(57)【要約】【課題】  ハニカム焼成体の位置ずれや抜けがなく、排ガスの漏れのないハニカム構造体及びこのようなハニカム構造体の製造方法を提供すること。【解決手段】  多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、接着材層を介して隣接するハニカム焼成体の対向する側面のそれぞれには、少なくとも１つの凸部が形成されており、ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように形成され、かつ、隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように形成されていることを特徴とするハニカム構造体。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されたセラミックブロックからなるハニカム構造体であって、
前記接着材層を介して隣接する前記ハニカム焼成体の対向する側面のそれぞれには、少なくとも１つの凸部が形成されており、
ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、前記ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように形成され、かつ、前記隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように形成されていることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記隣接したハニカム焼成体において、一方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部が形成され、
他方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部及び第二の凸部が形成され、
前記一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部が前記他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部の間に形成され、かつ、前記一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部と前記他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部が隣り合うように凸部が形成されている請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカム焼成体の外周部のセル壁の厚さが、外周部以外のセル壁の厚さと略同じである請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記ハニカム焼成体の外周部のセル壁の厚さが、外周部以外のセル壁の厚さより厚い請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記セラミックブロックの外周に、外周コート層が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項６】
セラミック原料を成形して、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製する成形工程と、
前記ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を作製する焼成工程と、
複数の前記ハニカム焼成体を接着材層用ペーストを介して結束してセラミックブロックを形成する結束工程とを含むハニカム構造体の製造方法であって、
前記ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、前記ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように、かつ、前記隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように、一の前記ハニカム成形体の側面及び他の前記ハニカム成形体の側面のそれぞれに、凸部を形成する凸部形成工程を含むことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項７】
前記ハニカム焼成体において、一方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部が形成され、
他方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部及び第二の凸部が形成され、
前記一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部が前記他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部の間に形成され、かつ、前記一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部と前記他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部が隣り合うように凸部を形成する請求項６に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
前記セラミックブロックの外周部に外周コート層用ペーストを塗布し乾燥固化させて外周コート層を形成する外周コート層形成工程を含む請求項６又は７に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項９】
前記凸部形成工程において、前記ハニカム成形体の側面に板状体を配置して、次に焼成工程を行うことにより前記ハニカム焼成体の側面に凸部を形成する請求項６又は７に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記板状体は、原料ペースト、前記接着材層用ペースト、又は、外周コート層用ペーストと略同じ材料で作製された成形体又は焼成体からなる請求項９に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記板状体は、ペーストを介して配置される請求項９又は１０に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記凸部形成工程において、前記ハニカム成形体の側面にペーストで凸部を形成し、
次に焼成工程を行うことにより前記ハニカム焼成体の側面に凸部を形成する請求項６又は７に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記ペーストは、原料ペースト、前記接着材層用ペースト、又は、外周コート層用ペーストと略同じ材料である請求項１１又は１２に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記凸部形成工程において、前記ハニカム成形体の側面を切削することにより前記凸部を形成する請求項６又は７に記載のハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体及びハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、パティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすおそれのあることが問題となっている。
そこで、排ガス中のＰＭを捕集して排ガスを浄化する排ガスフィルタとして、炭化ケイ素等からなるハニカム構造体を用いたハニカムフィルタが種々提案されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体では、ある程度のＰＭを捕集すると、ハニカム構造体を高温（約６００〜１０００℃）にまで熱して、捕集したＰＭを燃焼させる再生処理を行う。ここで、ＰＭはハニカムフィルタを構成するハニカム構造体の長手方向で偏って蓄積される傾向にある。すると、ＰＭの燃焼に伴ってハニカム構造体の長手方向に沿って温度差が生じ、その結果、ハニカム構造体に熱応力が発生することになる。特に、複数個のハニカム焼成体を接着材層により接着させることで得られるハニカム構造体では、この熱応力の影響で接着材層に負荷がかかりクラック等が発生することがある。
【０００４】
その後、さらなる再生処理や運転時の振動等によりクラックが接着材層の広範囲にまで進展すると、ハニカム焼成体同士を接着固定させる力が低下し、一部のハニカム焼成体の位置がずれたり、極端な場合にはハニカム焼成体が抜けたりすることがある。また、ハニカム焼成体の位置ずれや抜けに伴って、そこから排ガスが漏れる場合もある。
【０００５】
このようなハニカム焼成体の位置ずれや抜け等を防止するために、ハニカム焼成体の外周面に微細な凹凸を形成し、接着材層との接着強度を高めたハニカム構造体が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７９７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のハニカム構造体では接着強度が向上しているものの、やはりハニカム焼成体の位置ずれや抜け等が、特に中心部に位置するハニカム焼成体で発生することがある。排ガス流入面の面積の全長に対する比が従来品より大きい大型のハニカム構造体では、中心部付近のハニカム焼成体が幾層もの接着材層を介して接着固定されていることも合わさって特にこの傾向が強く、この点からもハニカム焼成体の位置ずれや抜け等の発生しにくいハニカム構造体が望まれていた。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ハニカム焼成体の位置ずれや抜けがなく、排ガスの漏れのないハニカム構造体及びこのようなハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１に記載のハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体が接着材層を介して複数個結束されたセラミックブロックからなり、接着材層を介して隣接するハニカム焼成体の対向する側面のそれぞれには、少なくとも１つの凸部が形成されており、ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように形成され、かつ、隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように形成されている。
なお、端面側から眺めるとは、長手方向と平行な方向で端面側から眺めて異なる位置にある凸部を透視することをいう。
【００１０】
これにより、接着材層でクラックが進展して接着強度が低下し、ハニカム焼成体が移動しようとする際にも、ハニカム焼成体の側面に形成された隣り合う凸部同士が引っ掛かり合ってハニカム焼成体の移動が妨げられるので、ハニカム焼成体の位置ずれや抜け等を防止することができる。また、特に中心部にあるハニカム焼成体の位置ずれの影響が大きい大型のハニカム構造体においては、隣接するハニカム焼成体同士の上記凸部により、ハニカム焼成体がずれたり抜けたりすることを確実に防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載のハニカム構造体のように、隣接したハニカム焼成体において、一方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部が形成され、他方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部及び第二の凸部が形成され、一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部が他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部の間に形成され、かつ、一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部と他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部が隣り合うように凸部が形成されていてもよい。
この場合も、ハニカム焼成体の長手方向への移動が、ハニカム焼成体の側面に形成された隣接する凸部同士により妨げられることから、再生処理時に生じる熱応力によって接着材層にクラック等が進展したとしても、ハニカム焼成体の位置ずれや抜けが発生することを防止することができる。特に、請求項２に記載の発明では、一のハニカム焼成体の凸部と、他のハニカム焼成体の第一の凸部及び第二の凸部とが、あたかも互いに嵌合する凹凸のように形成されているので、よりしっかりとハニカム焼成体の長手方向での位置ずれや抜けを防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載のハニカム構造体のように、ハニカム焼成体の外周部のセル壁の厚さが、外周部以外のセル壁の厚さと略同じであってもよい。この場合にハニカム焼成体の側面に凸部を形成するには、ハニカム焼成体の側面に、ハニカム焼成体の構成材料と略同じ材料により構成された板状体等を貼り付けることにより凸部を形成することができる。
【００１３】
請求項４に記載のハニカム構造体のように、ハニカム焼成体の外周部のセル壁の厚さが、外周部以外のセル壁の厚さより厚くてもよい。
外周部のセル壁の厚さが内部のセル壁の厚さより厚い場合には、例えば、ハニカム成形体を乾燥させた後に外周部のセル壁に対して切削加工を施して凸部を形成することができる。こうして形成された凸部は、その後の焼成工程を経ることでハニカム焼成体と一体をなす凸部とすることができる。
【００１４】
請求項５に記載のハニカム構造体のように、セラミックブロックの外周にさらに外周コート層を形成してもよい。
【００１５】
請求項６に記載のハニカム構造体の製造方法によると、セラミック原料を成形して、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製する成形工程と、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を作製する焼成工程と、複数のハニカム焼成体を接着材層用ペーストを介して結束してセラミックブロックを形成する結束工程とを含み、ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように、かつ、隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように、一のハニカム成形体の側面及び他のハニカム成形体の側面のそれぞれに、凸部を形成する凸部形成工程を含む。
【００１６】
ハニカム成形体は、いまだ構成材料が焼結しておらず、比較的加工しやすい状態にある。このハニカム成形体に凸部を形成することで、所定の凸部を有するハニカム焼成体を効率良く作製することができる。
【００１７】
請求項７に記載のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム焼成体において、一方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部が形成され、他方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部及び第二の凸部が形成され、一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部が他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部の間に形成され、かつ、一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部と他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部が隣り合うように凸部を形成している。
これによると、一方のハニカム焼成体の側面に形成された凸部が、他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部の間にちょうど嵌まる関係になるように、ハニカム焼成体の側面に凹凸を形成することができる。こうして作製したハニカム焼成体を用いてハニカム構造体を製造すると、ハニカム焼成体の長手方向での位置ずれを防止することができる。
【００１８】
請求項８に記載のハニカム構造体の製造方法のように、ハニカム構造体の製造方法として、セラミックブロックの外周部に外周コート層用ペーストを塗布し乾燥固化させて外周コート層を形成する外周コート層形成工程を含んでいてもよい。
【００１９】
請求項９に記載のハニカム構造体の製造方法のように、凸部形成工程において、ハニカム成形体の側面に板状体を配置して、次に焼成工程を行うことによりハニカム焼成体の側面に凸部を形成してもよい。
ハニカム成形体の側面に配置した板状体を焼成することでハニカム焼成体に凸部を形成することができる。この板状体は焼成工程を経て形成されているので、ハニカム焼成体と板状体との間で焼結反応が生じ、一体化することにより、ハニカム焼成体からの凸部を形成している板状体の剥離等も抑制され、凸部同士の引っ掛かりを長期間維持し得るハニカム構造体を製造することができる。
【００２０】
請求項１０に記載のハニカム構造体の製造方法のように、板状体は、原料ペースト、接着材層用ペースト、又は、外周コート層用ペーストと略同じ材料で作製された成形体又は焼成体からなる板状体であってもよい。
板状体の材料として上記のような材料を用いる場合には、ハニカム成形体又はハニカム焼成体の構成材料と略同じ材料となることから、板状体を側面に配置し焼成を行うと、両者は一体となり、位置ずれしようとする応力に抗する強度が良好となる。これにより、ハニカム焼成体の位置ずれを長期間妨げるハニカム構造体を製造することができる。
【００２１】
請求項１１に記載のハニカム構造体の製造方法のように、ペーストを介して板状体を配置することで、板状体の状態（未焼結、既焼結等）に関わらず、ハニカム成形体又はハニカム焼成体の側面に板状体を配置することができる。
上記ハニカム構造体の製造方法において、ペーストを、原料ペースト、接着材層用ペースト、又は、外周コート層用ペーストと略同じ材料とすることが望ましい。
【００２２】
請求項１２に記載のハニカム構造体の製造方法のように、凸部形成工程において、ハニカム成形体の側面にペーストで凸部を形成し、次に焼成工程を行うことによりハニカム焼成体の側面に凸部を形成してもよい。
上記ハニカム構造体の製造方法において、ペーストを、原料ペースト、接着材層用ペースト、又は、外周コート層用ペーストと略同じ材料とすることが望ましい。
ハニカム構造体の構成材料を塗布し、その後の焼成により凸部を形成すると、塗布した構成材料とハニカム成形体との間で焼結反応が生じることから、得られる凸部はハニカム焼成体と一体化することができる。この凸部はハニカム焼成体の一部であるので、凸部同士が引っ掛かり合う時に生じる応力に対する強度は高く、従って、凸部の破損やハニカム焼成体の位置ずれ等を長期間にわたって防止することができるハニカム構造体を製造することができる。
【００２３】
上記ハニカム構造体の製造方法において、ペーストを、原料ペースト、接着材層用ペースト、又は、外周コート層用ペーストと略同じ材料とすることが望ましい。
【００２４】
請求項１４に記載のハニカム構造体の製造方法では、凸部形成工程において、ハニカム成形体の側面を切削することにより凸部を形成してもよい。
切削加工を施しやすいハニカム成形体に凸部を形成しているので、より簡便にかつ生産効率良く凸部を有するハニカム焼成体を作製することができる。また、端面方向から眺めた際に重なり合いかつ隣り合う関係にある凸部はハニカム焼成体と一体化してハニカム焼成体の一部となるので、位置ずれが生じる際の応力に対する強度が高い。従って、ハニカム焼成体の位置ずれや抜けが長期間生じないハニカム構造体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は、隣り合うハニカム焼成体に形成された凸部同士の位置関係を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のハニカム焼成体を端面側からみた一部透視図である。
【図４】凸部を形成したハニカム焼成体を積層させる際の凸部の位置関係を示す側面図である。
【図５】（ａ）は、押し抜き強度試験においてハニカム構造体の端面のうち押し抜き荷重を負荷する部分を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、押し抜き強度試験器を模式的に示す側面図である。
【図６】（ａ）は、隣り合うハニカム焼成体に形成された凸部同士の別の位置関係を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のハニカム焼成体を端面側からみた一部透視図である。
【図７】凸部を形成したハニカム焼成体を積層させる際の凸部の別の位置関係を示す側面図である。
【図８】凸部を形成したハニカム焼成体を積層させる際の凸部のさらに別の位置関係を示す側面図である。
【図９】（ａ）は、切削加工を施す前のハニカム成形体を模式的に示した側面図であり、（ｂ）は、切削加工を施した後の凸部を有するハニカム成形体を模式的に示す側面である。
【図１０】切削加工により凸部を形成したハニカム焼成体を積層させる際の凸部の位置関係を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体及びハニカム構造体の製造方法の一実施形態である第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ａ）は、本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２７】
図１に示すハニカム構造体１０では、多孔質炭化ケイ素からなる、図２（ａ）及び（ｂ）に示すような形状のハニカム焼成体２０が接着材層１１を介して複数個結束されてセラミックブロック１２を構成し、さらに、このセラミックブロック１２の外周に外周コート層１３が形成されている。
【００２８】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すハニカム焼成体２０には、多数のセル２１がセル壁２３を隔てて長手方向（図２（ａ）中、ａの方向）に並設されており、セル２１のいずれかの端部が封止材２２によって封止されている。従って、一方の端面２５で開口したセル２１に流入した排ガスＧは、必ずセル２１を隔てるセル壁２３を通過した後、他方の端面で開口した他のセル２１から流出するようになっている。このようにして、セル壁２３がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
なお、ハニカム焼成体及びハニカム構造体の表面のうち、セルが開口している面を端面といい、端面以外の面を側面という。
【００２９】
ここで、図２（ａ）に示したように、ハニカム焼成体２０の一の側面２６には、１つの凸部２８ａが形成されている。この凸部２８ａは炭化ケイ素製であり、ハニカム焼成体２０と略同じ構成材料によりハニカム焼成体と一体になっている。すなわち、凸部２８ａは、ハニカム焼成体２０の一部を構成することになる。図２（ａ）に示したハニカム焼成体２０では、一の側面２６に１つの凸部２８ａが形成されており、さらに他の３つの側面にもそれぞれ凸部２８ｂ、２８ｃ、２８ｄが一つずつ形成されている。
【００３０】
ハニカム焼成体の長手方向ａに沿った凸部２８ａの長さは、ハニカム焼成体の長手方向での全長に対して１０〜５０％であればよく、具体的には、１０〜８０ｍｍであればよい。また、凸部２８ａの側面からの高さｂは、ハニカム焼成体の高さｄの２〜５％であればよく、具体的には、０．５〜１．５ｍｍであればよい。これらの値も、最終製品であるハニカム構造体で要求される凸部の引っ掛かり度合いや、接着材層の厚さに応じて変更することができる。
【００３１】
本発明のハニカム構造体では、ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように形成され、かつ、隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように形成されている。この態様を図３（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ説明する。図３（ａ）は、隣り合うハニカム焼成体に形成された凸部同士の位置関係を模式的に示す側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のハニカム焼成体を端面側からみた一部透視図である。
【００３２】
図１に示したように、ハニカム構造体１０を構成する複数のハニカム焼成体２０は、接着材層１１を介して側面同士で隣り合っている。図３（ａ）は、このうちの隣り合った２つのハニカム焼成体３０ａ、３０ｂを示している。図３（ａ）中、上側のハニカム焼成体３０ａの側面のうち下側のハニカム焼成体３０ｂと対向する側面には、１つの凸部３８ａが形成されており、同様に、ハニカム焼成体３０ｂのハニカム焼成体３０ａと対向する側面にも１つの凸部３８ｂが形成されている。
【００３３】
本発明のハニカム構造体では、凸部３８ａと凸部３８ｂとは隣り合うように、ハニカム焼成体３０ａの側面とハニカム焼成体３０ｂの側面とにそれぞれ形成されている。なお、図３（ａ）では、凸部３８ａと凸部３８ｂとは接触していない状態にあり、実際には両者の間に接着材層が介在していることになる。本発明では、実際に接触していないものの、接着材層を介して隣り合っている凸部も、隣り合う凸部として扱うこととする。
【００３４】
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した隣り合うハニカム焼成体の右側の端面側からみた一部透視図である。図３（ｂ）では、ハニカム焼成体３０ａの側面に形成された凸部３８ａが紙面側からみて手前側に位置し、ハニカム焼成体３０ｂの側面に形成された凸部３８ｂが向こう側に位置している。これら凸部３８ａと凸部３８ｂとは、図３（ｂ）に示したように、ハニカム構造体の端面１５側（ハニカム焼成体の端面３５ａ、３５ｂと同じ側）から眺めた場合に、互いに重なり合っている部分３９を有している。凸部３８ａと凸部３８ｂとが重なり合っている部分３９の範囲は、ハニカム焼成体の側面に形成された凸部同士の引っ掛かり度合いや、必要とされる接着材層の厚さに応じて変更すればよい。
【００３５】
図３（ａ）に示した凸部３８ａ及び凸部３８ｂは、ハニカム焼成体の長手方向での形成位置については、ハニカム焼成体３０ａ及びハニカム焼成体３０ｂの図面に向かって右側の端面寄りに形成されている。しかし、本実施形態では、このように凸部が端面寄りに形成される場合に限らず、必要に応じて長手方向に沿ったいずれの位置に形成されていもよい。また、凸部３８ａが凸部３８ｂの左側に形成され、凸部３８ｂが凸部３８ａの右側に形成されるように、凸部の形成位置が互いに逆転していてもよい。
【００３６】
特に、凸部の形成位置としては、排ガスの流入側からハニカム焼成体に外力を負荷した場合に、凸部同士の引っ掛かりによってハニカム焼成体が抜けないような位置に凸部を形成することが望ましく、具体的には、図４に示すような位置とすることが望ましい。図４は、凸部を形成したハニカム焼成体を積層させる際の凸部の位置関係を示す側面図である。図４に示したように、一の側面（便宜上、第一側面とする。他のハニカム焼成体においても同じ。）に形成された凸部４８ａの位置と、この一の側面と反対側の側面（便宜上、第二側面とする。他のハニカム焼成体においても同じ。）に形成された凸部４８ｂの位置とが、長手方向に沿ってずれており、２つのハニカム焼成体を対向させた場合に、第二側面上の凸部４８ａに対応する位置に、他のハニカム焼成体の第一側面に形成された凸部４８ｃが位置し、かつ、一のハニカム焼成体の第二側面の凸部４８ｂと他のハニカム焼成体の第一側面の凸部４８ｃとが隣り合うように、それぞれの凸部が形成されていることが望ましい。このような位置に凸部が形成されたハニカム焼成体を並べると、一のハニカム焼成体の第一側面に形成された凸部と、他のハニカム焼成体の第一側面に形成された凸部とが、同じ向きで、かつ、一列に並ぶようになり、同様に、一のハニカム焼成体の第二側面に形成された凸部と、他のハニカム焼成体の第二側面に形成された凸部とが、同じ向きで、かつ、一列に並ぶようになる。このような配列とすることで、一のハニカム焼成体の長手方向での位置ずれが、長手方向のいずれの方向であっても、隣り合うハニカム焼成体に形成された凸部によって必ず妨げられることになる。
なお、ハニカム構造体の外周部分に位置するハニカム焼成体には、他のハニカム焼成体と接触する側面にのみ凸部が形成されることになる。
【００３７】
凸部を有する複数のハニカム焼成体２０によりハニカム構造体１０を構成する場合には、特にハニカム焼成体の位置ずれや脱落の生じやすい部分に位置するハニカム焼成体の一又は複数の側面に対して、上述のような関係を有するように凸部を形成することで、隣り合う凸部が引っ掛かり合ってハニカム焼成体の位置ずれが防止されるハニカム構造体を得ることができる。
【００３８】
次に、本実施形態のハニカム構造体の製造方法について説明する。
まず、セラミック粉末とバインダとを含む原料ペーストを押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
【００３９】
これにはまず、セラミック原料として平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と、有機バインダと液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の原料ペーストを調製する。
【００４０】
続いて、上記原料ペーストを押出成形機に投入する。
上記原料ペーストを押出成形機に投入すると、原料ペーストは押出成形により所定の形状のハニカム成形体となる。次いで、押出成形された連続するハニカム成形体を所定の長さに切断する。
【００４１】
次いで、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させる。
【００４２】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、ハニカム成形体を乾燥させた後に、ハニカム成形体の側面に凸部を形成する凸部形成工程を行う。
この凸部形成工程では、ハニカム成形体の側面の凸部を形成しようとする位置に対して、ハニカム成形体を構成する上記原料ペーストを塗布することで凸部を形成する。
【００４３】
図２（ａ）に示した凸部２８ａを形成するには、穴部を有するＳＵＳ製の板状治具（マスク）をハニカム成形体の側面に置き、その穴部に原料ペーストを充填することで行うことができる。その後、上記板状治具からはみ出た原料ペーストを取り除き、板状治具を取り外すことで、凸部２８ａ等が形成されることになる。
【００４４】
このような手順を凸部形成が必要なハニカム成形体の側面にそれぞれ行うことで、側面に凸部が形成されたハニカム成形体を作製することができる。
【００４５】
本実施形態では、凸部を構成する材料がハニカム成形体を構成する材料（すなわち、原料ペースト）と略同じであることから、後に行われる焼成工程において、凸部の構成材料とハニカム成形体の構成材料とが互いに焼結し、凸部はハニカム焼成体と一体化するようになる。これにより、ハニカム焼成体の一部となった凸部は、ハニカム焼成体の位置ずれに抗する強度が極めて高く、長期間にわたってハニカム焼成体の位置ずれを防止することができる。
【００４６】
ハニカム成形体の側面に凸部を形成した後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封じする封止工程を行う。
なお、切断工程、乾燥工程、封止工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【００４７】
次に、ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱して除去する脱脂工程を行い、焼成炉に搬送し、焼成工程を行ってハニカム焼成体を作製する。
以上の工程によって、ハニカム焼成体を製造することができる。
なお、脱脂工程及び焼成工程の条件としては、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【００４８】
そして、得られたハニカム焼成体の側面に、接着材層用ペーストを塗布して接着材層用ペースト層を形成し、この接着材層用ペースト層を介して順次他のハニカム焼成体を積層する。この手順を繰り返して所定数のハニカム焼成体が結束されたハニカム焼成体の集合体を作製する。なお、接着材層用ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるものを使用することができる。
【００４９】
このハニカム焼成体の集合体を形成する際に、一のハニカム焼成体の側面に形成された凸部と、他のハニカム焼成体の側面に形成された凸部とが、ハニカム構造体の端面側から眺めた際に互いに重なり合い、かつ、隣り合うようにハニカム焼成体を積層していく。従って、ハニカム焼成体の側面に形成された凸部の長手方向での位置は、全てのハニカム焼成体において同じではなく、図４に示したように、それぞれの凸部同士が対向しない位置に形成されていることになる。
【００５０】
また、接着材層の厚さは、ハニカム焼成体を接着材層を介して隣り合わせた際に、凸部同士の重なり合いを妨げないような厚さとする必要がある。このような厚さとしては、特に限定されないが、ハニカム焼成体を接着材層を介して隣り合わせた際に、一のハニカム焼成体の側面と他のハニカム焼成体の凸部との最短距離が、凸部の高さより小さくなるように接着材層を設ければよい。上記最短距離としては、ハニカム焼成体の側面からの凸部の高さｂの２０〜８０％であればよい。具体的には、上記最短距離の部分の接着材層の厚さは０．２〜０．８ｍｍであればよい。
【００５１】
このハニカム焼成体の集合体を加熱して接着材層用ペースト層を乾燥、固化させて接着材層とし、セラミックブロックを作製する。さらに、セラミックブロックの側面をダイヤモンドカッター等を用いて加工して円柱状にする外周加工工程を行う。
【００５２】
次いで、円柱状としたセラミックブロックの外周に、外周コート層用ペーストを塗布し、乾燥、固化して外周コート層を形成する外周コート層形成工程を行う。
なお、上記外周コート層用ペーストを構成する材料としては、上記接着材層用ペーストと同様の材料を好適に用いることができるし、異なる材料を用いてもよい。
【００５３】
以上の工程によって、ハニカム焼成体が接着材層を介して複数個接着されてなるセラミックブロックの外周部に外周コート層が設けられている、円柱形状のハニカム構造体を製造することができる。
なお、外周コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
【００５４】
以下、本実施形態のハニカム構造体及びハニカム構造体の製造方法の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態のハニカム構造体では、接着材層を介して隣接するハニカム焼成体の対向する側面のそれぞれには、少なくとも１つの凸部が形成されており、ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように形成され、かつ、隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように形成されている。
これにより、接着材層でクラックが進展して接着強度が低下し、ハニカム焼成体が移動しようとする際にも、ハニカム焼成体の側面に形成された隣り合う凸部同士が引っ掛かり合ってハニカム焼成体の移動が妨げられるので、ハニカム焼成体の位置ずれや抜け等を防止することができる。また、特に中心部にあるハニカム焼成体の位置ずれの影響が大きい大型のハニカム構造体においては、隣接するハニカム焼成体同士の上記凸部により、ハニカム焼成体がずれたり抜けたりすることを確実に防止することができる。
【００５５】
（２）ハニカム焼成体の外周部のセル壁の厚さが、外周部以外のセル壁の厚さと略同じである場合にハニカム焼成体の側面に凸部を形成するには、ハニカム成形体の側面に、ハニカム成形体の構成材料と略同じ材料、すなわち原料ペーストを塗布することにより凸部を形成することができる。
【００５６】
（３）本実施形態のハニカム構造体の製造方法によると、セラミック原料を成形して、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製する成形工程と、ハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体を作製する焼成工程と、複数のハニカム焼成体を接着材層用ペーストを介して結束してセラミックブロックを形成する結束工程とを含み、ハニカム構造体の端面側から眺めた場合に、ハニカム焼成体に形成された各々の凸部が重なり合うように、かつ、隣接したハニカム焼成体のそれぞれに形成された凸部同士が隣り合うように、一のハニカム成形体の側面及び他のハニカム成形体の側面のそれぞれに、凸部を形成する凸部形成工程を含んでいる。
【００５７】
焼成工程を経ていないハニカム成形体では、その構成材料が未焼結であるので、比較的加工しやすい状態にある。このハニカム成形体に原料ペーストや接着材用ペースト等を用いて凸部を形成することで、所定の凸部を有するハニカム焼成体を効率良く作製することができる。
【００５８】
（４）本実施形態のハニカム構造体の製造方法では、凸部形成工程において、ハニカム成形体の側面にペーストで凸部を形成し、次に焼成工程を行うことによりハニカム焼成体の側面に凸部を形成している。
ハニカム構造体の構成材料をハニカム成形体の側面に塗布し、その後の焼成により凸部を形成すると、塗布した構成材料とハニカム成形体との間で焼結反応が生じることから、得られる凸部はハニカム焼成体と一体化することができる。この凸部はハニカム焼成体の一部であるので、凸部同士が引っ掛かり合う時に生じる応力に対する強度は高く、従って、凸部の破損やハニカム焼成体の位置ずれ等を長期間にわたって防止することができるハニカム構造体を製造することができる。なお、本実施形態のハニカム構造体の製造方法において、ペーストを、原料ペースト、接着材層用ペースト、又は、外周コート層用ペーストと略同じ材料とすることが望ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示すが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日油社（日本油脂社）製  ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して原料ペーストを得た後、押出成形及び切断を行い、図２（ａ）及び（ｂ）に示した断面形状と略同様の断面形状であってセルの封止がされていない生のハニカム成形体を作製した。マイクロ波乾燥機を用いてこのハニカム成形体を乾燥した。
【００６１】
次いで、ハニカム成形体の側面に所定の凸部を形成する凸部形成工程を行った。凸部の形成は、平面視２０×３０ｍｍの穴部を有する厚さ０．８ｍｍのＳＵＳ製マスクをハニカム成形体の側面に当てて、ハニカム成形体と同じ組成の原料ペーストをハニカム成形体の側面に、図２（ａ）に示したような形となるように上記穴部に充填することで行った。この手順を繰り返し、ハニカム成形体の側面のそれぞれに１つの凸部を形成した。
【００６２】
また、上記の手順を他のハニカム成形体においても繰り返し、側面のそれぞれに１つの凸部が形成されたハニカム成形体を複数個作製した。本実施例の場合は、ハニカム焼成体の排ガスの流入側（すなわち、後述の押し抜き強度試験で押し抜き治具からの荷重が負荷される方向）から外力が加わっても凸部が互いに引っ掛かりあって、ハニカム焼成体が抜けないように凸部を形成した。具体的には、これら複数のハニカム成形体の側面に形成された凸部のそれぞれの位置は、図２（ａ）及び図４に示したように、ハニカム焼成体の集合体を形成する際に２つの対向するハニカム焼成体の側面に形成された凸部が互いに隣り合うように形成した。
【００６３】
凸部を形成したハニカム成形体の所定のセルに上記生成形体と同様の組成の封止材ペーストを充填してセルの封止を行い、再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００６４】
乾燥したハニカム成形体を４００℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成を行うことにより、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、高さ３４．３ｍｍ×幅３４．３ｍｍ×長さ１５０ｍｍ、セルの数（セル密度）が４６．５個／ｃｍ２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）の炭化ケイ素焼結体からなるハニカム焼成体を製造した。このハニカム焼成体の側面には、平面視２０×３０ｍｍで高さ０．８ｍｍの凸部が形成されていた。
【００６５】
平均繊維長２０μｍのアルミナファイバ３０重量％、平均粒子径０．６μｍの炭化ケイ素粒子２１重量％、シリカゾル１５重量％、カルボキシメチルセルロース５．６重量％、及び、水２８．４重量％を含む耐熱性の接着材層用ペーストを用いて、ハニカム焼成体を多数接着させた。この際には、凸部形成工程で形成した凸部同士が、ハニカム焼成体の端面側から眺めた際に互いに重なり合い、かつ、隣り合うようにハニカム焼成体を接着させた。なお、塗布した接着材用ペーストの厚さは、隣り合うハニカム焼成体の側面間で１．０ｍｍ、一のハニカム焼成体の側面と他のハニカム焼成体の凸部との間で０．２ｍｍであった。
【００６６】
さらに、このハニカム焼成体の集合体を１２０℃で乾燥させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、円柱状のセラミックブロックを作製した。
【００６７】
次に、上記接着材層用ペーストと同組成の外周コート層用ペーストを用いて、セラミックブロックの外周部に厚さ０．２ｍｍの外周コート層用ペースト層を形成した。そして、この外周コート層ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周に外周コート層が形成された直径１４３．８ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状のハニカム構造体を製造した。
【００６８】
（比較例１）
ハニカム焼成体の側面に凸部を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にハニカム構造体を製造した。
【００６９】
（比較例２）
ハニカム焼成体の側面に凸部を形成することに代えて、ハニカム焼成体の側面を表面粗さ（十点平均粗さ）Ｒｚを６０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にハニカム構造体を製造した。表面粗さの調整は、ハニカム焼成体の側面に対する公知のサンドブラスト処理により行った。また、表面粗さＲｚの測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に従って行った。
【００７０】
（押し抜き強度試験）
実施例１及び比較例１、２で製造したハニカム構造体について押し抜き強度の測定を行った。
具体的には、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ハニカム焼成体２０が接着材層を介して複数個結束されたハニカム構造体１０を台５１の上に載置した後、その中央付近のハニカム焼成体２０（図５（ａ）中斜線部分）に直径３０ｍｍのアルミ製の治具５０で押し抜き荷重（加圧速度１ｍｍ／ｍｉｎ）をかけて、ハニカム焼成体２０が押し抜かれるか、破壊された時点での荷重を測定し、その結果を、接着材層によりハニカム焼成体２０が接着されている部分の押し抜き強度とした。図５（ａ）は、押し抜き強度試験においてハニカム構造体の端面のうち押し抜き荷重を負荷する部分を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、押し抜き強度試験器を模式的に示す側面図である。
なお、強度の測定には、インストロン万能試験機（５５８２型）を用いた。
【００７１】
結果としては、実施例１のハニカム構造体での押し抜き強度は、押し抜き荷重が高く測定することができなかった（比較例２の約３倍の６ｋＮの荷重を負荷しても、ハニカム焼成体の位置ずれは発生しなかった）。これは、ハニカム焼成体の側面に形成された凸部同士が引っ掛かり、押し抜き荷重に抗する強度が非常に高かったからであると考えられる。
【００７２】
一方、比較例１のハニカム構造体での押し抜き強度は、１．４７ｋＮであり、また、比較例２のハニカム構造体の押し抜き強度は、２．０４ｋＮであった。いずれのハニカム構造体においても押し抜き強度が弱く、使用時にはハニカム構造体からのハニカム焼成体の位置ずれが発生することがあると推測される。
【００７３】
（第二実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第二実施形態について図面を参照しつつ説明する。
第二実施形態のハニカム構造体では、隣接したハニカム焼成体において、一方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部が形成され、他方のハニカム焼成体には側面に第一の凸部及び第二の凸部が形成され、一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部が他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部の間に形成され、かつ、一方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部と他方のハニカム焼成体の側面に形成された第一の凸部及び第二の凸部が隣り合うように凸部が形成されている。
【００７４】
図６（ａ）は、隣り合うハニカム焼成体に形成された凸部同士の別の位置関係を模式的に示す側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のハニカム焼成体を端面側からみた一部透視図である。図６（ａ）中、上側のハニカム焼成体６０ａの側面のうち下側のハニカム焼成体６０ｂと対向する側面には、１つの凸部６８ａが形成されている。これに対し、ハニカム焼成体６０ｂのハニカム焼成体６０ａと対向する側面には、２つの凸部６８ｂ、６８ｃが形成されている。
【００７５】
本実施形態のハニカム構造体においても、１つの凸部６８ａと２つの凸部６８ｂ、６８ｃとが隣り合うように、ハニカム焼成体６０ａの側面とハニカム焼成体６０ｂの側面とにそれぞれ凸部が形成されている。なお、図６（ａ）では、凸部６８ａと凸部６８ｂ、６８ｃとは接触していない状態であるものの、実際には両者の間に接着材層が介在しながら隣り合う関係にあることになる。
【００７６】
また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した隣り合うハニカム焼成体の右側の端面側からみた一部透視図であり、ハニカム焼成体６０ｂの側面に形成された凸部６８ｂが紙面側からみて手前側に位置し、ハニカム焼成体６０ａの側面に形成された凸部６８ａが向こう側に位置している。さらに、図示していないものの、紙面側からみて凸部６８ａのさらに後ろ側には凸部６８ｃが存在している。これら凸部６８ａと凸部６８ｂ、６８ｃとは、図６（ｂ）に示したように、ハニカム構造体の端面１５側（ハニカム焼成体の端面６５ａ、６５ｂと同じ側）から眺めた場合に、互いに重なり合っている部分６９を有している。この凸部同士の重なり合いにより、ハニカム焼成体の長手方向での位置ずれが防止されることになる。なお、凸部６８ａと凸部６８ｂ、６８ｃとが重なり合っている部分６９の範囲は、ハニカム焼成体の側面に形成された凸部同士の引っ掛かり度合いや、必要とされる接着材層の厚さに応じて変更すればよい。
【００７７】
第二実施形態のハニカム構造体において、第一の凸部が形成されたハニカム焼成体と第一及び第二の凸部が形成されたハニカム焼成体とを積層させる際には、図７に示したように、一のハニカム焼成体７０ｂの一の側面（便宜上、第一側面とする。他のハニカム焼成体においても同じ。）に形成された凸部７８ｃが、他のハニカム焼成体７０ａの第一側面と反対側の側面（便宜上、第二側面とする。他のハニカム焼成体においても同じ。）に形成された２つの凸部７８ａ、７８ｂの間に嵌まり込むように積層させればよい。さらに別のハニカム焼成体を積層させる場合にも、別のハニカム焼成体の第一側面に形成された１つの凸部が、ハニカム焼成体７０ｂの第二側面に形成された第一及び第二の凸部の間に嵌まり込むように積層すればよい。このようにして、順次新たなハニカム焼成体を積層させることでセラミックブロックを形成することができる。また、このような配列とすることで、一のハニカム焼成体の長手方向での位置ずれが、長手方向のいずれの方向であっても、隣り合うハニカム焼成体に形成された凸部によって必ず妨げられることになる。
なお、ハニカム構造体の外周部分に位置するハニカム焼成体には、他のハニカム焼成体と接触する側面にのみ凸部が形成されることになる。
【００７８】
第二実施形態のハニカム構造体を製造するには、凸部形成工程において、穴部を有する板枠を用いて、一の側面には１つの凸部が形成されるように原料ペーストを塗布し、一の側面と反対側の側面には２つの凸部が形成されるように原料ペーストを塗布すればよい。この手順を他の側面や他のハニカム成形体において行うことで、本実施形態のハニカム構造体を製造することができる。
【００７９】
一のハニカム焼成体の第一の凸部が、他のハニカム焼成体の第一及び第二の凸部の間に嵌まったときのこれらの３つの凸部がハニカム焼成体の側面において占める範囲としては、図７に示した凸部７８ａ、７８ｂ、７８ｃように、ハニカム焼成体の側面の一部にわたる範囲であってもよいし、図８に示した凸部７８ａ、７８ｂ、７８ｃように、３つの凸部が隣り合ったときにハニカム焼成体の側面においてハニカム焼成体の全長にわたる範囲であってもよい。
【００８０】
この第二実施形態のハニカム構造体においても、第一実施形態と同じ効果（１）〜（４）が得られる。
（５）さらに、第二実施形態のハニカム構造体では、一のハニカム焼成体の凸部と、他のハニカム焼成体の第一の凸部及び第二の凸部とが、あたかも互いに嵌合する凹凸のように形成されているので、ハニカム焼成体の全てが抜けないような位置に凸部を形成することができるように凸部の位置を考慮する必要がなく、容易に、かつ、よりしっかりとハニカム焼成体の長手方向での位置ずれや抜けを防止することができる。
【００８１】
（第三実施形態）
これまで、ハニカム成形体と略同じ組成の原料ペーストをハニカム成形体の側面に塗布して凸部を形成した実施形態を説明してきたが、凸部の形成方法としてはこれに限定されず、ハニカム成形体の側面に板状体を配置することで凸部を形成することができる。
【００８２】
このような板状体としては、目的とするサイズ（高さ、幅、長さ）を有する凸部が形成されるように、これに対応するサイズ（厚さ、幅、長さ）を有する板状体を用いることができる。板状体を構成する材料としては、特に限定されず、ハニカム成形体と略同組成の原料ペーストや、複数のハニカム焼成体を接着させる際に用いる接着材層用ペースト、外周コート層を形成する際の外周コート層用ペースト等を用いることができる。これらのペーストは、ほぼ同じような組成を有していることから、板状体のハニカム成形体又はハニカム焼成体の側面への接着性という面において良好な接着性が得られる。
【００８３】
板状体が上記のようなペーストからなる場合には、未乾燥の状態、乾燥後の状態又は焼結後の状態のいずれの状態の板状体を用いてもよいが、ハニカム成形体に対するその後の焼成工程においてハニカム成形体を構成する材料と焼結し両者が一体化し得るように、焼結させていない状態、すなわち、未乾燥の状態か又は乾燥後の状態にある板状体を用いることが望ましい。
【００８４】
また、必ずしも板状体とハニカム成形体との直接的な焼結反応を経て両者が一体化する必要はなく、焼結した状態にある板状体を上記ペーストのいずれかを介してハニカム成形体の側面に貼り付け、その後焼成工程を行うことで両者を一体化させてもよい。このような方法によっても、長期間の位置ずれ防止が可能なハニカム構造体を製造することができる。
【００８５】
この第三実施形態のハニカム構造体においても、第一実施形態と同じ効果（１）及び（３）が得られる。
（６）さらに、板状体を用いて凸部を形成することにより、容易に凸部を形成することができる。
【００８６】
（第四実施形態）
次いで、本発明の一実施形態である第四実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、凸部の形成方法として、ハニカム成形体の側面に切削加工を施して凸部を形成するという方法を採用している。このように切削加工を経て凸部を形成しても長手方向での位置ずれを防止することができるハニカム構造体を製造することができる。
【００８７】
図９（ａ）は、切削加工を施す前のハニカム成形体を模式的に示した側面図であり、図９（ｂ）は、切削加工を施した後の凸部を有するハニカム成形体を模式的に示す側面である。
なお、ハニカム成形体の状態としては、押出成形されて切断された後の未乾燥の状態と、乾燥工程を経た乾燥後の状態があるが、切削加工の容易性や取扱い性を考慮すると乾燥後のハニカム成形体に対して切削加工を行うことが好適である。
【００８８】
まず、ハニカム成形体の側面において切削加工を施すことになる部分を決める。具体的には、図９（ａ）に示したように、ハニカム成形体８０の一の側面の切削加工が施される部分８４ａと、一の側面と反対側の側面の切削加工が施される部分８４ｂ、８４ｃとを予め決めておく。切削加工が施される部分は、目的とする凸部のサイズや形状、数等を考慮して任意に決めればよい。
【００８９】
次いで、この切削加工を施す部分に対し、切削加工を施す。切削加工としては、特に限定されず、フライス加工、平削り、エンドミル加工等の加工を採用することができる。これらの加工のうち、乾燥したハニカム成形体に対する容易性、形成位置の自由度を考慮すると、エンドミル加工が好ましい。
【００９０】
こうしてハニカム成形体の側面に切削加工を施すことで、図９（ｂ）に示したように、一の側面に２つの凸部８８ａ、８８ｂが形成され、一の側面と反対側の側面に１つの凸部８８ｃが形成されたハニカム成形体を作製することができる。これら３つの凸部８８ａ、８８ｂ、８８ｃは、ハニカム成形体の側面の一部を構成していることから、その後の焼成工程を経てそのままハニカム焼成体の一部を構成することになる。こうして形成された凸部は、ハニカム焼成体の位置ずれに抗する強度が非常に高いので、長期間にわたってハニカム焼成体の位置ずれを防止することができる。
【００９１】
ところで、本実施形態では、ハニカム成形体の側面に切削加工を施して凸部を形成していることから、ハニカム成形体の側面を構成するセル壁（すなわち、外周部のセル壁）の厚さが薄くなる。この外周部のセル壁の厚さと外周部のセル壁以外のセル壁（すなわち、内部のセル壁）の厚さとは、外周部のセル壁が切削加工に耐え得る限り略同じであってもよい。しかし、外周部のセル壁の薄くなった部分では強度が低下してしまうことがあるので、外周部のセル壁の厚さは、内部のセル壁の厚さより厚い方が望ましい。このようにしておくと、ハニカム成形体の側面に切削加工を施した後でも、切削加工を施した部分のセル壁の厚さは強度の面からも充分な強度を有することになるからである。なお、外周部のセル壁が内部のセル壁より厚いハニカム成形体を作製するには、押出成形の際に用いる金型において外周部のセル壁に対応する箇所の幅を内部のセル壁に対応する箇所の幅より厚くしておけばよい。
【００９２】
上記切削加工を他のハニカム成形体に対して行って同様の凸部を形成した後、一のハニカム焼成体の側面に形成された１つの凸部を、他のハニカム焼成体に形成された２つの凸部の間に嵌め込むことで、互いに位置ずれしない関係で複数のハニカム焼成体を容易に積層させることができる。この手順を図１０を参照しながら説明する。図１０は、切削加工により凸部を形成したハニカム焼成体を積層させる際の凸部の位置関係を示す側面図である。
【００９３】
第四実施形態のハニカム構造体において、第一の凸部が形成されたハニカム焼成体と第一及び第二の凸部が形成されたハニカム焼成体とを積層させる際には、図１０に示したように、一のハニカム焼成体９０ａの一の側面（便宜上、第一側面とする。他のハニカム焼成体においても同じ。）に形成された凸部９８ａが、他のハニカム焼成体９０ｂの第一側面と反対側の側面（便宜上、第二側面とする。他のハニカム焼成体においても同じ。）に形成された２つの凸部９８ｂ、９８ｃの間に嵌まり込むように積層させればよい。さらに別のハニカム焼成体９０ｃを積層させる場合にも、ハニカム焼成体９０ｂの第一側面に形成された１つの凸部が、ハニカム焼成体９０ｃの第二側面に形成された第一及び第二の凸部の間に嵌まり込むように積層すればよい。このようにして、順次新たなハニカム焼成体を積層させることでセラミックブロックを形成することができる。また、このような配列とすることで、一のハニカム焼成体の長手方向での位置ずれが、長手方向のいずれの方向であっても、隣り合うハニカム焼成体に形成された凸部によって必ず妨げられることになる。
【００９４】
この第四実施形態のハニカム構造体においても、第一実施形態と同じ効果（１）及び（３）が得られる。
（７）さらに、本実施形態では、切削加工を施しやすいハニカム成形体に凸部を形成しているので、より簡便にかつ生産効率良く凸部を有するハニカム焼成体を作製することができる。また、端面方向から眺めた際に重なり合いかつ隣り合う関係にある凸部はハニカム焼成体と一体化してハニカム焼成体の一部となるので、位置ずれが生じる際の応力に対する強度が高い。従って、ハニカム焼成体の位置ずれや抜けが長期間生じないハニカム構造体を製造することができる。
【００９５】
（他の実施形態）
凸部の形成パターンは、これまで説明してきた形態に限定されず、例えば、一のハニカム成形体において、一の側面に２つの凸部を形成し、この一の側面と反対側の側面にも２つの凸部を形成してもよい。この場合には、他のハニカム成形体において、一の側面に１つの凸部を形成し、この一の側面と反対側の側面にも１つの凸部を形成することになる。
【００９６】
本発明のハニカム構造体の形状は、図１に示した円柱状に限定されるものではなく、楕円柱状、長円柱状、多角柱状等の任意の柱の形状であればよい。
【００９７】
本発明のハニカム構造体の気孔率は、３０〜７０％であることが望ましい。
ハニカム構造体の強度を維持することが可能であるとともに、排ガスがセル壁を通過する際の抵抗を低く保つことができるからである。
【００９８】
これに対し、気孔率が３０％未満であると、セル壁が早期に目詰まりを起こすことがあり、一方、上記気孔率が７０％を超えるとハニカム構造体の強度が低下して容易に破壊されることがある。
なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定等、従来公知の方法により測定することができる。
【００９９】
上記ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面におけるセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎｃｈ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい下値は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎｃｈ２）である。
【０１００】
上記ハニカム焼成体の構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、金属と窒化物セラミックの複合体、金属と炭化物セラミックの複合体等であってもよい。
また、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミック、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等のセラミック原料も構成材料として挙げられる。
【０１０１】
上記ハニカム焼成体の構成材料の主成分は、上記列挙したセラミック原料のうち、耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れる炭化ケイ素が特に望ましい。
また、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたもの（ケイ素含有炭化ケイ素）も望ましい。
【０１０２】
ハニカム構造体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、このなかでは、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１０３】
また、触媒を担持させる場合には、触媒の高分散を目的として、ハニカム構造体のセル壁に触媒担持層を形成してもよい。上記触媒担持層を形成する材料としては、比表面積が高く触媒を高分散させて担持させることのできる材料であることが望ましく、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ等の酸化物セラミックが挙げられる。
これらの材料は、単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  ハニカム構造体
１１  接着材層
１２  セラミックブロック
１３  外周層
２０、３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、６０ａ、６０ｂ、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、８０、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ  ハニカム焼成体
２１  セル
２３  セル壁
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、３８ａ、３８ｂ、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、９８ａ、９８ｂ、９８ｃ  凸部
【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】
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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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