JP2016155722A - ハニカム構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のハニカム構造体の一実施形態は、図1に示すハニカム構造体100である。ハニカム構造体100は、一方の端面である流入端面11から他方の端面である流出端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する隔壁1を有するハニカム本体10を備えている。このハニカム本体10は、セル2の延びる方向に直交する断面における外周形状が4つの角が面取りされ且つ長径Lと短径Sを有する長方形状である(図2参照)。そして、複数のセル2は、セル2の延びる方向に直交する断面における形状が六角形である六角セル2aである。この六角セル2aは、六角セル2aにおける最も長い対角線Dとハニカム本体10の短径Sとのなす角度θ(以下、「傾斜角」と記す場合がある)が、0〜6°となるように形成されている(図3参照)。
傾斜角は、上述の通り、0〜6°であることが必要であり、1〜6°であることが好ましく、1〜4°であることが更に好ましい。即ち、六角セルは、六角セルにおける最も長い対角線とハニカム本体の短径とのなす角度が、1〜6°となるように形成されていることが好ましく、1〜4°となるように形成されていることが更に好ましい。傾斜角が上限値超であると、製造時における寸法変形を十分に抑えることができない。
「4つの角が面取りされ且つ長径と短径を有する長方形状」は、長辺と短辺からなる長方形において、4つの角が面取りされた形状を意味する。このとき、「角が面取りされた」とは、長方形の角部が、湾曲した軌跡で切り取られたことをいい、切り取られる角部の大きさに制限はない。つまり、例えば、楕円形状やレーストラック形状などは、「4つの角が面取りされ且つ長径と短径を有する長方形状」に相当する形状である。
次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。まず、柱状のハニカム成形体を成形する。このハニカム成形体は、セラミック原料を含有する成形原料を成形して作製することができる。ハニカム成形体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁(焼成前の隔壁)と最外周に位置する外周壁(焼成前の外周壁)とを備えるものである。
本発明のハニカム構造体の他の実施形態は、図8に示すハニカム構造体105である。ハニカム構造体105は、一方の端面である流入端面11から他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム本体10を備えている。このハニカム本体10は、セルの延びる方向に直交する断面における外周形状が4つの角が面取りされ且つ長径Lと短径Sを有する台形状である。そして、複数のセルは、セルの延びる方向に直交する断面における形状が六角形である六角セルである。この六角セルは、六角セルにおける最も長い対角線とハニカム本体10の短径Sとのなす角度(傾斜角)が、0〜6°となるように形成されている。
傾斜角は、上述の通り、0〜6°であることが必要であり、1〜6°であることが好ましく、1〜4°であることが更に好ましい。即ち、六角セルは、六角セルにおける最も長い対角線とハニカム本体の短径とのなす角度が、1〜6°となるように形成されていることが好ましく、1〜4°となるように形成されていることが更に好ましい。傾斜角が上限値超であると、製造時における寸法変形を十分に抑えることができない。
「4つの角が面取りされ且つ長径と短径を有する台形状」は、長辺(下底)と短辺(上底)からなる台形において、4つの角が面取りされた形状を意味する。このとき、「角が面取りされた」とは、台形の角部が、湾曲した軌跡で切り取られたことをいい、切り取られる角部の大きさに制限はない。
本実施形態のハニカム構造体は、上述した一の実施形態であるハニカム構造体と同様にして製造することができる。
本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態は、図9に示すハニカム構造体106である。ハニカム構造体106は、一方の端面である流入端面11から他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム本体10を備えている。このハニカム本体10は、セルの延びる方向に直交する断面における外周形状が3つの角が面取りされ且つ長径Lと短径Sを有する三角形状である。そして、複数のセルは、セルの延びる方向に直交する断面における形状が六角形である六角セルである。この六角セルは、六角セルにおける最も長い対角線とハニカム本体10の短径Sとのなす角度(傾斜角)が、0〜6°となるように形成されている。
傾斜角は、上述の通り、0〜6°であることが必要であり、1〜6°であることが好ましく、1〜4°であることが更に好ましい。即ち、六角セルは、六角セルにおける最も長い対角線とハニカム本体の短径とのなす角度が、1〜6°となるように形成されていることが好ましく、1〜4°となるように形成されていることが更に好ましい。傾斜角が上限値超であると、製造時における寸法変形を十分に抑えることができない。
「3つの角が面取りされ且つ長径と短径を有する三角形状」は、三角形において、3つの角が面取りされた形状を意味する。このとき、「角が面取りされた」とは、三角形の角部が、湾曲した軌跡で切り取られたことをいい、切り取られる角部の大きさに制限はない。
本実施形態のハニカム構造体は、上述した一の実施形態であるハニカム構造体と同様にして製造することができる。
まず、セラミック原料を含有する成形原料を用いて、ハニカム成形体を成形するための坏土を調製した。セラミック原料として、コージェライト化原料を用いた。コージェライト化原料に、分散媒、有機バインダ、分散剤、造孔材を添加して、成形用の坏土を調製した。分散媒の添加量は、コージェライト化原料100質量部に対して、33質量部とした。有機バインダの添加量は、コージェライト化原料100質量部に対して、5.6質量部とした。造孔材の添加量は、コージェライト化原料100質量部に対して、0.5質量部とした。得られたセラミック成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。
ハニカム構造体の断面寸法については、ハニカム構造体を3箇所で切断し、各断面における長径、短径をノギスで測定して測定値を得た。ハニカム構造体を切断する箇所は、セルの延びる方向において、一方の端面から10cmの位置、他方の端面から10cmの位置、及び、両端面の間の中央の位置とした。なお、ハニカム構造体は、セルの延びる方向に直交するように切断した。その後、基準値との差異を求めた。基準値は、ハニカム成形体を押出成形する際に、ハニカム構造体の寸法として予め設定した設定値である。そして、測定値と基準値との差異の最大値を求めた。表1中、単に「断面寸法」と記す。基準値に対しての差異が±1.5mm以内である場合を「A」とし、基準値に対しての差異が±1.5mm超で±2.0mm以内である場合を「B」とし、基準値に対しての差異が±2.0mm超である場合を「C」とした。
アイソスタティック強度の測定は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格(JASO規格)の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に基づいて行った。アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に、ハニカム構造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る。即ち、アイソスタティック破壊強度試験は、缶体に、ハニカム構造体が外周面把持される場合の圧縮負荷加重を模擬した試験である。このアイソスタティック破壊強度試験によって測定されるアイソスタティック強度は、ハニカム構造体が破壊したときの加圧圧力値(MPa)で示される。
表1、2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてハニカム構造体を作製した。作製したハニカム構造体について、[ハニカム構造体の断面寸法]及び「アイソスタティック強度」の評価を行った。評価結果を表1、2に示す。
Claims (4)
- 一方の端面である流入端面から他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、前記セルの延びる方向に直交する断面における外周形状が4つの角が面取りされ且つ長径と短径を有する長方形状であるハニカム本体を備え、
前記複数のセルは、前記セルの延びる方向に直交する断面における形状が六角形である六角セルであり、
前記六角セルは、前記六角セルにおける最も長い対角線と前記ハニカム本体の前記短径とのなす角度が、0〜6°となるように形成されているハニカム構造体。 - 一方の端面である流入端面から他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、前記セルの延びる方向に直交する断面における外周形状が4つの角が面取りされ且つ長径と短径を有する台形状であるハニカム本体を備え、
前記複数のセルは、前記セルの延びる方向に直交する断面における形状が六角形である六角セルであり、
前記六角セルは、前記六角セルにおける最も長い対角線と前記ハニカム本体の前記短径とのなす角度が、0〜6°となるように形成されているハニカム構造体。 - 一方の端面である流入端面から他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、前記セルの延びる方向に直交する断面における外周形状が3つの角が面取りされ且つ長径と短径を有する三角形状であるハニカム本体を備え、
前記複数のセルは、前記セルの延びる方向に直交する断面における形状が六角形である六角セルであり、
前記六角セルは、前記六角セルにおける最も長い対角線と前記ハニカム本体の前記短径とのなす角度が、0〜6°となるように形成されているハニカム構造体。 - 前記六角セルは、前記六角セルにおける最も長い対角線と前記ハニカム本体の前記短径とのなす角度が、1〜6°となるように形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
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