JP2014009116A - 封口装置及び封口方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封口長さの均一性に優れた封口装置を提供すること。
【解決手段】ハニカム構造体７０の複数の貫通孔７０ａの端部を封口材１３０で所定の封口長さに亘って封口する封口装置であって、凹部１０ｄ及び凹部１０ｄの内面に開口する連通路１０ｅを有する本体部１０と、凹部１０ｄを覆うように本体部１０に配置された弾性板２０と、を備え、弾性板２０は、平面を維持したままハニカム構造体７０の端面に向かって移動可能な平面部２０ａを有する、封口装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、封口装置及び封口方法に関する。

従来より、ハニカムフィルタ構造体が、ディーゼルパティキュレートフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｆｉｌｔｅｒ）用等として広く知られている。このハニカムフィルタ構造体は、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。そして、特許文献１には、このようなハニカムフィルタ構造体を製造する方法が開示されている。特許文献１では、シリンダ７内に配置したハニカム構造体１の一端に対して、ピストン８により封口材を押圧することにより、ハニカム構造体の貫通孔の端部に封口材を供給している。

特公昭６３−２４７３１号公報

しかしながら、従来の方法では、各貫通孔における封口材の封口長さの均一性が十分でなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、封口長さの均一性に優れた封口装置及び封口方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ハニカム構造体の複数の貫通孔の端部を封口材で所定の封口長さに亘って封口する封口装置であって、凹部及び上記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部と、上記凹部を覆うように上記本体部に配置された弾性板と、を備え、上記弾性板は、平面を維持したまま上記ハニカム構造体の端面に向かって移動可能な平面部を有する、封口装置を提供する。

上記封口装置によれば、次の手順によりハニカム構造体の貫通孔に封口材を供給することができる。まず、連通路を介して本体部の凹部内の流体を排出することにより弾性板を本体部の凹部に沿うように変形させ、弾性板の凹部を形成する。このとき、弾性板の平面部が凹部の底面になるようにする。次に、弾性体の凹部内に封口材を供給し、さらに凹部上にハニカム構造体を保持する。続いて、連通路を介して本体部と弾性板との間に流体を供給することにより弾性板をハニカム構造体の一端面に向かって移動させる。これにより、弾性板の凹部内の封口材がハニカム構造体の貫通孔内に供給される。その後、連通路を介して本体部と弾性板との間にさらに流体を供給することにより、弾性板を本体部の凹部とは逆方向に凸状に変形させることもできる。この一連の操作において、弾性板の平面部は平面を維持したまま移動するため、平面部の全面にわたって封口材がハニカム構造体の貫通孔内に均一に供給され、均一な封口長さが得られる。また、弾性板を本体部の凹部とは逆方向に凸状に変形させた場合、本体部から容易にハニカム構造体を引き離すことができる。

ここで、上記弾性板は、上記平面部と、上記平面部が上記ハニカム構造体の端面に向かって移動する際に変形可能な変形部と、を有することが好ましい。これにより、平面部を平面が維持された状態で容易に移動可能となる。

また、上記平面部は、平面を維持するための硬質層を有することが好ましい。

また、上記変形部の材質は、樹脂性材料であることが好ましい。樹脂性材料としては、ゴム等が挙げられる。

また、上記平面部の直径は、上記凹部の内側の直径の８０％以上かつ１００％未満であることが好ましい。

また、上記封口装置は、上記弾性板の上に配置され、複数の貫通孔を有するマスクをさらに備えることが好ましい。

本発明はまた、凹部及び上記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部に対して、平面を維持したまま移動可能な平面部を有する弾性板を、上記凹部を覆いかつ上記凹部と上記平面部とが対向するように配置する工程と、上記連通路を介して上記凹部内の流体を排出することにより上記弾性板の凹部を形成する工程と、上記弾性板の凹部内に封口材を供給する工程と、上記平面部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置する工程と、上記連通路を介して上記本体部と上記弾性板との間に流体を供給することにより、上記ハニカム構造体の一端面に向かって、上記弾性板の上記平面部を、平面を維持させたまま移動させ、一部の前記貫通孔内に封口材を供給する工程と、を備える、ハニカム構造体の封口方法を提供する。

本発明によれば、封口長さの均一性に優れた封口装置及び封口方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る封口装置の概略断面図である。 図２は、図１の封口装置のＩＩ−ＩＩ矢視図である。 図３の（ａ）は、図１の封口装置で用いるハニカム構造体の斜視図、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の部分拡大図である。 図４の（ａ）は、図１のマスクの斜視図、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の部分拡大図である。 図５の（ａ）は、図１の封口装置の動作を説明する部分断面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に続く部分断面図である。 図６の（ａ）は、図５の（ｂ）に続く部分断面図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に続く部分断面図である。 図７の（ａ）は、図６の（ｂ）に続く部分断面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。 図８の（ａ）は、図７の（ｂ）に続く部分断面図であり、図８の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。 図９の（ａ）は、本発明の一実施形態に係る封口装置において、弾性板の一部を下方に移動させた状態を示す概略断面図であり、図９の（ｂ）は、弾性板の一部を上方に移動させた状態を示す概略断面図である。 図１０の（ａ）は、本発明の一実施形態に係る封口装置の弾性板の構成の一例を示す概略断面図であり、図１０の（ｂ）は、弾性板の構成の他の一例を示す概略断面図である。 図１１の（ａ）は、従来の封口装置において、弾性板の一部を下方に移動させた状態を示す概略断面図であり、図１１の（ｂ）は、弾性板の一部を上方に移動させた状態を示す概略断面図である。

本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態の一例に係る封口装置１００の概略断面図である。本実施形態に係る封口装置１００は、主として、本体部１０、弾性板２０、ポンプ５０、保持部８０を備える。

本体部１０は、剛性材料から形成されている。剛性材料としては、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等のポリマー材料が挙げられる。本体部１０の上面１０ａには、凹部１０ｄが形成されている。本実施形態では、凹部１０ｄの形状は、図１及び図２に示すように、円柱状とされている。そして、本体部１０の上面１０ａに対して、凹部１０ｄの側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行とされている。凹部１０ｄの内側の直径は、例えば、３０〜３２０ｍｍとすることができる。凹部１０ｄの深さは、例えば、０．２〜２０ｍｍとすることができる。

弾性板２０は、凹部１０ｄの開口面を覆うように、本体部１０の上面１０ａ上に、配置されている。弾性板２０は、平面を維持したまま上下方向（ハニカム構造体７０の端面との対向方向）に移動可能な平面部２０ａと、平面部２０ａが移動する際に変形可能な変形部２０ｂとを有する。

ここで、平面部２０ａを有する弾性板２０の動きと、平面部２０ａを有しない弾性板の動きの違いを、図を用いて説明する。図１１の（ａ）及び（ｂ）は、平面部２０ａを有しない弾性板２２０を用いた従来の封口装置において、弾性板２２０を上下方向に移動させた状態を示す概略断面図である。弾性板２２０の一部を下方に移動させた図１１の（ａ）の状態から弾性板２２０の一部を上方に移動させた場合、図１１の（ｂ）に示されるように、弾性板２２０は半球状に膨らむこととなる。この場合、弾性板２２０の中央に近いほど封口材１３０がハニカム構造体７０の貫通孔７０ａに注入されやすく、周縁部は中央部に比べて注入圧がハニカム構造体７０の端面に対して垂直に伝わりにくいため、封口材１３０が貫通孔７０ａに注入されにくくなる。その結果、周縁部の貫通孔７０ａの封口長さが、中央部の貫通孔７０ａの封口長さよりも短くなり、均一な封口長さが得られない。

一方、図９の（ａ）及び（ｂ）は、平面部２０ａを有する弾性板２０を用いた本発明の一実施形態に係る封口装置において、弾性板２０を上下方向に移動させた状態を示す概略断面図である。弾性板２０の一部（主に平面部２０ａ）を下方に移動させた図９の（ａ）の状態から弾性板２０の一部を上方に移動させた場合、図９の（ｂ）に示されるように、弾性板２０は平面部２０ａが平面を維持したまま円柱状に膨らむこととなる。そのため、平面部２０ａとマスク１７０との接触面が平面となり、平面部２０ａの中央部及び周縁部のいずれの箇所においても、封口材１３０の注入圧がハニカム構造体７０の端面に対して垂直に伝わる。その結果、平面部２０ａの面全体で、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａへの封口材１３０の注入量が均一化され、封口長さの均一性に優れた、封口されたハニカム構造体を得ることができる。

平面部２０ａは、上下方向への移動時に平面を維持することができるものであればよい。ここで、平面を維持するとは、曲面にならずに平坦な面を維持することを意味する。また、平面部２０ａは、移動時に平面を維持可能なように、平面を維持するための硬質層を備えることが好ましい。平面部２０ａは、硬質層のみからなってもよいが、硬質層と弾性を有する弾性層との積層構造を有することが好ましい。すなわち、弾性板２０は、連続した一枚の弾性層の一部を硬質層との積層構造とし、この積層部分を平面部２０ａ、硬質層を積層していない単層部分を変形部２０ｂとしたものであることが好ましい。

図１０の（ａ）及び（ｂ）は、平面部２０ａを備えた弾性板２０の構造の例を示す模式断面図である。図１０の（ａ）に示す弾性板２０は、弾性を有する弾性層２０ｄと、平面を維持するための硬質層２０ｃとを備えており、平面部２０ａは弾性層２０ｄとその下面に貼り付けられた硬質層２０ｃとで構成され、変形部２０ｂは弾性層２０ｄのみで構成されている。図１０の（ｂ）に示す弾性板２０は、弾性層２０ｄと硬質層２０ｃとを備えており、平面部２０ａは弾性層２０ｄとその内部に挿入された硬質層２０ｃとで構成され、変形部２０ｂは弾性層２０ｄのみで構成されている。このような構造を採用することで、上下方向への移動時に平面を維持可能な平面部２０ａを容易に形成することができる。硬質層２０ｃと弾性層２０ｄとは、接着剤を用いて、又は熱圧着等により接着してもよい。なお、図１０の（ｂ）に示すように、弾性層２０ｄの内部に硬質層２０ｃを挿入する場合は、硬質層２０ｃを十分に固定可能であれば、両者を接着しなくてもよい。

硬質層２０ｃは、平面部２０ａが上下方向に移動する際に、平面部２０ａが変形しないように保持するためのものである。硬質層２０ｃは、変形を抑制できる硬質な層であれば特に限定されないが、金属板又はプラスチック板であることが好ましい。金属板としては、ステンレス、アルミ、鉄等からなる金属板が挙げられる。プラスチック板としては、ＡＢＳ樹脂やポリ塩化ビニル樹脂等からなるプラスチック板が挙げられる。また、硬質層２０ｃは、木材であってもよい。硬質層２０ｃ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。

弾性層２０ｄは、弾性を有し、容易に変形しうるものである。弾性層２０ｄは、樹脂性材料からなる層であることが好ましく、ゴム板であることがより好ましい。ゴムとしては、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性層２０ｄ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。ここで言う弾性層２０ｄの厚みは、図１０の（ｂ）に示した平面部２０ａにおいては、硬質層２０ｃの上下に配置された弾性層２０ｄの合計の厚みを意味する。

平面部２０ａが硬質層２０ｃと弾性層２０ｄとの積層構造を有する場合、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、弾性層２０ｄを上側、すなわち、ハニカム構造体７０側に配置することが好ましい。これにより、封口材をハニカム構造体７０の貫通孔に、より均一に供給できるとともに、封口後にハニカム構造体７０及びマスク１７０を弾性板２０から容易に引き離すことができる。

なお、弾性板２０の構造は、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示した構造に限定されない。弾性板２０において、平面部２０ａの平面形状を維持する他の方法としては、平面部２０ａと変形部２０ｂの材質及び／又は硬度を変える方法が挙げられる。例えば、平面部２０ａの硬度を９０°Ｈｓ以上とし、かつ変形部２０ｂの硬度を５０°Ｈｓ程度とすることで、ポンプ５０の圧力を制御することにより平面部２０ａを平らに維持することができる。また、平面部２０ａと変形部２０ｂの厚みを変えることによっても、加圧時に平面部２０ａを平らに維持することが可能である。

本実施形態において、平面部２０ａを上から見た平面形状は、円形である。すなわち、平面部２０ａの平面形状は、凹部１０ｄの底面１０ｃと同一形状とされる。但し、平面部２０ａの直径は、凹部１０ｄ内に平面部２０ａをスムーズに収容できるように、凹部１０ｄの内側の直径よりも小さくする。より具体的には、平面部２０ａの直径は、凹部１０ｄの内側の直径の８０％以上かつ１００％未満であることが好ましく、９０％以上かつ１００％未満であることがより好ましい。平面部２０ａの直径を上記範囲に調整することにより、平面を維持したまま平面部２０ａを上下方向に移動させやすくなる。また、平面部２０ａの直径をできるだけ大きくすることが、封口材１３０の注入量を均一化できる範囲が広がることから好ましい。

また、平面部２０ａの直径は、封口するハニカム構造体７０の端面の直径と同様又はそれ以上であることが好ましい。これにより、ハニカム構造体７０の端面の全面にわたって、封口長さの均一性を高めることができる。

弾性板２０は、リング部材２５、及び、ボルト３１により本体部１０に固定されている。リング部材２５は、本体部１０の凹部１０ｄに対応する位置に開口２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２５は、弾性板２０における平面部２０ａを含めた中央部（凹部１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２０上に配置されている。これにより、弾性板２０の周辺部が、本体部１０とリング部材２５とにより挟まれている。リング部材２５及び弾性板２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部１０には、これら貫通孔ｈに対応するねじ孔ｊが形成されており、ボルト３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ねじ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部１０の上面１０ａにおける凹部１０ｄのまわりの部分に、弾性板２０の周辺部が密着して固定されている。

図１及び図２に示すように、リング部材２５の開口２５ａの内径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。

本体部１０は、さらに、凹部１０ｄの底面１０ｃに開口する連通路１０ｅを有している。なお、本実施形態では、連通路１０ｅは凹部１０ｄの底面１０ｃに開口しているが、凹部１０ｄの内面に開口していればよく、例えば、凹部１０ｄの側面１０ｂに開口していてもよい。また、連通路１０ｅの開口の形状や数も特に限定されない。

連通路１０ｅには、接続パイプ１４を介してポンプ５０が接続されている。

ポンプ５０は、シリンダ５１、シリンダ５１内に配置されたピストン５３、及び、ピストン５３に接続されたピストンロッド５４を備える。ピストンロッド５４には、ピストンロッド５４を軸方向に往復移動させるモータ５５が接続されている。なお、ピストンロッド５４を手動で動かしてもよい。

本実施形態では、弾性板２０と、ピストン５３と、の間には、本体部１０、接続パイプ１４、及び、シリンダ５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、流体ＦＬが充填されている。流体ＦＬは、特に限定されないが、液体が好ましく、特に、スピンドルオイル等が好ましい。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部１０の凹部１０ｄ内から流体ＦＬを排出することができ、また、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給することができる。また、流体ＦＬが、空気等のガスであることも好適である。

本体部１０の上には、保持部８０が設けられている。保持部８０は、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１、及び保持具８１が接続された空気圧シリンダ８２を有する。

保持具８１は、ハニカム構造体７０を、図１に示すように、貫通孔７０ａの一方側の開口面が弾性板２０及び凹部１０ｄと対向するように保持する。

空気圧シリンダ８２は、上下方向に延びるシリンダ８２ａと、シリンダ８２ａ内に設けられたピストン８２ｂとを有し、外部からの供給する圧力を調整することによりピストン８２ｂの上下両側での圧力を調節可能となっている。そして、これにより空気圧シリンダ８２は、保持具８１を、ハニカム構造体７０と弾性板２０とが近づく方向及びこれらが互いに離れる方向にそれぞれ移動可能である。また、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後のガスの供給圧力に応じて保持具８１を下方に所定の力で押圧することにより、ハニカム構造体７０を後述するマスク１７０に対して密着させることができる。さらに、空気圧シリンダ８２は、ピストンの前後の圧力を開放することにより、保持具８１が上下方向に自由に移動することを許可することもできる。すなわち、保持部８０は、保持具８１が保持したハニカム構造体７０を上方向に自由に移動可能とする状態と、ハニカム構造体７０を本体部１０に対して固定する状態とを切替え可能である。

本実施形態で用いる一例のハニカム構造体７０は、図３の（ａ）に示すように、多数の貫通孔７０ａが略平行に配置された円柱体である。貫通孔７０ａの断面形状は、図３の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数の貫通孔７０ａは、ハニカム構造体７０において、端面から見て、正方形配置、すなわち、貫通孔７０ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。貫通孔７０ａの断面の正方形のサイズは、例えば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。なお、貫通孔７０ａの断面形状は、正方形に限定されない。

また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体７０の外径も特に限定されないが、例えば、３０〜３２０ｍｍとすることできる。

ハニカム構造体７０の材料は特に限定されないが、高温耐性の観点から、セラミクス材料が好ましい。例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このような、ハニカム構造体７０は通常多孔質である。

また、ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより上述のようなセラミック材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）であってもよい。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。

例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。

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。

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。

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などが挙げられる。

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；ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。

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。

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。

マスク１７０は、弾性板２０上におけるリング部材２５の開口２５ａ内に配置されるものである。マスク１７０の材料は特に限定されず、例えば、金属や樹脂が挙げられる。

図４の（ａ）に、本実施形態で用いるマスク１７０の一例を示す。マスク１７０は、円形の板状部材であり、厚み方向に伸びる多数の貫通孔１７０ａを有する。貫通孔１７０ａの断面形状は、図４の（ｂ）に示すように、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図３の（ｂ）参照）に対応する正方形である。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図４の（ｂ）に示すように、千鳥配置されており、各貫通孔１７０ａは、図３の（ｂ）の正方配置された複数の貫通孔７０ａのうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数の貫通孔７０のみに対向して配置される。なお、マスク１７０の貫通孔１７０ａの位置決めを容易にすべく、マスク１７０には、オリエンテーションフラット１７０ｂが形成され、これに対応してリング部材２５にもオリエンテーションフラットに対応する突起２５ｂを設けてもよい。図１に示すように、マスク１７０の外径は、本体部１０の凹部１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。

なお、本体部１０には、超音波振動器等の加振器１４０が設けられていることが好ましい。

（使用方法）
つづいて、上述の封口装置１００の使用方法について説明する。まず、図１の状態から、予め、空気圧シリンダ８２を駆動して、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１を上方に引き上げておくと共に、マスク１７０を弾性板２０上から外しておく。次に、ポンプ５０のピストン５３を下方に引くことにより、本体部１０の凹部１０ｄから流体ＦＬを下方に排出させる。これにより、図５の（ａ）に示すように、弾性板２０が変形して凹部１０ｄの側面１０ｂ及び底面１０ｃに密着し、これによって、弾性板２０の凹部２０ｅが形成される。このとき、弾性板２０の平面部２０ａは、平面を維持したまま凹部１０ｄの底面１０ｃに密着する。

続いて、図５の（ｂ）に示すように、弾性板２０の凹部２０ｅ内に封口材１３０を供給する。必要に応じて、加振器１４０を駆動することにより、封口材１３０の表面の平坦化、脱泡を促す。

（封口材）
封口材１３０は、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状であることが好ましい。例えば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、溶媒とを含むスラリーが例示できる。

セラミクス材料又はセラミクス原料としては、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。

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、セラミクス材料及びセラミクス原料の総量１００質量部に対して、例えば、０．１〜１０質量部とすることができる。

溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどの一価アルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。

溶媒の使用量は、封口材全量を基準として１５〜５０質量％とすることができる。

続いて、図６の（ａ）に示すように、本体部１０の凹部１０ｄを覆うように弾性板２０上にマスク１７０をセットし、次いで、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に移動させてハニカム構造体７０をマスク１７０に接触させることにより、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとを連通させ、さらに、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に押圧し、ハニカム構造体７０の下端面（一端面）がマスク１７０を介して弾性板２０の凹部２０ｅと対向するように、ハニカム構造体７０をマスク１７０及び本体部１０に対して固定する。

次いで、ポンプ５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図６の（ｂ）に示すように、弾性板２０がマスク１７０に向かって移動する。このとき、変形部２０ｂが変形することにより、平面部２０ａは平面を維持したままハニカム構造体７０の端面に向かって移動する。この工程は、図７の（ａ）に示すように、弾性板２０がマスク１７０に接触し、弾性板２０の変形が解消するまで、すなわち、弾性板２０の凹部２０ｅが解消するまで行なう。

これにより、封口材１３０がマスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に供給され、封口部７０ｐが形成される。このとき、弾性板２０の平面部２０ａがハニカム構造体７０の端面に対して平行な平面を維持した状態で、封口材１３０の供給が行われるため、封口材１３０の注入圧がハニカム構造体７０の端面に対して垂直方向に加わり、封口材１３０の注入効率が向上するとともに均一な長さの封口部７０ｐが形成される。

続いて、空気圧シリンダ８２によるハニカム構造体７０の下方向への押圧を停止してハニカム構造体７０が上方に自由に移動できるようした後、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２０と本体部１０との間にさらに流体ＦＬを供給する。これにより、図７の（ｂ）に示すように、弾性板２０におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分は上方向に凸状に変形し、これにより、マスク１７０及びハニカム構造体７０が上方に移動する。このとき、弾性板２０の平面部２０ａは平面を維持したまま移動するため、平面部２０ａとハニカム構造体７０の端面とが密着したまま、マスク１７０及びハニカム構造体７０が上方に移動する。そのため、平面部２０ａが密着している部分において、貫通孔１７０ａへの封口材１３０の均一な注入状態が維持される。またこのとき、凸状に変形する弾性板２０の変形部２０ｂはマスク１７０から離れるので、その部分を起点として、マスク１７０及びハニカム構造体７０を、本体部１０から容易に引き離すことができる。

続いて、ハニカム構造体７０を保持具８１から外した後、天地をひっくり返したうえで再びハニカム構造体７０を保持具８１に保持する。次いで、マスク１７０と貫通孔１７０ａの配置が正反対の千鳥配置とされたマスク１７０’を用いて、同様の操作を行なう。これにより、図８の（ａ）に示すように、残りの貫通孔７０ａの他端側が封口材１３０で封口され、均一な長さの封口部７０ｐが形成される。続いて、上述と同様にして弾性板２０におけるハニカム構造体の一端面と対向する部分を上に凸状に変形させることにより、マスク１７０’及びハニカム構造体７０を容易に本体部１０及び弾性板２０から引き離すことができる。

そしてこのようにして、貫通孔７０ａの両端が封口されたハニカム構造体７０を乾燥、焼成等することにより、ハニカムフィルタ構造体を製造することができる。

本発明によれば、平面を維持したままハニカム構造体７０の端面に向かって移動可能な平面部２０ａを有する弾性板２０を用いているため、均一な封口長さで貫通孔１７０ａの封口を行うことができる。これにより、封口欠陥のない高品質の封口されたハニカム構造体（ハニカムフィルタ）を効率的に製造することができる。また、封口材１３０の注入効率も向上するため、凹部１０ｄの深さを浅くする等により封口材１３０の使用量を低減することが可能であり、封口されたハニカム構造体の製造コストを低下させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、様々な変形態様が可能である。

例えば、上記実施形態では、弾性板２０が、リング部材２５、及び、ボルト３１により、本体部１０に対して固定されているが、固定方法は特に限定されない。例えば、弾性板２０が接着剤によって、本体部１０の上面１０ａに固定されていてもよい。

また、上述では、連通路１０ｅが、本体部１０及び接続パイプ１４により形成されているが、接続パイプ１４を有さずに本体部１０に直接ポンプ５０が接続されていてもよい。

また、上記実施形態では、ポンプ５０として、シリンダ５１、ピストン５３、及び、ピストンロッド５４を備えたピストンポンプを採用しているが、流体を供給及び排出できるものであれば特に限定されない。

また、凹部１０ｄの形状は特に限定されず、封口対象となるハニカム構造体７０にあわせて適宜設定できる。例えば、凹部１０ｄを上から見た平面形状は、円形以外に楕円形、矩形、正方形等とすることもできる。この場合、矩形や正方形の場合の大きさは、例えば、一辺５０〜３００ｍｍとすることができる。また、本体部１０の上面１０ａに対して、側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行である必要は無く、例えば、斜面であったり曲面であってもよい。

また、弾性板２０の平面部２０ａの形状も特に限定されず、封口対象となるハニカム構造体７０や、上述した凹部１０ｄの形状にあわせて適宜設定できる。例えば、平面部２０ａを上から見た平面形状は、円形以外に楕円形、矩形、正方形等とすることもできる。この場合、矩形や正方形の場合の大きさは、一辺の長さが、凹部１０ｄの対応する一辺の長さの８０％以上かつ１００％未満とすることが好ましく、９０％以上かつ１００％未満とすることがより好ましい。

また、上記実施形態では、保持部８０は空気圧シリンダ８２を備えるがこれに限られず、たとえば、歯車機構等の種々の機構に代替することができる。

また、保持部８０は必ずしも必須ではない。例えば、封口材を供給するときには錘をハニカム構造体７０の上に載せることによりハニカム構造体を本体部１０に対して固定し、ハニカム構造体７０を本体部から離れさせる際には、錘を除去してハニカム構造体を移動可能としてもよい。また、ハニカム構造体がある程度の質量を有する場合には、自重によって固定されるので特段の固定手段を有さない態様も可能である。

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、六角形、多角形、円形等でも構わない。さらに、貫通孔７０ａの配置も、正方形配置でなくてもよく、例えば、３角配置、千鳥配置等でも構わない。また、この場合、マスクの貫通孔の形状や配置も、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの形状や配置に応じて適宜変更できる。

また、上記実施形態では、多数の貫通孔を有する板状のマスク１７０を採用しているが、マスクにより遮蔽する場所も任意である。さらに、このようなマスク１７０を用いなくても実施可能である。例えば、封口処理の前に、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に加熱すると分解する材料により栓をしておき、封口後に栓を熱分解等すればよい。

１０…本体部、１０ｅ…連通部、２０…弾性板、２０ａ…平面部、２０ｂ…変形部、２０ｃ…硬質層、１０ｄ…弾性層、３０…凹部、５０…ポンプ、７０…ハニカム構造体、８０…保持部、１００…封口装置、１７０…マスク。

Claims (7)

1. ハニカム構造体の複数の貫通孔の端部を封口材で所定の封口長さに亘って封口する封口装置であって、
   凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部と、
   前記凹部を覆うように前記本体部に配置された弾性板と、を備え、
   前記弾性板は、平面を維持したまま前記ハニカム構造体の端面に向かって移動可能な平面部を有する、封口装置。
2. 前記弾性板は、前記平面部と、前記平面部が前記ハニカム構造体の端面に向かって移動する際に変形可能な変形部と、を有する、請求項１記載の封口装置。
3. 前記平面部は、平面を維持するための硬質層を有する、請求項２記載の封口装置。
4. 前記変形部の材質が樹脂性材料である、請求項２又は３記載の封口装置。
5. 前記平面部の直径が、前記凹部の内側の直径の８０％以上かつ１００％未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の封口装置。
6. 前記弾性板の上に配置され、複数の貫通孔を有するマスクをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の封口装置。
7. 凹部及び前記凹部の内面に開口する連通路を有する本体部に対して、平面を維持したまま移動可能な平面部を有する弾性板を、前記凹部を覆いかつ前記凹部と前記平面部とが対向するように配置する工程と、
   前記連通路を介して前記凹部内の流体を排出することにより前記弾性板の凹部を形成する工程と、
   前記弾性板の凹部内に封口材を供給する工程と、
   前記平面部と対向する位置に、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の一端面を配置する工程と、
   前記連通路を介して前記本体部と前記弾性板との間に流体を供給することにより、前記ハニカム構造体の一端面に向かって、前記弾性板の前記平面部を、平面を維持させたまま移動させ、一部の前記貫通孔内に封口材を供給する工程と、
   を備える、ハニカム構造体の封口方法。

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