WO2016158210A1 - 排ガス浄化フィルタ - Google Patents

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WO2016158210A1
WO2016158210A1 PCT/JP2016/056918 JP2016056918W WO2016158210A1 WO 2016158210 A1 WO2016158210 A1 WO 2016158210A1 JP 2016056918 W JP2016056918 W JP 2016056918W WO 2016158210 A1 WO2016158210 A1 WO 2016158210A1
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WO
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exhaust gas
cell
gas purification
purification filter
outer peripheral
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PCT/JP2016/056918
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石原　幹男
周作 山村
晶 宮下
悠登 丹羽
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株式会社デンソー
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification filter for purifying exhaust gas of an internal combustion engine.
  • the exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with an exhaust gas purification device that collects particulate matter (PM) contained in the exhaust gas.
  • This exhaust gas purification device includes an exhaust gas purification filter for collecting particulate matter contained in the exhaust gas.
  • the exhaust gas purification filter has a plurality of cell walls and a plurality of cell holes formed by being surrounded by the cell walls. And as an exhaust gas purification filter, the end face of the upstream side of some cell holes among a plurality of cell holes was closed with a plug part, and the end face of the downstream side of some other cell holes was plugged with the plug part. There is something. As a result, the exhaust gas flowing into the cell hole with the open end face on the upstream side surely permeates the cell wall, flows into the adjacent cell hole with the open end face on the downstream side, and is discharged from the cell hole to the outside. Can be done.
  • the exhaust gas purification filter having the above-described structure has a problem that pressure loss tends to increase.
  • ash (Ash) produced by impurities (S, Ca, etc.) contained in trace amounts in engine oil and fuel reaches the exhaust gas purification filter together with exhaust gas, but this ash tends to accumulate in the cell. There is also. This deposition of ash in the cell also has a problem that the pressure loss increases.
  • Patent Document 1 an exhaust gas purification filter in which a plug portion is disposed only on an end face on the upstream side of a cell hole in a honeycomb structure has been proposed (Patent Document 1).
  • the exhaust gas purification filter including the honeycomb structure in which the plug portion is disposed only on the upstream end face of some of the cell holes, the exhaust gas blow-off (the exhaust gas purification filter The exhaust gas introduced from the upstream side escapes to the downstream side without passing through the cell wall), and it is necessary to suppress this blow-through. Therefore, the particulate matter is collected by increasing the length of the exhaust gas purification filter (honeycomb structure) or by arranging two or more substrates, that is, two or more exhaust gas purification filters in series. Measures have been taken to reduce the rate drop. However, in this case, there is a problem that the exhaust gas purification filter is increased in size.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and captures particulate matter (PM) contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine and ash (Ash) discharged together with the exhaust gas. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification filter provided with a honeycomb structure having a configuration that improves the collection rate, reduces pressure loss, and can be easily downsized.
  • One aspect of the present invention is an exhaust gas purification filter (1) for collecting particulate matter in exhaust gas, the exhaust gas purification filter (1) comprising a honeycomb structure (2) and the honeycomb structure. And an upstream plug portion (3) that partially closes the upstream end surface (21) in the axial direction (Z) of (2).
  • the honeycomb structure (2) includes a plurality of cell walls (4) and a plurality of cell holes (5) formed by being surrounded by the cell walls (4). In the plurality of cell holes (5), the upstream end surface (21) is closed by the inflow cell hole (51) in which the upstream end surface is opened, and the upstream plug portion (3). And an outflow cell hole (52) whose downstream end face is opened.
  • the honeycomb structure (2) includes a center side region (23) including a central axis, and an outer peripheral side region (24) arranged on the outer peripheral side of the central side region (23).
  • the flow path disconnection of the outflow cell hole (52) is larger than the flow path cross-sectional area (Sc1, So1) of the inflow cell hole (51).
  • the area (Sc2, So2) is large, and the cross-sectional area (Sc1) of the inflow cell hole (51) in the central region (23) is the inflow cell hole (51) in the outer peripheral region (24).
  • the channel cross-sectional area ratio Rc which is the ratio of Sc1
  • the flow path cross-sectional area ratio Ro which is the ratio of (So1) It is also small.
  • the honeycomb structure (2) is viewed from the axial direction (Z)
  • the plurality of cell holes (5) cross each other across the central region (23) and the outer peripheral region (24).
  • the inflow cell hole in both the first direction (X) and the second direction (Y)
  • 51) and the outflow cell holes (52) are alternately arranged, and the thickness of the cell wall (4) in the center side region (23) is equal to the cell wall ( It is characterized by being thicker than the thickness of 4).
  • the above-described exhaust gas purification filter according to the present invention has an inflow cell hole and an outflow cell hole. Therefore, the exhaust gas passing through the exhaust gas purification filter is first introduced into the inflow cell hole from the upstream side of the exhaust gas purification filter. Due to the pressure difference between the inflow cell hole and the outflow cell hole generated at this time, a part of the exhaust gas permeates the cell wall between the inflow cell hole and the outflow cell hole, and the outflow cell Flows into the hole. When exhaust gas permeates the cell wall, particulate matter in the exhaust gas is collected on the cell wall.
  • the flow passage cross-sectional area of the inflow cell hole in the central region of the upstream end face of the honeycomb structure is made smaller than the flow passage cross-sectional area of the inflow cell hole in the outer peripheral region. ing.
  • the cell wall in the outer peripheral side region can be used effectively, so that the filtration area can be increased as a whole. As a result, the collection rate of particulate matter can be improved. Further, along with this, it is possible to shorten the substrate length of the honeycomb structure after securing a sufficient collection rate.
  • the channel cross-sectional area ratio in the central region is smaller than the channel cross-sectional area ratio in the outer peripheral region.
  • the plurality of cell holes are aligned in the first direction and the second direction over the center side region and the outer peripheral side region, and the inflow cell holes and the outflow are both in the first direction X and the second direction Y.
  • the cell holes are arranged alternately.
  • region is thicker than the cell wall in an outer peripheral side area
  • Embodiment 1 of this invention It is the modification of Embodiment 1 of this invention, and is the top view which looked at the exhaust gas purification filter which made the boundary line square shape from the axial direction. It is sectional explanatory drawing which installed the exhaust gas purification filter which concerns on Embodiment 1 of this invention in the piping of waste gas. It is sectional drawing parallel to the axial direction of the exhaust gas purification filter which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is the perspective view of the exhaust gas purification filter which concerns on Embodiment 2 of this invention seen from the downstream end surface side. It is a top view of the exhaust gas purification filter which concerns on Embodiment 2 of this invention seen from the downstream end surface side.
  • the exhaust gas purification filter according to the present invention may have a downstream plug portion that partially closes the downstream end face of the honeycomb structure. And you may block
  • the exhaust gas purification filter 1 according to Embodiment 1 is a filter for collecting particulate matter in exhaust gas.
  • the exhaust gas purification filter 1 includes a honeycomb structure 2 and an upstream plug portion 3 that partially closes an upstream end face 21 in the axial direction Z of the honeycomb structure 2.
  • the honeycomb structure 2 has a plurality of cell walls 4 and a plurality of cell holes 5 formed by being surrounded by the cell walls 4.
  • the plurality of cell holes 5 include an inflow cell hole 51 in which the upstream end face 21 is opened, and an outflow cell hole 52 in which the upstream end face 21 is closed by the upstream plug portion 3 and the downstream end face 22 is opened. is there.
  • the upstream end face 21 of the honeycomb structure 2 has a so-called single plug structure in which the upstream plug portion 3 is partially blocked. Therefore, in the exhaust gas purification filter 1 of the first embodiment, the open cell hole penetrating in the axial direction Z becomes the inflow cell hole 51, and the plugged cell hole with the upstream end face 21 closed is the outflow cell hole 52.
  • the honeycomb structure 2 includes a center side region 23 including a central axis and an outer peripheral side region 24 disposed on the outer peripheral side of the center side region 23.
  • the outflow cell hole 52 is larger than the flow path cross-sectional area Sc1 (mm 2 ), So1 (mm 2 ) of the inflow cell hole 51.
  • the channel cross-sectional areas Sc2 (mm 2 ) and So2 (mm 2 ) are large. That is, Sc1 ⁇ Sc2 and So1 ⁇ So2.
  • the flow path cross-sectional area Sc1 of the inflow cell hole 51 in the center side region 23 is smaller than the flow path cross-sectional area So1 of the inflow cell hole 51 in the outer peripheral side region 24.
  • the channel cross-sectional areas Sc1, Sc2, So1, and So2 mean the channel cross-sectional areas (mm 2 ) of the respective cell holes 5.
  • the exhaust gas purification filter 1 according to Embodiment 1 can be used for purification of exhaust gas generated in an internal combustion engine of a vehicle, for example, a diesel engine or a gasoline engine.
  • the exhaust gas purification filter 1 has a cylindrical outer shape.
  • the honeycomb structure 2 constituting the exhaust gas purification filter 1 is partitioned by a plurality of cell walls 4 formed along the axial direction Z.
  • the cell walls 4 are made of a ceramic material such as cordierite having a porous structure, and in the interior thereof, pores (not shown) that connect adjacent cell holes 5 are formed.
  • the exhaust gas purification filter 1 is provided with an upstream plug portion 3 partially on an upstream end face 21 facing the upstream side of exhaust gas when installed in an exhaust system of an internal combustion engine. ing. That is, the outflow cell hole 52 is blocked by the upstream side plug portion 3 on the upstream side end surface 21.
  • the upstream plug portion 3 is not provided on the downstream end face 22 of the honeycomb structure 2, and the downstream side of the outflow cell hole 52 is open.
  • the inflow cell hole 51 is open on both the upstream side and the downstream side, and penetrates in the axial direction Z. Further, as shown in FIG.
  • the outflow cell holes 52 when the honeycomb structure 2 is viewed from the axial direction Z, the outflow cell holes 52 have an octagonal shape, and the inflow cell holes 51 have a quadrangular shape.
  • the inflow cell hole 51 has a square shape
  • the outflow cell hole 52 has an octagonal shape with a 1/4 rotation symmetry.
  • the shape of each cell hole 5 is a shape in which some curves and tapers are formed at the corners.
  • the above-mentioned quadrangular (square) and octagonal shapes are concepts that include such shapes, and also include those that are quadrangular (square) and octagonal as general shapes.
  • the shape of the inflow cell hole 51 and the outflow cell hole 52 is not necessarily limited to the combination of a square shape and an octagon shape.
  • the shapes of the inflow cell hole 51 and the outflow cell hole 52 may be octagonal.
  • the shapes of the inflow cell hole 51 and the outflow cell hole 52 may be circular.
  • the shape of the inflow cell hole 51 and the outflow cell hole 52 may be square, but in the structure of this comparative example, the cell on the diagonal line of the outflow cell hole 52 Since the wall 4 tends to be thin, the strength tends to decrease. On the contrary, if it is going to secure the thickness of the cell wall 4 on the diagonal line of the outflow cell hole 52, the cell wall 4 of another location must be thickened by design, so that the pressure loss tends to increase. From this point of view, the shape of the inflow cell hole 51 and the outflow cell hole 52 is a combination of a square shape and an octagon shape as shown in FIGS. 5 and 6, or as shown in FIG. A shape is preferable.
  • FIG. 7 A combination of a quadrangular shape and an octagonal shape shown in FIG. 6 or a combination of octagonal shapes as shown in FIG. 7 is preferable.
  • the plurality of cell holes 5 extend in the two directions intersecting each other across the central region 23 and the outer peripheral region 24.
  • the first direction X and the second direction Y are aligned.
  • the inflow cell holes 51 and the outflow cell holes 52 are alternately arranged in both the first direction X and the second direction Y.
  • the cell wall 4 in the central region 23 is thicker than the cell wall 4 in the outer peripheral region 24.
  • the first direction X and the second direction Y are orthogonal to each other.
  • Inflow cell holes 51 and outflow cell holes 52 are arranged in a checkered pattern. This arrangement pattern is continuously formed over the entire honeycomb structure 2 including the center side region 23 and the outer peripheral side region 24.
  • the cell pitch of the honeycomb structure 2 is constant over the center side region 23 and the outer peripheral side region 24. That is, in both the first direction X and the second direction Y, the arrangement pitch of the cell holes 5 is constant over the center side region 23 and the outer peripheral side region 24. Therefore, the difference in the flow path cross-sectional areas Sc1 and Sc2 of the inflow cell hole 51 between the center side region 23 and the outer peripheral side region 24 is constituted by the difference in the thickness of the cell wall 4.
  • the cell pitch is preferably 1.14 to 2.54 mm, for example.
  • the cell pitch is more preferably set to 1.27 to 1.80 mm, for example.
  • the cell pitch can affect the collection rate (%), it can be appropriately set in consideration of the collection rate (%) in addition to the pressure loss (kPa) and strength.
  • the flow path cross-sectional area ratio Rc is preferably 0.36 to 0.71.
  • Rc ⁇ 0.36 an increase in pressure loss can be suppressed.
  • the flow path cross-sectional area ratio Rc is more preferably 0.4 to 0.59.
  • the channel cross-sectional area ratio Ro is preferably 0.4 to 0.91.
  • Rc ⁇ 0.91 the pressure difference between the cell holes 5 can be secured, and the collection rate in the outer peripheral region 24 can be secured. Further, by setting Rc ⁇ 0.4, an increase in pressure loss can be suppressed. Further, the flow path cross-sectional area ratio Rc is more preferably 0.5 to 0.91.
  • the flow path cross-sectional area Sc1 of the inflow cell hole 51 in the central side region 23 is smaller than the flow path cross-sectional area So1 of the inflow cell hole 51 in the outer peripheral side region 24.
  • the cell holes 5 of the honeycomb structure 2 are arranged so that Rc ⁇ Ro.
  • the thickness tc of the cell wall 4 in the central region 23 is thicker than the thickness to of the cell wall 4 in the outer peripheral region 24.
  • the thickness tc of the cell wall 4 in the central region 23 is preferably 0.15 to 0.35 mm.
  • tc ⁇ 0.15 mm the particulate matter can be prevented from permeating through the cell wall 4 and the collection rate can be improved.
  • the increase in pressure loss can be suppressed by setting tc ⁇ 0.35 mm.
  • the thickness tc of the cell wall 4 in the center side region 23 is more preferably 0.18 to 0.28 mm.
  • the thickness to of the cell wall 4 in the outer peripheral region 24 is preferably 0.10 to 0.30 mm.
  • tc ⁇ 0.10 mm the strength of the cell wall 4 can be ensured.
  • the increase in pressure loss can be suppressed by setting tc ⁇ 0.30 mm.
  • the thickness to of the cell wall 4 in the outer peripheral side region 24 is more preferably 0.13 to 0.25 mm.
  • the preferable ranges of the channel cross-sectional areas Sc1 and Sc2 of each cell hole 5 in the central region 23 can be calculated based on the thickness of the cell wall 4, the channel cross-sectional area ratio Rc, and the cell pitch, respectively. .
  • 0.35mm 2 ⁇ Sc1 ⁇ 4.79mm 2 it is preferable to 0.72mm 2 ⁇ Sc2 ⁇ 8.23mm 2.
  • 0.59mm 2 ⁇ Sc1 ⁇ 1.98mm 2 and more preferably a 1.22mm 2 ⁇ Sc2 ⁇ 3.67mm 2.
  • the preferable ranges of the channel cross-sectional areas So1 and So2 of each cell hole 5 in the outer peripheral side region 24 can be calculated based on the thickness of the cell wall 4, the channel cross-sectional area ratio Rc, and the cell pitch, respectively. it can. For example, it is preferable that 0.42 mm 2 ⁇ So1 ⁇ 5.67 mm 2 and 0.72 mm 2 ⁇ So2 ⁇ 8.23 mm 2 . Furthermore, 0.71mm 2 ⁇ So1 ⁇ 2.66mm 2 , and more preferably a 1.22mm 2 ⁇ So2 ⁇ 3.67mm 2.
  • the exhaust gas purification filter 1 according to the first embodiment has the same shape and size. Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, the exhaust gas purification filter 1 according to the first embodiment has a size (flow path) of the inflow cell hole 51 among the plurality of cell holes 5 arranged in a checkered pattern. Only the central area 23 and the outer peripheral area 24 are changed.
  • the boundary line B between the center side region 23 and the outer peripheral region 24 has an octagonal shape.
  • the boundary line B is formed in an octagonal shape having a 1/4 rotation symmetry.
  • the boundary line B is shown as a line drawn so as to connect a plurality of inflow cell holes 51 arranged at the inner peripheral end in the outer peripheral side region 24, but the central side region 23 may be a line drawn so as to connect a plurality of inflow cell holes 51 or a plurality of outflow cell holes 52 arranged at the outer peripheral end of the line 23. This is because all of them are similar in shape, and the shape is the same regardless of which boundary line is selected.
  • the shape of the boundary line B is not limited to an octagonal shape, and may be, for example, a quadrangular shape as in the modification shown in FIG.
  • the boundary line B has a quadrangular shape, it is particularly preferable to have a square shape.
  • the boundary line B has a quadrangular shape, particularly a square shape, the honeycomb structure 2 can be easily manufactured. That is, when the die for forming the honeycomb structure 2 is subjected to electric discharge machining, the electric discharge machining electrode shape can be unified into a square. As a result, the manufacture of the honeycomb structure 2 can be facilitated.
  • the boundary line B has an octagonal shape
  • the distance between the boundary line B and the outer circumferential surface is less likely to vary depending on the circumferential position. As a result, it is easy to increase the load resistance when the exhaust gas purification filter 1 is installed in the pipe.
  • the boundary line B has a size and a shape such that the inscribed circle is equal to or larger than the inner diameter of the pipe before and after the exhaust gas purification filter 1. That is, the exhaust gas purification filter 1 is disposed in the pipe as shown in FIG. And before and after the portion where the exhaust gas purification filter 1 is disposed, pipes 101 and 102 having an inner diameter smaller than the outer diameter of the exhaust gas purification filter 1 are connected. It is preferable to set the diameter of the inscribed circle of the boundary line B to be equal to or larger than the inner diameter of the pipes before and after this. In particular, when viewed from the axial direction Z, it is preferable that the inner peripheral contour of the piping be within the boundary line B.
  • the diameter of the inscribed circle of the boundary line B is preferably 3/4 or less of the diameter of the honeycomb structure 2. By doing in this way, the flow of the exhaust gas to the outer peripheral side area
  • the boundary line B is not necessarily formed in a point-symmetric shape and position around the central axis of the honeycomb structure 2.
  • the position and shape of the boundary line B can be appropriately changed depending on the relationship between the relative positions of the exhaust gas purification filter 1 and the pipes before and after the exhaust gas purification filter 1.
  • the exhaust gas purification filter 1 may carry a catalyst. That is, the cell wall 4 may be coated with a catalyst such as a three-way catalyst containing at least one of Pt, Rh, and Pd. Moreover, as a material of the honeycomb structure 2, for example, cordierite, SiC (that is, silicon carbide), aluminum titanate, or the like can be used.
  • the exhaust gas purification filter 1 has an inflow cell hole 51 and an outflow cell hole 52. Therefore, as shown in FIG. 2, the exhaust gas G passing through the exhaust gas purification filter 1 is first introduced into the inflow cell hole 51 from the upstream side. Due to the pressure difference between the inflow cell hole 51 and the outflow cell hole 52 generated at this time, a part of the exhaust gas G passes through the cell wall 4 and flows into the outflow cell hole 52. When the exhaust gas G passes through the cell wall 4, the particulate matter in the exhaust gas G is collected on the cell wall 4.
  • the flow path cross-sectional area Sc1 of the inflow cell hole 51 in the central region 23 of the honeycomb structure 2 is changed to the flow path cross-sectional area So1 of the inflow cell hole 51 in the outer peripheral side region 24. Smaller than that.
  • the exhaust gas sufficiently flows also to the outer peripheral side region 24, and the cell wall 4 of the outer peripheral side region 24 can be used effectively, so that the filtration area can be increased as a whole. As a result, the collection rate of particulate matter can be improved.
  • the plurality of cell holes 5 are aligned in the first direction X and the second direction Y across the central region 23 and the outer peripheral region 24, and the first direction X In the second direction Y, the inflow cell holes 51 and the outflow cell holes 52 are alternately arranged.
  • the cell wall 4 in the central region 23 is thicker than the cell wall 4 in the outer peripheral region 24. Since the honeycomb structure 2 has such a configuration, it is possible to prevent a large change in the arrangement structure of the cell holes 5 in the center side region 23 and the outer peripheral side region 24. Thereby, it is not necessary to provide a boundary partition different from the cell wall 4 at the boundary between the center side region 23 and the outer peripheral side region 24.
  • the exhaust gas purification filter 1 As a result, it is easy to manufacture and the exhaust gas purification filter 1 can be obtained at low cost. Moreover, it can also suppress that stress concentrates on the boundary between the center side area
  • the outflow cell hole 52 has an octagonal shape, and the inflow cell hole 51 has a quadrangular shape. Thereby, it becomes easy to alternately arrange the inflow cell holes 51 and the outflow cell holes 52 along the first direction X and the second direction Y orthogonal to each other.
  • the boundary line B between the center side region 23 and the outer peripheral side region 24 has an octagonal shape.
  • the flow passage cross-sectional area of the inflow cell hole 51 can be easily changed in the central side region 23 and the peripheral side region 24 without providing a boundary partition wall between the central side region 23 and the peripheral side region 24.
  • the boundary line B can be made closer to a circle centered on the central axis of the honeycomb structure 2, variations in the flow rate of exhaust gas can be effectively suppressed over the entire honeycomb structure 2.
  • the exhaust gas purification filter 1 As described above, according to the exhaust gas purification filter 1 according to the first embodiment, it is possible to provide an exhaust gas purification filter capable of facilitating downsizing while improving the collection rate of particulate matter.
  • the exhaust gas purification filter 1 according to Embodiment 2 has a structure in which a downstream plug portion 30 is provided on the downstream end face 22 of the inflow cell hole 51. That is, the exhaust gas purification filter 1 according to Embodiment 2 has a downstream plug portion 30 that partially closes the downstream end face 22 of the honeycomb structure 2. In the inflow cell hole 51, the downstream end face 22 is closed by the downstream plug portion 30.
  • the exhaust gas G flowing into the inflow cell hole 51 can be prevented from blowing through the downstream end face 22.
  • it has the same effects as the exhaust gas purification filter 1 of the first embodiment.
  • Example 1 In Experimental Example 1, samples of exhaust gas purification filters having various configurations were manufactured, and the pressure loss of exhaust gas passing through and the collection rate of particulate matter were examined.
  • the structure of the exhaust gas purification filter 1 according to the first embodiment that is, the so-called single-plug exhaust gas purification filter 1 is used as a basic structure, and the opening width (mm) of the outflow cell hole 52 in the outer peripheral side region 24 is four types.
  • Samples 1 to 4 that were changed to were prepared.
  • the exhaust gas purification filter 1 prepared here has a square boundary line B as shown in FIG. This square boundary line B is a 60 mm square.
  • the dimensions and the like of each part in these four samples 1 to 4 are as shown in Table 1.
  • the honeycomb structure 2 has a cylindrical shape, the diameter thereof was 118.4 mm, and the length in the axial direction Z was 118 mm.
  • the cell pitch is 1.505 mm.
  • an exhaust gas purification filter having a uniform cell structure over the entire region was prepared as samples 5 to 13 without distinguishing between the central region 23 and the outer peripheral region 24.
  • the external dimensions of these exhaust gas purification filters are the same as those of Samples 1 to 4.
  • the dimensions and the like of each part of Samples 5 to 13 are as shown in Table 2.
  • the pressure loss and the collection rate are the outside diameter and length of the honeycomb structure, the size of the outflow cell hole, the size of the inflow cell hole, the cell wall thickness, that is, the wall thickness (mm), the cell pitch, and the pore characteristics. (Ie, average pore size and porosity). Therefore, in the samples 1 to 13 used in this experimental example 1, the outer diameter, length, cell pitch, and pore characteristics of the honeycomb structure were fixed. The fixed parameters are as follows. The outer diameter and length of the honeycomb structure are as described above. The cell pitch is 1.505 mm. As shown in FIG.
  • the cell pitch p can be defined as a value obtained by adding the average value of the width of the outflow cell hole 52 and the width of the inflow cell hole 51 and the thickness of the cell wall. That is, the cell pitch p can be defined as a half length of the dimension 2p shown in FIG. Moreover, the average pore diameter of the cell wall is (mm 2 ) 18 ⁇ m, and the porosity is 60%.
  • the honeycomb structure is composed mainly of cordierite having a chemical composition of SiO 2 : 45 to 55 wt%, Al 2 O 3 : 33 to 42 wt%, and MgO: 12 to 18 wt%.
  • the material a material in which at least three kinds of raw materials of kaolin, silica, porous silica, talc, aluminum hydroxide, and alumina were mixed was used.
  • a honeycomb structure was obtained by adding water, lubricating oil, binder, and the like to the mixed raw material, kneading, forming and drying.
  • an exhaust gas purification filter according to each of samples 1 to 13 was installed in the exhaust pipe of a gasoline direct injection engine. And the pressure loss was measured by measuring the differential pressure before and behind the exhaust gas purification filter. Moreover, the collection rate of each sample was measured by measuring the number of particulate matter particles before and after the exhaust gas purification filter.
  • the exhaust gas temperature was 450 ° C. and the flow rate was 2.76 m 3 / min.
  • the measurement results are shown in Tables 1 and 2, and are shown in FIG. 15 as the relationship between the pressure loss (pressure loss kPa) and the collection rate.
  • plots denoted by reference numerals E1, E2, E3, and E4 represent the measurement results of Sample 1, Sample 2, Sample 3, and Sample 4, respectively.
  • the other plots represent the measurement results of Samples 5-13.
  • the pressure loss increases as the collection rate is improved.
  • the plots of the measured values of the pressure loss and the collection rate for Samples 5 to 13 can be roughly connected by a trade-off line Lt1 that is one gentle curve.
  • the relationship between the collection rate and the pressure loss is a so-called trade-off relationship that if the collection rate is increased, the pressure loss increases, and if the pressure loss is decreased, the collection rate decreases. I understand.
  • the exhaust gas purification filter of Embodiment 1 can improve the collection rate while suppressing pressure loss as compared with the exhaust gas purification filter having a uniform cell structure. It can also be seen that Sc2 ⁇ So2 is particularly preferable.
  • Example 2 In Experimental Example 2, the pressure loss of exhaust gas passing through and the collection rate of particulate matter were examined for an exhaust gas purification filter having a so-called double-plug structure.
  • the exhaust gas purification filter 1 prepared here has a boundary line B in a square shape as shown in FIG. This square boundary line B is a 60 mm square.
  • the dimensions and the like of each part in these four samples 21 to 24 are as shown in Table 1.
  • an exhaust gas purification filter having a uniform cell structure over the entire region was prepared as samples 25 to 29 without distinguishing between the central region 23 and the outer peripheral region 24.
  • the external dimensions of these exhaust gas purification filters are the same as those of the samples 21 to 24.
  • Table 4 shows the dimensions and the like of each part of the samples 25 to 29.
  • the exhaust gas purification filter of Embodiment 2 can also improve the collection rate while suppressing the pressure loss as compared with the exhaust gas purification filter having a uniform cell structure. . It can also be seen that Sc2 ⁇ So2 is particularly preferable.
  • the present invention is not limited to the exhaust gas purification filter according to Embodiments 1 and 2 described above, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
  • the exhaust gas purification filter 1 in which the inflow cell hole 51 has a quadrangular shape and the outflow cell hole 52 has an octagonal shape is shown.
  • the inflow cell hole and the outflow cell hole have a square shape. It can also be a shape (square shape). In this case, it is preferable that the square shape of the outflow cell hole is a shape in which corners are formed in a curved shape.
  • the flow path cross-sectional area of the outflow cell hole is made different between the central region and the outer peripheral region.
  • 1 exhaust gas purification filter 2 honeycomb structure, 21 upstream end face, 23 center side area, 24 outer peripheral side area, 3 upstream plug part, 4 cell wall, 5 cell hole, 51 inflow cell hole, 52 outflow cell hole.

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Abstract

　排ガス浄化フィルタ１は、ハニカム構造体２と上流側栓部３とを有する。複数のセル孔５には流入セル孔５１と流出セル孔５２とがある。ハニカム構造体２は、中心側領域２３と外周側領域２４とを有する。中心側領域２３及び外周側領域２４のそれぞれにおいて、流入セル孔５１の流路断面積Ｓｃ１、Ｓｏ１よりも流出セル孔５２の流路断面積Ｓｃ２、Ｓｏ２が大きい。流路断面積Ｓｃ１は流路断面積Ｓｏ１よりも小さい。Ｓｃ２に対するＳｃ１の比である流路断面積比Ｒｃは、Ｓｏ２に対するＳｏ１の比である流路断面積比Ｒｏよりも小さい。第１方向Ｘにおいても第２方向Ｙにおいても、流入セル孔５１と流出セル孔５２とが交互に配列しており、中心側領域２３におけるセル壁４は、外周側領域２４におけるセル壁４よりも厚い。

Description

排ガス浄化フィルタ
　本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための排ガス浄化フィルタに関する。
　内燃機関の排気管には、排ガスに含まれる粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）を捕集する排ガス浄化装置が設けられている。この排ガス浄化装置は、排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するための排ガス浄化フィルタを備えている。排ガス浄化フィルタは、複数のセル壁と、セル壁によって囲まれて形成された複数のセル孔とを有する。そして、排ガス浄化フィルタとしては、複数のセル孔のうちの一部のセル孔の上流側の端面を栓部によって閉塞し、他の一部のセル孔の下流側の端面を栓部によって閉塞したものがある。これにより、上流側の端面が開口したセル孔に流入した排ガスが、確実にセル壁を透過して、下流側の端面が開口した隣接するセル孔内に流入し、そのセル孔から外部へ排出されるようにすることができる。
　ところが、上記のような構造の排ガス浄化フィルタにおいては、圧力損失が増大しやすいという問題がある。また、エンジンオイルや燃料中に微量に含まれる不純物（Ｓ、Ｃａ等）により生成される灰分（Ａｓｈ）が、排ガスと共に排ガス浄化フィルタに到達するが、この灰分がセル内に堆積しやすいという問題もある。この灰分のセル内での堆積によっても、圧力損失が増大するという問題がある。上記の問題を解決するため、ハニカム構造体において、セル孔の上流側の端面にのみ栓部を配置した排ガス浄化フィルタが提案されている（特許文献１）。
国際公開第２０１２／０４６４８４号
　しかしながら上記したように、一部のセル孔の上流側の端面にのみ栓部を配置したハニカム構造体を備えた排ガス浄化フィルタは、排ガスの流速が速い場合に、排ガスの吹き抜け（排ガス浄化フィルタの上流側から導入された排ガスが、セル壁を透過することなく下流側に抜けること）が発生するので、この吹き抜けを抑制する必要がある。そのために、排ガス浄化フィルタ（ハニカム構造体）の基材長を長くする、もしくは２個以上の基材、すなわち、２個以上の排ガス浄化フィルタを直列に配置することで、粒子状物質の捕集率低下を抑制する対策がとられてきた。しかし、この場合には、排ガス浄化フィルタの大型化につながってしまうという問題がある。
　上述のように、一様なセル構造を有する排ガス浄化フィルタにおいて、圧力損失の低減と、粒子状物質の捕集率の向上との両立は困難であるという課題がある。上記課題は、一部のセル孔の上流側の端面にのみ栓部を配置したハニカム構造体を備えた排ガス浄化フィルタでも、また一部のセル孔の上流側の端面を栓部によって閉塞し、かつ他の一部のセル孔の下流側の端面を栓部によって閉塞した構成のハニカム構造体を備える排ガス浄化フィルタであっても、発生するという問題がある。
　本発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、内燃機関から排出された排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）や、排ガスとともに排出される灰分（Ａｓｈ）の捕集率を向上し、圧力損失を低減し、かつ容易に小型化できる構成を持つハニカム構造体を備えた排ガス浄化フィルタを提供するものである。
　本発明の一態様は、排ガス中の粒子状物質を捕集するための排ガス浄化フィルタ（１）であって、該排ガス浄化フィルタ（１）は、ハニカム構造体（２）と、該ハニカム構造体（２）の軸方向（Ｚ）における上流側端面（２１）を部分的に閉塞する上流側栓部（３）とを有する。上記ハニカム構造体（２）は、複数のセル壁（４）と、該セル壁（４）に囲まれて形成された複数のセル孔（５）とを有する。上記複数のセル孔（５）には、上記上流側端面が開放された流入セル孔（５１）と、上記上流側栓部（３）によって上記上流側端面（２１）が閉塞されると共に、上記下流側端面が開放された流出セル孔（５２）とを有する。さらに、上記ハニカム構造体（２）は、中心軸を含む中心側領域（２３）と、該中心側領域（２３）の外周側に配された外周側領域（２４）とを有する。
　上記中心側領域（２３）及び上記外周側領域（２４）のそれぞれにおいて、上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｃ１、Ｓｏ１）よりも、上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｃ２、Ｓｏ２）が大きく、かつ上記中心側領域（２３）における上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｃ１）は、上記外周側領域（２４）における上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｏ１）よりも小さく、上記中心側領域（２３）内の上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｃ２）に対する上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｃ１）の比である流路断面積比Ｒｃは、上記外周側領域（２４）における上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｏ２）に対する上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｏ１）の比である流路断面積比Ｒｏよりも小さい。さらに、上記ハニカム構造体（２）を軸方向（Ｚ）から見たとき、上記中心側領域（２３）と上記外周側領域（２４）とにわたって、上記複数のセル孔（５）が、互いに交差する二つの方向である第１方向（Ｘ）と第２方向（Ｙ）とに整列しており、上記第１方向（Ｘ）においても上記第２方向（Ｙ）においても、上記流入セル孔（５１）と上記流出セル孔（５２）とが交互に配列しており、上記中心側領域（２３）における上記セル壁（４）の厚さは、上記外周側領域（２４）における上記セル壁（４）の厚さよりも厚いことを特徴とする。
　上記した本発明に係る排ガス浄化フィルタは、流入セル孔と流出セル孔とを有する。それゆえ、排ガス浄化フィルタを通過する排ガスは、まず、排ガス浄化フィルタの上流側から、流入セル孔内に導入される。このとき生じる流入セル孔内と流出セル孔内との間の圧力差に起因して、排ガスの一部が、流入セル孔内と流出セル孔との間のセル壁を透過して、流出セル孔に流入する。排ガスがセル壁を透過する際、排ガス中の粒子状物質がセル壁に捕集される。
　一般に、排ガス流路に配置された排ガス浄化フィルタの上流側端面から排ガスが導入される場合では、上流側端面の中心軸付近の流速が大きくなりやすい。そのため、上流側端面の中心軸付近に形成されたセル孔で圧力損失が大きくなり、捕集率が低下しやすい。一方、上流側端面の中心軸から遠い部分に形成されたセル孔では、排ガスの流速が比較的遅いため、圧力損失は大きくなりにくい。
　そこで、本発明に係る排ガス浄化フィルタにおいて、上記ハニカム構造体の上流側端面の中心側領域における流入セル孔の流路断面積を、外周側領域における流入セル孔の流路断面積よりも小さくしている。これにより、一様な流路断面積を有するセル孔からなるセル構造の場合と比較して、排ガスが外周側領域にも多く流れやすくなる。それゆえ、中心側領域における圧力損失を抑制することができ、粒子状物質（ＰＭ）等の捕集率を向上できるという効果がある。また、外周側領域にも十分な流量の排ガスが流れるので、外周側領域のセル壁を有効に活用できるため、全体として濾過面積を大きくできる。その結果、粒子状物質の捕集率を向上させることができる。また、これに伴い、充分な捕集率を確保したうえで、ハニカム構造体の基材長を短くすることができる。
　また、中心側領域における流路断面積比が、外周側領域における流路断面積比よりも小さい。これにより、中心側領域と外周側領域とにおける排ガスの流速のばらつきを効果的に抑制することができる。その結果、排ガスの吹き抜けを抑制しつつ、排ガス浄化フィルタの小型化を図りやすくなる。
　また、中心側領域と外周側領域とにわたって、複数のセル孔が、第１方向と第２方向とに整列しており、第１方向Ｘにおいても第２方向Ｙにおいても、流入セル孔と流出セル孔とが交互に配列している。そして、中心側領域におけるセル壁は、外周側領域におけるセル壁よりも厚い。ハニカム構造体がかかる構成となっていることにより、中心側領域と外周側領域とにおいて、セル孔の配列構造に大きな変化が生じることを防ぐことができる。これにより、中心側領域と外周側領域との間の境界に、セル壁とは異なる境界隔壁を設ける必要がない。その結果、製造容易であり、低コストにて、排ガス浄化フィルタを得ることができる。また、中心側領域と外周側領域との間の境界に応力が集中することも抑制することができ、耐久性に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができる。
　以上のごとく、本発明によれば、粒子状物質の捕集率を向上しつつ、小型化を容易にすることができる排ガス浄化フィルタを提供することができる。なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタの斜視図である。 本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタの軸方向に平行な断面図である。 軸方向から見た、本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタの平面図である。 本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタにおける、流入セル孔と流出セル孔との配列状態の説明図である。 本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタにおける、中心側領域の流入セル孔と流出セル孔との配列状態の説明図である。 本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタにおける、外周側領域の流入セル孔と流出セル孔との配列状態の説明図である。 本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタの変形例における、八角形状の流入セル孔と八角形状の流出セル孔との配列状態の説明図である。 比較例である排ガス浄化フィルタにおける、円形状の流入セル孔と円形状の流出セル孔との配列状態の説明図である。 比較例である排ガス浄化フィルタにおける、四角形状の流入セル孔と四角形状の流出セル孔との配列状態の説明図である。 本願発明の実施形態１の変形例であり、境界ラインを正方形状とした排ガス浄化フィルタを軸方向から見た平面図である。 本願発明の実施形態１に係る排ガス浄化フィルタを排ガスの配管内に設置した断面説明図である。 本願発明の実施形態２に係る排ガス浄化フィルタの軸方向に平行な断面図である。 下流側端面側から見た、本願発明の実施形態２に係る排ガス浄化フィルタの斜視図である。 下流側端面側から見た、本願発明の実施形態２に係る排ガス浄化フィルタの平面図である。 本願発明の実験例１における、排ガス浄化フィルタの圧力損失（圧損）と捕集率との測定結果を示す線図である。 本願発明の実験例２における、排ガス浄化フィルタの圧力損失（圧損）と捕集率との測定結果を示す線図である。
　本願発明に係る排ガス浄化フィルタは、ハニカム構造体の下流側端面を部分的に閉塞する下流側栓部を有していてもよい。そして、上記流入セル孔の下流側端面を上記下流側栓部によって閉塞してもよい。すなわち、上記流入セル孔の上流側端面が開放され、下流側端面が閉塞されたものであってもよいし、上流側端面と下流側端面との双方が開放された開放セルであってもよい。
（実施形態１）
　以下、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタに関して図１～図６を参照しながら説明する。本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１は、排ガス中の粒子状物質を捕集するためのフィルタである。排ガス浄化フィルタ１は、図１に示すごとく、ハニカム構造体２と、ハニカム構造体２の軸方向Ｚにおける上流側端面２１を部分的に閉塞する上流側栓部３とを有する。
　図２～図６に示すごとく、ハニカム構造体２は、複数のセル壁４と、セル壁４に囲まれて形成された複数のセル孔５とを有する。複数のセル孔５には、上流側端面２１が開放された流入セル孔５１と、上流側栓部３によって上流側端面２１が閉塞され、下流側端面２２が開放された流出セル孔５２とがある。
　本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１では、ハニカム構造体２の上流側端面２１のみが、部分的に上流側栓部３によって閉塞された、いわゆる片栓構造を有する。それゆえ、本実施形態１の排ガス浄化フィルタ１では、軸方向Ｚに貫通した開放セル孔が流入セル孔５１となり、上流側端面２１が閉塞された栓詰めセル孔が流出セル孔５２となる。
　図３、図４に示すごとく、ハニカム構造体２は、中心軸を含む中心側領域２３と、中心側領域２３の外周側に配された外周側領域２４とを有する。図４～図６に示すごとく、中心側領域２３及び外周側領域２４のそれぞれにおいて、流入セル孔５１の流路断面積Ｓｃ１（ｍｍ２）、Ｓｏ１（ｍｍ２）よりも、流出セル孔５２の流路断面積Ｓｃ２（ｍｍ２）、Ｓｏ２（ｍｍ２）が大きい。すなわち、Ｓｃ１＜Ｓｃ２であり、Ｓｏ１＜Ｓｏ２である。そして、中心側領域２３における流入セル孔５１の流路断面積Ｓｃ１は、外周側領域２４における流入セル孔５１の流路断面積Ｓｏ１よりも小さい。なお、流路断面積Ｓｃ１、Ｓｃ２、Ｓｏ１、Ｓｏ２は、各セル孔５それぞれの流路断面積（ｍｍ２）を意味する。
　本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１は、自動車の内燃機関、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンにおいて発生した排気ガスの浄化に用いることができる。図１に示すごとく、排ガス浄化フィルタ１は、円柱形状の外形をなしている。そして、排ガス浄化フィルタ１を構成するハニカム構造体２は、軸方向Ｚに沿って形成された複数のセル壁４によって、その内部が仕切られている。セル壁４は、多孔質構造を有するコージェライト等のセラミック材料からなり、その内部には、隣り合うセル孔５同士を連通する細孔（図示略）が形成されている。
　図１、図２に示すごとく、排ガス浄化フィルタ１は、内燃機関の排気系に設置されたときに排ガスの上流側を向く上流側端面２１に、部分的に、上流側栓部３が設けられている。すなわち、流出セル孔５２は、上流側端面２１において、上流側栓部３によって閉塞されている。一方、ハニカム構造体２の下流側端面２２には、上流側栓部３は設けられておらず、流出セル孔５２の下流側は、開放されている。また、流入セル孔５１は、上流側も下流側も開放されており、軸方向Ｚに貫通している。また、図３に示すごとく、ハニカム構造体２の外周部２０に面する、すなわち接するセル孔については、他のセル孔５とは異なり、位置によって形状及び流路断面積が種々変更される。それゆえ、本明細書において、特に言及しない限り、セル孔５、すなわち流入セル孔５１および流出セル孔５２は、外周部２０に面する（接する）セル孔以外のセル孔を意味する。換言すれば、流入セル孔５１および流出セル孔５２は、外周部２０に面する（接する）セル孔を含まない。
　図３～図６に示すごとく、ハニカム構造体２を軸方向Ｚから見たとき、流出セル孔５２は八角形状であり、流入セル孔５１は四角形状である。特に、本実施形態においては、流入セル孔５１は正方形状であり、流出セル孔５２は１／４回転対称の八角形状である。なお、実際のハニカム構造体２において、各セル孔５の形状は、その角部において多少の曲線やテーパが形成された形状となる。上記の四角形状（正方形状）、八角形状とは、そのような形状も含み、概略形状として、四角形状（正方形状）、八角形状であるものも含む概念である。
　なお、流入セル孔５１及び流出セル孔５２の形状は、必ずしも、四角形状と八角形状との組み合わせに限定されるものではない。例えば、図７に示すごとく、流入セル孔５１及び流出セル孔５２の形状を、いずれも八角形状としてもよい。あるいは、図８に示す比較例のように、流入セル孔５１及び流出セル孔５２の形状を、いずれも円形状としてもよい。
　なお、図９に示す比較例のように、流入セル孔５１及び流出セル孔５２の形状を、いずれも正方形状としてもよいが、この比較例の構造では、流出セル孔５２の対角線上におけるセル壁４が薄くなりやすいため、強度が低下しやすくなる。逆に、流出セル孔５２の対角線上におけるセル壁４の厚みを確保しようとすると、設計上、他の箇所のセル壁４を厚くせざるを得ないため、圧力損失が増大しやすくなる。かかる観点で、流入セル孔５１及び流出セル孔５２の形状は、図５、図６に示すような、四角形状と八角形状との組み合わせとする、或いは、図７に示すように、いずれも八角形状とすることが好ましい。また、排ガスの濾過面積を確保する観点においても、図８に示す比較例の構成、つまり流入セル孔５１及び流出セル孔５２の形状をいずれも円形状とする構成に比べて、図５、図６に示す四角形状と八角形状との組み合わせ、或いは、図７に示すような八角形状同士の組み合わせとする構成が好ましい。
　図３、図４に示すごとく、ハニカム構造体２を軸方向Ｚから見たとき、中心側領域２３と外周側領域２４とにわたって、複数のセル孔５が、互いに交差する二つの方向である第１方向Ｘと第２方向Ｙとに整列している。そして、第１方向Ｘにおいても第２方向Ｙにおいても、流入セル孔５１と流出セル孔５２とが交互に配列している。中心側領域２３におけるセル壁４は、外周側領域２４におけるセル壁４よりも厚い。
　本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタでは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに直交している。そして、流入セル孔５１と流出セル孔５２とが、市松模様状に配置されている。この配列パターンは、中心側領域２３と外周側領域２４とを含め、ハニカム構造体２の全体にわたって連続的に形成されている。
　ハニカム構造体２は、中心側領域２３と外周側領域２４とにわたって、セルピッチが一定である。すなわち、第１方向Ｘにおいても第２方向Ｙにおいても、セル孔５の配列ピッチは、中心側領域２３と外周側領域２４とにわたって一定となっている。したがって、中心側領域２３と外周側領域２４とにおける流入セル孔５１の流路断面積Ｓｃ１、Ｓｃ２の相違は、セル壁４の厚みの相違によって構成されている。
　具体的に、セルピッチは、例えば、１．１４～２．５４ｍｍとすることが好ましい。セルピッチを１．１４ｍｍ以上とすることで、圧力損失の増大を抑制しやすい。一方、セルピッチを２．５４ｍｍ以下とすることで、ハニカム構造体２の強度を確保しやすい。さらに、セルピッチは、例えば、１．２７～１．８０ｍｍとすることがより好ましい。また、セルピッチは、捕集率（%）にも影響しうるため、圧力損失（ｋＰａ）及び強度に加え、捕集率（%）も考慮しつつ、適宜設定することができる。
　また、中心側領域２３における流出セル孔５２の流路断面積Ｓｃ２に対する流入セル孔５１の流路断面積Ｓｃ１の比である流路断面積比Ｒｃ（＝Ｓｃ１／Ｓｃ２）は、外周側領域２４における流出セル孔５２の流路断面積Ｓｏ２に対する流入セル孔５１の流路断面積Ｓｏ１の比である流路断面積比Ｒｏ（＝Ｓｏ１／Ｓｏ２）よりも、小さい。
　中心側領域２３において、流路断面積比Ｒｃは、０．３６～０．７１とすることが好ましい。Ｒｃ≦０．７１とすることで、排ガスの流速が速くなりやすい中心側領域２３における捕集率を確保することができる。また、Ｒｃ≧０．３６とすることにより、圧力損失の増大を抑制することができる。さらには、流路断面積比Ｒｃは、０．４～０．５９とすることがより好ましい。
　外周側領域２４において、流路断面積比Ｒｏは、０．４～０．９１とすることが好ましい。Ｒｃ≦０．９１とすることで、セル孔５間の圧力差を確保して、外周側領域２４における捕集率を確保することができる。また、Ｒｃ≧０．４とすることにより、圧力損失の増大を抑制することができる。さらには、流路断面積比Ｒｃは、０．５～０．９１とすることがより好ましい。
　中心側領域２３における流入セル孔５１の流路断面積Ｓｃ１は、外周側領域２４における流入セル孔５１の流路断面積Ｓｏ１よりも小さい。一方、流出セル孔５２の流路断面積Ｓｃ２、Ｓｏ２は、中心側領域２３と外周側領域２４とにおいて、同等である。すなわち、本実施形態においては、Ｓｃ２＝Ｓｏ２である。これにより、Ｒｃ＜Ｒｏとなるように、ハニカム構造体２のセル孔５が配列されている。そして、図５、図６に示すごとく、中心側領域２３におけるセル壁４の厚みｔｃは、外周側領域２４におけるセル壁４の厚みｔｏよりも厚くなっている。
　中心側領域２３におけるセル壁４の厚みｔｃは、０．１５～０．３５ｍｍとすることが好ましい。ｔｃ≧０．１５ｍｍとすることにより、セル壁４を粒子状物質が透過することを抑制して、捕集率を向上させることができる。また、ｔｃ≦０．３５ｍｍとすることにより、圧力損失の増大を抑制することができる。さらには、中心側領域２３におけるセル壁４の厚みｔｃは、０．１８～０．２８ｍｍとすることが更に好ましい。
　外周側領域２４におけるセル壁４の厚みｔｏは、０．１０～０．３０ｍｍとすることが好ましい。ｔｃ≧０．１０ｍｍとすることにより、セル壁４の強度を確保することができる。また、ｔｃ≦０．３０ｍｍとすることにより、圧力損失の増大を抑制することができる。さらには、外周側領域２４におけるセル壁４の厚みｔｏは、０．１３～０．２５ｍｍとすることが更に好ましい。
　また、中心側領域２３における各セル孔５の流路断面積Ｓｃ１、Ｓｃ２の好ましい範囲は、上述のセル壁４の厚み、流路断面積比Ｒｃ、セルピッチを基に、それぞれ算出することができる。例えば、０．３５ｍｍ２≦Ｓｃ１≦４．７９ｍｍ２、０．７２ｍｍ２≦Ｓｃ２≦８．２３ｍｍ２とすることが好ましい。さらには、０．５９ｍｍ２≦Ｓｃ１≦１．９８ｍｍ２、１．２２ｍｍ２≦Ｓｃ２≦３．６７ｍｍ２とすることがより好ましい。
　同様に、外周側領域２４における各セル孔５の流路断面積Ｓｏ１、Ｓｏ２の好ましい範囲は、上述のセル壁４の厚み、流路断面積比Ｒｃ、セルピッチを基に、それぞれ算出することができる。例えば、０．４２ｍｍ２≦Ｓｏ１≦５．６７ｍｍ２、０．７２ｍｍ２≦Ｓｏ２≦８．２３ｍｍ２とすることが好ましい。さらには、０．７１ｍｍ２≦Ｓｏ１≦２．６６ｍｍ２、１．２２ｍｍ２≦Ｓｏ２≦３．６７ｍｍ２とすることがより好ましい。
　また、本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１において、中心側領域２３における流出セル孔５２と、外周側領域２４における流出セル孔５２とは、形状も大きさも同様である。それゆえ、本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１は、図３、図４に示すごとく、市松模様状に整然と配列された複数のセル孔５のうち、流入セル孔５１の大きさ（流路断面積）のみを、中心側領域２３と外周側領域２４とで変更している。
　図３に示すごとく、ハニカム構造体２を軸方向Ｚから見たとき、中心側領域２３と外周側領域２４との境界ラインＢは八角形状である。特に、本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１においては、境界ラインＢは、１／４回転対称の八角形状に形成されている。ここで、図１、図４において、境界ラインＢは、外周側領域２４における内周端に配された複数の流入セル孔５１を結ぶように描かれるラインとして示されているが、中心側領域２３における外周端に配された複数の流入セル孔５１、あるいは複数の流出セル孔５２を結ぶように描かれるラインであってもよい。これらは、いずれも相似形となるため、境界ラインとしていずれを選んでも形状としては同じとなるためである。
　なお、境界ラインＢの形状は、八角形状に限らず、例えば、図１０に示す変形例のように、四角形状としてもよい。境界ラインＢを四角形状とする場合、特に正方形状とすることが好ましい。境界ラインＢを四角形状、特に正方形状とする場合、ハニカム構造体２の製造を容易にすることができる。すなわち、ハニカム構造体２を成形するための金型を放電加工する際、その放電加工用の電極形状を四角形に統一できる。その結果、ハニカム構造体２の製造を容易にすることができる。
　一方、境界ラインＢを四角形状とする場合に比べ、八角形状とした場合には、境界ラインＢと外周面との間の距離が、周方向の位置によって変動しにくい。その結果、配管内へ排ガス浄化フィルタ１を設置する際の耐荷重を大きくしやすい。
　また、境界ラインＢは、その内接円が、排ガス浄化フィルタ１の前後の配管の内径以上となるような大きさ及び形状とすることが好ましい。すなわち、排ガス浄化フィルタ１は、図１１に示すごとく、配管内に配置される。そして、排ガス浄化フィルタ１が配された部分の前後は、排ガス浄化フィルタ１の外径よりも小さい内径の配管１０１、ｌ０２が接続されている。この前後の配管の内径以上に、境界ラインＢの内接円の直径を設定することが好ましい。特に、軸方向Ｚから見たとき、境界ラインＢの内側に、配管の内周輪郭が収まるような状態とすることが好ましい。また、境界ラインＢの内接円の直径は、ハニカム構造体２の直径の３／４以下とすることが好ましい。このようにすることで、外周側領域２４への排ガスの流れを確保し、圧力損失の増大を抑制しやすい。
　なお、境界ラインＢは、必ずしも、ハニカム構造体２の中心軸を中心とした点対称の形状、位置に形成されている必要はない。例えば、排ガス浄化フィルタ１とその前後の配管との相対位置との関係により、境界ラインＢの位置や形状を適宜変更することもできる。
　また、排ガス浄化フィルタ１には、触媒が担持されていてもよい。すなわち、セル壁４にＰｔ、Ｒｈ、及びＰｄのうち少なくとも１種を含有する三元触媒等の触媒をコーティングした構成とすることもできる。また、ハニカム構造体２の材質としては、例えば、コージェライト、ＳｉＣ（すなわち炭化ケイ素）、チタン酸アルミニウム等を用いることができる。
　次に、本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１の作用効果について説明する。上記排ガス浄化フィルタ１は、流入セル孔５１と流出セル孔５２とを有する。それゆえ、図２に示すごとく、排ガス浄化フィルタ１を通過する排ガスＧは、まず、上流側から流入セル孔５１に導入される。このとき生じる流入セル孔５１内と流出セル孔５２内との間の圧力差に起因して、排ガスＧの一部がセル壁４を透過して、流出セル孔５２に流入する。排ガスＧがセル壁４を透過する際、排ガスＧ中の粒子状物質がセル壁４に捕集される。
　ところで上述したように、排ガスＧの流速が速い場合、十分な基材長さを確保しないと、流入セル孔５１に導入された排ガスＧのうち、セル壁４を透過せずに下流側端面２２へ吹き抜けてしまう割合が多くなってしまうおそれがある。一般に、排ガス流路に配置された排ガス浄化フィルタ１に対して、その上流側端面２１から排ガスＧが導入される際には、その中心軸付近の流速が大きくなりやすいため、中心軸付近において吹き抜けが生じやすい。一方、中心軸から遠い部分においては、排ガスＧの流速が比較的遅いため、吹き抜けは生じにくい。
　そこで、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１において、ハニカム構造体２の中心側領域２３における流入セル孔５１の流路断面積Ｓｃ１を、外周側領域２４における流入セル孔５１の流路断面積Ｓｏ１よりも小さくしている。これにより、一様なセル構造の場合と比べ、排ガスが外周側領域２４にも多く流れやすくなる。それゆえ、中心側領域における圧力損失を抑制することができ、捕集率を向上できる。また、外周側領域２４にも排ガスが充分流れ、外周側領域２４のセル壁４を有効に活用できるため、全体として濾過面積を大きくできる。その結果、粒子状物質の捕集率を向上させることができる。また、これに伴い、充分な捕集率を確保したうえで、ハニカム構造体２の基材長（軸方向Ｚの長さ）を短くすることができる。
　また、中心側領域２３における流路断面積比Ｒｃ（＝Ｓｃ１／Ｓｃ２）が、外周側領域２４における流路断面積比Ｒｏ（＝Ｓｏ１／Ｓｏ２）よりも小さい。これにより、中心側領域２３と外周側領域２４とにおける排ガスの流速のばらつきを効果的に抑制することができる。その結果、排ガスの吹き抜けを抑制しつつ、排ガス浄化フィルタ１の小型化を図りやすくなる。
　また、図３、図４に示すごとく、中心側領域２３と外周側領域２４とにわたって、複数のセル孔５が、第１方向Ｘと第２方向Ｙとに整列しており、第１方向Ｘにおいても第２方向Ｙにおいても、流入セル孔５１と流出セル孔５２とが交互に配列している。そして、中心側領域２３におけるセル壁４は、外周側領域２４におけるセル壁４よりも厚い。ハニカム構造体２がかかる構成となっていることにより、中心側領域２３と外周側領域２４とにおいて、セル孔５の配列構造に大きな変化が生じることを防ぐことができる。これにより、中心側領域２３と外周側領域２４との間の境界に、セル壁４とは異なる境界隔壁を設ける必要がない。その結果、製造容易であり、低コストにて、排ガス浄化フィルタ１を得ることができる。また、中心側領域２３と外周側領域２４との間の境界に応力が集中することも抑制することができ、耐久性に優れた排ガス浄化フィルタ１を得ることができる。
　また、図４～図６に示すごとく、流出セル孔５２は八角形状であり、流入セル孔５１は四角形状である。これにより、互いに直交する第１方向Ｘと第２方向Ｙとに沿って、流入セル孔５１と流出セル孔５２とを交互に配列することが容易となる。
　また、図３に示す実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１において、中心側領域２３と外周側領域２４との境界ラインＢは八角形状である。これにより、中心側領域２３と外周側領域２４との間に境界隔壁を設けることなく、中心側領域２３と外周側領域２４とにおいて、流入セル孔５１の流路断面積を容易に変更することができる。また、境界ラインＢをハニカム構造体２の中心軸を中心とした円形に近づけることができるため、ハニカム構造体２の全体にわたり、排ガスの流速のばらつきを効果的に抑制することができる。
　また、流出セル孔５２の流路断面積Ｓｃ２、Ｓｏ２は、中心側領域２３と外周側領域２４とにおいて同等である。すなわち、Ｓｃ２＝Ｓｏ２となっている。これにより、製造容易であると共に構造的に安定した排ガス浄化フィルタ１を得ることができる。
　以上のごとく、本実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１によれば、粒子状物質の捕集率を向上しつつ、小型化を容易にすることができる排ガス浄化フィルタを提供することができる。
（実施形態２）
　以下、実施形態２に係る排ガス浄化フィルタ１について、図１２～図１４を参照しながら説明する。図１２～図１４に示すように、本実施形態２に係る排ガス浄化フィルタ１では、流入セル孔５１の下流側端面２２に下流側栓部３０を設けた構造を有する。すなわち、本実施形態２に係る排ガス浄化フィルタ１は、ハニカム構造体２の下流側端面２２を部分的に閉塞する下流側栓部３０を有している。そして、流入セル孔５１は、下流側端面２２を下流側栓部３０によって閉塞されている。
　その他の構成は、実施形態１の排ガス浄化フィルタ１と同様である。なお、以下の説明で用いる符号のうち、実施形態１の説明で用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、同一の構成および動作を有するものとする。
　本実施形態２に係る排ガス浄化フィルタ１においては、流入セル孔５１に流入した排ガスＧが、下流側端面２２から吹き抜けることを防ぐことができる。
　その他、実施形態１の排ガス浄化フィルタ１と同様の作用効果を有する。
（実験例１）
　実験例１では、様々な構成を有する排ガス浄化フィルタの試料を製造し、通過する排気ガスの圧力損失と、粒子状物質の捕集率とを調べた。試料としては、まず、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタ１の構造、いわゆる片栓構造の排ガス浄化フィルタ１を基本構造として、外周側領域２４における流出セル孔５２の開口幅（ｍｍ）を４種類に変更した試料１～４を用意した。ただし、ここで用意した排ガス浄化フィルタ１は、図１０に示すような、境界ラインＢを正方形状としたものである。この正方形状の境界ラインＢは、６０ｍｍ四方の正方形である。これら４つの試料１～４における各部の寸法等は、表１に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　また、ハニカム構造体２は円柱形状であり、その直径は１１８．４ｍｍ、軸方向Ｚの長さは１１８ｍｍとした。また、セルピッチは１．５０５ｍｍである。
　また、中心側領域２３と外周側領域２４との区別なく、全領域にわたり一様なセル構造を有する排ガス浄化フィルタを、試料５～１３として用意した。これらの排ガス浄化フィルタの外形寸法は、試料１～４と同様である。試料５～１３の各部の寸法等は、表２に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、圧力損失と捕集率は、ハニカム構造体の外径、長さ、流出セル孔の大きさ、流入セル孔の大きさ、セル壁厚、すなわち壁厚（ｍｍ）さ、セルピッチ、気孔特性（すなわち、平均気孔径及び気孔率）に依存する。そのため、本実験例１で用いた試料１～１３においては、ハニカム構造体の外径、長さ、セルピッチ、気孔特性は固定した。固定パラメータは次の通りである。ハニカム構造体の外径、長さは上述の通りである。また、セルピッチは、１．５０５ｍｍである。セルピッチｐは、図５に示すように、流出セル孔５２の幅と流入セル孔５１の幅との平均値と、セル壁の厚さとを足した値として定義できる。すなわち、図５に示す寸法２ｐの半分の長さとして、セルピッチｐを定義できる。また、セル壁の平均気孔径は（ｍｍ２）１８μｍ、気孔率は６０％である。
　また、試料１～１３の各々は、次のような材料及び製法にて得た。まず、ハニカム構造体は、化学組成がＳｉＯ２：４５～５５重量％、Ａｌ２Ｏ３：３３～４２重量％、ＭｇＯ：１２～１８重量％よりなるコーディエライトを主成分として構成されている。材料は、少なくとも、カオリン、シリカ、多孔質シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、アルミナの原料が３種類以上混合された材料を使用した。この混合原料に、水、潤滑油、バインダ等を添加し混練及び成形・乾燥することでハニカム構造体を得た。
　ハニカム構造体を成形する際の金型を作製するにあたっては、次の通りの加工を行った。すなわち、試料５～１３の成形用の金型を作製するにあたっては、同じ構造の電極を用いて放電加工を行った。一方、試料１～４の成形用の金型に関しては、中央の構造と外周側の構造が異なる為、それぞれ構造の異なる電極を準備して、放電加工を行うことにより金型を作製した。その後、当該金型によって成形したハニカム構造体における上流側端面に、スラリーを市松模様状の金型に注入した。これにより、ハニカム構造体の所定部位に栓部を設けた。そして、栓部を備えたハニカム構造体を、焼成炉にて１４３０℃×２０時間、熱処理することにより、焼成を行った。
　そして、表１、表２に示すように、流出セル孔の大きさ、流入セル孔の大きさ、セル壁の厚さを、種々変更した各試料１～１３について、それらの圧力損失と捕集率とを測定した。評価方法は、以下の通りである。
　まず、試料１～１３の各々に係る排ガス浄化フィルタをガソリン直噴エンジンの排気管内に取り付けた。そして、排ガス浄化フィルタの前後の差圧を測定することで、圧力損失を測定した。また、排ガス浄化フィルタの前後の粒子状物質の粒子数を測定することにより、各試料の捕集率を測定した。なお、排ガスの温度を４５０℃、流量を２．７６ｍ３／分とした。
　測定結果を、表１、表２に示すと共に、図１５に圧力損失（圧損ｋＰａ）と捕集率との関係として示した。同図において、符号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を付したプロットが、それぞれ試料１、試料２、試料３、試料４の測定結果を表す。その他のプロットは、試料５～１３の測定結果を表す。試料５～１３の測定結果を見ると、捕集率を向上させると圧力損失も大きくなっている。そして、この試料５～１３についての圧力損失と捕集率との測定値のプロット群は、一つの緩やかな曲線であるトレードオフラインＬｔ１によって、概略つなげることができる。すなわち、捕集率と圧力損失との関係は、捕集率を高めると圧力損失も大きくなってしまい、圧力損失を小さくすると捕集率が低下してしまうという、いわゆるトレードオフの関係にあることが分かる。
　これに対し、試料１～４の測定結果を見ると、いずれも、上記のトレードオフラインＬｔ１よりも上側、すなわち捕集率が高い側にプロットＥ１～Ｅ４が存在する。つまり、圧力損失を抑制しつつ捕集率を向上させることができている。また、試料１～４の中では、特に試料２、試料３、試料４のプロットＥ２、Ｅ３、Ｅ４が、トレードオフラインＬｔ１から大きく離れている。試料１はＳｃ２＞Ｓｏ２、試料２及び試料３はＳｃ２＜Ｓｏ２、試料４はＳｃ２＝Ｓｏ２である。
　本実験例１の結果から、実施形態１の排ガス浄化フィルタは、一様なセル構造を備えた排ガス浄化フィルタに比べて、圧力損失を抑制しつつ捕集率を向上させることができると言える。そして、特に、Ｓｃ２≦Ｓｏ２とすることが好ましいことも分かる。
（実験例２）
　実験例２では、いわゆる両栓構造の排ガス浄化フィルタにつき、通過する排気ガスの圧力損失と、粒子状物質の捕集率とを調べた。試料としては、まず、実施形態２に示した排ガス浄化フィルタ１を基本構造として、外周側領域２４における流出セル孔５２の開口幅を４種類に変更した試料２１～２４を用意した。ただし、ここで用意した排ガス浄化フィルタ１は、図１０に示すごとく、境界ラインＢを正方形状としたものである。この正方形状の境界ラインＢは、６０ｍｍ四方の正方形である。これら４つの試料２１～２４における各部の寸法等は、表１に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　さらに実験例２では、中心側領域２３と外周側領域２４との区別なく、全領域にわたり一様なセル構造を有する排ガス浄化フィルタを、試料２５～２９として用意した。これらの排ガス浄化フィルタの外形寸法は、試料２１～２４と同様である。試料２５～２９の各部の寸法等は、表４に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　その他、試料２１～２９の各々の共通のパラメータは、実験例１に示す試料１～１３と同様である。また、各試料の製法、評価方法等も、特に示さない限り、実験例１の試料の場合と同様である。
　評価結果を表３、表４に示すと共に、図１６に圧力損失（圧損ｋＰａ）と捕集率との関係として示した。同図において、符号Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３を付したプロットが、それぞれ試料１、試料２、試料３、試料４の測定結果を表す。その他のプロットは、試料２５～２９の測定結果を表す。試料２５～２９の測定結果を見ると、捕集率を向上させると圧力損失も大きくなっている。そして、この試料２５～２９についての圧力損失と捕集率との測定値のプロット群は、実験例１の場合と同様に、一つのトレードオフラインＬｔ２によって、概略つなげることができる。すなわち、捕集率と圧力損失との関係は、捕集率を高めると圧力損失も大きくなってしまい、圧力損失を小さくしようとすると捕集率が低下してしまうという、いわゆるトレードオフの関係にあることが分かる。
　これに対し、試料２１～２４の測定結果を見ると、いずれも、上記のトレードオフラインＬｔ２よりも上側、すなわち捕集率が高い側にプロットＥ２１～Ｅ２４が存在する。つまり、圧力損失を抑制しつつ捕集率を向上させることができている。また、試料２１～２４の中では、特に試料２２、試料２３、試料２４のプロットＥ２２、Ｅ２３、Ｅ２４が、トレードオフラインＬｔ１から大きく離れている。試料２１はＳｃ２＞Ｓｏ２、試料２２及び試料２３はＳｃ２＜Ｓｏ２、試料２４はＳｃ２＝Ｓｏ２である。
　本実験例２の結果から、実施形態２の排ガス浄化フィルタについても、一様なセル構造を備えた排ガス浄化フィルタに比べて、圧力損失を抑制しつつ捕集率を向上させることができると言える。そして、特に、Ｓｃ２≦Ｓｏ２とすることが好ましいことも分かる。
　本発明は上記した実施形態１および２に係る排ガス浄化フィルタに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、実施形態１においては、流入セル孔５１を四角形状、流出セル孔５２を八角形状とした排ガス浄化フィルタ１を示したが、例えば、流入セル孔及び流出セル孔の形状を、いずれも四角形状（正方形状）とすることもできる。この場合、流出セル孔の四角形状を、角部が曲線状に形成された形状とすることが好ましい。また、流出セル孔の流路断面積を中心側領域と外周側領域とで異ならせた態様とすることもできる。この場合は、中心側領域における流出セル孔の流路断面積を、外周側領域における流出セル孔の流路断面積よりも小さくすることが好ましい。
　１　排ガス浄化フィルタ、２　ハニカム構造体、２１　上流側端面、２３　中心側領域、２４　外周側領域、３　上流側栓部、４　セル壁、５　セル孔、５１　流入セル孔、５２　流出セル孔。

Claims (7)

  1. 　排ガス中の粒子状物質を捕集するための排ガス浄化フィルタ（１）であって、
    　該排ガス浄化フィルタ（１）は、ハニカム構造体（２）と、該ハニカム構造体（２）の軸方向（Ｚ）における上流側端面（２１）を部分的に閉塞する上流側栓部（３）とを有し、
    　上記ハニカム構造体（２）は、複数のセル壁（４）と、該セル壁（４）に囲まれて形成された複数のセル孔（５）とを有し、
    　上記複数のセル孔（５）には、上記上流側端面（２１）が開放された流入セル孔（５１）と、上記上流側栓部（３）によって上記上流側端面（２１）が閉塞されると共に下流側端面（２２）が開放された流出セル孔（５２）とがあり、
    　上記ハニカム構造体（２）は、中心軸を含む中心側領域（２３）と、該中心側領域（２３）の外周側に配された外周側領域（２４）とを有し、
    　上記中心側領域（２３）及び上記外周側領域（２４）のそれぞれにおいて、上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｃ１、Ｓｏ１）よりも上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｃ２、Ｓｏ２）が大きく、
    　上記中心側領域（２３）における上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｃ１）は、上記外周側領域（２４）における上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｏ１）よりも小さく、
    　上記中心側領域（２３）における上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｃ２）に対する上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｃ１）の比である流路断面積比Ｒｃは、上記外周側領域（２４）における上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｏ２）に対する上記流入セル孔（５１）の流路断面積（Ｓｏ１）の比である流路断面積比Ｒｏよりも小さく、
    　上記ハニカム構造体（２）を軸方向（Ｚ）から見たとき、上記中心側領域（２３）と上記外周側領域（２４）とにわたって、上記複数のセル孔（５）が、互いに交差する二つの方向である第１方向（Ｘ）と第２方向（Ｙ）とに整列しており、上記第１方向（Ｘ）においても上記第２方向（Ｙ）においても、上記流入セル孔（５１）と上記流出セル孔（５２）とが交互に配列しており、上記中心側領域（２３）における上記セル壁（４）の厚さは、上記外周側領域（２４）における上記セル壁（４）の厚さよりも厚いことを特徴とする排ガス浄化フィルタ（１）。
  2. 　上記ハニカム構造体（２）は、上記中心側領域（２３）と上記外周側領域（２４）とにわたって、セルピッチが一定であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
  3. 　上記中心側領域（２３）における上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｃ２）は、上記外周側領域（２４）における上記流出セル孔（５２）の流路断面積（Ｓｏ２）以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
  4. 　上記ハニカム構造体（２）を軸方向（Ｚ）から見たとき、上記流出セル孔（５２）の各々は八角形状であり、上記流入セル孔（５１）の各々は四角形状であることを特徴とする請求項３に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
  5. 　上記ハニカム構造体（２）を軸方向（Ｚ）から見たとき、上記中心側領域（２３）と上記外周側領域（２４）との境界ライン（Ｂ）は、八角形状であることを特徴とする請求項３又は４に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
  6. 　上記ハニカム構造体（２）において、上記中心側領域（２３）における上記セル壁（４）の厚さは０．１５～０．３５ｍｍの範囲であり、上記外周側領域（２４）における上記セル壁（４）の厚さは、０．１０～０．３０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
  7. 　上記ハニカム構造体（２）の上記中心側領域（２３）と上記外周側領域（２４）の一定の上記セルピッチは、１．１４～２．５４ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
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