JP6694934B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、セグメントタイプのハニカム構造体において、その接合部の温度を測定するための熱電対等のセンサの設置位置に制限が無く、また、ハニカムセグメントの接合面がどのような形状であってもセンサの設置が可能となる、ハニカム構造体に関する。

自動車等のエンジンから排出される排ガス中には有害な粒子状物質（「パティキュレートマター」又は「ＰＭ」とも呼ばれる）が含まれており、年々強化されている排ガス規制に伴い、この粒子状物質の捕集が求められている。この粒子状物質を捕集するフィルタ（「ディーゼルパティキュレートフィルタ」又は「ＤＰＦ」）として、セラミック製のハニカム構造体が、ディーゼルエンジンの排ガス系統に組み込まれている。

このようなハニカム構造体には、複数のハニカムセグメントを接合材で接合したセグメントタイプのハニカム構造体がある。ハニカム構造体を設計したり、使用基準を設定したり、ハニカム構造体各部の熱応力を計算したりするためには、ハニカム構造体内部の温度等、特に、接合部の温度を熱電対によって把握する必要がある。ハニカム構造体の流体の流路においてはセンサの配置は比較的容易であるが、接合部への配置は困難であった。そのため、接合部近傍の温度から接合部の温度を間接的に推定することしかできなかった。従って、接合部の温度を高い精度で測定可能にする、技術の開発が切望されていた。

従来、セグメントタイプのハニカム構造体の接合部温度の測定では、複数のハニカムセグメントの接合部に熱電対を配置するために、ドリル等の工具を用いることにより、上記接合部に１ｍｍ程度の細長い穴を開け、その穴に熱電対を差し込んでいた。このようなドリルによる穴開けでは、直線状の穴とする必要があるため、測定位置に制約がある上に、実際の穴開け位置が所望の位置となっているのか確認することが難しかった。また、ドリルによる穴開けでは、穴の直径が１ｍｍ以上の大きな穴しか開けられなかったため、例えば０．３ｍｍや０．５ｍｍのような細い熱電対を用いる場合には、熱電対と穴との間隙が大きくなるという欠点が存在した。このように間隙が大きいと、正確な温度測定ができなくなるため、従来はセラミックス材等でこの間隙を埋める必要があった。

また、厚みの薄い接合部に細長い穴を開けることは、接合部、又は接合部を加工するための工具の破損等の可能性が高く困難であった。特に、セグメントタイプのハニカム構造体では、接合部として、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等の硬いセラミックが用いられるため、加工中にドリルの刃が折れやすく、コスト面でも問題があった。また、開けられる穴の深さも４０ｍｍ程度が限界であった。更に、穴開けに失敗してハニカム構造体が破損することを考慮して、余分なハニカムセグメントを用意する必要があった。

また、特許文献１に記載されているように、隣り合うハニカムセグメントの接合面が曲率を有している場合や、セグメントが上下左右にずれている場合、更には、特許文献２に記載されているように、隣り合うハニカムセグメントが反りを有する場合には、曲線状の穴を開ける必要があり、従来のドリルを用いた方法では実質的に不可能であった。

特開２００７−２６０５３０号公報 国際公開第２００５／０４７２１０号 特開２００４−２６２６７０号公報

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく成されたものである。その課題とするところは、セグメントタイプのハニカム構造体において、ハニカムセグメントがどのような形状であってもセンサの接合部への設定位置に制限がなく、容易に且つ正確にセット可能である、ハニカム構造体を提供することにある。

本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体が提供される。

［１］ 流体の流路となる流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する複数のハニカムセグメントが接合部を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカム構造体が、前記接合部内に、前記ハニカム構造体の前記流出端面および側面の少なくとも一箇所から延びる細長い止まり穴として形成された、少なくとも一つのセンサ挿入用の穴部を有し、前記穴部が、前記接合部を構成する接合材に設けられた中子に由来するものである、ハニカム構造体。

［２］ 前記穴部が直線形状である、［１］に記載のハニカム構造体。

［３］ 前記穴部が、少なくとも一つの湾曲部を備えた湾曲形状を有する、［１］に記載のハニカム構造体。

［４］ 前記湾曲部の曲率半径が、２ｍｍ以上、且つ前記センサの外径の５倍以上である、［３］に記載のハニカム構造体。

［５］ 前記穴部の開口から前記穴部の止まり位置までの直線距離が、少なくとも５０ｍｍである、［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［６］ 前記穴部にセンサが挿入された、［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。

［７］ 前記穴部の直径と前記センサの外径の差が、０．０２ｍｍ〜１．５ｍｍである、［６］に記載のハニカム構造体。

［８］ 前記センサが温度測定用のセンサである、［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体。

本発明のハニカム構造体は、その製造方法において、複数のハニカムセグメントの接合中に、又は接合後に、除去可能な中子を用いて、ハニカムセグメントの接合部にセンサ挿入用の穴部を形成するため、穴部の形成位置には制限がない。したがって、従来は不可能であった、ハニカム構造体の流出端面から例えば５０ｍｍ以上離れた場所であっても、容易にセンサを設置できるようになった。また、センサによる測定位置（センサの先端位置）とハニカム構造体からのセンサの引き出し位置を、ハニカム構造体の軸方向および径方向のいずれにおいても自由に設定可能となった。また、穴部の位置が正確に設定可能となることにより、センサによる測定位置（例えば、温度測定の場合は、温度センサである熱電対の先端位置）が正確に把握可能となった。

また、湾曲した中子を用いることにより、従来は不可能であった、湾曲した穴部を形成することが可能となるため、隣り合うハニカムセグメントの接合面が曲率を有している場合や、セグメントが上下左右にずれている場合、更には、隣り合うハニカムセグメントが反りを有する場合であっても、容易にセンサを設置できるようになった。つまり、本発明により、ハニカムセグメントの接合面がどのような形状であってもセンサの設置が可能となった。また、隣り合うハニカムセグメントの接合面が曲率を有していない場合でも、湾曲した穴部を採用することにより、センサの抜けを防ぐことが可能となった。

また、径の小さい中子を使用することにより、従来は不可能であった、例えば直径が０．３〜０．５ｍｍのような細いセンサを用いた場合でも、正確な温度測定が可能となった。

本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の第一の実施形態に従って製造されたハニカム構造体を流入端面側から透視した図であって、接合部内に設置されたセンサの位置を上記流入端面側から模式的に示した模式図である。 図１Ａのハニカム構造体のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の第二の実施形態に従って製造されたハニカム構造体を流入端面側から透視した図であって、接合部内に設置されたセンサの位置を上記流入端面側から模式的に示した模式図である。 図２Ａのハニカム構造体を側面から透視した図であって、接合部内に設置されたセンサの位置を側面から模式的に示した模式図である。 本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の第三の実施形態に従って製造されたハニカム構造体を流入端面側から透視した図であって、接合部内に設置されたセンサの位置を上記流入端面側から模式的に示した模式図である。 図３Ａのハニカム構造体を側面から透視した図であって、接合部内に設置されたセンサの位置を側面から模式的に示した模式図である。 本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の第四の実施形態に従って製造されたハニカム構造体を流入端面側から透視した図であって、接合部内に設置されたセンサの位置を上記流入端面側から模式的に示した模式図である。 図４Ａのハニカム構造体を側面から透視した図であって、接合部内に設置されたセンサの位置を側面から模式的に示した模式図である。 本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ａを模式的に示した斜視図である。 本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ｃを模式的に示した斜視図である。 本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ｃを模式的に示した斜視図である。 本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ｄを模式的に示した図であり、中子を除去した後のハニカム構造体を模式的に示した斜視図である。 第一の実施形態に従って製造されたハニカム構造体の流出端面の拡大部分を当該流出端面から透視した図であって、中子を除去後に形成されたセンサ挿入用穴部の模式図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、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て適宜変更、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。

（１）ハニカム構造体の製造方法の第一の実施形態
図１Ａには、本発明に係るハニカム構造体を製造するための製造方法の第一の実施形態に従って製造されたハニカム構造体１００を、流入端面側から透視した図であって、接合部１３’内に設置されたセンサ１６の位置を上記流入端面側から模式的に示した模式図を示す。また、図１Ｂには、上記図１ＡのＡ−Ａ’に沿った断面図を示す。以下、ハニカム構造体の製造方法の第一の実施形態を、単に、「第一の実施形態の製造方法」ということがある。なお、ハニカム構造体１００は、複数のハニカムセグメント１０が接合材１３によって接合されたものである。

上記第一の実施形態の製造方法は、以下の工程Ａ〜Ｄを含んでいる。工程Ａは、流体の流路となる流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する複数のハニカムセグメントを用意する工程である。工程Ｂは、挿入予定のセンサ１６よりも大きな径を有する細長い中子１１を用意する工程である。工程Ｃは、上記複数のハニカムセグメントの接合面１２に接合材１３を塗布して接合部１３’を形成する時に、上記中子１１の一端を所望の位置に、また、上記中子１１のもう一つの端部がハニカムセグメントの外側に連通するように、上記中子１１を少なくとも一つ設置する工程である。工程Ｄは、上記接合部１３’から上記中子１１を取り除くことによって、センサ挿入用の細長い穴部１４を形成する工程である。なお、本発明に係る、上記工程Ａ〜Ｄ以外のハニカムセグメントの接合方法等については、従来公知の方法を用いることができる。以下に、図５Ａ〜図５Ｅを参照しながら上記工程Ａ〜Ｄを詳細に説明する。ここで、図５Ａは、本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ａを模式的に示した斜視図である。図５Ｂは、本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ｃを模式的に示した斜視図である。図５Ｃは、本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ｃを模式的に示した斜視図である。図５Ｄは、本発明のハニカム構造体を製造するための製造方法の、工程Ｄを模式的に示した図であり、中子を除去した後のハニカム構造体を模式的に示した斜視図である。

（工程Ａ）
工程Ａは、流体の流路となる流入端面から流出端面まで延びる複数のセル１７（図５Ａ参照）を区画形成する複数のハニカムセグメント１０を用意する工程である。ハニカムセグメント１０を作製する方法については特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。本実施形態では、図１Ａ、図１Ｂに示すように四角柱のハニカムセグメント１０を用いているが、本発明では、用いられるハニカムセグメント１０の形状には制限がない。例えば、接合時に隣り合うハニカムセグメント１０の接合面１２が曲率を有しているものや、反りを有しているものであっても良い。また、四角柱のハニカムセグメントに限らず、三角柱、六角柱、その他の多角形、円柱、あるいは三角柱と六角柱等それらを組み合わせたものであっても良い。

また、ハニカムセグメント１０の材質についても特に制限はなく、従来公知の材料を用いることができる。ハニカムセグメント１０の材料としては、強度、耐熱性の観点から、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、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、珪素−炭化珪素複合材、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、ゼオライト、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属からなる群から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。

ハニカムセグメント１０の作製は、例えば、上述の材料から適宜選択したものに、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等のバインダ、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、可塑性の坏土とし、この坏土を上述の形状となるように押出成形する。次いで、マイクロ波、熱風等によって乾燥した後、焼成することにより、行うことができる。なお、ハニカムセグメント１０は、上記坏土を押出成形した成形体を乾燥し焼成した、焼成体であってもよいし、焼成前の乾燥体、又は、乾燥前の成形体であってもよい。

（工程Ｂ）
工程Ｂは、挿入予定のセンサ１６よりも大きな径を有する細長い中子１１を用意する工程である。中子１１には、図５Ｃにおいて、符号１１を付与している。中子１１の径は、センサ１６の径より少し太めであればよいが、中子１１を除去した後に形成される穴部の径とセンサ１６の径との間隙が小さすぎるとセンサ１６が挿入し辛く、上記間隙が大きすぎると当該間隙を多量のセラミックス材等で埋める必要が生じるため、好ましくない。したがって、上記間隙が０．０２ｍｍ〜１．５ｍｍ程度となることが好ましい。用いられる中子１１の材質により、加熱乾燥時に膨張したり収縮したりする場合には、最終的に得られる上記間隙が０．０２ｍｍ〜１．５ｍｍ程度となるように、各材質に応じて適宜中子１１の径を調整すれば良い。また、中子１１の長さについては、特に制限はないが、センサの測定位置１８（上記穴部の止まり位置）からセンサ１６の挿入口（上記穴部の開口）までの距離よりも長いものが好ましい。中子を湾曲させる場合には、中子の曲率に応じて、適宜、中子の長さを設定することができる。本発明では、穴部の開口から穴部の止まり位置までの直線距離が、５０ｍｍ以上となるような長さの中子を用いることにより、従来の製造方法では形成が困難であった長い穴部の形成が可能となる。

用いられる中子１１の材質としては、蝋材、樹脂等の熱可塑性材料、木綿糸等の可燃性材料、又は、金属が挙げられるが、これらに限定されない。ハニカムセグメントを接合中に、又は接合後に上記接合部１３’から取り除くことが可能な材料は全て本発明に用いられ得る。また、これら様々な材質を単独で用いても良いし、これら材質を組み合わせて用いても良い。

蝋材を中子１１として用いる場合には、蝋材を棒状に加工し、直線状の中子として用いても良いし、センサ１６の設置位置等に応じて湾曲させても良い。

樹脂を中子１１として用いる場合には、例えば、ストロー、蛇腹つきのストロー、ビニールパイプ、樹脂被覆の電線、細長いゴム風船が好ましい。なお、樹脂被覆の電線は、その芯に金属が入っていても良い。

金属を中子１１として用いる場合には、例えば鉄、アルミニウム、銅、ステンレスなどの棒やパイプが好ましい。また、錫を主成分とするハンダを用いても良い。

なお、中子１１の断面形状は、センサ１６が挿入可能な形状であれば特に制限はなく、例えば、四角形等の多角形、円形、楕円形などを挙げることができる。後述する工程Ｄにおいて、乾燥前の比較的に柔らかい接合材１３から中子１１を引き抜くことによって、当該接合材１３に穴部１４を形成する場合には、中子１１の断面形状は、円形であることが好ましい。また、後述する工程Ｄにおいて、中子１１を溶解又は焼失させることにより、接合材１３から取り除く場合には、中子１１の断面の大きさが、中子１１の長手方向に変化するものであってもよい。例えば、中子１１として、穴部の止まり位置から穴部の開口までの間で、その断面の大きさが増大又は減少するものであっても良い。また、中子１１としては、測定位置１８（穴部の止まり位置）にて、その断面が増大するようなものであっても良い。このような形状の中子１１から形成された穴部は、従来のドリル等の工具による加工では形成が困難である。

上記挿入予定のセンサ１６としては、該第一の実施形態の製造方法ではシース熱電対が考えられるが、用途に応じて従来公知の様々な種類の熱電対を用いることが可能である。センサ１６の径は、接合部１３’の厚みよりも小さければ良いが、好ましくは０．１ｍｍ〜１．５ｍｍである。上記挿入予定のセンサとしては、熱電対のほか、加速度センサ、歪ゲージ、ガスの流速計、ガス分析計のサンプリング管などがある。

（工程Ｃ）
工程Ｃは、上記複数のハニカムセグメント１０の接合面１２に接合材１３を塗布して接合部１３’を形成する時に、上記中子１１の一端を所望の位置に、また、上記中子１１のもう一つの端部がハニカムセグメント１０の外側に連通するように、上記中子１１を少なくとも一つ設置する工程である。接合材１３としては、セラミックス材料に、水等の溶媒を混練してペースト状にしたものを用いることができる。上記セラミックス材料としては、例えば、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、ゼオライト、窒化珪素、および炭化珪素−コージェライト系複合材料等が挙げられる。なお、上記所望の位置は、センサ１６による測定位置１８であっても良い。

中子１１は、ハニカムセグメント１０の接合面１２に接合材１３を塗布して接合部１３’を形成する時に、接合材１３中に包埋されることが好ましい。接合材１３中への中子１１の包埋方法としては、一例を図５Ｂ〜図５Ｃに示す。例えば、図５Ｂに示すように、先ず接合材１３を接合面１２に塗布する。次に、図５Ｃに示すように中子１１を設置し、その上から再度接合材１３を塗布した上で、別のハニカムセグメント１０を組み付け、所望のハニカム構造体１００を得るまで同様の工程を繰り返す。ただし、これは例示に過ぎず、接合部１３’内の所望の位置に中子１１が設置できる方法であれば、特に制限はない。例えば、本実施形態では、設置した中子１１の上から再度接合材１３を塗布しているが、既に接合材１３を塗布したハニカムセグメント１０を中子１１の上に組み付けても良い。あるいは、接合面１２に中子１１を設置しておき、その上から接合材１３を塗布し、別のハニカムセグメント１０を組み付けても良い。

該第一の実施形態の製造方法では、図１Ａ，図１Ｂに示すように、ハニカムセグメント１０同士の角部が面した接合部１３’内の位置（１、２、３、４）と、ハニカムセグメント１０同士の側面部が面した接合部１３’内の位置（５）にセンサ１６を配置することを目的としている。このため、湾曲した中子１１を５本用意し、夫々の中子１１の一端を、上記位置１〜５に設置し、中子１１のもう一つの端部が、上記ハニカムセグメント１０を結合して得られるハニカム構造体１００の流出端面のうちの概ね一箇所α１において、ハニカム構造体１００の外側に連通するように設置する。このように、流出端面において、中子１１がハニカムセグメント１０の外側に連通する位置が、後にセンサ１６（１、２、３、４、５）に夫々対応するセンサ１６の挿入口（１’、２’、３’、４’、５’）となる。ここで、上記センサ１６の挿入口（１’、２’、３’、４’、５’）は、図５Ｅに示すように、上記一箇所α１において集中的に形成される。このような構成は、最終的にセンサ１６を挿入した後の配線の取り扱いや、センサ１６の交換等を容易にするという利点を有する。

（工程Ｄ）
工程Ｄは、上記接合部１３’から上記中子１１を取り除くことによって、センサ挿入用の細長い穴部１４を形成する工程である。上記接合部１３’は、接合材１３から水分を取り除いてもよいし、加熱乾燥して形成されてもよい。上記中子１１を取り除く方法は、用いた中子１１の材質によって異なる。

蝋材を中子１１として用いる場合には、接合部１３’の加熱乾燥（約１００℃）時に、蝋材が溶解してハニカム構造体１００から流出するため、容易に取り除くことが可能である。なお、加熱乾燥の前に引き抜くことにより、当該中子１１を取り除くことも可能である。

樹脂を中子１１として用いる場合には、加熱乾燥後に温度を上昇させることにより、溶解させて流出させるか、さらに温度を上げて中子１１を燃焼させるか、又は、加熱乾燥の前又は後に引き抜くことにより、容易に取り除くことが可能である。

鉄、アルミニウム、銅、ステンレス等の高融点金属を中子１１として用いる場合には、接合部１３’（接合材１３）の加熱乾燥前に引き抜くことが可能だが、接合材１３を加熱乾燥後に引き抜くことが好ましい。加熱乾燥後に金属製の中子１１を引き抜くことは、引き抜き時に金属製の中子１１により穴部１４を傷つけることが少ないという利点を有する。なお、上記高融点金属とは、接合材１３の加熱乾燥温度では溶融しない、つまり、加熱乾燥温度よりも高い融点を有する金属を意味する。

一方、ハンダ等の低融点金属を中子１１として用いる場合には、他の熱可塑性材料（例えば、蝋）と同様に加熱乾燥時に溶解させて流出させることにより、容易に取り除くことが可能である。また、加熱溶解以外に、加熱乾燥の前に引き抜くことにより、当該中子１１を取り除くことも可能である。なお、上記低融点金属とは、接合材１３の加熱乾燥温度で溶融する、つまり、加熱乾燥温度以下の融点を有する金属を意味する。

図５Ｅは、第一の実施形態の製造方法に従って製造された、ハニカム構造体１００の流出端面の拡大部分を当該流出端面から透視した模式図である。また、図５Ｅは、中子１１を除去後に形成されたセンサ挿入用の穴部１４を模式的に表している。既に述べたように、中子１１を取り除いた部分には、止まり穴の形状で穴部１４が形成され、当該穴部１４の開口が、夫々センサ１６の挿入口（１’、２’、３’、４’、５’）となる。

図５Ｅのセンサ１６の挿入口（１’、２’、３’、４’、５’）には、夫々所望の熱電対などの温度センサや歪ゲージなどの歪センサといったセンサ１６を挿入することが可能である。なお、測定精度を向上させるため、隙間を接合材１３と同一の材質のもので埋めることが好ましい。この場合には、センサ１６を挿入する前に、接合材１３に水等を加えて粘度を小さくしたものを流し込んだり押し込んだりしても良く、その後にセンサ１６を挿入すればよい。

なお、ハニカム構造体１００の製造には、これらの工程の他に、焼成等の様々な工程が実際行われるが、これらについては従来公知の方法を用いることができるため、ここでは省略する。

（２）ハニカム構造体の製造方法の第二の実施形態
図２Ａは、本発明に係るハニカム構造体を製造するための製造方法の第二の実施形態に従って製造されたハニカム構造体を流入端面側から透視した模式図である。図２Ａは、接合部１３’内に設置されたセンサ１６の位置を上記流入端面側から模式的に示している。また、図２Ｂは、図２Ａのハニカム構造体を側面から透視した模式図である。図２Ｂでは、接合部１３’内に設置されたセンサ１６の位置を側面から模式的に示している。以下、ハニカム構造体の製造方法の第二の実施形態を、単に、「第二の実施形態の製造方法」ということがある。

第二の実施形態の製造方法は、第一の実施形態の製造方法と概ね同様の工程を備える。ただし、工程Ｃにおける中子１１の配置が第一の実施形態の製造方法とは異なっている。

図２Ａに示すように、第二の実施形態の製造方法では、Ａの面、Ｂの面、Ｃの面のぞれぞれの面にセンサ挿入用の穴部１４が形成されるように、中子１１を設置する。このように、測定位置（例えば、温度測定の場合には、温度センサである熱電対の先端位置、又は測温位置）を自由に設定できる。この場合、センサ１６の設置位置（１〜７）については、湾曲した中子１１を用い、センサ１６の設置位置（８、９）については、直線状の中子１１を用いる。このように、様々な形状を有する中子１１を組み合わせて用いることも可能である。

また、第二の実施形態の製造方法では、ハニカムセグメント１０を結合して得られるハニカム構造体２００の流出端面の、概ね二箇所α２、β２においてセンサ１６の挿入口がほぼ集中的に形成される。このとき、第一の箇所α２に近いセンサ１６の設置位置（１〜３）については、センサ１６の挿入口を上記第一の箇所α２に設ける。第二の箇所β２に近いセンサ１６の設置位置（４〜９）については、センサ１６の挿入口を上記第二の箇所β２に設ける。このような構成によりセンサ挿入用の穴部１４を形成した場合には、ハニカム構造体２００へのセンサ１６の挿入長さを短くできるという利点がある。

（３）ハニカム構造体の製造方法の第三の実施形態
図３Ａは、本発明に係るハニカム構造体を製造するための製造方法の第三の実施形態に従って製造されたハニカム構造体３００を流入端面側から透視した模式図である。図３Ａは、接合部１３’内に設置されたセンサ１６の位置を上記流入端面側から模式的に示している。また、図３Ｂは、図３Ａのハニカム構造体３００を側面から透視した模式図である。図３Ｂでは、接合部１３’内に設置されたセンサ１６の位置を側面から模式的に示している。以下、ハニカム構造体３００の製造方法の第三の実施形態を、単に、「第三の実施形態の製造方法」ということがある。

第三の実施形態の製造方法は、第一の実施形態の製造方法ならびに第二の実施形態の製造方法と概ね同様の工程を備える。ただし、工程Ｃにおける中子１１の配置がいずれの実施形態とも異なっている。

図３Ａに示すように、第三の実施形態の製造方法では、センサ１６の挿入口を、ハニカム構造体３００の流出端面の箇所（δ３）だけでなく、側面の箇所（α３，β３、γ３）にも設けている。この製造方法では、湾曲した、ならびに直線状のいずれの中子１１を用いても良い。このような構成は、ハニカム構造体３００へのセンサ１６の挿入長さを短くできるという利点を有すると共に、センサ１６の配線を側面から出すことが望ましいハニカム構造体の製造に適している。

（４）ハニカム構造体の製造方法の第四の実施形態
図４Ａは、本発明に係るハニカム構造体を製造するための製造方法の第四の実施形態に従って製造されたハニカム構造体４００を流入端面側から透視した模式図である。図４Ａは、接合部１３’内に設置されたセンサ１６の位置を上記流入端面側から模式的に示している。また、図４Ｂは、図４Ａのハニカム構造体４００を側面から透視した模式図である。図４Ｂは、接合部１３’内に設置されたセンサ１６の位置を側面から模式的に示している。以下、ハニカム構造体４００の製造方法の第四の実施形態を、単に、「第四の実施形態の製造方法」ということがある。

第四の実施形態の製造方法は、湾曲した中子１１の形状に特徴を有している。したがって、この第四の実施形態の製造方法は、第一〜第三の実施形態のいずれとも組み合わせることが可能である。

第四の実施形態の製造方法では、湾曲した中子１１を用いてセンサ挿入用の穴部１４を形成する。センサ挿入用の穴部１４が直線状である場合と比較して、湾曲している方がセンサ１６は抜けにくいと考えられるが、それでもセンサ１６が抜けてしまう場合がある。このような場合には、好ましくは、図４Ｂに示すように、湾曲部１５を二箇所以上形成することにより、センサ１６が抜けにくくなる。

また、同じく図４Ｂに示すように、湾曲部１５の曲率半径が、２ｍｍ以上、且つセンサ外径の５倍以上とすることにより、センサ１６の挿入がし易くなる上、センサ１６が折れにくくなるという有利な効果が生じるため、好ましい。

なお、本実施形態ではいずれも外周形状が長方形のハニカム構造体を例示しているが、これに限定されない。本発明は、セグメント型ハニカム構造体について公知の、あらゆる外周形状を有するハニカム構造体の製造方法に対して適用可能である。例えば、複数のハニカムセグメントを接合して接合体を作製し、得られた接合体の外周部分を、円形、楕円形、三角形等の多角形など、所定の形状に研削加工してもよい。また、接合体の外周部分に外周壁を形成する場合には、得られた接合体、又は研削加工した接合体の外周面に、外周コート材を、例えば０．１ｍｍ〜１０ｍｍの任意の厚さで塗布して外周壁を形成してもよい。

図面の符号について、同一の意味を有する構成には、同一の符号を付与している。

（実施例１）
図５Ａに示すように、ａ＝５０ｍｍ、ｂ＝５０ｍｍ、ｃ＝３００ｍｍの大きさの四角柱状のハニカムセグメントを２４本用意した。ハニカムセグメントは、ＳｉＣ粉末８０質量部と、金属Ｓｉ粉末２０質量部とを混合したセラミック原料に、造孔材、バインダ、界面活性剤、および水を加えて、成形原料を作製し、それを混練して得られた坏土を、ハニカム成形体成形用口金を用いて押出成形し、加熱乾燥し、焼結することによって得られた。なお、隔壁の厚さは１００μｍ、セルの個数（セル密度）は６５個／ｃｍ^２であった。

蝋（ワックス）にて、長さ４００ｍｍ、直径０．１７ｍｍの円柱状の中子を５本作成した。

アルミナ粉に、シリカファイバー、有機バインダおよび水を添加、混練してペースト状の接合材を作製した。次に、ハニカムセグメントの側面に、得られた接合材を、厚みが１ｍｍとなるように塗布し、６本のハニカムセグメントを、横一列に接合した。次に、接合したハニカムセグメントの中子を設置する面に、上記接合材を、厚みが０．５ｍｍとなるように更に塗布した。

次に、中子を設置する面に塗布した接合材の上に、先に用意した５本の中子を配置した。具体的には、中子の一つの端部を、温度測定位置に相当するセンサの設置位置１〜５に夫々設置した後、中子のもう一方の端部を、上記横一列に接合された６本のハニカムセグメントのうち、最も外側に存在するハニカムセグメントの流出端部側から、上記中子のもう一方の端部が１ｍｍ以上はみ出した状態で設置した。はみ出した長さが長すぎる場合は、切断等により取り除いても良い。なお、上記温度測定位置から中子の引き出し位置までの直線距離は、設置位置１が２９５ｍｍ、設置位置２が２５０ｍｍ、設置位置３が２００ｍｍ、設置位置４が８０ｍｍ、設置位置５が５０ｍｍであった。上記温度測定位置から中子の引き出し位置までの実際の距離は、設置位置１が３９５ｍｍ、設置位置２が３７０ｍｍ、設置位置３が３００ｍｍ、設置位置４が１５０ｍｍ、設置位置５が１００ｍｍであった。

上記接合材に中子を設置した上から、再度、接合材を厚み０．５ｍｍで塗布し、その上からハニカムセグメントを配置することにより、ハニカムセグメント接合体を得た。さらに、接合材をはさんで６個のハニカムセグメントを２段積み上げ、６個×４段のハニカムセグメント接合体とした。

得られたハニカムセグメント接合体を、中子の引き出し位置が下になるようにして、１２０℃で１時間加熱、乾燥し、２４本のハニカムセグメントが接合部を介して接合されたハニカム構造体を得た。この時、同時に、中子は溶融し接合材の外へ流出、除去された。なお、さらに高温にして中子を燃焼除去しても良いことは言うまでもない。得られたハニカム構造体において、中子が流出し除去された部分には、穴部が形成されていた。当該穴部に、外径０．１５ｍｍでステンレス製（ＳＵＳ３１６）保護管のシース熱電対（Ｋ熱電対）を挿入した。熱電対を挿入する前には、接合材を水で１．５倍に希釈してスラリー状になったものを穴部に流し込んだ。

熱電対を挿入したハニカム構造体に、４００℃のプロパン燃焼ガスを流し、上記熱電対を用いて、各熱電対の設置位置における温度を測定した。その結果、従来の方法では測定できなかった熱電対の挿入口から５０ｍｍ以上離れた接合部の温度を測定することができた。

（実施例２）
実施例１と同様にしてハニカムセグメントを作成した。中子として、直径０．５５ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）製の線材を使用した。接合材を１ｍｍの厚さで塗布し、中子を接合材の中に押し込むことによって設置した。６個×４段のハニカムセグメント接合体を乾燥後、得られたハニカム構造体から中子を引き抜いて穴部を得た。中子を引き抜く時、中子を引いたり押したり、回転させたり、あるいは振動を与えたりすると容易に引き抜くことができる。中子を設置する際に、中子の表面にオリーブオイル等の食用油や油脂、またはバターなどを塗布しておくと中子を引き抜きやすくなる。当該穴部に、外径０．５ｍｍ、ステンレス製（ＳＵＳ３１６）保護管のシース熱電対（Ｋ熱電対）を挿入した。

熱電対を挿入したハニカム構造体に、６００℃のプロパン燃焼ガスを流し、上記熱電対を用いて、各熱電対の設置位置における温度を測定した。その結果、従来の方法では測定できなかった熱電対の挿入口から５０ｍｍ以上離れた接合部の温度を測定することができた。

本発明は、自動車等から排出される排ガスを浄化するフィルタや触媒担体として使用することができるハニカム構造体である。

１〜９：センサの設置位置（穴部の止まり位置）、１’〜９’：センサ挿入口（穴部の開口）、１０：ハニカムセグメント、１１：中子、１２：接合面、１３：接合材、１３’：接合部、１４：穴部、１５：湾曲部、１６：センサ、１７：セル、１８：センサによる測定位置、α１，α２，β２，α３，β３，γ３，δ３：センサ挿入口箇所、１００，２００，３００，４００：ハニカム構造体。

Claims (8)

1. 流体の流路となる流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する複数のハニカムセグメントが接合部を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカム構造体が、
   前記接合部内に、前記ハニカム構造体の前記流出端面および側面の少なくとも一箇所から延びる細長い止まり穴として形成された、少なくとも一つのセンサ挿入用の穴部を有し、前記穴部が、前記接合部を構成する接合材に設けられた中子に由来するものである、ハニカム構造体。
2. 前記穴部が直線形状である、請求項１に記載のハニカム構造体。
3. 前記穴部が、少なくとも一つの湾曲部を備えた湾曲形状を有する、請求項１に記載のハニカム構造体。
4. 前記湾曲部の曲率半径が、２ｍｍ以上、且つ前記センサの外径の５倍以上である、請求項３に記載のハニカム構造体。
5. 前記穴部の開口から前記穴部の止まり位置までの直線距離が、少なくとも５０ｍｍ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。
6. 前記穴部にセンサが挿入された、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
7. 前記穴部の直径と前記センサの外径の差が、０．０２ｍｍ〜１．５ｍｍである、請求項６に記載のハニカム構造体。
8. 前記センサが温度測定用のセンサである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハニカム構造体。

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