JP6887302B2 - 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、捕集したススを燃焼して除去する再生効率に優れるとともに、捕集効率の低下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、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。

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。

近年、このようなハニカムフィルタとして、複数のセルのうちの一部のセルを、目封止部が配設されていない貫通セルとしたハニカムフィルタが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

例えば、特許文献１には、流入端面側が目封止部によって塞がれた入口目封止セルと、両端が開口した貫通セルとが、交互に隣接して配置されたハニカム構造体が開示されている。

特許文献２には、流入端面側の端部に目封止部が配設された目封止セルと、目封止部が配設されない貫通セルとを有するハニカム構造体が開示されている。特許文献２に開示されたハニカム構造体は、貫通セルと隔壁を挟んで隣接するセルのうち、目封止セルとなるセルの数が、２つ以下となっている。

特許文献３には、一方の端面のみを目封止された目封止セルと、いずれにも目封止されていない貫通セルと、を含むセラミックスフィルタが開示されている。特許文献３に開示されたセラミックスフィルタにおいては、ハニカム構造部の中心部分が、目封止セルと貫通セルとを含むように構成されている。

また、ハニカムフィルタとして、流出セルの断面形状として、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２０１２／０４６４８４号 特開２０１２−１８４６６０号公報 特開２０１２−２１０５８１号公報 特開２０１０−２２１１５９号公報

特許文献１に開示されたハニカム構造体は、入口目封止セルと貫通セルとが交互に隣接して配置された構成であるため、捕集性能が低下し易いという問題があった。例えば、特許文献１に開示されたハニカム構造体は、高い捕集性能を必要とない用途に使用されるフィルタであるが、捕集性能が大きく低下してしまうため、使用する用途が大きく限定されてしまうことあった。

また、特許文献２に開示されたハニカム構造体は、貫通セルと目封止セルとの配置に関して特徴を有するものであるが、このようなハニカム構造体についても、捕集性能が低下し易いという問題があった。

特許文献３に開示されたセラミックスフィルタは、ハニカム構造部の中心部分が、目封止セルと貫通セルとを含むように構成されているため、捕集性能が低下し易いという問題や、外周部分において圧力損失が上昇し易いという問題があった。

また、特許文献１〜３に開示されたような貫通セルを有するハニカム構造体においては、貫通セルの角部を発端として、貫通セル内に堆積したススが大量に蓄積してしまうという問題もあった。例えば、貫通セルの断面形状が多角形である場合には、この貫通セルの角部にススが堆積し易くなるが、その一方で、フィルタの再生時においては、角部に堆積したススが除去され難い。このため、結果として、貫通セルの角部を発端として、貫通セル内に堆積したススが大量に蓄積してしまうという問題もあった。

また、入口目封止セル等の目封止部を有するハニカム構造体においては、セルの断面形状が多角形である場合には、セルの角部に配設された目封止部に欠損が生じ、目封止部を配設したセルの角部からスス漏れが発生するという問題もあった。

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、捕集効率の低下を抑制することが可能なハニカムフィルタを提供する。また、セル内に堆積したススを燃焼して除去する再生操作において、高い再生効率を実現することが可能なハニカムフィルタを提供する。また、流入セル及び流出セルの端部に配設された目封止部の欠損が生じ難くし、流入セル及び流出セルからのススの漏れだし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、
複数の前記セルのうちの一部の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、
複数の前記セルのうち、
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前記セルを、流入セルとし、
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前記セルを、流出セルとし、
前記目封止部が配設されておらず、前記流入端面側及び前記流出端面側の両方が開口した前記セルを、貫通セルとし、
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、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、前記流出セルと前記貫通セルとが、前記一の方向に沿って交互に配設されたセル列であり、
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貫通セルを含まないセル列であり、
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

［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］ 前記第二セル列において、前記流入セルと前記流出セルとが、前記一の方向に沿って交互に配置されている、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、前記流入セルのみが前記一の方向に沿って直線状に配列したセル列を含む、前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［８］ 前記第二セル列が、前記流出セルのみが前記一の方向に沿って直線状に配列したセル列を更に含む、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、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］〜［８］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［１０］ 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］〜［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、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が、以下のような、第一セル列と、第二セル列とを含んでいる。第一セル列は、流入セル又は流出セルのうちの少なくとも一方と、貫通セルと、によって構成されたセル列である。第二セル列は、一の方向に沿って直線状に配列したセルに貫通セルを含まないセル列である。本発明のハニカムフィルタは、捕集効率の低下を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、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、セル内に堆積したススを燃焼して除去するフィルタの再生操作において、高い再生効率を実現することができる。また、流入セル及び流出セルについては、セルの端部に配設された目封止部の欠損が生じ難く、流入セル及び流出セルからのススの漏れだしを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、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る。このため、圧力損失の上昇を有効に抑制することができる。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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第十一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十一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十二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十三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十三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。

（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、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、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、柱状のハニカム構造部４の流入端面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、ハニカム構造部４は、多孔質の隔壁１によって、複数のセル２が区画形成されたハニカム構造を呈するものである。

目封止部５は、ハニカム構造部４に形成された複数のセル２のうちの一部のセル２において、それぞれのセル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のうちの一部のセル２は、いずれか一方の端部が目封止部５によって封止されたセル２となり、この一部のセル２以外の残余のセル２は、両側の端部に目封止部５が配設されておらず、当該両側の端部が開口したセル２となっている。以下、目封止部５を配設する箇所、又は目封止部５の配設の有無により、複数のセル２を、流入セル２ａ、流出セル２ｂ、又は貫通セル２ｃと称することとする。流入セル２ａ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側が開口したセル２とする。流出セル２ｂは、流入端面１１側の端部に目封止部が配設され、流出端面１２側が開口したセル２とする。貫通セル２ｃは、目封止部５が両端の端部に配設されておらず、流入端面１１側及び流出端面１２側の両方が開口したセル２とする。

図４及び図５において、貫通セル２ｃは、白抜きのセルとして図示されている。図４において、流出セル２ｂは、流入端面１１側の端部に目封止部５が配設された状態で図示されている。目封止部５は、右上がりの斜線のハッチングで図示されている。図４において、流入セル２ａは、右下がりの破斜線のハッチングで図示されている。なお、流入セル２ｂは、流入端面１１側の端部に目封止部５が配設されておらず、図４に示される流入端面１１側では、貫通セル２ｃと同様に、当該流入セル２ａの端部が開口した状態となっている。ただし、図４において、流入セル２ａを白抜きのセルとして図示すると、図４の紙面上で、貫通セル２ｃと流入セル２ａの区別が困難になるおそれがある。このため、図４及び図５においては、各図が示す端面側の端部に目封止部５が配設されておらず、セル２の延びる方向の反対側の端部に目封止部５が配設されているセル２を、右下がりの破斜線のハッチングにより示している。また、後述するハニカムフィルタの端面を示す図８〜図１９及び図２４〜図３５においても、各図が示す端面側の端部に目封止部が配設されておらず、セルの延びる方向の反対側の端部に目封止部が配設されているセルを、右下がりの破斜線のハッチングにより示している。

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、流入セル２ａ又は流出セル２ｂのうちの少なくとも一方と、貫通セル２ｃと、によって構成されたセル列である。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に貫通セル２ｃを含まないセル列である。なお、第二セル列１６は、流入セル２ａのみ又は流出セル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。

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、貫通セル２ｃを有する第一セル列１５の幅Ｐ１が、第二セル列１６の幅Ｐ２の幅Ｐ２に比して相対的に狭くなり、ハニカムフィルタ１００の捕集効率の低下を有効に抑制することができる。また、ハニカムフィルタ１００は、上記式（２）を満たすように構成されているため、セル２内に堆積したススを燃焼して除去するフィルタの再生操作において、高い再生効率を実現することができる。また、流入セル２ａ及び流出セル２ｂについては、セル２の端部に配設された目封止部５の欠損が生じ難く、流入セル２ａ及び流出セル２ｂからのススの漏れだし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、上記式（１）を満たすように構成されているため、流入端面１１側に対する流出端面側のセル２の総開口面積の減少を抑制することができる。このため、圧力損失の上昇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、貫通セル２ｃを有する第一セル列１５の幅Ｐ１が、第二セル列１６の幅Ｐ２の幅Ｐ２と同程度の幅となり、捕集効率が低下してしまう。式（１）において、「１００−（Ｐ１／Ｐ２×１００）」の値が、５０を超えると、第一セル列１５の幅Ｐ１が狭すぎて、貫通セル２ｃを有する利点が失われてしまう。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、セル２内に堆積したススを燃焼して除去するフィルタの再生操作において、再生効率の十分な改善が見られない。また、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の流入端面及び流出端面を画像測定機によって撮像する。そして、撮像した流入端面及び流出端面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。

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。

第一セル列１５において、流入セル２ａと貫通セル２ｃとが、列の延びる方向に交互に配設されていてもよい。また、図示は省略するが、第一セル列において、流出セルと貫通セルとが、列の延びる方向に交互に配設されていてもよい。なお、第一セル列は、流入セルと流出セルと貫通セルとが、列の延びる方向に混在したセル列であってもよいが、流入セルと貫通セルとによって構成されたセル列、又は流出セルと貫通セルとによって構成されたセル列であることが好ましい。

また、図示は省略するが、第二セル列において、流入セルと流出セルとが、列の延びる方向に交互に配置されていてもよい。第二セル列は、貫通セルを含まないセル列であれば、流入セルと流出セルとの配列が異なる複数種類のセル列を含んでいてもよい。例えば、第二セル列は、流入セルと流出セルとによって構成されたセル列の他に、流入セルのみが一の方向に沿って直線状に配列したセル列を更に含んでいてもよい。また、流出セルのみが一の方向に沿って直線状に配列したセル列を更に含んでいてもよい。

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１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〜第七実施形態）：
次に、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１９を参照しつつ説明する。ここで、図８〜図１９は、ハニカムフィルタの第二実施形態〜第七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１１に示される第二実施形態及び第三実施形態のハニカムフィルタは、セル２の形状が、角部６が曲線状に形成された四角形であり、第一実施形態のハニカムフィルタと同様に、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、第二実施形態及び第三実施形態のハニカムフィルタは、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。第二実施形態及び第三実施形態のハニカムフィルタは、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と異なること以外は、第一実施形態のハニカムフィルタ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、流入セル２ａと流出セル２ｂとによって構成された第二セル列１６が、第二セル列１６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。例えば、ハニカムフィルタ２００に求められる捕集効率に応じて、貫通セル２ｃを含む第一セル列１５を相対的に減少させてもよい。図８及び図９に示すハニカムフィルタ２００において、第二セル列１６に直交する方向に隣接する２つの第二セル列１６のぞれぞれは、流入セル２ａと流出セル２ｂとが交互に配置されたセル列である。そして、この隣接する２つの第二セル列１６は、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。

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、流入セル２ａと貫通セル２ｃ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２００においても、上述した式（１）及び式（２）を満たすように構成することにより、捕集効率の低下を有効に抑制することができる。

なお、図１０及び図１１に示される第三実施形態のハニカムフィルタ３００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１０及び図１１において図示されるセル２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１２〜図１５に示される第四実施形態及び第五実施形態のハニカムフィルタは、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、「略四角形」又は単に「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、「略八角形」又は単に「八角形」ということがある。第四実施形態及び第五実施形態のハニカムフィルタは、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。

第四実施形態及び第五実施形態のハニカムフィルタにおいては、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。第四実施形態及び第五実施形態のハニカムフィルタにおいても、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。第四実施形態及び第五実施形態のハニカムフィルタは、第一実施形態のハニカムフィルタと、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と同様に構成されていることが好ましい。

ここで、図１２〜図１５に示される第四実施形態及び第五実施形態のハニカムフィルタにおける、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１２及び図１３を参照しつつ説明する。まず、図１２及び図１３に示すハニカムフィルタ４００において、流入セル２２ａ又は流出セル２２ｂのうちの少なくとも一方と、貫通セル２２ｃとによって構成されたセル列を、第一セル列３５とする。流入セル２２ａは、流出端面３２側の端部に目封止部２５が配設され且つ流入端面３１側が開口したセル２２である。流出セル２２ｂは、流入端面３１側の端部に目封止部２５が配設され、流出端面３２側が開口したセル２２である。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、貫通セル２２ｃを含まないセル列を、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１２〜図１５に示される第四実施形態及び第五実施形態のハニカムフィルタ４００，５００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１４及び図１５に示される第五実施形態のハニカムフィルタ５００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１４及び図１５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１６〜図１９に示される第六実施形態及び第七実施形態のハニカムフィルタ６００，７００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、「略六角形」又は単に「六角形」ということがある。第六実施形態及び第七実施形態のハニカムフィルタは、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１６〜図１９は、第六実施形態及び第七実施形態のハニカムフィルタ６００，７００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。

第六実施形態及び第七実施形態のハニカムフィルタにおいては、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１６〜図１９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１６〜図１９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１６〜図１９に示される第六実施形態及び第七実施形態のハニカムフィルタ６００，７００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１６〜図１９に示される第六実施形態及び第七実施形態のハニカムフィルタにおける、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１６及び図１７を参照しつつ説明する。まず、図１６及び図１７に示すハニカムフィルタ６００において、流入セル４２ａ又は流出セル４２ｂのうちの少なくとも一方と、貫通セル４２ｃとによって構成されたセル列を、第一セル列５５とする。流入セル４２ａは、流出端面５２側の端部に目封止部４５が配設され且つ流入端面５１側が開口したセル４２である。流出セル４２ｂは、流入端面５１側の端部に目封止部４５が配設され、流出端面５２側が開口したセル４２である。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、貫通セル４２ｃを含まないセル列を、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。

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は、流入セルと流出セルとの数を比較した場合に、流入セルの数が相対的に多くなっている。例えば、第一実施形態〜第七実施形態のハニカムフィルタは、流入セルと流出セルとが所定の繰り返し配列を有するように構成されたハニカムフィルタにおいて、一部の流出セルを貫通セルに変更したような構成のハニカムフィルタである。一方、以下に説明する第八実施形態〜第十三実施形態のハニカムフィルタは、流入セルと流出セルとの数を比較した場合に、流出セルの数が相対的に多くなっている。例えば、第八実施形態〜第十三実施形態のハニカムフィルタは、流入セルと流出セルとが所定の繰り返し配列を有するように構成されたハニカムフィルタにおいて、一部の流入セルを貫通セルに変更したような構成のハニカムフィルタである。

（３）ハニカムフィルタ（第八実施形態〜第十三実施形態）：
次に、本発明のハニカムフィルタの第八実施形態〜第十三実施形態について、図２４〜図３５を参照しつつ説明する。ここで、図２４〜図３５は、本発明のハニカムフィルタの第八実施形態〜第十三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２４〜図２７に示される第八実施形態及び第九実施形態のハニカムフィルタは、セル２の形状が、略四角形であり、第一実施形態のハニカムフィルタと同様に、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、第八実施形態及び第九実施形態のハニカムフィルタは、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。第八実施形態のハニカムフィルタ１１００は、第一実施形態のハニカムフィルタに対して、流入セル２ａ及び流出セル２ｂの配置箇所が逆になっていること以外は、第一実施形態のハニカムフィルタと同様に構成されている。また、第九実施形態のハニカムフィルタ１２００は、第二実施形態のハニカムフィルタに対して、流入セル２ａ及び流出セル２ｂの配置箇所が逆になっていること以外は、第二実施形態のハニカムフィルタと同様に構成されている。

図２８〜図３１に示される第十実施形態及び第十一実施形態のハニカムフィルタは、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。第十実施形態のハニカムフィルタ１３００は、第四実施形態のハニカムフィルタに対して、流入セル２２ａ及び流出セル２２ｂの配置箇所が逆になっていること以外は、第四実施形態のハニカムフィルタと同様に構成されている。また、第十一実施形態のハニカムフィルタ１４００は、第五実施形態のハニカムフィルタに対して、流入セル２２ａ及び流出セル２２ｂの配置箇所が逆になっていること以外は、第五実施形態のハニカムフィルタと同様に構成されている。

図３２〜図３５に示される第十二実施形態及び第十三実施形態のハニカムフィルタは、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。第十二実施形態のハニカムフィルタ１５００は、第六実施形態のハニカムフィルタに対して、流入セル４２ａ及び流出セル４２ｂの配置箇所が逆になっていること以外は、第六実施形態のハニカムフィルタと同様に構成されている。また、第十三実施形態のハニカムフィルタ１６００は、第七実施形態のハニカムフィルタに対して、流入セル４２ａ及び流出セル４２ｂの配置箇所が逆になっていること以外は、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る。

（４）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２０〜図２３を参照しつつ説明する。ここで、図２０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２１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２２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２３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２０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において、紙面の左上の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２０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２０に示すハニカムフィルタ２０００のように、ハニカムフィルタ２０００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２０００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、捕集効率の低下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２０００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２１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の中央の範囲が、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２１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２１に示すハニカムフィルタ２１００は、例えば、排ガスがハニカムフィルタ２１００の太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２１に示すハニカムフィルタ２１００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２２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２２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２３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又は流出セル２ｂのうちの少なくとも一方と、貫通セル２ｃとによって構成された構成された第一セル列と、貫通セル２ｃを含まない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、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、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２３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が、各ハニカムセグメント６４のセル２の形状は、これまでに説明した第一実施形態〜第十三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。

（５）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。

（５−１）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。

（５−２）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、一部の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。

（５−３）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。

（参考例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、参考例１のハニカムフィルタを作製した。

参考例１のハニカムフィルタは、隔壁の厚さが２０３μｍ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。参考例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。参考例１において、セルの角部の曲率半径は、２０μｍであった。

参考例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、１１８．４ｍｍであり、流入端面から流出端面のまでの長さ（全長）は、１２０．０ｍｍであった。参考例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。

参考例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。

（参考例２〜１９及び実施例２０〜３５）
セル構造、断面形状、外周の形状等を表１、表２、又は表４、表５に示すように変更し、参考例２〜１９及び実施例２０〜３５のハニカムフィルタを作製した。なお、表１における「配置パターン」の欄に、「パターン１」と記載されている場合、流入セルと流出セルとの数を比較した場合に、流入セルの数が相対的に多くなっているセル構造であることを意味する。表４における「配置パターン」の欄に、「パターン２」と記載されている場合、流入セルと流出セルとの数を比較した場合に、流出セルの数が相対的に多くなっているセル構造であることを意味する。

参考例６及び７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。参考例６及び７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。

参考例及び実施例１〜３５のハニカムフィルタについて、以下の示す方法で、「捕集性能」、「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及び表６に示す。

［捕集性能］
スートジェネレータ（Ｓｏｏｔ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用い、排ガス流量１０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、排ガス温度２００℃になるように調整し、スートジェネレータから排出される排ガスの流量と温度が安定するのを確認した。その後、スートジェネレータから排出した排ガスを、排ガス配管を経由してハニカムフィルタに流した。次に、ハニカムフィルタの流入端面側と流出端面側の両方で、排ガス配管から排ガスを真空ポンプにより約１分間サンプリングした。そして、各々のサンプリングガスを濾紙に導いて、サンプリングガス中のススを濾紙にて捕集した。その後、各々の濾紙を７０℃、２時間乾燥し、その質量を測定した。各々の濾紙は、予め７０℃、２時間乾燥させた後、その質量を測定しておき、サンプリングガス中のススを捕集した前後の質量差から、ハニカムフィルタの捕集効率を求めた。捕集効率は、下記式（３）によって算出した。
式（３）：η＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００
（但し、式（３）において、ηは、捕集効率（％）を示す。Ａは、流入端面側で濾紙に捕集されたススの質量（ｇ）を示す。Ｂは、流出端面側で濾紙に捕集されたススの質量（ｇ）を示す。）

捕集性能の評価においては、以下に示す評価基準の捕集性能と比較して、その評価を行った。評価基準の捕集性能と比較した場合に、１％以上捕集性能が向上したものを評価「Ｂ」とし、１０％以上捕集性能が向上したものを評価「Ａ」とした。また、１％未満の捕集性能向上あるいは捕集性能が低下したものを評価「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。
参考例１〜３及び比較例１〜３は、比較例１を評価基準とする。
参考例４，５及び比較例４，５は、比較例４を評価基準とする。
参考例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。
参考例１０，１１及び比較例１０，１１は、比較例１０を評価基準とする。
参考例１２，１３及び比較例１２，１３は、比較例１２を評価基準とする。
参考例１４，１５及び比較例１４，１５は、比較例１４を評価基準とする。
参考例１６，１７及び比較例１６，１７は、比較例１６を評価基準とする。
参考例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。
実施例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。
実施例２６，２７及び比較例２６，２７は、比較例２６を評価基準とする。
実施例２８，２９及び比較例２８，２９は、比較例２８を評価基準とする。
実施例３０，３１及び比較例３０，３１は、比較例３０を評価基準とする。
実施例３２，３３及び比較例３２，３３は、比較例３２を評価基準とする。
実施例３４，３５及び比較例３４，３５は、比較例３４を評価基準とする。

［スス漏れ］
まず、各参考例及び実施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１０００℃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、５０Ｇの振動を２０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、２０時間×４回で合計８０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、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。ハニカムフィルタの貫通セル以外のセル（即ち、流入セル及び流出セル）からススの漏れが確認されない場合を評価「Ａ」とした。ハニカムフィルタの貫通セル以外のセル（即ち、流入セル及び流出セル）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。ハニカムフィルタの貫通セル以外のセル（即ち、流入セル及び流出セル）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］
捕集性能の評価、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及び表６において「ＯＫ」と示す。捕集性能の評価、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及び表６において「ＮＧ」と示す。

（比較例１〜３５）
セル構造、断面形状、外周の形状等を表７、表８、又は表１０、表１１に示すように変更し、比較例１〜３５のハニカムフィルタを製造した。比較例１〜３５のハニカムフィルタについても、「捕集性能」、「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９及び表１２に示す。

（結果）
参考例及び実施例１〜３５のハニカムフィルタは、捕集性能の評価、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１〜３５のハニカムフィルタは、捕集性能の評価、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１〜３５のハニカムフィルタにおいて、表８及び表１１の「Ｐ１，Ｐ２比（％）」の値が、２．０％未満である場合には、捕集性能の評価が不合格となった。また、比較例１〜３５のハニカムフィルタにおいて、表８及び表１１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、２ｃ，２２ｃ，４２ｃ：貫通セル、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、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，２０００，２１００，２２００，３０００：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 (10)

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、
   複数の前記セルのうちの一部の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、
   複数の前記セルのうち、
   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前記セルを、流入セルとし、
   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前記セルを、流出セルとし、
   前記目封止部が配設されておらず、前記流入端面側及び前記流出端面側の両方が開口した前記セルを、貫通セルとし、
   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、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、前記流出セルと前記貫通セルとが、前記一の方向に沿って交互に配設されたセル列であり、
   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貫通セルを含まないセル列であり、
   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
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. 前記第二セル列において、前記流入セルと前記流出セルとが、前記一の方向に沿って交互に配置されている、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、前記流入セルのみが前記一の方向に沿って直線状に配列したセル列を含む、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. 前記第二セル列が、前記流出セルのみが前記一の方向に沿って直線状に配列したセル列を更に含む、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、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１〜８のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
10. 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１〜８のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。

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