JPH0586850A - ハニカム構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用時における高温と低温との繰り返しのた
めに，波板と平板との間のズレに伴うスコーピングを発
生することがないハニカム構造体を提供すること。 【構成】 平板３１と波板２１とを渦巻き状に巻回して
なるハニカム構造体において，平板又は波板の少なくと
も一方にハニカム構造体の軸方向へのズレを防止する突
起部（ピン状体２１０）を設ける。また，突起部と対面
する平板３１又は波板２１には，該突起部を係合させる
係合部（網目３１０）を設ける。このハニカム構造体
は，ディーゼルエンジンの排気中のパティキュレートの
捕集，燃焼除去，排気浄化コンバータ等に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ディーゼルパティキュ
レートのトラッパなどに用いる渦巻き状のハニカム構造
体，特にそのスコーピングを防止したハニカム構造体に
関する。

【０００２】

【従来技術】例えば，ディーゼルエンジンの排気中のパ
ティキュレートを捕集するためのトラッパ，或いは自動
車の排気浄化に用いるスタートアップ用ヒータ触媒にお
いては，平板と波板とを渦巻き状に巻回したハニカム構
造体が用いられている（例えば，特開平２−２２３６２
２号，特開平３−３２９２３号）。これらハニカム構造
体は，薄肉の材料を用いて，容易に通気性のコルゲート
構造体（後述の図５，６参照）に製造できる点で優れて
いる。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記トラッ
パ，スタートアップ用ヒータは，捕集したパティキュレ
ートを燃焼除去させたり，触媒層を高温にするため，約
３５０〜１０００℃に通電加熱される。そのため，ハニ
カム構造体の平板と波板とを互いに，溶接やろう付け等
により接合しておくことができない。それ故，ハニカム
構造体は，その長期使用中において上記加熱の繰り返し
により，ハニカム構造体の中心部分が前方あるいは後方
へ少しづつ突出していくという，スコーピングを生ずる
ことがある。つまり，平板と波板の相互間にズレを生じ
て，ハニカム構造体の軸方向へのズレを生ずる。本発明
は，かかる従来の問題点に鑑み，スコーピングの発生が
ないハニカム構造体を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題の解決手段】本発明は，平板と波板とを渦巻き状
に巻回してなるハニカム構造体において，上記平板又は
波板の少なくとも一方にはハニカム構造体の軸方向への
ズレを防止する突起部を設け，該突起部に対面する平板
又は波板には該突起部に係合する係合部を設けたことを
特徴とするハニカム構造体にある。

【０００５】本発明において，ハニカム構造体の軸方向
へのズレ，つまりスコーピングを防止するための突起部
としては，例えばピン状体がある（図１，図２）。該ピ
ン状体は，平板，波板の少なくとも一方に設ける。そし
て，該ピン状体と対面する他方面には，該突起部を係合
するための係合部を設ける。この係合部としては，凹
部，穴などがある。また，例えば，平板として金網を用
い，波板に突起部を用いた場合には，該金網の網目が係
合部となる。なお，この金網には，セラミック粉末焼結
体を一体焼成し袋とじすることにより，例えばディーゼ
ルエンジン用のハニカム構造体のトラッパとすることも
できる。

【０００６】また，上記突起部としては，平板及び波板
をハニカム構造体の半径方向に，曲折させることにより
形成することもできる（図９，図１０）。この場合，例
えば，平板を半径方向に曲折させたときには，波板は該
平板の半径方向の外周面に当接する曲折当接面を有する
（図９，１０）。また，上記構成と併用して，ハニカム
構造体の巻回中心部に設けた中心電極を，パイプ状に形
成し，またその軸方向に沿ってスリットを設け，その中
にテーパ棒を挿入する手段を設けることもできる。この
テーパ棒の挿入により，スコーピングをより確実に防止
できる（図１１，１２）。また，ハニカム構造体使用中
に，時折り，上記中心電極を，巻回方向に回動すること
により，スコーピングを防止することができる。また，
本発明のハニカム構造体は，ディーゼルパティキュレー
ト捕集フィルター，排気浄化コンバータ及びそのプレヒ
ータ等にも用いることができる。

【０００７】

【作用及び効果】本発明のハニカム構造体においては，
上記のごとく，平板又は波板の一方又は両方に上記突起
部を，また該突起部と対面する平板，波板又はその両方
に該突起部と係合する係合部を設けている。そして，両
者を互いに係合させている。そのため，ハニカム構造体
の長期使用中において，その加熱，冷却の繰り返しによ
って，平板と波板との間にズレが生じようとしても，平
板と波板とは上記のごとく係合しているので，スコーピ
ングを発生することがない。したがって，本発明によれ
ば，スコーピングの発生がない，ハニカム構造体を提供
することができる。

【０００８】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかるハニカム構造体につき，図１〜
図７を用いて説明する。本例のハニカム構造体は，図
１，図２，図５，図６に示すごとく，平板３１と波板２
１とを渦巻き状に巻回してなり，上記波板２１にはハニ
カム構造体の軸方向へのズレを防止する突起部としての
ピン状体２１０を有する（図３）。一方，該波板に対面
する平板３１には，上記ピン状体２１０に係合する係合
部としての網目３１０を有する（図４）。

【０００９】上記波板２１は，アルミニウムを含有する
フェライト系ステンレス鋼で，厚み０．０５ｍｍの薄板
によりなる。そして，該波板２１は，図３に示すごと
く，波形状を有し，その幅方向（ハニカム構造体の軸方
向）の端部２１１，２１２は，互いに逆方向に平行に成
形されている。この両端部２１１，２１２は，後述する
ごとく平板３１と波板２１とを渦巻き状に巻回したと
き，一方の端部２１１は該波板の上に位置する平板に，
一方の端部２１２は該波板の下に位置する他の平板に，
それぞれ当接する。

【００１０】そのため，波板２１と平板３１との間に形
成される空間２１３（図１〜図３）に導入されたガス
は，図２に示すごとく，通気性のある平板３１を通過し
て，反対側に形成されている空間２１３に入り，後方へ
排出される。また，上記波板２１は，その表面を酸化処
理してＡｌ₂ Ｏ₃ の絶縁膜を形成してある。そして，上
記ピン状体２１０は，セラミックスの粉末焼結体よりな
り，波板２１にセラミックス系の接着剤を用いて接合し
てある。また，ピン状体２１０の高さは平板３１の厚み
よりも若干小さい。

【００１１】一方，平板３１は，上記波板２１と同じ材
質を用いて金網状としたもので，その表面も同様にＡｌ
₂ Ｏ₃ 絶縁膜が形成してある。また，該平板３１におい
ては，その網目３１０の内部を含めて，セラミックス粉
末の焼結体が被覆され，多孔質体となっている（図示
略）。該多孔質体は，例えばディーゼルエンジンの排気
ガス中のパティキュレートを捕集する役割を有する。

【００１２】次に，上記ハニカム構造体１は，図５〜７
に示すごとく，４枚の波板２１〜２４と，４枚の平板３
１〜３４とを重ね合わせて巻回してなる。波板２２〜２
４は，前記波板２１と同様である。また平板３２〜３４
は，前記平板３１と同様である。そして，これら波板及
び平板は，中心電極４１を中心に巻回され，その最外周
は外筒電極４２の中に嵌合された状態で固定されてい
る。また，図７に示すごとく，上記中心電極４１と外筒
電極４２との間には，電源４３，スイッチ４４を介在さ
せて，平板３１〜３４又は波板２１〜２４に加熱用電流
を印加するためのヒート回路を形成する。

【００１３】次に作用効果につき説明する。まず，上記
波板２１〜２４と平板３１〜３４とを，図１，図５，図
６に示すごとく，順序重ねながら巻回する。このとき，
波板２１に設けたピン状体２１０が平板３１の網目３１
０の間に係合する（以下波板２２〜２４，平板３２〜３
４も同様）。そして，これらの係合は，多数のピン状体
２１０と多数の網目３１０との間で行われている。その
ため，両者は互いに拘束された状態にある。それ故，ハ
ニカム構造体の長期使用中において，その加熱冷却の繰
り返しによって，波板と平板とが互いにズレを生じよう
としても，上記ピン状体２１０と網目３１０との係合に
より，ズレは阻止される。

【００１４】したがって，本例によれば，ハニカム構造
体１のスコーピングを防止することができる。なお，上
記ハニカム構造体１の使用時には，図７に示すごとく，
その一方面から，例えばディーゼルエンジンの排気ガス
Ｇが導入される。導入された排気ガスＧは，ハニカム構
造体１内の波板２１と平板３１との間の空間２１３（図
１，図２）に入る。そして，多孔性の平板３１を経て反
対側の空間２１３に入り，外部へ排出される。このとき
排気ガスＧ中のパティキュレートが平板３１の空隙に捕
集される。そして，一定期間の使用後に，上記中心電極
４１と外筒電極４２との間に電流を流す。これにより，
平板３１〜３４および，または波板２１〜２４が発熱
し，捕集されていた上記パティキュレートが燃焼除去さ
れる。なお，本例のハニカム構造体を単にプレヒータな
どとして用いる場合は，端部２１１，２１２を袋とじに
せず，また多孔質焼結体を形成しなくてもよく，構成は
もっと簡単にすることができる（以下の実施例も同
様）。

【００１５】実施例２ 本例は，図８に示すごとく，波板２１に突起部２１５
を，平板３６に上記突起部２１５係合用の凹状係合部３
６５を設けた例である。突起部２１５と係合部３６５と
は，波板２１と平板３５とを巻回してハニカム構造体を
構成したとき互いに嵌合し，ハニカム構造体の軸方向へ
のズレを防止する。上記平板３６は，実施例１と同様に
金網に多孔質焼結体を被覆したものであり，該多孔質焼
結体の部分に係合部３６５を形成してある。その他は実
施例１と同様である。本例においても，実施例１と同様
の効果を得ることができる。

【００１６】実施例３ 本例は，図９及び図１０に示すごとく，波板と平板を，
ハニカム構造体１の半径方向に「くの字」状の曲折させ
たものである。図９に示すハニカム構造体１は，波板２
５と平板３７とを，ハニカム構造体の半径方向外方に突
出させるように，「くの字」状に曲折させたものであ
る。即ち，波板２５は，平板３７の方向へ，「くの字」
状に突出する突起部２５０を有する。一方，平板３７は
波板２５との当接面に上記突起部２５０に係合する「く
の字」状の凹状係合部３７０を有する。

【００１７】上記突起部２５０，係合部３７０は，波板
２５，平板３７の厚み方向の中央部に形成してある。ま
た，中心電極４１と波板２５との間にはスペーサ２５５
が，外筒電極４２と平板３７との間にはスペーサ３７４
が介設してある。その他は，実施例１と同様である。ま
た，図１０に示すハニカム構造体１は，波板２５の突起
部２５０，平板３７の係合部３７０が上記と逆に，半径
方向内に「くの字」状に突出させてある例である。その
他は，上記と同様である。本例においては，波板２５と
平板３７とが，突起部２５０，係合部３７０によって係
合しているので，ハニカム構造体の軸方向へのズレが防
止され，スコーピングを生ずることがない。

【００１８】実施例４ 本例は，図１１，図１２に示すごとく，実施例１に示し
たハニカム構造体１において，中心電極４１内にテーパ
棒４６を挿入して，スコーピングの発生をより確実に防
止しようとするものである。即ち，図１１（ａ），
（ｂ）に示すごとく，中心電極４１は，円筒状に形成す
ると共に，その軸方向に沿って４ケ所に，スリット４１
０を設ける。そして，図１１（ｃ）に示すごとく，中心
電極４１の内腔４１１の内部にテーパ棒４６を挿入す
る。テーパ棒４６の直径は，上記内腔４１１の直径より
若干大きく，かつ漸次大径となるようにテーパが設けて
ある。

【００１９】また，図１２に示す中心電極４７は，弧状
片４７１〜４７４に４分割し，またその内径がテーパを
有する。即ち，テーパ棒４６を挿入するための入口部４
７６から奥の方に向かって，各弧状片４７１〜４７４の
厚みが増加している。そのため，奥の方へ進むほど内径
が小さくなっている（弧状片４７３参照）。本例によれ
ば，上記いずれの場合にも，中心電極４１，４７の内部
へテーパ棒４６を挿入すると，中心電極４１の外径が拡
大される。そして，これに伴って波板及び平板相互の接
触力も強くなる。それ故，スコーピング発生を防止でき
る。また，ハニカム構造体使用中においても，上記テー
パ棒４６を更に内部へ挿入することにより，スコーピン
グの防止ができる。

【００２０】実施例５ 本例は，図１３，図１４に示すごとく，実施例１のハニ
カム構造体１において，中心電極４１を回動することに
より，波板２１〜２４と平板３１〜３４との間の接触を
強化し，スコーピングの防止を一層向上させる例を示し
ている。即ち，同図に示すごとく，中心電極４１をＲ方
向に回動することにより，波板と平板が，外周方向に押
しつけられる。そのため，両者間が強く接触し，スコー
ピングの発生が防止できる。また，これとは逆にＲ方向
と逆方向に回動することによって，波板と平板が渦巻き
状に増し締めされるがごとく巻かれ，その為に両者間が
強く接触し，スコーピングの発生を防止できる。ただ
し，前者の方が，巻きのトルクは少なくてもよく，効果
が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における波板と平板との係合状態を示
す斜視図。

【図２】実施例１のハニカム構造体における，要部拡大
正面図。

【図３】実施例１における波板の斜視図。

【図４】実施例１における平板の斜視図。

【図５】実施例１のハニカム構造体における，巻回状態
を示す正面図。

【図６】実施例１のハニカム構造体の一部省略正面図。

【図７】実施例１のハニカム構造体の側面図及びヒータ
回路図。

【図８】実施例２のハニカム構造体における平板と波板
の側面図。

【図９】実施例３のハニカム構造体における，一部軸方
向断面の説明図。

【図１０】実施例３の他のハニカム構造体における，一
部軸方向断面の説明図。

【図１１】実施例４のハニカム構造体における中心電極
の説明図。

【図１２】実施例４のハニカム構造体における他の中心
電極の斜視図。

【図１３】実施例５のハニカム構造体における斜視図。

【図１４】実施例５のハニカム構造体における説明図。

【符号の説明】

２１〜２４．．．波板， ２１０．．．ピン状体， ２１１，２１２．．．端部， ２１５，２５０．．．突起部， ３１〜３４，３６．．．平板， ３１０．．．網目， ３６５，３７０．．．係合部， ４１．．．中心電極， ４２．．．外筒電極，

フロントページの続き (72)発明者 竹内 幸久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板と波板とを渦巻き状に巻回してなる
   ハニカム構造体において，上記平板又は波板の少なくと
   も一方にはハニカム構造体の軸方向へのズレを防止する
   突起部を設け，該突起部に対面する平板又は波板には該
   突起部に係合する係合部を設けたことを特徴とするハニ
   カム構造体。
2. 【請求項２】 請求項１において，突起部はピン状体で
   あることを特徴とするハニカム構造体。
3. 【請求項３】 請求項１において，突起部は，平板及び
   波板をハニカム構造体の半径方向に曲折させて形成した
   ことを特徴とするハニカム構造体。