以下、本発明のハニカムフィルタを、車両� ��排気ガス浄化装置に適用した実施形態につ� ��て説明する。
 まず排気ガス浄化装置の概略について説明� ��る。なお、本実施形態の排気ガス浄化装置� ��自然着火方式を採用しており、排気ガスの� ��により、捕集されたPMが再生処理されるも� �としているが、自然着火方式に限定されず� �どのような方法であってもよい。

 図1に示すように、排気ガス浄化装置10は� ��例えば、ディーゼルエンジン11から排出さ� �る排気ガスを浄化するための装置である。� �ィーゼルエンジン11は、図示しない複数の気 筒を備えている。各気筒には、金属材料から なる排気マニホールド12の分岐部13がそれぞ� �連結されている。各分岐部13は1本のマニホ� �ルド本体14にそれぞれ接続されている。従っ て、各気筒から排出された排気ガスは一箇所 に集中する。

 排気マニホールド12の下流側には、金属� �料からなる第1排気管15及び第2排気管16が配� �されている。第1排気管15の上流側端は、マ� �ホールド本体14に連結されている。第1排気� �15と第2排気管16との間には、同じく金属材料 からなる筒状のケーシング18が配設されてい� ��。ケーシング18の上流側端は第1排気管15の� �流側端に連結され、ケーシング18の下流側端 は第2排気管16の上流側端に連結されている。 その結果、第1排気管15、ケーシング18及び第2 排気管16の内部領域が互いに連通し、その中� ��排気ガスが流れるようになっている。

 ケーシング18はその中央部が排気管15,16よ りも内径が大きくなるように形成されている 。従って、ケーシング18の内部領域は、排気� ��15,16の内部領域に比べて広くなっている。� �のケーシング18の内部に、ハニカムフィルタ 21が収容されている。ハニカムフィルタ21の� �周面とケーシング18の内周面との間には、ハ ニカムフィルタ21とは別体の断熱材(いわゆる 保持シール材)19が配設されている。なお、ケ ーシング18の内部においてハニカムフィルタ2 1より上流側には、触媒担体71が収容されてい る。この触媒担体71の内部には従来公知の酸� ��触媒が担持されており、触媒担体71の内部� �おいて排気ガスが酸化処理される。そして� �このときの酸化熱がハニカムフィルタ21の内 部に伝導され、ハニカムフィルタ21の内部に� ��いてPMの再生処理の際に寄与する。

 図2に示すように、このハニカムフィルタ 21は、四角柱状をなす複数個(本実施形態では 16個)のハニカム部材22よりなる円柱状のハニ� ��ム構造体23を有しており、その端部の所定� �所には封止体30が設けられている。本実施形 態のハニカムフィルタ21は、押出成形により� ��出されるハニカム部材22と同形状をなすハ� �カム成形体を所定条件で乾燥し、乾燥した� �ニカム成形体の端部の所定箇所を後述の封� �体で封止し、所定条件で乾燥及び焼成する� �得られた複数個のハニカム焼成体を接合材24 により結束させて集合体とし、所定条件で乾 燥する。得られた集合体の断面を円形にすべ く、集合体の外周部を切削加工する。その外 周面に塗布層ペーストを塗布し、乾燥するこ とにより塗布層41を形成する。このようにし� ��、ハニカムフィルタ21が得られる。なお、� �明細書で使用した用語「断面」は、ハニカ� �フィルタ21の軸線Qに垂直な断面を意味する(� ��1、図4参照)。接合材24は、無機バインダ、� �機バインダ、無機繊維等を含有してなるも� �であり、従来公知の組成を利用することが� �きる。

 図3に示すように、ハニカム部材22は、外� ��壁26と、外周壁26の内側に配置されたセル壁 27とを有し、断面形状が正方形状に形成され� ��いる。ハニカム部材22の外周壁26及びセル壁 27を形成する材料、すなわちハニカム構造体2 3を形成する主な材料(主成分)としては、多孔 質セラミックが挙げられる。なお、ここでい う「主成分」とは、ハニカム構造体23を形成� ��る全成分中に50質量%以上含まれる成分をい� ��。「主成分」は80%以上含まれていることが� ��ましい。

 この種の多孔質セラミックとしては、例� ��ば、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホ� ��素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭� ��珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭� ��タンタル、炭化タングステン等の炭化物セ� ��ミック、アルミナ、ジルコニア、コージュ� ��イト、ムライト、シリカ、チタニア、チタ� ��酸アルミニウム等の酸化物セラミック等の� ��ラミック材料が挙げられる。これらは単独� ��使用されてもよく、二種以上を組み合わせ� ��使用されてもよい。これらの中でも、耐熱� ��に優れるとともに耐熱衝撃性に優れるとい� ��観点から、炭化珪素、コージェライト、チ� ��ン酸アルミニウムを採用するのが好ましい� ��

 ハニカム構造体23を形成する材料中には、� �えばAl元素、Fe元素、B元素、Si元素及び遊離� ��素よりなる他の成分が不純物として含有さ� ��てもよい。また、本実施形態のセル壁27に� �、白金族元素(例えばPt等)や、アルカリ金属� ��アルカリ土類金属等の金属元素及びその酸� ��物等からなる酸化触媒が担持されていても� ��い。このような酸化触媒をセル壁27に担持� �た場合には、セル壁27の表面及び内部に捕集 されたPMの燃焼温度を、酸化触媒の作用によ� ��低下させることができる。また、触媒によ� ��NO _X 等の有害物質を浄化することができる。

 ハニカム部材22は、セル壁27により区画さ れることにより長手方向に貫通され、該セル 壁27によってハニカム形状に区画された断面� ��正方形状の複数のセル28(貫通孔)を有してい る(図2,3参照)。図4に示すように、各セル28は� ��一方の端面(上流側端面29A)から他方の端面(� ��流側端面29B)にかけて軸方向Qに貫通されて� �り、流体としての排気ガスの流路となる。� �して、各セル28の開口端部は、いずれか一方 の端面(上流側端面29A,下流側端面29B)の側にお いて、封止体30により封止されている。従っ� ��、端面(上流側端面29A,下流側端面29B)全体と� ��てみると市松模様状を呈している。すなわ� ��、多数あるセル28のうち、約半数のものは� �流側端面29Aにおいて開口し、残りのものは� �流側端面29Bにおいて開口している。

 図5に示すように各封止体30は、各セル28� �おいて、セル壁27に隣接する、すなわちセル 28の周辺領域を占有するクラッド(第1の封止� �材)30aと、セル壁27に接触しない、すなわち� �ル28の中心軸線Xを含む中心領域を占有する� �ア(第2の封止部材)30bとから構成される二重� �造を有する。クラッド30aのヤング率とコア30 bのヤング率(E)は相違する。このヤング率(E)� �相違により、封止体30とセル壁27との界面に� ��ける熱応力を抑制することができる。クラ� ��ド30a及びコア30bを構成する材料又は組成を� ��択することにより、ヤング率(E)の異なるク� ��ッド30a及びコア30bを得ることができる。一� ��にセラミックス材料が相違するとそのヤン� ��率も相違する。また、同一の材料であって� ��封止部材の気孔率を変化させることにより� ��ング率(E)も変化させることができる。尚、� ��般にセラミックス材料の気孔率を上昇させ� ��とヤング率(E)は低下することが知られてい� ��。

 クラッド30a及びコア30bを形成する主な材� ��(主成分)としては、上記ハニカム構造体23と 同一の特性を確保するといった観点から、ハ ニカム構造体23と同一の多孔質セラミックが� ��ましい。例えば、窒化アルミニウム、窒化� ��素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セ� ��ミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭� ��チタン、炭化タンタル、炭化タングステン� ��の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニ� ��、コージュライト、ムライト、シリカ、チ� ��ニア、チタン酸アルミニウム等の酸化物セ� ��ミックが好ましい。なお、ここでいう「主� ��分」とは、封止体30を形成する材料中に50質 量%以上含まれる成分をいう。

 このクラッド30a及びコア30bを形成する材� ��中には、上記ハニカム構造体23と同様、例� �ばAl元素、Fe元素、B元素、Si元素及び遊離炭� ��よりなるその他の成分としての不純物が含� ��されてもよい。クラッド30a及びコア30bは、� ��記主な材料(主成分)及びその他の成分(不純� ��)等の配合量を適宜選択・調整することによ り、クラッド30a及びコア30bのヤング率(E)を異 ならせることができる。

 ヤング率(E)は、縦弾性係数とも呼ばれ、� ��性範囲で応力に対するひずみの値を決める� ��数である。一方向の引っ張り又は圧縮応力� ��方向に対するひずみ量の関係から、ヤング� ��(E)=応力(σ)/ひずみ(ε)で求められる。ヤング 率(E)は各セラミックス材料に対する公知の値 (例えば、炭化珪素430GPa(JISR1602))を適用したり 、各セラミックス材料のヤング率(E)を公知の 測定機器を使用して測定した値を適用しても よい。尚、JISR1602においてセラミックスの室� ��の測定法が規定され、JISR1605においてセラ� �ックスの高温の測定法が規定される。

 ヤング率は、セラミックス材料の温度に� ��って変化するため、本実施形態においては� ��好ましくは使用温度(600℃~800℃)においてク� ��ッド30a及びコア30bのヤング率が相違するこ� ��が好ましい。ヤング率の測定方法は、公知� ��測定法を用いることができ、例えばひずみ� ��ージ法、静的試験法、横振動法、超音波法( パルスエコーオーバーラップ法)等を使用す� �ことができる。

 クラッド30a及びコア30bの気孔率を変化さ� ��ることにより、ヤング率を変化させる場合� ��上記材料に発泡材や原料となる封止体ペー� ��ト中の水分の含有量を調整することにより� ��達成することができる。上記発泡材として� ��使用時の加熱により分解されるものであれ� ��特に限定されず、例えば、炭酸水素アンモ� ��ウム、炭酸アンモニウム、酢酸アミル、酢� ��ブチル及びジアゾアミノベンゼン等発泡材� ��して公知のものを挙げることができる。さ� ��に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂や� ��無機物や有機物等のバルーン等を使用して� ��よい。

 上記熱可塑性樹脂としては特に限定され� ��、例えば、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂� ��ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン� ��を挙げることができ、上記熱硬化性樹脂と� ��ては特に限定されず、例えば、エポキシ樹� ��、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ� ��ステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリオ� ��フィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹� ��等を挙げることができる。これらの樹脂の� ��状としては特に限定されず、例えば、球形� ��楕円球形、立方体状、不定形塊状、柱状及� ��板状等任意の形状を挙げることができる。� ��た、上記樹脂が球形である場合、その平均� ��径は30~300μmであることが望ましい。

 上記バルーンとは、所謂、バブルや中空� ��を含む概念であり、上記有機物バルーンと� ��ては特に限定されず、例えば、アクリルバ� ��ーン、ポリエステルバルーン等を挙げるこ� ��ができ、上記無機物バルーンとしては特に� ��定されず、例えば、アルミナバルーン、ガ� ��スマイクロバルーン、シラスバルーン、フ� ��イアッシュバルーン(FAバルーン)及びムライ トバルーン等を挙げることができる。これら バルーンの形状、及び、平均粒径等は、上述 した樹脂と同様であることが望ましい。

 ここで、上記発泡材や、熱可塑性樹脂や� ��硬化性樹脂等の樹脂や、有機物又は無機物� ��ルーンが封止体30に含まれていることで、� �止体30のヤング率(E)を調整することができる のは、以下の通りであると考えられる。即ち 、上述した材料は、本実施形態のハニカムフ ィルタを製造した段階では、各封止部材中に 略均一な状態で分散しているが、上記ハニカ ムフィルタを実際に使用して、高温に加熱さ れると、上記発泡材等の有機分は分解されて 焼失し、封止部材中に気孔が形成される。こ のとき、封止部材に形成される気孔の気孔率 や気孔径等を調整することで、ヤング率(E)の 値を調整することができる。

 セルの中心領域を占有するコア30bのヤン� ��率が、セルの周辺領域を占有するクラッド3 0aのヤング率よりも高いことが好ましい。か� ��る構成により、封止体30とセル壁27との界面 における熱応力をより抑制することができる 。また、封止体30の中心軸線Xに対する垂直断 面において、一つのコア30bの面積(コアの面� �比率という)は、対応するセル28の開口面積� �20~80%のであることが好ましい。コア30bの面� �比率は30~70%がより好ましく、40~60%が特に好� �しい。コア30bの面積比率が、20%未満では、� �ア30bが小さく、製造が困難となる。また、� �ヤング率のクラッド30aが封止体30の大部分を 占めるため、封止体30の機械強度が低下する� ��それがある。また、セル壁27とクラッド30a� �のヤング率差が大きい場合、収縮率差も大� �くなり、製造時における乾燥工程でクラッ� �が発生しやすくなる。一方、コア30bの面積� �率が、80%を超えると、封止体30とセル壁27と� ��界面における熱応力が上昇し、クラックが� ��生するおそれがある。図9参照。

 クラッド30a及びコア30bのヤング率は、互� ��に相違すれば特に限定されるものではない� ��、クラッド30aとコア30bのうち、高ヤング率� ��ものは40~60GPaであることが好ましく、50~60GPa であることがより好ましい。クラッド30aとコ ア30bのうち、低ヤング率のものは10~40GPaであ� ��ことが好ましく、20~35GPaであることがより� �ましい。封止部材のヤング率が10GPa未満であ ると機械的強度が低下するおそれがある。一 方、封止部材のヤング率が60GPaを超えると急� ��温度変化への耐性(耐熱衝撃性)が悪化する� �それがある。

 セル28の中心軸線Xに対する垂直断面にお� ��て、コア30bの形状は、特に限定されないが� ��略三角形、略四角形、略六角形、略八角形� ��の多角形、略円形等を採用することができ� ��。それらの中で、封止体30とセル壁27との界 面における熱応力をより抑制することができ る略円形を採用することがより好ましい。

 図2に示すように、ハニカム構造体23の外� ��には、その全面に亘って塗布層41が設けら� �ている。この塗布層41は、ケーシング18内に� ��けるハニカムフィルタ21の位置ずれを抑制� �るために設けられる。塗布層41は、無機粒子 、無機バインダ、有機バインダ等を含有し、 無機繊維を含有してもよい。

 次に、本実施形態のハニカムフィルタ21� �製造方法について説明する。ここでは、ま� �、ハニカム部材22と同一の形状をなすハニカ ム成形体の製造方法について説明する。ハニ カム成形体は、主原料である多孔質セラミッ ク粉末(例えば、上述した炭化珪素粉末)を含� ��する原料ペーストを押出成形することによ� ��得られる。原料ペーストには、その他、ア� ��ミニウム、ホウ素、鉄、炭素等の焼成助剤� ��有機バインダ(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 )及び水等が含有されていてもよい。なお、� �記「原料ペースト」とは、本明細書におけ� �「ハニカム構造体23を形成する材料」を意味 する。

 次に、所定のセル28の開口端部を封止体30 で塞ぐ。より詳細には、対応するセル28のセ� ��壁27に隣接する周辺領域を占有するように� �ラッド30aを配置し、セル28の中心領域を占有 するようにコア30bを配置する。例えば、図6� �示されるように、最終的にクラッド30aを構� �する封止体ペーストP1をセル28内に充填し(図 6(a)参照)、その後、コア30bを構成する柱状部� ��30cを封止体ペーストP1中に押し込んで封止� �30を作製する(図6(b)参照)。封止体ペーストP1� ��セル28内に充填する方法は、封止パターン� �に開口されたマスク部材を使用した押出し� �填法等の公知の方法を適宜採用することが� �きる。

 または、図7に示されるように、最終的に クラッド30aを構成する封止体ペーストP1及び� ��終的にコア30bを構成する封止体ペーストP2� �二色押出し機(または二種押出し機)31を用い� ��二色押出し法を適用することによりセル28� �開口端部に充填することができる。封止体� �ーストP1及びP2としては、例えば、主原料で� ��る多孔質セラミック粉末(例えば、上述した 炭化珪素粉末)の他、アルミニウム、ホウ素� �鉄、炭素等の焼成助剤、潤滑剤(例えば、ポ� ��オキシエチレンモノブチルエーテル)、溶剤 (例えば、ジエチレングリコールモノ-2-エチ� �ヘキシルエーテル)、分散剤(例えば、燐酸エ ステル系化合物)、バインダ(例えば、メチル� ��ルロース、カルボキシメチルセルロース、� ��ドロキシエチルセルロース、ポリエチレン� ��リコール等)等から構成されていてもよい。 また、発泡材、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂 等の樹脂や、無機物や有機物等のバルーン等 を配合して封止体30の気孔率を調整すること� ��できる。但し、クラッド30aとコア30bのヤン� ��率を相違させるために、封止体ペーストP1� �びP2の組成又は気孔率は選択される。尚、柱 状部材30cとしては、封止体ペーストP2を所定� ��状に成型し、乾燥したものを使用すること� ��できる。

 この封止体ペーストが所定箇所に充填さ� ��たフィルタ成形体を所定条件で乾燥し、脱� ��し、焼成し、焼成体を得る。複数の焼成体� ��接合材24で結束させて、接合した後、所定� �件で乾燥し、断面円形状に切削加工し、そ� �外周部に塗布層41を形成することで、所望の ハニカムフィルタ21が得られる。

 本実施形態のハニカムフィルタ21によれば� �以下のような効果を得ることができる。
 (1)本実施形態のハニカムフィルタ21は、封� �体30がセル壁27近傍の周辺領域を占有するク� ��ッド30aとセル28の中心軸線X近傍の中心領域� ��占有するコア30bとから構成され、クラッド3 0aとコア30bとのヤング率は相違する。したが� ��て、封止体30とセル壁27との界面における熱 応力を抑制することができる。さらには、封 止体30とセル壁27との界面付近におけるクラ� �クの発生を抑制することができる。

 特に、軽量化を図るためにセル壁27が薄� �ハニカムフィルタ及びPMによる目詰まりを防 止するためにセル壁27の気孔率が高いハニカ� ��フィルタにおいて、応力緩和作用により使� ��時(特にPM再生時)のセル壁27のクラックの発� ��を抑制することができる。

 (2)本実施形態において、セルの中心領域� ��占有するコア30bのヤング率は、セルの周辺� ��域を占有するクラッド30aのヤング率よりも� ��い。したがって、一層熱応力を抑制し、ク� ��ックの発生を抑制することができる。

 (3)本実施形態において、封止体30の中心� �線Xに対する垂直断面において、コア30bの形� ��は、略円形を採用することがより好ましい� ��それにより、封止体30とセル壁27との界面に おける熱応力をより抑制することができる。

 (4)本実施形態において、セル壁27には酸� �触媒が担持されていることが好ましい。こ� �場合、セル壁27の表面及び内部に捕集された PMを酸化触媒の作用により容易に燃焼及び除� ��することができる。

 (5)本実施形態において、ハニカム構造体2 3は、ハニカム部材22を接合材24により複数個� ��束させて形成されている。このため、本実� ��形態のハニカム構造体23においては、一つ� �ハニカム部材22から形成された別のハニカム 構造体と比べ、例えば、PMの燃焼により発生� ��る熱衝撃が各部材間で低減されるようにな� ��。従って、ハニカム構造体23におけるクラ� �クの発生を効果的に抑制することができる� �

 なお、上記実施形態は以下のように変更し� ��もよい。
 ・上記実施形態において、各セル28の開口� �部は、いずれか一方の端面(上流側端面29A,下 流側端面29B)の側において、ヤング率が相違� �るクラッド30aとコア30bからなる封止体30によ り封止されている。しかしながら、ハニカム フィルタ21の両端(上流側端面29A,下流側端面29 B)について、クラッド30aとコア30bからなる封� ��体30により構成されていなくてもよい。ハ� �カムフィルタ21の両端のうち少なくとも一端 側について、クラッド30aとコア30bからなる封 止体30により構成すればよい。

 ・上記実施形態において、発明の効果を� ��なわない範囲において、一部の封止体につ� ��て、従来の封止部材を適用してもよい。つ� ��り、全ての封止体がヤング率が相違するク� ��ッド30aとコア30bから構成されていなくても� ��い。

 ・上記実施形態において、ヤング率が相� ��するクラッド30aとコア30bからなる封止体30� �、少なくとも、セル28の下流側に設けられる ことが好ましい。通常、セル壁に捕集されて 堆積したPMが、バーナやヒータ等の加熱手段� ��又は排気ガスの熱により、燃焼及び除去さ� ��る際、熱は下流側に多く負荷される。かか� ��構成においては、熱の負荷が多く掛かる下� ��側のクラックの発生を抑制することができ� ��。

 ・例えば、図8に示すようにセル28の排ガ� ��が流入する通気上流側の開口端部(上流側端 面29A)が大きく、排ガスを吐出する下流側の� �口端部(下流側端面29B)が小さいハニカムフィ ルタのように、セル28の排ガス通気上流側の� ��口端部と下流側の開口端部の断面積が相違� ��ているハニカムフィルタに適用してもよい� ��その場合、一般に面積が大きくなると熱膨� ��による伸縮が大きくなるため、少なくとも� ��面積の大きい側の開口端部(下流側端面29B)� �、ヤング率が相違するクラッド30aとコア30b� �らなる封止体30が適用されることが好ましい 。

 ・上記実施形態では、複数のハニカム部� ��22を結束させて、外周部を切削加工して円� �状のハニカムフィルタを形成した。この手� �に代えて、ハニカムフィルタの形状に応じ� �所定形状の複数のハニカム部材を予め形成� �、それら複数のハニカム部材を組み立てる� �とにより、円柱状のハニカムフィルタを形� �してもよい。この場合、外周部の切削加工� �省略することができる。

 ・上記実施形態では、複数のハニカム部� ��22を結束させてハニカムフィルタ21(分割型)� ��構成した。しかしながら、一つのハニカム� ��材からなるハニカムフィルタ(一体型)を構� �してもよい。

 ・上記実施形態において、柱状部材30cを� ��定の垂直断面形状を有する柱状とした。し� ��しながら、セル28内への挿入を容易にする� �めに先端はテーパ状や凸型であってもよい� �

 ・コア30bの中心軸線は、セル28の中心軸線X� ��一致する必要はなく、ずれていてもよい。
 次に、実施例を説明する。ただし本発明は� ��施例に限定されない。

  <ハニカムフィルタの製造>
 平均粒径10μmのα型炭化珪素粉末7000重量部� �、平均粒径0.5μmのα型炭化珪素粉末3000重量� �とを湿式混合し、得られた混合物10000重量部 に対して、有機バインダ(メチルセルロース)� ��570重量部、水を1770重量部加えて混練して混 合組成物を得た。次に、上記混合組成物に可 塑剤(日本油脂社製ユニルーブ)を330重量部、� ��滑剤(グリセリン)を150重量部加えてさらに� �練した後、押出成形を行い、図3に示した角� ��形状の生成形体を作製した。尚、一つのセ� ��28は一辺が1.165mmの略正方形であり、セル壁2 7の厚みは、0.125mmとした。

 次に、マイクロ波乾燥機等を用いて上記生� ��形体を乾燥させ、セラミック乾燥体とした� ��、セル28の周辺領域をクラッド30aで占有し� �中心領域をコア30bで占有して、セル28の開口 端部を塞いだ。クラッド30a及びコア30bの各々 を形成するために、上記生成形体と同様の材 料からなる封止体ペーストを作製した。気孔 率を変えることができる材料をクラッド30a用 の封止体ペーストと、コア30b用の封止体ペー ストとに添加して、クラッド30aとコア30bの気 孔率を調整することにより、表1に記載され� �ような所定のヤング率を有するようなクラ� �ド30aとコア30bを得た。セル28内への封止体30� ��充填方法としては、まず、予め封止体ペー� ��トから、コア30bとして機能する柱状部材30c� ��作製した。図示した柱状部材30cは正四角柱� ��あるが、他の形状であってもよい。尚、各� ��施例の柱状部材30cは、セル28の垂直断面積(1 .165mm×1.165mm=1.357mm ² )を基準として、表1に示されるようにセルの2 5~75%の面積比率となるように、柱状部材30cの� ��面の一辺の長さを調整した。例えば、コア3 0bの面積比率75%の場合、柱状部材の一辺を1.00 9mmとした。コア30bの面積比率50%の場合、柱状 部材の一辺を0.824mmとして成形した。次に、� �ラッド30a用の封止体ペーストP1をセル28内に� ��填し、クラッド30aが乾燥する前に、柱状部� ��30cをセル28の中心領域を占有するように配� �した。

 次いで、再び乾燥機を用いて乾燥させた� ��、400℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下2 200℃、3時間で焼成を行うことにより、封止� �30が表1に示されるような気孔率及びヤング� �を有する炭化珪素焼結体からなるハニカム� �材22を製造した。尚、焼成後のハニカム部材 22のセル壁の気孔率は42%、ヤング率は58.1GPaで あった。

 接合材ペーストは、平均繊維長20μmのア� �ミナファイバ30重量%、平均粒子径0.6μmの炭� �ケイ素粒子21重量%、シリカゾル15重量%、カ� �ボキシメチルセルロース5.6重量%、水28.4重量 %を混合し、混練して調製した。接合材ペー� �トをハニカム焼成体の側面に塗布して、16個 (縦4個、横4個)のハニカム焼成体を結束して� �合体を形成した。この集合体を120℃で乾燥� �て接合材ペーストを固化させてセラミック� �ロックを作成した。固化後の接合材ペース� �(接合体)の厚みすなわち隣接するハニカム焼 成体の間隔は1.0mmであった。セラミックブロ� ��クの外周をダイアモンドカッターで研削し� ��セラミックブロックを円柱形に整えた。接� ��体ペーストと同じ材料からなる塗布層ペー� ��トを用いて、セラミックブロックの外周部� ��厚さ0.2mmの塗布層を形成した。120℃で乾燥� �て、外周が塗布層で覆われた直径143.8mm、長� ��150mmの円柱状のハニカムフィルタ21を製造し た。

  <再生試験>
 各例のハニカムフィルタ21を排気ガス浄化� �置10に設置し、エンジンを回転速度3000min ^-1 、トルク50Nmで所定時間運転させて排気ガス� �浄化試験を行い、PMを捕集した。次に、エン ジンを回転速度4000min ^-1 でフルロード状態とし、ハニカムフィルタ21� ��温度が700℃付近で一定になったところで、� ��ンジンを回転速度1050min ^-1 、トルク30Nmに変更してPMを強制的に燃焼させ た。そのときの各例のハニカムフィルタ21に� ��いて、封止体30とセル壁27の界面付近におい てクラックの発生と拡大を観察した。

  <最大応力の推定>
 上記のように作製した各例のハニカムフィ� ��タ21について、封止体30とセル壁27の界面に� ��ける最大応力をシミュレーション(応力シミ ュレーション用ソフトウェア、ANSYS(アンシス ):ANSYS社製)によって推定した。その結果を表1 及び図9に示す。

 表1及び図9に示されるように、ヤング率� �58.1GPaの柱状部材のみからなる封止体30を使� �した比較例1では、封止体30とセル壁27の界面 における最大応力が79.5MPaとなり再生試験後� �おいてクラックの発生と拡大が生じた。ク� �ッド30a用の封止体ペーストP1のみから製造し た封止体30を使用した比較例2では、気孔率が 高いため封止体30の強度が低下し、再生試験� ��においてクラックの発生と拡大が認められ� ��。

 セルの周辺領域と中心領域にそれぞれ対� ��付けられた、ヤング率(気孔率)の異なるク� �ッド30aとコア30bとからなる二重構造の封止� �30で塞いだ実施例1~4では、比較例1に比べ封� �体30とセル壁27の界面における最大応力を低� ��させることができ、再生試験においてクラ� ��クの発生と拡大は認められなかった。

 実施例2,4の比較から、コア30bの面積比率� ��同じである場合、コア30bのヤング率を高く� ��ることにより応力を低減できることが確認� ��れる。実施例1~3の比較から、ヤング率の低� ��クラッド30aの面積比率の上昇に伴い、最大� ��力が低減されることが確認される。

  <コアの形状の検討>
 上記柱状部材30cの長手方向に対する垂直断� ��の形状を正四角形、正八角形、円形と変化� ��せた場合における、最大応力をシミュレー� ��ョン(応力シミュレーション用ソフトウェア 、ANSYS(アンシス):ANSYS社製)により推定した。� ��、セル28の垂直断面におけるクラッド30aと� �ア30bの面積比率はいずれも50%とした。その� �果を表2に示す。

 表2に示されるように、多角形の場合、角 数が多い場合は最大応力が低下する傾向にあ ることが確認された。また、多角形よりも円 形の方が最大応力が低い傾向にあることが確 認された。以上、本実施例においては、気孔 率の調整によってヤング率を変化させた例を 示した。なお、データは示さないが、セラミ ックス材料を変化させることによってヤング 率を同様に変化させた場合もほぼ同様の数値 結果が得られると考えられる。