JP2014083799A - セラミックハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セラミックハニカム乾燥体50の一方の端面61側の端部、一方の端面61から他方の端面62に向かう方向の中央部、及び他方の端面62側の端部において、それぞれ複数の箇所にて、セラミックハニカム乾燥体50の外壁表面の外周形状A1〜A4,B1〜B4,C1〜C4を測定し、一方の端面61側の端部、中央部、及び他方の端面62側の端部において測定された外周形状の3つの外周形状が一組となるように、外周形状A1〜A4,B1〜B4,C1〜C4を組分けし、それぞれの組ごとにセラミックハニカム乾燥体50の円筒度を算出し、円筒度が最も小さくなる組の一方の端面61側の端部及び他方の端面62側の端部の外周形状の測定箇所を、セラミックハニカム乾燥体50の仕上げ加工位置とする。
【選択図】図3E
Description
(B)第二外周形状測定:前記セラミックハニカム乾燥体の前記一方の端面から前記他方の端面に向かう方向の中央部において、前記一方の端面から前記他方の端面に向かう方向に前記(A)第一外周形状測定の各測定箇所からそれぞれ一定の距離離間した複数の箇所にて、前記セラミックハニカム乾燥体の外壁表面の外周形状を測定する。
(C)第三外周形状測定:前記セラミックハニカム乾燥体の前記他方の端面側の端部において前記(A)第一外周形状測定の各測定箇所から前記セラミックハニカム乾燥体の仕上げ寸法に相当する距離離間した複数の箇所にて前記セラミックハニカム乾燥体の外壁表面の外周形状を測定する。
(D)円筒度算出工程:前記(A)第一外周形状測定において測定された外周形状のうちの一の外周形状、前記(B)第二外周形状測定において前記一の外周形状の測定箇所から前記一定の距離離間した測定箇所において測定された外周形状、及び前記(C)第三外周形状測定において前記一の外周形状の測定箇所から前記セラミックハニカム乾燥体の仕上げ寸法に相当する距離離間した測定箇所において測定された外周形状の3つの外周形状が一組となるように、測定された前記外周形状を組分けし、前記組分けした各組の前記外周形状から、それぞれの組ごとに前記セラミックハニカム乾燥体の円筒度を算出し、算出したそれぞれの前記円筒度から、前記円筒度が最も小さくなる前記外周形状の組を求め、前記円筒度が最も小さくなる組の前記(A)第一外周形状測定の測定箇所及び前記(C)第三外周形状測定の測定箇所を、前記仕上げ加工位置とする。
本発明のセラミックハニカム構造体の製造方法の一の実施形態は、図1に示すように、仕上げ工程Aと、焼成工程Bと、を備えたセラミックハニカム構造体の製造方法である。図1は、本発明のセラミックハニカム構造体の製造方法の一の実施形態において、セラミックハニカム構造体が形成される過程を模式的に示した斜視図である。仕上げ工程Aは、一方の端面61及び他方の端面62を有する円筒状のセラミックハニカム乾燥体50の一方の端面61及び他方の端面62を仕上げ加工して、仕上げセラミックハニカム乾燥体70を得る工程である。セラミックハニカム乾燥体50は、一方の端面61から他方の端面62まで延びる複数のセル52が隔壁51によって区画形成された円筒状のものである。焼成工程Bは、仕上げ工程Aにて得られた仕上げセラミックハニカム乾燥体70を焼成して、セラミックハニカム構造体100を得る工程である。以下、セラミックハニカム乾燥体50を、単に「ハニカム乾燥体50」ということがある。仕上げセラミックハニカム乾燥体70を、単に「仕上げハニカム乾燥体70」ということがある。セラミックハニカム構造体100を、単に「ハニカム構造体100」ということがある。
まず、本実施形態のセラミックハニカム構造体の製造方法に用いられるセラミックハニカム乾燥体の作製方法について説明する。セラミックハニカム乾燥体の作製方法については、以下の作製方法に限定されることはない。即ち、セラミックハニカム乾燥体は、一方の端面から他方の端面に向かう方向の長さが、仕上げ寸法となるように仕上げ加工される前のものであれば、その作製方法等については、特に制限はない。
次に、図1及び図2に示すように、セラミックハニカム乾燥体50の一方の端面61及び他方の端面62を仕上げ加工して、仕上げセラミックハニカム乾燥体70を得る。この仕上げ工程により、セラミックハニカム乾燥体50の一方の端面61から他方の端面62までの長さが、仕上げ寸法mとなるように加工される。この際、(A)第一外周形状測定工程、(B)第二外周形状測定工程、(C)第三外周形状測定工程、及び(D)最小円筒度算出工程によって、セラミックハニカム乾燥体50の一方の端面61及び他方の端面62の仕上げ加工位置を決定する。
(A)第一外周形状測定では、図3Aに示すように、セラミックハニカム乾燥体50の一方の端面61側の端部において、一方の端面61から他方の端面62に向かう方向に離間した複数の箇所にて、セラミックハニカム乾燥体50の外壁63表面の外周形状Ax(x=1,2,3・・・、)を測定する。外周形状Axの測定方法については、特に制限はない。例えば、図3Aに示すように、レーザー変位計67によって外周形状Axを測定することができる。レーザー変位計67としては、反射式の非接触レーザー変位計、を好適に用いることができる。このようなレーザー変位計は、セラミックハニカム乾燥体50の外周形状をより正確に測定することができる。
(B)第二外周形状測定では、図3Bに示すように、セラミックハニカム乾燥体50の一方の端面61から他方の端面62に向かう方向の中央部において、セラミックハニカム乾燥体50の外壁63表面の外周形状を測定する。この中央部での外周形状の測定は、一方の端面61から他方の端面62に向かう方向に(A)第一外周形状測定の各測定箇所からそれぞれ一定の距離離間した複数の箇所にて行う。例えば、外周形状A1の測定箇所から外周形状B1の測定箇所までの距離と、外周形状A2の測定箇所から外周形状B2の測定箇所までの距離とが同じとなるように、各外周形状Bxの測定を行う。外周形状の測定方法についは、上述した(A)第一外周形状測定工程と同様の方法によって行うことができる。
(C)第三外周形状測定では、図3Cに示すように、セラミックハニカム乾燥体50の他方の端面62側の端部において、セラミックハニカム乾燥体50の外壁63表面の外周形状を測定する。この他方の端面62側の端部での測定は、(A)第一外周形状測定の各測定箇所からセラミックハニカム乾燥体の仕上げ寸法に相当する距離離間した複数の箇所にて行う。例えば、外周形状A1の測定箇所から外周形状C1の測定箇所までの距離が、仕上げ寸法に相当する距離となるように、各外周形状Cxの測定を行う。外周形状の測定方法についは、上述した(A)第一外周形状測定工程と同様の方法によって行うことができる。
(D)円筒度算出工程では、まず、(A)第一外周形状測定、(B)第二外周形状測定、及び(C)第三外周形状測定において測定された外周形状を組分けする。上記組分けは、例えば、外周形状A1、外周形状B1、及び外周形状C1の3つの外周形状が一組となるように行われる。
本実施形態のセラミックハニカム構造体の製造方法においては、このようにして得られた仕上げセラミックハニカム乾燥体を焼成して、セラミックハニカム構造体を得る。これにより、仕上げセラミックハニカム乾燥体の良好な円筒度が反映された、セラミックハニカム構造体を得ることができる。
本実施形態のセラミックハニカム構造体の製造方法においては、目封止部作製工程を更に備えていてもよい。目封止部作製工程は、仕上げセラミックハニカム乾燥体又はセラミックハニカム構造体のセル内に封止材料を充填する工程である。このような目封止部作製工程を備えることにより、セラミックハニカム構造体のセルの開口端部に目封止部が市松模様に配設された、目封止セラミックハニカム構造体を製造することができる。
まず、仕上げ工程を行うためのセラミックハニカム乾燥体を作製した。セラミックハニカム乾燥体を作製するため、セラミック原料としてコージェライト化原料を用いた。コージェライト化原料に、成形助剤を所定量添加するとともに、水を添加して、混合粉末を調製した。
外径寸法、焼成後のセル密度、及び焼成後の隔壁の厚さが表1に示す値となるようなセラミックハニカム乾燥体を作製し、実施例1と同様の方法で、セラミックハニカム乾燥体の一方の端面及び他方の端面の仕上げ加工位置を決定してハニカム構造体を製造した。その後、得られたセラミックハニカム構造体の平均円筒度(mm)を、実施例1と同様の方法で求めた。結果を表1に示す。実施例2及び3においては、セラミックハニカム乾燥体のセルの延びる方向の長さが、表1の仕上げ寸法より50mm長いセラミックハニカム乾燥体を作製した。即ち、実施例2及び3のセラミックハニカム乾燥体の一方の端面から他方の端面までの長さは、250mmである。実施例4においては、外径寸法が200mmで、セラミックハニカム乾燥体のセルの延びる方向の長さが、表1の仕上げ寸法より50mm長いセラミックハニカム乾燥体を作製した。即ち、実施例4のセラミックハニカム乾燥体の一方の端面から他方の端面までの長さは、250mmである。また、実施例4においては、隔壁の厚さが100μmである。
比較例1〜4においては、まず、実施例1と同様の方法で、外径寸法、焼成後のセル密度、及び焼成後の隔壁の厚さが表1に示す値となるようなセラミックハニカム乾燥体を作製した。次に、外周形状の測定を行わず、セラミックハニカム乾燥体の一方の端面側の端部と他方の端面側の端部の余剰部分の長さが同一になるようにして、仕上げ加工を行った。得られたセラミックハニカム構造体の平均円筒度(mm)を、実施例1と同様の方法で求めた。結果を表1に示す。
実施例1〜4の製造方法によれば、比較例1〜4の製造方法に比して、同一の仕上げ寸法のセラミックハニカム構造体を製造した場合に、得られるセラミックハニカム構造体の平均円筒度が優れていることがわかる。即ち、従来の製造方法のような比較例1〜4の製造方法では、セラミックハニカム構造体の円筒度が仕上げ加工により悪化してしまうことがある。実施例1〜4の製造方法においては、仕上げ寸法からの余剰部分において、より円筒度が向上する加工位置を選択して、仕上げ加工を行っているため、円筒度の優れたセラミックハニカム構造体を製造することができた。
Claims (10)
- 一方の端面及び他方の端面を有する円筒状のセラミックハニカム乾燥体の前記一方の端面及び前記他方の端面を仕上げ加工して、仕上げセラミックハニカム乾燥体を得る仕上げ工程と、
前記仕上げセラミックハニカム乾燥体を焼成して、セラミックハニカム構造体を得る焼成工程と、を備え、
前記仕上げ工程における前記セラミックハニカム乾燥体の前記一方の端面及び前記他方の端面の仕上げ加工位置を、下記(A)第一外周形状測定工程、(B)第二外周形状測定工程、(C)第三外周形状測定工程、及び(D)最小円筒度算出工程によって決定するセラミックハニカム構造体の製造方法。
(A)第一外周形状測定:前記セラミックハニカム乾燥体の前記一方の端面側の端部において、前記一方の端面から前記他方の端面に向かう方向に離間した複数の箇所にて、前記セラミックハニカム乾燥体の外壁表面の外周形状を測定する。
(B)第二外周形状測定:前記セラミックハニカム乾燥体の前記一方の端面から前記他方の端面に向かう方向の中央部において、前記一方の端面から前記他方の端面に向かう方向に前記(A)第一外周形状測定の各測定箇所からそれぞれ一定の距離離間した複数の箇所にて、前記セラミックハニカム乾燥体の外壁表面の外周形状を測定する。
(C)第三外周形状測定:前記セラミックハニカム乾燥体の前記他方の端面側の端部において前記(A)第一外周形状測定の各測定箇所から前記セラミックハニカム乾燥体の仕上げ寸法に相当する距離離間した複数の箇所にて前記セラミックハニカム乾燥体の外壁表面の外周形状を測定する。
(D)円筒度算出工程:前記(A)第一外周形状測定において測定された外周形状のうちの一の外周形状、前記(B)第二外周形状測定において前記一の外周形状の測定箇所から前記一定の距離離間した測定箇所において測定された外周形状、及び前記(C)第三外周形状測定において前記一の外周形状の測定箇所から前記セラミックハニカム乾燥体の仕上げ寸法に相当する距離離間した測定箇所において測定された外周形状の3つの外周形状が一組となるように、測定された前記外周形状を組分けし、前記組分けした各組の前記外周形状から、それぞれの組ごとに前記セラミックハニカム乾燥体の円筒度を算出し、算出したそれぞれの前記円筒度から、前記円筒度が最も小さくなる前記外周形状の組を求め、前記円筒度が最も小さくなる組の前記(A)第一外周形状測定の測定箇所及び前記(C)第三外周形状測定の測定箇所を、前記仕上げ加工位置とする。 - 前記(A)第一外周形状測定工程、(B)第二外周形状測定工程、(C)第三外周形状測定工程において、前記セラミックハニカム乾燥体を、前記一方の端面が底面となるように測定台に載置して前記外周形状を測定する請求項1に記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記セラミックハニカム乾燥体と前記測定台との間の少なくとも3箇所に、スペーサーを配置する請求項2に記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記セラミックハニカム乾燥体を前記測定台に載置した際の、水平面に対する前記セラミックハニカム乾燥体の底面の傾きの高低差が4mm以下である請求項2又は3に記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記外周形状を、反射式の非接触レーザー変位計によって測定する請求項1〜4のいずれかに記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記外周形状を測定する際の前記セラミックハニカム乾燥体の温度が、20〜150℃である請求項1〜5のいずれかに記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記セラミックハニカム乾燥体が、外周に凹凸を有する請求項1〜6のいずれかに記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記セラミックハニカム乾燥体の外径寸法が、100mm以上である請求項1〜7のいずれかに記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記セラミックハニカム乾燥体が、焼成してコージェライトとなる成形原料からなる請求項1〜8のいずれかに記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
- 前記仕上げセラミックハニカム乾燥体又は前記セラミックハニカム構造体のセルの端部に封止材料を充填する目封止部作製工程を更に備えた請求項1〜9のいずれかに記載のセラミックハニカム構造体の製造方法。
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