JPH0824670A - 排気ガス浄化用メタルハニカム体 - Google Patents

排気ガス浄化用メタルハニカム体

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JPH0824670A
JPH0824670A JP6180494A JP18049494A JPH0824670A JP H0824670 A JPH0824670 A JP H0824670A JP 6180494 A JP6180494 A JP 6180494A JP 18049494 A JP18049494 A JP 18049494A JP H0824670 A JPH0824670 A JP H0824670A
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gas purifying
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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
浄化装置の主要な構成要素であるメタルハニカム体を、
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】 薄肉金属板製の異なる二種の波形帯材を交互
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ハニカム構造の排気ガス浄化触
媒を担持させるための排気ガス浄化用メタルハニカム体
において、前記異なる二種の波形帯材が、 （ｉ） 略
正三角形を長手方向に連接させた構造の三角波形を有す
る第一波形帯材（１）、及び （ｉｉ）略正弦波を有す
る第二波形帯材（２）、とから構成されたことを特徴と
する排気ガス浄化用メタルハニカム体。

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
ス浄化装置の主要な構成要素として使用される排気ガス
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の主要な構成要素である金
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ものを提供しようとするも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化装置（Ａ'
）は、一般に図５〜図７に示されているように耐熱性
の薄肉鋼板からの平板状帯材（１' ）と前記薄肉鋼板を
波形成形した波板状帯材（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積層する
か（図５参照）、あるいは階層状に重積して（図６参
照）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（３）（以下、セルともいう。）を有するハ
ニカム状積層体（Ｈ' ）（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
した筒状の金属製ケース（４）から構成されている。図
７は、前記巻回タイプ（図５参照）及び積層（階層）タ
イプ（図６参照）のハニカム体（Ｈ' ）を構成する平板
状帯材（１' ）と波板状帯材（２' ）の構造と配設関係
を示すものである。なお、前記したように排気ガス浄化
装置は、金属製のハニカム体（メタルハニカム体）と金
属製ケース（メタルケーシング）から構成されているた
め、メタルコンバータなどともいわれている。そして、
前記ハニカム体と金属製ケースとは、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絶え得るように、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に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
もないことである。
【０００４】しかしながら、前記した従来の平板状帯材
と波板状帯材で製造されたハニカム体のみから構成され
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
耐え得るものではない。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
前記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と排気ガス浄化用触媒との触媒反応
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製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。
【０００５】前記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変形、座屈し、あるいは亀裂や破損
を起こす。特に、熱的変形力は、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
カム体を構成する薄肉金属板製の平板状帯材及び／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の間の当接部の
剥離や離体が誘発される。これらは排気ガス浄化装置の
耐久性を大きく損なうものである。
【０００６】前記したハニカム体の熱変形力による、特
に変形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。
【０００７】(i) 特開昭６３−１８２０３８号公報に
は、相互に異なる波長（周期）と波高（振幅）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長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使
用することを前提としており、従って第１と第２の波形
板の全ての当接部位が山と谷（あるいは谷と山）の部位
におい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。
【０００８】(ii) 特開昭６４−３０６５１号公報に
は、平板に波板の凸曲面部（波の山部及び谷部）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α−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。
【０００９】(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、あるいはろう接合時や触媒
コーティング時に該小波の空間内で目詰まりをおこして
背圧を大きくしてしまうなど、種々の問題点を有する。
【００１０】(iv) 実開平２−８３０３３号公報には、
下部の開口を狭くするとともに上部を広くした構造の変
形波形板、例えばΩ形状（オメガ文字形状）や逆三角形
形状（交互に三角形を逆方向に配列したもの）を有する
変形波形板を単独に使用して触媒担体を構成する技術が
開示されている。しかしながら、これら変形波形板のみ
から製作したハニカム体は剛構造のものであり、熱変形
力の吸収、緩和効果において不十分なものである。
【００１１】
【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適用されるハニカム体に
おいて、熱的変形力に対して耐え得る構造のものにする
努力が払われているが、いまだ十分なものではない。本
発明者は、前記した従来の排気ガス浄化用ハニカム体の
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、(i) 略正三角形を長手方向に連接させた
構造の三角波形を有する第一波形板と、(ii)略正弦波形
を有する第二波形帯材（２）を用いてハニカム体を構成
したとき、剛構造と柔構造のバランスのとれたハニカム
体が得られること、従って、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。
【００１２】
【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、薄肉金属板製の異なる二種の波形帯材を交互
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ハニカム構造の排気ガス浄化触
媒を担持させるための排気ガス浄化用ハニカム体におい
て、前記異なる二種の波形帯材が、(i) 略正三角形を長
手方向に連接させた構造の三角波形を有する第一波形帯
材（１) 、及び(ii) 略正弦波を有する第二波形帯材
（２）、とから構成されたことを特徴とする排気ガス浄
化用ハニカム体に関するものである。
【００１３】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて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。
【００１４】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、熱膨張や熱応力（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（メタル
コンバータ）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印加は勿論のこと、走行中に
おいても過酷な熱的環境にさらされるため、熱に対する
耐久性の問題は極めて重要な課題である。
【００１５】この点、走行中の状況を考察すると、排気
ガス浄化装置は、排気ガスの流速分布の相違（中央部と
周辺部の流速の相違）、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７００〜８０
０℃であるが、ＨＣ（炭化水素）が多く排出される場合
には１０００℃前後にもなる。
【００１６】前記したハニカム体内部の温度勾配をさら
に詳しく見ると、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製ケース内に固
着されるので、より一層、助長されることになる。
【００１７】従って、ハニカム体のみからなる（金属製
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製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。）が伝播し、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変形
や座屈させたり、当接部が強固に固着されている構成部
材間を経時的に剥離させたり、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。
【００１８】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が大きく低下する。また、
前記した状況は金属製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製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
周面と金属製ケースの内周面との固着状態が打ち破ら
れ、両要素の離体が起こり耐久性を大きく損ねる。
【００１９】従って、前記したハニカム体の構成部材に
見られる変形、座屈、破損などの欠点、更にはハニカム
体と金属製ケースとの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。
【００２０】以上の観点から、本発明は、金属製ハニカ
ム体の構成部材として、(i) 略正三角形を帯材の長手方
向に連接させた構造の三角波形を有する第一波形帯材
（１）、及び、(ii) 略正弦波を有する第二波形帯材
（２）、の二種の波形帯材を使用する。
【００２１】図１は、前記第一波形帯材（１）と第二波
形帯材（２）の構造を説明するものであり、前記図７
（従来技術）に対応する図である。図２は、前記第一波
形帯材（１）の拡大正面図である。図示されるように、
特に図２に示されるように第一波形帯材（１）は、その
連接単位（繰返しの最小単位）である略正三角形を帯材
の長手方向に、その二辺（１１、１１）を共有させて連
接されることにより構成されるものである。また、他の
一辺（１２）は、連接により前記二辺（１１、１１）の
上下に平行な頂板を形成するものである。
【００２２】本発明において、各略正三角形が連接され
るときに形成される頂部（１ａ）は、各連接単位が略正
三角形を構成するように、また前記第二波形帯材（２）
の頂部（波の山部及び谷部）が落ち込まないように、極
力、閉塞状態を維持することが好ましい。前記した意味
において「略」正三角形という用語とその形状が解され
るべきである。本発明において、前記第一波形帯材
（１）は、メタルハニカム体の剛性構造と柔構造を付与
する上で重要である。図３は、前記第一波形帯材（１）
の製造例の一例を示すものであり、（ａ）工程で矩形波
の波材を形成し、（ｂ）工程により各矩形波を横方向か
ら圧縮するなどして略正三角形状にすればよい。
【００２３】本発明において、前記略正弦波を有する第
二波形帯材（２）は、一般にこの種のメタルハニカム体
の製造に使用されている波形構造を有するのものでよ
い。前記第二波形帯材（２）において、連接単位（繰返
しの最小単位）、即ち正弦波単位において、その頂部
（山部または谷部）の曲率（Ｒ）は、所望のものであっ
てよい。この意味において、「略」正弦波という用語と
その形状が解されるべきである。本発明において、前記
第二波形帯材（２）と第一波形波部（１）の当接部は、
少なくともその一部が固着されるものであり、例えばろ
う材によりろう接合されるものである。従って、当接部
においてろう材フィレットの形成部分を極力、小さなも
のとし、触媒の担持量を増やすためには、前記第二波形
帯材（２）の頂部（山部または谷部）の曲率（Ｒ）が小
さいものが好ましいことはいうまでもないことである。
【００２４】本発明において、前記第一波形帯材（１）
及び第二波形帯材（２）の各波形の形状は、特に制約を
受けるものではない。一般的には、第一〜第二波形帯材
（１、２）の波高（高さ）として、０．８mm〜５mm、第
二波形帯材（２）のピッチ幅として２mm〜１０mmが採用
される。
【００２５】本発明において、前記メタルハニカム体を
構成する第一波形帯材（１）及び第二波形帯材（２）
は、通常のメタルモノリスタイプの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 −Ｃr２０％−Ａl ５％などの
耐熱性のステンレス鋼、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（ＲＥＭ）を加えた耐熱性の
ステンレス鋼など、厚さが０．０４mm〜０．１mm程度の
帯材を所望の波形を有するように加工して調製される。
なお、前記第一波形帯材（１）と第二波形帯材（２）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、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（Ａl 2 Ｏ3 ）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
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。
【００２６】図４は、本発明の前記第一波形帯材（１）
と第二波形帯材（２）から成るメタルハニカム体（Ｈ）
をメタルケーシング（４）内に収容、固着して製作した
排気ガス浄化装置（Ａ）の正面図であり、図６（従来技
術）に対応するものである。なお、図４は、図中の構成
を明確化するために二組の第一波形帯材と一組の第二波
形帯材のみを示し、他を省略している。本発明におい
て、前記第一〜第二波形帯材（１、２）を使用してメタ
ルハニカム体（Ｈ）を製作する場合、製作するメタルハ
ニカム体（Ｈ）の構造は図４の積層（階層）タイプに限
定されない。例えば、従来技術のところで説明した巻回
タイプ、あるいは当業界において特開昭６２−２７３０
５１、特公表３−５０２５４４号、特公表３−５０２６
６０号、特開平４−２２７８５５号などに開示されてい
るＳ字状タイプ、巴状タイプ、Ｘ−ラップタイプなどと
して知られている構造のものであってもよい。また、メ
タルハニカム体（Ｈ）の正面（断面）形状も図示の円形
のものに限定されずに、楕円形状、レーストラック形状
など所望する任意形状のものであってもよい。
【００２７】図４に示されるように、本発明のメタルハ
ニカム体（Ｈ）はメタルケーシング（４）内に収容、固
着されて排気ガス浄化装置（Ａ）とされるものである。
前記したメタルケーシング（４）としては、両端部が開
口していればその形状、構造に特段の制約を受けるもの
ではない。即ち、メタルケーシング（４）の正面（断
面）形状は、収容されるメタルハニカム体（Ｈ）の形状
に適合した任意形状のものが採用される。また、メタル
ケーシング（４）の材質としては、前記ハニカム体を構
成する帯材（１、２）と同種の耐熱鋼を用いてもよい
し、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用いたクラッド鋼な
どを用いても良い。
【００２８】
【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。 (i) 第一及び第二波形帯材の製作 Ｆe −Ｃr ２０％−Ａl ５％−Ｃe ０．０２％の耐熱鋼
の厚さ０．０４mm、幅７４．５mmの薄肉鋼帯から図１に
示される波形を有する第一波形帯材（１）と第二波形帯
材（２）を調製した。即ち、第一波形帯材（１）の略正
三角形の一辺を１．２mmとし、一方第二波形帯材（２）
のピッチ幅２．５mm、波高１．２mmとした第一〜第二波
形帯材（１、２）を調製した。 (ii) ハニカム体の製作 次いで、第一〜第二波形帯材（１、２）を図４に示され
るように交互に積層しハニカム構造の円筒状（外径７０
mm）ハニカム体を製作した。次に、前記ハニカム体を内
径約７０mmの耐熱鋼(JIS G4312 SUH310S) 製のメタルケ
ーシング内に填装し、ハニカム体の両端及びその近傍部
位（端部より１０mmの領域）をニッケル系高温ろう材の
スラリーに浸漬し、乾燥後真空炉により熱処理してハニ
カム体とメタルケーシング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−Ａl 2 Ｏ
3 ）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。
【００２９】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置の主要な構成
要素として使用されるハニカム体は、波形形状が異なる
二種の特定形状の波形帯材、より具体的には(i) 略正三
角形を長手方向に連接させた構造の第一波形帯材と (i
i) 略正弦波を有する第二波形帯材とから構成されるも
のである。前記異なる二種の波形帯材において、特に第
一波形帯材はハニカム体に剛性を付与する上で、かつ第
二波形帯材との共働によりハニカム体内部に発生する大
きな熱応力に基づく変形力を吸収・緩和させる上で重要
な働きをするため、本発明により剛構造と柔構造の両特
性を備えた排気ガス浄化用ハニカム体が提供される。即
ち、本発明の排気ガス浄化用ハニカム体は、特定の波形
構造の二種の波形帯材を用いることにより、過酷な熱的
条件下でハニカム体内部に発生する熱膨脹、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、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、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の略正三角波形を有する第一波形帯材
と略正弦波形を有する第二波形帯材の当接関係を示す図
である。
【図２】 本発明の略正三角波形を有する第一波形帯材
の拡大図である。
【図３】 本発明の略正三角波形を有する第一波形帯材
の製造態様を説明する図である。
【図４】 本発明の第一波形帯材と第二波形帯材とから
なる積層（階層）タイプのハニカム体を利用した排気ガ
ス浄化装置の一部を省略した正面図である。
【図５】 従来の平板状帯材と波板状帯材とからなる巻
回タイプのハニカム体を利用した排気ガス浄化装置の斜
視図である。
【図６】 従来の平板状帯材と波板状帯材とからなる積
層（階層）タイプのハニカム体を利用した排気ガス浄化
装置の正面図である。
【図７】 従来の平板状帯材と波板状帯材の当接関係を
示す図である。
【符号の説明】
Ｈ ……… 本発明のハニカム体 Ｈ' ……… 従来のハニカム体 Ａ，Ａ' ……… 排気ガス浄化装置 １ ……… 第一波形帯材 ２ ……… 第二波形帯材 ３ ……… セル（網目状通気孔路） １' ……… 従来の平板状帯材 ２' ……… 従来の波板状帯材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年５月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 排気ガス浄化用メタルハニカム体
【特許請求の範囲】
【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
ス浄化装置の主要な構成要素として使用される排気ガス
浄化用触媒を担持させるための金属製のハニカム体（以
下、メタルハニカム体という。）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
ガス浄化装置の主要な構成要素であるメタルハニカム体
として、熱膨脹や熱応力による変形や破損に対する耐久
性を改善したものを提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の排気ガス浄化装置
（Ａ′）の構成は、図５〜図７に示されている。即ち、
従来の典型的な排気ガス浄化装置（Ａ´）は、耐熱性の
薄肉鋼板製の平板状帯材（１′）と前記薄肉鋼板を波形
成形した波板状帯材（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するか
（図５参照）あるいは階層状に重積して（図６参照）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（３）（以下、セルともいう。）を有するハニカム
構造の積層体、即ちメタルハニカム体（Ｈ′）と、前記
メタルハニカム体（Ｈ´）を填装し固着するための両端
が開口した筒状の金属製ケース（以下、メタルケースと
いう。）（４）とから構成される。なお、図７は、前記
巻回タイプ（図５参照）及び積層（階層）タイプ（図６
参照）のメタルハニカム体（Ｈ′）を構成する平板状帯
材（１′）と波板状帯材（２′）の構造、及びこれら帯
材（１´、２´）の配設関係を示すものである。当業界
において、前記した排気ガス浄化装置（Ａ´）は、メタ
ルハニカム体とメタルケースとから構成されているた
め、メタルコンバータなどともいわれている。そして、
前記排気ガス浄化装置（Ａ´）において、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得るように、また自動車走
行時の振動などに耐え得るように、メタルハニカム体を
構成する平板状帯材と波板状帯材の当接部及びメタルハ
ニカム体とメタルケースとの当接部は、ろう接または溶
接などの種々の固着手段により強固に固着される。
【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製のハニカム体を主要な構成要素と
する排気ガス浄化装置との価格競争の面から、メタルハ
ニカム体を填装し強固に固着するために、別途に特別に
製作したメタルケースを使用しないもの、即ちメタルハ
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、メタルケースを使用しないことか
ら、メタルケースの製作コスト、メタルケースとメタル
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とである。
【０００４】しかしながら、前記した従来の薄肉金属板
製の平板状帯材と波板状帯材を使用して製造されたメタ
ルハニカム体のみから構成される排気ガス浄化装置、あ
るいはメタルハニカム体とメタルケースとから構成され
る排気ガス浄化装置は、長期の使用に耐え得るものでは
ない。これは、メタル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、特に前記軸方向に
対して直角な方向（以下、メタル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
や未燃焼ガスと排気ガス浄化用触媒との触媒反応による
発熱という高温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、メタルハニカム体の中心部と外周
部との間の温度勾配の差によりメタルハニカム体の構成
部材（平板状帯材と波板状帯材）を通じてメタルハニカ
ム体の外周部近傍あるいはメタルハニカム体の外周面と
メタル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。
【０００５】前記熱的変形力の伝播過程において、メタ
ルハニカム体の構成部材が変形、座屈し、あるいは亀裂
や破損を起こす。特に、熱的変形力は、メタルハニカム
体の外周部近傍あるいはメタルハニカム体の外周面とメ
タルケースの内壁面との当接面近傍に集中するため、当
該部位においてメタルハニカム体を構成する薄肉金属板
製の平板状帯材及び／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メタルハニ
カム体とメタルケースの間の当接部の剥離や離体が誘発
される。これらは排気ガス浄化装置の耐久性を大きく損
なうものである。
【０００６】前記したメタルハニカム体の熱的変形力に
よる、特にメタルハニカム体の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。
【０００７】（ｉ）特開昭６３−１８２０３８号公報
は、相互に異なる波長（周期）と波高（振幅）を有する
第１の波形板と第２の波形板からメタルハニカム体を製
作する技術を開示している。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長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、正弦波曲線あるいはそれに近い曲線のものを使用す
ることを前提としており、また第１波形板と第２波形板
の当接関係において、両波形板の当接部位が、それぞれ
の山と谷（あるいは谷と山）の部位において当接する構
造をとることが困難なものである（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いことはい
うまでもないことである）。このため、両波形板の当接
部をろう接等により固着したとしても、前記した大きな
熱的変形力のもとにおいて両波形板は相互に剥離をおこ
し、かつ前記した剥離に連動して波形板の破損など種々
の欠点が誘発されることになる。
【０００８】（ｉｉ） 特開昭６４−３０６５１号公報
は、平板に波板の凸曲面部（波の山部及び谷部）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、波板とからメタルハニカム体を製
造する技術を開示している。これは、直接的には、両板
（平板と波板）を夫々の凸／凹曲面部で面接触（内接／
外接）させて、接合強度の改善とウォッシュコート（ｗ
ａｓｈｃｏａｔ）層の形成時の高価なα−アルミナの使
用量の節約をはかったものである。そして、その副次的
な効果として、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、前記した提案においても、平板に
形成された凸曲面部の多くが波板の山部（または谷部）
と面接触するため、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ものであ
る。
【０００９】（ｉｉｉ）実開平２−１５００３２号公報
は、多数の小波を有する小波平板（マイクロコルゲーシ
ョンともいわれている。）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を開示している。この考
案は、特にメタル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（波長）が小さいため、小波平板そのものを製作す
るのが困難であったり、メタルハニカム体を巻回成形に
より製作するときに加工応力の印加により波形が伸びき
ってしまったり、あるいはろう接合時や触媒コーティン
グ時に該小波部分が目詰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ものである。
【００１０】（ｉｖ） 実開平２−８３０３３号公報
は、下部の開口を狭くするとともに上部を広くした変形
波形の波形構造を有する波形板、例えばΩ形状（オメガ
文字形状）や逆三角形形状（交互に三角形を逆方向に配
列したもの）を有する変形波形板を単独に使用してメタ
ル触媒担体を構成する技術が開示されている。しかしな
がら、メタル触媒担体を構成するメタルハニカム体は、
前記した変形波形板のみから製作されているため、剛構
造のものであり、熱変形力の吸収、緩和効果において不
十分なものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする問題点】前記したように、排
気ガス浄化ガス装置に適用されるメタルハニカム体にお
いて、熱的変形力に対して耐え得る構造のものにする努
力が払われているが、いまだ十分なものではない。本発
明者は、前記した従来の排気ガス浄化装置の主要な構成
要素であるメタルハニカム体の欠点を解決すべく、鋭意
検討を加えた。その結果、メタル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、
（ｉ）略正三角形を長手方向に連接させた構造の三角波
形を有する第一波形板と、（ｉｉ）略正弦波形を有する
第二波形帯材（２）を用いてメタルハニカム体を構成し
たとき、剛構造と柔構造のバランスのとれたメタルハニ
カム体が得られること、従って、メタルハニカム体の半
径方向に伝達・伝播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、緩和し得ることを見い出し本
発明を完成するに至った。
【００１２】
【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、薄肉金属板製の異なる二種の波形帯材を交互
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ハニカム構造の排気ガス浄化触
媒を担持させるための排気ガス浄化用メタルハニカム体
において、前記異なる二種の波形帯材が、（ｉ） 略正
三角形を長手方向に連接させた構造の三角波形を有する
第一波形帯材（１）、及び（ｉｉ） 略正弦波を有する
第二波形帯材（２）、とから構成されたことを特徴とす
る排気ガス浄化用メタルハニカム体に関するものであ
る。
【００１３】以下、本発明の技術的構成及び実施態様に
ついて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。
【００１４】メタルハニカム体を使用した自動車用排気
ガス浄化装置において、熱膨張や熱応力（歪）に基づく
変形力（以下、熱による変形力ともいう。）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（メタルコンバ
ータ）は、運転、停止、運転再開時にみられる加熱・冷
却サイクルの熱交番付加は勿論のこと、走行中において
も過酷な熱的環境にさらされるため、熱による変形力に
対する耐久性の確保は極めて重要な課題である。
【００１５】この点、走行中の状況を考察すると、排気
ガス浄化装置は、排気管路内の排気ガスの流速分布の相
違（中央部と周辺部の流速の相違）、及びメタルハニカ
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、メタル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１０００℃前後にもな
る。
【００１６】前記したメタルハニカム体内部の温度勾配
をさらに詳しく見ると、メタル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、メタルハニカム体の外周面が直接外気と接した
り、あるいはメタルハニカム体が外気や雨水などと接す
る筒状金属製ケース内に固着されるため、より一層、助
長されることになる。
【００１７】従って、メタルハニカム体のみからなる
（メタルケースを使用しないタイプの）排気ガス浄化装
置、あるいはメタルハニカム体とメタルケースとから構
成される排気ガス浄化装置において、メタルハニカム体
の高温サイドの中心部から低温サイドの外周面近傍部位
へ、即ちメタル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（熱による変形
力）が伝播し、これら部位に集中することになる。前記
したメタルハニカム体の半径方向における大きな熱によ
る変形力は、その伝播過程においてメタルハニカム体の
構成部材を変形や座屈させたり、ろう接合などにより強
固に固着されている構成部材間の当接部を経時的に剥離
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、熱による変形力が集中
するメタルハニカム体の外周部の近傍部位において大き
いものである。
【００１８】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が大きく低下する。また、
前記した状況はメタルケース内にメタルハニカム体が填
装され、メタルハニカム体の最外周面がメタルケースの
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、大きな熱による変形力によりメ
タルハニカム体の外周面と金属製ケースの内周面との固
着状態が打ち破られ、両要素の離体が起こり耐久性を大
きく損ねる。
【００１９】従って、前記したメタルハニカム体の構成
部材に見られる変形、座屈、破損などの欠点、更にはメ
タルハニカム体とメタルケースとの剥離などの欠点を解
消ないし抑制するためには、メタルハニカム体の構造に
おいて、特にメタル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
手段を講じるとが不可欠である。
【００２０】以上の観点から、本発明は、メタルハニカ
ム体の構成部材として、（ｉ） 略正三角形を帯材の長
手方向に連接させた構造の三角波形を有する第一波形帯
材（１）、及び、（ｉｉ） 略正弦波を有する第二波形
帯材（２）、の二種の波形帯材を使用する。
【００２１】図１は、前記第一波形帯材（１）と第二波
形帯材（２）の構造を説明するものであり、前記図７
（従来技術）に対応する図である。図２は、前記第一波
形帯材（１）の拡大正面図である。図示されるように、
特に図２に示されるように第一波形帯材（１）は、その
連接単位（繰返しの最小単位）である略正三角形を帯材
の長手方向に、その二辺（１１、１１）を共有させて連
接されることにより構成されるものである。従って、他
の一辺（１２）は、前記二辺（１１、１１）の上下に配
置し、かつ前記連設単位の連接により平行な頂板を形成
するものである。
【００２２】本発明において、各略正三角形（連接単
位）が連接されるときに形成される頂部（１ａ）は、各
連接単位が略正三角形を構成するように、また前記第二
波形帯材（２）の頂部（波の山部及び谷部）が落ち込ま
ないように、極力、閉塞状態を維持することが好まし
い。本発明において、前記した意味において「略」正三
角形という用語が使用されている。本発明において、前
記第一波形帯材（１）は、メタルハニカム体の剛性構造
と柔構造を付与する上で極めて重要である。図３は、前
記第一波形帯材（１）の製造例の一例を示すものであ
り、（ａ）工程で矩形波の波材を形成し、（ｂ）工程に
より各矩形波を横方向から圧縮するなどして略正三角形
状にすればよい。
【００２３】本発明において、前記略正弦波を有する第
二波形帯材（２）は、この種のメタルハニカム体の製造
に使用されている波形構造を有するのもので構成され
る。前記第二波形帯材（２）において、連接単位（繰返
しの最小単位）、即ち正弦波単位において、その頂部
（山部または谷部）の曲率半径（Ｒ）は、所望のもので
あってよい。本発明において、前記した意味において
「略」正弦波という用語が使用されている。本発明にお
いて、前記第二波形帯材（２）と第一波形波部（１）の
当接部は、少なくともその一部が固着されるものであ
り、例えばろう材によりろう接合されるものである。従
って、当接部においてろう材フィラットの形成部分を極
力、小さなものとし、触媒の担持量を増やすためには、
前記第二波形帯材（２）の頂部（山部または谷部）の曲
率半径（Ｒ）が小さいものが好ましいことはいうまでも
ないことである。
【００２４】本発明において、前記第一波形帯材（１）
及び第二波形帯材（２）の各波形の大きさは、特に制約
を受けるものではない。一般的には、第一〜第二波形帯
材（１、２）の波高（高さ）として、０．８ｍｍ〜５ｍ
ｍ、第二波形帯材（２）のピッチ幅として２ｍｍ〜１０
ｍｍのものが採用される。
【００２５】本発明において、前記メタルハニカム体を
構成する第一波形帯材（１）及び第二波形帯材（２）
は、通常のメタルモノリスタイプの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−Ｃｒ２０％−Ａ１５％などの
耐熱性のステンレス鋼、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（ＲＥＭ）を加えた耐熱性の
ステンレス鋼など、厚さが０．０４ｍｍ〜０．１ｍｍ程
度の帯材を所望の波形を有するように加工して調製され
る。なお、前記第一波形帯材（１）と第二波形帯材
（２）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、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（Ａｌ２Ｏ３）
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。
【００２６】図４は、本発明の前記第一波形帯材（１）
と第二波形帯材（２）から成るメタルハニカム体（Ｈ）
をメタルケーシング（４）内に収容、固着して製作した
排気ガス浄化装置（Ａ）の正面図であり、図６（従来技
術）に対応するものである。なお、図４は、図中の構成
を明確化するために二組の第一波形帯材（１）と一組の
第二波形帯材（２）のみを示し、他を省略している。本
発明において、前記第一〜第二波形帯材（１、２）を使
用してメタルハニカム体（Ｈ）を製作する場合、製作す
るメタルハニカム体（Ｈ）の構造は図４の積層（階層）
タイプに限定されない。例えば、従来技術のところで説
明した巻回タイプ、あるいは当業界において特開昭６２
−２７３０５１、特公表３−５０２５４４号、特公表３
−５０２６６０号、特開平４−２２７８５５号などに開
示されているＳ字状タイプ、巴状タイプ、Ｘ−ラップタ
イプなどとして知られている構造のものであってもよ
い。また、メタルハニカム体（Ｈ）の正面（断面）形状
も図示の円形のものに限定されずに、楕円形状、レース
トラック形状など所望する任意形状のものであってもよ
い。
【００２７】図４に示されるように、本発明のメタルハ
ニカム体（Ｈ）はメタルケース（４）内に収容、固着さ
れて排気ガス浄化装置（Ａ）とされるものである。前記
したメタルケース（４）としては、両端部が開口してい
ればその形状、構造に特段の制約を受けるものではな
い。即ち、メタルケース（４）の正面（断面）形状は、
収容されるメタルハニカム体（Ｈ）の形状に適合した任
意形状のものが採用される。また、メタルケース（４）
の材質としては、前記ハニカム体を構成する帯材（１、
２）と同種の耐熱鋼を用いてもよいし、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
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
ステンレス鋼を用いたクラッド鋼などを用いても良い。
【００２８】
【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。 （ｉ）第一及び第二波形帯材の製作 Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ５％−Ｃｅ０．０２％の耐熱鋼
の厚さ０．０４ｍｍ、幅７４．５ｍｍの薄肉鋼帯から図
１に示される波形を有する第一波形帯材（１）と第二波
形帯材（２）を調製した。即ち、第一波形帯材（１）の
略正三角形の一辺を１．２ｍｍとし、一方第二波形帯材
（２）のピッチ幅２．５ｍｍ、波高１．２ｍｍとした第
一〜第二波形帯材（１、２）を調製した。 （ｉｉ） メタルハニカム体の製作 次いで、第一〜第二波形帯材（１、２）を図４に示され
るように交互に積層しハニカム構造の円筒状（外径７０
ｍｍ）メタルハニカム体（Ｈ）を製作した。次に、前記
メタルハニカム体（Ｈ）を内径約７０ｍｍの耐熱鋼（Ｊ
ＩＳ Ｇ４３１２ ＳＵＨ３１０Ｓ）製のメタルケース
（４）内に填装し、メタルハニカム体（Ｈ）の両端及び
その近傍部位（端部より１０ｍｍの領域）をニッケル系
高温ろう材のスラリーに浸漬し、乾燥後真空炉により熱
処理してメタルハニカム体（Ｈ）とメタルケース（４）
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（Ａ）に触媒担持層を次のように
して形成させた。即ち、メタルハニカム体（Ｈ）を構成
する各帯材（１、２）の表面に活性アルミナ（γ−Ａｌ
２Ｏ３）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（Ａ）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、メタルハニカム体の構成部材（第
一〜第二波形帯材）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。
【００２９】
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置の主要な構成
要素として使用されるメタルハニカム体は、波形形状が
異なる二種の特定形状の波形帯材、より具体的には
（ｉ）略正三角形を長手方向に連接させた構造の第一波
形帯材と（ｉｉ）略正弦波を有する第二波形帯材とから
構成されるものである。前記異なる二種の波形帯材にお
いて、特に第一波形帯材はメタルハニカム体に剛性を付
与する上で、かつ第二波形帯材との共働によりメタルハ
ニカム体内部に発生する大きな熱応力に基づく変形力を
吸収・緩和させる上で重要な働きをするため、本発明に
より剛構造と柔構造の両特性を備えた排気ガス浄化用メ
タルハニカム体が提供される。即ち、本発明の排気ガス
浄化用メタルハニカム体は、特定の波形構造を二種の波
形帯材を用いることにより、過酷な熱的条件下でメタル
ハニカム体内部に発生する熱膨脹、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、メタルハニカム
体の構成部材（第一〜第二波形帯材）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、前記した効果と関連してメタルハニカ
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
ための触媒担持量の落下、剥離も効果的に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の略正三角波形を有する第一波形帯材
と略正弦波形を有する第二波形帯材の当接関係を示す図
である。
【図２】 本発明の略正三角波形を有する第一波形帯材
の拡大図である。
【図３】 本発明の略正三角波形を有する第一波形帯材
の製造態様を説明する図である。
【図４】 本発明の第一波形帯材と第二波形帯材とから
なる積層（階層）タイプのメタルハニカム体を利用した
排気ガス浄化装置の一部を省略した正面図である。
【図５】 従来の平板状帯材と波板状帯材とからなる巻
回タイプのメタルハニカム体を利用した排気ガス浄化装
置の斜視図である。
【図６】 従来の平板状帯材と波板状帯材とからなる積
層（階層）タイプのメタルハニカム体を利用した排気ガ
ス浄化装置の正面図である。
【図７】 従来の平板状帯材と波板状帯材の当接関係を
示す図である。
【符号の説明】 Ｈ ……… 本発明のメタルハニカム体 Ｈ′ ……… 従来のメタルハニカム体 Ａ，Ａ′……… 排気ガス浄化装置 １ ……… 第一波形帯材 ２ ……… 第二波形帯材 ３ ……… セル（網目状通気孔路） １′ ……… 従来の平板状帯材 ２′ ……… 従来の波板状帯材 ４ ……… メタルケース
───────────────────────────────────────────────────── 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 ３０１ Ｐ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄肉金属板製の異なる二種の波形帯材を
    交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ハニカム構造の排気ガス浄
    化触媒を担持させるための排気ガス浄化用ハニカム体に
    おいて、前記異なる二種の波形帯材が、 (i) 略正三角形を長手方向に連接させた構造の三角波形
    を有する第一波形帯材（１) 、及び(ii) 正弦波を有す
    る第二波形帯材（２）、とから構成されたことを特徴と
    する排気ガス浄化用ハニカム体。
  2. 【請求項２】 三角波形を有する第一波形帯材（１）
    が、略正三角形を長手方向にその二辺（１１、１１）を
    共有させて連接させた構造のものである請求項１に記載
    の排気ガス浄化用ハニカム体。
  3. 【請求項３】 三角波形を有する第一波形帯材（１）
    が、略正三角形を長手方向にその二辺を共有させて連接
    させるとともに、他の一辺（１２）が上下の平行な頂板
    を形成するように連接させた構造のものである請求項１
    に記載の排気ガス浄化用ハニカム体。
  4. 【請求項４】 三角波形を有する第一波形帯材（１）の
    最小単位である略正三角形単位において、略三角形の連
    接時に形成される頂部（１ａ）が、略閉塞状態のもので
    ある請求項１に記載の排気ガス浄化用ハニカム体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8103335B2 (en) 2004-12-22 2012-01-24 Nihon Kohden Corporation Cardiogram waveform correcting and displaying device and a method of correcting and displaying cardiogram waveforms
JP2014214684A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 株式会社 Ａｃｒ ハニカム構造体

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2183817C (en) * 1995-08-24 2008-10-14 Michael Schultes Packing element for use, in particular, in mass transfer and/or heat transfer columns or towers
ES2148644T3 (es) * 1995-08-24 2000-10-16 Raschig Gmbh Elemento de guarnicion para columnas de intercambio de materia o de calor.
TW396112B (en) * 1996-10-10 2000-07-01 Engelhard Corp Honeycomb carrier body for catalytic converters and method for making same
DE19713598C2 (de) * 1997-04-02 2000-05-25 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Dämmsystem
DE19922355A1 (de) * 1999-05-14 2000-11-23 Helmut Swars Katalysatorträgerkörper
US6569372B1 (en) * 1999-08-27 2003-05-27 Nisshinbo Industries, Inc. Fuel cell separator production system and method, and fuel cell separator
EP1475150B1 (en) * 2000-10-10 2012-08-22 Nippon Steel Corporation Honeycomb body manufacturing method
US20030116871A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Steven Ringo Structured packing
US7651753B2 (en) * 2002-07-05 2010-01-26 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Process and apparatus for spatially inhomogeneously coating a honeycomb body and inhomogeneously coated honeycomb body
DE10233957A1 (de) * 2002-07-25 2004-02-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung eines profilierten Blechmaterials und Vorrichtung hierfür sowie profiliertes Blechmaterial, metallischer Verbundkörper aus diesem Blechmaterial und Katalysator
DE102006003317B4 (de) 2006-01-23 2008-10-02 Alstom Technology Ltd. Rohrbündel-Wärmetauscher
US9557119B2 (en) 2009-05-08 2017-01-31 Arvos Inc. Heat transfer sheet for rotary regenerative heat exchanger
US8622115B2 (en) 2009-08-19 2014-01-07 Alstom Technology Ltd Heat transfer element for a rotary regenerative heat exchanger
US9200853B2 (en) 2012-08-23 2015-12-01 Arvos Technology Limited Heat transfer assembly for rotary regenerative preheater
US10175006B2 (en) 2013-11-25 2019-01-08 Arvos Ljungstrom Llc Heat transfer elements for a closed channel rotary regenerative air preheater
CN105889738A (zh) * 2014-10-30 2016-08-24 廖树汉 比铝轻价格低几倍代替铝板的铝玻复合正弦波板
CN105546316A (zh) * 2014-10-31 2016-05-04 廖树汉 比铝轻价低几倍代替铝板的铝瓷复合正弦波板
CN105546317A (zh) * 2014-10-31 2016-05-04 廖树汉 比铝轻价低过半代替钢板的钢瓷复合正弦波板
US10094626B2 (en) 2015-10-07 2018-10-09 Arvos Ljungstrom Llc Alternating notch configuration for spacing heat transfer sheets
US10328654B2 (en) * 2016-04-20 2019-06-25 Scorrboard, Llc System and method for producing a multi-layered board having a medium with improved structure
US20200263588A1 (en) * 2016-10-21 2020-08-20 Cummins Emission Solutions Inc. Catalyst substrate and filter structure including plates and method of forming same
WO2019171401A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Ecocat India Pvt. Ltd. A catalyst substrate

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US684561A (en) * 1898-05-18 1901-10-15 Edward B Weston Carpet-lining.
US3432379A (en) * 1965-10-22 1969-03-11 Atomic Energy Commission Three dimensional flexible dovetail honeycomb
CH664552A5 (de) * 1985-07-18 1988-03-15 Sulzer Ag Keramischer koerper sowie verfahren und form zur herstellung desselben.
HU197220B (en) * 1986-03-24 1989-03-28 Budapesti Mueszaki Egyetem Charge structure particularly in columns chiefly for contacting liquid and gas phases
ES2010201B3 (es) * 1986-05-12 1989-11-01 Interatom Ges Mit Beschrankter Haftung Cuerpo alveolado, especialmente cuerpo portante de catalizador, con capas de chapa metalica entrelazadas en sentidos opuestos y procedimiento para su fabricacion.
EP0279159B2 (de) * 1987-01-19 1995-07-05 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH Metallischer Katalysator-Trägerkörper aus zwei unterschiedlich gewellten Blechlagen
DE8801788U1 (de) * 1988-02-11 1989-06-15 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 53797 Lohmar Katalysator-Trägerkörper mit S-förmigen, teilweise verstärkten Blechlagen
JPH0283033A (ja) * 1988-09-20 1990-03-23 Sumitomo Chem Co Ltd 耐熱性アルミナ担体の製造方法
JPH03502660A (ja) * 1988-09-22 1991-06-20 エミテツク　ゲゼルシヤフト　フユア　エミツシオンステクノロギー　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 複数の絡み合った金属板積層体から成るハニカム体、特に触媒担体
JP2806537B2 (ja) * 1988-11-30 1998-09-30 日本電気株式会社 ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
DE4016276C1 (ja) * 1990-05-21 1991-06-20 Behr Gmbh & Co

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8103335B2 (en) 2004-12-22 2012-01-24 Nihon Kohden Corporation Cardiogram waveform correcting and displaying device and a method of correcting and displaying cardiogram waveforms
JP2014214684A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 株式会社 Ａｃｒ ハニカム構造体

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DE19525261A1 (de) 1996-02-08

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