(57)【要約】少なくとも部分的に流体が貫流できる空洞（６）を備えたハニカム体、特に触媒担体の本発明による製造方法は、ａ）金属ハニカム構造物（６）を形成する工程と、ｂ）ハニカム構造物（６）の少なくとも片側端面（２２）を、金属ハニカム構造物（６）より低い融点を持つ溶融金属（５）と接触させる工程とを有する。本発明に基づく方法と装置によれば、金属ハニカム構造物（６）の少なくとも片側端面（２２）を、ハニカム構造物（６）より低い融点を持ち、例えばアルミニウムを含む溶融金属（５）と接触させることで、薄板の結合部に、緊密で永続的な結合を生じさせることができる。
2005535460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に流体が貫流できる空洞（６）を備えたハニカム体の製造方法において、
ａ）金属ハニカム構造物（６）を形成する工程と、
ｂ）金属ハニカム構造物（６）の少なくとも片側端面（２２）を、金属ハニカム構造物（  ６）より低い融点を持つ溶融金属（５）と接触させる工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ハニカム構造物（６）を少なくとも１つの薄板（１４、１５）の巻回により形成し、その少なくとも１つの薄板（１４、１５）を、少なくとも部分的に組織化することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ハニカム構造物（６）を、部分的に組織化されおよび部分的に本質的に平らである多数の薄板（１４、１５）の積層と、その１つ或いは複数の積層体の絡み合わせとにより形成することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
薄板（１４、１５）の少なくとも一部が、少なくとも部分的に、少なくとも部分的に流体が貫流できる材料から成ることを特徴とする請求項２又は３記載の方法。
【請求項５】
ｂ）工程前或いはｂ）工程後に、ハニカム構造物（６）を外被管に挿入することを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。
【請求項６】
ハニカム構造物（６）と外被管とを結合すべく、ｂ）工程後に熱的接合継手を形成することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
ハニカム構造物（６）と外被管とを結合すべく、ｂ）工程前に熱的接合継手を形成することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
ハニカム構造物（６）および／又は外被管を、ｂ）工程前に、溶融金属（５）の温度に相当する温度に加熱することを特徴とする請求項１から７の１つに記載の方法。
【請求項９】
ハニカム構造物（６）および／又は外被管を、ｂ）工程前に、溶融金属（５）の温度より高い温度に加熱することを特徴とする請求項１から７の１つに記載の方法。
【請求項１０】
ハニカム構造物（６）および／又は外被管を、ｂ）工程前に、溶融金属（５）の温度より低い温度に加熱することを特徴とする請求項１から７の１つに記載の方法。
【請求項１１】
液状添加物（５）を、溶融金属（５）の溶融温度に相当する温度にすることを特徴とする請求項１から１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
少なくともハニカム構造物（６）と溶融金属（５）との接触を、真空中或いは保護ガス中で実施することを特徴とする請求項１から１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
溶融金属（５）が少なくともアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１から１２の１つに記載の方法。
【請求項１４】
溶融金属（５）がアルミニウムから成ることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
溶融金属（５）がアルミニウム基合金であることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
ハニカム体を構成する金属より低い融点を持つ溶融金属（５）を収容するための貯蔵槽（３）と、該貯蔵槽（３）に熱的に接触する少なくとも１つの第１加熱装置（４）と、取扱い装置（７）とを備えた金属ハニカム体の製造装置において、前記取扱い装置（７）が、
ａ）つかむための把持手段（２４）および
ｂ）少なくとも貯蔵槽（３）の上側で、把持手段（２４）を、好適には貯蔵槽（３）の中に移動する移動手段（２５）
を備えることを特徴とする金属ハニカム体の製造装置。
【請求項１７】
少なくとも部分的に組織化された１つ或いは複数の薄板（１４、１５）の、特に積層と絡み合わせ或いは巻回によってハニカム構造物を形成するための手段（８）を備えることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
ハニカム構造物（６）を溶融金属（５）との接触前に加熱するために用いる少なくとも１つの第２加熱装置を備えることを特徴とする請求項１６又は１７記載の装置。
【請求項１９】
ハニカム構造物（６）を外被管の中に挿入するための手段を備えることを特徴とする請求項１６から１８の１つに記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの誘導ろう付け装置（１３）を備えることを特徴とする請求項１６から１９の１つに記載の装置。
【請求項２１】
信号伝送線（９、１１）を介して第１および第２の加熱装置（４）に接続されている調整および／又は制御手段（１０）を備えることを特徴とする請求項１６から２０の１つに記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも貯蔵槽（３）が、チャンバ内に配置されたことを特徴とする請求項１６から２１の１つに記載の装置。
【請求項２３】
請求項１から１５の１つに記載の方法或いは請求項１６から２２の１つに記載の装置を利用して製造されたことを特徴とするハニカム体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属ハニカム体、特に内燃機関の排気装置用ハニカム体の製造方法に関する。この種ハニカム体は、触媒活性材料および／又は吸収材料に対する担体としておよび類似した用途に利用される。
【０００２】
金属ハニカム体は、特に代表的な２つの構造形式に分けられる。独国特許出願公開第２９０２７７９号明細書に代表的な例が示されている。最近の構造形式は、平形薄板と波形薄板を重ね合わせ、スパイラル状に巻回したスパイラル構造形式である。もう１つの構造形式では、ハニカム体を、互い違いに配置した多数の平形薄板と波形薄板から、或いは種々の波形薄板から形成され、薄板層から少なくとも１つ或いは互いに絡み合わせた複数のスタックを形成している。全薄板の先端が外側に置かれ、ハウジング或いは外被管に接続され、これによって、ハニカム体の耐久性を高める十分な結合が生ずる。この構造形状の代表例は、欧州特許第０２４５７３７号明細書或いは国際公開第９０／０３２２０号パンフレットに記載されている。また、場合によっては流れに影響を与える他の補助組織を有する円錐状のハニカム体も存在している。このハニカム体は、例えば国際公開第９７／４９９０５号パンフレットに記載されている。
【０００３】
特に自動車の内燃機関の排気ガスを処理する際に採用するための触媒担体を製造する場合、得るべき耐久性および負荷容量に基づいて、異なった薄板相互の、および薄板と外被管とのできるだけ良好な結合を得る必要がある。以下では、薄板とは一方で金属薄板を意味し、他方で少なくとも部分的に流体が貫流できる材料から成る層を意味する。少なくとも部分的に流体が貫流できる材料は、開放粒子フィルタを形成すべく利用されている。
【０００４】
２つの薄板を結合するため、通常、ろう付け技術が採用され、薄板は硬ろう付けによって結合される。ろう材を着けるために種々の技術が知られ、ろう粉末やろうテープ或いはろうペーストが利用される。ハニカム体を含む金属装置に接着剤およびろう材を着ける方法は、例えば国際公開第８９／１１９３８号、同第９４／０６５９４号或いは同第９３／２５３３９号パンフレットや、独国特許出願公開第２９２４５９２号および同第１９８２３０００号明細書で知られている。
【０００５】
また、例えば欧州特許第０１５９４６８号明細書は、薄板を相互に結合すべく、アルミニウムから成る粉末状添加物を、結合剤や接着剤等を利用して付けることを開示する。そこでは、薄板の結合部における合金の形成によって、薄板間の結合が生ずる。
【０００６】
しかし、接着剤を着ける工程とそれに続く粉末状添加物やろう材を着ける工程は、通常殊に取扱いが非常に煩雑であり、更にろう付け継手は、耐久性に乏しい欠点を持つ。この観点から出発し、本発明の課題は、単純な仕様で、薄板の耐久性に優れる結合を可能にするハニカム体の製造方法と製造装置と製造したハニカム体とを提供することにある。
【０００７】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法、請求項１７に記載の特徴を有する装置、および請求項２４に記載の特徴を有するハニカム体によって解決される。有利な実施態様はそれらの従属請求項に記載してある。
【０００８】
少なくとも部分的に流体が貫流できる空洞を備えたハニカム体、特に触媒担体の本発明に基づく方法は、以下の工程を含んでいる。即ち
ａ）金属ハニカム構造物を形成する工程と、
ｂ）金属ハニカム構造物の少なくとも片側端面を、金属ハニカム構造物より低い融点をし  た溶融金属と接触させる工程。
【０００９】
本発明に基づく方法は、少なくとも片側端面の接触により、溶融金属を薄板相互の結合のために利用することを可能にする。溶融金属との接触により、毛管作用に基づき、ハニカム構造物の空洞内に溶融金属が侵入し、該金属がハニカム構造物の空洞の壁を濡らす。
【００１０】
金属ハニカム構造物の空洞の壁は、鋼で形成するとよい。ハニカム構造物と溶融金属の温度に応じ、溶融金属に含まれる金属、例えばアルミニウムがハニカム構造物の壁の鋼に拡散浸透する。従ってこの例では、局所的にアルミニウムを富化したアルミニウムと鋼の合金が生ずる。該合金の融点は、アルミニウム分の増大と共に低下する。ハニカム構造物の壁を薄板で形成すると、隣接する薄板間の結合が生ずる。アルミニウム拡散の進行に伴い、局所的にアルミニウム含有量が再び低下して融点が上昇し、結合部の硬化が生ずる。
【００１１】
本発明による方法の有利な実施態様では、ハニカム構造物を、少なくとも１つの薄板の巻回により形成し、該少なくとも１つの薄板を、少なくとも部分的に組織化する。かくして、例えばスパイラル状ハニカム構造物が得られる。このハニカム構造物は、組織化された唯一の薄板の巻回によっても形成できるが、組織化薄板と平形薄板でも、全く同様に良好に行なえる。少なくとも部分的に組織化した薄板の巻回によるスパイラル状ハニカム構造物の形成も、同様に本発明に基づいて行なえる。個々の薄板又は薄板の一部の組織化、好適には波形化は、流体、例えば内燃機関の排気ガスが少なくとも部分的に貫流できる空洞の形成を、簡単に可能にする。
【００１２】
溶融物に含まれる１種ないし数種の金属、例えばアルミニウムが薄板に侵入すると、そこで局所的に該金属の濃度が高まり、２つの薄板が互いに接触する範囲、或いは１つの薄板がそれ自体で接触する範囲が存在するとき、その金属が接触範囲で結合する。この際鋼と金属の合金の融点が、金属含有量の増加に応じ低下することが重要である。これは、例えばアルミニウムの場合に当てはまる。従って、通路壁を形成する基礎材料の融点より低く、金属含有量が局所的に増大した合金の融点より高い温度で作業できる。従って、アルミニウム含有溶融金属の場合、アルミニウム含有量が局所的に増大した合金が溶け、２つの薄板部間に接触範囲が存在する場合、その溶融物が薄板を融合させる。
【００１３】
本発明方法の他の実施態様では、ハニカム構造物を、部分的に組織化しかつ部分的に平らな多数の薄板の積層と、１つ又は複数の積層体の絡み合わせで形成する。この場合も、局所的にアルミニウム含有量が増大した合金の形成により、２つの薄板が結合する。
【００１４】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様では、薄板の少なくとも一部を、少なくとも部分的に、少なくとも部分的に流体が貫流できる材料から作る。これは、所謂開放粒子フィルタとして作用するハニカム構造物の形成を可能にする。
【００１５】
粒子フィルタは、これを粒子が、詳しくは本来ろ過すべき粒子よりかなり大きな粒子も完全に通過するとき、開放粒子フィルタと呼ばれる。この結果、そのフィルタは、運転中に粒子が凝集しても閉塞しない。粒子フィルタの開度の適当な測定方法は、例えば該フィルタを通してどんな直径迄の球状粒子がなお流動できるかを検査することにある。この用途において、フィルタは、特に直径が０．１ｍｍと同じかそれより大きい球、好適には直径が０．２ｍｍ以上の球が通過するとき、開放していると言える。
【００１６】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様では、ｂ）工程の前又は後に、ハニカム構造物を外被管に挿入する。この場合、外被管とハニカム構造物との結合も、薄板の結合と同様に、溶融金属に含まれる例えばアルミニウムのような金属の外被管およびハニカム構造物への拡散を利用して行なえる。
【００１７】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様では、ハニカム構造物と外被管とを結合すべく、ｂ）工程後に、熱的接合継手、好適にはろう付け或いは溶接継手、特に誘導ろう付け継手の形成を行なう。外被管とハニカム構造物との熱的接合継手の形成は、外被管とハニカム構造物との永続的な結合の形成を可能にする。
【００１８】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様では、ハニカム構造物と外被管とを結合すべく、ｂ）工程前、好適にはｂ）工程直前に、熱的接合継手、好適にはろう付け或いは溶接継手、特に誘導ろう付け継手の形成を行なう。熱的接合継手の形成時に外被管および／又はハニカム構造物を加熱する故、ハニカム構造物および／又は外被管に加えた熱を、ハニカム構造物内での溶融金属の流動特性に影響を与えるべく利用できる。特に、ｂ）工程の直前、即ちハニカム構造物が溶融金属に接触する前に、熱的接合継手の形成によって与えられた熱を利用する。これは、できるだけ効果的なエネルギ活用の観点から有利である。
【００１９】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様では、ハニカム構造物および／又は外被管をｂ）工程前に、溶融金属の温度に相当する所定の温度に加熱する。その代わりに、ハニカム構造物および／又は外被管を、ｂ）工程前に、溶融金属の温度より高い或いは低い所定の温度に加熱することもできる。
【００２０】
ハニカム構造物および／又は外被管の加熱で特性を制御できる。一方で溶融金属の、他方でハニカム構造物および／又は外被管の温度設定で、毛管作用力に基づくハニカム構造物への溶融金属の浸透深さ、即ち上昇高さと、通路壁への拡散長さ、従って生じる結合部の特性を制御できる。この際、特に浸透深さと拡散長さを、ハニカム体における要件に合わせるとよい。特性を制御する別の因子は、溶融物の組成である。即ち、該溶融物に、添加物の表面張力および／又は粘性等のパラメータに影響を与える成分を添加する。
【００２１】
本発明による方法の他の実施態様では、溶融金属をほぼ該金属の融点に相当する温度とする。これは、溶融金属を作業温度に維持するために必要なエネルギが小さくなる点で、特に有利である。
【００２２】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様において、少なくともハニカム構造物および場合によっては外被管と溶融金属との接触を、真空中或いは好適には保護ガス中で実施する。溶融物を凝固させてしまう気中酸素による溶融金属の酸化は、真空や保護ガス中での作業により防止できる。保護雰囲気中で作業する際、一方で部品、例えばハニカム構造物および外被管の入口に対するゲートを有する密封チャンバ内で作業できる。ゲートは、チャンバ内への空気の侵入なしに運転することを可能にする。他方でゲートを単純に形成しかつ空気の侵入を防止すべく、チャンバ内を保護ガスで僅かな過圧に保ってもよい。
【００２３】
本発明に基づく方法の他の有利な実施態様では、溶融金属が少なくともアルミニウムを含む。この関係で、溶融金属はほぼアルミニウムから成っていてもよい。純粋なアルミニウムは、ハニカム構造物を形成する鋼より低い融点を持つ。これは、鋼板間に耐久性のある結合部を生じさせる溶融金属の組成を、簡単に可能にする。
【００２４】
本発明による方法の他の有利な実施態様では、溶融金属はアルミニウム基合金である。即ち溶融物を、簡単に準備できる。方法の調整は、ハニカム構造物および／又は外被管と溶融物の温度制御により行なえる。
【００２５】
本発明の思想の別の観点に応じ、ハニカム体を構成する金属より低融点の溶融金属を収容する貯蔵槽と、貯蔵槽に熱的に接触する少なくとも１つの第１加熱装置と、取扱い装置とを備えた金属ハニカム体の製造装置において、前記取扱い装置が、
ａ）つかむための把持手段と、
ｂ）少なくとも貯蔵槽の上側で、把持手段を貯蔵槽内に移動させる移動手段と
を有する金属ハニカム体の製造装置を提案する。
【００２６】
本発明に基づく装置は、金属ハニカム体を形成する薄板相互の結合と、場合によりハニカム構造物と外被管の結合とを可能にする。把持手段と移動手段とを有する取扱い装置を備えた本発明に基づく装置の構成は、単純な様式で、ハニカム構造物の取扱いを可能にする。ハニカム構造物は把持手段でつかまれ、続いて移動手段が把持手段をハニカム構造物と共に移動される。移動手段は、これが把持手段、従ってハニカム構造物も、少なくとも貯蔵槽の上側で、貯蔵槽の中に移動できるように設計するとよい。この結果取扱い装置の運動に伴い、ハニカム構造物の少なくとも片側端面と溶融金属とが接触する。
【００２７】
第１加熱装置は、例えば貯蔵槽に一体に組み込んだ電熱装置として形成できるが、あらゆる別の加熱装置も利用でき、本発明に従い、例えばバーナや他のプロセスの廃熱も利用できる。第１加熱装置は、溶融金属が常に液状凝集状態を保つように作用する。
【００２８】
ハニカム体の少なくとも片側端面が溶融金属と接触することで、毛管作用によりハニカム体の表面が濡らされ、上述の如く、ハニカム体を構成する薄板の結合が生ずる。
【００２９】
本発明による装置の他の有利な実施態様では、ハニカム構造物を形成する手段は、少なくとも部分的に組織化した１つ或いは複数の薄板を積層して絡み合わせ或いは巻回するための手段を持つ。即ち、例えばスパイラル状ハニカム構造物が作られる。該構造物は、少なくとも部分的に組織化した唯一の薄板の巻回で形成できるが、少なくとも部分的に組織化した薄板を本質的に平らな薄板と共に巻回することも、全く同様に行なえる。少なくとも部分的に組織化した１つの薄板の巻回によるスパイラル状ハニカム構造物の形成も、本発明に基づき同様にできる。更に、本発明に基づき１つ又は複数の薄板積層体を製造し、これを絡み合わせ又は巻回することでもハニカム構造物を製造できる。その際、平形薄板と組織化薄板を互い違いに積層すると特によい。個々の薄板又は薄板の一部の組織化、特に波形化は、流体、例えば内燃機関の排気ガスが少なくとも部分的に貫流できる空洞の形成を、簡単な様式で可能にする。更に薄板に少なくとも部分的に、少なくとも部分的に組織化した薄板の組織化高さより大きな寸法を持つ孔を設けてもよい。
【００３０】
本発明に従う装置の他の実施態様では、ハニカム構造物を溶融金属との接触前に加熱すべく少なくとも１つの第２加熱装置を設ける。ハニカム構造物の加熱は、ハニカム構造物の空洞の壁を濡らす際に、溶融物の過度に速い凝固を防止できる利点がある。第２加熱装置は電熱器でもよく、バーナおよび／又は他のプロセスからの廃熱を利用してもよい。
【００３１】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様では、ハニカム構造物を外被管内に挿入するための手段を設ける。該手段により、例えばハニカム構造物を外被管内に挿入する。
【００３２】
本発明による装置の他の有利な実施態様では、少なくとも１つの誘導ろう付け装置を設ける。該装置は、ハニカム構造物と外被管とを結合するために有効に利用できる。誘導ろう付けに伴う熱は、ハニカム構造物と外被管を加熱し、この結果ハニカム構造物と外被管の加熱を行なえる。誘導ろう付け装置を移動可能に形成するとよい。更に、誘導ろう付け装置を貯蔵槽に一体に組み入れ或いは貯蔵槽に結合してもよい。
【００３３】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様では、信号伝送線を介して第１および第２の加熱装置に接続された調整および／又は制御手段を設ける。この調整および／又は制御手段により、溶融金属、貯蔵槽、ハニカム構造物および外被管の少なくとも１つの温度を調整する。これは、調整すべき温度を所定の範囲内に一定に保つことを可能にする利点がある。この際、ハニカム構造物、外被管および溶融金属の少なくとも１つにフィードバックを行なってもよい。これは、例えば非接触式温度測定技術を利用した適当な温度センサの設置と、調整および／又は制御装置との接続とによって行なわれる。調整および／又は制御装置は電子式に形成できるが、他の調整および／又は制御回路も可能である。
【００３４】
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様では、少なくとも貯蔵槽をチャンバ、好適には真空室或いは保護ガス室内に配置する。貯蔵槽内で、溶融金属の表面を保護ガスや真空雰囲気に保つと、気中酸素による酸化に基づく溶融金属の凝固を防止できる。
【００３５】
本発明の方法に関連する上述の全ての利点は、本発明の装置に当てはまり、またその逆も言える。
【００３６】
本発明の他の観点から、本発明に基づく方法に応じて、或いは本発明に基づく装置を利用して製造したハニカム体を提供する。
【００３７】
以下図を参照し本発明の実施例を詳細に説明する。但し本発明はこれに限定されない。
【００３８】
図１は、ハニカム体製造用の本発明に基づく装置１を概略的に示す。該装置１は、真空引きされるか、保護ガス、即ち不活性ガスが封入されるチャンバ２を有する。チャンバ２は図示しないゲートを備え、該ゲートは、真空／保護ガスの漏れを非常に少なく保ちつつチャンバ２に入り込むことを可能にする。チャンバ２内に貯蔵槽３があり、該槽３は第１加熱装置４と熱接触している。貯蔵槽３は開口２３を備える。貯蔵槽３内に存在する溶融金属５は、第１加熱装置４により温度調節される。溶融金属５は、ハニカム構造物６を形成する薄板１４、１５より低い融点を持つ。本実施例において溶融金属５は、少なくともアルミニウム成分を含み、即ち純アルミニウム又はアルミニウム合金、好適にはアルミニウム基合金である。溶融金属５がほぼアルミニウムからなると有利であるが、溶融金属５に、物理特性、例えば粘性や表面張力を変化させる他の成分を含ませてもよい。
【００３９】
装置１は、更に把持手段２４と移動手段２５を備えた第１取扱い装置７を有する。把持手段２４は金属ハニカム構造物６をつかむ。この手段２４、従ってハニカム構造物６も、移動手段２５によって動かされる。
【００４０】
ハニカム構造物６は、それを形成するための略示した手段８で形成される。この際、薄板、場合によっては平形薄板と組織化薄板が、積層と絡み合わせ又は巻回により、ハニカム構造物６の形に成形される。更にハニカム構造物を形成する手段８は、ハニカム構造物６を外被管に挿入する手段と、ハニカム構造物６および／又は外被管を所定の温度に加熱する第２加熱装置とを備える。該加熱装置は第１信号伝送線９を経て制御手段１０に接続され、手段１０は、第２加熱装置やハニカム構造物６の温度を所定値に調整する。第１信号伝送線９を経て、第２加熱装置への制御信号と第２加熱装置における温度センサ（図示せず）の信号とが伝送される。該温度センサはハニカム構造物の温度を測定する。ここでは非接触式温度センサを利用するとよい。
【００４１】
制御手段１０は第２信号伝送線１１を介して第１加熱装置４に接続され、該装置４ないし液状添加物５の温度を所定値に調整する。ここでも、第２信号伝送線１１を経て、第１加熱装置４への制御データの伝送と、例えば第１加熱装置４に一体に組み込まれた温度センサで測定された、第１加熱装置４の温度データの伝送が行なわれる。
【００４２】
第１取扱い装置７は、ハニカム構造物６の直径が変化しないように把持手段２４により固定した、成形済みのハニカム構造物６を、ハニカム構造物６を形成する手段８から貯蔵槽３に移動させる。ハニカム構造物６の端面２２が溶融金属５に接触する前に、場合によってはハニカム構造物６を包囲する外被管（図示せず）を、例えば誘導ろう付け装置１３を用いた熱的接合継手の形成によりハニカム構造物６に結合できる。例えばハニカム構造物６を形成する手段８に、ハニカム構造物６を外被管に挿入する手段も形成できる。
【００４３】
第２取扱い装置１２は、外被管とハニカム構造物６とのろう付け継手を形成する誘導ろう付け装置１３を備える。第１、第２取扱い装置７、１２は、外被管とハニカム構造物６を結合するための誘導ろう付けと、溶融金属５との接触とを行なうべく、共同作用する。
【００４４】
誘導ろう付け継手の形成は、ハニカム構造物６の少なくとも片側端面２２の溶融金属５との接触前或いは接触後に行なわれる。誘導ろう付けが溶融金属５との接触前に実施されるとき、ハニカム体ないしハニカム構造物６および外被管は、ろう付け過程によって加熱される。ハニカム構造物６と外被管との結合の形成は、本発明に基づき、他の熱的接合法、例えば溶接或いは他のろう付け法によっても可能である。
【００４５】
図２は、本発明に基づくハニカム体の一部を示す。ハニカム体のハニカム構造物６は、平形薄板１４と組織化薄板１５とからなり、通路１６を形成している。薄板１４、１５の構造に応じ、例えば貫通した通路１６ではなく、別種の空洞を形成するハニカム構造物６を形成してもよい。例えば、各々部分的に閉じた通路を備えたハニカム体を製造できる。
【００４６】
流体が貫流できる材料、即ち多孔性又は高多孔性材料から成る層は、本発明に基づき、ほぼ平形の薄板１４並びに組織化薄板１５として使用できる。本発明に基づき、例えば鋼から成る薄板１４、１５も利用できる。
【００４７】
平形薄板１４と組織化薄板１５は、両薄板が互いに結合した結合部１７を持つ。例示した結合部１７は、本発明に基づき、低融点のアルミニウム合金の局所的な形成により形成できる。即ちアルミニウムが溶融金属５から薄板１４、１５内に拡散し、そこで局所的に融点が下がり、この結果結合部１７で、薄板１４、１５が互いに融合により結合する。拡散過程が更に進行すると、局所的なアルミニウム含有量が更に低下し、このため局所的に融点が上昇し、そこで、改めて硬化が生じ、結合部１７が硬化する。
【００４８】
なおこの際、上述の方法は、基本的に薄板１４、１５の局所的な強化や厚肉化を行なうためにも採用できる。換言すれば、被着すべき溶融金属、特にアルミニウム溶融物を、薄板１４、１５の少なくとも部分領域に被膜が生ずる量だけ供給する。被膜は、薄板１４、１５の両側に設けるとよい。厚肉化は、好適には薄板厚さの１０％、特に２５％以上、むしろ５０％以上の範囲にあり、場合により上述の値で囲まれた部分範囲にある。即ち、薄板１４、１５の表面に、凝固した状態で、例えば２μｍ、特に２０μｍ以上の厚さの溶融金属層を設ける。このように特に強化され厚くされた薄板１４、１５又はその部分領域はハニカム構造物６の要件に合った形成を可能にする位置決め手段、スペーサ、ストッパ等の形成を可能にする。更にこの結果、ハニカム構造物６の厚い部分範囲が高い比表面熱容量を示し、ハニカム体の熱的挙動が影響される。従って、特に、ハニカム構造物の熱膨張特性並びに例えば表面に着けた触媒活性材料の特性を、必要に応じて設定できる。
【００４９】
ハニカム構造物６と溶融金属５の温度の調整と制御で、仕様を満足させ得る。特に溶融金属５のハニカム構造物６内への浸透深さ、即ち上昇高さと、薄板１４、１５内へのアルミニウムの到達拡散長さとが、ハニカム構造物６および／又は溶融金属５の温度設定に応じ定まる。しかも、これは薄板１４、１５間の結合部の特性に、決定的な影響を与える。
【００５０】
図３は、鋼板で作った平形薄板１４と組織化薄板１５とから構成した本発明によるハニカム体の例に関し、結合部１７を詳細に示す。本実施例では、薄板の表面がアルミニウムを少なくとも含む溶融金属５で濡らされた際、アルミニウムが直ちに薄板１４、１５の鋼内に拡散浸透し始め、薄板１４、１５にアルミニウム高含有の第１領域１８と、第２領域１９と、第３領域２０が生ずる。これら局所的にアルミニウムを富化したアルミニウム鋼合金は、薄板１４、１５を形成する鋼より低い融点を有する故、領域１８、１９は一時的に液化する。かくして接触個所２１の近くに非常に緊密な結合が生じ、該結合は、理想的には鋼板が結合前に互いに直に接しているので、ほぼ溶接継手の特性を示す。アルミニウムは高温時に矢印で示す如く更に鋼内に拡散し、この結果、領域１８、１９の融点が再び上昇し、結合部１７が硬化する。かくして生じた継手は極めて安定し、かつこの結合方式は、鋼がアルミニウムで富化され、耐食性が向上するという利点を持つ。第３領域２０の範囲では、アルミニウム分量の増大のみが起り、第３領域２０の腐食特性が向上する。
【００５１】
通常、排気ガスはハニカム体の片側端面からハニカム体内に流入し、反対側端面でハニカム体から流出する。そのため、ハニカム体の端面側範囲が特に機械的・熱的に大きく負荷される故、上述の腐食特性の向上は、特にハニカム体の端面側範囲で有効である。
【００５２】
アルミニウム含有溶融金属の形成の他に、鋼板と接触する際に鋼板の緊密な結合を生ずる同様の効果を利用する溶融金属の形成も考えられる。この場合、薄板１４、１５を形成する材料と、溶融金属５中の金属とから成る合金の融点は、結合すべき薄板１４、１５を構成する材料の融点より低くなければならない。本発明の要点は、薄板１４、１５の融点に比べて、溶融金属５の融点が低いことである。
【００５３】
ハニカム体を製造するための本発明に基づく方法と装置によれば、ハニカム構造物６の少なくとも片側端面２２が、ハニカム構造物６の融点より低融点の、例えばアルミニウムを含む溶融金属５と接触することで、結合部１７での薄板１４、１５の緊密で永続的な結合を生じさせ得る。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に基づくハニカム体の製造装置の概略図。
【図２】本発明に基づくハニカム体の部分斜視図。
【図３】本発明に基づくハニカム体の結合部の詳細図。
【符号の説明】
【００５５】
１  製造装置、２  チャンバ、３  貯蔵槽、４  加熱装置、５  溶融金属、６  ハニカム構造物、７、１１  取扱い装置、８  ハニカム構造物の形成手段、９  信号伝送線、１０  制御手段、１３  誘導ろう付け装置、１４  平形薄板、１５  組織化薄板、１６  通路、１７  結合部、１８  第１領域、１９  第２領域、２０  第３領域、２１  接触個所、２２  端面、２３  開口、２４  把持手段、２５  移動手段
【図１】
2005535460.tif 000003
【図２】
2005535460.tif 000004
【図３】
2005535460.tif 000005
【国際調査報告】
2005535460.tif 000006
2005535460.tif 000007
2005535460.tif 000008
2005535460.tif 000009
2005535460.tif 000010
2005535460.tif 000011