JP2020059091A - 切断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハニカム成形体の切断時におけるハニカム成形体の変形を抑制しやすい切断装置を提供する。【解決手段】切断装置１は、ワイヤ２によって軟質のハニカム成形体１０をハニカム成形体１０の軸方向Ｘに直交する切断方向Ｚに切断するものである。切断装置１は、ワイヤ２と張力印加部３と超音波発生器４とを備える。ワイヤ２は、接触線部２１を有する。接触線部２１は、張力を付与された状態で配されるとともに、ハニカム成形体１０の切断時にハニカム成形体に接触する。張力印加部３は、接触線部２１に張力を印加する。超音波発生器４は、切断方向Ｚに超音波振動する振動端子４１を有する。超音波発生器４は、振動端子４１をワイヤ２の接触線部２１に直接接触させてワイヤ２に振動を付与する。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤで軟質のハニカム成形体を切断する切断装置に関する。
自動車等の車両には、内燃機関から排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化装置が搭載されている。排ガス浄化装置は、排気管に収容されたセラミックス製のハニカム構造体と、ハニカム構造体に保持させた触媒成分とを有している。ハニカム構造体は、互いに隣接する複数のセルと、複数のセルを形成する複数のセル壁と、複数のセル壁の外周に設けられてセル壁を保持する外周壁と、を有している。触媒成分は、セル壁表面に保持されている。
一般にハニカム構造体は、次にように製造され得る。まず、セラミックス等の原料粉末を含有する坏土を、所定の形状に押出成形することで軟質のハニカム成形体を形成する押出工程を行う。次いで、当該軟質のハニカム成形体を所定長さに切断する切断工程を行う。次いで、所定長さに切断されたハニカム成形体を焼成する焼成工程を行う。ハニカム成形体を焼成することで、ハニカム成形体よりも硬質のハニカム構造体を得る。
ここで、前記切断工程においては、切断されるハニカム成形体が軟質であるため、切断時にハニカム成形体が変形してしまうおそれがある。そこで、切断時におけるハニカム成形体の変形を抑制するためのハニカム成形体の切断装置が特許文献１に開示されている。
特許文献１に記載の切断装置は、ワイヤの中間部を引っ掛ける一対のアイドラーと、ワイヤの両端部を巻き取る一対のボビンとを、フレームに固定してなる。そして、特許文献１には、ハニカム成形体を変形させることなく切断すべく、フレームに超音波振動子を取り付ける技術が開示されている。
特開２００２−３２１１８８号公報
しかしながら、特許文献１に記載の切断装置においては、超音波振動子をフレームに取り付けているため、超音波振動子の振動がワイヤにおけるハニカム成形体を切断する部位にうまく伝達しないことが考えられる。それゆえ、特許文献１に記載の切断装置においては、ハニカム成形体切断時におけるハニカム成形体の変形を抑制する観点から改善の余地がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ハニカム成形体の切断時におけるハニカム成形体の変形を抑制しやすい切断装置を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、ワイヤ（２）によって軟質のハニカム成形体（１０）を前記ハニカム成形体の軸方向（Ｘ）に交差する切断方向（Ｚ）に切断する切断装置（１）であって、
張力を付与された状態で配されるとともに、前記ハニカム成形体の切断時に前記ハニカム成形体に接触する接触線部（２１）を有する前記ワイヤと、
前記接触線部に張力を印加する張力印加部（３）と、
前記切断方向に超音波振動する振動端子（４１）を有する超音波発生器（４）と、を備え、
前記超音波発生器は、前記振動端子を前記ワイヤの前記接触線部に直接接触させて前記ワイヤに振動を付与する、切断装置にある。
前記態様の切断装置において、超音波発生器は、振動端子をワイヤの接触線部に直接接触させてワイヤに振動を付与する。それゆえ、超音波発生器における振動端子の超音波振動を、直接的にワイヤに伝達することができる。それゆえ、ワイヤを振動させやすく、ハニカム成形体に対する切断装置の切れ味を向上させることができ、ハニカム成形体の切断時におけるハニカム成形体の変形を抑制することができる。
以上のごとく、前記態様によれば、ハニカム成形体の切断時におけるハニカム成形体の変形を抑制しやすい切断装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態１における、切断装置及びハニカム成形体の模式的な正面図。 実施形態１における、切断装置及びハニカム成形体をＺ１側から見た模式的な底面図。 実施形態１における、ハニカム成形体を切断装置で切断している途中の様子を示す、切断装置及びハニカム成形体の模式的な正面図。 実施形態１における、ハニカム成形体を切断装置で切断した後の様子を示す、切断装置及びハニカム成形体の模式的な正面図。 実施形態１における、ハニカム成形体の模式的な斜視図。 実験例１における、切断装置及びハニカム成形体の模式的な正面図。 実験例１における、ハニカム成形体の変形量Δｒを説明するためのハニカム成形体の模式的な正面図。 実験例１における、２つの超音波発生器を位置Ｂと位置Ｄとに配置した切断装置及びハニカム成形体の模式的な正面図。 実験例２における、切断装置及びハニカム成形体の模式的な正面図。 実施形態２における、切断装置及びハニカム成形体の模式的な正面図。 図１１の、XI−XI線矢視断面図。 実施形態２における、ハニカム成形体の軸方向に直交する断面であって、超音波発生器の配置溝の底面を通る模式的な断面図。
（実施形態１）
切断装置の実施形態につき、図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態の切断装置１は、図１、図２に示すごとく、ワイヤ２によって軟質のハニカム成形体１０をハニカム成形体１０の軸方向Ｘに直交する切断方向Ｚに切断するものである。以後、ハニカム成形体１０の軸方向ＸをＸ方向といい、前記切断方向ＺをＺ方向という。また、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向をＹ方向という。
図１、図２に示すごとく、切断装置１は、ワイヤ２と張力印加部３と超音波発生器４とを備える。ワイヤ２は、接触線部２１を有する。接触線部２１は、張力を付与された状態で配されるとともに、ハニカム成形体１０の切断時にハニカム成形体１０に接触する。
張力印加部３は、接触線部２１に張力を印加する。超音波発生器４は、Ｚ方向に超音波振動する振動端子４１を有する。超音波発生器４は、振動端子４１をワイヤ２の接触線部２１に直接接触させてワイヤ２に振動を付与する。
ここで、図５を用いて、本実施形態の切断装置１が切断するハニカム成形体１０につき説明する。なお、本実施形態で説明するハニカム成形体１０は、ハニカム成形体１０の一例を示すものであり、その他種々の形状、材質等を採用することが可能である。
ハニカム成形体１０は、全体としてＸ方向に延在する円柱状に形成されている。ハニカム成形体１０は、複数のセル１０１と、セル１０１を形成する複数のセル壁１０２と、複数のセル壁１０２の外周に設けられた外周壁１０３とを有する。
各セル１０１は、ハニカム成形体１０を、Ｘ方向に貫通するよう形成されている。各セル１０１は、Ｘ方向に直交する断面形状が、六角形状を呈している。セル壁１０２は、複数のセル１０１を区画している。外周壁１０３は、Ｘ方向に形成された円筒状を呈している。外周壁１０３の内周面には、セル壁１０２の外周部が接続されている。
本実施形態の切断装置１が切断するハニカム成形体１０の製造方法の一例につき説明する。
ハニカム成形体１０の製造には、Ｓｉ源、Ａｌ源、及びＭｇ源を含むコージェライト形成原料が用いられる。コージェライト形成原料は、焼成によりコージェライト組成を生成できる原料のことである。コージェライト形成原料としては、カオリン、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、タルク等の原料粉末を適宜混合した混合物を用いることができる。これらの原料粉末は、最終的な化学組成が重量比にてＳｉＯ2：４５〜５５％、Ａｌ2Ｏ3：３３〜４２％、ＭｇＯ：１２〜１８％となるコージェライトの組成となるように混合される。
ハニカム成形体１０を製造する際には、コージェライト形成原料に、水、バインダ、潤滑油、造孔材等を適宜混合し、コージェライト形成原料を含む坏土を準備する。そして、準備した坏土を押出成形することにより、Ｘ方向に長尺、かつ、軟質のハニカム成形体１０が成形される。以上のようにして、本実施形態の切断装置１が切断するハニカム成形体１０が製造される。
なお、ハニカム成形体１０の製造方法は、前述したものに限られない。例えば、１つ又は複数のセル１０１を構成するセル壁１０２を押出成形等により複数形成し、これらを積層し互いに接合させることハニカム成形体１０を成形する、等も可能である。
ハニカム成形体１０は、本実施形態の切断装置１により、Ｚ方向に切断されることで、Ｘ方向の所望の長さに形成される。切断装置１は、接触線部２１をハニカム成形体１０にＺ方向の一方側であるＺ１側に貫通させることで、ハニカム成形体１０を切断する。なお、以後、Ｚ方向におけるＺ１側と反対側をＺ２側という。
切断されたハニカム成形体１０は、焼成されることで硬化し、硬質のハニカム構造体となる。
ハニカム構造体は、例えば車両に搭載される排ガス浄化装置を構成するものである。排ガス浄化装置は、内燃機関から排出される排ガスを浄化するために用いられる。
次に、本実施形態の切断装置１につき、詳説する。
図１、図２に示すごとく、切断装置１は、前述のごとく、ワイヤ２と張力印加部３と超音波発生器４とを備える。ワイヤ２は、例えばピアノ線からなる。ワイヤ２の直径は、例えば０．０８ｍｍや０．２ｍｍとすることができるが、ハニカム成形体１０に対する切れ味を向上させる観点から、ワイヤ２の直径は、例えば０．１５ｍｍ未満等、小さくすることが好ましい。
図１に示すごとく、張力印加部３は、固定部３１と巻取部３２と一対のガイド部３３とを備える。固定部３１は、ワイヤ２の一端を固定する。巻取部３２は、ワイヤ２の他端部を巻き取ることでワイヤ２に張力を印加する。一対のガイド部３３は、一対のガイド部３３の外周部に対してワイヤが架設されている。また、一対のガイド部３３は、固定部３１及び巻取部３２に対してＺ方向に移動可能に構成されている。張力印加部３は、一対のガイド部３３を、固定部３１及び巻取部３２に対してＺ１側に移動させることにより、ワイヤ２の接触線部２１をＹ方向の一方側であるＹ１側に向かって走行させる。
固定部３１及び巻取部３２は、図示しない第一フレームに対して取り付けられたボビンによって構成されている。固定部３１は、図示しない第一フレームに対して回動不能に固定されている。ワイヤ２の一端部は、固定部３１に巻き付けられて、固定部３１に固定されている。
巻取部３２は、第一フレームに対して回動可能に取り付けられたボビンによって構成されている。巻取部３２は、Ｘ方向に伸びる軸を中心に回転可能に第一フレームに取り付けられている。巻取部３２は、例えばゼンマイ式のバネ等により、その周方向におけるワイヤ２を巻き取る側（図１の矢印の方向）に付勢されている。これにより、巻取部３２は常にワイヤ２を引っ張った状態にある。
一対のガイド部３３は、第一フレームに対してＺ方向に移動可能な第二フレームに取り付けられている。図１、図２に示すごとく、Ｙ方向において、一対のガイド部３３は、互いの間に間隔をあけて並んでいる。各ガイド部３３は、第二フレームに対して周方向に回動自在に取り付けられたローラによって構成されている。各ガイド部３３は、Ｘ方向に伸びる軸を中心に回転自在に第二フレームに取り付けられている。各ガイド部３３は、Ｘ方向の中央に向かうほど縮径した形状を有し、その中央部にワイヤ２が架設されている。なお、ワイヤ２がガイド部３３を摺動可能であれば、ガイド部３３は、第二フレームに対して周方向に回動不能に取り付けられていてもよい。
図１に示すごとく、ワイヤ２における固定部３１と巻取部３２間の部位は、ガイド部３３に対してＺ１側から引っ掛けられている。ワイヤ２は、巻取部３２の巻取力により、一対のガイド部３３に架設されている。ワイヤ２における一対のガイド部３３間の部位が、接触線部２１である。
超音波発生器４は、一対のガイド部３３と同様、第二フレームに固定されている。これにより、超音波発生器４は、一対のガイド部３３と同じように第一フレームに対してＺ方向に移動可能に構成されている。
図１、図２に示すごとく、本実施形態において、切断装置１は、２つの超音波発生器４を備える。２つの超音波発生器４は、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側にそれぞれ配されている。２つの超音波発生器４は、その先端部（すなわちＺ１側端部）に、振動端子４１を備える。超音波発生器４は、その振動端子４１が、Ｚ方向に超音波振動するよう構成されている。なお、超音波振動とは、２０ｋＨｚ以上の周波数の振動を意味する。
図１、図２に示すごとく、２つの超音波発生器４の振動端子４１は、ワイヤ２の接触線部２１におけるハニカム成形体１０のＹ方向の両側の部位に当接している。振動端子４１は、柱状に形成されており、その先端面４１１がワイヤ２の接触線部２１に接触する接触面４１２を構成している。接触面４１２は、少なくとも接触線部２１でハニカム成形体１０を切断している最中に、接触線部２１に接触する振動端子４１の面である。
Ｚ方向において、振動端子４１の接触面４１２は、接触線部２１と同等の位置、或いは接触線部２１よりもややＺ２側に位置している。すなわち、振動端子４１の接触面４１２は、接触線部２１に触れるか触れないかの位置に配されている。振動端子４１の接触面４１２が接触線部２１よりもややＺ２側に位置した場合（すなわち接触面４１２が接触線部２１に触れていない場合）においても、ハニカム成形体１０の切断時においては、振動端子４１の接触面４１２は、接触線部２１に触れる。すなわち、この場合においても、ハニカム成形体１０を切断しようと接触線部２１がハニカム成形体１０に触れることで、接触線部２１がＺ２側に撓み、接触線部２１が確実に振動端子４１の接触面４１２に接触する。そして、超音波発生器４は、振動端子４１を超音波振動させることで、この超音波振動をワイヤ２の接触線部２１に伝達し、接触線部２１を振動させている。
次に、図３、図４を用いて、切断装置１によってハニカム成形体１０を切断する様子につき、説明する。
まず、切断装置１の接触線部２１のＺ１側にハニカム成形体１０を位置させる。次いで、超音波発生器４の振動端子４１を超音波振動させた状態で、第二フレームを第一フレームに対してＺ１側に移動させる。これにより、図３、図４に示すごとく、一対のガイド部３３、これに架設されたワイヤ２の接触線部２１、及び２つの超音波発生器４がＺ１側に移動する。そして、ワイヤ２の接触線部２１がハニカム成形体１０に押し込まれ、接触線部２１がハニカム成形体１０を通過することで、ハニカム成形体１０が切断される。
ここで、第二フレームを第一フレームに対してＺ１側に移動させることにより、一対のガイド部３３がワイヤ２の固定部３１と巻取部３２間の部位をＺ１側に引っ張る。これにより、巻取部３２からワイヤ２が引き出されながら、ワイヤ２の接触線部２１がＹ方向のＹ１側に向かって走行する。
このように、一対のガイド部３３を固定部３１及び巻取部３２に対してＺ１側に移動させることにより、機械的な原理により、接触線部２１がＹ方向のＹ１側に向かって走行する。これにより、接触線部２１でハニカム成形体１０を切断する際、接触線部２１の走行により、Ｙ方向に引き切ることができるとともに、接触線部２１のＺ１側への移動により、Ｚ方向に押し切ることができる。
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態の切断装置１において、超音波発生器４は、振動端子４１をワイヤ２の接触線部２１に直接接触させてワイヤ２に振動を付与する。それゆえ、超音波発生器４における振動端子４１の超音波振動を、直接的にワイヤ２に伝達することができる。それゆえ、ワイヤ２を振動させやすく、ハニカム成形体１０に対する切断装置１の切れ味を向上させることができ、ハニカム成形体１０の切断時におけるハニカム成形体１０の変形を抑制することができる。
また、張力印加部３は、固定部３１と巻取部３２と一対のガイド部３３と、を備える。そして、張力印加部３は、一対のガイド部３３を、固定部３１及び巻取部３２に対してＺ方向の一方側に移動させることにより、ワイヤ２の接触線部２１をＹ方向の一方側に向かって走行させる。これにより、ワイヤ２の接触線部２１によって、Ｙ方向に引き切るとともにＺ方向に押し切ることができるため、切断装置１の切れ味を向上させることができる。そして、本構成によれば、機械的に接触線部２１を走行させることができる。
また、切断装置１は、超音波発生器４を複数有し、複数の超音波発生器４は、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側にそれぞれ配されている。それゆえ、超音波発生器４における振動端子４１の超音波振動を、ワイヤ２の接触線部２１に伝達させやすい。これによって、切断装置１の切れ味を向上させることができる。
以上のごとく、本実施形態によれば、ハニカム成形体の切断時におけるハニカム成形体の変形を抑制しやすい切断装置を提供することができる。
なお、以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
（実験例１）
本例は、実施形態１と同様の基本構造を有するとともに、２つの超音波発生器４の位置を種々変更した切断装置１につき、切れ味を評価した実験例である。
本例においては、試料１〜６と比較例とを用いた。試料１〜６は、２つの超音波発生器４の振動端子４１の位置を、図６のＹ方向の位置Ａ〜Ｄのうちのいずれか２か所に配置し、ハニカム成形体１０の切断時に超音波発生器４の振動端子４１を超音波振動させた切断装置１である。比較例は、ハニカム成形体１０の切断時にワイヤ２に振動を加えない切断装置である。
位置Ｂは、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０のＹ２側端部の位置から、Ｙ２側に１３ｍｍ離れた位置であり、位置Ａは、位置ＢからＹ２側に７０ｍｍ離れた位置である。位置Ｃは、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０のＹ１側端部の位置から、Ｙ１側に１３ｍｍ離れた位置であり、位置Ｄは、位置ＣからＹ１側に７０ｍｍ離れた位置である。位置Ｂと位置Ｃとの間のＹ方向の長さは、１４０ｍｍである。各試料における２つの超音波発生器４の配置については、表１に示す。
各試料及び各比較例において、超音波発生器４の配置以外についての切断装置１の構成は、実施形態１と同様である。また、各試料及び各比較例においても、実施形態１と同様、ワイヤ２の接触線部２１でハニカム成形体１０を切断する際、接触線部２１は図６に示した矢印の方向に走行するよう構成されている。
本例において、各試料の切断装置１及び比較例の切断装置によって切断されるハニカム成形体１０は、いずれも実施形態１で示した構造と同様の基本構造を有する。本例において、ハニカム成形体１０は、直径が１１４ｍｍ、セル壁１０２の厚みが６５μｍ、セル１０１密度が９００個／ｉｎ2、である。
また、各切断装置１において、ワイヤ２の直径は、いずれも０．１ｍｍとした。また、超音波発生器４における超音波出力を６００Ｗ、振動の周波数を２０ｋＨｚ、振幅を６０μｍとした。
各試料の切断装置１及び比較例の切断装置の切れ味を評価は、各試料の切断装置１及び比較例の切断装置でハニカム成形体１０を切断した際のハニカム成形体１０の変形量Δｒを測定することで行った。図７に示すごとく、ハニカム成形体１０の変形量Δｒは、切断前のハニカム成形体１０の半径から、切断後のハニカム成形体１０の最小半径を引いたものである。なお、図７においては、外周壁１０３以外の図示を省略している。
切断装置１は、変形量Δｒが小さいほど、切れ味が良いといえる。また、切断装置１で切断されたハニカム成形体１０は、変形量Δｒが大きいほど、セル壁１０２、セル１０１も元の形状から潰れていることを目視で確認している。
また、切断装置１で切断されたハニカム成形体１０は、切断時におけるワイヤ２の入口近傍（すなわちＺ２側端部近傍）が主に潰れることを確認している。
本例の結果を、表１に、結果を示す。
Figure 2020059091
表１から、ハニカム成形体１０の切断時に超音波発生器４でワイヤ２を振動させた試料１〜６の切断装置１は、ハニカム成形体１０の切断時にワイヤ２に振動を加えない比較例の切断装置よりも、切断されるハニカム成形体１０の変形量Δｒが小さくなることが分かる。それゆえ、ハニカム成形体１０の切断時においては、超音波発生器４によりワイヤ２を振動させることで、ハニカム成形体１０に対する切れ味が良くなることが分かる。
また、試料１〜６の中でも、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側に超音波発生器４を配置した試料２〜５のうち、Ｙ２側の超音波発生器４を位置Ｂに配置した試料４、５は、特に変形量Δｒが小さくなっていることが分かる。すなわち、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側に超音波発生器４を配置した場合において、接触線部２１が走行する側の反対側（すなわちＹ２側）に配された超音波発生器４の振動端子４１は、ハニカム成形体１０に近いことが好ましいことが分かる。
以後、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側に超音波発生器４を配置した切断装置１において、接触線部２１が走行する側の反対側（すなわちＹ２側）に配された超音波発生器４を上流側振動器４ａといい、接触線部２１が走行する側（すなわちＹ１側）に配された超音波発生器４を下流側振動器４ｂということもある。
また、試料４、５のうちでも試料５における変形量Δｒが小さくなっていることが分かる。すなわち、図８に示すごとく、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側に超音波発生器４を配置した場合において、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０と下流側振動器４ｂの振動端子４１との間の間隔を、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０と上流側振動器４ａの振動端子４１との間の間隔よりも大きくすることが、ハニカム成形体１０の変形量Δｒを小さくする観点から好ましいことが分かる。
（実験例２）
本例は、図９に示すごとく、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側に超音波発生器４を配置した切断装置１において、上流側振動器４ａの振動端子４１及び下流側振動器４ｂの振動端子４１のそれぞれの振幅を種々変更した切断装置１につき、切れ味を評価した実験例である。
各試料において、図９に示すごとく、上流側振動器４ａの振動端子４１を位置Ｂに配し、下流側振動器４ｂの振動端子４１を位置Ｃに配した。上流側振動器４ａの振動端子４１及び下流側振動器４ｂの振動端子４１のそれぞれの振幅を種々変更した試料７〜１５の切断装置１を用いた。各試料の上流側振動器４ａの振動端子４１及び下流側振動器４ｂの振動端子４１のそれぞれの振幅については、表１に示す。
本例において、各試料が切断するハニカム成形体１０は、セル壁１０２の厚みが７５μｍ、セル１０１密度が７５０個／ｉｎ2、である。なお、ハニカム成形体１０の直径は、実施例１と同様１１４ｍｍである。
また、各切断装置１において、ワイヤ２の直径は、いずれも０．０８ｍｍとした。その他、各切断装置１の構成や実験方法については、実施例１と同様である。
本例の結果を表２に、結果を示す。
Figure 2020059091
表２から、上流側振動器４ａの振幅が５０μｍ以上である試料７〜１２は、ハニカム成形体１０の変形量Δｒを小さくできることが分かる。すなわち、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側に超音波発生器４を配置した切断装置１においては、上流側振動器４ａの振動端子４１の振幅を５０μｍ以上とすることが、ハニカム成形体１０の変形量Δｒを小さくする観点から好ましいことが分かる。さらに、試料７〜１２のうち、上流側振動器４ａの振動端子４１の振幅と下流側振動器４ｂの振動端子４１の振幅とが等しい試料７、１１においては、特にハニカム成形体１０の変形量Δｒを小さくできることが分かる。
また、表２の、試料９と試料１３との比較や、試料１２と試料１４との比較から、上流側振動器４ａの振動端子４１の振幅を、下流側振動器４ｂの振動端子４１の振幅よりも大きくすると、変形量Δｒを小さくしやすいことが分かる。すなわち、Ｙ方向におけるハニカム成形体１０の両側に超音波発生器４を配置した切断装置１においては、上流側振動器４ａの振動端子４１の振幅を下流側振動器４ｂの振動端子４１の振幅よりも大きくすることが、ハニカム成形体１０の変形量Δｒを小さくする観点から好ましいことが分かる。
（実施形態２）
本実施形態は、図１０〜図１２に示すごとく、実施形態１に対して、超音波発生器４の振動端子４１の先端部の形状を変更した実施形態である。
図１１に示すごとく、各振動端子４１は、先端面４１１に、接触線部２１と平行な配置溝４１３を有する。接触線部２１は、配置溝４１３内に配されている。振動端子４１の配置溝４１３は、振動端子４１の先端面４１１の一部が、Ｚ２側に凹むよう形成されている。配置溝４１３は、Ｙ方向の両側が開放されている。
配置溝４１３の底面４１３ａは、ワイヤ２の外周面に沿うよう曲面状に形成されている。底面４１３ａは、ワイヤ２の外周面の曲率よりも小さい曲率の曲面で形成されている。ワイヤ２は、配置溝４１３の底面４１３ａに接触している。つまり、配置溝４１３の底面４１３ａが、ワイヤ２の接触線部２１に接触する接触面４１２を構成している。
図１１に示すごとく、配置溝４１３は、接触線部２１の直径よりも深い溝として構成されている。接触線部２１は、配置溝４１３の内側に収まるよう配されている。すなわち、配置溝４１３のＺ方向の寸法は、接触線部２１の直径よりも大きい。接触線部２１は、図１１において二点鎖線で示す配置溝４１３のＺ１側の位置よりもＺ１側には突出していない。
また、図１２に示すごとく、各振動端子４１は、接触面４１２とＹ方向におけるハニカム成形体１０側の側面部４１６との間の内側角部４１４が、接触面４１２と側面部４１６とを滑らかにつなぐ曲面状に形成されている。つまり、Ｙ方向における接触面４１２のハニカム成形体１０側の端部は、Ｙ方向においてハニカム成形体１０側へ向かうほど、Ｚ２側へ向かうようアール状に形成されている。
なお、図１２に示すごとく、本実施形態において、振動端子４１は、接触面４１２とＹ方向におけるハニカム成形体１０から遠い側の側面部４１７との間の外側角部４１５も曲面状に形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。
本実施形態において、振動端子４１は、先端面４１１に、接触線部２１と平行な配置溝４１３を有し、接触線部２１は配置溝４１３内に配されている。それゆえ、ワイヤ２が、振動端子４１から外れることを防止しやすい。これにより、一層、振動端子４１の振動をワイヤ２に伝達しやすい。
また、配置溝４１３は、接触線部２１の直径よりも深い溝として構成されており、接触線部２１は、配置溝４１３の内側に収まるよう配されている。これにより、ワイヤ２が振動端子４１から外れることをより確実に防止しやすい。
また、振動端子４１は、接触線部２１と接触する接触面４１２とＹ方向におけるハニカム成形体１０側の側面部４１６との間の内側角部４１４が、接触面４１２と側面部４１６とを滑らかにつなぐ曲面状に形成されている。それゆえ、ワイヤ２の繰り返しの振動等により、ワイヤ２が内側角部４１４によって消耗されることを防止しやすい。ここで、接触線部２１でハニカム成形体１０を切断する際、接触線部２１は、ハニカム成形体１０によって若干Ｚ２側に引っ張られる。これにより、接触線部２１における振動端子４１側の端部は、内側角部４１４に押し付けられやすくなる。そこで、内側角部４１４を前述のような曲面状に形成することで、ワイヤ２の耐久性を確保することができる。
また、振動端子４１は、外側角部４１５も曲面状に形成されている。すなわち、振動端子４１は、Ｙ方向における接触面４１２の両端部と振動端子４１の側面部４１６、４１７との間に形成された一対の角部が曲面状に形成されている。それゆえ、切断装置１の生産性の向上を図りやすい。ここで、振動端子４１の一対の角部のうちの一方のみを曲面状にした場合、曲面状にした側をＹ方向におけるハニカム成形体１０に近い側に向けるよう、超音波発生器４を切断装置１に取り付ける必要が生じてしまう。一方、本構成によれば、超音波発生器４の一対の角部がＹ方向に並ぶように取り付けさえすれば、前述のワイヤ２の耐久性確保の効果を得ることができるため、切断装置１の生産性を向上させやすい。また、外側角部４１５によってワイヤ２が消耗されることを防止することができる。
その他、実施形態１と同様である。
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
１ 切断装置
１０ ハニカム成形体
２ ワイヤ
２１ 接触線部
３ 張力印加部
４ 超音波発生器
４１ 振動端子
Ｘ ハニカム成形体の軸方向
Ｚ 切断方向

Claims (9)

  1. ワイヤ（２）によって軟質のハニカム成形体（１０）を前記ハニカム成形体の軸方向（Ｘ）に交差する切断方向（Ｚ）に切断する切断装置（１）であって、
    張力を付与された状態で配されるとともに、前記ハニカム成形体の切断時に前記ハニカム成形体に接触する接触線部（２１）を有する前記ワイヤと、
    前記接触線部に張力を印加する張力印加部（３）と、
    前記切断方向に超音波振動する振動端子（４１）を有する超音波発生器（４）と、を備え、
    前記超音波発生器は、前記振動端子を前記ワイヤの前記接触線部に直接接触させて前記ワイヤに振動を付与する、切断装置。
  2. 前記張力印加部は、前記ワイヤの一端を固定する固定部（３１）と、前記ワイヤの他端部を巻き取ることで前記ワイヤに張力を印加する巻取部（３２）と、外周部に対して前記ワイヤが架設されるとともに、前記固定部及び前記巻取部に対して前記切断方向に移動可能な一対のガイド部（３３）と、を備え、前記張力印加部は、一対の前記ガイド部を、前記固定部及び前記巻取部に対して前記切断方向の一方側（Ｚ１）に移動させることにより、前記ワイヤの前記接触線部を前記接触線部の延在方向（Ｙ）の一方側（Ｙ１）に向かって走行させる、請求項１に記載の切断装置。
  3. 前記超音波発生器を複数有し、複数の前記超音波発生器は、前記ワイヤの前記接触線部の延在方向（Ｙ）における前記ハニカム成形体の両側にそれぞれ配されている、請求項１又は２に記載の切断装置。
  4. 前記振動端子は、先端面（４１１）に、前記接触線部と平行な配置溝（４１３）を有し、前記接触線部は前記配置溝内に配されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の切断装置。
  5. 前記配置溝は、前記接触線部の直径よりも深い溝として構成されており、前記接触線部は、前記配置溝の内側に収まるよう配されている、請求項４に記載の切断装置。
  6. 前記振動端子は、前記接触線部と接触する接触面（４１２）と前記接触線部の延在方向（Ｙ）における前記ハニカム成形体側の側面部（４１６）との間の内側角部（４１４）が、前記接触面と前記側面部とを滑らかにつなぐ曲面状に形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の切断装置。
  7. 一対の前記張力印加部は、前記ワイヤの前記接触線部を前記接触線部の延在方向（Ｙ）の一方側（Ｙ１）に走行させることができるよう構成されており、前記切断装置は、前記ハニカム成形体に対して、前記延在方向の他方側（Ｙ２）に配された前記超音波発生器である上流側振動器（４ａ）と、前記ハニカム成形体に対して、前記延在方向の前記一方側に配された前記超音波発生器である下流側振動器（４ｂ）とを有し、前記延在方向における前記ハニカム成形体と前記下流側振動器の前記振動端子との間の間隔は、前記延在方向における前記ハニカム成形体と前記上流側振動器の前記振動端子との間の間隔よりも大きい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の切断装置。
  8. 一対の前記張力印加部は、前記ワイヤの前記接触線部を前記接触線部の延在方向（Ｙ）の一方側（Ｙ１）に走行させることができるよう構成されており、前記切断装置は、前記ハニカム成形体に対して、前記延在方向の他方側（Ｙ２）に配された前記超音波発生器である上流側振動器（４ａ）と、前記ハニカム成形体に対して、前記延在方向の前記一方側に配された前記超音波発生器である下流側振動器（４ｂ）とを有し、前記上流側振動器の前記振動端子の振幅は、５０μｍ以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の切断装置。
  9. 一対の前記張力印加部は、前記ワイヤの前記接触線部を前記接触線部の延在方向（Ｙ）の一方側（Ｙ１）に走行させることができるよう構成されており、前記切断装置は、前記ハニカム成形体に対して、前記延在方向の他方側（Ｙ２）に配された前記超音波発生器である上流側振動器（４ａ）と、前記ハニカム成形体に対して、前記延在方向の前記一方側に配された前記超音波発生器である下流側振動器（４ｂ）とを有し、前記上流側振動器の前記振動端子の振幅は、前記下流側振動器の前記振動端子の振幅よりも大きい、請求項１〜８のいずれか一項に記載の切断装置。
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