(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）には、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔が形成されており、
上記セル孔（３）として、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向において貫通した開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）が配設されると共に下流側が開放された上流栓詰めセル孔（３２）と、少なくとも下流側端部を閉塞する栓部（３３１）が配設された下流栓詰めセル孔（３３）とを有し、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積よりも、上記上流栓詰めセル孔（３２）における流路断面積が大きく、
上記下流栓詰めセル孔（３３）の流路断面積の総和は、上記セル孔（３）全体の流路断面積の総和の１０％以下であり、
上記開放セル孔（３１）の流路断面積をＳ１とし、上記上流栓詰めセル孔（３２）の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであり、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、としたとき、
上記基材長Ｌが、下記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）。
Ｌ１=−３．７×Ｒｓ1.5−３．６／ｗ＋９．７／ｋ−１５２．９×Ｃ＋２２４１．５／φ＋１４５．１  ・・・式（１）
【請求項２】
内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）には、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔が形成されており、
上記セル孔（３）として、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向において貫通した開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）が配設されると共に下流側が開放された上流栓詰めセル孔（３２）と、少なくとも下流側端部を閉塞する栓部（３３１）が配設された下流栓詰めセル孔（３３）とを有し、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積よりも、上記上流栓詰めセル孔（３２）における流路断面積が大きく、
上記下流栓詰めセル孔（３３）の流路断面積の総和は、上記セル孔（３）全体の流路断面積の総和の１０％以下であり、
上記開放セル孔（３１）の流路断面積をＳ１とし、上記上流栓詰めセル孔（３２）の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであり、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、としたとき、
上記基材長Ｌが、下記式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）。
Ｌ２=−１３．４×Ｒｓ1.5＋０．７６／ｗ＋３．２／ｋ−１３２．１×Ｃ＋１１１７．３／φ＋１７４．４  ・・・式（２）
【請求項３】
内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）には、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔が形成されており、
上記セル孔（３）として、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向において貫通した開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）が配設されると共に下流側が開放された上流栓詰めセル孔（３２）と、少なくとも下流側端部を閉塞する栓部（３３１）が配設された下流栓詰めセル孔（３３）とを有し、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積よりも、上記上流栓詰めセル孔（３２）における流路断面積が大きく、
上記下流栓詰めセル孔（３３）の流路断面積の総和は、上記セル孔（３）全体の流路断面積の総和の１０％以下であり、
上記開放セル孔（３１）の流路断面積をＳ１とし、上記上流栓詰めセル孔（３２）の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであり、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、としたとき、
上記基材長Ｌが、下記式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）。
Ｌ３=−６．８×Ｒｓ1.5−４．５／ｗ＋１２．０／ｋ−１８９．９×Ｃ＋２６２９．１／φ＋１９１．７  ・・・式（３）
【請求項４】
上記基材長Ｌは、下記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の排ガスフィルタ（１）。
Ｌ１=−３．７×Ｒｓ1.5−３．６／ｗ＋９．７／ｋ−１５２．９×Ｃ＋２２４１．５／φ＋１４５．１  ・・・式（１）
【請求項５】
上記基材長Ｌは、下記式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上であることを特徴とする請求項１又は３に記載の排ガスフィルタ（１）。
Ｌ２=−１３．４×Ｒｓ1.5＋０．７６／ｗ＋３．２／ｋ−１３２．１×Ｃ＋１１１７．３／φ＋１７４．４  ・・・式（２）
【請求項６】
上記基材長Ｌは、下記式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガスフィルタ（１）。
Ｌ３=−６．８×Ｒｓ1.5−４．５／ｗ＋１２．０／ｋ−１８９．９×Ｃ＋２６２９．１／φ＋１９１．７  ・・・式（３）
【請求項７】
上記複数のセル孔（３）は、２種類以上の形状を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の排ガスフィルタ（１）。
【請求項８】
上記セル孔（３）は、内周形状が八角形のセル孔（３）と、内周形状が四角形のセル孔（３）とからなり、上記八角形のセル孔（３）の水力直径は、上記四角形のセル孔（３）の水力直径よりも大きく、上記八角形のセル孔（３）と上記四角形のセル孔（３）とを交互に並べて形成されていることを特徴とする請求項７に記載の排ガスフィルタ（１）。
【請求項９】
上記下流栓詰めセル孔（３３）は、上記排ガスフィルタ（１）の中心軸までの距離よりも外周部（２０）までの距離の方が短い位置に形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の排ガスフィルタ（１）。
【請求項１０】
上記排ガスフィルタ（１）の上記外周部（２０）に隣接する上記セル孔（３）は、上記下流栓詰めセル孔（３３）であることを特徴とする請求項９に記載の排ガスフィルタ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための排ガスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気管には、排ガスに含まれる粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）を捕集する排ガス浄化装置が設けられている。この排ガス浄化装置は、排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するための排ガスフィルタを備えている（特許文献１）。
特許文献１に示された排ガス浄化装置の排ガスフィルタは、複数のセル壁と、セル壁によって囲まれて形成されたセル孔とを有している。セル孔としては、上流側端部が栓部によって閉塞された上流栓詰めセル孔と、栓部が配設されていない開放セル孔とがある。上流栓詰めセル孔と開放セル孔との間のセル壁には、両者の間を連通するように細孔が形成されており、細孔に排ガスを流通させて粒子状物質をトラップし、排ガスから粒子状物質を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３５１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の排ガスフィルタには以下の課題がある。
特許文献１の排ガスフィルタは、開放セル孔における圧力損失と、上流栓詰めセル孔における圧力損失及びセル壁における通過抵抗による圧力損失とによって生じる圧力差を利用して、排ガスをセル壁に透過させている。そのため、排ガスフィルタ内において、十分な圧力差を生じさせることができないと、開放セル孔に流入した排ガスが、セル壁を透過することなく、排ガスフィルタから排出される。そのため、排ガスフィルタにおける粒子状物質の捕集性能が低下する。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、粒子状物質の捕集性能を向上し、浄化性能を向上することができる排ガス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】
【０００６】
本発明の一態様は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタであって、
複数のセル壁と、
該セル壁によって囲まれた複数のセル孔とを有し、
上記セル壁には、隣り合うセル孔間を連通する細孔が形成されており、
上記セル孔として、上記排ガス浄化フィルタの軸方向において貫通した開放セル孔と、上流側端部を閉塞する栓部が配設されると共に下流側が開放された上流栓詰めセル孔と、少なくとも下流側端部を閉塞する栓部が配設された下流栓詰めセル孔とを有し、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔における流路断面積よりも、上記上流栓詰めセル孔における流路断面積が大きく、
上記下流栓詰めセル孔の流路断面積の総和は、上記セル孔の流路断面積の総和の１０％以下であり、
上記開放セル孔の流路断面積をＳ１とし、上記上流栓詰めセル孔の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタの基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであり、
上記セル壁の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタの外径をφ（ｍｍ）、としたとき、
上記基材長Ｌが、下記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上であることを特徴とする排ガスフィルタにある。
Ｌ１=−３．７×Ｒｓ1.5−３．６／ｗ＋９．７／ｋ−１５２．９×Ｃ＋２２４１．５／φ＋１４５．１  ・・・式（１）
本発明の他の態様は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタであって、
複数のセル壁と、
該セル壁によって囲まれた複数のセル孔とを有し、
上記セル壁には、隣り合うセル孔間を連通する細孔が形成されており、
上記セル孔として、上記排ガスフィルタの軸方向において貫通した開放セル孔と、上流側端部を閉塞する栓部が配設されると共に下流側が開放された上流栓詰めセル孔と、少なくとも下流側端部を閉塞する栓部が配設された下流栓詰めセル孔とを有し、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔における流路断面積よりも、上記上流栓詰めセル孔における流路断面積が大きく、
上記下流栓詰めセル孔の流路断面積の総和は、上記セル孔全体の流路断面積の総和の１０％以下であり、
上記開放セル孔の流路断面積をＳ１とし、上記上流栓詰めセル孔の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタの基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであり、
上記セル壁の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタの外径をφ（ｍｍ）、としたとき、
上記基材長Ｌが、下記式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上であることを特徴とする排ガスフィルタにある。
Ｌ２=−１３．４×Ｒｓ1.5＋０．７６／ｗ＋３．２／ｋ−１３２．１×Ｃ＋１１１７．３／φ＋１７４．４  ・・・式（２）
本発明のさらに他の態様は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタであって、
複数のセル壁と、
該セル壁によって囲まれた複数のセル孔とを有し、
上記セル壁には、隣り合うセル孔間を連通する細孔が形成されており、
上記セル孔として、上記排ガスフィルタの軸方向において貫通した開放セル孔と、上流側端部を閉塞する栓部が配設されると共に下流側が開放された上流栓詰めセル孔と、少なくとも下流側端部を閉塞する栓部が配設された下流栓詰めセル孔とを有し、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔における流路断面積よりも、上記上流栓詰めセル孔における流路断面積が大きく、
上記下流栓詰めセル孔の流路断面積の総和は、上記セル孔全体の流路断面積の総和の１０％以下であり、
上記開放セル孔の流路断面積をＳ１とし、上記上流栓詰めセル孔の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタの基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであり、
上記セル壁の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタの外径をφ（ｍｍ）、としたとき、
上記基材長Ｌが、下記式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上であることを特徴とする排ガスフィルタにある。
Ｌ３=−６．８×Ｒｓ1.5−４．５／ｗ＋１２．０／ｋ−１８９．９×Ｃ＋２６２９．１／φ＋１９１．７  ・・・式（３）
【発明の効果】
【０００７】
上記排ガスフィルタは、上述のごとく、上記セル孔として上記開放セル孔と上記上流栓詰めセル孔とを有している。そのため、排ガスを上記セル壁に形成された細孔に効率良く流通させ、上記排ガスフィルタの浄化性能を向上することができる。
【０００８】
すなわち、上記開放セル孔の流路断面積よりも、上記上流栓詰めセル孔における流路断面積を大きくすることにより、上記開放セル孔における圧力損失が上記上流栓詰めセル孔における圧力損失に比べて大きくなり、上記開放セル孔内の圧力と上記上流栓詰めセル孔内の圧力との圧力差が大きくなる。この圧力差を利用することにより、上記開放セル孔に流入した排ガスを、上記細孔を通じて、上記上流栓詰めセル孔へと効率良く流通させることができる。また、上記開放セル孔と上記上流栓詰めセル孔との間の圧力差は、上記排ガスフィルタの上流から下流に向かうにつれて小さくなっていくが、圧力差が生じる範囲においては、上記細孔への排ガスの流通が継続される。そのため、上述のごとく、上記開放セル孔と上記上流栓詰めセル孔との間の圧力差を増大することで、上記排ガスフィルタのより広い範囲において、上記セル壁に排ガスを透過させることができる。これにより、排ガスに含まれる粒子状物質を効率良く捕集することができる。
【０００９】
また、排ガスフィルタは、下流栓詰めセル孔を有する。それゆえ、下流栓詰めセル孔を設けた分、排ガスフィルタの熱容量を増やすことができ、内燃機関の出力変動等に伴う、排ガスフィルタの温度低下を抑制することができる。その結果、排ガスフィルタは、例えば燃料カットを行うことによって冷えた排ガスが流入したような状況においても、捕集された粒子状物質の燃焼が可能な程度の温度を維持しやすくなる。それゆえ、排ガスフィルタに捕集された粒子状物質の燃焼効率を高めることができる。
【００１０】
また、下流栓詰めセル孔の流路断面積の総和は、セル孔の流路断面積の総和の１０％以下である。それゆえ、排ガスフィルタ全体の圧力損失に及ぼす影響を充分に小さくし、排ガスフィルタにおける粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができる。したがって、上記の範囲で下流栓詰めセル孔を設けることにより、浄化性能を十分に確保しつつ、排ガスフィルタの熱容量を向上させることができる。
【００１１】
以上のごとく、本発明によれば、粒子状物質の捕集性能を向上し、浄化性能を向上することができる排ガスフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、排ガスフィルタを示す説明図。
【図２】実施例１における、排ガスフィルタの中心軸に直交する断面図。
【図３】実施例１における、排ガスフィルタの下流側端部に配された栓部を通る断面図。
【図４】実施例１における、排ガスフィルタの一例を示す説明図。
【図５】実施例１における、基材長と捕集率との関係の概略を示す線図。
【図６】実施例２における、基材長と捕集率との関係の概略を示す線図。
【図７】実施例３における、基材長と捕集率との関係の概略を示す線図。
【図８】実施例４における、排ガスフィルタを示す説明図。
【図９】確認試験１、確認試験２における、排ガスフィルタの下流側端部に栓部を中央配設した様子を示す説明図。
【図１０】確認試験１、確認試験２における、排ガスフィルタの下流側端部に栓部を外周配設した様子を示す説明図。
【図１１】確認試験２における、下流栓詰め率と圧損上昇率との関係を示す線図。
【図１２】確認試験３における、下流栓詰め率と低下温度との関係を示す線図。
【図１３】確認試験４における、排ガスフィルタの形状を示す説明図。
【図１４】確認試験４における、（ａ）透過流量割合と流路断面積比との関係を示すグラフ、（ｂ）捕集率と流路断面積比との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記各態様の排ガスフィルタは、上記開放セル孔の流路断面積をＳ１とし、上記上流栓詰めセル孔の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタの基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍである。これにより、上記開放セル孔と上記上流栓詰めセル孔との間における圧力差を確実に発生させ、上記セル壁に形成された上記細孔に排ガスを確実に流通させることができる。また、上記上流栓詰めセル孔と上記開放セル孔との流路断面積比Ｒｓに応じて３５ｍｍ〜２７０ｍｍの範囲内で基材長Ｌを決定することにより、上記排ガスフィルタの捕集性能を向上することができる。
Ｒｓが１．１未満の場合、圧力差が小さくなり、上記セル壁を透過する排ガスの透過量が少なくなり、十分な浄化性能を発揮できない場合がある。
Ｒｓが５を超える場合、上記排ガスフィルタの圧力損失が過大となり、排ガスフィルタの浄化性能が低下する場合がある。
Ｌが３５ｍｍ未満の場合、上記開放セル孔を流通する排ガスが上記セル壁を透過することなく排出される吹き抜けが発生し、上記排ガスフィルタの性能が低下する場合がある。
Ｌが２７０ｍｍを超える場合、排ガスが上記セル孔を透過することで上記開放セル孔と上記上流栓詰めセル孔との間の圧力差がなくなる領域が生じる。
排ガスフィルタは、基材長Ｌが、５５ｍｍ≦Ｌ≦２２０ｍｍであることがより好ましい。
【００１４】
また、上記セル孔は、内周形状が八角形のセル孔と、内周形状が四角形のセル孔とからなり、上記八角形のセル孔の水力直径は、上記四角形のセル孔の水力直径よりも大きく、上記八角形のセル孔と上記四角形のセル孔とを交互に並べて形成されていることが好ましい。この場合には、上記八角形のセル孔の水力直径と、上記四角形のセル孔の水力直径との差を大きくすることができる。これにより、上記八角形のセル孔及び上記四角形のセル孔を、上記上流栓詰めセル孔と上記開放セル孔とに適宜割り振った際に、上記上流栓詰めセル孔と上記開放セル孔との間における圧力差を効果的に増大させることができる。また、上記八角形のセル孔間に形成された上記排ガスを流通しない上記セル壁を縮小することができる。これにより、上記排ガスフィルタにおける浄化性能を向上することができる。
【実施例】
【００１５】
（実施例１）
上記排ガスフィルタにかかる実施例について、図１〜図３を参照して説明する。
図１〜図３に示すごとく、排ガスフィルタ１は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化するものである。排ガスフィルタ１は、複数のセル壁２と、セル壁２によって囲まれた複数のセル孔３とを有している。
【００１６】
セル壁２には、隣り合うセル孔３間を連通する細孔が形成されている。セル孔３は、排ガスフィルタ１の軸方向Ｘにおいて貫通した開放セル孔３１と、上流側端部を閉塞する栓部３２１が配設された上流栓詰めセル孔３２と、少なくとも下流側端部を閉塞する栓部３２１が配設された下流栓詰めセル孔３３とからなる。
軸方向Ｘと直交する断面において、上流栓詰めセル孔３２における流路断面積は、開放セル孔３１における流路断面積よりも大きい。下流栓詰めセル孔３３の流路断面積の総和は、セル孔３の流路断面積の総和の１０％以下である。すなわち、開放セル孔３１、上流栓詰めセル孔３２、下流栓詰めセル孔３３を含めたすべてのセル孔３の流路断面積の総和に対し、下流栓詰めセル孔３３の流路断面積の総和は１０％以下である。以下において、セル孔３全体の流路断面積の総和に対する下流栓詰めセル孔３３の流路断面積の総和の比率を、適宜「下流栓詰め率」という。
【００１７】
以下さらに詳細に説明する。
図１に示すごとく、本例の排ガスフィルタ１は、自動車の内燃機関、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンにおいて発生した排気ガスを浄化するためのものである。
排ガスフィルタ１は、円柱形状をなしており、円筒形状に形成された外周部２０と、外周部２０の内周側において格子状に配設されたセル壁２と、セル壁２によって囲まれたセル孔３とが形成されている。本例において、軸方向Ｘにおける排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、２００ｍｍとし、排ガスフィルタ１の外径φは、１３２ｍｍとした。基材長Ｌは３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍである。
【００１８】
セル壁２は、多孔質構造を有するセラミック材料からなり、その内部には、気孔からなり隣り合うセル孔３同士を連通する細孔（図示略）が形成されている。本例においては、セラミック材料として、平均気孔径が１８μｍ、気孔率が６０％のコージェライトを用いた。また、セル壁２の厚さＷは、０．２８ｍｍとした。本例において、排ガスがセル壁２を透過するときの透過のしやすさを示す排ガス透過係数ｋは、０．７μｍ2である。
【００１９】
図１〜図３に示すごとく、セル孔３は、開放セル孔３１と上流栓詰めセル孔３２と下流栓詰めセル孔３３とからなる。下流栓詰めセル孔３３は、少なくとも１つ形成されている。開放セル孔３１又は下流栓詰めセル孔３３と上流栓詰めセル孔３２とは、互いに隣り合うよう、交互に並んで形成されている。なお、下流栓詰めセル孔３３同士は、互いに隣り合わない位置に形成されている。軸方向Ｘにおける栓部３２１の長さは、２ｍｍ〜１０ｍｍである。本例において、単位面積当たりのセル孔３の個数であるセル密度Ｃは、０．４７個／ｍｍ2とした
【００２０】
図１〜図３に示すごとく、複数のセル孔３は、２種類以上の形状を有する。すなわち、複数のセル孔３の中に、軸方向Ｘから見たときの形状が互いに異なる２種以上のセル孔３が存在する。また、相似形であっても大きさが異なるセル孔３同士も、形状が異なるものとする。本例において、セル孔３は、内周形状が八角形のセル孔３と、内周形状が四角形のセル孔３とからなる。八角形のセル孔３の水力直径は、四角形のセル孔３の水力直径よりも大きい。排ガスフィルタ１は、八角形のセル孔３と四角形のセル孔３とを交互に並べて形成されている。
本例において、内周形状が八角形のセル孔３が上流栓詰めセル孔３２であり、内周形状が四角形のセル孔３が開放セル孔３１又は下流栓詰めセル孔３３である。そして、上流栓詰めセル孔３２の水力直径は、開放セル孔３１の水力直径よりも大きい。
【００２１】
開放セル孔３１及び下流栓詰めセル孔３３は、軸方向Ｘから見たとき、正方形状をなしている。開放セル孔３１は、排ガスフィルタ１の全長において貫通するように形成されている。下流栓詰めセル孔３３は、下流側端部が栓部３３１によって閉塞されており、上流側端部が開放されている。なお、下流栓詰めセル孔３３は、上流側端部及び下流側端部の双方が栓部３２１、３３１によって閉塞されたものとすることもできる。また、上流栓詰めセル孔３２は、軸方向Ｘから見たとき、八角形状をなしている。また、上流栓詰めセル孔３２の上流側端部は、栓部３２１によって閉塞されている。
【００２２】
開口セル孔３１の流路断面積をＳ１とし、上流栓詰めセル孔３２の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ２はＳ１よりも大きい。本例においては、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１が、１．１≦Ｒｓ≦５を満たす。また、本例においては、流路断面積比Ｒｓ＝１．６とした。
【００２３】
排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、下記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上である。セル壁２の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、排ガスフィルタ１の外径をφ（ｍｍ）、とする。
Ｌ１=−３．７×Ｒｓ1.5−３．６／ｗ＋９．７／ｋ−１５２．９×Ｃ＋２２４１．５／φ＋１４５．１  ・・・式（１）
【００２４】
式（１）について、図５を用いて説明する。
図５は、基材長Ｌと捕集率との関係の概略を示している。なお、捕集率とは、排ガスフィルタ１に導入される排ガスに含まれる粒子状物質の数に対する、排ガスフィルタ１から排出される排ガスに含まれる粒子状物質の数の割合をいう。図５に示すごとく、排ガスフィルタ１は、基材長Ｌを長くしていくにつれて捕集率が上昇していくが、基材長Ｌが長くなるにつれて捕集率の上昇は少なくなり、基材長Ｌがある長さ以上になると、基材長Ｌの増加に伴う捕集率の上昇がなくなる。これは、基材長Ｌがある長さよりも長い場合、上流側から開口セル孔３１に導入された排ガスが、所定の位置よりも下流側においてはセル壁２を通過しなくなり、そのまま下流側へ吹き抜けてしまうためと考えられる。そこで、基材長Ｌの増加に伴う捕集率の上昇が生じなくなり始める基材長Ｌを「吹き抜け臨界長」ということとし、基材長Ｌが吹き抜け臨界長以上のときの捕集率を「限界捕集率」ということとする。
【００２５】
本例においては、基材長Ｌを、吹き抜け臨界長に近付ける、或は、吹き抜け臨界長以上とすることにより、高い浄化性能を得ることができる。そこで、図５に示すごとく、式（１）の第１基準値Ｌ１は、限界捕集率から１０％を引いた捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（Ｌａ１）と同等の値を想定している。すなわち、例えば限界捕集率が７０％の場合、捕集率が６０％となるような基材長をＬａ１と規定し、第１基準値Ｌ１は、これと同等となることを想定している。そして、基材長Ｌを第１基準値Ｌ１以上とすることにより、高い浄化性能を得ることができる。
【００２６】
式（１）の導出は、限界捕集率の値に影響を及ぼし得る、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、排ガスフィルタ１の外径φを変数とした重回帰分析によって行った。この導出は、解析ソフトウェアＪＵＳＥ−ＳｔａｔＷｏｒｋｓ（登録商標）を用いて行った。
【００２７】
流路断面積比Ｒｓが１．６、セル壁２の厚さｗが０．２８ｍｍ、セル密度Ｃが０．４７個／ｍｍ2、排ガス透過係数ｋが０．７μｍ2、外径φが１３２．０ｍｍ、である場合、第１基準値Ｌ１は、８４ｍｍとなる。排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、第１基準値Ｌ１以上である。
【００２８】
次に本例の作用効果について説明する。
排ガスフィルタ１においては、上述のごとく、セル孔３として開放セル孔３１と上流栓詰めセル孔３２とを有している。そのため、排ガスをセル壁２に形成された細孔に効率良く流通させ、排ガスフィルタ１の浄化性能を向上することができる。
【００２９】
すなわち、開放セル孔３１の流路断面積よりも、上流栓詰めセル孔３２における流路断面積を大きくすることにより、開放セル孔３１における圧力損失が上流栓詰めセル孔３２における圧力損失に比べて大きくなり、開放セル孔３１内の圧力と上流栓詰めセル孔３２内の圧力との圧力差が大きくなる。この圧力差を利用することにより、開放セル孔３１に流入した排ガスを、細孔を通じて、上流栓詰めセル孔３２へと効率良く流通させることができる。また、開放セル孔３１と上流栓詰めセル孔３２との間の圧力差は、排ガスフィルタ１の上流から下流に向かうにつれて小さくなっていくが、圧力差が生じる範囲においては、細孔への排ガスの流通が継続される。そのため、上述のごとく、開放セル孔３１と上流栓詰めセル孔３２との間の圧力差を増大することで、排ガスフィルタ１のより広い範囲において、セル壁２に排ガスを透過させることができる。これにより、排ガスに含まれる粒子状物質を効率良く捕集することができる。
【００３０】
また、排ガスフィルタ１は、下流栓詰めセル孔３３を有する。それゆえ、下流栓詰めセル孔３３を設けた分、排ガスフィルタ１の熱容量を増やすことができ、内燃機関の出力変動等に伴う排ガスフィルタ１の温度低下を抑制することができる。その結果、排ガスフィルタ１に捕集された粒子状物質の燃焼効率を高めることができる。
【００３１】
また、下流栓詰めセル孔３３の流路断面積の総和は、セル孔３の流路断面積の総和の１０％以下である。それゆえ、排ガスフィルタ１全体の圧力損失に及ぼす影響を小さくし、排ガスフィルタ１における粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができる。したがって、上記の範囲で下流栓詰めセル孔３３を設けることにより、浄化性能を充分に確保しつつ、排ガスフィルタ１の熱容量を向上させることができる。
【００３２】
また、流路断面積比Ｒｓが１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ排ガスフィルタ１の基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍである。そのため、開放セル孔３１と上流栓詰めセル孔３２との間における圧力差を確実に発生させ、セル壁２に形成された細孔に排ガスを確実に流通させることができる。また、上流栓詰めセル孔３２と開放セル孔３１との流路断面積比Ｒｓに応じて３５ｍｍ〜２７０ｍｍの範囲内で基材長Ｌを決定することにより、上記排ガスフィルタの捕集性能を向上することができる。
【００３３】
また、本例の排ガスフィルタ１は、上記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上の基材長を有する。そのため、粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができ、排ガスフィルタ１における浄化性能をより向上させることができる。
【００３４】
また、複数のセル孔３は、２種類以上の形状を有する。それゆえ、開放セル孔３１における流路断面積Ｓ１よりも上流栓詰めセル孔３２における流路断面積Ｓ２が大きい構成を容易に得ることができる。
【００３５】
また、セル孔３は、内周形状が八角形のセル孔３と、内周形状が四角形のセル孔３とからなり、八角形のセル孔３の水力直径は、四角形のセル孔３の水力直径よりも大きく、八角形のセル孔３と四角形のセル孔３とを交互に並べて形成されている。そのため、八角形のセル孔３の水力直径と、四角形のセル孔３の水力直径との差を大きくすることができる。これにより、八角形のセル孔３及び四角形のセル孔３を、上流栓詰めセル孔３２と開放セル孔３１及び下流栓詰めセル孔３３とに適宜割り振った際に、上流栓詰めセル孔３２と開放セル孔３１及び下流セル詰めセル孔３３との間における圧力差を効果的に増大させることができる。また、八角形のセル孔３間に形成された排ガスを流通しないセル壁２を縮小することができる。これにより、排ガスフィルタ１における浄化性能を向上することができる。
【００３６】
以上のごとく、本例によれば、粒子状物質の捕集性能を向上し、浄化性能を向上することができる排ガスフィルタ１を提供することができる。
【００３７】
尚、本例の排ガスフィルタ１においては、四角形のセル孔３を開放セル孔３１及び下流栓詰めセル孔３３とし、八角形のセル孔３を上流栓詰めセル孔３２として、開放セル孔３１又は下流栓詰めセル孔３３と上流栓詰めセル孔３２とを交互に並べて形成したが、これ以外の形状であってもよい。例えば、図４に示すごとく、四角形のセル孔３の一部を上流栓詰めセル孔３２としてもよい。また、八角形のセル孔３の一部を下流栓詰めセル孔３３としてもよい。この場合にも、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
（実施例２）
本例は、排ガスフィルタ１の基材長の決定方法を変更した例である。なお、排ガスフィルタ１の基本構造は実施例１と同様としている。
本例において、排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、下記式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上である。
Ｌ２=−１３．４×Ｒｓ1.5＋０．７６／ｗ＋３．２／ｋ−１３２．１×Ｃ＋１１１７．３／φ＋１７４．４  ・・・式（２）
【００３９】
図６に、実施例１の図５と同様な、基材長Ｌと捕集率との関係の概略を示した。同図に示すごとく、式（２）の第２基準値Ｌ２は、捕集率が５０％以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（Ｌａ２）と同等の値を想定している。そして、基材長Ｌを第２基準値Ｌ２以上とすることにより、５０％以上の捕集率を得ることができる。上記式（２）の導出も、限界捕集率の値に影響を及ぼし得る、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを変数とした重回帰分析によって行った。
【００４０】
流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１が１．６、セル壁２の厚さがｗは０．２８ｍｍ、セル密度Ｃが０．４７個／ｍｍ2、排ガス透過係数ｋが０．７μｍ2、外径φが１３２．０ｍｍ、である場合、第２基準値Ｌ２は、１０１ｍｍとなる。排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、第２基準値Ｌ２以上である。
【００４１】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４２】
本例においては、排ガスフィルタ１の捕集率を、ガソリンエンジンを搭載する車両において一般的に要求される捕集率を上回る５０％以上を確保することができ、高い浄化性能が得られる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４３】
（実施例３）
本例は、排ガスフィルタ１の基材長の決定方法を変更した例である。なお、排ガスフィルタ１の基本構造は実施例１と同様としている。
本例において、排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、下記式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上である。
Ｌ３=−６．８×Ｒｓ1.5−４．５／ｗ＋１２．０／ｋ−１８９．９×Ｃ＋２６２９．１／φ＋１９１．７  ・・・式（３）
【００４４】
式（３）について、図７を用いて説明する。
図７に、実施例１の図５と同様な、基材長Ｌと捕集率との関係の概略を示した。同図に示すごとく、排ガスフィルタ１は、基材長Ｌを吹き抜け臨界長から短くしていくにつれて、捕集率が低下していく。ここで、基材長Ｌが、限界捕集率の９０％の捕集率となる基材長以下になると、基材長Ｌの減少に伴う捕集率の減少が顕著となる。そこで、同図に示すごとく、式（３）の第３基準値Ｌ３は、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（Ｌａ３）と同等の値を想定している。すなわち、例えば限界捕集率が７０％の場合、捕集率の値が６３％となるような基材長をＬａ３と規定し、第３基準値Ｌ３は、これと同等となることを想定している。そして、基材長Ｌを第３基準値Ｌ３以上とすることにより、高い浄化性能を得ることができる。上記式（３）の導出も、限界捕集率の値に影響を及ぼし得る、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを変数とした重回帰分析によって行った。
【００４５】
流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１が１．６、セル壁２の厚さｗが０．２８ｍｍ、セル密度Ｃが０．４７個／ｍｍ2、排ガス透過係数ｋが０．７μｍ2、外径φが１３２．０ｍｍ、である場合、第３基準値Ｌ３は、１１１ｍｍとなる。排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、第３基準値Ｌ３以上である。
【００４６】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４７】
本例においては、粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができ、排ガスフィルタ１における浄化性能をより向上させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４８】
（実施例４）
本例は、図８に示すごとく、実施例１の排ガスフィルタにおけるセル孔の形状を変更した例である。
本例の排ガスフィルタ１は、セル孔３の形状を一様な形状によって形成してある。セル孔３は、正方形状をなしており、軸方向と直交する断面上において、正方形における１辺と並行な縦方向と、縦方向と直交する横方向に整列するように形成されている。本例においては、縦方向及び横方向に３個ずつ並んだ計９個のセル孔３を一区画とし、これを適宜敷き詰めた状態となっている。尚、一区画９個のセル孔３のうち６個のセル孔３を上流栓詰めセル孔３２とし、残りの３個のセル孔３を、原則として開放セル孔３１としている。ただし、多数存在する区画のうちの一部の区画については、部分的に下流栓詰めセル孔３３が混在している。そして、下流栓詰めセル孔３３の流路断面積の総和が、セル孔３全体の流路断面積の総和の１０％以下となるようにしている。
【００４９】
その他の構成は実施例１と同様である。尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５０】
本例の排ガスフィルタ１は、セル孔３の形状を一様とすることで、排ガスフィルタの形状をシンプルなものとすることができる。これにより、排ガスフィルタ１を容易に製造することができる。
また、本例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
（確認試験１）
本試験においては、実施例１の排ガスフィルタ１を基本構造としつつ、下流栓詰めセル孔３３の有無が、捕集率にどのように影響するかを確認した。
なお、捕集率とは、排ガスフィルタに導入される排ガスに含まれる粒子状物質の数に対する、排ガスフィルタから排出される排ガスに含まれる粒子状物質の数の割合をいう。
【００５２】
本試験においては、１２個の試料を用意した。いずれの試料も、下流栓詰めセル孔３３の有無および下流栓詰め率、並びに基材長以外に関しては、実施例１の排ガスフィルタと同様の構成を有する。具体的には、下流栓詰め率１０％にて下流栓詰めセル孔３３を設けたもの（試料α１〜試料α８）と、下流側端部の栓部３３１をすべてなくしたもの（試料α９〜試料α１２）と、を用意した。下流栓詰め率を１０％にて下流栓詰めセル孔３３を設けた排ガスフィルタ１については、試料α１〜試料α４と、試料α５〜試料α８との間で、下流側端部に配設する栓部３３１の配設パターンを異ならせた。
【００５３】
試料α１〜試料α４は、下流栓詰めセル孔３３を、排ガスフィルタ１の中心部の所定領域１１内に形成したものである（図９参照）。すなわち、これらは、外周部２０までの距離よりも中心軸までの距離が短い位置に、栓詰めセル孔３３を設けている。試料α５〜試料α８は、下流栓詰めセル孔３３を、排ガスフィルタ１の外周部２０に隣接する環状の領域１２に設けたものである（図１０参照）。すなわち、これらにおいては、下流栓詰めセル孔３３が、排ガスフィルタ１の中心軸までの距離よりも外周部２０までの距離の方が短い位置に形成されている。
【００５４】
なお、以下において、試料α１〜試料α４における下流側端部への栓部の配設パターン（図９参照）を「中央配設」、試料α５〜試料α８における下流側端部への栓部の配設パターン（図１０参照）を「外周配設」ということもある。
【００５５】
試料α１〜試料α１２は、いずれも、流路断面積比Ｒｓを３、壁厚ｗを０．３ｍｍ、セル密度Ｃを０．６２個／ｍｍ2、排ガス透過係数ｋを０．７μｍ2、平均気孔径を１８μｍ、気孔率を６０％、外径φを１１５ｍｍとした。また、試料α１〜試料α４、試料α５〜試料α８、及び試料α９〜試料α１２のそれぞれは、基材長を、３００ｍｍ、６５ｍｍ、５５ｍｍ、４０ｍｍと互いに異ならせた。なお、基材長６５ｍｍは上記式（１）にて算出した第１基材長Ｌ１であり、基材長５５ｍｍは上記式（３）にて算出した第３基材長Ｌ３であり、基材長４０ｍｍは上記式（２）にて算出した第２基材長Ｌ２である。
【００５６】
試験は、排ガスフィルタを３．５Ｌのガソリンエンジンの排気管に取り付け、排ガスフィルタに、温度を７００℃、流量を４ｍ3／ｍｉｎとして排ガスを流通させた。そして、試料αと試料βとについて、捕集率をそれぞれ測定した。その結果を、表１に示す。
【００５７】
【表１】
0006428443.tif 000002
【００５８】
表１から分かるように、試料α１〜試料α４と、試料α９〜試料α１２とにおいて、互いに同じ基材長Ｌを有する試料同士（例えば試料α１と試料α９）は、捕集率が略同等となった。また、試料α５〜試料α８と、試料α９〜試料α１２とにおいて、互いに同じ基材長Ｌを有する試料同士（例えば試料α５と試料α９）は、捕集率が同じになった。
上記結果から、排ガスフィルタは、下流栓詰めセル孔３３を配設しても、下流栓詰め率が１０％以下であれば、少なくとも、捕集率に影響しないことが確認された。
【００５９】
（確認試験２）
本試験においては、下流栓詰め率による圧損上昇率への影響を確認した。圧損上昇率とは、下流栓詰めセル孔３３を有さない排ガスフィルタの圧力損失に対する、排ガスフィルタの圧力損失の上昇率をいう。
【００６０】
本試験においては、下流栓詰め率を０％、５％、１０％、１５％、２０％とした排ガスフィルタを用意した。そして、下流栓詰めセル孔３３を設けたもの（下流栓詰め率０％以外のもの）については、下流側端部の栓部３３１の配設パターンを、中央配設（図９参照）としたものと、外周配設（図１０参照）にしたものとを用意した。すべての排ガスフィルタは、流路断面積Ｒｓ、壁厚ｗ、セル密度Ｃ、排ガス透過係数ｋ、平均気孔径、気孔率、外径φを確認試験１と同じにし、基材長Ｌを１００ｍｍとした。そして、これらの排ガスフィルタについて、圧力損失を測定し、圧損上昇率を算出した。圧損上昇率は、下流栓詰め率０％の排ガスフィルタの圧力損失をＡ０、対象の排ガスフィルタの圧力損失をＡｘとしたとき、｛（Ａｘ−Ａ０）／Ａ０｝×１００[％]によって算出した。
【００６１】
試験は、各排ガスフィルタを３．５Ｌのガソリンエンジンの排気管に取り付け、排ガスフィルタに、温度を７００℃、流量を７ｍ3／ｍｉｎとして排ガスを流し、先端面と基端面との差圧をそれぞれ測定した。そして、その結果から、圧損上昇率を算出した。算出結果を、図１１に示す。なお、図１１において、下流側端部の栓部３３１の配設パターンを中央配設にした排ガスフィルタについてのデータは丸記号にてプロットし、外周配設にした排ガスフィルタについてのデータは四角記号にてプロットした。
【００６２】
図１１から分かるように、中央配設、外周配設のいずれについても、下流栓詰め率が１０％を超えると、圧損上昇率が急激に高くなっている。そして、中央配設、外周配設のいずれについても、下流栓詰め率が１０％以下のときは、圧損上昇率が５％以内に抑えられている。
上記結果から、下流栓詰め率が１０％以下であれば、圧力損失にも影響がほとんどないといえる
なお、上記結果から、下流栓詰めセル孔３３は、排ガスフィルタ１の中心軸までの距離よりも外周部２０までの距離の方が短い位置に形成されていることが好ましいこともわかる。すなわち、下流側端部に配設する栓部３３１の配設パターンは、中央配設よりも外周配設の方が、圧力損失低減の観点から好ましい。また、圧力損失の一層の低減の観点から、排ガスフィルタ１の外周部２０に隣接するセル孔３は、下流栓詰めセル孔３であることがさらに好ましい。
【００６３】
（確認試験３）
本試験においては、下流栓詰め率による低下温度への影響を確認した。
本試験においては、下流栓詰め率を０％、５％、１０％、１５％、２０％とした５つの排ガスフィルタを用意した。すべての排ガスフィルタは、流路断面積Ｒｓ、壁厚ｗ、セル密度Ｃ、排ガス透過係数ｋ、平均気孔径、気孔率、外径φ、基材長Ｌを確認試験２と同じにした。
【００６４】
そして、試験は、各排ガスフィルタを３．５Ｌのガソリンエンジンの排気管に取り付け、排ガスフィルタに、まず、温度を９００℃、流量を７ｍ3／ｍｉｎとして排ガスを３０分間流した後、排ガスフィルタの中心軸付近の温度を測定した。この温度をＴ１とする。その後、排ガスフィルタに流す排ガスの温度を５５０℃に変更し、１分間流したあと、排ガスフィルタの中心軸付近の温度を測定した。この温度をＴ２とする。そして、各排ガスフィルタにおいて、Ｔ１−Ｔ２から低下温度ΔＴを算定した。なお、排ガスフィルタの中心軸付近の温度は、熱電対によって測定した。
【００６５】
結果を図１２に示す。なお、図１２においては、下流栓詰め率０％とした排ガスフィルタの低下温度をΔＴ０としている。
【００６６】
図１２から分かるように、下流栓詰め率を増やすほど、低下温度が小さくなっている。すなわち、下流栓詰め率を増やすほど、排ガスフィルタの熱容量が大きくなる。そして、下流栓詰め率が１０％以下であっても、下流栓詰め率０％の排ガスフィルタより低下温度が充分に小さくなっている。すなわち、下流栓詰め率が１０％以下でも、下流栓詰めセル孔３３を設けることにより、排ガスフィルタの温度低下を抑制できることが分かる。なお、本確認試験においては、各排ガスフィルタにおける下流側端部への栓部の配設パターンを、中央配設と外周配設とに相互に変更することによる、低下温度ΔＴの結果の違いはほぼなかった。
【００６７】
（確認試験４）
本試験においては、流路断面積比Ｒｓと、透過流量比及び捕集率との比較を行った。なお、透過流量比とは、開放セル孔３１に流入した排ガスのうち、セル壁２を透過して上流栓詰めセル孔３２内へと流入した排ガスの比を示すものである。
【００６８】
なお、本試験においては、下流栓詰めセル孔のない排ガスフィルタを試料として用いているが、少なくとも捕集率については、下流栓詰め率１０％以下であれば、下流栓詰めセル孔の有無にほとんど左右されないことが確認試験１によって確認されているため、これらの試料は、下流栓詰め率１０％以下にて下流栓詰めセル孔を設けた排ガスフィルタと同視することができる。以降の確認試験５〜確認試験９についても同様である。
【００６９】
本試験には、開放セル孔３１と上流栓詰めセル孔３２との流路断面積比Ｒｓを変化させた排ガスフィルタ１０１〜１０４とを用いた。
排ガスフィルタ１０１は、流路断面積比Ｒｓを０．５とした。なお、排ガスフィルタ１０１は、実施例１の排ガスフィルタ１における開放セル孔３１と上流栓詰めセル孔３２とを反対に設定したものである。
【００７０】
図１３に示すごとく、排ガスフィルタ１０２は、流路断面積比Ｒｓを１とした。軸方向Ｘから見たとき、排ガスフィルタ１０２における開放セル孔３１及び上流栓詰めセル孔３２の形状はいずれも正方形である。
排ガスフィルタ１０３は流路断面積比Ｒｓを２．１、排ガスフィルタ１０４は流路断面積比Ｒｓを４とした。排ガスフィルタ１０３及び排ガスフィルタ１０４における開放セル孔３１及び上流栓詰めセル孔３２の形状は、それぞれ、実施例１の排ガスフィルタ１における開放セル孔３１及び上流栓詰めセル孔３２と相似形状である。
なお、排ガスフィルタ１０１〜１０４において、基材長Ｌは、いずれも２００ｍｍとした。
また、上述以外の構成は実施例１と同様である。なお、図１３において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００７１】
図１４（ａ）は、流路断面積比Ｒｓと透過流量比との関係を示すものであり、縦軸を透過流量比（％）とし、横軸を流路断面積比Ｒｓとした。また、図１４（ｂ）は、流路断面積比Ｒｓと捕集率との関係を示すものであり、縦軸を捕集率（％）とし、横軸を流路断面積比Ｒｓとした。
【００７２】
図１４（ａ）に示すごとく、透過流量比は、排ガスフィルタ１０１が約２６％、排ガスフィルタ１０２が約５０％、排ガスフィルタ１０３が約７６％、排ガスフィルタ１０４が約９０％となった。
また、図１４（ｂ）に示すごとく、捕集率は、排ガスフィルタ１０１が約２１％、排ガスフィルタ１０２が約４１％、排ガスフィルタ１０３が約６２％、排ガスフィルタ１０４が約７６％となった。
したがって、流路断面積比Ｒｓが１を超えるように設定することにより、開放セル孔３１に流入する排ガスの５０％以上をセル壁２に透過させることができる。また、流路断面積比Ｒｓを２以上とすることにより、開放セル孔３１に流入する排ガスの８０％以上をセル壁２に透過させることができる。これにより、捕集率が向上することが確認された。また、流路断面積比Ｒｓが４を超える範囲においては透過流量比及び捕集率がほぼ一定となる。
【００７３】
（確認試験５）
本試験においては、表２に示すごとく、排ガスフィルタにおける流路断面積比Ｒｓを変化させたときの粒子状物質の捕集率を比較した。
排ガスフィルタとしては、一様な形状のセル孔を有する試料１と、水力直径の異なるセル孔を有する試料２〜試料４とを用いた。
【００７４】
試料１は、正方形状のセル孔を有しており、上流栓詰めセル孔と開放セル孔とが交互に並んで配置されている。したがって、流路断面積比Ｒｓが１となる。
試料２は、基材長Ｌを除いて、実施例１の排ガスフィルタ１と同様である。
また、試料３及び試料４は、実施例１の排ガスフィルタにおけるセル孔と相似形状の四角形のセル孔と八角形のセル孔とを有しており、流路断面積比Ｒｓは、試料３が４．０、試料４が５．０である。
また、試料１〜試料４の排ガスフィルタにおける基材長Ｌはいずれも２００ｍｍとした。
なお、上述以外の構成は、実施例１と同様である。
【００７５】
【表２】
0006428443.tif 000003
【００７６】
表２は、試料１〜試料４における粒子状物質の捕集率を示すものである。
表２に示すごとく、各排ガスフィルタにおける捕集率は、試料１が４２％、試料２が５７％、試料３が７６％、試料４が７８％となった。したがって、流路断面積比Ｒｓが大きくなるにつれて、粒子状物質の捕集率が向上することが確認された。
【００７７】
（確認試験６）
本試験は、排ガスフィルタにおける流路断面積比Ｒｓと基材長との捕集率への影響、及びセル壁の平均気孔径と基材長との捕集率への影響を確認した。
本試験においては、排ガスフィルタとして、試料２〜試料２６を用いた。
試料２〜試料４は、確認試験２と同一である。
表３に示すごとく、試料５〜試料８は、流路断面積比Ｒｓが１．６であり、試料２の排ガスフィルタに対して、基材長を変更した例である。また、試料９〜試料１２は、流路断面積比Ｒｓが４．０であり、試料３の排ガスフィルタに対して、基材長を変更した例である。またまた、試料１３〜試料１６は、流路断面積比Ｒｓが５．０であり、試料４の排ガスフィルタに対して、基材長を変更した例である。
【００７８】
【表３】
0006428443.tif 000004
【００７９】
表４に示すごとく、試料１７〜試料２１は、セル壁における平均気孔径を５μｍとした。また、試料２及び試料５〜試料８は、上述したものと同一であり、セル壁における平均気孔径を１８μｍとした。また、試料２２〜試料２６は、セル壁における平均気孔径を３０μｍとした。
なお、試料２〜試料２６における上述以外の構成は、実施例１と同様である。
【００８０】
【表４】
0006428443.tif 000005
【００８１】
表３に示すごとく、試料２及び試料５〜試料８においては、基材長Ｌが大きくなるにつれて捕集率が上昇し、１５０ｍｍ以降は安定した。また、試料３、試料４及び試料９〜試料１６においては、基材長Ｌが２００ｍｍ以下の範囲では、基材長Ｌが大きくなるにつれて捕集率が上昇し続けている。
したがって、開放セル孔における圧力損失と上流栓詰めセル孔における圧力損失とが等しくなるまでに必要な排ガスフィルタの基材長Ｌは、流路断面積比Ｒｓが大きくなるにつれて大きくなることが確認された。これは、排ガスフィルタにおける、開放セル孔に流入する排ガスの流量増加によるものと考えられる。
【００８２】
また、表４に示すごとく、試料１７〜試料２１においては、基材長Ｌが大きくなるにつれて捕集率が上昇し、１５０ｍｍ以降の範囲にて安定した。また、試料２、試料５〜試料８及び試料２２〜試料２６においては、基材長Ｌが１００ｍｍ以降の範囲にて安定した。したがって、開放セル孔における圧力損失と上流栓詰めセル孔における圧力損失とが等しくなるまでに必要な排ガスフィルタの基材長Ｌは、平均気孔径が大きくなるにつれて小さくなることが確認された。これは、排ガスフィルタにおける、セル壁における排ガスの透過損失の減少によるものと考えられる。
【００８３】
（確認試験７）
本試験においては、上記式（１）の精度を、限界捕集率から１０％を引いた捕集率を確保することができる基材長のうち、最短のもの（実施例１の図５におけるＬａ１）の実測値（第１実測値）と、式（１）を用いて算出した第１基準値Ｌ１（計算値）とを比較した。
本試験においては、第１実測値を求めるための排ガスフィルタとして、基本構造は実施例１の排ガスフィルタ１と同様としつつ、表５〜表９に示すごとく、流路断面積比Ｒｓ、セル壁の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ａ１〜試料Ａ７８を用いた。試験は、排ガスフィルタをガソリンエンジンの排気管に取り付け、当該排ガスフィルタに、温度を７００℃、流量を４ｍ3／ｍｉｎとして排ガスを流通させた。
【００８４】
試験においては、各試料について、まず、捕集率が限界捕集率となる、充分な基材長Ｌ（３００ｍｍ）を有する排ガスフィルタにおいて、限界捕集率（図５参照）を測定した。この値が、表５〜表９における「限界捕集率」である。なお、捕集率の測定は、排ガスフィルタに導入される排ガスに含まれる粒子状物質の数、排ガスフィルタから排出される排ガスに含まれる粒子状物質の数を検出することにより行った。そして、基材長Ｌを５ｍｍ刻みに種々変更した排ガスフィルタの捕集率をそれぞれ測定した。そして、限界捕集率から１０％を引いた捕集率以上となる基材長のうち、最短となったものを第１実測値とした。この第１実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの捕集率を、「捕集率」として表５〜表９に記載した。なお、基材長Ｌは５ｍｍ刻みで変化させているため、表５〜表９における捕集率には、限界捕集率から１０％を引いた値より若干高い値も含まれている。
その結果を表５〜表９に示す。なお、表５〜表９においては、排ガス透過係数ｋに影響を及ぼし得るパラメータである、セル壁の平均気孔径と気孔率とを記載している。
【００８５】
【表５】
0006428443.tif 000006
【００８６】
【表６】
0006428443.tif 000007
【００８７】
【表７】
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【００８８】
【表８】
0006428443.tif 000009
【００８９】
【表９】
0006428443.tif 000010
【００９０】
表５〜表９から分かるように、式（１）によって求められる第１基準値Ｌ１と、実験によって確認される第１実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（１）によれば、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率から１０を引いた捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【００９１】
（確認試験８）
本試験においては、上記式（２）の精度を、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のもの（実施例２の図６におけるＬａ２）の実測値（第２実測値）と、式（１）を用いて算出した第２基準値Ｌ２（計算値）とを比較した。
本試験においては、第２実測値を求めるための排ガスフィルタとして、基本構造は実施例１の排ガスフィルタ１としつつ、表１０〜表１２に示すごとく、流路断面積比Ｒｓ、セル壁の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ｂ１〜試料Ｂ５０を用いた。試験条件は、確認試験４と同じである。
【００９２】
試験においては、基材長Ｌを５ｍｍ刻みに種々変更して、捕集率をそれぞれ測定した。そして、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のものを第２実測値とした。この第２実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの捕集率を、「捕集率」として表１０〜表１２に記載した。なお、基材長Ｌは５ｍｍ刻みで変化させているため、表１０〜表１２における捕集率には、５０％より若干高い値も含まれている。
結果を表１０〜表１２に示す。なお、表１０〜表１２においても、排ガス透過係数ｋに影響を及ぼし得るパラメータである、セル壁の平均気孔径と気孔率とを記載している。
【００９３】
【表１０】
0006428443.tif 000011
【００９４】
【表１１】
0006428443.tif 000012
【００９５】
【表１２】
0006428443.tif 000013
【００９６】
表１０〜表１２から分かるように、式（２）によって求められる第２基準値Ｌ２と、実験によって確認される第２実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（２）によれば、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【００９７】
（確認試験９）
本試験においては、上記式（３）の精度を、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（実施例３の図７におけるＬａ３）の実測値（第３実測値）と、式（３）を用いて算出した第３基準値Ｌ３（計算値）とを比較した。
【００９８】
本試験においては、第２実測値を求めるための排ガスフィルタとして、基本構造は実施例１の排ガスフィルタ１としつつ、表１３〜表１６に示すごとく、流路断面積比Ｒｓ、セル壁の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ｃ１〜試料Ｃ７８を用いた。試験条件は、確認試験４と同じである。
【００９９】
試験においては、確認試験４と同様に、捕集率が限界捕集率となる、充分な基材長Ｌ（３００ｍｍ）を有する排ガスフィルタにおいて、限界捕集率（図７参照）を測定し、基材長Ｌを５ｍｍ刻みに種々変更した排ガスフィルタの捕集率をそれぞれ測定した。そして、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短となったものを第３実測値とした。この第３実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの捕集率を、「捕集率」として表１３〜表１６に記載した。なお、基材長Ｌは５ｍｍ刻みで変化させているため、表１３〜表１６における捕集率には、限界捕集率の９０％の値より若干高い値も含まれている。
結果を表１３〜表１６に示す。なお、表１３〜表１６においては、排ガス透過係数ｋに影響を及ぼし得るパラメータである、セル壁の平均気孔径と気孔率とを記載している。
【０１００】
【表１３】
0006428443.tif 000014
【０１０１】
【表１４】
0006428443.tif 000015
【０１０２】
【表１５】
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【０１０３】
【表１６】
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【０１０４】
表１３〜表１６から分かるように、式（３）によって求められる第３基準値Ｌ３と、実験によって確認される第３実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（３）によれば、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【符号の説明】
【０１０５】
１  排ガスフィルタ
２  セル壁
３  セル孔
３１  開放セル孔
３２  上流栓詰めセル孔
３２１  栓部
【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】
0006428443.tif 000022
【図６】
0006428443.tif 000023
【図７】
0006428443.tif 000024
【図８】
0006428443.tif 000025
【図９】
0006428443.tif 000026
【図１０】
0006428443.tif 000027
【図１１】
0006428443.tif 000028
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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