JP2017094225A - Honeycomb structure - Google Patents

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祐介 近藤
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祐介 近藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a honeycomb structure suppressing the increase of pressure loss in all cells including the outermost peripheral cell.SOLUTION: In a honeycomb structure 1, a first cell 11a has plural outermost peripheral first cells 16a adjacent to an outer peripheral wall 14 and plural inner peripheral first cells 17a positioning inside a ceramic block 10 rather than the outermost peripheral first cells 16a. At least a part of the plural outermost peripheral first cells 16a is a short seal first cell 161a in which the length of a sealed portion in a longitudinal direction is shorter than that of the sealed portion in the same direction in the plural inner peripheral first cell 17a. In the plural outermost peripheral first cells 16a, the average length of the sealed portion in the longitudinal direction is shorter than that of the sealed portion in the same direction in the plural inner peripheral first cell 17a.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれるスス等を捕集するためのハニカム構造体に関する。   The present invention relates to a honeycomb structure for collecting soot contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine.

近年、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれるスス等のパティキュレート(以下、PMという)が、環境および人体に害を及ぼすことが問題となっている。そこで、排ガス中のPMを捕集して、排ガスを浄化するフィルタとして、多孔質セラミックからなるハニカム構造体が種々提案されている。   In recent years, there has been a problem that particulates such as soot contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine (hereinafter referred to as PM) harm the environment and the human body. Accordingly, various honeycomb structures made of porous ceramics have been proposed as filters for collecting PM in exhaust gas and purifying the exhaust gas.

この種のハニカム構造体として、従来、外周壁と、該外周壁の内側に形成されたセル壁と、該セル壁で区画され、かつ、長手方向に延びるように並設された複数のセルとを含む柱状のセラミックブロックと、該セラミックブロックの外周に形成された外周コート層とを有するハニカム構造体が知られている。上記複数のセルは、長手方向の両端部のうち、排ガスの入口側または出口側のいずれか一方の端部が封止されている。そのため、排ガスの出口側の端部が封止されたセルに流入した排ガスは、セル同士を隔てるセル壁を通過した後、排ガスの入口側の端部が封止されたセルから流出する。よって、排ガスがハニカム構造体を通過する際、排ガス中のPMはセル壁に捕集される。これにより、排ガスを浄化することができる。   Conventionally, as this type of honeycomb structure, an outer peripheral wall, a cell wall formed inside the outer peripheral wall, and a plurality of cells partitioned by the cell wall and arranged in parallel so as to extend in the longitudinal direction There is known a honeycomb structure having a columnar ceramic block containing, and an outer peripheral coating layer formed on the outer periphery of the ceramic block. Of the plurality of cells in the longitudinal direction, either one of the end portions on the inlet side or the outlet side of the exhaust gas is sealed. Therefore, the exhaust gas that has flowed into the cell in which the end portion on the outlet side of the exhaust gas is sealed flows out of the cell in which the end portion on the inlet side of the exhaust gas is sealed after passing through the cell wall separating the cells. Therefore, when exhaust gas passes through the honeycomb structure, PM in the exhaust gas is collected on the cell wall. Thereby, exhaust gas can be purified.

このような構造を有するハニカム構造体として、例えば、特許文献1には、複数のセルの長手方向に垂直な断面における面積および形状がそれぞれ等しく、かつ、排ガスの出口側の端部が封止されたセルの数が、排ガスの入口側の端部が封止されたセルの数よりも多いハニカム構造体が開示されている。このようなハニカム構造体では、排ガスの出口側の端部が封止されたセルを区画するセル壁の全表面積が、排ガスの入口側の端部が封止されたセルを区画するセル壁の全表面積よりも大きくなる。よって、PMのろ過に寄与できるセル壁の表面積(以下、ろ過面積という)を大きくすることができる。   As a honeycomb structure having such a structure, for example, in Patent Document 1, the area and the shape in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of a plurality of cells are equal, and the end portion on the outlet side of the exhaust gas is sealed. A honeycomb structure in which the number of cells is larger than the number of cells sealed at the end on the inlet side of exhaust gas is disclosed. In such a honeycomb structure, the total surface area of the cell wall defining the cell sealed at the end on the exhaust gas outlet side is equal to the cell wall partitioning the cell sealed at the end on the exhaust gas inlet side. Greater than the total surface area. Therefore, the cell wall surface area (hereinafter referred to as filtration area) that can contribute to PM filtration can be increased.

また、例えば、特許文献2および3には、複数のセルが、長手方向に垂直な断面における面積の総和が相対的に大きい大容積セル群と、上記断面における面積の総和が相対的に小さい小容積セル群とからなるハニカム構造体が開示されている。このようなハニカム構造体では、大容積セル群を、排ガスの出口側の端部が封止された流入側セルとすることにより、流入側セルを区画するセル壁の全表面積が相対的に大きくなる。よって、PMのろ過面積を大きくすることができる。   Further, for example, in Patent Documents 2 and 3, a plurality of cells include a large-capacity cell group having a relatively large sum of areas in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and a small sum having a relatively small sum of areas in the cross section. A honeycomb structure including a volume cell group is disclosed. In such a honeycomb structure, the large-capacity cell group is an inflow side cell in which the end on the exhaust gas outlet side is sealed, so that the total surface area of the cell wall defining the inflow side cell is relatively large. Become. Therefore, the PM filtration area can be increased.

このように、特許文献1〜3に開示されたハニカム構造体では、PMのろ過面積を大きくすることができる。これにより、セル壁に堆積するPM層の厚さを薄くすることができるため、PM捕集時におけるハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑制することができる。したがって、ハニカム構造体のPM捕集限界量を多くすることができる。   Thus, in the honeycomb structure disclosed in Patent Documents 1 to 3, the PM filtration area can be increased. Thereby, since the thickness of PM layer deposited on a cell wall can be made thin, the raise of the pressure loss of a honeycomb structure at the time of PM collection can be suppressed. Therefore, the PM collection limit amount of the honeycomb structure can be increased.

さらに、特許文献4には、ハニカム構造体の機械的強度向上の観点から、外周壁の厚さが、該外周壁の内側に形成されたセル壁の厚さよりも厚いハニカム構造体が開示されている。また、特許文献5には、ハニカム構造体の中で燃焼熱が集中する部分を分散させる観点から、セルの封止された部分の長手方向の長さ(以下、封止部の長さという)をあえて不均一にしたハニカム構造体が開示されている。   Further, Patent Document 4 discloses a honeycomb structure in which the thickness of the outer peripheral wall is thicker than the thickness of the cell wall formed inside the outer peripheral wall from the viewpoint of improving the mechanical strength of the honeycomb structure. Yes. Further, in Patent Document 5, the length in the longitudinal direction of the sealed portion of the cell (hereinafter referred to as the length of the sealing portion) from the viewpoint of dispersing the portion where the combustion heat concentrates in the honeycomb structure. There is disclosed a honeycomb structure which is intentionally made non-uniform.

米国特許出願公開第4417908号明細書U.S. Pat. No. 4,417,908 欧州特許出願公開第1493479号明細書European Patent Application No. 1493479 欧州特許出願公開第1514588号明細書European Patent Application No. 1514588 米国特許出願公開第5952079号明細書US Patent Application Publication No. 5952079 欧州特許出願公開第0737801号明細書European Patent Application No. 0737801

しかしながら、特許文献1〜3に開示されたハニカム構造体において、外周壁と隣り合う最外周セルは、セル壁を挟んで隣接するセルの個数が、該最外周セルよりもセラミックブロックの内側に位置する内周セルにおける上記セルの個数よりも少ない。例えば、セルの長手方向に垂直な断面の形状が四角形である場合、内周セルは、内周セルの四方に位置するセル壁を挟んで4つのセルと隣接する。一方、最外周セルは、セル壁が多くても三方にしか存在しないため、セル壁を挟んで多くても3つのセル壁としか隣接しない。このように、セル壁を挟んで隣接するセルの個数が少ないと、排ガスが通過するセル壁の表面積が小さくなる。よって、最外周セルを区画するセル壁では、PMのろ過面積が小さくなる。その結果、PMを捕集する際、ハニカム構造体の最外周セルでは、圧力損失が増加しやすいという問題があった。また、最外周セルを区画するセル壁において、PMのろ過面積が小さくなると、ハニカム構造体は、全体として、PMのろ過面積にバラツキが生じる。その結果、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流が生じやすくなるため、ハニカム構造体全体として、圧力損失が上昇しやすいという問題があった。   However, in the honeycomb structures disclosed in Patent Documents 1 to 3, the outermost peripheral cells adjacent to the outer peripheral wall are positioned so that the number of adjacent cells across the cell wall is more inside the ceramic block than the outermost peripheral cells. Less than the number of cells in the inner cell. For example, when the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the cell is a quadrangle, the inner peripheral cell is adjacent to the four cells across the cell wall located in the four directions of the inner peripheral cell. On the other hand, since the outermost peripheral cell exists only in three directions even if there are many cell walls, it is adjacent to at most three cell walls across the cell wall. Thus, when the number of cells adjacent to each other with the cell wall interposed therebetween is small, the surface area of the cell wall through which the exhaust gas passes becomes small. Therefore, the filtration area of PM becomes small in the cell wall which divides the outermost peripheral cell. As a result, when collecting PM, the outermost peripheral cell of the honeycomb structure has a problem that pressure loss tends to increase. In addition, when the PM filtration area is reduced in the cell walls that define the outermost peripheral cells, the honeycomb structure has a variation in the PM filtration area as a whole. As a result, a turbulent flow of the exhaust gas tends to occur inside the honeycomb structure, and there is a problem that the pressure loss tends to increase as a whole.

また、特許文献4に開示されたハニカム構造体は、外周壁の厚さがセル壁の厚さよりも厚いため、相対的に、最外周セルを区画するセル壁の表面積が小さくなる。よって、最外周セルを区画するセル壁では、PMのろ過面積が小さくなる。その結果、PMを捕集する際、ハニカム構造体の最外周セルでは、圧力損失が増加しやすいという問題があった。また、最外周セルを区画するセル壁において、PMのろ過面積が小さくなると、ハニカム構造体は、全体として、PMのろ過面積にバラツキが生じる。その結果、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流が生じやすくなるため、ハニカム構造体全体として圧力損失が上昇しやすいという問題があった。しかしながら、特許文献4には、圧力損失が悪化する事実、および、その改善策について、全く触れられていない。   Moreover, since the thickness of the outer peripheral wall of the honeycomb structure disclosed in Patent Document 4 is larger than the thickness of the cell wall, the surface area of the cell wall defining the outermost peripheral cell is relatively small. Therefore, the filtration area of PM becomes small in the cell wall which divides the outermost peripheral cell. As a result, when collecting PM, the outermost peripheral cell of the honeycomb structure has a problem that pressure loss tends to increase. In addition, when the PM filtration area is reduced in the cell walls that define the outermost peripheral cells, the honeycomb structure has a variation in the PM filtration area as a whole. As a result, the turbulent flow of the exhaust gas tends to occur inside the honeycomb structure, so that there is a problem that the pressure loss tends to increase as a whole. However, Patent Document 4 does not mention at all the fact that the pressure loss deteriorates and the measures to improve it.

さらに、特許文献5に開示されたハニカム構造体は、セル毎に封止部の長さが異なるため、セル毎にPMのろ過面積が異なる。その結果、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流が生じやすくなり、ハニカム構造体全体として圧力損失が上昇しやすいという問題があった。また、比較例として図6に開示されているハニカム構造体は、封止部の長さが、長手方向に垂直な方向における外周から中央部分に向かって、徐々に長くなる構成を有する。しかしながら、このような構成のハニカム構造体は、上記中央部分における封止部の長さが長くなることで、上記中央部分の熱容量が大きくなる。その結果、ハニカム構造体は、長手方向に垂直な方向における熱容量が不均一となり、クラックが発生しやすいという問題があった。しかしながら、特許文献5には、圧力損失が悪化すること、および、熱容量が不均一となりクラックが発生しやすくなること、ならびに、これらの改善策について、全く触れられていない。   Furthermore, since the honeycomb structure disclosed in Patent Document 5 has a different length of the sealing portion for each cell, the PM filtration area is different for each cell. As a result, there has been a problem that turbulent flow of exhaust gas tends to occur inside the honeycomb structure, and the pressure loss tends to increase as a whole honeycomb structure. Moreover, the honeycomb structure disclosed in FIG. 6 as a comparative example has a configuration in which the length of the sealing portion gradually increases from the outer periphery in the direction perpendicular to the longitudinal direction toward the central portion. However, the honeycomb structure having such a configuration increases the heat capacity of the central portion by increasing the length of the sealing portion in the central portion. As a result, the honeycomb structure has a problem that the heat capacity in the direction perpendicular to the longitudinal direction becomes non-uniform and cracks are likely to occur. However, Patent Document 5 does not mention at all about the pressure loss worsening, the heat capacity becoming non-uniform, and cracks being easily generated, and these improvement measures.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、最外周セルを含むすべてのセルにおいて、圧力損失の上昇を抑えたハニカム構造体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a honeycomb structure in which an increase in pressure loss is suppressed in all cells including the outermost peripheral cell.

本発明の一実施形態に係るハニカム構造体は、外周壁と、該外周壁の内側に形成されたセル壁と、該セル壁で区画された複数のセルとが長手方向に延びるように並設された柱状のセラミックブロックを有するハニカム構造体であって、上記複数のセルは、一方の端部が封止された第1セルと、他方の端部が封止された第2セルとを有し、上記第1セルおよび上記第2セルは、上記長手方向に垂直な断面において、少なくとも1つの方向に交互に並設されており、上記第1セルは、上記外周壁に隣り合う複数の最外周第1セルと、該最外周第1セルよりも上記セラミックブロックの内側に位置する複数の内周第1セルとを有し、上記複数の最外周第1セルのうち少なくとも一部の最外周第1セルは、封止された部分の長手方向の長さが、上記複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い短封止第1セルであり、上記複数の最外周第1セルは、封止された部分の長手方向の平均長さが、上記複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の平均長さよりも短く、上記外周壁の平均厚さは、上記セル壁の平均厚さよりも厚い(第1の構成)。   A honeycomb structure according to an embodiment of the present invention is arranged side by side so that an outer peripheral wall, a cell wall formed inside the outer peripheral wall, and a plurality of cells partitioned by the cell wall extend in the longitudinal direction. The plurality of cells each have a first cell sealed at one end and a second cell sealed at the other end. The first cell and the second cell are alternately arranged in at least one direction in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and the first cell includes a plurality of outermost walls adjacent to the outer peripheral wall. An outer peripheral first cell; and a plurality of inner peripheral first cells located inside the ceramic block with respect to the outermost peripheral first cell, and at least a part of the outermost outer periphery of the plurality of outermost peripheral first cells In the first cell, the length of the sealed portion in the longitudinal direction is the above-mentioned multiple. A short-sealed first cell shorter than the length in the longitudinal direction of the sealed portion in the inner peripheral first cell, and the plurality of outermost peripheral first cells have an average length in the longitudinal direction of the sealed portion. Is shorter than the average length in the longitudinal direction of the sealed portion in the plurality of inner peripheral first cells, and the average thickness of the outer peripheral wall is thicker than the average thickness of the cell walls (first configuration). ).

以上の構成により、第1セルに排ガスが流入した場合、短封止第1セルを区画するセル壁において、排ガスが通過するセル壁の表面積を大きくすることができる。その結果、短封止第1セルにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体は、全体として、セル壁におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体全体として圧力損失の上昇を抑えることができる。   With the above configuration, when the exhaust gas flows into the first cell, the surface area of the cell wall through which the exhaust gas passes can be increased in the cell wall that partitions the short-sealed first cell. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell. Further, the honeycomb structure as a whole can reduce variation in the PM filtration area on the cell wall. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed as the whole honeycomb structure.

また、従来、外周壁に隣り合う最外周セルでは、図1(a)に示すように、排ガスが、一方のセルからセル同士の間に位置するセル壁を通って、他方のセルへ流れると考えられていた。すなわち、外周壁はPMのろ過に寄与しないと考えられていた。ところが、最外周セル内を流れる排ガスの大半は、図1(a)に示すように、一方のセルからセル同士の間に位置するセル壁を通って、他方のセルへ流れる。一方、一部の排ガスは、図1(b)に示すように、一方のセルから外周壁を通って、他方のセルへ流れる(以下、迂回経路という)。なお、外周壁の外周には、緻密な外周コート層が形成されることが多い。よって、迂回経路においては、外周壁の厚さを厚くすることにより、排ガスが通過することができる外周壁の領域を大きくすることができる。一方、外周壁の厚さを厚くすると、該外周壁と接する最外周セルでは、圧力損失が上昇する。そこで、上記第1の構成に係るハニカム構造体では、外周壁の平均厚さをセル壁の平均厚さよりも厚く、かつ、複数の最外周第1セルのうち少なくとも一部の最外周第1セルを、封止された部分の長手方向の長さが、複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い短封止第1セルとした。すなわち、上記第1の構成に係るハニカム構造体は、外周壁の平均厚さがセル壁の平均厚さよりも厚い場合でも、短封止第1セルを区画するセル壁および外周壁において、排ガスが通過するセル壁および外周壁の表面積を大きくすることができる。つまり、短封止第1セルにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、短封止第1セルにおける圧力損失の上昇を抑えることにより、短封止第1セルの圧力損失と内周セルの圧力損失との差異が小さくなり、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流が生じにくくなる。その結果、ハニカム構造体全体として、圧力損失の上昇を抑えることができる。   Further, conventionally, in the outermost peripheral cell adjacent to the outer peripheral wall, as shown in FIG. 1 (a), when exhaust gas flows from one cell through the cell wall located between the cells to the other cell, It was thought. That is, the outer peripheral wall was thought not to contribute to PM filtration. However, as shown in FIG. 1 (a), most of the exhaust gas flowing in the outermost peripheral cell flows from one cell to the other cell through the cell wall located between the cells. On the other hand, as shown in FIG. 1B, a part of the exhaust gas flows from one cell to the other cell through the outer peripheral wall (hereinafter referred to as a bypass route). A dense outer coat layer is often formed on the outer periphery of the outer peripheral wall. Therefore, in the detour path, by increasing the thickness of the outer peripheral wall, the area of the outer peripheral wall through which the exhaust gas can pass can be increased. On the other hand, when the thickness of the outer peripheral wall is increased, the pressure loss increases in the outermost peripheral cell in contact with the outer peripheral wall. Therefore, in the honeycomb structure according to the first configuration, the average thickness of the outer peripheral wall is larger than the average thickness of the cell wall, and at least some of the outermost peripheral first cells among the plurality of outermost peripheral first cells. A short-sealed first cell in which the length in the longitudinal direction of the sealed portion is shorter than the length in the longitudinal direction of the portion sealed in the plurality of inner peripheral first cells. That is, in the honeycomb structure according to the first configuration, even when the average thickness of the outer peripheral wall is thicker than the average thickness of the cell wall, the exhaust gas is generated on the cell wall and the outer peripheral wall that define the short-sealed first cell. It is possible to increase the surface area of the cell wall and the outer peripheral wall that pass therethrough. That is, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell. In addition, by suppressing an increase in pressure loss in the short-sealed first cell, the difference between the pressure loss in the short-sealed first cell and the pressure loss in the inner peripheral cell is reduced, and turbulence of the exhaust gas is generated inside the honeycomb structure. The flow is less likely to occur. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed as the entire honeycomb structure.

また、上記第1の構成に係るハニカム構造体は、外周壁の平均厚さが、セル壁の平均厚さよりも厚い。外周壁の平均厚さが厚いと、単純に、ハニカム構造体は、全体として、機械強度が向上する。一方で、外周壁の熱容量は、セル壁の熱容量よりも大きくなる。したがって、ハニカム構造体は、全体として、熱容量に大きなバラツキが生じ、クラックが発生しやすくなる。しかしながら、上記第1の構成に係るハニカム構造体は、短封止第1セルにおいて、封止された部分の長手方向の長さが、複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い。そのため、上記短封止第1セルでは、相対的に熱容量が小さくなる。その結果、外周壁と短封止第1セルとが隣り合う部分において、熱容量は、内周第1セルにおける熱容量と同程度になる。したがって、ハニカム構造体は、全体として、熱容量が均一化されるため、クラックの発生を抑制することができる。   In the honeycomb structure according to the first configuration, the average thickness of the outer peripheral wall is larger than the average thickness of the cell wall. When the average thickness of the outer peripheral wall is large, the honeycomb structure simply has improved mechanical strength as a whole. On the other hand, the heat capacity of the outer peripheral wall is larger than the heat capacity of the cell wall. Therefore, the honeycomb structure as a whole has a large variation in heat capacity, and cracks are likely to occur. However, in the honeycomb structured body according to the first configuration, in the short-sealed first cell, the length in the longitudinal direction of the sealed portion is the length of the portion sealed in the plurality of inner peripheral first cells. Shorter than the length of the direction. Therefore, the heat capacity is relatively small in the short-sealed first cell. As a result, in the portion where the outer peripheral wall and the short-sealed first cell are adjacent, the heat capacity is approximately the same as the heat capacity in the inner peripheral first cell. Therefore, since the honeycomb structure has a uniform heat capacity as a whole, occurrence of cracks can be suppressed.

上記第1の構成において、上記複数の最外周第1セルのすべては、上記短封止第1セルである(第2の構成)。   In the first configuration, all of the plurality of outermost peripheral first cells are the short-sealed first cells (second configuration).

これにより、すべての最外周第1セルを区画するセル壁および外周壁において、排ガスが通過するセル壁および外周壁の表面積を大きくすることができる。その結果、最外周第1セルにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体は、全体として、セル壁におけるPMのろ過面積のバラツキをより低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   Thereby, in the cell wall and outer peripheral wall which divide all the outermost periphery 1st cells, the surface area of the cell wall and outer peripheral wall through which exhaust gas passes can be enlarged. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the outermost peripheral first cell. Moreover, the honeycomb structure as a whole can further reduce variation in the filtration area of PM on the cell wall. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as a whole honeycomb structure.

上記第1または第2の構成において、上記短封止第1セルの封止された部分の長手方向の長さと、上記内周第1セルの封止された部分の長手方向の平均長さとの差は、0.5〜5.0mmである(第3の構成)。   In the first or second configuration, the length in the longitudinal direction of the sealed portion of the short-sealed first cell and the average length in the longitudinal direction of the sealed portion of the inner peripheral first cell The difference is 0.5 to 5.0 mm (third configuration).

上記短封止第1セルの封止された部分の長手方向の長さと、上記内周第1セルの封止された部分の長手方向の平均長さとの差(以下、封止部の長さの差という)が0.5mm未満であると、従来の構成に比べて大きな差異がない。そのため、短封止第1セルを区画するセル壁におけるPMのろ過面積を充分に大きくすることができず、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えられない場合がある。また、上記封止部の長さの差が5.0mmを超えると、上記短封止第1セルの封止された部分の長手方向の長さが、上記内周第1セルの封止された部分の長手方向の平均長さに比べて極端に短くなる。そのため、ハニカム構造体に進入した排ガスの圧力によって、封止材が短封止第1セルの端部から抜けてしまう場合がある。   The difference between the length in the longitudinal direction of the sealed portion of the short-sealed first cell and the average length in the longitudinal direction of the sealed portion of the inner peripheral first cell (hereinafter, the length of the sealed portion) If the difference is less than 0.5 mm, there is no significant difference compared to the conventional configuration. Therefore, the PM filtration area in the cell wall that partitions the short-sealed first cell cannot be sufficiently increased, and an increase in pressure loss of the honeycomb structure may not be suppressed. Further, if the difference in length of the sealing portion exceeds 5.0 mm, the length in the longitudinal direction of the sealed portion of the short-sealed first cell is sealed by the inner peripheral first cell. It becomes extremely shorter than the average length in the longitudinal direction. Therefore, the sealing material may escape from the end of the short-sealed first cell due to the pressure of the exhaust gas that has entered the honeycomb structure.

また、上記封止部の長さの差が0.5〜5.0mmであると、ハニカム構造体は、全体として、熱容量が均一化されるため、クラックの発生を抑制することができる。上記封止部の長さの差が0.5mm未満であると、従来のハニカム構造体の構成に比べて大きな差異が無い。そのため、外周壁の熱容量は、セル壁の熱容量よりも大きくなる。したがって、ハニカム構造体は、全体として、熱容量に大きなバラツキが生じ、クラックが発生しやすくなる場合がある。また、上記封止部の長さの差が5.0mmを超えると、上記短封止第1セルの封止された部分の長手方向の長さは、上記内周第1セルの封止された部分の長手方向の平均長さに比べて極端に短くなる。そのため、上記短封止第1セルは、熱容量がより小さくなる。その結果、上記短封止第1セルと上記外周壁とが隣り合う部分において、熱容量は、内周第1セルにおける熱容量よりも小さくなる場合がある。その結果、ハニカム構造体は、全体として、熱容量が不均一となり、クラックが発生する場合がある。   Moreover, since the heat capacity of the honeycomb structure is uniform as a whole when the difference in the length of the sealing portion is 0.5 to 5.0 mm, the occurrence of cracks can be suppressed. When the difference in the length of the sealing portion is less than 0.5 mm, there is no significant difference compared to the configuration of the conventional honeycomb structure. Therefore, the heat capacity of the outer peripheral wall becomes larger than the heat capacity of the cell wall. Therefore, the honeycomb structure as a whole has a large variation in heat capacity, and cracks are likely to occur. When the difference in the length of the sealing portion exceeds 5.0 mm, the length in the longitudinal direction of the sealed portion of the short-sealed first cell is the same as that of the inner peripheral first cell. It becomes extremely shorter than the average length in the longitudinal direction. For this reason, the short-sealed first cell has a smaller heat capacity. As a result, in the portion where the short-sealed first cell and the outer peripheral wall are adjacent, the heat capacity may be smaller than the heat capacity in the inner peripheral first cell. As a result, the honeycomb structure as a whole has a non-uniform heat capacity, and cracks may occur.

上記第1〜第3の構成のうちいずれか一つの構成において、上記複数の内周第1セルのすべては、封止された部分の長手方向の長さが、上記複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の平均長さに対して0.75〜1.25倍である(第4の構成)。   In any one of the first to third configurations, all of the plurality of inner peripheral first cells have a length in a longitudinal direction of a sealed portion, the plurality of inner peripheral first cells. It is 0.75-1.25 times with respect to the average length of the longitudinal direction of the part sealed in (4th structure).

以上の構成により、第1セルに排ガスが流入した場合、内周第1セルを区画するセル壁において、排ガスが通過するセル壁の表面積を均一化することができる。その結果、セル壁におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体全体として圧力損失の上昇を抑えることができる。   With the above configuration, when the exhaust gas flows into the first cell, the surface area of the cell wall through which the exhaust gas passes can be made uniform on the cell wall that partitions the inner peripheral first cell. As a result, variation in the filtration area of PM on the cell wall can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed as the whole honeycomb structure.

上記第1〜第4の構成のうちいずれか一つの構成において、上記第2セルは、上記外周壁に隣り合う複数の最外周第2セルと、該最外周第2セルよりも上記セラミックブロックの内側に位置する複数の内周第2セルとを有し、上記複数の最外周第2セルのうち少なくとも一部の最外周第2セルは、封止された部分の長手方向の長さが、上記複数の内周第2セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い短封止第2セルであり、上記複数の最外周第2セルは、封止された部分の長手方向の平均長さが、上記複数の内周第2セルにおいて封止された部分の長手方向の平均長さよりも短い(第5の構成)。   In any one of the first to fourth configurations, the second cell includes a plurality of outermost peripheral second cells adjacent to the outer peripheral wall, and the ceramic block more than the outermost peripheral second cell. A plurality of inner peripheral second cells located on the inner side, and at least some of the outermost peripheral second cells of the plurality of outermost peripheral second cells have a length in a longitudinal direction of a sealed portion, The plurality of inner peripheral second cells are short sealed second cells shorter than the length in the longitudinal direction of the sealed portion, and the plurality of outermost peripheral second cells are arranged in the longitudinal direction of the sealed portion. The average length is shorter than the average length in the longitudinal direction of the portion sealed in the plurality of inner peripheral second cells (fifth configuration).

以上の構成により、セル壁を隔てて短封止第2セルと隣り合う第1セルは、該第1セルを区画するセル壁および外周壁において、排ガスが通過するセル壁および外周壁の表面積をより大きくすることができる。その結果、セル壁を隔てて短封止第2セルと隣り合う第1セルにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体は、全体として、セル壁におけるPMのろ過面積のバラツキをより低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   With the above configuration, the first cell adjacent to the short-sealed second cell across the cell wall has the surface area of the cell wall and the outer peripheral wall through which the exhaust gas passes in the cell wall and the outer peripheral wall defining the first cell. Can be larger. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the first cell adjacent to the short-sealed second cell across the cell wall. Moreover, the honeycomb structure as a whole can further reduce variation in the filtration area of PM on the cell wall. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as a whole honeycomb structure.

上記第1〜第5の構成のうちいずれか一つの構成において、上記短封止第1セルは、封止された部分の長手方向の長さが、上記複数の内周第2セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い(第6の構成)。   In any one of the first to fifth configurations, the short-sealed first cell is sealed in the plurality of inner peripheral second cells in the longitudinal direction of the sealed portion. Shorter than the length in the longitudinal direction of the formed portion (sixth configuration).

以上の構成により、第1セルに排ガスが流入した場合、短封止第1セルを区画するセル壁および外周壁において、排ガスが通過するセル壁および外周壁の表面積を充分に大きくすることができる。その結果、短封止第1セルにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体は、全体として、セル壁におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   With the above configuration, when the exhaust gas flows into the first cell, the surface area of the cell wall and the outer peripheral wall through which the exhaust gas passes can be sufficiently increased in the cell wall and the outer peripheral wall that define the short-sealed first cell. . As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell. Further, the honeycomb structure as a whole can reduce variation in the PM filtration area on the cell wall. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as a whole honeycomb structure.

上記第1〜第6のうちいずれか一つの構成において、上記第1セルは、排ガスが流入する入口側セルであり、かつ、上記第2セルは、排ガスが流出する出口側セルである(第7の構成)。   In any one of the first to sixth configurations, the first cell is an inlet-side cell into which exhaust gas flows, and the second cell is an outlet-side cell from which exhaust gas flows out (first 7 configuration).

第1セルを入口側セルにすることにより、短封止第1セルを区画するセル壁および外周壁において、排ガスが通過するセル壁および外周壁の流入側の表面積を大きくすることができる。その結果、短封止第1セルにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体は、全体として、セル壁におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   By making the first cell the inlet side cell, the cell wall and the outer peripheral wall defining the short-sealed first cell can increase the surface area on the inflow side of the cell wall and the outer peripheral wall through which the exhaust gas passes. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell. Further, the honeycomb structure as a whole can reduce variation in the PM filtration area on the cell wall. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as a whole honeycomb structure.

本発明の一実施形態に係るハニカム構造体において、複数の最外周第1セルのうち少なくとも一部の最外周第1セルは、封止された部分の長手方向の長さが、複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い短封止第1セルであり、複数の最外周第1セルは、封止された部分の長手方向の平均長さが、複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の平均長さよりも短い。よって、第1セルに排ガスが流入した場合、短封止第1セルを区画するセル壁および外周壁において、排ガスが通過するセル壁および外周壁の表面積を大きくすることができる。その結果、短封止第1セルにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体は、全体として、セル壁におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体全体として圧力損失の上昇を抑えることができる。   In the honeycomb structure according to the embodiment of the present invention, at least a part of the outermost peripheral first cells among the plurality of outermost peripheral first cells has a length in a longitudinal direction of the sealed portion having a plurality of inner peripheries. The first cell is a short-sealed first cell shorter than the length in the longitudinal direction of the portion sealed in the first cell, and the plurality of outermost peripheral first cells have a plurality of average lengths in the longitudinal direction of the sealed portion. The inner peripheral first cell is shorter than the average length in the longitudinal direction of the sealed portion. Therefore, when the exhaust gas flows into the first cell, the surface area of the cell wall and the outer peripheral wall through which the exhaust gas passes can be increased in the cell wall and the outer peripheral wall defining the short-sealed first cell. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell. Further, the honeycomb structure as a whole can reduce variation in the PM filtration area on the cell wall. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed as the whole honeycomb structure.

図1(a)および(b)は、従来のハニカム構造体の長手方向に垂直な断面の一部において、排ガスの流れを模式的に示す図である。1 (a) and 1 (b) are diagrams schematically showing the flow of exhaust gas in a part of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of a conventional honeycomb structure. 図2は、本発明の実施形態に係るハニカム構造体1を模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention. 図3は、図2に示すハニカム構造体1のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the honeycomb structure 1 shown in FIG. 2 taken along the line III-III. 図4は、実施例1、実施例2および比較例1のハニカム構造体の長手方向に垂直な断面の一部において、圧力損失を算出するためのシミュレーションモデルの構成を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a simulation model for calculating the pressure loss in a part of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb structures of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. . 図5は、実施例1、実施例2および比較例1のハニカム構造体の長手方向に平行な断面の一部において、圧力損失を算出するためのシミュレーションモデルの構成を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a simulation model for calculating pressure loss in a part of a cross section parallel to the longitudinal direction of the honeycomb structures of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. . 図6は、実施例1、実施例2および比較例1のシミュレーションモデルにおける圧力損失を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing pressure loss in the simulation models of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. 図7は、その他の実施形態に係るハニカム構造体の一例である集合型ハニカム構造体2を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing an aggregated honeycomb structure 2 that is an example of a honeycomb structure according to another embodiment. 図8は、図7に示したハニカム構造体2を構成する1つのセラミック部材の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view schematically showing an example of one ceramic member constituting the honeycomb structure 2 shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the dimension of the structural member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each structural member, etc. faithfully.

1.ハニカム構造体の構成
まず、本発明の実施形態(以下、本実施形態ともいう)に係るハニカム構造体1の構成について説明する。
1. Configuration of Honeycomb Structure First, the configuration of the honeycomb structure 1 according to an embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as the present embodiment) will be described.

(全体構成)
図2は、本発明の実施形態に係るハニカム構造体1を模式的に示す斜視図である。また、図3は、図2に示すハニカム構造体1のIII−III線断面図である。
(overall structure)
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of the honeycomb structure 1 shown in FIG.

図2に示すように、ハニカム構造体1は、全体として円柱状に形成されている。ハニカム構造体1は、円柱状のセラミックブロック10と、該セラミックブロック10の外周に、該セラミックブロック10内に設けられたセル11を保護するために形成された外周コート層15とを備える。   As shown in FIG. 2, the honeycomb structure 1 is formed in a columnar shape as a whole. The honeycomb structure 1 includes a columnar ceramic block 10 and an outer peripheral coat layer 15 formed on the outer periphery of the ceramic block 10 to protect the cells 11 provided in the ceramic block 10.

また、図2および図3に示すように、セラミックブロック10では、外周壁14と、該外周壁14の内側に形成されたセル壁12と、該セル壁12で区画された複数のセル11とが上記長手方向に延びるように並設されている。そして、複数のセル11は、上記長手方向の両端部のうち、一方の端部が封止材13によって封止された第1セル11aと、他方の端部が封止材13によって封止された第2セル11bとを有する。第1セル11aおよび第2セル11bは、上記長手方向に垂直な断面において、直交する2方向、すなわち、図2中に示すX方向およびY方向に沿って、それぞれ交互に並設されている。ここで、長手方向とは、円柱状のハニカム構造体の延伸方向、すなわち、図2中に示すZ方向をいう。なお、セラミックブロック10は、底面の円形の直径が100〜150mmであることが好ましい。また、上記長手方向の長さが100〜180mmであることが好ましい。   2 and 3, the ceramic block 10 includes an outer peripheral wall 14, a cell wall 12 formed inside the outer peripheral wall 14, and a plurality of cells 11 partitioned by the cell wall 12. Are arranged side by side so as to extend in the longitudinal direction. The plurality of cells 11 include a first cell 11 a in which one end portion is sealed with the sealing material 13 among both end portions in the longitudinal direction, and the other end portion is sealed with the sealing material 13. And a second cell 11b. The first cell 11a and the second cell 11b are alternately arranged in parallel along two orthogonal directions in the cross section perpendicular to the longitudinal direction, that is, along the X direction and the Y direction shown in FIG. Here, the longitudinal direction means the extending direction of the columnar honeycomb structure, that is, the Z direction shown in FIG. In addition, it is preferable that the circular diameter of the ceramic block 10 is 100-150 mm. Moreover, it is preferable that the length of the said longitudinal direction is 100-180 mm.

以下、ハニカム構造体1のそれぞれの構成について、詳しく説明する。   Hereinafter, each configuration of the honeycomb structure 1 will be described in detail.

(複数のセル)
図2および図3に示すように、複数のセル11は、第1セル11aと第2セル11bとを有する。第1セル11aは、一方の端部が封止材13によって封止されている。また、第2セル11bは、他方の端部が封止材13によって封止されている。すなわち、第1セル11aの他方の端部は開口し、第2セル11bの一方の端部は開口している。
(Multiple cells)
As shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of cells 11 includes a first cell 11a and a second cell 11b. One end of the first cell 11 a is sealed with a sealing material 13. The other end of the second cell 11 b is sealed with the sealing material 13. That is, the other end of the first cell 11a is open, and the one end of the second cell 11b is open.

第1セル11aは、外周壁14に隣り合う複数の最外周第1セル16aと、最外周第1セル16aよりもセラミックブロック10の内側に位置する複数の内周第1セル17aとを有する。また、第2セル11bは、外周壁14に隣り合う複数の最外周第2セル16bと、最外周第2セル16bよりもセラミックブロック10の内側に位置する複数の内周第2セル17bとを有する。なお、最外周第1セル16aと最外周第2セル16bとを合わせて最外周セル、内周第1セル17aと内周第2セル17bとを合わせて内周セルともいう。   The first cell 11a has a plurality of outermost peripheral first cells 16a adjacent to the outer peripheral wall 14, and a plurality of inner peripheral first cells 17a located inside the ceramic block 10 relative to the outermost peripheral first cells 16a. The second cell 11b includes a plurality of outermost peripheral second cells 16b adjacent to the outer peripheral wall 14, and a plurality of inner peripheral second cells 17b located inside the ceramic block 10 relative to the outermost peripheral second cell 16b. Have. The outermost peripheral first cell 16a and the outermost peripheral second cell 16b are also referred to as the outermost peripheral cell, and the inner peripheral first cell 17a and the inner peripheral second cell 17b are also referred to as inner peripheral cells.

内周第1セル17aおよび内周第2セル17bは、上記長手方向に垂直な断面が同じ大きさの四角形である。一方、最外周第1セル16aおよび最外周第2セル16bは、上記長手方向に垂直な断面において、断面の一部がセラミックブロック10の外周に沿うような形状である。最外周第1セル16aおよび最外周第2セル16bは、上記断面の形状および面積が一つ一つ異なる。ここで、長手方向に垂直な断面の形状とは、上記長手方向に垂直な断面において、それぞれのセルを区画するセル壁の内壁で形成される形状をいう。また、長手方向に垂直な断面の面積とは、上記長手方向に垂直な断面において、それぞれのセルを区画するセル壁の内壁で囲われた部分の面積をいう。   The inner peripheral first cell 17a and the inner peripheral second cell 17b are quadrangles whose cross sections perpendicular to the longitudinal direction have the same size. On the other hand, the outermost peripheral first cell 16 a and the outermost peripheral second cell 16 b have a shape such that a part of the cross section extends along the outer periphery of the ceramic block 10 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction. The outermost peripheral first cell 16a and the outermost peripheral second cell 16b are different from each other in shape and area of the cross section. Here, the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction refers to the shape formed by the inner wall of the cell wall that partitions each cell in the cross section perpendicular to the longitudinal direction. Further, the area of the cross section perpendicular to the longitudinal direction refers to the area of the portion surrounded by the inner wall of the cell wall that divides each cell in the cross section perpendicular to the longitudinal direction.

本実施形態に係るハニカム構造体1は、上記長手方向に垂直な断面におけるセル11の単位面積あたりの数が、31〜62個/cm(200〜400個/inch)であることが好ましい。 In the honeycomb structure 1 according to the present embodiment, the number per unit area of the cells 11 in the cross section perpendicular to the longitudinal direction is preferably 31 to 62 / cm 2 (200 to 400 / inch 2 ). .

(セル壁および外周壁)
上述のように、セラミックブロック10は、外周壁14と、該外周壁14の内側に形成されたセル壁12とを有する。図2に示すように、セル壁12は、第1セル11aおよび第2セル11bを区画するように設けられている。すなわち、第1セル11aおよび第2セル11bは、それぞれ、セル壁12によって囲まれている。なお、図2に示すように、ハニカム構造体1において、第1セル11aと第2セル11bとは並んで設けらているため、第1セル11aを区画するセル壁12と第2セル11bを区画するセル壁12とは同じセル壁12である。
(Cell wall and outer wall)
As described above, the ceramic block 10 includes the outer peripheral wall 14 and the cell wall 12 formed inside the outer peripheral wall 14. As shown in FIG. 2, the cell wall 12 is provided so as to partition the first cell 11a and the second cell 11b. That is, the first cell 11 a and the second cell 11 b are each surrounded by the cell wall 12. In addition, as shown in FIG. 2, in the honeycomb structure 1, since the first cell 11a and the second cell 11b are provided side by side, the cell wall 12 and the second cell 11b that partition the first cell 11a are provided. The cell wall 12 to be divided is the same cell wall 12.

セル壁12の厚さは、150〜300μmであることが好ましい。セル壁12の厚さが150μm未満であると、ハニカム構造体1の強度が充分でない場合がある。一方、セル壁12の厚さが300μmを超えると、排ガスの通過抵抗が大きくなるため、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する場合がある。ここで、セル壁12の厚さとは、第1セル11aを区画するセル壁12の内壁と、第2セル11bを区画するセル壁12の内壁との最短距離をいう。また、外周壁14の平均厚さは、セル壁12の平均厚さよりも厚い。外周壁14の厚さは、400〜800μmであることが好ましい。   The thickness of the cell wall 12 is preferably 150 to 300 μm. When the thickness of the cell wall 12 is less than 150 μm, the strength of the honeycomb structure 1 may not be sufficient. On the other hand, when the thickness of the cell wall 12 exceeds 300 μm, the exhaust gas passage resistance increases, and thus the pressure loss of the honeycomb structure may increase. Here, the thickness of the cell wall 12 refers to the shortest distance between the inner wall of the cell wall 12 that partitions the first cell 11a and the inner wall of the cell wall 12 that partitions the second cell 11b. Further, the average thickness of the outer peripheral wall 14 is thicker than the average thickness of the cell wall 12. The thickness of the outer peripheral wall 14 is preferably 400 to 800 μm.

セル壁12および外周壁14の厚さは、下記の方法により測定する。まず、ハニカム構造体1を上記長手方向の長さが等しくなるように2つに切断した後、切断面を顕微鏡で観察する。そして、任意の10箇所において測定された値の平均値を、それぞれセル壁12および外周壁14の厚さとする。   The thickness of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 is measured by the following method. First, the honeycomb structure 1 is cut into two so that the lengths in the longitudinal direction are equal, and then the cut surface is observed with a microscope. And let the average value of the value measured in arbitrary 10 places be the thickness of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14, respectively.

セル壁12および外周壁14は、多孔質セラミック部材からなることが好ましい。多孔質セラミック部材の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック、ケイ素含有炭化ケイ素等が挙げられる。これらの中でも、耐熱衝撃性に優れるコージェライト、チタン酸アルミニウム等が好ましい。   The cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 are preferably made of a porous ceramic member. The material of the porous ceramic member is not particularly limited. For example, carbide ceramics such as silicon carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide, nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride. And oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite, mullite, and aluminum titanate, and silicon-containing silicon carbide. Among these, cordierite, aluminum titanate and the like which are excellent in thermal shock resistance are preferable.

セル壁12が多孔質セラミック部材からなる場合、気孔率は、特に限定されるものではないが、20〜80%であることが好ましい。気孔率が20%未満であると、セル壁12の表面にPMが詰まりやすくなるため、ハニカム構造体1の圧力損失が上昇する場合がある。一方、気孔率が80%を超えると、ハニカム構造体1の強度が低下する場合がある。   When the cell wall 12 is made of a porous ceramic member, the porosity is not particularly limited, but is preferably 20 to 80%. If the porosity is less than 20%, the surface of the cell wall 12 is likely to be clogged with PM, so that the pressure loss of the honeycomb structure 1 may increase. On the other hand, when the porosity exceeds 80%, the strength of the honeycomb structure 1 may decrease.

なお、上記気孔率は、水銀圧入法を用いて、接触角を130°、表面張力を485mN/mの条件で測定する。   The porosity is measured using a mercury intrusion method under the conditions of a contact angle of 130 ° and a surface tension of 485 mN / m.

(封止材)
図2および図3に示すように、本実施形態に係るハニカム構造体1において、第1セル11aおよび第2セル11bは、いずれか一方の端部が封止材13により封止されている。そして、複数の最外周第1セル16aのすべては、封止された部分の長手方向の長さ(以下、封止部の長さという)が、複数の内周第1セル17aにおける封止部の長さよりも短い短封止第1セル161aである。よって、複数の最外周第1セル16aは、封止された部分の長手方向の平均長さ(以下、封止部の平均長さという)が、複数の内周第1セル17aにおける封止部の平均長さよりも短い。なお、ハニカム構造体1において、複数の最外周第1セル16aは、すべてが短封止第1セル161aでなくてもよい。
(Encapsulant)
As shown in FIGS. 2 and 3, in the honeycomb structure 1 according to the present embodiment, one end of each of the first cells 11 a and the second cells 11 b is sealed with a sealing material 13. All of the plurality of outermost first cells 16a have a sealed portion in which the length in the longitudinal direction (hereinafter referred to as the length of the sealing portion) is the sealing portion in the plurality of inner peripheral first cells 17a. The short-sealed first cell 161a is shorter than the length of the first cell 161a. Therefore, in the plurality of outermost peripheral first cells 16a, the average length in the longitudinal direction of the sealed portion (hereinafter referred to as the average length of the sealing portion) is the sealing portion in the plurality of inner peripheral first cells 17a. Shorter than the average length. In the honeycomb structure 1, not all of the plurality of outermost peripheral first cells 16a may be the short-sealed first cells 161a.

上述のように、ハニカム構造体1は、外周壁14の平均厚さが、セル壁12の平均厚さよりも厚い。外周壁14の平均厚さが厚いと、単純に、ハニカム構造体1は、全体として、機械強度が向上する。一方で、外周壁14の熱容量は、セル壁12の熱容量よりも大きくなる。したがって、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量に大きなバラツキが生じ、クラックが発生しやすくなる。しかしながら、ハニカム構造体1は、複数の最外周第1セル16aのすべてにおいて、封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の長さよりも短い。そのため、最外周第1セル16aでは、相対的に熱容量が小さくなる。その結果、外周壁14と最外周第1セル16aとが隣り合うことで、熱容量は、内周第1セル17aにおける熱容量と同程度になる。したがって、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量が均一化されるため、クラックの発生を抑制することができる。   As described above, in the honeycomb structure 1, the average thickness of the outer peripheral wall 14 is larger than the average thickness of the cell walls 12. When the average thickness of the outer peripheral wall 14 is large, the honeycomb structure 1 simply has improved mechanical strength as a whole. On the other hand, the heat capacity of the outer peripheral wall 14 is larger than the heat capacity of the cell wall 12. Therefore, the honeycomb structure 1 as a whole has large variations in heat capacity, and cracks are likely to occur. However, in the honeycomb structure 1, in all of the plurality of outermost peripheral first cells 16a, the length of the sealing portion is shorter than the length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral first cells 17a. Therefore, in the outermost peripheral first cell 16a, the heat capacity becomes relatively small. As a result, the outer peripheral wall 14 and the outermost outer peripheral first cell 16a are adjacent to each other, so that the heat capacity becomes approximately the same as the heat capacity of the inner peripheral first cell 17a. Therefore, since the honeycomb structure 1 has a uniform heat capacity as a whole, the occurrence of cracks can be suppressed.

短封止第1セル161aは、外周壁14に隣り合う最外周セルから構成される最外周の全周に等間隔で設けられている。しかしながら、ハニカム構造体1において、短封止第1セル161aは、上記最外周の全周に等間隔で設けられていなくてもよい。   The short-sealed first cells 161 a are provided at equal intervals on the entire outermost periphery composed of the outermost peripheral cells adjacent to the outer peripheral wall 14. However, in the honeycomb structure 1, the short-sealed first cells 161a may not be provided at equal intervals on the entire outermost periphery.

短封止第1セル161aの封止部の長さと、内周第1セル17aの封止部の平均長さとの差(図3中、pで示す長さをいい、以下、封止部の長さの差という)は、0.5〜5.0mmであることが好ましい。また、上記封止部の長さの差は、0.7mm以上であることがより好ましく、4.0mm以下であることがより好ましい。   The difference between the length of the sealing portion of the short sealing first cell 161a and the average length of the sealing portion of the inner peripheral first cell 17a (referred to as the length indicated by p in FIG. The difference in length) is preferably 0.5 to 5.0 mm. Further, the difference in the length of the sealing part is more preferably 0.7 mm or more, and more preferably 4.0 mm or less.

上記封止部の長さの差が0.5〜5.0mmであると、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量が均一化されるため、クラックの発生を抑制することができる。上記封止部の長さの差が0.5mm未満であると、従来のハニカム構造体の構成に比べて大きな差異が無い。そのため、外周壁14の熱容量は、セル壁12の熱容量よりも大きくなる。したがって、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量に大きなバラツキが生じ、クラックが発生しやすくなる場合がある。また、上記封止部の長さの差が5.0mmを超えると、短封止第1セル161aの封止部の長さは、内周第1セル17aの封止部の平均長さに比べて極端に短くなる。そのため、短封止第1セル161aは、熱容量がより小さくなる。その結果、短封止第1セル161aと外周壁14とが隣り合う部分において、熱容量は、内周第1セル17aにおける熱容量よりも小さくなる場合がある。その結果、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量が不均一となり、クラックが発生する場合がある。   When the difference in the length of the sealing portion is 0.5 to 5.0 mm, the honeycomb structure 1 has a uniform heat capacity as a whole, so that the occurrence of cracks can be suppressed. When the difference in the length of the sealing portion is less than 0.5 mm, there is no significant difference compared to the configuration of the conventional honeycomb structure. Therefore, the heat capacity of the outer peripheral wall 14 is larger than the heat capacity of the cell wall 12. Therefore, the honeycomb structure 1 as a whole has a large variation in heat capacity, and cracks are likely to occur. When the difference in the length of the sealing part exceeds 5.0 mm, the length of the sealing part of the short sealing first cell 161a is equal to the average length of the sealing part of the inner peripheral first cell 17a. Compared to extremely short. Therefore, the short-sealed first cell 161a has a smaller heat capacity. As a result, in the portion where the short-sealed first cell 161a and the outer peripheral wall 14 are adjacent, the heat capacity may be smaller than the heat capacity in the inner peripheral first cell 17a. As a result, the honeycomb structure 1 as a whole may have a non-uniform heat capacity and cracks may occur.

封止部の長さとは、セルの上記長手方向に垂直な断面の形状の重心位置において測定した値をいう。具体的には、内周第1セル17aの場合、上記断面の形状が四角形である。そこで、上記四角形の重心位置において、封止部の長さを測定する。また、短封止第1セル161aの場合、上記断面の形状が1つの円弧状の辺と複数の直線状の辺とからなる。そこで、上記1つの円弧状の辺を1つの直線状の辺に置き換えて、複数の直線状の辺から構成された三角形、四角形または五角形とする。そして、上記三角形、上記四角形または上記五角形の重心位置において、封止部の長さを測定する。なお、封止材13は、上記長手方向のセルの端部まで充填されていなくても、PMのろ過面積に影響しない。そのため、封止部の長さは、封止材13が上記長手方向のセルの端部まで充填されているか否かにかかわらず、常にセルの端部から測定するものとする。   The length of the sealing portion refers to a value measured at the position of the center of gravity of the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the cell. Specifically, in the case of the inner peripheral first cell 17a, the shape of the cross section is a quadrangle. Therefore, the length of the sealing portion is measured at the center of gravity of the square. Moreover, in the case of the short sealing 1st cell 161a, the shape of the said cross section consists of one circular arc side and a some linear side. Therefore, the one arcuate side is replaced with one straight side to form a triangle, a quadrangle, or a pentagon composed of a plurality of straight sides. And the length of a sealing part is measured in the gravity center position of the said triangle, the said square, or the said pentagon. In addition, even if the sealing material 13 is not filled to the edge part of the said cell of the said longitudinal direction, it does not affect the filtration area of PM. Therefore, the length of the sealing portion is always measured from the end portion of the cell regardless of whether or not the sealing material 13 is filled up to the end portion of the cell in the longitudinal direction.

封止部の長さは、測定顕微鏡を用いて算出する。また、封止部の平均長さは、上記方法により、任意の20点の封止部の長さを算出し、これらの平均値を求めることにより得られる。   The length of the sealing portion is calculated using a measurement microscope. Moreover, the average length of a sealing part is obtained by calculating the length of 20 arbitrary sealing parts by the said method, and calculating | requiring these average values.

複数の内周第1セル17aのすべては、封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の平均長さに対して0.75〜1.25倍である。   In all of the plurality of inner peripheral first cells 17a, the length of the sealing portion is 0.75 to 1.25 times the average length of the sealing portions in the plurality of inner peripheral first cells 17a.

本実施形態に係るハニカム構造体1において、複数の最外周第2セル16bのうち少なくとも一部の最外周第2セルは、封止部の長さが、内周第2セル17bにおける封止部の長さよりも短い短封止第2セルであり、複数の最外周第2セル16bは、封止部の平均長さが、複数の内周第2セル17bにおける封止部の平均長さよりも短いことが好ましい。短封止第2セルの封止部の長さは、上述した短封止第1セル161aの封止部の長さと同様であることが好ましい。   In the honeycomb structure 1 according to the present embodiment, at least some of the outermost peripheral second cells out of the plurality of outermost peripheral second cells 16b have a sealing portion length of the sealing portion in the inner peripheral second cell 17b. The plurality of outermost peripheral second cells 16b are shorter in length than the average length of the sealing portions in the plurality of inner peripheral second cells 17b. Short is preferred. The length of the sealing portion of the short-sealed second cell is preferably the same as the length of the sealing portion of the short-sealed first cell 161a described above.

短封止第1セル161aは、封止部の長さが、複数の内周第2セル17bにおける封止部の長さよりも短い。   The short-sealed first cell 161a has a length of the sealing portion shorter than the length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral second cells 17b.

封止材13の材料は、特に限定されるものではないが、上述したセル壁12と同様の材料であることが好ましい。   Although the material of the sealing material 13 is not specifically limited, It is preferable that it is the same material as the cell wall 12 mentioned above.

本実施形態に係るハニカム構造体1は、第1セル11aが、排ガスが流入する入口側セルとなり、かつ、第2セル11bが、排ガスが流出する出口側セルとなるように、排ガスの流路に配置される。これにより、図3に示すように、排ガスG(図3中、排ガスをG、排ガスの流れる方向を矢印で示す。)は、他方の端部が開口した第1セル11aから、第1セル11aと第2セル11bとの間に位置するセル壁12を通って、一方の端部が開口した第2セル11bへ流れる。すなわち、排ガスGがセル壁12を通過する際に、排ガスG中のPMがセル壁12に捕集されることにより、排ガスGを浄化することができる。   In the honeycomb structure 1 according to the present embodiment, the flow path of the exhaust gas is such that the first cell 11a becomes an inlet side cell into which the exhaust gas flows and the second cell 11b becomes an outlet side cell from which the exhaust gas flows out. Placed in. As a result, as shown in FIG. 3, the exhaust gas G (in FIG. 3, the exhaust gas is G and the direction in which the exhaust gas flows is indicated by an arrow) is changed from the first cell 11a having the other end opened to the first cell 11a. Flows through the cell wall 12 located between the first cell 11b and the second cell 11b, and flows into the second cell 11b having one end opened. That is, when the exhaust gas G passes through the cell wall 12, PM in the exhaust gas G is collected on the cell wall 12, whereby the exhaust gas G can be purified.

そのため、複数の最外周第1セル16aのうち少なくとも一部の最外周第1セル16aが短封止第1セル161aであり、複数の最外周第1セル16aは、封止部の平均長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の平均長さよりも短いことにより、第1セル11aに排ガスが流入した場合、短封止第1セル161aを区画するセル壁12において、排ガスが通過するセル壁12の表面積を大きくすることができる。その結果、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇を抑えることができる。   Therefore, at least some of the outermost peripheral first cells 16a among the plurality of outermost peripheral first cells 16a are short-sealed first cells 161a, and the plurality of outermost peripheral first cells 16a is the average length of the sealing portion. However, when the exhaust gas flows into the first cell 11a due to being shorter than the average length of the sealing portions in the plurality of inner peripheral first cells 17a, the exhaust gas in the cell wall 12 that partitions the short sealed first cell 161a. The surface area of the cell wall 12 through which can pass can be increased. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Moreover, the honeycomb structure 1 can reduce the variation in the PM filtration area in the cell wall 12 as a whole. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed as the honeycomb structure 1 whole.

また、外周壁14の平均厚さがセル壁12の平均厚さよりも厚く、かつ、複数の最外周第1セル16aのうち少なくとも一部の最外周第1セル16aは、封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の長さよりも短い短封止第1セル161aである。これにより、外周壁14の平均厚さがセル壁12の平均厚さよりも厚い場合でも、短封止第1セル161aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積を大きくすることができる。つまり、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、短封止第1セル161aにおける圧力損失の上昇を抑えることにより、短封止第1セル161aの圧力損失と内周セルの圧力損失との差異が小さくなり、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流が生じにくくなる。その結果、ハニカム構造体1全体として、圧力損失の上昇を抑えることができる。   Further, the average thickness of the outer peripheral wall 14 is thicker than the average thickness of the cell wall 12, and at least some of the outermost peripheral first cells 16a are the length of the sealing portion. However, the short-sealed first cell 161a is shorter than the length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral first cells 17a. Thereby, even when the average thickness of the outer peripheral wall 14 is thicker than the average thickness of the cell wall 12, the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that define the short-sealed first cell 161a and the cell wall 12 through which exhaust gas passes and The surface area of the outer peripheral wall 14 can be increased. That is, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Further, by suppressing the increase in pressure loss in the short-sealed first cell 161a, the difference between the pressure loss in the short-sealed first cell 161a and the pressure loss in the inner peripheral cell is reduced, and the exhaust gas is exhausted inside the honeycomb structure. Turbulence is less likely to occur. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed as the honeycomb structure 1 as a whole.

また、すべての最外周第1セル16aが短封止第1セル161aであることにより、すべての最外周第1セル16aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積を大きくすることができる。その結果、最外周第1セル16aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   Further, since all the outermost peripheral first cells 16a are the short-sealed first cells 161a, the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that define all the outermost peripheral first cells 16a pass through the exhaust gas. And the surface area of the outer peripheral wall 14 can be enlarged. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the outermost peripheral first cell 16a. Moreover, the honeycomb structure 1 can reduce the variation in the PM filtration area in the cell wall 12 as a whole. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

また、短封止第1セル161aは、外周壁14に隣り合う最外周セルから構成される最外周の全周に等間隔で配置されている。よって、上記最外周セルを区画するセル壁12において、PMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。   In addition, the short-sealed first cells 161 a are arranged at equal intervals on the entire outermost periphery composed of the outermost peripheral cells adjacent to the outer peripheral wall 14. Therefore, variation in the filtration area of PM can be reduced in the cell wall 12 that partitions the outermost peripheral cell.

さらに、上記封止部の長さの差が0.5mm未満であると、従来の構成に比べて大きな差異がない。そのため、短封止第1セル161aを区画するセル壁12におけるPMのろ過面積を充分に大きくすることができず、ハニカム構造体1の圧力損失の上昇を抑えられない場合がある。また、上記封止部の長さの差が5.0mmを超えると、短封止第1セル161aの封止部の長さが、内周第1セル17aの封止部の平均長さに比べて極端に短くなる。そのため、ハニカム構造体1に進入した排ガスの圧力によって、封止材13が短封止第1セル161aの端部から抜けてしまう場合がある。   Furthermore, when the difference in the length of the sealing portion is less than 0.5 mm, there is no significant difference compared to the conventional configuration. Therefore, the PM filtration area on the cell wall 12 that partitions the short-sealed first cell 161a cannot be sufficiently increased, and an increase in pressure loss of the honeycomb structure 1 may not be suppressed. When the difference in the length of the sealing portion exceeds 5.0 mm, the length of the sealing portion of the short-sealed first cell 161a is equal to the average length of the sealing portion of the inner peripheral first cell 17a. Compared to extremely short. Therefore, the sealing material 13 may come off the end of the short-sealed first cell 161a due to the pressure of the exhaust gas that has entered the honeycomb structure 1.

複数の内周第1セル17aのすべては、封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の平均長さに対して0.75〜1.25倍であると、第1セル11aに排ガスが流入した場合、内周第1セル17aを区画するセル壁12において、排ガスが通過するセル壁12の表面積を均一化することができる。その結果、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇を抑えることができる。   In all of the plurality of inner peripheral first cells 17a, the length of the sealing portion is 0.75 to 1.25 times the average length of the sealing portions in the plurality of inner peripheral first cells 17a. When the exhaust gas flows into the first cell 11a, the surface area of the cell wall 12 through which the exhaust gas passes can be made uniform in the cell wall 12 that partitions the inner peripheral first cell 17a. As a result, variation in the PM filtration area on the cell wall 12 can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed as the honeycomb structure 1 whole.

また、複数の最外周第2セル16bのうち少なくとも一部の最外周第2セル16bが短封止第2セルであり、複数の最外周第2セル16bは、封止部の平均長さが、複数の内周第2セル17bにおける封止部の平均長さよりも短いことにより、セル壁12を隔てて短封止第2セルと隣り合う第1セル11aは、該第1セル11aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積をより大きくすることができる。その結果、セル壁12を隔てて短封止第2セルと隣り合う第1セル11aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキをより低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   Also, at least some of the outermost peripheral second cells 16b among the plurality of outermost peripheral second cells 16b are short-sealed second cells, and the plurality of outermost peripheral second cells 16b have an average length of the sealing portion. The first cell 11a adjacent to the short-sealed second cell across the cell wall 12 by dividing the first cell 11a by being shorter than the average length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral second cells 17b In the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 to be performed, the surface areas of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 through which the exhaust gas passes can be increased. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the first cell 11a adjacent to the short-sealed second cell with the cell wall 12 interposed therebetween. In addition, the honeycomb structure 1 as a whole can further reduce variations in the PM filtration area on the cell walls 12. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

短封止第1セル161aは、封止部の長さが、複数の内周第2セル17bにおける封止部の長さよりも短い。そのため、第1セル11aに排ガスが流入した場合、短封止第1セル161aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積を充分に大きくすることができる。その結果、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   The short-sealed first cell 161a has a length of the sealing portion shorter than the length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral second cells 17b. Therefore, when the exhaust gas flows into the first cell 11a, the surface area of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 through which the exhaust gas passes is sufficiently increased in the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that define the short-sealed first cell 161a. be able to. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Moreover, the honeycomb structure 1 can reduce the variation in the PM filtration area in the cell wall 12 as a whole. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

さらに、第1セル11aが入口側セルであることにより、短封止第1セル161aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の流入側の表面積を大きくすることができる。その結果、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   Further, since the first cell 11a is an inlet side cell, the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that define the short-sealed first cell 161a have a surface area on the inflow side of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 through which the exhaust gas passes. Can be increased. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Moreover, the honeycomb structure 1 can reduce the variation in the PM filtration area in the cell wall 12 as a whole. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

(外周コート層)
本実施形態に係るハニカム構造体1では、セラミックブロック10の外周に、外周コート層15が形成されている。外周コート層15は、セラミックブロック10内に設けられたセル11を保護する役割を果たす。そのため、セラミックブロック10の外周に外周コート層15が形成されていると、圧縮強度等の機械的特性に優れたハニカム構造体1が得られる。また、外周コート層15は、例えば、ハニカム構造体1を、排ガスを浄化するフィルタとして使用する際に、ハニカム構造体1からの排ガスの漏れを防止する役割も果たす。なお、外周コート層15は、形成されていなくてもよい。
(Outer peripheral coat layer)
In the honeycomb structure 1 according to the present embodiment, the outer peripheral coat layer 15 is formed on the outer periphery of the ceramic block 10. The outer peripheral coat layer 15 serves to protect the cells 11 provided in the ceramic block 10. Therefore, when the outer peripheral coat layer 15 is formed on the outer periphery of the ceramic block 10, the honeycomb structure 1 having excellent mechanical properties such as compressive strength can be obtained. The outer peripheral coat layer 15 also serves to prevent leakage of exhaust gas from the honeycomb structure 1 when the honeycomb structure 1 is used as a filter for purifying exhaust gas, for example. The outer peripheral coat layer 15 may not be formed.

セラミックブロック10の外周に、外周コート層15が形成されている場合、外周コート層15の厚さは、0.1〜3.0mmであることが好ましい。   When the outer peripheral coat layer 15 is formed on the outer periphery of the ceramic block 10, the thickness of the outer peripheral coat layer 15 is preferably 0.1 to 3.0 mm.

外周コート層15の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、無機バインダと、有機バインダと、無機繊維および/または無機粒子とからなる材料等が挙げられる。   The material of the outer peripheral coat layer 15 is not particularly limited, and examples thereof include a material composed of an inorganic binder, an organic binder, inorganic fibers and / or inorganic particles.

上記無機バインダとしては、特に限定されず、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらの中でも、上記無機バインダは、シリカゾルが好ましい。また、これらは、上記無機バインダとして単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The inorganic binder is not particularly limited, and examples thereof include silica sol and alumina sol. Among these, the inorganic binder is preferably silica sol. Moreover, these may be used independently as said inorganic binder, and may use 2 or more types together.

上記有機バインダとしては、特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの中でも、上記有機バインダは、カルボキシメチルセルロースが好ましい。また、これらは、上記有機バインダとして単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The organic binder is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. Among these, the organic binder is preferably carboxymethyl cellulose. Moreover, these may be used independently as said organic binder, and may use 2 or more types together.

上記無機繊維としては、特に限定されず、例えば、シリカーアルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等が挙げられる。これらの中でも、上記無機繊維は、シリカーアルミナファイバーであることが好ましい。また、これらは、上記無機繊維として単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The inorganic fiber is not particularly limited, and examples thereof include ceramic fibers such as silica-alumina, mullite, alumina, and silica. Among these, the inorganic fiber is preferably a silica-alumina fiber. Moreover, these may be used independently as said inorganic fiber, and may use 2 or more types together.

上記無機粒子としては、特に限定されず、例えば、炭化物、窒化物等が挙げられる。より具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等からなる無機粉末またはウィスカー等が挙げられる。これらの中でも、上記無機粒子は、熱伝導性に優れる炭化ケイ素であることが好ましい。また、これらは、上記無機粒子として単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The inorganic particles are not particularly limited, and examples thereof include carbides and nitrides. More specifically, an inorganic powder or whisker made of silicon carbide, silicon nitride, boron nitride or the like can be used. Among these, the inorganic particles are preferably silicon carbide having excellent thermal conductivity. These may be used alone as the inorganic particles, or two or more of them may be used in combination.

2.ハニカム構造体の製造方法
次に、本発明の実施形態に係るハニカム構造体1の製造方法の一例について説明する。なお、以下、ハニカム構造体1の原料となる湿潤混合物の主成分であるセラミック粉末として、炭化ケイ素を用いる場合の製造方法について説明する。
2. Next, an example of a method for manufacturing the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, a manufacturing method in the case where silicon carbide is used as the ceramic powder that is the main component of the wet mixture that is the raw material of the honeycomb structure 1 will be described.

ハニカム構造体1は、後述する成形工程、乾燥工程、封止工程、脱脂および焼成工程、必要に応じて外周コート層形成工程を行うことにより、製造することができる。   The honeycomb structure 1 can be manufactured by performing a forming process, a drying process, a sealing process, a degreasing and firing process, and a peripheral coat layer forming process as necessary.

(成形工程)
まず、平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と、無機バインダおよび/または有機バインダと、液状の可塑剤と、潤滑剤と、水とを混合することにより、原料となる湿潤混合物を調製する。
(Molding process)
First, a wet mixture as a raw material is prepared by mixing silicon carbide powder having different average particle diameters, an inorganic binder and / or organic binder, a liquid plasticizer, a lubricant, and water.

上記平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末としては、特に限定されないが、例えば、3.0〜50μm程度の平均粒子径を有する炭化ケイ素粉末100重量部に対して、0.1〜1.0μm程度の平均粒子径を有する炭化ケイ素粉末が5〜65重量部含まれるものが好ましい。上記平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末を上記配合で混合することにより、ハニカム構造体を多孔質の構造にしやすくなるためである。   Although it does not specifically limit as said silicon carbide powder from which said average particle diameter differs, For example, it is about 0.1-1.0 micrometer with respect to 100 weight part of silicon carbide powder which has an average particle diameter of about 3.0-50 micrometers. What contains 5-65 weight part of silicon carbide powder which has an average particle diameter is preferable. This is because the honeycomb structure can be easily made into a porous structure by mixing the silicon carbide powders having different average particle diameters with the above composition.

上記有機バインダとしては、特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらの中でも、上記有機バインダは、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースであることが好ましい。また、これらは、上記有機バインダとして単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The organic binder is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like. Among these, the organic binder is preferably methyl cellulose or carboxymethyl cellulose. Moreover, these may be used independently as said organic binder, and may use 2 or more types together.

上記無機バインダとしては、特に限定されず、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらの中でも、上記無機バインダは、シリカゾルであることが好ましい。また、これらは、上記無機バインダとして単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The inorganic binder is not particularly limited, and examples thereof include silica sol and alumina sol. Among these, the inorganic binder is preferably silica sol. Moreover, these may be used independently as said inorganic binder, and may use 2 or more types together.

上記可塑剤としては、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。   It does not specifically limit as said plasticizer, For example, glycerol etc. are mentioned.

上記潤滑剤としては、特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。より具体的には、例えば、上記潤滑剤としてポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンステアリルエーテル等が挙げられる。また、これらは、上記潤滑剤として単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The lubricant is not particularly limited, and examples thereof include polyoxyalkylene compounds such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxypropylene alkyl ether. More specifically, examples of the lubricant include polyoxyethylene monobutyl ether, polyoxypropylene monobutyl ether, and polyoxypropylene stearyl ether. Moreover, these may be used independently as the said lubricant, and may use 2 or more types together.

続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入して、所定の形状に押出成形することにより、所定の形状のハニカム成形体を作製する。この際、金型の形状を変えることにより、上記長手方向に垂直な断面において様々な断面形状を有するハニカム成形体を作製することができる。   Subsequently, the wet mixture is put into an extruder and extruded into a predetermined shape to produce a honeycomb formed body having a predetermined shape. At this time, by changing the shape of the mold, it is possible to produce honeycomb formed bodies having various cross-sectional shapes in a cross section perpendicular to the longitudinal direction.

(乾燥工程)
次に、ハニカム成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させる。
(Drying process)
Next, the honeycomb formed body is dried using a microwave dryer, a hot air dryer, a dielectric dryer, a vacuum dryer, a vacuum dryer, a freeze dryer, or the like.

(封止工程)
続いて、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して、上記セルを封止する封止工程を行う。封止工程は、例えば、封止しないセルおよび短封止セルとなるセルにマスクを施した後、封止するセルのうち、短封止セルとなるセル以外のセルに封止材ペーストを一括充填(以下、第1充填という)する。その後、短封止セルとなるセル以外のセルにマスクを施した後、短封止セルとなるセルに封止材ペーストを一括充填(以下、第2充填という)する(以下、封止方法Xという)。なお、封止材ペーストの材料としては、特に限定されず、例えば、上記湿潤混合物を用いることができる。
(Sealing process)
Then, the sealing process which seals the said cell by filling the sealing material paste used as a sealing material in a predetermined | prescribed cell is performed. In the sealing step, for example, after masking the cells that are not to be sealed and the cells that are to be short-sealed cells, the sealing material paste is collectively applied to cells that are to be sealed among the cells to be sealed. Fill (hereinafter referred to as first filling). Then, after masking the cells other than the cells to be short-sealed cells, the cells to be short-sealed cells are collectively filled with a sealing material paste (hereinafter referred to as second filling) (hereinafter referred to as sealing method X). Called). In addition, it does not specifically limit as a material of sealing material paste, For example, the said wet mixture can be used.

これにより、最外周第1セル16aの封止部の長さを、内周第1セル17aにおける封止部の長さよりも短くすることができる。また、最外周第2セル16bの封止部の長さを、内周第2セル17bにおける封止部の長さよりも短くすることができる。   Thereby, the length of the sealing part of the outermost periphery 1st cell 16a can be made shorter than the length of the sealing part in the inner periphery 1st cell 17a. In addition, the length of the sealing portion of the outermost peripheral second cell 16b can be made shorter than the length of the sealing portion of the inner peripheral second cell 17b.

なお、このようなハニカム構造体を製造する方法は、上述の方法に限定されるものではない。例えば、第2充填を行う際、封止しないセルのみにマスクを施し、封止するすべてのセルに封止材ペーストを一括充填してもよい。この際、封止するセルのうち、短封止セルとなるセル以外のセルには、第1充填および第2充填の2回に分けて、封止材ペーストが充填されることになる。   Note that the method for manufacturing such a honeycomb structure is not limited to the above-described method. For example, when performing the second filling, a mask may be applied only to the cells that are not sealed, and all the cells to be sealed may be collectively filled with the sealing material paste. At this time, among the cells to be sealed, the cells other than the cells to be short-sealed cells are filled with the sealing material paste in two steps of the first filling and the second filling.

また、例えば、第1充填と第2充填との間で、封止材ペーストを乾燥させてもよい。その場合、第2充填では、封止しないセルのみにマスクを施せば、短封止セルとなるセルのみに封止材ペーストを充填することができる。   Further, for example, the sealing material paste may be dried between the first filling and the second filling. In that case, in the second filling, if only the cells that are not sealed are masked, only the cells that become short-sealed cells can be filled with the sealing material paste.

(脱脂および焼成工程)
次に、ハニカム成形体を脱脂炉中で、300〜650℃に加熱し、ハニカム成形体中の有機物を除去する脱脂工程を行う。その後、脱脂されたハニカム成形体を焼成炉に搬送し、2000〜2200℃に加熱する焼成工程を行うことにより、ハニカム焼成体(セラミックブロック)を作製する。なお、後の工程で外周コート層を形成しない場合は、上記セラミックブロックをハニカム構造体ともいう。また、焼成工程後、セルの端部に充填された封止材ペーストは、加熱により焼成され、封止材となる。
(Degreasing and firing process)
Next, the honeycomb formed body is heated to 300 to 650 ° C. in a degreasing furnace to perform a degreasing step for removing organic substances in the honeycomb formed body. Then, a honeycomb fired body (ceramic block) is produced by carrying the firing process of conveying the degreased honeycomb formed body to a firing furnace and heating to 2,000 to 2200 ° C. In the case where the outer peripheral coat layer is not formed in a later step, the ceramic block is also referred to as a honeycomb structure. Moreover, the sealing material paste with which the edge part of the cell was filled is baked by heating after a baking process, and becomes a sealing material.

なお、上記乾燥工程、上記封止工程、上記脱脂および焼成工程において記載していない条件は、従来と同様の条件を適用することができる。   In addition, the conditions which are not described in the said drying process, the said sealing process, the said degreasing | defatting, and a baking process can apply the conditions similar to the past.

(外周コート層形成工程)
続いて、セラミックブロックの外周面に、外周コート材ペーストを塗布して、乾燥固化させることにより、外周コート層を形成する。なお、外周コート層は、セラミックブロックの外周に必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
(Outer peripheral coat layer forming step)
Subsequently, an outer periphery coating layer is formed by applying an outer periphery coating material paste to the outer peripheral surface of the ceramic block and drying and solidifying the paste. The outer peripheral coat layer is not necessarily provided on the outer periphery of the ceramic block, and may be provided as necessary.

外周コート材ペーストの材料は、上述したように、例えば、無機バインダと、有機バインダと、無機繊維および/または無機粒子とからなる材料を用いることができる。   As described above, for example, a material composed of an inorganic binder, an organic binder, and inorganic fibers and / or inorganic particles can be used as the material of the outer periphery coating material paste.

以上の工程によって、本発明の実施形態に係るハニカム構造体1を製造することができる。本発明の実施形態に係るハニカム構造体1は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれるPMを捕集するためのフィルタとして、好適に用いることができる。   Through the above steps, the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention can be manufactured. The honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention can be suitably used as a filter for collecting PM contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine.

3.作用効果
以下、本発明の実施形態に係るハニカム構造体の作用効果について列挙する。
3. Operational Effects Hereinafter, the operational effects of the honeycomb structure according to the embodiment of the present invention will be listed.

(1)本発明の実施形態に係るハニカム構造体1において、複数の最外周第1セル16aのうち少なくとも一部の最外周第1セル16aは、封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の長さよりも短い短封止第1セル161aであり、複数の最外周第1セル16aは、封止部の平均長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の平均長さよりも短い。この構成により、第1セル11aに排ガスが流入した場合、短封止第1セル161aを区画するセル壁12において、排ガスが通過するセル壁12の表面積を大きくすることができる。その結果、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇を抑えることができる。   (1) In the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, at least some of the outermost peripheral first cells 16a among the plurality of outermost peripheral first cells 16a have a sealing portion having a plurality of inner peripheral lengths. The short-sealed first cell 161a is shorter than the length of the sealing portion in the first cell 17a, and the plurality of outermost peripheral first cells 16a have an average length of the sealing portion of the plurality of inner peripheral first cells 17a. Shorter than the average length of the sealing portion. With this configuration, when the exhaust gas flows into the first cell 11a, the surface area of the cell wall 12 through which the exhaust gas passes can be increased in the cell wall 12 that partitions the short-sealed first cell 161a. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Moreover, the honeycomb structure 1 can reduce the variation in the PM filtration area in the cell wall 12 as a whole. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed as the honeycomb structure 1 whole.

また、ハニカム構造体1において、外周壁14の平均厚さはセル壁12の平均厚さよりも厚く、かつ、複数の最外周第1セル16aのうち少なくとも一部の最外周第1セル16aは、封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の長さよりも短い短封止第1セル161aである。これにより、外周壁14の平均厚さがセル壁12の平均厚さよりも厚い場合でも、短封止第1セル161aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積を大きくすることができる。つまり、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、短封止第1セル161aにおける圧力損失の上昇を抑えることにより、短封止第1セル161aの圧力損失と内周セルの圧力損失との差異が小さくなり、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流が生じにくくなる。その結果、ハニカム構造体1全体として、圧力損失の上昇を抑えることができる。   In the honeycomb structure 1, the average thickness of the outer peripheral wall 14 is larger than the average thickness of the cell wall 12, and at least some of the outermost peripheral first cells 16a among the plurality of outermost peripheral first cells 16a are: The length of the sealing part is the short sealed first cell 161a shorter than the length of the sealing part in the plurality of inner peripheral first cells 17a. Thereby, even when the average thickness of the outer peripheral wall 14 is thicker than the average thickness of the cell wall 12, the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that define the short-sealed first cell 161a and the cell wall 12 through which exhaust gas passes and The surface area of the outer peripheral wall 14 can be increased. That is, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Further, by suppressing the increase in pressure loss in the short-sealed first cell 161a, the difference between the pressure loss in the short-sealed first cell 161a and the pressure loss in the inner peripheral cell is reduced, and the exhaust gas is exhausted inside the honeycomb structure. Turbulence is less likely to occur. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed as the honeycomb structure 1 as a whole.

また、ハニカム構造体1は、外周壁14の平均厚さが、セル壁12の平均厚さよりも厚い。外周壁14の平均厚さが厚いと、単純に、ハニカム構造体1は、全体として、機械強度が向上する。一方で、外周壁14の熱容量は、セル壁12の熱容量よりも大きくなる。したがって、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量に大きなバラツキが生じ、クラックが発生しやすくなる。しかしながら、ハニカム構造体1は、短封止第1セル161aにおける封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の長さよりも短い。そのため、短封止第1セル161aでは、相対的に熱容量が小さくなる。その結果、外周壁14と短封止第1セル161aとが隣り合う部分において、熱容量は、内周第1セル17aにおける熱容量と同程度になる。したがって、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量が均一化されるため、クラックの発生を抑制することができる。   In the honeycomb structure 1, the average thickness of the outer peripheral wall 14 is larger than the average thickness of the cell walls 12. When the average thickness of the outer peripheral wall 14 is large, the honeycomb structure 1 simply has improved mechanical strength as a whole. On the other hand, the heat capacity of the outer peripheral wall 14 is larger than the heat capacity of the cell wall 12. Therefore, the honeycomb structure 1 as a whole has large variations in heat capacity, and cracks are likely to occur. However, in the honeycomb structure 1, the length of the sealing portion in the short sealing first cell 161a is shorter than the length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral first cells 17a. Therefore, in the short-sealed first cell 161a, the heat capacity becomes relatively small. As a result, in the portion where the outer peripheral wall 14 and the short-sealed first cell 161a are adjacent, the heat capacity is approximately the same as the heat capacity in the inner peripheral first cell 17a. Therefore, since the honeycomb structure 1 has a uniform heat capacity as a whole, the occurrence of cracks can be suppressed.

(2)本発明の実施形態に係るハニカム構造体1において、複数の最外周第1セル16aのすべては、短封止第1セル161aである。そのため、すべての最外周第1セル16aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積を大きくすることができる。その結果、最外周第1セル16aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキをより低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   (2) In the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, all of the plurality of outermost peripheral first cells 16a are short-sealed first cells 161a. Therefore, in the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that partition all the outermost peripheral first cells 16a, the surface areas of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 through which the exhaust gas passes can be increased. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the outermost peripheral first cell 16a. In addition, the honeycomb structure 1 as a whole can further reduce variations in the PM filtration area on the cell walls 12. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

(3)本発明の実施形態に係るハニカム構造体1において、短封止第1セル161aの封止部の長さと、内周第1セル17aの封止部の平均長さとの差(以下、封止部の長さの差という)は、0.5〜5.0mmである。上記封止部の長さの差が0.5mm未満であると、従来の構成に比べて大きな差異がない。そのため、短封止第1セル161aを区画するセル壁12におけるPMのろ過面積を充分に大きくすることができず、ハニカム構造体1の圧力損失の上昇を抑えられない場合がある。また、上記封止部の長さの差が5.0mmを超えると、短封止第1セル161aの封止部の長さが、内周第1セル17aの封止部の長さに比べて極端に短くなる。そのため、ハニカム構造体1に進入した排ガスの圧力によって、封止材13が短封止第1セル161aの端部から抜けてしまう場合がある。   (3) In the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, the difference between the length of the sealing portion of the short sealing first cell 161a and the average length of the sealing portion of the inner peripheral first cell 17a (hereinafter, The difference between the lengths of the sealing portions) is 0.5 to 5.0 mm. There is no big difference compared with the conventional structure as the difference of the length of the said sealing part is less than 0.5 mm. Therefore, the PM filtration area on the cell wall 12 that partitions the short-sealed first cell 161a cannot be sufficiently increased, and an increase in pressure loss of the honeycomb structure 1 may not be suppressed. Further, when the difference in the length of the sealing portion exceeds 5.0 mm, the length of the sealing portion of the short sealing first cell 161a is compared with the length of the sealing portion of the inner peripheral first cell 17a. Become extremely short. Therefore, the sealing material 13 may come off the end of the short-sealed first cell 161a due to the pressure of the exhaust gas that has entered the honeycomb structure 1.

また、上記封止部の長さの差が0.5〜5.0mmであると、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量が均一化されるため、クラックの発生を抑制することができる。上記封止部の長さの差が0.5mm未満であると、従来のハニカム構造体の構成に比べて大きな差異が無い。そのため、外周壁14の熱容量は、セル壁12の熱容量よりも大きくなる。したがって、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量に大きなバラツキが生じ、クラックが発生しやすくなる場合がある。また、上記封止部の長さの差が5.0mmを超えると、短封止第1セル161aの封止部の長さは、内周第1セル17aの封止部の長さに比べて極端に短くなる。そのため、短封止第1セル161aは、熱容量がより小さくなる。その結果、短封止第1セル161aと外周壁14とが隣り合う部分において、熱容量は、内周第1セル17aにおける熱容量よりも小さくなる場合がある。その結果、ハニカム構造体1は、全体として、熱容量が不均一となり、クラックが発生する場合がある。   Moreover, since the heat capacity of the honeycomb structure 1 is uniform as a whole when the difference in the length of the sealing portion is 0.5 to 5.0 mm, the occurrence of cracks can be suppressed. When the difference in the length of the sealing portion is less than 0.5 mm, there is no significant difference compared to the configuration of the conventional honeycomb structure. Therefore, the heat capacity of the outer peripheral wall 14 is larger than the heat capacity of the cell wall 12. Therefore, the honeycomb structure 1 as a whole has a large variation in heat capacity, and cracks are likely to occur. When the difference in the length of the sealing portion exceeds 5.0 mm, the length of the sealing portion of the short-sealed first cell 161a is compared with the length of the sealing portion of the inner peripheral first cell 17a. Become extremely short. Therefore, the short-sealed first cell 161a has a smaller heat capacity. As a result, in the portion where the short-sealed first cell 161a and the outer peripheral wall 14 are adjacent, the heat capacity may be smaller than the heat capacity in the inner peripheral first cell 17a. As a result, the honeycomb structure 1 as a whole may have a non-uniform heat capacity and cracks may occur.

(4)本発明の実施形態に係るハニカム構造体1において、複数の内周第1セル17aのすべては、封止部の長さが、複数の内周第1セル17aにおける封止部の平均長さに対して0.75〜1.25倍である。以上の構成により、第1セル11aに排ガスが流入した場合、内周第1セル17aを区画するセル壁12において、排ガスが通過するセル壁12の表面積を均一化することができる。その結果、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇を抑えることができる。   (4) In the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, all of the plurality of inner peripheral first cells 17a have a sealing portion length that is an average of the sealing portions in the plurality of inner peripheral first cells 17a. 0.75 to 1.25 times the length. With the above configuration, when the exhaust gas flows into the first cell 11a, the surface area of the cell wall 12 through which the exhaust gas passes can be made uniform in the cell wall 12 that partitions the inner peripheral first cell 17a. As a result, variation in the PM filtration area on the cell wall 12 can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed as the honeycomb structure 1 whole.

(5)本発明の実施形態に係るハニカム構造体1において、第2セル11bは、外周壁14に隣り合う複数の最外周第2セル16bと、該最外周第2セル16bよりもセラミックブロック10の内側に位置する複数の内周第2セル17bとを有し、複数の最外周第2セル16bのうち少なくとも一部の最外周第2セル16bは、封止部の長さが、内周第2セル17bにおける封止部の長さよりも短い短封止第2セルであり、複数の最外周第2セル16bは、封止部の平均長さが、複数の内周第2セル17bにおける封止部の平均長さよりも短い。そのため、セル壁12を隔てて短封止第2セルと隣り合う第1セル11aは、該第1セル11aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積をより大きくすることができる。その結果、セル壁12を隔てて短封止第2セルと隣り合う第1セル11aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキをより低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   (5) In the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, the second cell 11b includes a plurality of outermost peripheral second cells 16b adjacent to the outer peripheral wall 14, and the ceramic block 10 than the outermost peripheral second cell 16b. A plurality of innermost peripheral second cells 17b, and at least some of the outermost peripheral second cells 16b of the plurality of outermost peripheral second cells 16b have a sealing portion length of the inner peripheral It is a short sealed second cell shorter than the length of the sealing portion in the second cell 17b, and the plurality of outermost peripheral second cells 16b has an average length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral second cells 17b. It is shorter than the average length of the sealing part. Therefore, the first cell 11a adjacent to the short-sealed second cell across the cell wall 12 includes the cell wall 12 and the outer peripheral wall through which the exhaust gas passes in the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that partition the first cell 11a. The surface area of 14 can be increased. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the first cell 11a adjacent to the short-sealed second cell with the cell wall 12 interposed therebetween. In addition, the honeycomb structure 1 as a whole can further reduce variations in the PM filtration area on the cell walls 12. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

(6)本発明の実施形態に係るハニカム構造体1において、短封止第1セル161aは、封止部の長さが、複数の内周第2セル17bにおける封止部の長さよりも短い。以上の構成により、第1セル11aに排ガスが流入した場合、短封止第1セル161aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の表面積を充分に大きくすることができる。その結果、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   (6) In the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, the short-sealed first cell 161a has a length of the sealing portion shorter than the length of the sealing portion in the plurality of inner peripheral second cells 17b. . With the above configuration, when the exhaust gas flows into the first cell 11a, the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that define the short-sealed first cell 161a have a sufficient surface area of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 through which the exhaust gas passes. Can be large. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Moreover, the honeycomb structure 1 can reduce the variation in the PM filtration area in the cell wall 12 as a whole. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

(7)本発明の実施形態に係るハニカム構造体1において、第1セル11aは、排ガスが流入する入口側セルであり、かつ、第2セル11bは、排ガスが流出する出口側セルである。第1セル11aが入口側セルであることにより、短封止第1セル161aを区画するセル壁12および外周壁14において、排ガスが通過するセル壁12および外周壁14の流入側の表面積を大きくすることができる。その結果、短封止第1セル161aにおいて、圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム構造体1は、全体として、セル壁12におけるPMのろ過面積のバラツキを低減させることができる。これにより、ハニカム構造体の内部で排ガスの乱流の発生を抑制することができ、ハニカム構造体1全体として圧力損失の上昇をより抑えることができる。   (7) In the honeycomb structure 1 according to the embodiment of the present invention, the first cell 11a is an inlet-side cell into which exhaust gas flows, and the second cell 11b is an outlet-side cell from which exhaust gas flows out. Since the first cell 11a is an inlet side cell, the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 that define the short-sealed first cell 161a increase the surface area on the inflow side of the cell wall 12 and the outer peripheral wall 14 through which the exhaust gas passes. can do. As a result, an increase in pressure loss can be suppressed in the short-sealed first cell 161a. Moreover, the honeycomb structure 1 can reduce the variation in the PM filtration area in the cell wall 12 as a whole. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow of exhaust gas can be suppressed inside a honeycomb structure, and the raise of a pressure loss can be suppressed more as the honeycomb structure 1 whole.

以下、本実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, examples that more specifically disclose the present embodiment will be described. In addition, this invention is not limited only to these Examples.

<ハニカム構造体の製造>
(実施例1)
まず、31.3重量部の平均粒子径23μmのタルクの粉末と、12.3重量部の平均粒子径3.5μmのカオリンの微粉末と、11.4重量部の平均粒子径6.5μmのアルミナと、12.3重量部の平均粒子径13μmの水酸化アルミニウムと、9.6重量部の平均粒子径23μmの石英粉末とを混合した。得られた混合物に対して、3.8重量部の有機バインダ(メチルセルロース)と、0.8重量部のステアリン酸ナトリウムと、18.5重量部の水とを加え、混練して、湿潤混合物(原料ペースト)を得た。その後、得られた湿潤混合物を押出成形することにより、円柱状のハニカム成形体を作製した。
<Manufacture of honeycomb structure>
Example 1
First, 31.3 parts by weight of talc powder having an average particle diameter of 23 μm, 12.3 parts by weight of fine powder of kaolin having an average particle diameter of 3.5 μm, and 11.4 parts by weight of an average particle diameter of 6.5 μm Alumina, 12.3 parts by weight of aluminum hydroxide having an average particle diameter of 13 μm, and 9.6 parts by weight of quartz powder having an average particle diameter of 23 μm were mixed. 3.8 parts by weight of an organic binder (methylcellulose), 0.8 part by weight of sodium stearate and 18.5 parts by weight of water are added to the resulting mixture, kneaded, and wet mixture ( A raw material paste) was obtained. Thereafter, the obtained wet mixture was extruded to produce a cylindrical honeycomb formed body.

次に、マイクロ波乾燥機を用いて、95〜105℃の熱風を吹き当てることにより、ハニカム成形体の乾燥体を作製した。   Next, a dry body of the honeycomb formed body was manufactured by blowing hot air of 95 to 105 ° C. using a microwave dryer.

その後、ハニカム成形体の乾燥体の所定のセルに封止材ペーストを充填してセルを封止した。具体的には、まず、乾燥体の長手方向における一方の端部において、乾燥体の周方向に等間隔に配置されたすべての最外周第1セルに、封止部の長さが、すべての内周第1セルにおける封止部の長さよりも短くなるように、封止材ペーストを充填した。封止材ペーストの充填は、上記封止方法Xを用いて行った。次に、乾燥体の長手方向における他方の端部において、最外周第2セルおよび内周第2セルのうち、封止しないセルにマスクを施した後、封止するセルに封止材ペーストを一括充填した。なお、封止材ペーストは、上記湿潤混合物を使用した。   Thereafter, the predetermined cells of the dried honeycomb molded body were filled with a sealing material paste to seal the cells. Specifically, first, at one end portion in the longitudinal direction of the dry body, all the outermost peripheral first cells arranged at equal intervals in the circumferential direction of the dry body have the length of the sealing portion of all The sealing material paste was filled so that it might become shorter than the length of the sealing part in an inner peripheral 1st cell. Filling with the sealing material paste was performed using the sealing method X. Next, at the other end in the longitudinal direction of the dry body, after masking the non-sealed cells of the outermost peripheral second cells and the inner peripheral second cells, the sealing material paste is applied to the cells to be sealed. Filled together. In addition, the said wet mixture was used for the sealing material paste.

続いて、セルが封止されたハニカム成形体の乾燥体を450℃で5時間脱脂する脱脂処理を行った後、常圧のアルゴン雰囲気下1425℃、7時間の条件で焼成処理を行うことにより、実施例1のハニカム構造体を作製した。   Subsequently, after the degreasing treatment of degreasing the dried body of the honeycomb molded body in which the cells are sealed at 450 ° C. for 5 hours, the firing treatment is performed under the conditions of 1425 ° C. and 7 hours under an atmospheric pressure of argon atmosphere. A honeycomb structure of Example 1 was produced.

得られたハニカム構造体の大きさは、直径が103mm、長手方向の長さが103mmであった。また、セルの長手方向に垂直な断面の形状は、一辺の長さが平均1.13mmの正方形であった。さらに、外周壁の厚さは平均0.50mmであり、セル壁の厚さは平均0.31mmであり、セル壁の気孔率は45%であった。なお、外周壁およびセル壁の厚さの測定は、測定顕微鏡(株式会社ニコン製、MM−800/LMFA)を用いて行った。セルおよびセル壁のその他の形状および大きさについては、図2および図3に示すハニカム構造体と同様であった。   The honeycomb structure obtained had a diameter of 103 mm and a length in the longitudinal direction of 103 mm. The shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the cell was a square having an average length of one side of 1.13 mm. Furthermore, the thickness of the outer peripheral wall was an average of 0.50 mm, the thickness of the cell wall was an average of 0.31 mm, and the porosity of the cell wall was 45%. In addition, the measurement of the thickness of an outer peripheral wall and a cell wall was performed using the measurement microscope (The Nikon Corporation make, MM-800 / LMFA). Other shapes and sizes of the cells and the cell walls were the same as those of the honeycomb structure shown in FIGS.

(実施例2)
実施例2のハニカム構造体は、乾燥体の長手方向における他方の端部において、乾燥体の周方向に等間隔に配置されたすべての最外周第2セルに、封止部の長さが、すべての内周第2セルにおける封止部の長さよりも短くなるように、封止材ペーストを充填した点以外は、実施例1と同様の方法により得た。なお、封止材ペーストの充填は、上記封止方法Xを用いて行った。得られた実施例2のハニカム構造体は、長手方向における他方の端部において、封止部の長さが異なる点以外は、実施例1のハニカム構造体と同様の形状および大きさであった。
(Example 2)
The honeycomb structure of Example 2 has the length of the sealing portion in all the outermost peripheral second cells arranged at equal intervals in the circumferential direction of the dry body at the other end in the longitudinal direction of the dry body. It was obtained by the same method as in Example 1 except that the sealing material paste was filled so as to be shorter than the length of the sealing portion in all the inner peripheral second cells. Note that the sealing material paste was filled using the sealing method X. The obtained honeycomb structure of Example 2 had the same shape and size as the honeycomb structure of Example 1 except that the length of the sealing portion was different at the other end in the longitudinal direction. .

(比較例1)
比較例1のハニカム構造体は、乾燥体の長手方向における一方の端部および他方の端部において、それぞれ、封止しないセルにマスクを施した後、封止部の長さが等しくなるように、封止するセルに封止材ペーストを一括充填した点以外は、実施例1と同様の方法により得た。得られた比較例1のハニカム構造体は、長手方向における一方の端部において、封止部の長さが異なる点以外は、実施例1のハニカム構造体と同様の形状および大きさであった。
(Comparative Example 1)
In the honeycomb structure of Comparative Example 1, the length of the sealing portion is equalized after masking the cells that are not sealed at one end and the other end in the longitudinal direction of the dried body, respectively. This was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cells to be sealed were filled with the sealing material paste at once. The obtained honeycomb structure of Comparative Example 1 had the same shape and size as the honeycomb structure of Example 1 except that the length of the sealing portion was different at one end in the longitudinal direction. .

<封止部の長さの測定>
実施例1、実施例2および比較例1で製造したハニカム構造体を、長手方向に垂直な断面において、中心角90°の扇形の断面を有するように4つに切り分けて、(i)〜(iv)の柱状のサンプル片を作製した。そして、各サンプル片の長手方向における一方の端部および他方の端部において、封止された最外周セルおよび内周セルをそれぞれ5つ選択し、それらの封止部の長さを測定した。なお、上記最外周セルは、長手方向に垂直な断面の形状が正方形に近いものを選択した。また、封止部の長さは、測定顕微鏡(株式会社ニコン製、MM−800/LMFA)を用いて測定した。表1に、封止部の長さの測定結果を示す。表1に示す実施例1、実施例2および比較例1の(i)〜(iv)の値は、各サンプルにおける5つの測定値の平均値であり、表1中の平均値は、(i)〜(iv)の平均値を平均した値である。
<Measurement of the length of the sealing part>
The honeycomb structures manufactured in Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 were divided into four sections having a sector shape with a central angle of 90 ° in a cross section perpendicular to the longitudinal direction, and (i) to ( A columnar sample piece of iv) was prepared. Then, five sealed outermost cells and inner circumferential cells were selected at one end and the other end in the longitudinal direction of each sample piece, and the lengths of the sealed portions were measured. As the outermost peripheral cell, a cell whose cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction was close to a square was selected. Moreover, the length of the sealing part was measured using the measurement microscope (the Nikon Corporation make, MM-800 / LMFA). Table 1 shows the measurement results of the length of the sealing portion. The values of (i) to (iv) in Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 shown in Table 1 are average values of five measured values in each sample, and the average values in Table 1 are (i ) To (iv) are average values.

Figure 2017094225
Figure 2017094225

<圧力損失の評価>
実施例1、実施例2および比較例1のハニカム構造体における圧力損失は、シミュレーション解析により評価した。なお、シミュレーションソフトは、AcuSolve(汎用熱流体解析ソフトウェア、アルテアエンジニアリング株式会社製)を用いた。まず、実施例1、実施例2および比較例1のハニカム構造体と同様の形状および大きさのシミュレーションモデルを作製した。なお、実施例1、実施例2および比較例1のシミュレーションモデルは、封止部の長さをそれぞれ、表1に示す平均値の値とした。図4は、実施例1、実施例2および比較例1のハニカム構造体の長手方向に垂直な断面の一部において、圧力損失を算出するためのシミュレーションモデルの構成を模式的に示した図である。また、図5は、実施例1、実施例2および比較例1のハニカム構造体の長手方向に平行な断面の一部において、圧力損失を算出するためのシミュレーションモデルの構成を模式的に示した図である。図4および図5中に網掛けQで示す部分のセル壁は、緻密体(すなわち、気孔率は0%である)により形成され、排ガスが通過できない構造とした。
<Evaluation of pressure loss>
The pressure loss in the honeycomb structures of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 was evaluated by simulation analysis. The simulation software used was AcuSolve (general-purpose thermal fluid analysis software, manufactured by Altea Engineering Co., Ltd.). First, simulation models having the same shape and size as the honeycomb structures of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 were produced. In the simulation models of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, the lengths of the sealing portions were the average values shown in Table 1, respectively. FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a simulation model for calculating pressure loss in a part of a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb structures of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. is there. FIG. 5 schematically shows the configuration of a simulation model for calculating the pressure loss in a part of the cross section parallel to the longitudinal direction of the honeycomb structures of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. FIG. The cell wall at the portion indicated by the shaded Q in FIGS. 4 and 5 is formed of a dense body (that is, the porosity is 0%) and has a structure in which the exhaust gas cannot pass.

次に、実施例1、実施例2および比較例1のシミュレーションモデルにおいて、網掛けQで示す部分よりも内側のセル壁に対して300L/hの割合で25℃の空気を供給することにより、ハニカム構造体の排ガス入口側の端部と排ガス出口側端部との圧力の差である圧力損失を算出した。圧力損失の結果を図6に示す。なお、図6中、実線は実施例1のシミュレーションモデル、破線は実施例2のシミュレーションモデル、点線は比較例1のシミュレーションモデルにおける圧力損失をそれぞれ表す。   Next, in the simulation models of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, by supplying air at 25 ° C. at a rate of 300 L / h to the cell wall inside the portion indicated by the shaded Q, The pressure loss, which is the difference in pressure between the end of the honeycomb structure on the exhaust gas inlet side and the end of the exhaust gas outlet side, was calculated. The result of pressure loss is shown in FIG. In FIG. 6, the solid line represents the simulation model of Example 1, the broken line represents the simulation model of Example 2, and the dotted line represents the pressure loss in the simulation model of Comparative Example 1.

実施例1のハニカム構造体において、周方向に等間隔に配置されたすべての最外周第1セルは、封止部の長さが、内周第1セルにおける封止部の長さよりも短い短封止第1セルである。そのため、最外周第1セルを区画するセル壁におけるPMのろ過面積を大きくすることができる。その結果、実施例1のシミュレーションモデルは、図6に示されるように、圧力損失の上昇を抑えることができる。   In the honeycomb structure of Example 1, all the outermost peripheral first cells arranged at equal intervals in the circumferential direction have a shorter length of the sealing portion than the length of the sealing portion in the inner peripheral first cell. It is a sealing first cell. Therefore, the filtration area of PM in the cell wall which divides the outermost peripheral first cell can be increased. As a result, the simulation model of Example 1 can suppress an increase in pressure loss as shown in FIG.

また、実施例2のハニカム構造体において、最外周第1セルは短封止第1セルであり、さらに、周方向に等間隔に配置されたすべての最外周第2セルは、封止部の長さが、内周第2セルにおける封止部の長さよりも短い。そのため、最外周第1セルおよび最外周第2セルを区画するセル壁におけるPMのろ過面積をより大きくすることができる。その結果、実施例2のシミュレーションモデルは、図6に示されるように、圧力損失の上昇をより抑えることができる。   In the honeycomb structure of Example 2, the outermost peripheral first cells are short-sealed first cells, and all the outermost peripheral second cells arranged at equal intervals in the circumferential direction are The length is shorter than the length of the sealing part in the inner peripheral second cell. Therefore, it is possible to further increase the PM filtration area on the cell wall that partitions the outermost peripheral first cell and the outermost peripheral second cell. As a result, the simulation model of Example 2 can further suppress an increase in pressure loss as shown in FIG.

一方、比較例1のハニカム構造体において、封止された全てのセルは、封止部の長さが等しい。そのため、最外周セルを区画するセル壁におけるPMのろ過面積を充分に大きくすることができない。その結果、比較例1のシミュレーションモデルは、図6に示されるように、圧力損失が上昇する。   On the other hand, in the honeycomb structure of Comparative Example 1, all the sealed cells have the same length of the sealing portion. Therefore, it is not possible to sufficiently increase the PM filtration area on the cell wall that partitions the outermost peripheral cell. As a result, in the simulation model of Comparative Example 1, the pressure loss increases as shown in FIG.

なお、実施例1、実施例2および比較例1のハニカム構造体は、該ハニカム構造体の周囲に無機繊維からなるマットを巻き、金属ケーシング内に圧入しても、欠陥等が生じなかった。そのため、充分な機械的強度を有するものである。   Note that the honeycomb structures of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1 had no defects or the like even when a mat made of inorganic fibers was wound around the honeycomb structure and pressed into a metal casing. Therefore, it has sufficient mechanical strength.

実施例1のハニカム構造体は、最外周第1セルの封止部の平均長さが、内周第1セルの封止部の平均長さよりも短い。また、実施例2のハニカム構造体は、最外周第1セルおよび最外周第2セルの封止部の平均長さが、内周第1セルおよび内周第2セルの封止部の平均長さよりもそれぞれ短い。しかしながら、実施例1および実施例2のハニカム構造体の封止材には、該ハニカム構造体の周囲に無機繊維からなるマットを巻き、金属ケーシング内に圧入しても、損傷等が生じなかった。そのため、充分な機械的強度を有するものである。さらに、実施例1および実施例2のハニカム構造体の封止材は、上記圧入後、上記ハニカム構造体に300L/hの割合で25℃の空気を供給しても、脱落が確認されなかった。   In the honeycomb structure of Example 1, the average length of the sealing portion of the outermost peripheral first cell is shorter than the average length of the sealing portion of the inner peripheral first cell. Further, in the honeycomb structure of Example 2, the average length of the sealing portion of the outermost peripheral first cell and the outermost peripheral second cell is the average length of the sealing portion of the inner peripheral first cell and the inner peripheral second cell. Each is shorter. However, the honeycomb structure sealing material of Example 1 and Example 2 was not damaged even when a mat made of inorganic fibers was wound around the honeycomb structure and pressed into a metal casing. . Therefore, it has sufficient mechanical strength. Further, the sealing materials for the honeycomb structures of Example 1 and Example 2 were not confirmed to drop even when air at 25 ° C. was supplied to the honeycomb structure after the press-fitting at a rate of 300 L / h. .

(その他の実施形態)
上記実施形態に係るハニカム構造体1は、全体が一体として形成された一体型ハニカム構造体である。しかしながら、ハニカム構造体1は、一体型ハニカム構造体に限定されず、セラミック部材が接着材層を介して複数個結束された集合型ハニカム構造体であってもよい。
(Other embodiments)
The honeycomb structure 1 according to the above embodiment is an integral honeycomb structure formed as a whole. However, the honeycomb structure 1 is not limited to an integral honeycomb structure, and may be a collective honeycomb structure in which a plurality of ceramic members are bound through an adhesive layer.

以下、その他の実施形態に係るハニカム構造体の一例である集合型ハニカム構造体について説明する。   Hereinafter, an aggregated honeycomb structure which is an example of a honeycomb structure according to another embodiment will be described.

図7は、その他の実施形態に係るハニカム構造体の一例である集合型ハニカム構造体2を模式的に示す斜視図であり、図8は、図7に示したハニカム構造体2を構成する1つのセラミック部材の一例を模式的に示す斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view schematically showing a collective honeycomb structure 2 which is an example of a honeycomb structure according to another embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing 1 constituting the honeycomb structure 2 shown in FIG. It is a perspective view which shows an example of two ceramic members typically.

図7に示すように、集合型ハニカム構造体2は、セラミック部材26が接着材層27を介して複数個結束されたセラミックブロック20と、セラミックブロック20の外周に形成された外周コート層25とを有する。   As shown in FIG. 7, the aggregated honeycomb structure 2 includes a ceramic block 20 in which a plurality of ceramic members 26 are bound via an adhesive layer 27, and an outer peripheral coat layer 25 formed on the outer periphery of the ceramic block 20. Have

図8に示すように、セラミック部材26は、複数のセル21がセル壁22を隔てて長手方向に延びるように並設された四角柱状の部材である。複数のセル21は、上記長手方向の両端部のうち、いずれか一方の端部が封止材23により封止されている。複数のセル21は、一方の端部が封止された第1セル21aと、他方の端部が封止された第2セル21bとを有する。第1セル21aおよび第2セル21bは、上記長手方向から見て直交する2方向(すなわち、図8中に示すX方向およびY方向)に交互に並設されている。また、第1セル21aおよび第2セル21bは、上記長手方向に垂直な断面の形状が四角形である。   As shown in FIG. 8, the ceramic member 26 is a quadrangular columnar member in which a plurality of cells 21 are arranged side by side so as to extend in the longitudinal direction with the cell wall 22 therebetween. In the plurality of cells 21, either one of the ends in the longitudinal direction is sealed with a sealing material 23. The plurality of cells 21 includes a first cell 21a sealed at one end and a second cell 21b sealed at the other end. The first cell 21a and the second cell 21b are alternately arranged in two directions orthogonal to each other when viewed from the longitudinal direction (that is, the X direction and the Y direction shown in FIG. 8). The first cell 21a and the second cell 21b have a quadrangular cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction.

接着材層27および外周コート層25は、上記実施形態に係るハニカム構造体1の外周コート層15と同様の材料を用いることができる。   For the adhesive layer 27 and the outer peripheral coat layer 25, the same material as that of the outer peripheral coat layer 15 of the honeycomb structure 1 according to the above embodiment can be used.

集合型ハニカム構造体2は、例えば、成形工程において四角柱状のハニカム成形体を作製した後、乾燥工程、封止工程、脱脂および焼成工程、結束工程、切削加工工程、必要に応じて外周コート層形成工程を行うことにより、製造することができる。焼成工程までは、上記実施形態に係るハニカム構造体1の製造方法と同様の条件を適用することができる。   For example, the aggregated honeycomb structure 2 may be formed by, for example, forming a quadrangular prism-shaped honeycomb formed body in a forming process, and then drying, sealing, degreasing and firing processes, bundling processes, cutting processes, and outer coating layers as necessary. It can manufacture by performing a formation process. Until the firing step, the same conditions as in the method for manufacturing the honeycomb structure 1 according to the above embodiment can be applied.

(結束工程)
焼成工程後、支持台上で複数個のハニカム焼成体を、接着材ペーストを介して順次積み上げて結束することにより、ハニカム集合体を作製する。接着材ペーストの材料としては、例えば、無機バインダと、有機バインダと、無機繊維および/または無機粒子とからなる材料を用いることができる。そして、上記ハニカム集合体を加熱して、接着材ペーストを加熱固化させて接着材層とする。これにより、四角柱状のセラミックブロックが得られる。
(Bundling process)
After the firing step, a plurality of honeycomb fired bodies are sequentially stacked and bonded via an adhesive paste on a support table to produce a honeycomb aggregate. As a material for the adhesive paste, for example, a material composed of an inorganic binder, an organic binder, and inorganic fibers and / or inorganic particles can be used. Then, the honeycomb aggregate is heated to heat and solidify the adhesive paste to form an adhesive layer. Thereby, a square columnar ceramic block is obtained.

(切削加工工程)
次に、ダイヤモンドカッター等を用いて四角柱状のセラミックブロックの外周を円柱状に切削することにより、円柱状のセラミックブロックを得る。
(Cutting process)
Next, a cylindrical ceramic block is obtained by cutting the outer periphery of the quadrangular columnar ceramic block into a cylindrical shape using a diamond cutter or the like.

その他の工程については、上記実施形態に係るハニカム構造体1の製造方法と同様の条件を適用することができる。   About the other process, the conditions similar to the manufacturing method of the honeycomb structure 1 which concerns on the said embodiment are applicable.

上記実施形態に係るハニカム構造体1は、円柱状に形成されている。しかしながら、ハニカム構造体の形状は、例えば、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形を底面とする角柱状、楕円柱状等であってもよい。   The honeycomb structure 1 according to the embodiment is formed in a columnar shape. However, the shape of the honeycomb structure may be, for example, a prismatic shape, an elliptical columnar shape, or the like whose bottom surface is a polygon such as a triangle, a quadrangle, a hexagon, or an octagon.

上記実施形態に係るハニカム構造体1は、セルの上記長手方向に垂直な断面の形状が四角形である。しかしながら、セルの形状は、例えば、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形、これらの多角形の角部が曲線により構成された形状、円形、楕円形等であってもよい。   In the honeycomb structure 1 according to the embodiment, the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the cell is a quadrangle. However, the cell shape may be, for example, a polygon such as a triangle, a quadrangle, a hexagon, or an octagon, a shape in which corners of these polygons are configured by curves, a circle, an ellipse, or the like.

上記実施形態に係るハニカム構造体1は、第1セル11aおよび第2セル11bが、上記長手方向に垂直な断面において、直交する2方向に沿って、それぞれ交互に並設されている。しかしながら、ハニカム構造体1は、上記構成に限定されるものではなく、第1セル11aおよび第2セル11bが、上記長手方向に垂直な断面において、少なくとも1つの方向に交互に並設されていればよい。例えば、セルの上記長手方向に垂直な断面の形状が六角形である場合、第1セル11aおよび第2セル11bは、上記長手方向に垂直な断面において、角度が60°ずつ異なる3方向に沿って、交互に並設される。   In the honeycomb structure 1 according to the embodiment, the first cells 11a and the second cells 11b are alternately arranged in parallel along two orthogonal directions in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. However, the honeycomb structure 1 is not limited to the above configuration, and the first cells 11a and the second cells 11b are alternately arranged in parallel in at least one direction in the cross section perpendicular to the longitudinal direction. That's fine. For example, when the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the cell is a hexagon, the first cell 11a and the second cell 11b are along the three directions whose angles are different by 60 ° in the cross section perpendicular to the longitudinal direction. Are alternately arranged.

上記実施形態に係るハニカム構造体1に、セル壁に排ガスを浄化するための触媒が担持されていてもよい。担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属であることが好ましく、白金であることがより好ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。これらの触媒が担持されていると、COやHC、NO等の有毒な排ガスを好適に浄化することができる。 The honeycomb structure 1 according to the above-described embodiment may carry a catalyst for purifying exhaust gas on the cell wall. The catalyst to be supported is preferably a noble metal such as platinum, palladium or rhodium, and more preferably platinum. Further, as other catalysts, for example, alkali metals such as potassium and sodium, and alkaline earth metals such as barium can be used. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. When these catalysts are supported, CO and HC, and toxic gas, such as NO X can be suitably purified.

1 ハニカム構造体
10 セラミックブロック
11 複数のセル
11a 第1セル
11b 第2セル
12 セル壁
14 外周壁
16a 最外周第1セル
17a 内周第1セル
161a 短封止第1セル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Honeycomb structure 10 Ceramic block 11 Several cell 11a 1st cell 11b 2nd cell 12 Cell wall 14 Outer peripheral wall 16a Outermost periphery 1st cell 17a Inner periphery 1st cell 161a Short sealing 1st cell

Claims (7)

外周壁と、該外周壁の内側に形成されたセル壁と、該セル壁で区画され、かつ、長手方向に延びるように並設された複数のセルとを含む柱状のセラミックブロックを有するハニカム構造体であって、
前記複数のセルは、一方の端部が封止された第1セルと、他方の端部が封止された第2セルとを有し、
前記第1セルおよび前記第2セルは、前記長手方向に垂直な断面において、少なくとも1つの方向に交互に並設されており、
前記第1セルは、前記外周壁に隣り合う複数の最外周第1セルと、該最外周第1セルよりも前記セラミックブロックの内側に位置する複数の内周第1セルとを有し、
前記複数の最外周第1セルのうち少なくとも一部の最外周第1セルは、封止された部分の長手方向の長さが、前記複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い短封止第1セルであり、
前記複数の最外周第1セルは、封止された部分の長手方向の平均長さが、前記複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の平均長さよりも短く、
前記外周壁の平均厚さは、前記セル壁の平均厚さよりも厚い、ハニカム構造体。
Honeycomb structure having a columnar ceramic block including an outer peripheral wall, a cell wall formed inside the outer peripheral wall, and a plurality of cells partitioned by the cell wall and arranged in parallel to extend in the longitudinal direction Body,
The plurality of cells include a first cell sealed at one end and a second cell sealed at the other end,
The first cells and the second cells are alternately arranged in at least one direction in a cross section perpendicular to the longitudinal direction,
The first cell has a plurality of outermost peripheral first cells adjacent to the outer peripheral wall, and a plurality of inner peripheral first cells located inside the ceramic block than the outermost peripheral first cell,
Among the plurality of outermost peripheral first cells, at least some of the outermost peripheral first cells have a length in a longitudinal direction of a sealed portion, and a length of a portion sealed in the plurality of innermost peripheral first cells. Short-sealed first cell shorter than the length in the direction,
The plurality of outermost peripheral first cells have an average length in a longitudinal direction of a sealed portion shorter than an average length in a longitudinal direction of a portion sealed in the plurality of inner peripheral first cells,
The honeycomb structure according to claim 1, wherein an average thickness of the outer peripheral wall is larger than an average thickness of the cell wall.
前記複数の最外周第1セルのすべては、前記短封止第1セルである、請求項1に記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to claim 1, wherein all of the plurality of outermost first cells are the short-sealed first cells. 前記短封止第1セルの封止された部分の長手方向の長さと、前記内周第1セルの封止
された部分の長手方向の平均長さとの差は、0.5〜5.0mmである、請求項1または2に記載のハニカム構造体。
The difference between the length in the longitudinal direction of the sealed portion of the short-sealed first cell and the average length in the longitudinal direction of the sealed portion of the inner peripheral first cell is 0.5 to 5.0 mm. The honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein
前記複数の内周第1セルのすべては、封止された部分の長手方向の長さが、前記複数の内周第1セルにおいて封止された部分の長手方向の平均長さに対して0.75〜1.25倍である、請求項1〜3のいずれか一つに記載のハニカム構造体。   In all of the plurality of inner peripheral first cells, the length in the longitudinal direction of the sealed portion is 0 with respect to the average length in the longitudinal direction of the portion sealed in the plurality of inner peripheral first cells. The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the honeycomb structure has a magnification of .75 to 1.25. 前記第2セルは、前記外周壁に隣り合う複数の最外周第2セルと、該最外周第2セルよりも前記セラミックブロックの内側に位置する複数の内周第2セルとを有し、
前記複数の最外周第2セルのうち少なくとも一部の最外周第2セルは、封止された部分の長手方向の長さが、前記複数の内周第2セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い短封止第2セルであり、
前記複数の最外周第2セルは、封止された部分の長手方向の平均長さが、前記複数の内周第2セルにおいて封止された部分の長手方向の平均長さよりも短い、請求項1〜4のいずれか一つに記載のハニカム構造体。
The second cell has a plurality of outermost peripheral second cells adjacent to the outer peripheral wall, and a plurality of inner peripheral second cells located inside the ceramic block than the outermost peripheral second cell,
Among the plurality of outermost peripheral second cells, at least some of the outermost peripheral second cells have a length in a longitudinal direction of a sealed portion, and a length of a portion sealed in the plurality of inner peripheral second cells. A short-sealed second cell shorter than the length in the direction;
The plurality of outermost peripheral second cells have an average length in a longitudinal direction of a sealed portion shorter than an average length in a longitudinal direction of a portion sealed in the plurality of inner peripheral second cells. The honeycomb structure according to any one of 1 to 4.
前記短封止第1セルは、封止された部分の長手方向の長さが、前記複数の内周第2セルにおいて封止された部分の長手方向の長さよりも短い、請求項1〜5のいずれか一つに記載のハニカム構造体。   The short sealed first cell has a length in a longitudinal direction of a sealed portion shorter than a length in a longitudinal direction of a portion sealed in the plurality of inner peripheral second cells. The honeycomb structure according to any one of the above. 前記第1セルは、排ガスが流入する入口側セルであり、かつ、前記第2セルは、排ガスが流出する出口側セルである、請求項1〜6のいずれか一つに記載のハニカム構造体。   The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the first cell is an inlet-side cell into which exhaust gas flows, and the second cell is an outlet-side cell from which exhaust gas flows out. .
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