JP6193162B2 - ハニカムセグメント、ハニカム連結体、およびハニカム構造体 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。さらに詳しくは、複数のハニカムセグメントを組み合わせて構成されるハニカム構造体に関する。

自動車エンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、粒子状物質、さらには、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）などの有害物質が含まれている。上述の粒子状物質、一酸化炭素等の有害物質を排ガスから除去する際には、ハニカム構造体が用いられている。

ハニカム構造体は、隔壁によって蜂の巣構造（ハニカム構造）が形作られている。ハニカム構造体を粒子状物質除去用のフィルタとして用いる場合には、隔壁を多孔質とし、排ガスの入り口側を開口し且つ出口側を目封止したセル（以下、「第１セル」）と、排ガスの入り口側を目封止し且つ出口側を開口したセル（以下、「第２セル」）とを交互に配置する形態とする。こうした形態とすることにより、排ガスは、第１セル内に流入し、当該第１セルの出口側を目封止されているために、隔壁を通り抜けて第２セルに流入して、第２セルの出口側から外部に排出される。こうした排ガスの流れの中で、排ガスが隔壁を通り抜ける際に、排ガスに含まれる粒子状物質が隔壁に捕捉される。そして、排ガスは粒子状物質の濃度を低減した浄化された状態で第２セルに流入し、この浄化された排ガスが外部に排出される。

また、ハニカム構造体を一酸化炭素（ＣＯ）等の浄化に用いる場合には、触媒を担持させるための触媒担体（ハニカム触媒担体）としてハニカム構造体を使用する。ハニカム触媒担体では、隔壁に触媒を担持させる。隔壁に触媒を担持させることにより、排ガスをセル内に通過させている最中に、排ガス中の一酸化炭素などの有害物質を、触媒との化学反応によって二酸化炭素などのより有害性の低い物質に変えることが可能になる。

近年、排ガス規制が強化され、建設用機械や農業用機械のエンジン、あるいは船舶のエンジンや大型の発電機から排出させる排ガスも規制対象に加えられる傾向にある。建設用機械や農業用機械のエンジン、船舶のエンジンや大型の発電機は排気量が大きい。そのため、これらのエンジンや発電機から排出される排ガスを浄化する際には、ハニカム構造体の大型化が求められている。

通常、ハニカム構造体は押出成形により一体型として製造することとが可能であるが、大型のハニカム構造体となると、一体型として製造するにはサイズ的な限界がある。そこで、大型のハニカム構造体を得る技術として、接合型ハニカム構造体が提案されている（例えば、特許文献１）。接合型ハニカム構造体は、複数個のハニカムセグメントを接合層を介して接合させて作られたものである。

特開２０１２−０４６４１７号公報

ところが、従来の接合型ハニカム構造体では、大型化した場合に、接合層にクラックを生じたり、接合層に剥離を生じたりして、接合型ハニカム構造体の中からハニカムセグメントが抜け落ちてしまう恐れがある。

上記の問題に鑑みて、本発明の目的は、安定した構造的強度を有する大型のハニカム構造体を得ることを可能にする技術を提供することにある。

本発明は、以下に示すハニカムセグメント、ハニカム連結体、およびハニカム構造体である。

［１］ ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）を複数個と、前記穴部に嵌合可能な嵌合部材と、を備え、前記複数個のハニカムセグメント（Ａ）は、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ａ）同士を互いの前記穴部を対向させて前記穴部に前記嵌合部材を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
［２］ ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）と、前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）と、前記穴部に嵌合可能な嵌合部材と、を備え、前記ハニカムセグメント（Ａ）と前記ハニカムセグメント（Ｂ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、互いの前記穴部を対向させて前記穴部に前記嵌合部材を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
［３］ ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）を複数個と、前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）と、を備え、前記ハニカムセグメント（Ａ）と前記ハニカムセグメント（Ｂ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記穴部に前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
［４］ ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）と、ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁において外側方向に突出する凸部を有するハニカムセグメント（Ｃ）と、を備え、前記ハニカムセグメント（Ａ）と前記ハニカムセグメント（Ｃ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記穴部に前記ハニカムセグメント（Ｃ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
［５］ ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）を複数個備え、前記複数個のハニカムセグメント（Ｂ）は、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、一方の前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記穴部に他方の前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
［６］ ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）と、ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、前記外周壁において外側方向に突出する凸部を有するハニカムセグメント（Ｃ）と、を備え、前記ハニカムセグメント（Ｂ）と前記ハニカムセグメント（Ｃ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記穴部に前記ハニカムセグメント（Ｃ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。

［７］ 前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁は、複数の平面状の側壁より構成され、前記セルの延びる方向に垂直な断面において多角形形状であり、前記開口部は、１つの面の前記側壁の外表面内に収まるように設けられている前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカム連結体。

［８］ 前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記開口部の開口面積は、前記開口部を設けられている前記側壁の前記外表面の面積の０．６倍以下であり、前記穴部の前記深さは、前記穴部の深さ方向に沿った前記ハニカム構造部の幅の０．４倍以下である前記［７］に記載のハニカム連結体。

［９］ 前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁は、前記セルの延びる方向に垂直な断面において四角形形状である前記［７］または［８］に記載のハニカム連結体。

［１０］ 前記［１］〜［９］に記載のハニカム連結体のうちの少なくともいずれか１種以上から構成されるハニカム構造体。

本発明によれば、ハニカムセグメントに穴部および／または凸部を有し、穴部、凸部、嵌合部材を介した嵌合によりハニカムセグメント同士を連結させることにより、安定した構造的強度を有する大型のハニカム構造体を構成することが可能になる。例えば、上述のように穴部の開口部が第１端面および第２端面には達せず且つ外周壁の周方向の全域にはわたらないので、ハニカム構造体を構成するハニカムセグメントの抜け落ちや位置ずれを、従来の接合型ハニカム構造体と比較して抑制しやすくなる。

本発明のハニカムセグメント（Ａ）の一実施形態の斜視図である。 図１中のＡ−Ａ’断面の模式図である。 図１中のＢ−Ｂ’断面の模式図である。 本発明のハニカムセグメント（Ａ）の他の実施形態の斜視図である。 本発明のハニカムセグメント（Ｂ）の一実施形態の斜視図である。 図５中のＣ−Ｃ’断面の模式図である。 図５中のＤ−Ｄ’断面の模式図である。 本発明のハニカムセグメント（Ｃ）の一実施形態の斜視図である。 図８中のＥ−Ｅ’断面の模式図である。 図８中のＦ−Ｆ’断面の模式図である。 本発明のハニカムセグメント（Ａ）の更に他の実施形態の斜視図である。 図１１中のＧ−Ｇ’断面の模式図である。 本発明のハニカム連結体（Ｉ）の一実施形態を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態のハニカム連結体（Ｉ）の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態のハニカム連結体（ＩＩ）およびハニカム連結体（ＩＩＩ）を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態のハニカム連結体（ＩＩ）およびハニカム連結体（ＩＩＩ）の模式的な断面図である。 本発明の一実施形態のハニカム連結体（ＩＶ）の模式的な断面図である。 本発明の他の実施形態のハニカム連結体（ＩＩＩ）、並びに本発明の一実施形態のハニカム連結体（Ｖ）およびハニカム連結体（ＶＩ）の模式的な断面図である。 本発明のハニカム構造体の一実施形態の模式的な斜視図である。 本発明のハニカム構造体の他の実施形態の模式的な平面図である。 実施例１〜４のハニカム連結体（ＩＶ）における連結強度および圧力損失を示すグラフである。 実施例３，５〜７のハニカム連結体（ＩＶ）における連結強度および圧力損失を示すグラフである。 実施例３，８〜１０のハニカム連結体（ＩＶ）における連結強度および圧力損失を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。

１．ハニカムセグメント：
本発明のハニカムセグメントは、ハニカム構造体を構成するためのものであり、以下の３種のハニカムセグメント（Ａ）〜（Ｃ）に分類される。

１−１．ハニカムセグメント（Ａ）：
図１〜図３に示されているように、本発明の一実施形態のハニカムセグメント（Ａ）１ａは、ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメント１である。ハニカムセグメント（Ａ）１ａは、ハニカム構造部１０と、ハニカム構造部１０の外周を取り囲む外周壁３１とを備えている。ハニカム構造部１０は、一方の端面である第１端面３から他方の端面である第２端面５まで通じる流体の流路となる複数のセル７を区画形成する隔壁９を有する。さらに、ハニカムセグメント（Ａ）１ａは、穴部４１を有する。穴部４１は、外周壁３１に開口部４３を有するとともに開口部４３から所定の深さＤまでの隔壁９を貫通する。また、開口部４３は、第１端面３および第２端面５には達せず且つ外周壁３１の周方向の全域にはわたらない。なお、図１は、本発明の一実施形態のハニカムセグメント（Ａ）１ａの斜視図である。図２は、図１中のＡ−Ａ’断面の模式図である。図３は、図１中のＢ−Ｂ’断面の模式図である。

ハニカムセグメント（Ａ）１ａでは、外周壁３１は、複数の平面状の側壁３３より構成される多角柱形状であり、開口部４３は、１つの面の側壁３３の外表面３４内に収まるように設けられていることが好ましい。上述のように外周壁３１が多角柱形状である場合、ハニカムセグメント１の側壁３３同士を合わせた際に対面する側壁３３の間に隙間が生じにくくなるので、安定した構造的強度のハニカム構造体を構成させ易くなる。例えば、セル７の延びる方向（以下、「Ｚ方向」という）に垂直な断面において、外周壁３１の形状が、図３に示されているハニカムセグメント（Ａ）１ａのような四角形の他に、三角形、六角形、八角形等の多角形形状などとすることができる。

また、ハニカムセグメント（Ａ）１ａでは、外周壁３１が多角柱形状である場合、開口部４３の開口面積は、「側壁３３の外表面３４」の面積の０．６倍以下であり、穴部４１の深さＤは、「ハニカム構造部１０の幅」の０．４倍以下であることが好ましい。ただし、上記の「側壁３３の外表面３４」は、側壁３３の外表面３４うち、開口部４３が開口している１面に限る。また、上記の「ハニカム構造部１０の幅」は、穴部４１の深さ方向に沿って測定したハニカム構造部１０の幅である。開口部４３の開口面積および穴部４１の深さＤが上記の条件を満たす場合、構造的強度が高く、且つ、ガス通過時の圧力損失を抑制することが可能になる。

本明細書にいう「穴部４１の深さＤ」とは、図２を参照し述べると、側壁３３の外表面３４のレベルから、穴部４１の深さ方向（穴部４１の貫通方向）で突き当たる隔壁９の表面までの距離のことを意味する。また、図６に示されているように、隔壁９が遮蔽材４９によって被覆されている場合には、「穴部４１の深さＤ」とは、側壁３３の外表面３４のレベルから、隔壁９を被覆する遮蔽材４９の表面までの距離のことを意味する。なお、図６および遮蔽材４９については後で詳しく説明する。

さらに、図１〜図３に示されているハニカムセグメント（Ａ）１ａのように、外周壁３１は四角柱形状であることが好ましい。

図４は、本発明の他の実施形態のハニカムセグメント（Ａ）２０ａの模式的な斜視図である。図４に示されているハニカムセグメント（Ａ）２０ａのように、外周壁３１は円柱形状であってもよい。また、図示しないが、ハニカムセグメント（Ａ）の外周壁３１は、Ｚ方向に垂直な断面の形状が、楕円や、その他の任意の形状となるようなものであってもよい。

１−２．ハニカムセグメント（Ｂ）：
図５は、本発明の一実施形態のハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの斜視図である。図６は、図５中のＣ−Ｃ’断面の模式図である。図７は、図５中のＤ−Ｄ’断面の模式図である。図示されているように、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂは、上述のハニカムセグメント（Ａ）のうちで、外周壁３１において外側方向に突出する凸部４５を更に有する。ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂにおいて、凸部４５の形状や大きさは、特に制限されない。後述するように、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの凸部４５は、ハニカムセグメント（Ａ）１ａの穴部４１やハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの穴部４１に嵌め込むためのものである。よって、凸部４５の形状は、嵌め込もうとする穴部４１の形状と相補的であるとよい。特に、凸部４５の長さは、嵌め込もうとする穴部４１の深さと同じであることが好ましい。また、凸部４５の長さ方向に垂直な断面の形状は、嵌め込もうとする穴部４１の開口部４３の形状と略一致する形状である、あるいは、嵌め込もうとする穴部４１の開口部４３内に僅かな隙間をもって収まるような形状であることが好ましい。なお、図５〜図７に示されているハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの凸部４５は、四角柱状の部材をハニカムセグメントの側壁３３に接合することにより形成されている。

１−３．ハニカムセグメント（Ｃ）：
図８は、本発明の一実施形態のハニカムセグメント（Ｃ）１ｃの模式的な斜視図である。図９は、図８中のＥ−Ｅ’断面の模式図である。図１０は、図８中のＦ−Ｆ’断面の模式図である。ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃは、ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメント１である。ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃは、ハニカム構造部１０と、ハニカム構造部１０の外周を取り囲む外周壁３１とを備えている。ハニカム構造部１０は、一方の端面である第１端面３から他方の端面である第２端面５まで通じる流体の流路となる複数のセル７を区画形成する隔壁９を有する。さらに、ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃは、外周壁３１において外側方向に突出する凸部４５を有する。なお、ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃは、上述のハニカムセグメント（Ａ）１ａおよびハニカムセグメント（Ｂ）１ｂとは異なり、穴部４１を有していない。

ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃの凸部４５は、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの凸部４５と同様に、ハニカムセグメント（Ａ）１ａの穴部４１やハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの穴部４１に嵌め込むためのものである。よって、凸部４５の形状は、嵌め込もうとする穴部４１の形状と相補的であるとよい。特に、凸部４５の長さは、嵌め込もうとする穴部４１の深さと同じであることが好ましい。また、凸部４５の長さ方向に垂直な断面の形状は、嵌め込もうとする穴部４１の開口部４３の形状と略一致する形状である、あるいは、嵌め込もうとする穴部４１の開口部４３内に僅かな隙間をもって収まるような形状であることが好ましい。

図９および図１０に示されている凸部４５から理解できるように、ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃの凸部４５は、ハニカム構造部１０を研削することにより形成されたものである。具体的には、四角柱形状の外周壁３１とその内側のハニカム構造部１０とを有するハニカムセグメントを一旦形成しておき、その後、凸部４５を設ける面において側壁３３およびその内側の隔壁９を、凸部４５を形成する部分を除いて研削する。こうして、凸部４５となる部分のハニカム構造部１０だけが突出した状態としておき、研削された部分の外表面に外周コート材３６を塗布して外周壁３１を修復する。そのため、ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃでは、凸部４５を設けられた面の外周壁３１（側壁３３）が、隔壁９に由来する部分と外周コート材３６に由来する部分との２層構造になっている。

以下、本発明のハニカムセグメントにおける「その他の特徴」を説明する。なお、以下において、単に「ハニカムセグメント１」という場合には、ハニカムセグメント（Ａ）〜（Ｃ）の全てについて言及していることとする。

ハニカムセグメント１では、Ｚ方向に垂直な断面において、セル７の断面形状は、特に限定されず、例えば、三角形、四角形、六角形、八角形等の多角形形状、あるいは、円形や楕円形などとすることができる。

ハニカムセグメント１を構成する隔壁９の、Ｚ方向に垂直な断面における厚さ（以下、単に、「隔壁９の厚さ」ということがある）は、基本的に均一なものとする。「基本的に均一」とは、成形時の変形等により、僅かに隔壁９の厚さに差異が生じた場合を除き、隔壁９の厚さが均一であることを意味する。例えば、ハニカムセグメント１を押出成形する口金（金型）のスリットを、スライサー加工により製造した場合に、上記均一な厚さの隔壁９が実現される。

隔壁９の厚さは、６４〜５０８μｍであることが好ましく、８９〜４８３μｍであることが更に好ましく、１１０〜３８１μｍであることが特に好ましい。隔壁９の厚さを上記範囲とすることにより、ハニカムセグメント１の強度を維持し、初期の圧力損失の増加を更に抑制することができる。隔壁９が６４μｍより薄いと、ハニカムセグメント１の強度が低くなることがある。隔壁９が５０８μｍより厚いと、ハニカムセグメント１の初期の圧力損失が高くなることがある。上記「隔壁９の厚さ」は、ハニカムセグメント１のＺ方向に垂直な断面における隔壁９の幅のことを意味する。

隔壁９の気孔率は、３５〜７０％であることが好ましく、４０〜７０％であることが更に好ましく、４０〜６８％であることが特に好ましい。隔壁９の気孔率を上記範囲とすることにより、ハニカムセグメント１の強度を維持し、初期の圧力損失の増加を更に抑制することができる。隔壁９の気孔率が３５％より小さいと、ハニカムセグメント１の初期の圧力損失が高くなることがある。隔壁９の気孔率が７０％より大きいと、ハニカムセグメント１の強度が低くなることがある。隔壁９の気孔率は、水銀ポロシメータによって測定した値である。

隔壁９の平均細孔径は、７〜３０μｍであることが好ましく、８〜２７μｍであることが更に好ましく、９〜２５μｍであることが特に好ましい。隔壁９の平均細孔径を上記範囲とすることにより、ハニカムセグメント１の強度を維持し、初期の圧力損失の増加を更に抑制することができる。隔壁９の平均細孔径が７μｍより小さいと、ハニカムセグメント１の初期の圧力損失が高くなることがある。隔壁９の平均細孔径が３０μｍより大きいと、アッシュ、粒子状物質の捕集性能が低下することがある。隔壁９の平均細孔径は、水銀ポロシメータによって測定した値である。

ハニカムセグメント１のセル密度は、特に制限されないが、１６〜１８６個／ｃｍ^２であることが好ましく、２３〜１１６個／ｃｍ^２であることが更に好ましく、３１〜９３個／ｃｍ^２であることが最も好ましい。セル密度が上記範囲であると、ハニカムセグメント１の強度を保ちつつ圧力損失を低く抑えることができる。セル密度が１６個／ｃｍ^２より小さいと、ハニカムセグメント１の強度が低下するため、キャニング時に破壊してしまうおそれがある。セル密度が１８６個／ｃｍ^２より大きいと、初期圧力損失が高くなりすぎるため、エンジン出力が低下したり、燃費が悪くなったりするおそれがある。本明細書において「セル密度（個／ｃｍ^２）」とは、Ｚ方向に垂直な断面における単位面積当たり（１ｃｍ^２当たり）のセル７の個数を意味する。

隔壁９の材料としては、セラミックが好ましい。セラミックの中では、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される少なくとも１種がさらに好ましい。これらの材料を用いることにより、強度および耐熱性に優れたものとなる。特に、隔壁９の材料としては、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される１種を主成分とすることが最も好ましい。「珪素−炭化珪素系複合材料」とは、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材としてかつ珪素（Ｓｉ）を結合材として形成されたものである。なお、本明細書において「主成分」というときは、全体の５０質量％以上含有することをいう。例えば、「隔壁９が炭化珪素を主成分とする」とは、隔壁９が炭化珪素を５０質量％以上含有していることをいう。

外周壁３１の材料は、上述の隔壁９の材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、隔壁９と外周壁３１とを押出成形により一体的に成形する場合には、外周壁３１の材料と隔壁９の材料とを同じものとできる。

ハニカムセグメント１は、Ｚ方向の長さＨが５０．８〜５０８ｍｍであることが好ましく、７６．２〜４８２．６ｍｍであることが更に好ましく、１０１．６〜４３１．８ｍｍであることが特に好ましい。上記範囲とすることにより、各種エンジンからの排ガスの浄化に必要最小限のスペースの範囲で確保できる。

ハニカムセグメント１は、Ｚ方向に垂直な断面における最大幅Ｌが２５〜２５４ｍｍであることが好ましく、３０〜２２９ｍｍであることが更に好ましく、３３〜２０３ｍｍであることが特に好ましい。上記範囲とすることにより、各種エンジンからの排ガスの浄化に必要最小限のスペースの範囲で確保できる。

ハニカムセグメント１は、「長さＨ／最大幅Ｌ」の値が０．１０〜１２．００であることが好ましく、０．２〜１０．００であることが更に好ましく、０．２５〜８．５０であることが特に好ましい。上記範囲とすることにより、リングクラックを抑制することができる。

図５〜図７に示されているハニカムセグメント（Ｂ）１ｂのように、穴部４１に開いているセル７の開口部分４８を、遮蔽材４９が塞いでいるとよい。遮蔽材４９を設けることにより、セル７の開口部分４８からのガス漏れを防止することができ、排ガスの浄化に使用する際に浄化性能を向上させることができる。

図１１は、本発明の更に他の実施形態のハニカムセグメント（Ａ）３０ａの模式的な斜視図である。図１２は、図１１中のＧ−Ｇ’断面の模式図である。ハニカムセグメント（Ａ）３０ａから構成されるハニカム構造体をディーゼルパテキュレートフィルタとして用いる場合、図示されているように、目封止部１９を所定のセル７の端部に設けてもよい。このとき、目封止部１９の材料としては、隔壁９の材料と同じものを挙げることができ、隔壁９の材料と同じものを用いることが好ましい。ハニカムセグメント（Ａ）３０ａでは、複数のセル７は、所定のセル７である第１セル１１と、残余のセル７である第２セル１５とから構成される。目封止部１９は、第１セル１１の第２端面５側の開口部および第２セル１５の第１端面３側の開口部を封止する。こうした目封止部１９の配置態様によって、ハニカムセグメント（Ａ）３０ａでは、ガスＧが第１端面３から第１セル１１内に流入する。続いて、第１セル１１の第２端面５側の端部が目封止部１９によって塞がれているため、第１セル１１内に流入したガスＧは、当該第１セル１１を取り囲む隔壁９を通り抜け、隣の第２セル１５に流れていく。このとき、ガスＧに含まれる粒子状物質（ＰＭ）が隔壁９によって捕捉されていく。そして、第２セル１５に流入したガスＧは、第２セル１５の第２端面５側の開口部から排出される。

２．ハニカム連結体：
本発明のハニカム連結体は、ハニカム構造体を構成するためのものであり、以下の３種のハニカム連結体（Ｉ）〜（ＶＩ）に分類される。

図１３は、本発明の一実施形態のハニカム連結体（Ｉ）５１を説明するための斜視図である。図１４は、本発明の一実施形態のハニカム連結体（Ｉ）５１の模式的な断面図である。図１４は、Ｚ方向に垂直な断面で、ハニカムセグメント（Ａ）１ａについては輪郭のみを表している。

図１３および図１４に示されているように、本発明の一実施形態のハニカム連結体（Ｉ）５１は、複数個のハニカムセグメント（Ａ）１ａと、嵌合部材４７とを備える。嵌合部材４７は、ハニカムセグメント（Ａ）１ａの穴部４１に嵌合することが可能な部材である。ハニカム連結体（Ｉ）５１では、複数個のハニカムセグメント（Ａ）１ａは、互いのＺ方向を揃えつつ、ハニカムセグメント（Ａ）１ａ同士を互いの穴部４１を対向させて穴部４１に嵌合部材４７を嵌合させることにより連結している。

図１５は、本発明の一実施形態のハニカム連結体（ＩＩ）５２およびハニカム連結体（ＩＩＩ）５３を説明するための斜視図である。図１６は、本発明の一実施形態のハニカム連結体（ＩＩ）５２およびハニカム連結体（ＩＩＩ）５３の模式的な断面図である。図１６は、Ｚ方向に垂直な断面で、ハニカムセグメント（Ａ）１ａおよびハニカムセグメント（Ｂ）１ｂについては輪郭のみを表している。

図１５および図１６に示されているように、ハニカム連結体（ＩＩ）５２は、ハニカムセグメント（Ａ）１ａと、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂと、嵌合部材４７とを備えている。嵌合部材４７は、ハニカムセグメント（Ａ）１ａの穴部４１およびハニカムセグメント（Ｂ）の穴部４１に嵌合することが可能な部材である。ハニカム連結体（ＩＩ）５２では、ハニカムセグメント（Ａ）１ａとハニカムセグメント（Ｂ）１ｂとは、互いのＺ方向を揃えつつ、互いの穴部４１を対向させて穴部４１に嵌合部材４７を嵌合させることにより連結している。

また、ハニカム連結体（ＩＩＩ）５３は、ハニカムセグメント（Ａ）１ａとハニカムセグメント（Ｂ）１ｂとを備えている。ハニカム連結体（ＩＩＩ）５３では、ハニカムセグメント（Ａ）１ａとハニカムセグメント（Ｂ）１ｂとは、互いのＺ方向を揃えつつ、ハニカムセグメント（Ａ）１ａの穴部４１にハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの凸部４５を嵌合させることにより連結している。

図１７は、本発明の一実施形態のハニカム連結体（ＩＶ）５４の模式的な断面図である。図１７は、Ｚ方向に垂直な断面で、ハニカムセグメント（Ａ）１ａおよびハニカムセグメント（Ｃ）１ｃについては輪郭のみを表している。

ハニカム連結体（ＩＶ）５４は、ハニカムセグメント（Ａ）１ａと、ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃとを備えている。ハニカムセグメント（Ａ）１ａとハニカムセグメント（Ｃ）１ｃとは、互いのＺ方向を揃えつつ、ハニカムセグメント（Ａ）１ａの穴部４１にハニカムセグメント（Ｃ）１ｃの凸部４５を嵌合させることにより連結している。

さらに、図１７に示されているハニカム連結体（ＩＶ）５４では、ハニカムセグメント（Ａ）１ａの側壁３３とハニカムセグメント（Ｃ）１ｃの側壁３３とが接合層２３を介して接合している。また、図１７に示されているハニカム連結体（ＩＶ）５４では、接合層２３が穴部４１と凸部４５との間に介在している。このように接合層２３が介在している場合、ハニカムセグメント１同士の連結強度が高くなる。

図１８は、本発明の他の実施形態のハニカム連結体（ＩＩＩ）５３、並びに本発明の一実施形態のハニカム連結体（Ｖ）５５およびハニカム連結体（ＶＩ）５６の模式的な断面図である。図１８は、Ｚ方向に垂直な断面で、ハニカムセグメント（Ａ）１ａ、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂ、およびハニカムセグメント（Ｃ）１ｃについては輪郭のみを表している。

図１８に示されているように、ハニカム連結体（Ｖ）５５は、複数個のハニカムセグメント（Ｂ）１ｂを備える。ハニカム連結体（Ｖ）５５では、複数個のハニカムセグメント（Ｂ）１ｂは、互いのＺ方向を揃えつつ、一方のハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの穴部４１に他方のハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの凸部４５を嵌合させることにより連結している。

また、ハニカム連結体（ＶＩ）５６は、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂと、ハニカムセグメント（Ｃ）１ｃとを備えている。ハニカム連結体（ＶＩ）５６では、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂとハニカムセグメント（Ｃ）１ｃとは、互いのＺ方向を揃えつつ、ハニカムセグメント（Ｂ）１ｂの穴部４１にハニカムセグメント（Ｃ）１ｃの凸部４５を嵌合させることにより連結している。

ここで、ハニカム連結体（Ｉ）〜（ＶＩ）の特定の仕方について説明する。図１６には、１個のハニカム複合体７０が示されている。この１個のハニカム複合体７０は、２個のハニカムセグメント（Ａ）１ａと、１個のハニカムセグメント（Ｂ）１ｂとから構成されている。ハニカム複合体７０は、３個のハニカムセグメント１が一方向に縦列した形態となっている。真ん中に配置されているハニカムセグメント（Ｂ）１ｂは、ハニカム連結体（ＩＩ）５２を構成する一方で、ハニカム連結体（ＩＩＩ）５３をも構成する。また、図１８に示されているハニカム複合体７３は、１個のハニカムセグメント（Ａ）１ａと、２個のハニカムセグメント（Ｂ）１ｂと、１個のハニカムセグメント（Ｃ）１ｃとから構成されている。そして、ハニカム複合体７３は、ハニカム連結体（ＩＩＩ）５３、ハニカム連結体（Ｖ）５５、ハニカム連結体（ＶＩ）５６とから構成されている。

ハニカム連結体（Ｉ）５１〜ハニカム連結体（ＶＩ）５６では、隣接するハニカムセグメント１同士を、穴部４１と嵌合部材４７との嵌合、あるいは、穴部４１と凸部４５との嵌合によって連結している。ハニカム連結体（Ｉ）５１〜ハニカム連結体（ＶＩ）５６によれば、上記のハニカムセグメント１同士を嵌合状態で連結できるため、従来の接合型ハニカム構造体のようなハニカムセグメント同士を接合させるための接合層を必須とはしない。従来のように、ハニカムセグメント同士を接合層を介して接合する場合、ハニカムセグメントと接合層との間で熱膨張の度合いを合わせる必要が生じる。ハニカム連結体（Ｉ）５１〜ハニカム連結体（ＶＩ）５６において、接合層を有しない場合には、上述の熱膨張の調節を要しないので、使用可能な温度の範囲を拡張させ易くなる。

また、ハニカム連結体（Ｉ）５１〜ハニカム連結体（ＶＩ）５６によれば、穴部４１の開口部４３が第１端面３および第２端面５には達しない。そのため、ハニカムセグメント１同士が連結した状態の時に、嵌合部材４７および凸部４５が、外周壁３１の開口部４３よりも第１端面３側にある部分および外周壁３１の開口部４３よりも第２端面５側にある部分によって支持される。その結果、ハニカム連結体（Ｉ）５１〜ハニカム連結体（ＶＩ）５６によれば、ハニカムセグメント１がＺ方向にずれて脱落してしまうことが生じにくい。

ハニカム連結体（Ｉ）５１〜ハニカム連結体（ＶＩ）５６によれば、穴部４１の開口部４３が外周壁３１の周方向の全域にはわたらないので、ハニカムセグメント１が周方向に大きな位置ずれを生じにくい。換言すると、ハニカム連結体（Ｉ）５１〜ハニカム連結体（ＶＩ）５６によれば、ハニカムセグメント１が横滑りしにくくなる。特に、ハニカムセグメント１の外周壁３１が多角柱形状であり、且つ開口部４３が１つ面の側壁３３の外表面３４内に収まるように設けられている場合、ハニカムセグメント１は周方向に大きな位置ずれをより生じにくくなる。

なお、ハニカム連結体（Ｉ）〜（ＩＶ）では、例えば、図１７に示されているハニカム連結体（ＩＶ）５４のように、隣接するハニカムセグメント１の側壁３３同士を接合層２３を介して接合させてもよい。このとき、接合層２３は、ハニカムセグメント１の第１端面３から第２端面５まで配設されていることが好ましい。

また、ハニカム連結体（Ｉ）〜（ＩＶ）では、図１７に示されているハニカム連結体（ＩＶ）５４のように穴部４１と凸部４５との間に接合層２３を介在させたり（図１７を参照）、あるいは図示しないが、穴部４１と嵌合部材４７の間に接合層２３を介在させたりしてもよい。上記のように接合層２３を介在させる場合、ハニカムセグメント１同士の連結強度を補強することが可能になる。

接合層２３の材料については特に制限はないが、例えば、炭化珪素、アルミナ、窒化珪素、等のセラミック粒子を、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナにより結合した材料等を好適例として挙げることができる。このような材料を用いることによって、ハニカムセグメント１（更には、ハニカム複合体や後述のハニカム構造体）に生じる熱応力を良好に緩和することができる。また、このような材料を用いることにより、接合層２３が、ハニカム複合体やハニカム構造体に負荷がかかったときの緩衝材としての役割も果たす。

ハニカム連結体（Ｉ）およびハニカム連結体（ＩＩ）において、嵌合部材の材質は、セラミッス、金属、樹脂など、ハニカム連結体（Ｉ）およびハニカム連結体（ＩＩ）の用途に応じて適当な材質を適用するとよい。例えば、嵌合部材の材質をハニカムセグメントの材質と同一とすることが好ましい。ハニカム連結体（Ｉ）およびハニカム連結体（ＩＩ）において、これらを構成するハニカムセグメントの材質と嵌合部材の材質とが同じ場合、ハニカムセグメントと嵌合部材との間で熱膨張係数の差が生じにくくなり、耐熱衝撃性に優れるものとなる。

３．ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体は、ハニカム連結体（Ｉ）〜（ＶＩ）のうちの少なくともいずれか１種以上から構成されるものである。なお、ハニカム構造体を構成する各ハニカムセグメントがハニカム連結体（Ｉ）〜（ＶＩ）のいずれかを構成するものであれば、本発明のハニカム構造体に該当するものとする。なお、本発明のハニカム構造体では、当該ハニカム構造体を構成する全てのハニカムセグメント１が、自身が隣接する全てのハニカムセグメントとの間で、ハニカム連結体（Ｉ）〜（ＶＩ）のうちのいずれかを構成していなくともよい。

ただし、本発明のハニカム構造体では、ハニカム構造体を構成する全てのハニカムセグメントが、自身が隣接する全てのハニカムセグメントとの間で、ハニカム連結体（Ｉ）〜（ＶＩ）のうちのいずれかを構成することが好ましい。このような形態の場合、ハニカムセグメントの位置ずれや脱落をより抑制することが可能になる。

図１９は、本発明の一実施形態のハニカム構造体１００の模式的な斜視図である。図２０は、本発明の他の実施形態のハニカム構造体１１０の平面図である。

図２０に示されているハニカム構造体１１０は、外周壁が円柱形状のハニカムセグメント１（ここでは説明の便宜上、「円柱ハニカムセグメント」という）から構成されている。複数個の円柱ハニカムセグメント１を互いのＺ方向を揃えつつ束ねた場合、隣接する円柱ハニカムセグメント１の外周壁３１同士の間で接触面積は少ない。言い換えると、複数個の円柱ハニカムセグメント１を互いのＺ方向を揃えつつ束ねた場合、隣接する円柱ハニカムセグメント１の外周壁３１同士の間に隙間７４ができてしまう。従来の接合型ハニカム構造体では、上記の隙間を接合層で埋めなければ十分な接合強度を確保することができない。その結果として、従来の接合型ハニカム構造体では、複数個の円柱ハニカムセグメントから構成されている場合、円柱ハニカムセグメント間の隙間を埋める接合層によってガス流通時の圧力損失が増大してしまう。これに対して、上記のハニカム構造体１１０では、円柱ハニカムセグメント１同士が穴部４１と嵌合部材４７との嵌合状態あるいは穴部４１と凸部４５との嵌合状態により連結されているので、隙間７４を埋める接合層を必ずしも要しない。そのため、本発明の一実施形態に該当するハニカム構造体１１０では、複数個の円柱ハニカムセグメント１から構成されているにもかかわらず、安定した構造的強度とガス流通時の圧力損失の抑制とを両立するものとなる。

ハニカム構造体１００，１１０を排ガス浄化に使用する際には、ここでは図示しないが、ハニカム構造体１００，１１０の外周をクッション材で包んだ状態で缶体の内部に収めるとよい。すなわち、例えば、ハニカム構造体１００と、ハニカム構造体の外周を包むクッション材と、缶体と、備え、ハニカム構造体１００をクッション材に包まれた状態で缶体内部に収めている排ガス浄化装置とするとよい。この排ガス浄化装置では、クッション材がハニカム構造体１００と缶体の内壁面との間で圧縮され、この圧縮による反発力により、クッション材がハニカム構造体１００を外周から締め付ける。そのため、上記の排ガス浄化装置によれば、ハニカム構造体１００は、ハニカムセグメント１同士の穴部４１、嵌合部材４７、凸部４５による嵌合状態と、クッション材による外周からの締め付けにより、構造的に安定しやすい。また、上記の排ガス浄化装置では、ハニカム構造体１００において上記の嵌合状態と外周からの締め付けとが存在するため、ハニカムセグメント１がＺ方向にずれ落ちることが生じにくい。その結果、上記の排ガス浄化装置では、構成するハニカムセグメント１の数を増やすなどして、ハニカム構造体１００を大型化することにより、船舶のエンジンなどの排気量の大きな内燃機関からの排ガス浄化に良好に適用することが可能になる。

４．ハニカムセグメントの製造方法：
次に、本実施形態のハニカムセグメントを製造する方法について説明する。まず、ハニカムセグメントを作製するための坏土を調製し、この坏土を成形して、ハニカムセグメントの成形体を作製する（成形工程）。得られたハニカムセグメントの成形体を、乾燥して、ハニカムセグメントの乾燥体を得ることが好ましい。

次に、得られたハニカムセグメントの成形体（或いは、必要に応じて行われた乾燥後のハニカムセグメントの乾燥体）を焼成してハニカムセグメントを作製する（焼成工程）。

さらに、ハニカムセグメント（Ａ）およびハニカムセグメント（Ｂ）を作製する場合には、ハニカムセグメントに穴部を形成する（穴部形成工程）。また、ハニカムセグメント（Ｂ）およびハニカムセグメント（Ｃ）を作製する場合には、ハニカムセグメントに凸部を形成する（凸部形成工程）。

このようにして本実施形態のハニカムセグメントを製造することができる。以下、各製造工程について更に詳細に説明する。

４−１．成形工程：
まず、成形工程においては、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成するハニカム成形体を形成する。例えば、ハニカム成形体は、隔壁と外周壁とを押出成形によって一体的に成形してもよい。

セラミック成形原料に含有されるセラミック原料としては、炭化珪素（ＳｉＣ）、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、チタン酸アルミニウムなどを挙げることができる。そして、炭化珪素（ＳｉＣ）、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト化原料、コージェライト、ムライト、アルミナ、チタニア、炭化珪素、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種であることが好ましい。なお、「珪素−炭化珪素系複合材料」とは、炭化珪素（ＳｉＣ）を骨材としてかつ珪素（Ｓｉ）を結合材として形成されたものである。「コージェライト化原料」とは、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミック原料であって、焼成されてコージェライトになるものである。

また、このセラミック成形原料は、上記セラミック原料に、分散媒、有機バインダ、無機バインダ、造孔材、界面活性剤等を混合して調製することが好ましい。各原料の組成比は、特に限定されず、作製しようとするハニカム構造部の構造、材質等に合わせた組成比とすることが好ましい。

セラミック成形原料を成形する際には、まず成形原料を混練して坏土とし、得られた坏土をハニカム形状に成形することが好ましい。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法としては特に制限はなく、押出成形、射出成形等の従来公知の成形方法を用いることができる。例えば、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形してハニカム成形体を形成する方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。

また、上記成形後に、得られたハニカム成形体を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等を挙げることができ、なかでも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又は組合せて行うことが好ましい。

４−２．焼成工程：
次に、得られたハニカム成形体を焼成してハニカムセグメント（ハニカム焼成体）を得る。なお、目封止を設けたハニカムセグメントを作製する場合には、ハニカム成形体の焼成は、ハニカム成形体に目封止部を配設した後に行ってもよい。

また、ハニカム成形体を焼成（本焼成）する前には、そのハニカム成形体を仮焼することが好ましい。仮焼は、脱脂のために行うものであり、その方法は、特に限定されるものではなく、中の有機物（有機バインダ、分散剤、造孔材等）を除去することができればよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼の条件としては、酸化雰囲気において、２００〜１０００℃程度で、３〜１００時間程度加熱することが好ましい。

ハニカム成形体の焼成（本焼成）は、仮焼した成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われる。焼成条件（温度、時間、雰囲気）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。

４−３．穴部形成工程：
穴部形成工程は、ハニカムセグメントの外周壁に所望の形状の開口部を形成し、さらにその内側で所望の深さまでの隔壁を切り欠くことにより、穴部を形成する工程である。穴部を形成する際には、ドリルや研削機などを適宜用いるとよい。

また、焼成前のハニカム成形体の段階で、外周壁およびその内側の隔壁にドリルなどを用いて予め穴を開けてもよい。これに引き続き、焼成後に、予め開けておいた穴を研削し、開口部の形状や穴部の深さを整えてもよい。

４−４．凸部形成工程：
凸部は、焼成前のハニカム成形体、またはハニカムセグメント（ハニカム焼成体）の外周壁に所望の形状の部材を接着することにより形成してもよい（例えば、図７中に示されている凸部４５を参照）。この時、凸部の材質は、ハニカム焼成体の外周壁と同じ材質とすることが好ましい。凸部とハニカム焼成体の外周壁とが同じ材質である場合、熱膨張係数の差が生じにくくなり、耐熱衝撃性に優れるものとなる。

あるいは、例えば、図８〜図１０に示されているハニカムセグメント１の凸部４５を形成する場合には、以下の内容で行うとよい。まず、ハニカムセグメント（ハニカム焼成体）において、凸部を形成する部分領域（多角柱形状の場合には凸部を形成する面）の外周を一部分（将来凸部となる部分）を残しながら研削する。次いで、研削部分の表面に外周コート材を塗布することにより、研削部分の外周壁（凸部の外周壁を含む）を形成する。この時、外周コート材の材質は、研削前のハニカムセグメント（ハニカム焼成体）の外周壁と同じ材質とすることが好ましい。上述のように外周コート材と外周壁とが同じ材質である場合、熱膨張係数の差が生じにくくなり、耐熱衝撃性に優れるものとなる。

４−５．目封止工程
なお、目封止部を設けたハニカムセグメント（目封止ハニカムセグメント）を作製する場合には、ハニカムセグメントにおける複数のセルを、第１セルとなる群と第２セルとなる群とに振り分ける。そして、第１セルの第２端面側の端部と、第２セルの第１端面側の端部とに、目封止材（目封止部の材料）を充填して、目封止部を形成する。

ハニカムセグメントに目封止材を充填する際には、例えば、まず、第１端面側の端部に目封止材を充填し、その後、第２端面側の端部に目封止材を充填する。端部に目封止材を充填する方法としては、以下のマスキング工程と圧入工程とを有する方法を挙げることができる。マスキング工程は、ハニカムセグメントの一方の端面（例えば、第１端面）にシートを貼り付け、シートにおける、「目封止部を形成しようとするセル」（この場合は第２セル）と重なる位置に孔を開ける工程である。圧入工程は、「ハニカムセグメントの、シートが貼り付けられた側の端部」を目封止材が貯留された容器内に圧入して、目封止材をハニカムセグメントのセル内に圧入する工程である。目封止材をハニカムセグメントのセル内に圧入する際には、目封止材は、シートに形成された孔を通過し、シートに形成された孔と連通するセルのみに充填される。

次に、ハニカムセグメントに充填された目封止材を乾燥させて、目封止部を形成し、目封止ハニカムセグメントを得る。なお、ハニカムセグメントの両端部に目封止材を充填した後に、目封止材を乾燥させてもよいし、ハニカムセグメントの一方の端部に充填した目封止材を乾燥させた後に、他方の端部に目封止材を充填し、その後、他方の端部に充填した目封止材を乾燥させてもよい。更に、目封止材を、より確実に固定化する目的で、焼成してもよい。また、乾燥前のハニカム成形体又は乾燥後のハニカム成形体に目封止材を充填し、乾燥前のハニカム成形体又は乾燥後のハニカム成形体と共に、目封止材を焼成してもよい。

５．ハニカム連結体の製造方法：
ハニカム連結体（Ｉ）を作製する場合には、まず、複数個のハニカムセグメント（Ａ）を用意する。そして、ハニカムセグメント（Ａ）同士を、互いのＺ方向を揃えつつ穴部を対向させて穴部に嵌合部材を嵌合させることにより連結するとよい（図１３を参照）。

ハニカム連結体（ＩＩ）を作製する場合には、まず、ハニカムセグメント（Ａ）およびハニカムセグメント（Ｂ）を用意する。そして、ハニカムセグメント（Ａ）とハニカムセグメント（Ｂ）とを、互いのＺ方向を揃えつつ穴部を対向させて穴部に嵌合部材を嵌合させることにより連結するとよい（図１５を参照）。

ハニカム連結体（ＩＩＩ）を作製する場合には、まず、ハニカムセグメント（Ａ）およびハニカムセグメント（Ｂ）を用意する。そして、ハニカムセグメント（Ａ）とハニカムセグメント（Ｂ）とを、互いのＺ方向を揃えつつ、ハニカムセグメント（Ａ）の穴部にハニカムセグメント（Ｂ）の凸部を嵌合させることにより連結するとよい（図１５を参照）。

ハニカム連結体（ＩＶ）を作製する場合には、まず、ハニカムセグメント（Ａ）およびハニカムセグメント（Ｃ）を用意する。そして、ハニカムセグメント（Ａ）とハニカムセグメント（Ｃ）とを、互いのＺ方向を揃えつつ、ハニカムセグメント（Ａ）の穴部にハニカムセグメント（Ｃ）の凸部を嵌合させることにより連結するとよい。

ハニカム連結体（Ｖ）を作製する場合には、まず、複数個のハニカムセグメント（Ｂ）を用意する。そして、複数個のハニカムセグメント（Ｂ）を、互いのＺ方向を揃えつつ、一方のハニカムセグメント（Ｂ）の穴部に他方のハニカムセグメント（Ｂ）の凸部を嵌合させることにより連結するとよい。

ハニカム連結体（ＶＩ）を作製する場合には、ハニカムセグメント（Ｂ）およびハニカムセグメント（Ｃ）を用意する。そして、ハニカムセグメント（Ｂ）とハニカムセグメント（Ｃ）とを、互いのＺ方向を揃えつつ、ハニカムセグメント（Ｂ）の穴部にハニカムセグメント（Ｃ）の凸部を嵌合させることにより連結するとよい。

なお、ハニカム連結体（Ｉ）〜（ＩＶ）を作製する際には、ハニカムセグメントの側壁における接合部分となる領域に接合材（接合層の材料）を塗布した上で連結を行ってもよい。このとき、接合材は、ハニカムセグメントの側壁において第１端面から第２端面までの接合部分全体を一様に塗布していくことが好ましい。この工程を経ると、ハニカムセグメントの対向する側面同士が接合層により接合されたものとなる。

あるいは、穴部の壁面、嵌合部材の表面、凸部の表面に予め接合材（接合層の材料）を塗布しておいた状態で、穴部と嵌合部材との嵌合、穴部と凸部との嵌合を行ってもよい。この工程を経ると、穴部と嵌合部材、穴部と凸部とが接合層により接合されたものとなる。

接合材を塗布する方法は、特に限定されず、刷毛塗り等の方法を用いることができる。

接合材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したスラリー等を挙げることができる。

６．ハニカム構造体の製造方法：
本実施形態のハニカム構造体の製造方法は、上述のハニカム連結体（Ｉ）〜（ＩＶ）の製造方法の少なくともいずれか１種以上を適宜組合せることにより行うとよい。また、排ガス浄化に使用する際には、得られたハニカム構造体の外周をクッション材で包み、このクッション材で包まれた状態のハニカム構造体をそのまま缶体の内部に収めることにより、排ガス浄化装置を作製するとよい。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
セラミック原料として、炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合したものを用いた。そして、これに、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加するとともに、水を添加して成形原料を作製した。得られた成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。

次に、得られた坏土を、真空押出成形機を用いて成形し、隔壁によって複数のセルが区画形成されたハニカムセグメントの成形体を複数個作製した。

次に、得られたハニカムセグメントの成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて１２０℃で２時間乾燥した。なお、乾燥時には、ハニカムセグメントの成形体の流出端面が、鉛直下向きになるように配置して乾燥を行った。

そして、ハニカムセグメントの成形体を脱脂し、焼成して、ハニカムセグメントの焼成体を得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。

得られたハニカムセグメントの焼成体は、隔壁厚さが３００μｍであり、セル密度が４７個／ｃｍ^２であった。また、ハニカムセグメントは、長さ１４３．８ｍｍで、四角柱形状（３６ｍｍ×３６ｍｍの正方形の断面形状）であった。

上記のハニカムセグメントの焼成体を２個用意し、１個のハニカムセグメントの焼成体についてはハニカムセグメント（Ａ）とするために穴部を形成し、もう１個のハニカムセグメントの焼成体についてはハニカムセグメント（Ｃ）とするために凸部を設けた。ハニカムセグメント（Ａ）については、穴部の開口部が５５．７ｍｍ^２（ハニカムセグメントの１つの側面の面積の６０％）で、深さが２１．６ｍｍ（ハニカムセグメントの幅の６０％）となるように形成した。ハニカムセグメント（Ｃ）については、凸部は外側方向への長さ２１．６ｍｍ（ハニカムセグメントの幅の６０％）、外側方向に垂直な断面形状が５５．７ｍｍ^２（ハニカムセグメントの１つの側面の面積の６０％）となる部材を所定の位置に配設した。なお、ハニカムセグメント（Ａ）の穴部とハニカムセグメント（Ｃ）の凸部とは相補的な形状となるようにした。なお、穴部および凸部は、穴部および凸部のＺ方向での中心位置が、ハニカムセグメントの第１端面からハニカムセグメントの全長の２０％の長さの分だけ離れた位置となるように設けた。

続いて、ハニカムセグメント（Ａ）の穴部にハニカムセグメント（Ｃ）の凸部を嵌合し、実施例１のハニカム連結体（ＩＶ）を得た。

（実施例２〜４）
実施例２〜４については、穴部および凸部のＺ方向での中心位置が、ハニカムセグメントの第１端面からハニカムセグメントの全長の４０％（実施例２）、６０％（実施例３）、８０％（実施例４）の長さの分だけ離れた位置となるように設けた以外は、実施例１と同様にした。

（実施例５〜７）
実施例５〜７については、ハニカムセグメント（Ａ）の穴部の開口部およびハニカムセグメント（Ｃ）の凸部の外側方向に垂直な断面形状が正方形で、断面積が３２．２ｍｍ^２（ハニカムセグメントの１つの側面の面積の２０％）（実施例５）、４５．５ｍｍ^２（ハニカムセグメントの１つの側面の面積の４０％）（実施例６）、６４．４ｍｍ^２（ハニカムセグメントの１つの側面の面積の８０％）（実施例７）となるようにした以外は、実施例３と同様にした。

（実施例８〜１０）
実施例８〜１０については、ハニカムセグメント（Ａ）の穴部の深さおよびハニカムセグメント（Ｃ）の凸部の外側方向への長さを、７．２ｍｍ（ハニカムセグメントの幅の２０％）（実施例８）、１４．４ｍｍ（ハニカムセグメントの幅の４０％）（実施例９）、２８．８ｍｍ（ハニカムセグメントの幅の８０％）とした以外は、実施例３と同様にした。

実施例１〜１０のハニカム連結体（ＩＶ）については、［連結強度］、および［圧力損失］の各評価を行った。各評価の評価方法を以下に示す。

［連結強度］
連結強度の測定は、次のように行った。まず、ハニカム連結体（ＩＶ）を載せるためのアルミ板を用意した。アルミ板には、ハニカム連結体（ＩＶ）を構成するハニカムセグメント（Ａ）の端面の輪郭と同形状の穴を開けたものを用いた。そして、ハニカム連結体（ＩＶ）のいずれか一方の端面をアルミ板の表面に当てるかたちで、ハニカム連結体（ＩＶ）をアルミ板の上に載せた。このとき、アルミ板に開いている上記の穴の中にハニカムセグメント（Ａ）の端面を収めるように、ハニカム連結体（ＩＶ）の位置を定めた。このようにハニカム連結体（ＩＶ）の位置を定めてアルミ板の上に載せておくと、ハニカムセグメント（Ａ）とハニカムセグメント（Ｃ）との連結状態が破壊された時に、アルミ板の穴からハニカムセグメント（Ａ）が落ちることになる。続いて、上記のように、ハニカム連結体（ＩＶ）をアルミ板の上に載せた状態で、ハニカムセグメント（Ａ）の上方の端面（アルミ板とは反対側にある端面）に、加重を、順次増加させていく態様で加えた。そして、ハニカムセグメント（Ａ）とハニカムセグメント（Ｃ）との連結状態が破壊され、ハニカムセグメント（Ａ）がアルミ板の穴から抜け落ちた時の加重（ｋｇ）を、ハニカム連結体（ＩＶ）の連結強度（ｋｇ）とした。

［圧力損失（ｋＰａ）の測定］：
室温条件下において０．５ｍ^３／分の流量でエアーをハニカム連結体（ＩＶ）に流通させた。この状態で、エアー流入側の圧力とエアー流出側の圧力との差を測定した。この圧力の差を圧力損失として算出した。

図２１は、実施例１〜４のハニカム連結体（ＩＶ）における連結強度および圧力損失を示すグラフである。図２２は、実施例３，５〜７のハニカム連結体（ＩＶ）における連結強度および圧力損失を示すグラフである。図２３は、実施例３，８〜１０のハニカム連結体（ＩＶ）における連結強度および圧力損失を示すグラフである。

［考察］
実施例５，６，８，９は、「開口部の開口面積が当該開口部を設けられている側壁の前記外表面の面積の０．６倍以下」および「穴部の深さが当該穴部の深さ方向に沿った前記ハニカム構造部の幅の０．４倍以下」の条件を満たす。実施例５，６，８，９は、連結強度が高く、かつ、圧力損失が適度に抑制されたものであることが判明した。

本発明は、排ガス浄化用のフィルタおよび排ガス浄化用の触媒担体として利用できる。

１：ハニカムセグメント、１ａ：ハニカムセグメント（Ａ）、１ｂ：ハニカムセグメント（Ｂ）、１ｃ：ハニカムセグメント（Ｃ）、３：第１端面、５：第２端面、７：セル、９：隔壁、１０：ハニカム構造部、１１：第１セル、１５：第２セル、１９：目封止部、２０ａ：ハニカムセグメント（Ａ）、２３：接合層、３０ａ：ハニカムセグメント（Ａ）、３１：外周壁、３３：側壁、３４：（側壁の）外表面、３６：外周コート、４１：穴部、４３：開口部、４５：凸部、４７：嵌合部材、４８：（セルの）開口部分、４９：遮蔽材、５１：ハニカム連結体（Ｉ）、５２：ハニカム連結体（ＩＩ）、５３：ハニカム連結体（ＩＩＩ）、５４：ハニカム連結体（ＩＶ）、５５：ハニカム連結体（Ｖ）、５６：ハニカム連結体（ＶＩ）、７０：ハニカム複合体、７３：ハニカム複合体、７４：隙間、１００：ハニカム構造体、１１０：ハニカム構造体、Ｄ：（穴部の）深さ。

Claims (10)

1. ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、
   前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）を複数個と、
   前記穴部に嵌合可能な嵌合部材と、を備え、
   前記複数個のハニカムセグメント（Ａ）は、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ａ）同士を互いの前記穴部を対向させて前記穴部に前記嵌合部材を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
2. ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、
   前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）と、
   前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）と、
   前記穴部に嵌合可能な嵌合部材と、を備え、
   前記ハニカムセグメント（Ａ）と前記ハニカムセグメント（Ｂ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、互いの前記穴部を対向させて前記穴部に前記嵌合部材を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
3. ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、
   前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）を複数個と、
   前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）と、を備え、
   前記ハニカムセグメント（Ａ）と前記ハニカムセグメント（Ｂ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記穴部に前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
4. ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、
   前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）と、
   ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁において外側方向に突出する凸部を有するハニカムセグメント（Ｃ）と、を備え、
   前記ハニカムセグメント（Ａ）と前記ハニカムセグメント（Ｃ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記穴部に前記ハニカムセグメント（Ｃ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
5. ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、
   前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）を複数個備え、
   前記複数個のハニカムセグメント（Ｂ）は、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、一方の前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記穴部に他方の前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
6. ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁に開口部を有するとともに前記開口部から所定の深さまでの前記隔壁を貫通する穴部を有し、
   前記開口部は、前記第１端面および前記第２端面には達せず且つ前記外周壁の周方向の全域にはわたらないハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁において外側方向に突出する凸部を更に有するハニカムセグメント（Ｂ）と、
   ハニカム構造体を構成するためのハニカムセグメントであり、
   一方の端面である第１端面から他方の端面である第２端面まで通じる流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有するハニカム構造部と、
   前記ハニカム構造部の外周を取り囲む外周壁と、を備え、
   前記外周壁において外側方向に突出する凸部を有するハニカムセグメント（Ｃ）と、を備え、
   前記ハニカムセグメント（Ｂ）と前記ハニカムセグメント（Ｃ）とは、互いの前記セルの延びる方向を揃えつつ、前記ハニカムセグメント（Ｂ）の前記穴部に前記ハニカムセグメント（Ｃ）の前記凸部を嵌合させることにより連結しているハニカム連結体。
7. 前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁は、複数の平面状の側壁より構成され、前記セルの延びる方向に垂直な断面において多角形形状であり、
   前記開口部は、１つの面の前記側壁の外表面内に収まるように設けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカム連結体。
8. 前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記開口部の開口面積は、前記開口部を設けられている前記側壁の前記外表面の面積の０．６倍以下であり、
   前記穴部の前記深さは、前記穴部の深さ方向に沿った前記ハニカム構造部の幅の０．４倍以下である請求項７に記載のハニカム連結体。
9. 前記ハニカムセグメント（Ａ）の前記外周壁は、前記セルの延びる方向に垂直な断面において四角形形状である請求項７または８に記載のハニカム連結体。
10. 請求項１〜９に記載のハニカム連結体のうちの少なくともいずれか１種以上から構成されるハニカム構造体。

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