(57)【要約】      （修正有）【課題】大型のハニカム構造体として好適に使用することが可能なハニカム構造体を提供する。【解決手段】ハニカム焼成体１１０が接着材層１０１を介して複数個結束されてなるセラミックブロック１０３とその外周面に形成されたシール材層１０２とからなるハニカム構造体１００であって、ハニカム焼成体は、長手方向に垂直な断面の形状が四角形である第１の形状のユニット１１０及びセラミックブロックの外周部に位置し第１の形状のユニットと隣接して配置される第２の形状のユニット１２０を含み、第２の形状のユニットの長手方向垂直断面における形状は、直角を形成する第１の辺と第２の辺及びこの直角と対向する傾斜辺とを有し、第２の辺が第１の形状のユニットと隣接して配置されており、第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さは、第１の形状のユニットの長手方向垂直断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さよりも長い。【選択図】図１
2011240331.tif 000002
【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たシール材層とからなるハニカム構造体であって、
前記ハニカム焼成体は、第１の形状のユニット及び第２の形状のユニットを含み、
前記第１の形状の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、
前記第２の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における形状は、少なくとも第１の辺と、前記第１の辺と直角を形成する第２の辺と、前記直角と対向する傾斜辺とを有し、
前記第２の形状のユニットの外周部には外壁が形成されており、
前記第２の形状のユニットは、前記セラミックブロックの外周部に位置し、前記第２の辺が前記第１の形状のユニットと隣接して配置されており、
前記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状において、前記第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さは、前記第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さよりも長いことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さは、前記第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さの１．５〜２．５倍である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカム焼成体は、第３の形状のユニットをさらに含み、前記第３の形状の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、
前記第３の形状のユニットは前記セラミックブロックの外周部に位置している請求項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前記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】
前記多数のセルの前記長手方向に垂直な断面の形状が四角形である請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記多数のセルは、大容量セルと小容量セルからなる請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項８】
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の形状は、四角形、又は、少なくとも１つの角部に相当する部分が円弧状となっている四角形である請求項７に記載のハニカム構造体。
【請求項９】
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、又は、四角形の少なくとも１つの角部に相当する部分が円弧状になっている形状である請求項７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は、セルの各辺が曲線である請求項７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は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。
【請求項１２】
前記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、楕円、又は、三角形の頂点部が曲線となっている形状である請求項１〜１１のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１３】
前記セラミックブロックの前記長手方向に垂直な断面の形状は、円、長円、楕円、又は、三角形の頂点部が曲線となっている形状に近い形状である請求項１〜１２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】
バス、トラック等の車両及び建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中のスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）が、環境及び人体に害を及ぼすことが近年問題となっている。そこで、多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いることにより、排ガス中のパティキュレートを捕集し、排ガスを浄化するパティキュレートフィルタが種々提案されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体としては、炭化珪素等のセラミック材料等を含む混合物を押出成形し、脱脂、焼成等の処理を行うことによって作製される柱形状のハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されたものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、ハニカム構造体を製造する方法が開示されている。
特許文献１においてハニカム構造体を製造する場合には、角柱状のハニカム焼成体（ハニカムセグメント）を接着材層を介して複数個結束して角柱状のセラミックブロック（ハニカムセグメント接合体）を作製する。そして、セラミックブロックの外周を研削する研削加工を行うことによってセラミックブロックを作製する。そして、このセラミックブロックの外周面をシール材（コーティング材）で被覆することによってハニカム構造体を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
近年、ディーゼルトラック等の大型車、農業機械、建設機械、船舶、機関車等から排出される排ガスを浄化するための大型のパティキュレートフィルタとしてハニカム構造体を設置する。
上述したように、ハニカム構造体を製造する際には、セラミックブロックを所定の外周形状に研削加工する研削加工を行っていたが、大型のフィルタを作製する場合には研削加工によって研削するセラミック部分の量が多いために、無駄になる材料が多くなるという問題がある。また、炭化ケイ素等のセラミックはその硬度が高いことから研削加工に長時間を要するという問題がある。
【０００７】
そのため、研削加工に起因する上記問題を解決することができ、大型のハニカム構造体として好適に使用することが可能なハニカム構造体を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載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、
上記ハニカム焼成体は、第１の形状のユニット及び第２の形状のユニットを含み、
上記第１の形状の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、
上記第２の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における形状は、少なくとも第１の辺と、上記第１の辺と直角を形成する第２の辺と、上記直角と対向する傾斜辺とを有し、
上記第２の形状のユニットの外周部には外壁が形成されており、
上記第２の形状のユニットは、上記セラミックブロックの外周部に位置し、上記第２の辺が上記第１の形状のユニットと隣接して配置されており、
上記ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面形状において、上記第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さは、上記第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さよりも長いことを特徴とする。
【０００９】
第２の形状のユニットは、第１の辺と第２の辺を有し、第１の辺と第２の辺が直角を形成している。第１の形状のユニットと隣接して配置される辺を第２の辺とする。
また、第２の辺の長さは第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さよりも長い。
【００１０】
第２の形状のユニットは、外周を構成する傾斜辺を有する。
傾斜辺は、第１の辺及び第２の辺で形成される直角に対向する辺であって、最も長い辺である。
傾斜辺は、円弧からなる辺又は直線からなる辺とすることができる。
傾斜辺が円弧からなる辺の場合、この円弧からなる傾斜辺が最も外周側に位置するように第２の形状のユニットを配置することによって、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製造することができる。
傾斜辺が直線からなる辺の場合、傾斜辺は、第１の辺と第２の辺で形成される直角を含む直角三角形を想定した場合の斜辺となる辺の傾きに近い傾きを有する辺である。この直線からなる傾斜辺が最も外周側に位置するように第２の形状のユニットを配置することによっても、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製造することができる。
そして、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とによってその形状を円柱、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とすることができる。
【００１１】
すなわち、第２の形状のユニット及び第１の形状のユニットを含むハニカム構造体は、研削加工を行うことなく製造することに適しており、その製造に際して無駄になる材料がなく、また、研削加工に要する時間が不要である。すなわち、請求項１に記載のハニカム構造体は、研削加工に起因する問題を解決することができる。
【００１２】
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さは、上記第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さの１．５〜２．５倍である。
【００１３】
第２の形状のユニットの断面形状をこのように定めることによって、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より近い形状のセラミックブロックを作製することができる。
【００１４】
請求項３に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム焼成体は、第３の形状のユニットをさらに含み、上記第３の形状の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、
上記第３の形状のユニットは上記セラミックブロックの外周部に位置している。
【００１５】
第３の形状のユニットを配置することによって、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さらに近い形状のセラミックブロックを作製することができる。
【００１６】
請求項４に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム焼成体の数は２５個以上である。
【００１７】
請求項５に記載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形であり、直径が１９０ｍｍ以上である。
【００１８】
請求項６に記載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。
【００１９】
請求項７に記載のハニカム構造体では、上記多数のセルは、大容量セルと小容量セルからなる。
【００２０】
請求項８に記載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の形状は、四角形、又は、少なくとも１つの角部に相当する部分が円弧状となっている四角形である。
【００２１】
請求項９に記載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は八角形であり、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の形状は、四角形、又は、四角形の少なくとも１つの角部に相当する部分が円弧状になっている形状である。
【００２２】
請求項１０に記載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は、セルの各辺が曲線である。
【００２３】
請求項１１に記載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は封止されている。
【００２４】
請求項１２に記載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は、円、長円、楕円、又は、三角形の頂点部が曲線となっている形状である。
【００２５】
請求項１３に記載のハニカム構造体では、上記セラミックブロックの上記長手方向に垂直な断面の形状は、円、長円、楕円、又は、三角形の頂点部が曲線となっている形状に近い形状である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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す斜視図である。
【図２】図２（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ハニカム焼成体の一つである第１の形状のユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一つである第２の形状のユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一つである第３の形状のユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、図１に示すハニカム構造体の側面図である。
【図６】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側面図である。
【図７】図７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側面図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）及び図８（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第２の形状のユニットの一例を模式的に示す側面図である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）及び図９（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第１の形状のユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１０】図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第２の形状のユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）、図１１（ｄ）及び図１１（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第３の形状のユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係るハニカム構造体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】
【００２７】
本発明者らは、ハニカム焼成体として、その長手方向に垂直な断面における形状が少なくとも第１の辺と第２の辺と傾斜辺とを有する形状のユニット（以下、このような形状のハニカム焼成体を第２の形状のユニットといい、断面扇形ユニット又は断面台形ユニットともいう）を作製した。
さらに、その長手方向に垂直な断面の形状が四角形であるユニット（以下、このような形状のハニカム焼成体を第１の形状のユニットといい、断面四角形ユニットともいう）を作製した。
そして、断面扇形ユニット及び／又は断面台形ユニットと断面四角形ユニットを組み合わせてセラミックブロックを作製する際に、断面扇形ユニット及び／又は断面台形ユニットがセラミックブロックの外周部に位置するように配置することによって、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作製した。
なお、本明細書において「セラミックブロックの外周部に位置するユニット」とは、セラミックブロックの外周面の一部を構成するユニット（ハニカム焼成体）を指すものとする。
【００２８】
そして、このセラミックブロックの外周面に、ハニカム構造体の形状が円柱、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なるようにシール材層を形成することによってハニカム構造体を研削加工を行うことなく製造することができることを見出した。
【００２９】
また、断面扇形ユニット及び／又は断面台形ユニットの断面形状において、断面扇形ユニット及び／又は断面台形ユニットの外周を構成する第２の辺の長さが断面四角形ユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さよりも長くなるようにすると、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好適に作製することができることを見出し、本発明を完成した。
なお、本明細書において、第２の形状のユニットのうち、傾斜辺が円弧であるものを断面扇形ユニットといい、傾斜辺が直線からなる辺であるものを断面台形ユニットという。
【００３０】
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と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と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と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。
また、三角形の頂点が曲線となっている形状の曲線部分は円弧の一部の形状のことをいう。
【００３１】
（第一実施形態）
以下、本発明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。
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す斜視図である。
図２（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ハニカム焼成体の一つである第１の形状のユニットの一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図３は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一つである第２の形状のユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
図４は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一つである第３の形状のユニットの一例を模式的に示す斜視図である。
【００３２】
図１に示すハニカム構造体１００では、多孔質炭化ケイ素からなる、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すような形状のハニカム焼成体１１０（第１の形状のユニット１１０）、図３に示すような形状のハニカム焼成体１２０（第２の形状のユニット１２０）、並びに、図４に示すような形状のハニカム焼成体１３０（第３の形状のユニット１３０）がシール材層（接着材層）１０１を介して複数個結束されてセラミックブロック１０３を構成し、さらに、このセラミックブロック１０３の外周にシール材層（コート層）１０２が形成されている。
【００３３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す第１の形状のユニット１１０には、多数のセル１１１がセル壁１１３を隔てて長手方向（図２（ａ）中、両矢印ａの方向）に並設されており、セル１１１のいずれかの端部が封止材１１２で封止されている。従って、一方の端面が開口したセル１１１に流入した排ガスＧは、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル１１１から流出するようになっている。
従って、セル壁１１３がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
第１の形状のユニット１１０の長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、第１の形状のユニット１１０は、断面四角形ユニットである。
また、上記四角形の外周を構成する四つの辺１１４の長さは略同一であり、第１の形状のユニット１１０の長手方向に垂直な断面の形状は略正方形となっている。
【００３４】
図３に示す第２の形状のユニット１２０にも、第１の形状のユニット１１０と同様に多数のセル１２１、封止材１２２及びセル壁１２３が設けられている。従って、第２の形状のユニット１２０はＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
また、第２の形状のユニット１２０の外周部にはセル壁からなる外壁１２３ａが設けられている。
第２の形状のユニット１２０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺１２４と、第２の辺１２５と、第３の辺１２７と、傾斜辺１２６を有する。
第１の辺１２４と第２の辺１２５の形成する角度は直角であり、傾斜辺１２６はその直角に対向して設けられている。傾斜辺１２６は円弧からなる。
なお、本明細書において「直角に対向する」とは、傾斜辺が直角を形成する２辺以外の辺であることを意味する。
第３の辺１２７は傾斜辺１２６と第１の辺１２４を接続している辺であり、第３の辺１２７は第２の辺１２５と平行になっている。
すなわち、第２の形状のユニット１２０は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である。
【００３５】
また、図４に示す第３の形状のユニット１３０にも、第１の形状のユニット１１０と同様に多数のセル１３１、封止材１３２及びセル壁１３３が設けられている。従って、第３の形状のユニット１３０はＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
第３の形状のユニット１３０の長手方向に垂直な断面の形状は三角形であり、第３の形状のユニット１３０は、断面三角形ユニットである。
また、第３の形状のユニット１３０の長手方向に垂直な断面の形状は、第１の辺１３４及び第２の辺１３５で形成される直角を有し、上記直角に対向する斜辺１３６を有する直角二等辺三角形となっている。
【００３６】
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。
【００３７】
図５は、図１に示すハニカム構造体の側面図である。
以下、図５を参照してハニカム構造体１００における第１の形状のユニット１１０、第２の形状のユニット１２０及び第３の形状のユニット１３０の配置について説明する。
ハニカム構造体１００では、その断面の中央部に第１の形状のユニット１１０（断面四角形ユニット）が配置されている。第１の形状のユニット１１０の数は３２個である。
【００３８】
第１の形状のユニット１１０の周囲には第２の形状のユニット１２０（断面扇形ユニット）が８個配置されている。第２の形状のユニット１２０は、第２の辺１２５が第１の形状のユニット１１０と隣接するように配置されている。また、傾斜辺１２６がセラミックブロックの外周面となるように配置されている。また、２つの第２の形状のユニット１２０が、各第２の形状のユニット１２０の第１の辺１２４同士が隣接するように配置されている。
第２の形状のユニット１２０の第２の辺１２５の長さは、第１の形状のユニット１１０の外周を構成する辺１１４の長さよりも長くなっている。
特に、第２の形状のユニット１２０の第２の辺１２５の長さが第１の形状のユニット１１０の外周を構成する辺１１４の長さの１．５〜２．５倍となっていることが望ましい。
【００３９】
第１の形状のユニット１１０の周囲であって、第２の形状のユニット１２０が配置されていない部位には第３の形状のユニット１３０（断面三角形ユニット）が４個配置されている。
第３の形状のユニット１３０は、その第１の辺１３４及び第２の辺１３５が第１の形状のユニット１１０と隣接するように配置されている。また、第３の形状のユニット１３０の斜辺１３６がセラミックブロックの外周面となるように配置されている。
【００４０】
このハニカム構造体１００においては、ハニカム焼成体の数は合計で４４個である。その内訳は第１の形状のユニットが３２個、第２の形状のユニットが８個、第３の形状のユニットが４個である。
そして、４４個のハニカム焼成体が接着材層１０１を介して結束されてセラミックブロック１０３を形成している。
さらに、セラミックブロック１０３の外周面にはシール材層１０２が形成されており、ハニカム構造体１００の長手方向に垂直な断面の形状は円形になっている。
また、この断面円形のハニカム構造体の直径は１９０ｍｍ以上となっている。
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と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。
【００４１】
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製する成形工程と、
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において、少なくとも第１の形状のユニット及び第２の形状のユニットを作製し、
上記第１の形状の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、
上記第２の形状の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１の辺と、上記第１の辺と直角を形成する第２の辺と、上記直角と対向する傾斜辺とを有し、上記第２の形状のユニットの外周部には外壁が形成されており、上記第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さは、上記第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さよりも長く、
上記結束工程において、上記第２の形状のユニットを、その上記第２の辺が上記第１の形状のユニットと隣接するように、かつ、その上記傾斜辺が上記セラミックブロックの最外周になるように配置することを特徴とする。
【００４２】
また、本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、上記成形工程及び上記焼成工程において、上記第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さが、上記第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さの１．５〜２．５倍となるように上記第２の形状のユニットを作製する。
【００４３】
また、本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、上記成形工程及び上記焼成工程において、その長手方向に垂直な断面の形状が三角形である第３の形状のユニットをさらに作製し、上記第３の形状のユニットを上記セラミックブロックの外周部に配置する。
【００４４】
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と、有機バインダと液状の可塑剤と潤滑剤と水等を混合して、成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
【００４５】
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。
このとき、金型の形状を変更して、第１の形状のユニットとなる第１の形状のハニカム成形体、
第２の形状のユニットとなる第２の形状のハニカム成形体、及び、第３の形状のユニットとなる第３の形状のハニカム成形体をそれぞれ所定の数作製する。
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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２（ａ）、図３及び図４に示す各ハニカム焼成体の形状とほぼ同様である。
【００４８】
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２（ａ）、図３及び図４に示す形状のハニカム焼成体、すなわち、第１の形状のユニット、第２の形状のユニット及び第３の形状のユニットを作製する。
以下の工程で、ハニカム焼成体というときはこれら３種のユニットを区別せずに指すものとする。
【００４９】
続いて、ハニカム焼成体間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、無機粒子、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。
【００５０】
この結束工程においては、中央部に第１の形状のユニットを配置し、その周囲に第２の形状のユニット及び第３の形状のユニットを配置して、図５に示すような断面形状を有するセラミックブロックを作製する。
特に、第２の形状のユニットを、その第２の辺が第１の形状のユニットと隣接するように、かつ、その傾斜辺がセラミックブロックの最外周になるように配置する。
また、第３の形状のユニットを、その第１の辺及び第２の辺が第１の形状のユニットと隣接するように、かつ、その斜辺がセラミックブロックの最外周になるように配置する。
【００５１】
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作製する。
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、ハニカム構造体を作製する。
【００５２】
以下、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。
（１）本実施形態のハニカム構造体は、第２の形状のユニットの傾斜辺が最も外周側に配置されているため、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作製することができる。
このような本実施形態のハニカム構造体は、研削加工を行うことなく製造することに適しており、その製造に際して無駄になる材料がなく、また、研削加工に要する時間が不要である。そのため、研削加工に起因する問題を解決することができる。
【００５３】
（２）本実施形態のハニカム構造体では、第２の形状のユニットの外周を構成する第２の辺の長さは、第１の形状のユニットの長手方向に垂直な断面における外周を構成する４つの辺のうち最も長い辺の長さの１．５〜２．５倍である。
そのため、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より近い形状のセラミックブロックを作製することができる。
【００５４】
（３）本実施形態のハニカム構造体では、第３の形状のユニットが配置されているため、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さらに近い形状のセラミックブロックを作製することができる。
【００５５】
（実施例）
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示すが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
（第１の形状のユニットの作製工程）
炭化ケイ素を主成分とする湿潤混合物を用いて押出成形する成形工程を行い、図２（ａ）に示した形状と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない、第１の形状の生のハニカム成形体を作製した。
【００５６】
次いで、上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記生のハニカム成形体と同様の組成のペーストを所定のセルに充填し、封止セルを有するハニカム成形体の乾燥体を再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００５７】
ハニカム成形体の脱脂工程、及び、焼成工程を行い、大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍの炭化ケイ素焼結体からなるハニカム焼成体、すなわち図２（ａ）に示す形状の第１の形状のユニットを作製した。
【００５８】
（第２の形状のユニットの作製工程）
成形工程において使用する金型の形状を変更した他は上記第１の形状のユニットの作製工程と同様にして、図３に示す形状の第２の形状のユニットを作製した。
作製した第２の形状のユニットの第１の辺の長さは２３．８ｍｍ、第２の辺の長さは６７．６ｍｍ、第３の辺の長さは１６．６ｍｍ、傾斜辺の長さは６１．７ｍｍである。また、長手方向の長さは第１の形状のユニットと同様である。
【００５９】
（第３の形状のユニットの作製工程）
成形工程において使用する金型の形状を変更した他は上記第１の形状のユニットの作製工程と同様にして、図４に示す形状の第３の形状のユニットを作製した。
作製した第３の形状のユニットの第１の辺の長さは３４．３ｍｍ、第２の辺の長さは３４．３ｍｍ、斜辺の長さは４８．３ｍｍである。また、長手方向の長さは第１の形状のユニットと同様である。
【００６０】
（結束工程）
続いて、アルミナファイバ及び炭化ケイ素を含む耐熱性の接着材ペーストを用いて、中央部に第１の形状のユニットを配置し、その周囲に第２の形状のユニット及び第３の形状のユニットを配置して、ハニカム焼成体を多数結束させ、さらに、接着材ペーストを１８０℃で乾燥固化させて接着材層を形成して図５に示すような直線部と曲線部が交互につながった８つの直線部と８つの曲線部からなる断面形状を有するセラミックブロックを作製した。直線部とは、第２の形状のユニット１２０の第３の辺１２７を２つ、接着材層を間にはさんでなる部位、又は、第３の形状のユニット１３０の斜辺１３６のことを指す。
【００６１】
（シール材層形成工程）
続いて、接着材ペーストと同様の組成からなるシール材ペーストをセラミックブロックの外周面に塗布して、シール材ペーストを１２０℃で乾燥固化させてシール材層を形成して、円柱状のハニカム構造体を作製した。
【００６２】
本実施例で製造したハニカム構造体は、研削加工を行うことなく作製されているため、その製造に際して無駄になる材料がない。
ハニカム構造体の断面の形状は円形であり直径が２６６．７ｍｍ（１０．５インチφ）であった。
そ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（ハニカム焼成体の占有率）は８８％であった。
【００６３】
（第二実施形態）
以下、本発明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。
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側面図である。
本発明の第二実施形態のハニカム構造体２００は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体１００と同様に第１の形状のユニット１１０、第２の形状のユニット１２０、第３の形状のユニット１３０を備える。
本発明の第二実施形態のハニカム構造体２００は、第１の形状のユニットの数が異なる他は本発明の第一実施形態のハニカム構造体１００と同様である。
【００６４】
このハニカム構造体２００におけるハニカム焼成体の数は合計で３３個である。その内訳は第１の形状のユニットが２１個、第２の形状のユニットが８個、第３の形状のユニットが４個である。
そして、３３個のハニカム焼成体が接着材層２０１を介して結束されてセラミックブロック２０３を形成している。
さらに、セラミックブロック２０３の外周面にはシール材層２０２が形成されており、ハニカム構造体２００の長手方向に垂直な断面の形状は円形になっている。
また、この円形の直径は１９０ｍｍ以上となっている。
【００６５】
本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の製造方法は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の製造方法と同様であるためその詳細な説明は省略する。
また、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の作用効果は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体の作用効果と同様である。
【００６６】
（実施例２）
実施例１と同様に、第１の形状のユニット、第２の形状のユニット、第３の形状のユニットを作製し、実施例１と同様に結束工程を行って図６に示すような断面形状を有するセラミックブロックを作製した。
続いて、実施例１と同様にシール材層形成工程を行って、円柱状のハニカム構造体を作製した。
【００６７】
本実施例で製造したハニカム構造体の断面の形状は円形であり直径が２２８．６ｍｍ（９インチφ）であった。
そ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（ハニカム焼成体の占有率）は８８％であった。
【００６８】
（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図面を参照しながら説明する。
図７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側面図である。
本発明の第三実施形態のハニカム構造体３００は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体１００と同様に第１の形状のユニット１１０、第２の形状のユニット１２０、第３の形状のユニット１３０を備える。
本発明の第三実施形態のハニカム構造体３００は、第１の形状のユニットの数が異なる他は本発明の第一実施形態のハニカム構造体１００と同様である。
【００６９】
このハニカム構造体３００におけるハニカム焼成体の数は合計で５７個である。その内訳は第１の形状のユニットが４５個、第２の形状のユニットが８個、第３の形状のユニットが４個である。
そして、５７個のハニカム焼成体が接着材層３０１を介して結束されてセラミックブロック３０３を形成している。
さらに、セラミックブロック３０３の外周面にはシール材層３０２が形成されており、ハニカム構造体３００の長手方向に垂直な断面の形状は円形になっている。
また、この円形の直径は１９０ｍｍ以上となっている。
ここで、本発明の第一実施形態、第二実施形態、及び第三実施形態の第１の形状のユニット１１０、第２の形状のユニット１２０の大きさの関係について説明する。
本発明の第一実施形態（図５参照）は、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、第１の形状のユニット１１０の２個分の辺の長さと第２の形状のユニット１２０の一番長い長さの直線の辺である第２の辺１２５とが等しく、
第１の形状のユニット１１０の２個分の辺の位置とユニット１２０の一番長い長さの直線の辺である第２の辺１２５の位置とが同じ位置にある例を示している。
本発明の第二実施形態（図６参照）は、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、第１の形状のユニット１１０の２個分の辺の長さと第２の形状のユニット１２０の一番長い長さの直線の辺とが等しく、
第１の形状のユニット１１０の２個分の辺の位置とユニット１２０の一番長い長さの直線の辺の位置とが実質的に異なる位置にあり（具体的には、第１の形状のユニット１１０の１／２個分の辺の長さだけずれている）、第３の形状のユニット１３０の位置に重なるように第２の形状のユニット１２０の一番長い長さの直線の辺が存在している例を示している。
本発明の第三実施形態（図７参照）は、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面において、第１の形状のユニット１１０の２個分の辺の長さと第２の形状のユニット１２０の一番長い長さの直線の辺とが等しく、
第１の形状のユニット１１０の２個分の辺の位置と第２の形状のユニット１２０の一番長い長さの直線の辺の位置とが実質的に異なる位置にあり（具体的には、第１の形状のユニット１１０の１／２個分の辺の長さだけずれている）、第３の形状のユニット１３０に隣接する第１の形状のユニット１１０の一辺と第２の形状のユニット１２０の一番長い長さの直線の辺とが隣接している例を示している。
【００７０】
本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体の製造方法は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の製造方法と同様であるためその詳細な説明は省略する。
また、本発明の第三実施形態に係るハニカム構造体の作用効果は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体の作用効果と同様である。
【００７１】
（実施例３）
実施例１と同様に、第１の形状のユニット、第２の形状のユニット、第３の形状のユニットを作製し、実施例１と同様に結束工程を行って図７に示すような断面形状を有するセラミックブロックを作製した。
続いて、実施例１と同様にシール材層形成工程を行って、円柱状のハニカム構造体を作製した。
【００７２】
本実施例で製造したハニカム構造体の断面の形状は円形であり直径が３０４．８ｍｍ（１２インチφ）であった。
そ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（ハニカム焼成体の占有率）は８８％であった。
【００７３】
（その他の実施形態）
各実施形態において、第２の形状のユニットとしては、断面扇形ユニット又は断面台形ユニットを使用することができる。
図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）及び図８（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第２の形状のユニットの一例を模式的に示す側面図である。
図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、断面扇形ユニットを示しており、図８（ｄ）及び図８（ｅ）は、断面台形ユニットを示している。
各図面に示す各断面扇形ユニット及び各断面台形ユニットは、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。
【００７４】
第２の形状のユニットとしては、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。第２の形状のユニットの形状は、長手方向に垂直な断面の形状が少なくとも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。
【００７５】
図８（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８（ａ）に示す断面扇形ユニット５１０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺５１１と、第２の辺５１２と、傾斜辺５１３を有する。
第１の辺５１１と第２の辺５１２の形成する角度は直角であり、傾斜辺５１３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺５１３は円弧からなる。
傾斜辺５１３は第１の辺５１１及び第２の辺５１２に接続している。
【００７６】
図８（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。この断面扇形ユニットは、本発明の第一実施形態のハニカム構造体の説明で説明した第２の形状のユニットと同じ形状である。
図８（ｂ）に示す断面扇形ユニット５２０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺５２１と、第２の辺５２２と、傾斜辺５２３と、第３の辺５２４を有する。
第１の辺５２１と第２の辺５２２の形成する角度は直角であり、傾斜辺５２３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺５２３は円弧からなる。
第３の辺５２４は傾斜辺５２３と第１の辺５２１を接続している辺であり、第３の辺５２４は第２の辺５２２と平行になっている。
【００７７】
図８（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８（ｃ）に示す断面扇形ユニット５３０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺５３１と、第２の辺５３２と、傾斜辺５３３と、第３の辺５３４と、第４の辺５３５を有する。
第１の辺５３１と第２の辺５３２の形成する角度は直角であり、傾斜辺５３３はその直角に対向して設けられている。傾斜辺５３３は円弧からなる。
第３の辺５３４は傾斜辺５３３と第１の辺５３１を接続している辺であり、第３の辺５３４は第２の辺５３２と平行になっている。
第４の辺５３５は傾斜辺５３３と第２の辺５３２を接続している辺であり、第４の辺５３５は第１の辺５３１と平行になっている。
【００７８】
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１の辺及び第２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。
【００７９】
図８（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８（ｄ）に示す断面台形ユニット６１０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺６１１と、第２の辺６１２と、傾斜辺６１３と、第３の辺６１４を有する。
第１の辺６１１と第２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は直線からなる。
第３の辺６１４は傾斜辺６１３と第１の辺６１１を接続している辺であり、第３の辺６１４は第２の辺６１２と平行になっている。
【００８０】
図８（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８（ｅ）に示す断面台形ユニット６２０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺６２１と、第２の辺６２２と、傾斜辺６２３と、第３の辺６２４と、第４の辺６２５とを有する。
第１の辺６２１と第２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は直線からなる。
第３の辺６２４は傾斜辺６２３と第１の辺６２１を接続している辺であり、第３の辺６２４は第２の辺６２２と平行になっている。
第４の辺６２５は傾斜辺６２３と第２の辺６２２を接続している辺であり、第４の辺６２５は第１の辺６２１と平行になっている。
【００８１】
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９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）及び図９（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第１の形状のユニットの端面の一例を模式的に示す側面図である。
これらの図に示すハニカム焼成体は、長手方向に垂直な断面の面積が相対的に大きい大容量セルと、上記断面の面積が相対的に小さい小容量セルが交互に配設されてなる。
以下、これらの図面を用いてハニカム焼成体のセルの断面形状のその他の実施形態を説明する。
【００８２】
図９（ａ）に示すハニカム焼成体７１０は、大容量セル７１１ａと、小容量セル７１１ｂが交互に配設されてなる。
大容量セル７１１ａの長手方向に垂直な断面の形状は、八角形である。小容量セル７１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は、四角形である。
なお、小容量セル７１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は、四角形の少なくとも１つの角部に相当する部分が円弧状になっている形状であってもよい。
【００８３】
図９（ｂ）に示すハニカム焼成体７２０は、大容量セル７２１ａと、小容量セル７２１ｂが交互に配設されてなる。
大容量セル７２１ａの長手方向に垂直な断面の形状は、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７２１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は、四角形である。
【００８４】
図９（ｃ）に示すハニカム焼成体７３０は、大容量セル７３１ａと、小容量セル７３１ｂが交互に配設されてなる。
大容量セル７３１ａ及び小容量セル７３１ｂの長手方向に垂直な断面は、セルの各辺が曲線である形状である。
すなわち、図９（ｃ）ではセル壁７３３の断面形状が曲線である。
大容量セル７３１ａの断面形状は、セル壁７３３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７３１ｂの断面形状は、セル壁７３３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７３３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７３３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７３１ａとセルの断面形状が内側に凹んだ小容量セル７３１ｂ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。
【００８５】
図９（ｄ）に示すハニカム焼成体７７０は、大容量セル７７１ａと、小容量セル７７１ｂが交互に配設されてなる。
図９（ｄ）に示すハニカム焼成体７７０では、大容量セル７７１ａ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７７１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形である。
【００８６】
図９（ｅ）に示すハニカム焼成体７８０は、大容量セル７８１ａと、小容量セル７８１ｂが交互に配設されてなる。
図９（ｅ）に示すハニカム焼成体７８０では、大容量セル７８１ａの長手方向に垂直な断面の形状は四角形の角部に相当する部分が円弧状である形状であり、小容量セル７８１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形の角部に相当する部分が円弧状である形状である。
なお、上記大容量セルと小容量セルの形状は、上記した以外の形状であってもよい。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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、第１の形状のユニットを例にして説明したが、第２の形状のユニット又は第３の形状のユニットが大容量セルと小容量セルを備えていても良い。
【００９０】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第２の形状の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第２の形状のユニット８１０、８２０、８３０、８７０、８８０は、それぞれ大容量セル８１１ａ、８２１ａ、８３１ａ、８７１ａ、８８１ａ及び小容量セル８１１ｂ、８２１ｂ、８３１ｂ、８７１ｂ、８８１ｂ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、上述した第１の形状の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。
【００９１】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）、図１１（ｄ）及び図１１（ｅ）は、本発明のハニカム構造体に係る第３の形状の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第３の形状のユニット９１０、９２０、９３０、９７０、９８０は、それぞれ大容量セル９１１ａ、９２１ａ、９３１ａ、９７１ａ、９８１ａ及び小容量セル９１１ｂ、９２１ｂ、９３１ｂ、９７１ｂ、９８１ｂ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、上述した第１の形状の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。
【００９２】
また、本発明のハニカム構造体においては、その長手方向に垂直な断面の形状が三角形である第３の形状のユニットは必ずしも必要ではない。
図１２は、本発明の実施形態に係るハニカム構造体の一例を模式的に示す側面図である。
図１２に示すハニカム構造体４００の形状は、図５に示すハニカム構造体１００において第３の形状のユニット１３０を有さない形状である。
このような形状のハニカム構造体４００も本発明のハニカム構造体に含まれるが、ハニカム構造体の有効濾過面積を高める観点からは、第３の形状のユニットを有するハニカム構造体のほうが好ましい。
【００９３】
ハニカム構造体の形状は、円柱状に限定されるものではなく、楕円柱状、長円柱状、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、又は、多角柱状等の任意の柱の形状であればよい。
【００９４】
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。
ハニカム焼成体で構成されるハニカム構造体をフィルタとして使用した場合、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し、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るからである。
【００９５】
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。
ハニカム焼成体で構成されるハニカム構造体をフィルタとして使用した場合、ハニカム焼成体の平均気孔径が５μｍ未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こし、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気孔を通り抜けてしまい、フィルタとして充分に機能することができないからである。
【００９６】
なお、上記気孔率及び気孔径は、従来公知の水銀圧入法により測定することができる。
【００９７】
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り、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。
【００９８】
また、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な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。
ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面におけるユニット（ハニカム焼成体）が占める面積の割合（ハニカム焼成体の占有率）は８５％以上が望ましく、８８％以上がより望ましい。ハニカム構造体におけるハニカム焼成体の占有率が高いほど、ろ過面積が大きくなり、排ガス浄化性能が向上する。
【００９９】
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。また、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたケイ素含有炭化ケイ素も同様の理由で好適に使用できる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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いるハニカム構造体（ハニカムフィルタ）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。このような本発明のハニカム構造体は、触媒担体として好適に使用することが可能となる。
【０１０２】
本発明のハニカム構造体の製造方法においてハニカム焼成体を所定の位置に配置して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が、例えば以下の方法を用いることができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
続いて、円筒状等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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
また、本発明のハニカム構造体の製造方法においてハニカム焼成体を所定の位置に配置してセラミックブロックを作製する方法としては、例えば以下の方法を用いることもできる。
以下、図５に示すセラミックブロックを作製する場合を例にして、セラミックブロックを作製する方法を説明する。
まず、第１の形状のユニット１１０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、順次他の第１の形状のユニット１１０を積層する工程を繰り返す。
【０１１０】
次に、図５において第１の形状のユニット１１０の周囲であって、第２の形状のユニット１２０が配置されていない部位に、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、第３の形状のユニット１３０の第１の辺１３４及び第２の辺１３５が第１の形状のユニット１１０と接着材ペースト層を介して互いに接するように、第１の形状のユニット１１０の周囲に第３の形状のユニット１３０を嵌め込む。
【０１１１】
続けて、図５において第１の形状のユニット１１０の周囲であって、第３の形状のユニット１３０が配置されていない部位に、接着材ペーストを塗布して接着ペースト層を形成する。
そして、第２の形状のユニットの第２の辺１２５が第１の形状のユニット１１０と隣接し、かつ、２つの第２の形状のユニット１２０の第１の辺１２４同士が隣接するように第１の形状のユニット１１０の周囲に第２の形状のユニット１２０を嵌め込む。
この際、２つの第２の形状のユニット１２０の間の第１の辺にも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。
【０１１２】
これにより、３２個の第１の形状のユニット１１０と、８個の第２の形状のユニット１２０と、４個の第３の形状のユニット１３０とが接着材ペースト層で結束された、図５に示す断面形状のセラミックブロックを作製する。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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別工程として行う方法である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００、２００、３００、４００  ハニカム構造体
１０１、２０１、３０１  接着材層
１０２、２０２、３０２  シール材層
１０３、２０３、３０３  セラミックブロック
１１０、７１０、７２０、７３０、７７０、７８０  第１の形状のユニット（ハニカム焼成体）
１１１、１２１、１３１  セル
１１３、１２３、１３３、７３３  セル壁
１１４  辺（第１の形状のユニットの辺）
１２０、５１０、５２０、５３０、６１０、６２０、８１０、８２０、８３０、８７０、８８０  第２の形状のユニット（ハニカム焼成体）
１２３ａ  外壁
１２４、５１１、５２１、５３１、６１１、６２１  第１の辺
１２５、５１２、５２２、５３２、６１２、６２２  第２の辺
１２６、５１３、５２３、５３３、６１３、６２３  傾斜辺
１３０、９１０、９２０、９３０、９７０、９８０  第３の形状のユニット（ハニカム焼成体）
７１１ａ、７２１ａ、７３１ａ、７７１ａ、７８１ａ、８１１ａ、８２１ａ、８３１ａ、８７１ａ、８８１ａ、９１１ａ、９２１ａ、９３１ａ、９７１ａ、９８１ａ  大容量セル
７１１ｂ、７２１ｂ、７３１ｂ、７７１ｂ、７８１ｂ、８１１ｂ、８２１ｂ、８３１ｂ、８７１ｂ、８８１ｂ、９１１ｂ、９２１ｂ、９３１ｂ、９７１ｂ、９８１ｂ  小容量セル
【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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