(57)【要約】【課題】高温下で使用されることがあるガス浄化フィルタであって、フィルタ基体における温度分布が不均一であっても亀裂が発生しにくいガス浄化フィルタを提供する。【解決手段】ガスの流通路に配設されてガス中の物質を捕集するガス浄化フィルタであって、多孔質セラミックス焼結体で形成され単一の軸方向Ｚに延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備える非接合型で一体構造のフィルタ本体１ａと、フィルタ本体においてガス流通の下流側となるべき端部Ｅｄに開口し、上流側となるべき端部Ｅｕに至ることなく端部Ｅｕに向かって延びているスリット部１１とを具備する。【選択図】図１
2010279936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの流通路に配設されてガス中の物質を捕集するガス浄化フィルタであって、
多孔質セラミックス焼結体で形成され単一の軸方向に延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備える非接合型で一体構造のフィルタ本体と、
前記フィルタ本体の一端に開口し、前記フィルタ本体の他端に至ることなく前記他端に向かって延びているスリット部と
を具備することを特徴とするガス浄化フィルタ。
【請求項２】
前記スリット部は、前記隔壁と平行に前記軸方向に延びていると共に、前記隔壁と平行に前記軸方向に垂直な方向に延びている
ことを特徴とする請求項１に記載のガス浄化フィルタ。
【請求項３】
前記スリット部は、前記フィルタ本体においてガス流通の下流側となるべき端部で開口している
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス浄化フィルタ。
【請求項４】
前記スリット部には、前記フィルタ本体に接着されていない充填材によって非接着材充填層が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のガス浄化フィルタ。
【請求項５】
ガスの流通路に配設されてガス中の物質を捕集するガス浄化フィルタの製造方法であって、
焼成により多孔質体となる未焼成のセラミックス材料で、単一の軸方向に延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備える非接合型で一体構造のフィルタ本体の成形体を押出成形する成形工程と、
前記成形体を焼成する前または後に、前記軸方向の一端から他端に向かって前記他端に至ることなく切断し前記隔壁を切除することにより、前記一端で開口し前記他端に向かって延びるスリット部を形成する切断工程と、
前記切断工程の後または前記切断工程に先立ち、前記成形体を焼成して焼結体とする焼成工程と
を具備することを特徴とするガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項６】
前記切断工程では、前記スリット部が前記隔壁と交差しないように、前記軸方向及び前記軸方向に垂直な方向に前記隔壁と平行に切断される
ことを特徴とする請求項５に記載のガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項７】
前記切断工程では、ガス流通の下流側となるべき端部からガス流通の上流側となるべき端部に向かって切断される
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項８】
前記焼成工程の後に、前記スリット部に前記フィルタ本体に接着することなく充填材を充填する非接着材充填工程を更に具備する
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか一つに記載のス浄化フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス浄化フィルタ及びその製造方法に関するものであり、特に高温下で使用されることがあるガス浄化フィルタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高温下で使用されるフィルタの多くでは、加熱されることに起因する亀裂の発生が問題となる。例えば、ディーゼルエンジンから排出されるガスに含まれる粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」と称することがある）は、捕集された粒子状物質がある程度堆積した時点で、自己発熱または外部加熱によって粒子状物質を燃焼させる再生処理が行われる。その際に、フィルタ基体における温度分布が不均一になると、熱応力によりフィルタ基体に亀裂が発生するおそれがある。そして、フィルタ基体に亀裂が発生すると、ＤＰＦによって捕集されずに排ガスと共に排出される粒子状物質が増大してしまう。
【０００３】
そこで、従前より、フィルタ基体を複数のセグメントの接合により形成し、セグメント間のシール材層によって熱応力の緩和が図られた接合型のＤＰＦが提案され（例えば、特許文献１参照）、実施されている。ここで、特許文献１の技術は、複数のセグメントを無機繊維，無機バインダー，有機バインダー，及び無機粒子からなるシール材で接着し、各セグメントにおいて発生する熱応力をシール材層で吸収・緩和すると共に、シール材層によって複数のセグメントを強固に接合しようとするものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように複数のセグメントがシール材で接合された従来の接合型ＤＰＦでは、熱応力が十分に緩和されているとは言えないのが現状である。例として、炭化珪素質のセラミックスで形成されたセグメントの複数を、炭化珪素質のシール材で接着したＤＰＦ１００について、粒子状物質を堆積させた後に再生処理を行った際の温度分布を図８に示す。ここで、測定に用いたＤＰＦ１００は、セル密度１５０ｃｐｓｉ，隔壁の厚さ０．４ｍｍのセグメント４個×４個をシール材で接合した後、直径５．６６インチ，長さ１０インチの円柱状に外形を加工したものであり、再生処理は、粒子状物質８ｇ／Ｌを堆積させた段階で、約６８０℃まで排ガス温度を上昇させた後でエンジンを一気にアイドリング状態とし、酸素供給量を増加させた環境下で粒子状物質を燃焼させることにより行った。なお、図８は、再生処理の開始後３０秒が経過した時点での温度分布を示しており、図中の矢印は排ガスの流通方向を示している。
【０００５】
図８から、ＤＰＦ１００では再生処理時に温度分布が著しく不均一であることが分かる。即ち、ガス流通の下流側では９００℃以上と極めて高温になっており、上流側である端部とでは約２５０℃の温度差が生じている。また、温度分布は径方向においても不均一であり、下流側ではフィルタ基体の中心部と周縁部とでは約２００℃の温度差が生じている。このように、複数のセグメントが接合された接合型のＤＰＦでは、セグメントの位置によって温度が大きく相違し、これに応じて熱膨張率に著しい差異が生じる。また、一般的に高温になるほど、セグメントを構成する材料の熱膨張率とシール材の熱膨張率との差異も大きくなる。その結果、従来の接合型のＤＰＦでは、シール材層では緩和できないほどの大きな熱応力が発生し、亀裂の発生に至ることが多い。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、高温下で使用されることがあるガス浄化フィルタであって、フィルタ基体における温度分布が不均一であっても亀裂が発生しにくいガス浄化フィルタ、及び、該ガス浄化フィルタの製造方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明にかかるガス浄化フィルタは、
「ガスの流通路に配設されてガス中の物質を捕集するガス浄化フィルタであって、
多孔質セラミックス焼結体で形成され単一の軸方向に延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備える非接合型で一体構造のフィルタ本体と、
前記フィルタ本体の一端に開口し、前記フィルタ本体の他端に至ることなく前記他端に向かって前記軸方向に延びているスリット部とを」具備している。
【０００８】
「多孔質セラミックス焼結体」としては、炭化珪素質、窒化珪素質、コージェライト質、アルミナ質、ムライト質セラミックス等の多孔質焼結体を使用することができる。
【０００９】
「非接合型で一体構造のフィルタ本体」は、接合型ではなく、複数のセルが列設されて構成された全体の構造が一体であるフィルタ本体の意である。ここで、“接合型”のフィルタ本体とは、上記の従来のＤＰＦにおけるフィルタ本体のように、複数のセグメントがシール材層によって接合されて形成されているフィルタ本体を指している。
【００１０】
本発明では、フィルタ本体の一端側に軸方向に沿ってスリット部が形成されていることにより、その部分ではフィルタ本体が分割されており、スリット部の両側の部分はスリット部に相当する空間を介して離隔している。以下では、説明の便宜上、スリット部が形成されている部分のフィルタ本体を「分離型フィルタ部」と称し、スリット部を介して離隔しているセルの集合体のそれぞれを「セルアセンブリ」と称することとする。そして、スリット部は、フィルタ本体の一端側から他端に向かって延びているものの、他端までは至っていないため、フィルタ本体は他端側では分割されることなく一体となっている。以下では、説明の便宜上、スリット部がなく一体となっている部分のフィルタ本体を「一体型フィルタ部」と称することとする。
【００１１】
上記構成の本発明によれば、分離型フィルタ部においては、スリット部を介して離隔している各セルアセンブリは、隣接するセルアセンブリによって動きを制限されることなく、伸縮することが可能である。即ち、温度分布が不均一となって、セルアセンブリごとに熱膨張率に差異が生じても、個々のセルアセンブリはそれぞれの熱膨張率で熱膨張する自由度が高い。これにより、熱膨張率の差異に起因してフィルタ本体に亀裂が発生することが抑制される。
【００１２】
また、本発明では、個々のセルアセンブリごとに自由に熱膨張し、これにより熱応力の発生が抑制されるため、従来の接合型フィルタとは異なり、シール材層を設けて熱応力の緩和を図る必要性がない。ここで、一般的なシール材層は、その弾性によって熱応力を緩和することを意図しているため、焼成されることはなく機械的強度が低いが、本発明のフィルタ本体は非接合型の一体構造であるため、当然ながら強度の低いシール材層を備えていない。そして、本発明では、分離型フィルタ部においてスリット部によって分割されている複数のセルアセンブリは、スリット部のない一体型フィルタ部を介して一体となっている。従って、本発明では、スリット部によって分割されている部分を有する構成ではあるが、フィルタ本体全体の形状は安定的に保持される。
【００１３】
本発明にかかるガス浄化フィルタは、
「前記スリット部は、前記隔壁と平行に前記軸方向に延びていると共に、前記隔壁と平行に前記軸方向に垂直な方向に延びている」ものとすることができる。
【００１４】
スリット部が隔壁と交差する場合は、スリット部に沿ってフィルタリング作用を奏し得ない隔壁が多数存在することになる。これに対し、本発明では、軸方向及び軸方向に垂直な方向の両方向において、スリット部が隔壁と平行に延びており、隔壁と交差していないため、スリット部に沿って存在する隔壁もフィルタリング作用を奏する。これにより、上記構成の本発明によれば、スリット部が設けられている構成であっても、フィルタリング作用を十分に発揮することができる。
【００１５】
本発明にかかるガス浄化フィルタは、
「前記スリット部は、前記フィルタ本体においてガス流通の下流側となるべき端部で開口している」ものとすることができる。
【００１６】
ガス浄化フィルタがＤＰＦとして用いられた場合、再生処理の際には、上述のように、ガス流通の下流側では上流側に比べてフィルタ本体が極めて高温となると共に、下流側では上流側に比べて温度分布が著しく不均一となりやすい。
【００１７】
上記構成の本発明では、フィルタ本体において部分ごとには自由に伸縮できない一体型フィルタ部は、再生処理の際に温度がさほど高くならず、且つ、温度差も大きくない上流側に設けられることとなるため、熱応力に起因する亀裂は発生しにくい。一方、再生処理時に温度が極めて高温となることがあり、温度差も大きくなりやすい下流側は、スリット部が設けられた分離型フィルタ部であるため、個々のセルアセンブリがそれぞれの熱膨張率に応じて自由に熱膨張することができる。これにより、本発明では、スリット部を備えることによって亀裂の発生が低減されるという作用を、より効果的に得ることができる。
【００１８】
本発明にかかるガス浄化フィルタは、
「前記スリット部には、前記フィルタ本体に接着されていない充填材によって非接着材充填層が形成されている」ものとすることができる。
【００１９】
「非接着材充填層」としては、セラミックス繊維やシート状のセラミックス材料が、スリット部内の空間に、接着されることなく挿入されて形成された層を例示することができる。
【００２０】
フィルタ本体において分離型フィルタ部の占める割合が大きい場合、換言すれば、フィルタ本体の軸方向の長さに対するスリット部の軸方向の長さの比が大きい場合は、ガス浄化フィルタの使用に際して、分離している各セルアセンブリが振動しやすくなるおそれがある。これに対し、本発明では、スリット部に充填材が充填されていることにより、各セルアセンブリの振動を低減することができる。
【００２１】
加えて、スリット部に充填されている充填材は、フィルタ本体には接着されていないため、セルアセンブリに対して相対的に摺動可能である。これにより、各セルアセンブリは自由な伸縮を充填材によって制限されることがなく、個々のセルアセンブリがそれぞれの温度に応じた熱膨張率で自由に熱膨張できるという本発明の作用効果が、充填材によって妨げられることのないものとなっている。
【００２２】
次に、本発明にかかるガス浄化フィルタの製造方法は、
「ガスの流通路に配設されてガス中の物質を捕集するガス浄化フィルタの製造方法であって、
焼成により多孔質体となる未焼成のセラミックス材料で、単一の軸方向に延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備える非接合型で一体構造のフィルタ本体の成形体を押出成形する成形工程と、
前記成形体を焼成する前または後に、前記軸方向の一端から他端に向かって前記他端に至ることなく切断して前記隔壁を切除することにより、前記一端で開口し前記他端に向かって延びるスリット部を形成する切断工程と、
前記切断工程の後または前記切断工程に先立ち、前記成形体を焼成して焼結体とする焼成工程とを」具備している。
【００２３】
また、本発明にかかるガス浄化フィルタの製造方法は、上記構成において、「前記切断工程では、前記スリット部が前記隔壁と交差しないように、前記軸方向及び前記軸方向に垂直な方向に前記隔壁と平行に切断される」ものとすることができる。更に、「前記切断工程では、ガス流通の下流側となるべき端部からガス流通の上流側となるべき端部に向かって切断される」ものとすることができる。
【００２４】
加えて、本発明にかかるガス浄化フィルタの製造方法は、上記構成に加えて、「前記焼成工程の後に、前記スリット部に前記フィルタ本体に接着することなく充填材を充填する非接着材充填工程を」具備するものとすることができる。
【００２５】
上記構成のガス浄化フィルタの製造方法によれば、上述した構成のガス浄化フィルタを製造することができ、上記の優れた作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明の効果として、高温下で使用されることがあるガス浄化フィルタであって、フィルタ基体における温度分布が不均一であっても亀裂が発生しにくいガス浄化フィルタ、及び、該ガス浄化フィルタの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態におけるフィルタ本体の（ａ）上流側から見た平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）Ａ−Ａ線端面図である。
【図２】図１のフィルタ本体のＢ−Ｂ線端面図である。
【図３】図１のフィルタ本体のＣ−Ｃ線端面図である。
【図４】図１のフィルタ本体が更に非接着材充填層を備える場合のＡ−Ａ線端面図である。
【図５】（ａ）図１のフィルタ本体の製造方法を示す工程図、（ｂ）図４のフィルタ本体の製造方法を示す工程図であり、（ｃ）図１のフィルタ本体の他の実施形態の製造方法を示す工程図、及び、（ｄ）図４のフィルタ本体の他の実施形態の製造方法を示す工程図である。
【図６】焼結工程の後に切断工程を行う場合の（ａ）図１のフィルタ本体の製造方法を示す工程図、及び、（ｂ）図４のフィルタ本体の製造方法を示す工程図である。
【図７】他の実施形態のフィルタ本体を分離型フィルタ部において軸方向と垂直な面で切断した端面図である。
【図８】従来の接合型ディーゼルパティキュレートフィルタについて、再生処理時の温度分布を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態であるガス浄化フィルタ及びその製造方法について、図１乃至図５に基づいて説明する。ここでは、ディーゼルエンジンから排出されるガスの流通路に配設されてガス中の粒子状物質を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタに、本発明のガス浄化フィルタを適用する場合を例示する。
【００２９】
本実施形態のガス浄化フィルタは、図１乃至図３に示すように、多孔質セラミックス焼結体で形成され単一の軸方向Ｚに延びて列設された隔壁４により区画された複数のセル５を備える非接合型で一体構造のフィルタ本体１ａと、フィルタ本体１ａの一端に開口し、フィルタ本体１ａの他端に至ることなく他端に向かって軸方向Ｚに延びているスリット部１１とを具備している。また、本実施形態のフィルタ本体１ａでは、スリット部１１は、隔壁４と平行に軸方向Ｚに延びていると共に、隔壁４と平行に軸方向Ｚに垂直な方向に延びている。
【００３０】
より具体的には、本実施形態のスリット部１１は、フィルタ本体１ａを九つのセルアセンブリ１０に分割するように設けられており、軸方向Ｚに垂直な方向ではフィルタ本体１ａを貫通するように開口している。また、スリット部１１は、ほぼセル二つ分の幅を有している。
【００３１】
また、スリット部１１は、フィルタ本体１ａにおいてガス流通の下流側となるべき端部Ｅｄで開口している。その結果、フィルタ本体１ａでは下流となる端部Ｅｄ側に分離型フィルタ部Ｓｆが、上流となる端部Ｅｕ側に一体型フィルタ部Ｃｆが形成されている。なお、本実施形態ではフィルタ本体１ａの外形は円柱状である。
【００３２】
ここで、フィルタ本体１ａにおいて複数のセル５は、図２に拡大されたＸ範囲を示すように、一方向に開放したセル５と他方向に開放したセルとが交互となるように、それぞれの一端が封止部６によって封止されている。このようにセルが交互に封止されていることにより、軸方向Ｚが排ガスの流通方向に一致するようにガス浄化フィルタをガスの流通路に配設すると、排ガスは上流側に開口したセル５から流入し、多孔質の隔壁４を通過してから下流方向に開口したセルから流出するため、ガスが隔壁４を通過する際に、隔壁４の表面及び気孔内に排ガス中の粒子状物質が捕集される。
【００３３】
また、本実施形態では、一端側がスリット部１１となっているセル５については、図２に拡大されたＹ範囲を示すように、全て他端が目封止されている。即ち、スリット部１１が開口している端部とは反対側の端部では、軸方向Ｚに垂直な方向に延びるスリット部１１に対応して、封止部６が連続して形成されている。
【００３４】
なお、上記の構成に加え、図４にＡ−Ａ線端面図に相当する端面図を示すように、フィルタ本体に接着されていない充填材によってスリット部１１に非接着材充填層８が形成されている構成のフィルタ本体１ｂとすることができる。なお、非接着の充填材としては、セラミックス繊維のように弾性に富んだ材料とすれば、セルアセンブリ１０の振動を抑制するのに好適である。また、アルミナ質セラミックスなど熱膨張率の大きな材料でフィルタ本体を形成した場合は、セルアセンブリ１０の自由な熱膨張を充填材によって妨げない作用を十分に得るために、摺動性が良好で耐磨耗性に優れる充填材を用いることが望ましく、かかる充填材としては、スリット部１１に嵌め込まれる寸法のシート状に形成されたセラミックス焼結体を例示することができる。
【００３５】
本実施形態のガス浄化フィルタのフィルタ本体１ａ，１ｂは、次の製造方法で製造することができる。即ち、フィルタ本体１ａの製造方法は、図５（ａ）に示すように、焼成により多孔質体となる未焼成のセラミックス材料で、単一の軸方向Ｚに延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備える非接合型で一体構造のフィルタ本体の成形体を押出成形する成形工程Ｐ１と、フィルタ本体の成形体の一端から他端に向かって、他端に至ることなく軸方向Ｚに平行にフィルタ本体の成形体を切断し隔壁を切除することにより、一端で開口し他端に向かって延びるスリット部１１を形成する切断工程Ｐ２と、切断工程Ｐ２を経たフィルタ本体の成形体においてセル５の一端を封止する目封止工程Ｐ３と、目封止工程Ｐ３を経たフィルタ本体の成形体を焼成する焼成工程Ｐ４とを具備している。
【００３６】
より詳細に説明すると、成形工程Ｐ１では押出成形により、図２に示す断面から封止部６を除いた断面形状が、軸方向Ｚの全長にわたって連続している形状の成形体を成形する。
【００３７】
次に、切断工程Ｐ２で、成形体の一端から他端に向かって、軸方向Ｚ及び軸方向に垂直な方向に、セルを区画する隔壁に平行に切断する。即ち、円柱状の成形体を縦割りにするように切断するのであるが、このとき他端に至るまでは切断せず、他端側に未切断部を残す。このように、隔壁が切除されることにより形成される空間が、切断を開始した側の端部に開口するスリット部１１となる。なお、本実施形態では、セル二つ分の隔壁を切除することにより、セル二つ分の幅を有するスリット部１１が形成される場合を例示している。
【００３８】
ここで、本実施形態では、製造されたガス浄化フィルタが使用される際にガス流通の下流側となる端部Ｅｄから、成形体の切断を開始する。また、切断工程Ｐ２において軸方向Ｚに垂直な方向では、成形体の端から端までを切断する。このような切断は、例えば、成形体の直径より大径の回転刃を有するカッタを用いて成形体を切断することにより行うことができる。
【００３９】
このようにして、一体型フィルタ部Ｃｆがガス流通の上流側となるべき端部Ｅｕ側に形成され、スリット部１１を備える分離型フィルタ部Ｓｆがガス流通の下流側となるべき端部Ｅｄ側に形成された成形体が得られる。次に、目封止工程Ｐ３でセル５の一端を目封止する。このとき、セル５は一端側で交互に封止されるように目封止するが、端部Ｅｄ側でスリット部１１となるセル５は、全て端部Ｅｕ側で目封止する。続いて焼成工程Ｐ４で成形体を焼成することにより、上記構成の成形体が焼結してフィルタ本体１ａの焼結体が得られる。
【００４０】
また、図４を用いて上述したように、非接着材充填層８を更に備えるフィルタ本体１ｂを製造する場合は、図５（ｂ）に示すように、焼成工程Ｐ４の後に非接着材充填工程Ｐ５を設ければ良い。
【００４１】
なお、上記では、切断工程Ｐ２に引き続いて目封止工程Ｐ３が行われる場合を例示したが、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、成形工程Ｐ１に引き続いて目封止工程Ｐ２’を行い、その後に切断工程Ｐ３’を行うこととしても構わない。
【００４２】
このようにして得られたフィルタ本体１ａ，１ｂは、外周面を弾性を有する耐熱材料のシート材で被覆しつつキャニングし、軸方向Ｚを排ガスの流通方向と一致させて排ガスの流通路に設置することにより、本実施形態のガス浄化フィルタとして使用することができる。
【００４３】
上記の製造方法で製造された上記構成のガス浄化フィルタによれば、分離型フィルタ部Ｓｆにおいては、スリット部１１を介して離隔している各セルアセンブリ１０は、隣接するセルアセンブリ１０によって動きを制限されることなく、伸縮することが可能であるため、温度分布が不均一となってセルアセンブリ１０ごとに熱膨張率に差異が生じても、個々のセルアセンブリ１０はそれぞれの熱膨張率で熱膨張する自由度が高い。これにより、熱膨張率の差異に起因して、フィルタ本体１ａ，１ｂに亀裂が発生することを抑制することができる。
【００４４】
また、フィルタ本体１ａ，１ｂは非接合型であり、全セルは一体型フィルタ部Ｃｆを介して強固な一体構造となっているため、分離型フィルタ部Ｓｆにおいては離隔する複数のセルアセンブリ１０にフィルタ本体が分割されている構成であっても、フィルタ本体１ａ，１ｂ全体の形状が安定的に保持されやすいものとなっている。
【００４５】
加えて、本実施形態では、切断工程Ｐ２においてフィルタ本体１ａ，１ｂが隔壁４に平行に切断されることにより、軸方向Ｚ及び軸方向Ｚに垂直な方向の両方向において隔壁４と平行にスリット部１１が延びる構成となっており、スリット部１１は隔壁４と交差していない。これにより、スリット部１１に沿って存在する隔壁４は、フィルタリング作用を十分に発揮することができる。
【００４６】
更に、一体型フィルタ部Ｃｆは、ＤＰＦの再生処理の際に温度がさほど高くならず、且つ、温度差も大きくない上流の端部Ｅｕ側に設けられているため、部分ごとに自由に伸縮できなくても熱応力に起因する亀裂は発生しにくい。一方、再生処理時に温度が極めて高温となることがあり、温度差も大きくなりやすい下流の端部Ｅｄ側は分離型フィルタ部Ｓｆとなっているため、個々のセルアセンブリ１０がそれぞれの熱膨張率に応じて自由に熱膨張することができ、熱応力の発生を抑制することができる。
【００４７】
また、分離型フィルタ部Ｓｆにおいて離隔している各セルアセンブリ１０は、一端側でのみ他のセルアセンブリ１０と一体となっている、いわゆる“片持ち状”の構成であるため振動しやすいところ、フィルタ本体１ｂのようにスリット部１１内に充填材を充填すれば、各セルアセンブリ１０の振動を有効に低減することができる。
【００４８】
しかも、スリット部１１に充填されている充填材は、フィルタ本体１ｂには接着されていないため、個々のセルアセンブリ１０がそれぞれの温度に応じた熱膨張率で自由に熱膨張するという本発明の作用効果が、充填材によって妨げられることのないものとなっている。
【００４９】
また、隔壁４が切除されることによって端部Ｅｄ側がスリット部１１になっているセル５は、端部Ｅｕ側で封止部６が形成されている。これにより、端部Ｅｕ側で開口しているセル５から流入したガスが、隔壁４を通過することなくスリット部１１を介して流通することがなく、粒子状物質が捕集されずに外部に漏れ出ることが防止されている。なお、フィルタ本体１ｂのようにスリット部１１に充填材が充填されている場合は、充填材としてフィルタリング作用を発揮する材料を用いることにより、一端側がスリット部１１となっているセル５の他端が目封止されていなくても、充填材によって粒子状物質を捕集することが可能である。
【００５０】
なお、個々のセルアセンブリ１０をそれぞれ自由に熱膨張させるという作用を効果的に発揮するためには、スリット部１１の軸方向Ｚの長さｎは短過ぎないことが求められる。一方、スリット部１１の軸方向Ｚの長さｎが長過ぎる場合は、複数のセルアセンブリ１０を一体型フィルタ部Ｃｆを介して一体構造とし、フィルタ本体１ａ，１ｂの全体形状を保持することが難しくなる。このような観点から、スリット部１１の軸方向Ｚの長さｎは、セルの大きさ、隔壁の厚さ等にもよるが、フィルタ本体１ａ，１ｂの軸方向Ｚの長さＮの９／１０〜１／２とすると好適である。
【００５１】
上記では、焼成工程Ｐ４に先立って切断工程Ｐ２を行う場合を例示したが、他の実施形態の製造方法として、焼成工程の後に切断工程を行う製造方法を挙げることができる。即ち、かかる製造方法は、図６（ａ）に示すように、焼成により多孔質体となる未焼成のセラミックス材料で、単一の軸方向に延びて列設された隔壁により区画された複数のセルを備える非接合型で一体構造のフィルタ本体の成形体を押出成形する成形工程Ｔ１と、成形体においてセルの一端を封止する目封止工程Ｔ２と、成形体を焼成し焼結体を得る焼成工程Ｔ３と、焼結体の軸方向の一端から他端に向かって他端に至ることなく切断し隔壁を切除することにより、一端で開口し他端に向かって延びるスリット部を形成する切断工程Ｔ４とを具備している。
【００５２】
また、この製造方法において、切断工程Ｔ４では、スリット部が隔壁と交差しないように、軸方向及び軸方向に垂直な方向に隔壁と平行に焼結体が切断されるものとすることができる。更には、切断工程Ｔ４では、フィルタ本体の焼結体においてガス流通の下流側となるべき端部からガス流通の上流側となるべき端部に向かって切断されるものとすることができる。
【００５３】
このような製造方法によっても、上記の作用効果を奏する上記構成のフィルタ本体１ａを製造することができる。また、図６（ｂ）に示すように、切断工程Ｔ４の後に非接着材充填工程Ｔ５を行うことにより、図４に示したように、更に非接着材充填層８を備えるフィルタ本体１ｂを製造することができる。
【００５４】
なお、図５に示したように焼成工程に先立ち切断工程を行う場合は、成形体の段階で切断するため、切断刃などにかかる負荷が小さく切断が容易である。一方、図６に示したように焼成工程を経た後に切断工程を行う場合は、焼結体を切断するためには成形体を切断する場合より切断刃に大きな負荷がかかるが、切断刃の目詰まりが生じにくく、被切断部に変形が生じにくいために切断面が整いやすい等の利点がある。
【００５５】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００５６】
例えば、上記では、フィルタ本体１ａの円形断面に外接する正方形を九等分するようにスリット部１１を設けることにより、九つのセルアセンブリ１０に分割されている場合を図示して説明したが、スリット部１１を設ける数や位置はこれに限定されるものではない。具体的には、同じく九分割する場合であっても、図７（ａ）に示すように、再生処理の際に最も高温となる径方向の中心部近くで、スリット部１１の間隔が小さくなるようにスリット部１１が設けられたフィルタ本体１ｃとすることができる。このような構成とすることにより、スリット部１１を介して熱が放出され易いと共に、高温により大きな熱膨張率となる部分のセルアセンブリ１０の体積が小さくなり、より自由に熱膨張させることができる。
【００５７】
或いは、図７（ｂ）に示すように、四等分されたセルアセンブリ１０が形成されるようにスリット部１１を設けても良い。このような構成とすることにより、切断工程Ｐ２が切断回数の少ない簡易なものとなると共に、再生処理の際に最も高温となる径方向の中心部において、スリット部１１を介した放熱が促進される。
【００５８】
また、上記では、スリット部１１が軸方向Ｚに垂直な方向においてフィルタ本体を貫通するように開放している場合を例示したが、これに限定されず、図７（ｃ）に示すように、スリット部１１が軸方向Ｚに垂直な方向においては、フィルタ本体１ｅを貫通していない構成とすることもできる。
【００５９】
更に、フィルタ本体１ａ，１ｂとして、外形形状が円柱状である場合を例示したが、これに限定されず、角柱状や断面が楕円の柱状とすることができる。
【００６０】
加えて、上記では、本発明のガス浄化フィルタをディーゼルエンジンから排出されるガスを浄化するＤＰＦに適用した場合を例示したが、これに限定されず、その他の内燃機関や蒸気タービン等で使用されるガス浄化フィルタ、即ち、高温下で使用されることがあるガス浄化フィルタに広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  フィルタ本体
４  隔壁
５  セル
８  非接着材充填層
１０  セルアセンブリ
１１  スリット部
Ｃｆ  一体型フィルタ部
Ｓｆ  分離型フィルタ部
Ｅｕ  ガス流通の上流側となるべき端部
Ｅｄ  ガス流通の下流側となるべき端部
Ｐ１，Ｔ１  成形工程
Ｐ２，Ｐ３’，Ｔ４  切断工程
Ｐ４，Ｔ３  焼成工程
Ｐ５，Ｔ５  非接着材充填工程
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特許第３１２１４９７号公報
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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