JP2015192988A - ハニカム構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】強度が高く、触媒によるセルの目詰まりを防止することができ、圧力損失を低減す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】円筒状の外周壁１０と、外周壁１０内において格子状に設けられた隔壁１１と、隔壁１１に囲まれて形成された複数のセル２とを有するセラミックス製のハニカム構造体１である。ハニカム構造体１は、軸方向Ｘに直交する断面において、中心部０から外周壁１０に向かって径方向にセル密度の異なる複数のセル密度領域１２１、１２２を有する。セル２は、境界壁１４に接する境界セル２１と、境界壁１４に接することなく隔壁１１に囲まれて形成された内部セル２２とを有する。ハニカム構造体１の軸方向に直交する断面において、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄは０．５ｍｍ以上である。【選択図】図３

Description

本発明は、セル密度の異なる複数のセル密度領域を有するハニカム構造体に関する。

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、円筒状の外周壁と、この外周壁内において格子状に設けられた隔壁と、これらの隔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、ハニカム構造体に担持した触媒を活性化させることにより、排ガスの浄化が行われる。

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、触媒に使用する貴金属の使用量が増えている。したがって、貴金属価格の高騰によるコスト増や資源の調達リスクを考え、貴金属量をより減らすことが必要となってくる。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。

例えば、特許文献１には、軸方向と直交する断面において中心部から外周部に向かって径方向にセル密度の異なる複数のセル密度領域を有するハニカム構造体が開示されている。このハニカム構造体においては、中心部側に比べて排ガス流通性の低い外周部側のセル密度を低くすることによって、外周部側のセルにも排ガスが流れやすくなるため、内側と外側との排ガス流通性の均一化を図ることができる。その結果、ハニカム構造体全体における触媒の有効活用を図ることができ、排ガス浄化性能を向上させることができる。また、特許文献１に記載のハニカム構造体においては、異なるセル密度領域同士の間に、特定構造の境界セルを有する境界領域が設けられている。そのため、圧力損失の低減が可能になり排ガス浄化性能の向上が可能になる。

特開２０１３−１７３１３３号公報

しかしながら、上記従来の構成のハニカム構造体においては、境界領域における強度が不十分になり、ハニカム構造体が外力により破損し易くなるという問題がある。また、ハニカム構造体は、一般にハニカム構造の成形体の焼成により得られるが、上述の境界領域を有する成形体は、乾燥や焼成時の収縮が不均一になる。そのため、円柱状のハニカム構造体の真円度が悪化し易く、生産性の十分な確保が困難になる。

異なるセル密度領域間に、両者を隔てる境界壁を形成すれば、ハニカム構造体の強度や生産性を向上させることができる。しかし、この場合には、境界壁に隣接する領域に断面積が小さなセルが形成されるため、触媒の担持の際に目詰まりが起こるおそれがある。その結果、境界壁に隣接するセルが触媒によって塞がれ、ハニカム構造体の圧力損失が増大するおそれがある。また、目詰まりにより、排ガスの流れが期待できない部分に貴金属等の触媒が担持されることになるため、貴金属等の触媒の担持に無駄が生じる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、強度が高く、触媒によるセルの目詰まりを防止することができ、圧力損失を低減す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。

本発明の一態様は、円筒状の外周壁と、該外周壁内において格子状に設けられた隔壁と、該隔壁に囲まれて形成された複数のセルとを有するセラミックス製の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、中心部から上記外周壁に向かって径方向にセル密度の異なる複数のセル密度領域を有し、
隣り合う該セル密度領域同士の間には、両者を隔てる円筒状の境界壁が設けられており、
上記セルは、上記境界壁に接する境界セルと、上記境界壁に接することなく上記隔壁に囲まれて形成された内部セルとを有し、
上記ハニカム構造体の軸方向に直交する断面において、上記境界セルの内接円の直径が０．５ｍｍ以上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は、軸方向に直交する断面（径方向断面）において、中心部から外周壁に向かって径方向にセル密度の異なる複数のセル密度領域を有する。そのため、ハニカム構造体に流入する排ガスの流速分布の均一化が可能になる。また、上記ハニカム構造体は、隣り合うセル密度領域間に円筒状の境界壁を有しているため、強度が高い。そのため、ハニカム構造体の破損等を防止することができる。また、ハニカム構造体の製造時に作製されるハニカム成形体の真円度の悪化も防止することができる。そのため、ハニカム構造体の高い生産性が確保される。

また、上記境界壁に接するセルである境界セルは、内接円の直径が０．５ｍｍ以上である。即ち、ハニカム構造体においては、境界セルとして、目詰まりを引き起こす程の小さなセルが形成されることが回避されている。そのため、ハニカム構造体への触媒の担持時に、目詰まりの起こりやすい境界セルに目詰まりが起こることを防止することができ、圧力損失の低減が可能になる。

実施例１における、ハニカム構造体の斜視図。 実施例１における、ハニカム構造体（試験体Ｅ１〜Ｅ６）の径方向断面を示す説明図。 実施例１における、ハニカム構造体（試験体Ｅ１〜Ｅ６）の径方向断面の拡大図。 実施例１における、仮想の隔壁を図示したハニカム構造体（試験体Ｅ１〜Ｅ６）の径方向断面の拡大図。 実施例１における、ハニカム構造体（試験体Ｃ１）の径方向断面を示す説明図。 実施例１における、ハニカム構造体（試験体Ｃ１）の径方向断面の拡大図。 実施例１における、ハニカム構造体（試験体Ｃ２）の径方向断面を示す説明図。 実施例１における、ハニカム構造体（試験体Ｃ３）の径方向断面を示す説明図。 実施例１における、圧力損失の評価方法を示す説明図。 実施例１における、異なるセル密度領域におけるセルが相互に同じ向きに配置されたハニカム構造体の径方向断面を示す説明図。 実施例１における、異なるセル密度領域におけるセルが相互に４５°未満の傾斜角で傾斜するハニカム構造体の径方向断面を示す説明図。 実施例４における、連結セルを有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体（試験体Ｅ１５）の径方向断面を示す説明図。 実施例４における、連結セルを有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体（試験体Ｅ１５）の径方向断面の拡大図。 実施例５における、移設隔壁を有するハニカム構造体（試験体Ｅ１７）の径方向断面を示す説明図。 実施例５における、移設隔壁を有するハニカム構造体（試験体Ｅ１７）の径方向断面の拡大図。 実施例５における、移設隔壁を有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体（試験体Ｅ１８）の径方向断面を示す説明図。 実施例５における、移設隔壁を有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体の径方向断面の拡大図。 実施例５における、隔壁の厚み比（Ｔ₂／Ｔ₁比）とアイソスタティック強度比との関係を示す説明図。 実施例５における、隔壁の厚み比（Ｔ₂／Ｔ₁比）と成形不良発生率との関係を示す説明図。 実施例６における、隔壁と接する傾斜隔壁を有するハニカム構造体の径方向断面を示す説明図。 実施例６における、隔壁と接する傾斜隔壁を形成したハニカム構造体の径方向断面の拡大図。 実施例６における、境界壁と接する傾斜隔壁を形成したハニカム構造体の径方向断面を示す説明図。 実施例６における、境界壁と接する傾斜隔壁を形成したハニカム構造体の径方向断面の拡大図。 実施例６における、隔壁と接する傾斜隔壁を有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体の径方向断面を示す説明図。 実施例６における、隔壁と接する傾斜隔壁を有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体の径方向断面の拡大図。 実施例６における、隔壁と接する傾斜隔壁を有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体の径方向断面を示す説明図。 実施例６における、隔壁と接する傾斜隔壁を有し、かつ境界壁に向かって伸びる隔壁の厚みを大きくしたハニカム構造体の径方向断面の拡大図。 実施例７における、境界セルの内接円の直径Ｄと、境界セルにおける触媒による目詰まり発生率との関係を示す説明図。

上記ハニカム構造体は、上述のとおり、径方向断面において、中心部から外周壁に向かって径方向にセル密度が異なる複数のセル密度領域を有する。すなわち、ハニカム構造体は、中心部から外周壁に向かって径方向に複数の領域（セル密度領域）に分割されており、各セル密度領域内のセル密度は一定となっている。また、隣り合うセル密度領域のセル密度は異なっており、径方向においてセル密度が段階的に変化するよう構成されている。

セル密度を段階的に変化させる手段としては、例えば、隣り合うセル同士の間隔（セルピッチ）を変化させる方法、セルの形状を変化させる方法等がある。セルの形状は、径方向断面において、例えば四角形、六角形等の多角形にすることができるが、機械的強度を確保する観点からは四角形が最も好ましい。

また、径方向断面におけるセル形状が多角形の場合には、多角形の隣り合う２辺に挟まれるコーナ部は丸みを帯びており、そのコーナ部の曲率半径が０．０３ｍｍ以上であることが好ましい。この場合には、ハニカム構造体の機械的強度をより向上することができ、市場ストレス等に対する信頼性や生産性をより向上させることができる。同様の観点から、セルのコーナ部における曲率半径は０．０５ｍｍ以上がより好ましく、０．１ｍｍ以上がさらに好ましく、０．１５ｍｍ以上がさらにより好ましい。

境界セルの内接円は、境界セルを形成する少なくとも３つの隔壁（３辺）に接する実在しない仮想の円である。一つの境界セル内に複数の内接円が想定される場合には、直径が最大になる内接円が、その境界セルの内接円である。ハニカム構造体においては、全ての境界セルの内接円の直径が上述のように０．５ｍｍ以上である。したがって、全ての境界セルのうち、内接円の直径が最小になる境界セルの内接円の直径が０．５ｍｍ以上であればよい。境界セルの内接円の直径を上述のように所定値以上にまで大きくする具体的な手段については、後述の実施例において説明するが、例えば境界セルに隣接する隣接内部セルと、境界セルとの間に存在する共有隔壁の位置をずらしたり、無くしたりする方法がある。なお、境界セル及び隣接内部セルを除いた通常の内部セルの内接円の直径は、例えば０．５〜１．６ｍｍの範囲で適宜調整することができ、圧力損失の低減や強度の向上という観点からは０．９〜１．６ｍｍであることが好ましい。内部セルの内接円の直径は、上述の境界セルと同様にして規定される。

ハニカム構造体において、セル密度は、単位面積当たりのセルの個数で表される。具体的には、セルを囲む隔壁の中間線（隔壁の厚み方向の中間位置を結んだ線）を結んで形成される部分の面積を単位セルの面積とすると、単位面積当たりのセルの個数が求められる。このセルの個数がセル密度である。なお、セル密度の算出には、異なるセル密度領域間に形成された円筒状の境界壁に接する境界セル、この境界セルに隣接する隣接内部セルのうち、他の主要な隔壁の形成パターンとは位置をずらして配置された隔壁を有する隣接内部セル、及びハニカム構造体の最も外側に存在する円筒状の外周壁に隣接するセルを含めない。セル密度は、上述のように径方向断面が円形、多角形等の所定形状で形成されたセルについて算出される。

ハニカム構造体は、全体が一体成形されて構成されていてもよい。また、ハニカム構造体は、複数のセグメントが接合されて構成されていてもよい。好ましくは、ハニカム構造体は一体成形されていることがよい。この場合には、複数のセグメントを接合したときに形成される接合部分を回避できる。そのため、ハニカム構造体の圧力損失の更なる低減が可能になる。

ハニカム構造体は、各種セラミックスからなる。このようなセラミックスとしては、例えばコージェライト、ＳｉＣ、チタン酸アルミニウム等が挙げられる。

ハニカム構造体は、例えば、触媒によって排ガスを浄化する触媒コンバータ等に用いられる。この場合には、ハニカム構造体は、例えば隔壁等に排ガス浄化用の触媒を担持した状態で使用される。また、ハニカム構造体の気孔率は、例えば１０〜７０％とすることができる。また、ハニカム構造体の平均細孔径は、例えば２μｍ以上とすることができる。また、隔壁の厚みは、例えば４０〜１６０μｍとすることができる。また、境界壁の厚みは、０．０４〜０．４ｍｍとすることができる。

また、ハニカム構造体の径方向断面において、円筒状の外周壁の中心と、円筒状の境界壁の中心は一致していてもよいが、ずれていてもよい。即ち、境界壁の内側にあるセル密度領域の中心がハニカム構造体の径方向断面の中心からずれていてもよい。

（実施例１）
次に、ハニカム構造体の実施例について説明する。本例においては、実施例及び比較例にかかる複数のハニカム構造体（試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ１〜Ｃ５）を作製し、これらを比較評価する。

まず、実施例のハニカム構造体１（試験体Ｅ１〜Ｅ６）について説明する。
図１及び図２に示すごとく、ハニカム構造体１は、円筒状の外周壁１０と、この外周壁１０内において格子状に設けられた隔壁１１と、これらの隔壁１１に囲まれて形成された複数のセル２とを有し、セラミックス製である。ハニカム構造体１は、軸方向Ｘに直交する断面（径方向断面）において、中心部０から外周壁１０に向かって径方向Ｙにセル密度の異なる複数のセル密度領域１２を有する。隣り合うセル密度領域１２同士の間には、両者を隔てる円筒状の境界壁１４が設けられている。セル２は、境界壁１４に接する境界セル２１と、境界壁１４に接することなく隔壁１１に囲まれて形成された内部セル２２とを有する。図２及び図３に示すごとく、ハニカム構造体１の軸方向Ｘに直交する断面において、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが０．５ｍｍ以上である。本例においては、境界セル２１の少なくとも一部は、隣り合う複数のセル２が連結してなる連結セル２１１からなる。以下、ハニカム構造体１を詳説する。

本例のハニカム構造体１は、排ガス浄化用の触媒の担体として用いられる。図１及び図２に示すごとく、ハニカム構造体１は、四角形格子状に設けられた多数の隔壁１１と、これらの隔壁１１に囲まれて形成された多数のセル２と、外周側面を覆う円筒状の外周壁１０とを有する。セル２の径方向断面の形状は四角形であり、セル２は、円柱状のハニカム構造体１の軸方向Ｘに伸びる。また、ハニカム構造体１は、コージェライト製であり、全体が一体的に成形されている。ハニカム構造体１の寸法は、直径が１０３ｍｍ、長さが１０５ｍｍである。

ハニカム構造体１は、図２に示す軸方向Ｘに直交する断面において、中心部０から外周壁１０に向かって径方向Ｙにセル密度の異なる２つのセル密度領域１２（第１セル密度領域１２１、第２セル密度領域１２２）を有している。各セル密度領域１２１、１２２内のセル密度はそれぞれ一定となっており、第２セル密度領域１２２は、第１セル密度領域１２１よりもセル密度が低い。第１セル密度領域１２１及び第２セル密度領域１２２のセル密度をそれぞれ後述の表１に示す。なお、図２、後述の図５、図７、図８、図１０〜図１２、図１４、図１６、図２０、図２２、図２４、図２６では、ハニカム構造体１の径方向断面の１／４に当たる部分を示している。

図２に示すごとく、第１セル密度領域１２１は、ハニカム構造体１の中心部０を含む領域にあり、セル密度領域１２における最も内側に位置している。一方、第２セル密度領域１２２は、ハニカム構造体１の外周壁１０を含む領域にあり、セル密度領域１２における最も外側に位置している。第１セル密度領域１２１及び第２セル密度領域１２２における隔壁１１の厚みは、いずれも０．０９ｍｍ（９０μｍ）である。

図１及び図２に示すごとく、ハニカム構造体１は、第１セル密度領域１２１と第２セル密度領域１２２とを隔てる円筒状の境界壁１４を有する。本例において、境界壁１４の厚みは０．２ｍｍである。そして、この境界壁１４に接するセル２が境界セル２１である。境界セル２１は、隔壁１１のみに囲まれて形成された所定形状（本例においては四角形状）のセル２（内部セル２２）とは異なり、隔壁１１と境界壁１４とに囲まれて形成されたセルである。境界セル２１と内部セル２２とは、互いに形状が異なる。
本例における境界セル２１は、図２及び図３に示すごとく、第１セル密度領域１２１及び第２セル密度領域１２２のいずれにおいても、２つ以上のセル２が連結された連結セル２１１からなる。境界セル２１として、連結セル２１１が形成されているため、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄは０．５ｍｍ以上になっている。以下に、図４を用いて連結セル２１１を更に詳説する。

連結セル２１１は、上述のように２つ以上のセルが連結されてなり、図４においては、連結セル２１１内に存在していたと想定される仮想の隔壁１１Ａが点線によって示されている。仮想の隔壁１１Ａは、各セル密度領域１２１、１２２において、それぞれ所定のセル密度で所定形状の隔壁１１を形成した際に出現が想定される隔壁である。図４に示すように、仮想の隔壁１１Ａを想定すると、この仮想の隔壁１１Ａと他の隔壁１１とによって囲まれる四角形状の仮想の内部セル（「完全セル」ともいう）２２Ａ、及び、境界壁１４と仮想の隔壁１１Ａと他の隔壁１１とによって囲まれる仮想の境界セル（「不完全セル」ともいう）２１Ａが想定される。なお、不完全セル２１Ａは、完全セル２２（２２Ａ）に比べて径方向断面の断面積が小さいセルである。

図４に示すごとく、連結セル２１１は、例えば不完全セル２１Ａと完全セル２２Ａとを隔てる仮想の隔壁１１Ａをなくすことにより、形成することができる。実際には、ハニカム構造体１の作製に用いられる金型に連結セル２１１を形成するためのスリット溝を設けることにより、連結セル２１１の形成が可能になる。より具体的には、仮想の境界セル（不完全セル）２１Ａと仮想の内部セル（完全セル）２２Ａとの間の仮想の隔壁１１Ａを形成するためのスリット溝が形成されていない金型を用いる。これにより、境界セル２１として、連結セル２１１を有するハニカム構造体１の製造が可能になる。

なお、上述の説明においては、不完全セル２１Ａとこれに隣接する完全セル２２Ａとをそれぞれ１つずつ連結した連結セル２１１について説明したが、不完全セル２１Ａと連結する他のセルは、別の不完全セル２１Ａであっても、完全セル２２Ａであっても、その両方であってもよい。また、図３に示すように、実施例のハニカム構造体１においては、仮想の不完全セル２１Ａや仮想の完全セル２２Ａは実際には存在しない。一方、連結セルを有していない後述の比較用のハニカム構造体７（試験体Ｃ１）には、不完全セルが境界セル２１として実際に存在する（図５及図６参照）。

本例においては、セルの連結パターンを変更することにより、連結セル２１１からなる境界セル２１の大きさが異なる複数のハニカム構造体１（試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ４及び試験体Ｃ５）を作製した。境界セル２１の大きさは、図３に示すごとく、ハニカム構造体１の径方向断面における境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄにより規定することができる。ここで、任意の境界セル２１の内接円２１０は、その境界セル２１の少なくとも３辺以上に内接する円のうち径が最大となる円である。そして、試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ４、及び試験体Ｃ５の各ハニカム構造体において、全ての境界セル２１の内接円２１０のうち、直径Ｄが最小となる内接円２１０の直径を後述の表１に示す。

また、図３に示すごとく、本例のハニカム構造体１は、境界セル２１における境界壁１４に隣接するコーナ部２１８が丸みを帯びている。即ち、境界セル２１における境界壁１４と隔壁１１とに挟まれるコーナ部２１８が丸みを帯びている。本例においては、このコーナ部２１８の曲率半径が異なる複数のハニカム構造体１（試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ４及び試験体Ｃ５）を作製した。各試験体のコーナ部２１８の曲率半径を後述の表１に示す。なお、本例のハニカム構造体１は、上述のように径方向断面が四角形状の内部セル（完全セル）２２を有しており、これら内部セル２２を含む全てのセル２のコーナ部２９も丸みを帯びている。そして、境界セル２１内における境界壁１４に隣接するコーナ部２１８を除く、他のセル２のコーナ部２９の曲率半径は０．０３ｍｍである。

次に、比較用のハニカム構造体（試験体Ｃ１〜Ｃ３）について説明する。
試験体Ｃ１は、図５及び図６に示すごとく、境界セル２１として連結セルを有していないハニカム構造体７である。このハニカム構造体７は、連結セルを有していないため、境界壁１４に隣接する境界セル２１はその形状が不完全なセルからなる。この不完全な境界セル２１は、径方向断面の形状が内部セル（完全セル）２２とは異なり、径方向断面の断面積が完全セル２２よりも小さい。試験体Ｃ１においては、図６に示すごとく、境界セル２１として、内接円２１０の直径Ｄが０．５ｍｍ未満のセルが存在している。その他の構成は試験体Ｅ１〜Ｅ６と同様である。

試験体Ｃ２は、図７に示すごとく、境界壁と連結セルを有していないハニカム構造体８である。即ち、試験体Ｃ２のハニカム構造体８は、各セル密度領域１２１、１２２を隔てる境界壁を有していない。また、試験体Ｃ２は、各セル密度領域１２１、１２２の境界に、複数のセルが連結してなる連結セルを有していない。その他の構成は、試験体Ｅ１〜Ｅ６と同様である。

試験体Ｃ３は、図８に示すごとく、連結セル及び境界壁の代わりに境界領域９４を有するハニカム構造体９である。ここで、境界領域９４は、特開２０１３−１７３１３３号公報（上述の特許文献１）の実施例Ｅ６と同様の構成である。具体的には、図８に示すごとく、ハニカム構造体９は、隣り合うセル密度領域１２同士間に、両者を隔てる境界領域９４を有している。境界領域９４は、両側にあるセル密度領域１２１、１２２の隔壁１１同士の間をつなぐ境界隔壁９４１と、少なくとも一部が境界隔壁９４１によって囲まれ、両側にあるセル密度領域１２１、１２２のセル２（内部セル２２）とは異なる形状の多角形状の複数の境界セル９４２とを有する。また、境界領域９４における境界セル９４２の平均水力直径をΦ１、境界領域９４のすぐ内側にあるセル密度領域１２１におけるセル２の平均水力直径をΦ２とした場合に、Φ１／Φ２≧１．２５である。

ハニカム構造体９の径方向断面において、境界領域９４の形状は八角形である。境界領域９４は、境界隔壁９４１と境界セル９４２とを有する。境界隔壁９４は、その両側にあるセル密度領域１２（第１セル密度領域１２１、第２セル密度領域１２２）の隔壁１１同士の間をつないでいる。境界セル９４２は、境界隔壁９４１と境界領域９４の両側にあるセル密度領域１２（第１セル密度領域１２１、第２セル密度領域１２２）の隔壁１１とにより囲まれて形成されている。また、境界セル９４２は、境界領域９４の両側にあるセル密度領域１２（第１セル密度領域１２１、第２セル密度領域１２２）のセル２とは異なる形状である。

ハニカム構造体９は、境界セル９４２の形状が五角形である。また、境界隔壁９４１は、境界領域９４の両側にあるセル密度領域１２（第１セル密度領域１２１、第２セル密度領域１２２）の格子状の隔壁１１の格子点（合流点）９１１同士をつなぐように形成されている。試験体Ｃ３の他の構成は、試験体Ｅ１〜Ｅ６と同様である。

なお、試験体Ｃ１〜Ｃ３において、試験体Ｅ１〜Ｅ６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。

次に、ハニカム構造体（試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ１〜Ｃ５）の製造方法について説明する。
ハニカム構造体を製造するに当たっては、まず、セラミックス原料を準備する。セラミックス原料の原料粉末としては、カオリン、溶融シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、タルク、カーボン粒子等を含有し、化学組成が重量比にて最終的にＳｉＯ₂：４５〜５５％、Ａｌ₂Ｏ₃：３３〜４２％、ＭｇＯ：１２〜１８％となるコージェライトを主成分とする組成となるように調整したものを用いた。この原料粉末に水、バインダ等を所定量添加し、混錬することでセラミックス原料を得る。

次いで、押出成形用金型を用いてセラミックス原料を押出成形し、ハニカム成形体を成形する。このとき、各試験体の隔壁、境界壁の形状に対応する形状のスリット溝を有する押出成形用金型を用いて押出成形を行う。そして、成形したハニカム成形体をマイクロ波により乾燥させ、所望の長さに切断する。その後、ハニカム成形体を所定の最高温度（例えば、１３９０〜１４３０℃）で焼成する。これにより、ハニカム構造体を得る。

次に、各ハニカム構造体（試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ１〜Ｃ５）について、触媒の目詰まりの評価、圧力損失の測定、アイソスタティック強度の測定を行った。
目詰まりの評価は、各ハニカム構造体に触媒を担持させた場合に、異なるセル密度領域の境界に存在するセルに触媒の目詰まり（開口端面が触媒で全て埋まっている状態）が生じているかどうかを確認する。触媒としては、例えば、三元触媒として貴金属である白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１種、γアルミナ、及びセリア等の酸素吸蔵剤等を含有する物質が用いられる。これらの物質を含むスラリーをハニカム構造体のセル内に流し込んだ後、焼成することにより、担持が行われる。そして、各ハニカム構造体内における目詰まりセルの個数を計測した。目詰まりセルが１００個以上の場合をＤと評価し、２０〜９９個の場合をＣと評価し、１〜１９個の場合をＢと評価し、０個の場合をＡと評価した。その結果を表１に示す。

また、アイソスタティック強度は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格ＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７において規定されている「アイソスタティック破壊強度試験」に準拠して行った。具体的には、まず、ゴム製の筒状容器内にハニカム構造体をセットし、アルミ製の板で蓋をした。そして、水中において等方加圧圧縮を行い、ハニカム構造体が破壊したときの荷重を測定し、これを基にアイソスタィック破壊強度を求めた。試験体Ｃ１のアイソスタティック強度に対する各試験体のアイソスタティック強度比を表１に示す。

圧力損失の評価は、排ガス浄化用の触媒を担持したハニカム構造体について行った。具体的には、まず、図９に示すごとく、ハニカム構造体１（７、８、９）を圧損評価装置６にセットした。次いで、ブロアー（図示略）により圧損評価装置６内の空気Ａ１を吸引した。そして、圧損評価装置６内を負圧にすることにより、ハニカム構造体１（７、８、９）に所定量の空気Ａ２を流入させた。このとき、流入させる空気Ａ２が６ｍ³／分となるように調整し、圧損評価装置６内に取り付けた圧力センサ６１によって大気圧との差を計測し、圧力損失を求めた。試験体Ｃ１の圧力損失に対する各試験体の圧力損失比を表１に示す。

表１より知られるように、境界壁１４に接する境界セル２１として、連結セル２１１を有するハニカム構造体１（試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ４、試験体Ｃ５）は、境界壁に接する連結セルを有していない試験体Ｃ１に比べて、触媒の目詰まりが抑制され、圧力損失が低下している（図１〜図３参照）。さらに、試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ４、試験体Ｃ５のハニカム構造体１は、境界壁１４を有しているため、境界壁を有していない試験体Ｃ２及びＣ３に比べて強度が向上している。

このように、試験体Ｅ１〜Ｅ６、試験体Ｃ３、試験体Ｃ５のハニカム構造体１は、隣り合うセル密度領域１２間に円筒状の境界壁１４を有しているため、強度が高い。そのため、ハニカム構造体１の破損等を防止することができる。また、ハニカム構造体１の製造時に作製されるハニカム成形体の真円度の悪化も防止することができる。そのため、ハニカム構造体１の高い生産性が確保される。さらに、ハニカム構造体１は、軸方向Ｘに直交する断面（径方向断面）において、中心部０から外周壁１０に向かって径方向Ｙにセル密度の異なる複数のセル密度領域１２を有する。そのため、ハニカム構造体１に流入する排ガスの流速分布の均一化が可能になる。

また、ハニカム構造体１において、境界壁１４に接する境界セル２１は、複数のセルが連結してなる連結セル２１１からなる（図２〜図４参照）。そのため、例えば試験体Ｃ１のように、境界壁１４に隣接する境界セル２１として、目詰まりを引き起こす程の小さなセル（不完全セル）が形成されてしまうことを回避することができる（図５及び図６参照）。それ故、ハニカム構造体１への触媒の担持時に、目詰まりが起こることを抑制することができ、圧力損失の低減が可能になる（図１〜図３参照）。

また、表１より知られるごとく、軸方向Ｘに直交する断面において、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが０．５ｍｍ以上であるハニカム構造体１（試験体Ｅ１〜Ｅ６）においては、目詰まりの発生が完全に回避されている。したがって、上述のように連結セル２１１等を形成して境界セル２１を大きくし、その内接円２１０の直径を０．５ｍｍ以上にすることにより、目詰まりの発生を防止できることがわかる。なお、ハニカム構造体の圧力損失をより低減させるというという観点から、境界セル２１の内接円２１０の直径は０．７ｍｍ以上であることがより好ましく、０．９ｍｍ以上であることがさらに好ましい。一方、ハニカム構造体１の強度をより向上させるという観点から、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄは、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．７５ｍｍ以下であることがより好ましい。

境界セル２１は、全てが連結セル２１１であってもよいし、少なくとも一部が連結セル２１１であってもよい。連結セル２１１の有無にかかわらず、結果として境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが０．５ｍｍ以上であれば、上述のように目詰まりの発生を回避することができる。なお、本例や後述の実施例２及び３において、上述の境界セル２１の内接円２１０と同様に内部セル２２の内接円（図示略）を想定すると、いずれのセル密度領域１２１、１２２内において内部セル２２の内接円の直径も０．５ｍｍ以上である。

また、表１より知られるごとく、試験体Ｅ４〜Ｅ６のように、境界セル２１における境界壁１４に隣接するコーナ部２１８の曲率半径が０．０５ｍｍ以上の場合には、ハニカム構造体１の強度がより向上する。コーナ部２１８の曲率半径は、０．１５ｍｍ以上がより好ましく、０．２５ｍｍ以上がさらに好ましい。

なお、本例のハニカム構造体１では、図２に示すごとく、第１セル密度領域１２１におけるセル２と第２セル密度領域１２２におけるセル２の向きが異なる。具体的には、第２セル密度領域１２２におけるセル２が第１セル密度領域１２１におけるセル２に対して４５°傾いている。本例においては、このような傾きのセル構成を採用しているが、傾きは適宜変更可能である。例えば、第１セル密度領域１２１におけるセル２と第２セル密度領域１２２におけるセル２の向きが同じである構成（図１０参照）や、第２セル密度領域１２２のセル２が第１セル密度領域１２１のセル２に対して４５°未満の角度で傾いている構成（図１１参照）等を採用することもできる。あらゆる方向からの外力に対するハニカム構造体１の強度を十分に確保するという観点からは、本例のように、第２セル密度領域１２２におけるセル２が第１セル密度領１２１におけるセル２に対して４５°傾いていることが好ましい。

なお、本例においては、２つのセル密度領域を有するハニカム構造体について説明したが、ハニカム構造体は、３つ以上のセル密度領域を有していてもよい。この場合には、例えば径方向において中心側から外周壁側に向かってセル密度が段階的に低くなる構成とすることができる。

このように、本例によれば、強度が高く、触媒によるセルの目詰まりを防止することができ、圧力損失を低減することができるハニカム構体１（試験体Ｅ１〜Ｅ６）の提供が可能である。

（実施例２）
本例は、上述の実施例１とはセル密度を変更したハニカム構造体の例である。本例においては、異なる２つのセル密度領域におけるセル密度を表２に示すように変更した。セル密度を変更した点を除き、実施例１と同様に複数のハニカム構造体（試験体Ｅ７〜Ｅ１０、試験体Ｃ６〜Ｃ９）を作製した。

表２に示すごとく、試験体Ｅ７〜Ｅ１０のハニカム構造体は、実施例１の試験体Ｅ１〜Ｅ６と同様に、強度が高く、触媒によるセルの目詰まりを防止することができ、圧力損失を低減することができる。本例においても、実施例１と同様の傾向が確認された。

（実施例３）
本例は、上述の実施例１及び２とはセル密度をさらに変更したハニカム構造体の例である。本例においては、異なる２つのセル密度領域におけるセル密度を表３に示すように変更した。セル密度を変更した点を除き、実施例１と同様に複数のハニカム構造体（試験体Ｅ１１〜Ｅ１４、試験体Ｃ１０〜Ｃ１３）を作製した。

表３に示すごとく、試験体Ｅ１１〜Ｅ１４のハニカム構造体は、実施例１の試験体Ｅ１〜Ｅ６と同様に、強度が高く、触媒によるセルの目詰まりを防止することができ、圧力損失を低減することができる。本例においても、実施例１と同様の傾向が確認された。

（実施例４）
本例は、境界セルを形成する隔壁のうちの一部の隔壁の厚みを大きくする例である。
具体的には、図１２及び図１３に示すごとく、本例のハニカム構造体１は、境界セル２１を形成する隔壁１１、１１５のうち境界壁１４に向かって伸び、境界壁に接する隔壁１１５の厚みＴ₂が、他の内部セル２２を形成する隔壁１１の厚みＴ₁よりも大きくなっている。この厚みの大きな隔壁を以下、強化隔壁１１５という。本例のハニカム構造体１は、強化隔壁１１５を有する点を除いては、実施例１と同様の構成を有し、上述の試験体Ｅ１〜Ｅ６と同様の連結セル２１１を備えている。このハニカム構造体１を試験体Ｅ１５という。試験体Ｅ１５は、強化隔壁１１５の形成位置にあるスリット溝の幅を、他の隔壁１１を形成するためのスリット溝よりも大きくした金型を用いることにより、その他は実施例１と同様にして作製することができる。なお、試験体Ｅ１５における強化隔壁１１５以外の他の隔壁１１の厚みは、実施例１と同様に一定である。本例のその他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と同じ符号の構成については、先行の説明を参照する。

また、比較用に、強化隔壁を有していない点を除いては、試験体Ｅ１５と同様の構成のハニカム構造体を作製した。これを試験体Ｅ１６とする。試験体Ｅ１５及び試験体Ｅ１６について、第１セル密度領域１２１及び第２セル密度領域１２２における各セル密度、境界セル２１（連結セル２１１）における内接円２１０の直径Ｄの最小値、境界セル２１における境界壁１４に隣接するコーナ部２１８の曲率半径、隔壁１１の厚みＴ₁に対する境界壁１４に向かって伸びる隔壁１１５の厚みＴ₂の比（Ｔ₂／Ｔ₁比）を表４に示す。また、試験体Ｅ１５及び試験体Ｅ１６について、実施例１と同様に、触媒の目詰まり評価を行い、さらにアイソスタティック強度比、及び圧力損失比の測定を行った。その結果を表４に示す。なお、表４には、比較用に実施例１における試験体Ｃ１の結果を併記する。

表４より知られるように、目詰まり評価及び圧力損失比については、実施例１と同様の結果が得られた。即ち、境界セル２１として連結セル２１１を有し、境界セル２１の内接円の直径を０．５ｍｍ以上にした試験体Ｅ１５及び試験体Ｅ１６においては、連結セルを有しておらず、内接円の直径が０．５ｍｍ未満の境界セルを有する試験体Ｃ１に比べて、触媒の目詰まりが抑制され、圧力損失が低下していた。また、境界壁１４に向かって伸びる厚みの大きな強化隔壁１１５を有する試験体Ｅ１５は、強化隔壁を有していない試験体Ｅ１６に比べて強度がさらに向上していた。したがって、ハニカム構造体１は、境界壁１４に向かって伸びる厚みの大きな強化隔壁１１５を有することが好ましい。

（実施例５）
上述の実施例１〜４においては、境界セルとして連結セルを形成することにより、境界セルを大きくし、その内接円の直径を所定値（０．５ｍｍ）以上にしたハニカム構造体の例について説明した。本例は、境界セル２１とこれに隣接する隣接内部セル２２１との間にある共有隔壁１１１が移設された移設隔壁１１２を形成することにより、境界セル２１を大きくしてその内接円２１０の直径Ｄを所定値以上にしたハニカム構造体１の例である（図１４及び図１５）。

図１４及び図１５に示すごとく、ハニカム構造体１の各セル密度領域１２１、１２２においては、境界セル２１と、これと径方向に隣接する内部セル２２である隣接内部セル２２１との間に、これらの２つのセル２１、２２１が共有する共有隔壁１１１が存在する。この共有隔壁１１１の少なくとも一部が、各セル密度領域１２１、１２２内において所定のセル密度で形成された内部セル２２と同じパターンで形成される仮想の隔壁１１Ａに対して、上記境界壁１４から遠ざかる位置に配置された移設隔壁１１２が設けられている。その結果、移設隔壁１１２を有する境界セル２１を大きくし、その内接円２１０の直径Ｄを大きくすることが可能になる。なお、図１５においては、実在しない仮想隔壁１１Ａを破線で示しており、この仮想隔壁１１Ａは、先述の図４における仮想の隔壁１１Ａと同様の位置にある。後述の実施例６における図２１及び図２３の仮想隔壁１１Ａについても同様である。

以下、さらに詳説する。図１４に示すように、各セル密度領域１２１、１２２内においては、大部分の内部セル２２が所定のセル密度となるように、所定の四角形の形状で隔壁１１が配置されている。即ち、各セル密度領域１２１、１２２内において、大部分の隔壁１１は、所定の格子形状パターンで形成されている。本例のハニカム構造体１は、この所定のパターンとは異なるパターンで形成された移設隔壁１１２を有している。図１５に示すごとく、移設隔壁１１２は、他の隔壁１１と同様の所定のパターンで配置されると、本来、仮想隔壁１１Ａの位置に配置されるべき隔壁である。しかし、仮想隔壁１１Ａの位置に隔壁が配置されると、境界セル２１が小さくなり、その内接円２１０の直径Ｄが例えば０．５ｍｍ未満になる。

そこで、本例のハニカム構造体１のように、共有隔壁１１１の少なくとも一部を境界壁１４から遠ざかる位置に配置することにより移設隔壁１１２を形成すると、境界セル２１を大きくすることができる（図１４及び図１５参照）。具体的には、各セル密度領域１２１、１２２内において、内部セル２２と同じ所定のセル密度、所定の形状で隔壁１１（仮想隔壁１１Ａ）を形成すると大きさが小さくなることが想定される境界セル２１について、その共有隔壁１１１の形成位置を境界壁１４から離れる方向に移設した。このような移設隔壁１１２を形成することにより、隣接内部セル２２１は小さくなるものの、境界セル２１を大きくすることができる。このように、仮想の隔壁１１Ａが存在すると、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが所定値（例えば０．５ｍｍ）未満となる全ての境界セル２１における共有隔壁１１１を上述のように移設して移設隔壁１１２を形成することにより、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを所定値以上にすることができる。

また、移設隔壁１１２の形成位置を調整することにより、隣接内部セル２２１の大きさを必要以上に小さくすることなく、境界セル２１を大きくすることが可能である。具体的には、隣接内部セル２２１の内接円２２０の直径Ｄ１及び境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄ１を例えば０．５ｍｍ以上にすることができる。この場合には、境界セル２１だけでなく、隣接内部セル２２１における目詰まりも防止することができる。

また、上述の実施例１〜４のように境界セル２１の一部を連結セル２１１により形成し、本例の移設隔壁１１２の形成と、連結セル２１１の形成とを組み合わせて、全ての境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを所定値以上にすることもできる。例えば図１４及び図１５においては、共有隔壁１１１を移設してなる移設隔壁１１２の形成だけでなく、共有隔壁１１１を除去してなる連結セル２１１の形成を併用した例を示している。これにより、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを例えば０．５ｍｍ以上にまで大きくすることが容易になり、さらに隣接内部セル２２１円の内接円２２０の直径を例えば０．５ｍｍ以上にまで大きくすることが容易になる。なお、各セル密度領域１２１、１２２内における隔壁１１の形成パターンを調整することにより、連結セル２１１を用いることなく、移設隔壁１１２の形成により、境界セル２１を所定以上に大きくすることも可能である。本例のその他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と同じ符号の構成については、先行の説明を参照する。

本例においては、移設隔壁１１２を設けることにより、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを大きくした２種類のハニカム構造体１（試験体Ｅ１７、試験体Ｃ１４）を作製した。試験体Ｅ１７は、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが０．５ｍｍ以上（最小値が０．５ｍｍ）のハニカム構造体であり、試験体Ｃ１４は、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが０．４ｍｍ以上（最小値が０．４ｍｍ）のハニカム構造体である。

また、本例においては、実施例４と同様に強化隔壁１１５を形成したハニカム構造体１（試験体Ｅ１８）を作製した（図１６及び図１７参照）。試験体Ｅ１８は、試験体Ｅ１７と同様に移設隔壁１１２を設けることにより、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを０．５ｍｍ以上にし、さらに実施例４の試験体Ｅ１５と同様に、境界壁１４に向かって伸びる強化隔壁１１５を形成したハニカム構造体１である。

また、上述の試験体Ｅ１７及び試験体Ｃ１４とは第１セル密度領域及び第２セル密度領域におけるセル密度を変更したハニカム構造体（試験体Ｅ１９、試験体Ｃ１５、試験体Ｅ２０、試験体Ｃ１６）を作製した。試験体Ｅ１９及び試験体Ｅ２０は、セル密度を変更した点を除き、試験体Ｅ１７と同様の構成を有し、試験体Ｃ１５及び試験体Ｃ１６は、セル密度を変更した点を除き、試験体Ｃ１４と同様の構成を有する。

本例における各試験体Ｅ１７〜Ｅ２０、試験体Ｃ１４〜Ｃ１６について、第１セル密度領域１２１及び第２セル密度領域１２２における各セル密度、境界セル２１における内接円２１０の直径Ｄの最小値、境界セル２１における境界壁１４に隣接するコーナ部２１８の曲率半径、隔壁１１の厚みＴ₁に対する境界壁１４に向かって伸びる隔壁１１５の厚みＴ₂の比（Ｔ₂／Ｔ₁比）を表４に示す。なお、表中には示していないが、移設隔壁１１２を有し、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが０．５ｍｍ以上の試験体Ｅ１７〜Ｅ２０のハニカム構造体１においては、隣接内部セル２２１の内接円２２０の直径Ｄ１も０．５ｍｍ以上に調整されている。また、各試験体について、実施例１と同様に、触媒の目詰まり評価を行い、さらにアイソスタティック強度比、及び圧力損失比の測定を行った。その結果を表５に示す。なお、表５には、比較用に実施例１における試験体Ｃ１、実施例２における試験体Ｃ６、実施例３における試験体Ｃ１０の結果を併記する。

表５より知られるごとく、移設隔壁１１２を形成し、境界セル２１の内接円２１０の直径を０．５ｍｍ以上にした試験体Ｅ１７〜Ｅ２０においては、強度の低下を抑制しつつ、目詰まりの発生を防止することができ、圧力損失の低下が可能になる。また、本例のように移設隔壁１１２を形成した場合においても、連結セルを形成した実施例４と同様に、強化隔壁１１５を形成することにより、ハニカム構造体１の強度をより向上させることができる。

また、本例においては、厚み比（Ｔ₂／Ｔ₁比）の好ましい範囲についての検討を行った。具体的には、境界壁１４に向かって伸びる隔壁１１５の厚みを変更し、その他は試験体Ｅ１７と同様の構成を有する複数のハニカム構造体１を作製し、これらのアイソスタティック強度比（試験体Ｃ１に対する相対値）の測定を行った。そして、厚み比（Ｔ₂／Ｔ₁比）とアイソスタティック強度比との関係を調べた。その結果を図１８に示す。

また、境界壁１４に向かって伸びる隔壁１１５の厚みが異なる上述の複数のハニカム構造体１について、成形不良の発生率を調べた。具体的には、まず、各ハニカム構造体において、境界セル２１に隣接する隣接内部セル２２１の成形不良の数Ｎ_aと、隣接内部セル２２１の数Ｎ_bとを計測した。成形不良は、隣接内部セル２２１を形成する隔壁１１に、欠損や蛇行部分の有無により判定した。そして、各隣接内部セル２２１の構成する隔壁１１の少なくともいずれかに、欠損や蛇行部分があればその隣接内部セル２２１の成形不良の数が１である。そして、１００×Ｎ_a／Ｎ_bという式に基づいて、成形不良の発生率を算出し、厚み比（Ｔ₂／Ｔ₁比）と成形不良の発生率（％）との関係を調べた。その結果を図１９に示す。なお、成形不良を隣接内部セル２２１の隔壁１１に着目して評価する理由は次の通りである。即ち、境界壁１４に向かって伸びる隔壁１１５の厚みを大きくすると、成形時に、この隔壁（強化隔壁）１１５を形成するための金型のスリット溝に材料が流れ込み易くなる。その結果、その周囲にある隣接内部セル２２１を構成する隔壁１１を形成するためのスリット溝への材料の流入に乱れが生じ、上述の欠損や蛇行部分という不具合が起こり易くなるのである。

図１８より知られるごとく、Ｔ₂／Ｔ₁比は１．５２以上であることが好ましい。この場合には、ハニカム構造体は、目詰まりを防止できる程度まで境界セルを大きくさせても、試験体Ｃ１に匹敵するかそれ以上の優れた強度を発揮することができる。なお、上述の実施例４のように連結セルや、後述の実施例６のように傾斜隔壁を形成した場合においても、Ｔ₂／Ｔ₁比に関して本例と同様の傾向があることを確認している。

また、図１９より知られるごとく、Ｔ₂／Ｔ₁比は２．５以下であることが好ましい。この場合には、成形不良の発生を防止することができる。なお、上述の実施例４のように連結セルや、後述の実施例６のように傾斜隔壁を形成した場合においても、Ｔ₂／Ｔ₁比に関して本例と同様の傾向があることを確認している。

以上のように、本例によれば、移設隔壁１１２を形成することにより境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを大きくすることが可能であることわかる（図１４〜図１７参照）。そして、この内接円２１０の直径Ｄを０．５ｍｍ以上にすることにより、強度が高く、触媒によるセルの目詰の防止し、圧力損失を低減することができるハニカム構造体１の提供が可能になる。

（実施例６）
本例は、共有隔壁の少なくとも一部が傾斜した傾斜隔壁を有するハニカム構造体の例である。
図２０及び図２１に示すごとく、本例のハニカム構造体１においては、境界セル１１１とこれに隣接する隣接内部セル２２１との間に存在する共有隔壁１１１の少なくとも一部が傾斜した傾斜隔壁１１３が形成されている。その結果、傾斜隔壁１１３を有する境界セル２１を大きくし、その内接円２１０の直径Ｄを大きくすることが可能になる。

以下、さらに詳説する。図２０に示すように、本例のハニカム構造体１においては、実施例５と同様に各セル密度領域１２１、１２２内において、大部分の隔壁１１は、所定の格子形状パターンで形成されている。本例のハニカム構造体１は、この所定のパターンとは異なるパターンで形成された傾斜隔壁１１３を有している。図２１に示すごとく、傾斜隔壁１１３は、他の隔壁１１と同様の所定のパターンで配置されると、本来、仮想の隔壁１１Ａの位置に配置されるべき隔壁である。しかし、仮想隔壁１１Ａの位置に隔壁を配置すると、境界セル２１が小さくなり、その内接円の直径が例えば０．５ｍｍ未満にまで小さくなる。

そこで、本例のハニカム構造体１のように、共有隔壁１１１の少なくとも一部を傾斜させてなる傾斜隔壁１１３を形成すると、境界セル２１を大きくすることができる（図２０及び図２１参照）。具体的には、各セル密度領域１２１、１２２内において、内部セル２２と同じ所定のセル密度、所定の形状で隔壁１１（仮想隔壁１１Ａ）を形成すると大きさが小さくなることが想定される境界セル２１について、その共有隔壁１１１を仮想隔壁１１Ａに対して傾斜させた。このような傾斜隔壁１１３を形成することにより、境界セル２１を大きくすることができる。さらに仮想隔壁１１Ａに対する傾斜隔壁１１２の傾斜角度を調整することにより、隣接内部セル２２１の大きさを必要以上に小さくすることなく、境界セル２１を大きくすることが可能になる。

図２０及び図２１においては、傾斜隔壁１１３の傾斜角度が比較的小さいため、傾斜隔壁１１３は、境界壁１４と接することなく、隔壁１１と接している。この場合には、傾斜隔壁１１３は、境界セル２１と隣接内部セル２２１とを隔てており、境界壁１４側に境界セル２１が形成され、境界壁１４とは反対側に隣接内部セル２２１が形成される。一方、仮想隔壁１１Ａに対する傾斜隔壁１１３の傾斜角度を大きくすると、図２２及び図２３に示すごとく、傾斜隔壁１１３が境界壁１４と接する。この場合には、傾斜隔壁１１３は、境界セル２１を二つにわけ、傾斜隔壁１１３を介して２つの境界セル２１が形成される。

上述のように、仮想の隔壁１１Ａが存在すると、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが所定値（例えば０．５ｍｍ）未満となる全ての境界セル２１における共有隔壁１１１を上述のように傾斜させて傾斜隔壁１１３を形成することにより、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを所定値以上にすることができる。これにより、境界セル２１における目詰まりを防止することができる。また、傾斜隔壁１１３の形成により、隣接内部セル２２１の内接円２２０の直径Ｄ１も例えば０．５ｍｍ以上にすることができる。この場合には、境界セル２１だけでなく、隣接内部セル２２１におけるセルの目詰まりも防止することができる。

また、上述の実施例１〜４のように境界セル２１の一部を連結セル２１１により形成し、本例の傾斜隔壁１１３の形成と、連結セル２１１の形成とを組み合わせて、全ての境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを所定値以上にすることもできる。例えば図２０〜図２３においては、共有隔壁１１１を傾斜してなる傾斜隔壁１１３の形成だけでなく、共有隔壁１１１を除去してなる連結セル２１１の形成を併用した例を示している。なお、各セル密度領域１２１、１２２内における隔壁１１の形成パター
ンを調整することにより、連結セル２１１を用いることなく、傾斜隔壁１１３の形成により、境界セル２１を所定以上に大きくすることも可能である。また、図示を省略するが、本例における傾斜隔壁１１３の形成と、実施例５における移設隔壁１１２の形成との組み合わせも可能である。本例のその他の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と同じ符号の構成については、先行の説明を参照する。

本例においては、傾斜隔壁１１３を設けることにより、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが大きくなるように調整された２種類のハニカム構造体１（試験体Ｅ２１、試験体Ｅ２２）を作製した。試験体Ｅ２１は、図２０及び図２１に示すごとく、傾斜隔壁１１３の傾斜角度が比較的小さく、傾斜隔壁１１３が境界壁１４と接することなく隔壁１１と接するハニカム構造体１である。試験体Ｅ２２は、図２２及び図２３に示すごとく、傾斜隔壁１１３の傾斜角度が大きく、傾斜隔壁１１３が境界壁１４と接するハニカム構造体１である。

また、本例においては、実施例４と同様に強化隔壁１１５を形成したハニカム構造体１（試験体Ｅ２３及び試験体Ｅ２４）を作製した（図２４〜図２７参照）。試験体Ｅ２３は、図２４及び図２５に示すごとく、試験体Ｅ２１と同様に、境界壁１４と接することなく隔壁１１と接する傾斜隔壁１１３を有し、さらに実施例４の試験体Ｅ１５と同様に、境界壁１４に向かって伸びる強化隔壁１１５を有するハニカム構造体１である。また、試験体Ｅ２４は、図２６及び図２７に示すごとく、試験体Ｅ２２と同様に、境界壁１４と接する傾斜隔壁１１３を有し、さらに境界壁１４に向かって伸びる強化隔壁１１５を有するハニカム構造体１である。

また、上述の試験体Ｅ２１及び試験体Ｅ２２とは第１セル密度領域及び第２セル密度領域におけるセル密度を変更したハニカム構造体（試験体Ｅ２５〜Ｅ２８）を作製した。試験体Ｅ２５及び試験体Ｅ２７は、セル密度を変更した点を除き、試験体Ｅ２１と同様の構成を有し、試験体Ｅ２６及び試験体Ｅ２８は、セル密度を変更した点を除き、試験体Ｅ２２と同様の構成を有する。

本例における各試験体Ｅ２１〜Ｅ２８について、第１セル密度領域１２１及び第２セル密度領域１２２における各セル密度、境界セル２１における内接円２１０の直径Ｄの最小値、境界セル２１における境界壁１４に隣接するコーナ部２１８の曲率半径、隔壁１１の厚みＴ₁に対する境界壁１４に向かって伸びる隔壁１１５の厚みＴ₂の比（Ｔ₂／Ｔ₁比）を表４に示す。なお、表中には示していないが、傾斜隔壁１１３を有し、境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄが０．５ｍｍ以上の試験体Ｅ２１〜Ｅ２８のハニカム構造体１においては、隣接内部セル２２１の内接円２２０の直径Ｄ１も０．５ｍｍ以上に調整されている。また、各試験体について、実施例１と同様に、触媒の目詰まり評価を行い、さらにアイソスタティック強度比、及び圧力損失比の測定を行った。その結果を表６に示す。なお、表６には、比較用に実施例１における試験体Ｃ１、実施例２における試験体Ｃ６、実施例３における試験体Ｃ１０の結果を併記する。

表６より知られるごとく、傾斜隔壁１１３を形成し、境界セル２１の内接円２１０の直径を０．５ｍｍ以上にした試験体Ｅ２１〜Ｅ２８のハニカム構造体１においては、強度の低下を抑制しつつ、目詰まりの発生を防止することができ、圧力損失の低下が可能になる（図２０〜図２７参照）。また、本例のように傾斜隔壁１１３を形成した場合においても、連結セルを形成した実施例４や移設隔壁１１２を形成した実施例５と同様に、強化隔壁１１５を形成することにより、ハニカム構造体１の強度をより向上させることができる。

以上のように、本例によれば、傾斜隔壁１１３を形成することにより境界セル２１の内接円２１０の直径Ｄを大きくすることが可能であることわかる。そして、この内接円２１０の直径Ｄを０．５ｍｍ以上にすることにより、強度が高く、触媒によるセルの目詰の防止し、圧力損失を低減することができるハニカム構造体１の提供が可能になる。

（実施例７）
上述の実施例１〜６のように、連結セル、移設隔壁、又は傾斜隔壁を設けて境界セルの内接円の直径Ｄを大きくすることにより、境界セルにおける触媒による目詰まりを防止できることがわかる。本例においては、境界セルにおける内接円の直径Ｄと、境界セルにおける触媒による目詰まりの発生率との関係を具体的に調べた。その結果を図２８に示す。なお、境界セルにおける触媒による目詰まりの発生率は、上述の実施例１と同様にしてハニカム構造体に触媒を担持し、その内接円の直径Ｄが最小となる複数の境界セルに着目し、これらの境界セルの数のうち目詰まりが発生したセルの数を計測し、その割合を百分率で表した値である。境界セルにおける内接円の直径Ｄは、全ての境界セルの内接円の直径うちの最小値である。

図２８より知られるように、境界セルにおける内接円の直径Ｄが０．５ｍｍ未満になると、境界セルに触媒による目詰まりが発生する。これに対し、直径Ｄが０．５ｍｍ以上の場合には、目詰まりの発生を回避することができる。なお、上述の連結セル、移設隔壁、傾斜隔壁のいずれの手段を用いても、境界セルにおける内接円の直径Ｄと目詰まりの発生率との関係は、図２８と同様の結果を示した。また、実施例５及び実施例６における隣接内部セルについても、その内接円の直径Ｄ１と目詰まり発生率との関係は図２８と同様の結果を示した。即ち、隣接内部セルにおける内接円の直径Ｄ１（最小値）が０．５ｍｍ以上の場合には、隣接内部セルにおける触媒による目詰まりも回避することができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

１ ハニカム構造体
１１ 隔壁
１１１ 共有隔壁
１１２ 移設隔壁
１１３ 傾斜隔壁
２ セル
２１ 境界セル
２１１ 連結セル
２２ 内部セル
１４ 境界壁

Claims (7)

1. 円筒状の外周壁（１０）と、該外周壁（１０）内において格子状に設けられた隔壁（１１）と、該隔壁（１１）に囲まれて形成された複数のセル（２）とを有するセラミックス製のハニカム構造体（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、中心部（０）から上記外周壁（１０）に向かって径方向（Ｙ）にセル密度の異なる複数のセル密度領域（１２）を有し、
   隣り合う該セル密度領域（２）同士の間には、両者を隔てる円筒状の境界壁（１４）が設けられており、
   上記セル（２）は、上記境界壁（１４）に接する境界セル（２１）と、上記境界壁（１４）に接することなく上記隔壁（１１）に囲まれて形成された内部セル（２２）とを有し、
   上記ハニカム構造体（１）の軸方向（Ｘ）に直交する断面において、上記境界セル（２１）の内接円（２１０）の直径が０．５ｍｍ以上であることを特徴とするハニカム構造体（１）。
2. 上記境界セル（２１）の少なくとも一部は、隣り合う複数のセル（２）が連結してなる連結セル（２１１）からな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. 上記セル密度領域（１２）内において、上記内部セル（２２）のうち上記境界セル（２１）に隣接する隣接内部セル（２２１）と上記境界セル（２１）との間に形成された共有隔壁（１１１）の少なくとも一部が、各セル密度領域（１２）内において所定のセル密度で形成された内部セル２２と同じパターンで形成される仮想の隔壁（１１Ａ）に対して上記境界壁（１４）から遠ざかる位置に配置された移設隔壁（１１２）を有し、上記隣接内部セル（２２１）の内接円（２２０）の直径が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハニカム構造体（１）。
4. 上記セル密度領域内（１２）において、上記内部セル（２２）のうち上記境界セル（２１）に隣接する隣接内部セル（２２１）と上記境界セル（２１）との間に形成された共有隔壁（１１１）の少なくとも一部が、各セル密度領域（１２）内において所定のセル密度で形成された内部セル２２と同じパターンで形成される仮想の隔壁１１Ａに対して傾斜した傾斜隔壁（１１３）を有し、上記隣接内部セル（２２１）の内接円（２２０）の直径が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体（１）。
5. 上記ハニカム構造体（１）の軸方向（Ｘ）に直交する断面において、上記境界セル（２１）における上記境界壁（１４）に隣接するコーナ部（２１８）は丸みを帯びており、該コーナ部（２１８）の曲率半径が０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハニカム構造体（１）。
6. 上記境界セル（２１）を形成する上記隔壁（１１、１１５）のうち上記境界壁（１４）に向かって伸びる隔壁（１１５）の厚みが、上記内部セル（２２）を形成する隔壁（１１）よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
7. 上記内部セル（２２）を形成する上記隔壁（１１）の厚みＴ₁に対する上記境界壁（１４）に向かって伸びる隔壁（１１５）の厚みＴ₂の比（Ｔ₂／Ｔ₁比）が１．５２以上かつ２．５以下であることを特徴とする請求項６に記載のハニカム構造体（１）。

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