(57)【要約】【課題】複雑な粘度調整が不要で、耐衝撃性に優れるハニカムフィルターの前駆体を製造できるハニカムフィルターの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のハニカムフィルターの製造方法は、複数のセル３がセル壁２によって区画されているセラミック製のハニカム焼結体９から、ハニカム焼結体９の外周余肉部を除去してハニカムフィルターを得る製造方法であり、方向Ａに直交する断面において、加工想定曲線１１と交差する充填用セル１３へセル充填材を充填する充填工程と、充填したセル充填材を加熱させる熱処理工程と、加工想定曲線１１に沿って、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去する加工工程とを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延伸した複数のセルがセル壁によって区画されているセラミック製のハニカム焼結体から、ハニカム焼結体の外周部を加工してハニカムフィルターを得る製造方法であって、
上記延伸方向に直交する断面において、上記ハニカム焼結体に曲面外周を形成するための加工想定曲面と交差するセルへセル充填材を充填する充填工程と、
充填したセル充填材を加熱処理により硬化させる熱処理工程と、
上記加工想定曲面に沿って、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去する加工工程とを含むことを特徴とするハニカムフィルターの製造方法。
【請求項２】
上記充填工程の前に、
ハニカム骨格体を押出し成形した後、上記ハニカム骨格体を焼成して単体ハニカム焼結体を得る単体型形成工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項３】
上記充填工程の前に、
ハニカム骨格体の構成部材である複数のハニカムセグメント骨格体を押出し成形した後、上記複数のハニカムセグメント骨格体を焼成して複数のハニカムセグメント焼結体を形成し、
結合材を介して隣接する複数のハニカムセグメント焼結体を結合して、結合型のハニカム焼結体を得る結合型形成工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項４】
上記加工工程の後に、
上記曲面外周に、合成樹脂層またはセラミック層の外周被覆層を形成する外周被覆層形成工程を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項５】
上記充填工程において、ハニカム焼結体の材料と異なる種類のセル充填材を使用し、
上記外周被覆層形成工程において、上記ハニカム焼結体の材料およびセル充填材の材料と異なる種類のセラミック材料を使用して上記曲面外周に外周被覆層を形成することを特徴とする請求項４に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項６】
セル充填材、ハニカム焼結体の材料およびセラミック層が同じ配合材料を含んでおり、
上記充填工程において、ハニカム焼結体の材料と異なる配合割合のセル充填材を使用し、
上記外周被覆層形成工程において、上記セル充填材の材料およびハニカム焼結体の材料と異なる配合割合のセラミック材料を使用して上記曲面外周に外周被覆層を形成することを特徴とする請求項４に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項７】
上記加工工程において、
ハニカムフィルターの曲面外周が円周面または円周面以外の円滑に連続する曲面となるように、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項８】
上記曲面外周を円周面としたときの真円度が１．０ｍｍ以下となるようにハニカム焼結体の外周余肉部を除去することを特徴とする請求項７に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項９】
上記曲面外周を円周面としたときの真円度が０．５ｍｍ以下となるようにハニカム焼結体の外周余肉部を除去することを特徴とする請求項８に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項１０】
上記充填工程におけるセル充填材が泥状であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【請求項１１】
上記複数のセルにおける延伸方向の両端のうち一端側を封孔材料で封孔する工程であって、
互いに隣接するセルに対して、上記延伸方向において異なる端側を封孔する封孔工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のハニカムフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジン、特に、ディーゼルエンジンの排気ガスに含有される微粒子を除去する多孔質のセラミック製ハニカムフィルターの製造方法に関する。詳細には、曲面を有するハニカムフィルターの外形形状の寸法精度または真円度を向上させ得るハニカムフィルターを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に備えられ、排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ（Particulate Matter）、以下、本明細書においてＰＭと称することがある。）を捕集するための排ガス浄化フィルターとして、多孔性のセラミック材料を用いた排ガス浄化フィルターが広く用いられている。
【０００３】
特に、ディーゼル車両の排ガス中に含まれる粒子状物質については、窒素酸化物（ＮＯｘ）とともに、その排出規制が日米欧において段階的に強化されている。かかる規制に適合させるため、粒子状物質を捕集するためのディーゼルパーティキュレートフィルター（ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter））の開発が盛んに進められてきている。現在、Ｄ
ＰＦとしては、主に、ハニカム構造を有し、端面が交互に封止されたセルを有するウォールフロータイプのものが用いられている。
【０００４】
従来技術として、例えば、ハニカム構造体の外周部方向に突出した状態で存在する壁部を外周壁が包み込み、かつ、外周壁は、ハニカム構造体のセル体の内で最外部に位置するセル体の外周部側の隔壁と密接して設けられたハニカム構造体が開示されている（特許文献１）。特許文献１では、ハニカム骨格体の外周壁の厚さが２．０ｍｍ以下となるように、外周壁を研削加工により除去する。
【０００５】
特許文献１によれば、キャニング時における面圧分布のばらつきを小さくし、キャニング時の破損が防止できると共に、耐衝撃性にも優れるハニカム構造体が得られる。
【０００６】
また、他のハニカム構造体の製造方法が特許文献２に開示されている。特許文献２の製造方法では、セラミックハニカム成形体を成形し、セラミックハニカム仮焼体を形成した後、セラミックハニカム仮焼体の周縁部を加工除去してセラミックハニカム加工体を形成する。さらに、セラミックハニカム加工体の外周面に外周壁形成材料を塗布して所定の膜厚の外周壁を形成し、該外周壁と上記セラミックハニカム加工体とを同時に焼結する。
【０００７】
当該製造方法によれば、セラミックハニカム成形体の成形時に発生するクラックやセルよれ、自重による偏芯などの欠陥を加工によって除去し、欠陥が少なく、寸法精度に優れ、耐衝撃性の高いセラミックハニカム構造体を得ることができる。
【０００８】
さらに、高温の排気ガスによる衝撃で亀裂が発生することを防止するハニカム構造体を目的とする製造方法が特許文献３に開示されている。当該製造方法では、押出し成形体及び焼結体の外周壁厚さをセラミックハニカム構造体の所望する外周壁厚さより厚く形成し、焼成後に外周壁部の少なくとも一部の直径が減少するように加工して、該構造体の所望する外周壁厚さとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００４／０７８６７４号パンフレット（２００４年９月１６日公開）
【特許文献２】特開２００９−２２６３５０号公報（２００９年１０月８日公開）
【特許文献３】特許第４４２１８５８号明細書（２０１０年２月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１〜３の製造方法は以下の問題点を有している。
【００１１】
特許文献１、２の製造方法では、ハニカム構造体の外周部において３面以上のセル隔壁で構成される凹部または２面のセル隔壁で構成される段部へセラミック坏土を塗布する際、凹部または段部へセラミック坏土を充満させるためには、セラミック坏土の粘度を下げる必要がある。一方、凹部を越えて所定の厚みを有する外壁部を形成するためには、外壁部の形状を安定化させ保形性をよくするため、セラミック坏土の粘度を上げる必要がある。
【００１２】
したがって、セラミック坏土により外壁部を形成するためには、（１）コート層を厚めに塗布した後、コート層外周壁の表面を研削加工により削る（特許文献１）、または、（２）ブレードなどの層厚均一化手段により外周形状を成形する（特許文献２）必要がある。この場合、セラミック坏土の粘度が低いと、凹部または段部の内部にまでセラミック坏土が行き渡ることができる反面、（１）コート層を厚めに塗布して外周形状を保形することが困難となり、また（２）ブレードにより外周形状を成形しても外周形状を保形することが困難となる。一方、セラミック坏土の粘度を高くすると、凹部または段部の内部隅々までセラミック坏土が行き渡らせることができない。つまり、外周壁を形成するために凹部または段部の内部までセラミック坏土を行き渡らせ、かつ外周形状を保形させる両方の条件を満足させる粘度をもつセラミック坏土を得ることが困難であり、前記条件のいずれかを犠牲にする必要があった。このため、外周形状の精度を向上させるためには、凹部または段部の内部までセラミック坏土を行き渡らせるのはある程度犠牲にせざるを得なかった。また、研削加工によりコート層を削ることやブレードによる層厚均一化する必要があるため、外壁成形時には成形加工後の外壁厚さよりある程度厚くコート層を塗布する必要があった。
【００１３】
また、特許文献３の製造方法で得られたハニカム構造体は、外周壁は押出し形成時に内部のセル隔壁と一体的に形成されるので、衝撃によって外周壁にクラックが生じた場合、クラックが内部のセル隔壁にまで進展し易いという欠点がある。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、１）簡易に外周形状の寸法精度をよくすることができ、２）外周部形成時に材料の複雑な粘度調整が不要で、３）耐衝撃性に優れるハニカムフィルターを製造できるハニカムフィルター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】
【００１５】
本発明のハニカムフィルターの製造方法は、上記課題を解決するために、一方向に延伸した複数のセルがセル壁によって区画されているセラミック製のハニカム焼結体から、ハニカム焼結体の外周部を加工してハニカムフィルターを得る製造方法であって、上記延伸方向に直交する断面において、上記ハニカム焼結体に曲面外周を形成するための加工想定曲面と交差するセルへセル充填材を充填する充填工程と、充填したセル充填材を加熱処理により硬化させる熱処理工程と、上記加工想定曲面に沿って、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去する加工工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
上記の発明によれば、加工想定曲面と交差するセルにセル充填材を充填するため、セル
充填材の熱処理後、焼成または硬化した硬質セル充填材によりセル壁が補強される。このため、加工想定曲面より外側のセル壁を除去する際に生じる加工応力は、セル壁および硬質セル充填材に伝播し分散され、セル壁のみに伝播せず、セル壁に所望しないクラックが生じ難い状態で、加工想定曲面に沿ってハニカム焼結体の外周余肉部を除去できる。
１）当該製造方法では加熱による焼成性または硬化性とセルの孔内部の隅々までセル充填材が行き渡るための充満性を備えたセル充填材の粘度調整を行えばよいので、充填性と保形性の相反する特性を両方兼ね備えるような複雑な粘度調整が不要である。
２）加工想定曲面より外側のセル壁を除去した時点で、フィルター外周形状の寸法精度が精度よく確保できており、コート層を厚く塗って外周寸法を出すようなことは必要なく簡易に寸法精度をよくすることができる。
３）また、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去する加工工程後は、セル壁は充填材硬化部（「加工工程後の硬質セル充填材」を「充填材硬化部」と称する）で補強されるので、衝撃によりクラックがセル壁に発生しにくく、充填材硬化部に衝撃によるクラックが発生してもセル壁と充填材硬化部の境界部でその伝播が緩和または阻止される。
【００１７】
また、請求項２記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記充填工程の前に、１つのハニカムフィルター全体を構成する１つの単体ハニカム骨格体を押出し成形した後、上記単体ハニカム骨格体を焼成して単体のハニカム焼結体を得る単体型形成工程を含むことが好ましい。
【００１８】
単体型形成工程では、単体のハニカム骨格体を押出し成形するため、得られる単体型のハニカム焼結体はセル壁が一体として形成されており、簡便にハニカム焼結体が得られる。本工程は、ハニカム焼結体を量産する場合に好適である。
【００１９】
また、請求項３記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記充填工程の前に、ハニカム骨格体の構成部材である複数のハニカムセグメント骨格体を押出し成形した後、上記複数のハニカムセグメント骨格体を焼成して複数のハニカムセグメント焼結体を形成し、結合材を介して隣接する複数のハニカムセグメント焼結体を結合して、結合型のハニカム焼結体を得る結合型形成工程を含むことが好ましい。
【００２０】
上記ハニカム焼結体は、セル壁が形成された複数のハニカムセグメント焼結体が結合材を介して結合されているため、ハニカムセグメントの使用数を変更することにより、サイズの異なるハニカムフィルターが同じ寸法の複数のハニカムセグメントにより得られ、多様な需要に対応可能である。
【００２１】
また、請求項４記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記加工工程の後に、上記曲面外周に、合成樹脂層またはセラミック層の外周被覆層を形成する外周被覆層形成工程を含むことが好ましい。本製造方法により得られたハニカムフィルターは、その曲面外周にさらに外周被覆層を設けるので、さらに耐衝撃性を向上することができる。
【００２２】
つまり、得られたハニカムフィルターの曲面外面に外周被覆層を設けている場合、外周被覆層からセル壁へ衝撃によるクラックが伝播するには、外周被覆層と充填材硬化部との境界部、さらに、充填材硬化部とセル壁との境界部を介する必要がある。このように、外周被覆層、充填材硬化部および２重の境界部により、クラックが比較的生じ易いセル壁が保護されるとともに、外周被覆層に衝撃が負荷され、または衝撃に起因するクラックが発生しても、衝撃またはクラックがセル壁に伝播し難い。
【００２３】
このように、曲面外周に、合成樹脂層またはセラミック層の外周被覆層を形成することにより、衝撃によるクラックが伝播しにくく、かつ外部からの耐衝撃性が高いハニカムフィルターを製造することができる。
【００２４】
また、請求項５記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記充填工程において、ハニカム焼結体の材料と異なる種類のセル充填材を使用し、上記外周被覆層形成工程において、上記ハニカム焼結体の材料およびセル充填材の材料と異なる種類のセラミック材料を使用して上記曲面外周に外周被覆層を形成することが好ましい。
【００２５】
上記の条件下で形成した外周被覆層は、ハニカム焼結体（すなわち焼結したハニカム骨格体、またはセル壁）および充填材硬化部と異なる組成を有することとなる。これにより、最終的に製造するハニカムフィルターにおいて、外周被覆層から充填材硬化部、さらに充填材硬化部からセル壁へ伝播する衝撃または衝撃より外周被覆層に発生したクラックは異なる材料を伝播することとなる。当該ハニカムフィルターでは、外周被覆層と充填材硬化部との境界部、および、充填材硬化部とセル壁との境界部において衝撃またはクラックの伝播が緩和され易く、衝撃に起因するクラックが生じ難いまたはクラックの伝播が緩和または阻止される。
【００２６】
また、請求項６記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、セル充填材の材料、ハニカム焼結体の材料および外周被覆層の材料が同じ配合材料を含んでおり、上記充填工程において、ハニカム焼結体の材料と異なる配合割合のセル充填材を使用し、上記外周被覆層形成工程において、上記セル充填材の材料およびハニカム焼結体の材料と異なる配合割合のセラミック材料を使用して上記曲面外周に外周被覆層を形成することが好ましい。
【００２７】
上記の条件下で形成した外周被覆層は、ハニカム焼結体（すなわち焼結したハニカム骨格体、またはセル壁）および硬化した充填材硬化部と異なる組成を有することとなる。これにより、最終的に製造するハニカムフィルターにおいて、外周被覆層から充填材硬化部、さらに充填材硬化部からセル壁へ伝播する衝撃または外周被覆層に発生したクラックは異なる物質を伝播することとなる。当該ハニカムフィルターでは、外周被覆層と充填材硬化部との境界部、および、充填材硬化部とセル壁との境界部において衝撃またはクラックの伝播が緩和され易く、衝撃に起因するクラックが生じ難いまたは発生したクラックの伝播が緩和または阻止される。
【００２８】
また、請求項７記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記加工工程において、ハニカムフィルターの曲面外周が円周面または円周面以外の円滑に連続する曲面となるように、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去することが好ましい。
【００２９】
ハニカムフィルターの曲面外周が円周面または円周面以外の円滑に連続する曲面となるように加工工程を行うことによって、より歪みが小さく、耐衝撃性に優れるハニカムフィルターが得られる。
【００３０】
また、請求項８記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記曲面外周を円周面としたときの真円度が１．０ｍｍ以下となるようにハニカム焼結体の外周余肉部を除去することが好ましい。
【００３１】
真円度が上記値であることにより、断面方向において歪みの小さなハニカムフィルターを得ることができる。
【００３２】
また、請求項９記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記曲面外周を円周面としたときの真円度が０．５ｍｍ以下となるようにハニカム焼結体の外周余肉部を除去することが好ましい。
【００３３】
真円度が上記値であることにより、断面方向においてさらに歪みの小さなハニカムフィルターを得ることができる。
【００３４】
また、請求項１０記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記充填工程におけるセル充填材が泥状であることが好ましい。
【００３５】
これにより、セルをセル充填材により容易に充填することができる。
【００３６】
また、請求項１１記載の本発明のハニカムフィルターの製造方法では、上記複数のセルにおける延伸方向の両端のうち一端側を封孔材料で封孔する工程であって、互いに隣接するセルに対して、延伸方向において異なる端側を封孔する封孔工程を含むことが好ましい。
【００３７】
当該製造方法によりセルの一端側が開孔され、他端側が封孔されたハニカムフィルターを得ることができる。上記ハニカムフィルターは、ＰＭを含む排気ガス等がハニカムフィルター導入された場合、排気ガス等は、セルに沿って直進し難く、セル壁の細孔を通過して、隣接するセルへ移動する。このセル壁の細孔を通過する過程で、排気ガス等に含まれるＰＭをセル壁で効率良く捕集できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明のハニカムフィルターの製造方法は、以上のように、一方向に延伸した複数のセルがセル壁によって区画されているセラミック製のハニカム焼結体から、ハニカム焼結体の外周部を加工してハニカムフィルターを得る製造方法であって、上記延伸方向に直交する断面において、上記ハニカム焼結体に曲面外周を形成するための加工想定曲面と交差するセルへセル充填材を充填する充填工程と、充填したセル充填材を加熱により硬化させる熱処理工程と、上記加工想定曲面に沿って、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去する加工工程とを含むものである。
【００３９】
それゆえ、
１）当該製造方法では加熱による焼成性または硬化性とセルの孔内部の隅々までセル充填材が行き渡るための充満性を備えたセル充填材の粘度調整を行えばよいので、充填性と保形性の相反する特性を両方兼ね備えるような複雑な粘度調整が不要である。
２）加工想定曲面より外側のセル壁を除去した時点で、フィルター外周形状の寸法精度が精度よく確保できており、コート層を厚く塗って外周寸法を出すようなことは必要なく簡易に寸法精度をよくすることができる。
３）また、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去する加工工程後は、セル壁は充填材硬化部で補強されるので、衝撃によりクラックがセル壁に発生しにくく、充填材硬化部に衝撃によるクラックが発生してもセル壁と充填材硬化部との境界部でその伝播が緩和または阻止される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るハニカム焼結体を示す斜視図である。
【図２】図１のハニカム焼結体のＢ−Ｂ’面における断面を示す矢視断面図である。
【図３】本発明に係るハニカムセグメント骨格体を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るハニカムセグメント骨格体の結合過程を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る結合型のハニカム焼結体を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る結合型のハニカム焼結体の断面を示す断面図である。
【図７】本発明に係るハニカムフィルターを示す斜視図である。
【図８】図７のハニカムフィルターの軸Ａに平行な軸に沿って切った面における断面を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係るハニカムフィルターを示す平面図である。
【図１０】本発明に係る外周被覆層を形成したハニカムフィルターを示す平面図である。
【図１１】従来技術に係る外周被覆層を形成したハニカムフィルターを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の一実施形態について図１〜図１０に基づいて説明すれば、以下の通りであるが、本発明は、当該実施の形態に限定されるものではない。本発明は、ハニカムフィルターの製造方法に係るものである。
【００４２】
図１は、セラミックス製のハニカム焼結体１を示す斜視図である。ハニカム焼結体１は、ハニカムフィルターにおいて、ＰＭを捕集するフィルターの役割を果たすと共に、ハニカムフィルターを支える骨格となるものである。ハニカム焼結体１は、セル壁２によって複数のセル３が区画された構造となっている。
【００４３】
ハニカム焼結体１では、一方向である方向Ａに延伸した複数のセル３がセル壁２によって区画されている。方向Ａに沿ったセル壁２の長さは、ハニカムフィルターの設置場所、処理するＰＭ濃度およびエンジン排気量などに応じて適宜変更すればよい。また、セル壁２は、延伸方向である方向Ａに対して直交する断面が格子状となっているが複数のセル３が方向Ａに沿って形成されていればよく、当該断面形状に限定されるものではない。セル壁２によって区画されたセル３は、処理対象となる排ガスの流路となる。
【００４４】
また、ハニカム焼結体１では、方向Ａに対して直交する断面に沿って略正方形であり、大きさが同じである複数のセル３がセル壁２によって区画形成されているが、方向Ａに対するセル３の断面形状は当該形状に限定されない。例えば、セル３の断面形状は、例えば、円、楕円、三角形、正方形、長方形、六角形などであってもよい。セル壁２厚さは特に限定されるものではないが、例えば、０．２ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下である。単位面積中のセル３の数は、特に限定されるものではないが、例えば、２００ｃｐｓｉ以上、３００ｃｐｓｉ以下である。
【００４５】
ハニカム焼結体１には略四角柱状の空間である複数のセル３が形成されている。Ｂ−Ｂ’断面におけるハニカム焼結体１の矢視断面を図２に示す。同図は、四角柱状のセル３が形成されたハニカム焼結体１を側面から示している。ここで、ハニカム焼結体１における方向Ａの両端とは、ハニカム焼結体１の方向Ａに沿ったハニカム焼結体１の両端を示し、ハニカム焼結体１の一端は、端面４に沿って形成されており、ハニカム焼結体１の他端は、端面５に沿って形成されている。また、端面４および端面５は方向Ａに対して垂直である。なお、ハニカム焼結体１の両端は、端面４および端面５からずれて形成されていてもよい。
【００４６】
図２に示すように、複数のセル３は、方向Ａの両端が開孔している。複数のセル３は方向Ａに沿って延伸しているため、ＰＭを含むガスがセル３に侵入可能となっている。
【００４７】
以下、ハニカムフィルターの製造方法について説明する。本発明に係る最良の当該製造方法には、１．ハニカム焼結体形成工程（単体型形成工程、結合型形成工程）、２．封孔工程、３．充填工程、４．熱処理工程、５．加工工程、および、６．外周被覆層形成工程が含まれる。以下、各工程について説明する。
【００４８】
（１．ハニカム焼結体形成工程）
ハニカム焼結体形成工程は、ハニカム骨格体の材料となるセラミック坏土を押出し成形
して、焼結する工程であるが、単体型のハニカム骨格体または結合型のハニカム骨格体を得る場合によって、工程の内容が異なる。まず、単体型のハニカム骨格体を得る単体型形成工程について説明する。
【００４９】
（１−１．単体型形成工程）
単体型形成工程は、１つのハニカムフィルターを構成する１つのハニカム骨格体を押出し成形した後、上記ハニカム骨格体を焼成して単体型のハニカム焼結体を得る工程である。本工程では、単体型のハニカム骨格体を押出し成形するため、得られる単体型のハニカム焼結体はセル壁が１つのハニカムフィルター全体について一体として形成されており、簡便にハニカム焼結体が得られる。本工程は、ハニカム焼結体を量産する場合に好適である。
【００５０】
単体型形成工程では、まず、セラミック坏土（セラミック組成物）を押出し装置によって押出し、ハニカム骨格体を所望の形状にて成形する。押出し装置としては、公知のものを用いればよい。ハニカム骨格体の材料であるセラミック坏土としては、特に限定されるものではなく、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、コーディライト、ムライトなどを使用できる。これらは単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。また、セラミック坏土の濃度を調整するために、水などの希釈剤が使用される。
【００５１】
セラミック坏土を押出す形状は特に限定されないが、円柱状；楕円柱状；直方体状、六角柱状などの多角柱状などが例示される。図１のハニカム焼結体１のように、セラミック坏土は軸方向（方向Ａまたは押出し方向）に直交する横断面においてセル壁がなす形状が格子状である柱状に押出される。その後、押出したセラミック坏土を長手方向または軸方向に沿った所定寸法で切断して、柱状のハニカム骨格体を成形する。
【００５２】
次に、マイクロ波乾燥機等を用いてハニカム骨格体を乾燥及び脱脂することで、ハニカム骨格体の水分量及び樹脂成分を減少させる。その後、ハニカム骨格体を焼成炉で焼成し、ハニカム焼結体が得られる。焼成の温度および温度は、セラミック坏土の種類およびハニカム骨格体の大きさに応じて適宜変更すればよい。
【００５３】
（１−２．結合型形成工程）
結合型形成工程は、ハニカム骨格体の構成部材である複数のハニカムセグメント骨格体を押出し成形した後、上記ハニカムセグメント骨格体を焼成して複数のハニカムセグメント焼結体を形成し、結合材を介して隣接する複数のハニカムセグメント焼結体を結合して、結合型のハニカム焼結体を得る工程である。結合型のハニカム焼結体は、セル壁が形成された複数のハニカムセグメント焼結体が結合材を介して結合されているため、例えば、サイズの大きなハニカム焼結体が要求される場合、単体型のように一個の大きなハニカム骨格体を成形する必要がない。また、ハニカムセグメントの使用数を変更することにより、サイズの異なるハニカム焼結体が得られ、多様な需要に対応可能である。
【００５４】
図３は、ハニカムセグメント骨格体６を示す斜視図である。ハニカムセグメント骨格体６は、ハニカム骨格体の構成単位となるものであり、１．方向Ａに延伸し、かつ、当該延伸方向である方向Ａに対して直交する横断面においてセル壁がなす形状が格子状であるセル壁２が形成されており、２．セル壁２によって、方向Ａの両端のうち少なくとも一端側が開孔した複数のセル３が区画されている点においてハニカム骨格体と共通する。
【００５５】
ハニカムセグメント骨格体６は、焼成後、複数が結合して結合型のハニカム焼結体を形成するため、結合がし易いように結合面が平らとなるように、ハニカムセグメント骨格体６は方向Ａに延伸した角柱状（直方体状）となっている。
【００５６】
結合型形成工程では、まず、セラミック坏土（セラミック組成物）を押出し装置によって押出し、ハニカムセグメント骨格体を所望の形状にて成形する。押出し装置としては、公知のものを用いればよい。ハニカムセグメント骨格体６の材料であるセラミック坏土としては、特に限定されるものではなく、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、コーディライト、ムライトなどを使用できる。これらは単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。セル充填材の濃度を調整するために、水などの希釈剤が使用される。
【００５７】
セラミック坏土を押出す形状は、ハニカムセグメント骨格体同士の結合を考慮して角柱状となっており、排気ガスを処理するためにセルが長く延伸していることが好ましいため、直方体状であることがより好ましい。図３に示すように、セラミック坏土は断面が格子状である柱状に押出される。ハニカムセグメント骨格体６の側面に該当する位置に側壁としてセラミック坏土が押出し成形されていてもよい。これにより、以後の工程でハニカムセグメント焼結体の側壁に結合材を付着でき、結合材を介してハニカムセグメント焼結体同士を配置することが容易となる。この押出したセラミック坏土を長手方向または軸方向に沿った所定寸法で切断して、柱状のハニカムセグメント骨格体を成形する。
【００５８】
次に、マイクロ波乾燥機等を用いてハニカムセグメント骨格体を乾燥及び脱脂することで、ハニカムセグメント骨格体の水分量及び樹脂成分を減少させる。その後、ハニカムセグメント骨格体を焼成炉で焼成し、ハニカムセグメント焼結体が得られる。焼成の温度および時間はセラミック坏土の種類およびセラミックセグメント骨格体の大きさに応じて適宜変更すればよい。
【００５９】
さらに、複数のハニカムセグメント焼結体を結合材で結合する。結合材は、ハニカムセグメント焼結体同士の間に配置され、加熱されることにより、ハニカムセグメント焼結体同士を結合させる。結合材としては、例えば、無機系バインダー、有機系バインダーなどを挙げることができる。結合材としてはセラミック系接着材が好ましく、主としてセラミック粒子と無機バインダーからなり、必要に応じて、これらにセラミック繊維、有機バインダーなどが加えられる。結合材が粘着性を有する場合、加熱前にハニカムセグメント焼結体同士を隣接した状態で固定できるため好ましい。また、使用の簡便さから粘着性を有するシール状結合材を用いることもできる。
【００６０】
図４は、ハニカムセグメント焼結体７の結合過程を示す斜視図である。図４に示すように、複数のハニカムセグメント焼結体７の側壁に結合材８を塗布し、ハニカムセグメント焼結体７同士を結合する。
【００６１】
図４では、複数のハニカムセグメント焼結体７の一端は、端面４に沿って配置されているが、本発明では複数のハニカムセグメント焼結体７は同じ長さである必要はなく、一部のハニカムセグメント焼結体７は、他のハニカムセグメント焼結体７よりも長くてもかまわない。例えば、隣接して配置された複数のハニカムセグメント焼結体７のうち、一部のハニカムセグメント焼結体７の長さが他のものよりも６ｍｍ以上長く、端面４および端面５から３ｍｍ以上突出するように一部のハニカムセグメント焼結体７を配置してもよい。
【００６２】
加熱する準備が整った後、結合材を介して隣接する複数のハニカムセグメント焼結体７を加熱することによって結合材８が硬化し、結合型のハニカム焼結体が得られる。なお、加熱の温度および時間は、結合材８の種類および厚さなどに応じて適宜変更すればよい。
【００６３】
（２．封孔工程）
封孔工程は、好ましい形態としてハニカムフィルターの製造方法に含まれる工程であり、必ずしも行う必要はない。当該封孔工程は、複数のセルにおける延伸方向の両端のうち
一端側を封孔材料で封孔する工程であって、互いに隣接するセルに対して、異なる端側を封孔する工程である。封孔工程を行う段階は特に限定されず、充填工程の前（単体型形成工程または結合型形成工程の後、充填工程の前）に行ってもよいし、充填工程の後、熱処理工程の前、熱処理工程の後、加工工程の前、または、加工工程の後に行ってもよい。前記結合型の場合は、セグメント骨格体同士を接着後に行ってもよい。
【００６４】
封孔工程では、端面において封孔箇所が交互となるよう、複数のセルの開孔の一方を封孔するので、開孔箇所および封孔箇所により市松模様（チェッカーフラグ模様）が形成されることとなる。
【００６５】
図８を用いて後述するが、市松模様となるように開孔箇所および封孔箇所が形成されていることにより、最終的に製造するハニカムフィルターは、ＰＭをセル壁２で好適に捕集することができる。したがって、封入工程において、封孔箇所が交互となるよう形成することは好ましい形態である。封孔箇所をどのように決定するかは適宜変更可能であるが、市松模様となるように形成することが好ましい。
【００６６】
図５は、結合型のハニカム焼結体９を示す斜視図であり、図５中には加工想定曲面１０が表されている。加工想定曲面１０は、ハニカム焼結体９に曲面外周を形成するための加工面であり、方向Ａに沿って、加工想定曲面１０よりも外側のセル壁２を以降の加工工程にて除去することにより、ハニカム焼結体９に曲面外周が形成される。したがって、ハニカム焼結体９のうち、少なくとも加工想定曲面１０内に位置するセル３に対して封孔を行えばよい。なお、単体型のハニカム焼結体に曲面外周を形成する場合も、結合型のハニカム焼結体９の場合と同様に、加工想定曲面１０よりも外側のセル壁２を加工工程にて除去する。
【００６７】
封孔工程を行う方法の一例を以下に示す。まず、端面４および端面５と、加工想定曲面１０とが交差する加工想定曲線で囲まれた領域におけるセル３の画像を撮像する。加工想定曲面１０は、所望のハニカムフィルターの大きさに応じて適宜設定される。加工想定曲面１０は円周面、換言すると円柱形状の側面となっているが、完全な円周面である必要はない。撮像には、ＣＭＯＳ（complementary mental oxide semiconductor device）イメ
ージセンサやＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサなどの撮像素子を使用す
ればよい。
【００６８】
撮像後、端面４と加工想定曲面１０とが交差する加工想定曲線で囲まれた領域を覆うようにマスク（図示しない）を配置する。マスクは孔を開けることができ、封孔材料を上記孔から注入するに際し、破断が生じないものであればよい。マスクとして好適には、ポリエチレンテレフタラートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどの高分子フィルムを使用できる。マスクがハニカム焼結体９からずれないように、マスクは図示しない保持手段によって保持される。また、封孔材料としては、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、コーディライト、ムライトなどのセラミック坏土；またはセメント材料を使用することができる。これらは単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。また、封孔材料の濃度を調整するために、水などの希釈剤が使用される。
【００６９】
次に、撮像データは、撮像素子から穿孔装置に送信され、撮像された画像データに基づき、マスクに孔を開ける穿孔装置によって、マスクにセル３と同一またはそれ以下の大きさの孔を開ける。穿孔装置としては、レーザー光照射装置を好適に使用できるが、針状部材を備えた穿孔装置を用いてもよい。穿孔装置は、撮像された画像データに基づきマスクに孔を開ける。
【００７０】
マスクに開けられた孔への封孔材料の注入は、注入装置によって行う。注入装置は、封孔材料をセル３へ注入する注入管を複数備えていることが好ましい。または、封孔材料にマスクを押し当てるディップ法により行ってもよい。セル３への封孔材料の注入は、端面４に対する方向、すなわち、方向Ａの反対方向に向かって行う。封孔材料の注入量は、封孔材料が硬化した際にセル３が封孔される量であればよく、特に限定されるものではない。
【００７１】
セル３の端面４側に封孔処理を施した後、セル３の端面５側に封孔処理を施す。封孔工程では、互いに隣接するセル３に対して、異なる端側の開孔を封孔するため、封孔対象となるセル３のうち、端面４側が封孔されていないセル３に対して封孔処理を施す。端面５側のセル３の撮像はすでになされているため、端面４側の封孔処理と同様に、端面５側のセル３に対してもマスクの配置、マスクの穿孔、孔への封孔材料の注入を行い、端面５側のセル３を封孔する。
【００７２】
封孔材料の注入が終了した後、封孔材料によってセル３が封孔された状態が保持されれば、ハニカム焼結体９を加熱する必要はない。一方、ハニカム焼結体９を乾燥しない場合に注入した封孔材料が変形するなど不具合が生じるのであれば、適宜、ハニカム焼結体９を乾燥する。
【００７３】
（３．充填工程）
充填工程は、方向Ａに直交する断面において、上記ハニカム焼結体に曲面外周を形成するための加工想定曲面と交差するセルへセル充填材を充填する工程である。図６は、結合型のハニカム焼結体９の方向Ａに直交する断面を示す断面図である。説明の便宜のため、ハニカム焼結体９の方向Ａに対する断面のうち、左上部に該当する１／４のみを示している。
【００７４】
図６の加工想定曲線１１は、図５の加工想定曲面１０と端面４とが交差する位置である。セル３は方向Ａに沿って延伸しているため、加工想定曲面１０と交差する充填用セル（セル）１３へセル充填材を注入するためには、加工想定曲線１１と交差する充填用セル１３へセル充填材を充填すればよい。充填用セル１３には、延伸方向に亘ってセル充填材が満たされ、好ましくは、充填用セル１３の全長またはほぼ全長にセル充填材が隙間なく満たされる。
【００７５】
充填工程を行う方法の一例を以下に示す。本例では、加工想定曲線１１は円であるが、円である必要はなく、楕円であってもよい。
【００７６】
セル充填材としては、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ、コーディライト、ムライトなどのセラミック坏土；またはセメント材料を使用することができる。これらは単独で使用してもよいし、複数種類を併用してもよい。また、充填をより容易とするため、セル充填材は泥状であることが好ましく、セル充填材の濃度を調整するために、水などの希釈剤が使用して泥状のセル充填材を調製すればよい。
【００７７】
充填工程では、ハニカム焼結体の材料（セラミック坏土）と異なる種類のセル充填材を使用することができる。「異なる種類のセル充填材を使用する」とは、例えば、ハニカム焼結体の材料が窒化珪素である場合、セル充填材として炭化珪素を使用すること、またはハニカム焼結体が窒化珪素である場合、セル充填材として窒化珪素粉末と無機バインダーおよび/または有機バインダーと界面活性剤と水と必要によってはセラミック繊維の混合
物を使用することを意味する。
【００７８】
また、充填工程では、ハニカム焼結体の材料と異なる配合割合のセル充填材を使用する
ことができる。この場合、ハニカム焼結体の材料およびセル充填材の材料は、同じ配合の材料を含んでいる混合材料であり、ハニカム焼結体の材料とセル充填材とにおける複数の材料の配合割合が互いに異なっている。
【００７９】
上記のような種類または配合割合が異なるセル充填材を使用した場合、硬化したセル充填材は、ハニカム焼結体、すなわち、セル壁と異なる組成を有することとなる。これにより、最終的に製造されたハニカムフィルターにおいて、充填材硬化部からセル壁へ伝播する衝撃は異なる組成を伝播することとなり、充填材硬化部とセル壁との境界部（境界部は界面ということもできる）において衝撃が緩和され易く、衝撃に起因するクラックが生じ難い。
【００８０】
なお、ハニカム焼結体９には、２．封孔工程にてセル３の封孔がなされており、加工想定曲面内に位置するセル３の一端は封孔材料１４で塞がれている。
【００８１】
（４．熱処理工程）
熱処理工程は、充填したセル充填材を加熱処理により硬化させる工程であり、充填したセル充填材を熱処理してセル充填材を焼成または硬化させ硬質セル充填材に変化させる工程である。セル充填材を熱処理するためには、充填用セルがセル充填材によって充填されたハニカム焼結体を、例えば、電気炉やマイクロ波炉により２００℃で４時間以上加熱すればよい。前記の他、加熱温度および硬化時間は、セル充填材の種類および量を考慮して適宜変更すればよい。この熱処理工程を経て、充填用セル１３に硬質セル充填材が充填硬化されて、ハニカム焼結体が得られる。
【００８２】
（５．加工工程）
加工工程は、加工想定曲面１０に沿って機械加工を施し、ハニカム焼結体の外周余肉部を除去する工程である。ハニカム焼結体の外周余肉部とは、ハニカム焼結体において、加工想定曲面１０よりも外側に位置する部分を指す。図６では、加工想定曲面１０よりも外側に位置する外周部セル壁（セル壁）および硬質セル充填材１５が、ハニカム焼結体の外周余肉部に該当する。ハニカム焼結体の外周余肉部の除去は、例えば、ダイヤモンドを備えた研削具や切断カッターなどによる切断加工および／または研削加工が可能な除去装置によって機械加工を行えばよく、特に限定されるものではない。
【００８３】
本発明の製造方法では、充填工程にて加工想定曲面１０と交差する充填用セル１３にセル充填材を充填する。したがって、加工想定曲面１０（加工想定曲線１１）の位置にある外周部セル壁１２により区画された充填用セル１３は硬質セル充填材１５によって塞がれており、外周部セル壁１２は硬質セル充填材１５と共に除去される。セル３に硬質セル充填材１５が充填されていない場合、セル壁２の一部を除去しようとするとセル壁２の不要な箇所にクラックが生じ易く、セル壁２を所望の形状に加工することが困難である。
【００８４】
一方、本製造方法によれば、充填用セル１３に硬質セル充填材１５が充填されているため、外周部セル壁１２が硬質セル充填材１５により補強される。このため、加工想定曲面１０より外側の外周部セル壁１２を除去する際、除去装置による加工応力、加工負荷または加工衝撃は、外周部セル壁１２および硬質セル充填材１５に伝播し分散され、外周部セル壁１２のみに伝わらない。したがって、外周部セル壁１２に所望しないクラックが生じ難く、加工想定曲面１０に沿って、高い加工精度にてハニカム焼結体９の外周部を除去できる。
【００８５】
また、充填工程ではセル充填材について熱処理による硬化性とセルの孔内部の隅々までセル充填材が行き渡るための充満性を備えた粘度調整を行えばよいので、特許文献１、２のように、充填性と保形性の両方を兼ね備えるような異なる粘度の材料を調製する必要は
ない。なお、「加工工程後の硬質セル充填材」を「充填材硬化部」と称する。加工工程後、曲面外周は充填材硬化部により補強された状態である。
【００８６】
このように本製造方法では、高い加工精度で曲面外周１６を形成できるため、曲面外周１６が円周面となるように、ハニカム焼結体の外周部を除去することができる。曲面外周１６が円周面であれば、より歪みが小さく、耐衝撃性に優れるハニカムフィルターが得られる。曲面外周１６が形成されたハニカムフィルターの真円度は好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下であり、小さいほど好ましい。真円度が上記値であることにより、断面方向において歪みの小さなハニカムフィルターを得ることができる。真円度は小さいほど好ましく、０ｍｍであることが理想である（真円度の下限は０ｍｍ以上）。なお、真円度は、方向Ａに直交するハニカムフィルターの断面において、最長の直径と最短の直径の差で表される。
【００８７】
また、曲面外周１６は、円周面以外の円滑に連続する曲面であってもよく、例えば、楕円柱の側面などであってもよい。
【００８８】
図７は、得られたハニカムフィルター５０を示す斜視図である。ハニカムフィルター５０は、結合型のハニカム焼結体から得られたものである。ハニカムフィルター５０には、加工想定曲面１０の外側のハニカム焼結体の外周余肉部を除去することによって、曲面外周１６が形成されている。充填材硬化部およびその周囲の外周部セル壁が、ハニカムフィルター５０を保護する役割を果たしている。
【００８９】
ハニカムフィルター５０は、図５に示す結合型のハニカム焼結体９を材料としており、封孔処理が施されている。このため、ハニカムフィルター５０は、１．方向Ａに延伸し、かつ、当該方向Ａに対して直交する断面が格子状であるセル壁２が形成されており、２．好ましい形態として、セル壁２によって、方向Ａの両端側である端面４側および端面５側のうち少なくとも一端側が開孔した複数のセル３が区画されているセラミック製のハニカム焼結体を備えており、方向Ａの両端のうち異なる端側の開孔が封止されている。なお、セル３は、方向Ａの両端のうち少なくとも一端側が開孔していればよく、ＰＭの捕集効果は低下するが、両端側が開孔していてもよい。当然ながら、単体型のハニカム焼結体を材料としてハニカムフィルターを作製してもよい。
【００９０】
図８は、図７のハニカムフィルター５０の軸Ａに平行な軸に粗って切った断面を示す縦断面である。図８は、ＰＭを含んだ排気ガスＧがハニカムフィルター５０内でどのように移動するかを示している。同図に示すように、まず、端面４側のセル３から排気ガスＧが導入される。排気ガスＧが導入されたセル３の端面５側は封孔されているため、排気ガスＧは直進し難く、セル壁２の細孔を通過して、隣接するセル３へ移動する。このセル壁２の細孔を通過する過程で、排気ガスＧに含まれるＰＭをセル壁２で効率良く捕集できる。
【００９１】
また、ハニカムフィルター５０では、３．セル壁２の方向Ａに直交する断面において、外側に配置されたセル壁２によって区画された外側の充填用セル１３には、セル充填材が充填されており、４．ハニカムフィルター５０は、方向Ａに直交する断面において曲面外周１６を有しており、５．外側に配置された外周部セル壁１２の断面および充填材硬化部１９の断面によって曲面外周１６が構成されている。
【００９２】
図９は、ハニカムフィルター５０の端面４に向かって示したハニカムフィルター５０を示す平面図である。図９に示すように、ハニカムフィルター５０においては、加工前の角柱状のハニカム焼結体が加工工程で加工想定曲面１０より外側にある外周余肉部が除去されているので、加工後の曲面外周をなす柱状のハニカム焼結体（１または９）の外周部には、セル壁により形成された凹部１２ｖおよび／または段部１２ｗが形成され、凹部１２
ｖと段部１２ｗによりそれぞれ方向Ａに延伸する窪み部１２ｂが形成されている。そして、ハニカム焼結体（１または９）の外周部におけるこの窪み部１２ｂ以外を構成するセル壁の一部外周部１２ａは、加工想定曲面１０と同じまたはこれに相似な曲面をなして露出状態で形成され、一部外周部１２ａはハニカムフィルター５０の曲面外周１６の一部をなしている。
【００９３】
さらに、凹部１２ｖと段部１２ｗにより形成され方向Ａに延伸する窪み部１２ｂには、前記充填工程で充填されたセル充填材が前記熱処理工程で硬化された硬質セル充填材が、その後、前記加工工程で加工想定曲面１０より外側にある硬質セル充填材の一部が除去されて、残った部分により、前記窪み部１２ｂに充填された充填材硬化部１９が形成される。ここで、充填材硬化部の外周部１９ａは加工想定曲面１０と同じまたはこれに相似な曲面をなし、ハニカムフィルター５０の曲面外周１６の一部をなしている。
【００９４】
なお、凹部１２ｖと段部１２ｗの例について補足すると、図９において断面視で、３辺または４辺である外周部セル壁により囲まれて構成され方向Ａに延伸する凹部１２ｖの例を示し、断面視で２辺である外周部セル壁により構成され方向Ａに延伸する段部１２ｗの例を示している。
【００９５】
そして、結合材８の周側端部外周部８ａは曲面をなしてハニカムフィルター５０の曲面外周１６のさらに他の一部を構成している。
【００９６】
ハニカムフィルター５０に対して外周被覆層を形成する場合、曲面外周１６上に形成できるため、ハニカムフィルター５０は、外周被覆層を容易に形成できる点で優れている。
【００９７】
（６．外周被覆層形成工程）
外周被覆層形成工程は、本発明の製造方法に好ましい形態として含まれ、曲面外周に、合成樹脂層またはセラミック層の外周被覆層を形成する工程である。曲面外周に、合成樹脂層またはセラミック層の外周被覆層を形成することにより、外部からの耐衝撃性が高いハニカムフィルターを製造することができる。
【００９８】
合成樹脂層またはセラミック層を形成する手法としては特に限定されず、合成樹脂層またはセラミック材料を曲面外周に塗布し、ブレードにより成形する方法を挙げることができる。
【００９９】
合成樹脂層またはセラミック層の厚さは、特に限定されないが、概して０．３ｍｍ以上、１．０ｍｍである。また、上記合成樹脂層には塗装も含まれる。塗装は、顔料および樹脂を含んだ塗料により形成された層である。
【０１００】
外周被覆層形成工程では、上記ハニカム焼結体の材料およびセル充填材の材料と異なる種類のセラミック材料を使用して上記曲面外周に外周被覆層を形成することが好ましい。「異なる種類のセル充填材を使用する」とは、例えば、ハニカム焼結体の材料が窒化珪素であり、セル充填材が炭化珪素である場合、外周被覆層（セラミック層）の材料として、アルミナを使用することを意味する。
【０１０１】
また、充填工程では、セル充填材、ハニカム焼結体の材料およびセラミック材料が同種の複数の材料を含んでおり、上記セル充填材の材料およびハニカム焼結体の材料と異なる濃度のセラミック材料を使用して上記曲面外周にセラミック層を形成することができる。この場合、ハニカム焼結体の材料、セル充填材の材料およびセラミック材料における複数の材料の配合割合が互いに異なっている。
【０１０２】
上記のような種類または配合割合が異なるセラミック材料を使用した場合、形成したセラミック層は、ハニカム焼結体（すなわち、焼結したハニカム骨格体、またはセル壁）および硬化した硬質セル充填材と異なる組成を有することとなる。これにより、最終的に製造するハニカムフィルターにおいて、外周被覆層から充填材硬化部、さらに充填材硬化部からセル壁へ伝播する衝撃または外周被覆層に発生したクラックは異なる組成を伝播することとなる。当該ハニカムフィルターでは、外周被覆層と充填材硬化部との境界部、および、充填材硬化部とセル壁との境界部において衝撃またはクラックの伝播が緩和され易く、衝撃に起因するクラックが生じ難い。
【０１０３】
なお、上記曲面外周に合成樹脂層を形成する場合、合成樹脂層の材料は、ハニカム焼結体の材料およびセル充填材の材料と異なる種類である。よって、ハニカム焼結体の材料およびセル充填材の材料が異なる種類であるか、異なる配合であれば、衝撃に起因するクラックが生じ難いハニカムフィルターが得られる。
【０１０４】
図１０に、外周被覆層を形成したハニカムフィルター５１を示す。図１０は、端面４に向かって示したハニカムフィルター５１を示す平面図である。ハニカムフィルター５１では、外周部セル壁１２、充填材硬化部１９および外周被覆層１７が別個に形成されているため、それぞれの間には境界部が形成されている。外周部セル壁のうち、曲面外周１６に接する外周部セル壁１２ｂは、曲面外周１６から衝撃が伝わった場合、衝撃が伝播する方向に延伸しているため、クラックが生じ難い。一方、外周部セル壁のうち、充填材硬化部１９を介して曲面外周１６に対向する外周部セル壁は、充填材硬化部１９が充填されていない場合、衝撃が伝播する方向に薄く、クラックが生じ易い。
【０１０５】
しかし、ハニカムフィルター５１では、充填材硬化部１９を介して曲面外周１６から充填材硬化部１９を介して外周部セル壁へ衝撃が伝播するため、衝撃が緩和される。さらに、外周被覆層１７から外周部セル壁へ衝撃が伝播するには、外周被覆層１７と充填材硬化部１９との境界部、さらに、充填材硬化部１９と外周部セル壁との境界部を介する必要がある。このように、外周被覆層１７、充填材硬化部１９および２重の境界部により、クラックが比較的生じ易い外周部セル壁が保護され、衝撃に起因するクラックが生じ難く、クラック１８が生じたとしても、外周被覆層１７と充填材硬化部１９との境界部においてクラック１８の伝播が妨げられる。
【０１０６】
このような特殊なハニカムフィルター５１を得るためには、図９に示したハニカムフィルター５０が不可欠であり、この場合はハニカムフィルター５０はハニカムフィルター５１を得るための前駆体であるといえる。
【０１０７】
本発明のハニカムフィルターは、高い加工精度での曲面外周が形成されているため、合成樹脂層またはセラミック層の外周被覆層によって被覆しても、歪みが小さく耐衝撃性に優れる点はそのままに、外周被覆層によりクラックが生じ難いハニカムフィルターを提供できる。
【０１０８】
同図に示すように、ハニカムフィルター５１では、曲面外周１６に外周被覆層１７が形成されている。外周被覆層１７が形成されたハニカムフィルター５１の真円度は好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下であり、小さいほど好ましい。下限については小さいほど好ましく、０ｍｍであることが理想である。なお、真円度は、方向Ａに直交するハニカムフィルターの断面において、最長の直径と最短の直径の差で表される。
【０１０９】
比較のため、図１１に特許文献１に係るハニカム構造体を示す。図１１は、特許文献１に係るハニカム構造体１５１を示す平面図である。同図に示すように、ハニカム構造体１
５１では、セル壁１０２によりセル１０３が区画されており、セル壁１０２の外周部には、硬質セル充填材１１５が満たされると共に、硬質セル充填材１１５によって外周被覆層が形成されている。ハニカム構造体１５１では、セル壁１０２の周囲に１層の硬質セル充填材１１５が設けられているだけであり、硬質セル充填材１１５から伝播する衝撃は、外周に対して略平行なセル壁１０２に緩和されることなく伝播する。その結果、セル壁１０２にクラック１８が生じ易いという欠点があり、クラック１８がセル壁１０２まで伝播してしまう。
【０１１０】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、排ガス浄化フィルターおよび排ガス浄化装置を製造する産業分野のみならず、乗用車、バス、トラック等の車両や、建設機械等の産業機械においても、利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１      ハニカム焼結体（単体型のハニカム焼結体）
２      セル壁
３      セル
４      端面
５      端面
６      ハニカムセグメント骨格体
７      ハニカムセグメント焼結体
８      結合材
８ａ    周側端部外周部
９      ハニカム焼結体（結合型のハニカム焼結体）
１０    加工想定曲面
１１    加工想定曲線
１２    外周部セル壁（セル壁）
１２ａ  一部外周部
１２ｂ  外周部セル壁（セル壁）
１２ｖ  凹部
１２ｗ  段部
１３    充填用セル（セル）
１４    封孔材料（セル充填材）
１５    硬質セル充填材
１６    曲面外周
１７    外周被覆層（合成樹脂層、セラミック層）
１８    クラック
１９    充填材硬化部
１９ａ  充填材硬化部の外周部
５０・５１    ハニカムフィルター
Ａ      方向
Ｇ      排気ガス
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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