(57)【要約】【課題】保持マットによりハニカム構造体を十分に保持できると共に、ケースに対するハニカム構造体の軸方向のずれを防止することができる触媒コンバータを提供すること。【解決手段】気孔率が４５〜７５％であるハニカム構造体２と、これを収容するケース３と、ハニカム構造体２の外皮２１ケース３との間に圧縮された状態で狭持された保持マット４とを備える触媒コンバータ１である。ハニカム構造体２の少なくとも排出側端部２９には、一般部２４よりも緻密化した強化部２５が設けられている。強化部２５においては外皮２１の厚みが一般部２４よりも大きい又は小さい段差部２１５が形成されている。【選択図】図１
2013208584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の外皮（２１、６１）と、該外皮（２１、６１）内において多角形格子状に配設された多孔質のセル壁（２２、６２）と、該セル壁（２２、６２）内に区画され軸方向に伸びる複数のセル（２３、６３）とを有するハニカム構造体（２、６）と、該ハニカム構造体（２、６）の上記外皮（２１、６１）を覆って上記ハニカム構造体（２、６）を収容するケース（３）と、該ケース（３）と上記ハニカム構造体（２、６）の上記外皮（２１、６１）との間に圧縮された状態で狭持される無機繊維からなる保持マット（４）とを備える触媒コンバータ（１、５）において、
上記ハニカム構造体（２、６）の上記軸方向における両端部（２８、２９、６８、６９）のうち少なくとも排ガスの排出側端部（２９、６９）には、一般部（２４、６４）よりも緻密化した強化部（２５、６５）が設けられていると共に、該強化部（２５、６５）には上記外皮（２１、６１）の厚みが上記一般部（２４、６４）よりも大きい又は小さい段差部（２１５、６１５）が形成されており、
上記一般部（２４、６４）においては、上記ハニカム構造体（２、６）の気孔率は４５〜７０％であることを特徴とする触媒コンバータ（１、５）。
【請求項２】
請求項１に記載の触媒コンバータ（１、５）において、上記段差部（２１５、６１５）においては、上記一般部（２４、６４）よりも上記外皮（２１、６１）の厚みが小さくなっていることを特徴とする触媒コンバータ（１、５）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の触媒コンバータ（１、５）において、上記強化部（２５、６５）及び上記段差部（２１５、６１５）は、上記排出側端部（２９、６９）だけでなく、排ガスの流入側端部（２８、６８）にも形成されていることを特徴とする触媒コンバータ（１、５）。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の触媒コンバータ（１、５）において、上記段差部（２１５、６１５）と上記一般部（２４、６４）における上記外皮（２１、６１）の厚みの差は、０．３〜０．５ｍｍであることを特徴とする触媒コンバータ（１、５）。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の触媒コンバータ（１、５）において、上記強化部（２５、６５）及び上記段差部（２１５、６１５）は、上記ハニカム構造体（２、６）の端面（２９０、６９０）から軸方向に１０〜１５ｍｍの領域に形成されていることを特徴とする触媒コンバータ（１、５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体と、該ハニカム構造体を収容するケースと、該ケースと上記ハニカム構造体との間に狭持される無機繊維からなる保持マットとを備える触媒コンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の排ガス管には、排ガスを浄化するために触媒コンバータが設けられている。触媒コンバータは、一般的に、多孔質のハニカム構造体と、該ハニカム構造体を収容する金属管等からなるケースと、該ケースと上記ハニカム構造体との間に狭持される無機繊維からなる保持マットとから構成される。保持マットは、自動車の走行中などに、多孔質のハニカム構造体がその外周を覆うケースと直接当接することによる破損を防ぎ、またケースとハニカム構造体との間から排ガスがリークすることを防ぐために用いられている。また、ハニカム構造体には、貴金属等の排ガス浄化用の触媒が担持され、排ガス浄化作用が発揮される。
【０００３】
ハニカム構造体をケース内に収容する際には、簡便性という観点から、一般には圧入法が用いられる。圧入法は、ハニカム構造体の周囲に保持マットを巻き付けて、所定のクリアランスを設けた筒状のケース内に押し込む方法である。このとき、無加圧での厚みがハニカム構造体とケースとのクリアランスよりも大きい保持マットを圧縮して圧入する。これにより、ケースとハニカム構造体との間で繊維質の保持マットが圧縮されて、ハニカム構造体の外周には保持マットからの面圧がかかり、ハニカム構造体がケース内に安定に保持される。
【０００４】
近年、自動車の排ガス規制の強化に伴い、触媒コンバータにおいてハニカム構造体に担持された触媒の早期活性化が要求されている。そのため、ハニカム構造体のセル壁を薄くしたり、気孔率を高くしたりすることにより、ハニカム構造体の熱容量及び圧力損失を低下させることが検討されている。また、早期活性のためには、触媒コンバータをエンジン直下に配置することが一般的であり、ハニカム構造体には、圧力損失が低いことが同時に要求される。そのため、エンジン直下の触媒コンバータにおいては、一般的にセル壁厚さ０．０６３〜０．１５ｍｍ、セル密度９３〜１４０セル／ｃｍ2、気孔率２５〜４０％のハニカム構造体が用いられている。
ところが、ハニカム構造体のセル壁を薄くし、気孔率を高くすると、ハニカム構造体の強度が低下する。そのため、ハニカム構造体を排ガスの流れ内に配置したときに、排ガス流れによってセル壁が破損してしまうおそれがあった。また、圧入法により、ハニカム構造体をケース内に収容するキャニングの際に、ハニカム構造体が破損してしまうおそれがあった。
【０００５】
セル壁の破損を防止するために、例えば、軸方向の端部に強化部を設けたハニカム構造体が開発されている（特許文献１参照）。これにより、ハニカム構造体の軸方向における端部の強度が向上するため、排ガスがハニカム構造体の端部に衝突してもセル壁が破損してしまうことを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８６７４３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ハニカム構造体は、上述のごとく保持マットを巻き付けた状態でケース内に収容して用いられるが、セル壁が薄く、気孔率が高いハニカム構造体は、上述のごとく強度が低い。そのため、圧入ケーシングの際に、ケースのひずみやハニカム構造体の外径のばらつきに起因する座屈破損が起こり易くなるだけでなく、触媒コンバータにおいて保持マットがハニカム構造体に加える面圧を高くすることが困難になる。それ故、保持マットによるケース内へのハニカム構造体の保持力が不十分になる。その結果、排ガスの流れによって上記ハニカム構造体に加えられる圧力や車両の振動等によって、ハニカム構造体が上記ケースに対して軸方向にずれてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであって、保持マットによりハニカム構造体を十分に保持することができると共に、ケースに対するハニカム構造体の軸方向のずれを防止することができる触媒コンバータ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】
本発明の一態様は、円筒形状の外皮と、該外皮内において多角形格子状に配設された多孔質のセル壁と、該セル壁内に区画され軸方向に伸びる複数のセルとを有するハニカム構造体と、該ハニカム構造体の上記外皮を覆って上記ハニカム構造体を収容するケースと、該ケースと上記ハニカム構造体の上記外皮との間に圧縮された状態で狭持される無機繊維からなる保持マットとを備える触媒コンバータにおいて、
上記ハニカム構造体の上記軸方向における両端部のうち少なくとも排ガスの排出側端部には、一般部よりも緻密化した強化部が設けられていると共に、該強化部には上記外皮の厚みが上記一般部よりも大きい又は小さい段差部が形成されており、
上記一般部においては、上記ハニカム構造体の気孔率は４５〜７０％であることを特徴とする触媒コンバータにある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
上記触媒コンバータは、上記一般部における気孔率が４５％以上かつ７０％以下の上記ハニカム構造体を備えている。そのため、上記ハニカム構造体の熱容量を十分に低くすることができ、上記触媒コンバータにおいては早期活性化が可能になる。また、上記ハニカム構造体の圧力損失を十分に低くすることができる。
また、上記触媒コンバータにおいては、上記ハニカム構造体の上記排出側端部に、一般部よりも緻密化した強化部が設けられている。そのため、上記排出側端部においては、上記保持マットによる面圧を十分に高めること可能になる。それ故、上記一般部における面圧を高くしなくとも、上記排出側端部において上記ハニカム構造体を十分に保持することができる。
【００１１】
また、上記ハニカム構造体の上記強化部には、上記外皮の厚みが上記一般部よりも大きい又は小さい段差部が形成されている。そのため、上記ハニカム構造体に軸方向に応力が加わっても、上記保持マットと上記ハニカム構造体の外皮が上記段差部において軸方向に干渉する。それ故、上記ハニカム構造体が上記ケースに対して軸方向にずれてしまうことを防止することができる。
【００１２】
特に、上記排出側端部に、上記外皮の厚みが上記一般部よりも小さい段差部が形成されている場合には、排ガスの流れ方向に対する上記ハニカム構造体のずれを効果的に防止することができる。即ち、排ガスの流れなどによって、その流れ方向にハニカム構造体に荷重がかかっても、上記一般部と上記段差部との段差において上記ハニカム構造体の外皮と上記保持マットとが干渉し、軸方向のずれを防止することができる。
また、上記排出側端部に、上記外皮の厚みが上記一般部よりも大きい段差部が形成されている場合には、振動等により排ガスの流れ方向と逆向きの荷重がハニカム構造体に加わった際に、上記一般部と上記段差部との段差において上記ハニカム構造体の外皮と上記保持マットとが干渉し、軸方向のずれを防止することができる。また、この場合には、均一な厚みの保持マットを用いても、上記排出側端部における上記保持マットの圧縮量を上記一般部よりも大きくすることができる。そのため、上記排出側端部における上記保持マットによる面圧を一般部よりも容易に高くすることができ、上記ハニカム構造体をケース内に十分に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における、触媒コンバータの軸方向の断面を示す説明図。
【図２】実施例１における、触媒コンバータの軸方向と垂直な方向における断面を示す説明図。
【図３】実施例１における、ハニカム構造体の外観を示す説明図。
【図４】実施例１における、ハニカム構造体の軸方向の断面を示す説明図。
【図５】実施例１における、セル壁の一般部と強化部との境界における拡大断面を示す説明図。
【図６】実施例１における、保持マットの断面構造を示す説明図。
【図７】実施例１における、段差部形成前のハニカム構造体の外観を示す説明図。
【図８】実施例１における、マスキングテープを両端部に巻き付けたハニカム構造体の側面を示す説明図。
【図９】実施例１における、ハニカム構造体の端部を強化部形成材料のスラリーに浸漬する様子を示す説明図。
【図１０】実施例１における、回転装置に狭持したハニカム構造体にコージェライト化原料のスラリーを塗布する様子を示す説明図。
【図１１】実施例１における、触媒コンバータにおける保持マットの圧縮量と、保持マットがハニカム構造体の外周面に加える面圧との関係を示す説明図。
【図１２】実施例１における、触媒コンバータのハニカム構造体の端面から荷重を加えて押し抜き荷重の評価を行う様子を断面構造により示す説明図。
【図１３】実施例２における、触媒コンバータの軸方向の断面を示す説明図。
【図１４】実施例２における、ハニカム構造体の軸方向の断面を示す説明図。
【図１５】実施例２における、両端部を除く中央部にマスキングテープを巻き付けたハニカム構造体の端部を強化部形成材料のスラリーに浸漬する様子を示す説明図。
【図１６】実施例２における、回転装置に狭持したハニカム構造体にコージェライト化原料のスラリーを塗布する様子を示す説明図。
【図１７】比較例１〜５における、触媒コンバータの軸方向の断面を示す説明図。
【図１８】実施例６及び７における、触媒コンバータの軸方向の断面を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、上記触媒コンバータの好ましい実施形態について説明する。
上記触媒コンバータは、円筒形状の外皮と、外皮内において多角形格子状に配設された多孔質のセル壁と、該セル壁内に区画され軸方向に伸びる複数のセルとを有するハニカム構造体を備える。
上記ハニカム構造体は、例えばコージェライト等により構成することができる。
【００１５】
上記ハニカム構造体の軸方向における両端部のうち少なくとも排ガスの排出側端部には、一般部よりも緻密化した強化部が設けられている。該強化部は、ハニカム構造体から排ガスが排出される排出側端部だけでなく、ハニカム構造体に排ガスが流入する流入側端部にも形成することができる。なお、上記一般部は、上記強化部が形成された端部以外の部分である。例えば、上記強化部を上記流入側端部に形成せず、上記排出側端部に形成した場合には、該排出側端部において上記強化部を形成した領域を除く領域が一般部となる。また、例えば上記強化部を上記流入側端部と上記排出側端部との両方に形成した場合には、これらの両端部において上記強化部を形成した領域を除く領域が一般部となる。
【００１６】
上記ハニカム構造体の上記一般部においては、上記ハニカム構造体の気孔率は４５％以上かつ７０％以下である。
気孔率が４５％未満の場合には、熱容量及び圧力損失を十分に低下させることができなくなるおそれがある。気孔率は、例えば島津製作所製のオートポアＩＶ９５００を用いて水銀圧入法により測定することができる。一方、気孔率が７０％を超える場合には、上記ハニカム構造体の強度が低くなりすぎて、振動等によりハニカム構造体が破損し易くなるおそれがある。また、この場合には、上記保持マットをハニカム構造体の外周（外皮）に巻き付けた状態で筒状のケースに圧入するという圧入法によるキャニング時に、ハニカム構造体が破損してしまうおそれがある。より好ましくは、気孔率は６５％以下がよい。
【００１７】
また、上記ハニカム構造体において、上記セル壁の厚みは０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。
この場合には、上記ハニカム構造体の熱容量及び圧力損失を容易に十分に低下させることができる。上記セル壁の厚みは光学顕微鏡を用いて測定することができる。
【００１８】
上記ハニカム構造体は、内部に多数の気孔を有する多孔質体からなる。上記強化部は、例えば、多孔質体の気孔率を上記一般部よりも低下させて緻密化させることにより形成させることができる。上記強化部においては、例えば気孔率を５〜３５％にすることができる。
上記強化部の形成方法は、後述の実施例において詳細に説明するが、例えばハニカム構造体の押出成形後に、コージェライト等のハニカム構造体を構成する原料の一部を、隔壁や外皮における強化部を形成する領域に塗布して焼成することにより、緻密化させて上記強化部を形成することができる。
【００１９】
また、上記強化部には、上記外皮の厚みが上記一般部よりも大きい又は小さい段差部が形成されている。即ち、上記ハニカム構造体においては、上記強化部における外径が、上記一般部における外径に比べて大きく又は小さくなって上記外皮に段差部が形成されている。上記段差部は、上記強化部と同様に、上記排出側端部だけでなく、排ガスの流入側端部にも形成することができる。上記段差部は、上記強化部が形成された範囲における上記外皮に形成することができる。
上記段差部は、円筒形状の上記外皮の周方向において一定の厚みで形成することができる。この場合には、上記外皮において、上記段差部の外径を一般部よりも大きく又は小さくすることができる。上記外皮の周方向に部分的に段差部を形成した場合は、形成される凹凸部の境界に応力が発生しやすく、高気孔率のハニカム構造体においては破損しやすくなる為、好ましくない。即ち、上記段差部は、少なくとも上記排出側端部における上記外皮に、その全周にわたって一定の厚みで形成することが好ましい。
上記一般部と段差部との差は、両者の外径を任意の８点において測定し、その平均値の差の半分の値とすることができる。
【００２０】
上記排出側端部の上記段差部においては、上記一般部よりも上記外皮の厚みが小さくなっていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、排ガスの流れなどによって、その流れ方向にハニカム構造体に荷重がかかっても、上記排出側端部における上記一般部と上記段差部との段差において上記ハニカム構造体の外皮と上記保持マットとが干渉し、軸方向のずれを防止することができる。
【００２１】
また、上記一般部よりも厚みの大きな上記段差部を形成する場合には、上記排出側端部だけでなく、上記流入側端部にも上記段差部を形成することが好ましい。
この場合には、排ガスの流れなどによって、その流れ方向にハニカム構造体に荷重がかかったときに、上記流入側端部における上記一般部と上記段差部との段差において上記ハニカム構造体の外皮と上記保持マットとが干渉し、軸方向のずれを防止することができる。
【００２２】
また、上記強化部及び上記段差部は、上記排出側端部だけでなく、排ガスの流入側端部にも形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記触媒コンバータにおいて上記保持マットが上記ハニカム構造体の外皮に加える面圧を上記排出側端部及び上記流入側端部の両方において一般部よりも高くすることができる。そのため、上記ハニカム構造体を軸方向の両端部において十分に保持することができ、ハニカム構造体の保持力をより向上させることができる。そのため、上記ケースに対する上記ハニカム構造体の軸方向におけるずれをより一層防止することができる。
また、ハニカム構造体の軸方向における方向性をなくして、触媒コンバータの製造を合理的に行うことができるという観点からも、上記排出側端部及び上記流入側端部の両方に上記強化部及び上記段差部を形成することが好ましく、さらにハニカム構造体の両端面から同じ形成範囲で強化部及び段差部を形成することが好ましい。また、同じ厚み及び形状の段差部を形成することが好ましい。
【００２３】
上記段差部と上記一般部における上記外皮の厚みの差は、０．３〜０．５ｍｍであることが好ましい（請求項４）。
厚み差が０．３ｍｍ未満の場合には、上記段差部と上記一般部の段差による上述のハニカム構造体の保持効果が十分に得られなくなるおそれがある。一方、厚み差が０．５ｍｍを超える場合においては、上記ハニカム構造体の周方向に均一に段差部を形成することが困難となり、上述の圧入法によるキャニングでは、偏荷重による座屈破損が生じやすくなるおそれがある。そのため、キャニング方法が圧入法以外の方法に限定されてしまうおそれがある。
【００２４】
上記強化部及び上記段差部は、上記ハニカム構造体の端面から軸方向に１０〜１５ｍｍの領域に形成されていることが好ましい（請求項５）。
上記強化部及び上記段差部の形成範囲が端面から１０ｍｍ未満の場合には、上述の圧入法によるキャニングを行うと保持マットがずれやすくなるおそれがある。また、この場合には、上記保持マットの面圧を高くすることができる領域が小さくなるため、上記ケース内における上記ハニカム構造体の保持力が低下するおそれがある。一方、上記端面から１５ｍｍを超えて上記強化部及び上記段差部を形成することもできるが、１５ｍｍを超えて形成した場合には緻密化された強化部の領域が広くなるにつれて、相対的に気孔率の高い上記一般部の領域が狭くなる。そのため、上記一般部が存在することによる低熱容量化の効果が小さくなるおそれがある。したがって、１５ｍｍを超えて形成することは好ましくない。
【００２５】
また、上記触媒コンバータは、上記ハニカム構造体の上記外皮を覆って上記ハニカム構造体を収容するケースを備える。
上記ケースとしては、例えば円筒状で金属製のものを用いることができる。
【００２６】
また、上記触媒コンバータは、上記ケースと上記ハニカム構造体の上記外皮との間に圧縮された状態で狭持された保持マットを備える。
上記保持マットとしては、例えばアルミナ繊維などの無機繊維からなるシート状のマットを用いることができる。
上記触媒コンバータにおいては、上記ケースと該ケース内に収容される上記ハニカム構造体との間の間隔よりも、厚みの大きな保持マットを狭持させることができる。これにより、上記保持マットが上記ケースと上記ハニカム構造体の間で圧縮され、面圧によりハニカム構造体をケース内に保持することができる。面圧の大きさは、上記ケースと上記ハニカム構造体の外皮との間の間隔と、保持マットの厚みとの関係を調整することにより制御することができる。
上記保持マットが上記ハニカム構造体に加える面圧は、上記強化部（上記段差部）においては、０．２ＭＰａ以上が好ましく、０．４ＭＰａ以上がより好ましい。また、上記保持マットが上記ハニカム構造体に加える面圧は、上記強化部（上記段差部）においては、１．０ＭＰａ以下が好ましく、０．７ＭＰａ以下がより好ましい。
【００２７】
上記触媒コンバータにおいて、上記保持マットは、上記ハニカム構造体の外皮全体を覆うように配置することができる。上記保持マットは、上記一般部よりも上記段差部において高い圧縮量で圧縮されていることが好ましい。この場合には、上記段差部における面圧を高くすることができ、上記段差部において上記ハニカム構造体を十分に保持することができる。また、上記段差部においては、一般部よりも緻密化した上記強化部が形成されているため、上記段差部の面圧を高くしても上記ハニカム構造体が破損してしまうことを防止することができる。なお、圧縮量ΔＴは、上記ケースと上記ハニカム構造体の間に狭持して圧縮する前の保持マット（非圧縮状態の保持マット）の厚みをＴ１とし、ケースとハニカム構造体との間で圧縮された後の保持マットの厚みをＴ２とすると、ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２である。
【００２８】
また、上記段差部を一般部よりも厚みの小さな外皮によって形成する場合には、例えば上記段差部に当接する領域の厚みを上記一般部の外皮に当接する領域よりも大きくした保持マット用いることができる。このとき、段差部に当接する保持マットの厚みを、段差部とケースとの間の間隔よりも十分に大きくし、段差部における保持マットの圧縮量を一般部における圧縮量よりも大きくすることができる。これにより、段差部における面圧を一般部よりも高くすることができる。
また、上記段差部を一般部よりも厚みの大きな外皮によって形成する場合には、段差部におけるハニカム構造体の外皮とケースとの間の間隔は、一般部における外皮とケースとの間隔よりも小さくなる。そのため、この場合には、例えば表面に凹凸のない平坦なシート状の保持マット用いても、該保持マットは一般部よりも段差部において大きな圧縮量で圧縮され、段差部における面圧を一般部よりも容易に高くすることができる。
【００２９】
一方、一般部においては、気孔率が４５％以上かつ７０％以下の上記ハニカム構造体が壊れない程度の面圧となるように、上記一般部における外皮とケースとのクリアランスに対して、上記保持マットの上記一般部に当接する領域を切り欠くことによって、その厚みを適宜調整することができる。上記保持マットが上記ハニカム構造体に加える面圧は、上記一般部においては、０．２０ＭＰａ以下であることが好ましく、０．１５ＭＰａ以下であることがより好ましい。
また、一般部においてはハニカム構造体の外皮とケースとの間に保持マットを配置させず、段差部において外皮とケースとの間に保持マットを配置させることもできる。この場合には、段差部において保持マットにより上記ハニカム構造体を保持することができると共に、一般部における外皮とケースとの間に空気層が形成されるため、断熱効果が高まる。そのため、加熱後のハニカム構造体の温度保持が容易になる。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
次に、触媒コンバータの実施例について説明する。
本例の触媒コンバータ１は、図１及び図２に示すごとく、ハニカム構造体２と、その外周側面２１０を覆ってハニカム構造体２を収容するケース３と、ケース３とハニカム構造体２の外周側面２１０との間に圧縮された状態で狭持される無機繊維からなる保持マット４とを備える。
【００３１】
図３及び図４に示すごとく、ハニカム構造体２は、円筒形状の外皮２１と、外皮２１内において四角形格子状に配設された多孔質のセル壁２２と、セル壁２２内に区画されてハニカム構造体２の軸方向に伸びる複数のセル２３とを有する。
ハニカム構造体２の軸方向における両端部２８、２９のうち少なくとも排ガスの排出側端部２９には、一般部２４よりも緻密化した強化部２５が設けられている。強化部２５においては外皮２１の厚みが一般部２４よりも小さい段差部２５１が形成されている。
また、一般部２４においては、ハニカム構造体２の気孔率は４５〜７０％であり、セル壁２２の厚みは０．１５ｍｍ以下である。
【００３２】
以下、本例の触媒コンバータ１について詳細に説明する。
図３及び図４に示すごとく、ハニカム構造体２は、略円柱形状であり、コージェライトからなる多孔体である。本例においては、気孔率（一般部）：５２％、セル壁の厚み：０．０９ｍｍ、セルピッチ：１．１１ｍｍである。ハニカム構造体２において、セル壁２２内に区画されて軸方向に伸びる複数のセル２３は、閉塞することなく両端面２８０、２９０に開口する。
【００３３】
また、ハニカム構造体２においては、流入側端部２８及び排出側端部２９に強化部２５が形成されている。具体的には、強化部２５は、ハニカム構造体２の両端面２８０、２９０から軸方向に１０ｍｍの領域Ｗ１におけるセル壁２２及び外皮２１に形成されている（図４参照）。なお、流入側端部２８は、排ガスがハニカム構造体２に流入する側の端部であり、排出側端部２９は、ハニカム構造体２から排ガスが排出される側の端部である。強化部２５においては、セル壁２２及び外皮２１が一般部２４よりも緻密化されており、図５に示すごとく、強化部２５における細孔２５０は、一般部２４における細孔２４０よりも細孔径が小さくなっている。本例においては、強化部２５における気孔率は３０％である。
一般部２４は、強化部２５が形成されたハニカム構造体の両端部２８、２９を除いた領域、即ち、両端面２８０、２９０から軸方向に１０ｍｍの領域を除いたハニカム構造体２の中央の領域である。
【００３４】
図３及び図４に示すごとく、ハニカム構造体２において、強化部２５における外皮２１は、一般部２４における外皮２１よりも小さな径で形成されており、円筒形状の外皮２１は、一般部２４と強化部２５とにおいて厚みが異なっている。本例においては、一般部２４における外皮２１の厚みは０．６ｍｍで、強化部２５における外皮２１の厚みは０．３ｍｍである。即ち、強化部２５が形成された流入側端部２８及び排出側端部２９における外皮２１には、一般部２４よりも厚みの小さな段差部２１５が形成されている。本例において、段差部２１５は、強化部２５と同様にハニカム構造体２の軸方向の両端面２８０、２９０から軸方向に１０ｍｍの領域における外皮２１に形成されている。一般部２４と段差部２１５との外皮２１の厚み差Ｄ１は、０．３ｍｍである（図４参照）。また、段差部２１５は、外皮２１の周方向の全周にわたって均一に形成されている。
【００３５】
図１及び図２に示すごとく、本例の触媒コンバータ１においては、金属製の筒状のケース３内にハニカム構造体２が配置されている。また、ハニカム構造体２の外周側面２１０と、ケース３との間には、アルミナ繊維からなる保持マット４が配置されている。
ハニカム構造体２は、一般部の直径φ1：１０３．６ｍｍ、段差部の直径φ2：１０３ｍｍ、軸方向の長さＬ：１０５ｍｍの略円柱形状であり、ケース３は、内径１１２ｍｍの円筒形状の金属管からなる。ハニカム構造体２とケース３とのクリアランスは、一般部２４においては４．２ｍｍであり、強化部２５においては４．５ｍｍである。
ハニカム構造体２とケース３との間において、保持マット４は、一般部２４における外皮２１に当接する領域４４においては、圧縮量１ｍｍで圧縮されており、強化部２５における外皮２１に当接する領域４５においては、圧縮量３ｍｍで圧縮されている。
【００３６】
次に、本例の触媒コンバータの製造方法について説明する。
まず、ハニカム構造体を作製した。
具体的には、まず、コージェライト化原料であるタルク、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウムを組み合わせてコージェライト組成となるように調整した。また、造孔材として発泡樹脂をコージェライト化原料１００質量％に対して５質量％添加した。これは、気孔率５２％のハニカム構造体を製造するための造孔材の添加条件であり、造孔材の量を例えば０〜１５質量％の範囲で調整することにより気孔率を調整することができる。更に、コージェライト化原料１００質量％に対して、有機バインダとしてのメチルセルロースを６質量％添加し、これらの原料全体量１００質量％に対して水を２５〜３０％となるように添加して坏土を得た。
【００３７】
次いで、坏土を四角形セル形状の円柱形状のハニカム構造体の形状に押出成型し、ハニカム成形体を得た。ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機によって乾燥し、切断機で切断した。その後、成形体を温度１４１５〜１４２５℃にて５時間焼成し、図７に示すごとく、直径１０３ｍｍ×長さＬ１０５ｍｍの円柱形状のハニカム構造体２０を得た。ここで、得られるハニカム構造体２０は、強化部及び段差部は形成されておらず、以下の操作を行って強化部及び段差部を形成する。
【００３８】
まず、図８に示すごとく、ハニカム構造体２０の両端面２８０、２９０から１０ｍｍの領域における外皮２１に厚さ０．１ｍｍのマスキングテープ２００を複数回巻き付けた。本例においては、巻き付け後の厚みが０．３ｍｍとなるようにマスキングテープを巻き付けた。次いで、タルク、カオリン、アルミナ、シリカのうち複数を組み合わせて混合し、強化部形成原料を調整した。この強化部形成原料１００質量％に対して水を１００質量％添加してスラリー状にした。
次いで、図９に示すごとく、マスキングテープ２００を巻き付けたハニカム構造体２０の両端面２８０、２９０から軸方向に１０ｍｍの領域を強化部形成原料のスラリー２５０にそれぞれ浸漬した。浸漬後、直ちにエアブローによって余分なスラリーを除去した。
【００３９】
次に、タルク、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウムを組み合わせてコージェライト組成となるように調整としたコージェライト化原料１００質量％に対して有機バインダ２質量％、水５０質量％を添加してスラリー状にした。次いで、図１０に示すごとく、ハニカム構造体の両端面２８０、２９０を回転装置１９の支持体１９１で挟んでハニカム構造体２０を回転させながら、ハニカム構造体２０の外皮２１上にコージェライト化原料のスラリー２１９を塗布した。このとき、外皮２１上に塗布したスラリー２１９をスキージー１８でかきとりながら、ハニカム構造体２０の外皮２１の両端に巻き付けられたマスキングテープ２００の厚さ分だけ、外皮２１のマスキングテープ２００が巻き付けられていない領域にスラリー２１９を塗布した。マスキングテープ２００が巻き付けられた外皮上にはスラリー２１９は塗布されない。
【００４０】
次いで、ハニカム構造体２０を室温で２時間乾燥させた後、温度８０℃の恒温槽で８時間以上乾燥させた。乾燥後、ハニカム構造体２０からマスキングテープ２００を取り外し、ハニカム構造体２０を温度１４１５〜１４２５℃で１０時間焼成した。
この焼成により、ハニカム構造体２の両端部２８、２９に、一般部２４よりも緻密化された強化部２５が形成されると共に、両端部２８、２９における外皮２１には段差部２１５が形成される（図３及び図４参照）。このようにして、図３及び図４に示すごとく、ハニカム構造体２を得た。なお、外皮２１における一般部２４と段差部２５との厚み差は、上述のマスキングテープを巻き付ける厚みによって調整することができる。
【００４１】
上記のようにして作製したハニカム構造体２について、水銀ポロシメータ（島津製作所製のオートポアＩＶ９５００）を用いて強化部２５の気孔率を測定したところ気孔率は３０％であり、強化部は十分に緻密化されていた。強化部２５の気孔率は、任意の二カ所について測定し、その平均を求めた。
また、ハニカム構造体２について、光学顕微鏡（(株)キーエンス製）を用いて強化部形成後のセル壁２２の厚みの変化を任意の１０点について調べたところ、一般部２４及び強化部２５においてセル壁２２の厚みは均一であり０．０９ｍｍであった。
【００４２】
次いで、車両搭載時を想定し、貴金属レスの助触媒スラリーをハニカム構造体の容積に対して１５０ｇ／Ｌの割合で担持させた。助触媒スラリーは、γ−アルミナ、セリア−ジルコニア、有機バインダ、及び水を混合してなる。
次に、アルミナ繊維をマット状に成形してなる厚み７．５ｍｍの保持マット（イビデン(株)製）を準備した。図６に示すごとく、保持マット４について、ハニカム構造体２の一般部２４における外皮２１に当接する領域４４の厚みを５．２ｍｍに加工した。なお、保持マット４において、強化部２５における外皮２１に当接する領域４５の厚みは７．５ｍｍである。図６に示すごとく、圧縮してない状態において、保持マット４は、断面が凹形状になっており、両端の突出部４５において強化部２５における外皮２１、即ち段差部２１５に当接し、中央の平坦部４４において一般部２４における外皮２１に当接する。
【００４３】
次いで、図１及び図２に示すごとく、保持マット４をハニカム構造体２の外周側面２１０に巻き付け、これを内径φ１１２ｍｍの金属管からなるケース３内に圧入した（キャニング）。保持マット４は、ハニカム構造体２とケース３との間において、一般部２４における外皮２１に当接する領域４４においては、圧縮量１ｍｍで圧縮されており、強化部２５における外皮２１に当接する領域４５においては、圧縮量３ｍｍで圧縮される。
図１１に、アルミナ繊維からなる保持マットの圧縮量と、面圧との関係を示す。同図においては、横軸は保持マットの圧縮量（ｍｍ）、縦軸は保持マットがハニカム構造体の外周面に及ぼす面圧（ＭＰａ）を示す。同図によれば、本例の触媒コンバータにおいては、強化部における面圧は０．５ＭＰａであり、一般部における面圧は０．１３ＭＰａである。
【００４４】
以上のようにして、図１及び図２に示す触媒コンバータ１を作製した。
本例において作製した触媒コンバータ１について、排ガスの流入側端部及び排出側端部における強化部の有無、ハニカム構造体の両端部からの強化部の形成範囲（ｍｍ）、一般部と強化部との外径の大小関係、外皮における一般部と段差部との厚みの差、ハニカム構造体の一般部における気孔率（％）、セル壁の厚み（ｍｍ）、セルピッチ（ｍｍ）を後述の表１に示す。
また、キャニングの判定を行った。キャニングの判定は、上述のキャニング時において、ハニカム構造体の外周部が座屈したり、端面にクラックが発生したりした場合を「不可」として判定し、座屈やクラックの発生がなかった場合を「可」として判定した。その結果を後述の表１に示す。
【００４５】
また、本例において作製した触媒コンバータについて、押し抜き荷重の評価を行った。評価は、オートグラフ（(株)島津製作所製）により行った。
具体的には、まず、図１２に示すごとく、ハニカム構造体２の軸方向が鉛直方向となるように、触媒コンバータ１を支持体１７上に配置した。このとき、触媒コンバータ１は、金属管からなるケース３の端部において支持体１７と当接させる。
次に、支持体１７上に配置した触媒コンバータ１の鉛直方向の上方側において、ハニカム構造体２の端面２８０と、オートグラフの直径φ８０ｍｍの治具１６との間に樹脂マット１６５を配置した状態で、治具１６により、ハニカム構造体２の端面２８０から軸方向に荷重Ｆを加えた。なお、本例の評価においては、ハニカム構造体２の排ガスの流入側の端面２８に荷重を加えた。これにより、排ガスの流れ方向のずれに対する耐久性を評価することができる。
そして、ハニカム構造体２がケース３に対してずれたときの荷重をオートグラフにより測定し、このときの荷重を押し抜き荷重とした。押し抜き荷重は、後述の比較例２の押し抜き荷重に対する比として算出した。その結果を後述の表１に示す。実用上、押し抜き荷重比は、０．８以上が好ましく、１以上がより好ましい。
【００４６】
（実施例２）
実施例１においては、外皮の厚みが一般部よりも小さい段差部を形成したが、本例においては、外皮の厚みが一般部よりも大きい段差部を形成した例を示す。
具体的には、図１３に示すごとく、本例の触媒コンバータ５は、実施例１と同様に、ハニカム構造体６と、ケース３と、保持マット４とを備える。
【００４７】
図１３及び図１４に示すごとく、ハニカム構造体６は、実施例１と同様に、外皮６１と、セル壁６２と、多数のセル６３とを有し、軸方向における両端部６８、６９には、一般部６４よりも緻密化した強化部６５が設けられている。
本例のハニカム構造体６においては、図１３及び図１４に示すごとく、外皮６１の厚みが一般部６４よりも強化部６５において大きくなっており、強化部６５における外皮６１には、一般部６４よりも厚みが大きな段差部６５１が形成されている。本例においては、一般部６４における外皮６１の厚みは０．３ｍｍで、段差部６５１における外皮６１の厚みは０．６ｍｍであり、一般部６４と段差部６１５との外皮２１の厚み差Ｄ２は、０．３ｍｍである（図１４参照）。強化部６５は、実施例１と同様に、ハニカム構造体６の端面６８０、６９０から軸方向に１０ｍｍの領域Ｗ２におけるセル壁６２及び外皮６１に形成されており、段差部６１５は、上記領域Ｗ２における外皮６１に形成されている。
【００４８】
ハニカム構造体６は、一般部６４の直径φ3：１０３ｍｍ、段差部６１５の直径φ2：１０３．６ｍｍ、軸方向の長さＬ：１０５ｍｍの略円柱形状であり、ケース３は、実施例１と同様に、内径１１２ｍｍの円筒形状の金属管からなる。ハニカム構造体２とケース３とのクリアランスは、一般部６４においては４．５ｍｍであり、強化部６５においては４．２ｍｍである。
ハニカム構造体６とケース３との間において、保持マット４は、実施例１と同様に、一般部６４における外皮６１に当接する領域４４においては、圧縮量１ｍｍで圧縮されている。また、強化部６５における外皮６１に当接する領域４５においては、圧縮量３．３ｍｍで圧縮されている。
その他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００４９】
本例の触媒コンバータの作製にあたっては、まず、実施例１と同様に、直径１０３ｍｍ×長さＬ１０５ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
次いで、図１５に示すごとく、このハニカム構造体６０の両端面６８０、６９０から軸方向にそれぞれ１０ｍｍの領域を除いた領域における外皮６１上に、厚さ０．１ｍｍのマスキングテープ６００を複数回巻き付けた。本例においては、巻き付け後のテープの厚みが０．３ｍｍとなるように、マスキングテープ６００を巻き付けた。
次に、実施例１と同様の強化部形成原料のスラリー２５０を作製し、図１５に示すごとく、この強化部形成原料のスラリー２５０に、ハニカム構造体６０の両端面６８０、６９０から軸方向にそれぞれ１０ｍｍの領域、即ち、マスキングテープ６００が巻き付けられていない領域をそれぞれ浸漬した。浸漬後、直ちにエアブローによって、余分なスラリーを除去した。
【００５０】
また、実施例１と同様にして調整した強化部形成原料１００質量％に対して、水３０質量％を添加し、強化部形成原料のスラリー６１９を作製した。次いで、図１６に示すごとく、ハニカム構造体６０の両端面６８０、６９０を回転装置１９の支持体１９１で挟んでハニカム構造体６０を回転させながら、ハニカム構造体６０の外皮６１上に強化部形成原料のスラリー６１９を塗布した。このとき、外皮６１上に塗布したスラリー６１９をスキージー１８でかきとりながら、ハニカム構造体６０の外皮６１の中央に巻き付けられたマスキングテープ６００の厚さ分だけ、マスキングテープ６００が巻き付けられていない外皮６１上の領域（両端面６８０、６９０から軸方向にそれぞれ１０ｍｍの領域）にスラリー６１９を塗布した。ハニカム構造体６０の軸方向の中央における外皮上には、マスキングテープ６００が巻き付けられているため、スラリー６１９は塗布されない。
【００５１】
次いで、実施例１と同様にして乾燥させた後、ハニカム構造体６０からマスキングテープ６００を取り外し、温度１４１５〜１４２５℃で１０時間焼成した。
この焼成により、ハニカム構造体６の両端部６８、６９に、一般部６４よりも緻密化された強化部６５が形成されると共に、外皮６１には段差部６１５が形成される（図１３及び図１４参照）。このようにして、図１３及び図１４に示すごとく、ハニカム構造体６を得た。
【００５２】
次に、実施例１と同様に、ハニカム構造体に、助触媒スラリーを担持させた。
次いで、アルミナ繊維をマット状に成形してなる厚み７．５ｍｍの保持マット（イビデン(株)製）を準備した。本例の保持マット４においては、ハニカム構造体６の一般部６４における外皮６１に当接する領域４４の厚みを５．５ｍｍに加工した。保持マット４において、ハニカム構造体６の強化部６５における外皮６１に当接する領域４５の厚みは７．５ｍｍである。圧縮してない状態において、保持マット４は、実施例１と同様に断面が凹形状になっている（図６参照）。
【００５３】
次いで、図１３に示すごとく、実施例１と同様に保持マット４をハニカム構造体６の外周側面６１０に巻き付け、これを内径φ１１２ｍｍの金属管からなるケース３内に圧入した（キャニング）。本例においても、実施例１と同様に、保持マット４は、ハニカム構造体６とケース３との間において、一般部６４における外皮６１に当接する領域４４においては、圧縮量１ｍｍで圧縮され、強化部２５における外皮６１に当接する領域４５においては、圧縮量３ｍｍで圧縮される。
【００５４】
以上のようにして、図１３に示す触媒コンバータ５を作製した。
本例において作製した触媒コンバータ５についても、実施例１と同様に、排ガスの流入側端部及び排出側端部における強化部の有無、ハニカム構造体の両端部からの強化部の形成範囲（ｍｍ）、一般部と強化部との外径の大小関係、外皮における一般部と段差部との厚みの差（ｍｍ）、ハニカム構造体の一般部における気孔率（％）、セル壁の厚み（ｍｍ）、セルピッチ（ｍｍ）を後述の表１に示す。また、実施例１と同様に、キャニングの判定結果、及び押し抜き荷重の評価を後述の表１に示す。
【００５５】
（実施例３〜１７）
実施例３〜９は、ハニカム構造体の気孔率、セル壁の厚さ、セルピッチを変更した点を除いては、実施例１と同様にして作製した触媒コンバータの例である。
また、実施例１０及び１１は、一般部と強化部における外皮の厚み差を変更した点を除いては、実施例１と同様にして作製した触媒コンバータの例である。
【００５６】
また、実施例１２及び１３は、ハニカム構造体の両端面からの強化部の形成範囲を変更した点を除いては、実施例１と同様にして作製した触媒コンバータの例である。
また、実施例１４及び１５は、ハニカム構造体の両端面からの強化部の形成範囲を変更した点を除いては、実施例２と同様にして作製した触媒コンバータの例である。
【００５７】
また、実施例１６は、排ガスの流入側端部には強化部及び段差部を形成せずに、排出側端部に、強化部及び段差部を形成した点を除いては、実施例１と同様にして作製した触媒コンバータの例である。
また、実施例１７は、排ガスの流入側端部には強化部及び段差部を形成せずに、排出側端部に、強化部及び段差部を形成した点を除いては、実施例２と同様にして作製した触媒コンバータの例である。
【００５８】
実施例３〜１７の触媒コンバータについても、実施例１と同様に、排ガスの流入側端部及び排出側端部における強化部の有無、ハニカム構造体の両端部からの強化部の形成範囲（ｍｍ）、一般部と強化部との外径の大小関係、外皮における一般部と段差部との厚みの差（ｍｍ）、ハニカム構造体の一般部における気孔率（％）、セル壁の厚み（ｍｍ）、セルピッチ（ｍｍ）、キャニングの判定結果、及び押し抜き荷重の評価を後述の表１に示す。
【００５９】
【表１】
2013208584.tif 000003
【００６０】
（比較例１〜８）
比較例１〜５は、強化部及び段差部が形成されていないハニカム構造体を備えた触媒コンバータの例である。
図１７に示すごとく、本例の触媒コンバータ８は、実施例１と同様に、ハニカム構造体８０と、ケース３と、保持マット４とを備える。ハニカム構造体８０は、実施例１と同様に、外皮８１と、セル壁８２と、多数のセル８３とを有する。
比較例１〜５のハニカム構造体８０においては、外皮８１及びセル壁８２は、均一な気孔率及び厚みで形成されており、上述の実施例のような強化部や段差部は形成されていない。比較例１〜５のハニカム構造体８０については、それぞれ気孔率、セル壁の厚み、及びセルピッチを後述の表２に示すように変更した。その他の構成は、実施例と同様である。
【００６１】
比較例１〜５の触媒コンバータの作製にあたっては、まず、実施例１と同様に、直径１０３ｍｍ×長さＬ１０５ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製し、このハニカム構造体に、助触媒スラリーを担持させた。
次いで、実施例１と同様に、アルミナ繊維をマット状に成形してなる厚み７．５ｍｍの保持マット（イビデン(株)製）を準備した。比較例１〜５においては、実施例のような加工を行わず、厚みの均一なシート状の保持マット４を用いる。そして、図１７に示すごとく、この保持マット４をハニカム構造体８０の外周側面８１０に巻き付け、これを内径φ１１２ｍｍの金属管からなるケース３内に圧入した（キャニング）。本例において保持マット４は、ハニカム構造体８０とケース３との間において、圧縮量３ｍｍで均一に圧縮される。
以上のようにして、図１７に示す比較例１〜５の触媒コンバータ８を作製した。
【００６２】
また、比較例６及び７は、強化部が形成されているものの、段差部が形成されていないハニカム構造体を備えた触媒コンバータの例である。
図１８に示すごとく、本例の触媒コンバータ９は、実施例１と同様に、ハニカム構造体９０と、ケース３と、保持マット４とを備える。ハニカム構造体９０は、実施例１と同様に、外皮９１と、セル壁９２と、多数のセル９３とを有し、軸方向における両端部９８、９９には、一般部９４よりも緻密化した強化部９５が設けられている。
比較例６及び７のハニカム構造体９０においては、外皮９１は、均一な厚みで形成されており、上述の実施例のような段差部は形成されていない。
なお、比較例６及び７のハニカム構造体９０については、それぞれ気孔率を後述の表２に示すように変更した。その他の構成は、実施例と同様である。
【００６３】
比較例６及び７の触媒コンバータの作製にあたっては、まず、実施例１と同様に、直径１０３ｍｍ×長さＬ１０５ｍｍの円柱形状のハニカム構造体を作製した。
次いで、実施例１と同様に、マスキングテープを両端面から軸方向にそれぞれ１０ｍｍの領域に巻き付けた。次いで、強化部形成原料のスラリーを作製し、この強化部形成原料のスラリーに、ハニカム構造体の両端面から軸方向にそれぞれ１０ｍｍの領域をそれぞれ浸漬した。浸漬後、直ちにエアブローによって、余分なスラリーを除去した。
次いで、ハニカム構造体９０を実施例１と同様にして乾燥させた後、マスキングテープを除去し、温度１４１５〜１４２５℃で１０時間焼成した。
この焼成により、ハニカム構造体９０の両端部９８、９９に、一般部９４よりも緻密化された強化部９５が形成される（図１８参照）。このようにして、ハニカム構造体９０を得た。
【００６４】
次に、実施例１と同様に、ハニカム構造体に、助触媒スラリーを担持させた。
次いで、アルミナ繊維をマット状に成形してなる厚み７．５ｍｍの保持マット（イビデン(株)製）を準備した。比較例６及び７においては、実施例と同様に断面が凹形状となるように加工した保持マット４を用いた（図６参照）。具体的には、ハニカム構造体９０の一般部９４の外皮９１に当接する領域４４の厚みが５．５ｍｍで、強化部２５における外皮９１に当接する領域４５の厚みが７．５ｍｍの保持マット４を用いた。
そして、図１８に示すごとく、実施例と同様に保持マット４をハニカム構造体９０の外周側面９１０に巻き付け、これを内径φ１１２ｍｍの金属管からなるケース３内に圧入した（キャニング）。比較例６及び７においては、保持マット４は、実施例と同様に、ハニカム構造体９０とケース３との間において、一般部９４における外皮９１に当接する領域４４においては圧縮量１ｍｍで圧縮され、強化部９５における外皮９１に当接する領域４５においては、圧縮量３ｍｍで圧縮される。
以上のようにして、図１８に示す比較例６及び７の触媒コンバータ９を作製した。
【００６５】
また、比較例８は、実施例１と同様に、軸方向の両端に強化部及び段差部が形成されているが、実施例よりも気孔率が高いハニカム構造体を備えた触媒コンバータの例である。
即ち、比較例８は、ハニカム構造体の気孔率を変更した点を除いては、実施例１と同様にして作製した触媒コンバータである。
【００６６】
比較例１〜８の触媒コンバータについても、実施例１と同様に、排ガスの流入側端部及び排出側端部における強化部の有無、ハニカム構造体の両端部からの強化部の形成範囲（ｍｍ）、一般部と強化部との外径の大小関係、外皮における一般部と段差部との厚みの差（ｍｍ）、ハニカム構造体の一般部における気孔率（％）、セル壁の厚み（ｍｍ）、セルピッチ（ｍｍ）、キャニングの判定結果、及び押し抜き荷重の評価結果を表２に示す。なお、押し抜き荷重の評価においては、比較例２の触媒コンバータの押し抜き荷重を１とし、他の実施例及び比較例の押し抜き荷重を比較例２に対する比で表した。
【００６７】
【表２】
2013208584.tif 000004
【００６８】
比較例１〜５の触媒コンバータ８においては、ハニカム構造体８０に強化部及び段差部が形成されていない（図１７参照）。したがって、表２より知られるごとく、比較例１〜５のうち、４５％以上という気孔率の高いハニカム構造体を備える比較例１、及び比較例３〜５においては、キャニング時に、ハニカム構造体の外周部が座屈したり、端面にクラックが発生したりし、キャニングを行うことができなかった。一方、３５％という低い気孔率のハニカム構造体を備えた比較例２においては、キャニングを問題なく行うことができる。しかし、ハニカム構造体の気孔率が低いため、ハニカム構造体の熱容量及び圧力損失を高いという問題がある。
【００６９】
また、比較例６及び７の触媒コンバータ９においては、ハニカム構造体９０の軸方向の両端部９８、９９に強化部９５が形成されている（図１８参照）。そのため、保持マット４の面圧を強度の高いハニカム構造体の両端部９８、９９において高くし、強度の低い中央部において低くすることができる。それ故、表２より知られるごとく、座屈が発生したり、端面にクラックが発生したりすることなく、キャニングを行うことができる。しかし、比較例６及び７は、押し抜き荷重の評価において、基準となる比較例２よりも軸方向の荷重に対する耐久性が小さい。そのため、ハニカム構造体９０の軸方向に荷重が加わると、ハニカム構造体９０がケース３に対してずれやすい。
【００７０】
一方、実施例１〜１７の触媒コンバータ１、５においては、ハニカム構造体２、６の少なくとも排出側端部２９、６９に強化部２５、６５を形成し、さらに少なくとも排出側端部６９における外皮２１、６１に段差部２１５、６１５を形成してある（図１及び図１３参照）。そのため、表１より知られるごとく、ハニカム構造体２、６に破損などを発生させることなくキャニングを行うことが可能になる。また、外皮２１、６１に段差部２１５、６１５が形成されているため、軸方向のずれに対する耐久性が十分に高く、基準となる比較例２と同程度又は同等以上の優れた耐久性を示した。
【００７１】
少なくとも排出側端部２９に、一般部２４よりも外皮２１の厚みが小さい段差部２１５が形成されたハニカム構造体２を備える実施例１、実施例３〜１３、及び実施例１６においては、排ガスの流れなどによって、流入側端部２８から排出側端部２９の方向にハニカム構造体２に対して荷重がかかったとしても、排出側端部２９における一般部２４と段差部２１５との段差においてハニカム構造体２の外皮２１と保持マット４とが干渉し、軸方向のずれを防止することができる（図１参照）。
【００７２】
また、一般部６４よりも外皮６１の厚みが大きな段差部６１５が形成されたハニカム構造体６を備える実施例２、実施例１４、実施例１５、及び実施例１７においては、段差部６１５においてケース３とハニカム構造体６の外皮６１とのクリアランスが必然的に小さくなる。そのため、保持マット６の圧縮量がより大きくなり、大きな面圧が発生するため、軸方向のずれに対しても優れた耐久性を示すことができる。
また、段差部２１５、６１５が排出側端部２９、６９だけでなく、流入側端部２８、６９にも形成された実施例１〜実施例１５においては、軸方向のずれに対する耐久性をより向上させることができる（図１及び図１３参照）。また、一般部６４よりも外皮６１の厚みが大きな段差部６１５が、流入側端部６８に形成されたハニカム構造体６を備える実施例２、実施例１４、及び実施例１５においては、排ガスの流れなどによって、流入側端部６８から排出側端部６９の方向に、ハニカム構造体６に対して荷重がかかったとしても、流入側端部６８における一般部６４と段差部６１５との段差においてハニカム構造体６の外皮６１と保持マット４とが干渉し、軸方向のずれを防止することができる（図１３参照）。
また、強化部２５、６５が流入側端部２８、６８に形成された実施例１〜実施例１５においては、排ガスの流れによる、セル壁２２、６２の風食を防止する効果を示すことができる。
【００７３】
また、実施例１〜１５においては、強化部２５、６５、及び段差部２１５、６１５をハニカム構造体２、６の両端２８、２９、６８、６９に形成している。そのため、ハニカム構造体２、６に方向性がなくなり、製造工程の合理化を図ることが可能になる。
また、実施例１０のように、外皮における一般部と段差部との厚み差は０．１ｍｍ程度でも基準となる比較例２に匹敵する、実用上十分な押し抜き荷重を示し、軸方向のずれに対して十分に耐久性を発揮することができるが、厚み差を０．３ｍｍ以上にすることにより、押し抜き荷重をより向上させ、ずれに対する耐久性をより向上させることができる（表１参照）。
また、表１より知られるごとく、実施例１２及び実施例１５のように、強化部及び段差部の形成範囲は、端面から５ｍｍ程度でも十分にその形成効果が得られるが、１０ｍｍ以上にすることにより、強化部及び段差部の形成効果を高めることができ、上述の軸方向のずれに対する耐久性をより向上させることができる。
【００７４】
また、実施例４のように、ハニカム構造体の気孔率を７０％程度まで高くしても、強化部及び段差部を形成することにより、キャニングが可能になると共に、軸方向のずれに対しても優れた耐久性を発揮することができる。
これに対し、比較例８のように、ハニカム構造体の気孔率を７５％まで高くすると、一般部の強度が低くなりすぎて、ハニカム構造体の両端部に強化部及び段差部を形成しても、強度が不十分となり、キャニングが困難になる。したがって、ハニカム構造体の気孔率は４５％以上かつ７０％以下が好ましい。
【符号の説明】
【００７５】
１  触媒コンバータ
２  ハニカム構造体
２１  外皮
２１５  段差部
２２  セル壁
２３  セル
２４  一般部
２５  強化部
３  ケース
４  保持マット
【図１】
2013208584.tif 000005
【図２】
2013208584.tif 000006
【図３】
2013208584.tif 000007
【図４】
2013208584.tif 000008
【図５】
2013208584.tif 000009
【図６】
2013208584.tif 000010
【図７】
2013208584.tif 000011
【図８】
2013208584.tif 000012
【図９】
2013208584.tif 000013
【図１０】
2013208584.tif 000014
【図１１】
2013208584.tif 000015
【図１２】
2013208584.tif 000016
【図１３】
2013208584.tif 000017
【図１４】
2013208584.tif 000018
【図１５】
2013208584.tif 000019
【図１６】
2013208584.tif 000020
【図１７】
2013208584.tif 000021
【図１８】
2013208584.tif 000022