(57)【要約】【課題】目的や用途に応じて所望の端部形状をとることができ、十分な強度を有すると共に、形状加工に起因する浄化性能及び再生限界の低下が抑えられ、原料収率やコストの面でも優れた目封止ハニカム構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】隔壁６によって区画された流体の流路となる複数のセル５を有し、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止されたディーゼルパティキュレートフィルタ用の目封止ハニカム構造体であって、流体の流入孔側端部の一部に切り欠き部２を有し、切り欠き部２を構成する所定のセル５ａの流入孔側端面１１に形成された目封止部２５が、残余のセル５ｂの流入孔側端面１１に形成された目封止部２５よりもその平均深さの大きい深目封止部２３である目封止ハニカム構造体２０。【選択図】図４
2010234332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁により区画された流体の流路となる複数のセルを有し、隣接するセルが互いに反対側となる一方の流通端面において目封止されることによって目封止部の形成されたディーゼルパティキュレートフィルタ用の目封止ハニカム構造体であって、
前記流体の流入孔側端部の外周部の一部に切り欠き部を有し、前記切り欠き部を構成する所定のセルにおいても、前記隣接するセルが互いに反対側となる前記一方の流通端面において目封止されることによって前記目封止部が形成されており、
前記切り欠き部を構成する前記所定のセルの前記流入孔側端面に形成された前記目封止部は、目封止ハニカム構造体の前記切り欠き部以外の部分を構成する残余のセルの前記流入孔側端面に形成された前記目封止部よりもその平均深さの大きい深目封止部である目封止ハニカム構造体。
【請求項２】
前記深目封止部は、目封止ハニカム構造体の軸方向と垂直な方向において目封止ハニカム構造体の中心側から外周側に向かってその深さが漸増するように構成された、傾斜目封止部である請求項１に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項３】
前記多孔質の隔壁により区画された前記流体の流路となる前記複数のセルを有し、前記隣接するセルが互いに反対側となる前記一方の流通端面において目封止されることによって前記目封止部の形成された複数のハニカムセグメントが、接合材層を介して一体的に接合されてなる請求項１又は２に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項４】
前記切り欠き部は、前記複数のハニカムセグメントのうち、一つ以上の所定のハニカムセグメントの軸方向長さが、残余のハニカムセグメントである長セグメントの軸方向長さよりも短く構成され、短セグメントとされることによって、ハニカムセグメント単位で形成された請求項３に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項５】
前記切り欠き部は、目封止ハニカム構造体の軸方向と垂直な方向の断面において、その直行する２方向が、複数の前記長セグメントに囲まれて形成された請求項４に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項６】
前記切り欠き部を形成する一つ以上の前記短セグメントの前記流入孔側端面に形成された前記深目封止部における、短セグメント平均目封止深さＤｓ（ａｖｇ）と、複数の前記長セグメントの前記流入孔側端面に形成された前記目封止部における、長セグメント平均目封止深さＤｌ（ａｖｇ）との関係が、
１．１≦Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）≦３．０を満たし、
且つ、２．０ｍｍ≦Ｄｓ（ａｖｇ）≦１５．０ｍｍである請求項４又は５に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項７】
前記切り欠き部を形成する一つ以上の前記短セグメントのうち、目封止ハニカム構造体の軸方向と垂直な方向の断面において、その直行する２側面が、それぞれ前記長セグメントに接する前記短セグメントにおける、前記長セグメントに最も近く位置する複数の前記傾斜目封止部の平均深さである短セグメント中心側平均目封止深さＤｓ（ｉｎ）と、前記切り欠き部を形成する一つ以上の前記短セグメントにおける、目封止ハニカム構造体の外周に最も近く位置する複数の前記傾斜目封止部の平均深さである短セグメント外周側平均目封止深さＤｓ（ｏｕｔ）との関係が、
１．１≦Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）≦３．０を満たす請求項４〜６のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
前記深目封止部を備える前記短セグメントとされる予定の少なくとも一つのハニカムセグメントと、前記目封止部を備える複数の前記長セグメントとを、積層、接合し、ハニカムセグメント積層体を得る、ハニカムセグメント積層体形成工程と、
前記ハニカムセグメント積層体の外周を加工する、外周加工工程と、
前記短セグメントとされる予定の前記少なくとも一つのハニカムセグメントの深目封止部形成側端部を、所定の長さまで切削することで、前記切り欠き部を形成する、切り欠き部形成工程とを含む目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
前記深目封止部を備え、あらかじめ軸方向長さが前記長セグメントよりも短く形成された少なくとも一つの前記短セグメントと、前記目封止部を備える複数の前記長セグメントとを、積層、接合し、ハニカムセグメント積層体を得る、ハニカムセグメント積層体形成工程と、
前記ハニカムセグメント積層体の外周を加工する、外周加工工程とを含む目封止ハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体及びその製造方法に関する。より詳しくは、切り欠き部が形成された目封止ハニカム構造体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関、ボイラー、化学反応機器、及び燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体や、排ガス中の微粒子、特にディーゼル微粒子の捕集フィルタ（ディーゼルパティキュレートフィルタ：以下、「ＤＰＦ」ということがある）等に、セラミックスからなるハニカム構造体が用いられている。
【０００３】
このような目的に使用されるハニカム構造体は、一般に、多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、特に、微粒子捕集フィルタとして用いられる場合には、端面が市松模様状を呈するように、隣接するセルが互いに反対側の流通端面において目封止された構造を有する。このような構造を有するハニカム構造体において、被処理流体は流入孔側端面が封止されていないセル、即ち流出孔側端面が封止されているセルに流入し、多孔質の隔壁を通って隣のセル、即ち、流入孔側端面が封止され、流出孔側端面が封止されていないセルから排出される。この際、隔壁がフィルタとなり、例えば、ＤＰＦとして使用した場合には、ディーゼルエンジンから排出されるスート（スス）等の粒子状物質（パティキュレート・マター：以下「ＰＭ」ということがある）が隔壁に捕捉され隔壁上に堆積する。
【０００４】
ディーゼル機関においては、上記のようなハニカム構造体は、通常、ＤＰＦとしてエンジン下流側の排ガスの流路中に配設され、エンジンから排出される排ガスを通過させ浄化する機能を果たす。この時、排ガス上流側から流れてくる、流路内壁の錆等の剥れ、溶接屑、組み付け時に流路に入り込んだゴミ等の固体、或いは凝縮水のような液体が、排ガスと共に高速で流路の内壁、或いは流路中に配設されたハニカム構造体に衝突することにより、これらを破損せしめることがある。特に固体の異物は、エンジン振動によりＤＰＦの流入孔側端面において跳ねるため、ＤＰＦの目封止部等をえぐり、捕集効率の低下を招くことがある。この作用は通常エロージョンと呼ばれ、流路及びハニカム構造体の長期耐久性を維持する観点から、大きな問題となっていた。
【０００５】
エロージョン問題解決のため、従来、破損を受ける恐れのある流路内壁或いはハニカム構造体の上流側に、金網やじゃま板を設け、異物が直接高速で衝突することを防ぐ工夫がなされてきたが、固体や液体の異物を十分なレベルまで除去することができず、長期耐久性を確保するには至らなかった。即ち、排ガスの流れの上流側から飛来してきた異物により、流路内壁表面の損傷やハニカム構造体の破損が発生することがあった。そこで、より確実に流路内の異物を除去し、浄化装置の耐久性を強化することのできる工夫が求められており、例えば、特許文献１には、ハニカム構造体の上流側の流路上に、排ガスの流れ変更手段及び異物捕集部を設けた流路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２０６５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されたガス流路は、排ガスの流れ変更手段により排ガスの流れを流路の外周方向へ向け、流路内壁に設置された、排ガスの上流方向に向いた開口部を有するポケット状の異物捕集部によって、排ガス中の異物を物理的に捕集するものであり、流路内を異物が跳ねることによるエロージョン問題に対して効果を奏するものであるが、排ガスの流路を流れ方向に長く設計する必要があり、排ガス浄化装置全体が大きくなってしまうという問題があった。また、流路径を変えずにポケットをつけると、流路断面が小さくなるため圧力損失が上がり、エンジン出力低下の懸念があり、流路径を大きくしてポケットをつけると、流路断面が大きくなり、車両床下搭載時の最低地上高確保のため、車高を上げなくてはならなくなる。車体への搭載スペースに制約がある点を考えると、排ガス浄化装置は可能な限り小さく設計されることが望ましく、特許文献１に開示された流路はその意味で十分とは言えなかった。
【０００８】
本発明者らは、上記課題解決のため鋭意検討した結果、多孔質の隔壁によって区画された流体の流路となる複数のセルを有し、端面が市松模様状を呈するように、隣接するセルが互いに反対側となる一方の流通端面において目封止された構造を有する目封止ハニカム構造体において、流体の流入孔側端部の一部に切り欠き部を有し、切り欠き部を構成する所定のセルの流入孔側端面にも目封止が施された構成とすることによって、切り欠き部がエロージョン抑制に効果的に働き、且つ、切り欠き部の体積分の省スペースを実現することが可能であることに想到した。
【０００９】
更に本発明者らは、目封止ハニカム構造体に切り欠き部を形成することによって副次的に引き起こされる諸問題についても鋭意検討を行った。例えば、切り欠き部の形成された変則的な形状の目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用いる場合には、ＤＰＦをコンテナへ搭載する際に、キャニング衝撃への耐性が求められる。また、上記のような切り欠き部を有するＤＰＦに排ガスが流れ込む際には、切り欠き部において排ガスの乱流が起こるため、結果として、ＤＰＦ内のスートの堆積量に不均一が生じ、再生時のクラック発生等につながることが懸念される。
【００１０】
本発明はかかる諸問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、エロージョン抑制効果及びサイズダウンを両立させた排ガス浄化装置において用いられ、十分な強度を有すると共に、形状加工に起因する浄化性能及び再生限界の低下が抑えられ、原料収率やコストの面でも優れた目封止ハニカム構造体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、流体の流入孔側端部の外周部の一部に切り欠き部を有する目封止ハニカム構造体において、切り欠き部を構成する所定のセルの流入孔側目封止深さを、所定の大きさに構成することによって上記問題を解決できることに想到し、本発明を完成させた。即ち、本発明によれば、十分な浄化性能と強度を備え、所望の端部形状を有する目封止ハニカム構造体及びその製造方法、即ち、以下の目封止ハニカム構造体及びその製造方法が提供される。
【００１２】
［１］  多孔質の隔壁により区画された流体の流路となる複数のセルを有し、隣接するセルが互いに反対側となる一方の流通端面において目封止されることによって目封止部の形成されたディーゼルパティキュレートフィルタ用の目封止ハニカム構造体であって、前記流体の流入孔側端部の外周部の一部に切り欠き部を有し、前記切り欠き部を構成する所定のセルにおいても、前記隣接するセルが互いに反対側となる前記一方の流通端面において目封止されることによって前記目封止部が形成されており、前記切り欠き部を構成する前記所定のセルの前記流入孔側端面に形成された前記目封止部は、目封止ハニカム構造体の前記切り欠き部以外の部分を構成する残余のセルの前記流入孔側端面に形成された前記目封止部よりもその平均深さの大きい深目封止部である目封止ハニカム構造体。
【００１３】
［２］  前記深目封止部は、目封止ハニカム構造体の軸方向と垂直な方向において目封止ハニカム構造体の中心側から外周側に向かってその深さが漸増するように構成された、傾斜目封止部である前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体。
【００１４】
［３］  前記多孔質の隔壁により区画された前記流体の流路となる前記複数のセルを有し、前記隣接するセルが互いに反対側となる前記一方の流通端面において目封止されることによって前記目封止部の形成された複数のハニカムセグメントが、接合材層を介して一体的に接合されてなる前記［１］又は［２］に記載の目封止ハニカム構造体。
【００１５】
［４］  前記切り欠き部は、前記複数のハニカムセグメントのうち、一つ以上の所定のハニカムセグメントの軸方向長さが、残余のハニカムセグメントである長セグメントの軸方向長さよりも短く構成され、短セグメントとされることによって、ハニカムセグメント単位で形成された前記［３］に記載の目封止ハニカム構造体。
【００１６】
［５］  前記切り欠き部は、目封止ハニカム構造体の軸方向と垂直な方向の断面において、その直行する２方向が、複数の前記長セグメントに囲まれて形成された前記［４］に記載の目封止ハニカム構造体。
【００１７】
［６］  前記切り欠き部を形成する一つ以上の前記短セグメントの前記流入孔側端面に形成された前記深目封止部における、短セグメント平均目封止深さＤｓ（ａｖｇ）と、複数の前記長セグメントの前記流入孔側端面に形成された前記目封止部における、長セグメント平均目封止深さＤｌ（ａｖｇ）との関係が、１．１≦Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）≦３．０を満たし、且つ、２．０ｍｍ≦Ｄｓ（ａｖｇ）≦１５．０ｍｍである前記［４］又は［５］に記載の目封止ハニカム構造体。
【００１８】
［７］  前記切り欠き部を形成する一つ以上の前記短セグメントのうち、目封止ハニカム構造体の軸方向と垂直な方向の断面において、その直行する２側面が、それぞれ前記長セグメントに接する前記短セグメントにおける、前記長セグメントに最も近く位置する複数の前記傾斜目封止部の平均深さである短セグメント中心側平均目封止深さＤｓ（ｉｎ）と、前記切り欠き部を形成する一つ以上の前記短セグメントにおける、目封止ハニカム構造体の外周に最も近く位置する複数の前記傾斜目封止部の平均深さである短セグメント外周側平均目封止深さＤｓ（ｏｕｔ）との関係が、
１．１≦Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）≦３．０を満たす前記［４］〜［６］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体。
【００１９】
［８］  前記［４］〜［７］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法であって、前記深目封止部を備える前記短セグメントとされる予定の少なくとも一つのハニカムセグメントと、前記目封止部を備える複数の前記長セグメントとを、積層、接合し、ハニカムセグメント積層体を得る、ハニカムセグメント積層体形成工程と、前記ハニカムセグメント積層体の外周を加工する、外周加工工程と、前記短セグメントとされる予定の前記少なくとも一つのハニカムセグメントの深目封止部形成側端部を、所定の長さまで切削することで、前記切り欠き部を形成する、切り欠き部形成工程とを含む目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００２０】
［９］  前記［４］〜［７］のいずれかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法であって、前記深目封止部を備え、あらかじめ軸方向長さが前記長セグメントよりも短く形成された少なくとも一つの前記短セグメントと、前記目封止部を備える複数の前記長セグメントとを、積層、接合し、ハニカムセグメント積層体を得る、ハニカムセグメント積層体形成工程と、前記ハニカムセグメント積層体の外周を加工する、外周加工工程とを含む目封止ハニカム構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の目封止ハニカム構造体においては、流体の流入孔側端部に所望の切り欠き部を形成することが可能である。また、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、製造時の破損や強度低下の問題、また、使用時の破損や再生限界低下等の問題も改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の目封止ハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】従来の目封止ハニカム構造体の別の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の目封止ハニカム構造体の別の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図５Ａ】本発明の目封止ハニカム構造体を搭載した排ガス浄化装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の目封止ハニカム構造体を搭載した排ガス浄化装置の別の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明の目封止ハニカム構造体を搭載した排ガス浄化装置の更に別の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】排ガス浄化装置に搭載された本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に排ガスが流れ込む様子を模式的に示す断面図である。
【図６Ｂ】排ガス浄化装置に搭載された本発明の目封止ハニカム構造体の別の実施形態に排ガスが流れ込む様子を模式的に示す断面図である。
【図７】傾斜目封止部形成側端部切削前の目封止ハニカム構造体を模式的に示す軸方向における部分断面図である。
【図８】傾斜目封止部形成側端部切削後の目封止ハニカム構造体を模式的に示す軸方向における部分断面図である。
【図９Ａ】本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態を切り欠き部形成方向から見た模式的正面図である。
【図９Ｂ】本発明の目封止ハニカム構造体の別の実施形態を切り欠き部形成方向から見た模式的正面図である。
【図１０】ハニカムセグメントを積み上げる工程を模式的に示す工程図である。
【図１１】ハニカムセグメント積層体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２４】
図１及び図２は、従来の目封止ハニカム構造体の各実施形態を模式的に示す斜視図であり、図３及び図４は、本発明の目封止ハニカム構造体の各実施形態を模式的に示す斜視図である。また、図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の目封止ハニカム構造体を搭載した排ガス浄化装置の各実施形態を模式的に示す断面図である。図６Ａは、排ガス浄化装置に搭載された本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態に排ガスが流れ込む様子を模式的に示す断面図であり、図６Ｂは、排ガス浄化装置に搭載された本発明の目封止ハニカム構造体の別の実施形態に排ガスが流れ込む様子を模式的に示す断面図である。尚、図５Ａ〜図５Ｃにおいては、排ガスの流れが矢印によって示されており、図中向かって左側が排ガスの流入孔側であり、図中向かって右側が排ガスの流出孔側となる。
【００２５】
排ガス浄化装置においてＤＰＦとして用いられる目封止ハニカム構造体としては、従来、例えば図１に示すように、あらかじめ所望の形状に一体成形され、多孔質の隔壁６により区画された流体の流路となる複数のセル５を有し、隣接するセル５が互いに反対側となる流通端面において目封止され、目封止部２５の形成された目封止ハニカム構造体１０ａや、図２に示すように、多孔質の隔壁６によって区画された流体の流路となる複数のセル５を有し、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止されることによって目封止部２５の形成されたハニカムセグメント１が、接合材層３を介して複数個一体的に接合され、所望の形状に成形された目封止ハニカム構造体１０ｂ等、軸方向端面に凹凸のない円筒形状の目封止ハニカム構造体１０が用いられていた。
【００２６】
一方、本発明の目封止ハニカム構造体は、図３及び図４に示すように、多孔質の隔壁６により区画された流体の流路となる複数のセル５を有し、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止され、目封止部２５の形成されたディーゼルパティキュレートフィルタ用の目封止ハニカム構造体であって、流体の流入孔側端部の外周部の一部に切り欠き部２を有し、切り欠き部２を構成する所定のセル５ａにおいても、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止されることによって目封止部２５の形成された目封止ハニカム構造体２０である。
【００２７】
図５Ａに示す排ガス浄化装置１１０では、コンテナ１５内のハニカム触媒体９の後段に、切り欠き部２の形成された目封止ハニカム構造体２０がＤＰＦ８として設置されている。この時ＤＰＦ８は、排ガス浄化装置１１０が車体に搭載された際に、切り欠き部２が排ガスの流れの上流側に面し、且つ排ガス浄化装置１１０の下側（地面側）を向くように位置決めされることが好ましい。排ガス流れの上流側から流れて来る固体や液体の異物は、重力に従って、排ガス浄化装置１１０の下側に下りて行く。そのため、コンテナ１５の内壁及びＤＰＦ８の流入孔側端面１１は、特にその下側に損傷が集中しやすい。切り欠き部２を下側に向けてＤＰＦ８を設置することによって、コンテナ１５の下部に異物を跳ねさせるスペースができ、ＤＰＦ８の流入孔側端面１１に異物が直接衝突する頻度を低減すると共に、衝突時の衝撃を軽減する効果がある。即ち、本発明の目封止ハニカム構造体２０を用いれば、従来のように、排ガス浄化装置の流路上に金網や異物捕集ポケット等の余分な設備を備えなくとも、エロージョンによるＤＰＦ８の耐久性悪化を抑制することができ、排ガス浄化装置における省スペース化、省コスト化を実現することができる。
【００２８】
図５Ｂに示す排ガス浄化装置１２０では、コンテナ１５のハニカム触媒体９の後段に、切り欠き部２の形成された目封止ハニカム構造体２０がＤＰＦ８として設置されており、更に、排ガスと共に上流から流れ込みＤＰＦ８の破損の原因となる異物を捕集するための異物捕集ポケット１３が設けられている。即ち、排ガス浄化装置１２０では、ＤＰＦ８の切り欠き部２を、異物を異物捕集ポケット１３へと逃がす誘導路として機能させている。このような構成とすることによって、流れ込む多くの異物を、ＤＰＦ８の流入孔側端面１１に衝突させることなく、異物捕集ポケット１３へと回収することができる。この時ＤＰＦ８は、図５Ａに示す排ガス浄化装置１１０と同様、排ガス浄化装置１２０が車体に搭載された際に切り欠き部２が排ガス流れの上流側に面し、且つ排ガス浄化装置１２０の下側（地面側）を向くように位置決めされることが好ましい。
【００２９】
また、本発明の目封止ハニカム構造体２０は、限られたスペース内においてエロージョン抑制効果を発揮するだけでなく、図５Ｃに示すように、特殊な形状のコンテナ１５にも対応可能であるという利点を有する。例えば車体下部のように、利用できるスペースに制約がある場合には、排ガス浄化装置そのものを小さく設計すると同時に、車体に搭載後の排ガス浄化装置の周辺にデッドスペースを発生させないことも、省スペースの有効な手立てである。即ち、車体へ排ガス浄化装置を搭載させる際に、排ガス浄化装置のコンテナ形状をあらかじめ搭載箇所の空間形状に合わせて変形させておけば、無駄な空間が発生せず、限られたスペースを最大限に活用することができるが、そのためには、コンテナ形状にあわせた形状のハニカム構造体が必要となり、本発明の目封止ハニカム構造体２０が好適に用いられる。
【００３０】
しかしながら、本発明の目封止ハニカム構造体２０を、図５Ｃに示すような所望の形状を有する排ガス浄化装置１３０にＤＰＦ８として用いる場合には、コンテナ１５内にＤＰＦ８を搭載する際に、切り欠き部２を構成する所定のセル５ａの流入孔側端面１１の近傍に大きな荷重がかかり、流入孔側に目封止部２５を有するセル５ａと、流出孔側に目封止部２５を有する隣接するセル５ａとの界面に応力集中が起こり、クラックが発生することがある。そこで、本発明者らは、図６Ａに示すように、切り欠き部２を構成する所定のセル５ａの流入孔側端面１１に形成された目封止部２５が、目封止ハニカム構造体２０の切り欠き部２以外の部分を構成する残余のセル５ｂの流入孔側端面１１に形成された目封止部２５よりもその平均深さの大きい深目封止部２３となるよう、目封止ハニカム構造体２０を設計した。即ち、本発明の目封止ハニカム構造体２０においては、所定のセル５ａの流入孔側端面１１の目封止深さを通常よりも大きくすることによって、該端部の機械的強度を高め、その結果、上記したようなキャニング衝撃によるクラックの発生を回避することが可能となった。
【００３１】
また、通常、このような切り欠き部２を有する目封止ハニカム構造体２０においては、流入する排ガスが切り欠き部の角部１４付近で乱流を起こし、結果として、排ガスが切り欠き部の角部１４を避けるようにして流れ込むため、切り欠き部の角部１４の下流側に位置するセル５には、排ガスが流れ込み難くなる。従って、該セル５を区画する隔壁６へのＰＭの堆積が少なくなり、例えば、図４に示す様な、複数のセグメントからなる目封止ハニカム構造体２０ｂにおいては、短セグメント１ａ内におけるＰＭの堆積量が不均一になることがある。また、上記の様な、切り欠き部の角部１４の下流側に位置するセル５にＰＭの堆積が少ないという状況は、同時に、該短セグメント１ａと、該短セグメント１ａに隣接する長セグメント１ｂとの間に、ＰＭの堆積量の不均一を生じさせることにもなる。その結果、堆積したＰＭを燃焼させてフィルタの再生処理を行う際に、堆積ＰＭ量の差から生じる熱応力の偏在が、過酷な運転環境の下では、短セグメント内外におけるクラックの発生へとつながる可能性がある。
【００３２】
本発明の目封止ハニカム構造体においては、所定のセル５ａの流入孔側端面１１に形成された深目封止部２３は、目封止ハニカム構造体２０の軸方向と垂直な方向において目封止ハニカム構造体２０の中心側から外周側に向かってその深さが漸増するように構成された、傾斜目封止部２４となっている。このような構造とすることによって、切り欠き部２を構成する所定のセル５ａのそれぞれのフィルタ長さに差異を設けることとなり、各セル５ａへの流入抵抗を調整することが可能となる。その結果、各セル５ａにおけるＰＭの堆積を均一にさせることが可能となる。即ち、切り欠き部の中心側にある角部１４を避けて外周側へと流れ込みがちな排ガスを、均一な流れへと整流することができる。
【００３３】
本発明の目封止ハニカム構造体２０としては、例えば、図３に示すように、あらかじめ所望の形状に成形され、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止され、目封止部２５の形成された一体型の目封止ハニカム構造体であって、流体の流入孔側端部の一部に切り欠き部２を有し、前記切り欠き部２を構成する所定のセル５ａにおいても、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止されている一体型の目封止ハニカム構造体２０ａがある。
【００３４】
また、図４に示すように、多孔質の隔壁６によって区画された流体の流路となる複数のセル５を有し、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止され、目封止部２５の形成された複数のハニカムセグメント１（１ａ，１ｂ）が接合材層３を介して一体的に接合され、所望の形状に成形された接合型の目封止ハニカム構造体であって、流体の流入孔側端部の一部に切り欠き部２を有し、切り欠き部２を構成する所定のセル５においても、隣接するセル５が互いに反対側となる一方の流通端面において目封止されている接合型の目封止ハニカム構造体２０ｂがある。
【００３５】
特に、図４に示すような接合型の目封止ハニカム構造体２０ｂにおいては、切り欠き部２は、複数のハニカムセグメント１のうち、一つ以上の所定のハニカムセグメントの軸方向長さが、残余のハニカムセグメントである長セグメント１ｂの軸方向長さよりも短く構成され、短セグメント１ａとされることによって、ハニカムセグメント単位で形成されることが好ましい。ハニカムセグメント単位で切り欠き部２を形成することによって、切り欠き部２を囲む長セグメント１ｂにおいて、その側面が剥き出しになることがなく、実質的に切り欠き部２が接合材層３に面する構成となり、切り欠き部２の形成に起因する、目封止ハニカム構造体２０の強度低下を防止することができる。
【００３６】
また、本発明の目封止ハニカム構造体２０ｂにおいて、切り欠き部２は、必要とされる切り欠き部２の大きさに応じて、単独（一つ）の短セグメント１ａによって形成されていてもよく、また、複数（二つ以上）の短セグメント１ａによって形成されていてもよい。図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の目封止ハニカム構造体の各実施形態を切り欠き部形成方向から見た模式的正面図である。図９Ａは、切り欠き部２が単独（一つ）の短セグメント１ａから形成されている様子を示し、図９Ｂは切り欠き部２が複数（二つ）の短セグメント１ａから形成されている様子を示す。いずれの場合においても、切り欠き部２は、目封止ハニカム構造体２０ｂの軸方向と垂直な方向の断面において、その直行する２方向が、複数の長セグメント１ｂに囲まれて形成されている。複数の短セグメント１ａが、目封止ハニカム構造体２０ｂの周方向及び径方向に連なって切り欠き部２を形成する場合には、傾斜目封止部２４は、該当する複数の短セグメント１ａのすべてにまたがって、段階的に傾斜するよう形成される。尚、図９Ａ及び図９Ｂにおいては、作図の都合上、セル５、隔壁６、深目封止部２３、及び目封止部２５は図から捨象した。
【００３７】
本発明の目封止ハニカム構造体２０の全体の形状としては、排ガス浄化フィルタとして好適な、円筒形状、オーバル形状等所望の形状であって、排ガスの流入孔側端部に切り欠き部２を有する形状とすることができる。
【００３８】
また、一体成形された目封止ハニカム構造体２０ａ、及び接合成形された目封止ハニカム構造体２０ｂを構成するハニカムセグメント１の材料としては、セラミックが好ましく、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、鉄−クロム−アルミニウム系合金からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。特に、図４に示す目封止ハニカム構造体２０ｂのように、複数のハニカムセグメント１（１ａ，１ｂ）が接合材層３を介して一体的に接合される場合には、これらの材料の中でも、炭化珪素又は珪素−炭化珪素系複合材料がより好ましい。炭化珪素は、熱膨張率が比較的大きいため、炭化珪素を骨材として一体成形されるハニカム構造体は、大きなものを形成すると使用時に熱衝撃により欠陥が生じることがあったが、複数のハニカムセグメント１が接合材層３を介して一体的に接合された構造においては、炭化珪素の膨張収縮が接合材層３により緩衝され、ハニカムセグメント１の欠陥の発生を防止することができるためである。
【００３９】
また、接合材層３の材料としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子、有機バインダ、発泡樹脂等の充填材を水等の分散媒に分散させてスラリー状にしたものを用いることができる。
【００４０】
本発明の目封止ハニカム構造体２０ｂにおいては、特に、切り欠き部２を形成する一つ以上の短セグメント１ａの流入孔側端面１１に形成された深目封止部２３における、短セグメント平均目封止深さＤｓ（ａｖｇ）と、複数の長セグメント１ｂの流入孔側端面１１に形成された目封止部２５における、長セグメント平均目封止深さＤｌ（ａｖｇ）との関係が、１．１≦Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）≦３．０を満たし、且つ、２．０ｍｍ≦Ｄｓ（ａｖｇ）≦１５．０ｍｍであることが好ましい。Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）＜１．１、又はＤｓ（ａｖｇ）＜２．０ｍｍであると、短セグメント１ａの流入孔側端面１１における目封止部２５が十分な深さを有さず、キャニング衝撃に耐え得るだけの機械的強度を備えることができないため好ましくない。また、３．０＜Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）、又は１５．０ｍｍ＜Ｄｓ（ａｖｇ）であると、短セグメント１ａの流入孔側端面１１における目封止部２５が、各セル５の内部空間に対して占める比率が大きくなり、相対的に、フィルタとして機能する隔壁面積を確保することができなくなり、圧力損失等に繋がるため好ましくない。
【００４１】
また、本発明の目封止ハニカム構造体２０ｂにおいては、切り欠き部２を形成する一つ以上の短セグメント１ａのうち、目封止ハニカム構造体２０ｂの軸方向と垂直な方向の断面において、その直行する２側面が、それぞれ長セグメント１ｂに接する短セグメント１ａにおける、長セグメント１ｂに最も近く位置する複数の傾斜目封止部２４の平均深さである短セグメント中心側平均目封止深さＤｓ（ｉｎ）と、切り欠き部２を形成する一つ以上の短セグメント１ａにおける、目封止ハニカム構造体２０ｂの外周に最も近く位置する複数の傾斜目封止部２４の平均深さである短セグメント外周側平均目封止深さＤｓ（ｏｕｔ）との関係が、１．１≦Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）≦３．０を満たすことが好ましい。
【００４２】
上記のような構成とすると、目封止の深いセル５ａにおいては、流入孔側目封止部がセル５ａの内部空間に対して占める比率が大きくなり、相対的に、フィルタとして機能する隔壁面積が減少する。また、目封止の浅いセル５ａにおいては、流入孔側目封止部がセル５ａの内部空間に対して占める比率が小さくなり、相対的に、フィルタとして機能する隔壁面積を広く確保することができる。即ち、目封止の深いセル５ａにおいては、流入孔側目封止部の下流側端部から流出孔側目封止部の上流側端部までの距離が短いため、フィルタ面積が減少することとなり、目封止の浅いセル５ａにおいては、流入孔側目封止部の下流側端部から流出孔側目封止部の上流側端部までの距離が長いため、フィルタ面積を十分に確保することができる。
【００４３】
フィルタ面積の大小は、ガスの流入抵抗に影響を及ぼし、フィルタ面積の大きい方が流入抵抗は低く、フィルタ面積の小さい方が流入抵抗は高くなる。例えば、目封止構造を有するハニカム構造体２０をＤＰＦ８として用いる際における、ガスの流路断面積という観点から見ると、ＤＰＦ８の上流に比べ、ＤＰＦ８の入口では、その流路断面積が大きく低下し、ガスの流速が急上昇する。そのため、ＤＰＦ８の流入孔側目封止部における圧力損失は大きく、ガスがＤＰＦ８の流入孔側端面１１から透過性を有する隔壁６に到達するまでの距離を決める流入孔側目封止部の深さは、圧力損失の大きな支配因子となる。
【００４４】
所望の流入抵抗分布を設計する方法としては、セル形状及びセル面積を変化させる方法があるが、押出成形機の口金を設計変更する必要があるため、コスト面での問題が生じる。一方、本発明の目封止ハニカム構造体においては、セル形状及びセル面積が同一であっても、流入孔側の目封止深さを調整すること、即ち、流入孔側目封止部の下流側端部から流出孔側目封止部の上流側端部までの距離、及び、流入孔側端面１１から隔壁６までの距離を調整することによって流入抵抗を調節することができるので、所望の流入抵抗分布を容易に設計することが可能となり、好ましい。
【００４５】
上記の様な構造を採用することによって、構造上排ガスの流れ込み難い、切り欠き部の角部１４の下流側に位置する各セル５への排ガスの流入量と、相対的に排ガスの流れ込み易い外周側の各セル５への排ガスの流入量とが適正に調節され、短セグメント１ａ内における不均一な排ガスの流れ込みが調節され、結果としてＰＭの堆積不均一を防ぐことができる。Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）＜１．１であると、上記流入抵抗に大きな差をつけることができず、排ガス流入量の調節が十分にできないため、短セグメント１ａ内でのＰＭの堆積不均一を防ぐことができず、再生時に生じる温度勾配に起因するクラック発生の防止効果を得られないため好ましくない。また、３．０＜Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）であると、上記流入抵抗の差が大きくなり過ぎるため、逆に、外周側のセル５に排ガスが流れ込みにくくなり、排ガスの流入量を均一に調整することができなくなるため好ましくない。尚、ここで短セグメント中心側平均目封止深さＤｓ（ｉｎ）とは、該当する短セグメントの流入孔側端面１１の、長セグメントと接する２辺に沿ってＬ字型に配置された複数の傾斜目封止部２４の平均深さを指し、短セグメント外周側平均目封止深さＤｓ（ｏｕｔ）とは、切り欠き部２を形成するすべての短セグメント１ａにおいて、目封止ハニカム構造体２０ｂの外周に沿って略円弧状に配置された、潰れや欠けの無い複数の傾斜目封止部２４の平均深さを指す。
【００４６】
本発明の目封止ハニカム構造体２０のうち、図４に示すような、切り欠き部２がハニカムセグメント単位で形成された接合型の目封止ハニカム構造体２０ｂは、図７及び図８に示すように、短セグメント１ａとされる予定の深目封止部２３の形成されたハニカムセグメント１を、目封止部２５の形成された複数の長セグメント１ｂへ接合した後、傾斜目封止部２４の形成されたハニカムセグメント１の傾斜目封止部形成側端部（切り欠き部形成予定部）を所定の長さまで切削することで、製造することができる。即ち、上記の目封止ハニカム構造体２０ｂの製造方法は、深目封止部２３を備える短セグメント１ａとされる予定の少なくとも一つのハニカムセグメント１と、目封止部２５を備える複数の長セグメント１ｂとを、積層、接合し、ハニカムセグメント積層体３０を得る、ハニカムセグメント積層体形成工程と、ハニカムセグメント積層体３０の外周を加工する、外周加工工程と、短セグメント１ａとされる予定の少なくとも一つのハニカムセグメント１の深目封止部形成側端部（切り欠き部形成予定部）を、所定の長さまで切削することで、切り欠き部２を形成する、切り欠き部形成工程とを含む。尚、図７は傾斜目封止部形成側端部切削前の目封止ハニカム構造体を模式的に示す軸方向における部分断面図であり、図８は、傾斜目封止部形成側端部切削後の目封止ハニカム構造体を模式的に示す軸方向における部分断面図である。図７及び図８に示すように、いずれのハニカムセグメント１（１ａ，１ｂ）においても、隣接するセル５は互いに反対側となる流通端面において目封止されており、流出孔側端面１２においては、ハニカムセグメント１（１ａ，１ｂ）ごとの目封止深さの差異は無く、一定の深さを持つ目封止部２５が形成されている。
【００４７】
まず、乾燥後のハニカムセグメント１の一方の端面（流体の流入孔側端面１１）にマスクテープを貼着させ、目封止部形成予定箇所にのみ、レーザーによって孔を開け、長セグメント１ｂとなるものに関しては、ハニカムセグメント１のマスクの施された側の端部（流入孔側端部）を０．５〜２．０ｍｍの範囲の深さの目封止スラリーに所定の時間浸漬させ、所望の深さの目封止部２５を形成する。短セグメント１ａとなるものに関しては、長セグメント１ｂとなるものと同様にして、ハニカムセグメント１の流入孔側端部を所定の深さの目封止スラリーに浸漬させ、深目封止部２３を形成する。この時、浸漬させる目封止スラリーの深さ及び浸漬時間は、求める目封止ハニカム構造体２０ｂの切り欠き部２の深さに応じて、適宜決定することができる。また、深目封止部２３に所望の傾斜をつけ、傾斜目封止部２４とする場合には、ハニカムセグメント１の流入孔側端部を目封じスラリーの液面に対して傾斜させて浸漬すればよい。傾斜の角度は、求める傾斜目封止部２４の傾斜の程度に応じて、適宜決定することができる。別の傾斜目封止部形成方法としては、各セル５ａごとに所望の目封止深さを確保するため、他方の端面（流体の流出孔側端面１２）においてスラリーの吸上げ圧を調整する方法がある。ここで、１つの目封止ハニカム構造体２０ｂを形成するために、短セグメント１ａとされる予定のハニカムセグメント１を複数個用いる場合には、傾斜目封止部２４が、該当する複数のハニカムセグメント１のすべてにまたがって段階的に傾斜するよう、各ハニカムセグメント１の目封止部形成時に、目封止スラリーへの浸漬深さ及び浸漬傾斜角度を調整する。
【００４８】
更に、いずれのハニカムセグメント１においても、隣接するセル５が互いに反対側となる流通端面において目封止されるよう、他方の端面（流体の流出孔側端面１２）にもマスクテープを貼着させ、目封止部形成予定箇所にのみ、レーザーによって孔を開け、流出孔側端部を、０．５〜２．０ｍｍの範囲の深さの目封止スラリーに所定の時間浸漬させ、所望の深さの目封止部２５を形成する。この様にして、所望の深さ及び傾斜の目封止部２５及び深目封止部２３を有する複数のハニカムセグメント１を用意する。尚、短セグメント１ａとなるハニカムセグメント１についても、長セグメント１ｂとなるハニカムセグメント１についても、流出孔側端面１２においては、同様の深さの目封止部２５を形成することが好ましい。
【００４９】
次に、それぞれのハニカムセグメント１の、各接合面に接合材を塗布し、各ハニカムセグメント１を所望の個数及び組み合わせに従って積み上げ、各ハニカムセグメント１の両端が揃うように互いに接合した後、加圧、乾燥し、ハニカムセグメント積層体３０を得る。図１０は、ハニカムセグメントを積み上げる工程を模式的に示す工程図である。この時、次に説明する切り欠き部２が、最終的に得られる目封止ハニカム構造体２０ｂの外周端部に形成されるよう、短セグメント１ａとなるハニカムセグメント１をハニカムセグメント積層体３０の角部に配置することが好ましい。また、短セグメント１ａとなるハニカムセグメント１を配置する際には、得られる短セグメント１ａが所望の深目封止部２３を有する構造となるよう、ハニカムセグメント積層体の断面方向における向きを調整することが好ましい。
【００５０】
次いで、得られたハニカムセグメント積層体３０に必要に応じて外周加工を施し、更に、傾斜目封止部２４の形成されたハニカムセグメント１の傾斜目封止部形成側端部（切り欠き部形成予定部）を、傾斜目封止部２４が所定の深さ残るようエンドミル２６にて切削することによって切り欠き部２を形成し、所望の目封止ハニカム構造体２０ｂを得る。このような製造方法においては、接合、外周加工までは、従来の目封止ハニカム構造体１０の製造方法における技術を用いることができるため好ましい。尚、この時、エンドミル２６による切削は、接合材層３に沿って行われるため、切削時のハニカムセグメント１の破損及び切削後のハニカムセグメント１（１ａ、１ｂ）の強度低下等の問題は発生しない。
【００５１】
また、本発明の接合型の目封止ハニカム構造体２０ｂは、短セグメント１ａとして、深目封止部２３を備え、あらかじめ軸方向長さが長セグメント１ｂよりも短く形成された少なくとも一つの短セグメント１ａを、目封止部２５を備える複数の長セグメント１ｂへ接合し、必要に応じてその外周を加工することでも製造することができる。
【００５２】
まず、あらかじめ所定の長さに作製された短セグメント１ａ及び長セグメント１ｂの各接合面に接合材を塗布し、図１０に示す様に、順次所望の個数及び組み合わせに従って積み上げ、流出孔側端面１２が揃うように互いに接合した後、加圧、乾燥し、ハニカムセグメント積層体３０を得る。この時、切り欠き部２が、最終的に得られる目封止ハニカム構造体２０ｂの外周端部に形成されるよう、例えば、図１１に示す様に、短セグメント１ａをハニカムセグメント積層体３０の角部に配置することが好ましい。尚、図１１は、ハニカムセグメント積層体の一実施形態を模式的に示す斜視図である。
【００５３】
次いで、得られたハニカムセグメント積層体３０に必要に応じて外周加工を施し、所望の目封止ハニカム構造体２０ｂを得る。このような製造方法においては、切削等の後工程を必要としないため、原料収率及びコストの点で好ましい。尚、この時、短セグメント１ａは、あらかじめ短セグメント１ａに適した軸方向長さに形成してもよいが、長セグメント１ｂとなるものと同じ軸方向長さのハニカムセグメント１に傾斜目封止部２４を深めに形成し、傾斜目封止部形成側端部（切り欠き部形成予定部）を、ハニカムセグメント１全体が短セグメント１ａに適した軸方向長さとなるように切断することで作製してもよい。
【００５４】
一方、本発明の目封止ハニカム構造体２０のうち、一体成形によって形成される一体型（モノリス型）の目封止ハニカム構造体２０ａは、上述した接合型の目封止ハニカム構造体２０ｂのようにセグメント単位での切り欠き部２の形成が不可能であるため、以下の製造方法によって作製される。即ち、あらかじめ所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形されたハニカム成形体の切り欠き部形成予定部の所定のセル５に、深目封止部２３を形成し、切り欠き部形成予定部以外の部分の所定のセル５に通常の目封止部２５を形成し、更に切り欠き部形成予定部を所定の深さまで切削することによって製造することができる。
【００５５】
より詳しくは、まず、乾燥後のハニカム成形体の一方の端面（流体の流入孔側端面１１）にマスクテープを貼着させ、目封止部形成予定箇所のうち切り欠き部形成予定部に相当する部分にのみ、レーザーによって孔を開け、ハニカム成形体のマスクの施された側の端部（流入孔側端部）を十分な深さの目封止スラリーに所定の時間浸漬させ、深目封止部２３を形成する。この時、浸漬させる目封止スラリーの深さ及び浸漬時間は、求める目封止ハニカム構造体２０ａの切り欠き部２の深さに応じて、適宜決定することができる。更に、深目封止部２３に所望の傾斜をつけ、傾斜目封止部２４とする場合には、ハニカム成形体の流入孔側端部を目封じスラリーの液面に対して傾斜させて浸漬すればよい。
【００５６】
更に、切り欠き部形成予定部以外の目封止部形成予定箇所である残余の目封止部形成予定箇所にレーザーによって孔を開け、ハニカム成形体の該端部を０．５〜２．０ｍｍの範囲の深さの目封止スラリーに所定の時間浸漬させ、所望の深さの目封止部２５を形成する。また、隣接するセル５が互いに反対側となる流通端面において目封止されるよう、他方の端面（流体の流出孔側端面１２）にもマスクテープを貼着させ、目封止部形成予定箇所にのみ、レーザーによって孔を開け、流出孔側端部を、０．５〜２．０ｍｍの範囲の深さの目封止スラリーに所定の時間浸漬させ、目封止部２５を形成する。
【００５７】
目封止処理後のハニカム成形体である目封止ハニカム成形体に、必要に応じて外周加工を施し、切り欠き部形成予定部を、深目封止部２３が所定の深さ残るようエンドミル２６にて切削することで、所望の目封止ハニカム構造体２０ａを得ることができる。尚、この時、流出孔側端面１２においては、セル５ごとの目封止深さの差異は無く、一定の深さを持つ目封止部２５が形成されている。
【００５８】
本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、用途や目的に応じて、所望の位置及び大きさに切り欠き部の形成された目封止ハニカム構造体を得ることができる。そのような目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用いると、浄化装置内の限られたスペースにおいてエロージョン抑制効果を発揮するほか、特殊な形状のコンテナにも対応可能である等、車載用フィルタとして、様々な効果を発揮する。更に、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、十分な強度を有し、形状加工に起因する浄化性能及び再生限界の低下が抑えられ、原料収率やコストの面でも優れた目封止ハニカム構造体を得ることができる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
長セグメントとして、軸方向に垂直な方向における断面形状が一辺の長さ３６．２ｍｍの正方形であり、軸方向長さが１５２．４ｍｍである１４個のハニカムセグメントを用意した。これらの長セグメントにおいては、隣接するセルの互いに反対側となる一方の端面に目封止部が形成されており、長セグメント平均目封止深さＤｌ（ａｖｇ）は５［ｍｍ］であった。また、短セグメント用セグメントとして、軸方向に垂直な方向における断面形状が一辺の長さ３６．２ｍｍの正方形で、軸方向長さが１５２．４ｍｍである２個のハニカムセグメントを用意した。これらの短セグメント用セグメントにおいては、隣接するセルの互いに反対側となる一方の端面に目封止部が形成されており、流入孔側端面における目封止深さは、短セグメント用セグメントの軸方向と垂直な断面方向において、セグメントの輪郭を構成する４辺のうち、所定の隣り合う２辺に接するセルでは最も目封止深さが小さく、残余の隣り合う２辺に接するセルでは最も目封止深さが大きくなるように傾斜して構成されていた。目封止深さが最も小さい２辺での平均目封止深さは１９．８ｍｍ、最も大きい２辺での平均目封止深さは２１．０ｍｍであった。
【００６１】
次に、各ハニカムセグメントの隣接するハニカムセグメントとの接合面に接合材を塗布し、流入孔側端面が揃うよう互いに積み上げた。積み上げた合計１６個のハニカムセグメントに外部より圧力を加え、全体を接合させた後、１４０℃にて２時間乾燥させることにより、ハニカムセグメント積層体を得た。この時、２個の短セグメント用セグメントは、ハニカムセグメント積層体の角部を形成するよう並列して配置された。また、各短セグメント用セグメントは、ハニカムセグメント積層体の断面方向において、最も目封止深さの小さい隣り合う２辺が中心側を向き、最も目封止深さの大きい隣り合う２辺が外周側を向くよう配置された。
【００６２】
得られたハニカムセグメント積層体の外周を円筒状に切削後、コーティング材を塗布し、７００℃にて２時間乾燥硬化させ、直径１４３．８ｍｍ×長さ１５２．４ｍｍの接合型の目封止ハニカム構造体を作製した。次に、得られた目封止ハニカム構造体の切り欠き部を有する目封止ハニカム構造体を得た。この様にして得られた目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用い、圧力損失試験及びキャニング強度試験を行った。
【００６３】
（実施例２〜１０，比較例１〜５）
目封止深さ構成要件を、それぞれ表１の通りとしたほかは、実施例１と同様にして、実施例２〜１０及び比較例１〜５の目封止ハニカム構造体を作製した。得られた目封止ハニカム構造体をＤＰＦとして用い、実施例１の場合と同様に圧力損失試験及びキャニング強度試験を行った。更に、実施例７〜１０及び比較例４，５については、再生限界試験も行った。
【００６４】
（評価）
圧力損失試験：
上記再生限界試験と同様のエンジン条件である回転数１８００ｒｐｍ、トルク９０Ｎｍの定常状態にて、ＤＰＦの堆積ＰＭ量が、４．０［ｇ／Ｌ］の時の圧力損失値を測定し、結果を表１に示した。尚、４［ｇ／Ｌ］は、車両搭載時における一般的なＰＭ堆積限界設定値である８．０［ｇ／Ｌ］の中央値であり、ＰＭ堆積による圧力損失の走行燃費へ与える影響を評価する際に用いられる。ＰＭ堆積時の圧力損失値が１３．０［ｋＰａ］を超えると、車両走行時の燃費が５％以上悪化し、車両としての商品性が著しく低下するため、圧力損失値は１３．０［ｋＰａ］以下であることが必要である。
【００６５】
キャニング強度試験：
短セグメント上流部のコンテナ形状がＤＰＦの切り欠き部に応じて異型となっている場合における、短セグメントの流入孔側目封止部近傍への偏加重を想定し、該部分の機械的強度を測定するため、ＤＰＦのキャニング強度試験を実施した。短セグメントの側面（短セグメントの長手方向に平行な面）を上向きにした状態で、ＤＰＦをＶブロックに設置し、ぶれや転がりが発生しないよう固定した。次いで、ＤＰＦの外径と同径の凹形状を有する加圧治具が取り付けられた荷重試験機（島津製作所製、精密万能試験機オートグラフ）を用い、短セグメントの流入孔側目封止部近傍への加圧強度を徐々に上げていき、短セグメントの破壊される時の強度を測定し、結果を表１に示した。尚、異型キャニングを行う場合、破壊強度が９．０［ＭＰａ］以下である短セグメントにおいては、キャニング時に短セグメントの流入孔側目封止部とハニカム部との界面近傍にクラックの発生する可能性が高くなるため、短セグメントの破壊強度は、９．０［ＭＰａ］を超えることが必要である。
【００６６】
再生限界試験：
エンジンベンチにおいて、エンジン回転数を１８００ｒｐｍｍ、エンジントルクを９０Ｎｍに保った状態でポストインジェクションを入れ、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼させ、ＤＰＦ前後の圧力損失が落ち始めたところでポストインジェクションを切り、エンジンをアイドル状態に切り替えた。この時、ＤＰＦ入口ガスの酸素濃度が急上昇し、ＤＰＦ流入ガス流量が低下する事からＤＰＦ内部温度が急上昇する。この試験モードにて順次堆積ＰＭ量を増加させていき、ＤＰＦにクラックが発生する堆積ＰＭ量である許容堆積ＰＭ量［ｇ／Ｌ］をＤＰＦの再生限界値とし、結果を表１に示した。許容堆積ＰＭ量が５．０［ｇ／Ｌ］以下となると、車両走行時の再生インターバルが短くなることによって、車両燃費が５％以上悪化し、車両の商品性が著しく低下するため、許容堆積ＰＭ量は５．０［ｇ／Ｌ］を超える値であることが必要である。尚、クラックの発生の有無については、端面クラック及びリングオフクラックについて光学顕微鏡にて観察した。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
（考察）
比較例１，２及び実施例１〜４より、Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）の値が大きくなるほど、加圧破壊強度の値が増し、短セグメントの流入孔側目封止部近傍により高い機械的強度を有するＤＰＦとなることが分かった。更に、Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）の値が１．１未満であると、加圧破壊強度が９［ＭＰａ］未満となり、異型キャニングに適さないＤＰＦとなることが分かった。一方、実施例４及び比較例２から、Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）の値が３．０を超えると、短セグメントの各セルに占める傾斜目封止部の割合が高くなるため、相対的に有効膜面積（ガスが透過できる総面積）が減少し、ＰＭ堆積時に圧力損失の顕著な増加を招くことが分かった。また、実施例５，６及び比較例３より、Ｄｓ（ａｖｇ）の値が１５．０［ｍｍ］を超えると、Ｄｓ（ａｖｇ）／Ｄｌ（ａｖｇ）の値が適正範囲内にあっても、比較例２の場合と同様の理由により、圧力損失の大きい、実使用に適さないＤＰＦとなることが分かった。
【００６９】
比較例４，５及び実施例７〜１０より、３．０を超えない範囲であれば、Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）の値が大きくなるほど、許容堆積ＰＭ量が増加し、再生限界により優れたＤＰＦとなることが分かった。本来、切り欠き部の角部の下側に位置するセルには、剥離渦の発生に因り、排ガスが流れ込み難いものであるが、傾斜目封止部の有するセル流入抵抗調整効果によって、一定の範囲までであれば、各セルへの排ガス流入量の不均一化を調整し、ＰＭの偏堆積が防止されることが分かった。更に、Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）の値が１．０以下であると、十分な流入抵抗調整効果が得られず、また、Ｄｓ（ｏｕｔ）／Ｄｓ（ｉｎ）の値が３．０を超えると、逆に、短セグメントの外周近傍のセルに排ガスが流れ込み難くなり、再びＰＭの偏堆積に起因する再生限界の悪化を引き起こすことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の目封止ハニカム構造体は、排ガス浄化装置内において、省スペース化を実現すると共にエロージョン抑制効果を持つＤＰＦとして好適に用いることができ、また、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法によれば、所望の端部形状を有する目封止ハニカム構造体を容易に製造することができ、産業上の利用可能性は大なるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１：ハニカムセグメント、１ａ：短セグメント、１ｂ：長セグメント、２：切り欠き部、３：接合材層、５：セル、５ａ：所定のセル、５ｂ：残余のセル：６：隔壁、８：ＤＰＦ、９：ハニカム触媒体、１０，１０ａ，１０ｂ，２０，２０ａ，２０ｂ：目封止ハニカム構造体、１１：流入孔側端面、１２：流出孔側端面、１３：異物捕集ポケット、１４：切り欠き部の角部、１５：コンテナ、２３：深目封止部、２４：傾斜目封止部、２５：目封止部、２６：エンドミル、３０：ハニカムセグメント積層体、１１０，１２０，１３０：排ガス浄化装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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