JP2000279728A - Filter and production thereof - Google Patents
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Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばディーゼル
パティキュレートフィルタのようなフィルタ及びそれを
製造する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter such as a diesel particulate filter and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車の台数は今世紀に入って飛躍的に
増加しており、それに比例して自動車の内燃機関から出
される排気ガスの量も急激な増加の一途を辿っている。
特にディーゼルエンジンの出す排気ガス中に含まれる種
々の物質は、汚染を引き起こす原因となるため、現在で
は世界環境にとって深刻な影響を与えつつある。また、
最近では排気ガス中のスス(ディーゼルパティキュレー
ト)が、ときとしてアレルギー障害や精子数の減少を引
き起こす原因となるとの研究結果も報告されている。つ
まり、排気ガス中のススを除去する対策を講じること
が、人類にとって急務の課題であると考えられている。2. Description of the Related Art The number of automobiles has increased exponentially since the turn of the century, and the amount of exhaust gas emitted from internal combustion engines of automobiles has been increasing rapidly.
In particular, various substances contained in exhaust gas emitted from a diesel engine cause pollution, and are now seriously affecting the world environment. Also,
Recently, studies have reported that soot (diesel particulates) in exhaust gas sometimes causes allergic disorders and reduced sperm count. In other words, taking measures to remove soot in exhaust gas is considered to be an urgent issue for humanity.
【0003】このような事情のもと、従来より、多様多
種の排気ガス浄化装置が提案されている。一般的な排気
ガス浄化装置は、エンジンの排気マニホールドに連結さ
れた排気管の途上にケーシングを設け、その中に微細な
孔を有するフィルタを配置した構造を有している。フィ
ルタの形成材料としては、金属や合金のほか、セラミッ
クがある。セラミックからなるフィルタの代表例として
は、コーディエライト製のハニカムフィルタが知られて
いる。最近では、耐熱性・機械的強度・捕集効率が高
い、化学的に安定している、圧力損失が小さい等の利点
があることから、炭化珪素をフィルタ形成材料として用
いることが多い。Under such circumstances, various types of exhaust gas purifying devices have been proposed. A general exhaust gas purifying apparatus has a structure in which a casing is provided on an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of an engine, and a filter having fine holes is disposed therein. Materials for forming the filter include ceramics in addition to metals and alloys. As a typical example of a ceramic filter, a cordierite honeycomb filter is known. Recently, silicon carbide is often used as a filter forming material because of its advantages such as high heat resistance, high mechanical strength, high collection efficiency, high chemical stability, and low pressure loss.
【0004】ハニカムフィルタは自身の軸線方向に沿っ
て延びる多数のセルを有している。排気ガスがフィルタ
を通り抜ける際、そのセル壁によってススがトラップさ
れる。その結果、排気ガス中からススが除去される。[0004] A honeycomb filter has a number of cells extending along its own axial direction. As the exhaust gas passes through the filter, soot is trapped by the cell walls. As a result, soot is removed from the exhaust gas.
【0005】しかし、炭化珪素焼結体製のハニカムフィ
ルタは熱衝撃に弱い。そのため、大型化するほどフィル
タにクラックが生じやすくなる。よって、クラックによ
る破損を避ける手段として、複数の小さなハニカム焼結
体個片を一体化して1つの大きなフィルタを製造する技
術が近年提案されている。However, a honeycomb filter made of a silicon carbide sintered body is vulnerable to thermal shock. Therefore, cracks are more likely to occur in the filter as the size increases. Therefore, as a means for avoiding breakage due to cracks, a technique for manufacturing a single large filter by integrating a plurality of small honeycomb sintered body pieces has been proposed in recent years.
【0006】上述のフィルタを製造する一般的な方法を
簡単に述べる。まず、押出成形機の金型を介してセラミ
ック原料を連続的に押し出すことにより、柱状のハニカ
ム成形体を形成する。押出成形工程の後、ハニカム成形
体を所定の等しい長さに切断する。切断工程の後、ハニ
カム成形体切断片を加熱してハニカム焼結体とする。焼
成工程の後、複数のハニカム焼結体を用いてそれらの外
周面同士を接着剤を介して接合する。そして、このよう
な組み付け工程を経ることにより、所望のディーゼルパ
ティキュレートフィルタが完成する。The general method of manufacturing the above-described filter will be briefly described. First, a columnar honeycomb formed body is formed by continuously extruding a ceramic raw material through a mold of an extruder. After the extrusion forming step, the formed honeycomb body is cut into predetermined equal lengths. After the cutting step, the cut pieces of the formed honeycomb body are heated to obtain a honeycomb sintered body. After the firing step, a plurality of honeycomb sintered bodies are used to join their outer peripheral surfaces via an adhesive. Then, through such an assembling process, a desired diesel particulate filter is completed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、ススを長期
間にわたって捕集すると、フィルタの圧力損失が次第に
大きくなる。このため、定期的にフィルタ全体を加熱し
てススを燃焼・消失させることにより、フィルタを再生
する必要がある。従来の多くの排気ガス浄化装置では、
フィルタの上流側圧力(背圧)を測定して得た結果に基
づき、再生を行なうべきタイミングを判断している。そ
れゆえ、フィルタの初期圧損特性の向上に対する要求
は、非常にシビアなものとなっている。つまり、フィル
タの初期圧損のばらつきを小さくすることが、シビアに
要求されている。However, if soot is collected for a long period of time, the pressure loss of the filter gradually increases. For this reason, it is necessary to regenerate the filter by periodically heating the entire filter to burn and eliminate soot. In many conventional exhaust gas purification devices,
Based on the result obtained by measuring the upstream pressure (back pressure) of the filter, the timing at which regeneration is to be performed is determined. Therefore, the demand for the improvement of the initial pressure loss characteristic of the filter is very severe. That is, it is severely required to reduce the variation in the initial pressure loss of the filter.
【0008】ここで「圧損」とは、フィルタ上流側の圧
力値から下流側の圧力値を引いたものをいう。排気ガス
がセル壁を通過する際に抵抗を受けることが、圧損をも
たらす最大の要因である。従って、セル壁厚は、フィル
タの初期圧損特性に大きな影響を与える。そうであると
すると、セル壁厚が規格範囲内にあるハニカム焼結体の
みを用いて組み付け工程を行なえば、初期圧損特性のよ
いフィルタを製造できることになる。[0008] Here, "pressure loss" means a value obtained by subtracting a pressure value on the downstream side from a pressure value on the upstream side of the filter. The greatest factor that causes pressure loss is that the exhaust gas undergoes resistance as it passes through the cell wall. Therefore, the cell wall thickness greatly affects the initial pressure loss characteristics of the filter. If so, if the assembly process is performed using only the honeycomb sintered body having the cell wall thickness within the standard range, a filter having good initial pressure loss characteristics can be manufactured.
【0009】しかしながら、押出成形機の金型の貫通孔
を介してセラミック原料を連続的に押し出す際には、セ
ラミック原料が金型と絶えず摺接しながら移動する。す
ると、原料中に含まれる硬質な炭化珪素粒子による研磨
作用を受けて、金型が徐々に摩耗し、貫通孔の寸法が変
化してしまう。この寸法変化が進むと、最終的に金型は
摩耗破壊のため使用不可能となり、その一生を終える。
勿論、この場合には寿命の尽きた金型を新しい金型に交
換する必要が生じる。However, when the ceramic raw material is continuously extruded through the through hole of the die of the extruder, the ceramic raw material moves while constantly sliding on the die. Then, the die is gradually worn by the polishing action of the hard silicon carbide particles contained in the raw material, and the dimensions of the through holes are changed. If this dimensional change progresses, the mold eventually becomes unusable due to wear destruction, ending its life.
Of course, in this case, it is necessary to replace the mold whose life has expired with a new mold.
【0010】金型の貫通孔の寸法変化がもたらす影響
を、図9のグラフを用いて説明する。図9(a)のグラ
フにおいて、横軸はハニカム成形体の押し出し長(m)
を示し、縦軸は押出成形工程の各時期におけるハニカム
成形体切断片に由来するハニカム焼結体のセル壁厚(m
m)を示す。同グラフ中、Lは金型に寿命がくるまで押
し出したときのハニカム成形体の長さの合計を示す。右
肩上がりの実線は、押し出し長とセル壁厚との関係を示
す。このリニアな実線を見ても明らかなように、金型が
寿命に近づくほど、貫通孔の寸法変化量が大きくなり、
セル壁厚は厚くなる。The effect of the dimensional change of the through hole of the mold will be described with reference to the graph of FIG. In the graph of FIG. 9A, the horizontal axis represents the extrusion length (m) of the honeycomb formed body.
The vertical axis indicates the cell wall thickness (m) of the honeycomb sintered body derived from the cut pieces of the honeycomb formed body at each stage of the extrusion forming process.
m). In the graph, L indicates the total length of the honeycomb formed body when extruded to the end of the mold life. The solid line rising upward shows the relationship between the extrusion length and the cell wall thickness. As is clear from this linear solid line, as the mold approaches the end of its life, the dimensional change of the through hole increases,
The cell wall thickness increases.
【0011】図9(b)のグラフにおいて、横軸はハニ
カム成形体の押し出し長(m)を示し、縦軸は押出成形
工程の各時期におけるハニカム成形体切断片に由来する
ハニカム焼結体の圧損(kPa)を示す。右肩上がりの
実線は、押し出し長と圧損との関係を示す。このリニア
な実線を見ても明らかなように、金型が寿命に近づくほ
ど、圧損は大きくなる。つまり、セル壁厚が厚くなる
と、圧損もそれに比例して大きくなる関係にある。In the graph of FIG. 9B, the horizontal axis indicates the extrusion length (m) of the honeycomb formed body, and the vertical axis indicates the honeycomb sintered body derived from the cut pieces of the honeycomb formed body at each stage of the extrusion forming process. Indicates pressure loss (kPa). The solid line rising upward shows the relationship between the extrusion length and the pressure loss. As is clear from the linear solid line, the pressure loss increases as the mold approaches the end of its life. That is, as the cell wall thickness increases, the pressure loss increases in proportion thereto.
【0012】フィルタに要求される圧損の規格範囲が、
仮に9.5kPa〜10.5kPaであるとすると、押
出成形工程の初期及び後期におけるハニカム成形体切断
片は、いずれも規格範囲を外れたものとなる。従って、
金型の寿命が尽きるまでに成形可能な長さの約半分に相
当するものが規格外品となり、使用に適さないとして結
局廃棄される。その理由は、規格範囲から同程度外れた
もの同士を複数個用いて組み付け工程を行なった場合、
押出成形の初期、中期及び後期のものの間で初期圧損が
ばらつくことは必至だからである。The specification range of the pressure loss required for the filter is as follows:
Assuming that the pressure is 9.5 kPa to 10.5 kPa, the cut pieces of the honeycomb formed body in the initial and late stages of the extrusion forming step are all out of the standard range. Therefore,
Those that correspond to about half of the moldable length before the end of the life of the mold become nonstandard products and are eventually discarded as unsuitable for use. The reason is that when the assembly process is performed using a plurality
This is because it is inevitable that the initial pressure loss varies between the initial, middle and late stages of the extrusion.
【0013】以上のことから、従来では、本来の寿命が
くる前に金型を交換して新たに押出成形を行なう必要が
あった。よって、実質的には金型の使用可能期間の短縮
という問題を招き、このことが設備コストを高騰させて
いた。しかも、セラミック原料のロスの多さが材料コス
トを高騰させ、このことがフィルタ自体の低コスト化を
妨げていた。From the above, conventionally, it has been necessary to replace the mold and perform a new extrusion molding before the end of the original life. Therefore, there is a problem that the usable period of the mold is shortened substantially, which has increased the equipment cost. Moreover, the large loss of the ceramic raw material has increased the material cost, which has hindered the cost reduction of the filter itself.
【0014】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、低コスト化に好適なフィルタを提
供することにある。本発明の別の目的は、初期圧損特性
のよいフィルタを低コストで得ることができるフィルタ
の製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a filter suitable for cost reduction. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a filter that can obtain a filter having good initial pressure loss characteristics at low cost.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、押出成形機の金型を
介してセラミック原料を連続的に押し出すことによりハ
ニカム成形体を形成する押出成形工程と、ハニカム成形
体を所定の長さに切断する切断工程と、ハニカム成形体
切断片を加熱してハニカム焼結体とする焼成工程と、複
数のハニカム焼結体を一体化する組み付け工程とを含む
フィルタの製造方法であって、一連の押出成形工程にお
ける異なった時期に得られるハニカム成形体切断片に由
来するハニカム焼結体を適宜組み合わせて前記組み付け
工程を行なうことにより、フィルタ全体での平均セル壁
厚を、押出成形工程における特定の時期に得られるハニ
カム成形体切断片に由来するハニカム焼結体のセル壁厚
とほぼ同程度に調整することを特徴とするフィルタの製
造方法をその要旨とする。According to the first aspect of the present invention, a honeycomb formed body is formed by continuously extruding a ceramic raw material through a mold of an extruder. Extrusion forming step, cutting step of cutting the honeycomb formed body to a predetermined length, baking step of heating the honeycomb formed body cut pieces into a honeycomb sintered body, and integrating a plurality of honeycomb sintered bodies. A method of manufacturing a filter including an assembling step, by performing the assembling step by appropriately combining the honeycomb sintered bodies derived from the honeycomb molded body cut pieces obtained at different times in a series of extrusion molding steps, the filter Adjust the average cell wall thickness of the whole to about the same as the cell wall thickness of the honeycomb sintered body derived from the honeycomb molded body cut pieces obtained at a specific time in the extrusion forming process. The manufacturing method of the filter, characterized by the spirit thereof.
【0016】請求項2に記載の発明では、押出成形機の
金型を介してセラミック原料を連続的に押し出すことに
よりハニカム成形体を形成する押出成形工程と、ハニカ
ム成形体を所定の長さに切断する切断工程と、ハニカム
成形体切断片を加熱してハニカム焼結体とする焼成工程
と、複数のハニカム焼結体を用いてそれらの外周面同士
を接着剤を介して接合する組み付け工程とを含むフィル
タの製造方法であって、押出成形工程の初期に得られる
ハニカム成形体切断片に由来するハニカム焼結体と、後
期に得られるハニカム成形体切断片に由来するハニカム
焼結体とを適宜組み合わせて前記組み付け工程を行なう
ことにより、フィルタ全体での平均セル壁厚を、押出成
形工程の中期に得られるハニカム成形体切断片に由来す
るハニカム焼結体のセル壁厚とほぼ同程度に調整するこ
とを特徴とするフィルタの製造方法をその要旨とする。According to the second aspect of the present invention, there is provided an extrusion forming step of forming a honeycomb formed body by continuously extruding a ceramic raw material through a mold of an extruder, and forming the honeycomb formed body to a predetermined length. A cutting step of cutting, a firing step of heating the honeycomb molded body cut pieces to form a honeycomb sintered body, and an assembling step of joining their outer peripheral surfaces to each other with an adhesive using a plurality of honeycomb sintered bodies. And a honeycomb sintered body derived from a honeycomb molded body cut piece obtained in the early stage of the extrusion molding step, and a honeycomb sintered body derived from the honeycomb molded body cut piece obtained in the late stage. By performing the assembling step in an appropriate combination, the average cell wall thickness of the entire filter is reduced to a honeycomb sintered body derived from a honeycomb molded body cut piece obtained in the middle stage of the extrusion forming step. The method for producing a filter and adjusting the substantially the same as the cell wall thickness as its gist.
【0017】請求項3に記載の発明によると、請求項2
において、前記組み付け工程において、押出成形工程の
初期に得られるハニカム成形体切断片に由来するハニカ
ム焼結体と、後期に得られるハニカム成形体切断片に由
来するハニカム焼結体とを組み合わせる際、前記セル壁
厚の規格範囲からの外れ程度がほぼ等しいもの同士を略
同数個ずつ用いるとした。According to the invention described in claim 3, according to claim 2,
In the assembling step, when combining a honeycomb sintered body derived from a honeycomb molded body cut piece obtained in the early stage of the extrusion molding step and a honeycomb molded body cut piece obtained in the late stage, Approximately the same number of the cell wall thicknesses deviating from the standard range were used.
【0018】請求項4に記載の発明では、請求項2また
は3において、前記フィルタは多孔質炭化珪素製のディ
ーゼルパティキュレートフィルタであるとした。請求項
5に記載の発明では、請求項2乃至4のいずれか1項に
おいて、前記接着剤は、セラミック繊維が分散されたセ
ラミック耐熱接着剤であるとした。According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the filter is a diesel particulate filter made of porous silicon carbide. According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects, the adhesive is a ceramic heat-resistant adhesive in which ceramic fibers are dispersed.
【0019】請求項6に記載の発明は、請求項2乃至5
のいずれか1項において、前記ハニカム焼結体をその軸
線方向に垂直に切ったときの断面積は、前記フィルタ全
体をその軸線方向に垂直に切ったときの断面積の1/4
00〜1/15であるとした。The invention described in claim 6 is the invention according to claims 2 to 5
In any one of the above, the cross-sectional area when the honeycomb sintered body is cut perpendicular to the axial direction is 、 of the cross-sectional area when the entire filter is cut perpendicular to the axial direction.
It was assumed to be 00 to 1/15.
【0020】請求項7に記載の発明は、複数のハニカム
焼結体を一体化してなるフィルタであって、セル壁厚が
規格範囲よりも相対的に小さいハニカム焼結体と、セル
壁厚が規格範囲よりも相対的に大きいハニカム焼結体と
を含んで構成され、フィルタ全体での平均セル壁厚が規
格範囲内に収まっているフィルタをその要旨とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a filter formed by integrating a plurality of honeycomb sintered bodies, wherein the honeycomb sintered body has a cell wall thickness smaller than a standard range. The gist of the present invention is a filter including a honeycomb sintered body that is relatively larger than the standard range, and in which the average cell wall thickness of the entire filter falls within the standard range.
【0021】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項1,2に記載の発明によると、本来使用に適
さず廃棄されていたハニカム成形体切断片までもが利用
可能となる結果、セラミック原料のロスが減り、材料コ
ストが低く抑えられる。また、金型を本来の寿命まで使
用できるようになる結果、金型の交換頻度が少なくな
り、設備コストの高騰が防止される。以上のことから、
初期圧損特性のよいフィルタを低コストで得ることがで
きる。Hereinafter, the "action" of the present invention will be described. According to the first and second aspects of the present invention, even the cut pieces of the honeycomb formed body that are not suitable for use and have been discarded can be used. As a result, the loss of the ceramic raw material is reduced, and the material cost is reduced. In addition, as a result that the mold can be used up to its original life, the frequency of replacing the mold is reduced, and a rise in equipment costs is prevented. From the above,
A filter with good initial pressure loss characteristics can be obtained at low cost.
【0022】請求項3に記載の発明によると、押出成形
工程の初期、中期及び後期という全てステージで得られ
るハニカム成形体切断片に由来するハニカム焼結体を、
万遍なく利用することが可能となる。よって、セラミッ
ク原料のロスが極めて少なくなり、よりいっそう材料コ
ストが低く抑えられる。According to the third aspect of the present invention, a honeycomb sintered body derived from a honeycomb molded body cut piece obtained at all of the initial, middle and late stages of the extrusion forming step is:
It can be used evenly. Therefore, the loss of the ceramic raw material is extremely reduced, and the material cost can be further reduced.
【0023】請求項4に記載の発明によると、耐熱性・
機械的強度・捕集効率が高く、化学的に安定で、しかも
圧力損失が小さい、という好特性を備えたディーゼルパ
ティキュレートフィルタを得ることができる。According to the invention described in claim 4, heat resistance and
It is possible to obtain a diesel particulate filter having favorable characteristics such as high mechanical strength, high collection efficiency, high chemical stability, and low pressure loss.
【0024】請求項5に記載の発明によると、セラミッ
ク繊維が分散されたセラミック耐熱接着剤であれば、使
用時にフィルタが熱衝撃や振動を受けた場合であって
も、接合状態の悪化を来しにくい。よって、ハニカム焼
結体のがたつきや脱落が防止される。According to the fifth aspect of the present invention, if the ceramic heat-resistant adhesive in which the ceramic fibers are dispersed, even if the filter is subjected to thermal shock or vibration during use, the bonded state is deteriorated. Hard to do. Therefore, rattling or falling off of the honeycomb sintered body is prevented.
【0025】請求項6に記載の発明によると、断面積比
を上記好適範囲内に設定することにより、接着剤の厚さ
ばらつきによる影響を受けることなく、フィルタ再生時
における温度不均一化を回避することができる。According to the sixth aspect of the present invention, by setting the cross-sectional area ratio within the above-mentioned preferred range, it is possible to avoid temperature non-uniformity during filter regeneration without being affected by variations in the thickness of the adhesive. can do.
【0026】この断面積比が小さすぎると、フィルタ全
体の断面積に占める接着剤の面積分が増え、接着剤の厚
さばらつきによる影響が大きくなる。即ち、接着剤の厚
さのばらつきが増大することにより、初期圧損がばらつ
きやすくなる。ゆえに、接着剤の厚さばらつきが生じな
いように慎重に組み付け作業を行なわなければならず、
製造が面倒になるおそれがある。逆に、この断面積比が
大きすぎると、フィルタを構成するハニカム焼結体の個
数が少なくなりすぎ、フィルタ再生時に温度が不均一化
するおそれがある。従って、クラックが発生しやすくな
り、フィルタの破損に至りやすくなる。If the cross-sectional area ratio is too small, the area of the adhesive occupying the entire cross-sectional area of the filter increases, and the influence of the thickness variation of the adhesive increases. That is, the initial pressure loss tends to vary due to an increase in the variation in the thickness of the adhesive. Therefore, the assembling work must be performed carefully so that the thickness of the adhesive does not vary.
The production may be troublesome. Conversely, if the cross-sectional area ratio is too large, the number of honeycomb sintered bodies constituting the filter becomes too small, and the temperature may become non-uniform during filter regeneration. Accordingly, cracks are easily generated, and the filter is easily damaged.
【0027】請求項7に記載の発明によると、本来使用
に適さず廃棄されていた規格外品までもが利用可能とな
る結果、セラミック原料のロスが減り、材料コストが低
く抑えられる。よって、低コスト化に好適なフィルタと
なる。According to the seventh aspect of the present invention, even non-standardized products which were originally unsuitable for use and have been discarded can be used. As a result, loss of ceramic raw materials is reduced, and material costs are reduced. Therefore, the filter is suitable for cost reduction.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のディーゼルエンジン用の排気ガス浄化装置1を、
図1〜図5に基づき詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An exhaust gas purifying apparatus 1 for a diesel engine according to an embodiment of the present invention will now be described.
This will be described in detail with reference to FIGS.
【0029】図1に示されるように、この排気ガス浄化
装置1は、内燃機関としてのディーゼルエンジン2から
排出される排気ガスを浄化するための装置である。ディ
ーゼルエンジン2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3
の分岐部4がそれぞれ連結されている。各分岐部4は1
本のマニホールド本体5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。As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying device 1 is a device for purifying exhaust gas discharged from a diesel engine 2 as an internal combustion engine. The diesel engine 2 includes a plurality of cylinders (not shown). Each cylinder has an exhaust manifold 3 made of metal material.
Are connected to each other. Each branch 4 is 1
It is connected to each of the manifold bodies 5. Therefore, the exhaust gas discharged from each cylinder is concentrated at one place.
【0030】排気マニホールド3の下流側には、金属材
料からなる第1排気管6及び第2排気管7が配設されてい
る。第1排気管6の上流側端は、マニホールド本体5に
連結されている。第1排気管6と第2排気管7との間に
は、同じく金属材料からなる筒状のケーシング8が配設
されている。ケーシング8の上流側端は第1排気管6の
下流側端に連結され、ケーシング8の下流側端は第2排
気管7の上流側端に連結されている。排気管6,7の途
上にケーシング8が配設されていると把握することもで
きる。そして、この結果、第1排気管6、ケーシング8
及び第2排気管7の内部領域が互いに連通し、その中を
排気ガスが流れるようになっている。A first exhaust pipe 6 and a second exhaust pipe 7 made of a metal material are disposed downstream of the exhaust manifold 3. The upstream end of the first exhaust pipe 6 is connected to the manifold body 5. Between the first exhaust pipe 6 and the second exhaust pipe 7, a cylindrical casing 8 also made of a metal material is provided. The upstream end of the casing 8 is connected to the downstream end of the first exhaust pipe 6, and the downstream end of the casing 8 is connected to the upstream end of the second exhaust pipe 7. It can also be grasped that the casing 8 is disposed on the way of the exhaust pipes 6,7. As a result, the first exhaust pipe 6, the casing 8
The internal region of the second exhaust pipe 7 communicates with each other, and the exhaust gas flows therein.
【0031】図1に示されるように、ケーシング8はそ
の中央部が排気管6,7よりも大径となるように形成さ
れている。従って、ケーシング8の内部領域は、排気管
6,7の内部領域に比べて広くなっている。このケーシ
ング8内にはフィルタ9が収容されている。なお、フィ
ルタ9の外周面とケーシング8の内周面との間には、断
熱材層10が配設されている。断熱材層10はセラミッ
クファイバを含んで形成されたマット状物であり、その
厚さは数mm〜数十mmである。As shown in FIG. 1, the casing 8 is formed so that its central portion has a larger diameter than the exhaust pipes 6 and 7. Therefore, the internal area of the casing 8 is wider than the internal areas of the exhaust pipes 6 and 7. A filter 9 is accommodated in the casing 8. Note that a heat insulating material layer 10 is provided between the outer peripheral surface of the filter 9 and the inner peripheral surface of the casing 8. The heat insulating material layer 10 is a mat-like material including ceramic fibers, and has a thickness of several mm to several tens mm.
【0032】図2,図3に示されるように、本実施形態
において用いられるフィルタ9は、比較的大型のハニカ
ムフィルタである。同フィルタ9は、上記のごとくディ
ーゼルパティキュレートを除去するものであるため、デ
ィーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)とも呼ば
れる。本実施形態において用いられるフィルタ9は、複
数個のハニカム焼結体F1,F2を組み合わせて一体化し
たものである。フィルタ中心部に位置するハニカム焼結
体F1,F2は四角柱状であって、その外形寸法は33mm
×33mm×167mmである。四角柱状のハニカム焼結体
F1,F2の周囲には、四角柱状でない異型のハニカム焼
結体F1,F2が複数個配置されている。その結果、全
体としてみると円柱状のフィルタ9(直径135mm前
後)が構成されている。As shown in FIGS. 2 and 3, the filter 9 used in the present embodiment is a relatively large honeycomb filter. Since the filter 9 removes diesel particulates as described above, it is also called a diesel particulate filter (DPF). The filter 9 used in the present embodiment is formed by combining and integrating a plurality of honeycomb sintered bodies F1 and F2. The honeycomb sintered bodies F1 and F2 located at the center of the filter are in the shape of a quadrangular prism, and their outer dimensions are 33 mm.
X 33 mm x 167 mm. Around the square columnar honeycomb sintered bodies F1 and F2, a plurality of irregular shaped honeycomb sintered bodies F1 and F2 that are not square columnar are arranged. As a result, a cylindrical filter 9 (having a diameter of about 135 mm) is configured as a whole.
【0033】これらのハニカム焼結体F1,F2は、セラ
ミックス焼結体の一種である多孔質炭化珪素焼結体製で
ある。炭化珪素以外の焼結体として、例えば窒化珪素、
サイアロン、アルミナ、コーディエライト等の焼結体を
選択することもできる。ハニカム焼結体F1,F2に
は、断面略正方形状をなす複数の貫通孔12がその軸線
方向に沿って規則的に形成されている。各貫通孔12は
セル壁13によって互いに隔てられている。各貫通孔1
2の開口部は一方の端面9a,9b側において封止体1
4(ここでは多孔質炭化珪素焼結体)により封止されて
おり、端面9a,9b全体としては市松模様状になって
いる。その結果、ハニカム焼結体F1,F2には、断面四
角形状をした多数のセルが形成されている。セルの密度
は200個/インチ前後に設定されている。多数あるセ
ルのうち、約半数のものは上流側端面9aにおいて開口
し、残りのものは下流側端面9bにおいて開口する。These honeycomb sintered bodies F1 and F2 are made of a porous silicon carbide sintered body which is a kind of ceramic sintered body. As a sintered body other than silicon carbide, for example, silicon nitride,
A sintered body such as sialon, alumina, or cordierite can also be selected. A plurality of through-holes 12 having a substantially square cross section are regularly formed in the honeycomb sintered bodies F1 and F2 along the axial direction. Each through hole 12 is separated from each other by a cell wall 13. Each through hole 1
The opening 2 has a sealing body 1 on one end surface 9a, 9b side.
4 (here, a porous silicon carbide sintered body), and the end faces 9a and 9b as a whole have a checkered pattern. As a result, a large number of cells having a square cross section are formed in the honeycomb sintered bodies F1 and F2. The cell density is set to around 200 cells / inch. Of the large number of cells, about half are open at the upstream end face 9a, and the remaining cells are open at the downstream end face 9b.
【0034】図2,図3に示されるように、複数のハニ
カム焼結体F1,F2は、接着剤15を介してその外周面
同士が接合されている。前記接着剤15としては、セラ
ミック繊維が分散されたセラミック耐熱接着剤15が用
いられている。接着剤15中には、セラミック繊維に加
えて炭化珪素粉末が分散されていることがよい。As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the outer peripheral surfaces of the plurality of honeycomb sintered bodies F 1 and F 2 are joined via an adhesive 15. As the adhesive 15, a ceramic heat-resistant adhesive 15 in which ceramic fibers are dispersed is used. Silicon carbide powder is preferably dispersed in adhesive 15 in addition to the ceramic fibers.
【0035】ハニカム焼結体F1,F2をその軸線方向に
垂直に切ったときの断面積は、フィルタ全体をその軸線
方向に垂直に切ったときの断面積の1/400〜1/1
5であることが好ましく、特には1/200〜1/50
であることが好ましい。The cross-sectional area when the honeycomb sintered bodies F1 and F2 are cut perpendicular to the axial direction is 1/400 to 1/1 of the cross-sectional area when the entire filter is cut perpendicular to the axial direction.
5, preferably 1/200 to 1/50.
It is preferred that
【0036】この断面積比が小さくなりすぎると、フィ
ルタ全体の断面積に占める接着剤15の面積分が増え、
接着剤15の厚さばらつきによる影響が大きくなる。即
ち、接着剤15の厚さのばらつきが増大することによ
り、初期圧損がばらつきやすくなる。ゆえに、接着剤1
5の厚さばらつきが生じないように慎重に組み付け作業
を行なわなければならず、製造が面倒になるおそれがあ
る。逆に、この断面積比が大きくなりすぎると、フィル
タ9を構成するハニカム焼結体F1,F2の個数が少なく
なりすぎ、フィルタ再生時に温度が不均一化するおそれ
がある。従って、クラックが発生しやすくなり、フィル
タ9の破損に至りやすくなる。If the cross-sectional area ratio is too small, the area of the adhesive 15 in the cross-sectional area of the entire filter increases,
The effect of the thickness variation of the adhesive 15 becomes large. That is, the initial pressure loss tends to fluctuate due to an increase in the fluctuation of the thickness of the adhesive 15. Therefore, adhesive 1
The assembling work must be carefully performed so that the thickness variation of 5 does not occur, and the production may be troublesome. Conversely, if the cross-sectional area ratio becomes too large, the number of honeycomb sintered bodies F1, F2 constituting the filter 9 becomes too small, and the temperature may become non-uniform at the time of filter regeneration. Therefore, cracks are easily generated, and the filter 9 is easily damaged.
【0037】また、ハニカム焼結体F1,F2をその軸線
方向に垂直に切ったときの一辺の長さは、フィルタ全体
をその軸線方向に垂直に切ったときの直径の1/25〜
1/4であることが好ましく、特には1/20〜1/5
であることが好ましい。これは、上記断面積比の場合と
同様の理由による。The length of one side when the honeycomb sintered bodies F1 and F2 are cut perpendicular to the axial direction is 1/25 to 1/25 of the diameter when the whole filter is cut perpendicular to the axial direction.
It is preferably 1/4, especially 1/20 to 1/5
It is preferred that This is for the same reason as in the case of the above-mentioned cross-sectional area ratio.
【0038】ケーシング2内に収容されたフィルタ9に
は、上流側端面9aの側から排気ガスが供給される。第
1排気管6を経て供給されてくる排気ガスは、まず、上
流側端面9aにおいて開口するセル内に流入する。次い
で、この排気ガスはセル壁13を通過し、それに隣接し
ているセル、即ち下流側端面9bにおいて開口するセル
の内部に到る。そして、排気ガスは、同セルの開口を介
してフィルタ9の下流側端面9bから流出する。しか
し、排気ガス中に含まれるススはセル壁13を通過する
ことができず、そこにトラップされてしまう。その結
果、浄化された排気ガスがフィルタ9の下流側端面9b
から排出される。浄化された排気ガスは、さらに第2排
気管7を通過した後、最終的には大気中へと放出され
る。Exhaust gas is supplied to the filter 9 housed in the casing 2 from the upstream end surface 9a. No.
Exhaust gas supplied through one exhaust pipe 6 first flows into a cell opened at the upstream end face 9a. Next, the exhaust gas passes through the cell wall 13 and reaches the inside of the cell adjacent thereto, that is, the cell opened at the downstream end surface 9b. Then, the exhaust gas flows out of the downstream end face 9b of the filter 9 through the opening of the cell. However, the soot contained in the exhaust gas cannot pass through the cell wall 13 and is trapped there. As a result, the purified exhaust gas is supplied to the downstream end face 9 b of the filter 9.
Is discharged from The purified exhaust gas further passes through the second exhaust pipe 7 and is finally released into the atmosphere.
【0039】図2,図3に示されるように、このフィル
タ9は、A群(A1〜A4群)に属するハニカム焼結体
F1と、B群(B1〜B4群)に属するハニカム焼結体
F2とによって、即ち2種のハニカム焼結体F1,F2
によって構成されている。As shown in FIGS. 2 and 3, this filter 9 includes a honeycomb sintered body F1 belonging to group A (groups A1 to A4) and a honeycomb sintered body belonging to group B (groups B1 to B4).
F2, that is, two types of honeycomb sintered bodies F1 and F2
It is constituted by.
【0040】図5のグラフに示されるように、ここでは
セル壁厚の規格範囲が0.40±0.4mmに設定されて
いる。A1〜A4群に属するハニカム焼結体F1のセル
壁13の厚さ(セル壁厚T1)は、規格範囲よりも相対
的に小さくなっている。As shown in the graph of FIG. 5, here, the standard range of the cell wall thickness is set to 0.40 ± 0.4 mm. The thickness (cell wall thickness T1) of the cell wall 13 of the honeycomb sintered body F1 belonging to the A1 to A4 group is relatively smaller than the standard range.
【0041】A1群に属するものはT1=0.32mm〜
0.33mm程度に設定されていて、その値T1は規格範
囲の下限値(0.36mm)から0.3mm〜0.4mm程
度外れている。A2群に属するものはT1=0.33mm
〜0.34mm程度に設定され、その値T1は規格範囲の
下限値から0.2mm〜0.3mm程度外れている。A3群
に属するものはT1=0.34mm〜0.35mm程度に設
定され、その値T1は規格範囲の下限値から0.1mm〜
0.2mm程度外れている。A4群に属するものはT1=
0.35mm〜0.36mm程度に設定され、その値T1は
規格範囲の下限値から0.0mm〜0.1mm程度外れてい
る。For those belonging to the A1 group, T1 = 0.32 mm-
The value T1 is set to about 0.33 mm, and the value T1 deviates from the lower limit (0.36 mm) of the standard range by about 0.3 mm to 0.4 mm. Those belonging to the A2 group are T1 = 0.33mm
It is set to about 0.34 mm, and the value T1 deviates from the lower limit of the standard range by about 0.2 mm to 0.3 mm. For those belonging to the A3 group, T1 is set to about 0.34 mm to 0.35 mm, and the value T1 is 0.1 mm to 0.1 mm from the lower limit of the standard range.
It is off by about 0.2mm. T1 =
The value T1 is set to about 0.35 mm to 0.36 mm, and the value T1 deviates from the lower limit of the standard range by about 0.0 mm to 0.1 mm.
【0042】一方、B1〜B4群に属するハニカム焼結
体F2のセル壁13の厚さ(セル壁厚T2)は、規格範
囲よりも相対的に大きくなっている。B1群に属するも
のはT2=0.47mm〜0.48mm程度に設定されてい
て、その値T2は規格範囲の上限値(0.44mm)か
ら0.3mm〜0.4mm程度外れている。B2群に属する
ものはT2=0.46mm〜0.47mm程度に設定され、
その値T2は規格範囲の上限値から0.2mm〜0.3mm
程度外れている。B3群に属するものはT2=0.45m
m〜0.46mm程度に設定され、その値T2は規格範囲の
上限値から0.1mm〜0.2mm程度外れている。B4群
に属するものはT2=0.44mm〜0.45mm程度に設
定され、その値T2は規格範囲の上限値から0.0mm〜
0.1mm程度外れている。On the other hand, the thickness (cell wall thickness T2) of the cell walls 13 of the honeycomb sintered body F2 belonging to the groups B1 to B4 is relatively larger than the standard range. Those belonging to the B1 group are set to T2 = 0.47 mm to about 0.48 mm, and the value T2 deviates from the upper limit of the specification range (0.44 mm) by about 0.3 mm to 0.4 mm. Those belonging to the B2 group are set so that T2 = 0.46 mm to 0.47 mm,
The value T2 is 0.2 mm to 0.3 mm from the upper limit of the standard range.
It is out of the degree. T2 = 0.45m for those belonging to B3 group
The value T2 is set to about 0.1 mm to 0.2 mm from the upper limit of the standard range. For those belonging to the B4 group, T2 is set to about 0.44 mm to 0.45 mm, and the value T2 is 0.0 mm to 0.4 mm from the upper limit of the specification range.
It is off about 0.1mm.
【0043】そして、本実施形態のフィルタ9は、8個
のハニカム焼結体F1と、8個のハニカム焼結体F2と
によって構成されている。言い換えると、このフィルタ
9は、セル壁厚T1,T2の異なる2種のハニカム焼結
体F1,F2を同数個ずつ用いて構成されている。The filter 9 of the present embodiment includes eight honeycomb sintered bodies F1 and eight honeycomb sintered bodies F2. In other words, the filter 9 is configured using the same number of two types of honeycomb sintered bodies F1 and F2 having different cell wall thicknesses T1 and T2.
【0044】より具体的には、A1群−B1群、A2群
−B2群、A3群−B3群、A4群−B4群、というよ
うに、セル壁厚T1,T2の規格範囲からの外れ程度が
等しいもの同士の組み合わせが採用されている(図5参
照)。その結果、フィルタ9全体での平均セル壁厚Tm
は、いずれも約0.40mmとなり、見掛け上、前記規格
範囲内に完全に収まっている。More specifically, the degree of deviation of the cell wall thicknesses T1 and T2 from the specified range, such as A1 group-B1 group, A2 group-B2 group, A3 group-B3 group, A4 group-B4 group. Are used (see FIG. 5). As a result, the average cell wall thickness Tm of the entire filter 9
Are all about 0.40 mm, and are apparently completely within the above specified range.
【0045】図1(b)には、ハニカム焼結体F1,F
2のレイアウトが示されている。同図中、A群に属する
ハニカム焼結体F1には奇数番号が付され、B群に属す
るハニカム焼結体F2には偶数番号が付されている。つ
まり、ハニカム焼結体F1とハニカム焼結体F2とは、
隣り合わないように1つおきに配置されている。FIG. 1 (b) shows the honeycomb sintered bodies F1, F
2 is shown. In the figure, the honeycomb sintered bodies F1 belonging to the group A are given odd numbers, and the honeycomb sintered bodies F2 belonging to the group B are given even numbers. That is, the honeycomb sintered body F1 and the honeycomb sintered body F2 are
It is arranged every other so that it does not adjoin.
【0046】次に、上記のフィルタ9を製造する手順を
説明する。 [原料調整工程]本実施形態では、押出成形工程で使用
するセラミック原料スラリー、端面封止工程で使用する
封止用ペースト、接着剤塗布工程で使用する接着剤ペー
ストをあらかじめ作製しておいた。Next, a procedure for manufacturing the filter 9 will be described. [Raw Material Adjustment Step] In the present embodiment, the ceramic raw material slurry used in the extrusion molding step, the sealing paste used in the end face sealing step, and the adhesive paste used in the adhesive application step were prepared in advance.
【0047】セラミック原料スラリーとしては、炭化珪
素粉末に有機バインダ及び水を所定分量ずつ配合し、か
つ混練したものを用いた。封止用ペーストとしては、炭
化珪素粉末に有機バインダ、潤滑剤、可塑剤及び水を配
合し、かつ混練したものを用いた。接着剤ペーストとし
ては、炭化珪素粉末にシリカゾル、バルクのセラミック
繊維、樹脂バインダ及び水を配合し、かつ混練したもの
を用いた。 [押出成形工程]セラミック原料スラリーを押出成形機
21のホッパ内に充填した。この状態で押出成形機21
の加圧装置を駆動し、スラリーに圧力を加え、金型22
の貫通孔を介してスラリーを押出成形機21の外部に連
続的に押し出した(図4参照)。その結果、ほぼ等しい
断面形状のハニカム成形体23を連続的に形成した。 [切断工程]押出成形されたハニカム成形体を、図示し
ないカッタを用いて等しい長さに切断することにより、
多数の四角柱状のハニカム成形体切断片24を得た。そ
して、これら切断片24を上記8つの群(A1〜A4,
B1〜B4)ごとに区分しておき、それら区分毎に組み
付け工程までの諸工程をそれぞれ実施した。 [端面封止工程]得られたハニカム成形体切断片24を
専用の封止材充填装置にセットし、この状態で各セルの
片側開口部に所定量ずつ封止用ペーストを充填した。そ
の結果、切断片24の両端面を封止した。 [焼成工程]あらかじめ乾燥を行った後に所定温度・所
定時間で本焼成を行い、ハニカム成形体切断片24及び
封止体14を完全に焼結させた。その結果、2種のハニ
カム焼結体F1,F2を得た。 [接着剤塗布工程]ハニカム焼結体F1,F2の外周面
にセラミック質からなる下地層を形成した後、さらにそ
の上にセラミックス耐熱接着剤15を塗布した。この場
合、接着剤15の厚さを約1.5mmに設定した。 [組み付け工程]そして、A1群に属するハニカム焼結
体F1と、B1群に属するハニカム焼結体F2とをそれ
ぞれ8個ずつ用いて、それらの外周面同士を互いに接着
しかつ一体化することにより、大型のハニカムフィルタ
9Aを製造した。同様に、A2群−B2群、A3群−B
3群、A4群−B4群、という組み合わせにして、各々
について大型のハニカムフィルタ9Aを製造した(図4
参照)。 [外形カット工程]組み付け工程を経て得られた断面正
方形状のハニカムフィルタ9Aを研削機にセットし、そ
の外周面における不要部分を研削して除去した。その結
果、図4に示されるように、完成品である断面円形状の
ハニカムフィルタ9を得た。As the ceramic raw material slurry, a mixture obtained by mixing and kneading a predetermined amount of an organic binder and water with silicon carbide powder was used. As the sealing paste, a mixture obtained by mixing and kneading an organic binder, a lubricant, a plasticizer, and water with silicon carbide powder was used. As the adhesive paste, a mixture obtained by mixing and kneading silica sol, bulk ceramic fibers, a resin binder and water with silicon carbide powder was used. [Extrusion Molding Step] The ceramic raw material slurry was filled in the hopper of the extrusion molding machine 21. In this state, the extruder 21
Is driven to apply pressure to the slurry, and the mold 22
The slurry was continuously extruded to the outside of the extruder 21 through the through holes (see FIG. 4). As a result, honeycomb formed bodies 23 having substantially the same cross-sectional shape were continuously formed. [Cutting Step] By cutting the extruded honeycomb molded body into equal lengths using a cutter (not shown),
A large number of cut pieces 24 of a honeycomb formed body having a rectangular column shape were obtained. Then, these cut pieces 24 are combined with the eight groups (A1 to A4,
B1 to B4), and various steps up to the assembling step were performed for each of these sections. [End face sealing step] The obtained honeycomb molded body cut pieces 24 were set in a dedicated sealing material filling device, and in this state, a predetermined amount of the sealing paste was filled into one opening of each cell. As a result, both end faces of the cut piece 24 were sealed. [Firing step] After drying in advance, main firing was performed at a predetermined temperature for a predetermined time to completely sinter the cut pieces 24 and the sealed body 14 of the formed honeycomb article. As a result, two types of honeycomb sintered bodies F1 and F2 were obtained. [Adhesive Coating Step] After forming a ceramic base layer on the outer peripheral surfaces of the honeycomb sintered bodies F1 and F2, a ceramic heat-resistant adhesive 15 was further applied thereon. In this case, the thickness of the adhesive 15 was set to about 1.5 mm. [Assembling Step] Then, by using eight honeycomb sintered bodies F1 belonging to the A1 group and eight honeycomb sintered bodies F2 belonging to the B1 group, their outer peripheral surfaces are bonded and integrated with each other. A large honeycomb filter 9A was manufactured. Similarly, A2 group-B2 group, A3 group-B
A large honeycomb filter 9A was manufactured for each of the three groups, the A4 group and the B4 group (FIG. 4).
reference). [Outer shape cutting step] The honeycomb filter 9A having a square cross section obtained through the assembling step was set in a grinder, and unnecessary portions on the outer peripheral surface thereof were removed by grinding. As a result, as shown in FIG. 4, a honeycomb filter 9 having a circular cross section as a finished product was obtained.
【0048】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 (1)図5(a)のグラフにおいて、横軸はハニカム成
形体23の押し出し長(m)を示し、縦軸は押出成形工
程の各時期における切断片24に由来するハニカム焼結
体のセル壁厚(mm)を示す。同グラフ中、Lは金型2
2に寿命がくるまで押し出したときのハニカム成形体2
3の長さの合計を示す。右肩上がりの実線は、押し出し
長とセル壁厚との関係を示す。図5(b)のグラフにお
いて、横軸はハニカム成形体23の押し出し長(m)を
示し、縦軸は押出成形工程の各時期における切断片24
に由来するハニカム焼結体の圧損(kPa)を示す。右
肩上がりの実線は、押し出し長と圧損との関係を示す。Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) In the graph of FIG. 5A, the horizontal axis indicates the extrusion length (m) of the honeycomb formed body 23, and the vertical axis indicates the cells of the honeycomb sintered body derived from the cut pieces 24 at each stage of the extrusion forming process. Indicates the wall thickness (mm). In the graph, L is mold 2
Honeycomb molded body 2 when extruded until its life reaches 2
3 shows the sum of the lengths. The solid line rising upward shows the relationship between the extrusion length and the cell wall thickness. In the graph of FIG. 5B, the horizontal axis indicates the extrusion length (m) of the honeycomb formed body 23, and the vertical axis indicates the cut pieces 24 at each stage of the extrusion forming process.
2 shows the pressure loss (kPa) of the honeycomb sintered body derived from the above. The solid line rising upward shows the relationship between the extrusion length and the pressure loss.
【0049】このフィルタ9に要求される圧損の規格範
囲は、9.5kPa〜10.5kPaである。そのた
め、押出成形工程の初期及び後期における切断片24
は、いずれも規格範囲を外れたものとなる。従って、金
型22の寿命が尽きるまでに成形可能な長さの約半分に
相当するものが、規格外品となる。ゆえに、従来では、
使用に適さないとして、これらのものは結局廃棄される
運命にあった。The standard range of the pressure loss required for the filter 9 is 9.5 kPa to 10.5 kPa. Therefore, the cut pieces 24 in the early and late stages of the extrusion molding process are used.
Are out of the standard range. Therefore, a product corresponding to about half of the moldable length before the end of the life of the mold 22 is a nonstandard product. Therefore, conventionally,
These were eventually destined to be discarded as unfit for use.
【0050】しかし、以上詳述した製造方法によれば、
本来使用に適さず廃棄されていたハニカム成形体切断片
24までもが利用可能となる。特にこの実施形態の製造
方法によれば、押出成形工程の初期、中期及び後期とい
う全てステージで得られる切断片24に由来するハニカ
ム焼結体を、万遍なく利用することが可能となる。よっ
て、セラミック原料のロスが極めて少なくなり、よりい
っそう材料コストを低く抑えることができる。また、金
型22を本来の寿命まで使用できるようになる結果、金
型22の交換頻度が少なくなり、設備コストの高騰を防
止することができる。However, according to the manufacturing method described in detail above,
Even the honeycomb molded body cut pieces 24 which were originally unsuitable for use and discarded can be used. In particular, according to the manufacturing method of this embodiment, it is possible to uniformly use the honeycomb sintered bodies derived from the cut pieces 24 obtained at all of the initial, middle, and late stages of the extrusion molding process. Therefore, the loss of the ceramic raw material is extremely reduced, and the material cost can be further reduced. In addition, as a result that the mold 22 can be used until its original life, the frequency of replacement of the mold 22 is reduced, and a rise in equipment costs can be prevented.
【0051】以上のことから、この製造方法によれば、
初期圧損特性のよいフィルタ9を極めて低コストで得る
ことができる。 (2)この製造方法では、多孔質炭化珪素をセラミック
材料として用いてディーゼルパティキュレートフィルタ
9を作製している。従って、耐熱性・機械的強度・捕集
効率が高く、化学的に安定で、しかも圧力損失が小さ
い、という好特性を備えた性能のよいフィルタ9を確実
に得ることができる。From the above, according to this manufacturing method,
The filter 9 having good initial pressure loss characteristics can be obtained at extremely low cost. (2) In this manufacturing method, the diesel particulate filter 9 is manufactured using porous silicon carbide as a ceramic material. Therefore, it is possible to reliably obtain a high-performance filter 9 having high heat resistance, high mechanical strength, high collection efficiency, high chemical stability, and low pressure loss.
【0052】(3)この製造方法では、ハニカム焼結体
F1,F2を接合する手段として、セラミック繊維が分
散されたセラミック耐熱接着剤15を用いている。従っ
て、使用時にフィルタ9が熱衝撃や振動を受けた場合で
あっても、接合状態の悪化を来しにくい。よって、ハニ
カム焼結体F1,F2のがたつきや脱落を防止すること
ができ、強度に優れたフィルタ9を得ることができる。(3) In this manufacturing method, a ceramic heat-resistant adhesive 15 in which ceramic fibers are dispersed is used as a means for joining the honeycomb sintered bodies F1 and F2. Therefore, even when the filter 9 is subjected to thermal shock or vibration during use, deterioration of the bonding state is unlikely to occur. Therefore, it is possible to prevent the honeycomb sintered bodies F1 and F2 from rattling or falling off, and to obtain the filter 9 having excellent strength.
【0053】(4)この製造方法では、ハニカム焼結体
F1,F2のフィルタ9に対する断面積比を、上記の好
適範囲内に設定している。従って、接着剤15の厚さば
らつきによる影響を受けることなく、フィルタ9の再生
時における温度不均一化を回避することができる。ゆえ
に、強度に優れたフィルタ9を製造困難性を伴わずに得
ることができる。(4) In this manufacturing method, the sectional area ratio of the honeycomb sintered bodies F1 and F2 to the filter 9 is set within the above-described preferred range. Accordingly, the temperature non-uniformity during regeneration of the filter 9 can be avoided without being affected by the thickness variation of the adhesive 15. Therefore, it is possible to obtain the filter 9 having excellent strength without difficulty in manufacturing.
【0054】(5)この製造方法により製造されるフィ
ルタ9は、8個のハニカム焼結体F1と8個のハニカム
焼結体F2とからなる。従って、同フィルタ9は、セル
壁厚T1,T2の値が規格範囲から外れているもののみ
を組み合わせて製造されたものとなっている。それにも
かかわらず、フィルタ9全体での平均セル壁厚Tmは、
見掛け上、約0.44mmになっている。即ち、平均セ
ル壁厚Tmは規格範囲内に完全に収まっている。また、
このフィルタ9は、ハニカム焼結体F1とハニカム焼結
体F2とを、隣り合わないように1つおきに配置してな
る。ゆえに、使用時におけるフィルタ9の温度不均一化
が回避され、クラックによる破損に至りにくいという構
造上の利点がある。(5) The filter 9 manufactured by this manufacturing method includes eight honeycomb sintered bodies F1 and eight honeycomb sintered bodies F2. Therefore, the filter 9 is manufactured by combining only the filters whose cell wall thicknesses T1 and T2 are out of the standard range. Nevertheless, the average cell wall thickness Tm of the entire filter 9 is
Apparently, it is about 0.44 mm. That is, the average cell wall thickness Tm is completely within the standard range. Also,
In this filter 9, the honeycomb sintered bodies F1 and the honeycomb sintered bodies F2 are arranged alternately so as not to be adjacent to each other. Therefore, there is a structural advantage that the temperature of the filter 9 is not made non-uniform at the time of use and damage due to cracks is unlikely.
【0055】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 1つのフィルタ9を製造するにあたり、ハニカム焼
結体F1,F2を、必ずしも同数ずつ組み合わせなくて
もよい。つまり、いずれか一方のものを、他方のものよ
り多く用いてもかまわない。The embodiment of the present invention may be modified as follows. -When manufacturing one filter 9, it is not always necessary to combine the same number of honeycomb sintered bodies F1 and F2. That is, any one of them may be used more than the other.
【0056】・ 1つのフィルタ9を製造するにあた
り、セル壁厚T1,T2の規格範囲からの外れ程度が等
しくないもの同士を、組み合わせて用いてもかまわな
い。 ・ 規格範囲外のもの同士のみならず、規格範囲内のも
の同士を適宜組み合わせて1つの大型フィルタ9を製造
してもよい。この場合には、例えば、C1群−C8群、
C2群−C7群、C3群−C6群、C4群−C5群、と
いう組み合わせにすればよい(図6参照)。In manufacturing one filter 9, those having unequal cell wall thicknesses T1 and T2 out of the specified range may be used in combination. One large filter 9 may be manufactured by appropriately combining not only those outside the standard range but also those within the standard range. In this case, for example, C1 group-C8 group,
What is necessary is just to make a combination of C2-group C7, C3-group C6, C4-group C5 (see FIG. 6).
【0057】・ 規格範囲外のものと規格範囲内のもの
とを適宜組み合わせて1つの大型フィルタ9を製造して
もよい(図7参照)。ちなみに図7のグラフには、A1
群−A8群という組み合わせが示されている。One large filter 9 may be manufactured by appropriately combining a filter outside the standard range and a filter within the standard range (see FIG. 7). Incidentally, the graph of FIG.
The combination of group-A8 group is shown.
【0058】・ 図8のグラフに示されるように、例え
ばA1群−A4群−B3群、という組み合わせにしてフ
ィルタ9を製造してもよい。即ち、ハニカム焼結体F
1,F2を、2つの群から採取するばかりでなく3つ以
上の群から採取し、それらを組み合わせて1つの大型フ
ィルタ9を製造してもかまわない。As shown in the graph of FIG. 8, the filter 9 may be manufactured in a combination of, for example, A1 group-A4 group-B3 group. That is, the honeycomb sintered body F
1, F2 may be collected not only from two groups but also from three or more groups, and a single large filter 9 may be manufactured by combining them.
【0059】・ ハニカム焼結体F1,F2同士を接合
するための接着剤15として、セラミック繊維を含まな
いセラミック接着剤や、さらにはセラミック質ではない
接着剤等を選択してもよい。また、接着剤15自体を用
いずに、それ以外の方法によって、ハニカム焼結体F
1,F2同士を一体化することも可能である。As the adhesive 15 for joining the honeycomb sintered bodies F1 and F2, a ceramic adhesive containing no ceramic fiber, a non-ceramic adhesive, or the like may be selected. In addition, the honeycomb sintered body F is formed by other methods without using the adhesive 15 itself.
It is also possible to integrate F1 and F2.
【0060】・ 本発明のフィルタ9は、実施形態にて
示したディーゼルパティキュレートフィルタ9以外のフ
ィルタとして具体化されても勿論よい。次に、特許請求
の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施
形態によって把握される技術的思想を、必要に応じてそ
の効果とともに以下に列挙する。The filter 9 of the present invention may be embodied as a filter other than the diesel particulate filter 9 shown in the embodiment. Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments will be enumerated below together with their effects as necessary.
【0061】(1) 請求項2乃至5のいずれか1つに
おいて、前記ハニカム焼結体をその軸線方向に垂直に切
ったときの一辺の長さは、フィルタ全体をその軸線方向
に垂直に切ったときの直径の1/25〜1/4であるこ
と。従って、この技術的思想1に記載の発明によれば、
寸法比を上記好適範囲内に設定することにより、接着剤
の厚さばらつきによる影響を受けることなく、フィルタ
再生時における温度不均一化を回避できる。(1) In any one of claims 2 to 5, the length of one side when the honeycomb sintered body is cut perpendicular to the axial direction is determined by cutting the entire filter perpendicular to the axial direction. 1/25 to 1/4 of the diameter at the time. Therefore, according to the invention described in the technical idea 1,
By setting the dimensional ratio within the above preferred range, it is possible to avoid temperature non-uniformity during filter regeneration without being affected by variations in the thickness of the adhesive.
【0062】(2) 請求項1乃至6のいずれか1つに
おいて、前記複数個のハニカム焼結体を用いて前記組み
付け工程を行なった後、外形カット工程を実施して前記
フィルタを所定断面形状に調整すること。(2) The filter according to any one of claims 1 to 6, wherein after the assembling step is performed using the plurality of honeycomb sintered bodies, an outer shape cutting step is performed to form the filter into a predetermined sectional shape. Adjust to
【0063】(3) 請求項1乃至6のいずれか1つに
おいて、押出成形工程の初期に得られるハニカム成形体
切断片に由来するハニカム焼結体と、後期に得られるハ
ニカム成形体切断片に由来するハニカム焼結体とを、隣
り合わないように1つおきに配置すること。従って、こ
の技術的思想3に記載の発明によれば、使用時における
フィルタの温度不均一化が回避され、クラックによる破
損に至りにくくなる。(3) A method according to any one of claims 1 to 6, wherein the honeycomb sintered body derived from the honeycomb molded body cut piece obtained in the early stage of the extrusion forming step and the honeycomb molded body cut piece obtained in the latter stage are formed. Originating honeycomb sintered bodies are arranged every other so as not to be adjacent to each other. Therefore, according to the invention described in the technical idea 3, the temperature of the filter is not made non-uniform at the time of use, and the filter is less likely to be damaged.
【0064】(4) 押出成形機の金型を介してセラミ
ック原料を連続的に押し出すことによりハニカム成形体
を形成する押出成形工程の後、同ハニカム成形体を所定
の長さに切断することにより得られる切断片のうち、セ
ル壁厚が規格範囲外のものを利用する方法であって、押
出成形工程の初期に得られる複数個のハニカム成形体切
断片を、後期に得られる略同数個のハニカム成形体切断
片とともに用いることを特徴とするハニカム成形体切断
片の利用方法。(4) After the extrusion forming step of forming the honeycomb formed body by continuously extruding the ceramic raw material through the mold of the extruder, the honeycomb formed body is cut into a predetermined length. Among the obtained cut pieces, a method using a cell wall thickness that is out of the standard range, wherein a plurality of honeycomb formed body cut pieces obtained in the early stage of the extrusion forming step, approximately the same number of pieces obtained in the later stage A method for using a cut piece of honeycomb formed body, which is used together with a cut piece of honeycomb formed body.
【0065】(5) 複数のハニカム焼結体を用いてそ
れらの外周面同士を接着剤を介して接合してなるフィル
タであって、平均セル壁厚が規格範囲よりも相対的に小
さい複数個のハニカム焼結体と、それと略同数個であり
かつ平均セル壁厚が規格範囲よりも相対的に大きいハニ
カム焼結体とによって構成され、フィルタ全体での平均
セル壁厚が規格範囲内に収まっているフィルタ。(5) A filter using a plurality of honeycomb sintered bodies and joining their outer peripheral surfaces to each other via an adhesive, wherein the average cell wall thickness is relatively smaller than a specified range. And a honeycomb sintered body having substantially the same number as that of the honeycomb sintered body and having an average cell wall thickness relatively larger than the standard range, and the average cell wall thickness of the entire filter falls within the standard range. Filter.
【0066】(6) 10個以上の炭化珪素製ハニカム
焼結体を用いてそれらの外周面同士をセラミック耐熱接
着剤を介して接合してなるDPFであって、セル壁厚が
0.36mmよりも小さい複数個のハニカム焼結体と、そ
れと略同数個でありかつセル壁厚が0.44mmよりも大
きいハニカム焼結体とによって構成され、フィルタ全体
での平均セル壁厚が0.40mm前後であるDPF。(6) A DPF in which ten or more silicon carbide honeycomb sinters are joined to each other using a ceramic heat resistant adhesive to form an outer peripheral surface of the DPF having a cell wall thickness of 0.36 mm or more. And a plurality of honeycomb sintered bodies having the same number of honeycomb sintered bodies and a cell wall thickness larger than 0.44 mm, and the average cell wall thickness of the entire filter is about 0.40 mm. DPF.
【0067】[0067]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜6に記
載の発明によれば、初期圧損特性のよいフィルタを低コ
ストで得ることができるフィルタの製造方法を提供する
ことができる。As described in detail above, according to the first to sixth aspects of the present invention, it is possible to provide a filter manufacturing method capable of obtaining a filter having good initial pressure loss characteristics at low cost.
【0068】請求項3に記載の発明によれば、セラミッ
ク原料のロスが極めて少なくなり、よりいっそう材料コ
ストが低く抑えられるので、さらなる低コスト化を図る
ことができる。According to the third aspect of the invention, the loss of the ceramic raw material is extremely reduced, and the material cost can be further reduced, so that the cost can be further reduced.
【0069】請求項4に記載の発明によれば、好特性を
備えた性能のよいディーゼルパティキュレートフィルタ
を得ることができる。請求項5に記載の発明によれば、
強度に優れたフィルタを得ることができる。According to the fourth aspect of the present invention, a high-performance diesel particulate filter having good characteristics can be obtained. According to the invention described in claim 5,
A filter having excellent strength can be obtained.
【0070】請求項6に記載の発明によれば、強度に優
れたフィルタを製造困難性を伴わずに得ることができ
る。請求項7に記載の発明によれば、低コスト化に好適
なフィルタを提供することができる。According to the sixth aspect of the present invention, a filter having excellent strength can be obtained without difficulty in manufacturing. According to the invention described in claim 7, it is possible to provide a filter suitable for cost reduction.
【図1】(a)は本発明を具体化した一実施形態のディ
ーゼルパティキュレートフィルタを用いた排気ガス浄化
装置を示す概略図、(b)はフィルタの概略正面図。FIG. 1A is a schematic view showing an exhaust gas purifying apparatus using a diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic front view of the filter.
【図2】実施形態のフィルタの正面図。FIG. 2 is a front view of the filter according to the embodiment.
【図3】実施形態のフィルタの部分拡大断面図。FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the filter according to the embodiment.
【図4】実施形態のフィルタの製造工程を説明するため
の概略図。FIG. 4 is a schematic view for explaining a manufacturing process of the filter of the embodiment.
【図5】(a)は実施形態において、押し出し長とセル
壁厚との関係を示すグラフ、(b)は同じく押し出し長
と圧損との関係を示すグラフ。5A is a graph showing the relationship between the extrusion length and the cell wall thickness in the embodiment, and FIG. 5B is a graph showing the relationship between the extrusion length and the pressure loss in the embodiment.
【図6】(a)は別例において、押し出し長とセル壁厚
との関係を示すグラフ、(b)は同じく押し出し長と圧
損との関係を示すグラフ。FIG. 6A is a graph showing the relationship between the extrusion length and the cell wall thickness in another example, and FIG. 6B is a graph showing the relationship between the extrusion length and the pressure loss in another example.
【図7】(a)は別例において、押し出し長とセル壁厚
との関係を示すグラフ、(b)は同じく押し出し長と圧
損との関係を示すグラフ。7A is a graph showing the relationship between the extrusion length and the cell wall thickness in another example, and FIG. 7B is a graph showing the relationship between the extrusion length and the pressure loss.
【図8】(a)は別例において、押し出し長とセル壁厚
との関係を示すグラフ、(b)は同じく押し出し長と圧
損との関係を示すグラフ。8A is a graph showing the relationship between the extrusion length and the cell wall thickness in another example, and FIG. 8B is a graph showing the relationship between the extrusion length and the pressure loss in another example.
【図9】(a)は従来例において、押し出し長とセル壁
厚との関係を示すグラフ、(b)は同じく押し出し長と
圧損との関係を示すグラフ。9A is a graph showing the relationship between the extrusion length and the cell wall thickness in the conventional example, and FIG. 9B is a graph showing the relationship between the extrusion length and the pressure loss in the same manner.
13…セル壁、15…接着剤としてのセラミック耐熱接
着剤、21…押出成形機、22…金型、23…ハニカム
成形体、24…ハニカム成形体切断片、F1…押出成形
工程の初期に得られるハニカム成形体に由来するハニカ
ム焼結体、F2…押出成形工程の後期に得られるハニカ
ム成形体に由来するハニカム焼結体、T1,T2…セル
壁厚。13: Cell wall, 15: Ceramic heat-resistant adhesive as adhesive, 21: Extruder, 22: Die, 23: Honeycomb molded body, 24: Cut piece of honeycomb molded body, F1: Obtained at the beginning of extrusion molding process F2: Honeycomb sintered body derived from the honeycomb formed body obtained at a later stage of the extrusion forming step; T1, T2: Cell wall thickness.
Claims (7)
を連続的に押し出すことによりハニカム成形体を形成す
る押出成形工程と、ハニカム成形体を所定の長さに切断
する切断工程と、ハニカム成形体切断片を加熱してハニ
カム焼結体とする焼成工程と、複数のハニカム焼結体を
一体化する組み付け工程とを含むフィルタの製造方法で
あって、 一連の押出成形工程における異なった時期に得られるハ
ニカム成形体切断片に由来するハニカム焼結体を適宜組
み合わせて前記組み付け工程を行なうことにより、フィ
ルタ全体での平均セル壁厚を、押出成形工程における特
定の時期に得られるハニカム成形体切断片に由来するハ
ニカム焼結体のセル壁厚とほぼ同程度に調整することを
特徴とするフィルタの製造方法。An extruding step of forming a honeycomb formed body by continuously extruding a ceramic raw material through a mold of an extruder; a cutting step of cutting the honeycomb formed body into a predetermined length; A method for producing a filter, comprising: a firing step of heating a cut piece of a formed body to form a honeycomb sintered body; and an assembling step of integrating a plurality of honeycomb sintered bodies, wherein different times in a series of extrusion forming steps By appropriately combining the honeycomb sintered bodies derived from the cut pieces of the honeycomb molded body obtained in the above, and performing the assembling step, the average cell wall thickness of the entire filter can be obtained at a specific time in the extrusion molding step. A method for producing a filter, characterized in that the thickness is adjusted to approximately the same as the cell wall thickness of a honeycomb sintered body derived from a cut piece.
を連続的に押し出すことによりハニカム成形体を形成す
る押出成形工程と、ハニカム成形体を所定の長さに切断
する切断工程と、ハニカム成形体切断片を加熱してハニ
カム焼結体とする焼成工程と、複数のハニカム焼結体を
用いてそれらの外周面同士を接着剤を介して接合する組
み付け工程とを含むフィルタの製造方法であって、 押出成形工程の初期に得られるハニカム成形体切断片に
由来するハニカム焼結体と、後期に得られるハニカム成
形体切断片に由来するハニカム焼結体とを適宜組み合わ
せて前記組み付け工程を行なうことにより、フィルタ全
体での平均セル壁厚を、押出成形工程の中期に得られる
ハニカム成形体切断片に由来するハニカム焼結体のセル
壁厚とほぼ同程度に調整することを特徴とするフィルタ
の製造方法。2. An extrusion forming step of forming a honeycomb formed body by continuously extruding a ceramic raw material through a mold of an extrusion forming machine; a cutting step of cutting the honeycomb formed body into a predetermined length; A method of manufacturing a filter including a firing step of heating a cut piece of a formed body to form a honeycomb sintered body, and an assembling step of joining a plurality of honeycomb sintered bodies to each other using a plurality of honeycomb sintered bodies via an adhesive. Then, the assembling step is performed by appropriately combining the honeycomb sintered body derived from the honeycomb molded body cut piece obtained in the early stage of the extrusion molding step and the honeycomb sintered body derived from the honeycomb molded body cut piece obtained in the late stage. By doing so, the average cell wall thickness of the whole filter is adjusted to be approximately the same as the cell wall thickness of the honeycomb sintered body derived from the honeycomb molded body cut piece obtained in the middle stage of the extrusion forming process. A method for producing a filter.
の初期に得られるハニカム成形体切断片に由来するハニ
カム焼結体と、後期に得られるハニカム成形体切断片に
由来するハニカム焼結体とを組み合わせる際、前記セル
壁厚の規格範囲からの外れ程度がほぼ等しいもの同士を
略同数個ずつ用いることを特徴とする請求項2に記載の
フィルタの製造方法。3. In the assembling step, a honeycomb sintered body derived from a honeycomb molded body cut piece obtained at an early stage of an extrusion molding step and a honeycomb sintered body derived from a honeycomb molded body cut piece obtained at a later stage of the extrusion molding step are formed. 3. The method according to claim 2, wherein, when assembling, approximately the same number of cell wall thicknesses that deviate from a standard range are used in substantially the same number.
ゼルパティキュレートフィルタであることを特徴とする
請求項3に記載のフィルタの製造方法。4. The method according to claim 3, wherein the filter is a diesel particulate filter made of porous silicon carbide.
たセラミック耐熱接着剤であることを特徴とする請求項
2乃至4のいずれか1項に記載のフィルタの製造方法。5. The method according to claim 2, wherein the adhesive is a ceramic heat-resistant adhesive in which ceramic fibers are dispersed.
に切ったときの断面積は、前記フィルタ全体をその軸線
方向に垂直に切ったときの断面積の1/400〜1/1
5であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1
項に記載のフィルタの製造方法。6. A cross-sectional area of the honeycomb sintered body cut in a direction perpendicular to the axial direction thereof is 1/400 to 1/1 of a cross-sectional area of the entire filter cut in a direction perpendicular to the axial direction.
5. The method according to claim 2, wherein the number is 5.
Item 14. The method for producing a filter according to item 5.
ィルタであって、セル壁厚が規格範囲よりも相対的に小
さいハニカム焼結体と、セル壁厚が規格範囲よりも相対
的に大きいハニカム焼結体とを含んで構成され、フィル
タ全体での平均セル壁厚が規格範囲内に収まっているフ
ィルタ。7. A filter in which a plurality of honeycomb sintered bodies are integrated, wherein the honeycomb sintered body has a cell wall thickness smaller than a specified range, and a cell wall thickness relatively smaller than a specified range. A filter including a large honeycomb sintered body, wherein an average cell wall thickness of the entire filter falls within a standard range.
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