以下、本発明のセラミックフィルタを実� ��するための最良の形態について具体的に説� ��する。但し、本発明はその発明特定事項を� ��えるセラミックフィルタを広く包含するも� ��であり、以下の実施形態に限定されるもの� ��はない。

[1]本発明のセラミックフィルタの構成:
 本発明のセラミックフィルタ1は、図1~3に示 されるように、多孔質の隔壁6によって仕切� �れると共に複数のセルから形成されるハニ� �ムセグメント2であって、ハニカムセグメン� ��2の長手方向には排ガスの流路となる複数の 流通孔7が形成されるともに、セルが、排ガ� �の流路となる複数の流通孔7の入口及び/又は 出口として構成され、互いに接合した複数の ハニカムセグメント2を含む。各ハニカムセ� �メント2は、セルの入口で目封止されると共� ��、セルの出口で開放される第一の流入孔8と 、セルの入口で開放されると共に、セルの出 口で目封止される第二の流入孔9と、を含む� �さらに、セルの入口と出口とが目封止され� �に、セルの入口から出口まで流体が流出可� �に貫通形成されている貫通セル10とを少なく とも一部含むものとして構成される。

 具体的には、図1に示されるように、セラ ミックフィルタ1は、円柱形のハニカム3と、� ��ニカム3の周りに配置されたコート剤層4と� �含む。ハニカム3は、互いに接合された複数� ��ハニカムセグメント2を含む。ハニカムセグ メント2は、接合層9によって互いに接合され� ��。ハニカムセグメント2の接合の後、ハニカ ム3は、外周部分で研削加工され、円形断面� �楕円断面、三角断面、その他の断面となる� �ハニカム3の周囲は、コート剤層4によって被 覆され、セラミックフィルタ1になる。DPFと� �てのこのセラミックは、ディーゼルエンジ� �の排ガスの流路に配置されて、ディーゼル� �ンジンから排出されるスートを含むパティ� �ュレートを捕捉する。

[1-1]ハニカムセグメント:
 ハニカムセグメント2は、図1、図2に示され� ��ように、接合材(接合材層4)を介して互いに� ��数接合されることにより、本実施形態のセ� ��ミックフィルタ1を構成する。各ハニカムセ グメント2は、多孔質の隔壁6によって仕切ら� ��、さらに、複数のセルから形成される。ま� ��、各ハニカムセグメント2の長手方向には排 ガスの流路となる複数の流通孔7が形成され� �。セルは、前記排ガスの流路となる複数の� �通孔7の入口及び/又は出口として構成される 。ハニカムセグメントが備える流通孔7は、� �口のセルが目封止されると共に出口のセル� �開放されている第一の流入孔8と、入口のセ� ��が開放されると共に出口のセルが目封止さ� ��ている第二の流入孔9と、入口のセル及び出 口のセルが目封止されずに貫通している貫通 セルと、から概ね構成される。

 なお、組み合わされるハニカムセグメン� ��の数は、必要に応じて適宜選択されること� ��好ましい。

[1-1-1]流通孔:
 流通孔7は、第一の流入孔8、第二の流入孔9� ��貫通セル10とから構成される。

[1-1-1-1]第一の流入孔と第二の流入孔:
 第一の流入孔8は、図2、図3A、図3B、図3Cで� �されるように、入口で目封止されると共に� �出口で開放されている。また、第二の流入� �9は、入口で開放されると共に出口で目封止� ��れる。このように、入口で目封止されると� ��に、出口で開放される第一流入孔8と、入口 で開放されると共に出口で目封止される第二 の流入孔9とを設けることにより、効率よい� �集を可能にする。

 ここで、第一の流通孔と第二の流通孔と� ��配列(配置)は、貫通セルを設けない箇所で� �、排ガスを流入流出しパティキュレート(ス� ��ト)の捕集を効率よく行うために、隣接させ ることが好ましいが、貫通セルを設ける場合 には、必要に応じた配列を採用することが好 ましい。具体的には、第一の流通孔と第二の 流通孔と間に貫通セルを設けて、第一の流通 孔/貫通セル/第二の流通孔の順で形成されて� ��よいし、貫通セル/第一の流通孔/第二の流� �孔/貫通セル、あるいは、貫通セル/第一の流 通孔/貫通セル//第二の流通孔/貫通セルの順� �形成されてもよい。また、これらの配列に� �られず、第一の流通孔、第二の流通孔、貫� �セルのそれぞれの割合を組み合わせするこ� �により、再生時の温度上昇を制御でき、か� �、PMエミッションに耐え得るものであればよ い。

[1-1-1-2]貫通セル:
 本実施形態の備える貫通セルは、ハニカム� ��グメントの長さ方向(軸心方向)に貫通形成� �れたものをいい、排ガスが、セルの入口か� �流入しセルの出口へ向けて流出できるよう� �貫通して形成してある。すなわち、この貫� �セルは、前述の第一流通孔及び第二流通孔� �異なり、セルの入口及び出口(両端)が目封止 されずに貫通形成されているものが望ましい 。

 このように目封止されていない貫通セル� ��形成すると、入口又は出口に目封止という� ��わば排ガスの流入流出を遮蔽する遮蔽壁が� ��い分、流通孔内での排ガスの通過流速が早� ��なり堆積するスート量が少なくなる。その� ��め、再生時の内部温度の異常上昇を抑制で� ��る。前述したように、セグメント構造から� ��るDPFでは、その接合部にスートが溜まらず� ��また接合部は低熱伝導率・高熱容量のため� ��セグメント外周部は温度が低く、セグメン� ��中央にヒートスポットができてしまい、こ� ��特有の温度分布により、セグメントの出口� ��面が熱膨張により変形したり、引張応力が� ��かったりして、出口端面にクラックが生じ� ��すいという問題が生じていた。しかし、こ� ��貫通セルを形成することにより、進入した� ��ガスのほとんどが貫通セルの入口から出口� ��とそのまま通過して(流出して)スート等を� �積せず、しかも通過する際の流速が早いた� �、排ガス通過の際に生じる冷却効果と相俟� �て、再生時の温度上昇を抑制できるといっ� �優れた効果を発揮できるのである。したが� �て、セグメント構造からなるDPFの再生時に� �ける最高温度の制御が極めて容易に行える� �うになり本願発明の効果を奏することがで� �る。

 換言すれば、ハニカムセグメント内に貫� ��セルと、第一の流通孔と第二の流通孔とを� ��み合わせて形成することにより、各ハニカ� ��セグメントの段階で、セグメント構造ゆえ� ��特異な温度・応力分布による不具合を、共� ��して制御でき、再生限界を向上できるだけ� ��なく、この各ハニカムセグメントを、複数� ��み合わせて形成されるハニカムセグメント� ��造体の段階で、さらに、セグメント構造ゆ� ��の特異不具合を全体として制御でき、再生� ��界の向上を、全体として実現できる。した� ��って極め細かい制御が可能となる。

 図3Cを参照しながら、貫通セル10について 具体的に説明する。図3Cに示されるように、� ��通セル10は、入口と出口とのセルに目封止� �れていない状態で形成されている。すなわ� �、貫通セル10の入口から進入した排ガスは、 障害となるいわば壁がないから貫通セル10の� ��通孔内における通過流速が早い。そのため� ��ほとんどそのまま貫通セルの出口へと進み� ��その出口から外に(排気管に)流出(移動)して いく。換言すれば、貫通セルの通過流速が早 いため、貫通孔内に進入した排ガスが有する パーティキュレート(スート)が、貫通孔内に� ��積されずに、次の工程で(排気管で)排出さ� �ることになる。而して、再生時に、燃料と� �るスートがないから、スートの燃焼による� �部的な温度の異常上昇がなくなり、ハニカ� �セグメントにクラック等の弊害を防止でき� �。したがって、各ハニカムセグメント内で� �微妙な温度制御を、貫通セルを設けること� �けで可能となるから望ましい。

 なお、前述の「ほとんど(そのまま流出(� �動))」するのは、実際には、入口と出口が目 封止されていない貫通セルであっても、前述 のブラウン拡散等の作用によって若干のPMが� ��通孔内に堆積するため、「ほとんど」とし� ��。ただし、このようなブラウン拡散が生じ� ��も、貫通セルでは、目封止が形成される流� ��孔と比較して、貫通セルの貫通孔内に捕集� ��れるPM量は微量に抑えることができるため� �本願の効果を奏することができる。加えて� �貫通セルに捕集されずに排出されるPM量は、 ハニカムセグメントに占める貫通セルを形成 する割合を所望の範囲内とすることにより、 所望のPM量に抑制できることはいうまでもな� ��。

 さらに、貫通セルは、第一流通孔と第二� ��通孔と共働することにより、セグメント内� ��温度制御(調整)、とりわけ、再生時の温度� �昇の制御が可能になるように形成されてい� �。具体的には、図3A~図3Cに示されるように、 ハニカムセグメントが組み付けられたセラミ ックフィルタを排ガスの流路内に配置すると (図示せず)、貫通セル10の入口から流入孔7(貫 通孔)内に流入した排ガスは、貫通セル10の出 口から排出されるものや、前述のブラウン拡 散等の作用によって貫通セル10の多孔質の隔� ��6を通って隣接する第一流通孔8から出るも� �もあれば、さらに、多孔質の隔壁6を通って� ��二流通孔9或いは別の貫通孔10に入り、そこ� ��ら外部に出ることになる。

 また、第二流通孔9から流入孔7(貫通孔)内 に流入した排ガスは、たとえば、図3A~図3Cの� ��端から各ハニカムセグメントの流通孔内に� ��入して右側へ移動し、第二流入孔9の出口か らは出ずに、隣接する第一流通孔8又は、第� �貫通孔9から流出する場合もある。すなわち� ��排ガスは目封止されずに開放されている流� ��孔からハニカムセグメント内に流入すると� ��に、目封止されていない出口から外に出る� ��とになるからである。なお、図3A~図3Cでは� �ハニカムセグメントの左側端面が、排ガス� �入口側となり、その右側端面が出口側とな� �ているが、この配置方法に限定されるもの� �はない。

 このように、ハニカムセグメント2は、多 孔質の隔壁によって区画されているウォータ ウォール型として形成されているから、排ガ スがその多孔質の隔壁を通過して他の流通孔 (出口側が開放されている)に移動し、右側端� ��から流出する。したがって、排ガスは、流� ��孔内を通過する際に、自重により流通孔内� ��落下等して捕集される他に、前述の隔壁を� ��過する際にも、隔壁に捕捉されて、排ガス� ��浄化される。

 なお、DPFでは、PMの捕集により、ハニカ� �セグメントの内部にパーティキュレート(ス� ��ト)が経時的に堆積するため、DPFの圧力損失 が増大し、クラック等の弊害が生じかねない ため、パーティキュレート(スート)を燃焼し� ��再生する必要が生じることは前述した通り� ��ある。

 また、貫通セルはハニカムセグメントの� ��央部分に多く形成されていることが好まし� ��。ハニカムセグメントの中央部分に貫通セ� ��を多く形成する場合には、中央部分での排� ��スの通過流速が早くなるため、堆積スート� ��蓄積は、周辺部分よりも相対的に少なくな� ��。したがって、中央部分では、再生時のス� ��トの燃焼によって発生する熱量を小さくす� ��ことができる。これにより、再生時の温度� ��昇を低くでき、ハニカムセグメントにクラ� ��クや触媒劣化を発生させることを防ぎ、ひ� ��ては、セラミックフィルタの再生限界を向� ��させる。

 このように、貫通セルをハニカムセグメ� ��トの中央部分又は内側部分に多く形成する� ��のには、DPFの中心に配置されるハニカムセ� ��メントに形成される貫通セルの配置率を、D PFの周辺部分又は外側部分に配置されるハニ� ��ムセグメントに比べて高い配置割合にする� ��合の他、DPFの配置位置の関係なく各ハニカ� ��セグメントの中央部分又は内側部分に形成� ��る貫通セルの配置率を高くするものも含ま� ��る。前者のDPFの中心に配置されるハニカム� ��グメントの貫通セルの配置率を高くしたも� ��であれば、DPF全体としての総合的な温度制� ��を可能にでき、本願の効果を奏することが� ��きるから好ましい。また、後者の各ハニカ� ��セグメントの配置率を高くしたものであれ� ��、DPFが様々な形状として構成される場合に� ��、DPFの特性を十分に発揮し、本願の効果を� ��することができるので好ましい。

 なお、ここでの「貫通セルの配置率」と� ��、DPF全体当たりの排ガスの入口側端面にお� ��る所定の面積(中央部分と周辺部分)に対し� �同面積内に存在する貫通セルの開口の面積� �率、或いは、ハニカムセグメント1個当たり� ��排ガスの入口側端面における所定の面積(中 央部分と周辺部分)に対して同面積内に存在� �る貫通セルの開口の面積比率をいう。さら� �、「中央部分又は内側部分」とは、DPF或い� �ハニカムセグメントの端面の外形内にあっ� �、前記端面の外形に対しての内部領域をい� �。この中央部分は、端面の外形内で任意に� �定してもよい。さらに「周辺部分又は外側� �分」とは、端面の外形及び前記相似形の間� �領域をいう。

 また、貫通セルは、セラミックフィルタ� ��外周部に位置するセグメント以外の、内周� ��に位置するハニカムセグメントに多く形成� ��れていることがより好ましい。前述したよ� ��に、セラミックフィルタの内周部は、スー� ��が蓄積し易く、そのため再生時の温度上昇� ��高くなりやすい。再生時の温度上昇が、ハ� ��カムセグメントが絶え得る以上に過度に高� ��になると、ハニカムセグメントの破損等を� ��き起こし易くなるからである。したがって� ��内周部に位置するハニカムセグメントに貫� ��セルを多く形成することにより、内周部に� ��ートが溜まりにくくなり、再生時の温度上� ��を制御できるからより好ましい。

 また、前述のように、貫通セルをセラミ� ��クフィルタの外周部に位置するセグメント� ��外の、内周部に位置するハニカムセグメン� ��に多く形成されることにより、センサ等の� ��辺機器が不要で簡単な構造となり、煩雑な� ��御が不要となるから好ましい。

 また、貫通セルは、ハニカムセグメント� ��に規則的に形成されていることが好ましい� ��規則的に貫通セルが配置形成されることに� ��り、再生時の温度制御を容易に行うことが� ��き、再生限界を向上させることができるか� ��である。

 ここで、貫通セルが規則的に配置形成さ� ��る具体的な例としては、例えば、図4A~図4C� �示されるものがある。図4Aは貫通セルが矩形 状に配置形成されるものであり、図4Cは貫通� ��ルが十字状に配置形成されているものであ� ��。これらに見られるように、貫通セルが形� ��されることにより、各ハニカムセグメント� ��特性に応じた貫通セルを形成できるため、D PFの特性を発揮できるから好ましい。

 なお、前述のような、線状等が単一に形� ��されるものに限らず、図4Bに示されるよう� �、線状と矩形状からなる貫通セルが組み合� �されて規則的に配列されるもの等も、規則� �に形成されている貫通セルに含まれる。

 また、貫通セルは、不規則に形成されて� ��るものも好ましい形態の一つである。例え� ��、複数のハニカムセグメントが接合されて� ��成される本実施形態のセラミックフィルタ� ��は、全てのハニカムセグメントが、フィル� ��の中心部に配置され接合されるわけではな� ��。例えば、ハニカムセグメントが縦4×横4の 構成からなるセグメント構造から形成される フィルタでは、中心部に位置するハニカムセ グメントが4つであり、外周部には、12個のハ ニカムセグメントが配置され接合される。こ のような場合には、中心部に配置されるハニ カムセグメントに含まれる貫通セルの配置割 合と、外周に配置されるハニカムセグメント に含まれる貫通セルの配置割合が同一のもの でだけでなく、外周部の貫通セルの割合が相 違するものも形成される方が、フィルタ全体 としての特性を相乗的に向上させることがで きるので好ましい。

 また、形状や大きさ等様々な特性に対応� ��たDPFを成形する場合には、貫通セルが不規� ��に形成される方が、DPF全体の性能を引き出� ��やすい場合もある。セラミックフィルタは� ��真円、楕円のものだけでなく、その形状は� ��々なものがある(たとえば、三角形断面、六 角形断面等)。このような場合に、外周に配� �されるハニカムセグメントが、中心と比較� �て、その形成される貫通孔が不規則に形成� �れた方が、各ハニカムセグメント内の温度� �御を容易にするだけでなく、各ハニカムセ� �メントを接合して形成したフィルタとして� �、制御もそれぞれのハニカムセグメントの� �性に連関して、協働した全体として効率よ� �発揮できるのである。

 ここで、図5A~図5Bは、貫通セルが不規則� �配置形成されているものを示した模式図で� �る。図5A~図5Bに示されるように、貫通セル10� ��、線状や矩形状に配列されずに、文字通り� ��規則に配列され、各ハニカムセグメントと� ��ての局所的な温度制御のみならず、全体と� ��ての温度制御を共働して行うことができる� ��

 さらに、セルの両端が目封止されている� ��いわゆる両端目封止セルが形成されること� ��好ましい形態の一つである。前述した第一� ��通孔、第二貫通孔、貫通セルの他に、さら� ��、このような両端目封止セルが形成される� ��とにより、スートの蓄積量、排ガスの流入� ��度、流入量を調整でき、ハニカムセグメン� ��全体としてのクラックや触媒劣化等を防ぐ� ��とができ、これらの弊害を防止できること� ��より、セラミックフィルタ全体としての再� ��限界の向上や、フィルタ全体の特性を向上� ��きるから好ましい。

 また、貫通セルは、入口及び出口の両端� ��も目封止されずに形成されていることが好� ��しい。貫通セルが入口及び出口の両端とも� ��封止されずに形成される場合には、目封止� ��工程がないため、生産工程が簡素化でき、� ��らに、貫通孔内におけるスート量の蓄積を� ��力抑えることができるため、好ましい。

 また、貫通セルのその両端又は一方の端� ��が、目封止され、且つ、目封止されたその� ��端又は一方の端部の一部を貫通させて小貫� ��孔を形成した貫通セルとして形成されるこ� ��も好ましい形態の一つである。これまで説� ��した貫通セルの他に、セルの両端或いはい� ��れかの端部が目封止され、さらに目封止さ� ��たその両端又は一方の端部の一部を貫通さ� ��て小貫通孔を形成した貫通セルも、貫通セ� ��に含む趣旨である。このような目封止に小� ��通孔を設けた貫通セルを、さらに、ハニカ� ��セグメントに形成すると、排ガスの貫通孔� ��での通過流速を極め細やかに制御できるの� ��好ましい。すなわち、DPFを構成する各ハニ� ��ムセグメントの貫通セルは、排ガスの通過� ��速が全て一律である必要はない。すなわち� ��外周に配置されるハニカムセグメントでは� ��DPFの中央に比べDPFの構造上、再生時の最高� ��度が高くてもクラック等に耐え得る構造で� ��る場合が多い。ハニカムセグメントのDPF内� ��位置により、スートの蓄積量が異なり、ま� ��、DPFの中心部の方が高温になりやすいから� ��ある。そのような場合には、この外周に配� ��されるハニカムセグメントに形成される貫� ��セルでは、中央に配置されるハニカムセグ� ��ントに形成される貫通セルに比べ、貫通孔� ��でのスートの蓄積量が多い方が、DPF全体の� ��性を引き出せる。したがって、貫通セルに� ��封止を設けて小貫通孔を形成することより� ��前述のような排ガスの通過流速及びスート� ��蓄積量をコントロールできるようにした。

 換言すれば、貫通セルの両端が目封止さ� ��ていなければ、貫通セルの流入速度が目封� ��された貫通セルに比べ早いため、貫通セル� ��にスートがブラウン拡散により堆積される� ��僅かなスート量や、隣接する流通孔内に移� ��した排ガスを除いて、貫通セルの入口から� ��入し貫通セルの出口へと流出する。したが� ��て、スート量の蓄積が極僅かに抑えられる� ��ら、再生時の最高温度が容易に制御でき、� ��生限界を向上させることができる。

 他方、貫通セルのその両端又は一方の端� ��が、目封止され、且つ、目封止されたその� ��端又は一方の端部の一部を貫通させて小貫� ��孔を形成した貫通セルとして形成される場� ��には、前述の目封止が全くされていない貫� ��セルと比較して貫通孔内の流入速度が遅く� ��り、スート量の蓄積も増える。しかし、前� ��と比較してスート量が増えても、完全に貫� ��セルの両端を目封止したものではないから� ��完全に目封止されたものに比べて、依然と� ��て、スート量の蓄積を最小限に抑えること� ��可能であり、局所的に耐え得る最高温度に� ��易に制御しやすい。したがって、再生限界� ��向上できる。

 ここで、「貫通セルの目封止を一端」と� ��るのは、セルの他方の端部を目封止せず、� ��方の端部のみ目封止し、その目封止した端� ��に小貫通孔を形成したものも、スート量を� ��御する上で効果的であるから、本願の実施� ��態に含める趣旨である。このように貫通セ� ��を形成することにより、たとえば、排ガス� ��入口となる流入口を目封止せず、出口を目� ��止して小貫通孔を形成する場合には、目封� ��しないものと比較して、開口率は下がるか� ��、排ガスの出口付近の流速は落ち、スート� ��蓄積量は出口付近よりも入口側で多くなる� ��さらに、粒径が大きいスートについても、� ��径が大きい程重量があるため、入口付近で� ��積されやすい。したがって、再生時のハニ� ��ムセグメントの出口付近でスート量が少な� ��ことにより、再生時のハニカムセグメント� ��口付近の温度上昇を抑制することができる� ��

 例えば、排ガスの入口となる流入口を目� ��止して小貫通孔を形成し、出口を目封止せ� ��に貫通セルを形成すると、貫通セルの入口� ��のセルが完全に開口してはいないものの貫� ��しているから、貫通セル内へ進入する排ガ� ��の進入量はゼロではない。しかし、小貫通� ��を形成した貫通セルに進入する(流入する)� �ート量は、再生時の最高温度がクラック限� �を超える程には進入せず、貫通セル内への� �ート量の蓄積を抑制できることができ、捕� �効果を上げながら、排ガスが流通孔内を通� �する際に生じる冷却効果と相俟って、同時� �再生時の温度上昇を抑制できるといった優� �た効果を奏することができるのである。加� �て、このように貫通セルとセグメント構造� �が組み合わせて構成されることにより、セ� �メント構造により、通常生じ得る接合材の� �容量や熱伝導率、スート分布等により一体� �造には見られない特異な温度分布、複雑な� �度分布を、貫通セルに目封止を施し、さら� �、小貫通孔を形成することにより、きめ細� �い温度制御が可能となり本願の効果を奏す� �ことができるので、より好ましい形態の一� �と言える。

 また、排ガスの出口となる流入口を目封� ��して小貫通孔を形成し、入口を目封止せず� ��貫通セルを形成すると、目封止しない貫通� ��ルに比べ排ガスの通過流速が遅いものの、� ��封止した第一流通孔、第二流通孔に比べ、� ��ガスの通過流速は早い。したがって、第一� ��通孔、第二流通孔にくらべスート量の蓄積� ��少ないが、目封止しない貫通セルに比べ多� ��なり、再生時の温度上昇の微妙な制御が可� ��になる。

 なお、貫通孔の開口面積は、全ての流通� ��で同一とする必要はなく、開口面積の異な� ��流通孔が混在するようにしてもよい。フィ� ��タの排気ガス出口側の目封止部近傍におい� ��特に温度上昇するので、排気ガス入口側よ� ��も出口側において、より目封止部の熱容量� ��増大させることが好ましい。

 ここで、この「小貫通孔を形成した貫通� ��ル」は、(1)単一のハニカムセグメント内に� ��「目封止されていない貫通セル」と共に組� ��せて形成されてもよいし、(2)単一のハニカ� ��セグメント内に「小貫通孔を形成した貫通� ��ル」のみ形成してもよいし、(3)単一のハニ� ��ムセグメント内に「目封止されていない貫� ��セル」のみ形成し、さらに別のハニカムセ� ��メントに「小貫通孔を形成した貫通セル」� ��み形成し、それぞれのハニカムセグメント� ��組み合わせてDPFを成形してもよい。このよ� ��な小貫通孔を形成した貫通セルは、貫通セ� ��の両端が目封止されていない貫通セルに比� ��、小貫通孔を形成させることから、あらた� ��作業が必要となるため、適宜必要に応じて� ��目封止がない貫通セルと組み合わせること� ��より好ましい。

 なお、「小貫通孔」の形成方法としては� ��例えば(1)流通孔の端部に目封止部を形成す� ��工程において、流通孔の端部に目封止部と� ��るセラッミクペーストを注入した後、セラ� ��ックペーストの一部分に流体を吹き付ける� ��とにより形成してもよいし、(2)たとえば、� ��通孔の端部に、目封止部となるセラミック� ��ーストを注入する際又は注入した後、セラ� ��ックペーストに棒状の熱可塑性有機物又は� ��状の可燃物を挿入し、その後、過熱するこ� ��によって、前記棒状の熱可塑性有機物を溶� ��、流出させるか、又は、前述の棒の可燃物� ��燃焼・消失させることにより、目封止部に� ��通孔を形成してもよい。また、(3)流通孔の� ��部に目封止部となるセラミックペーストを� ��入した後、板状の台に複数の突起を装着し� ��空け治具を押し付けることにより、形成し� ��もよいし、また、(4)流通孔の端部に目封止� ��となるセラミックペーストを注入した後、� ��ラミックペーストの一部分にレーザーを照� ��することにより、目封止部に貫通孔を形成� ��てもよい。

 さらに、図6A~図6B、図7A~図7B、及び、図8A~ 図8Bを参照しながら小貫通孔の開口形状につ� ��て、説明する。ここで、図6A~図6Bは、目封� �なしの貫通セル10Aを模式的に示したもので� �り、図6Aはハニカムセグメントの端面側から みた一部拡大平面図であり、図6Bは、図6Bは� �ニカムセグメントを軸心方向(長さ方向)に断 面した一部拡大平面図である。また、図7A~図 7Bは、目封止の貫通セル10Bを模式的に示した� ��のであり、図7Aは目封止あり貫通セルを模� �的に示したものであり、円状の小貫通孔を� �ニカムセグメントの端面側からみた一部拡� �平面図である。図7Bはハニカムセグメントを 軸心方向(長さ方向)に断面した一部拡大平面� ��である。図8A~図8Bは目封止の貫通セル10Cを� �式的に示したものであり、目封止あり貫通� �ルを模式的に示したものであり、図8Aは、矩 形状の小貫通孔をハニカムセグメントの端面 側からみた一部拡大平面図である。図8Bはハ� ��カムセグメントを軸心方向(長さ方向)に断� �した一部拡大平面図である。

 図6A、Bに示されるように、貫通孔が目封� ��されていない貫通セルが形成される場合に� ��貫通セルの有する開口部は最大となる。し� ��がって、このように貫通セルを形成するこ� ��により、再生時の温度低減という効果を奏� ��ることができるため好ましい。他方、図7A� �示されるように目封止した後に貫通孔を丸� �状に貫通形成したり、図8Aに示されるように 矩形形状に貫通形成したり、する場合には、 開口部と目封止部材の間には段が形成され、 目封止されない貫通セルに比べて再生時の温 度低減という点では若干劣るものの、捕集効 果を上げながら、排ガスが流通孔内を通過す る際に生じる冷却効果と相俟って、再生時の 温度上昇を抑制できるといった優れた効果を 奏することができ、きめ細かい温度制御が可 能となり好ましい。

 また、貫通孔のサイズは必要に応じて適� ��選択されることが好ましい。すなわち、貫� ��セルのサイズが大きいほどPM堆積による閉� �までのPM許容堆積量が多くなるため好ましく 、貫通セルのサイズが小さいほど、捕集効率 が向上するため好ましいからである。ただし 、過度に大きいものであったり、又は過度に 小さいものであったりする場合には、本願の 効果を発揮しづらくなるため、所望のハニカ ムセグメント、或いは、所望のDPFになるよう に必要に応じて、適宜適度に選択されること が好ましい。

 また、貫通セルの開口面積が、目封止の� ��れていないセルの開口面積に対して20~100%で あることが好ましい。すなわち、両端または 一方の端部が目封止され、且つ、目封止され た前記両端又は一方の端部の一部を貫通させ た小貫通孔が形成されている場合には、小貫 通孔が形成された貫通セルのサイズがセル開 口サイズの20%以下であると、PM堆積量が3g/L以 下でPM堆積により貫通孔が閉塞してしまい、� ��生時の温度低減効果が得られないからであ� ��。すなわち、再生時の温度上昇が高くなり� ��ハニカムセグメントにクラックや触媒劣化� ��発生させるおそれがあるから、好ましくな� ��。なお、貫通セルの開口面積が100%である場 合には、目封止を形成しない貫通セルを形成 する場合と同じとなる。

 また、セルの、入口側の断面形状と出口� ��の断面形状とが異なるように形成されるこ� ��も好ましい形態の一つである。貫通孔内で� ��排ガスの通過流速がコントロールし易くな� ��、蓄積され得るスート量を調整し易くでき� ��。したがって、再生時の温度上昇のきめ細� ��い制御を可能になる。

 より好ましいのは、セルの入口側の断面� ��状が八角形で構成され、前記セルの出口側� ��断面形状が四角セルで構成されることであ� ��。いわゆる(入口が)八角形-(出口が)四角形� �ザインからなるセルは、圧損を低減できる� �果があり、これらのデザインからなるセル� �前述の貫通セルを組み合わせても本願の効� �が得られるため、好ましい形態の一つであ� �。

 なお、八角形-四角形で構成させるセル構 造では、(1)出口側目封止(八角形目封止)が貫� ��セルとして構成される場合、(2)入口側目封� ��(四角形目封止)が貫通セルとして構成され� �場合がある。

 具体的には、出口側目封止(=入口セルの� �端)が貫通セルの場合には、八角形で構成さ� ��る入口セルは出口セルと共有する隔壁の面� ��が四角形のみで構成されるセル構造に比べ� ��さいため、壁と透過する流速が高く、壁透� ��圧損が高くなる。また、その形状が八角形� ��え断面積が大きいので、管路を通過する際� ��慣性抵抗が小さくなる。而して、壁を透過� ��る抵抗と慣性抵抗のバランスで、前者がよ� ��高く後者がより低いということは、壁を透� ��せずに、より流体は下流へ流れていこうと� ��る。その場合、出口目封止近傍の壁で多く� ��過するため、出口目封止近傍に多くのスー� ��が堆積し、再生時に出口側が高温になりや� ��い。よって、出口側に貫通セルを施すと再� ��時の高温の抑制率がより大きくなる。

 また、入口側目封止(=出口セルの上流)が� ��通セルの場合には、出口セルは流路断面積� ��小さいため管路通過の慣性抵抗が高いため� ��圧損が高くなる。よって、貫通セルを施す� ��で圧損を大きく低減することが出来る。

 また、目封止が千鳥状に形成され、その� ��部が貫通セルとして構成されていることが� ��ましい。目封止部容積が増えることで、高� ��容量化が可能となり、再生時の温度上昇の� ��御がし易くなるため好ましい。このように� ��封止が千鳥状に配置されていると、入口セ� ��と出口セルとが常に交互に並んでいるため� ��入口から入った流体は4面に流出することが 出来る。これに対して、千鳥状ではなくどち らかが連続的に並んで構成される場合には、 その間の隔壁を流体は通過することはない。 つまり、目封止が千鳥状に形成される場合に は、流体が隔壁を通過する面積を最も大きく する事ができるので好ましい。換言すれば、 その千鳥状のデザインに貫通セルを配置する と、各セルの通過流速が均一に近いため、捕 集効率を高く維持することができ、また、PM� ��積分布も均一に近づくため再生限界も高く� ��る。

 また、千鳥状に形成される目封止の一部� ��は、少なくとも両端目封止セルが含まれる� ��とが好ましい。前述の構成に加えて、さら� ��、目封止部容積が増えることで、高熱容量� ��が可能となり、再生時の温度上昇の制御が� ��易くなるためより好ましい。

 貫通セルは、全セル数の2~40%を占めるこ� �が好ましい。貫通セルが、全セル数の2~40%に なるように形成することで、貫通セル内を通 過するガスによる冷却効果とスート堆積分布 の調整ができ、再生限界を向上させ、PMエミ� ��ションについても所望の数値範囲内になる� ��ら好ましい。また、より好ましいのは、貫� ��セルが全セル数の4~30%を占めるように形成� �れることである。貫通セルが、全セル数の4~ 30%になるように形成することで、貫通セル内 を通過するガスによる冷却効果を発揮すると 共に、スート堆積分布の調整を十分に行うこ とができるから、再生限界をより向上させる とともに、PMエミッションについてもより所� ��の数値範囲内になり好ましい。さらに、好� ��しいのは、貫通セルが全セル数の5~20%であ� �。このように貫通セルを全セル数に占める� �望の範囲にすることで、さらに好ましい再� �限界の向上を実現でき、PMエミッションにつ いてもより好ましい数値範囲を得ることがで きる。

[1-1-2]ハニカムセグメントのその他の構成:
 ハニカムセグメントの形状としては、特に� ��定されるものではなく、ハニカム構造体の� ��状構造の中心軸に垂直な断面形状(底面の形 状)としては、四角形等の多角形、円形、楕� �形、長円形、異形等である。また、セルの� �面形状も特に限定されるものではなく、三� �形、四角形、六角形、八角形、円形、ある� �はこれらの組合せとして形成してもよい。

 ハニカムセグメントは、材料として強度� ��耐熱性の観点から、コージェライト(cordierei te)、ムライト(mullite)、アルミナ(alumina)、スピ ネル(spinel)、炭化珪素、炭化珪素-コージェラ イト系複合素材、珪素-炭化珪素複合材、窒� �珪素、リチウムアルミニウムシリケート(lith ium aluminum silicate)、チタン酸アルミニウム、 Fe-Cr-Al系金属からなる群から選択される1種も しくは複数種を組み合わせた材料を使用する 。

 ハニカムセグメントの製造では、上述し� ��中から選択された材料にバインダ、界面活� ��剤や水等を添加して、可塑性の坏土とする� ��バインダは、例えば、メチルセルロース(met hylcellulose)、ヒドロキシプロポキシルセルロ� �ス(hydroxypropoxylcellulose)、ヒドロキシエチルセ ルロース(hydroxyethylcellulose)、カルボキシメチ� ��セルロース(carboxylmethylcellulose)、ポリビニル アルコール(polyvinylalcohol)を使用する。この坏 土は押出成形されて、隔壁によって仕切られ 且つ長手方向に貫通する多数の流通孔を有す るハニカム構造となる。このハニカム構造は 、マイクロ波、熱風等によって乾燥された後 、焼結されて、ハニカムセグメントを作製す る。

 接合層は、材料として、無機粒子を繊維� ��コロイダルゾルの混合物を使用する。無機� ��子は、例えば、セメントを始めとして、炭� ��珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミ� ��、ムライトである。コロイダルゾルは、例� ��ば、コロイダルシリカ、コロイダルアルミ� ��である。接合材は、この混合物に、必要に� ��じて金属繊維等の金属、造孔剤、各種セラ� ��ックスの粒子などを添加した材料を使用す� ��。

[2]本実施形態のセラミックフィルタの製造方 法:
 以下、本実施形態におけるセラミックフィ� ��タの製造方法を実施するための最良の形態� ��ついて、図面を参照しながら具体的に説明� ��る。但し、本発明はその発明特定事項を備� ��るセラミックフィルタにおける貫通孔の形� ��方法を広く包含するものであり、以下の実� ��形態に限定されるものではない。

 本実施形態におけるセラミックフィルタ� ��製造するにあたり、図1~3に示されるように� ��流通孔7の端部に目封止を形成する工程であ って、フィルムを貼ってレーザーで穴をあけ る工程において、貫通セル10以外のセルを作� ��ところのみフィルムにレーザーで穴をあけ� ��、目封止ペーストを押し込んでセラミック� ��ィルタ製造することが好ましい。とりわけ� ��流通孔7の端部に目封止を形成する工程であ って、フィルムを貼ってレーザーで穴をあけ る工程において、千鳥状にレーザー孔をあけ る中で、目封止レス部を作るところのみレー ザーで穴をあけず、目封止ペーストを押し込 んでセラミックフィルタを製造することがよ り好ましい。

 具体的には、ハニカム成形体の所定のセ� ��の一方の端面側(或いは両端側)の開口部を� �封止材料(図3A~図3C参照)によって封止するこ� ��により目封止ハニカム成形体を得る工程で� ��われる。流通孔の端部に目封止を配設(形成 )する方法としては、まず、マスキング副工� �においてフィルムをハニカム成形体の端面� �配置する。このフィルムはポリエステルフ� �ルムを使用することができる。フィルムの� �面には粘着剤を塗布し、ハニカム成形体の� �面に貼着する。次に、NC走査可能なレーザー 装置にて、ポリエステルフィルムを貼着した ハニカム成形体の端面の、所定のセルの開口 部に相当する部分を穿孔する。穿孔した際に 、フィルムが溶ける影響で、穿孔した孔の周 囲が盛り上がる。

 目封止を千鳥状に形成する場合には、前� ��の所定のセルの開口部に相当する部分は、� ��鳥状に穿孔することが好ましい。

 次に、穿孔されたフィルム(千鳥状に穿孔 されたフィルム)を貼着したハニカム成形体� �、上述した目封止材料を貯留した貯留容器� �に圧入して、フィルムの孔から、貯留容器� �の目封止材料をセル内に充填して配設する� �所定量の目封止材料を配設した後、ハニカ� �成形体を貯留容器から取り出す。このよう� �して目封止ハニカム成形体を得ることがで� �る。

 ここで、目封止材料を配設する場合には� ��一方の端面(或いは両端)において千鳥状に� �設してもよいし、図示は省略するが、例え� �、目封止材料を所定の領域に密集させるよ� �に配設してもよいし(図示は省略)、また、一 方の端面(或いは両端)において目封止材料を� ��状や同心円状や放射状に配設してもよく、� ��々なパターンに形成することも可能である� ��

 また、ハニカム成形体の外周側のセルを� ��て目封止して、角部の欠けを防止してもよ� ��。この場合には、両方の端面ともに目封止� ��料を配設してもよいし、どちらかの片方の� ��面のみに配設してもよい。

 なお、ハニカム成形体に目封止材料を配� ��する場合には、ハニカム成形体と目封止材� ��とのそれぞれの材料を同一にしたとしても� ��実際に焼成を行った場合に焼成収縮率が同� ��になるとは限らない。この原因としては、� ��えば、成形原料を押出成形したハニカム成� ��体は、原料粒子が配向していることや、ハ� ��カム成形体の隔壁の厚さと目封止材料の寸� ��との間に隔たりがあること、さらに、目封� ��材料は乾燥時の収縮が大きいこと等が考え� ��れる。このため、本実施の形態の目封止ハ� ��カム構造体の製造方法においては、予め、� ��料の配合割合や原料粒子サイズを適宜調整� ��て、それぞれの焼成収縮率が適切な値とな� ��ように設定する。通常の目封止ハニカム構� ��体では、その外周を加工して外壁を新たに� ��覆形成することから、ハニカム成形体と目� ��止材料との焼成収縮率の差にはある程度の� ��容範囲がある。

 また、目封止材料を低熱容量化すること� ��より、焼成時に温度差が付き難くすること� ��でき、以下の焼成工程において、より均一� ��焼成を実現することができる。目封止材料1 7を低熱容量化する方法としては、例えば、� �封止材料の充填方向の長さを短くすること� �、目封止材料を高気孔率化すること等を挙� �ることができる。目封止材料の充填方向の� �さは、好ましくは5mm以下、さらに好ましく� �3mm以下とする。なお、目封止材料17を高気孔 率化することと組み合わせることにより、さ らに高い効果を得ることができる。

 また、目封止材料を低熱容量化する別の� ��法としては、図3B、図3Cに示されるように、 充填した目封止材料に窪みを形成してもよい し、充填した目封止材料内部に空洞や空隙を 形成してもよい。窪みを形成する方法として は、目封止材料を構成するスラリー中の水分 を多くして、このスラリーをセルに充填した 後に起きるヒケ現象を利用できる。また、高 粘度の状態で目封止材料をセルに充填するこ とで、目封止材料とハニカム成形体の隔壁と の間に空隙を形成することも利用できる。

 目封止材料内部に空洞や空隙を形成する� ��合には、多孔質原料や多孔質原料に含まれ� ��造孔材によって形成される細孔よりも大き� ��体積を有する空洞や空隙を目封止材料内部� ��形成する。目封止材料を構成するスラリー� ��に気泡を発生させた状態で用いることによ� ��、このような空洞や空隙を容易に形成する� ��とができる。また、ヒケ現象が起きた後で� ��度、スラリーをその上から充填してもよい� ��空洞や空隙の形状はどのような形でもよく� ��目封止材料の低熱容量化に寄与できるだけ� ��体積が確保することができればよい。なお� ��上述した目封止材料を低熱容量化する方法� ��ついては、単独で用いても組み合わせて用� ��てもよい。

 目封止材料を乾燥方法としては、ハニカ� ��成形体の目封止材料が配設された側の端面� ��熱風(例えば、120℃)を当ててフィルムを剥� �ずに約5分乾燥する。熱風送風機、ホットプ� ��ート、遠赤外線乾燥機等で乾燥は可能であ� ��。このようにして目封止ハニカム成形体を� ��る。

 本実施形態における封止部材は、ハニカ� ��状のフィルタ基体における複数の貫通孔を� ��一の端面で千鳥格子状に封止し、かつ他の� ��面で一の端面で封止した貫通孔と異なる貫� ��孔を千鳥格子状に封止して形成してもよい� ��これにより、いずれか一の端面から導入さ� ��た排ガスが第一の流入孔、第二の流入孔の� ��ずれかを区画する隔壁を、あるいは、貫通� ��ルを区画する隔壁を通過させることができ� ��排ガス中の微粒子(パティキュレート)を捕� �、除去することができる。

[3]本実施形態のセラミックフィルタの製造方 法:
 本実施形態におけるセラミックフィルタを� ��造するにあたり、図1~3に示されるように、� ��通セル10を作る工程において、目封止11を形 成した後、前記目封止に貫通孔を設けること で貫通セルを成形することが好ましい。とり わけ、貫通セルを作る成形方法において、目 封止を千鳥状に形成した後、目封止に貫通孔 を設けることで貫通セルを作ることが好まし い。

 具体的には、本実施形態のセラミックフ� ��ルタにおける貫通セルの形成方法では、目� ��止を形成した後、前記目封止に貫通孔を設� ��る点で、前述した[2]セラミックフィルタの� ��造方法と相違する。すなわち、図3Aから図3B に示されるように、流通孔7の端部に目封止11 を配設(形成)する方法として、まず、マスキ� ��グ副工程においてフィルムをハニカム成形� ��の端面に配置し、フィルムの片面には粘着� ��を塗布し、ハニカム成形体の端面に貼着し� ��NC走査可能なレーザー装置にて、ポリエス� �ルフィルムを貼着したハニカム成形体の端� �の、所定のセルの開口部に相当する部分を� �孔する。さらに、穿孔されたフィルム(千鳥� ��に穿孔されたフィルム)を貼着したハニカム 成形体を、上述した目封止材料を貯留した貯 留容器内に圧入して、フィルムの孔から、貯 留容器内の目封止材料をセル内に充填して配 設する。所定量の目封止材料を配設した後、 ハニカム成形体を貯留容器から取り出す。こ のようにして目封止されたハニカムを得た後 、所望セルに、再度NC走査可能なレーザー装� ��等にて、(千鳥状に)穿孔して成形体を得る� �とができる。

 なお、前述の穿孔は例示であって、この� ��うな穿孔方法に限られず、前述の小貫通孔� ��形成する際に説明した穿孔方法等によって� ��穿孔してもよい。

[4]本実施形態におけるセラミックフィルタに おける貫通セルの形成方法:
 本実施形態におけるセラミックフィルタを� ��造するにあたり、図1~図3Cに示されるように 貫通セル10を作る工程において、目封止を形� ��した後、その目封止の一部を抉り取ること� ��貫通セルを成形することが好ましい。とり� ��け、貫通セルを作る成形方法において、目� ��止を千鳥状に形成した後、その目封止の一� ��を抉り取ることで貫通セルを成形すること� ��好ましい。

 具体的には、本実施形態のセラミックフ� ��ルタにおける貫通セルの形成方法では、前� ��した[2]、[3]におけるセラミックフィルタの� ��造方法と同様に、目封止を形成して乾燥さ� ��た後にその目封止の一部を抉り取って、貫� ��セルを形成する方法の他、[2]、[3]の製造方� ��と異なり、目封止を形成した後、乾燥する� ��に、その目封止の一部を抉り取って、貫通� ��ルを形成する方法、さらには、目封止を形� ��して乾燥後、焼成工程を経て得た焼成体(完 成体)の目封止の一部を抉り取って貫通セル� �形成する方法等がある。この目封止を抉り� �って貫通セルを形成する方法は、たとえば� �はけ等を用いて不要な目封止を人力(たとえ� ��、手等)で抉り取ったり、φ0.5mm程度のドリ� �で穴をあけて抉り取ったりする。なお、前� �のドリルで穴をあけて抉り取る場合には、� �通セル形状は円のみなので、そのドリルで� �けた穴に棒やすりを入れて所望の形状・サ� �ズに調整することが好ましい。なお、前述� �方法は、一例であって、このような方法に� �られるものでなく、目封止の一部を抉り取� �等して、本願の効果を奏することができる� �法は、前述のセラミックフィルタにおける� �通セルの形成方法に含まれる。