专利名称：蜂窝结构体、蜂窝结构体的制造方法以及废气净化装置的制作方法
技术领域：
本申请要求享有作为在先申请的2004年4月5号提交的日本专利申请2004-111430号的优先权。
本发明涉及蜂窝结构体、蜂窝结构体的制造方法以及废气净化装置。
背景技术：
从汽车、公共汽车、卡车等车辆和施工机器等的内燃机排出的废气中含有的颗粒会对环境和人体造成危害，这已经成为了近来的一个问题。
现已提出了多种蜂窝过滤器，这些蜂窝过滤器利用使所述废气通过多孔陶瓷而捕集废气中的颗粒，以净化废气。
图9(a)是这种蜂窝过滤器的一个实例的立体示意图，图9(b)是图9(a)所示的蜂窝过滤器的截面图。另外，图10(a)是构成图9所示的蜂窝过滤器的多孔陶瓷部件的一个实例的立体示意图，图10(b)是沿图10(a)的A-A线截取的截面图。
如图9(a)所示，现有的蜂窝过滤器90中，多孔陶瓷部件95由碳化硅等构成，通过密封材料层91将多个多孔陶瓷部件95结合构成陶瓷构件93，并且在该陶瓷构件93的外周形成密封材料层92。
另外，如图10(a)以及图10(b)所示，在该多孔陶瓷部件95中，大量贯通孔96在长度方向上平行设置，分隔贯通孔96的间隔壁98具有过滤器的功能。即，如图10(b)所示，在多孔陶瓷部件95中形成的各个贯通孔96在其废气入口侧或出口侧中任意一侧的端部由封孔材97封孔，这样使得流入一个贯通孔96的废气必须穿过分隔贯通孔96的间隔壁98之后，才能从其他的贯通孔96流出。
废气净化装置中，将具有这种结构的蜂窝过滤器90通过垫状保持密封材料而设置在与内燃机的排气通路连接的壳体内，从内燃机排出的废气中的颗粒穿过该蜂窝过滤器90时由间隔壁98捕集，从而使废气得以净化。
不过，在具有上述结构的废气净化装置中，蜂窝过滤器通过垫状保持密封材料而设置在壳体内，该蜂窝过滤器如图9(b)所示，在陶瓷构件93的外周面上形成密封材料层92，并且该陶瓷构件93垂直于长度方向的截面的形状大致近似于正圆形。因此，随着废气中的颗粒被捕集的量增多，存在蜂窝过滤器的废气流入侧的端面所承受的压力变大的情况，另外，受热而升至高温时壳体的膨胀尺寸比蜂窝过滤器的膨胀尺寸大，此时存在上述壳体内由垫状保持密封材料产生的对蜂窝过滤器的夹持力下降的情况，上述情况会导致蜂窝过滤器在壳体内发生位移。
如果蜂窝过滤器在壳体内发生上述位移，蜂窝过滤器的长度方向会变得不再与废气流通方向平行，这会导致颗粒捕集效率下降，或者有时导致蜂窝过滤器和壳体接触，从而在蜂窝过滤器中产生裂纹。此外，垫状保持密封材料可能会下垂在蜂窝过滤器的废气流入侧端面上而将该端面上露出的贯通孔堵住，这也会导致废气的净化效率下降。
因此，为了防止蜂窝过滤器在壳体内发生位移，在将蜂窝过滤器通过垫状保持密封材料设置在壳体内时考虑了如下的方法在对该蜂窝过滤器外周施加相当高的压力的情况下，将该蜂窝过滤器设置在上述壳体内。不过，这样的方法存在下述问题，上述垫状保持密封材料产生的压力会使上述蜂窝过滤器发生裂纹，或者使作业变得困难，促使生产性下降而导致经济上的不利。
针对这种情况，专利文献1公开了一种蜂窝结构体，该结构体通过将其截面形状从正圆形改变为扁平状以调整圆形度，以此提高对蜂窝结构体的夹持力。另外，专利文献2中，公开了一种蜂窝结构体，该结构体通过在其外周形成凹凸，对圆形度进行了调整。这些蜂窝结构体作为废气净化装置通过垫状保持密封材料而设置在壳体内时，上述垫状保持密封材料以填充的方式勒进上述蜂窝结构体外周部分上的凹陷部分，由此提高上述蜂窝结构体在上述壳体内的夹持力，该夹持力可以使上述蜂窝结构体在该壳体内几乎不发生位移，由此提高蜂窝结构体的保持稳定性。
但是，对于在陶瓷构件上形成有密封材料层(涂布层)的蜂窝结构体，通过单纯在外部形成凹凸层来调整外周部时，即使提高了夹持力，也会因该蜂窝结构体使用时的热应力等而产生裂纹。
针对这种情况，专利文献3公开了一种蜂窝结构体，该结构体通过将在贯通孔的倾斜部分的粘合层设定得较厚来提高等压强度。
不过，专利文献3中，形成密封材料层(涂布层)之后的陶瓷结构体的外表面上没有凹凸。已发现，在没有凹凸的情况下，裂纹的产生与陶瓷结构体的位置没有关系，而是取决于密封材料的厚度。
另外，以往制造具有由多个多孔陶瓷部件通过密封材料层结合在一起而形成的结构的蜂窝结构体的方法中，首先使用含有陶瓷材料的混合组合物进行挤出成型，通过所述挤出成型制成棱柱状陶瓷成型体，对该陶瓷成型体进行干燥、脱脂和烧制，从而制成多孔陶瓷部件。
然后，在通过密封材料糊料将上述多孔陶瓷部件组装成棱柱状的陶瓷层积体之后，对该陶瓷层积体实施外周加工以对该陶瓷层积体的外周进行切削，制成规定大小的陶瓷构件，并且根据需要，在该陶瓷构件的外周均匀地涂覆密封材料糊料，并干燥该密封材料糊料，从而形成密封材料层(涂布层)。
因此，现有的这种蜂窝结构体制造方法中，在制作上述陶瓷构件时要对本身是脆性材料的陶瓷实施切削加工，所以，上述陶瓷构件的外周面容易出现缺损。
此外，因为通过外周加工来制作近似圆柱状的陶瓷构件，所以当求出所获得的陶瓷构件上由垂直于其长度方向的多个截面的轮廓描绘出的各自截面曲线上的重心时，各截面曲线上的重心位于与上述陶瓷构件的长度方向平行的直线上。因此，例如当在上述蜂窝结构体的规定的贯通孔设置封孔材以制成像图9所示的蜂窝过滤器90那样的废气净化用蜂窝过滤器，并且将该蜂窝结构体通过使用垫状保持密封材料等安装在壳体内作为废气净化装置时，在废气等从该蜂窝结构体的一个端面侧施加压力的情况下，上述蜂窝结构体有时会发生偏移或脱落，因此上述蜂窝结构体的冲压强度(push-out strength)不是十分出色。
专利文献1特开2003-262118号公报专利文献2特开2001-329836号公报专利文献3特开2003-260322号公报发明内容发明解决的课题本发明是为解决这些问题而提出的，其目的在于，提供一种蜂窝结构体及其制造方法、以及耐久性优异的废气净化装置，所述蜂窝结构体具有高机械强度，即使产生热应力也不会出现裂纹，同时，即使其外周面承受大的压力的情况下，也不易产生裂纹或被破坏，耐久性优异，并且冲压强度优异。
解决这个课题的方法本发明的蜂窝结构体中，由隔着壁部在长度方向平行设置有大量贯通孔的多孔陶瓷组成柱状陶瓷构件，所述柱状陶瓷构件在外周部设有密封材料，而且上述蜂窝结构体以及上述柱状陶瓷构件在它们各自的外周面上均形成有凹凸；该蜂窝结构体的特征在于，基于构成上述蜂窝结构体垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将其重心定义为c1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c1的距离定义为D1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c1的距离定义为D2，并定义M1＝D1-D2，此时0.3mm≤M1；并且，基于构成上述陶瓷构件垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将其重心定义为c2，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c2的距离定义为D2，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c2的距离定义为D4，并定义M2＝D3-D4，此时0.5mm≤M2≤7.0mm。
上述蜂窝结构体优选上述M1小于等于3.0mm。
上述蜂窝结构体优选重心c1和重心c2不一致，此时，重心c1和重心c2的距离优选是0.1mm～10.0mm。
上述蜂窝结构体中，在上述陶瓷构件的长度方向上至少3处分别求出最小二乘曲线的重心c2时，优选这些重心c2不在平行于上述陶瓷构件长度方向的直线上；在上述蜂窝结构体的长度方向上至少3处分别求出作为最小二乘曲线的重心c1时，优选这些重心c1不在平行于上述蜂窝结构体的长度方向的直线上。
在上述蜂窝结构体中，上述陶瓷构件优选是通过结合多个多孔陶瓷部件构成的，上述多孔陶瓷部件均优选由碳化硅类陶瓷组成。
上述蜂窝结构体中，优选负载有催化剂，上述贯通孔优选有一端部被封闭。
第一方案的本发明蜂窝结构体制造方法是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料层结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔；所述制造方法的特征在于，该方法包括以下工序将含有构成上述多孔陶瓷部件的陶瓷材料的陶瓷成型体干燥，对通过所述干燥得到的陶瓷干燥体进行外周加工，从而制得形状各异的多种陶瓷干燥体。
第二方案的本发明蜂窝结构体制造方法是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料层结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔；所述制造方法的特征在于，该方法包括通过挤出成型法来制作具有不同截面形状的多种陶瓷成型体的工序。
本发明的废气净化装置的特征在于，上述蜂窝结构体通过垫状保持密封材料设置在与内燃机的排气通路连接的壳体内。
上述废气净化装置中，上述垫状保持密封材料优选是无膨胀陶瓷纤维垫片。
发明效果本发明的蜂窝结构体耐热冲击的强度大(耐久性大)，即使其外周面受到高压时，也不易产生裂纹或被破坏，耐久性优异。
另外，重心c1和重心c2不一致的蜂窝结构体(以下称作重心不一致型蜂窝结构体)的冲压强度大，即使它作为废气净化装置通过垫状保持密封材料等安装在壳体内，在长时间作为催化转化器或蜂窝过滤器使用的情况下(受到热冲击的情况下)，也不会出现晃动的情况，耐久性优异。
此外，以下的蜂窝结构体是冲压强度和耐久性优异的蜂窝结构体在上述陶瓷构件的长度方向上至少3处分别求出最小二乘曲线的重心c2时，这些重心c2不在平行于上述陶瓷构件长度方向的直线上；或者蜂窝结构体在上述蜂窝结构体的长度方向上至少3处分别求出最小二乘曲线的重心c1时，这些重心c1不在平行于上述蜂窝结构体的长度方向的直线上(以下称微小弯曲型蜂窝结构体)。
采用第一方案以及第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法时，由于没有对本身是脆性材料的陶瓷进行切削加工，所以制作蜂窝结构体时，可以不在上述陶瓷构件的外周产生缺损。另外，可以制作包含具有以下结构的陶瓷构件的本发明的蜂窝结构体外周面形成有凹凸，而且多个多孔陶瓷部件通过粘合剂层结合在一起。
本发明的废气净化装置中使用了本发明的蜂窝结构体，所以等压强度以及冲压强度出色，同时即使长期使用，也不会出现导致蜂窝结构体晃动的情况，耐热冲击的强度优异。
图1是表示本发明的蜂窝结构体的一个实例的立体示意图。
图2(a)～图2(c)是表示构成本发明的蜂窝结构体的多孔陶瓷部件的一个实例的立体示意图。
图3是表示本发明的蜂窝结构体的另一实例的立体示意图。
图4(a)是说明通过在二维座标中标示上述陶瓷构件的截面的轮廓上的点的位置数据而描绘出的曲线的一个实例的图；图4(b)表示的是使用图4(a)中所示的位置数据根据最小二乘法绘出的最小二乘曲线的实例以及基于JISB06210对该最小二乘曲线求取正圆度时用于生成最小区域的两个圆的实例。
图5(a)是示意性地表示作为本发明的蜂窝结构体的集合体型蜂窝结构体的另一个实例的正视图；图5(b)是示意性地表示作为本发明的蜂窝结构体的一体型蜂窝结构体的另一个实例的正视图。
图6(a)是表示本发明的蜂窝结构体的另一实例的立体示意图；图6(b)是表示根据在图6(a)所示的蜂窝结构体的A、B以及C处截取的垂直于陶瓷构件长度方向的截面轮廓而描绘出的截面曲线的立体示意图。
图7是表示本发明的废气净化装置的一个实例的截面示意图。
图8(a)是表示图7所示的废气净化装置中卷有垫状保持密封材料的蜂窝结构体的实例的立体示意图；图8(b)是图8(a)中所示的蜂窝结构体的局部放大截面图。
图9是表示现有蜂窝过滤器的实例的立体示意图。
图10(a)是表示构成现有蜂窝过滤器的多孔陶瓷部件的实例的立体示意图；图10(b)是沿图10(a)的A-A线截取的截面图。
图11是说明实施例12～19结果的图表。
图12是说明实施例20～27结果的图表。
符号说明10、30、50、60、500陶瓷结构体11、61密封材料(粘合剂)层20、200、210、65多孔陶瓷部件21、31、201、211贯通孔22、32、202、212壁部具体实施方式
下面参照附图对本发明的蜂窝结构体、蜂窝结构体的制造方法以及废气净化装置进行说明。
首先，对本发明的蜂窝结构体进行说明。
本发明的蜂窝结构体中，由隔着壁部在长度方向平行地设置有大量贯通孔的多孔陶瓷组成柱状陶瓷构件，所述柱状陶瓷构件在外周部设有密封材料，而且上述蜂窝结构体以及上述陶瓷构件在它们各自的外周面上均形成有凹凸；该蜂窝结构体的特征在于，基于构成上述蜂窝结构体垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将其重心定义为c1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c1的距离定义为D1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c1的距离定义为D2，并定义M1＝D1-D2，此时0.3mm≤M1；并且，基于构成上述陶瓷构件垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将其重心定义为c2，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c2的距离定义为D2，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c2的距离定义为D4，并定义M2＝D3-D4，此时0.5mm≤M2≤7.0mm。
本发明的蜂窝结构体中具有柱状的陶瓷构件，该陶瓷构件由隔着壁部在长度方向平行设置有大量贯通孔的多孔质陶瓷组成，并且，上述陶瓷构件可以是通过密封材料层将多个柱状多孔陶瓷部件结合在一起而构成的陶瓷构件，所述多孔陶瓷部件均包含隔着间隔壁在长度方向平行设置的大量贯通孔(以下也将包含具有上述结构的陶瓷构件的蜂窝结构体(构件)称作集合体型蜂窝结构体(构件))，也可以由以一体化烧结形成的陶瓷部件构成(以下也将包含具有上述结构的陶瓷构件的蜂窝结构体(构件)称作一体型蜂窝结构体(构件))。
本发明的蜂窝结构体中，陶瓷构件是上述集合体型陶瓷构件时，壁部由隔开多孔陶瓷部件中的贯通孔的间隔壁、多孔陶瓷部件的外壁以及多孔陶瓷部件之间的密封材料层(优选具有粘合剂功能)构成，另一方面，上述陶瓷构件是上述一体型陶瓷构件时，壁部只由间隔壁一种构成。
图1是本发明的蜂窝结构体中使用的集合体型陶瓷构件的一个实例的立体示意图；图2(a)～图2(c)是多孔陶瓷部件的一个实例的立体示意图，该多孔陶瓷部件构成图1所示的陶瓷构件。
如图1所示，本发明的蜂窝结构体10中，形状各异的多个多孔陶瓷部件20、200、210分别通过密封材料层11结合在一起，构成近似圆柱状的陶瓷构件，并且虽然图1中没有指出，但在上述陶瓷构件的外周面形成有凹凸。
构成这种蜂窝结构体10的多孔陶瓷部件20如图2(a)所示，其是截面近似于正方形的棱柱体，并且大量的贯通孔21隔着间隔壁22在长度方向上平行设置。
另外，多孔陶瓷部件200如图2(b)所示，其是外周部分地被切除而截面近似于扇形的柱状体，大量的贯通孔201隔着间隔壁202在长度方向上平行设置；并且上述外周被切除的部分处露出了贯通孔201的一部分。即，在多孔陶瓷部件200外周面的一部分上，由上述露出的贯通孔201形成沟状的凹凸。
另外，多孔陶瓷部件210如图2(c)所示，其是外周一个拐角部分附近被切除的柱状体，大量的贯通孔211隔着间隔壁212在长度方向上平行设置，并且上述外周被切除的部分处露出了贯通孔211的一部分。即，在多孔陶瓷部件210外周面的一部分上，由上述露出的贯通孔211形成沟状的凹凸。
另外，具有上述结构的多孔陶瓷部件20、200以及210通过密封材料层11组合在一起，由此构成了蜂窝结构体中的陶瓷构件10，所述组合方式为外周面没有形成凹凸的棱柱状多孔陶瓷部件20位于上述陶瓷构件的中心附近；外周面分别形成有沟状凹凸的多孔陶瓷部件200以及多孔陶瓷部件210位于上述陶瓷构件的外周附近。
即，蜂窝结构体10中，上述陶瓷构件的外周面上形成的沟状凹凸是通过将构成多孔陶瓷部件200以及多孔陶瓷部件210的贯通孔的一部分削除以使剩余部分在外周面露出而形成的。
图3是本发明蜂窝结构体中所用的一体型陶瓷构件的一个实例的立体示意图。
该陶瓷构件构成由一个多孔陶瓷组成的近圆柱状陶瓷构件，该多孔陶瓷包含了隔着壁部32在长度方向上平行设置的大量贯通孔，该陶瓷构件的外周面上形成有凹凸33。
在这种结构的蜂窝结构体30中，形成在上述陶瓷构件的外周面的凹凸33与图1以及图2所示的蜂窝结构体10的情况相同，形成在上述陶瓷构件的外周面的凹凸33是通过将构成多孔陶瓷部件的贯通孔31的一部分削除以使剩下的部分在外周面露出而形成的。
这样，本发明的蜂窝结构体无论是集合体型蜂窝结构体或者是一体型蜂窝结构体，在陶瓷构件外周面均形成有凹凸。
据本发明人的研究，以往，对于这种蜂窝结构体，通过设置密封材料层使整个外周均匀，消除圆柱侧面上的沟状凹凸，使其平坦，但是进行蜂窝结构体的热冲击试验等时，在蜂窝结构体的外周面残留有凹凸(优选能够对长度方向上的全部截面有效果的沟状凹凸)的情况下，如果陶瓷构件上的凹凸状态的平衡变差，则蜂窝结构体的耐热冲击性变差。其原因尚不明确，据推测如下。
即，蜂窝结构体从中心向外周部均匀地释放热量，当表面有凹凸时，由于表面的表面积变大而产生了冷却效果，容易产生急剧的温度冲击。另外，从微观上看，与凹部的谷底部分相比，凸部的顶点容易受到热冲击。
另外，此时，由于蜂窝部件和陶瓷部件之间的材料不同，密度等不同，因此认为两者不会有完全相同的物理性能值，所以在该部分也产生热应力。
由此考虑到，通过改变上述的两处凹凸的状况，有可能缓和各自因热应力产生的内部变形。
下面，对在本发明的蜂窝结构体或陶瓷构件的外周面形成的凹凸进行说明。
对于蜂窝结构体，在陶瓷构件上形成密封材料(涂布)层之后，可以进行与对陶瓷构件的测定同样的测定，所以说明时仅就对陶瓷构件的测定进行说明。当然，陶瓷构件的测定可以在蜂窝结构体的制造工序中进行测定，但如果是在制造后进行测定，则可通过加工、研磨等除去密封材料(涂布)层，然后对除去密封材料(涂布)层后的陶瓷构件部分进行同样的测定。
对于本发明的蜂窝结构体中使用的陶瓷构件，为了求出在上述陶瓷构件的外周面形成的凹凸的大小，首先在上述陶瓷构件垂直于长度方向的截面(以下也简单称作陶瓷构件的截面)的轮廓上测定10处或10处以上的点，将如此得到的上述轮廓上的点的位置数据标示在二维座标中。
图4(a)表示的是通过将上述陶瓷构件的截面的轮廓上的点的位置数据标示在二维座标中而描绘出的曲线的一个例子。
如图4(a)所示，将有关上述轮廓上的点的测定位置数据标示在二维座标中后，绘出曲线40，曲线40具有与上述陶瓷构件的截面形状相近似的弯曲部。
此外，图4(a)所示的曲线40是将有关图1所示的蜂窝结构体10中陶瓷构件的截面的轮廓上的点的位置数据标示在二维座标中而描绘出的图，并且省略了二维座标轴。
对于本发明的蜂窝结构体，测定了有关上述轮廓上的点的10处或10处以上的位置数据。测定的位置数据的数量少于10处时，在上述二维座标中描绘的曲线的形状与上述陶瓷构件的截面形状相差甚远，使得不能精确地求出在上述陶瓷构件的外周面形成的凹凸的偏差。
测定的位置数据的数量只要在10处或10处以上就没有特别限制，优选测定100处或100处以上。因为这样在上述二维座标中描绘的曲线的形状与陶瓷构件的实际截面形状相近。
另外，测定的上述轮廓上的点优选在上述轮廓上是等间隔的。因为这样能更精确地测定陶瓷构件外周面的凹凸的偏差。
将上述轮廓上的点的位置数据标示在二维座标中时，可以使用市售的三维测定机。
对于上述三维测定机没有特别限制，例如可以举出Mitsutoyo社生产的“LEGEX系列”、“FALCIO-APEX系列”、“Bright-Apex系列”、“MACH系列”、“CHN系列”、“BH-V系列”等。
接着，采用上述轮廓上的点的位置数据，根据最小二乘法在上述二维座标中绘出最小二乘曲线，并求出该最小二乘曲线的重心c2。
接着，求出以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线和以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线。
所述的同心最小外接曲线、同心最大内接曲线不一定是圆，可以是椭圆形，也可以是其他曲线。另外，所述的同心最小外接曲线和同心最大内接曲线是共有重心c2的相似形。
此外，如果是圆的话，可参照JIS B0621中测定圆形度的方法进行测定。
图4(b)表示的是采用图4(a)所示的位置数据并根据最小二乘法绘出的最小二乘曲线、同心最小外接曲线、同心最大内接曲线和重心c2的实例，其中省略了二维座标轴。
如图4(b)所示，与图4(a)所示的曲线40相比，最小二乘曲线41具有较圆滑的凹凸，并由距离重心c2较远的同心最小外接曲线42和距离重心c2较近的同心最大内接曲线43构成。
此处，同心最小外接曲线42和同心最大内接曲线43如上所述是共有重心c2的同心曲线。具体地说，同心最小外接曲线42是最小二乘曲线41的凸部的至少一部分存在于其线上、最小二乘曲线41的其他部分存在于该同心最小外接曲线42之内、且距离重心c2最近的曲线；同心最大内接曲线43是最小二乘曲线41的凹部的至少一部分存在于其线上、最小二乘曲线41的其他部分存在于该同心最大内接曲线43之外、且距离重心c2最远的曲线。
本发明中，测定上述最小二乘曲线的同心最小外接曲线与重心c2之间的距离D3、以及测定上述最小二乘曲线的同心最大内接曲线与重心c2之间的距离D4，并计算D3-D4＝M2。
对于本发明的蜂窝结构体中的陶瓷构件，M2可以表示在上述陶瓷构件外表面上形成的凹凸的大小。
另外，本发明中，对于蜂窝结构体也是完全同样的，基于构成上述蜂窝结构体垂直于长度方向的截面的轮廓上的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，并将其重心定义为c1。然后，求出以c1为重心的上述最小二乘曲线的同心最小外接曲线，将该同心最小外接曲线与重心c1之间的距离定义为D1。另外，求出以c1为重心的上述最小二乘曲线的同心最大内接曲线，将该同心最大内接曲线与重心c1的距离定为D2，同时计算D1-D2＝M1。
对于本发明的蜂窝结构体，M1大于等于0.3mm。
M1小于0.3mm时，上述陶瓷结构体外周面几乎没有形成凹凸，这样的蜂窝结构体中不会产生上述那样的热应力问题。
优选M1小于等于3.0mm。M1大于3.0mm时，上述结构体外周面形成的凹凸较大，对于这样的蜂窝结构体，如上所述，上述陶瓷构件外周面的凸部容易出现由热应力导致的裂纹或缺损。
另外，对于本发明的蜂窝结构体所用的陶瓷构件，0.5mm≤M2≤7.0mm。
M2小于0.5mm时，上述陶瓷构件外周面几乎没有形成凹凸。据认为，这样的陶瓷构件和密封材料(涂布)层之间会产生热应力并由此产生裂纹。
另一方面，M2大于7.0mm时，上述陶瓷构件外周面形成的凹凸较大。据认为这样的蜂窝结构体中所述的陶瓷构件和密封材料(涂布)层之间会产生热应力并由此产生裂纹。
这样，本发明的蜂窝结构体在陶瓷构件外周面形成有规定大小的凹凸。在上述陶瓷构件外周面形成的凹凸可以如图1～图3所示的蜂窝结构体那样，通过将构成陶瓷构件的贯通孔的一部分削除以使残留的部分暴露在外周面而形成，也可以是例如图5(a)以及图5(b)所示的蜂窝结构体50以及蜂窝结构体500那样，在陶瓷构件外周面上形成阶梯状凹凸。此外，图5(a)是示意性地表示集合体型陶瓷构件50的另一实例的正视图，图5(b)是示意性地表示一体型陶瓷构件500的另一实例的正视图。
图5(a)以及图5(b)所示的陶瓷构件50以及陶瓷构件500中，包括在陶瓷构件外周面附近形成的贯通孔在内的全部贯通孔的截面形状均近似于正方形，并且沿上述陶瓷构件外周面附近的贯通孔的截面形状呈阶梯状形成上述陶瓷构件外周面上的凹凸。
除在陶瓷构件外周面形成的凹凸的形状不同之外，这种陶瓷构件50以及500的结构与图1所示的蜂窝结构体10以及图3所示的蜂窝结构体30的结构相近。
对于构成本发明的蜂窝结构体的多孔陶瓷的材料没有特别限定，例如可以举出氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化钛等氮化物陶瓷；碳化硅、碳化锆、碳化钛、碳化钽、碳化钨等碳化物陶瓷；氧化铝、氧化锆、堇青石、莫来石等氧化物陶瓷以及碳化硅-硅复合物等。本发明的蜂窝结构体是上述的集合体型蜂窝结构体时，上述多孔陶瓷的材料优选耐热性高、机械特性出色并且热传导率也高的碳化硅质陶瓷。值得注意的是，碳化硅质陶瓷是指碳化硅大于等于60重量％的陶瓷。
另外，本发明的蜂窝结构体是上述的一体型蜂窝结构体时，作为上述多孔陶瓷的材料优选堇青石，这是因为其能够廉价地制得，热膨胀系数较小，同时使用期间不会被氧化。
对于构成本发明蜂窝结构体的陶瓷构件的气孔率没有特别限定，优选为约20％～80％，更优选大于等于50％。如果气孔率小于20％，将本发明的蜂窝结构体作为废气净化用蜂窝过滤器使用时，很快就发生堵塞，另一方面，当气孔率超过80％时，陶瓷构件的强度下降，有时容易被破坏。
另外，气孔率大于等于50％的高气孔率蜂窝结构体通常容易受到热冲击，但本发明的这种高气孔率蜂窝结构体耐热冲击性强，预计可以发挥更明显的效果。
此外，上述气孔率例如可以通过水银压入法、阿基米德法或扫描电子显微镜(SEM)测定法等以往公知的方法测定。
另外，上述陶瓷构件的平均气孔径优选为5μm～100μm。如果平均气孔径小于5μm，则将本发明的蜂窝结构体作为废气净化用蜂窝过滤器使用时，颗粒容易引起堵塞。
另一方面，如果平均气孔径超过100μm，则颗粒穿过气孔，不能捕集到颗粒，因而不可能发挥过滤器的功能。
制造这种陶瓷构件时，对于所用的陶瓷的粒径没有特别限定，优选使用在后面的烧制工序中收缩少的陶瓷，例如100重量份具有约0.3μm～50μm的平均粒径的粉末和5～65重量份具有约0.1μm～1.0μm的平均粒径的粉末的组合。这是因为，以上述配比混合上述粒径的陶瓷粉末时，能制得由多孔陶瓷制成的陶瓷构件。
另外，本发明的蜂窝结构体是图1所示的集合体型蜂窝结构体时，多个多孔陶瓷部件通过具有粘合剂功能的密封材料层结合在一起，但对于构成该密封材料(粘合剂)层的材料没有特别限定，例如可以举出含有无机粘合剂、有机粘合剂、无机纤维和/或无机粒子的物质等。
此外，如上所述，构成本发明蜂窝结构体中陶瓷构件外周面的密封材料(涂布)层的材料可以是与上述密封材料(粘合剂)层相同的材料，也可以是不同的材料。此外，上述密封材料(粘合剂)层与密封材料(涂布)层是由相同材料组成时，这些材料各自的配比可以相同也可以不同。
作为上述无机粘合剂，例如可以举出硅溶胶、氧化铝溶胶等。这些可以单独使用，也可2种或2种以上合用。上述无机粘合剂中，优选硅溶胶。
作为上述有机粘合剂，例如可以举出聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素等。这些可以单独使用，也可2种或2种以上合用。上述有机粘合剂中，优选羧甲基纤维素。
作为上述无机纤维，例如可以举出硅石-氧化铝、莫来石、氧化铝、硅石等陶瓷纤维等。这些可以单独使用，也可2种或2种以上合用。上述无机纤维中，优选氧化铝纤维、硅石-氧化铝纤维。上述无机纤维的纤维长度的下限值优选为5μm。另外，上述无机纤维的纤维长度的上限值优选为100mm，更优选为100μm。如果小于5μm，则有时不能提高密封材料层的弹性，另一方面，如果超过100mm，则无机纤维容易形成毛球，所以与无机粒子的分散变差。另外，超过100μm，则有时难以减薄密封材料层的厚度。
作为上述无机粒子，例如可以举出碳化物、氮化物等，具体可以举出含有碳化硅、氮化硅、氮化硼等的无机粉末或者须晶。这些可以单独使用，也可2种或2种以上合用。上述无机粒子中，优选热传导性出色的碳化硅。
对于本发明的蜂窝结构体，在陶瓷构件的一侧将形成于陶瓷构件的贯通孔之中预定的贯通孔由封孔材料封闭，另一方面，在上述陶瓷构件的另一侧的端部，将在上述一侧没有被封闭的贯通孔用封孔材料封闭，这样，本发明的蜂窝结构体具有废气净化用蜂窝过滤器的功能。
即，从本发明蜂窝过滤器的一个贯通孔流入的废气，穿过隔开该贯通孔的壁部从其他贯通孔排到外部。此时，废气中包含的颗粒在上述壁部内被捕集，废气得以净化。
对于本发明的蜂窝过滤器，本发明的蜂窝结构体是上述的集合体型蜂窝结构体时，在多孔陶瓷部件中隔开贯通孔的间隔壁具有捕集粒子的过滤器的功能。即，本发明的蜂窝结构体中的壁部的一部分作为捕集粒子的过滤器而发挥作用。另一方面，本发明的蜂窝结构体是上述的一体型蜂窝结构体时，该蜂窝结构体中整个壁部作为捕集粒子的过滤器而发挥作用。
此外，具有上述废气净化用蜂窝过滤器的功能的本发明的蜂窝结构体采用与现有公知的废气净化用蜂窝过滤器同样的方式发挥作用，所以省略了对其的详细说明。
本发明的蜂窝过滤器中，对于构成上述封孔材料的材料没有特别限定，例如可以举出与构成本发明的蜂窝结构体的上述多孔陶瓷相同的材料。
另外，本发明的蜂窝结构体的气孔中可以负载能够净化废气中的CO、HC(烃)以及NOx等的催化剂。
通过所负载的这样的催化剂，本发明的蜂窝结构体具有上述净化废气中含有的CO、HC以及NOx等的催化转化器的功能。对于上述催化剂没有特别限定，例如可以举出铂、钯、铑等贵金属。由该贵金属制成的催化剂就是所谓的三元催化剂，负载有这样的三元催化剂的本发明蜂窝结构体与现有公知的催化转化器的功能相同。因此，此处省略了本发明的蜂窝结构体作为催化转化器发挥作用时的详细说明。
但是，本发明的蜂窝结构体可负载的催化剂不限定为上述贵金属，只要是能净化废气中的CO、HC以及NOx等的催化剂，可以负载任意的催化剂。
此外，本发明的蜂窝结构体中，上述的封孔材料封闭了预定的贯通孔，同时，其气孔中可以负载上述催化剂。此时，本发明的蜂窝结构体具有上述的废气净化用蜂窝过滤器的功能的同时，还具有净化废气中的CO、HC以及NOx等的催化转化器的功能。
如上述说明的那样，本发明的蜂窝结构体因在陶瓷构件外周面形成被控制成规定大小的凹凸，所以耐热冲击性强。即使在其外周面受到高压时，也不易产生裂纹或被破坏，因此耐久性优异。
这种本发明的蜂窝结构体能很好地用于废气净化用蜂窝过滤器或催化转化器等。
本发明的蜂窝结构体中，优选重心c1和重心c2不一致。如上述那样，这种蜂窝结构体被称作重心不一致型蜂窝结构体。
采用该重心不一致型蜂窝结构体时，较容易制得微小弯曲型蜂窝结构体，即如下的蜂窝结构体其中，在上述陶瓷构件的长度方向求出陶瓷构件的最小二乘曲线的重心c2的至少3点时，这些重心c2不在平行于上述陶瓷构件的长度方向的直线上；或者，在上述蜂窝结构体的长度方向求出蜂窝结构体的最小二乘曲线的重心c1的至少3点时，这些重心c1不在平行于上述蜂窝结构体的长度方向的直线上。
另外，该重心不一致型蜂窝结构体作为废气净化装置使用时，其保持耐久性增加。其机理尚不清楚，但是据认为，重心不一致型蜂窝结构体从过滤器的中央部分向周边部分传热时，局部上存在传热好的位置和传热差的位置。因此，传热好的位置的保持垫片因热而导致疲劳、腐蚀、结晶等，保持力变差，而与之相反的方向上则相对保持了保持力。所以认为压缩力施加在承受热疲劳之处，由此防止了冲压(push-out)负荷的减少。
此外，c1-c2的距离优选0.1mm～10.0mm。小于0.1mm时，因为曲线是同心状，所以冲压强度不大。另一方面，c1-c2的距离大于10.0mm时，温度分布被逆向，所以保持力发生逆转。
图6(a)是微小弯曲型蜂窝结构体中所用的陶瓷构件的一个实例的立体示意图，图6(b)是截面曲线的立体示意图，该截面曲线是根据从图6(a)所示的蜂窝结构体的A、B和C处截取的垂直于陶瓷构件长度方向的截面的轮廓而绘出的。
如图6(a)所示，微小弯曲型蜂窝结构体60包括通过密封剂(粘合剂)层61将多个多孔陶瓷部件65结合在一起而形成的柱状陶瓷构件，所述多孔陶瓷部件65中，隔着间隔壁在长度方向平行设置有大量贯通孔。即，微小弯曲型蜂窝结构体60是集合体型蜂窝结构体，其结构与图1所示的蜂窝结构体10大致相同。
对于微小弯曲型蜂窝结构体，在陶瓷构件外周面形成有凹凸。
本发明的蜂窝结构体中，正如以上使用图2(a)～图2(c)和图5(a)、图5(b)说明的那样，在上述陶瓷构件外周面形成的凹凸可以通过将构成上述陶瓷构件的贯通孔的一部分削除以使残留的部分暴露在外周面而形成，也可以以阶梯状形成。
另外，对于上述陶瓷构件外周面形成的凹凸的大小，优选控制成与本发明的蜂窝结构体相同。这是因为，这样的蜂窝结构体等压强度优异。
对于微小弯曲型蜂窝结构体，如上所述，在上述陶瓷构件的长度方向上至少3处分别求出作为陶瓷构件的最小二乘曲线(以下也称截面曲线)的重心c2时，这些重心c2不在平行于上述陶瓷构件的长度方向的直线上，或者在上述蜂窝结构体的长度方向至少3处分别求出作为蜂窝结构体的最小二乘曲线的重心c1时，这些重心c1不在平行于上述蜂窝结构体的长度方向的直线上。
即，如图6(b)所示，基于蜂窝结构体60中构成陶瓷构件垂直于长度方向的截面的轮廓上的点，根据最小二乘法求出的最小二乘曲线A、B以及C的重心c2-1、c2-2以及c2-3不在平行于上述陶瓷构件的长度方向的直线L上。
据本发明人的研究，蜂窝结构体的冲压强度与蜂窝结构体中根据陶瓷构件垂直于长度方向的截面轮廓而描绘出的截面曲线的重心位置有很大关系，并且已知上述陶瓷构件中的一个截面曲线的重心c2和另一个的截面曲线的重心c2相对平行于上述陶瓷构件的长度方向的直线的偏差在规定范围内时，上述蜂窝结构体的冲压强度优异。
此处，所谓“蜂窝结构体的冲压强度”是指，用规定部件夹持陶瓷结构体的整个外周面以使该蜂窝结构体处于被夹持固定的状态时，该状态下的蜂窝结构体得以抵抗从其一侧的端面施加的压力等外力而不移动的极限强度。
其原因尚不明确，可以如下认为。
即，利用规定部件夹持蜂窝结构体的整个外周面，以此使该蜂窝结构体处于被夹持固定的状态，再对其一侧的端面施加压力等外力时，该蜂窝结构体内自上述陶瓷构件的一侧的端面向另一侧的端面产生由上述外力引起的应力。
此时，如果上述陶瓷构件的一个截面曲线的重心和其他截面曲线的重心处于平行于上述陶瓷构件的长度方向的直线上时，在上述陶瓷构件中产生的应力径直从上述陶瓷构件的一侧的端面向另一侧的端面传递，所以使得作用在蜂窝结构体和夹持该蜂窝结构体的部件之间的力变大，结果使蜂窝结构体的冲压强度变低。
另一方面，如果上述陶瓷构件中一个截面曲线的重心c2和另一截面曲线的重心c2不在平行于上述陶瓷构件的长度方向的直线上时，在上述陶瓷构件中产生的应力在从陶瓷构件的一侧的端面向另一侧的端面传递时被分散，由此使得作用在蜂窝结构体和夹持该蜂窝结构体的部件之间的力变小，结果蜂窝结构体冲压强度变大。
为了像上述那样增大微小弯曲型蜂窝结构体的冲压强度，必须将上述陶瓷构件垂直于长度方向的截面曲线的重心的偏差控制在规定的范围。
下面，使用图6(a)以及图6(b)所示的蜂窝结构体60等详细说明上述截面曲线的重心的偏差。
即，为了求出微小弯曲型蜂窝结构体中陶瓷构件垂直于长度方向的截面曲线的重心c2的偏差，首先分别求出微小弯曲型蜂窝结构体60的截面曲线A中的重心c2-1的位置数据、截面曲线B中的重心c2-2的位置数据和截面曲线C中的重心c2-3的位置数据，绘出根据这些重心c2-1、c2-2以及c2-3的位置数据求出的最小二乘直线，图中没有给出该最小二乘直线。
对于求出上述截面曲线的重心c2的位置数据的方法没有特别限定，例如可以通过上述的三维测定机测定。
另外，作为求得的截面曲线的重心c2的位置数据的数量，大于等于3即可，没有特别限定。这是因为，如果测定的截面曲线的重心c2的数据少于3处，绘出的最小二乘直线不能表现出上述陶瓷构件垂直于长度方向的截面曲线的近似中心。
此外，测定的截面曲线的近似中心的位置数据的数量在3处或3处以上就没有特别限定，优选大于等于5处，并且优选在上述陶瓷构件的长度方向上等间隔地求出这些相似中心的位置数据。因为这样能更准确地求得陶瓷构件垂直于长度方向的截面曲线的重心的偏差。
接着，分别求出截面曲线A中的重心c2-1与上述最小二乘直线之间的距离r1、截面曲线B1中的重心c2-2与上述最小二乘直线之间的距离r2以及截面曲线C中的重心c2-3与上述最小二乘直线之间的距离r3。这些r1～r3是根据从各重心c2-1～c2-3向上述最小二乘直线引出的垂线的长度确定的。
接着，分别求出从截面曲线A中的重心c2-1到截面曲线A的最远点的距离D3-1、从截面曲线B中的重心c2-2到截面曲线B的最远点的距离D3-2、以及从截面曲线C中的重心c2-3到截面曲线C的最远点的距离D3-3。
对于第二方案的本发明蜂窝结构体，基于上述重心的位置数据通过最小二乘法绘出的最小二乘直线距上述重心的距离，与各个重心距上述截面曲线的最远点的距离之间的比优选为0.1％～3％。
即，蜂窝结构体60中，优选r1比D3-1、r2比D3-2以及r3比D3-3均为0.1％～0.3％。如果小于0.1％，陶瓷构件上垂直于长度方向的截面曲线的重心几乎没有偏差，蜂窝结构体冲压强度低；另一方面，如果大于3％，陶瓷构件的表面厚度的不均匀性增大，例如为了将第二方案的本发明蜂窝结构体作为废气净化装置使用而通过垫状保持密封材料将其安装在壳体内时，它在使用过程中产生晃动，冲压强度反而降低，耐久性差。此外，将其安装在壳体内本身也是困难的。
上述微小弯曲型蜂窝结构体的其他构成和构成该蜂窝结构体的材料等可以举出与上述的本发明的蜂窝结构体中以集合体型蜂窝结构体为例说明的情况相同，此处省略了对其的说明。
此外，与上述的本发明的蜂窝结构体相同，重心不一致型蜂窝结构体和微小弯曲型蜂窝结构体也可以具有作为废气净化用蜂窝过滤器和催化转化器的功能。
如上所述，微小弯曲型蜂窝结构体在陶瓷构件外周面形成有凹凸，该陶瓷构件垂直于长度方向的截面轮廓的截面曲线的重心和上述陶瓷构件其他垂直于长度方向的截面轮廓的截面曲线的重心不在平行于上述陶瓷构件长度方向的直线上，其偏差也被控制在规定的范围，所以冲压强度和耐久性优异。
所以，例如将微小弯曲型蜂窝结构体作为废气净化装置通过垫状保持密封材料等设置在壳体内，即使蜂窝结构体的一侧的端面受到废气等所施加的压力时，上述蜂窝结构体也几乎不在上述壳体内移动。
这种微小弯曲型蜂窝结构体也可很好地用作废气净化用蜂窝过滤器和催化转化器。
接着，对第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法进行说明。
第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中多个多孔陶瓷部件通过密封材料层结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔；所述制造方法的特征在于，该方法包括以下工序将含有构成上述多孔陶瓷部件的陶瓷材料的陶瓷成型体干燥，对通过所述干燥得到的陶瓷干燥体进行外周加工，从而制得形状各异的多种陶瓷干燥体。
第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料(粘合剂)层结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔。即，第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法制造的蜂窝结构体的结构是上述的集合体型蜂窝结构体的结构。
第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法中，首先进行陶瓷成型体的制作工序，其中，调制含有构成上述多孔陶瓷部件的陶瓷材料的混合组合物，使用该混合组合物进行挤出成型，从而制作棱柱状的陶瓷成型体。
对于上述混合组合物没有特别限定，优选其能使制成的蜂窝结构体的气孔率为20％～80％，例如，能举出陶瓷粉末、粘合剂和液体分散介质的混合物。
对于上述陶瓷粉末没有特别限定，例如可以举出堇青石、氧化铝、硅石、莫来石等氧化物陶瓷；碳化硅、碳化锆、碳化钛、碳化钽、碳化钨等碳化物陶瓷；以及氮化铝、氮化硅、氮化硼、氮化钛等氮化物陶瓷；碳化硅-硅复合物等的粉末，其中优选耐热性高、机械特性优异、且热传导率也高的碳化硅。
对于上述陶瓷粉末的粒径没有特别限定，优选在后面的烧制工序中收缩少的陶瓷，例如100重量份具有0.3μm～50μm的平均粒径的粉末和5～65重量份具有0.1μm～1.0μm平均粒径的粉末的组合。
对于上述粘合剂没有特别限定，例如可以举出甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、酚树脂、环氧树脂等。
对于上述粘合剂的配合量没有特别限定，通常相对100重量份上述陶瓷粉末，优选为约1～10重量份。
对于上述液体分散介质没有特别限定，例如能举出苯等有机溶剂、甲醇等醇、水等。混合适量的上述液体分散介质，使上述混合组合物的粘度达到一定范围内。
另外，含有上述陶瓷粉末、粘合剂以及液体分散介质的同时，还可以含有分散剂。对于上述分散剂没有特别限定，例如可以举出磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯-二苯酯等磷酸酯类化合物等。另外，相对100重量份陶瓷粉末，优选添加0.1重量份～5重量份的该分散剂。
这些陶瓷粉末、粘合剂以及液体分散介质等用磨碎机等混合，并用捏合机充分捏合，这样可以调制成上述混合组合物。
使用上述混合组合物进行挤出成型，制成柱状成型体，每个柱状成型体中均包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的多个棱柱状的贯通孔，将各成型体切割成规定的长度，由此制成了形状与图2(a)所示的多孔陶瓷部件20的形状相近的棱柱状陶瓷成型体。
第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法中，接着使用微波干燥机、热风干燥机、介电干燥机、减压干燥机、真空干燥机或冻结干燥机等来干燥上述陶瓷成型体，制成陶瓷干燥体。
接着，进行外周加工工序，其中进行上述陶瓷干燥体的外周加工，制作形状各异的多种陶瓷干燥体。具体地说，制作形状与图2(b)以及图2(c)所示的多孔陶瓷部件200或210中任一部件的形状相近的陶瓷干燥体，其中将形成贯通孔部分的一部分削除，以使残留的部分暴露在外周面上而形成凹凸。
经后述的烧制工序制作形状各异的多种多孔陶瓷部件，接着进行构件制作工序，该工序中将这些形状各异的多种多孔陶瓷部件组合粘接，制成其外周面有凹凸的近似圆柱状的陶瓷构件。
上述陶瓷干燥体的外周加工方法中，对于制作形状各异的多种陶瓷干燥体的方法没有特别限定，例如可以举出特开2000-001718号公报公开的方法，其中，使用圆筒形状的切削部件，其一端部形成有磨石、内径与陶瓷构件的外径大致相同，以圆筒的中心作为旋转轴旋转的同时，从棱柱状的陶瓷干燥体一侧的端面起在长度方向上移动，削除其外周的一部分；特开2000-001719号公报公开的方法，其中，使用在包括圆板状基体金属部的外周部在内的部分设有磨石的切削部件，使该部件以贱金属(base metal)部的中心为旋转轴旋转的同时，接触棱柱状陶瓷干燥体的外周，并在陶瓷干燥体的长度方向上移动该切削部件，以此切削所述外周的一部分。
在上述外周加工工序中，在上述陶瓷干燥体外周面的一部分形成的凹凸的大小根据目标蜂窝结构体的大小适当决定，在经后述的陶瓷构件制作工序制作的陶瓷构件外周面上形成的凹凸的大小，优选调整成与上述的第一方案的本发明蜂窝结构体中的陶瓷构件外周面上形成的凹凸的大小相同的大小。这是因为，根据第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，可以制得抵抗热冲击的强度(耐久性)优异的第一方案的本发明的蜂窝结构体。
此外，进行后述的涂层形成工序时，对于在通过陶瓷构件制作工序制作的陶瓷构件外周面上形成的凹凸的大小，在上述陶瓷干燥体的外周面形成的凹凸可以比在第一方案的本发明蜂窝结构体中的陶瓷构件外周面上形成的凹凸更大，然后在上述的涂层形成工序中，可以通过在上述陶瓷构件外周面形成涂层来调整上述外周面上形成的凹凸的大小。
接着，将上述形状各异的多种陶瓷干燥体在150℃～170℃加热，除去上述陶瓷干燥体中含有的粘合剂，实施脱脂处理，以形成陶瓷脱脂体。
通常，将陶瓷干燥体装载在脱脂用夹具上后，移入脱脂炉，在含氧的氛围下，于300℃～650℃进行加热，以此进行上述陶瓷干燥体的脱脂工序。由此上述粘合剂等中的大部分在挥散的同时，分解消失。
然后，在氮、氩等惰性气体的氛围下，将上述陶瓷脱脂体在2000℃～2200℃加热，以进行烧制，将陶瓷粉末烧结制成多孔陶瓷部件，以此进行烧制工序。
此外，从脱脂工序到烧制工序的一系列工序中，优选在烧制用夹具上放置上述陶瓷干燥体直接进行脱脂工序以及烧制工序。因为这样能高效地进行脱脂工序以及烧制工序，并且，能防止陶瓷干燥体在装载更换等过程中被损伤。
上述多孔陶瓷部件优选由平均粒径的下限为2μm、上限为150μm的陶瓷晶体形成，更优选陶瓷晶体平均粒径的下限为10μm、上限为70μm。如果上述陶瓷晶体的平均粒径小于2μm，则多孔陶瓷部件内部存在的气孔的气孔径过小，很快就发生了堵塞，所以很难发挥过滤器的功能。另一方面，上述陶瓷结晶的平均粒径大于150μm时，其内部存在的气孔的气孔径过大，并且由此使多孔陶瓷部件的强度下降。另外，制作有规定比例的开放气孔并且有平均粒径大于150μm的陶瓷晶体的多孔陶瓷部件本身就不太容易。
另外，这种多孔陶瓷部件的平均气孔径优选为1μm～40μm，接着，进行陶瓷构件制作工序，其中，将上述制造的形状各异的多种多孔陶瓷部件通过密封材料(粘合剂)糊料组合在一起，制成近似圆柱状的陶瓷构件。
在该陶瓷构件制作工序中，例如使用刷子、橡皮刮板或辊等，在多孔陶瓷部件的2个侧面基本上全面地涂布密封材料(粘合剂)糊料，形成规定厚度的密封材料(粘合剂)糊料层。然后，在形成该密封材料(粘合剂)糊料层后，依次重复粘合其他多孔陶瓷部件的工序，制成具有规定大小且像图1所示蜂窝构造体10那样的圆柱状陶瓷层积体。
此处，通过上述密封材料(粘合剂)糊料层粘合的多孔陶瓷部件的数量根据目标陶瓷构件的形状、大小等适当决定。
此外，优选在上述陶瓷层积体的外周附近，使用具有如图2(b)以及图2(c)所示形状的多孔陶瓷部件；在除了上述陶瓷层积体外周附近以外的部分，使用具有如图2(a)所示形状的多孔陶瓷部件。这样，可制得圆柱状陶瓷构件。这种陶瓷层积体的外周面上的贯通孔的一部分被切除，残留的部分暴露在外周面上而形成凹凸。
接着，将这样制作得到的陶瓷层积体在例如50℃～150℃、1小时的加热时间的条件下，使密封材料(粘合剂)糊料层干燥、固化，形成密封材料(粘合剂)层，通过密封材料(粘合剂)层将多个多孔陶瓷部件结合在一起来制成陶瓷构件，从而制得集合体型蜂窝结构体。
作为构成上述密封材料(粘合剂)糊料的材料，可以举出与构成第一方案的本发明蜂窝结构体中说明的密封材料(粘合剂)层的材料相同的材料。
另外，上述密封材料(粘合剂)糊料形成的密封材料(粘合剂)层中，还可含有少量的水分或溶剂等。这样的水分和溶剂等通常在涂布密封材料(粘合剂)糊料后的加热等时几乎全部飞散。
第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法中，制作上述陶瓷构件之后，可以进行密封材料(涂布)层形成工序，其中，在该陶瓷构件外周面上形成密封材料(涂布)层。另外，形成密封材料(涂布)层之后，对外周部分进行加工，以控制在蜂窝结构体外周面上形成的凹凸的大小。
对于构成上述密封材料(涂布)层的材料没有特别限定，优选使用含有无机纤维、无机粘合剂等耐热性材料的材料。上述密封材料(涂布)层可以由与上述的密封材料(粘合剂)层相同的材料构成。
对于形成上述密封材料(涂布)层的方法没有特别限定，例如如下所述的方法使用具有转动单元的支持部件，在其旋转轴方向上枢轴支撑上述陶瓷构件，并使上述陶瓷构件绕该轴旋转，将有待成为上述密封材料(涂布)层的密封材料(涂布)糊料块附着在旋转中的陶瓷构件的外周部。然后，使用板状部件等，铺展密封材料(涂布材料)糊料，形成密封材料(涂布材料)糊料层，其后，在例如大于等于120℃的温度进行干燥，使水分蒸发，以此在陶瓷构件外周部上形成密封材料(涂布)层。
如上述说明，根据第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，没有对本身是脆性材料的陶瓷实施切削加工，所以可以制得包括具有以下结构的陶瓷构件的蜂窝结构体该陶瓷构件在其外周面形成有凹凸且该外周面没有出现缺损，而且该陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料(粘合剂)层结合在一起。
另外，根据第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，在外周加工工序中，调整在陶瓷干燥体外周面的一部分上形成的凹凸的大小；或者在密封材料(涂布)层形成工序中，调整在陶瓷构件外周面上形成的密封材料(涂布)层的厚度，由此可以将所制造的第一方案的本发明陶瓷结构体在陶瓷构件外周面上形成的凹凸的大小控制在规定范围。
此外，第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法中，利用上述外周加工工序，预先制作形状各异的多种陶瓷干燥体，然后，使用这样的陶瓷干燥体进行脱脂工序以及烧制工序时，所制造的多孔陶瓷部件中多少会产生一些弯曲。所以，在通过密封材料(粘合剂)层的厚度等对上述多孔陶瓷部件的弯曲方向和大小进行控制下制造的蜂窝结构体中，由陶瓷构件垂直于长度方向的截面轮廓形成的截面曲线的重心、和由上述陶瓷构件其他垂直于长度方向的截面轮廓形成的截面曲线的重心不在平行于上述陶瓷构件的长度方向的同一直线上。即，根据第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，可以制造重心不一致型蜂窝结构体。
接着，对第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法进行说明。
第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料层(涂布层)结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔；所述制造方法的特征在于，该方法包括通过挤出成型法来制作多种具有不同截面形状的陶瓷成型体的工序。
第二方案的本发明蜂窝过滤器的制造方法是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料层(涂布层)结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔。即，与第一方案的本发明蜂窝结构体的制造方法一样，根据第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法制造的蜂窝结构体的结构是集合体型蜂窝结构体的结构。
第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法中，首先，进行陶瓷成型体制作工序，其中，调制含有构成上述多孔陶瓷部件的陶瓷材料的混合组合物，使用该混合组合物制作具有多种截面形状的陶瓷成型体。
即，第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法中，通过将上述混合组合物挤出成型而制成棱柱状陶瓷成型体以及在其外周面的一部分上形成有凹凸的陶瓷成型体。
在此，对于外周面的一部分上形成有凹凸的陶瓷成型体的所述凹凸，如图2(a)～图2(c)所示的多孔陶瓷部件20、200、210那样，其可通过将通孔的一部分切除而使残留部分暴露在外周面上而形成；或者，如同构成图5(a)所示的蜂窝结构体50的外周附近的多孔陶瓷部件那样，所述凹凸也可以以阶梯状形成。
根据目标蜂窝结构体的大小适当决定在上述陶瓷成型体外周面的一部分上形成的凹凸的大小，在本发明的蜂窝结构体的制造方法中，优选将所述凹凸的大小控制成与在陶瓷干燥体外周面的一部分上形成的凹凸的大小相同。这是因为，这样通过第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，可以制造等压强度优异的本发明的蜂窝结构体。
其后，使用制成的上述具有多种截面形状的陶瓷成型体，进行与本发明蜂窝结构体的制造方法相同的干燥工序、脱脂工序、烧制工序以及陶瓷构件制作工序，根据需要，进行密封材料(涂布)层形成工序，据此能够制造在其中的陶瓷构件的外周面上形成有凹凸的蜂窝结构体。
如上述说明那样，根据第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，没有对本身是脆性材料的陶瓷进行切削加工，所以可以制得包括具有以下结构的陶瓷构件的蜂窝结构体该陶瓷构件在其外周面形成有凹凸且该外周面没有出现缺损，而且该陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料(粘合剂)层结合在一起。
另外，根据第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，在陶瓷成型体制作工序中，通过调整在陶瓷成型体外周面的一部分上形成的凹凸的大小，或者在密封材料(涂布)层形成工序中，通过调整在陶瓷构件外周面上形成的密封材料(涂布)层的厚度，可以将所制造的本发明的蜂窝结构体在陶瓷构件外周面上形成的凹凸的大小控制在规定范围。
此外，第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法中，利用上述陶瓷成型体制作工序，预先制作形状各异的多种陶瓷成型体，使用这样的陶瓷成型体进行干燥工序、脱脂工序以及烧制工序时，所制造的多孔陶瓷部件中多少会产生一些弯曲。所以，在通过密封材料(粘合剂)层的厚度等对上述多孔陶瓷部件的弯曲方向和大小进行控制下制造的蜂窝结构体中，由陶瓷构件垂直于长度方向的截面轮廓形成的截面曲线的重心、和由上述陶瓷构件其他垂直于垂直长度方向的截面轮廓形成的截面曲线的重心不在平行于上述陶瓷构件的长度方向的直线上。即，通过第二方案的本发明蜂窝结构体的制造方法，可以制造微小弯曲型蜂窝结构体。
接着，对本发明的废气净化装置进行说明。
本发明的废气净化装置是本发明的蜂窝结构体通过垫状保持密封材料设置在与内燃机的排气通路连接的壳体内的废气净化装置，其特征在于，上述垫状保持密封材料以填充上述蜂窝结构体中的陶瓷构件的外周面的凹部的状态安装。
图7是表示本发明的废气净化装置的一个实例的截面示意图，图8(a)是表示图7所示的废气净化装置中包有垫状保持密封材料的蜂窝结构体的一个实例的立体示意图，图8(b)是图8(a)中所示的蜂窝结构体的局部放大截面图。
如图7所示，本发明的废气净化装置70主要由蜂窝结构体80、覆盖蜂窝结构体80的外表面的壳体71以及布置在蜂窝结构体80和壳体71之间的垫状保持密封材料72构成，壳体71的废气导入侧的端部连接了与发动机等内燃机连在一起的导入管74，壳体71的另一端部连接了与外部连通的排出管75。此外，图7中，箭头表示废气流动方向。
此外，在本发明的废气净化装置70中，蜂窝结构体80可以是如图1、图3以及图5所示的本发明的蜂窝结构体，也可以是如图6所示的第二方案的本发明蜂窝结构体。
另外，在本发明的废气净化装置70中，蜂窝结构体80具有所谓蜂窝过滤器功能而通过壁部来捕集废气中的颗粒以净化废气时，这种情况下，在构成蜂窝结构体80的陶瓷构件的一侧的端部，用封孔材料对在该陶瓷构件内形成的贯通孔之中预定的贯通孔进行封闭，另一方面，在上述陶瓷构件的另一侧的端部，用封孔材料对在上述一侧的端部没有用封孔材料封闭的贯通孔进行封闭。
即，这种情况下，废气净化装置70中，从发动机等内燃机排出的废气经过导入管74导入壳体71内，并被引入蜂窝结构体80(蜂窝过滤器)的贯通孔而穿过壁部(间隔壁)，在该壁部(间隔壁)捕集颗粒、净化废气之后，经排出管75排出到外部。
另一方面，在本发明的废气净化装置70中，蜂窝结构体80具有所谓催化转化器功能而通过其壁部来净化废气中的CO、烃(HC)以及NOx等时，蜂窝结构体80的壁部的表面和气孔中负载有能够净化上述废气中的CO、HC以及NOx等的催化剂，例如，铂、钯、铑等贵金属等。
即，这种情况下，废气净化装置70中，从发动机等内燃机排出的废气经过导入管74导入壳体71内，通过蜂窝结构体80(催化净化器)的贯通孔时，上述废气中的CO、HC以及NOx等与催化剂接触，废气被净化后，经排出管75排出到外部。
在本发明的废气净化装置70中，如图8(b)所示，在蜂窝结构体80(陶瓷构件)的外周面上形成的凹凸部中形成有密封材料(涂布材料)701，该密封材料(涂布材料)701的外周面也设有凹凸，蜂窝结构体80(陶瓷构件)通过垫状保持密封材料72安装在壳体71内。
蜂窝结构体80由垫状保持密封材料72保持在上述状态，由此在蜂窝结构体80和垫状保持密封材料72之间能获得所谓锚定效果，从而使得使用期间蜂窝结构体和垫状保持密封材料之间难以发生位移，由此提高本发明的废气净化装置的耐久性，同时也能防止废气从蜂窝结构体80的外周部泄漏。
特别是，在本发明的废气净化装置中的蜂窝结构体是重心不一致型蜂窝结构体或微小弯曲型蜂窝结构体的情况下，如上所述，重心不一致型蜂窝结构体和微小挛曲型蜂窝结构体的冲压强度非常优异，所以即使从导入管流入壳体内的废气对蜂窝结构体的一侧的端面施加了很大的压力，该蜂窝结构体也不会在废气流通方向上发生移动，本发明的废气净化装置具有非常优秀的耐久性。
此外，尽管在图8(b)中，蜂窝结构体80的陶瓷构件外周面上形成的凹凸是像图5(a)所示的蜂窝结构体50那样的阶梯状，但上述陶瓷构件外周面上形成的凹凸当然也可以像图2或者图3所示那样，是构成陶瓷构件的贯通孔的一部分被削除而使残留部分暴露在外周面上的形式。
垫状保持密封材料72将蜂窝结构体80保持并固定在壳体71内，同时也具有可在使用中对蜂窝结构体80进行保温的隔热材料的功能。
对于构成这种垫状保持密封材料72的材料没有特别限定，例如可以举出结晶质氧化铝纤维、氧化铝-氧化硅纤维、莫来石、氧化硅纤维等无机纤维或含有不少于一种这些无机纤维的纤维等。另外，还可举出实质上不包括蛭石的无膨胀性垫片、包括少量蛭石的低膨胀性垫片，优选实质上不含蛭石的无膨胀性垫片。
另外，垫状保持密封材料72中，优选含有氧化铝和/或氧化硅。因为这样垫状保持密封材料72的耐热性和耐久性优异。特别优选垫状保持密封材料72含有大于等于50重量％的氧化铝。因为这样即使在900℃～950℃的高温，其弹性力也高，并能提高保持蜂窝结构体80的能力。
另外，优选对垫状保持密封材料72进行穿孔处理。因为这样构成保持密封材料72的纤维之间交缠，弹性力变高，提高了保持蜂窝结构体80的能力。
如图8(a)所示，由这样的材料组成的垫状保持密封材料72优选以覆盖蜂窝结构体80的几乎整个外周面的方式包缠蜂窝结构体80。因为这样能均匀地夹持蜂窝结构体80，对蜂窝结构体80的保持稳定性优异。
另外，本发明的垫状保持密封材料可以由无膨胀性垫片组成。
如上所述，本发明的废气净化装置中，本发明的蜂窝结构体被组装在壳体内，处于垫状保持密封材料填充在本发明的蜂窝结构体的陶瓷构件外周面的凹部的状态，所以上述陶瓷构件和垫状保持密封材料之间产生所谓锚定效果，对上述蜂窝结构体的保持稳定性优异。
所以，本发明的废气净化装置的耐久性优异，使用期间不会出现由于流入壳体内的废气的压力或蜂窝结构体的温度上升等而使垫状保持密封材料对蜂窝结构体的夹持力降低的情况，或者出现蜂窝结构体的位置发生移动的情况。
实施例以下举出实施例更详细地说明本发明，但本发明不仅限于这些实施例。
(实施例1)混合70重量份平均粒径30μm的α型碳化硅粉末、30重量份平均粒径0.28μm的α型碳化硅粉末、5重量份甲基纤维素、4重量份分散剂、20重量份水之后，用球磨机混合5小时，调制成均匀的混合组合物。
将该混合组合物填充到挤出成型机中，以2cm/分钟的挤出速度制成由蜂窝形状的碳化硅构成的棱柱状陶瓷成型体，其大致与图2(a)所示的多孔陶瓷部件20一样。该陶瓷成型体的大小是35mm×35mm×300mm，贯通孔的数量是31个/cm2，间隔壁的厚度是0.35mm。
使用利用微波或热风的干燥机，对这些陶瓷成型体进行干燥，制成由碳化硅构成的陶瓷干燥体后，使用在包括圆板状贱金属部的外周部在内的部分设有磨石的切削部件对陶瓷干燥体进行外周加工，以切削其外周的一部分，制成如图2(b)及图2(c)所示的干燥体，其中棱柱的一部分被切除，贯通孔的一部分暴露在被切部位上。
在450℃对这些陶瓷干燥体进行脱脂，并进一步在2200℃通过加热对其进行烧制，从而制成由碳化硅构成的形状各异的多种多孔陶瓷部件。
此时，用固定用夹具保持并固定陶瓷干燥体的外周部分，该固定用夹具具有与陶瓷干燥体的外形相近的保持部，以使制得的多孔陶瓷部件中不产生弯曲。然后慢慢升温。
接着用耐热性密封材料(粘合剂)糊料将上述多种多孔陶瓷部件多个结合在一起，其后通过使上述密封材料(粘合剂)糊料干燥，制成圆柱状的陶瓷构件。其中，耐热性密封材料(粘合剂)糊料含有30重量％的纤维长度为0.2mm的氧化铝纤维、21重量％平均粒径为0.6μm的碳化硅颗粒、15重量％的硅溶胶、5.6重量％的羧甲基纤维素以及28.4重量％的水。
对于如此制成的陶瓷构件，使用三维测定机(Mitsutoyo公司生产的BH-V507)，通过在上述实施方式中描述本发明的蜂窝结构体时所述的方法，求出M2，结果为0.0mm。
因此，对所述陶瓷构件的外周面进行磨削加工，使M2＝0.5mm。
然后，在上述陶瓷构件的外周面上形成密封材料(涂布)层，该密封材料(涂布)层的形状是沿着在该陶瓷构件外周面上形成的凹凸的形状，且该密封材料(涂布)层的组成与上述密封材料(粘合剂)糊料的组成相同，由此制成蜂窝结构体，其中含有陶瓷构件，陶瓷构件中通过所述密封材料(粘合剂)将由碳化硅制成的多个多孔陶瓷部件结合在一起，并且该陶瓷构件外周面上形成有凹凸。
对于如此制成的蜂窝结构体，同样使用三维测定机，按与上述陶瓷构件中相同的方法，求出M1，结果发现没有凹凸，M1＝0.0mm。
然后，对密封材料(涂布)层进行加工，以便在蜂窝结构体上设置凹凸，使M1＝0.3mm。
(实施例2～11，参考例1～4以及比较例1～12)
与实施例1同样，对获得的陶瓷构件和蜂窝结构体进行加工，通过调整表面的凹凸，分别制成具有表1中记载的M1、M2的值的蜂窝结构体。
此外，实施例10～11中，作为密封材料(粘合剂)糊料，使用的是含有30重量％的纤维长度为20μm的氧化铝纤维、21重量％的平均粒径为0.6μm的碳化硅颗粒、15重量％的硅溶胶、5.6重量％的羧甲基纤维素以及28.4重量％的水的耐热性密封材料(粘合剂)糊料，除此以外，与实施例1同样地制作陶瓷构件并进行加工，然后制造蜂窝结构体并进行加工。另外，比较例1中，不对获得的陶瓷构件、蜂窝结构体进行加工，除此以外与实施例1同样地制成蜂窝结构体。
将实施例1～11、参考例1～4以及比较例1～12的各蜂窝结构体放进电炉中，以20℃/分钟的速度升温至目标温度，在600℃或者800℃保持1小时之后，空气冷却到常温。以肉眼确认此时有无裂纹。其结果见表1。
在实施例1～11、参考例1～4以及比较例1～12的各蜂窝结构体的周围，卷上厚7mm的无膨胀性氧化铝纤维垫片(三菱化学生产的MAFTECH)，然后插入金属制的圆筒中后，用英斯特朗(Instron)试验机施加冲压负荷，测定蜂窝结构体被推动时的强度。其结果见表1。
表1
由表1所示结果可知，实施例1～11涉及的蜂窝结构体的冲压负荷大，均大于10kg，即使施加热冲击时，实施例1～11涉及的蜂窝结构体也没有在蜂窝结构体外周面附近产生一点裂纹等。
另一方面，比较例1～12涉及的蜂窝结构体有的冲压负荷小，有的冲压负荷大，但均承受不了热冲击。
(实施例12)接着制造陶瓷构件的重心c2和蜂窝结构体的重心c1的位置有偏差的蜂窝结构体。
具体与实施例1同样，制造M2＝0.5mm的蜂窝结构体，然后改变密封材料(涂布)层的厚度平衡，制成M2＝0.5mm的蜂窝结构体。
(实施例13～19以及参考例5～6)与实施例12的情况同样，通过改变密封材料(涂布)层的厚度，制造具有表2记载的M1、M2、c1-c2的陶瓷构件、蜂窝结构体。
此外，实施例18～19中，使用与实施例10～11中同样的密封材料(粘合剂)糊料，制造具有表2记载的M1、M2、c1-c2的陶瓷构件、蜂窝结构体。
将实施例12～19以及参考例5～6涉及的蜂窝结构体与实施例1～11等情况同样地用氧化铝垫片卷起并插入金属壳后，对其施加冲压负荷。
另外，将得到的蜂窝结构体用电炉在600℃热处理30小时，然后同样测定冲压强度。值得注意的是，表2中的热处理后强度减少率是以百分率表示热处理后的冲压强度相对热处理前的冲压强度的比例。另外，图11是说明实施例12～19结果的图表。
表2
如表2以及图11所示，对于实施例12～19，强度减少率大于等于70％，即热处理后也有大于等于70％的冲压强度，对于参考例5～6，强度减少率不超过60％。
此外，制造实施例1～19、参考例1～6以及比较例1～12的蜂窝结构体时，在陶瓷构件外周面没有出现缺损和裂纹等。
(实施例20)混合70重量份的平均粒径30μm的α型碳化硅粉末、30重量份的平均粒径0.28μm的α型碳化硅粉末、5重量份的甲基纤维素、4重量份的分散剂和20重量份的水20之后，用球磨机混合5小时，调制成均匀的混合组合物。
将该混合组合物填充到挤出成型机中，以2cm/分钟的挤出速度制成由蜂窝形状的碳化硅构成的多种陶瓷成型体，该陶瓷成型体中的一个是与图2(a)所示的多孔陶瓷部件20基本相同的棱柱，其大小是35mm×35mm×300mm，贯通孔的数量是31个/cm2，间隔壁的厚度是0.35mm。
另外还使用上述混合组合物制成与图2(b)及图2(c)所示的多孔陶瓷部件200、210的形状大致相同的陶瓷成型体，其中棱柱的一部分被切除，贯通孔的一部分暴露在被切部位上。
将这些陶瓷成型体用利用微波或热风的干燥机干燥，制成由碳化硅构成的陶瓷干燥体，使用与上述混合组合物相同成分的填充材料糊料，将该填充材料填充到上述陶瓷干燥体的贯通孔的规定区域内，填充至距端面10mm的深度后，在450℃进行脱脂，并进一步在2200℃通过加热对其进行烧制，从而制成由碳化硅构成的形状各异的多种多孔陶瓷部件。
在由上述陶瓷干燥体制造多孔陶瓷部件的工序中，特别用呈弯曲状态的固定用夹具保持并固定该陶瓷成型体，从而使所得的多孔陶瓷中产生弯曲。
接着，用耐热性密封材料(粘合剂)糊料将上述多种多孔陶瓷部件多个结合在一起，其后通过使上述密封材料(粘合剂)糊料干燥，制成圆柱形状的陶瓷构件。其中，该耐热性密封材料(粘合剂)糊料含有30重量％的纤维长度为0.2mm的氧化铝纤维、21重量％的平均粒径为0.6μm的碳化硅颗粒、15重量％的硅溶胶、5.6重量％的羧甲基纤维素以及28.4重量％的水。
然后，在上述陶瓷构件的外周面形成密封材料(涂布)层，该密封材料(涂布)层的形状是沿着在该陶瓷构件外周面上形成的凹凸的形状，且该密封材料(涂布)层的组成与上述密封材料(粘合剂)糊料的组成相同，由此制成蜂窝结构体，该蜂窝结构体含有陶瓷构件，陶瓷构件中通过密封材料(粘合剂)将多个由碳化硅构成的多孔陶瓷部件结合在一起，并且该陶瓷构件外周面上形成有凹凸。
(实施例21～27以及参考例7～8)与实施例20的情况同样地在多孔陶瓷部件中产生弯曲，由此制成离最小二乘直线的偏差如表3所述的蜂窝结构体。此外，实施例26～27中，作为密封材料(粘合剂)糊料，使用的是含有30重量％的纤维长度为20μm的氧化铝纤维、21重量％的平均粒径为0.6μm的碳化硅颗粒、15重量％的硅溶胶、5.6重量％的羧甲基纤维素以及28.4重量％的水的耐热性密封材料(粘合剂)糊料，除此以外，与实施例20同样地制作得到离最小二乘直线的偏差如表3所述的蜂窝结构体。
对于如此制成的实施例20～27以及参考例7、8涉及的蜂窝结构体，使用三维测定机(Mitsutoyo公司生产的BH-V507)，通过在上述实施方式中描述本发明的蜂窝结构体时所述的方法，在平行于上述陶瓷构件的长度方向上等间隔的5个位置，求出垂直于陶瓷构件长度方向的截面曲线的重心距最小二乘曲线的距离与上述重心距该截面曲线的最远点的距离之间的比，结果为0.1％。
同样将实施例20～27以及参考例7～8涉及的蜂窝结构体用氧化铝垫片卷起并插入金属壳后，对其施加冲压负荷。
然后，将其装入电炉在600℃热处理30小时后，同样测定冲压强度。图12是说明实施例20～27结果的图表。
表3
如表3以及图12所示，对于实施例20～27，强度减少率大于等于69％，对于参考例7～8，强度减少率不超过60％。
权利要求
1.蜂窝结构体，其结构中，由隔着壁部在长度方向平行设置有大量贯通孔的多孔陶瓷组成柱状陶瓷构件，所述柱状陶瓷构件在外周部设有密封材料，而且上述蜂窝结构体以及上述陶瓷构件在它们各自的外周面上均形成有凹凸；所述蜂窝结构体的特征在于，基于构成上述蜂窝结构体垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将该最小二乘曲线的重心定义为c1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c1的距离定义为D1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c1的距离定义为D2，并定义M1＝D1-D2，此时0.3mm≤M1；并且，基于构成上述陶瓷构件垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将该最小二乘曲线的重心定义为c2，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c2的距离定义为D3，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c2的距离定义为D4，并定义M2＝D3-D4，此时0.5mm≤M2≤7.0mm。
2.如权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，所述M1小于或等于3.0mm。
3.如权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其中，重心c1和重心c2不一致。
4.如权利要求3所述的蜂窝结构体，其中，重心c1和重心c2之间的距离为0.1mm～10.0mm。
5.如权利要求1～4任一项所述的蜂窝结构体，其中，在所述陶瓷构件的长度方向上至少3处分别求出最小二乘曲线的重心c2时，这些重心c2不存在于平行所述陶瓷构件的长度方向的直线上。
6.如权利要求1～5任一项所述的蜂窝结构体，其中，在所述蜂窝结构体的长度方向上至少3处分别求出最小二乘曲线的重心c1时，这些重心c1不存在于平行所述蜂窝结构体的长度方向的直线上。
7.如权利要求1～6任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述陶瓷构件是通过结合多个多孔陶瓷部件构成的。
8.如权利要求7所述的蜂窝结构体，其中，所述多孔陶瓷部件由碳化硅质陶瓷构成。
9.如权利要求1～8任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体负载有催化剂。
10.如权利要求1～9任一项所述的蜂窝结构体，其中，所述的各贯通孔在任意的一侧端部被封孔。
11.蜂窝结构体的制造方法，其是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料层结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔；所述制造方法的特征在于，该方法包括以下工序将含有构成上述多孔陶瓷部件的陶瓷材料的陶瓷成型体干燥，对通过所述干燥得到的陶瓷干燥体进行外周加工，从而制得形状各异的多种陶瓷干燥体。
12.蜂窝结构体的制造方法，其是下述结构的蜂窝结构体的制造方法，所述蜂窝结构体具有柱状陶瓷构件，该柱状陶瓷构件中，多个多孔陶瓷部件通过密封材料层结合在一起，所述多孔陶瓷部件包括隔着间隔壁在长度方向上平行设置的大量贯通孔；所述制造方法的特征在于，该方法包括通过挤出成型法来制作多种具有不同截面形状的陶瓷成型体的工序。
13.废气净化装置，其特征在于，在与内燃机的排气通路连接的壳体内通过垫状保持密封材料设置了权利要求1～10任一项所述的蜂窝结构体。
14.如权利要求13所述的废气净化装置，其特征在于，所述垫状保持密封材料是无膨胀陶瓷纤维垫片。
全文摘要
本发明的目的是提供一种蜂窝结构体，所述蜂窝结构体的机械强度大，即使产生热应力也不会有裂纹，同时，即使在其外周面受到高压的情况下，也不易产生裂纹或被破坏，耐久性优异，并且冲压强度优异。本发明的蜂窝结构体在上述蜂窝结构体以及上述陶瓷构件各自的外周面上形成有凹凸；其特征在于，基于构成上述蜂窝结构体垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将该最小二乘曲线的重心定义为c1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c1的距离定义为D1，将以c1为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c1的距离定义为D2，并定义M1＝D1－D2，此时0.3mm≤M1；并且，基于构成上述陶瓷构件垂直于长度方向的截面的轮廓的点，通过最小二乘法求出最小二乘曲线，将该最小二乘曲线的重心定义为c2，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最小外接曲线与重心c2的距离定义为D3，将以c2为重心且与上述最小二乘曲线同心的最大内接曲线与重心c2的距离定义为D4，并定义M2＝D3－D4，此时0.5mm≤M2≤7.0mm。
文档编号C04B38/00GK1735743SQ20048000212
公开日2006年2月15日 申请日期2004年12月24日 优先权日2004年4月5日
发明者吉田丰 申请人:揖斐电株式会社