JP2015500937A - 電気加熱可能なハニカム体用の支持ピン - Google Patents

Abstract

本発明は、電気加熱可能なハニカム体（３）を第１ハニカム体（２）に支持するための支持ピン（１）に関し、支持ピン（１）は、第１端部領域（５）と、第２端部領域（６）と、中間領域（７）と、を有し、支持ピン（１）は、電気非伝導性セラミック材料から成るコア（８）と、少なくとも１つの端部領域（５；６）上に金属化された表面（４）と、少なくとも３ｍｍ（ミリメートル）、望ましくは５〜１５ｍｍの長さの電気非伝導性の中間領域（７）と、を有する。本発明による支持ピン（１）は、とりわけ自動車の、内燃エンジンの排ガス処理システムにおいて電気加熱可能なハニカム体を固定するのに、特に適している。電気加熱可能なハニカム体に、より高い電圧、例えば４８Ｖを使用する場合に、同時の確実な保持と振動の抑制とともに、こうして良好な電気絶縁が煤粒子を運ぶ排ガスシステムにも保証される。【選択図】図１

Description

本発明は、特に内燃エンジンの排ガス処理システムの構成要素としての、電気加熱可能なハニカム体の領域に関する。内燃エンジンの排ガス浄化システムは、特に自動車の場合、フィルタおよび／または触媒活性要素を含み、それらの温度は、電気加熱可能なハニカム体により影響され得る。電気加熱可能なハニカム体の、機械的に安定でありながらの電気絶縁取り付けは、技術的挑戦である。

国際公開第９６／１０１２７号から、電気加熱可能なハニカム体を、隣接する第１ハニカム体上に支持する原理が、知られている。記述された配置は、一定電気絶縁距離を有する、確実な、低振動の、配置を保証する。

独国特許第１００５５４４７号明細書から、電気加熱可能なハニカム体に適した、電気絶縁結合要素の特別の構造が、知られている。そこに記述された支持ピンは、金属コアを含み、金属コアは電気絶縁が保たれる。このピンの製造は、比較的複雑であり、ことによると異なる電気ポテンシャルの点の間の、最大達成可能距離は、比較的短い。

本発明の課題は、電気加熱可能なハニカム体を加熱するためにより高い電圧を用いるときにも、良好な保持および確実な電気絶縁を可能にする、支持ピンを発展させることである。特に、このピンは、２４Ｖ［ボルト］、３６Ｖ、４８Ｖまたはより高い電圧に適している。

請求項１に記載の支持ピンは、この課題を解決するために用いられる。個々にまたは技術的に適切な組み合わせで実現される、有利な実施形態は、従属請求項に示される。

本発明による支持ピンは、電気加熱可能なハニカム体を第１ハニカム体に支持するのに用いられ、支持ピンは、第１端部領域、第２端部領域、および中間領域を有する。これは、支持ピンが、電気非伝導性セラミック材料から成るコアを有し、少なくとも１つの端部領域に金属化表面と、少なくとも３ｍｍ（ミリメートル）、望ましくは５ｍｍ、特に最大で１５ｍｍの長さの、電気非伝導性の中間領域とを有することを特徴とする。

現代の工業用セラミックスが、曲げまたはせん断力下でも高い機械的負荷に耐え、また排ガス浄化システムの温度状況やそこで支配的なその他の状況に適していることが、実験で分かっている。金属コアに基づく周知の支持システムは、例えば４８Ｖの電圧で容易に電気絶縁されることができないが、この問題点は、セラミックコアと、異なるポテンシャルでの電気伝導部品間の十分な距離と、によって大いに克服され得る。

金属化表面を有する端部領域は、本発明による支持ピンを金属ハニカム体に固定するのに特に適している。このような端部領域は、例えばろう付けにより、金属ハニカム体に固く結合されることができる。中間領域の長さは、電気加熱可能なハニカム体を加熱するのに用いられる電圧に従い、少なくとも３ｍｍであるべきである。作動条件に応じて、例えば、煤の堆積が予期される場合か、または加熱の開始前に湿り気が生じ得る場合に、中間領域のはるかに大きな長さが有意であるかもしれない。

望ましい実施形態では、支持ピンの両端部が金属化され、両側で金属ハニカム体へろう付けできるようになっている。

さらなる実施形態では、第１端部領域は、第２端部領域の断面よりも、小さい断面を有する。第１端部領域と第２端部領域とは、従って異なる断面を有し、それにより、異なるハニカム寸法を有する２つのハニカム体間において使用できるようになる。

特に好ましい実施形態では、支持ピンが回転対称であり、それにより、異なるハニカム形状を有するハニカム体であっても、ハニカム体における確実な固定が、両方の端部領域で適切な直径を選択して、概ね可能になる。

さらなる実施形態では、支持ピンの中間領域に表面が装備され、表面は煤の堆積を妨げ、それは特に滑らかな表面によって達成可能である。これは特に、中間領域の表面は、端部領域および／または市販のワイヤよりも低い煤の堆積傾向をなすことを意味する。他の堆積させない表面処理、例えばナノコーティング、も可能である。

さらなる望ましい実施形態では、支持ピンは、少なくとも１つの端部領域と中間領域との間に、突出しているカラーを有し、この突出しているカラーは、支持ピンをハニカム体のハニカムに挿入する際、特に機械的止めとして用いられることにも適する。カラーの形状に応じて、さらに、中間領域を堆積から保護する流れ影響が可能である。カラーは、周辺全体にわたって、または単にカラー部品のように、形成され得る。

電気伝導性堆積を常に完全に防ぐことはできないとすると、とりわけ有利な、本発明のさらなる実施形態においては、中間領域が構造を有し、構造は、この中間領域の表面上を流れる電気的な漏れ電流の沿面距離を、第１端部領域と第２端部領域との間で延ばす。これは、例えば公知の高電圧絶縁の場合のように、特に、表面上の、溝、起伏および／または厚くされた部分により、もたらされることができる。

支持ピンの少なくとも１つの端部領域が尖らされていると、ハニカム体のハニカム（チャネル）への支持ピンの使用を、容易にすることができる。直径に関しハニカムの大きさに合わせられた端部領域の円錐形の端部は、支持ピンの正確な挿入と、後のろう付けのために適切な接触表面を作り出すことと、を可能にする。従って、支持ピンとハニカム体との間で、長持ちするユニットが形成可能である。

本発明は、いくつかの支持ピンの手段により第１ハニカム体に（端面で）支持される、少なくとも１つの電気加熱可能なハニカム体を備える配置で特に用いられ、支持ピンの少なくとも一部、望ましくは全ての支持ピン、が、ここで本発明によって記載された仕方で形成される。その際、支持ピンが、少なくとも１つの端部領域、望ましくは両方の端部領域、を介し、１つのハニカム体または両方のハニカム体のハニカムにろう付けされると、特に望ましい。

本発明のさらなる詳細および模範的な実施形態は、図面に基づいて以下により詳細に説明されるが、これにより本発明は限定されない。

ハニカム体への挿入のために位置を調整された支持ピンを示す。 異なる太さの２つの端部領域を有する支持ピンを示す。 カラーを有する支持ピンを示す。 尖った端部と波状中間領域とを有する支持ピンを示す。 断面形状に関し金属ハニカム体に合わせられた支持ピンを示す。 第１ハニカム体と電気加熱可能なハニカム体との間の支持ピンの概略の使用を示す。

図１は、ハニカム１４を有する第１ハニカム体２の一部と、この第１ハニカム体２への挿入のために位置を調整された、本発明による支持ピン１と、を図的に示す。この支持ピン１は、本質的にセラミック材料から成り、第１端部領域５、第２端部領域６、および中間領域７を有する。少なくとも１つの端部領域、この場合には第１端部領域５が、金属化された表面４を有し、それによって金属ハニカム１４への後続のろう付けが容易になる。第１端部領域５は、この模範的な実施形態のように、挿入を容易にするために尖らせてもよい。中間領域７の長さＬ７は、電圧４８Ｖまでまたはそれ以上でも、２つの端部領域５、６間で電気絶縁を保証するために、少なくとも３ｍｍであり、望ましくは５〜１５ｍｍである。第１端部領域５の長さＬ５および第２端部領域６の長さＬ６は、第１ハニカム体２および（ここに示されていない）電気加熱可能なハニカム体において確実な固定が可能になるような、寸法である。

図２は、異なる太さの２つの端部領域５、６を有する支持ピン１の模範的な実施形態を、図的に示す。第１端部領域５は、金属化された表面４と、第１断面９とを再び有し、第１断面９は、第２端部領域６の第２断面１５よりも小さい。中間領域７は、その表面１０の適切な輪郭で、第１断面９から第２断面１５にかけての形状の適応をもたらす。表面１０は、煤の堆積を減少させるために、特に滑らかにされてもよい。

図３は、本発明による支持ピン１のさらなる模範的な実施形態を示し、支持ピン１は、第１端部領域５と中間領域７との間に、突出しているカラー１１を有する。この模範的な実施形態では、第２端部領域６も同様にカラーが装備され、支持ピン１全体が回転対称である。突出しているカラー１１は、その第１端部領域５を向く側で、支持ピン１がハニカム体に挿入される際に、止め具として利用される。突出しているカラー１１と中間領域７との間の領域は、中間領域７において煤の堆積を減少させるために、例えば円錐形に形成されてもよい。

図４は、支持ピン１のさらなる模範的な実施形態を図的に示し、支持ピン１において、中間領域７が波状構造１２を有し、それにより、第１端部領域５から第２端部領域６にかけての電流の沿面距離１３が延ばされている。この模範的な実施形態では、ハニカム体への挿入とろう付けとを容易にするために、第１端部領域５と第２端部領域６とは、尖らされており、金属化された表面４が装備されている。

図５は、その使用に合わせられた断面の形を有する、本発明による支持ピン１を示す。滑らかで波形の金属薄板の交互層から形成された金属ハニカム体は、典型的な形状のハニカムを有し、本発明による支持ピン１は、それに適合可能である。示された支持ピン１は、セラミックコア８と、金属化された表面４を有する２つの端部領域５、６と、を再び有する。

図６は、第１ハニカム体２と電気加熱可能なハニカム体３との間で、本発明による支持ピン１の典型的な使用を示す。いくつかの支持ピン１が、第１ハニカム体２および電気加熱可能なハニカム体３のハニカム１４に挿入され、全体の配置を安定させ、その際同時に良好な電気絶縁が与えられるように、そこで望ましくはろう付けされる。

本発明は、とりわけ自動車の、内燃エンジンの排ガス処理システムにおいて電気加熱可能なハニカム体を固定するのに、特に適している。電気加熱可能なハニカム体に、より高い電圧、例えば４８Ｖ、を使用する場合に、同時の確実な保持と振動の抑制とともに、こうして良好な電気絶縁が煤粒子を運ぶ排ガスシステムにも保証される。

１ 支持ピン
２ 第１ハニカム体
３ 電気加熱可能なハニカム体
４ 端部領域の金属化された表面
５ 第１端部領域
６ 第２端部領域
７ 中間領域
８ コア
９ 第１端部領域の断面
１０ 中間領域の表面
１１ 突出しているカラー
１２ 構造
１３ 沿面距離
１４ ハニカム
１５ 第２端部領域の断面
Ｌ７ 中間領域の長さ
Ｌ５ 第１端部領域の長さ
Ｌ６ 第２端部領域の長さ

Claims (10)

1. 電気加熱可能なハニカム体（３）を第１ハニカム体（２）に支持するための支持ピン（１）であって、前記支持ピン（１）は、第１端部領域（５）と、第２端部領域（６）と、中間領域（７）と、を有し、前記支持ピン（１）は、電気非伝導性セラミック材料から成るコア（８）と、少なくとも１つの端部領域（５；６）上に金属化された表面（４）と、少なくとも３ｍｍ（ミリメートル）の長さ（Ｌ７）の電気非伝導性の中間領域（７）と、を有することを特徴とする、支持ピン（１）。
2. 請求項１に記載の支持ピン（１）であって、両方の端部領域（５、６）が金属化された、支持ピン（１）。
3. 請求項１または２に記載の支持ピン（１）であって、第１端部領域（５）が、第２端部領域（６）の断面（１５）より小さい断面（９）を有する、支持ピン（１）。
4. 請求項１〜３の１項に記載の支持ピン（１）であって、前記支持ピン（１）が回転対称である、支持ピン（１）。
5. 請求項１〜４の１項に記載の支持ピン（１）であって、中間領域（７）が表面（１０）を有し、表面（１０）が煤を堆積させにくくする、支持ピン（１）。
6. 請求項１〜５の１項に記載の支持ピン（１）であって、突出しているカラー（１１）が少なくとも１つの端部領域（５；６）と中間領域（７）との間に設けられる、支持ピン（１）。
7. 請求項１〜６の１項に記載の支持ピン（１）であって、中間領域（７）が構造（１２）を有し、構造（１２）は、この中間領域の表面（１０）上を流れる電気的な漏れ電流の沿面距離（１３）を、第１端部領域（５）と第２端部領域（６）との間で延ばす、支持ピン（１）。
8. 請求項７に記載の支持ピン（１）であって、構造（１２）は、少なくとも、波状、溝、または厚くされた部分、の形状を有する、支持ピン（１）。
9. 請求項１〜８の１項に記載の支持ピン（１）であって、少なくとも１つの端部領域（５；６）が尖らされている、支持ピン（１）。
10. 請求項１〜９の１項に記載の支持ピン（１）であって、前記支持ピン（１）が、少なくとも１つの端部領域（５；６）を介し、ハニカム体（２；３）のハニカム（１４）にろう付けされる、支持ピン（１）。

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