JP3427481B2 - 円筒形ハニカムフィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えばディーゼルエン
ジンから排出される排気ガス中のパティキュレートを捕
集し，燃焼除去するために用いられるハニカムフィル
タ，特にそのヒータ線の配置等に関する。

【０００２】

【従来技術】ハニカムフィルタに捕集されたパティキュ
レートを燃焼除去し，ハニカムフィルタを再生する手段
としては，フィルタの端面にヒータ線を埋め込み，該ヒ
ータ線を電気加熱する排気浄化手段がある。この排気浄
化手段は，例えば図７に示すごとく，セラミック製のハ
ニカムフィルタ９をハウジング９５内に配設したもので
ある。

【０００３】ハニカムフィルタ９は，多孔質の通気性隔
壁９００によって区画された多数のガス通路９０を有す
る。ガス通路９０は，上流側に閉塞部９３を設けた出口
通路９０３と，下流側に閉塞部９１を設けた入口通路９
０１とを有する。そして，上記下流側の閉塞部９１には
多数のヒータ線９２を埋め込み配設している。上記ハニ
カムフィルタ９は，ガス通路に直角方向の断面が円形の
円筒形ハニカムフィルタが多用されている。

【０００４】上記ヒータ線９２には，加熱用電源９６が
接続されている。上記ハニカムフィルタ９においては，
ハウジング９５の上流側より，排気ガス９７が導入さ
れ，排気ガスは入口通路９０１に入り，通気性隔壁９０
０を通過して出口通路９０３に入り，次いでハウジング
９５より排出される。そして，排気ガス中のパティキュ
レートは上記通気性隔壁９００に捕集される。

【０００５】パティキュレートが所定量捕集された後に
は，ハウジング９５内に排気ガスとは逆方向より空気９
８を導入すると共に上記ヒータ線９２に通電を行なう。
これにより，捕集したパティキュレートを燃焼除去し，
ハニカムフィルタ９の再生を行なう。

【０００６】ところで，従来，上記ヒータ線９２は，ハ
ニカムフィルタの直径方向に沿って，並列状に多数本が
配置されている。そして，そのヒータ線の長さに関して
は，ハニカムフィルタが円筒形である場合，各ヒータ線
は，フィルタの中央部（直径付近）では長く，フィルタ
の外周部近くにおいては短い。そのため，各ヒータ線毎
にヒータ抵抗が異なり，全体として均一な発熱ができな
い。また，フィルタの中央部に対して，外周部はフィル
タケースへの放熱があるため，フィルタを均一温度に保
持し難い。

【０００７】そこで上記問題を解決する為に，従来例１
（特開平３−２１７６１７）では， （１）ヒータ線の電極配置構成，ヒータ線の埋め込みパ
ターンの工夫（この場合，ヒータ線をフィルタ端面側か
ら見て屈曲させる）により各ヒータ線の長さ，つまりヒ
ータ抵抗を均等にし，均一な発熱を得ようとしている。

【０００８】（２）又，他の実施例として，ヒータ線の
埋め込みパターンを，フィルタ端面側から見て屈曲して
埋め込まずに直線状に埋め込む場合は，フィルタの外周
部になる程ヒータ長さが短くなり抵抗が小さくなるた
め，ヒータ線径を細くすることで抵抗調整する方法につ
いても提案している。

【０００９】また，従来例２（実開平４−４７１２５）
においては，フィルタの外周部で放熱が大きい領域はヒ
ータ線の埋め込み深さを深くすることを提案し，温度を
均一にしようとしている。従って，ヒータ線の埋め込み
深さはフィルタ中央部で約１０ｍｍとすると，外周部で
は埋め込み山数が少ない分，ヒータ抵抗を合せる為に少
なくとも２０ｍｍ以上埋め込むことになる。

【００１０】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来例１
には次の問題がある。 （１）多数のヒータ線の抵抗値を合せる手段として，各
ヒータ線の長さ（埋め込み山数）を限定しようとしてい
る。しかし，フィルタ端面は円形である為，フィルタ中
央部のヒータ線はフィルタの端面側から見て直線状に配
置することができるものの，フィルタの外周部は貫通孔
の数が少なくなり，どうしても屈曲させて埋め込む必要
がある。図８は，このようにヒータ線９２１〜９２７を
屈曲配置した場合を示している。

【００１１】従って，この場合には，ヒータ線は上下方
向に折り曲げて，且つ埋め込みパターンに従った横方向
にも折り曲げなければならず，製造上困難なものにな
る。又，折り曲げられたヒータ線をフィルタに挿入する
際にも位置決め等が複雑になる。

【００１２】（２）ヒータ線の埋め込みパターンをフィ
ルタ端面側から見て屈曲させず直線状に配置する場合，
ヒータ線径を変えてヒータ抵抗を合わせようとしてい
る。しかし，フィルタが円形である場合には，中央の貫
通孔の数（ヒータ埋め込み山数）に対し，外周部の貫通
孔の数は約１／３であり，ヒータ線長さは３倍違う。

【００１３】これをヒータ線径で抵抗調整するとなる
と，例えば中央のヒータ線径を直径０．６ｍｍとした場
合，外周部のヒータ線径は０．３ｍｍ以下にする必要が
ある。そして，ヒータ線径を０．３ｍｍ以下にした場
合，ヒータ線自体の強度がなく，折り曲げ加工の寸法精
度が出し難い。また，加工後もその形状を維持すること
が困難である。

【００１４】更に，ヒータ線径が上記のように小さくな
ると，フィルタに埋め込む際に，その形状を維持するこ
とが困難で，所定通り埋め込まれたか信頼性に乏しく，
またヒータ通電の際には断線し易いという危険もある。
一方，中央部のヒータ線の直径を０．７ｍｍ以上とする
ことも考えられるが，ヒータ線をこのように太くする
と，ハニカムフィルタの１つのガス通路の閉塞部に，挿
入側と挿出側の往復２本のヒータ線を配置することがで
きなくなってしまう。

【００１５】次に，従来例２には以下の問題がある。 （１）フィルタの外周部の放熱をカバーする為，外周部
のヒータ線埋め込み深さを深くしている。しかし，基本
的には正極，負極間に並列に配置する多数のヒータ線
は，抵抗を揃えていないと均一な発熱ができない。この
例では，ヒータ線径を一定としているので，円形である
フィルタ端面の中央部に配置するヒータ線埋め込み山数
と，フィルタ外周部に配置するヒータ線の埋め込み山数
の差（約３倍）を，ヒータ線埋め込み深さで調整し，ヒ
ータ線長さ（ヒータ抵抗）を合せることになる。

【００１６】例えば，中央部のヒータ線の埋め込み深さ
を１０ｍｍとすると，フィルタ外周部のヒータ線埋め込
み深さは少なくとも２０ｍｍ以上が必要になる。従っ
て，フィルタ端面上で見た温度は均一になっているが，
深さ（フィルタ軸方向）の温度は不均一になり，この方
向に熱応力が発生しフィルタ縦割れの原因となる。

【００１７】（２）この場合，軸方向の温度差を小さく
する為に，ヒータ線の埋め込み深さの差を小さくしよう
とすると，フィルタ中央部と外周部との埋め込み山数の
差から，ヒータ線埋め込みパターンはフィルタ端面から
見て直線状には埋め込み出来ない。そのため，屈曲埋め
込み（図８参照）をしてヒータの抵抗調整をしなければ
ならず，ヒータ線の加工，ヒータ線をフィルタに挿入す
る際の位置決め等が複雑になる。

【００１８】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，フィ
ルタ端面部の均熱化，フィルタ軸方向の均熱化，ヒータ
線の加工性及びフィルタへの組付容易性，及び耐久性に
優れた円筒形ハニカムフィルタを提供しようとするもの
である。

【００１９】

【課題の解決手段】本発明は，通気性隔壁によって区画
された多数のガス通路と，一部分のガス通路に設けた閉
塞部と，該閉塞部に埋め込まれて直線状に並列配置した
蛇行状の多数のヒータ線とを有し，各ヒータ線は，それ
ぞれその両端が正極側と負極側の各共通電極に接続され
ており，かつ上記ガス通路と直交する方向の断面が円形
である円筒形ハニカムフィルタにおいて，上記各ヒータ
線は，フィルタの外周部近くにおける埋め込み深さが，
その他の部分におけるそれよりも大きくかつ２倍以内の
長さであり，また，上記各ヒータ線は，その全長におけ
る電気抵抗値がほぼ同じとなるように，埋め込み山数が
最小の最小ヒータ線に対する，埋め込み山数が最大の最
大ヒータ線の，山数比率が１よりも大きく２倍以内であ
り，かつ，各ヒータ線の線径は，０．４〜０．６ｍｍの
範囲内にあって埋め込み山数の少ないヒータ線の方が上
記埋め込み山数の多いヒータ線よりも小径であることを
特徴とする円筒形ハニカムフィルタにある。

【００２０】本発明において最も注目すべきことは，フ
ィルタ外周部近くのヒータ線の埋め込み深さ，上記最小
ヒータ線と最大ヒータ線の山数比率，埋め込み山数の少
ないヒータ線とその多いヒータ線との線径割合を上記の
ごとく規定したことにある。本発明において，上記各ヒ
ータ線は，いずれも，ハニカムフィルタの直径方向に沿
って直線状に並列配置され，その方向において上記閉塞
部にＵ字状に埋め込みされている。それ故，ヒータ線
は，これを側面から見た場合，ジグザグ状の蛇行状を呈
している（図１参照）。

【００２１】また，各ヒータ線は，それぞれその両端
が，正極側の共通電極，負極側の共通電極に接続されて
いる（図２参照）。また，ヒータ線は，図１（Ｃ）に示
すごとく，フィルタの外周部（直径方向に平行な部分
で，中央から遠ざかった部分）近くにおける埋め込み深
さｄは，他の部分における埋め込み深さｅよりも大き
く，かつその大きさは２倍以内である。

【００２２】上記埋め込み深さとは，蛇行状ヒータ線に
おける山部（最上端）と谷部（最下端）との間の長さを
いう。上記のごとく，外周部の埋め込み深さｄとその他
の部分の埋め込み深さｅとを調整することにより，外周
部における温度低下を防止し，かつフィルタ軸方向の均
熱化を確保できる。上記の深さの割合が２倍を越える場
合には，外周部の温度が高くなりすぎ，均熱化を図り難
くなる。

【００２３】なお，ヒータ線のうち最も外方に位置する
最外ヒータ線は，外周部もそれ以外も同じ埋め込み深さ
とすることが好ましい（図１（Ａ）参照）。また，各ヒ
ータ線は，その各全長における電気抵抗値が略同じとな
るように，埋め込み山数が最小の最小ヒータ線（図１
（Ａ））に対する上記埋め込み山数が最大の最大ヒータ
線（図１（Ｃ））の山数比率が１よりも大きく２倍以内
であることが必要である。

【００２４】上記山数比率が上記範囲内にない場合に
は，上記各ヒータ線における電気抵抗値を略同じにする
ため，最小ヒータ線における線径を例えば０．４ｍｍ未
満にする必要が生じ，ヒータ線の強度の低下，加工困難
性，ハニカムフィルタへの組付困難性を生ずる。また，
直線状にヒータ線を配置する場合（本発明）における，
ホットスポットを防止できる。

【００２５】また，ヒータ線の線径は，０．４〜０．６
ｍｍの範囲内にあり，かつ埋め込み山数の少ないヒータ
線の方が，埋め込み山数の多いヒータ線よりも小径であ
ることが必要である。つまり，ハニカムフィルタの直径
部分（中央部分）から外方へ遠ざかるほど，その線径が
小さくなっている。

【００２６】上記線径が０．６ｍｍよりも大きい場合に
は，ヒータ線を，上記１つの通気性隔壁の閉塞部へ埋め
込むこと等が困難となる。つまり，閉塞部への埋め込み
の際には，ヒータ線の蛇行状のＵ字部分を１つの閉塞部
へ埋め込みすることになる。そのため，１つの閉塞部へ
２本のヒータ線が出入りすることとなる。それ故，ヒー
タ線が０．６ｍｍを越えると，ヒータ線同志が近接しす
ぎたり，またその加工，閉塞部への埋め込みが困難とな
る。一方，線径が０．４ｍｍ未満となると，ヒータ線の
強度が低下し，その折り曲げ加工の精度低下，ヒータ形
状の維持困難，更にはヒータ断線のおそれがあり，耐久
性が低下する。

【００２７】また，ヒータ線は上記線径の範囲内にあっ
て，埋め込みの少ないヒータ線の方が埋め込みの多いヒ
ータ線よりも小径である。これにより，フィルタ端面の
均熱化，フィルタ軸方向の均熱化を図ることができる。
次に，ヒータ線において，上記外周部近くにおける埋め
込み深さが大きい部分の山数は，２〜４山とすることが
好ましい。２山未満では，外周部の温度保持が困難とな
り，一方４山を越えると外周部の温度が上昇しすぎ，均
熱化が困難となる。

【００２８】また，上記ヒータ線のうち，最外部に位置
する最外ヒータ線は，フィルタ端面から見て，略Ｕ字状
に配線されていることが好ましい（図２の符号２１）。
即ち，最外ヒータ線は，フィルタの外周部に近いため，
直線状１列のみでは，他の部分のヒータ線に近い電気抵
抗値を確保し難く，無理に直線状のみにすると線径が
０．４ｍｍ未満となり，上記のごとく強度，耐久性の問
題が発生する。それ故，最外ヒータ線のみはＵ字状の２
列に配置することが好ましい。

【００２９】また，ハニカムフィルタは，上記ヒータ線
を埋め込み配設したヒータ支持部と，上記ガス通路を設
けたフィルタ部とよりなり，両者は分離可能に設けてあ
ることが好ましい。これにより，例えばヒータ支持部が
断線等の損傷を生じた場合，或いはフィルタ部が劣化し
たり損傷したりした場合，容易に代替物と交換すること
ができ，メインテナンスが容易である。

【００３０】また，ハニカムフィルタはセラミックス粉
末の焼結体よりなり，かつその外周は金属筒に収納して
あることが好ましい。これにより，特に前記ディゼルエ
ンジンの排気ガス中のパティキュレートの捕集が容易で
あると共に，耐久性に優れたハニカムフィルタを得るこ
とができる。なお，金属筒に収納する際には，セラミッ
ク繊維を主成分とするマットを，フィルタの外周に配置
する。また，上記ヒータ線は，ハニカムフィルタにおけ
る排気ガスの入口側の閉塞部，或いは排気ガスの出口側
の閉塞部のいずれか一方又は双方に設ける。

【００３１】

【作用及び効果】本発明においては，まずフィルタの外
周部におけるヒータ線の埋め込み深さを，他の部分より
も上記の範囲内において，大きくしている。これによ
り，外周部における，温度低下を防止できる。また，上
記深さの割合は２倍以内としているので，フィルタ軸方
向の均熱化を確保することもできる。

【００３２】また，上記最小ヒータ線に対する最大ヒー
タ線の山数比率は１〜２としたので，ヒータ線の電気抵
抗値をほぼ同じとでき，かつヒータ線線径が極端に細く
なることを防止できる。また，直線状にヒータ線を配置
したことにより，ホットスポットを防止でき，ヒータ線
の細線化に伴うヒータ線の強度低下，耐久性低下を防止
できる。

【００３３】また，ヒータ線線径は０．４〜０．６ｍｍ
とし，かつ埋め込み山数の少ないヒータ線の方が，埋め
込み山数の多いヒータ線よりも小径にしてある。そのた
め，ヒータ線の強度を確保しつつ，蛇行状のヒータの折
り曲げ加工の信頼性，フィルタへのヒータ組付けの容易
性を得ることができる。また，ヒータ断線を防止でき耐
久性が向上する。また，フィルタの端面部の全領域及び
軸方向の均熱化を図ることができる。

【００３４】したがって，本発明によれば，フィルタの
端面部の全領域の均熱化，フィルタ軸方向の均熱化，ヒ
ータ線の加工性及びフィルタへの組付容易性，及び耐久
性に優れた円筒形ハニカムフィルタを提供することがで
きる。

【００３５】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる円筒形ハニカムフィルタにつ
き，図１〜図３を用いて説明する。本例のハニカムフィ
ルタ１は，図１〜図３に示すごとく，通気性隔壁１５に
よって区画された多数のガス通路１０と，一部分のガス
通路１０に設けた閉塞部１１と，該閉塞部１１に埋め込
まれて，直線状に並列配置した蛇行状の多数のヒータ線
２（２１〜３１）を有する。

【００３６】各ヒータ線２は，図２に示すごとく，それ
ぞれ両端が正極側共通電極４１と負極側共通電極４２と
に，リード線４１１，４２１により，接続されている。
また，該ハニカムフィルタ１は，上記ガス通路１０と直
交する方向の断面が円形である円筒形ハニカムフィルタ
である（図２）。次に，上記ヒータ線２は，図１
（Ｂ），（Ｃ）に示すごとく，フィルタの外周部近くに
おける埋め込み深さｄが，その他の部分における埋め込
み深さｅよりも大きく，かつ２倍以内の長さにある。上
記の外周部とは，フィルタの直径方向と平行な方向にお
いて外周に近い部分をいう。

【００３７】また，上記各ヒータ線は，その全長におけ
る電気抵抗値がほぼ同じとなるように，埋め込み山数が
最小の最小ヒータ線２２（図１（Ａ），図２）に対す
る，埋め込み山数が最大の最大ヒータ線３１（図１
（Ｃ），図２）の山数比率が１よりも大きく，２倍以内
である。また，各ヒータ線２１〜３１の線径は０．４〜
０．６ｍｍの範囲内にあって，埋め込み山数の少ないヒ
ータ線（例えばヒータ線２１〜２３）の方が，埋め込み
山数が多いヒータ線（例えば，ヒータ線２９〜３１）よ
りも小径である。

【００３８】また，上記ヒータ線２は，フィルタの直径
方向に平行に，直線状に並列配置されている。そして，
フィルタの最外部分のヒータ線つまり上記最外ヒータ線
２１から，中央のヒータ線つまり最大ヒータ線３１に至
るに従って，ヒータ線が順次長くなっている。図２にお
いて示すごとく，ヒータ線２は，同図の上下方において
上記最外ヒータ線２１から最大ヒータ線３１に，更に最
外ヒータ線２１へと並列配置されている。

【００３９】また，図３に示すごとく，フィルタのガス
通路の一方において，市松模様状に閉塞部１１が設けら
れており，隣接する閉塞部１１に沿って，直線状にヒー
タ線２が配置されている。上記閉塞部は，ハニカムフィ
ルタにおけるガス入口側及びガス出口側にそれぞれ市松
模様状に設けてある。ガス入口側に閉塞部を設けた部分
のガス通路は，ガス出口通路１１１（図１）を構成す
る。一方，ガス出口側に閉塞部を設けた部分のガス通路
はガス入口通路１２を構成する（図３）。

【００４０】上記ヒータ線は，ガス入口側の閉塞部，ガ
ス出口側の閉塞部のいずれか一方又は双方に設けること
ができる。本例のハニカムフィルタにおいては，フィル
タ外周部におけるヒータ線の埋め込み深さ，上記最小ヒ
ータ線と最大ヒータ線の山数比率，ヒータ線線径の条件
等を上記のように構成してある。そのため，前記のごと
く，フィルタの端面部の全領域の均熱化，フィルタ軸方
向の均熱化，ヒータ線の加工性及びフィルタへの組付容
易性，及び耐久性に優れている。

【００４１】実施例２ 図１〜図５に示すごとく，本例においては，上記実施例
１に示した円筒形ハニカムフィルタにおける具体例と，
その温度分布の測定実験結果につき説明する。本例のハ
ニカムフィルタは，ディーゼルエンジンにおける，排気
ガス中のパティキュレートの浄化装置に用いるものであ
る。このハニカムフィルタは，直径１４０×長さ１３０
ｍｍ（２リットル），メッシュが１５０個／ｉｎ² ，通
気性隔壁の板厚が０．４５ｍｍの，コージェライト製ハ
ニカムフィルタを用いた。

【００４２】ヒータ線は，Ｃｒ，Ａｌ，Ｆｅを主成分と
したニクロム又はカンタル材等があり，本例では直径
０．４〜０．５５ｍｍのカンタル材を用いている。上記
ハニカムフィルタは，多数の貫通孔（ガス通路）の一つ
置きの開口部が閉塞部により封止されている。ヒータ線
はこの閉塞部が開口部を介することなく連続して配列す
る方向に，１列置きに挿入されており，かつ閉塞部によ
って固定されている（図２）。

【００４３】ヒータ線は，基本的には１列に１本である
が，最外周部のヒータ線についてのみ，Ｕ字状の２列で
１本のヒータである（図２）。これは埋め込み山数が極
端に少なくなり，ヒータ線の電気抵抗値調整の為，ヒー
タ線径が極端に細くなるのを防止している。ヒータ線及
び閉塞部を挿入する貫通孔は，フィルタ端面の排気ガス
が流入しない貫通孔を選択している為，排気抵抗になる
ことはない。

【００４４】各ヒータ線の埋め込み山数，線径，深さ，
形状について，表１に示す。ヒータ線が，配置される場
所により，各々の組合せが変えられていることが特徴で
ある。なお，表１において，Ｎｏ．２１は，ヒータ線の
うち最も外方に位置する，上記最外ヒータ線に相当し，
このものは外周部の深い埋め込みがないので，下記のａ
とｄが示されていない。

【００４５】表１において，Ｎｏ．は図１，図２に示す
ヒータ線の番号を示している。線径は，ヒータ線の直径
ｍｍで示す。山数は，図１に示すごとく，外周部の山数
ａ，それより内方の山数ｂ，合計山数ｃを示している。
また深さは，フィルタの外周部の埋め込み深さｄ，それ
より内方の埋め込み深さｅを示している。表１の「ワッ
ト／山」は，ヒータ線の１山当たりのワット（出力）数
を示している。

【００４６】表１，図１，図２において，例えば，フィ
ルタ中央に配置したヒータ線３１は，線径０．５５ｍ
ｍ，埋め込み山数４４山，その内フィルタ外周に相当す
る両端の２山（ａ）ずつは放熱を考慮し，埋め込み深さ
１１ｍｍとし，それ以外の４０山（ｂ）については埋め
込み深さ７ｍｍとしている。フィルタの外周部に配置さ
れているヒータ線２１の場合は，線径０．５５ｍｍ，埋
め込み山数３５山，埋め込み深さは１０ｍｍ一定という
具合である。

【００４７】各ヒータ線の埋め込み山数，線径，深さ，
形状は以下の様に決定する。まず，フィルタ端面に対す
るヒータ線の埋め込み範囲は，フィルタケースや電極等
との干渉を避ける意味で，フィルタ外周端より約３ｍｍ
クリアランスを設ける。本例では直径約１３４ｍｍがヒ
ータ線の埋め込み範囲である。この埋め込み範囲中で最
も距離の長いフィルタ中心線上の貫通孔をカウントし，
ヒータ線の最大山数とする。本例では４４山が最大山数
である。

【００４８】ヒータ線径は貫通孔に挿入可能な範囲に設
定されるが，本例では０．５５ｍｍが最大線径となる。
逆に最小線径は，ヒータ線折り曲げ加工の精度，強度
（ヒータ形状維持）等の点から０．４ｍｍに設定した。
ヒータ線の埋め込み深さｅは７〜１０ｍｍを基本とし，
放熱の多いフィルタ外周部に相当する範囲（本例では外
側より２山分）の深さｄについては１０〜１３ｍｍの範
囲にした。本例では，最小埋め込み深さと最大埋め込み
深さを２倍以内とし，フィルタ軸方向の温度差を小さく
している。

【００４９】フィルタ中心線上のヒータ線仕様を決定し
た後，ヒータ線埋め込み範囲内で，順次１列置きに外側
の埋め込み山数をカウントし決定する。その後，ヒータ
線径，埋め込み深さを各ヒータ線毎に決定していくが，
基本的には各ヒータ線の１山当たりの電力（ワット／
山）が一定範囲になる様にする。本例では，１２Ｖ，２
ＫＷ仕様でヒータ１山当たり２．３６〜２．６５Ｗ（ワ
ット）になる様に設定しフィルタ端面上の均熱化を達成
しているが，一般的には±０．７Ｗ以内に入っていれば
均熱化が可能である。

【００５０】本例のハニカムフィルタについて各部の温
度を測定し，従来品と均熱化傾向を比較した。その結果
を図４，図５に示す。ここに，図４は，本発明にかかる
円筒形ハニカムフィルタの概念図を示している。一方，
従来品としてのハニカムフィルタは，下記の点が本例の
ハニカムフィルタと異なっている。即ち，フィルタの外
周近傍までヒータ埋め込み深さが一定であり，またヒー
タがフィルタ端面側から見て折り曲げて埋め込まれてい
る（図８）という点が異なる。

【００５１】図５より知られるごとく，従来品（曲線
Ｓ）は，フィルタ外周部の温度が低いか，その部分の温
度を上げたことにより他の部分の温度が上昇し過ぎた
り，ヒータの埋め込みパターンによっては温度が異常上
昇するホットスポットが発生していた。又，図示はして
いないが，外周部の埋め込み深さが極端に深いタイプの
ハニカムフィルタについては，当然フィルタ軸方向の温
度も差が出てくる。そのため軸方向の均熱化が図れな
い。

【００５２】本発明品については，図５の曲線Ｐに示す
ごとく，非常に均一な温度分布になっている。更に，本
発明品ではヒータ線の埋め込み方向に加え，４５°方
向，９０°方向の温度も同様に均熱化する様配慮されて
いる。つまり，フィルタの端面全体で見てどの方向も均
熱化されている訳である。

【００５３】従来品では，フィルタ端面上のある一方向
は均熱化できても，その９０°方向は同じ均熱レベルに
維持できない。もしくは，端面上を全て均熱化しようと
すると，軸方向の均熱化が犠牲になってしまう。また，
図５に示すごとく，埋め込みエリア内での温度差ΔＴ
は，従来品が２５０℃であったが，本発明品では１５０
℃以内になっており，優れた均熱化が達成できることが
分かる。

【００５４】

【表１】

【００５５】実施例３ 本例は，図６に示すごとく，ヒータ支持部２００とフィ
ルタ部１００とよりなり，両者を分離可能に配設した円
筒形ハニカムフィルタを示すものである。ヒータ支持部
２００は，実施例１に示したハニカムフィルタと同様
に，閉塞部１１とヒータ線２を配置したものである。

【００５６】一方，フィルタ１００は，図１及び図３に
示したように，ヒータ支持部２００に面する上流側１６
１及び下流側１６２において閉塞部を設けてある。ヒー
タ支持部２００とフィルタ部１００とは，円筒ケースの
中に収納，固定され，実施例１と同様にパティキュレー
ト捕集用のハニカムフィルタとして使用される。その他
は，実施例１，２と同様である。

【００５７】本例によれば，ヒータ支持部２００とフィ
ルタ部１００とが分離可能に設けてあるので，いずれか
が損傷した場合に，メインテナンスが容易である。ま
た，実施例１，２と同様の作用効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるハニカムフィルタの，図２の
Ａ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線，Ｃ−Ｃ線矢視断面図。

【図２】実施例１におけるハニカムフィルタの平面図。

【図３】実施例１におけるハニカムフィルタのヒータ線
配置説明図。

【図４】実施例２のハニカムフィルタの説明図。

【図５】実施例２におけるハニカムフィルタの温度分布
測定図。

【図６】実施例３におけるハニカムフィルタの説明図。

【図７】従来例におけるハニカムフィルタの説明図。

【図８】従来例におけるハニカムフィルタのヒータ線配
置説明図。

【符号の説明】

１．．．円筒形ハニカムフィルタ， １０．．．ガス通路， １００．．．フィルタ部， １１．．．閉塞部， １５．．．通気性隔壁， ２，２１〜３１．．．ヒータ線， ２００．．．ヒータ支持体， ４１．．．正極側共通電極， ４２．．．負極側共通電極，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−217617（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−222914（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−55021（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−3221（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−47125（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通気性隔壁によって区画された多数のガ
   ス通路と，一部分のガス通路に設けた閉塞部と，該閉塞
   部に埋め込まれて直線状に並列配置した蛇行状の多数の
   ヒータ線とを有し，各ヒータ線は，それぞれその両端が
   正極側と負極側の各共通電極に接続されており，かつ上
   記ガス通路と直交する方向の断面が円形である円筒形ハ
   ニカムフィルタにおいて，上記各ヒータ線は，フィルタ
   の外周部近くにおける埋め込み深さが，その他の部分に
   おけるそれよりも大きくかつ２倍以内の長さであり，ま
   た，上記各ヒータ線は，その全長における電気抵抗値が
   ほぼ同じとなるように，埋め込み山数が最小の最小ヒー
   タ線に対する，埋め込み山数が最大の最大ヒータ線の，
   山数比率が１よりも大きく２倍以内であり，かつ，各ヒ
   ータ線の線径は，０．４〜０．６ｍｍの範囲内にあって
   埋め込み山数の少ないヒータ線の方が上記埋め込み山数
   の多いヒータ線よりも小径であることを特徴とする円筒
   形ハニカムフィルタ。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記外周部近くにお
   ける埋め込み深さが大きい部分の山数は２〜４山である
   ことを特徴とする円筒形ハニカムフィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記ヒータ線
   のうち最も外方に位置する最外ヒータ線は，フィルタ端
   面から見て略Ｕ字状に配線されていることを特徴とする
   円筒形ハニカムフィルタ。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３において，上記ハニ
   カムフィルタは上記ヒータ線を埋め込み配線したヒータ
   支持部と，上記ガス通路を設けたフィルタ部とよりな
   り，両者は分離可能に設けてあることを特徴とする円筒
   形ハニカムフィルタ。
5. 【請求項５】 請求項１〜３又は４において，上記ハニ
   カムフィルタはセラミックス粉末の焼結体よりなり，か
   つその外周は金属筒に収納してあることを特徴とする円
   筒形ハニカムフィルタ。