JP2008170139A - 脱脂用治具組立装置、脱脂用治具分解装置、脱脂用治具循環装置、セラミック成形体の脱脂方法、及び、ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

脱脂用治具組立装置、脱脂用治具分解装置、脱脂用治具循環装置、セラミック成形体の脱脂方法、及び、ハニカム構造体の製造方法 Download PDF

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毅 川合
Takamitsu Saijo
貴満 西城
Kenichiro Kasai
健一郎 葛西
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Abstract

【課題】人手をかけずに、効率よく、セラミック成形体を脱脂することができる脱脂用治具循環装置を提供すること。
【解決手段】本発明の脱脂用治具循環装置は、脱脂用治具組立装置、脱脂炉、脱脂用治具分解装置、カバー部材搬送コンベア及び底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置であって、脱脂用治具組立装置は、テーブル又はコンベア上に載置された底板の所定の位置に、ロボットアームを用いてセラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、底板にカバー部材を取り付けるカバー部材取付機構と、脱脂用治具を脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、脱脂用治具分解装置は、脱脂用治具を脱脂炉から受け取る治具受取機構と、テーブル又はコンベア上に載置された底板に取り付けられたカバー部材をロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、セラミック成形体が搭載され、カバー部材が取り外された底板を底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有する。
【選択図】図12

Description

本発明は、脱脂用治具組立装置、脱脂用治具分解装置、脱脂用治具循環装置、セラミック成形体の脱脂方法、及び、ハニカム構造体の製造方法に関する。
バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。
そこで、排ガス中のパティキュレートを捕集して、排ガスを浄化するフィルタとして多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いたハニカムフィルタが種々提案されている。
従来、ハニカム構造体を製造する際には、例えば、まず、セラミック粉末とバインダと分散媒液等とを混合して湿潤混合物を調製する。そして、この湿潤混合物をダイスにより連続的に押出成形し、押し出された成形体を所定の長さに切断することにより、柱形状のハニカム成形体を作製する。
次に、得られたハニカム成形体に、マイクロ波乾燥や熱風乾燥を利用して乾燥処理を施す。
その後、このハニカム成形体の端部を上記セラミック粉末を主成分とする封止材ペーストで市松模様状に封口し、その後、脱脂、焼成の各処理を施すことでハニカム焼成体を製造する。
この後、ハニカム焼成体の側面にシール材ペーストを塗布し、ハニカム焼成体同士を接着剤を用いて接着させることにより、シール材層(接着材層)を介してハニカム焼成体が多数結束した状態のハニカム焼成体の集合体を作製する。次に、得られたハニカム焼成体の集合体に、切削機等を用いて円柱、楕円柱等の所定の形状に切削加工を施してハニカムブロックを形成し、最後に、ハニカムブロックの外周にシール材ペーストを塗布してシール材層(コート層)を形成することにより、ハニカム構造体の製造を終了する。
このようなハニカム構造体の製造方法において、脱脂処理は、通常、ハニカム成形体を脱脂用治具に載置して行う。
また、脱脂処理時には、有機分や水分等の液体やガスが大量に発生し、これらが脱脂炉の壁面(特に上側の壁面)に付着し、さらにハニカム成形体上にタール状物となって落下するおそれがあるため、脱脂用治具として、2枚の板状体と支持部材とからなる脱脂用治具が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、上述したような脱脂用治具は、通常、繰り返し使用される。
例えば、特許文献2には、ハニカム成形体を載置する受け皿を繰り返し使用するために、受け皿を循環させる方法が開示されている。
特開2001−19560号公報 国際公開第2005/024326号パンフレット
特許文献1に開示されたような、複数の部材からなる脱脂用治具を使用してハニカム成形体の脱脂処理を行う場合、脱脂処理を施す前にハニカム成形体を脱脂用治具内に載置する脱脂用治具組立工程や、脱脂処理を施した後に脱脂用治具から脱脂処理したハニカム成形体を取り出す脱脂用治具分解工程を行う必要があり、さらに、脱脂用治具を繰り返し使用する場合には、使用後の脱脂用治具を脱脂用治具組立工程で使用される装置まで搬送する必要がある。そして、これらの作業を人手により行うと、作業速度や生産性を向上させることが困難であった。
また、特許文献2に開示された繰り返し使用する受け皿は、ハニカム成形体に乾燥処理において使用するものであるため、脱脂処理で使用するには耐熱温度が低く、ハニカム成形体を単に載置するだけのものであるため、複数の部材からなる脱脂用治具を用いた脱脂方法に適用することはできなかった。
本発明者等は、上述した課題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明を完成させた。
即ち、本発明の脱脂用治具組立装置は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、
上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置であって、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構とを有することを特徴とする。
上記脱脂用治具組立装置おいて、上記コンベアは、断続的に移動し、
上記コンベアが停止する際には、上記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
本発明の脱脂用治具分解装置は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、
上記テーブル又はコンベア上で、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置であって、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記セラミック成形体を覆うように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構を有することを特徴とする。
上記脱脂用治具分解装置において、上記コンベアは、断続的に移動し、
上記コンベアが停止する際には、上記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
本発明の脱脂用治具循環装置は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
脱脂用治具に搭載されたセラミック成形体を脱脂する脱脂炉、
ロボットアームと、上記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
上記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、上記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置であって、
上記脱脂用治具組立装置は、上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
上記脱脂用治具分解装置は、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記セラミック成形体を覆ように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を、上記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とする。
上記脱脂用治具循環装置において、上記脱脂用治具組立装置及び/又は上記脱脂用治具分解装置は、断続的に移動する上記コンベアを備え、
上記コンベアが停止する際には、上記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
本発明のセラミック成形体の脱脂方法は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
脱脂用治具に搭載されたセラミック成形体を脱脂する脱脂炉、
ロボットアームと、上記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
上記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、上記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を使用し、
セラミック成形体を搭載した上記脱脂用治具を上記脱脂炉内を通過させて行うセラミック成形体の脱脂方法であって、
上記脱脂用治具組立装置は、上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
上記脱脂用治具分解装置は、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記セラミック成形体を覆ように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を、上記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とする。
上記セラミック成形体の脱脂方法において、上記脱脂用治具組立装置及び/又は上記脱脂用治具分解装置は、断続的に移動する上記コンベアを備え、
上記コンベアが停止する際には、上記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
上記セラミック成形体の脱脂方法において、上記底板は、焼成用治具としても使用可能であることが望ましい。
本発明のハニカム構造体の製造方法は、セラミック原料を成形することで、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製し、このハニカム成形体を脱脂用治具に搭載して脱脂処理を行った後、さらに、脱脂されたハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体からなるハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
上記脱脂処理は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりハニカム成形体脱脂時にハニカム成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記ハニカム成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
脱脂用治具に搭載されたハニカム成形体を脱脂する脱脂炉、
ロボットアームと、上記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
上記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、上記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
上記ハニカム成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を使用して行い、
上記脱脂用治具組立装置は、上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、ハニカム成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたハニカム成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
上記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
上記脱脂用治具分解装置は、上記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記ハニカム成形体を覆ように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
上記ハニカム成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を、上記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とする。
上記ハニカム構造体の製造方法において、上記脱脂用治具組立装置及び/又は上記脱脂用治具分解装置は、断続的に移動する上記コンベアを備え、
上記コンベアが停止する際には、上記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
上記ハニカム構造体の製造方法において、上記底板は、焼成用治具としても使用可能であることが望ましい。
また、上記底板搬送コンベアは、上記ハニカム成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を焼成工程で使用される装置に搬送するものであることが望ましい。
本発明の脱脂用治具組立装置は、ロボットアームやテーブル又はコンベアを備え、脱脂用治具にセラミック成形体を載置する工程を自動的に行うので、人手をかけずに、効率よく、セラミック成形体を脱脂用治具に載置することができる。
本発明の脱脂用治具分解装置は、ロボットアームやテーブル又はコンベアを備え、セラミック成形体を載置した脱脂用治具を分解する工程を自動的に行うので、人手をかけずに、効率よく、脱脂用治具の分解を行うことができる。
本発明の脱脂用治具循環装置は、脱脂用治具組立装置、脱脂炉、脱脂用治具分解装置、カバー部材搬送コンベア及び底板搬送コンベアを備えているため、脱脂用治具にセラミック成形体を載置する工程、脱脂工程、脱脂用治具を分解する工程、カバー部材を脱脂用治具組立装置に搬送する工程、及び、底板を後工程に搬送する工程といった一連の工程を自動的に行うことができ、人手をかけずに、効率よく、セラミック成形体を脱脂するとともに、カバー部材を繰り返し使用することができる。
本発明のセラミック成形体の脱脂方法は、脱脂用治具組立装置、脱脂炉、脱脂用治具分解装置、カバー部材搬送コンベア及び底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を用いているため、脱脂用治具にセラミック成形体を載置する工程、脱脂工程、脱脂用治具を分解する工程、カバー部材を脱脂用治具組立装置に搬送する工程、及び、底板を後工程に搬送する工程といった一連の工程を自動的に行うことができ、人手をかけずに、効率よく、セラミック成形体を脱脂することができる。
本発明のハニカム構造体の製造方法では、脱脂用治具組立装置、脱脂炉、脱脂用治具分解装置、カバー部材搬送コンベア及び底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を用いているため、脱脂用治具にセラミック成形体を載置する工程、脱脂工程、脱脂用治具を分解する工程、カバー部材を脱脂用治具組立装置に搬送する工程、及び、底板を後工程に搬送する工程といった一連のハニカム成形体の脱脂工程を自動的に行うことができ、人手をかけずに、効率よく、ハニカム構造体を製造することができる。
まず、本発明の脱脂用治具組立装置について説明する。
本発明の脱脂用治具組立装置は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、
上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置であって、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構とを有することを特徴とする。
なお、本明細書において、ロボットアームとは、モータ等を有する能動関節を備えるとともに、必要に応じて、モータ等を有さない非能動関節を備えるアームをいう。
図1は、本発明の脱脂用治具組立装置の概要を模式的に示す概念図である。
図1に示すように、脱脂用治具組立装置111は、1台のロボットアーム113、2台のロボットアーム114(114A、114B)及び2台のロボットアーム115(115A、115B)と、セラミック成形体11を搭載する脱脂用治具100を載置するテーブルとして回転テーブル112とを備えている。ここで、脱脂用治具100は、底板101とカバー部材102とから構成されている。
この脱脂用治具組立装置111では、セラミック成形体11を底板101上に載置し、セラミック成形体11を覆うようにカバー部材102を底板101に取り付ける工程を自動的に行う。
脱脂用治具組立装置111において、ロボットアーム113は、吸引機構を有し、これによりセラミック成形体11を吸着して移動させる役割を有しており、一方、ロボットアーム114、115は、把持機構を有しており、これにより脱脂用治具100の移動、組立等を行う役割を有している。
従って、脱脂用治具組立装置111では、ロボットアーム113が、成形体搭載機構として機能することとなる。
脱脂用治具組立装置111では、ロボットアーム113〜115は、上述した機構を有しているが、ロボットアーム113〜115は、吸引機構及び把持機構の両方を有していてもよく、どちらか一方の機構のみを有していてもよい。
また、ロボットアーム113〜115は、エアーシリンダを備えており、これにより上下方向の移動を行う。また、シリンダより延設された部分は、水平方向に設けられたボールネジに螺嵌されており、ボールネジを利用した移動機構により水平方向の移動を行う。
脱脂用治具組立装置111で使用する脱脂用治具100は、底板とカバー部材とからなる脱脂用治具である。このような脱脂用治具について、図面を参照しながらもう少し詳しく説明する。
図2は、脱脂用治具の分解斜視図である。
図2に示すように、脱脂用治具100は、板状の底板101と、外縁に枠体102bが設けられた平網102c及びこの枠体102bの四隅に固定された支持部材102aからなるカバー部材102とから構成されている。
そして、底板101には、カバー部材102が備える支持部材102aが嵌合できる貫通孔101aが形成されており、この貫通孔101aに支持部材102aを嵌合させることにより、カバー部材102を底板101に取り付けることができる。
また、図2に示した底板101では形成されていないが、本発明で使用する脱脂用治具を構成する底板は、その底面に溝部が形成されていてもよく、この場合、溝部は、ロボットアームで把持する際に、把持部の一部をはめ込むことができる形状を有していてもよい。底板101をロボットアームで確実に把持することができるからである。
このような構成からなる脱脂用治具100では、底板101上に載置されたセラミック成形体を覆うように、カバー部材102が取り付けられるため、セラミック成形体を脱脂する際に、その上方から分解した有機物に起因したタール状物等が落下しても、セラミック成形体と接触することはなく、また、セラミック成形体の周囲は開放状態にあるため、良好に脱脂処理を行うことができる。
また、図2に示した脱脂用治具100の底板101上には、2箇所、平行に細い帯状の炭素繊維マット103が固定されており、炭素繊維マット103を介してセラミック成形体が載置されるように構成されている。なお、炭素繊維マット103は、必要に応じて備えていればよい。
上記炭素繊維マットは、セラミック成形体が底板上面に直接接触することを防止するために設けたものであり、脱脂処理温度に対する耐久性を有するものであれば、炭素繊維マット以外の繊維からなるマットを設けてもよく、セラミック等からなる多孔質部材を炭素繊維マットの代わりに設けてもよい。
また、上記カバー部材を構成する平網は、その開き目(開口径)が0.04〜0.5mmであることが望ましい。
上記開き目が、0.04mm未満では、脱脂工程中に、セラミック成形体から発生した有機ガスが、平網を通過しにくいために、炉内温度が低い箇所で、平網の下面に凝集して付着し、タール状物等となって、セラミック成形体に落下、付着することがあり、一方、上記開き目が0.5mmを超えると、脱脂処理時に、脱脂炉の上部から分解した有機物に起因してタール状物等が落下した場合に、上記タール状物等が平網を通過してセラミック成形体に落下、付着する場合があるからである。
なお、カバー部材102における平網の部分は、単なる板状体で構成されていてもよいが、平網、織網、焼結金網、メタルファイバ(焼結金属不繊布)等の網状体で構成されていることが望ましい。上述したように、タール状物等のセラミック成形体への付着を防止するのに適しているからである。
また、上記平網の部分は、複数の平面視形状が円形又は多角形等の通気孔を有する板状体であってもよい。
脱脂用治具組立装置111では、まず、外部からコンベア124により搬送されてきたカバー部材102が、ロボットアーム115Aにより回転テーブル112上に載置されるとともに、外部からコンベア125により搬送されてきた底板101がロボットアーム114Aにより回転テーブル112上に載置される。
ロボットアーム115Aは把持機構を備えており、把持部115aで、カバー部材102の枠体102bを把持し、カバー部材102を回転テーブル112上に移動させる。
また、ロボットアーム114Aも把持機構を備えており、把持部114aで底板101を把持し、底板101を回転テーブル112上に移動させる。
また、底板101が上述したような底面に溝部を有するものである場合には、ロボットアーム114Aとして、把持部114aの先端に内側に凸の爪を有するロボットアームを使用し、この爪を上記溝部にはめ込んで、底板101を把持してもよい。
また、図1に示した構成の脱脂用治具組立装置において、ロボットアームの個数は5つ限定されず、5つ未満でも5つより多くてもよく、ロボットアームの個数が5つ未満の場合、一のロボットアームが複数の役割を果たすようにすればよい。
次に、回転テーブル112が約1/4回転移動すると、外部から成形体投入コンベア119により搬送された後、成形体受取部118上に側面同士が接触するように配置されたセラミック成形体11を、吸引部113aを有するロボットアーム113により、所定個数(図1では5個)移動させ、底板101上に間隔をあけて載置する。
ロボットアーム113では、複数個(図1では5個)のセラミック成形体11を同時に吸着し、間隔をあけて底板101上に載置する。セラミック成形体11を間隔をあけて載置するのは、セラミック成形体同士の間隔が狭すぎたり、広すぎたりすると、各セラミック成形体の脱脂の進行具合にバラツキが発生する場合があるからである。
そのため、成形体搭載機構としての役割を果たすロボットアーム113は、吸着したセラミック成形体11を所定の間隔をあけて底板101上に載置できる構成を有するものであることが望ましい。このようなロボットアームの具体例については後述する。
なお、回転テーブル112は、断続的に回転、停止を繰り返している。
また、ロボットアーム113では、複数個のセラミック成形体11を同時に底板101上に載置しているが、脱脂用治具組立装置111では、ロボットアーム113により、セラミック成形体11を1個ずつ底板101上に載置してもよい。
次に、回転テーブル112が回転すると、カバー部材102をロボットアーム115Bで把持し、セラミック成形体11が載置された底板101上に、セラミック成形体11を覆うように取り付ける。なお、カバー部材102は4本の棒状の支持部材102aを備えており、また、底板101は隅部に支持部材102aと嵌合可能な貫通孔101a(図2参照)を備えており、この貫通孔101aに支持部材102aを嵌合させることにより、カバー部材102を底板101に取り付けることができる。
なお、このような形状の脱脂用治具については、既に図2を参照しながら説明したとおりであるが、本発明で使用する脱脂用治具は、必ずしも底板に支持部材と嵌合する貫通孔が形成されていなくてもよく、この場合は、カバー部材を底板上に載置するだけでよい。また、底板には、貫通孔以外に、カバー部材の位置ズレ防止構造を有していてもよい。
従って、脱脂用治具組立装置111では、ロボットアーム115Bが、カバー部材取付機構として機能することとなる。なお、ロボットアーム115Bは、ロボットアーム115Aと同様、カバー部材102の枠体102bを把持部115bで把持してカバー部材102を移動させる。
次に、回転テーブル112が回転すると、セラミック成形体11が載置され、カバー部材102が取り付けられた脱脂用治具100がロボットアーム114Bによりコンベア123上に載置され、次工程(例えば、脱脂工程)で使用される装置に搬出される。
なお、ロボットアーム114Bもロボットアーム114Aと同様、把持機構を備えており、把持部114bで底面を把持することにより、脱脂用治具100をコンベア123上に搬送する。
脱脂用治具組立装置111が備える成形体投入コンベア119及びコンベア123〜125のそれぞれの具体例としては、例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア、パレットコンベア等が挙げられる。
次に、脱脂用治具組立装置111が備える、成形体搭載機構としての役割を果たすロボットアーム113の具体例について図面を参照しながら説明する。
図3は、成形体搭載機構をなすロボットアームの一例を示す斜視図であり、図4(a)、(b)は、図3に示したロボットアームの部分拡大斜視図である。
図3に示すように、ロボットアーム113には吸引機構60が備え付けられており、この吸引機構60において、吸引部材61a及び吸引板61bが対向して水平方向に7枚並設されている。下側の吸引板61bには、セラミック成形体11に対して吸引力を及ぼすための吸引孔(図示せず)が形成されている。一方、上側の吸引部材61aの上部には2箇所にチューブ接続孔が設けられており、このチューブ接続孔を介してそれぞれチューブ62が接続されている。これらのチューブ62は、内部に空洞を有する角柱形状のチューブ分配部材64に集められている。そして、チューブ分配部材64には、吸気ダクト63が接続され、この吸気ダクト63が吸引装置(図示せず)に接続されている。
従って、吸引機構60における吸引力(吸気)の流れとしては、吸引装置で発生した吸引力が、吸気ダクト63を介して、チューブ分配部材64に伝わり、このチューブ分配部材64に集められたチューブ62を介して各吸引部材61aに伝わる。このように、吸引装置により発生した吸引力は直接各吸引部材61aに伝わらずに、一度チューブ分配部材64を介しているので、各吸引部材61aへ伝わる吸引力は全て等しくなる。
また、吸引部材61aと吸引板61bとの間には、バネ及びチューブが挟まれており、吸引部材61aと吸引板61bとを連結している。このようにして、チューブ62からの吸引力が吸引部材61aに伝わり、そこから、吸引部材61aと吸引板61bとの間に挟まれたチューブを介して吸引板61bに形成された吸引孔に及ぶ。吸引機構60は、吸引孔に伝わった吸引力を利用してセラミック成形体11を吸着する。
なお、本明細書において、吸引力とは、吸引機構における吸引系内部と、外部との圧力差のことをいう。
また、チューブ分配部材64の側面には、吸引機構60を支持する支持板65が結合するとともに、支持板65には、シリンダ等の昇降機構67が垂直に設けられており、この昇降機構67を駆動させることによって、吸引機構60を昇降させることができるようになっている。
さらに、昇降機構67の上部から水平方向に設けられているロボットアーム113を支持する部材は、図示しないボールネジと互いに螺合しており、ボールネジを回転させる等して、ロボットアーム113を水平方向に移動させることができるようになっている。また、ロボットアーム113を支持する部材のさらに上部には、転回機構68が連結されており、吸引機構60を回転させることができるようになっている。
次に、吸引部材61aの間隔を調整する機構について、図4(a)、(b)を用いて説明する。
図4(a)、(b)に示したように、7枚の吸引部材61aのそれぞれには、吸引部材61aを水平方向に貫く貫通孔75が2箇所形成されている。そして、2本の支持シャフト71が、7枚の吸引部材61aを串刺しにするように、2箇所の貫通孔75の全てを通って挿入されている。さらに、2本の支持シャフト71の両端部が、2枚の板状の支持シャフト連結板72によって固定されることにより、7枚の吸引部材61aが一組となって、一定範囲で幅が変化する一枚の大きな板のように動作することが可能になっている。
また、各吸引部材61aの両端部には、釘形状の引掛部73が形成されており、隣り合う2つの引掛部73を一組として、一組ごとに結束リング74が掛けられている。一組ごとに掛けられた結束リング74によって、全ての隣り合う吸引部材61aの可動範囲が決定される。
さらに、間隔の調整のために使用される駆動手段66の両端部が、7枚並設されている吸引部材61aのうちの両端に存在する吸引部材61aの上面に固定されており、この駆動手段66により、吸引部材61a同士の間隔を調整することができる。
すなわち、駆動手段66の長さを最も短くした場合には、吸引部材61a同士が完全に接触する状態となり、反対に、駆動手段66の長さを最も長くした場合には、結束リング74が広がることのできる範囲で吸引部材61a同士の間隔が最も広くなる。こうして、吸引部材61a同士の間隔が、駆動手段66の長さを最も長くした場合と最も短くした場合の2つの状態で規定される。この場合は、結束リング74が広がることのできる範囲を調整することで、吸引部材61a同士の間隔を調整することができる。
さらに、結束リング74をゴムのような弾性部材で構成した場合は、駆動手段66の長さに関わらず、結束リング74が伸長することのできる範囲で、吸引部材61a同士を等間隔で広げることができる。
すなわち、結束リング74を弾性部材で構成した場合も上記のように、駆動手段66の伸縮により吸引部材61a同士の間隔も伸縮する。このとき、隣り合う吸引部材61aの引掛部73に結束リング74が引っ掛けられており、この結束リング74の弾性力によって隣り合う吸引部材61aが互いに近づく方向に同じ力で付勢されているので、吸引部材61aは互いの間隔は等しくなるように広がる。従って、結束リング74が伸長することのできる範囲で、駆動手段66が最も短い場合と最も長い場合との間の任意の状態で、吸引部材61a同士を等間隔で広げることができる。
上記結束リングの材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅、鉄、ニッケル等の金属、シリコーンゴム、天然ゴム、合成ゴム、フッ素ゴム等のゴム、PS樹脂、ABS樹脂、POM樹脂、PC樹脂、PP樹脂、PE樹脂、PPE樹脂、PBT樹脂等の樹脂が挙げられる。
また、吸引部材の間隔を調整する部材は、結束リングに限られず、バネ等を使用することもでき、吸引部材の間隔を調整することが可能であれば任意の部材を使用することができる。
なお、セラミック成形体同士の間隔は、セラミック成形体のサイズ、脱脂温度、脱脂時間等に依存するため一慨にはいえない。なお、上記間隔は広すぎると脱脂が進行しすぎることとなり、間隔が狭すぎると脱脂が不十分になる。そして、脱脂が進行しすぎたり、脱脂が不充分であると、脱脂体の強度にバラツキが発生しやすい傾向にある。
次に、このようなロボットアーム113により、セラミック成形体11を底板101上に載置する手順を説明する。
まず、成形体投入コンベア119により搬送されてきたセラミック成形体11が、成形体受取部118に集められる。成形体受取部118では、図1に示すように、セラミック成形体11が互いに接触する状態となるように配置される。
続いて、吸引機構60を下降させ、セラミック成形体11の側面(図において上面)と吸引板61bとを当接させる。ここで、吸引部材61aと吸引板61bとの間にはバネが介在しているので、当接の際の衝撃を和らげることができる。このとき、一のセラミック成形体11の側面に対して一の吸引板61bが当接するように、吸引部材61aの間隔を調整する駆動手段66は最も短い状態にある。そして、図示しない吸引装置を作動させて吸気を行い、吸引板61bに形成された吸引孔を介してセラミック成形体11を吸引して吸引板61bに吸着させる。
その後、昇降機構67により吸引機構60を所定の位置まで上昇させ、アーム移動用機構によりロボットアーム113を脱脂用治具の底板101の上方まで水平方向に移動させる。
次いで、駆動手段66を駆動させて7個の吸引部材61aの間隔をセラミック成形体11の脱脂処理に適した所定の間隔となるように調整する。これにより、セラミック成形体11同士の間隔は等間隔となる。なお、脱脂処理に適した所定の間隔は、セラミック成形体11の種類やその数により変化させればよい。
この後、回転テーブル112上に配置された底板101上にセラミック成形体11を載置するために、昇降機構67を作動させて吸引機構60を下降させる。セラミック成形体11と炭素繊維マット103とが接触した時点で、吸引機構60の下降を停止し、次いで、吸引装置による吸引を停止することにより、底板101上に同時に載置する。
このような手順を経ることにより、複数のセラミック成形体11を脱脂処理に適した間隔をあけて載置することができる。
なお、セラミック成形体を吸着するための吸引力は、吸着の対象とするセラミック成形体の重量や形状によって適宜変更すればよく、例えば、セラミック成形体の吸着面が平面であり、その重量が210gである場合は、0.7〜2.0kPaの範囲であればよい。
ロボットアーム113は、上記セラミック成形体との接触部に緩衝部材を備えていてもよい。
上記緩衝部材は、緩衝作用のある材料からなるものであれば特に限定されず、その材料としては、ウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ゴム、エポキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの材料からなる緩衝部材は、緻密体であってもよいし、発泡体であってもよい。
上記緩衝部材は、全体が上記した材料で構成されていてもよいし、上記材料からなるシート状物が、金属、樹脂又はセラミックからなる基材に張り付けられて構成されていてもよい。
また、本発明の脱脂用治具組立装置の構成は、図1に示したような回転テーブルを備えた構成に限定されず、例えば、図5、6に示したようなコンベアを備えた構成を有するものであってもよい。
図5、6は、それぞれ本発明の脱脂用治具組立装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。
図5に示す脱脂用治具組立装置211は、3台のロボットアーム213〜215と、セラミック成形体11を搭載する脱脂用治具100を載置するコンベアとして機能する治具組立用ベルトコンベア212とを備えている。
この脱脂用治具組立装置211でも、セラミック成形体11を底板101上に載置し、セラミック成形体11を覆うようにカバー部材102を底板101に取り付ける工程を自動的に行うことができる。なお、脱脂用治具の構成は、既に説明したとおりである。
また、脱脂用治具組立装置211において、ロボットアーム213は、図1に示したロボットアーム113と同様の構成を有しており、ロボットアーム214は、図1に示したロボットアーム114と同様の構成を有しており、ロボットアーム215は、図1に示したロボットアーム115と同様の構成を有している。
脱脂用治具組立装置211では、まず、外部からコンベア225により搬送されてきた底板101をロボットアーム214により、断続的に移動する治具組立用ベルトコンベア212上に載置する。
このとき、治具組立用ベルトコンベア212は、停止している。
次に、治具組立用ベルトコンベア212が所定距離移動した後、再度停止すると、外部から成形体投入コンベア219により搬送された後、成形体受取部218上に側面同士が接触するように配置されたセラミック成形体11を、吸引部213aを有するロボットアーム213により、所定個数移動させ、底板101上に間隔をあけて載置する。
従って、脱脂用治具組立装置211では、ロボットアーム213が成形体搭載機構として機能する。
次に、治具組立用ベルトコンベア212が所定距離移動した後、停止すると、コンベア224により外部から搬送されてきたカバー部材102をロボットアーム215で把持し、セラミック成形体11が載置された底板101上に、セラミック成形体11を覆うように取り付ける。
従って、脱脂用治具組立装置211では、ロボットアーム215が、カバー部材取付機構として機能することとなる。
その後、セラミック成形体11が載置され、カバー部材102が取り付けられた脱脂用治具100は、治具組立用ベルトコンベア212により次工程(例えば、脱脂工程)で使用される装置に搬出される。
なお、治具組立用ベルトコンベア212上で組立作業を終了した後は、脱脂用治具100を別のコンベアに積み替えて、次工程で使用される装置に搬送してもよい。
また、脱脂用治具組立装置211において、治具組立用ベルトコンベア212は、断続的に移動するコンベアであるが、ここで、治具組立用ベルトコンベア212が停止する際には、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
停止状態に移行する直前の移動速度が1.5m/minより大きい場合には、停止した際に、慣性力によりセラミック成形体11が底板101上で移動するおそれがあるからである。
そして、セラミック成形体11が底板101上で移動してしまうと、移動した際にセラミック成形体11同士が接触したり、セラミック成形体11がカバー部材102と接触したりしてセラミック成形体が破損する場合があるからである。
また、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行する際には、移動状態から停止状態へと瞬間的に移行してもよいし、移動状態から徐々に移動速度が減少して、停止状態に移行してもよい。
従って、底板101上に載置されたセラミック成形体11を1.5m/minより速い速度で搬送する場合には、停止前に、一旦、1.5m/min以下の移動速度に減速し、その後、停止状態に至ることが望ましい。
図5に示した態様の脱脂用治具組立装置211において、この脱脂用治具組立装置を構成する、脱脂用治具100を載置するコンベアは、ベルトコンベア以外に、チェーンコンベア、ローラーコンベア、パレットコンベア等であってもよい。
また、図5に示した構成の脱脂用治具組立装置において、ロボットアームの個数は3つ限定されず、3つ未満でも3つより多くてもよく、ロボットアームの個数が3つ未満の場合、一のロボットアームが複数の役割を果たすようにすればよい。
具体的には、例えば、底板を移動させるロボットアーム及びカバー部材を取り付けるロボットアームが、一つのロボットアームにより構成されていてもよい。
本発明の脱脂用治具組立装置は、図6に示すような構成を有していてもよい。
図6に示す脱脂用治具組立装置311は、1台のロボットアーム313、2台のロボットアーム314(314A、314B)及びロボットアーム315と、セラミック成形体11を搭載する脱脂用治具100を載置するコンベアとして機能する治具組立用パレットコンベア312とを備えている。
この脱脂用治具組立装置311でも、セラミック成形体11を底板101上に載置し、セラミック成形体11を覆うようにカバー部材102を底板101に取り付ける工程を自動的に行うことができる。なお、脱脂用治具の構成は、既に説明したとおりである。
また、脱脂用治具組立装置311において、ロボットアーム313は、図1に示したロボットアーム113と同様の構成を有しており、ロボットアーム314は、図1に示したロボットアーム114と同様の構成を有しており、ロボットアーム315は、図1に示したロボットアーム115と同様の構成を有している。
脱脂用治具組立装置311では、まず、外部からコンベア325により搬送されてきた底板101をロボットアーム314Aにより、治具組立用パレットコンベア312のパレット312a上に載置する。
次に、底板101を載置した状態でパレット312aがコンベア323側に所定距離移動した後停止し、外部から成形体投入コンベア319により搬送された後、成形体受取部318上に側面同士が接触するように配置されたセラミック成形体11を、吸引部313aを有するロボットアーム313により、所定個数移動させ、底板101上に間隔をあけて載置する。
従って、脱脂用治具組立装置311では、ロボットアーム313が成形体搭載機構として機能する。
次に、外部からコンベア324により搬送されてきたカバー部材102をロボットアーム315で把持し、セラミック成形体11が載置された底板101上に、セラミック成形体11を覆うように取り付ける。
従って、脱脂用治具組立装置311では、ロボットアーム315が、カバー部材取付機構として機能することとなる。
次に、パレット312aがコンベア323側に再度所定距離移動した後停止し、セラミック成形体11が載置され、カバー部材102が取り付けられた脱脂用治具100を、ロボットアーム314Bで把持し、コンベア323上に載置する。
その後、脱脂用治具100は、コンベア323により次工程(例えば、脱脂工程)で使用される装置に搬出される。
一方、パレット312aは、次の底板101を載置すべく、コンベア325側に移動し、所定の位置で停止する。
なお、脱脂用治具組立装置311を構成する治具組立用パレットコンベア312もまた、停止する際には、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
図6に示した態様の脱脂用治具組立装置311において、この脱脂用治具組立装置を構成する、脱脂用治具100を載置するコンベアは、パレットコンベア以外に、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア等であってもよい。
このように、本発明の脱脂用治具組立装置は、図5、6に示したような構成を有するものであってもよい。
なお、図5、6に示したような脱脂用治具組立装置において、成形体投入コンベア219、319及びコンベア224、225、323〜325の具体例としては、図1に示した脱脂用治具組立装置111同様、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア、パレットコンベア等が挙げられる。
また、本発明の脱脂用治具組立装置は、特に図示していないが、例えば、図6に示した構成の脱脂用治具組立装置において、治具組立用パレットコンベアに代えて、テーブルを備えるものであってもよい。
ここで、テーブルは、常時停止しており、ロボットアームにより、底板、セラミック成形体及びカバー部材をこの順でテーブル上に移動させることにより、テーブル上で、脱脂用治具にセラミック成形体を搭載した後、次工程で使用される装置に搬出するためのコンベア上に載置することとしてもよく、また、テーブルがレール等を介して移動可能に構成されており、上記テーブルがレール等に沿って、上記パレットコンベアのパレットと同様の動き(即ち、各コンベアの端部近傍に移動する)をすることとしてもよい。
また、図6に示した構成の脱脂用治具組立装置において、ロボットアームの個数は4つ限定されず、4つ未満でも4つより多くてもよく、ロボットアームの個数が4つ未満の場合、一のロボットアームが複数の役割を果たすようにすればよい。
このような構成からなる本発明の脱脂用治具組立装置では、上記脱脂用治具にセラミック成形体を保持する工程を自動的に行うことができ、人手をかけずに、効率よく、セラミック成形体を脱脂用治具で保持することができる。
次に、本発明の脱脂用治具分解装置について説明する。
本発明の脱脂用治具分解装置は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、
上記テーブル又はコンベア上で、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置であって、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記セラミック成形体を覆うように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構を有することを特徴とする。
以下、本発明の脱脂用治具分解装置について、図面を参照しながら説明する。
図7は、本発明の脱脂用治具分解装置の概要を模式的に示す概念図である。
図7に示すように、本発明の脱脂用治具分解装置の構成部材は、上述した本発明の脱脂用治具組立装置の構成部材と略同様である。
すなわち、図7に示すように、脱脂用治具分解装置131は、2台のロボットアーム134(134A〜134B)及び2台のロボットアーム135(135A〜135B)と、セラミック成形体11を搭載した保持する脱脂用治具100を載置するテーブルとして回転テーブル132とを備えている。
脱脂用治具分解装置131では、カバー部材102と底板101とからなり、脱脂処理されたセラミック成形体11を載置した底板101上に、セラミック成形体11を覆うようにカバー部材102が取り付けられた脱脂用治具100からカバー部材102を取り外す工程を自動的に行う。なお、脱脂用治具100については、脱脂用治具組立装置の説明で、既に説明した通りである。
脱脂用治具分解装置131では、コンベア143により、脱脂処理されたセラミック成形体11を搭載した状態で搬送されてきた脱脂用治具100は、まず、ロボットアーム134Aにより回転テーブル132上に載置される。なお、ロボットアーム134Aは、既に説明したロボットアーム114と同様の構成を有している。
次に、回転テーブル132が約1/4回転すると、ロボットアーム135Aによりカバー部材102が底板101から取り外される。ロボットアーム135Aは、既に説明したロボットアーム115と同様の構成を有しており、ロボットアーム135Aの把持部135aでカバー部材102の枠体102bを把持し、把持部135aを上方に移動させることにより、支持部材102aを底板101に形成された貫通孔101aから抜くことができ、カバー部材102を取り外すことができる。
従って、脱脂用治具分解装置131では、ロボットアーム135Aがカバー部材取外機構として機能することとなる。
なお、回転テーブル132は、断続的に回転、停止を繰り返す。
続いて、回転テーブル132が回転すると、今度は、把持機構を備えたロボットアーム134Bにより、脱脂処理されたセラミック成形体11が載置された底板101を把持し、底板搬送コンベア139に受け渡し、この底板101はそのまま焼成工程等の次工程で使用される装置に搬送する。なお、ロボットアーム134Bは、既に説明したロボットアーム114と同様の構成を有している。
一方、取り外されたカバー部材102は、さらに回転テーブル132が回転した後、ロボットアーム135Bにより、コンベア144上に載置され、搬出される。なお、ロボットアーム135Bは、既に説明したロボットアーム115と同様の構成を有している。
また、上記脱脂用治具分解装置が備える底板搬送コンベア139、コンベア143、144のそれぞれの具体例としては、例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア、パレットコンベア等が挙げられる。
また、図7に示した構成の脱脂用治具分解装置において、ロボットアームの個数は4つ限定されず、4つ未満でも4つより多くてもよく、ロボットアームの個数が4つ未満の場合、一のロボットアームが複数の役割を果たすようにすればよい。
また、本発明の脱脂用治具分解装置の構成は、図7に示したような回転テーブルを備えた構成に限定されず、例えば、図8(a)(b)に示したようなコンベアを備えた構成を有するものであってもよい。
図8(a)(b)は、それぞれ本発明の脱脂用治具分解装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。
図8(a)に示す脱脂用治具分解装置231は、2台のロボットアーム234、235と、セラミック成形体11を搭載した脱脂用治具100を載置するコンベアとして機能する治具分解用ベルトコンベア232とを備えている。
この脱脂用治具分解装置231でも、カバー部材102と底板101とからなり、脱脂処理されたセラミック成形体11を載置した底板101上に、セラミック成形体11を覆うようにカバー部材102が取り付けられた脱脂用治具100からカバー部材102を取り外す工程を自動的に行う。なお、脱脂用治具100については既に説明した通りである。
また、脱脂用治具分解装置231において、ロボットアーム234は、図7に示したロボットアーム134と同様の構成を有しており、ロボットアーム235は、図7に示したロボットアーム135と同様の構成を有している。
脱脂用治具分解装置231では、コンベア243により、脱脂処理されたセラミック成形体11を搭載した状態で搬送されてきた脱脂用治具100を、まず、ロボットアーム234により治具分解用ベルトコンベア232上に載置する。
次に、ロボットアーム235によりカバー部材102を底板101から取り外し、取り外されたカバー部材102を、コンベア244により外部に搬送する。
従って、脱脂用治具分解装置231では、ロボットアーム235がカバー部材取外機構として機能することとなる。
なお、この操作の際、コンベア244は、停止している。
続いて、治具分解用ベルトコンベア232が移動することにより、カバー部材102が取り外された底板101は、脱脂処理されたセラミック成形体11を載せたまま焼成工程等の次工程で使用される装置に搬送される。
なお、治具分解用ベルトコンベア232上で分解作業を終了した後は、セラミック成形体11を載置した底板101を別のコンベアに積み替えて、次工程で使用される装置に搬送してもよい。
脱脂用治具分解装置231において、治具分解用ベルトコンベア232は、断続的に移動するコンベアであるが、ここで、治具分解用ベルトコンベア232が停止する際には、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
停止状態に移行する直前の移動速度が1.5m/minより大きい場合には、停止した際に、慣性力により脱脂処理されたセラミック成形体11が底板101上で移動するおそれがあるからである。
そして、脱脂処理されたセラミック成形体11が底板101上で移動してしまうと、移動した際に脱脂処理されたセラミック成形体11同士が接触したり、脱脂処理されたセラミック成形体11がカバー部材と接触したりして脱脂処理されたセラミック成形体が破損する場合があるからである。
また、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行する際には、移動状態から停止状態へと瞬間的に移行してもよいし、移動状態から徐々に移動速度が減少して、停止状態に移行してもよい。
従って、底板101上に載置されたセラミック成形体11を1.5m/minより速い速度で搬送する場合には、停止前に、一旦、1.5m/min以下の移動速度に減速し、その後、停止状態に至ることが望ましい。
図8(a)に示した態様の脱脂用治具分解装置231において、この脱脂用治具分解装置を構成する、脱脂用治具100を載置するコンベアは、ベルトコンベア以外に、チェーンコンベア、ローラーコンベア、パレットコンベア等であってもよい。
また、図8(a)に示した構成の脱脂用治具分解装置において、ロボットアームの個数は2つに限定されず、1つのロボットアームで2つの役割を果たすように構成されていてもよい。
本発明の脱脂用治具分解装置は、図8(b)に示すような構成を有していてもよい。
図8(b)に示す脱脂用治具分解装置331は、2台のロボットアーム334(334A、334B)及び1台のロボットアーム335と、脱脂処理されたセラミック成形体11を搭載した脱脂用治具100を載置するコンベアとして機能する治具分解用パレットコンベア332とを備えている。
この脱脂用治具分解装置331でも、カバー部材102と底板101とからなり、脱脂処理されたセラミック成形体11を載置した底板101上に、セラミック成形体11を覆うようにカバー部材102が取り付けられた脱脂用治具100からカバー部材102を取り外す工程を自動的に行う。なお、脱脂用治具100については既に説明した通りである。
また、脱脂用治具分解装置331において、ロボットアーム334は、図7に示したロボットアーム134と同様の構成を有しており、ロボットアーム335は、図7に示したロボットアーム135と同様の構成を有している。
脱脂用治具分解装置331では、まず、コンベア343により、脱脂処理されたセラミック成形体11を搭載した状態で搬送されてきた脱脂用治具100を、ロボットアーム334Aにより治具分解用パレットコンベア332のパレット332a上に載置する。
次に、脱脂用治具100を載置した状態で、パレット332aが底板搬送コンベア339側に所定距離移動した後停止し、ロボットアーム335により、パレット332a上に載置された脱脂用治具100の底板101からカバー部材102を取り外し、取り外されたカバー部材102をコンベア344により外部に搬送する。
従って、脱脂用治具分解装置331では、ロボットアーム335がカバー部材取外機構として機能することとなる。
次に、パレット332aが底板搬送コンベア339側に再度所定距離移動した後停止し、カバー部材102が取り外された底板101を、脱脂処理されたセラミック成形体11を載せたままの状態で、ロボットアーム334Bにより底板搬送コンベア339上に載置し、そのままの状態で、底板搬送コンベア339より焼成工程等の次工程で使用される装置に搬送する。
その後、パレット332aは、次の脱脂用治具100を載置すべく、コンベア343側に移動し、所定の位置で停止する。
なお、脱脂用治具分解装置331を構成する治具分解用パレットコンベア332もまた、停止する際には、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行することが望ましい。
図8(b)に示した態様の脱脂用治具分解装置331において、この脱脂用治具分解装置を構成する、脱脂用治具100を載置するコンベアは、パレットコンベア以外に、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア等であってもよい。
また、図8(b)に示した構成の脱脂用治具分解装置において、ロボットアームの個数は3つ限定されず、3つ未満でも3つより多くてもよく、ロボットアームの個数が3つ未満の場合、一のロボットアームが複数の役割を果たすようにすればよい。
このように本発明の脱脂用治具分解装置は、図8(a)(b)に示したような構成を有するものであってもよい。
なお、図8(a)(b)に示したような脱脂用治具分解装置において、底板搬送コンベア339や、コンベア243、244、343、344の具体例としては、図7に示した脱脂用治具分解装置131同様、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア、パレットコンベア等が挙げられる。
また、本発明の脱脂用治具分解装置は、特に図示していないが、例えば、図8(b)に示した構成の脱脂用治具分解装置において、治具分解用パレットコンベアに代えて、テーブルを備えるものであってもよい。
この場合、テーブル、常時停止しており、ロボットアームにより、脱脂処理されたセラミック成形体を搭載した脱脂用治具のテーブル上への載置、カバー部材の底板からの取り外し、及び、セラミック成形体を載置した底板のコンベアへの移動をこの順序で行うこととしてもよく、また、テーブルがレール等を介して移動可能に構成されており、上記テーブルがレール等に沿って、上記パレットコンベアのパレットと同様の動きをすることとしてもよい。
このような構成からなる本発明の脱脂用治具分解装置では、脱脂用治具の分解を自動的に行うことができ、人手をかけずに、効率よく行うことができる。
次に、本発明の脱脂用治具循環装置について説明する。
本発明の脱脂用治具循環装置は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
脱脂用治具に搭載されたセラミック成形体を脱脂する脱脂炉、
ロボットアームと、上記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
上記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、上記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置であって、
上記脱脂用治具組立装置は、上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
上記脱脂用治具分解装置は、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記セラミック成形体を覆ように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を、上記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とする。
以下、本発明の脱脂用治具循環装置について、図9を参照しながら説明する。
図9は、本発明の脱脂用治具循環装置の概要を模式的に示す概念図である。
脱脂用治具循環装置110は、脱脂用治具組立装置111、脱脂炉151、脱脂用治具分解装置131、カバー部材搬送コンベア161A〜161C、及び、底板搬送コンベア139を備えている。
ここで、脱脂用治具組立装置111、及び、脱脂用治具分解装置131としては、既に説明した脱脂用治具組立装置111(図1参照)及び脱脂用治具分解装置131(図7参照)それぞれを用いることができ、ここでは、その詳細な説明を省略する。
また、ここでは、セラミック成形体11の流れに沿って、脱脂用治具循環装置110について説明する。
本発明の脱脂用治具循環装置110では、脱脂用治具組立装置111において、カバー部材搬送コンベア161C(図1中、コンベア124)により搬送されてきたカバー部材102、及び、コンベア125により搬送されてきた底板101からなる脱脂用治具100に、成形体投入コンベア119により搬送されてきたセラミック成形体11が搭載される。
セラミック成形体11を搭載した脱脂用治具100は、ロボットアーム114Bにより、脱脂炉151の炉内搬送コンベア156(図1中、コンベア123)上に載置され、さらに、脱脂炉151内で所定の温度(通常、200〜500℃)で脱脂処理された後、炉内搬送コンベア156(図7中、コンベア143)により脱脂用治具分解装置131に搬送される。
脱脂用治具循環装置110では、ロボットアーム114Bが治具受渡機構として機能することとなる。
次に、脱脂処理が施されたセラミック成形体11は、ロボットアーム134Aにより脱脂用治具分解装置131に移され、その後、脱脂用治具100は、セラミック成形体11を載置した底板101と、カバー部材102とに分解され、セラミック成形体11を載置した底板101は、ロボットアーム134Bにより底板搬送コンベア139に移され、このコンベアで次工程で使用される装置に搬出される。
また、カバー部材102は、ロボットアーム135Bにより、カバー部材搬送コンベア161A(図7中、コンベア144)上に載置され、カバー部材搬送コンベア161により、脱脂用治具組立装置111に戻されることとなる。
脱脂用治具循環装置110では、ロボットアーム134Aが治具受取機構として機能することとなり、ロボットアーム134Bが底板受渡機構として機能することとなる。
また、底板101は、次工程(例えば、焼成工程)を行った後、処理されたセラミック成形体を取り出し、その後、コンベアを介して脱脂用治具組立装置111に戻されることとしてもよい。
また、脱脂用治具循環装置110を構成する脱脂炉151は特に限定されず、従来公知の脱脂炉を使用することができる。ここで、上記脱脂炉は、連続炉であってもよいし、バッチ炉であってもよいが、作業効率の向上、自動化への適応容易性の点から連続炉であることが望ましい。
なお、上記脱脂炉が備えるコンベアとしては、例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア等が挙げられる。
また、脱脂用治具循環装置110を構成するカバー部材搬送コンベア161は、3つのコンベア(カバー部材搬送コンベア161A〜カバー部材搬送コンベア161C)から構成されており、カバー部材搬送コンベア161Aからカバー部材搬送コンベア161Cに向かって、順次、カバー部材102を受け渡すことにより、脱脂用治具分解装置131から脱脂用治具組立装置111にカバー部材102を搬送することができる。
なお、各カバー部材搬送コンベア間でのカバー部材の受け渡しは、図示しないロボットアーム等により行うことができる。
また、図9に示した脱脂用治具循環装置110では、カバー部材搬送コンベア161が3つのカバー部材搬送コンベアから構成されているが、上記カバー部材搬送コンベアは、1つのコンベアから構成されていてもよい。
また、搬送効率を向上させるため、カバー部材搬送コンベアの一部又は全部が2段以上の複数段で構成されていてもよい。
上記カバー部材搬送コンベアの具体例としては、例えば、ベルトコンベア、チェーンコンベア、ローラーコンベア等が挙げられる。ここで、カバー部材搬送コンベアが、複数のカバー部材搬送コンベアから構成される場合、各カバー部材搬送コンベアの種類は同一であっても良いし、異なっていてもよい。
また、本発明の脱脂用治具循環装置の構成は、図9に示したような構成、即ち、回転テーブルを備えた脱脂用治具組立装置と、回転テーブルを備えた脱脂用治具分解装置とを有する構成に限定されず、例えば、図10、11に示したような構成を有するものであってもよい。
図10、11は、それぞれ本発明の脱脂用治具循環装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。
図10に示した脱脂用治具循環装置210は、脱脂用治具組立装置211(図5参照)、脱脂炉251、脱脂用治具分解装置231(図8(a)参照)、カバー部材搬送コンベア261(261A〜261C)、及び、底板搬送コンベア239を備えている。
なお、脱脂用治具循環装置210において、底板搬送コンベア239は、脱脂用治具分解装置231を構成するコンベアとして機能する治具分解用ベルトコンベア232と一体をなしている。
脱脂用治具循環装置210では、脱脂用治具組立装置211において、治具組立用ベルトコンベア212上で、コンベア225により搬送されてきた底板101にセラミック成形体11が載置され、さらに、カバー部材搬送コンベア261C(図5中、コンベア224)により搬送されてきたカバー部材102が取り付けられることにより、脱脂用治具100にセラミック成形体11が搭載される。
そして、この脱脂用治具100は、コンベアとして機能する治具組立用ベルトコンベア212により脱脂炉251に向かって搬送され、さらに、治具組立用ベルトコンベア212の終点付近に配設された把持部216aを備えたロボットアーム216により、炉内搬送コンベア256上に載置される。
従って、脱脂用治具組立装置では、ロボットアーム216が治具受渡機構として機能する。
また、脱脂用治具循環装置210では、治具組立用ベルトコンベア212と炉内搬送コンベア256とが一体をなしており、連続的に移動可能に配設されていてもよい。そして、この場合、ロボットアーム216は不要となる。
この場合、治具組立用ベルトコンベア212が、コンベア及び治具受渡機構の両方の機能を有することとなる。
その後、脱脂炉251内において、脱脂用治具100に搭載されたセラミック成形体11は、所定の温度で脱脂処理され、脱脂用治具100は、さらに炉内搬送コンベア256(図8(a)中、コンベア243)により、脱脂用治具分解装置231に向かって搬送され、ロボットアーム234により脱脂用治具分解装置231の治具分解用ベルトコンベア232上に載置される。従って、脱脂用治具循環装置210では、ロボットアーム234が治具受取機構として機能することとなる。
脱脂用治具分解装置231では、治具分解用ベルトコンベア232上で、ロボットアーム235によりカバー部材102が取り外され、このカバー部材102は、ロボットアーム235により、カバー部材搬送コンベア261A(図8(a)中、コンベア244)上に載置され、カバー部材搬送コンベア261により、脱脂用治具組立装置211に戻されることとなる。
一方、セラミック成形体11を載置した底板101は、治具分解用ベルトコンベア232により次工程で使用される装置に搬出される。脱脂用治具循環装置210では、治具分解用ベルトコンベア232が底板受渡機構として機能することとなる。
なお、底板101は、次工程(例えば、焼成工程)を行った後、処理されたセラミック成形体を取り出し、その後、コンベアを介して脱脂用治具組立装置211に戻されることとしてもよい。
また、脱脂用治具循環装置210では、炉内搬送コンベア256と、治具分解用ベルトコンベア232とが一体をなしており、連続的に移動可能に配設されていてもよい。そして、この場合、ロボットアーム234は不要となる。
脱脂用治具循環装置210を構成する脱脂炉251及びカバー部材搬送コンベア261の構成は、それぞれ、脱脂用治具循環装置110を構成する脱脂炉151及びカバー部材搬送コンベア161と同様である。
本発明の脱脂用治具循環装置は、図11に示したような構成を有していてもよい。
図11に示した脱脂用治具循環装置310は、脱脂用治具組立装置311(図6参照)、脱脂炉351、脱脂用治具分解装置331(図8(b)参照)、カバー部材搬送コンベア361(361A〜361C)、及び、底板搬送コンベア339を備えている。
脱脂用治具循環装置310では、脱脂用治具組立装置311において、治具組立用パレットコンベア312上で、コンベア325により搬送されてきた底板101にセラミック成形体11が載置され、さらに、カバー部材搬送コンベア361C(図6中、コンベア324)により搬送されてきたカバー部材102が取り付けられることにより、脱脂用治具100にセラミック成形体11が搭載される。
そして、セラミック成形体11が搭載された脱脂用治具100は、さらに移動した後、ロボットアーム314Bにより炉内搬送コンベア356上に載置される。
従って、脱脂用治具組立装置311では、ロボットアーム314Bが治具受渡機構として機能する。
その後、脱脂炉351内において、脱脂用治具100に搭載されたセラミック成形体11は、所定の温度で脱脂処理され、脱脂用治具100は、さらに、炉内搬送コンベア356(図8(b)中、コンベア343)により、脱脂用治具分解装置331に向かって搬送され、ロボットアーム334Aにより脱脂用治具分解装置331の治具分解用パレットコンベア332上に載置される。従って、脱脂用治具循環装置310では、ロボットアーム334Aが治具受取機構として機能することとなる。
脱脂用治具分解装置331では、炉内搬送コンベア356からロボットアーム334Aにより、脱脂用治具100が治具分解用パレットコンベア332上に積み替えられた後、パレット332aがロボットアーム335付近にまで移動し、その後、ロボットアーム335によりカバー部材102が取り外され、このカバー部材102は、ロボットアーム335により、カバー部材搬送コンベア361A(図8(b)中、コンベア344)上に載置され、カバー部材搬送コンベア361により、脱脂用治具組立装置311に戻されることとなる。
一方、セラミック成形体11を載置した底板101は、ロボットアーム334Bにより、底板搬送コンベア339上に載置され、そのままの状態で、底板搬送コンベア339により次工程で使用される装置に搬送される。従って、脱脂用治具循環装置310では、ロボットアーム334Bが底板受渡機構として機能することとなる。
なお、底板101は、次工程(例えば、焼成工程)を行った後、処理されたセラミック成形体を取り出し、その後、コンベアを介して脱脂用治具組立装置311に戻されることとしてもよい。
脱脂用治具循環装置310を構成する脱脂炉351及びカバー部材搬送コンベア361の構成は、それぞれ、脱脂用治具循環装置110を構成する脱脂炉151及びカバー部材搬送コンベア161と同様である。
本発明の脱脂用治具循環装置は、図10、11に示したような構成であってもよい。
また、ここまで説明した脱脂用治具循環装置では、上記脱脂用治具循環装置を構成する脱脂用治具組立装置及び脱脂用治具分解装置は、それぞれ同一の態様のテーブル又はコンベアを備えたものであるが、上記脱脂用治具循環装置は、異なるテーブル又はコンベアを備えた脱脂用治具組立装置と脱脂用治具分解装置とから構成されていてもよい。
即ち、回転テーブルを備えた脱脂用治具組立装置と治具分解用ベルトコンベアを備えた脱脂用治具分解装置とから構成されている、治具組立用ベルトコンベアを備えた脱脂用治具組立装置と治具分解用パレットコンベアを備えた脱脂用治具分解装置とから構成されている等であってもよい。
このような構成からなる本発明の脱脂用治具循環装置では、脱脂用治具にセラミック成形体を載置する工程、脱脂工程、脱脂用治具を分解する工程、カバー部材を脱脂用治具組立装置に搬送する工程、及び、底板を後工程に搬送する工程といった一連の工程を自動的に行うので、人手をかけずに、効率よく、セラミック成形体を脱脂するとともに、カバー部材を繰り返し使用することができる。
次に、本発明のセラミック成形体の脱脂方法について説明する。
本発明のセラミック成形体の脱脂方法は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
脱脂用治具に搭載されたセラミック成形体を脱脂する脱脂炉、
ロボットアームと、上記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
上記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、上記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を使用し、
セラミック成形体を搭載した上記脱脂用治具を上記脱脂炉内を通過させて行うセラミック成形体の脱脂方法であって、
上記脱脂用治具組立装置は、上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
上記脱脂用治具分解装置は、上記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記セラミック成形体を覆ように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
上記セラミック成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を、上記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とする。
本発明のセラミック成形体の脱脂方法では、脱脂用治具循環装置を使用して、セラミック成形体の脱脂処理を行う。ここで、脱脂用治具循環装置としては、上述した本発明の脱脂用治具循環装置を好適に使用することができる。
ここでは、被脱脂物であるセラミック成形体として、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を用いる場合を例に、望ましい脱脂条件等を説明する。
勿論、本発明の脱脂方法における被脱脂物は、ハニカム成形体に限定されるわけではなく、種々のセラミック成形体が被脱脂物となる。
本発明の脱脂方法では、まず、ハニカム成形体を脱脂用治具組立装置に搬入し、この脱脂用治具組立装置において、ハニカム成形体を脱脂用治具に搭載する。
脱脂用治具組立装置において、脱脂用治具にハニカム成形体を搭載する方法については、本発明の脱脂用治具組立装置の説明において、既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
次に、上記脱脂用治具で保持されたハニカム成形体を脱脂炉に投入し、脱脂処理を行う。
具体的な脱脂条件、ハニカム成形体の大きさや形状等によって変化するので一概には規定することができないが、例えば、ハニカム成形体のサイズが34×34×150〜400mm程度である場合には、ハニカム成形体同士を5〜8mmの間隔で載置し、200〜500℃程度で、2〜4時間程度脱脂処理することが望ましい。
次に、脱脂されたハニカム成形体を搭載した脱脂用治具を、脱脂用治具分解装置に搬送し、ここで、ハニカム成形体が載置された底板からカバー部材を取り外し、カバー部材をカバー部材搬送コンベアへ、ハニカム成形体を底板上に載置された状態で次工程で使用される装置へ搬出することにより、ハニカム成形体の脱脂を終了する。
脱脂用治具分解装置において、底板からカバー部材を取り外す方法については、本発明の脱脂用治具分解装置の説明において、既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
また、上記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材は、カバー部材搬送コンベアを介して上記脱脂用治具組立装置に戻される。
従って、カバー部材は繰り返し使用されることとなる。
なお、カバー部材搬送コンベアの構成については、本発明の脱脂用治具循環装置の説明において、既に説明した通りであるので、ここでは、その説明を省略する。
また、本発明の脱脂方法で使用する脱脂用治具の底板は、焼成用治具としても使用可能であるものが望ましい。
通常、脱脂処理が行われた後のハニカム成形体には、続いて焼成処理が施されることとなるが、脱脂処理の終了したハニカム成形体は、脆く、壊れやすいため、脱脂処理終了後、焼成用治具へ掴んで移動させることは好ましくない。
そこで、脱脂用治具を構成する底板上に脱脂処理を施したハニカム成形体を載置したまま、カバー部材を取り外し、この底板上に側壁となる枠状の側壁部材を載置して焼成用治具とし、このように構成された焼成用治具を積み重ねて焼成処理を施すことが望ましいのである。
このような構成からなる本発明のセラミック成形体の脱脂方法では、脱脂用治具組立装置、脱脂炉、脱脂用治具分解装置、カバー部材搬送コンベア及び底板搬送コンベアを備えているため、脱脂用治具にセラミック成形体を載置する工程、脱脂工程、脱脂用治具を分解する工程、カバー部材を脱脂用治具組立装置に搬送する工程、及び、底板を後工程に搬送する工程といった一連の工程を自動的に行うことができ、人手をかけずに、効率よく、セラミック成形体を脱脂することができる。
次に、本発明のハニカム構造体の製造方法について説明する。
本発明のハニカム構造体の製造方法は、セラミック原料を成形することで、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製し、このハニカム成形体を脱脂用治具に搭載して脱脂処理を行った後、さらに、脱脂されたハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体からなるハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
上記脱脂処理は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりハニカム成形体脱脂時にハニカム成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記脱脂用治具に上記ハニカム成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
脱脂用治具に搭載されたハニカム成形体を脱脂する脱脂炉、
ロボットアームと、上記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、上記テーブル又はコンベア上で、上記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
上記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、上記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
上記ハニカム成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を使用して行い、
上記脱脂用治具組立装置は、上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板の所定の位置に、上記ロボットアームを用いて、ハニカム成形体を搭載する成形体搭載機構と、
上記底板に搭載されたハニカム成形体を覆うように、上記カバー部材を上記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
上記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
上記脱脂用治具分解装置は、上記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を、上記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
上記テーブル又はコンベア上に載置された上記底板に搭載された上記ハニカム成形体を覆ように取り付けられた上記カバー部材を、上記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
上記ハニカム成形体が搭載され、上記カバー部材が取り外された底板を、上記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とする。
本発明の製造方法により製造するハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を焼結させたハニカム焼成体からなるものであればよい。従って、上記ハニカム構造体は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を焼成し、得られたハニカム焼成体をシール材層(接着剤層)を介して複数個結束されたもの(図13参照)でもよいし、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム成形体を焼成して得られる一のハニカム焼結体からなる柱状のハニカム構造体であってもよい。なお、本明細書において、前者のハニカム焼成体がシール材層(接着剤層)を介して複数個結束されたハニカム構造体を集合型ハニカム構造体、後者の一のハニカム焼結体からなる柱状のハニカム構造体を一体型ハニカム構造体という。
図13は、ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図14(a)は、上記ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、(b)は、そのA−A線断面図である。
ハニカム構造体30は、図14(a)に示すようなハニカム焼成体40がシール材層(接着材層)31を介して複数個結束されてハニカムブロック33を構成し、さらに、このハニカムブロック33の外周にシール材層(コート層)32が形成されている。
また、ハニカム焼成体40は、図14(a)、(b)に示すように、長手方向(図14(a)中、a参照)に多数のセル41が並設され、セル41同士を隔てるセル壁43がフィルタとして機能するようになっている。
すなわち、ハニカム焼成体40に形成されたセル41は、図14(b)に示すように、排ガスの入口側又は出口側の端部のいずれかが封口材層42により目封じされ、一のセル41に流入した排ガスは、必ずセル41を隔てるセル壁43を通過した後、他のセル41から流出するようになっており、排ガスがこのセル壁43を通過する際、パティキュレートがセル壁43部分で捕捉され、排ガスが浄化される。
本発明の製造方法により製造するハニカム構造体の材料の主成分としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等が挙げられる。これらのなかでは、耐熱性が大きく、機械的特性に優れ、かつ、熱伝導率も大きい炭化ケイ素の粉末が望ましい。なお、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミックや、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等であってもよく、例えば、炭化ケイ素に金属ケイ素を配合したものが好適である。
以下、炭化ケイ素を構成材料の主成分とするハニカム構造体の製造方法を例に、本発明のハニカム構造体の製造方法を工程順に説明する。
まず、平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末等の無機粉末と有機バインダとを乾式混合して混合粉末を調製するとともに、液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合して混合液体を調製し、続いて、上記混合粉末と上記混合液体とを湿式混合機を用いて混合することにより、成形用の湿潤混合物を調製する。
上記炭化ケイ素粉末の粒径は特に限定されないが、後の焼成工程で収縮の少ないものが好ましく、例えば、0.3〜50μmの平均粒径を有する粉末100重量部と0.1〜1.0μmの平均粒径を有する粉末5〜65重量部とを組み合せたものが好ましい。
ハニカム焼成体の気孔径等を調節するためには、焼成温度を調節する必要があるが、無機粉末の粒径を調節することにより、気孔径を調節することができる。
上記有機バインダとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのなかでは、メチルセルロースが望ましい。
上記バインダの配合量は、通常、無機粉末100重量部に対して、1〜10重量部が望ましい。
上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、グリセリン等が挙げられる。
また、上記潤滑剤としては特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。
潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、上記混合液体に含まれていなくてもよい。
また、上記湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、上記分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。
さらに、上記湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。
さらに、上記湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン(FAバルーン)、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
また、ここで調製した、炭化ケイ素粉末を用いた湿潤混合物は、その温度が28℃以下であることが望ましい。温度が高すぎると、有機バインダがゲル化してしまうことがあるからである。
また、上記湿潤混合物中の有機分の割合は10重量%以下であることが望ましく、水分の含有量は8〜20重量%であることが望ましい。
次に、この湿潤混合物を押出成形法等により押出成形する。そして、押出成形により得られた成形体を切断機で切断することにより、図14(a)、(b)に示した柱状のハニカム焼成体40と同形状の目封じのされていないハニカム成形体を作製する。
次に、上記ハニカム成形体に、必要に応じて、各セルのいずれか一方の端部に封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
具体的には、セラミックフィルタとして機能するハニカム構造体を製造する場合には、各セルのいずれか一方の端部を目封じする。
また、上記ハニカム成形体を目封じする前には、必要に応じて、乾燥処理を施してもよく、この場合、上記乾燥処理は、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、減圧乾燥機、誘電乾燥機、凍結乾燥機等を用いて行えばよい。
上記封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が30〜75%となるものが望ましく、例えば、上記湿潤混合物と同様のものを用いることができる。
上記封止材ペーストの充填は、必要に応じて行えばよく、上記封止材ペーストを充填した場合には、例えば、後工程を経て得られたハニカム構造体をハニカムフィルタとして好適に使用することができ、上記封止材ペーストを充填しなかった場合には、例えば、後工程を経て得られたハニカム構造体を触媒担持体として好適に使用することができる。
次に、必要に応じて封止材ペーストが充填されたハニカム成形体に、脱脂用治具循環装置を用いて脱脂処理を施す。
上記脱脂用治具循環装置を用いた脱脂方法については、本発明の脱脂方法として既に説明したとおりであるため、ここではその説明を省略する。
次に、脱脂処理されたハニカム成形体を、所定の条件で焼成(例えば、1400〜2300℃)することにより、複数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、上記セルのいずれか一方の端部が封止された柱状のハニカム焼成体を製造する。
上記ハニカム成形体の焼成条件は、従来から多孔質セラミックからなるフィルタを製造する際に用いられている条件を適用することができる。
ここで、上記焼成処理を行う際には、上記脱脂処理終了後、脱脂用治具の底板に脱脂処理を終えたハニカム成形体を載置したまま、焼成装置に搬送し、焼成処理を行うことが望ましい。この理由は、既に説明したとおりである。
従って、本発明の製造方法で使用する脱脂用治具の底板は、焼成用治具としても使用可能であるものが望ましい。また、上記脱脂用治具循環装置を構成する底板搬送コンベアは、脱脂処理されたハニカム成形体が載置され、上記カバー部材が取り外された状態の底板を焼成工程で使用される装置(焼成装置)に搬送する役割を有するものであることが望ましい。
このような脱脂工程及び焼成工程について、図面を参照しながらもう少し詳しく説明する。
図12は、本発明の製造方法における脱脂工程及び焼成工程の一例を模式的に示す説明図である。
図12に示すように、本発明の製造方法における脱脂工程及び焼成工程では、前工程(例えば、封止材ペーストを充填する工程)から、成形体投入コンベア119により搬送されてきたハニカム成形体11が、まず、既に説明した脱脂用治具組立装置111において、脱脂用治具100に搭載される。
そして、脱脂用治具100に搭載されたハニカム成形体11は、脱脂炉151において脱脂され、さらに、既に説明した脱脂用治具分解装置131に搬送される。そして、この脱脂用治具分解装置131では、底板101からカバー部材102が取り外され、ハニカム成形体11が底板101に載置された状態で、焼成装置171に底板搬送コンベア139により搬送される。また、カバー部材は、カバー部材搬送コンベア161により脱脂用治具分解装置131から脱脂用治具組立装置111に戻される。
焼成装置171に搬送されたハニカム成形体11は、焼成装置171において、底板101上に載置されたまま、所定の条件で焼成される。その後、得られたハニカム焼成体13は、底板101を含む焼成用治具(図示せず)から取り出され、コンベア159により次工程で使用される装置に搬送される。
一方、ハニカム焼成体13が取り出された後の底板101は、カバー部材搬送コンベア161により、焼成装置から脱脂用治具組立装置に戻される。
このような脱脂工程及び焼成工程を行うことにより、底板とカバー部材とからなる脱脂用治具を繰り返し使用することができ、さらに、脱脂処理されたハニカム成形体を掴んで移動する必要もないため、好適に脱脂処理及び焼成処理を行うことができる。
なお、ここでは、脱脂用治具組立装置として、図1に示した脱脂用治具組立装置111を使用し、脱脂用治具分解装置として図7に示した脱脂用治具分解装置131を使用することとして、脱脂工程及び焼成工程を説明したが、本工程では、脱脂用治具組立装置として本発明の脱脂用治具組立装置を使用することができ、脱脂用治具分解装置として本発明の脱脂用治具分解装置を使用することができる。
また、焼成装置171においては、脱脂処理されたハニカム成形体を載置した底板上に、さらに、ハニカム成形体を覆うように、側壁となる枠部材と蓋部材とを載置し、ハニカム成形体の周囲が底板と枠部材と蓋部材とからなる焼成用治具により覆われた状態で焼成処理を行うことが望ましい。また、このような焼成用治具を多段に積み重ねた状態で焼成処理を行ってもよい。
次に、ハニカム焼成体の側面に、シール材層(接着材層)となるシール材ペーストを均一な厚さで塗布し、このシール材ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返し、所定の大きさのハニカム焼成体の集合体を作製する。
上記シール材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び/又は無機粒子とからなるもの等が挙げられる。
上記無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。
上記有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。
上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。
上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。
さらに、上記シール材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン(FAバルーン)、ムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。
次に、このハニカム焼成体の集合体を加熱してシール材ペーストを乾燥、固化させてシール材層(接着材層)とする。
次に、ダイヤモンドカッター等を用い、ハニカム焼成体がシール材層(接着材層)を介して複数個接着されたハニカム焼成体の集合体に切削加工を施し、円柱形状のハニカムブロックを作製する。
そして、ハニカムブロックの外周に上記シール材ペーストを用いてシール材層(コート層)を形成することで、ハニカム焼成体がシール材層(接着材層)を介して複数個接着された円柱形状のハニカムブロックの外周部にシール材層(コート層)が設けられたハニカム構造体を製造することができる。
その後、必要に応じて、ハニカム構造体に触媒を担持させる。上記触媒の担持は集合体を作製する前のハニカム焼成体に行ってもよい。
触媒を担持させる場合には、ハニカム構造体の表面に高い比表面積のアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜の表面に助触媒、及び、白金等の触媒を付与することが望ましい。
上記ハニカム構造体の表面にアルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Al(NO等のアルミニウムを含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
上記アルミナ膜に助触媒を付与する方法としては、例えば、Ce(NO等の希土類元素等を含有する金属化合物の溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
上記アルミナ膜に触媒を付与する方法としては、例えば、ジニトロジアンミン白金硝酸溶液([Pt(NH(NO]HNO、白金濃度4.53重量%)等をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法等を挙げることができる。
また、予め、アルミナ粒子に触媒を付与して、触媒が付与されたアルミナ粉末を含有する溶液をハニカム構造体に含浸させて加熱する方法で触媒を付与してもよい。
また、ここまで説明したハニカム構造体の製造方法は、集合型ハニカム構造体の製造方法であるが、本発明の製造方法により製造されたハニカム構造体は、柱形状のハニカムブロックが1つのハニカム焼成体から構成されているハニカム構造体(一体型ハニカム構造体)であってもよい。
なお、集合型ハニカム構造体の主な構成材料は、炭化ケイ素や炭化ケイ素に金属ケイ素を配合したものが望ましく、一体型ハニカム構造体の主な構成材料は、コージェライトやチタン酸アルミニウムが望ましい。
このような一体型ハニカム構造体を製造する場合は、まず、押出成形により成形するハニカム成形体の大きさが、集合型ハニカム構造体を製造する場合に比べて大きい以外は、集合型ハニカム構造体を製造する場合と同様の方法を用いて、ハニカム成形体を作製する。
次に、集合型ハニカム構造体の製造と同様に、必要に応じて、乾燥処理や封止材ペーストの充填を行い、さらに、その後、集合型ハニカム構造体の製造と同様に、脱脂、焼成を行うことによりハニカムブロックを製造し、必要に応じて、シール材層(コート層)の形成を行うことにより、一体型ハニカム構造体を製造することができる。また、上記一体型ハニカム構造体にも、上述した方法で触媒を担持させてもよい。
以上、説明した本発明のハニカム構造体の製造方法では、所定の形状のハニカム構造体を好適に製造することができる。
またここでは、ハニカム構造体として、排ガス中のパティキュレートを捕集する目的でも用いるハニカムフィルタを中心に説明したが、上記ハニカム構造体は、排ガスを浄化する触媒担体(ハニカム触媒)としても好適に使用することができる。
(実施例1)
平均粒径10μmのα型炭化ケイ素粉末250kgと、平均粒径0.5μmのα型炭化ケイ素粉末100kgと、有機バインダ(メチルセルロース)20kgとを混合し、混合粉末を調製した。
次に、別途、潤滑剤(日本油脂社製 ユニルーブ)12kgと、可塑剤(グリセリン)5kgと、水65kgとを混合して液体混合物を調製し、この液体混合物と混合粉末とを湿式混合機を用いて混合し、湿潤混合物を調製した。
次に、搬送装置を用いて、この湿潤混合物を押出成形機に搬送し、押出成形機の原料投入口に投入した。
そして、押出成形により、セルの端部が封止されていない以外は、図14(a)、(b)に示した形状と同様の形状の成形体を作製した。
次に、マイクロ波と熱風とを併用した乾燥機を用いて上記ハニカム成形体を乾燥させ、次に、上記湿潤混合物と同様の組成の封止材ペーストを所定のセルに充填した。
次いで、本発明の脱脂用治具循環装置210と焼成装置とを用いて、脱脂処理及び焼成処理を行った(図10、12参照)。
ここで、脱脂条件は、400℃で3時間とした。なお、このときハニカム成形体同士は、6mmの隙間をあけて、脱脂用治具の底板上に載置した。
また、焼成条件は、常圧のアルゴン雰囲気下2200℃で、3時間とした。
このような脱脂、焼成処理により、気孔率が40%、平均気孔径が12.5μm、その大きさが34.3mm×34.3mm×254mm、セルの数(セル密度)が46.5個/cm、セル壁の厚さが0.25mmの炭化ケイ素焼結体からなるハニカム焼成体を作製した。
また、脱脂用治具循環装置210において、脱脂用治具組立装置211を構成する治具組立用ベルトコンベア212、及び、脱脂用治具分解装置231を構成する治具分解用ベルトコンベア232は、ともに断続的に移動している。
具体的には、搬送時には、移動速度3.0m/minで移動し、移動状態から停止状態に移行する際には、まず、移動速度3.0m/minから移動速度(停止前移動速度)0.5m/minに減速し、その後、停止状態に移行する。
次に、平均繊維長20μmのアルミナファイバ30重量%、平均粒径0.6μmの炭化ケイ素粒子21重量%、シリカゾル15重量%、カルボキシメチルセルロース5.6重量%、及び、水28.4重量%を含む耐熱性のシール材ペーストを用いてハニカム焼成体を多数接着させ、さらに、120℃で乾燥させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、シール材層(接着剤層)の厚さ1.0mmの円柱状のハニカムブロックを作製した。
次に、無機繊維としてシリカ−アルミナファイバ(平均繊維長100μm、平均繊維径10μm)23.3重量%、無機粒子として平均粒径0.3μmの炭化ケイ素粉末30.2重量%、無機バインダとしてシリカゾル(ゾル中のSiOの含有率:30重量%)7重量%、有機バインダとしてカルボキシメチルセルロース0.5重量%及び水39重量%を混合、混練してシール材ペーストを調製した。
次に、上記シール材ペーストを用いて、ハニカムブロックの外周部に厚さ0.2mmのシール材ペースト層を形成した。そして、このシール材ペースト層を120℃で乾燥して、外周にシール材層(コート層)が形成された直径143.8mm×長さ254mmの円柱状のハニカム構造体を作製した。
本実施例の方法では、所望の形状のハニカム構造体を作製することができた。
また、本実施例において、脱脂処理されたハニカム成形体をカバー部材を取り外した後、目視観察したところ、欠け等が発生しているハニカム成形体は発見されなかった。なお、目視観察において、サンプル数は300個である。
(実施例2)
基本的には、実施例1のハニカム焼成体を製造するまでの工程と同様にして、ハニカム焼成体を製造した。
但し、脱脂用治具循環装置210における脱脂用治具組立装置211を構成する治具組立用ベルトコンベア212、及び、脱脂用治具分解装置231を構成する治具分解用ベルトコンベア232の断続的な移動態様を、搬送時には、移動速度3.0m/minで移動し、移動状態から停止状態に移行する際には、まず、移動速度3.0m/minから移動速度(停止前移動速度)1.5m/minに減速し、その後、停止状態に移行することとした。
また、本実施例において、脱脂処理されたハニカム成形体をカバー部材を取り外した後、目視観察したところ、欠け等が発生しているハニカム成形体は発見されなかった。なお、目視観察において、サンプル数は300個である。
(実施例3)
基本的には、実施例1のハニカム焼成体を製造するまでの工程と同様にして、ハニカム焼成体を製造した。
但し、脱脂用治具循環装置210における脱脂用治具組立装置211を構成する治具組立用ベルトコンベア212、及び、脱脂用治具分解装置231を構成する治具分解用ベルトコンベア232の断続的な移動態様を、搬送時には、移動速度3.0m/minで移動し、移動状態から停止状態に移行する際には、まず、移動速度3.0m/minから移動速度(停止前移動速度)0.05m/minに減速し、その後、停止状態に移行することとした。
また、本実施例において、脱脂処理されたハニカム成形体をカバー部材を取り外した後、目視観察したところ、欠け等が発生しているハニカム成形体は発見されなかった。なお、目視観察において、サンプル数は300個である。
(参考例1)
基本的には、実施例1のハニカム焼成体を製造するまでの工程と同様にして、ハニカム焼成体を製造した。
但し、脱脂用治具循環装置210における脱脂用治具組立装置211を構成する治具組立用ベルトコンベア212、及び、脱脂用治具分解装置231を構成する治具分解用ベルトコンベア232の断続的な移動態様を、搬送時には、移動速度3.0m/minで移動し、移動状態から停止状態に移行する際には、停止前移動速度をにまで一次的に減速することなく、直接停止状態に移行することとした。
また、本参考例において、脱脂処理されたハニカム成形体をカバー部材を取り外した後、目視観察したところ、欠け等が発生しているハニカム成形体が1%(3個)発見された。なお、目視観察において、サンプル数は300個である。
本発明の脱脂用治具組立装置の概要を模式的に示す概念図である。 脱脂用治具の分解斜視図である。 成形体搭載機構をなすロボットアームの一例を示す斜視図である。 図3に示したロボットアームの部分拡大斜視図である。 本発明の脱脂用治具組立装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。 本発明の脱脂用治具組立装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。 本発明の脱脂用治具分解装置の概要を模式的に示す概念図である。 (a)、(b)は、それぞれ本発明の脱脂用治具分解装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。 本発明の脱脂用治具循環装置の概要を模式的に示す概念図である。 本発明の脱脂用治具循環装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。 本発明の脱脂用治具循環装置の別の一例の概要を模式的に示す概念図である。 本発明の製造方法における脱脂工程及び焼成工程の一例を模式的に示す説明図である。 ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図である。 (a)は、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体を模式的に示す斜視図であり、(b)は、そのA−A線断面図である。
符号の説明
11 セラミック成形体(ハニカム成形体)
13 ハニカム焼成体
30 ハニカム構造体
100 脱脂用治具
101 底板
102 カバー部材
110、210、310 脱脂用治具循環装置
111、211、311 脱脂用治具組立装置
112、132 回転テーブル
113、213、313 ロボットアーム(成形体搭載機構)
114B、216、314B ロボットアーム(治具受渡機構)
115B、215、315 ロボットアーム(カバー部材取付機構)
114A、115A、214、314A ロボットアーム
131、231、331 脱脂用治具分解装置
134A、234、334A ロボットアーム(治具受取機構)
135A、235、335 ロボットアーム(カバー部材取外機構)
134B、334B ロボットアーム(底板受渡機構)
135B ロボットアーム
139、239、339 底板搬送コンベア
151、251、351 脱脂炉
161、261、361 カバー部材搬送コンベア
212 治具組立用ベルトコンベア
232 治具分解用ベルトコンベア
312 治具組立用パレットコンベア
332 治具分解用パレットコンベア

Claims (13)

  1. ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、
    前記テーブル又はコンベア上で、前記脱脂用治具に前記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置であって、
    前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板の所定の位置に、前記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
    前記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、前記カバー部材を前記底板に取り付けるカバー部材取付機構とを有することを特徴とする脱脂用治具組立装置。
  2. 前記コンベアは、断続的に移動し、
    前記コンベアが停止する際には、前記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行する請求項1に記載の脱脂用治具組立装置。
  3. ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、
    前記テーブル又はコンベア上で、前記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置であって、
    前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板に搭載された前記セラミック成形体を覆うように取り付けられた前記カバー部材を、前記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構を有することを特徴とする脱脂用治具分解装置。
  4. 前記コンベアは、断続的に移動し、
    前記コンベアが停止する際には、前記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行する請求項3に記載の脱脂用治具分解装置。
  5. ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、前記テーブル又はコンベア上で、前記脱脂用治具に前記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
    脱脂用治具に搭載されたセラミック成形体を脱脂する脱脂炉、
    ロボットアームと、前記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、前記テーブル又はコンベア上で、前記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
    前記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、前記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
    前記セラミック成形体が搭載され、前記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置であって、
    前記脱脂用治具組立装置は、前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板の所定の位置に、前記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
    前記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、前記カバー部材を前記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
    前記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、前記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
    前記脱脂用治具分解装置は、前記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、前記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
    前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板に搭載された前記セラミック成形体を覆ように取り付けられた前記カバー部材を、前記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
    前記セラミック成形体が搭載され、前記カバー部材が取り外された底板を、前記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とする脱脂用治具循環装置。
  6. 前記脱脂用治具組立装置及び/又は前記脱脂用治具分解装置は、断続的に移動する前記コンベアを備え、
    前記コンベアが停止する際には、前記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行する請求項5に記載の脱脂用治具循環装置。
  7. ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりセラミック成形体脱脂時にセラミック成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、前記テーブル又はコンベア上で、前記脱脂用治具に前記セラミック成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
    脱脂用治具に搭載されたセラミック成形体を脱脂する脱脂炉、
    ロボットアームと、前記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、前記テーブル又はコンベア上で、前記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
    前記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、前記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
    前記セラミック成形体が搭載され、前記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を使用し、
    セラミック成形体を搭載した前記脱脂用治具を前記脱脂炉内を通過させて行うセラミック成形体の脱脂方法であって、
    前記脱脂用治具組立装置は、前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板の所定の位置に、前記ロボットアームを用いて、セラミック成形体を搭載する成形体搭載機構と、
    前記底板に搭載されたセラミック成形体を覆うように、前記カバー部材を前記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
    前記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、前記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
    前記脱脂用治具分解装置は、前記セラミック成形体が搭載された脱脂用治具を、前記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
    前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板に搭載された前記セラミック成形体を覆ように取り付けられた前記カバー部材を、前記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
    前記セラミック成形体が搭載され、前記カバー部材が取り外された底板を、前記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とするセラミック成形体の脱脂方法。
  8. 前記脱脂用治具組立装置及び/又は前記脱脂用治具分解装置は、断続的に移動する前記コンベアを備え、
    前記コンベアが停止する際には、前記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行する請求項7に記載のセラミック成形体の脱脂方法。
  9. 前記底板は、焼成用治具としても使用可能である請求項7又は8に記載のセラミック成形体の脱脂方法。
  10. セラミック原料を成形することで、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム成形体を作製し、このハニカム成形体を脱脂用治具に搭載して脱脂処理を行った後、さらに、脱脂されたハニカム成形体を焼成してハニカム焼成体からなるハニカム構造体を製造するハニカム構造体の製造方法であって、
    前記脱脂処理は、ロボットアームと、底板とカバー部材とからなりハニカム成形体脱脂時にハニカム成形体が搭載される脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、前記テーブル又はコンベア上で、前記脱脂用治具に前記ハニカム成形体を搭載する脱脂用治具組立装置、
    脱脂用治具に搭載されたハニカム成形体を脱脂する脱脂炉、
    ロボットアームと、前記脱脂用治具を載置するテーブル又はコンベアとを備え、前記テーブル又はコンベア上で、前記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を分解する脱脂用治具分解装置、
    前記脱脂用治具分解装置で取り外されたカバー部材を、前記脱脂用治具組立装置に搬送するカバー部材搬送コンベア、及び、
    前記ハニカム成形体が搭載され、前記カバー部材が取り外された底板を搬送する底板搬送コンベアを備えた脱脂用治具循環装置を使用して行い、
    前記脱脂用治具組立装置は、前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板の所定の位置に、前記ロボットアームを用いて、ハニカム成形体を搭載する成形体搭載機構と、
    前記底板に搭載されたハニカム成形体を覆うように、前記カバー部材を前記底板に取り付けるカバー部材取付機構と、
    前記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を、前記脱脂炉に受け渡す治具受渡機構とを有し、
    前記脱脂用治具分解装置は、前記ハニカム成形体が搭載された脱脂用治具を、前記脱脂炉から受け取る治具受取機構と、
    前記テーブル又はコンベア上に載置された前記底板に搭載された前記ハニカム成形体を覆ように取り付けられた前記カバー部材を、前記ロボットアームを用いて取り外すカバー部材取外機構と、
    前記ハニカム成形体が搭載され、前記カバー部材が取り外された底板を、前記底板搬送コンベアに受け渡す底板受渡機構とを有することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
  11. 前記脱脂用治具組立装置及び/又は前記脱脂用治具分解装置は、断続的に移動する前記コンベアを備え、
    前記コンベアが停止する際には、前記コンベアは、移動速度1.5m/min以下の移動状態から停止状態へと移行する請求項10に記載のハニカム構造体の製造方法。
  12. 前記底板は、焼成用治具としても使用可能である請求項10又は11に記載のハニカム構造体の製造方法。
  13. 前記底板搬送コンベアは、前記ハニカム成形体が搭載され、前記カバー部材が取り外された底板を焼成工程で使用される装置に搬送する請求項10〜12のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
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JP6949260B1 (ja) * 2021-03-29 2021-10-13 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 被焼成物取り出し装置
JP7058366B1 (ja) * 2021-09-17 2022-04-21 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 被焼成物取り出し装置

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