蜂窝结构体制造技术

本发明专利技术提供一种单元结构的蜂窝结构体，其容易制造且能够有效地抑制因使用时的振动、排压导致的蜂窝单元的移动。本发明专利技术的蜂窝结构体在与蜂窝单元的长度方向垂直的至少一个方向上，以凹状侧面(6)与凸状侧面(7)对置的方式交替地配置第一蜂窝单元(2a)和第二蜂窝单元(2b)，第一蜂窝单元(2a)中，入口端面和出口端面为四边形，而且外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在蜂窝单元的长度方向上弯曲成凹状的凹状侧面(6)，第二蜂窝单元(2b)中，入口端面和出口端面为四边形，而且外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在蜂窝单元的长度方向上弯曲成凸状的凸状侧面(7)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在用于捕集柴油机、汽油机的废气中所含有的粒子状物质的过滤器、用于担载催化剂来净化废气的催化剂载体等中使用的蜂窝结构体。
技术介绍
在柴油机、GDI(汽油直接喷射式，Gasoline Direct Infection)发动机等汽油机的废气中，含有粒子状物质(颗粒物质(PM))。该PM主要包含煤烟(煤)等碳微粒，由于人们已认识到其具有致癌性，因此需要防止释放到大气中，并设有严格的排放限制。为了应对这样严格的排放限制，正在进行用来减少PM排放量的诸多研究，但通过改善燃烧技术来减少PM排放量存在极限，而在排气体系中设置过滤器就成为目前唯一有效的减少PM排放量的方法。作为用于捕集PM的过滤器，由于能够在将压力损失抑制于容许范围内的同时得到高PM捕集效率，因此广泛地使用采用了蜂窝结构体的壁流型过滤器。在壁流型过滤器中所使用的蜂窝结构体具有多孔质的隔壁，所述隔壁划分形成从成为废气入口侧的入口端面延伸至成为废气出口侧的出口端面的多个孔格。通过在该蜂窝结构体中设置对预定的孔格的出口端面侧的开口端部和剩余的孔格的入口端面侧的开口端部进行封孔的封孔部，从而能够得到具有高PM捕集效率的过滤器。即，如此设置封孔部的蜂窝结构体成为从入口端面流入孔格内的废气在透过隔壁后从出口端面流出至孔格外的结构，当废气透过隔壁时，隔壁发挥作为过滤层的作用，捕集废气中所含有的PM。然而，为了长期持续使用这样的过滤器，需要定期对过滤器施加再生处理。即，为了降低因随着时间经过在过滤器内部堆积的PM而增大的压力损失，使过滤器性能恢复到初始状态，需要使堆积在过滤器内部的PM在高温气体中燃烧而去除。并且，由于在该再生时因PM的燃烧热而在过滤器产生高的热应力，
因此有时过滤器会破损。此外，蜂窝结构体在用于担载催化剂来净化废气的催化剂载体中也被广泛使用。在该情况下，由于因高温的废气所带来的热冲击而产生高的热应力，因此有时催化剂载体会破损。以往，作为防止这样的过滤器、催化剂载体的破损的对策，提出下述方案：将多个蜂窝形状的单元(蜂窝单元)接合而制成过滤器、催化剂载体用的蜂窝结构体，而不是将过滤器、催化剂载体整体作为一个蜂窝结构体来制造。具体地，通过形成用弹性模量低且容易变形的接合材料将多个蜂窝单元之间接合一体化的单元结构，从而在再生时分散、缓和作用于蜂窝结构体的热应力，实现耐热冲击性的提高。若使用这样的单元结构的蜂窝结构体，则能够得到具有高耐热冲击性的过滤器、催化剂载体，但另一方面，会产生单元结构的蜂窝结构体所特有的新的问题。即，采用单元结构的蜂窝结构体的过滤器、催化剂载体具有如下问题：由于在其使用时的振动、废气的压力(排压)，构成蜂窝结构体的蜂窝单元容易产生移动(偏移)。蜂窝单元、蜂窝结构体的与孔格延伸方向垂直的截面越大，该问题越显著。作为用来消除该问题的方法，专利文献1中提出了如下方案：通过使用在与长度方向几乎垂直的方向上翘曲的蜂窝单元来提高对排压的抗力。此外，专利文献2中提出了如下方案：与位于蜂窝单元中心轴方向的两端部的部位上的接合材料的平均厚度相比，使仅距所述两端部预定距离的位置上的接合材料的最大厚度更厚。虽然该专利文献2中所记载的方法的目的不在于消除上述问题，但为了使接合材料的厚度变化，在蜂窝单元的侧面形成有凹陷，作为其结果，可认为蜂窝单元的移动(偏移)得到一定程度的抑制。进而，专利文献3中提出了如下方案：使用入口端面的面积比出口端面的面积小的蜂窝单元，使入口端面上的接合材料的接合宽度大于出口端面上的接合材料的接合宽度，从而提高结构强度。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2005/047210号专利文献2：国际公开第2006/126507号专利文献3：国际公开第2008/096502号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，通过在专利文献1～3中所提出的方法来提高蜂窝单元之间的接合力存在极限，并且难以得到具有如下程度的牢固结构的蜂窝结构体，即能够在严酷的使用条件下充分地抑制因振动、排压所导致的蜂窝单元的移动(偏移)的程度。此外，专利文献1～3中所提出的方法具有如下问题，由于需要在蜂窝结构体的长度方向上使接合材料的厚度(接合宽度)变化，因此难以组装。即，在蜂窝单元的接合工序中，相比于使接合材料的厚度均匀，更困难的是控制接合材料的厚度以使其根据部位而变化。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种单元结构的蜂窝结构体，其容易组装(制造)，且能够有效地抑制因使用时的振动、排压所导致的蜂窝单元的移动(偏移)。用于解决课题的方法为了实现上述目的，根据本专利技术，能够提供以下的蜂窝结构体。[1]一种蜂窝结构体，其是将多个蜂窝单元通过接合材料接合为一体而成，所述多个蜂窝单元具有多孔质的隔壁和外周面，所述多孔质的隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述外周面连接所述入口端面与所述出口端面，所述多个蜂窝单元包含多个第一蜂窝单元和多个第二蜂窝单元，所述第一蜂窝单元中，所述入口端面和所述出口端面为四边形，并且所述外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在所述第一蜂窝单元的长度方向上弯曲成凹状的凹状侧面，所述第二蜂窝单元中，所述入口端面和所述出口端面为四边形，并且所述外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在所述第二蜂窝单元的长度方向上弯曲成凸状的凸状侧面，在与所述蜂窝单元的长度方向垂直的至少一个方向上，以所述凹状侧面与所述凸状侧面对置的方式交替地配置所述第一蜂窝单元和所述第二蜂窝单元，所述多个孔格中的至少一部分孔格的与所述蜂窝单元的长度方向垂直的截面上的形状在所述蜂窝单元的长度方向上变化。[2]如[1]所述的蜂窝结构体，所述第一蜂窝单元的两组侧面均为弯曲成凹状的凹状侧面，所述第二蜂窝单元的两组侧面均为弯曲成凸状的凸状侧面，在与所述蜂窝单元的长度方向垂直的两个方向上，以所述凹状侧面与所述凸状侧面对置的方式交替地配置所述第一蜂窝单元和所述第二蜂窝单元。[3]一种蜂窝结构体，其是将多个蜂窝单元通过接合材料接合为一体而成，所述多个蜂窝单元具有多孔质的隔壁和外周面，所述多孔质的隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述外周面连接所述入口端面与所述出口端面，所述多个蜂窝单元包含多个复合弯曲蜂窝单元，所述复合弯曲蜂窝单元中，所述入口端面和所述出口端面为四边形，并且所述外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，一组侧面为在其长度方向上弯曲成凹状的凹状侧面，另一组侧面为在其长度方向上弯曲成凸状的凸状侧面，在与所述蜂窝单元的长度方向垂直的两个方向上，以所述凹状侧面与所述凸状侧面对置的方式配置所述多个复合弯曲蜂窝单元，所述多个孔格中的至少一部分孔格的与所述蜂窝单元的长度方向垂直的截面上的形状在所述蜂窝单元的长度方向上变化。[4]如[1]～[3]中任一项所述的蜂窝结构体，所述凹状侧面和所述凸状侧面的弯曲量为0.2～3.5mm。[5]如[1]～[4]中任一项所述的蜂窝结构体，所述蜂窝单元具有封孔部，所述封孔部对预定的孔格的所述入口端面侧的开口端部和剩余的孔格的所述出口端面侧的开口端部进行封孔。[6]如[1]～[5]中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝结构体，其是将多个蜂窝单元通过接合材料接合为一体而成，所述多个蜂窝单元具有多孔质的隔壁和外周面，所述多孔质的隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述外周面连接所述入口端面与所述出口端面，所述多个蜂窝单元包含多个第一蜂窝单元和多个第二蜂窝单元，所述第一蜂窝单元中，所述入口端面和所述出口端面为四边形，并且所述外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在所述第一蜂窝单元的长度方向上弯曲成凹状的凹状侧面，所述第二蜂窝单元中，所述入口端面和所述出口端面为四边形，并且所述外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在所述第二蜂窝单元的长度方向上弯曲成凸状的凸状侧面，在与所述蜂窝单元的长度方向垂直的至少一个方向上，以所述凹状侧面与所述凸状侧面对置的方式交替地配置所述第一蜂窝单元和所述第二蜂窝单元，所述多个孔格中的至少一部分孔格的与所述蜂窝单元的长度方向垂直的截面上的形状在所述蜂窝单元的长度方向上变化。

【技术特征摘要】
2015.03.16 JP 2015-0524961.一种蜂窝结构体，其是将多个蜂窝单元通过接合材料接合为一体而成，所述多个蜂窝单元具有多孔质的隔壁和外周面，所述多孔质的隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述外周面连接所述入口端面与所述出口端面，所述多个蜂窝单元包含多个第一蜂窝单元和多个第二蜂窝单元，所述第一蜂窝单元中，所述入口端面和所述出口端面为四边形，并且所述外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在所述第一蜂窝单元的长度方向上弯曲成凹状的凹状侧面，所述第二蜂窝单元中，所述入口端面和所述出口端面为四边形，并且所述外周面的以分别对置的两个侧面为一组的两组侧面中，至少一组侧面为在所述第二蜂窝单元的长度方向上弯曲成凸状的凸状侧面，在与所述蜂窝单元的长度方向垂直的至少一个方向上，以所述凹状侧面与所述凸状侧面对置的方式交替地配置所述第一蜂窝单元和所述第二蜂窝单元，所述多个孔格中的至少一部分孔格的与所述蜂窝单元的长度方向垂直的截面上的形状在所述蜂窝单元的长度方向上变化。2.如权利要求1所述的蜂窝结构体，所述第一蜂窝单元的两组侧面均为弯曲成凹状的凹状侧面，所述第二蜂窝单元的两组侧面均为弯曲成凸状的凸状侧面，在与所述蜂窝单元的长度方向垂直的两个方向上，以所述凹状侧面与所述凸状侧面对置的方式交替地配置所述第一蜂窝单元和所述第二蜂窝单元。3.一种蜂窝结构体，其是将多个蜂窝单元通过接合材料接合为一体而成，所述多个蜂窝单元具有多孔质的隔壁和外周面，所述多孔质的隔壁划分形成从成为流体入口侧的入口端面延伸至成为流体出口侧的出口端面的多个孔格，所述外周面连接所述入口端面与所述出口端面，所述多个蜂窝单元包含多个复合弯曲蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田敏雄，平川敏弘，饭田智宏，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP