JPH0947667A - メタルハニカム体用平箔及び波箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 メタルハニカム体用の構成部材として必須な
平箔及び／又は波箔であって、マイクロコルゲーション
及び非穴あき状凹凸部（列）を有する特殊構造の箔材の
経済的、効率的な製造方法を提供する。 【解決手段】 ［Ｉ］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の構成部材である薄肉金属板製平
板（平箔）の製造方法において、前記平箔の製造方法
が、(i).平箔の長手方向（メタルハニカム体としたとき
の排気ガス通過方向に直交する方向）に、メタルハニカ
ム体用波箔の波形構造と比較して相対的に小さな小波形
（マイクロコルゲーション）を形成する工程、(ii).前
記小波形（マイクロコルゲーション）の頂部（山部及び
谷部）の間の波形面において、かつ平箔の幅方向（メタ
ルハニカム体としたときの排気ガス通過方向）におい
て、所望の間隔をおいて所望の数を交互に配設された非
穴あき状の凹凸部からなる凹凸列を形成する工程、とか
ら成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製かつハニカ
ム構造の排気ガス浄化用触媒を担持するためのハニカム
体（以下、単にメタルハニカム体という。）を製造する
ときの必須の構成部材の製造方法に関する。

【０００２】詳しくは、本発明は、メタルハニカム体の
必須の構成部材である薄肉金属板製の特定構造の平板
（以下、平箔）、及び前記特定構造の平箔を利用した波
箔の製造方法に関する。

【０００３】更に詳しくは、本発明は、平箔の長手方向
（メタルハニカム体としたときの排気ガス通過方向に直
交する方向）において、通常、この種のメタルハニカム
体の製造のために使用されている波箔の波形構造（特に
波高）に対して相対的に小さな波形構造（以下、マイク
ロコルゲーションという。）を有する平箔であって、か
つ平箔の幅方向（メタルハニカム体としたときの排気ガ
ス通過方向）に、前記マイクロコルゲーションの波面に
交互に配設された非穴あき状の凹凸部から成る凹凸列を
有する特殊構造のメタルハニカム体用に有用な平箔の製
造方法に関するものである。また、本発明は、前記した
特殊構造の平箔を更に波付した特殊構造の波箔の製造方
法にも関するものである。

【０００４】

【従来の技術】前記したように、本発明のメタルハニカ
ム体用の必須の構成部材である平箔及び波箔の構造は、
特殊なものである。前記した本発明の特殊構造の平箔及
び波箔との関連において、以下、従来技術を説明する。
従来の典型的な排気ガス浄化用のメタル担体の一例が、
図１３〜図１５に示されている。図示されるように、こ
の種のメタルハニカム体（Ｈ）は、耐熱性の薄肉金属板
製の平板状帯材（平箔）（１´）と波板状帯材（波箔）
（２´）を交互に重積するとともに（図１３参照）、こ
れを巻回成形して製作したハニカム構造体であって、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）を担持するための母体となるものである。
なお、前記メタルハニカム体（Ｈ）は、図１４〜図１５
に示されるように金属製のケーシング（以下、メタルケ
ーシングという。）（Ｃ）の内部に収容され、固定され
てメタル担体とされるものである。前記したメタル担体
は、当業界においては、メタルサポート（Metal Suppor
t）またはメタルサブストレート（Metal Substrate ）
などといわれており、略記号（ＭＳ）が使用されてい
る。この意味で、図１４と図１５も略記号（ＭＳ）を使
用している。また、メタルハニカム体は、ハニカム構造
（Honeycomb Structure ）に因んで、略記号（Ｈ）が使
用されている。更に、メタルケーシングは、ケーシング
（casing）に因んで、略記号（Ｃ）が使用されている。

【０００５】前記した従来のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ）としては、種
々の構造のものが提案されている。前記した図１３〜図
１５に示されるメタルハニカム体（Ｈ）は、平箔（１
´）と波箔（２´）が巻回積層されて構成されているこ
とから、当業界においては巻回タイプと称されている。
なお、図１３は前記巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）の構成部材である一組の平箔（１´）と波箔（２
´）の斜視図を示し、図１４は前記した従来の巻回タイ
プのメタルハニカム体（Ｈ）をメタルケーシング（Ｃ）
内に固定して製作したメタル担体（ＭＳ）の斜視図を示
し、図１５は前記した従来の巻回タイプのメタルハニカ
ム体（Ｈ）の正面図を示す。

【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５０
μｍ以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる平箔（１´）と
波箔（２´）とを、交互に当接部を有するように重積
し、これを一括渦巻き状に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）（３）を
持つハニカム構造体としたものである。

【０００７】このほか、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）として、前記した
巻回タイプのもの以外に、平箔と波箔からメタルハニカ
ム体（Ｈ）を製造する方法の相違により、各種のものが
提案されている。

【０００８】例えば、平箔と波箔を階層状に相互に当
接、重積された構造の階層タイプのもの（図１６参
照）、このほか、特開昭６２−２７３０５０号、特開昭
６２−２７３０５１号、特公表３−５０２６６０号、特
開平４−２２７８５５号などに開示されている放射状タ
イプ（図１７参照）、Ｓ字状タイプ（図１８参照）、巴
状タイプ（図１９参照）、及びＸ−ラップ（卍状）タイ
プ（図２０参照）の形状構造としたメタルハニカム体
（Ｈ）などが知られている。

【０００９】また、前記した従来のメタル担体（ＭＳ）
のメタルケーシング（Ｃ）としては、内部に前記メタル
ハニカム体（Ｈ）を収容し、固定するための筒状体が使
用されている。前記メタルケーシング（Ｃ）の正面（断
面）形状は、図１４〜図１５に示される円形のものに限
定されず、メタルハニカム体（Ｈ）の正面（断面）形状
に適合した形状のもの、例えば楕円形、長円形、レース
トラック形状、多角形、その他の異形形状のものであっ
てもよいものである。

【００１０】そして、前記した従来のメタル担体（Ｍ
Ｓ）は、排気ガス系統という過酷な熱的環境条件のもと
で使用されるため、メタルハニカム体（Ｈ）を構成する
両箔材（平箔と波箔）の当接部は強固に固着される。こ
れは、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（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）が、排気
ガス自体の高温度及び排気ガスと排気ガス浄化用触媒と
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。

【００１１】即ち、メタルハニカム体（Ｈ）は、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箔と波箔の当接部は、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（Ｈ）内部の所望部位の平箔と波箔との当接部が、
ろう接合や溶接などの固着手段により固着される（例え
ば、特公昭６３−４４４６６号、特開平２−２１８４４
２号参照）。

【００１２】一方、メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケ
ーシング（Ｃ）の当接面も、両要素の離体を防止すると
いう観点などから強固に固着されるものである。なお、
メタルハニカム体（Ｈ）内部には大きな熱応力が発生
し、これが両要素の当接面に集中・集積し両要素の離体
を誘発するが、前記した熱応力を吸収・緩和させるため
に、前記当接面の特定部位を固着するという方式も提案
されている（例えば、実開昭６２−１９４４３号参
照）。

【００１３】前記したように、従来のメタル担体（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、その構成部材である平箔と波箔は、波箔の山部
及び谷部で相互に固着された構造のものである。従っ
て、前記当接部に触媒物質を担持させることができない
ため、両箔材の全表面に対する触媒担持のための有効面
積率は低いものである。より具体的には、この種の平箔
と波箔として厚さ５０μｍ以下の耐熱性ステンレス鋼箔
が使用されているが、前記した両箔材の当接部の面積が
全表面の１０〜３０％にも及ぶため、前記触媒担体のた
めの有効面積率は低いものである。特に、両箔材相互の
強固な固着のために、波箔の波形構成として矩形波もし
くは台形波を有するものにおいては、前記有効面積率は
極めて低いものである。

【００１４】これを経済的観点から評価すると、メタル
ハニカム体（Ｈ）用の両箔材（平箔と波箔）として使用
されている前記Ｆｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ ５％系などの
厚さ５０μｍ以下の耐熱鋼箔は、価格が厚さ１．５ｍｍ
程度のＳＵＳ３０４の材料の５倍前後と極めて高価なも
のであり、前記当接部による触媒担持のための有効面積
率の低下は、非経済的なものである。因みに、メタル担
体（ＭＳ）全体の原価に対する前記耐熱鋼箔の材料費の
比率は５０％にも及ぶものであり、耐熱鋼箔の排気ガス
浄化用触媒を担持するための有効面積率を増大化するこ
と、あるいは所定の有効面積率のものとで排気ガス状可
能を向上させて耐熱鋼箔の使用量を低減化すること、な
どが経済性の観点から強く求められている。

【００１５】更に、従来のメタル担体（ＭＳ）において
検討されなければならない点は、メタル担体（ＭＳ）の
製造に適用される固着手段である。前記したように、メ
タル担体（ＭＳ）の製造において、メタルハニカム体
（Ｈ）を構成する両箔材（平箔と波箔）の当接部、及び
メタルハニカム体（Ｈ）とメタルケーシング（Ｃ）の当
接部は耐久性の観点からろう接合（ろう付け）や溶接な
どの固着手段が適用されて固着されるものである。そし
て、前記固着手段として一般に採用されているろう接合
方式において、使用されているろう材は、メタル担体
（ＭＳ）の高温雰囲気下での使用条件ということから、
例えばＮｉ系、Ｎｉ−Ｃｒ系などの高価な高温用ろう材
であり、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。また、前記したろう材使用量の低減化の
点は、前記したように両箔材（平箔と波箔）の当接部の
当接面積が大きなものであることから、使用されるろう
材が多くなり、このためろう材成分と両箔材の金属成分
との合金化反応や拡散反応による両箔材の耐熱性の低
下、更には触媒の死活化などの問題が誘発され、この面
からもろう剤使用量の低減化が強く求められている。

【００１６】当業界において、メタル担体（ＭＳ）の排
気ガス浄化能の向上策として、種々の改善策が提案され
ている。この中で、特に両箔材の構造の面に注目する
と、メタルハニカム体（Ｈ）内部での排気ガス流と担持
触媒との接触効率を改善するために下記のような提案が
なされている。

【００１７】(1) 実開昭６２−９０７４２号：これは、
平箔と波箔に、穴の直径０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、穴の配
設密度１〜１０個／ｃｍ³ の条件を満たす多数の穴を穿
設し、排気ガスをセル間に通過させ、排気ガスと触媒の
接触時間、接触効率を改善するものである。この種の類
似技術として実開平４−５３４４８号がある。 (2) 特開昭６３−２５８６４７号：これは、基材（平箔
と波箔）に突起状の小孔を穿設し、排気ガスをクロスフ
ローさせるとともに突起部に触媒を担持させるものであ
る。小孔の形成により基材の有効担持面積は減じられる
が、突起部はこれを補償するものである。この種の類似
技術として特開平５−３３６３６号がある。 (3) 特公表４−５０２８８０号：これは、セル壁の少な
くとも一部に開口部を設けるとともに、前記開口部にセ
ル壁に対して傾斜して延びる流動面を付設するものであ
る。前記流動面は排気ガスを内側セルから外側セルに導
き、流速分布を均等化し、これにより排気ガス浄化能を
改善するものである。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】当業界において、メタ
ルハニカム体（Ｈ）の特性を向上させる試みとして、特
に前記したように排気ガスと担持触媒との接触効率を、
基材（平箔と波箔）の構造の工夫により排気ガスを乱流
化したり、あるいは排気ガスをセル間に連通させて流速
を均一化したりして改善する試みがなされているが、今
だ不十分なものである。

【００１９】即ち、基材（平箔と波箔）に穴部を穿設し
たり、あるいは穴あき突状部を配設したりする試みは、
例えば波箔のサイドにこれら穴部あるいは穴あき突状部
を配設する方式のものにおいて、現実的には波箔の波形
構造が小さいこと、かつ排気ガスをセル間に効率よく連
通させるには前記実開昭６２−９０７４２号が開示して
いるように最小限０．５ｍｍ（直径）の穴が必要である
こと、などから穴部の成形が困難であったり、大径の穴
部を形成しなければ実効性がないため基材の有効面積は
小さくならざるを得ない。なお、穴部を小径とする場
合、触媒担持のためのウォッシュコート層（washcoat）
の形成時、触媒成分の担持時、あるいは排気ガス浄化時
（メタル担体の使用時）に閉塞してしまい、当初の成果
を上げることができない。

【００２０】本発明は、前記した従来技術のメタル担体
（ＭＳ）の欠点を改善し、かつ期待されているニーズに
答えようとするものである。本発明者らは、前記した観
点からメタル担体（ＭＳ）の改善策について鋭意検討し
た。その結果、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）において、基材（平箔と波
箔）に対して小径の穴部あるいは小径の穴部を有する突
状部を形成するという従来法のアプローチを採用するの
ではなく、平箔の構造を、平箔の長手方向に小波形のマ
イクロコルゲーションを有するとともに、マイクロコル
ゲーションの波面において、排気ガスの流入・流出方向
（排気ガス通過方向）にみて、交互に配設された非穴あ
き状の凹凸部をからなる凹凸列を有するもので構成した
とき、排気ガス流を効率的に乱流化することができると
いう知見を得た。

【００２１】更に、波箔の構造を、前記特殊構造の平箔
を波付加工したもので構成したとき、それ単独であるい
は前記特殊構造の平箔との組合わせにより、排気ガス流
を効率的に乱流化することができること、別言すれば排
気ガス浄化能を向上させることができるという知見を得
た。これは、メタルハニカム体（Ｈ）を製造するための
両箔材の使用量を節減することを意味するものである。

【００２２】更にまた、前記特殊構造の平箔あるいは平
箔と波箔の使用により、箔材間の接合態様が従来の面接
合と比較して点接合（線接合）となるため、触媒担持の
有効面積率を増大させることができること、かつ両箔材
間のろう接合のためのろう材使用量を節減することがで
きるという知見を得た。

【００２３】本発明者は、前記知見をベースにして完成
されたものである。本発明により排気ガスの乱流化特
性、排気ガスの浄化特性に優れるとともに、大幅に基材
（平箔と波箔）の使用量及びろう接合のための高価な高
温ろう材の使用量を節減することができる経済性に優れ
たメタルハニカム体（Ｈ）を製造するための特殊構造の
平箔及び波箔が提供される。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、排気ガス浄化用触媒を担持するためのメタルハ
ニカム体の構成部材である薄肉金属板製平板（平箔）の
製造方法において、前記平箔の製造方法が、(i).平箔の
長手方向（メタルハニカム体としたときの排気ガス通過
方向に直交する方向）に、メタルハニカム体用波箔の波
形構造と比較して相対的に小さな小波形（マイクロコル
ゲーション）を形成する工程、(ii).前記小波形（マイ
クロコルゲーション）の頂部（山部及び谷部）の間の波
形面において、かつ平箔の幅方向（メタルハニカム体と
したときの排気ガス通過方向）において、所望の間隔を
おいて交互に配設された非穴あき状の凹凸部からなる凹
凸列を形成する工程、とから成ることを特徴とするメタ
ルハニカム体用平箔の製造方法に関するものである。

【００２５】また、本発明は、別の製造態様として、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の
構成部材である薄肉金属板製平板（平箔）の製造方法に
おいて、前記平箔の製造方法が、(iii).平箔の長手方向
に対して直角方向（メタルハニカム体としたときの排気
ガス通過方向）に所望の間隔をおいて交互に配設された
非穴あき状の凹凸部からなる一つの凹凸列を形成すると
ともに、前記平箔の長手方向に前記凹凸列を所望の間隔
をおいて所望の数を形成する工程、(iv).平箔の長手方
向に非穴あき状の凹凸部からなる凹凸列の所望数を有す
る平箔に、隣接する凹凸列の略中間部に波形の頂部（波
の稜線部）を配置するとともに、メタルハニカム体用波
箔の波形構造と比較して相対的に小さな小波形（マイク
ロコルゲーション）を形成する工程、とから成ることを
特徴とするメタルハニカム体平箔の製造方法に関するも
のである。

【００２６】更にまた、本発明は、前記(i) と(ii)によ
り製造された平箔、または前記(iii) と(iv)により製造
された平箔を出発材料として、前記マイクロコルゲーシ
ョンと比較して相対的に大きな波形構造を有するように
波付加工することを特徴とするメタルハニカム体用波箔
の製造方法にも関するものである。

【００２７】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。

【００２８】本発明者らは、前記した特殊構造の平箔、
即ち、メタルハニカム体（Ｈ）としたときに、排気ガス
流通方向に直交する方向にマイクロコルゲーションを有
するとともに、前記マイクロコルゲーションの波面にお
いて排気ガス流通方向に交互に配設された非穴あき状凹
凸部から成る凹凸列を有する平箔の製造方法について鋭
意検討を重ねた。その結果、前記したように出発材料と
しての平箔材が薄肉のものであることから（一般には５
０μｍ以下）、金属製歯形ローラと弾性を有するゴムま
たは合成樹脂製のローラ（押さえローラ）の組み合わせ
により前記した非穴あき状凹凸部及び凹凸列を容易かつ
効率的に形成できること、かつ前記凹凸部及び凹凸列の
形成により平箔に加工剛性が加わるためマイクロコルゲ
ーション及び波箔の波頂部の波形構造をより均質なもの
とすることができるという知見を得た。本発明の特殊構
造のメタルハニカム体（Ｈ）用平箔及び波箔の製造方法
は、前記した知見をベースにして開発されたものであ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１〜図５は、本発明の平箔を製
造するプロセスの第一実施態様を説明する図である。図
１〜図２は、出発材料である平箔（１Ａ）、例えば厚さ
４０μｍのＦｅ−Ｃｒ２０％−Ａｌ ５％系平箔（１
Ａ）をマイクロコルゲーション形成ローラ（４）により
マイクロコルゲーション付平箔（１Ｂ）とする製造プロ
セスを示している。なお、マイクロコルゲーションは、
平箔（１Ａ）の長手方向（メタルハニカム体とされたと
きの排気ガス通過方向に直交する方向）に形成される。
なお、本発明において、出発材料としての平箔の厚さに
関しては、１０μｍ〜２００μｍの平箔を使用すること
ができる。図示されるように前記マイクロコルゲーショ
ン形成ローラ（４）は、上部マイクロコルゲーションロ
ーラ（４１）と下部マイクロコルゲーションローラ（４
２）とから構成される。この種のマイクロコルゲーショ
ン形成ローラ（４）としては、図示されるような通常の
構成のものを使用すればよく、特段の制約を受けない。
前記マイクロコルゲーション形成ローラ（４）により、
図２に示される小波形構造、即ちマイクロコルゲーショ
ン付波箔（１Ｂ）が製造される。

【００３０】マイクロコルゲーションの波形構造（図２
参照）としては、一般的には、波高（ｈ₁ ）は０．１〜
０．５ｍｍ、ピッチ幅（Ｐ₁ ）は０．３〜２ｍｍに設定
される。前記マイクロコルゲーションの波形構造は、こ
の種のメタルハニカム体用波箔（図１３参照）の波高
１．０〜３．０ｍｍ，ピッチ幅２〜６ｍｍと比較して相
対的に小さいものである。本発明において、前記マイク
ロコルゲーションの形成により、メタルハニカム体
（Ｈ）に組立てられたときに平板の表面積を増大させる
ことができ、排気ガス浄化用触媒を担持させる有効面積
率を増大させることができる。また、マイクロコルゲー
ション部は、メタルハニカム体（Ｈ）内部に発生する大
きな熱応力を効果的に吸収・緩和することができる。

【００３１】図３〜図４は、前記マイクロコルゲーショ
ン付平箔（１Ｂ）を出発材料として、凹凸列形成ローラ
（５）によりメタルハニカム体（Ｈ）としたときに、排
気ガス流通方向（Ｆ）（図４参照）に前記マイクロコル
ゲーションの波面に交互に非穴あき状凹凸部（１１、１
２）を配設するとともに、前記凹凸部から成る凹凸列を
形成する製造プロセスを示している。図示されるように
前記凹凸列の構成は、図４（１）〜（２）に示されてい
る。なお、図４（２）は、図４（１）のＩ−Ｉ線断面図
である。

【００３２】本発明において、前記非穴あき状の凹凸部
（１１、１２）の形成において、各凹凸列における凸部
（１１）と凹部（１２）の間の距離（ｄ₁ ）、各凹凸列
間の距離（ｄ₂ ）（図７参照）、及び各凸部及び凹部の
高さ（ｈ₂ ）は適宜に設定すればよい。例えば、前記距
離（ｄ₁ ）は３〜３０ｍｍ、高さ（ｈ₂ ）は０．１〜
１．０ｍｍに設定すればよい。なお、各凹凸列間の距離
は、前記したマイクロコルゲーションの波形構造との関
連で適宜に設定すればよい。

【００３３】図４（３）は、別の態様で形成された凹凸
列を示すものであり、前記図４（２）に対応する図であ
る。図４（３）に示される凹凸列において各凸部（また
は凹部）の形状構造、例えば図示される排気ガス通過方
向（Ｆ）の各凸部（または凹部）の長さ（１ａ）は所望
に設定すればよい。また、図示しないが、各凸部（また
は凹部）の前記長さ（１ａ）に直交する方向の各凸部
（または凹部）の幅（１ｂ）も、マイクロコルゲーショ
ンの波面の大きさなどを勘案して所望に設定すればよ
い。前記図４（３）の凹凸列の形成態様により形成され
る各凹凸部は、図４（２）のものに比較して長尺である
ため、平箔（１）の表面にはマイクロコルゲーションの
波面、前記長尺の凹凸部からなる凹凸列の波面が共存
し、畳表（タタミオモテ）状の模様が形成されることに
なる。このため、平箔（１）は、その表面における排気
ガスの乱流化特性に優れたものである。

【００３４】本発明において、凹凸部（１１、１２）を
非穴あき状とする理由は、メタルハニカム体（Ｈ）に組
立てられたときに、平箔の表面を増大させるためであ
り、即ち平箔の表面に排気ガス浄化用触媒を担持させる
有効表面積を増大させるためである。また、非穴あき状
の凹凸部（１１、１２）を交互に配設する理由は、メタ
ルハニカム体（Ｈ）に組立てられたときに、排気ガス流
を均一かつ効率的に乱流化させ、担持触媒との接触効率
を向上させるためである。

【００３５】図５は前記凹凸列形成ローラ（５）を装備
した凹凸列形成装置（５Ａ）の一例を示し、または図６
は他の装置例を示す。図５に示される凹凸例形成装置
（５Ａ）は、その出発材料がマイクロコルゲーションを
有した平箔（１Ｂ）であることから、凹凸列形成ローラ
（５）は、相互に噛合して前記マイクロコルゲーション
付平箔（１Ｂ）を確実に搬送するとともに、搬送中に凹
凸部を形成する上下部凹凸ローラ（５１、５２）を有す
るもので構成される。なお、図５は、四対の上下部凹凸
ローラ（５１１、５２１）、（５１２、５２２）、（５
１３、５２３）（５１４、５２４）からなるものが示さ
れている。

【００３６】前記噛合関係にある四対の上下凹凸ローラ
において、その歯形は、マイクロコルゲーションの波形
構造に対応したもので構成され、かつ所望の高さ
（ｈ₂ ）の凹凸部を形成する凹凸部を有するもので構成
されることはいうまでもないことである。即ち、図５に
おいて上部凹凸ローラ（５１１、５１２、５１３、５１
４）は歯形面に凸部を有するもので構成され、下部凹凸
ローラ（５２１、５２２、５２３、５２４）は歯形面に
前記凸部を埋入する凹部を有するもので構成される。前
記態様の四対の上下部凸凹ローラにおいては、第一段で
マイクロコルゲーション付平箔（１Ｂ）の片面に非穴あ
き状の凸部（１１）のみを形成し、次いで平箔を反転さ
せてるとともに各ローラ間の距離（図５の５ａ参照）を
調整してローラ間に通過させて非穴あき状の凸部を形成
させればよい。本発明において、上下部凹凸ローラ（５
１、５２）を構成するローラの数は、前記した四対構成
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。

【００３７】マイクロコルゲーション付平箔（１Ｂ）の
波面に、上下部凹凸ローラ（５１、５２）の噛合かつ押
圧により非穴あき状凹凸部（２１、２２）を正確に形成
するためには、各対の上下部凹凸ローラ（５１、５２）
を構成する各ローラ対（５１１と５２１など）の間の距
離を正確に維持することが必要である。このため、図５
に示される凹凸列形成装置（５Ａ）においては、凹凸列
形成ローラ（５）の上下部凹凸ローラ（５１、５２）の
一方は減速機付モータ（Ｍ）（５３）により回転駆動す
る駆動軸（５４）に固定される。ーまた、他方は受動軸
（被駆動軸）（５５）に固定される。そして、両ローラ
は、駆動軸（５４）に固定された動力伝達歯車（５６）
と受動軸（５５）に固定された動力伝達歯車（５７）の
両動力伝達歯車（５６、５７）の噛合回転により逆方向
に回転される。図中、（５８、５９）は、凹凸列形成ロ
ーラ（５Ａ）の両側に立設されたフレーム部を示す。な
お、駆動軸（５４）及び受動軸（５５）とフレーム部
（５８、５９）の間の軸受部、あるいは両軸（５４、５
５）の間の間隔調整機構は適宜に構成すればよい。

【００３８】図６は、前記図５に示された凹凸列形成装
置（５Ａ）とは相違した別の態様の凹凸列形成装置を示
す。図６において特徴的な点は、前記図５に示される上
部凹凸ローラ（５１）の構成ローラ（５１１、５１２、
５１３、５１４）を弾性を有するゴムまたは合成樹脂製
のローラに置換している点である。出発材料が薄肉（一
般には５０μｍ以下）であることから、前記弾性を有す
るゴムまたは合成樹脂製のローラを使用してもマイクロ
コルゲーションの波面に下部凹凸ローラ（５２）との共
働により所望の非穴あき状の凹凸部を形成することがで
きる。なお、前記弾性を有するゴムまたは合成樹脂製の
ローラとしては、例えば硬質のウレタンゴム製ローラな
どが使用される。前記図６の凹凸列形成装置（５Ａ）に
おいても、図５に開示の装置と同様に第一段で凸部のみ
を形成し、次いで平箔を反転させるとともに各ローラ間
の距離（５ａ）を調整して非穴あき状の凸部を形成し、
所望の凹凸列を形成させることができる。

【００３９】図７〜図８は、本発明のメタルハニカム体
用平箔の製造方法の第二実施態様を説明する図である。
第二実施態様において特徴的な点は、前記第一実施態様
のマイクロコルゲーションの形成プロセスのシーケンス
を逆にした点である。即ち、図７に示されるように、第
一工程において、出発材料である平箔（１Ａ）を凹凸列
形成ローラ（５）により処理して凹凸列付平箔（１Ｃ）
を製造する。次いで、図８に示されるように、第二工程
において前記凹凸列付平箔（１Ｃ）をマイクロコルゲー
ション形成ローラ（４）により処理してメタルハニカム
体用平箔（１）を製造する。前記第二実施態様の製造プ
ロセスに適用される装置は、前記第一実施態様のものと
実質的に同じである。なお、第一実施態様及び第二実施
態様において、マイクロコルゲーション形成装置とし
て、図５〜図６に示される動力伝達歯車を利用した二軸
ローラ方式としてもよいことはいうまでもないことであ
る。

【００４０】図９〜図１１は、前記製造プロセスによっ
て製造されたマイクロコルゲーション付き及び凹凸列付
きのメタルハニカム体用平箔（１）を出発材料として、
前記マイクロコルゲーションより相対的に大波形の波付
加工を行なって波箔（２）を製造するプロセスを説明す
る図である。本発明の前記波付加工は、図示されるよう
に一対の上部波付ローラ（６１）と下部波付ローラ（６
２）とから成る波付ローラ（６）を採用する。なお、本
発明の前記波付ローラ（６）を組込んだ波付装置におい
て、上下部波付ローラを図５〜図６に示される動力伝達
歯車を利用した二軸回転方式のものに構成してもよいこ
とはいうまでもないことである。なお、図１０は、図９
のＡ部拡大図、図１１は図１０のＢ部（点線サークル
部）拡大図である。

【００４１】本発明の波箔（２）の製造プロセスの特徴
点は、次の点にある。即ち、マイクロコルゲーション
（小波形）のみを有する平箔を波付加工する場合には、
波付加工時に前記マイクロコルゲーションが圧潰され平
板化してしまうのに対して、本発明の製造プロセスにお
いてはマイクロコルゲーション構造を維持したまま波付
加工することができる。発明者らにおいて、前記した理
由については明確な回答をもっていないが、マイクロコ
ルゲーションの波面に交互に配設された非穴あき状の凹
凸部、凹凸列を有していることから、これら凹凸部及び
凹凸列を形成するときの加工剛性がマイクロコルゲーシ
ョン部に残留し、これにより耐圧潰性が向上すること、
別言すれば波付加工時にマイクロコルゲーションの変
形、圧潰が阻止されるものと考えている。

【００４２】本発明の波箔（２）において、その波高
（ｈ₃ ）と波ピッチ幅（Ｐ₃ ）（図９参照）は所望のも
のに設定すればよい。例えば、ｈ₃ ＝１．０〜４．０ｍ
ｍ，Ｐ₃ ＝２．０〜８．０ｍｍに設定すればよい。

【００４３】本発明の波付ローラ（６）、即ち、上下波
付ローラ（６１、６２）の図１１に示される諸元は、前
記波箔（２）の波形構造との関連において適宜に設定す
ればよい。例えば、図１１中の諸元において、 ・ α＝５２°〜５６°、β＝５７°〜６３°、 ・ 上下波付ローラの歯形先端部と歯形底部の間の距離
（ｄ₃ ）＝１．１〜１．３ｍｍ， ・ 上下波付ローラの歯形高さ（ｈ）＝２．６〜２．８
ｍｍ、 ・ 上下波付ローラの歯形底部の幅（ｗ）＝２．７〜
２．９ｍｍ、 に各諸元を設定すればよい。

【００４４】前記した諸元のもとで、マイクロコルゲー
ションの変形はもとより、凹凸部あるいは凹凸列の変形
が防止され、かつ波頂部の構造が鋭角状の三角波形を有
する波箔（２）が製造される。なお、前記した波頂部の
構造が鋭角形状になる理由について、マイクロコルゲー
ション、非穴あき状の凹凸部及び凹凸列の存在が重要な
意義をなしていると本発明者らは推察している。

【００４５】本発明の前記製造プロセスにより製造され
た平板（１）及び／又は波箔（２）は、メタルハニカム
体（Ｈ）の構成部材として有用なものである。本発明の
前記製造プロセスにより製造された平箔（１）及び／又
は波箔（ ２）のメタルハニカム体（Ｈ）への応用例
が、図１２（１）〜（３）に示されている。なお、図示
のメタルハニカム体（Ｈ）は、ハニカム構造のメタルハ
ニカム体（Ｈ）の一部拡大図であると解釈されるべきで
ある。 (i) 図１２（１）は、本発明の平箔（１）を従来の波箔
（２´）と組み合わせてメタルハニカム体（Ｈ）とした
応用例である。この実施態様においては、平箔（１）部
での排気ガスの乱流化、熱応力の吸収、触媒担持量の増
大などの効果を得ることができる。 (ii) 図１２（２）は、本発明の波箔（２）を従来の平
箔（１´）と組合せてメタルハニカム体（Ｈ）とした応
用例である。この態様においても、波箔（２）部での排
気ガスの乱流化、熱応力の吸収、触媒担持量の増大など
の効果を得ることができる。 (iii) 図１２（３）は、本発明の平箔（１）と波箔
（２）を組合せてメタルハニカム体（Ｈ）とした応用例
である。この態様において、前記した平箔（１）と波箔
（２）をそれぞれ単独使用したときの利点を相乗化させ
た効果を得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明により、メタルハニカム体用の構
成部材である特殊構造の平箔及び／又は波箔が効率的か
つ経済的に製造される。特に、本発明により、メタルハ
ニカム体に応用されたときにメタルハニカム体内部を通
過する排気ガスを乱流化させる特性に優れ、熱応力緩和
能、及び触媒担体のための有効面積率の点で優れたメタ
ルハニカム体用の平箔及び／又は波箔を効率的かつ経済
的に製造する方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第一実施態様の平箔の製造プロセスの第一段
階に適用されるマイクロコルゲーション形成プロセスを
説明する図である。

【図２】 図１のマイクロコルゲーション形成プロセス
により製造されたマイクロコルゲーション付平箔の正面
図である。

【図３】 第一実施態様の平箔の製造プロセスの第二段
階に適用される凹凸列形成プロセスを説明する図であ
る。

【図４】 本発明のマイクロコルゲーション付き及び凹
凸列付きのメタルハニカム体用平箔の構造を説明する図
であり、（１）は斜視図、（２）は（１）のＩ−Ｉ線断
面図、（３）は別の態様で製造した平箔の構造を説明す
る図で、（２）に対応する図である。

【図５】 図３の凹凸列形成プロセスに適用される凹凸
列形成装置の概略正面図である。

【図６】 図５に示される凹凸列形成装置とは別の態様
の凹凸列形成装置の概略正面図である。

【図７】 第二実施態様の平箔の製造プロセスの第一段
階に適用される凹凸列形成プロセスを説明する図であ
る。

【図８】 第二実施態様の平箔の製造プロセスの第二段
階に適用されるマイクロコルゲーション形成プロセスを
説明する図である。

【図９】 本発明のメタルハニカム体用平箔を出発材料
とした波箔の製造プロセス（波付加工プロセス）を説明
する図である。

【図１０】 図９のＡ部の一部拡大図である。

【図１１】 図１０のＢ部（点線サークル）拡大図であ
る。

【図１２】 本発明のメタルハニカム体用平泊及び／又
は波箔のメタルハニカム体（Ｈ）への応用例を説明する
図である。

【図１３】 従来の巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）の製造に使用される平箔（１´）と波箔（２´）
を説明する図である。

【図１４】 従来の巻回タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を利用したメタル担体（ＭＳ）の斜視図である。

【図１５】 図９に示される従来の巻回タイプのメタル
ハニカム体（Ｈ）を利用したメタル担体（ＭＳ）の正面
図である。

【図１６】 従来の積層タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を利用したメタル担体（ＭＳ）の正面図である。

【図１７】 従来の放射状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を利用したメタル担体（ＭＳ）の正面図である。

【図１８】 従来のＳ字状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を利用したメタル担体（ＭＳ）の正面図である。

【図１９】 従来の巴状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を利用したメタル担体（ＭＳ）の正面図である。

【図２０】 従来のＸ−ラップ（卍状）タイプのメタル
ハニカム体（Ｈ）を利用したメタル担体（ＭＳ）の正面
図である。

【符号の説明】

１ ……… 本発明のメタルハニカム体用平箔 ２ ……… 本発明のメタルハニカム体用波箔 １Ａ ……… （出発材料）平箔 １Ｂ ……… マイクロコルゲーション付き平箔 １Ｃ ……… 凹凸列付き平箔 １１、１２ ……… 非穴あき状凹凸部 ３ ……… セル（網目状通気孔路） ４ ……… マイクロコルゲーション形成ローラ ５ ……… 凹凸列形成ローラ ５１、５１１、５１２ ……… 上部凹凸ローラ ５２、５２１、５２２ ……… 下部凹凸ローラ ５Ａ ……… 凹凸列形成装置 ５３ ……… 減速機付モータ（Ｍ） ５４ ……… 駆動軸 ５５ ……… 受動軸（被駆動軸） ５６，５７ ……… 動力伝達歯車 ５８，５９ ……… フレーム ６ ……… 波付ローラ ６１ ……… 上部波付ローラ ６２ ……… 下部波付ローラ ｈ₁ ……… （マイクロコルゲーション）波高 Ｐ₁ ……… （マイクロコルゲーション）ピッチ幅 ｈ₂ ……… （非穴あき状凹凸部）高さ ｄ₁ ……… （非穴あき状凹凸部間）距離 ｄ₂ ……… （非穴あき状凹凸列間）距離 ｈ₃ ……… 波箔（２）の波高 Ｐ₃ ……… 波箔（２）のピッチ幅 Ｆ ……… 排気ガス通過方向

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ガス浄化用触媒を担持するためのメ
   タルハニカム体の構成部材である薄肉金属板製平板（平
   箔）の製造方法において、前記平箔の製造方法が、 (i).平箔の長手方向（メタルハニカム体としたときの排
   気ガス通過方向に直交する方向）に、メタルハニカム体
   用波箔の波形構造と比較して相対的に小さな小波形（マ
   イクロコルゲーション）を形成する工程、 (ii).前記小波形（マイクロコルゲーション）の頂部
   （山部及び谷部）の間の波形面において、かつ平箔の幅
   方向（メタルハニカム体としたときの排気ガス通過方
   向）において、所望の間隔をおいて所望の数を交互に配
   設された非穴あき状の凹凸部からなる凹凸列を形成する
   工程、とから成ることを特徴とするメタルハニカム体用
   平箔の製造方法。
2. 【請求項２】 排気ガス浄化用触媒を担持するためのメ
   タルハニカム体の構成部材である薄肉金属板製平板（平
   箔）の製造方法において、前記平箔の製造方法が、 (i).平箔の長手方向に対して直角方向（メタルハニカム
   体としたときの排気ガス通過方向）に所望の間隔をおい
   て所望の数を交互に配設された非穴あき状の凹凸部から
   なる一つの凹凸列を形成するとともに、前記平箔の長手
   方向に前記凹凸列を所望の間隔をおいて所望の数を形成
   する工程、 (ii).平箔の長手方向に非穴あき状の凹凸部からなる凹
   凸列の所望数を有する平箔に、隣接する凹凸列の略中間
   部に波形の頂部（波の稜線部）を配置するとともに、メ
   タルハニカム体用波箔の波形構造と比較して相対的に小
   さな小波形（マイクロコルゲーション）を形成する工
   程、とから成ることを特徴とするメタルハニカム体平箔
   の製造方法。
3. 【請求項３】 出発材料の平箔の肉厚が、１０μｍ〜２
   ００μｍである請求項１または２に記載のメタルハニカ
   ム体用平箔の製造方法。
4. 【請求項４】 小波形（マイクロコルゲーション）の形
   成工程が、マイクロコルゲーション形成ローラを用いる
   ものである請求項１または２に記載のメタルハニカム体
   用平箔の製造方法。
5. 【請求項５】 メタルハニカム体用波箔の波形構造が、
   波高１．０〜３．０ｍｍ、ピッチ幅２〜６ｍｍであるの
   に対し、小波形（マイクロコルゲーション）の波形構造
   が、波高０．１〜０．５ｍｍ、ピッチ幅０．３〜２ｍｍ
   である請求項１または２に記載のメタルハニカム体用平
   箔の製造方法。
6. 【請求項６】 非穴あき状の凹凸部からなる凹凸列の形
   成工程が、一対の上部凹凸ローラと下部凹凸ローラから
   なる凹凸形成ローラを用いるものである請求項１または
   ２に記載のメタルハニカム体用平箔の製造方法。
7. 【請求項７】 凹凸列形成工程が、一つの凹凸列をみた
   とき、同時に非穴あき凹部と凸部を形成する方式のもの
   である請求項６に記載のメタルハニカム体用平箔の製造
   方法。
8. 【請求項８】 凹凸列形成工程が、一つの凹凸列をみた
   とき、第一段階工程で非穴あき状凹部（または凸部）を
   形成し、次いで第二段階工程で非穴あき状凸部（または
   凹部）を形成する方式のものである請求項６に記載のメ
   タルハニカム体平箔の製造方法。
9. 【請求項９】 凹凸列形成工程が、弾性を有するゴムま
   たは合成樹脂製の円筒状上部（または下部）凹凸ローラ
   と、複数の金属製の凸部形成用の歯付き下部（または上
   部）凹凸ローラを用いるものである請求項１に記載のメ
   タルハニカム体用平箔の製造方法。
10. 【請求項１０】 凹凸列形成工程が、第一工程で非穴あ
    き状の凸列を形成し、次いで第二工程で前記第一工程か
    らの平箔を反転するとともに非穴あき状の凸列を形成す
    る方式のものである請求項９に記載のメタルハニカム体
    用平箔の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１または２により製造される小
    波形（マイクロコルゲーション）及び凹凸列を有するメ
    タルハニカム体用平箔を出発材料として、前記平箔に前
    記小波形（マイクロコルゲーション）の波形構造と比較
    して相対的に大きな波形構造を形成することを特徴とす
    るメタルハニカム体用波箔の製造方法。
12. 【請求項１２】 大きな波形構造を形成する波付工程
    が、少なくとも一対の上部波付ローラと下部波付ローラ
    からなる波付ローラを用いるものである請求項１１に記
    載のメタルハニカム体用波箔の製造方法。
13. 【請求項１３】 少なくとも一対の上部波付ローラと下
    部波付ローラが、ローラ間の間隔を調整するために動力
    伝達歯車に接続される方式のものである請求項１２に記
    載のメタルハニカム体用波箔の製造方法。
14. 【請求項１４】 小波形（マイクロコルゲーション）の
    波形構造が、波高０．１〜０．５ｍｍ、ピッチ幅０．３
    〜２ｍｍであり、大きな波形構造が、波高１．０〜３．
    ０ｍｍである請求項１１に記載のメタルハニカム体用波
    箔の製造方法。