JP2009228627A - ハニカム構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ用穴以外の部分からガスをサンプリングできるようにするとともに、エンジンから流入するガスがその一部だけでなく、より均質なガスとしてセンサに流入させることで、空気過剰率（λ）＝１でエンジンを制御し易くし、高精度に排ガスを制御するハニカム構造体を提供することにある。とりわけ、気筒間のλ（空気過剰率）のばらつき、ハニカム構造体の径（断面積）の大きさに影響を受けず、高精度な排気ガス制御が可能となる。
【解決手段】多孔質の隔壁によって仕切られると共に、流体の流路となる複数のセルから形成されるハニカム構造体であって、ハニカム構造体の外周面４にはセンサを差込できるセンサ用差込穴７が形成されてなり、センサ用差込穴７には、少なくとも１本の深穴８が連通するように設けられてなるハニカム構造体。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、センサ用差込穴付ハニカム構造体に関する。

公害を防止し環境の改善を図るために、自動車の排気ガスの処理に、触媒コンバータが使用される。この触媒コンバータは、排気ガス中に含まれる有害物質（窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素等）を、法律の規制に応じて、環境へ放出可能な成分及び／又は量に変換するものである。排気ガスが触媒コンバータを通過することにより、それに含まれる有害物質は低減される。

ところが、有害物質が実際に低減されたか否かを確認するために、センサを用いて、直接的に排気ガス中の有害物質の濃度を測定することは、困難である。

そこで、代わりに、触媒コンバータの機能の監視が行われる。触媒コンバータが機能していれば、有害物質は低減される筈だからである。触媒コンバータの機能の監視は、例えば、触媒コンバータの前、後に各々１つの酸素センサを配設し、これらによって、排気ガス中の酸素含有量を測定し、触媒の蓄積容量及び老化プロセスの進行を推測する手段が採られる。又、触媒コンバータの前、後に熱センサを配設し、これらを用い、排気ガスの温度変化を測定し、触媒コンバータがはたらいているか否かを推測する手段が採られる（例えば、特許文献１）。

従来では、上記のようなセンサを、スペースの制約等で触媒コンバータの上流に設置出来ない時は、触媒コンバータのハニカム構造体に、孔を形成して、その穴にセンサを挿入し、ハニカム構造体ごと、自動車の排気系に設置する構成を採用している（以下、適宜「従来のハニカム構造体」という）。そして、このような従来のハニカム構造体によって、スペースの制約改善をせんとしている。

しかし、このような従来のハニカム構造体では、センサ用穴以外の部分からはガスをサンプリング出来ない。さらに、排気ガスの限られた一部のガスしかセンサ（センサの測定ポイント）に流入しないため、空気過剰率（λ）＝１でエンジンを制御できず、正確な排気ガス制御ができないといった問題があり、さらに高精度に排ガスを制御することが難しいという問題が生じていた。とりわけ、気筒間のλ（空気過剰率）のばらつきが大きくなればなるほど、或いは、ハニカム構造体の径（断面積）が大きくなればなる程、その傾向は顕著なものとなっていた。

このような種々の問題に対して、次の特許文献２がある。

特許文献２では、ハニカム状焼成体の隔壁の主要面に対して斜めの切削進行方向で切削して、溝、穴又は縁取りの少なくとも１種をハニカム状焼成体に設けることで、センサスペースを確保し、触媒容量の低減を最小限に留めて、所望の浄化性能を得るものである。この特許文献２のハニカムでは、所望形状のセンサスペースを設けることで、結局の所、排気ガスのセンサへの流入を適性に制御せんとする試みが見られる点で、一定の評価を得るものであるが、しかし、センサ用穴以外の部分からはガスをサンプリング出来ず、さらに、センサに流入する排気ガスは一部に留まるため、気筒間のλ（空気過剰率）のばらつきが大きい場合には、空気過剰率（λ）＝１でエンジン制御できず、高精度に排ガスを制御することが難しい。したがって未だ十分とはいえない。

このように、現在のところ、前述のような問題に対して十分な対策はなく、更なる改良が求められる。

特表２００４−５２６５６４号公報 特開２００３−２２５５７６号公報

本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、ハニカム構造体にセンサを差込できるセンサ差込穴を設けるとともに、更に、センサ差込穴に連通する深穴を設けることにより、センサ用穴以外の部分からガスをサンプリングできるようにするとともに、エンジンから流入するガスがその一部だけでなく、より均質なガスとしてセンサに流入させることで、空気過剰率（λ）＝１でエンジンを制御し易くし、高精度に排ガスを制御するハニカム構造体を提供することにある。とりわけ、気筒間のλ（空気過剰率）のばらつき、ハニカム構造体の径（断面積）の大きさに影響を受けず、高精度な排気ガス制御が可能となる。

本発明により、以下のセンサ挿入穴付ハニカム構造体が提供される。

［１］ 多孔質の隔壁によって仕切られると共に、流体の流路となる複数のセルから形成されるハニカム構造体であって、前記ハニカム構造体の外周面にはセンサを差込できるセンサ用差込穴が形成されてなり、前記センサ用差込穴には、少なくとも１本の深穴が連通するように設けられてなるハニカム構造体。

［２］ 前記深穴の少なくとも１つと交差する横穴が、少なくとも１つ以上設けてなる［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記深穴及び前記横穴のそれぞれの径が、セルピッチの２倍以上で、かつセンサ用差込穴の平均径の６０％以下である［２］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記深穴と前記横穴が直交するように設けられている［２］又は［３］に記載のハニカム構造体。

［５］ 前記深穴の端部であって、前記センサ用差込穴と連通しない他方の端部、および前記横穴の端部のうち少なくとも一方の端部は、ハニカム構造体の外周壁の近傍で閉塞している［２］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［６］ セラミックスからなる請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。

［７］ 前記セラミックスが、コージェライト、炭化珪素、アルミナ、ムライト、アルミニウムチタネート、及び窒化珪素からなる群より選択される少なくとも一種である［６］に記載のハニカム構造体。

［８］ 金属箔または焼結金属からなる［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。

本発明によれば、ハニカム構造体にセンサを差込できるセンサ差込穴を設けるとともに、更に、センサ差込穴に連通する深穴を設けることにより、センサ用穴以外の部分からガスをサンプリングできるようにするとともに、エンジンから流入するガスがその一部だけでなく、より均質なガスとしてセンサに流入させることで、空気過剰率（λ）＝１でエンジンを制御し易くし、高精度に排ガスを制御するハニカム構造体を提供できるという優れた効果を奏する。とりわけ、気筒間のλ（空気過剰率）のばらつき、ハニカム構造体の径（断面積）の大きさに影響を受けず、高精度な排気ガス制御が可能となるハニカム構造体を提供できる。

さらに、リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンのようにＵＥＧＯセンサを用いて、λ＝１以外の排ガスに制御するエンジンシステムにおいても同様に排ガス制御の精度を向上させることができる。また、センサ用穴に加えて深穴部でもガスがミックスされ排ガスの流れに変化が生じるので、浄化性能が向上する。加えて、小径なのでアイソ強度の低下等が生じさせることもなく、貫通孔としないことにより把持部の劣化を防止できる。

以下、本発明のハニカム成型体の焼成方法を実施するための最良の形態について具体的に説明する。但し、本発明はその発明特定事項を備えるセンサ挿入穴付ハニカム構造体を広く包含するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。

［１］本発明のハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体１は、図１Ａ，図２Ａ，２Ｂ、３に示されるように、隔壁３によって仕切られると共に、流体の流路となる複数のセル５から形成されるハニカム構造体１である。ハニカム構造体１の外周面４にはセンサを差込できるセンサ用差込穴７が形成されてなり、センサ用差込穴７（７ａ）には、少なくとも１本の深穴８が連通するように設けられている。

ここで、本実施形態のハニカム構造体では、中心軸に垂直な断面の形状が円又は楕円の直柱体形状を呈することが好ましい。すなわち、その外形が、円形又は楕円形の２つの端面と、それら端面を結ぶ外周面（外周壁側面）と、で構成される形状、換言すれば、円柱体形状又は楕円柱体形状であるものが好適に用いられる。このようなハニカム構造体では、２つの端面を構成する円形又は楕円形の中心を結ぶ線が、中心軸となる。ただし、このような形状に限られるものではなく、ハニカム構造体が楕円などの異形状の場合や、配管が非対称となるもの等も広く含まれる。

［１−１］センサ用差込穴：
本実施形態に備えられる差込穴は、前述のようなハニカム構造体に形成されるものであり、例えば、このハニカム構造体の外周面（外周壁側面）から中心軸（ハニカム構造体の基軸（長さ方向の軸））に向けて、形成された孔（空間）として形成される。すなわち、センサ用差込穴は、センサ等が差込みされる孔（挿入される孔）であるので、センサ用差込穴と称している。

このようなセンサ用差込穴をハニカムに予め形成することにより、センサの脱着の際にハニカム構造体にダメージを与えず、しかもキャニングした後に、センサの設置スペースをわざわざ設けなくても済む。さらに、センサ着脱時には、取り付けるセンサもハニカムの隔壁に接触し損傷を受け易い。

また、センサ用差込穴は、少なくとも１本の深穴が連通するように形成される。センサ用差込穴のみでは、センサに流入する、エンジンからガスは一部だけに留まるため、そのような状態で検出される測定データでは、排気ガス制御に不十分となるからである。すなわち、センサ用差込穴に、少なくとも１本以上の深穴が連通させるように形成されることで、流体（排気ガス）の流入を十分にセンサに流入させることによって、センサにより均質なガスをあてて十分な測定データを検出させることが可能となり、正確な排気ガス制御を可能とするものである。

具体的には、図２Ａ、２Ｂのように示される。

また、センサ用差込穴の形成方向は、ハニカム構造体の外周面（外周壁側面）から中心軸に向いていてもよく、いなくてもよい。又、センサ用差込穴の形成方向は、２つの端面に平行な方向であってもよく、なくてもよい。換言すれば、（１）図１Ａ、２Ａ、２Ｂ、４に示されるように、センサ用差込穴が、センサ用差込穴の開口部１１であるハニカム構造体の外周面（外周壁側面）からハニカムの中心軸方向へ、ハニカム構造体の端面２ａ、２ｂと平行に形成されていてもよいし（例えば、センサ用差込穴７ａ）、（２）センサ用差込穴が、センサ用差込穴の開口部１１であるハニカム構造体の外周面（外周壁側面）から、ハニカム構造体の端面２ａ、２ｂ方向へ傾斜しながら、ハニカム構造体の外周面（外周壁側面）に向けて形成されていてもよいし、さらに、（３）ハニカム構造体を、一の端面を底面にして立てたときに、外周面（外周壁側面）に開いたセンサ用差込穴が、例えば下方向（一の端面側方向）に向いていてもよい（例えば、センサ用差込穴７ｂ）。

なお、ハニカム構造体が楕円などの異形状の場合や、配管が非対称となる場合などは、ガスの流れの影響により、最も温度が上昇しやすい位置を事前に測定しておき、その位置にセンサ穴を設けることが好ましい。

差込穴の形状としては、たとえば、丸形状、楕円、三角が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではなく、取り付けたい所望のセンサの形状に応じて好適な形状を選択することができる。ただし、応答性と耐久性の点、成型の利便性から、丸形状であるものがより好ましい。

センサ用差込穴の形成方法としては、焼成前のハニカム成形体（いわゆる生ハニカム）或いは、焼成後に得られるハニカム構造体にドリル等の掘削工具を用いて形成することが好ましい。

センサ用差込穴の寸法としては、各種センサを挿入できる大きさであることが好ましい。たとえば、一般的なセンサの寸法は、０．１〜２０ｍｍφ程度であるが、このようなものに限定されず、必要に応じて好適な寸法のセンサを用いることができるように、穴寸法も必要に応じて適宜選択されることが好ましい。たとえば、温度測定用熱電対の場合、シースタイプが用いられるが、市販サイズでは、φ０．５、φ１．０、φ１．６、φ２．３、φ３．２、φ４．８、φ６．４、φ８．０ｍｍ等のサイズが一般的である。また、前述のサイズからなるものの他に温度測定用熱電対として、φ０．１５ｍｍ、φ０．２５ｍｍ等のいわゆる極細タイプもある。このような極細タイプは、耐久性が要求されない比較的低温部の測定に用いることが可能である。また、酸素センサ等のガスセンサの場合は、１０〜１５ｍｍφが一般的である。

また、後述のアイソスタティック強度を評価する際は、図１Ｂに示されるように、センサ用差込穴にゴム栓９を用いてセンサを取り付けると、センサがハニカム構造体内からの抜け防止となり、ハニカム構造体内で安定するとともに、センサを挿入するための孔が形成されたハニカム構造体の強度低下を防ぎ、孔のエッジ部分が欠けるのを防止できるため好ましい。例えば、センサ用差込穴が形成されたハニカム構造体に、（１）硬度が、４５以上９０以下であり、（２）挿入時の、挿入孔の深さ方向に平行な挿入孔の内面との間のクリアランスが、０．２ｍｍ以上２．６ｍｍ以下であり、（３）挿入時の、ハニカム構造体の外面からの出っ張り高さが、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であるゴム栓を、挿入孔に挿入すると、抜け防止及び安定性を確保できる。

なお、抜け防止及び安定化のためにセンサ用差込穴にセンサを取り付けた後に、センサの一部をネジ構造としたり、凹凸などによる引掛かり部を設けたりしてもよい。たとえば、ネジ形状の場合には、Ｍ４やＭ５サイズを用いることができる。このように熱電対には様々なサイズ、バリエーションのものがあるが、一般的には、熱電対の径は、太い程耐久性の点で有利であり、細い程応答性の点で優れている。また、酸素センサ等のガスセンサにおいては、Ｍ１６やＭ１８サイズが多く使われる。

ただし、差込穴の寸法が挿入するセンサの寸法と同一では、その差込穴にセンサを挿入する際に、ハニカムとセンサの両方にダメージを与えてしまうため好ましくない。したがって、穴の径は応答性と耐久性の面から、φ０．２〜φ２５ｍｍ程度が好ましい。穴の深さはハニカム外周面（外周壁側面）から、１０〜２５ｍｍ程度が、センサを取り付けた際にセンサの測定ポイントに均質なガスをあてやすい（流入させやすい）ため好ましい。

［１−２］深穴：
本実施形態における深穴は、センサ用差込穴に少なくとも１本連通するように形成される。前述のように、センサ用差込穴のみではガスの一部だけがセンサに流入するに留まるため、検出される測定データに基いて、排気ガス制御をすることは不十分であるからである。さらに、排気ガスの温度や酸素濃度、ＮＯｘ濃度等を、センサを用いて測定する場合に、通常であれば、流体の一部のみしかセンサにあたらないため、ハニカム内に設置するセンサの位置によって、たとえば、流体の流入量、方向、流速等の諸条件が相違し、測定結果にばらつきが生じやすい。このようなばらつきが生じると、適性に排気ガスの状態を測定することができない。とりわけ、ハニカム構造体の径（断面積）が大きくなればなる程、局所的に温度や酸素濃度、ＮＯｘ濃度等にばらつきが顕著となるため、測定結果にもばらつきが生じやすい。

しかし、本実施形態では、センサ用差込穴に連通する少なくとも１本の深穴を形成することによって、エンジンから流入するガスをより均質にセンサにあてること（流入させること）ができるため空気過剰率（λ）＝１でエンジンを制御し易く、ハニカムに流入する排気ガスの制御を正確に測定及び検出を行い、高精度な排気ガス制御を実現するものである。とりわけ、気筒間のλのバラつき、ハニカム構造体の径（断面積）の大きさに影響を受けず、高精度な排気ガス制御が可能となる。すなわち、深穴部を形成しない場合には、センサ用穴でのみミックスされていたに過ぎない排ガスが、深穴部を形成することによって、センサ用穴に加えて深穴部でもミックスされるため、一定方向へ流入流出が生じていたに過ぎない排ガスの流れに変化が生じ、センサにより均質なガスをあてることができるようになり、排気ガスの状態を高精度に測定できる。したがって、浄化性能を著しい向上を実現できるのである。

ここで、深穴がセンサ用差込穴に「連通する」とは、深穴の一方と他方の端部のうち、センサ用差込穴の長さ方向であってセンサ差込口の反対側にある端部（以下、適宜「センサ用差込穴他端」に対して、深穴が開口するように形成されることを意味する。センサ用差込穴に対する深穴の開口箇所（連通箇所）は特に限定されるものではない。たとえば、センサ用差込穴の長さ方向の途中に連通箇所を形成してもよいし、センサ用差込穴他端に連通するように形成されてもよい。ただし、センサの測定ポイントに排ガスを十分にあてて、正確に測定するという点では、センサ用差込穴他端に、深穴が連通するように形成されることが好ましい。

具体的には、図２Ａ、２Ｂに示されるように、センサ用差込穴７ａの長さ方向であってセンサ用差込穴他端１７に対して、深穴８が開口するように形成されたもの等が挙げられる。

さらに、深穴がセンサ用差込穴に「連通する」ものとして、（１）センサ用差込穴の中心軸を延伸させた際に深穴の中心軸が一致するもの、或いは、（２）センサ用差込穴の中心軸に対して、一定の角度になるように、深穴の中心軸が形成されるもの等がより好ましい例として挙げられる。（１）のような深穴が形成される場合には、センサの測定ポイントにミックスされた排ガスを十分にあてることができ、（２）のような深穴が形成される場合には、センサの測定ポイントにミックスされた排ガスを十分にあてることができ、その上、ハニカム構造体の所望寸法、所望形状に応じて、柔軟に深穴を形成できるからである。とりわけ、（２）の場合には、ハニカム構造体の強度面（たとえばアイソ強度等）の微調整を可能にできる。

たとえば、（１）センサ用差込穴の中心軸を延伸させた際に深穴の中心軸が一致する例として、図２Ａ，２Ｂに示されるように、センサ用差込穴７ａの中心軸Ｘ_１−Ｘ_１’の延伸方向に形成される深穴８ａ、図５Ａ，５Ｂに示されるように、センサ用差込穴７ａの中心軸Ｘ_２−Ｘ_２’の延伸方向に形成される深穴８ｂが挙げられ、２）センサ用差込穴の中心軸に対して、一定の角度になるように、深穴の中心軸が形成されるもの例として、図６に示されるように、センサ用差込穴７ａの中心軸Ｘ_３−Ｘ_３’に対して、傾斜させて形成される深穴８ｃが挙げられる。

このように、深穴の形成位置（方向）は、センサ用差込穴に連通するものであれば、特に限定されるものではなく、様々なバリエーションをとり得ることができる。

なお、前述の（２）における「一定の角度」としては、たとえば、センサ用差込穴の中心軸に対して、深穴の中心軸が交差する角度が排気ガスの流入状況にもよるが５〜５０°の範囲に位置するように形成されることが好ましい。

また、「アイソ強度」とは、担体が破壊したときの加圧圧力値で示され、社団法人自動車技術会発行の自動車規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７で規定されているものであり、このアイソ強度を測定するための、アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に担体を入れてアルミ製板で蓋をして、水中で等方加圧圧縮を行う試験であり、コンバータの缶体に担体が外周面（外周壁側面）に把持される場合の圧縮負荷加重を模擬して行われるのが一般的である。

なお、本実施形態では、「センサ用差込穴に連通する少なくとも１本の深穴を形成する」ため、センサ用差込穴が複数本形成される場合、或いは、深穴が複数本形成される場合、或いは、センサ用差込穴と深穴が複数本形成される場合等、センサ用差込穴に連通する少なくとも１本の深穴が設けられていれば、広く本実施形態に含まれる。換言すれば、それ以外のセンサ用差込穴、深穴は、前述の限りではなく、連通せずに形成されてもよいし、さらに連通するように形成されてもよい。

また、深穴の形状としては、たとえば、丸形状、楕円、三角が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではなく、取り付けたい所望のセンサの形状に応じて好適な形状を選択することができる。なお、応答性と耐久性の点、成型工程の容易性等から丸形状であることがより好ましく、さらに、差込穴と相似形の形状であることが好ましい。

また、深穴の寸法としては、応答性と耐久性の点から、穴の径がφ０．２〜φ１５ｍｍ程度が好ましい。また穴の深さ（長さ）は、センサ差込口の反対側にあるハニカム外周面（外周壁側面）から、２〜１０ｍｍ程度範囲内であることが好ましい。このように、深穴の寸法、深穴の深さ（長さ）を所望寸法に形成することにより、排ガスの流入流出等に変化を与えることができ、よりミックスし易い状態を作り出させることができる。その結果、センサ用差込穴に均質なガスを流入させ易くなるから好ましい。

また、深穴がセンサ用差込穴に「少なくとも」１本連通するとは、深穴を１本でも複数本でも形成してよい趣旨である。たとえば、深穴を１本のみ形成する場合には、その１本がセンサ用差込穴に必ず連通するように形成されればよく、複数本形成される場合には、そのうちの１本以上が必ず、センサ用差込穴に連通するように形成されればよい。換言すれば、複数本深穴が形成される場合、たとえば、２本深穴を形成する場合には、センサ用差込穴に１本のみ連通形成させ、残りの１本を連通させないように形成してもよいし、或いは２本共センサ用差込穴に連通形成するように形成してもよい。また、３本深穴を形成する場合には、１本のみセンサ用差込穴に連通形成し、残りの２本を連通させないように形成してもよいし、或いは２本のみセンサ用差込穴に連通形成し、残りの１本を連通させないように形成してもよいし、或いは３本共センサ用差込穴に連通させるように形成してもよい。以下、それ以上深穴を形成する場合にも同様である。

深穴をハニカム端面に貫通するように形成する場合には、センサ用穴以外の部分からもガスをサンプリング出来るため、排ガスがより高精度に制御でき、リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンのようにＵＥＧＯセンサを用いて、λ（空気過剰率）＝１以外の排ガスに制御するエンジンシステムにおいても同様に排ガス制御の精度が向上させることができ好ましい。ハニカム端面に貫通させないで形成する場合には、センサ用穴の側から深穴を形成すれば良い。

なお、前述の「ＵＥＧＯセンサ（全領域空燃比センサ）」とは、エンジン排気ガス中の酸素濃度を検出することによる混合気の空燃比の認識をリーン領域からリッチ領域まで広範囲に亘って行うことができるセンサのことをいう。

また、深穴は、ハニカム端面を貫通するようにしてもよく、ハニカム端面に貫通させないで形成してもよい。

具体的には、図２Ａ、２Ｂに示されるような深穴８ａのように、ハニカム外周面を貫通するようにしてもよく、図５Ａ、５Ｂに示される深穴８ｂのように、ハニカム外周面に貫通させないで外周壁近傍で閉塞するように形成してもよい。また、ハニカム外周面を貫通するように形成した後、ハニカムと同材質で閉塞して、図５Ａ、５Ｂに示されるような深穴８ｂを形成してもよい。さらに、図７に示されるように、ハニカム端面を貫通させないでセンサ用穴の側から深穴を形成することも出来る。なお、図７に示される仮想線Ｙ−Ｙ’は、ハニカムの端面２ａ、２ｂに平行な線を示している。また、図５Ａや図６に示すように、酸素センサ等のガスセンサと熱電対のように種類の異なる複数のセンサ差込穴を形成することもある。

深穴の形成方法としては、焼成前のハニカム成形体（いわゆる生ハニカム）或いは、焼成後に得られるハニカム構造体にドリル等の掘削工具を用いて形成することが好ましい。

［１−３］本実施形態における深穴と横穴との関係：
また、深穴の少なくとも１つと交差する横穴が、少なくとも１つ以上設けられていることが好ましい。センサ用差込穴に連通する深穴だけでなく、その深穴と交差する横穴を設けることにより、深穴での、ガスのミックスによる排ガスの流れに、更に変化を与えることができ、ガスのミックスを十分に行わせることができる。すなわち、ハニカム構造体に、排ガスが横穴を流入流出することで、いわば新たな流路が形成されることになり、多孔質の隔壁を介して、センサ用差込穴と深穴とに、さらにガスの流入流出の変化を与えることができる。而して、この変化がセンサ用差込穴と深穴とで行わるガスのミックスを、さらに促進させるため、一層均質なガスがセンサに当たり、その結果、正確な測定を行うことができ、ガス浄化の、きめ細かい微調整を実現できる。したがって、浄化性能を著しく向上させることができる。

さらに、このような横穴を形成することにより、リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンのようにＵＥＧＯセンサを用いて、λ＝１以外の排ガスに制御するエンジンシステムにおいても同様に排ガス制御を高精度に実現できる。

この横穴は、ハニカム端面を貫通するようにしてもよく、ハニカム端面に貫通させないで外周壁近傍で閉塞するように形成してもよい。また、ハニカム端面を貫通するように形成した後、ハニカムと同材質で閉塞してもよい。

横穴をハニカム端面に貫通するように形成する場合には、センサ用穴以外の部分からも、ガスをサンプリング出来るため好ましい。横穴をハニカム端面に貫通させないで外周壁近傍で閉塞する場合、ハニカム端面を貫通するように形成した後、ハニカムと同材質で閉塞する場合には、いわゆる貫通孔とならないため、把持材の劣化を防ぐことができるため好ましい。

ここで、横穴が「深穴と交差する」とは、ハニカム構造体の長さ方向に横穴が深穴とが連通して形成されることをいう意味する。すなわち、ハニカム構造体の水平方向の同一面にそれぞれが形成されることを意味する。ただし、深穴が複数本形成される場合、或いは、横穴が複数本形成される場合、或いは、深穴と横穴が複数本形成される場合には、そのうちの深穴の少なくとも１つと交差する横穴が、少なくとも１つ以上設けられていればよい。換言すれば、それ以外の横穴は、前述の限りではなく、ハニカム構造体の長さ方向に横穴と深穴とが連通せずに形成されてもよいし、連通して形成されてもよく、或いは、ハニカム構造体の水平方向の同一面にそれぞれが形成されても、上下方向に形成されてもよい。

たとえば、横穴を１本のみ形成する場合には、その１本が、必ず深穴と交差するように形成されればよく、複数本形成される場合には、そのうちの１本以上が必ず、深穴と交差するように形成されればよい。換言すれば、複数本横穴が形成される場合、たとえば、２本横穴を形成する場合には、深穴に１本のみ深穴と交差させ、残りの１本を深穴と交差させないように形成してもよいし、或いは２本共深穴に交差させるように形成してもよい。また、３本深穴を形成する場合には、１本のみ深穴と交差させ、残りの２本を交差させないように形成してもよいし、或いは２本のみ深穴と交差させるように形成し、残りの１本を交差させないように形成してもよいし、或いは３本共深穴と交差させるように形成してもよい。以下、それ以上深穴を形成する場合にも同様である。

具体的には、図８Ａに示されるように、横穴の中心軸と深穴の中心軸との交差角度（α）が鋭角になるように交差させても、また、図８Ｂに示されるように、横穴の中心軸と深穴の中心軸との交差角度（α２）を鈍角になるように交差させても良い。交差角度が９０°の場合が、最も排気ガスを均一にセンサ用穴に取り込みやすい。また、２５°以下の場合はハニカム構造体の強度の点で好ましくない。コンピュータによる流れ解析やエンジンを用いて実験的に、排気ガスの流れ状態によって最適となる角度を求めても良い。

また、横穴の形状としては、たとえば、丸形状、楕円、三角が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではなく、取り付けたい所望のセンサの形状に応じて好適な形状を選択することができる。なお、応答性と耐久性の点、成型工程の容易性等から丸形状であることがより好ましく、さらに、センサ用差込孔及び深穴と相似形の形状であることが好ましい。

また、横穴の寸法としては、応答性と耐久性の点から、穴の径がφ０．２〜φ２５ｍｍ程度が好ましい。穴の深さ（長さ）は、ハニカム外周面（外周壁側面）から、１〜１０ｍｍ程度が、好ましい。このように横穴径、横穴深さ（長さ）を所望寸法に形成することにより、多孔質の隔壁を介して、センサ差込穴及び深穴に、より均質なガスを流入させ易くなるから好ましい。また、横穴の径は、深穴とほぼ同じとするのが、ガスの流通の面で好ましい。

横穴の形成方法としては、焼成前のハニカム成形体（いわゆる生ハニカム）或いは、焼成後に得られるハニカム構造体にドリル等の掘削工具を用いて形成することが好ましい。

［１−４］差込み穴、深穴及び横穴との関係：
また、深穴及び横穴のそれぞれの径が、セルピッチの２倍以上で、かつセンサ用差込穴の平均径の６０％以下であることが好ましい。このように深穴、横穴のそれぞれの径が所望寸法に形成されることで、アイソ強度の低下等が生じさせることもなく、本願の効果を奏することができるからである。他方、深穴及び横穴のそれぞれの径が、セルピッチの２倍に満たない場合には、排気ガスがセンサ用穴へ十分流入しないため本来の効果を十分発揮することが出来ない。また、深穴及び横穴のそれぞれの径が、センサ用差込穴の平均径の６０％よりも大きいと、ハニカム構造体の強度特性が失われるおそれがあるため好ましくない。したがって、深穴及び横穴のそれぞれの径を所望数値内に形成することで、深穴及び横穴のそれぞれの径が小径となるため、アイソ強度の低下等を防ぐことができるため好ましい。

なお、「センサ用穴の平均径」は色々な定義の方法が考えられ、例えば（１）穴の深さの１／２の箇所における直径、（２）（穴の容積）／（穴の深さ）で穴の断面積を求め、断面を円と仮定して、その直径を求めるもの等が考えられるが、本実施形態で用いる「センサ用穴の平均径」は前述の（２）の意味で使用し、断面が円の場合には、ハニカム構造体の（穴の容積）／（穴の深さ）で穴の断面積を求めて、その直径を求めたものを意味すする。さらに、断面が円以外のハニカム構造体の場合には、穴の深さの１／２の箇所における水力直径として求めたものを意味する。

より好ましいのは、深穴と横穴が直交するように設けられていることである。アイソ強度を維持しながら、排ガスに変化を与えることができ、より均質なガスをセンサ差込穴に流入させることができるため好ましい。

ここで、「深穴と横穴が直交する」とは、ハニカム構造体の長さ方向に横穴が深穴とが連通して形成され、いわば立体的に交差しながら、ハニカム構造体を平面視した場合に、直角に交差していることをいう意味する。すなわち、ハニカム構造体の水平方向の同一面にそれぞれが形成され、ハニカム構造体を平面視した場合に交差角度が直角の状態であることを意味する。ただし、深穴が複数本形成される場合、或いは、横穴が複数本形成される場合、或いは、深穴と横穴が複数本形成される場合には、そのうちの深穴の少なくとも１つと横穴とが直交するように形成されていればよい。換言すれば、それ以外の深穴と横穴は、前述の限りではなく、ハニカム構造体の長さ方向に横穴と深穴とが連通せずに形成されてもよいし、連通して形成されてもよく、或いは、ハニカム構造体の水平方向の同一面にそれぞれが形成されても、上下方向に形成されてもよい。さらに、横穴と深穴とが直交するように形成されてもよいし、直交しないように形成されてもよい。

具体的には、図９Ａに示されるように、横穴の中心軸（Ｄ−Ｄ’線）と深穴の中心軸（Ｃ−Ｃ’線）との交差角度（α１）が直角になるように交差させるものが挙げられる。

さらに、深穴の端部であって、センサ用差込穴と連通しない他方の端部、および横穴の端部のうち少なくとも一方の端部は、ハニカム構造体の外周壁の近傍で閉塞していることが好ましい。このようにセンサ用差込穴と連通しない深穴の他方の端部および横穴の端部のうち少なくとも一方の端部（センサ用差込穴他端と反対側にある深穴の他方の端部。以下、適宜、「深穴他端」という。）を、ハニカム構造体の外周壁の近傍で閉塞させ、さらに、横穴の端部のうち少なくとも一方の端部を、ハニカム構造体の外周壁の近傍で閉塞させることで、アイソ強度の低下等が生じさせることもなく、貫通孔としないことにより把持部の劣化を防止でき、本願の効果を奏することができるため好ましい。

具体的には、図５Ａに示される深穴８ｂように深穴の端部であって、センサ用差込穴と連通しない他方の端部８ｚ’、図８Ｃ、９Ｂに示される横穴の一方の端部１０ｚ’が挙げられる。

深穴及び横穴の外周壁における閉塞には、ハニカム構造体と同一の原料とセラミックファイバーとコロイド状酸化物を主成分として含むコート材（例えば、特開平５−２６９３８８）を用いれば良い。その厚さは、１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍであるが求められる耐久性によってはそれより薄い１ｍｍあるいはそれ以下の厚さでも良い。

［１−５］ハニカム構造体のその他の構成：
本実施形態のハニカム構造体は、多孔質の隔壁によって仕切られると共に、流体の流路となる複数のセルから形成されるものである。

また、ハニカム構造体の形状としては、例えば、中心軸に垂直な断面形状（底面の形状）が円形のもの、楕円形、長円形、四角形等の多角形、異形等挙げられる。好ましくは、中心軸に垂直な断面の形状が円又は楕円の直柱体形状を呈するハニカム構造体である。これは、外形が、円形又は楕円形の２つの端面と、それら端面を結ぶ外周面（外周壁側面）と、で構成される形状、換言すれば、円柱体形状又は楕円柱体形状、の構造体である。２つの端面を構成する円形又は楕円形の中心を結ぶ線が、中心軸になる。

また、セルの断面（ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面）形状も特に限定されるものではなく、四角形であることが好ましいが、三角形、六角形等の多角形等でもよい。また、隔壁の気孔率や平均細孔径も特に限定されるものではなく、排ガス処理等に使用することが可能なセラミックにおける気孔率や平均細孔径であればよい。隔壁の厚さについては特に限定されるものではないが、この隔壁の厚さが厚過ぎると熱容量が大きくなりすぎ、薄過ぎると機械的強度が不足することがある。隔壁の厚さは、４０〜１０００μｍであることが好ましく、４０〜４００μｍであることが更に好ましい。セル密度は特に限定されるものではないが、５〜３００セル／ｃｍ^２であることが好ましく、１０〜２００セル／ｃｍ^２であることが更に好ましく、３０〜１００セル／ｃｍ^２であることが特に好ましい。

具体的には、図１Ａ、２Ａ，２Ｂ、図３に示されるように、ハニカム構造体１は、複数のセル５から構成され、その長さ方向の両端に端面２（２ａ、２ｂ）が形成されている。また、ハニカム構造体１は、多孔質の隔壁３によって仕切られるとともに、流体の流路となるセル５が形成されている。さらに、には、センサを差込できるセンサ用差込穴７が形成されている。なお、このようなハニカム構造体をＤＰＦとして用いる場合には、流体は、端面２の一方（２ａ）から他方（２ｂ）にかけて、流入流出するだけでなく、多孔質の隔壁３を通って隣接するセルから隣接するセルへの流入流出も行われる場合もある。

より好ましいのは、本実施形態のハニカム構造体が、セラミックスからなることであり、さらに好ましいのは、セラミックスが、コージェライト、炭化珪素、アルミナ、ムライト、アルミニウムチタネート、及び窒化珪素からなる群より選択される少なくとも一種であることである。強度、耐熱性等の観点から、前述の材質からハニカム構造体が成型されることが好ましい。

また、金属箔または焼結金属からなることが好ましい。コージェライト等のセラミックス材料に代えて好適に用いることが出来るためである。

ハニカム構造体の成形方法としては、例えば、押出し成形法、射出成形法、プレス成形法、セラミック原料を円柱状に成形後貫通孔（セル）を形成する方法等を挙げることができるが、連続成形が容易であるとともに、コージェライト結晶を配向させて低熱膨張性にできる点で押出し成形法が好ましい。また、押出し成形は横（水平）方向、縦（垂直）方向、斜め方向のいずれの方向でもよい。押出し成形は、例えば、ラム式押出し成形機、２軸スクリュー式連続押出成形装置等を用いて行うことができる。押出し成形する際には、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を使用して、所望のハニカム構造を有するハニカム成形体を作製することができる。

また、これまでの実施の形態においては、セルを区画形成する隔壁と外壁とが一体で成形された一体成形のハニカム構造体や、隔壁の外周部分に別途外壁形成されたハニカム構造体についての説明を行ってきたが、例えば、セグメント構造を有するハニカム構造体においても適用することができる。

［１−５−１］目封止部：
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として用いる場合は、目封止部（目封じ部）が形成されることが好ましい。

この目封止部は、セルの軸方向に垂直な断面における形状が四角形である場合には、前記所定のセルと前記残余のセルとが交互に配置されるように、それぞれのセルの開口端部に配設されていることが好ましい。

［１−６］センサ：
本実施形態に差込できるセンサは、例えば、酸素センサ、ＮＯ_Ｘセンサ、ＨＣセンサ、温度センサ等が挙げられる。このようなセンサを用いることで、たとえば、ＯＢＤシステムに必要とされる酸素濃度、ＮＯｘ濃度等を測定でき、ハニカムの制御管理を可能とする。ただし、本実施形態のハニカム構造体に装着できるセンサは、前述のセンサに限られるものではなく、差込可能（装着可能）なものであるセンサであれば、測定用等に応じて種種のセンサを取り付けできることは言うまでもない。

センサの脱着方法としては、ねじ止めが一般的であるが、このねじ止めに限らず、本願の効果を阻害しないものであれば、公知の脱着手段、或いは、公知の脱着方法を用いることができる。

なお、前述のセンサは、エンジン制御用コンピュータに接続されており、センサからの出力信号によって燃料噴射量が制御され、排気ガス制御を行うこととなる。

以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例における「部」および「％」は特に断りのない限り質量部および質量％を意味する。また、実施例における各種の評価、測定は、下記方法により実施した。

［１−１］空気過剰率（λ）の測定：
排気ガスの空気過剰率（λ）測定により評価を行った。具体的には、２０００ｃｃ４気筒ガソリンエンジンを用いてガス分析をし、排気ガスの空気過剰率（λ）の最大ズレを測定した。なお、動力計（図示せず）によって、エンジン出力を吸収させている。

［１−２］ガス分析：
ガス分析の測定として、酸素イオン伝導性個体電解質からなる空燃比センサを用いて測定した。このような空燃比センサの例としては、特開平３−１６７４６７、特開昭６１−１９４３４５に記載のセンサがある。

［２］エンジン制御用コンピュータ：
フューエルインジェクタの開弁時間を４シリンダー均一とせずに、４つの内２つを通常の燃料噴射状態として、残りの２つのうちの一つを通常より噴射時間を長く、一つを短くすることによりそれらのシンリンダー出口における排気ガスの空気過剰率（λ）がそれぞれ―０，０８（リッチ方向）、＋０．０８（リーン方向）になるようにエンジン制御用コンピュータをセットした。具体的には、第一気筒を基準噴射量から―０，０８λとなる噴射量として設定するとともに、第二気筒及び第三気筒を基準噴射量とし、第四気筒を基準噴射量から＋０．０８λとなるようにセットした。

なお、エンジンは、ＥＧＲガス量による影響を排除するためにＥＧＲガスが流れないようにＥＧＲ配管を閉じて実験を行った。

［３］アイソスタティック強度比の測定：
社団法人自動車技術会発行の自動車規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７に準拠し、同一の壁厚、セル数、ハニカム径、ハニカム長さ、センサ差込用穴の深さ（センサ差込用穴の長さ）で、深穴及び横穴のないハニカム構造体のアイソスティック強度を１００として、それに対する比で示した。なお、センサ用穴は、適度な大きさ及び硬度のゴム栓を装着して行った。

［４］深穴と横穴の角度の測定：
治具に分度器を付けて、表１に示される所望の角度となるように穴を開けた。

［５］手順：
まず、図１０に示されるようにエンジン制御用酸素センサ２３を、後述の実施例１〜１５、比較例１〜６のハニカムに触媒金属を担持したハニカム触媒３０の下流に位置する測定領域Ｂにセットし、エンジン２０を運転した（参考例１、２）。この状態で、測定領域Ｂの下流であって排気ガスの流路にある測定領域Ｃにセットした空燃比センサ２５によって、排気ガスがλ＝１．００に制御されていることを確認した。すなわち、排気ガスが十分ミックスされているハニカム触媒下流位置にエンジン制御用酸素センサＢを取り付けた場合は、三元触媒の浄化性能が最良となるλ＝１で制御されていることを確認した。なお、空燃比センサ２５は、空燃比指示計に接続される。

次に、エンジン制御用酸素を測定領域Ｂから取り外して、実施例１〜１５、比較例１〜６のハニカム触媒の本来の取り付け位置である測定領域Ａに取り付け、エンジンを運転しλを測定した。

エンジンの運転条件としては、暖気後、トルク○○Ｎ一定とし、１０００ｒｐｍから５０００ｒｐｍまで連続的に回転数を上げ、その後５０００ｒｐｍで５分間保持した後、再び１０００ｒｐｍまで回転数を下げた。このようにして、図１１に示されるグラフのように、１０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍの間において、排気ガスのλを測定し、その時のλの１からのズレの絶対値で評価した。なお、図１１に示されるグラフの縦軸はエンジンの回転数を示しており、横軸は時間（分）を示している。

また、エンジン制御用酸素センサは、ヒータ付のものを用いた（Ｂの位置でも十分な作動を確保できるとともに排気ガス温度による性能変化が少ない。）。

［６］ハニカム構造体の作製：
（実施例１）
実施例１では、ハニカム構造体は、原料として、タルク、カオリン、アルミナとを配合し、これらの粉末１００質量部に対して、有機バインダとしてメチルセルロース６質量部、界面活性剤２．５質量部、及び水２４質量部を加え、均一に混合及び混練して成形用の坏土を得た。得られた坏土を押出成形機にて焼成後の寸法がφ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．１５ｍｍ，セル数６２（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形となるハニカム形状に成形した。その後、焼成しコージェライトハニカム構造体を得た。さらに、ハニカム形状の外周面（外周壁側面）であって入口側端面から６０ｍｍの箇所に、穴径２５ｍｍ、穴深さ（穴長さ）２１ｍｍのセンサ用差込孔をハニカムの中心軸に対して９０度になるようにドリルで形成し、そのセンサ用差込孔に連通するように、穴径１０ｍｍ、ハニカム外周面（外周壁側面）から３ｍｍの位置までの貫通形成しない深穴をドリルで形成した。

（実施例２）
実施例１のハニカム構造体と同様に成形用の坏土を得て、φ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム形状に成形・焼成した。次に、実施例１と同様にセンサ用差込孔、深穴をドリルで形成した。

（実施例３）
実施例１のハニカム構造体と同様に成形用の坏土を得て、φ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０５ｍｍ，セル数１４０（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム形状に成形・焼成した。次に、実施例１と同様にセンサ用差込孔、深穴をドリルで形成した。

（実施例４〜６）
実施例１のハニカム構造体と同様に成形用の坏土を得て、得られた坏土を押出成形機にてφ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム形状に成形・焼成したものを３つ用意した。次に、（１）ハニカム形状の外周面（外周壁側面）であって、入口側端面から６０ｍｍの箇所に、穴径２５ｍｍ、穴深さ（穴長さ）２１ｍｍのセンサ用差込孔をハニカムの中心軸に対して９０度になるようにドリルで形成し、そのセンサ用差込孔に連通するとともにハニカムの外周面（外周壁側面）に貫通するように、穴径１０ｍｍの深穴をドリルで形成したもの（実施例４）、（２）（実施例５）、（３）深穴径１５ｍｍで他は（１）と同じもの（実施例６）、をそれぞれ用意した。

（実施例７）
実施例１のハニカム構造体と同様にφ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が三角形のハニカム構造体を作成した。次に、実施例１と同様にセンサ用差込孔、深穴をドリルで形成した。

（実施例８）
実施例１のハニカム構造体と同様にφ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０５ｍｍ，セル数６２（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が六角形のハニカム形状に成形した。次に、実施例１と同様にセンサ用差込孔、深穴をドリルで形成した。

（実施例９〜１１）
実施例１のハニカム構造体と同様にφ１４４×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体を３つ用意した。次に、ハニカム形状の外周面（外周壁側面）であって入口側端面から６０ｍｍの箇所に、（１）穴径２５ｍｍ、穴深さ（穴長さ）２１ｍｍのセンサ用差込孔をハニカムの中心軸に対して９０度になるようにドリルで形成し、そのセンサ用差込孔に連通するように、穴径１０ｍｍ、ハニカム外周面（外周壁側面）から３ｍｍの位置までの貫通形成しない深穴をドリルで形成したもの（実施例９）、（２）深穴径７．５ｍｍであって他は実施例９と同じもの（実施例１０）、（３）深穴径１５ｍｍであって他は実施例９と同じもの（実施例１１）、をそれぞれ用意した。

（実施例１２〜１５）
実施例１のハニカム構造体と同様にφ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体を４つ用意した。次に、実施例１と同様にセンサ用差込孔をドリルで形成し、そのセンサ用差込孔に連通するように、（１）穴径１０ｍｍ、ハニカム外周面（外周壁側面）から３ｍｍの位置までの貫通形成しない深穴をドリルで形成し、さらにその深穴との交差角度９０度で直交に交差し、径Φ１０ｍｍの横穴をドリルで形成したもの（実施例１２）、（２）穴径１５ｍｍ、ハニカム外周面（外周壁側面）から３ｍｍの位置までの貫通形成しない深穴をドリルで形成し、さらにその深穴との交差角度９０度で直交に交差し、径Φ１５ｍｍの横穴をドリルで形成したもの（実施例１３）、（３）穴径１０ｍｍ、ハニカム外周面（外周壁側面）から３ｍｍの位置までの貫通形成しない深穴をドリルで形成し、さらにその深穴との交差角度７０度で交差し、径Φ１０ｍｍの横穴をドリルで形成したもの（実施例１４）、（４）穴径１０ｍｍ、ハニカム外周面（外周壁側面）から３ｍｍの位置までの貫通形成しない深穴をドリルで形成し、さらにその深穴との交差角度６０度で交差し、径Φ１０ｍｍの横穴をドリルで形成したもの（実施例１５）、をそれぞれ用意した。

（比較例１〜３）
実施例１のハニカム構造体と同様に（１）φ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．１５ｍｍ，セル数６２（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体（比較例１）、（２）φ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体（比較例２）、（３）φ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０５ｍｍ，セル数１４０（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体（比較例３）、をそれぞれ用意した。次に、（１）〜（３）のハニカム形状の外周面（外周壁側面）であって入口側端面から６０ｍｍの箇所に、穴径２５ｍｍ、穴深さ（穴長さ）２１ｍｍのセンサ用差込孔のみをハニカムの中心軸に対して９０度になるようドリルで形成した。

（比較例４）
実施例１のハニカム構造体と同様に成形用の坏土を得て、得られた坏土を押出成形機にて、（１）φ１４４×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体を用意し、そのハニカム形状の外周面（外周壁側面）であって入口側端面から６０ｍｍの箇所に、穴径２５ｍｍ、穴深さ（穴長さ）２１ｍｍのセンサ用差込孔のみをハニカムの中心軸に対して９０度になるようドリルで形成した。

（比較例５、６）
実施例１のハニカム構造体と同様に、（１）φ１４４×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体（比較例５）、（２）φ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体（比較例６）をそれぞれ用意し、そのハニカム形状の外周面（外周壁側面）であって入口側端面から６０ｃｍの箇所に、穴径２５ｍｍ、穴深さ（穴長さ）２１ｍｍのセンサ用差込孔をハニカムの中心軸に対して９０度になるようドリルで形成した。次に、センサ用差込孔に連通するように、（１）のφ１４４××１５２ｍｍＬのハニカム形状には、穴径４ｍｍの深穴を形成し（比較例５）、（２）のφ１１８××１５２ｍｍＬのハニカム形状には、穴径２０ｍｍの深穴を形成した（比較例６）。

（参考例１、２）
実施例１のハニカム構造体と同様に、（１）φ１１８×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体（参考例１）、（２）φ１４４×１５２ｍｍＬ、壁厚０．０７５ｍｍ，セル数９３（セル／ｃｍ^２）であって、セル形状が四角形のハニカム構造体（参考例１）を用意した。次に、実施例１と同様にセンサ用差込孔のみをドリルで形成した。

以上の実施例１〜１５、比較例１〜６、参考例１、２によって得られた実験結果を、表１に示す。

［考察］前提：
前述のように参考例１及び２から、排気ガスはλ＝１．００に制御されていることが確認でき、排気ガスが十分ミックスされているハニカム触媒下流位置にエンジン制御用酸素センサＢを取り付けた場合は、三元触媒の浄化性能が最良となるλ＝１で制御されていることが確認できた。

［考察２］
次に、センサＡで測定した結果を考察すると、実施例１〜１５のＤＰＦでは、λのズレが生じにくいハニカム構造体であることが実証され、良好な結果を得ることができた。具体的には、実施例２、７、９のハニカム構造体では、排気ガスの空気過剰率（λ）の最大ズレを、＜０．０１％に抑えることができ、また、アイソスタティック強度を１００％にできた。また、実施例１、３、４、６、８、１２〜１４、１５の各ハニカム構造体では、排気ガスの空気過剰率（λ）の最大ズレを、＜０．０１％に抑えることができ、アイソスタティック強度の低下を、ハニカム構造体としての特性が損なわれない範囲に抑えることができた。さらに、実施例１０のハニカム構造体では、排気ガスの空気過剰率（λ）の最大ズレが０．０１％であり、実施例５、１０のハニカム構造体では、排気ガスの空気過剰率（λ）の最大ズレは０．０２％であったものの、排ガスの高精度制御が損なわれない範囲に抑えることができ、アイソスタティック強度の低下が生じず１００％にできた。ハニカム構造体の径（断面積）が大径からなるハニカムを使用する場合には、高精度に排ガスを制御することが難しいという問題に対しても、前述したように、大径からなるハニカムを使用した実施例９〜１０のハニカム構造体では、良好な結果を得ることができ、径（断面積）の大きさに左右されない優れたハニカム構造体を得ることができた。

［考察３］
これに対して、比較例１〜４の、従来のセンサ用差込穴だけからなるハニカム構造体では、深穴（さらには横穴）を設けないため、アイソスティック強度は１００％を維持することはできるものの、気筒全てのガスが酸素センサに到達し難いため、λ（空気過剰率）が大きくズレ、高精度に排ガスを制御することは困難であることが裏づけられた。とりわけ、比較例４のＤＰＦの実験結果に見られるように、大径からなるハニカム構造体では、その傾向は顕著であることが実証された。比較例５では、深穴の径が４ｍｍと小さいため、アイソスティック強度は１００％を維持することはできるものの、気筒全てのガスが酸素センサに到達し難いため、λ（空気過剰率）が大きくズレ、高精度に排ガスを制御することは困難であることが裏づけられた。比較例６では、深穴の径が２０ｍｍと大きいため、λ（空気過剰率）のずれは小さいがアイソスタティック強度が８６％と大きく低下した。

本発明のセンサ挿入穴付ハニカム構造体は、排ガス用触媒付フィルタ、ディーゼルエンジン、自動車、トラック、バス用エンジン、燃焼装置排ガス処理向けに好適に用いることができる。

本発明の一実施形態が適用されるセンサ挿入穴付ハニカム構造体を示した模式図であって、ハニカム構造体の斜視図である。 図１Ａのハニカム構造体に、ゴム栓を取り付けた状態を模式的に示したのである。 図１Ａに示されるセンサ挿入穴付ハニカム構造体を示した模式図であって、平面図である。 図２Ａに示されるセンサ挿入穴付ハニカム構造体を示した模式図であって、センサ用差込穴７ａの中心軸Ｘ_１−Ｘ_１’で断面した断面図である。 本発明の一実施形態が適用されるセンサ挿入穴付ハニカム構造体を示した模式図であって、ハニカム構造体の長さ方向（排ガスの流入流出方向）に断面した断面図である。 本発明の別の実施形態を示した模式図であって、ハニカムの長さ方向に断面した状態を示すとともに、センサ用差込孔のバリエーションの一例を示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴との連通状態の一例を模式的に示した図である。 図５Ａのハニカムをその長さ方向に断面した状態を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴との連通状態の一例を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴との連通状態の一例を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴と横穴との位置関係の一例を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴と横穴との位置関係の一例を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴と横穴との位置関係の一例を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴と横穴との位置関係の一例を模式的に示した図である。 本発明の別の実施形態を示した正面図であって、センサ用差込孔と深穴と横穴との位置関係の一例を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態であるハニカム構造体、及び、比較例、参考例で用いられるハニカム構造体を実験する際に用いられる機材、セット、及びフロー等を模式的に示した図である。 実験で得られるエンジン回転数とλ（空気過剰率）との関係を示したグラフである。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ：ハニカム構造体、２ａ，２ｂ：端面、３：隔壁、４：外周面（外周壁側面）、５：セル、７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ：センサ用差込孔、８，８ａ，８ｂ，８ｃ：深穴、８ｚ’：（深穴の）他方の端部、９：ゴム栓、１０，１０ｍ，１０ｎ，１０ｐ：横穴、（横穴の）一方の端部：１０ｚ’、１１：（センサ用差込孔）開口部、１７：センサ用差込孔他端、２０：エンジン、２３：エンジン制御用酸素センサ、２５：空燃比センサ、２６：空燃比指示計、３０：ハニカム触媒、３５：目封じ、５０：エンジン制御用コンピュータ，６０：燃料注入量制御部、Ａ：測定領域、Ｂ：測定領域、Ｘ−Ｘ’，Ｘ_１−Ｘ_１’，Ｘ_２−Ｘ_２’，Ｘ_３−Ｘ_３’、Ｘ_４−Ｘ_４’，：センサ用差込穴中心軸、仮想線：Ｙ−Ｙ’、Ｃ―Ｃ’：横穴中心軸、Ｄ−Ｄ’：横穴中心軸、α，α１、α２、α３：交差角度。

Claims (8)

1. 多孔質の隔壁によって仕切られると共に、流体の流路となる複数のセルから形成されるハニカム構造体であって、
   前記ハニカム構造体の外周面にはセンサを差込できるセンサ用差込穴が形成されてなり、
   前記センサ用差込穴には、少なくとも１本の深穴が連通するように設けられてなるハニカム構造体。
2. 前記深穴の少なくとも１つと交差する横穴が、少なくとも１つ以上設けてなる請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記深穴及び前記横穴のそれぞれの径が、セルピッチの２倍以上で、かつセンサ用差込穴の平均径の６０％以下である請求項２に記載のハニカム構造体。
4. 前記深穴と前記横穴が直交するように設けられている請求項２又は３に記載のハニカム構造体。
5. 前記深穴の端部であって、前記センサ用差込穴と連通しない他方の端部、および前記横穴の端部のうち少なくとも一方の端部は、ハニカム構造体の外周壁の近傍で閉塞している請求項２〜４のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
6. セラミックスからなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
7. 前記セラミックスが、コージェライト、炭化珪素、アルミナ、ムライト、アルミニウムチタネート、及び窒化珪素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６に記載のハニカム構造体。
8. 金属箔または焼結金属からなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカム構造体。

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