 ' ）は金属製
ケーシング（Ｃ）内に填装され固着されてメタル担体
（ＭＳ´）とされる。
【００１９】次に、本発明の理解を助けるために、従来
のメタル担体（ＭＳ´）の主要な構成要素であるＸ−ラ
ップタイプのメタルハニカム体（ＸＨ´）について説明
する。従来のＸ−ラップタイプのメタルハニカム体（Ｘ
Ｈ´）とその製造プロセスを含めた概要は、図１７〜図
２０に示されている。即ち、図１７は従来の平板状帯材
（１´）と波板状帯材（２´）を使用して製造されたＸ
−ラップタイプのメタルハニカム体（ＸＨ´）の正面図
を示し、図１８は前記メタルハニカム体（ＸＨ´）を製
造するために使用される１つのスタック（Ｘ1 ' ）の斜
視図を示し、図１９は前記メタルハニカム体（ＸＨ´）
を製造するために使用される従来の四つのスタック（Ｘ
1 ' ，Ｘ2 ' ，Ｘ3 ' ，Ｘ4 '）とその配設関係を示
し、図２０は図１７に示されるＸ−ラップタイプのメタ
ルハニカム体（ＸＨ´）の中心部の拡大図である。な
お、図１７〜図２０において、図を明確にするために、
一部の平板状帯材（１´）と波板状帯材（２´）を示し
ているだけであり、他は省略されている。
【００２０】本発明が改善の対象としている従来のＸ−
ラップのメタルハニカム体（ＸＨ´）の形状構造は、図
１７のものに限定されず、例えば特開平４−２２７８５
５号などに開示されたものが対象となる。即ち、本発明
は、Ｘ−ラップタイプのメタルハニカム体（ＸＨ´）を
構成する各スタック（Ｘ1 ' 〜Ｘn ' ）の正面（断面）
形状や当接端部の設定方式を変化させることにより製造
した正面形状が前記図１７に示される円形のものだけで
なく、楕円形、レーストラック形など種々の形状をした
メタルハニカム体を対象とするものである。当業界にお
いて、図１７及び図１９〜図２０に示されるように、こ
の種のメタルハニカム体は、各スタックの当接端部（メ
タルハニカム体の中心部）における当接状態がＸ字状ま
たは卍状になっているため、Ｘ−ラップまたは卍状タイ
プと俗称されている。従って、本発明においてＸ−ラッ
プタイプのメタルハニカム体とは、前記製造プロセスに
よって製造されるものの総称であることに留意すべきで
ある。例えば、使用するスタックの数が所望のものであ
っても、Ｘ−ラップタイプのものに属するものである。
【００２１】前記した従来のＸ−ラップタイプのメタル
ハニカム体（ＸＨ´）は、（イ）薄肉金属板製の平板状
帯材（１´）と波板状帯材（２´）を交互に所望段数に
積重ねて少なくとも三つ以上の複数のスタック（stack
）を形成し、（ロ）前記各スタックをその一端部で相
互に所望の治具等を用いて当接させ、（ハ）次いで前記
当接体を該当接端部を中心にして各スタックが同一方向
に巻回されるように巻回成形する、という製作工程によ
り製作されるものである。前記（ロ）工程において使用
された各スタックの一端部を保持または挟持するに適し
た所望構造の治具は、該治具を中心に各スタックを同一
方向に巻回成形してＸ−ラップタイプのメタルハニカム
体（ＸＨ´）を製作した後、抜去してもよいしあるいは
メタルハニカム体（ＸＨ´）と一体化してもよい。な
お、平板状帯材（１´）と波板状帯材（２´）からスタ
ックを形成し、次いで巻回成形することにより図示され
るように排気ガスの通路となる多数のセル（３）が自動
的に形成される。図１７のものは、（ロ）の段階で各ス
タックの一端を９０°の交角をもって当接させ、（ハ）
の段階で巻回成形してＸ−ラップタイプのメタルハニカ
ム体（ＸＨ´）としたものである。
【００２２】そして、従来の前記Ｘ−ラップメタルハニ
カム体（ＸＨ´）は、図１７に示されるように金属製ケ
ーシング（Ｃ）内に填装され、固着されて従来のメタル
担体（ＭＳ´）とされる。
【００２３】次に、本発明の技術的構成と実施態様を図
面を参照して説明する。図１〜図３は、Ｓ字状タイプの
メタルハニカム体を製作するためのスタック（stack ）
（Ｓ1 ）を構成する第一実施態様の平板状帯材（１）を
説明する図である。図１は斜視図、図２は図１のＡ方向
からみた側面図、図３は図１のＢで指示された方向の断
面図を示す。図示されるように、本発明の平板状帯材
（１）は、一端部に波形形成部（１ａ）において、当接
関係にある波板状帯材（２）の波形の進行方向に対して
略直交する方向に所望の波形（１ｂ）を有するものであ
る。前記波形（１ｂ）は、平板状帯材（１）の平面の一
方向に凸部を形成して構成されたものである。
【００２４】本発明において、Ｓ字状タイプ及び巴状タ
イプのメタルハニカム体を製作するときは、平板状帯材
（１）の両端部に前記波形形成部（１ａ）が配設され、
Ｘ−ラップタイプのメタルハニカム体を製作するときは
一端部に前記波形形成部（１ａ）が配設されることは、
前記図１２〜図２０で説明したこれら各種のメタルハニ
カム体の構造や製造プロセスからみて明らかのことであ
る。本発明において、前記波形形成分（１ａ）において
形成される波形（１ｂ）は、平板状帯材（１）の幅（メ
タルハニカム体としたときの軸方向）の少なくとも一部
であってもよい。本発明において、波形形成分（１ａ）
の大きさ及び波形（１ｂ）の構造や形状（波高、ピッチ
幅）は、適宜に決定すればよいことはいうまでもないこ
とである。
【００２５】図４〜図５は、前記第一実施態様の平板状
帯材（１）と通常の波板状帯材（２）を用いて構成した
スタック（Ｓ1 ）を説明する図であり、図４は正面図、
図５は斜視図を示す。なお、図５において、波板状帯材
（１）の波形の進行方向と平板状帯材（１）の波形形成
部（１ａ）に形成される波形（ｂ）の形成方向が略直交
していることが示されている。図６は、前記図４〜図５
に示されるスタック（Ｓ1 ）を用いて、かつ図１２〜図
１４を引用して説明したＳ字タイプのメタルハニカム体
の製造プロセスに従って製作したＳ字状メタルハニカム
体（Ｈ1 ）と、金属製ケーシング（Ｃ）とから構成され
る本発明のメタル担体（ＭＳ）の正面図である。図中、
メタルハニカム体の外周部及びその近傍部の斜線部位
（Ｒ）は、平板状帯材（１）の波形形成部（１ａ）が配
置する部位を示す。
【００２６】本発明において、Ｓ字状メタルハニカム体
（Ｈ1 ）内で発生し、その外周部に集中、集積する大き
な熱応力に基づく変形力は、平板状帯材（１）と波板状
帯材（２）の各端部の共働により効果的に吸収・緩和さ
れる。その際、吸収・緩和時に波板状帯材（２）が大き
く変形しても、平板状帯材（１）は波形形成部（１ａ）
を有していることから高い剛性をもっているため、従来
のように大きく波形状帯材（２）の影響を受けることが
なく座屈したり、あるいは亀裂や破損を招くことはな
い。また、図６の斜線部位（Ｒ）のメタルハニカム体の
軸方向において、平板状帯材の波形（１ｂ）が軸方向へ
の伸縮性を保証するため、軸方向への熱疲労に対する耐
久性が向上する。更に、前記平板状帯材（１）の波形
（１ｂ）により、メタルハニカム体内に流入する排気ガ
スが乱流化されるため、この部位における排気ガスの浄
化能が改善される。本発明において、メタルハニカム体
の外周近付のセル数（平方インチ当たりののセル数：cp
si）を中心部付近に比べて小さく（目が粗い）してもよ
いものである。この場合、排気ガスのメタルハニカム体
内部での流速分布を均一にすることができているため、
排気ガスの均一な浄化が達成される。
【００２７】本発明においては、種々の変形例が可能で
ある。図７〜図９は、本発明の第二実施態様の平板状帯
材（１）を説明する図である。図７は斜視図、図８は図
７のＡ方向からみた側面図、図９は図１のＢで指示され
た方向の断面図である。第二実施態様の平板状帯材
（１）が第一実施態様と大きく異なる点は、その波形形
成部（１ａ）に平板状帯材の平面の両方向に凸部と凹部
を連接させて波形（１ｂ）を形成している点である。
【００２８】図１０は、本発明の第三実施態様の平板状
帯材（１）を説明する図であり、図３及び図９に対応す
る図である。図示されるように、平板状帯材（１）は、
金属製ケーシングに当接する部位及びその近傍部位に、
金属製ケーシングに当接する側からみて、所定幅の平坦
部（１Ｃ）、前記平坦部（１Ｃ）に連接する所望幅の波
形形成部（１ａ）、及び前記波形形成部（１ａ）に連接
する平板状帯材の平坦状残部からなるものである。前記
した構造の平板状帯材（１）においても、金属製ケーシ
ング内周面に当接する部位及びその近傍部位における熱
応力の吸収、緩和時の前記欠点を解消することができ
る。
【００２９】図１１は、前記第一実施態様の平板状帯材
（１）と組合わされる波板状帯材（２）の変形例を示す
ものである。図示されるように、各波状帯材（２）は、
その両端部及びその近傍部位において、波高を他の部位
よりも小さく設定したもので構成される。このようにす
ると、平板状帯材（１）の波形形成部（１ａ）によるカ
サ高さが吸収されて、スタック（Ｓ1 ）の形成性、及び
巻回成形性、更にはメタルハニカム体（Ｈ1 ）としたと
きに緻密なセル構造のものとすることが出来る。
【００３０】本発明において、前記した平板状帯材
（１）と波板状帯材（２）から成るスタックは、前記し
たＳ字状タイプの断面が円形状のメタルハニカム体を製
作するときにのみ使用されるのでなく、各種断面形状の
Ｓ字状タイプ、更には巴状タイプ、Ｘ−ラップ状タイプ
のメタルハニカム体の製作にも適用されるものである。
また、本発明は、これら各種構造のメタルハニカム体の
製作時の便宜を計るために、前記平板状帯材（１）の先
端部を、金属製ケーシングの内周曲率あるいはその近似
曲率に予め予備成形したものも変形例に含むものであ
る。
【００３１】本発明において、前記各種構造のタイプの
メタルハニカム体を製作するために使用される平板状帯
材と波板状帯材は、この種の用途において、通常、使用
されている材質のもので構成される。例えばクロム鋼
（クロム１３〜２５％）、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ５％
などの耐熱性のステンレス鋼などの厚さ０．０３mm〜
０．１mmの帯材が使用される。また、波板状帯材（２）
としては、前記平板状帯材（１）から所定の略正弦波も
しくは略台形波を有するように波付加工したものが使用
される。なお、平板状帯材（１）と波板状帯材（２）は
互いに異なった板厚でもよく、また異なった材質のもの
であってもよい。特に、平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）にＡｌを含有させたものやあるいはその表面にＡ
ｌ層を設けたものを熱処理して、その表面にウィスカー
状もしくはマッシュルーム状のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）
層を析出させたものが好ましい。前記ウィスカー状のア
ルミナ層は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄化用触
媒を担持するためのウォッシュコート層を強固に保持す
ることができるので好ましいものである。
【００３２】本発明において、メタル担体（ＭＳ）を構
成する金属製ケーシング（Ｃ）としては、メタルハニカ
ム体を内部に収容し固着するためのものであり、両端が
開口し、メタルハニカム体の断面形状と同じ形状のもの
であれば何らの制約を受けるものではない。即ち、円形
のみならずレーストラック、楕円、多角形、その他の異
形の断面形状のものであってもよい。前記した金属製ケ
ーシング（Ｃ）の素材として、前記ハニカム体（Ｈ）を
構成する帯材（１、２）と同種の耐熱鋼を用いてもよい
し、更に耐熱耐食性に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蝕性に富むも
のとした二重構造のもの、具体的には内側部分にフェラ
イト系ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイト系ス
テンレス鋼を使用したものを用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、メタルハニカム体と前記メタ
ルハニカム体を外包、収容する金属製ケーシングとから
なるメタル担体において、前記メタルハニカム体がＳ字
状、巴状、及びＸ−ラップ状タイプのもので構成される
メタル担体の耐久性を改善するものである。前記した各
種構造のメタルハニカム体は、従来の巻回タイプのもの
より耐久性に優れているが、特にメタルハニカム体と金
属製ケーシングの当接部領域におけるメタルハニカム体
の平板状帯材の耐久性に問題がある。
【００３４】本発明は、平板状帯材として、平板状帯材
の金属製ケーシングに当接する部位及びその近傍部位
に、当接関係にある波板状帯材の波形の進行方向に対し
て略直交する方向に波形を形成したものを採用すること
により耐久性を大幅に改善することが出来る。
【００３５】また、前記特殊構造の平板状帯材を採用す
ることにより、メタルハニカム体の軸方向の熱応力の吸
収・緩和特性も改善することが出来る。更に、平板状帯
材に形成された波形が、メタルハニカム体内に流入する
排気ガスを効果的に乱流化するため、排気ガス浄化能を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施態様の平板状帯材の一部斜
視図である。
【図２】 図１のＡ方向からみた側面図である。
【図３】 図１のＢで指示された方向の断面図である。
【図４】 本発明の第一実施態様の平板状帯材を用いる
とともに波板状帯材を用いて構成したスタックの正面図
である。
【図５】 本発明の第一実施態様の平板状帯材を用いる
とともに波板状帯材を用いて構成したスタックの正面図
である。
【図６】 図４に示されるスタックを巻回成形して製作
した本発明のメタル担体（ＭＳ）の正面図である。
【図７】 本発明の第二実施態様の平板状帯材の一部斜
視図である。
【図８】 図７のＡ方向からみた側面図である。
【図９】 図７のＢで指示された方向の断面図である。
【図１０】 本発明の第三実施態様の平板状帯材の断面
図で、図３及び図９に対応する図である。
【図１１】 本発明の第一実施態様の平板状帯材と波高
を変化させた波板状帯材とからなるスタックの変形成を
示す図である。
【図１２】 従来のＳ字状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ1 ' ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ
´）の一部を省略した正面図である。
【図１３】 図１２に示される従来のメタルハニカム体
（Ｈ1 ' ）を製造するために使用されるスタック（Ｓ1
' ）の斜視図である。
【図１４】 図１３に示されるスタック（Ｓ1 ' ）の正
面図を示すとともに巻回成形用治具による巻回成形を説
明する図である。
【図１５】 従来の巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ
2 ' ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ´）の
一部を省略した正面図である。
【図１６】 図１５のメタルハニカム体（Ｈ2 ' ）を構
成する三つのスタック（Ｓ1 ' ，Ｓ2 ' ，Ｓ3 ' ）の巻
回成形を説明する図である。
【図１７】 従来のＸ−ラップタイプのメタルハニカム
体（ＸＨ´）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ
´）の一部を省略した正面図である。
【図１８】 図１７に示される従来のメタルハニカム体
（ＸＨ´）を製造するために使用される１つのスタック
（Ｘ１´）の斜視図である。
【図１９】 図１７に示される従来のメタルハニカム体
（ＸＨ´）を製造するために使用される四つのスタック
（Ｘ1 ' ，Ｘ2 ' ，Ｘ3 ' ，Ｘ4 ' ）とその配設関係を
説明する図である。
【図２０】 図１７に示される従来のメタルハニカム体
（ＸＨ´）の中心部の拡大図である。
【符号の説明】
ＭＳ ………… 本発明のメタル担体 Ｈ1 ………… 本発明のメタルハニカム体（Ｓ字
状タイプ） Ｓ1 ' ………… スタック Ｃ ………… 金属製ケーシング １ ………… 平板状帯材 １ａ ………… 波形形成部 １ｂ ………… 波形 １ｃ ………… 平坦部 ２ ………… 波板状帯材 ３ ………… セル ＭＳ´ ………… 従来のメタル担体 Ｈ1 ' ，Ｈ2 ' ，ＸＨ´ ………… 従来のメタルハニ
カム体 Ｓ1 ' ，Ｓ2 ' ，Ｘ1 ' ，Ｘ2 ' ，Ｘ3 ' ，Ｘ4 ' ……
…従来のスタック １´ ………… 従来の平板状帯材 ２´ ………… 従来の波板状帯材
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/28 ＺＡＢ ３１１ Ｒ Ｓ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材
    を交互に重積してスタックを形成するとともに、前記ス
    タックの所望数を巻回中心において一括巻回して製作し
    た排気ガス浄化用触媒を担持するためのメタルハニカム
    体、及び前記メタルハニカム体を外包する金属製ケーシ
    ング、とからなるメタル担体において、前記スタックを
    構成する平板状帯材が、金属製ケーシングに当接する部
    位及びその近傍部位に、前記波板状帯材の波形の進行方
    向に対して略直交する方向の波形を有する波形形成部を
    持つもので構成されたことを特徴とするメタル担体。
  2. 【請求項２】 平板状帯材の少なくとも一部が、波形形
    成部を有するものである請求項１に記載のメタル担体。
  3. 【請求項３】 平板状帯材の波形成形部の波形が、平板
    状帯材の平面の一方向に凸部を形成して構成されたもの
    である請求項１に記載のメタル担体。
  4. 【請求項４】 凸部が、平板状帯材の幅方向（メタルハ
    ニカム体の軸方向）の少なくとも一部に形成されたもの
    である請求項３に記載のメタル担体。
  5. 【請求項５】 平板状帯材の波形形成部の波形が、平板
    状帯材の平面の両方向に凸部と凹部を連接させて構成さ
    れたものである請求項１に記載のメタル担体。
  6. 【請求項６】 平板状帯材の波形形成部の波形が、平板
    状帯材の幅方向（メタルハニカム体の軸方向）の少なく
    とも一部に形成されたものである請求項５に記載のメタ
    ル担体。
  7. 【請求項７】 平板状帯材が、金属製ケーシングに当接
    する部位及びその近傍部位に、金属製ケーシングに当接
    する側からみて所望幅の平坦部を有するとともに、前平
    坦部に連接した波形形成部を有するものである請求項１
    に記載のメタル担体。
  8. 【請求項８】 波板状帯材が、平板状帯材の波形形成部
    において、他の領域の波形の高さ（波高）より小さい波
    高を有するもので構成されたものである請求項１に記載
    のメタル担体。
  9. 【請求項９】 メタルハニカム体が、Ｓ字状タイプまた
    は巴状タイプのものである請求項１に記載のメタル担
    体。
  10. 【請求項１０】 メタルハニカム体が、Ｘ−ラップ
    （卍）状タイプのものである請求項１に記載のメタル担
    体。
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