(57)【要約】【課題】基材の通路の開口を確実に所望通りに閉塞する。【解決手段】内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化材に用いられる基材１を、該基材の端面の面積よりも小さい作用面積を有し且つ複数の突起８を有する成形器具７を用いて製造する。閉塞されるべき通路に隣接する通路内に各突起が挿入されるように成形器具を基材の端面に押し付け、閉塞されるべき通路の開口を画成する隔壁の端部を成形器具の各突起によって互いに寄せ集めて接続する押付工程を、基材の端面に対する成形器具の押付け位置をずらしながら複数回行う。最初の押付工程では基材の端面の予め定められた領域に成形器具が押し付けられ、残りの各押付工程では成形器具の一部の突起が先の押付工程にて既に突起が挿入された通路内に挿入されるように基材の端面に成形器具が押し付けられる。【選択図】　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁によって画成される複数の通路を有する基材であって、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化材に用いられる基材を、該基材の端面の面積よりも小さい作用面積を有し且つ複数の突起を有する成形器具を用いて製造する方法であって、閉塞されるべき通路に隣接する通路内に各突起が挿入されるように成形器具を基材の端面に押し付け、閉塞されるべき通路の開口を画成する隔壁の端部を成形器具の各突起によって互いに寄せ集めて接続する押付工程を、基材の端面に対する成形器具の押付け位置をずらしながら複数回行うことによって、基材を製造する方法において、最初の押付工程では基材の端面の予め定められた領域に成形器具が押し付けられ、残りの各押付工程では成形器具の一部の突起が先の押付工程にて既に突起が挿入された通路内に挿入されるように基材の端面に成形器具が押し付けられることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
残りの各押付工程では、先の押付工程にて既に成形器具が挿入された通路であって既に成形器具が押し付けられた領域の境界線近傍にある通路内に成形器具の一部の突起が挿入されるように基材の端面に成形器具が押し付けられることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排気浄化材用基材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮自着火式のディーゼル内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ（以下、単に、フィルタと称す）が、特表平８−５０８１９９号公報に開示されている。当該公報に記載のフィルタは多孔質材料からなる複数の隔壁によって画成された複数の通路を有するハニカム構造の基材からなる。この基材では、隣接する２つの通路のうち一方の通路では一方のフィルタ端面側の開口が閉塞され、他方の通路では他方のフィルタ端面側の開口が閉塞されるようにして、各通路の開口が閉塞されている。したがって、フィルタに到来した排気ガスは一部の通路に流入し、その後、隔壁を通って残りの通路に流入する。
【０００３】
ところで、上記公報では、四角錐状の突起を複数個有する成形器具を、閉塞されるべき通路ではない通路内に各突起が挿入されるように、ハニカム構造の基材の端面に押し付け、これにより、閉塞されるべき通路を画成する隔壁の端部を互いに寄せ集めてこれら隔壁の端部を接続することによって、各通路の開口を閉塞している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報において、基材の端面に押し付けられる成形器具の押付面の面積が基材の端面の面積よりも小さい場合、成形器具を押し付ける領域をずらしながら成形器具を何回も基材の端面に押し付ける必要がある。この場合において、各通路の開口を所望通りの閉塞するためには、成形器具を基材の端面に押し付ける工程毎に成形器具を基材の端面に対して正確に位置決する必要がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、複数の隔壁によって画成された複数の通路を有する基材において、通路を画成する隔壁の端部を互いに寄せ集めてこれら隔壁の端部を接続することによって、通路の開口を確実に所望通りに閉塞することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、隔壁によって画成される複数の通路を有する基材であって、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化材に用いられる基材を、該基材の端面の面積よりも小さい作用面積を有し且つ複数の突起を有する成形器具を用いて製造する方法であって、閉塞されるべき通路に隣接する通路内に各突起が挿入されるように成形器具を基材の端面に押し付け、閉塞されるべき通路の開口を画成する隔壁の端部を成形器具の各突起によって互いに寄せ集めて接続する押付工程を、基材の端面に対する成形器具の押付け位置をずらしながら複数回行うことによって、基材を製造する方法において、最初の押付工程では基材の端面の予め定められた領域に成形器具が押し付けられ、残りの各押付工程では成形器具の一部の突起が先の押付工程にて既に突起が挿入された通路内に挿入されるように基材の端面に成形器具が押し付けられる。
【０００７】
２番目の発明では、１番目の発明において、残りの各押付工程では、先の押付工程にて既に成形器具が挿入された通路であって既に成形器具が押し付けられた領域の境界線近傍にある通路内に成形器具の一部の突起が挿入されるように基材の端面に成形器具が押し付けられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の基材製造方法によって製造される基材を示している。図１において、（Ａ）は基材の端面図であり、（Ｂ）はその縦断面図である。基材１は、内燃機関の排気通路内に配置され、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化材、例えば、排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ、或いは、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元浄化するためのＮＯｘ触媒の基材として利用される。
【０００９】
以下、図１（Ｂ）に示したように、図中左側から基材内に排気ガスが流入するものとして、基材の構成について説明する。基材１は、概して、ハニカム構造を有し、複数の隔壁２によって画成される複数の通路３，４を有する。これら通路３，４は互いに平行に延びる。これら通路のうち一部の通路３では、その下流端の開口（以下、出口と称す）がテーパ状の壁（以下、下流側テーパ壁と称す）５によって完全に閉塞されている。一方、残りの通路４では、その上流端の開口（以下、入口と称す）がテーパ状の壁（以下、上流側テーパ壁と称す）６によって完全に閉塞されている。詳細には、これら通路のうち一部の通路３ではその出口が下流側テーパ壁５によって完全に閉塞され、残りの通路４ではその入口が上流側テーパ壁６によって完全に閉塞されている。さらに、詳細には、隣り合う２つの通路のうち一方の通路３ではその出口が下流側テーパ壁５によって完全に閉塞され、他方の通路４ではその入口が上流側テーパ壁６によって完全に閉塞されている。
【００１０】
そして、その出口がテーパ壁によって閉塞されている通路を排気ガス流入通路と称し、その入口がテーパ壁によって閉塞されている通路を排気ガス流出通路と称した場合、各排気ガス流入通路３周りには４つの排気ガス流出通路４が配置されており、各排気ガス流出通路４周りには４つの排気ガス流入通路３が配置されている。
【００１１】
基材１はコージェライトのような多孔質材料から形成されている。したがって、排気ガス流入通路３内に流入した排気ガスは、図１（Ｂ）において矢印で示したように、隔壁２を通って隣接する排気ガス流出通路４に流入する。もちろん、テーパ壁５，６も隔壁２と同じ多孔質の材料から形成されているので、排気ガスは、図２（Ａ）の矢印で示したように、上流側テーパ壁６を通って排気ガス流出通路４に流入し、また、図２（Ｂ）の矢印で示したように、下流側テーパ壁５を通って排気ガス流入通路３から流出することもできる。
【００１２】
ところで、上流側テーパ壁６は、排気ガス流出通路４の流路断面積が上流へ向かって徐々に小さくなるように、四角錐状に狭まる形状をしている。したがって、４つの上流側テーパ壁６により囲まれて形成される排気ガス流入通路３の入口は、その流路断面積が上流へ向かって徐々に大きくなるように、四角錐状に広がる形状をしている。これによれば、図３（Ａ）に示したように、排気ガス流入通路の入口が構成されている場合に比べて、排気ガスは基材１にスムーズに流入する。
【００１３】
すなわち、図３（Ａ）に示した基材では、排気ガス流出通路２４の入口が栓２６により閉塞される。この場合、３０で示したように排気ガスの一部が栓２６に衝突するので、基材の圧損が大きくなる。また、栓２６近傍から排気ガス流入通路２３に流入する排気ガスは、３１で示したように入口近傍にて乱流となるので、排気ガスは排気ガス流入通路２３に流入しづらくなる。一方、本発明では、図２（Ａ）に示したように、排気ガスは乱流となることなく、排気ガス流入通路３にスムーズに流入する。こうした理由からも、本発明では、基材の圧損は低くなっていると言える。
【００１４】
一方、下流側テーパ壁５は、排気ガス流入通路３の流路断面積が下流へ向かって徐々に小さくなるように、四角錐状に狭まる形状をしている。したがって、４つの下流側テーパ壁５により囲まれて形成される排気ガス流出通路４の出口は、その流路断面積が下流へ向かって徐々に大きくなるように、四角錐状に広がる形状をしている。これによれば、図３（Ｂ）に示したように、排気ガス流出通路の出口が構成されている場合に比べて、排気ガスは基材１からスムーズに流出する。
【００１５】
すなわち、図３（Ｂ）に示した基材では、排気ガス流入通路２４の出口が栓２５により閉塞され、排気ガス流出通路２４はその出口まで直線的に延びる。この場合、排気ガス流出通路２４の出口から流出した排気ガスの一部が栓２４の下流端面に沿って流れるので、排気ガス流出通路２４の出口近傍に乱流３２が形成される。このように乱流３２が形成されると、排気ガスは排気ガス流出通路２４から流出しづらくなる。一方、本発明の基材１では、図２（Ｂ）に示したように、排気ガスは乱流となることなく、排気ガス流出通路４からスムーズに流出することができる。このため、基材の圧損は低い。
【００１６】
なお、本発明のテーパ壁５，６は基材の外側に向かって徐々に狭まる形状であれば、四角錐状以外の形状、例えば、円錐状、または、六角錐状であってもよい。
【００１７】
次に、本発明の基材製造方法について説明する。本発明では、始めに、コージェライトなどの多孔質材料から、図４に示したような円筒形のハニカム構造をなす成形体１０が押出成形される。成形体１０は複数の隔壁２によって画成された断面が略正方形の複数の通路３，４を有する。
【００１８】
次いで、本発明では、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示した成形器具７が成形体１０の端面に押し付けられる。ここで、成形器具７は略四角錐状の突起８を複数個（本実施形態では、４つ）有する。成形器具７は、閉塞されるべき開口を有する通路ではない通路内に、すなわち、開口を閉塞されるべき通路に隣接して該通路を包囲する４つの通路内に各突起８が挿入されるように、成形体１０の端面に押し付けられる。このとき、開口を閉塞されるべき通路を画成する隔壁２の端部が突起８によって互いに寄せ集められるようにして変形せしめられ、これら隔壁２の端部同志が接続され、これによって、テーパ壁が形成され、このテーパ壁によって通路の端部の開口が完全に閉塞される。もちろん、こうした工程は、成形体１０の両端面に関して行われる。
【００１９】
ところで、成形体１０の端面に押し付けられる成形器具７の作用面積は、基材１の端面の面積よりも小さい。したがって、本発明では、基材１の端面に対する成形器具７の押付け位置をずらしながら成形器具７を基材１に複数回押し付けることによって、閉塞されるべき全ての通路の開口をテーパ壁によって閉塞するようにしている。
【００２０】
すなわち、本発明では、先に、図６で一点鎖線Ａで示した成形体１０の端面領域に成形器具７を押し付けた場合には、次に、図６で鎖線Ｂで示した成形体１０の端面領域に成形器具７を押し付けるようにしている。すなわち、図７を参照して説明すると、先に図７（Ａ）に示したように成形体１０の端面に成形器具７を押し付けた場合には、次に図７（Ｂ）に示したように一部の突起８が先の押付工程にて既に突起８が挿入された通路内に挿入されるように成形体１０の端面に成形器具７を押し付けるようにしている。
【００２１】
詳細には、後の押付工程では、先の押付工程にて既に成形器具７が挿入された通路であって、先の押付工程にて既に成形器具７が押し付けられた領域の境界線近傍にある通路内に一部の突起８が挿入されるように、成形器具７を成形体１０の端面に押し付けるようにしている。
【００２２】
広く言えば、本発明では、各押付工程にて成形器具７が押し付けられる領域同志が部分的に重なり合うように、成形体１０の端面に対する成形器具７の押付け位置をずらしつつ、成形器具７を成形体１０の端面に押し付けるようにしている。
【００２３】
そして、本発明では、こうした押付工程を繰り返すことによって、閉塞されるべき全ての通路の開口をテーパ壁によって閉塞するようにしている。
【００２４】
これによれば、閉塞されるべき通路の開口が確実に閉塞されることとなる。特に、図８に示したように成形器具７を成形体１０の端面に押し付ける場合に比べて、本発明によれば、閉塞されるべき通路の開口が確実に閉塞されることとなる。すなわち、図８に示した例では、先に図８（Ａ）に示したように成形体１０の端面に成形器具７が押し付けられ、次に図８（Ｂ）に示したように成形体１０の端面に成形器具７が押し付けられる。ここで、図８に示した例では、各押付工程にて成形器具７が押し付けられる領域同志が重なり合っておらず、単に、隣接しているだけである。したがって、各押付工程において成形器具７の外周部分にて変形せしめられる隔壁２の端部同志が十分に寄せ集められず、図８（Ｂ）でＸで示したように、通路の閉塞が不十分となる可能性がある。こうしたことから、本発明によれば、図８に示したように成形器具を基材の端面に押し付ける場合に比べて、閉塞されるべき通路の開口が確実に閉塞されることとなる。
【００２５】
なお、本発明では、上述した押付工程が繰り返されてテーパ壁によって閉塞されるべき通路の開口全てが閉塞された後、成形体１０が乾燥せしめられ、さらに、このように乾燥せしめられた成形体１０が焼成せしめられる。斯くして、最終的な基材１が得られる。
【００２６】
なお、成形器具を成形体（すなわち、基材）の端面に押し付ける工程は、成形体が乾燥せしめられた後に実行されてもよい。あるいは、成形体が焼成された後に成形体の端部分を軟化し、その後、この軟化せしめられた端部分に成形器具を押し付けるようにしてもよい。なお、この場合には、その後、成形体の端部分が再び焼成される。また、４個の突起を有する成形器具を例にとって説明したが、基材の端面の面積よりも小さい作用面積を有する成形器具であれば、突起の数は４個に限定されない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、通路を画成する隔壁の端部が十分に互いに寄せ集められてこれら隔壁の端部が接続されるので、基材の通路が確実に所望通りに閉塞される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の基材の端面図であり、（Ｂ）はこの基材の縦断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の基材の上流端の拡大図であり、（Ｂ）はこの基材の下流端の拡大図である。
【図３】（Ａ）は本発明とは異なる構成の基材の上流端の拡大図であり、（Ｂ）は本発明とは異なる構成の基材の下流端の拡大図である。
【図４】（Ａ）は本発明の基材を製造するために用意されるハニカム構造の成形体の端面図であり、（Ｂ）はこの成形体の縦断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の基材製造方法にて用いられる成形器具の平面図であり、（Ｂ）はこの成形器具の斜視図である。
【図６】本発明の基材製造方法を説明するために用いられる図であり、成形体の端面を示す図である。
【図７】（Ａ）は本発明の基材製造方法において先の成形器具押付工程を示す図であり、（Ｂ）は後の成形器具押付工程を示す図である。
【図８】（Ａ）は本発明とは異なる基材製造方法において先の成形器具押付工程を示す図であり、（Ｂ）は後の成形器具押付工程を示す図である。
【符号の説明】
１…基材
２…隔壁
３，４…通路
５，６…テーパ壁
７…成形器具
８…突起
１０…成形体
【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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