JP6887300B2 - ハニカムフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ハニカムフィルタに関する。更に詳しくは、スス等の粒子状物質の漏れだしを有効に抑制するとともに、圧力損失の上昇を抑制することが可能なハニカムフィルタに関する。

様々な産業において、動力源として内燃機関が用いられている。一方で、内燃機関が燃料の燃焼時に排出する排ガスには、スス（スート；Ｓｏｏｔ）や灰（アッシュ；Ａｓｈ）等の粒子状物質が含まれている。例えば、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。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、ＰＭを除去するための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）。

このようなハニカムフィルタは、多孔質の隔壁がＰＭを除去するフィルタの役目を果たす構造となっている。具体的には、ＰＭを含有する排ガスを、ハニカムフィルタの流入端面から流入させ、多孔質の隔壁でＰＭを捕集することによって濾過した後に、浄化された排ガスを、ハニカムフィルタの流出端面から排出する。このようにして排ガス中のＰＭを除去することができる。

ハニカムフィルタにおいて、隔壁によって区画形成されるセルの形状についての種々の検討がされており、例えば、流入端面側が開口しているセル（以下、「流入セル」ということがある）の形状を八角形にしたハニカムフィルタなどが提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、流出端面側が開口しているセル（以下、「流出セル」ということがある）の数よりも、流入セルの数を多くして、圧力損失の上昇を抑制する技術なども検討されている。

また、ハニカムフィルタとして、セルの開口部を目封止する目封止部の配置についても種々の検討がされている。例えば、ハニカムフィルタとして、１つの流出セルの周囲を、８つの流入セルが取り囲むように配置されたものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、ハニカムフィルタとして、流出セルの形状として、四角形以上の多角形における角部に相当する部位が円弧状に形成された形状とする技術についても提案されている（例えば、特許文献４参照）。特許文献４に記載されたハニカムフィルタにおいては、上記構成を採用することで、ハニカムフィルタの熱容量を大きくし、再生時における温度上昇を軽減することができるとされている。

国際公開第２００４／０５２５０２号 特開２０１５−０２９９３９号公報 特開２０１６−５２６３５号公報 特開２０１０−２２１１５９号公報

ハニカムフィルタにおいて、使用初期及び使用中の圧力損失の増大を抑制することは従来から大きな課題となっている。圧力損失の増大を引き起こす要因としては、例えば、隔壁によってＰＭが捕集されることによる、隔壁の通気抵抗の増大が挙げられる。また、圧力損失の増大を引き起こす要因としては、ハニカムフィルタに排ガスが流入する際、また、ハニカムフィルタから排ガスが流出する際に生じる圧力損失や、セル内を排ガスが通過する際の圧力損失も問題となる。これらの要因の中では、隔壁によってＰＭが捕集される際の通気抵抗の増大については、ハニカムフィルタの圧力損失の増大において、より大きな要因となっていると考えられる。

隔壁によってＰＭが捕集される際の圧力損失の増大は、大きく２つの段階が考えられる。まず、１つ目の段階は、隔壁に形成された細孔内にＰＭが侵入することによって捕集され、ＰＭにより隔壁の細孔の一部が閉塞することによって生じる圧力損失の上昇である。この１つ目の段階の圧力損失の上昇は、比較的に、ハニカムフィルタの使用初期の段階で生じることが考えられる。次に、２つ目の段階は、隔壁の表面にＰＭが堆積し、ＰＭの堆積層によって生じる圧力損失の上昇である。この２つ目の段階の圧力損失の上昇は、１つ目の段階の圧力損失の上昇と比較して緩やかなものであり、また、１つ目の段階の圧力損失の上昇時期と比較して、比較的に、後期に生じるものと考えられる。

排ガス中に含まれるＰＭには、不燃性の灰等の粒子状物質が含まれおり、ハニカムフィルタを継続的に使用していると、隔壁の表面に灰が堆積し、ハニカムフィルタの圧力損失が増大する。このため、ハニカムフィルタの圧力損失の増大を抑制する対策として、例えば、ハニカムフィルタの灰の堆積容量を増大させる方法が考えられる。

例えば、流入セルの形状を八角形等にすることで、流入セルを区画する隔壁の表面積が増大し、灰の堆積容量を増大させることができる。しかしながら、流入セルの形状を変更する程度では、灰の発生量が多くなってしまうと、十分な灰の堆積容量を確保することは困難であった。

また、例えば、直線上に１列に配置されたセルの全てを流入セルとし、流出セルの数よりも、流入セルの数を多くすることにより、灰の堆積容量を増大させることは可能である。しかしながら、このようなハニカムフィルタは、流出セルの数が大幅に減少してしまうため、流出端面側において大きな背圧が生じてしまうという問題があった。また、灰の発生量が多くなってしまうと、流入セルの数を更に増やさなければならず、これにより、ハニカムフィルタの背圧が更に増大するという問題もあった。

また、特許文献３に記載されたようなハニカムフィルタは、流入セルの角部にスス等の粒子状物質が堆積し易く、また、実使用時において、流入セルの角部にクラック等が生じ、流出セルの角部から、スス等が漏れ出してしまうという問題があった。

特許文献４に記載されたハニカムフィルタは、流出セルの角部に相当する部位のみを、円弧状に形成しているため、流入セル相互間にクラック等が生じやすいという問題があった。

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、スス等の粒子状物質の漏れだしを有効に抑制するとともに、圧力損失の上昇を抑制することが可能なハニカムフィルタを提供する。特に、使用開始時及び使用初期の状態における圧力損失の上昇を有効に抑制することが可能な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取り囲むように配設された多孔質の隔壁を有するハニカム構造部と、
前記セルにおける前記流入端面側又は前記流出端面側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、当該ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、一の方向に沿って直線状に複数の前記セルが配列したセル列を複数有し、
前記セル列が、前記セルの延びる方向に直交する断面において、同一形状の四角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列、四角形のセルと八角形のセルが前記一の方向に沿って交互に配列した繰り返し単位からなるセル列、又は、六角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列のいずれかであり、
前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記四角形のセル、前記八角形のセル、及び前記六角形のセルのそれぞれの輪郭形状が、互いに対向する２つの辺を有し、当該対向する２つの辺に直交する方向が、前記一の方向であり、
複数の前記セル列は、一の前記セル列としての第一セル列と、他の前記セル列としての第二セル列とからなり、
前記第一セル列は、前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設され、前記流入端面側が開口した流入セルが前記一の方向に沿って配列したセル列であり、
前記第二セル列は、前記一の方向に沿って直線状に配列した前記セルとして、前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設され、前記流出端面側が開口した流出セルを含むセル列であり、
下記測定方法（１）により測定される前記第一セル列の幅Ｐ１（ｍｍ）、及び前記第二セル列の幅Ｐ２（ｍｍ）が、下記式（１）の関係を満たすとともに、
前記セルの延びる方向に直交する断面において、それぞれの前記セルは、多角形の角部が、曲率半径Ｒの曲線状に形成された形状を有し、
前記第一セル列の幅Ｐ１（ｍｍ）、前記第二セル列の幅Ｐ２（ｍｍ）、及び曲率半径Ｒ（μｍ）が、下記式（２）の関係を満たす、ハニカムフィルタ。

式（１）：２≦１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）≦５０
式（２）：０．４≦（Ｒ／１０００）／（（Ｐ１＋Ｐ２）／２）×１００≦２０
［測定方法（１）］
（１−１）同一形状の四角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列における測定方法。
同一形状の四角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列の側縁に配設される前記隔壁の厚さの中間位置を、当該セル列の幅における各側縁とし、当該セル列における両側縁間の距離を測定し、測定した前記距離を、当該セル列の幅とする。
（１−２）四角形のセルと八角形のセルが前記一の方向に沿って交互に配列した繰り返し単位からなるセル列における測定方法。
四角形のセルと八角形のセルが前記一の方向に沿って交互に配列した繰り返し単位からなるセル列において、当該セル列の幅を測定する一のセル列を測定対象セル列とし、当該測定対象セル列を構成する前記セルのうち、当該測定対象セル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に配置された前記セルを第一内側セルとする。次に、前記測定対象セル列に隣接する一のセル列において、当該隣接する一のセル列を構成する前記セルのうち、当該隣接する一のセル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に配置された前記セルを第二内側セルとする。次に、前記測定対象セル列に前記一のセル列とは異なる側縁側にて隣接する他のセル列において、当該隣接する他のセル列を構成する前記セルのうち、当該隣接する他のセル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に配置された前記セルを第三内側セルとする。前記第一内側セルと前記第二内側セルとの前記セル列の延びる方向に直交する方向における中間位置を前記測定対象セル列の第一側縁とし、前記第一内側セルと前記第三内側セルとの前記セル列の延びる方向に直交する方向における中間位置を前記測定対象セル列の第二側縁とし、前記測定対象セル列における前記第一側縁と前記第二側縁との両側縁間の距離を測定し、測定した前記距離を、当該測定対象セル列の幅とする。
（１−３）六角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列における測定方法。
六角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列を構成する複数の前記セルのそれぞれの輪郭形状において、当該セル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に窪んだ部位と最も外側に張り出した部位との中間位置を、当該セル列の幅における各側縁とし、当該セル列における両側縁間の距離を測定し、測定した前記距離を、当該セル列の幅とする。

［２］ 前記第一セル列の幅Ｐ１と前記第二セル列の幅Ｐ２の平均値が、０．５〜２．７ｍｍである、前記［１］に記載のハニカムフィルタ。

［３］ 前記第一セル列の幅Ｐ１が、０．３〜２．７ｍｍである、前記［１］又は［２］に記載のハニカムフィルタ。

［４］ 前記第二セル列の幅Ｐ２が、０．７〜２．７ｍｍである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［５］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第一セル列の数Ｎ１に対する、前記第二セル列の数Ｎ２の比率Ｎ２／Ｎ１が、１／４〜４．０である、前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［６］ 前記第二セル列が、前記流入セルと前記流出セルとが混在したセル列である、前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［７］ 前記第二セル列が、前記流出セルが前記一の方向に沿って配列したセル列である、前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［８］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第二セル列の両側にそれぞれ前記第一セル列が配置されている、前記［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［９］ 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第一セル列と前記第二セル列とが、各列に直交する方向に交互に配置されている、前記［８］に記載のハニカムフィルタ。

［１０］ 前記セルの延びる方向に直交する断面に、前記セル列の構成が異なる２つ以上の領域を有し、少なくとも一部の領域に、前記ハニカム構造部が存在する、前記［１］〜［９］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［１１］ 複数個の前記ハニカム構造部を備え、
それぞれの前記ハニカム構造部が、柱状のハニカムセグメントによって構成され、複数個の前記ハニカムセグメントの互いの側面同士が接合層によって接合されている、前記［１］〜［９］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、一の方向に沿って直線状に２つ以上のセルが配列したセルとして、直線状に流入セルが配列した第一セル列を有している。このため、本発明のハニカムフィルタは、灰の堆積容量を大きく確保することができ、圧力損失の上昇を有効に抑制することができる。また、本発明のハニカムフィルタは、上記式（１）を満たすように構成されているため、流入端面側に対する流出端面側のセルの総開口面積の減少を抑制することができ、使用開始時及び使用初期の状態における圧力損失の上昇についても有効に抑制することができる。更に、本発明のハニカムフィルタは、それぞれのセルが、多角形の角部が、曲率半径Ｒの曲線状に形成された形状を有するように構成されている。そして、上記式（２）を満たすように構成されているため、ハニカムフィルタからのスス等の粒子状物質の漏れだしを有効に抑制することができる。

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。 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２に示すハニカムフィルタの流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 図３に示すハニカムフィルタの流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 図４のＡ−Ａ’断面を模式的に示す、断面図である。 図４のＢ−Ｂ’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二実施形態を模式的に示す、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 ハニカムフィルタの第四実施形態を模式的に示す、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 ハニカムフィルタの第四実施形態を模式的に示す、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 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、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 本発明のハニカムフィルタの第九実施形態を模式的に示す、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 本発明のハニカムフィルタの第九実施形態を模式的に示す、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 本発明のハニカムフィルタの第十実施形態を模式的に示す、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 本発明のハニカムフィルタの第十実施形態を模式的に示す、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。 本発明のハニカムフィルタの他の実施形態を模式的に示す、流入端面の平面図である。 本発明のハニカムフィルタの更に他の実施形態を模式的に示す、流入端面の平面図である。 本発明のハニカムフィルタの更に他の実施形態を模式的に示す、流入端面の平面図である。 本発明のハニカムフィルタの更に他の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。 参考例２２及び参考例２３のハニカムフィルタを模式的に示す、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。 参考例２２及び参考例２３のハニカムフィルタを模式的に示す、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。

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７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。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、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３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４は、図２に示すハニカムフィルタの流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。図５は、図３に示すハニカムフィルタの流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。図６は、図４のＡ−Ａ’断面を模式的に示す、断面図である。図７は、図４のＢ−Ｂ’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を取り囲むように配設されたものである。即ち、複数のセル２は、多孔質の隔壁１によって区画形成されたものである。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。このため、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。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、当該ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面において、一の方向に沿って直線状に２つ以上のセル２が配列した複数のセル列を有する。そして、複数のセル列は、以下に説明するような、第一セル列１５と、第二セル列１６とを含んでいる。第一セル列１５は、流出端面１２側の端部に目封止部５が配設され、流入端面１１側が開口した流入セル２ａによって構成されたセル列である。また、第二セル列１６は、一の方向に沿って直線状に配列したセル２が、流入端面１１側の端部に目封止部５が配設され、流出端面１２側が開口した流出セル２ｂを含むセル列である。なお、第二セル列１６は、流出セル２ｂのみによって構成されたセル列であってもよいし、流出セル２ｂと流入セル２ａとが混在したセル列であってもよい。一方で、上述したように、第一セル列１５は、流入セル２ａのみによって構成されたセル列である。

本実施形態のハニカムフィルタ１００は、第一セル列１５の幅Ｐ１、及び第二セル列１６の幅Ｐ２が、下記式（１）の関係を満たしている。下記式（１）において、Ｐ１は、第一セル列１５の幅Ｐ１（単位：ｍｍ）を示し、Ｐ２は、第二セル列１６の幅Ｐ２（単位：ｍｍ）を示す。図４及び図５に示すようなハニカム構造部４において、各セル列の幅を測定する際の側縁は、それぞれのセル列の側縁に配設された隔壁１の厚さの中間位置とする。このようにして、それぞれのセル列の両側の側縁を求め、２つの側縁間の距離を測定する。測定された２つの側縁間の距離を、それぞれのセル列の幅とする。

式（１）：２≦１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）≦５０

また、本実施形態のハニカムフィルタ１００は、セル２の延びる方向に直交する断面において、それぞれのセル２は、多角形の角部６が、曲率半径Ｒ（μｍ）の曲線状に形成された形状を有している。図４及び図５において、符号６は、セル２の延びる方向に直交する断面におけるセル２の形状において、曲線状に形成された角部６を示す。そして、第一セル列１５の幅Ｐ１（ｍｍ）、第二セル列１６の幅Ｐ２（ｍｍ）、及び曲率半径Ｒ（μｍ）が、下記式（２）の関係を満たしている。下記式（２）において、Ｒは、セル２の角部６における曲線状の部位の曲率半径Ｒ（単位：μｍ）を示す。

式（２）：０．４≦（Ｒ／１０００）／（（Ｐ１＋Ｐ２）／２）×１００≦２０

このように構成することによって、ハニカムフィルタ１００の圧力損失の上昇を抑制することができる。即ち、本実施形態のハニカムフィルタ１００は、直線状に流入セル２ａが配列した第一セル列１５を有しているため、灰の堆積容量を大きく確保することができる。更に、ハニカムフィルタ１００は、上記式（１）を満たすように構成されているため、第一セル列１５の幅Ｐ１が、第二セル列１６の幅Ｐ２よりも小さくなるように構成されている。このため、第一セル列１５を有していたとしても、ハニカムフィルタ１００の流入端面に対する流出端面１２側の開口率が著しく低下することがない。したがって、本実施形態のハニカムフィルタ１００によれば、灰の堆積容量を大きく確保しつつ、圧力損失の上昇を有効に抑制することができる。特に、本実施形態のハニカムフィルタ１００は、使用開始時及び使用初期の状態における圧力損失の上昇を有効に抑制することができる。更に、ハニカムフィルタ１００は、それぞれのセル２が、多角形の角部６が、曲率半径Ｒの曲線状に形成された形状を有するように構成されている。そして、上記式（２）を満たすように構成されているため、ハニカムフィルタ１００からのスス等の粒子状物質の漏れだしを有効に抑制することができる。

式（１）において、「１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）」の値が、２未満であると、流入セル２ａに対する流出セル２ｂの比率が小さくなる。このため、隔壁１にススが堆積していない状態から少量のススが堆積した際に、ハニカムフィルタ１００の圧力損失の上昇が大きくなることがある。式（１）において、「１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）」の値が、５０を超えると、十分な灰の堆積容量を確保出来ないため、灰が堆積した場合の圧力損失が悪化する。式（１）において、「１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）」の値は、５以上であることが特に好ましい。また、４５以下であることが特に好ましい。

式（２）において、「（Ｒ／１０００）／（（Ｐ１＋Ｐ２）／２）×１００」の値が、０．４未満であると、ハニカムフィルタ１００からスス等が漏れ出し易くなる。式（２）において、「（Ｒ／１０００）／（（Ｐ１＋Ｐ２）／２）×１００」の値が、２０を超えると、圧力損失が悪化する。式（２）において、「（Ｒ／１０００）／（（Ｐ１＋Ｐ２）／２）×１００」の値は、１以上であることが特に好ましい。また、１５以下であることが特に好ましい。

それぞれのセル２における、曲線状に形成された角部６の曲率半径Ｒについては、以下のように測定することができる。まず、ハニカムフィルタ１００の流入端面１１及び流出端面１２を画像測定機によって撮像する。そして、撮像した流入端面１１及び流出端面１２の画像を画像解析することによって、角部６の曲率半径Ｒを求めることができる。画像解析の方法としては、例えば、ニコン社製の「ＶＭ−２５２０（商品名）」を用いることができる。セル２の角部６の曲率半径Ｒは、上記画像解析により、セル２の角部６に対するカーブフィッティングにて、当該角部６の内接円の半径（又は直径）を求めることによって得ることができる。

本実施形態のハニカムフィルタ１００において、セル列を規定する方向、即ち、上述した一の方向については、２つ以上のセル２が直線状に配列した方向であれば、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面において、任意の方向とすることができる。ただし、第一セル列１５の幅Ｐ１と、第二セル列１６の幅Ｐ２とを比較する際には、それぞれのセル列は、同一方向に延びる平行なセル列とする。

第一セル列１５は、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面において、少なくとも１列以上存在していればよい。また、第二セル列１６についても、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に直交する断面において、少なくとも１列以上存在していればよい。ただし、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側のいずれか一方の端部が目封止部５によって目封止されているため、第一セル列１５の条件を満たさないセル列は、全て第二セル列１６に該当することとなる。

第一セル列１５の幅Ｐ１と、第二セル列１６の幅Ｐ２の平均値が、０．５〜２．７ｍｍであることが好ましく、０．７〜２．０ｍｍであることが更に好ましい。上記平均値が、０．５ｍｍ未満であると、スス堆積によるセル２の詰まりが発生する点で好ましくない。また、上記平均値が、２．７ｍｍを超えると、実質的なセル数が減少することで、１個のセル２あたりのスス堆積量が増加し、圧力損失の上昇を引き起こす点で好ましくない。

第一セル列１５の幅Ｐ１が、０．３〜２．７ｍｍであることが好ましく、０．５〜２．０ｍｍであることが更に好ましい。第一セル列１５の幅Ｐ１が、０．３ｍｍ未満であると、スス堆積によるセル２の詰まりが発生する点で好ましくない。また、第一セル列１５の幅Ｐ１が、２．７ｍｍを超えると、実質的なセル数が減少することで、１個のセル２あたりのスス堆積量が増加し、圧力損失の上昇を引き起こす点で好ましくない。

第二セル列１６の幅Ｐ２が、０．７〜２．７ｍｍであることが好ましく、１．０〜２．０ｍｍであることが更に好ましい。第二セル列１６の幅Ｐ２が、０．７ｍｍ未満であると、スス堆積によるセル２の詰まりが発生する点で好ましくない。また、第二セル列１６の幅Ｐ２が、２．７ｍｍを超えると、実質的なセル数が減少することで、１個のセル２あたりのスス堆積量が増加し、圧力損失の上昇を引き起こす点で好ましくない。

第一セル列１５及び第二セル列１６のそれぞれのセル列において、直線上に配列するセル２の個数については特に制限はない。ただし、それぞれのセル列は、５個以上のセル２が直線上に配列したものであることが好ましく、１０個以上のセル２が直線上に配列したものであることが更に好ましい。なお、直線上に配列するセル２の個数の上限は、ハニカム構造部４の一の周縁から他の周縁までの直線上に存在する全てのセル２の個数となる。

セル２の延びる方向に直交する断面において、第一セル列１５の数Ｎ１、及び第二セル列１６の数Ｎ２については、少なくとも１列以上であればよい。本実施形態のハニカムフィルタ１００においては、第一セル列１５の数Ｎ１に対する、第二セル列１６の数Ｎ２の比率Ｎ２／Ｎ１が、１／４〜４．０であることが好ましく、１／３〜３．０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、灰の堆積容量を大きく確保しつつ、圧力損失の上昇を有効に抑制することができる。なお、上記比率Ｎ２／Ｎ１が、１／４未満であると、流入セル２ａの個数に対する、流出セル２ｂの個数の比率が小さくなる。このため、隔壁１にススが堆積していない状態から少量のススが堆積した際に、ハニカムフィルタ１００の圧力損失の上昇が大きくなることがある。また、上記比率Ｎ２／Ｎ１が、４．０を超えると、流入セル２ａの減少により、灰の堆積容量が減少することがある。

セル２の延びる方向に直交する断面において、第一セル列１５と第二セル列１６とは、隔壁１を挟んで隣接して配置されている。例えば、図１〜図７に示すハニカムフィルタ１００のように、セル２の延びる方向に直交する断面において、第二セル列１６の両側にそれぞれ第一セル列１５が配置されていてもよい。ハニカムフィルタ１００においては、セル２の延びる方向に直交する断面において、第一セル列１５と第二セル列１６とが、各列に直交する方向に交互に配置されている。このように構成されたハニカムフィルタ１００は、灰の堆積容量を、ハニカムフィルタ１００内のどの場所においても均等に確保することができる点で好ましい。

ハニカムフィルタ１００の全体形状については、特に制限はない。例えば、図１に示すハニカムフィルタ１００の全体形状は、流入端面１１及び流出端面１２が円形の円柱状である。その他、図示は省略するが、ハニカムフィルタの全体形状としては、流入端面及び流出端面が、楕円形やレーストラック（Ｒａｃｅｔｒａｃｋ）形や長円形等の略円形の柱状であってもよい。また、ハニカムフィルタの全体形状としては、流入端面及び流出端面が、四角形や六角形等の多角形の角柱状であってもよい。

隔壁１の厚さが、５０〜６００μｍであることが好ましく、１００〜５００μｍであることが更に好ましく、１５０〜４５０μｍであることが特に好ましい。隔壁１の厚さが、５０μｍ未満であると、ハニカムフィルタ１００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１の厚さが、６００μｍ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１の厚さは、ハニカムフィルタ１００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。

隔壁１の気孔率は、例えば、２０〜９０％であることが好ましく、２５〜８０％であることが更に好ましく、３０〜７５％であることが特に好ましい。隔壁１の気孔率が２０％未満であると、ハニカムフィルタ１００の圧力損失が増大し、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１の気孔率が３０％以上であると、上記の問題がより起こり難くなる。一方で、隔壁１の気孔率が９０％を超えると、ハニカムフィルタ１００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１の気孔率が７５％以下であると、上記の問題がより起こり難くなる。なお、隔壁１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。

セル２の形状については、多角形の角部６が、曲率半径Ｒの曲線状に形成された形状であれば、元の多角形状については特に制限はない。後述するように、セル２の形状としては、四角形、六角形、八角形等を挙げることができる。

隔壁１を構成する材料に特に制限はないが、強度、耐熱性、耐久性等の観点から、主成分は、酸化物又は非酸化物の各種セラミックスや金属等であることが好ましい。具体的には、例えば、セラミックスとしては、コージェライト、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ）、アルミナ、スピネル（Ｓｐｉｎｅｌ）、炭化珪素、窒化珪素、及びチタン酸アルミニウム等が考えられる。金属としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属、及び金属珪素等が考えられる。これらの材料の中から選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることが好ましい。高強度、高耐熱性等の観点から、アルミナ、ムライト、チタン酸アルミニウム、コージェライト、炭化珪素、及び窒化珪素から構成された群より選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることが特に好ましい。また、高熱伝導率や高耐熱性等の観点からは、炭化珪素、又は珪素−炭化珪素複合材料が特に適している。ここで、「主成分」とは、隔壁１の５０質量％以上を構成する成分のことを意味する。上記成分は、隔壁１を構成する材料中に７０質量％以上含まれることが好ましく、８０質量％以上含まれることが更に好ましい。

目封止部５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５の材質と隔壁１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１００は、ハニカム構造部４の隔壁１の表面及び隔壁１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１に捕集したスス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１００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〜第十実施形態）：
次に、ハニカムフィルタの第二実施形態〜第十実施形態について、図８〜図２５を参照しつつ説明する。ここで、図８〜図２５は、ハニカムフィルタの第二実施形態〜第十実施形態を模式的に示す、流入端面又は流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。

図８〜図１３に示される第二実施形態〜第四実施形態のハニカムフィルタ２００，３００，４００は、セル２の形状が四角形であり、第一実施形態のハニカムフィルタ１００（図４等参照）と同様に、上述した式（１）及び式（２）を満たすように構成されている。特に、第二実施形態〜第四実施形態のハニカムフィルタ２００，３００，４００は、第一セル列１５の幅Ｐ１が、第二セル列１６の幅Ｐ２よりも小さくなるように構成されている。第二実施形態〜第四実施形態のハニカムフィルタ２００，３００，４００は、第一セル列１５及び第二セル列１６の配列が、第一実施形態のハニカムフィルタ１００（図４等参照）と異なっている。そして、第一セル列１５及び第二セル列１６の配列が異なること以外は、第一実施形態のハニカムフィルタ１００（図４等参照）と同様に構成されていることが好ましい。

図８及び図９に示すように、第二実施形態のハニカムフィルタ２００は、第二セル列１６における目封止部５の配設位置が、第一実施形態のハニカムフィルタにおける第二セル列とは異なっている。即ち、第二実施形態のハニカムフィルタ２００は、第一セル列１５及び第二セル列１６の延びる方向に直交する方向においても、流入セル２ａと流出セル２ｂとが交互に配置されているセル列が存在する。一方、図４及び図５に示すような第一実施形態のハニカムフィルタ１００においては、第一セル列１５を挟んで配置される２つの第二セル列１６において、目封止部５の配設位置が、半ピッチ（ｐｉｔｃｈ）ずれた状態となっている。第二実施形態のハニカムフィルタ２００は、図８及び図９の紙面の縦方向にも第一セル列１５と同様に直線上に目封止部を配置しないセル２の列が存在している。このため、ハニカムフィルタ２００では、必要に応じて紙面の縦横の両方の軸で、第一セル列１５を配置することが可能である。一方で、図８及び図９の紙面の縦方向におけるセル列を、例えば、第一セル列１５と同様な幅Ｐ１とする必要がない場合は、セル２の配列については、図４及び図５に示すようなハニカムフィルタ１００であってもよいし、図８及び図９に示すようなハニカムフィルタ２００であってもよい。

図１０及び図１１に示すように、第三実施形態のハニカムフィルタ３００は、直線状に流入セル２ａが配列することによって構成された第一セル列１５が、第一セル列１５に直交する方向に２列連続して配置されている。このように、第一セル列１５及び第二セル列１６は、各列に直交する方向に交互に配置されていなくともよい。このように構成されたハニカムフィルタ３００は、一直線上に全て目封止部が配設されたセル列を有するため、ハニカムフィルタ３００のキャニング時の強度を確保し易くなる。ここで、キャニング（Ｃａｎｎｉｎｇ）とは、ハニカムフィルタを、金属ケース等の筐体内に収容することを意味する。

図１２及び図１３に示すように、第四実施形態のハニカムフィルタ４００は、図１２の紙面の左右方向に延びる第一セル列１５及び第二セル列１６と、図１２の紙面の上下方向に延びる第一セル列１５及び第二セル列１６と、を有するハニカムフィルタ４００である。紙面の左右方向に延びる第一セル列１５及び第二セル列１６は、第一セル列１５の幅Ｐ１が、第二セル列１６の幅Ｐ２よりも小さくなるように構成されている。また、紙面の上下方向に延びる第一セル列１５及び第二セル列１６は、第一セル列１５の幅Ｐ１’が、第二セル列１６の幅Ｐ２’よりも小さくなるように構成されている。そして、第四実施形態のハニカムフィルタ４００は、紙面の縦横のそれぞれのセル列において、上述した式（１）及び式（２）を満たすように構成されている。このように構成されたハニカムフィルタ４００は、縦方向と横方向の配置を同一とすることができ、ハニカムフィルタ４００を配設する際の方向性について、許容の範囲が広がる点で好ましい。

図１４〜図２１に示される第五実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタ５００，６００，７００，８００は、隔壁２１によって区画形成されるセル２２の形状が、略四角形と略八角形になっている。略四角形とは、四角形の角部が曲線状に形成された形状のことであり、略八角形とは、八角形の角部が曲線状に形成された形状のことである。以下、四角形の角部が曲線状に形成された略四角形のことを、単に「四角形」ということがある。また、八角形の角部が曲線状に形成された略八角形のことを、単に「八角形」ということがある。第五実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタ５００，６００，７００，８００は、上述した式（１）を満たし、且つ、セル２２の角部における曲線状の部位の曲率半径Ｒとした場合に、上述した式（２）を満たすように構成されている。

第五実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタ５００，６００，７００，８００においては、ハニカム構造部２４のセル２２の延びる方向に直交する断面において、四角形のセル２２と八角形のセル２２とが互い違いに形成されている。第五実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタ５００，６００，７００，８００においても、第一セル列３５の幅Ｐ１が、第二セル列３６の幅Ｐ２よりも小さくなるように構成されている。第五実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタ５００，６００，７００，８００は、セル２２の形状、並びに第一セル列３５及び第二セル列３６の配列が異なること以外は、第一実施形態のハニカムフィルタ１００（図４等参照）と同様に構成されていることが好ましい。

ここで、図１４〜図２１に示される第五実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタ５００，６００，７００，８００における、第一セル列３５の幅Ｐ１、及び第二セル列３６の幅Ｐ２の測定方法について、図１４及び図１５を参照しつつ説明する。まず、図１４及び図１５に示すハニカムフィルタ５００において、流出端面３２側の端部に目封止部２５が配設され、流入端面３１側が開口した流入セル２２ａによって構成されたセル列を、第一セル列３５とする。また、一の方向に沿ってセル２２が配列したセル列において、流出セル２２ｂを含むセル列を、第二セル列３６とする。各セル列の幅を測定する際には、まず、符号３５で示される第一セル列３５を「測定対象セル列」とした場合、当該測定対象セル列を構成するセル２２のうち、セル列の最も内側に配置されたセル２２ｘを見つける。次に、この測定対象セル列に隣接するセル列について、当該隣接するセル列を構成するセル２２のうち、セル列の最も内側に配置されたセル２２ｙを見つける。そして、セル２２ｘとセル２２ｙとの、セル列の延びる方向に直交する方向における中間位置を、「測定対象セル列」の片側の側縁とする。上述した方法により、「測定対象セル列」の両側の側縁を求め、２つの側縁間の距離を測定する。測定された２つの側縁間の距離を「測定対象セル列」の幅とする。

図１４〜図２１に示される第五実施形態〜第八実施形態のハニカムフィルタ５００，６００，７００，８００は、排ガス中のススの量が多く、ススの堆積量が多くなる場合に有効なハニカムフィルタである。即ち、ススの堆積が無い時の圧力損失よりも、ススの堆積した状態での圧力損失の上昇を抑制する必要がある場合に好適な実施形態である。

なお、図２０及び図２１に示される第八実施形態のハニカムフィルタ８００は、後述するセグメント構造のハニカムフィルタとなっている。このため、図２０及び図２１において図示されるセル２２の構造は、セグメント構造のハニカムフィルタを構成する一つのハニカムセグメントの端面の一部を示したものである。

図２２〜図２５に示される第九実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタ９００，１０００は、隔壁４１によって区画形成されるセル４２の形状が、略六角形になっている。略六角形とは、六角形の角部が曲線状に形成された形状のことである。以下、六角形の角部が曲線状に形成された略六角形のことを、単に「六角形」ということがある。第九実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタ９００，１０００は、上述した式（１）を満たし、且つ、セル４２の角部における曲線状の部位の曲率半径Ｒとした場合に、上述した式（２）を満たすように構成されている。なお、図２２〜図２５は、第九実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタ９００，１０００において、六角形のセル４２の配列を説明ための模式図であるため、六角形のセル４２の角部における曲線状の部位は、省略して作図している。

第九実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタ９００，１０００においては、ハニカム構造部４４のセル４２の延びる方向に直交する断面において、第一セル列５５の幅Ｐ１が、第二セル列５６の幅Ｐ２よりも小さくなるように構成されている。図２２〜図２５においては、隔壁４１によって区画形成されたセル４２の形状のみを模式的に示している。即ち、図２２〜図２５においては、隔壁４１を直線によって示し、当該隔壁４１の厚みを捨象した状態で作図している。

図２２〜図２５に示される第九実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタ９００，１０００は、キャニング時において、各紙面の縦方向、横方向のみでなく、円周方向の強度の均一性を図ることができる。

図２２〜図２５に示される第九実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタ９００，１０００における、第一セル列５５の幅Ｐ１、及び第二セル列５６の幅Ｐ２の測定方法について、図２２及び図２３を参照しつつ説明する。まず、図２２及び図２３に示すハニカムフィルタ９００において、流出端面５２側の端部に目封止部４５が配設され、流入端面５１側が開口した流入セル４２ａによって構成されたセル列を、第一セル列５５とする。また、一の方向に沿ってセル４２が配列したセル列において、流出セル４２ｂを含むセル列を、第二セル列５６とする。各セル列の幅を測定する際の側縁は、それぞれのセル列の側縁において、内側に窪んだ部位と、外側に張り出した部位との中間位置とする。このようにして、それぞれのセル列の両側の側縁を求め、２つの側縁間の距離を測定する。測定された２つの側縁間の距離を、セル列の幅とする。

（３）ハニカムフィルタ（他の実施形態）：
次に、本発明のハニカムフィルタの他の実施形態について、図２６〜図２９を参照しつつ説明する。ここで、図２６は、本発明のハニカムフィルタの他の実施形態を模式的に示す、流入端面の平面図である。図２７は、本発明のハニカムフィルタの更に他の実施形態を模式的に示す、流入端面の平面図である。図２８は、本発明のハニカムフィルタの更に他の実施形態を模式的に示す、流入端面の平面図である。図２９は、本発明のハニカムフィルタの更に他の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２６に示すハニカムフィルタ２０００は、ハニカムフィルタ２０００の流入端面１１の四隅の４箇所の範囲が、本発明の特徴を満たすハニカム構造部４となっている。即ち、図２６において、符号４で示される太線で囲われた範囲のハニカム構造部４が、上記式（１）及び式（２）を満たすように構成されている。図２６に示すハニカムフィルタ２０００は、例えば、排ガスがハニカムフィルタ２０００の破線で囲まれた中央部分に集中して流れる場合等に有効である。なお、図２６に示すハニカムフィルタ２０００においては、符号４で示される太線で囲われた範囲以外においては、上記式（１）を満たさないものであってもよい。

図２７に示すハニカムフィルタ２１００は、ハニカムフィルタ２１００の流入端面１１において、紙面の右下の１／４の扇型の範囲が、本発明の特徴を満たすハニカム構造部４となっている。即ち、図２７において、符号４によって示される太線によって囲われた扇型の範囲のハニカム構造部４が、上記式（１）及び式（２）を満たすように構成されている。このように、ハニカムフィルタは、ハニカムフィルタを使用する際のレイアウト（ｌａｙｏｕｔ）や、排ガスの偏流などにより、灰等の粒子状物質の堆積状況に偏りを生じることがある。このため、図２７に示すハニカムフィルタ２１００のように、ハニカムフィルタ２１００の端面全域において、上記式（１）を満たしていなくともよい。例えば、ハニカムフィルタ２１００は、ハニカムフィルタを使用する際のレイアウト（ｌａｙｏｕｔ）や、排ガスの偏流などに応じて、灰の堆積容量を大きく確保しつつ、圧力損失の上昇を有効に抑制することができる。例えば、排ガスがハニカムフィルタ２１００の破線で囲まれた部分に集中して流れる場合等に有効である。

図２８に示すハニカムフィルタ２２００は、ハニカムフィルタ２２００の流入端面１１の太線で示した中央部分が、本発明の特徴を満たすハニカム構造部４となっている。図２８に示すハニカムフィルタ２２００は、例えば、外周部分近傍において、排ガスの流れが少ない場合等に有効である。

図２９に示すハニカムフィルタ３０００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３０００である。特に、ハニカムフィルタ３０００においては、それぞれのハニカム構造部４が、柱状のハニカムセグメント６４によって構成され、複数個のハニカムセグメント６４の互いの側面同士が接合層６５によって接合されている。即ち、本実施形態のハニカムフィルタ３０００においては、セグメント構造のハニカムフィルタを構成する個々のハニカムセグメント６４のそれぞれが、ハニカムフィルタ３０００におけるハニカム構造部４となっている。ここで、「セグメント構造のハニカムフィルタ」とは、個々に作製された複数個のハニカムセグメント６４が接合されることによって構成されたハニカムフィルタのことである。なお、図１〜図７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フィルタ１００を、「一体型のハニカムフィルタ」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、「セグメント構造のハニカムフィルタ」であってもよいし、「一体型のハニカムフィルタ」であってもよい。

ハニカムフィルタ３０００においては、少なくとも１つのハニカムセグメント６４が、これまでに説明した第一実施形態のハニカムフィルタのハニカム構造部と同様に構成されていることが好ましい。即ち、少なくとも１つのハニカムセグメント６４は、一の方向に沿って直線状に２つ以上のセル２が配列した複数のセル列を有する。そして、この複数のセル列が、流入セル２ａによって構成された第一セル列と、流出セル２ｂを含む第二セル列とを含む。そして、少なくとも１つのハニカムセグメント６４は、上記式（１）及び式（２）を満たすように構成されている。このようなハニカムフィルタ３０００であっても、これまでに説明した第一実施形態のハニカムフィルタと同様の作用効果を得ることができる。複数個のハニカムセグメント６４は、それぞれ同じセル構造を有するものであってもよいし、それぞれ異なるセル構造を有するものであってもよい。

ハニカムフィルタ３０００における外周壁３は、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。外周コート材は、複数個のハニカムセグメント６４を接合した接合体の外周に塗工して、外周コート層を形成するためのコート材である。また、複数個のハニカムセグメント６４を接合した接合体は、当該接合体に対して、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２９に示すハニカムフィルタ３０００においては、セル２の形状が四角形となっている。ただし、各ハニカムセグメント６４における各セル２の形状について四角形に限定されることはなく、これまでに説明した第一実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタにおけるセルの形状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。例えば、押出成形用の口金としては、これまでに説明した第一実施形態〜第十実施形態のハニカムフィルタにおけるセルの形状に対応したスリットが形成された口金を用いることが好ましい。

（４−２）目封止工程：
目封止工程は、セ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。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

（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、セル形状が略四角形で、全体形状が円柱状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焼成した。焼成条件としては、１３５０〜１４４０℃で、１０時間、焼成して、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、隔壁の厚さが３００μｍであった。セルの形状は、四角形の角部が、曲率半径が２０μｍの曲線状に形成された形状であった。表１の「セル構造」の欄に、隔壁の厚さ、セル形状を示す。なお、表１の「セル形状」の欄については、多角形の角部が曲線状に形成された形状について、単に、その多角形の形状を示すこととする。なお、曲率半径については、以下の方法で測定を行った。まず、ニコン社製の「ＶＭ−２５２０（商品名）」を用い、ハニカムフィルタの流入端面及び流出端面を画像測定機によって撮像した。次に、撮像した流入端面及び流出端面の画像を画像解析することによって、セルの角部の曲率半径を求めた。実施例１においては、流入端面の２０箇所と流出端面２０箇所の曲率半径を測定し、その平均値を、セルの角部の曲率半径とした。実施例１において、セルの角部の曲率半径は、２０μｍであった。

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、ハニカム構造部が、図４に示すような第一セル列１５及び第二セル列１６を有するものであった。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」、「直径」、「全長」の欄に示す。

実施例１のハニカムフィルタの、第一セル列の幅Ｐ１（ｍｍ）、及び第二セル列の幅Ｐ２（ｍｍ）を、表２に示す。また、表２の「Ｐ１，Ｐ２比（％）」の欄に、「１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）」の値を示す。表２の「Ｐ１，Ｐ２平均（ｍｍ）」の欄に、「（Ｐ１＋Ｐ２）／２」の値を示す。表２の「曲率半径（μｍ）」の欄に、セルの角部の曲率半径Ｒの値を示す。表２の「Ｘ（％）」の欄に、「（Ｒ／１０００）／（（Ｐ１＋Ｐ２）／２）×１００」の値を示す。表２における「Ｘ（％）」は、本願明細書における式（２）にて示される値である。また、表２の「セル構造」の欄に、各実施例及び比較例のハニカムフィルタにおける、セルの構造を示す。例えば、「セル構造」の欄に、図４と示される場合には、製造されたハニカムフィルタが、図４に示されるセル構造を有するものであることを示す。

（実施例２〜７，１０〜２１，２４，２５、参考例８，９，２２，２３）
セル構造、断面形状、外周の形状等を表１及び表２に示すように変更し、実施例２〜７，１０〜２１，２４，２５及び参考例８，９，２２，２３のハニカムフィルタを作製した。ここで、図３０は、参考例２２及び２３のハニカムフィルタを模式的に示す、流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。図３１は、参考例２２及び２３のハニカムフィルタを模式的に示す、流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。図３０及び図３１に示すハニカムフィルタ１１００において、図４に示すハニカムフィルタと同様の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施例１６及び１７においては、ハニカムフィルタを作製する材料として、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた。実施例１６及び１７のハニカムフィルタは、セグメント構造のハニカムフィルタである。

実施例及び参考例１〜２５のハニカムフィルタについて、以下の示す方法で、「圧力損失」、「スス漏れ」、及び「総合判定」についての評価を行った。結果を表３に示す。

［圧力損失］
まず、特開２００７−１５５７０８号公報に記載されたＰＭ発生装置を用いて、ＰＭ含有ガスを発生させた。なお、ＰＭ発生装置の燃料として軽油を使用した。このＰＭ発生装置から発生させたＰＭ含有ガスを、ハニカムフィルタの流入端面側から導入し、ハニカムフィルタの隔壁の表面にススを堆積させた。そして、ＰＭ含有ガス流量１０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、２００℃の状態において、１ｇ／Ｌの量のススを堆積時の、流入端面と流出端面との圧力差を求めた。このようにして求められた圧力差を、「ハニカムフィルタの圧力損失値」とした。そして、測定された圧力損失値について、以下に示す評価基準の圧力損失値と比較した場合に、５％以上１０％未満の圧力損失の低減が見られるものを評価「Ｂ」とし、１０％以上の圧力損失の低減が見られるものを評価「Ａ」とした。また、圧力損失の低減が５％未満、又は圧力損失が増大したものを評価「Ｃ」とした。圧力損失の評価においては、評価「Ａ」又は評価「Ｂ」の場合を合格とする。

圧力損失の評価において、各評価基準は、以下の通りである。
実施例１〜３及び比較例１〜３は、比較例１を評価基準とする。
実施例４，５及び比較例４，５は、比較例４を評価基準とする。
実施例６，７及び比較例６，７は、比較例６を評価基準とする。
参考例８，９及び比較例８，９は、比較例８を評価基準とする。
実施例１０，１１及び比較例１０，１１は、比較例１０を評価基準とする。
実施例１２，１３及び比較例１２，１３は、比較例１２を評価基準とする。
実施例１４，１５及び比較例１４，１５は、比較例１４を評価基準とする。
実施例１６，１７及び比較例１６，１７は、比較例１６を評価基準とする。
実施例１８，１９及び比較例１８，１９は、比較例１８を評価基準とする。
実施例２０，２１及び比較例２０，２１は、比較例２０を評価基準とする。
参考例２２，２３及び比較例２２，２３は、比較例２２を評価基準とする。
実施例２４，２５及び比較例２４，２５は、比較例２４を評価基準とする。

［スス漏れ］
まず、各実施例及び参考例のハニカムフィルタについて、以下の方法で、加熱振動試験を実施した。まず、ハニカムフィルタの外周面に、非熱膨張性のセラミックマットを巻き付けた。次に、セラミックマットが巻きつけたハニカムフィルタを、２分割されたステンレス製（ＳＵＳ４３０）の缶体に収納した後、溶接して、缶体内にハニカムフィルタを収納した。ハニカムフィルタを収納した缶体を、以下、「試験用の缶体」という。次に、試験用の缶体を、加熱振動試験装置に取り付け、加熱振動試験装置から、プロパンの燃焼ガスを試験用の缶体内に供給した。燃焼ガスは、ハニカムフィルタの流入端面におけるガス温度が、最大で９００℃で、ガス流量が２．５Ｎｍ^３／分となるようにした。また、熱サイクルを与えるべく、２０分間隔で加熱と冷却を繰り返した。次に、上記燃焼ガスを試験用の缶体内に連続して供給した状態で、ハニカムフィルタのセルの延びる方向に直交する方向の振動を、缶体に与えた。缶体に与えた振動の条件は、１５０Ｈｚ、４０Ｇの振動を１０時間与えることとした。その後、試験用の缶体を、ハニカムフィルタの中心軸を中心にして９０°回転させた。以上の操作を、合計４回繰り返して行った。即ち、試験時間は、１０時間×４回で合計４０時間である。

スス漏れの評価においては、上述した加熱振動試験を実施した後、圧力損失の評価で使用したＰＭ発生装置を用いて、ハニカムフィルタに４ｇ／Ｌの量のススを堆積させ、ハニカムフィルタからのススの漏れを確認した。ハニカムフィルタからススの漏れが確認されない場合を評価「Ａ」とした。ハニカムフィルタから、１箇所のススの漏れが確認された場合を評価「Ｃ」とした。ハニカムフィルタから、２箇所以上のススの漏れが確認された場合を評価「Ｄ」とした。スス漏れの評価においては、評価「Ａ」の場合を合格とする。

［総合判定］
圧力損失の評価、及びスス漏れの評価において、共に合格基準を満たす場合を合格とし、表３において「ＯＫ」と示す。圧力損失の評価、及びスス漏れの評価において、少なくとも一方が合格基準を満たしていない場合を不合格とし、表３において「ＮＧ」と示す。

（比較例１〜２５）
セル構造、断面形状、外周の形状等を表４及び表５に示すように変更し、比較例１〜２５のハニカムフィルタを製造した。比較例１〜２５のハニカムフィルタについても、「圧力損失」、「スス漏れ」、及び「総合判定」についての評価を行った。結果を表６に示す。

（結果）
実施例及び参考例１〜２５のハニカムフィルタは、圧力損失の評価、及びスス漏れの評価において、共に合格基準を満たし、総合判定において「ＯＫ」の結果を得ることができた。一方、比較例１〜２５のハニカムフィルタは、圧力損失の評価、及びスス漏れの評価において、少なくとも一方が合格基準を満たしておらず、総合判定において「ＮＧ」の結果となった。具体的には、比較例１〜２５のハニカムフィルタにおいて、表５の「Ｐ１，Ｐ２比（％）」の値が、２．０％未満である場合には、圧力損失の評価が不合格となった。また、比較例１〜２５のハニカムフィルタにおいて、表５の「Ｘ（％）」の値が、０．４％未満の場合には、スス漏れの評価が不合格となった。

本発明のハニカムフィルタは、排ガス中の粒子状物質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。

１，２１，４１：隔壁、２，２２，４２：セル、２ａ，２２ａ，４２ａ：流入セル、２ｂ，２２ｂ，４２ｂ：流出セル、３：外周壁、４，２４，４４：ハニカム構造部、５，２５，４５：目封止部、６：角部、１１，３１，５１：流入端面、１２，３２：流出端面、１５，３５，５５：第一セル列、１６，３６，５６：第二セル列、６４：ハニカムセグメント、６５：接合層、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，２０００，２１００，２２００，３０００：ハニカムフィルタ、Ｐ１：幅（第一セル列の幅）、Ｐ２：幅（第二セル列の幅）。

Claims (11)

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取り囲むように配設された多孔質の隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記セルにおける前記流入端面側又は前記流出端面側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、当該ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、一の方向に沿って直線状に複数の前記セルが配列したセル列を複数有し、
   前記セル列が、前記セルの延びる方向に直交する断面において、同一形状の四角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列、四角形のセルと八角形のセルが前記一の方向に沿って交互に配列した繰り返し単位からなるセル列、又は、六角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列のいずれかであり、
   前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記四角形のセル、前記八角形のセル、及び前記六角形のセルのそれぞれの輪郭形状が、互いに対向する２つの辺を有し、当該対向する２つの辺に直交する方向が、前記一の方向であり、
   複数の前記セル列は、一の前記セル列としての第一セル列と、他の前記セル列としての第二セル列とからなり、
   前記第一セル列は、前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設され、前記流入端面側が開口した流入セルが前記一の方向に沿って配列したセル列であり、
   前記第二セル列は、前記一の方向に沿って直線状に配列した前記セルとして、前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設され、前記流出端面側が開口した流出セルを含むセル列であり、
   下記測定方法（１）により測定される前記第一セル列の幅Ｐ１（ｍｍ）、及び前記第二セル列の幅Ｐ２（ｍｍ）が、下記式（１）の関係を満たすとともに、
   前記セルの延びる方向に直交する断面において、それぞれの前記セルは、多角形の角部が、曲率半径Ｒの曲線状に形成された形状を有し、
   前記第一セル列の幅Ｐ１（ｍｍ）、前記第二セル列の幅Ｐ２（ｍｍ）、及び曲率半径Ｒ（μｍ）が、下記式（２）の関係を満たす、ハニカムフィルタ。
   式（１）：２≦１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）≦５０
   式（２）：０．４≦（Ｒ／１０００）／（（Ｐ１＋Ｐ２）／２）×１００≦２０
   ［測定方法（１）］
   （１−１）同一形状の四角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列における測定方法。
   同一形状の四角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列の側縁に配設される前記隔壁の厚さの中間位置を、当該セル列の幅における各側縁とし、当該セル列における両側縁間の距離を測定し、測定した前記距離を、当該セル列の幅とする。
   （１−２）四角形のセルと八角形のセルが前記一の方向に沿って交互に配列した繰り返し単位からなるセル列における測定方法。
   四角形のセルと八角形のセルが前記一の方向に沿って交互に配列した繰り返し単位からなるセル列において、当該セル列の幅を測定する一のセル列を測定対象セル列とし、当該測定対象セル列を構成する前記セルのうち、当該測定対象セル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に配置された前記セルを第一内側セルとする。次に、前記測定対象セル列に隣接する一のセル列において、当該隣接する一のセル列を構成する前記セルのうち、当該隣接する一のセル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に配置された前記セルを第二内側セルとする。次に、前記測定対象セル列に前記一のセル列とは異なる側縁側にて隣接する他のセル列において、当該隣接する他のセル列を構成する前記セルのうち、当該隣接する他のセル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に配置された前記セルを第三内側セルとする。前記第一内側セルと前記第二内側セルとの前記セル列の延びる方向に直交する方向における中間位置を前記測定対象セル列の第一側縁とし、前記第一内側セルと前記第三内側セルとの前記セル列の延びる方向に直交する方向における中間位置を前記測定対象セル列の第二側縁とし、前記測定対象セル列における前記第一側縁と前記第二側縁との両側縁間の距離を測定し、測定した前記距離を、当該測定対象セル列の幅とする。
   （１−３）六角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列における測定方法。
   六角形のセルが前記一の方向に沿って配列したセル列を構成する複数の前記セルのそれぞれの輪郭形状において、当該セル列の延びる方向に直交する方向において最も内側に窪んだ部位と最も外側に張り出した部位との中間位置を、当該セル列の幅における各側縁とし、当該セル列における両側縁間の距離を測定し、測定した前記距離を、当該セル列の幅とする。
2. 前記第一セル列の幅Ｐ１と前記第二セル列の幅Ｐ２の平均値が、０．５〜２．７ｍｍである、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
3. 前記第一セル列の幅Ｐ１が、０．３〜２．７ｍｍである、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
4. 前記第二セル列の幅Ｐ２が、０．７〜２．７ｍｍである、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. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第一セル列の数Ｎ１に対する、前記第二セル列の数Ｎ２の比率Ｎ２／Ｎ１が、１／４〜４．０である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
6. 前記第二セル列が、前記流入セルと前記流出セルとが混在したセル列である、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. 前記第二セル列が、前記流出セルが前記一の方向に沿って配列したセル列である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
8. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第二セル列の両側にそれぞれ前記第一セル列が配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
9. 前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記第一セル列と前記第二セル列とが、各列に直交する方向に交互に配置されている、請求項８に記載のハニカムフィルタ。
10. 前記セルの延びる方向に直交する断面に、前記セル列の構成が異なる２つ以上の領域を有し、少なくとも一部の領域に、前記ハニカム構造部が存在する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
11. 複数個の前記ハニカム構造部を備え、
    それぞれの前記ハニカム構造部が、柱状のハニカムセグメントによって構成され、複数個の前記ハニカムセグメントの互いの側面同士が接合層によって接合されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。

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