JP2020093183A - 排ガス浄化フィルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】取扱いが容易な排ガス浄化フィルタを提供しようとするものである。【解決手段】排ガス浄化フィルタ1は、複数のセル孔2と、多孔質のセル壁3と、スキン部4と、軸方向Xの一方においてセル孔2を閉塞する複数の閉塞部5と、軸方向Xにおける閉塞部5と反対側においてセル孔2を開口させる複数の開口部6と、を有する。複数のセル孔2として、第1端面111に開口部6を有する第1セル孔21と、第2端面112に開口部6を有する第2セル孔22とを有する。第1セル孔21と第2セル孔22とは、互いに、セル壁3を介して隣り合って配置されている。開口部6は、軸方向Xに直交する断面の断面積が、軸方向Xの内側ほど小さくなる形状を有する。閉塞部5は、基材端面11から軸方向Xの外側に突出しない位置に形成されている。【選択図】図4

Description

本発明は、排ガス浄化フィルタに関する。
ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関、ボイラー等の熱機関から排出される排ガスを浄化するために、排ガス浄化フィルタが用いられている。
特許文献1には、排ガス浄化フィルタを構成するハニカム構造体として、目封止部材を所定のセルの一方の開口部と、残余のセルの他方の開口部とに形成した、目封止ハニカム構造体が提案されている。これにより、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低減することが提案されている。
特開2004−344722号公報
しかしながら、上記目封止ハニカム構造体は、目封止部材が、セルの開口端面から、外方へ突出している。それゆえ、排気管への排ガス浄化フィルタの組付け時等、目封止部材に他部材が干渉することが懸念される。目封止部材に他部材が干渉すると、目封止部材やこれが設けられたセル壁が損傷することが考えられる。したがって、目封止部材が端面から突出している排ガス浄化フィルタは、取扱いが必ずしも容易ではない。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、取扱いが容易な排ガス浄化フィルタを提供しようとするものである。
本発明の一態様は、軸方向(X)に直交する方向に2次元的に並んで配置される複数のセル孔(2)と、
該セル孔を区画する多孔質のセル壁(3)と、
複数の上記セル孔及び上記セル壁を内側に配するスキン部(4)と、
軸方向の一方において上記セル孔を閉塞する複数の閉塞部(5)と、
軸方向における上記閉塞部と反対側において上記セル孔を開口させる複数の開口部(6)と、を有し、
複数の上記セル孔として、軸方向の一方の基材端面(11)である第1端面(111)に上記開口部を有する第1セル孔(21)と、軸方向の他方の基材端面である第2端面(112)に上記開口部を有する第2セル孔(22)とを有し、
上記第1セル孔と上記第2セル孔とは、互いに、上記セル壁を介して隣り合って配置されており、
上記開口部は、軸方向に直交する断面の断面積が、軸方向の内側ほど小さくなる形状を有し、
上記閉塞部は、上記基材端面から軸方向の外側に突出しない位置に形成されている、排ガス浄化フィルタ(1)にある。
上記排ガス浄化フィルタにおいて、上記閉塞部は、上記基材端面から軸方向の外側に突出しない位置に形成されている。これにより、閉塞部に他部材が干渉することを防ぎやすい。その結果、排ガス浄化フィルタの取扱いを容易にすることができる。
以上のごとく、上記態様によれば、取扱いが容易な排ガス浄化フィルタを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態1における、排ガス浄化フィルタの斜視図。 実施形態1における、基材端面の平面図。 図1のIII−III線矢視断面図。 図2のIV−IV線矢視断面相当の、排ガス浄化フィルタの一部の断面説明図。 図2のV−V線矢視断面相当の、排ガス浄化フィルタの一部の断面説明図。 実施形態1における、閉塞部の断面図。 実施形態1における、基材材料にレーザ光を照射する状態の説明図。 実施形態1における、下層の成形体の上に基材材料を積層配置する状態の説明図。 実施形態1における、積層配置された基材材料にレーザ光を照射する状態の説明図。 実施形態1における、積層成形体の説明図。 比較形態における、排ガス浄化フィルタの断面説明図。 比較形態における、上流側の開口部付近におけるガス流れの説明図。 比較形態における、下流側の開口部付近におけるガス流れの説明図。 実施形態1における、上流側の開口部付近におけるガス流れの説明図。 実施形態1における、下流側の開口部付近におけるガス流れの説明図。 流路方向位置による流路面積の変化の概要を示す線図。 実施形態2における、閉塞部の断面図。 実施形態3における、閉塞部の断面図。 実施形態4における、閉塞部の断面図。
(実施形態1)
排ガス浄化フィルタに係る実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。
本形態の排ガス浄化フィルタ1は、図1〜図5に示すごとく、複数のセル孔2と、多孔質のセル壁3と、スキン部4と、複数の閉塞部5と、複数の開口部6と、を有する。
図2、図3に示すごとく、複数のセル孔2は、軸方向Xに直交する方向に2次元的に並んで配置されている。セル壁3は、セル孔2を区画している。スキン部4は、複数のセル孔2及びセル壁3を内側に配する。図4、図5に示すごとく、閉塞部5は、軸方向Xの一方においてセル孔2を閉塞する。開口部6は、軸方向Xにおける閉塞部5と反対側においてセル孔2を開口させている部位である。
排ガス浄化フィルタ1は、複数のセル孔2として、第1セル孔21と第2セル孔22とを有する。第1セル孔21は、軸方向Xの一方の基材端面11である第1端面111に開口部6を有するセル孔2である。第2セル孔22は、軸方向Xの他方の基材端面11である第2端面112に開口部6を有する。
第1セル孔21と第2セル孔22とは、互いに、セル壁3を介して隣り合って配置されている。図4に示すごとく、開口部6は、軸方向Xに直交する断面の断面積が、軸方向Xの内側ほど小さくなる形状を有する。閉塞部5は、基材端面11から軸方向Xの外側に突出しない位置に形成されている。
本形態において、軸方向Xにおける閉塞部5の端縁は、軸方向Xにおいて基材端面11と同等の位置に配置されている。ここで、基材端面11は、軸方向Xにおけるスキン部4の端縁によって規定される平面である。基材端面11は、X軸に直交する平面である。
なお、複数のセル孔2が、軸方向Xに直交する方向に2次元的に並んで配置されているとは、軸方向Xから見たとき、複数のセル孔2が2次元的に並んでいる、つまり、例えば、図3に示す横方向Yにも、縦方向Zにも、複数並んでいる状態を表す。なお、横方向Y及び縦方向Zは、いずれも軸方向Xに直交する方向である。横方向Yと縦方向Zとは、互いに直交する方向である。
図2、図3に示すごとく、第1セル孔21と第2セル孔22とは、横方向Yにおいても、縦方向Zにおいても、互いに隣り合うよう、交互に並んで形成される。つまり、軸方向Xから排ガス浄化フィルタ1の第1端面111または第2端面112を見たとき、第1セル孔21と第2セル孔22とが、例えば、チェック模様状に配される。
排ガス浄化フィルタ1は、例えば、コージェライト等から形成されている。排ガス浄化フィルタ1は、軸方向Xが排ガスの流れに沿う状態にて、排気管内に配置される。排ガス浄化フィルタ1は、排ガス中に含まれるPMをセル壁3に堆積させて捕集することができる。PMは、粒子状物質、パティキュレートマター、パティキュレートなどと呼ばれる微小粒子である。
本形態の排ガス浄化フィルタ1は、特に、ガソリンエンジンの排気系に設置される、ガソリンパティキュレートフィルタ(GPF)として、好適に用いることができる。
図2〜図5に示すごとく、排ガス浄化フィルタ1は、多数のセル孔2を有する。セル孔2は、セル壁3に囲まれガス流路を形成する。セル孔2は、軸方向Xに沿って直線状に形成されている。セル壁3には、微細気孔が多数形成された多孔質のセラミックからなる。スキン部4は、セル壁3に比べて緻密なセラミックからなる。すなわち、セル壁3の気孔率よりも、スキン部4の気孔率は小さい。また、本形態において、スキン部4の厚みは、セル壁3よりも大きくしてある。
図3に示すごとく、軸方向Xと直交するフィルタ断面におけるセル孔2の形状(以下において、適宜「セル形状」という。)は、例えば、四角形状であるが、これに限定されない。セル形状は、三角形状、六角形状などの多角形状や、円形状などであってもよい。また、セル形状は、2種以上の異なる形状の組み合わせであってもよい。
本形態においては、図3に示すごとく、セル形状は、略正方形状である。ただし、スキン部4に隣接するセル孔2は、略四角形状とならないものも存在する。なお、図2、図3等において、排ガス浄化フィルタ1の外形寸法と、セル孔2の寸法の比率との関係は、必ずしも正確に表されたものではない。
排ガス浄化フィルタ1は、例えば、図1、図2に示すごとく、円柱状等の柱状体であり、その寸法は適宜変更可能である。排ガス浄化フィルタ1は、軸方向Xの両端に、基材端面11として、第1端面111と第2端面112とを有する。本形態の排ガス浄化フィルタ1において、第1端面111と第2端面112とは、特に構造上の区別はない。排ガス浄化フィルタ1が排気管等の排ガス経路内に配置されたとき、ガス流れの上流側となる基材端面11を第1端面111とし、ガス流れの下流側となる基材端面11を第2端面112とする。第1端面111側を、以下において、適宜「上流側」ともいう。また、第2端面112側を、以下において、適宜「下流側」ともいう。
本形態においては、閉塞部5は、セル壁3と一体成形されている。
開口部6は、図4に示すごとく、軸方向Xに沿った断面が内側に凸の曲線状の開口曲線輪郭60を有する。つまり、開口部6を軸方向Xに沿った平面によって切断したときの断面の形状の輪郭が、内側、すなわち開口部6側に凸の曲線状に形成されている。
この開口部6の開口曲線輪郭60は、閉塞部5の外表面の輪郭、すなわち後述する閉塞部5の外側曲線輪郭502でもある。従って、開口曲線輪郭60は、閉塞部5の外形の全体にわたり、曲線状に滑らかに連続している。そして、軸方向Xの外側に向って、凸状に形成されている。その結果、閉塞部5の外形は、曲面状に形成されている。また、開口曲線輪郭60は、セル壁3の側面と滑らかにつながっている。
また、閉塞部5は、軸方向に沿った断面が、内側に凹の曲線状の内側曲線輪郭501と、外側に凸の曲線状の外側曲線輪郭502とを有する。つまり、図4〜図6に示すごとく、セル孔2の中心を通ると共に軸方向Xに沿った平面によって切断したときの、閉塞部5の内面の輪郭が、内側、すなわちセル孔2側に凹の曲線状に形成されている。こ輪郭が、上記の内側曲線輪郭501である。また、同様の平面によって切断したときの、閉塞部5の外面の輪郭が、外側、すなわち基材端面11側に凸の曲線状に形成されている。こ輪郭が、上記の外側曲線輪郭502である。閉塞部5の内側曲線輪郭501及び外側曲線輪郭502も、それぞれ、セル壁3の側面と滑らかにつながっている。
本形態において、閉塞部5は、セル壁3よりも厚みが大きい厚肉部51を有する。本形態においては、図6に示すごとく、閉塞部5は、位置によって肉厚が変化している。この閉塞部5のうち、セル壁3の肉厚t3よりも大きい肉厚t5を有する部位を、厚肉部51という。厚肉部51の厚みt5は、セル壁3から離れるにしたがって、徐々に大きくなっている。
そして、軸方向Xの端部において、厚肉部51の厚みt5が最も大きくなる。換言すると、厚肉部51の厚みt5は、軸方向Xから見て、セル孔2の中央部(すなわち、セル孔2の幾何学的重心)に位置する部分において、最も大きくなる。
本形態の排ガス浄化フィルタ1を製造する方法の一例につき、図7〜図10を参照して説明する。以下においては、レーザ光を用いた光造形法を用いて、排ガス浄化フィルタ1を成形する方法の一例を示す。
具体的には、予め用意した3次元データ(例えば3DCAD)に基づき、3Dプリンターを用いる。つまり、得ようとする排ガス浄化フィルタ1の形状の3次元データに基づき、レーザ光を、光硬化性樹脂をセラミック材料に混合した基材材料191に順次照射していく。
まず、排ガス浄化フィルタ1の基材材料191である、セラミック材料を調合する。このセラミック材料には、光硬化性樹脂をバインダとして所定量混合させておく。
次いで、図7に示すごとく、成形用土台Bの上面に、基材材料191を、所定の厚みにて配置した後、レーザ光Lを照射して基材材料191同士を溶着させ、硬化させる。次いで、図8に示すごとく、基材材料191を硬化させてなる成形体192の上に、新たな基材材料191を配置する。その後、図9に示すごとく、当該基材材料191にレーザ光Lを照射して、下層の成形体192と溶着させつつ硬化させる。さらに、その上に、同様に、新たな基材材料191を配置した後、当該基材材料191にレーザ光Lを照射して、下層の成形体192と溶着させつつ硬化させる。これを繰り返すことにより、図10に示すごとく、多数の成形層を積層してなる積層成形体193が得られる。
なお、各成形層を成形する際に配置する基材材料191の所定の厚みは、レーザ光Lの照射にて、基材材料191を下層と溶着できる程度の厚みとする。
上述のように、得ようとする排ガス浄化フィルタ1の一方の基材端面11側から、他方の基材端面11側へ向かって、軸方向Xに順次、基材材料191を成形していく。すなわち、いわゆる積層硬化手法を用いて、排ガス浄化フィルタ1の軸方向Xが積層方向となるように、成形する。また、レーザ光は、上述した3次元データに基づいて照射する。
次いで、周囲の基材材料と溶着しなかった基材材料を除去する。すなわち、例えば、3次元データにおける、セル孔2や、セル壁3内の微細気孔に相当する位置の基材材料は、他の箇所と溶着しない。そして、例えば、樹脂バインダーを焼失させることにより、これらの基材材料を、樹脂バインダーと共に除去する。
以上により、排ガス浄化フィルタ1を製造することができる。かかる光造形法を用いることで、閉塞部5がセル壁3と一体成形された排ガス浄化フィルタ1を容易に得ることができる。
また、上述のように、排ガス浄化フィルタ1の作製に当たり、積層硬化手法を用いるため、得られる排ガス浄化フィルタ1においては、軸方向Xに沿った表面が、軸方向Xに直交する表面よりも、表面粗さが大きくなる。すなわち、基材端面11よりも、セル壁3の主面及びスキン部4の主面の方が、表面粗さが大きくなっている。換言すると、基材端面11は、セル壁3の主面及びスキン部4の主面よりも、表面粗さが小さい。
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
上記排ガス浄化フィルタ1において、閉塞部5は、基材端面11から軸方向Xの外側に突出しない位置に形成されている。これにより、閉塞部5に他部材が干渉することを防ぎやすい。その結果、排ガス浄化フィルタ1の取扱いを容易にすることができる。
すなわち、仮に閉塞部5が基材端面11から外側へ突出しているとすると、排気管への配置時や搬送時等、排ガス浄化フィルタ1を取り扱う際、閉塞部5に他部材が、比較的干渉しやすい。閉塞部5に他部材が干渉すると、閉塞部5やこれが設けられたセル壁3が損傷することが考えられる。したがって、閉塞部5への他部材の干渉が生じないよう、排ガス浄化フィルタ1の取り扱いに注意を払う必要が特に生じることとなる。
これに対して、本形態の排ガス浄化フィルタ1においては、閉塞部5が基材端面11から突出していない。そのため、閉塞部5への他部材の干渉を抑制しやすく、取扱いが容易となる。
また、排ガス浄化フィルタ1において、開口部6は、軸方向Xに直交する断面の断面積が、軸方向Xの内側へ行くほど小さくなる形状を有する。換言すると、軸方向Xにおいて、外側へ向かうほど、開口部6の断面積が大きくなるように、形成されている。これにより、セル孔2への排ガスの導入、及び、セル孔2からの排ガスの排出の際の、圧力損失を低減することができる。
すなわち、上流側から第1セル孔21への排ガスの導入が、円滑に行われる。また、第2セル孔22から下流側への排ガスの排出も、円滑に行われる。その結果、排ガス浄化フィルタ1を通過する排ガスの圧力損失を効果的に低減することができる。
この点につき、図11〜図16を参照して、より具体的に説明する。この説明に際して、比較形態として、図11に示すように、軸方向Xに直交する断面の断面積が、開口部96と、セル孔92とで同等となる形状の、排ガス浄化フィルタ9を考える。この排ガス浄化フィルタ9の基材端面91においては、閉塞部95の外側面が、ある程度大きい面積をもって、軸方向Xを向くように配置される。
この比較形態における、セル孔92の上流側の開口部96における排ガスの気流を、図12に、矢印にて示す。また、比較形態における、セル孔92の下流側の開口部96における排ガスの気流を、図13に、矢印にて示す。なお、図12、図13においては、セル壁93を透過するガスの流れは省略している。
図12に示すように、比較形態の排ガス浄化フィルタ9を排ガス経路に配置したとき、上流側の基材端面91においては、開口部96の周囲において閉塞部95に、ガスが衝突する。そして、開口部96の周囲において渦が発生する。その結果、圧力損失が大きくなりやすい。また、図13に示すごとく、下流側の基材端面91においては、セル孔92から排出されたガスが、外周側に拡がるが、セル孔92の周囲においても渦が発生する。その結果、下流側においても、圧力損失が大きくなりやすい。
図14、図15に、本実施形態の排ガス浄化フィルタ1を排ガス経路に配置したときの排ガスの気流を矢印にて示す。図14は、上流側の基材端面11付近のガスの流れを示し、図15は、下流側の基材端面11付近のガスの流れを示す。図14、図15においても、セル壁3を透過するガスの流れは省略している。
図14に示すごとく、本形態の排ガス浄化フィルタ1は、上流側の基材端面11において、開口部6が上流側に向って拡径した形状を有する。そのため、排ガスは整流されながら、セル孔2内に導かれる。その結果、渦も生じにくく、円滑なガス流れを形成することができる。それゆえ、上流側の基材端面11において、圧力損失を低減することができる。
また、図15に示すごとく、下流側の基材端面11においても、開口部6が下流側に向って拡径した形状を有するため、排ガスが整流されながら、周囲に広がりつつ、排出される。それゆえ、開口部6の周囲に渦が形成されることを抑制することができる。その結果、下流側の基材端面11においても、圧力損失を低減することができる。
なお、本形態の排ガス浄化フィルタ1と比較形態の排ガス浄化フィルタ9とについて、流速分布をシミュレーションにて調べることで、それぞれの圧力損失係数を計算した。その結果、上流側の基材端面においては、本形態の排ガス浄化フィルタ1の圧力損失係数が、比較形態の排ガス浄化フィルタ9の圧力損失係数に対して、約94%低減されていた。また、下流側の基材端面においても、本形態の排ガス浄化フィルタ1の圧力損失係数が、比較形態の排ガス浄化フィルタ9の圧力損失係数に対して、約87%低減されていた。
また、上述の現象は、排気管内の流路面積の変化という観点でも、説明することができる。図16に、排ガス浄化フィルタを排気管内に配置した場合の、上流側の基材端面付近における、流路方向位置と流路面積との関係の概略を示す。つまり、同図の横軸が、流路方向の位置を示し、縦軸が、流路面積を示す。横軸に沿った左側が上流側、右側が下流側を示す。横軸に付したX1が、上流側の基材端面の位置を示す。縦軸は、排ガス浄化フィルタの上流側に隣接する排気管内の流路面積を1として、示している。
同図において、破線S9が、比較形態の排ガス浄化フィルタ9を排気管内に配置した場合の流路面積の変化を示す。また、実線S1が、本形態の排ガス浄化フィルタ1を排気管内に配置した場合の流路面積の変化を示す。
同図から分かるように、比較形態の場合(破線S9参照)、上流側の基材端面において、流路面積が急激に小さくなる。一方、本形態の場合(実線S1参照)、流路面積が緩やかに小さくなる。それゆえ、本形態の排ガス浄化フィルタ1は、比較形態の排ガス浄化フィルタ9に比べ、基材端面11において、圧力損失を低減することができる。
特に、排気流路に排ガスが急激に流れ始める場合などにおいては、比較形態のように、流路面積が急激に小さくなると、排気圧力波が、基材端面11において反射しやすい。つまり、例えば、多気筒の内燃機関において、ある気筒の排気バルブを閉状態から開状態に切り替えた場合などに、排気圧力波が基材端面11において反射することが考えられる。そうすると、内燃機関の他の気筒に反射波が回り込んでしまうことも考えられる。このような状態は、燃焼室内の残留排気濃度の変化を招き、燃焼変動の悪化を招くことも懸念される。
これに対して、上述のように、本形態の排ガス浄化フィルタ1を用いた場合は、流路面積が緩やかに減少することとなるため、排気反射波の反射を抑制することができる。その結果、燃焼変動を抑制することができる。
また、開口部6は、軸方向Xに沿った断面が内側に凸の曲線状の開口曲線輪郭60を有する。これにより、上流側の開口部6を介してセル孔2に導入される排ガスの圧力損失、及び、下流側の開口部6を介してセル孔2から排出される排ガスの圧力損失を、いずれも低減することができる。その結果、より効果的に、圧力損失を低減することができる。また、このような開口部6の形状とすることにより、閉塞部5の強度を向上させやすい。
また、閉塞部5は、軸方向Xに沿った断面が、内側曲線輪郭501と外側曲線輪郭502とを有する。これにより、閉塞部5におけるガス透過性を維持しやすく、PMの捕集率を向上させやすい。
また、閉塞部5は、厚肉部51を有する。
これにより、閉塞部5の強度を向上させることができる。その結果、排気管内に飛散する異物によって閉塞部5が損傷を受けることを抑制し、排ガス浄化フィルタ1が損傷を抑制することができる。つまり、いわゆる耐エロージョン性を向上させることができる。
また、特に、本形態においては、閉塞部5がセル壁3と一体成形されている。それゆえ、閉塞部5の強度をより向上させることができる。その結果、耐エロージョン性をより向上させることができる。
以上のごとく、本形態によれば、取扱いが容易な排ガス浄化フィルタを提供することができる。
(実施形態2)
本形態は、図17に示すごとく、閉塞部5の厚肉部51の肉厚t5を大きくした、排ガス浄化フィルタ1の形態である。
例えば、厚肉部51における最も肉厚な部分の肉厚t5を、セル孔2の幅t2と同等もしくは、それ以上とすることもできる。なお、セル孔2の幅t2とは、セル孔2を挟んで互いに対向配置された一対のセル壁3の間隔を意味する。
その他は、実施形態1と同様である。なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本形態においては、閉塞部5の強度をより向上させることができる。その結果、耐エロージョン性をより向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態3)
本形態は、図18に示すごとく、閉塞部5の肉厚を、セル壁3の肉厚t3と同等とした、排ガス浄化フィルタ1の形態である。
すなわち、本形態においては、閉塞部5に厚肉部を設けていない。そして、セル壁3と閉塞部5とは、一様な肉厚にて連続して形成されている。また、閉塞部5も、セル壁3と同様に、多孔質となっている。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態においては、セル壁3のみならず、閉塞部5においても、排ガスを透過させることができる。その結果、圧力損失をより低減することができる。また、閉塞部5においても、PMを捕集しやすくなり、捕集率を一層向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態4)
本形態は、図19に示すごとく、閉塞部5における厚肉部51が、セル壁3から離れた位置に形成されている、排ガス浄化フィルタ1の形態である。
すなわち、閉塞部5は、厚肉部51と薄肉部52とを有する。薄肉部52は、セル壁3と同等の肉厚t3を有する。
そして、閉塞部5は、セル壁3と厚肉部51との間に、薄肉部52を有する。つまり、閉塞部5におけるセル壁3と連続する部位に、薄肉部52を設け、薄肉部52におけるセル壁3側と反対側から、肉厚を大きくした厚肉部51を設けている。本形態においては、セル壁3から閉塞部5の薄肉部52まで、同じ肉厚t3にて形成し、薄肉部52の端部から徐々に肉厚を大きくして、厚肉部51を形成してある。
なお、セル壁3と閉塞部5とは一体成形され、滑らかに連続している。かかる場合、セル壁3と閉塞部5との境界aは、閉塞部5の外表面において、軸方向Xに沿った断面の形状(すなわち開口曲線輪郭60、外側曲線輪郭502)が、軸方向Xに対して傾斜し始める位置として、定義することができる。つまり、軸方向Xに平行な部位までが、セル壁3であり、そこから外形輪郭が軸方向Xに対して非平行となる部位が、閉塞部5である、と理解することができる。
換言すると、本形態は、セル壁3から閉塞部5への移行部分において、セル壁3及び閉塞部5は、表面の形状の変曲点(すなわち開口曲線輪郭60、外側曲線輪郭502の開始点)よりも、厚みの変化点が、基材端面11に近い側にある。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態の排ガス浄化フィルタ1は、閉塞部5の一部に、薄肉部52を有する。それゆえ、閉塞部5におけるガス透過性を維持しつつ、閉塞部5の強度を向上させることができる。つまり、上述の実施形態2のように、閉塞部5の略全域を厚肉部51とすると、閉塞部5の強度をより向上させることができるが、その一方で、圧力損失の低減が難しくなりやすい。また、実施形態3のように、閉塞部5の全体を、セル壁3の肉厚t3と同等の肉厚とすると、圧力損失の低減を図ることはできるが、閉塞部5の強度を向上させにくい。
本形態の排ガス浄化フィルタ1は、上述のように、閉塞部5の一部を厚肉部51としつつ、他の一部を薄肉部52としている。これにより、閉塞部5の強度を向上させつつ、圧力損失を低減し、PMの捕集効率を向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
なお、排ガス浄化フィルタ1として、セル壁3に、触媒が担持されているものとすることもできる。触媒としては、例えば、酸化触媒、三元触媒を用いることができる。これにより、PMの捕集のみならず、排ガス中の有害成分の分解をも図ることができる。そして、かかる触媒が担持された排ガス浄化フィルタにおいても、圧力損失を低減しつつ、取扱いを容易にすることができる。
また、排ガス浄化フィルタの製造方法は、上述した光造形法に限らず、他の方法を用いることもできる。例えば、閉塞部を除く、排ガス浄化フィルタの一部を、押出成形にて形成し、その後、閉塞部を設けることで、排ガス浄化フィルタを得ることもできる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
1 排ガス浄化フィルタ
11 基材端面
111 第1端面
112 第2端面
2 セル孔
3 セル壁
4 スキン部
5 閉塞部
6 開口部
X 軸方向

Claims (6)

  1. 軸方向(X)に直交する方向に2次元的に並んで配置される複数のセル孔(2)と、
    該セル孔を区画する多孔質のセル壁(3)と、
    複数の上記セル孔及び上記セル壁を内側に配するスキン部(4)と、
    軸方向の一方において上記セル孔を閉塞する複数の閉塞部(5)と、
    軸方向における上記閉塞部と反対側において上記セル孔を開口させる複数の開口部(6)と、を有し、
    複数の上記セル孔として、軸方向の一方の基材端面(11)である第1端面(111)に上記開口部を有する第1セル孔(21)と、軸方向の他方の基材端面である第2端面(112)に上記開口部を有する第2セル孔(22)とを有し、
    上記第1セル孔と上記第2セル孔とは、互いに、上記セル壁を介して隣り合って配置されており、
    上記開口部は、軸方向に直交する断面の断面積が、軸方向の内側ほど小さくなる形状を有し、
    上記閉塞部は、上記基材端面から軸方向の外側に突出しない位置に形成されている、排ガス浄化フィルタ(1)。
  2. 上記開口部は、軸方向に沿った断面が内側に凸の曲線状の開口曲線輪郭(60)を有する、請求項1に記載の排ガス浄化フィルタ。
  3. 上記閉塞部は、軸方向に沿った断面が、内側に凹の曲線状の内側曲線輪郭(501)と、外側に凸の曲線状の外側曲線輪郭(502)とを有する、請求項2に記載の排ガス浄化フィルタ。
  4. 上記閉塞部は、上記セル壁よりも厚みが大きい厚肉部(51)を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の排ガス浄化フィルタ。
  5. 上記厚肉部は、上記セル壁から離れた位置に形成されている、請求項4に記載の排ガス浄化フィルタ。
  6. 上記セル壁には、触媒が担持されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の排ガス浄化フィルタ。
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