封孔蜂窝结构体的制作方法

封孔蜂窝结构体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制压力损失的增加，并能够有效地提高耐久性的封孔蜂窝结构体。本发明封孔蜂窝结构体100包括蜂窝结构体4、流出侧封孔部5b、流入侧封孔部5a，其中所述蜂窝结构体4具有划分形成从流入侧端面延伸至流出侧端面12的流入隔室2a以及流出隔室2b的多孔隔壁1，且至少一个流出隔室2b是加强隔室22，该加强隔室22在垂直于隔室2延伸方向的截面上的隔壁1交叉的至少一个角部21a上形成有用于加强流出隔室2b的加强部6，而流入隔室2a为非加强隔室23，在垂直于隔室2延伸方向的截面上的隔壁1交叉的所有角部21上未形成所述加强部6，而且加强隔室22的加强部6从蜂窝结构体4的流出侧端面12开始形成在蜂窝结构体4的隔室延伸方向的一部分上。
【专利说明】封孔蜂窝结构体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封孔蜂窝结构体。更具体地涉及一种能够抑制压力损失的增加，并能够有效地提高耐久性的封孔蜂窝结构体。
【背景技术】
[0002]从柴油发动机等内燃机或各种燃烧装置等排出的气体中含有大量的以烟粒(soot)为主体的颗粒状物质(PM)。这一 PM直接排放到大气中，就会造成环境污染，因此废气排放系统中装设了用于捕捉PM的柴油机颗粒过滤器(DPF)。
[0003]作为这种DPF，例如使用具有划分形成作为流体(废气、净化气体)通道的多个隔室的多孔隔壁的蜂窝结构体。如此，蜂窝结构体在流体(净化气体)流出侧端面上的规定隔室(流入隔室)的开口部和流体(废气)流入侧端面上的剩余隔室(流出隔室)的开口部，配设有用于封堵隔室开口部的封孔部，并用作封孔蜂窝结构体(蜂窝过滤器)。
[0004]在所述封孔蜂窝结构体中，当废气从流入隔室流入后，通过隔壁时废气中的颗粒被捕捉到隔壁上，而去除颗粒的净化气体从流出隔室流出。
[0005]以往，为了防止在蜂窝结构体的隔壁交叉点产生的过高热冲击或机械冲击所造成的破损，人们提出一种陶瓷蜂窝结构体，其中至少一部分通道(隔室)的正交于轴向的截面形状，其一侧相对转角处具有大致圆弧状的R部(例如，参照专利文献I)。另外，人们还提出一种在被多孔隔壁划分的隔室角部上形成角焊缝，用来加强隔室的蜂窝结构体(例如，参照专利文献2)。这种蜂窝结构体由于隔壁交叉部分的厚度变厚，从而可以提高机械强度(即耐久性)。
[0006]然而，专利文献I中所记载的蜂窝结构体，由于在所有隔室的角部上形成圆弧状R部，因此供流体通过的通道容积显著变小。其结果，由于废气所含有的灰烬(Ash)的堆积，导致封孔蜂窝结构体的耐久性下降。
[0007]而且，专利文献I及2所记载的蜂窝结构体，由于对流体流入的流入隔室也进行加强，故导致通道容积(特别是流体流入侧的容积)变小。因此，作为过滤器实际发挥作用的过滤面的面积减小，封孔蜂窝结构体的压力损失增大。
[0008]再者，由于形成加强部，封孔蜂窝结构体的质量也相应增加，因此形成过多的加强部会对封孔蜂窝结构体的性能产生不利影响。例如，若封孔蜂窝结构体的质量增加，则达到废气等净化所需温度的时间变长，会损害废气的净化性能。另外，为了保持所述净化性能，也会考虑提高废气温度，但若是提高废气温度，汽车等内燃机的燃料消耗量(耗油量)就会
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[0009]也就是说，以往的蜂窝结构体只是为了提高蜂窝结构体的强度而进行如上的形成加强部的作业，但由于形成加强部提高耐久性，压力损失及净化性能等作为过滤器的其他特性却受到了影响。特别是，以往人们认为提高蜂窝状结构体的强度和抑制压力损失的增加是二律背反关系，极难同时解决这两个问题。
[0010]专利文献1:日本专利公报特开2003-26913号[0011]专利文献2:日本专利公报特表2009-532197号
【发明内容】

[0012]本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种封孔蜂窝结构体，该封孔蜂窝结构体通过充分确保流体流入的隔室(流入隔室)容积，能够抑制压力损失的增加，并能够有效地提高耐久性。
[0013]本发明提供如下的封孔蜂窝结构体。
[0014][I] 一种封孔蜂窝结构体，包括:蜂窝结构体，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁划分形成从流入侧端面延伸至流出侧端面的作为流体通道的多个隔室；流出侧封孔部，配设在所述流出侧端面上的规定隔室的开口部，以形成所述流入侧端面开口且所述流出侧端面被封堵的流入隔室；流入侧封孔部，配设在所述流入侧端面上的剩余隔室的开口部，以形成所述流出侧端面开口且所述流入侧端面被封堵的流出隔室，其中所述流出隔室中的至少一个是加强隔室，在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的至少一个角部上形成有用于加强所述流出隔室的加强部，而所述流入隔室在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的至少一个角部上形成有用于加强所述流入隔室的加强部，并且所述流入隔室的被加强的角部数量少于所述流出隔室的被加强的角部数量，所述流出隔室的所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流出侧端面开始形成在所述蜂窝结构体的所述隔室的延伸方向的一部分上，而所述流入隔室的所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流入侧端面开始形成在所述蜂窝结构体的所述隔室的延伸方向的一部分上。
[0015][2] 一种封孔蜂窝结构体，包括:蜂窝结构体，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁划分形成从流入侧端面延伸至流出侧端面的作为流体通道的多个隔室；流出侧封孔部，配设在所述流出侧端面上的规定隔室的开口部，以形成所述流入侧端面开口且所述流出侧端面被封堵的流入隔室；流入侧封孔部，配设在所述流入侧端面上的剩余隔室的开口部，以形成所述流出侧端面开口且所述流入侧端面被封堵的流出隔室，其中所述流出隔室中的至少一个是加强隔室，在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的至少一个角部上形成有用于加强所述流出隔室的加强部，而所述流入隔室为非加强隔室，在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的所有角部上未形成加强部，并且所述加强隔室的所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流出侧端面形成在所述蜂窝结构体的所述隔室延伸方向的一部分上。
[0016][3]所述[I]中记载的封孔蜂窝结构体，其中所述加强部在所述隔室延伸方向上的长度等于或大于所述流出侧封孔部或所述流入侧封孔部的所述隔室延伸方向上的长度。
[0017][4]所述[2]中记载的封孔蜂窝结构体，其中所述加强部的所述隔室延伸方向上的长度等于或大于所述流出侧封孔部的所述隔室延伸方向上的长度。
[0018][5]所述[I]?[4]中任何一项所记载的封孔蜂窝结构体，其中所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流出侧端面或所述流入侧端面开始形成在所述蜂窝结构体的所述隔室的延伸方向长度的1/3以下范围内。
[0019][6]所述[I]?[5]中任何一项所记载的封孔蜂窝结构体，其中所述加强隔室包括形成有所述加强部的加强角部和未形成所述加强部的非加强角部。
[0020][7]所述[I]?[6]中任何一项所记载的封孔蜂窝结构体，其中所述加强隔室于所述蜂窝结构体的所述流出侧端面，在构成所述加强隔室的所有角部上形成有所述加强部。
[0021][8]所述[I]?[7]中的任何一项所记载的封孔蜂窝结构体，其中所述流入隔室和所述流出隔室隔着所述隔壁交替配置。
[0022][9]所述[I]?[8]中的任何一项所记载的封孔蜂窝结构体，其中隔壁交叉部分的交叉距离相对于除去所述加强部的所述隔壁平均厚度的比值为1.5?9.3，所述隔壁交叉部分的交叉距离是指从所述加强隔室的所述加强部表面到隔着划分形成所述加强隔室的所述隔壁的交叉点而配置的另一隔室表面的距离。
[0023][10]所述[I]?[9]中的任何一项所记载的封孔蜂窝结构体，其中各所述加强部的大小占相当于开口部分面积的0.05?20%的范围，所述开口部分面积是指去掉垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述加强部的面积。
[0024]本发明的封孔蜂窝结构体，其“流出侧端面开口且流入侧端面被封堵的流出隔室”中的至少一个隔室是加强隔室，所述加强隔室在垂直于隔室延伸方向的截面上的隔壁交叉的至少一个角部上形成有用于加强流出隔室的加强部，而且“流入侧端面开口且流出侧端面被封堵的流入隔室”在垂直于隔室延伸方向的截面上的隔壁交叉的至少一个角部上形成有用于加强流出隔室的加强部，并且流入隔室的被加强的角部数量少于流出隔室的被加强的角部数量，或者“流入侧端面开口且流出侧端面被封堵的流入隔室”为非加强隔室，在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的所有角部上未形成所述加强部。因此，能够充分确保未形成加强部的流入隔室(即，非加强隔室)容积、以及该流入隔室的开口部面积。由此，能够抑制压力损失的增加。另一方面，对压力损失的影响相对少于所述流入隔室的流出隔室，在隔壁交叉的至少一个角部上形成有加强部。通过形成所述加强部，能够有效地提高封孔蜂窝结构体的耐久性。由此，能够使封孔蜂窝结构体的机械强度变强。而且，所述強部隔室的加强部形成在从蜂窝结构体的流出侧端面至蜂窝结构体的隔室延伸方向的一部分上。因此，当封孔蜂窝结构体用作DPF等的过滤器等时，能够有效地加强容易产生经时性温度变化的流出侧端面侧。由此，能够更有效地防止热冲击等导致的损坏。
[0025]本发明的封孔蜂窝结构体与流入隔室和流出隔室中均形成有加强部的现有蜂窝结构体相比，通道中加强部所占容积虽然减少，但可使蜂窝结构体的耐久性以所述加强部的容积率以上的比例得到提高。而且，通过使封孔蜂窝结构体中产生的热应力最大的流出隔室的加强部多于流入隔室的加强部，或者仅加强流出隔室，能够抑制封孔蜂窝结构体的质量过于增加。因此，将封孔蜂窝结构体设置在内燃机的废气通道上使用时，封孔蜂窝结构体易于被加热，从而能够有效地抑制废气净化性能的劣化。此外，即使根据废气温度来调整封孔蜂窝结构体的温度时，也是由于封孔蜂窝结构体易于被加热，能够抑制汽车等内燃机耗油量的增加。如上所述，根据本发明的封孔蜂窝结构体，能够同时解决以往被认为是二律背反关系的提高蜂窝结构体耐久性及抑制压力损失增加的问题。再者，也能够抑制净化性能的劣化及内燃机耗油量的增加。而且，本发明的封孔蜂窝结构体由于灰烬(Ash)堆积容量丝毫没有恶化，所以不会对灰烬(Ash)堆积后的压力损失上升、以及灰烬(Ash)清洗或废气净化过滤器(例如，DPF)的更换间隔产生影响，并能够提高蜂窝结构体的强度。
【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的立体示意图。[0027]图2为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的流入侧端面的放大示意图。
[0028]图3为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的流出侧端面的放大示意图。
[0029]图4为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的垂直于隔室延伸方向的截面的放大示意图。
[0030]图5为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的平行于隔室延伸方向的截面不意图。
[0031]图6为本发明其他实施方式的封孔蜂窝结构体的平行于隔室延伸方向的截面示意图。
[0032]图7为本发明其他实施方式的封孔蜂窝结构体的立体示意图。
[0033]图8为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的垂直于隔室延伸方向的截面的放大示意图。
[0034]图9为本发明其他实施方式的封孔蜂窝结构体的流出侧端面的示意图。
[0035]附图标记
[0036]1:隔壁2:隔室2a:流入隔室
[0037]2b:流出隔室3:外周壁4:蜂窝结构体
[0038]5a:流入侧封孔部 5b:流出侧封孔部6、6 x:加强部
[0039]7:外周壁8:蜂窝片段11:流入侧端面
[0040]12:流出侧端面 21，21a:角部 22:加强隔室
[0041]23:非加强隔室 100，100A, 110，120:封孔蜂窝结构体
[0042]A，B，C，D:线(平行线) E，F，G，H:交点
[0043]L:隔壁交叉部分的交叉距离 T:隔壁的平均厚度
[0044]P:対角線(对角线的延长线)Q, R:线
【具体实施方式】
[0045]下面，参照附图详细说明本发明的实施方式，但本发明并不局限于下述实施方式，而所属领域的技术人员基于一般知识，在不脱离本发明精神的范围内，对下述实施方式所进行的变形及改进，亦属于本发明的范围。
[0046]( I)封孔蜂窝结构体:
[0047]如图1至图5所示，本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体100，包括:蜂窝结构体4，具有多孔隔壁1，所述多孔隔壁I划分形成从流入侧端面11延伸至流出侧端面12的作为流体通道的多个隔室2 ;流出侧封孔部5b，配设在所述流出侧端面12上的规定隔室的开口部上，以形成所述流入侧端面11开口且所述流出侧端面12被封堵的流入隔室2a ;流入侧封孔部5a，配设在所述流入侧端面11上的剩余隔室的开口部，以形成所述流出侧端面12开口且所述流入侧端面11被封堵的流出隔室2b。
[0048]流出隔室2b中的至少一个隔室是加强隔室22，在垂直于隔室2延伸方向的截面上的隔壁I交叉的至少一个角部21a上形成有用于加强流出隔室2b的加强部6。另外，流入隔室2a为非加强隔室23，在垂直于隔室2延伸方向的截面上的隔壁I交叉的所有角部21上未形成所述加强部6。
[0049]而且，本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，加强隔室22的加强部6从蜂窝结构体4的流出侧端面12形成在蜂窝结构体4的隔室2的延伸方向的一部分上。即，本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，所述加强部6并没有形成在蜂窝结构体4的隔室2的延伸方向的整个领域上，而是从蜂窝结构体4的流出侧端面12形成在隔室2的延伸方向的规定范围内。
[0050]换言之，本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，在流体流入的流入隔室2a上未形成所述加强部6。因此，流入隔室2a是例如被隔壁厚度比较均匀的隔壁I划分而形成的。封孔蜂窝结构体100中形成的流入隔室2a都是这样的非加强隔室23。
[0051]另一方面，流体流出的流出隔室2b中的至少一个隔室中，在隔壁I交叉的至少一个角部21a上，加强部6从流出侧端面12形成在蜂窝结构体4的隔室2的延伸方向的一部分上，流出隔室2b中至少一部分隔室成为角部21a被加强的加强隔室22。本实施方式的封孔蜂窝结构体中，所有流出隔室2b可以是所述加强隔室22，也可以是流出隔室2b中的一部分隔室为所述加强隔室22，且加强隔室22以外的流出隔室2b为如流入隔室2a未形成加强部6的非加强隔室。
[0052]图1为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的立体示意图。图2为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的流入侧端面的放大示意图。图3为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的流出侧端面的放大示意图。图4为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的垂直于隔室延伸方向的截面的放大不意图。图5为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的平行于隔室延伸方向的截面示意图。
[0053]根据本实施方式的封孔蜂窝结构体100，可充分确保未形成加强部6的流入隔室2a (即，非加强隔室23)容积、以及该流入隔室2a的开口部面积(过滤面积)。因此，能够有效地抑制封孔蜂窝结构体的压力损失的增加。另一方面，对压力损失的影响相对少于流入隔室2a的流出隔室2b，在隔壁I交叉的至少一个角部21a上形成有加强部6。通过形成所述加强部6，能够有效地提高封孔蜂窝结构体100的耐久性。由此，可使封孔蜂窝结构体100的机械强度变强。
[0054]尤其，本实施方式的封孔蜂窝结构体100与流入隔室和流出隔室均形成有加强部的现有蜂窝结构体相比，通道(隔室2)中加强部6所占容积虽然为一半以下，但可使蜂窝结构体的耐久性以所述加强部6的容积率以上的比例得到提高。
[0055]另外，通过仅加强封孔蜂窝结构体100中产生的热应力最大的流出隔室2b，能够抑制封孔蜂窝结构体100的质量过于增加。因此，将封孔蜂窝结构体100设置在内燃机的废气通道上使用时，封孔蜂窝结构体100易于被加热，从而能够有效地抑制废气净化性能的劣化。此外，即使根据废弃温度来调整封孔蜂窝结构体100的温度时，也是由于封孔蜂窝结构体100易于被加热，能够抑制汽车等内燃机耗油量的增加。再者，当封孔蜂窝结构体100用作DPF等的过滤器等时，能够有效地加强容易产生经时性温度变化的流出侧端面12侦牝从而能够更有效地防止热冲击等导致的损坏。而且，本发明的封孔蜂窝结构体100由于灰烬(Ash)堆积容量丝毫没有恶化，所以不会对灰烬(Ash)堆积后的压力损失上升、以及灰烬(Ash)清洗或废气净化过滤器(例如，DPF)的更换间隔产生影响，并能够提高蜂窝结构体4的强度。
[0056]“加强部”是指配置于划分形成隔室的隔壁交叉的角部上，用于加强蜂窝结构体的实体部分即隔壁的强度(耐久性)的部位。例如，“加强部”可由为加强隔壁交叉的角部而另行配设的部件组成。例如，用于形成加强部的部件可以是凹部或梁等加强部件。通过将这种加强部件配设在加强隔室的角部上，可以形成加强部。另外，也可以将封孔蜂窝结构体的流出侧端部浸溃在由形成加强部的材料组成的浆料中，使所述浆料附着在加强隔室的角部上而形成加强部。通过将所述浆料干燥或烧固，可形成加强隔室的角部被加厚成R形状或C形状的加强部。
[0057]“加强隔室”是指形成在隔室外周部分的角部中至少一个角部被所述“加强部”加强的隔室。即，“加强隔室”可以是包括形成有加强部的加强角部和未形成加强部的非加强角部的隔室。而且，“加强隔室”也可以是在蜂窝结构体的流出侧端面上的构成该加强隔室的所有角部上形成有加强部的隔室(即，流出侧端面上的加强隔室的所有角部为加强角部)。
[0058]例如，包括加强角部和非加强角度部的加强隔室，能够抑制流出隔室的容积减少，能够进一步抑制压力损失的上升。另一方面，所有角部为加强角部的加强隔室，能够有效地提高封孔蜂窝结构体的耐久性。例如，加强隔室为具有加强角部和非加强角度部的隔室时，在从蜂窝结构体的重心(垂直于隔室延伸方向的截面的重心)朝向外周方向的径向上，划上通过隔室角部顶点的虚拟线时，优选将“构成该角部的两边夹着所述虚拟线的角部”作为加强角部，而除此之外的角部(换言之，构成角部的两边未横跨所述虚拟线的角部)作为非加强角部。
[0059]如果加强隔室的加强部从蜂窝结构体的流出侧端面形成在蜂窝结构体隔室的延伸方向的一部分上，则对该加强部的隔室延伸方向上的长度，并没有特别限制。在本实施方式的封孔蜂窝结构体中，加强部的隔室延伸方向上的长度(以下也称为“加强部长度”)优选等于或大于流出侧封孔部的隔室延伸方向上的长度(以下也称为“封孔长度”或“封孔深度”)。通过如上的构成，能够有效地提高蜂窝结构体的流出侧端面上的耐久性。即，通过使加强部的长度至少等于或大于封孔部的封孔深度，能够有效地体现耐久性提高效果。例如，图6所示的蜂窝结构体100A是加强部6的长度与流出侧封孔部5b的封孔长度相同的封孔蜂窝结构体100A。这种封孔蜂窝结构体100A与蜂窝结构体4的整个长度范围内形成加强部的封孔蜂窝结构体相比，虽然耐久性多少有些减少，但是与完全没有配设加强部的封孔蜂窝结构体相比，能够显著提高耐久性。图6为本发明其他实施方式的封孔蜂窝结构体的平行于隔室延伸方向的截面示意图。此外，图6所示的封孔蜂窝结构体100A中，与图5所示封孔蜂窝结构体100相同的构件，采用相同的附图标记并省略其详细说明。
[0060]另外，加强隔室的加强部从蜂窝结构体的流出侧端面优选形成在蜂窝结构体的隔室延伸方向长度的1/3以下的范围内。即，从加强隔室的流入侧端面，在2/3的范围内不形成用于加强角部的加强部，从而在提高耐久性的同时，增大包括加强隔室的流出隔室的容积，能够有效地抑制压力损失的增大。而且，加强隔室的加强部的隔室延伸方向长度(以下简称为“加强部长度”)优选等于或大于封孔部长度。加强部的形成范围，从蜂窝结构体的流出侧端面，更优选为等于或大于封孔长度且蜂窝结构体的约1/3.5以下，最优选为等于或大于封孔长度且蜂窝结构体的约1/4以下。
[0061]在本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，对于蜂窝结构体4的形状没有特别限制，但优选为圆筒状、端面为椭圆形的筒状、端面为“正方形、长方形、三角形、五边形、六边形、八边形等”的多边形棱柱状等。图1至图5所示的蜂窝结构体4为圆筒状。另外，图1至图5所示的蜂窝结构体4具备外周壁3，但也可以不具备外周壁3。外周壁3优选在蜂窝结构体的制作过程中，挤压成型蜂窝成型体时与隔壁一起成型。另外，外周壁3可以是将陶瓷材料涂覆在蜂窝结构体的外周而形成的。
[0062]如图7所示，用于本实施方式的封孔蜂窝结构体的蜂窝结构体，例如具备多个蜂窝片段8，并且多个蜂窝片段8还可以在以彼此的侧面相对的方式邻接配置的状态下，接合成蜂窝结构体4a。其中，所述蜂窝片段8具有多孔隔壁I以及围绕隔壁I的外周壁7，所述隔壁I划分形成从流入侧端面11延伸至流出侧端面12的作为流体通道的多个隔室2。
[0063]图7所示的封孔蜂窝结构体110，包括:流出侧封孔部5b，配设在各蜂窝片段8的流出侧端面12中规定隔室的开口部，以形成流入侧端面11开口且流出侧端面12被封堵的流入隔室2a ;以及流入侧封孔部5a，配设在各蜂窝片段8的流入侧端面11中剩余隔室的开口部，以形成流出侧端面12开口且流入侧端面11被封堵的流出隔室。图7为本发明其他实施方式的封孔蜂窝结构体的立体示意图。
[0064]如图7所示的所谓采用片段结构的蜂窝结构体4a的封孔蜂窝结构体110，也可以获得与如图1至图5所示的所谓采用一体结构的蜂窝结构体4的封孔蜂窝结构体100相同的效果。也就是说，对于图7所示的封孔蜂窝结构体110，通过将流出隔室2b中的至少一个隔室作为在隔壁I交叉的至少一角部21a上形成用于加强该流出隔室2b的加强部6的加强隔室，并将流入隔室2a作为在隔壁I交叉的所有角部21上未形成所述加强部6的非加强隔室23 (参见图4)，也可以获得与图1至图5所示的封孔蜂窝结构体100相同的作用效果。此外，虽然未图示，但图7所示的封孔蜂窝结构体110中，加强隔室的加强部也是从蜂窝结构体的流出侧端面形成在蜂窝结构体的隔室延伸方向的一部分上。
[0065]采用片段结构的蜂窝结构体时，可在至少一个蜂窝片段8的流出隔室形成所述加强隔室，也可在所有蜂窝片段8的流出隔室形成所述加强隔室。图7中例示的是在所有蜂窝片段8的流出隔室形成加强隔室的情形。
[0066]而且，作为图7所示的封孔蜂窝结构体110的加强部，可以适宜采用与图1至图5所示的封孔蜂窝结构体100的加强部6相同结构的加强部。
[0067]以上对所有流入隔室2a为非加强隔室23的情形进行了说明，但作为流入隔室2a，可以在垂直于隔室2延伸方向的截面上的隔壁I交叉的至少一个角部21上形成有用于加强所述流入隔室2a的加强部，并且所述流入隔室2a的被加强的角部数量少于所述流出隔室2b的被加强的角部数量，进一步地所述流入隔室2a的加强部可以从封孔蜂窝结构体100的所述流入侧端面形成在蜂窝结构体的隔室的延伸方向的一部分上。此时，也能够发挥与所有流入隔室2a为非加强隔室23的情形相同的作用效果。
[0068]“流入隔室”是在流出侧端面的隔室开口部上配设有流出侧封孔部的隔室。从该流入隔室的流入侧端面开口部流入废气等流体。另一方面，“流出隔室”是在流入侧端面的隔室开口部上配设有流入侧封孔部的隔室。废气等流体不能直接流入到该流出隔室，而是流入到流入隔室的流体通过隔壁后流入到流出隔室内，并从流出隔室的流出侧端面的开口部流出。流体从流入隔室移动到流出隔室时，流体中的颗粒物质被多孔隔壁捕捉。
[0069]对于流入隔室和流出隔室的配置，换言之对于流出侧封孔部和流入侧封孔部的配置，并没有特别限制。例如，流入隔室和流出隔室可以隔着隔壁交替配置。而且，也可以配置成流入隔室的一部分或流出隔室的一部分集合在蜂窝结构体的端面一处。然而，从利用隔壁有效地捕捉流体中的颗粒物质这一观点来看，优选将流入隔室和流出隔室隔着隔壁交替配置。
[0070]对于隔室形状(垂直于隔室延伸方向的截面上的开口形状)，并没有特别限制。例如，隔室形状优选为三角形、四边形、六边形、八边形等多边形。此外，对于形成有加强部的隔室，所述隔室形状是指除去加强部的形状。再者，在本实施方式的封孔蜂窝结构体中，垂直于隔室延伸方向的截面上的流入隔室的开口形状(以下简称为“流入隔室的开口形状”)和除去加强部的流出隔室的开口形状(以下简称为“流出隔室的开口形状”)可以是相同形状，也可以是不同形状。
[0071]如果流入隔室的开口形状和流出隔室的开口形状为相同形状，该开口形状可以是四边形、六边形、八边形等。
[0072]此外，在本实施方式的封孔蜂窝结构体中，垂直于隔室延伸方向的截面上的构成蜂窝结构体的隔壁厚度(以下简称为“隔壁厚度”)基本上均匀。“基本上均匀”是指除了因成型时的变形等而出现的些许差异之外，隔壁厚度均匀的情形。即，在本实施方式的封孔蜂窝结构体中，没有刻意使隔壁厚度出现差异，在所述截面上隔壁厚度是均匀的。例如，通过切割加工来制造用于挤压成型蜂窝结构体的口模(模具)切口的情况下，能够实现所述具有均匀厚度的隔壁。而且，在本实施方式的封孔蜂窝结构体中，对于原本应该具有均匀厚度的隔壁，其隔壁的一部分(特别是角部)比其他部分厚的部位可视为形成有加强部的部位。
[0073]隔壁厚度优选为127?508 μ m,更优选为152?483 μ m,最优选为152?445 μ m。若厚度小于127 μ m，封孔蜂窝结构体的强度就会降低。若厚度大于508 μ m，封孔蜂窝结构体的初始压力损失就会变大。
[0074]隔壁的气孔率优选为25?75%，更优选为30?65%，最优选为35?65%。若气孔率小于25%，封孔蜂窝结构体的初始压力损失就会变大。若气孔率大于75%，封孔蜂窝结构体的强度就会降低。气孔率是利用水银测孔仪测量的值。
[0075]隔壁的平均细孔径优选为6?35 μ m，更优选为7?30 μ m，最优选为7?25 μ m。若平均细孔径小于6 μ m，封孔蜂窝结构体的初始压力损失就会变大。若平均细孔径大于35 μ m，封孔蜂窝结构体的强度就会降低。平均细孔径是利用水银测孔仪测量的值。
[0076]蜂窝结构体的隔室密度并不受特别限制，但优选为15?80个/Cm2，更优选为15?62个/Cm2。若隔室密度小于15个/Cm2,封孔蜂窝结构体的强度就会降低。若隔室密度大于80个/Cm2，隔室的截面积(垂直于隔室延伸方向的截面的面积)就会变小，导致压力损失变大。
[0077]作为隔壁的材料，以陶瓷为佳。而由于强度以及耐热性优秀，更加优选为选自堇青石、碳化硅、硅-碳化硅类复合材料、莫来石、氧化铝、钛酸铝、氮化硅、以及碳化硅一堇青石类复合材料中的至少一种。这些之当中，最优选的还是堇青石。
[0078]加强部的材料并不受特别限制，但优选为陶瓷，可以使用作为所述隔壁优选材料所例举的材料。本在实施方式的封孔蜂窝结构体中，隔壁热膨胀系数和加强部的热膨胀系数更优选为相同值或相近值。再者，隔壁材料和加强部材料更优选使用相同材料。通过如此构成封孔蜂窝结构体，即使封孔蜂窝结构体中产生热应力，也能够防止加强部从蜂窝结构体剥落，或者加强部与隔壁的接合部分破损。另外，即使隔壁材料和加强部材料为相同材料，也可以采用如气孔率变小的材料(与隔壁相同的材料)，以提高加强部的热容量或热传导率等。由此，加强部变得致密化，强度也增加，从而能够有效地提高SML。
[0079]加强部的大小不受特别限制，只要能配设在划分形成流出隔室的隔壁的至少一角部上，且实质上不会完全堵塞流出隔室的开口部分即可。但是，如果流出隔室的开口部分被加强部堵塞得较为严重，压力损失就会增大。因此，如图8所示，在本实施方式的封孔蜂窝结构体中，“从加强隔室22 (流出隔室2b)的加强部6的表面到隔着划分形成加强隔室22的隔壁I的交叉点而配置的其他隔室(图8中配设在纸面对角线上的加强隔室22)表面的隔壁交叉部分的交叉距离L ”相对于“除去加强部6的隔壁I的平均厚度T (以下称为“隔壁I的平均厚度T ”)”的比值(L/T)优选为1.5?9.3。通过如此构成加强部，能够均衡地实现对压力损失增加的抑制和耐久性的提高。图8为本发明一实施方式的封孔蜂窝结构体的垂直于隔室延伸方向的截面放大示意图。
[0080]在此说明“从加强隔室22的加强部6的表面到隔着划分形成加强隔室22的隔壁I的交叉点而配置的其他隔室表面的隔壁交叉部分的交叉距离L (以下称为“隔壁交叉部分的交叉距离L”)”相对于“除去加强部6的隔壁I的平均厚度T (以下称为“隔壁I的平均厚度T ”)”的比值(L/T)。如图8所示，首先，沿着未形成有加强部6的隔壁I划上平行线AB和CD，将其平均距离作为“隔壁I的平均厚度T ”。另外，将平行线AB以及CD的交点分别作为E、F、G、H。在此，将以通过与测定对象加强部6x最近的交点(交点E)和与隔着隔壁I的交叉点而配置的其他隔室(图8中其他隔室也是加强隔室22)最近的交点(交点F)的方式测定的两隔室之间的距离定义为“隔壁交叉部分的交叉距离L ”。将通过所述方法测定的“隔壁交叉部分的交叉距离L ”除以“隔壁I的平均厚度T”的值就是所述“比值(L/T)”。
[0081]虽然图8中示出了具有测定对象加强部6x的加强隔室22和隔着隔壁I的交叉点而配置的其他隔室均为加强隔室22的情形，但根据加强部6x的配置，隔着隔壁I的交叉点而配置的其他隔室有可能是非加强隔室，或者即使是加强隔室22也有可能在隔壁的角部上没有加强部。在这种情形下，也可以通过上述方法求的所述“比值(L/T ) ”。
[0082]如果“隔壁交叉部分的交叉距离L ”相对于“隔壁I的平均厚度T ”的比值(L/T)小于1.5，就不能充分得到凭借加强部的耐久性提高效果。另一方面，如果“隔壁交叉部分的交叉距离L ”相对于“隔壁I的平均厚度T ”的比值(L/T)大于9.3，就会因加强隔室22的开口面积过于减小，导致加压力损失过于增加。而且，即便大于9.3，耐久性也难以进一步得到提高，压力损失增加的比例会增大。此外，所述比值(L/T)更优选为1.5?8.0，最优选为 1.5 ?7.0。
[0083]另外，本实施方式的蜂窝结构体中的非加强隔室，在隔壁交叉的角部上未形成加强部。然而，即便是有目的未形成加强部的非加强隔室，由于挤压成型蜂窝结构体的磨具的磨耗等，有时在不应形成加强部的角部上也会出现极小的加厚部分。因此，在本实施方式的蜂窝结构体中，测定所述比值(L/T)时，比值小于1.5的视为未形成加强部的角部。此外，例如在开口部分的形状为正方形的隔室中，角部上完全没有形成加强部，也没有无意间形成加厚部分的情形下，所述比值(L/T)为1.41。
[0084]另外，各加强部(一个加强部)大小优选为以下范围，即占据相当于开口部分面积的0.05?20%，其中开口部分的面积是除去垂直于隔室延伸方向的截面上的加强部的面积。如果开口部分的面积中加强部所占面积小于0.05%，就不能充分体现凭借加强部的加强效果。而且，如果开口部分的面积中加强部所占面积大于20%，例如在四边形隔室的四个角部均形成加强部时，由于加强隔室的开口面积变得过小，封孔蜂窝结构体的压力损失就会增大。而且，各加强部的大小更优选占据除去垂直于隔室延伸方向的截面上的加强部的开口部分面积的相当于0.1?12%的范围，最优选占据相当于0.4?5%的范围。
[0085]以上说明的加强部形成在流出隔室中的至少一个隔室上，进一步地形成在这一个隔室中的至少一角部上，但是加强部的总占有面积(总面积)相对于流出隔室的整个开口面积(总面积)的比率优选为0.1?22%，更优选为0.1?15%，最优选为0.1?11%。此外，“流出隔室的整个开口面积”是指所有流出隔室即加强隔室及非加强隔室的开口面积的总和。“加强部的总占有面积”是指形成在本实施方式的封孔蜂窝结构体中的所有加强部所占面积的总和。
[0086]另外，如图9所示的封孔蜂窝结构体120，其隔室2的截面形状为正方形时，以正交于蜂窝结构体外周面的隔室对角线P (具体为对角线的延长线)为中心，在10?60°夹角内(例如，夹在图9中线Q和线R的范围内)的流出隔室2b，优选作为加强隔室22。通过如此构成加强隔室，能够有效地提高封孔蜂窝结构体120的耐久性。图9为本发明其他实施方式的封孔蜂窝结构体的流出侧端面的示意图。此外，图9所示的封孔蜂窝结构体120中，与图1至图5所示封孔蜂窝结构体100相同的构件，采用相同的附图标记并省略其详细说明。
[0087](2)封孔蜂窝结构体的制造方法:
[0088]下面说明本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法。首先，调制用于制作蜂窝结构体的生坯，并对该生坯进行成型而制成蜂窝成型体(成型工序)。制造本实施方式的封孔蜂窝结构体时，得到蜂窝成型体之后，在蜂窝成型体、对蜂窝成型体进行干燥后的蜂窝干燥体、或者对蜂窝干燥体进行烧结后的蜂窝结构体中的任何一个上形成加强部。而且，加强部的形成优选在蜂窝成型体或者蜂窝干燥体的状态下进行。通过在蜂窝成型体或者蜂窝干燥体的状态下形成加强部，更加难以形成加强部与隔壁的边界部，因而加强部不易从隔壁剥落。另外，在蜂窝成型体中形成加强部时，也可以一并进行干燥工序，因此在减少成本的观点上也是优选的。
[0089]在制造蜂窝成型体的时候，优选确定用作封孔蜂窝结构体时的流入侧端面和流出侧端面。即，本实施方式的封孔蜂窝结构体，根据流入侧端面和流出侧端面(换言之，流入隔室和流出隔室)，其隔室形状(即，有无加强部)有所不同，因此优选预先确定柱状蜂窝成型体的方向性。
[0090]接着，对所获得的蜂窝成型体(或者根据需要而进行干燥后的蜂窝干燥体)进行烧结而制造蜂窝结构体(蜂窝结构体制造工序)。如果在成型时未形成加强部，则在烧结前或者烧结后，在成为流出隔室的至少一部分隔室或者成为流出隔室及流入隔室的至少一部分隔室中形成加强部。
[0091]然后，对蜂窝成型体的流入侧端面上的规定隔室的开口部以及流出侧端面中剩余隔室的开口部进行封孔，以形成流入侧封孔部以及流出侧封孔部(封孔工序)。
[0092]接着，在流入侧端面形成有流入侧封孔部的隔室(S卩，流出隔室)中的至少一个隔室的角部、或者成为流出隔室及流入隔室的至少一部分隔室的角部上，且从流出侧端面开始在隔室延伸方向的一部分形成加强部(加强部制作工序)。这样可以制造本实施方式的封孔蜂窝结构体。此外，如上所述，加强部的制作可在蜂窝成型体烧结前或者封孔部形成前进行。下面，更加详细地说明各制造工序。
[0093](2— I)成型工序:
[0094]首先，在成型工序中，对包含陶瓷原料的陶瓷成型原料进行成型，以形成蜂窝成型体，该蜂窝成型体被划分形成有作为流体通道的多个隔室。
[0095]作为陶瓷成型原料中所包含的陶瓷原料，优选包含选自堇青石化原料、堇青石、莫来石、氧化铝、二氧化钛、碳化硅、以及钛酸铝中的至少一种，更优选为选自堇青石化原料、堇青石、莫来石、氧化铝、二氧化钛、碳化硅、以及钛酸铝中的至少一种，最优选为选自堇青石化原料、堇青石、莫来石、氧化铝、二氧化钛、碳化硅、以及钛酸铝中的一种。堇青石化原料是一种配合成具有二氧化娃为42?56质量％、氧化招为30?45质量％、氧化镁为12?16质量％的化学组分的陶瓷原料，烧结后会变成堇青石。
[0096]另外，该陶瓷成型原料优选在所述陶瓷原料中混合分散剂、有机粘合剂、无机粘合齐U、造孔剂、表面活性剂等后进行调制。各原料的组分比不受特别限制，优选为与要制作的蜂窝结构体的结构、材质等相配的组分比。
[0097]在对陶瓷成型原料进行成型时，优选先将成型原料混匀以制成生坯，然后将获得的生坯成型为蜂窝形状。将成型原料混匀而形成生坯的方法不受特别限制，可例举使用捏合机、真空练泥机等的方法。对生坯进行成型而形成蜂窝成型体方法不受特别限制，可采用挤压成型、注塑成型等已公知的成型方法。如作为最佳例，可列举使用具有所需隔室形状、隔壁厚度、隔室密度的口模进行挤压成型，以形成蜂窝成型体的方法等。口模的材质优选使用不易磨损的超硬合金。
[0098]蜂窝成型体的形状不受特别限制，可列举圆筒状(圆柱状)、以及垂直于中心轴的截面为椭圆形、跑道形、三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等多边形的筒状(柱状)等。当需要制作的蜂窝结构体为多个蜂窝片段接合形成的结构时，蜂窝成型体的形状优选为垂直于中心轴的截面为三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等多边形的筒状(柱状)。
[0099]另外，也可以对所述成型后得到蜂窝成型体进行干燥。干燥方法不受特别限制，可列举热风干燥、微波干燥、高频干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等方法，其中优选单独或者组合使用高频干燥、微波干燥或者热风干燥。
[0100](2 - 2)蜂窝结构体制作工序:
[0101]接着，优选对获得的蜂窝成型体进行烧结，以获得蜂窝结构体。而且，也可在蜂窝成型体上配设封孔部后，对蜂窝成型体进行烧结。
[0102]另外，在对蜂窝成型体进行烧结(正式烧结)之前，优选对该蜂窝成型体进行煅烧。煅烧是为了脱脂而进行的。煅烧方法不受特别限制，只要能够去除成型体中的有机物(有机粘合剂、分散剤、造孔剂等)即可。通常，有机粘合剂的燃烧温度约为100?300°C，造孔剂的燃烧温度约为200?800°C。因此，作为煅烧条件，优选在氧化氛围下，以约为200?1000°C的温度，加热约3?100小时。
[0103]对蜂窝成型体进行烧结(正式烧结)的目的在于，通过对构成煅烧后的成型体的成型原料进行烧结来确保规定强度。烧结条件(温度、时间、气氛)根据成型原料的种类有所不同，按原料种类选择适当条件即可。例如，使用堇青石化原料时，烧结温度优选为1410?1440°C。另外，作为最高温度下的保持时间，烧结时间优选为4?6小时。
[0104]在烧结前后，通过在成为流出隔室的隔室或者成为流出隔室及流入隔室的至少一部分隔室的角部上涂布凹状或梁状加强材料，可以形成加强部。即，在此时也可进行后述的加强部制作工序。
[0105](2 — 3)封孔工序:
[0106]然后，在蜂窝结构体的流体流入侧端面上的流出隔室的开口部和流体流出侧端面上的流入隔室的开口部填充封孔材料，以在流入侧端面上的流出隔室的开口部和流出侧端面上的流入隔室的开口部形成封孔部。
[0107]在向蜂窝结构体填充封孔材料时，首先向一个端部侧填充封孔材料，之后向另一个端部侧填充封孔材料。作为向一个端部侧填充封孔材料的方法，可列举具有如下工序的方法:掩膜(masking)工序，在蜂窝结构体的一个端面(例如，流入侧端面)上粘贴薄片，并在薄片中的与“要形成封孔部的隔室”重叠的位置上开孔；压入工序，将“蜂窝结构体中贴有薄片的一侧端部”压入存积有封孔材料的容器内，以将封孔材料压入蜂窝结构体的隔室内。将封孔材料压入蜂窝结构体的隔室内时，封孔材料通过形成于薄片上的孔，并且只填充到与形成在薄片上的孔连通的隔室中。
[0108]另外，向蜂窝结构体的另一个端部(例如，流出侧端面)侧填充封孔材料的方法，优选采用与所述向蜂窝结构体的一个端部侧填充封孔材料的方法相同的方法。而且，也可同时向蜂窝结构体的两个端部填充封孔材料。
[0109]接着，对填充于蜂窝结构体中的封孔材料进行干燥，以形成封孔部，从而得到封孔蜂窝结构体。此外，可在向蜂窝结构体的两个端部填充封孔材料之后，对封孔材料进行干燥，也可对填充于蜂窝结构体的一个端部的封孔材料进行干燥之后，向另一个端部填充封孔材料，再对填充于另一个端部的封孔材料进行干燥。再者，为了更加可靠地固定封孔材料，也可以进行烧结。而且，还可以向干燥前的蜂窝成型体或者干燥后的蜂窝成型体填充封孔材料，并与干燥前的蜂窝成型体或者干燥后的蜂窝成型体一起，对封孔材料进行烧结。
[0110](2 — 4)加强部制作工序:
[0111]接着，在形成有封孔部的蜂窝结构体的流出隔室中的至少一隔室的角部、或者流出隔室及流入隔室中的至少一个隔室的角部上，且从流出侧端面开始在隔室延伸方向的一部分形成加强部。作为具体方法，如选择用于形成加强部的材料，并调制包含该材料的加强部用浆料。然后，将蜂窝结构体从流出侧端面侧开始浸溃(Dipping)到该浆料中。优选地，浸溃深度为所要形成的加强部长度。通过如此将蜂窝结构体从流出侧端面侧开始浸溃，使所述加强部用浆料附着在流出隔室的角部上。将蜂窝结构体从加强部用浆料中取出后，对加强部用浆料进行干燥，进一步地根据需要进行烧结，从而可在流出隔室的角部上形成加强部。
[0112]作为使用加强部用浆料来形成加强部的方法，以流出隔室的角部上形成加强部的情形为例进行说明，可以列举浸溃方式，即将烧结前或烧结后的封孔蜂窝结构体，从其流出侧端面侧开始浸漬到以浆料状预备于某一容器内的加强材料中，以形成加强部。而且，可以列举吸入方式，即将封孔蜂窝结构体的流出侧端面接触到同样的浆料状的加强材料中，在此状态下由封孔蜂窝结构体的流入侧端面吸入所述加强材料。此外，可以列举注入方式，即由封孔蜂窝结构体的流出侧端面注入同样的浆料状的加强材料。此时，为了避免加强材料浸渗到流入隔室侧，优选将加强材料成分的颗粒直径调整成大于蜂窝结构体的隔壁平均细孔径。另外，在流出隔室及流入隔室的角部上形成加强部时，也可以按照在流出隔室的角部上形成加强部的情形来进行。而且，为了避免实际使用下加强材料或者蜂窝结构体受损，优选将加强材料的热膨胀系数调整成与封孔蜂窝结构体热膨胀系数相同。
[0113]另外，流出隔室中，只选择特定流出隔室来形成加强部时，同封孔部的形成一样也可以进行掩膜工序，即在蜂窝结构体的流出侧端面粘贴薄片，并在薄片中的与“要形成加强部的流出隔室”重叠的位置上开孔。
[0114]作为加强部的形成方法，并不局限于上述方法。例如，可以另行制作具有外周的一部分可嵌入流出隔室角部之形状的加强部件，并将该加强部件粘贴到流出隔室的角部上，从而形成加强部。作为加强部件可列举按照要制作的加强部长度来形成的棒状部件、或者架设在形成角部的两个面上的梁状部件等。作为所述棒状部件可列举配置在流出隔室的角部时，面向隔室中心轴的面，凹陷于角部侧的凹状的棒状部件。
[0115]通过如上所述的方法，可以制造本实施方式的封孔蜂窝结构体。然而，本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法，并不局限于上述的制造方法。
[0116]【实施例】
[0117]下面，根据实施例更加详细地说明本发明的封孔蜂窝结构体，但本发明并不局限于这些实施例。
[0118](实施例1)
[0119]作为陶瓷原料使用堇青石化原料(氧化铝、滑石、高岭土)。氧化铝、滑石、高岭土的质量比定为烧结后能够获得堇青石的质量比。陶瓷原料中混合粘结剂(甲基纤维素)和水而得到陶瓷成型原料。然后，用捏合机混匀所得到的陶瓷成型原料而获得生坯。
[0120]接着，用真空挤压成型机对所获得的生坯进行成型而得到蜂窝成型体。所获得的蜂窝成型体被烧结后，在蜂窝结构体中隔壁厚度达到0.305mm、隔室密度达到46.5个/Cm2、隔室间距达到1.47mm。另 外，蜂窝成型体的整体形状为圆筒状(端面直径为143.8mm、隔室延伸方向上的长度为152.4mm)。蜂窝成型体其整体形状是一体形成的(一体结构)，在表I的“蜂窝结构体的结构”栏中表示为“整体”。
[0121]然后，在蜂窝成型体端面(流入侧以及流出侧的端面)上的多个隔室开口部中的一部分贴上掩膜。此时，贴有掩膜的隔室和未贴掩膜的隔室相互交替排列。然后，将贴有掩膜的一侧端部浸溃到含有堇青石化原料的封孔浆料中，并向未贴掩膜的隔室开口部填充封孔浆料。由此，得到流入侧端面上的流出隔室的开口部以及流出侧端面上的流入隔室的开口部中配设有封孔部的封孔蜂窝成型体。
[0122]接着，在流出隔室的角部上形成加强部。具体地，首先使用与蜂窝成型体所用的陶瓷成型原料(堇青石化原料)相同的材料，调制浆料状的加强材料。而且，将该加强材料调制成水分含量多于蜂窝成型体所用的陶瓷成型原料。然后，将该加强材料放入到容器中，并将封孔蜂窝成型体从其流出侧端面浸溃而形成加强部。
[0123]将加强部形成在所有流出隔室的各角部(正方形隔室的四个角)上。在实施例1中，从“流出侧端面的加强部长度”为2mm。即，蜂窝结构体长度152mm中，从流出侧端面开始2mm范围内形成有加强部，余下150mm中没有形成加强部。
[0124]接着，将封孔蜂窝成型体在450°C下加热5小时进行脱脂，进而在1425°C下加热7小时进行烧结，从而得到封孔蜂窝烧结体。流入侧封孔部以及流出侧封孔部的“封孔长度”分别为4mm。[0125]在形成有加强部的流出隔室中，“从流出隔室的加强部表面至隔着划分形成该流出隔室的隔壁交叉点而配置的其他隔室表面的隔壁交叉部分的交叉距离L”相对于“除去加强部的隔壁平均厚度T ”的比值(以下称为“流出隔室的交点比(L/T)”为2.0。
[0126]另一方面，在未形成加强部的流入隔室中，“从流入隔室的表面至隔着划分形成该流入隔室的隔壁交叉点而配置的其他隔室表面的隔壁交叉部分的交叉距离L ”相对于“除去加强部的隔壁平均厚度T”的比值(以下称为“流入隔室的交点比(L/T)”)为1.4。交点t匕(L/T)的测定是按照利用图8说明的上述测定方法进行的。
[0127]对于所获得的封孔蜂窝结构体，通过下述方法测定了 “最大主应力(MPA)”、“烟灰质量限值(SML)”、“入口开口率(％)”、“压力损失(kPa)”、“过滤器质量(g)”、“650°C到达时间(秒)”，其结果示于表2中。
[0128][最大主应力(MPA)]
[0129]利用CAD模型构建了封孔蜂窝结构体的几何结构，并用ANSYS日本公司制作的有限因素法分析软件(产品名称:ANSYS ReleAsell.0)求出所建模型的结构体中发生的最大主应力。此时，作为结构体的几何结构参数，分别给出“隔壁厚度”、“隔室密度”、“隔室间距”、“底面直径”、“隔室延伸方向上的长度”、“流入隔室或者流出隔室的交点比”、“封孔长度”、“外壁厚度”，而且有限因素法分析中给出事先测定得出的蜂窝结构体的“杨氏模量”、“泊松比”、“热膨胀系数”，同时适当给出在事先实施的煤烟燃烧试验中获得的封孔蜂窝结构体内发生的温度分布，从而获得希望的最大主应力。
[0130][烟灰质量限值(SML)]
[0131]将封孔蜂窝结构体用作DPF，逐渐增加煤烟(烟粒)的堆积量，并进行再生(煤烟燃烧)，确认发生裂缝的临界点。首先，在所得到的封孔蜂窝结构体的外周缠绕非热膨胀性陶瓷罩面作为保持材料，再压入到不锈钢(SUS409)罐装用罐体内，做成罐装结构体。之后，使含有柴油燃料(轻油)燃烧而产生的煤烟的燃烧气体，从蜂窝结构体的一个端面(包括细长片段之一侧端面的端面)流入，并从另一个端面流出，从而使煤烟堆积到蜂窝结构体内。然后，暂且将温度冷却至室温(25°C )，再使680°C的燃烧气体从蜂窝结构体的所述一个端面流入，并在由于煤烟的燃烧蜂窝结构体的压力损失下降的时候，减少燃烧气体的流量，使得煤烟急速燃烧，之后确认封孔蜂窝结构体上是否产生裂缝。该试验是从蜂窝结构体的每升容积中煤烟堆积量为4 g (以下标为4 g /升等)开始，每次增加0.5 (g /升)，直到产生裂缝为止反复进行。将产生裂缝时的煤烟量(g /升)作为SML值。每个实施例及比较例各制作5个蜂窝结构体，该5个(N= 5)蜂窝结构体的测定结果中，5个SML值都达到6 g / L为“合格”、5个中只要I个SML值未达到6 g / L为“不合格”。
[0132][入口开口率(％)]
[0133]测定封孔蜂窝结构体的截面积中流入侧端部的流入隔室所占的面积比率。将该面积比率(％)作为入口开口率(％)。
[0134][压力损失(kPa)]
[0135]利用特开2005 - 172652号公报中记载“过滤器的压力损失测定装置”，测定封孔蜂窝结构体的压力损失。测定条件是流体流量为IONm3/分、实验时的流体温度为25°C。
[0136][过滤器质量(g)]
[0137]测定各实施例的封孔蜂窝结构体的质量。将该质量作为过滤器质量(g )。[0138][650°C到达时间(秒)]
[0139]将封孔蜂窝结构体用作DPF，使680°C的燃烧气体流入，以测定DPF的流出侧端部到达650°C的时间。具体地，首先在所得到的封孔蜂窝结构体外周缠绕非热膨胀性陶瓷罩面作为保持材料，再压入到不锈钢(SUS409)罐装用罐体中，做成罐装结构体。进一步地，在罐装结构体的流出侧端部设置K型铠装热电偶。之后，藉由柴油燃料(轻油)的燃烧使680°C的燃烧气体流入，并监控事先设置的热电偶温度，测定其到达650°C的时间(650°C到达时间(秒))。
[0140]【表I】
[0141]
【权利要求】
1.一种封孔蜂窝结构体，包括: 蜂窝结构体，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁划分形成从流入侧端面延伸至流出侧端面的作为流体通道的多个隔室； 流出侧封孔部，配设在所述流出侧端面上的规定隔室的开口部，以形成所述流入侧端面开口且所述流出侧端面被封堵的流入隔室； 流入侧封孔部，配设在所述流入侧端面上的剩余隔室的开口部，以形成所述流出侧端面开口且所述流入侧端面被封堵的流出隔室， 其中，所述流出隔室中的至少一个是加强隔室，在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的至少一个角部上形成有用于加强所述流出隔室的加强部， 而所述流入隔室在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的至少一个角部上形成有用于加强所述流入隔室的加强部，并且所述流入隔室的被加强的角部数量少于所述流出隔室的被加强的角部数量， 所述流出隔室的所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流出侧端面开始形成在所述蜂窝结构体的所述 隔室的延伸方向的一部分上， 而所述流入隔室的所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流入侧端面开始形成在所述蜂窝结构体的所述隔室的延伸方向的一部分上。
2.—种封孔蜂窝结构体,包括: 蜂窝结构体，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁划分形成作为流体通道的从流入侧端面延伸至流出侧端面的多个隔室； 流出侧封孔部，配设在所述流出侧端面的规定隔室开口部上，以形成所述流入侧端面开口且所述流出侧端面被封堵的流入隔室； 流入侧封孔部，配设在所述流入侧端面的剩余隔室开口部上，以形成所述流出侧端面开口且所述流入侧端面被封堵的流出隔室， 其中，所述流出隔室中至少一个是加强隔室，在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的至少一角部上形成有用于加强所述流出隔室的加强部， 而所述流入隔室为非加强隔室，在垂直于所述隔室延伸方向的截面上的所述隔壁交叉的所有角部上未形成所述加强部， 并且，所述加强隔室的所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流出侧端面开始形成在所述蜂窝结构体的所述隔室延伸方向的一部分上。
3.根据权利要求1所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于: 所述加强部在所述隔室延伸方向上的长度等于或大于所述流出侧封孔部或所述流入侧封孔部的所述隔室延伸方向上的长度。
4.根据权利要求2所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于: 所述加强部在所述隔室延伸方向上的长度大于或等于所述流出侧封孔部在所述隔室延伸方向上的长度。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于: 所述加强部从所述蜂窝结构体的所述流出侧端面或者所述流入侧端面开始形成在所述蜂窝结构体的所述隔室延伸方向长度的1/3以下的范围内。
6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于:所述加强隔室包括形成有所述加强部的加强角部和未形成所述加强部的非加强角部。
7.根据权利要求1至6中的任何一项所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于: 所述加强隔室于所述蜂窝结构体的所述流出侧端面或者流入侧端面，在构成所述加强隔室的所有角部形成有所述加强部。
8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于: 所述流入隔室和所述流出隔室隔着所述隔壁交替配置。
9.根据权利要求1至8中的任何一项所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于: 从所述加强隔室的所述加强部表面至隔着划分形成所述加强隔室的所述隔壁交叉点而配置的其他隔室表面的隔壁交叉部分的交叉距离相对于除去所述加强部的所述隔壁平均厚度的比值为1.5-9.3。
10.根据权利要求1至9中的任何一项所述的封孔蜂窝结构体，其特征在于: 各所述加强部的大小占相当于所述隔室延伸方向的垂直截面上的除去所述加强部的开口部分面积的0.05-20%。
【文档编号】F01N3/022GK103458990SQ201280016266
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】豊岛哲雄, 高桥章, 浜崎佑一, 徐廷旻, 朴元洵 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社, 日本碍子株式会社