CN109318344A - 蜂窝结构体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝结构体的制造方法，无需辅助部件等就能够稳定地形成在角部配置有三角单元的蜂窝接合体，不会导致制造效率降低及成本提高。蜂窝结构体的制造方法具备成型体形成工序、烧成工序、三角单元形成工序、接合体形成工序及外周磨削工序，接合体形成工序还具备加压工序，加压工序使用加压夹具(50)，加压夹具(50)具备加压体(52)和加压体驱动部(53)，加压体(52)具有形状与三角单元(30)的三角截面(31)相似的截面，并具备能够与斜侧面(F3)抵接的加压斜侧面(P)，加压体驱动部(53)在使加压斜侧面(P)与斜侧面(F3)抵接的状态下，使加压体(52)沿着与三角单元(30)的第一侧面或第二侧面正交的加压方向(PD)移动并加压。

Description

蜂窝结构体的制造方法
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体的制造方法。更详细而言，涉及将多个蜂窝单元组合、能够形成具有形状稳定性的蜂窝块体的蜂窝结构体的制造方法。
背景技术
在汽车、化学、电力、钢铁等各种产业技术领域中，作为为了应对环境问题及回收特定物质等而使用的催化装置用的催化剂载体或者过滤器，多数情况下采用耐热性、耐久性等优异的陶瓷制的蜂窝结构体。特别是，近年来，将两端的隔室开口部交替封孔，制造封孔蜂窝结构体，用作对从柴油机等排出的微细的粒子状物质(PM：Particulate Matter)进行捕集的柴油颗粒过滤器(DPF：Diesel Particulate Filter)。作为在高温且腐蚀性气体的气氛下使用的上述蜂窝结构体的材料，优选使用耐热性以及化学稳定性优异的碳化硅(SiC)、堇青石、以及钛酸铝(AT)等陶瓷材料。
已知：上述陶瓷材料中，碳化硅的热膨胀率较高。因此，将碳化硅用作骨料的蜂窝直径较大的大型蜂窝结构体容易因使用时施加的热冲击而产生裂纹等缺陷。此外，在高温的烧成温度下对蜂窝成型体进行烧成的烧成工序中，因蜂窝成型体的成型体内部与外周面的温度差(内外温度差)而产生隔壁变形、裂纹(烧成裂纹)等缺陷的可能性较高。为了消除上述的不良情况，与蜂窝直径较小的通常的蜂窝结构体的情形相比，有时脱脂工序、正式烧成工序等所耗费的时间变长。由此，存在如下问题：蜂窝制造体的制造时间变长，制造效率降低。
因此，在制造大型蜂窝结构体时，例如，预先形成多个四棱柱状的蜂窝单元(蜂窝烧成体)，在将这些蜂窝单元组合的状态下，使用接合材料进行接合，形成一个大的蜂窝接合体(蜂窝块体)，然后，对外周进行粗加工、磨削，由此，制造圆柱状等期望的形状的蜂窝结构体(参见专利文献1)。应予说明，蜂窝单元有时也使用设置有多个封孔部的封孔蜂窝单元。
另一方面，还提出如下制造的蜂窝结构体：在对多个四棱柱状的蜂窝单元(以下，简称为“四角单元”)进行接合时，在与形成的蜂窝接合体的中心轴(蜂窝轴)正交的截面(以下，称为“接合体截面”。)上的相当于“角部”的部分配设三棱柱状的蜂窝单元(以下，简称为“三角单元”。)，制造蜂窝结构体(参见专利文献2、3)。
但是，专利文献1中给出的蜂窝结构体的情况下，存在如下问题：如果将蜂窝接合体的外周磨削加工成圆形状、椭圆形状等，则配置于蜂窝结构体的“角部”的四角单元几乎都被磨掉，作为蜂窝结构体的整体，原料收率降低。
另一方面，专利文献2、3中给出的蜂窝结构体的情况下，虽然上述原料收率的降低得以解决，但是将多个四角单元以及三角单元组合而形成一个蜂窝接合体的组装作业有时变得困难。即，在将多个单元接合时，必须将在各单元之间涂布有接合材料的状态下从外周方向朝向蜂窝截面的中心加压的状态保持至接合材料干燥。
这种情况下，很难以稳定的力对配置于角部的三角单元进行加压，各单元间的接合材料的宽度(接合层的宽度)有时不恒定。由此，有时会导致蜂窝接合体的整体形状崩裂等形状稳定性受损。
因此，提出如下方法：在形成角部配设有三角单元的蜂窝接合体的情况下，准备形状与三角单元的截面形状相同的筒型的铝或铝合金制的辅助部件，使三角单元以及辅助部件的斜边彼此贴合，形成四棱柱状的伪蜂窝单元(伪单元)，将其配置于角部，形成蜂窝接合体(参见专利文献4)。
由此，在将多个单元组合而形成一个蜂窝接合体时，能够从外周方向施加稳定的力，能够使接合材料的宽度恒定，能够消除如上所述的形状崩裂等不良情况的发生。
然后，从伪单元中除去辅助部件，对得到的蜂窝接合体的外周面进行磨削加工等，由此，能够制造任意形状的蜂窝结构体。此外，由于在贴合有辅助部件的状态下使蜂窝接合体干燥，然后，卸下辅助部件，因此，起到如下效果：能够抑制各单元间发生接合偏移。此外，通过使用铝等金属制材料，能够抑制辅助部件的热容量，能够提高热传导率。由此，干燥时的升温速度加快，能够缩短干燥时间等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003－291054号公报
专利文献2：日本特开2000－7455号公报
专利文献3：日本特开2009－50849号公报
专利文献4：日本特许第5097237号公报
发明内容
如上所述，对于专利文献4中公开的使用辅助部件的蜂窝结构体的制造方法，通过抑制由磨削加工削去的外周部分的磨削量，能够使原料收率得到提高。此外，能够以稳定的力对三角单元进行加压，因此，具备：能够使单元间的接合层的宽度恒定，能够形成形状稳定性优异的蜂窝接合体等优异的特征。
但是，需要：在配置于“角部”的三角单元贴合辅助部件来形成伪单元的工序、接合后从伪单元仅卸下辅助部件的工序，这些作业花费时间，因此，制造效率依然有可能降低。此外，为了进行该作业，有时对作业者强加过大的负担。另外，存在如下问题：需要辅助部件自身或者用于将三角单元与辅助部件贴合的贴合剂等新的材料成本，蜂窝结构体的制造成本提高。
因此，本发明是鉴于上述实际情况而实施的，其课题在于提供一种蜂窝结构体的制造方法，该方法无需辅助部件等，就能够形成角部配置有三角单元的形状稳定性优异的蜂窝接合体，不存在制造成本上升等问题。
为了解决上述课题，本发明提供以下的蜂窝结构体的制造方法。
[1]一种蜂窝结构体的制造方法，其具备：成型体形成工序：将成型原料挤压成型，形成多个四棱柱状的蜂窝成型体，所述四棱柱状的蜂窝成型体具有区划形成多个隔室的隔壁且与中心轴正交的成型体截面为长方形，该隔室从一方端面延伸至另一方端面而形成流体的流路；烧成工序：对所述蜂窝成型体进行烧成，形成多个四棱柱状的四角单元；三角单元形成工序：将形成的所述四角单元中的一部分沿着与中心轴正交的四角截面的一条对角线并与所述中心轴平行地进行切断，形成三棱柱状的三角单元，所述三棱柱状的三角单元具有第一侧面、与所述第一侧面正交的第二侧面以及将所述第一侧面和所述第二侧面的侧端彼此连结的斜侧面，且与中心轴正交的三角截面为直角三角形；接合体形成工序：构筑将多个所述三角单元以及多个所述四角单元组合而得到的预组装体，使所述三角单元以所述斜侧面成为最外周的方式配置于角部、并且余下的所述第一侧面和所述第二侧面分别与所述四角单元的单元侧面对置，在所述三角单元与所述四角单元之间以及所述四角单元彼此之间设置接合层，形成蜂窝接合体；以及外周磨削工序：使得到的所述蜂窝接合体干燥后，对所述蜂窝接合体的外周面进行磨削加工，制造期望形状的蜂窝结构体，所述接合体形成工序还具备加压工序，该加压工序使用加压夹具，从所述预组装体的外周方向朝向中心方向对所述三角单元进行加压，该加压夹具具有：加压体，其具备形状与所述三角截面相似的截面且具有能够与所述斜侧面抵接的加压斜侧面；以及加压体驱动部，其在使所述加压斜侧面与所述斜侧面抵接的状态下，使所述加压体沿着与所述第一侧面或所述第二侧面正交的加压方向移动，进行加压。
[2]根据所述[1]中记载的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述加压夹具还具有移动限制部，该移动限制部从与所述加压方向正交的方向与所述三角单元以及所述四角单元抵接，限制所述三角单元以及所述四角单元从所述预组装体的中心方向朝向外周方向移动。
[3]根据所述[1]或[2]中记载的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述加压工序使用至少一对所述加压夹具，通过一方所述加压夹具的第一加压体将所述三角单元向第一加压方向加压，并且，通过另一方所述加压夹具的第二加压体将所述三角单元向与所述第一加压方向正交的第二加压方向加压。
[4]根据所述[1]～[3]中的任意一项中记载的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述加压夹具还具备摆动机构部，该摆动机构部使所述加压体向与所述加压方向正交的方向摆动。
[5]根据所述[1]～[4]中的任意一项中记载的蜂窝结构体的制造方法，其中，所述加压夹具具有多个所述加压体驱动部，对安装于所述加压体驱动部的多个所述加压体分别独立地进行驱动。
根据本发明的蜂窝结构体的制造方法，能够形成角部配置有三角单元的形状稳定性优异的蜂窝接合体，能够由该蜂窝接合体制造形状良好的蜂窝结构体。特别是，由于不需要辅助部件等，所以蜂窝结构体的制造方法不复杂，不会对作业者强加过大的负担。此外，能够制造维持高原料收率且抑制了制造成本的蜂窝结构体。
附图说明
图1是示意性地示出本实施方式的蜂窝结构体的制造方法的接合体形成工序中形成的蜂窝接合体的一例的立体图。
图2是示意性地示出挤压成型的四棱柱状的蜂窝成型体或用于形成蜂窝接合体的四棱柱状的四角单元的一例的立体图。
图3是示意性地示出用于形成蜂窝接合体的三棱柱状的三角单元的一例的立体图。
图4是示意性地示出将四角单元以及三角单元组合得到的预组装体以及利用加压夹具进行加压的一例的说明图。
图5是示意性地示出使用加压夹具对三角单元进行加压的一例的立体图。
图6是示意性地示出加压夹具的与加压体的加压方向正交的活动方向的一例的立体图。
图7是示意性地示出使用三个加压夹具对三角单元进行加压的一例的立体图。
图8是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的制造方法的接合体形成工序中形成的另一例构成的蜂窝接合体的一例的主视图。
图9是示意性地示出用于形成图8的蜂窝接合体的使用了多个加压夹具的加压装置的一例的说明图。
图10是示意性地示出用于形成蜂窝接合体的使用了多个加压夹具的加压装置的另一例的说明图。
符号说明
10：蜂窝成型体；11a：一方端面；11b：另一方端面；12：隔室；13：隔壁；14：成型体截面；20：四角单元；21：四角截面；22：单元边；30：三角单元；31：三角截面；32a：第一边；32b：第二边；32c：斜边；40、70：蜂窝接合体；41、71：预组装体；41a：组装体底面；41b：组装体侧面；42：接合层；43：组装体截面；44：接合体截面；45、72：外周面；50、50a、50b、50c、81、91：加压夹具；51：加压截面；52、82、92：加压体；52a：第一加压体；52b：第二加压体；52c：第三加压体；53、84、94：加压体驱动部；54：移动限制部；55、83、93：四角单元加压体；56：摆动机构部；60：导向部；61：底面部；62：侧面部；80、90：加压装置；C1、C2、C3、C4：角部；CA：中心轴；DL：对角线；F1：第一侧面；F2：第二侧面；F3：斜侧面；F4：单元侧面；GL：磨削线；P、P1、P2、P3：加压斜侧面；PD：加压方向；PD1：第一加压方向；PD2：第二加压方向；PD3：第三加压方向；PD4：第四加压方向；SD：摆动方向。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一个实施方式的蜂窝结构体的制造方法的实施方式进行说明。应予说明，本发明的蜂窝结构体的制造方法并不限定于以下的实施方式，只要不脱离本发明的主旨，就可以加以各种设计的变更、修正、以及改良等。
本发明的一个实施方式的蜂窝结构体的制造方法构成为主要具备：成型体形成工序：形成多个四棱柱状的蜂窝成型体10；烧成工序：对蜂窝成型体10进行烧成，形成多个四棱柱状的四角单元20(蜂窝烧成体)；三角单元形成工序：由四角单元20形成三角单元30；接合体形成工序：将多个四角单元20以及三角单元30组合，形成蜂窝接合体40；以及外周磨削工序：对蜂窝接合体40进行磨削加工，制造蜂窝结构体。
此处，对于成型体形成工序，将成型原料(未图示)挤压成型，形成多个具有区划形成多个隔室12的格子状的隔壁13且与中心轴CA正交的成型体截面14为长方形的四棱柱状的蜂窝成型体10(参照图2)，所述隔室12从一方端面11a延伸至另一方端面11b，形成流体的流路。
蜂窝成型体10中的隔室12以及隔壁13在之后形成的四角单元20、三角单元30、预组装体41以及蜂窝接合体40中保持该形状。因此，为了简化图示，在后述的四角单元20、三角单元30、预组装体41以及蜂窝接合体40中，对隔室12以及隔壁13的构成分别赋予相同的符号，省略详细的说明。另外，图1～4中，简化地示出隔室12以及隔壁13的构成。此外，图5～7中，省略隔室12以及隔壁13的图示。此外，图2分别示出挤压成型得到的蜂窝成型体10和后述的烧成完成的四角单元20(蜂窝烧成体)。
对于对蜂窝成型体10进行烧成的烧成工序，将通过成型体形成工序得到的蜂窝成型体10在调整为大气气氛下或不活泼气体气氛下等的烧成炉的炉内空间于高温的烧成温度进行烧成处理。由此，形成多个四棱柱状的四角单元20(参照图2)。应予说明，图2中，以共用方式示出蜂窝成型体10以及四角单元20的构成，但是，由于通过实际的烧成工序而除去蜂窝成型体10中包含的水分、粘合剂等，因此，相对于蜂窝成型体10而言，四角单元20稍微烧成收缩。因此，四角单元20的尺寸略小于烧成前的蜂窝成型体10的尺寸。
对于三角单元形成工序，从通过烧成工序形成的四角单元20中选出一部分，沿着与该四角单元20的中心轴CA正交的四角截面21(相当于烧成体截面)的一条对角线DL(参照图2中的虚线)并与该中心轴CA平行地切断，形成三棱柱状的三角单元30。
此处，三棱柱状的三角单元30具有第一侧面F1、与第一侧面F1正交的第二侧面F2以及将第一侧面F1和第二侧面F2的侧端彼此连结的斜侧面F3，此外，与中心轴CA(参照图2的四角单元20)正交的三角截面31(三角单元截面)为直角三角形。此处，三角截面31由与第一侧面F1相对应的第一边32a、与第二侧面F2相对应的第二边32b、以及、与斜侧面F3相对应的斜边32c包围而形成(参照图3)。
接合体形成工序用于将通过上述各工序得到的多个四角单元20以及三角单元30组合而形成蜂窝接合体40(参照图1及图4)。应予说明，图4中，使用12个四角单元20和4个三角单元30，组装预组装体41，使填充在各单元20、30之间的接合材料干燥，形成接合层42，由此，形成蜂窝接合体40。
更具体地进行说明，以与三角单元30的第一侧面F1以及第二侧面F2彼此以锐角交叉的斜侧面F3(斜边32c)成为最外周的方式，将三角单元30分别配置于预组装体41(或蜂窝接合体40)的角部C1、C2、C3、C4(参照图4、详细内容后述)。
接下来，使三角单元30中的余下的第一侧面F1(第一边32a)以及第二侧面F2(第二边32b)分别与四角单元20的长方形的单元侧面F4彼此相对。由此，构筑将多个三角单元30以及四角单元20组合得到的预组装体41。此处，对于预组装体41，在各单元20、30之间填充接合材料，通过干燥而形成接合层42。由此，形成块状的蜂窝接合体40。
另一方面，对于外周磨削工序，使通过上述接合体形成工序得到的蜂窝接合体40干燥后，将蜂窝接合体40的外周面45沿着预先规定的磨削线GL(参照图1中的虚线)进行磨削加工，制造例如大致圆柱状等期望形状的蜂窝结构体。应予说明，图1中，相对于中心轴CA，设定截面为圆形的磨削线GL，能够制造圆柱状的蜂窝结构体。
上述接合体形成工序使用加压夹具50，该加压夹具50具备：三棱柱状的加压体52，其形成为具有与三角单元30的三角截面31相似的三角形状的加压截面51，具备与三角单元30的斜侧面F3抵接的加压斜侧面P；以及加压体驱动部53，其使加压体52在加压体52的加压斜侧面P与斜侧面F3抵接的状态下，可朝向与第一侧面F1或第二侧面F2正交的加压方向PD移动，沿着该加压方向PD推压三角单元30(参照图5等、详细内容后述)。
本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，使用加压截面51的形状与三角单元30的三角截面31相似的加压体52。此处，三角单元30的三角截面31和加压体52的加压截面51可以像本实施方式这样为相似形状，或者也可以为相同形状。但是，在三角截面31和加压截面51为尺寸完全相同的相同形状的情况下，有时在加压时与四角单元20之间发生干涉，有可能无法朝向加压方向PD稳定地加压。因此，特别优选构建具有尺寸比三角截面31的尺寸略小、形状相似的加压截面51的加压体52。
即，接合体形成工序包括加压工序，其使用该加压夹具50，从预组装体41的外周方向朝向中心方向对三角单元30进行加压。应予说明，加压工序中，可以将四角单元20与三角单元30一同朝向加压方向PD推压。
以下，对本实施方式的蜂窝结构体的制造方法的详细内容进一步进行说明。
(1)蜂窝成型体的制作(成型体形成工序)：
首先，在陶瓷原料中添加粘合剂、表面活性剂、造孔材料、水等，调制挤压成型用的成型原料。此处，作为陶瓷原料，例如优选利用从由碳化硅(SiC)、硅－碳化硅系(Si－SiC系)复合材料、堇青石化原料、堇青石(Cd)、多铝红柱石、氧化铝、二氧化钛、尖晶石、碳化硅(SiC)－堇青石(Cd)系复合材料、硅酸铝锂、钛酸铝、铁－铬－铝系合金构成的组中选择的至少一种。这些陶瓷原料中，特别优选为碳化硅或硅－碳化硅系复合材料。
此处，所谓堇青石化原料为以二氧化硅成分的含量为42～56质量％的范围、氧化铝成分的含量为30～45质量％的范围、氧化镁成分的含量为12～16质量％的范围的化学组成配合而得的陶瓷原料，烧成后转化为堇青石。另一方面，在使用硅－碳化硅系复合材料的情况下，陶瓷原料为分别混合有碳化硅粉末以及金属硅粉末而得到的物质。此处，陶瓷原料的含量优选相对于成型原料的整体而言为40～90质量％。
另一方面，作为成型原料中添加的粘合剂，可以举出：甲基纤维素、羟丙氧基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。这些添加剂中，优选将甲基纤维素和羟丙氧基纤维素并用。此处，粘合剂的含量优选相对于成型原料整体而言为3～15质量％。
此外，水的含量优选相对于成型原料整体而言为7～45质量％。另一方面，作为表面活性剂，可以使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。这些表面活性剂可以单独使用一种，也可以将二种以上组合使用。此处，表面活性剂的含量优选相对于成型原料整体而言为5质量％以下。
作为造孔材料，只要是烧成后成为气孔的物质即可，没有特别限定，例如可以举出：淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、硅胶、碳等。造孔材料的含量优选相对于成型原料整体而言为15质量％以下。
如上所述，使用挤压成型机，将调制的成型原料(未图示)挤压成型，形成与中心轴CA正交的成型体截面14的形状为长方形(更准确地为正方形)的多个四棱柱状的蜂窝成型体10(参照图2)。此处，蜂窝成型体10的形成个数没有特别限定，可以根据制作的蜂窝结构体的形状、尺寸等来任意地确定。
本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，制作14个四棱柱状的蜂窝成型体10。应予说明，将成型原料挤压成型而形成蜂窝成型体10的成型体形成工序是众所周知的，因此，此处省略详细的说明。另外，将挤压成型后的蜂窝成型体10切断为期望的蜂窝长度的工序等也是众所周知的，因此，省略详细的说明。
挤压成型后刚刚被切断的蜂窝成型体10为成型原料中包含许多水分、能够相对于外力容易地变形的状态。因此，通过微波加热干燥、电磁波加热干燥、或者、热风干燥等周知的加热干燥方式对蜂窝成型体10进行干燥。由此，成型原料中包含的水分向外部蒸散，蜂窝成型体10中包含的规定量的水分被除去。这是用于防止烧成时产生烧成裂纹等裂纹的措施。
也可以对得到的蜂窝成型体10在一方端面11a处的规定的隔室12的隔室开口部和另一方端面11b处的其余隔室12的开口部分别形成封孔部(未图示)。形成有封孔部的蜂窝成型体(未图示)为在一方端面11a侧形成有封孔部的规定的隔室12和在另一方端面11b侧形成有封孔部的其余隔室12分别交替排列并在两端面11a、11b形成有例如棋盘格图案(Checkerboard pattern)的封孔蜂窝成型体。在形成了该封孔蜂窝成型体的情况下，通过本实施方式的蜂窝结构体的制造方法而得到的蜂窝结构体为封孔蜂窝结构体。应予说明，对蜂窝成型体10形成封孔部的方法以及使用的封孔材料等已经众所周知，因此，此处省略说明。
(2)四角单元(蜂窝烧成体)的制作(烧成工序)：
对通过成型体形成工序得到的蜂窝成型体10于规定的烧成温度进行烧成处理，由此，得到四棱柱状的四角单元20。应予说明，对于烧成工序，作为利用高温的烧成温度进行烧成的前阶段，可以在正式烧成工序之前实施用于除去成型原料中包含的粘合剂等有机物的脱脂工序(预烧工序)。
对于脱脂处理(预烧处理)，可以在例如包含氧的大气气氛下实施，预烧时的温度、预烧时间等可以任意地设定。实施该预烧处理，对除去了有机物等粘合剂的蜂窝成型体10实施更高的烧成温度下的正式烧成工序。应予说明，烧成条件可以根据成型原料的种类等而任意地变更。例如，在作为成型原料的主成分使用了碳化硅、硅－碳化硅系的复合材料的情况下，可以进行如下烧成：将烧成气氛设定为氮气、氩气等不活泼气体气氛下，于1300℃～1500℃的烧成温度，保持1hr～10hr左右。
通过烧成工序而形成的四角单元20通常具有多孔质性的隔壁13。此处，隔壁的气孔率优选为30％～80％左右，更优选为35％～65％。通过使隔壁的气孔率在上述范围内，具有如下优点：能够维持制造的蜂窝结构体的强度，并且，能够抑制压力损失。另一方面，在气孔率低于30％的情况下，产生压力损失上升的问题；如果气孔率超过80％，则具有强度降低且热传导率下降等影响。此处，气孔率可以通过周知的阿基米德法等来测定。
此外，四角单元20的隔壁13的平均细孔径优选为5μm～50μm，更优选为7μm～35μm。通过使平均细孔径在上述范围内，具有如下优点：能够提高粒子状物质(PM)的捕集效率。另一方面，在平均细孔径小于5μm的情况下，容易因粒子状物质而发生堵塞；如果平均细孔径超过50μm，则粒子状物质未被捕集，容易通过蜂窝结构体。此处，平均细孔径可以通过周知的水银孔度计等来测定。
特别是，在构成四角单元20的隔壁13的主成分为碳化硅的情况下，碳化硅粒子的平均粒径优选为5～100μm。通过使其为该平均粒径，具有如下优点：对于过滤器，容易控制前述的隔壁的气孔率以及平均细孔径。另一方面，如果平均粒径小于5μm，则气孔径过小；如果平均粒径大于100μm，则气孔率有时变小。如果气孔径过小，则容易因粒子状物质(PM)而发生堵塞；如果气孔率过小，则压力损失有时会上升。此处，平均粒径可以依据JIS R 1629来测定。
此外，四角单元20的隔室12的形状(隔室形状)、换言之、与中心轴CA(参照图2、相当于隔室12延伸的方向)正交的截面(四角截面21)的隔室12的形状没有特别限定。例如，可以为三角形、四边形(特别是正方形)、六边形、以及八边形等多边形状，或者也可以为圆形、椭圆形等具有曲线的形状，还可以为将这些形状组合得到的形状。
应予说明，区划形成上述隔室形状的各个隔壁13的厚度可以为50μm～2000μm的范围。在隔壁13的厚度比50μm薄的情况下，蜂窝结构体自身的强度有可能降低，另一方面，在隔壁13的厚度比2000μm厚的情况下，存在压力损失增大的问题。另外，四角单元20的隔室密度没有特别限定，例如优选为0.9～311隔室/cm2，更优选为7.8～62隔室/cm2。
此处，对于本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中形成的四棱柱状的四角单元20，例如，纵×横×长度(中心轴方向的长度)可以设定为例如30mm×30mm×80mm～50mm×50mm×400mm的尺寸。
另外，四角单元20的热膨胀系数优选为例如1×10－6/℃以上，更优选在2×10－6～7×10－6/℃的范围。由此，可以制成耐热冲击性优异的蜂窝结构体。
(3)三角单元的制作(三角单元形成工序)：
对于三角单元形成工序，从形成的多个四角单元20中选出一部分，沿着与中心轴CA正交的四角截面21的一条对角线DL并与中心轴CA平行地切断，形成三棱柱状的三角单元30。由此，可以形成具备三个侧面F1、F2、F3且三角截面31为直角三角形的三角单元30。应予说明，通过沿着一条对角线DL并与中心轴CA平行地切断，能够由每一个四角单元20得到二个相同立体形状的三角单元30。此处，与四角单元20的中心轴CA平行的切断面为三角单元30中的斜侧面F3。
应予说明，本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，从14个形成的四角单元20中选择2个四角单元20，对该四角单元20进行切断，由此，得到合计4个三棱柱状的三角单元30。由于“将四棱柱状的四角单元20沿着与中心轴CA正交的四角截面21的一条对角线DL并与中心轴CA平行地切断”，因此，由1个四角单元20形成的2个三角单元30为相同的立体形状，与中心轴CA正交的直角三角形的三角截面31的面积、形状、以及尺寸等相同。
此处，在将四角单元20沿着中心轴CA切断而形成三角单元30的情况下，可以使用周知的金刚石刀具切断装置等。该金刚石刀具切断装置具备附着有微细的金刚石磨粒的圆形或者线状的切刀，优选用于将陶瓷等硬质原料切断为任意的形状。
(4)蜂窝接合体的形成(接合体形成工序)：
(4－1)预组装体的构筑：
接下来，将通过上述工序得到的12个四角单元20以及4个三角单元30组合，构筑预组装体41。应予说明，各个四角单元20以及三角单元30的数量没有特别限定，可以任意地设定(例如，参照图8。)。此外，本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，如图4示意性所示，可以使用导向部60这样的装置，导向部60具有与预组装体41的组装体底面41a抵接的底面部61和与预组装体41的一方组装体侧面41b抵接且垂直设置于底面部61的侧面部62，从底面以及一方侧面这两个方向支撑蜂窝接合体40的形成。此处，图4示出从组装体截面43的方向观察所构筑的预组装体41得到的主视图。
此处，配置成：在预组装体41的组装体截面43上，三角单元30的彼此正交的包含第一侧面F1的第一边32a以及包含第二侧面F2的第二边32b和包含四角单元20的单元侧面F4的单元边22分别对置，包含三角单元30的斜侧面F3的斜边32c分别为最外周。此外，配置成：4个三角单元30分别位于预组装体41的组装体截面43(蜂窝接合体40的接合体截面44)的四个角部C1、C2、C3、C4。
此外，2个四角单元20并列设置(或者纵向设置)而配置于在各角部C1、C2、C3、C4所配置的一对三角单元30之间。由此，预组装体41的外周部分由4个三角单元30和8个四角单元20构成。此外，组装体截面43的中央部分的4个四角单元20配置成：纵向2个、横向2个。
此处，对于实际的预组装体41的构筑，在形成图4中的由2个三角单元30以及2个四角单元20构成的最下级的层之后，进而，构筑其上级的由4个四角单元20构成的层，逐级层叠，由此，形成预组装体41。另外，在向上侧层叠设置时、以及、在彼此并列设置时，将接合材料分别以预先规定的宽度(厚度)填充在各单元20、30之间。由此，三角单元30以及四角单元20、或、四角单元20彼此分别接合。但是，刚填充后的接合材料并未完全干燥，可能因来自外部的应力而容易地变形。另外，接合材料的宽度(厚度)也有可能因来自外部的应力而容易变形，在各单元间产生偏差。
(4－2)蜂窝接合体的形成(加压工序)：
接下来，相对于在通过导向部60从底面方向以及一方侧面方向(图4中的纸面左方)对组装体底面41a以及一方的组装体侧面41b这二个面进行支撑的状态下构筑而成的预组装体41，以均匀的力从余下的二个方向(上方、以及、另一方侧面方向(与一方侧面方向相对的方向))进行加压，使从预组装体41的最外周朝向内侧紧固。由此，将三角单元30以及四角单元20分别朝向导向部60的底面部61以及侧面部62推压。此时，通过以均匀的力推压三角单元30以及四角单元20，能够使各单元20、30之间的接合层42的宽度恒定。结果：能够得到形状稳定性优异的蜂窝接合体40。此外，不像以往那样需要形状与三角单元的截面形状相同的铝等辅助部件等，不需要形成使用这些辅助部件得到的伪蜂窝单元。
换言之，能够形成蜂窝接合体40，该蜂窝接合体40是“以在与中心轴CA正交的接合体截面44上分别配设于角部C1、C2、C3、C4的4个三角单元30的斜侧面F3构成最外周、并且、三角单元30的第一侧面F1以及第二侧面F2与四棱柱状的四角单元20的单元侧面F4对置的状态将三角单元30以及四角单元20组合并接合得到的”(参照图1以及图4)。
在利用接合材料将四角单元20的单元侧面F4以及三角单元30的各个侧面F1、F2接合并组合时，对于四角单元20以及三角单元30的端面等不希望接合材料附着的部位，也可以贴合例如美纹纸胶带等而由接合材料保护端面等。
此处，作为接合体形成工序用的接合材料，例如可以举出在无机纤维、胶体二氧化硅、粘土、SiC粒子等填充材料中加入有机粘合剂、发泡树脂、分散剂、水等进行混炼而得到的浆料等。将该接合材料填充在各单元20、30的侧面F1、F2、F4之间，使其干燥，由此，能够形成接合材料凝固而得到的接合层42。
(4－3)加压夹具：
在将四棱柱状的四角单元20以及三角单元30接合并组合、以从最外周朝向内侧紧固的方式进行加压而形成蜂窝接合体40时，将图4～图7所示的加压夹具50用于本实施方式的蜂窝结构体的制造方法。
加压夹具50具有：三棱柱状的加压体52，其具有与三角单元30的三角截面31相似的三角形状的加压截面51且具有能够与三角单元30的斜侧面F3抵接的加压斜侧面P；以及加压体驱动部53，其在使加压斜侧面P与斜侧面F3抵接的状态下，使加压体52沿着与第一侧面F1或第二侧面F2正交的加压方向PD(从图4中的纸面右方向左方)移动，进行加压。
此处，加压体驱动部53只要能够利用例如液压缸、气压缸或电动缸将规定的压力(例如、10kPa～200kPa)向各单元20、30传递即可。另外，与三角单元30以及四角单元20分别抵接的加压体52、四角单元加压体55(后述)可以使用例如橡胶等弹性体。此处，图5以及图6为了简化，省略了各单元20、30中出现的隔室、隔壁的图示。
对于加压工序，首先，使加压体52的加压斜侧面P与配置于角部C1等的三角单元30的斜侧面F3抵接(参照图5)。加压夹具50还具备移动限制部54，其限制三角单元30以及四角单元20因加压而以从中心方向朝向外周方向浮起(从图5中的下方朝向上方)的方式移动。由此，即便通过加压体52从加压方向PD对三角单元30进行加压，也限制三角单元30以及与该三角单元30邻接的四角单元20向上方移动。因此，能够使四角单元20的单元侧面F4和三角单元30的第一侧面F1与斜侧面F3的交点的位置对齐。
此外，加压夹具50具备四角单元加压体55，其通过加压体52将三角单元30沿着加压方向PD推压，并且，沿着加压方向PD对位于该三角单元30的下方的四角单元20进行加压。由此，能够与三角单元30同时进行四角单元20的加压。另外，由于加压体52以及四角单元加压体55的相对位置关系没有发生变化，所以能够将三角单元30以及四角单元20的加压量(按压量)定量化。
此外，本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中使用的加压夹具50可以像图6所示那样具备摆动机构部56，其在通过加压体52沿着加压方向PD对三角单元30进行加压时，使加压体52能够沿着与加压方向PD正交的摆动方向SD(参照图6)摆动。即，图6的情况下，加压体52能够沿着上下方向微量地移动。换言之，能够沿着与加压方向PD正交的摆动方向SD滑动。此处，摆动机构部56可以采用通过周知的滑动机构等相对于加压体驱动部53滑动的构成。应予说明，加压体52的摆动方向SD并不限定于上下方向，例如，在加压方向PD从上方朝向下方的情况下，可以使摆动方向SD为左右方向等。
在各单元20、30之间填充接合材料，如果以从外周方向朝向中心方向紧固的方式进行加压，则接合层42的宽度变窄。结果，相对于加压开始时的预组装体41而言，蜂窝接合体40的尺寸变小。此时，由于形成为本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中的加压夹具50的加压体52能够沿着上下方向(或左右方向)摆动，所以能够追随上述尺寸的变化，稳定地沿着加压方向PD对三角单元30进行加压。结果，能够避免各单元20、30之间的接合层42的宽度不均等等不良情况。由此，能够在通过加压使各接合层42的宽度定量化的加压条件下进行加压，能够形成形状稳定性优异的蜂窝接合体40。特别是，本实施方式的蜂窝结构体的制造方法的情况下，不需要像上述给出的专利文献4那样准备与三角单元的截面形状相同形状的筒型的辅助部件，也不需要进一步将三角单元和辅助部件组合而形成伪单元的作业。因此，能够降低辅助部件等所需的成本，并且，能够简化制造工序。
本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，并不限定于如上所述相对于一个三角单元30使用一个加压夹具50。即，可以使用一对加压夹具50、或者、三个加压夹具50，从多个方向同时对一个三角单元30进行加压(例如，参照图7)。应予说明，图7为了简化，省略了隔室、隔壁、以及加压体驱动部的一部分构成的图示。
以下，对图7给出的使用三个加压夹具50a、50b、50c对三角单元30进行加压的一例进行说明。首先，将第一加压夹具50a的第一加压体52a、以及、第三加压夹具50c的第三加压体52c分别沿着三角单元30的单元长度方向彼此远离而进行配置，使各个加压斜侧面P1、P3与三角单元30的斜侧面F3抵接。由此，能够通过第一加压夹具50a以及第三加压夹具50c沿着第一加压方向PD1(从图7中的纸面右斜下方向左斜上方)对三角单元30进行加压。
另一方面，第二加压夹具50b的第二加压体52b沿着与第一以及第三加压夹具50a、50c的第一加压方向PD1正交的方向(第二加压方向PD2：从图7中的纸面上方向下方)对三角单元30进行加压，在第一加压体52a与第三加压体52c之间插入第二加压体52b，使加压斜侧面P2与斜侧面P抵接。
然后，通过第一加压夹具50a以及第三加压夹具50c从第一加压方向PD1开始进行三角单元30的加压，同时，通过第二加压夹具50b从与第一加压方向PD1正交的第二加压方向PD2开始进行三角单元30的加压。由此，三角单元30被从二个方向(第一加压方向PD1以及第二加压方向PD2)同时加压。应予说明，虽然图7中没有图示，但是，对三角单元30进行加压的同时，对与该三角单元30邻接或位于下方的四角单元20分别进行加压，由此，能够形成形状更稳定的蜂窝接合体40。图7中，可以具备上述的移动限制部54的构成。
经以上的各工序而形成的蜂窝接合体40于规定的干燥温度干燥。由此，接合层42干燥，各单元20、30之间的接合变得牢固。然后，对蜂窝接合体40的外周面45沿着预先规定的磨削线GL(参照图1)进行磨削加工，由此，完成期望形状(例如、圆柱状)的蜂窝结构体的制造。应予说明，使用磨具等对外周面45进行磨削的外周磨削工序是周知的，所以此处省略详细的说明。
本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，例如图1以及图4所示，给出了使用12个四角单元20和4个三角单元30形成(或制造)将4个三角单元3分别配置于四个角部C1、C2、C3、C4的结构的蜂窝接合体40(蜂窝结构体)，但并不限定于此。
例如，也可以像图8所示那样、使用24个四角单元20和8个三角单元30形成以所有三角单元30的斜侧面F3均为最外周的方式将每两个三角单元30倾斜配置于各个角部C1、C2、C3、C4的蜂窝接合体70。此外，给出了与中心轴CA正交的接合体截面44的纵以及横的长度相同的例子，但并不限定于此，可以呈该纵横的比率不同的接合体截面的形状。此处，图8中，对于与图1以及图4等相同的构成赋予相同的符号。
此外，本实施方式的蜂窝结构体的制造方法中，如图4所示，给出了以使用导向部60从二个方向对预组装体41进行支撑的状态进行加压的例子，但并不限定于此。例如，在形成上述的图8的蜂窝接合体70的情况下，可以使用自所有方向从预组装体71的外周方向朝向中心对预组装体71的外周面72出现的所有的四角单元20以及三角单元30进行加压的加压装置80(参照图9)。这种情况下，以至少一对加压体82与配置于最外周的所有8个三角单元30抵接并从彼此正交的二个加压方向(例如、第一加压方向PD1以及第二加压方向PD2)同时加压的方式利用加压体驱动部84进行控制。此外，加压夹具81具备对配置于最外周的四角单元20进行加压的四角单元加压体83。由此，同时也对四角单元20进行加压。
图9示出的加压装置80的情况下，从与第一加压方向PD1(相当于从图9中的纸面右方向纸面左方)对置的第三加压方向PD3(相当于从图9中的纸面左方向纸面右方)对预组装体71的左侧面侧的三角单元30以及四角单元20进行加压。同样地，从与第二加压方向PD2(相当于从图9中的纸面上方向纸面下方)对置的第四加压方向PD4(相当于从图9中的纸面下方向纸面上方)对预组装体71的底面侧的三角单元30以及四角单元20进行加压。像这样从四个方向(第一加压方向PD1、第二加压方向PD2、第三加压方向PD3、以及第四加压方向PD4)以一定的力朝向预组装体71的中心对预组装体71同时进行加压，因此，对三角单元30以及四角单元20更均等地施力，各单元20、30之间的接合层42的宽度更均匀。由此，能够形成形状稳定性更加优异的图8所示的蜂窝接合体70。
此外，如图10所示，可以为具备加压夹具91的加压装置90，所述加压夹具91自所有方向并从预组装体71的外周方向朝向中心对预组装体71的外周面72出现的所有四角单元20以及三角单元30进行加压，并且具有多个加压体驱动部94，所述多个加压体驱动部94能够分别独立地驱动用于对各单元20、30进行加压的加压体92以及四角单元加压体93。这种情况下，以至少一对加压体92与配置于最外周的所有8个三角单元30抵接并从彼此正交的二个加压方向同时加压的方式利用安装于该加压体92的加压体驱动部94进行控制。
此时，利用各加压体驱动部94对向相同的加压方向(例如、第一加压方向PD1)加压的加压体92以及四角单元加压体93分别独立地进行控制。由此，进行微细地调整了各个三角单元30以及四角单元20的加压量的加压。由此，蜂窝接合体70的尺寸精度良好。应予说明，具备多个加压体驱动部94的加压夹具91并不限定于如图10所示从所有方向对预组装体71加压，例如，可以相对于预组装体71而在二个方向设置导向部60(参照图4)。此处，图10中，对与图1、图4以及图9等相同的构成赋予相同的符号。
以下，对本发明的蜂窝结构体的制造方法的实施例进行说明，但是，本发明的蜂窝结构体的制造方法并不特别限定于这些实施方式。
【实施例】
1.蜂窝成型体以及四角单元(蜂窝烧成体)的制作：
将碳化硅粉、金属硅粉以80：20的质量比例混合，制成陶瓷原料。然后，在陶瓷原料中混炼造孔材料、成型助剂以及水，利用真空练泥机，制作圆柱状的生坯。此处，作为造孔材料，使用发泡树脂，作为成型助剂，使用甲基纤维素。相对于上述陶瓷原料100质量份，混合造孔材料2质量份、成型助剂5质量份、以及水29质量份。
使用挤压成型机，将得到的圆柱状的生坯成型为蜂窝形状，进行高频感应加热干燥后，使用热风干燥机于120℃干燥5小时，将两端面切断规定量，得到四棱柱状的蜂窝成型体。对于得到的蜂窝成型体，隔壁的厚度为310μm，隔室密度为46.5隔室/cm2(300隔室/平方英寸)，底面为35mm×35mm的正方形，长度为152mm。每个实施例中，制作14根(个)蜂窝成型体。
对于得到的蜂窝成型体，以相邻的隔室彼此在相反侧的端部被封住且两端面呈棋盘格图案的方式，在各隔室的端部形成封孔部。封孔用的填充材料使用与蜂窝成型体同样的材料。封孔部的深度(隔室延伸的方向上的深度)为6mm。封孔后，使用热风干燥器，将封孔蜂窝成型体于120℃干燥5小时。
然后，将蜂窝成型体于大气气氛放入带有除臭装置的空气气氛炉，经约20小时升温至450℃(特别是在有机成分分解的200～300℃的范围内慢慢地升温)，然后，于450℃保持5小时，然后，在炉内经5小时自然冷却至100℃，进行脱脂(脱脂30小时)。然后，在氩不活泼气氛下，于约1450℃烧成(正式烧成)24小时(升温10小时、保持4小时、降温10小时)，得到底面正方形的四棱柱状的蜂窝烧成体。得到的蜂窝烧成体的隔壁为多孔质。蜂窝烧成体的平均细孔径为13μm，气孔率为41％。平均细孔径为利用水银孔度计测定得到的值，气孔率为利用阿基米德法测定得到的值。
2.三角单元的制作(三角单元形成工序)：
由通过上述步骤得到的四角单元(蜂窝烧成体)制作三角单元的方法的详细内容已经说明，所以省略。
3.蜂窝接合体的形成(接合体形成工序)：
将通过上述步骤得到的12个四角单元以及4个三角单元组合而构筑预组装体、然后形成蜂窝接合体的方法的详细内容已经说明，所以省略。应予说明，本实施例中，通过加压体控制部，朝向规定的加压方向，以20kPa～100kPa的力对各个三角单元以及四角单元进行加压。
此处，对于实施例1的蜂窝接合体，对配置于预组装体的四个角落的三角单元进行加压的加压体不具备摆动机构(滑动机构)，且使向同一加压方向(例如、第一加压方向PD1等)加压的多个加压体以及四角单元加压体通过相同的加压体驱动部一体地驱动。实施例2与实施例1不同，加压体具备摆动机构。另外，实施例3不具备摆动机构，且使向同一加压方向加压的多个加压体以及四角单元加压体通过多个加压驱动部而分别独立地驱动。将上述实施例1～3的条件汇总示于下表1。
【表1】
实施例1～3的蜂窝结构体的制造方法中，基于各个三角单元以及四角单元之间的接合层的宽度是否落在规定范围内来进行评价。
此处，将蜂窝接合体中的接合层的宽度为0.5mm以上且低于1.5mm的情形评价为“A”，将蜂窝接合体中的接合层的宽度为0.3mm以上且低于0.5mm或蜂窝接合体中的接合层的宽度为1.5mm以上且低于2.0mm的情形评价为“B”，将其它情形评价为“C”。这是因为，在接合层的宽度低于0.3mm的情况下，各单元的缓冲效果降低，另一方面，在接合层的宽度为2.0mm以上的情况下，蜂窝结构体的压力损失有可能变大。
4.接合层的宽度的测定：
接合层的宽度利用下述的测定方法进行测定。即，使图像判定系统(例如、“Nikon(株)CNC图像测定系统NEXIV”等)识别得到的蜂窝接合体的两端面的图像，对两端面上的接合层的宽度(接合宽度)各测定12点，进行将得到的值平均化的处理。应予说明，对于两端面上的测定部位，对外周部分8点以及中心部分4点共12点进行测定。将基于测定而平均化得到的值以及评价结果示于表1。
由上表1的结果可知：本发明的蜂窝结构体的制造方法中，能够使用截面三角形状的加压体来良好地制作蜂窝接合体，并且，特别是通过具备使加压体向与加压方向正交的方向摆动(滑动)的机构，能够使接合宽度进一步稳定。此外，示出：即便使用多个加压驱动部、对各加压体以及四角单元加压体的加压独立地进行驱动，也得到良好的结果。
【产业上的可利用性】
本发明的蜂窝结构体的制造方法可以用于制造：在汽车、化学、电力、钢铁等各种领域中，能够适合地用作为了应对环境问题、回收特定物资等而使用的催化装置用的载体、或过滤器的蜂窝结构体。

Claims (5)

1.一种蜂窝结构体的制造方法，其具备：
成型体形成工序：将成型原料挤压成型，形成多个四棱柱状的蜂窝成型体，所述四棱柱状的蜂窝成型体具有区划形成多个隔室的隔壁且与中心轴正交的成型体截面为长方形，该隔室从一方端面延伸至另一方端面而形成流体的流路；
烧成工序：对所述蜂窝成型体进行烧成，形成多个四棱柱状的四角单元；
三角单元形成工序：将形成的所述四角单元中的一部分沿着与中心轴正交的四角截面的一条对角线并与所述中心轴平行地进行切断，形成三棱柱状的三角单元，所述三棱柱状的三角单元具有第一侧面、与所述第一侧面正交的第二侧面以及将所述第一侧面和所述第二侧面的侧端彼此连结的斜侧面，且与中心轴正交的三角截面为直角三角形；
接合体形成工序：构筑将多个所述三角单元以及多个所述四角单元组合而得到的预组装体，使所述三角单元以所述斜侧面成为最外周的方式配置于角部、并且余下的所述第一侧面和所述第二侧面分别与所述四角单元的单元侧面对置，在所述三角单元与所述四角单元之间以及所述四角单元彼此之间设置接合层，形成蜂窝接合体；以及
外周磨削工序：使得到的所述蜂窝接合体干燥后，对所述蜂窝接合体的外周面进行磨削加工，制造期望形状的蜂窝结构体，
所述接合体形成工序还具备加压工序，
该加压工序使用加压夹具，从所述预组装体的外周方向朝向中心方向对所述三角单元进行加压，
该加压夹具具有：
加压体，其具备形状与所述三角截面相似的截面且具有能够与所述斜侧面抵接的加压斜侧面；以及
加压体驱动部，其在使所述加压斜侧面与所述斜侧面抵接的状态下，使所述加压体沿着与所述第一侧面或所述第二侧面正交的加压方向移动，进行加压。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，
所述加压夹具还具有移动限制部，
该移动限制部从与所述加压方向正交的方向与所述三角单元以及所述四角单元抵接，限制所述三角单元以及所述四角单元从所述预组装体的中心方向朝向外周方向移动。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，
所述加压工序使用至少一对所述加压夹具，
通过一方所述加压夹具的第一加压体将所述三角单元向第一加压方向加压，并且，通过另一方所述加压夹具的第二加压体将所述三角单元向与所述第一加压方向正交的第二加压方向加压。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，
所述加压夹具还具备摆动机构部，
该摆动机构部使所述加压体向与所述加压方向正交的方向摆动。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的蜂窝结构体的制造方法，其中，
所述加压夹具具有多个所述加压体驱动部，
对安装于所述加压体驱动部的多个所述加压体分别独立地进行驱动。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107756600B (zh) * 2017-11-20 2024-05-24 上海师范大学 水泥管片圆弧面自动收水抹平装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050247038A1 (en) * 2004-05-06 2005-11-10 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structural body and manufacturing method thereof
EP2374775A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-12 NGK Insulators, Ltd. Method for manufacturing honeycomb structure
JP2011212512A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
CN106481412A (zh) * 2015-09-02 2017-03-08 日本碍子株式会社 封孔蜂窝结构体以及封孔蜂窝单元

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US57196A (en) * 1866-08-14 Improved lubricator
JPS535781B2 (zh) 1973-12-25 1978-03-02
JP3971027B2 (ja) * 1998-06-25 2007-09-05 イビデン株式会社 セラミックス構造体の接合装置及び接合方法
JP4371553B2 (ja) * 1999-08-24 2009-11-25 イビデン株式会社 セラミック成形体の乾燥方法、多孔質セラミック部材の製造方法、及び、セラミックフィルタの製造方法
ATE389100T1 (de) 2002-02-05 2008-03-15 Ibiden Co Ltd Wabenkörperfilter zur abgasreinigung, kleber, beschichtungsmaterial und verfahren zur herstellung eines solchen wabenfilterkörpers
ATE407285T1 (de) 2002-02-05 2008-09-15 Ibiden Co Ltd Wabenfilter für abgasentgiftung
JP2003291054A (ja) 2002-03-29 2003-10-14 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
JP4382367B2 (ja) * 2003-01-14 2009-12-09 日本碍子株式会社 セラミックハニカム構造体の接合方法
WO2007096986A1 (ja) * 2006-02-24 2007-08-30 Ibiden Co., Ltd. 端面加熱装置、ハニカム集合体の端面乾燥方法、及び、ハニカム構造体の製造方法
WO2008140095A1 (ja) * 2007-05-16 2008-11-20 Ngk Insulators, Ltd. ハニカムセグメント接合体の作製方法
JP5856280B2 (ja) * 2012-02-16 2016-02-09 イビデン株式会社 ハニカム構造体の製造方法
JP6548528B2 (ja) * 2015-09-02 2019-07-24 日本碍子株式会社 目封止ハニカム構造体、及び目封止ハニカムセグメント
JP2017148146A (ja) 2016-02-22 2017-08-31 株式会社トーメーコーポレーション 眼科装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050247038A1 (en) * 2004-05-06 2005-11-10 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structural body and manufacturing method thereof
EP2374775A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-12 NGK Insulators, Ltd. Method for manufacturing honeycomb structure
JP2011212512A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体の製造方法
CN106481412A (zh) * 2015-09-02 2017-03-08 日本碍子株式会社 封孔蜂窝结构体以及封孔蜂窝单元

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