JP6485304B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、排ガスを浄化するための触媒担体として用いられるハニカム構造体に関する。
自動車等の排ガスを浄化するための触媒の担体として、多角形格子状に形成されたセル壁と、該セル壁に囲まれ上記排ガスの流路をなす複数のセルとを有するハニカム構造体が知られている(下記特許文献1参照)。このハニカム構造体は、排気管に取り付けられる。上記セルに高温の排ガスを流すと、セル壁の温度が上昇し、セル壁に担持させた触媒が活性化する。これにより、排ガス中の有害物質を浄化している。
上記セルには、ハニカム構造体の内側部分に形成された内側セルと、外側部分に形成された外側セルとがある。内側セルは、外側セルよりも開口面積が小さい。これにより、内側セルにおける排ガスの通過抵抗を外側セルよりも高くし、内側セルを流れる排ガスの速度と、外側セルを流れる排ガスの速度とを均一化している。内側セルを形成した領域と、外側セルを形成した領域との間には、これらを区画する隔壁部が設けられている。
ハニカム構造体を排気管に取り付ける際には、ハニカム構造体の周囲をマットで覆い、該マットと共に、ハニカム構造体を排気管に圧入する。そのため、ハニカム構造体には、マットから、径方向に大きな外力が加わる。上記隔壁部の近傍には、セル壁と隔壁部とに囲まれた、いわゆる不完全セルが形成されているため、隔壁部とその近傍のセル壁は、排気管への圧入時に応力が集中しやすい。すなわち、隔壁部とその近傍のセル壁は、ハニカム構造体のうち最も応力に弱い部分である。そのため、上記ハニカム構造体では、隔壁部を厚くして強度を高めると共に、その近傍のセル壁を厚く形成している。これにより、ハニカム構造体全体の強度を高くし、セル壁が上記応力によって破損することを抑制している。
特開2014−136211号公報
しかしながら、上記ハニカム構造体のように、隔壁近傍のセル壁を厚くすると、ハニカム構造体が重量化しやすくなる。そのため、強度を高くすることができるものの、重量が増すため、触媒を速く温めにくくなり、速く活性化させにくくなる。したがって、触媒を速く活性化できるように、ハニカム構造体を軽量化することが望まれている。
また、上記ハニカム構造体のように、隔壁近傍のセル壁を厚くすると、隔壁近傍のセルの開口面積が小さくなりやすい。そのため、排ガスの通過抵抗が高くなり圧損が高くなりやすい。
また、ハニカム構造体を製造した後、貴金属を含む触媒スラリーをセル壁の表面に塗布して、セル壁に触媒層を形成する工程が行われる。上記ハニカム構造体のように、隔壁近傍のセル壁を厚くすると、隔壁近傍のセルの開口面積が小さくなるため、このセルに触媒が詰まりやすくなる。そのため、排ガスの圧損がさらに高くなりやすい。また、目詰まりを起こしたセルには排ガスが流れないため、その内部に存在する触媒は排ガス浄化に寄与せず、無駄になってしまう。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、重量化を抑制でき、排ガスの圧損が過度に上昇することを抑制できると共に、高い強度を確保できるハニカム構造体を提供することができる。
本発明の一態様は、排ガスを浄化するためのハニカム構造体であって、
円筒状の外皮と、
該外皮内に形成された四角形格子状のセル壁と、
該セル壁に囲まれ、上記排ガスの流路をなす複数のセルとを備え、
該セルには、上記外皮の中心軸を含む領域に形成された内側セルと、該内側セルを形成した領域の外側に設けられ上記内側セルよりも開口面積が大きい外側セルとがあり、上記内側セルを形成した領域と、上記外側セルを形成した領域とは、隔壁部によって区画されており、
上記外皮内には、2つの上記セル壁が交差した部位である交差部が複数存在しており、該複数の交差部のうち一部の上記交差部に、上記セル壁を強化する強化部が形成され、
上記2つのセル壁が、上記外皮の径方向とそれぞれなす角度のうち、小さい方の角度が、所定の角度よりも大きく、かつ、上記隔壁部の近傍に存在する上記交差部にのみ、上記強化部が形成されており、
上記所定の角度は、5〜40°の間のいずれかの値であることを特徴とするハニカム構造体にある。
上記ハニカム構造体においては、隔壁部の近傍に存在する上記交差部に、上記強化部を形成してある。
このようにすると、上記強化部によって、上記隔壁部の近傍のセル壁を補強することができる。そのため、ハニカム構造体のうち最も弱くなりやすい部位を補強でき、ハニカム構造体全体の強度を高めることができる。また、強化部を形成すれば、隔壁部の近傍のセル壁を厚くしなくてすむため、ハニカム構造体を軽量化できる。また、強化部を形成すれば、隔壁部の近傍のセル壁を厚くしなくてすみ、セルの開口面積が小さくなることを抑制できる。そのため、排ガスの圧損が上昇することを抑制できる。
また、上記ハニカム構造体では、上記2つのセル壁が、外皮の径方向とそれぞれなす角度のうち、小さい方の角度が、所定の角度よりも大きく、かつ、上記隔壁部の近傍に存在する交差部にのみ、上記強化部を形成してある。
そのため、強化部の数を少なくしつつ、ハニカム構造体の強度を十分に高めることができる。すなわち、外力が、2つのセル壁のうち一方のセル壁に略平行に作用する場合は、セル壁は変形しにくいが、外力が2つのセル壁のいずれにも斜めから作用する場合は、セル壁は変形しやすくなる。また、上記外力は、隔壁部付近のセル壁に集中しやすい。つまり、外力が斜めから作用し、かつ隔壁部付近に存在するセル壁は、外力に特に弱い。したがって、2つのセル壁が両方とも、外力が加わる方向、すなわち径方向に対して、上記所定の角度よりも大きな角度で交わっており、かつ隔壁部近傍に存在する交差部にのみ、強化部を形成すれば、変形しやすいセル壁のみを強化することができる。そのため、強化部の数を最小限に抑制しつつ、ハニカム構造体の強度を十分に高めることができる。したがって、重量化を抑制でき、排ガスの圧損が上昇することを抑制でき、かつ、ハニカム構造体の強度を高めることが可能になる。
以上のごとく、本発明によれば、重量化を抑制でき、排ガスの圧損が過度に上昇することを抑制できると共に、高い強度を確保できるハニカム構造体を提供することができる。
なお、上記「隔壁部の近傍に存在する交差部にのみ、強化部が形成されている」とは、強化部を設けた領域の径方向外側および径方向内側に、強化部が形成されていない領域が存在するように、強化部を形成することを意味する。
実施例1における、ハニカム構造体の概念図。 図1のII矢視図。 実施例1における、ハニカム構造体の拡大断面図。 実施例1における、ハニカム構造体の、外側セル壁にのみ強化部を形成した部位の拡大断面図。 実施例1における、ハニカム構造体の、外側セル壁及び内側セル壁に両方とも強化部を形成した部位の拡大断面図。 実施例1における、ハニカム構造体の、内側セル壁にのみ強化部を形成した部位の拡大断面図。 実施例1における、排気管に取り付けられたハニカム構造体の概略断面図。 実施例1における、電極の部分斜視図。 実施例1における、電極の製造工程説明図。 実施例1における、製造途中の金型の部分斜視図。 実施例1における、金型の部分斜視図。 実施例2における、ハニカム構造体の拡大断面図。 実施例3における、強化部の面積が小さい領域での、ハニカム構造体の拡大断面図。 実施例3における、強化部の面積が大きい領域での、ハニカム構造体の拡大断面図。 実施例3における、2つのセル壁が径方向とそれぞれなす角度のうち、小さい方の角度と、強化部の面積との関係を表したグラフ。 比較例における、成型直後のハニカム構造体の拡大断面図。 比較例における、成型後、外力が働いたハニカム構造体の拡大断面図。
上記ハニカム構造体は、自動車の排ガスを浄化するための車載用ハニカム構造体とすることができる。
(実施例1)
上記ハニカム構造体に係る実施例について、図1〜図11を用いて説明する。本例のハニカム構造体1は、排ガスgを浄化するために用いられる。図1、図2に示すごとく、ハニカム構造体1は、円筒状の外皮2と、セル壁3と、複数のセル4とを備える。セル壁3は、外皮2内に、四角形格子状に形成されている。セル4は、セル壁3に囲まれている。セル4は、排ガスgの流路をなしている。
セル4には、外皮2の中心軸Aを含む領域に形成された内側セル4aと、該内側セル4aを形成した領域の外側に設けられ、内側セル4aよりも開口面積が大きい外側セル4bとがある。内側セル4aを形成した領域と、外側セル4bを形成した領域とは、隔壁部5によって区画されている。
図2に示すごとく、外皮2内には、2つのセル壁3が交差した部位である交差部6が複数個、存在する。図4〜図6に示すごとく、これら複数の交差部6のうち一部の交差部6に、セル壁3を強化する強化部7が形成されている。
図4〜図6に示すごとく、2つのセル壁3が、外皮2の径方向とそれぞれなす角度θ1,θ2のうち、小さい方の角度が、所定の角度θthよりも大きく、かつ、隔壁部5の近傍に存在する交差部6にのみ、強化部7が形成されている。
本例のハニカム構造体1は、車両の排ガスgを浄化するために用いられる。ハニカム構造体1は、図7に示すごとく、車両の排気管8に取り付けられる。ハニカム構造体1と排気管8との間には、マット80が介在している。ハニカム構造体1は排気管8に圧入されているため、ハニカム構造体1には、径方向に外力Fが加わる。
ハニカム構造体1は、コージェライト等の多孔質体からなる。上記外皮2と、セル壁3と、隔壁部5と、強化部7とは、一体的に形成されている。また、隔壁部5は、円筒状に形成されている。
セル壁3の表面には、図示しない触媒層が塗布される。触媒層は、PtやPd等の貴金属を含有している。高温の排ガスgがセル4内を通過すると、排ガスgの熱によってセル壁3の温度が上昇し、触媒が活性化する。これにより、排ガスgに含まれるHC、NOx、CO等の有害物質を、触媒反応によってHO、N、CO等へ変化させ、排出する。
このように、排ガスgを浄化するためには、セル壁3上の触媒層を早期に昇温する必要がある。そのため、セル壁3は、車両のエンジンを始動した後、短時間で温度が上昇するように、薄く形成されている。また、排ガスgの圧損を低減するためにも、セル壁3を薄く形成する必要がある。
また、排ガスgの流量が多いと、排ガスgは、ハニカム構造体1の中央部分を通過しやすくなる。そのため、仮に、全てのセル4の開口面積を等しくしたとすると、排ガスgは、ハニカム構造体1の中央部分を主に通過することになる。そのため、中央部分における排ガスgの速度が速くなり、触媒によって浄化する前に、排ガスgがハニカム構造体1を通過してしまう可能性がある。また、排ガスgが中央に集中するため、中央部の触媒が集中的に劣化することが考えられる。このような問題を解決するため、本例では、図3に示すごとく、内側セル4aと外側セル4bとの2種類のセル4(4a,4b)を形成している。そして、外側セル4bの開口面積を、内側セル4aよりも大きくしている。これにより、外側セル4bの圧損を低減し、排ガスgが、内側セル4aと外側セル4bとに略均一に流れるようにしている。
内側セル4aを形成した領域と、外側セル4bを形成した領域との間には、上記隔壁部5が形成されている。図4〜図6に示すごとく、隔壁部5付近には、隔壁部5とセル壁3とによって囲まれた、いわゆる不完全セルが存在する。そのため、隔壁部5のセル壁3は、外力Fが特に集中しやすい。
一方、本例では上述したように、隔壁部5の近傍に存在する交差部6にのみ、強化部7(図4〜図6参照)を形成してある。図2に示すごとく、ハニカム構造体1には、隔壁部5の近傍に、強化部7を形成した強化領域S(内側強化領域Sa及び外側強化領域Sb)が存在する。内側強化領域Saは、隔壁部5の内側において交差部6に強化部7を形成した領域である。また、外側強化領域Sbは、隔壁部5の外側において交差部6に強化部7を形成した領域である。内側強化領域Saの内側、および外側強化領域Sbの外側では、交差部6に強化部7が形成されていない。
また、本例では上述したように、2つのセル壁3が、外皮2の径方向とそれぞれなす角度θ1,θ2(図4〜図6参照)のうち、小さい方の角度が、所定の角度θthよりも大きい交差部6にのみ、強化部7を形成してある。すなわち、互いに交差する2つのセル壁3が両方とも、外力Fが加わる方向である径方向と、所定の角度θthよりも大きい角度で交わり、セル壁3が外力Fによって変形しやすい交差部6にのみ、強化部7を形成している。換言すると、2つのセル壁3のうち一方のセル壁3が上記径方向となす角度が、所定の角度θthよりも小さい交差部6は、セル壁3が外力Fによって変形しにくいため、この交差部6には、強化部7を形成していない。そのため、図3に示すごとく、隔壁部5の近傍であっても、交差部6に強化部7が形成されていない領域が存在する。本例では、上記所定の角度θthを、22.5°にしている。
また、本例では、内側セル4aを構成するセル壁3である内側セル壁3aは、外側セル4bを構成するセル壁3である外側セル壁3bに対して、45°傾斜している。
以下、図4〜図5の説明をする。図4は、外側セル壁3bの交差部6である外側交差部6bのみ強化部7を形成した部分の拡大図である。同図に示すごとく、互いに交差する2つの外側セル壁3bが、径方向(外力Fが加わる方向)となす角度θ1,θ2は、それぞれ所定の角度θth(22.5°)よりも大きい。そのため、この外側セル壁3bは、外力Fの影響を受けやすい。したがって、隔壁部5の近傍に存在し、外力Fの影響を特に受けやすい外側セル壁3bの交差部6(外側交差部6b)には、強化部7を形成してある。また、内側セル壁3aの交差部6である内側交差部6aには、強化部7が形成されていない。互いに交差する2つの内側セル壁3aのうち一方の内側セル壁3aが、径方向となす角度は、略0°である。そのため、この内側セル壁3aは、外力Fを充分支えることができ、内側セル壁3aは変形しにくい。したがって、内側交差部6aには、強化部7が形成されていない。
図5は、外側交差部6bと内側交差部6aとの、両方の交差部6に強化部7を形成した部分の拡大図である。同図に示すごとく、互いに交差する2つの外側セル壁3bが、径方向(外力Fが加わる方向)となす角度θ1,θ2は、それぞれ所定の角度θth(22.5°)よりも大きい。また、互いに交差する2つの内側セル壁3aが、径方向となす角度θ1,θ2も、それぞれ所定の角度θth(22.5°)よりも大きい。そのため、内側セル壁3aと外側セル壁3bとは、両方とも、外力Fの影響を受けやすい。したがって、隔壁部5近傍に存在し、外力Fの影響を特に受けやすい内側交差部6aと外側交差部6bとに、強化部7が形成されている。
図6は、内側交差部6aのみ強化部7を形成した部分の拡大図である。同図に示すごとく、互いに交差する2つの内側セル壁3aが、径方向とそれぞれなす角度θ1,θ2は、所定の角度θth(22.5°)よりも大きい。そのため、この内側セル壁3aは、外力Fの影響を受けやすい。したがって、隔壁部5近傍に存在し、外力Fの影響を特に受けやすい内側セル壁3aの交差部6(内側交差部6a)には、強化部7が形成されている。また、外側交差部6bには、強化部7が形成されていない。互いに交差する2つの外側セル壁3bのうち一方の外側セル壁3bが、径方向となす角度θ1は、略0°である。そのため、この外側セル壁3bは、外力Fを充分支えることができ、外側セル壁3aは変形しにくい。したがって、外側交差部6bには、強化部7が形成されていない。
上述したように、本例では、上記所定の角度θthを22.5°(=90°/4)としている。そのため、図2に示すごとく、中心軸Aを中心とした90°の範囲内に、22.5°だけ、外側交差部6bに強化部7が形成されない外側非強化領域Nbが存在し、残りの67.5°は、外側交差部6bに強化部7が形成された外側強化領域Sbが存在することになる。360°の範囲内には、このパターンが4回現れる。そのため、2つの外側強化領域Sbは、中心軸Aに関して点対象の位置に存在する。また、2つの外側非強化領域Nbは、中心軸Aに関して点対称の位置に存在する。そのため、外側強化領域Sbおよび外側非強化領域Nbの対称性が高くなっている。
また、上記所定の角度θthを22.5°(=90°/4)にすると、2つの内側強化領域Saが、中心軸Aに関して点対称の位置に存在することになる。さらに、強化部7が形成されていない2つの内側非強化領域Naも、中心軸Aに関して点対称の位置に存在することになる。そのため、内側強化領域Sa及び内側非強化領域Naの対称性が高くなっている。
また、本例では、内側セル壁3aが、外側セル壁3bに対して45°傾斜している。そのため、内側非強化領域Naと外側非強化領域Nbとが45°ずれている。つまり、2つの外側非強化領域Nbの中間に、内側非強化領域Naが存在している。そのため、全体の対称性が高い。
本例の作用効果について説明する。図4〜図6に示すごとく、本例では、2つのセル壁3が、外皮2の径方向とそれぞれなす角度θ1,θ2のうち、小さい方の角度が、所定の角度θthよりも大きく、かつ、隔壁部5の近傍に存在する交差部6にのみ、強化部7を形成してある。
そのため、強化部7の数を少なくしつつ、セル壁3の強度を十分に高めることができる。すなわち、外力Fが、2つのセル壁3のうち一方のセル壁3に略平行に作用する場合は、セル壁3は変形しにくいが、外力Fが2つのセル壁3のいずれにも斜めから作用する場合は、セル壁3は変形しやすくなる。また、外力Fは、隔壁部5付近のセル壁3に集中しやすい。つまり、外力Fが斜めから作用し、かつ隔壁部5付近に存在するセル壁3は、外力Fに特に弱い。したがって、2つのセル壁3が両方とも、外力Fが加わる方向、すなわち径方向に対して、所定の角度θthよりも大きな角度で交わっており、かつ隔壁部5近傍に存在する交差部6にのみ、強化部7を形成すれば、変形しやすいセル壁3のみを強化することができる。そのため、強化部7の数を最小限に抑制しつつ、セル壁3の強度を十分に高めることができる。
ここで仮に、交差部6に強化部7を全く形成しなかったとすると、セル壁3の強度を十分に高めるためには、セル壁3を厚くしたり、セル壁3の気孔率を下げたりする必要が生じる。気孔率を下げた場合、ハニカム構造体1の重量が増し、浄化性能が低下する。また、セル壁3を厚くすると、ハニカム構造体1の歩留まりが低下する可能性がある。すなわち、ハニカム構造体1を製造する際には、コージェライト等の粉末に水を加えて粘土状にしたものを、金型を用いて押出成形し、その後、焼成するのであるが、セル壁3が厚くなり、重くなると、押出成形後、焼成前に、セル壁3が自重によって変形する可能性が生じる(図16、図17参照)。そのため、ハニカム構造体1の歩留まりが低下するおそれがある。
また、ハニカム構造体1には、隔壁部5とセル壁3とによって囲まれた不完全セルが存在するため、セル壁3を厚くすると、不完全セルが小さくなるという問題も生じる。そのため、不完全セルが触媒層で埋まりやすくなる。すなわち、ハニカム構造体1を製造した後、触媒メーカ等で後工程が行われる。後工程では、ハニカム構造体1を、貴金属触媒を含有するスラリーに浸漬し、これにより、セル壁3の表面にスラリーを塗布する。その後、乾燥させて、セル壁3の表面に触媒層を形成する。そのため、不完全セルが小さくなった状態でハニカム構造体1を上記スラリーに浸漬すると、不完全セルがスラリー、すなわち触媒層で埋まってしまい、この不完全セルには排ガスgが流れなくなる場合がある。そのため、排ガスgの浄化効率が低下すると共に、不完全セル内の触媒層が無駄になるおそれが考えられる。
また、セル壁3を厚くすると、押出成形を行う際に用いる金型の、セル壁3が押し出される部分である開口部を広く形成する必要が生じる。そのため、成形時により多くの原料が必要となる。また、セル壁3と、その他の部位とで押出成形速度が不均一になるため、金型の、セル壁3に対応する部分のみ早く摩耗しやすくなる。そのため、押出成形時に不具合が生じやすくなる。
このように、セル壁3を厚くしたり、セル壁3の気孔率を下げたりすると、様々な問題が生じるが、本例のように、一部の交差部6のみ、すなわち、2つのセル壁3が径方向とそれぞれなす角度(θ1、θ2)のうち、小さい方の角度が、所定の角度θthよりも大きく、かつ、隔壁部5の近傍に存在する交差部6にのみ、強化部7を形成すれば、セル壁3を薄くし、かつセル壁3の気孔率を高めつつ、セル壁3の強度を高くすることができる。そのため、上述した様々な問題が生じることを抑制することができる。
また、本例では、隔壁部5を円筒状に形成してある。そして、上記所定の角度θthを22.5°にしてある。
そのため、図2に示すごとく、2つの外側強化領域Sb、及び2つの内側強化領域Saを、中心軸Aに関して点対称の位置に形成できる。そのため、ハニカム構造体1の対称性を高めることができる。
ハニカム構造体1の対称性が低いと、押出成形を行う際に、材料が金型内の流路を流れる速度が不均一になりやすい。そのため、真っ直ぐに成形できなくなる可能性がある。したがって、外形不良が生じやすくなったり、セルが変形したりしやすくなる。これに対して、本例のようにハニカム構造体1の対称性を高くすれば、このような問題点は生じにくい。
また、図2に示すごとく、本例では、内側セル壁3aを、外側セル壁3bに対して45°傾斜させてある。
そのため、内側非強化領域Naを、外側非強化領域Nbに対して45°ずれた位置に形成できる。したがって、2つの外側非強化領域Nbの中間に、内側非強化領域Naを形成することができ、ハニカム構造体1の対称性をより高めることができる。
また、本例では図4に示すごとく、強化部7をアール状に形成してある。そのため、セル壁3に大きな応力が加わりにくくなる。すなわち、図12に示すごとく、補強部7を平面状にすることも可能であるが、この場合、補強部7とセル壁3とが交わる部位79に応力が加わりやすくなる。これに対して、本例のように、強化部7をアール状にすれば、局所的に応力が加わりにくい。そのため、ハニカム構造体1の強度をより高めることができる。
また、強化部7をアール状にすると、ハニカム構造体1の金型10を製造しやすくなる。以下に、その理由を説明する。図11に示すごとく、金型10は、板状部11と、該板状部11を保持する保持部12とを有する。板状部11には、セル壁3等に対応する形状のスリット39が形成されている。また、保持部12には、穴部121が形成されている。この穴部121に、ハニカム構造体1の原料を注入し、溝部39から押し出す。これにより、ハニカム構造体1を製造する。
金型10を製造する際には、まず、電極13(図8参照)を形成する。電極13には、セル4に対応した形状の貫通孔49が形成されている。電極13を形成する際には、図9に示すごとく、金属板139を用意し、この金属板139に、ドリル等を用いて細孔131を形成する。そして、この細孔131に、図示しないワイヤーを通す。このワイヤーに電流を流して発熱させ、ワイヤーを切断予定線491に沿って移動させる。これにより、貫通孔49を形成する。
次いで、図10に示すごとく、上記保持部12に、未加工の板状部11を取り付けたものを用意する。そして、上記電極13を用いて放電加工を行うことにより、電極13を反転したパターンを板状部11に転写する。このようにして、金型10(図11参照)を形成する。
上述したように、電極13を形成する際には、発熱したワイヤーを、切断予定線491に沿って移動させる。この際、図9に示すごとく、強化部7となる部位497がアール状になっていると、セル壁3となる部位493から、強化部7となる部位497へ、大きく速度を落とさないでワイヤーを移動させることができる。また、強化部7となる部位497がアール状になっていると、ワイヤーに応力が加わりにくくなり、ワイヤーが切断されにくくなる。そのため、電極13の貫通孔49形成しやすい。
以上のごとく、本例によれば、重量化を抑制でき、排ガスの圧損が過度に上昇することを抑制できると共に、高い強度を確保できるハニカム構造体を提供することができる。
また、本例では、上記所定の角度θthを22.5°にしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、上記所定の角度θthを、5°〜40°の任意の値に設定してもよい。
(実施例2)
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例は、強化部7の形状を変更した例である。図12に示すごとく、本例では、強化部7を平面状に形成してある。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
(実施例3)
本例は、場所によって強化部7の大きさを変えた例である。図13に示すごとく、本例では、2つのセル壁3が上記径方向とそれぞれなす角度θ1,θ2のうち、小さい方の角度が、所定の角度θth(22.5°)に近い場合は、軸方向から見たときの強化部7の面積を小さくしている。また、図14に示すごとく、上記小さい方の角度が45°に近い場合は、強化部7の面積を大きくしている。
図15は、上記小さい方の角度と、強化部7の面積との関係を表したグラフである。同図に示すごとく、本例では、上記小さい方の角度が22.5°から45°に向かうほど、強化部7の面積が次第に大きくなるようにしている。
本例の作用効果について説明する。上記構成にすると、上記小さい方の角度が22.5°に近い部分、すなわち、セル壁3が外力Fに対して比較的強い部分は、強化部7の面積を小さくすることができる。そのため、ハニカム構造体1の重量をより低減することができる。また、上記小さい方の角度が45°に近い部位、すなわちセル壁3が外力Fに対して弱い部分は、強化部7の面積を大きくすることができる。そのため、ハニカム構造体1の強度をより高めることができる。
その他、実施例1と同様の構成および作用効果を備える。
1 ハニカム構造体
2 外皮
3 セル壁
4 セル
4a 内側セル
4b 外側セル
5 隔壁部
6 交差部
7 強化部
θ1,θ2 角度
θth 所定の角度

Claims (3)

  1. 排ガスを浄化するためのハニカム構造体(1)であって、
    円筒状の外皮(2)と、
    該外皮(2)内に形成された四角形格子状のセル壁(3)と、
    該セル壁(3)に囲まれ、上記排ガスの流路をなす複数のセル(4)とを備え、
    該セル(4)には、上記外皮(2)の中心軸を含む領域に形成された内側セル(4a)と、該内側セル(4a)を形成した領域の外側に設けられ上記内側セル(4a)よりも開口面積が大きい外側セル(4b)とがあり、上記内側セル(4a)を形成した領域と、上記外側セル(4b)を形成した領域とは、隔壁部(5)によって区画されており、
    上記外皮(2)内には、2つの上記セル壁(3)が交差した部位である交差部(6)が複数存在しており、該複数の交差部(6)のうち一部の上記交差部(6)に、上記セル壁(3)を強化する強化部(7)が形成され、
    上記2つのセル壁(3)が、上記外皮(2)の径方向とそれぞれなす角度(θ1,θ2)のうち、小さい方の角度が、所定の角度(θth)よりも大きく、かつ、上記隔壁部(5)の近傍に存在する上記交差部(6)にのみ、上記強化部(7)が形成されており、
    上記所定の角度(θth)は、5〜40°の間のいずれかの値であることを特徴とするハニカム構造体(1)。
  2. 上記強化部(7)はアール状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のハニカム構造体(1)。
  3. 上記2つのセル壁(3)が上記径方向とそれぞれなす角度(θ1,θ2)のうち、小さい方の角度が、45°に近づくほど、上記外皮(2)の軸方向から見たときの上記強化部の面積が次第に大きくなるよう構成されていることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のハニカム構造体(1)。
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