ハニカム構造体
【課題】 ＰＭの捕集限界値が高く、クラックの発生しにくいハニカム構造体を提供すること。
【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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、上記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、上記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、上記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と上記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記接着剤層に接し、上記第１セル及び上記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、上記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、上記第１端面において、上記第２セル領域の開口率は、上記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とするハニカム構造体。
【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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、上記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、上記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、上記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と上記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記接着剤層に接し、上記第１セル及び上記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、上記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、上記第１端面において、上記第２セル領域の開口率は、上記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とするハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）及びその他の有害成分が環境及び人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。そこで、排ガス中のＰＭを捕集して排ガスを浄化するハニカムフィルタとして、多孔質セラミックからなるハニカム構造体が種々提案されている。
【０００３】
図１２は、従来のハニカム構造体の一例（特許文献１参照）を模式的に示す斜視図であり、図１３（ａ）は、上記従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。図１２に示す従来のハニカム構造体７０では、炭化ケイ素等からなるハニカム焼成体８０が、接着剤層７２を介して複数個結束されてハニカムブロック７１が構成され、このハニカムブロック７１の周囲にコート層７３が形成されている（以下、複数のハニカム焼成体を含むハニカム構造体を集合型ハニカム構造体ともいう）。
【０００４】
ハニカム焼成体８０において、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、多数のセル８１は、排ガスの流入側及び流出側の端部のいずれか一方の端部が封止材８２により封止され、一のセル８１に流入した排ガスは、必ずセル８１を隔てるセル壁８３を通過した後、他のセル８１から流出するようになっている。言い換えると、セル８１同士を隔てるセル壁８３が排ガス中のＰＭを捕集するフィルタとして機能するようになっている。
【０００５】
フィルタとしての運転を続けてＰＭの捕集量が一定量に達した場合には、捕集したＰＭを燃焼除去するためハニカム構造体の再生処理を行う。ただ、再生処理を行うとＰＭの燃焼に多量のエネルギーが必要となる。そこで、再生処理の間隔を長くして内燃機関の運転効率を向上させるために、ハニカム構造体のＰＭ捕集量を大きくすることが望まれる。一方、あまりに多くのＰＭを捕集して再生処理を行うと、ＰＭ燃焼に伴う熱量が大きくなりすぎて、熱応力ないし熱衝撃によるクラックが発生する。こうした事情を加味して、ＰＭの捕集量としては最大限であって、かつ、クラックを発生させない捕集量としての捕集限界値は決定されている。
【０００６】
この捕集限界値を高める方策として、排ガス流入側のセルの開口率を高めることにより、ＰＭの捕集限界値を高めた集合型ハニカム構造体が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２５５５７４号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０２４２９３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
捕集限界値を高める別の方策としては、例えば、ハニカム構造体の重量を増やして熱容量を上げることで、ＰＭ燃焼時の急激な熱応力の発生を抑制する方策等が挙げられる。ところが、この方策では次のような問題が生じやすくなっている：（１）セル壁量を増加させるためにセル密度を高くすると、ハニカム構造体の製造自体が困難となる；（２）セル壁を厚くして重量を増加させると、フィルタの別の要求性能である圧力損失値が大きくなってしまう；（３）ハニカム構造体の重量が増加させることにより、車両全体の軽量化を図れなくなったり、ハニカム構造体を設置するための装備の高規格化を余儀なくされて、費用面の負担が大きくなったりする。
【０００９】
また、図１２及び図１３（ａ）、（ｂ）に示すような従来の集合型ハニカム構造体では、複数のハニカム焼成体の間に接着剤層が形成されている。接着剤層はＰＭ捕集機能を有していないので、ハニカム構造体の再生処理を行っても接着剤層ではＰＭの燃焼は生じない。一方で、ＰＭを捕集したセル壁ではＰＭが燃焼することから、ＰＭ燃焼が生じているセル壁とＰＭ燃焼の生じない接着剤層に近接するセル壁との間で温度差が発生し、この温度差によってハニカム構造体にクラックが発生する。
【００１０】
そして、上記のような温度差によりクラックが発生するとなると、捕集限界値を下げざるを得なくなり、ハニカム構造体の捕集限界値を高くしてほしいという顧客の要望にも応えられなくなる。こうした現象は、開口率が排ガス流入側の端面と排ガス流出側の端面とで同じ従来の集合型ハニカム構造体であっても、特許文献２に記載の従来のハニカム構造体のような開口率が排ガス流入側の端面と排ガス流出側の端面とで異なる集合型ハニカム構造体であっても発生する。
【００１１】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、ＰＭの捕集限界値が高く、クラックの発生しにくいハニカム構造体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】
【００１２】
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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、少なくとも上記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、上記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、上記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と上記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記接着剤層に接し、上記第１セル及び上記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、上記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、上記第１端面において、上記第２セル領域の開口率は、上記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載のハニカム構造体では、各ハニカム焼成体の中心部にある第１セル領域の周囲の一部又は全部を第２セル領域が取り囲み、同時に、第２セル領域は、接着剤層に接するハニカム焼成体の第２外周セル壁に隣接するとともに、第１セル領域より大きい開口率を有する。第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より高くしているので、第２セル領域は第１セル領域より多くのＰＭを捕集することができる。これにより、再生処理時のＰＭ燃焼により発生する熱量としては、ハニカム焼成体の中心部分である第１セル領域よりハニカム焼成体の外周部分である第２セル領域の方が大きくなり、第２外周セル壁を含む接着剤層周辺のセル壁の温度が充分に高くなって、熱の発生しない接着材層の温度を上昇させ、接着材層とハニカム焼成体との温度差を小さくするとともに、この熱伝導により第２セル領域の温度が少し低下し、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生が抑制される。従って、ハニカム構造体内部の温度が均一化される。
【００１４】
また、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域を設けていることから、例えば、第１セル領域の開口率を従来と同様の開口率とした場合は、端面全体でみた開口率も従来に比して高くすることができる。これによりハニカム構造体全体でのＰＭ捕集量も増加するので、捕集限界値を向上させることができる。
【００１５】
請求項２に記載のハニカム構造体のように、上記長手方向に垂直な断面において、上記第２セルとして、上記第１セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する第２大型セルと該第２大型セルのセル断面積より小さいセル断面積を有する第２小型セルとを設けることで、第２領域の開口率を第１領域の開口率より高くしてもよい。
【００１６】
請求項３に記載のハニカム構造体では、上記長手方向に垂直な断面において、上記第２小型セルのセル断面積を、上記第１セルのセル断面積より小さくしている。ハニカム構造体の第１端面において、第２小型セルは封止される。すなわち、第２小型セルはＰＭの捕集には関与しないので、このような第２小型セルのセル断面積を第１セルのセル断面積より小さくすることにより、第１端面全体の開口率を高くすることができ、ひいてはＰＭの捕集量を増加させることができる。
【００１７】
請求項４に記載のハニカム構造体によると、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、上記第２大型セルのセル断面形状は略八角形であり、かつ、上記第２小型セルのセル断面形状は略四角形である。第１セルのセル断面形状を略四角形として作製の容易性を確保しつつ、第２大型セルのセル断面形状を略八角形、第２小型セルのセル断面形状を略四角形として両者の対称性を高めることで、第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【００１８】
請求項５に記載のハニカム構造体のように、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、上記第２大型セル及び上記第２小型セルのセル断面形状は曲線で囲まれた形状であってもよい。
このような形状とすることにより、第１セルのセル断面形状を一般的な略四角形として製造の容易性を確保しつつ、第２大型セル及び第２小型セルのセル断面形状を曲線で囲まれた形状として両者の対称性を高めることで、第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載のハニカム構造体のように、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セル、上記第２大型セル、及び、上記第２小型セルのそれぞれのセル断面形状を略四角形としてもよい。
【００２０】
請求項７に記載のハニカム構造体では、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルは、第１大型セルと第１小型セルとを含み、上記第１大型セルのセル断面積は上記第１小型セルのセル断面積より大きくしている。このように、第２セル領域に加えて、第１セル領域の第１セルに大小関係を付与してもよい。第１セル領域の第１セルに大小関係を付与することで、第２セル領域におけるのと同様に第１端面における開口率をより高めることができる。
【００２１】
請求項８に記載のハニカム構造体によると、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記第２外周セル壁の相似形である。言い換えると、第１セル領域は第１端面の相似形となっており、このようにすることで、第２セル領域の幅（第１外周セル壁と第２外周セル壁との間の最短距離）を第２セル領域全周にわたって概ね一定とすることができ、ＰＭ燃焼による燃焼熱を第２セル領域において一様に発生させることができる。反対に、第１セル領域が第１端面の相似形となっていないと、第２セル領域の幅が大きい箇所と小さい箇所とが存在する場合が生じることになる。そうすると、セル領域の幅が大きい箇所ではＰＭ燃焼熱が大きくなる一方、セル領域の幅が小さい箇所ではＰＭ燃焼熱が小さくなり、第２セル領域の中で温度差が生じることになって、この温度差に起因してクラックが発生する。
【００２２】
請求項９に記載のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、上記ハニカム焼成体の端面の重心と上記任意の点とを結んだ線分の１／６の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／２の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡（うち、上記重心に近い方の軌跡を内軌跡（ここでは、上記１／２の距離だけ離れた点の軌跡）ともいい、上記重心からより離れた方の軌跡を外軌跡（ここでは、上記１／６の距離だけ離れた点の軌跡）ともいう）の間に少なくとも形成されている。第１外周セル壁が外軌跡より外側（第２外周セル壁側）に形成される場合は、第２セル領域の形成面積が小さくなり、第２セル領域におけるＰＭ燃焼熱の上昇効果が不充分となって、クラックの原因となる内外セル壁における温度差が生じる。一方、第１外周セル壁が内軌跡より内側（重心側）に形成される場合は、第２セル領域において発生するＰＭ燃焼熱が第１セル領域において発生するＰＭ燃焼熱より大きくなって、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差が生じる。
【００２３】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、上記ハニカム焼成体の端面の重心と上記任意の点とを結んだ線分の１／４の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／３の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成されている。第１外周セル壁の形成位置をこのような範囲におくことで、第２セル領域においてＰＭ燃焼熱を充分に発生させつつ、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生を抑制することができる。
【００２４】
請求項１１に記載のハニカム構造体では、さらに、上記ハニカムブロックの外周に外周コート層が形成され、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記外周コート層に接する。
このように外周コート層を形成することにより、熱の放散が抑制され、ハニカム構造体内の温度差（ハニカム焼成体の内部と接着材層との温度差及び中心部分と周囲の外周コート層付近との温度差）をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態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）〜（ｃ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例をそれぞれ模式的に示した斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図２（ｂ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図である。
【図５】図２（ｃ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る別のハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図である。
【図８−１】（ａ）は、本発明の第二実施形態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８−２】（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｃ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置する別のハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明の第四実施形態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す正面図である。
【図１１】実施例１、比較例１及び比較例２におけるハニカム構造体を再生する際の温度測定結果を示すグラフである。
【図１２】従来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１３】（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、図１３（ａ）に示した従来のハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【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の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、少なくとも１つの上記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、上記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、上記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と上記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記接着剤層に接し、上記第１セル及び上記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、上記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、上記第１端面において、上記第２セル領域の開口率は、上記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とする。
【００２７】
図１は、本発明の第一実施形態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）〜（ｃ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例をそれぞれ模式的に示した斜視図である。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柱状のハニカム焼成体１００、２００、３００が接着剤層１１を介して複数個結束されてハニカムブロック１３を構成し、さらに、このハニカムブロック１３の外周にコート層１２が形成されている。
【００２８】
図２（ａ）に示すハニカム焼成体１００は、複数の第１セルが形成される第１セル領域１１０と、第１セル領域１１０の全部（又は全周）を取り囲みかつ複数の第２セルが形成される第２セル領域１２０とを有している。第２セル領域１２０は、第１セル領域１１０の外周に位置する第１外周セル壁１１１とハニカム焼成体１００の外周に位置する第２外周セル壁１２１との間に広がって存在している。第２セル領域１２０を規定する第２外周セル壁１２１は、図１に示されるように、四方全部で接着剤層１１と接している。また、第１外周セル壁１１１は、第２外周セル壁１２１の相似形となっており、このことは、第１セル領域１１０がハニカム焼成体１００の端面と相似形であることをも意味する。
【００２９】
図２（ｂ）に示すハニカム焼成体２００も同様に、中心部に第１セル領域２１０と、第１セル領域２１０の全部（全周囲）を取り囲む第２セル領域２２０とを有している。第２セル領域２２０は、第１セル領域２１０の外周に位置する第１外周セル壁２１１とハニカム焼成体２００の外周に位置する第２外周セル壁２２１との間に存在している。また、図１に示されるように、第２セル領域２２０を規定する第２外周セル壁２２１は三方で接着剤層１１と接している。なお、第１外周セル壁２１１は、第２外周セル壁２２１の相似形とはなっていない。
【００３０】
図２（ｃ）に示すハニカム焼成体３００は、第２セル領域が第１セル領域の全部を取り囲んでいるハニカム焼成体１００、２００とは異なり、第１セル領域３１０と第１セル領域３１０の周囲の一部を取り囲む第２セル領域３２０とを有している。第２セル領域３２０は、第１セル領域３１０の外周に位置する第１外周セル壁３１１とハニカム焼成体３００の外周に位置し、かつ、接着剤層１１に接する第２外周セル壁３２１との間に存在している。すなわち、図１に示されるように、第２セル領域３２０を規定する第２外周セル壁３２１は二方で接着剤層１１と接している。
【００３１】
本実施形態のハニカム構造体では、第１セル領域に形成された第１セル及び第２セル領域に形成された第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されているとともに、排ガス流入側の端面となる第１端面において、第２セル領域の開口率は、第１セル領域の開口率より大きくなっている。これらの具体的構成を図３〜５を参照しつつ説明する。
なお、本明細書において開口率とは、ハニカム構造体の端面の外周により規定される当該端面の面積（Ａ）に対する当該端面において開口したセルのセル断面積の合計（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）のことをいう。
【００３２】
図３（ａ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図であり、図３（ｂ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体のＸ−Ｘ線断面図であり、図４は、図２（ｂ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図であり、図５は、図２（ｃ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図である。
なお、本明細書において端面とは、ハニカム構造体又はハニカム焼成体の外面のうち、セルが開口している面のことをいい、側面とは、端面以外のセル開口のない面をいう。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ハニカム焼成体１００では、セル断面形状が略四角形である第１セル１１３（セル１１３ａ、１１３ｂ）が第１外周セル壁１１１に囲まれて第１セル領域１１０を構成している。セル１１３ａは図３に示した第１端面側で開口する一方、セル１１３ｂは第１端面側では封止されており、第２端面側で開口している。すなわち、セル１１３ａとセル１１３ｂとはチェッカーボード状に交互に封止されている。セル１１３ａのセル断面積とセル１１３ｂのセル断面積とはほぼ等しく、両者の間に大小関係はないことから、第１セル領域の第１端面側及び第２端面側の両方において開口率の差はほとんどない。
【００３４】
上述したように、第１セル領域１１０のセル１１３のセル断面形状は略四角形であるが、第１セル領域１１０の四隅に存在するセル１１３ｃのセル断面形状は、四角形の一角が切り落とされた略五角形となっている。従って、厳密にいうと、第１セル領域１１０に存在する全てのセル１１３のセル断面形状が略四角形であるわけではなく、多数の略四角形と少数の略五角形が混在した状態となっている。本発明では、このようにセル断面形状が略四角形でないセルを含んでいても、基本的なセルの形成パターンとしてセル断面形状が略四角形のセルが繰り返されている場合（以下、第１セル領域のセルの形成パターンを第１形成パターンともいう）は、そのセル領域のセルのセル断面形状は略四角形であるということとする。見方を変えれば、形成パターンに則ったセル断面形状を有しないセルは、形成パターンに則ったセル断面形状を有するセルが第１外周セル壁又は第２外周セル壁に接することで変形して得られたセルということもできる。セル形成パターンのセル断面形状としては略四角形に限らず、略三角形、略五角形、略六角形、略八角形、略円形、略楕円形、直線と曲線で囲まれた形状、曲線のみで囲まれた形状若しくはこれらと実質的に同視し得る形状、又は、これらの形状の組み合わせ等、任意の形状であればよい。
なお、本明細書において断面とは、ハニカム焼成体の長手方向に垂直なハニカム構造体の断面のことをいう。
【００３５】
第２セル領域１２０は、ハニカム焼成体１００において、第１セル領域１１０の全部を取り囲むように、第１外周セル壁１１１と第２外周セル壁１２１との間に帯状になって存在している。また、第２セル領域１２０を規定する第２外周セル壁１２１は、全周で接着剤層１１と接している。第２セル領域１２０には、セル断面形状が略八角形の第２セル１２３ａと、セル断面形状が略四角形の第２セル１２３ｂとが形成されている。第２セル１２３ａのセル断面積は第２セル１２３ｂのセル断面積より大きくなっているので、本実施形態では、第２セル１２３ａを第２大型セルといい、第２セル１２３ｂを第２小型セルという。第２大型セル１２３ａは図３（ａ）に示した第１端面側で開口する一方、第２小型セル１２３ｂは第１端面側では封止されており、第２端面側で開口している。すなわち、第２大型セル１２３ａと第２小型セル１２３ｂとは交互に封止されている。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、第２セル領域１２０のセルの形成パターン（以下、第２形成パターンともいう）としては、セル断面形状が略八角形の第２大型セル１２３ａとセル断面形状が略四角形の第２小型セル１２３ｂとが繰り返し存在する形成パターンとなっている。この他に、第２セル領域１２０には、第１外周セル壁１１１に接するセル断面形状が略六角形の第２セル１２３ｃや、第２外周セル壁１２１に接するセル断面形状が略六角形の第２セル１２３ｄ、さらに第２セル領域１２０の四隅にセル断面形状が略五角形の第２セル１２３ｅが存在している。これらの第２セル１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｅは、第２形成パターンに則ったセル断面形状を有していないものの、第２大型セル１２３ａが第２形成パターンに従って順次形成され、それらが第１外周セル壁１１１又は第２外周セル壁１２１に接することで変形した第２セルと考えることもできる。本実施形態ではこの考え方に基づき、第２セル領域１２０の第２セルのセル断面形状としては、略八角形と略四角形であるということとする。
【００３７】
本実施形態のハニカム焼成体１００において、第２大型セル１２３ａのセル断面積は、第１セル１１３のセル断面積より大きい。また上述のように、第２大型セル１２３ａのセル断面積は第２小型セル１２３ｂのセル断面積より大きい。さらに、第２小型セル１２３ｂのセル断面積は、第１セル１１３のセル断面積より小さくなっている。すなわち、セル断面積の大きさの順序としては、第２大型セル１２３ａが最も大きく、次いで、第１セル１１３が大きく、第２小型セル１２３ｂが最も小さくなっている。このように、まず第２大型セル１２３ａのセル断面積を第１セル１１３より大きくし、第２小型セル１２３ｂのセル断面積を第２大型セル１２３ａより小さくすることで、第１セル領域１１０の開口率より第２セル領域１２０の開口率を高めることができる。さらに、第２小型セル１２３ｂのセル断面積を第１セル１１３のセル断面積より小さくすることで、第２セル領域１２０において開口率の向上に寄与しない封止された第２小型セル１２３ｂの割合を小さくすることができ、全体として第２セル領域１２０の開口率を第１セル領域１１０の開口率より効率良く大きくすることができる。
【００３８】
図４に示すように、ハニカム焼成体２００においても、第１外周セル壁２１１に囲まれるようにして、セル断面形状が四角形の第１セル２１３（２１３ａ、２１３ｂ）が第１セル領域２１０を構成している。第２セル領域２２０は、第１セル領域２１０の全部を取り囲むように設けられている。また、第２セル領域２２０には、セル断面形状が略八角形の第２大型セル２２３ａとセル断面形状が略四角形の第２小型セル２２３ｂとが形成されている。
【００３９】
第１セル領域２１０のセルの第１形成パターンは、略四角形のセルが繰り返されるパターンであり、第２セル領域２２０のセルの第２形成パターンは、略八角形及び略四角形のセルが繰り返されるパターンである。ハニカム焼成体２００においても、第１形成パターン及び第２形成パターンから外れたセル断面形状を有するセルが存在することはハニカム焼成体１００と同様である。特に、ハニカム焼成体２００では、第２外周セル壁２２１に曲線となる部分２２１ａが存在するので、曲線部２２１ａに接する第２セルも変形して第２セル２２３ｃ及び第２セル２２３ｄのような形状となる。しかしながら、第２セル２２３ｃ及び第２セル２２３ｄも、第２形成パターンに則った第２大型セル２２３ａ及び第２小型セル２２３ｂが変形した第２セルと考えればよいので、本実施形態では第２セルのセル断面形状は略八角形及び略四角形であるといえる。
【００４０】
ハニカム焼成体２００において、第２大型セル２２３ａのセル断面積は第１セル２１３のセル断面積より大きく、第２小型セル２２３ｂのセル断面積は第１セル２１３のセル断面積より小さくなっている。これにより、ハニカム焼成体１００と同様に、第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より効率良く大きくすることができる。
【００４１】
次に、ハニカム焼成体３００の詳細な構成について説明する。図５に示すように、第１外周セル壁３１１及び第２外周セル壁の曲線部３２１ａに囲まれるようにして、セル断面形状が略四角形の第１セル３１３（３１３ａ、３１３ｂ）が第１セル領域３１０を構成している。換言すると、第２外周セル壁の曲線部３２１ａは、第２セル領域３２０を規定するセル壁であるとともに、第１セル領域３１０を規定するセル壁でもある。第２セル領域３２０は、第２セル領域３２０を規定する二方の直線状の第２外周セル壁３２１に沿う形で、第１セル領域３１０の一部を取り囲むように設けられている。また、第２セル領域３２０には、セル断面形状が略八角形の第２大型セル３２３ａとセル断面形状が略四角形の第２小型セル３２３ｂとが形成されている。
【００４２】
第１セル領域３１０のセルの第１形成パターンは、略四角形のセルが繰り返されるパターンであり、第２セル領域３２０のセルの第２形成パターンは、略八角形及び略四角形のセルが繰り返されるパターンである。ハニカム焼成体３００においても、第１形成パターン及び第２形成パターンから外れたセル断面形状を有するセルが存在することはハニカム焼成体１００と同様である。特に、ハニカム焼成体３００では、第２外周セル壁３２１に曲線部３２１ａが存在するので、曲線部３２１ａに接する第１セル及び第２セルも変形して、それぞれ第１セル３１３ｃ及び第１セル３１３ｄ、第２セル３２３ｃ及び第２セル３２３ｄのような形状となる。しかしながら、第１セル３１３ｃ及び第１セル３１３ｄは、第１形成パターンに則った第１セル３１３が変形した第１セルと考え、第２セル３２３ｃ及び第２セル３２３ｄも、第２形成パターンに則った第２大型セル３２３ａ及び第２小型セル３２３ｂが変形した第２セルと考えればよいので、本実施形態では第１セルのセル断面形状は四角形であり、第２セルのセル断面形状は略八角形及び略四角形であるといえる。
【００４３】
ハニカム焼成体３００において、第２大型セル３２３ａのセル断面積は第１セル３１３のセル断面積より大きく、第２小型セル３２３ｂのセル断面積は第１セル３１３のセル断面積より小さくなっている。これにより、ハニカム焼成体１００と同様に、第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より効率良く大きくすることができる。
【００４４】
ハニカム焼成体１００、２００、３００のそれぞれの開口率が高い方の端面が集合したハニカム構造体の端面を第１端面という。これにより、ハニカム構造体の端面全体で開口率を向上させることができ、ひいてはＰＭ捕集量を向上させることができる。
【００４５】
第２セル領域の形成範囲を規定する第１外周セル壁の形成位置としては、第２セル領域でのＰＭ捕集量の増加に伴う燃焼熱の増加の効果が得られ、かつ、第２セル領域が過大になり、ほとんどのセルが第２セルとなって従来品と相違ないレベルとならない限り、特に限定されない。ただ、これら２点を考慮すると、ハニカム構造体の第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から上記ハニカム焼成体の端面の重心に向かって所定距離離れた２点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡（すなわち、外軌跡及び内軌跡）の間に少なくとも形成されていることが望ましい。この第１外周セル壁の設けるのに好適な範囲の決め方を以下に説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図であり、図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る別のハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図である。
【００４６】
図６（ａ）では、ハニカム焼成体１００（図２、３参照）をハニカム構造体の第１端面側からみており、接着剤層に接する第２外周セル壁の内側（第２外周セル壁の接着剤層に接する側とは反対側）を規定する内側規定線１３０が示されている。ハニカム焼成体１００の第２外周セル壁１２１は全て接着剤層１１に接するので、それに応じて内側規定線１３０も第２外周セル壁１２１全体にわたって存在する。なお、第２外周セル壁の内側には、第２外周セル壁１２１とセル壁１２２とが連結するＴ字部分（図３参照）が存在するが、このＴ字部分ではセル壁１２２は存在しないものと仮定して内側規定線１３０を定める。内側規定線１３０上に任意の点Ａをとり、ハニカム焼成体の端面の重心Ｇと任意の点Ａとを結ぶ線分ＡＧ上に、外軌跡及び内軌跡を規定することになる点Ｏ及び点Ｉをそれぞれ定める。点Ｏは、線分ＡＧの長さの所定割合Ｓ分だけ任意の点Ａから離れた位置にある点であり、点Ｉは、線分ＡＧの長さの所定割合Ｌ（Ｌ＞Ｓ）分だけ任意の点Ａから離れた位置にある点である。
【００４７】
次に、図６（ｂ）に示すように、任意の点Ａが内側規定線１３０に沿って移動すると、任意の点Ａの移動に応じて点Ｏ及び点Ｉも移動し、それぞれ軌跡（外軌跡）１３２及び軌跡（内軌跡）１３１を描くようになる。
【００４８】
そして、図６（ｃ）に示すように、任意の点Ａが内側規定線１３０の全体に沿って移動すると、点Ｏ及び点Ｉも移動してそれぞれ閉じた軌跡、すなわち外軌跡１３２及び内軌跡１３１を描く。こうして描かれた外軌跡１３２と内軌跡１３１との間の領域１３３に、第１外周セル壁が形成される。
【００４９】
図１、図２（ａ）及び図３に示すハニカム焼成体１００では、第２セル領域１２０は第１セル領域１１０の全部を取り囲むとともに、第２外周セル壁１２１全体が接着剤層１１に接する。これに対し、図１、図２（ｃ）及び図５に示すハニカム焼成体３００では、第２セル領域３２０は第１セル領域３１０の一部を取り囲むとともに、第２外周セル壁３２１の曲線部３２１ａを除いた部分が接着剤層１１に接する。以下、ハニカム焼成体３００のように、第２セル領域が第１セル領域の一部を取り囲み、かつ、第２外周セル壁の一部が接着剤層に接する場合の第１外周セル壁の形成範囲の決定方法について説明する。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、ハニカム焼成体１００と同様、内側規定線３３０上に任意の点Ａをとり、ハニカム焼成体３００の端面の重心Ｇと任意の点Ａとを結ぶ線分ＡＧ上に点Ｏ及び点Ｉを定める。次に、図７（ｂ）に示すように、任意の点Ａが、第２外周セル壁のうち、曲線部３２１ａを除く接着剤層１１に接する部分に対応する内側規定線３３０に沿って移動することにより、点Ｏ及び点Ｉのそれぞれが外軌跡３３２及び内軌跡３３１を描くようになる。次いで、図７（ｃ）に示すように、任意の点Ａが内側規定線３３０全体に沿って移動することにより、点Ｏ及び点Ｉも移動してそれぞれハニカム焼成体１００とは異なり、閉じていない軌跡、外軌跡３３２及び内軌跡３３１を描く。少なくともこうして描かれた外軌跡３３２と内軌跡３３１との間の領域３３３に、第１外周セル壁が形成される。外軌跡３３２と内軌跡３３１との間の領域３３３以外の部分では、上記のようにして形成した第１外周セル壁３１１の端部を曲線部３２１ａに接するまで延長すればよい。
【００５１】
点Ｏ及び点Ｉの任意の点Ａからの距離は上述のように特に限定されないが、それぞれ線分ＡＧの１／６の距離及び１／２の距離だけ離れていることが望ましく、それぞれ線分ＡＧの１／４の距離及び１／３の距離だけ離れていることがさらに望ましい。第１外周セル壁が上記距離だけ離れた点Ｏが描く外軌跡より外側に形成される場合は、第２セル領域の形成面積が小さくなり、第２セル領域におけるＰＭ燃焼熱の上昇効果が不充分となって、クラックの原因となる内外セル壁における温度差が生じる。一方、第１外周セル壁が上記距離だけ離れた点Ｉが描く内軌跡より内側に形成される場合は、第２セル領域において発生するＰＭ燃焼熱が第１セル領域において発生するＰＭ燃焼熱より大きくなって、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差が生じる。
【００５２】
また、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域を設けていることから、例えば、第１セル領域の開口率を従来と同様の開口率とした場合は、端面全体でみた開口率も従来に比して高くすることができる。これによりハニカム構造体全体でのＰＭ捕集量も増加するので、捕集限界値を向上させることができる。
【００５３】
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。
（１）セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物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。具体的には、まず、セラミック粉末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湿潤混合物を調製する。続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入する。上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより図３に示した形状であってセルの封止をしていないハニカム成形体を作製する。
【００５４】
（２）次に、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、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。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。
【００５５】
（３）その後、ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱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。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。
【００５６】
（４）続いて、各セルの所定の端部が封止されたハニカム焼成体のそれぞれの所定の側面に、接着剤ペーストを塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程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結束工程を行う。ここで接着剤ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着剤ペーストはさらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００５７】
（５）このハニカム焼成体の集合体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させて接着剤層とし、ハニカムブロックを作製する。さらに、ハニカム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。
【００５８】
（６）最後に、円柱状としたハニカムブロックの外周に、コート材ペーストを塗布し、乾燥、固化してコート層を形成するコート層形成工程を行う。コート材ペーストとしては、上記接着剤ペーストと同様の組成ペ−スト又は異なる組成のペーストを使用する。なお、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。以上の工程によって、本実施形態のハニカム構造体を作製することができる。
【００５９】
以下、本実施形態のハニカム構造体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、中心部にある第１セル領域の周囲の一部又は全部を第２セル領域が取り囲み、同時に、第２セル領域は、接着剤層に接するハニカム焼成体の第２外周セル壁に隣接するとともに、第１セル領域より大きい開口率を有する。第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より高くしているので、単位面積当たりに流入するガス量が少ないにも拘わらず、第１セル領域と同量のＰＭを捕集することができる。これにより、再生処理時のＰＭ燃焼により発生する熱量としては、ハニカム焼成体の中心部分である第１セル領域とハニカム焼成体の外周部分である第２セル領域とが等しくなり、第２外周セル壁を含む接着剤層周辺のセル壁の温度が充分に高くなって、熱の発生しない接着材層の温度を上昇させ、接着材層とハニカム焼成体との温度差を小さくするとともに、この熱伝導により第２セル領域の温度が少し低下し、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生が抑制される。従って、ハニカム構造体内部の温度が均一化される。
【００６０】
（２）また、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域を設けていることから、例えば、第１セル領域の開口率を従来と同様の開口率とした場合は、端面全体でみた開口率も従来に比して高くすることができる。これによりハニカム構造体全体でのＰＭ捕集量も増加するので、捕集限界値を向上させることができる。
【００６１】
（３）本実施形態のハニカム構造体では、上記長手方向に垂直な断面において、上記第２小型セルのセル断面積を、上記第１セルのセル断面積より小さくしている。ハニカム構造体の第１端面において、第２小型セルは封止される。すなわち、第２小型セルはＰＭの捕集には関与しないので、このような第２小型セルのセル断面積を第１セルのセル断面積より小さくすることにより、第１端面全体の開口率を高くすることができ、ひいてはＰＭの捕集量を増加させて捕集量を向上させることができる。
【００６２】
（４）本実施形態のハニカム構造体によると、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、上記第２大型セルのセル断面形状は略八角形であり、かつ、上記第２小型セルのセル断面形状は略四角形である。第１セルのセル断面形状を略四角形として作製の容易性を確保しつつ、第２大型セルのセル断面形状を略八角形、第２小型セルのセル断面形状を略四角形として両者の対称性を高めることで、第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【００６３】
（５）本実施形態のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記第２外周セル壁の相似形である。これにより、第２セル領域の幅（第１外周セル壁と第２外周セル壁との間の最短距離）を第２セル領域全周にわたって概ね一定とすることができ、ＰＭ燃焼による燃焼熱を第２セル領域において一様に発生させることができる。
【００６４】
（６）本実施形態のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線から所定距離離れた、上記ハニカム焼成体の端面の重心と上記内側規定線上の任意の点とを結んだ線分上の２点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成されている。第１外周セル壁の形成位置をこのような範囲におくことで、第２セル領域においてＰＭ燃焼熱を充分に発生させつつ、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生を抑制することができる。
【００６５】
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。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６６】
（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％を加えて混練して混合組成物（湿潤混合物）を得た後、押出成形を行い、図２（ａ）〜（ｃ）（図３〜図５参照）に示す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。
【００６７】
次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記ハニカム成形体を乾燥し、乾燥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した。
【００６８】
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、第１セル領域及び第２セル領域のセルの数（セル密度）がそれぞれ４６．５個／ｃｍ２及び４６．５個／ｃｍ２、第１セル領域及び第２セル領域のセル壁の厚さがそれぞれ０．２５ｍｍ及び０．２５ｍｍの炭化ケイ素焼結体からなるハニカム焼成体を作製した。
このハニカム焼成体の第１セル領域のセルは、断面形状が四角形からなり、第２セル領域のセルは、周辺の切断された部分を除いて断面形状が四角形、五角形、八角形からなる。
【００６９】
平均繊維径５μｍ、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（固形分３０重量％）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剤ペーストを用いて、ハニカム焼成体を多数接着させた。さらに、この接着物を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、接着剤層の厚さ１．０ｍｍの円柱状のハニカムブロックを作製した。
【００７０】
次に、上記接着剤ペーストを用いて、ハニカムブロックの外周部に厚さ０．２ｍｍ（セル壁を切断した部分では、セル壁先端凸部からの厚さ）のコート材ペースト層を形成した。そして、このコート材ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周に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作製した。
【００７１】
（比較例１）
全てのセルのセル断面形状を実施例１における第１セル領域のセルのセル断面形状とすること以外は実施例１と同様にハニカム構造体を作製した。このハニカム焼成体のセルの断面形状は、周辺の切断された部分を除いて四角形からなる。
【００７２】
（比較例２）
全てのセルのセル断面形状を実施例１における第２セル領域のセルのセル断面形状とすること以外は実施例１と同様にハニカム構造体を作製した。このハニカム焼成体のセル領域の断面形状は周辺の切断された部分を除いて四角形、八角形、及び、五角形からなる。
【００７３】
（温度測定）
実施例１及び比較例１、２のハニカム構造体の中心部の排ガス流入側セル及び最外周の排ガス流入側セルのそれぞれに熱電対を差し込んだサンプルを用いて、ハニカム構造体の中心部と外周部の温度を測定した。ＰＭ捕集（１１ｇ／Ｌ）の再生処理開始時から終了時までの温度プロファイルを計測し、そこから各部の最高温度を決定した。各ハニカム構造体の中心部の最高温度と外周部の最高温度からハニカム構造体の最高温度差を求めた。
【００７４】
（再生率測定）
予め、パティキュレートを未堆積の状態で実施例１及び比較例１、２のハニカム構造体の重量を測定しておく。次に、回転数が２０００ｍｉｎ−１、トルクが４０Ｎｍで１．６Ｌエンジンを所定時間運転するという捕集条件で、所定量のＰＭをハニカム構造体に捕集させた。ここで、一旦、ハニカム構造体を取りだし、その重量を測定した。その後、ポストインジェクション方式で、エンジンを１０分間運転することにより、ハニカム構造体に再生処理を施し、再生処理後のハニカム構造体の重量を測定した。そして、減少したＰＭ重量から下記式（１）を用いて再生率（％）を算出した。
再生率（％）＝（再生前ＰＭ重量−再生後ＰＭ重量）／再生前ＰＭ重量・・・（１）
【００７５】
（ＰＭ捕集限界値の測定）
再生率測定方法とほぼ同様の方法を用い、実施例１及び比較例１、２のハニカム構造体のＰＭ捕集限界値を測定した。すなわち、上記再生率測定方法と同様の条件でエンジンを所定時間運転し、再生処理を行い、その前後でハニカム構造体の重量を測定する操作をエンジンの運転時間を次第に延ばしながら繰り返し、再生処理時に外観を観察するとともに、ハニカム構造体にクラックが発生したか否かを接着材層部分で切断して、ハニカム焼成体を目視することにより確認し、クラックが発生した捕集量をＰＭ捕集限界値とした。
上記したそれぞれの評価結果（最高温度、最高温度差、再生率、ＰＭ捕集限界値等）を表１に示す。
また、図１１に実施例１、比較例１及び比較例２におけるハニカム構造体を再生する際の温度測定結果のグラフを示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
実施例１のハニカム構造体では、最高温度差が４２℃、再生率が７６％であり、ＰＭ捕集量１２ｇ／Ｌでハニカム構造体にクラックは発生しなかった。一方、比較例１のハニカム構造体では、最高温度差が６７℃と大きく、再生率が７７％であり、ＰＭ捕集量１２ｇ／Ｌでハニカム構造体にクラックが発生した。これは、比較例１のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体では、中心部と外周部に一様にＰＭが捕集されていることから、熱の発生しない接着材層に接するハニカム焼成体の外周部におけるＰＭ燃焼熱の不足分を補うことができず、ハニカム構造体の中心部と外周部との間の温度差の上昇により熱応力も増大したことが原因であると考えられる。実施例１の最高温度差が４２℃であるのに対し、比較例１の最高温度差が６７℃に上昇していることからも上記推測が裏付けられる。
【００７８】
また、比較例２では、再生率が７６％であり、ＰＭ捕集量１２ｇ／Ｌでハニカム構造体にクラックが発生した。比較例２の最高温度差は６０℃であった。
ハニカム構造体にクラックが発生した原因については、以下のように考えることができる。
すなわち、比較例１及び２の場合には、ハニカム焼成体の全てのセルの断面積が同じであるので、各ハニカム焼成体のセル壁に均一にＰＭが堆積し、再生の際のＰＭの燃焼によりハニカム焼成体の内部で均一な熱が発生するが、ハニカム焼成体を接着している接着材層の部分では熱が発生しないため、ハニカム焼成体の外周近くに発生した熱は、接着材層に熱を奪われ、結果的にハニカム構造体の内部の接着材層の部分とハニカム焼成体の中心に近い部分とで、温度差が大きくなり(大きな温度勾配が発生し)、ハニカム構造体の内部でより大きな温度分布が発生し、ハニカム構造体にクラックが発生し易くなると考えられる。
【００７９】
一方、実施例１の場合には、ハニカム焼成体の中心第１セル領域と、その周りを取り囲む第２外周セル領域との間に開口率の相違が存在し、第２セル領域の開口率は、前記第１セル領域の開口率より大きい。すなわち、ハニカム焼成体の第２セル領域では、排ガスの入り口側が開口しているセルの断面積が排ガスの出口が開口しているセルの断面積よりも大きいので、ＰＭの堆積量が大きく、再生の際のＰＭの燃焼によりハニカム焼成体の外周部分(接着材層に接している部分)により多くの熱が発生し、接着材層の温度が上昇し、ハニカム構造体の内部の接着材層部分とハニカム焼成体の中心に近い部分との温度差は小さくなり(温度勾配は発生しにくく)、ハニカム構造体の内部の温度が均一化され、ハニカム構造体にクラックが発生しにくくなると考えられる。
【００８０】
図８及び図９に示すハニカム構造体においても、同様にハニカム焼成体の中心第１セル領域と、その周りを取り囲む第２外周セル領域との間に開口率の相違が存在し、第２セル領域の開口率は、前記第１セル領域の開口率より大きい。従って、ハニカム構造体の内部のセルの断面積が全て同じものと比較して、同様のメカニズムにより、ハニカム構造体の内部の接着材層の部分とハニカム焼成体の中心に近い部分との温度差は小さくなり(温度勾配は発生しにくく)、ハニカム構造体の内部の温度が均一化され、ハニカム構造体にクラックが発生しにいと考えられる。
【００８１】
以上の考えは、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域が設けられた種々の本発明のハニカム構造体のでも妥当すると考えられる。
【００８２】
（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説明する。本発明の第一実施形態では複数のハニカム焼成体の集合体に切削加工を施すことでハニカムブロックを作製しているのに対し、本実施形態では、複数組み合わせると略円柱状になるような形状のハニカム焼成体を用いてハニカムブロックを作製した点で、本実施形態は本発明の第一実施形態と異なる。
【００８３】
図８−１（ａ）は、本発明の第二実施形態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８−２（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図８−２（ｃ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置する別のハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００８４】
図８−１（ａ）に示したハニカム構造体２０では、図８−２（ｂ）、（ｃ）に示すような形状のハニカム焼成体５００、６００がそれぞれ６個と、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する図３に示したような形状のハニカム焼成体４００が４個とが着剤層２１を介して結束されてハニカムブロック２３を構成し、さらに、このハニカムブロック２３の外周にコート層２２が形成されている。ハニカム焼成体５００、６００は、ハニカムブロック２３の外周を構成している。ハニカム焼成体５００、６００は、多孔質炭化ケイ素焼結体からなる。なお、ハニカム焼成体４００については本発明の第一実施形態の図３に示した形状のハニカム焼成体と同様の構成であるので、ここでは省略する。
【００８５】
図８−２（ｂ）に示すように、ハニカム焼成体５００には、第１外周セル壁５１１に囲まれた第１セル領域５１０と、第１セル領域５１０の全部を取り囲むように第２セル領域５２０とが設けられている。第２セル領域５２０を規定する第２外周セル壁５２１は、接着剤層２１に接するとともに、コート層２２にも接している。
【００８６】
本発明の第一実施形態のハニカム焼成体と同様、第１セル領域５１０の第１セルのセル断面形状は略四角形であり、第２セル領域５２０の第２セルのセル断面形状は、略八角形及び略四角形である。このようなセルの大小関係により、第２セル領域５２０の開口率は第１セル領域５１０の開口率より大きくなっている。なお、ハニカム焼成体５００においても、第１外周セル壁５１１及び第２外周セル壁５２１に曲線部が存在することから、セル断面形状が略四角形や略八角形とは異なるセルが存在している。しかし、本発明の第一実施形態と同様に、そのように変形したセルが存在しても、セルの基本的な形成パターンが第１セル領域５１０では略四角形、第２セル領域５２０では略八角形及び略四角形であることから、第１セル領域５１０の第１セルのセル断面形状は略四角形、第２セル領域５２０の第２セルのセル断面形状は略八角形及び略四角形とする。
【００８７】
ハニカム焼成体５００では、第１外周セル壁５１１は第２外周セル壁５２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域５１０はハニカム焼成体５００の端面の相似形となっている。
【００８８】
図８−２（ｃ）に示すハニカム焼成体６００にも第１セル領域６１０及び第１セル領域６１０全部を取り囲む第２セル領域６２０が設けられている。ハニカム焼成体５００と同様、第１外周セル壁６１１及び第２外周セル壁６２１のいずれにも曲線部が存在し、その曲線部により変形したセルが生じるものの、第１形成パターンは略四角形であり、第２形成パターンは略八角形及び略四角形である。第２セル領域６２０の開口率は第１セル領域６１０の開口率より大きい。
【００８９】
ハニカム焼成体６００では、第１外周セル壁６１１は第２外周セル壁６２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域６１０はハニカム焼成体６００の端面の相似形となっている。
【００９０】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、図３及び図８−２（ｂ）、（ｃ）に示した形状のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム焼成体を作製する。これらのハニカム焼成体を結束することで、外周の切削工程を経ることなくハニカムブロックを作製することができる。そして、ハニカムブロックの外周面にコート材ペーストを塗布してコート材ペースト層を形成し、コ−ト材ペースト層を乾燥してコート層を形成することで本実施形態のハニカム構造体を作製する。
【００９１】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜（６）を発揮することができる。
【００９２】
（第三実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第三実施形態について説明する。本実施形態も本発明の第二実施形態と同様、複数組み合わせると略円柱状になるような形状のハニカム焼成体を用いてハニカムブロックを作製した点で、本実施形態は本発明の第一実施形態と異なる。
【００９３】
図９（ａ）は、本発明の第三実施形態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９（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００９４】
図９（ａ）に示したハニカム構造体３０では、図９（ｂ）に示すような形状のハニカム焼成体８００が８個と、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する図３に示したような形状のハニカム焼成体７００が４個とが着剤層３１を介して結束されてハニカムブロック３３を構成し、さらに、このハニカムブロック３３の外周にコート層３２が形成されている。ハニカム焼成体８００は、ハニカムブロック３３の外周を構成している。ハニカム焼成体８００は、多孔質炭化ケイ素焼結体からなる。
【００９５】
図９（ｂ）に示すように、ハニカム焼成体８００には、第１外周セル壁８１１に囲まれた第１セル領域８１０と、第１セル領域８１０の全部を取り囲むように第２セル領域８２０とが設けられている。第２セル領域８２０を規定する第２外周セル壁８２１は、接着剤層３１に接するとともに、コート層３２にも接している。
【００９６】
本発明の第一実施形態のハニカム焼成体と同様、第１セル領域８１０の第１セルのセル断面形状は略四角形であり、第２セル領域８２０の第２セルのセル断面形状は、略八角形及び略四角形である。このようなセルの大小関係により、第２セル領域８２０の開口率は第１セル領域８１０の開口率より大きくなっている。なお、ハニカム焼成体８００においても、第１外周セル壁８１１及び第２外周セル壁８２１に曲線部が存在することから、セル断面形状が略四角形や略八角形とは異なるセルが存在している。しかし、本発明の第一実施形態と同様に、そのように変形したセルが存在しても、セルの基本的な形成パターンが第１セル領域８１０では略四角形、第２セル領域８２０では略八角形及び略四角形であることから、第１セル領域８１０のセルのセル断面形状は略四角形、第２セル領域８２０のセルのセル断面形状は略八角形及び略四角形とする。
【００９７】
ハニカム焼成体８００では、第１外周セル壁８１１は第２外周セル壁８２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域８１０はハニカム焼成体８００の端面の相似形となっている。
【００９８】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においても、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、図３及び図９（ｂ）に示した形状のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム焼成体を作製する。これらのハニカム焼成体を結束することで、外周の切削工程を経ることなくハニカムブロックを作製することができる。そして、ハニカムブロックの外周面にコート材ペーストを塗布してコート材ペースト層を形成し、コ−ト材ペースト層を乾燥、固化してコート層を形成することで本実施形態のハニカム構造体を作製する。
【００９９】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜（６）を発揮することができる。
【０１００】
（第四実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第四実施形態について説明する。本実施形態は、本発明の第２セル領域を形成するセル壁が波形である点で、本実施形態は本発明の第一実施形態と異なる。
【０１０１】
図１０は、本発明の第四実施形態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す正面図である。図１０に示すように、ハニカム焼成体９００には、第１外周セル壁９１１に囲まれた第１セル領域９１０と、第１セル領域９１０の全部を取り囲むように第２セル領域９２０とが設けられている。
【０１０２】
ハニカム焼成体９００では、第１セル領域９１０の第１セルのセル断面形状は略四角形であるのに対し、第２セル領域９２０の第２大型セル９２３ａ及び第２小型セル９２３ｂのセル断面形状は、いずれも曲線（図では波状線）で囲まれた形状である。第２大型セル９２３ａのセル断面形状は、セル壁９２２がセル断面の中心から外側に向かって凸の形状であり、一方、第２小型セル９２３ｂのセル断面形状は、セル壁９２２がセル断面の中心に向かうように凸の形状である。
【０１０３】
セル壁９２２は、２組の対向する第２外周セル壁９２１間に波形状（正弦曲線状）に延びており、隣り合うセル壁９２２の波形の山の部分（正弦曲線でいう振幅の極大値の部分）が互いに最近接することで、セル断面形状が外側に膨らんだ第２大型セル９２３ａと内側に凹んだ第２小型セル９２３ｂとが形成される。なお、振幅は一定でもよくまた変化してもよいが、一定であることが好ましい。
【０１０４】
こうしたセルの大小関係により、ハニカム焼成体において、第２セル領域９２０の開口率は第１セル領域９１０の開口率より大きくなっている。なお、ハニカム焼成体９００においても、第１形成パターンや第２形成パターンとは異なるセル断面形状のセルが存在している。しかし、本発明の第一実施形態と同様に、そのように変形したセルが存在しても、セルの基本的な形成パターンが第１セル領域９１０では略四角形、第２セル領域９２０では波形線で囲まれた形状であることから、第１セル領域９１０の第１セルのセル断面形状は略四角形、第２セル領域９２０の第２セルのセル断面形状は波形線で囲まれた形状とする。
【０１０５】
ハニカム焼成体９００では、第１外周セル壁９１１は第２外周セル壁９２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域９１０はハニカム焼成体９００の端面の相似形となっている。
【０１０６】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においても、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、図１０に示した形状のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム焼成体を作製する。これらのハニカム焼成体を複数個結束し、結束したハニカム焼成体の外周に切削加工を施すことでハニカムブロックを作製することができる。そして、ハニカムブロックの外周面にコート材ペーストを塗布してコート材ペースト層を形成し、コ−ト材ペースト層を乾燥、固化してコート層を形成することで本実施形態のハニカム構造体を作製する。
【０１０７】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜（３）及び（５）、（６）を発揮することができるともに、作用効果（７）を発揮することができる。
【０１０８】
（７）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の第１セルのセル断面形状を略四角形としてハニカム焼成体の製造の容易性を確保しつつ、ハニカム焼成体の第２大型セル及び第２小型セルのセル断面形状を曲線で囲まれた形状として両者の対称性を高めることで、ハニカム焼成体の第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【０１０９】
（その他の実施形態）
本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の気孔率は特に限定されないが、３５〜６０％であることが望ましい。
ハニカム焼成体の気孔率が３５％未満であると、ハニカム焼成体がすぐに目詰まりを起こすことがある。一方、ハニカム焼成体の気孔率が６０％を超えると、ハニカム焼成体の強度が低下して容易に破壊されやすくなる。
【０１１０】
上記ハニカム焼成体の平均気孔径は５〜３０μｍであることが望ましい。
ハニカム焼成体の平均気孔径が５μｍ未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすことがあり、一方、ハニカム焼成体の平均気孔径が３０μｍを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能することができない。
【０１１１】
なお、本発明では、上記気孔率及び気孔径は、水銀圧入法による従来公知の方法により測定することができる。
【０１１２】
本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されないが、０．２〜０．４ｍｍが望ましい。
ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．２ｍｍ未満であると、ハニカム構造を支持するセル壁の厚さが薄くなり、ハニカム焼成体の強度を保つことができなくなり、一方、ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．４ｍｍを超えると、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を引き起こす。
【０１１３】
また、本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体が有する外壁（外周壁）の厚さは、特に限定されるものではないが、ハニカム焼成体のセル壁の厚さと同様に０．２〜０．４ｍｍであることが望ましい。
【０１１４】
また、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面における第１セル領域の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／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
【０１１５】
ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面における第２セル領域のセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、２４．８個ｃｍ２（１６０個／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
【０１１６】
ハニカム構造体を構成する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、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等のセラミック粉末が挙げられる。これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。なお、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、これらのなかでは、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）が望ましい。特に、炭化ケイ素を６０ｗｔ％以上含むケイ素含有炭化ケイ素質セラミックが望ましい。
【０１１７】
また、セラミック粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、１．０〜５０μｍの平均粒径を有する相対的に粒径の大きい粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍの平均粒径を有する相対的に粒径の小さい粉末５〜６５重量部とを組み合わせたものが好ましい。ハニカム焼成体の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、セラミック粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
【０１１８】
湿潤混合物における有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
【０１１９】
湿潤混合物における可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。また、潤滑剤は特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【０１２０】
また、湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。さらに、湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【０１２１】
さらに、湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１２２】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【０１２３】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【０１２４】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【０１２５】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。
【０１２６】
さらに、接着剤ペースト及びコート材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１２７】
また、本発明のハニカム構造体には、触媒が担持されていてもよい。
本発明のハニカム構造体では、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化することが可能となる触媒を担持させることにより、触媒反応により排ガス中の有害なガス成分を充分に浄化することが可能となる。また、ＰＭの燃焼を助ける触媒を担持させることにより、ＰＭをより容易に燃焼除去することが可能となる。
【符号の説明】
【０１２８】
１０、２０、３０ ハニカム構造体
１１、２１、３１、４１、５１ 接着剤層
１３、２３、３３ ハニカムブロック
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００ ハニカム焼成体
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０ 第１セル領域
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１、８１１、９１１ 第１外周セル壁
１１３、２１３、３１３ 第１セル
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０ 第２セル領域
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１、８２１、９２１ 第２外周セル壁
１２３、２２３、３２３、９２３ 第２セル
１２３ａ、２２３ａ、３２３ａ、９２３ａ 第２大型セル
１２３ｂ、２２３ｂ、３２３ｂ、９２３ｂ 第２小型セル
１３０ 内側規定線
１３１、３３１ （内）軌跡
１３２、３３２ （外）軌跡
Ａ 任意の点
Ｇ ハニカム焼成体の端面の重心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）及びその他の有害成分が環境及び人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。そこで、排ガス中のＰＭを捕集して排ガスを浄化するハニカムフィルタとして、多孔質セラミックからなるハニカム構造体が種々提案されている。
【０００３】
図１２は、従来のハニカム構造体の一例（特許文献１参照）を模式的に示す斜視図であり、図１３（ａ）は、上記従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。図１２に示す従来のハニカム構造体７０では、炭化ケイ素等からなるハニカム焼成体８０が、接着剤層７２を介して複数個結束されてハニカムブロック７１が構成され、このハニカムブロック７１の周囲にコート層７３が形成されている（以下、複数のハニカム焼成体を含むハニカム構造体を集合型ハニカム構造体ともいう）。
【０００４】
ハニカム焼成体８０において、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、多数のセル８１は、排ガスの流入側及び流出側の端部のいずれか一方の端部が封止材８２により封止され、一のセル８１に流入した排ガスは、必ずセル８１を隔てるセル壁８３を通過した後、他のセル８１から流出するようになっている。言い換えると、セル８１同士を隔てるセル壁８３が排ガス中のＰＭを捕集するフィルタとして機能するようになっている。
【０００５】
フィルタとしての運転を続けてＰＭの捕集量が一定量に達した場合には、捕集したＰＭを燃焼除去するためハニカム構造体の再生処理を行う。ただ、再生処理を行うとＰＭの燃焼に多量のエネルギーが必要となる。そこで、再生処理の間隔を長くして内燃機関の運転効率を向上させるために、ハニカム構造体のＰＭ捕集量を大きくすることが望まれる。一方、あまりに多くのＰＭを捕集して再生処理を行うと、ＰＭ燃焼に伴う熱量が大きくなりすぎて、熱応力ないし熱衝撃によるクラックが発生する。こうした事情を加味して、ＰＭの捕集量としては最大限であって、かつ、クラックを発生させない捕集量としての捕集限界値は決定されている。
【０００６】
この捕集限界値を高める方策として、排ガス流入側のセルの開口率を高めることにより、ＰＭの捕集限界値を高めた集合型ハニカム構造体が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２５５５７４号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０２４２９３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
捕集限界値を高める別の方策としては、例えば、ハニカム構造体の重量を増やして熱容量を上げることで、ＰＭ燃焼時の急激な熱応力の発生を抑制する方策等が挙げられる。ところが、この方策では次のような問題が生じやすくなっている：（１）セル壁量を増加させるためにセル密度を高くすると、ハニカム構造体の製造自体が困難となる；（２）セル壁を厚くして重量を増加させると、フィルタの別の要求性能である圧力損失値が大きくなってしまう；（３）ハニカム構造体の重量が増加させることにより、車両全体の軽量化を図れなくなったり、ハニカム構造体を設置するための装備の高規格化を余儀なくされて、費用面の負担が大きくなったりする。
【０００９】
また、図１２及び図１３（ａ）、（ｂ）に示すような従来の集合型ハニカム構造体では、複数のハニカム焼成体の間に接着剤層が形成されている。接着剤層はＰＭ捕集機能を有していないので、ハニカム構造体の再生処理を行っても接着剤層ではＰＭの燃焼は生じない。一方で、ＰＭを捕集したセル壁ではＰＭが燃焼することから、ＰＭ燃焼が生じているセル壁とＰＭ燃焼の生じない接着剤層に近接するセル壁との間で温度差が発生し、この温度差によってハニカム構造体にクラックが発生する。
【００１０】
そして、上記のような温度差によりクラックが発生するとなると、捕集限界値を下げざるを得なくなり、ハニカム構造体の捕集限界値を高くしてほしいという顧客の要望にも応えられなくなる。こうした現象は、開口率が排ガス流入側の端面と排ガス流出側の端面とで同じ従来の集合型ハニカム構造体であっても、特許文献２に記載の従来のハニカム構造体のような開口率が排ガス流入側の端面と排ガス流出側の端面とで異なる集合型ハニカム構造体であっても発生する。
【００１１】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、ＰＭの捕集限界値が高く、クラックの発生しにくいハニカム構造体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】
【００１２】
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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、少なくとも上記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、上記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、上記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と上記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記接着剤層に接し、上記第１セル及び上記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、上記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、上記第１端面において、上記第２セル領域の開口率は、上記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載のハニカム構造体では、各ハニカム焼成体の中心部にある第１セル領域の周囲の一部又は全部を第２セル領域が取り囲み、同時に、第２セル領域は、接着剤層に接するハニカム焼成体の第２外周セル壁に隣接するとともに、第１セル領域より大きい開口率を有する。第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より高くしているので、第２セル領域は第１セル領域より多くのＰＭを捕集することができる。これにより、再生処理時のＰＭ燃焼により発生する熱量としては、ハニカム焼成体の中心部分である第１セル領域よりハニカム焼成体の外周部分である第２セル領域の方が大きくなり、第２外周セル壁を含む接着剤層周辺のセル壁の温度が充分に高くなって、熱の発生しない接着材層の温度を上昇させ、接着材層とハニカム焼成体との温度差を小さくするとともに、この熱伝導により第２セル領域の温度が少し低下し、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生が抑制される。従って、ハニカム構造体内部の温度が均一化される。
【００１４】
また、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域を設けていることから、例えば、第１セル領域の開口率を従来と同様の開口率とした場合は、端面全体でみた開口率も従来に比して高くすることができる。これによりハニカム構造体全体でのＰＭ捕集量も増加するので、捕集限界値を向上させることができる。
【００１５】
請求項２に記載のハニカム構造体のように、上記長手方向に垂直な断面において、上記第２セルとして、上記第１セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する第２大型セルと該第２大型セルのセル断面積より小さいセル断面積を有する第２小型セルとを設けることで、第２領域の開口率を第１領域の開口率より高くしてもよい。
【００１６】
請求項３に記載のハニカム構造体では、上記長手方向に垂直な断面において、上記第２小型セルのセル断面積を、上記第１セルのセル断面積より小さくしている。ハニカム構造体の第１端面において、第２小型セルは封止される。すなわち、第２小型セルはＰＭの捕集には関与しないので、このような第２小型セルのセル断面積を第１セルのセル断面積より小さくすることにより、第１端面全体の開口率を高くすることができ、ひいてはＰＭの捕集量を増加させることができる。
【００１７】
請求項４に記載のハニカム構造体によると、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、上記第２大型セルのセル断面形状は略八角形であり、かつ、上記第２小型セルのセル断面形状は略四角形である。第１セルのセル断面形状を略四角形として作製の容易性を確保しつつ、第２大型セルのセル断面形状を略八角形、第２小型セルのセル断面形状を略四角形として両者の対称性を高めることで、第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【００１８】
請求項５に記載のハニカム構造体のように、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、上記第２大型セル及び上記第２小型セルのセル断面形状は曲線で囲まれた形状であってもよい。
このような形状とすることにより、第１セルのセル断面形状を一般的な略四角形として製造の容易性を確保しつつ、第２大型セル及び第２小型セルのセル断面形状を曲線で囲まれた形状として両者の対称性を高めることで、第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載のハニカム構造体のように、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セル、上記第２大型セル、及び、上記第２小型セルのそれぞれのセル断面形状を略四角形としてもよい。
【００２０】
請求項７に記載のハニカム構造体では、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルは、第１大型セルと第１小型セルとを含み、上記第１大型セルのセル断面積は上記第１小型セルのセル断面積より大きくしている。このように、第２セル領域に加えて、第１セル領域の第１セルに大小関係を付与してもよい。第１セル領域の第１セルに大小関係を付与することで、第２セル領域におけるのと同様に第１端面における開口率をより高めることができる。
【００２１】
請求項８に記載のハニカム構造体によると、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記第２外周セル壁の相似形である。言い換えると、第１セル領域は第１端面の相似形となっており、このようにすることで、第２セル領域の幅（第１外周セル壁と第２外周セル壁との間の最短距離）を第２セル領域全周にわたって概ね一定とすることができ、ＰＭ燃焼による燃焼熱を第２セル領域において一様に発生させることができる。反対に、第１セル領域が第１端面の相似形となっていないと、第２セル領域の幅が大きい箇所と小さい箇所とが存在する場合が生じることになる。そうすると、セル領域の幅が大きい箇所ではＰＭ燃焼熱が大きくなる一方、セル領域の幅が小さい箇所ではＰＭ燃焼熱が小さくなり、第２セル領域の中で温度差が生じることになって、この温度差に起因してクラックが発生する。
【００２２】
請求項９に記載のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、上記ハニカム焼成体の端面の重心と上記任意の点とを結んだ線分の１／６の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／２の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡（うち、上記重心に近い方の軌跡を内軌跡（ここでは、上記１／２の距離だけ離れた点の軌跡）ともいい、上記重心からより離れた方の軌跡を外軌跡（ここでは、上記１／６の距離だけ離れた点の軌跡）ともいう）の間に少なくとも形成されている。第１外周セル壁が外軌跡より外側（第２外周セル壁側）に形成される場合は、第２セル領域の形成面積が小さくなり、第２セル領域におけるＰＭ燃焼熱の上昇効果が不充分となって、クラックの原因となる内外セル壁における温度差が生じる。一方、第１外周セル壁が内軌跡より内側（重心側）に形成される場合は、第２セル領域において発生するＰＭ燃焼熱が第１セル領域において発生するＰＭ燃焼熱より大きくなって、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差が生じる。
【００２３】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、上記ハニカム焼成体の端面の重心と上記任意の点とを結んだ線分の１／４の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／３の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成されている。第１外周セル壁の形成位置をこのような範囲におくことで、第２セル領域においてＰＭ燃焼熱を充分に発生させつつ、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生を抑制することができる。
【００２４】
請求項１１に記載のハニカム構造体では、さらに、上記ハニカムブロックの外周に外周コート層が形成され、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記外周コート層に接する。
このように外周コート層を形成することにより、熱の放散が抑制され、ハニカム構造体内の温度差（ハニカム焼成体の内部と接着材層との温度差及び中心部分と周囲の外周コート層付近との温度差）をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態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）〜（ｃ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例をそれぞれ模式的に示した斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図２（ｂ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図である。
【図５】図２（ｃ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る別のハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図である。
【図８−１】（ａ）は、本発明の第二実施形態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８−２】（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｃ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置する別のハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明の第四実施形態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す正面図である。
【図１１】実施例１、比較例１及び比較例２におけるハニカム構造体を再生する際の温度測定結果を示すグラフである。
【図１２】従来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１３】（ａ）は、従来のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、図１３（ａ）に示した従来のハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【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の第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、少なくとも１つの上記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、上記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、上記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と上記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、上記第２セル領域を規定する上記第２外周セル壁の少なくとも一部は、上記接着剤層に接し、上記第１セル及び上記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、上記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、上記第１端面において、上記第２セル領域の開口率は、上記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とする。
【００２７】
図１は、本発明の第一実施形態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）〜（ｃ）は、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例をそれぞれ模式的に示した斜視図である。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柱状のハニカム焼成体１００、２００、３００が接着剤層１１を介して複数個結束されてハニカムブロック１３を構成し、さらに、このハニカムブロック１３の外周にコート層１２が形成されている。
【００２８】
図２（ａ）に示すハニカム焼成体１００は、複数の第１セルが形成される第１セル領域１１０と、第１セル領域１１０の全部（又は全周）を取り囲みかつ複数の第２セルが形成される第２セル領域１２０とを有している。第２セル領域１２０は、第１セル領域１１０の外周に位置する第１外周セル壁１１１とハニカム焼成体１００の外周に位置する第２外周セル壁１２１との間に広がって存在している。第２セル領域１２０を規定する第２外周セル壁１２１は、図１に示されるように、四方全部で接着剤層１１と接している。また、第１外周セル壁１１１は、第２外周セル壁１２１の相似形となっており、このことは、第１セル領域１１０がハニカム焼成体１００の端面と相似形であることをも意味する。
【００２９】
図２（ｂ）に示すハニカム焼成体２００も同様に、中心部に第１セル領域２１０と、第１セル領域２１０の全部（全周囲）を取り囲む第２セル領域２２０とを有している。第２セル領域２２０は、第１セル領域２１０の外周に位置する第１外周セル壁２１１とハニカム焼成体２００の外周に位置する第２外周セル壁２２１との間に存在している。また、図１に示されるように、第２セル領域２２０を規定する第２外周セル壁２２１は三方で接着剤層１１と接している。なお、第１外周セル壁２１１は、第２外周セル壁２２１の相似形とはなっていない。
【００３０】
図２（ｃ）に示すハニカム焼成体３００は、第２セル領域が第１セル領域の全部を取り囲んでいるハニカム焼成体１００、２００とは異なり、第１セル領域３１０と第１セル領域３１０の周囲の一部を取り囲む第２セル領域３２０とを有している。第２セル領域３２０は、第１セル領域３１０の外周に位置する第１外周セル壁３１１とハニカム焼成体３００の外周に位置し、かつ、接着剤層１１に接する第２外周セル壁３２１との間に存在している。すなわち、図１に示されるように、第２セル領域３２０を規定する第２外周セル壁３２１は二方で接着剤層１１と接している。
【００３１】
本実施形態のハニカム構造体では、第１セル領域に形成された第１セル及び第２セル領域に形成された第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されているとともに、排ガス流入側の端面となる第１端面において、第２セル領域の開口率は、第１セル領域の開口率より大きくなっている。これらの具体的構成を図３〜５を参照しつつ説明する。
なお、本明細書において開口率とは、ハニカム構造体の端面の外周により規定される当該端面の面積（Ａ）に対する当該端面において開口したセルのセル断面積の合計（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）のことをいう。
【００３２】
図３（ａ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図であり、図３（ｂ）は、図２（ａ）に示したハニカム焼成体のＸ−Ｘ線断面図であり、図４は、図２（ｂ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図であり、図５は、図２（ｃ）に示したハニカム焼成体の端面を模式的に示す正面図である。
なお、本明細書において端面とは、ハニカム構造体又はハニカム焼成体の外面のうち、セルが開口している面のことをいい、側面とは、端面以外のセル開口のない面をいう。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ハニカム焼成体１００では、セル断面形状が略四角形である第１セル１１３（セル１１３ａ、１１３ｂ）が第１外周セル壁１１１に囲まれて第１セル領域１１０を構成している。セル１１３ａは図３に示した第１端面側で開口する一方、セル１１３ｂは第１端面側では封止されており、第２端面側で開口している。すなわち、セル１１３ａとセル１１３ｂとはチェッカーボード状に交互に封止されている。セル１１３ａのセル断面積とセル１１３ｂのセル断面積とはほぼ等しく、両者の間に大小関係はないことから、第１セル領域の第１端面側及び第２端面側の両方において開口率の差はほとんどない。
【００３４】
上述したように、第１セル領域１１０のセル１１３のセル断面形状は略四角形であるが、第１セル領域１１０の四隅に存在するセル１１３ｃのセル断面形状は、四角形の一角が切り落とされた略五角形となっている。従って、厳密にいうと、第１セル領域１１０に存在する全てのセル１１３のセル断面形状が略四角形であるわけではなく、多数の略四角形と少数の略五角形が混在した状態となっている。本発明では、このようにセル断面形状が略四角形でないセルを含んでいても、基本的なセルの形成パターンとしてセル断面形状が略四角形のセルが繰り返されている場合（以下、第１セル領域のセルの形成パターンを第１形成パターンともいう）は、そのセル領域のセルのセル断面形状は略四角形であるということとする。見方を変えれば、形成パターンに則ったセル断面形状を有しないセルは、形成パターンに則ったセル断面形状を有するセルが第１外周セル壁又は第２外周セル壁に接することで変形して得られたセルということもできる。セル形成パターンのセル断面形状としては略四角形に限らず、略三角形、略五角形、略六角形、略八角形、略円形、略楕円形、直線と曲線で囲まれた形状、曲線のみで囲まれた形状若しくはこれらと実質的に同視し得る形状、又は、これらの形状の組み合わせ等、任意の形状であればよい。
なお、本明細書において断面とは、ハニカム焼成体の長手方向に垂直なハニカム構造体の断面のことをいう。
【００３５】
第２セル領域１２０は、ハニカム焼成体１００において、第１セル領域１１０の全部を取り囲むように、第１外周セル壁１１１と第２外周セル壁１２１との間に帯状になって存在している。また、第２セル領域１２０を規定する第２外周セル壁１２１は、全周で接着剤層１１と接している。第２セル領域１２０には、セル断面形状が略八角形の第２セル１２３ａと、セル断面形状が略四角形の第２セル１２３ｂとが形成されている。第２セル１２３ａのセル断面積は第２セル１２３ｂのセル断面積より大きくなっているので、本実施形態では、第２セル１２３ａを第２大型セルといい、第２セル１２３ｂを第２小型セルという。第２大型セル１２３ａは図３（ａ）に示した第１端面側で開口する一方、第２小型セル１２３ｂは第１端面側では封止されており、第２端面側で開口している。すなわち、第２大型セル１２３ａと第２小型セル１２３ｂとは交互に封止されている。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、第２セル領域１２０のセルの形成パターン（以下、第２形成パターンともいう）としては、セル断面形状が略八角形の第２大型セル１２３ａとセル断面形状が略四角形の第２小型セル１２３ｂとが繰り返し存在する形成パターンとなっている。この他に、第２セル領域１２０には、第１外周セル壁１１１に接するセル断面形状が略六角形の第２セル１２３ｃや、第２外周セル壁１２１に接するセル断面形状が略六角形の第２セル１２３ｄ、さらに第２セル領域１２０の四隅にセル断面形状が略五角形の第２セル１２３ｅが存在している。これらの第２セル１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｅは、第２形成パターンに則ったセル断面形状を有していないものの、第２大型セル１２３ａが第２形成パターンに従って順次形成され、それらが第１外周セル壁１１１又は第２外周セル壁１２１に接することで変形した第２セルと考えることもできる。本実施形態ではこの考え方に基づき、第２セル領域１２０の第２セルのセル断面形状としては、略八角形と略四角形であるということとする。
【００３７】
本実施形態のハニカム焼成体１００において、第２大型セル１２３ａのセル断面積は、第１セル１１３のセル断面積より大きい。また上述のように、第２大型セル１２３ａのセル断面積は第２小型セル１２３ｂのセル断面積より大きい。さらに、第２小型セル１２３ｂのセル断面積は、第１セル１１３のセル断面積より小さくなっている。すなわち、セル断面積の大きさの順序としては、第２大型セル１２３ａが最も大きく、次いで、第１セル１１３が大きく、第２小型セル１２３ｂが最も小さくなっている。このように、まず第２大型セル１２３ａのセル断面積を第１セル１１３より大きくし、第２小型セル１２３ｂのセル断面積を第２大型セル１２３ａより小さくすることで、第１セル領域１１０の開口率より第２セル領域１２０の開口率を高めることができる。さらに、第２小型セル１２３ｂのセル断面積を第１セル１１３のセル断面積より小さくすることで、第２セル領域１２０において開口率の向上に寄与しない封止された第２小型セル１２３ｂの割合を小さくすることができ、全体として第２セル領域１２０の開口率を第１セル領域１１０の開口率より効率良く大きくすることができる。
【００３８】
図４に示すように、ハニカム焼成体２００においても、第１外周セル壁２１１に囲まれるようにして、セル断面形状が四角形の第１セル２１３（２１３ａ、２１３ｂ）が第１セル領域２１０を構成している。第２セル領域２２０は、第１セル領域２１０の全部を取り囲むように設けられている。また、第２セル領域２２０には、セル断面形状が略八角形の第２大型セル２２３ａとセル断面形状が略四角形の第２小型セル２２３ｂとが形成されている。
【００３９】
第１セル領域２１０のセルの第１形成パターンは、略四角形のセルが繰り返されるパターンであり、第２セル領域２２０のセルの第２形成パターンは、略八角形及び略四角形のセルが繰り返されるパターンである。ハニカム焼成体２００においても、第１形成パターン及び第２形成パターンから外れたセル断面形状を有するセルが存在することはハニカム焼成体１００と同様である。特に、ハニカム焼成体２００では、第２外周セル壁２２１に曲線となる部分２２１ａが存在するので、曲線部２２１ａに接する第２セルも変形して第２セル２２３ｃ及び第２セル２２３ｄのような形状となる。しかしながら、第２セル２２３ｃ及び第２セル２２３ｄも、第２形成パターンに則った第２大型セル２２３ａ及び第２小型セル２２３ｂが変形した第２セルと考えればよいので、本実施形態では第２セルのセル断面形状は略八角形及び略四角形であるといえる。
【００４０】
ハニカム焼成体２００において、第２大型セル２２３ａのセル断面積は第１セル２１３のセル断面積より大きく、第２小型セル２２３ｂのセル断面積は第１セル２１３のセル断面積より小さくなっている。これにより、ハニカム焼成体１００と同様に、第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より効率良く大きくすることができる。
【００４１】
次に、ハニカム焼成体３００の詳細な構成について説明する。図５に示すように、第１外周セル壁３１１及び第２外周セル壁の曲線部３２１ａに囲まれるようにして、セル断面形状が略四角形の第１セル３１３（３１３ａ、３１３ｂ）が第１セル領域３１０を構成している。換言すると、第２外周セル壁の曲線部３２１ａは、第２セル領域３２０を規定するセル壁であるとともに、第１セル領域３１０を規定するセル壁でもある。第２セル領域３２０は、第２セル領域３２０を規定する二方の直線状の第２外周セル壁３２１に沿う形で、第１セル領域３１０の一部を取り囲むように設けられている。また、第２セル領域３２０には、セル断面形状が略八角形の第２大型セル３２３ａとセル断面形状が略四角形の第２小型セル３２３ｂとが形成されている。
【００４２】
第１セル領域３１０のセルの第１形成パターンは、略四角形のセルが繰り返されるパターンであり、第２セル領域３２０のセルの第２形成パターンは、略八角形及び略四角形のセルが繰り返されるパターンである。ハニカム焼成体３００においても、第１形成パターン及び第２形成パターンから外れたセル断面形状を有するセルが存在することはハニカム焼成体１００と同様である。特に、ハニカム焼成体３００では、第２外周セル壁３２１に曲線部３２１ａが存在するので、曲線部３２１ａに接する第１セル及び第２セルも変形して、それぞれ第１セル３１３ｃ及び第１セル３１３ｄ、第２セル３２３ｃ及び第２セル３２３ｄのような形状となる。しかしながら、第１セル３１３ｃ及び第１セル３１３ｄは、第１形成パターンに則った第１セル３１３が変形した第１セルと考え、第２セル３２３ｃ及び第２セル３２３ｄも、第２形成パターンに則った第２大型セル３２３ａ及び第２小型セル３２３ｂが変形した第２セルと考えればよいので、本実施形態では第１セルのセル断面形状は四角形であり、第２セルのセル断面形状は略八角形及び略四角形であるといえる。
【００４３】
ハニカム焼成体３００において、第２大型セル３２３ａのセル断面積は第１セル３１３のセル断面積より大きく、第２小型セル３２３ｂのセル断面積は第１セル３１３のセル断面積より小さくなっている。これにより、ハニカム焼成体１００と同様に、第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より効率良く大きくすることができる。
【００４４】
ハニカム焼成体１００、２００、３００のそれぞれの開口率が高い方の端面が集合したハニカム構造体の端面を第１端面という。これにより、ハニカム構造体の端面全体で開口率を向上させることができ、ひいてはＰＭ捕集量を向上させることができる。
【００４５】
第２セル領域の形成範囲を規定する第１外周セル壁の形成位置としては、第２セル領域でのＰＭ捕集量の増加に伴う燃焼熱の増加の効果が得られ、かつ、第２セル領域が過大になり、ほとんどのセルが第２セルとなって従来品と相違ないレベルとならない限り、特に限定されない。ただ、これら２点を考慮すると、ハニカム構造体の第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から上記ハニカム焼成体の端面の重心に向かって所定距離離れた２点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡（すなわち、外軌跡及び内軌跡）の間に少なくとも形成されていることが望ましい。この第１外周セル壁の設けるのに好適な範囲の決め方を以下に説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図であり、図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る別のハニカム焼成体における第２セル領域の形成範囲を決定する手順を示す説明図である。
【００４６】
図６（ａ）では、ハニカム焼成体１００（図２、３参照）をハニカム構造体の第１端面側からみており、接着剤層に接する第２外周セル壁の内側（第２外周セル壁の接着剤層に接する側とは反対側）を規定する内側規定線１３０が示されている。ハニカム焼成体１００の第２外周セル壁１２１は全て接着剤層１１に接するので、それに応じて内側規定線１３０も第２外周セル壁１２１全体にわたって存在する。なお、第２外周セル壁の内側には、第２外周セル壁１２１とセル壁１２２とが連結するＴ字部分（図３参照）が存在するが、このＴ字部分ではセル壁１２２は存在しないものと仮定して内側規定線１３０を定める。内側規定線１３０上に任意の点Ａをとり、ハニカム焼成体の端面の重心Ｇと任意の点Ａとを結ぶ線分ＡＧ上に、外軌跡及び内軌跡を規定することになる点Ｏ及び点Ｉをそれぞれ定める。点Ｏは、線分ＡＧの長さの所定割合Ｓ分だけ任意の点Ａから離れた位置にある点であり、点Ｉは、線分ＡＧの長さの所定割合Ｌ（Ｌ＞Ｓ）分だけ任意の点Ａから離れた位置にある点である。
【００４７】
次に、図６（ｂ）に示すように、任意の点Ａが内側規定線１３０に沿って移動すると、任意の点Ａの移動に応じて点Ｏ及び点Ｉも移動し、それぞれ軌跡（外軌跡）１３２及び軌跡（内軌跡）１３１を描くようになる。
【００４８】
そして、図６（ｃ）に示すように、任意の点Ａが内側規定線１３０の全体に沿って移動すると、点Ｏ及び点Ｉも移動してそれぞれ閉じた軌跡、すなわち外軌跡１３２及び内軌跡１３１を描く。こうして描かれた外軌跡１３２と内軌跡１３１との間の領域１３３に、第１外周セル壁が形成される。
【００４９】
図１、図２（ａ）及び図３に示すハニカム焼成体１００では、第２セル領域１２０は第１セル領域１１０の全部を取り囲むとともに、第２外周セル壁１２１全体が接着剤層１１に接する。これに対し、図１、図２（ｃ）及び図５に示すハニカム焼成体３００では、第２セル領域３２０は第１セル領域３１０の一部を取り囲むとともに、第２外周セル壁３２１の曲線部３２１ａを除いた部分が接着剤層１１に接する。以下、ハニカム焼成体３００のように、第２セル領域が第１セル領域の一部を取り囲み、かつ、第２外周セル壁の一部が接着剤層に接する場合の第１外周セル壁の形成範囲の決定方法について説明する。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、ハニカム焼成体１００と同様、内側規定線３３０上に任意の点Ａをとり、ハニカム焼成体３００の端面の重心Ｇと任意の点Ａとを結ぶ線分ＡＧ上に点Ｏ及び点Ｉを定める。次に、図７（ｂ）に示すように、任意の点Ａが、第２外周セル壁のうち、曲線部３２１ａを除く接着剤層１１に接する部分に対応する内側規定線３３０に沿って移動することにより、点Ｏ及び点Ｉのそれぞれが外軌跡３３２及び内軌跡３３１を描くようになる。次いで、図７（ｃ）に示すように、任意の点Ａが内側規定線３３０全体に沿って移動することにより、点Ｏ及び点Ｉも移動してそれぞれハニカム焼成体１００とは異なり、閉じていない軌跡、外軌跡３３２及び内軌跡３３１を描く。少なくともこうして描かれた外軌跡３３２と内軌跡３３１との間の領域３３３に、第１外周セル壁が形成される。外軌跡３３２と内軌跡３３１との間の領域３３３以外の部分では、上記のようにして形成した第１外周セル壁３１１の端部を曲線部３２１ａに接するまで延長すればよい。
【００５１】
点Ｏ及び点Ｉの任意の点Ａからの距離は上述のように特に限定されないが、それぞれ線分ＡＧの１／６の距離及び１／２の距離だけ離れていることが望ましく、それぞれ線分ＡＧの１／４の距離及び１／３の距離だけ離れていることがさらに望ましい。第１外周セル壁が上記距離だけ離れた点Ｏが描く外軌跡より外側に形成される場合は、第２セル領域の形成面積が小さくなり、第２セル領域におけるＰＭ燃焼熱の上昇効果が不充分となって、クラックの原因となる内外セル壁における温度差が生じる。一方、第１外周セル壁が上記距離だけ離れた点Ｉが描く内軌跡より内側に形成される場合は、第２セル領域において発生するＰＭ燃焼熱が第１セル領域において発生するＰＭ燃焼熱より大きくなって、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差が生じる。
【００５２】
また、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域を設けていることから、例えば、第１セル領域の開口率を従来と同様の開口率とした場合は、端面全体でみた開口率も従来に比して高くすることができる。これによりハニカム構造体全体でのＰＭ捕集量も増加するので、捕集限界値を向上させることができる。
【００５３】
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。
（１）セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物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。具体的には、まず、セラミック粉末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湿潤混合物を調製する。続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入する。上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより図３に示した形状であってセルの封止をしていないハニカム成形体を作製する。
【００５４】
（２）次に、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、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。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。
【００５５】
（３）その後、ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱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。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。
【００５６】
（４）続いて、各セルの所定の端部が封止されたハニカム焼成体のそれぞれの所定の側面に、接着剤ペーストを塗布して接着剤ペースト層を形成し、この接着剤ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程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結束工程を行う。ここで接着剤ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機粒子とからなるものを使用する。また、上記接着剤ペーストはさらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００５７】
（５）このハニカム焼成体の集合体を加熱して接着剤ペースト層を乾燥、固化させて接着剤層とし、ハニカムブロックを作製する。さらに、ハニカム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。
【００５８】
（６）最後に、円柱状としたハニカムブロックの外周に、コート材ペーストを塗布し、乾燥、固化してコート層を形成するコート層形成工程を行う。コート材ペーストとしては、上記接着剤ペーストと同様の組成ペ−スト又は異なる組成のペーストを使用する。なお、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。以上の工程によって、本実施形態のハニカム構造体を作製することができる。
【００５９】
以下、本実施形態のハニカム構造体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、中心部にある第１セル領域の周囲の一部又は全部を第２セル領域が取り囲み、同時に、第２セル領域は、接着剤層に接するハニカム焼成体の第２外周セル壁に隣接するとともに、第１セル領域より大きい開口率を有する。第２セル領域の開口率を第１セル領域の開口率より高くしているので、単位面積当たりに流入するガス量が少ないにも拘わらず、第１セル領域と同量のＰＭを捕集することができる。これにより、再生処理時のＰＭ燃焼により発生する熱量としては、ハニカム焼成体の中心部分である第１セル領域とハニカム焼成体の外周部分である第２セル領域とが等しくなり、第２外周セル壁を含む接着剤層周辺のセル壁の温度が充分に高くなって、熱の発生しない接着材層の温度を上昇させ、接着材層とハニカム焼成体との温度差を小さくするとともに、この熱伝導により第２セル領域の温度が少し低下し、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生が抑制される。従って、ハニカム構造体内部の温度が均一化される。
【００６０】
（２）また、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域を設けていることから、例えば、第１セル領域の開口率を従来と同様の開口率とした場合は、端面全体でみた開口率も従来に比して高くすることができる。これによりハニカム構造体全体でのＰＭ捕集量も増加するので、捕集限界値を向上させることができる。
【００６１】
（３）本実施形態のハニカム構造体では、上記長手方向に垂直な断面において、上記第２小型セルのセル断面積を、上記第１セルのセル断面積より小さくしている。ハニカム構造体の第１端面において、第２小型セルは封止される。すなわち、第２小型セルはＰＭの捕集には関与しないので、このような第２小型セルのセル断面積を第１セルのセル断面積より小さくすることにより、第１端面全体の開口率を高くすることができ、ひいてはＰＭの捕集量を増加させて捕集量を向上させることができる。
【００６２】
（４）本実施形態のハニカム構造体によると、上記長手方向に垂直な断面において、上記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、上記第２大型セルのセル断面形状は略八角形であり、かつ、上記第２小型セルのセル断面形状は略四角形である。第１セルのセル断面形状を略四角形として作製の容易性を確保しつつ、第２大型セルのセル断面形状を略八角形、第２小型セルのセル断面形状を略四角形として両者の対称性を高めることで、第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【００６３】
（５）本実施形態のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記第２外周セル壁の相似形である。これにより、第２セル領域の幅（第１外周セル壁と第２外周セル壁との間の最短距離）を第２セル領域全周にわたって概ね一定とすることができ、ＰＭ燃焼による燃焼熱を第２セル領域において一様に発生させることができる。
【００６４】
（６）本実施形態のハニカム構造体では、上記第１端面において、上記第１外周セル壁は、上記接着剤層に接する上記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線から所定距離離れた、上記ハニカム焼成体の端面の重心と上記内側規定線上の任意の点とを結んだ線分上の２点のそれぞれが、上記任意の点が上記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成されている。第１外周セル壁の形成位置をこのような範囲におくことで、第２セル領域においてＰＭ燃焼熱を充分に発生させつつ、第１セル領域と第２セル領域との間の温度差の発生を抑制することができる。
【００６５】
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。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６６】
（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％を加えて混練して混合組成物（湿潤混合物）を得た後、押出成形を行い、図２（ａ）〜（ｃ）（図３〜図５参照）に示す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。
【００６７】
次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記ハニカム成形体を乾燥し、乾燥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した。
【００６８】
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、第１セル領域及び第２セル領域のセルの数（セル密度）がそれぞれ４６．５個／ｃｍ２及び４６．５個／ｃｍ２、第１セル領域及び第２セル領域のセル壁の厚さがそれぞれ０．２５ｍｍ及び０．２５ｍｍの炭化ケイ素焼結体からなるハニカム焼成体を作製した。
このハニカム焼成体の第１セル領域のセルは、断面形状が四角形からなり、第２セル領域のセルは、周辺の切断された部分を除いて断面形状が四角形、五角形、八角形からなる。
【００６９】
平均繊維径５μｍ、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（固形分３０重量％）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剤ペーストを用いて、ハニカム焼成体を多数接着させた。さらに、この接着物を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、接着剤層の厚さ１．０ｍｍの円柱状のハニカムブロックを作製した。
【００７０】
次に、上記接着剤ペーストを用いて、ハニカムブロックの外周部に厚さ０．２ｍｍ（セル壁を切断した部分では、セル壁先端凸部からの厚さ）のコート材ペースト層を形成した。そして、このコート材ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周に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作製した。
【００７１】
（比較例１）
全てのセルのセル断面形状を実施例１における第１セル領域のセルのセル断面形状とすること以外は実施例１と同様にハニカム構造体を作製した。このハニカム焼成体のセルの断面形状は、周辺の切断された部分を除いて四角形からなる。
【００７２】
（比較例２）
全てのセルのセル断面形状を実施例１における第２セル領域のセルのセル断面形状とすること以外は実施例１と同様にハニカム構造体を作製した。このハニカム焼成体のセル領域の断面形状は周辺の切断された部分を除いて四角形、八角形、及び、五角形からなる。
【００７３】
（温度測定）
実施例１及び比較例１、２のハニカム構造体の中心部の排ガス流入側セル及び最外周の排ガス流入側セルのそれぞれに熱電対を差し込んだサンプルを用いて、ハニカム構造体の中心部と外周部の温度を測定した。ＰＭ捕集（１１ｇ／Ｌ）の再生処理開始時から終了時までの温度プロファイルを計測し、そこから各部の最高温度を決定した。各ハニカム構造体の中心部の最高温度と外周部の最高温度からハニカム構造体の最高温度差を求めた。
【００７４】
（再生率測定）
予め、パティキュレートを未堆積の状態で実施例１及び比較例１、２のハニカム構造体の重量を測定しておく。次に、回転数が２０００ｍｉｎ−１、トルクが４０Ｎｍで１．６Ｌエンジンを所定時間運転するという捕集条件で、所定量のＰＭをハニカム構造体に捕集させた。ここで、一旦、ハニカム構造体を取りだし、その重量を測定した。その後、ポストインジェクション方式で、エンジンを１０分間運転することにより、ハニカム構造体に再生処理を施し、再生処理後のハニカム構造体の重量を測定した。そして、減少したＰＭ重量から下記式（１）を用いて再生率（％）を算出した。
再生率（％）＝（再生前ＰＭ重量−再生後ＰＭ重量）／再生前ＰＭ重量・・・（１）
【００７５】
（ＰＭ捕集限界値の測定）
再生率測定方法とほぼ同様の方法を用い、実施例１及び比較例１、２のハニカム構造体のＰＭ捕集限界値を測定した。すなわち、上記再生率測定方法と同様の条件でエンジンを所定時間運転し、再生処理を行い、その前後でハニカム構造体の重量を測定する操作をエンジンの運転時間を次第に延ばしながら繰り返し、再生処理時に外観を観察するとともに、ハニカム構造体にクラックが発生したか否かを接着材層部分で切断して、ハニカム焼成体を目視することにより確認し、クラックが発生した捕集量をＰＭ捕集限界値とした。
上記したそれぞれの評価結果（最高温度、最高温度差、再生率、ＰＭ捕集限界値等）を表１に示す。
また、図１１に実施例１、比較例１及び比較例２におけるハニカム構造体を再生する際の温度測定結果のグラフを示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】
実施例１のハニカム構造体では、最高温度差が４２℃、再生率が７６％であり、ＰＭ捕集量１２ｇ／Ｌでハニカム構造体にクラックは発生しなかった。一方、比較例１のハニカム構造体では、最高温度差が６７℃と大きく、再生率が７７％であり、ＰＭ捕集量１２ｇ／Ｌでハニカム構造体にクラックが発生した。これは、比較例１のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体では、中心部と外周部に一様にＰＭが捕集されていることから、熱の発生しない接着材層に接するハニカム焼成体の外周部におけるＰＭ燃焼熱の不足分を補うことができず、ハニカム構造体の中心部と外周部との間の温度差の上昇により熱応力も増大したことが原因であると考えられる。実施例１の最高温度差が４２℃であるのに対し、比較例１の最高温度差が６７℃に上昇していることからも上記推測が裏付けられる。
【００７８】
また、比較例２では、再生率が７６％であり、ＰＭ捕集量１２ｇ／Ｌでハニカム構造体にクラックが発生した。比較例２の最高温度差は６０℃であった。
ハニカム構造体にクラックが発生した原因については、以下のように考えることができる。
すなわち、比較例１及び２の場合には、ハニカム焼成体の全てのセルの断面積が同じであるので、各ハニカム焼成体のセル壁に均一にＰＭが堆積し、再生の際のＰＭの燃焼によりハニカム焼成体の内部で均一な熱が発生するが、ハニカム焼成体を接着している接着材層の部分では熱が発生しないため、ハニカム焼成体の外周近くに発生した熱は、接着材層に熱を奪われ、結果的にハニカム構造体の内部の接着材層の部分とハニカム焼成体の中心に近い部分とで、温度差が大きくなり(大きな温度勾配が発生し)、ハニカム構造体の内部でより大きな温度分布が発生し、ハニカム構造体にクラックが発生し易くなると考えられる。
【００７９】
一方、実施例１の場合には、ハニカム焼成体の中心第１セル領域と、その周りを取り囲む第２外周セル領域との間に開口率の相違が存在し、第２セル領域の開口率は、前記第１セル領域の開口率より大きい。すなわち、ハニカム焼成体の第２セル領域では、排ガスの入り口側が開口しているセルの断面積が排ガスの出口が開口しているセルの断面積よりも大きいので、ＰＭの堆積量が大きく、再生の際のＰＭの燃焼によりハニカム焼成体の外周部分(接着材層に接している部分)により多くの熱が発生し、接着材層の温度が上昇し、ハニカム構造体の内部の接着材層部分とハニカム焼成体の中心に近い部分との温度差は小さくなり(温度勾配は発生しにくく)、ハニカム構造体の内部の温度が均一化され、ハニカム構造体にクラックが発生しにくくなると考えられる。
【００８０】
図８及び図９に示すハニカム構造体においても、同様にハニカム焼成体の中心第１セル領域と、その周りを取り囲む第２外周セル領域との間に開口率の相違が存在し、第２セル領域の開口率は、前記第１セル領域の開口率より大きい。従って、ハニカム構造体の内部のセルの断面積が全て同じものと比較して、同様のメカニズムにより、ハニカム構造体の内部の接着材層の部分とハニカム焼成体の中心に近い部分との温度差は小さくなり(温度勾配は発生しにくく)、ハニカム構造体の内部の温度が均一化され、ハニカム構造体にクラックが発生しにいと考えられる。
【００８１】
以上の考えは、第１セル領域の開口率より高い開口率を有する第２セル領域が設けられた種々の本発明のハニカム構造体のでも妥当すると考えられる。
【００８２】
（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説明する。本発明の第一実施形態では複数のハニカム焼成体の集合体に切削加工を施すことでハニカムブロックを作製しているのに対し、本実施形態では、複数組み合わせると略円柱状になるような形状のハニカム焼成体を用いてハニカムブロックを作製した点で、本実施形態は本発明の第一実施形態と異なる。
【００８３】
図８−１（ａ）は、本発明の第二実施形態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８−２（ｂ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図８−２（ｃ）は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体の外周に位置する別のハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００８４】
図８−１（ａ）に示したハニカム構造体２０では、図８−２（ｂ）、（ｃ）に示すような形状のハニカム焼成体５００、６００がそれぞれ６個と、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する図３に示したような形状のハニカム焼成体４００が４個とが着剤層２１を介して結束されてハニカムブロック２３を構成し、さらに、このハニカムブロック２３の外周にコート層２２が形成されている。ハニカム焼成体５００、６００は、ハニカムブロック２３の外周を構成している。ハニカム焼成体５００、６００は、多孔質炭化ケイ素焼結体からなる。なお、ハニカム焼成体４００については本発明の第一実施形態の図３に示した形状のハニカム焼成体と同様の構成であるので、ここでは省略する。
【００８５】
図８−２（ｂ）に示すように、ハニカム焼成体５００には、第１外周セル壁５１１に囲まれた第１セル領域５１０と、第１セル領域５１０の全部を取り囲むように第２セル領域５２０とが設けられている。第２セル領域５２０を規定する第２外周セル壁５２１は、接着剤層２１に接するとともに、コート層２２にも接している。
【００８６】
本発明の第一実施形態のハニカム焼成体と同様、第１セル領域５１０の第１セルのセル断面形状は略四角形であり、第２セル領域５２０の第２セルのセル断面形状は、略八角形及び略四角形である。このようなセルの大小関係により、第２セル領域５２０の開口率は第１セル領域５１０の開口率より大きくなっている。なお、ハニカム焼成体５００においても、第１外周セル壁５１１及び第２外周セル壁５２１に曲線部が存在することから、セル断面形状が略四角形や略八角形とは異なるセルが存在している。しかし、本発明の第一実施形態と同様に、そのように変形したセルが存在しても、セルの基本的な形成パターンが第１セル領域５１０では略四角形、第２セル領域５２０では略八角形及び略四角形であることから、第１セル領域５１０の第１セルのセル断面形状は略四角形、第２セル領域５２０の第２セルのセル断面形状は略八角形及び略四角形とする。
【００８７】
ハニカム焼成体５００では、第１外周セル壁５１１は第２外周セル壁５２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域５１０はハニカム焼成体５００の端面の相似形となっている。
【００８８】
図８−２（ｃ）に示すハニカム焼成体６００にも第１セル領域６１０及び第１セル領域６１０全部を取り囲む第２セル領域６２０が設けられている。ハニカム焼成体５００と同様、第１外周セル壁６１１及び第２外周セル壁６２１のいずれにも曲線部が存在し、その曲線部により変形したセルが生じるものの、第１形成パターンは略四角形であり、第２形成パターンは略八角形及び略四角形である。第２セル領域６２０の開口率は第１セル領域６１０の開口率より大きい。
【００８９】
ハニカム焼成体６００では、第１外周セル壁６１１は第２外周セル壁６２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域６１０はハニカム焼成体６００の端面の相似形となっている。
【００９０】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においては、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、図３及び図８−２（ｂ）、（ｃ）に示した形状のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム焼成体を作製する。これらのハニカム焼成体を結束することで、外周の切削工程を経ることなくハニカムブロックを作製することができる。そして、ハニカムブロックの外周面にコート材ペーストを塗布してコート材ペースト層を形成し、コ−ト材ペースト層を乾燥してコート層を形成することで本実施形態のハニカム構造体を作製する。
【００９１】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜（６）を発揮することができる。
【００９２】
（第三実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第三実施形態について説明する。本実施形態も本発明の第二実施形態と同様、複数組み合わせると略円柱状になるような形状のハニカム焼成体を用いてハニカムブロックを作製した点で、本実施形態は本発明の第一実施形態と異なる。
【００９３】
図９（ａ）は、本発明の第三実施形態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９（ｂ）は、本発明の第三実施形態のハニカム構造体の外周に位置するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００９４】
図９（ａ）に示したハニカム構造体３０では、図９（ｂ）に示すような形状のハニカム焼成体８００が８個と、本発明の第一実施形態のハニカム構造体を構成する図３に示したような形状のハニカム焼成体７００が４個とが着剤層３１を介して結束されてハニカムブロック３３を構成し、さらに、このハニカムブロック３３の外周にコート層３２が形成されている。ハニカム焼成体８００は、ハニカムブロック３３の外周を構成している。ハニカム焼成体８００は、多孔質炭化ケイ素焼結体からなる。
【００９５】
図９（ｂ）に示すように、ハニカム焼成体８００には、第１外周セル壁８１１に囲まれた第１セル領域８１０と、第１セル領域８１０の全部を取り囲むように第２セル領域８２０とが設けられている。第２セル領域８２０を規定する第２外周セル壁８２１は、接着剤層３１に接するとともに、コート層３２にも接している。
【００９６】
本発明の第一実施形態のハニカム焼成体と同様、第１セル領域８１０の第１セルのセル断面形状は略四角形であり、第２セル領域８２０の第２セルのセル断面形状は、略八角形及び略四角形である。このようなセルの大小関係により、第２セル領域８２０の開口率は第１セル領域８１０の開口率より大きくなっている。なお、ハニカム焼成体８００においても、第１外周セル壁８１１及び第２外周セル壁８２１に曲線部が存在することから、セル断面形状が略四角形や略八角形とは異なるセルが存在している。しかし、本発明の第一実施形態と同様に、そのように変形したセルが存在しても、セルの基本的な形成パターンが第１セル領域８１０では略四角形、第２セル領域８２０では略八角形及び略四角形であることから、第１セル領域８１０のセルのセル断面形状は略四角形、第２セル領域８２０のセルのセル断面形状は略八角形及び略四角形とする。
【００９７】
ハニカム焼成体８００では、第１外周セル壁８１１は第２外周セル壁８２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域８１０はハニカム焼成体８００の端面の相似形となっている。
【００９８】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においても、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、図３及び図９（ｂ）に示した形状のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム焼成体を作製する。これらのハニカム焼成体を結束することで、外周の切削工程を経ることなくハニカムブロックを作製することができる。そして、ハニカムブロックの外周面にコート材ペーストを塗布してコート材ペースト層を形成し、コ−ト材ペースト層を乾燥、固化してコート層を形成することで本実施形態のハニカム構造体を作製する。
【００９９】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜（６）を発揮することができる。
【０１００】
（第四実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第四実施形態について説明する。本実施形態は、本発明の第２セル領域を形成するセル壁が波形である点で、本実施形態は本発明の第一実施形態と異なる。
【０１０１】
図１０は、本発明の第四実施形態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す正面図である。図１０に示すように、ハニカム焼成体９００には、第１外周セル壁９１１に囲まれた第１セル領域９１０と、第１セル領域９１０の全部を取り囲むように第２セル領域９２０とが設けられている。
【０１０２】
ハニカム焼成体９００では、第１セル領域９１０の第１セルのセル断面形状は略四角形であるのに対し、第２セル領域９２０の第２大型セル９２３ａ及び第２小型セル９２３ｂのセル断面形状は、いずれも曲線（図では波状線）で囲まれた形状である。第２大型セル９２３ａのセル断面形状は、セル壁９２２がセル断面の中心から外側に向かって凸の形状であり、一方、第２小型セル９２３ｂのセル断面形状は、セル壁９２２がセル断面の中心に向かうように凸の形状である。
【０１０３】
セル壁９２２は、２組の対向する第２外周セル壁９２１間に波形状（正弦曲線状）に延びており、隣り合うセル壁９２２の波形の山の部分（正弦曲線でいう振幅の極大値の部分）が互いに最近接することで、セル断面形状が外側に膨らんだ第２大型セル９２３ａと内側に凹んだ第２小型セル９２３ｂとが形成される。なお、振幅は一定でもよくまた変化してもよいが、一定であることが好ましい。
【０１０４】
こうしたセルの大小関係により、ハニカム焼成体において、第２セル領域９２０の開口率は第１セル領域９１０の開口率より大きくなっている。なお、ハニカム焼成体９００においても、第１形成パターンや第２形成パターンとは異なるセル断面形状のセルが存在している。しかし、本発明の第一実施形態と同様に、そのように変形したセルが存在しても、セルの基本的な形成パターンが第１セル領域９１０では略四角形、第２セル領域９２０では波形線で囲まれた形状であることから、第１セル領域９１０の第１セルのセル断面形状は略四角形、第２セル領域９２０の第２セルのセル断面形状は波形線で囲まれた形状とする。
【０１０５】
ハニカム焼成体９００では、第１外周セル壁９１１は第２外周セル壁９２１の相似形であり、言い換えると、第１セル領域９１０はハニカム焼成体９００の端面の相似形となっている。
【０１０６】
本実施形態のハニカム構造体の製造方法においても、押出成形に用いるダイスの形状を変更して、図１０に示した形状のハニカム成形体を作製する他は本発明の第一実施形態と同様にしてハニカム焼成体を作製する。これらのハニカム焼成体を複数個結束し、結束したハニカム焼成体の外周に切削加工を施すことでハニカムブロックを作製することができる。そして、ハニカムブロックの外周面にコート材ペーストを塗布してコート材ペースト層を形成し、コ−ト材ペースト層を乾燥、固化してコート層を形成することで本実施形態のハニカム構造体を作製する。
【０１０７】
本実施形態においても、本発明の第一実施形態において説明した作用効果（１）〜（３）及び（５）、（６）を発揮することができるともに、作用効果（７）を発揮することができる。
【０１０８】
（７）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の第１セルのセル断面形状を略四角形としてハニカム焼成体の製造の容易性を確保しつつ、ハニカム焼成体の第２大型セル及び第２小型セルのセル断面形状を曲線で囲まれた形状として両者の対称性を高めることで、ハニカム焼成体の第２大型セルへの排ガスを偏りなく流入させることができ、加えて、ハニカム構造体のアイソスタティック強度及び圧縮強度を向上させることができる。
【０１０９】
（その他の実施形態）
本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の気孔率は特に限定されないが、３５〜６０％であることが望ましい。
ハニカム焼成体の気孔率が３５％未満であると、ハニカム焼成体がすぐに目詰まりを起こすことがある。一方、ハニカム焼成体の気孔率が６０％を超えると、ハニカム焼成体の強度が低下して容易に破壊されやすくなる。
【０１１０】
上記ハニカム焼成体の平均気孔径は５〜３０μｍであることが望ましい。
ハニカム焼成体の平均気孔径が５μｍ未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすことがあり、一方、ハニカム焼成体の平均気孔径が３０μｍを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能することができない。
【０１１１】
なお、本発明では、上記気孔率及び気孔径は、水銀圧入法による従来公知の方法により測定することができる。
【０１１２】
本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体のセル壁の厚さは、特に限定されないが、０．２〜０．４ｍｍが望ましい。
ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．２ｍｍ未満であると、ハニカム構造を支持するセル壁の厚さが薄くなり、ハニカム焼成体の強度を保つことができなくなり、一方、ハニカム焼成体のセル壁の厚さが０．４ｍｍを超えると、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を引き起こす。
【０１１３】
また、本発明のハニカム構造体を構成するハニカム焼成体が有する外壁（外周壁）の厚さは、特に限定されるものではないが、ハニカム焼成体のセル壁の厚さと同様に０．２〜０．４ｍｍであることが望ましい。
【０１１４】
また、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面における第１セル領域の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／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
【０１１５】
ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面における第２セル領域のセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、２４．８個ｃｍ２（１６０個／ｉｎ２）、望ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎ２）である。
【０１１６】
ハニカム構造体を構成する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、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等のセラミック粉末が挙げられる。これらのなかでは、非酸化物セラミックが好ましく、炭化ケイ素が特に好ましい。耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。なお、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、これらのなかでは、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）が望ましい。特に、炭化ケイ素を６０ｗｔ％以上含むケイ素含有炭化ケイ素質セラミックが望ましい。
【０１１７】
また、セラミック粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、１．０〜５０μｍの平均粒径を有する相対的に粒径の大きい粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍの平均粒径を有する相対的に粒径の小さい粉末５〜６５重量部とを組み合わせたものが好ましい。ハニカム焼成体の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、セラミック粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
【０１１８】
湿潤混合物における有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
【０１１９】
湿潤混合物における可塑剤は、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。また、潤滑剤は特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【０１２０】
また、湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。さらに、湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
【０１２１】
さらに、湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１２２】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
【０１２３】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【０１２４】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
【０１２５】
接着剤ペースト及びコート材ペーストにおける無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。
【０１２６】
さらに、接着剤ペースト及びコート材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーン、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
【０１２７】
また、本発明のハニカム構造体には、触媒が担持されていてもよい。
本発明のハニカム構造体では、ＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化することが可能となる触媒を担持させることにより、触媒反応により排ガス中の有害なガス成分を充分に浄化することが可能となる。また、ＰＭの燃焼を助ける触媒を担持させることにより、ＰＭをより容易に燃焼除去することが可能となる。
【符号の説明】
【０１２８】
１０、２０、３０ ハニカム構造体
１１、２１、３１、４１、５１ 接着剤層
１３、２３、３３ ハニカムブロック
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００ ハニカム焼成体
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０ 第１セル領域
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１、８１１、９１１ 第１外周セル壁
１１３、２１３、３１３ 第１セル
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０ 第２セル領域
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１、８２１、９２１ 第２外周セル壁
１２３、２２３、３２３、９２３ 第２セル
１２３ａ、２２３ａ、３２３ａ、９２３ａ 第２大型セル
１２３ｂ、２２３ｂ、３２３ｂ、９２３ｂ 第２小型セル
１３０ 内側規定線
１３１、３３１ （内）軌跡
１３２、３３２ （外）軌跡
Ａ 任意の点
Ｇ ハニカム焼成体の端面の重心
【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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、
少なくとも１つの前記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、
前記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、前記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と前記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、
前記第２セル領域を規定する前記第２外周セル壁の少なくとも一部は、前記接着剤層に接し、
前記第１セル及び前記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、
前記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、
前記第１端面において、前記第２セル領域の開口率は、前記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第２セルは、前記第１セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する第２大型セルと該第２大型セルのセル断面積より小さいセル断面積を有する第２小型セルとを含む請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第２小型セルのセル断面積は、前記第１セルのセル断面積より小さい請求項２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、前記第２大型セルのセル断面形状は略八角形であり、かつ、前記第２小型セルのセル断面形状は略四角形である請求項２又は３に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、前記第２大型セル及び前記第２小型セルのセル断面形状は曲線で囲まれた形状である請求項２又は３に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セル、前記第２大型セル、及び、前記第２小型セルのそれぞれのセル断面形状は略四角形である請求項２又は３に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セルは、第１大型セルと第１小型セルとを含み、前記第１大型セルのセル断面積は前記第１小型セルのセル断面積より大きい請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記第１端面において、前記第１外周セル壁は、前記第２外周セル壁の相似形である請求項１〜７のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記第１端面において、前記第１外周セル壁は、前記接着剤層に接する前記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、前記ハニカム焼成体の端面の重心と前記任意の点とを結んだ線分の１／６の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／２の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、前記任意の点が前記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成される請求項１〜８のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記第１端面において、前記第１外周セル壁は、前記接着剤層に接する前記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、前記ハニカム焼成体の端面の重心と前記任意の点とを結んだ線分の１／４の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／３の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、前記任意の点が前記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成される請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
さらに、前記ハニカムブロックの外周に外周コート層が形成され、
前記第２セル領域を規定する前記第２外周セル壁の少なくとも一部は、前記外周コート層に接する請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体。
【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複数のハニカム焼成体が接着剤層を介して結束されたハニカムブロックからなるハニカム構造体であって、
少なくとも１つの前記ハニカム焼成体は、複数の第１セルが形成される第１セル領域と、
前記第１セル領域の一部又は全部を取り囲むように、前記第１セル領域の外周に位置する第１外周セル壁と前記ハニカム焼成体の外周に位置する第２外周セル壁との間に存在し、かつ、複数の第２セルが形成される第２セル領域とを有し、
前記第２セル領域を規定する前記第２外周セル壁の少なくとも一部は、前記接着剤層に接し、
前記第１セル及び前記第２セルのそれぞれの一方の端部は交互に封止されており、
前記ハニカム構造体において、第１端面の開口率は第２端面の開口率より大きく、
前記第１端面において、前記第２セル領域の開口率は、前記第１セル領域の開口率より大きいことを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第２セルは、前記第１セルのセル断面積より大きいセル断面積を有する第２大型セルと該第２大型セルのセル断面積より小さいセル断面積を有する第２小型セルとを含む請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第２小型セルのセル断面積は、前記第１セルのセル断面積より小さい請求項２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、前記第２大型セルのセル断面形状は略八角形であり、かつ、前記第２小型セルのセル断面形状は略四角形である請求項２又は３に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セルのセル断面形状は略四角形であり、前記第２大型セル及び前記第２小型セルのセル断面形状は曲線で囲まれた形状である請求項２又は３に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セル、前記第２大型セル、及び、前記第２小型セルのそれぞれのセル断面形状は略四角形である請求項２又は３に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記長手方向に垂直な断面において、前記第１セルは、第１大型セルと第１小型セルとを含み、前記第１大型セルのセル断面積は前記第１小型セルのセル断面積より大きい請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記第１端面において、前記第１外周セル壁は、前記第２外周セル壁の相似形である請求項１〜７のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記第１端面において、前記第１外周セル壁は、前記接着剤層に接する前記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、前記ハニカム焼成体の端面の重心と前記任意の点とを結んだ線分の１／６の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／２の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、前記任意の点が前記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成される請求項１〜８のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記第１端面において、前記第１外周セル壁は、前記接着剤層に接する前記第２外周セル壁の内側を規定する内側規定線上の任意の点から、前記ハニカム焼成体の端面の重心と前記任意の点とを結んだ線分の１／４の距離だけ離れた前記線分上の点と、１／３の距離だけ離れた前記線分上の点のそれぞれが、前記任意の点が前記内側規定線に沿って移動した際に描くそれぞれの軌跡の間に少なくとも形成される請求項９に記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
さらに、前記ハニカムブロックの外周に外周コート層が形成され、
前記第２セル領域を規定する前記第２外周セル壁の少なくとも一部は、前記外周コート層に接する請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２２４５４２（Ｐ２０１１−２２４５４２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３６１５（Ｐ２０１０−２９３６１５）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]