JPH09174185A - メタル担体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プレス機による絞り加工によりメタルハニカ
ム体とメタルケーシングを一体化固着する。 【解決手段】 プレス機Ｐの下型Ｐ_２に配設されたメタ
ルハニカム体ＨをメタルケーシングＣ内に位置決めする
位置決め用ブロックＸと、メタルケーシングの軸方向の
中間部位において、メタルケーシングの外周部から半径
方向に絞るための絞り工具Ｚと、上型Ｐ_１に配設され、
双方の型の間の相対距離が小さくなるときに絞り工具Ｚ
の外周面をメタルケーシングの半径方向にプレス力によ
り変位させるダイスＹとからなるプレス機を用い、メタ
ルハニカム体を収容したメタルケーシングの中間部位に
おいてメタルハニカム体の外径を縮径する程度にメタル
ケーシングを絞り加工し、メタルハニカム体とメタルケ
ーシングを一体化固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製かつハニカ
ム構造の排気ガス浄化用触媒を担持するためのハニカム
構造体（以下、単にメタルハニカム体という。）、及び
前記メタルハニカム体を外包する金属製のケーシング
（以下、単にメタルケーシングという。）とからなる排
気ガス浄化用のメタル担体の新規な製造方法に関する。

【０００２】詳しくは、本発明は、メタルハニカム体と
メタルケーシングの一体化固着手段として、プレス機に
よるダイス絞り加工法を採用した新しいメタル担体の製
造方法に関する。

【０００３】更に詳しくは、本発明は、メタルハニカム
体とメタルケーシングの一体化固着手段として、両部材
（メタルハニカム体部とメタルケーシング部）をプレス
機によるダイス絞り加工法を採用して機械的に強固に一
体化固着することを特徴としたメタル担体の製造方法に
関する。本発明のメタル担体の製造方法は、両部材（メ
タルハニカム体部とメタルケーシング部）が機械的に強
固に一体化するため、メタルハニカム体部及び／又はメ
タルハニカム体部とメタルケーシング部の当接面に適用
されるろう接合や溶接などの付加的な固着作業の負荷を
低減化し得るものであり、メタル担体の新規かつ経済的
な製造方法である。

【０００４】

【従来の技術】従来の典型的な排気ガス浄化用のメタル
担体が図１３〜図１４に示されている。図示されたよう
に、この種のメタル担体（ＭＳ）は、薄肉金属板製の平
板状帯材（平箔）（１）と波板状帯材（波箔）（２）を
交互に重積したハニカム構造を有する排気ガス浄化用触
媒を担持するためのメタルハニカム体（Ｈ）、及び前記
メタルハニカム体（Ｈ）を外包するメタルケーシング
（Ｃ´）、とから構成されるものである。

【０００５】更に詳しくは、前記メタルハニカム体
（Ｈ）は、耐熱性の薄肉金属板製の平板状帯材（平箔）
（１）と波板状帯材（波箔）（２）を交互に重積すると
ともに、これを巻回成形して製作したハニカム構造体で
あって、排気ガス浄化用触媒（例えばＰｔ，Ｒｈ，Ｐｄ
などを使用した触媒系）を担持するための母体となるも
のである。そして、前記メタルハニカム体（Ｈ）は、図
１３〜図１４に示されるようにメタルケーシング（Ｃ
´）の内部に収容され、固着されてメタル担体（ＭＳ）
とされるものである。

【０００６】前記したメタル担体（ＭＳ）は、当業界に
おいては、メタルサポート（MetalSupport ）またはメ
タルサブストレート（Metal Substrate ）などといわれ
ており、略記号（ＭＳ）が使用されている。この意味
で、図１３〜図１４も略記号（ＭＳ）を使用している。
また、ハニカム構造体は、ハニカム構造（Honeycomb St
ructure ）に因んで、略記号（Ｈ）が使用されている。
更に、メタルケーシングは、ケーシング（Casing）に因
んで、略記号（Ｃ）が使用されている。なお、本発明と
従来技術を区別するために、従来技術のものはダッシュ
付き記号（Ｃ´）で示されている。

【０００７】前記した従来のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）としては、種
々の構造のものが提案されている。前記した図１３〜図
１４に示されるメタルハニカム体（Ｈ）は、平箔（１）
と波箔（２）が巻回積層されて構成されていることか
ら、当業界においては巻回タイプと俗称されている。な
お、図１３は従来の巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）をメタルケーシング（Ｃ´）内に固定して製作し
たメタル担体（ＭＳ）の斜視図を示し、図１４は前記図
１３に示される従来のメタル担体（ＭＳ）の正面図を示
す。

【０００８】前記した従来の巻回タイプのメタルハニカ
ム体（Ｈ）は、例えば１００μｍ以下（好ましくは５０
μｍ以下）の耐熱性のＦｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ ５％系
薄肉鋼板からなる平箔（１）と波箔（２）とを、交互に
当接部を有するように重積し、これを一括渦巻状に巻回
成形して軸方向に排気ガス通路のための多数の網目状通
気孔路（セル）（３）を持つハニカム構造体としたもの
である。

【０００９】このほか、メタル担体（ＭＳ）の主要な構
成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）としては、前記し
た巻回タイプのもの以外に、平箔（１）と波箔（２）か
らハニカム構造体を製造する方法の相違により、各種の
構造のものが提案されている。

【００１０】図示しないが、例えば、平箔と波箔を階層
状に相互に当接させて重積した構造の階層タイプのも
の、このほか、特開昭６２−２７３０５０号、特開昭６
２−２７３０５１号、特公表３−５０２６６０号、特開
平４−２２７８５５号などに開示されている放射状タイ
プ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ、及びＸ−ラップ（卍
状）タイプなどの形状構造とした各種のメタルハニカム
体（Ｈ）が知られている。

【００１１】また、前記した従来のメタル担体（ＭＳ）
のメタルケーシング（Ｃ´）としては、内部に前記メタ
ルハニカム体（Ｈ）を収容し、固着するための筒状体が
使用されている。前記メタルケーシング（Ｃ´）の正面
（断面）形状は、図１３〜図１４に示される円形のもの
に限定されず、メタルハニカム体（Ｈ）の正面（断面）
形状に適合した形状のもの、例えば楕円形、長円形、レ
ーストラック形状、多角形、その他の異形形状のもので
あってもよいものである。

【００１２】そして、前記した従来のメタル担体（Ｍ
Ｓ）は、排気ガス系統という過酷な熱的環境条件のもと
で使用されるため、メタルハニカム体（Ｈ）を構成する
両箔材（平箔と波箔）の当接部は強固に固着される。こ
れは、メタル担体（ＭＳ）の主要な構成要素であるメタ
ルハニカム体（Ｈ）が、排気ガス自体の高温度及び排気
ガスと排気ガス浄化用触媒との発熱反応により発生する
高温度にさらされ、このような高温雰囲気のもとで大き
な熱応力を発生するためであり、前記熱応力に耐え得る
ように前記当接部はろう接合や溶接などの固着方式によ
り強固に固着される。

【００１３】即ち、メタルハニカム体（Ｈ）は、前記し
た過酷な使用条件下における耐久性の確保という観点か
ら、その構成部材である平箔と波箔の当接部は、種々の
方法及び方式により固着される。例えば、メタルハニカ
ム体（Ｈ）内部の所望部位の平箔と波箔との接続部が、
ろう接合や溶接などの固着手段により固着される（特公
昭６３−４４４６６号、特開平２−２１８４４２号参
照）。

【００１４】一方、メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケ
ーシング（Ｃ´）の当接面も、両構成要素の前記熱応力
及び振動に基づく離体の防止という観点などから強固に
固着されるものである。なお、メタルハニカム体（Ｈ）
内部には大きな熱応力が発生し、これが両構成要素の当
接面に集中・集積し両構成要素の離体を誘発するが、前
記した熱応力を吸収・緩和させるために、前記当接面の
特定部位をろう接合などにより固着するという方式も提
案されている（例えば、実開昭６２−１９４４３号参
照）。

【００１５】前記したように、メタル担体（ＭＳ）の製
造において、メタルハニカム体（Ｈ）を構成する両箔材
（平箔と波箔）の当接部、及びメタルハニカム体（Ｈ）
とメタルケーシング（Ｃ´）の当接面は耐久性の観点か
らろう接合（ろう付け）や溶接などの固着手段が適用さ
れて固着されるものである。なお、前記固着手段として
は、一般に生産性や固着強度の均一性などの観点から、
ろう接合方式が広く採用されている。

【００１６】しかしながら、前記した固着手段としての
ろう接合方式は、改善すべき余地を残すものである。例
えば、前記ろう接合方式において一般的に使用されてい
るろう材は、メタル担体（ＭＳ）の高温雰囲気下での使
用条件ということから、Ｎｉ系、Ｎｉ−Ｃｒ系などの高
価な高温用ろう材であり、経済性の観点からその使用量
の低減化が強く求められている。また、前記したろう材
使用量の低減化の点は、両箔材（波箔と平箔）の当接部
の当接面積が大きいため、例えばろう材を両箔材の巻回
成形前に適用する場合は使用されるろう材が多くなり、
このためろう材成分と両箔材の金属成分との合金化反応
や拡散反応による両箔材の耐熱性の低下、更には触媒の
死活化などの問題が誘発され、この面からもろう材使用
量の低減化が強く求められている。なお、前記両箔材の
当接部の面積は、波箔の波形構造にも依存するが、全面
積の１０〜３０％にも及ぶものである。特に、両箔材相
互の強固な固着のために、波箔の波形構造として、矩形
波もしくは台形波を有するものにおいては、前記当接部
の面積はより大きなものとなる。

【００１７】当業界において、メタルハニカム体部とメ
タルケーシング部を一体化する固着技術は種々のものが
知られている。一般的には、メタルハニカム体（Ｈ）と
してメタルケーシング（Ｃ´）の内径寸法よりも若干、
大き目の外径寸法を有するものを調整し、前記メタルハ
ニカム体（Ｈ）をメタルケーシング（Ｃ´）に圧入・填
装する方式が採用されている。この方式の場合、メタル
ハニカム体の外径寸法にバラツキがあることなどから両
部材（メタルハニカム体部とメタルケーシング部）の均
一かつ強固な固着という観点からみると、改善の余地を
残すものである。また、前記した方式以外に、例えば下
記に示す方式が提案されている。

【００１８】メタルケーシング（Ｃ´）内にメタルハニ
カム体（Ｈ）を所望位置にセットした状態で固定し、メ
タルケーシング（Ｃ´）の外周面に回転絞り手段を適用
し、メタルケーシング（Ｃ´）の軸方向にみて所望幅の
縮径部を形成して両部材（メタルハニカム体部とメタル
ケーシング部）を一体化固着する方式がある。この方式
は図１５〜図１６に示されている。前記回転絞り手段に
より縮径部を形成するためには、例えば両部材を位置決
めするとともに、メタルケーシング（Ｃ´）の外周面に
複数または複数組の回転絞りロールを配設するとともに
メタルケーシング（Ｃ´）の半径方向に押圧し、かつメ
タルケーシング（Ｃ´）の軸方向に所望幅を変位させな
がら行なえばよい。前記したことから明らかのように、
この方式においては回転絞りのための専用機が必要であ
り、また加工精度（従って両部材の均一かつ強固な固着
強度）に改善の余地を残すものである。

【００１９】また、半割型を上下（または左右）から押
圧して両部材（メタルハニカム体部とメタルケーシング
部）を一体化する方式がある。この方式は図１７〜図１
９に示されている。前記方式は、図１９に示されるよう
に、上型（Ｐ₁ ' ）と下型（Ｐ₂ ' ）を使用して両部材
を押圧一体化するものであるが、単純に上型（Ｐ₁ ' ）
と下型（Ｐ ₂ ' ）に押圧力を印加する方式であるため、
縮径加工後に両部材の押圧方向の戻り（復元力）により
縮径部（Ｃ₁ ）の、特に両型（Ｐ₁ ' ，Ｐ₂ ' ）の合わ
せ部付近（図１８〜１９のＣ₃ ' 部付近）の締りが弱い
という問題点があり、改善を残すものである。

【００２０】更にまた、図示しないが、特開平２−２６
８８３４号公報には仕上り外径より大きなメタルケーシ
ング（Ｃ´）内に、仕上がり外径より大きく、かつ前記
メタルケーシング（Ｃ´）の内径より小さい外径を有す
るメタルハニカム体（Ｈ）を挿入し、前記挿入体を複数
の金属製セグメント（例えば１０〜２０に分割されたも
の）よりなる引込み用治具の内部に収容し、前記した状
態の引込み用治具をダイス内に連通させメタルケーシン
グ（Ｃ´）の全幅にわたりメタルケーシング（Ｃ´）と
メタルハニカム体（Ｈ）を同時に絞り加工（縮径加工）
し、更にろう付け加工を付加してなるメタル担体の製造
方法が開示されている。しかしながら、前記提案のもの
は、メタルハニカム体（Ｈ）の外周部全体を絞り加工
（縮径加工）するものであり、メタルハニカム体（Ｈ）
の熱応力の緩和特性の改善、高価なろう材の節約（低減
化）という立場からメタルケーシング部を部分縮径する
という技術思想を開示するものではなく、かつ絞り加工
（縮径加工）のための引込用油圧シリンダーなどの専用
機（設備）を強いるという問題点がある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）の一
体化固着技術の改善を、次工程のメタルハニカム体
（Ｈ）部に適用されるろう接合や溶接などの固着技術と
の関連で、即ち、例えばろう接合時のろう材使用量の低
減化を図ることができる両部材の一体化固着手段を開発
するという観点から創案されたものである。また、本発
明は、当然のことながら均一な固着力により両部材の一
体化が図られる簡便な手段の開発という観点をも踏まえ
て創案されたものである。

【００２２】その結果、本発明者らは、メタルケーシン
グ（Ｃ）の軸方向にみて全領域でなく特定部位（内部に
収容したメタルハニカム体の少くとも一端部に対応する
部位）を縮径すること、即ち部分縮径を採用すること、
また、前記部分縮径を、汎用のプレス機を採用するとと
もに、プレス機の一方の型のメタルケーシング（Ｃ）の
外周部に配置された縮径用工具（絞り工具）、及び、他
方の上型に配設され、かつ前記縮径用工具（絞り工具）
と共働してメタルケーシング（Ｃ）の外周面を半径方向
にメタルハニカム体（Ｈ）の外径を縮径する程度に絞り
込むダイス、を前記プレス機に組込んで行なうことが極
めて有効であることを見い出した。

【００２３】本発明は前記知見をベースにして完成され
たものである。本発明により特段の専用機を用いずに、
かつメタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）
の一体化固着強度を均一にすることができ、更にメタル
ハニカム体（Ｈ）部やメタルハニカム体（Ｈ）とメタル
ケーシング（Ｃ）の当接面部に適用される付加的なろう
接合や溶接などの固着作業の負荷を低減化することがで
きる、経済的で効率的なメタル担体（ＭＳ）の製造方法
が提供される。

【００２４】

【課題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（平箔）と波板状帯
材（波箔）を交互に重積したハニカム構造を有する排気
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メタルケーシング、
とから成るメタル担体の製造方法において、前記製造方
法が、(i) プレス機の一方の型に配設されたメタルハニ
カム体をメタルケーシング内の所望位置に位置決めする
位置決め用ブロック、(ii) メタルケーシング内に位置
決め収容されたメタルハニカム体の軸方向にみて、メタ
ルハニカム体の少なくとも一方の端部の所望幅の外周部
に対応するメタルケーシングの部位において、かつメタ
ルケーシングの外周部から半径方向にプレス機の他方の
型に配設されたダイスと共働して前記メタルケーシング
の部位を絞るためのメタルケーシングの外周部に配設さ
れた絞り工具、(iii) プレス機の他方の型に配設され、
かつ双方の型の間の相対距離が小さくなるときに前記絞
り工具の外周面をメタルケーシングの半径方向にプレス
力により変位させるダイス、とから成るプレス機を用
い、メタルハニカム体を収容したメタルケーシングの前
記部位においてメタルハニカム体の外径を縮径する程度
にメタルケーシングを絞り加工し、メタルハニカム体と
メタルケーシングを一体化固着したことを特徴とするメ
タル担体の製造方法に関するものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】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。また、説明の便宜上、メタルハニカム体（Ｈ）
の構造としては、平箔と波箔を交互に重積したものを一
括巻回成形して調製した巻回タイプのものについて説明
するが、本発明のメタルハニカム体（Ｈ）の構造はこの
ものに限定されない。

【００２６】図１〜図６は、本発明の第一実施態様のメ
タル担体（ＭＳ）の製造方法を説明する図である。図１
は、汎用プレス機を使用し、かつ絞り工具（Ｚ）とダイ
ス（Ｙ）の共働によりメタルハニカム体（Ｈ）を内部に
収容するメタルケーシング（Ｃ）の外周部より絞り（縮
径）加工する方法（以下、単にプレス絞り工法という場
合がある。）により両部材（メタルハニカム体部とメタ
ルケーシング部）を一体化固着してメタル担体（ＭＳ）
を製造する方法の第一実施態様（プレス機採用のプレス
絞り工法）を説明する図である。図２は、前記第一実施
態様のメタル担体（ＭＳ）の製造方法により製造された
メタル担体（ＭＳ）の平面図を示す。図３は、図２のＩ
−Ｉ線断面図を示す。図４は、前記第一実施態様のメタ
ル担体（ＭＳ）の製造方法に適用された絞り工具（Ｚ）
の正面図（上型側からみた図）である。図５は、本発明
のメタル担体（ＭＳ）の製造方法に適用される他の絞り
工具（Ｚ）の一部断面図である。図６は、本発明の第一
実施態様のメタル担体（ＭＳ）の製造方法により製造さ
れたメタル担体（ＭＳ）の断面図である。

【００２７】本発明の第一実施態様のプレス絞り工法に
よりメタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）
を一体化固着してメタル担体（ＭＳ）を製造する方法
は、図１に示されるように次の機器構成及びプロセスか
らなるものである。 (1).一方の型として下型（Ｐ₂ ）と他方の型として上型
（Ｐ₁ ）から成るプレス機（Ｐ）を採用する。 (2).前記プレス機（Ｐ）の下型（Ｐ₂ ）に、メタルハニ
カム体（Ｈ）をメタルケーシング（Ｃ）内の軸方向の所
望位置に位置決めする位置決めブロック（Ｘ）を配設す
る。 (3).前記位置決めブロック（Ｘ）上に、メタルハニカム
体（Ｈ）を内部に遊嵌させたメタルケーシング（Ｃ）を
載置する。 (4).前記位置決めブロック（Ｘ）上に載置されたメタル
ケーシング（Ｃ）の外周部において、内部に収容された
メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向にみて、メタルハニカ
ム体（Ｈ）の一端部（図１は上端部）の所望幅の外周部
（一端部の外周部における所望幅）に対応する部位に、
かつ円周方向に、後述する上型（Ｐ₁ ）に配設されたダ
イス（Ｙ）と共働してメタルケーシング（Ｃ）を少なく
とも前記メタルハニカム体（Ｈ）の前記一端部の外周部
の外径を縮径する程度に絞り込む（縮径する）絞り工具
（Ｚ）を配設する。 (5).下型（Ｐ₂ ）に対して下降及び上昇する上型
（Ｐ₁ ）に、前記絞り工具（Ｚ）と共働してメタルケー
シング（Ｃ）の前記部位をその半径方向に絞り加工する
ダイス（Ｙ）を配設する。 (6).前記構成のプレス機（Ｐ）において、上型（Ｐ₁ ）
を下型（Ｐ₂ ）方向に下降させ、前記絞り工具（Ｚ）と
ダイス（Ｙ）の共働によりメタルケーシング（Ｃ）の前
記部位を一工程（ワン・ストローク）絞り加工（縮径加
工）し、メタル担体（ＭＳ）を製造する。

【００２８】前記第一実施態様の本発明のプレス絞り工
法により製造されたメタル担体（ＭＳ）の構造は図２〜
図３に示されている。図２は、メタル担体（ＭＳ）の平
面図を示し、メタルケーシング（Ｃ）は、その一端部に
おいて絞り部（縮径部）（Ｃ₁ ）を有し、かつ前記一端
部を除く中央部から他端部において非絞り部（非縮径
部）（Ｃ₂ ）を有する。なお、図中（Ｃ₃ ）は、後述の
図４を引用して詳しく説明されるが、前記絞り工具
（Ｚ）の構成上、メタルケーシング（Ｃ）の前記絞り部
（縮径部）（Ｃ₁ ）の外周面の軸方向に形成される不完
全縮径部、即ち、絞り工具（Ｚ）のセグメント間のスリ
ット部（型の合せ目）に形成されたメタルケーシング
（Ｃ）の突条部を示すものである。

【００２９】本発明の前記第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）の製造プロセスに適用されるプレス機（Ｐ）
は、汎用の機構・構成のものを採用すればよい。即ち、
上型（Ｐ₁ ）と下型（Ｐ₂ ）の間で押圧力を発生させ、
被加工物を押圧処理する汎用のプレス機（Ｐ）を採用す
ればよい。図１においては、上型（Ｐ₁ ）と下型
（Ｐ₂ ）の位置関係が垂直方向になっているものが示さ
れているが、これが水平方向のものであっても斜め方向
のものであってもよい。また、上型（Ｐ₁ ）と下型（Ｐ
₂ ）の間の相対距離は、上型（Ｐ₁ ）の下降及び上昇方
式により変化させるものに限定されず、その逆であった
り、または両者の同時移動による方式のものであっても
よい。

【００３０】本発明の前記第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）の製造プロセスに適用される絞り工具（Ｚ）
は、図４に示されるようにメタルケーシング（Ｃ）の周
方向に所望幅のスリット（Ｚ_S ）を有して多分割された
もので構成される。即ち、図４には６個のセグメントＺ
₁ 〜Ｚ₆ から成る多分割型の絞り工具（Ｚ）が示されて
いる。絞り工具（Ｚ）とダイス（Ｙ）の共働によりメタ
ルケーシング（Ｃ）の外周部を半径方向に絞り加工する
とき、メタルケーシング（Ｃ）の縮径率との関連で各セ
グメント間のスリット（Ｚ_S ）間隔、例えばＺ₁ とＺ₂
の間の間隔は狭まるものの、前記した不完全縮径部（Ｃ
₃ ）（図３参照）が形成されることになる。

【００３１】本発明において、前記絞り工具（Ｚ）の構
造は、図１及び図４に示されるものに限定されない。例
えば、図５に示される各種構造の絞り工具（Ｚ）を使用
してもよい。なお、図５（１）〜（３）は、絞り工具
（Ｚ）の一部断面図を示すものである。図５（１）の絞
り工具（Ｚ）は、メタルケーシング（Ｃ）内に配置され
たメタルハニカム体（Ｈ）の両端部の外周部の所望幅
を、外包するメタルケーシングとともに一工程で絞り加
工するために使用するものである。

【００３２】図５（２）の絞り工具（Ｚ）は、メタルケ
ーシング（Ｃ）内に配設されたメタルハニカム体（Ｈ）
の一端部の外周部の所望幅を、外包するメタルケーシン
グとともに、間欠的に２個の絞り部を形成するように一
工程で絞り加工するために使用されるものである。別言
すれば前記第一実施態様のメタル担体（ＭＳ）におい
て、メタルケーシング（Ｃ）の絞り部（Ｃ₁ ）（図２参
照）が、その軸方向にみて所望幅の間欠部（非絞り部）
をおいて間欠的に絞り加工（二箇所）するために使用さ
れるものである。

【００３３】図５（３）の絞り工具（Ｚ）は、メタルケ
ーシング（Ｃ）内に配置されたメタルハニカム体（Ｈ）
の両端部の外周部の所望幅、及び中間部の外周部の所望
幅を、外包するメタルケーシング（Ｃ）とともに一工程
で３ケ所の絞り加工するために使用されるものである。
前記メタルハニカム体（Ｈ）の両端部の絞り部と中間部
の絞り部の間の間隔は、所望に設定すればよい。

【００３４】絞り工具（Ｚ）の構成において、前記図５
（２）〜図５（３）における間欠部（非絞り部）の設定
個数は所望に設定すればよい。例えば、図５（３）の変
形例として、両端部の絞り部を除いた部位において、前
記した略中間部の部位だけでなく複数個の絞り部が形成
されるように絞り工具（Ｚ）を構成してもよい。なお、
前記二個以上の絞り部（縮径部）の間に形成される間欠
部（非絞り部）は、メタルハニカム体（Ｈ）の内部に発
生する大きな熱応力の吸収・緩和ゾーンとして作用する
ことはいうまでもないことである。

【００３５】本発明の前記第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）の製造プロセスに適用されるダイス（Ｙ）の構
造は、前記絞り工具（Ｚ）と共働してメタルケーシング
（Ｃ）を外周部から少なくともメタルハニカム体（Ｈ）
の外径が縮径する程に絞り込み加工できるものであれ
ば、何等の制約も受けない。

【００３６】本発明の前記第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）の製造プロセスにより製造されるメタル担体
（ＭＳ）の構造が、図６に示されている。図６は、メタ
ルハニカム体（Ｈ）の一端部の所望幅の外周部に対応す
るメタルケーシング（Ｃ）の領域において、前記部位の
メタルハニカム体（Ｈ）の外周面が縮径されてメタルケ
ーシング（Ｃ）がメタルハニカム体（Ｈ）に食込み、両
部材が強固に一体化されて絞り部（Ｃ₁ ）が形成される
ことを示している。また、前記第一実施態様のメタル担
体（ＭＳ）の製造プロセスにおいては、メタルハニカム
体（Ｈ）の外径がメタルケーシング（Ｃ）の内径より小
さいものを使用しているため、メタルケーシング（Ｃ）
の非絞り部（非縮径）（Ｃ₂ ）の内周面と対応する部位
に位置するメタルハニカム体（Ｈ）の外周面との間に
は、図６に示されるように空間部（Ｓ）が形成される。
前記空間部（Ｓ）は、当該部位にあるメタルハニカム体
（Ｈ）部において、熱応力の吸収、緩和ゾーンとして有
用であり、かつ断熱シール効果の役割を果たすものであ
る。

【００３７】前記図１に示されるプレス機を採用した第
一実施態様のプレス絞り工法により製造されたメタル担
体（ＭＳ）の特徴点が、図６に示されている。なお、前
記したように図６は、第一実施態様のプレス絞り工法に
より製造されたメタル担体（ＭＳ）の断面図である。図
６に示されるように、本発明において、メタル担体（Ｍ
Ｓ）の主要な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）と
メタルケーシング（Ｃ）は、メタルハニカム体（Ｈ）の
一端部の外周部において、その軸方向の所望幅が、対応
する部位を外包するメタルケーシング（Ｃ）と共にプレ
ス絞りされ、両部材は機械的に強固に一体化される。

【００３８】この種のメタル担体（ＭＳ）において、特
にメタルハニカム体（Ｈ）の端部（一端部又は両端部）
は、高速の排気ガスの流入部であること、メタルハニカ
ム体（Ｈ）の内部に発生する大きな熱応力の集積部位で
あること、などからして耐久性に配慮しなければならな
い部位である。この点、本発明のメタル担体（ＭＳ）
は、メタルハニカム体（Ｈ）の少なくとも一端部が、外
包するメタルケーシング（Ｃ）と強固に一体化固着して
いるため、耐久性に優れたものである。即ち、本発明の
メタル担体（ＭＳ）の製造方法はメタルハニカム体
（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）をプレス絞り工法とい
う簡便な方式により、かつ両部材を均一かつ強固に一体
化させることができるため、プロセス上のメリット及び
品質上のメリットを享受することができる。

【００３９】本発明のメタル担体（ＭＳ）の製造プロセ
スにおいて、製造されるメタル担体（ＭＳ）の構造は、
前記図６に示されるものに限定されず、例えば図７〜図
１２に示される変形例が可能である。

【００４０】図７の第二実施態様の製造方法によって製
造されたメタル担体（ＭＳ）は、前記第一実施態様のメ
タル担体（ＭＳ）（図６参照）と同様に空間部（Ｓ）を
有するメタル担体（ＭＳ）であるが、(i) メタルハニカ
ム体（Ｈ）部の最外層が平箔で構成されること、かつ、
(ii)前記最外層の平箔が、排気ガス通過方向（Ｆ）の流
入側空間部（Ｓ）の排気ガスをメタルハニカム体（Ｈ）
部の内側層の波箔層へ流入させるために、略円形状の穴
部（ａ）を有するもので構成されていること、(iii) メ
タルケーシング（Ｃ）は、メタルハニカム体（Ｈ）より
も軸方向にみて長尺のもので構成されていること、従っ
て、メタルハニカム体（Ｈ）はメタルケーシング（Ｃ）
内に大きな空間スペース（Ｓ₁ ）を形成して配置されて
いること、の点で相違するものである。

【００４１】図８の第三実施態様の製造方法によって製
造されたメタル担体（ＭＳ）は、前記図７のメタル担体
（ＭＳ）と比較して、穴部（ｂ）の形状が相違し、かつ
メタルハニカム体（Ｈ）がメタルケーシング（Ｃ）より
も軸方向にみて長尺のもので構成されている点が相違し
ている。即ち、図８のメタル担体（ＭＳ）において、メ
タルハニカム体（Ｈ）部の最外層の平箔に形成される穴
部（ｂ）の形状は、図７の穴部（ａ）が略円形状のもの
に対し略矩形状のものである。

【００４２】本発明において、前記穴部（ａ）、（ｂ）
の形状、及び配設個数は適宜に決めればよいものであ
る。また、本発明において、前記した空間部（Ｓ）に滞
留する排気ガスをメタルハニカム体（Ｈ）の内部に導く
という観点から、メタルハニカム体（Ｈ）の最外層が波
箔で構成される場合であって、かつ前記波箔が縮径によ
り完全に圧潰されるような場合には、波箔に対しても前
記した平箔と同様な穴部（ａ）、（ｂ）を形成すること
が好ましいことはいうまでもないことである。

【００４３】図９の第四実施態様の製造方法において製
造されたメタル担体（ＭＳ）は、前記図６〜図７（第一
実施態様〜第三実施態様）のものがメタルハニカム体
（Ｈ）の一端部の外周部をプレス絞り工法によりメタル
ケーシング（Ｃ）と一体化固着しているのに対し、両端
部の外周部を所望幅にわたりメタルケーシング（Ｃ）と
一体化固着している点に特徴点がある。図９のものにお
いて、メタルハニカム体（Ｈ）の両端部の外周部がメタ
ルケーシング（Ｃ）と絞り加工により一体化固着される
ため、両端部の耐久性が改善される。なお、図９のもの
において、中間部の外周部を囲繞する空間部（Ｓ）は、
メタルハニカム体（Ｈ）内部に発生する熱応力の吸収・
緩和ゾーンとして、また断熱空間部として作用すること
になる。

【００４４】図１０の第五実施態様の製造方法によって
製造されたメタル担体（ＭＳ）は、メタルハニカム体
（Ｈ）の一端部の所望幅の外周部が、図６（第一実施態
様）のように単一の絞り部（Ｃ₁ ）で構成されずに、所
望の間隔をおいて二個の軸方向に狭い絞り部（Ｃ₁ ，Ｃ
₁ ）で絞り加工されている点に特徴点がある。なお、図
１０のメタル担体（ＭＳ）は、絞り工具（Ｚ）として、
前記図５（２）に示されたものを採用して製造されたも
のである。

【００４５】図１１の第六実施態様の製造方法によって
製造されたメタル担体（ＭＳ）は、前記図９（第四実施
態様）に示されるメタルハニカム体（Ｈ）の両端部の所
望幅の外周部を絞り加工する態様に加え、中間部の外周
部の所望幅を絞り加工して製造されたものである。な
お、図１１のメタル担体（ＭＳ）は、絞り工具（Ｚ）と
して、前記図５（３）に示されるものを採用して製造さ
れたものである。

【００４６】図１２は、本発明の第七実施態様の製造方
法によって製造されたメタル担体（ＭＳ）を説明する図
である。即ち、図１２は、絞り加工前のメタルハニカム
体（Ｈ）の外径とメタルケーシング（Ｃ）の内径が略同
一のメタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）
を使用して製造してメタル担体（ＭＳ）の構造を示すも
のである。図１２のメタル担体（ＭＳ）は、前記図６の
メタル担体（ＭＳ）（第一実施態様）と相違して空間部
（Ｓ）をもたないものである。しかし、図１２のメタル
担体（ＭＳ）は、図６の空間部（Ｓ）が形成される部位
においてメタルケーシング（Ｃ）が絞り加工（縮径加
工）されないため、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向に
熱応力を吸収・緩和させることができるものである。

【００４７】本発明の前記第一実施態様のメタル担体
（ＭＳ）の製造方法、あるいは他の変形例の製造方法に
より製造されたメタル担体（ＭＳ）は、メタルハニカム
体（Ｈ）の少なくとも一端部の外周面においてメタルハ
ニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）がメタルケー
シングの絞り加工（縮径加工）により強固に一体化固着
されたものである。従って、本発明により、メタルハニ
カム体（Ｈ）の構成部材である平箔と波箔の当接部位、
あるいはメタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング
（Ｃ）の当接面部位に付加的に適用されるろう接合や溶
接などの固着工程の負荷を軽減化させることができる。
具体的には、ろう接合においては高価なろう材の使用量
を低減化することができ、また溶接においては溶接部位
の低減化ができるため経済的なメタル担体（ＭＳ）が提
供される。

【００４８】また、本発明においては、メタルハニカム
体（Ｈ）の平箔と波箔の当接部を予め拡散・ろう付・溶
接の単独もしくは複数により固着しておく場合、絞り加
工後のメタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング
（Ｃ）との固着工程の負荷をより一層軽減化もしくは省
略することが可能である。更に、メタルハニカム体
（Ｈ）を単体で予めろう付する場合、従来のメタルケー
シング（Ｃ）内に挿入した状態でろう付する場合と比較
して、熱容量の面から３０〜５０％程度の熱エネルギー
の軽減化（省エネルギー）が可能であり、ろう付時間の
短縮、ろう付炉の小型化など、優れた生産性の向上が得
られる。

【００４９】

【発明の効果】本発明のメタルハニカム体（Ｈ）と前記
メタルハニカム体（Ｈ）を外包するメタルケーシング
（Ｃ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）の製
造方法は、汎用のプレス機を採用してメタルハニカム体
（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）を一工程の絞り加工
（縮径加工）により強固、かつ均一な締付け力により一
体化させることができる。即ち、プレス機を使用した本
発明のプレス工法により経済的かつ効率的に、高品質の
メタル担体（ＭＳ）を製造することができる。

【００５０】また、本発明の製造プロセスにより製造さ
れるメタル担体（ＭＳ）は、メタルケーシング（Ｃ）内
に配置されたメタルハニカム体（Ｈ）の少なくとも一端
部の所望幅の外周部が、前記部位を外包するメタルケー
シング（Ｃ）の内周面により半径方向に絞り加工（縮径
加工）されて構成されたものである。従って、メタルハ
ニカム体（Ｈ）の端部はメタルケーシング（Ｃ）と強固
に一体化するため、メタルハニカム体（Ｈ）の端部に要
求される耐久性が優れたものである。また、前記縮径加
工された部位以外の非縮径部は、熱応力の吸収・緩和ゾ
ーンとして作用するため、本発明の製造方法により製造
されるメタル担体（ＭＳ）は耐久性に優れたものであ
る。

【００５１】更にまた、本発明のプロセスにより製造さ
れるメタル担体（ＭＳ）は、メタルハニカム体（Ｈ）と
メタルケーシング（Ｃ）が絞り加工により強固かつ均一
な締め力により一体化されるため、メタルハニカム体
（Ｈ）に付加的に適用されるろう接合や溶接などの固着
工程を経済的に行なうことができる。即ち、メタルハニ
カム体（Ｈ）の構成部材（平箔と波箔）の当接部及びメ
タルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）の当接
面部に適用される固着手段において、例えばろう接合の
場合、適用される高価なろう材の使用量を低減化するこ
とができる、また、溶接の場合、溶接部位の低減化など
溶接工程を効率化することができる。従って、本発明に
より高品質でかつ経済的なメタル担体（ＭＳ）が提供さ
れる。

【００５２】また、本発明においては、メタルハニカム
体（Ｈ）の平箔と波箔の当接部を予め拡散・ろう付・溶
接の単独もしくは複数により固着しておく場合、絞り加
工後のメタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング
（Ｃ）との固着工程の負荷をより一層軽減化もしくは省
略することが可能である。

【００５３】更に、本発明においては、メタルハニカム
体（Ｈ）を単体で予めろう付する場合、従来のメタルケ
ーシング（Ｃ）内に挿入した状態でろう付する場合と比
較して、熱容量の面から３０〜５０％程度の熱エネルギ
ーの軽減化（省エネルギー）が可能であり、ろう付時間
の短縮、ろう付炉の小型化など、優れた生産性の向上が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のメタル担体（ＭＳ）の製造方法の第
一実施態様（プレス機採用のプレス絞り工法）を説明す
る図である。

【図２】 本発明の第一実施態様の製造方法により製造
されたメタル担体（ＭＳ）の平面図である。

【図３】 図２のＩ−Ｉ線断面図である。

【図４】 本発明の第一実施態様の製造方法に適用され
た絞り工具の正面図である。

【図５】 本発明のメタル担体（ＭＳ）の製造方法に適
用される他の絞り工具の一部断面図である。

【図６】 本発明の第一実施態様の製造方法により製造
されたメタル担体（ＭＳ）の断面図である。

【図７】 本発明の第二実施態様の製造方法により製造
されたメタル担体（ＭＳ）を説明する図であり、図６に
対応する図である。

【図８】 本発明の第三実施態様の製造方法により製造
されたメタル担体（ＭＳ）を説明する図であり、図６に
対応する図である。

【図９】 本発明の第四実施態様の製造方法により製造
されたメタル担体（ＭＳ）を説明する図であり、図６に
対応する図である。

【図１０】 本発明の第五実施態様の製造方法により製
造されたメタル担体（ＭＳ）を説明する図であり、図６
に対応する図である。

【図１１】 本発明の第六実施態様の製造方法により製
造されたメタル担体（ＭＳ）を説明する図であり、図６
に対応する図である。

【図１２】 本発明の第七実施態様の製造方法により製
造されたメタル担体（ＭＳ）を説明する図であり、図６
に対応する図である。

【図１３】 従来の巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ´）とから成るメタル担
体（ＭＳ）の斜視図である。

【図１４】 図１３のメタル担体（ＭＳ）の正面図であ
る。

【図１５】 従来の回転絞り手段（回転絞りロール工
法）により製造されたメタル担体（ＭＳ）の平面図であ
る。

【図１６】 図１５のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図１７】 従来の半割り型（上型及び下型）を利用し
た押圧加工法により製造したメタル担体（ＭＳ）の平面
図である。

【図１８】 図１７のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図１９】 従来の半割り型（上型及び下型）を利用し
た押圧加工法を説明する図である。

【符号の説明】

ＭＳ ……… メタル担体 Ｈ ………メタルハニカム体 １ ……… 平箔 ２ ……… 波箔 ３ ……… セル（網目状通気孔路） Ｃ ……… メタルケーシング（本発明） Ｃ₁ ……… 絞り部（縮径部） Ｃ₂ ……… 非絞り部（非縮径部） Ｃ₃ ……… （絞り部に形成される）不完全縮径部 Ｃ´ ……… メタルケーシング（従来例） Ｐ ……… プレス機 Ｐ₁ ……… 他方の型（上型） Ｐ₂ ……… 一方の型（下型） Ｘ ……… 位置決めブロック Ｙ ……… ダイス Ｚ ……… 絞り工具 Ｚ₁ ，Ｚ₂ ……… （絞り工具）セグメント部材 Ｚ_S ……… （絞り工具）スリット Ｓ，Ｓ₁ ……… 空間部 ａ，ｂ ……… 穴部 Ｆ ……… 排気ガス通過方向

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（平箔）と波
   板状帯材（波箔）を交互に重積したハニカム構造を有す
   る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メタルケーシ
   ング、とから成るメタル担体の製造方法において、前記
   製造方法が、 (i) プレス機の一方の型に配設されたメタルハニカム体
   をメタルケーシング内の所望位置に位置決めする位置決
   め用ブロック、 (ii) メタルケーシング内に位置決め収容されたメタル
   ハニカム体の軸方向にみて、メタルハニカム体の少なく
   とも一方の端部の所望幅の外周部に対応するメタルケー
   シングの部位において、かつメタルケーシングの外周部
   から半径方向にプレス機の他方の型に配設されたダイス
   と共働して前記メタルケーシングの部位を絞るためのメ
   タルケーシングの外周部に配設された絞り工具、 (iii) プレス機の他方の型に配設され、かつ双方の型の
   間の相対距離が小さくなるときに前記絞り工具の外周面
   をメタルケーシングの半径方向にプレス力により変位さ
   せるダイス、とから成るプレス機を用い、メタルハニカ
   ム体を収容したメタルケーシングの前記部位においてメ
   タルハニカム体の外径を縮径する程度にメタルケーシン
   グを絞り加工し、メタルハニカム体とメタルケーシング
   を一体化固着したことを特徴とするメタル担体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 絞り工具が、メタルケーシングの外周方
   向において３以上の割型である請求項１に記載のメタル
   担体の製造方法。
3. 【請求項３】 絞り加工前のメタルハニカム体の外径
   が、メタルケーシングの内径と略同一のものである請求
   項１に記載のメタル担体の製造方法。
4. 【請求項４】 絞り加工前のメタルハニカム体の外径
   が、メタルケーシングの内径よりも小さいものである請
   求項１に記載のメタル担体の製造方法。
5. 【請求項５】 絞り加工後に、非絞り加工部においてメ
   タルハニカム体の外周部とメタルケーシングの内周面の
   間に空間部を形成するものである請求項４に記載のメタ
   ル担体の製造方法。
6. 【請求項６】 メタルハニカム体が、その軸方向の長さ
   がメタルケーシングより短く、メタルケーシング内に完
   全に収容されるものである請求項１に記載のメタル担体
   の製造方法。
7. 【請求項７】 メタルハニカム体が、その軸方向の長さ
   がメタルケーシングより長く、メタルケーシングの外に
   突出されて収容されるものである請求項１に記載のメタ
   ル担体の製造方法。
8. 【請求項８】 メタルケーシング内に位置決め収容され
   たメタルハニカム体の軸方向にみて、メタルハニカム体
   の両端部の所望幅の外周部、及び前記部位を除く領域に
   おいて少くとも一つの所望幅の外周部が絞り加工される
   ものである請求項１に記載のメタル担体の製造方法。
9. 【請求項９】 メタルハニカム体の少なくとも一端部の
   所望幅の外周部が、軸方向に狭い複数の絞り部を有する
   ように絞り加工されるものである請求項１に記載のメタ
   ル担体の製造方法。
10. 【請求項１０】 メタルハニカム体が、予め拡散、ろう
    付、及び溶接の単独もしくは複数により固着されたもの
    である請求項１に記載のメタル担体の製造方法。