ハニカム構造体の製造方法
【課題】生産効率に優れたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法であって、複数の貫通孔７０ａを有するハニカム構造体７０の一端面に対して封口材を板２０によって押圧することにより貫通孔７０ａの一端に封口材を充填する工程と、板２０におけるハニカム構造体７０の一端面と対向する部分の一部を、一端面に向かって突出させることにより、板２０におけるハニカム構造体７０の一端面と対向する部分の他部と一端面とを引き離す工程と、を備える方法である。
【解決手段】端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法であって、複数の貫通孔７０ａを有するハニカム構造体７０の一端面に対して封口材を板２０によって押圧することにより貫通孔７０ａの一端に封口材を充填する工程と、板２０におけるハニカム構造体７０の一端面と対向する部分の一部を、一端面に向かって突出させることにより、板２０におけるハニカム構造体７０の一端面と対向する部分の他部と一端面とを引き離す工程と、を備える方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハニカムフィルタ構造体が、DPF（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。そして、特許文献１には、このようなハニカムフィルタ構造体を製造する方法が開示されている。特許文献１では、シリンダ７内に配置したハニカム構造体１の一端に対して、ピストン８により封口材を押圧することにより、ハニカム構造体の貫通孔の端部に封口材を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６３−２４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、ハニカム構造体の一端側を封口材で封じた後にピストンをハニカム構造体から引き離すことや、複数の貫通孔に均等に封口材を供給することが困難であり、生産効率が低下していた。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、生産効率に優れたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の第１の製造方法は、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を板によって押圧することにより貫通孔の一端に封口材を充填するＡ工程と、
板における一端面と対向する部分の一部を、一端面に向かって突出させることにより前記板における一端面と対向する部分の他部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、を備える。
【０００７】
本発明によれば、封口剤の充填によって板とハニカム構造体の一端面とが近接した状態となった後、板の一部が一端面に向かって突出して板の他部が一端面から離れるので、板からハニカム構造体を引き離すことが容易となる。
【０００８】
ここで、板における一端面と対向する部分の一部は、板における一端面と対向する部分の中央部であることが好ましい。
【０００９】
これにより、板からハニカム構造体を引き離しやすい。
【００１０】
また、Ａ工程では一端面と板との間にマスクを介在させ、マスクは、ハニカム構造体の複数の貫通孔の内の一部のみと連通する貫通孔を有することが好ましい。
【００１１】
これによれば、一部の貫通孔の一端を封口することが容易である。そして、Ｂ工程によれば、ハニカム構造体の一端面に封口材を押圧した状態の板からハニカム構造体及びマスクを引き離すことが容易である。
【００１２】
また、板は弾性体であり、前記突出を、板における前記一端面と対向する部分を一端面に向かって凸状に変形させることにより行うことが好ましい。これにより、Ｂ工程を容易に行うことができる。
【００１３】
さらに、Ｂ工程後にハニカム構造体の他端面に対して封口材を板によって押圧することによりハニカム構造体の他の貫通孔の他端に封口材を充填するＣ工程と、Ｃ工程後に板における前記一端面と対向する部分の一部を、他端面に向かって突出させることにより、板における前記一端面と対向する部分の他部と他端面とを引き離すＤ工程と、をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
これにより、ハニカム構造体の端面から板を引き離しやすくなる。
【００１５】
また、前記Ａ工程を、凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備すること、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成すること、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給すること、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置すること、及び、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより前記弾性板の凹部を解消させることにより行い、
前記Ｂ工程を、前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間にさらに流体を供給して、前記弾性板における前記ハニカム構造体の前記一端面と対向する部分を前記一端面に向かって凸状に変形させることにより行うことが好ましい。
【００１６】
本発明にかかる端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の第２の製造方法は、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を弾性板によって押圧して、前記貫通孔の一端に前記封口材を充填するＡ工程と、
前記弾性板における前記一端面と対向する部分を、前記一端面に向かって凸状に変形させることにより、前記弾性板における前記一端面と対向する部分の周辺部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、
を備える。
本発明によれば、封口剤の充填によって板とハニカム構造体の一端面とが近接した状態となった後、弾性板が一端面に向かって凸状に変形して弾性板の周辺部が一端面から離れるので、弾性板からハニカム構造体を引き離すことが容易となる。
【００１７】
本発明に係る、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の第３の製造方法は、
凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部、及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備する工程と、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成する工程と、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給する工程と、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置する工程と、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより、前記弾性板の凹部を解消させる工程と、
を備える。
【００１８】
本発明によれば、弾性板の凹部を解消させることにより封口材を供給するので、複数の貫通孔に対して比較的均等に封口材を充填することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、生産効率に優れたハニカム構造体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る封口装置の概略断面図である。
【図２】図２は、図１の封口装置のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図３の（ａ）は、図１の封口装置で用いるハニカム構造体の斜視図、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の部分拡大図である。
【図４】図４の（ａ）は、図１のマスクの斜視図、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の部分拡大図である。
【図５】図５の（ａ）は、図１の封口装置の動作を説明する部分断面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に続く部分断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、図５の（ｂ）に続く部分断面図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に続く部分断面図である。
【図７】図７の（ａ）は、図６の（ｂ）に続く部分断面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。
【図８】図８の（ａ）は、図７の（ｂ）に続く部分断面図であり、図８の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。
【図９】図９の（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る封口装置の動作を説明する断面図であり、図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に続く部分断面図であり、図９の（ｃ）は、図９の（ｂ）に続く部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る封口装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２２】
（第一実施形態）
図１は、本実施形態の第一実施形態に係る封口装置１００の概略断面図である。本実施形態に係る封口装置１００は、主として、本体部１０、弾性板２０、ポンプ５０、保持部８０を備える。
【００２３】
本体部１０は、剛性材料から形成されている。剛性材料としては、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等のポリマー材料が挙げられる。本体部１０の上面１０ａには、凹部１０ｄが形成されている。本実施形態では、凹部１０ｄの形状は、図１及び図２に示すように、円柱状とされている。そして、本体部１０の上面１０ａに対して、凹部１０ｄの側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行とされている。凹部１０ｄの直径は、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることができる。凹部１０ｄの深さは、例えば、０．２〜２０ｍｍとすることができる。
【００２４】
弾性板２０は、凹部１０ｄの開口面を覆うように、本体部１０の上面１０ａ上に、配置されている。弾性板２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２０としては、ゴム板が好ましい。ゴムとしては、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性板２０の厚みは特に限定されないが、例えば、０．３〜３．０ｍｍとすることができる。
【００２５】
弾性板２０は、リング部材２５、及びボルト３１により本体部１０に固定されている。リング部材２５は、本体部１０の凹部１０ｄに対応する位置に開口２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２５は、弾性板２０における中央部（凹部１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２０上に配置されている。これにより、弾性板２０の周辺部が、本体部１０とリング部材２５とにより挟まれている。リング部材２５、及び弾性板２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部１０にはこれら貫通孔ｈに対応するネジ孔ｊが形成されており、ボルト３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ネジ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部１０の上面１０ａにおける凹部１０ｄのまわりの部分に、弾性板２０の周辺部が密着して固定されている。
【００２６】
図１及び図２に示すように、リング部材２５の開口２５ａの内径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００２７】
本体部１０は、さらに、凹部１０ｄの底面１０ｃに開口する連通路１０ｅを有している。なお、本実施形態では、連通路１０ｅは凹部１０ｄの底面１０ｃに開口しているが、凹部１０ｄの内面に開口していれば良く、例えば、凹部１０ｄの側面１０ｂに開口していてもよい。また、連通路１０ｅの開口の形状や数も特に限定されない。
【００２８】
連通路１０ｅには、接続パイプ１４を介してポンプ５０が接続されている。
【００２９】
ポンプ５０は、シリンダ５１、シリンダ５１内に配置されたピストン５３、及び、ピストン５３に接続されたピストンロッド５４を備える。ピストンロッド５４には、ピストンロッド５４を軸方向に往復移動させるモータ５５が接続されている。なお、ピストンロッド５４を手動で動かしてもよい。
【００３０】
本実施形態では、弾性板２０と、ピストン５３と、の間には、本体部１０、接続パイプ１４、及び、シリンダ５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、流体ＦＬが充填されている。流体ＦＬは、特に限定されないが、液体が好ましく、特に、スピンドルオイル等が好ましい。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部１０の凹部１０ｄ内から流体ＦＬを排出することができ、また、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給することが出来る。また、流体ＦＬが、空気等のガスであることも好適である。
【００３１】
本体部１０の上には、保持部８０が設けられている。保持部８０は、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１、及び保持具８１が接続された空気圧シリンダ８２を有する。
【００３２】
保持具８１は、ハニカム構造体７０を、図１に示すように、貫通孔７０ａの一方側の開口面が弾性板２０及び凹部１０ｄと対向するように保持する。
【００３３】
空気圧シリンダ８２は、上下方向に延びるシリンダ８２ａと、シリンダ８２ａ内に設けられたピストン８２ｂとを有し、外部からの供給する圧力を調整することによりピストン８２ｂの上下両側での圧力を調節可能となっている。そして、これにより空気圧シリンダ８２は、保持具８１を、ハニカム構造体７０と弾性板２０とが近づく方向及びこれらが互いに離れる方向にそれぞれ移動可能である。また、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後のガスの供給圧力に応じて保持具８１を下方に所定の力で押圧することにより、ハニカム構造体７０を後述するマスク１７０に対して密着させることができる。さらに、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後の圧力を開放することにより、保持具８１が上下方向に自由に移動することを許可することもできる。すなわち、保持部８０は、保持具８１が保持したハニカム構造体７０を上方向に自由に移動可能とする状態と、ハニカム構造体７０を本体部１０に対して固定する状態とを切替え可能である。
【００３４】
本実施形態で用いる一例のハニカム構造体７０は、図３の（ａ）に示すように、多数の貫通孔７０ａが略平行に配置された円柱体である。貫通孔７０ａの断面形状は、図３の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数の貫通孔７０ａは、ハニカム構造体７０において、端面から見て、正方形配置、すなわち、貫通孔７０ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。貫通孔７０ａの断面の正方形のサイズは、例えば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。
【００３５】
また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体７０の外径も特に限定されないが、例えば、１０〜３２０ｍｍとすることできる。
【００３６】
ハニカム構造体７０の材料は特に限定されないが、高温耐性の観点から、セラミクス材料が好ましい。例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このような、ハニカム構造体７０は通常多孔質である。
【００３７】
また、ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより上述のようなセラミック材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）であってもよい。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。
【００３８】
例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００３９】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。
【００４０】
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤および可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。
【００４１】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。
【００４２】
潤滑剤および可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
【００４３】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。
【００４４】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの一価アルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。
【００４５】
マスク１７０は、弾性板２０上におけるリング部材２５の開口２５ａ内に配置されるものである。マスク１７０の材料は特に限定されず、例えば、金属や樹脂が挙げられる。
【００４６】
図４の（ａ）に、本実施形態で用いるマスク１７０の一例を示す。マスク１７０は、円形の板状部材であり、厚み方向に伸びる多数の貫通孔１７０ａを有する。貫通孔１７０ａの断面形状は、図４の（ｂ）に示すように、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図３の（ｂ）参照）に対応する正方形である。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図４の（ｂ）に示すように、千鳥配置されており、各貫通孔１７０ａは、図３の（ｂ）の正方配置された複数の貫通孔７０ａのうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数の貫通孔のみに対向して配置される。なお、マスク１７０の貫通孔１７０ａの位置決めを容易にすべく、マスク１７０には、オリエンテーションフラット１７０ｂが形成され、これに対応してリング部材２５にもオリエンテーションフラットに対応する突起２５ｂを設けてもよい。図１に示すように、マスク１７０の外径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００４７】
なお、本体部１０には、超音波振動器等の加振器１４０が設けられていることが好ましい。
【００４８】
（製造方法）
つづいて、上述の封口装置１００を用いたハニカム構造体の製造方法について説明する。まず、図１の状態から、予め、空気圧シリンダ８２を駆動して、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１上方に引き上げておくと共に、マスク１７０を弾性板２０上から外しておく。次に、ポンプ５０のピストン５３を下方に引くことにより、本体部１０の凹部１０ｄから流体ＦＬを下方に排出させる。これにより、図５の（ａ）に示すように、弾性板２０が変形して凹部１０ｄの側面１０ｂ及び底面１０ｃに密着し、これによって、弾性板２０の凹部２０ｄが形成する。
【００４９】
続いて、図５の（ｂ）に示すように、弾性板２０の凹部２０ｄ内に封口材１３０を供給する。必要に応じて、加振器１４０を駆動することにより、封口材１３０の表面の平坦化、脱泡を促す。
【００５０】
（封口材）
封口材１３０は、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状であることが好ましい。例えば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、溶媒とを含むスラリーが例示できる。
【００５１】
セラミクス材料としては、上述のハニカム構造体の構成材料や、その原料が挙げられる。
【００５２】
バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の有機バインダを例示できる。
【００５３】
バインダの使用量は、例えば、３〜５０００ｍＬとすることができる。
【００５４】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの１価アルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。
【００５５】
溶媒の使用量は、１５〜４０重量％とすることができる。
【００５６】
続いて、図６の（ａ）に示すように、本体部１０の凹部１０ｄを覆うように弾性板２０上にマスク１７０をセットし、次いで、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に移動させてハニカム構造体７０をマスク１７０に接触させることにより、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとを連通させ、さらに、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に押圧し、ハニカム構造体７０の下端面（一端面）がマスク１７０を介して弾性板２０の凹部２０ｄと対向するように、ハニカム構造体７０をマスク１７０及び本体部１０に対して固定する。
【００５７】
次いで、ポンプ５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図６の（ｂ）に示すように、弾性板２０がマスク１７０に向かって移動し、弾性板２０がハニカム構造体７０の一端面に対して封口材を押圧する。この工程は、図７の（ａ）に示すように、弾性板２０がマスク１７０に接触し、弾性板２０の変形が解消する、すなわち、弾性板２０の凹部２０ｄが解消するまで行なう。
【００５８】
これにより、封口材１３０がマスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に供給され、封口部７０ｐが形成する。
【００５９】
続いて、空気圧シリンダ８２によるハニカム構造体７０の下方向への押圧を停止してハニカム構造体７０が上方に自由に移動できるようした後、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２０と本体部１０との間にさらに流体ＦＬを供給する。これにより、図７の（ｂ）に示すように、弾性板２０におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分は上方向に凸状に変形し、これにより、マスク１７０の中央部に荷重が印加されてマスク１７０及びハニカム構造体７０が上方に移動する。このとき、凸状に変形する弾性板２０の周辺部（他部）はマスク１７０から離れるので、これにより、マスク１７０及びハニカム構造体７０を、本体部１０から容易に引き離すことが出来る。
【００６０】
続いて、ハニカム構造体７０を保持具８１から外した後、天地をひっくり返したうえで再びハニカム構造体７０を保持具８１に保持する。次いで、マスク１７０と貫通孔１７０ａの配置が正反対の千鳥配置とされたマスク１７０’を用いて、ハニカム構造体の他端面に対して同様の操作を行なう。これにより、図８の（ａ）に示すように、残りの貫通孔７０ａの他端側が封口材で封口され、封口部７０ｐが形成する。続いて、上述と同様にして弾性板２０におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分を上に凸状に変形させることにより、マスク１７０’及びハニカム構造体７０を容易に本体部１０及び弾性板２０から引き離すことが出来る。
【００６１】
そしてこのようにして、貫通孔７０ａの両端が封口されたハニカム構造体７０を乾燥、焼成等することにより、ハニカムフィルタ構造体を製造することが出来る。
【００６２】
本発明によれば、弾性板２００におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分を凸状に変形させることによって、弾性板（板）の一部である中央部がハニカム構造体７０の一端面に向かって突出し、これにより封口材１３０を供給した後のハニカム構造体７０に接しているマスク１７０を本体部１０や弾性板２０から容易に引き離すことが出来る。したがって、生産効率を高めることができ、封口されたハニカム構造体を低コスト化で製造することが出来る。
【００６３】
また、弾性板２０を用いることにより、封口時に封口材に圧力が均等にかかりやすく、封口材を複数の貫通孔に対して均等に供給しやすい傾向がある。
【００６４】
（第二実施形態）
続いて、本発明の第二実施形態について図９を参照して説明する。ここでは第一実施形態と異なる点のみ説明し、重複する説明は省略する。
本実施形態の封口装置２００は、ハニカム構造体７０を収容する円筒２０２、円筒２０２の一端を閉じる閉板２０４、及び、円筒２０２内に挿入される主ピストン２１４及び副ピストン２１８を主として備える。ハニカム構造体７０は、その貫通孔７０ａの軸方向が、円筒２０２の軸方向と平行になるように円筒２０２内に収容され、閉板２０４と接触している。
【００６５】
主ピストン２１４は、主ピストン板２１２及び主ピストンロッド２１３を備える。また、副ピストン２１８は、副ピストン板２１６及び副ピストンロッド２１７を備える。
【００６６】
主ピストン板２１２は、円筒２０２の内径に対応する外径の円板である。副ピストン板２１６は、円筒２０２の内径より小さい外形の円板である。主ピストン板２１２の中央部には、副ピストン板２１６を収容可能な凹部２１２ａが形成されており、収容状態では、主ピストン板２１２の表面と、副ピストン板２１６の表面は同一面上に位置する。
【００６７】
また、主ピストン板２１２及び主ピストンロッド２１３は、副ピストンロッド２１７を軸方向に貫通させるための貫通孔２１３ａを有している。そして、図９の（ａ）に示すように、副ピストンロッド２１７は主ピストンロッド２１３の貫通孔２１３ａに収容されている。
【００６８】
製造の際には、まず、円筒２０２内のハニカム構造体の一端上にマスク１７０を配置し、続いて、マスク１７０上に封口材１３０を供給した後に、主ピストン２１４及び副ピストン２１８を円筒内に挿入する。続いて、主ピストン２１４をハニカム構造体７０に対して押圧することにより、図９の（ｂ）に示すように、主ピストン板２１２及び副ピストン板２１６によって封口材１３０を、マスク１７０の貫通孔１７０ａを介して貫通孔１７０ａ内に供給し、これにより封口部７０ｐを形成する。
【００６９】
続いて、閉板２０４と円筒２０４との固定（ねじ、クランプ等：不図示）を解除した後、図９の（ｃ）に示すように、主ピストン板２１２が円筒２０２の端部に達するまで主ピストン２１４を押圧してハニカム構造体７０を外部に露出させる。その後、主ピストン２１４に対して副ピストン２１８の副ピストンロッド２１７をハニカム構造体７０の方向に押圧する。これにより、主ピストン板２１２及び副ピストン板２１６により形成される全体ピストン板（板）２１９の一部である副ピストン板２１６がマスク１７０に向かって突出することとなるので、主ピストン板２１２からマスク１７０及びハニカム構造体７０を容易に引き離すことが出来る。その後、ハニカム構造体７０から、閉板２０４やマスク１７０を外す。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、様々な変形態様が可能である。
【００７１】
例えば、第一実施形態では、弾性板２０が、リング部材２５、及び、ボルト３１により、本体部１０に対して固定されているが、固定方法は特に限定されない。例えば、弾性板２０が接着剤によって、本体部１０の上面１０ａに固定されていてもよい。
【００７２】
また、第一実施形態では、連通路１０ｅが、本体部１０及び接続パイプ１４により形成されているが、接続パイプ１４を有さずに本体部１０に直接ポンプ５０が接続されていてもよい。
【００７３】
また、第一実施形態では、ポンプ５０として、シリンダ５１、ピストン５３、及び、ピストンロッド５４を備えたピストンポンプを採用しているが、流体を供給及び排出できるものであれば特に限定されない。
【００７４】
また、第一実施形態において凹部１０ｄの形状は特に限定されず、封口対象となるハニカム構造体７０にあわせて適宜設定できる。
例えば、凹部１０ｄを上から見た平面形状は、円形以外に楕円形、矩形、正方形等とすることもできる。この場合、矩形や正方形の場合の大きさは、例えば、一辺５０〜３００ｍｍとすることができる。また、本体部１０の上面１０ａに対して、側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行である必要は無く、例えば、斜面であったり曲面であってもよい。
【００７５】
また、第一実施形態では、保持部８０は空気圧シリンダ８２を備えるがこれに限られず、たとえば、歯車機構等の種々の機構に代替することが出来る。
【００７６】
また、第一実施形態では、保持部８０は必ずしも必須ではない。例えば、封口材を供給するときには錘をハニカム構造体７０の上に載せることによりハニカム構造体を本体部１０に対して固定し、ハニカム構造体７０を本体部から離れさせる際には、錘を除去してハニカム構造体を移動可能としてもよい。また、ハニカム構造体がある程度の重量を有する場合には、自重によって固定されるので特段の固定手段を有さない態様も可能である。
【００７７】
また、第二実施形態で用いる副ピストン板２１６におけるマスク１７０に接する面の形状は、特に限定されず、対象となるハニカム構造体７０の形状に合わせて適宜定めることができる。例えば、ハニカム構造体７０が、円筒形の場合には、副ピストン板２１６の直径を、ハニカム構造体７０の外径の１／５〜１／２とすることができる。
【００７８】
また、第一実施形態及び第二実施形態において、ハニカム構造体７０の形状や構造も上述に限定されない。例えば、ハニカム構造体７０の外形形状も円柱でなくてもよく、例えば、四角柱等の角柱でもよい。また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの断面形状は、正方形でなくてもよく、例えば、長方形、三角形、多角形、円形等でも構わない。さらに、貫通孔７０ａの配置も、正方形配置でなくてもよく、例えば、３角配置、千鳥配置等でも構わない。また、この場合、マスクの貫通孔の形状や配置も、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの形状や配置に応じて適宜変更できる。
【００７９】
また、上記２つの実施形態では、多数の貫通孔を有する板状のマスク１７０を採用しているが、マスクにより遮蔽する場所も任意である。さらに、このようなマスク１７０を用いなくても実施可能である。例えば、封口処理の前に、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に加熱すると分解する材料により栓をしておき、封口後に栓を熱分解等すればよい。本発明では、マスクを使用しない場合であっても、封口処理後に弾性板２０や全体ピストン板２１９の一部を突出させることにより、ハニカム構造体７０を本体部１０の弾性板２０や全体ピストン板２１９から容易に引き離すことが出来るという効果がある。
【００８０】
さらに、また、上記実施形態では、弾性板２０や全体ピストン板２１９におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分の中央部を突出させているが、当該一端面と対向する部分全体の内の一部であればよく、部分的に複数箇所を突出させてもよい。さらに、封口材を押圧する板の一部をハニカム構造体に向かって突出させる方法も上述には限定されない。
【符号の説明】
【００８１】
１０…本体部、１０ｅ…連通部、２０…弾性板（板）、３０…凹部、５０…ポンプ、７０…ハニカム構造体、７０ａ貫通孔、８０…保持部、１００，２００…封口装置、１７０…マスク、２１９…全体ピストン板（板）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハニカムフィルタ構造体が、DPF（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。そして、特許文献１には、このようなハニカムフィルタ構造体を製造する方法が開示されている。特許文献１では、シリンダ７内に配置したハニカム構造体１の一端に対して、ピストン８により封口材を押圧することにより、ハニカム構造体の貫通孔の端部に封口材を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６３−２４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、ハニカム構造体の一端側を封口材で封じた後にピストンをハニカム構造体から引き離すことや、複数の貫通孔に均等に封口材を供給することが困難であり、生産効率が低下していた。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、生産効率に優れたハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の第１の製造方法は、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を板によって押圧することにより貫通孔の一端に封口材を充填するＡ工程と、
板における一端面と対向する部分の一部を、一端面に向かって突出させることにより前記板における一端面と対向する部分の他部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、を備える。
【０００７】
本発明によれば、封口剤の充填によって板とハニカム構造体の一端面とが近接した状態となった後、板の一部が一端面に向かって突出して板の他部が一端面から離れるので、板からハニカム構造体を引き離すことが容易となる。
【０００８】
ここで、板における一端面と対向する部分の一部は、板における一端面と対向する部分の中央部であることが好ましい。
【０００９】
これにより、板からハニカム構造体を引き離しやすい。
【００１０】
また、Ａ工程では一端面と板との間にマスクを介在させ、マスクは、ハニカム構造体の複数の貫通孔の内の一部のみと連通する貫通孔を有することが好ましい。
【００１１】
これによれば、一部の貫通孔の一端を封口することが容易である。そして、Ｂ工程によれば、ハニカム構造体の一端面に封口材を押圧した状態の板からハニカム構造体及びマスクを引き離すことが容易である。
【００１２】
また、板は弾性体であり、前記突出を、板における前記一端面と対向する部分を一端面に向かって凸状に変形させることにより行うことが好ましい。これにより、Ｂ工程を容易に行うことができる。
【００１３】
さらに、Ｂ工程後にハニカム構造体の他端面に対して封口材を板によって押圧することによりハニカム構造体の他の貫通孔の他端に封口材を充填するＣ工程と、Ｃ工程後に板における前記一端面と対向する部分の一部を、他端面に向かって突出させることにより、板における前記一端面と対向する部分の他部と他端面とを引き離すＤ工程と、をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
これにより、ハニカム構造体の端面から板を引き離しやすくなる。
【００１５】
また、前記Ａ工程を、凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備すること、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成すること、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給すること、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置すること、及び、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより前記弾性板の凹部を解消させることにより行い、
前記Ｂ工程を、前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間にさらに流体を供給して、前記弾性板における前記ハニカム構造体の前記一端面と対向する部分を前記一端面に向かって凸状に変形させることにより行うことが好ましい。
【００１６】
本発明にかかる端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の第２の製造方法は、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を弾性板によって押圧して、前記貫通孔の一端に前記封口材を充填するＡ工程と、
前記弾性板における前記一端面と対向する部分を、前記一端面に向かって凸状に変形させることにより、前記弾性板における前記一端面と対向する部分の周辺部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、
を備える。
本発明によれば、封口剤の充填によって板とハニカム構造体の一端面とが近接した状態となった後、弾性板が一端面に向かって凸状に変形して弾性板の周辺部が一端面から離れるので、弾性板からハニカム構造体を引き離すことが容易となる。
【００１７】
本発明に係る、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の第３の製造方法は、
凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部、及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備する工程と、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成する工程と、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給する工程と、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置する工程と、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより、前記弾性板の凹部を解消させる工程と、
を備える。
【００１８】
本発明によれば、弾性板の凹部を解消させることにより封口材を供給するので、複数の貫通孔に対して比較的均等に封口材を充填することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、生産効率に優れたハニカム構造体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る封口装置の概略断面図である。
【図２】図２は、図１の封口装置のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図３の（ａ）は、図１の封口装置で用いるハニカム構造体の斜視図、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の部分拡大図である。
【図４】図４の（ａ）は、図１のマスクの斜視図、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の部分拡大図である。
【図５】図５の（ａ）は、図１の封口装置の動作を説明する部分断面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に続く部分断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、図５の（ｂ）に続く部分断面図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に続く部分断面図である。
【図７】図７の（ａ）は、図６の（ｂ）に続く部分断面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。
【図８】図８の（ａ）は、図７の（ｂ）に続く部分断面図であり、図８の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。
【図９】図９の（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る封口装置の動作を説明する断面図であり、図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に続く部分断面図であり、図９の（ｃ）は、図９の（ｂ）に続く部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る封口装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２２】
（第一実施形態）
図１は、本実施形態の第一実施形態に係る封口装置１００の概略断面図である。本実施形態に係る封口装置１００は、主として、本体部１０、弾性板２０、ポンプ５０、保持部８０を備える。
【００２３】
本体部１０は、剛性材料から形成されている。剛性材料としては、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等のポリマー材料が挙げられる。本体部１０の上面１０ａには、凹部１０ｄが形成されている。本実施形態では、凹部１０ｄの形状は、図１及び図２に示すように、円柱状とされている。そして、本体部１０の上面１０ａに対して、凹部１０ｄの側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行とされている。凹部１０ｄの直径は、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることができる。凹部１０ｄの深さは、例えば、０．２〜２０ｍｍとすることができる。
【００２４】
弾性板２０は、凹部１０ｄの開口面を覆うように、本体部１０の上面１０ａ上に、配置されている。弾性板２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２０としては、ゴム板が好ましい。ゴムとしては、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性板２０の厚みは特に限定されないが、例えば、０．３〜３．０ｍｍとすることができる。
【００２５】
弾性板２０は、リング部材２５、及びボルト３１により本体部１０に固定されている。リング部材２５は、本体部１０の凹部１０ｄに対応する位置に開口２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２５は、弾性板２０における中央部（凹部１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２０上に配置されている。これにより、弾性板２０の周辺部が、本体部１０とリング部材２５とにより挟まれている。リング部材２５、及び弾性板２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部１０にはこれら貫通孔ｈに対応するネジ孔ｊが形成されており、ボルト３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ネジ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部１０の上面１０ａにおける凹部１０ｄのまわりの部分に、弾性板２０の周辺部が密着して固定されている。
【００２６】
図１及び図２に示すように、リング部材２５の開口２５ａの内径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００２７】
本体部１０は、さらに、凹部１０ｄの底面１０ｃに開口する連通路１０ｅを有している。なお、本実施形態では、連通路１０ｅは凹部１０ｄの底面１０ｃに開口しているが、凹部１０ｄの内面に開口していれば良く、例えば、凹部１０ｄの側面１０ｂに開口していてもよい。また、連通路１０ｅの開口の形状や数も特に限定されない。
【００２８】
連通路１０ｅには、接続パイプ１４を介してポンプ５０が接続されている。
【００２９】
ポンプ５０は、シリンダ５１、シリンダ５１内に配置されたピストン５３、及び、ピストン５３に接続されたピストンロッド５４を備える。ピストンロッド５４には、ピストンロッド５４を軸方向に往復移動させるモータ５５が接続されている。なお、ピストンロッド５４を手動で動かしてもよい。
【００３０】
本実施形態では、弾性板２０と、ピストン５３と、の間には、本体部１０、接続パイプ１４、及び、シリンダ５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、流体ＦＬが充填されている。流体ＦＬは、特に限定されないが、液体が好ましく、特に、スピンドルオイル等が好ましい。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部１０の凹部１０ｄ内から流体ＦＬを排出することができ、また、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給することが出来る。また、流体ＦＬが、空気等のガスであることも好適である。
【００３１】
本体部１０の上には、保持部８０が設けられている。保持部８０は、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１、及び保持具８１が接続された空気圧シリンダ８２を有する。
【００３２】
保持具８１は、ハニカム構造体７０を、図１に示すように、貫通孔７０ａの一方側の開口面が弾性板２０及び凹部１０ｄと対向するように保持する。
【００３３】
空気圧シリンダ８２は、上下方向に延びるシリンダ８２ａと、シリンダ８２ａ内に設けられたピストン８２ｂとを有し、外部からの供給する圧力を調整することによりピストン８２ｂの上下両側での圧力を調節可能となっている。そして、これにより空気圧シリンダ８２は、保持具８１を、ハニカム構造体７０と弾性板２０とが近づく方向及びこれらが互いに離れる方向にそれぞれ移動可能である。また、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後のガスの供給圧力に応じて保持具８１を下方に所定の力で押圧することにより、ハニカム構造体７０を後述するマスク１７０に対して密着させることができる。さらに、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後の圧力を開放することにより、保持具８１が上下方向に自由に移動することを許可することもできる。すなわち、保持部８０は、保持具８１が保持したハニカム構造体７０を上方向に自由に移動可能とする状態と、ハニカム構造体７０を本体部１０に対して固定する状態とを切替え可能である。
【００３４】
本実施形態で用いる一例のハニカム構造体７０は、図３の（ａ）に示すように、多数の貫通孔７０ａが略平行に配置された円柱体である。貫通孔７０ａの断面形状は、図３の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数の貫通孔７０ａは、ハニカム構造体７０において、端面から見て、正方形配置、すなわち、貫通孔７０ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。貫通孔７０ａの断面の正方形のサイズは、例えば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。
【００３５】
また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体７０の外径も特に限定されないが、例えば、１０〜３２０ｍｍとすることできる。
【００３６】
ハニカム構造体７０の材料は特に限定されないが、高温耐性の観点から、セラミクス材料が好ましい。例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このような、ハニカム構造体７０は通常多孔質である。
【００３７】
また、ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより上述のようなセラミック材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）であってもよい。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。
【００３８】
例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００３９】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。
【００４０】
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤および可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。
【００４１】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。
【００４２】
潤滑剤および可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
【００４３】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。
【００４４】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの一価アルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。
【００４５】
マスク１７０は、弾性板２０上におけるリング部材２５の開口２５ａ内に配置されるものである。マスク１７０の材料は特に限定されず、例えば、金属や樹脂が挙げられる。
【００４６】
図４の（ａ）に、本実施形態で用いるマスク１７０の一例を示す。マスク１７０は、円形の板状部材であり、厚み方向に伸びる多数の貫通孔１７０ａを有する。貫通孔１７０ａの断面形状は、図４の（ｂ）に示すように、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図３の（ｂ）参照）に対応する正方形である。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図４の（ｂ）に示すように、千鳥配置されており、各貫通孔１７０ａは、図３の（ｂ）の正方配置された複数の貫通孔７０ａのうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数の貫通孔のみに対向して配置される。なお、マスク１７０の貫通孔１７０ａの位置決めを容易にすべく、マスク１７０には、オリエンテーションフラット１７０ｂが形成され、これに対応してリング部材２５にもオリエンテーションフラットに対応する突起２５ｂを設けてもよい。図１に示すように、マスク１７０の外径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００４７】
なお、本体部１０には、超音波振動器等の加振器１４０が設けられていることが好ましい。
【００４８】
（製造方法）
つづいて、上述の封口装置１００を用いたハニカム構造体の製造方法について説明する。まず、図１の状態から、予め、空気圧シリンダ８２を駆動して、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１上方に引き上げておくと共に、マスク１７０を弾性板２０上から外しておく。次に、ポンプ５０のピストン５３を下方に引くことにより、本体部１０の凹部１０ｄから流体ＦＬを下方に排出させる。これにより、図５の（ａ）に示すように、弾性板２０が変形して凹部１０ｄの側面１０ｂ及び底面１０ｃに密着し、これによって、弾性板２０の凹部２０ｄが形成する。
【００４９】
続いて、図５の（ｂ）に示すように、弾性板２０の凹部２０ｄ内に封口材１３０を供給する。必要に応じて、加振器１４０を駆動することにより、封口材１３０の表面の平坦化、脱泡を促す。
【００５０】
（封口材）
封口材１３０は、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状であることが好ましい。例えば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、溶媒とを含むスラリーが例示できる。
【００５１】
セラミクス材料としては、上述のハニカム構造体の構成材料や、その原料が挙げられる。
【００５２】
バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の有機バインダを例示できる。
【００５３】
バインダの使用量は、例えば、３〜５０００ｍＬとすることができる。
【００５４】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの１価アルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。
【００５５】
溶媒の使用量は、１５〜４０重量％とすることができる。
【００５６】
続いて、図６の（ａ）に示すように、本体部１０の凹部１０ｄを覆うように弾性板２０上にマスク１７０をセットし、次いで、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に移動させてハニカム構造体７０をマスク１７０に接触させることにより、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとを連通させ、さらに、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に押圧し、ハニカム構造体７０の下端面（一端面）がマスク１７０を介して弾性板２０の凹部２０ｄと対向するように、ハニカム構造体７０をマスク１７０及び本体部１０に対して固定する。
【００５７】
次いで、ポンプ５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図６の（ｂ）に示すように、弾性板２０がマスク１７０に向かって移動し、弾性板２０がハニカム構造体７０の一端面に対して封口材を押圧する。この工程は、図７の（ａ）に示すように、弾性板２０がマスク１７０に接触し、弾性板２０の変形が解消する、すなわち、弾性板２０の凹部２０ｄが解消するまで行なう。
【００５８】
これにより、封口材１３０がマスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に供給され、封口部７０ｐが形成する。
【００５９】
続いて、空気圧シリンダ８２によるハニカム構造体７０の下方向への押圧を停止してハニカム構造体７０が上方に自由に移動できるようした後、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２０と本体部１０との間にさらに流体ＦＬを供給する。これにより、図７の（ｂ）に示すように、弾性板２０におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分は上方向に凸状に変形し、これにより、マスク１７０の中央部に荷重が印加されてマスク１７０及びハニカム構造体７０が上方に移動する。このとき、凸状に変形する弾性板２０の周辺部（他部）はマスク１７０から離れるので、これにより、マスク１７０及びハニカム構造体７０を、本体部１０から容易に引き離すことが出来る。
【００６０】
続いて、ハニカム構造体７０を保持具８１から外した後、天地をひっくり返したうえで再びハニカム構造体７０を保持具８１に保持する。次いで、マスク１７０と貫通孔１７０ａの配置が正反対の千鳥配置とされたマスク１７０’を用いて、ハニカム構造体の他端面に対して同様の操作を行なう。これにより、図８の（ａ）に示すように、残りの貫通孔７０ａの他端側が封口材で封口され、封口部７０ｐが形成する。続いて、上述と同様にして弾性板２０におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分を上に凸状に変形させることにより、マスク１７０’及びハニカム構造体７０を容易に本体部１０及び弾性板２０から引き離すことが出来る。
【００６１】
そしてこのようにして、貫通孔７０ａの両端が封口されたハニカム構造体７０を乾燥、焼成等することにより、ハニカムフィルタ構造体を製造することが出来る。
【００６２】
本発明によれば、弾性板２００におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分を凸状に変形させることによって、弾性板（板）の一部である中央部がハニカム構造体７０の一端面に向かって突出し、これにより封口材１３０を供給した後のハニカム構造体７０に接しているマスク１７０を本体部１０や弾性板２０から容易に引き離すことが出来る。したがって、生産効率を高めることができ、封口されたハニカム構造体を低コスト化で製造することが出来る。
【００６３】
また、弾性板２０を用いることにより、封口時に封口材に圧力が均等にかかりやすく、封口材を複数の貫通孔に対して均等に供給しやすい傾向がある。
【００６４】
（第二実施形態）
続いて、本発明の第二実施形態について図９を参照して説明する。ここでは第一実施形態と異なる点のみ説明し、重複する説明は省略する。
本実施形態の封口装置２００は、ハニカム構造体７０を収容する円筒２０２、円筒２０２の一端を閉じる閉板２０４、及び、円筒２０２内に挿入される主ピストン２１４及び副ピストン２１８を主として備える。ハニカム構造体７０は、その貫通孔７０ａの軸方向が、円筒２０２の軸方向と平行になるように円筒２０２内に収容され、閉板２０４と接触している。
【００６５】
主ピストン２１４は、主ピストン板２１２及び主ピストンロッド２１３を備える。また、副ピストン２１８は、副ピストン板２１６及び副ピストンロッド２１７を備える。
【００６６】
主ピストン板２１２は、円筒２０２の内径に対応する外径の円板である。副ピストン板２１６は、円筒２０２の内径より小さい外形の円板である。主ピストン板２１２の中央部には、副ピストン板２１６を収容可能な凹部２１２ａが形成されており、収容状態では、主ピストン板２１２の表面と、副ピストン板２１６の表面は同一面上に位置する。
【００６７】
また、主ピストン板２１２及び主ピストンロッド２１３は、副ピストンロッド２１７を軸方向に貫通させるための貫通孔２１３ａを有している。そして、図９の（ａ）に示すように、副ピストンロッド２１７は主ピストンロッド２１３の貫通孔２１３ａに収容されている。
【００６８】
製造の際には、まず、円筒２０２内のハニカム構造体の一端上にマスク１７０を配置し、続いて、マスク１７０上に封口材１３０を供給した後に、主ピストン２１４及び副ピストン２１８を円筒内に挿入する。続いて、主ピストン２１４をハニカム構造体７０に対して押圧することにより、図９の（ｂ）に示すように、主ピストン板２１２及び副ピストン板２１６によって封口材１３０を、マスク１７０の貫通孔１７０ａを介して貫通孔１７０ａ内に供給し、これにより封口部７０ｐを形成する。
【００６９】
続いて、閉板２０４と円筒２０４との固定（ねじ、クランプ等：不図示）を解除した後、図９の（ｃ）に示すように、主ピストン板２１２が円筒２０２の端部に達するまで主ピストン２１４を押圧してハニカム構造体７０を外部に露出させる。その後、主ピストン２１４に対して副ピストン２１８の副ピストンロッド２１７をハニカム構造体７０の方向に押圧する。これにより、主ピストン板２１２及び副ピストン板２１６により形成される全体ピストン板（板）２１９の一部である副ピストン板２１６がマスク１７０に向かって突出することとなるので、主ピストン板２１２からマスク１７０及びハニカム構造体７０を容易に引き離すことが出来る。その後、ハニカム構造体７０から、閉板２０４やマスク１７０を外す。
【００７０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、様々な変形態様が可能である。
【００７１】
例えば、第一実施形態では、弾性板２０が、リング部材２５、及び、ボルト３１により、本体部１０に対して固定されているが、固定方法は特に限定されない。例えば、弾性板２０が接着剤によって、本体部１０の上面１０ａに固定されていてもよい。
【００７２】
また、第一実施形態では、連通路１０ｅが、本体部１０及び接続パイプ１４により形成されているが、接続パイプ１４を有さずに本体部１０に直接ポンプ５０が接続されていてもよい。
【００７３】
また、第一実施形態では、ポンプ５０として、シリンダ５１、ピストン５３、及び、ピストンロッド５４を備えたピストンポンプを採用しているが、流体を供給及び排出できるものであれば特に限定されない。
【００７４】
また、第一実施形態において凹部１０ｄの形状は特に限定されず、封口対象となるハニカム構造体７０にあわせて適宜設定できる。
例えば、凹部１０ｄを上から見た平面形状は、円形以外に楕円形、矩形、正方形等とすることもできる。この場合、矩形や正方形の場合の大きさは、例えば、一辺５０〜３００ｍｍとすることができる。また、本体部１０の上面１０ａに対して、側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行である必要は無く、例えば、斜面であったり曲面であってもよい。
【００７５】
また、第一実施形態では、保持部８０は空気圧シリンダ８２を備えるがこれに限られず、たとえば、歯車機構等の種々の機構に代替することが出来る。
【００７６】
また、第一実施形態では、保持部８０は必ずしも必須ではない。例えば、封口材を供給するときには錘をハニカム構造体７０の上に載せることによりハニカム構造体を本体部１０に対して固定し、ハニカム構造体７０を本体部から離れさせる際には、錘を除去してハニカム構造体を移動可能としてもよい。また、ハニカム構造体がある程度の重量を有する場合には、自重によって固定されるので特段の固定手段を有さない態様も可能である。
【００７７】
また、第二実施形態で用いる副ピストン板２１６におけるマスク１７０に接する面の形状は、特に限定されず、対象となるハニカム構造体７０の形状に合わせて適宜定めることができる。例えば、ハニカム構造体７０が、円筒形の場合には、副ピストン板２１６の直径を、ハニカム構造体７０の外径の１／５〜１／２とすることができる。
【００７８】
また、第一実施形態及び第二実施形態において、ハニカム構造体７０の形状や構造も上述に限定されない。例えば、ハニカム構造体７０の外形形状も円柱でなくてもよく、例えば、四角柱等の角柱でもよい。また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの断面形状は、正方形でなくてもよく、例えば、長方形、三角形、多角形、円形等でも構わない。さらに、貫通孔７０ａの配置も、正方形配置でなくてもよく、例えば、３角配置、千鳥配置等でも構わない。また、この場合、マスクの貫通孔の形状や配置も、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの形状や配置に応じて適宜変更できる。
【００７９】
また、上記２つの実施形態では、多数の貫通孔を有する板状のマスク１７０を採用しているが、マスクにより遮蔽する場所も任意である。さらに、このようなマスク１７０を用いなくても実施可能である。例えば、封口処理の前に、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に加熱すると分解する材料により栓をしておき、封口後に栓を熱分解等すればよい。本発明では、マスクを使用しない場合であっても、封口処理後に弾性板２０や全体ピストン板２１９の一部を突出させることにより、ハニカム構造体７０を本体部１０の弾性板２０や全体ピストン板２１９から容易に引き離すことが出来るという効果がある。
【００８０】
さらに、また、上記実施形態では、弾性板２０や全体ピストン板２１９におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分の中央部を突出させているが、当該一端面と対向する部分全体の内の一部であればよく、部分的に複数箇所を突出させてもよい。さらに、封口材を押圧する板の一部をハニカム構造体に向かって突出させる方法も上述には限定されない。
【符号の説明】
【００８１】
１０…本体部、１０ｅ…連通部、２０…弾性板（板）、３０…凹部、５０…ポンプ、７０…ハニカム構造体、７０ａ貫通孔、８０…保持部、１００，２００…封口装置、１７０…マスク、２１９…全体ピストン板（板）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法であって、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を板によって押圧して、前記貫通孔の一端に前記封口材を充填するＡ工程と、
前記板における前記一端面と対向する部分の一部を、前記一端面に向かって突出させることにより、前記板における前記一端面と対向する部分の他部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、
を備えるハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記板における前記一端面と対向する部分の一部は、前記板における前記一端面と対向する部分の中央部である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記Ａ工程では前記一端面と前記板との間にマスクを介在させ、前記マスクは、前記ハニカム構造体の複数の貫通孔の内の一部のみと連通する貫通孔を有する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記板は弾性板であり、
前記突出を、前記板における前記一端面と対向する部分を前記一端面に向かって凸状に変形させることにより行う請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記Ｂ工程後に前記ハニカム構造体の他端面に対して封口材を板によって押圧することにより前記ハニカム構造体の他の貫通孔の他端に前記封口材を充填するＣ工程と、
前記Ｃ工程後に、前記板における前記一端面と対向する部分の一部を、前記他端面に向かって突出させることにより、前記板における前記一端面と対向する部分の他部と前記他端面とを引き離すＤ工程と、をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記Ａ工程を、
凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備すること、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成すること、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給すること、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置すること、及び、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより前記弾性板の凹部を解消させること、により行い、
前記Ｂ工程を、前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間にさらに流体を供給して、前記弾性板における前記ハニカム構造体の前記一端面と対向する部分を前記一端面に向かって凸状に変形させることにより行う、請求項１又は３又は５に記載の方法。
【請求項７】
端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法であって、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を弾性板によって押圧して、前記貫通孔の一端に前記封口材を充填するＡ工程と、
前記弾性板における前記一端面と対向する部分を、前記一端面に向かって凸状に変形させることにより、前記弾性板における前記一端面と対向する部分の周辺部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、
を備えるハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部、及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備する工程と、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成する工程と、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給する工程と、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置する工程と、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより前記弾性板の凹部を解消させる工程と、
を備える、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法。
【請求項１】
端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法であって、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を板によって押圧して、前記貫通孔の一端に前記封口材を充填するＡ工程と、
前記板における前記一端面と対向する部分の一部を、前記一端面に向かって突出させることにより、前記板における前記一端面と対向する部分の他部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、
を備えるハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記板における前記一端面と対向する部分の一部は、前記板における前記一端面と対向する部分の中央部である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記Ａ工程では前記一端面と前記板との間にマスクを介在させ、前記マスクは、前記ハニカム構造体の複数の貫通孔の内の一部のみと連通する貫通孔を有する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記板は弾性板であり、
前記突出を、前記板における前記一端面と対向する部分を前記一端面に向かって凸状に変形させることにより行う請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記Ｂ工程後に前記ハニカム構造体の他端面に対して封口材を板によって押圧することにより前記ハニカム構造体の他の貫通孔の他端に前記封口材を充填するＣ工程と、
前記Ｃ工程後に、前記板における前記一端面と対向する部分の一部を、前記他端面に向かって突出させることにより、前記板における前記一端面と対向する部分の他部と前記他端面とを引き離すＤ工程と、をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記Ａ工程を、
凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備すること、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成すること、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給すること、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置すること、及び、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより前記弾性板の凹部を解消させること、により行い、
前記Ｂ工程を、前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間にさらに流体を供給して、前記弾性板における前記ハニカム構造体の前記一端面と対向する部分を前記一端面に向かって凸状に変形させることにより行う、請求項１又は３又は５に記載の方法。
【請求項７】
端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法であって、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面に対して封口材を弾性板によって押圧して、前記貫通孔の一端に前記封口材を充填するＡ工程と、
前記弾性板における前記一端面と対向する部分を、前記一端面に向かって凸状に変形させることにより、前記弾性板における前記一端面と対向する部分の周辺部と前記一端面とを引き離すＢ工程と、
を備えるハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部、及び、前記凹部を覆うように配置された弾性板を準備する工程と、
前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成する工程と、
前記弾性板の凹部内に封口材を供給する工程と、
前記弾性板の凹部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置する工程と、
前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより前記弾性板の凹部を解消させる工程と、
を備える、端部が封口された複数の貫通孔を有するハニカム構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２２４９８３（Ｐ２０１１−２２４９８３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１７１７（Ｐ２０１１−７１７１７）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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