(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス流入端面及び排ガス流出端面を有する柱状のハニカム基材と、
前記ハニカム基材の前記排ガス流入端面及び前記排ガス流出端面の少なくとも一つの端面に設けられた円錐状の凸部と、を備え、
前記ハニカム基材は、前記排ガス流入端面から前記排ガス流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、
前記凸部は、前記円錐状の底面となる前記ハニカム基材の前記端面の一部から延長した前記隔壁によって形成されたものであり、
前記ハニカム基材の外周と、前記凸部の底面の外周との間には、幅２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の外周差部が存在し、且つ、
前記セルが延びる方向において、前記凸部の底面と前記凸部を有する側の前記ハニカム基材の端面とが段差のない同一面によって構成されたものであるか、又は、前記凸部の底面と前記凸部を有する側の前記ハニカム基材の端面との間に、前記ハニカム基材の端面における最大内接円の直径の０．１倍以下の段差を有する、ハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム基材の外周と前記外周差部とが成す角度αが、９０°〜１５０°であり、前記ハニカム基材の外周と前記凸部の側面とが成す角度βが、１００°〜１６０°であり、且つ、前記角度βの値から前記角度αの値を差し引いた値（角度β−角度α）が、１０〜７０°である、請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記凸部の頂点が、Ｒ≦１０ｍｍの範囲の曲率半径Ｒを有する、請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記凸部は、その頂点が平面状に切り取られた平面部を有し、且つ、前記平面部の面積が、前記凸部が設けられた前記ハニカム基材の端面の面積の１０％以下である、請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記凸部の頂点から、前記ハニカム基材の前記凸部を有する側の端面まで引いた垂線の長さが、前記ハニカム構造体の、複数のセルが延びる方向の全長の３３％以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記複数のセルの少なくとも一つに目封止部を更に有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記ハニカム構造体に更に触媒を担持させた、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のハニカム構造体と、
把持材と、
金属製筒状部材と、を備え、
前記ハニカム構造体の外周に前記把持材が巻回されたハニカム構造体が前記金属製筒状部材内に配設されており、
当該ハニカム構造体が前記金属製筒状部材内に保持された、排ガス浄化装置。
【請求項９】
前記ハニカム構造体の外周差部が、リテーナリングで保持された、請求項８に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体、及び当該ハニカム構造体を備えた排ガス浄化装置に関する。更に詳しくは、触媒担体として使用可能であり、排ガス浄化装置内のガス流れを制御すると共に、触媒を効率良く利用できるハニカム構造体、及び当該ハニカム構造体を備えた排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の内燃機関等の排気系から大気中に放出される排ガス規制の強化はますます厳しくなっており、この自動車等の限られた搭載スペースの中で、排ガス浄化性能の強化をすることが求められている。
【０００３】
ところで、排ガス中に含まれる有害成分を除去して排ガスを浄化するべく、例えば自動車等の内燃機関の排気系には、触媒コンバータ等の排ガス浄化装置が備えられている。この一例として、排ガス流入端面から排ガス流出端面まで貫通し、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する、柱状のハニカム構造体に触媒を担持したハニカム触媒体を、マット等の把持材を介して当該ハニカム触媒体外壁に面圧をかけ、コンバータ内に把持する、触媒コンバータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この他、上述したようなハニカム触媒体を金属製の筒体で作成されたコンバータ内にマットを介して収容する際、当該筒体をスピニング加工することにより、余分な搭載スペースを必要とする部品を削減した、触媒コンバータが知られている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００５】
しかし、このような柱状のハニカム構造体を触媒担体として用いた場合には、上記セルの延びる方向に垂直な断面において、中央部のセルにガスの流れが集中してしまい、ハニカム構造体の外周側のセルに担持された触媒が有効に利用されないという問題があった。
【０００６】
このハニカム構造体に担持された触媒を、上記断面に渡って均一に利用することを目的として、端面を凸形状に研削加工したハニカム構造体を触媒担体として用いた、触媒コンバータ等の排ガス浄化装置が提案されている（例えば、特許文献５参照）。この特許文献５には、端面を凸形状にしたハニカム構造体を触媒担体として用いることにより、排ガス浄化装置内のガス流れを制御し、触媒を効率良く利用できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２７４４３号公報
【特許文献２】特開２００１−３００１９号公報
【特許文献３】特開２００２−２１３２３８号公報
【特許文献４】特開２００２−２５６８６４号公報
【特許文献５】特開２００３−２４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献５に開示された、端面に凸形状を有するハニカム構造体は、コンバータ等の排ガス浄化装置の触媒担体等として用いる場合に、同容積の柱状ハニカム構造体と比較して、面圧をかける外周壁の面積が小さく、把持性が悪いという問題があった。すなわち、図５に示すように、端面に凸形状を有するハニカム構造体４００は、同容積の柱状のハニカム構造体３００と比較して、面圧Ｐをかける外周壁の面積が小さく、把持性が悪い。図５は、柱状のハニカム構造体、ならびに当該柱状のハニカム構造体と同じ容積を有する端面に凸形状を有するハニカム構造体を把持している従来の排ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。図５において、符号Ｄ１は、ハニカム構造体３００を収容した排ガス浄化装置を示し、符号Ｄ２は、ハニカム構造体４００を収容した排ガス浄化装置を示す。
【０００９】
さらに近年、昇温性向上のためにハニカム構造体の軽量化が進んでいるため、十分な把持性を担保できる強度を確保することが困難となっている。したがって、このような端面に凸形状を有するハニカム構造体を排ガス浄化装置内に収納して用いる場合において、当該ハニカム構造体の把持性の向上が課題となっている。
【００１０】
また、ハニカム構造体を排ガス浄化装置内に収納して用いる場合には、ハニカム構造体の外周に、マット等の把持材が配設されることがある。従来の排ガス浄化装置においては、上述した把持材が排ガスに曝されてしまうことがあり、把持材のエロージョン（削れ）についても問題となっている。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。本発明によれば、排ガス浄化装置内での把持性が向上できると共に、マット等の把持材のエロージョン（削れ）を抑制でき、上記排ガス浄化装置への収納（キャニング）がし易いハニカム構造体、及び当該ハニカム構造体を備えた排ガス浄化装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体、及び当該ハニカム構造体を備えた排ガス浄化装置が提供される。
【００１３】
［１］  排ガス流入端面及び排ガス流出端面を有する柱状のハニカム基材と、前記ハニカム基材の前記排ガス流入端面及び前記排ガス流出端面の少なくとも一つの端面に設けられた円錐状の凸部と、を備え、前記ハニカム基材は、前記排ガス流入端面から前記排ガス流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、前記凸部は、前記円錐状の底面となる前記ハニカム基材の前記端面の一部から延長した前記隔壁によって形成されたものであり、前記ハニカム基材の外周と、前記凸部の底面の外周との間には、幅２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の外周差部が存在し、且つ、前記セルが延びる方向において、前記凸部の底面と前記凸部を有する側の前記ハニカム基材の端面とが段差のない同一面によって構成されたものであるか、又は、前記凸部の底面と前記凸部を有する側の前記ハニカム基材の端面との間に、前記ハニカム基材の端面における最大内接円の直径の０．１倍以下の段差を有する、ハニカム構造体。
【００１４】
［２］  前記ハニカム基材の外周と前記外周差部とが成す角度αが、９０°〜１５０°であり、前記ハニカム基材の外周と前記凸部の側面とが成す角度βが、１００°〜１６０°であり、且つ、前記角度βの値から前記角度αの値を差し引いた値（角度β−角度α）が、１０〜７０°である、［１］に記載のハニカム構造体。
【００１５】
［３］  前記凸部の頂点が、Ｒ≦１０ｍｍの範囲の曲率半径Ｒを有する、［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。
【００１６】
［４］  前記凸部は、その頂点が平面状に切り取られた平面部を有し、且つ、前記平面部の面積が、前記凸部が設けられた前記ハニカム基材の端面の面積の１０％以下である、［１］又は［２］に記載のハニカム構造体。
【００１７】
［５］  前記凸部の頂点から、前記ハニカム基材の前記凸部を有する側の端面まで引いた垂線の長さが、前記ハニカム構造体の、複数のセルが延びる方向の全長の３３％以下である、［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１８】
［６］  前記複数のセルの少なくとも一つに目封止部を更に有する、［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１９】
［７］  前記ハニカム構造体に更に触媒を担持させた、［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００２０】
［８］  ［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体と、把持材と、金属製筒状部材と、を備え、前記ハニカム構造体の外周に前記把持材が巻回されたハニカム構造体が前記金属製筒状部材内に配設されており、当該ハニカム構造体が前記金属製筒状部材内に保持された、排ガス浄化装置。
【００２１】
［９］  前記ハニカム構造体の外周差部が、リテーナリングで保持された、［８］に記載の排ガス浄化装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のハニカム構造体は、ハニカム基材の排ガス流入端面及び排ガス流出端面の少なくとも一つの端面に、円錐状の凸部を備える。そして、本発明のハニカム構造体は、ハニカム基材の外周と、凸部の底面の外周との間に、幅２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の外周差部が存在する。このようなハニカム構造体によれば、排ガス浄化装置内に収納して用いる際に、上記外周差部の存在により、ハニカム基材を外周にて把持することに加えて、ハニカム基材のセルが延びる方向においても把持することが可能となる。この結果、円錐状の凸部を有することによって、ハニカム基材の面圧をかける外周の面積が減少したとしても、排ガス浄化装置内での把持性を向上させることができる。
【００２３】
また、排ガス浄化装置内に収納する際に、上述した外周差部にてハニカム構造体を把持することにより、ハニカム基材の外周近傍への排ガスの侵入を抑制することができる。この結果、ハニカム構造体の外周に捲回された把持材に対して、排ガスが接触し難くなり、当該把持材のエロージョンの抑制が可能となる。
【００２４】
また、上記ハニカム構造体の外周差部の存在により、排ガス浄化装置の金属製筒状部材内へのキャニングが容易となり、排ガス浄化装置の組み立て作業性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態のハニカム構造体を説明するための説明図であり、ハニカム構造体における凸部の形成方法を模式的に示す模式図である。
【図２Ａ】本発明の第一実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示すハニカム構造体を、端面の中心を通る軸を含む平面に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態のハニカム構造体のセルの延びる方向に沿った断面を模式的に示す断面図であり、目封止部を備えたハニカム構造体の例を示す。
【図４Ａ】本発明の第二実施形態のハニカム構造体を模式的に示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すハニカム構造体を、端面の中心を通る軸を含む平面に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図５】柱状のハニカム構造体、ならびに当該柱状のハニカム構造体と同じ容積を有する端面に凸形状を有するハニカム構造体を把持している従来の排ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態のハニカム構造体を把持している本発明の排ガス浄化装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００２７】
（１）ハニカム構造体：
図２Ａ、図２Ｂ、図３を参照しながら、以下に本発明のハニカム構造体の第一実施形態を説明する。図２Ａは本発明の第一実施形態のハニカム構造体１００を模式的に示す斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａに示すハニカム構造体１００を、端面の中心を通る軸を含む平面に沿って切断した断面図である。また、図３は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体のセルの延びる方向に沿った断面を模式的に示す断面図であり、目封止部を備えたハニカム構造体の例を示す。
【００２８】
本実施形態のハニカム構造体１００は、図２Ａに示すように、排ガス流入端面１１及び排ガス流出端面１２を有する柱状のハニカム基材４と、ハニカム基材４の排ガス流入端面１１及び排ガス流出端面１２の少なくとも一つの端面に設けられた円錐状の凸部６と、を備える。ハニカム基材４は、排ガス流入端面１１から排ガス流出端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する隔壁１を有する。円錐状の凸部６は、円錐状の底面となるハニカム基材４の端面（図２Ａにおいては、排ガス流入端面１１）の一部から延長した隔壁１によって形成されたものである。なお、ハニカム基材４は、隔壁１を囲繞するように配設された外周壁１３を有する。図２Ａ及び図２Ｂに示すハニカム構造体１００においては、この外周壁１３が、ハニカム基材４の外周３を形成している。
【００２９】
また、本実施形態では、柱状のハニカム基材４の外周３と、凸部６の底面の外周３’との間には、ハニカム基材４の外周部に外周差部７が存在する。ここで、本実施形態では、ハニカム基材４の凸部６を有する側の端面８の大きさよりも、この端面８に設けられた凸部６の底面の大きさが小さい。このため、ハニカム基材４の凸部６を有する側の端面８は、その外周縁を含む帯状の部位が、外部に露出した状態となっている。上記端面８のうちの、外部に露出した帯状の部位が、上述した外周差部７である。すなわち、外周差部７とは、円錐状の凸部６の底面の外周３’の直径と、ハニカム基材４の外周３の直径との差によって、ハニカム基材４の外周部に存在する平坦な肩形状の部分を意味する。なお、ハニカム基材４の形状（別言すれば、ハニカム構造体１００の形状）については特に制限はなく、ハニカム基材４の端面が、例えば、楕円形の柱状、又は、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形の柱状であっても良い。
【００３０】
このように構成されたハニカム構造体１００によれば、排ガス浄化装置内に収納して用いる際に、外周差部７の存在により、ハニカム基材４を外周３にて把持することに加えて、ハニカム基材４のセル２が延びる方向においても把持することが可能となる。この結果、円錐状の凸部６を備えたハニカム構造体１００において、ハニカム基材４の面圧をかける外周３の面積が減少したとしても、排ガス浄化装置内での把持性を向上させることができる。
【００３１】
また、排ガス浄化装置内に収納する際に、上述した外周差部７にてハニカム構造体１００を把持することにより、ハニカム基材４の外周３近傍への排ガスの侵入を抑制することができる。この結果、ハニカム構造体１００の外周に捲回された把持材Ｍ（図６参照）に、排ガスが接触し難くなり、当該把持材Ｍ（図６参照）のエロージョンの抑制が可能となる。
【００３２】
上記外周差部７の幅は、２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましい。外周差部７の幅が２０ｍｍを超える場合には、圧力損失が上昇するために、好ましくない。また、外周差部７の幅が２ｍｍ未満の場合には、図６に示すように、排ガス浄化装置Ｄ内にてハニカム構造体１００を把持する際に、ハニカム構造体１００のセル２が延びる方向の力Ｐ’が作用しづらい。このため、外周差部７の幅が２ｍｍ未満の場合には、排ガス浄化装置Ｄ内でのハニカム構造体１００の把持性が低下してしまうために好ましくない。ここで、図６は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を把持している本発明の排ガス浄化装置の模式図である。
【００３３】
上記外周差部７は、ハニカム基材４の外周に向かって傾斜を有していても良い。この傾斜について、図２Ｂを参照しながら以下に説明する。
【００３４】
ハニカム基材４の外周３と凸部６の側面９とが成す角度（傾角）βの値からハニカム基材４の外周３と外周差部７とが成す角度（外周差角）αの値を差し引いた値（傾角β−外周差角α）が、１０〜７０°であることが好ましい。β−αの値が１０°未満の場合には、排ガス浄化装置内でのハニカム構造体の把持性が低下してしまうために好ましくない。
【００３５】
上記外周差角αが９０°〜１５０°であり、且つ傾角βが１００°〜１６０°であることが好ましい。αとβの角度がこの範囲を超えた場合にも、排ガス浄化装置内でのハニカム構造体の把持性が低下してしまうことがある。
【００３６】
また、ハニカム基材４の外周３と外周差部７とが成す角度（外周差角）αが、９０°〜１５０°であり、ハニカム基材４の外周３と凸部６の側面９とが成す角度βが、１００°〜１６０°であり、且つ、前記角度βの値から前記角度αの値を差し引いた値（角度β−角度α）が、１０°以下であることが、排ガス浄化装置内でのハニカム構造体の把持性をより改善することができる。
【００３７】
また、凸部６の頂点１０が、Ｒ≦１０ｍｍの範囲の曲率半径Ｒを有することが好ましい。このような曲率半径を有することにより、図６に示すような排ガス浄化装置Ｄへのハニカム構造体１００のキャニングがし易くなり、排ガス浄化装置Ｄの組み立て作業性が向上するという利点ある。また、このような曲率半径を有することにより、排ガス浄化装置Ｄ内の流体の流れをより制御することが可能となるので好ましい。さらに、当該ハニカム構造体１００に触媒を担持させた場合には、触媒が効率よく利用され得るので好ましい。
【００３８】
また、凸部６の頂点１０が、平面状に切り取られた平面部を有し、当該平面部の面積が、ハニカム基材４の複数のセル２が延びる方向に垂直な断面の面積の１０％以下であることが好ましい。凸部６の頂点がこのような平面部を有することにより、排ガス浄化装置Ｄへのハニカム構造体１００のキャニングがし易くなり、排ガス浄化装置Ｄの組み立て作業性が向上するという利点と共に、排ガス浄化装置Ｄ内の流体の流れをより制御することが可能となるので好ましい。さらに、当該ハニカム構造体１００に触媒を担持させた場合には、触媒が効率よく利用され得るので好ましい。なお、上記平面部の面積が、ハニカム基材４の複数のセル２が延びる方向に垂直な断面の面積の１〜１０％であることが更に好ましく、３〜８％であることが特に好ましい。
【００３９】
また、凸部６の頂点１０から、ハニカム基材４の凸部６を有する側の端面８に引いた垂線の長さが、柱状のハニカム構造体１００の、セルが延びる方向の長さ（つまり、凸部６及び柱状のハニカム基材４の、複数のセル２が延びる方向の合計長さと、ハニカム構造体１００が段差１４を有する場合には、当該段差１４も含む長さ）の３３％以下であることが好ましい。このように凸部６を形成することにより、排ガス浄化装置Ｄ内の流体の流れをより制御することが可能となるので好ましい。さらに、当該ハニカム構造体１００に触媒を担持させた場合には、触媒が効率よく利用され得るので好ましい。なお、以下、「凸部６及び柱状のハニカム基材４の、複数のセル２が延びる方向の合計長さと、ハニカム構造体１００が段差１４を有する場合には、当該段差１４も含む長さ」を、単に、「ハニカム構造体１００の長さ」ということがある。凸部６の頂点１０から、ハニカム基材４の凸部６を有する側の端面８に引いた垂線の長さが、ハニカム構造体１００の長さの５〜３３％であることが更に好ましく、９〜２９％であることが特に好ましい。
【００４０】
ハニカム構造体１００の隔壁１及び外周壁１３は、セラミックを主成分とするものであることが好ましい。隔壁１及び外周壁１３の材質としては、具体的には、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、熱伝導率に優れた炭化珪素、及び、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライトが好ましい。ハニカム構造体１００をＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）として用いる場合には、ＰＭ（パティキュレートマター）堆積量を増やし、再生間隔を長くすることが必要であるため、炭化珪素のように熱容量の大きい材質が好ましい。上記隔壁１と外周壁１３が同じ材質であっても、異なっていてもよい。また、「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の９０質量％以上含有することを意味する。
【００４１】
本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体１００は、上記排ガス流入端面１１、及び／又は上記排ガス流出端面１２に目封止部５を更に備えたものであってもよい。図３は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体のセルの延びる方向に沿った断面を模式的に示す断面図であり、目封止部を備えたハニカム構造体の例を示す。図３においては、排ガス流入端面１１と排ガス流出端面１２が交互に目封止された、本実施形態のハニカム構造体１００を一例として示している。しかし、両端目封止に限定されず、用途に応じて排ガス流入端面１１のみ、又は排ガス流出端面１２のみに目封止部５が配設されても良い。目封止部５の材質は、ハニカム構造体１００の隔壁１の材質と同じであることが好ましい。
【００４２】
本実施形態のハニカム構造体１００は、隔壁１の少なくとも一部に酸化触媒が担持されたものであってもよい。詳細には、ハニカム構造体１００を構成するハニカム基材４の隔壁１に、触媒が担持されていることが好ましい。触媒の、単位体積あたりの触媒担持量は、０．１〜１５０ｇ／リットルであることが好ましく、１０〜８０ｇ／リットルであることが更に好ましい。「ｇ／リットル」という単位は、ハニカム構造体１リットルあたりの触媒のグラム数（ｇ）を意味する。触媒担持量が０．１ｇ／リットルより少ない場合には、触媒効果が発揮され難くなることがある。また、１５０ｇ／リットルより多い場合には、隔壁の細孔が閉塞することにより、圧力損失が大きくなり、捕集効率が著しく低下することがある。また、ウォッシュコート層を形成する酸化触媒の場合、触媒担持量は１０〜１５０ｇ／リットルであることが好ましい。触媒担持量が１０ｇ／リットルより少ないと、ウォッシュコート層を形成し難くなることがある。
【００４３】
酸化触媒として、貴金属を含有するものが挙げられる。具体的には、Ｐｔ、Ｒｈ、及びＰｄからなる群より選択される少なくとも一種を含有するものが好ましい。貴金属の合計量は、ハニカム構造体の単位体積あたり、０．１〜５ｇ／リットルであることが好ましい。
【００４４】
本実施形態のハニカム構造体１００の隔壁１の厚さは、１５０〜４１０μｍであることが好ましく、２００〜３６０μｍであることが更に好ましい。１５０μｍより薄いと、ハニカム基材４の強度が低下すると共に、凸部６を作製することが難しくなる。また、４１０μｍより厚いと、捕集性能が低下し、圧力損失が上昇することがある。また、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のＰＭ量が比較的多いため、通常、セル数を少なくする（セル密度を小さくする）傾向がある。そのため、隔壁１の厚さを２００〜３６０μｍとすることが、強度と捕集性能のバランスをよくするために好ましい。また、ガソリンエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、ガソリンエンジンから排出される排ガス中のＰＭ量が比較的少ないため、通常、セル数を多くする（セル密度を大きくする）傾向がある。そのため。隔壁の厚さを１５０〜４１０μｍとすることが、強度と捕集性能のバランスをよくするために好ましい。隔壁の厚さは、ハニカム基材４の軸方向の断面を顕微鏡観察することにより、測定した値である。
【００４５】
また、セル２の延びる方向に垂直な断面におけるセル２の形状についても制限はなく、例えば、円、楕円、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形等が挙げられる。
【００４６】
本実施形態のハニカム構造体１００の外周壁１３の厚さは、特に限定されないが、０．５〜６ｍｍが好ましい。上記外周壁１３が０．５ｍｍよりも薄い場合には、外周近傍のセル２が欠けやすく、強度が低下することがある。上記外周壁１３が６ｍｍよりも厚い場合には、圧力損失が上昇することがある。
【００４７】
ハニカム構造体１００のセル密度（ハニカム基材４のセルの延びる方向に直交する断面における、単位面積あたりのセルの個数）は、１５〜６２セル／ｃｍ２であることが好ましい。１５セル／ｃｍ２より小さい場合、捕集性能が低下することがある。６２セル／ｃｍ２よりも大きい場合、ハニカム基材４の排ガス流入端面１１付近にＰＭが堆積し、セル２がＰＭによって閉塞していくため、圧力損失が上昇する。また、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、１５〜４７セル／ｃｍ２であることが更に好ましい。１５セル／ｃｍ２よりも小さい場合には、捕集性能が低下することがある。４７セル／ｃｍ２よりも大きい場合には、圧力損失が上昇することがある。また、ガソリンエンジンから排出される排ガスを処理する場合には、３１〜６２セル／ｃｍ２であることが更に好ましい。ガソリンエンジンから排出される排ガスは、ＰＭ量が少ないため、セルが閉塞するリスクが低いため、セル密度を高くすることが可能であり、セル密度を高くすることにより捕集性能を高くすることができる。また、セル２が閉塞し難いため、連続再生を行い易い。３１セル／ｃｍ２よりも小さい場合には、捕集性能が低くなることがあり、６２セル／ｃｍ２より大きい場合には、ＰＭ捕集時の圧力損失が上昇することがある。
【００４８】
本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム基材４の隔壁１が、多孔質であることが好ましい。隔壁１の気孔率は、４０〜８０％であることが好ましく、４５〜６７％であることが更に好ましい。隔壁１の気孔率が４０％より小さいと、捕集性能が著しく低下することがあり、８０％より大きいとハニカム基材４の強度が低くなるため、キャニングが難しくなり、排ガス浄化装置Ｄに収納する際に破損することがある。更に、気孔率が４５〜６７％であると、ハニカム構造体１００の捕集効率（１００×［捕集した粒子状物質の質量］／［流入した粒子状物質の質量］）を、フィルタとして良好な値とすることができる。また、気孔率が４５〜６７％であると、ハニカム構造体１００の強度も向上し、キャニングも容易になる。なお、隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００４９】
隔壁１の平均細孔径は、８０μｍ以下であることが好ましく、０．１〜８０μｍであることが更に好ましく、１〜８０μｍであることが更により好ましく、５〜２５μｍであることが特に好ましい。隔壁１の平均細孔径が８０μｍより大きいと、ハニカム基材４が脆くなり欠落し易くなる。また、隔壁１内にＰＭが入り込み、深層ろ過となることがある。そして、このような平均細孔径の大きな隔壁は、ＰＭ捕集に伴って捕集性能が低下しやすいため好ましくない。また、隔壁１の平均細孔径が０．１μｍより小さい場合には、ＰＭの体積が少ない場合でも圧力損失が上昇するため好ましくない。更に、隔壁１に酸化触媒を担持する場合には、壁透過抵抗（排ガスが隔壁を透過する際の抵抗）が大きくなることから、平均細孔径は５μｍよりも大きいことが好ましい。また、長期間の使用の後には、隔壁１内部に灰分が堆積して捕集性能が低下する可能性が高くなることがあるため、隔壁の平均細孔径は２５μｍよりも大きいことが好ましい。隔壁の平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００５０】
ここで、図４Ａ〜図４Ｂを参照しながら本発明の第二実施形態のハニカム構造体２００を以下に説明する。図４Ａは、本発明の第二実施形態のハニカム構造体２００を模式的に示す斜視図であり、図４Ｂは、図４Ａに示すハニカム構造体２００を、端面の中心を通る軸を含む平面に沿って切断した断面図である。
【００５１】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第二実施形態のハニカム構造体２００は、排ガス流入端面１１及び排ガス流出端面１２を有する柱状のハニカム基材２４を備えたものである。ハニカム基材２４は、排ガス流入端面１１から排ガス流出端面１２まで延びる複数のセル２２を区画形成する隔壁２１、及び最外周に配置された外周壁１３を有する。また、本実施形態のハニカム構造体２００は、ハニカム基材２４の排ガス流入端面１１及び排ガス流出端面１２の少なくとも一つの端面２８に、円錐状の凸部２６を有する。
【００５２】
第二実施形態のハニカム構造体２００は、セル２２が延びる方向において、凸部２６の底面２３’と、上記凸部２６を有する側のハニカム基材２４の端面２８との間に、段差１４を有していることを除き、第一実施形態のハニカム構造体１００と同様の構成を有している。上記段差１４は、ハニカム基材２４の端面２８における最大内接円直径の０．１倍以下である。このような範囲の段差１４が存在することにより、ハニカム構造体２００の圧力損失の低下をより改善することができるので、より好ましい。また、上記段差１４が、ハニカム基材２４の端面２８における最大内接円直径の０．１倍を上回った場合には、隔壁の有効面積が減少するために好ましくない。
【００５３】
なお、段差１４の下限値については、特に制限はなく、段差１４が存在しない場合は、第一実施形態のハニカム構造体１００と、第二実施形態のハニカム構造体２００とが同様の構成となる。すなわち、本発明においては、凸部２６の底面２３’と、ハニカム基材２４の端面２８との間に、段差１４を有していても良いし、段差１４を有していなくとも良い。そして、上記段差１４を有している場合には、その段差１４が、ハニカム基材２４の端面２８における最大内接円直径の０．１倍以下であることが重要である。
【００５４】
（２）ハニカム構造体の製造方法：
本発明のハニカム構造体の製造方法を、第一実施形態のハニカム構造体１００を例に、図１を参照しながら以下に説明する。ハニカム構造体１００は、図１に示すように、柱状のハニカム基材前駆体４’を、例えば研削工具Ｔによって研削加工することにより製造することができる。ここで、ハニカム基材前駆体４’は、第一端面から第二端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有する柱状のものである。図１に示すように、このようなハニカム基材前駆体４’の第一端面１１’及び第二端面１２’の少なくとも一つの端面側の端部を、円錐形状に研削加工することにより、柱状のハニカム基材４と、円錐状の凸部６とを備えたハニカム構造体１００を製造することができる。すなわち、ハニカム基材前駆体４’の円錐形状が残存するように研削加工された部分が、ハニカム構造体１００の凸部６となる。一方、ハニカム基材前駆体４’の研削加工が施されない部分が、柱状のハニカム基材４となる。
【００５５】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、円錐形の凸部６が、ハニカム基材４の排ガス流入端面１１に形成されているが、上記凸部６が排ガス流出端面１２に形成されていてもよい。また、本実施形態では、研削加工により上記凸部６が形成されているが、この加工方法に限定されず、上記凸部６が形成可能な方法を適宜選択することが可能である。
【００５６】
（２−１）ハニカム基材前駆体の作製工程：
ハニカム基材前駆体４’の製造方法については特に制限はなく、公知のハニカム構造体の製造方法に準じて製造することができる。すなわち、公知のハニカム構造体の製造方法によって製造されたハニカム構造体を、ハニカム基材前駆体４’として用いることができる。例えば、ハニカム構造体は、成形原料を混練して得られる坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得、得られたハニカム成形体を乾燥してハニカム乾燥体を得、得られたハニカム乾燥体を焼成して製造することができる。また、ハニカム基材前駆体４’とし、公知のハニカム構造体の製造方法における、焼成前のハニカム乾燥体を用いても良い。このようなハニカム形状の乾燥体を、ハニカム基材前駆体４’として用いた場合には、図１に示すような研削加工を行った後、円錐状の凸部前駆体６’を有するハニカム乾燥体を焼成して、ハニカム構造体を製造することができる。凸部前駆体６’とは、ハニカム乾燥体の一部を円錐状に研削加工した部位のことを意味する。
【００５７】
（２−２）研削工程：
作製したハニカム基材前駆体４’に対して、図１に示すような研削工程を行うことにより、ハニカム基材前駆体４’から、円錐状の凸部６を削り出し、円錐状の凸部６及び柱状のハニカム基材４を備えたハニカム構造体１００を製造する。凸部６は、図１の中央図に点線にて示されているように、例えば、作製した円柱状のハニカム基材前駆体４’の第一端面１１’及び第二端面１２’の少なくとも一つの端面側の端部を、研削工具Ｔを用いて、研削することによって形成する。この際、上述した傾角βが所望の角度となるように、円柱状の凸部６の形状を調整する。
【００５８】
また、研削工程においては、図１の中央図に点線にて示されているように、円錐状の凸部６の斜面（側面）が、ハニカム基材前駆体４’の外周に達する前に研削加工を終了する。このように研削加工を終了することにより、ハニカム基材４の外周３と、凸部６の底面の外周３’との間に、ハニカム基材４の全周に渡って、外周差部７が形成される。外周差部７は、幅２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であるため、ハニカム基材前駆体４’の外周の大きさと、研削加工によって削り出される凸部６の底面の大きさとを確認しながら、研削加工を行うことが好ましい。
【００５９】
外周差部７が存在する面は、ハニカム基材４（すなわち、ハニカム基材前駆体４’の研削加工が施されない部分）のセルの延びる方向に垂直な面であっても良いし、ハニカム基材４のセルの延びる方向に垂直な面に対して、所定の傾斜を有していても良い。例えば、円錐状の凸部６の斜面が、ハニカム基材前駆体４’の外周に達する前に研削加工を終了した後、更に、円錐状の凸部６の斜面（側面）とは異なる角度で、更に、ハニカム基材前駆体４’を研削加工してもよい。本実施形態のハニカム構造体を製造する際には、ハニカム基材４の外周３と外周差部７とが成す外周差角αが９０°〜１５０°であり、ハニカム基材４の外周３と凸部６の側面とが成す傾角βが１００°〜１６０°であり、及び傾角βの値から外周差角αの値を差し引いた値（傾角β−外周差角α）が、１０°以下であることが好ましい。
【００６０】
また、図４Ａ及び図４Ｂに示すような第二実施形態のハニカム構造体２００も、基本的に第一実施形態のハニカム構造体１００と同一の方法で製造可能である。第一実施形態との差異は、第二実施形態のハニカム構造体２００では、セル２２が延びる方向において、凸部２６を有する側のハニカム基材２４の端面２８と、上記凸部２６の底面２３’との間に段差１４が存在するため、上記切削工程において、当該段差１４を形成する操作が存在する点である。
【００６１】
すなわち、第二実施形態のハニカム構造体２００を製造する場合には、研削工程において、ハニカム基材前駆体４’から、円錐状の凸部６を削り出した後、セルが延びる方向において、凸部６の底面と凸部６を有する側のハニカム基材４の端面８との間に、段差１４（図４Ａ参照）を有するように、更に研削加工を行う。このような段差１４（図４Ａ参照）を形成するための研削加工を更に行う場合には、研削によって削り出される段差１４が、ハニカム基材４の端面における最大内接円の直径の０．１倍以下となるようにする。
【００６２】
これまでに説明した研削工程においては、連続した一連の研削加工により、円錐状の凸部６及び段差１４（図４Ａ参照）を削り出すものであるが、研削加工は、複数回に分けて行ってもよい。例えば、まず、円錐状の凸部６の斜面が、ハニカム基材前駆体４’の外周に達するまで研削加工を行い、その後、円錐状の凸部６の底面側を、ハニカム基材前駆体４’の軸方向に対して垂直に研削加工することにより、段差１４（図４Ａ参照）を削り出しても良い。このように、研削工程においては、最終的に得られるハニカム構造体において、幅２ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の外周差部７を有する状態で、ハニカム基材４の一方の端面に、円錐状の凸部６が形成される方法であればよい。
【００６３】
上述したように、ハニカム基材前駆体４’は、ハニカム乾燥体であってもよいし、ハニカム乾燥体を焼成したハニカム焼成体（ハニカム構造体）であってもよい。ハニカム乾燥体をハニカム基材前駆体４’として研削加工する場合には、焼成後のハニカム焼成体と比較して柔らかいため、加工しやすいという利点と共に、万が一研削加工に失敗しても、再度ハニカム成形体に利用可能であるという利点がある。また、ハニカム焼成体をハニカム基材前駆体４’として研削加工する場合には、柔らかいハニカム乾燥体を加工する場合と比較して、寸法精度良く加工することが可能となる。
【００６４】
（２−３）目封止部形成工程：
図３に示すような、複数のセル２の少なくとも一つに目封止部５を更に有するハニカム構造体１００を製造する場合には、以下の目封止部形成工程を更に行うことが好ましい。目封止部形成工程は、以下のフィルム配設ステップと、穿孔部形成ステップと、目封止材料供給ステップと、を含む。穿孔部形成ステップにおいては、目封止すべきセルを夫々覆っているフィルムの一部分に穿孔部を形成する。目封止材料供給ステップは、フィルムが配設された面から目封止材料を供給するステップである。図３に示すようにハニカム構造体１００の凸部に目封止部５を形成する場合には、公知の方法を用いることが可能である。
【００６５】
上記フィルム配設ステップとは、公知の方法にてセル開口部を覆うフィルムを一の端面に配設するステップである。上記フィルムとしては、ポリステルフィルム等を使用することができる。上記端面に配設されるフィルムの面には、例えば粘着剤を塗布してもよい。
【００６６】
上記穿孔部形成ステップとは、目封止すべきセルを夫々覆っているフィルムに穿孔部を形成するステップである。
【００６７】
上記目封止材料供給ステップとは、フィルムの配設された面から目封止材料を供給することにより、目封止材料の供給するステップである。ここで、目封止部の深さは、研削後の凸部の長さを考慮して、適宜必要な量の目封止材料を供給することが可能である。
【００６８】
目封止材料は、例えば、セラミック原料、水又はアルコール、及び有機バインダを含むスラリー状のものを挙げることができる。セラミック原料としては、ハニカム成形体の原料として用いられるセラミック原料と同一であることが好ましい。セラミック原料は、目封止材料全体の６８〜９０質量％であることが好ましい。また、目封止材料の粘度は、１０〜４００Ｐａ・ｓであることが好ましい。なお、目封止材料の粘度は、温度３０℃において回転式粘度計で３０ｒｐｍの回転数で測定した値である。目封止材料の粘度が４００Ｐａ・ｓを超えると、フィルムの穿孔部から、目封止材料が供給され難くなり、目封止部の形成が困難になることがある。
【００６９】
このように目封止材料をセルの開口部に充填したハニカム成形体を焼成してもよい。焼成温度は、ハニカム成形体の材質によって適宜決定することができる。例えば、ハニカム成形体の材質がコージェライトの場合、焼成温度は１３８０〜１４５０℃が好ましく、１４００〜１４４０℃が更に好ましい。また、焼成時間は３〜１０時間程度とすることが好ましい。なお、本明細書において、焼成温度とは、焼成を行う雰囲気の温度（例えば、焼成炉内の温度）のことである。
【００７０】
（２−４）触媒担持工程：
このように作製されたハニカム構造体１００に対して、排ガス浄化用の触媒を担持する触媒担持工程を行ってもよい。排ガス浄化用の触媒としては、上述した酸化触媒を挙げることができる。このような酸化触媒が担持されることにより、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いることが可能である。当該酸化触媒の担持方法は特に限定されないが、例えば、ハニカム構造体１００の隔壁に対して、上述した触媒成分を含む触媒液を公知の方法でウォッシュコートした後、高温で熱処理して焼き付ける方法等が挙げられる。
【００７１】
（３）排ガス浄化装置：
本発明の排ガス浄化装置を、図６を参照しながら以下に説明する。図６に示すように、本発明の排ガス浄化装置は、上述したハニカム構造体１００の外周に、好適には耐熱・非熱膨張性セラミック繊維で形成されたマット等の把持材Ｍを巻き回したものを、金属製筒状部材Ｃに収められてなるものであり、公知のように排気管に接続されて使用される。上記把持材Ｍは、上記ハニカム構造体１００の外周面と上記金属製筒状部材Ｃの内周面との間に圧縮状態で配置される。本発明の排ガス浄化装置に用いられるハニカム構造体は、図２Ａに示すハニカム構造体１００に限定されることはなく、例えば、図４Ａに示すハニカム構造体２００であってもよい。
【００７２】
また、ハニカム構造体１００と共に把持材Ｍを上記金属製筒状部材Ｃに収めた後、上記金属製筒状部材Ｃの外周壁を公知の方法でスピニング加工することにより、当該ハニカム構造体１００を保持することが可能である。このように、上記金属製筒状部材Ｃの外周壁をスピニング加工することにより、排ガス浄化装置の組み立てに従来必要とされていた部品を省略することができる上、溶接等の工程を廃止することが可能となる。これにより、排ガス浄化装置をより小型化することが可能になると共に、製造費用を削減することが可能となる。
【００７３】
また、上記把持材Ｍが巻き回されたハニカム構造体１００の上記外周差部７、２７と当接する上記金属製筒状部材Ｃの端部には、リテーナリング１５を介することにより、夫々を圧接させることが可能である。このような構成により、上記金属製筒状部材Ｃ内における、ハニカム構造体１００の流体の流路方向への遊動を防止することが可能となるため、把持材Ｍのエロージョンを抑制することが可能となる。
【実施例】
【００７４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７５】
（実施例１〜４０、比較例１〜２８）
（ハニカム構造体）
まず、コージェライト化原料を１００質量部に、分散媒を３３質量部、有機バインダを５．６質量部、分散剤を０．５質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、およびシリカを用いた。分散剤としてはエチレングリコールを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用した。
【００７６】
次に、所定の金型を用いて坏土を押出成形し、セル形状が四角形で、全体形状が円柱形のハニカム成形体を得た。なお、実施例１〜４０、比較例１〜２８の全てのハニカム構造体について、気孔率、セル密度、平均細孔径、隔壁厚み、外周壁厚みについては同様とした。
【００７７】
次に、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム乾燥体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。次に、ハニカム乾燥体を最高温度１３５０〜１４４０℃の温度範囲で焼成してハニカム焼成体を得た。当該ハニカム焼成体のセルの延びる方向の軸の周りで回転させながら、一方の端面を切削工具で切削加工し、外周差角α、傾角βを調整しながら、外周差部の幅が所望の寸法となるように、円錐状の凸部を形成した。
【００７８】
ここで、実施例１〜２０、ならびに比較例１〜１４については、セルが延びる方向における凸部の底面と凸部を有する側のハニカム基材の端面との間の段差がゼロとなるようにハニカム焼成体を研削加工して、円錐状の凸部を形成した。一方、実施例２１〜４０、ならびに比較例１５〜２８については、セルが延びる方向における凸部の底面と凸部を有する側のハニカム基材の端面との間の段差が、表２に示した値となるように、円錐状の凸部を削り出した後、更に、ハニカム焼成体を軸方向に沿って研削加工した。
【００７９】
このようにして、円錐状の凸部を有する直径２００ｍｍ、全長３００ｍｍ、所望の外周差角α、及び傾角βを有するハニカム構造体を得た。表１に、実施例１〜２０、ならびに比較例１〜１４のハニカム構造体の直径、（ｍｍ）、長さ（ｍｍ）、外周差部の幅（ｍｍ）、外周差角α（°）、及び傾角β（°）を示す。また、表２に実施例２１〜４０、ならびに比較例１５〜２８のハニカム構造体の直径、（ｍｍ）、長さ（ｍｍ）、外周差部の幅（ｍｍ）、外周差角α（°）、傾角β（°）、及びセルが延びる方向における凸部の底面と凸部を有する側のハニカム基材の端面との間の段差（ｍｍ）を示す。比較例１〜２８については、外周差部の幅、外周差角α、及び傾角βのうち、少なくとも一つが本発明の範囲外となるように作製した。なお、比較例１、比較例４、比較例９、比較例１４、比較例１８、比較例２３、及び比較例２８は、従来の一般的な凸形状ハニカム構造体と同様の構造を有する。また、表１及び表２に、傾角βから外周差角αを差し引いた角度（表１及び表２では、「β−α（°）」と記す）、凸部の頂点の曲率半径（ｍｍ）、平面部面積割合（％）、及び凸部垂線長さ割合（％）を示す。ここで、「平面部面積割合（％）」とは、凸部の頂点が平面状に切り取られた平面部を有する場合において、凸部が設けられたハニカム基材の端面の面積に対する、平面部の面積の百分率（％）のことを意味する。また、「凸部垂線長さ割合（％）」とは、ハニカム構造体の全長に対する、凸部の頂点から、上記ハニカム基材の上記凸部を有する側の端面に引いた垂線の長さの百分率（％）のことを意味する。なお、表１及び表２中の「−」という記載は、「値が存在しない」ことを意味する。
【００８０】
【表１】
0006507016.tif 000002
【００８１】
【表２】
0006507016.tif 000003
【００８２】
（ハニカム触媒体）
このように作製した実施例１〜４０、ならびに比較例１〜２８のハニカム構造体に対し、触媒を担持して、浄化性能評価用のハニカム触媒体を作製した。具体的には、貴金属として例えばＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等を含有する、触媒スラリーを調製した。そして、吸引法により、ハニカム構造体の隔壁にスラリーのコート層を形成した。次いで、加熱乾燥することによってハニカム触媒体を作製した。
【００８３】
（排ガス浄化装置）
得られたハニカム触媒体を、別途作製したステンレス（ＳＵＳ４３０）製のキャニング用缶体に収納して、排ガス浄化装置を作製した。具体的には、まず、ハニカム触媒体の外周に非熱膨張性セラミックマットを巻回した。次に、非熱膨張性セラミックマットを巻回したハニカム触媒体を、当該ハニカム触媒体の端部にリテーナリングを配置した状態で、上記キャニング用缶体内に押し込んだ。上記金属製筒状部材の外側を、ハニカム触媒体の端部付近でスピニング加工した。このようにして、キャニング用缶体内に、ハニカム触媒体が収納された排ガス浄化装置を製造した。なお、実施例１〜４０ならびに比較例１〜２８のうち、外周差部の幅が２ｍｍ以上の場合には、当該外周差部の幅の２ｍｍのみを缶体にて保持した。また、実施例１〜４０ならびに比較例１〜２８のうち、外周差部の幅が２ｍｍ未満の場合には、ハニカム触媒体の側面のみを缶体にて保持した。
【００８４】
（評価試験）
（圧力損失評価試験）
ハニカム構造体に、室温（２５℃）の空気を１２ｍ３／分の流量で流した際のハニカム構造体の排ガス入口側（排ガス流入端面側）と排ガス出口側（排ガス流出端面側）との圧力を測定し、その圧力差を算出することにより、圧力損失を求めた。そして、表３及び表４に示すように、夫々比較例１のハニカム構造体を１００％基準（Ｂａｓｅ）とし、評価対象のハニカム構造体の圧力損失について評価した。当該比較例１の圧力損失よりも、評価対象のハニカム構造体の圧力損失が高い場合には、エンジンの出力低下等の問題が生じる可能性が考えられる。したがって、評価対象のハニカム構造体の圧力損失が、比較例１の圧力損失の値以下、つまり１００％以下の場合には「Ａ」判定とした。また、評価対象のハニカム構造体の圧力損失が、比較例１の圧力損失の値を超え、且つ当該圧力損失の値の１０５％以下の場合には「Ｂ」判定とした。また、評価対象のハニカム構造体の圧力損失が、比較例１の圧力損失の値の１０５％を超え、且つ当該圧力損失の値の１１０％以下の場合には「Ｃ」判定とした。また、評価対象のハニカム構造体の圧力損失が、比較例１の圧力損失の値の１１０％を超えた場合には「Ｄ」判定とした。そして、評価対象のハニカム構造体がＡ〜Ｃ判定となった場合を「ＯＫ」（合格）とし、Ｄ判定となった場合を「ＮＧ」（不合格）とした。
【００８５】
（浄化性能評価試験）
２．０Ｌガソリンエンジン車をシャーシダイナモ上で走行させ、排ガス浄化装置の浄化性能の評価を行った。具体的には、２．０Ｌガソリンエンジン車を欧州ＮＥＤＣモードで運転し、欧州ＮＥＤＣモード走行中における、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量（単位：ｇ／ｋｍ）を測定した。以下、評価対象の排ガス浄化装置のＨＣ排出量、ＣＯ排出量、及びＮＯｘ排出量の比率（百分率）を総称して「排出量比率」ということがある。評価対象の排ガス浄化装置のＨＣ排出量、ＣＯ排出量、及びＮＯｘ排出量比率のうち、最も値の大きな排出量比率について、表３及び表４に示すように、夫々比較例１を備えた排ガス浄化装置の該当する排出量比率を１００％基準として評価した。
【００８６】
比較例１よりも、上記最も値の大きな排出量比率が高い場合には、評価対象の排ガス浄化装置の浄化性能が劣っていることが考えられる。したがって、評価対象の排ガス浄化装置の上記最も値の大きな排出量比率が、比較例１の該当する排出量比率の値以下、つまり１００％以下の場合には「Ａ」判定とした。また、評価対象の排ガス浄化装置の上記最も値の大きな排出量比率が、比較例１の該当する排出量比率の値を超え、且つ、当該値の１０２％以下の場合には「Ｂ」判定とした。また、評価対象の排ガス浄化装置の上記最も値の大きな排出量比率が、比較例１の該当する排出量比率の値の１０２％を超え、且つ、当該値の１０５％以下の場合には「Ｃ」判定とした。また、評価対象の排ガス浄化装置の上記最も値の大きな排出量比率が、比較例１の該当する排出量比率の値の１０５％を超えた場合には「Ｄ」判定とした。そして、評価対象の排ガス浄化装置がＡ〜Ｃ判定となった場合を「ＯＫ」（合格）とし、Ｄ判定となった場合を「ＮＧ」（不合格）とした。
【００８７】
（加熱振動試験）
ハニカム構造体の外周に、非熱膨張性セラミックマットを巻き、ステンレス（ＳＵＳ４３０）製のキャニング用缶体に押し込んで、この缶体内にキャニングした。そして、ハニカム構造体のセルが延びる方向が上下方向（重力が働く方向と平行）となるように加熱振動装置にセットし、加熱振動試験を行った。試験条件は、ハニカム構造体の排ガス流入端面におけるガス温度を９５０℃、振動方向を上下方向、振動加速度を４０Ｇ、振動周波数を２００Ｈｚとし、２００時間連続してハニカム構造体にプロパン燃焼ガスを１２Ｎｍ３／分の流量で流入させながら振動を与えた。加熱振動試験後、ハニカム構造体が缶体内にキャニングされた状態でのずれ量を評価した。なお、実施例１〜４０ならびに比較例１〜２８のうち、外周差部の幅が２ｍｍ以上の場合には、当該外周差部の幅の２ｍｍのみを缶体にて保持した。また、実施例１〜４０ならびに比較例１〜２８のうち、外周差部の幅が２ｍｍ未満の場合には、ハニカム触媒体の側面のみを缶体にて保持した。
【００８８】
具体的には、０．１ｍｍ以上のずれが認められず、５ｋｇの力で押しても動かない場合には「Ａ」判定とした。また、０．１ｍｍ以上のずれが認められないが、しかし、５ｋｇの力で押すと動いた場合には「Ｂ」判定とした。また、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ未満のずれが認められた場合には「Ｃ」判定とした。また、０．５ｍｍ以上のずれが認められた場合には「Ｄ」判定とした。そして、評価対象のハニカム構造体の缶体内でのずれがＡ〜Ｃ判定となった場合を「ＯＫ」（合格）とし、Ｄ判定となった場合を「ＮＧ」（不合格）とした。
【００８９】
表３に、実施例１〜２０、ならびに比較例１〜１４に対する各評価試験結果を示す。また、表４に、実施例２１〜４０、ならびに比較例１５〜２８に対する各評価試験結果を示す。各評価試験結果のうち、一つでも「ＮＧ」（不合格）となったハニカム構造体の総合判定を「ＮＧ」（不合格）とした。
【００９０】
【表３】
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【００９１】
【表４】
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【００９２】
（結果）
表１〜表４に示すように、実施例１〜４０のハニカム構造体に触媒が担持されたハニカム触媒体は、「圧力損失」、「浄化性能」、及び「加熱振動」の評価において、全て良好な結果を得ることができた。比較例１、比較例４、比較例９、比較例１４、比較例１８、比較例２３、及び比較例２８のハニカム構造体は、外周差部が存在しない凸形状ハニカム構造体である。比較例１、比較例４、比較例９、比較例１４、比較例１８、比較例２３、及び比較例２８のハニカム構造体は、排ガス浄化装置内での把持性が、実施例１〜４０のハニカム構造体と比較して劣るため、加熱振動試験でのずれが大きくなり、総合判定が不合格（ＮＧ）となった。また、比較例２、比較例５、比較例７、比較例１０、比較例１２、比較例１５、比較例１９、比較例２１、比較例２４、及び比較例２６のハニカム構造体は、外周差部を有しているが、その幅が２ｍｍよりも小さいものであった。このようなハニカム構造体についても、上記比較例１、比較例４、比較例９、比較例１４、比較例１８、比較例２３、及び比較例２８のハニカム構造体と同様に、排ガス浄化装置内での把持性が、実施例１〜４０のハニカム構造体と比較して劣るため、加熱振動試験でのずれが大きくなり、総合判定が不合格となった。
【００９３】
本発明の外周差部を有しているが、その幅が本発明の上限値２０ｍｍよりも大きく、且つ、セルが延びる方向において、凸部の底面と、上記凸部を有する側の上記ハニカム基材の端面との間に段差を有していない、比較例３、比較例６、比較例８、比較例１１、及び比較例１３のハニカム構造体は、排ガス流体の圧力損失評価が不合格となり、総合判定が不合格となった。一方で、本発明の外周差部を有しているが、その幅が本発明の上限値２０ｍｍよりも大きく、且つ、セルが延びる方向において、凸部の底面と、上記凸部を有する側の上記ハニカム基材の端面との間に段差を有している、比較例１６、比較例２０、比較例２２、比較例２５、及び比較例２７のハニカム構造体は、圧力損失評価は合格であったが、浄化性能評価が不合格となり、総合判定が不合格となった。また、比較例１７は、本発明の外周差部を有しており、その幅も本発明の範囲内であるが、本発明の上限値を超える高さの段差を有しているために、圧力損失評価は合格であったが、浄化性能評価が不合格となり、総合判定が不合格となった。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明のハニカム構造体は、触媒担体ならびに排ガス浄化用のフィルタとして利用することができる。また、本発明の排ガス浄化装置は、触媒コンバータとして自動車等の内燃機関の排気系において利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１，２１：隔壁、２，２２：セル、３，２３：（ハニカム基材の）外周、３’：（凸部の）底面の外周、４’：ハニカム基材前駆体、４，２４：ハニカム基材、５：目封止部、６，２６：凸部、６’：凸部前駆体、７，２７：外周差部、８，２８：（ハニカム基材の）凸部を有する側の端面、９：（凸部の）側面、１０，２０：（凸部の）頂点、１１：排ガス流入端面、１１’：第一端面（ハニカム基材前駆体の第一端面）、１２：排ガス流出端面、１２’：第二端面（ハニカム基材前駆体の第二端面）、１３：外周壁、１４：段差、１５：リテーナリング、２３’：（凸部の）底面、１００，２００，３００，４００：ハニカム構造体、Ｃ：金属製筒状部材、Ｄ：排ガス浄化装置、Ｍ：把持材、Ｐ：面圧、Ｐ’：ハニカム構造体のセルが延びる方向の力、Ｔ：研削工具、Ｇ：排ガス、α：外周差角、β：傾角。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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