(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の粒子状物質を捕集するための排ガス浄化フィルタ（１）であって、
該排ガス浄化フィルタ（１）は、ハニカム構造体（２）と、該ハニカム構造体（２）の軸方向（Ｘ）の端面（２８、２９）を部分的に閉塞する栓部（３）とを有し、
上記ハニカム構造体（２）は、格子状に設けられたセル壁（２１）と、
該セル壁（２１）に囲まれて形成された複数のセル（２２）と、
上記軸方向（Ｘ）に直交する断面において、中心部（２０）から外周部（２００）に向かって径方向（Ｙ）にセル密度が異なる複数のセル密度領域（２３）と、
隣り合う該セル密度領域（２３）同士の間に形成され、かつ両者を隔てる境界隔壁（２４）とを有し、
上記セル（２２）は、上記境界隔壁（２４）に接する境界セル（２２１）と、上記境界隔壁（２４）に接することなく上記セル壁（２１）に囲まれて形成された内部セル（２２２）とを有し、
複数の該内部セル（２２２）のうちの少なくとも一部は、上記軸方向（Ｘ）における両端面（２８、２９）のいずれか一方が上記栓部（３）によって閉塞されており、
複数の上記境界セル（２２１）のうちの少なくとも一部は、上記軸方向（Ｘ）における両端面（２８、２９）に開口する境界開口セル（２２５）であり、
同じ上記セル密度領域（２３）内に存在する上記境界セル（２２１）と上記内部セル（２２２）とについて、１つの上記内部セル（２２２）の端面（２８、２９）における面積Ｓ1と１つの上記境界セル（２２１）の端面（２８、２９）における面積Ｓ2とを比較したとき、上記面積Ｓ1に対する上記面積Ｓ2の割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％以上である上記境界セル（２２１）が上記境界開口セル（２２５）であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ（１）。
【請求項２】
全ての上記境界セル（２２１）が上記境界開口セル（２２５）であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
【請求項３】
排ガス中の粒子状物質を捕集するための排ガス浄化フィルタ（１）であって、
該排ガス浄化フィルタ（１）は、ハニカム構造体（２）と、該ハニカム構造体（２）の軸方向（Ｘ）の端面（２８、２９）を部分的に閉塞する栓部（３）とを有し、
上記ハニカム構造体（２）は、格子状に設けられたセル壁（２１）と、
該セル壁（２１）に囲まれて形成された複数のセル（２２）と、
上記軸方向（Ｘ）に直交する断面において、中心部（２０）から外周部（２００）に向かって径方向（Ｙ）にセル密度が異なる複数のセル密度領域（２３）と、
隣り合う該セル密度領域（２３）同士の間に形成され、かつ両者を隔てる境界隔壁（２４）とを有し、
上記セル（２２）は、上記境界隔壁（２４）に接する境界セル（２２１）と、上記境界隔壁（２４）に接することなく上記セル壁（２１）に囲まれて形成された内部セル（２２２）とを有し、
複数の該内部セル（２２２）のうちの少なくとも一部は、上記軸方向（Ｘ）における両端面（２８、２９）のいずれか一方が上記栓部（３）によって閉塞されており、
全ての上記境界セル（２２１）が、上記軸方向（Ｘ）における両端面（２８、２９）に開口する境界開口セル（２２５）であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ（１）。
【請求項４】
上記内部セル（２２２）には、上記軸方向（Ｘ）における上流側の端面（２８）が上記栓部（３）によって閉塞されているものと、上記軸方向（Ｘ）における両端面（２８、２９）に開口する内部開口セル（２２６）とがあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
【請求項５】
上記内部セル（２２２）には、上記軸方向（Ｘ）における上流側の端面（２８）が上記栓部（３）によって閉塞されているものと、下流側の端面（２９）が上記栓部（３）によって閉塞されているものとがあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
【請求項６】
上記排ガス浄化フィルタ（１）は、ガソリンエンジンから排出される粒子状物質を捕集するために用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば排ガス中の粒子状物質を除去するために用いられる排ガス浄化フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディーゼルエンジンからは、カーボン微粒子等の粒子状物質（パティキュレートマター；ＰＭ）が排出されることが知られている。このようなＰＭは大気汚染の原因となるため、その排出量には各国において規制値が設けられている。そこで、ディーゼルエンジン車には、ＰＭを捕集するための排ガス浄化フィルタが設けられている。具体的には、隔壁に囲まれた多数のセルを有するハニカム構造体と、セルの両端のいずれか一方の端部を封止する栓部とを有するフィルタが用いられている。ＰＭは、排ガス浄化フィルタに蓄積された後、加熱により燃焼除去される。
【０００３】
一方、ハニカム構造体は、ガソリンエンジン車にも用いられている。例えば中心部から外周部に向かって径方向にセル密度が段階的に変化する複数のセル密度領域を有するハニカム構造体が開発されている（特許文献１参照）。該ハニカム構造体においては、隣り合うセル密度領域は、境界隔壁によって隔てられる。かかる構成のハニカム構造体においては、ハニカム構造体内を流れる排ガスの流速の均一化が可能になる。
【０００４】
近年、ＰＭの排出量に対する規制がますます厳しくなる傾向にあり、ディーゼルエンジン車のみならず、ガソリンエンジン車から排出されるＰＭも問題視される傾向にある。そこで、ガソリンエンジン車にもＰＭを捕集するための排ガス浄化フィルタを装着することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７３１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えばガソリンエンジン車用の排ガス浄化フィルタとしては、複数のセル密度領域を有するハニカム構造体と、該ハニカム構造体のセルの両端のいずれか一方に形成された栓部とを有するフィルタが想定される。しかしながら、このような排ガス浄化フィルタは、ＰＭの燃焼除去時に、境界隔壁に熱応力が集中し易くなる。即ち、境界隔壁に隣接するセルに堆積したＰＭの燃焼熱により、境界隔壁に熱応力が集中してしまう。その結果、排ガス浄化フィルタにクラックが発生してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、境界隔壁における熱応力の集中を緩和し、クラックの発生を防止することができる排ガス浄化フィルタを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、排ガス中の粒子状物質を捕集するための排ガス浄化フィルタであって、
該排ガス浄化フィルタは、ハニカム構造体と、該ハニカム構造体の軸方向の端面を部分的に閉塞する栓部とを有し、
上記ハニカム構造体は、格子状に設けられたセル壁と、
該セル壁に囲まれて形成された複数のセルと、
上記軸方向に直交する断面において、中心部から外周部に向かって径方向にセル密度が異なる複数のセル密度領域と、
隣り合う該セル密度領域同士の間に形成され、かつ両者を隔てる境界隔壁とを有し、
上記セルは、上記境界隔壁に接する境界セルと、上記境界隔壁に接することなく上記セル壁に囲まれて形成された内部セルとを有し、
複数の該内部セルのうちの少なくとも一部は、上記軸方向における両端面のいずれか一方が上記栓部によって閉塞されており、
複数の上記境界セルのうちの少なくとも一部は、上記軸方向における両端面に開口する境界開口セルであり、
同じ上記セル密度領域内に存在する上記境界セルと上記内部セルとについて、１つの上記内部セルの端面における面積Ｓ1と１つの上記境界セルの端面における面積Ｓ2とを比較したとき、上記面積Ｓ1に対する上記面積Ｓ2の割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％以上である上記境界セルが上記境界開口セルであることを特徴とする排ガス浄化フィルタにある。
本発明の他の態様は、排ガス中の粒子状物質を捕集するための排ガス浄化フィルタであって、
該排ガス浄化フィルタは、ハニカム構造体と、該ハニカム構造体の軸方向の端面を部分的に閉塞する栓部とを有し、
上記ハニカム構造体は、格子状に設けられたセル壁と、
該セル壁に囲まれて形成された複数のセルと、
上記軸方向に直交する断面において、中心部から外周部に向かって径方向にセル密度が異なる複数のセル密度領域と、
隣り合う該セル密度領域同士の間に形成され、かつ両者を隔てる境界隔壁とを有し、
上記セルは、上記境界隔壁に接する境界セルと、上記境界隔壁に接することなく上記セル壁に囲まれて形成された内部セルとを有し、
複数の該内部セルのうちの少なくとも一部は、上記軸方向における両端面のいずれか一方が上記栓部によって閉塞されており、
全ての上記境界セルが、上記軸方向における両端面に開口する境界開口セルであることを特徴とする排ガス浄化フィルタにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記排ガス浄化フィルタにおいては、複数の境界セルのうちの少なくとも一部が、両端面に開口する境界開口セルである。即ち、境界セルの少なくとも一部がハニカム構造体の両端面に開口している。そして、境界開口セルからなる境界セルには、ＰＭが蓄積しないため、ＰＭの燃焼熱が発生しなくなる。そのため、ＰＭ燃焼時に境界隔壁にかかる熱応力が緩和される。その結果、排ガス浄化フィルタにおけるクラックの発生を防止することが可能になる。
【００１０】
また、ハニカム構造体は、その軸方向に直交する断面において、中心部から外周部に向かって径方向にセル密度が異なる複数のセル密度領域を有する。そのため、排ガス浄化フィルタにおいては、例えば中心部側に比べて排ガスの流通性の低い外周部側のセル密度を低くすることができる。これにより、排ガス浄化フィルタに流入する排ガスの流速分布の均一化が可能になる。その結果、排ガス浄化フィルタに捕集されるＰＭの偏りが緩和されるため、排ガス浄化フィルタのＰＭの捕集性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における、排ガス浄化フィルタの斜視図。
【図２】実施例１における、排ガス浄化フィルタの境界隔壁周辺を示す部分拡大図。
【図３】実施例１における、図２のIII−III線矢視断面図。
【図４】実施例１における、図２のIV−IV線矢視断面図。
【図５】実施例４における、排ガス浄化フィルタの境界隔壁周辺を示す部分拡大図。
【図６】実施例４における、図５のVI−VI線矢視断面図。
【図７】比較例１における、排ガス浄化フィルタの境界隔壁周辺を示す部分拡大図。
【図８】比較例１における、図７のVIII−VIII線矢視断面図。
【図９】実験例１における、境界開口セルの面積割合とＰＭ燃焼時における境界セルの温度（相対温度）との関係を示す説明図。
【図１０】実施例５における、排ガス浄化フィルタの境界隔壁周辺を示す部分拡大図。
【図１１】実施例５における、図１０のXI−XI線矢視断面図。
【図１２】実施例５における、図１０のXII−XII線矢視断面図。
【図１３】実施例８における、排ガス浄化フィルタの境界隔壁周辺を示す部分拡大図。
【図１４】実施例８における、図１３のXIV−XIV線矢視断面図。
【図１５】比較例２における、排ガス浄化フィルタの境界隔壁周辺を示す部分拡大図。
【図１６】比較例２における、図１５のXVI−XVI線矢視断面図。
【図１７】実験例２における、境界開口セルの面積割合とＰＭ燃焼時における境界セルの温度（相対温度）との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記排ガス浄化フィルタの好ましい実施形態について説明する。
ハニカム構造体は、複数のセル密度領域を有し、各セル密度領域内のセル密度は一定であり、隣り合うセル密度領域のセル密度は異なっている。ハニカム構造体においては例えば径方向にセル密度を段階的に変化させることができる。
【００１３】
セル密度を段階的に変化させる手段としては、例えばセルの間隔（セルピッチ）を変化させる方法や、セルの形状を変化させる方法等がある。セルの形状は、排ガス浄化フィルタの径方向断面において、例えば円形、多角形等にすることができる。多角形としては、具体的には、四角形、六角形等があるが、機械強度を確保するという観点からは、四角形が好ましい。
【００１４】
ハニカム構造体においては、中心部側のセル密度領域における熱容量が外周側のセル密度領域に比べて大きいことが好ましい。より具体的には、中心部側のセル密度領域におけるセル壁の厚みを外周側のセル密度領域におけるセル壁の厚みよりも大きくすることが好ましい。この場合には、粒子状物質（ＰＭ）の堆積量が多くなりやすい中心部側のセル密度領域内における再生時の発熱を抑制することができる。
【００１５】
また、ハニカム構造体においては、中心部側のセル密度領域における圧力損失が外周側のセル密度領域に比べて大きいことが好ましい。より具体的には、中心部側のセル密度領域におけるセル密度が外周側のセル密度領域におけるセル密度に比べて大きいことが好ましい。この場合には、外周側のセル密度領域内への排ガスの流入量を増やし、中心部側のセル密度領域内へＰＭの堆積が集中することを抑制することができる。その結果、再生時の発熱が中心部側のセル密度領域内に集中することを抑制することができる。
【００１６】
排ガス浄化フィルタは、例えばコージェライト、ＳｉＣ、チタン酸アルミニウム等のセラミックス材料等から形成することができる。具体的には、セル壁、境界隔壁、栓部等をこれらのセラミックス材料により形成することができる。
【実施例】
【００１７】
（実施例１）
排ガス浄化フィルタの実施例について、図面を用いて具体的に説明する。図１に示すごとく、本例の排ガス浄化フィルタ１は、円柱状のハニカム構造体２と、栓部３とを有する。ハニカム構造体２は、四角形格子状に設けられた多孔質のセル壁２１と、セル壁２１に囲まれて形成された多数のセル２２とを有する。セル２２は、ハニカム構造体２の軸方向Ｘに伸びるように形成されている。栓部３は、ハニカム構造体２の軸方向Ｘにおける端面２８、２９を部分的に閉塞する。ハニカム構造体２及び栓部３はコージェライトからなり、ハニカム構造体２の容量は１．３Ｌである。
【００１８】
図１〜図３に示すごとく、ハニカム構造体２は、軸方向に直交する断面において、中心部２０から外周部２００に向かって径方向Ｙにセル密度が異なる２つのセル密度領域２３（第１セル密度領域２３１、第２セル密度領域２３２）を有している。各セル密度領域２３１、２３２内のセル密度はそれぞれ一定である。本例においては、第１セル密度領域２３１のセル密度は６２個／ｃｍ2であり、第２セル密度領域２３２のセル密度は４７個／ｃｍ2であり、第２セル密度領域２３２のセル密度が第１セル密度領域２３１よりも低くなっている。また、第１セル密度領域２３１におけるセル壁２１の厚みは０．２５ｍｍであり、第２セル密度領域２３２におけるセル壁２１の厚みは０．２ｍｍである。セル壁２１の厚みは例えば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で適宜変更することができる。また、ハニカム構造体２の気孔率は、例えば４０％〜７０％の範囲内で適宜変更することができる。
【００１９】
第１セル密度領域２３１は、ハニカム構造体２の中心部２０を含む領域にあり、円柱状のハニカム構造体２の径方向Ｙにおける最も内側に位置している。一方、第２セル密度領域２３２は、ハニカム構造体２の外周部２００を含む領域にあり、円柱状のハニカム構造体２の径方向Ｙにおける最も外側に位置している。
【００２０】
図１〜図３に示すごとく、ハニカム構造体２は、第１セル密度領域２３１と第２セル密度領域２３２との間に両者を隔てる円筒状の境界隔壁２４を有している。そして、境界隔壁２４によって隣り合うセル密度領域同士、即ち第１セル密度領域２３１と第２セル密度領域２３２とが隔てられている。ハニカム構造体２のセル２２には、境界隔壁２４に接する境界セル２２１と、境界隔壁２４に接しない内部セル２２２とが存在する。境界セル２２１は、境界隔壁２４と格子状に設けられたセル壁２１とに囲まれたセルである。内部セル２２２は、格子状に設けられたセル壁２１に囲まれたセル、及びセル壁２１と外周部２００に囲まれたセルである。セル壁２１のみに囲まれた内部セル２２２は、所定の四角形（正方形）状を有するのに対し、境界セル２２１は、形状が不定である。
【００２１】
複数の内部セル２２２のうちの少なくとも一部は、図２〜図４に示すごとく、軸方向Ｘの両端面２８、２９のうちいずれか一方が栓部３により閉塞されている。本例において、内部セル２２２には、軸方向Ｘにおける上流側の端面２８が栓部３によって閉塞されているものと、下流側の端面２９が栓部３によって閉塞されているものとがある。内部セル２２２は、排ガスが流入する側の端面２８、又は排ガスが流出する側の端面２９が栓部３により閉塞している。栓部３は、隣り合う内部セル２２２の端面２８、２９を交互に閉塞している。そして、排ガスが流入する内部セル２２２の上流側の端面２８と、排ガスが流出する内部セル２２２の下流側の端面２９とが開口している。
【００２２】
一方、境界セル２２１は、図２〜図４に示すごとく、両端面２８、２９に開口する境界開口セル２２５であり、境界開口セル２２５の両端面２８、２９には栓部３が形成されていない。本例における境界セル２２１には、両端面２８、２９に開口するセル（境界開口セル２２５）と、両端面２８、２９のうちのいずれか一方が栓部３により閉塞されたセルとが存在する。端面２８、２９における面積（開口面積）が比較的大きな境界セル２２１が境界開口セル２２５からなり、開口面積が比較的小さな境界セル２２１は、上述の内部セル２２２と同様に、端面２８、２９のいずれか一方が栓部３により閉塞している。
【００２３】
具体的には、同じセル密度領域２３１、２３２内に存在する境界セル２２１と内部セル２２２とについて、１つの内部セル２２２の端面２８、２９における面積Ｓ1と１つの境界セル２２１の端面１８、１９における面積Ｓ2とを比較したとき、面積Ｓ1に対する面積Ｓ2の割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が７５％以上である境界セル２２１の全てが境界開口セル２２５である（図２〜図４参照）。一方、上述の面積割合が７５％未満の境界セル２２１は、内部セル２２２と同様に、端面２８、２９のいずれか一方が栓部３によって閉塞している。なお、図２においては、第１セル密度領域２３１内における内部セル２２２の面積Ｓ1及び境界セル２２１の面積Ｓ2を示しているが、第２セル密度領域２３２についても同様の関係である。内部セル２２２の端面２８、２９における面積Ｓ1、境界セル２２１の端面２８、２９における面積Ｓ2は、セル壁２１や境界隔壁２４の部分の面積を含まない。即ち、面積Ｓ1、Ｓ2は、栓部３が形成されていない状態におけるセルの開口部分の面積のことである。
【００２４】
本例の排ガス浄化フィルタ１は、次のようにして作製される。まず、シリカ、タルク、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム等を含有するコージェライト原料を準備する。そして、焼成後の最終的な組成が、ＳｉＯ2：４７〜５３質量％、Ａｌ2Ｏ3：３２〜３８質量％、ＭｇＯ：１２〜１６質量％となるように、原料組成の調整を行う。コージェライト原料は、水等の溶媒、増粘剤、分散剤等と共に混合されて粘土質に調整されている。粘土質のコージェライト原料は、金型を用いて押出成形され、その後乾燥されることにより、ハニカム形状の成形体（ハニカム成形体）が得られる。
【００２５】
次に、シリカ、タルク、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム等の原料粉末を含有する栓部形成材料を準備する。栓部形成材料は、焼成後の最終的な組成が、ＳｉＯ2：４７〜５３質量％、Ａｌ2Ｏ3：３２〜３８質量％、ＭｇＯ：１２〜１６質量％となるように、調整されている。栓部形成材料は、水又は油等の溶媒中に、増粘剤や分散剤等と共に分散されており、スラリー状である。栓部形成材料のスラリーは、混合機を用いて撹拌を行うことにより得られる。
【００２６】
次に、ハニカム成形体の両端面にマスキングテープを貼り付ける。その後、マスキングテープを部分的に除去することより、栓詰めすべきセルの端面に開口部を形成する。マスキングテープの除去は、例えばレーザ光の照射等により行うことができる。次いで、ハニカム成形体の両端面をそれぞれ上述の栓部形成材料のスラリーに浸漬する。これにより、開口部から栓詰めすべきセル内に適量の栓部形成材料を浸入させる。
【００２７】
次いで、ハニカム成形体を乾燥させた後、焼成させる。これにより、ハニカム成形体及び栓部形成材料が焼結する。このようにして、図１〜図４に示すごとく、ハニカム構造体２と栓部３とを有する排ガス浄化フィルタ１が得られる。なお、本例においては、ハニカム成形体と栓部形成材料を一度の焼成により、焼結させているが、予めハニカム成形体を焼成してハニカム構造体２を作製した後に、再度焼成により栓部３を形成することも可能である。この場合には、ハニカム構造体２にマスキングテープを貼り付けた後、上述の製法と同様にして排ガス浄化フィルタ１を製造することができる。
【００２８】
本例の排ガス浄化フィルタ１は、例えばディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に含まれるＰＭを捕集するために用いられる。図１〜図４に示すごとく、排ガス浄化フィルタ１においては、複数の境界セル２２１のうちの少なくとも一部が、両端面２８、２９に開口する境界開口セル２２５である。即ち、境界セル２２１の少なくとも一部がハニカム構造体２の両端面２８、２９に開口している。そして、境界開口セル２２５からなる境界セル２２１には、ＰＭが蓄積しない。そのため、ＰＭを燃焼させて排ガス浄化フィルタ１を再生させる際に、境界セル２２１にはＰＭの燃焼熱が発生しない。そのため、ＰＭ燃焼時に境界隔壁２４にかかる熱応力が緩和される。その結果、排ガス浄化フィルタ１のクラックの発生の防止が可能になる。
【００２９】
また、ハニカム構造体２は、その軸方向Ｘに直交する断面において、中心部２０から外周部２００に向かって径方向Ｙにセル密度が異なる複数のセル密度領域２３を有する。そのため、排ガス浄化フィルタ１においては、中心部側に比べて排ガスの流通性の低い外周部側のセル密度を低くすることができる。実際に、本例のハニカム構造体２においては、中心部２０側に位置する第１セル密度領域２３１に比べて、外周部２００側に位置する第２セル密度領域２３２のセル密度が低くなっている。これにより、第２セル密度領域２３２のセル２２内にも、第１セル密度領域２３１と同様にスムーズに排ガスが流れる。そのため、排ガス浄化フィルタ１に流入する排ガスの流速分布の均一化が可能になる。その結果、排ガス浄化フィルタ１に捕集されるＰＭの偏りが緩和されるため、排ガス浄化フィルタ１のＰＭの捕集性能が向上する。
【００３０】
排ガス浄化フィルタ１は、ガソリンエンジンから排出されるＰＭを捕集するために用いられることが好ましい。この場合には、圧力損失が低下するため、エンジン出力の向上を図ることができる。即ち、排ガス浄化フィルタ１においては、上述のように、境界開口セル２２５を有しているため、境界セル２２１にも栓部３を形成する場合に比べて圧力損失を低下させることができる。
【００３１】
以上のように、本例の排ガス浄化フィルタ１においては、境界隔壁２４における熱応力の集中が緩和され、クラックの発生を防止することができる。
【００３２】
（実施例２〜４）
実施例２〜４は、境界セルにおける境界開口セルの形成パターンを実施例１とは変更した排ガス浄化フィルタの例である。
【００３３】
実施例２の排ガス浄化フィルタは、１つの内部セルの端面における面積Ｓ1と１つの境界セルの端面における面積Ｓ2とを比較したとき、面積Ｓ1に対する面積Ｓ2の割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％以上である境界セルの全てが境界開口セルである。一方、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％未満の境界セルは、端面のいずれか一方が栓部によって閉塞している。その他の構成は、実施例１と同様である。実施例３のハニカム構造体は、上述の面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が２５％以上である境界セルの全てが境界開口セルである。一方、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が２５％未満の境界セルは、端面のいずれか一方が栓部によって閉塞している。その他の構成は、実施例１と同様である。実施例２及び実施例３の排ガス浄化フィルタの図示は省略する。
【００３４】
実施例４のハニカム構造体は、図５及び図６に示すごとく、全ての境界セル２２１が境界開口セル２２５である。即ち、境界隔壁２４に接するセル（境界セル２２１）の全てがハニカム構造体の両端２８、２９に開口している。換言すれば、上述の面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が０％を超える全ての境界セル２２１が境界開口セル２２５である。その他の構成は、実施例１と同様である。なお、実施例４の排ガス浄化フィルタ（図５及び図６参照）において、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示し、先行する説明を参照する。
【００３５】
（比較例１）
本例は、境界開口セルを有していない排ガス浄化フィルタの例である。
図７及び図８に示すごとく、本例の排ガス浄化フィルタ９においては、内部セル２２２と境界セルとを含む全てのセル２２の両端面２８、２９のいずれか一方が、交互に栓部３により閉塞している。即ち、内部セル２２２と同様に、全ての境界セル２２１も、端面２８、２９の一方が閉塞している。その他の構成は、実施例１と同様である。なお、比較例１の排ガス浄化フィルタ９（図７及び図８参照）において、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示し、先行する説明を参照する。
【００３６】
（実験例１）
本例は、実施例及び比較例の各排ガス浄化フィルタのＰＭ燃焼時における境界セルの温度を測定した例である。
具体的には、まず、各排ガス浄化フィルタをガソリンエンジンの排気管内に装填し、排ガス浄化フィルタに排ガス中に含まれるＰＭを３ｇ／Ｌ堆積させた。次いで、空燃比（空気／燃料）を１に保持した状態で排ガス浄化フィルタを７００℃まで昇温させた。その後、アイドル相当まで燃料ガスの供給量を下げることにより、ＰＭを燃焼させた。このときの排ガス中の酸素濃度は１６体積％となる。そして、ＰＭの燃焼時における排ガス浄化フィルタの下流側の端面における境界セル内の温度を測定した。その結果を、比較例１の排ガス浄化フィルタに対する相対温度として、図９に示す。図９は、各排ガス浄化フィルタにおける境界開口セルの面積割合と、上述のＰＭ燃焼時における境界セル内の温度（相対温度）との関係を示す。
【００３７】
図９より知られるごとく、実施例１〜実施例４の排ガス浄化フィルタ１は、境界開口セルを有してない場合（比較例１）に比べて、ＰＭ燃焼時における境界セルの温度がより十分に低下する。すなわち、例えば実施例１〜実施例４のように、複数の境界セルのうち少なくとも、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が７５％以上である境界セルが境界開口セルである場合は、比較例１に比べて、ＰＭ燃焼時における温度セルの温度がより十分に低下する。なお、複数の境界セルのうち少なくとも、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が７５％以上である境界セルが境界開口セルである場合とは、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が７５％以上の境界セルが境界開口セルであるもの（実施例１）のみならず、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％以上である境界セルが境界開口セルであるもの（実施例２）、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が２５％以上である境界セルが境界開口セルであるもの（実施例３）、境界セルのすべてが境界開口セルであるもの（実施例４）も含む。つまり、これらは、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が７５％以上の境界セルが少なくとも境界開口セルである。そのため、この場合には、ＰＭ燃焼時に境界隔壁にかかる熱応力が緩和され、排ガス浄化フィルタのクラックの発生をより防止することができる。また、図９より知られるごとく、上述の面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％以上である境界セルが境界開口セルである場合（実施例２〜実施例４）には、ＰＭ燃焼時における境界セルの温度をより一層低下させることができる。さらに同図より知られるように、全ての境界セルが境界開口セルである場合（実施例４）には、境界セルの温度をさらにより一層低下させることができる。
【００３８】
（実施例５）
本例は、図１０〜図１２に示すごとく、実施例１の変形例である。すなわち、本例において、内部セル２２２には、軸方向Ｘにおける上流側の端面２８が栓部３によって閉塞されているものと、軸方向Ｘにおける両端面２８、２９に開口する内部開口セル２２６とがある。本例においては、端面２８が栓部３によって閉塞された内部セル２２２と、内部セル２２２の内部開口セル２２６とが、互いに隣り合うよう、交互に並んで形成されている。
【００３９】
本例においても、複数の境界セル２２１のうちの少なくとも一部は、境界開口セル２２５である。本例における境界セル２２１には、両端面２８、２９に開口するセル（境界開口セル２２５）と、軸方向Ｘにおける排ガスの流入する側の内部セル２２の端面２８が栓部３により閉塞されたセルとが存在する。端面２８、２９における面積（開口面積）が比較的大きな境界セル２２１が境界開口セル２２５からなり、開口面積が比較的小さな境界セル２２１は、上述の内部セル２２２と同様に、端面２８が栓部３により閉塞している。
【００４０】
具体的には、同じセル密度領域２３１、２３２内に存在する境界セル２２１と内部セル２２２とについて、１つの内部セル２２２の端面２８、２９における面積Ｓ1と１つの境界セル２２１の端面１８、１９における面積Ｓ2とを比較したとき、面積Ｓ1に対する面積Ｓ2の割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が７５％以上である境界セル２２１の全てが境界開口セル２２５である（図１０〜図１２参照）。一方、上述の面積割合が７５％未満の境界セル２２１は、内部セル２２２と同様に、端面２８が栓部３によって閉塞している。
【００４１】
本例の排ガス浄化フィルタ１を作製するにあたっては、ハニカム成形体の一方の端面にマスキングテープを貼り付ける。そして、ハニカム成形体におけるマスキングテープを張り付けた側の端面を栓部形成材料のスラリーに浸漬する。これにより、開口部から栓詰めすべきセル内に適量の栓部形成材料を浸入させる。
【００４２】
その他は、実施例１と同様である。また、実施例５の排ガス浄化フィルタ（図１０〜図１２参照）において、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示し、先行する説明を参照する。
【００４３】
本例において、内部セル２２２は、軸方向Ｘにおける一方の端面２８が栓部３によって閉塞しているため、製造容易な排ガス浄化フィルタ１を得ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４４】
（実施例６〜８）
実施例６〜８は、境界セルにおける境界開口セルの形成パターンを実施例５とは変更した排ガス浄化フィルタの例である。
【００４５】
実施例６の排ガス浄化フィルタは、１つの内部セルの端面における面積Ｓ1と１つの境界セルの端面における面積Ｓ2とを比較したとき、面積Ｓ1に対する面積Ｓ2の割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％以上である境界セルの全てが境界開口セルである。一方、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％未満の境界セルは、排ガスの流入する側の端面が栓部によって閉塞している。その他の構成は、実施例５と同様である。実施例７のハニカム構造体は、上述の面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が２５％以上である境界セルの全てが境界開口セルである。一方、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が２５％未満の境界セルは、排ガスの流入する側の端面が栓部によって閉塞している。その他の構成は、実施例５と同様である。実施例６及び実施例７の排ガス浄化フィルタの図示は省略する。
【００４６】
実施例８のハニカム構造体は、図１３及び図１４に示すごとく、全ての境界セル２２１が境界開口セル２２５である。即ち、境界隔壁２４に接するセル（境界セル２２１）の全てがハニカム構造体の両端２８、２９に開口している。換言すれば、上述の面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が０を超える全ての境界セル２２１が境界開口セル２２５である。その他の構成は、実施例５と同様である。なお、実施例８の排ガス浄化フィルタ（図１３及び図１４参照）において、実施例５と同じ符号は、同一の構成を示し、先行する説明を参照する。
【００４７】
（比較例２）
本例は、図１５及び図１６に示すごとく、内部セル２２２と境界セルとを含む全てのセル２２を、端面２８が栓部３によって閉塞されたセル２２と内部開口セル２２６又は境界開口セル２２５とが互いに隣り合うよう交互に並ぶよう形成した例である。即ち、内部セル２２２と同様に、境界セルも、端面２８が栓部３によって閉塞されたセル２２と境界開口セル２２５とが、互いに隣り合うよう、交互に並んで形成されている。その他の構成は、実施例５と同様である。なお、比較例２の排ガス浄化フィルタ９（図７及び図８参照）において、実施例５と同じ符号は、同一の構成を示し、先行する説明を参照する。
【００４８】
（実験例２）
本例は、実施例５〜実施例８及び比較例２の各排ガス浄化フィルタにつき、実験例１と同様に、ＰＭ燃焼時における境界セルの温度を測定した例である。
試験方法は、実施例１と同様である。測定結果を、比較例２の排ガス浄化フィルタに対する相対温度として、図１７に示す。図１７は、各排ガス浄化フィルタにおける境界開口セルの面積割合と、上述のＰＭ燃焼時における境界セル内の温度（相対温度）との関係を示す。
【００４９】
図１７より知られるごとく、実施例５〜実施例８の排ガス浄化フィルタ１は、比較例２に比べて、ＰＭ燃焼時における境界セルの温度がより十分に低下する。すなわち、例えば実施例５〜実施例８のように、複数の境界セルのうち少なくとも、面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が７５％以上である境界セルが境界開口セルである場合は、比較例２に比べて、ＰＭ燃焼時における温度セルの温度がより十分に低下する。そのため、この場合には、ＰＭ燃焼時に境界隔壁にかかる熱応力が緩和され、排ガス浄化フィルタのクラックの発生をより防止することができる。また、図１７より知られるごとく、上述の面積割合（Ｓ2／Ｓ1×１００）が５０％以上である境界セルが境界開口セルである場合（実施例６〜実施例８）には、ＰＭ燃焼時における境界セルの温度をより一層低下させることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  排ガス浄化フィルタ
２  ハニカム構造体
２１  セル壁
２２  セル
２２１  境界セル
２２２  内部セル
２３  セル密度領域
２４  境界隔壁
３  栓部
【図１】
0006485162.tif 000002
【図２】
0006485162.tif 000003
【図３】
0006485162.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006485162.tif 000007
【図７】
0006485162.tif 000008
【図８】
0006485162.tif 000009
【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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