ハニカム構造体及び排ガス浄化装置
【課題】ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能であり、強度が高く、圧力損失が低いハニカム構造体を提供する。
【解決手段】大容量セルと小容量セルとからなり、大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積が、小容量セルの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい複数個のハニカム焼成体１１０が接着材層を介して結束されたセラミックブロック１３を含み、大容量セルと小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体１０であって、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、第二の端面の開口率に対する第一の端面の開口率の比は、１．４以上であり、ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、ハニカム構造体の直径Ｄは、２００ｍｍ以上であり、直径に対する長さＬの比は、１．０以下であることを特徴とするハニカム構造体。
【解決手段】大容量セルと小容量セルとからなり、大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積が、小容量セルの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい複数個のハニカム焼成体１１０が接着材層を介して結束されたセラミックブロック１３を含み、大容量セルと小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体１０であって、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、第二の端面の開口率に対する第一の端面の開口率の比は、１．４以上であり、ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、ハニカム構造体の直径Ｄは、２００ｍｍ以上であり、直径に対する長さＬの比は、１．０以下である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、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両又は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。
【０００３】
そこで、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。
このようなハニカム構造体として、従来、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、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が知られている。
【０００４】
特許文献１には、ハニカム構造体の圧力損失を低く保つために、セル壁の厚さを薄くしても、充分な捕集効率を確保することができるハニカム構造体が開示されている。
【０００５】
具体的には、特許文献１に開示されている従来のハニカム構造体は、セル壁の厚さをＡ（ｍｍ）とし、上記セル壁の単位体積あたりの表面積をＢ（ｍ２／ｃｍ３）としたとき、１１／６−１０／３×Ａ≦Ｂの式を満足することを特徴としている。
【０００６】
また、特許文献２には、セラミックハニカム構造体の強度及び気密性を向上させるために、被覆材若しくは含浸材などとして有用なセラミックハニカム構造体材料が開示されている。具体的には、熱交換率が高く、圧力損失が低いことを特徴とする回転蓄熱式セラミック熱交換体について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２５５７４号公報
【特許文献２】特開昭６０−１４１６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、バス、トラック等の大型車両等に用いられる大型のハニカムフィルタにおいて、車両の底部に設置場所を確保するために、従来より容積の小さいハニカムフィルタが求められている。
【０００９】
しかしながら、ハニカムフィルタの容積が小さくなるとハニカムフィルタの圧力損失が増加する。そのため、ハニカムフィルタのセル壁を薄く（薄壁化）することでハニカムフィルタの圧力損失の増加を抑制し、排気ガス浄化性能を高めることが求められている。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、大型車両等に用いることができ、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能であり、強度が高く、圧力損失が低いハニカム構造体を提供することを目的とする。また、当該ハニカム構造体が配置されている排ガス浄化装置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】
【００１１】
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、
大容量セルと小容量セルとからなり、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積が、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい、複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、上記大容量セルと上記小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、
上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、
上記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、
上記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、
上記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、
上記ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを特徴とする。
【００１２】
上記ハニカム構造体を大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の容積が大きいと、排ガス浄化装置全体の大きさが大きくなるため、ハニカム構造体の容積を小さくする必要がある。そこで、直径が２００ｍｍ以上のハニカム構造体において、（ａ）ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）が１．０以下、かつ、（ｂ）ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）が１．４以上、かつ、（ｃ）ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さが０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満、かつ、（ｄ）ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上とすることで、得られたハニカム構造体の容積を小さくすることができ、さらに強度を高く、圧力損失を低くすることができる。
【００１３】
具体的には、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）を１．０以下にすることにより、ハニカム構造体の容積を小さくすることができる。
さらに、ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比を１．４以上、かつ、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とすることにより、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上とすることができる。一般的に、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を高くすると濾過面積は小さくなる。しかし、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上と高い場合であっても、濾過面積を大きくすることができるため、ハニカム構造体の圧力損失を低くすることができる。従って、上記（ａ）〜（ｄ）を含むハニカム構造体は、大型車両等に用いる場合に、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能であり、強度が高く、圧力損失を低くすることができる。
【００１４】
本発明の請求項１に記載のハニカム構造体では、上記（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つの要素が欠けていると、ハニカム構造体の容量を小さくすることができない。また、ハニカム構造体の強度を高く、圧力損失を低くすることができない。
【００１５】
請求項１に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上と高いので、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
上記ハニカム構造体をハニカムフィルタとして大型車両等に用いる場合、大型車両は連続運転が多いため、排ガスの排気温度は高い傾向にある。そのため、排出された排ガス中のＰＭは、ハニカム構造体中で強制的に多量に堆積させた後に燃焼させる必要がなく、連続的に燃焼させることができる。そのため、このようなハニカム構造体において、ＰＭ堆積後の圧力損失よりもＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることが重要となるが、上述のように、請求項１に記載のハニカム構造体では、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
【００１６】
また、請求項１に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）ともいう）を１．４以上とし、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満と薄くしているので、濾過面積を大きくしつつ、上記した高い開口率とすることができる。
【００１７】
ハニカム構造体の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）が１．４未満で、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率６５％以上を達成しようとすると、ハニカム構造体のセル壁の厚さをさらに薄くする必要が生じ、機械的特性が劣化し易くなる（セル壁の強度が弱くなる）か、又は、セル密度を低くする必要があり、圧力損失の上昇、捕集効率が低下する。すなわち、ハニカム構造体のセル壁の厚さが０．１ｍｍ未満では、ハニカム構造体のセル壁が薄すぎるため、ハニカム構造体の機械的強度が低下し、再生処理等の際にハニカム構造体にクラック等が発生し易くなる。
一方、ハニカム構造体のセル壁の厚さが０．２ｍｍ以上では、ハニカム構造体のセル壁の厚さが厚すぎるため、ハニカム構造体の圧力損失を低く保つことが難しくなる。
なお、ハニカム構造体の端面における開口率とは、ハニカム構造体の端面の総面積に対してセル（開口）が形成された部分であってセルが封止されずに端面が開口されている部分の面積の割合（％）をいう。
【００１８】
また、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率とは、ハニカム構造体の両端面に平行な両端の中間位置の断面での開口率のことをいう。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面とは、封止材が配設されていないハニカム構造体の断面をいう。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率とは、上述した断面の総面積に対し、セルが形成され、開口となっている部分の合計面積の割合（百分率）をいう。
また、本発明において、ハニカム構造体の中央部とは、ハニカム構造体の両端に平行な両端の中間位置のことをいうこととする。さらに、本発明において、ハニカム構造体の長手方向とは、セルに平行な方向をいうこととする。
【００１９】
さらに、請求項１に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）ともいう）は、１．０以下である。すなわち、請求項１に記載のハニカム構造体は大型車両等に用いることができるような大型のハニカム構造体であり、ハニカム構造体の直径が大きく、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さが短くなっている。従って、ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短くなる。その結果、排ガスがハニカム構造体のセルを通過する時の摩擦による圧力損失の上昇を抑えることができる。ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短い形状の場合、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることが可能となる。また、セル壁を通過する流速が速くてもハニカム構造体の圧力損失上昇の寄与が小さくなる。さらに、ハニカム構造体のセル全体に均一にＰＭが堆積する。また、このように、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さを短くすることで、ハニカム構造体の圧力損失を低減できるので、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能である。上記ハニカム構造体を大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の連続再生（ＰＭの除去）が行われるため、ハニカム構造体にＰＭを多量に堆積させる必要がない。
【００２０】
ハニカム構造体をフィルタとして用いる場合には、一定の濾過面積などの条件を満たす必要があるため、上記ハニカム構造体の直径が２００ｍｍ未満であると、ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径は、１．０を超えてしまう。そのため、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなり易い。また、上記ハニカム構造体のハニカム構造体の長さと直径との比が１．０を超えると、ハニカム構造体の直径に比べて長さが長いので、やはりハニカム構造体の圧力損失が大きくなり易い。
【００２１】
本明細書において、ハニカム焼成体のセル壁とは、隣接する２つのセルの間に存在し、２つのセルを隔てている部分をいう。ハニカム焼成体の外周壁とは、セル壁が外周に露出しないようにハニカム焼成体の最外周に形成された壁の部分をいう。
【００２２】
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下である。そのため、ハニカム構造体の単位面積あたりに存在するセルの数を適切な数（例えば、３１〜６２個／ｃｍ２）に設定することができる。従って、該セル壁がハニカム構造体を支える壁として機能し、ハニカム構造体の機械的強度を適切な範囲に保つことができる。
【００２３】
請求項３に記載のハニカム構造体では、上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下である。そのため、ハニカム構造体の第一の端面の開口率と第二の端面の開口率との比が大きすぎることに起因するハニカム構造体の圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、ハニカム構造体の大容量セルと小容量セルとの容積の差が大きい場合には、両者を隔てるセル壁の面積が小さくなることに起因してハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積が小さくなり、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなると考えられる。しかしながら、請求項３に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の開口率比は３．０以下であるので、両者を隔てるセル壁の面積が小さくならず、ハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積も小さくならず、ハニカム構造体の圧力損失は大きくなりにくい。
【００２４】
請求項４に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、０．５以上である。
ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５未満と小さすぎる場合は、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくなるため、ハニカム構造体のガス流出側にＰＭが一か所に積層しやすくなる。その結果、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。しかし、請求項４に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の長さとハニカム構造体の直径との比が０．５以上であるので、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくならないので、ハニカム構造体のセル壁に均一にＰＭが堆積する。その結果、ハニカム構造体の圧力損失の上昇がおこりにくい。
【００２５】
請求項５に記載のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍである。そのため、ハニカム構造体のセル壁に比べて外周壁の厚さが厚くなるので、ハニカム焼成体のセル壁の厚さを薄くしても、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強化材の役割を果たし、ハニカム焼成体の機械的特性を良好に維持することができる。
ハニカム焼成体の外周壁の厚さが０．２ｍｍ未満であると、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強部材の役割を果たさず、ハニカム焼成体の強度を確保しにくくなる。一方、ハニカム焼成体の外周壁の厚さが０．５ｍｍを超えると、ハニカム構造体の端面の面積に占める外周壁の割合が大きくなりすぎ、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上に保つのが難しくなる。
【００２６】
請求項６に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２（２００〜４００個／ｉｎｃｈ２）である。そのため、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数（面積）が適切な範囲となり、セル壁がハニカム焼成体の機械的特性を維持する部位として機能し、ハニカム焼成体は機械的特性を維持することができる。
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の単位面積あたりの数が、３１個／ｃｍ２未満では、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数が少なすぎるため、ハニカム焼成体の機械的特性が劣化する。
一方、ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数が６２個／ｃｍ２を超えると、断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数が多すぎるため、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上とすることが難しくなる。
本発明において、ハニカム焼成体の機械的特性とは、ハニカム焼成体の曲げ強度、引張強度、圧縮強度、破壊靭性等を指す。これらの機械的特性のなかでは、圧縮強度を維持することが好ましい。
【００２７】
請求項７に記載のハニカム構造体のように、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であってもよい。
【００２８】
請求項８に記載のハニカム構造体のように、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であってもよい。
【００２９】
請求項９に記載のハニカム構造体のように、大容量セル及び小容量セルの長手方向に垂直な断面において、大容量セル及び小容量セルの各辺が曲線により構成されていてもよい。
【００３０】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、セラミックブロックは、外周全体に外周壁を有するハニカム焼成体から構成されている。
セラミックブロックが、外周全体に外周壁を有する所定形状のハニカム焼成体が接着材層を介して接着されることにより構成されていると、ハニカム構造体の外周となる部分を形成するための切削加工工程が不要となり、容易にハニカム構造体を作製することができる。
【００３１】
請求項１１に記載の排ガス浄化装置は、ハニカム構造体の側面に保持シール材が配置され、上記ハニカム構造体と上記保持シール材とが金属容器に配置され、上記ハニカム構造体は、請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体であり、排ガスの入り口側が、上記ハニカム構造体の第一の端面となるように、上記ハニカム構造体が配置されていることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に記載の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置に請求項１〜１０に記載のハニカム構造体が配置されており、ハニカム構造体の容量を小さくすることができるので、排ガス浄化装置自体を小型化することができる。
また、上記ハニカム構造体は、強度が高いので、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
さらに、上記ハニカム構造体のＰＭ堆積前（初期）の圧力損失が低いので、初期の圧力損失が低い排ガス浄化装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
【図４】図４は、実施例１及び比較例１における圧力損失測定装置を示す説明図である。
【図５】図５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６】図６（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る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斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すハニカム焼成体のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の形状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８】図８は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する、さらに別の形状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】図９は、図５に示した本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の側面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係る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側面図である。
【図１２】図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１３】図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成するさらに別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
上述したように、従来より、ハニカムフィルタのセル壁を薄く（薄壁化）することでハニカムフィルタの圧力損失の増加を抑制し、排気ガス浄化性能を高めることが求められている。
このような要請に応えるべく、特許文献１に記載の従来のハニカム構造体が提案されたと考えられる。特許文献１に記載の従来のハニカム構造体は、セル壁の厚さが薄い場合でも、セル壁の微細構造をＰＭを捕集しやすい構造に制御することにより、ＰＭの捕集効率を確保しようとするものであると考えられる。
特許文献１に開示された従来のハニカム構造体では、セル壁の厚さは、０．１〜０．４ｍｍを想定しており、セル壁の厚さが薄い場合でも、セル壁の微細構造をＰＭを捕集し易い構造に制御することにより、捕集効率を確保しようとするものであると考えられる。しかしながら、セル壁の厚さを薄くすることにより、ハニカム構造体の強度が低下すると考えられる。
【００３５】
また、セル壁の厚さを薄くすることにより、圧力損失を低くすることができたとしても、ハニカム構造体の強度が低下すると考えられる。そのため、一般的に、セル壁の薄いハニカム構造体は、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を小さくすることによって、強度を高くすることが知られている。そうすることで、圧力損失が低く、かつ、強度が高いハニカム構造体とすることができる。一方で、大型車両等に用いられる大型のハニカム構造体は、強度が高く、圧力損失も低いハニカム構造体とするのは難しいという課題がある。
【００３６】
また、特許文献２に開示された従来のハニカム構造体では、隔壁の厚さが０．１２〜０．１５ｍｍ、ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）が１．０以下であることを想定している。隔壁の厚さが薄く、ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比が１．０以下である場合、熱交換効率が高く、圧力損失が低くなると考えられる。
【００３７】
しかしながら、回転蓄熱式セラミック熱交換体の流体の流入側と流出側のセル形状が同一でない（例えば、セル形状が八角形と四角形とを組み合わせたものである）場合、回転蓄熱式セラミック熱交換体にはＰＭが堆積しない状態で使用されるため、圧力損失は高くなると考えられる。また、回転蓄熱式セラミック熱交換体は、開口率を高くし、セル壁の面積を減らすことにより、熱交換効率が低くなると考えられる。
【００３８】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００３９】
（第一実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体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。
本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体は、
大容量セルと小容量セルとからなり、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積が、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい、複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、上記大容量セルと上記小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、
上記ハニカム構造体の第一の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、
上記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、
上記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、
上記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、
上記ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを特徴とする。
【００４０】
以下の説明において、セラミックブロックの外周を構成する位置にあるハニカム焼成体を「外方ハニカム焼成体」、外方ハニカム焼成体より内側に位置するハニカム焼成体を「内方ハニカム焼成体」とも表記する。なお、外方ハニカム焼成体と内方ハニカム焼成体とを特に区別する必要がない場合、単にハニカム焼成体と表記する。
また、本明細書において、単に、ハニカム構造体の断面、ハニカム焼成体の断面、又は、ハニカム成形体の断面と表記した場合、それぞれ、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面、又は、ハニカム成形体の長手方向に垂直な断面を指す。また、ハニカム構造体の中央部の断面と表記した場合は、ハニカム構造体の中央部の長手方向に垂直な断面を指す。さらに、単に、ハニカム焼成体の断面積と表記した場合、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積を指す。
【００４１】
図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１０では、ハニカム焼成体１１０、１２０及び１３０が複数個ずつ接着材層１１を介して結束されてセラミックブロック１３を構成し、さらに、このセラミックブロック１３の外周に外周コート層１２が形成されている。ハニカム構造体１０を構成するハニカム焼成体１１０、１２０及び１３０については後述するが、炭化ケイ素又はケイ素結合炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【００４２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１０では、セラミックブロック１３の外周を構成する位置にある８個の外方ハニカム焼成体１２０、及び、外方ハニカム焼成体１２０とは別の形状の８個の外方ハニカム焼成体１３０と、ハニカム焼成体１２０及び１３０より内側に位置する１６個の内方ハニカム焼成体１１０とが、セラミックブロック１３（ハニカム構造体１０）の断面形状が円形となるように含み、３２個のハニカム焼成体が接着材層１１を介して結束されている。
【００４３】
図１（ｂ）に示すように、内方ハニカム焼成体１１０の断面の形状は、四角形（正方形）である。
また、図１（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体１２０の断面は、３つの線分と１つの円弧とで囲まれた形状をなしている。この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角は、どちらも９０°である。
さらに、図１（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体１３０の断面は、２つの線分と１つの円弧とで囲まれた形状をなしている。この２つの線分よりなる角は、９０°である。
【００４４】
次に、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体（内方ハニカム焼成体及び外方ハニカム焼成体）について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体について説明する。
図２（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４５】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０には、多数の大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂとがセル壁１１３を隔てて長手方向（図２（ａ）中、矢印ａの方向）に並設されるとともに、その外周に外周壁１１４が形成されている。そして、大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂのうち、いずれかの端部は、封止材１１２ａ又は封止材１１２ｂで封止されている。
本実施形態において、排ガスの入り口側では、小容量セル１１１ｂの端部が封止材１１２ｂで封止され、排ガスの出口側では、大容量セル１１１ａの端部が封止材１１２ａで封止されている。
【００４６】
従って、排ガスの入り口側の端面が開口した大容量セル１１１ａに流入した排ガスＧ（図２（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、必ず大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂとを隔てるセル壁１１３を通過した後、排ガスの出口側の端面が開口した小容量セル１１１ｂから流出するようになっている。そして、排ガスＧがセル壁１１３を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル壁１１３は、フィルタとして機能する。
【００４７】
次に、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体について説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
【００４８】
図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０の断面形状は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０の一部を取り除いた形状を有している。
これは、後述するように、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１０を製造する際に、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す形状のハニカム焼成体１１０を複数個結束して角柱状のセラミックブロックを作製した後、上記角柱状のセラミックブロックの外周を切削することにより、円柱状のセラミックブロックとするためである。
従って、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０は、断面形状が異なる他は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０と同様の構成を有している。なお、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０では、切削された部分には外周壁が存在しないので、そのままでは、大容量セル１２１ａ、１３１ａ、小容量セル１２１ｂ、１３１ｂが溝として外周部分に露出する。そこで、上述したように、セラミックブロック１３の外周に外周コート層１２が形成され、露出する溝部が外周コート層１２を構成する部材により充填されている。
【００４９】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、一方の端面には大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａが開口しており、小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂは封止されている。一方、ハニカム構造体１０の他方の端面には、小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂが開口しており、大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａは封止されている。本実施形態では、ハニカム構造体１０の大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａが開口している端面を第一の端面とし、小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂが開口している端面を第二の端面とする。
【００５０】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、ハニカム構造体１０の濾過面積を大きくするため、ハニカム構造体１０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上とし、ハニカム構造体１０の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体１０の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上としている。
【００５１】
ハニカム構造体１０の機械的特性を維持するためには、ハニカム構造体１０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましく、７８％以下であることがより望ましい。また、圧力損失の増大を抑制するためにはハニカム構造体１０の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましく、２．５以下であることがより望ましい。
【００５２】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、高い開口率を維持しつつ、圧力損失の増加を抑制するために、ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の外周壁を除くセル壁１１３の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満としている。ハニカム焼成体の外周壁を除く、セル壁の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍが望ましい。
外周壁とは、ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０に最外周に形成された壁の部分をいい、図２（ａ）及び図２（ｂ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、符号１１４、１２４、１３４で示されている。ハニカム焼成体１２０、１３０の切削された部分は、外周壁に含まない。
【００５３】
セル壁１１３、１２３、１３３としては、大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａと小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂとを隔てるセル壁１１３ａ、１２３ａ、１３３ａと大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ同士を隔てるセル壁１１３ｂ、１２３ｂ、１３３ｂとが存在するが、セル壁１１３ａ、１２３ａ、１３３ａとセル壁１１３ｂ、１２３ｂ、１３３ｂとは、同じ厚さであることが望ましい。また、セル壁１１３、１２３、１３３の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍであることがより望ましい。なお、セル壁１１３、１２３、１３３と記載した場合は、セル壁１１３ａ、１２３ａ、１３３ａとセル壁１１３ｂ、１２３ｂ、１３３ｂの両方を含んだものとして表示している。
【００５４】
図１（ａ）には、ハニカム構造体１０の長さをＬで示しており、図１（ｂ）では、ハニカム構造体１０の直径（端面の直径）をＤで示している。
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、ハニカム構造体１０の直径（Ｄ）を２００ｍｍ以上と大きく設定するとともに、ハニカム構造体１０の直径（Ｄ）に対するハニカム構造体１０の長さ（Ｌ）の比（ハニカム構造体の長さ（Ｌ）／上記ハニカム構造体の直径（Ｄ））を１．０以下とし、ハニカム構造体１０の圧力損失が低くなるようにしている。
【００５５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、その形状が扁平になりすぎることによる端面の機械的強度の低下を防止するために、ハニカム構造体１０の直径（Ｄ）に対するハニカム構造体の長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）は、０．５以上であることが望ましく、０．６以上であることがより望ましい。
また、ハニカム構造体１０の直径は、４５０ｍｍ以下であることが望ましく、４００ｍｍ以下であることがより望ましい。
【００５６】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０を構成するハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の外周壁１１４、１２４、１３４の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の外周壁１１４、１２４、１３４の厚さを上記した厚さとすることにより、外周壁１１４、１２４、１３４が補強部材の役割を果たす。
【００５７】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、セル壁１１３をハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の機械的特性を維持する部位として機能させるために、ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２（２００〜４００個／ｉｎｃｈ２）であることが望ましく、３８〜５５個／ｃｍ２（２５０〜３５０個／ｉｎｃｈ２）であることがより望ましい。
【００５８】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、大容量セル１１１ａの長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、小容量セル１１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であるが、他の実施形態では、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状が四角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状が四角形であってもよい。なお、通常、大容量セル１１１ａの長手方向に垂直な断面の形状及び小容量セル１１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は、大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂとが上下左右に同じパターンで繰り返されている部分の形状をいうものとする。大容量セルと小容量セルは、長手方向に垂直な断面形状が、四角形の角部が円弧の形状となる形状であってもよい。
【００５９】
次に、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。なお、原料となる湿潤混合物の主成分であるセラミック粉末として、炭化ケイ素を用いる場合について説明する。
（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し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
この際、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す大容量セル１１１ａ及び小容量セル１１１ｂを有するハニカム焼成体１１０の断面形状が作製されるような金型を用いてハニカム成形体を作製する。
【００６０】
（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。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
【００６１】
（３）その後、ハニカム成形体を脱脂炉中で加熱し、ハニカム成形体中の有機物を除去する脱脂工程を行った後、脱脂されたハニカム成形体を焼成炉に搬送し、焼成工程を行うことにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したような形状のハニカム焼成体を作製する。
なお、セルの端部に充填された封止材ペーストは、加熱により焼成され、封止材となる。
また、切断工程、乾燥工程、封止工程、脱脂工程及び焼成工程の条件は、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。
【００６２】
（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、接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成し、接着材ペースト層を介してハニカム焼成体同士を接着し、接着材ペースト層を加熱固化して接着材層とすることにより、複数のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されてなるセラミックブロックを作製する結束工程を行う。
ここで、接着材ペーストとしては、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、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００６３】
（５）その後、セラミックブロックに切削加工を施す外周加工工程を行う。
具体的には、ダイヤモンドカッターを用いてセラミックブロックの外周を切削することにより、外周が円柱状に加工されたセラミックブロックを作製する。
【００６４】
（６）さらに、円柱状のセラミックブロックの外周面に、外周コート材ペーストを塗布し、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。
ここで、外周コート材ペーストとしては、上記接着材ペーストを使用することができる。なお、外周コート材ペーストして、上記接着材ペーストと異なる組成のペーストを使用してもよい。
以上の工程によって、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【００６５】
以下、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の作用効果について列挙する。
（１）上記ハニカム構造体を大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の容積が大きいと、排ガス浄化装置全体の大きさが大きくなるため、ハニカム構造体の容積を小さくする必要がある。そこで、直径が２００ｍｍ以上のハニカム構造体において、（ａ）ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）が１．０以下、かつ、（ｂ）ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）が１．４以上、かつ、（ｃ）ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さが０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満、かつ、（ｄ）ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上とすることで、得られたハニカム構造体の容積を小さくすることができ、さらに強度を高く、圧力損失を低くすることができる。
なお、本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、上記（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つの要素が欠けていると、ハニカム構造体の容量を小さくすることができない。また、ハニカム構造体の強度を高く、圧力損失を低くすることができない。
【００６６】
ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）が１．０以下の場合、排ガスがセル壁を通過するときの摩擦による圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とすることにより、セル壁を通過する排ガスの流速が早くてもハニカム構造体の圧力損失の上昇の寄与を小さくすることができる。
【００６７】
また、ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比を１．４以上、かつ、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とすることにより、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上とすることができる。一般的に、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を高くすると濾過面積は小さくなる。しかし、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上と高い場合であっても、濾過面積を大きくすることができるため、ハニカム構造体の圧力損失を低くすることができる。従って、本発明の実施形態に係るハニカム構造体は、大型車両等に用いる場合に、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能であり、強度が高く、圧力損失を低くすることができる。
【００６８】
本実施形態のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上と高いので、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
上記ハニカム構造体をハニカムフィルタとして大型車両等に用いる場合、大型車両は連続運転が多いため、排ガスの排気温度は高い傾向にある。そのため、排出された排ガス中のＰＭは、ハニカム構造体中で強制的に多量に堆積させた後に燃焼させる必要がなく、連続的に燃焼させることができる。そのため、このようなハニカム構造体において、ＰＭ堆積後の圧力損失よりもＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることが重要となるが、上述のように、本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
【００６９】
（２）本実施形態のハニカム構造体では、開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）を１．４以上とし、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満と薄くしているので、濾過面積を大きくしつつ、上記した６５％以上の高い開口率とすることができる。
【００７０】
（３）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、１．０以下である。すなわち、ハニカム構造体は大型車両等に用いることができるように大型のハニカム構造体であり、ハニカム構造体の直径が大きく、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さが短くなっている。従って、ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短くなる。その結果、排ガスがハニカム構造体のセルを通過する時の摩擦による圧力損失の上昇を抑えることができる。ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短い形状の場合、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることが可能となる。また、セル壁を通過する流速が速くてもハニカム構造体の圧力損失上昇の寄与が小さくなる。さらに、ハニカム構造体のセル全体に均一にＰＭが堆積する。また、このように、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さを短くすることで、ハニカム構造体の圧力損失を低減できるので、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能である。大型車両等にハニカム構造体を用いる場合、ハニカム構造体の連続再生（ＰＭの除去）が行われるため、ハニカム構造体にＰＭを多量に堆積させる必要がない。
【００７１】
（４）本実施形態のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましい。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が８０％以下であると、ハニカム構造体の単位面積あたりに存在するセルの数を適切な数（例えば、３１〜６２個／ｃｍ２）に設定することができる。従って、該セル壁がハニカム構造体を支える壁として機能し、ハニカム構造体の機械的強度を適切な範囲に保つことができる。
【００７２】
（５）本実施形態のハニカム構造体では、上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましい。上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であると、ハニカム構造体の第一の端面の開口率と第二の端面の開口率との比が大きすぎることに起因するハニカム構造体の圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、ハニカム構造体の大容量セルと小容量セルとの容積の差が大きい場合には、両者を隔てるセル壁の面積が小さくなることに起因してハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積が小さくなり、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなると考えられる。しかしながら、本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、ハニカム構造体の開口率比は３．０以下であるので、両者を隔てるセル壁の面積が小さくならず、ハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積も小さくならず、ハニカム構造体の圧力損失は大きくなりにくい。
【００７３】
（６）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、０．５以上であることが望ましい。
ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５未満と小さすぎる場合は、ハニカム構造体の長さと直径との比が小さすぎると、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくなるため、ハニカム構造体のガス流出側にＰＭが一か所に積層しやすくなる。その結果、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。しかし、ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５以上であると、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくならないので、ハニカム構造体のセル壁に均一にＰＭが堆積する。その結果、ハニカム構造体の圧力損失の上昇がおこりにくい。
【００７４】
（７）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであると、ハニカム構造体のセル壁に比べて外周壁の厚さが厚くなるので、ハニカム焼成体のセル壁の厚さを薄くしても、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強化材の役割を果たし、ハニカム焼成体の機械的特性を良好に維持することができる。
【００７５】
（８）本実施形態のハニカム構造体では、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の単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であることが望ましい。ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であると、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数（面積）が適切な範囲となり、セル壁がハニカム焼成体の機械的特性を維持する部位として機能し、ハニカム焼成体は機械的特性を維持することができる。
【００７６】
（９）本実施形態のハニカム構造体では、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であることが望ましい。ハニカム構造体のセルの断面形状が八角形と四角形であると、形状的に組み合わせ易いので、大容量セルと小容量セルとがバランスよく組み合わされたハニカム構造体とすることができる。そのため、ハニカム構造体の機械的特性を向上させることができ易くなる。
【００７７】
（実施例）
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。
【００７８】
（実施例１）
（１）ハニカム焼成体の製造
まず、平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５４．６重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２３．４重量％とを混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．３重量％、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．６重量％、グリセリン１．２重量％、及び、水１３．９重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た。この後、得られた湿潤混合物を用いて押出成形する成形工程を行い、ハニカム成形体を得た。
本工程では、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した内方ハニカム焼成体１１０と同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体を作製した。
【００７９】
次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させることにより、ハニカム成形体の乾燥体を作製した。その後、ハニカム成形体の乾燥体の所定のセルに封止材ペーストを充填してセルの封止を行った。なお、上記湿潤混合物を封止材ペーストとして使用した。セルの封止を行った後、封止材ペーストを充填したハニカム成形体の乾燥体を再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００８０】
続いて、セル封止を行った後、乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂処理を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成処理を行った。
これにより、ハニカム焼成体１１０（ハニカムユニットともいう）を製造した。
【００８１】
得られたハニカム焼成体は、多孔質炭化ケイ素焼結体からなり、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したように、断面形状が八角形の大容量セルと断面形状が四角形の小容量セルとを有し、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×２００ｍｍ、セルの数（セル密度）が４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、セル壁の厚さが０．１７５ｍｍ、外周壁の厚さが０．３ｍｍである。
【００８２】
（２）ハニカム構造体の作製
上記工程により得られたハニカム焼成体を用いて、ハニカム構造体を作製した。
ハニカム焼成体１１０の所定の側面に接着材ペーストを塗布し、この接着材ペーストを介して３６個（縦６個×横６個）のハニカム焼成体１１０を接着させることにより、ハニカム焼成体の集合体を作製した。
さらに、ハニカム焼成体の集合体を１８０℃、２０分で接着材ペーストを乾燥固化させることにより、接着材層の厚さが１．０ｍｍの角柱状のセラミックブロックを作製した。
ここで、接着材ペーストとしては、平均粒径０．６μｍの炭化ケイ素３０．０重量％、シリカゾル（固形分３０重量％）２１．４重量％、カルボキシメチルセルロース８．０重量％、及び、水４０．６重量％からなる接着材ペーストを使用した。
【００８３】
その後、ダイヤモンドカッターを用いて、角柱状のセラミックブロックの外周を研削することにより、直径１９８ｍｍの円柱状のセラミックブロックを作製した。
【００８４】
次に、円柱状のセラミックブロックの外周部に外周コート材ペーストを塗布し、外周コート材ペーストを１２０℃で加熱固化することにより、セラミックブロックの外周部に厚さ１．０ｍｍの外周コート層を形成した。なお、上記接着材ペーストを外周コート材ペーストとして使用した。
以上の工程によって、直径２００ｍｍ×長さ２００ｍｍでその容積が６．２８Ｌの円柱状のハニカム構造体を作製した。
【００８５】
得られたハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、７１．１％であり、第二の端面（小容量セルが開口した端面）の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面（大容量セルが開口した端面）の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４６である。また、ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、１．００である。
なお、上記した開口率は、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面、ハニカム構造体の第一の端面及びハニカム構造体の第二の端面の写真撮影を行い、得られた写真からそれぞれの総面積と開口が形成されている部分の面積を求め、開口率を算出した。
【００８６】
以下では、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を、中央部開口率といい、開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）を、単に開口率比ともいい、ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）を直径と長さの比（長さ／直径）ともいう。
【００８７】
上記したハニカム構造体の直径、ハニカム構造体の長さ、直径と長さの比（長さ／直径）、ハニカム構造体の容積、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、セル密度（個／ｃｍ２）、中央部開口率、開口率比を表１に表示する。
【００８８】
（実施例２〜７及び比較例１〜６）
製造するハニカム焼成体のセル壁の厚さ、セル密度（個／ｃｍ２）を表１の実施例２〜７及び比較例１〜６に示す値にするため必要に応じて金型を変え、ハニカム焼成体の長さを表１の実施例２〜７及び比較例１〜６に示す値にするために切断条件を必要に応じて変更したほかは、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を製造した。
【００８９】
次に、作製するハニカム構造体の中央部開口率、開口率比、ハニカム構造体の直径、長さ、直径と長さの比（長さ／直径）、中央部開口率、開口率比を、表１の実施例２〜７及び比較例１〜６に示す値になるようにするために、組み合わせるハニカム焼成体の数を変更し、接着材層や外周コート層の厚さを変更したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。
【００９０】
得られた実施例２のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９１】
得られた実施例３のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：２５０ｍｍ、長さ：１２８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．５１、容積：６．２８Ｌであった。
【００９２】
得られた実施例４のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１５０ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７３．７％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９３】
得られた実施例５のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１００ｍｍ、セル密度：６２個／ｃｍ２（４００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７９．１％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９４】
得られた実施例６のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１９５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：６８．５％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９５】
得られた実施例７のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：２．２９、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９６】
得られた比較例１のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌであり、ハニカム構造体の直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【００９７】
得られた比較例２のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．３００ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：５８．６％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであり、ハニカム構造体のセル壁の厚さ及び中央部開口率が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【００９８】
得られた比較例３のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１５０ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７３．７％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌであり、ハニカム構造体の直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【００９９】
得られた比較例４のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１００ｍｍ、セル密度：６２個／ｃｍ２（４００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７９．１％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌであり、ハニカム構造体の直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【０１００】
得られた比較例５のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．２００ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：６８．５％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌあり、ハニカム構造体のセル壁の厚さ、直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【０１０１】
得られた比較例６のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：２００ｍｍ、長さ：２２５ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．１３、容積：７．０７Ｌあり、直径と長さの比（長さ／直径）が請求項１に記載の要件を満たしていない。
【０１０２】
実施例１〜７及び比較例１〜６における圧力損失の値の測定を以下のようにして行った。
［圧力損失測定］
図４は、実施例１及び比較例１における圧力損失測定装置１７０を示す説明図である。
図４に示すように、圧力損失測定装置１７０では、６．４Ｌのコモンレール式のディーゼルエンジン１７６の排気管１７７に金属ケーシング１７４が取り付けられており、金属ケーシング１７４の内部にアルミナマット（保持シール材）を巻いたハニカム構造体１が配置されている。そして、ハニカム構造体１の前後に圧力計１７８が取り付けられている。
【０１０３】
図４に示す圧力損失測定装置１７０を用い、エンジン回転数を３０００ｒｐｍ、トルク５０Ｎｍに設定して、ＰＭをハニカム構造体に２５ｇ堆積させ、そのときの圧力差を測定し、圧力損失とした。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
実施例１〜７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、中央部開口率、開口率比、ハニカム構造体の直径、長さ、直径と長さの比（長さ／直径）は、本発明の請求項１に記載された条件を満たす。実施例１の圧力損失が２．８ｋＰａ、実施例２の圧力損失が２．６ｋＰａ、実施例３の圧力損失が２．８ｋＰａ、実施例４の圧力損失が２．４ｋＰａ、実施例５の圧力損失が２．３ｋＰａ、実施例６の圧力損失が２．８ｋＰａ、実施例７の圧力損失が２．７ｋＰａであった。実施例１〜７のハニカム構造体の圧力損失は、２．３〜２．８ｋＰａの範囲と良好な値であった。
【０１０６】
一方、比較例１〜６のハニカム構造体は、本発明の請求項１に記載された条件を満たしていない。比較例１の圧力損失が３．４ｋＰａ、比較例２の圧力損失が４．２ｋＰａ、比較例３の圧力損失が３．１ｋＰａ、比較例４の圧力損失が３．０ｋＰａ、比較例５の圧力損失が３．２ｋＰａ、比較例６の圧力損失が２．８ｋＰａであった。比較例１〜６のハニカム構造体の圧力損失は、２．８〜４．２ｋＰａの範囲であり、実施例のハニカム構造体に比べて比較例の圧力損失が高かった。
また、比較例１〜５に係るハニカム構造体は、実施例１〜７に係るハニカム構造体と略同容積であるが、ハニカム構造体の圧力損失が３．０〜４．２ｋＰａと高い。比較例６では、ハニカム構造体の圧力損失は、実施例１〜７と同程度の２．８ｋＰａであるが、容積が実施例１〜７よりも大きくなっている。
【０１０７】
（第二実施形態）
次に、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ながら説明する。
図５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６（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る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斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すハニカム焼成体のＣ−Ｃ線断面図である。
図７は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の形状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８は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する、さらに別の形状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は、図５に示した本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の側面図である。
【０１０８】
図５に示すハニカム構造体２０では、多孔質炭化ケイ素からなる、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７、及び、図８に示す形状のハニカム焼成体２１０、２２０及び２３０が複数個ずつ接着材層２１を介して結束されてセラミックブロック２３を構成し、さらに、このセラミックブロック２３の外周に外周コート層２２が形成されている。
【０１０９】
図５に示すハニカム構造体２０では、セラミックブロック２３の外周を構成する位置にある８個のハニカム焼成体２２０及びハニカム焼成体２２０とは別の形状の４個のハニカム焼成体２３０と、ハニカム焼成体２２０及び２３０より内側に位置する３２個のハニカム焼成体２１０とが、接着材層２１を介して結束され、さらに外周部分に外周コート層２２が形成されることにより、ハニカム構造体全体の長手方向に垂直な断面形状が円形となっている。
【０１１０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すハニカム焼成体２１０には、本発明の第一実施形態に係るハニカム焼成体１１０と同様に、多数の大容量セル２１１ａと小容量セル２１１ｂとがセル壁２１３を隔てて長手方向（図６（ａ）中、ａの方向）に並設されており、大容量セル２１１ａと小容量セル２１１ｂのうち、いずれかの端部は、封止材２１２ａ及び封止材２１２ｂで封止されている。
本実施形態では、排ガスの入り口側では、小容量セル２１１ｂの端部が封止材２１２ｂで封止され、排ガスの出口側では、大容量セル２１１ａの端部が封止材２１２ａで封止されている。
【０１１１】
従って、排ガスの入り口側の端面が開口した大容量セル２１１ａに流入した排ガスＧは、必ず大容量セル２１１ａと小容量セル２１１ｂとを隔てるセル壁２１３を通過した後、排ガスの出口側の端面が開口した小容量セル２１１ｂから流出するようになっている。そして、排ガスＧがセル壁２１３を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル壁２１３は、フィルタとして機能する。
【０１１２】
３２個のハニカム焼成体２１０の長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、このハニカム焼成体２１０は、断面四角形のハニカム焼成体である。
また、上記四角形の外周を構成する四つの辺２１４の長さは同一であり、ハニカム焼成体２１０の長手方向に垂直な断面の形状は正方形となっている。
【０１１３】
ハニカム構造体２０の外周付近に位置する図７に示すハニカム焼成体２２０にも、ハニカム焼成体２１０と同様に多数の大容量セル２２１ａ、小容量セル２２１ｂ、封止材２２２ａ（図示せず）、封止材２２２ｂ、セル壁２２３（セル壁２２３ａ、セル壁２２３ｂ）が設けられている。従って、ハニカム焼成体２２０はＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
また、ハニカム焼成体２２０の外周部には外周壁２２８が設けられている。
【０１１４】
ハニカム焼成体２２０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺２２４と、第２の辺２２５と、第３の辺２２７と、傾斜辺２２６とが結合された形状である。
第１の辺２２４と第２の辺２２５の形成する角度は直角であり、傾斜辺２２６はその直角に対向して設けられている。傾斜辺２２６は円弧からなる。
なお、本明細書において「直角に対向する」とは、「直角に向かい合って」という意味であり、直角を形成する２辺とは異なる辺であることを意味する。
第３の辺２２７は傾斜辺２２６と第１の辺２２４を接続している辺であり、第３の辺２２７は第２の辺２２５と平行になっている。
すなわち、ハニカム焼成体２２０は１つの円弧及び３つの直線部からなる断面扇形のハニカム焼成体である。
【０１１５】
また、図８に示すハニカム焼成体２３０にも、ハニカム焼成体２１０と同様に多数の大容量セル２３１ａ、小容量セル２３１ｂ、封止材２３２ａ（図示せず）、封止材２３２ｂ、セル壁２３３（セル壁２３３ａ、セル壁２３３ｂ）が設けられている。従って、ハニカム焼成体２３０はＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
ハニカム焼成体２３０の長手方向に垂直な断面の形状は三角形であり、ハニカム焼成体２３０は、断面三角形のハニカム焼成体である。
また、ハニカム焼成体２３０の長手方向に垂直な断面の形状は、第１の辺２３４及び第２の辺２３５で形成される直角を有し、上記直角に対向する斜辺２３６を有する直角二等辺三角形となっている。また、ハニカム焼成体２３０の外周部には外周壁２３８が設けられている。
【０１１６】
なお、本明細書においては、各ハニカム焼成体の形状やセルの形状を三角形、四角形等の名称で表現しているが、本明細書における三角形、四角形とは、完全な直線のみからなる厳密な図形を意味するものではなく、その角（頂点）が直線や曲線で面取りされていて三角形、四角形と実質的に同視し得る形状を包含する。また、本明細書において「直角」、「平行」、「直角二等辺三角形」等の語は数学的に厳密な形状を意味するものではなく、「直角」、「平行」、「直角二等辺三角形」等の形状と実質的に同視し得る形状を包含する。
【０１１７】
図９は、図５に示す本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体２０の側面図である。
以下、図９を参照してハニカム構造体２０におけるハニカム焼成体２１０、ハニカム焼成体２２０及びハニカム焼成体２３０の配置について説明する。
ハニカム構造体２０では、その断面の中央部にハニカム焼成体２１０（断面四角形のハニカム焼成体）が配置されている。ハニカム焼成体２１０の数は３２個である。
【０１１８】
ハニカム焼成体２１０の周囲にハニカム焼成体２２０（断面扇形のハニカム焼成体）が８個配置されている。ハニカム焼成体２２０は、第２の辺２２５がハニカム焼成体２１０と隣接するように配置されている。傾斜辺２２６は、セラミックブロックの外周面となるように配置されている。ハニカム焼成体２２０は、各ハニカム焼成体２２０の第１の辺２２４同士が隣接するように配置されている。
ハニカム焼成体２２０の第２の辺２２５の長さは、ハニカム焼成体２１０の外周を構成する辺２１４の長さよりも長くなっている。
特に、ハニカム焼成体２２０の第２の辺２２５の長さがハニカム焼成体２１０の外周を構成する辺２１４の長さの１．５〜２．５倍となっていることが望ましい。
【０１１９】
ハニカム焼成体２１０の周囲であってハニカム焼成体２２０が配置されていない部位にはハニカム焼成体２３０（断面三角形のハニカム焼成体）が４個配置されている。
ハニカム焼成体２３０は、その第１の辺２３４及び第２の辺２３５がハニカム焼成体２１０と隣接するように配置されている。また、斜辺２３６がセラミックブロックの外周面となるように配置されている。
【０１２０】
このハニカム構造体２０においては、ハニカム焼成体の数は合計で４４個である。その内訳はハニカム焼成体２１０が３２個、ハニカム焼成体２２０が８個、ハニカム焼成体２３０が４個である。
そして、４４個のハニカム焼成体２１０、２２０、２３０が接着材層２１を介して結束されてセラミックブロック２３を形成している。
さらに、セラミックブロック２３の外周面にはシール材層２２が形成されており、ハニカム構造体２０の長手方向に垂直な断面の形状は円形になっている。
【０１２１】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０でも、ハニカム構造体２０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上とし、ハニカム構造体２０の第二の端面（小容量セルが開口した端面）の開口率に対するハニカム構造体２０の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上としている。
【０１２２】
ハニカム構造体２０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましく、７８％以下であることがより望ましい。また、ハニカム構造体２０の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましく、２．５以下であることがより望ましい。
【０１２３】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の外周壁を除くセル壁２１３、２２３、２３３の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満としている。ハニカム焼成体の外周壁を除く、セル壁の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍが望ましい。
【０１２４】
セル壁２１３、２２３、２３３としては、大容量セル２１１ａ、２２１ａ、２３１ａと小容量セル２１１ｂ、２２１ｂ、２３１ｂとを隔てるセル壁２１３ａ、２２３ａ、２３３ａと大容量セル２１１ａ、２２１ａ、２３１ａ同士を隔てるセル壁２１３ｂ、２２３ｂ、２３３ｂとが存在するが、セル壁２１３ａ、２２３ａ、２３３ａとセル壁２１３ｂ、２２３ｂ、２３３ｂとは、同じ厚さであることが望ましい。また、セル壁２１３、２２３、２３３の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍであることがより望ましい。
【０１２５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム構造体２０の直径を２００ｍｍ以上と大きく設定するとともに、ハニカム構造体２０の直径に対するハニカム構造体２０の長さの比（ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）を１．０以下としている。
【０１２６】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム構造体２０の直径に対するハニカム構造体２０の長さの比は、０．５以上であることが望ましく、０．６以上であることがより望ましい。
また、ハニカム構造体２０の直径は、４５０ｍｍ以下であることが望ましく、４００ｍｍ以下であることがより望ましい。
【０１２７】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０を構成するハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の外周壁２１４、２２８、２３８の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。
【０１２８】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２（２００〜４００個／ｉｎｃｈ２）であることが望ましく、３８〜５５個／ｃｍ２（２５０〜３５０個／ｉｎｃｈ２）であることがより望ましい。
【０１２９】
次に、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。
（１）まず、ハニカム成形体を作成する。この際、ハニカム焼成体２２０、２３０を作製するための金型が本発明の第一実施形態の場合と異なるほかは、本発明の第一実施形態の場合と同様にしてハニカム成形体を作製する。
【０１３０】
次に、本発明の第一実施形態のハニカム構造体の製造方法の（２）及び（３）に記載された方法と同様にして、ハニカム成形体の切断工程、乾燥工程、封止工程を行い、続いて脱脂工程、焼成工程を行うことにより、ハニカム焼成体を製造する。
【０１３１】
（４）続いて、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の側面のうち、必要な部分に接着剤ペースト層を形成し、接着材ペースト層を介してハニカム焼成体同士を接着し、接着剤ペースト層を加熱固化して接着材層とし、接着材層を介して複数のハニカム焼成体を結束させてセラミックブロックとする結束工程を行う。
接着剤ペーストとしては、無機繊維及び／又はウィスカ、無機粒子、無機バインダ、並びに、有機バインダを含む接着剤ペーストが好適に用いられる。
【０１３２】
この結束工程においては、中央部にハニカム焼成体２１０を配置し、その周囲にハニカム焼成体２２０及びハニカム焼成体２３０を配置して、図９に示すような断面形状を有するセラミックブロック２３を作製する。
特に、ハニカム焼成体２２０を、その第２の辺２２５がハニカム焼成体２１０と隣接するように、かつ、その傾斜辺２２６がセラミックブロック２３の最外周になるように配置する。
また、ハニカム焼成体２３０を、その第１の辺２３４及び第２の辺２３５がハニカム焼成体２１０と隣接するように、かつ、その斜辺２３６がセラミックブロック２３の最外周になるように配置する。
【０１３３】
本発明の第二の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の全ての外周部分に外周壁２１４、２２８、２３８が形成されており、セラミックブロック２３が作製された時点で、円柱形状となっているので、切削加工の必要はない。
【０１３４】
（５）続いて、本発明の第一実施形態の場合と同様に、セラミックブロック２３の外周面に、外周コート材ペーストを塗布し、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ことにより、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【０１３５】
本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の場合と同様に、本発明の第一実施形態に記載された（１）〜（９）と同様の作用効果を奏する。
【０１３６】
（排ガス浄化装置の実施形態）
本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置は、
ハニカム構造体の側面に保持シール材が配置され、上記ハニカム構造体と上記保持シール材とが金属容器に配置され、
上記ハニカム構造体は、上述した構成を有する本発明のハニカム構造体であり、
排ガスの入り口側が、上記ハニカム構造体の第一端面となるように、上記ハニカム構造体が配置されていることを特徴とする。
【０１３７】
図１４は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。
図１４に示すように、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置７２０は、ハニカム構造体１０、ハニカム構造体１０の外方を覆う金属容器７２１、ハニカム構造体１０と金属容器７２１との間に配置された保持シール材７２２から構成されており、金属容器７２１の排ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管７２４が接続されており、金属容器７２１の他端部には、外部に連結された排出管７２５が接続されている。なお、図１４中、矢印は排ガスの流れを示している。
【０１３８】
すなわち、この排ガス浄化装置７２０では、ハニカム構造体１０の側面に保持シール材７２２が配置され、ハニカム構造体１０と保持シール材７２２とが金属容器７２１に配置されている。
【０１３９】
また、ハニカム構造体１０は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体１０であり、排ガス浄化装置７２０の導入管７２４が接続されている排ガスの入り口側にハニカム構造体１０の第１の端面（大容量セルが開口している端面）が配置され、排出管７２５が接続されている排ガスの出口側に第２の端面（小容量セルが開口している端面）が配置されるように配置されている。
【０１４０】
保持シール材７２２は、アルミナ−シリカ等の無機繊維から構成されるマット状のものであり、自動車の走行等により生じる振動又は衝撃等により、ハニカム構造体１０が金属容器７２１と接触して破損するのを防止し、ハニカム構造体１０と金属容器７２１との間から排ガスが漏れることを防止するためにハニカム構造体１０と金属容器７２１との間に介挿されている。
本実施形態に係るハニカム構造体は、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体２０であってもよい。
【０１４１】
本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置７２０では、上記した態様でハニカム構造体１０が排ガス浄化装置７２０に配設されているので、以下に記載する効果を奏することができる。
【０１４２】
以下、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上と高いので、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失が低い排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４３】
（２）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、セル壁の厚さは０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満と薄くなっているので、ハニカム構造体の濾過面積が大きくなる。そのため、流入排ガスに対してハニカム構造体のセル壁の濾過面積が相対的に大きくなる。このため、本実施形態の排ガス浄化装置では、初期の圧力損失を小さくすることができる。
【０１４４】
（３）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、１．０以下である。すなわち、ハニカム構造体は大型車両等に用いることができるように大型のハニカム構造体であり、ハニカム構造体の直径が大きく、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さが短くなっている。従って、ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短くなる。その結果、排ガスがハニカム構造体のセルを通過する時の摩擦によるハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることができる。ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短い形状の場合、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることが可能となる。また、セル壁を通過する流速が速くても、ハニカム構造体の圧力損失上昇の寄与が小さくなる。さらに、ハニカム構造体のセル全体に均一にＰＭが堆積する。このように、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さを短くすることで、ハニカム構造体の圧力損失を低減できるので、排ガス浄化装置に配設するハニカム構造体の容積を小さくすることが可能である。大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の連続再生（ＰＭの除去）が行われるため、ハニカム構造体にＰＭを多量に堆積させる必要がない。
【０１４５】
（４）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましい。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が８０％以下であると、ハニカム構造体の単位面積あたりに存在するセルの数を適切な数（例えば、３１〜６２個／ｃｍ２）とすることができる。従って、該セル壁がハニカム構造体を支える壁として機能し、ハニカム構造体の機械的強度を適切な範囲に保つことができる。従って、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４６】
（５）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましい。上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であると、ハニカム構造体の第一の端面の開口率と第二の端面の開口率との比が大きすぎることに起因する排ガス浄化装置の圧力損失の増大を抑制することができる。
【０１４７】
（６）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、０．５以上であることが望ましい。
ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５未満と小さすぎる場合は、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方に流れやすくなるため、ハニカム構造体の排ガス流出側にＰＭが一か所に積層しやすくなる。その結果、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。しかし、ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５以上であると、ハニカム構造体に流入した排ガスが流出側に流れやすくならないので、ハニカム構造体のセル壁に均一にＰＭが堆積する。その結果、圧力損失の上昇がおこりにくい排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４８】
（７）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置に配設されたハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであると、ハニカム構造体のセル壁に比べて外周壁の厚さが厚くなるので、ハニカム焼成体のセル壁の厚さを薄くしても、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強化材の役割を果たし、排ガス浄化装置に配設されたハニカム焼成体の機械的特性を良好に維持することができる。従って、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４９】
（８）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置に配設され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セルの単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であることが望ましい。ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であると、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数（面積）が適切な範囲となり、セル壁がハニカム焼成体の機械的特性を維持する部位として機能し、ハニカム構造体は機械的特性を維持することができる。従って、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【０１５０】
（その他の実施形態）
本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体では、外方ハニカム焼成体１２０及び１３０は、切削された部分には外周壁が存在しないので、そのままでは、大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂが溝として外周部分に露出する形状となっている。しかし、外方ハニカム焼成体は、外周すべてに外周壁が形成された態様となっていてもよい。
【０１５１】
具体的には、本発明の実施形態に係るハニカム構造体は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０と、図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０と、図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０とから構成されてもよい。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０及び図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０は、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０の変形例である。
【０１５２】
図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０及び図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０では、外形が図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したハニカム焼成体１２０、１３０と同様であり、大容量セル３１１ａ、３２１ａと小容量セル３１１ｂ、３２１ｂの形状は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したハニカム焼成体１２０及び１３０の形状と同様である。
そして、円弧形状となる辺の部分にも所定の厚さの外周壁３１４、３２４が形成されており、外周壁３１４、３２４に近い大容量セル３１１ａ、３２１ａと小容量セル３１１ｂ、３２１ｂは、外周壁３１４、３２４に合わせて変形されている。
このようなハニカム焼成体３１０、３２０を有するハニカム構造体は、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体２０と同様に、セラミックブロックが作製された時点で、円柱形状となっているので、切削加工の必要がなく、ハニカム構造体の製造工程を簡略化することができる。
上記の構成を有するハニカム構造体を製造するためには、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０、図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０及び図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０に対応する金型を用いてハニカム成形体を作製すればよい。
【０１５３】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体では、セルは、大容量セルと小容量セルとで構成されているが、大容量セル及び小容量セルの形態は、これまでの実施形態において説明した形態に限定されるものではない。
【０１５４】
以下においては、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体を構成する複数のハニカム焼成体と同様の形状を有するハニカム焼成体について、大容量セル及び小容量セルの形状が異なる場合を説明するが、ハニカム構造体やハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の形状は、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体又はハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の形状に限定されない。
【０１５５】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係る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側面図である。
【０１５６】
図１１（ａ）に示すハニカム焼成体４１０では、大容量セル４１１ａと、小容量セル４１１ｂが交互に配設されてなる。
図１１（ａ）に示すハニカム焼成体４１０では、大容量セル４１１ａの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、小容量セル４１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形である。
【０１５７】
図１１（ｂ）に示すハニカム焼成体４２０は、大容量セル４２１ａと、小容量セル４２１ｂが交互に配設されてなる。
図１１（ｂ）に示すハニカム焼成体４２０では、大容量セル４２１ａの長手方向に垂直な断面の形状は四角形の角部に相当する部分が円弧状である形状であり、小容量セル４２１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形の角部に相当する部分が円弧状である形状である。
【０１５８】
図１１（ｃ）に示すハニカム焼成体４３０は、大容量セル４３１ａと、小容量セル４３１ｂが交互に配設されてなる。大容量セル４３１ａ及び小容量セル４３１ｂの長手方向に垂直な断面は、セルの各辺が曲線である形状である。すなわち、図１１（ｃ）ではセル壁４３３の断面形状が曲線である。
大容量セル４３１ａの断面形状は、セル壁４３３がセルの断面の中心から外側に向かって凸の形状である。一方、小容量セル４３１ｂの断面形状は、セル壁４３３がセルの断面の外側から中心に向かって凸の形状である。
セル壁４３３はハニカム焼成体の断面の水平方向及び垂直方向に対して起伏する「波形」の形状を有しており、隣り合うセル壁４３３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、セルの断面形状が外側に膨らんだ大容量セル４３１ａとセルの断面形状が内側に凹んだ小容量セル４３１ｂとが形成される。なお、波形の振幅は一定でもよくまた変化しても良いが、一定であることが好ましい。
なお、上記大容量セルと小容量セルの形状は、上記した以外の形状であってもよい。
【０１５９】
ハニカム焼成体が大容量セルと小容量セルを有する場合、隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離と、隣り合う小容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離とは、等しいことが望ましい。
「隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の大容量セルの長手方向に垂直な断面における重心と、隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面における重心との最小の距離をいい、一方、「隣り合う小容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の小容量セルの長手方向に垂直な断面における重心と、隣り合う小容量セルの重心との最小の距離のことをいう。
【０１６０】
上記２つの重心間距離が等しいとき、再生時に熱が均一に拡散することで、ハニカムフィルタ内部の局所的な温度の偏りがなくなり、長期間繰り返し使用しても、熱応力に起因するクラック等が発生することのない耐久性に優れたフィルタとなるからである。
【０１６１】
大容量セルと小容量セルからなるハニカム焼成体について、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した長手方向に垂直な断面の形状が四角形のハニカム焼成体を例にして説明したが、図７に示したハニカム焼成体２２０又は図８に示したハニカム焼成体２３０が、図６〜図８に示した形状と異なる形状の大容量セルと小容量セルを備えていても良い。
【０１６２】
図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。なお、図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すハニカム焼成体の形状は、図７に示したハニカム焼成体２２０の形状と同様である。
これらの図面に示すハニカム焼成体５１０、５２０、５３０、は、それぞれ大容量セル５１１ａ、５２１ａ、５３１ａ及び小容量セル５１１ｂ、５２１ｂ、５３１ｂが交互に配設されてなる。大容量セル及び小容量セルの形状は、上述したハニカム焼成体４１０、４２０、４３０の場合と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１６３】
図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成するさらに別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。なお、図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）に示すハニカム焼成体の形状は、図８に示したハニカム焼成体２３０の形状と同様である。
これらの図面に示すハニカム焼成体６１０、６２０、６３０は、それぞれ大容量セル６１１ａ、６２１ａ、６３１ａ及び小容量セル６１１ｂ、６２１ｂ、６３１ｂが交互に配設されてなる。大容量セル及び小容量セルの形状は、上述したハニカム焼成体４１０、４２０、４３０の場合と同様である。
【０１６４】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体の形状は、円柱状に限定されるものでなく、楕円柱状、長円形状、多角柱状、断面三角形の角部部分が円弧である柱状体等の任意の柱形状であればよい。
【０１６５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、ハニカム構造体は、セル壁に触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。
【０１６６】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム構造体をフィルタとして使用する場合には、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、ハニカム焼成体が目詰まりを起こしやすくなる。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するため、ハニカム焼成体が破壊されやすくなる。
【０１６７】
また、本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム構造体をフィルタとして使用する場合には、ハニカム構造体を構成する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、ハニカム焼成体が目詰まりを起こしやすくなる。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ハニカム焼成体の気孔を通り抜けてしまい、ハニカム焼成体がパティキュレートを捕集することができず、ハニカム焼成体がフィルタとして機能することができない。
【０１６８】
なお、上記気孔率及び気孔径は、従来公知の方法である水銀圧入法により測定することができる。
【０１６９】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム焼成体の各セルのハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、四角形、六角形等の任意の形状であればよい。また、種々の形状を混在させてもよい。
【０１７０】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の材料としては、炭化ケイ素又はケイ素結合炭化ケイ素に限定されるわけではなく、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、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等が挙げられる。
これらの中では、非酸化物セラミックが好ましく、耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるという観点から炭化ケイ素又はケイ素結合炭化ケイ素が特に好ましい。
【０１７１】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を作製する際に用いられる湿潤混合物に含まれ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。これらの中では、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、上記セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
【０１７２】
上記湿潤混合物に含まれる可塑剤としては、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
また、上記湿潤混合物に含まれる潤滑剤としては、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、上記湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【０１７３】
また、上記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、上記湿潤混合物中には、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。
【０１７４】
さらに、上記湿潤混合物には、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や、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。これらの中では、アルミナバルーンが望ましい。
【０１７５】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれ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。無機バインダの中では、シリカゾルが望ましい。
【０１７６】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれ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。有機バインダの中では、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【０１７７】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物粒子、窒化物粒子等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。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。無機粒子の中では、熱伝導性に優れる炭化ケイ素粒子が望ましい。
【０１７８】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。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。無機繊維の中では、アルミナファイバが望ましい。また、無機繊維は、生体溶解性ファイバであってもよい。
【０１７９】
さらに、上記接着材ペースト及び上記外周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や、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。これらの中では、アルミナバルーンが好ましい。
【０１８０】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム焼成体のセル壁には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよい。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、ゼオライト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。
【０１８１】
本発明のハニカム構造体は、大容量セルと小容量セルとからなり、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積が、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、大容量セルと小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、上記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、上記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、上記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、上記ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを必須の構成要素としている。
【０１８２】
係る必須の構成要素に、本発明の第一実施形態〜第二実施形態、及び、その他の実施形態で詳述した種々の構成（例えば、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の形状、ハニカム焼成体のセル壁の形状、ハニカム焼成体のセル構造、ハニカム構造体の製造工程等）を適宜組み合わせることにより所望の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１８３】
１０、２０ ハニカム構造体
１１、２１ 接着材層
１３、２３ セラミックブロック
１１０、１２０、１３０、２１０、２２０、２３０、３１０、３２０、４１０、４２０、４３０、５１０、５２０、５３０、６１０、６２０、６３０ ハニカム焼成体
１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ、２１１ａ、２２１ａ、２３１ａ、３１１ａ、３２１ａ、３３１ａ、４１１ａ、４２１ａ、４３１ａ、５１１ａ、５２１ａ、５３１ａ、６１１ａ、６２１ａ、６３１ａ 大容量セル
１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂ、２１１ｂ、２２１ｂ、２３１ｂ、３１１ｂ、３２１ｂ、３３１ｂ、４１１ｂ、４２１ｂ、４３１ｂ、５１１ｂ、５２１ｂ、５３１ｂ、６１１ｂ、６２１ｂ、６３１ｂ 小容量セル
１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３１２ａ、３１２ｂ、３２２ａ、３２２ｂ、４１２ａ、４１２ｂ、４２２ａ、４２２ｂ、４３２ａ、４３２ｂ、５１２ａ、５１２ｂ、５２２ａ、５２２ｂ、５３２ａ、５３２ｂ、６１２ａ、６１２ｂ、６２２ａ、６２２ｂ、６３２ａ、６３２ｂ 封止材
１１３（１１３ａ、１１３ｂ）、１２３（１２３ａ、１２３ｂ）、１３３（１３３ａ、１３３ｂ）、２１３（２１３ａ、２１３ｂ）、２２３（２２３ａ、２２３ｂ）、２３３（２３３ａ、２３３ｂ）、３１３（３１３ａ、３１３ｂ）、３２３（３２３ａ、３２３ｂ）、４１３（４１３ａ、４１３ｂ）、４２３（４２３ａ、４２３ｂ）、４３３（４３３ａ、４３３ｂ） セル壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両又は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。
【０００３】
そこで、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。
このようなハニカム構造体として、従来、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、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が知られている。
【０００４】
特許文献１には、ハニカム構造体の圧力損失を低く保つために、セル壁の厚さを薄くしても、充分な捕集効率を確保することができるハニカム構造体が開示されている。
【０００５】
具体的には、特許文献１に開示されている従来のハニカム構造体は、セル壁の厚さをＡ（ｍｍ）とし、上記セル壁の単位体積あたりの表面積をＢ（ｍ２／ｃｍ３）としたとき、１１／６−１０／３×Ａ≦Ｂの式を満足することを特徴としている。
【０００６】
また、特許文献２には、セラミックハニカム構造体の強度及び気密性を向上させるために、被覆材若しくは含浸材などとして有用なセラミックハニカム構造体材料が開示されている。具体的には、熱交換率が高く、圧力損失が低いことを特徴とする回転蓄熱式セラミック熱交換体について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２５５７４号公報
【特許文献２】特開昭６０−１４１６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、バス、トラック等の大型車両等に用いられる大型のハニカムフィルタにおいて、車両の底部に設置場所を確保するために、従来より容積の小さいハニカムフィルタが求められている。
【０００９】
しかしながら、ハニカムフィルタの容積が小さくなるとハニカムフィルタの圧力損失が増加する。そのため、ハニカムフィルタのセル壁を薄く（薄壁化）することでハニカムフィルタの圧力損失の増加を抑制し、排気ガス浄化性能を高めることが求められている。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、大型車両等に用いることができ、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能であり、強度が高く、圧力損失が低いハニカム構造体を提供することを目的とする。また、当該ハニカム構造体が配置されている排ガス浄化装置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】
【００１１】
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、
大容量セルと小容量セルとからなり、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積が、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい、複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、上記大容量セルと上記小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、
上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、
上記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、
上記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、
上記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、
上記ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを特徴とする。
【００１２】
上記ハニカム構造体を大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の容積が大きいと、排ガス浄化装置全体の大きさが大きくなるため、ハニカム構造体の容積を小さくする必要がある。そこで、直径が２００ｍｍ以上のハニカム構造体において、（ａ）ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）が１．０以下、かつ、（ｂ）ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）が１．４以上、かつ、（ｃ）ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さが０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満、かつ、（ｄ）ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上とすることで、得られたハニカム構造体の容積を小さくすることができ、さらに強度を高く、圧力損失を低くすることができる。
【００１３】
具体的には、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）を１．０以下にすることにより、ハニカム構造体の容積を小さくすることができる。
さらに、ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比を１．４以上、かつ、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とすることにより、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上とすることができる。一般的に、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を高くすると濾過面積は小さくなる。しかし、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上と高い場合であっても、濾過面積を大きくすることができるため、ハニカム構造体の圧力損失を低くすることができる。従って、上記（ａ）〜（ｄ）を含むハニカム構造体は、大型車両等に用いる場合に、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能であり、強度が高く、圧力損失を低くすることができる。
【００１４】
本発明の請求項１に記載のハニカム構造体では、上記（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つの要素が欠けていると、ハニカム構造体の容量を小さくすることができない。また、ハニカム構造体の強度を高く、圧力損失を低くすることができない。
【００１５】
請求項１に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上と高いので、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
上記ハニカム構造体をハニカムフィルタとして大型車両等に用いる場合、大型車両は連続運転が多いため、排ガスの排気温度は高い傾向にある。そのため、排出された排ガス中のＰＭは、ハニカム構造体中で強制的に多量に堆積させた後に燃焼させる必要がなく、連続的に燃焼させることができる。そのため、このようなハニカム構造体において、ＰＭ堆積後の圧力損失よりもＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることが重要となるが、上述のように、請求項１に記載のハニカム構造体では、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
【００１６】
また、請求項１に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）ともいう）を１．４以上とし、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満と薄くしているので、濾過面積を大きくしつつ、上記した高い開口率とすることができる。
【００１７】
ハニカム構造体の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）が１．４未満で、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率６５％以上を達成しようとすると、ハニカム構造体のセル壁の厚さをさらに薄くする必要が生じ、機械的特性が劣化し易くなる（セル壁の強度が弱くなる）か、又は、セル密度を低くする必要があり、圧力損失の上昇、捕集効率が低下する。すなわち、ハニカム構造体のセル壁の厚さが０．１ｍｍ未満では、ハニカム構造体のセル壁が薄すぎるため、ハニカム構造体の機械的強度が低下し、再生処理等の際にハニカム構造体にクラック等が発生し易くなる。
一方、ハニカム構造体のセル壁の厚さが０．２ｍｍ以上では、ハニカム構造体のセル壁の厚さが厚すぎるため、ハニカム構造体の圧力損失を低く保つことが難しくなる。
なお、ハニカム構造体の端面における開口率とは、ハニカム構造体の端面の総面積に対してセル（開口）が形成された部分であってセルが封止されずに端面が開口されている部分の面積の割合（％）をいう。
【００１８】
また、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率とは、ハニカム構造体の両端面に平行な両端の中間位置の断面での開口率のことをいう。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面とは、封止材が配設されていないハニカム構造体の断面をいう。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率とは、上述した断面の総面積に対し、セルが形成され、開口となっている部分の合計面積の割合（百分率）をいう。
また、本発明において、ハニカム構造体の中央部とは、ハニカム構造体の両端に平行な両端の中間位置のことをいうこととする。さらに、本発明において、ハニカム構造体の長手方向とは、セルに平行な方向をいうこととする。
【００１９】
さらに、請求項１に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）ともいう）は、１．０以下である。すなわち、請求項１に記載のハニカム構造体は大型車両等に用いることができるような大型のハニカム構造体であり、ハニカム構造体の直径が大きく、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さが短くなっている。従って、ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短くなる。その結果、排ガスがハニカム構造体のセルを通過する時の摩擦による圧力損失の上昇を抑えることができる。ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短い形状の場合、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることが可能となる。また、セル壁を通過する流速が速くてもハニカム構造体の圧力損失上昇の寄与が小さくなる。さらに、ハニカム構造体のセル全体に均一にＰＭが堆積する。また、このように、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さを短くすることで、ハニカム構造体の圧力損失を低減できるので、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能である。上記ハニカム構造体を大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の連続再生（ＰＭの除去）が行われるため、ハニカム構造体にＰＭを多量に堆積させる必要がない。
【００２０】
ハニカム構造体をフィルタとして用いる場合には、一定の濾過面積などの条件を満たす必要があるため、上記ハニカム構造体の直径が２００ｍｍ未満であると、ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径は、１．０を超えてしまう。そのため、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなり易い。また、上記ハニカム構造体のハニカム構造体の長さと直径との比が１．０を超えると、ハニカム構造体の直径に比べて長さが長いので、やはりハニカム構造体の圧力損失が大きくなり易い。
【００２１】
本明細書において、ハニカム焼成体のセル壁とは、隣接する２つのセルの間に存在し、２つのセルを隔てている部分をいう。ハニカム焼成体の外周壁とは、セル壁が外周に露出しないようにハニカム焼成体の最外周に形成された壁の部分をいう。
【００２２】
請求項２に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下である。そのため、ハニカム構造体の単位面積あたりに存在するセルの数を適切な数（例えば、３１〜６２個／ｃｍ２）に設定することができる。従って、該セル壁がハニカム構造体を支える壁として機能し、ハニカム構造体の機械的強度を適切な範囲に保つことができる。
【００２３】
請求項３に記載のハニカム構造体では、上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下である。そのため、ハニカム構造体の第一の端面の開口率と第二の端面の開口率との比が大きすぎることに起因するハニカム構造体の圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、ハニカム構造体の大容量セルと小容量セルとの容積の差が大きい場合には、両者を隔てるセル壁の面積が小さくなることに起因してハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積が小さくなり、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなると考えられる。しかしながら、請求項３に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の開口率比は３．０以下であるので、両者を隔てるセル壁の面積が小さくならず、ハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積も小さくならず、ハニカム構造体の圧力損失は大きくなりにくい。
【００２４】
請求項４に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、０．５以上である。
ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５未満と小さすぎる場合は、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくなるため、ハニカム構造体のガス流出側にＰＭが一か所に積層しやすくなる。その結果、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。しかし、請求項４に記載のハニカム構造体では、ハニカム構造体の長さとハニカム構造体の直径との比が０．５以上であるので、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくならないので、ハニカム構造体のセル壁に均一にＰＭが堆積する。その結果、ハニカム構造体の圧力損失の上昇がおこりにくい。
【００２５】
請求項５に記載のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍである。そのため、ハニカム構造体のセル壁に比べて外周壁の厚さが厚くなるので、ハニカム焼成体のセル壁の厚さを薄くしても、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強化材の役割を果たし、ハニカム焼成体の機械的特性を良好に維持することができる。
ハニカム焼成体の外周壁の厚さが０．２ｍｍ未満であると、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強部材の役割を果たさず、ハニカム焼成体の強度を確保しにくくなる。一方、ハニカム焼成体の外周壁の厚さが０．５ｍｍを超えると、ハニカム構造体の端面の面積に占める外周壁の割合が大きくなりすぎ、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上に保つのが難しくなる。
【００２６】
請求項６に記載のハニカム構造体では、上記ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２（２００〜４００個／ｉｎｃｈ２）である。そのため、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数（面積）が適切な範囲となり、セル壁がハニカム焼成体の機械的特性を維持する部位として機能し、ハニカム焼成体は機械的特性を維持することができる。
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の単位面積あたりの数が、３１個／ｃｍ２未満では、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数が少なすぎるため、ハニカム焼成体の機械的特性が劣化する。
一方、ハニカム焼成体の上記長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数が６２個／ｃｍ２を超えると、断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数が多すぎるため、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上とすることが難しくなる。
本発明において、ハニカム焼成体の機械的特性とは、ハニカム焼成体の曲げ強度、引張強度、圧縮強度、破壊靭性等を指す。これらの機械的特性のなかでは、圧縮強度を維持することが好ましい。
【００２７】
請求項７に記載のハニカム構造体のように、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であってもよい。
【００２８】
請求項８に記載のハニカム構造体のように、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であってもよい。
【００２９】
請求項９に記載のハニカム構造体のように、大容量セル及び小容量セルの長手方向に垂直な断面において、大容量セル及び小容量セルの各辺が曲線により構成されていてもよい。
【００３０】
請求項１０に記載のハニカム構造体では、セラミックブロックは、外周全体に外周壁を有するハニカム焼成体から構成されている。
セラミックブロックが、外周全体に外周壁を有する所定形状のハニカム焼成体が接着材層を介して接着されることにより構成されていると、ハニカム構造体の外周となる部分を形成するための切削加工工程が不要となり、容易にハニカム構造体を作製することができる。
【００３１】
請求項１１に記載の排ガス浄化装置は、ハニカム構造体の側面に保持シール材が配置され、上記ハニカム構造体と上記保持シール材とが金属容器に配置され、上記ハニカム構造体は、請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体であり、排ガスの入り口側が、上記ハニカム構造体の第一の端面となるように、上記ハニカム構造体が配置されていることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に記載の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置に請求項１〜１０に記載のハニカム構造体が配置されており、ハニカム構造体の容量を小さくすることができるので、排ガス浄化装置自体を小型化することができる。
また、上記ハニカム構造体は、強度が高いので、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
さらに、上記ハニカム構造体のＰＭ堆積前（初期）の圧力損失が低いので、初期の圧力損失が低い排ガス浄化装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
【図４】図４は、実施例１及び比較例１における圧力損失測定装置を示す説明図である。
【図５】図５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６】図６（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る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斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すハニカム焼成体のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の形状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８】図８は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する、さらに別の形状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】図９は、図５に示した本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の側面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係る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側面図である。
【図１２】図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１３】図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成するさらに別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
上述したように、従来より、ハニカムフィルタのセル壁を薄く（薄壁化）することでハニカムフィルタの圧力損失の増加を抑制し、排気ガス浄化性能を高めることが求められている。
このような要請に応えるべく、特許文献１に記載の従来のハニカム構造体が提案されたと考えられる。特許文献１に記載の従来のハニカム構造体は、セル壁の厚さが薄い場合でも、セル壁の微細構造をＰＭを捕集しやすい構造に制御することにより、ＰＭの捕集効率を確保しようとするものであると考えられる。
特許文献１に開示された従来のハニカム構造体では、セル壁の厚さは、０．１〜０．４ｍｍを想定しており、セル壁の厚さが薄い場合でも、セル壁の微細構造をＰＭを捕集し易い構造に制御することにより、捕集効率を確保しようとするものであると考えられる。しかしながら、セル壁の厚さを薄くすることにより、ハニカム構造体の強度が低下すると考えられる。
【００３５】
また、セル壁の厚さを薄くすることにより、圧力損失を低くすることができたとしても、ハニカム構造体の強度が低下すると考えられる。そのため、一般的に、セル壁の薄いハニカム構造体は、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を小さくすることによって、強度を高くすることが知られている。そうすることで、圧力損失が低く、かつ、強度が高いハニカム構造体とすることができる。一方で、大型車両等に用いられる大型のハニカム構造体は、強度が高く、圧力損失も低いハニカム構造体とするのは難しいという課題がある。
【００３６】
また、特許文献２に開示された従来のハニカム構造体では、隔壁の厚さが０．１２〜０．１５ｍｍ、ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）が１．０以下であることを想定している。隔壁の厚さが薄く、ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比が１．０以下である場合、熱交換効率が高く、圧力損失が低くなると考えられる。
【００３７】
しかしながら、回転蓄熱式セラミック熱交換体の流体の流入側と流出側のセル形状が同一でない（例えば、セル形状が八角形と四角形とを組み合わせたものである）場合、回転蓄熱式セラミック熱交換体にはＰＭが堆積しない状態で使用されるため、圧力損失は高くなると考えられる。また、回転蓄熱式セラミック熱交換体は、開口率を高くし、セル壁の面積を減らすことにより、熱交換効率が低くなると考えられる。
【００３８】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００３９】
（第一実施形態）
以下、本発明のハニカム構造体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。
本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体は、
大容量セルと小容量セルとからなり、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積が、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい、複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、上記大容量セルと上記小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、
上記ハニカム構造体の第一の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、
上記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、
上記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、
上記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、
上記ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを特徴とする。
【００４０】
以下の説明において、セラミックブロックの外周を構成する位置にあるハニカム焼成体を「外方ハニカム焼成体」、外方ハニカム焼成体より内側に位置するハニカム焼成体を「内方ハニカム焼成体」とも表記する。なお、外方ハニカム焼成体と内方ハニカム焼成体とを特に区別する必要がない場合、単にハニカム焼成体と表記する。
また、本明細書において、単に、ハニカム構造体の断面、ハニカム焼成体の断面、又は、ハニカム成形体の断面と表記した場合、それぞれ、ハニカム構造体の長手方向に垂直な断面、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面、又は、ハニカム成形体の長手方向に垂直な断面を指す。また、ハニカム構造体の中央部の断面と表記した場合は、ハニカム構造体の中央部の長手方向に垂直な断面を指す。さらに、単に、ハニカム焼成体の断面積と表記した場合、ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の面積を指す。
【００４１】
図１（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すハニカム構造体のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１０では、ハニカム焼成体１１０、１２０及び１３０が複数個ずつ接着材層１１を介して結束されてセラミックブロック１３を構成し、さらに、このセラミックブロック１３の外周に外周コート層１２が形成されている。ハニカム構造体１０を構成するハニカム焼成体１１０、１２０及び１３０については後述するが、炭化ケイ素又はケイ素結合炭化ケイ素からなる多孔質体であることが好ましい。
【００４２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１０では、セラミックブロック１３の外周を構成する位置にある８個の外方ハニカム焼成体１２０、及び、外方ハニカム焼成体１２０とは別の形状の８個の外方ハニカム焼成体１３０と、ハニカム焼成体１２０及び１３０より内側に位置する１６個の内方ハニカム焼成体１１０とが、セラミックブロック１３（ハニカム構造体１０）の断面形状が円形となるように含み、３２個のハニカム焼成体が接着材層１１を介して結束されている。
【００４３】
図１（ｂ）に示すように、内方ハニカム焼成体１１０の断面の形状は、四角形（正方形）である。
また、図１（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体１２０の断面は、３つの線分と１つの円弧とで囲まれた形状をなしている。この３つの線分のうちの２つの線分よりなる２つの角は、どちらも９０°である。
さらに、図１（ｂ）に示すように、外方ハニカム焼成体１３０の断面は、２つの線分と１つの円弧とで囲まれた形状をなしている。この２つの線分よりなる角は、９０°である。
【００４４】
次に、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体（内方ハニカム焼成体及び外方ハニカム焼成体）について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体について説明する。
図２（ａ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する内方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す内方ハニカム焼成体のＢ−Ｂ線断面図である。
【００４５】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０には、多数の大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂとがセル壁１１３を隔てて長手方向（図２（ａ）中、矢印ａの方向）に並設されるとともに、その外周に外周壁１１４が形成されている。そして、大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂのうち、いずれかの端部は、封止材１１２ａ又は封止材１１２ｂで封止されている。
本実施形態において、排ガスの入り口側では、小容量セル１１１ｂの端部が封止材１１２ｂで封止され、排ガスの出口側では、大容量セル１１１ａの端部が封止材１１２ａで封止されている。
【００４６】
従って、排ガスの入り口側の端面が開口した大容量セル１１１ａに流入した排ガスＧ（図２（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、必ず大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂとを隔てるセル壁１１３を通過した後、排ガスの出口側の端面が開口した小容量セル１１１ｂから流出するようになっている。そして、排ガスＧがセル壁１１３を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル壁１１３は、フィルタとして機能する。
【００４７】
次に、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体について説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
【００４８】
図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０の断面形状は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０の一部を取り除いた形状を有している。
これは、後述するように、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すハニカム構造体１０を製造する際に、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す形状のハニカム焼成体１１０を複数個結束して角柱状のセラミックブロックを作製した後、上記角柱状のセラミックブロックの外周を切削することにより、円柱状のセラミックブロックとするためである。
従って、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０は、断面形状が異なる他は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０と同様の構成を有している。なお、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０では、切削された部分には外周壁が存在しないので、そのままでは、大容量セル１２１ａ、１３１ａ、小容量セル１２１ｂ、１３１ｂが溝として外周部分に露出する。そこで、上述したように、セラミックブロック１３の外周に外周コート層１２が形成され、露出する溝部が外周コート層１２を構成する部材により充填されている。
【００４９】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、一方の端面には大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａが開口しており、小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂは封止されている。一方、ハニカム構造体１０の他方の端面には、小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂが開口しており、大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａは封止されている。本実施形態では、ハニカム構造体１０の大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａが開口している端面を第一の端面とし、小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂが開口している端面を第二の端面とする。
【００５０】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、ハニカム構造体１０の濾過面積を大きくするため、ハニカム構造体１０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上とし、ハニカム構造体１０の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体１０の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上としている。
【００５１】
ハニカム構造体１０の機械的特性を維持するためには、ハニカム構造体１０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましく、７８％以下であることがより望ましい。また、圧力損失の増大を抑制するためにはハニカム構造体１０の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましく、２．５以下であることがより望ましい。
【００５２】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、高い開口率を維持しつつ、圧力損失の増加を抑制するために、ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の外周壁を除くセル壁１１３の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満としている。ハニカム焼成体の外周壁を除く、セル壁の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍが望ましい。
外周壁とは、ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０に最外周に形成された壁の部分をいい、図２（ａ）及び図２（ｂ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、符号１１４、１２４、１３４で示されている。ハニカム焼成体１２０、１３０の切削された部分は、外周壁に含まない。
【００５３】
セル壁１１３、１２３、１３３としては、大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａと小容量セル１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂとを隔てるセル壁１１３ａ、１２３ａ、１３３ａと大容量セル１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ同士を隔てるセル壁１１３ｂ、１２３ｂ、１３３ｂとが存在するが、セル壁１１３ａ、１２３ａ、１３３ａとセル壁１１３ｂ、１２３ｂ、１３３ｂとは、同じ厚さであることが望ましい。また、セル壁１１３、１２３、１３３の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍであることがより望ましい。なお、セル壁１１３、１２３、１３３と記載した場合は、セル壁１１３ａ、１２３ａ、１３３ａとセル壁１１３ｂ、１２３ｂ、１３３ｂの両方を含んだものとして表示している。
【００５４】
図１（ａ）には、ハニカム構造体１０の長さをＬで示しており、図１（ｂ）では、ハニカム構造体１０の直径（端面の直径）をＤで示している。
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、ハニカム構造体１０の直径（Ｄ）を２００ｍｍ以上と大きく設定するとともに、ハニカム構造体１０の直径（Ｄ）に対するハニカム構造体１０の長さ（Ｌ）の比（ハニカム構造体の長さ（Ｌ）／上記ハニカム構造体の直径（Ｄ））を１．０以下とし、ハニカム構造体１０の圧力損失が低くなるようにしている。
【００５５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、その形状が扁平になりすぎることによる端面の機械的強度の低下を防止するために、ハニカム構造体１０の直径（Ｄ）に対するハニカム構造体の長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）は、０．５以上であることが望ましく、０．６以上であることがより望ましい。
また、ハニカム構造体１０の直径は、４５０ｍｍ以下であることが望ましく、４００ｍｍ以下であることがより望ましい。
【００５６】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０を構成するハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の外周壁１１４、１２４、１３４の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の外周壁１１４、１２４、１３４の厚さを上記した厚さとすることにより、外周壁１１４、１２４、１３４が補強部材の役割を果たす。
【００５７】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、セル壁１１３をハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の機械的特性を維持する部位として機能させるために、ハニカム焼成体１１０、１２０、１３０の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２（２００〜４００個／ｉｎｃｈ２）であることが望ましく、３８〜５５個／ｃｍ２（２５０〜３５０個／ｉｎｃｈ２）であることがより望ましい。
【００５８】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体１０では、大容量セル１１１ａの長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、小容量セル１１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であるが、他の実施形態では、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状が四角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状が四角形であってもよい。なお、通常、大容量セル１１１ａの長手方向に垂直な断面の形状及び小容量セル１１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は、大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂとが上下左右に同じパターンで繰り返されている部分の形状をいうものとする。大容量セルと小容量セルは、長手方向に垂直な断面形状が、四角形の角部が円弧の形状となる形状であってもよい。
【００５９】
次に、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。なお、原料となる湿潤混合物の主成分であるセラミック粉末として、炭化ケイ素を用いる場合について説明する。
（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し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
この際、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す大容量セル１１１ａ及び小容量セル１１１ｂを有するハニカム焼成体１１０の断面形状が作製されるような金型を用いてハニカム成形体を作製する。
【００６０】
（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。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
【００６１】
（３）その後、ハニカム成形体を脱脂炉中で加熱し、ハニカム成形体中の有機物を除去する脱脂工程を行った後、脱脂されたハニカム成形体を焼成炉に搬送し、焼成工程を行うことにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したような形状のハニカム焼成体を作製する。
なお、セルの端部に充填された封止材ペーストは、加熱により焼成され、封止材となる。
また、切断工程、乾燥工程、封止工程、脱脂工程及び焼成工程の条件は、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。
【００６２】
（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、接着材ペーストを塗布して接着材ペースト層を形成し、接着材ペースト層を介してハニカム焼成体同士を接着し、接着材ペースト層を加熱固化して接着材層とすることにより、複数のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されてなるセラミックブロックを作製する結束工程を行う。
ここで、接着材ペーストとしては、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、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【００６３】
（５）その後、セラミックブロックに切削加工を施す外周加工工程を行う。
具体的には、ダイヤモンドカッターを用いてセラミックブロックの外周を切削することにより、外周が円柱状に加工されたセラミックブロックを作製する。
【００６４】
（６）さらに、円柱状のセラミックブロックの外周面に、外周コート材ペーストを塗布し、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。
ここで、外周コート材ペーストとしては、上記接着材ペーストを使用することができる。なお、外周コート材ペーストして、上記接着材ペーストと異なる組成のペーストを使用してもよい。
以上の工程によって、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【００６５】
以下、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の作用効果について列挙する。
（１）上記ハニカム構造体を大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の容積が大きいと、排ガス浄化装置全体の大きさが大きくなるため、ハニカム構造体の容積を小さくする必要がある。そこで、直径が２００ｍｍ以上のハニカム構造体において、（ａ）ハニカム構造体の直径に対するハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）が１．０以下、かつ、（ｂ）ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）が１．４以上、かつ、（ｃ）ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さが０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満、かつ、（ｄ）ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上とすることで、得られたハニカム構造体の容積を小さくすることができ、さらに強度を高く、圧力損失を低くすることができる。
なお、本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、上記（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つの要素が欠けていると、ハニカム構造体の容量を小さくすることができない。また、ハニカム構造体の強度を高く、圧力損失を低くすることができない。
【００６６】
ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）が１．０以下の場合、排ガスがセル壁を通過するときの摩擦による圧力損失の上昇を抑えることができる。また、ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とすることにより、セル壁を通過する排ガスの流速が早くてもハニカム構造体の圧力損失の上昇の寄与を小さくすることができる。
【００６７】
また、ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面の開口率の比を１．４以上、かつ、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満とすることにより、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を６５％以上とすることができる。一般的に、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を高くすると濾過面積は小さくなる。しかし、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上と高い場合であっても、濾過面積を大きくすることができるため、ハニカム構造体の圧力損失を低くすることができる。従って、本発明の実施形態に係るハニカム構造体は、大型車両等に用いる場合に、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能であり、強度が高く、圧力損失を低くすることができる。
【００６８】
本実施形態のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上と高いので、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
上記ハニカム構造体をハニカムフィルタとして大型車両等に用いる場合、大型車両は連続運転が多いため、排ガスの排気温度は高い傾向にある。そのため、排出された排ガス中のＰＭは、ハニカム構造体中で強制的に多量に堆積させた後に燃焼させる必要がなく、連続的に燃焼させることができる。そのため、このようなハニカム構造体において、ＰＭ堆積後の圧力損失よりもＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることが重要となるが、上述のように、本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失を低くすることができる。
【００６９】
（２）本実施形態のハニカム構造体では、開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）を１．４以上とし、セル壁の厚さを０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満と薄くしているので、濾過面積を大きくしつつ、上記した６５％以上の高い開口率とすることができる。
【００７０】
（３）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、１．０以下である。すなわち、ハニカム構造体は大型車両等に用いることができるように大型のハニカム構造体であり、ハニカム構造体の直径が大きく、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さが短くなっている。従って、ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短くなる。その結果、排ガスがハニカム構造体のセルを通過する時の摩擦による圧力損失の上昇を抑えることができる。ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短い形状の場合、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることが可能となる。また、セル壁を通過する流速が速くてもハニカム構造体の圧力損失上昇の寄与が小さくなる。さらに、ハニカム構造体のセル全体に均一にＰＭが堆積する。また、このように、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さを短くすることで、ハニカム構造体の圧力損失を低減できるので、ハニカム構造体の容積を小さくすることが可能である。大型車両等にハニカム構造体を用いる場合、ハニカム構造体の連続再生（ＰＭの除去）が行われるため、ハニカム構造体にＰＭを多量に堆積させる必要がない。
【００７１】
（４）本実施形態のハニカム構造体では、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましい。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が８０％以下であると、ハニカム構造体の単位面積あたりに存在するセルの数を適切な数（例えば、３１〜６２個／ｃｍ２）に設定することができる。従って、該セル壁がハニカム構造体を支える壁として機能し、ハニカム構造体の機械的強度を適切な範囲に保つことができる。
【００７２】
（５）本実施形態のハニカム構造体では、上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましい。上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であると、ハニカム構造体の第一の端面の開口率と第二の端面の開口率との比が大きすぎることに起因するハニカム構造体の圧力損失の増大を抑制することができる。すなわち、ハニカム構造体の大容量セルと小容量セルとの容積の差が大きい場合には、両者を隔てるセル壁の面積が小さくなることに起因してハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積が小さくなり、ハニカム構造体の圧力損失が大きくなると考えられる。しかしながら、本発明の実施形態に係るハニカム構造体では、ハニカム構造体の開口率比は３．０以下であるので、両者を隔てるセル壁の面積が小さくならず、ハニカム構造体の内部に流入した排ガスが流出する壁の面積も小さくならず、ハニカム構造体の圧力損失は大きくなりにくい。
【００７３】
（６）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、０．５以上であることが望ましい。
ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５未満と小さすぎる場合は、ハニカム構造体の長さと直径との比が小さすぎると、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくなるため、ハニカム構造体のガス流出側にＰＭが一か所に積層しやすくなる。その結果、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。しかし、ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５以上であると、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方（排ガス流出側）に流れやすくならないので、ハニカム構造体のセル壁に均一にＰＭが堆積する。その結果、ハニカム構造体の圧力損失の上昇がおこりにくい。
【００７４】
（７）本実施形態のハニカム構造体では、ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであると、ハニカム構造体のセル壁に比べて外周壁の厚さが厚くなるので、ハニカム焼成体のセル壁の厚さを薄くしても、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強化材の役割を果たし、ハニカム焼成体の機械的特性を良好に維持することができる。
【００７５】
（８）本実施形態のハニカム構造体では、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の単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であることが望ましい。ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であると、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数（面積）が適切な範囲となり、セル壁がハニカム焼成体の機械的特性を維持する部位として機能し、ハニカム焼成体は機械的特性を維持することができる。
【００７６】
（９）本実施形態のハニカム構造体では、大容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、小容量セルの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であることが望ましい。ハニカム構造体のセルの断面形状が八角形と四角形であると、形状的に組み合わせ易いので、大容量セルと小容量セルとがバランスよく組み合わされたハニカム構造体とすることができる。そのため、ハニカム構造体の機械的特性を向上させることができ易くなる。
【００７７】
（実施例）
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。
【００７８】
（実施例１）
（１）ハニカム焼成体の製造
まず、平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５４．６重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２３．４重量％とを混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．３重量％、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．６重量％、グリセリン１．２重量％、及び、水１３．９重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た。この後、得られた湿潤混合物を用いて押出成形する成形工程を行い、ハニカム成形体を得た。
本工程では、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した内方ハニカム焼成体１１０と同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体を作製した。
【００７９】
次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させることにより、ハニカム成形体の乾燥体を作製した。その後、ハニカム成形体の乾燥体の所定のセルに封止材ペーストを充填してセルの封止を行った。なお、上記湿潤混合物を封止材ペーストとして使用した。セルの封止を行った後、封止材ペーストを充填したハニカム成形体の乾燥体を再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【００８０】
続いて、セル封止を行った後、乾燥させたハニカム成形体を４００℃で脱脂する脱脂処理を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成処理を行った。
これにより、ハニカム焼成体１１０（ハニカムユニットともいう）を製造した。
【００８１】
得られたハニカム焼成体は、多孔質炭化ケイ素焼結体からなり、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したように、断面形状が八角形の大容量セルと断面形状が四角形の小容量セルとを有し、気孔率が４２％、平均気孔径が９μｍ、大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×２００ｍｍ、セルの数（セル密度）が４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、セル壁の厚さが０．１７５ｍｍ、外周壁の厚さが０．３ｍｍである。
【００８２】
（２）ハニカム構造体の作製
上記工程により得られたハニカム焼成体を用いて、ハニカム構造体を作製した。
ハニカム焼成体１１０の所定の側面に接着材ペーストを塗布し、この接着材ペーストを介して３６個（縦６個×横６個）のハニカム焼成体１１０を接着させることにより、ハニカム焼成体の集合体を作製した。
さらに、ハニカム焼成体の集合体を１８０℃、２０分で接着材ペーストを乾燥固化させることにより、接着材層の厚さが１．０ｍｍの角柱状のセラミックブロックを作製した。
ここで、接着材ペーストとしては、平均粒径０．６μｍの炭化ケイ素３０．０重量％、シリカゾル（固形分３０重量％）２１．４重量％、カルボキシメチルセルロース８．０重量％、及び、水４０．６重量％からなる接着材ペーストを使用した。
【００８３】
その後、ダイヤモンドカッターを用いて、角柱状のセラミックブロックの外周を研削することにより、直径１９８ｍｍの円柱状のセラミックブロックを作製した。
【００８４】
次に、円柱状のセラミックブロックの外周部に外周コート材ペーストを塗布し、外周コート材ペーストを１２０℃で加熱固化することにより、セラミックブロックの外周部に厚さ１．０ｍｍの外周コート層を形成した。なお、上記接着材ペーストを外周コート材ペーストとして使用した。
以上の工程によって、直径２００ｍｍ×長さ２００ｍｍでその容積が６．２８Ｌの円柱状のハニカム構造体を作製した。
【００８５】
得られたハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、７１．１％であり、第二の端面（小容量セルが開口した端面）の開口率に対するハニカム構造体の第一の端面（大容量セルが開口した端面）の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４６である。また、ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、１．００である。
なお、上記した開口率は、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面、ハニカム構造体の第一の端面及びハニカム構造体の第二の端面の写真撮影を行い、得られた写真からそれぞれの総面積と開口が形成されている部分の面積を求め、開口率を算出した。
【００８６】
以下では、ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率を、中央部開口率といい、開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）を、単に開口率比ともいい、ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）を直径と長さの比（長さ／直径）ともいう。
【００８７】
上記したハニカム構造体の直径、ハニカム構造体の長さ、直径と長さの比（長さ／直径）、ハニカム構造体の容積、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、セル密度（個／ｃｍ２）、中央部開口率、開口率比を表１に表示する。
【００８８】
（実施例２〜７及び比較例１〜６）
製造するハニカム焼成体のセル壁の厚さ、セル密度（個／ｃｍ２）を表１の実施例２〜７及び比較例１〜６に示す値にするため必要に応じて金型を変え、ハニカム焼成体の長さを表１の実施例２〜７及び比較例１〜６に示す値にするために切断条件を必要に応じて変更したほかは、実施例１と同様にしてハニカム焼成体を製造した。
【００８９】
次に、作製するハニカム構造体の中央部開口率、開口率比、ハニカム構造体の直径、長さ、直径と長さの比（長さ／直径）、中央部開口率、開口率比を、表１の実施例２〜７及び比較例１〜６に示す値になるようにするために、組み合わせるハニカム焼成体の数を変更し、接着材層や外周コート層の厚さを変更したほかは、実施例１と同様にしてハニカム構造体を作製した。
【００９０】
得られた実施例２のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９１】
得られた実施例３のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：２５０ｍｍ、長さ：１２８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．５１、容積：６．２８Ｌであった。
【００９２】
得られた実施例４のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１５０ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７３．７％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９３】
得られた実施例５のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１００ｍｍ、セル密度：６２個／ｃｍ２（４００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７９．１％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９４】
得られた実施例６のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１９５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：６８．５％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９５】
得られた実施例７のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：２．２９、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであった。
【００９６】
得られた比較例１のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌであり、ハニカム構造体の直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【００９７】
得られた比較例２のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．３００ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：５８．６％、開口率比：１．４６、直径：２２５ｍｍ、長さ：１５８ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：０．７０、容積：６．２８Ｌであり、ハニカム構造体のセル壁の厚さ及び中央部開口率が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【００９８】
得られた比較例３のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１５０ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７３．７％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌであり、ハニカム構造体の直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【００９９】
得られた比較例４のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１００ｍｍ、セル密度：６２個／ｃｍ２（４００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７９．１％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌであり、ハニカム構造体の直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【０１００】
得られた比較例５のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．２００ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：６８．５％、開口率比：１．４６、直径：１８０ｍｍ、長さ：２４７ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．３７、容積：６．２９Ｌあり、ハニカム構造体のセル壁の厚さ、直径及び直径と長さの比（長さ／直径）が本発明の請求項１に記載の要件を満たしていない。
【０１０１】
得られた比較例６のハニカム構造体のセル壁の厚さ：０．１７５ｍｍ、セル密度：４６．５個／ｃｍ２（３００個／ｉｎｃｈ２）、中央部開口率：７１．１％、開口率比：１．４６、直径：２００ｍｍ、長さ：２２５ｍｍ、直径と長さの比（長さ／直径）：１．１３、容積：７．０７Ｌあり、直径と長さの比（長さ／直径）が請求項１に記載の要件を満たしていない。
【０１０２】
実施例１〜７及び比較例１〜６における圧力損失の値の測定を以下のようにして行った。
［圧力損失測定］
図４は、実施例１及び比較例１における圧力損失測定装置１７０を示す説明図である。
図４に示すように、圧力損失測定装置１７０では、６．４Ｌのコモンレール式のディーゼルエンジン１７６の排気管１７７に金属ケーシング１７４が取り付けられており、金属ケーシング１７４の内部にアルミナマット（保持シール材）を巻いたハニカム構造体１が配置されている。そして、ハニカム構造体１の前後に圧力計１７８が取り付けられている。
【０１０３】
図４に示す圧力損失測定装置１７０を用い、エンジン回転数を３０００ｒｐｍ、トルク５０Ｎｍに設定して、ＰＭをハニカム構造体に２５ｇ堆積させ、そのときの圧力差を測定し、圧力損失とした。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
実施例１〜７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、中央部開口率、開口率比、ハニカム構造体の直径、長さ、直径と長さの比（長さ／直径）は、本発明の請求項１に記載された条件を満たす。実施例１の圧力損失が２．８ｋＰａ、実施例２の圧力損失が２．６ｋＰａ、実施例３の圧力損失が２．８ｋＰａ、実施例４の圧力損失が２．４ｋＰａ、実施例５の圧力損失が２．３ｋＰａ、実施例６の圧力損失が２．８ｋＰａ、実施例７の圧力損失が２．７ｋＰａであった。実施例１〜７のハニカム構造体の圧力損失は、２．３〜２．８ｋＰａの範囲と良好な値であった。
【０１０６】
一方、比較例１〜６のハニカム構造体は、本発明の請求項１に記載された条件を満たしていない。比較例１の圧力損失が３．４ｋＰａ、比較例２の圧力損失が４．２ｋＰａ、比較例３の圧力損失が３．１ｋＰａ、比較例４の圧力損失が３．０ｋＰａ、比較例５の圧力損失が３．２ｋＰａ、比較例６の圧力損失が２．８ｋＰａであった。比較例１〜６のハニカム構造体の圧力損失は、２．８〜４．２ｋＰａの範囲であり、実施例のハニカム構造体に比べて比較例の圧力損失が高かった。
また、比較例１〜５に係るハニカム構造体は、実施例１〜７に係るハニカム構造体と略同容積であるが、ハニカム構造体の圧力損失が３．０〜４．２ｋＰａと高い。比較例６では、ハニカム構造体の圧力損失は、実施例１〜７と同程度の２．８ｋＰａであるが、容積が実施例１〜７よりも大きくなっている。
【０１０７】
（第二実施形態）
次に、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ながら説明する。
図５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６（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る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斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すハニカム焼成体のＣ−Ｃ線断面図である。
図７は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する別の形状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８は、本発明の第二実施形態のハニカム構造体を構成する、さらに別の形状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は、図５に示した本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の側面図である。
【０１０８】
図５に示すハニカム構造体２０では、多孔質炭化ケイ素からなる、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７、及び、図８に示す形状のハニカム焼成体２１０、２２０及び２３０が複数個ずつ接着材層２１を介して結束されてセラミックブロック２３を構成し、さらに、このセラミックブロック２３の外周に外周コート層２２が形成されている。
【０１０９】
図５に示すハニカム構造体２０では、セラミックブロック２３の外周を構成する位置にある８個のハニカム焼成体２２０及びハニカム焼成体２２０とは別の形状の４個のハニカム焼成体２３０と、ハニカム焼成体２２０及び２３０より内側に位置する３２個のハニカム焼成体２１０とが、接着材層２１を介して結束され、さらに外周部分に外周コート層２２が形成されることにより、ハニカム構造体全体の長手方向に垂直な断面形状が円形となっている。
【０１１０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すハニカム焼成体２１０には、本発明の第一実施形態に係るハニカム焼成体１１０と同様に、多数の大容量セル２１１ａと小容量セル２１１ｂとがセル壁２１３を隔てて長手方向（図６（ａ）中、ａの方向）に並設されており、大容量セル２１１ａと小容量セル２１１ｂのうち、いずれかの端部は、封止材２１２ａ及び封止材２１２ｂで封止されている。
本実施形態では、排ガスの入り口側では、小容量セル２１１ｂの端部が封止材２１２ｂで封止され、排ガスの出口側では、大容量セル２１１ａの端部が封止材２１２ａで封止されている。
【０１１１】
従って、排ガスの入り口側の端面が開口した大容量セル２１１ａに流入した排ガスＧは、必ず大容量セル２１１ａと小容量セル２１１ｂとを隔てるセル壁２１３を通過した後、排ガスの出口側の端面が開口した小容量セル２１１ｂから流出するようになっている。そして、排ガスＧがセル壁２１３を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル壁２１３は、フィルタとして機能する。
【０１１２】
３２個のハニカム焼成体２１０の長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、このハニカム焼成体２１０は、断面四角形のハニカム焼成体である。
また、上記四角形の外周を構成する四つの辺２１４の長さは同一であり、ハニカム焼成体２１０の長手方向に垂直な断面の形状は正方形となっている。
【０１１３】
ハニカム構造体２０の外周付近に位置する図７に示すハニカム焼成体２２０にも、ハニカム焼成体２１０と同様に多数の大容量セル２２１ａ、小容量セル２２１ｂ、封止材２２２ａ（図示せず）、封止材２２２ｂ、セル壁２２３（セル壁２２３ａ、セル壁２２３ｂ）が設けられている。従って、ハニカム焼成体２２０はＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
また、ハニカム焼成体２２０の外周部には外周壁２２８が設けられている。
【０１１４】
ハニカム焼成体２２０の長手方向に垂直な断面における形状は、第１の辺２２４と、第２の辺２２５と、第３の辺２２７と、傾斜辺２２６とが結合された形状である。
第１の辺２２４と第２の辺２２５の形成する角度は直角であり、傾斜辺２２６はその直角に対向して設けられている。傾斜辺２２６は円弧からなる。
なお、本明細書において「直角に対向する」とは、「直角に向かい合って」という意味であり、直角を形成する２辺とは異なる辺であることを意味する。
第３の辺２２７は傾斜辺２２６と第１の辺２２４を接続している辺であり、第３の辺２２７は第２の辺２２５と平行になっている。
すなわち、ハニカム焼成体２２０は１つの円弧及び３つの直線部からなる断面扇形のハニカム焼成体である。
【０１１５】
また、図８に示すハニカム焼成体２３０にも、ハニカム焼成体２１０と同様に多数の大容量セル２３１ａ、小容量セル２３１ｂ、封止材２３２ａ（図示せず）、封止材２３２ｂ、セル壁２３３（セル壁２３３ａ、セル壁２３３ｂ）が設けられている。従って、ハニカム焼成体２３０はＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。
ハニカム焼成体２３０の長手方向に垂直な断面の形状は三角形であり、ハニカム焼成体２３０は、断面三角形のハニカム焼成体である。
また、ハニカム焼成体２３０の長手方向に垂直な断面の形状は、第１の辺２３４及び第２の辺２３５で形成される直角を有し、上記直角に対向する斜辺２３６を有する直角二等辺三角形となっている。また、ハニカム焼成体２３０の外周部には外周壁２３８が設けられている。
【０１１６】
なお、本明細書においては、各ハニカム焼成体の形状やセルの形状を三角形、四角形等の名称で表現しているが、本明細書における三角形、四角形とは、完全な直線のみからなる厳密な図形を意味するものではなく、その角（頂点）が直線や曲線で面取りされていて三角形、四角形と実質的に同視し得る形状を包含する。また、本明細書において「直角」、「平行」、「直角二等辺三角形」等の語は数学的に厳密な形状を意味するものではなく、「直角」、「平行」、「直角二等辺三角形」等の形状と実質的に同視し得る形状を包含する。
【０１１７】
図９は、図５に示す本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体２０の側面図である。
以下、図９を参照してハニカム構造体２０におけるハニカム焼成体２１０、ハニカム焼成体２２０及びハニカム焼成体２３０の配置について説明する。
ハニカム構造体２０では、その断面の中央部にハニカム焼成体２１０（断面四角形のハニカム焼成体）が配置されている。ハニカム焼成体２１０の数は３２個である。
【０１１８】
ハニカム焼成体２１０の周囲にハニカム焼成体２２０（断面扇形のハニカム焼成体）が８個配置されている。ハニカム焼成体２２０は、第２の辺２２５がハニカム焼成体２１０と隣接するように配置されている。傾斜辺２２６は、セラミックブロックの外周面となるように配置されている。ハニカム焼成体２２０は、各ハニカム焼成体２２０の第１の辺２２４同士が隣接するように配置されている。
ハニカム焼成体２２０の第２の辺２２５の長さは、ハニカム焼成体２１０の外周を構成する辺２１４の長さよりも長くなっている。
特に、ハニカム焼成体２２０の第２の辺２２５の長さがハニカム焼成体２１０の外周を構成する辺２１４の長さの１．５〜２．５倍となっていることが望ましい。
【０１１９】
ハニカム焼成体２１０の周囲であってハニカム焼成体２２０が配置されていない部位にはハニカム焼成体２３０（断面三角形のハニカム焼成体）が４個配置されている。
ハニカム焼成体２３０は、その第１の辺２３４及び第２の辺２３５がハニカム焼成体２１０と隣接するように配置されている。また、斜辺２３６がセラミックブロックの外周面となるように配置されている。
【０１２０】
このハニカム構造体２０においては、ハニカム焼成体の数は合計で４４個である。その内訳はハニカム焼成体２１０が３２個、ハニカム焼成体２２０が８個、ハニカム焼成体２３０が４個である。
そして、４４個のハニカム焼成体２１０、２２０、２３０が接着材層２１を介して結束されてセラミックブロック２３を形成している。
さらに、セラミックブロック２３の外周面にはシール材層２２が形成されており、ハニカム構造体２０の長手方向に垂直な断面の形状は円形になっている。
【０１２１】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０でも、ハニカム構造体２０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上とし、ハニカム構造体２０の第二の端面（小容量セルが開口した端面）の開口率に対するハニカム構造体２０の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上としている。
【０１２２】
ハニカム構造体２０の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましく、７８％以下であることがより望ましい。また、ハニカム構造体２０の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましく、２．５以下であることがより望ましい。
【０１２３】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の外周壁を除くセル壁２１３、２２３、２３３の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満としている。ハニカム焼成体の外周壁を除く、セル壁の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍが望ましい。
【０１２４】
セル壁２１３、２２３、２３３としては、大容量セル２１１ａ、２２１ａ、２３１ａと小容量セル２１１ｂ、２２１ｂ、２３１ｂとを隔てるセル壁２１３ａ、２２３ａ、２３３ａと大容量セル２１１ａ、２２１ａ、２３１ａ同士を隔てるセル壁２１３ｂ、２２３ｂ、２３３ｂとが存在するが、セル壁２１３ａ、２２３ａ、２３３ａとセル壁２１３ｂ、２２３ｂ、２３３ｂとは、同じ厚さであることが望ましい。また、セル壁２１３、２２３、２３３の厚さは、０．１５０〜０．１９５ｍｍであることがより望ましい。
【０１２５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム構造体２０の直径を２００ｍｍ以上と大きく設定するとともに、ハニカム構造体２０の直径に対するハニカム構造体２０の長さの比（ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）を１．０以下としている。
【０１２６】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム構造体２０の直径に対するハニカム構造体２０の長さの比は、０．５以上であることが望ましく、０．６以上であることがより望ましい。
また、ハニカム構造体２０の直径は、４５０ｍｍ以下であることが望ましく、４００ｍｍ以下であることがより望ましい。
【０１２７】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０を構成するハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の外周壁２１４、２２８、２３８の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。
【０１２８】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２（２００〜４００個／ｉｎｃｈ２）であることが望ましく、３８〜５５個／ｃｍ２（２５０〜３５０個／ｉｎｃｈ２）であることがより望ましい。
【０１２９】
次に、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体の製造方法について説明する。
（１）まず、ハニカム成形体を作成する。この際、ハニカム焼成体２２０、２３０を作製するための金型が本発明の第一実施形態の場合と異なるほかは、本発明の第一実施形態の場合と同様にしてハニカム成形体を作製する。
【０１３０】
次に、本発明の第一実施形態のハニカム構造体の製造方法の（２）及び（３）に記載された方法と同様にして、ハニカム成形体の切断工程、乾燥工程、封止工程を行い、続いて脱脂工程、焼成工程を行うことにより、ハニカム焼成体を製造する。
【０１３１】
（４）続いて、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の側面のうち、必要な部分に接着剤ペースト層を形成し、接着材ペースト層を介してハニカム焼成体同士を接着し、接着剤ペースト層を加熱固化して接着材層とし、接着材層を介して複数のハニカム焼成体を結束させてセラミックブロックとする結束工程を行う。
接着剤ペーストとしては、無機繊維及び／又はウィスカ、無機粒子、無機バインダ、並びに、有機バインダを含む接着剤ペーストが好適に用いられる。
【０１３２】
この結束工程においては、中央部にハニカム焼成体２１０を配置し、その周囲にハニカム焼成体２２０及びハニカム焼成体２３０を配置して、図９に示すような断面形状を有するセラミックブロック２３を作製する。
特に、ハニカム焼成体２２０を、その第２の辺２２５がハニカム焼成体２１０と隣接するように、かつ、その傾斜辺２２６がセラミックブロック２３の最外周になるように配置する。
また、ハニカム焼成体２３０を、その第１の辺２３４及び第２の辺２３５がハニカム焼成体２１０と隣接するように、かつ、その斜辺２３６がセラミックブロック２３の最外周になるように配置する。
【０１３３】
本発明の第二の実施形態に係るハニカム構造体２０では、ハニカム焼成体２１０、２２０、２３０の全ての外周部分に外周壁２１４、２２８、２３８が形成されており、セラミックブロック２３が作製された時点で、円柱形状となっているので、切削加工の必要はない。
【０１３４】
（５）続いて、本発明の第一実施形態の場合と同様に、セラミックブロック２３の外周面に、外周コート材ペーストを塗布し、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ことにより、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体を製造することができる。
【０１３５】
本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体の場合と同様に、本発明の第一実施形態に記載された（１）〜（９）と同様の作用効果を奏する。
【０１３６】
（排ガス浄化装置の実施形態）
本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置は、
ハニカム構造体の側面に保持シール材が配置され、上記ハニカム構造体と上記保持シール材とが金属容器に配置され、
上記ハニカム構造体は、上述した構成を有する本発明のハニカム構造体であり、
排ガスの入り口側が、上記ハニカム構造体の第一端面となるように、上記ハニカム構造体が配置されていることを特徴とする。
【０１３７】
図１４は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。
図１４に示すように、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置７２０は、ハニカム構造体１０、ハニカム構造体１０の外方を覆う金属容器７２１、ハニカム構造体１０と金属容器７２１との間に配置された保持シール材７２２から構成されており、金属容器７２１の排ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管７２４が接続されており、金属容器７２１の他端部には、外部に連結された排出管７２５が接続されている。なお、図１４中、矢印は排ガスの流れを示している。
【０１３８】
すなわち、この排ガス浄化装置７２０では、ハニカム構造体１０の側面に保持シール材７２２が配置され、ハニカム構造体１０と保持シール材７２２とが金属容器７２１に配置されている。
【０１３９】
また、ハニカム構造体１０は、本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体１０であり、排ガス浄化装置７２０の導入管７２４が接続されている排ガスの入り口側にハニカム構造体１０の第１の端面（大容量セルが開口している端面）が配置され、排出管７２５が接続されている排ガスの出口側に第２の端面（小容量セルが開口している端面）が配置されるように配置されている。
【０１４０】
保持シール材７２２は、アルミナ−シリカ等の無機繊維から構成されるマット状のものであり、自動車の走行等により生じる振動又は衝撃等により、ハニカム構造体１０が金属容器７２１と接触して破損するのを防止し、ハニカム構造体１０と金属容器７２１との間から排ガスが漏れることを防止するためにハニカム構造体１０と金属容器７２１との間に介挿されている。
本実施形態に係るハニカム構造体は、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体２０であってもよい。
【０１４１】
本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置７２０では、上記した態様でハニカム構造体１０が排ガス浄化装置７２０に配設されているので、以下に記載する効果を奏することができる。
【０１４２】
以下、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が６５％以上と高いので、ＰＭ堆積前（初期）の圧力損失が低い排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４３】
（２）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、セル壁の厚さは０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満と薄くなっているので、ハニカム構造体の濾過面積が大きくなる。そのため、流入排ガスに対してハニカム構造体のセル壁の濾過面積が相対的に大きくなる。このため、本実施形態の排ガス浄化装置では、初期の圧力損失を小さくすることができる。
【０１４４】
（３）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、ハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、１．０以下である。すなわち、ハニカム構造体は大型車両等に用いることができるように大型のハニカム構造体であり、ハニカム構造体の直径が大きく、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さが短くなっている。従って、ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短くなる。その結果、排ガスがハニカム構造体のセルを通過する時の摩擦によるハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることができる。ハニカム構造体の端面の面積が大きく、セルの長さが短い形状の場合、セル壁の厚さを薄くしているため、ハニカム構造体の圧力損失の上昇を抑えることが可能となる。また、セル壁を通過する流速が速くても、ハニカム構造体の圧力損失上昇の寄与が小さくなる。さらに、ハニカム構造体のセル全体に均一にＰＭが堆積する。このように、ハニカム構造体の直径に比べてハニカム構造体の長さを短くすることで、ハニカム構造体の圧力損失を低減できるので、排ガス浄化装置に配設するハニカム構造体の容積を小さくすることが可能である。大型車両等に用いる場合、ハニカム構造体の連続再生（ＰＭの除去）が行われるため、ハニカム構造体にＰＭを多量に堆積させる必要がない。
【０１４５】
（４）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下であることが望ましい。ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率が８０％以下であると、ハニカム構造体の単位面積あたりに存在するセルの数を適切な数（例えば、３１〜６２個／ｃｍ２）とすることができる。従って、該セル壁がハニカム構造体を支える壁として機能し、ハニカム構造体の機械的強度を適切な範囲に保つことができる。従って、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４６】
（５）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であることが望ましい。上記開口率比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下であると、ハニカム構造体の第一の端面の開口率と第二の端面の開口率との比が大きすぎることに起因する排ガス浄化装置の圧力損失の増大を抑制することができる。
【０１４７】
（６）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置を構成するハニカム構造体の長さと直径との比（ハニカム構造体の長さ／ハニカム構造体の直径）は、０．５以上であることが望ましい。
ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５未満と小さすぎる場合は、ハニカム構造体に流入した排ガスが後方に流れやすくなるため、ハニカム構造体の排ガス流出側にＰＭが一か所に積層しやすくなる。その結果、ハニカム構造体の圧力損失が上昇する。しかし、ハニカム構造体の長さと直径との比が０．５以上であると、ハニカム構造体に流入した排ガスが流出側に流れやすくならないので、ハニカム構造体のセル壁に均一にＰＭが堆積する。その結果、圧力損失の上昇がおこりにくい排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４８】
（７）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置に配設されたハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであることが望ましい。ハニカム焼成体の外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍであると、ハニカム構造体のセル壁に比べて外周壁の厚さが厚くなるので、ハニカム焼成体のセル壁の厚さを薄くしても、ハニカム焼成体の外周壁が機械的強度を保つための強化材の役割を果たし、排ガス浄化装置に配設されたハニカム焼成体の機械的特性を良好に維持することができる。従って、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【０１４９】
（８）本実施形態の排ガス浄化装置では、該排ガス浄化装置に配設され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セルの単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であることが望ましい。ハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数が３１〜６２個／ｃｍ２であると、ハニカム構造体の断面における単位面積あたりに占めるセル壁の数（面積）が適切な範囲となり、セル壁がハニカム焼成体の機械的特性を維持する部位として機能し、ハニカム構造体は機械的特性を維持することができる。従って、長期間使用してもハニカム構造体にクラック等が発生しにくい、耐久性に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【０１５０】
（その他の実施形態）
本発明の第一実施形態に係るハニカム構造体では、外方ハニカム焼成体１２０及び１３０は、切削された部分には外周壁が存在しないので、そのままでは、大容量セル１１１ａと小容量セル１１１ｂが溝として外周部分に露出する形状となっている。しかし、外方ハニカム焼成体は、外周すべてに外周壁が形成された態様となっていてもよい。
【０１５１】
具体的には、本発明の実施形態に係るハニカム構造体は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０と、図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０と、図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０とから構成されてもよい。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する外方ハニカム焼成体の一例を模式的に示す側面図である。
図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０及び図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０は、図３（ａ）に示す外方ハニカム焼成体１２０及び図３（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体１３０の変形例である。
【０１５２】
図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０及び図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０では、外形が図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したハニカム焼成体１２０、１３０と同様であり、大容量セル３１１ａ、３２１ａと小容量セル３１１ｂ、３２１ｂの形状は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したハニカム焼成体１２０及び１３０の形状と同様である。
そして、円弧形状となる辺の部分にも所定の厚さの外周壁３１４、３２４が形成されており、外周壁３１４、３２４に近い大容量セル３１１ａ、３２１ａと小容量セル３１１ｂ、３２１ｂは、外周壁３１４、３２４に合わせて変形されている。
このようなハニカム焼成体３１０、３２０を有するハニカム構造体は、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体２０と同様に、セラミックブロックが作製された時点で、円柱形状となっているので、切削加工の必要がなく、ハニカム構造体の製造工程を簡略化することができる。
上記の構成を有するハニカム構造体を製造するためには、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す内方ハニカム焼成体１１０、図１０（ａ）に示す外方ハニカム焼成体３１０及び図１０（ｂ）に示す外方ハニカム焼成体３２０に対応する金型を用いてハニカム成形体を作製すればよい。
【０１５３】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体では、セルは、大容量セルと小容量セルとで構成されているが、大容量セル及び小容量セルの形態は、これまでの実施形態において説明した形態に限定されるものではない。
【０１５４】
以下においては、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体を構成する複数のハニカム焼成体と同様の形状を有するハニカム焼成体について、大容量セル及び小容量セルの形状が異なる場合を説明するが、ハニカム構造体やハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の形状は、本発明の第二実施形態に係るハニカム構造体又はハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の形状に限定されない。
【０１５５】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係る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側面図である。
【０１５６】
図１１（ａ）に示すハニカム焼成体４１０では、大容量セル４１１ａと、小容量セル４１１ｂが交互に配設されてなる。
図１１（ａ）に示すハニカム焼成体４１０では、大容量セル４１１ａの長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、小容量セル４１１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形である。
【０１５７】
図１１（ｂ）に示すハニカム焼成体４２０は、大容量セル４２１ａと、小容量セル４２１ｂが交互に配設されてなる。
図１１（ｂ）に示すハニカム焼成体４２０では、大容量セル４２１ａの長手方向に垂直な断面の形状は四角形の角部に相当する部分が円弧状である形状であり、小容量セル４２１ｂの長手方向に垂直な断面の形状は四角形の角部に相当する部分が円弧状である形状である。
【０１５８】
図１１（ｃ）に示すハニカム焼成体４３０は、大容量セル４３１ａと、小容量セル４３１ｂが交互に配設されてなる。大容量セル４３１ａ及び小容量セル４３１ｂの長手方向に垂直な断面は、セルの各辺が曲線である形状である。すなわち、図１１（ｃ）ではセル壁４３３の断面形状が曲線である。
大容量セル４３１ａの断面形状は、セル壁４３３がセルの断面の中心から外側に向かって凸の形状である。一方、小容量セル４３１ｂの断面形状は、セル壁４３３がセルの断面の外側から中心に向かって凸の形状である。
セル壁４３３はハニカム焼成体の断面の水平方向及び垂直方向に対して起伏する「波形」の形状を有しており、隣り合うセル壁４３３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、セルの断面形状が外側に膨らんだ大容量セル４３１ａとセルの断面形状が内側に凹んだ小容量セル４３１ｂとが形成される。なお、波形の振幅は一定でもよくまた変化しても良いが、一定であることが好ましい。
なお、上記大容量セルと小容量セルの形状は、上記した以外の形状であってもよい。
【０１５９】
ハニカム焼成体が大容量セルと小容量セルを有する場合、隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離と、隣り合う小容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離とは、等しいことが望ましい。
「隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の大容量セルの長手方向に垂直な断面における重心と、隣り合う大容量セルの長手方向に垂直な断面における重心との最小の距離をいい、一方、「隣り合う小容量セルの長手方向に垂直な断面の重心間距離」とは、一の小容量セルの長手方向に垂直な断面における重心と、隣り合う小容量セルの重心との最小の距離のことをいう。
【０１６０】
上記２つの重心間距離が等しいとき、再生時に熱が均一に拡散することで、ハニカムフィルタ内部の局所的な温度の偏りがなくなり、長期間繰り返し使用しても、熱応力に起因するクラック等が発生することのない耐久性に優れたフィルタとなるからである。
【０１６１】
大容量セルと小容量セルからなるハニカム焼成体について、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示した長手方向に垂直な断面の形状が四角形のハニカム焼成体を例にして説明したが、図７に示したハニカム焼成体２２０又は図８に示したハニカム焼成体２３０が、図６〜図８に示した形状と異なる形状の大容量セルと小容量セルを備えていても良い。
【０１６２】
図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成する別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。なお、図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すハニカム焼成体の形状は、図７に示したハニカム焼成体２２０の形状と同様である。
これらの図面に示すハニカム焼成体５１０、５２０、５３０、は、それぞれ大容量セル５１１ａ、５２１ａ、５３１ａ及び小容量セル５１１ｂ、５２１ｂ、５３１ｂが交互に配設されてなる。大容量セル及び小容量セルの形状は、上述したハニカム焼成体４１０、４２０、４３０の場合と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１６３】
図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るハニカム構造体を構成するさらに別の形状のハニカム焼成体の端面の一例を模式的に示す側面図である。なお、図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）に示すハニカム焼成体の形状は、図８に示したハニカム焼成体２３０の形状と同様である。
これらの図面に示すハニカム焼成体６１０、６２０、６３０は、それぞれ大容量セル６１１ａ、６２１ａ、６３１ａ及び小容量セル６１１ｂ、６２１ｂ、６３１ｂが交互に配設されてなる。大容量セル及び小容量セルの形状は、上述したハニカム焼成体４１０、４２０、４３０の場合と同様である。
【０１６４】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体の形状は、円柱状に限定されるものでなく、楕円柱状、長円形状、多角柱状、断面三角形の角部部分が円弧である柱状体等の任意の柱形状であればよい。
【０１６５】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、ハニカム構造体は、セル壁に触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。
【０１６６】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム構造体をフィルタとして使用する場合には、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、ハニカム焼成体が目詰まりを起こしやすくなる。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するため、ハニカム焼成体が破壊されやすくなる。
【０１６７】
また、本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム構造体をフィルタとして使用する場合には、ハニカム構造体を構成する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、ハニカム焼成体が目詰まりを起こしやすくなる。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ハニカム焼成体の気孔を通り抜けてしまい、ハニカム焼成体がパティキュレートを捕集することができず、ハニカム焼成体がフィルタとして機能することができない。
【０１６８】
なお、上記気孔率及び気孔径は、従来公知の方法である水銀圧入法により測定することができる。
【０１６９】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム焼成体の各セルのハニカム焼成体の長手方向に垂直な断面の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、四角形、六角形等の任意の形状であればよい。また、種々の形状を混在させてもよい。
【０１７０】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の材料としては、炭化ケイ素又はケイ素結合炭化ケイ素に限定されるわけではなく、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、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等が挙げられる。
これらの中では、非酸化物セラミックが好ましく、耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるという観点から炭化ケイ素又はケイ素結合炭化ケイ素が特に好ましい。
【０１７１】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を作製する際に用いられる湿潤混合物に含まれ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。これらの中では、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、上記セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。
【０１７２】
上記湿潤混合物に含まれる可塑剤としては、特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
また、上記湿潤混合物に含まれる潤滑剤としては、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、上記湿潤混合物に含まれていなくてもよい。
【０１７３】
また、上記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、上記湿潤混合物中には、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。
【０１７４】
さらに、上記湿潤混合物には、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や、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。これらの中では、アルミナバルーンが望ましい。
【０１７５】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれ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。無機バインダの中では、シリカゾルが望ましい。
【０１７６】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれ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。有機バインダの中では、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
【０１７７】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物粒子、窒化物粒子等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。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。無機粒子の中では、熱伝導性に優れる炭化ケイ素粒子が望ましい。
【０１７８】
上記接着材ペースト及び上記外周コート材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。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。無機繊維の中では、アルミナファイバが望ましい。また、無機繊維は、生体溶解性ファイバであってもよい。
【０１７９】
さらに、上記接着材ペースト及び上記外周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や、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。これらの中では、アルミナバルーンが好ましい。
【０１８０】
本発明の実施形態に係るハニカム構造体において、ハニカム焼成体のセル壁には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよい。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、ゼオライト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。
【０１８１】
本発明のハニカム構造体は、大容量セルと小容量セルとからなり、上記大容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積が、上記小容量セルの上記長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、大容量セルと小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、上記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、上記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する上記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、上記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、上記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、上記ハニカム構造体の直径に対する上記ハニカム構造体の長さの比（上記ハニカム構造体の長さ／上記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを必須の構成要素としている。
【０１８２】
係る必須の構成要素に、本発明の第一実施形態〜第二実施形態、及び、その他の実施形態で詳述した種々の構成（例えば、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の形状、ハニカム焼成体のセル壁の形状、ハニカム焼成体のセル構造、ハニカム構造体の製造工程等）を適宜組み合わせることにより所望の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１８３】
１０、２０ ハニカム構造体
１１、２１ 接着材層
１３、２３ セラミックブロック
１１０、１２０、１３０、２１０、２２０、２３０、３１０、３２０、４１０、４２０、４３０、５１０、５２０、５３０、６１０、６２０、６３０ ハニカム焼成体
１１１ａ、１２１ａ、１３１ａ、２１１ａ、２２１ａ、２３１ａ、３１１ａ、３２１ａ、３３１ａ、４１１ａ、４２１ａ、４３１ａ、５１１ａ、５２１ａ、５３１ａ、６１１ａ、６２１ａ、６３１ａ 大容量セル
１１１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂ、２１１ｂ、２２１ｂ、２３１ｂ、３１１ｂ、３２１ｂ、３３１ｂ、４１１ｂ、４２１ｂ、４３１ｂ、５１１ｂ、５２１ｂ、５３１ｂ、６１１ｂ、６２１ｂ、６３１ｂ 小容量セル
１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、３１２ａ、３１２ｂ、３２２ａ、３２２ｂ、４１２ａ、４１２ｂ、４２２ａ、４２２ｂ、４３２ａ、４３２ｂ、５１２ａ、５１２ｂ、５２２ａ、５２２ｂ、５３２ａ、５３２ｂ、６１２ａ、６１２ｂ、６２２ａ、６２２ｂ、６３２ａ、６３２ｂ 封止材
１１３（１１３ａ、１１３ｂ）、１２３（１２３ａ、１２３ｂ）、１３３（１３３ａ、１３３ｂ）、２１３（２１３ａ、２１３ｂ）、２２３（２２３ａ、２２３ｂ）、２３３（２３３ａ、２３３ｂ）、３１３（３１３ａ、３１３ｂ）、３２３（３２３ａ、３２３ｂ）、４１３（４１３ａ、４１３ｂ）、４２３（４２３ａ、４２３ｂ）、４３３（４３３ａ、４３３ｂ） セル壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大容量セルと小容量セルとからなり、前記大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積が、前記小容量セルの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい、複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、前記大容量セルと前記小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、
前記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、
前記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する前記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、
前記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、
前記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、
前記ハニカム構造体の直径に対する前記ハニカム構造体の長さの比（前記ハニカム構造体の長さ／前記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する前記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記ハニカム構造体の直径に対する前記ハニカム構造体の長さの比（前記ハニカム構造体の長さ／前記ハニカム構造体の直径）は、０．５以上である請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記ハニカム焼成体の前記外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記ハニカム焼成体の前記長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２である請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、
前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形である請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、
前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形である請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記大容量セル及び前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面においては、前記大容量セル及び前記小容量セルの各辺が曲線により構成されている請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記セラミックブロックは、外周全体に外周壁を有するハニカム焼成体から構成されている請求項１〜９のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
排ガス浄化装置であって、
ハニカム構造体の側面に保持シール材が配置され、前記ハニカム構造体と前記保持シール材とが金属容器に配置され、
前記ハニカム構造体は、請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体であり、
排ガスの入り口側が、前記ハニカム構造体の第一の端面となるように、前記ハニカム構造体が配置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１】
大容量セルと小容量セルとからなり、前記大容量セルの長手方向に垂直な断面の面積が、前記小容量セルの長手方向に垂直な断面の面積よりも大きい、複数個のハニカム焼成体が接着材層を介して結束されたセラミックブロックを含み、前記大容量セルと前記小容量セルのいずれか一方の端部が封止されたハニカム構造体であって、
前記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、６５％以上であり、
前記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する前記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、１．４以上であり、
前記ハニカム焼成体の外周壁を除くセル壁の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ未満であり、
前記ハニカム構造体の直径は、２００ｍｍ以上であり、
前記ハニカム構造体の直径に対する前記ハニカム構造体の長さの比（前記ハニカム構造体の長さ／前記ハニカム構造体の直径）は、１．０以下であることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム構造体の中央部における長手方向に垂直な断面の開口率は、８０％以下である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記ハニカム構造体の第二の端面の開口率に対する前記ハニカム構造体の第一の端面の開口率の比（第一の端面の開口率／第二の端面の開口率）は、３．０以下である請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記ハニカム構造体の直径に対する前記ハニカム構造体の長さの比（前記ハニカム構造体の長さ／前記ハニカム構造体の直径）は、０．５以上である請求項１〜３のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記ハニカム焼成体の前記外周壁の厚さは、０．２〜０．５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記ハニカム焼成体の前記長手方向に垂直な断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１〜６２個／ｃｍ２である請求項１〜５のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項７】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は八角形であり、
前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形である請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項８】
前記大容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形であり、
前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面の形状は四角形である請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項９】
前記大容量セル及び前記小容量セルの前記長手方向に垂直な断面においては、前記大容量セル及び前記小容量セルの各辺が曲線により構成されている請求項１〜６のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１０】
前記セラミックブロックは、外周全体に外周壁を有するハニカム焼成体から構成されている請求項１〜９のいずれかに記載のハニカム構造体。
【請求項１１】
排ガス浄化装置であって、
ハニカム構造体の側面に保持シール材が配置され、前記ハニカム構造体と前記保持シール材とが金属容器に配置され、
前記ハニカム構造体は、請求項１〜１０のいずれかに記載のハニカム構造体であり、
排ガスの入り口側が、前記ハニカム構造体の第一の端面となるように、前記ハニカム構造体が配置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２５０９０１（Ｐ２０１２−２５０９０１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７８８（Ｐ２０１２−７８８）
【出願日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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