JPH04110043A - 耐熱構造体およびその製造方法 - Google Patents

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、母材たる金属製の波板材と平板材とが交互に
巻き付けられて接合され、全体の断面形状が楕円形のロ
ール状をなす筒状のハニカム構造の耐熱構造体であって
、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」 このような全体の断面形状が楕円形のロール状をなすハ
ニカム構造の耐熱構造体としては、従来次のようなもの
が用いられていた。

第１に、各１枚の帯状で金属製の波板材と平板材とを、
一定中心から交互に重ね巻き付けて接合し、もって除徐
に全体の断面形状を楕円形とした耐熱構造体が用いられ
ていた。

第２に、各１枚の帯状で金属製の波板材と平板材とを、
一定中心から交互に重ね巻き付けて接合することにより
、全体の断面形状を真円状とじたものを一旦成形した後
、これを外周側から偏荷重を加えて若干潰し、もって全
体の断面形状を楕円形とした耐熱構造体が用いられてい
た。

第３に、第５図の概略正断面図に示すごとく、金属製の
波板材１と平板材２を複数組用い、これらを−吉例から
他方側へ繰り返し１８０度折り返して重ね、層状に接合
することにより、全体の断面形状を楕円形とした耐熱構
造体３が用いられていた。

第４に、第６図の概略正断面図に示すごとく、全体の断
面形状が楕円形をなすものを直線的・平面的に２分割し
てなる構成要素４，５が用いられ、このような両構成要
素４．５が平面的な接合面６で組み付け接合された耐熱
構造体７が用いられていた。そしてこの両構成要素４．
５はそれぞれ、金属製の波板材１と平板材２が複数組、
当接状態で折り返され直線状に重ねて接合されていた。

「発明が解決しトうとする課題」 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。

まず前記第１の従来例に係る耐熱構造体にあっては、次
のとおり。すなわちこの耐熱構造体では、成形上どうし
ても中央部に大きな空間が形成され、もって例えば触媒
コンバータの担体として用いた場合、係る中央部で排気
ガスの清浄化率が低下する等の問題が指摘されていた。

次に前記第２の従来例に係る耐熱構造体にあっては、次
のとおり。すなわちこの耐熱構造体では、外周側から偏
荷重を加えて若干潰すので、波板材の波形の凹凸が歪み
やす（、均一なセル形状のハニカム構造が得られないと
いう指摘があった。そこで例えば触媒コンバータの担体
として用いた場合、空気つまり排気ガスの通りが全体的
に均一にならず問題となっていた。

又前記第３の従来例に係る耐熱構造体３にあっては、次
のとおり。すなわちこの第５図に示した耐熱構造体３は
、所定のごとく繰り返し折り返すことを要し成形が容易
でないとともに、一般に外筒８を取り付けて使用される
ので面倒で手間取るという問題が指摘されていた。

又前記第４の従来例に係る耐熱構造体７にあっては、次
のとおり。すなわちこの第６図に示した耐熱構造体７は
、その接合面６に沿った方向に剪断荷重が加わった場合
、同方向に破壊されやすく強度面に問題があり、又係る
荷重は取り付けられた外筒８のみにて受は止められ、外
筒８に過度の荷重が加わるという指摘があった。

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（なされたものであって、所定の折曲内面と対
向面を備えた１対の対称形状の構成要素を嵌合し組み付
け、必要に応じ介装板を所定のごとく挿入接合してなる
ことにより、第１に中央部に空間は形成されず、第２に
セル形状が均一であり、第３に成形が容易で手間取らず
、第４に強度面にも優れてなる、耐熱構造体およびその
製造方法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」 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。

まず請求項１については次のとおり。すなわちこの耐熱
構造体は、波形の凹凸か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
とが、交互に巻き付けられ少なくとも一部が接合されて
、全体の断面形状が楕円形のロール状をなすハニカム構
造よりなる。

該耐熱構造体は、全体的に曲線部分が連続した１対の対
称形状の構成要素が組み付けられてなる。

該両構成要素は、それぞれ前記波板材と平板材の複数組
が当接状態に折り返され内部の折曲内面がわん曲し重ね
て接合されてなり、かつ該両構成要素は、対応する形状
に大きくわん曲した対向面とうしが嵌合されて組み付け
接合されている。

請求項２については次のとおり。すなわちこの耐熱構造
体は、上述した請求項１の構成に加え、該両構成要素内
の前記折曲内面間、および該両構成要素間の前記対向面
間にそれぞれ、前記波板材および平板材より肉厚の厚い
わん曲した金属製の介装板が、挿入接合されている。

又請求項３については次のとおり。すなわちこの耐熱構
造体の製造方法は、次の板材！１！備工程、構成要素準
備工程、成形工程を有してなる。

板材準備工程では、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
の平板材とが、準備される。

構成要素準備工程では、前記波板材と平板材の複数組が
当接状態に折り返されその折曲内面がわん曲し重ねられ
た構成要素が、準備される。そして該構成要素は、全体
的に曲線部分が連続しかつ組み付けられると全体の断面
形状が楕円形のロール状をなす、１対の対称形状のもの
として準備される。

成形工程では、しかる後該両構成要素について、対応す
る形状に大きくわん曲した対向面どうしを嵌合して組み
付け接合する。もって全体の断面形状が楕円形のロール
状をなす、ハニカム構造の耐熱構造体が得られる。

「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。

まず請求項１の耐熱構造体は、所定の折曲内面と対向面
を備えた１対の対称形状の構成要素が、嵌合され組み付
け接合されてなり、全体の断面形状が楕円形のロール状
をなすハニカム構造よりなる。請求項２の耐熱構造体は
、折曲内面間および対向面間にそれぞれ肉厚の厚い金属
製の介装板か、挿入接合されてなる。又請求項３の製造
方法にあっては、板材準備工程、構成要素準備工程、成
形工程を辿り、耐熱構造体が製造される。すなわち、準
備された波板材および平板材により所定の折曲内面と対
向面を備えた１対の対称形状の構成要素が準備され、こ
の両構成要素が嵌合され組み付け接合されることにより
、所定の耐熱構造体が得られる。

そこで第１に、この耐熱構造体では、成形上中央部に空
間が形成されてしまうようなことはない。

第２に、この耐熱構造体は、成形時、外周側から偏荷重
を加えて潰すことにより成形されないので、波板材の波
形の凹凸に歪み等は発生しない。

そこで均一なセル形状のハニカム構造のものが得られる
。

第３に、この耐熱構造体は、所定の板材準備工程、構成
要素準備工程、成形工程を辿ることにより、簡単容易に
製造される。なお介装板が用いられる場合には、特に製
造が簡単容易化される。又その使用に際し、手間取り面
倒であるようなこともない。

第４に、一方向に剪断荷重が加わるようなことがあって
も、これに十分耐えることが可能で強度面に優れている
。なお介装板が用いられる場合には、特に強度面に優れ
ている。

「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。

第１図、第２図、第３図、第４図は、本発明に係る耐熱
構造体およびその製造方法の実施例の説明に供するもの
である。まず製造方法について、板材準備工程、構成要
素準備工程、成形工程の順に説明し、それから耐熱構造
体について説明する。

板材準備工程については次のとおり。

第１図は、板材準備工程の説明に供する斜視図であり、
（１）圀は波板材１を（２）図は平板材２を示す。

板材準備工程では、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１と、平坦な帯状をなす金属
製の平板材２とが準備される。波板材１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曲形成されてなる。平
板材２としては、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。

板材準備工程は、このようになっている。

次に構成要素準備工程について述べる。

第２図は、構成要素準備工程そして成形工程等の説明に
供する概略正断面図である。構成要素準備工程では、波
板材１と平板材２の複数組が当接状態に折り返され、そ
の折曲内面９がわん曲し重ねられた構成要素１０．１１
が準備される。つまりこの構成要素準備工程では、前述
の板材準備工程で準備された波板材ｌと平板材２とが交
互に２枚１組として複数組用いられ、これらが図中点Ａ
で１８０度折り返され内部の折曲内面９を中心に、後述
の内側の対向面１２側より外側の外表面１３側の方が長
い２層の構成要素１０．１１が、それぞれ形成される。

そしてこの両構成要素１０，１１は、全体的に曲線部分
が連続してなりかつ相互に対称形状をなし、次の成形工
程で組み付けられた場合外表面１３側つまり全体の断面
形状が楕円形のロール状をなすものが、１対準備される
。又対向面１２側は、相互に嵌合可能に大きくわん曲し
た形状よりなる。又このような構成要素１０゜１１を形
成する各波板材１と平板材２間は、この構成要素準備工
程でろう付け等により接合されるが、これによらず例え
ば、この構成要素準備工程でろう材等を介装しておき次
に述べる成形工程で加熱によりろう付け接合するように
してもよく、更に例えば、成形工程で端部にろう材等を
介装するとともに加熱によりろう付け接合するようにし
てもよい。又この各波板材１と平板材２間は、全面的に
ろう付け等にて接合してもよいが、他方、部分的にろう
付け等にて接合するようにしてもよい。

構成要素準備工程は、このようになっている。

次に成形工程について述べる。

成形工程では第２図に示すごとく、このような構成要素
準備工程の後側構成要素１０．１１について、対応する
形状に大きくわん曲した対向面１２どうしを嵌合して組
み付け、ろう付け等により接合する。もってこれにより
、全体の断面形状が楕円形のロール状をなす、筒状のハ
ニカム構造の耐熱構造体１４が得られる。

成形工程は、このようになっている。

次に耐熱構造体１４について述べる。

このような製造方法により、つまり板材準備工程、構成
要素準備工程、成形工程を辿り耐熱構造体１４が製造さ
れる。

すなわちこの耐熱構造体１４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１と、平坦な帯
状をなす金属製の平板材２とが、交互に巻き付けられ少
なくとも一部が接合されて、全体の断面形状が楕円形の
ロール状をなす筒状のハニカム構造よりなる。そしてこ
の耐熱構造体１４は、全体的に曲線部分が連続した１対
の対称形状の構成要素１０．１１が組み付け接合されて
なる。この両構成要素１０．１１は、それぞれ波板材１
と平板材２の複数組が当接状態に折り返され、その折曲
内面９がわん曲し重ねて接合されてなり、かつ両構成要
素１０．１１は、対応する形状にわん曲した対向面１２
どうしが、嵌合されて組み付け接合されている。

さてこの耐熱構造体１４は、波板材１と平板材２とがセ
ル壁を形成し、略三角形、略半六角形。

略台形、その他各種形状の中空柱状の多数のセルの平面
的集合体たる、筒状のハニカム構造をなす。

そして耐熱強度が強く高温環境下で使用され、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る、等々の特性が知られている。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
１と平板材２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
用いられる。

そして担持母体として、そのセル壁たる波板材ｌと平板
材２の表面に例えば還元用の触媒が付着せしめられる。

第３図は、このような耐熱構造体１４に介装板１５１６
を挿入接合した例を示す、概略正断面図である。すなわ
ちこの第３図の耐熱構造体１４では、その両構成要素１
０．１１内の折曲内面９問および両構成要素１０．１１
間の対向面１２間にそれぞれそれらを構成する波板材１
および平板材２より肉厚の厚いわん曲した金属製の介装
板１５．１６が、挿入接合されている。勿論介装板１５
のわん曲は折曲内面９のわん曲に沿い、介装板１６のわ
ん曲は対向面１２に沿って設定されている。

又第４図は、耐熱構造体１４に外筒８を取り付けた例を
示す概略正断面図である。そしてこのように外筒８に耐
熱構造体１４を挿着して用いることにより、全体の強度
がより向上するという利点がある。又強度向上のため、
耐熱構造体１４の最外周部分が特に肉厚の厚い板にで形
成されるようにしてもよい。

耐熱構造体１４は、このようになっている。

本発明に係る耐熱構造体１４およびその製造方法は、以
上説明したようになっている。

そこで以下のごとくなる。

まずこの耐熱構造体１４は、所定の折曲内面９と対向面
１２を備えた１対の対称形状の構成要素１０．１１が、
嵌合され組み付け接合されてなり、全体の断面形状が楕
円形のロール状をなす筒状のハニカム構造よりなる。又
適宜必要に応し、折曲内面９問および対向面１２間にそ
れぞれ肉厚の厚い金属製の介装板１５，１６が、挿入接
合される。

又その製造方法にあっては、板材準備工程、構成要素準
備工程、成形工程を辿り、耐熱構造体１４が製造される
。すなわち、準備された波板材１および平板材２により
所定の折曲内面９と対向面１２を備えた１対の対称形状
の構成要素１０，１１が準備され、この両構成要素１０
．１１が嵌合され組み付け接合されることにより、所定
の耐熱構造体１４が得られる２ そこで次の第１．第２．第３．第４のごとくなる。

第１に、この耐熱構造体１４では、成形上中央部に空間
が形成されてしまうようなことはない。

つまり前述したこの種従来例におけるごとく、中央部に
空間は形成されない。

第２に、この耐熱構造体１４は、この種従来例における
ごとく成形時、外周側から偏荷重を加えて潰すことによ
り成形されないので、波板材１の波形の凹凸に歪み等は
発生しない。そこでこの耐熱構造体１４は、均一なセル
形状のハニカム構造よりなる。

第３に、この耐熱構造体１４は、前述のごとく所定の板
材準備工程、構成要素準備工程、成形工程を辿ることに
より、簡単容易に製造される。なお介装板１５．１６が
用いられる場合には、介装板１５．１６により両構成要
素１０．１１内および相互間が容易に所定のごとく位置
決め規制され、もって耐熱構造体１４の製造が特に簡単
容易化される。又この耐熱構造体１４は外筒８の取り付
けが必須的ではなく、もってその使用に際し特に手間取
り面倒であるようなこともない。

第４に、一方向に剪断荷重が加わるようなことがあって
も、これに十分耐えることが可能で、強度面に優れてい
る。つまりこの耐熱構造体１４の両構成要素１０．１１
は、大きくわん曲した対向面１２が嵌合され噛み合わさ
れ組み付けられているので、剪断荷重により破壊されに
くい。なお介装板１５，１６が用いられる場合には、リ
ブ的に機能するこの介装板１５．１６により両構成要素
１０．１１内および相互間が常時位置決め規制されるの
で、耐熱構造体１４０強度が一段と向上する。

「発明の効果」 本発明に係る耐熱構造体およびその製造方法は、以上説
明したごとく、所定の折曲内面と対向面を備えた１対の
対称形状の構成要素を嵌合し組み付け、必要に応じ介装
板を所定のごとく挿入接合してなることにより、次の効
果を発揮する。

第１に、中央部に空間が形成されるようなことはない。

そこで例えば触媒コンバータの担体として用いた場合、
中央部で排気ガスの清浄化率が低下するようなことはな
い。

第２に、セル形状が均一である。そこで空気等流体の通
りが全体的に均一であり、例えば触媒コンバータの担体
として用いた場合、排気ガスの通りも全体的に均一であ
りその清浄化率が均一である。

第３に、成形等が容易である。すなわち、所定の板材準
備工程、構成要素準備工程、成形工程を辿ることにより
、簡単容易に製造でき、又使用に際し特に手間取り面倒
であるようなこともない。

なお介装板が用いられる場合には、−段と製造が簡単容
易化される。

第４に、強度面にも優れている。すなわち、方向に剪断
荷重が加わるようなことがあっても、これに十分耐える
ことが可能で強度面に不安はない。なお介装板が用いら
れる場合には、特に強度面に優れてなる。

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、第２図、第３図、第４図は、本発明に係る耐熱
構造体およびその製造方法の実施例の説明に供する。 そして第１図は、その板材準備工程の説明ムこ供する斜
視図であり、（１）図は波板材を、（２）図は平板材を
示す。第２図は、構成要素準備工程そして成形工程の説
明に供し成形された耐熱構造体を示す、概略正断面図で
ある。第３図は、この耐熱構造体に介装板を挿入接合し
た例を示す、概略正断面図である。第４図は、この耐熱
構造体に外筒を取り付けた例を示す、概略正断面図であ
る。 第５図は、従来例の耐熱構造体を示す、概略正断面図で
ある。第６図は、他の従来例の耐熱構造体を示す、概略
正断面図である。 １・・・波板材 ２・・・平板材 ３・・・従来例の耐熱構造体 ４・・・構成要素 ５・・・構成要素 ６・・・接合面 ７・・・従来例の耐熱構造体 ８・・・外筒 ９・・・折曲内面 ０・・・構成要素 １・・・構成要素 ２・・・対向面 ３・・・外表面 ４・・・耐熱構造体 ５・・・介装板 ６・・・介装板 Ａ・・・点 第１図 フ 第 図 １□ノ）・″ 第３図 、２１，２ 〆　　／ ／ ／ 第４図 ／

Claims (3)

【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が
   、交互に巻き付けられ少なくとも一部が接合されて、全
   体の断面形状が楕円形のロール状をなすハニカム構造の
   耐熱構造体であって、該耐熱構造体は、全体的に曲線部
   分が連続した１対の対称形状の構成要素が組み付けられ
   てなり、該両構成要素は、それぞれ前記波板材と平板材
   の複数組が当接状態に折り返され内部の折曲内面がわん
   曲し重ねて接合されてなり、かつ該両構成要素は、対応
   する形状に大きくわん曲した対向面どうしが嵌合されて
   組み付け接合されていること、を特徴とする耐熱構造体
   。
2. （２）該両構成要素内の前記折曲内面間、および該両構
   成要素間の前記対向面間にはそれぞれ、前記波板材およ
   び平板材より肉厚の厚いわん曲した金属製の介装板が挿
   入接合されている、 請求項１記載の耐熱構造体。
3. （３）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
   準備する板材準備工程と、 前記波板材と平板材の複数組が当接状態に折り返されそ
   の折曲内面がわん曲し重ねられた構成要素を準備し、該
   構成要素は、全体的に曲線部分が連続しかつ組み付けら
   れると全体の断面形状が楕円形のロール状をなす、１対
   の対称形状のものとして準備される構成要素準備工程と
   、 しかる後該両構成要素について、対応する形状に大きく
   わん曲した対向面どうしを嵌合して組み付け接合し、も
   って全体の断面形状が楕円形のロール状をなすハニカム
   構造の耐熱構造体を得る成形工程と、 を有してなることを特徴とする耐熱構造体の製造方法。