JP2003200010A - ハニカムフィルタの栓詰め方法及びハニカムフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハニカムフィルタの製造方法において、ハニ
カム構造体の端面に開口するセル開口穴の配列が歪んで
いてもまたセル開口穴に変形があっても、栓詰めすべき
セル開口穴を確実にかつ効率的に選定する方法を、さら
には被覆するカバーを良好に除去する方法を提供する。 【解決手段】 栓詰めすべきセル開口穴を選定する工程
は、ハニカム構造体の端面を撮像し、算出したセル開口
穴の座標情報をもとに隣接するセル開口穴を求めて、隣
接するセル開口穴に連続した行列番号を割り付け、予め
栓詰めすべく設定したセル開口穴に割り付けられた行列
番号をもとに栓詰めすべきセル開口穴であるか否かを判
定し、選定したセル開口穴を被うフィルムを除去する工
程は、ハニカム構造体の端面を複数の加工エリアに分
け、該加工エリアの栓詰めすべきセル開口穴を被うフィ
ルムにレーザ光を偏向させて照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数のセルを有す
るハニカムフィルタに関わり、セルの開口端を選択的に
封止する栓詰め方法、及び栓詰めされたハニカムフィル
タに係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】ハニカムフィルタは、主として内燃機関
から排出される排気ガス中の固体微粒子を捕捉するため
に用いられ、多孔質材でつくられたハニカム構造体から
なり、仕切り壁で分割されて両端面に開口部を有する多
数のセルを備えている。同一セルで見た場合、セルの一
端は開口し他端は封止するように製造され、例えば、ハ
ニカムフィルタの一方の端面は、市松模様又はチェッカ
ー盤模様をなすように一つおきのセルの一端に封止材が
充填され、他方の端面は残りのセルの一端が前記一方の
端面の市松模様と逆の市松模様をなすように封止される
場合が多い。以後、セルの端面開口部をセル本体と区別
してセル開口穴と呼び、セル開口穴を充填材で封止する
ことを栓詰めと呼ぶ。

【０００３】ハニカムフィルタ製造における栓詰めに係
わる技術として、例えば特公平２−４５４８１号公報
（公知例１）に開示されたものがある。即ち、ハニカム
構造の選択されたセルの端部に流動性材料を充填する方
法において、ハニカム構造の端面に溶融可能な材料で形
成されたカバーを被せて多数のセル開口穴を閉鎖し、前
記カバー上を走査して、選択されたセルの位置を決定
し、そのセルの位置を示す第１の信号を発生し、その第
１の信号に応じて穿孔手段を位置させるための第２の信
号を発生し、その第２の信号に応じて穿孔手段を位置さ
せ、その穿孔手段によって前記カバーに穴をあける工程
からなることが記載されている。

【０００４】また、特開２００１−３００９２２号公報
（公知例２）において、セラミックハニカム成形体の端
面に貼り付けたシートの所定のセルに対応した位置に穴
を明けてハニカム成形体毎に対応したマスクを作成し、
マスクを貼り付けた面を封止用スラリーに浸漬し、マス
クに明けられた穴から封止用スラリーをセル中に充填す
ることを特徴としたセラミック体の製造方法が開示され
ており、セルピッチが、穴明け位置に対して１セル以上
の誤差が発生するような直径３００ｍｍ以上のハニカム
成形体に対しても自動化できると記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ハニカム構造体が大型
になりセル開口穴数が数千から数万個と膨大になると、
いかに能率的にかつ正確に、栓詰めすべきセル開口穴の
位置情報を得て、該穴を被うカバーを除去するかが重要
となる。ハニカム構造体が、ほとんど歪みなく、セル開
口穴がほぼ設計図面どおりに成形されていれば、セル穴
の配列方向に合わせて回転方向を位置決めし、設計デー
タをもとに数値制御を利用した設備で対応することがで
きる。しかし、セル開口穴の配列が歪んで製品個々に異
なったり、セル開口穴自体の形状も変形してくると、数
値制御技術だけでは対応できず、画像処理を応用した測
定技術と、位置制御の自由度が高い高速加工技術、例え
ばレーザ加工技術を用いて対応することが考えられる。
前記公知例１においては、選択されたセルの位置を決定
するための走査手段としてテレビカメラ等の光学装置を
用い、光学装置がセルや仕切り壁の位置を示す信号を出
力すること、また、穿孔手段としてピン状の加熱穿孔エ
レメントやレーザを用いることが記載されているが、ど
のようにして選択するセルを決め、その位置を決定する
のか、また、レーザを用いた場合の具体的な穿孔方法に
ついては説明されておらず、実際の栓詰め処理に適用す
ることはできない。

【０００６】また、公知例２においては、セル位置の認
識及びシートへの穴明けを、画像処理及びレーザ加工で
実施すること、またシートへの穴明けを複数の小ブロッ
クに分割して小ブロック毎に行うことが記載されてい
る。しかし、セル位置の認識は、シートを貼り付ける前
に行っており、その後のシートの貼り付け時やハンドリ
ング時にハニカム成形体の位置がずれるとセル位置は認
識できなくなる。このため、工程的及び設備的には、ハ
ニカム成形体を撮像した後、その位置情報を保持できる
状態でシートを貼り付けなければならないという制約が
ある。また、穴明けは、基本的には設計値通りのセルピ
ッチで行う数値制御で行っており、セルピッチが大きく
変形したハニカム成形体に対しては、端面に一気に実施
すると１セル以上の誤差が発生するため、端面のセルを
複数の小ブロック群に分割して小ブロック毎に実施する
ことで１セル以内の誤差に収めると説明されている。ま
た、セルの多少のピッチ変動に対しては、四角形のセル
に対し小さな丸穴を明けることで対処するとも説明され
ている。

【０００７】しかし、セルピッチが１セル以内となるよ
うな小ブロックをどのようにして設定するかの記載はな
く、ハニカム成形体の外径やセルピッチから予め所定範
囲を決めておくとすれば、ハニカム成形体の変形程度に
よっては誤差が１セル以上発生する場合もある。また、
セルピッチ誤差が１セル以内であっても、セルの配列が
１セル近くもずれると、正しい市松模様になるように穴
明けさせられない恐れがあり、交互のセルに開口すると
いう点で信頼性に問題がある。また、確実に栓詰め用封
止材を充填するためには開口穴面積は大きい方が好まし
いが、この点で封止品質の信頼性に問題がある。なお、
画像処理で認識したセル位置情報は、どのような処理に
使用されるのか具体的な説明はないが、小ブロックの穴
明け基準位置を計算するためにだけ用いられていると推
測される。従って本発明は、ハニカムフィルタの栓詰め
方法において、ハニカム構造体に形成されたセル開口穴
から、あるがままの連なり状態に対応した適切な栓詰め
すべきセル開口穴を選定するための方法を、また、被覆
されたシートをセル開口穴から適切に除去する方法を提
供することを目的としている。また、前記方法を用いて
製造したハニカムフィルタを提供することも目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、軸方向に延び
るセルが多数形成されたハニカム構造体のセル開口穴に
栓詰めするハニカムフィルタの栓詰め方法において、栓
詰めすべきセル開口穴を選定する工程は、所定のセル開
口穴を基準として、隣接するセル開口穴に、栓詰め用穴
とするか栓詰め不用穴とするかを識別するためのセル穴
識別情報を割り付け、栓詰めすべきセル開口穴を選定す
ることを特徴としている。なお、栓詰め用穴と栓詰め不
用穴の配置はフィルタの仕様に合わせて規定されるが、
その配置に基づいて栓詰め穴用と非栓詰め穴用が判定で
きるデータを割り付ければよい。栓詰め穴が市松模様に
配置されるようなフィルタに対しては、栓詰め穴用と非
栓詰め穴用データが交互になるように割り付けるとよ
い。また、本発明は、軸方向に延びるセルが多数形成さ
れたハニカム構造体のセル開口穴に栓詰めするハニカム
フィルタの栓詰め方法において、シートで被われたセル
開口穴に対して栓詰めすべきセル開口穴を選定する工程
は、所定のセル開口穴を基準として、隣接するセル開口
穴に、栓詰め用穴とするか栓詰め不用穴とするかを識別
するためのセル穴識別情報を割り付け、栓詰めすべきセ
ル開口穴を選定することを特徴としている。

【０００９】前記本発明においては、セル穴識別情報を
行列番号とし、所定のセル開口穴を基準として順次隣接
するセル開口穴に連続した行列番号を割り付け、予め栓
詰めすべく設定したセル開口穴に割り付けられた行列番
号をもとに、栓詰め穴か非栓詰め穴かを判定して、栓詰
めすべきセル開口穴を選定することが好ましい。実施形
態としては、予め栓詰めすべく設定したセル開口穴に割
り付けられた行列番号を加算又は減算してその値が偶数
か奇数かの属性を求めて判定データとし、各セル開口穴
に割り付けられた行列番号の行番号と列番号を加算又は
減算してその値が偶数か奇数かの属性を求め、前記判定
データと同じ属性となるセル開口穴を栓詰めすべきセル
開口穴として選定するのが好ましい。また、前記本発明
においては、ハニカム構造体の端面を撮像し、画像処理
で算出したセル開口穴の座標情報をもとに、隣接セル探
索ルールに従い隣接するセル開口穴を順次求めるように
することが望ましい。好ましくは、シートが被覆された
後のハニカム構造体の端面を撮像するとよい。また、ハ
ニカム構造体の端面を複数のエリアに分割して隣接エリ
アと同一セル開口穴を共有するように撮像し、各撮像画
像で独自に付与されたセル開口穴のセル穴識別情報を、
共有して撮像されたセル開口穴をもとに端面全域で統一
したセル穴識別情報に割り付け直し、栓詰めすべきセル
開口穴を選定するのが望ましい。これにより、大径のハ
ニカム構造体に対するセル開口穴選定処理を容易に行う
ことができるだけでなく、セル開口穴の座標情報を高い
分解能で求めることができ、選定処理だけでなく、その
後のシート除去処理を高い精度で行うことができる。

【００１０】また本発明は、軸方向に延びるセルが多数
形成されたハニカム構造体のセル開口穴に栓詰めするハ
ニカムフィルタの栓詰め方法において、選定したセル開
口穴を被うシートを除去する工程は、ハニカム構造体の
端面を複数の加工エリアに分け、該加工エリアの栓詰め
すべきセル開口穴を被うシートにレーザ光を偏向させて
照射してシート除去処理を行うことを特徴としている。
本発明においては、セル開口穴を被うシートを、セル開
口穴面積の４０％〜９０％除去することが好ましい。ま
た、本発明においては、画像処理により算出されたセル
開口穴の座標値をもとに、栓詰めすべく選定されたセル
開口穴形状が許容範囲にあるか否かを判定し、許容範囲
内のものは予め設定したパターンで、また許容範囲外の
ものについては実形状にあわせて、栓詰めすべきセル開
口穴を被うシートにレーザ光を偏向させて照射してシー
ト除去処理を行うようにするとよい。なお、本発明は、
前述した栓詰めすべきセル開口穴を選定する発明ととも
に実施するのが望ましい。なお、上記本発明で述べた栓
詰め方法とは、セルの端面開口部であるセル開口穴のう
ちから封止材を充填して栓詰めすべきセル開口穴を選定
する工程と、選定したセル開口穴を被うシートを除去す
る工程と、シートが除去されたセル開口穴に封止材を充
填する工程とを有するものである。

【００１１】本発明のハニカムフィルタは、軸方向に延
びるセルが多数形成されたハニカム構造体のセル開口穴
が部分的に栓詰めされているハニカムフィルタであっ
て、前記ハニカムフィルタの栓詰めすべきセル開口穴
は、所定のセル開口穴を基準として、隣接するセル開口
穴に、栓詰め用穴とするか栓詰め不用穴とするかを識別
するためのセル穴識別情報を割り付けて選択され、前記
栓詰めすべきセル開口穴がセラミックで栓詰めされたも
のであることを特徴としている。また、本発明のハニカ
ムフィルタは、軸方向に延びるセルが多数形成されたハ
ニカム構造体のセル開口穴が部分的に栓詰めされている
ハニカムフィルタであって、栓詰め用セラミックが、セ
ル開口穴面積の４０％〜９０％の面積が明けられたシー
ト穴部から栓詰めすべきセル開口穴に充填されたことを
特徴としている。前記除去率は４０％〜８０％が好まし
く、４０％〜６５％がさらに好ましい。また、本発明に
おいては、シート穴部の形状はセル開口穴に倣った形状
であることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態を説
明するためのシステム例を示図である。ハニカム構造体
１は外周面が外殻をなす柱状で、軸方向に延び、軸方向
に直交する断面が格子状をなす多数の仕切り壁で分割さ
れた多数のセルを有し、前工程で一端面或は両端面に栓
詰め用封止材の侵入防止用のシートが貼られている。ハ
ニカム構造体１は一端面を上にしてＸＹステージ２にセ
ットされる。ＸＹステージ２の上方には、ハニカム構造
体１の端面を撮像する手段としてのＣＣＤカメラ３と、
シート除去手段としてのレーザ光を照射するレーザヘッ
ド５が配設されている。ＸＹステージ２は、ハニカム構
造体１をセット、取出しする位置と、ＣＣＤカメラ３で
撮像する位置と、レーザ光を照射する位置との間を移動
できるストロークを有している。制御装置４は、ＸＹス
テージ２の位置制御をするとともに、撮像時のＣＣＤカ
メラ３からの画像情報及びＸＹステージの移動情報を取
込んで、栓詰めすべきセル開口穴の位置と形状を求め、
シート除去時のレーザ光照射制御及びＸＹステージ２の
位置制御を行う。なお、セル開口穴はシートを通して撮
像されるので、シートは光透過性を有しており、使用す
るレーザ光や封止材に合わせた材質、厚さのものを使用
する。

【００１３】ＣＣＤカメラ３は、セル開口穴の形状を規
定するに十分の画像分解能が必要であり、セル開口穴の
形状や大きさで視野が決定される。大型のハニカム構造
体に対し、１視野で全端面を撮像すると画像分解能が低
下し、セル開口穴の位置や形状を算出する座標情報を精
度よく得ることができなくなるため、複数視野で端面を
撮像することが望ましい。また、レーザ光による加工を
高速に行うためには、光ビームをガルバノメータを用い
て機械的に或いは電気的に偏向させて進行方向に振って
行うのが一般的であり、この時加工できる範囲（以降、
加工範囲と呼ぶ）は用いるレーザ加工機により決まって
くる。光ビームの振れ幅が大きければ加工範囲は広くな
るが、照射中心より離れるほど加工面に対しレーザ光は
斜めに照射される。このため、端面全域が加工範囲内に
あっても、中心部と周辺部では照射位置及びシート溶融
状態に差が生じる。従って、栓詰め不良が発生しないよ
うな精度でシートが除去できるようなエリア（以降、加
工エリアと呼ぶ）を設定し、これに合わせた加工を行う
ことが重要となる。

【００１４】以下、格子状に形成された仕切り壁により
１辺が約１ｍｍの正方形状のセル開口穴が一端面に約１
５０００個形成された、ＤＰＦ用に利用される略円柱形
状のハニカム構造体１を例に本発明を説明する。栓詰め
すべきセル開口穴は、一方の端面と他方の端面とで逆の
市松模様をなすように選定するとする。このためには、
基本的には、セル開口穴の連なり状態に応じて合理的に
隣接セル開口穴を規定し、予め栓詰めすべく設定したセ
ル開口穴を基準として、隣接するセル開口穴に、栓詰め
不用穴とするか栓詰め用穴とするかを識別するためのセ
ル穴識別情報を、栓詰め穴用と非栓詰め穴用データが交
互になるように割り付ければよい。このため、栓詰めす
べく設定した基準穴には、センサなどで認識できるよう
なマーキングを施しておくことが好ましい。なお、一端
面側においては、栓詰めすべき基準穴としては任意の穴
でよいため特にマーキングを施す必要はないが、この場
合の他端面側の基準穴は、一端面側の市松模様を構成す
るセルと異なるセルのうちから、任意に少なくとも一つ
の開口穴を自動的または人為的に選定する必要がある。
以下、一端側の基準穴にも、これを被うシートに画像処
理で識別できるマーキング、例えば黒丸印や貫通穴など
が施されているとして説明する。

【００１５】栓詰めすべきセル開口穴位置の選定方法の
具体例を、図２に従って説明する。最初に、図２のＳ１
に示すように、ＣＣＤカメラ３でハニカム構造体１の一
端面を撮像する。上記サイズのセル開口穴を良好な精度
で計測するための画像分解能は約０．１ｍｍ／画素が必
要であり、このためには、端面を４分割して撮像すれば
よいとする。撮像は、端面を４つのエリアに分けるよう
にＸＹステージ２を移動して行う。それぞれの撮像画面
Ｇ１〜Ｇ４の模式図を図３の（ａ）から（ｄ）に示す
が、隣接エリアと一部重なるように、かつ重なる部分
（斜線で示す）には同じセル開口穴が含まれるように撮
像する。続いてＳ２に示すように、撮像した画像を画像
処理し、画面毎に各セル開口穴のエッジ座標情報をもと
に、各セル開口穴の図心座標、面積、辺長、対角線長な
どを求める。

【００１６】次いで、Ｓ３に示すように、任意のセル開
口穴に対し隣接するセル開口穴を規定し、セル穴識別情
報として連続した行列番号を割り付けていく。同一行番
号を有するセル開口穴は、列番号順に行方向に合理的な
並びで連接されていることを表し、同一列番号を有する
セル開口穴は、行番号順に列方向に合理的な並びで連接
されていることを表す。しかし、セルの歪み等によりセ
ル配置がずれたりセル開口穴が変形したりしたハニカム
構造体を、各セル開口穴の図心位置だけをもとにして隣
接するセル開口穴を規定しようとすると、図心間距離の
ばらつきなどにより合理的な行又は列方向が得られない
場合が生ずる。従って、セル仕切り壁の方向も考慮した
隣接セル探索ルールで隣接セル開口穴を規定していく。
この結果得られる本発明で言う行及び列方向は、固定的
に決めた水平及び垂直方向に直線状に伸びた方向ではな
く、ハニカム構造体個々に規定され、傾斜していたり、
曲線状であったりし、また行と列方向が斜めに交差する
など種々の形態をとることになる。

【００１７】次に、隣接セル開口穴を規定するための隣
接セル探索ルールを説明する。探索開始用のセル開口穴
は任意に決めてよいが、本説明では画面内のセル開口穴
の図心座標のうち、例えば端面の輪郭線と画面境界線の
交点座標に一番近い図心座標を探索し、この図心を擁す
るセル開口穴を探索開始用のセル開口穴とし、識別情報
として例えば１行１列を割り付ける。行方向に隣接する
セル開口穴を規定する場合、この１行１列のセル開口穴
の図心を最初の起点とし、画面座標のＸ軸方向に仮走査
し、最初に交わる仕切り壁面に対し、その両端から延び
る隣接仕切り壁のうち、所定の仕切り壁に沿った方向を
算出し、この方向を１行１列のセル開口穴の行方向と
し、起点と行方向を基準に所定のサーチエリアを設け、
この範囲内にある他の図心座標のうち、起点から直近に
ある図心座標を求め、この図心座標を擁するセル開口穴
を隣接セル開口穴とし１行２列と割り付ける。次に、１
行２列のセル開口穴の図心を起点とし、上記と同様な処
理を行って隣接セル開口穴を規定し１行３列を割り付け
る。以下、順次同様な処理を行って同一行の列付けを行
う。同様にして、列方向に隣接するセル開口穴の規定も
行うことができる。

【００１８】以下、図３、４を参照しながら、画面Ｇ１
を例にして、具体的に隣接セル開口穴の規定方法、即ち
行列番号の割り付けについて説明する。画面Ｇ１におけ
る探索開始用のセル開口穴は、セル開口穴の図心のう
ち、端面の輪郭線Ｇ１Ｌと画面境界線Ｇ１Ｘの交点ＧＫ
に最も近い図心を擁するセル開口穴１１とし、１行１列
と割り付ける。右隣で１行２列と割り付けられるべきセ
ル開口穴は、セル開口穴１１の図心１１ｚを最初の起点
にして、行方向１１ｇに延びるように設定したサーチエ
リアＥ１（点線内のハッチングＡで示す）内にある図心
座標のうち、直近にある図心座標を擁するセル開口穴１
２とする。セル開口穴１１の行方向１１ｇは、図心１１
ｚから画面座標のＸ軸方向に仮走査し、最初に交わる仕
切り壁面に対し、その両端から延びる隣接仕切り壁のう
ち、例えば上側の仕切り壁に沿った方向とするが、本例
のセル開口穴は正方形であることから、最初に交わる仕
切り壁面に対し、直交した方向とする。

【００１９】次いで、セル開口穴１２の図心１２ｚを起
点として、セル開口穴１１の行方向１１ｇに仮走査して
最初に交わる仕切り壁面に対して直交する方向を求め、
この方向をセル加工穴１２の行方向１２ｇとし、上記と
同様の処理を行うとセル開口穴１３が探索され１行３列
となる。この処理を順次行うことにより、画面内の１行
目に連なるセル開口穴が探索され、連続した列番号がつ
けられていく。なお、図４に示したサーチエリアＥ１
は、長手方向が設計上のセル開口穴間隔の１．５倍で、
短手方向がセル開口穴間隔の１倍の範囲とし、図心を中
心として短手方向を振分けるように設定しているが、セ
ル開口穴形状が歪んだり配置がずれたりしていても、許
容範囲内であれば隣接するセル開口穴が探索できるよう
な範囲を設定すればよい。

【００２０】続いて２行目の全列にセル開口穴番号を割
り付けるために２行目の最初の起点を求める。本画面に
おける２行目は１行目の上方に位置するので、２行目の
最初の起点は、１行１列のセル開口穴１１から列方向上
方に隣接するセル開口穴を探索することで求める。即
ち、１行１列のセル開口穴１１の図心１１ｚを起点と
し、行方向１１ｇに直交する上向の方向を列方向１１ｒ
とし、上述した行方向に設定したと同様範囲のサーチエ
リアＥ２を、列方向１１ｒに長手方向が延びるように設
定し（点線内のハッチングＢで示す）、この中にある図
心座標を抽出することで行う。図４においてはセル開口
穴２１の図心２１ｚがこれに相当し、２行目の最初の起
点が決まるとともに、セル開口穴２１がセル開口穴１１
の列方向上方に隣接するセル開口穴と規定され、識別情
報として２行１列を割り当てる。

【００２１】続いて、セル開口穴２１の図心２１ｚを起
点とし、上述したと同様にして求めたセル開口穴２１の
行方向２１ｇにサーチエリアＥ１を設定し、その中にあ
る図心座標を求め、セル開口穴２２を規定し、２行２列
を割り付ける。このようにして２行目のセル開口穴に順
次列番号を割り付けていく。なお、前記設定したサーチ
エリアＥ２内に、セル開口穴の図心座標がない場合は、
２行目の開始点は、１行目の開始点の右隣である１行２
列のセル開口穴１２の図心から上記と同様にサーチエリ
アＥ２を設定することによって求める。この場合に求め
られた２行目の開始点を有するセル開口穴は、２行２列
として割り付ける。

【００２２】以上のようにして、１行目のセル開口穴の
上方にあるセル開口穴全てについて行列番号を割付る
が、ハニカム構造体１の回転方向セット姿勢によって
は、行方向が画面座標軸に対し斜めに設定され、１行目
のセル開口穴の下方のセル開口穴が未割り付けとなるこ
とがある。この場合は、引続いて１行目のセル開口穴の
下方に対して行列番号割り付け処理を行い、行列番号が
一連の数字で表されるように適宜修正すればよい。この
ようにして、画面Ｇ１内の全てのセル開口穴に行と列番
号を割り振る。同様にして、画面Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４内の
全てのセル開口穴に行と列番号を割り付ける。なお、行
列番号は、同一画面内及び違う画面であっても、番号の
昇順方向が画面座標で同じ方向になるようにする。

【００２３】次に、Ｓ４に示すように、各画面固有に割
り付けた行列番号を、一つのハニカム構造体１の統一的
な行列番号に割り付けし直す。前述したように、各画像
は、隣接エリアが一部重なるように、かつ重なる部分に
は同じセル開口穴が必ず含まれるように撮像されている
ため、まず、重複して撮像されたセル開口穴から任意の
セル開口穴を選定し、一方の画面において割り付けられ
た行列番号が、他方の画面において割り付けられた行列
番号に一致するような補正データを算出し、これを一方
の画面の行列番号の修正に用いる。例えば図５におい
て、セル開口穴１１が、画面Ｇ１においては１列１行で
あり、画面Ｇ３においては１１行１列であるとすると、
画面Ｇ１で付けた行列番号を画面Ｇ３を基準として付け
直すには、画面Ｇ１における行列番号の行番号に補正値
１０を加算すればよいことになる。列番号にもずれがあ
れば、同様にずれ分を加算または減算すればよい。次い
で画面Ｇ２、画面Ｇ４へと同様の処理を展開する。これ
により、ハニカム構造体１の端面全面に形成された全て
のセル開口穴に、連続した行と列の番号を重複すること
なく割り付けることができる。なお、この時に基準とす
る画面は適宜選定すればよい。

【００２４】次に、Ｓ５に示す栓詰めすべきセル開口穴
の選定方法について説明する。前述したように、栓詰め
すべき設定したセル開口穴の一つにはマーキングが施さ
れているので、このマーキングを撮像時画像処理で認識
し、このセル開口穴に割り付けられた行列番号を求め
る。この行列番号をもとにすると、栓詰めすべき他のセ
ル開口穴は簡単な数値計算で求めることができ、極めて
短時間で規定することができる。即ち、市松模様に栓詰
めするには、マーキング部のセル開口穴の行と列番号を
加算した値が偶数の時、栓詰めすべき他のセル開口穴
は、行と列番号を加算した値が偶数となるセル開口穴で
ある。マーキング部のセル開口穴の行と列番号を加算し
た値が奇数の場合は、行と列番号を加算した値が奇数と
なるセル開口穴である。行番号から列番号を減算した場
合も同様である。また、各画面内のセル開口穴の図心座
標は求められており、各画面の座標位置関係はＸＹステ
ージの移動量から求めることができるので、端面の全セ
ル開口穴の図心座標は、任意に設定したＣＣＤカメラ座
標系で一義的に求めることができ、上記で求めた栓詰め
すべきセル開口穴について、その図心や形状などを表す
座標情報を行列番号とリンクして制御装置４に記憶させ
ておくことができる。

【００２５】上述したように、本発明における行列番号
は、連続的な数値データであり、算術計算で栓詰めすべ
きセル開口穴を規定することができる識別情報としての
機能だけでなく、ハニカム構造体端面内におけるアドレ
ス情報としても使用でき、該セル開口穴の概略位置を知
ることができ、後述するように端面を複数箇所に分けて
シート除去をするような場合には好適である。また、各
セル開口穴の位置、形状等の各種データをコンピュータ
処理するときの管理用ラベルとして用いることもでき
る。

【００２６】以上、栓詰め穴とするか栓詰め不用穴とす
るかを識別するためのセル穴識別情報として行列番号を
用いた例を説明したが、栓詰め穴用と非栓詰め穴用が直
接識別できるデータを有するセル穴識別情報を用い、隣
接するセル開口穴に、栓詰め穴用と非栓詰め穴用データ
を交互に付与するようにしてもよい。前記データとして
は、コンピュータ処理がし易いように、例えば「１」
「０」を用いるとよい。この場合、最初から、栓詰めす
べき穴は１、栓詰めしない穴は０として全セル開口穴に
仮割り付けを行った後、基準穴に割り付けられたデータ
を参照し、そのデータが１であれば、各セル開口穴に付
与した情報はそのまま保持し、０であればデータを反転
して保持するようにしてもよいし、最初は単に１、０を
割り付けて基準穴に割り付けられたデータを参照し、そ
のデータと同じ数値が割り付けられたセル開口穴を栓詰
めすべき穴と規定するようにしてもよい。なお、本説明
は、端面を４視野で撮像した場合で行ったが、１視野で
撮像した画面に対しても適用できることは言うまでもな
い。また、セル開口穴がほぼ設計図通りに正確に形成さ
れ、セル開口穴が一定方向になるように回転方向が位置
決めされる場合は、隣接するセル開口穴は、画像処理で
算出した座標情報をもとにして求めなくても、設計図で
得られる座標情報から求めることもできる。

【００２７】次に、シート除去方法について説明する。
栓詰めすべきセル開口穴が選定されると、ハニカム構造
体１がレーザヘッド５の下方へ来るように、ＸＹステー
ジ２を移動制御する。前述したように、光偏向式レーザ
加工機を用いて、シートの所定箇所を良好な精度で除去
するためには、光ビームの振れ幅が小さい範囲を加工エ
リアとすることが重要である。例えば、一辺が１００ｍ
ｍ四方の加工範囲を有するレーザ加工機を用いた実験で
は、７０ｍｍ四方を超える位置にあるセル開口穴は、図
心に対する溶融中心のずれが顕著になりシート除去精度
が悪くなり、加工エリアを７０ｍｍ四方以下にすること
が好ましく、さらには５０ｍｍ四方以下にすることが望
ましいことを確認している。従って、端面のサイズが設
定した加工エリアより大きな場合には、端面を複数の加
工エリアに分けるようにハニカム構造体１を移動させ、
都度加工する。なお、レーザヘッド座標系における座標
情報は、ＣＣＤカメラ３とレーザヘッド５の機械的取り
合い寸法が決まっているため、前記で求めたＣＣＤカメ
ラ座標系におけるセル開口穴の座標情報を変換して求め
ることができ、レーザヘッド５はその座標情報をもとに
加工を行う。

【００２８】以下、図７に示すように端面を４分割して
加工するとして説明する。この場合、上記の端面全域用
に設定したＣＣＤカメラ座標系において、端面に外接す
る矩形エリアを構成する外形線６６、６７、６８、６９
と、矩形エリアを縦横に２等分する中間線７０と７１を
算出し、端面をこれらの線分で区切られた４つの矩形エ
リアＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に分けて各矩形エリアを加
工エリアとし、加工エリアにおける加工中心は、各加工
エリアの対角線の交点６１、６２、６３、６４とすると
よい。これは、該交点位置が該加工エリアの４箇所のコ
ーナーエッジから等距離の関係にあるからである。な
お、各加工エリアの境界付近にあるセル加工穴について
は、どの加工エリアで加工するかを予め決定しておけば
よい。この時、各加工エリアに含まれるセル開口穴を行
列番号で管理しておくと、境界付近のセル開口穴を、行
列番号で容易に抽出することができる。

【００２９】シート除去加工は、レーザヘッド５の加工
範囲の中心に、交点６１、６２、６３、６４が来るよう
にＸＹステージ２を移動させて行う。例えば、レーザヘ
ッド５の加工範囲の中心が交点６１にある時は、図７に
示す端面の左下の加工エリアＬ３にあるセル開口穴につ
いてシート除去加工を行い、この領域の加工が終了する
と、レーザヘッド５の加工範囲の中心が交点６２に来る
ようにＸＹステージ２を移動させ、右下の加工エリアＬ
４にあるセル開口穴についてシート除去加工を行う。加
工エリア内におけるシート加工順序は、セル開口穴に割
り付けた行列番号に従い、栓詰めすべき開口穴として規
定した行列番号順に行ってもよいし、座標系のＸＹ軸方
向に従い、図心の座標値順に行うようにしてもよい。

【００３０】また、シート除去に当たっては、封止用セ
ラミックが除去した穴部からセル開口穴全面に浸透する
ように十分な大きさが必要であり、封止用セラミックの
粘度等によっても異なるが、セル開口穴面積に対する除
去面積の割合である除去率は４０％以上となるようにす
ることが好ましい。同じ除去率であっても、照射時のレ
ーザ光が仕切り壁に当たる恐れを少なくするためには、
円状に除去するより、セル開口穴に倣った形状になるよ
うレーザ光をセル仕切り壁に沿って除去する方がよい。
従って、本例の一辺が１ｍｍの正方形状セル開口穴の場
合、セル開口穴の画像処理で求めた図心位置を中心にし
て、一辺が約０．６〜０．９５ｍｍの略正方形に除去で
きるように照射するとよく、パターン照射方式で行うと
効率的である。除去率を、円形穴では実現できない８０
％以上とするためには、略正方形穴の一辺を０．９ｍｍ
にすればよいことになるが、これはレーザ光強度とレー
ザビーム径を適切に設定することで対応でき、さらに
０．９５ｍｍ程度までは可能で、この時の除去率は約９
０％にもなる。なお、仕切り壁を照射する恐れを少なく
するためには、一辺が０．８ｍｍ平方程度の穴となるよ
うにすることが望ましく、この時の除去率は約６５％と
なる。

【００３１】前述したように大型のハニカム構造体は歪
み易く、セル開口穴も変形し易いため、局部的にシール
が残ったり、仕切り壁にレーザ光が照射されて損傷する
恐れがある。このため、Ｓ６で示すように、シート除去
すべきセル開口穴の変形程度を判定し、この結果でレー
ザ光の照射方式を切り替える。変形程度の大小判断は、
セル開口穴の面積、辺長、対角線長などを、設計値に対
するものと画像処理で求めた値とを比較して行うとよ
い。変形が大きく、例えば図６に示すように、形成され
たセル開口穴５１（実線で示す）が、正方形の設計形状
のセル開口穴５２（点線で示す）に対して平行四辺形状
に大きく変形したような場合、前述のパターン照射方式
では開口穴隅５３、５４の部分はシートが除去できずに
塞がれたままとなり、栓詰め不良が生じる恐れがある。
従って、変形が小さいと判定された場合は、前述したセ
ル開口穴の画像処理で求めた図心位置を中心としたパタ
ーン照射方式でよいが、変形が大きいと判断されるとＳ
７に進み、図６（ｂ）に示すように、画像処理で求めた
セル開口穴エッジ部５５、５６、５７、５８の座標デー
タをもとに、エッジ部より少し内部の座標点を結ぶよう
な位置制御データを作成し、変形したセル開口穴の壁面
に沿ってレーザ光を走査する方式に切り替え、変形形状
に合わせた軌跡にレーザ光を照射し、シートを除去す
る。

【００３２】以上のようにして、一端面に形成され行列
番号付けされたセル開口穴についてシート除去処理が終
了すると、ハニカム構造体１はＸＹステージ２から取外
され、他端面に既にシートが貼られている場合は反転し
てセットされ、前述したと同様にして栓詰めすべきセル
開口穴が選定され、該セル開口穴を被うシートが除去さ
れる。他端面にシートが貼られていない場合には、シー
ト被覆工程でシートが貼られ、栓詰めすべきセル開口穴
の一つにマーキングがされた後、他端面を上にしてＸＹ
ステージにセットされ、前記と同様な処理が行われる。
その後、ハニカム構造体は栓詰め工程に送られ、セラミ
ックで栓詰めが行われる。

【００３３】以上、本発明をハニカム構造体をＸＹステ
ージ上にセットし、ＸＹステージを移動制御して、栓詰
めすべきセル開口穴を選定し、次いでシート除去をする
ようなシステム構成で説明したが、この構成に限定され
るものではない。ハニカム構造体をＸＹθステージ上に
セットし、ＣＣＤカメラで撮像時、セル開口穴の概略配
列を、画面のＸ又はＹ方向に合わせるように、ハニカム
構造体の回転方向を位置制御しておくと、行列番号の割
り付けを簡潔に行うことができる。また、生産量や生産
効率等に合わせて構成された、例えば、栓詰めすべきセ
ル開口穴を選定する手段とシート除去手段を同時動作で
きるよう独立させ、この間をハニカム構造体をセットし
た治具が必要なデータの授受を行いつつ適宜搬送される
ようなシステム形態にも適用することができる。

【００３４】また、セル開口穴形状は正方形に限らず、
略格子状の仕切り壁で分割されて形成された矩形、平行
四辺形、菱形などの形状であればよく、また、前記各種
四辺形状を同方向に２分割して形成した三角形状や、さ
らには格子状的な仕切り壁で分割された円形状であって
も適宜対応できる。また、レーザ加工方式は、セル開口
穴の大きさ、レーザ光の強度などによっては、連続光方
式に代えて、スポット光を順次照射していく方式とする
こともできる。また、セル開口穴の面積が極めて小さか
ったり、形状が円形に近い場合は、図心にレーザ光を照
射するだけで対応することもできる。なお、レーザ光の
種類は、用いるシート材に合わせて、ＣＯ_２やＹＡＧな
どを適宜選定すればよい。

【００３５】以上、本発明は次のような効果を有してい
る。 １）セル開口穴の連なり状態に応じて合理的に隣接セル
開口穴を規定し、隣接するセル開口穴に栓詰め穴用と非
栓詰め穴用識別情報を割り付けるので、確実に栓詰めす
べきセル開口穴を選定することができる。 ２）画像処理で算出したセル座標情報をもとに、隣接セ
ル探索ルールにより所定のセル開口穴を基準として順次
隣接するセル開口穴を規定していくことで、セルが歪ん
でいてもセル開口穴の連接状態を適切に決めることがで
きる。 ３）連接したセル開口穴に連続した行列番号を割り付け
ることにより、栓詰めすべきセル開口穴の一つの行列番
号を知ることで、他の栓詰めすべきセル開口穴を極めて
容易に、短時間で選定することができる。 ４）ハニカム構造体の端面を複数の加工エリアに分け、
光偏向の振れ幅が狭い範囲のレーザ光でシート除去加工
を行うので、シート残存程度をセル開口穴の位置に係わ
らず少なくできる。 ５）セル開口穴の変形に合わせてシートを除去するの
で、変形が大きいセル開口穴であっても、シート残存量
を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するシステム構成の一例を示す図

【図２】本発明の概要を示すフローチャート

【図３】ハニカム構造体端面を４分割した時の撮像画面
を示す図

【図４】行方向及び列方向を規定する方法を説明するた
めの図

【図５】４画面を統合して、行列番号を統一して割り付
ける方法を説明するための図

【図６】変形したセル開口穴に対するシート除去方法の
違いを説明するための図

【図７】ハニカム構造体端面を４分割してレーザ加工を
行うことを説明するための図

【符号の説明】

１…ハニカム構造体、 ２…ＸＹステージ、 ３…ＣＣ
Ｄカメラ、４…制御装置、 ５…レーザヘッド、Ｇ１、
Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…端面の撮像画面、１１、１２、１
３、２１、２２…セル開口穴、１１ｚ、１２ｚ、２１ｚ
…各セル開口穴の図心、１１ｇ、１２ｇ、２１ｇ…各セ
ル開口穴の行方向、Ｅ１…行方向サーチエリア、Ｅ２…
列方向サーチエリア、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…端面の
レーザ加工エリア、

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G090 AA01 4D019 AA01 BA05 BB06 CA01 CB04 CB06 5B057 AA01 BA02 CA12 CA16 DB02 DC01 DC36

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に延びるセルが多数形成されたハ
   ニカム構造体のセル開口穴に栓詰めするハニカムフィル
   タの栓詰め方法において、 栓詰めすべきセル開口穴を選定する工程は、所定のセル
   開口穴を基準として、隣接するセル開口穴に、栓詰め用
   穴とするか栓詰め不用穴とするかを識別するためのセル
   穴識別情報を割り付け、栓詰めすべきセル開口穴を選定
   することを特徴とするハニカムフィルタの栓詰め方法。
2. 【請求項２】 栓詰め穴用と非栓詰め穴用データが交互
   になるように割り付け、栓詰めすべきセル開口穴を選定
   する請求項１記載のハニカムフィルタの栓詰め方法。
3. 【請求項３】 軸方向に延びるセルが多数形成されたハ
   ニカム構造体のセル開口穴に栓詰めするハニカムフィル
   タの栓詰め方法において、 シートで被われたセル開口穴に対して栓詰めすべきセル
   開口穴を選定する工程は、所定のセル開口穴を基準とし
   て、隣接するセル開口穴に、栓詰め用穴とするか栓詰め
   不用穴とするかを識別するためのセル穴識別情報を割り
   付け、栓詰めすべきセル開口穴を選定することを特徴と
   するハニカムフィルタの栓詰め方法。
4. 【請求項４】 セル穴識別情報は行列番号であり、所定
   のセル開口穴を基準として順次隣接するセル開口穴に連
   続した行列番号を割り付け、予め栓詰めすべく設定した
   セル開口穴に割り付けられた行列番号をもとに、栓詰め
   穴か非栓詰め穴かを判定して、栓詰めすべきセル開口穴
   を選定する請求項１乃至３のいずれか記載のハニカムフ
   ィルタの栓詰め方法。
5. 【請求項５】 予め栓詰めすべく設定したセル開口穴に
   割り付けられた行列番号を加算又は減算してその値が偶
   数か奇数かの属性を求めて判定データとし、各セル開口
   穴に割り付けられた行列番号の行番号と列番号を加算又
   は減算してその値が偶数か奇数かの属性を求め、前記判
   定データと同じ属性となるセル開口穴を栓詰めすべきセ
   ル開口穴として選定する請求項４記載のハニカムフィル
   タの栓詰め方法。
6. 【請求項６】 ハニカム構造体の端面を撮像し、画像処
   理で算出したセル開口穴の座標情報をもとに、隣接セル
   探索ルールに従い隣接するセル開口穴を順次求める請求
   項１乃至５のいずれか記載のハニカムフィルタの栓詰め
   方法。
7. 【請求項７】 ハニカム構造体の端面を複数のエリアに
   分割して隣接エリアと同一セル開口穴を共有するように
   撮像し、各撮像画像で独自に付与されたセル開口穴のセ
   ル穴識別情報を、共有して撮像されたセル開口穴をもと
   に端面全域で統一したセル穴識別情報に割り付け直し、
   栓詰めすべきセル開口穴を選定する請求項６記載のハニ
   カムフィルタの栓詰め方法。
8. 【請求項８】 軸方向に延びるセルが多数形成されたハ
   ニカム構造体のセル開口穴に栓詰めするハニカムフィル
   タの栓詰め方法において、 選定したセル開口穴を被うシートを除去する工程は、ハ
   ニカム構造体の端面を複数の加工エリアに分け、該加工
   エリアの栓詰めすべきセル開口穴を被うシートにレーザ
   光を偏向させて照射してシート除去処理を行うことを特
   徴とするハニカムフィルタの栓詰め方法。
9. 【請求項９】 選定したセル開口穴を被うシートを除去
   する工程は、セル開口穴を被うシートを、セル開口穴面
   積の４０％〜９０％除去する請求項８記載のハニカムフ
   ィルタの栓詰め方法。
10. 【請求項１０】 選定したセル開口穴を被うシートを除
    去する工程は、画像処理により算出されたセル開口穴の
    座標値をもとに、栓詰めすべく選定されたセル開口穴形
    状が許容範囲にあるか否かを判定し、許容範囲内のもの
    は予め設定したパターンで、また許容範囲外のものにつ
    いては実形状にあわせて、栓詰めすべきセル開口穴を被
    うシートにレーザ光を偏向させて照射してシート除去処
    理を行う請求項８又は９記載のハニカムフィルタの栓詰
    め方法。
11. 【請求項１１】 軸方向に延びるセルが多数形成された
    ハニカム構造体のセル開口穴が部分的に栓詰めされてい
    るハニカムフィルタであって、 前記ハニカムフィルタの栓詰めすべきセル開口穴は、所
    定のセル開口穴を基準として、隣接するセル開口穴に、
    栓詰め用穴とするか栓詰め不用穴とするかを識別するた
    めのセル穴識別情報を割り付けて選択され、前記栓詰め
    すべきセル開口穴がセラミックで栓詰めされたものであ
    ることを特徴とするハニカムフィルタ。
12. 【請求項１２】 軸方向に延びるセルが多数形成された
    ハニカム構造体のセル開口穴が部分的に栓詰めされてい
    るハニカムフィルタであって、 栓詰め用セラミックが、セル開口穴面積の４０％〜９０
    ％の面積が明けられたシート穴部から栓詰めすべきセル
    開口穴に充填されたことを特徴とするハニカムフィル
    タ。