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公開番号2024143856
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023056770
出願日2023-03-30
発明の名称排ガス処理装置用筒状部品及び排ガス処理装置
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類F01N 3/28 20060101AFI20241003BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】キャニング性及び耐熱衝撃性に優れた排ガス処理装置用筒状部品を提供する。
【解決手段】筒状金属部材と、前記筒状金属部材の内周面に設けられた絶縁層と、を備え、前記絶縁層の外表面は、前記筒状金属部材の周方向に沿って測定されるJIS B0601:2013に規定の算術平均粗さRaが0.5μm以上10.0μm以下であり、十点平均粗さRzjis94が1.0μm以上25.0μm以下である、排ガス処理装置用筒状部品。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
筒状金属部材と、
前記筒状金属部材の内周面に設けられた絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層の外表面は、前記筒状金属部材の周方向に沿って測定されるＪＩＳＢ０６０１：２０１３に規定の算術平均粗さＲａが０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であり、十点平均粗さＲｚｊｉｓ９４が１．０μｍ以上２５．０μｍ以下である、
排ガス処理装置用筒状部品。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記絶縁層の外表面は、前記筒状金属部材の周方向に沿って測定されるＪＩＳＢ０６０１：２０１３に規定の算術平均粗さＲａが１.０μｍ以上４.０μｍ以下であり、十点平均粗さＲｚｊｉｓ９４が２.０μｍ以上１０．０μｍ以下である、
請求項１に記載の排ガス処理装置用筒状部品。
【請求項３】
前記絶縁層が結晶質を含むガラスを含み、該ガラスはケイ素、ホウ素及びマグネシウムを含み、該ガラス中のケイ素の含有量が２０ｍｏｌ％以下であり、マグネシウムの含有量が１０ｍｏｌ％以上、ホウ素の含有量が４０ｍｏｌ％以下である請求項１又は２に記載の排ガス処理装置用筒状部品。
【請求項４】
前記ガラスが更に、バリウムと、ランタン、亜鉛又はそれらの組み合わせと、を含む請求項３に記載の排ガス処理装置用筒状部品。
【請求項５】
前記絶縁層の厚みが３０μｍ～８００μｍである請求項１又は２に記載の排ガス処理装置用筒状部品。
【請求項６】
前記絶縁層の外表面の静摩擦係数が０.５～４.０である請求項１又は２に記載の排ガス処理装置用筒状部品。
【請求項７】
通電することにより発熱可能な柱状の電気加熱型担体と、
前記電気加熱型担体を収容する請求項１又は２に記載の排ガス処理装置用筒状部品と、
を備える排ガス処理装置。
【請求項８】
前記電気加熱型担体と前記排ガス処理装置用筒状部品との間にマット材を更に備える請求項７に記載の排ガス処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理装置用筒状部品に関する。また、本発明は、排ガス処理装置用筒状部品及びこれに収容された電気加熱型担体を備える排ガス処理装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、車両などのエンジンから排出される排ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害物質の浄化処理のため、柱状のハニカム構造体に触媒を担持したものが使用されている。ハニカム構造体に担持した触媒によって排ガスを処理する場合、触媒を活性温度まで昇温する必要があるが、エンジン始動時には、触媒が活性温度に達していないため、排ガスが十分に浄化されないという問題があった。特に、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）やハイブリッド車（ＨＶ）は、その走行に、モーターのみによる走行を含むことから、エンジン始動頻度が少なく、エンジン始動時の触媒温度が低いため、エンジン始動直後の排ガス浄化性能が低下し易い。
【０００３】
そこで、電気加熱型担体（例えば、電気加熱型のハニカム構造体）に一対の電極を設けて通電させることにより、電気加熱型担体を加熱する電気加熱触媒（ＥＨＣ：Electrically Heated Catalyst）が提案されている。この電気加熱触媒は、電気加熱型担体を金属製の筒状部品（筒状容器）に収容した状態で使用されている。電気加熱触媒は通電により熱を発生するが、電気加熱触媒に電圧をかけると筒状部品にも電気が流れ、車全体に電気が流れてしまう。
【０００４】
そこで、筒状部品を電気的に保護することを目的として筒状部品の内周面を絶縁層で保護する技術が知られている（特許第５４０８３４１号公報、特許第５８６４２１３号公報、特開２０２２－１３１３００号公報、特開２０２２－１３２０４５号公報）。筒状部材に収容された電気加熱型担体は、筒状部品の内周面との間の摩擦力によって保持されているが、電気加熱型担体は電極の存在により筒状部品との接触面積が低下しやすいことに加え、絶縁層は摩擦係数が小さい傾向にあるため、筒状部品と電気加熱型担体の間の摩擦力が低下し、排ガスの圧力及び車両振動等による外力によって、電気加熱型担体が筒状部品から抜けたり、振動によって電気加熱型担体の位置がずれたりする恐れがある。そこで、筒状部品と電気加熱型担体の間の摩擦力を高めることが求められている。
【０００５】
この点、国際公開第２０２１／１７６７６７号には、筒状金属部材と、前記筒状金属部材の内周面に設けられた絶縁層とを備え、前記絶縁層の表面は、凹凸部を有し且つ静摩擦係数が０．３０以上である排ガス処理装置用筒状部材が提案されている。静摩擦係数が０．３０以上の表面を得るため、当該国際公開には、凹凸部の高低差（排ガスの流れ方向に平行な絶縁層の断面図において、最も低い部分と最も高い部分との高低差）が、好ましくは３００μｍ以下であること、絶縁層の表面は、凹凸部の割合が、好ましくは３０％以上であることが記載されている。
【０００６】
また、当該国際公開の実施例には、筒状金属部材の内周面に絶縁層形成用スラリーを塗布して乾燥塗布層を形成し、この乾燥塗布層の表面に凸部を有する型を押し付けることで所定の溝形状の凹部を形成し、その後、加熱することで絶縁層を形成したことが記載されている。そして、得られた絶縁層は、実施例１において、厚さが３００μｍ、気孔率が９％、凹凸部の高低差が２３μｍ、凹凸部の割合が６６％、静摩擦係数が０．３３であったこと、実施例２において、厚さが３００μｍ、気孔率が５％、凹凸部の高低差が２３μｍ、凹凸部の割合が８０％、静摩擦係数が０．３５であったことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第５４０８３４１号公報
特許第５８６４２１３号公報
特開２０２２－１３１３００号公報
特開２０２２－１３２０４５号公報
国際公開第２０２１／１７６７６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
筒状部品と電気加熱型担体の間の摩擦力を高めることは、電気加熱型担体を筒状部材内で所定の場所に保持する機能（キャニング性）を高める上で重要である。しかしながら、特許文献５で記載されているような凹凸部の高低差を規定するだけでは絶縁層の摩擦係数を上昇させるのにも限界があった。また、特許文献５では絶縁層の耐熱衝撃性について検討されていないが、絶縁層は高温の排ガスに耐える耐熱衝撃性を有することが望ましい。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みて創作されたものであり、一実施形態において、優れたキャニング性と優れた耐熱衝撃性を両立可能な絶縁層を備える排ガス処理装置用筒状部品を提供することを課題とする。また、本発明は別の一実施形態において、そのような排ガス処理装置用筒状部品を備える排ガス処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、筒状金属部材の周方向に沿って測定される絶縁層の算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚｊｉｓ９４が所定の範囲を満たすことが、優れたキャニング性と優れた耐熱衝撃性を両立可能な絶縁層を実現する上で有利であることを見出した。特許文献５に記載の凹凸部の高低差は、最大高さＲｚに類似すると考えられるが、優れたキャニング性と優れた耐熱衝撃性を両立する上では、算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚｊｉｓ９４の両者を適切な範囲に制御することの方が重要である。本発明は当該知見に基づいて完成したものであり、以下に例示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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