(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状をなすステンレス製の波板と平板とが、交互に位置するように多層に巻き付けられると共に、その際、該波板と平板間に細帯状のステンレス製の接合補助材が挟み込まれており、
もって、全体がロール状をなすと共に、軸方向に多数のセル空間が区画形成されたハニカム構造をなし、該波板と平板に触媒物質が付着せしめられる、排気ガス浄化装置用の触媒担体であって、
該波板と平板とは、相互間の当接箇所が該接合補助材を介して拡散接合されており、該接合補助材は、該波板のコルゲートギヤを用いた成形加工時に両側端部に形成されていた拡開突起部より、軸方向の内側に位置すると共に、該拡開突起部の高さより厚い肉厚よりなること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の触媒担体。
【請求項２】
請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該波板と平板は、各１枚ずつ用いられると共にアルミニウムを含有したステンレス製よりなり、長さおよび幅がほぼ同一であり、該接合補助材も、長さが該波板や平板とほぼ同一であること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の触媒担体。
【請求項３】
請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該波板や平板の両側端から５ｍｍ以上軸方向の内側に位置すると共に、肉厚が２０μｍから２００μｍよりなること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の触媒担体。
【請求項４】
請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、両組はそれぞれ、１本又は多列の複数本よりなり、１本の幅が０．５ｍｍから５ｍｍ、かつ１本の場合を含む合計幅が該波板や平板の幅の０．３％から２０％よりなること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の触媒担体。
【請求項５】
請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、両組が、該平板を介し表裏で対向位置して、該波板と平板間の接触圧力を向上せしめていること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の触媒担体。
【請求項６】
請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、両組が、該平板を介し表裏で対向位置せずずれて位置しており、該波板と平板間の熱応力緩和能力を向上せしめていること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の触媒担体。
【請求項７】
まず、帯状をなすステンレス製の波板と平板とを、交互に位置するように多層に巻き付けると共に、該波板と平板間に介在すべく細帯状のステンレス製の接合補助材を挟み込み、
その際、該接合補助材は、該波板のコルゲートギヤを用いた成形加工時に両側端部に形成されていた拡開突起部より、軸方向の内側に位置せしめると共に、該拡開突起部の高さより厚い肉厚のものを用い、
それから、次に加熱することにより、該波板と平板の当接箇所を該接合補助材を介して拡散接合せしめ、もって、全体がロール状をなすと共に軸方向に多数のセル空間が区画形成された、ハニカム構造の触媒担体を得、
事後、該波板と平板に触媒物質が付着せしめられるようになること、を特徴とする排気ガス浄化装置用の触媒担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス浄化装置用の触媒担体、およびその製造方法に関する。すなわち、ステンレス製の波板と平板とが巻き付けられたハニカム構造をなし、触媒物質が付着される排気ガス浄化装置用の触媒担体、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
《技術的背景》
オートバイ，スクーター，その他の２輪車や４輪車等の自動車においては、エンジンからの有害物質を含む排気ガスを、排気ガス浄化装置を通すことにより清浄化せしめ、もって外部へと排気する。
そして、このような排気ガス浄化装置は、図３の（３）図の斜視図に示したように波板１と平板２とをロール状に巻き付けたハニカム構造の触媒担体３に、触媒物質を付着せしめた構造よりなり、排気ガスがその各セル空間４中を通過した際、含まれていた有害物質が触媒物質と接触，反応することにより、清浄化されるようになっている。
そして、この触媒担体３は高温環境下で、しかも加熱と冷却が繰り返されると共に、振動等も加わる厳しい条件下で使用される。
【０００３】
このため触媒担体３は、波板１や平板２の母材たる箔材として、アルミニウムを含有させたフェライト系のステンレスを用いてなると共に、波板１と平板２間を接合するろう材として、ニッケル基ろう材が使用されていた。
さて走行中において、触媒担体３は、触媒反応により７００℃以上の高温となり、最近は高機能化触媒の採用により、１,０００℃以上の高温となることも多い。更に、エンジンからは生ガスたる未燃焼ガスが排出されており、２輪車の場合は特に多量の未燃焼ガスが排出されて、排気ガス中に含まれていることが多く、触媒担体３に供給された時点で未燃焼ガスが発火，燃焼して、１,２００℃を超えることも多々ある。
これに対し触媒担体３は、波板１や平板２中に含まれたアルミニウムが保護皮膜たる酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３を形成して、波板１や平板２の酸化を防止するようになっている。
【０００４】
《耐熱性について》
しかしながら、このような波板１や平板２について、両者を接合するろう材に起因した異常酸化や再溶融が発生し、その耐酸化性，耐熱性に不安が指摘されていた。
すなわち、ろう材の主成分であるニッケルが波板１や平板２側に拡散し、アルミニウムと反応して、金属間化合物Ｎｉ３Ａｌを析出し、もってその分、ろう付け箇所付近の波板１や平板２について、アルミニウム量が減少して耐酸化寿命が短くなる。更に１,０５０℃以上の温度になると、波板１や平板２中のアルミニウムが雰囲気中の窒素と反応して化合物ＡｌＮを析出し、更にアルミニウムが減少する。
これらにより、保護皮膜たる酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３が減少して欠陥が生じ、ろう付け箇所を中心に触媒担体３の波板１や平板２の耐酸性が低下して、異常酸化が発生しやすい、という指摘があった。
又、ろう材についてろう付けを容易化すべく添加されている融点降下元素たるボロンやシリコンが、加熱により波板１や平板２側に移動して、その融点を降下させてしまう。もって、１,２００℃以上の加熱により、ろう付け箇所が再溶融するだけでなく、周りの波板１や平板２の溶融，穴あき等も発生する、という指摘があった。
【０００５】
《拡散接合の採用》
そこで最近、触媒担体３について、このようなろう材を用いず、波板１や平板２間を拡散接合するタイプのものが、開発，使用されつつある。
この触媒担体３は、波板１や平板２間が、拡散接合により直接的に接合されており、ろう材等が一切介在しないので異常酸化や再溶融も発生せず、波板１や平板２の母材たるステンレスの基本性能が生かされ耐熱性に優れると共に、高価なろう材を使用しないのでコスト面にも優れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような拡散接合タイプの従来の触媒担体３にあっては、接合強度に関し次の問題が指摘されていた。
図１０は、この種従来例の触媒担体３の説明に供する。そして（１）図は、第１例の要部の正断面図、（２）図は、第１例の要部の側断面図、（３）図は、第１例の平断面図である。
（４）図は、第２例の製造時の正面図、（５）図は、第２例の波板の要部の正断面図である。（６）図は、第６例の製造時の斜視図、（７）図は、同第６例の要部の正断面図である。（８）図は、第７例の製造時の斜視図、（９）図は、同第７例の外筒への挿入時の正面説明図である。
【０００７】
《最大の問題点》
この種の触媒担体３で使用される波板１は、一般的に図１の（２）図の斜視図，（３）図の正面図に示したように、平板２を上下１対のコルゲートギヤ５間に通すことにより、成形加工される。
そして、触媒担体３の幅Ｌつまり用いられる波板１の幅Ｌは、極めて多種類に及んでおり、それらのすべてに対応可能なように、コルゲートギヤ５の幅Ｍは、より長く・広く設定されている。つまり、波板１の成形加工に際しては、従来より一般的に、１種類の広い幅Ｍのコルゲートギヤ５間に、狭い各種幅Ｌの平板２を通すことにより、狭い各種幅Ｌの波板１が成形加工されていた。
勿論、コルゲートギヤ５の歯表面はフラットな形状よりなる。
さて、このように成形加工された波板１は、必然的に、図１の（４）図の正断面図に示した形状よりなり、頂部や底部の左右両側端部に略三角錐状の拡開突起部６が形成される。
【０００８】
この拡開突起部６は、幅Ｎが約５ｍｍ程度で、高さＨが約１５μｍ程度よりなる。そこで、触媒担体３を製造すべく、このような拡開突起部６付の波板１と、平坦な平板２とをロール状に巻き付けて（図３の（３）図を参照）拡散接合すると、図１０の（１）図，（２）図，（３）図の第１例に示したようになる。
すなわち、巻き付けられた波板１と平板２とは、波板１の略三角錐状の拡開突起部６の突出端で当接，接触して、点状に拡散接合される。波板１と平板２とは、波板１の波の頂部や底部において、左右両側端部の拡開突起部６の左右の突出端（点）で、順次、拡散接合される。図中７は、このような接合点を示す。
そこで、このように製造されたこの種従来例の第１例の触媒担体３については、波板１と平板２とが点接合状態で拡散接合されているに過ぎず、接合強度が不足し強度面に大きな欠陥が存する、という問題が指摘されていた。
【０００９】
《その他の問題点》
そこで、このような問題に対処すべく、図１０の（４）図，（５）図に示した第２例のように、全体的にフラットな形状だった歯表面について、左右両側端部にアール部を形成した特殊形状のコルゲートギヤ８を用いることにより、左右両側端部に拡開突起部６が存しない波板９を、成形加工することが考えられた。
このような波板９と平板２を拡散接合して製造された第２例の触媒担体３は、波板９と平板２とが線状に接合されており、点接合よりなる第１例に比し接合強度が向上し、触媒担体３としての強度も確保される。
しかしながら、この第２例については、極めて多種類に及ぶ各種幅Ｌの波板１そして触媒担体３毎に、専用の特殊なコルゲートギヤ８を多数準備すると共に、個々別々に波板１を成形加工しなければならず、コスト負担が極めて大となるという問題があり、実用化されなかった。
【００１０】
更に、図示しないが第３例として、波板１と平板２とを巻き付ける際に、平板２に強いバックテンションを加え、バックテンションを付加したまま外筒１０（図３の（１）図を参照）に挿入して、拡散接合することにより、触媒担体３を製造することも考えられた。
この第３例は、バックテンションにより波板１と平板２間の接触圧力そして接合強度を向上せしめ、もって触媒担体３の強度確保を目ざしたものであるが、平板２について強いバックテンションを付加したまま外筒１０に挿入する作業は困難を極め、高い精度と熟練が要求される、という問題が指摘されていた。
又、第１例について前述した問題、つまり波板１の拡開突起部６に起因した接合強度の問題は、根本的には解決されていなかった。
【００１１】
又、図示しないが第４例として、イ．波板１に生じた拡開突起部６を強制的に解消させてフラット化すべく、波板１の左右両側端部のみを再度プレスしたり、ロ．従来より一般的に用いられているアールが存した略三角形状の波板１に代え、アールが存しない屈曲形成されたフラット形状の特殊な波板１を用いたり、ハ．波板１更には平板２の表面粗さを小さく調整すること等によって、波板１と平板２間の接触面積そして拡散接合による接合強度を増加させ、もって触媒担体３としての強度確保を目ざすことも試みられた。
しかしながらこの第４例については、イ．再度プレスを行う工程、ロ．特殊形状の波板１、ハ．表面粗さ調整、等々が必要であり、極めてコスト高となる、という問題が指摘されていた。又、ロ．特殊形状の波板１を用いたり、ハ．表面粗さ調整をしても、第１例について前述した波板１の拡開突起部６に起因した接合強度の問題が、根本的に解決された訳ではなかった。
【００１２】
更に、図示しないが第５例として、波板１と平板２とを巻き付けて外筒１０に挿入した後、機械的に又は治具との熱膨張差を利用して、外筒１０ごと部分的に絞り部を形成させ、もって、波板１と平板２間の接触圧力を部分的・局部的に向上させ、拡散接合による接合強度を向上させて、触媒担体３としての強度確保を目ざしたものもある。
しかしながら、この第５例についても、絞り加工する工程・手間・作業が付加されると共に、絞り加工用の治具の準備も要する等、コスト面に大きな問題が指摘されていた。
【００１３】
又、図１０の（６）図，（７）図に示した第６例（特開平７−３９７６５号）のように、波板１と平板２とを巻き付ける際に、左右両端部に帯状の第２平板１１を挿入して挟み込むことにより、部分的・局部的に接触圧力を向上させて拡散接合し、もって接合強度を向上せしめ、触媒担体３としての強度確保を目ざす試みもあった。
しかしながら、この第６例については、平板２と第２平板１１間は、面状に部分的・局部的に拡散接合されるものの、波板１と第２平板１１間が、第１例について前述したところと同様に点接合状態の拡散接合となってしまう、という問題が指摘されていた。
つまり、波板１の左右両側端部に形成された拡開突起部６に起因し、波板１と第２平板１１とは、拡開突起部６の突出端（点）で順次点接合されているに過ぎず、もって接合強度が不足し、触媒担体３としての強度面に大きな不安が、未解決のまま残存していた。
【００１４】
更に、図１０の（８）図，（９）図に示した第７例（特開平８−２８１１２３号）のように、波板１と平板２とを巻き付ける際に、左右端部から離れた位置に、帯状の薄板箔材１２を挿入して挟み込むことによって、径大となった介在部１３を形成しておき、もって、これを他の部分の径に見合った内径よりなる外筒１０に、挿入する。
このように押し込み挿入することによって、薄板箔材１２による介在部１３を絞り、もって、部分的に絞り部を形成させて、波板１と平板２間の接触圧力を部分的・局部的に向上させ、拡散接合による接合強度を向上させて、触媒担体３としての強度確保を目ざした試みもあった。
しかしながら、この第７例については、外筒１０に押し込み挿入しつつ絞り加工するので、強力な押し込み力・押圧力を要し、その為の治具や設備も必要であり、コスト面に問題が存すると共に、挿入，絞りに際し波板１に押圧力が作用して、波板１の形状が崩れてしまう、という問題も指摘されていた。
【００１５】
《本発明について》
本発明は、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものであって、帯状の波板と平板間に、細帯状の接合補助材を挟み込んで巻き付け、この接合補助材を、波板の拡開突起部より内側位置で厚い肉厚よりなると共に、所定の幅や表裏位置に設定してなること、を特徴とする。
もって第１に、拡散接合タイプであるにもかかわらず、十分な接合強度を備えてなり、耐振動性，耐熱性，熱応力緩和能力等が向上し、強度面に優れると共に、第２に、しかもこれが簡単容易に、コスト面にも優れて実現される、排気ガス浄化装置用の触媒担体、およびその製造方法を提案すること、を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。
《本発明の触媒担体》
まず、請求項１については次のとおり。すなわち、この請求項１の排気ガス浄化装置用の触媒担体は、帯状をなすステンレス製の波板と平板とが、交互に位置するように多層に巻き付けられると共に、その際、該波板と平板間に細帯状のステンレス製の接合補助材が挟み込まれている。もって、全体がロール状をなすと共に、軸方向に多数のセル空間が区画形成されたハニカム構造をなし、該波板と平板に触媒物質が付着せしめられる。
そして、該波板と平板とは、相互間の当接箇所が該接合補助材を介して拡散接合されており、該接合補助材は、該波板のコルゲートギヤを用いた成形加工時に両側端部に形成されていた拡開突起部より、軸方向の内側に位置すると共に、該拡開突起部の高さより厚い肉厚よりなること、を特徴とする。
【００１７】
次に、請求項２については次のとおり。すなわち、この請求項２の排気ガス浄化装置用の触媒担体は、請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該波板と平板は、各１枚ずつ用いられると共に、アルミニウムを含有したステンレス製よりなり、長さおよび幅がほぼ同一であり、該接合補助材も、長さが該波板や平板とほぼ同一であること、を特徴とする。
請求項３については次のとおり。すなわち、この請求項３の排気ガス浄化装置用の触媒担体は、請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該波板や平板の両側端から５ｍｍ以上軸方向の内側に位置すると共に、肉厚が２０μｍから２００μｍよりなること、を特徴とする。
【００１８】
次に、請求項４については次のとおり。すなわち、この請求項４の排気ガス浄化装置用の触媒担体は、請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、両組はそれぞれ、１本又は多列の複数本よりなり、１本の幅が０．５ｍｍから５ｍｍ、かつ１本の場合を含む合計幅が該波板や平板の幅の０．３％から２０％よりなること、を特徴とする。
請求項５については次のとおり。すなわち、この請求項５の排気ガス浄化装置用の触媒担体は、請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、両組が、該平板を介し表裏で対向位置して、該波板と平板間の接触圧力を向上せしめていること、を特徴とする。
請求項６については次のとおり。すなわち、この請求項６の排気ガス浄化装置用の触媒担体は、請求項１記載の排気ガス浄化装置用の触媒担体において、該接合補助材は、該平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、両組が、該平板を介し表裏で対向位置せずずれて位置しており、該波板と平板間の熱応力緩和能力を向上せしめていること、を特徴とする。
【００１９】
《本発明の製造方法》
次に、請求項７については次のとおり。すなわち、この排気ガス浄化装置用の触媒担体の製造方法では、まず、帯状をなすステンレス製の波板と平板とを、交互に位置するように多層に巻き付けると共に、該波板と平板間に介在すべく細帯状のステンレス製の接合補助材を挟み込む。
その際、該接合補助材は、該波板のコルゲートギヤを用いた成形加工時に両側端部に形成されていた拡開突起部より、軸方向の内側に位置せしめると共に、該拡開突起部の高さより厚い肉厚のものを用いる。
それから、次に加熱することにより、該波板と平板の当接箇所を該接合補助材を介して拡散接合せしめ、もって、全体がロール状をなすと共に軸方向に多数のセル空間が区画形成された、ハニカム構造の触媒担体を得る。そして事後、該波板と平板に触媒物質が付着せしめられるようになること、を特徴とする。
【００２０】
《作用等》
本発明は、このようになっているので、次のようになる。この触媒担体および製造方法では、波板と平板が接合補助材を挟み込みつつ巻き付けられ、全体がロール状をなすと共に多数のセル空間が区画形成されたハニカム構造をなす。
波板と平板は、アルミニウムを含有したステンレス製で帯状をなし、波板には、コルゲートギヤを用いた成形加工時に、頂部や底部の左右両側端部に、幅が約５ｍｍ程度で高さが約１５μｍ程度の拡開突起部が形成されている。
接合補助材は、ステンレス製で細帯状をなし、波板の拡開突起部より内側に位置し、より厚い肉厚よりなる。つまり、波板や平板の両側端から５ｍｍ以上内側に位置し、肉厚が２０μｍから２００ｍｍよりなる。そして、平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられ、１本の幅が、０．５ｍｍから５ｍｍよりなり、１本又は複数本の合計幅が、波板や平板の幅の０．３％から２０％よりなる。表裏の両組は、平板を介し表裏で対向位置するか、ずれて位置している。
波板と平板は、このような接合補助材を挟み込んで巻き付けられているので、波板の拡開突起部の影響を受けることなく、局部的に高い接触圧力で略短線状に順次拡散接合されており、この触媒担体は、十分な接合強度で接合され、耐振動性，耐熱性，熱応力緩和能力等が向上し、強度面に優れている。しかもこれらは、接合補助材を挟み込む簡単な手段により、容易に実現される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、図面に示す発明の実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図２，図３，図４，図５，図６，図７，図８，図９等は、本発明の実施の形態の説明に供する。
そして、図１の（１）図は、準備される平板の斜視図、（２）図は、成形加工される波板の斜視図、（３）図は、成形加工される波板の正面図、（４）図は、成形加工された波板の正断面図、（５）図は、成形加工された波板の要部の側面図である。図２は、巻き付けられる波板と平板の斜視図であり、（１）図は、シングル構造のものを示し、（２）図は、セミダブル構造のものを示し、（３）図は、ダブル構造のものを示す。
図３の（１）図は、外筒の斜視図、（２）図は、拡散接合時の斜視図、（３）図は、得られた触媒担体の斜視図である。図４の（１）図は、触媒物質が付着せしめられた触媒担体の要部を拡大した側断面図、（２）図は、触媒担体の使用例の正断面図である。
【００２２】
図５の（１）図は、触媒担体の要部の正断面図、（２）図は、触媒担体の要部の側断面図、（３）図は、触媒担体の平断面図である。（４）図は、酸化皮膜の断面説明図である。
図６の（１）図は、触媒担体と外筒をろう付けした例の正断面図、（２）図は、触媒担体と外筒を拡散接合した例の正断面図である。図６の（３）図，（４）図，（５）図，（６）図は、接合補助材を表裏で対向位置させた各例の要部の正断面図、（７）図，（８）図，（９）図，（１０）図は、接合補助材を表裏でずらした各例の要部の正断面図である。
図７の（１）図は、強度試験の斜視図、（２）図は、接合補助材の厚みと強度との関係を示すグラフである。図８の（１）図は、接合補助材の本数と強度との関係を示すグラフ、（２）図は、接合補助材の合計幅の割合と強度との関係を示すグラフである。図９の（１）図は、接合補助材の１本の幅と強度との関係を示すグラフ、（２）図は、接合補助材の本数と強度との関係を示すグラフである。
【００２３】
本発明は、次の▲１▼波板１等の準備工程，▲２▼接合補助材１５の準備工程，▲３▼巻き付け工程，▲４▼拡散接合工程、等の各製造工程を辿ることにより、▲５▼排気ガス浄化装置１６用の触媒担体１４を製造する。
以下、触媒担体１４について、このような製造方法の各工程を辿りつつ、説明する。
【００２４】
《▲１▼波板１等の準備工程について》
まず、図１を参照しつつ、▲１▼波板１等の準備工程について述べる。この触媒担体１４の波板１や平板２の母材としては、肉厚が２００μｍ，１００μｍ，５０μｍ程度の薄い箔状のステンレスが用いられる。そして高温環境下で、しかも加熱と冷却が繰り返される条件下で使用されることに鑑み、アルミニウムを含有したフェライト系のステンレス、例えばＦｅ-２０Ｃｒ-５Ａｌ合金やＦｅ-１８Ｃｒ-３Ａｌ合金が代表的に用いられる。
波板１や平板２の表面、つまり母材たるフェライト系のステンレスの地肌表面は、保護皮膜たる酸化皮膜Ｃｒ２Ｏ３で覆われているが、この酸化皮膜Ｃｒ２Ｏ３は、８００℃以上の温度域では還元されてしまい、酸化に対する保護性を失う。
そこで、この母材にはアルミニウムが含有せしめられており、酸化皮膜Ｃｒ２Ｏ３に加えて酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）よりなる保護皮膜が形成されており、この酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３は、１,２００℃以上の高温域においても還元されず保護性を有しており、波板１や平板２の酸化が防止され、耐酸化性が確保されている（図５の（４）図を参照）。
【００２５】
まず平板２は、図１の（１）図に示したように、圧延され、コイル状に巻かれた状態から、幅Ｌが１０ｍｍから１５０ｍｍ程度の平坦な帯状に戻され、所定の長さ毎に切断されて準備される。
次に波板１は、図１の（２）図，（３）図，（４）図，（５）図等に示したように、コイル状に巻かれた状態から平坦な帯状に戻された平板２を、上下１対のコルゲートギヤ５間に供給することにより、成形加工される。
すなわち、１対のコルゲートギヤ５等よりなるコルゲート成形装置にて、加熱，加圧されることにより、波形の凹凸が短手方向に直線的に平行かつ長手方向に繰り返し連続的に、所定ピッチと高さで折曲形成された波板１が、幅Ｌが１０ｍｍから１５０ｍｍ程度の帯状にコルゲート成形され、所定長さ毎に切断されて準備される。波板１の具体的な幅Ｌおよび長さは、平板２の幅Ｌおよび長さと、同一である。
波板１の波形の凹凸の断面形状は、図示のようにアールが存した略三角形状のものが代表的である。
【００２６】
ところで、コルゲート成形装置のコルゲートギヤ５の幅Ｍは、１種類で各種幅Ｌの波板１が成形加工できるように、通常は幅Ｌより長く・広く設定されている。つまり、幅Ｍが２００ｍｍ程度の１種類のコルゲートギヤ５間に、幅Ｌが１５０ｍｍ，１００ｍｍ，７５ｍｍ，５０ｍｍ，・・・と狭い各種幅Ｌ寸法の平板２を通すことにより、各種幅Ｌの波板１が成形加工される。
そして、このようなコルゲートギヤ５を用いて成形加工された波板１は、必然的に、図１の（４）図の正断面図に示した形状よりなる。
すなわち波板１は、軸方向中央部の波のピッチに比し、左右両側端部の波のピッチが狭くなると共に、その分、波の頂部や底部の左右両側端部について、上下方向になだらかに略三角錐状に拡開されつつ突出した、拡開突起部６が形成される。
この拡開突起部６は、通常、幅Ｎが約５ｍｍ程度で突出高さＨが約１５μｍ程度よりなる。つまり、波板１の左右両側端より軸方向内側に向け５ｍｍ程度の幅Ｎ寸法で、波板１の中央部より上下方向に１５μｍ程度の突出端の高さＨ寸法で、なだらかな略三角錐状に形成される。
▲１▼波板１等の準備工程は、このようになっている
【００２７】
《▲２▼接合補助材１５の準備工程について》
次に、図２や図５を参照しつつ、▲２▼接合補助材１５の準備工程について述べる。接合補助材１５は、次の▲３▼巻き取り工程で使用され、▲４▼拡散接合工程で接合部として機能するが、各種のステンレスを用いることが可能である。
ＳＵＳ４３０やＳＵＳ４０９等の通常のフェライト系ステンレスを用いた場合は、後述する▲４▼拡散接合工程において、拡散速度が早くなり拡散接合が容易化する、という利点がある。
ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３０９等の通常のオーステナイト系のステンレスを用いた場合には、後述する▲４▼拡散接合工程において、熱膨張率が大きいので波板１と平板２間の接触圧力が高くなり、もって拡散接合による接合強度に優れる、という利点がある。
【００２８】
いずれにしても、▲４▼拡散接合工程では、フェライト系ステンレス製の波板１や平板２側から接合補助材１５側へと、クロムやアルミニウムが拡散する。もって、接合補助材１５が波板１や平板２と同質化し、保護皮膜たる酸化皮膜Ｃｒ２Ｏ３や酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３が形成され、もって接合部としての耐酸化性が確保される。
接合補助材１５として、波板１や平板２と同じ材質のもの、つまりアルミニウムを含有したフェライト系ステンレスＦｅ-Ｃｒ-Ａｌ合金を使用すれば、最も耐酸化性が向上する。
【００２９】
この接合補助材１５は、細帯状をなす。まず、準備される接合補助材１５の肉厚Ｔは、２０μｍから２００μｍよりなり、多くの場合３０μｍから５０μｍ程度よりなる。
すなわち、図５の（１）図に示したように、接合補助材１５は、前述した波板１の略三角錐状の拡開突起部６の突出端の高さＨ、つまり上下方向へ１５μｍ程度の高さＨより確実に厚くなるように、２０μｍ以上の肉厚Ｔよりなる。
これと共に図５の（１）図に示したように、接合補助材１５は、波板１と平板２間に介在する接合部として機能することに鑑み、あまり接合補助材１５の肉厚Ｔが厚くなり過ぎると、波板１と平板２間の隙間Ｕが広がり、強度が低下する。そこで接合補助材１５の肉厚Ｔは、最高２００μｍ以下とされる。これらについては、後で実施例１において詳述する。
【００３０】
接合補助材１５の幅Ｗは、０．５ｍｍから５ｍｍ程度よりなる。すなわち、ステンレス製の接合補助材１５について、スリット切断が現実的にコストに見合って可能な最小の幅Ｗは、０．５ｍｍであり、それ以下の幅Ｗの細帯状にスリット切断することは、通常困難である。もって接合補助材１５の幅Ｗは、最低０．５ｍｍ以上である。
これと共に図５の（１）図に示したように、介在する接合部として機能する接合補助材１５の幅Ｗが、もしも５ｍｍを超えると、波板１と平板２間の接触圧力が、広く分散して低いものとなり不足してしまい、所期の局部的に集中した高い接触圧力が得られなくなり、接合強度が低下してしまう。これらについては、後で実施例４において詳述する。
接合補助材１５は、このような肉厚Ｔ，幅Ｗの細帯状のものが準備されると共に、波板１や平板２とほぼ同一長さで、使用されることになる。
▲２▼接合補助材１５の準備工程は、このようになっている。
【００３１】
《▲３▼巻き付け工程について》
次に、図２，図５，図６等を参照しつつ、▲３▼巻き付け工程について述べる。▲３▼巻き付け工程では、帯状をなすステンレス製の波板１と平板２とが、交互に位置するように多層に巻き付けられると共に、波板１と平板２間に接合補助材１５が挟み込まれる。
すなわち図２に示したように、同じ長さの１枚の帯状の波板１と、１枚又は２枚の帯状の平板２と、１本又は複数本の細帯状の接合補助材１５とが、一定中心から順次交互に位置するように重ね合わせられつつ多層に巻き取られ、全体が真円等のロール状とされる。
図２の（１）図の例は、１枚の波板１と１枚の平板２とが使用されたシングル構造よりなり、最も多く使用される。これに対し図２の（２）図の例は、１枚の波板１と、外周側は２枚で内周側は１枚の平板２と、が使用されたセミダブル構造よりなり、図２の（３）図の例は、１枚の波板１と２枚の平板２とが使用された、ダブル構造よりなる。つまり平板２は、セミダブル構造では外側から途中まで２重構造よりなり、ダブル構造ではすべて２重構造よりなる。
【００３２】
セミダブル構造やダブル構造の触媒担体１４は、使用に際し特に振動と熱応力が共に強く、高い耐振動性と熱応力緩和能力とが要求される場合に用いられる。
そして、２重構造をなす２枚の平板２相互間には、局部的な接触圧力が加わらないため、次の▲４▼拡散接合工程においてほとんど拡散接合されず、もって使用に際しすべり現象を利用することにより、耐振動性と熱応力緩和能力とが向上する。勿論、波板１と平板２間の接触圧力は維持されている。
もって、この２枚の平板２間には、原則として接合補助材１５は挟み込まれない（接合防止剤を塗布することさえある）が、例外的に、波板１や平板２の軸方向の幅Ｌが短い場合等、触媒担体１４としての形状保持力が弱い場合は、この２枚の平板２間に、必要最小限の最低限度の接合補助材１５が挟み込まれ、もって形状保持力が向上せしめられる。
【００３３】
さて、この▲３▼巻き付け工程において、接合補助材１５は、波板１と平板２との間に、挿入されて挟み込まれる。
その際、図５の（１）図等に示したように、接合補助材１５は、波板１のコルゲートギヤ５を用いた成形加工時に両側端部に形成されていた拡開突起部６より、軸方向の内側に位置せしめられる。
すなわち拡開突起部６は、波板１の左右両側端より軸方向内側に向け５ｍｍ程度の幅Ｎで形成されるので、これを避けるため接合補助材１５は、左右両側端から最低でも５ｍｍ以上軸方向の内側に位置するように、挟み込まれる。
【００３４】
又、接合補助材１５は、図２，図５の（１）図，図６等に示したように、平板２を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、両組はそれぞれ、１本、又は多列の複数本よりなる。そして、１本の場合を含む合計幅が、波板１や平板２の幅Ｌの０．３％から２０％よりなる。
接合補助材１５は、▲２▼接合補助材１５の準備工程で述べたように、０．５ｍｍから５ｍｍ程度の幅Ｗのものが用いられるが、使用本数は何本でもよく、１本（１列）も可能であり複数本（多列）も可能である。
そして、１本の場合を含む合計幅、つまり、１本の場合のその１本の幅Ｗや複数本の場合の合計幅が、波板１や平板２との関係で規制される。
【００３５】
すなわち、▲２▼接合補助材１５の準備工程において前述したように、準備可能な接合補助材１５の最小の幅Ｗは０．５ｍｍであり、最小使用本数は１本である。又、▲１▼波板１等の準備工程において前述したように、触媒担体１４用に準備可能な波板１（そして平板２）の最大の幅Ｌは、現状では１５０ｍｍである。
もって、接合補助材１５の１本の場合を含む合計幅は、（０．５／１５０）×１００として算出され、波板１や平板２の幅Ｌの最低０．３％以上となる。
他方、接合補助材１５の合計幅の限界は、波板１や平板２の幅Ｌの最大２０％以下である。つまり、接合補助材１５の割合が２０％を超えると、次に述べる▲４▼拡散接合工程において、波板１と平板２間に作用すべき接触圧力が不足してしまい、所期の局部的に集中した高い接触圧力が得られなくなり、波板１や平板２間の接合強度が低下してしまう。これについては、後で実施例３において詳述する。
【００３６】
さて、このような接合補助材１５は、２組１セットで用いられる。すなわち、平板２を中心に観察すると、平板２を表裏から挟むように、１組が、平板２の表側に１本又は複数本配されると共に、他の１組が、平板２の裏側に１本又は複数本配され、もって、このような２組が１セットで用いられる。
そして、図６の（１）図，（２）図，（３）図，（４）図，（５）図，（６）図等に示した各例の接合補助材１５は、平板２を表裏から挟むように２組１セットで用いられた両組が、平板２を介し表裏で対向位置しており、もって波板１と平板２間の接触圧力を、一段と向上せしめている。
すなわち、平板２の一方側の接合補助材１５と、平板２の他方側の接合補助材１５とが、位置を合わせて対向する場合は、波板１と平板２間での接触圧力そして接合強度が、一段と高まる。そこで例えば、振動が強く熱応力が弱いスクーター等の２輪車用の触媒担体１４としての使用に適している。
【００３７】
これに対し、図６の（７）図，（８）図，（９）図，（１０）図等に示した各例の接合補助材１５は、平板２を表裏から挟むように２組１セットで用いられた両組が、平板２を介し表裏で対向位置せずずれて位置しており、もって波板１と平板２間の熱応力緩和能力を、一段と向上せしめている。
すなわち、平板２の一方側の接合補助材１５と、平板２の他方側の接合補助材１５とが、位置が揃わずずれている場合は、波板１と平板２間での熱応力緩和能力が、一段と向上する。そこで例えば、振動が弱く繰り返しの熱応力が強い４輪車用の触媒担体１４としての使用に適している。
なお、振動および熱応力が共に強い場合は、このように対向位置した接合補助材１５やずれて位置した接合補助材１５と、前述した平板２のセミダブル構造やダブル構造とを、組み合わせて採用することが考えられる。
【００３８】
又、振動が強いケースで使用される触媒担体１４にあっては、耐振動性を向上させるべく１つの接合部の接合面積を増やしたいので、なるべく幅Ｗの広い接合補助材１５を用い、使用本数を少なくする。
逆に、熱応力が強いケースで使用される触媒担体１４にあっては、熱応力緩和能力を向上させるべく１つの接合部に加わる応力を小さくしたいので、なるべく幅Ｗの狭い接合補助材１５を用い、使用本数を多目にする。
▲３▼巻き付け工程は、このようになっている。
【００３９】
《▲４▼拡散接合工程について》
次に、図３を参照しつつ、▲４▼拡散接合工程について述べる。この▲４▼拡散接合工程では、上述した▲３▼巻き付け工程で接合補助材１５を挟み込みつつ巻き付けられた波板１と平板２が、相互間の当接箇所において、接合補助材１５を介して拡散接合される。
このような拡散接合について更に詳述すると、まず、▲３▼巻き付け工程で巻き付けられた波板１と平板２には、巻き付けた形状を保持するのに必要十分な、弱い圧が加えられているに過ぎない。
つまり、波板１と平板２が接合補助材１５を介して巻かれた当接状態で位置決めされる程度の弱いテンション・規制力が、外部から波板１や平板２に対して加えられているに過ぎず、波板１の形状に変化が出るような強い規制力は加えられていない。
【００４０】
そして、このように単に巻き付けられた状態のまま波板１や平板２等は、図３の（１）図に示した外筒１０内に、挿入されるが、外筒１０との間で圧が作用することはほとんどなく、スムーズに単に挿入される。
外筒１０は、例えばステンレス製よりなり、パイプ状にロール成形されてなるが、外筒１０のスリット１７の溶接は、このような挿入前でも挿入後でもよい。外筒１０として、シームレスパイプを使用してもよい。
【００４１】
次に、このように巻き付けられたまま外筒１０に挿入された波板１や平板２等は、例えば図３の（２）図に示したように、例えばヒーター１８付の真空炉１９内に搬送されて加熱され、もって拡散接合される。
イ．拡散接合のための雰囲気条件は、真空雰囲気，パーシャル雰囲気，アルゴン雰囲気，不活性雰囲気等々、広く各種の減圧雰囲気や還元雰囲気中で可能である。
ロ．拡散接合のための温度条件は、１,１５０℃から１,３００℃程度に設定される。
ハ．拡散接合のための時間条件は、３０分間から３時間程度であるが、温度条件が高温の場合は短時間となり、温度条件が低温の場合は長時間となる。
ニ．拡散接合のための荷重条件については、次のとおり。すなわち、加熱により外筒１０内に挿入，巻回されていた波板１が伸びると共に、波板１と平板２間の当接箇所には接合補助材１５が介在位置しているので、局部的に高い接触圧力が作用する。
つまり、波板１と平板２間の当接箇所には肉厚Ｔをもった接合補助材１５が介在位置しているので、加熱により波板１が軸方向に略直角な方向に伸長すると、それまでは単に当接していたに過ぎない接合補助材１５と波板１間および接合補助材１５と平板２間に、局部的に高い接触圧力が作用し、もって拡散接合に必要十分な加圧力が得られる。
【００４２】
さて、このようなイ．雰囲気，ロ．温度，ハ．時間，ニ．荷重等の条件下で、拡散接合が実施される。
そして、図５の（１）図，（２）図，（３）図等に示したように、波板１の頂部・山部や底部・谷部の露出した地肌と、これとエリアを持った略短線状に順次局部的に接触，当接，密着した接合補助材１５の露出した地肌間、および、平板２の露出した地肌と、これと面状・略帯状に接触，当接，密着した接合補助材１５の露出した地肌全面間が、それぞれ拡散接合される。波板１と平板２間は接合補助材１５を介し、エリアを持った略短線状に順次局部的に、拡散接合される。
すなわち、このような波板１，平板２，接合補助材１５の地肌間で、母材のステンレスを構成する金属元素について、原子が粒界面で拡散移動し、もって接触，当接，密着していた地肌間が、固相のまま拡散接合される。このようにして、波板１と平板２の当接箇所が、接合補助材１５を介して拡散接合される。
なお、外筒１０との間も図６の（２）図に示したように、接合補助材１５を介して拡散接合されるが、外筒１０近傍は軸芯と比較して温度が低いので、図６の（１）図に示したように、ろう材２０を介してろう付けしてもよい
▲４▼拡散接合工程は、このようになっている。
【００４３】
《▲５▼触媒担体１４について》
このような▲１▼波板１等の準備工程，▲２▼接合補助材１５の準備工程，▲３▼巻き付け工程，▲４▼拡散接合工程、等の各製造工程を辿ることにより，図３の（３）図や図５の（１）図，（２）図，（３）図等に示した、排気ガス浄化装置１６用の触媒担体１４が製造される。
この触媒担体１４は、波板１と平板２とが、接合補助材１５を挟み込みつつ交互に位置するように多層に巻き付けられ、相互間の当接箇所が接合補助材１５を介して拡散接合されており、もって全体がロール状をなすと共に、軸方向に多数のセル空間４が区画形成されたハニカム構造体をなす。
【００４４】
すなわち触媒担体１４は、全体がロール状をなすと共に、内部がハニカム構造をなし、外筒１０内に挿着されている。ロール状としては、図示のように断面円形のものが代表的であるが、楕円形のもの更には角形のものも考えられる。
ハニカム構造は、波板１および平板２をセル壁として、各々独立空間に区画形成された、中空柱状の多数のセル空間４の平面的集合体よりなり、両端面が開口されている。セル壁そしてセル空間４の断面形状は、図示のようにアールが存した略三角形状のものが代表的であるが、台形状その他各種形状のものも可能である。
そしてハニカム構造は、重量比強度に優れ、軽量であると共に高い剛性・強度を備えてなり、更に整流効果に優れ単位容積当たりの表面積が大である、等々の特性を備えてなる。
【００４５】
触媒担体１４は、ハニカム構造のこの単位容積当たりの表面積が大であるという特性を利用してなり、図４の（１）図に示したように、セル壁たる波板１や平板２更には接合補助材１５の外表面に、触媒物質２１が付着せしめられる。
もって、図４の（２）図に示したように、通過する排気ガス２２と、このように付着せしめられた触媒物質２１との接触面積が大となり、排気ガス２２中に含まれていた有害物質が、触媒物質２１と接触，反応，除去され、もって排気ガス２２が清浄化される。
このように触媒担体１４は、高温の排気ガス２２が通過すると共に、触媒反応による発熱も加わる使用環境下にて用いられる。例えば、オートバイ，スクーター，その他の２輪車や４輪車等の自動車や、チェインソー，その他の内燃機関の排気ガス浄化装置１６において、使用される。
触媒物質２１は、排気ガス中の一酸化炭素，窒素酸化物，炭化水素等の各種有害物質を反応，除去する酸化還元用の貴金属等よりなり、アルミナ等の担持層を介し、波板１や平板２等の表面に被膜，付着せしめられる。
【００４６】
さて、この触媒担体１４は、前述した▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼の各製造工程を辿って製造されるので、次の構造を備えてなる。
この触媒担体１４の波板１と平板２は、アルミニウムを含有したステンレス製よりなり、長さおよび幅Ｌがほぼ同一の帯状をなし、各１枚ずつ用いられる。波板１は、コルゲートギヤ５を用いた成形加工時に、その頂部や底部の左右両側端部に拡開突起部６が形成されており、拡開突起部６は、幅Ｎが約５ｍｍ程度で高さＨが約１５μｍ程度の、略三角錐状をなす（図１の（４）図等を参照）。
又、この触媒担体１４で用いられた接合補助材１５は、ステンレス製よりなり、長さが波板１や平板２とほぼ同一の細帯状をなす（図２を参照）。
【００４７】
そして接合補助材１５は、波板１の左右両側端部の拡開突起部６より、軸方向の内側に位置すると共に、拡開突起部６の高さＨより厚い肉厚Ｔよりなる。つまり接合補助材１５は、波板１や平板２の両側端から５ｍｍ以上軸方向の内側に位置すると共に、肉厚Ｔが２０μｍから２００μｍよりなる（図５の（１）図を参照）。
又、この接合補助材１５は、平板２を表裏から挟むように２組１セットで用いられており、表裏の両組はそれぞれ１本、又は多列の複数本よりなり、１本の幅Ｗが、０．５ｍｍから５ｍｍよりなると共に、１本の場合を含む合計幅が、波板１や平板２の幅Ｌの０．３％から２０％よりなる（図５の（１）図を参照）。
更に、表裏の両組の接合補助材１５は、平板２を介し表裏で対向位置して、波板１と平板２間の接触圧力を向上せしめるか、又は、平板２を介し表裏でずれて位置して、波板１と平板２間の熱応力緩和能力を向上せしめている（図６を参照）。
▲５▼触媒担体は、このようになっている。
【００４８】
《作用等》
本発明は、以上説明したように構成されている。そこで以下のようになる。
この触媒担体１４およびその製造方法では、▲１▼波板１等の準備工程，▲２▼接合補助材１５の準備工程，▲３▼巻き付け工程，▲４▼拡散接合工程等を辿り、▲５▼触媒担体１４が製造される。
そしてこの触媒担体１４では、波板１と平板２が、すべての層間に接合補助材１５を挟み込みつつ、巻き付けられている。
さてそこで、この触媒担体１４およびその製造方法にあっては、次の第１，第２のようになる。
【００４９】
第１に、波板１と平板２は、波板１の左右両側端部に形成された拡開突起部６の影響を受けることなく、接合補助材１５にて局部的に高い接触圧力で、拡散接合される。
すなわち、波板１の頂部や底部と平板２とが、接合補助材１５を介したことにより、点状態ではなくエリアを持った略短線状にて、高い接触圧力のもとで順次拡散接合される。
接合補助材１５は、所定位置，肉厚Ｔ，幅Ｗ等よりなるので、イ．拡開突起部６の影響を受けずに、接触圧力を受けることが可能であり、ロ．加熱に伴う波板１の伸びにより、高い接触圧力を受けると共に、ハ．軸方向全体に分散せず局部的に集中した、略短線状のエリアにて接触圧力を受ける（特に、図５の（１）図や（３）図を参照）。
もって、この触媒担体１４は、このような接触圧力に基づき、十分な接合強度で接合され、耐振動性，耐熱性，熱応力緩和能力等が向上し、強度面に優れている。
【００５０】
第２に、しかもこれらは、接合補助材１５を所定の位置，肉厚Ｔ，幅Ｗ等にて挟み込むという簡単な手段により、容易に実現される。この触媒担体１４は、容易に製造される。この点について、次のａ．ｂ．ｃ．ｄ．ｅの各項目にわたり、更に詳述する。
まずａ．この触媒担体１４およびその製造方法では、▲１▼波板１等の準備工程において前述したように、従来より一般的に使用されているコルゲートギヤ５を用い、左右両側端部に拡開突起部６が形成された波板１を、そのまま使用する（図１を参照）。
つまり、専用の特殊なコルゲートギヤ８（図１０の（４）図を参照）を多数準備して、拡開突起部６が存しない波板９（図１０の（５）図を参照）を、わざわざ成形加工して準備することを要しない。
【００５１】
次にｂ．この触媒担体１４およびその製造方法では、▲４▼拡散接合工程において前述したように、接合補助材１５を挟み込みつつ巻き付けられた波板１と平板２は、巻き付けられ当接した状態で位置決め保持されつつ、外筒１０内に挿入される（図３を参照）。
つまり、波板１や平板２等には、形状保持に必要十分な弱い圧が加えられ規制されているに過ぎず、平板２に対し特に強いバックテンション等を加える必要はない。
【００５２】
更にｃ．この触媒担体１４およびその製造方法では、▲１▼波板１等の準備工程において前述したように、用いられる波板１は、アールが存した略三角形状の断面形状のものが、そのまま用いられる（図１を参照）。
つまり、波板１の拡開突起部６を強制的にフラット化すべく再度プレスを行ったり、アールが存しない屈曲・フラットな断面形状の特殊な波板を用いたりすることなく、従来より一般的に使用されている波板１が、そのまま用いられる。
しかも、接合補助材１５にて高い接触圧力が得られるので、波板１等の表面粗さを小さくする表面粗さ調整も不要である。
【００５３】
ｄ．この触媒担体１４およびその製造方法では、▲４▼拡散接合工程において前述したように、波板１と平板２とは、単に巻き付けられ当接した状態で位置決め保持するのに必要十分な圧・規制力が加えられた状態で、外筒１０内に挿入される。
そして、加熱により波板１が伸長することに基づき、接合補助材１５の介在箇所において局部的に高い接触圧力が得られつつ拡散接合が進行し、もって十分な接合強度が得られる。そこで、拡散接合に際し十分な接触圧力が得られるように、絞り加工を行うことも要しない。
【００５４】
ｅ．しかもこの触媒担体１４およびその製造方法によると、拡散接合も簡単容易化される。
すなわち、▲４▼拡散接合工程においては前述したように、接合補助材１５を介装しておいたことにより、拡散接合に必要十分な接触圧力が、局部的に容易に得られるので、イ．雰囲気，ロ．温度，ハ．時間等について、厳密な細かい制御は要求されない。
この点について更に詳述すると、まず前提として、図５の（４）図に示したように、波板１や平板２の母材たる箔の地肌表面には、まず、保護皮膜・酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３が形成されているが、加熱された場合、母材と酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３との熱膨張率の差に起因して、酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３に多くの欠陥（損傷，破れ）が生じる。
すると、母材中からアルミニウムが外方へと拡散し、大気中の酸素と結合して、新たな酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３を形成する。このようにして、波板１や平板２等の地肌表面は常時、保護皮膜・酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３で覆われており、耐酸化性が確保されている。
【００５５】
さて、前述した▲４▼拡散接合工程においても、加熱により酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３に欠陥が生じ、波板１や平板２つまり母材の地肌が一部露出する。これと共に、酸化皮膜Ａｌ２Ｏ３は肉厚が５μｍ以下と非常に薄いので、高い接触圧力を加えることができれば、母材の地肌どうしを全面的に直接接触させることができ、拡散接合が可能となる。
これに対し、高い接触圧力を加えることができない場合は、アルミニウムを蒸発させると共にイ．雰囲気，ロ．温度，ハ．時間等を厳密に細かく制御する必要が生じ、このような制御によって初めて、母材の地肌どうしを接触させることができ、拡散接合が可能になる。
ここにおいて、▲４▼拡散接合工程で述べたように、接合補助材１５を使用したことにより、簡単かつ確実に局部的に高い接触圧力が得られるので、イ．雰囲気，ロ．温度，ハ．時間等について厳密な細かい制御は不要化される。
まず、イ．雰囲気条件については、広く各種の減圧雰囲気中や還元雰囲気中で、拡散接合可能である。ロ．温度条件も、比較的低温で、ハ．時間条件も比較的短時間のうちに、拡散接合が可能となる。
このように、この触媒担体１４およびその製造方法では、接合補助材１５を用いたことにより高い接触圧力が得られ、▲４▼拡散接合工程において、ｅ．拡散接合が簡単容易化される。
以上が、本発明の作用等の説明である。
【００５６】
【実施例】
次に、実施例について説明する。以下に述べる各実施例では、本発明の触媒担体１４について、各種の肉厚Ｔや幅Ｗの接合補助材１５等を用い（図面としては特に図３の（３）図や図５の（１）図を参照）、もってその強度を試験，測定した。この場合の強度は、触媒担体１４全体にとっては軸方向の押し抜き強度であり、部分的には波板１と平板２間のせん断強度であり、接合強度を意味する。
使用された触媒担体１４等について、各実施例１，２，３，４，５に共通のデータ条件は、次のとおり。
○全体形状：φ６０ｍｍ
○セル数：３１０，０００セル／ｍ２（２００セル／ｉｎｃｈ２）
○箔  厚：５０μｍ
○圧子径：φ４０ｍｍ
すなわち、実施例１，２，３，４，５を通じ、使用された触媒担体１４の全体形状の径φは、６０ｍｍである。触媒担体１４のセル空間４の数（密度）は、３１０，０００セル／ｍ２（２００セル／ｉｎｃｈ２）である。箔厚つまり用いられた波板１や平板２の母材の肉厚は、５０μｍである。
【００５７】
そして、実施例１，２，３，４，５を通じ、強度の試験，測定は、次のように実施した。
すなわち、図７の（１）図に示したように、外筒１０付のこのような触媒担体１４を、外筒ホルダー台２３上に縦に載置する。外筒ホルダー台２３は、外筒１０と同径かつ同肉厚の短筒状をなし、不動部上に立設されており、外筒１０を下から保持するが、内部の触媒担体１４本体は保持していない。
それから圧子２４を用い、触媒担体１４に対し押圧力を加えた。圧子２４は短円柱状をなし、触媒担体１４の上側の開口端面に、同軸に載せられると共により小径よりなり、上から下へと圧接され、その押圧力・荷重を変化させた。
ところで、実施例１，２，３，４の測定結果を示す図７の（２）図，図８の（１）図，（２）図，図９の（１）図等を通じ、破線表示は、この種従来例の触媒担体３を試験，測定した結果を示す。
つまり、前述した図１０の（１）図，（２）図，（３）図に示したように、巻き付けられた波板１と平板２とが、波板１の拡開突起部６の突出端のみで、点状に当接，接触，拡散接合された、この種従来例の第１例の触媒担体３について、強度の試験，測定を行った結果を示す。勿論、接合補助材１５は用いられていないが、その他のデータ条件については、各実施例１，２，３，４と全く共通とした。
そして、本発明の実施例１，２，３，４の触媒担体１４は、この破線表示のこの種従来例の触媒担体３に比し、接合補助材１５を用いたことにより、はるかに強度面に優れていることが、以下に述べるところの前提として、まず裏付けられた。
【００５８】
《実施例１》
実施例１では、接合補助材１５の肉厚Ｔを各種変化させて、それぞれの触媒担体１４の強度を測定したところ、図７の（２）図に示した結果が得られた。前述した共通のデータ条件に追加するデータ条件については、次の通り。
○全体形状：φ６０ｍｍ×Ｌ６０ｍｍ
○接合補助材：Ｗ５ｍｍ×Ｔ（２本×２組）
すなわち、触媒担体１４の全体形状は、径（直径）φが６０ｍｍよりなると共に箔幅Ｌ（軸方向の長さ）が６０ｍｍよりなる（波板１および平板２の幅Ｌが６０ｍｍ）。挟み込まれる接合補助材１５は、前述したように２組１セットで用いられるが、すべて１本の幅Ｗが５ｍｍのものを用い、１組について２本（２列）ずつ、平板２を介し表裏の組で対向位置させつつ計４本用いた。
この実施例１では、このような条件のもとで、接合補助材１５の肉厚Ｔを各種変更，選択使用して、それぞれの触媒担体１４の強度を測定した。その結果については、次のとおり。
【００５９】
図７の（２）図に示したように、まず、接合補助材１５の肉厚Ｔが１５μｍ程度の場合は、波板１の左右両側端部に形成された略三角錐状の拡開突起部６の突出端の高さＨ、つまり１５μｍ程度の高さと一致するので、強度が低下する。
すなわち、波板１と平板２間の接触箇所が、接合補助材１５のエリアを持った略短線状の２本・２箇所と、拡開突起部６の突出端の点状の２箇所と、計４箇所になるので、その分、接触圧力が分散し強度が低下した。
次に、接合補助材１５の肉厚Ｔが、１５μｍを越え２０μｍに達すると以降は２００μｍまで、十分な強度が安定的に得られた。すなわち、波板１と平板２間の接触箇所は、接合補助材１５を介したエリアを持った略短線状の２箇所に絞られ、集中した接触圧力が得られ必要十分な強度が得られた。
なお、接合補助材１５の肉厚Ｔが２００μｍを越えると、再び強度が低下した。すなわち接合補助材１５は、波板１と平板２間の接合部として機能しており、接合後の触媒担体１４の波板１と平板２間には、接合補助材１５の肉厚Ｔに相当する隙間Ｕが形成されるので、接合補助材１５の肉厚Ｔが２００μｍを超えると、この隙間Ｕが大きくなりすぎて、波板１や平板２が座屈しやすくなる。
これらにより、この実施例１では、触媒担体１４における接合補助材１５の肉厚Ｔは、２０μｍから２００μｍが適切であることが、判明した。
【００６０】
《実施例２》
実施例２では、触媒担体１４の幅Ｌを各種変化させて、それぞれの強度を測定したところ、図８の（１）図に示した結果が得られた。前述した共通のデータ条件に追加するデータ条件については、次の通り。
○全体形状：φ６０ｍｍ×Ｌ
○接合補助材：Ｗ５ｍｍ×Ｔ１００μｍ
すなわち、触媒担体１４の全体形状については、径φ６０ｍｍは一定であるが、その箔幅Ｌ（軸方向の長さ，波板１および平板２の幅Ｌ）について各種寸法のものを変更，選択使用し、それぞれの触媒担体１４の強度を試験，測定した。
挟み込まれる接合補助材１５は、前述したように２組１セットで用いられるが、平板２を介した表裏の両組について、いずれも１本の幅Ｗが５ｍｍで肉厚Ｔが１００μｍのものを、表裏で対向位置させつつ使用した。そして、このような接合補助材１５を用いると共に、この接合補助材１５の使用本数を、表裏の両組について１本，２本，３本，４本と変更して、試験，測定した。
【００６１】
その結果、図８の（１）図に示したように、まず、上下両組の接合補助材１５が１本（１列）の場合、触媒担体１４は、箔幅Ｌが２５ｍｍ未満では強度が低下した。接合補助材１５が２本（２列）の場合は、触媒担体１４の箔幅Ｌが５０ｍｍ未満で、３本（３列）の場合は７５ｍｍ未満で、４本（４列）の場合は１００ｍｍ未満で、それそれ触媒担体１４の強度が低下した。
これらにより、この実施例２では、触媒担体１４の箔幅Ｌ（波板１および平板２の幅Ｌ）によって、挟み込まれる接合補助材１５の合計幅（１本の場合を含む各本の接合補助材１５の幅Ｗの合計）が、規制されることが判明した。
波板１と平板２間には、接合部として両者間に介在する接合補助材１５の箇所で、局部的に集中した高い接触圧力が得られることが必要であるが、波板１や平板２の箔幅Ｌと接合補助材１５の合計幅とを対比した場合、前者の後者に対する比率が限界より低下すると、集中度が不足し高い接触圧力が得られなくなる。波板１や平板２の箔幅Ｌにて、接合補助材１５の合計幅が規制されることが判明した。
【００６２】
《実施例３》
この実施例２の結果に基づき、実施例３が得られた。すなわち、実施例２のグラフを、触媒担体１４の箔幅Ｌ（波板１や平板２の幅Ｌ）に対する、接合補助材１５の合計幅の割合に直すと、すべての線がほぼ１本となり、図８の（２）図に示した結果となった。
○この実施例３のデータ条件については、勿論、前述した実施例２のものと共通である。
【００６３】
前述したように、必要な高い接触圧力を得るためには、１組の接合補助材１５の幅Ｗの合計（合計幅）は、触媒担体１４の箔幅Ｌ（波板１や平板２の幅Ｌ）にて規制される。一定の箔幅Ｌが確保されていないと、圧の集中が不足し、必要な接触圧力が得られなくなる。
そして、図８の（２）図に示したように、接合補助材１５の合計幅（幅Ｗの合計）が、触媒担体１４の箔幅Ｌの２０％を越えると、強度が低下した。もって、接合補助材１５の合計幅は、触媒担体１４の箔幅Ｌの２０％以下であることが必要である旨、判明した。
なお、接合補助材１５の最小の合計幅については、次のとおり。すなわち前述したように、準備可能なステンレス製の接合補助材１５の最小の幅Ｗが０．５ｍｍであり、最小使用本数は１本（１列）であり、準備可能な波板１や平板２の最大の箔幅Ｌが１５０ｍｍであるので、（０．５／１５０）×１００＝０．３％として算出される。
そこで、この実施例３では、接合補助材１５の適切な合計幅は、触媒担体１４の箔幅Ｌの０．３％以上で２０％以下である旨、判明した。
【００６４】
《実施例４》
実施例４では、接合補助材１５の幅Ｗを各種変化させて、それぞれの触媒担体１４の強度を測定したところ、図９の（１）図に示した結果が得られた。前述した共通のデータ条件に追加するデータ条件については、次の通り。
○全体形状：φ６０ｍｍ×Ｌ１５０ｍｍ
○接合補助材：Ｗ×Ｔ１００μｍ（１本×２組）
すなわち、触媒担体１４の全体形状は、径φが６０ｍｍよりなると共に、箔幅Ｌが１５０ｍｍよりなる（波板１および平板２の幅Ｌが１５０ｍｍ）。
挟み込まれる接合補助材１５は、前述したように２組１セットで用いられるが、すべて肉厚Ｔが１００μｍのものを用い、１組について１本（１列）ずつ平板２を介した表裏の組で計２本を、表裏で対向位置させて用いた。
そして、この実施例４では、このような条件のもとで、接合補助材１５について各種の幅Ｗのものを変更，選択使用し、それぞれの触媒担体１４の強度を測定した。その結果については、次のとおり。
【００６５】
前述した実施例３の結果によると、触媒担体１４の箔幅Ｌが１５０ｍｍであるので、接合補助材１５を１本（１列）挟み込んだ場合、接合補助材１５の幅Ｗ（合計幅）は３０ｍｍで２０％となり、十分な強度が得られるはずである。
しかしながら、実施例４の結果である図９の（１）図では、接合補助材１５の幅Ｗは５ｍｍまでしか、必要な強度が得られなかった。
すなわち、接合補助材１５の１本の幅Ｗがもしも５ｍｍを越えると、触媒担体１４の強度が低下してしまうのに対し、５ｍｍ以下の場合は一定の必要な強度が得られた。
【００６６】
その理由については、次のとおり。前述したように、波板１と平板２間には、接合部として両者間に介在する接合補助材１５の箇所で、局部的に集中した高い接触圧力が得られることが必要である。
そして、接合補助材１５の幅Ｗについて、この点を観察した場合、その幅Ｗが広過ぎると、圧が広く分散して圧の集中が不足してしまい、単位エリア当たりに必要な高い接触圧力が得られなくなり、強度が低下してしまう。すなわち、もしも幅Ｗが５ｍｍを越える接合補助材１５を用いた場合、加えられる荷重を増加して行くと、接合補助材１５が先に破断してしまい、波板１や平板２等の母材破断には至らない。触媒担体１４において、接合部たる接合補助材１５が、接合界面で破断し切断してしまう。
これに対し、幅Ｗが５ｍｍ以下の接合補助材１５を用いた場合、加えられる荷重を増加して行くと、波板１や平板２等の母材破断が先に発生し、接合補助材１５は破断しない。つまり、幅Ｗが５ｍｍ以下の接合補助材１５を用いた場合、接合補助材１５について母材破断以上の強度は得られないため、図示のように、その触媒担体１４の強度はほぼ一定となった。
これらにより、この実施例４では、触媒担体１４の接合補助材１５の幅Ｗは、５ｍｍ以下の細い幅Ｗであることが適切である旨、判明した（勿論これと共に、前述したように最小の幅Ｗは０．５ｍｍであり、又、前述した実施例３により、合計幅が２０％以下であることも必要である）。
【００６７】
《実施例５》
実施例５では、接合補助材１５の本数を各種変化させて、それぞれにおける触媒担体１４の強度を測定したところ、図９の（２）図に示した結果が得られた。前述した共通のデータ条件に追加するデータ条件については、次のとおり。
○全体形状：φ６０ｍｍ×Ｌ１５０ｍｍ
○接合補助材：Ｔ１００μｍ
すなわち、触媒担体１４の全体形状は、径φが６０ｍｍよりなると共に、箔幅Ｌが１５０ｍｍよりなる。挟み込まれる接合補助材１５は、前述したように２組１セットで用いられ、肉厚Ｔが１００μｍのものを、平板２を介した表裏で対向位置させつつ用いた。
そして、この実施例５では、接合補助材１５について、上下両組の合計幅を同一とする前提のもとに（勿論、前述した実施例３，４の条件に適合）、その本数（列数）を変更，選択使用することにより、触媒担体１４の強度を測定した。その結果については、次のとおり。
【００６８】
図９の（２）図に示したように、共通の合計幅のもと、５幅の接合補助材１５を１本（１列）使用した触媒担体１４と、１幅の接合補助材１５を５本（５列）使用した触媒担体１４とは、強度が同一であった。
これにより、この実施例５によると、接合補助材１５については、その合計幅が所定のごとく一定である限り、その本数が変わっても、つまり何本であっても関係なく、全体としての押し抜き強度、部分的にはせん断強度そして接合強度は、同一であることが判明した。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に係る排気ガス浄化装置用の触媒担体、およびその製造方法は、以上説明したように、帯状の波板と平板間に、細帯状の接合補助材を挟み込んで巻き付け、この接合補助材を、波板の拡開突起部より内側位置で厚い肉厚よりなると共に、所定の幅や表裏位置に設定してなること、を特徴とする。そこで、次の効果を発揮する。
【００７０】
《強度面》
第１に、拡散接合タイプであるにもかかわらず、十分な接合強度を備えてなり、耐振動性，耐熱性，熱応力緩和能力等が向上し、強度面に優れている。
すなわち、この排気ガス浄化装置用の触媒担体およびその製造方法では、接合補助材を挟み込むことにより、波板に形成された拡開突起部の影響を回避しつつ、波板と平板とが、局部的に高い接触圧力で拡散接合される。波板と平板とは、接合補助材を介することにより、前述したこの種従来例の拡散接合タイプのように点状態ではなく、エリアを持った略短線状に順次拡散接合される。
そこで、この触媒担体は、前述したこの種従来例に比し、波板と平板が十分な接合強度のもとに接合されており、必要な強度を有してなる。もって例えば、耐振動性が向上し、使用疲労に対する耐久性に富むと共に、排気ガスの圧にも十分耐える等、２輪車や４輪車等における使用に最適である。
【００７１】
更に、この触媒担体は、アルミニウムを含有したステンレス製の波板や平板に、ステンレス製の接合補助材を組み合わせてなるので、拡散等により酸化皮膜・保護皮膜が確実に形成される。もって、耐酸化性に優れ耐酸化寿命が長い等、耐熱性，耐熱強度面が向上し、この面からも、１,０００℃以上にも達する高温の排気ガス用、そして２輪車や４輪車における使用に最適である。
又、この触媒担体では、波板と平板とが、軸方向の全幅にわたり略線状に順次拡散接合されるのではなく、接合補助材の箇所のみにて局部的に略線状に順次拡散接合されるので、接合された波板と平板間における熱応力緩和能力も向上する。特に、平板を表裏から挟むように２組１セットで用いられた両組の接合補助材が、表裏でずれて位置している場合は、極めて熱応力緩和能力が向上する。
このように、熱応力が緩和されやすく、この面からも強度面に優れ、高温の排気ガス用そして２輪車や４輪車における使用に適している。
【００７２】
《コスト面等》
第２に、しかもこれが、簡単容易にコスト面にも優れて実現される。すなわち、この排気ガス浄化装置用の触媒担体およびその製造方法では、上述した第１で述べたように強度面に優れたものが、接合補助材を所定の位置，肉厚，幅等にて挟み込むという、簡単な手段により極めて容易に実現でき、製造可能であり、コスト面に優れている。
【００７３】
つまり、ａ．前述したこの種従来例の拡散接合タイプのように、拡開突起部が形成されないように専用の特殊なコルゲートギヤを多数準備することもなく、本発明では、従来より一般的に使用されているコルゲートギヤを用い、従来通り拡開突起部が存した波板をそのまま使用するので、設備・準備コスト面に優れている。
ｂ．前述したこの種従来例の拡散接合タイプのように、巻き付け時に平板に強いバックテンションを加えたまま外筒に挿入する作業を行う訳ではなく、本発明では、従来通り波板と平板とを単に巻き付けたままの状態で外筒に挿入すればよく、もって特に高い精度や熟練は要求されず、作業コスト面に優れている。
ｃ．前述したこの種従来例の拡散接合タイプのように、波板の拡開突起部をなくすために再度プレスを行ったり、アールが存しない屈曲・フラット形状の特殊な波板を用いたり、波板や平板の表面粗さを小さく調整したりする必要もなく、本発明では、従来より一般的に使用されているアールが存した波板を、特に表面粗さ調整を行うことなくそのまま使用でき、設備・準備・作業コスト面に優れている。
ｄ．前述したこの種従来例の拡散接合タイプのように、絞り加工を行うことを要せず、もって本発明は、その分、専用の治具や設備が不用であり工程・手間・作業も簡略化され、波板形状が崩れる慮もない等、設備・作業コスト面に優れている。
しかもｅ．本発明の製造方法によると、拡散接合に際し、高い接触圧力が作用するので、雰囲気，温度，時間等を厳密に細かく制御する必要がなく、この面からも、設備・作業コスト面に優れている。
このように、この種従来例に存した課題が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１】本発明に係る排気ガス浄化装置用の触媒担体およびその製造方法について、発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、準備される平板の斜視図、（２）図は、成形加工される波板の斜視図、（３）図は、成形加工される波板の正面図、（４）図は、成形加工された波板の正断面図、（５）図は、成形加工された波板の要部の側面図である。
【図２】同発明の実施の形態の説明に供し、巻き付けられる波板と平板の斜視図であり、（１）図は、シングル構造のものを示し、（２）図は、セミダブル構造のものを示し、（３）図は、ダブル構造のものを示す。
【図３】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、外筒の斜視図、（２）図は、拡散接合時の斜視図、（３）図は、得られた触媒担体の斜視図である。
【図４】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、触媒物質が付着せしめられた触媒担体の要部を拡大した側断面図、（２）図は、触媒担体の使用例の正断面図である。
【図５】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、触媒担体の要部の正断面図、（２）図は、触媒担体の要部の側断面図、（３）図は、触媒担体の平断面図である。（４）図は、酸化皮膜の断面説明図である。
【図６】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、触媒担体と外筒をろう付けした例の正断面図、（２）図は、触媒担体と外筒を拡散接合した例の正断面図である。（３）図，（４）図，（５）図，（６）図は、接合補助材を表裏で対向位置させた各例の要部の正断面図、（７）図，（８）図，（９）図，（１０）図は、接合補助材を表裏でずらした各例の要部の正断面図である。
【図７】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、強度試験の斜視図、（２）図は、接合補助材の厚みと強度との関係を示すグラフである。
【図８】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、接合補助材の本数と強度との関係を示すグラフ、（２）図は、接合補助材の合計幅の割合と強度との関係を示すグラフである。
【図９】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図は、接合補助材の１本の幅と強度との関係を示すグラフ、（２）図は、接合補助材の本数と強度との関係を示すグラフである。
【図１０】この種従来例の説明に供し、（１）図は、第１例の要部の正断面図、（２）図は、第１例の要部の側断面図、（３）図は、第１例の平断面図である。（４）図は、第２例の製造時の正面図、（５）図は、第２例の波板の要部の正断面図である。（６）図は、第６例の製造時の斜視図、（７）図は、同第６例の要部の正断面図である。（８）図は、第７例の製造時の斜視図、（９）図は、第７例の外筒への挿入時の正面説明図である。
【符号の説明】
１  波板
２  平板
３  触媒担体（従来例のもの）
４  セル空間
５  コルゲートギヤ
６  拡開突起部
７  接合点
８  コルゲートギヤ
９  波板
１０  外筒
１１  第２平板
１２  薄板箔材
１３  介在部
１４  触媒担体（本発明のもの）
１５  接合補助材
１６  排気ガス浄化装置
１７  スリット
１８  ヒーター
１９  真空炉
２０  ろう材
２１  触媒物質
２２  排気ガス
２３  外筒ホルダー台
２４  圧子
Ｈ  高さ
Ｌ  幅（箔幅）
Ｍ  幅
Ｎ  幅
Ｔ  肉厚
Ｕ  隙間
Ｗ  幅
【図１】
0003790089.tif 000002
【図２】
0003790089.tif 000003
【図３】
0003790089.tif 000004
【図４】
0003790089.tif 000005
【図５】
0003790089.tif 000006
【図６】
0003790089.tif 000007
【図７】
0003790089.tif 000008
【図８】
0003790089.tif 000009
【図９】
0003790089.tif 000010
【図１０】
0003790089.tif 000011