JP2007275873A - Hexagonal cell honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、六角形格子状のセル壁に囲まれた六角形状のセルを多数設けてなる六角セルハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a hexagonal cell honeycomb structure in which a large number of hexagonal cells surrounded by hexagonal lattice cell walls are provided.
自動車の排ガス浄化用基材として、従来から高耐熱衝撃性を有するセラミックス材料を主成分とし、セル壁を格子状に設けて多数のセルと外周側面を覆う筒状の外周壁とを有するハニカム構造体が知られている。このハニカム構造体は、格子状に設けたセル壁の表面に触媒成分を担持させて用いられる。 As a substrate for exhaust gas purification of automobiles, a honeycomb structure having a ceramic material having a high thermal shock resistance as a main component and having a cell wall provided in a lattice shape and a cylindrical outer wall covering the outer peripheral side surface The body is known. This honeycomb structure is used with a catalyst component supported on the surface of cell walls provided in a lattice shape.
ハニカム構造体は、三角形、四角形、六角形等のセル形状を有するものがある。セル形状を六角形としたハニカム構造体(以下、六角セルハニカム構造体という)は、セル形状が三角形や四角形のものよりも、触媒をセル壁に均一な厚さに担持させることが容易であり、圧力損失を低減することができる。また、過剰量の触媒担持を抑制することができるため、全体の軽量化を実現することができる。そのため、近年、排ガス浄化性能の点から、特に上記六角セルハニカム構造体が注目されている。 Some honeycomb structures have cell shapes such as a triangle, a quadrangle, and a hexagon. A honeycomb structure with a hexagonal cell shape (hereinafter referred to as a hexagonal cell honeycomb structure) is easier to carry a catalyst on a cell wall with a uniform thickness than one with a triangular or quadrangular cell shape. , Pressure loss can be reduced. Moreover, since an excessive amount of catalyst can be suppressed, the overall weight can be reduced. Therefore, in recent years, the hexagonal cell honeycomb structure has attracted attention from the viewpoint of exhaust gas purification performance.
ところが、優れた排ガス浄化性能を有する六角セルハニカム構造体は、他のセル形状のものに比べてアイソスタティック強度が低いという問題がある。特に、自動車の排ガス浄化用基材として用いる場合、アイソスタティック強度が不充分な場合には、排気管への圧入(キャニング)時や車輌組上げ時における振動衝撃によって欠け、割れ等の不具合が生じるおそれがある。 However, the hexagonal cell honeycomb structure having excellent exhaust gas purification performance has a problem that the isostatic strength is lower than those of other cell shapes. In particular, when used as a base material for exhaust gas purification of automobiles, if the isostatic strength is insufficient, there is a risk that defects such as chipping and cracking may occur due to vibration impact during press fitting (canning) to the exhaust pipe or when the vehicle is assembled. There is.
上記の問題を解決する方法として、六角セルハニカム構造体において、外周壁に対してある特定の距離(範囲)のセル壁の厚みを大きくして、強度を向上させる方法がある(特許文献1参照)。
しかしながら、セル壁の厚みを大きくした部分において、圧力損失が増加したり、セル壁に担持させた触媒を早期に暖気する性能(触媒早期暖気性能)が低下したりすることにより、六角セルハニカム構造体全体の排ガス浄化性能が低下するおそれがある。
As a method for solving the above problem, there is a method for increasing the strength of a hexagonal cell honeycomb structure by increasing the thickness of a cell wall at a specific distance (range) with respect to the outer peripheral wall (see Patent Document 1). ).
However, the hexagonal cell honeycomb structure has a structure in which the pressure loss increases in the portion where the cell wall thickness is increased or the performance of warming up the catalyst supported on the cell wall early (catalyst early warming performance) decreases. There is a possibility that the exhaust gas purification performance of the whole body is lowered.
また、上記以外にも、ハニカム構造体の強度を向上させる方法としては、セル壁及び外周壁の厚みを変化させたり、特定の範囲に設定したりする方法(特許文献2、3参照)や、セル壁の交点及びセル壁と外周壁との交点の曲率半径を特定の範囲に設定する方法がある(特許文献4参照)。また、ハニカム構造体の外周部のセル形状を様々に変化させたり、外周部のセルに補強リブを形成したりする方法がある(特許文献2参照)。また、外周壁に対して特定の範囲のセルを栓材によって閉塞する方法がある(特許文献5参照)。
しかしながら、いずれの場合にも、ハニカム構造体の強度の向上、強度と性能(例えば、排ガス浄化性能)とのバランス等において充分とは言えない。
In addition to the above, as a method of improving the strength of the honeycomb structure, a method of changing the thickness of the cell wall and the outer peripheral wall, or setting a specific range (see
However, in any case, it cannot be said that the honeycomb structure is improved in strength, balance between strength and performance (for example, exhaust gas purification performance), and the like.
そのため、優れた排ガス浄化性能を維持しながら、アイソスタティック強度を向上させることができる六角セルハニカム構造体が求められている Therefore, there is a need for a hexagonal cell honeycomb structure that can improve isostatic strength while maintaining excellent exhaust gas purification performance.
本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなされたもので、排ガス浄化性能を維持しながら、アイソスタティック強度の向上を図ることができる六角セルハニカム構造体を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a hexagonal cell honeycomb structure capable of improving isostatic strength while maintaining exhaust gas purification performance.
本発明は、六角形格子状のセル壁に囲まれた六角形状の多数のセルと、外周側面を覆う筒状の外周壁とを有する六角セルハニカム構造体において、
上記セル壁は、基本セル壁と該基本セル壁よりも強度が高い強化セル壁とを有し、
該強化セル壁を含む強度強化領域は、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面において、略直線状に配置されており、かつ、その両端が上記外周壁に接触していることを特徴とする六角セルハニカム構造体にある(請求項1)。
The present invention is a hexagonal cell honeycomb structure having a large number of hexagonal cells surrounded by hexagonal lattice-like cell walls and a cylindrical outer peripheral wall covering the outer peripheral side surface.
The cell wall has a basic cell wall and a reinforced cell wall having higher strength than the basic cell wall,
The strength strengthening region including the strengthened cell walls is disposed substantially linearly in the radial cross section of the hexagonal cell honeycomb structure, and both ends thereof are in contact with the outer peripheral wall. It exists in a hexagonal cell honeycomb structure (claim 1).
本発明の六角セルハニカム構造体は、上記基本セルよりも強度が高い上記強化セル壁を含む強度強化領域を有している。そして、この強度強化領域は、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面において、略直線状に配置されており、かつ、その両端が上記外周壁に接触するように形成されている。すなわち、強度が高い上記強化セル壁によって構成された上記強度強化領域は、上記外周壁における任意の2点間を橋渡しするように形成されている。そのため、上記六角セルハニカム構造体において上記外周壁に応力が作用した場合に、上記強度強化領域は、上記外周壁に対して梁としての役割を果たし、作用する応力を分散・緩和させることができる。それ故、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度を向上させることができる。 The hexagonal cell honeycomb structure of the present invention has a strength strengthening region including the strengthened cell wall having a strength higher than that of the basic cell. The strength-enhancing regions are arranged substantially linearly in the radial cross section of the hexagonal cell honeycomb structure and are formed so that both ends thereof are in contact with the outer peripheral wall. That is, the strength strengthening region constituted by the strengthened cell wall having high strength is formed so as to bridge between any two points on the outer peripheral wall. Therefore, when stress acts on the outer peripheral wall in the hexagonal cell honeycomb structure, the strength strengthening region serves as a beam with respect to the outer peripheral wall, and the acting stress can be dispersed and relaxed. . Therefore, the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure can be improved.
また、上記強度強化領域は、上述のごとく、略直線状に配置されている。すなわち、全体又は特定の大きな範囲において強度が高い上記強化セル壁を形成するのではなく、略直線状という小さく限られた部分のみにおいて上記強化セル壁を形成することにより、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度を向上させている。そのため、例えば厚みを大きくすることによって上記強化セル壁の強度を高くした場合に、上記強度強化領域において圧力損失の増加や触媒早期暖気性能の低下が生じても、上記六角ハニカム構造体全体の排ガス浄化性能に及ぼす影響は非常に小さい。したがって、上記六角セルハニカム構造体が有する排ガス浄化性能を充分に維持することができる。 Moreover, the said intensity | strength reinforcement area | region is arrange | positioned substantially linearly as mentioned above. That is, the hexagonal cell honeycomb structure is formed by forming the reinforcing cell wall only in a small and limited portion of a substantially straight shape, rather than forming the reinforcing cell wall having high strength in the whole or a specific large range. The isostatic strength is improved. Therefore, for example, when the strength of the reinforced cell wall is increased by increasing the thickness, even if an increase in pressure loss or a decrease in the early catalyst warm-up performance occurs in the strength-enhanced region, The effect on purification performance is very small. Therefore, the exhaust gas purification performance of the hexagonal cell honeycomb structure can be sufficiently maintained.
このように、本発明の六角セルハニカム構造体は、上述した強度強化領域が形成されていることにより、排ガス浄化性能を維持しながら、アイソスタティック強度を向上させることができる。 Thus, the hexagonal cell honeycomb structure of the present invention can improve the isostatic strength while maintaining the exhaust gas purification performance by forming the above-described strength-enhancing region.
本発明においては、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面とは、上記六角セルハニカム構造体の軸方向に直交する断面のことである。 In the present invention, the radial section of the hexagonal cell honeycomb structure is a section orthogonal to the axial direction of the hexagonal cell honeycomb structure.
また、上記強度強化領域は、複数設けられていることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度をさらに向上させることができる。
Moreover, it is preferable that a plurality of the strength enhancement regions are provided.
In this case, the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure can be further improved.
また、上記強度強化領域は、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面の中心に対して点対称に配置されていることが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度を全体的にバランスよく、効果的に向上させることができる。
Moreover, it is preferable that the said strength reinforcement | strengthening area | region is arrange | positioned point-symmetrically with respect to the center of the radial direction cross section of the said hexagonal cell honeycomb structure.
In this case, the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure can be improved effectively with a good overall balance.
また、上記強度強化領域は、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面の中心を通るように配置されていることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度を充分かつ確実に向上させることができる。
Moreover, it is preferable that the said strength reinforcement area | region is arrange | positioned so that the center of the radial direction cross section of the said hexagonal cell honeycomb structure may be passed.
In this case, the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure can be sufficiently and reliably improved.
また、上記強度強化領域は、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面において、少なくとも一部が上記外周壁に内接する多角形を呈するように配置されていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記強度強化領域は、上記外周壁全体に対して梁としての効果を発揮することができる。そのため、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度を全体的にバランスよく、充分に向上させることができる。
Further, it is preferable that the strength-enhancing region is arranged so that at least a part of the hexagonal cell honeycomb structure has a polygon inscribed in the outer peripheral wall in the radial cross section.
In this case, the strength strengthening region can exert an effect as a beam on the entire outer peripheral wall. Therefore, the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure can be sufficiently improved with a good balance as a whole.
また、上記強度強化領域における上記強化セル壁の厚みは、上記基本セル壁の厚みよりも大きいことが好ましい(請求項6)。
この場合には、上記強化セル壁を含む上記強度強化領域は、上記基本セル壁が存在する領域に比べて、強度を確実に向上させることができる。
The thickness of the strengthened cell wall in the strength strengthened region is preferably larger than the thickness of the basic cell wall.
In this case, the strength strengthening region including the strengthening cell wall can surely improve the strength as compared with the region where the basic cell wall exists.
また、上記強化セル壁の厚みは、上記基本セル壁の厚みの1.3〜1.8倍であることが好ましい(請求項7)。
上記強化セル壁の厚みが上記基本セル壁の厚みの1.3倍未満の場合には、上記強度強化領域の強度を充分に向上させることができないおそれがある。一方、1.8倍を超える場合には、上記強化セル壁の厚みが大きくなるため、上記強度強化領域の圧力損失が大きくなるおそれがある。また、上記強化セル壁の重量の増加によって、触媒早期暖気性能が低下するおそれがある。そして、これらにより、上記六角セルハニカム構造体全体の排ガス浄化性能が低下するおそれがある。
The thickness of the reinforced cell wall is preferably 1.3 to 1.8 times the thickness of the basic cell wall.
When the thickness of the strengthened cell wall is less than 1.3 times the thickness of the basic cell wall, the strength of the strength strengthened region may not be sufficiently improved. On the other hand, when it exceeds 1.8 times, since the thickness of the strengthened cell wall becomes large, the pressure loss in the strength strengthened region may be increased. In addition, the catalyst warm-up performance may be reduced due to an increase in the weight of the reinforcing cell wall. And, there is a possibility that the exhaust gas purification performance of the whole hexagonal cell honeycomb structure is lowered due to these.
また、六角形状の上記各セルは、上記セル壁がなす6つの内角部を有しており、上記強化セル壁のみが合流する各交点部分を囲む3つの上記内角部には、略円弧状を呈するR角部が設けられていることが好ましい(請求項8)。
すなわち、上記強化セル壁に囲まれて形成された1つの六角形状の上記セルに着目して見た場合、6つの上記内角部のうち、上記強化セル壁のみが合流する交点部分に形成された上記内角部は4つ存在し、この4つの上記内角部に上記R角部が設けられていることが好ましい。
この場合には、上記強化セル壁の強度を向上させることができる。これにより、上記強化セル壁を連ねてなる上記強度強化領域は、上記基本セル壁が存在する領域に比べて、強度を充分かつ確実に向上させることができる。
Each of the hexagonal cells has six inner corners formed by the cell walls, and the three inner corners surrounding the intersections where only the reinforcing cell walls meet have a substantially arc shape. It is preferable that an R corner portion is provided (claim 8).
That is, when looking at the hexagonal cell formed by being surrounded by the reinforced cell walls, among the six inner corners, only the reinforced cell walls are formed at intersections. It is preferable that there are four inner corners, and the R corners are provided in the four inner corners.
In this case, the strength of the reinforced cell wall can be improved. As a result, the strength-enhancing region formed by connecting the strengthened cell walls can sufficiently and reliably improve the strength as compared with the region where the basic cell walls exist.
また、さらに、上記強化セル壁と上記基本セル壁とが合流する各交点部分を囲む3つの上記内角部にも、上記R角部が設けられていることが好ましい(請求項9)。
すなわち、上記強化セル壁に囲まれて形成された1つの六角形状の上記セルに着目して見た場合、6つの上記内角部のうち、上記強化セル壁と上記基本セル壁とが合流する交点部分に形成された上記内角部は2つ存在し、この2つの上記内角部にも上記R角部が設けられており、6つの上記内角部全てに上記R角部が設けられていることが好ましい。
この場合には、上記強化セル壁の強度をさらに向上させることができる。これにより、上記強度強化領域の強度をより一層向上させることができる。
Furthermore, it is preferable that the R corners are also provided in the three inner corners surrounding the intersections where the strengthening cell walls and the basic cell walls meet (Claim 9).
That is, when looking at the hexagonal cell formed by being surrounded by the reinforced cell wall, among the six inner corners, the intersection where the reinforced cell wall and the basic cell wall meet. There are two inner corners formed in the part, the two inner corners are also provided with the R corners, and all six inner corners are provided with the R corners. preferable.
In this case, the strength of the reinforced cell wall can be further improved. Thereby, the intensity | strength of the said intensity | strength reinforcement area | region can be improved further.
また、上記R角部の曲率半径は、0.15〜0.4mmであることが好ましい(請求項10)。また、上記R角部の曲率半径は、0.2〜0.35mmであることがより好ましい(請求項11)。
上記R角部の曲率半径が0.15mm未満の場合には、上記強化セル壁の強度を充分に向上させることができないおそれがある。そのため、上記強度強化領域の強度を充分に向上させることができないおそれがある。一方、0.4mmを超える場合には、上記R角部における上記セル壁の厚みが大きくなるため、上記強度強化領域の圧力損失が大きくなるおそれがある。また、上記強化セル壁の重量の増加によって、触媒早期暖気性能が低下するおそれがある。そして、これらにより、上記六角セルハニカム構造体全体の排ガス浄化性能が低下するおそれがある。したがって、より好ましくは、上記R角部の曲率半径は0.2〜0.35mmがよい。
Moreover, it is preferable that the curvature radius of the said R corner part is 0.15-0.4 mm (Claim 10). The radius of curvature of the R corner is more preferably 0.2 to 0.35 mm (claim 11).
If the radius of curvature of the R corner is less than 0.15 mm, the strength of the reinforced cell wall may not be sufficiently improved. Therefore, there is a possibility that the strength of the strength strengthened region cannot be sufficiently improved. On the other hand, when it exceeds 0.4 mm, the thickness of the cell wall at the R-corner portion increases, so that the pressure loss in the strength strengthening region may increase. In addition, the catalyst warm-up performance may be reduced due to an increase in the weight of the reinforcing cell wall. And, there is a possibility that the exhaust gas purification performance of the whole hexagonal cell honeycomb structure is lowered due to these. Therefore, more preferably, the radius of curvature of the R corner is 0.2 to 0.35 mm.
また、上記強度強化領域の最大幅は、1〜5mmであることが好ましい(請求項12)。
上記強度強化領域の最大幅が1mm未満の場合には、上記強度強化領域は、上記外周壁に対して梁としての効果を充分に発揮することができないおそれがある。そのため、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度を充分に向上させることができないおそれがある。一方、5mmを超える場合には、例えば厚みを大きくすることによって上記強化セル壁の強度を向上させた場合に、その部分に圧力損失の増加や触媒早期暖気性能の低下が生じ、上記六角セルハニカム構造体全体の排ガス浄化性能が低下するおそれがある。
なお、上記強度強化領域の最大幅とは、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面において、上記強化セル壁が含まれている領域の最大幅のことである。
Moreover, it is preferable that the maximum width of the said strength reinforcement | strengthening area | region is 1-5 mm (Claim 12).
When the maximum width of the strength strengthening region is less than 1 mm, the strength strengthening region may not be able to sufficiently exhibit the effect as a beam on the outer peripheral wall. Therefore, the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure may not be sufficiently improved. On the other hand, when the thickness exceeds 5 mm, for example, when the strength of the reinforced cell wall is improved by increasing the thickness, an increase in pressure loss or a decrease in the catalyst early warming performance occurs in the portion, and the hexagonal cell honeycomb There is a possibility that the exhaust gas purification performance of the entire structure may be deteriorated.
The maximum width of the strength strengthened region is the maximum width of the region including the strengthened cell walls in the radial cross section of the hexagonal cell honeycomb structure.
また、上記外周壁の厚みは、0.2〜0.6mmであることが好ましい(請求項13)。
上記外周壁の厚みが0.2mm未満の場合には、上記外周壁自身の強度を充分に確保することができず、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度が低下するおそれや、製品を搬送中に欠け等を生じるおそれがある。一方、0.6mmを超える場合には、上記外周壁の内外の温度差が大きくなり、耐熱衝撃性が低下するおそれがある。
Moreover, it is preferable that the thickness of the said outer peripheral wall is 0.2-0.6 mm.
When the thickness of the outer peripheral wall is less than 0.2 mm, the strength of the outer peripheral wall itself cannot be sufficiently secured, and the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure may be lowered, or the product may be conveyed. There is a risk of chipping. On the other hand, if it exceeds 0.6 mm, the temperature difference between the inside and outside of the outer peripheral wall becomes large, and the thermal shock resistance may be reduced.
また、上記基本セル壁の厚みは、50〜125μmであることが好ましい(請求項14)。
上記基本セル壁の厚みが50μm未満の場合には、上記基本セル壁自身の強度を充分に確保することができず、上記六角セルハニカム構造体のアイソスタティック強度が低下するおそれがある。一方、125μmを超える場合には、上記六角セルハニカム構造体の圧力損失が大きくなるおそれがある。また、上記基本セル壁の重量の増加によって、触媒早期暖気性能が低下するおそれがある。そして、これらにより、上記六角セルハニカム構造体全体の排ガス浄化性能が低下するおそれがある。
The basic cell wall preferably has a thickness of 50 to 125 μm.
When the thickness of the basic cell wall is less than 50 μm, the strength of the basic cell wall itself cannot be sufficiently secured, and the isostatic strength of the hexagonal cell honeycomb structure may be lowered. On the other hand, when it exceeds 125 μm, the pressure loss of the hexagonal cell honeycomb structure may increase. In addition, the catalyst early warming performance may be reduced due to the increase in the weight of the basic cell wall. And, there is a possibility that the exhaust gas purification performance of the whole hexagonal cell honeycomb structure is lowered due to these.
(実施例1)
本発明の実施例にかかる六角セルハニカム構造体について、図1〜図4を用いて説明する。
本例の六角セルハニカム構造体1は、図1〜図4に示すごとく、六角形格子状のセル壁2に囲まれた六角形状の多数のセル3と、外周側面を覆う筒状の外周壁4とを有する。
セル壁2は、基本セル壁21と基本セル壁21よりも強度が高い強化セル壁22とを有し、強化セル壁22を含む強度強化領域5は、六角セルハニカム構造体1の径方向断面において、略直線状に配置されており、かつ、その両端が外周壁4に接触している。
以下、これを詳説する。
Example 1
A hexagonal cell honeycomb structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 4, the hexagonal
The
This will be described in detail below.
本例の六角セルハニカム構造体1は、図1に示すごとく、自動車の排ガス浄化用基材として用いられるものである。また、六角セルハニカム構造体1は、コーディエライトを主成分とするセラミックス材料よりなり、その寸法は、外径103mm、長さ130mmである。
As shown in FIG. 1, the hexagonal
また、同図に示すごとく、六角セルハニカム構造体1は、外周側面を筒状の外周壁4により覆われている。また、外周壁4の内部は、六角形格子状に配設されたセル壁2と、セル壁2によって区画されている多数の六角形状のセル3とによって構成されている。なお、外周壁4の厚みは0.4mmである。
Further, as shown in the figure, the hexagonal
また、図2に示すごとく、セル壁2は、基本セル壁21と強化セル壁22とを有している。強化セル壁22は、基本セル壁21よりも厚みが大きく、強度が高い。なお、本例の基本セル壁21の厚みaは90μm、強化セル壁22の厚みbは117μmである。したがって、強化セル壁22の厚みは、基本セル壁21の厚みの1.3倍である。また、セルピッチcは1.11mmである。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、同図に示すごとく、六角セルハニカム構造体1は、径方向断面において、強化セル壁22を含んで構成された強度強化領域5を有している。強化セル壁22を含む強度強化領域5は、基本セル壁21が存在する領域に比べて高い強度を有する。本例の強度強化領域5の最大幅Aは1.42mmである。なお、六角セルハニカム構造体1の径方向断面とは、軸方向に直交する断面のことである。また、強度強化領域5の最大幅Aとは、強化セル壁22が含まれる領域の最大幅のことである。
Further, as shown in the figure, the hexagonal
また、図3、図4に示すごとく、六角セルハニカム構造体1全体において、強度強化領域5は、複数設けられており、それぞれが略直線状に配置されている。また、強度強化領域5の両端は、外周壁4に接触している。つまり、外周壁4における任意の2点間を橋渡しするように強度強化領域5が設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the hexagonal
また、同図に示すごとく、複数の強度強化領域5は、径方向断面において、外周壁4に内接する多角形を呈するように配置されている。すなわち、本例の強度強化領域5は、外周壁4に内接する六角形を呈するように配置されている。また、強度強化領域5は、径方向断面の中心11に対して、点対称に設けられている。
なお、図4は、六角セルハニカム構造体1の径方向断面における強度強化領域5の配設形状を明確にするために、外周壁4及び強度強化領域5のみを図示したものである。
Further, as shown in the figure, the plurality of
FIG. 4 illustrates only the outer
次に、本例の六角セルハニカム構造体1の製造方法について、簡単に説明する。
六角セルハニカム構造体1を製造するに当たっては、製造工程そのものは従来と同様の工程を採用することができる。すなわち、六角セルハニカム構造体1を構成するコーディエライト原料をハニカム状に成形体として押出成形すると共に所定の長さに切断し、その成形体を乾燥・焼成させる。以上により、六角セルハニカム構造体1が得られる。
Next, a method for manufacturing the hexagonal
In manufacturing the hexagonal
ここで、本例の六角セルハニカム構造体1に特有のこととしては、上記押出成形時の金型として、基本セル壁21及び強化セル壁22の配設形状に対応する形状のスリット溝を設けた押出成形用金型(図示略)を用いることである。なお、上記スリット溝は、放電加工、レーザー加工等の方法により形成することができる。
Here, as a characteristic of the hexagonal
次に、本例の六角セルハニカム構造体1(試料E1)の強度特性を評価すべく、アイソスタティック強度を測定した。
比較のために、強化セル壁22を含む強度強化領域5を形成しないで、すべてのセル壁2を基本セル壁21で構成した比較用の六角セルハニカム構造体(試料C1)を準備し、同様の評価を行った。
Next, isostatic strength was measured in order to evaluate the strength characteristics of the hexagonal cell honeycomb structure 1 (sample E1) of this example.
For comparison, a comparative hexagonal cell honeycomb structure (sample C1) in which all the
アイソスタティック強度の測定は、六角セルハニカム構造体の両端面にアルミ板をあて、外周をゴムチューブにて包み、チューブの端をテープでシールし、測定試料とする。そして、この試料を水圧容器内にいれ、水を導入し圧力を増加させて破壊時の圧力をアイソスタティック強度とした。 Isostatic strength is measured by placing aluminum plates on both end faces of the hexagonal cell honeycomb structure, wrapping the outer periphery with a rubber tube, sealing the end of the tube with tape, and using as a measurement sample. And this sample was put in the hydraulic container, water was introduce | transduced and the pressure was increased and the pressure at the time of destruction was made into isostatic strength.
アイソスタティック強度の測定結果を図5に示す。図5から知られるように、従来品である試料C1のアイソスタティック強度は約1MPa前後であるのに対して、本発明品である試料E1のアイソスタティック強度は約3.5MPa前後である。すなわち、本発明品は、従来品に比べて約3倍前後のアイソスタティック強度を示している。 The measurement result of isostatic strength is shown in FIG. As is known from FIG. 5, the isostatic strength of the sample C1 which is the conventional product is about 1 MPa, whereas the isostatic strength of the sample E1 which is the product of the present invention is about 3.5 MPa. That is, the product of the present invention has an isostatic strength of about 3 times that of the conventional product.
次に、上記の結果から、本例の六角セルハニカム構造体1(試料E1)の作用効果を説明する。
本例の六角セルハニカム構造体1は、基本セル壁21よりも厚みが大きく、強度が高い強化セル壁22によって構成された複数の強度強化領域5が、外周壁4における任意の2点間を橋渡しするように形成されている。そのため、六角セルハニカム構造体1において外周壁4に応力が作用した場合に、強度強化領域5は、外周壁4に対して梁としての役割を果たし、作用する応力を分散・緩和させることができる。それ故、本例の六角セルハニカム構造体1は、従来に比べてアイソスタティック強度が高いものとなる。
Next, based on the above results, the effect of the hexagonal cell honeycomb structure 1 (sample E1) of this example will be described.
The hexagonal
また、強度強化領域5は、略直線状に配置されている。すなわち、全体又は特定の大きな範囲において強度が高い強化セル壁22を形成するのではなく、略直線状という小さく限られた部分のみにおいて強化セル壁22を形成することにより、六角セルハニカム構造体1のアイソスタティック強度を向上させている。そのため、強度強化領域5において圧力損失の増加や触媒早期暖気性能の低下が生じても、六角ハニカム構造体1全体の排ガス浄化性能に及ぼす影響は非常に小さい。したがって、六角セルハニカム構造体1が有する排ガス浄化性能を充分に維持することができる。
Moreover, the intensity | strength reinforcement area |
また、本例では、強度強化領域5は、径方向断面の中心11に対して、点対称に配置されている。そのため、六角セルハニカム構造体1のアイソスタティック強度を全体的にバランスよく、効果的に向上させることができる。
また、強度強化領域5は、径方向断面において、外周壁4に内接する多角形を呈するように配置されている。そのため、強度強化領域5は、外周壁4全体に対して梁としての効果を発揮することができる。そのため、六角セルハニカム構造体1のアイソスタティック強度を全体的にバランスよく、充分に向上させることができる。
Further, in this example, the
Further, the
このように、本例の六角セルハニカム構造体1は、排ガス浄化性能を維持しながら、アイソスタティック強度の向上を図ることができる。
Thus, the hexagonal
(実施例2)
本例は、実施例1の六角セルハニカム構造体1において、強化セル壁22の構成を変更した例である。図6を用いて説明する。
(Example 2)
This example is an example in which the configuration of the reinforcing
本例では、図6に示すごとく、六角形状の各セル3は、セル壁2がなす6つの内角部23を有している。また、強化セル壁22のみが合流する強化交点241の各交点を囲む3つの内角部23には、略円弧状を呈するR形状のR角部231が設けられている。
すなわち、強化セル壁22に囲まれて形成された1つの六角形状のセル3に着目して見た場合、6つの内角部23のうち、強化セル壁22のみが合流する強化交点241に形成された内角部23は4つ存在し、この4つの内角部23にR角部231が設けられている。また、1つの強化交点241に着目した場合、上記のごとく、その交点を隣接する3つのセル3の3つの内角部23が囲んでいるが、その3つの内角部23全てにR角部231が設けられている。
なお、本例の基本セル壁21の厚みaは90μm、強化セル壁22の厚みbは117μmである。また、R角部231の曲率半径は、0.25mmである。
その他は、実施例1と同様の構成である。
In this example, as shown in FIG. 6, each
That is, when attention is paid to one
In addition, the thickness a of the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この場合には、各強化交点241を囲む3つの内角部23にR角部231を設けたことにより、強化セル壁22の強度を向上させることができる。それ故に、強化セル壁22を連ねて構成される強度強化領域5は、基本セル壁21が存在する領域に比べて、強度を充分かつ確実に向上させることができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
In this case, the strength of the reinforced
The other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
(実施例3)
本例は、実施例2の六角セルハニカム構造体1において、強化セル壁22及び強度強化領域5の強度をさらに向上させる例である。図7を用いて説明する。
本例では、図7に示すごとく、強化セル壁22のみが合流する強化交点241の各交点を囲む3つの内角部23に加えて、強化セル壁22と基本セル壁21とが合流する境界交点242の各交点を囲む3つの内角部23にも、R角部231が形成されている。
すなわち、強化セル壁22に囲まれて形成された1つの六角形状のセル3に着目して見た場合、6つの内角部23のうち、強化セル壁22のみが合流する強化交点241に形成された4つの内角部23にR角部231が設けられており、さらに強化セル壁22と基本セル壁21とが合流する境界交点242に形成された内角部23は2つ存在し、この2つの内角部23にもR角部231が設けられている。つまり、6つの内角部23全てにR角部231が設けられている。
その他は、実施例2と同様の構成である。
(Example 3)
This example is an example in which the strength of the reinforced
In this example, as shown in FIG. 7, in addition to the three
That is, when attention is paid to one
Other configurations are the same as those of the second embodiment.
この場合には、各強化交点241を囲む3つの内角部23に加えて、各境界交点242を囲む3つの内角部23にもR角部231を設けたことにより、強化セル壁22の強度をさらに向上させることができる。それ故に、強化セル壁22を連ねて構成される強度強化領域5は、基本セル壁21が存在する領域に比べて、強度をより一層向上させることができる。
その他は、実施例2と同様の作用効果を有する。
In this case, in addition to the three
The other effects are the same as those of the second embodiment.
(実施例4)
本例は、実施例1の六角セルハニカム構造体1において、強度強化領域5の配設形状を変更した例である。図8〜図12を用いて説明する。
Example 4
This example is an example in which the arrangement shape of the
図8及び図9は、強度強化領域5が六角セルハニカム構造体1の径方向断面の中心11を通るように配置されている例である。二本の強度強化領域5は、中心11で直交するように配置されている。
その他にも、図10では、強度強化領域5は、外周壁4に内接する二つの三角形を呈するように配置されている。そして、二つの三角形は、径方向断面の中心11を軸にして、傾きを180°ずらして配置されている。
8 and 9 are examples in which the strength-enhancing
In addition, in FIG. 10, the strength-enhancing
また、図11では、強度強化領域5は、外周壁4に内接する二つの六角形を呈するように配置されている。そして、二つの六角形は、径方向断面の中心11を軸にして、傾きを30°ずらして配置されている。
また、図12では、強度強化領域5は、四角形格子状を呈するように配置されている。そして、一部の強度強化領域5は、外周壁4に内接する四角形を呈するように配置されている。
なお、本例の強度強化領域5は、径方向断面の中心11に対して、点対称に設けられている。
Further, in FIG. 11, the
Moreover, in FIG. 12, the intensity | strength reinforcement area |
In addition, the intensity | strength reinforcement area |
いずれの場合にも、強度強化領域5は、外周壁4に対して梁としての役割を果たし、六角セルハニカム構造体1のアイソスタティック強度を向上させる効果を充分に発揮することができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
In any case, the
The other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
なお、本例の六角セルハニカム構造体1は、強度強化領域5の配設形状の一例を示したものである。そのため、本発明の六角セルハニカム構造体は、これらに限定されるものではなく、種々様々な配設形状を採用することができる。
In addition, the hexagonal
1 六角セルハニカム構造体
2 セル壁
21 基本セル壁
22 強化セル壁
3 セル
4 外周壁
5 強度強化領域
1 hexagonal
Claims (14)
上記セル壁は、基本セル壁と該基本セル壁よりも強度が高い強化セル壁とを有し、
該強化セル壁を含む強度強化領域は、上記六角セルハニカム構造体の径方向断面において、略直線状に配置されており、かつ、その両端が上記外周壁に接触していることを特徴とする六角セルハニカム構造体。 In a hexagonal cell honeycomb structure having a large number of hexagonal cells surrounded by hexagonal lattice-like cell walls and a cylindrical outer peripheral wall covering the outer peripheral side surface,
The cell wall has a basic cell wall and a reinforced cell wall having higher strength than the basic cell wall,
The strength strengthening region including the strengthened cell walls is disposed substantially linearly in the radial cross section of the hexagonal cell honeycomb structure, and both ends thereof are in contact with the outer peripheral wall. Hexagonal cell honeycomb structure.
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