蜂窝构造体 |
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| 申请号 | CN201520121907.3 | 申请日 | 2015-03-02 | 公开(公告)号 | CN204941650U | 公开(公告)日 | 2016-01-06 |
| 申请人 | 株式会社电装; | 发明人 | 玉井耕嗣; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提供一种蜂窝构造体(1)，具有设置成格子状的单元格壁(11)以及由单元格壁(11)包围而形成的多个单元格(12)，该蜂窝构造体(1)具有在径向(Y)上从中心部(10)朝向外周部(13)而单元格 密度 连续地或者阶段地变小的单元格密度分布。蜂窝构造体(1)具有沿轴向(X)呈波状延伸的 波形 单元格壁(111)以及沿上述轴向(X)呈平坦状延伸的平坦单元格壁(112)。尤其，波形单元格壁(111)存在于单元格密度相对于最大单元格密度之比即单元格密度比为0.85以下的区域。存在于比波形单元格壁(111)的存在区域更靠中心部(10)侧的单元格壁(111)是平坦单元格壁(112)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种蜂窝构造体(1)，具有设置成格子状的单元格壁(11)以及由该单元格壁(11)包围而形成的多个单元格(12)，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 蜂窝构造体技术领域[0001] 本实用新型涉及一种蜂窝构造体，具有在径向上从中心部朝向外周部而单元格密度连续地或者阶段地变低的单元格密度分布。 背景技术[0002] 作为用于对汽车等的内燃机的废气进行净化的催化剂装置，已知有在排气管的内侧配置有蜂窝构造体的装置。蜂窝构造体一般具有设置成格子状的单元格壁、以及由单元格壁包围而形成的多个单元格。高温的废气在蜂窝构造体的单元格内流动，由此蜂窝构造体所担载的催化剂活性化，进行废气的净化。在排气管内，存在向蜂窝构造体的径向的中心侧的废气流量变多，向外侧的废气流量变少的倾向。因此，废气的流速在中心侧变快，随着朝向外侧而变低。即，在蜂窝构造体内，废气的流速产生偏差。结果，存在废气的净化效率不充分的问题。 [0003] 因此，开发出从中心朝向外侧或者从外侧朝向中心而单元格壁呈凸状弯曲的形状的蜂窝构造体(参照专利文献1)。在这种构成的蜂窝构造体中，单元格密度连续地变化。并且，例如能够使中央部的单元格密度高于外周部的单元格密度。结果，能够实现在蜂窝构造体内流动的废气的流速的均匀化。 [0004] 专利文献1：日本特开2006-263947号公报 [0005] 但是，向蜂窝构造体内流入的废气的流速，还根据节流阀的开度等运转条件而变化。因此，在现有的蜂窝构造体中，有时即便是使单元格密度在径向上连续地变化的构造，也未必能够获得流速的均匀化效果。具体而言，例如在节流阀的开度较大、整体的废气流量较多的情况下，蜂窝构造体内的废气的流速分布均匀化。但是，例如在节流阀的开度较小、整体的废气流量较少的情况下，废气的流入向水力直径较大的单元格内集中。此外，在节流阀的开度较小、废气流量较少的情况下，废气的温度变低。因 此，蜂窝构造体被废气冷却。此时，废气的流入所集中的水力直径较大的单元格内所担载的催化剂容易失去活性。因而，在低负载行驶后的急加速、暂时停车后的起步那样的情况下，会产生废气的净化性能降低这种问题。此外，由于蜂窝构造体内的每个位置的温度差变大，因此存在产生热应力、蜂窝构造体产生裂纹、蜂窝构造体破损这种问题。 实用新型内容 [0006] 本实用新型是鉴于这种背景而完成的，提供一种蜂窝构造体，能够减小由运转条件导致的废气净化性能的偏差。 [0007] 本实用新型的第一方式为一种蜂窝构造体，具有设置成格子状的单元格壁、以及由该单元格壁包围而形成的多个单元格，该蜂窝构造体的特征在于，具有在径向上从中心部朝向外周部而单元格密度连续地或者阶段地变小的单元格密度分布，上述蜂窝构造体具有在轴向上呈波状延伸的波形单元格壁、以及在上述轴向上呈平坦状延伸的平坦单元格壁，上述波形单元格壁存在于单元格密度相对于最大单元格密度之比即单元格密度比为0.85以下的区域，存在于比上述波形单元格壁的存在区域更靠上述中心部侧的上述单元格壁是上述平坦单元格壁。 [0008] 本实用新型的第二方式为，在第一方式所述的蜂窝构造体(1)中，上述波形单元格壁(111)存在于上述单元格密度比为0.8以下的区域。 [0009] 本实用新型的第三方式为，在第一方式所述的蜂窝构造体(1)中，上述波形单元格壁(111)沿轴向(X)呈波状延伸的长度(L2)、相对于上述波形单元格壁(111)沿上述蜂窝构造体(1)的轴向(X)的全长(L1)之比(L2/L1)为1.02以上，上述平坦单元格壁(112)的上述比(L2/L1)小于1.02。 [0010] 本实用新型的第四方式为，在第三方式所述的蜂窝构造体(1)中，上述波形单元格壁(111)的上述比(L2/L1)为1.05以上。 [0011] 本实用新型的第五方式为，在第一方式所述的蜂窝构造体(1)中，上述蜂窝构造体(1)的气孔率为10～70％的范围，上述蜂窝构造体(1)的平均细孔径为2μm以上，上述单元格壁(11)的厚度为40～160μm的范围。 [0012] 本实用新型的第六方式为，在第一方式所述的蜂窝构造体(1)中，在上述径向(Y)上到距中心点的距离为17mm的位置为止单元格密度不变化，从 距上述中心点的距离为17mm的位置朝向外周部(13)到距离为40mm的位置为止单元格密度连续地变小，进一步朝向上述外周部(13)而从距离为40mm的位置到外周部(13)为止单元格密度不变化。 [0013] 本实用新型的第七方式为，在第一方式所述的蜂窝构造体(1)中，上述波形单元格壁(111)存在于上述单元格密度比为0.7以下的区域。 [0014] 实用新型的效果 [0015] 上述蜂窝构造体具有从中心部朝向外周部而单元格密度在径向上连续地或者阶段地变小的单元格密度分布。因此，例如在节流阀的开度较大、整体的废气流量较多的情况下，蜂窝构造体内的流速分布均匀化。结果，废气流量较多的情况下的废气净化性能的偏差得以缓和。 [0016] 另一方面，例如在节流阀的开度较小、整体的废气流量较低的情况下，废气的流入集中在单元格密度较小的区域的单元格内。在上述蜂窝构造体中，在满足上述规定的单元格密度比的单元格密度较小的区域、即在径向上比中心部更靠外侧的区域，存在波形单元格壁。在波形单元格壁中热容量变大，因此即便废气的温度变低，也能够抑制蜂窝构造体的温度降低。从这种观点出发，能够抑制废气的净化性能的降低。此外，通过上述构造能够减小蜂窝构造体内的每个位置的温度差，能够防止由于热应力而蜂窝构造体产生裂纹。 [0017] 此外，存在于比上述波形单元格壁的存在区域更靠中心部侧的单元格壁，是沿轴向呈平坦状延伸的平坦单元格壁。因此，与到中心部侧为止具有波形单元格的情况相比，能够缓和蜂窝构造体的热容量的增加。因此，例如即便在发动机起动紧后，也能够迅速地使蜂窝构造体的温度上升。从这种观点出发，也能够抑制废气的净化性能的降低。并且，如上所述，由于在单元格密度较高的中心部侧存在平坦单元格壁，因此能够抑制蜂窝构造体的压力损失的增大。 [0019] 图1是表示本实用新型的实施例1的蜂窝构造体的立体图。 [0020] 图2是局部地表示实施例1的蜂窝构造体的与轴向正交的截面的说明图。 [0021] 图3是示意地表示实施例1的试样E1的蜂窝构造体的轴向的截面的说明图。 [0022] 图4是表示实施例1的距蜂窝构造体的中心的距离、单元格密度以及单元格密度比之间的关系的说明图。 [0023] 图5是实施例1的试样E1的蜂窝构造体的沿轴向延伸的单元格壁的光学显微镜照片。 [0024] 图6中，图6A～图6F是示意地表示实施例1以及实施例2的各蜂窝构造体(试样E1～试样E6)以及比较例的各蜂窝构造体(试样C1～试样C6)的轴向的截面的说明图。 [0025] 图7是局部地表示本实用新型的实施例2的蜂窝构造体的与轴向正交的截面的说明图。 [0026] 图8是表示实施例2的距蜂窝构造体的中心的距离、单元格密度以及单元格密度比之间的关系的说明图。 [0027] 图9是表示具备实施例1的蜂窝构造体的催化净化器的说明图。 [0028] 图10是表示实施例1的各蜂窝构造体(试样E1～试样E6以及试样C1～试样C6)的在径向上距中心的距离与高流速的废气的流速比之间的关系的说明图。 [0029] 图11是表示实施例1的各蜂窝构造体(试样E1～试样E6以及试样C1～试样C6)的在径向上距中心的距离与低流速的废气的流速比之间的关系的说明图。 [0030] 图12是实施例2的波形单元格的存在区域与排放比或者压力损失比之间的关系的说明图。 具体实施方式[0031] 接着，对蜂窝构造体的优选实施方式进行说明。 [0032] 在蜂窝构造体中，单元格密度由每单位面积的单元格的个数来表示。具体而言，当将包围单元格的单元格壁的中心线(将单元格壁的厚度方向的中间位置连结的线)连结而形成的部分的面积设定为单位单元格的面积时，求出每单位面积的单元格的个数。该单元格的个数为单元格密度。 [0033] 在本实用新型的蜂窝构造体的构造中，在径向上从中心部朝向外周部而单元格密度连续地或者阶段地变小。“单元格密度连续地变小”例如是指，从中心部朝向外周部而在径向上邻接的单元格的单元格密度连续地变小的构成等。此外，“单元格密度阶段地变小”例如是指，从中心部朝向外周部，在径向上在到单元格密度变小之前的区间，排列有多个单元格密度相同的单元格区域的构成等。作为使单元格密度连续地或者阶段地减小的具体的手段，例如存在使邻接的单元格彼此的间隔(单元格间距)减小的方法。此外，还存在使单元格的形状变化的方法等。此外，在不损害本实用新型的上述作用效果的范围内，也可以构成为，单元格密度的分布中单元格密度最高的点从蜂窝构造体截面的中心部偏移若干。 [0034] 蜂窝构造体也可以是整体一体成型而构成。此外，蜂窝构造体也可以将多个段接合而构成。蜂窝构造体优选一体成型。在该情况下，能够避免在接合多个段时形成的接合部分。因此，能够降低蜂窝构造体的压力损失。 [0035] 波形单元格壁是在轴向上呈波状延伸的单元格壁的实际的长度L2(参照图5)相对于蜂窝构造体的轴向的全长L1之比(L2/L1)为1.02以上的单元格壁。另一方面，平坦单元格壁是上述L2/L1小于1.02的单元格壁。波形单元格壁为，既可以是沿轴向延伸的单元格壁的整体为波状，也可以是单元格壁的至少一部分为波状。即，只要沿轴向延伸的单元格壁如上述那样满足L2/L1≥1.02这种关系，则该单元格壁便是波形单元格壁。另外，从进一步提高废气与单元格壁的接触面积从而进一步提高废气净化性能这种观点、以及进一步增大热容量从而抑制由低温废气导致的催化剂活性降低这种观点出发，波形单元格壁更优选为L2/L1≥1.05。 [0036] 波形单元格壁存在于如上所述的单元格密度相对于最大单元格密度之比即单元格密度比为0.85以下的区域。波形单元格壁优选存在于单元格密度比为0.8以下的区域。在该情况下，在能够减小由运转条件导致的废气净化性能的偏差、并能够降低行驶模式整体的废气排放这样的上述作用效果的基础上，还能够获得能够得到针对外力的强度进一步提高、可靠性更加优异的蜂窝构造体这种效果。 [0037] 蜂窝构造体例如用于通过催化剂来净化废气的催化净化器等。在该情况下，蜂窝构造体例如在单元格壁的表面等担载有废气净化用的催化剂的 状态下使用。此外，蜂窝构造体的气孔率例如能够设定为10～70％。此外，蜂窝构造体的平均细孔径例如能够设定为2μm以上。此外，单元格壁的厚度例如能够设定为40～160μm。 [0038] (实施例1) [0039] 接着，使用附图对作为实施例1的多个蜂窝构造体(试样E1～E3)、以及作为比较例的多个蜂窝构造体(C1～C3)进行说明。首先，对试样E1的蜂窝构造体1进行说明。 [0040] 如图1以及图2所示，试样E1的蜂窝构造体1具有设置成格子状的单元格壁11、以及由单元格壁11包围而形成的多个单元格12。蜂窝构造体1具有在径向Y上从中心部10朝向外周部13而单元格密度连续地或者阶段地变小的单元格密度分布。如图3所示，蜂窝构造体1具有沿轴向X呈波状延伸的波形单元格壁111、以及沿轴向X呈平坦状延伸的平坦单元格壁112。波形单元格壁111存在于单元格密度比为0.85以下的区域。单元格密度比是单元格密度相对于最大单元格密度之比。存在于比波形单元格壁111的存在区域更靠中心部10侧的单元格壁11，是平坦单元格壁112。以下，对本实施例1的蜂窝构造体1的构造进行详细说明。 [0041] 如图1所示，蜂窝构造体1作为废气净化用的催化剂的载体使用，具有设置成六边形格子状的单元格壁11、以及由该单元格壁11包围而形成的六边形状的多个单元格12。此外，蜂窝构造体1具有圆筒状的外周壁14，在外周壁14的内侧具有单元格壁11以及单元格12。蜂窝构造体1使用成为堇青石的组成的原料粉末来制造。此外，蜂窝构造体1的尺寸为，外径为103mm，长度为105mm。蜂窝构造体1具有其整体一体成型的构造。另外，在蜂窝构造体1中，也能够使单元格12成为四边形状。在该情况下，单元格壁11也成为四边形格子状。单元格12能够成为圆形状、多边形状等，单元格壁11能够成为圆形格子状、多边形格子状。 [0042] 如图2所示，在蜂窝构造体1中，在径向Y上从中心部10朝向外周部13而单元格2 密度变小。图4表示本例的蜂窝构造体1的距中心10的距离(mm)、单元格密度(cells/m) 2 以及单元格密度比之间的关系。另外，图4中的单元格密度的单位“cells/m”表示每一平方米的单元格的个数。如图2以及图4所示，本实施例1的蜂窝构造体1具有如下的单元格密度分布：在径向Y上从中 心10起到向外周部13的方向的距离为17mm的位置为止，单元格密度不变化，从该位置朝向外周部13而单元格密度连续地变小。 [0043] 如图3所示，蜂窝构造体1具有沿轴向X呈波状延伸的波形单元格壁111、以及沿轴向X呈平坦状延伸的平坦单元格壁112。波形单元格壁111是沿轴向X呈波状延伸的波状单元格壁111的实际的长度L2相对于蜂窝构造体1的轴向X的全长L1之比(L2/L1)为1.02以上的单元格壁11(参照图3以及图5)。另一方面，平坦单元格壁112是L2/L1小于 1.02的单元格壁11。图5是表示波形单元格壁111的一例的光学显微镜照片(SEM照片)，通过曲线来表示上述波形单元格壁111的实际的长度L2。通过游标卡尺等测定器来测定蜂窝构造体1的轴向X的两端面间的距离，由此求出L1。使用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、非接触式的形状测定器等来测定沿轴向延伸的单元格壁的实际的长度，由此求出L2。 [0044] 如图3所示，位于蜂窝构造体1的径向Y的外侧(外周部13侧)的单元格壁11为波形单元格壁111，位于内侧(中心部10侧)的单元格壁11为平坦单元格壁112。在蜂窝构造体1中，波形单元格壁111形成朝向径向Y的外侧而单元格密度变小的单元格12中、单元格密度比为0.85以下的单元格12的壁11(参照图3)。在蜂窝构造体1中，如上所述，在径向Y上从中心10朝向外周部13而单元格密度变小，因此中心区域的单元格密度成为最大单元格密度。 [0045] 在蜂窝构造体1中，存在于单元格密度比为0.85以下的区域的单元格壁11，全部是满足L2/L1≥1.02的关系的波形单元格壁111。另一方面，存在于单元格密度比超过0.85的区域的单元格壁11，全部是平坦单元格壁112。换言之，存在于比波形单元格壁111的存在区域更靠中心部10侧的单元格壁11，是平坦单元格壁112。 [0046] 波形单元格壁111可以全长为波形，但也可以一部分为波形。此外，波形单元格壁111的波形的高度能够取任意的值。即，只要沿轴向X延伸的单元格壁11如上述那样满足L2/L1≥1.02这种关系，则该单元格壁11便是波形单元格壁111(参照图3以及图5)。另外，从进一步提高与废气之间的接触面积这种观点出发，波形单元格壁111更优选满足L2/L1≥1.05。 [0047] 通过如下的制造方法来制作蜂窝构造体1。首先，例如混合高岭土、熔凝硅石、氢氧化铝、氧化铝、滑石、碳粒子等的原料粉末。这些原料粉末 被混合为，最终的化学组成按照重量比成为SiO2：45～55％、Al2O3：33～42％、MgO：12～18％的堇青石的组成。朝该原料粉末中添加规定量的水、粘合剂等，通过搅拌而获得陶瓷原料。 [0048] 接着，使用挤压成型模具将陶瓷原料挤压成型为蜂窝状，由此获得蜂窝成型体。此时，使用具有与单元格壁的形状对应的形状的狭缝槽的挤压成型模具来进行挤压成型。然后，通过微波使蜂窝成型体干燥，并切割成所希望的长度。然后，以规定的最高温度(例如1390～1430℃)对蜂窝成型体进行烧结。由此，获得图1～图3所示的构造的蜂窝构造体 1。通过使挤压成型时的陶瓷原料的流速变快，来形成上述波形单元格壁111。因而，在形成波形单元格壁111的区域中，通过局部地提高原料的流速，由此在上述所希望的区域形成波形单元格壁111。对于沿轴向X延伸的波形单元格壁111的实际的长度L2相对于蜂窝构造体1的轴向X的全长L1之比，也能够通过调整原料的流速来进行适当控制。作为为了形成波形单元格壁111而局部地提高原料的流速的方法，存在如下方法：通过使在蜂窝构造体1的制造工序中使用的挤压成型模具的流路宽度、长度局部地变化，由此降低流路阻力而使原料流速变快的方法。或者，存在如下方法：通过预先对挤压成型模具的一部分区域进行流体研磨，由此降低壁面粗糙度而降低流路阻力从而使原料流速变快的方法。通过任一种方法都能够使作为目的的波形单元格壁形成在所希望的区域。 [0049] 接着，对实施例1的试样E2的蜂窝构造体1进行说明。图6A～图6F是示意地表示实施例1以及实施例2的各蜂窝构造体(试样E1～试样E6)以及比较例的各蜂窝构造体(试样C1～试样C6)的轴向的截面的说明图。 [0050] 在图6B中表示试样E2的蜂窝构造体1的波形单元格壁111与平坦单元格壁112之间的位置关系。在试样E2中，与试样E1相比在径向Y的更外侧的区域中形成有波形单元格壁111(参照图6A以及图6B)。具体而言，如图6B所示，在试样E2中，波形单元格壁111形成在径向Y上从中心部10朝向外周部13而单元格密度变小的单元格12中、单元格密度比为0.80以下的单元格12的壁11。另一方面，存在于单元格密度比超过0.80的区域的单元格壁11，全部是平坦单元格壁112。试样E2的其他构成与试样E1相同。 [0051] 接着，对实施例1的试样E3的蜂窝构造体1进行说明。在图6C中表示试 样E3的蜂窝构造体1的波形单元格壁111与平坦单元格壁112之间的位置关系。在试样E3中，与试样E1以及试样E2相比在径向Y的进一步外侧的区域形成有波形单元格壁111(参照图6A～图6C)。具体而言，如图6C所示，在蜂窝构造体1中，波形单元格壁111形成在径向Y上从中心部10朝向外周部13而单元格密度变小的单元格12中、单元格密度比为0.70以下的单元格12的壁11。另一方面，存在于单元格密度比超过0.70的区域的单元格壁11，全部是平坦单元格壁112。试样E3的其他构成与试样E1相同。 [0052] 另外，图6以及上述图3是示意地表示蜂窝构造体的波形单元格的位置的示意图，并未准确地表记单元格密度分布等。此外，作为在图6B以及图6C中分别表示的试样E2以及试样E3的比较用，在图6A中表示上述试样E1的蜂窝构造体1的波形单元格壁111与平坦单元格壁112之间的位置关系。 [0053] 接着，对试样C1的蜂窝构造体7进行说明。图6D表示在作为比较例的试样C1的蜂窝构造体7中沿轴向X延伸的单元格壁71的形状。如该图所示，在试样C1中，单元格壁71全部为平坦状。试样C1的其他构成与试样E1相同。即，试样C1除了不具有波形单元格壁、单元格壁71全部由平坦单元格壁构成这一点之外，都与试样E1相同。 [0054] 接着，对作为比较例的试样C2的蜂窝构造体8进行说明。图6E表示试样C2的蜂窝构造体8的波形单元格壁811与平坦单元格壁812之间的位置关系。在试样C2中，与试样E1～E3相比到径向Y的内侧的区域为止形成有波形单元格壁811(参照图6A～图6C、图6E)。具体而言，如图6E所示，在试样C2中，波形单元格壁811形成朝向径向Y的外侧而单元格密度变小的单元格82中、单元格密度比为0.95以下的单元格82的壁81。另一方面，存在于单元格密度比超过0.95的区域的单元格壁81，全部是平坦单元格壁812。试样C2的其他构成与试样E1相同。 [0055] 接着，对作为比较例的试样C3的蜂窝构造体8进行说明。图6F表示试样C3的蜂窝构造体8的波形单元格壁811与平坦单元格壁812之间的位置关系。在试样C3中，也与试样C2相同，与试样E1～E3相比到径向Y的内侧的区域为止形成有波形单元格壁811(参照图6A～图6C、图6F)。具体而言，如图6F所示，在试样C3中，波形单元格壁811形成朝向径向Y的外侧而单元格密度变小的单元格82中、单元格密度比为0.90以下的单元格82的壁81。另一方面， 存在于单元格密度比超过0.90的区域的单元格壁81，全部是平坦单元格壁812。试样C3的其他构成与试样E1相同。 [0056] 接着，对实施例1的蜂窝构造体1(试样E1～E3)的作用效果进行说明。 [0057] 如图1、图2以及图4所示，试样E1～E3的蜂窝构造体1具有从中心部10朝向外周部13而在径向Y上单元格密度连续地或者阶段地变小的单元格密度分布。因此，例如在节流阀的开度较大、整体的废气流量较多的情况下，能够使蜂窝构造体1内的流速分布均匀化。结果，能够减小废气流量较多的情况下的废气净化性能的偏差。 [0058] 另一方面，例如在节流阀的开度较小、整体的流量较低的情况下，废气的流入集中在单元格密度较小的区域的单元格12内。在试样E1～E3的蜂窝构造体1中，在满足上述规定单元格密度比的单元格密度较小的区域、即在径向Y上在比中心部10更靠外侧的区域存在波形单元格壁111(参照图3以及图6)。因此，例如与作为比较例的试样C1相比，在废气的流入集中的单元格密度较小的区域中，废气与单元格壁11的接触面积增大。因此，能够抑制废气的净化性能降低。此外，在波形单元格壁111中热容量变大，因此即便废气的温度降低，也能够抑制蜂窝构造体1的温度降低。从这种观点出发，也能够抑制废气的净化性能降低。 [0059] 此外，存在于比波形单元格壁111的存在区域更靠中心部10侧的单元格壁111，是沿轴向X呈平坦状延伸的平坦单元格壁112(参照图6A～图6C)。因此，与到更靠中心部10侧为止具有波形单元格壁111的试样C2以及试样C3的蜂窝构造体8相比，在试样E1～试样E3的蜂窝构造体1中，热容量的增加缓和。因此，例如即便在发动机起动紧后，也能够迅速地使蜂窝构造体1的温度上升。从这种观点出发，也能够抑制废气的净化性能降低。并且，如上所述，由于在中心部10侧存在平坦单元格壁112，因此能够抑制蜂窝构造体1的压力损失增大。 [0060] 如此，实施例1的蜂窝构造体1能够减小由运转条件导致的废气净化性能的偏差。 [0061] (实施例2) [0062] 接着，对与实施例1相比变更了单元格密度分布的实施例2的蜂窝构造体的例子进行说明。在本例中，对实施例2的蜂窝构造体(试样E4～试样E6)、 以及比较例的蜂窝构造体(试样C4～试样C6)进行说明。 [0063] 如图7所示，实施例2的蜂窝构造体(试样E4～试样E6)与实施例1的蜂窝构造体相同，在径向Y上从中心部10朝向外周部13而单元格密度变小。但是，在实施例2中，单元格密度的变化模式与实施例1不同。图8表示实施例2的蜂窝构造体1的距中心102 的距离、单元格密度(cells/m)以及单元格密度比之间的关系。如图7以及图8所示，在本例的蜂窝构造体1中，在径向Y上到距中心10的距离为17mm的位置为止单元格密度不变化，从该位置起朝向外周部13到距离为40mm的位置为止单元格密度连续地变小，进一步从该位置起到外周部13为止单元格密度不变化。除了单元格密度分布以外的其他构成与实施例1相同。另外，虽然省略图示，但比较例的试样C4～试样C6的蜂窝构造体的单元格密度分布也与试样E4～试样E6相同。 [0064] 以下，对本实施例2的各试样E4～试样E6进行说明。 [0065] 在试样E4的蜂窝构造体1中，与实施例1的试样E1相同，存在于单元格密度比为0.85以下的区域的单元格壁11全部是波形单元格壁111，存在于单元格密度比超过0.85的区域的单元格壁11全部是平坦单元格壁112。试样E4的蜂窝构造体1的波形单元格壁 111与平坦单元格壁112之间的位置关系与试样E1相同，在图6A中表示。 [0066] 在试样E5的蜂窝构造体1中，与实施例1的试样E2相同，存在于单元格密度比为0.80以下的区域的单元格壁11全部是波形单元格壁111，存在于单元格密度比超过0.80的区域的单元格壁11全部是平坦单元格壁112(省略图示)。试样E5的蜂窝构造体1的波形单元格壁111与平坦单元格壁112之间的位置关系与试样E2相同，在图6B中表示。 [0067] 在试样E6的蜂窝构造体1中，与实施例1的试样E3相同，存在于单元格密度比为0.70以下的区域的单元格壁11全部是波形单元格壁111，存在于单元格密度比超过0.70的区域的单元格壁11全部是平坦单元格壁112(省略图示)。试样E6的蜂窝构造体1的波形单元格壁111与平坦单元格壁112之间的位置关系与试样E3相同，在图6C中表示。 [0068] 试样C4的蜂窝构造体7不具有波形单元格壁，单元格壁71全部为平坦状。试样E4的沿轴向X延伸的单元格壁的形状与实施例1的试样C1相同，在图6D中表示。 [0069] 在试样C5的蜂窝构造体8中，与实施例1的试样C2相同，存在于单元格密度比为0.95以下的区域的单元格壁81全部是波形单元格壁811，存在于单元格密度比超过0.95的区域的单元格壁81全部是平坦单元格壁812(省略图示)。试样C5的波形单元格壁811与平坦单元格壁812之间的位置关系与试样C2相同，在图6E中表示。 [0070] 在试样C6的蜂窝构造体8中，与实施例1的试样C3相同，存在于单元格密度比为0.90以下的区域的单元格壁81全部是波形单元格壁811，存在于单元格密度比超过0.90的区域的单元格壁81全部是平坦单元格壁812(省略图示)。试样C6的波形单元格壁811与平坦单元格壁812之间的位置关系与试样C3相同，在图6F中表示。 [0071] 另外，在本实施例2的蜂窝构造体中，与实施例1相同的符号表示与实施例1相同的构成，参照先前的说明。本实施例2的试样E4～试样E6的蜂窝构造体1与试样C4～试样C6相比较，能够发挥与实施例1相同的作用效果。 [0072] (实验例1) [0073] 接着，对于上述实施例1以及实施例2的各蜂窝构造体(试样E1～试样E6)以及比较例的各蜂窝构造体(试样C1～试样C6)，进行流速分布、废气净化性能、压力损失、以及静强度的评价。以下，对流速分布、废气净化性能、压力损失、以及静强度的评价方法进行说明。另外，在以下的说明中，虽然是将使用了实施例1以及实施例2的蜂窝构造体1的情况下的评价方法与附图一起表示，但对于比较例也是同样的。 [0074] [流速分布的评价] [0075] 如图9所示，将担载有废气净化用的催化剂的蜂窝构造体1以由铝垫51卷绕的状态设置在排气管52内，由此制作催化净化器8。此外，在蜂窝构造体1的下游侧设置有省略图示的流速计(KANOMAX制、MODEL6115)。接着，如图9所示，在蜂窝构造体1中流通规定量的空气A1(高流速：70m/s、低流速：10m/s)，并通过流速计来测定通过蜂窝构造体1紧后的空气A2的流速。在将从蜂窝构造体1的中心10到外周部13为止进行等分割的各地点(合计11个地点)进行测定。图10以及图11表示距蜂窝构造体的中心的径向的距离(其中，蜂窝构造体的半径R＝1)与流速比之间的关系。图10是高流速时的结果，图11是低流速时的结果。 [0076] [废气净化性能的评价] [0077] 首先，进行排放比的测定。具体而言，首先，制作与上述流速分布的评价相同的催化净化器8。但是，在废气净化性能的评价中使用的蜂窝构造体1，被一度搭载于发动机而进行行驶，蜂窝构造体1所担载的催化剂劣化。接着，将蜂窝构造体1设置于汽车的废气管内的规定位置。然后，以规定的模式(LA#4评价模式)进行行驶，并测定所排出的排放(HC、CO、NOx)量。将试样C1的蜂窝构造体的排放量作为基准，求出试样E1～试样E3、试样C2以及试样C3的排放比。同样地，将试样C4的排放量作为基准，求出试样E4～试样E6、试样C5以及试样C6的排放比。其结果在后述的表1以及表2中表示。 [0078] 接着，进行各蜂窝构造体1内的催化剂温度的测定。具体而言，通过在蜂窝构造体1内设置温度传感器，由此测定低负载运转紧后的蜂窝构造体1的内部温度。测定蜂窝构造体1的径向Y的3处×长度方向的3处的合计9处的温度。接着，计算出这些温度的平均值。将试样C1的蜂窝构造体7的温度作为基准，对试样E1～试样E3、试样C2以及试样C3的温度进行了评价。同样地，将试样C4的蜂窝构造体7的温度作为基准，对试样E4～试样E6、试样C5以及试样C6的温度进行了评价。具体而言，相对于试样C1或者试样C4的温度，将温度降低的情况评价为“-”，将温度上升的情况评价为“+”，将不存在显著差异的情况评价为“0”。将其结果表示于后述的表1以及表2。 [0079] [压力损失] [0080] 接着，进行蜂窝构造体1的压力损失的测定。具体而言，使用压力损失测定装置(省略图示)来测定气体(空气)在蜂窝构造体1中流动时的压力损失。压力损失测定装置具备：差压计，测定流入蜂窝构造体1紧前的气体的压力与从蜂窝构造体1流出紧后的气体的压力之差(差压)；以及鼓风机，用于使气体在蜂窝构造体1中流动。作为具体的顺序，首先，制作与上述流速分布的评价相同的催化净化器8(参照图9)。接着，通过鼓风机使气体在排气管52内流动。通过差压计来测定此时的差压。该差压为压力损失。在蜂窝构造体3 1中流动的气体的流速为4m/分钟。求出将试样C1的压力损失设定为1时的、试样E1～试样E3、试样C2以及试样C3的压力损失的相对值。同样地，求出将试样C4的压力损失设定为1时的、试样E4～试样E6、试样C5以及试样C6的压力损失的相对值。将其结果表示于表1以及表2。 [0081] [静强度] [0082] 以社团法人汽车技术会发行的汽车规格即JASO规格M505-87为基准来进行试验，由此测定静强度。 [0083] 另外，作为蜂窝构造体1所担载的催化剂，使用所谓的三元催化剂等。作为三元催化剂，例如使用含有作为贵金属的铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)中的至少一种、γ-氧化铝、以及铈等氧吸藏剂(助催化剂)的催化剂等。 [0084] [表1] [0085] [0086] [表2] [0087] [0088] 如根据图10可知的那样，在废气的流速较高的情况下，在各实施例(试 样E1～试样E6)以及比较例(试样C1～试样C6)的任一个蜂窝构造体1、7、8中，与距中心10、70、80的距离、即单元格密度几乎没有关系，而流速的偏差减少。其原因为，各蜂窝构造体1、7、 8具有从中心部10、70、80朝向外周部13、73、83而单元格密度连续地或者阶段地变小的单元格密度分布(参照图2以及图7)。另一方面，如根据图11可知的那样，在废气的流速较低的情况下，在各蜂窝构造体1、7、8的外周部13、73、83的附近，具体而言，在单元格密度较小的区域中流速变高。如此，在试样E1～试样E6以及试样C1～试样C6的任一个蜂窝构造体1、7、8中，在废气的流速较低的情况下，存在流速的偏差变大的倾向。 [0089] 另一方面，在表1及表2中，作为废气净化性能而示出废气的排放比以及蜂窝构造体内所担载的催化剂的温度。根据表1可知，在试样E1～试样E3的蜂窝构造体中，与试样C1相比废气的排放比降低。对于试样E4～试样E6，与试样C4相比较也是同样的。其原因为，在试样E1～试样E6的蜂窝构造体中，在单元格密度比为0.85以下这种特定的区域形成有波形单元格壁111(参照图6)。即，在试样E1～试样E6中，即便如上述那样废气的流速存在偏差(参照图10以及图11)，也能够降低废气的排放比，能够发挥优异的净化性能。 [0090] 此外，试样C2以及试样C3的蜂窝构造体8虽然与试样E1～E3同样具有波形单元格壁811，但与试样C1相比废气的排放比变高(参照表1)。同样地，对于试样C5以及试样C6，与试样C4相比较也是同样的(参照表2)。可以认为其原因为，在试样C2、试样C3、试样C5、试样C6的蜂窝构造体8中，与实施例1、2的蜂窝构造体相比，在单元格密度更高的区域、即在到中心部80侧为止存在波形单元格壁811(参照图6E、F)。更具体而言，可以认为其原因为，由于蜂窝构造体8的热容量变大，因此发动机起动紧后的催化剂的温度上升花费时间，结果，催化剂活性的发挥前的排放量增加。从进一步降低实施例的蜂窝构造体1的废气的排放比这种观点出发，波形单元格壁111优选存在于单元格密度比为0.8以下的区域(参照试样E2、试样E5)，更优选存在于单元格密度比为0.7以下的区域(参照试样E3、试样E6)。 [0091] 此外，关于低负载运转紧后的催化剂温度，试样E1～试样E3、试样C2以及试样C3的蜂窝构造体与试样C1相比，催化剂的冷却得以抑制，示出较高的温度(参照表1)。关于试样E4～试样E6、试样C5以及试样C6，与试样C4 相比较也是同样的(参照表2)。即，在试样E1～试样E6等的蜂窝构造体1中，由于在废气的温度变低的低负载运转时废气的流入集中的单元格密度比较低的区域存在热容量较大的波形单元格壁111，因此催化剂难以被冷却(参照图6A～C)。 [0092] 此外，如根据表1以及表2可知的那样，具有波形单元格壁111、811的蜂窝构造体1、8(试样E1～试样E6、试样C2、试样C3、试样C5以及试样C6)，与不具有波形单元格壁的蜂窝构造体7(试样C1以及试样C4)相比，具有压力损失增大的倾向。但是，如试样E1～试样E6那样，通过使单元格密度比超过0.85的区域的单元格壁11成为平坦单元格壁112(参照图6A～C)，由此能够缓和压力损失的增大(参照表1以及表2)。从通过增加平坦单元格壁112的比例能够降低压力损失这种观点出发，特别优选至少存在于单元格密度比超过 0.85的区域的单元格壁11全部是平坦单元格壁112。 [0093] 此外，如根据表1以及表2可知的那样，蜂窝构造体1的静强度具有成为波形单元格壁111存在的边界区域的单元格密度比越变小则其越提高的倾向。并且，在单元格密度比为0.8以下的区域存在波形单元格壁111的情况下，静强度的提高效果几乎饱和。因而，如试样E2、E3、E5、E6那样，波形单元格壁111优选存在于单元格密度比为0.8以下的区域。 [0094] 根据以上结果，试样E1～试样E6的蜂窝构造体1为，例如即便废气的平均流速降低，也能够示出优异的废气净化性能。由此，试样E1～试样E6的蜂窝构造体1为，能够减小由运转条件等导致的废气的净化性能的偏差，能够发挥优异的净化性能。 [0095] (实验例2) [0096] 本例是对于波形单元格壁的存在区域不同的多个蜂窝构造体、对排放比以及压力损失比进行比较的例子。本例的蜂窝构造体与实施例1同样具有图4所示的单元格密度分布，如上述图10以及图11所示，在废气的流速较高的情况下，与单元格密度几乎没有关系，能够减小流速的偏差，但在废气的流速较低的情况下，流速的偏差变大。 [0097] 在本例中，准备了在单元格密度比为0.7以下、0.75以下、0.8以下、0.83以下、0.85以下、0.87以下、0.88以下、0.9以下、0.91以下、0.93以下、0.95以下、1以下的区域分别存在波形单元格壁的多个蜂窝构造体。此外，与实 施例1的试样C1同样，准备了不具有波形单元格壁的蜂窝构造体。本例的各蜂窝构造体除了波形单元格壁111的存在区域不同这一点之外，具备与实施例1的试样E1相同的构成。 [0098] 接着，与上述实验例1同样地，对这些蜂窝构造体测定排放比以及压力损失比。各蜂窝构造体的排放比是将不具有波形单元格壁的蜂窝构造体(试样C1)的排放设定为1时的相对值。同样地，各蜂窝构造体的压力损失比是将不具有波形单元格壁的蜂窝构造体(试样C1)的压力损失设定为1时的相对值。其结果在图12中表示。 [0099] 如图12所示，当波形单元格壁的存在区域变大时，具有排放比增大的倾向，但通过将蜂窝构造体的波形单元格壁的存在区域按照单元格密度比调整为0.85以下，由此如上所述，即便废气的流速存在偏差也能够充分降低废气的排放比。结果，能够实现废气净化性能优异的蜂窝构造体。通过将蜂窝构造体的波形单元格壁111的存在区域按照单元格密度比调整为0.8以下，由此能够进一步降低排放比。此外，如图12所示，当波形单元格壁的存在区域变大时，具有压力损失增大的倾向，但通过将蜂窝构造体的波形单元格壁的存在区域按照单元格密度比调整为0.85以下，由此能够充分防止压力损失的增大。通过将蜂窝构造体的波形单元格壁111的存在区域按照单元格密度比调整为0.8以下，由此能够进一步防止压力损失的增大。 |
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