(57)【要約】【課題】セル壁の形状不良・欠陥の発生を抑制しながら強度の向上を図ることができるハニカム構造体を提供すること。【解決手段】ハニカム構造体１において、中心部１１の距離Ｒ１と平均セルピッチＰ１とはＲ１／Ｐ１≧０．５、外周部１２の距離Ｒ２と平均セルピッチＰ２とはＲ２／Ｐ２≧０．５の関係を満たす。中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０とはＴ１０≧Ｔ２０の関係を満たし、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とはＴ１１＞Ｔ２１の関係を満たす。境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０及び外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０に対してＴ３＞Ｔ１０かつＴ３＞Ｔ２０の関係を満たし、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１に対してＴ３≧Ｔ１１かつＴ３＞Ｔ２１の関係を満たす。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に設けられたセル壁（２）と、該セル壁（２）に囲まれて形成された複数のセル（３）とを有するハニカム構造体（１）であって、
該ハニカム構造体（１）は、軸方向（Ｘ）に直交する断面において、中心軸を含む中心部（１１）と、該中心部（１１）の外側を覆うと共に該中心部（１１）よりもセル密度が低い外周部（１２）とにより構成されており、
上記中心部（１１）と上記外周部（１２）との間には、両者を隔てる境界隔壁（１３）が設けられており、
上記中心部（１１）の上記セル壁（２）は、中心基本セル壁（２１０）と、上記境界隔壁（１３）から内側に距離Ｒ１までの中心強化領域（１１１）内にセル開口部がすべて含まれる上記セル（３）を囲む中心強化セル壁（２１１）とを有し、
上記外周部（１２）の上記セル壁（２）は、外周基本セル壁（２２０）と、上記境界隔壁（１３）から外側に距離Ｒ２までの外周強化領域（１２１）内にセル開口部がすべて含まれる上記セル（３）を囲む外周強化セル壁（２２１）とを有し、
上記中心基本セル壁（２１０）の平均厚さＴ１０と上記中心強化セル壁（２１１）の平均厚さＴ１１とは、Ｔ１０＜Ｔ１１の関係を満たし、
上記外周基本セル壁（２２０）の平均厚さＴ２０と上記外周強化セル壁（２２１）の平均厚さＴ２１とは、Ｔ２０＜Ｔ２１の関係を満たし、
上記中心部（１１）における上記距離Ｒ１と上記中心部（１１）における上記セル（３）の平均セルピッチＰ１とは、Ｒ１／Ｐ１≧０．５の関係を満たし、
上記外周部（１２）における上記距離Ｒ２と上記外周部（１２）における上記セル（３）の平均セルピッチＰ２とは、Ｒ２／Ｐ２≧０．５の関係を満たし、
上記中心基本セル壁（２１０）の平均厚さＴ１０と上記外周基本セル壁（２２０）の平均厚さＴ２０とは、Ｔ１０≦Ｔ２０の関係を満たし、
上記中心強化セル壁（２１１）の平均厚さＴ１１と上記外周強化セル壁（２２１）の平均厚さＴ２１とは、Ｔ１１＞Ｔ２１の関係を満たし、
上記境界隔壁（１３）の平均厚さＴ３は、上記中心基本セル壁（２１０）の平均厚さＴ１０及び上記外周基本セル壁（２２０）の平均厚さＴ２０に対して、Ｔ３＞Ｔ１０かつＴ３＞Ｔ２０の関係を満たし、上記中心強化セル壁（２１１）の平均厚さＴ１１及び上記外周強化セル壁（２２１）の平均厚さＴ２１に対して、Ｔ３≧Ｔ１１かつＴ３＞Ｔ２１の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のハニカム構造体（１）において、上記中心強化セル壁（２１１）の平均厚さＴ１１と上記外周強化セル壁（２２１）の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ２１＜２．５の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体（１）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のハニカム構造体（１）において、上記境界隔壁（１３）の平均厚さＴ３は、上記中心強化セル壁（２１１）の平均厚さＴ１１及び上記外周強化セル壁（２２１）の平均厚さＴ２１に対して、１≦Ｔ３／Ｔ１１＜２．５かつ１＜Ｔ３／Ｔ２１＜２．５の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体（１）。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体（１）において、上記中心基本セル壁（２１０）の平均厚さＴ１０と上記中心強化セル壁（２１１）の平均厚さＴ１１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ１０＜３の関係を満たし、かつ、上記外周基本セル壁（２２０）の平均厚さＴ２０と上記外周強化セル壁（２２１）の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ２１／Ｔ２０＜２．５の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体（１）。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のハニカム構造体（１）において、上記中心部（１１）における上記距離Ｒ１と上記中心部（１１）における上記セル（３）の平均セルピッチＰ１とは、０．５≦Ｒ１／Ｐ１≦５の関係を満たし、かつ、上記外周部（１２）における上記距離Ｒ２と上記外周部（１２）における上記セル（３）の平均セルピッチＰ２とは、０．５≦Ｒ２／Ｐ２≦５の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関の排ガスを浄化するための触媒の担体として用いられるハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関の排ガスを浄化するための触媒の担体として、例えば、格子状に設けられたセル壁とそのセル壁に囲まれて形成された複数のセルとを有するハニカム構造体が知られている。ハニカム構造体は、排ガスの通路となる排気管内に設置して用いられる。そして、高温の排ガスをハニカム構造体に流通させることにより、ハニカム構造体に担持した触媒を活性化させ、排ガスの浄化を行う。
【０００３】
近年、自動車等の排ガス規制が厳しくなっていることから、内燃機関の始動直後に発生する有害物質（コールドエミッション）をより一層低減することが求められている。そのため、ハニカム構造体をできる限り内燃機関の近くに配置し、触媒が活性する温度まで早く昇温させるといった手段が用いられる。このようなことから、ハニカム構造体には、より高い排ガス浄化性能が要求される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、中央部と外周部との間を隔てる内周壁（以下、境界隔壁という）を設け、外周部の開口率（セル密度）を中央部よりも大きくしたハニカム構造体が開示されている。これによれば、中央部に比べて排ガスの流通性が劣る外周部の開口率を中央部よりも大きくすることにより、外周部に排ガスがより流れやすくなり、内側と外側との排ガスの流通性の均一化を図ることができる。そして、ハニカム構造体全体における触媒の早期活性化を図ることができ、排ガス浄化性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたハニカム構造体は、排気管に組み付ける際に発生する応力等、外部からの応力に対して強度が十分であるとは言えなかった。すなわち、中央部と外周部との間には、ハニカム構造体全体の強度を確保するための境界隔壁が設けられているが、外部からの応力が境界隔壁付近に集中してしまうため、その応力に対する強度が十分であるとは言えなかった。
【０００７】
上記の問題を解決する手段として、境界隔壁及びその周辺のセル壁を厚肉化して強度を向上させることが考えられる。ところが、境界隔壁及びその周辺のセル壁を単純に厚肉化しようとしても、ハニカム構造体の製造工程の成形時において、成形用金型内を流通する原料の流速・流量にばらつきが発生し、これによって境界隔壁及びその周辺のセル壁に形状不良や欠陥が生じ、強度が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、セル壁の形状不良・欠陥の発生を抑制しながら強度の向上を図ることができるハニカム構造体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様は、格子状に設けられたセル壁と、該セル壁に囲まれて形成された複数のセルとを有するハニカム構造体であって、
該ハニカム構造体は、軸方向に直交する断面において、中心軸を含む中心部と、該中心部の外側を覆うと共に該中心部よりもセル密度が低い外周部とにより構成されており、
上記中心部と上記外周部との間には、両者を隔てる境界隔壁が設けられており、
上記中心部の上記セル壁は、中心基本セル壁と、上記境界隔壁から内側に距離Ｒ１までの中心強化領域内にセル開口部がすべて含まれる上記セルを囲む中心強化セル壁とを有し、
上記外周部の上記セル壁は、外周基本セル壁と、上記境界隔壁から外側に距離Ｒ２までの外周強化領域内にセル開口部がすべて含まれる上記セルを囲む外周強化セル壁とを有し、
上記中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１とは、Ｔ１０＜Ｔ１１の関係を満たし、
上記外周基本セル壁の平均厚さＴ２０と上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、Ｔ２０＜Ｔ２１の関係を満たし、
上記中心部における上記距離Ｒ１と上記中心部における上記セルの平均セルピッチＰ１とは、Ｒ１／Ｐ１≧０．５の関係を満たし、
上記外周部における上記距離Ｒ２と上記外周部における上記セルの平均セルピッチＰ２とは、Ｒ２／Ｐ２≧０．５の関係を満たし、
上記中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と上記外周基本セル壁の平均厚さＴ２０とは、Ｔ１０≦Ｔ２０の関係を満たし、
上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１と上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、Ｔ１１＞Ｔ２１の関係を満たし、
上記境界隔壁の平均厚さＴ３は、上記中心基本セル壁の平均厚さＴ１０及び上記外周基本セル壁の平均厚さＴ２０に対して、Ｔ３＞Ｔ１０かつＴ３＞Ｔ２０の関係を満たし、上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１及び上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１に対して、Ｔ３≧Ｔ１１かつＴ３＞Ｔ２１の関係を満たすことを特徴とするハニカム構造体にある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
上記ハニカム構造体は、軸方向に直交する断面において、中心部と、該中心部よりもセル密度が低い外周部とにより構成されている。そして、中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と外周基本セル壁の平均厚さＴ２０とは、Ｔ１０≦Ｔ２０の関係を満たす。すなわち、外周部が中心部よりもセル密度が低いため、外周部の強度を十分に確保するために外周基本セル壁の平均厚さＴ２０を中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と同じ又はそれよりも大きくしている。これにより、ハニカム構造体全体の強度のバランス、つまり中心部と外周部との強度のバランスを保つことができる。
【００１１】
また、境界隔壁の平均厚さＴ３は、中心基本セル壁の平均厚さＴ１０及び外周基本セル壁の平均厚さＴ２０に対して、Ｔ３＞Ｔ１０かつＴ３＞Ｔ２０の関係を満たす。すなわち、境界隔壁の平均厚さＴ３を中心基本セル壁の平均厚さＴ１０及び外周基本セル壁の平均厚さＴ２０よりも大きくしている。ハニカム構造体を排気管に組み付ける際に発生する応力等の外部からの応力は境界隔壁付近に集中することが確認されていることから、この境界隔壁の平均厚さＴ３を大きくすることにより、応力集中箇所である境界隔壁の剛性を向上させることができる。これにより、ハニカム構造体の強度（例えば、アイソスタティック強度）を向上させることができる。
【００１２】
また、中心部のセル壁は、中心基本セル壁と、中心強化領域内にセル開口部がすべて含まれるセルを囲む中心強化セル壁とを有する。また、外周部のセル壁は、外周基本セル壁と、外周強化領域内にセル開口部がすべて含まれるセルを囲む外周強化セル壁とを有する。そして、中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と中心強化セル壁の平均厚さＴ１１とは、Ｔ１０＜Ｔ１１の関係を満たし、外周基本セル壁の平均厚さＴ２０と外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、Ｔ２０＜Ｔ２１の関係を満たす。
【００１３】
すなわち、中心部及び外周部は、境界隔壁から一定の距離までの領域において、セル壁の厚さを大きくした中心強化領域及び外周強化領域を有する。そのため、境界隔壁周辺においてセル壁の厚さを大きくした中心強化領域及び外周強化領域によって、外部からの応力が集中する境界隔壁付近の強度をより一層効果的に向上させることができる。また、ハニカム構造体の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制し、境界隔壁及びその周辺におけるセル壁の形状不良・欠陥の発生を防止することができる。これにより、ハニカム構造体の強度をより一層向上させることができる。
【００１４】
また、中心強化領域及び外周強化領域を決定する中心部における距離Ｒ１及び外周部における距離Ｒ２は、中心部におけるセルの平均セルピッチＰ１及び外周部におけるセルの平均セルピッチＰ２との間でＲ１／Ｐ１≧０．５かつＲ２／Ｐ２≧０．５の関係を満たしている。すなわち、中心強化領域を境界隔壁の内側０．５セル分以上の領域とし、外周強化領域を境界隔壁の外側０．５セル分以上の領域としている。そのため、境界隔壁の内側及び外側においてセル壁の厚さを大きくした中心強化領域及び外周強化領域が十分に確保されており、上記の効果を確実に得ることができる。
【００１５】
また、中心強化セル壁の平均厚さＴ１１と外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、Ｔ１１＞Ｔ２１の関係を満たす。すなわち、中心強化セル壁の平均厚さＴ１１を外周強化セル壁の平均厚さＴ２１よりも大きくしている。そのため、外部からの応力が特に集中する境界隔壁内側近傍の強度を効果的に向上させることができる。また、ハニカム構造体の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制し、境界隔壁及びその周辺におけるセル壁の形状不良・欠陥の発生を防止することができる。これにより、ハニカム構造体の強度をより確実に向上させることができる。
【００１６】
すなわち、ハニカム構造体の製造工程の成形時において、特にセル壁の厚さが大きい境界隔壁の周辺では、成形用金型内を流れる原料の流量が不足することで形状不良・欠陥となる箇所が発生するおそれがある。そのため、境界隔壁周辺の中心強化セル壁及び外周強化セル壁から余剰の原料を境界隔壁に流入させ、流量不足を補う必要がある。この場合、セル密度が高い部分のほうが成形用金型の流路における成形方向に直交する方向への原料の横広がり距離が短い。よって、セル密度の高い中心部側の原料の流量を増やして余剰の原料を境界隔壁に流入させるほうが、その流入効率が良くなる。
【００１７】
そこで、中心強化セル壁の平均厚さＴ１１を外周強化セル壁の平均厚さＴ２１よりも大きくすることにより、セル密度の高い中心部から余剰の原料を境界隔壁に十分かつ確実に流入させることができる。これにより、成形用金型内を流れる原料の流量不足を防止し、原料の流速・流量の均一化を図ることができる。その結果、境界隔壁及びその周辺におけるセル壁の形状不良・欠陥の発生を防止することができ、ハニカム構造体の強度をより確実に向上させることができる。
【００１８】
また、境界隔壁の平均厚さＴ３は、中心強化セル壁の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁の平均厚さＴ２１に対して、Ｔ３≧Ｔ１１かつＴ３＞Ｔ２１の関係を満たす。すなわち、境界隔壁の平均厚さＴ３を中心強化セル壁の平均厚さＴ１１と同じ又はそれよりも大きく、外周強化セル壁の平均厚さＴ２１よりも大きくしている。そのため、外部（外周側）からの応力を境界隔壁に伝達する外周強化セル壁よりもその応力を受ける境界隔壁のほうが剛性が高くなる。また、外部（外周側）からの応力に対して境界隔壁に反力を与える中心強化セル壁の厚さが境界隔壁と同じ又はそれよりも小さいため、その反力が過大となることを抑制することができる。これにより、境界隔壁における亀裂・割れの発生を防止することができ、ハニカム構造体全体の強度を向上させることができる。
【００１９】
このように、セル壁の形状不良・欠陥の発生を抑制しながら強度の向上を図ることができるハニカム構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１における、ハニカム構造体を示す斜視図。
【図２】実施例１における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す断面図。
【図３】実施例２における、中心部及び外周部の構成を変更した例を示す断面図。
【図４】実施例２における、中心部及び外周部の構成を変更した例を示す断面図。
【図５】実施例２における、中心部及び外周部の構成を変更した例を示す断面図。
【図６】実施例２における、中心部及び外周部の構成を変更した例を示す断面図。
【図７】実施例２における、中心部及び外周部の構成を変更した例を示す断面図。
【図８】実施例２における、境界隔壁の構成を変更した例を示す断面図。
【図９】実施例２における、境界隔壁の構成を変更した例を示す断面図。
【図１０】実施例３における、試験体１０のハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す断面図。
【図１１】実施例４における、Ｔ１１／Ｔ２１の値とアイソスタティック強度との関係を示すグラフ。
【図１２】実施例４における、Ｔ１１／Ｔ２１の値と圧損との関係を示すグラフ。
【図１３】実施例４における、Ｔ３／Ｔ１１の値とアイソスタティック強度との関係を示すグラフ。
【図１４】実施例４における、Ｔ３／Ｔ２１の値とアイソスタティック強度との関係を示すグラフ。
【図１５】実施例４における、Ｔ１１／Ｔ１０の値とアイソスタティック強度との関係を示すグラフ。
【図１６】実施例４における、Ｔ１１／Ｔ１０の値と圧損との関係を示すグラフ。
【図１７】実施例４における、Ｔ２１／Ｔ２０の値とアイソスタティック強度との関係を示すグラフ。
【図１８】実施例４における、Ｔ２１／Ｔ２０の値と圧損との関係を示すグラフ。
【図１９】実施例４における、Ｒ１／Ｐ１の値とアイソスタティック強度との関係を示すグラフ。
【図２０】実施例４における、Ｒ１／Ｐ１の値と圧損との関係を示すグラフ。
【図２１】実施例４における、Ｒ２／Ｐ２の値とアイソスタティック強度との関係を示すグラフ。
【図２２】実施例４における、Ｒ２／Ｐ２の値と圧損との関係を示すグラフ。
【図２３】中心部及び外周部のセルピッチＰを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上記ハニカム構造体において、上記中心部における上記セルのセルピッチ及び上記外周部における上記セルのセルピッチとは、隣接するセル間の距離をいう。すなわち、例えば、図２３（ａ）に示すごとく、セル壁２によって囲まれたセル３の形状が四角形の場合には、セルピッチが同図の幅Ｐである。また、図２３（ｂ）に示すごとく、セル３の形状が六角形の場合には、セルピッチが同図の幅Ｐである。
【００２２】
また、中心基本セル壁の平均厚さＴ１０、中心強化セル壁の平均厚さＴ１１、外周基本セル壁の平均厚さＴ２０、外周強化セル壁の平均厚さＴ２１、境界隔壁の平均厚さＴ３は、各厚さを複数箇所において測定し、その平均値を求めたものである。
また、中心部におけるセルの平均セルピッチＰ１、外周部におけるセルの平均セルピッチＰ２は、各セルピッチを複数箇所において測定し、その平均値を求めたものである。
【００２３】
また、上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１と上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ２１＜２．５の関係を満たすことが好ましい（請求項２）。
この場合には、ハニカム構造体の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制することができる。また、セル壁を単に厚肉化した場合、質量増大による触媒の早期活性特性の低下や触媒つまりによる圧損増大のような問題が発生するおそれがある。そこで、セル壁の厚さを上記のように調整することにより、後工程である触媒コート工程において触媒つまりを抑制し、触媒つまりによる圧損増大を抑制することができる。また、ハニカム構造体の質量増加を抑制することができ、触媒に求められる浄化性能や早期活性特性を確保することができる。
【００２４】
上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１と上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とがＴ１１／Ｔ２１≦１の場合には、セル密度の高い中心部側から余剰の原料を境界隔壁に流入させることによって成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制するという効果及び外部からの応力を分散するという効果を得ることができない。
一方、Ｔ１１／Ｔ２１≧２．５の場合には、形状不良・欠陥の発生を抑制し、ハニカム構造体の強度を向上させるという効果は得られるものの、中心強化セル領域の開口率が低下することで後工程である触媒コート工程において触媒つまりが発生し、圧損の増大や浄化性能の低下を招くおそれがある。また、ハニカム構造体の質量が大きくなることにより、触媒に求められる早期活性特性が低下するおそれがある。また、中心強化セル領域の開口率が低下することによって圧損が増大し、内側と外側との排ガスの流通性の均一化を図ることが困難となるおそれがある。
【００２５】
また、上記境界隔壁の平均厚さＴ３は、上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１及び上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１に対して、１≦Ｔ３／Ｔ１１＜２．５かつ１＜Ｔ３／Ｔ２１＜２．５の関係を満たすことが好ましい（請求項３）。
この場合には、ハニカム構造体の製造工程の成形時、境界隔壁と中心強化セル壁及び外周強化セル壁との間において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制することができ、この領域でのセル壁の形状不良・欠陥の発生を効果的に防止することができる。また、触媒として搭載時の排気温度変動に対する熱応力割れを防止することができる。すなわち、境界隔壁と中心強化セル壁との壁厚差を抑えることにより、両者の熱容量の差を小さくすることができる。そして、触媒として搭載した時の排気温度変動による温度差を小さく抑えることにより、熱応力の発生を抑制し、熱応力割れを防止することができる。
【００２６】
上記境界隔壁の平均厚さＴ３と上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１とがＴ３／Ｔ１１＜１の場合には、外部（外周側）からの応力に対して境界隔壁に反力を与える中心強化セル壁の厚さが境界隔壁の厚さよりも大きいため、その反力が過大となり、境界隔壁に割れ等が発生しやすくなり、ハニカム構造体の強度の低下を招く。
一方、Ｔ３／Ｔ１１≧２．５の場合には、形状不良・欠陥の発生を抑制し、ハニカム構造体の強度を向上させるという効果は得られるものの、境界隔壁と中心強化セル壁との壁厚差が大きくなることにより、両者の熱容量の差が大きくなる。そして、触媒として搭載した時に排気温度変動による温度差が大きくなりやすく、熱応力割れが発生するおそれがある。
【００２７】
上記境界隔壁の平均厚さＴ３と上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とがＴ３／Ｔ２１≦１の場合には、外部（外周側）からの応力が伝達される外周強化セル壁に対し、応力を受ける境界隔の厚さが同じ又はそれよりも小さいため、境界隔壁の剛性が低く、境界隔壁の割れ等を抑制することができず、ハニカム構造体の強度の低下を招くおそれがある。
一方、Ｔ３／Ｔ２１≧２．５の場合には、形状不良・欠陥の発生を抑制し、ハニカム構造体の強度を向上させるという効果は得られるものの、境界隔壁と中心強化セル壁との壁厚差が大きくなることにより、両者の熱容量の差が大きくなる。そして、触媒として搭載した時に排気温度変動による温度差が大きくなりやすく、熱応力割れが発生するおそれがある。
【００２８】
また、上記中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ１０＜３の関係を満たし、かつ、上記外周基本セル壁の平均厚さＴ２０と上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ２１／Ｔ２０＜２．５の関係を満たすことが好ましい（請求項４）。
この場合には、ハニカム構造体の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制することができる。また、後工程である触媒コート工程において触媒つまりを抑制し、触媒つまりによる圧損増大を抑制することができる。また、ハニカム構造体の質量増加を抑制するという効果が得られ、触媒に求められる浄化性能や早期活性特性を確保することができる。
【００２９】
上記中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と上記中心強化セル壁の平均厚さＴ１１とがＴ１１／Ｔ１０≦１の場合には、セル密度の高い中心部側から余剰の原料を境界隔壁に流入させることによって成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制するという効果及び外部からの応力を分散するという効果を得ることができない。
一方、Ｔ１１／Ｔ１０≧３の場合には、形状不良・欠陥の発生を抑制し、ハニカム構造体の強度を向上させるという効果は得られるものの、中心強化セル領域の開口率が低下することで後工程である触媒コート工程において触媒つまりが発生し、圧損の増大や浄化性能の低下を招くおそれがある。また、ハニカム構造体の質量が大きくなることにより、触媒に求められる早期活性特性が低下するおそれがある。また、中心強化セル領域の開口率が低下することによって圧損が増大し、内側と外側との排ガスの流通性の均一化を図ることが困難となるおそれがある。
【００３０】
上記外周基本セル壁の平均厚さＴ２０と上記外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とがＴ２１／Ｔ２０≦１の場合には、外部からの応力を分散するという効果を得ることができない。
一方、Ｔ２１／Ｔ２０≧２．５の場合には、形状不良・欠陥の発生を抑制し、ハニカム構造体の強度を向上させるという効果は得られるものの、ハニカム構造体の質量が大きくなり、それによって触媒に求められる早期活性特性が低下するおそれがある。また、外周強化セル領域の開口率が低下することによって圧損が増大し、内側と外側との排ガスの流通性の均一化を図ることが困難となるおそれがある。
【００３１】
また、上記中心部における上記距離Ｒ１と上記中心部における上記セルの平均セルピッチＰ１とは、０．５≦Ｒ１／Ｐ１≦５の関係を満たし、かつ、上記外周部における上記距離Ｒ２と上記外周部における上記セルの平均セルピッチＰ２とは、０．５≦Ｒ２／Ｐ２≦５の関係を満たすことが好ましい（請求項５）。
また、上記中心部における上記距離Ｒ１と上記中心部における上記セルの平均セルピッチＰ１とは、２≦Ｒ１／Ｐ１≦４の関係を満たすことがより好ましい。また、上記外周部における上記距離Ｒ２と上記外周部における上記セルの平均セルピッチＰ２とは、１≦Ｒ２／Ｐ２≦２の関係を満たすことがより好ましい。
この場合には、中心強化セル壁及び外周強化セル壁を設けたことによる重量増加を抑制しながら、強度を十分に向上させることができる。
【００３２】
上記中心部における上記距離Ｒ１と上記中心部における上記セルの平均セルピッチＰ１とがＲ１／Ｐ１＜０．５の場合及び上記外周部における上記距離Ｒ２と上記外周部における上記セルの平均セルピッチＰ２とがＲ２／Ｐ２＜０．５の場合には、外部からの応力を分散して強度を向上させるという効果を十分に得ることができないおそれがある。
一方、Ｒ１／Ｐ１＞５の場合及びＲ２／Ｐ２＞５の場合には、ハニカム構造体の強度を向上させるという効果が飽和し、一方で中心強化セル壁及び外周強化セル壁を設けたことによる重量増加によって熱容量が大きくなり、触媒担体として触媒の早期活性に必要な昇温性が低下するおそれがある。
【００３３】
また、上記中心基本セル壁の平均厚さＴ１０は、０．１２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以下であることがより好ましい。
また、上記外周基本セル壁の平均厚さＴ２０は、０．１４ｍｍ以下であることが好ましく、０．１１ｍｍ以下であることがより好ましい。
この場合には、中心基本セル壁及び外周基本セル壁の厚さが小さく、セル壁の形状不良・欠陥の発生を抑制しながら強度の向上を図ることが要求されるハニカム構造体であるため、上述した効果をより有効に発揮することができる。また、触媒の担体としての性能として望ましい高浄化性能と低圧損とを両立させることができる。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
上記ハニカム構造体にかかる実施例について、図を用いて説明する。
図１、図２に示すごとく、本例のハニカム構造体１は、格子状に設けられたセル壁２と、セル壁２に囲まれて形成された複数のセル３とを有する。
ハニカム構造体１は、軸方向Ｘに直交する断面において、中心軸を含む中心部１１と、中心部１１の外側を覆うと共に中心部１１よりもセル密度が低い外周部１２とにより構成されている。中心部１１と外周部１２との間には、両者を隔てる境界隔壁１３が設けられている。
【００３５】
図２に示すごとく、中心部１１のセル壁２は、中心基本セル壁２１０と、境界隔壁１３から径方向内側に距離Ｒ１までの中心強化領域１１１内にセル開口部がすべて含まれるセル３を囲む中心強化セル壁２１１とを有する。また、外周部１２のセル壁２は、外周基本セル壁２２０と、境界隔壁１３から径方向外側に距離Ｒ２までの外周強化領域１２１内にセル開口部がすべて含まれるセル３を囲む外周強化セル壁２２１とを有する。
【００３６】
同図に示すごとく、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１とは、Ｔ１０＜Ｔ１１の関係を満たし、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、Ｔ２０＜Ｔ２１の関係を満たす。
中心部１１における距離Ｒ１と中心部１１におけるセル３の平均セルピッチＰ１とは、Ｒ１／Ｐ１≧０．５の関係を満たし、外周部１２における距離Ｒ２と外周部１２におけるセル３の平均セルピッチＰ２とは、Ｒ２／Ｐ２≧０．５の関係を満たす。
【００３７】
同図に示すごとく、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０とは、Ｔ１０≦Ｔ２０の関係を満たし、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、Ｔ１１＞Ｔ２１の関係を満たす。
境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０及び外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０に対して、Ｔ３＞Ｔ１０かつＴ３＞Ｔ２０の関係を満たし、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１に対して、Ｔ３≧Ｔ１１かつＴ３＞Ｔ２１の関係を満たす。
以下、これを詳説する。
【００３８】
図１に示すごとく、ハニカム構造体１は、コージェライトからなり、排ガス浄化用の触媒の担体として用いられるものである。
ハニカム構造体１は、四角形格子状に設けられたセル壁２と、そのセル壁２に囲まれて形成された四角形状の複数のセル３と、外周側面を覆う円筒状の外周壁４とを有し、全体を一体的に形成したものである。
【００３９】
図２に示すごとく、ハニカム構造体１は、軸方向Ｘに直交する断面において、中心軸（図示略）を含む中心部１１と、中心部１１の外側を覆う外周部１２とにより構成されている。中心部１１と外周部１２との間には、両者を隔てる円筒状の境界隔壁１３が設けられている。本例では、境界隔壁１３の平均厚さＴ３が０．２４４ｍｍである。
【００４０】
中心部１１内及び外周部１２内は、セル密度が一定となっている。また、中心部１１のセル密度は、外周部１２のセル密度よりも高くなっている。また、中心部１１と外周部１２とは、セル３の向きが互いに異なる。本例では、外周部１２のセル３が中心部１１のセル３に対して４５度傾いている。
【００４１】
中心部１１は、境界隔壁１３から径方向内側に距離Ｒ１までの領域である中心強化領域１１１を有する。中心強化領域１１１内にセル開口部がすべて含まれるセル３は、中心強化セル壁２１１によって囲まれている。また、それ以外のセル３は、中心基本セル壁２１０によって囲まれている。中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１は、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０よりも大きい（Ｔ１０＜Ｔ１１）。また、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ１０＜３の関係を満たす。本例では、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０が０．０９５ｍｍ、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１が０．２３２ｍｍである。また、Ｔ１１／Ｔ１０＝２．４４である。
【００４２】
また、中心部１１における距離Ｒ１は、３ｍｍである。また、中心部１１におけるセル３の平均セルピッチＰ１は、１．０４ｍｍである。また、中心部１１における距離Ｒ１と中心部１１におけるセル３の平均セルピッチＰ１とは、０．５≦Ｒ１／Ｐ１≦５の関係を満たす。本例では、Ｒ１／Ｐ１＝２．８８である。
【００４３】
外周部１２は、境界隔壁１３から径方向外側に距離Ｒ２までの領域である外周強化領域１２１を有する。外周強化領域１２１内にセル開口部がすべて含まれるセル３は、外周強化セル壁２２１によって囲まれている。また、それ以外のセル３は、外周基本セル壁２２０によって囲まれている。外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１は、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０よりも大きい（Ｔ２０＜Ｔ２１）。また、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ２１／Ｔ２０＜２．５の関係を満たす。本例では、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０が０．１０４ｍｍ、外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１が０．１１ｍｍである。また、Ｔ２１／Ｔ２０＝１．０６である。
【００４４】
また、外周部１２における距離Ｒ２は、５ｍｍである。また、外周部１２におけるセル３の平均セルピッチＰ２は、１．２７ｍｍである。また、外周部１２における距離Ｒ２と中心部１２におけるセル３の平均セルピッチＰ２とは、０．５≦Ｒ２／Ｐ２≦５の関係を満たす。本例では、Ｒ２／Ｐ２＝３．９４である。
【００４５】
また、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０は、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０と同じ又はそれよりも大きい（Ｔ１０≦Ｔ２０）。
また、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１は、外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１よりも大きい（Ｔ１１＞Ｔ２１）。また、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ２１＜２．５の関係を満たしている。本例では、Ｔ１１／Ｔ２１＝２．１１である。
【００４６】
また、境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０及び外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０よりも大きい（Ｔ３＞Ｔ１０、Ｔ３＞Ｔ２０）。
また、境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１と同じ又はそれよりも大きく、外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１よりも大きい（Ｔ３≧Ｔ１１かつＴ３＞Ｔ２１）。また、境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１に対して、１≦Ｔ３／Ｔ１１＜２．５かつ１＜Ｔ３／Ｔ２１＜２．５の関係を満たす。
【００４７】
次に、本例のハニカム構造体１の製造方法について簡単に説明する。
本例において、ハニカム構造体１を製造するに当たっては、製造工程そのものは従来と同様の工程を採用することができる。
まず、ハニカム構造体１を構成するコージェライト原料をハニカム状に成形体として押出成形する。次いで、その成形体を所定の長さに切断し、乾燥した後、焼成する。これにより、ハニカム構造体１が得られる。
【００４８】
なお、押出成形を行う際の金型としては、セル壁２の配設形状に対応する形状のスリット溝を設けた押出成形用金型（図示略）を用いることができる。スリット溝は、放電加工、レーザー加工、スライシング加工等の方法により形成することができる。また、境界隔壁１３周辺において厚肉化する中心強化セル壁２１１及び外周強化セル壁２２１に対応する所定の位置のスリット溝の溝幅は、厚肉化する量に応じて幅広となっている。この幅広のスリット溝は、放電加工、レーザー加工等の方法によって通常のスリット溝と同時加工により形成することができる。また、通常のスリット溝に対してさらにレーザー加工、流体研磨等の方法で追加工することによっても形成することができる。
【００４９】
次に、本例のハニカム構造体１における作用効果について説明する。
本例のハニカム構造体１は、軸方向Ｘに直交する断面において、中心部１１と、中心部１１よりもセル密度が低い外周部１２とにより構成されている。そして、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０とは、Ｔ１０≦Ｔ２０の関係を満たす。すなわち、外周部１２が中心部１１よりもセル密度が低いため、外周部１２の強度を十分に確保するために外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０を中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と同じ又はそれよりも大きくしている。これにより、ハニカム構造体１全体の強度のバランス、つまり中心部１１と外周部１２との強度のバランスを保つことができる。
【００５０】
また、境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０及び外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０に対して、Ｔ３＞Ｔ１０かつＴ３＞Ｔ２０の関係を満たす。すなわち、境界隔壁１３の平均厚さＴ３を中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０及び外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０よりも大きくしている。ハニカム構造体１を排気管に組み付ける際に発生する応力等の外部からの応力は境界隔壁１３付近に集中することが確認されていることから、この境界隔壁１３の平均厚さＴ３を大きくすることにより、応力集中箇所である境界隔壁１３の剛性を向上させることができる。これにより、ハニカム構造体１の強度（例えば、アイソスタティック強度）を向上させることができる。
【００５１】
また、中心部１１のセル壁２は、中心基本セル壁２１０と、中心強化領域１１１内にセル開口部がすべて含まれるセル３を囲む中心強化セル壁２１１とを有する。また、外周部１２のセル壁２は、外周基本セル壁２２０と、外周強化領域１２１内にセル開口部がすべて含まれるセル３を囲む外周強化セル壁２２１とを有する。そして、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１とは、Ｔ１０＜Ｔ１１の関係を満たし、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、Ｔ２０＜Ｔ２１の関係を満たす。
【００５２】
すなわち、中心部１１及び外周部１２は、境界隔壁１３から一定の距離までの領域において、セル壁２の厚さを大きくした中心強化領域１１１及び外周強化領域１２１を有する。そのため、境界隔壁１３周辺においてセル壁２の厚さを大きくした中心強化領域１１１及び外周強化領域１２１によって、外部からの応力が集中する境界隔壁１３付近の強度をより一層効果的に向上させることができる。また、ハニカム構造体１の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制し、境界隔壁１３及びその周辺におけるセル壁２の形状不良・欠陥の発生を防止することができる。これにより、ハニカム構造体１の強度をより一層向上させることができる。
【００５３】
また、中心強化領域１１１及び外周強化領域１２１を決定する中心部１１における距離Ｒ１及び外周部１２における距離Ｒ２は、中心部１１におけるセル３の平均セルピッチＰ１及び外周部１２におけるセル３の平均セルピッチＰ２との間でＲ１／Ｐ１≧０．５かつＲ２／Ｐ２≧０．５の関係を満たしている。すなわち、中心強化領域１１１を境界隔壁１３の内側０．５セル分以上の領域とし、外周強化領域１２１を境界隔壁１３の外側０．５セル分以上の領域としている。そのため、境界隔壁１３周辺においてセル壁２の厚さを大きくした中心強化領域１１１及び外周強化領域１２１が十分に確保されており、上記の効果を確実に得ることができる。
【００５４】
また、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、Ｔ１１＞Ｔ２１の関係を満たす。すなわち、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１を外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１よりも大きくしている。そのため、外部からの応力が特に集中する境界隔壁１３内側近傍の強度を効果的に向上させることができる。また、ハニカム構造体１の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制し、境界隔壁１３及びその周辺におけるセル壁２の形状不良・欠陥の発生を防止することができる。これにより、ハニカム構造体１の強度をより確実に向上させることができる。
【００５５】
すなわち、ハニカム構造体１の製造工程の成形時において、特にセル壁２の厚さが大きい境界隔壁１３の周辺では、成形用金型内を流れる原料の流量が不足することで形状不良・欠陥となる箇所が発生するおそれがある。そのため、境界隔壁１３周辺の中心強化セル壁２１１又は外周強化セル壁２２１から余剰の原料を境界隔壁１３に流入させ、流量不足を補う必要がある。この場合、セル密度が高い部分のほうが成形用金型の流路における成形方向に直交する方向への原料の横広がり距離が短い。よって、セル密度の高い中心部１１側の原料の流量を増やして余剰の原料を境界隔壁１３に流入させるほうが、その流入効率が良くなる。
【００５６】
そこで、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１を外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１よりも大きくすることにより、セル密度の高い中心部１１から余剰の原料を境界隔壁１３に十分かつ確実に流入させることができる。これにより、成形用金型内を流れる原料の流量不足を防止し、原料の流速・流量の均一化を図ることができる。その結果、境界隔壁１３及びその周辺におけるセル壁２の形状不良・欠陥の発生を防止することができ、ハニカム構造体１の強度をより確実に向上させることができる。
【００５７】
また、境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１に対して、Ｔ３≧Ｔ１１かつＴ３＞Ｔ２１の関係を満たす。すなわち、境界隔壁１３の平均厚さＴ３を中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１と同じ又はそれよりも大きく、外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１よりも大きくしている。そのため、外部（外周側）からの応力を境界隔壁１３に伝達する外周強化セル壁２２１よりもその応力を受ける境界隔壁１３のほうが剛性が高くなる。また、外部（外周側）からの応力に対して境界隔壁１３に反力を与える中心強化セル壁２１１の厚さが境界隔壁１３と同じ又はそれよりも小さいため、その反力が過大となることを抑制することができる。これにより、境界隔壁１３における亀裂・割れの発生を防止することができ、ハニカム構造体１全体の強度を向上させることができる。
【００５８】
また、本例において、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ２１＜２．５の関係を満たす。そのため、ハニカム構造体１の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制することができる。また、これに加えて、後工程である触媒コート工程において触媒つまりを抑制し、触媒つまりによる圧損増大を抑制することができる。また、ハニカム構造体１の質量増加を抑制することができ、触媒に求められる浄化性能や早期活性特性を確保することができる。
【００５９】
また、境界隔壁１３の平均厚さＴ３は、中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１に対して、１≦Ｔ３／Ｔ１１＜２．５かつ１＜Ｔ３／Ｔ２１＜２．５の関係を満たす。そのため、ハニカム構造体１の製造工程の成形時、境界隔壁１３と中心強化セル壁２１１及び外周強化セル壁２２１との間において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制することができ、この領域でのセル壁２の形状不良・欠陥の発生を効果的に防止することができる。また、触媒として搭載時の排気温度変動に対する熱応力割れを防止することができる。すなわち、境界隔壁１３と中心強化セル壁１２１との壁厚差を抑えることにより、両者の熱容量の差を小さくすることができる。そして、触媒として搭載した時の排気温度変動による温度差を小さく抑えることにより、熱応力の発生を抑制し、熱応力割れを防止することができる。
【００６０】
また、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０と中心強化セル壁２１１の平均厚さＴ１１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ１０＜３の関係を満たし、かつ、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０と外周強化セル壁２２１の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ２１／Ｔ２０＜２．５の関係を満たす。そのため、ハニカム構造体１の製造工程の成形時において、成形用金型内を流れる原料の流速・流量のばらつきを抑制することができる。また、後工程である触媒コート工程において触媒つまりを抑制し、触媒つまりによる圧損増大を抑制することができる。また、ハニカム構造体１の質量増加を抑制するという効果が得られ、触媒に求められる浄化性能や早期活性特性を確保することができる。
【００６１】
また、中心部１１における距離Ｒ１と中心部１１におけるセル３の平均セルピッチＰ１とは、０．５≦Ｒ１／Ｐ１≦５の関係を満たし、かつ、外周部１２における距離Ｒ２と外周部１２におけるセル３の平均セルピッチＰ２とは、０．５≦Ｒ２／Ｐ２≦５の関係を満たす。そのため、中心強化セル壁２１１及び外周強化セル壁２２１を設けたことによる重量増加を抑制しながら、強度を十分に向上させることができる。
【００６２】
また、中心基本セル壁２１０の平均厚さＴ１０は、０．１２ｍｍ以下であり、外周基本セル壁２２０の平均厚さＴ２０は、０．１４ｍｍ以下である。すなわち、中心基本セル壁２１０及び外周基本セル壁２２０の厚さが小さく、セル壁２の形状不良・欠陥の発生を抑制しながら強度の向上を図ることが要求されるハニカム構造体１である。そのため、上述した効果をより有効に発揮することができる。また、触媒の担体としての性能として望ましい高浄化性能と低圧損とを両立させることができる。
【００６３】
このように、本例によれば、セル壁２の形状不良・欠陥の発生を抑制しながら強度の向上を図ることができるハニカム構造体１を提供することができる。
【００６４】
（実施例２）
本例は、図３〜図９に示すごとく、ハニカム構造体１の中心部１１及び外周部１２の構成を変更した例である。
図３に示す例では、中心部１１と外周部１２とにおいて、セル３の形状が共に四角形状であり、外周部１２のセル３が中心部１１のセル３に対して３０度傾いている。
図４に示す例では、中心部１１と外周部１２とにおいて、セル３の形状が共に四角形状であり、セル３の向きが共に同じである。
【００６５】
図５に示す例では、中心部１１と外周部１２とにおいて、セル３の形状が共に六角形状であり、外周部１２のセル３が中心部１１のセル３に対して３０度傾いている。
図６に示す例では、中心部１１と外周部１２とにおいて、セル３の形状が共に六角形状であり、外周部１２のセル３が中心部１１のセル３に対して１５度傾いている。
図７に示す例では、中心部１１と外周部１２とにおいて、セル３の形状が共に六角形状であり、セル３の向きが共に同じである。
いずれの例も、その他の基本的な構成及び作用効果は、実施例１と同様である。
【００６６】
なお、中心部１１及び外周部１２のセル３の形状は、特に限定されることはなく、三角形状、四角形状、六角形状等、任意の形状とすることができる。
また、中心部１１と外周部１２とのセル３の形状は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、中心部１１と外周部１２とのセル３の向きは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、両者のセル３の向きが異なる場合、その傾きを任意の角度とすることができる。
【００６７】
また、境界隔壁１３の形状は、特に限定されることはなく、円形状、四角形状、八角形状等、任意の形状とすることができる。
例えば、図８に示す例では、境界隔壁１３が八角形状である。また、図９に示す例では、境界隔壁１３が四角形状である。このように境界隔壁１３が多角形状である場合、外周強化領域１２１は、境界隔壁１３から外周強化領域１２１の外縁までの最短距離が常にＲ２となるように設ける。
【００６８】
（実施例３）
本例は、ハニカム構造体の特性について評価した例である。
本例では、セル壁の厚さ等の構成が異なる複数のハニカム構造体（試験体１〜１４）を作製し、これらについて構造欠陥数の確認、アイソスタティック強度の測定を行った。
【００６９】
各ハニカム構造体の基本的な構成は、実施例１のハニカム構造体（図１、図２参照）と同様である。
なお、図１０に示すごとく、試験体１０のハニカム構造体９は、中心部１１及び外周部１２に中心強化領域及び外周強化領域が設けられていない。つまり、中心強化セル壁及び外周強化セル壁が設けられていない。よって、中心部１１のセル壁２は、すべて中心基本セル壁２１０であり、外周部１２のセル壁２は、すべて外周基本セル壁２２０である。
【００７０】
また、各ハニカム構造体の中心部や外周部のセル壁の平均厚さ、セルの平均セルピッチ等は、表１に示すとおりである。
各ハニカム構造体の中心部や外周部のセル壁の厚さ、セルのセルピッチ等は、ハニカム構造体を切断し、軸方向に直交する断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することによって測定した。測定に用いる機器としては、ＳＥＭ以外にも光学顕微鏡、非接触式の形状測定機等がある。
【００７１】
ここで、表１に示すごとく、試験体１〜９のハニカム構造体は、本発明（請求項１）の範囲内のものである。
また、同表に示すごとく、試験体１０〜１４のハニカム構造体は、本発明（請求項１）の範囲外のものである。
【００７２】
具体的に、試験体１０のハニカム構造体は、上述したように、中心部１１及び外周部１２に中心強化領域及び外周強化領域が設けられていない。つまり、中心強化セル壁及び外周強化セル壁が設けられていない。
また、試験体１１のハニカム構造体は、中心強化セル壁の平均厚さＴ１１と外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とがＴ１１＞Ｔ２１（Ｔ１１／Ｔ２１＞１）の関係を満たしていない。
【００７３】
また、試験体１２のハニカム構造体は、境界隔壁の平均厚さＴ３と中心強化セル壁の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とがＴ３≧Ｔ１１（Ｔ３／Ｔ１１≧１）、Ｔ３＞Ｔ２１（Ｔ３／Ｔ２１＞１）の関係を満たしていない。
また、試験体１３のハニカム構造体は、外周部における距離Ｒ２と外周部におけるセルの平均セルピッチＰ２とがＲ２／Ｐ２≧０．５の関係を満たしていない。
また、試験体１４のハニカム構造体は、中心部における距離Ｒ１と中心部におけるセルの平均セルピッチＰ１とがＲ１／Ｐ１≧０．５の関係を満たしていない。
【００７４】
次に、ハニカム構造体の評価方法について説明する。
構造欠陥数については、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を目視又は光学顕微鏡で観察し、セルを形成するセル壁の全部又は一部が欠落している箇所を構造欠陥としてカウントした。
アイソスタティック強度については、社団法人自動車技術会発行の自動車規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７に準拠して試験を行い、アイソスタティック強度を測定した。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
表１に、各ハニカム構造体の構造欠陥数、アイソスタティック強度、質量を示す。
同表から、本発明（請求項１）の範囲内である試験体１〜９は、構造欠陥が発生せず、アイソスタティック強度も十分に高い値となった。
一方、本発明（請求項１）の範囲外である試験体１０〜１４は、構造欠陥が発生し、試験体１〜９に比べてアイソスタティック強度が低い値となった。
【００７７】
以上により、本発明によれば、セル壁の形状不良・欠陥の発生を抑制しながら強度の向上を図ることができるハニカム構造体が得られることがわかった。
【００７８】
（実施例４）
本例は、図１１〜図２２に示すごとく、各種値を変化させたハニカム構造体の特性について評価した例である。
本例において、ハニカム構造体の基本的な構成は、実施例１のハニカム構造体（図１、図２参照）と同様である。また、各特性の評価は、基本のハニカム構造体において、各種値を変化させ、それ以外の値は所定の値に固定して行った。
【００７９】
また、本例では、各ハニカム構造体について、アイソスタティック強度、圧力損失の評価の他、適宜、構造欠陥、熱応力割れ、触媒つまりの評価を行った。
ここで、アイソスタティック強度、構造欠陥の評価は、上述した実施例３と同様の方法により行った。
【００８０】
また、圧力損失の評価は、圧力損失測定装置を用いて、ハニカム構造体にガスを流した時の圧力損失を測定することにより行った。
この測定では、触媒をコートしたハニカム構造体を測定試料として用いる。また、圧力損失測定装置は、測定試料に流入する直前のガスの圧力と測定試料から流出した直後のガスの圧力との差（差圧）を測定する差圧計と、測定試料のガス流出側に取り付けられ、測定試料にガスを流すためのブロワーとを備えている。
具体的な手順としては、まず、測定試料の流入側端部と流出側端部とにそれぞれ流入側の配管と流出側の配管とを取り付け、室温下においてブロワーによりガスを測定試料に流す。そして、差圧計により測定試料にガスを流したときの差圧を測定する。この差圧を圧力損失（圧損）とする。
【００８１】
また、熱応力割れの評価は、ハニカム構造体を９００〜１１００℃に加熱しておき、ハニカム構造体の中心付近のセルに向けて室温の空気を吹き付けることにより、ハニカム構造体内に１〜１０℃／ｍｍの温度差を発生させ、この熱応力による割れの発生有無を目視で確認することにより行った。
また、触媒つまりの評価は、触媒コート後のハニカム構造体のセルを目視又は光学顕微鏡等で観察することにより行った。
【００８２】
図１１は、Ｔ１１／Ｔ２１の値とアイソスタティック強度（ＭＰａ）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ１１／Ｔ２１の値が１を超えるとアイソスタティック強度が高い値となっている。一方、Ｔ１１／Ｔ２１の値が１以下になるとアイソスタティック強度が大幅に低い値となっている。これは、構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について構造欠陥の評価を行ったところ、Ｔ１１／Ｔ２１の値が１以下のときに構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した。
【００８３】
図１２は、Ｔ１１／Ｔ２１の値と圧損（％）（Ｔ１１／Ｔ２１＝１のとき圧損＝１００％）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ１１／Ｔ２１の値が２．５以上になると圧力損失が急激に大きくなる。これは、触媒コート工程において触媒つまりが発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について触媒つまりの評価を行ったところ、Ｔ１１／Ｔ２１の値が２．５以上のときに触媒コート工程において触媒つまりが発生した。
【００８４】
以上の結果から、中心部の中心強化セル壁の平均厚さＴ１１と外周部の外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ２１＜２．５の関係を満たすことが好ましいことがわかった。
【００８５】
次に、図１３は、Ｔ３／Ｔ１１の値とアイソスタティック強度（ＭＰａ）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ３／Ｔ１１の値が１以上であるとアイソスタティック強度が高い値となっている。一方、Ｔ３／Ｔ１１の値が１未満になるとアイソスタティック強度が大幅に低い値となっている。これは、構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について構造欠陥の評価を行ったところ、Ｔ３／Ｔ１１の値が１未満のときに構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した。
【００８６】
また、表２は、Ｔ３／Ｔ１１の値と熱応力割れの発生の有無との関係を示したものである。
同表からわかるように、Ｔ３／Ｔ１１の値が２．５以上のときに熱応力割れが発生している。すなわち、Ｔ３／Ｔ１１の値が２．５以上になると熱応力割れに対する耐性が低下する。
【００８７】
【表２】
2014136211.tif 000004
【００８８】
図１４は、Ｔ３／Ｔ２１の値とアイソスタティック強度（ＭＰａ）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ３／Ｔ２１の値が１を超えるとアイソスタティック強度が高い値となっている。一方、Ｔ１１／Ｔ２１の値が１以下になるとアイソスタティック強度が大幅に低い値となっている。これは、構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について構造欠陥の評価を行ったところ、Ｔ３／Ｔ２１の値が１以下のときに構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した。
【００８９】
また、表３は、Ｔ３／Ｔ２１の値と熱応力割れの発生の有無との関係を示したものである。
同表からわかるように、Ｔ３／Ｔ２１の値が２．５以上のときに熱応力割れが発生している。すなわち、Ｔ３／Ｔ２１の値が２．５以上になると熱応力割れに対する耐性が低下する。
【００９０】
【表３】
2014136211.tif 000005
【００９１】
以上の結果から、境界隔壁の平均厚さＴ３は、中心強化セル壁の平均厚さＴ１１及び外周強化セル壁の平均厚さＴ２１に対して、１≦Ｔ３／Ｔ１１＜２．５かつ１＜Ｔ３／Ｔ２１＜２．５の関係を満たすことが好ましいことがわかった。
【００９２】
次に、図１５は、Ｔ１１／Ｔ１０の値とアイソスタティック強度（ＭＰａ）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ１１／Ｔ１０の値が１を超えて高くなればなるほどアイソスタティック強度が高くなっている。
【００９３】
図１６は、Ｔ１１／Ｔ１０の値と圧損（％）（Ｔ１１／Ｔ１０＝１のとき圧損＝１００％）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ１１／Ｔ１０の値が３以上になると圧力損失が急激に大きくなる。これは、触媒コート工程において触媒つまりが発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について触媒つまりの評価を行ったところ、Ｔ１１／Ｔ１０の値が３以上のときに触媒コート工程において触媒つまりが発生した。
【００９４】
以上の結果から、中心基本セル壁の平均厚さＴ１０と中心強化セル壁の平均厚さＴ１１とは、１＜Ｔ１１／Ｔ１０＜３の関係を満たすことが好ましいことがわかった。
【００９５】
次に、図１７は、Ｔ２１／Ｔ２０の値とアイソスタティック強度（ＭＰａ）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ２１／Ｔ２０の値が１を超えて高くなればなるほどアイソスタティック強度が高くなっている。
【００９６】
図１８は、Ｔ２１／Ｔ２０の値と圧損（％）（Ｔ２１／Ｔ２０＝１のとき圧損＝１００％）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｔ２１／Ｔ２０の値が２．５以上になると圧力損失が急激に大きくなる。これは、触媒コート工程において触媒つまりが発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について触媒つまりの評価を行ったところ、Ｔ２１／Ｔ２０の値が２．５以上のときに触媒コート工程において触媒つまりが発生した。
【００９７】
以上の結果から、外周基本セル壁の平均厚さＴ２０と外周強化セル壁の平均厚さＴ２１とは、１＜Ｔ２１／Ｔ２０＜２．５の関係を満たすことが好ましいことがわかった。
【００９８】
次に、図１９は、Ｒ１／Ｐ１の値とアイソスタティック強度（ＭＰａ）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｒ１／Ｐ１の値が０．５を超えるとアイソスタティック強度が高い値となっている。また、Ｒ１／Ｐ１の値が５を超えるとアイソスタティック強度の向上効果が飽和し、ほぼ一定の値となっている。一方、Ｒ１／Ｐ１の値が０．５以下になるとアイソスタティック強度が大幅に低い値となっている。これは、構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について構造欠陥の評価を行ったところ、Ｒ１／Ｐ１の値が０．５以下のときに構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した。
【００９９】
図２０は、Ｒ１／Ｐ１の値と圧損（％）（Ｒ１／Ｐ１＝１のとき圧損＝１００％）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｒ１／Ｐ１の値が５を超えたあたりから圧力損失が急激に大きくなる。
【０１００】
以上の結果から、中心部における距離Ｒ１と中心部におけるセルの平均セルピッチＰ１とは、０．５≦Ｒ１／Ｐ１≦５の関係を満たすことが好ましいことがわかった。
【０１０１】
次に、図２１は、Ｒ２／Ｐ２の値とアイソスタティック強度（ＭＰａ）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｒ２／Ｐ２の値が０．５を超えるとアイソスタティック強度が高い値となっている。また、Ｒ２／Ｐ２の値が５を超えるとアイソスタティック強度の向上効果が飽和し、ほぼ一定の値となっている。一方、Ｒ２／Ｐ２の値が０．５以下になるとアイソスタティック強度が大幅に低い値となっている。これは、構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した影響であると考えられる。なお、各ハニカム構造体について構造欠陥の評価を行ったところ、Ｒ２／Ｐ２の値が０．５以下のときに構造欠陥（形状不良・欠陥）が発生した。
【０１０２】
図２２は、Ｒ２／Ｐ２の値と圧損（％）（Ｒ２／Ｐ２＝１のとき圧損＝１００％）との関係を示したものである。
同図からわかるように、Ｒ２／Ｐ２の値が５を超えたあたりから圧力損失が急激に大きくなる。
【０１０３】
以上の結果から、外周部における距離Ｒ２と外周部におけるセルの平均セルピッチＰ２とは、０．５≦Ｒ２／Ｐ２≦５の関係を満たすことが好ましいことがわかった。
【符号の説明】
【０１０４】
１  ハニカム構造体
１１  中心部
１１１  中心強化領域
１２  外周部
１２１  外周強化領域
１３  境界隔壁
２  セル壁
２１０  中心基本セル壁
２１１  中心強化セル壁
２２０  外周基本セル壁
２２１  外周強化セル壁
３  セル
【図１】
2014136211.tif 000006
【図２】
2014136211.tif 000007
【図３】
2014136211.tif 000008
【図４】
2014136211.tif 000009
【図５】
2014136211.tif 000010
【図６】
2014136211.tif 000011
【図７】
2014136211.tif 000012
【図８】
2014136211.tif 000013
【図９】
2014136211.tif 000014
【図１０】
2014136211.tif 000015
【図１１】
2014136211.tif 000016
【図１２】
2014136211.tif 000017
【図１３】
2014136211.tif 000018
【図１４】
2014136211.tif 000019
【図１５】
2014136211.tif 000020
【図１６】
2014136211.tif 000021
【図１７】
2014136211.tif 000022
【図１８】
2014136211.tif 000023
【図１９】
2014136211.tif 000024
【図２０】
2014136211.tif 000025
【図２１】
2014136211.tif 000026
【図２２】
2014136211.tif 000027
【図２３】
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