(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁により区画された複数のセルを介して排ガスの入口側と出口側とを連通させる担体を構成し、互いに隣接するセルの入口側及び出口側を交互に入口目封じ及び出口目封じにより目封じし、前記隔壁を経て排ガスを流通させる排気浄化装置において、
前記隔壁の熱伝導率を、前記担体の長手方向において下流側、且つ内外方向において該担体を収容するケーシングの入口と出口とを結んだ範囲内に存在する排ガス流量が大の部位において最も高くし、前記担体の下流側から上流側に向けて、且つ前記排ガス流量が大の部位から外側の部位に向けて次第に低下させ、
前記入口目封じおよび前記出口目封じの熱伝導率を、目封じの対象となる前記セルの入口および出口における前記隔壁の熱伝導率に倣って変化させたことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記担体の内外方向の中心部に前記ケーシングの入口及び出口がそれぞれ配置され、該中心部で前記隔壁の熱伝導率を高くしたことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記担体の下流側且つ前記排ガス流量が大の部位では、前記担体の上流側且つ外側の部位に比較して前記隔壁の熱伝導率を高めた領域を前記担体の長手方向に延長したことを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記隔壁の熱伝導率が高い領域は、該熱伝導率が低い領域に比較して熱容量が大きくされていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記隔壁の熱伝導率が高い領域は、該熱伝導率が低い領域に比較して気孔率が低められていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の排気浄化装置。
【請求項６】
前記目封じの気孔率は、前記担体において最小値であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置、特にパティキュレートフィルタに係り、詳しくはディーゼルエンジンの排ガスに含まれるパティキュレートを処理するためのパティキュレートフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される排ガスには、ＨＣ,ＣＯ,ＮＯx等の他にパティキュレートが多く含まれており、このパティキュレートを処理するために、エンジンの排気系にはディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという）が備えられている。この種のフィルタはウォールフロー式として構成されており、多孔質の隔壁により多数のセルを区画し、隣り合うセルの入口側と出口側とを交互に目封じすることにより、排ガスを隔壁の細孔を経て流通させてパティキュレートを捕集している。
【０００３】
パティキュレートの捕集に従ってフィルタの隔壁には次第にパティキュレートが堆積し、この現象によるフィルタの圧損増大はエンジン性能を低下させる要因になることから、フィルタが捕集限界を超える以前に、フィルタに堆積したパティキュレートを処理する所謂フィルタの強制再生が実施される。例えば強制再生は、エンジンのメイン噴射後の膨張行程でポスト噴射を行うことにより排ガス中のＨＣを増加させ、そのＨＣをフィルタの上流側に設けた前段酸化触媒上で酸化反応させて、このときの反応熱により下流側のフィルタ上のパティキュレートを焼却除去するものである。
【０００４】
強制再生中のフィルタ内部の温度はパティキュレート堆積量やエンジンの排気温等により相違し、条件によってはフィルタの過昇温による性能劣化や溶損等のトラブルを引き起こすこともあった。
その対策として、例えば特許文献１に記載されたパティキュレートフィルタでは、担体の排気上流側の熱伝導率を低くし、中央から下流側の熱伝導率を高く設定することにより、特に下流側で発生する局所的な過昇温による上記不具合の防止を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平０４−１１３７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者が実施した試験では、フィルタ内部の下流側で局所的な温度上昇が認められるものの、これと並行してフィルタの内外方向の中心側で局所的に温度が上昇することが確認された。このような傾向は、フィルタの内外方向の中心側で多量のパティキュレートが燃焼し、且つ燃焼に伴う熱が周囲に逃がされないためと考えられるが、特許文献１のフィルタでは、このような事態を想定していないため中心側での過昇温を抑制できなかった。
【０００７】
そして過昇温の回避のために対策として、例えば中心側でのパティキュレートの急激な燃焼を抑制すべくポスト噴射量を制限した場合には、相対的に温度が低いフィルタの上流側や外周側でパティキュレートの良好な燃焼が望めなくなる。結果としてパティキュレートに焼却除去が効率的に進まないままトータルとしてのポスト噴射量が増加し、燃費悪化の要因になるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、局所的な過昇温に起因する性能劣化や溶損等のトラブルを回避しつつ、フィルタ全体をより均一に昇温させて効率的にパティキュレートを焼却除去でき、これにより強制再生時の燃料量を節減して燃費向上を達成することができる排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の排気浄化装置は、多孔質の隔壁により区画された複数のセルを介して排ガスの入口側と出口側とを連通させる担体を構成し、互いに隣接するセルの入口側及び出口側を交互に入口目封じ及び出口目封じにより目封じし、前記隔壁を経て排ガスを流通させる排気浄化装置において、前記隔壁の熱伝導率を、前記担体の長手方向において下流側、且つ内外方向において該担体を収容するケーシングの入口と出口とを結んだ範囲内に存在する排ガス流量が大の部位において最も高くし、前記担体の下流側から上流側に向けて、且つ前記排ガス流量が大の部位から外側の部位に向けて次第に低下させ、前記入口目封じおよび前記出口目封じの熱伝導率を、目封じの対象となる前記セルの入口および出口における前記隔壁の熱伝導率に倣って変化させたことを特徴とする。
【００１０】
このように構成した排気浄化装置によれば、フィルタ内に流入した排ガスが出口プラグにせき止められながら隔壁を流通してパティキュレートを捕集されるため、担体の長手方向の下流側でパティキュレートの堆積量が増加し、且つ担体の内外方向における排ガス流量が大の部位でパティキュレートの堆積量が増加する。よって、担体の下流側且つ排ガス流量が大の部位では、強制再生時に多量のパティキュレートが燃焼して局所的な温度上昇が生じ易くなる。本発明では、このような領域の熱伝導率が高いことから、パティキュレートの燃焼熱が速やかに担体の上流側へと放熱されると共に、外側の部位へと放熱され、これにより過昇温が抑制される。
【００１１】
また、担体の上流側且つ外側の部位では元々相対的に強制再生時の温度が低いが、熱伝達により昇温されるためパティキュレートの燃焼が促進される。結果としてフィルタ全体でパティキュレートの燃焼状態が均一化されて効率的に焼却除去され、強制再生時のポスト噴射量を節減可能となる。
また、目封じの対象となるセルの入口および出口における隔壁の熱伝導率に倣って、入口目封じおよび出口目封じの熱伝導率を変化させているため、より顕著な作用効果が得られる。
その他の態様として、前記担体の内外方向の中心部に前記ケーシングの入口及び出口がそれぞれ配置され、該中心部で前記隔壁の熱伝導率を高くすることが好ましい。
【００１２】
この態様によれば、担体の内外方向の中心部の排ガス流量が大となってパティキュレートの堆積量が増加するが、熱伝導率が高められることにより過昇温が抑制される。
その他の態様として、前記担体の下流側且つ前記排ガス流量が大の部位では、前記担体の上流側且つ外側の部位に比較して前記隔壁の熱伝導率を高めた領域を前記担体の長手方向に延長することが好ましい。
【００１３】
この態様によれば、隔壁の熱伝導率を高めた領域が延長されることにより、高い熱伝導率による放熱効果がより顕著に得られる。
その他の態様として、前記隔壁の熱伝導率が高い領域が、該熱伝導率が低い領域に比較して熱容量が大きくされていることが好ましい。
この態様によれば、隔壁の熱伝導率が高い領域の熱容量が大きいことから、たとえ過昇温により周辺の雰囲気温度が上昇したとしても、隔壁自体は温度上昇し難くなって性能劣化や溶損が回避される。
【００１４】
その他の態様として、前記隔壁の熱伝導率が高い領域が、該熱伝導率が低い領域に比較して気孔率が低められていることが好ましい。
この態様によれば、担体の下流側且つ排ガス流量が大の部位ではパティキュレートの堆積量が元々多いが、この領域の気孔率が低められることにより隔壁を排ガスが流通し難くなる。逆に担体の上流側且つ外側の部位では気孔率が高いことから、隔壁を排ガスが流通し易くなる。結果としてパティキュレートの堆積量がフィルタ全体で均一化され、強制再生時のパティキュレートの燃焼熱もフィルタ全体で均一化されて、局所的な過昇温をより抑制可能となる。
その他の態様として、前記目封じの気孔率が、前記担体において最小値であることが好ましい。
この態様によれば、目封じには気密性が要求されることから、その気孔率が担体における最小値にされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の排気浄化装置によれば、局所的な過昇温に起因する性能劣化や溶損等のトラブルを回避しつつ、フィルタ全体をより均一に昇温させて効率的にパティキュレートを焼却除去でき、これにより強制再生時の燃料量を節減して燃費向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のパティキュレートフィルタを示す断面図である。
【図２】強制再生時のフィルタ内の温度分布を示す模式図である。
【図３】第２実施形態のパティキュレートフィルタを示す断面図である。
【図４】ケーシングの入口を中心部から偏芯させた別例のパティキュレートフィルタを示す断面図である。
【図５】ケーシングの入口及び出口を共に中心部から偏芯させた別例のパティキュレートフィルタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を車両用のパティキュレートフィルタに具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の排気浄化装置（パティキュレートフィルタ）を示す断面図、図２は強制再生時のフィルタ内の温度分布を示す模式図であり、その説明に先立って、まず本実施形態の趣旨について述べる。
【００１８】
［発明が解決しようとする課題］で述べたように、特許文献１に記載されたフィルタでは、フィルタ内部の排気下流側で局所的な温度上昇が生じるという観点の下に、担体の中央から下流側の熱伝導率を高く設定しているが、実際にはフィルタの内外方向の中心側でも局所的な温度上昇が生じており、このような中心側での過昇温を抑制できないという問題があった。
【００１９】
本発明者が実施した試験においても、図２に示すように強制再生時のフィルタ内の温度分布は、フィルタ１内の長手方向（排気流通方向）の下流側、且つ内外方向の中央部が最も温度が高く、この下流側且つ中央部から上流側に移行するほど温度が低下すると共に、外周側に移行するほど温度が低下することが確認された。
このような温度格差は、以下の要因によるものと考えられる。まず、周知のようにウォールフロー式のフィルタ１では、担体２のセル３内に流入した排ガスを目封じの出口プラグ５によりせき止めながら隔壁６の細孔を流通させてパティキュレートを捕集するため、フィルタ１の長手方向の下流側にパティキュレートが堆積し易い。また、フィルタ１の内外方向の中心側が最も排ガス流量が多いことから、中心側にパティキュレートが堆積し易い。そして、このような要因によりフィルタ１の下流側且つ中心側に堆積した多量のパティキュレートが強制再生時に燃焼するため、特に下流側且つ中心側に局所的な温度上昇が生じ易いのである。
【００２０】
また、フィルタ１の中心側は周囲を取り囲まれて放熱性が悪いことから、パティキュレートの燃焼熱が籠もり易い。さらにフィルタ１の下流側は上流側でのパティキュレートの燃焼熱の影響を受けるため、上流側に比較して過昇温し易い。これらの要因も、上記のような温度格差を助長している。
以上の試験結果に基づく考察を踏まえた上で、本発明者はフィルタ１の長手方向及び内外方向の部位に応じて担体２の物性を相違させる対策を見出した。本実施形態では、担体２の物性として熱伝導率、熱容量及び気孔率に着目し、これらの物性をフィルタ１の部位に応じて相違させており、以下に第１及び第２実施形態として順次説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、全体としてフィルタ１の担体２は円筒状をなし、多孔質の隔壁６により長手方向に延びる多数のセル３を区画し、各セル３を介して担体２の入口側と出口側とを連通させている。そして、互いに隣接するセル３の入口側及び出口側を交互に入口プラグ４（入口目封じ）及び出口プラグ５（出口目封じ）により目封じし、入口側を開放されたセル３と出口側を開放されたセル３とを隔壁６を介して隣接させることにより、隔壁６の細孔にパティキュレートの捕集機能を付与している。
【００２１】
担体２を構成する隔壁６は、熱伝導率、熱容量及び気孔率の各物性をそれぞれ相違させた５種の材料により製作され、それらの５種の材料を所期の配列で組み合わせることにより、フィルタ１の長手方向において均等な長さで３段階に物性を相違させると共に、内外方向においても均等なセル数で３段階に物性を相違させている。
以下、説明の便宜上、担体２の長手方向の部位を排ガスの流通方向に倣って上流部２ａ、中流部２ｂ、下流部２ｃと称し、フィルタ１の内外方向の部位を中心部２ｄ、中間部２ｅ、外周部２ｆと称して区別する。また、５種の材料を第１〜５材料と称し、熱伝導率が低下し、熱容量が小さくなり、気孔率が増加するほど、大きな番号を付すものとする。従って、最も熱伝導率が高く、熱容量が大きく、気孔率が低い材料が第１材料（以下、過昇温の抑制に好適な材料と表現する場合もある）と称され、最も熱伝導率が低く、熱容量が小さく、気孔率が高い材料が第５材料（パティキュレートの燃焼促進に好適な材料と表現する場合もある）と称される。
【００２２】
本実施形態のフィルタ１が収容されるケーシング７は、入口７ａ及び出口７ｂが共にフィルタ１の内外方向の中心部２ｄに配置されている。このため、フィルタ１の中心部２ｄ（図１中に仮想線Ｃで示す）の排ガス流量が最も大となり、外周側の部位ほど排ガス流量が減少する。図２に示したフィルタ１内の温度分布の試験結果は、このようなケーシング７にフィルタ１を収容したときのものである。
【００２３】
基本的に第１〜５材料は、図２の温度分布に倣って各物性が変化するように配列される。まず、フィルタ１の下流部２ｃにおいては、中心部２ｄが第１材料により構成され、中間部２ｅが第２材料により構成され、外周部２ｆが第３材料により構成される。また、フィルタ１の中流部２ｂにおいては、中心部２ｄが第２材料により構成され、中間部２ｅが第３材料により構成され、外周部２ｆが第４材料により構成される。さらに、フィルタ１の上流部２ａにおいては、中心部２ｄが第３材料により構成され、中間部２ｅが第４材料により構成され、外周部２ｆが第５材料により構成される。
【００２４】
以上の第１〜５材料の配列により、フィルタ１の長手方向の下流部２ｃ且つ内外方向の中心部２ｄでは、熱伝導率が最も高く、熱容量が最も大きく、気孔率が最も低くなる。そして、フィルタ１の上流側且つ外周側に向けて熱伝導率が次第に低く、熱容量が次第に小さく、気孔率が次第に高くなり、フィルタ１の長手方向の上流部２ａ且つ内外方向の外周部２ｆでは、熱伝導率が最も低く、熱容量が最も小さく、気孔率が最も高くなる。従って、図２の温度分布との対比から判るように、フィルタ１内において局所的な過昇温の虞がある高温域ほど、より過昇温の抑制に好適な材料で構成され、逆にパティキュレートの燃焼が進行し難い低温域ほど、よりパティキュレートの燃焼促進に好適な材料で構成される。
【００２５】
以上のフィルタ１の担体２は、例えば以下の手順により製作される。
本実施形態のフィルタ１の担体２はＳｉＣ（炭化ケイ素）系の焼結体からなり、まず、炭化珪素粉末、バインダーとしてのメチルセルロース、その他、有機溶媒及び水等からなる配合材料を混練して坏土を製作する。坏土の組成は、焼成後に第１〜５材料に相当する物性となるように調整し、結果として互いに組成が異なる５種の坏土が製作される。
【００２６】
坏土の押出成形は、担体２を構成するセル３毎に個別に行うと共に、押出成形中に坏土の種類を切り換えることにより、各セル３の長手方向の物性を変化させる。例えば中心部２ｄのセル３を押出成形する際には、まず第１材料を使用して長手方向の1/3を成形し、その後に第２材料を使用して長手方向の1/3を成形し、さらに第３材料を使用して長手方向の1/3を成形する。これにより、隔壁６で囲まれた断面四角状をなす中心部２ｄのセル３が成形される。中間部２ｅのセル３及び外周部２ｆのセル３についても同様であり、中間部２ｅの場合には、第２材料、第３材料、第４材料の順に使用し、外周部２ｆの場合には、第３材料、第４材料、第５材料の順に使用する。
【００２７】
このようにして全てのセル３を押出成形した後に、まず中心部２ｄを構成する各セル３を互いに接着し、それらのセル３の周囲に中間部２ｅを構成する各セル３を配置してそれぞれ接着し、それらのセル３の周囲に外周部２ｆを構成する各セル３を配置してそれぞれ接着する。これによりハニカム構造体が完成し、乾燥及び焼成を行う。
その後、セル３の断面に対応する形状の入口及び出口プラグ４，５を坏土により製作した上で、ハニカム構造体の互いに隣接するセル３の入口側及び出口側に入口及び出口プラグ４，５をそれぞれ挿入配置し、再び乾燥及び焼成を行うと担体２が完成する。
【００２８】
但し、本発明の担体２の製作方法は上記に限るものではなく、任意に変更可能である。例えば、同一部位（２ａ，２ｂ，２ｃ）を構成する複数のセル３をそれぞれ一括して押出成形した上で、互いに接着してもよい。
なお、入口及び出口プラグ４，５を同一組成の坏土で製作することなく、目封じの対象となるセル３の組成に対応する材料を使用してもよい。例えば中心部２ｄの第１材料からなるセル３の出口側の目封じには、第１材料で製作された出口プラグ５を用い、外周部２ｆの第４または第５材料からなるセル３の入口側の目封じには、第４または第５材料で製作された入口プラグ４を用いる。但し、プラグ４，５には気密性が要求されるため、気孔率に関しては全てのプラグ４，５で最小値とする。
【００２９】
以下に述べるように、第１〜５材料の配列によるフィルタ１内の物性の変化は、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄと上流部２ａ且つ外周部２ｆとの間の温度格差の縮小等を目的とした対策である。このフィルタ１内の物性変化に倣ってフィルタ１内の各部に配置されたプラグ４，５の物性も変化させることで、より顕著な作用効果が得られる。
なお、このようにして製作された担体２には、強制再生時のパティキュレートの燃焼を促進する燃焼促進剤、及びＨＣやＣＯを浄化する貴金属及び助触媒が担持されるが、本発明の要旨とは直接関係ないため詳細な説明は省略する。
【００３０】
次に、以上のように構成した本実施形態のパティキュレートフィルタ１による作用効果を説明する。
まず、フィルタ１内での排ガスの流通状況について述べると、排ガスはケーシング７の入口７ａからフィルタ１の入口側を開放されたセル３内へと流入する。セル３内で排ガスは出口プラグ５にせき止められながら隔壁６の細孔を経て出口側を開放されたセル３内へと流通し、その後に各セル３からケーシング７の出口７ｂへと流出する。
【００３１】
隔壁６では排ガス中のパティキュレートが捕集されるが、上記のように排ガスが出口プラグ５にせき止められながら隔壁６を流通すること、及びケーシング７の入口７ａ及び出口７ｂの配置に起因して中心側の排ガス流量が多いことにより、パティキュレートの堆積量はフィルタ１内の下流側且つ中心側で最も増加し、上流側且つ外周側ほど減少する。
このようなパティキュレートの堆積量の格差が、本実施形態ではフィルタ１内での気孔率の変化により緩和される。即ち、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄでは気孔率が低いことから隔壁６を排ガスが流通し難くなり、逆にフィルタ１の上流部２ａ且つ外周部２ｆでは気孔率が高いことから隔壁６を排ガスが流通し易くなる。結果としてパティキュレートの堆積量は、フィルタ１内の下流側且つ中心側で減少し、上流側且つ外周側で増加し、双方間の格差が緩和されてパティキュレートの堆積量がフィルタ１全体で略均一なものとなる。
【００３２】
そして、フィルタ１へのパティキュレートの堆積量が増加して捕集限界を超える以前に、フィルタ１の強制再生が実施される。例えばエンジンのポスト噴射等により、ＨＣを多量に含む排ガスがフィルタ１の上流側に設けられた前段酸化触媒に供給され、ＨＣの酸化反応熱により下流側のフィルタ１上のパティキュレートが焼却除去される。
上記のようにフィルタ１全体のパティキュレートの堆積量が略均一であることから、パティキュレートの燃焼時の発熱量もフィルタ１全体で略均一となる。即ち、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄで多量のパティキュレートが燃焼して局所的に過昇温する事態が回避される。
【００３３】
また、パティキュレートの堆積量の均一化は、隔壁６全体を有効利用してパティキュレートを捕集した結果であり、さらに堆積量が均一化すれば、その後の強制生成時のパティキュレートの燃焼も隔壁６全体を有効に利用して行われる。結果として、フィルタ１の小型化或いは強制再生時のポスト噴射量の節減等の利点が得られる。
一方、上記のようにフィルタ１全体で発熱量が略均一であっても、フィルタ１の中心側は放熱性が悪く、フィルタ１の下流側は上流側でのパティキュレートの燃焼熱の影響を受け、共に熱的な条件が厳しいことから、これらの要因もフィルタ１内の温度格差につながる。しかし本実施形態では、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄほど熱伝導率が高いことから、パティキュレートの燃焼により下流部２ｃ且つ中心部２ｄで発生した熱は、速やかに中流部２ｂを経て上流部２ａへと放熱されると共に、中間部２ｅを経て外周部２ｆへと放熱される。これにより、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄの過昇温が一層確実に抑制される。
【００３４】
また、元々相対的に温度が低いフィルタ１の上流部２ａ且つ外周部２ｆはパティキュレートの燃焼が進行し難いが、下流部２ｃ且つ中心部２ｄからの熱伝達により昇温されるため、堆積しているパティキュレートの燃焼が促進されて迅速且つ確実に焼却除去される。結果としてフィルタ１全体でパティキュレートの燃焼状態を均一化して効率的に焼却除去できるため、強制再生時のポスト噴射量を節減して燃費向上を達成することができる。
【００３５】
一方、以上のフィルタ１内の熱伝導率及び気孔率に関する対策を実施したとしても、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄは熱的な条件がやはり厳しいため、過昇温に至る可能性が皆無ではない。しかし本実施形態では、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄほど熱容量が大きく設定されていることから、たとえ周辺の雰囲気温度が上昇したとしても下流部２ｃ且つ中心部２ｄ自体は温度上昇し難い。このため、フィルタ１の下流部２ｃ且つ中心部２ｄが性能劣化したり溶損したりする事態を未然に回避できる。
【００３６】
逆にフィルタ１の下流部２ｃ且つ外周部２ｆは熱容量が小さいため温度上昇し易く、この要因はパティキュレートの燃焼促進に寄与する。
［第２実施形態］
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図３に基づき説明する。
第１実施形態との相違点は、フィルタ１１の長手方向における上流部２ａ及び下流部２ｃの長さを変更したことにあり、その他の点は第１実施形態と相違ない。よって、重複する箇所は同一部材番号を付して説明を省略し、相違点を重点的に述べる。
【００３７】
大略的に表現すると本実施形態のフィルタ１１は、中心部２ｄにおいて下流部２ｃを延長すると共に上流部２ａを短縮し、外周部２ｆにおいて下流部２ｃを短縮すると共に上流部２ａを延長している。なお、他の部位についての変更はない。
結果として、過昇温の虞が高いフィルタ１１の下流側且つ中心部２ｄでは、第１材料からなる下流部２ｃがフィルタ１１の長手方向に延長される。このため、低い気孔率によりパティキュレートの堆積量が減少して燃焼時の過昇温が抑制され、高い熱伝導率により上流部２ａ且つ外周部２ｆへの放熱が行われ、大きな熱容量により過昇温時の温度上昇が抑制され、それらの効果が第１実施形態に比較して顕著に得られるため、強制再生時のパティキュレートの燃焼による性能劣化や溶損を一層確実に防止することができる。
【００３８】
また、相対的に温度が低くてパティキュレートの燃焼が進行し難いフィルタ１１の下流且つ中心部２ｄでは、第５材料からなる上流部２ａがフィルタ１１の長手方向に延長される。このため、高い気孔率によりパティキュレートの堆積量が増加すると共に、小さな熱容量により温度上昇し易くなり、それらの効果が第１実施形態に比較して顕著に得られるため、強制再生時のパティキュレートの燃焼を一層促進することができる。
【００３９】
ところで本実施形態では、ケーシング７の入口７ａ及び出口７ｂが共にフィルタ１，１１の内外方向の中心部２ｄに配置されていることを受けて、フィルタ１，１１の中心部２ｄを過昇温の抑制に好適な第１材料で構成したが、フィルタ１，１１の内外方向における第１〜５材料の配列は、ケーシング７の形状に応じて変更することが望ましい。
図４はケーシング７の入口７ａを中心部２ｄから偏芯させた別例のパティキュレートフィルタ２１を示す断面図である。この場合の排ガス流量が最も大となる部位は、フィルタ２１の内外方向においてケーシング７の入口７ａと出口７ｂとを結んだ範囲Ｅ内に存在し（図中に仮想線Ｃで示す）、その部位を中心としてフィルタ２１の外周側に向けて排ガス流量が減少する。
【００４０】
そこで、このような排ガス流量の分布と対応するように、フィルタ２１の排ガス流量が最も大となる仮想線Ｃ近傍の部位を第１材料で構成し、仮想線Ｃを中心としてフィルタ２１の外周側に移行するほど、第２材料、第３材料、第４材料と変化させればよい。
図５はケーシング７の入口及び出口を共に中心部２ｄから偏芯させた別例のパティキュレートフィルタ３１を示す断面図である。この場合の排ガス流量が最も大となる部位は、フィルタ３１の内外方向においてケーシング７の入口７ａと出口７ｂとを結んだ仮想線Ｃであり、その部位を中心としてフィルタ３１の外周側に向けて排ガス流量が減少する。
【００４１】
そこで、このような排ガス流量の分布と対応するように、仮想線Ｃ近傍の部位を第１材料で構成し、仮想線Ｃを中心としてフィルタ３１の外周側に移行するほど、第２材料、第３材料、第４材料、第５材料と変化させればよい。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、車両用のパティキュレートフィルタ１,１１,２１,３１に具体化したが、その用途は車両用に限定されるものではない。例えば、発電施設の定置型エンジン用のパティキュレートフィルタに具体化してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１,１１,２１,３１  フィルタ
２  担体
３  セル
４  入口プラグ（入口目封じ）
５  出口プラグ（出口目封じ）
６  隔壁
７  ケーシング
７ａ  入口
７ｂ  出口
【図１】
0006718136.tif 000002
【図２】
0006718136.tif 000003
【図３】
0006718136.tif 000004
【図４】
0006718136.tif 000005
【図５】
0006718136.tif 000006