JP7069753B2 - ハニカム構造体 - Google Patents
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Description
ハニカム中心軸(10)がセル中心を通る中心セル(20)を有するベース領域(11)と、
上記ベース領域の外周に配置された領域であって、上記外周壁に接する起点セル(21)から上記ハニカム中心軸方向に少なくとも4セル目以上の上記セルまで、上記セル壁が上記ベース領域の上記セル壁よりも厚化されている、および/または、上記セル壁同士が接続するセル頂点部(30)に形成された補強部(31)の寸法が上記ベース領域における補強部(31)の寸法よりも拡大されている外周強化領域(12)と、を有しており、
上記セル壁の有効細長比λが以下の式1で定義されるとき、
上記起点セルから上記ハニカム中心軸方向へ4セル目以降に存在する各上記セルにおける上記セル壁の有効細長比の比λ i /λ i+1 が0.86以上1未満とされている、ハニカム構造体(1)にある。
上記λi:上記起点セルから上記ハニカム中心軸方向へiセル目の上記セルにおける上記セル壁の有効細長比
上記λi+1:上記起点セルから上記ハニカム中心軸方向へ(i+1)セル目の上記セルにおける上記セル壁の有効細長比
上記i:4~上記外周強化領域における最終の上記セルのセル目数
実施形態1のハニカム構造体について、図1~図7を用いて説明する。図1~図7に例示されるように、本実施形態のハニカム構造体1は、セラミックス製(例えば、コージェライト等)であり、互いに隣接する断面六角形状の複数のセル2と、複数のセル2を形成する複数のセル壁3と、複数のセル壁3の外周に設けられてセル壁3を保持する外周壁4と、を有している。なお、図1において、セル壁3は、便宜上、線によって表されており、セル壁3の厚み等は省略されている。
λ=L/R・・・(式2)
式2中、Lは、セル壁3の有効座屈長さである。Rは、セル壁3の断面二次半径である。
次いで、式2における右辺は、次のように変形することができる。
L/R=2×l/√(I/A)・・・(式3)
式3中、Iは、セル壁3の断面二次モーメントである。Aは、セル壁3の柱断面積である。lは、図3(b)に示されるセル壁3の柱長さである。
次いで、式3における右辺は、さらに、次のように変形することができる。
実施形態2のハニカム構造体について、図8を用いて説明する。なお、実施形態2以降において用いられる符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
表1~4に示されるように、断面六角形状の複数のセルを有し、外周が強化されていないハニカム構造体より構成される各試験体と、断面六角形状の複数のセルを有し、外周が強化されたハニカム構造体より構成される各試験体を、金型による押出し成形により作製し、λ i /λ i+1 (具体的には、λ 4 /λ 5 )、アイソスタティック強度比(n=20の平均値、以下省略)を算出した。
表5に示されるように、実験例1と同様にして、断面六角形状の複数のセルを有し、外周が強化されたハニカム構造体より構成される各試験体を、金型による押出し成形により作製し、λ i /λ i+1 、アイソスタティック強度比を算出した。
表6に示されるように、断面六角形状の複数のセルを有し、外周が強化されたハニカム構造体より構成される各試験体を、金型による押出し成形により作製し、λ i /λ i+1 、アイソスタティック強度および圧力損失を測定した。なお、本実験例では、他の実験例に比べ、外周強化領域の強化セル数を多くした例である。また、本実験例では、外周強化領域のセル壁は、全て同じ壁厚にしているので、「セル壁の有効細長比λ」は全て同じになる。そのため、外周強化領域における強化最終セルのλのみを表6中に記載し、他のセルのλは省略されている。同様に、「λ i /λ i+1 」については、セル壁厚が変化する外周強化領域とベース領域との境界部分のみの値が表中に記載されている。
10 ハニカム中心軸
11 ベース領域
12 外周強化領域
2 セル
20 中心セル
21 起点セル
3 セル壁
30 セル頂点部
31 補強部
4 外周壁
Claims (5)
- 互いに隣接する断面六角形状の複数のセル(2)と、複数の上記セルを形成する複数のセル壁(3)と、複数の上記セル壁の外周に設けられて上記セル壁を保持する外周壁(4)と、を有するハニカム構造体(1)であって、
ハニカム中心軸(10)がセル中心を通る中心セル(20)を有するベース領域(11)と、
上記ベース領域の外周に配置された領域であって、上記外周壁に接する起点セル(21)から上記ハニカム中心軸方向に少なくとも4セル目以上の上記セルまで、上記セル壁が上記ベース領域の上記セル壁よりも厚化されている、および/または、上記セル壁同士が接続するセル頂点部(30)に形成された補強部(31)の寸法が上記ベース領域における補強部(31)の寸法よりも拡大されている外周強化領域(12)と、を有しており、
上記セル壁の有効細長比λが以下の式1で定義されるとき、
上記起点セルから上記ハニカム中心軸方向へ4セル目以降に存在する各上記セルにおける上記セル壁の有効細長比の比λ i /λ i+1 が0.86以上1未満とされている、ハニカム構造体(1)。
上記λi:上記起点セルから上記ハニカム中心軸方向へiセル目の上記セルにおける上記セル壁の有効細長比
上記λi+1:上記起点セルから上記ハニカム中心軸方向へ(i+1)セル目の上記セルにおける上記セル壁の有効細長比
上記i:4~上記外周強化領域における最終の上記セルのセル目数 - 上記λ i /λ i+1 が、0.87以上0.94以下である、請求項1に記載のハニカム構造体。
- 上記外周強化領域における上記補強部の寸法は、上記ベース領域における上記補強部の寸法より大きく、かつ、上記補強部は、角R面部(311)を有している、請求項1または2に記載のハニカム構造体。
- 上記λ i /λ i+1 が、上記ハニカム中心軸方向に向かって徐々に大きくなっている、請求項1~3のいずれか1項に記載のハニカム構造体。
- 上記外周強化領域は、上記外周壁から上記ハニカム中心軸方向に多くとも20セル目以内にあるいずれかの上記セルまでの領域より構成されている、請求項1~4のいずれか1項に記載のハニカム構造体。
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