JPH03216267A - 耐熱構造体の製造方法および耐熱構造体 - 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およびそ
の製造方法に関する。すなわち略ハニカム構造のロール
状をなし、例えば自動車エンジン等の排気ガスを清浄化
する触媒コンパータに用いられ、担持母体として触媒が
付着される、耐熱構造体およびその製造方法に関するも
のである。

「従来の技術」 このような耐熱構造体は、従来一般に帯状の波板材と平
板材の２種類の基材が用いられ、係る波板材と平板材と
を重ねて交互に巻き付け、ろう材等にて接合することに
より製造されていた。

又最近、基材として帯状の波板材のみを用い、係る１枚
の波板材をその凹凸の突部どうじを合わせつつ順次巻き
付け、ろう材等にて接合することにより製造される耐熱
構造体も開発されていた。

そしてこの最近開発された耐熱構造体にあっては、製造
時に内外で隣接する波板材の凹凸の突部どうし、つまり
山の頂部と谷の底部とをすべて正確に合わせて巻き付け
ることを要していた。すなわちこの耐熱構造体は平板材
が介装されていないので、隣接する凹凸の突部どうしを
すべて正確に合わせておかないと、すべて合わずにずれ
てしまい結局略ハニカム構造の空間が形成されなくなる
おそれがあった。

［発明が解決しようとする課題Ｊ ところでこのような従来の耐熱構造体にあっては、次の
問題が指摘されていた。

まず上述の前者たる波板材と平板材の２種類の基材を用
いた従来例、つまり従来の一般的な耐熱構造体にあって
は、次のとおり。

第１に、その基材として波板材と平板材の２種類が用い
られているので、基材の数つまり部材の数が多く、もっ
てこの耐熱構造体はコストがかさむとともに製造工程が
複雑であるとの指摘があった。

第２に、波板材と平板材との熱膨張率が異なり、係る熱
膨張率の差に基づき亀裂が生じやすく、もってこの耐熱
構造体は耐久性に難があった。

次に上述の後者たる最近開発された耐熱構造体にあって
は、次のとおり。この耐熱構造体は、上述した従来の一
般的な耐熱構造体の問題点を解決すべく開発されたもの
であり、波板材のみを用いてなることにより上述の第１
，第２の問題点は解消されるものの、次の第３，第４の
問題点が指摘されていた。

すなわち第３に、この耐熱構造体にあっては製造時に波
板材を巻き付ける際、内外で隣接するその凹凸の突部ど
うじをすべて正確に合わせることを要するが、そのよう
に合わせることは非常に困難であるとの指摘があった。

もってこの耐熱構造体は、製造が容易でないという問題
があった。又このように凹凸の突部どうしを合わせるた
めには、予め波板材の波のピッチを徐徐に変化させてお
くことが考えられるが、このように事前に波のピッチを
変化させておくことも又非常に困難視されていた。つま
りこの耐熱構造体は、その基材たる波板材の製造が容易
でないという問題もあった。

第４に、この耐熱構造体は製造時に波板材を巻き付ける
際、平板材が介装されていないので、波仮材の凹凸が潰
れたり所定位置に位置決めされずにずれることが多々あ
った。もってこの耐熱構造体は、全体を真円状その他の
所定形状に成形し保つことが容易でなく、成形に多くの
困難を伴うとの指摘があった。

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
すべて解決すべくなされたものであって、波板材と平板
状のろう材とが用いられ、波板材の凹凸の突部のうち互
いに接する部分がろう材にて接合されてなることにより
、第１に、基材の数が少なく、第２に、熱膨張率の差に
基づく亀裂の発生がないとともに、第３に、製造時に波
板材の凹凸の突部どうしを合わせる必要がなく、第４に
、製造時に波板材の凹凸に潰れや位置ずれ等が発生しな
い、耐熱構造体の製造方法および耐熱構造体を提案する
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ｌ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、次の準備工程，成形工程，ろう付
工程を有してなる。

準備工程では、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状
をなす耐熱金属製の波板材と、平坦な平板状で帯状をな
すろう材とが準備される。

成形工程では、該波板材と該ろう材とが重ねて交互に巻
き付けられロール体とされる。

ろう付工程では、しかる後該ロール体が加熱され、溶融
硬化した該ろう材により該波板材間が接合され略ハニカ
ム構造とされる。

又請求項２については次のとおり。

すなわちこの耐熱構造体は、波形の凹凸が連続的に折曲
形成された耐熱金属製の波板材が、略ハニカム構造のロ
ール状に巻き付けられてなる。そして隣接する該波板材
における凹凸の突部のうち互いに接する部分が、ろう材
により接合されている。

「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の製造方法にあっては、準備工程，成形工
程，ろう付工程を辿り耐熱構造体が製造される。すなわ
ち、所定の波板材と平板状のろう材とが巻き付けられロ
ール体とされた後、加熱され溶融硬化したろう材により
隣接する波板材間が接合され、略ハニカム構造とされる
。又請求項２の耐熱構造体は、このように製造されてな
り、略ハニカム構造のロール状に巻き付けられ内外で隣
接する波板材の凹凸の突部のうち、互いに接する部分が
ろう材にて接合されている。

そこで第１に、基材として平板材は用いられず、波板材
のみが用いられている。従ってこの耐熱構造体は、基材
の数つまり部材の数が少ない。

第２に、同様に基材として平板材が用いられていないの
で、この耐熱構造体は、波板材と平板材との熱膨張率の
差に基づく亀裂の発生が回避される。

そしてこの発明にあっては、これらの第１，第２の各点
とともに、次の第３，第４の各点も実現される。

すなわち第３に、隣接する波板材の凹凸の突部は、互い
に接する部分つまり正確に合ったとごろが、溶融硬化し
たろう材にて接合されている。そこでこの耐熱構造体は
製造時に、隣接する波板材の凹凸の突部どうしをすべて
正確に合わせることを要せず、又波板材も、同じ波のピ
ッチのものが用いられ予め波のピッチを徐徐に変化させ
ておく必要はない。

第４に、製造時に巻き付けられる波板材間には、平板状
のろう材が介装されている。そこでこの耐熱構造体にあ
っては、製造時に波板材の凹凸が潰れたリせず又所定位
置に位置決めされ位置ずれも発生しない。

「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。

図面は、本発明に係る製造方法および耐熱構造体の実施
例の説明に供するものである。まず製造方法について、
準備工程，成形工程．ろう付工程等の順に説明し、それ
から耐熱構造体について説明する。

準備工程については次のとおり。

第１図および第２図は準備工程の説明に供し、第１図は
波板材ｌの斜視図、第２図はろう材２の斜視図である。

準備工程では、波形の凹凸が連続的に折曲形成され帯状
をなす耐熱金属製の波板材１と、平坦な平板状で帯状を
なすろう材２とが準備される。

これについて詳述すると、まず素材たる波板材１は、耐
熱性の金属箔で帯状のものが用いられ、所定ピッチと高
さの直線的な波形の凹凸が、コルゲート加工，プレス加
工等により連続的に折曲形成されてなる。つまり波板材
ｌは、凹凸の突部３つまり山の頂部と谷の底部が直線的
かつ平行に多数折曲形成されている。ろう材２は、平坦
な薄い平板状つまり箔状のものが帯状に形成されてなり
、例えばニッケル基ろう材が使用される。図示のろう材
２は、波板材ｌとほぼ同幅の帯状をなしたものが１枚用
いられているが、ろう材２としては、その他各種幅の帯
状のものが考えられ、又幅狭の帯状のものを波板材１の
幅方向に所定間隔を置いて複数枚用いる、ようにしても
よい。

＄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。

第３図は成形工程の説明に供しロール体４等の斜視図で
ある。

成形工程では、波板材１とろう材２とが重ねて交互に巻
き付けられ、ロール体４とされる。すなわち成形工程で
は、準備工程で準備された波板材ｌとろう材２とが同時
に、一定中心から交互に重ねて巻き付けられる。そして
円，楕円等の柱状つまりロール状のロール体４として、
一・応仮に組み付けられる。

成形工程は、このようになっている。

次にろう付工程等について述べる。

しかる後ロール体４が加熱され、溶融硬化したろう材２
により波板材１間が接合される。すなわら、ろう付工程
では成形工程で得られたロール体４が加熱され、平板状
をなし波板材１間に介装されていたろう材２が、一旦熔
融した後硬化する。

これにより内外で隣接する波板材１における凹凸の突部
３のうち、図示例では部分的に互いに接する部分のみが
係るろう材２にて接合され、もって第４図，第５図に示
した略ハニカム構造の耐熱構造体５が成形されるに至る
。

ろう付Ｔ程等は、このようになっている。

次に耐熱構造体５につい゛ζ述べる。

このような製造方法により、つまり準備工程，成形工程
，ろう付工程を辿り、耐熱構造体５が製造される。第４
図および第５図は成形された耐熱構造体５を示し、第４
図は全体の概略斜視図、第５図は要部の正面図である。

耐熱構造体５は、波形の凹凸が連続的に折曲形成された
耐熱金属製の波板材１が、略ハニカム構造のロール状に
巻き付けられてなる。そして隣接する波板材ｌにおける
凹凸の突部３のうら互いに接する部分が、ろう材２にて
接合されている。すなわち、巻き付けられて内外で隣接
する波板材１における各凹凸の突部３つまり冬山の頂部
と谷の底部のうち、第５図に示すごとく一部の互いに接
する部分のみが部分的に、平板状から溶融硬化したろう
材２にて接合されてなる。

この耐熱構造体５は、波板材１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、略ハニカム構造をな
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
流体の整流効果等にも優れ、成形も容易でコスト面にも
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ｌの表面積も大であ
るので、この耐熱構造体５は、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
持母体としてそのセル壁たる波板材ｌの表面に触媒が付
着せしめられる。なおこのような耐熱構造体５は、通常
外筒（図示せず）内に挿着されて使用される。

耐熱構造体５は、このようになっている。

本発明に係る耐熱構造体５の製造方法および耐熱構造体
５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。

まずこの製造方法にあっては、準備工程．成形工程．ろ
う付工程を辿り耐熱構造体５が製造される。すなわち、
所定の波板材ｌと平板状のろう材３古が巻き付けられロ
ール体４とされた後、加熱され溶融硬化したろう材２に
より隣接する波板材１間が接合され、略ハニカム構造と
される。又耐熱構造体５は、このように製造されてなり
、略ハニカム構造のロール状に巻き付けられ内外で隣接
する波板材１の凹凸の突部３のうち、互いに接する部分
がろう材２にて接合されている。そして例えば自動車エ
ンジン等の触媒コンハータの担持母体として使用された
場合には、有害物質を含む自動車エンジン等の排気ガス
が、ごの耐熱構造体５の略ハニカム構造の各セルを通過
することにより、各セル壁たる波板材ｌに付着せしめら
れた触媒と反応して清浄化される。

さてそこで、この耐熱構造体５の製造方法および耐熱構
造体５にあっては、次の第１，第２，第３，第４のごと
くなる。

第１に、基材として従来例のごとく平板材は用いられず
、波板材ｌのみが用いられている。従ってこの耐熱構造
体５は、基材の数つまり部材の数が少ない。

第２に、同様に基材として従来例のごとく平板材は用い
られず、波板材１のみが用いられている。

従ってこの耐熱構造体５は、波板材ｌと平板材との熱膨
張率の差に基づく亀裂の発生が回避される。

そしてこの発明にあっては、これらの第１．第２の各点
とともに、次の第３，第４の各点も同時に実現される。

すなわち第３に、巻き付けられて隣接する波板材ｌの凹
凸の突部３は、互いに接する部分つまり正確に合ったと
ころが、溶融硬化したろう材２にて接合されている。図
示例では、各凹凸の突部３つまり山の頂部と谷の底部の
うち、一部の互いに接する部分だけが部分的に、溶融硬
化したろう材２にて接合されている。そこでこの耐熱構
造体５は製造時に、隣接する波板材１の凹凸の突部３ど
うしをすべて正確に合わせることを要しない。又その基
材たる波板材１も、同じ波のピッチのものが用いられ、
予め波のピッチを徐徐に変化させたものを用いる必要も
ない。

第４に、製造時に巻き付けられる波板材１間には、平板
状のろう材２が介装されている。そこでこの耐熱構造体
５にあっては、製造時にこの平板状のろう材２が従来例
における平板材と同様に機能するので、波板材１の凹凸
が潰れたリせず、又凹凸が所定位置に位置決めされ位霞
ずれも発生しない。

この発明は以上のごとくなる。

なお上述の実施例にあっては、帯状の１枚の波板材ｌと
１枚の平板状のろう材２とが用いられていたが、本発明
に係る耐熱構造体５はこれに限定されるものではなく、
帯状の複数枚の波板材１と、同様に複数枚の平板状のろ
う材２とを用いることも可能である。そしてこのように
複数枚が用いられ構成枚数が多い耐熱構造体５にあって
は、使用に際し外筒に挿着された場合、応力は外筒面に
対し大きく傾斜した方向から波板材１に作用するととも
に、複数枚の波板材■に分散する。そこでこのような耐
熱構造体５は、外筒と剥離しにくく潰れも防止される等
、強度面に特に優れるという利点を有する。

「発明の効果」 本発明に係る耐熱構造体の製造方法および耐熱構造体は
、以上説明したごとく、波板材と平板状のろう材とが用
いられ、波板材の凹凸の突部のうち互いに接する部分が
ろう材にて接合されてなることにより、次の効果を発揮
する。

第１に、この耐熱構造体は、コスト面に優れるとともに
製造工程が簡略化されてなる。すなわち、基材の数つま
り部材の数が少なく、その分安価となるとともに製造工
程が複雑化せず単純化される。

第２に、この耐熱構造体は耐久性にも優れている。すな
わち、平板材が用いられていないので、波板材と平板材
との熱膨張率の差に基づく亀裂の発生もなく、耐久性に
優れている。

そして本発明にあっては、これら第１，第２の点ととも
に、次の第３，第４の点も同時に実現される。

第３に、この耐熱構造体は製造が容易である。

すなわち、内外で隣接する波板材の凹凸の突部どうじを
すべて合わせることを要せず、その製造が容易である。

又波板材は同じ波のピッチのものが用いられる等、基材
の製造も容易である。

第４に、この耐熱構造体は、所定形状に容易に成形でき
る。すなわち、製造時に波板材の凹凸に潰れや位置ずれ
等が発生せず、全体が真円状その他の所定形状に容易に
成形されて保たれる。

このように、この種従来例に存した問題点が一挙にすべ
て解決される等、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】

図面は、本発明に係る耐熱構造体の製造方法および耐熱
構造体の実施例の説明に供するものである。 そして第１図および第２図は？＄備工程の説明に供し、
第１図は波板材の斜視図、第２図はろう材の斜視図であ
る。第３図は成形工程の説明に供し、ロール体等の斜視
図である。第４図および第５図は成形された耐熱構造体
を示し、第４図は全体の概略斜視図、第５図は要部の正
面図である。 ■・・・波板材 ２・・・ろう材 ３・・・突部 ４・・・　ロール体 ５・・・耐熱構造体 第 ４ 図

Claims (2)

【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耐
   熱金属製の波板材と、平坦な平板状で帯状をなすろう材
   とを準備する準備工程と、 該波板材と該ろう材とを重ねて交互に巻き付けロール体
   とする成形工程と、 しかる後該ロール体を加熱し、溶融硬化した該ろう材に
   より該波板材間を接合し略ハニカム構造とするろう付工
   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。
2. （２）波形の凹凸が連続的に折曲形成された耐熱金属製
   の波板材が、略ハニカム構造のロール状に巻き付けられ
   てなる耐熱構造体であって、 隣接する該波板材における凹凸の突部のうち互いに接す
   る部分が、ろう材により接合されていること、 を特徴とする耐熱構造体。