(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されてなるセラミックブロックと、
前記セラミックブロックの外周面に形成され、その厚さが部分的に異なるシール材層とからなるハニカム構造体であって、
前記セラミックブロックは、長手方向に垂直な断面の形状が正方形である断面四角形ユニットが接着材層を介して複数個結束されてなる断面四角形ユニット集合体と、長手方向に垂直な断面の形状が直角三角形であり、外周部に外壁が形成された断面三角形ユニットと、長手方向に垂直な断面の形状が台形であり、少なくとも第一の辺と、前記第一の辺と直角を形成する第二の辺と、前記直角と対向する傾斜辺とを含んで構成される断面台形ユニットとを含んでなり、
前記断面四角形ユニット集合体の外周面には、凹部及び凸部が階段状に形成されており、
前記凹部には、前記断面直角三角形ユニットが接着材層を介して存在しており、
前記断面四角形ユニット集合体は、第一の断面四角形ユニットと第二の断面四角形ユニットを含んでおり、前記凹部は、第一の断面四角形ユニットの第一の側面と、第二の断面四角形ユニットの第二の側面とを含んで形成されており、
少なくとも１個の断面直角三角形ユニットの第一の側面と前記第一の断面四角形ユニットの第一の側面とは、その間に形成された接着材層を介して互いに接しており、
少なくとも１個の断面直角三角形ユニットの第二の側面と前記第二の断面四角形ユニットの第二の側面とがその間に形成された接着材層を介して互いに接しており、
少なくとも１個の前記断面三角形ユニットの第三の側面は、前記断面四角形ユニットのいずれの側面とも互いに接しておらず、
少なくとも１個の断面台形ユニットの傾斜辺を含む側面は、前記セラミックブロックの外周面を構成しており、
少なくとも１個の断面台形ユニットの第二の辺を含む側面が、前記断面三角形ユニットと接着材層を介して接しており、
前記断面三角形ユニットの形状は、前記断面四角形ユニットの第一の端面の対角線と、第二の端面の対角線とを通る平面で前記断面四角形ユニットを二等分した形状と一致しており、
前記断面三角形ユニットの第三の側面は、前記直角三角形の斜辺を含む側面であり、
ハニカム構造体の前記長手方向に垂直な断面の形状は、円、長円、又は、楕円形状であり、
前記セラミックブロックの形状は、多角柱状であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されてなるセラミックブロックと、
前記セラミックブロックの外周面に形成され、その厚さが部分的に異なるシール材層とからなるハニカム構造体であって、
前記セラミックブロックは、長手方向に垂直な断面の形状が正方形又は長方形である断面四角形ユニットが接着材層を介して複数個結束されてなる断面四角形ユニット集合体と、長手方向に垂直な断面の形状が直角三角形であり、外周部に外壁が形成された断面三角形ユニットと、長手方向に垂直な断面の形状が台形であり、少なくとも第一の辺と、前記第一の辺と直角を形成する第二の辺と、前記直角と対向する傾斜辺とを含んで構成される断面台形ユニットとを含んでなり、
前記断面四角形ユニット集合体の外周面には、凹部及び凸部が階段状に形成されており、
前記凹部には、前記断面直角三角形ユニットが接着材層を介して存在しており、
前記断面四角形ユニット集合体は、第一の断面四角形ユニットと第二の断面四角形ユニットを含んでおり、前記凹部は、第一の断面四角形ユニットの第一の側面と、第二の断面四角形ユニットの第二の側面とを含んで形成されており、
少なくとも１個の断面直角三角形ユニットの第一の側面と前記第一の断面四角形ユニットの第一の側面とは、その間に形成された接着材層を介して互いに接しており、
少なくとも１個の断面直角三角形ユニットの第二の側面と前記第二の断面四角形ユニットの第二の側面とがその間に形成された接着材層を介して互いに接しており、
少なくとも１個の前記断面三角形ユニットの第三の側面は、前記断面四角形ユニットのいずれの側面とも互いに接しておらず、
少なくとも１個の断面台形ユニットの傾斜辺を含む側面は、前記セラミックブロックの外周面を構成しており、
少なくとも１個の断面台形ユニットの第二の辺を含む側面が、前記断面三角形ユニットと接着材層を介して接しており、
前記シール材層の最も厚い部分の厚みと、前記シール材層の最も薄い部分の厚みとの比が、２０：１〜５：３であり、
ハニカム構造体の前記長手方向に垂直な断面の形状は、円、長円、又は、楕円形状であり、
前記セラミックブロックの形状は、多角柱状であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項３】
前記シール材層の最も厚い部分の厚みが、５．０〜１０．０ｍｍであり、前記シール材層の最も薄い部分の厚みが、０．５〜３．０ｍｍである請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記ハニカム焼成体の数は２５個以上である請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面の形状が円形であり、直径が１９０ｍｍ以上である請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記多数のセルは、大容量セルと、小容量セルとからなり、前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の面積は、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の面積より大きい請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形である請求項６に記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形である請求項６に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
長手方向に垂直な断面の形状が四角形であるセルでは、少なくとも一つの角部に相当する部分が円弧状となっている請求項７又は８に記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記大容量セル及び前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面におけるセルの各辺の形状は、曲線である請求項６〜９のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
前記多数のセルのいずれか一方の端部が封止されている請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両及び建設機械等の内燃機関から排出される排ガスに含有されるパティキュレートマター（以下、単にＰＭともいう）が環境及び人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
【０００３】
そこで、排ガス中のＰＭを捕集して排ガスを浄化する排ガス浄化装置として、例えば、ハニカム構造体を構成要素とした排ガス浄化装置が種々提案されている。
【０００４】
ハニカム構造体は、例えば、炭化ケイ素等の多孔質セラミックからなり、その内部にはハニカム構造体の長手方向に沿って、一方の端部側から他方の端部側まで多数のセルがセル壁を隔てて並設されている。また、一のセルのいずれか一方の端部は、封止材により封止されている。
そのため、ハニカム構造体の排ガス流入側の端部が開口したセルに流入した排ガスは、隣り合うセル同士を隔てるセル壁を通過し、排ガス流出側の端部が開口したセルから流出する。これにより、排ガスに含まれるＰＭがセル壁に補集される。
なお、ＰＭが所定量堆積し、圧力損失が一定の値に達したところで、ハニカム構造体を加熱する再生処理を施す。これにより、堆積したＰＭが燃焼してハニカム構造体のＰＭ補集能が再生される。
【０００５】
このようなハニカム構造体に関し、近年では、バス、トラック等の大型車、農業用機械、建築用機械、船舶、機関車等に用いられる大型のディーゼルエンジンに取り付けて使用することを目的として、多量のＰＭを補集することができる大型のハニカム構造体が求められている。
【０００６】
大型化を指向したハニカム構造体としては、例えば、炭化ケイ素等の多孔質セラミックからなるハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されてなるセラミックブロックと、このセラミックブロックの外周面に形成されたシール材層とから構成されたハニカム構造体が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の従来のハニカム構造体を製造する場合には、まず、ハニカム焼成体を接着材層を介して複数個結束させることにより、角柱状のセラミックブロックを作製する。そして、作製したセラミックブロックの外周面に研削加工を施すことにより円柱状のセラミックブロックを作製する。続いて、このセラミックブロックの外周面にシール材層を形成する。
これにより、円柱状のハニカム構造体を製造する。
【０００９】
しかしながら、研削加工工程では、研削加工によって研削するセラミック部分が無駄になる。また、炭化ケイ素等からなる硬質なセラミックブロックの外周面を研削するため、研削加工に長時間を要する。
そのため、ハニカム構造体の生産性が低く、製造コストが高く付いてしまうという問題がある。
特に、製造するハニカム構造体の大きさが大きくなればなるほど、研削加工を施すべき部分が多くなり、この傾向は顕著である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されてなるセラミックブロックと、上記セラミックブロックの外周面に形成されたシール材層とからなるハニカム構造体であって、上記セラミックブロックは、長手方向に垂直な断面の形状が四角形である断面四角形ユニットが接着材層を介して複数個結束されてなる断面四角形ユニット集合体と、長手方向に垂直な断面の形状が三角形であり、外周部に外壁が形成された断面三角形ユニットとを含んでなり、上記断面四角形ユニット集合体の外周面には、凹部及び凸部が階段状に形成されており、上記凹部には、上記断面三角形ユニットが接着材層を介して存在しており、上記シール材層の厚さが部分的に異なっていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のハニカム構造体では、製造時において、セラミックブロックの外周面を研削する研削加工工程を行う必要がなく、製造コストを低く抑えることができる。
外周面に凹部及び凸部が階段状に形成された断面四角形ユニット集合体の凹部に、断面三角形ユニットが接着材層を介して存在するセラミックブロックでは、凹部及び凸部により形成された段差が断面三角形ユニットにより解消されるので、断面四角形ユニット集合体に比べて、その形状が円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等に近い多角柱状となる。
【００１２】
本発明のハニカム構造体では、上記凹部が、第一の断面四角形ユニットの第一の側面と第二の断面四角形ユニットの第二の側面とを含んでなり、上記第一の側面と上記断面三角形ユニットの第一の側面とが接着材層を介して互いに接しており、上記第二の側面と上記断面三角形ユニットの第二の側面とが接着材層を介して互いに接しており、上記断面三角形ユニットの第三の側面が上記断面四角形ユニットのいずれの側面とも互いに接していないことが望ましい。
このような構成を有するハニカム構造体であっても、本発明の作用効果を好適に享受することができる。
【００１３】
本発明のハニカム構造体では、上記断面四角形ユニットの形状が断面正方形であり、上記断面三角形ユニットの形状が断面直角三角形であり、かつ、上記断面四角形ユニットの第一の端面の対角線と第二の端面の対角線とを通る平面で上記断面四角形ユニットを二等分した形状と一致しており、上記断面三角形ユニットの第三の側面が上記直角三角形の斜辺を含む側面であることが望ましい。
このような構成を有するハニカム構造体では、セラミックブロックの形状を円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等により近い多角柱状とすることができるので、本発明の作用効果をより好適に享受することができる。
なお、断面正方形とは、断面四角形ユニットの長手方向に垂直な断面の形状（断面形状）が正方形であることをいい、断面直角三角形とは、断面三角形ユニットの長手方向に垂直な断面の形状（断面形状）が直角三角形であることをいう。
【００１４】
本発明のハニカム構造体では、上記ハニカム焼成体には、断面異形ユニットがさらに含まれており、上記断面異形ユニットの長手方向に垂直な断面の形状は、少なくとも第一の辺と、上記第一の辺と直角を形成する第二の辺と、上記直角と対向する傾斜辺とを含んで構成されており、上記断面異形ユニットの外周部には外壁が形成されており、上記傾斜辺を含む側面は、上記セラミックブロックの外周面を構成していることが望ましい。
また、この場合、上記断面異形ユニットの第二の辺を含む側面が、上記断面三角形ユニットと接着材層を介して接していることがさらに望ましい。
このような構成を有するハニカム構造体では、セラミックブロックの形状を円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等により近い多角柱状とすることができるので、本発明の作用効果を特に好適に享受することができる。
【００１５】
本発明のハニカム構造体では、上記シール材層の最も厚い部分の厚みと、上記シール材層の最も薄い部分の厚みとの比が、２０：１〜５：３であることが望ましい。
上記シール材層の最も厚い部分の厚みと、上記シール材層の最も薄い部分の厚みとの比が、２０：１〜５：３であると、ＰＭの補集効率を高めることができるとともに、再生処理時の熱応力を充分に緩和することができる。
【００１６】
本発明のハニカム構造体では、上記シール材層の最も厚い部分の厚みが、５．０〜１０．０ｍｍであり、上記シール材層の最も薄い部分の厚みが、０．５〜３．０ｍｍであることが望ましい。
上記シール材層の最も厚い部分の厚みが、５．０〜１０．０ｍｍであり、上記シール材層の最も薄い部分の厚みが、０．５〜３．０ｍｍであると、ＰＭの補集効率を高めることができるとともに、再生処理時の熱応力を充分に緩和することができる。
【００１７】
本発明のハニカム構造体では、上記ハニカム焼成体の数が２５個以上であることが望ましい。
【００１８】
本発明のハニカム構造体は、上記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面の形状が円形であり、直径が１９０ｍｍ以上であることが望ましい。
係るハニカム構造体は、大型のディーゼルエンジンへの使用に適した大型のハニカム構造体であるが、このような構成を有していると本発明の作用効果を特に好適に享受することができる。
【００１９】
本発明のハニカム構造体は、上記セラミックブロックの長手方向に垂直な断面の形状が八角形であるか、上記セラミックブロックの長手方向に垂直な断面の形状が３２角形であることが望ましい。
このような構成を有するハニカム構造体では、セラミックブロックの形状が円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等により近く、本発明の作用効果を好適に享受することができる。
【００２０】
本発明のハニカム構造体では、上記多数のセルの上記長手方向に垂直な断面の形状が四角形であることが望ましい。
【００２１】
本発明のハニカム構造体では、上記多数のセルが、大容量セルと小容量セルとからなり、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積が上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積より大きいことが望ましい。
なお、本明細書において、大容量セルとは、ハニカム構造体（ハニカム焼成体）に形成された複数のセルのうち、セルの長手方向に垂直な断面の面積の最も大きいセルのことをいい、小容量セルとは、ハニカム構造体（ハニカム焼成体）に形成された複数のセルのうち、セルの長手方向に垂直な断面の面積の最も小さいセルのことをいう。
但し、大容量セルと小容量セルは、特定の断面形状（基本パターン）を有している基本セルのうちで決められる。
上記基本セルとは、ハニカム焼成体を構成するセルを長手方向に垂直な断面で観察した際、同一の形状、又は、上下左右に繰り返し形成されている複数個の異なる形状を有する最小単位のセルをいう。
但し、基本セルは、セルの断面積の異なる２種類のセルを組み合わせて最小単位としたときの繰り返しであってよく、この場合、セルの断面積の異なる２種類のセルの両方を合わせて基本セルという。
この基本セルの概念を用い、大容量セルと小容量セルについて以下に説明する。
例えば、下記する図１７（ａ）に示すハニカム焼成体６１０では、ハニカム焼成体６１０の長手方向に垂直な断面において正方形の図形（セル）が繰り返されており、これらの断面正方形のセルが基本セルである。このハニカム焼成体では、全ての基本セルの断面積が同じであるから、大容量セルと小容量セルが形成されたハニカム焼成体には該当しない。
下記する図１８（ａ）、図１９（ａ）及び図２０（ａ）に示すハニカム焼成体８２０、９１０及び１０１０では、セルを長手方向に垂直な断面で観察した場合、角部に相当する部分が円弧状になっている四角形のセル８２１ａ、９１１ａ及び１０１１ａと、角部を有しており、上記四角形のセルと断面形状及び断面積が異なる四角形のセル８２１ｂ、９１１ｂ及び１０１１ｂとが繰り返されている。断面形状及び断面積が異なる２種類のセルが、基本セルである。
これらの基本セルのうち、セルの長手方向に垂直な断面の面積の最も大きいセル８２１ａ、９１１ａ及び１０１１ａが大容量セルであり、セルの長手方向に垂直な断面の面積の最も小さいセル８２１ｂ、９１１ｂ及び１０１１ｂが小容量セルである。
同様にして大容量セルと小容量セルとを決定すると、図１８（ｂ）〜図１８（ｄ）、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）、図２０（ｂ）〜図２０（ｄ）に示すハニカム焼成体では、セル８３１ａ、８７１ａ、８８１ａ、９２１ａ、９６１ａ、９７１ａ、１０２１ａ、１０６１ａ及び１０７１ａが大容量セルであり、セル８３１ｂ、８７１ｂ、８８１ｂ、９２１ｂ、９６１ｂ、９７１ｂ、１０２１ｂ、１０６１ｂ及び１０７１ｂが小容量セルである。
係るハニカム構造体を排ガスの浄化に使用する際、排ガスが流入する流入側セルを大容量セルとし、排ガスが流出する流出側セルを小容量セルとした場合には、ＰＭの堆積層の厚さを薄くすることができるので、圧力損失の上昇を抑制したり、ＰＭの捕集限界量を多くしたりすることができる。また、堆積したＰＭを燃焼させやすくなる。
【００２２】
本発明のハニカム構造体では、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状が四角形であり、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状が四角形であることが望ましい。
また、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状が八角形であり、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状が四角形であることが望ましい。
これらの形状のセルはＰＭの補集に特に適しているので、ＰＭの捕集効率を高めることができる。
【００２３】
本発明のハニカム構造体において、長手方向に垂直な断面の形状が四角形であるセルでは、少なくとも一つの角部に相当する部分が円弧状となっていることが望ましい。
このような形状のセルを有しているハニカム焼成体では、クラックが発生しにくくなる。角部を有するセルと比べて、再生処理時の熱応力が角部近傍に集中しにくくなり、緩和されやすくなるためであると考えられる。
【００２４】
本発明のハニカム構造体では、上記大容量セル及び上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面におけるセルの各辺の形状が曲線であることが望ましい。
係る形状のセルはＰＭの補集に特に適しているので、ＰＭの捕集効率を高めることができる。
【００２５】
本発明のハニカム構造体では、上記多数のセルのいずれか一方の端部が封止されていることが望ましい。
【００２６】
本発明のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の上記長手方向に垂直な断面の形状が、円、長円、楕円、又は、三角形の頂点部が曲線になっている形状等であることが望ましい。
【００２７】
本発明は上記した円柱、長円柱、楕円柱又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等の各形状に近い形状のセラミックブロックを含むハニカム構造体に係る発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図における一の凹部近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する断面四角形ユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す断面四角形ユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する断面三角形ユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す断面三角形ユニットのＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する断面異形ユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す断面異形ユニットのＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図６に示したハニカム構造体のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図８に示したハニカム構造体のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１０】本発明の第四実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したハニカム構造体のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１２】本発明の第五実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１２に示したハニカム構造体のＨ−Ｈ線断面図である。
【図１４】本発明の第五実施形態のハニカム構造体を構成する断面長方形ユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【図１５】本発明の第六実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１５に示したハニカム構造体のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１７】図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）、図１７（ｄ）及び図１７（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面異形ユニットの一例を模式的に示す側面図である。
【図１８】図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）及び図１８（ｄ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面正方形ユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１９】図１９（ａ）、図１９（ｂ）、図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面異形ユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図２０】図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２０（ｃ）及び図２０（ｄ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面三角形ユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明者らは、上述した従来のハニカム構造体の製造方法における研削加工工程での問題を解決すべく、鋭意検討を行った。
その結果、ハニカム焼成体として長手方向に垂直な断面の形状が四角形である断面四角形ユニットと、長手方向に垂直な断面の形状が三角形である断面三角形ユニットとを使用し、断面四角形ユニットを組み合わせてなる断面四角形ユニット集合体の外周面に形成された凹部に断面三角形ユニットが存在する構成を有するセラミックブロックを採用するとともに、該セラミックブロックの外周面に部分的に厚さが異なるシール材層を形成することにより、上記問題を解決することができることを見出した。
【００３０】
即ち、本発明者らは、上述した構成を採用することにより、製造時において研削加工工程を行わずとも円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等の所望の形状を有するハニカム構造体を製造することが可能であり、ハニカム構造体の製造コストを低く抑えることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００３１】
なお、ハニカム構造体の形状は、長手方向に垂直な断面の形状が円であるものに限られず、断面の形状が長円、楕円、又は三角形の頂点部が曲線になっている形状等であってもよい。セラミックブロックの断面の形状も、上記ユニットを組み合わせることにより、長円、楕円、又は、三角形の頂点部が曲線になっている形状等に近い形状とすることができる。
また、セラミックブロックの断面の形状が長円、楕円、又は、三角形の頂点部が曲線になっている形状等に近い形状であるということは、それぞれの形状の外周から部分的に凸部又は凹部があるが、それぞれの形状に近似している形状のことをいう。
【００３２】
（第一実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体の一実施形態である第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ａ）は、図１に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図における一の凹部近傍を拡大して示す部分拡大断面図である。
なお、図２（ｂ）では、凹部に嵌め込まれる断面直角二等辺三角形ユニット、及び、凹部と断面直角二等辺三角形ユニットとの間に形成される接着材層を省略して示している。
【００３４】
図１及び図２（ａ）に示す本実施形態のハニカム構造体１０は、セラミックブロック２０と、セラミックブロック２０の外周面２３に形成されたシール材層３０とからなる。
また、ハニカム構造体１０の形状は円柱状である。ハニカム構造体１０の長手方向に垂直な断面の形状は円形であり、その直径（図２（ａ）中、符号Ｒで示す）は１９０ｍｍ以上である。
なお、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面の形状が長円、楕円、三角形の頂点部が曲線になっている形状の場合は、各形状の中心を通る、外周の２点の間の線分のうち最も長い線分の長さが１９０ｍｍ以上であることが望ましい。
【００３５】
セラミックブロック２０は、炭化ケイ素の多孔質セラミックからなるハニカム焼成体２１が接着材層２２を介して複数個結束されることにより構成されている。
また、セラミックブロック２０の長手方向に垂直な断面の形状は、１２角形である。
【００３６】
複数個のハニカム焼成体２１は、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、互いに異なる形状を有する３種類のユニットから構成されている。
【００３７】
図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する断面四角形ユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す断面四角形ユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
図４（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する断面三角形ユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す断面三角形ユニットのＣ−Ｃ線断面図である。
図５（ａ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する断面異形ユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す断面異形ユニットのＤ−Ｄ線断面図である。
【００３８】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すハニカム焼成体２１ａは、その長手方向（図３（ａ）中、両矢印ａで示す）に垂直な断面の形状（以下、ユニット等の長手方向に垂直な断面の形状のことを、単に断面形状ともいう）が四角形である断面四角形ユニットである。具体的にいうと、断面四角形ユニットは、その断面形状において互いに長さが略等しい４つの辺を有し、一の辺と他の辺とが直交してなる４つの角部を有している。即ち、断面四角形ユニット２１ａは、その断面形状が正方形の断面正方形ユニットである。
【００３９】
断面正方形ユニット２１ａは、第一の端面４１ａ及び第二の端面４１ｂを有しており、第一の端面４１ａ（第二の端面４１ｂ）の一辺の長さ（図３（ａ）中、両矢印Ｌで示す長さ）は、３１．５〜３８．７ｍｍが望ましい。
また、断面正方形ユニット２１ａの長手方向の長さは、１０１．６〜３８１．６ｍｍ（４〜１５ｉｎｃｈ）が望ましい。
【００４０】
断面正方形ユニット２１ａは、長手方向に垂直な断面の面積が小容量セル４２ｂより相対的に大きい大容量セル４２ａ、及び、長手方向に垂直な断面の面積が大容量セル４２ａより相対的に小さい小容量セル４２ｂを有する。
大容量セル４２ａは、その長手方向に垂直な断面の形状が八角形であり、小容量セル４２ｂは、その長手方向に垂直な断面の形状が四角形である。
【００４１】
図３（ｂ）に示すように、大容量セル４２ａは、第一の端面４１ａ側の端部が開口しており、第二の端面４１ｂ側の端部が封止材４３ａにより封止されている。
一方、小容量セル４２ｂは、第二の端面４１ｂ側の端部が開口しており、第一の端面４１ａ側の端部が封止材４３ｂにより封止されている。
そのため、大容量セル４２ａ及び小容量セル４２ｂを隔てるセル壁４４がフィルタとして機能するようになっている。即ち、大容量セル４２ａに流入した排ガスＧは、必ずこれらのセル壁４４を通過した後、小容量セル４２ｂから流出するようになっている。
【００４２】
なお、本明細書においては、各ユニットの形状やセルの形状を三角形、四角形等の名称で表現しているが、本明細書における三角形、四角形とは、完全な直線のみからなる厳密な図形を意味するものではなく、その角（頂点）が直線や曲線で面取りされていて三角形、四角形と実質的に同視し得る形状を包含する。また、本明細書において「直角」、「平行」、「直角二等辺三角形」等の語は数学的に厳密な形状を意味するものではなく、「直角」、「平行」、「直角二等辺三角形」等の形状と実質的に同視し得る形状を包含する。
【００４３】
次に、別のユニットの構成について詳しく説明する。
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すハニカム焼成体２１ｂは、第一の端面４１ａ及び第二の端面４１ｂを有しており、その断面形状が三角形である断面三角形ユニットである。
具体的にいうと、断面三角形ユニット２１ｂは、その断面形状が直角二等辺三角形である断面直角二等辺三角形ユニットであり、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す断面正方形ユニット２１ａの第一の端面４１ａの対角線と第二の端面４１ｂの対角線とを通る平面で断面正方形ユニット２１ａを二等分した形状と一致している。
以下の説明では、断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂにおける上記直角二等辺三角形の斜辺を含む側面を第三の側面Ｂ３とし、第三の側面Ｂ３以外の二つの側面をそれぞれ第一の側面Ｂ１、第二の側面Ｂ２ということにする。
【００４４】
断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂの断面形状において、第一の側面Ｂ１及び第二の側面Ｂ２を構成する上記直角二等辺三角形の斜辺以外の二辺の長さは、それぞれ３１．５〜３８．７ｍｍが望ましく、第三の側面Ｂ３を構成する上記直角二等辺三角形の斜辺の長さは、４０．９〜５４．９ｍｍが望ましい。
また、断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂの長手方向の長さ（図４（ａ）中、両矢印ｂで示す長さ）は、断面正方形ユニット２１ａの長手方向の長さと略同じであり、１０１．６〜３８１．６ｍｍが望ましい。
【００４５】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示す断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂに形成されたセルは、上述した断面正方形ユニット２１ａと同様に、八角形の断面形状を有する大容量セル４２ａと、四角形の断面形状を有する小容量セル４２ｂとからなる。
【００４６】
大容量セル４２ａ及び小容量セル４２ｂを隔てるセル壁４４は、断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂの外周部を構成する外壁である第一の側面Ｂ１、第二の側面Ｂ２及び第三の側面Ｂ３に結合している。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、大容量セル４２ａは、第一の端面４１ａ側の端部が開口しており、第二の端面４１ｂ側の端部で封止材４３ａにより封止されている。一方、小容量セル４２ｂは、第二の端面４１ｂ側の端部が開口しており、第一の端面４１ａ側の端部で封止材４３ｂにより封止されている。
そのため、断面正方形ユニット２１ａと同様に、大容量セル４２ａと小容量セル４２ｂとを隔てるセル壁４４がフィルタとして機能するようになっている。
【００４８】
次に、さらに別のユニットの構成について詳しく説明する。
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すハニカム焼成体２１ｃは、第一の端面４１ａ及び第二の端面４１ｂを有しており、その断面形状が、少なくとも第一の辺と、上記第一の辺と直角を形成する第二の辺と、上記直角と対向する傾斜辺とを含んで構成された断面異形ユニットである。
具体的な断面異形ユニット２１ｃの断面形状は、第一の辺５１と、第二の辺５２と、傾斜辺５３と、第三の辺５４を有し、第一の辺５１と第二の辺５２の形成する角度は直角であり、傾斜辺５３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺５３は直線からなる。また、第三の辺５４は傾斜辺５３と第二の辺５２を接続している辺であり、第一の辺５１は第三の辺５４と平行になっている。
即ち、断面異形ユニット２１ｃは、その断面形状が台形である断面台形ユニットである。
以下の説明では、断面台形ユニット２１ｃの第一の辺５１を含む側面を第一の側面Ｃ１とし、第二の辺５２を含む側面を第二の側面Ｃ２とし、第三の辺５４を含む側面を第三の側面Ｃ３とし、傾斜辺５３を含む側面を第四の側面Ｃ４ということにする。
【００４９】
断面台形ユニット２１ｃの断面形状において、第一の辺５１の長さは、１２．０〜２５．５ｍｍが望ましく、第二の辺５２の長さは、第一の辺５１の長さより長く、４９．８〜５６．９ｍｍが望ましく、第三の辺５４の長さは、３．６〜１０．０ｍｍが望ましい。
また、断面台形ユニット２１ｃの長手方向の長さ（図５（ａ）中、両矢印ｃで示す長さ）は、断面正方形ユニット２１ａの長手方向の長さと略同じであり、１０１．６〜３８１．６ｍｍが望ましい。
【００５０】
図５（ａ）、図５（ｂ）に示す断面台形ユニット２１ｃに形成されたセルは、上述した断面正方形ユニット２１ａと同様に、八角形の断面形状を有する大容量セル４２ａと、四角形の断面形状を有する小容量セル４２ｂとからなる。
【００５１】
大容量セル４２ａ及び小容量セル４２ｂを隔てるセル壁４４は、断面台形ユニット２１ｃの外周部を構成する外壁である第一の側面Ｃ１、第二の側面Ｃ２、第三の側面Ｃ３及び第四の側面Ｃ４に結合している。
【００５２】
図５（ｂ）に示すように、大容量セル４２ａは、第一の端面４１ａ側の端部が開口しており、第二の端面４１ｂ側の端部で封止材４３ａにより封止されている。一方、小容量セル４２ｂは、第二の端面４１ｂ側の端部が開口しており、第一の端面４１ａ側の端部で封止材４３ｂにより封止されている。
そのため、断面正方形ユニット２１ａと同様、大容量セル４２ａと小容量セル４２ｂとを隔てるセル壁４４がフィルタとして機能するようになっている。
【００５３】
ここで、上述した各ユニットを用いて構成されるセラミックブロック２０の詳細な構成について、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて以下に説明する。
【００５４】
図２（ａ）に示すセラミックブロック２０は、１３個の断面正方形ユニット２１ａと、８個の断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂと、８個の断面台形ユニット２１ｃとの合計２９個のハニカム焼成体が接着材層２２を介して複数個結束されることにより構成されている。
なお、接着材層２２には、アルミナファイバ等の無機繊維と、炭化ケイ素等の無機粒子と、シリカゾル等の無機バインダと、カルボキシメチルセルロース等の有機バインダ等とが含まれている。
また、接着材層２２の厚みは、０．５〜２．０ｍｍが望ましい。
【００５５】
具体的にいうと、セラミックブロック２０は、１３個の断面正方形ユニット２１ａが接着材層２２を介して互いに結束されることにより、断面形状が２０角形の断面正方形ユニット集合体２４が構成されている。
断面正方形ユニット集合体２４の外周面２５には、凹部２６ａ及び凸部２６ｂが階段状に形成されており、凹部２６ａは８つ存在している。
【００５６】
一の凹部２６ａの詳細な構成について説明する。図２（ｂ）において両矢印で示された領域である凹部２６ａは、第一の断面正方形ユニット２１ａの第一の側面Ａ１と、第一の側面Ａ１に対して略垂直方向に立設している第二の断面正方形ユニット２１ａ’の第二の側面Ａ２と、接着材層とを含んで構成されている。上記接着材層は、第一の断面正方形ユニット２１ａと第一の断面正方形ユニット２１ａに隣り合う第三の断面正方形ユニット２１ａ’’との間に形成された接着材層２２、及び、第三の断面正方形ユニット２１ａ’’と第二の断面正方形ユニット２１ａ’との間に形成された接着材層２２’から構成されている。
【００５７】
この凹部２６ａには、図２（ａ）に示すように、断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂが接着材層２２を介して嵌め込まれた状態で存在している。
即ち、第一の断面正方形ユニット２１ａの第一の側面Ａ１と、断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂの第一の側面Ｂ１とが接着材層２２を介して互いに接しており、第二の断面正方形ユニット２１ａ’の第二の側面Ａ２と、断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂの第二の側面Ｂ２とが接着材層２２を介して互いに接している。
断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂの第三の側面Ｂ３は、断面正方形ユニットの側面とは接していない。
また、他の凹部と断面直角二等辺三角形ユニットとの関係も同様であり、８つの凹部２６ａには、それぞれ断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂが接着材層２２を介して嵌め込まれた状態で存在している。
断面直角二等辺三角形ユニットが上述のように配置されているので、断面正方形ユニット集合体２４の外周面２５に形成された凹凸が解消されている。
【００５８】
断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂの第三の側面Ｂ３は、断面台形ユニット２１ｃの第二の側面Ｃ２と接着材層を介して接している。断面台形ユニット２１ｃの第一の側面Ｃ１は、隣り合う他の断面台形ユニット２１ｃ’の第一の側面Ｃ１’と接着材層を介して接している。また、断面台形ユニット２１ｃの第四の側面Ｃ４は、セラミックブロック２０の外周面２３の一部を構成している。他の断面台形ユニットも同様の構成となっている。
このため、セラミックブロック２０の長手方向に垂直な断面の形状は、１２角形である。
【００５９】
次に、シール材層３０について説明する。
シール材層３０は、セラミックブロック２０の外周面２３に形成されており、部分的に厚さが異なっている。そのため、ハニカム構造体１０の形状は、円柱状を呈している。
【００６０】
シール材層３０の最も厚い部分の厚み（図２（ａ）中、２つの矢印間の距離Ｘ）と、シール材層３０の最も薄い部分の厚み（図２（ａ）中、２つの矢印間の距離Ｙ）との比（シール材層３０の最も厚い部分の厚み：シール材層３０の最も薄い部分の厚み）は、２０：１〜５：３が望ましく、４：１〜３：１がより望ましく、７．８：２．３〜８．３：３．０がさらに望ましい。
具体的には、シール材層３０の最も厚い部分の厚みは、５．０〜１０．０ｍｍが望ましく、８．０〜９．０ｍｍがより望ましく、８．２〜８．７ｍｍがさらに望ましい。
また、シール材層３０の最も薄い部分の厚みは、０．５〜３．０ｍｍが望ましく、１．０〜２．５ｍｍがより望ましく、１．６〜２．３ｍｍがさらに望ましい。
シール材層３０の最も厚い部分の厚みとシール材層３０の最も薄い部分の厚みとの比が上記範囲であると、ＰＭの捕集効率を高めることができるとともに、再生処理時の熱応力を充分に緩和することができる。
これに対して、シール材層の最も厚い部分の厚みが、１０．０ｍｍを超えると、シール材層の厚さが厚すぎる部分が多くなり、ハニカム構造体の端面においてセルが開口している領域が少なくなって、ハニカム構造体の大きさの割にＰＭの捕集効率が低くなる。なお、上記シール材層の最も厚い部分の厚みの下限値は、特に限定されないが、５．０ｍｍであることが好ましい。
また、上記シール材層の最も薄い部分の厚みが、０．５ｍｍ未満であると、シール材層の厚さが薄すぎて、再生処理時の熱応力を緩和しにくくなる。
【００６１】
シール材層３０の材質は、上述した接着材層２２と同じである。
シール材層３０がセラミックブロック２０の外周面２３に形成されていることにより衝撃等の外力が吸収されるので、ハニカム構造体１０は破損しにくい。
【００６２】
次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。
本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、
セラミック原料を成形することにより、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を作成する成形工程と、
上記ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を作製する焼成工程と、
複数の上記ハニカム焼成体を接着材層を介して接着させてセラミックブロックを作製する結束工程と、
上記セラミックブロックの外周面にシール材層を形成するシール材層形成工程を含むハニカム構造体の製造方法であって、
上記成形工程及び上記焼成工程では、少なくとも断面四角形ユニット及び断面三角形ユニットを作製し、
上記断面四角形ユニットの長手方向に垂直な断面の形状は、四角形であり、
上記断面三角形ユニットの長手方向に垂直な断面の形状は、三角形であり、外周部に外壁が形成されており、
上記結束工程では、複数の上記断面四角形ユニットを接着材層を介して接着させることにより、外周面に凹部及び凸部が階段状に形成された断面四角形ユニット集合体を作製し、
上記断面三角形ユニットを接着材層を介して上記凹部に嵌め込み、
上記シール材層形成工程では、上記シール材層の厚さが部分的に異なるように上記シール材層を形成することを特徴とする。
【００６３】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法において、上記結束工程では、第一の断面四角形ユニットの第一の側面と第二の断面四角形ユニットの第二の側面とを含んで上記凹部を形成し、
上記第一の側面と上記断面三角形ユニットの第一の側面とを接着材層を介して互いに接着し、
上記第二の側面と上記断面三角形ユニットの第二の側面とを接着材層を介して互いに接着し、
上記断面三角形ユニットの第三の側面を上記断面四角形ユニットのいずれの側面とも互いに接着させないことが望ましい。
【００６４】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法において、上記成形工程及び上記焼成工程では、その形状が断面正方形である断面四角形ユニットを作製し、
その形状が断面直角三角形であり、かつ、上記断面四角形ユニットの第一の端面の対角線と第二の端面の対角線とを通る平面で上記断面四角形ユニットを二等分した形状と一致している断面三角形ユニットを作製し、
上記結束工程では、上記直角三角形の斜辺を含む側面を上記断面四角形ユニットのいずれの側面とも互いに接着させないことが望ましい。
【００６５】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法において、上記成形工程及び上記焼成工程では、その長手方向に垂直な断面の形状が、少なくとも第一の辺と、上記第一の辺と直角を形成する第二の辺と、上記直角と対向する傾斜辺とを含んで構成されており、その外周部に外壁が形成された断面異形ユニットを作製し、
上記結束工程では、上記傾斜辺を含む側面が上記セラミックブロックの外周面を構成するように上記断面異形ユニットを配置することが望ましい。
【００６６】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法において、上記結束工程では、上記断面異形ユニットの第二の辺を含む側面を上記断面三角形ユニットと接着材層を介して接着させることが望ましい。
【００６７】
以下、本実施形態のハニカム構造体の製造方法を工程順に説明する。
まず、セラミック原料としての平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末等のセラミック粉末と、有機バインダと液状の可塑剤、潤滑剤、水等を混合して、成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
【００６８】
続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入して押出成形する成形工程を行い、所定の形状のハニカム成形体を作製する。
具体的には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すような、断面視八角形の大容量セルと断面視四角形の小容量セルとを有し、断面形状が正方形であるハニカム成形体を作製する。また、金型の形状を変更して、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すような、断面形状が直角二等辺三角形であるハニカム成形体を作製し、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すような、断面形状が台形であるハニカム成形体を作製する。
なお、断面形状が正方形であるハニカム成形体は、後述する焼成工程を経て断面正方形ユニットとなる。断面形状が直角二等辺三角形であるハニカム成形体は、後述する焼成工程を経て断面直角二等辺三角形形ユニットとなる。断面形状が台形であるハニカム成形体は、後述する焼成工程を経て断面台形ユニットとなる。
以下の工程で、ハニカム成形体というときはこれら３種のハニカム成形体を区別せずに指すものとする。
【００６９】
次に、ハニカム成形体の両端を切断装置を用いて切断する切断工程を行い、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、切断したハニカム成形体を乾燥機を用いて乾燥する。
次いで、セルのいずれか一方の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。このような工程を経て、セル封止ハニカム成形体を作製する。
なお、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
【００７０】
次に、セル封止ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱する脱脂工程を行い、ハニカム脱脂体を作製する。このハニカム脱脂体の形状は図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す各ハニカム焼成体の形状とほぼ同様である。
【００７１】
そして、ハニカム脱脂体を焼成炉に搬送し、アルゴン雰囲気下、２０００〜２３００℃で焼成する焼成工程を行うことによって、図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す形状のハニカム焼成体、すなわち、断面正方形ユニット、断面直角二等辺三角形ユニット及び断面台形ユニットを作製する。
【００７２】
続いて、ハニカム焼成体の所定の側面に接着材ペースト層を形成し、接着材ペースト層を加熱固化して接着材層とし、接着材層を介して複数のハニカム焼成体を結束させてセラミックブロックとする結束工程を行う。
接着材ペーストとしては、無機繊維及び／又はウィスカ、無機バインダ、並びに、有機バインダを含む接着材ペーストが好適に用いられる。
【００７３】
この結束工程においては、まず、断面正方形ユニットの側面に接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成する。そして、この接着材ペースト層の上に、順次他の断面正方形ユニットを積層する工程を繰り返す。これにより、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す断面形状が２０角形の断面正方形ユニット集合体を作製する。
【００７４】
次に、断面正方形ユニット集合体の外周面に形成された８つの凹部にそれぞれ接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成する。
そして、第一の断面正方形ユニットの第一の側面と、断面直角二等辺三角形ユニットの第一の側面とが接着材ペースト層を介して互いに接し、第二の断面正方形ユニットの第二の側面と、断面直角二等辺三角形ユニットの第二の側面とが接着材ペースト層を介して互いに接するように、８つの凹部にそれぞれ断面直角二等辺三角形ユニットを１個ずつ嵌め込む。
【００７５】
続けて、断面直角二等辺三角形ユニットの第三の側面に接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成する。
そして、断面直角二等辺三角形ユニットの第三の側面と、一の断面台形ユニットの第二の側面とが接着材ペースト層を介して互いに接するように、断面直角二等辺三角形ユニットと、断面台形ユニットとを接着する。
同様にして、他の断面台形ユニットについても断面直角二等辺三角形ユニットと接着材ペースト層で接着する。この際、一の断面台形ユニットの第一の側面と、他の断面台形ユニットの第一の側面との間にも接着材ペースト層を形成する。
【００７６】
これにより、１３個の断面正方形ユニットと、８個の断面直角二等辺三角形ユニットと、８個の断面台形ユニットとが接着材ペースト層で結束された、図１、図２（ａ）に示す断面形状が１２角形のセラミックブロックを作製する。
【００７７】
続いて、セラミックブロックの外周面にシール材ペーストを塗布し、シール材ペーストを乾燥固化させてシール材層（コート層）を形成するシール材層形成工程を行い、円柱状のハニカム構造体を製造する。
ここで、セラミックブロックの外周面に塗布するシール材ペーストの厚さを、例えば、断面台形ユニットの側面では薄くなり、断面正方形ユニット（断面正方形ユニット集合体）の側面では厚くなるように調整することにより、本工程を経て製造されたハニカム構造体の形状が円柱状となるようにシール材ペーストを塗布する。例えば、製造されたハニカム構造体において、シール材層の最も厚い部分の厚みと、シール材層の最も薄い部分の厚みとの比が、２０：１〜５：３となるようにシール材ペーストを塗布する。具体的には、製造されたハニカム構造体において、シール材層の最も厚い部分の厚みが、５．０〜１０．０ｍｍとなり、シール材層の最も薄い部分の厚みが、０．５〜３．０ｍｍとなるように、シール材ペーストを塗布する。
なお、上記シール材ペーストとしては、上記接着材ペーストと同様のペーストを使用することができる。
以上の工程によって、ハニカム構造体を製造する。
【００７８】
なお、シール材ペーストとしては、上記接着材ペーストと同様のペーストを使用すればよいが、シール材ペーストとして異なる組成のペーストを使用してもよい。
以上の工程によって、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。
【００７９】
以下に、本実施形態のハニカム構造体の作用効果について列挙する。
【００８０】
（１）本実施形態のハニカム構造体は、製造時において、セラミックブロックの外周面を研削する研削加工工程を行う必要がなく、製造コストを低く抑えることができる。この理由について、以下に説明する。
【００８１】
まず、セラミックブロックが断面正方形ユニット集合体のみから構成されている場合について考えてみる。
断面正方形ユニット集合体の外周面には、凹部及び凸部が階段状に形成されており、凹凸が存在している。そのため、断面正方形ユニット集合体の外周面に略均一の厚さのシール材層を形成した場合には、断面正方形ユニット集合体の形状に由来して、得られるハニカム構造体の形状が角柱状となり、円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等にはならない。
【００８２】
そこで、ハニカム構造体の形状を円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等とするためには、断面正方形ユニット集合体に対して予め研削加工を施すことにより、断面正方形ユニット集合体の形状を円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等に加工することが考えられるが、研削加工を施した場合には、製造コストが高くなってしまう。
特に、大型のハニカム構造体を製造しようとすると、セラミックブロックの外周面を多量に研削する必要があり、製造コストがかなり高くなり、加工時間（研削時間）も長くなることが懸念される。
【００８３】
これに対し、本実施形態のハニカム構造体では、断面正方形ユニット集合体の外周面に形成された凹部に断面三角形ユニットが接着材層を介して嵌め込まれた状態で存在しており、凹部及び凸部により形成される凹凸が解消されている。そのため、セラミックブロックの形状は、断面正方形ユニット集合体よりも円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等にできるだけ近い多角柱状となっている。
従って、このセラミックブロックに対して研削加工を施すことなく、部分的に厚さの異なるシール材層を外周面に形成するだけで、円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等のハニカム構造体を容易に製造することができる。それゆえ、製造コストを低く抑えることができる。
また、セラミックブロックの外周面に形成されたシール材層の厚さが部分的に異なっているので、円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等の所望形状のハニカム構造体とすることができる。
【００８４】
（２）特に、本実施形態のハニカム構造体では、断面台形ユニットの傾斜辺を含む第三の側面がセラミックブロックの外周面を構成しているため、セラミックブロックの形状が円柱状、長円柱状、楕円柱状又は三角形の頂点部が曲線になっている形状の柱状体等により近く、上述した作用効果（１）を好適に享受することができる。
【００８５】
（３）また、シール材層の最も厚い部分の厚みと、シール材層の最も薄い部分の厚みとの比が、２０：１〜５：３である場合には、ＰＭの補集効率を高めることができるとともに、再生処理時の熱応力を充分に緩和することができる。
特に、シール材層の最も厚い部分の厚みが、５．０〜１０．０ｍｍであり、シール材層の最も薄い部分の厚みが、０．５〜３．０ｍｍである場合には、ＰＭの補集効率をより高めることができるとともに、再生処理時の熱応力をより充分に緩和することができる。
【００８６】
（４）また、ハニカム焼成体に形成された多数のセルは、断面形状が八角形である大容量セルと、断面形状が四角形である小容量セルとからなる。
本実施形態のハニカム構造体を排ガスの浄化に使用する場合には、排ガスが流入する流入側セルを大容量セルとし、排ガスが流出する流出側セルを小容量セルとすることにより、流入側セルの表面積の総量を大きくすることができる。
従って、排ガス浄化時には、流入側セルの表面積の総量と流出側セルの表面積の総量とが等しいハニカム構造体と比較して、ＰＭの堆積層の厚さを薄くすることができる。そのため、圧力損失の上昇を抑制したり、ＰＭの捕集限界量を多くしたりすることができる。
また、一定量のＰＭを補集する場合で比較すると、ＰＭの堆積層の厚さが薄くなって、ＰＭを燃焼させやすくなる。
さらに、セルの形状がＰＭの補集に特に適した形状であるので、ＰＭの捕集効率を高めることができる。
【００８７】
（第二実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体の一実施形態である第二実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム焼成体として断面正方形ユニットと断面直角二等辺三角形ユニットとを使用し、使用するハニカム焼成体の個数が異なり、セラミックブロックの断面形状が八角形であること以外は、本発明の第一実施形態で述べたハニカム構造体と同様の構成を有している。
従って、本発明の第一実施形態のハニカム構造体についての説明と重複する事項については、説明を省略する。
【００８８】
図６は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図７は、図６に示したハニカム構造体のＥ−Ｅ線断面図である。
【００８９】
図６、図７に示す本実施形態のハニカム構造体１１０は、セラミックブロック１２０と、セラミックブロック１２０の外周面１２３に形成されたシール材層１３０とからなる。
【００９０】
セラミックブロック１２０は、断面形状が１２角形である１個の断面正方形ユニット集合体１２４と、４個の断面直角二等辺三角形ユニット１２１ｂとからなり、その断面形状は八角形である。
断面正方形ユニット集合体１２４は、１２個の断面正方形ユニット１２１ａが接着材層１２２を介して接着されることにより構成されている。
断面正方形ユニット１２１ａ及び断面直角二等辺三角形ユニット１２１ｂの構成については、本発明の第一実施形態で説明した断面正方形ユニット２１ａ及び断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂと同様である。
【００９１】
断面正方形ユニット集合体１２４の外周面１２５には、凹部１２６ａ及び凸部１２６ｂが階段状に形成されており、凹部１２６ａは４個存在している。
そして、４個の凹部１２６ａには、それぞれ断面直角二等辺三角形ユニット１２１ｂが接着材層１２２を介して嵌め込まれた状態で存在している。
【００９２】
セラミックブロック１２０の外周面１２３には、部分的に厚さが異なるシール材層１３０が形成されており、ハニカム構造体１１０の形状は円柱状である。
【００９３】
本実施形態のハニカム構造体を製造する方法については、断面正方形ユニットを１２個、断面直角二等辺三角形ユニットを４個作製し、結束工程で図６、図７に示す形状のセラミックブロック１２０が作製されるようにハニカム焼成体を適宜組み合わせること以外は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を製造する方法と同様であるので説明を省略する。
【００９４】
本実施形態のハニカム構造体においても、本発明の第一実施形態と同様の作用効果（１）、（３）及び（４）を奏することができる。
【００９５】
（第三実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第三実施形態について説明する。
本実施形態では、ハニカム焼成体として断面正方形ユニットと、断面直角二等辺三角形ユニットを使用するが、使用するハニカム焼成体の個数が多いこと（３２個）以外は、本発明の第二実施形態で述べたハニカム構造体と同様の構成を有している。
従って、本発明の第二実施形態のハニカム構造体についての説明と重複する事項については、説明を省略する。
【００９６】
図８は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図９は、図８に示したハニカム構造体のＦ−Ｆ線断面図である。
【００９７】
図８、図９に示す本実施形態のハニカム構造体２１０は、セラミックブロック２２０と、セラミックブロック２２０の外周面２２３に形成されたシール材層２３０とからなる。
【００９８】
セラミックブロック２２０は、断面形状が２０角形である１個の断面正方形ユニット集合体２２４と、８個の断面直角二等辺三角形ユニット２２１ｂとからなり、その断面形状は八角形である。
断面正方形ユニット集合体２２４は、２４個の断面正方形ユニット２２１ａが接着材層２２２を介して結束されることにより構成されている。
断面正方形ユニット２２１ａ及び断面直角二等辺三角形ユニット２２１ｂの構成については、本発明の第一実施形態で説明した断面正方形ユニット２１ａ及び断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂと同様である。
【００９９】
断面正方形ユニット集合体２２４の外周面２２５には、凹部２２６ａ及び凸部２２６ｂが階段状に形成されており、凹部２２６ａが８個存在している。
そして、８個の凹部２２６ａには、それぞれ断面直角二等辺三角形ユニット２２１ｂが接着材層２２２を介して嵌め込まれた状態で存在している。
【０１００】
セラミックブロック２２０の外周面２２３には、部分的に厚さが異なるシール材層２３０が形成されており、ハニカム構造体２１０の形状は円柱状である。
【０１０１】
本実施形態のハニカム構造体を製造する方法については、断面正方形ユニットを２４個、断面直角二等辺三角形ユニットを８個作製し、結束工程で図８、図９に示す形状のセラミックブロック２２０が作製されるように、ハニカム焼成体を適宜組み合わせること以外は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を製造する方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態のハニカム構造体においても、本発明の第一実施形態と同様の作用効果（１）、（３）及び（４）を発揮することができる。
【０１０３】
（第四実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第四実施形態について説明する。
本実施形態では、ハニカム焼成体として断面正方形ユニットと、断面直角二等辺三角形ユニットを使用するが、使用するハニカム焼成体の個数が多いこと（４５個）以外は、本発明の第二実施形態で述べたハニカム構造体と同様の構成を有している。
従って、本発明の第二実施形態のハニカム構造体についての説明と重複する事項については、説明を省略する。
【０１０４】
図１０は、本発明の第四実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１１は、図１０に示したハニカム構造体のＧ−Ｇ線断面図である。
【０１０５】
図１０、図１１に示す本実施形態のハニカム構造体３１０は、セラミックブロック３２０と、セラミックブロック３２０の外周面３２３に形成されたシール材層３３０とからなる。
【０１０６】
セラミックブロック３２０は、断面形状が２０角形である１個の断面正方形ユニット集合体３２４と、８個の断面直角二等辺三角形ユニット３２１ｂとからなり、その断面形状は八角形である。
断面正方形ユニット集合体３２４は、３７個の断面正方形ユニット３２１ａが接着材層３２２を介して結束されることにより構成されている。
断面正方形ユニット３２１ａ及び断面直角二等辺三角形ユニット３２１ｂの構成については、本発明の第一実施形態で説明した断面正方形ユニット２１ａ及び断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂと同様である。
【０１０７】
断面正方形ユニット集合体３２４の外周面３２５には、凹部３２６ａ及び凸部３２６ｂが階段状に形成されており、凹部３２６ａが８個存在している。
そして、８個の凹部３２６ａには、それぞれ断面直角二等辺三角形ユニット３２１ｂが接着材層３２２を介して嵌め込まれた状態で存在している。
【０１０８】
セラミックブロック３２０の外周面３２３には、部分的に厚さが異なるシール材層３３０が形成されており、ハニカム構造体３１０の形状は円柱状である。
【０１０９】
本実施形態のハニカム構造体を製造する方法については、断面正方形ユニットを３７個、断面直角二等辺三角形ユニットを８個作製し、結束工程で図１０、図１１に示す形状のセラミックブロック３２０が作製されるように、ハニカム焼成体を適宜組み合わせること以外は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を製造する方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１１０】
本実施形態のハニカム構造体においても、本発明の第一実施形態と同様の作用効果（１）、（３）及び（４）を発揮することができる。
【０１１１】
（第五実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第五実施形態について説明する。
本実施形態では、ハニカム焼成体として断面正方形ユニットと、断面直角二等辺三角形ユニットと、断面形状が長方形の断面四角形ユニット（以下、単に、断面長方形ユニットともいう）とを使用すること以外は、本発明の第二実施形態で述べたハニカム構造体と同様の構成を有している。
従って、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の説明と重複する事項については、説明を省略する。
【０１１２】
図１２は、本発明の第五実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１３は、図１２に示したハニカム構造体のＨ−Ｈ線断面図である。
【０１１３】
図１２、図１３に示す本実施形態のハニカム構造体４１０は、セラミックブロック４２０と、セラミックブロック４２０の外周面４２３に形成されたシール材層４３０とからなる。
【０１１４】
セラミックブロック４２０は、断面形状が１２角形である１個の断面四角形ユニット集合体４２４と、４個の断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂとからなり、その断面形状は八角形である。
【０１１５】
断面四角形ユニット集合体４２４は、４個の断面正方形ユニット４２１ａと、長手方向に垂直な断面の形状が長方形である８個の断面長方形ユニット４２１ｃとから構成されている。
断面正方形ユニット４２１ａは、本発明の第一実施形態で説明した断面正方形ユニット２１ａと同様の構成を有しているので、説明を省略する。
【０１１６】
断面長方形ユニット４２１ｃの構成について図面を用いて説明する。
【０１１７】
図１４は、本発明の第五実施形態のハニカム構造体を構成する断面長方形ユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【０１１８】
断面長方形ユニット４２１ｃは、その長手方向（図１４中、両矢印ｄで示す）の長さが断面正方形ユニット４２１ａ及び後述する断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂの長手方向の長さと略一致している。
また、断面長方形ユニット４２１ｃの長手方向に垂直な断面における長辺Ｌ’の長さは、断面正方形ユニット４２１ａの長手方向に垂直な断面における一辺の長さＬと略一致している。
断面長方形ユニット４２１ｃの長手方向に垂直な断面における短辺ｌ’の長さは、断面正方形ユニット４２１ａの長手方向に垂直な断面における一辺の長さＬの略半分の長さである。
【０１１９】
図１４に示す断面長方形ユニット４２１ｃに形成された多数のセルは、上述した断面正方形ユニット２１ａと同様に、セル壁４４４を隔てて長手方向に並設されている。また、多数のセルは、八角形の断面形状を有する大容量セル４４２ａと、四角形の断面形状を有する小容量セル４４２ｂとからなる。
【０１２０】
大容量セル４４２ａは、第一の端面４４１ａ側の端部が開口しており、第二の端面４４１ｂ側の端部で封止材により封止されている。一方、小容量セル４４２ｂは、第二の端面４４１ｂ側の端部が開口しており、第一の端面４４１ａ側の端部で封止材により封止されている。
そのため、断面正方形ユニット２１ａと同様、大容量セル４４２ａと小容量セル４４２ｂとを隔てるセル壁４４４がフィルタとして機能するようになっている。
【０１２１】
次に、図１３を参照しながら、断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂ及び断面四角形ユニット集合体４２４の構成について説明する。
断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂは、長手方向に垂直な断面における第一の側面Ｂ１を構成する辺の長さ及び第二の側面Ｂ２を構成する辺の長さが、断面長方形ユニット４２１ｃの長手方向に垂直な断面における短辺ｌ’の長さと略一致していること以外は、本発明の第一実施形態における断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂと同様の構成を有している。
【０１２２】
図１３に示す断面四角形ユニット集合体４２４では、４個の断面正方形ユニット４２１ａが接着材層４２２を介して断面形状が正方形になるように互いに結束されており、結束された一の断面正方形ユニット４２１ａの第一の側面Ａ１には、第一の断面長方形ユニット４２１ｃの長側面Ｄ１が接着材層４２２を介して接しており、上記一の断面正方形ユニット４２１ａの第二の側面Ａ２には、第二の断面長方形ユニット４２１ｃ’の長側面Ｄ１’が接着材層４２２を介して接している。同様にして、合計で８個の断面長方形ユニット４２１ｃが、断面正方形ユニット４２１ａと接着材層４２２を介して接している。
このような構成を有する断面四角形ユニット集合体４２４の断面形状は、１２角形である。
また、断面四角形ユニット集合体４２４の外周面４２５には、凹部４２６ａ及び凸部４２６ｂが階段状に形成されており、凹部４２６ａは４つ存在している。
【０１２３】
一の凹部４２６ａの詳細な構成をみてみると、第一の断面長方形ユニット４２１ｃの第一の短側面Ｄ２と、断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂの第一の側面Ｂ１とが接着材層４２２を介して互いに接しており、第二の断面長方形ユニット４２１ｃ’の第二の短側面Ｄ２’と、断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂの第二の側面Ｂ２とが接着材層４２２を介して互いに接している。断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂの第三の側面Ｂ３は、セラミックブロック４２０の外周面４２３を構成している。
また、他の凹部と断面三角形ユニットとの関係も同様であり、４つの凹部４２６ｂには、それぞれ断面直角二等辺三角形ユニット４２１ｂが接着材層４２２を介して嵌め込まれた状態で存在している。
【０１２４】
セラミックブロック４２０の外周面４２３には、部分的に厚さが異なるシール材層４３０が形成されており、ハニカム構造体４１０の形状は円柱状である。
【０１２５】
本実施形態のハニカム構造体を製造する方法については、断面正方形ユニットを４個、断面直角二等辺三角形ユニットを４個、断面長方形ユニットを８個作製し、結束工程で図１２、図１３に示す形状のセラミックブロック４２０が作製されるようにハニカム焼成体を適宜組み合わせること以外は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を製造する方法と同様であるので説明を省略する。
なお、焼成後に断面長方形ユニットとなり、長手方向に垂直な断面の形状が長方形であるハニカム成形体を作製するためには、作製するハニカム成形体の形状に応じた押出成形用金型を使用すればよい。
【０１２６】
本実施形態のハニカム構造体においても、本発明の第一実施形態と同様の作用効果（１）、（３）及び（４）を発揮することができる。
【０１２７】
（第六実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第六実施形態について説明する。
本実施形態では、ハニカム焼成体として断面正方形ユニットと、断面三角形ユニットと、断面長方形ユニットを使用するが、上記断面三角形ユニットが本発明の第一実施形態で説明した断面直角二等辺三角形ユニットと同様の形状を有しており、セラミックブロックを構成するハニカム焼成体の数が１１６個であり、セラミックブロックの断面形状が３２角形であって、下記するようにハニカム焼成体の組み合わせ方が異なること以外は、本発明の第五実施形態で述べたハニカム構造体と同様の構成を有している。
従って、本発明の第五実施形態のハニカム構造体についての説明と重複する事項については、説明を省略する。
【０１２８】
図１５は、本発明の第六実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１６は、図１５に示したハニカム構造体のＩ−Ｉ線断面図である。
【０１２９】
図１５、図１６に示す本実施形態のハニカム構造体５１０は、セラミックブロック５２０と、セラミックブロック５２０の外周面５２３に形成されたシール材層５３０とからなる。
【０１３０】
セラミックブロック５２０は、断面形状が４４角形である１個の断面四角形ユニット集合体５２４と、８個の断面直角二等辺三角形ユニット５２１ｂとからなり、その断面形状は３２角形である。
断面四角形ユニット集合体５２４は、８８個の断面正方形ユニット５２１ａが接着材層５２２を介して結束されることにより構成された１個の断面正方形ユニット集合体５２７と、断面正方形ユニット集合体５２７の外周面５２８に接着材層５２２を介して接している４個の断面長方形ユニット集合体５２９とから構成されている。断面長方形ユニット集合体５２９のうち、２個の断面長方形ユニット集合体５２９ａは、６個の断面長方形ユニット５２１ｃから構成されており、２個の断面長方形ユニット集合体５２９ｂは、４個の断面長方形ユニット５２１ｃから構成されている。すなわち、断面略長方形ユニット集合体５２９は、計２０個の断面略長方形ユニット５２１ｃから構成されている。
断面正方形ユニット５２１ａ、断面直角二等辺三角形ユニット５２１ｂの構成については、本発明の第一実施形態で説明した断面正方形ユニット２１ａ、断面直角二等辺三角形ユニット２１ｂと同様である。また、断面長方形ユニット５２１ｃの構成については、本発明の第五実施形態で説明した断面長方形ユニット４２１ｃと同様である。
【０１３１】
断面四角形ユニット集合体５２４の外周面５２５には、凹部５２６ａ及び凸部５２６ｂが階段状に形成されており、凹部５２６ａは２０個存在している。
そして、２０個の凹部５２６ａのうち、８個の凹部５２６ａには、それぞれ断面直角二等辺三角形ユニット５２１ｂが接着材層５２２を介して嵌め込まれた状態で存在している。
【０１３２】
セラミックブロック５２０の外周面５２３には、部分的に厚さが異なるシール材層５３０が形成されており、ハニカム構造体５１０の形状は円柱状である。
【０１３３】
本実施形態のハニカム構造体を製造する方法については、断面正方形ユニットを８８個、断面直角二等辺三角形ユニットを８個、断面長方形ユニットを２０個作製し、結束工程で図１５、図１６に示す形状のセラミックブロック５２０が作製されるように、ハニカム焼成体を適宜組み合わせること以外は、本発明の第五実施形態のハニカム構造体を製造する方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１３４】
本実施形態のハニカム構造体においても、本発明の第一実施形態と同様の作用効果（１）、（３）及び（４）を発揮することができる。
【０１３５】
（その他の実施形態）
本発明のハニカム構造体において、断面四角形ユニットとしては、上述した断面正方形ユニット又は断面長方形ユニットに限られず、例えば、ひし形や平行四辺形等の断面形状を有する断面四角形ユニット、及び、これらの断面形状と実質的に同視しうる断面形状を有する断面四角形ユニット等であってもよい。
【０１３６】
本発明のハニカム構造体において、断面三角形ユニットとしては、上述した断面直角二等辺三角形ユニットに限られず、断面四角形ユニット集合体の外周面に形成された凹部に嵌め込むことができる形状であれば、その形状は特に限定されず、例えば、直角三角形や、二等辺三角形や、正三角形等の断面形状を有する断面三角形ユニット、及び、これらの断面形状と実質的に同視しうる断面形状を有する断面三角形ユニット等であってもよい。
【０１３７】
本発明のハニカム構造体において、断面異形ユニットとしては、上述した断面台形ユニットに限定されず、下記する断面形状の断面扇形ユニット又は下記する断面台形ユニット等を使用してもよい。
【０１３８】
図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）、図１７（ｄ）及び図１７（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面異形ユニットの一例を模式的に示す側面図である。
図１７（ａ）、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）は、断面扇形ユニットを示しており図１７（ｄ）及び図１７（ｅ）は、断面台形ユニットを示している。
【０１３９】
図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）、図１７（ｄ）及び図１７（ｅ）の各図面に示す断面異形ユニットとしての各断面扇形ユニット及び各断面台形ユニットは、上述した大容量セル及び小容量セルの代わりに、長手方向に垂直な断面の形状が四角形であるセルを備えている。
【０１４０】
本発明のハニカム構造体におけるセルは、上述した大容量セルと小容量セルとの組み合わせから構成されていてもよいし、その長手方向に垂直な断面の面積が同一であるセルから構成されていてもよい。長手方向に垂直な断面の面積が同一であるセルから構成されている場合は、長手方向に垂直な断面の形状が例えば四角形等であってもよく、どのような断面の形状を有していてもよい。
【０１４１】
断面異形ユニットとしての断面扇形ユニットとしては、長手方向に垂直な断面の形状が１つの円弧及び２つの直線部からなる形状、１つの円弧及び３つの直線部からなる形状、又は、１つの円弧及び４つの直線部からなる形状等が挙げられる。断面扇形ユニットの形状は、少なくとも１つの円弧と２つの直線部を備えていればよく、円弧の数が２つ以上であってもよく、直線部の数が５つ以上であってもよい。
【０１４２】
図１７（ａ）は、長手方向に垂直な断面の形状が１つの円弧及び２つの直線部からなる断面扇形ユニットの一例を示している。図１７（ａ）に示す断面扇形ユニット６１０の長手方向に垂直な断面における形状は、第一の辺６１１と、第二の辺６１２と、傾斜辺６１３を有する。
第一の辺６１１と第二の辺６１２の形成する角度は直角であり、傾斜辺６１３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺６１３は円弧からなる。
傾斜辺６１３は第一の辺６１１及び第二の辺６１２に接続している。
【０１４３】
図１７（ｂ）は、長手方向に垂直な断面の形状が１つの円弧及び３つの直線部からなる断面扇形ユニットの一例を示している。
図１７（ｂ）に示す断面扇形ユニット６２０の長手方向に垂直な断面における形状は、第一の辺６２１と、第二の辺６２２と、傾斜辺６２３と、第三の辺６２４を有する。
第一の辺６２１と第二の辺６２２の形成する角度は直角であり、傾斜辺６２３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺６２３は円弧からなる。
第三の辺６２４は傾斜辺６２３と第一の辺６２１を接続している辺であり、第三の辺６２４は第二の辺６２２と平行になっている。
【０１４４】
図１７（ｃ）は、長手方向に垂直な断面の形状が１つの円弧及び４つの直線部からなる断面扇形ユニットの一例を示している。図１７（ｃ）に示す断面扇形ユニット６３０の長手方向に垂直な断面における形状は、第一の辺６３１と、第二の辺６３２と、傾斜辺６３３と、第三の辺６３４と、第四の辺６３５を有する。
第一の辺６３１と第二の辺６３２の形成する角度は直角であり、傾斜辺６３３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺６３３は円弧からなる。
第三の辺６３４は傾斜辺６３３と第一の辺６３１を接続している辺であり、第三の辺６３４は第二の辺６３２と平行になっている。
第四の辺６３５は傾斜辺６３３と第二の辺６３２を接続している辺であり、第四の辺６３５は第一の辺６３１と平行になっている。
【０１４５】
断面異形ユニットとしての断面台形ユニットとしては、長手方向に垂直な断面の形状が４つの直線部からなる形状、又は、５つの直線部からなる形状等が挙げられる。
断面台形ユニットの形状は、その直線部が少なくとも１つの傾斜辺と２つの辺（第一の辺及び第二の辺）を備えていればよく、傾斜辺の数が２つ以上であってもよく、直線部の数が６つ以上であってもよい。なお、「断面台形ユニット」の断面形状は台形に限定されるものではなく、五角形、六角形等の多角形であってもよい。
【０１４６】
図１７（ｄ）は、長手方向に垂直な断面の形状が４つの直線部からなる断面台形ユニットの一例を示している。図１７（ｄ）に示す断面台形ユニット７１０の長手方向に垂直な断面における形状は、第一の辺７１１と、第二の辺７１２と、傾斜辺７１３と、第三の辺７１４を有する。
第一の辺７１１と第二の辺７１２の形成する角度は直角であり、傾斜辺７１３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺７１３は直線からなる。
第三の辺７１４は傾斜辺７１３と第一の辺７１１を接続している辺であり、第三の辺７１４は第二の辺７１２と平行になっている。
【０１４７】
図１７（ｅ）は、長手方向に垂直な断面の形状が５つの直線部からなる断面台形ユニットの一例を示している。図１７（ｅ）に示す断面台形ユニット７２０の長手方向に垂直な断面における形状は、第一の辺７２１と、第二の辺７２２と、傾斜辺７２３と、第三の辺７２４と、第四の辺７２５とを有する。
第一の辺７２１と第二の辺７２２の形成する角度は直角であり、傾斜辺７２３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺７２３は直線からなる。
第三の辺７２４は傾斜辺７２３と第一の辺７２１を接続している辺であり、第三の辺７２４は第二の辺７２２と平行になっている。
第四の辺７２５は傾斜辺７２３と第二の辺７２２を接続している辺であり、第四の辺７２５は第一の辺７２１と平行になっている。
【０１４８】
本発明のハニカム構造体では、例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す断面正方形ユニットのように、ハニカム焼成体の断面形状における各辺の交点部分が角部となっていてもよいが、上記ハニカム焼成体の角部に対応する部分が、面取りが施された形状となっていてもよい。
上記ハニカム焼成体の角部に対応する部分に面取りが施された形状とは、例えば、ハニカム焼成体の外周の角部に対応する部分が、円弧状の曲線から構成されたＲ面取り形状、又は、上記ハニカム焼成体の角部を直線で切り落とし鈍角のみが存在するように構成されたＣ面取り形状が挙げられる。
上記ハニカム焼成体の角部のＲ面取り形状のＲ寸法及び上記Ｃ面取り形状のＣ寸法としては、望ましい下限が０．３ｍｍであり、より望ましい下限が０．５ｍｍであり、一方、望ましい上限は２．５ｍｍである。
上記ハニカム焼成体の角部のＲ寸法又はＣ寸法が０．３ｍｍ未満であると、上記ハニカム焼成体の角部に熱応力が集中することを充分に抑制することができなかったり、上記ハニカム焼成体の角部に位置するセルにおける気体の流動性を充分に向上させることができなかったりする。また、上記ハニカム焼成体の角部のＲ寸法又はＣ寸法が２．５ｍｍを超えると、ハニカム焼成体の角部の丸みが大きすぎるために、ハニカム焼成体の角部に位置するセルにおいて、鋭角となる角部が生じるので、逆にハニカム焼成体のクラックが発生しやすくなる。
なお、Ｒ寸法とは、Ｒ面取り形状における円弧の半径を意味する。また、Ｃ寸法とは、角部を本来構成する２つの辺のうち、Ｃ面取りでより長く切り取られた側の辺についての切り取られた長さを意味する。
【０１４９】
本発明のハニカム構造体の断面において、ユニット（ハニカム焼成体）が占める面積の割合（ハニカム焼成体占有率）は、８７〜９３％であることが好ましい。
【０１５０】
また、上記多数のセルが大容量セルと小容量セルとからなる場合には、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積に対する上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積の面積比が、１．４〜２．４であることが望ましい。
上述した大容量セルと小容量セルとを設けた場合、ＰＭの捕集効率が向上するからである。
【０１５１】
また、各ハニカム焼成体が有するセルの形態は、これまでの本発明の実施形態において説明した形態に限定されるものではない。
図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）及び図１８（ｄ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面正方形ユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
これらの図に示すセルの形態は、いずれも大容量セルと小容量セルとが交互に配設された形態である。
【０１５２】
図１８（ａ）に示すハニカム焼成体８２０では、大容量セル８２１ａの長手方向に垂直な断面の形状が角部に相当する部分が円弧状になっている四角形である。小容量セル８２１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は、四角形である。
【０１５３】
図１８（ｂ）に示すハニカム焼成体８３０では、大容量セル８３１ａ及び小容量セル８３１ｂの長手方向に垂直な断面がセルの各辺が曲線である形状である。
即ち、図１８（ｂ）ではセル壁８３３の断面形状が曲線である。
大容量セル８３１ａの断面形状は、セル壁８３３がセルの断面の中心から外側に向かって凸の形状である。
一方、小容量セル８３１ｂの断面形状は、セル壁８３３がセルの断面の外側から中心に向かって凸の形状である。
セル壁８３３はハニカム焼成体の断面の水平方向及び垂直方向に対して起伏する「波形」の形状を有しており、隣り合うセル壁８３３の波形の山の部分（正弦曲線でいう振幅の極大値の部分）が互いに最近接することで、セルの断面形状が外側に膨らんだ大容量セル８３１ａとセルの断面形状が内側に凹んだ小容量セル８３１ｂとが形成される。なお、波形の振幅は一定でもよくまた変化しても良いが、一定であることが好ましい。
【０１５４】
図１８（ｃ）に示すハニカム焼成体８７０では、大容量セル８７１ａの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、小容量セル８７１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形である。
図１８（ｄ）に示すハニカム焼成体８８０では、大容量セル８８１ａ及び小容量セル８８１ｂの長手方向に垂直な断面の形状が、角部に相当する部分が円弧状になっている四角形である。
【０１５５】
ハニカム焼成体が大容量セルと小容量セルを有する場合、隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離と、隣り合う小容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離とは、等しいことが望ましい。
「隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の大容量セルの長手方向に垂直な断面における重心と、隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面における重心との最小の距離をいい、一方、「隣り合う小容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の小容量セルの長手方向に垂直な断面における重心と、隣り合う小容量セルの重心との最小の距離のことをいう。
【０１５６】
上記２つの重心間距離が等しいとき、再生時に熱が均一に拡散することで、ハニカム構造体内部の局所的な温度の偏りがなくなり、長期間繰り返し使用しても、熱応力に起因するクラック等が発生することのない耐久性に優れたハニカム構造体となるからである。
【０１５７】
ハニカム焼成体が有するセルが大容量セルと小容量セルからなる場合について、断面正方形ユニットを例にして説明したが、断面三角形ユニットや断面長方形ユニット等のハニカム焼成体が大容量セルと小容量セルを備えていても良い。
【０１５８】
図１９（ａ）、図１９（ｂ）、図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面異形ユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
これらの図面に示す断面異形ユニット９１０、９２０、９６０及び９７０は、それぞれ大容量セル９１１ａ、９２１ａ、９６１ａ、９７１ａ及び小容量セル９１１ｂ、９２１ｂ、９６１ｂ、９７１ｂが交互に配設されてなる。
大容量セル及び小容量セルの形状は、上述した断面正方形ユニットの場合と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１５９】
図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２０（ｃ）及び図２０（ｄ）は、本発明のハニカム構造体に係る断面三角形ユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
これらの図面に示す断面三角形ユニット１０１０、１０２０、１０６０及び１０７０は、それぞれ大容量セル１０１１ａ、１０２１ａ、１０６１ａ、１０７１ａ及び小容量セル１０１１ｂ、１０２１ｂ、１０６１ｂ、１０７１ｂが交互に配設されてなる。
大容量セル及び小容量セルの形状は、上述した断面正方形ユニットの場合と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１６０】
本発明のハニカム構造体において、上記ハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されないが、０．２〜０．４ｍｍが望ましい。
ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．２ｍｍ未満であると、ハニカム構造を支持するセル壁の厚さが薄くなり、ハニカム焼成体の強度を保つことができなくなる。一方、ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．４ｍｍを超えると、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を引き起こすからである。
【０１６１】
本発明のハニカム構造体において、上記ハニカム焼成体の断面におけるセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
【０１６２】
本発明のハニカム構造体の断面の形状は、上述したような円形（正円形）に限定されるものでなく、例えば、楕円形、長円形、又は、三角形の頂点部が曲線になっている形状等であってもよい。
【０１６３】
本発明のハニカム構造体において、上記ハニカム焼成体の気孔率は特に限定されないが、３５〜６０％であることが望ましい。
ハニカム焼成体からなるハニカム構造体をフィルタとして使用する場合、ハニカム焼成体の気孔率が３５％未満であると、ハニカム焼成体がすぐに目詰まりを起こす。一方、ハニカム焼成体の気孔率が６０％を超えると、ハニカム焼成体の強度が低下して容易に破壊されやすくなるからである。
【０１６４】
本発明のハニカム構造体において、上記ハニカム焼成体の平均気孔径は、５〜３０μｍであることが望ましい。
ハニカム焼成体からなるハニカム構造体をフィルタとして使用する場合、ハニカム焼成体の平均気孔径が５μｍ未満であると、ハニカム焼成体が容易に目詰まりを起こす。一方、ハニカム焼成体の平均気孔径が３０μｍを超えると、パティキュレートがハニカム焼成体の気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能することができないからである。
【０１６５】
なお、上記気孔率及び気孔径は、例えば、従来公知の水銀圧入法により測定することができる。
【０１６６】
本発明のハニカム構造体において、上記ハニカム焼成体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等のセラミック粉末が挙げられる。
これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。
【０１６７】
また、本発明のハニカム構造体には、触媒が担持されていてもよい。
ハニカム構造体にＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化することが可能となる触媒を担持させることにより、触媒反応により排ガス中の有害なガス成分を充分に浄化することが可能となる。また、ＰＭの燃焼を助ける触媒を担持させることにより、ＰＭをより容易に燃焼除去することが可能となる。
【０１６８】
これまで、本発明のハニカム構造体としては、セルのいずれか一方の端部が封止されており、フィルタとして機能するハニカム構造体について説明を行ったが、本発明のハニカム構造体は、セルの端部が封止されていなくてもよい。このようなハニカム構造体は、触媒担体として好適に使用することが可能となる。
【０１６９】
上述した本発明のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム焼成体を接着材を介して逐次組み立てる方法について説明したが、セラミックブロックを作製する方法は、特に限定されるものでない。例えば、以下の方法によりセラミックブロックを作製してもよい。
【０１７０】
はじめに、ハニカム焼成体をスペーサを介して縦横に複数個並列することにより、その長手方向に垂直な断面の形状が作製するセラミックブロックの形状と略同一である、ハニカム焼成体の並列体を作製する。
このとき、各ハニカム焼成体の間にはスペーサの厚さ分の空隙が形成される。
【０１７１】
続いて、円筒状の筒状体を有する充填装置内にハニカム焼成体の並列体を設置し、ハニカム焼成体の間に形成された空隙、及び、ハニカム焼成体と筒状体の間に形成された空隙にシール材ペーストを充填する。
【０１７２】
充填装置は、円筒状等の筒状体とシール材ペースト供給器を備えている。筒状体の内径は設置するハニカム焼成体の並列体の直径より少し大きくなっており、ハニカム焼成体の並列体を筒状体の内部空間に設置した際に、筒状体とハニカム焼成体の並列体との間に空隙が形成されるように構成されている。
【０１７３】
シール材ペースト供給器は、シール材ペースト室に収容されたシール材ペーストをハニカム焼成体間の空隙と、筒状体とハニカム焼成体の並列体の間の空隙に同時に充填することができるように構成されている。
【０１７４】
このようなハニカム焼成体の並列体と充填装置を用いて、ハニカム焼成体の間の空隙、及び、ハニカム焼成体と筒状体の間に形成された空隙にシール材ペーストを充填する。続いて、シール材ペーストを乾燥固化させることによってハニカム焼成体間の接着材層とシール材層（コート層）とを同時に形成する。
【０１７５】
すなわち、上記方法はセラミックブロックを作製する結束工程とセラミックブロックの外周面にシール材層を形成するシール材層形成工程を同時に行う方法である。
【符号の説明】
【０１７６】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０  ハニカム構造体
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０  セラミックブロック
２１ａ、１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、４２１ａ、５２１ａ  断面四角形ユニット（ハニカム焼成体）
２１ｂ、１２１ｂ、２２１ｂ、３２１ｂ、４２１ｂ、５２１ｂ  断面三角形ユニット（ハニカム焼成体）
２２、１２２、２２２、３２２、４２２、５２２  接着材層
２３、１２３、２２３、３２３、４２３、５２３  セラミックブロックの外周面
２４、１２４、２２４、３２４、４２４、５２４  断面四角形ユニット集合体
２５、１２５、２２５、３２５、４２５、５２５  断面四角形ユニット集合体の外周面
２６ａ、１２６ａ、２２６ａ、３２６ａ、４２６ａ、５２６ａ  凹部
２６ｂ、１２６ｂ、２２６ｂ、３２６ｂ、４２６ｂ、５２６ｂ  凸部
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０  シール材層
４２ａ、４４２ａ  大容量セル
４２ｂ、４４２ｂ  小容量セル
４４、４４４  セル壁
５１、６１１、６２１、６３１、７１１、７１２、７２１  第一の辺
５２、６１２、６２２、６３２、７１２、７２２  第二の辺
５３、６１３、６２３、６３３、７１３、７２３  傾斜辺
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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