JPH08117608A - メタルハニカム体 - Google Patents

メタルハニカム体

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JPH08117608A
JPH08117608A JP6281507A JP28150794A JPH08117608A JP H08117608 A JPH08117608 A JP H08117608A JP 6281507 A JP6281507 A JP 6281507A JP 28150794 A JP28150794 A JP 28150794A JP H08117608 A JPH08117608 A JP H08117608A
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JP
Japan
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honeycomb body
metal honeycomb
strip material
corrugated
flat
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JP6281507A
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English (en)
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Masayoshi Usui
正佳 臼井
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 Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱疲労性に優れるとともに経済性に優れた
排気ガス浄化用メタル担体、特にその主要な構成要素で
ある新しい構造のメタルハニカム体を提供する。 【構成】 薄肉鋼板製の平板状帯材と波板状帯材を相互
に当接させて製作したハニカム構造の排気ガス浄化用触
媒を担持させるためのメタルハニカム体において、前記
メタルハニカム体の軸方向（排気ガスの流入、流出方
向）にみて、前記波板状帯材が、（１）少なくとも片端
部及びその近傍部位の領域において、前記平板状帯材に
当接する波高の波形を有するもので構成されるととも
に、（２）前記部以外の領域において、前記平板状帯材
に非当接となる波高の波形を有するもので構成されたも
の、または前記平板状帯材に大きい領域において非当接
状態であるが小さい領域において当接する波高の波形を
有するもので構成されたものである、ことを特徴とする
メタルハニカム体。

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
スの浄化手段として排気系統の途中に介装されて使用さ
れる排気ガス浄化用メタル担体の主要な構成エレメント
であるハニカム構造のメタルハニカム体に関する。
【０００２】更に詳しくは、本発明は、ハニカム構造の
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
と前記メタルハニカム体を収容する金属製ケーシングと
から成る排気ガス浄化用のメタル担体において、前記メ
タルハニカム体の新規な構造に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来の排気ガス浄化用のメタル担体は、
平板状帯材と波板状帯材で構成されるハニカム構造の排
気ガス浄化用触媒（例えばＰｔ，Ｒｈ，Ｐｄなどを使用
した触媒系）を担持するための金属製のメタルハニカム
体（以下メタルハニカム体という。）、及び前記メタル
ハニカム体を内部に収容し、固定するための金属製のケ
ーシング（以下、金属製ケーシングという。）、とから
構成されるものである。なお、前記メタル担体は、当業
界においては、メタルサポート(Metal Support) または
メタルサブストレート（Metal Substrate)といわれてお
り、略記号（ＭＳ）で表示される場合がある。本発明の
説明においても、略記号ＭＳが使用される。
【０００４】前記したメタル担体（ＭＳ）の主要な構成
要素であるメタルハニカム体（以下、略記号Ｈが使用さ
れる。）としては、種々のハニカム構造のものが提案さ
れている。例えば、本発明を説明するために使用される
後述の図２に示されるハニカム構造のメタルハニカム体
（Ｈ）は、巻回タイプと称されるものである。
【０００５】後述するように、本発明の巻回タイプのメ
タルハニカム体（Ｈ1 ）は、従来の同種構造（巻回タイ
プ）のメタルハニカム体（Ｈ´）とは全く異質のもので
ある。しかしながら、本発明は、従来の前記した巻回タ
イプのものを含めて各種ハニカム構造のメタルハニカム
体の新規な改良に関するものである。その意味でここで
従来から提案されているこれら各種構造のメタルハニカ
ム体について概説しておく。なお、本発明のメタルハニ
カム体をＨ記号で示し、従来方式のものをＨ´記号（ダ
ッシュつき）で説明し、両者の区別を行なう。
【０００６】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５
０μm 以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる所望幅の平板
状帯材と、前記薄肉鋼板を波付加工して調製した波板状
帯材とを、相互に当接部を有するように重積し、これを
一括巻き状にして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）を持つハニカム構
造のハニカム体（Ｈ´）としたものである。
【０００７】このほか、当業界においてメタルハニカム
体として、前記した巻回タイプのもの以外に、平板状帯
材と波板状帯材からメタルハニカム体を製造する方法の
相違により、各種の構造のものが知られている。例え
ば、両帯材を階層状に積層した階層タイプ（後述する図
８参照）のもの、このほか、特開昭６２−２７３０５０
号、特開昭６２−２７３０５１号、特開平１−２１８６
３７号、特公表３−５０２６６０号、特開平４−２２７
８５５号などに開示されている放射状タイプ（後述の図
９参照）、Ｓ字状タイプ（後述の図１０参照）、巴状タ
イプ（後述の図１１参照）、及びＸ−ラップ（卍状）タ
イプ（後述の図１２参照）のメタルハニカム体が知られ
ている。
【０００８】従来の典型的な排気ガス浄化用のメタル担
体（ＭＳ）は、その主要な構成要素である前記したハニ
カム構造のメタルハニカム体（Ｈ´）をメタルケーシン
グ（以下、略記号Ｃが使用される。）内に配設して構成
されるものである。そして、メタル担体（ＭＳ）は、排
気ガス系統という厳しい熱的環境の条件のもとで使用さ
れるため、前記メタルハニカム体（Ｈ´）と金属製ケー
シング（Ｃ）は強固に固着されて製造されるものであ
る。これは、メタルハニカム体（Ｈ´）と金属製ケーシ
ング（Ｃ）が排気ガス自体の高温度及び排気ガスと浄化
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下のもとで各要素に大きな熱応力
が印加されるためであり、熱応力に耐え得るようにろう
接合や溶接などの固着方式により強固に固着される。な
お、メタルハニカム体（Ｈ´）と金属製ケーシング
（Ｃ）の境界面の固着において、両要素の離体を防止す
る観点などから、特定部位の固着という方式も提案され
ている（例えば、実開昭６２−１９４４３号参照）。
【０００９】一方、メタルハニカム体（Ｈ´）自体も、
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板状帯材と波板状帯材
の当接部も、種々の方法及び方式により固着される。例
えば、メタルハニカム体内部の所定部位の平板状帯材と
波板状帯材との当接部がろう接合や溶接などにより固着
される（例えば特公昭６３−４４４６６号、特開昭２−
２１８４４２号参照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする問題点】前記したように、従
来の排気ガス浄化用のメタル担体（ＭＳ）は、その主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ´）の構成部材
（平板状帯材と波板状帯材）の固着、更にはメタルハニ
カム体（Ｈ´）と金属製ケーシング（Ｃ）の固着に際し
て、ろう接合や溶接などの固着手段が適用されて製造さ
れるものである。なお、前記固着手段としては、生産性
や固着の確実性などの観点から、一般にろう接合方式が
採用されている。しかしながら、従来技術によるメタル
担体（ＭＳ）の製造において、前記したようにメタル担
体（ＭＳ）の耐久性を考慮してメタルハニカム体（Ｈ
´）自体の固着またはメタルハニカム体（Ｈ´）と金属
製ケーシング（Ｃ）の当接面における固着において種々
の固着方式が提案されているが、長期の耐久性という観
点からみて未だ不十分なものである。
【００１１】また、メタル担体（ＭＳ）の製造におい
て、前記したように固着手段としてろう接合方式が広く
採用されており、前記ろう接合方式に適用されるろう材
は、メタル担体の高温雰囲気下での使用ということか
ら、例えばＮｉ系、Ｎｉ−Ｃｒ系などの高価な高温用ろ
う材が使用されている。このため、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が、未だ不十分
なものである。更には、従来のろう接合を前提としたメ
タルハニカム体 (Ｈ')は、その構成部材である平板状帯
材と波板状帯材の当接部にろう材のフィレットが形成さ
れるため、触媒コート層の形成領域が減じられ、両帯材
の全表面積の２０〜３０％が排気ガス浄化に寄与してい
ないという大きな欠点を有するものである。
【００１２】本発明は、前記した従来技術の問題点を解
消するために創案されたものである。本発明者らは、前
記した従来技術の問題点を解消するべく、第一義的に
は、メタル担体（ＭＳ）の耐久性の向上、第二義的には
経済的なメタル担体（ＭＳ）の提供について、鋭意、検
討を加えた。その結果、本発明者らは、排気ガス浄化用
のメタル担体（ＭＳ）の耐久性の大幅な向上のために
は、メタル担体（ＭＳ）の主要な構成要素であるメタル
ハニカム体部の構造を新しい構造のものに置換するこ
と、概略的には、メタルハニカム体の軸方向（排気ガス
の流入、流出方向）にみて、メタルハニカム体部を構成
する波板状帯材として、その少なくとも片端部及びその
近傍部位が主体的に平板状帯材に当接される構造のもの
を使用することが極めて有効であるという知見を得た。
【００１３】また、前記特殊構造の波板状帯材の使用に
より、単位体積当たりの触媒担持量を増大させたり、あ
るいは、高価な高温用ろう材の使用量を大幅に低減させ
ることが出来るという知見を得た。本発明は、前記知見
をベースにして完成されたものであり、本発明により排
気ガス浄化用のメタル担体（ＭＳ）の主要な構成エレメ
ントである耐久性（耐熱疲労性）はもとより、経済性に
優れたメタルハニカム体（Ｈ）が提供される。
【００１４】
【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、薄肉鋼板製の平板状帯材と波板状帯材を相互
に当接させて製作したハニカム構造の排気ガス浄化用触
媒を担持させるためのメタルハニカム体において、前記
メタルハニカム体の軸方向（排気ガスの流入、流出方
向）にみて、前記波板状帯材が、（１）少なくとも片端
部及びその近傍部位の領域において、前記平板状帯材に
当接する波高の波形を有するもので構成されるととも
に、（２）前記部以外の領域において、前記平板状帯材
に非当接となる波高の波形を有するもので構成されたも
の、または前記平板状帯材に大きい領域において非当接
状態であるが小さい領域において当接する波高の波形を
有するもので構成されたものである、ことを特徴とする
メタルハニカム体に関するものである。
【００１５】本発明は、前記したようにメタル担体（Ｍ
Ｓ）の主要な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）に
おいて、前記メタルハニカム体（Ｈ）を構成する波板状
帯材が、（１）少なくとも片端部及びその近傍部位の領
域において、前記平板状帯材に当接する波高の波形を有
するもので構成されるとともに、（２）前記部以外の領
域において、前記平板状帯材に非当接となる波高の波形
を有するもので構成されたもの、または前記平板状帯材
に大きい領域において非当接状態であるが小さい領域に
おいて当接する波高の波形を有するもので構成されたも
のである。
【００１６】前記した特殊構造の波板状帯材のより具体
的な態様、及び前記波板状帯材と組み合わされる平板状
帯材の態様は次の通りである。 （ａ）波板状帯材が、少なくとも片端部及びその近傍部
位の領域において、平板状帯材と当接する波高の波形を
有するとともに、前記部位以外の領域において非当接と
なる波高の波形を有するもので構成される場合がある。
前記、波板状帯材と組み合わされる平板状帯材として
は、（ａ-1）平板状帯材が、メタルハニカム体の軸方向
にみて、波板状帯材と略同一の幅を有するもので構成さ
れる場合と、（ａ-2）平板状帯材が、メタルハニカム体
の軸方向にみて、該平板状帯材と当接関係にある波板状
帯材の幅と略同一の幅を有するストリップ材で構成され
る場合がある。
【００１７】（ｂ）また、波板状帯材が、 ・ 少なくとも片端部及びその近傍部位の領域におい
て、平板状帯材に当接する波高の波形を有するもので構
成され、かつ ・ 少なくとも片端部及びその近傍部位以外の領域にお
いて、平板状帯材に大きい領域の範囲で非当接となる波
高の波形を有するもので構成され、更に、 ・ 少なくとも片端部及びその近傍部位以外の領域にお
いて、平板状帯材に小さい領域の範囲で当接する波高の
波形を有するもので構成される場合がある。 前記、波板状帯材と組合わされる平板状帯材としては、
（ｂ-1）平板状帯材が、メタルハニカム体の軸方向にみ
て、波板状帯材と略同一の幅を有するもので構成される
場合と、（ｂ-2）平板状帯材が、メタルハニカム体の軸
方向にみて、該平板状帯材と当接関係にある波板状帯材
の幅と略同一の幅を有するストリップ材、及び波板状帯
材の前記部位以外の領域において該平板状帯材と当接関
係にある波板状帯材の小さい領域の幅と略同一の幅を有
するストリップ材で構成される場合がある。
【００１８】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。
【００１９】図１〜図７は、本発明の第一実施態様のメ
タルハニカム体（Ｈ）を説明する図である。図１は本発
明の第一実施態様のメタルハニカム体（Ｈ）を使用して
構成されたメタル担体（ＭＳ）の斜視図、図２は図１に
示されるメタル担体（ＭＳ）の正面図であり、メタルハ
ニカム体（Ｈ）の構造を説明する図である。なお、メタ
ルハニカム体（Ｈ）の構造は、図示されるように巻回タ
イプのものである。
【００２０】図３は、図１に示されるメタル担体（Ｍ
Ｓ）の軸方向の断面図であり、第一実施態様のメタルハ
ニカム体の構造（一部）を説明する図である。図４は、
図３のＡ線矢視の一部概略図である。図５は、図３のＢ
−Ｂ線断面図（一部）である。図６は、図３のＡ線矢視
の一部詳細図である。なお、図６は前記図４（一部概略
図）の詳細図にあたるものである。図７は、メタルハニ
カム体（Ｈ）を構成する波板状帯材の製造用フォーミン
グギア（波付加工ギア）（５）の一部斜視図である。
【００２１】図示されるように（図３〜図６参照）、本
発明の平板状帯材（１）と波板状帯材（２）から構成さ
れるメタルハニカム体（Ｈ）において、最大の特徴とす
る点は、波板状帯材（２）の構造である。本発明の波板
状帯材（２）は、平板状帯材（１）との関連で規定する
と、メタルハニカム体（Ｈ）の軸方向にみて、（１）両
端部及びのその近傍部位の領域において、即ち図３のＷ
1 及びＷ3の領域において、平板状帯材（１）と当接す
る波高の波形を有するもので構成され（図３と図４参
照）、かつ、（２）前記部位以外の領域において、即ち
図３のの領域（Ｗ2 ）において、平板状帯材（１）と当
接しない（非当接の）波高の波形を有するもので構成さ
れるものである（図３及び図５参照）。なお、前記領域
Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 は、それぞれが同じ記号で示されるＷ
1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 の幅を有するものと解釈されるべきであ
る。
【００２２】本発明において、前記領域（Ｗ2 ）の大き
さは、両帯材（１，２）の非当接関係により達成しよう
とする効果、具体的には、 ・メタルハニカム体（Ｈ）内部に発生する大きな熱応力
に基づく変形力の吸収・緩和能の改善効果、 ・両帯材表面の有効利用の増大化効果（逆にいえば、両
帯材の使用量の低減化）、 ・触媒担持量の増大化効果（従来の当接構造のものと比
較して） ・当接部領域（Ｗ1 ，Ｗ3 ）に適用される高価な高温ろ
う材の使用量の低減化効果、 などを勘案して適宜に決めればよい。
【００２３】図３及び図５に示されるように、前記領域
（Ｗ2 ）において、両帯材（１，２）の非当接関係によ
り、空間部（４）が形成され、これが前記した作用効果
の達成の上で重要な意義をなすものである。また、前記
領域（Ｗ2 ）の空間部（４）は、排気ガスの均一混合化
ゾーンとしても機能するものであり、排気ガスの浄化能
の向上に有用である。いうまでもなく、従来技術におい
ては、前記領域（Ｗ2 ）で両帯材（１，２）が当接、か
つろう材により固着されるために、また当接部近傍にろ
う材のフィレットが形成されるために多量の高価なろう
材が必要である。更に、従来技術においては、前記領域
（Ｗ2 ）の両帯材（１，２）の表面に排気ガス浄化用の
触媒（Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄなど）を担持するためのウォッ
シュコート層を形成する時に、両帯材の当接部及びその
近傍部位にウォッシュコート材のフィレットが形成され
るために、多量の高価な触媒金属が必要とされるもので
ある。
【００２４】前記したように、領域（Ｗ2 ）での両帯材
（１，２）の非当接関係の実現は、極めて重要な意義を
有するものである。前記領域（Ｗ2 ）において、両帯材
（１，２）の非当接関係を実現するための波板状帯材
（２）は、所望の態様で製作すればよい。例えば、図７
に示されるフォーミングギア（５）により平板状帯材
（１）を波付加工して波板状帯材（２）を製作すればよ
い。また、前記波板状帯材（２）の製作において、平板
状帯材（１）に当接する部位の波形と非当接部位の波形
が略同一の展開長をもつようにするとき、波付加工が容
易に行なえるので好ましい。なお、前記波付加工は一段
で行なってもよいし、あるいは多段工程で行なってもよ
いことはいうまでもないことである。
【００２５】前記第一実施態様において、図示されるよ
うに平板状帯材（１）は、メタルハニカム体の軸方向に
みて、波板状帯材（２）と略同一の幅を有するものであ
る。なお、波板状帯材（２）の両端部及びその近傍部位
の領域（Ｗ1 ，Ｗ3 ）の設定は、前記した領域（Ｗ2 ）
の設定内容に従って適宜に決定すればよい。また、メタ
ルハニカム体の前側の幅（Ｗ1 ）と後側の幅（Ｗ3 ）
は、同じであってもよいし、あるいは前側部分の固着強
度を高くするためにＷ1 ＞Ｗ3 の関係に設定するなど異
なっていてもよいことはいうまでもないことである。
【００２６】本発明において、前記図２に示される巻回
タイプのメタルハニカム体（Ｈ）は、波板状帯材（２）
として前記した特殊構造のものを使用する以外は、公知
の方法で製造されたものである。即ち、耐熱性の薄肉鋼
板からなる平板状帯材（１）と、前記特殊構造の波板状
帯材（２）とを相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製作されたものであり、
前記巻回成形により軸方向に排気ガス通路のため多数の
網目状通気路（セル）（３）が自動的に形成される。
【００２７】本発明において、前記した巻回タイプのメ
タルハニカム体（Ｈ）を製作するために使用される平板
状帯材（１）及び波板状帯材（２）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体を製作するとき
に使用されている帯材、例えばクロム鋼（クロム１３％
〜２５％）、Ｆｅ−Ｃｒ ２０％−Ａ１ 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３０μm〜１００
μm 程度の帯材が使用される。特に、平板状帯材（１）
と波板状帯材（２）にＡ１を含有させたものやあるいは
その表面にＡ１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
（Ａ１2 Ｏ3 ）層を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。
【００２８】本発明において、メタル担体（ＭＳ）の構
成要素として使用されるメタルハニカム体（Ｈ）の構造
は、前記した巻回タイプのものに限定されず、異種の構
造のものであってもよい。以下、前記した巻回タイプ以
外の各種の構造のメタルハニカム体について説明する。
【００２９】図８は、図２に対応する図であり、メタル
ハニカム体（Ｈ）の構造が、積層（階層）タイプである
ことを示している。図９は、図２に対応する図であり、
メタルハニカム体（Ｈ）の構造が、放射状タイプである
ことを示している。図１０は、図２に対応する図であ
り、メタルハニカム体（Ｈ）の構造が、Ｓ字状タイプで
あることを示している。図１１は、図２に対応する図で
あり、メタルハニカム体（Ｈ）の構造が、巴状タイプで
あることを示している。図１２は、図２に対応する図で
あり、メタルハニカム体（Ｈ）の構造が、卍字状のＸ−
ラップタイプであることを示している。
【００３０】前記した各種構造のメタルハニカム体
（Ｈ）において、図８に示される積層（階層）タイプの
メタルハニカム体（Ｈ）は、薄肉金属板製の平板状帯材
（１）と波板状帯材（２）を相互に当接するように階層
状に積層（重積）して製造したものである。
【００３１】また、図９に示される放射タイプのメタル
ハニカム体（Ｈ）は、平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）からなる浄化エレメントの所望数を用い、前記浄
化エレメントの一端部を固定軸（中心軸）に固定すると
ともに、前記固定軸から各浄化エレメントを外延させ
（放射させ）て製造したものである。なお、図を明確に
するため一部の浄化エレメントしか図示されていない。
【００３２】更に、前記した各種構造のメタルハニカム
体（Ｈ）において、図１０〜図１１に示されるＳ字状ま
たは巴状タイプのメタルハニカム体は、以下のようにし
て製造されたものである。即ち、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層
して形成したスタック（ｓｔａｃｋ）の所望数を使用し
て製造されるものであり、各スタックのそれぞれの平板
状帯材と波板状帯材の両端部が外包する金属製ケーシン
グの内壁面に当接した構造のものである。前記した製造
方法において、一個のスタックを使用したときは図１０
に示されるように中心部位において構成部材がＳ字状に
湾曲したＳ字状タイプのものが、また三個のスタックを
使用したときは図１１に示されるように中心部位におい
て三つのスタックが三つ巴状になった巴状タイプのもの
が得られる。なお、図を明確にするために一部の帯材
（１，２）しか示されていない。
【００３３】また、図１２に示されるＸ−ラップタイプ
のメタルハニカム体は、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層し形
成したスタック（ｓｔａｃｋ）四つ（Ｘ1 〜Ｘ4 ）を使
用し、前記各スタックを一端の当接端部で相互に当接さ
せるとともに、該当接端部を中心に同一方向に巻回成形
して製造されたものであり、各スタックの各平板状帯材
と波板状帯材の一端部が外包する金属製ケーシングの内
壁面に当接した構造のものである。前記した製造方法に
おいて、図１２に示されるようにメタルハニカム体の中
心部位においてスタックがＸ字（十文字）状に組合わせ
られ、これを包み込むようにその周囲を巻回することか
ら、当業界においてこの種のメタルハニカム体をＸ−ラ
ップタイプと俗称している。なお、図を明確にするため
に、一部の帯材（１，２）しか示されていない。
【００３４】本発明において、メタルハニカム体（Ｍ
Ｓ）を構成するメタルハニカム体（Ｈ）の正面（断面）
形状は、図２に示される円形のものに限定されない。例
えば、自動車の排気ガス浄化装置に利用される場合、車
体下部の空間スペースに適合させて、メタルハニカム体
の正面（断面）形状が、レーストラック形状、楕円形
状、多角形状、その他の異形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）の材料として、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
ンレンス鋼を使用した二重構造の金属製ケーシングを使
用してもよい。
【００３５】図１３は、本発明の第二実施態様のメタル
ハニカム体（Ｈ）の軸方向の断面図であり、前記第一実
施態様に関係する図３に対応する図である。第二実施態
様が前記第一実施態様と大きく異なる点は、平板状帯材
（１）の構成であり、その他は実質的に同一である。前
記平板状帯材（１）は、波板状帯材（２）の両端部及び
その近傍部位の領域（Ｗ1 ，Ｗ3 ）においてのみ配設さ
れるストリップ材で構成される。即ち、平板状帯材
（１）は、幅Ｗ1 のストリップ材と幅Ｗ3 の２本のスト
リップ材で構成される。そして、前記領域（Ｗ1 ，
Ｗ3 ）以外の領域（Ｗ2 ）において、両帯材（１，２）
は非当接構造とされる。
【００３６】図１４は、本発明の第三実施態様のメタル
ハニカム体（Ｈ）の軸方向の縦断面図であり、前記第一
実施態様に関係する図３に対応する図である。第三実施
態様が前記第一実施態様と大きく異なる点は、波板状帯
材（２）の構成の点である。即ち、領域Ｗ2 （波板状帯
材の両端部及びその近傍部位以外の領域）の小領域にお
いて、波板状帯材（２）は平板状帯材（１）と当接する
波高の波形（２ａ）を有するもので構成される。本発明
において、前記波形（２ａ）の形成領域（Ｗ4 ）は、前
記した効果が発現される範囲で適宜に決定すればよい。
一般的には、領域（Ｗ2 ）に対して前記領域（Ｗ4 ）は
十分に小さく（小領域に）設定されることが好ましい。
【００３７】図１５は、本発明の第四実施態様のメタル
ハニカム体（Ｈ）の軸方向の縦断面図であり、前記第一
実施態様に関係する図３に対応する図である。第四実施
態様が、前記第一実施態様と大きく異なる点は、 ・ 波板状帯材（２）が、領域（Ｗ2 ）（両端部及びそ
の近傍部位以外の領域）の小領域において、前記第三実
施態様と同様に平板状帯材（１）に当接する波高の波形
（２ａ）をもつ領域（Ｗ4 ）を有するもので構成される
とともに、 ・ 平板状帯材（１）の構成を、波板状帯材（２）の両
端部及びその近傍部位の領域（Ｗ1 ，Ｗ3 ）、及び前記
波形（２ａ）の形成領域（Ｗ4 ）に略等しい幅を持つ三
本のストリップ材（１，１，１ａ）で構成した点であ
る。
【００３８】図１６は、本発明の第五実施態様のメタル
ハニカム体（Ｈ）の軸方向の縦断面図であり、前記第一
実施態様に関係する図３に対応する図である。第五実施
態様の特徴とする点は、メタルハニカム体（Ｈ）の端部
に注目すると、前記実施態様（第一〜第四）のものと比
較して、片端部を非当接構造としている点である。即
ち、 ・ 波板状帯材（２）は、片端部（Ｗ1 ）で平板状帯材
（１）と当接するが、他端部（Ｗ3 ）で平板状帯材
（１）と当接しない構造のものとされ、かつ、 ・ 波板状帯材（２）は、領域（Ｗ2 ）（両端部及びそ
の近傍部位以外の領域）の小領域において平板状帯材
（１）に当接する波高の波形（２ａ）をもつ領域
（Ｗ4 ）を有するもので構成され、 ・ 一方、平板状帯材（１）は、前記領域（Ｗ1 ）から
領域（Ｗ4 ）に至る幅広のストリップ材で構成され、領
域（Ｗ3 ）で波板状帯材（２）と非当接とされる。 第五実施態様においては、波板状帯材（２）の他端部
（Ｗ3 ）が解放端となるため、前記部位での熱応力の吸
収、緩和能が高められる。
【００３９】本発明において、種々の変形例が可能であ
る。例えば、領域（Ｗ3 ）において、波板状帯材（２）
は、前記第三〜第四実施態様で示された平板状帯材
（１）と当接する波形（２ａ）を有する領域（Ｗ4 ）
を、複数有するものであってもよいことはいうまでもな
いことである。従って、また平板状帯材（１）の構成を
前記波形（２ａ）の形成領域（Ｗ4 ）の数に適合させて
複数本のストリップ材で構成してもよいことはいうまで
もないことである。また、前記複数の平板状ストリップ
材において、その幅が同一もしくは異なったものであっ
てもよいことはいうまでもないことである。更に、メタ
ルハニカム体（Ｈ）内部での排気ガスの撹拌、乱硫化を
促進するために、両帯材（平板状帯材及び波板状帯材）
の少なくとも一方の帯材が、穴部、切起し部、穴明突部
などの排気ガスの撹拌及び乱硫化促進手段を有するもの
で構成されたものであってもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明において、排気ガス浄化用のメタ
ル担体（ＭＳ）の主要な構成要素であるメタルハニカム
体（Ｈ）は、前記したように特殊構造の波板状帯材を使
用して構成されるものである。前記した特殊構造の波板
状帯材は、その構造から明らかのように、主体的には前
記波板状帯材の少なくとも片端部及びその近傍部位の領
域において平板状帯材と当接、固着される。一方、前記
部位以外の領域において、両帯材（特殊構造の波板状帯
材と平板状帯材）は非当接状態とされるか、あるいは小
さい領域で当接、固着されるものである。
【００４１】本発明は、前記した特殊構造の波板状帯材
を使用して、両帯材（平板状帯材と波板状帯材）の間に
非当接領域を積極的に形成するものであることから、
(i) メタルハニカム体内部に発生する熱応力に基づく大
きな変形力を効果的に吸収、緩和させることができるこ
と、(ii) 両帯材間に非当接領域があることから、両帯
材表面が触媒担持表面として有効に活用され、単位体積
当たりの担持触媒量を増大させることができること（高
い排気ガス浄化能の達成やメタルハニカム体の小型化、
コンパクト化が図れる）、(iii) 非当接領域において形
成される空間部が排気ガスの相互撹拌、乱流化を促進す
るため、排気ガスの浄化能を向上させることが出来るこ
と（メタルハニカム体の小形化、コンパクト化が図れ
る）、(iv) 前記(ii)〜(iii) と関連して、高価な帯材
（平板状帯材と波板状帯材）の使用量を大幅に低減化す
ることができること、(v) 両帯材が非当接状態にあるこ
とから、両帯材の固着に適用される高価なＮi 系ろう材
などの高温ろう材の使用量を低減化することができるこ
と（経済的なメタルハニカム体の提供）、などの、優れ
た効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施態様のメタルハニカム体
（Ｈ）を使用して構成されたメタル担体（ＭＳ）の斜視
図である。
【図２】 図１のメタル担体（ＭＳ）の正面図であり、
メタルハニカム体（Ｈ）の構造（巻回タイプ）を説明す
る図である。
【図３】 第一実施態様のメタルハニカム体（Ｈ）の一
部断面図であり、構成帯材（平板状帯材と波板状帯材）
の構造を説明する図である。
【図４】 図３のＡ線矢視図である。
【図５】 図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】 図３のＡ線矢視図の詳細図である。
【図７】 第一実施態様のメタルハニカム体（Ｈ）を構
成する波板状帯材（２）の製造用フォーミングギア装置
の一部斜視図である。
【図８】 本発明の他の構造のメタルハニカム体（積層
・階層タイプ）の正面図である。
【図９】 本発明の他の構造のメタルハニカム体（放射
タイプ）の正面図である。
【図１０】 本発明の他の構造のメタルハニカム体（Ｓ
字状タイプ）の正面図である。
【図１１】 本発明の他の構造のメタルハニカム体（巴
状タイプ）の正面図である。
【図１２】 本発明の他の構造のメタルハニカム体（Ｘ
−ラップタイプ）の正面図である。
【図１３】 本発明の第二実施態様のメタルハニカム体
（Ｈ）の断面図であり、図３に対応する図である。
【図１４】 本発明の第三実施態様のメタルハニカム体
（Ｈ）の断面図であり、図３に対応する図である。
【図１５】 本発明の第四実施態様のメタルハニカム体
（Ｈ）の断面図であり、図３に対応する図である。
【図１６】 本発明の第五実施態様のメタルハニカム体
（Ｈ）の断面図であり、図３に対応する図である。
【符号の説明】
ＭＳ………… メタル担体 Ｈ ………… メタルハニカム体 Ｃ ………… 金属製ケーシング １ ………… 平板状帯材 ２ ………… 波板状帯材 ３ ………… セル ４ ………… 平板状帯材と波板状帯材の非当接空間部 ５ ………… 波板状帯材の製作用フォーミングギア Ｗ1 ，Ｗ3 … 波板状帯材の両端部及びその近傍部位の
領域 Ｗ2 ………… 波板状帯材の両端部及びその近傍部位を
除いた領域 Ｗ4 ………… 領域Ｗ2 内での平板及び波板状帯材の当
接領域
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄肉鋼板製の平板状帯材と波板状帯材を
    相互に当接させて製作したハニカム構造の排気ガス浄化
    用触媒を担持させるためのメタルハニカム体において、
    前記メタルハニカム体の軸方向（排気ガスの流入、流出
    方向）にみて、前記波板状帯材が、 （１）少なくとも片端部及びその近傍部位の領域におい
    て、前記平板状帯材に当接する波高の波形を有するもの
    で構成されるとともに、 （２）前記部位以外の領域において、前記平板状帯材に
    非当接となる波高の波形を有するもので構成されたも
    の、または前記平板状帯材に大きい領域において非当接
    状態であるが小さい領域において当接する波高の波形を
    有するもので構成されたものである、ことを特徴とする
    メタルハニカム体。
  2. 【請求項２】 波板状帯材が、両端部及びその近傍部位
    の領域において平板状帯材と当接する波高の波形を有す
    るとともに、前記部位以外の領域において非当接となる
    波高の波形を有するもので構成されたものである請求項
    １に記載のメタルハニカム体。
  3. 【請求項３】 平板状帯材が、メタルハニカム体の軸方
    向にみて、波板状帯材と略同一の幅を有するものである
    請求項２に記載のメタルハニカム体。
  4. 【請求項４】 平板状帯材が、メタルハニカム体の軸方
    向にみて、平板状帯材と当接関係にある波板状帯材の幅
    と略同一の幅を有するストリップ材で構成されたもので
    ある請求項２に記載のメタルハニカム体。
  5. 【請求項５】 波板状帯材が、少なくとも片端部及びそ
    の近傍部位以外の領域において、 (i) 平板状帯材に大きい領域で非当接となる波高の波形
    を有するもので構成されるとともに、 (ii) 平板状帯材に小さい領域で当接する波高の波形を
    有するもので構成されたものである、ことを特徴とする
    請求項１に記載のメタルハニカム体。
  6. 【請求項６】 平板状帯材が、メタルハニカム体の軸方
    向にみて、波板状帯材と略同一の幅を有するものである
    請求項５に記載のメタルハニカム体。
  7. 【請求項７】 平板状帯材が、メタルハニカム体の軸方
    向にみて、平板状帯材と当接関係にある波板状帯材の幅
    と略同一の幅を有するストリップ材、及び波板状帯材の
    前記部位以外の領域において平板状帯材と当接関係にあ
    る波板状帯材の小さい領域の幅と略同一の幅を有するス
    トリップ材で構成されたものである請求項５に記載のメ
    タルハニカム体。
  8. 【請求項８】 メタルハニカム体が、巻回タイプ、積層
    タイプ、放射タイプ、Ｓ字状タイプ、巴状タイプ、及び
    Ｘ−ラップタイプが選ばれたものである請求項１に記載
    のメタルハニカム体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6475446B1 (en) 1996-05-31 2002-11-05 Nissan Motor Co., Ltd. Carrier body for exhaust gas catalysts
WO2011033737A1 (ja) * 2009-09-16 2011-03-24 住友精密工業株式会社 触媒反応器

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