JP2003262118A - ハニカム構造体及びそれを収納してなるキャニング構造体 - Google Patents
ハニカム構造体及びそれを収納してなるキャニング構造体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属からなる容器内に安定に把持した状態で
収納されるとともに、破損・破壊等の不具合が生じ難い
ハニカム構造体、及びこのハニカム構造体を金属からな
る容器内に収納してなる、特に高温条件下における耐振
動性に優れたキャニング構造体を提供する。 【解決手段】 隔壁により仕切られた軸方向に貫通する
多数の流通孔を有し、炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪
素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複合材料からなる円筒状
のハニカム構造体である。その外周部の真円度が１．０
〜２．５ｍｍの範囲内である。
収納されるとともに、破損・破壊等の不具合が生じ難い
ハニカム構造体、及びこのハニカム構造体を金属からな
る容器内に収納してなる、特に高温条件下における耐振
動性に優れたキャニング構造体を提供する。 【解決手段】 隔壁により仕切られた軸方向に貫通する
多数の流通孔を有し、炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪
素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複合材料からなる円筒状
のハニカム構造体である。その外周部の真円度が１．０
〜２．５ｍｍの範囲内である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明はハニカム構造体、
及びそれを収納してなるキャニング構造体に関する。
及びそれを収納してなるキャニング構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】 最近の排ガス規制強化に伴い、エンジ
ン自体からのハイドロカーボン類（ＨＣ）、一酸化炭素
（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯX）などの有害物質の排出
量を低減する改良がなされている一方、現在の主流とな
っている三元触媒の方の改良も進み、両方の効果で有害
物質の排出量は低減している。
ン自体からのハイドロカーボン類（ＨＣ）、一酸化炭素
（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯX）などの有害物質の排出
量を低減する改良がなされている一方、現在の主流とな
っている三元触媒の方の改良も進み、両方の効果で有害
物質の排出量は低減している。
【０００３】 しかしながら、このような排ガス規制強
化に伴う改良が進むにつれて、エンジン運転走行状態の
全般にわたって排出物が低減する一方、エンジンの始動
直後に排出される有害物質の量がクローズアップされて
きた。例えば、米国の規制走行サイクルであるＦＴＰ−
７５サイクルにおいては、エンジン始動直後の１４０秒
間のＢａｇ−１モードで全走行サイクルで排出される総
排出量の６０〜８０％が排出されている。これは、特に
エンジン始動直後（Ｂａｇ−１Ａ）では排気ガス温度が
低いために触媒が充分に活性化せず、有害物質が浄化さ
れずに触媒を通過してしまうためであった。
化に伴う改良が進むにつれて、エンジン運転走行状態の
全般にわたって排出物が低減する一方、エンジンの始動
直後に排出される有害物質の量がクローズアップされて
きた。例えば、米国の規制走行サイクルであるＦＴＰ−
７５サイクルにおいては、エンジン始動直後の１４０秒
間のＢａｇ−１モードで全走行サイクルで排出される総
排出量の６０〜８０％が排出されている。これは、特に
エンジン始動直後（Ｂａｇ−１Ａ）では排気ガス温度が
低いために触媒が充分に活性化せず、有害物質が浄化さ
れずに触媒を通過してしまうためであった。
【０００４】 このため、エンジン始動直後の触媒の温
度を早く上昇させるために、触媒の位置をできる限りエ
ンジンに近づけて排気ガス温度の高い場所に触媒を置い
たり、触媒自体の熱容量を下げるために、セル隔壁を薄
くしたり、早く排ガスの熱を吸収し且つ触媒と排ガスの
接触面積を増やすために担体のセル密度を増やしたりす
る工夫が行われている。
度を早く上昇させるために、触媒の位置をできる限りエ
ンジンに近づけて排気ガス温度の高い場所に触媒を置い
たり、触媒自体の熱容量を下げるために、セル隔壁を薄
くしたり、早く排ガスの熱を吸収し且つ触媒と排ガスの
接触面積を増やすために担体のセル密度を増やしたりす
る工夫が行われている。
【０００５】 なお、触媒としては、セル構造体のひと
つであるセラミック製ハニカム構造体のセル隔壁表面に
高表面積を有する微細孔構造のγ−アルミナを担持し、
そのアルミナに触媒成分である白金、パラジウム、ロジ
ウム等の貴金属を担持したものが一般的に使用されてい
る。更にこれらの貴金属にセリアやジルコニアなどを加
えて用いることにより、排気ガス中の酸素を貯蔵・脱離
している。これらの貴金属や酸素貯蔵物質は、担体の多
孔質なセル隔壁（リブ）表面に担持されているγ−アル
ミナ層の細孔内に分散して存在している。
つであるセラミック製ハニカム構造体のセル隔壁表面に
高表面積を有する微細孔構造のγ−アルミナを担持し、
そのアルミナに触媒成分である白金、パラジウム、ロジ
ウム等の貴金属を担持したものが一般的に使用されてい
る。更にこれらの貴金属にセリアやジルコニアなどを加
えて用いることにより、排気ガス中の酸素を貯蔵・脱離
している。これらの貴金属や酸素貯蔵物質は、担体の多
孔質なセル隔壁（リブ）表面に担持されているγ−アル
ミナ層の細孔内に分散して存在している。
【０００６】 ハニカム構造体は、通常、ステンレス等
の金属製の容器内に把持した状態で収納（キャニング）
され使用される。また、このハニカム構造体の両端面を
市松模様状となるように交互に目封じしたハニカムフィ
ルターはディーゼルエンジン排気ガスのような含塵流体
中に含まれる粒子状物質を捕集除去するためのフィルタ
ー（以下、「ＤＰＦ」とも記す。）としても好適に用い
られており、触媒を担持した前述のハニカム構造体の場
合と同様、キャニングした後、所定の場所へと取り付け
られる。
の金属製の容器内に把持した状態で収納（キャニング）
され使用される。また、このハニカム構造体の両端面を
市松模様状となるように交互に目封じしたハニカムフィ
ルターはディーゼルエンジン排気ガスのような含塵流体
中に含まれる粒子状物質を捕集除去するためのフィルタ
ー（以下、「ＤＰＦ」とも記す。）としても好適に用い
られており、触媒を担持した前述のハニカム構造体の場
合と同様、キャニングした後、所定の場所へと取り付け
られる。
【０００７】 キャニングに際しては、被処理流体がハ
ニカム構造体を構成するセル内部を通過するべく、容器
とハニカム構造体の外周面との間隙に適当な圧縮弾性材
料が配設され、適度な圧縮面圧が付与される。関連する
従来技術としては、例えばバーミキュライトを含んだ加
熱膨張性材料のマットでハニカム構造体を把持して金属
容器内に収納する方法等を挙げることができる（米国特
許第５，２０７，９８９号公報、同第５，３８５，８７
３号公報参照）。
ニカム構造体を構成するセル内部を通過するべく、容器
とハニカム構造体の外周面との間隙に適当な圧縮弾性材
料が配設され、適度な圧縮面圧が付与される。関連する
従来技術としては、例えばバーミキュライトを含んだ加
熱膨張性材料のマットでハニカム構造体を把持して金属
容器内に収納する方法等を挙げることができる（米国特
許第５，２０７，９８９号公報、同第５，３８５，８７
３号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、前記
米国特許第５，２０７，９８９号公報、同第５，３８
５，８７３号公報に記載の方法の場合、加熱膨張により
圧縮面圧が急激に増大するため、薄壁化したハニカム構
造体では構造体強度が低く、急増した圧縮面圧が構造体
強度（アイソスタティック強度）を上回る事態が生じ易
くハニカム構造体が破損する可能性が高くなる。また、
加熱膨張性マットは約８００℃から急激に圧縮特性が劣
化し始めるため、約１０００℃になると圧縮面圧がなく
なり、ハニカム構造体を把持できなくなる。
米国特許第５，２０７，９８９号公報、同第５，３８
５，８７３号公報に記載の方法の場合、加熱膨張により
圧縮面圧が急激に増大するため、薄壁化したハニカム構
造体では構造体強度が低く、急増した圧縮面圧が構造体
強度（アイソスタティック強度）を上回る事態が生じ易
くハニカム構造体が破損する可能性が高くなる。また、
加熱膨張性マットは約８００℃から急激に圧縮特性が劣
化し始めるため、約１０００℃になると圧縮面圧がなく
なり、ハニカム構造体を把持できなくなる。
【０００９】 これに対して、バーミキュライトを含ま
ない非加熱膨張性材料のマットを用いる場合（米国特許
第５，５８０，５３２号公報、同第２，７９８，８７１
号公報参照）、温度上昇に伴う面圧変動が非常に小さ
く、１０００℃でも面圧がほとんど低下せず、ハニカム
構造体を把持することが可能である。
ない非加熱膨張性材料のマットを用いる場合（米国特許
第５，５８０，５３２号公報、同第２，７９８，８７１
号公報参照）、温度上昇に伴う面圧変動が非常に小さ
く、１０００℃でも面圧がほとんど低下せず、ハニカム
構造体を把持することが可能である。
【００１０】 従来は、加熱膨張性マットの代わりに非
加熱膨張性マットを用いることで、薄壁化したハニカム
構造体等の把持を行っていたが、把持材たるマットをハ
ニカム構造体の周囲に巻いてから、金属容器内にキャニ
ングした場合、マットの合わせ部でズレが起こり易く面
圧が高くなり易い。また、マットを巻いたハニカム構造
体を金属容器内に押し込む際にはマットが押し込み方向
にズレ込むので、マットにしわが寄り易く、その部位で
やはり面圧が高くなり易い。このため、ハニカム構造体
外周面に作用する圧縮面圧分布が不均一となる。部分的
に高くなった圧縮面圧がハニカム構造体のアイソスタテ
ィック強度を上回るとセル構造体が破損してしまう。ま
た、面圧分布が不均一なため、実使用中におけるエンジ
ン振動や排ガス圧力などでセル構造体がずれ易くなる。
加熱膨張性マットを用いることで、薄壁化したハニカム
構造体等の把持を行っていたが、把持材たるマットをハ
ニカム構造体の周囲に巻いてから、金属容器内にキャニ
ングした場合、マットの合わせ部でズレが起こり易く面
圧が高くなり易い。また、マットを巻いたハニカム構造
体を金属容器内に押し込む際にはマットが押し込み方向
にズレ込むので、マットにしわが寄り易く、その部位で
やはり面圧が高くなり易い。このため、ハニカム構造体
外周面に作用する圧縮面圧分布が不均一となる。部分的
に高くなった圧縮面圧がハニカム構造体のアイソスタテ
ィック強度を上回るとセル構造体が破損してしまう。ま
た、面圧分布が不均一なため、実使用中におけるエンジ
ン振動や排ガス圧力などでセル構造体がずれ易くなる。
【００１１】 なお、ハニカム構造体の「アイソスタテ
ィック強度」とは、社団法人自動車技術会発行の自動車
規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７で規定されている「ア
イソスタティック破壊強度試験」で測定する値のことを
いう。具体的には、ゴムの筒状容器にセル構造体である
担体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮
を行う試験であり、コンバーターの缶体に担体が外周面
把持される場合の圧縮負荷加重を模擬したものである。
アイソスタティック強度は、担体が破壊したときの加圧
圧力値で示され、自動車排ガス浄化用触媒コンバーター
は、通常、担体の外周面把持によるキャニング構造を採
用している。当然のことながら担体のアイソスタティッ
ク強度はキャニングの都合上、高い方が好ましい。
ィック強度」とは、社団法人自動車技術会発行の自動車
規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７で規定されている「ア
イソスタティック破壊強度試験」で測定する値のことを
いう。具体的には、ゴムの筒状容器にセル構造体である
担体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮
を行う試験であり、コンバーターの缶体に担体が外周面
把持される場合の圧縮負荷加重を模擬したものである。
アイソスタティック強度は、担体が破壊したときの加圧
圧力値で示され、自動車排ガス浄化用触媒コンバーター
は、通常、担体の外周面把持によるキャニング構造を採
用している。当然のことながら担体のアイソスタティッ
ク強度はキャニングの都合上、高い方が好ましい。
【００１２】 キャニング設計時に設定した設計面圧よ
りも高い面圧が実際のキャニングで発生した場合に、ハ
ニカム構造体のアイソスタティック強度を超えるようで
あれば、その個所で構造体が破損してしまう危険があ
る。ハニカム構造体のセル隔壁厚さが薄くなり、構造体
強度レベルが低くなるに従い、設計面圧を下げることが
必要であるが、実際のキャニング面圧の異常上昇を抑
え、面圧の変動をできる限り小さくすることが必要にな
る。設計面圧と実際の面圧が等しければ狙い通りのキャ
ニング設計が可能で理想的である。
りも高い面圧が実際のキャニングで発生した場合に、ハ
ニカム構造体のアイソスタティック強度を超えるようで
あれば、その個所で構造体が破損してしまう危険があ
る。ハニカム構造体のセル隔壁厚さが薄くなり、構造体
強度レベルが低くなるに従い、設計面圧を下げることが
必要であるが、実際のキャニング面圧の異常上昇を抑
え、面圧の変動をできる限り小さくすることが必要にな
る。設計面圧と実際の面圧が等しければ狙い通りのキャ
ニング設計が可能で理想的である。
【００１３】 更に、ハニカム構造体の外形精度に起因
して、ハニカム構造体と金属容器間のギャップが一定で
ないことや、ハニカム構造体を金属容器内に収納する際
の把持材のズレが原因で、ハニカム構造体の外周部に作
用する圧縮圧力が均一にならず、部分的に大きな把持面
圧が作用することで、ハニカム構造体を破損する可能性
がある。ハニカム構造体の隔壁厚さが薄くなるに従っ
て、ハニカム構造体のアイソスタティック強度レベルが
低下するので、ハニカム構造体を把持する圧縮面圧も、
ハニカム構造体把持に必要な最低面圧を保持しながらで
きる限り低くする必要があり、圧縮面圧のレベルが低く
なるに従って、面圧のバラツキを小さく、即ちより均一
な面圧分布にする必要がある。
して、ハニカム構造体と金属容器間のギャップが一定で
ないことや、ハニカム構造体を金属容器内に収納する際
の把持材のズレが原因で、ハニカム構造体の外周部に作
用する圧縮圧力が均一にならず、部分的に大きな把持面
圧が作用することで、ハニカム構造体を破損する可能性
がある。ハニカム構造体の隔壁厚さが薄くなるに従っ
て、ハニカム構造体のアイソスタティック強度レベルが
低下するので、ハニカム構造体を把持する圧縮面圧も、
ハニカム構造体把持に必要な最低面圧を保持しながらで
きる限り低くする必要があり、圧縮面圧のレベルが低く
なるに従って、面圧のバラツキを小さく、即ちより均一
な面圧分布にする必要がある。
【００１４】 本発明は、このような従来技術の有する
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、金属からなる容器内に安定に把持した状態で収
納されるとともに、破損・破壊等の不具合が生じ難いハ
ニカム構造体、及びこのハニカム構造体を金属からなる
容器内に収納してなる、特に高温条件下における耐振動
性に優れたキャニング構造体を提供することにある。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、金属からなる容器内に安定に把持した状態で収
納されるとともに、破損・破壊等の不具合が生じ難いハ
ニカム構造体、及びこのハニカム構造体を金属からなる
容器内に収納してなる、特に高温条件下における耐振動
性に優れたキャニング構造体を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通
孔を有し、炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）を主結晶相とする複合材料からなる円筒状のハニカ
ム構造体であって、その外周部の真円度が１．０〜２．
５ｍｍの範囲内であることを特徴とするハニカム構造体
が提供される。
ば、隔壁により仕切られた軸方向に貫通する多数の流通
孔を有し、炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）を主結晶相とする複合材料からなる円筒状のハニカ
ム構造体であって、その外周部の真円度が１．０〜２．
５ｍｍの範囲内であることを特徴とするハニカム構造体
が提供される。
【００１６】 また、本発明によれば、同じく隔壁によ
り仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有し、炭
化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相
とする複合材料からなる円筒状のハニカム構造体であっ
て、その外周部の円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内
であることを特徴とするハニカム構造体が提供される。
り仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有し、炭
化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相
とする複合材料からなる円筒状のハニカム構造体であっ
て、その外周部の円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内
であることを特徴とするハニカム構造体が提供される。
【００１７】 本発明においては、炭化珪素（ＳｉＣ）
を主結晶相とする複合材料の第二相が、金属珪素（Ｓ
ｉ）、金属酸化物、金属窒化物、金属ホウ化物、及び金
属炭化物からなる群より選択される少なくとも一種であ
ることが好ましく、更に、金属酸化物が、ＳｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3、及びＭｇＯからなる群より選択される少なくと
も一種であることが好ましい。
を主結晶相とする複合材料の第二相が、金属珪素（Ｓ
ｉ）、金属酸化物、金属窒化物、金属ホウ化物、及び金
属炭化物からなる群より選択される少なくとも一種であ
ることが好ましく、更に、金属酸化物が、ＳｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3、及びＭｇＯからなる群より選択される少なくと
も一種であることが好ましい。
【００１８】 本発明のハニカム構造体は、自動車排ガ
ス浄化用として用いられることが好ましく、更にディー
ゼル微粒子捕集用フィルターとして用いられることが好
ましい。
ス浄化用として用いられることが好ましく、更にディー
ゼル微粒子捕集用フィルターとして用いられることが好
ましい。
【００１９】 また、本発明によれば、ハニカム構造体
を金属からなる容器内に収納してなるキャニング構造体
であって、前述してきたいずれかのハニカム構造体の外
周部と前記容器との間に耐熱性及びクッション性を有す
る圧縮弾性材料を圧縮状態で配設することにより、前記
ハニカム構造体を前記容器内に把持した状態で収納して
なることを特徴とするキャニング構造体が提供される。
を金属からなる容器内に収納してなるキャニング構造体
であって、前述してきたいずれかのハニカム構造体の外
周部と前記容器との間に耐熱性及びクッション性を有す
る圧縮弾性材料を圧縮状態で配設することにより、前記
ハニカム構造体を前記容器内に把持した状態で収納して
なることを特徴とするキャニング構造体が提供される。
【００２０】 本発明においては、金属の熱膨張係数が
８×１０-7〜１３×１０ -7であることが好ましく、ま
た、金属がフェライト系ステンレス鋼及び／又は低熱膨
張特殊金属であることも好ましい。
８×１０-7〜１３×１０ -7であることが好ましく、ま
た、金属がフェライト系ステンレス鋼及び／又は低熱膨
張特殊金属であることも好ましい。
【００２１】 本発明においては、圧縮弾性材料がセラ
ミック繊維製マットであることが好ましく、更にはセラ
ミック繊維製マットが無膨張性マットであることが好ま
しい。
ミック繊維製マットであることが好ましく、更にはセラ
ミック繊維製マットが無膨張性マットであることが好ま
しい。
【００２２】 また、本発明においては容器内へのハニ
カム構造体の収納、及び圧縮弾性材料を介してハニカム
構造体へ圧縮面圧を付与する手段が、押し込み、巻き絞
め、クラムシェル、スウェージング、及び回転鍛造のう
ちのいずれかであることが好ましい。
カム構造体の収納、及び圧縮弾性材料を介してハニカム
構造体へ圧縮面圧を付与する手段が、押し込み、巻き絞
め、クラムシェル、スウェージング、及び回転鍛造のう
ちのいずれかであることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当
業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良
等が加えられることが理解されるべきである。
いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当
業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良
等が加えられることが理解されるべきである。
【００２４】 本発明の第一の側面は、隔壁により仕切
られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有し、炭化珪素
（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相とする
複合材料からなる円筒状のハニカム構造体であり、その
外周部の真円度が１．０〜２．５ｍｍの範囲内であるこ
とを特徴とするものである。以下、その詳細について説
明する。
られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有し、炭化珪素
（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相とする
複合材料からなる円筒状のハニカム構造体であり、その
外周部の真円度が１．０〜２．５ｍｍの範囲内であるこ
とを特徴とするものである。以下、その詳細について説
明する。
【００２５】 既述の通り、ハニカム構造体を自動車排
ガス浄化用として使用するためには、通常ステンレス等
の金属製の容器内に把持した状態で収納（キャニング）
し、キャニング構造体とすることが一般的である。本発
明に係るハニカム構造体は、その外周部の真円度が１．
０〜２．５ｍｍの範囲内であり、即ち、円筒状であるが
流通孔方向に対して垂直の断面形状が真円形ではなく、
若干の歪みを有する構造である。従って、キャニング構
造体として使用する場合、キャニングの際の圧縮面圧を
ハニカム構造体の外周面全体ではなく、部分的に支持す
る構造となっている。ここで、本発明のハニカム構造体
は炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結
晶相とする複合材料により構成されており、例えばコー
ジェライトに比して熱膨張係数が大きく（炭化珪素：４
×１０-7、コージェライト：０．５×１０-7〜１．２×
１０-7）、より容器を構成する金属の熱膨張係数（ステ
ンレス：８×１０-7〜１３×１０-7）に近似している。
ガス浄化用として使用するためには、通常ステンレス等
の金属製の容器内に把持した状態で収納（キャニング）
し、キャニング構造体とすることが一般的である。本発
明に係るハニカム構造体は、その外周部の真円度が１．
０〜２．５ｍｍの範囲内であり、即ち、円筒状であるが
流通孔方向に対して垂直の断面形状が真円形ではなく、
若干の歪みを有する構造である。従って、キャニング構
造体として使用する場合、キャニングの際の圧縮面圧を
ハニカム構造体の外周面全体ではなく、部分的に支持す
る構造となっている。ここで、本発明のハニカム構造体
は炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結
晶相とする複合材料により構成されており、例えばコー
ジェライトに比して熱膨張係数が大きく（炭化珪素：４
×１０-7、コージェライト：０．５×１０-7〜１．２×
１０-7）、より容器を構成する金属の熱膨張係数（ステ
ンレス：８×１０-7〜１３×１０-7）に近似している。
【００２６】 このため、本発明のハニカム構造体につ
いてはキャニングに際しての圧縮面圧をコージェライト
である場合に比して低く設定することが可能である。従
って、圧縮面圧を外周面全体ではなく部分で支持する構
造であることが、かえってキャニング構造体が設置され
る場所の温度差に起因して発生する容器とのズレやハニ
カム構造体の脱落の防止、及び高い圧縮面圧によるハニ
カム構造体の破損等の抑止に極めて効果的であるととも
に、高温条件下における高い耐振動性を有する。
いてはキャニングに際しての圧縮面圧をコージェライト
である場合に比して低く設定することが可能である。従
って、圧縮面圧を外周面全体ではなく部分で支持する構
造であることが、かえってキャニング構造体が設置され
る場所の温度差に起因して発生する容器とのズレやハニ
カム構造体の脱落の防止、及び高い圧縮面圧によるハニ
カム構造体の破損等の抑止に極めて効果的であるととも
に、高温条件下における高い耐振動性を有する。
【００２７】 更に、より一層のズレ、脱落、及び破損
等の防止効果を奏するためには、外周部の真円度が１．
５〜２．５ｍｍであることが好ましく、１．５〜２．０
ｍｍであることが特に好ましい。なお、本発明にいう
「真円度」とは、円筒状であるハニカム構造体の測定断
面における直径の差で表される値であり、真円であるか
否かの程度を示す値である。その測定はレーザー測定機
又はデジタルノギス等を用いて自動計測により実施す
る。
等の防止効果を奏するためには、外周部の真円度が１．
５〜２．５ｍｍであることが好ましく、１．５〜２．０
ｍｍであることが特に好ましい。なお、本発明にいう
「真円度」とは、円筒状であるハニカム構造体の測定断
面における直径の差で表される値であり、真円であるか
否かの程度を示す値である。その測定はレーザー測定機
又はデジタルノギス等を用いて自動計測により実施す
る。
【００２８】 また、本発明の第二の側面は、隔壁によ
り仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有し、炭
化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相
とする複合材料からなる円筒状のハニカム構造体であ
り、その外周部の円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内
であることを特徴とするものである。以下、その詳細に
ついて説明する。
り仕切られた軸方向に貫通する多数の流通孔を有し、炭
化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相
とする複合材料からなる円筒状のハニカム構造体であ
り、その外周部の円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内
であることを特徴とするものである。以下、その詳細に
ついて説明する。
【００２９】 本発明に係るハニカム構造体は、その外
周部の円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内に規定され
ている。即ち、円筒状であるが流通孔方向に対して平行
な断面形状が正確な長方形ではなく、若干の歪みを有す
る構造である。従って、本発明の第一側面、即ち、外周
部の真円度が所定の数値範囲内に規定されているハニカ
ム構造体と同様に、キャニング構造体として使用する場
合においてキャニングの際の圧縮面圧をハニカム構造体
の外周面全体ではなく、部分的に支持する構造となって
いる。
周部の円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内に規定され
ている。即ち、円筒状であるが流通孔方向に対して平行
な断面形状が正確な長方形ではなく、若干の歪みを有す
る構造である。従って、本発明の第一側面、即ち、外周
部の真円度が所定の数値範囲内に規定されているハニカ
ム構造体と同様に、キャニング構造体として使用する場
合においてキャニングの際の圧縮面圧をハニカム構造体
の外周面全体ではなく、部分的に支持する構造となって
いる。
【００３０】 本発明のハニカム構造体は、炭化珪素
（ＳｉＣ）又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複
合材料により構成されているものであるため、キャニン
グに際しての圧縮面圧をコージェライトである場合に比
して低く設定することが可能である。従って、圧縮面圧
を外周面全体ではなく部分で支持する構造であること
が、かえってキャニング構造体が設置される場所の温度
差に起因して発生する容器とのズレやハニカム構造体の
脱落の防止、及び高い圧縮面圧によるハニカム構造体の
破損等の抑止に極めて効果的であるとともに、高温条件
下における高い耐振動性を有する。
（ＳｉＣ）又は炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複
合材料により構成されているものであるため、キャニン
グに際しての圧縮面圧をコージェライトである場合に比
して低く設定することが可能である。従って、圧縮面圧
を外周面全体ではなく部分で支持する構造であること
が、かえってキャニング構造体が設置される場所の温度
差に起因して発生する容器とのズレやハニカム構造体の
脱落の防止、及び高い圧縮面圧によるハニカム構造体の
破損等の抑止に極めて効果的であるとともに、高温条件
下における高い耐振動性を有する。
【００３１】 更に、より一層のズレ、脱落、及び破損
等の防止効果を奏するためには、外周部の円筒度が１．
５〜２．５ｍｍであることが更に好ましい。なお、本発
明にいう「円筒度」とは、同軸の幾何学的円筒（標準円
筒）でハニカム構造体を挟んだときに、挟まれた隙間が
最も小さくなる場合の直径の差で表される値であり、幾
何学的円筒体であるか否かの程度を示す値である。その
測定は真円度の場合と同様にレーザー測定機又はデジタ
ルノギス等を用いて自動計測により実施する。
等の防止効果を奏するためには、外周部の円筒度が１．
５〜２．５ｍｍであることが更に好ましい。なお、本発
明にいう「円筒度」とは、同軸の幾何学的円筒（標準円
筒）でハニカム構造体を挟んだときに、挟まれた隙間が
最も小さくなる場合の直径の差で表される値であり、幾
何学的円筒体であるか否かの程度を示す値である。その
測定は真円度の場合と同様にレーザー測定機又はデジタ
ルノギス等を用いて自動計測により実施する。
【００３２】 また、本発明のハニカム構造体を構成す
る、炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複合材料の第
二相としては、金属珪素（Ｓｉ）、金属酸化物、金属窒
化物、金属ホウ化物、及び金属炭化物からなる群より選
択される少なくとも一種が、低熱膨張、耐熱性及び耐酸
化性等の観点から好適に用いられる。更に、前記金属酸
化物の具体例としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、及びＭｇ
Ｏからなる群より選択される少なくとも一種が実用性の
面から好適に採用される。なお、本発明においては前述
の主結晶相、第二相の他に、製造上不可避的に混在する
微量相を含んでもよい。
る、炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複合材料の第
二相としては、金属珪素（Ｓｉ）、金属酸化物、金属窒
化物、金属ホウ化物、及び金属炭化物からなる群より選
択される少なくとも一種が、低熱膨張、耐熱性及び耐酸
化性等の観点から好適に用いられる。更に、前記金属酸
化物の具体例としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、及びＭｇ
Ｏからなる群より選択される少なくとも一種が実用性の
面から好適に採用される。なお、本発明においては前述
の主結晶相、第二相の他に、製造上不可避的に混在する
微量相を含んでもよい。
【００３３】 これまで述べてきたように、本発明のハ
ニカム構造体は高温条件下における高い耐振動性等の諸
特性を生かし、自動車排ガス浄化用、更にはディーゼル
微粒子捕集用フィルターとして好適に採用される。
ニカム構造体は高温条件下における高い耐振動性等の諸
特性を生かし、自動車排ガス浄化用、更にはディーゼル
微粒子捕集用フィルターとして好適に採用される。
【００３４】 次に、本発明に係るハニカム構造体の更
なる詳細について、その製造方法を例に挙げて説明す
る。ハニカム構造体を製造するにあたって、まず炭化珪
素（ＳｉＣ）を用意する。この炭化珪素（ＳｉＣ）には
Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａなどの微量の不純物を含有するケース
があるが、そのまま使用してもよく、薬品洗浄などの化
学的な処理を施して精製したものを用いてもよい。ま
た、この炭化珪素（ＳｉＣ）に第二相を形成する原料と
して金属珪素（Ｓｉ）等、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ
をはじめとする金属酸化物等、非酸化物である金属窒化
物、金属ホウ化物、又は金属炭化物等のうち少なくとも
１種類を添加してもよい。坏土をハニカム形状に滑らか
に押出成形するため、成形助剤として、一種以上の適当
な有機バインダーを適当量添加することが好ましく、更
に水等を添加して混合及び混練し、成形用の坏土を得
る。
なる詳細について、その製造方法を例に挙げて説明す
る。ハニカム構造体を製造するにあたって、まず炭化珪
素（ＳｉＣ）を用意する。この炭化珪素（ＳｉＣ）には
Ｆｅ、Ａｌ、Ｃａなどの微量の不純物を含有するケース
があるが、そのまま使用してもよく、薬品洗浄などの化
学的な処理を施して精製したものを用いてもよい。ま
た、この炭化珪素（ＳｉＣ）に第二相を形成する原料と
して金属珪素（Ｓｉ）等、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ
をはじめとする金属酸化物等、非酸化物である金属窒化
物、金属ホウ化物、又は金属炭化物等のうち少なくとも
１種類を添加してもよい。坏土をハニカム形状に滑らか
に押出成形するため、成形助剤として、一種以上の適当
な有機バインダーを適当量添加することが好ましく、更
に水等を添加して混合及び混練し、成形用の坏土を得
る。
【００３５】 ハニカム構造体のセルを構成する隔壁
（セル隔壁）をフィルターとして使用する場合には、気
孔率を高める目的で、坏土の調合時に造孔剤を添加す
る。この場合、造孔剤の平均粒径は、それが燃焼して抜
けた跡に気孔が形成されるため、焼成後に得ようとする
平均細孔径に対し、１００〜１５０％の範囲のものを使
用することが好ましい。
（セル隔壁）をフィルターとして使用する場合には、気
孔率を高める目的で、坏土の調合時に造孔剤を添加す
る。この場合、造孔剤の平均粒径は、それが燃焼して抜
けた跡に気孔が形成されるため、焼成後に得ようとする
平均細孔径に対し、１００〜１５０％の範囲のものを使
用することが好ましい。
【００３６】 前記原料を常法により混合及び混練して
得られた坏土を、押出成形法等により所望のセル形状を
有するハニカム構造体に成形する。セル形状について
は、例えばＤＰＦとして用いられるハニカム構造体のセ
ル形状は正方形であることが一般的であるが、本発明の
ハニカム構造体においては正方形に限定することはな
く、長方形、三角形、六角形、丸形等のセル形状として
もよい。
得られた坏土を、押出成形法等により所望のセル形状を
有するハニカム構造体に成形する。セル形状について
は、例えばＤＰＦとして用いられるハニカム構造体のセ
ル形状は正方形であることが一般的であるが、本発明の
ハニカム構造体においては正方形に限定することはな
く、長方形、三角形、六角形、丸形等のセル形状として
もよい。
【００３７】 セル隔壁厚さについては、自動車排ガス
浄化用の触媒担体、又はＤＰＦとして使用する場合、
０．１１〜０．１７ｍｍ、セル密度を３００〜１２００
ｃｐｓｉとすればよく、更に隔壁を薄くしたもので、
０．０２〜０．１０ｍｍとしてもよい。また、熱交換器
用途として１２００ｃｐｓｉ以上の高セル密度構造とし
てもよい。なお、セル構造はセル隔壁厚さとセル密度と
で規定されるが、セル密度は通常ｃｐｓｉで示される。
例えば、セル密度４００ｃｐｓｉとは１平方インチ当た
り４００個のセルが存在することを意味しており、ｃｐ
ｓｉはｃｅｌｌｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈの
略である。セル隔壁厚さはリブ厚とも称され、従来はｍ
ｉｌ単位で示されていた。１ｍｉｌは１０００分の１イ
ンチで約０．０２５ｍｍである。
浄化用の触媒担体、又はＤＰＦとして使用する場合、
０．１１〜０．１７ｍｍ、セル密度を３００〜１２００
ｃｐｓｉとすればよく、更に隔壁を薄くしたもので、
０．０２〜０．１０ｍｍとしてもよい。また、熱交換器
用途として１２００ｃｐｓｉ以上の高セル密度構造とし
てもよい。なお、セル構造はセル隔壁厚さとセル密度と
で規定されるが、セル密度は通常ｃｐｓｉで示される。
例えば、セル密度４００ｃｐｓｉとは１平方インチ当た
り４００個のセルが存在することを意味しており、ｃｐ
ｓｉはｃｅｌｌｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈの
略である。セル隔壁厚さはリブ厚とも称され、従来はｍ
ｉｌ単位で示されていた。１ｍｉｌは１０００分の１イ
ンチで約０．０２５ｍｍである。
【００３８】 得られた成形体を仮焼して成形体中に含
まれる有機バインダーを除去（脱脂）した後、本焼成を
行う。仮焼は、金属珪素が溶融する温度より低い温度に
て実施することが好ましい。具体的には、１５０〜７０
０℃程度の所定の温度で一旦保持してもよく、また、所
定温度域で昇温速度を５０℃／ｈｒ以下に遅くして仮焼
してもよい。
まれる有機バインダーを除去（脱脂）した後、本焼成を
行う。仮焼は、金属珪素が溶融する温度より低い温度に
て実施することが好ましい。具体的には、１５０〜７０
０℃程度の所定の温度で一旦保持してもよく、また、所
定温度域で昇温速度を５０℃／ｈｒ以下に遅くして仮焼
してもよい。
【００３９】 所定の温度で一旦保持する手法について
は、使用した有機バインダーの種類と量により、一温度
水準のみの保持でも複数温度水準での保持でもよく、更
に複数温度水準で保持する場合には、互いに保持時間を
同じにしても異ならせてもよい。また、昇温速度を遅く
する手法についても同様に、ある一温度区域間のみ遅く
しても複数区間で遅くしてもよく、更に複数区間の場合
には、互いに速度を同じとしても異ならせてもよい。
は、使用した有機バインダーの種類と量により、一温度
水準のみの保持でも複数温度水準での保持でもよく、更
に複数温度水準で保持する場合には、互いに保持時間を
同じにしても異ならせてもよい。また、昇温速度を遅く
する手法についても同様に、ある一温度区域間のみ遅く
しても複数区間で遅くしてもよく、更に複数区間の場合
には、互いに速度を同じとしても異ならせてもよい。
【００４０】 仮焼の雰囲気については、酸化雰囲気で
もよいが、成形体中に有機バインダーが多く含まれる場
合には、仮焼中にそれ等が酸素で激しく燃焼して成形体
温度を急激に上昇せしめることがあるため、Ｎ2、Ａｒ
等の不活性雰囲気で行うことによって、成形体の異常昇
温を抑制することも好ましい手法である。
もよいが、成形体中に有機バインダーが多く含まれる場
合には、仮焼中にそれ等が酸素で激しく燃焼して成形体
温度を急激に上昇せしめることがあるため、Ｎ2、Ａｒ
等の不活性雰囲気で行うことによって、成形体の異常昇
温を抑制することも好ましい手法である。
【００４１】 仮焼とそれに続く本焼成は、同一の又は
別個の炉にて、別工程として行ってもよく、また、同一
炉での連続工程としてもよい。仮焼と本焼成を異なる雰
囲気にて実施する場合には前者も好ましい手法である
が、総焼成時間、炉の運転コスト等の見地からは後者の
手法も好ましい。
別個の炉にて、別工程として行ってもよく、また、同一
炉での連続工程としてもよい。仮焼と本焼成を異なる雰
囲気にて実施する場合には前者も好ましい手法である
が、総焼成時間、炉の運転コスト等の見地からは後者の
手法も好ましい。
【００４２】 本焼成の際の最適な焼成温度は微構造や
特性値から決定されるが、概ね１４００〜１８００℃が
適当である。本焼成の雰囲気については、炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）の高温での酸化が懸念されるため、少なくとも酸
化が始まる温度以上の温度域においては、Ｎ2、Ａｒ等
の非酸化雰囲気とすることが好ましい。
特性値から決定されるが、概ね１４００〜１８００℃が
適当である。本焼成の雰囲気については、炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）の高温での酸化が懸念されるため、少なくとも酸
化が始まる温度以上の温度域においては、Ｎ2、Ａｒ等
の非酸化雰囲気とすることが好ましい。
【００４３】 以上の各工程により、本発明に係るハニ
カム構造体を製造することができる。なお、本発明のハ
ニカム構造体を、触媒担体として内燃機関、ボイラー、
化学反応機器、燃料電池用改質器等に用いる場合、ハニ
カムセグメントに触媒能を有する金属を担持するように
する。触媒能を有する代表的なものとしてはＰｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ等が挙げられ、これらのうち
の少なくとも一種をハニカムセグメントに担持すればよ
い。
カム構造体を製造することができる。なお、本発明のハ
ニカム構造体を、触媒担体として内燃機関、ボイラー、
化学反応機器、燃料電池用改質器等に用いる場合、ハニ
カムセグメントに触媒能を有する金属を担持するように
する。触媒能を有する代表的なものとしてはＰｔ、Ｐ
ｄ、Ｒｈ、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ等が挙げられ、これらのうち
の少なくとも一種をハニカムセグメントに担持すればよ
い。
【００４４】 一方、本発明のハニカム構造体を排気ガ
ス中に含まれる粒子状物質を捕集除去するためのフィル
ター、例えばＤＰＦとして用いようとする場合には、ハ
ニカム構造体のセルを市松模様状となるように交互に目
封じして、セル隔壁をフィルターとする構造とする。こ
のような、ハニカムセグメントから構成されるハニカム
構造体の一端面より粒子状物質を含んだ排気ガスを通す
と、排気ガスはこの一端面側のセルが封じられていない
流通孔よりハニカム構造体の内部に流入し、濾過能を有
する多孔質のセル隔壁を通過し、他端面側の封じられて
いない孔より排出される。この隔壁を通過する際に粒子
状物質がセル隔壁に捕捉される。
ス中に含まれる粒子状物質を捕集除去するためのフィル
ター、例えばＤＰＦとして用いようとする場合には、ハ
ニカム構造体のセルを市松模様状となるように交互に目
封じして、セル隔壁をフィルターとする構造とする。こ
のような、ハニカムセグメントから構成されるハニカム
構造体の一端面より粒子状物質を含んだ排気ガスを通す
と、排気ガスはこの一端面側のセルが封じられていない
流通孔よりハニカム構造体の内部に流入し、濾過能を有
する多孔質のセル隔壁を通過し、他端面側の封じられて
いない孔より排出される。この隔壁を通過する際に粒子
状物質がセル隔壁に捕捉される。
【００４５】 なお、捕捉された粒子状物質がセル隔壁
上に堆積してくると圧損が急激に上昇してエンジンに負
荷がかかり、燃費、ドライバビリティが低下するので、
定期的にヒーター等の加熱手段により粒子状物質を燃焼
除去してフィルター機能を再生させるようにする。この
燃焼再生時、燃焼を促進させるためにハニカム構造体に
前記のような触媒能を有する金属を担持させてもよい。
上に堆積してくると圧損が急激に上昇してエンジンに負
荷がかかり、燃費、ドライバビリティが低下するので、
定期的にヒーター等の加熱手段により粒子状物質を燃焼
除去してフィルター機能を再生させるようにする。この
燃焼再生時、燃焼を促進させるためにハニカム構造体に
前記のような触媒能を有する金属を担持させてもよい。
【００４６】 次に、本発明の第三の側面について説明
する。本発明の第三の側面は、ハニカム構造体を金属か
らなる容器内に収納してなるキャニング構造体であり、
前述してきたいずれかのハニカム構造体の外周部と容器
との間に耐熱性及びクッション性を有する圧縮弾性材料
を圧縮状態で配設することにより、ハニカム構造体を容
器内に把持した状態で収納してなることを特徴とするも
のである。以下、その詳細について説明する。
する。本発明の第三の側面は、ハニカム構造体を金属か
らなる容器内に収納してなるキャニング構造体であり、
前述してきたいずれかのハニカム構造体の外周部と容器
との間に耐熱性及びクッション性を有する圧縮弾性材料
を圧縮状態で配設することにより、ハニカム構造体を容
器内に把持した状態で収納してなることを特徴とするも
のである。以下、その詳細について説明する。
【００４７】 既述の如く、本発明に係るハニカム構造
体の外周部は所定の真円度又は円筒度であるため、これ
を用いて得られる本発明に係るキャニング構造体は、こ
のハニカム構造体の外周部と金属からなる容器との間に
圧縮断熱材料を配設してキャニングするに際し加えられ
る圧縮面圧を、ハニカム構造体の外周面の全体で均一に
受けることなく部分的に支持している。ここで、容器に
収納されるハニカム構造体は炭化珪素（ＳｉＣ）により
構成されているために、コージェライトに比して熱膨張
係数が大きく（炭化珪素：４×１０-7、コージェライ
ト：０．５×１０-7〜１．２×１０-7）、より容器を構
成する金属の熱膨張係数（ステンレス：約１０×１
０-7）に近似している。
体の外周部は所定の真円度又は円筒度であるため、これ
を用いて得られる本発明に係るキャニング構造体は、こ
のハニカム構造体の外周部と金属からなる容器との間に
圧縮断熱材料を配設してキャニングするに際し加えられ
る圧縮面圧を、ハニカム構造体の外周面の全体で均一に
受けることなく部分的に支持している。ここで、容器に
収納されるハニカム構造体は炭化珪素（ＳｉＣ）により
構成されているために、コージェライトに比して熱膨張
係数が大きく（炭化珪素：４×１０-7、コージェライ
ト：０．５×１０-7〜１．２×１０-7）、より容器を構
成する金属の熱膨張係数（ステンレス：約１０×１
０-7）に近似している。
【００４８】 このため、本発明に係るキャニング構造
体についてはキャニングに際しての圧縮面圧を、ハニカ
ム構造体がコージェライトからなる場合に比して低く設
定することが可能である。従って、圧縮面圧を外周面全
体ではなく部分で支持することが、かえってキャニング
構造体が設置される場所の温度差に起因して発生する容
器とのズレやハニカム構造体の脱落の防止、及び高い圧
縮面圧によるハニカム構造体の破損等の抑止に極めて効
果的であるとともに、高温条件下における高い耐振動性
を有する。
体についてはキャニングに際しての圧縮面圧を、ハニカ
ム構造体がコージェライトからなる場合に比して低く設
定することが可能である。従って、圧縮面圧を外周面全
体ではなく部分で支持することが、かえってキャニング
構造体が設置される場所の温度差に起因して発生する容
器とのズレやハニカム構造体の脱落の防止、及び高い圧
縮面圧によるハニカム構造体の破損等の抑止に極めて効
果的であるとともに、高温条件下における高い耐振動性
を有する。
【００４９】 更に、本発明においてはハニカム構造体
を収納するための容器を構成する金属の熱膨張係数が８
×１０-7〜１３×１０-7であることが好ましく、８×１
０-7〜１１×１０-7であることが更に好ましい。ハニカ
ム構造体を構成する炭化珪素（ＳｉＣ）の熱膨張係数４
×１０-7、真円度、及び円筒度の関係から、前記数値範
囲の熱膨張係数である金属をキャニング構造体の容器と
することが、高温条件下におけるより優れた耐振動性等
の特性を示すこととなる。
を収納するための容器を構成する金属の熱膨張係数が８
×１０-7〜１３×１０-7であることが好ましく、８×１
０-7〜１１×１０-7であることが更に好ましい。ハニカ
ム構造体を構成する炭化珪素（ＳｉＣ）の熱膨張係数４
×１０-7、真円度、及び円筒度の関係から、前記数値範
囲の熱膨張係数である金属をキャニング構造体の容器と
することが、高温条件下におけるより優れた耐振動性等
の特性を示すこととなる。
【００５０】 また、本発明においてはハニカム構造体
を収納するための容器を構成する金属がフェライト系ス
テンレス鋼及び／又は低膨張特殊合金であることが好ま
しい。これらの金属の熱膨張係数は、ハニカム構造体を
構成する炭化珪素（ＳｉＣ）の熱膨張係数、及びこのハ
ニカム構造体の外周部の真円度、円筒度との関係から、
高温条件下におけるより優れた耐振動性等の特性を示す
キャニング構造体の容器を構成するために好適である。
を収納するための容器を構成する金属がフェライト系ス
テンレス鋼及び／又は低膨張特殊合金であることが好ま
しい。これらの金属の熱膨張係数は、ハニカム構造体を
構成する炭化珪素（ＳｉＣ）の熱膨張係数、及びこのハ
ニカム構造体の外周部の真円度、円筒度との関係から、
高温条件下におけるより優れた耐振動性等の特性を示す
キャニング構造体の容器を構成するために好適である。
【００５１】 本発明においては、圧縮弾性材料がセラ
ミック繊維製マットであることが好ましい。セラミック
繊維製マットはその入手や加工が容易であるとともに、
充分な耐熱性及びクッション性を有するためである。セ
ラミック繊維製マットとしては、バーミュキュライトを
実質上含まない無膨張性マット、又は少量のバーミュキ
ュライトを含む低膨張性マット等であり、アルミナ、高
アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニ
ア、チタニア又はこれらの複合物からなるセラミック繊
維を主成分とするものが好ましく、中でもバーミュキュ
ライトを実質上含まずアルミナ又はムライトを主成分と
する無膨張性マットが更に好ましい。
ミック繊維製マットであることが好ましい。セラミック
繊維製マットはその入手や加工が容易であるとともに、
充分な耐熱性及びクッション性を有するためである。セ
ラミック繊維製マットとしては、バーミュキュライトを
実質上含まない無膨張性マット、又は少量のバーミュキ
ュライトを含む低膨張性マット等であり、アルミナ、高
アルミナ、ムライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニ
ア、チタニア又はこれらの複合物からなるセラミック繊
維を主成分とするものが好ましく、中でもバーミュキュ
ライトを実質上含まずアルミナ又はムライトを主成分と
する無膨張性マットが更に好ましい。
【００５２】 次に、本発明に係るキャニング構造体の
更なる詳細について、その製造方法を例に挙げて説明す
る。既述の製造方法によって得られた本発明に係るハニ
カム構造体を、金属製の容器内に収納することにより、
キャニング構造体を得ることができるが、本発明におい
ては容器内へのハニカム構造体の収納、及び圧縮弾性材
料を介してハニカム構造体へ圧縮面圧を付与する手段
が、以下に示す手段であることが好ましい。
更なる詳細について、その製造方法を例に挙げて説明す
る。既述の製造方法によって得られた本発明に係るハニ
カム構造体を、金属製の容器内に収納することにより、
キャニング構造体を得ることができるが、本発明におい
ては容器内へのハニカム構造体の収納、及び圧縮弾性材
料を介してハニカム構造体へ圧縮面圧を付与する手段
が、以下に示す手段であることが好ましい。
【００５３】 即ち、図１に示すガイド１７を用いた押
し込み、図２に示す金属板１１ｃを巻き付けて引っ張る
ことで面圧を付与し、金属板１１ｃの合わせ部を溶接し
て固定する巻き絞め、又は図３に示す２分割された金属
容器１１ａ・１１ｂで負荷を与えながら挟み込んで、２
つの金属容器１１ａ・１１ｂの合わせ面（つば）１６ａ
・１６ｂの個所を溶接することで一体化容器とするクラ
ムシェルが好適である。また、この他に図４に示すよう
な、金属塑性加工技術を応用した、金属容器１１を外部
からタップ（加圧型）１２を介して圧縮圧力を加えて金
属容器１１の外径寸法を絞るスウェージングも好適であ
る。更には、図５に示すように、塑性加工を応用した方
法で金属容器１１を回転させながら加工治具１８を用い
て外周面を塑性加工により絞り込む回転鍛造により金属
容器の外径を絞り、面圧を付与することも好ましい。
し込み、図２に示す金属板１１ｃを巻き付けて引っ張る
ことで面圧を付与し、金属板１１ｃの合わせ部を溶接し
て固定する巻き絞め、又は図３に示す２分割された金属
容器１１ａ・１１ｂで負荷を与えながら挟み込んで、２
つの金属容器１１ａ・１１ｂの合わせ面（つば）１６ａ
・１６ｂの個所を溶接することで一体化容器とするクラ
ムシェルが好適である。また、この他に図４に示すよう
な、金属塑性加工技術を応用した、金属容器１１を外部
からタップ（加圧型）１２を介して圧縮圧力を加えて金
属容器１１の外径寸法を絞るスウェージングも好適であ
る。更には、図５に示すように、塑性加工を応用した方
法で金属容器１１を回転させながら加工治具１８を用い
て外周面を塑性加工により絞り込む回転鍛造により金属
容器の外径を絞り、面圧を付与することも好ましい。
【００５４】
【実施例】 以下、本発明の具体的な実施結果を説明す
る。（実施例１〜３３、比較例１〜１４）原料である炭
化珪素粉末を用意し、これにメチルセルロース、ヒドロ
キシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤、及び
水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土をハ
ニカム形状に押出成形し、乾燥後、端面を交互に市松模
様状にハニカム構造体と同材質の目封止材で目封止し
た。次いで、Ｎ2雰囲気中で加熱脱脂した後にＡｒ雰囲
気中で焼成することにより、直径５．６６インチ、長さ
６インチ、１５ｍｉｌ／３００セルの円筒状のハニカム
構造体を作製した。なお、各ハニカム構造体について、
水銀ポロシメーターを用いて気孔率と平均細孔径を、ま
た、既述の方法により真円度と円筒度を測定した。結果
を表１、２に示す。
る。（実施例１〜３３、比較例１〜１４）原料である炭
化珪素粉末を用意し、これにメチルセルロース、ヒドロ
キシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤、及び
水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土をハ
ニカム形状に押出成形し、乾燥後、端面を交互に市松模
様状にハニカム構造体と同材質の目封止材で目封止し
た。次いで、Ｎ2雰囲気中で加熱脱脂した後にＡｒ雰囲
気中で焼成することにより、直径５．６６インチ、長さ
６インチ、１５ｍｉｌ／３００セルの円筒状のハニカム
構造体を作製した。なお、各ハニカム構造体について、
水銀ポロシメーターを用いて気孔率と平均細孔径を、ま
た、既述の方法により真円度と円筒度を測定した。結果
を表１、２に示す。
【００５５】 作製した各ハニカム構造体の外周部に、
厚さ６．８ｍｍのセラミック製無膨張性マットを巻き、
ＳＵＳ４０９製のキャニング用缶体に押し込んでキャニ
ング構造体を得た。なお、押し込み後のセラミック製無
膨張性マットの厚さは４ｍｍであった。
厚さ６．８ｍｍのセラミック製無膨張性マットを巻き、
ＳＵＳ４０９製のキャニング用缶体に押し込んでキャニ
ング構造体を得た。なお、押し込み後のセラミック製無
膨張性マットの厚さは４ｍｍであった。
【００５６】（耐久性の評価）図６に示す高温ガス発生
装置２３、及びこれに接続した振動発生装置２１を使用
して、キャニング構造体の耐久性を評価した。キャニン
グ構造体２０を振動発生装置２１の振動部２２にセット
した後、高温ガス発生装置２３から発生した高温ガスを
ハニカム構造体の下端面（排ガス流入端面）より流入さ
せ、上端面（排ガス流出端面）より流出させるととも
に、振動発生装置２１を作動させて上下方向の振動を発
生させた。なお、耐久時間は１００時間、高温ガスの温
度は７００℃、加えた振動は１００Ｈｚ、６０Ｇであっ
た。耐久時間経過後、キャニング構造体を取り出して、
ハニカム構造体の状態を評価した。結果を表１、２に示
す。なお、耐久性の評価基準は、試験中にハニカム構造
体の抜け、及び破損が生じた場合を×、ハニカム構造体
の破損が生じた場合を△、ハニカム構造体の抜けが生じ
たが軽微であった場合（１ｍｍ以下のずれ）を○、不具
合が発生せず良好であった場合を◎とした。
装置２３、及びこれに接続した振動発生装置２１を使用
して、キャニング構造体の耐久性を評価した。キャニン
グ構造体２０を振動発生装置２１の振動部２２にセット
した後、高温ガス発生装置２３から発生した高温ガスを
ハニカム構造体の下端面（排ガス流入端面）より流入さ
せ、上端面（排ガス流出端面）より流出させるととも
に、振動発生装置２１を作動させて上下方向の振動を発
生させた。なお、耐久時間は１００時間、高温ガスの温
度は７００℃、加えた振動は１００Ｈｚ、６０Ｇであっ
た。耐久時間経過後、キャニング構造体を取り出して、
ハニカム構造体の状態を評価した。結果を表１、２に示
す。なお、耐久性の評価基準は、試験中にハニカム構造
体の抜け、及び破損が生じた場合を×、ハニカム構造体
の破損が生じた場合を△、ハニカム構造体の抜けが生じ
たが軽微であった場合（１ｍｍ以下のずれ）を○、不具
合が発生せず良好であった場合を◎とした。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】 表１、２に示す結果から明らかなよう
に、真円度が１．０〜２．５ｍｍの範囲内である実施例
１〜１６、及び円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内で
ある実施例１７〜３３のキャニング構造体に関しては、
ハニカム構造体の抜けや破損等の不具合が発生せず、同
等の圧縮面圧によりキャニングした比較例１〜１４のキ
ャニング構造体に比して優れた高温耐振動性を示すこと
が明らかとなった。
に、真円度が１．０〜２．５ｍｍの範囲内である実施例
１〜１６、及び円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内で
ある実施例１７〜３３のキャニング構造体に関しては、
ハニカム構造体の抜けや破損等の不具合が発生せず、同
等の圧縮面圧によりキャニングした比較例１〜１４のキ
ャニング構造体に比して優れた高温耐振動性を示すこと
が明らかとなった。
【００６０】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のハニカ
ム構造体はその外周部が所定の真円度、円筒度であるた
めに、金属からなる容器内に安定に把持した状態で収納
されるとともに、破損・破壊等の不具合が生じ難いとい
う特性を示す。また、本発明のキャニング構造体は、前
記ハニカム構造体を金属からなる容器内に所定の方法に
より収納しているため、特に高温条件下における耐振動
性に優れている。
ム構造体はその外周部が所定の真円度、円筒度であるた
めに、金属からなる容器内に安定に把持した状態で収納
されるとともに、破損・破壊等の不具合が生じ難いとい
う特性を示す。また、本発明のキャニング構造体は、前
記ハニカム構造体を金属からなる容器内に所定の方法に
より収納しているため、特に高温条件下における耐振動
性に優れている。
【図１】 金属容器内へのハニカム構造体の押し込み方
法の一例を示す一部切り欠き説明図である。
法の一例を示す一部切り欠き説明図である。
【図２】 金属容器内へハニカム構造体を収納するため
の巻き絞め方法の一例を示す斜視図である。
の巻き絞め方法の一例を示す斜視図である。
【図３】 金属容器内へハニカム構造体を収納するため
のクラムシェル方法の一例を示す斜視図である。
のクラムシェル方法の一例を示す斜視図である。
【図４】 金属容器内へハニカム構造体を収納するため
のスウェージング方法の一例を示す流通孔方向に対する
平行断面図である。
のスウェージング方法の一例を示す流通孔方向に対する
平行断面図である。
【図５】 金属容器内へハニカム構造体を収納するため
の回転鍛造方法の一例を示す流通孔方向に対する平行断
面図である。
の回転鍛造方法の一例を示す流通孔方向に対する平行断
面図である。
【図６】 高温ガス発生装置、及びこれに接続した振動
発生装置を示す概略図である。
発生装置を示す概略図である。
１…ハニカム構造体、５…圧縮弾性体Ｂ、１１…金属容
器、１１ａ、１１ｂ…分割金属容器、１１ｃ…金属板、
１２…タップ（加圧型）、１６ａ、１６ｂ…２つの金属
容器の合わせ面（つば）、１７…ガイド、１８…加工治
具、２０…キャニング構造体、２１…振動発生装置、２
２…振動部、２３…高温ガス発生装置、３０…排気孔、
３１…流量計、３２…バーナー。
器、１１ａ、１１ｂ…分割金属容器、１１ｃ…金属板、
１２…タップ（加圧型）、１６ａ、１６ｂ…２つの金属
容器の合わせ面（つば）、１７…ガイド、１８…加工治
具、２０…キャニング構造体、２１…振動発生装置、２
２…振動部、２３…高温ガス発生装置、３０…排気孔、
３１…流量計、３２…バーナー。
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０１Ｊ 27/224 ＺＡＢ Ｂ０１Ｊ 35/04 ３０１Ｐ ４Ｇ０６９
35/04 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１Ｂ
Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ Ｂ０１Ｄ 46/52 Ｂ
// Ｂ０１Ｄ 46/52 53/36 Ｃ
Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA01
3G091 AB01 BA07 BA09 BA10 BA39
GA06 GA12 GB01Z GB06W
GB07W GB17X
4D019 AA01 BA05 BA06 BB01 BC12
CA01 CB04
4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 AB01
AB05 BA01Y BA03X BA06X
BA14Y BA30X BA31X BA33X
BA41X BA45X BA46Y BB02
BB17 CA01 CA07 CC02 CC04
CC08
4D058 JA32 JB06 KA03 MA44 SA08
TA06
4G069 AA01 BA01A BA01B BA02A
BA06A BB01A BB02B BB04A
BB11A BB15A BB15B BB18A
BC02B BC03B BC04B BC71B
BC72B BC75B BD05A BD05B
CA03 CA09 CA18 EA19 EA26
EC06Y EC17Y EC22 EE01
Claims (12)
- 【請求項１】 隔壁により仕切られた軸方向に貫通する
多数の流通孔を有し、炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪
素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複合材料からなる円筒状
のハニカム構造体であって、 その外周部の真円度が１．０〜２．５ｍｍの範囲内であ
ることを特徴とするハニカム構造体。 - 【請求項２】 隔壁により仕切られた軸方向に貫通する
多数の流通孔を有し、炭化珪素（ＳｉＣ）、又は炭化珪
素（ＳｉＣ）を主結晶相とする複合材料からなる円筒状
のハニカム構造体であって、 その外周部の円筒度が１．０〜３．０ｍｍの範囲内であ
ることを特徴とするハニカム構造体。 - 【請求項３】 炭化珪素（ＳｉＣ）を主結晶相とする前
記複合材料の第二相が、金属珪素（Ｓｉ）、金属酸化
物、金属窒化物、金属ホウ化物、及び金属炭化物からな
る群より選択される少なくとも一種である請求項１又は
２に記載のハニカム構造体。 - 【請求項４】 前記金属酸化物が、ＳｉＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、及びＭｇＯからなる群より選択される少なくとも
一種である請求項３に記載のハニカム構造体。 - 【請求項５】 自動車排ガス浄化用として用いられる請
求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。 - 【請求項６】 ディーゼル微粒子捕集用フィルターとし
て用いられる請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニ
カム構造体。 - 【請求項７】 ハニカム構造体を金属からなる容器内に
収納してなるキャニング構造体であって、 請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカム構造体の
外周部と前記容器との間に耐熱性及びクッション性を有
する圧縮弾性材料を圧縮状態で配設することにより、前
記ハニカム構造体を前記容器内に把持した状態で収納し
てなることを特徴とするキャニング構造体。 - 【請求項８】 前記金属の熱膨張係数が８×１０-7〜１
３×１０-7である請求項７に記載のキャニング構造体。 - 【請求項９】 前記金属がフェライト系ステンレス鋼及
び／又は低熱膨張特殊合金である請求項７に記載のキャ
ニング構造体。 - 【請求項１０】 前記圧縮弾性材料がセラミック繊維製
マットである請求項７〜９のいずれか一項に記載のキャ
ニング構造体。 - 【請求項１１】 前記セラミック繊維製マットが無膨張
性マットである請求項１０に記載のキャニング構造体。 - 【請求項１２】 容器内へのハニカム構造体の収納手段
が、押し込み、巻き絞め、クラムシェル、スウェージン
グ、及び回転鍛造のうちのいずれかである請求項７〜１
１のいずれか一項に記載のキャニング構造体。
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| DE60308158T DE60308158T2 (de) | 2002-03-08 | 2003-03-07 | Honigwabenstruktur und gehäuse dafür |
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|---|---|
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| CN101023044B (zh) * | 2005-06-24 | 2010-04-21 | 揖斐电株式会社 | 蜂窝结构体 |
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