(57)【要約】  低コスト且つ簡単な構造でハニカム担体をケース部材内に確実に保持できる内燃機関の排気浄化装置及びその製造方法を提供すること。  排気の流入側から流出側まで延びて排気の流路となる複数のセルが多孔質の隔壁により区画形成された円柱状のハニカム担体１１と、ハニカム担体１１に担持された三元触媒と、保持部材１３を介してハニカム担体１１を格納する円筒状のケース部材１２とを備え、ハニカム担体１１は、中心軸Ｘ方向の両端面のうち少なくとも一方の端面の外周部Ｐにおけるセルの開口部Ｃａ，Ｃｂが所定深さ目封じされて形成された外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂと、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂにおいてその外周縁側ほど中心軸Ｘ方向の長さが小さくなる方向に形成された傾斜部１１２ａ，１１２ｂとを備え且つ傾斜部１１２ａ，１１２ｂが保持部材１３を介してケース部材１２の内壁に引っ掛かることでケース部材１２内に保持される。
2016088523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置であって、
排気の流入側端面から流出側端面まで延びて排気の流路となる複数のセルが多孔質の隔壁により区画形成された柱状のハニカム担体と、
前記ハニカム担体に担持された排気浄化触媒と、
保持部材を介して前記ハニカム担体を格納する筒状のケース部材と、を備え、
前記ハニカム担体は、
その中心軸方向の両端面のうち少なくとも一方の端面の外周部におけるセルの開口部が所定深さ目封じされて形成された外周目封じ部と、該外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に形成された傾斜部又は段差部と、を備え、且つ、
少なくとも一方の端面における前記傾斜部又は段差部が前記保持部材を介して前記ケース部材の内壁に引っ掛かることで前記ケース部材内に保持されている内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記ハニカム担体は、その中心軸方向の両端面の中央部におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部を有するフィルタであり、
前記外周目封じ部の目封じの深さは、前記中央部の目封じの深さよりも深い請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記ハニカム担体は、その中心軸方向の両端面の中央部におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部を有するフィルタであり、
前記外周目封じ部における目封じの前記中心軸方向内側の端面と、前記一方の端面の中央部における目封じの前記中心軸方向内側の端面は、前記中心軸方向の位置が略同一であり、
前記中心軸方向の他方の端面の中央部における目封じの深さは、前記一方の端面の中央部における目封じの深さよりも短い請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記ハニカム担体は、前記外周目封じ部におけるセルの開口面積が前記一方の端面の中央部におけるセルの開口面積よりも小さく形成され、且つ、その中心軸方向の両端面の中央部におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部を有するフィルタであり、
前記外周目封じ部における目封じの前記中心軸方向内側の端面は、前記一方の端面の中央部における目封じの前記中心軸方向内側の端面よりも、前記中心軸方向の位置が前記中心軸方向内側に配置される請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気浄化触媒は、前記ウォールフロー部にのみ担持されている請求項２から４いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記ハニカム担体は、その中心軸方向の両端面におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部を有するフィルタであり、且つ、
その中心軸方向の両端面の外周部におけるセルの開口部が所定深さ交互に目封じされて形成された外周目封じ部と、該外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に形成された傾斜部又は段差部と、を備え、
排気の流出側端面における前記傾斜部又は段差部が前記保持部材を介して前記ケース部材の内壁に引っ掛かることで前記ケース部材内に保持され、
排気の流入側端面においては前記ケース部材と前記傾斜部又は段差部との間に前記保持部材が介装されない請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記排気浄化触媒は、前記ハニカム担体の中心軸方向の外周部におけるウォールフロー部よりも、前記ハニカム担体の中心軸方向の中央部におけるウォールフロー部に、より多く担持されている請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記ハニカム担体は、その中心軸方向の両端面におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部を有するフィルタであり、且つ、
その中心軸方向の両端面の外周部におけるセルの開口部が所定深さ交互に目封じされて形成された外周目封じ部と、該外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に形成された傾斜部又は段差部と、を備え、
排気の流入側端面における前記傾斜部又は段差部が前記保持部材を介して前記ケース部材の内壁に引っ掛かることで前記ケース部材内に保持され、
排気の流出側端面においては前記ケース部材と前記傾斜部又は段差部との間に前記保持部材が介装されない請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記ハニカム担体は、前記傾斜部又は段差部と、前記中心軸方向の両端面の外周縁とを結び、両端面に対して垂直な垂直部を有する請求項１から８いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記傾斜部又は段差部は、前記外周目封じ部の一部を研削又は切削することで形成された請求項１から９いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記ケース部材は、
前記ハニカム担体の傾斜部又は段差部に沿って形成されたケース傾斜部又はケース段差部と、
前記ケース傾斜部又はケース段差部の近傍に形成され、その内面が外側に向かって凸の凸部と、を備える請求項１から１０いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
排気の流入側端面から流出側端面まで延びて排気の流路となる複数のセルが多孔質の隔壁により区画形成された柱状のハニカム担体に対して、その中心軸方向の両端面のうち少なくとも一方の端面の外周部におけるセルの開口部を所定深さ目封じすることで、外周目封じ部を形成する目封じ工程と、
前記外周目封じ部の一部を研削又は切削することで、前記外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に傾斜部又は段差部を形成する加工工程と、
前記傾斜部又は段差部が形成されたハニカム担体に排気浄化触媒を担持する触媒担持工程と、
前記排気浄化触媒が担持されたハニカム担体を、保持部材を介して前記傾斜部又は段差部が筒状のケース部材の内壁に引っ掛かって保持されるように前記ケース部材内に格納する格納工程と、を有する内燃機関の排気浄化装置の製造方法。
【請求項１３】
前記目封じ工程では、さらに、前記ハニカム担体の中心軸方向の両端面の中央部におけるセルの開口部を、前記外周目封じ部よりも浅い深さで交互に目封じすることで、前記ハニカム担体を、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが隣接するウォールフロー部を有するフィルタとする請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装置の製造方法。
【請求項１４】
前記触媒担持工程では、前記一方の端面の外周部をシールした状態で前記ハニカム担体の前記一方の端面側を、前記排気浄化触媒を含有するスラリー中に浸漬させた後、他方の端面の中央部から吸引することにより、前記ウォールフロー部にのみ前記排気浄化触媒を担持させる請求項１３に記載の内燃機関の排気浄化装置の製造方法。
【請求項１５】
前記目封じ工程では、前記ハニカム担体の前記一方の端面の中央部の目封じ深さを前記外周目封じ部の目封じ深さと略同一とするとともに、他方の端面の中央部の目封じ深さを前記一方の端面の中央部の目封じ深さよりも短くする請求項１４に記載の内燃機関の排気浄化装置の製造方法。
【請求項１６】
前記目封じ工程では、前記ハニカム担体として、前記中心軸方向の両端面の外周部におけるセルの開口面積がその中央部におけるセルの開口面積よりも小さいハニカム担体を用いるとともに、前記外周目封じ部における目封じの前記中心軸方向内側の端面が、前記一方の端面の中央部における目封じの前記中心軸方向内側の端面よりも前記中心軸方向内側に配置されるように目封じする請求項１３又は１４に記載の内燃機関の排気浄化装置の製造方法。
【請求項１７】
前記格納工程では、前記ハニカム担体の傾斜部又は段差部に沿うケース傾斜部又はケース段差部と、これらケース傾斜部又はケース段差部の近傍に形成されその内面が外側に凸の凸部と、を有するケース部材内に、前記排気浄化触媒が担持されたハニカム担体を、保持部材を介して前記傾斜部又は段差部が前記ケース傾斜部又はケース段差部の内壁に引っ掛かって保持されるように格納する請求項１２から１６いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置は、排気浄化触媒が担持されたハニカム担体と、該ハニカム担体を格納する筒状のケース部材と、を含んで構成される。ハニカム担体をケース部材内に格納する際には、ケース部材内でハニカム担体を確実に保持することが重要である。【０００３】
ケース部材内にハニカム担体を保持する技術としては、メッシュリング等を用いた技術が一般的である。また、ハニカム担体の外周側面の少なくとも一部に、径方向外側に突出する凸部を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。この技術によれば、凸部が係止部として機能することで、メッシュリング等の部品を用いることなくハニカム担体をケース部材内で確実に保持できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０５３２２４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４４９５４号公報
【特許文献３】特開２０１４−６４９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１〜３のハニカム担体は、炭化ケイ素（以下、「ＳｉＣ」という。）からなるセグメント構造を有し、次のようにして製造される。先ず、ＳｉＣからなる複数の四角柱状セグメントを組み合わせてアッセンブリ化する。次いで、その外周側面を研削することで、外周側面に凸部を有する円柱状に成形する。その後、触媒担持工程における外周側面からの触媒漏れや使用時における外周側面からの排気漏れを防止するべく、その外周側面にコート剤を塗布することで、外皮を形成する。これにより、特許文献１〜３のハニカム担体が得られる。【０００６】
しかしながら特許文献１〜３のハニカム担体は、その外周側面に凸部を有する比較的複雑な構造を有しているため、その研削工程における研削作業が煩雑となり、製造コストが嵩むという課題がある。【０００７】
また、ＳｉＣとともによく用いられているコーディエライト（以下、「Ｃｄ」という。）からなるハニカム担体は、押出し成形により一体成形した後、焼成することで得られる。焼成時には、外皮も同時に形成される。従って、特許文献１の技術をこのＣｄからなるハニカム担体に適用すると、すでに外皮が形成された外周側面を研削することになるため、研削後に外皮を再形成する必要が生じ、製造コストが嵩む。【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コスト且つ簡単な構造でハニカム担体をケース部材内に確実に保持できる内燃機関の排気浄化装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明は、内燃機関（例えば、後述のガソリンエンジン）の排気通路（例えば、後述の排気管）に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置１）であって、排気の流入側端面（例えば、後述の中心軸Ｘ方向の端面１１０ａ）から流出側端面（例えば、後述の中心軸Ｘ方向の端面１１０ｂ）まで延びて排気の流路となる複数のセルが多孔質の隔壁により区画形成された柱状のハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体１１）と、前記ハニカム担体に担持された排気浄化触媒（例えば、後述の三元触媒）と、保持部材（例えば、後述の保持部材１３）を介して前記ハニカム担体を格納する筒状のケース部材（例えば、後述のケース部材１２）と、を備え、前記ハニカム担体は、その中心軸（例えば、後述の中心軸Ｘ）方向の両端面のうち少なくとも一方の端面の外周部（例えば、後述の径方向外周部Ｐ）におけるセルの開口部（例えば、後述の開口部Ｃａ，Ｃｂ）が所定深さ（例えば、後述の所定深さＤ１）目封じされて形成された外周目封じ部（例えば、後述の外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂ）と、該外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に形成された傾斜部（例えば、後述の傾斜部１１２ａ，１１２ｂ）又は段差部と、を備え、且つ、少なくとも一方の端面における前記傾斜部又は段差部が前記保持部材を介して前記ケース部材の内壁に引っ掛かることで前記ケース部材内に保持されている内燃機関の排気浄化装置を提供する。【００１０】
本発明では、ハニカム担体の中心軸方向の両端面のうち少なくとも一方の端面の外周部におけるセルの開口部を所定深さ目封じすることで、外周目封じ部を形成する。また、該外周目封じ部において、その外周縁側ほど中心軸方向の長さが小さくなる方向に傾斜部又は段差部を形成する。さらには、少なくとも一方の端面における該傾斜部又は段差部が保持部材を介してケース部材の内壁に引っ掛かるようにして、ハニカム担体をケース部材内に保持する。
これにより、ハニカム担体の外周目封じ部に傾斜部又は段差部を設け、該傾斜部又は段差部をケース部材の内壁に引っ掛けるという簡単な構造で、メッシュリング等の部品を用いることなくハニカム担体をケース部材内に確実に保持できる。即ち、従来のように外周側面を研削して凸部を形成する必要が無いため、製造工程が簡素化され、製造コストを削減できる。
特に、コーディエライトからなるハニカム担体を用いた場合にあっては、外皮を再度形成する必要がなくなるため、製造工程がより簡素化され、製造コストをより削減できる。またこの場合には、目封じされた外周目封じ部内に傾斜部又は段差部を形成するため、触媒担持工程における外周側面からの触媒漏れや使用時における外周側面からの排気漏れを確実に防止できる。【００１１】
前記ハニカム担体は、その中心軸方向の両端面の中央部（例えば、後述の径方向中央部Ｃ）におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部（例えば、後述のウォールフロー部Ｗ）を有するフィルタ（例えば、後述のＧＰＦ）であり、前記外周目封じ部の目封じの深さは、前記中央部の目封じの深さよりも深いことが好ましい。【００１２】
この発明では、ハニカム担体として、その中心軸方向に直交する径方向の中央部にウォールフロー部を有するフィルタを用いる。また、外周目封じ部の目封じの深さを、中央部（即ち、ウォールフロー部）の目封じの深さよりも深くする。
これにより、目封じにより圧損が大きくなりケース部材内での保持が困難になるフィルタであっても、十分な目封じ深さを有する外周目封じ部内に傾斜部又は段差部を形成できるため、余分な部品の追加や複雑な加工無しでフィルタをケース部材内で確実に保持できる。【００１３】
前記ハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体５１）は、その中心軸方向の両端面の中央部（例えば、後述の径方向中央部Ｃ）におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部（例えば、後述のウォールフロー部Ｗ）を有するフィルタであり、前記外周目封じ部における目封じの前記中心軸方向内側の端面（例えば、後述の端面５１３ａ）と、前記一方の端面（例えば、後述の一方の端面５１０ａ）の中央部における目封じの前記中心軸方向内側の端面（例えば、後述の端面５１４ａ）は、前記中心軸方向の位置が略同一であり、前記中心軸方向の他方の端面（例えば、後述の他方の端面５１０ｂ）の中央部における目封じの深さは、前記一方の端面の中央部における目封じの深さよりも短いことが好ましい。【００１４】
この発明では、ハニカム担体として、その中心軸方向に直交する径方向の中央部にウォールフロー部を有するフィルタを用いる。また、外周目封じ部における目封じの中心軸方向内側の端面と、一方の端面の中央部における目封じの中心軸方向内側の端面を、中心軸方向の位置が略同一となるように形成する。さらには、中心軸方向の他方の端面の中央部における目封じの深さを、一方の端面の中央部における目封じの深さよりも短くする。
ここで、外周目封じ部の一部を研削又は切削することで傾斜部を形成する場合には、外周目封じ部の目封じ深さをある程度の大きさ確保する必要があるところ、外周目封じ部のみ目封じ深さを長くするには煩雑な工程を要する。その一方で、目封じ工程を簡易化して１回の目封じによって、外周目封じの目封じ深さに合わせて径方向中央部の目封じ深さも長くすると、必要なフィルタ容量を確保できなくなり圧損を招く。
これに対して本発明によれば、外周目封じ部と径方向中央部とを１回の目封じで同時に目封じすることで両部の中心軸方向内側の各端面の位置が略同一の場合（即ち、両部の目封じ深さが同一の場合）であっても、目封じ深さの長い一方の端面において、径方向外周部に傾斜部又は段差部を形成することで目封じを維持でき、外周目封じ部を形成できる。従って、目封じ工程の工数を削減でき、製造コストを抑制できる。
また、他方の端面の目封じ深さを短くすることで、フィルタ容量を確保でき、圧損の悪化を回避できる。【００１５】
前記ハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体４１）は、前記外周目封じ部におけるセルの開口面積が前記一方の端面の中央部におけるセルの開口面積よりも小さく形成され、且つ、その中心軸方向の両端面の中央部（例えば、後述の径方向中央部Ｃ）におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部（例えば、後述のウォールフロー部Ｗ）を有するフィルタであり、前記外周目封じ部における目封じの前記中心軸方向内側の端面（例えば、後述の端面４１３ａ）は、前記一方の端面の中央部における目封じの前記中心軸方向内側の端面（例えば、後述の端面４１４ａ）よりも、前記中心軸方向の位置が前記中心軸方向内側に配置されることが好ましい。【００１６】
この発明では、ハニカム担体として、その中心軸方向に直交する径方向の中央部にウォールフロー部を有するフィルタを用いるとともに、外周目封じ部におけるセルの開口面積を、中央部におけるセルの開口面積よりも小さく形成する。また、外周目封じ部における目封じの中心軸方向内側の端面を、該中央部における目封じの中心軸方向内側の端面よりも、中心軸方向の位置が中心軸方向内側に位置するように配置する。即ち、外周目封じ部の目封じ深さを中央部の目封じ深さよりも深くする。
この発明によれば、外周目封じ部におけるセルの開口面積が中央部におけるセルの開口面積よりも小さいため、目封じ工程において目封じ剤をセル内に流し込む際の毛細管現象により、１回の目封じ工程で外周目封じ部の方が中央部よりも目封じ深さが深いものを製造することができる。即ち、煩雑な工程を要せずに、研削又は切削により傾斜部又は段差部が形成される外周目封じ部の目封じ深さを十分確保することができ、製造コストを削減できる。
また、外周目封じ部の方がセルの開口面積が小さいことから、隣接するセル間の隔壁の厚さを厚くできるため、外周部の機械的強度を向上でき、ハニカム担体の外縁部等の破損を抑制できる。【００１７】
前記排気浄化触媒は、前記ウォールフロー部にのみ担持されていることが好ましい。【００１８】
この発明では、ウォールフロー部にのみ、排気浄化触媒を担持する。即ち、外周目封じ部には、排気浄化触媒を担持しない。
これにより、排気が流通し難い径方向外周部への排気浄化触媒の担持をしないことで、無駄な排気浄化触媒の担持を回避でき、製造コストをより削減できる。【００１９】
前記ハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体６１）は、その中心軸方向の両端面におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部（例えば、後述のウォールフロー部Ｗ１，Ｗ２）を有するフィルタであり、且つ、その中心軸方向の両端面の外周部におけるセルの開口部が所定深さ交互に目封じされて形成された外周目封じ部と、該外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に形成された傾斜部又は段差部（例えば、後述の傾斜部６１２ａ，６１２ｂ）と、を備え、排気の流出側端面における前記傾斜部又は段差部（例えば、後述の傾斜部６１２ｂ）が前記保持部材（例えば、後述の保持部材１３）を介して前記ケース部材（例えば、後述のケース部材１２）の内壁に引っ掛かることで前記ケース部材内に保持され、排気の流入側端面においては前記ケース部材と前記傾斜部又は段差部（例えば、後述の傾斜部６１２ａ）との間に前記保持部材が介装されないことが好ましい。【００２０】
この発明では、ハニカム担体として、その中心軸方向に直交する径方向の中央部及び外周部にウォールフロー部を有するフィルタを用いるとともに、保持部材を、ケース部材とハニカム担体の排気の流入側端面における傾斜部との間に介装せず、ケース部材とハニカム担体の排気の流出側端面における傾斜部との間に介装して排気浄化装置を形成する。また、保持部材で介装されている排気の流出側の傾斜部により、保護部材を介してケース部材のケース傾斜部の内壁に引っ掛かるようにして、ハニカム担体をケース部材内に保持する。
これにより、排気の流入側（上流側）端面における傾斜部にはケース部材との間に保持部材が介装されていないため、径方向外周部におけるウォールフロー部には排気が流入しやすく、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が優先して捕集される。
ここで、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）がハニカム担体内に堆積すると圧損の上昇や排気浄化触媒の閉塞による排気浄化機能の低下を招き、排気浄化装置の寿命を低下させる。特に灰分（ＡＳＨ）は燃焼することなく堆積し続けるため問題となる。
これに対して本発明によれば、径方向外周部におけるウォールフロー部を粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）を優先して捕集する機能を有する捕集部として有効に活用できる。また、径方向外周部におけるウォールフロー部に粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が堆積し圧損が上昇した後は、排気は径方向中央部におけるウォールフロー部に流入し、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が捕集され、また三元浄化触媒により排気浄化されるため、長寿命の排気浄化装置が得られる。【００２１】
前記排気浄化触媒は、前記ハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体６１）の中心軸方向の外周部におけるウォールフロー部（例えば、後述のウォールフロー部Ｗ２）よりも、前記ハニカム担体の中心軸方向の中央部におけるウォールフロー部（例えば、後述のウォールフロー部Ｗ１）に、より多く担持されていることが好ましい。【００２２】
この発明では、ハニカム担体の中心軸方向の外周部におけるウォールフロー部よりも、中心軸方向の内周部におけるウォールフロー部に排気浄化触媒をより多く担持する。【００２３】
この発明によれば、径方向外周部におけるウォールフロー部に担持される三元触媒量を低減することで、圧損が低くなるため、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）がより優先して径方向外周部におけるウォールフロー部に捕集される。従って径方向外周部におけるウォールフロー部の捕集部としての機能がより確実に発揮される。また、径方向外周部におけるウォールフロー部は前述のように捕集部としての機能を主に有するため、三元触媒の担持量を少なく設定しても排気浄化装置全体としての排気浄化機能は殆ど変化しない。従って径方向外周部におけるウォールフロー部に担持させる三元触媒量を少なくすることで、無駄な排気浄化触媒の担持を回避でき、製造コストを抑制できる。【００２４】
前記ハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体７１）は、その中心軸方向の両端面におけるセルの開口部が交互に目封じされ、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが交互に隣接するウォールフロー部（例えば、後述のウォールフロー部Ｗ１，Ｗ２）を有するフィルタであり、且つ、その中心軸方向の両端面の外周部におけるセルの開口部が所定深さ交互に目封じされて形成された外周目封じ部と、該外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に形成された傾斜部又は段差部（例えば、後述の傾斜部７１２ａ，７１２ｂ）と、を備え、排気の流入側端面における前記傾斜部又は段差部（例えば、後述の傾斜部７１２ａ）が前記保持部材を介して前記ケース部材の内壁に引っ掛かることで前記ケース部材内に保持され、排気の流出側端面においては前記ケース部材と前記傾斜部又は段差部（例えば、後述の傾斜部７１２ｂ）との間に前記保持部材が介装されないことが好ましい。【００２５】
この発明では、ハニカム担体として、その中心軸方向に直交する径方向の中央部及び外周部にウォールフロー部を有するフィルタを用いるとともに、保持部材を、ケース部材とハニカム担体の排気の流入側端面における傾斜部との間に介装し、ケース部材とハニカム担体の排気の流出側端面における傾斜部との間に介装せずに排気浄化装置を形成する。また、保持部材で介装されている排気の流入側の傾斜部により、保護部材を介してケース部材のケース傾斜部の内壁に引っ掛かるようにして、ハニカム担体をケース部材内に保持する。
これにより、排気の流入側（上流側）端面における傾斜部にはケース部材との間に保持部材が介装されているため、径方向外周部におけるウォールフロー部には粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が流入することが無い。また、下流側の傾斜部にはケース部材との間に保持部材が介装されていないため、径方向外周部におけるウォールフロー部から下流側に排気が流出しやすい。
ここで、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）がハニカム担体内に堆積すると圧損の上昇や三元触媒の閉塞による排気浄化機能の低下を招き、排気浄化装置の寿命を低下させる。特に灰分（ＡＳＨ）は燃焼することなく堆積し続けるため問題となる。
これに対して本発明によれば、径方向外周部におけるウォールフロー部には、径方向中央部におけるウォールフロー部と同等の量の三元触媒が担持され、且つ粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が流入することが無い。従って径方向中央部におけるウォールフロー部に粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が堆積し圧損が上昇した後は、排気は径方向外周部におけるウォールフロー部に流入し、担持された三元触媒によって排気浄化され下流側に流出しやすい。よって排気浄化装置全体としての圧損の上昇や三元触媒の閉塞による排気浄化機能の低下が抑制され、長寿命の排気浄化装置が得られる。【００２６】
前記ハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体８１）は、前記傾斜部又は段差部（例えば、後述の傾斜部８１２ａ，８１２ｂ）と、前記中心軸方向の両端面（例えば、後述の端面８１０ａ，８１０ｂ）の外周縁とを結び、両端面に対して垂直な垂直部（例えば後述の垂直部８１３ａ，８１３ｂ）を有することが好ましい。【００２７】
この発明では、ハニカム担体は、傾斜部又は段差部と、中心軸方向の両端面の外周縁とを結び、両端面に対して垂直な垂直部を設けて形成される。
この発明によれば、保持部材の位置決めが容易となる。即ち、保持部材の径方向中央部へのはみ出しや、径方向外周部の保持部材による介装が不十分となることを確実に防止できる。従って、より確実な排気浄化機能が得られる。【００２８】
前記傾斜部又は段差部は、前記外周目封じ部の一部を研削又は切削することで形成されたことが好ましい。【００２９】
この発明では、外周目封じ部の一部を研削又は切削することで、傾斜部又は段差部を形成する。これにより、外周目封じ部内で傾斜部又は段差部を確実に形成できるため、触媒担持工程における外周側面からの触媒漏れや使用時における外周側面からの排気漏れを確実に防止できる。【００３０】
前記ケース部材は、前記ハニカム担体の傾斜部又は段差部に沿って形成されたケース傾斜部（例えば、後述するケース傾斜部９２ａ，９２ｂ、１０２ａ，１０２ｂ）又はケース段差部と、前記ケース傾斜部又はケース段差部の近傍に形成され、その内面が外側に凸の凸部（例えば、後述する凸部９２ｃ、９２ｃ）と、を備えることが好ましい。【００３１】
ところで、ケース傾斜部又はケース段差部（以下、単にケース傾斜部ともいう。）を有するケース部材は、例えば次のようにして製造される。
先ず、ケース傾斜部を形成する前の円筒状のケース部材内に、その外周側面全体の全周に亘って保持部材が巻回されたハニカム担体を挿入する。次いで、ケース部材の中心軸方向の両端を、その外周側面側からプレス成形により押圧して縮径することで、ケース傾斜部を形成する。これにより、ケース傾斜部を有するケース部材が製造される。【００３２】
ここで、ケース傾斜部を形成する際に行われるプレス成形では、ケース部材が円筒状であるため、ケース部材に対して外面側からのみ、即ち片側からしかプレス金型を押し当てることができない。そのため従来では、ケース部材がプレス金型の金型面に十分追従することができず、特にＲ部等の成形が困難であり、ケース傾斜部の高い成形精度が得られない。
また、ケース傾斜部がハニカム担体の傾斜部の形状に十分に沿った形状とならないため、ハニカム担体の保持が不十分となるおそれがある。また、ケース傾斜部の周辺において材料の流動が偏る（肉が集まる）ことで、ケース傾斜部にシワが発生するおそれがある。さらには、これら傾斜部周辺における保持部材にもシワが発生し、保持部材のハニカム担体に対する面圧が過大となる結果、ハニカム担体が破損するおそれがある。【００３３】
そこでこの発明では、ケース傾斜部の近傍にその内面が外側に凸の凸部を形成することにより、プレス成形時に流動する材料を意図的に凸部に誘導する。これにより、ハニカム担体の保持機能に影響を及ぼさないケース傾斜部の近傍に意図的に凸部を形成させることで、ケース傾斜部にシワ等が発生するのを回避でき、ケース傾斜部の高い成形（寸法）精度が得られる結果、上記不具合を解消できる。【００３４】
また本発明では、排気の流入側端面から流出側端面まで延びて排気の流路となる複数のセルが多孔質の隔壁により区画形成された柱状のハニカム担体に対して、その中心軸方向の両端面のうち少なくとも一方の端面の外周部におけるセルの開口部を所定深さ目封じすることで、外周目封じ部を形成する目封じ工程（例えば、後述の目封じ工程）と、前記外周目封じ部の一部を研削又は切削することで、前記外周目封じ部においてその外周縁側ほど前記中心軸方向の長さが小さくなる方向に傾斜部又は段差部を形成する加工工程（例えば、後述の加工工程）と、前記傾斜部又は段差部が形成されたハニカム担体に排気浄化触媒を担持する触媒担持工程（例えば、後述の触媒担持工程）と、前記排気浄化触媒が担持されたハニカム担体を、保持部材を介して前記傾斜部又は段差部が筒状のケース部材の内壁に引っ掛かって保持されるように前記ケース部材内に格納する格納工程（例えば、後述の格納工程）と、を有する内燃機関の排気浄化装置の製造方法を提供する。【００３５】
前記目封じ工程では、さらに、前記ハニカム担体の中心軸方向の両端面の中央部におけるセルの開口部を、前記外周目封じ部よりも浅い深さで交互に目封じすることで、前記ハニカム担体を、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと流出側の開口部が目封じされたセルとが隣接するウォールフロー部を有するフィルタとすることが好ましい。【００３６】
前記触媒担持工程では、前記一方の端面の外周部をシールした状態で前記ハニカム担体の前記一方の端面側を、前記排気浄化触媒を含有するスラリー中に浸漬させた後、他方の端面の中央部から吸引することにより、前記ウォールフロー部にのみ前記排気浄化触媒を担持させることが好ましい。【００３７】
前記目封じ工程では、前記ハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体５１）の前記一方の端面（例えば、後述の一方の端面５１０ａ）の中央部の目封じ深さを前記外周目封じ部（例えば、後述の外周目封じ部５１１ａ）の目封じ深さと略同一とするとともに、他方の端面（例えば、後述の他方の端面５１０ｂ）の中央部の目封じ深さを前記一方の端面の中央部の目封じ深さよりも短くすることが好ましい。【００３８】
前記目封じ工程では、前記ハニカム担体として、前記中心軸方向の両端面の外周部におけるセルの開口面積がその中央部におけるセルの開口面積よりも小さいハニカム担体（例えば、後述のハニカム担体４１）を用いるとともに、前記外周目封じ部（例えば、後述の外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂ）における目封じの前記中心軸方向内側の端面（端面４１３ａ，４１３ｂ）が、前記一方の端面の中央部における目封じの前記中心軸方向内側の端面（例えば、後述の端面４１４ａ，４１４ｂ）よりも前記中心軸方向内側に配置されるように目封じすることが好ましい。【００３９】
前記格納工程では、前記ハニカム担体の傾斜部又は段差部に沿うケース傾斜部（例えば、後述のケース傾斜部９２ａ，９２ｂ）又はケース段差部と、これらケース傾斜部又はケース段差部の近傍に形成されその内面が外側に凸の凸部（例えば、後述する凸部９２ｃ）と、を有するケース部材（例えば、後述のケース部材９２）内に、前記排気浄化触媒が担持されたハニカム担体を、保持部材を介して前記傾斜部又は段差部が前記ケース傾斜部又はケース段差部の内壁に引っ掛かって保持されるように格納することが好ましい。【００４０】
これら製造方法の発明によれば、それぞれ対応する上述の排気浄化装置と同様の効果が奏される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、低コスト且つ簡単な構造でハニカム担体をケース部材内に確実に保持できる内燃機関の排気浄化装置及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置の軸方向断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置のハニカム担体の軸方向断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置の軸方向断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置の軸方向断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の斜視図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る排気浄化装置のハニカム担体の軸方向断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る排気浄化装置の製造方法を示す図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る排気浄化装置の軸方向断面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態に係る排気浄化装置の軸方向断面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態に係る排気浄化装置の軸方向断面図である。
【図１３】本発明の第９実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の斜視図である。
【図１４】本発明の第９実施形態に係る排気浄化装置の軸方向断面図である。
【図１５】本発明の第９実施形態に係る排気浄化装置のケース傾斜部をプレス成形により形成する様子を示す断面図である。
【図１６】本発明の第９実施形態に係る排気浄化装置のケース傾斜部及び凸部をスピニング成形により形成する様子を示す断面図である。
【図１７】本発明の第１０実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第２実施形態以後の説明において、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付すとともに、対応する構成については同一の規則性をもって符号を付し、その構成及び効果の説明を省略する。
【００４４】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の斜視図である。本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置１は、図示しない内燃機関（以下、「エンジン」という。）の排気管に設けられ、該排気管を流通する排気中の粒子状物質（以下、「ＰＭ」という。）を捕集するガソリンパティキュレートフィルタ（以下、「ＧＰＦ」という。）である。
【００４５】
排気浄化装置１は、図示しないガソリンエンジンの直下で、該ガソリンエンジンの車両前方側の側面に沿って下方に延びる排気管に設けられる。即ち、排気浄化装置１は、排気の流れ方向を下方に向けた状態で、排気管に設けられる。
図１に示すように、排気浄化装置１は、ハニカム担体１１と、ケース部材１２と、を備える。
【００４６】
ハニカム担体１１は、排気の流入側端面から流出側端面まで貫通して延びて排気の流路となる複数のセルと、これらセルを区画形成する多孔質の隔壁と、を有する。
ハニカム担体１１は、断面が円形の円柱状である。ただし、ハニカム担体は柱状であればよく、例えば径方向断面が、楕円や複数の円弧を有する形状であってもよい。
各セルの形状は、断面が正方形の四角柱状であるが、例えば多角形状であってもよい。
【００４７】
ハニカム担体１１は、コーディエライトからなる多孔質の耐火性セラミックスで形成される。コーディエライトからなるハニカム担体１１は、後述するように押出し成形により一体成形された後、焼成することで得られる。焼成時には、外皮が同時に形成される。従って、本実施形態のハニカム担体１１は、その外周側面が外皮で覆われているため、触媒担持工程で触媒が外周側面から漏れ出したり、使用時に排気が外周側面から漏れ出すことがない。
ハニカム担体１１の気孔（細孔）径や気孔（細孔）率については、その隔壁が排気中のＰＭを濾過する濾過材として機能する範囲内で、適宜設定される。
【００４８】
ハニカム担体１１には、排気を浄化するための排気浄化触媒が担持されている。具体的には、本実施形態のハニカム担体１１には、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化する三元触媒が担持されている。三元触媒としては、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈのうち少なくとも１つの貴金属を含むものが好ましく用いられる。
なお、ハニカム担体１１のより詳細な構造については、後段で詳述する。
【００４９】
ケース部材１２は、断面が円環状の円筒状であり、上述のハニカム担体１１を内部に格納する。ただし、ケース部材１２は、ハニカム担体１１の形状に応じて筒状であればよく、例えば径方向断面が、楕円環や複数の円弧環を有する形状であってもよい。
このケース部材１２は、例えばＳＵＳ等の金属から構成される。
【００５０】
ケース部材１２は、その中心軸Ｘ方向（図１の上下方向）に沿って周方向に２分割されたケース半体１２１，１２２から構成されるクラムシェル方式のケース部材である。図１に示すように、ケース部材１２は、２分割されたケース半体１２１，１２２を、延出部１２０，１２０にて突き合わせ溶接することで、一体化形成される。
なお、延出部１２０，１２０は、各ケース半体の周方向の端縁を外方に屈曲させてフランジ状としたもの同士を突き合わせ溶接することにより形成される。
【００５１】
ここで、図２は、本実施形態に係る排気浄化装置１の軸方向断面図（中心軸Ｘ方向に沿った断面図。以下同じ。）である。
図２に示すように、ハニカム担体１１は、保持部材１３を介してケース部材１２内に格納されている。より詳しくは、ハニカム担体１１は、後述する傾斜部１１２ａ，１１２ｂを含めた外周側面全体の全周に亘って、マット状の保持部材１３が巻回された状態で、ケース部材１２内に格納される。
【００５２】
また、ケース部材１２は、ハニカム担体１１の外形に沿った形状を有し、中心軸方向の両端部、即ち排気の流入側端部と流出側端部がそれぞれ、端部に向かうに従い徐々に縮径するケース傾斜部１２１ａ，１２１ｂとなっている。そのため、格納されたハニカム担体１１は、その傾斜部１１２ａ，１１２ｂが保持部材１３を介してケース部材１２のケース傾斜部１２１ａ，１２１ｂの内壁に引っ掛かることで、ケース部材１２内に保持されている。
【００５３】
保持部材１３は、ハニカム担体１１の外周側面とケース部材１２の内壁との間に介装され、ハニカム担体１１をケース部材１２内に保持する。保持部材１３としては、耐熱性、耐振性及びシール性を有する材質が用いられる。具体的には、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、セラミックガラス繊維等のセラミック繊維の他、金属メッシュ等が用いられる。
【００５４】
次に、図３を参照しながら、ハニカム担体１１のより詳細な構造について説明する。図３は、本実施形態に係る排気浄化装置１のハニカム担体１１の軸方向断面図である。図３において、黒い部分は目封じ剤により目封じされた部分を示している。
図３に示すように、ハニカム担体１１は、その径方向（中心軸Ｘ方向に直交する方向で図１の左右方向）の外周部と中央部の構造が相違する特徴を有している。
【００５５】
具体的には、ハニカム担体１１は、その中心軸Ｘ方向の両端面１１０ａ，１１０ｂの外周部（径方向外周部Ｐ）における複数のセルの開口部Ｃａ、Ｃｂが、中心軸Ｘ方向に所定深さＤ１目封じされて形成された外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂを有する。この外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂは、全周に亘って形成されている。
【００５６】
この外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの径方向の幅（径方向外周部Ｐの径方向長さ）は、１０ｍｍ以下であることが好ましい。外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの径方向の幅が１０ｍｍ以下であれば、ハニカム担体１１のフィルタとしての機能が損なわれることがない。
【００５７】
外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂは、隣接する複数のセルの開口部Ｃａ，Ｃｂが交互に目封じされている。即ち、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂは、排気の流入側の開口部Ｃａが目封じされたセルと、流出側の開口部Ｃｂが目封じされたセルと、が交互に市松状に隣接するウォールフロー構造となっている。
なお、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂでは、後述の径方向中央部Ｃのウォールフロー部Ｗの目封じ剤と同様の目封じ剤により目封じされる。目封じ剤としては、例えばコーディエライト粉末と接着剤等とを混合してなる従来公知の目封じ剤が用いられる。
【００５８】
また、ハニカム担体１１は、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂにおいて、その外周縁側ほど中心軸Ｘ方向の長さが小さくなる方向に傾斜する傾斜平面が形成された傾斜部１１２ａ，１１２ｂを有する。これら傾斜部１１２ａ，１１２ｂは、後述する製造方法により、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの一部を研削することで形成される。
【００５９】
傾斜部１１２ａ，１１２ｂの中心軸Ｘ方向の長さは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。また、傾斜部１１２ａ，１１２ｂの径方向の幅は、ハニカム担体１１の直径の３０％以下であることが好ましい。また、傾斜部１１２ａ，１１２ｂの傾斜角度は、１５〜８０°であることが好ましい。これらの要件を満たすことにより、傾斜部１１２ａ，１１２ｂが保持部材１３を介してケース部材１２のケース傾斜部１２１ａ，１２１ｂの内壁に確実に引っ掛かるようになる結果、ハニカム担体１１がケース部材１２内に確実に保持される。
【００６０】
ここで、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの目封じの深さＤ１は、後述する径方向中央部Ｃの目封じの深さＤ２よりも深く設定されている。具体的には、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの目封じの深さＤ１は、傾斜部１１２ａ，１１２ｂ（傾斜平面）の中心軸Ｘ方向の距離よりも大きく設定されている。これにより、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂ内において、傾斜部１１２ａ，１１２ｂを形成することが容易となっている。
【００６１】
また、ハニカム担体１１は、中心軸Ｘ方向の両端面１１０ａ，１１０ｂの中央部（径方向中央部Ｃ）におけるセルの開口部が交互に目封じされている。即ち、ハニカム担体１１は、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと、流出側の開口部が目封じされたセルと、が交互に市松状に隣接するウォールフロー部Ｗを有するフィルタである。
なお、上述した通り、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの目封じの深さＤ１の方が、径方向中央部Ｃの目封じの深さＤ２よりも深く設定されている。
【００６２】
また、ハニカム担体１１は、径方向中央部Ｃにのみ上述の三元触媒が担持されており、径方向外周部Ｐには三元触媒は担持されていない。即ち、排気が流通し難い径方向外周部Ｐには三元触媒を担持せず、主として排気が流通する径方向中央部Ｃにのみ三元触媒を担持することで、無駄な触媒の使用が回避されている。
【００６３】
次に、図４を参照しながら、本実施形態に係る排気浄化装置１の製造方法について説明する。図４は、本実施形態に係る排気浄化装置１の製造方法を示す図である。図４に示すように、本実施形態に係る排気浄化装置１の製造方法は、（ａ）成形工程と、（ｂ）目封じ工程と、（ｃ）加工工程と、（ｄ）触媒担持工程と、図示しない格納工程と、を備える。
【００６４】
先ず、図４の（ａ）に示す成形工程では、コーディエライトからなる円柱状のハニカム担体を、押出し成形により一体成形する。これにより、排気の流入側端面から流出側端面まで貫通して延びて排気の流路となる複数のセルと、これらセルを区画形成する多孔質の隔壁と、を有するハニカム担体１１が得られる。
【００６５】
次いで、図４の（ｂ）に示す目封じ工程では、成形工程で成形されたハニカム担体１１に対して、その中心軸Ｘ方向の両端面の外周部（径方向外周部Ｐ）におけるセルの開口部Ｃａ，Ｃｂを所定深さＤ１目封じすることで、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂを形成する。このとき、セルの開口部Ｃａ，Ｃｂを交互に目封じすることで、排気の流入側の開口部Ｃａが目封じされたセルと、流出側の開口部Ｃｂが目封じされたセルと、が交互に市松状に隣接したウォールフロー構造が径方向外周部Ｐに形成される。
【００６６】
同時に、この目封じ工程では、ハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向の両端面の中央部（径方向中央部Ｃ）におけるセルの開口部を、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂよりも浅い深さで交互に目封じする。これにより、目封じ深さが外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂよりも浅く、排気の流入側の開口部が目封じされたセルと、流出側の開口部が目封じされたセルと、が隣接するウォールフロー部Ｗが形成される。即ち、ハニカム担体１１がフィルタ化される。
【００６７】
なお、この目封じ工程では、上述した従来公知の目封じ剤が用いられる。目封じの具体的手順としては、先ず、ハニカム担体１１の各セルの開口位置に対応して、交互に市松状に開口が設けられたマスキングを、ハニカム担体１１の端面上に配置する。次いで、その上から目封じ剤を流し込むことにより、交互に市松状にセルの開口部内に目封じ剤が充填されて目封じされる。このとき、目封じ深さは、目封じ剤の量と目封じ時間等を調整することにより、調整される。
【００６８】
次いで、図４の（ｃ）に示す加工工程では、目封じ工程で目封じされたハニカム担体１１の外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの一部を研削又は切削することで、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂにおいてその外周縁側ほど中心軸Ｘ方向の長さが小さくなる方向に傾斜部１１２ａ，１１２ｂを形成する。加工方法としては、より精度の高い加工が可能である観点から、研削が好ましく採用される。
【００６９】
次いで、図４（ｄ）に示す触媒担持工程では、傾斜部１１２ａ，１１２ｂが形成されたハニカム担体１１に、三元触媒を担持する。より詳しくは、径方向中央部Ｃのウォールフロー部Ｗにのみ、三元触媒を担持する。
具体的手順としては、先ず、ハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向の一方の端面の外周部（径方向外周部Ｐ）をクランプシール部材５０，５０でシールした状態で、三元触媒を含有するスラリー６０中に浸漬させる。次いで、他方の端面の径方向中央部Ｃから吸引する。これにより、ウォールフロー部Ｗにのみ三元触媒が担持される。
【００７０】
次いで、図示しない格納工程では、触媒担持工程で三元触媒が担持されたハニカム担体１１を、保持部材１３を介して傾斜部１１２ａ，１１２ｂがケース部材１２の内壁に引っ掛かって保持されるようにして、ケース部材１２内に格納する。
以上により、排気浄化装置１が製造される。
【００７１】
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、ハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向の両端面１１０ａ，１１０ｂの径方向外周部Ｐにおけるセルの開口部Ｃａ，Ｃｂを所定深さＤ１目封じすることで、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂを形成した。また、該外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂにおいて、その外周縁側ほど中心軸Ｘ方向の長さが小さくなる方向に傾斜部１１２ａ，１１２ｂを形成した。さらには、該傾斜部１１２ａ，１１２ｂが保持部材１３を介してケース部材１２の内壁に引っ掛かるようにして、ハニカム担体１１をケース部材１２内に保持した。
これにより、ハニカム担体１１の外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂに傾斜部１１２ａ，１１２ｂを設け、該傾斜部１１２ａ，１１２ｂをケース部材１２の内壁に引っ掛けるという簡単な構造で、メッシュリング等の部品を用いることなくハニカム担体１１をケース部材１２内に確実に保持できる。即ち、従来のように外周側面を研削して凸部を形成する必要が無いため、製造工程が簡素化され、製造コストを削減できる。
特に、コーディエライトからなるハニカム担体１１を用いた場合にあっては、外皮を再度形成する必要がなくなるため、製造工程がより簡素化され、製造コストをより削減できる。またこの場合には、目封じされた外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂ内に傾斜部１１２ａ，１１２ｂを形成するため、触媒担持工程における外周側面からの触媒漏れや使用時における外周側面からの排気漏れを確実に防止できる。
【００７２】
また本実施形態では、ハニカム担体１１として、その中心軸Ｘ方向に直交する径方向中央部Ｃにウォールフロー部Ｗを有するＧＰＦを用いた。また、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの目封じの深さＤ１を、径方向中央部Ｃ（即ち、ウォールフロー部Ｗ）の目封じの深さＤ２よりも深くした。
これにより、目封じにより圧損が大きくなりケース部材１２内での保持が困難になるＧＰＦであっても、十分な目封じ深さＤ１を有する外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂ内に傾斜部１１２，１１２ｂを形成できるため、余分な部品の追加や複雑な加工無しでＧＰＦをケース部材１２内で確実に保持できる。
【００７３】
また本実施形態では、ウォールフロー部Ｗにのみ、三元触媒を担持した。即ち、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂへの三元触媒の担持を避けた。
これにより、排気が流通し難い径方向外周部Ｐに三元触媒を担持しないことで、無駄な三元触媒の担持を回避でき、製造コストをより削減できる。
【００７４】
また本実施形態では、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂの一部を研削することで、傾斜部１１２ａ，１１２ｂを形成した。これにより、外周目封じ部１１１ａ，１１１ｂ内で傾斜部１１２ａ，１１２ｂを確実に形成できるため、触媒担持工程における外周側面からの触媒漏れや使用時における外周側面からの排気漏れを確実に防止できる。
【００７５】
また本実施形態では、上述の通り成形工程と、目封じ工程と、加工工程と、触媒担持工程と、格納工程と、を有する製造方法に従って、排気浄化装置１を製造した。これにより、上述の各効果と同様の効果が奏される。
【００７６】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置２の軸方向断面図である。
図５に示すように、本実施形態に係る排気浄化装置２は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、外周目封じ部２１１ａ，２１１ｂの構成が相違する以外は、同一の構成である。
【００７７】
具体的には、本実施形態の外周目封じ部２１１ａ，２１１ｂは、複数のセルの開口部Ｃａ，Ｃｂが全て目封じされている点が、第１実施形態と相違する。即ち、本実施形態の径方向外周部Ｐは、ウォールフロー構造とはなっていない。
本実施形態によれば、第１実施形態の効果と同様の効果が奏される。
【００７８】
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置３の軸方向断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係る排気浄化装置３は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、ハニカム担体３１の径方向中央部Ｃが目封じされていない点が相違する以外は、同一の構成である。即ち、本実施形態のハニカム担体３１は、フィルタではなく、フロースルー型の触媒コンバータである。
本実施形態によれば、第１実施形態の効果と同様の効果が奏される。
なお本実施形態では、担持される排気浄化触媒としては、三元触媒に限定されず、酸化触媒やＮＯｘ触媒等の各種排気浄化触媒を用いることができる。
【００７９】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る排気浄化装置は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、ハニカム担体４１の構成が相違する以外は、同一の構成である。以下、ハニカム担体４１の構成について、図７を参照しながら説明する。ここで、図７は、本実施形態に係る排気浄化装置の製造方法を示す図である。
【００８０】
図７に示すように、本実施形態に係る排気浄化装置の製造方法は、（ａ）成形工程と、（ｂ）目封じ工程と、（ｃ）加工工程と、（ｄ）触媒担持工程と、図示しない格納工程と、を備える。本実施形態に係る排気浄化装置の製造方法は、第１実施形態と比べて、（ａ）成形工程及び（ｂ）目封じ工程が相違する。
【００８１】
本実施形態の（ａ）成形工程では、セルの開口面積が均一である第１実施形態のハニカム担体１１と異なり、外周部のセルの開口面積が中央部のセルの開口面積よりも小さいハニカム担体４１を成形する。具体的には、本成形工程で用いる図示しないハニカム担体成形用口金の成形面側のスリット幅を、中央部よりも外周部の方が大きくなるように調整することにより、本実施形態のハニカム担体４１が得られる。
【００８２】
このように、本実施形態のハニカム担体４１は、径方向外周部Ｐを構成するセルの開口面積が径方向中央部Ｃを構成するセルの開口面積よりも小さい点が、第１実施形態のハニカム担体１１と相違する。これにより、後述する（ｂ）目封じ工程で目封じ剤をセル内に流し込む際に生じる毛細管現象によって、径方向外周部Ｐの方が径方向中央部Ｃよりも目封じ剤がより強い力で引き込まれる。その結果、１回の目封じ工程により、径方向中央部Ｃよりも径方向外周部Ｐの方が目封じ深さを深くでき、外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面４１３ａ，４１３ｂが、径方向中央部Ｃにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面４１４ａ，４１４ｂよりも、中心軸Ｘ方向の位置が中心軸Ｘ方向内側に配置される。
【００８３】
本実施形態の（ｂ）目封じ工程では、第１実施形態と比べて、目封じに用いるマスキングの構成が相違する。具体的には、本実施形態で用いるマスキング４０は、ハニカム担体４１のセルの大きさに対応した複数の開口を有し、外周部４０Ｐの開口面積が中央部４０Ｃの開口面積よりも小さく設定されている点が相違する。これにより、ハニカム担体４１の目封じが可能となっている。
【００８４】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果が奏される。
即ち本実施形態では、ハニカム担体４１として、その中心軸Ｘ方向に直交する径方向中央部Ｃにウォールフロー部Ｗを有するＧＰＦを用いるとともに、外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂにおけるセルの開口面積を、径方向中央部Ｃにおけるセルの開口面積よりも小さく形成した。またこれにより、外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面４１３ａ，４１３ｂが、径方向中央部Ｃにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面４１４ａ，４１４ｂよりも、中心軸Ｘ方向の位置が中心軸Ｘ方向内側に位置するように配置した。即ち、外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂの目封じ深さを径方向中央部Ｃの目封じ深さよりも深くした。
本実施形態によれば、外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂにおけるセルの開口面積が径方向中央部Ｃにおけるセルの開口面積よりも小さいため、目封じ工程において目封じ剤をセル内に流し込む際の毛細管現象により、１回の目封じ工程で外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂの方が径方向中央部Ｃよりも目封じ深さが深いものを製造することができる。即ち、煩雑な工程を要せずに、研削又は切削により傾斜部４１２ａ，４１２ｂが形成される外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂの目封じ深さを十分確保することができ、製造コストを削減できる。
また、外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂの方がセルの開口面積が小さいことから、隣接するセル間の隔壁の厚さを厚くできるため、径方向外周部Ｐの機械的強度を向上でき、ハニカム担体４１の外縁部等の破損を抑制できる。
【００８５】
また本実施形態では、排気浄化装置の製造方法における（ｂ）目封じ工程において、中心軸Ｘ方向の両端面の径方向外周部Ｐにおけるセルの開口面積がその径方向中央部Ｃにおけるセルの開口面積よりも小さいハニカム担体４１を用いるとともに、外周目封じ部４１１ａ，４１１ｂにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面４１３ａ，４１３ｂが、径方向中央部Ｃにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面４１４ａ，４１４ｂよりも中心軸方向内側に配置されるように目封じした。これにより、上述の効果と同様の効果が奏される。
【００８６】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係る排気浄化装置は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、ハニカム担体５１の構成が相違する以外は、同一の構成である。以下、ハニカム担体５１の構成について、図８を参照しながら説明する。ここで、図８は、本実施形態に係るハニカム担体５１の軸方向断面図である。
【００８７】
図８に示すように本実施形態に係るハニカム担体５１は、第１実施形態のハニカム担体１１と比べて、一方の端面５１０ａにおいて、外周目封じ部５１１ａにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面５１３ａの中心軸Ｘ方向の位置と、径方向中央部Ｃにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面５１４ａの中心軸Ｘ方向の位置が略同一となっている点が相違する。
また、外周目封じ部５１１ａは、第１実施形態のハニカム担体１１の外周目封じ部１１１ａと異なり、全てのセルの開口が目封じされている。
【００８８】
同様に、本実施形態に係るハニカム担体５１は、第１実施形態のハニカム担体１１と比べて、中心軸Ｘ方向の他方の端面５１０ｂにおいても、外周目封じ部５１１ｂにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面５１３ｂの中心軸Ｘ方向の位置と、径方向中央部Ｃにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面５１４ｂの中心軸Ｘ方向の位置が略同一となっている点が相違する。
【００８９】
さらには、本実施形態に係るハニカム担体５１は、第１実施形態のハニカム担体１１と比べて、他方の端面５１０ｂの径方向中央部Ｃにおける目封じの深さが、一方の端面５１０ａの径方向中央部Ｃにおける目封じの深さよりも短い点が相違する。
なお、本実施形態に係るハニカム担体５１では、第１実施形態のハニカム担体１１と異なり、他方の端面５１０ｂの傾斜部５１２ｂの径方向外側は目封じされていない。即ち、外周目封じ部５１１ｂは、傾斜部５１２ｂの径方向内側の一部にしか設けられていない。
【００９０】
ハニカム担体５１の構成について、図９を参照してさらに詳しく説明する。
ここで、図９は、本実施形態に係る排気浄化装置の製造方法を示す図である。図９に示すように、本実施形態に係る排気浄化装置の製造方法は、第１実施形態と同様に、（ａ）成形工程と、（ｂ）目封じ工程と、（ｃ）加工工程と、（ｄ）触媒担持工程と、図示しない格納工程と、を備える。本実施形態に係る排気浄化装置の製造方法は、第１実施形態と比べて、（ｂ）目封じ工程、（ｃ）加工工程及び（ｄ）触媒担持工程が相違する。
【００９１】
本実施形態の（ｂ）目封じ工程では、第１実施形態と異なり、一方の端面５１０ａ及び他方の端面５１０ｂいずれにおいても、その径方向中央部Ｃにおける目封じ深さと径方向外周部Ｐ（外周目封じ部５１１ａ）における目封じ深さを略同一とする。またこのとき、他方の端面５１０ｂにおける目封じ深さが、一方の端面５１０ａにおける目封じ深さよりも短くなるように、セルに流し込む目封じ剤の量を調整する。
【００９２】
また本実施形態の（ｂ）目封じ工程では、第１実施形態と異なり、一方の端面５１０ａをマスキングする際には、径方向外周部がハニカム担体５１のセルに対応して全て開口した図示しないマスキングを用いる。これにより、一方の端面５１０ａの外周目封じ部５１１ａを全目封じする。
【００９３】
本実施形態の（ｃ）加工工程では、第１実施形態と同様に、両端面の径方向外周部Ｐを研削／切削することにより、傾斜部５１２ａ，５１２ｂを形成する。ただしこのとき、本実施形態では他方の端面５１０ｂの目封じ深さが短いため、中心軸Ｘ方向の研削／切削長さが他方の端面５１０ｂにおける目封じ深さよりも長くなる。そのため本実施形態では、他方の端面５１０ｂの傾斜部５１２ｂの径方向外側の一部においてセルが目封じされずに開口したハニカム担体５１が得られる。
【００９４】
本実施形態の（ｄ）触媒担持工程では、他方の端面５１０ｂよりも目封じ深さが長い一方の端面５１０ａ側を、スラリー６０中に浸漬させ、他方の端面５１０ｂの径方向中央部Ｃから吸引を実行する。このとき、一方の端面５１０ａの外周目封じ部５１１ａは全目封じされているため、径方向外周部Ｐに三元触媒が侵入するのがより確実に回避され、ウォールフロー部Ｗにのみ三元触媒が担持される。
【００９５】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果が奏される。
本実施形態では、ハニカム担体５１として、その中心軸Ｘ方向に直交する径方向中央部Ｃにウォールフロー部Ｗを有するＧＰＦを用いるとともに、外周目封じ部５１１ａにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面５１３ａと、一方の端面５１０ａの径方向中央部Ｃにおける目封じの中心軸Ｘ方向内側の端面５１４ａを、中心軸Ｘ方向の位置が略同一となるように形成した。さらには、中心軸Ｘ方向の他方の端面５１０ｂの径方向中央部Ｃにおける目封じの深さを、一方の端面５１０ａの径方向中央部Ｃにおける目封じの深さよりも短くした。
ここで、外周目封じ部の一部を研削又は切削することで傾斜部を形成する場合には、外周目封じ部の目封じ深さをある程度の大きさ確保する必要があるところ、外周目封じ部のみ目封じ深さを長くするには煩雑な工程を要する。その一方で、目封じ工程を簡易化して１回の目封じによって、外周目封じの目封じ深さに合わせて径方向中央部の目封じ深さも長くすると、必要なフィルタ容量を確保できなくなり圧損を招く。
これに対して本実施形態によれば、外周目封じ部５１１ａと径方向中央部Ｃとを１回の目封じで同時に目封じすることで両部の中心軸方向内側の各端面５１３ａ，５１４ａの位置が略同一の場合（即ち、両部の目封じ深さが同一の場合）であっても、目封じ深さの長い一方の端面５１０ａにおいて、径方向外周部Ｐに傾斜部５１２ａを形成することで目封じを維持でき、外周目封じ部５１１ａを形成できる。従って、目封じ工程の工数を削減でき、製造コストを抑制できる。
また、他方の端面５１０ｂの目封じ深さを短くすることで、フィルタ容量を確保でき、圧損の悪化を回避できる。
さらには、本実施形態のハニカム担体５１の一方の端面５１０ａ側を排気流出側（下流側）に配置し、他方の端面５１０ｂ側を排気流入側（上流側）に配置することにより、全目封じされた一方の端面５１０ａの外周目封じ部５１１ａが下流側に配置されることとなるため、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が下流側に流出するのをより確実に回避できる。
【００９６】
また本実施形態によれば、排気浄化装置の製造方法における目封じ工程において、ハニカム担体５１の一方の端面５１０ａの径方向中央部Ｃの目封じ深さを外周目封じ部５１１ａの目封じ深さと略同一とするとともに、他方の端面５１０ｂの径方向中央部Ｃの目封じ深さを一方の端面５１０ａの径方向中央部Ｃの目封じ深さよりも短くした。これにより、上述の効果と同様の効果が奏される。
【００９７】
［第６実施形態］
図１０は、本発明の第６実施形態に係る排気浄化装置６の軸方向断面図である。
図１０に示すように、本実施形態に係る排気浄化装置６は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、保持部材１３及びウォールフロー部Ｗ１，Ｗ２の構成が相違する以外は、同一の構成である。
【００９８】
具体的には、図１０に示すように本実施形態の排気浄化装置は、第１実施形態の排気浄化装置と比べて、保持部材１３が、ケース部材１２とハニカム担体６１の一方の端面６１０ａにおける傾斜部６１２ａとの間に介装されていない点が相違する。即ち、本実施形態の排気浄化装置６は、ハニカム担体６１の一方の端面６１０ａを排気流入側（上流側）に配置することにより、保持部材１３が介装されていない径方向外周部Ｐに排気が流入しやすい構成となっている。
【００９９】
また、本実施形態に係るハニカム担体６１は、第１実施形態のハニカム担体１１と同様、径方向中央部Ｃにおけるウォールフロー部Ｗ１だけでなく径方向外周部Ｐにもウォールフロー部Ｗ２を有するが、ウォールフロー部Ｗ１，Ｗ２いずれにも三元触媒が担持されている点が相違する。但し、ウォールフロー部Ｗ２に担持されている三元触媒の量は、ウォールフロー部Ｗ１に担持されている三元触媒よりも少ない。
【０１００】
本実施形態に係る排気浄化装置６の製造方法は、第１実施形態に係る排気浄化装置１の製造方法と比較して、（ｄ）触媒担持工程のみが相違する。
【０１０１】
本実施形態の（ｄ）触媒担持工程では、径方向中央部Ｃにおけるウォールフロー部Ｗ１よりも径方向外周部Ｐにおけるウォールフロー部Ｗ２に担持される三元触媒量が少なくなるように三元触媒を担持する。
具体的手順としては、先ず、ハニカム担体６１の中心軸Ｘ方向の一方の端面の外周部（径方向外周部Ｐ）をクランプシール部材でシールした状態で、三元触媒を含有するスラリー中に浸漬させる。次いで、いずれか一方の端面の径方向中央部Ｃから吸引する。さらに、クランプシール部材を外し、再度同様に吸引する。
あるいは、径方向中央部Ｃよりも径方向外周部Ｐの吸引力を低く設定して吸引を実行する。
これにより、径方向外周部Ｐに担持される三元触媒量が径方向中央部Ｃに担持される三元触媒量よりも少ないハニカム担体６１が得られる。
【０１０２】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果が奏される。
即ち本実施形態における排気浄化装置６においては、保持部材１３が、ケース部材１２とハニカム担体６１の一方の端面６１０ａにおける傾斜部６１２ａとの間に介装されず、ケース部材１２と他方の端面６１０ｂにおける傾斜部６１２ｂの間に介装されている。また、下流側の傾斜部６１２ｂは保持部材１３で介装されているため、保護部材１３を介してケース部材１２のケース傾斜部１２１ｂの内壁に引っ掛かることで、ハニカム担体６１はケース部材１２内に保持される。このハニカム担体６１の一方の端面６１０ａを排気流入側（上流側）に配置することで、保持部材１３が介装されていない傾斜部６１２ａから径方向外周部Ｐにおけるウォールフロー部Ｗ２に排気が流入しやすい。
ここで、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）がハニカム担体内に堆積すると圧損の上昇や三元触媒の閉塞による排気浄化機能の低下を招き、排気浄化装置の寿命を低下させる。特に灰分（ＡＳＨ）は燃焼することなく堆積し続けるため問題となる。
これに対して本実施形態によれば、排気が流入しやすい径方向外周部Ｐにおけるウォールフロー部Ｗ２に、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が優先して捕集される。即ちウォールフロー部Ｗ２を、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）捕集機能を有する捕集部として有効に活用できる。ウォールフロー部Ｗ２に粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が堆積し圧損が上昇した後は、排気はウォールフロー部Ｗ１に流入し、ウォールフロー部Ｗ１により粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が捕集され、また三元浄化触媒により排気浄化されるため、長寿命の排気浄化装置が得られる。
さらには、本実施形態のハニカム担体６１では、ウォールフロー部Ｗ２に担持される三元触媒量がウォールフロー部Ｗ１に担持される三元触媒量よりも少ない。ウォールフロー部Ｗ２に担持される三元触媒量を低減することで、ウォールフロー部Ｗ２の圧損が低くなるため、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）がより優先してウォールフロー部Ｗ２に捕集される。従ってウォールフロー部Ｗ２の捕集部としての機能がより確実に発揮される。また、ウォールフロー部Ｗ２は前述のように捕集部としての機能を主に有するため、三元触媒の担持量を少なく設定しても排気浄化装置全体としての排気浄化機能は殆ど変化しない。従ってウォールフロー部Ｗ２に担持させる三元触媒量を少なくすることで、無駄な排気浄化触媒の担持を回避でき、製造コストを抑制できる。
【０１０３】
［第７実施形態］
図１１は、本発明の第７実施形態に係る排気浄化装置７の軸方向断面図である。
図１１に示すように、本実施形態に係る排気浄化装置７は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、保持部材１３及びウォールフロー部Ｗ１，Ｗ２の構成が相違する以外は、同一の構成である。
【０１０４】
具体的には、図１１に示すように本実施形態の排気浄化装置は、第１実施形態の排気浄化装置と比べて、保持部材１３が、ケース部材１２とハニカム担体７１の他方の端面７１０ｂにおける傾斜部７１２ｂとの間に介装されていない点が相違する。即ち、本実施形態の排気浄化装置７は、ハニカム担体７１の他方の端面７１０ｂを排気流出側に配置することにより、保持部材１３が介装されていない径方向外周部Ｐから排気が流出しやすい構成となっている。
【０１０５】
また、本実施形態に係るハニカム担体７１は、第１実施形態のハニカム担体１１と同様、径方向中央部Ｃにおけるウォールフロー部Ｗ１だけでなく径方向外周部Ｐにもウォールフロー部Ｗ２を有するが、ウォールフロー部Ｗ１，Ｗ２いずれにも三元触媒が担持されている点が相違する。
なお、第６実施形態のハニカム担体６１とは異なり、ウォールフロー部Ｗ１に担持されている三元触媒とウォールフロー部Ｗ２に担持されている三元触媒の量は同等である。
【０１０６】
本実施形態に係る排気浄化装置７の製造方法は、第１実施形態に係る排気浄化装置１の製造方法と比較して、（ｄ）触媒担持工程のみが相違する。
具体的には、本実施形態の（ｄ）触媒担持工程では、径方向中央部Ｃにおけるウォールフロー部Ｗ１と径方向外周部Ｐにおけるウォールフロー部Ｗ２に担持される三元触媒量が同等となるように三元触媒を担持する。
【０１０７】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果が奏される。
即ち本実施形態における排気浄化装置７においては、保持部材１３が、ケース部材１２とハニカム担体７１の一方の端面７１０ａにおける傾斜部７１２ａとの間に介装され、ケース部材１２と他方の端面７１０ｂにおける傾斜部７１２ｂの間には介装されていない。さらにハニカム担体７１の一方の端面７１０ａを排気流入側（上流側）に配置することで、保持部材１３が介装されている傾斜部７１２ａから径方向外周部Ｐにおけるウォールフロー部Ｗ２に粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が流入することが無い。また、下流側の傾斜部７１２ｂは保持部材１３が介装されていないため、ウォールフロー部Ｗ２から下流側に排気が流出しやすい。
ここで、粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）がハニカム担体内に堆積すると圧損の上昇や三元触媒の閉塞による排気浄化機能の低下を招き、排気浄化装置の寿命を低下させる。特に灰分（ＡＳＨ）は燃焼することなく堆積し続けるため問題となる。
これに対して本実施形態によれば、ウォールフロー部Ｗ２にはウォールフロー部Ｗ１と同等の量の三元触媒が担持され、且つ粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が流入することが無い。従ってウォールフロー部Ｗ１に粒子状物質（ＰＭ）や灰分（ＡＳＨ）が堆積し圧損が上昇した後は、排気はウォールフロー部Ｗ２に流入し、ウォールフロー部Ｗ２に担持された三元触媒によって排気浄化され下流側に流出しやすい。よって排気浄化装置全体としての圧損の上昇や三元触媒の閉塞による排気浄化機能の低下が抑制され、長寿命の排気浄化装置が得られる。
【０１０８】
［第８実施形態］
図１２は、本実施形態に係る排気浄化装置８の軸方向断面図である。
本発明の第８実施形態に係る排気浄化装置８は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、ハニカム担体８１の構成が相違する以外は、同一の構成である。
【０１０９】
図１２に示すように本実施形態に係るハニカム担体８１は、傾斜部８１２ａ，８１２ｂと、中心軸Ｘ方向の端面８１０ａ，８１０ｂとの外周縁とを結び、両端面に対して垂直な垂直部８１３ａ，８１３ｂを有する。
【０１１０】
本実施形態によれば、第１実施形態の効果と同様の効果が奏される。また、ハニカム担体８１が垂直部８１３ａ，８１３ｂを有することにより、保持部材１３の位置決めが容易となる。特にハニカム担体８１をケース部材１２へ格納する際の保持部材１３の径方向中央部Ｃへのはみ出しや、径方向外周部Ｐの保持部材１３による介装が不十分となることを確実に防止できる。従って、より確実な排気浄化機能が得られる。
【０１１１】
［第９実施形態］
本発明の第９実施形態に係る排気浄化装置９は、第１実施形態に係る排気浄化装置１と比べて、ケース部材９２の構成が相違する以外は、第１実施形態と同一の構成である。以下、ケース部材９２の構成について、図１３及び図１４を参照して説明する。ここで、図１３は、本発明の第９実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置９の斜視図である。図１４は、本発明の第９実施形態に係る排気浄化装置９の軸方向断面図である。
【０１１２】
図１３及び図１４に示すように、本実施形態のケース部材９２は、クラムシェル方式の第１実施形態のケース部材１２とは異なり、円筒状のケース部材の中心軸Ｘ方向の両端（排気の流入側端部及び流出側端部）を縮径することにより形成される所謂シュリンク方式のケース部材である。
このケース部材９２は、第１実施形態のケース部材１２と同様に、ハニカム担体１１の傾斜部１１２ａ，１１２ｂに沿って形成されたケース傾斜部９２ａ，９２ｂを備える。即ち、ケース部材９２の中心軸Ｘ方向の両端には、ケース部材９２の開口側（排気の流入側又は流出側）に向かうに従い徐々に縮径する方向に傾斜する傾斜平面が形成されたケース傾斜部９２ａ，９２ｂが設けられている。
【０１１３】
また図１３及び図１４に示すように、ケース部材９２は、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂの近傍に形成されその内面が外側に凸の凸部９２ｃ，９２ｃを備える。
これら凸部９２ｃ，９２ｃは、それぞれ、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂからケース部材９２の開口側とは反対側（即ちハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向内側）の近傍において、周方向に延びて全周に亘って形成されている。また、これら凸部９２ｃ，９２ｃは、その内面が外側に凸となるように、ケース部材９２の外面から外側に突出して形成されている。
【０１１４】
凸部９２ｃ，９２ｃの太さは、３ｍｍ以上であることが好ましい。凸部９２ｃ，９２ｃの太さがこの範囲内であれば、後述するようにケース傾斜部９２ａ，９２ｂを成形する際に流動する材料を凸部９２ｃ，９２ｃに逃すことができる。
また、凸部９２ｃ，９２ｃの高さは、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。９２ｃ，９２ｃの高さがこの範囲内であれば、後述するようにケース傾斜部９２ａ，９２ｂを成形する際に流動する材料を凸部９２ｃ，９２ｃに逃すことができる。
【０１１５】
ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを有するケース部材９２は、例えば次のようにして製造される。
先ず、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを形成する前の円筒状のケース部材内に、その外周側面全体に亘って保持部材１３が全周巻回されたハニカム担体１１を挿入する。次いで、ケース部材９２の中心軸Ｘ方向の両端を、その外面側からプレス成形により押圧して縮径することで、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを形成する。これにより、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを有するケース部材９２が製造される。
【０１１６】
ここで、ケース傾斜部を形成する際に行われるプレス成形では、ケース部材が円筒状であるため、ケース部材に対して外面側からのみ、即ち片側からしかプレス金型を押し当てることができない。そのため従来では、ケース部材がプレス金型の金型面に十分追従することができず、特にＲ部等の成形が困難であり、ケース傾斜部の高い成形精度が得られない。
また、ケース傾斜部がハニカム担体の傾斜部の形状に十分に沿った形状とならないため、ハニカム担体の保持が不十分となるおそれがある。また、ケース傾斜部の周辺において材料の流動が偏る（肉が集まる）ことで、ケース傾斜部にシワが発生するおそれがある。さらには、これら傾斜部周辺における保持部材にもシワが発生し、保持部材のハニカム担体に対する面圧が過大となる結果、ハニカム担体が破損するおそれがある。これらのシワは、例えば所謂２ＢＥＤタイプのケース部材において、上流側の排気浄化装置（１ＢＥＤ）と下流側の排気浄化装置（２ＢＥＤ）との間の中間部分にも顕著に発生する。
【０１１７】
一方、第１実施形態のようなクラムシェル方式のケース部材１２の場合には、２分割されたケース半体１２１，１２２を突き合わせ溶接して一体化する前に、プレス成形が可能である。そのため、ケース部材１２の外面側及び内面側の両面側からプレス金型を押し当ててプレス成形できるため、ケース傾斜部１２１ａ，１２１ｂの高い成形（寸法）精度が得られ易い。
しかしながらこの場合には、ハニカム担体１１や保持部材１３の位置調整が困難である。また、ケース半体１２１，１２２を突き合わせ溶接する際に保持部材１３の噛み込みが生じ易く、保持部材１３の噛み込みによりハニカム担体１１に対する面圧が過大となってハニカム担体１１が破損するおそれがある。
【０１１８】
これに対して本実施形態では、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂの近傍に凸部９２ｃ，９２ｃを形成することにより、プレス成形時に流動する材料を意図的に凸部に誘導する。これにより、ハニカム担体１１の保持機能に影響を及ぼさないケース傾斜部９２ａ，９２ｂの近傍に凸部９２ｃ，９２ｃを形成させることで、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂにシワ等が発生するのを回避できケース傾斜部９２ａ，９２ｂの高い成形（寸法）精度が得られる結果、上記不具合を解消できるようになっている。
【０１１９】
次に、本実施形態に係る排気浄化装置９の第１の製造方法について説明する。
本実施形態に係る排気浄化装置９の第１の製造方法は、第１実施形態の製造方法と比べて、格納工程が相違する以外は同一である。
【０１２０】
本実施形態の格納工程では、先ず、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを形成する前の円筒状のケース部材内に、その外周側面全体に亘って保持部材１３が全周巻回されたハニカム担体１１を挿入する。次いで、ケース部材９２の中心軸Ｘ方向の両端を、その外面側からプレス成形により押圧して縮径することで、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを形成する。これにより、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを有するケース部材９２が製造される。
【０１２１】
第１の製造方法における格納工程について、図１５を参照してさらに詳しく説明する。ここで、図１５は、本実施形態に係る排気浄化装置９のケース傾斜部９２ａ，９２ｂをプレス成形により形成する様子を示す断面図である。図１５ではケース傾斜部９２ａのみを示しているが、ケース傾斜部９２ｂについても同様である。
図１５に示すように第１の製造方法では、ケース部材９２のプレス成形において、ハニカム担体１１の傾斜部１１２ａに沿った形状の金型傾斜部９３１と、周方向に延びる凹部９３２と、がハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向の両端の金型面９３ａ側に形成された金型９３を用いる。
【０１２２】
具体的には、先ず、円筒状のケース部材を囲繞するように複数の上記金型９３を環状に配置する。即ち、金型９３は、周方向に分割された割型である。次いで、これら複数の金型９３を、ハニカム担体１１の径方向内側に向かって同時に移動させることで、ケース部材を外面側から押圧する。すると、ケース傾斜部９２ａが形成されるのと同時に、凸部９２ｃが形成される。このとき、ケース傾斜部９２ａを成形する際に流動する材料は、凸部９２ｃ内に流れ込む。このように、ケース傾斜部９２ａの近傍に凸部９２ｃを形成することにより、プレス成形時に流動する材料を意図的に凸部に誘導することで、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂにシワ等が発生するのを回避でき、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂの高い成形（寸法）精度が得られるようになっている。
【０１２３】
次に、本実施形態に係る排気浄化装置９の第２の製造方法について説明する。
本実施形態に係る排気浄化装置９の第２の製造方法は、第１の製造方法と同様に、格納工程のみが第１実施形態と相違する。
本実施形態の格納工程では、先ず第１の製造方法と同様に、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂを形成する前の円筒状のケース部材内に、その外周側面全体に亘って保持部材１３が全周巻回されたハニカム担体１１を挿入する。次いで、ケース部材９２の中心軸Ｘ方向の両端を、プレス成形ではなくスピニング成形により、その外面側から押圧して縮径することで、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂ及び凸部９２ｃ，９２ｃを形成する。これにより、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂ及び凸部９２ｃ，９２ｃを有するケース部材９２が製造される。
【０１２４】
第２の製造方法における格納工程について、図１６を参照してさらに詳しく説明する。ここで、図１６は、本発明の第９実施形態に係る排気浄化装置９のケース傾斜部９２ａ，９２ｂ及び凸部９２ｃ，９２ｃをスピニング成形により形成する様子を示す断面図である。
図１６に示すように第２の製造方法では、ケース部材９２のスピニング成形において、ハニカム担体１１を内部に収容した円筒状のケース部材をその中心軸Ｘを回転軸として回転させる図示しない回転機構と、ケース部材の外面に押し付けて塑性変形させるための複数のローラ９４と、を備えるスピニング成形装置を用いる。なお、本実施形態で用いるスピニング成形装置ではローラ９４を用いたが、ローラ９４の代わりにへら等を用いてもよい。
【０１２５】
具体的には、先ず、図示しない回転機構により、ハニカム担体１１を内部に収容した円筒状のケース部材をその中心軸Ｘを回転軸として回転させる。このとき、ケース部材の開口端部９２０を予めある程度縮径させておくと、成形が容易となるため好ましい。
次いで、上記ケース部材を回転させた状態で、ケース部材の開口端部９２０周りの外面に対して、該開口端部９２０を囲繞するように配置した複数（例えば３つ）のローラ９４を径方向内側に向かって押し付ける。
【０１２６】
次いで、ローラ９４を一定の押圧力で押し付けた状態で、中心軸Ｘ方向内側（開口端部９２０の反対側）に向かって複数のローラ９４を同時に移動させる。即ち、縮径された開口端部９２０から、より径の大きいケース部材の外周側面に向かってローラ９４を移動させる（図１６の矢印参照）。すると、ローラ９４で押し付けられたケース部材が、ハニカム担体１１の傾斜部１１２ａに沿って塑性変形する結果、ケース傾斜部９２ａが形成される。同時に、ケース傾斜部９２ａを形成する際にケース部材を構成する材料が絞り成形されることで生じる余肉により大きなシワが発生し、最終的にはかかるシワによって凸部９２ｃが形成される。
【０１２７】
以上のようにして、ハニカム担体１１の保持機能に影響を及ぼさないケース傾斜部９２ａ，９２ｂの近傍に凸部９２ｃ，９２ｃを意図的に形成させることで、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂにシワ等が発生するのを回避でき、ケース傾斜部９２ａ，９２ｂの高い成形（寸法）精度が得られるようになっている。
【０１２８】
［第１０実施形態］
本発明の第１０実施形態に係る排気浄化装置１０は、第９実施形態に係る排気浄化装置９と比べて、ケース部材１０２の凸部１０２ｃの構成が相違する以外は、第９実施形態と同一の構成である。以下、ケース部材１０２の凸部１０２ｃの構成について、図１７を参照して説明する。ここで、図１７は、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置１０の斜視図である。
【０１２９】
図１７に示すように、本実施形態に係るケース部材１０２の凸部１０２ｃは、周方向に延びる第９実施形態の凸部９２ｃとは異なり、中心軸Ｘ方向に延びて形成されている点が第９実施形態と相違する。
なお、本実施形態では凸部１０２ｃは１つしか形成されていないが、周方向に互いに離間して複数形成されていてもよい。
【０１３０】
図１７に示すように、凸部１０２ｃは、一方のケース傾斜部１０２ａから他方のケース傾斜部１０２ｂまで延び、ケース部材１０２のケース傾斜部９２ａ，９２ｂの近傍まで形成されている。また、凸部１０２ｃは、第９実施形態の凸部９２ｃと同様に、その内面が外側に凸となるように、ケース部材１０２の外面から外側に突出して形成されている。
【０１３１】
次に、本実施形態に係る排気浄化装置１０の第１の製造方法について説明する。
本実施形態に係る排気浄化装置１０の第１の製造方法は、第９実施形態の第１の製造方法と比べて、格納工程で用いる金型の構成が相違する以外は同一である。
具体的には、本実施形態に係る第１の製造方法の格納工程で用いる金型は、中心軸Ｘ方向の両端の金型面側に形成され且つハニカム担体１１の傾斜部１１２ａに沿った形状の金型傾斜部と、両端の金型傾斜部間に跨って金型面側に形成され且つ中心軸Ｘ方向に延びる凹部と、を有し、周方向に複数分割された割型の金型を用いる。これにより、中心軸Ｘ方向に延びる凸部１０２ｃを形成することができ、第９実施形態と同様の効果が奏される。
【０１３２】
次に、本実施形態に係る排気浄化装置１０の第２の製造方法について説明する。
本実施形態に係る排気浄化装置１０の第２の製造方法は、上述した本実施形態に係る第１の製造方法と比べて、格納工程で用いる金型の構成が相違する以外は同一である。
具体的には、本実施形態に係る第２の製造方法の格納工程で用いる金型は、金型面に凹部が形成されていない割型の金型であり、この金型を複数、周方向に並べて環状に配置する際に、周方向の一部にやや大きな隙間が形成されるようにして配置する。これにより、かかる隙間に、プレス成形時に流動する材料が流れ込む結果、凸部１０２ｃを形成することができる。
【０１３３】
従って本実施形態によれば、第９実施形態と同様に、ケース傾斜部１０２ａ，１０２ｂの近傍に凸部１０２ｃを形成することにより、プレス成形時に流動する材料を意図的に凸部１０２ｃに誘導することができる。これにより、ハニカム担体１１の保持機能に影響を及ぼさないケース傾斜部１０２ａ，１０２ｂの近傍に凸部１０２ｃを形成させることで、ケース傾斜部１０２ａ，１０２ｂにシワ等が発生するのを回避でき、ケース傾斜部１０２ａ，１０２ｂの高い成形（寸法）精度が得られる。
【０１３４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
【０１３５】
上記いずれの実施形態においても、ガソリンエンジンの排気管に配置されて排気中のＰＭを捕集するフィルタ（ＧＰＦ）に本発明を適用したが、これに限定されない。例えば、ディーゼルエンジンの排気管に配置されて排気中のＰＭを捕集するフィルタ（ＤＰＦ）に本発明を適用してもよい。この場合には、ガソリンエンジンと比べてディーゼルエンジンの排気温度は低いため、三元触媒の代わりにＰＭの燃焼除去を促進するＰＭ燃焼触媒をＤＰＦに担持させるとよい。ＰＭ燃焼触媒としては、最も低温でＰＭを燃焼除去できる観点から、Ａｇを含むＡｇ系のＰＭ燃焼触媒が好ましく用いられる。
【０１３６】
また上記いずれの実施形態においても、Ｃｄからなるハニカム担体に本発明を適用したが、これに限定されない。例えば、ＳｉＣ、シリカ、アルミナチタネート等からなるハニカム担体に本発明を適用してもよい。
【０１３７】
また上記いずれの実施形態においても、外周目封じ部において、その外周縁側ほど中心軸方向の長さが小さくなる方向に傾斜する傾斜平面を有する傾斜部を設けたが、これに限定されない。例えば、その外周縁側ほど中心軸方向の長さが小さくなる方向に傾斜する傾斜曲面を有する傾斜部としてもよく、また、その外周縁側ほど中心軸方向の長さが小さくなる方向の段差部としてもよい。
【０１３８】
また上記いずれの実施形態においても、外周目封じ部の目封じ深さを全て所定の深さに設定したが、これに限定されない。例えば、外周目封じ部内において、排気の流入側から流出側まで目封じ剤で閉塞されたセルを環状に設けてもよい。これにより、触媒担持工程において径方向中央部にのみ排気浄化触媒を担持することが容易となるうえ、外周側面からの触媒漏れや使用時における外周側面からの排気漏れがより確実に防止される。
【０１３９】
また上記第８実施形態におけるように、第１〜第７いずれの実施形態においてもハニカム担体が垂直部を有するように形成してもよい。
【０１４０】
また上記第９実施形態及び第１０実施形態におけるケース部材の凸部は、いずれの実施形態に適用してもよい。上記第９実施形態では凸部をケース傾斜部の近傍に全周に亘って１つ形成したが、これに限定されない。例えばケース傾斜部の近傍に周方向に複数形成してもよい。
同様に、第１０実施形態では凸部を中心軸方向に延びるように１つ形成したが、これに限定されない。例えば中心軸方向に延びる凸部を周方向に互いに離間して複数形成してもよい。
また、周方向に延びる凸部と中心軸方向に延びる凸部の両方を形成してもよい。
【０１４１】
また上記いずれの実施形態においても、ハニカム担体を１つ格納する所謂１ＢＥＤタイプの排気浄化装置を適用したが、これに限定されない。例えば、排気の流れ方向に２つ並んで配置されたハニカム担体を格納する所謂２ＢＥＤタイプの排気浄化装置を適用してもよい。特に、１ＢＥＤ目と２ＢＥＤ目の間の中間部分等には従来シワが発生し易かったところ、上記第９実施形態及び第１０実施形態によれば、これを回避できる。
【符号の説明】
【０１４２】
１，２，３，６，７，８，９，１０…排気浄化装置
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１…ハニカム担体
１２，９２，１０２…ケース部材
１３…保持部材
９２ａ，９２ｂ，１０２ａ，１０２ｂ…ケース傾斜部
９２ｃ，１０２ｃ…凸部
１１０ａ，２１０ａ，３１０ａ，５１０ａ，６１０ａ，７１０ａ，８１０ａ…中心軸Ｘ方向の端面（排気の流入側端面）
１１０ｂ，２１０ｂ，３１０ｂ，５１０ｂ，６１０ｂ，７１０ｂ，８１０ｂ…中心軸Ｘ方向の端面（排気の流出側端面）
１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ，３１１ａ，３１１ｂ，４１１ａ，４１１ｂ，５１１ａ，５１１ｂ，６１１ａ，６１１ｂ，７１１ａ，７１１ｂ，８１１ａ，８１１ｂ…外周目封じ部
１１２ａ，１１２ｂ，２１２ａ，２１２ｂ，３１２ａ，３１２ｂ，４１２ａ，４１２ｂ，５１２ａ，５１２ｂ，６１２ａ，６１２ｂ，７１２ａ，７１２ｂ，８１２ａ，８１２ｂ…傾斜部
８１３ａ，８１３ｂ…垂直部
Ｃ…径方向中央部（中央部）
Ｃａ，Ｃｂ…開口部
Ｄ１…所定深さ
Ｐ…径方向外周部（外周部）
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…ウォールフロー部
Ｘ…中心軸
【図１】
2016088523.tif 000003
【図２】
2016088523.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016088523.tif 000008
【図７】
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【図８】
2016088523.tif 000010
【図９】
2016088523.tif 000011
【図１０】
2016088523.tif 000012
【図１１】
2016088523.tif 000013
【図１２】
2016088523.tif 000014
【図１３】
2016088523.tif 000015
【図１４】
2016088523.tif 000016
【図１５】
2016088523.tif 000017
【図１６】
2016088523.tif 000018
【図１７】
2016088523.tif 000019
【国際調査報告】
2016088523.tif 000020
2016088523.tif 000021
2016088523.tif 000022
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