JP3330607B2 - 押出し成形ハニカム体 - Google Patents

押出し成形ハニカム体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックス材料および／又は金属材料か
ら成り隔壁によって互いに分離されほぼ平行に延びる多
数のチャネルを有する押出し成形ハニカム体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に内燃機関の触媒コンバータに利用されるこの種の
ハニカム体は、例えば米国特許第3853485号明細書に記
載されている。この種のハニカム体は一般に、粉来状あ
るいは粒子状のセラミックス材料から押出し成形され、
乾燥され、その後に焼結される。最近においてこの製造
方法は電気式に加熱できる導電性のハニカム体を製造す
るためにも利用され、その場合金属材料あるいはセラミ
ックス材料と金属材料との混合材が使用される。この種
のハニカム体は例えばヨーロッパ特許出願公開第046518
4号明細書に記載されている。この種のハニカム体の電
気抵抗およびハニカム体に流れる電流に影響を与えるた
めに、一般に押出し成形された構造物に対して平行に延
びるスリットが補助的に設けられている。
【０００３】 押出し成形ハニカム体のチャネルの代表的な横断面形
状は正方形、矩形あるいはその他の多角形である。特に
米国特許第3853485号明細書には、種々の横断面範囲に
単位面積当たり異なった数のチャネルが設けられ、横断
面形状として種々の多角形列が用いられることが記載さ
れている。
【０００４】 しかし従来公知のすべてのハニカム体はチャネル壁が
優先方向を持って整列されている点で共通している。こ
のようなチャネル壁の整列はその優先方向における弾性
を小さくするおそれがある。断面正方形のチャネルの場
合にはハニカム体は実質的にウェブの方向には全く弾性
がなく、典型的な断面六角形のハニカム体の場合にも弾
性は非常に小さい。このことは米国特許第3853485号明
細書に示されているように補助壁が種々の方向に配置さ
れているときにも変わらない。
【０００５】 古くから公知の押出し成形ハニカム体の他に、板金か
ら作られたハニカム体も近時ますます利用されており、
板金の適当な構造化および層状配置によって適当なハニ
カム体が作られる。まず最初に利用されたハニカム体は
板金をスパイラル状に巻回して作られているが、この他
にその後、弾性を高めた多数の形状のものが知られてい
る。ヨーロッバ特許第0245736号明細書に弾性を大きく
決定づける原理的な構造形状が記載されている。その場
合、個々の板金層はほぼインボリュート状に中心から外
側に延びている。この原理に応じて作られたハニカム体
は国際特許出願公開第90/03220号明細書に、また幾分変
更された形状が国際特許出願公開第92/0717号明細書に
記載されている。類似した特性はＳ字状に絡められた板
金から成るハニカム体においても生じ、その弾性特性お
よび振動挙動は例えば国際特許出願公開第89/07488号明
細書に記載されているように補助的な補強層によって調
整することが可能である。このような構造形状および類
似の構造形状は正にその弾性のために、例えば国際特許
出願公開第92/0714号明細書に記載されているように電
気加熱式のハニカム体に対して特に適している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は押出し成形ハニカム体の弾性を高める
ことにあり、その場合特にその弾性特性が種々の方向に
おいて異ならないようにするものである。この種のハニ
カム体の弾性を増大させることは、ハニカム体の熱的交
番荷重のもとでの寿命を延ばし、特に加熱可能なハニカ
ム体において造形の際に大きな柔軟性を許すという働き
をする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの課題は、セラミックス材料および
／又は金属材料から成り隔壁によって互いに分離されほ
ぼ平行に延びる多数のチャネルを有するハニカム体にお
いて、ハニカム体の少なくとも外側の断面範囲において
複数の隔壁の各一部が内部から外部に向かってスパイラ
ル状又はほぼインボリュート状に湾曲する線に沿って延
び、チャネルがこの線に沿って配置されることによって
解決される。
【０００８】 半径方向に剛性を有する構造物はハニカム体をこの方
向において硬くし、これに対して角度を成して作用する
力により破損する危険がある。円周方向に延びる剛性の
構造物即ち円形の構造物もハニカム体全休の剛性を高め
る。従ってハニカム体の柔軟性にとってはそのような構
造物を避けることが重要である。しかしながら従来は押
出し成形ハニカム体に対して、隔壁の優先方向が常に生
ずるような規則的で対称的な配置構造が利用されてい
た。このことはハニカム体の内側範囲においては決して
大きな問題ではないが、少なくとも外側範囲は、即ち半
径の少なくとも30％、好適には50％以上の外側範囲は柔
軟な構造物にしなければならない。今日において押出し
機の成形型はたいていは電食加工によって作られている
ので、実際に任意の形のチャネル壁を押出し成形するこ
とについて技術的な問題はなく、当業者における種々の
偏見により試みられてはいなかったが、断面多角形以外
のチャネル形状も実現することができる。その偏見の理
由の一つは、ハニカム体が押出し成形後に最初はまだ比
較的軟らかく、これにより少なくとも重力が作用する方
向に或る程度の剛性が望まれていることにある。しかし
ながら最新の製造技術においてこの観点を考慮した状態
でチャネル壁をほとんど任意の形に造形することができ
るようになっている。
【０００９】 少なくとも外側範囲において隔壁の一部が横断面内に
おいてスパイラル状あるいは特にほぼインボリュート状
に内側から外側に延びる形状にすることによって、特に
弾性を有し、それにも拘わらず横断面を隔壁で一様に充
填することができる。
【００１０】 湾曲した隔壁間の中間室を別の隔壁によってチャネル
の形に分割するためには、多くの方式が考えられる。そ
の場合重要なことは、湾曲した隔壁間の間隔が互いに半
径方向に剛性ウェブを形成しないことである。従って湾
曲した隔壁間の横ウェブの方向はその湾曲した隔壁の経
路に合わす必要がある。
【００１１】 本発明は特に、金属材料から押出し成形され焼結され
るハニカム体に対しても特に適している。本発明は、金
属粉末とセラミックス粉末の押出し加工混合材で作られ
かつ電気絶縁的に分割するためのスリットが設けられて
いるハニカム体に対しても特に有効である。このような
スリットはハニカム体を一般に電流が蛇行して流れるよ
うに分割されるので、スリットに隣接する範囲が機械的
に特に荷重され、従ってこの弾性的な構造形状は大きな
利点をもたらす。スリットの経路も本発明に基づくハニ
カム体においては湾曲した隔壁に対して平行に選ばれ、
特にスパイラル状あるいはインボリュート状に延びる隔
壁に対して平行にされる。
【００１２】 例えばこの種のハニカム体の振動傾向を減少させるか
あるいは所定の個所に意図的に力を導入するために、押
出し機を相応して形成することによって、隔壁の一部を
残りの隔壁より厚肉に押出し成形することもできる。
【００１３】 真っ直ぐに延びる壁部分は常に種々の方向において異
なった柔軟性を有するので、特に押出し成形ハニカム体
においても隔壁が主として湾曲部分だけで構成されてい
ると有利である。種々に波打ちされた板金層を巻回して
作られたハニカム体の場合にはそれ自体で押出し成形ハ
ニカム体に対して従来考慮されていないような形状が生
ずる。
【００１４】 チャネル自体が真っ直ぐな線に沿ってではなく、内側
から外側に湾曲された線に沿って配置されているとき、
特にほぼインボリュート状に延びる線に沿って配置され
ているときには、横断面形状をほぼ多角形にすることに
よっても弾性を増大させることができる。そのように構
成されたハニカム体の弾性はまた、真っ直ぐな線の上に
配置されたチャネルを備えたハニカム体に比べて著しく
大きくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面に概略的に示したハニカム体を参照して本発
明の種々の実施例を説明する。
【００１６】 ハニカム体１は一般に、半径方向に通しの構造物が存
在せず、ほぼ円形の剛性構造物も存在しないことによっ
て特徴づけられる。チャネルは中心２からインボリュー
ト曲線状に外側に向かって延びる線３に沿って配置され
ている。この線３はそれ自体隔壁として形成することが
できる。この場合、例えば波形に形成された補助隔壁８
によって、湾曲面だけで縁取られた流れチャネル４が作
られる。他の実施例においては、インボリュート状に延
びる隔壁３間の横ウェブは真っ直ぐなウェブ９とするこ
ともでき、この場合流れチャネル５の横断面形状は矩形
あるいは菱形となる。そのような横ウェブの向きはウェ
ブ11で示されているように湾曲した隔壁３の経過に合わ
され、これによってそのようにして生じたチャネル７の
横断面をほぼ一定に維持することができる。本発明に基
づくハニカム体においても断面多角形のチャネル６を利
用することができる。しかしその壁10はチャネルが直線
上に配置されずに湾曲した線３に沿うように配置されて
いる。更にこのようなハニカム体に特にハニカム体を電
気的に分割するために、概略的に示されているように湾
曲した線３に対して平行にスリット12を設けることもで
きる。力を意図的に導入するため、又はハニカム体の振
動挙動を調整するため、補強隔壁13を設けることもでき
る。
【００１７】 国際特許出願公開第92/02717号明細書に示された構成
に応じて、湾曲した線が正確にインボリュート形に沿っ
ておらず、例えば外側範囲あるいは内側範囲において一
層大きく開き、これにより外側範囲ないし内側範囲にお
けるチャネルの横断面積を異ならせることも勿論可能で
ある。
【００１８】 本発明は特に導電性の押出し成形ハニカム体および大
きな熱的交番荷重を受け従って大きな機械的応力がかか
る用途分野に対して適している。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 本発明の実施例の断面図である。
【符号の説明】
1 ハニカム体 2 中心 3 湾曲した線（隔壁） 4 流れチャネル 5 流れチャネル 6 チャネル 7 チャネル 8 補助隔壁 9 ウェブ 10 壁 11 ウェブ 12 スリット 13 補強隔壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−23529（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−97449（ＪＰ，Ｕ)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】セラミックス材料および／又は金属材料か
    ら成り隔壁によって互いに分離されほぼ平行に延びる多
    数のチャネル（4;5;6;7）を有する押出し成形ハニカム
    体（１）において、ハニカム体の少なくとも外側の断面
    範囲において複数の隔壁（３）の各一部が内部から外部
    に向かってスパイラル状又はほぼインボリュート状に湾
    曲する線に沿って延び、チャネル（4;5;6;7）がこの線
    に沿って配置されていることを特徴とする押出し成形ハ
    ニカム体。
  2. 【請求項２】湾曲した隔壁（３）間に横ウェブ（8;9;1
    1）が存在し、横ウェブの方向は隔壁（３）の線の経過
    に合わせられていることを特徴とする請求項１記載のハ
    ニカム体。
  3. 【請求項３】ハニカム体（１）が金属粉末とセラミック
    ス粉末の押出し加工混合材から成り、電気絶縁的に分割
    するためのスリット（12）を有していることを特徴とす
    る請求項１又は２記載のハニカム体。
  4. 【請求項４】スリット（12）も横断面内において、湾曲
    した隔壁（３）に対して平行に、スパイラル状あるいは
    インボリュート状に内側から外側に延びていることを特
    徴とする請求項３記載のハニカム体。
  5. 【請求項５】隔壁（３）の一部（13）が残りの隔壁
    （３）より厚肉にされていることを特徴とする請求項１
    ないし４のいずれか１つに記載のハニカム体。
  6. 【請求項６】隔壁（３、８）が湾曲部分だけで構成され
    ていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１
    つに記載のハニカム体。
  7. 【請求項７】個々の流れチャネル（5;6;7）がほぼ多角
    形の横断面を有し、これらが内側から外側に向かってイ
    ンボリュート状に湾曲する線に沿って配置され、互いに
    間隔を隔てられた流れチャネルの壁（9;10;11）が互い
    に平行に位置しないようになっていることを特徴とする
    請求項１記載のハニカム体。
JP51568194A 1993-01-11 1994-01-10 押出し成形ハニカム体 Expired - Fee Related JP3330607B2 (ja)

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DE4300477A DE4300477A1 (de) 1993-01-11 1993-01-11 Extrudierter Wabenkörper aus keramischem und/oder metallischem Material mit erhöhter Flexibilität
DE4300477.6 1993-01-11
PCT/EP1994/000044 WO1994015712A1 (de) 1993-01-11 1994-01-10 Extrudierter wabenkörper aus keramischem und/oder metallischem material mit erhöhter flexibilität

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JPH08504671A JPH08504671A (ja) 1996-05-21
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