JP6169227B1 - ハニカムフィルタ - Google Patents

ハニカムフィルタ Download PDF

Info

Publication number
JP6169227B1
JP6169227B1 JP2016117313A JP2016117313A JP6169227B1 JP 6169227 B1 JP6169227 B1 JP 6169227B1 JP 2016117313 A JP2016117313 A JP 2016117313A JP 2016117313 A JP2016117313 A JP 2016117313A JP 6169227 B1 JP6169227 B1 JP 6169227B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
honeycomb
honeycomb structure
end surface
outflow end
honeycomb filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016117313A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017221871A (ja
Inventor
加藤　靖
靖 加藤
隆宏 近藤
隆宏 近藤
淳宣 松矢
淳宣 松矢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP2016117313A priority Critical patent/JP6169227B1/ja
Priority to US15/616,247 priority patent/US10625195B2/en
Priority to DE102017005475.4A priority patent/DE102017005475A1/de
Priority to CN201710436243.3A priority patent/CN107489493B/zh
Application granted granted Critical
Publication of JP6169227B1 publication Critical patent/JP6169227B1/ja
Publication of JP2017221871A publication Critical patent/JP2017221871A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/2429—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the honeycomb walls or cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/24491—Porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2455—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the whole honeycomb or segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2476—Monolithic structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2478—Structures comprising honeycomb segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2498—The honeycomb filter being defined by mathematical relationships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
    • B01J35/56—
    • B01J35/60—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155—Wall flow filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
    • B01D53/9409—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • B01J29/76—Iron group metals or copper
    • B01J29/7615—Zeolite Beta
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite

Abstract

【課題】耐熱衝撃性に優れたハニカムフィルタを提供する。【解決手段】ハニカム構造部４は、下記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％の緻密部１５を有し、且つ、ハニカム構造部４は、流入端面１１側から流出端面１２側に向かってその外径が減少する外径減少部１７を有し、ハニカム構造部４の下記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％である。式（１）：（１−Ｐｘ／Ｐｙ）×１００（但し、式（１）において、Ｐｘは、流出端面１２の中央領域における気孔率（％）を示し、Ｐｙは、流出端面１２の中央領域を除く外周領域の気孔率（％）を示す。）式（２）：（１−Ｄｘ／Ｄｙ）×１００（但し、式（２）において、Ｄｘは、ハニカム構造部４の流出端面１２の平均径（ｍｍ）を示し、Ｄｙは、ハニカム構造部４の流入端面１１の平均径（ｍｍ）を示す。）【選択図】図６

Description

本発明は、ハニカムフィルタに関する。更に詳しくは、耐熱衝撃性に優れたハニカムフィルタに関する。
近年では、社会全体で環境問題に対する意識が高まっており、燃料を燃焼して動力を生成する技術分野では、燃料の燃焼時に発生する排ガスから、有害成分を除去する様々な技術が開発されている。特に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質の除去に関する規制は世界的に厳しくなっており、粒子状物質を除去するためのフィルタとして、ハニカム構造を有するハニカムフィルタが用いられている。ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を除去するためのフィルタを、以下、「ＤＰＦ」ということがある。ＤＰＦは、「Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ」の略である。また、以下、粒子状物質を、「ＰＭ」ということがある。ＰＭは、「Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ」の略である。
従来、このようなハニカムフィルタとして、複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム構造部と、セルのいずれか一方の端部を目封止する目封止部と、を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ハニカムフィルタを長期間継続して使用するためには、ハニカムフィルタの内部に経時的に堆積したＰＭにより増大した圧力損失を低減させて、フィルタの性能を初期状態に近い状態に戻す「再生処理」を施す必要がある。排ガスに含まれるＰＭの多くは、煤等の可燃性物質であるため、従来、ハニカムフィルタの再生処理としては、高温のガスによって、捕集した煤を燃焼させて除去する再生処理が行われている。以下、ハニカムフィルタの内部に堆積した煤を燃焼させて除去することを、単に、ハニカムフィルタの「再生」ということがある。
国際公開第２００４／０５２５０２号
ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジン等と比較して煤の発生量が多く、ＤＰＦとして使用されるハニカムフィルタにおいては、捕集された煤を強制的に燃焼させて除去する「強制再生」が必要となる。強制再生とは、例えば、ポスト噴射や排気管内噴射などを利用して、捕集された煤を強制的に燃焼させて除去する再生処理のことである。このような強制再生においては、捕集された煤が一度に燃焼するため、煤の燃焼によって、ハニカムフィルタに大きな熱応力が発生する。そして、従来のハニカムフィルタにおいては、このような強制再生において、ハニカムフィルタにクラック等の破損が生じることがあるという問題があった。このため、ＤＰＦとして使用されるハニカムフィルタについては、強制再生時においてもクラックが発生しないような、耐熱衝撃性に優れたハニカムフィルタの開発について要望がある。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものである。本発明は、耐熱衝撃性に優れたハニカムフィルタを提供する。
本発明によれば、以下に示すハニカムフィルタが提供される。
［１］ 流入端面から流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、及び前記隔壁を囲繞するように配設された外周壁を有する、ハニカム構造部と、
前記ハニカム構造部に形成された前記セルのいずれか一方の端部を封止するように配置された目封止部と、を備え、
前記ハニカム構造部は、前記流出端面の中央領域を含み、当該流出端面の前記中央領域から前記ハニカム構造部の軸方向の一部において、下記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％の緻密部を有し、且つ、
前記ハニカム構造部は、前記ハニカム構造部の軸方向の少なくとも一部において、前記ハニカム構造部の前記軸方向に直交する面の外径が、前記流入端面側から前記流出端面側に向かって減少する外径減少部を有し、前記ハニカム構造部の下記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％である、ハニカムフィルタ。
式（１）：（１−Ｐｘ／Ｐｙ）×１００
（但し、式（１）において、Ｐｘは、前記流出端面の前記中央領域における気孔率（％）を示し、Ｐｙは、前記流出端面の前記中央領域を除く外周領域の気孔率（％）を示す。）
式（２）：（１−Ｄｘ／Ｄｙ）×１００
（但し、式（２）において、Ｄｘは、前記ハニカム構造部の前記流出端面の平均径（ｍｍ）を示し、Ｄｙは、前記ハニカム構造部の前記流入端面の平均径（ｍｍ）を示す。）
［２］ 前記ハニカム構造部は、前記流入端面の中央領域における下記式（３）によって算出される気孔率変化率が、１％未満である、前記［１］に記載のハニカムフィルタ。
式（３）：（１−Ｐ’ｘ／Ｐ’ｙ）×１００
（但し、式（３）において、Ｐ’ｘは、前記流入端面の前記中央領域における気孔率（％）を示し、Ｐ’ｙは、前記流入端面の前記中央領域を除く前記外周領域の気孔率（％）を示す。）
［３］ 前記緻密部の気孔率が、３０〜７０％である、前記［１］又は［２］に記載のハニカムフィルタ。
［４］ 前記外径減少部が、前記ハニカム構造部の軸方向の全域に存在する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［５］ 前記外径減少部が、前記ハニカム構造部の軸方向の一部のみ存在する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［６］ 前記ハニカム構造部の前記外周壁が、前記隔壁の外周に配設された外周コート層を含む、前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［７］ 前記ハニカム構造部が、柱状のハニカムセグメントを複数個有し、複数個の前記ハニカムセグメントの互いの側面同士が対向するように隣接して配置されたセグメント構造を有する、前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［８］ 前記ハニカム構造部が、前記隔壁全体が一体成形品によって構成された一体型のものである、前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
［９］ 前記緻密部が、前記ハニカム構造部の前記流出端面の前記外周領域と同じ組成の材料からなるものである、前記［１］〜［８］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
本発明のハニカムフィルタは、ハニカム構造部の流出端面側に、上記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％の緻密部を有する。更に、本発明のハニカムフィルタは、流入端面側から流出端面側に向かってハニカム構造部の外径が減少する外径減少部を有し、上記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％である。このため、本発明のハニカムフィルタは、耐熱衝撃性に優れるという効果を奏するものである。即ち、ハニカム構造部の流出端面側に、上述したような緻密部を有することにより、ハニカムフィルタの強制再生時において、流出端面側の中央領域に大きな熱応力が発生したとしても、その中央領域周辺でのクラックの発生を有効に防止することができる。また、上述したような外径減少部を有することで、ハニカムフィルタの強制再生時における、流入端面側のクラックの発生も有効に抑制することができる。即ち、ハニカム構造部の流出端面側に緻密部を有する場合には、流入端面側の耐熱衝撃性が相対的に低下し、ハニカム構造部の流入端面側において、クラックが発生し易くなることがある。本発明のハニカムフィルタにおいては、流出端面側の緻密部と、流入端面側から流出端面側に向かって外径が減少する外径減少部と、の効果が相俟って、ハニカムフィルタ全体の耐熱衝撃性を極めて優れたものとすることができる。
本発明のハニカムフィルタの第一実施形態を模式的に示す流入端面側から見た斜視図である。 本発明のハニカムフィルタの第一実施形態を模式的に示す流出端面側から見た斜視図である。 図１に示すハニカムフィルタの側面を模式的に示す側面図である。 図１に示すハニカムフィルタの流入端面を模式的に示す平面図である。 図１に示すハニカムフィルタの流出端面を模式的に示す平面図である。 図４のＸ−Ｘ’断面を模式的に示す、断面図である。 本発明のハニカムフィルタの第一実施形態における、ハニカム構造部の気孔率の測定箇所を説明するための模式図である。 本発明のハニカムフィルタの第二実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明のハニカムフィルタの第三実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明のハニカムフィルタの第四実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明のハニカムフィルタの第五実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明のハニカムフィルタの第六実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明のハニカムフィルタの第七実施形態を模式的に示す側面図である。 本発明のハニカムフィルタの第八実施形態を模式的に示す流入端面側から見た斜視図である。 本発明のハニカムフィルタの第八実施形態を模式的に示す流出端面側から見た斜視図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。しかし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し適宜変更、改良等が加えられ得ることが理解されるべきである。
（１）ハニカムフィルタ（第一実施形態）：
図１〜図６に示すように、本発明のハニカムフィルタの第一実施形態は、多孔質の隔壁１を有するハニカム構造部４と、ハニカム構造部４に形成されたセル２のいずれか一方の端部に配設された目封止部５と、を備えたハニカムフィルタ１００である。ハニカム構造部４は、多孔質の隔壁１、及び隔壁１を囲繞するように配設された外周壁３を有する。ここで、図１は、本発明のハニカムフィルタの第一実施形態を模式的に示す流入端面側から見た斜視図である。図２は、本発明のハニカムフィルタの第一実施形態を模式的に示す流出端面側から見た斜視図である。図３は、図１に示すハニカムフィルタの側面を模式的に示す側面図である。図４は、図１に示すハニカムフィルタの流入端面を模式的に示す平面図である。図５は、図１に示すハニカムフィルタの流出端面を模式的に示す平面図である。図６は、図４のＸ−Ｘ’断面を模式的に示す、断面図である。
ハニカム構造部４の隔壁１は、流入端面１１から流出端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成するものである。目封止部５は、ハニカム構造部４に形成されたセル２のいずれか一方の端部を封止するように配置されたものである。即ち、複数のセル２のそれぞれは、流入端面１１側又は流出端面１２側の開口部に配設された目封止部５によって、いずれか一方の端部が封止されている。このように構成された本実施形態のハニカムフィルタ１００は、多孔質の隔壁１が、排ガス中のＰＭを捕集するための濾過材として機能する。ここで、複数のセル２のうち、流出端面１２側の開口部に目封止部５が配設され、流入端面１１側が開口したセル２を、流入セル２ａとする。また、複数のセル２のうち、流入端面１１側の開口部に目封止部５が配設され、流出端面１２側が開口したセル２を、流出セル２ｂとする。
ハニカム構造部４は、流出端面１２の中央領域を含み、当該流出端面１２の中央領域からハニカム構造部４の軸方向の一部において、下記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％の緻密部１５を有する。また、ハニカム構造部４は、ハニカム構造部４の軸方向の少なくとも一部において、ハニカム構造部４の軸方向に直交する面の外径が、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって減少する外径減少部１７を有する。そして、このような外径減少部１７を有することにより、ハニカム構造部４の下記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％となっている。図６に示すハニカム構造部４は、ハニカム構造部４の軸方向の全域に外径減少部１７を有している。
式（１）：（１−Ｐｘ／Ｐｙ）×１００
（但し、式（１）において、Ｐｘは、流出端面１２の中央領域における気孔率（％）を示し、Ｐｙは、流出端面１２の中央領域を除く外周領域の気孔率（％）を示す。）
式（２）：（１−Ｄｘ／Ｄｙ）×１００
（但し、式（２）において、Ｄｘは、ハニカム構造部４の流出端面１２の平均径（ｍｍ）を示し、Ｄｙは、ハニカム構造部４の流入端面１１の平均径（ｍｍ）を示す。）
本実施形態のハニカムフィルタ１００は、上記のような緻密部１５及び外径減少部１７を有するものであり、耐熱衝撃性に優れるという効果を奏するものである。
ハニカム構造部４の流出端面１２側に、上記したような緻密部１５を有することにより、ハニカムフィルタ１００の強制再生時において、流出端面１２の中央領域周辺でのクラックの発生を有効に防止することができる。即ち、ハニカムフィルタ１００の強制再生時において、流出端面１２側の中央領域に大きな熱応力が発生したとしても、その中央領域周辺でのクラックの発生を有効に防止することができる。ただし、ハニカム構造部４の流出端面１２側に緻密部１５を有する場合には、流入端面１１側の耐熱衝撃性が相対的に低下し、ハニカム構造部４の流入端面１１側において、クラックが発生し易くなることがある。本実施形態のハニカムフィルタ１００においては、流出端面１２側の緻密部１５と、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって外径が減少する外径減少部１７と、の効果が相俟って、ハニカムフィルタ１００全体の耐熱衝撃性を優れたものとすることができる。なお、ハニカムフィルタ１００の平均径変化率が０．２％未満であると、外径減少部１７を有していたとしても、流入端面１１側の耐熱衝撃性が低下してしまう。一方で、ハニカムフィルタ１００の平均径変化率が３％を超えると、逆に、流出端面１２側の耐熱衝撃性が低下してしまう。
ハニカム構造部４の緻密部１５は、流出端面１２の中央領域からハニカム構造部４の軸方向の一部に存在している。以下、ハニカム構造部４の流出端面１２の中央領域の気孔率、及び流出端面１２の外周領域の気孔率の測定方法について、図７を参照しつつ、更に詳しく説明する。なお、以下の説明においては、ハニカム構造部４の流入端面１１の中央領域の気孔率、及び流入端面１１の外周領域の気孔率の測定方法についても併せて説明する。図７は、本発明のハニカムフィルタの第一実施形態における、ハニカム構造部の気孔率の測定箇所を説明するための模式図である。図７の紙面上方の符号１１に示される部分が、ハニカム構造部４の流入端面１１を示している。図７の紙面中央の符号４に示される部分が、ハニカム構造部４を軸方向に沿って切断した断面を示している。図７に示す上記断面においては、ハニカム構造部４の隔壁１及びセル２を捨象した形で作図を行っている。図７の紙面下方の符号１２に示される部分が、ハニカム構造部４の流出端面１２を示している。なお、ハニカム構造部４の軸方向とは、ハニカム構造部４の流入端面１１から流出端面に向かう方向のことを意味する。
ハニカム構造部の気孔率を測定する際には、ハニカム構造部４の流出端面１２側の符号Ｐ１〜Ｐ５に示す部位と、ハニカム構造部４の流入端面１１側の符号Ｐ６〜Ｐ１０に示す部位との、合計１０箇所について、ハニカム構造部４の隔壁の気孔率を測定する。ハニカム構造部４の気孔率（％）は、水銀ポロシメータ（Ｍｅｒｃｕｒｙ ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ）によって計測された値とする。水銀ポロシメータとしては、例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のＡｕｔｏｐｏｒｅ ９５００（商品名）を挙げることができる。
図７の流出端面１２において、符号Ｐ２に示す部位は、流出端面１２の中央領域である。符号Ｐ２によって示される流出端面１２の中央領域は、流出端面１２の中心から、ハニカム構造部４の流出端面１２の直径の１０％に相当する範囲とする。このような範囲の流出端面１２の中央領域のことを、以下、「流出端面１２の中央領域Ｐ２」、又は、単に「中央領域Ｐ２」ということがある。中央領域Ｐ２においては、この領域内の任意の４点について、気孔率を測定し、その平均値を、中央領域Ｐ２の気孔率（％）とする。
図７の流出端面１２において、符号Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５に示す部位は、流出端面１２の外周領域である。符号Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５によって示される流出端面１２の外周領域は、流出端面１２の最外周から内側に向かって、ハニカム構造部４の流出端面１２の直径の１０％に相当する環状の範囲とする。このような範囲の流出端面１２の外周領域のことを、以下、「流出端面１２の外周領域Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５」、又は、単に「外周領域Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５」ということがある。外周領域Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５においては、それぞれの領域内の任意の２点について、気孔率を測定し、その平均値を、それぞれの外周領域Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５の気孔率（％）とする。
図７の流入端面１１において、符号Ｐ７に示す部位は、流入端面１１の中央領域である。符号Ｐ７によって示される流入端面１１の中央領域は、流入端面１１の中心から、ハニカム構造部４の流入端面１１の直径の１０％に相当する範囲とする。このような範囲の流入端面１１の中央領域のことを、以下、「流入端面１１の中央領域Ｐ７」、又は、単に「中央領域Ｐ７」ということがある。中央領域Ｐ７においては、この領域内の任意の４点について、気孔率を測定し、その平均値を、中央領域Ｐ７の気孔率（％）とする。
図７の流入端面１１において、符号Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０に示す部位は、流入端面１１の外周領域である。符号Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０によって示される流入端面１１の外周領域は、流入端面１１の最外周から内側に向かって、ハニカム構造部４の流入端面１１の直径の１０％に相当する環状の範囲とする。このような範囲の流入端面１１の外周領域のことを、以下、「流入端面１１の外周領域Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０」、又は、単に「外周領域Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０」ということがある。外周領域Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０においては、それぞれの領域内の任意の２点について、気孔率を測定し、その平均値を、それぞれの外周領域Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０の気孔率（％）とする。
図１〜図６に示す本実施形態のハニカムフィルタ１００においては、中央領域Ｐ２の気孔率（％）が、外周領域Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５のそれぞれの気孔率（％）よりも低い値となっている。特に、本実施形態のハニカムフィルタ１００においては、流出端面１２の中央領域の、上記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％となっている。
なお、上記式（１）における「Ｐｘ」は、上記した方法によって求めた「流出端面１２の中央領域Ｐ２における気孔率（％）」である。また、上記式（１）における「Ｐｙ」は、上記した方法によって求めた「外周領域Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５における気孔率（％）の平均値」である。
ハニカム構造部４の緻密部１５の気孔率変化率が１％未満であると、耐熱衝撃性の向上効果が得られない。一方で、５％を超えると、ハニカム構造部４の外周領域の耐熱衝撃性が低下してしまう。本実施形態のハニカムフィルタ１００においては、ハニカム構造部４に外径減少部１７を設けることで、緻密部１５以外の部分における耐熱衝撃性の低下を有効に抑制することができる。
ハニカム構造部４は、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって、その外径が減少する外径減少部１７を有することにより、平均径変化率が０．２〜３％となっている。上記式（２）において、Ｄｘは、ハニカム構造部４の流出端面１２の平均径（ｍｍ）を示し、Ｄｙは、ハニカム構造部４の流入端面１１の平均径（ｍｍ）を示す。ここで、流入端面１１の平均径（ｍｍ）、及び流出端面１２の平均径（ｍｍ）とは、ハニカム構造部４の流入端面１１及び流出端面１２の形状が円形の場合には、その円形の直径（ｍｍ）のことを意味する。ハニカム構造部４の流入端面１１及び流出端面１２の形状が円形でない場合には、以下の方法に従って、平均径（ｍｍ）を求める。ハニカム構造部４の流入端面１１の場合、流入端面１１の幾何学的重心を通過する外径のうちの長径の長さ（ｍｍ）と短径の長さ（ｍｍ）を測定し、その平均値を、流入端面１１の平均径（ｍｍ）とする。同様に、ハニカム構造部４の流出端面１２の場合、流出端面１２の幾何学的重心を通過する外径のうちの長径の長さ（ｍｍ）と短径の長さ（ｍｍ）を測定し、その平均値を、流出端面１２の平均径（ｍｍ）とする。以下、「平均径Ｄｘ」という場合は、流出端面１２の平均径（ｍｍ）を意味する。また、「平均径Ｄｙ」という場合は、流入端面１１の平均径（ｍｍ）を意味する。本実施形態のハニカムフィルタ１００においては、「平均径Ｄｘ＜平均径Ｄｙ」の関係を有する。
ハニカム構造部４の緻密部１５は、流出端面１２の中央領域からハニカム構造部４の軸方向の一部に存在している。このため、ハニカム構造部４の流入端面１１には、流出端面１２のような緻密部１５が存在しないことが好ましい。例えば、ハニカム構造部４は、流入端面１１の中央領域における下記式（３）によって算出される気孔率変化率が、１％未満であることが好ましく、０．８％未満であることが更に好ましい。
式（３）：（１−Ｐ’ｘ／Ｐ’ｙ）×１００
（但し、式（３）において、Ｐ’ｘは、流入端面１１の中央領域における気孔率（％）を示し、Ｐ’ｙは、流入端面１１の中央領域を除く外周領域の気孔率（％）を示す。）
なお、上記式（３）における「Ｐ’ｘ」は、上記した方法によって求めた「流入端面１１の中央領域Ｐ７における気孔率（％）」である。また、上記式（３）における「Ｐ’ｙ」は、上記した方法によって求めた「外周領域Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０における気孔率（％）の平均値」である。
ハニカム構造部４の緻密部１５の気孔率が、３０〜７０％であることが好ましく、３５〜６８％であることが更に好ましく、４０〜６５％であることが特に好ましい。なお、ハニカム構造部４の緻密部１５の気孔率は、図７における「流出端面１２の中央領域Ｐ２における気孔率（％）」のことである。
本実施形態のハニカムフィルタは、隔壁の厚さが、１２０〜４５０μｍであることが好ましく、１３５〜４００μｍであることが更に好ましく、１５０〜３６０μｍであることが特に好ましい。隔壁の厚さが、１２０μｍ未満であると、ハニカム構造部のアイソスタティック強度（Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が低下してしまうことがある。隔壁の厚さが、４５０μｍを超えると、圧力損失が増大し、エンジンの出力低下や燃費の悪化を引き起こすことがある。隔壁の厚さは、ハニカムフィルタの軸方向に直交する断面を光学顕微鏡により観察する方法で測定した値である。
本実施形態のハニカムフィルタは、隔壁によって区画形成されるセルのセル密度が、３０〜６２個／ｃｍ２であることが好ましく、３０〜５０個／ｃｍ２であることが更に好ましい。このように構成することによって、本実施形態のハニカムフィルタをディーゼルエンジン用のフィルタとして好適に利用することができる。
隔壁及び外周壁は、セラミックを主成分とするものであることが好ましい。隔壁及び外周壁の材質としては、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、窒化珪素、コージェライト化原料、リチウムアルミニウムシリケート、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群より選択される少なくとも１種を含む材料を好適例として挙げることができる。「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の５０質量％以上含有することを意味する。
ハニカム構造部の外周壁は、セルを区画形成する隔壁と一体的に構成されたものであってもよいし、セルを区画形成する隔壁の外周側に外周コート材を塗工することによって形成した外周コート層であってもよい。外周コート層は、製造時において、隔壁と外周壁とを一体的に形成した後、形成された外周壁を、研削加工等の公知の方法によって除去した後、隔壁の外周側に設けられたものであってもよい。
ハニカム構造部に形成されているセルの形状については特に制限はない。例えば、セルの延びる方向に直交する断面における、セルの形状としては、多角形、円形、楕円形等を挙げることができる。多角形としては、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等を挙げることができる。なお、セルの形状は、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形であることが好ましい。また、セルの形状については、全てのセルの形状が同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。例えば、四角形のセルと、八角形のセルと混在したものであってもよい。また、セルの大きさについては、全てのセルの大きさが同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、複数のセルのうち、一部のセルの大きさを大きくし、他のセルの大きさを相対的に小さくしてもよい。
ハニカム構造部の形状については特に制限はない。ハニカム構造部の形状としては、流入端面及び流出端面の形状が、円形、楕円形、多角形等の柱状を挙げることができる。ただし、本実施形態のハニカムフィルタは、上述したような外径減少部を有するため、厳密には、その一部が逆錘台形状等となっている。例えば、流入端面及び流出端面の形状が円形の場合には、ハニカム構造部の形状は、逆円錘台形状となる。多角形としては、四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等を挙げることができる。
ハニカム構造部の大きさ、例えば、流入端面から流出端面までの長さや、ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面の大きさについては、特に制限はない。本実施形態のハニカムフィルタを、ＤＰＦとして用いた際に、最適な浄化性能を得るように、各大きさを適宜選択すればよい。例えば、ハニカム構造部の流入端面から流出端面までの長さは、８０〜４００ｍｍであることが好ましく、１００〜３８０ｍｍであることが更に好ましく、１５０〜３６０ｍｍであることが特に好ましい。また、ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する断面の面積は、７０００〜１３００００ｍｍ２であることが好ましく、８５００〜１２００００ｍｍ２であることが更に好ましく、１１０００〜１０００００ｍｍ２であることが特に好ましい。
本実施形態のハニカムフィルタにおいて、流入セルの流出端面側の開口部、及び流出セルの流入端面側の開口部に、目封止部が配設されている。流入セルと流出セルとは、隔壁を隔てて交互に配設されていることが好ましい。そして、それによって、ハニカムフィルタの両端面に、目封止部と「セルの開口部」とにより、市松模様が形成されていることが好ましい。
目封止部の材質は、隔壁の材質として好ましいとされた材質であることが好ましい。目封止部の材質と隔壁の材質とは、同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。
本実施形態のハニカムフィルタは、ハニカム構造部の隔壁の表面及び隔壁の細孔のうちの少なくとも一方に、排ガス浄化用の触媒が担持されていてもよい。このように構成することによって、排ガス中のＣＯやＮＯｘやＨＣなどを触媒反応によって無害な物質にすることができる。また、隔壁に捕集した煤の酸化を促進させることができる。
本実施形態のハニカムフィルタに触媒を担持する場合には、触媒は、ＳＣＲ触媒、ＮＯｘ吸蔵触媒、及び酸化触媒から構成される群より選ばれる１種以上を含むことが好ましい。ＳＣＲ触媒は、被浄化成分を選択還元する触媒である。特に、ＳＣＲ触媒が、排ガス中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ選択還元用ＳＣＲ触媒であることが好ましい。また、ＳＣＲ触媒としては、金属置換されたゼオライトを挙げることができる。ゼオライトを金属置換する金属としては、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）を挙げることができる。ゼオライトとしては、ベータゼオライトを好適例として挙げることができる。また、ＳＣＲ触媒が、バナジウム、及びチタニアから構成される群より選択される少なくとも１種を主たる成分として含有する触媒であってもよい。ＮＯｘ吸蔵触媒としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属等を挙げることができる。アルカリ金属としては、カリウム、ナトリウム、リチウム等を挙げることができる。アルカリ土類金属としては、カルシウムなどを挙げることができる。酸化触媒としては、貴金属を含有するものを挙げることができる。酸化触媒として、具体的には、白金、パラジウム及びロジウムから構成される群より選択される少なくとも一種を含有するものが好ましい。
（２）ハニカムフィルタ（第二実施形態〜第七実施形態）：
次に、本発明のハニカムフィルタの第二実施形態〜第七実施形態について、図８〜図１３を参照しつつ説明する。ここで、図８は、本発明のハニカムフィルタの第二実施形態を模式的に示す側面図である。図９は、本発明のハニカムフィルタの第三実施形態を模式的に示す側面図である。図１０は、本発明のハニカムフィルタの第四実施形態を模式的に示す側面図である。図１１は、本発明のハニカムフィルタの第五実施形態を模式的に示す側面図である。図１２は、本発明のハニカムフィルタの第六実施形態を模式的に示す側面図である。図１３は、本発明のハニカムフィルタの第七実施形態を模式的に示す側面図である。
第三実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタは、ハニカム構造部の側面の形状が、図８〜図１３に示すハニカム構造部４のように構成されていること以外は、図１〜図６に示すハニカム構造部４と同様に構成されたものである。即ち、ハニカム構造部４は、流出端面１２の中央領域を含み、当該流出端面１２の中央領域からハニカム構造部４の軸方向の一部に、気孔率が相対的に低くなるように構成された緻密部１５を有する。そして、この緻密部１５は、上記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％となっている。
また、ハニカム構造部４は、ハニカム構造部４の軸方向の少なくとも一部において、ハニカム構造部４の軸方向に直交する面の外径が、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって減少する外径減少部１７を有する。そして、このような外径減少部１７を有することにより、ハニカム構造部４の上記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％となっている。
図８に示す第二実施形態のハニカムフィルタ２００は、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって先細りとなる形状をなしている。この先細りとなる形状をなす部分、即ち、ハニカム構造部４の軸方向の全域が、ハニカム構造部４の外径減少部１７となっている。
図９に示す第三実施形態のハニカムフィルタ３００は、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、流入端面１１側から流出端面１２側に向かう一部において、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、逆円錐台形状をなしている。そして、ハニカムフィルタ３００においては、流出端面１２側の一定の範囲において外径の変化がない柱状をなしている。このハニカム構造部４においては、逆円錐台形状をなす部分及び柱状の部分、即ち、ハニカム構造部４の軸方向の全域が、ハニカム構造部４の外径減少部１７となっている。
図１０に示す第四実施形態のハニカムフィルタ４００は、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって逆釣鐘形状をなしている。この逆釣鐘形状をなす部分が、即ち、ハニカム構造部４の軸方向の全域が、ハニカム構造部４の外径減少部１７となっている。
図１１に示す第五実施形態のハニカムフィルタ５００は、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、流入端面１１側から一定の範囲において、外径の変化がない柱状をなしている。そして、外径の変化がない柱状部分よりも流出端面１２側において、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、逆円錐台形状をなしている。この逆円錐台形状をなす部分が、ハニカム構造部４の外径減少部１７となっている。
図１２に示す第六実施形態のハニカムフィルタ６００は、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、流入端面１１側から一定の範囲において、流出端面１２側に向かって先細りとなる形状をなしている。そして、先細りとなる形状となる部分よりも流出端面１２側において、ハニカム構造部４は、外径の変化がない柱状をなしている。このハニカム構造部４においては、先細りとなる形状となる部分及び柱状の部分、即ち、ハニカム構造部４の軸方向の全域が、外径減少部１７となっている。
図１３に示す第七実施形態のハニカムフィルタ７００は、ハニカム構造部４の側面を構成する外周壁３が、流入端面１１側から一定の範囲において、逆釣鐘形状をなしている。そして、逆釣鐘形状の部分よりも流出端面１２側において、ハニカム構造部４は、外径の変化がない柱状をなしている。このハニカム構造部４においては、逆釣鐘形状の部分及び柱状の部分、即ち、ハニカム構造部４の軸方向の全域が、外径減少部１７となっている。
本発明のハニカムフィルタにおけるハニカム構造部の外周の形状、別言すれば、ハニカム構造部を側面から見た形状は、これまでに説明した第一実施形態〜第七実施形態に限定されることはない。即ち、本発明のハニカムフィルタは、上記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％となるように、所望形状の外径減少部を有していれば、その外周の形状については、その使用用途等に応じて、適宜決定することができる。
（３）ハニカムフィルタ（第八実施形態）：
次に、本発明のハニカムフィルタの第八実施形態について、図１４及び図１５を参照しつつ説明する。図１４は、本発明のハニカムフィルタの第八実施形態を模式的に示す流入端面側から見た斜視図である。図１５は、本発明のハニカムフィルタの第八実施形態を模式的に示す流出端面側から見た斜視図である。
図１４及び図１５に示すハニカムフィルタ８００は、ハニカム構造部４と、ハニカム構造部４に形成されたセル２のいずれか一方の端部に配設された目封止部５と、を備えたハニカムフィルタ８００である。図１４及び図１５に示すハニカム構造部４は、柱状のハニカムセグメント２４を複数個有する。そして、ハニカム構造部４は、複数個のハニカムセグメント２４の互いの側面同士が対向するように隣接して配置されたセグメント構造を有する。複数個のハニカムセグメント２４は、接合層２５を介して互いに接合されている。
このように、本実施形態のハニカムフィルタ８００は、ハニカム構造部が、所謂、「セグメント構造のハニカム構造部」となっている。「セグメント構造のハニカム構造部」とは、個々に作製された複数個のハニカムセグメント２４が接合されることによって構成されたハニカム構造部のことである。一方、図１〜図６に示すような、ハニカム構造部４の隔壁１が全て一体的に形成されているようなハニカム構造部４を、「一体型のハニカム構造部」ということがある。本発明のハニカムフィルタにおいては、ハニカム構造部が「セグメント構造のハニカム構造部」であってもよいし、「一体型のハニカム構造部」であってもよい。
図１４及び図１５に示すハニカムセグメント２４のそれぞれは、多孔質の隔壁１、及びハニカムセグメント２４の側面を構成する外壁を有する。そして、それぞれのハニカムセグメント２４は、その側面を構成する外壁表面に配設された接合層２５を介して、相互に接合されている。
図１４及び図１５に示すセグメント構造のハニカム構造部４は、流出端面１２の中央領域を含み、当該流出端面１２の中央領域からハニカム構造部４の軸方向の一部において、上記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％の緻密部１５を有する。また、このハニカム構造部４は、ハニカム構造部４の軸方向の少なくとも一部において、ハニカム構造部４の軸方向に直交する面の外径が、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって減少する外径減少部１７を有する。そして、このような外径減少部１７を有することにより、ハニカム構造部４の下記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％となっている。
セグメント構造のハニカム構造部４における外周壁３は、ハニカム構造部４の外周に塗工した外周コート材によって形成された外周コート層であることが好ましい。また、セグメント構造のハニカム構造部４は、複数個のハニカムセグメント２４を接合したハニカムセグメント接合体に対して、その外周部分を研削加工し、上述した外周コート層を配設したものであることが好ましい。
図１４及び図１５に示すハニカムフィルタ８００は、ハニカム構造部４が、セグメント構造のハニカム構造部４であること以外は、これまでに説明した第一実施形態〜第七実施形態のハニカムフィルタと同様に構成されていてもよい。例えば、ハニカムフィルタ８００における緻密部１５及び外径減少部１７の構成は、第一実施形態〜第七実施形態のハニカムフィルタの緻密部及び外径減少部の構成と同様の構成を採用することができる。
（４）ハニカムフィルタの製造方法：
次に、本発明のハニカムフィルタを製造する方法について説明する。本発明のハニカムフィルタの製造方法としては、ハニカム成形体を作製する工程、セルの開口部に目封止部を形成する工程、ハニカム成形体を乾燥及び焼成する工程、を備えたものを挙げることができる。
（４−１）成形工程：
成形工程は、成形原料を混練して得られる坏土をハニカム形状に押出成形してハニカム成形体を得る工程である。ハニカム成形体は、第一端面から第二端面まで延びるセルを区画形成する隔壁、及びこの隔壁の最外周を囲繞するように形成された外周壁を有するものである。隔壁によって構成されたハニカム構造の部分が、ハニカム構造部となる。成形工程においては、まず、成形原料を混練して坏土とする。次に、得られた坏土を押出成形して、隔壁と外周壁とが一体的に成形されたハニカム成形体を得る。
成形原料は、セラミック原料に分散媒及び添加剤を加えたものであることが好ましい。添加剤としては、有機バインダ、造孔材、界面活性剤等を挙げることができる。分散媒としては、水等を挙げることができる。成形原料としては、従来公知のハニカムフィルタの製造方法において使用される成形原料と同様のものを用いることができる。
成形原料を混練して坏土を形成する方法としては、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。押出成形は、ハニカム成形体の断面形状に対応したスリットが形成された押出成形用の口金を用いて行うことができる。
（４−２）目封止工程：
目封止工程は、ルの開口部を目封止することで目封止部を形成する工程である。例えば、目封止工程においては、ハニカム成形体の製造に用いた材料と同様の材料で、セルの開口部を目封止することで目封止部を形成する。目封止部を形成する方法については、従来公知のハニカムフィルタの製造方法に準じて行うことができる。
（４−３）焼成工程：
焼成工程は、目封止部を形成したハニカム成形体を焼成して、ハニカムフィルタを得る工程である。目封止部を形成したハニカム成形体を焼成する前に、得られたハニカム成形体を、例えば、マイクロ波及び熱風で乾燥してもよい。また、例えば、目封止部を形成する前のハニカム成形体に対して、先に、焼成工程を行って、焼成工程によって得られたハニカム焼成体に対して、上述した目封止工程を行ってもよい。
ハニカム成形体を焼成する際の焼成温度は、ハニカム成形体の材質によって適宜決定することができる。例えば、ハニカム成形体の材質がコージェライトの場合、焼成温度は、１３８０〜１４５０℃が好ましく、１４００〜１４４０℃が更に好ましい。また、焼成時間は、最高温度でのキープ時間として４〜６時間程度とすることが好ましい。
本発明のハニカムフィルタを製造する際には、この焼成工程において、ハニカム成形体の流出端面となる端面の端部側において緻密部となる中央領域が他の部分よりも遅れて高温となるような焼成条件により焼成を行うことが好ましい。このように構成することによって、得られるハニカムフィルタの流出端面側の中央領域の気孔率が、外周領域の気孔率に比して低くなる緻密部を形成することができる。
例えば、ハニカム成形体の焼成は、油脂や有機物等が除去されたハニカム成形体を、不活性ガス雰囲気下で高温焼成するための焼成炉を用いて行うことができる。焼成炉は、長手形状を呈し、一方の炉開口部から炉内空間に導入されたハニカム成形体を、水平方向に沿って定速移動させながら、他方の炉開口部に到達するまでの間で本焼成を行うものである。この際、例えば、以下のように焼成を行うことが好ましい。まず、ハニカム成形体を、その軸方向が鉛直方向に平行となり、ハニカム成形体の流出端面側が下方を向くように配置する。そして、配置したハニカム成形体に対して、下方となる流出端面側において、緻密部となる中央領域が他の部分よりも遅れて高温となるように焼成を行うことが好ましい。なお、中央領域が他の部分よりも遅れて高温となるように焼成を行う方法としては、栃を配置するなどして焼成中のハニカム成形体の温度に差を生じさせながら焼成を行う方法を挙げることができる。流出端面側の中央領域とその他の部分との温度差に特に制限はないが、例えば、１５〜１００℃の温度差を設けることで、得られるハニカムフィルタの流出端面側の中央領域の気孔率が、外周領域の気孔率に比して低くなる緻密部を形成することができる。
また、必要に応じて、焼成工程を行った後、得られたハニカムフィルタの外周壁を研削加工し、その後、隔壁の外周側に外周コート材を塗工して、外周コート層を形成してもよい。研削加工及び外周コート材を塗工する際には、ハニカムフィルタの軸方向に直交する面の外径が、流出端面側から流入端面側に向かって増大するように塗工し、得られるハニカムフィルタの平均径変化率を０．２〜３％となるようにする。例えば、外周壁の研削加工、及び外周コート層の形成については、以下に記載する方法１〜方法３を採用することにより、方法１は、外周壁を研削加工する際、流出側〜流入側端面まで均一の大きさで加工した後、外周コート材を塗工する際、流入側端面から流出側端面の外周コート層の厚さを薄くする。方法２は、外周壁を研削加工する際、流出側端面を小さく加工した後、外周コート材を流出側〜流入側まで均一の厚さで塗工する。方法３は、外周壁を研削加工する際、流出側〜流入側端面まで均一の大きさで加工した後、外周コート材を流入側端面から流出側端面まで均一の厚さで外周コート層を塗工する。その後、乾燥を行った後、外周コート層を流入側端面から流出側端面にかけて径が小さくなるように研削加工を行う。
本発明のハニカムフィルタが、セグメント構造のハニカム構造部を有するものの場合には、まず、ハニカム成形体として、複数個のハニカムセグメントの前駆体を作製し、そのハニカムセグメントの前駆体を焼成して、複数個のハニカムセグメントを作製する。次に、ハニカムセグメントのセルの開口部を目封止するように目封止部を形成する。そして、作製した複数個のハニカムセグメントを、接合層を介して接合して、複数個のハニカムセグメントが接合されたハニカムセグメント接合体を作製する。その後、得られたハニカムセグメント接合体の外周壁を研削加工し、その後、隔壁の外周側に外周コート材を塗工して、外周コート層によって構成された外周壁を有するハニカムフィルタを製造する。研削加工及び外周コート材を塗工する際には、ハニカムフィルタの軸方向に直交する面の外径が、流出端面側から流入端面側に向かって増大するように塗工し、得られるハニカムフィルタの平均径変化率を０．２〜３％となるようにすることが好ましい。
（実施例１）
コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を０．５質量部、分散媒を３３質量部、有機バインダを５．６質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては平均粒子径１０〜５０μｍの吸水性ポリマーを使用し、有機バインダとしてはメチルセルロース（Ｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）を使用し、分散剤としてはデキストリン（Ｄｅｘｔｒｉｎ）を使用した。
次に、所定の金型を用いて坏土を押出成形し、セル形状が四角形で、全体形状が円柱形のハニカム成形体を得た。
次に、ハニカム成形体を、熱風乾燥機にて乾燥させた。乾燥条件としては、９５〜１４５℃とした。
次に、乾燥したハニカム成形体に、目封止部を形成した。具体的には、まず、ハニカム成形体の流入端面に、流入セルが覆われるようにマスクを施した。その後、マスクの施されたハニカム成形体の端部を、目封止スラリーに浸漬し、マスクが施されていない流出セルの開口部に目封止スラリーを充填した。その後、ハニカム成形体の流出端面についても、上記と同様の方法で、流入セルの開口部に目封止スラリーを充填した。その後、目封止部を形成したハニカム成形体を、更に、熱風乾燥機で乾燥した。
次に、乾燥させたハニカム成形体を、作製するハニカムフィルタの流出端面側が下を向くようにして、アルミナ製の焼栃の上に載置した。そして、そのハニカム成形体を、トンネルキルン（Ｔｕｎｎｅｌ ｋｉｌｎ；連続焼成炉）にて焼成した。焼成条件としては、１３５０〜１４４０℃で、１０時間、焼成してハニカム焼成体を得た。実施例１においては、焼成時に流出端面側の中央領域が、その他の部分に対し５０℃遅れて昇温されるようにして焼成を行った。
次に、得られたハニカム焼成体の外周面を研削加工した。この際、流入端面側から流出端面側に向かって、ハニカム焼成体の外径が減少するように研削加工を行った。その後、研削加工したハニカム焼成体の側面に、外周コート材を塗工して外周コート層を形成した。以上のようにして、実施例１のハニカムフィルタを作製した。
実施例１のハニカムフィルタは、流出端面の中央領域を含み、当該流出端面の中央領域から軸方向の一部に、流出端面の中央領域における気孔率が、当該中央領域よりも外側の外周領域の気孔率に比して低くなるように構成された緻密部を有するものであった。また、得られたハニカムフィルタは、図３に示すハニカムフィルタ１００のような、ハニカム構造部４の軸方向に直交する面の外径が、流入端面１１側から流出端面１２側に向かって減少する外径減少部１７を有するものであった。
実施例１のハニカムフィルタは、隔壁の厚さが３００μｍであり、セル密度が４６．５個／ｃｍ２であった。セルの形状は、四角形であった。表１の「セル構造」の欄に、隔壁の厚さ、セル密度、及びセル形状を示す。
実施例１のハニカムフィルタは、軸方向に直交する断面の形状が円形であり、上記したように、ハニカムフィルタの外周の形状が、図３に示すようなものであった。ハニカムフィルタの流入端面の直径は、２６６．７ｍｍであり、流入端面から流出端面のまでの長さ（全長）は、３０４．８ｍｍであった。実施例１のハニカムフィルタの形状を、表１の「断面形状」、「外周の形状」、「全長」の欄に示す。なお、表１の「外周の形状」の「形成方法」の欄には、ハニカムフィルタが、隔壁と一体的に構成された外周壁を有する場合には、「一体」と記す。また、ハニカムフィルタが、隔壁と一体的に構成された外周壁を外周加工により取り除き、隔壁を囲繞するように外周コート材を塗工して形成した外周コート層を備えたものの場合には、「外周加工」と記す。なお、表１の「直径」の欄は、ハニカムフィルタの「流入端面の狙いの直径」の値を示し、製造されたハニカムフィルタの実際の直径（Ｄｘ，Ｄｙ）は、表３に示している。
実施例１のハニカムフィルタについて、図７に示すＰ１〜Ｐ１０のそれぞれの測定箇所の気孔率を測定した。気孔率の測定結果を表２に示す。また、気孔率の測定結果に基づいて、「Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５の平均値」と、「Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０の平均値」を求めた。結果を、表２に示す。
Ｐ１〜Ｐ１０のそれぞれの測定箇所の気孔率の値に基づき、流出端面及び流入端面における気孔率変化率（％）を、上記式（１）又は式（３）により算出した。結果を、表３に示す。
また、ハニカム構造部の流出端面の平均径Ｄｘ（ｍｍ）、及びハニカム構造部の流入端面の平均径Ｄｙ（ｍｍ）を求めた。流出端面の平均径Ｄｘは２６６．０ｍｍであり、流入端面の平均径Ｄｙは２６６．７ｍｍであった。平均径Ｄｘ及び平均径Ｄｙの値に基づき、平均径変化率を、上記式（２）により算出した。結果を、表３に示す。
Figure 0006169227
Figure 0006169227
Figure 0006169227
（実施例２〜１３）
セル構造、断面形状、外周の形状等を表１に示すように変更し、実施例２〜１３のハニカムフィルタを作製した。なお、実施例２〜１３のハニカムフィルタは、その外周の形状が、図３、図８〜図１３のいずれかの形状に該当するものであった。表１の「外周の形状」の「参照図」の欄は、各実施例のハニカムフィルタについて、その外周の形状が、図３、図８〜図１３のいずれに該当するのかを示している。例えば、表１の「外周の形状」の「参照図」の欄に、「図８」と記されている場合は、そのハニカムフィルタの外周の形状が、図８の形状に該当することを意味する。
また、実施例２〜１３においては、坏土に添加する造孔材の量を適宜調整して、作製するハニカムフィルタの気孔率を調整した。また、焼成時においては、焼成時に下方に向けて置いた流出端面側の中央領域が他の部分に対し、１５〜１００℃遅れて昇温されるようにして焼成を行った。
（実施例１４及び１５）
実施例１４及び１５においては、図１４及び図１５に示すようなセグメント構造のハニカムフィルタを作製した。具体的には、まず、炭化珪素粉末を８０質量部と、Ｓｉ粉末２０質量部とを混合して、混合粉末を得た。この混合粉末に、バインダ、造孔材、及び水を添加して、混合、混練して坏土を調製した。
次に、ハニカム成形体作製用の口金を用いて坏土を押出成形し、全体形状が四角柱状のハニカム成形体を得た。ハニカム成形体は、実施例１４は３２個、実施例１５は２５個作製した。
次に、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。
次に、乾燥したハニカム成形体に、目封止部を形成した。具体的には、まず、ハニカム成形体の流入端面に、流入セルが覆われるようにマスクを施した。その後、マスクの施されたハニカム成形体の端部を、目封止スラリーに浸漬し、マスクが施されていない流出セルの開口部に目封止スラリーを充填した。その後、ハニカム成形体の流出端面についても、上記と同様の方法で、流入セルの開口部に目封止スラリーを充填した。その後、目封止部を形成したハニカム成形体を、更に、熱風乾燥機で乾燥した。
次に、目封止部を形成したハニカム成形体を脱脂し、焼成してハニカム焼成体を得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。ハニカム焼成体は、全体形状が四角柱状であった。ハニカム焼成体の端面の形状は、一辺の長さが３７ｍｍの正方形であった。このハニカム焼成体が、ハニカム構造部におけるハニカムセグメントとなる。なお、セグメント構造の中央に配置されるハニカムセグメントについては、以下のような方法で作製した。まず、焼成したハニカムセグメントを準備するとともに、粒子径２μｍのＳｉＣ粒子１５０質量部にコロイダルシリカ（固形分４０％の溶液）１５０質量部と、水２００質量部とを加え、よく攪拌して調製した修飾用スラリーを準備した。その後、流出側に相当する端面側の全長方向２０ｍｍの高さの部分を、この修飾用スラリーに浸漬させた後、エアーブローによって過剰なスラリーを除去した。次に、スラリーを乾燥させた後、７００℃で熱処理を施すことにより、流出側が低気孔率となるハニカムセグメントを作製した。
次に、得られた実施例１４は３２個、実施例１５は２５個のハニカム焼成体を、互いの側面同士が対向するように隣接して配置された状態で、接合材によって接合し、ハニカム接合体を作製した。ハニカム接合体は、その端面において、実施例１４は縦方向に６個、横方向に６個の合計３２個（ハニカム接合体の四つ角に位置する４個を除いた個数）、実施例１５は縦方向に５個、横方向に５個の合計２５個のハニカム焼成体が配列するように接合して作製した。
次に、得られたハニカム接合体の外周面を研削加工した。この際、流入端面側から流出端面側に向かって、ハニカム焼成体の外径が減少するように研削加工を行った。その後、研削加工したハニカム接合体の側面に、外周コート材を塗工して外周コート層を形成した。以上のようにして、実施例１４及び１５のハニカムフィルタを作製した。
実施例２〜１５のハニカムフィルタについて、図７に示すＰ１〜Ｐ１０のそれぞれの測定箇所の気孔率を測定した。気孔率の測定結果を表２に示す。また、気孔率の測定結果に基づいて、「Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５の平均値」と、「Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０の平均値」を求めた。結果を、表２に示す。
実施例２〜１５のハニカムフィルタについて、Ｐ１〜Ｐ１０のそれぞれの測定箇所の気孔率の値に基づき、流出端面及び流入端面における気孔率変化率（％）を、上記式（１）又は式（３）により算出した。結果を、表３に示す。
また、ハニカム構造部の流出端面の平均径Ｄｘ（ｍｍ）、及びハニカム構造部の流入端面の平均径Ｄｙ（ｍｍ）を求め、上記式（２）により平均径変化率を算出した。結果を、表３に示す。
実施例１〜１５のハニカムフィルタについて、「耐熱衝撃性（ロバスト性）」の評価を、以下の方法で行った。結果を、表４に示す。なお、「耐熱衝撃性（ロバスト性）」については、実施例１〜１５のそれぞれのハニカムフィルタについて、後述する比較例１〜１５のうちの同一番号の比較例のハニカムフィルタと比較することによって評価を行った。
［耐熱衝撃性（ロバスト性）］
耐熱衝撃性の評価として、ハニカムフィルタに以下に記載する試験を行い、試験後のハニカムフィルタにおけるクラックの発生の有無により、ハニカムフィルタのロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）性を評価するものとした。具体的には、２．２Ｌディーゼルエンジンを搭載するエンジンベンチにて、エンジン回転数２０００ｒｐｍ、エンジントルク６０Ｎｍの運転条件にて、２〜１２ｇ／Ｌの煤を、各実施例及び比較例のハニカムフィルタの内部に堆積させた。その後、ポストインジェクションによる再生処理を行い、ハニカムフィルタの入口ガス温度を上昇させ、ハニカムフィルタの前後の圧損が低下し始めたところでポストインジェクションを切り、エンジンをアイドル状態に切り替えた。このときの煤堆積量は、実施例の各水準において、流出側端面の中央部における最高温度が１０００℃となるようにし、実施例と比較例の同じ番号は同一煤量となる条件で試験を実施した。そして、ハニカムフィルタの流出端面側及び流入端面側におけるクラックの有無を、それぞれ目視にて観察した。表４においては、流出端面側の観察結果と、流入端面側の観察結果とをそれぞれ示す。
クラックが確認されない場合を合格として、表４にて「ＯＫ」と示す。
クラックが確認された場合を不合格として、表４にて「ＮＧ」と示す。
［総合］
また、以下の評価基準に基づいて、耐熱衝撃性の評価の総合評価を行った。結果を、表４に示す。
耐熱衝撃性の評価において、流入端面側及び流出端面側が共に「ＯＫ」の場合を、「Ａ」とした。
耐熱衝撃性の評価において、流入端面側及び流出端面側の少なくとも一方が「ＮＧ」の場合を、「Ｃ」とした。
Figure 0006169227
（比較例１〜１５）
セル構造、断面形状、外周の形状等を表５に示すように変更し、比較例１〜１５のハニカムフィルタを作製した。なお、比較例１〜１５のハニカムフィルタは、その外周の形状が、図３、図８〜図１３のいずれかの形状に該当するものであった。また、比較例１４及び１５については、実施例１４及び１５と同様の方法で、セグメント構造のハニカムフィルタを作製した。
比較例１〜１５のハニカムフィルタについて、図７に示すＰ１〜Ｐ１０のそれぞれの測定箇所の気孔率を測定した。気孔率の測定結果を表６に示す。また、気孔率の測定結果に基づいて、「Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５の平均値」と、「Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０の平均値」を求めた。結果を、表６に示す。
比較例１〜１５のハニカムフィルタについて、Ｐ１〜Ｐ１０のそれぞれの測定箇所の気孔率の値に基づき、流出端面及び流入端面における気孔率変化率（％）を、上記式（１）又は式（３）により算出した。結果を、表７に示す。
また、ハニカム構造部の流出端面の平均径Ｄｘ（ｍｍ）、及びハニカム構造部の流入端面の平均径Ｄｙ（ｍｍ）を求め、上記式（２）により平均径変化率を算出した。結果を、表７に示す。
比較例１〜１５のハニカムフィルタについて、「耐熱衝撃性」の評価を、実施例１と同様の方法で行った。結果を、表８に示す。
Figure 0006169227
Figure 0006169227
Figure 0006169227
Figure 0006169227
（結果）
表４に示すように、実施例１〜１５のハニカムフィルタは、「耐熱衝撃性」の評価において、いずれも良好な結果を得ることができた。比較例１〜１５のハニカムフィルタは、ハニカムフィルタの流出端面側及び流入端面側のうちの少なくとも一方にクラックが発生していた。
本発明のハニカムフィルタは、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中の煤を捕集するためのフィルタとして利用することができる。
１：隔壁、２：セル、２ａ：流入セル、２ｂ：流出セル、３：外周壁、４：ハニカム構造部、５：目封止部、１１：流入端面、１２：流出端面、１５：緻密部、１７：外径減少部、２４：ハニカムセグメント、２５：接合層、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００：ハニカムフィルタ、Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５：外周領域（流出端面の外周領域）、Ｐ２：中央領域（流出端面の中央領域）、Ｐ６，Ｐ８〜Ｐ１０：外周領域（流入端面の外周領域）、Ｐ７：中央領域（流入端面の中央領域）、Ｄｘ：流出端面の平均径、Ｄｙ：流入端面の平均径。

Claims (9)

  1. 流入端面から流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁、及び前記隔壁を囲繞するように配設された外周壁を有する、ハニカム構造部と、
    前記ハニカム構造部に形成された前記セルのいずれか一方の端部を封止するように配置された目封止部と、を備え、
    前記ハニカム構造部は、前記流出端面の中央領域を含み、当該流出端面の前記中央領域から前記ハニカム構造部の軸方向の一部において、下記式（１）によって算出される気孔率変化率が１〜５％の緻密部を有し、且つ、
    前記ハニカム構造部は、前記ハニカム構造部の軸方向の少なくとも一部において、前記ハニカム構造部の前記軸方向に直交する面の外径が、前記流入端面側から前記流出端面側に向かって減少する外径減少部を有し、前記ハニカム構造部の下記式（２）によって算出される平均径変化率が０．２〜３％である、ハニカムフィルタ。
    式（１）：（１−Ｐｘ／Ｐｙ）×１００
    （但し、式（１）において、Ｐｘは、前記流出端面の前記中央領域における気孔率（％）を示し、Ｐｙは、前記流出端面の前記中央領域を除く外周領域の気孔率（％）を示す。）
    式（２）：（１−Ｄｘ／Ｄｙ）×１００
    （但し、式（２）において、Ｄｘは、前記ハニカム構造部の前記流出端面の平均径（ｍｍ）を示し、Ｄｙは、前記ハニカム構造部の前記流入端面の平均径（ｍｍ）を示す。）
  2. 前記ハニカム構造部は、前記流入端面の中央領域における下記式（３）によって算出される気孔率変化率が、１％未満である、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
    式（３）：（１−Ｐ’ｘ／Ｐ’ｙ）×１００
    （但し、式（３）において、Ｐ’ｘは、前記流入端面の前記中央領域における気孔率（％）を示し、Ｐ’ｙは、前記流入端面の前記中央領域を除く前記外周領域の気孔率（％）を示す。）
  3. 前記緻密部の気孔率が、３０〜７０％である、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
  4. 前記外径減少部が、前記ハニカム構造部の軸方向の全域に存在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  5. 前記外径減少部が、前記ハニカム構造部の軸方向の一部のみ存在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  6. 前記ハニカム構造部の前記外周壁が、前記隔壁の外周に配設された外周コート層を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  7. 前記ハニカム構造部が、柱状のハニカムセグメントを複数個有し、複数個の前記ハニカムセグメントの互いの側面同士が対向するように隣接して配置されたセグメント構造を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  8. 前記ハニカム構造部が、前記隔壁全体が一体成形品によって構成された一体型のものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
  9. 前記緻密部が、前記ハニカム構造部の前記流出端面の前記外周領域と同じ組成の材料からなるものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
JP2016117313A 2016-06-13 2016-06-13 ハニカムフィルタ Active JP6169227B1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016117313A JP6169227B1 (ja) 2016-06-13 2016-06-13 ハニカムフィルタ
US15/616,247 US10625195B2 (en) 2016-06-13 2017-06-07 Honeycomb filter
DE102017005475.4A DE102017005475A1 (de) 2016-06-13 2017-06-08 Wabenfilter
CN201710436243.3A CN107489493B (zh) 2016-06-13 2017-06-12 蜂窝过滤器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016117313A JP6169227B1 (ja) 2016-06-13 2016-06-13 ハニカムフィルタ

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017124739A Division JP2017221942A (ja) 2017-06-27 2017-06-27 ハニカムフィルタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6169227B1 true JP6169227B1 (ja) 2017-07-26
JP2017221871A JP2017221871A (ja) 2017-12-21

Family

ID=59384311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016117313A Active JP6169227B1 (ja) 2016-06-13 2016-06-13 ハニカムフィルタ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10625195B2 (ja)
JP (1) JP6169227B1 (ja)
CN (1) CN107489493B (ja)
DE (1) DE102017005475A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7002377B2 (ja) * 2018-03-19 2022-01-20 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP7061491B2 (ja) * 2018-03-27 2022-04-28 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP7049156B2 (ja) * 2018-03-30 2022-04-06 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP7274395B2 (ja) * 2019-10-11 2023-05-16 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
JP7353218B2 (ja) * 2020-03-02 2023-09-29 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP7449721B2 (ja) * 2020-03-02 2024-03-14 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
JP2022152985A (ja) * 2021-03-29 2022-10-12 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006095835A1 (ja) * 2005-03-10 2006-09-14 Ngk Insulators, Ltd. ハニカム構造体、及びその製造方法
WO2008078799A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-03 Ngk Insulators, Ltd. ハニカム構造体及びその製造方法
JP2008212917A (ja) * 2007-02-09 2008-09-18 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体および排気ガス処理装置
JP2009255048A (ja) * 2008-03-19 2009-11-05 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体
JP2011190740A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体
JP2015166573A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 日本碍子株式会社 ハニカム構造体

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3434117B2 (ja) * 1996-03-29 2003-08-04 住友電気工業株式会社 ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ
IT1319897B1 (it) * 2000-02-08 2003-11-12 Luigi Pellegrino Dispositivo di riduzione dell'inquinamento atmosferico da gas discarico
JP3445775B2 (ja) * 2000-02-22 2003-09-08 トヨタ自動車株式会社 パティキュレート・フィルタ
CN100341623C (zh) * 2002-06-17 2007-10-10 日立金属株式会社 陶瓷蜂窝构造体及其制造方法、及其制造中所用的涂材
CN1331559C (zh) 2002-12-11 2007-08-15 日本碍子株式会社 孔眼封堵蜂窝状结构体及其制造方法
WO2011135683A1 (ja) * 2010-04-27 2011-11-03 イビデン株式会社 ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体
JP6059954B2 (ja) * 2012-10-30 2017-01-11 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ
PL2939992T3 (pl) * 2012-12-27 2017-09-29 Sumitomo Chemical Company, Limited Filtr typu plastra miodu i sposób jego wytwarzania
JP2016117313A (ja) 2014-12-18 2016-06-30 株式会社城南製作所 リッド開閉装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006095835A1 (ja) * 2005-03-10 2006-09-14 Ngk Insulators, Ltd. ハニカム構造体、及びその製造方法
WO2008078799A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-03 Ngk Insulators, Ltd. ハニカム構造体及びその製造方法
JP2008212917A (ja) * 2007-02-09 2008-09-18 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体および排気ガス処理装置
JP2009255048A (ja) * 2008-03-19 2009-11-05 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体
JP2011190740A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体
JP2015166573A (ja) * 2014-03-04 2015-09-24 日本碍子株式会社 ハニカム構造体

Also Published As

Publication number Publication date
US20170354912A1 (en) 2017-12-14
US10625195B2 (en) 2020-04-21
CN107489493A (zh) 2017-12-19
JP2017221871A (ja) 2017-12-21
CN107489493B (zh) 2020-10-27
DE102017005475A1 (de) 2017-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6169227B1 (ja) ハニカムフィルタ
JP5209315B2 (ja) ハニカムフィルタ
JP4157304B2 (ja) ハニカム構造体
JP6548528B2 (ja) 目封止ハニカム構造体、及び目封止ハニカムセグメント
JP6506993B2 (ja) ハニカムフィルタ
JP5188433B2 (ja) ハニカムフィルタ
JP6530680B2 (ja) 目封止ハニカム構造体、及び目封止ハニカムセグメント
JPWO2004024295A1 (ja) ハニカム構造体
JP5409070B2 (ja) 排ガス浄化装置の製造方法及び排ガス浄化装置
JP6847724B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
WO2012132005A1 (ja) ハニカム構造体
JP2011194312A (ja) ハニカム構造体
JP2014069123A (ja) ハニカムフィルタ
JP6320798B2 (ja) ハニカム構造体
JP2018062871A (ja) 目封止ハニカム構造体
JP6802075B2 (ja) ハニカム構造体
JP6826858B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
JP2018167199A (ja) ハニカムフィルタ
JP2018167200A (ja) ハニカムフィルタ
JP5378842B2 (ja) ハニカム構造体
JP5476011B2 (ja) 排ガス浄化装置
JP6829979B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
JP7094193B2 (ja) ハニカムフィルタ
JP2008104944A (ja) ハニカムフィルタ
JP6602028B2 (ja) ハニカム構造体

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170524

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170613

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170627

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6169227

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150