JPH1076165A

JPH1076165A - メタル担体

Info

Publication number: JPH1076165A
Application number: JP8250855A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Sakamoto; 保司坂本; Haruo Serizawa; 治夫芹沢
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】偏平型メタルハニカム体を提供する。【解決手段】波板状帯材１と平板状帯材２とから成る
ハニカム構造体の排気ガス浄化用触媒を担持するための
偏平型メタルハニカム体Ｈ、及び、外包し固着するため
のメタルケーシングＣとからなるメタル担体ＭＳにおい
て、メタルハニカム体Ｈの軸方向にみて、少なくとも後
端部領域において、両帯材１、２の当接部がろう接合さ
れたもので構成され、かつ、メタルハニカム体Ｈの外周
面とメタルケーシングＣの内周面の固着は、メタルハニ
カム体Ｈの後端部の短径部の外周面においては、メタル
ハニカム体Ｈの軸方向にみて広幅のろう付け領域におい
てろう接合され、かつ、後端部の長径部の外周面におい
ては、メタルハニカム体Ｈの軸方向にみて狭幅のろう付
け領域においてろう接合されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化用触
媒を担持するための薄肉金属板製の波板と平板から構成
される偏平型の金属製ハニカム体（以下、偏平型メタル
ハニカム体という。）を主要な構成要素とする偏平型メ
タル担体に関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、この種の偏平型
メタルハニカム体と金属製のケーシング（以下、メタル
ケーシングという。）とからなる偏平型メタル担体にお
いて、耐熱疲労性、耐久性に優れたものを提供しようと
するものである。

【０００３】

【従来の技術】この種の偏平型メタルハニカム体とメタ
ルケーシングとからなる偏平型メタル担体の典型例が、
後述する本発明の説明のために使用される図１に示され
ている。図示されているように、この種の偏平型メタル
担体において、その主要な構成要素である偏平型のメタ
ルハニカム体は、薄肉金属板製の波板状帯材（波箔）
（１）と平板状帯材（平箔）（２）とから構成され、排
気ガス浄化用触媒（例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄなどの触
媒系）を担持するための母体となるものである。

【０００４】当業界において、この種のメタル担体は、
メタルサポート(Metal Support）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。なお、前記した意味にお
いて、図１は、メタル担体に対して略記号（ＭＳ）を使
用している。また、当業界において、メタルハニカム体
は、ハニカム構造（Honeycomb Structure ）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。

【０００５】周知のように、メタル担体（ＭＳ）は、、
自動車エンジン等の内燃機関から排気される排気ガスの
浄化装置として使用されるものである。そして、メタル
担体（ＭＳ）の正面（または断面）形状は、メタル担体
（ＭＳ）の配設スペースとの関連で種々の形状のものが
知られている。

【０００６】例えば、自動車エンジンの排気ガス浄化装
置として使用されるメタル担体（ＭＳ）としては、床下
の排気系統という狭隘な空間スペースとの関連におい
て、その断面形状は、円形、三角形、楕円形、あるいは
平行部と円弧部とにより構成されたレーストラック形
（長円形）などのものが知られている。

【０００７】自動車エンジンの排気ガス浄化装置として
使用される前記した各種の断面形状のメタル担体（Ｍ
Ｓ）において、特に偏平型のものは、床下において上下
方向の高さに制限がある場合に好ましいものである。な
お、本発明のメタル担体（ＭＳ）は、、偏平型のメタル
担体（ＭＳ）に関するものであるが、前記「偏平型」と
いう用語は広義に解釈されるべきである。即ち、本発明
でいう「偏平型」という用語は、(i).楕円形状のもの、
(ii).平行部と円弧部とにより構成されたレーストラッ
ク形状のもの、(iii).長円形状のもの、などを包含する
意味に解釈されるべきである。

【０００８】前記図１に示される自動車エンジンの排気
ガス浄化装置として使用される偏平型メタル担体（Ｍ
Ｓ）は、図示しないパイプ状の排気管からなる排気系統
に介装される。なお、偏平型メタル担体（ＭＳ）と排気
管（パイプ）との接続態様は、メタル担体（ＭＳ）が偏
平状であるため、排気ガスの流入側と流出側にメタル担
体（ＭＳ）の偏平形状に適合したコーン部（拡径部と縮
径部）が接続されることはいうまでもないことである。
図１において、排気ガスは矢印（Ｆ）の方向から、メタ
ル担体（ＭＳ）に流入し、偏平型メタルハニカム体
（Ｈ）の構成部材である波板状帯材（１）と平板状帯材
（２）の壁面に担持された排気ガス浄化用触媒と接触反
応し、浄化されることになる。

【０００９】前記した偏平型メタル担体（ＭＳ）は、他
の形状構造のメタル担体と同様に、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、熱的耐久
性が強く求められている。このため、偏平型メタル担体
（ＭＳ）の主要な構成要素である偏平型メタルハニカム
体（Ｈ）の部位、及び偏平型メタルハニカム体（Ｈ）と
前記偏平型メタルハニカム体（Ｈ）を外包するメタルケ
ーシング（Ｃ）との当接部の耐久性の向上が重要な課題
である。

【００１０】ここで、前記した偏平型メタル担体（Ｍ
Ｓ）の耐久性に関する従来の提案を説明しておく。この
種の偏平型メタル担体（ＭＳ）において、その主要な構
成要素であるハニカム構造の偏平型メタルハニカム体
（Ｈ）は、短径側に多くの排気ガスが流入し、排気ガス
と活発に接触反応を起こすため、長径側（側部の円弧
部）より高温にさらされることになる。このため、相対
的に長径側は、矩径側に比較して低温となり、熱応力に
よる変形も相対的に小さくなる。

【００１１】前記偏平型メタル担体（ＭＳ）の特性を考
慮して、特開平４−１８０８３８号公報は、メタルハニ
カム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）の接合部位を長
径側に限定する方式を提案している。

【００１２】前記提案にもかかわらず、偏平型メタル担
体（ＭＳ）においては、短径側は長径側に比較して曲率
半径が大きいか（楕円形の場合）あるいは直接状である
ため（平行部と円弧部を併有するもの）、短径部を外包
するメタルケーシング（Ｃ）は大きく膨張し、両者の間
に隙間が発生したり、両者が離体したりする。この点を
考慮して実開平６−６３８１９号公報は、メタルハニカ
ム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）との接合を短径部
で行なう方式を提案している。なお、前記した両構成要
素、即ち偏平型メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシ
ング（Ｃ）との間の隙間形成は、未浄化の排気ガスの流
出を意味するものであり、また両構成要素の離体は、排
気ガス浄化装置の重大な欠陥となるものである。しかし
ながら、前記した短径側での耐久性の改善策において
は、長径側での隙間の形成を避けることができないこと
になる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の改善提
案（特開平４−１８０８３８号、及び実開平６−６３８
１９号）においては、排気ガス系統という過酷な熱的条
件下において、偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の部位、
及び偏平型メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング
（Ｃ）の当接部位の耐久性を改善するために、別言すれ
ば偏平型メタル担体（ＭＳ）全体の耐久性を改善するた
めに、これら部位にどのような耐久性の改善策を講すべ
きかという視点が欠落している。

【００１４】本発明は、前記した従来の偏平型メタル担
体（ＭＳ）の問題点に鑑み、創案されたものである。本
発明により、偏平型メタル担体（ＭＳ）において、その
主要な構成要素である偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の
部位の耐熱疲労性や耐久性はもとより、メタルハニカム
体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）の当接部における隙
間や離体が防止される優れた特性の偏平型メタル担体
（ＭＳ）が提供される。

【００１５】特に、本発明の偏平型メタル担体（ＭＳ）
において、その主要な構成要素である偏平型メタルハニ
カム体（Ｈ）の構成部材として、平板状帯材（２）に対
する当接面積を低減化した特殊な波形構造を有する波板
状帯材（１）を使用したものにおいて、耐久性の優れた
偏平型メタル担体（ＭＳ）が提供される。

【００１６】

【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、薄肉金属板製の波板状帯材（１）と平板状帯材
（２）とから成るハニカム構造の排気ガス浄化用触媒を
担持するための偏平型メタルハニカム体（Ｈ）、及び、
前記メタルハニカム体（Ｈ）を外包し固着するためのメ
タルケーシング（Ｃ）、とからなる偏平型メタル担体
（ＭＳ）において、 (i).前記偏平型メタルハニカム体（Ｈ）は、メタルハニ
カム体（Ｈ）の軸方向にみて、少なくとも後端部領域に
おいて、両帯材（１、２）の当接部がろう接合されたも
ので構成され、かつ、 (ii).前記偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の外周面とメ
タルケーシング（Ｃ）の内周面の固着は、(ii)-1.前記
メタルハニカム体（Ｈ）の後端部の短径部の外周面にお
いては、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向にみて広幅の
ろう付け領域においてろう接合され、かつ、(ii)-2.前
記メタルハニカム体（Ｈ）の後端部の長径部の外周面に
おいては、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向にみて狭幅
のろう付け領域においてろう接合されたものである、こ
とを特徴とする偏平型メタル担体に関するものである。

【００１７】

【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。

【００１８】図１〜図５は本発明の第一実施態様の偏平
型メタル担体（ＭＳ）の構成を説明する図である。な
お、図中、記号（Ｆ）は排気ガス流を示し、その矢線は
排気ガス流の方向を示す。また、本発明において、「短
径部」及び「長径部」の用語は、例えば平行部と円弧部
とにより構成されたレーストラック形状のメタル担体
（ＭＳ）の場合、平行部の領域を「短径部」といい、円
弧部の領域を「長径部」というように使用されている。

【００１９】図１は、本発明の第一実施態様の偏平型メ
タル担体（ＭＳ）の斜視図である。なお、図中（１）は
波板状帯材、（２）は平板状帯材、及び（３）はセル
（排気ガス通気孔路）を示す。図２は、図１の偏平型メ
タル担体（ＭＳ）の軸芯を通り、短径方向に切断した断
面図である。特に、図２は、偏平型メタル担体（ＭＳ）
において、(i).偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の部位の
ろう付け部位（ＨＢ₁、ＨＢ₂）、(ii).偏平型メタルハ
ニカム体（Ｈ）の外周部とメタルケーシング（Ｃ）の内
周面の間のろう付け部位（Ｂ）、を示す図である。

【００２０】図３は、図１の偏平型メタル担体（ＭＳ）
の平面図であり、特に偏平型メタルハニカム体（Ｈ）と
メタルケーシング（Ｃ）の間のろう付け領域（Ｂ）を透
視した図である。図４は、図１の偏平型メタル担体（Ｍ
Ｓ）の一部を透視した斜視図であり、特に、偏平型メタ
ルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）の間のろ
う付け領域（Ｂ）を透視した図である。図５は、図３〜
図４に示されるろう付け領域（Ｂ）を説明する図であ
る。

【００２１】図１〜図５に示されるように、本発明の第
一実施態様の偏平型メタル担体（ＭＳ）は、以下の技術
的構成から成るものである。 (1).偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の部位におけるろう
付け領域：偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の部位は、メ
タルハニカム体（Ｈ）の軸方向（これは排気ガス流
（Ｆ）の方向と一致する方向である。）にみて、その後
端部がろう付けされる。より正確には、偏平型メタルハ
ニカム体（Ｈ）の後端部の領域において、その構成部材
である波板状帯材（１）と平板状帯材（２）の当接部が
ろう接合される。なお、図２において、前記ろう付け部
位は、メタルハニカム体（Ｈ）の部位のろう付け（Braz
ing）ということで、記号（ＨＢ₁）で示されている。

【００２２】図２に示されるように、本発明の第一実施
態様の偏平型メタル担体（ＭＳ）は、偏平型メタルハニ
カム体（Ｈ）の前端部においてもろう付けされた領域
（ＨＢ₂ ）を有するものである。しかしながら、本発明
においては、前記メタルハニカム体（Ｈ）の後端部での
ろう付け領域（ＨＢ₁ ）を有することが必須要件であ
り、前記前端部でのろう付け領域（ＨＢ₂ ）あるいは他
の部位におけるろう付け領域（ＨＢ_ｘ）は選択的なもの
である。

【００２３】(2).偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の外周
面とメタルケーシング（Ｃ）の内周面の当接部位におけ
るろう付け領域：当該領域におけるろう付け領域（Ｂ）
は、 (2)-1.図２に示されるように、偏平型メタルハニカム体
（Ｈ）の後端部のろう付け領域（ＨＢ₁ ）に重なる（オ
ーバーラップする）偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の後
端部の外周面領域にろう付け領域（Ｂ）が画成され、か
つ、 (2)-2.前記ろう付け領域（Ｂ）は、図３〜図５に示され
るように、(2)-2-(i).偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の
後端部の短径部の外周面においては、メタルハニカム体
（Ｈ）の軸方向にみて広幅（幅の長さＢ₁ ）のろう付け
領域（Ｂａ）が画成され、かつ、(2)-2-(ii).偏平型メ
タルハニカム体（Ｈ）の後端部の長径部の外周面におい
ては、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向にみて狭幅（幅
の長さＢ₂ ，Ｂ₁ ＞Ｂ₂ ）のろう付け領域（Ｂｂ）が画
成される。

【００２４】そして、本発明の偏平型メタル担体（Ｍ
Ｓ）において、偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の外周面
とメタルケーシング（Ｃ）の内周面の当該部位は、前記
したろう付け領域（Ｂ＝Ｂａ＋Ｂｂ）においてろう接合
させる。前記したろう付け領域（ＨＢ₁ 、Ｂ）は、偏平
型メタルハニカム体（Ｈ）の大きさなどを勘案にして所
望に設定すればよい。例えば、長径１５０ｍｍ、短径９
０ｍｍで曲率半径４５ｍｍのＲ部と６０ｍｍ幅のストレ
ート部を有するレーストラック形で、長さが１６０ｍｍ
の偏平型メタルハニカム体の場合、前記図３〜図５に示
されるろう付け領域（Ｂ）は、Ｂ₁ （Ｂａの縦幅）３０
ｍｍ、Ｂ₂ （Ｂｂの縦幅）５ｍｍ、Ｂ₁ の横幅５０ｍｍ
に設定すればよい。

【００２５】本発明において、前記したろう付け（ろう
接合）は、常法に従って行えばよい。また、使用するろ
う材としては、偏平型メタル担体（ＭＳ）の高温雰囲気
下での使用条件を勘案して、例えばＮｉ系、Ｎｉ−Ｃｒ
系などの高温用ろう材を使用すればよい。なお、ろう材
の形態は所望のものでよく、例えば粉末体であっても、
アモルファス系ろう箔であってもよい。

【００２６】本発明において、前記偏平型メタルハニカ
ム体（Ｈ）の構成部材である波板状帯材（１）及び平板
状帯材（２）は、当業界において公知のものを使用すれ
ばよい。例えば、前記波板状帯材（１）としては、この
種のメタルハニカム体の用途に使用されている従来の波
板状帯材と同種の耐熱鋼製の薄肉金属板で構成すればよ
い。本発明の前記波板状帯材（１）は、平板状帯材を波
付加工して製作すればよく、この種の平板状帯材として
は、通常のメタルモノリスタイプのメタルハニカム構造
体を製作するときに使用されている帯材、例えはクロム
鋼（クロム１３％〜２５％）、Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ
５％などの耐熱性ステンレス鋼、あるいはこれに耐
高温酸化性を改善するために希土類金属（ＣｅやＹなど
のＲＥＭ）を加えた耐熱性のステンレス鋼など、厚さが
２０μｍ〜１００μｍ程度の帯材が使用される。特に、
平板状帯材にＡｌを含有させたものやあるいはその表面
にＡｌ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 Ｏ
₃ ）析出させたものが好ましい。前記ウィスカー状など
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。本発明に
おいて、図示しないが、平板状帯材（２）として、排気
ガスの混合、攪拌の観点から、あるいは触媒担持のため
の表面積を増大化する観点から、微小波形（マイクロコ
ルゲーション）を有するものを使用してもよい。なお、
前記微小波形（マイクロコルケーション）は、波板状帯
材（１）に形成されてもよいことはいうまでもないこと
である。

【００２７】本発明において、前記メタルケーシング
（Ｃ）は、前記偏平型メタルハニカム体（Ｈ）を内部に
収容し、ろう付けにより固着するために使用されるもの
であり、両端部が開口し、メタルハニカム構造体（Ｈ）
の断面形状と同じ形状のものであれば、何等の制約を受
けるものではない。即ち、偏平型メタルハニカム体
（Ｈ）の正面（断面）形状に合致させた形状のもの、例
えば、レーストラック形状や楕円形などの偏平形状のも
のであればよい。前記したメタルケーシング（Ｃ）の材
料として、２５％Ｃｒ−２０％Ｎｉステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３１０Ｓ）、偏平型メタルハニカム体（Ｈ）を構成す
る帯材（１、２）と同種の耐熱鋼（２０％Ｃｒ−５％Ａ
ｌ系）を使用してもよい。あるいは、耐熱耐食性に富む
二重構造としたもの、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
レス鋼を使用した二重構造のメタルケーシングを使用し
てもよい。

【００２８】前記したろう付けの態様、即ち、(1).偏平
型メタルハニカム体（Ｈ）の部位におけるろう付け領域
（ＨＢ₁）、及び、(2).偏平型メタルハニカム体（Ｈ）
の外周面とメタルケーシング（Ｃ）の内周面の当該部位
におけるろう付け領域（Ｂ）、をろう接合することによ
り、製造される本発明の偏平型メタル担体（ＭＳ）は、
偏平型メタルハニカム体（Ｈ）部位での耐久性が向上
し、また偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の外周面とメタ
ルケーシング（Ｃ）の内周面のろう付け領域における隙
間の発生が防止され、従って、未浄化の排気ガスの流出
が防止され、更には、偏平型メタルハニカム体（Ｈ）と
メタルケーシング（Ｃ）のろう付け領域における離体が
防止されるなど、優れた効果を奏することができる。

【００２９】図６〜図９は、本発明の偏平型メタル担体
（ＭＳ）において、偏平型メタルハニカム体（Ｈ）とメ
タルケーシング（Ｃ）の当接部位におけるろう付け領域
（Ｂ）の画成のための、他の変形例を示すものてある。
なお、図中、記号（Ｆ）は排気ガス流方向を示してい
る。

【００３０】図６〜図９に示されるろう付け領域（Ｂ）
の画成のための変形例の具体的内容は、前記第一実施態
様の偏平型メタル担体（ＭＳ）に関係する図５からみて
明らかのため、詳細な説明は省略する。なお、前記した
変形例のうち、図８と図９に示されるろう付け領域
（Ｂ）の画成態様において、図９に示される方が好まし
いことはいうまでもないことである。これは、図８に示
すろう付け領域（Ｂ）の画成態様においては、排気ガス
流（Ｆ）が矩形状のろう付け領域（Ｂ）の間の未ろう付
け部位を通じて流出する恐れがあるためである。この
点、図９に示される画成態様は、排気ガス流（Ｆ）方向
にみて、矩形状のろう付け領域（Ｂ）が相互にオーバー
ラップするため（図９の一点矢線参照）、前記した点が
改善される。

【００３１】本発明の前記した特殊な偏平型メタルハニ
カム体（Ｈ）の部位、及び前記メタルハニカム体（Ｈ）
とメタルケーシング（Ｃ）の当接部位のろう付け態様を
通じての偏平型メタル担体（ＭＳ）の耐熱疲労性、耐久
性の改善策は、偏平型メタルハニカム体（Ｈ）として下
記に説明する特殊な波形構造の波板状帯材（１）を使用
する場合、特に重要である。

【００３２】本発明において、特に、偏平型メタルハニ
カム体（Ｈ）の構成部材として、平板状帯材（２）に対
して当接部（当接箇所、当接面積）を低減化した特殊な
波形構造を有する波板状帯材（１）を採用することがで
きる。

【００３３】前記した平板状帯材（２）に対する当接部
を低減化した特殊な波形構造の波板状帯材（１）は、以
下の理由からメタルハニカム体（Ｈ）の構成部材として
好ましいものである。 (i).この種のメタルハニカム体（Ｈ）に使用される波箔
及び平箔の耐熱鋼箔が極めて高価であることから、具体
的には厚さ５０μｍ以下の耐熱性のＦｅ−Ｃｒ２０％−
Ａｌ５％の耐熱鋼箔は、重量ベースの価格が厚さ１．
５ｍｍ程度のＳＵＳ３０４の５倍前後と極めて高いこと
から、両箔の当接部の面積を低減化し、排気ガス浄化用
触媒を担持するための両箔の有効表面積率を増大化する
ことが求められている。また、(ii).両箔の当接部は、
一般的には生産性や固着強度の均一性などの観点から、
ろう接合方式が採用されているが、前記したようにこの
種のＮｉ系などのろう材は極めて高価であり、その使用
量の低減化が強く求められている。即ち、両箔の当接部
（当接箇所、当接面積）の低減化が求められている。前
記両箔の当接部の低減化は、ろう材の使用量の低減化に
とどまらず、ろう材成分と両箔の金属成分との合金化反
応や拡散反応による両箔の耐熱性の低下を防止したり、
あるいは触媒の活性化を防止したりすることを意味す
る。

【００３４】以下、偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の構
成部材として使用される前記した特殊な波形構造を有す
る波板状帯材（１）について、図面を参照して説明す
る。なお、以下の説明において、前記特殊な波形構造を
有する波板状帯材（１）として、波形の頂部（山部及び
谷部）が三角形状のもの（いわゆる三角波形）が説明さ
れるが、波形の頂部の形状は、前記三角形状のものに限
定されない。

【００３５】(i).特殊な波形構造を有する波板状帯材
（１）（その１）：図１０に示されるように、前記波板状帯材（１）は、次
のようにして構成される。即ち、前記波板状帯材（１）
は、 (i).所望の波高（ｈ）を有する一周期長（λ´）分の三
角波形を連接させて構成した仮想波板（１´）、別言す
れば従来技術で採用している従来の単純構造の波板状帯
材（１´）を参照して、 (ii).前記仮想波板（１´）に対して、(ii)-1.前記仮想
波板（１´）の波形の一組の隣接する山部と谷部が、平
板状帯材（２）に当接する領域（１ａ）、及び前記当接
領域（１ａ）に連接した平板状帯材（２）に非当接の領
域（１ｂ）、とからなる新たな波形の一周期長（λ）分
を区割し、かつ、(ii)-2.前記平板状帯材（２）に非当
接の領域（１ｂ）を、前記仮想波板（１´）の波高
（ｈ）の略半分（略１／２・ｈ）の高さの前記平板状帯
材（２）と略平行な波面を有するように区割し、 (iii).前記のようにして仮想波板（１´）上に区割され
た前記一周期長（λ）分の波形構造を連接させる、こと
により構成されるものである。

【００３６】図１０において、前記領域（１ａ，１ｂ）
のほかに領域（１ｃ）が示されている。この領域（１
ｃ）は、一周期長（一単位長）（λ）の波形を完成させ
るための補完領域であると理解されるべきである。本発
明において、前記領域（１ｃ）は、後述する図１６に示
されるように前記領域（１ａ，１ｂ）とは異なる所望個
数の平板状帯材（２）と当接する領域（１ａ）と当接し
ない領域（１ｂ）を有していてもよいものである。この
場合、前記領域（１ａ，１ｂ）及び領域（１ｃ）が共同
して一周期長（λ）を構成するものであることはいうま
でもないことである。

【００３７】また、本発明において、前記当接領域
（ａ）において三角波形の隣接する山部と谷部が平板状
帯材（２）に当接する態様は、一組の山部と谷部が平板
状帯材（２）に当接する態様のものに限定されず、例え
ば後述する図１５に示されるように二組であってもよ
く、所望の組数のものであってもよいと理解されるべき
である。更にまた、前記非当接領域（１ｂ）の波面が平
板状帯材（２）と略平行関係にあるという意味は、広義
に理解されるべきである。例えば、波板状帯材（１）の
製造上の変形などによる非平行関係は許容されるように
解釈されるべきである。

【００３８】本発明の前記したようにして仮想波板（１
´）を基準にして（参照して）形成された波板状帯材
（１）は、所望の大きさの波高（ｈ）及び一波長（λ）
を持つことができるものである。なお、一般的には、波
板状帯材（１）の非当接領域（１ｂ）の設定領域が大き
くなると平板状帯材（２）とともに巻回成形するときに
加工剛性が低くなり、波板状帯材（１）の波形構造が変
形を受けやすくなる。このため、非当接領域（１ｂ）の
領域は、所望の大きさに設定することが好ましい。本発
明の前記波板状帯材（１）において、前記波高（ｈ）及
び一波長（λ）の大きさは、所望に設定すればよい。例
えば、波高（ｈ）は１．０mm〜２．５mm，一波長（波ピ
ッチ）（λ）は２mm〜１０mmに設定すればよい。

【００３９】本発明の偏平型メタルハニカム体（Ｈ）
は、前記した特殊な波形構造を有する波板状帯材（１）
を使用して構成することができるため、その波形構造に
起因して両帯材（１，２）の当接ロスを従来よりも大幅
に低減化することができる。これは、排気ガス浄化用触
媒を担持するための有効表面積率の改善や両帯材（１，
２）の使用量の低減化をもたらすものである。例えば、
材料使用量を従来よりも約２０％以上低減化することが
できる。なお、付随的な効果として両帯材（１，２）の
当接部を少なくすることができるため、両帯材（１，
２）の当接部の固着に使用される高価な高温用ろう材の
使用量を低減化することができる。

【００４０】また、図１１に示されるように、前記波板
状帯材（１）の波形構造に起因して、排気ガス通気孔路
（セル）（３）は、従来のものよりも大きく設定するこ
とができる。このため、本発明の偏平型メタルハニカム
体（Ｈ）は、内燃機関の効率に大きく影響する背圧抵抗
（通気抵抗）を排気ガス浄化能を低下させることなく従
来よりも大幅に低下させることができる。例えば、背圧
抵抗（通気抵抗）を約１５％以上低下させることができ
る。また、メタルハニカム体（Ｈ）の内部に生起する熱
変形力は、平板状帯材（２）に当接しない非当接領域
（１ｂ）の波形構造のもとにおいて、効果的に吸収・緩
和させることが出来る。

【００４１】(ii).特殊な波形構造を有する波板状帯材
（１）（その２）：図１２〜図１３は、前記図１０〜図１１に示される波板
状帯材（１）の第一例に対応する図である。図１２〜図
１３に示される第二例の波板状帯材（１）は、非当接領
域（１ｂ）に形成される高さが１／２・ｈの平坦な波面
の長さ（波形の進行方向にみた幅）が仮想波板（１´）
の一波長（λ´）分に設定されている点である。なお、
前記図１０〜図１１に示される波板状帯材（１）のもの
は、半波長（１／２・λ）分の幅を有するものである。

【００４２】(iii).特殊な波形構造を有する波板状帯材
（１）（その３）：図１４は、前記波板状帯材（１）の第三例を説明する図
であり、前記図１０に対応する図である。

【００４３】(iv).特殊な波形構造を有する波板状帯材
（１）（その４）：図１５は、本発明の波板状帯材（１）の第四例を説明す
る図であり、前記図１０に対応する図である。

【００４４】(v).特殊な波形構造を有する波板状帯材
（１）（その５）：図１６は、本発明の波板状帯材（１）の第五例を説明す
る図であり、前記図１０に対応する図である。

【００４５】図１４〜図１６に示されるように、前記特
殊な波形構造の波板状帯材（１）の波形構造において、
『三角波形の少なくとも一組の隣接する山部と谷部が平
板状帯材（２）に当接する領域（１ａ）、及び前記当接
領域（１ａ）に連接した平板状帯材（２）に非当接の領
域（１ｂ）、とを有するという条件』、は必要要件であ
って、これに限定されないことがわかる。前記三角波形
の一組の隣接する山部と谷部が、平板状帯材（２）に当
接する態様は図１０，図１４，図１６に示されている。
また、三角波形の二組の隣接する山部と谷部が、平板状
帯材（２）に当接する態様は図１５に示されている。

【００４６】また、図１４〜図１６に示されるように、
前記波板状帯材（１）において、一周期長（λ）分は、
前記領域（１ａ，１ｂ）に加えて、一周期長（λ）の波
形構造とするための領域、即ち領域（１ｂ）に連接して
領域（１ｃ）が存在することがわかる。そして、前記領
域（１ｃ）は、平板状帯材（２）に当接する部位と平板
状帯材（２）に当接しない部位を有してもよいことがわ
かる。本発明の波板状帯材（１）の一周期長（λ）分
は、前記した領域（１ａ，１ｂ，１ｃ）から構成される
ものである。

【００４７】前記領域（１ｃ）の波形構造において、平
板状帯材（２）に当接しない領域は、仮想波板（１´）
の高さの半分（１／２・ｈ）でかつ平板状帯材（２）に
略平行な波面を有するものであり、かつその長さは、仮
想波板（１´）の波長（λ´）の半波長であってもよ
く、また半波長（１／２・λ´）の２以上の整数倍であ
ってもよいものである。また、前記領域（１ｃ）の波形
構造において、平板状帯材（２）に当接する部位と平板
状帯材（２）に当接しない部位の配設個数は所望のもの
であってもよいものである。

【００４８】前記した特殊な波形構造を有する波板状帯
材（１）を使用した偏平型メタルハニカム体（Ｈ）は、
平板状帯材（２）に対して従来のものより相対的に当接
部位が少なく、従って、柔構造で熱応力の吸収・緩和能
に優れたものである。

【００４９】しかしながら、当接部位が少ないことか
ら、メタルハニカム体（Ｈ）の全体の剛性が相対的に小
さいことから剛性を向上させる観点から、また熱応力の
吸収・緩和時の変形においてメタルケーシング（Ｃ）か
らの離体（当接部の剥離）を防止する観点から、特に偏
平型メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）
と当接面部におけるろう接合が重要になってくる。前記
した意味において、前記した特殊な波形構造の波板状帯
材（１）を使用して偏平型メタルハニカム体（Ｈ）を構
成した場合、前記したろう付け領域（Ｂ）において両構
成要素（メタルハニカム体とメタルケーシング）の間を
ろう接合することは重要である。

【００５０】

【発明の効果】本発明の偏平型メタルハニカム体（Ｈ）
と前記偏平型メタルハニカム体（Ｈ）を外包するメタル
ケーシング（Ｃ）とから成る偏平型メタル担体（ＭＳ）
は、(i).偏平型メタルハニカム体（Ｈ）に適用するろう
付け手段、及び、(ii).偏平型メタルハニカム体（Ｈ）
の外周面とメタルケーシング（Ｃ）の内周面との当接面
部に適用するろう付け手段、として、特定のろう付け手
段を組み合わせることにより、熱疲労性や耐久性を改善
したものである。

【００５１】前記したように、本発明は特定のろう付け
手段の適用により、偏平型メタル担体（ＭＳ）の熱疲労
性や耐久性を未浄化の排気ガスの流出をさせることなく
改善しているため、本発明により熱疲労性や耐久性はも
とより浄化性能と経済性に優れた偏平型メタル担体（Ｍ
Ｓ）が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施態様の偏平型メタル担体
（ＭＳ）の斜視図である。

【図２】図１の偏平型メタル担体（ＭＳ）の軸芯を通
る断面図である。

【図３】図１の偏平型メタル担体（ＭＳ）の一部を透
視した平面図である。

【図４】図１の偏平型メタル担体（ＭＳ）の一部を透
視した斜視図である。

【図５】偏平型メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケー
シング（Ｃ）の当接面部のろう付け領域（Ｂ）を説明す
る図である。

【図６】ろう付け領域（Ｂ）の第一変形例であり、図
５に対応する図である。

【図７】ろう付け領域（Ｂ）の第二変形例であり、図
５に対応する図である。

【図８】ろう付け領域（Ｂ）の第三変形例であり、図
５に対応する図である。

【図９】ろう付け領域（Ｂ）の第三変形例であり、図
５に対応する図である。

【図１０】偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の構成部材
として使用される特殊な波形構造の波板状帯材（１）の
第一例を説明する図である。

【図１１】図１０の波板状帯材（１）を使用して製造
された偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の一部拡大正面図
である。

【図１２】偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の構成部材
として使用される特殊な波形構造の波板状帯材（１）の
第二例を説明する図である。

【図１３】図１２の波板状帯材（１）を使用して製造
した偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の一部拡大正面図で
ある。

【図１４】偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の構成部材
として使用される特殊な波形構造の波板状帯材（１）の
第三例を説明する図である。

【図１５】偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の構成部材
として使用される特殊な波形構造の波板状帯材（１）の
第四例を説明する図である。

【図１６】偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の構成部材
として使用される特殊な波形構造の波板状帯材（１）の
第五例を説明する図である。

【符号の説明】ＭＳ ………… メタル担体Ｈ ………… 偏平型メタルハニカム体Ｃ ………… メタルケーシング１ ………… 波板状帯材（波箔）２ ………… 平板状帯材（平箔）３ ………… セルＨＢ₁，ＨＢ₂ ………… 偏平型メタルハニカム体
（Ｈ）部のろう付け領域Ｂ ………… 偏平型メタルハニカム体（Ｈ）とメタ
ルケーシング（Ｃ）の間のろう付け領域Ｂａ ………… 広幅ろう付け領域Ｂｂ ………… 狭幅ろう付け領域Ｂ₁ ………… 広幅ろう付け領域の幅Ｂ₂ ………… 狭幅ろう付け領域の幅Ｆ ………… 排気ガス流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄肉金属板製の波板状帯材（１）と平板
状帯材（２）とから成るハニカム構造の排気ガス浄化用
触媒を担持するための偏平型メタルハニカム体（Ｈ）、
及び、前記メタルハニカム体（Ｈ）を外包し固着するた
めのメタルケーシング（Ｃ）、とからなる偏平型メタル
担体（ＭＳ）において、 (i).前記偏平型メタルハニカム体（Ｈ）は、メタルハニ
カム体（Ｈ）の軸方向にみて、少なくとも後端部領域に
おいて、両帯材（１、２）の当接部がろう接合されたも
ので構成され、かつ、 (ii).前記偏平型メタルハニカム体（Ｈ）の外周面とメ
タルケーシング（Ｃ）の内周面の固着は、(ii)-1.前記
メタルハニカム体（Ｈ）の後端部の短径部の外周面にお
いては、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向にみて広幅の
ろう付け領域においてろう接合され、かつ、(ii)-2.前
記メタルハニカム体（Ｈ）の後端部の長径部の外周面に
おいては、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向にみて狭幅
のろう付け領域においてろう接合されたものである、こ
とを特徴とする偏平型メタル担体。
【請求項２】ろう付け領域（Ｂ）が、メタルハニカム
体（Ｈ）の後端部の外周部において、周方向に広幅のろ
う付け領域（Ｂａ）と狭幅のろう付け領域（Ｂｂ）を連
続して配置したものである請求項１に記載の偏平型メタ
ル担体。
【請求項３】ろう付け領域（Ｂ）が、メタルハニカム
体（Ｈ）の後端部の外周部において、周方向に広幅のろ
う付け領域（Ｂａ）と狭幅のろう付け領域（Ｂｂ）を非
連続的に配置したものである請求項１に記載の偏平型メ
タル担体。
【請求項４】広幅のろう付け領域（Ｂａ）と狭幅のろ
う付け領域（Ｂｂ）が非連続的に配置したものにおい
て、各ろう付け領域は、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方
向にみて相互に重合（オーバーラップ）するものである
請求項３に記載の偏平型メタル担体。
【請求項５】波板状帯材（１）の一周期長が、その上
下に配置される平板状帯材（２）に当接する所望の波高
（ｈ）を有する部分と前記波高の略半分の波高（ｈ₁ ）
（ｈ₁ ＝１／２・ｈ）を有する部分で構成される波形構
造を有するものである請求項１に記載の偏平型メタル担
体。
【請求項６】平板状帯材（２）が、微小波形（マイク
ロコルゲーション）を有するものである請求項１に記載
の偏平型メタル担体。