固定治具、固定方法及びハニカムフィルタの製造方法
【課題】位置合わせをしたハニカム構造体及びマスクを固定でき、かつ、マスクの位置合わせの邪魔になり難い固定治具等を提供することを目的とする。
【解決手段】柱状のハニカム構造体７０が載置される載置面１４ａを有する台座１０と、台座１０に固定されると共に、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体７０の側面７０ｓを挟持する挟持部材３０と、台座１０に固定されると共に、ハニカム構造体７０の上に載置されるマスク１７０の外周部１７０ｐにおける台座側の面を吸着する吸着部材２０と、を備える固定治具１００である。
【解決手段】柱状のハニカム構造体７０が載置される載置面１４ａを有する台座１０と、台座１０に固定されると共に、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体７０の側面７０ｓを挟持する挟持部材３０と、台座１０に固定されると共に、ハニカム構造体７０の上に載置されるマスク１７０の外周部１７０ｐにおける台座側の面を吸着する吸着部材２０と、を備える固定治具１００である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定治具、固定方法、及びハニカムフィルタ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の一端面に対して、封口する場所に穴が開いたマスクを介してピストン８により封口材を貫通孔に押圧することにより、ハニカム構造体の所望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】
ところで、ハニカム構造体の貫通孔とマスクの穴との位置を合わせてから後、マスクを介してハニカム構造体の所望の貫通孔に封口材を供給するまでの間に、マスクと貫通孔との相対位置がずれないようにマスクとハニカム構造体とを強固に固定しておくことが必要である。
【０００５】
また、このような固定が可能となると、位置合わせしたハニカム構造体及びマスクを、位置合わせ装置とは異なる場所に設けた封口装置にまで移動させて互いに異なる場所で作業することも可能である。
【０００６】
しかしながら、このような固定治具は、位置合わせ作業や封口作業の邪魔にならないような構造である必要がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、位置合わせをしたハニカム構造体及びマスクを固定でき、かつ、マスクの位置合わせ等の邪魔になり難い固定治具、固定方法、及びハニカムフィルタ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】
【０００８】
本発明に係る固定治具は、柱状のハニカム構造体が載置される載置面を有する台座と、台座に固定されると共に、載置面上に載置されるハニカム構造体の側面を挟持する挟持部材と、台座に固定されると共に、ハニカム構造体の上に載置されるマスクの外周部における台座側の面を吸着する吸着部材とを備える。
【０００９】
本発明によれば、挟持部材はハニカム構造体の側面を挟持する。これにより、ハニカム構造体を台座に固定した状態で、挟持部材に邪魔されずにハニカム構造体の端面でマスクの位置の調製を行うことができる。また、吸着部材はマスクの外周部における台座側の面を吸着するので、マスクの位置合わせの際に吸着部材がマスクの移動を阻害しにくく、マスクをしっかりと固定できる。また、マスクの固定時における位置ずれも起こしにくい。また、このような挟持部材や吸着部材によれば、マスクの上面で封口作業する際の障害ともなり難いので、封口作業も容易に行なうことが出来る。なお、本願明細書において「マスクの外周部における台座側の面」とは、例えば、ハニカム構造体の下側の端面を台座に固定した状態で、ハニカム構造体の上側の端面にマスクを載置した場合に、マスクの下側の面（台座側の面）であって、ハニカム構造体の上側の端面の外側にはみ出した部分（マスクの外周部）を意味する。
【００１０】
ここで、挟持部材は、ハニカム構造体の側面を取り囲むように配置された複数のエアピッカーを有し、エアピッカーはガスが供給されると膨張するゴム中空体を有することができる。この場合、ハニカム構造体の固定が容易である。
【００１１】
また、吸着部材は、電磁石を有することができる。これにより、例えば、電磁石に電流を流すことにより磁界を発生させて、位置合わせ後のマスクを固定することが容易となる。また、吸着部材が、電磁石及び永久磁石の磁界を弱める磁界を発生可能な電磁石を有する場合は、電磁石に電流を流すことにより磁界を弱めてマスクの位置合わせを容易とし、その後、電流を切ることによって永久磁石の磁界によりマスクを固定することが出来る。この場合、マスクの固定状態で電流を消費しない。
【００１２】
また、磁力によりマスクを固定すると、固定動作時に、マスクの位置ズレが生じることが少なくなり、また、固定されたマスクに不要な歪が生じることも少なくなる。
【００１３】
また、吸着部材は、真空吸着パッドを有してもよい。
【００１４】
本発明に係るハニカム構造体とマスクとの固定方法は、台座の載置面上に載置されたハニカム構造体の側面を挟持する工程と、ハニカム構造体の端面の上においてハニカム構造体の貫通孔とマスクの穴との位置を合わせる工程と、位置が合わせられたマスクの外周部における台座側の面を台座に固定された吸着部材で吸着する工程とを備える。
【００１５】
本発明によれば、上述の位置合わせ装置と同様の効果がある。
【００１６】
本発明にかかるハニカムフィルタの製造方法は、上述の固定方法と、吸着されたマスクを介してハニカム構造体の貫通孔に封口材を供給する工程とを備える。
【００１７】
ここで、吸着する工程と、封口材を供給する工程とを、互いに離れた場所で行い、吸着する工程と、封口材を供給する工程との間に、さらにハニカム固定部材を挟持しかつマスクを吸着した固定治具を移動する工程を備えることができる。
【００１８】
これによれば、位置合わせと、封口とを離れた場所で行うことができ、それぞれの工程を互いに独立な最適な環境で行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、位置合わせをしたハニカム構造体及びマスクを固定でき、かつ、マスクの位置合わせの邪魔になり難い固定治具等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る固定治具の斜視図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、図１の上面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るハニカムフィルタの製造方法を説明する斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るハニカムフィルタの製造方法を説明する図４に続く斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るハニカムフィルタの製造方法を説明する図５に続く、部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る固定治具の実施形態について、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】
図１は本実施形態に係る固定治具１００の斜視図、図２は固定治具１００の側面図、図３は固定治具１００の上面図である。本実施形態に係る固定治具１００は、主として、台座１０、エアピッカー（挟持部材）３０、電磁ホルダ（吸着部材）２０を有する。
【００２３】
台座１０は、概ね円板状をなし、上面中央部に円板状の凸部１２を有する。凸部１２の上面中央部には、円板状の凹部１４が形成され、凹部１４の上面が、ハニカム構造体の端面を載置する載置面１４ａとなる。凹部１４の直径は、ハニカム構造体（詳しくは、後述（図４等参照））の端部を収容できる大きさとされている。
【００２４】
図１に戻って、エアピッカー３０は、支持棒３１の上端に取り付けられている。支持棒３１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、エアピッカー３０を３つ備えている。３つのエアピッカー３０は、図３に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図４に示すように、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体の側面７０ｓを３方から挟持可能な位置に配置されている。
【００２５】
図１に戻って、エアピッカー３０は、ガス出入口３０ｃを有するベース部３０ａと、ガス出入口３０ｃから供給されるガスにより膨らむことの出来るゴム中空体３０ｂと、を備える。エアピッカー３０に対して、ガス出入口３０ｃからガスを供給すると、ゴム中空体３０ｂが膨らんでハニカム構造体の側面を３方から押圧できる一方、ガス出入口３０ｃからガスを排出すると、ゴム中空体３０ｂがしぼんでハニカム構造体の側面を押圧しなくなる。なお、ガスの配管は図示を省略している。
【００２６】
電磁ホルダ２０は、支持棒２１の上端に取り付けられている。支持棒２１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、電磁ホルダ２０を３つ備えている。３つの電磁ホルダ２０は、図３に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図５に示す（詳しくは後述）するように、ハニカム構造体７０の上面に配置されるマスク１７０の外周部１７０ｐの下面に３方から対向する位置に配置されている。図３に示すように、電磁ホルダ２０と、エアピッカー３０とは、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに６０度離れた位置に配置されている。
【００２７】
電磁ホルダ２０は、図１に示すように、上面２０ａが平面とされている。図２に示すように、この電磁ホルダ２０の上面２０ａの位置は、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体７０の上端面と同一平面となるようにされている。
【００２８】
電磁ホルダ２０は、図１に示すように、上面２０ａから磁束を放出する永久磁石２０ｂと、この磁束と逆向きの磁束を放出可能な電磁石２０ｃと、を内部に有している。電磁石２０ｃに電流が流れていない場合には、永久磁石２０ｂの磁界により、上面２０ａ上の磁性を有する金属板の下面を吸着してこれを固定できる一方、電磁石２０ｃに電流が流れている場合には、永久磁石２０ｂの磁界が電磁石の磁界により弱められるため、上面２０ａ上の金属板を容易に移動させることができる。
【００２９】
（製造方法）
続いて、このような固定治具１００を使用した封口されたハニカムフィルタの製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。
【００３０】
まず、ハニカム構造体７０を用意する。ハニカム構造体７０は、図４に示すように、互いに平行に伸びる複数の貫通孔７０ａを有する円柱体である。
【００３１】
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、１００〜３２０ｍｍとすることできる。貫通孔７０ａの断面のサイズは、例えば、正方形の場合一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。貫通孔７０ａ間の間隔である隔壁の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。
【００３２】
ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより多孔性セラミクスとなるグリーン（未焼成体）とでき、この場合、セラミクス原料を含む成形体や、セラミクス粒子の成形体であることができる。セラミクスは特に限定されないが、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、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。
【００３３】
例えば、セラミクスがチタン酸アルミニウムの場合、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、アラキジン酸、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Ａｌ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。潤滑剤及び可塑剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜１０重量部とでき、０．１〜５重量部とできる。
【００３８】
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。分散剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜２０重量部とでき、２〜８重量部とできる。
【００３９】
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。
【００４０】
このようなハニカム構造体７０は例えば以下のようにして製造することができる。まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物を隔壁の形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切断後、公知の方法で乾燥することにより、ハニカム構造体７０を得ることができる。
【００４１】
なお、ハニカム構造体は、未焼成体でなくて、焼成済みのもの（例えば、多孔質セラミクス）であってもよい。
【００４２】
続いて、このハニカム構造体７０を、開口がある一端面(下面)が載置面１４ａと対向するように、載置面１４ａ上に載せる。続いて、エアピッカー３０のガス出入口３０ｃからガスを供給することにより、図４に示すようにゴム中空体３０ｂを膨らませ、ゴム中空体３０ｂによりハニカム構造体７０の側面７０ｓを３方から挟持する。これにより、ハニカム構造体７０が、台座１０に対して固定される。
【００４３】
続いて、図５に示すマスク１７０を用意する。マスク１７０は、円形の板状部材であり、多数の貫通孔１７０ａを有する。貫通孔１７０ａの平面形状は、例えば、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図４参照）に対応する正方形とすることができる。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図５に示すように、千鳥配置とされており、各貫通孔１７０ａは、図４の正方配置されたハニカム構造体７０の複数の貫通孔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。マスク１７０の外径は、ハニカム構造体７０の外径よりも大きくなっており、マスク１７０は、ハニカム構造体７０とは対向しない環状の外周部１７０ｐを有する。マスク１７０は、電磁ホルダ２０による吸着を可能とすべく、磁力により吸着可能な強磁性材料、例えば、ＳＵＳ４３０等の
フェライト系ステンレスからなるものとできる。厚みは、例えば、０．１〜１ｍｍとすることができる。
【００４４】
そして、このマスク１７０を、ハニカム構造体７０の上面に載置し、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとの位置を合わせ、封口すべきハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとが互いに連通し、かつ、封口したくないハニカム構造体７０の貫通孔が遮蔽されるようにする。
【００４５】
位置合わせの方法は特に限定されず、目視しながら手でマスク１７０を移動して合わせてもよいし、目視しながら公知の微動装置を用いてマスクや固定治具を移動して位置合わせをしても良く、公知の画像処理法によって移動量を制御してもよい。
【００４６】
この位置合わせの際に、各電磁ホルダ２０の上面２０ａは、マスク１７０の外周部１７０ｐと対向しているが、電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃに電流を流しておき、永久磁石２０ｂの磁束をキャンセルすることにより、電磁ホルダ２０の上面２０ａによる吸着力の発生を抑制し、マスク１７０が電磁ホルダ２０の上面２０ａの上で水平方向に自由に動けるようにしておく。
【００４７】
そして、位置合わせが完了した後に、各電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃの電流を切り、永久磁石２０ｂによる磁束によりマスク１７０の外周部１７０ｐの下面を吸着する。これにより、ハニカム構造体７０とマスク１７０との位置があった状態で、マスク１７０が台座１０に対して固定される。
【００４８】
続いて、マスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の所望の貫通孔７０ａを封口する。封口方法は特に限定されないが、例えば、図６のような装置を用いることができる。本実施形態に係る封口装置２００は、主として、本体部２１０、弾性板２２０、ポンプ２５０を備える。
【００４９】
本体部２１０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２１０の上面２１０ａには、円柱状の凹部２１０ｄが形成されている。凹部２１０ｄの内面には、多孔質部材２１０ｐが貼り付けられている。
【００５０】
弾性板２２０は、凹部２１０ｄの開口面を覆うように、本体部２１０の上面２１０ａ上に、配置されている。弾性板２２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２２０としては、ゴム板とできる。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２２０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。
【００５１】
弾性板２２０は、リング部材２２５、及び、ボルト２３１により本体部２１０に固定されている。リング部材２２５は、本体部２１０の凹部２１０ｄに対応する位置に開口２２５ａ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２２５は、弾性板２２０における中央部（凹部２１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２２０上に配置されている。これにより、弾性板２２０の外周部が、本体部２１０とリング部材２２５とにより挟まれている。リング部材２２５及び弾性板２２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部２１０には、これら貫通孔ｈに対応するねじ孔ｊが形成されており、ボルト２３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ねじ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部２１０の上面２１０ａにおける凹部２１０ｄのまわりの部分に、弾性板２２０の外周部が密着して固定されている。
【００５２】
本体部２１０は、さらに、凹部２１０ｄの底面の多孔質部材２１０ｐに連通する連通路２１０ｅを有している。連通路２１０ｅには、接続パイプ２１４を介してポンプ２５０が接続されている。
【００５３】
ポンプ２５０は、シリンダ２５１、シリンダ２５１内に配置されたピストン２５３、及びピストン２５３に接続されたピストンロッド２５４を備える。ピストンロッド２５４には、ピストンロッド２５４を軸方向に往復移動させるモータ２５５が接続されている。
【００５４】
本実施形態では、弾性板２２０と、ピストン２５３と、の間には、本体部２１０、接続パイプ２１４、及び、シリンダ２５１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、気体、液体等の流体ＦＬが充填されている。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部２１０の凹部２１０ｄ内から流体ＦＬを排出して弾性板２２０を凹部２１０ｄの内面に密着させて弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成することができ（図５の凹部２１０ｄの左側の状態）、また、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給することに弾性板２２０を凹部２１０ｄの底部から引き離すこと（図５の凹部２１０ｄの右側の状態）が出来る。
【００５５】
そして、予め、ピストン２５３を下げることにより、図５の凹部２１０ｄの左側のように、弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成し、この凹部２２０ｄ内に封口材１３０を貯留しておく。
【００５６】
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、液状とできる。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。バインダの使用量は、セラミックス源粉末を１００質量部に対して、例えば、３０．２〜５０００質量部とすることができる。
【００５９】
潤滑剤としては、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、アラキジン酸、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Ａｌ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。潤滑剤の使用量は、セラミックス源粉末の１００質量部に対して、２〜２０質量部とすることができる。
【００６０】
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、イオン交換水などを用いることができる。なかでも、水とでき、不純物が少ない点で、イオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、セラミックス材料を１００質量部に対して、例えば、１５２０〜４６０質量部とすることができる。
【００６１】
続いて、本体部２１０の凹部２１０ｄ上に、上述した固定治具１００を配置する。ここでは、固定治具１００を、図５の状態から、マスク１７０が下側になりかつ台座１０が上側になるように天地をひっくり返し、マスク１７０をリング部材２２５の開口２２５ａ内に配置し、マスク１７０が弾性板２２０の凹部２２０ｄと対向するように配置する。
【００６２】
続いて、ポンプ２５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図５の凹部２１０ｄの右側に示すように、弾性板２２０をマスク１７０に向かって移動させる。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、封口部が形成する。
【００６３】
続いて、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２２０と本体部２１０との間にさらに流体ＦＬを供給し、弾性板２２０を上方向に凸状に変形させ、ハニカム構造体７０及びマスクを固定する固定治具１００を、弾性板２２０から引き離す。その後、電磁ホルダ２０の電磁石を駆動してマスクを除去し、その後、エアピッカー３０を収縮させることにより、ハニカム構造体７０を台座１０から外すことが出来る。そして、必要に応じて、同様の操作により、ハニカム構造体７０の他の面のマスク固定及び封口を行うことができる。そして、封口されたハニカム構造体を乾燥、焼成することにより、ハニカムフィルタを製造することが出来る。
【００６４】
本実施形態によれば、エアピッカー３０がハニカム構造体７０の側面７０ｓを挟持する。これにより、ハニカム構造体７０を台座１０に固定した状態で、エアピッカー３０に邪魔されずにハニカム構造体７０の上面でマスクの位置の調製を行うことができる。また、電磁ホルダ２０はマスク１７０の外周部１７０ｐの下面（台座１０側の面）を吸着するので、マスクの位置合わせの際に電磁ホルダ２０がマスク１７０の移動を阻害しにくく、しかも、マスク１７０をしっかりと固定できる。さらに、電磁ホルダ２０を使用しているので、マスク１７０を固定する際にマスク１７０の位置ズレが殆ど生じず、また、マスクを固定する際にマスク１７０に不要な歪を生じさせることも少ない。
【００６５】
さらに、このようにしてハニカム構造体７０とマスク１７０とを固定した固定治具１００により、これらの位置関係をずらすことなく離れた場所にある封口装置に移動することが容易である。また、このようなエアピッカー３０や電磁ホルダ２０は、マスク１７０の上面で封口作業する際の障害ともなり難いので、封口作業も容易に行なうことが出来る。
【００６６】
また、エアピッカーが、図３に示すように、載置面１４ａに直交する方向から見て、互いに１２０度離れて３つ配置されているので、ハニカム構造体７０を強固に固定することが出来る。
【００６７】
本発明は、上記実施形態に限定されず、様々な変改態様が可能である。例えば、上記実施形態では、３つあるエアピッカー３０の配置位置を、図３のＺ軸から見て、互いに１２０度離れた位置としているが、１２０度ではなくても実施可能である。例えば、互いに、８０〜１００度となる位置にすることができる。また、エアピッカー３０は３つでなくても２つでも、４つ以上でも実施は可能である。ｎ個ある場合の角度は、３６０／ｎとできる。強固にハニカム構造体７０を固定する観点からは、エアピッカー３０は、ハニカム構造体７０の側面を取り囲むように３つ以上あるものとできる。
【００６８】
また、上記実施形態では、ハニカム構造体の側面の挟持部材として、エアピッカー３０を採用しているが、ハニカム構造体の側面を挟持できるものであれば、エアピッカーでなくても実施可能である。例えば、水平断面が楕円形状のゴムローラを用い、固定時には長軸側がハニカム構造体の側面と当接して挟持する一方、非固定時には短軸側がハニカム構造体の側面と離間しながら対向して非挟持となるように、回動可能とされたゴムローラを使用してもよい。また、ベルト状の部材によりハニカム構造体の側面を挟持してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、３つある電磁ホルダ２０の配置位置を、図３のＺ軸から見て互いに１２０度離れた位置としているが１２０度ではなくても実施可能である。例えば、互いに、８０〜１００度となる位置にすることができる。また、電磁ホルダ２０も、３つでなくても２つでも、４つ以上でも実施は可能である。ｎ個ある場合の角度は、３６０／ｎとできる。電磁ホルダ２０は、ハニカム構造体７０の側面を取り囲むように３つ以上あるものとできる。
【００７０】
上記実施形態では、マスク１７０の外周部１７０ｐの下面の吸着部材として、永久磁石及び電磁石を有する電磁ホルダ２０を採用しているが、吸着する状態と、非吸着の状態とを切替えることが出来るものであれば、上記の電磁ホルダに限られない。例えば、永久磁石を有さず電磁石のみを有する電磁ホルダでもよいし、真空吸着パッドを用いてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、Ｚ軸から見て、電磁ホルダ２０と、エアピッカー３０とが互いに６０度離れているが、これに限定されず、Ｚ軸の高さ方向の位置が異なれば、Ｚ軸から見て互いの角度が０度すなわち重なっていても実施可能である。
【００７２】
また、台座１０の形状も特に限定されず、また、台座１０にエアピッカー３０や電磁ホルダ２０を固定する方法も特に限定されない。これらを支持棒２１，３１で支持すると、支持棒間に間隙ができるので、ハニカム構造体７０の載置や取出しが容易である。
【００７３】
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。
【００７４】
また、マスク１７０の形態やマスクの貫通孔のパターンも自由である。さらに、封口装置２００の形態も特に限定は無い。
【符号の説明】
【００７５】
７０…ハニカム構造体、１０…台座、１４ａ…載置面、３０…エアピッカー（挟持部材）、３０ｂ…ゴム中空体、２０…電磁ホルダ（吸着部材）、２０ａ…面、２０ｂ…永久磁石、２０ｃ…電磁石、１００…固定治具。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定治具、固定方法、及びハニカムフィルタ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の一端面に対して、封口する場所に穴が開いたマスクを介してピストン８により封口材を貫通孔に押圧することにより、ハニカム構造体の所望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】
ところで、ハニカム構造体の貫通孔とマスクの穴との位置を合わせてから後、マスクを介してハニカム構造体の所望の貫通孔に封口材を供給するまでの間に、マスクと貫通孔との相対位置がずれないようにマスクとハニカム構造体とを強固に固定しておくことが必要である。
【０００５】
また、このような固定が可能となると、位置合わせしたハニカム構造体及びマスクを、位置合わせ装置とは異なる場所に設けた封口装置にまで移動させて互いに異なる場所で作業することも可能である。
【０００６】
しかしながら、このような固定治具は、位置合わせ作業や封口作業の邪魔にならないような構造である必要がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、位置合わせをしたハニカム構造体及びマスクを固定でき、かつ、マスクの位置合わせ等の邪魔になり難い固定治具、固定方法、及びハニカムフィルタ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】
【０００８】
本発明に係る固定治具は、柱状のハニカム構造体が載置される載置面を有する台座と、台座に固定されると共に、載置面上に載置されるハニカム構造体の側面を挟持する挟持部材と、台座に固定されると共に、ハニカム構造体の上に載置されるマスクの外周部における台座側の面を吸着する吸着部材とを備える。
【０００９】
本発明によれば、挟持部材はハニカム構造体の側面を挟持する。これにより、ハニカム構造体を台座に固定した状態で、挟持部材に邪魔されずにハニカム構造体の端面でマスクの位置の調製を行うことができる。また、吸着部材はマスクの外周部における台座側の面を吸着するので、マスクの位置合わせの際に吸着部材がマスクの移動を阻害しにくく、マスクをしっかりと固定できる。また、マスクの固定時における位置ずれも起こしにくい。また、このような挟持部材や吸着部材によれば、マスクの上面で封口作業する際の障害ともなり難いので、封口作業も容易に行なうことが出来る。なお、本願明細書において「マスクの外周部における台座側の面」とは、例えば、ハニカム構造体の下側の端面を台座に固定した状態で、ハニカム構造体の上側の端面にマスクを載置した場合に、マスクの下側の面（台座側の面）であって、ハニカム構造体の上側の端面の外側にはみ出した部分（マスクの外周部）を意味する。
【００１０】
ここで、挟持部材は、ハニカム構造体の側面を取り囲むように配置された複数のエアピッカーを有し、エアピッカーはガスが供給されると膨張するゴム中空体を有することができる。この場合、ハニカム構造体の固定が容易である。
【００１１】
また、吸着部材は、電磁石を有することができる。これにより、例えば、電磁石に電流を流すことにより磁界を発生させて、位置合わせ後のマスクを固定することが容易となる。また、吸着部材が、電磁石及び永久磁石の磁界を弱める磁界を発生可能な電磁石を有する場合は、電磁石に電流を流すことにより磁界を弱めてマスクの位置合わせを容易とし、その後、電流を切ることによって永久磁石の磁界によりマスクを固定することが出来る。この場合、マスクの固定状態で電流を消費しない。
【００１２】
また、磁力によりマスクを固定すると、固定動作時に、マスクの位置ズレが生じることが少なくなり、また、固定されたマスクに不要な歪が生じることも少なくなる。
【００１３】
また、吸着部材は、真空吸着パッドを有してもよい。
【００１４】
本発明に係るハニカム構造体とマスクとの固定方法は、台座の載置面上に載置されたハニカム構造体の側面を挟持する工程と、ハニカム構造体の端面の上においてハニカム構造体の貫通孔とマスクの穴との位置を合わせる工程と、位置が合わせられたマスクの外周部における台座側の面を台座に固定された吸着部材で吸着する工程とを備える。
【００１５】
本発明によれば、上述の位置合わせ装置と同様の効果がある。
【００１６】
本発明にかかるハニカムフィルタの製造方法は、上述の固定方法と、吸着されたマスクを介してハニカム構造体の貫通孔に封口材を供給する工程とを備える。
【００１７】
ここで、吸着する工程と、封口材を供給する工程とを、互いに離れた場所で行い、吸着する工程と、封口材を供給する工程との間に、さらにハニカム固定部材を挟持しかつマスクを吸着した固定治具を移動する工程を備えることができる。
【００１８】
これによれば、位置合わせと、封口とを離れた場所で行うことができ、それぞれの工程を互いに独立な最適な環境で行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、位置合わせをしたハニカム構造体及びマスクを固定でき、かつ、マスクの位置合わせの邪魔になり難い固定治具等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る固定治具の斜視図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、図１の上面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るハニカムフィルタの製造方法を説明する斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るハニカムフィルタの製造方法を説明する図４に続く斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るハニカムフィルタの製造方法を説明する図５に続く、部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る固定治具の実施形態について、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】
図１は本実施形態に係る固定治具１００の斜視図、図２は固定治具１００の側面図、図３は固定治具１００の上面図である。本実施形態に係る固定治具１００は、主として、台座１０、エアピッカー（挟持部材）３０、電磁ホルダ（吸着部材）２０を有する。
【００２３】
台座１０は、概ね円板状をなし、上面中央部に円板状の凸部１２を有する。凸部１２の上面中央部には、円板状の凹部１４が形成され、凹部１４の上面が、ハニカム構造体の端面を載置する載置面１４ａとなる。凹部１４の直径は、ハニカム構造体（詳しくは、後述（図４等参照））の端部を収容できる大きさとされている。
【００２４】
図１に戻って、エアピッカー３０は、支持棒３１の上端に取り付けられている。支持棒３１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、エアピッカー３０を３つ備えている。３つのエアピッカー３０は、図３に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図４に示すように、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体の側面７０ｓを３方から挟持可能な位置に配置されている。
【００２５】
図１に戻って、エアピッカー３０は、ガス出入口３０ｃを有するベース部３０ａと、ガス出入口３０ｃから供給されるガスにより膨らむことの出来るゴム中空体３０ｂと、を備える。エアピッカー３０に対して、ガス出入口３０ｃからガスを供給すると、ゴム中空体３０ｂが膨らんでハニカム構造体の側面を３方から押圧できる一方、ガス出入口３０ｃからガスを排出すると、ゴム中空体３０ｂがしぼんでハニカム構造体の側面を押圧しなくなる。なお、ガスの配管は図示を省略している。
【００２６】
電磁ホルダ２０は、支持棒２１の上端に取り付けられている。支持棒２１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、電磁ホルダ２０を３つ備えている。３つの電磁ホルダ２０は、図３に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図５に示す（詳しくは後述）するように、ハニカム構造体７０の上面に配置されるマスク１７０の外周部１７０ｐの下面に３方から対向する位置に配置されている。図３に示すように、電磁ホルダ２０と、エアピッカー３０とは、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに６０度離れた位置に配置されている。
【００２７】
電磁ホルダ２０は、図１に示すように、上面２０ａが平面とされている。図２に示すように、この電磁ホルダ２０の上面２０ａの位置は、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体７０の上端面と同一平面となるようにされている。
【００２８】
電磁ホルダ２０は、図１に示すように、上面２０ａから磁束を放出する永久磁石２０ｂと、この磁束と逆向きの磁束を放出可能な電磁石２０ｃと、を内部に有している。電磁石２０ｃに電流が流れていない場合には、永久磁石２０ｂの磁界により、上面２０ａ上の磁性を有する金属板の下面を吸着してこれを固定できる一方、電磁石２０ｃに電流が流れている場合には、永久磁石２０ｂの磁界が電磁石の磁界により弱められるため、上面２０ａ上の金属板を容易に移動させることができる。
【００２９】
（製造方法）
続いて、このような固定治具１００を使用した封口されたハニカムフィルタの製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。
【００３０】
まず、ハニカム構造体７０を用意する。ハニカム構造体７０は、図４に示すように、互いに平行に伸びる複数の貫通孔７０ａを有する円柱体である。
【００３１】
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、１００〜３２０ｍｍとすることできる。貫通孔７０ａの断面のサイズは、例えば、正方形の場合一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。貫通孔７０ａ間の間隔である隔壁の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。
【００３２】
ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより多孔性セラミクスとなるグリーン（未焼成体）とでき、この場合、セラミクス原料を含む成形体や、セラミクス粒子の成形体であることができる。セラミクスは特に限定されないが、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、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。
【００３３】
例えば、セラミクスがチタン酸アルミニウムの場合、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、アラキジン酸、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Ａｌ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。潤滑剤及び可塑剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜１０重量部とでき、０．１〜５重量部とできる。
【００３８】
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。分散剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜２０重量部とでき、２〜８重量部とできる。
【００３９】
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。
【００４０】
このようなハニカム構造体７０は例えば以下のようにして製造することができる。まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物を隔壁の形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切断後、公知の方法で乾燥することにより、ハニカム構造体７０を得ることができる。
【００４１】
なお、ハニカム構造体は、未焼成体でなくて、焼成済みのもの（例えば、多孔質セラミクス）であってもよい。
【００４２】
続いて、このハニカム構造体７０を、開口がある一端面(下面)が載置面１４ａと対向するように、載置面１４ａ上に載せる。続いて、エアピッカー３０のガス出入口３０ｃからガスを供給することにより、図４に示すようにゴム中空体３０ｂを膨らませ、ゴム中空体３０ｂによりハニカム構造体７０の側面７０ｓを３方から挟持する。これにより、ハニカム構造体７０が、台座１０に対して固定される。
【００４３】
続いて、図５に示すマスク１７０を用意する。マスク１７０は、円形の板状部材であり、多数の貫通孔１７０ａを有する。貫通孔１７０ａの平面形状は、例えば、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図４参照）に対応する正方形とすることができる。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図５に示すように、千鳥配置とされており、各貫通孔１７０ａは、図４の正方配置されたハニカム構造体７０の複数の貫通孔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。マスク１７０の外径は、ハニカム構造体７０の外径よりも大きくなっており、マスク１７０は、ハニカム構造体７０とは対向しない環状の外周部１７０ｐを有する。マスク１７０は、電磁ホルダ２０による吸着を可能とすべく、磁力により吸着可能な強磁性材料、例えば、ＳＵＳ４３０等の
フェライト系ステンレスからなるものとできる。厚みは、例えば、０．１〜１ｍｍとすることができる。
【００４４】
そして、このマスク１７０を、ハニカム構造体７０の上面に載置し、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとの位置を合わせ、封口すべきハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとが互いに連通し、かつ、封口したくないハニカム構造体７０の貫通孔が遮蔽されるようにする。
【００４５】
位置合わせの方法は特に限定されず、目視しながら手でマスク１７０を移動して合わせてもよいし、目視しながら公知の微動装置を用いてマスクや固定治具を移動して位置合わせをしても良く、公知の画像処理法によって移動量を制御してもよい。
【００４６】
この位置合わせの際に、各電磁ホルダ２０の上面２０ａは、マスク１７０の外周部１７０ｐと対向しているが、電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃに電流を流しておき、永久磁石２０ｂの磁束をキャンセルすることにより、電磁ホルダ２０の上面２０ａによる吸着力の発生を抑制し、マスク１７０が電磁ホルダ２０の上面２０ａの上で水平方向に自由に動けるようにしておく。
【００４７】
そして、位置合わせが完了した後に、各電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃの電流を切り、永久磁石２０ｂによる磁束によりマスク１７０の外周部１７０ｐの下面を吸着する。これにより、ハニカム構造体７０とマスク１７０との位置があった状態で、マスク１７０が台座１０に対して固定される。
【００４８】
続いて、マスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の所望の貫通孔７０ａを封口する。封口方法は特に限定されないが、例えば、図６のような装置を用いることができる。本実施形態に係る封口装置２００は、主として、本体部２１０、弾性板２２０、ポンプ２５０を備える。
【００４９】
本体部２１０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２１０の上面２１０ａには、円柱状の凹部２１０ｄが形成されている。凹部２１０ｄの内面には、多孔質部材２１０ｐが貼り付けられている。
【００５０】
弾性板２２０は、凹部２１０ｄの開口面を覆うように、本体部２１０の上面２１０ａ上に、配置されている。弾性板２２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２２０としては、ゴム板とできる。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２２０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。
【００５１】
弾性板２２０は、リング部材２２５、及び、ボルト２３１により本体部２１０に固定されている。リング部材２２５は、本体部２１０の凹部２１０ｄに対応する位置に開口２２５ａ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２２５は、弾性板２２０における中央部（凹部２１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２２０上に配置されている。これにより、弾性板２２０の外周部が、本体部２１０とリング部材２２５とにより挟まれている。リング部材２２５及び弾性板２２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部２１０には、これら貫通孔ｈに対応するねじ孔ｊが形成されており、ボルト２３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ねじ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部２１０の上面２１０ａにおける凹部２１０ｄのまわりの部分に、弾性板２２０の外周部が密着して固定されている。
【００５２】
本体部２１０は、さらに、凹部２１０ｄの底面の多孔質部材２１０ｐに連通する連通路２１０ｅを有している。連通路２１０ｅには、接続パイプ２１４を介してポンプ２５０が接続されている。
【００５３】
ポンプ２５０は、シリンダ２５１、シリンダ２５１内に配置されたピストン２５３、及びピストン２５３に接続されたピストンロッド２５４を備える。ピストンロッド２５４には、ピストンロッド２５４を軸方向に往復移動させるモータ２５５が接続されている。
【００５４】
本実施形態では、弾性板２２０と、ピストン２５３と、の間には、本体部２１０、接続パイプ２１４、及び、シリンダ２５１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、気体、液体等の流体ＦＬが充填されている。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部２１０の凹部２１０ｄ内から流体ＦＬを排出して弾性板２２０を凹部２１０ｄの内面に密着させて弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成することができ（図５の凹部２１０ｄの左側の状態）、また、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給することに弾性板２２０を凹部２１０ｄの底部から引き離すこと（図５の凹部２１０ｄの右側の状態）が出来る。
【００５５】
そして、予め、ピストン２５３を下げることにより、図５の凹部２１０ｄの左側のように、弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成し、この凹部２２０ｄ内に封口材１３０を貯留しておく。
【００５６】
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、液状とできる。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。バインダの使用量は、セラミックス源粉末を１００質量部に対して、例えば、３０．２〜５０００質量部とすることができる。
【００５９】
潤滑剤としては、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、アラキジン酸、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Ａｌ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。潤滑剤の使用量は、セラミックス源粉末の１００質量部に対して、２〜２０質量部とすることができる。
【００６０】
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、イオン交換水などを用いることができる。なかでも、水とでき、不純物が少ない点で、イオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、セラミックス材料を１００質量部に対して、例えば、１５２０〜４６０質量部とすることができる。
【００６１】
続いて、本体部２１０の凹部２１０ｄ上に、上述した固定治具１００を配置する。ここでは、固定治具１００を、図５の状態から、マスク１７０が下側になりかつ台座１０が上側になるように天地をひっくり返し、マスク１７０をリング部材２２５の開口２２５ａ内に配置し、マスク１７０が弾性板２２０の凹部２２０ｄと対向するように配置する。
【００６２】
続いて、ポンプ２５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図５の凹部２１０ｄの右側に示すように、弾性板２２０をマスク１７０に向かって移動させる。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、封口部が形成する。
【００６３】
続いて、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２２０と本体部２１０との間にさらに流体ＦＬを供給し、弾性板２２０を上方向に凸状に変形させ、ハニカム構造体７０及びマスクを固定する固定治具１００を、弾性板２２０から引き離す。その後、電磁ホルダ２０の電磁石を駆動してマスクを除去し、その後、エアピッカー３０を収縮させることにより、ハニカム構造体７０を台座１０から外すことが出来る。そして、必要に応じて、同様の操作により、ハニカム構造体７０の他の面のマスク固定及び封口を行うことができる。そして、封口されたハニカム構造体を乾燥、焼成することにより、ハニカムフィルタを製造することが出来る。
【００６４】
本実施形態によれば、エアピッカー３０がハニカム構造体７０の側面７０ｓを挟持する。これにより、ハニカム構造体７０を台座１０に固定した状態で、エアピッカー３０に邪魔されずにハニカム構造体７０の上面でマスクの位置の調製を行うことができる。また、電磁ホルダ２０はマスク１７０の外周部１７０ｐの下面（台座１０側の面）を吸着するので、マスクの位置合わせの際に電磁ホルダ２０がマスク１７０の移動を阻害しにくく、しかも、マスク１７０をしっかりと固定できる。さらに、電磁ホルダ２０を使用しているので、マスク１７０を固定する際にマスク１７０の位置ズレが殆ど生じず、また、マスクを固定する際にマスク１７０に不要な歪を生じさせることも少ない。
【００６５】
さらに、このようにしてハニカム構造体７０とマスク１７０とを固定した固定治具１００により、これらの位置関係をずらすことなく離れた場所にある封口装置に移動することが容易である。また、このようなエアピッカー３０や電磁ホルダ２０は、マスク１７０の上面で封口作業する際の障害ともなり難いので、封口作業も容易に行なうことが出来る。
【００６６】
また、エアピッカーが、図３に示すように、載置面１４ａに直交する方向から見て、互いに１２０度離れて３つ配置されているので、ハニカム構造体７０を強固に固定することが出来る。
【００６７】
本発明は、上記実施形態に限定されず、様々な変改態様が可能である。例えば、上記実施形態では、３つあるエアピッカー３０の配置位置を、図３のＺ軸から見て、互いに１２０度離れた位置としているが、１２０度ではなくても実施可能である。例えば、互いに、８０〜１００度となる位置にすることができる。また、エアピッカー３０は３つでなくても２つでも、４つ以上でも実施は可能である。ｎ個ある場合の角度は、３６０／ｎとできる。強固にハニカム構造体７０を固定する観点からは、エアピッカー３０は、ハニカム構造体７０の側面を取り囲むように３つ以上あるものとできる。
【００６８】
また、上記実施形態では、ハニカム構造体の側面の挟持部材として、エアピッカー３０を採用しているが、ハニカム構造体の側面を挟持できるものであれば、エアピッカーでなくても実施可能である。例えば、水平断面が楕円形状のゴムローラを用い、固定時には長軸側がハニカム構造体の側面と当接して挟持する一方、非固定時には短軸側がハニカム構造体の側面と離間しながら対向して非挟持となるように、回動可能とされたゴムローラを使用してもよい。また、ベルト状の部材によりハニカム構造体の側面を挟持してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、３つある電磁ホルダ２０の配置位置を、図３のＺ軸から見て互いに１２０度離れた位置としているが１２０度ではなくても実施可能である。例えば、互いに、８０〜１００度となる位置にすることができる。また、電磁ホルダ２０も、３つでなくても２つでも、４つ以上でも実施は可能である。ｎ個ある場合の角度は、３６０／ｎとできる。電磁ホルダ２０は、ハニカム構造体７０の側面を取り囲むように３つ以上あるものとできる。
【００７０】
上記実施形態では、マスク１７０の外周部１７０ｐの下面の吸着部材として、永久磁石及び電磁石を有する電磁ホルダ２０を採用しているが、吸着する状態と、非吸着の状態とを切替えることが出来るものであれば、上記の電磁ホルダに限られない。例えば、永久磁石を有さず電磁石のみを有する電磁ホルダでもよいし、真空吸着パッドを用いてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、Ｚ軸から見て、電磁ホルダ２０と、エアピッカー３０とが互いに６０度離れているが、これに限定されず、Ｚ軸の高さ方向の位置が異なれば、Ｚ軸から見て互いの角度が０度すなわち重なっていても実施可能である。
【００７２】
また、台座１０の形状も特に限定されず、また、台座１０にエアピッカー３０や電磁ホルダ２０を固定する方法も特に限定されない。これらを支持棒２１，３１で支持すると、支持棒間に間隙ができるので、ハニカム構造体７０の載置や取出しが容易である。
【００７３】
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。
【００７４】
また、マスク１７０の形態やマスクの貫通孔のパターンも自由である。さらに、封口装置２００の形態も特に限定は無い。
【符号の説明】
【００７５】
７０…ハニカム構造体、１０…台座、１４ａ…載置面、３０…エアピッカー（挟持部材）、３０ｂ…ゴム中空体、２０…電磁ホルダ（吸着部材）、２０ａ…面、２０ｂ…永久磁石、２０ｃ…電磁石、１００…固定治具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状のハニカム構造体が載置される載置面を有する台座と、
前記台座に固定されると共に、前記載置面上に載置されるハニカム構造体の側面を挟持する挟持部材と、
前記台座に固定されると共に、前記ハニカム構造体の上に載置されるマスクの外周部における台座側の面を吸着する吸着部材と、を備える固定治具。
【請求項２】
前記挟持部材は、前記ハニカム構造体の側面を取り囲むように配置された複数のエアピッカーを有し、前記エアピッカーはガスが供給されると膨張するゴム中空体を有する請求項１記載の固定治具。
【請求項３】
前記吸着部材は、電磁石を有する請求項１又は２記載の固定治具。
【請求項４】
前記吸着部材は、永久磁石、及び、前記永久磁石の磁界を弱める磁界を発生可能な電磁石を有する請求項１〜３のいずれか一項記載の固定治具。
【請求項５】
前記吸着部材は、真空吸着パッドを有する請求項１又は２のいずれか記載の固定治具。
【請求項６】
台座の載置面上に載置されたハニカム構造体の側面を挟持する工程と、
前記ハニカム構造体の端面の上においてハニカム構造体の貫通孔とマスクの穴との位置を合わせる工程と、
前記位置が合わせられたマスクの外周部における台座側の面を前記台座に固定された吸着部材で吸着する工程と、
を備えるハニカム構造体とマスクとの固定方法。
【請求項７】
請求項６記載のハニカム構造体とマスクとの固定方法と、前記吸着されたマスクを介して前記ハニカム構造体の貫通孔に封口材を供給する工程と、を備えるハニカムフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記吸着する工程と、前記封口材を供給する工程とを、互いに離れた場所で行い、前記吸着する工程と、前記封口材を供給する工程との間に、さらに、前記固定治具を移動する工程を備える請求項７記載の方法。
【請求項１】
柱状のハニカム構造体が載置される載置面を有する台座と、
前記台座に固定されると共に、前記載置面上に載置されるハニカム構造体の側面を挟持する挟持部材と、
前記台座に固定されると共に、前記ハニカム構造体の上に載置されるマスクの外周部における台座側の面を吸着する吸着部材と、を備える固定治具。
【請求項２】
前記挟持部材は、前記ハニカム構造体の側面を取り囲むように配置された複数のエアピッカーを有し、前記エアピッカーはガスが供給されると膨張するゴム中空体を有する請求項１記載の固定治具。
【請求項３】
前記吸着部材は、電磁石を有する請求項１又は２記載の固定治具。
【請求項４】
前記吸着部材は、永久磁石、及び、前記永久磁石の磁界を弱める磁界を発生可能な電磁石を有する請求項１〜３のいずれか一項記載の固定治具。
【請求項５】
前記吸着部材は、真空吸着パッドを有する請求項１又は２のいずれか記載の固定治具。
【請求項６】
台座の載置面上に載置されたハニカム構造体の側面を挟持する工程と、
前記ハニカム構造体の端面の上においてハニカム構造体の貫通孔とマスクの穴との位置を合わせる工程と、
前記位置が合わせられたマスクの外周部における台座側の面を前記台座に固定された吸着部材で吸着する工程と、
を備えるハニカム構造体とマスクとの固定方法。
【請求項７】
請求項６記載のハニカム構造体とマスクとの固定方法と、前記吸着されたマスクを介して前記ハニカム構造体の貫通孔に封口材を供給する工程と、を備えるハニカムフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記吸着する工程と、前記封口材を供給する工程とを、互いに離れた場所で行い、前記吸着する工程と、前記封口材を供給する工程との間に、さらに、前記固定治具を移動する工程を備える請求項７記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４０８７４（Ｐ２０１２−４０８７４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２３９９（Ｐ２０１１−１６２３９９）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【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２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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