JPH05103992A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過酷な条件下で使用される金属製の排気ガス
浄化装置において、その主要な構成部材であるハニカム
体を、熱膨脹や熱応力による変形や破損に対する耐久性
をより優れたものに改善する。 【構成】 ハニカム体を構成する部材として、相対的に
小さな波高の矩形波の波形を有するが、該波形が波の進
行方向に対する垂直線に対して、所望の傾斜角（α）を
有する傾斜矩形波帯材と、相対的に大きな波高を有する
台形波帯材を使用し、両帯材を相互に重積させてハニカ
ム体とする。

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
スの浄化手段とし排気管の途中に介装される、排気ガス
浄化用触媒を担持させるための金属製ハニカム体から成
る排気ガス浄化装置に関する。更に詳しくは、本発明は
過酷な条件下で使用されるこの種の排気ガス浄化装置に
おいて、金属製ハニカム体として、熱膨脹や熱応力によ
る変形や破損に対する耐久性を改善した排気ガス浄化装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化装置は、一
般に耐熱性の薄肉鋼板からの平板状帯材と前記薄肉鋼板
を波形成形した波板状滞材とを、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積層するか、あ
るいは階層状に重積して製作した軸方向に排気ガス通路
のための多数の網目状通気孔路（以下、セルともい
う。）を有するハニカム状積層体（以下、ハニカム体と
いう。）と、前記ハニカム体を填装し固着するための両
端が開口した筒状の金属ケースから構成されている。そ
して、前記ハニカム体と金属ケースとは、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などに
よる熱膨脹や熱的応力に耐えるように、また自動車走行
時の振動などに耐え得るようにろう接または溶接などに
より強固に固着される。なお、ハニカム体を構成する平
板状帯材と波板状帯材の当接部は種々の方法により固着
されることはいうまでもないことである。

【０００３】また、最近においては、従来のコーディエ
ライト系セラミック担体との価格競争面からハニカム体
を填装し強固に固着するための特別に製作した金属製の
ケースを使用しないもの、即ち金属製ハニカム体のみで
排気ガス浄化装置を構成しようとする動きがある。この
場合、金属製ケースを使用しないことから、金属製ケー
スの製作コスト、金属製ケースと金属製ハニカム体の填
装，固着コスト，いわゆるキャンニングコストなどが削
減され、大幅なコストメリットが生じることはいうまで
もないこである。

【０００４】しかしながら、前記した従来のハニカム体
からのみ構成される排気ガス浄化装置、あるいはハニカ
ム体と金属製ケースとから構成される排気ガス浄化装置
は、長期の使用に耐えるものではない。これは、ハニカ
ム体の軸方向（即ち、排気ガスの流入、通過方向）はも
とより、特に該軸方向に対して直角な方向（以下、ハニ
カム体の半径方向という。）において、前記した排気ガ
ス自体の高い温度や未燃焼ガスの触媒反応による発熱と
いう雰囲気下で生起する熱膨脹や熱応力に基づく大きな
変形力が、ハニカム体の中心部と外周部間の温度勾配の
差によりハニカム体の構成部材（平板状帯材と波板状帯
材）を通じてハニカム体の外周部近傍あるいはハニカム
体の外周面と金属ケースの内壁面との当接面近傍に伝播
しようとすることに基づくものである。即ち、この熱的
変形力の伝播過程において、ハニカム体の構成部材が破
損、座屈したり、更には該熱的変形力が特にハニカム体
の外周部近傍あるいはハニカム体の外周面と金属製ケー
スの内壁面との当接面近傍に集中するため、当該部位に
おいてハニカム体を構成する平板状帯材及び／又は波板
状帯材のヒビ割れ，破損，座屈が大きく、また各帯材間
の当接部やハニカム体と金属ケース間の当接部の剥離や
離体が生じるという欠点によるものである。

【０００５】前記したハニカム体の熱変形力による、特
に半径方向の耐久性を改善する方策として、次のような
ものが提案されている。

【０００６】(i) 特開昭６３−１８２０３８号公報に
は、相互に異なる波長（周期）λと波高（振幅）Ａを有
する第１の波形板と第２の波形板からハニカム体を製作
する技術が開示されている。即ち、相対的に大きな周期
と振幅を有する第１の波形板と、相対的に小さな周期と
振幅を有する第２の波形板を用いて熱変形サイクルのも
とでの半径方向の加圧と伸張力に耐えるようにしてい
る。しかしながら、この技術は第１と第２の波形板とし
て、あくまでも正弦波曲線あるいはそれに近い曲線のも
のを前提としており、これら略正弦波形のものを使用す
る場合、巻回成形などによりハニカム体を製作すると
き、剛性不足のために巻回操作中に波形が変形し所定の
セル密度のもの（規格品）が製作できなかったり、巻回
スピードとの関連でハニカム体の生産性が低かったりす
る。また、これら波板を使用すると、第１と第２の波形
板の当接部位が山と山（谷と谷）あるいは山と谷で全て
当接することにならないため（なお、このような当接関
係が当接部の強度を確保する上で好ましくないことはい
うまでもないことである。）、当接部をろう接等により
固着したとしても前記した大きな熱的変形力のもとで波
板は相互に剥離をおこし、かつこのような剥離に連動し
て種々の欠点が誘発されることになる。

【０００７】(ii) 特開昭６４−３０６５１号公報に
は、平板に波板の凸曲面部（波の山及び谷部）に面接触
する凹曲面部を形成した平板（従って、これも１種の波
板といえる。）と、波板とからハニカム体を製造する技
術が開示されている。これは、直接的には、両板を夫々
の凸／凹曲面部で面接触（内／外接）させて、接合強度
の改善とウォッシュコート時の高価なγ−アルミナの使
用量の節約をはかったものである。しかし、平板が波形
を有するため、この波形部で半径方向の熱的変形力を緩
和させることができるものである。しかしながら、この
技術も正弦波曲線の波板を用いているためハニカム体を
製作するときの剛性不足による前記した欠点を有すると
ともに、平板と波板の当接面が面接触のため平板による
熱的変形力の吸収・緩和特性が低減されてしまうという
欠点を有する。

【０００８】(iii) 実開平２−１５００３２号公報に
は、多数の小波を有する小波平板と波の頂部が平面形状
である平頭波板とを交互に重ね合わせた構造のメタル触
媒担体において、小波平板の小波の大きさを平頭波板の
平頭部に２個以上が当接するようにしたものが示されて
いる。この考案は、特にハニカム体の軸方向のフィルム
アウト現象（スコーピング）を防止することを目的とし
たものであるが、小波平板の小波形状が正弦波形で、か
つピッチ幅（一波長）が小さいため、小波平板そのもの
を製作するのに難しかったり、ハニカム体を製作すると
きに波形が伸びきってしまったり、あるいはろう接時や
触媒コーティング時に該小波の空間内で目詰つまりをお
こして背圧を大きくしてしまうなど、種々の問題点を有
する。

【０００９】

【発明が解決しようとする問題点】前記したように、こ
の種の排気ガス浄化ガス装置において、特にハニカム体
の熱的変形力に対して十分に耐えうるようにするには、
ハニカム体を構成する平板状帯材と波板状帯材との間
を、あるいはハニカム体の外周面と金属ケースの内壁面
との間を単に強固に固着すればよい、という考え方に修
正をせまるものである。本発明者は、前記した従来の排
気ガス浄化装置の欠点を解決すべく、鋭意検討を加え
た。その結果、ハニカム体を構成する従来の部材（平板
状帯材と波板状帯材）にかえて、平板状帯材を相対的に
小さな矩形波を有するとともに、波の進行方向に対する
垂直線に対して、波形が所望の傾斜角（α）を有する帯
材（以下、傾斜矩形波帯材という。）とし、かつ波板状
帯材を相対的に大きな波高の台形波を有する帯材（以
下、台形波帯材という。）とすることにより、所定のセ
ル密度を有する均質なハニカム体を効率よく製作できる
というプロセス上の利点のほかに、ハニカム体の半径方
向に伝達される熱膨脹や熱応力に基づく大きな変形力を
効率的に吸収，緩和しうることを見い出し本発明を完成
するに至った。

【００１０】

【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、波の頂部中間点と底部中間点を結ぶ直線が、
波の進行方向に対する垂直線に対して所望の傾斜角
（α）を有し、かつピッチ幅Ｐ₁ ，波高Ｈ₁ の矩形波を
有する薄肉金属板製の傾斜矩形波帯材、及び薄肉金属板
製の平坦部の長さＬ、波高Ｈ₂ の台形波を有する台形波
帯材とを相互に当接するようにして重積して製作した軸
方向に多数の網目状通気孔路を有する排気ガス浄化用触
媒を担持させるためのハニカム体からなる排気ガス浄化
装置において、前記傾斜矩形波帯材と台形波帯材が、 (i) Ｌ≧Ｐ₁ (ii)Ｈ₂ ＞Ｈ₁ の条件を満たすものであることを特徴とする排気ガス浄
化装置に関するものである。

【００１１】以下、本発明の構成について詳しく説明す
る。なお、本発明において矩形波および台形波とは、波
の断面形状が矩形体の断面形状および台形の断面形状を
連接させた形状のものをいう。金属製ハニカム体を使用
した排気ガス浄化装置において、熱膨脹や熱応力（歪）
に基づく変形力に対する耐久性を十分なものにすること
が極めて重要である。即ち、この種の金属製の排気ガス
浄化装置は、運転、停止と運転再開時にみられる加熱・
冷却サイクルの熱交番負荷は勿論のこと、走行中におい
ても過酷な熱的環境にさられるため、熱に対する耐久性
の問題は極めて重要な課題である。

【００１２】この点、走行中の状況を考察すると、排気
ガス浄化装置は、排気ガスの流量分布の相違（中央部と
周辺部の流量の相違）、及びハニカム体の表面部に担持
されたＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒と排
気ガスとの接触反応（発熱反応）により、ハニカム体の
中央部は周辺部より高温にさらされる。因みに、この種
の排気ガス浄化装置内の温度は、一般には 700〜 800℃
であるが、ＨＣ（炭化水素）が多く排出される場合には
1200℃前後にもなる。

【００１３】前記したハニカム体内部の温度勾配をさら
に詳しくみると、ハニカム体の外周部とそれより少し内
側の部位間における温度勾配は、中央部近傍における温
度勾配より著しく大きなものとなる。このことは、ハニ
カム体の外周面が直接外気と接したり、あるいはハニカ
ム体が外気や雨水などと接する筒状金属ケース内に固着
されるので、より一層、助長されることになる。

【００１４】従って、ハニカム体のみからなる（金属ケ
ースを使用しないタイプの）排気ガス浄化装置、あるい
はハニカム体と金属ケースとから構成される排気ガス浄
化装置において、ハニカム体の高温サイドの中心部から
低温サイドのハニカム体の外周面近傍部位へ、即ちハニ
カム体の半径方向への熱伝達に伴なって熱膨脹や熱応力
に基づく強い変形力（以下、熱による変形力ともい
う。）も伝播、これら部位に集中することになる。この
ハニカム体の半径方向における熱による大きな変形力
は、その伝播過程においてハニカム体の構成部材を座屈
させたり、構成部材間の当接部が強固に固着されていて
も、経時的に剥離を起こさせたり、更には各構成部材を
ヒビ割れさせたり破損させたりする。特に、この影響は
熱的変形力が集中するハニカム体の外周面近傍において
大きいものである。そして、これら剥離，ヒビ割れ，破
損と連動して、各構成部材の表面に担持された高価な触
媒層も剥離し、排気ガスの浄化能力の低下を招く。ま
た、前記した状況は金属ケース内にハニカム体が填装さ
れ、ハニカム体の最外周面が金属ケースの内壁面に強固
に固着された排気ガス浄化装置においても同じである。
この場合、大きな熱的変形力によりハニカム体の外周面
と金属ケースの内周面の固着状態が打破られ、離体状態
が誘発される。

【００１５】従って、前記した剥離などの欠点を解消な
いし抑制するためには、ハニカム体の構造において、特
にハニカム体の半径方向における熱膨脹や熱応力に基づ
く変形力を効果的に吸収，緩和させる手段を講じること
が不可欠である。

【００１６】以上の観点から、本発明において、金属製
ハニカム体の構成部材として次のものを使用する。 (i) 相対的に小さな波高の傾斜矩形波帯材 従来の平板状帯材にかえて、波の頂点と該頂部中間点と
底部中間点を結ぶ直線が、波の進行方向に対する垂直線
に対して所望の傾斜角（α）を有するとともに、ピッチ
幅Ｐ₁ ，波高Ｈ₁ の矩形波を有する薄肉金属板製の帯材
を使用する。 (ii) 台形波を有する台形波帯材 従来の正弦曲線波形をもつ波板状帯材にかえて、薄肉金
属製で平坦部の長さＬ，波高Ｈ₂ の台形波を有する帯材
を使用する。一般に、この種のハニカム体として、例え
ば１平方インチ当り400 セル（400cpsi）のセル密度を
有するハニカム体を製造する場合、帯材の板厚にもよる
が、Ｐ₁ として0.5 〜1.5mm 、Ｈ₁ として0.2 〜0.5mm
の傾斜矩形波帯材、Ｌとして0.5 〜1.5mm,Ｈ₂ として1.
0 〜1.5mm の台形波帯材が使用される。

【００１７】本発明において、前記傾斜矩形波帯材とし
て、例えばクロム鋼（クロム13〜25％）、Ｆｅ−Ｃｒ20
％−Ａｌ 5％などの耐熱性のステンレス鋼、あるいはこ
れに耐熱酸化性を改善するために希土類を加えた耐熱性
のステンレス鋼などの厚さ0.02mm〜0.1mm の平板状帯材
を、所定の傾斜した矩形波を有するように加工したもの
が、また台形波帯材として前記平板状帯材をフォーミン
グギアの間を通過させるなどして台形波形をもつように
加工したものが使用される。各帯材にＡｌを含有したス
テンレス鋼を用いると耐熱酸化性が向上し、また、熱処
理により帯材表面にウィスカー状ないしマッシュルーム
状など種々の形状のＡｌ₂ Ｏ₃ が折出し、これ排気ガス
浄化用触媒を担持するためのウォッシュコートを強固に
固着するので好ましいものである。

【００１８】本発明において前記して各帯材（傾斜矩形
波帯材と台形波帯材）は、次のような理由から使用され
るものである。即ち、相対的に小さな矩形波を有すると
ともに、各波形が波の進行方向に対する垂直線に対して
所望の傾斜角（α）を有する傾斜矩形波帯材は、その小
さな波形（マイクロコルゲーション）によりハニカム体
の半径方向の熱的変形力を効果的に吸収・緩和すること
ができる。特に、傾斜矩形波帯材において、各波形が波
の進行方向に直角な垂直線に対して所望の傾斜角（α）
を有しているため、傾斜角（α）をもたないもの（即
ち、該垂直線に対して傾斜角が０°のもの）に比較し
て、熱応力の吸収・緩和特性が格段に優れたものとな
る。これは、傾斜矩形波帯材と台形波帯材を重積してハ
ニカム体としたとき、台形波帯材間に介在する傾斜矩形
波帯材は、強力な熱応力が負荷されるとき、該傾斜した
矩形状の波形部で自身が柔軟に変形することにより熱応
力を吸収することができるためである。これに対して、
傾斜角をもたないものは、前者より剛構造であるため、
熱応力の吸収・緩和特性に劣るものである。前記した傾
斜角としては、所望のものでよいが、帯材自体の製作の
容易さ、効果の観点から５〜30°が好ましい。一方、相
対的に大きな波高を有する台形波帯材は、従来の大きな
正弦曲線波形を有する波板状帯材にかわるもので、ハニ
カム体を製作するときに波形が変形せずに所定のセル形
状とセル密度を与え、かつ前記した傾斜した小さな矩形
波（マイクロコルゲーション）を有する傾斜矩形波帯材
との当接部を確実かつ強固に接合することができる。

【００１９】本発明において、前記した各帯材のもとで
十全な効果を発現させるために、各帯材は次の条件を満
足することが好ましい。前記傾斜矩形波帯材と台形波帯
材において、Ｌ≧Ｐ₁ ，Ｈ₂ ＞Ｈ₁ の条件を満足するこ
とが好ましい。即ち、台形波帯材の平坦部に最低、１つ
の傾斜矩形波帯材が当接することが好ましい。また、こ
の条件下において、３Ｐ₁ ≧Ｌ≧Ｐ₁ ，あるいは２Ｐ₁
≧Ｌ≧Ｐ₁ という条件を設定してもよい。以下、これら
の条件について、図を参照して説明する。

【００２０】図１は、ピッチ幅Ｐ₁ ，波高Ｈ₁ の前記し
た傾斜矩形波帯材Ｂ₁ と、平坦部の長さＬ，波高Ｈ₂ の
台形波帯材Ｂ₂ を重積した状態を示すものである。図１
において、傾斜矩形波帯材Ｂ₁ は台形波帯材Ｂ₂ の長さ
Ｌの平坦部（Ｂ₂₁）において２ピッチ分が当接している
状態、即ちＬ＝２Ｐ₁ の関係のものが示されている。な
お、図１において、台形波帯材Ｂ₂ の１ピッチの長さが
Ｐ₂ であることが示され、かつ該Ｐ₂ を傾斜矩形波帯材
Ｂ₁ の１ピッチ長さＰ₁ の関係が５Ｐ₁ ＝Ｐ₂ であるこ
とも示されている。図２は、本発明で使用される傾斜矩
形波帯材Ｂ₁ の第一態様の波形形状を説明する図であ
る。その波形形状を図２の１つの波形に注目して説明す
る。矩形波の矩形部(a,b,c,d) において、頂点部(b,c)
の中間点(e) と、底部(a,d) の中間点(f) を結ぶ直線(e
f)は、f点において、波の進行方向(g) に対して垂直に
描いた垂直線(ff') に対し、所定の傾斜角（α）を有す
るものである。本発明において、前記傾斜角（α）は重
要な意義を有するものであり、この傾斜角（α）がある
ことにより、傾斜矩形波帯材はハニカム体の半径方向の
熱応力を、その波形を柔軟に変形させることにより効果
的に吸収することができる。なお、図２においてａ点及
びｄ点における垂直線に対し、辺ａｂ，ｄｃは夫々、角
度β，γを有し、β＝γであることが示されている。図
３は、傾斜矩形波帯材の第二態様の波形形状を説明する
図である。図３のものは、辺ａｄ，ｂｃの長さが相違
し、ａｄ＞ｂｃの関係をもつものが示されている。点
ａ，ｄにおける垂直線に対する角度でいえば、β＞γの
ものが示されている。図４は、傾斜矩形波帯材の第三態
様の波形形状を説明する図である。図４のものは、辺ａ
ｄ，ｂｃの長さが相違し、ａｄ＜ｂｃの関係をもつもの
が示されている。点ａ，ｄにおける垂直線に対する角度
でいえば、β＜γのものが示されている。なお、本発明
において、傾斜矩形波帯材の形状は図２〜図４に示され
たものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。この種のハニカム体において、台形波帯材Ｂ₂ の平
坦部Ｂ₂₁に、何ピッチ分の傾斜矩形波帯材Ｂ₁ を当接さ
せるかは極めて重要な点である。というのはハニカムコ
ア体の全体的な剛性とか熱応力の吸収，緩和特性を考慮
してＢ₁ のピッチ幅Ｐ₁ を小さくしていくと、Ｂ₁ とＢ
₂ の当接部において両者により形成される空間Ｓが小さ
なくり、Ｂ₁ とＢ₂ のろう接合時のろう材による目詰り
や排気ガスの背圧が大きくなるなどの悪影響が出てくる
からである。この点、両帯材Ｂ₁ とＢ₂ の当接関係を以
下に考察する。図５は、台形波帯材Ｂ₂ の平坦部Ｂ
₂₁（長さＬ）に傾斜矩形波帯材Ｂ₁ の一周期長Ｐ₁ が当
接する状態が示されている。即ち、Ｌ＝Ｐ₁ の関係を示
されている。図６は、Ｌ＜Ｐ₁ の関係を示すものであ
る。このような状態になると、Ｂ₁ に設けられる傾斜し
た波形の数が図１及び図５のものと比較して相対的に少
なくなることから熱応力の吸収・緩和の効果が少なくな
り、また、両帯材Ｂ₁ とＢ₂ の当接部で形成される空間
Ｓの断面形状がハニカム体の製造中に負荷される巻回力
等により容易に変形してしまうため、均一なセル形状を
有するハニカム体が製造できなくなる等の欠点が大きく
なる。従って、両帯材Ｂ₁ とＢ₂ の当接部で形成される
空間部Ｓでの目詰りや排気ガスの背圧増大の問題、更に
は該空間部Ｓ内に担持される触媒の活性（目詰りによる
触媒の不活性化）、等を勘案して両帯材Ｂ₁ とＢ₂ の適
切な組合せ条件を求めなければならない。

【００２１】以上の観点から、本発明においては、傾斜
矩形波帯材Ｂ₁ のピッチ幅Ｐ₁ と台形波帯材Ｂ₂ の平担
部Ｂ₂₁の長さＬの関係を、一般的にはＬ≧Ｐ₁ に設定す
る。この条件下で例えば３Ｐ₁ ≧Ｌ≧Ｐ₁ ，あるいは２
Ｐ₁ ≧Ｌ≧Ｐ₁ などの条件が設定される。また、両帯材
の波高（振幅）に関しては、ハニカム体のセル密度、背
圧の増大、帯材自体の製造の客易性等を勘案して、Ｈ₂
＞Ｈ₁ の条件、好ましくは 1/2Ｈ₂ ≧Ｈ₁ ≧1/10Ｈ₂ の
条件が満足されればよい。

【００２２】本発明の金属製ハニカムは、前記したピッ
チ幅Ｐ₁ と波高Ｈ₁ を有する傾斜矩形波帯材と平坦部長
さＬと波高Ｈ₂ を有する台形波帯材を使用して製作され
るもので、例えば図７〜図８に示されるものであり、通
常の方法により製作される。即ち、ハニカム体(1) は、
図７に示されるように、前記した条件を満足する耐熱性
の薄肉鋼板からなる厚さ 0.03 〜0.1mm 程度の傾斜矩形
波帯材（Ｂ₁ ) と、台形波帯材（Ｂ₂ ）を相互に当接部
を有するように重積し、次いで両者を一括渦巻状に巻回
積層することにより製作される。この巻回積層により、
排気ガスの通路となる多数の網目状通気孔路（セル）
（Ｃ）は自動的に形成される。また、ハニカム体(1)
は、図８に示されるように、傾斜矩形波帯材（Ｂ₁ ) と
台形波帯材（Ｂ₂ ) を相互に当接するように重積し、こ
れを階層状に積層成形して製作してもよい。

【００２３】本発明において、前記ハニカム体(1) を内
部に填装し、固着するための金属ケース(2) としては両
端が開口していれば、その形状に何らの制限を受けるも
のではない。図７〜図８には、断面円形状のものと、断
面レーストラック状（長円形状）のものが示されている
が、これに限定されない。例えば、車体下部のスペース
に適合させるために、断面略三角形の金属ケースを用い
て排気ガス浄化装置を構成してもよい。金属ケースの素
材として、前記ハニカム体と同種の耐熱鋼を用いてもよ
いし、耐熱耐食性の富むものを用いてもよい。また、外
側部分の金属材料を内側部分より耐熱耐食性に富むもの
とした二重構造のもの、具体的には内側部分にフュライ
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
レス鋼を用いたクラッド鋼などを用いても良い。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく
説明するが、本考案は実施例のものに限定されるもので
はない。 (i) 傾斜波形帯材／台形波帯材の製作 Ｆｅ−Ｃｒ20％−Ａｌ 5％−Ｃｅ0.02％の耐熱鋼の厚さ
0.04mm，幅74.5mmの薄肉鋼帯からなる平板状帯材を用い
て図１及び図２に示される形状を有する傾斜矩形波帯材
（Ｂ₁ ) と台形波帯材（Ｂ₂ ）を調製した。即ち、傾斜
矩形波帯材（Ｂ₁ ) のピッチ幅（Ｐ₁ ) を0.9mm ，波高
（Ｈ₁ ) を0.3mm 、かつ傾斜角αを略20°とし、一方、
台形波帯材（Ｂ₂ ) のピッチ幅（Ｐ₂ ) を2.4mm ，平坦
部（Ｂ₂₁) の長さＬを1.0mm ，波高（Ｈ₂ ) を1.3mm と
した。 (ii) ハニカム体の製作 次いで、前記傾斜矩形波帯材（Ｂ₁ ) と台形波帯材（Ｂ
₂ ) を図７に示されるように相互に重積し、これを一括
巻回積層して、軸方向に多数の網目状通気孔路（セル密
度 300cpsi）を有する外径70mmのハニカム体を製作し
た。なお、巻回操作によるハニカム体の製作時に、台形
波帯材の台形形状は形くずれせず、所定のセル密度のも
のに効率よく巻回積層することができた。次に、前記ハ
ニカム体を内径約70mmの耐熱鋼(JIS G4312 SUH310S) 製
の金属ケース内に填装し、ハニカム体の両端部及びその
近傍部位（端部より10mmの領域）をニッケル系ろう材の
スラリーに浸漬し、乾燥後真空炉により熱処理してハニ
カム体と金属ケースをろう付により固着した。次に、以
上のようにして製作した排気ガス浄化装置に触媒担持層
を次のようにして形成させた。即ち、ハニカム体を構成
する各帯材の表面に活性アルミナ（γ−Ａｌ₂ Ｏ₃ ）粉
末とアルミナゾルを配合したスラリーを塗布し、これを
600℃に加熱処理して触媒担持層を形成した。 （性能評価）前記した触媒担持層を有する排気ガス浄化
装置を、常温〜 900℃間の 100サイクルの急熱急冷試験
（バーナースポーリング試験）、及び振動試験を行なっ
たところ、ハニカム体の構成部材はどの部位においても
座屈，亀裂，破損がみられず、また当接部の剥離や離体
も観察されなかった。さらに、触媒担持層の落下，剥離
も観察されなかった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置において、特
に過酷な熱的条件下にさらされるハニカム体部は、その
構成部材として、特定のピッチ幅と波高及び特定形状の
波形を有する傾斜矩形波帯材と特定の平坦部の長さと波
高を有する台形波帯材とを用いることによって製作され
る。これにより、本発明のハニカム体は、熱による変形
力、特にハニカム体の半径方向に負荷される大きな熱に
よる変形力を該傾斜矩形波帯材と台形波帯材との共同作
業のもとで効果的に吸収・緩和することができる。これ
は、ハニカム体の構成部材として、マイクロコルゲーシ
ョン（小さな波形）を傾斜させるという特定の波形構造
を有する傾斜矩形波帯材を用いるとともに、該傾斜矩形
波帯材と特定の関係にある台形波帯材を用いることによ
って、熱膨脹，収縮に対する追随性を大幅に向上させる
ことができるためであって、これによりハニカム体の構
成部材の座屈，亀裂、破損、及び部材間の当接部の離体
を効果的に防止することができる。また、本発明におい
てハニカム体を構成する傾斜矩形波帯材と台形波帯材の
当接部は強固に接合されるため、耐振性，耐久性に優れ
たハニカム体となる。更に、前記した効果と関連してハ
ニカム体の壁面に形成される排気ガス浄化用触媒を担持
するための触媒担持層の落下，剥離も効果的に防止され
る。このほか、更に、本発明においては、ハニカム体を
製作するときに、その構成部材として従来の正弦波形の
波板にかえて台形波形を有する帯材を用いているため、
ハニカム体の製作時に従来の正弦波形の波板より剛性が
高いためセル形状がつぶれたりせず、効率的に所定のセ
ル密度を有する均一なハニカム体を製作することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 傾斜矩形波帯材Ｂ₁ と台形波帯材Ｂ₂ との第
一の当接関係を示す図である。

【図２】 傾斜矩形波帯材Ｂ₁ の第一態様の波形形状を
示す図である。

【図３】 傾斜矩形波帯材Ｂ₁ の第二態様の波形形状を
示す図である。

【図４】 傾斜矩形波帯材Ｂ₁ の第三態様の波形形状を
示す図である。

【図５】 傾斜矩形波帯材Ｂ₁ と台形波帯材Ｂ₂ との第
二の当接関係を示す図である。

【図６】 傾斜矩形波帯材Ｂ₁ と台形波帯材Ｂ₂ との第
三の当接関係を示す図である。

【図７】 本発明のハニカム体を円筒状金属ケース内に
固着して製作した排気ガス浄化装置の斜視図である。

【図８】 本発明のハニカム体を断面レーストラック状
金属ケース内に固着して製作した排気ガス浄化装置の斜
視図である。

【符号の説明】

１・・・・・・ハニカム体 Ｂ₁ ・・・・傾斜矩形波帯材 Ｂ₂ ・・・・台形波帯材 Ｃ・・・・・網目状通気孔路（セル） ２・・・・・・金属ケース

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波の頂部中間点と底部中間点を結ぶ直線
   が、波の進行方向に対する垂直線に対して所望の傾斜角
   （α）を有し、かつピッチ幅Ｐ₁ ，波高Ｈ₁ の矩形波を
   有する薄肉金属板製の傾斜矩形波帯材、及び薄肉金属板
   製の平坦部の長さＬ、波高Ｈ₂ の台形波を有する台形波
   帯材とを相互に当接するようにして重積して製作した軸
   方向に多数の網目状通気孔路を有する排気ガス浄化用触
   媒を担持させるためのハニカム体からなる排気ガス浄化
   装置において、前記傾斜矩形波帯材と台形波帯材が、 (i) Ｌ≧Ｐ₁ (ii)Ｈ₂ ＞Ｈ₁ の条件を満たすものであることを特徴とする排気ガス浄
   化装置。
2. 【請求項２】 傾斜角（α）が５〜30°である請求項第
   １項に記載の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 傾斜矩形波帯材と台形波帯材が、３Ｐ₂
   ≧Ｌ＞Ｐ₁ ，Ｈ₂ ＞Ｈ₁ の条件を満たすものである請求
   項第１項に記載の排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 傾斜波形帯材と台形波帯材が、２Ｐ₂ ≧
   Ｌ＞Ｐ₁，Ｈ₂ ＞Ｈ₁ の条件を満たすものである請求項
   第１項に記載の排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 Ｈ₁ がＨ₂ の 1/2〜1/10である請求項第
   １項に記載の排気ガス浄化装置。
6. 【請求項６】 傾斜矩形波帯材において、波の頂部の長
   さと波の底部の長さが同一長さであるか、または相違す
   るものである請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。
7. 【請求項７】 ハニカム体が傾斜矩形波帯材と台形波帯
   材とを相互に当接するように重積し、これを一括渦巻状
   に巻回積層して製作したものである請求項第１項に記載
   の排気ガス浄化装置。
8. 【請求項８】 ハニカム体が傾斜矩形波帯材と台形波帯
   材とを相互に当接するように階層状に重積して製作した
   ものである請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。
9. 【請求項９】 ハニカム体が、金属ケース内で固着され
   たものである請求項第１項に記載の排気ガス浄化装置。
10. 【請求項１０】 金属ケースが、断面円形である請求項
    第９項に記載の排気ガス浄化装置。
11. 【請求項１１】 金属ケースが、断面レーストラック形
    状である請求項第９項に記載の排気ガス浄化装置。