JP4920793B2 - 封口用マスク位置 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム構造体の封口用マスクに関する。

従来より、ハニカムフィルタが、DPF（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタは、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の一端面に対して、封口する場所に貫通孔を有する封口用マスクを介してピストン８により封口材を貫通孔に押圧することにより、ハニカム構造体の所望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

ところで、ハニカム構造体の一部の貫通孔に選択的に封口材を供給する封口用マスクは、貫通孔を有するが、この貫通孔の断面をテーパ形状にする、すなわち、封口用マスクの一方面の貫通孔の径を、他方の面の貫通孔の径よりも小さくする場合がある。この場合、ハニカム構造体の端面に封口用マスクを配置する際に、封口用マスクの表裏を認識する必要があるが、貫通孔は径が小さく、従来の封口マスクでは、表裏の認識が容易ではなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、表裏の認識が容易な封口用マスクを提供することを目的とする。

本発明にかかる封口用マスクは、ハニカム構造体の一部の貫通孔に選択的に封口材を供給するための封口用マスクであって、円板状の外形と、複数の貫通孔と、前記円板の端に設けられて円周方向に離間する一対のオリエンテーションフラットと、を備え、前記一対のオリエンテーションフラットの前記円板の中心を通る垂線同士がなす角は１８０度以外であり、前記一対のオリエンテーションフラットの長さは互いに異なる。

本発明によれば、一対のオリエンテーションフラットの垂線同士のなす角が１８０度以外であり、かつ、一対のオリエンテーションフラットの長さが互いに異なるので、短いオリエンテーションフラットと、長いオリエンテーションフラットとが円周方向に配置される順番（例えば、短いオリエンテーションフラットから長いオリエンテーションフラットまで最短距離で向かう方向が時計回りとなる面を表面とする）に基づいて、マスクの表裏の判別が容易に行なえる。

ここで、前記垂線同士は２０〜１６０度で交差することができる。

また、前記一対のオリエンテーションフラットの長さの比は、１：１．１〜３であることができる。

また、前記貫通孔の断面形状はテーパ形状とすることができる。

本発明によれば、表裏の認識が容易な封口用マスクを提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る位置合わせ装置４００の斜視図である。 図２の（ａ）は、図１の位置合わせ装置４００の固定治具１００の上面斜視図、図２の（ｂ）は、固定治具１００の下面斜視図である。 図３は、固定治具１００の側面図である。 図４は、固定治具１００の上面図である。 図５は、図１の位置合わせ装置にハニカム構造体を固定した状態を示す斜視図である。 図６は、図５のハニカム構造体の端面の拡大図である。 図７は、図５の位置合わせ装置に位置合わせ用マスクを固定した状態を示す斜視図である。 図８は、図７の位置合わせ用マスクの拡大上面図である。 図９は、図７の状態の位置合わせ用マスク及びハニカム構造体の拡大上面図であり、位置合わせ画完了した状態である。 図１０は、図７の状態の位置合わせ用マスク及びハニカム構造体の拡大上面図であり、位置合わせ用マスク及びハニカム構造体の位置がＸ方向にずれている状態である。 図１１は、図７の状態の位置合わせ用マスク及びハニカム構造体の拡大上面図であり、位置合わせ用マスク及びハニカム構造体の位置がＺ軸周りの回転方向にずれている状態である。 図１２は、図９の位置合わせ装置に封口用マスクを固定した状態を示す斜視図である。 図１３の（ａ）は、図１２の封口用マスクの上面図、図１３の（ｂ）は、図１２の封口用マスクの一部の断面図である。 図１４は、図１２の位置合わせ装置から固定治具を除去した状態を示す斜視図である。 図１５は、本発明の実施形態に係る封口装置及び封口方法を示す部分断面図である。

本発明の実施形態について、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。

（位置合わせ装置４００）
まず、本実施形態で用いる位置合わせ装置４００について説明する。本発明の一実施形態にかかる位置合わせ装置４００は、図１に示すように、主として、固定治具１０
０と、固定治具１００を着脱可能に固定する架台部３００とを有する。架台部３００は、主として、台座３０２と、台座３０２に固定された移動機構３１０と、台座３０２に固定された台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）３０４とを有している。

（台座３０２）
台座３０２は、板状をなす部材であり、上面が水平面となるように配置されている。移動機構３１０は、この台座３０２の上面に固定されている。

(移動機構３１０)
図１に示す、移動機構３１０は、移動部材３２０と、移動部材３２０を移動させる移動部３１０Ａとを有する。移動部３１０Ａは、回動部３１０θと、Ｙ移動部３１０Ｙと、Ｘ移動部３１０Ｘとを有しており、移動部材３２０を、台座３０２に対して、水平面（ＸＹ面）と平行な方向に移動可能、かつ、水平面と垂直な軸（Ｚ軸）周りに回動可能である。また、移動部３１０Ａは、Ｚ移動部３１０Ｚを有することができる。

回動部３１０θは、ハンドル３１０θａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を鉛直軸（Ｚ軸）周りに回動、すなわち、正逆両方向に回転する。Ｙ移動部３１０Ｙは、ハンドル３１０Ｙａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を±Ｙ方向に移動させる。Ｘ移動部３１０Ｘは、ハンドル３１０Ｘａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を±Ｘ方向に移動させる。Ｚ移動部３１０Ｚは、ハンドル３１０Ｚａの操作に応じて、台座３０２に対して、移動部材３２０を±Ｚ方向に移動させる。

図１４は、図１の位置合わせ装置４００から、固定治具１００を取り外した状態の架台部３００を示すものである。移動部材３２０は、移動部３１０Ａとの接続部３２０ｂと、接続部３２０ｂに接続された円板状の円板部３２０ａ、及び、円板部３２０ａの上面中央に設けられた凸部３２０ｃとを有する。

（固定治具１００）
図１〜図４に示すように、移動部材３２０上に載置される固定治具１００は、主として、固定治具台座１０、エアピッカー３０、電磁ホルダ（固定治具側マスク固定部材）２０を有する。図２の（ａ）は本実施形態に係る固定治具１００の上面斜視図、図２の（ｂ）は固定治具１００の下面斜視図、図３は固定治具１００の側面図、図４は固定治具１００の上面図である。

固定治具台座１０は、図２に示すように、概ね円板状をなし、上面中央部に円板状の凸部１２を有する。凸部１２の上面中央部には、円板状の凹部１４が形成され、凹部１４の上面が、ハニカム構造体の端面を載置する載置面１４ａとなる。凹部１４の直径は、図５に示すように、ハニカム構造体７０の下端部を収容できる大きさとされている。図２の（ｂ）及び図３に示すように、固定治具台座１０の底面には凹部１０ａが形成されている。固定治具台座１０の凹部１０ａは、図１４に示す、移動部材３２０の凸部３２０ｃと嵌合可能とされている。

図２に戻って、エアピッカー３０は、支持棒３１の上端に取り付けられている。支持棒３１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、エアピッカー３０を３つ備えている。３つのエアピッカー３０は、図４に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図５に示すように、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体の側面７０ｓを３方から挟持可能な位置に配置されている。

図２に戻って、エアピッカー３０は、ガス出入口３０ｃを有するベース部３０ａと、ガス出入口３０ｃから供給されるガスにより膨らむことの出来るゴム中空体３０ｂと、を備える。エアピッカー３０に対して、ガス出入口３０ｃからガスを供給すると、ゴム中空体３０ｂが膨らんでハニカム構造体の側面を３方から押圧できる一方、ガス出入口３０ｃからガスを排出すると、ゴム中空体３０ｂがしぼんでハニカム構造体の側面を押圧しなくなる。なお、ガスの配管は図示を省略している。

電磁ホルダ２０は、支持棒２１の上端に取り付けられている。支持棒２１は、載置面１４ａを取り囲むように３つ配置されている。したがって、本実施形態では、電磁ホルダ２０を３つ備えている。３つの電磁ホルダ２０は、図４に示すように、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに１２０度離れた位置に配置されており、図７に示すように、ハニカム構造体７０の上面に配置される位置合わせ用マスク２７０や封口用マスク１７０（図１２参照）の外周部１７０ｐの下面に３方から対向する位置に配置されている。図４に示すように、電磁ホルダ２０と、エアピッカー３０とは、載置面１４ａの中心Ｏ周りに互いに６０度離れた位置に配置されている。

電磁ホルダ２０は、図３に示すように、上面２０ａが平面とされている。図３に示すように、この電磁ホルダ２０の上面２０ａの位置は、載置面１４ａ上に載置されるハニカム構造体７０の上端面と同一平面となるようにされている。

電磁ホルダ２０は、図２に示すように、上面２０ａから磁束を放出する永久磁石２０ｂと、この磁束と逆向きの磁束を放出可能な電磁石２０ｃと、を内部に有している。電磁石２０ｃに電流が流れていない場合には、永久磁石２０ｂの磁界により、上面２０ａ上の磁性を有する金属板の下面を吸着してこれを固定できる一方、電磁石２０ｃに電流が流れている場合には、永久磁石２０ｂの磁界が電磁石の磁界により弱められるため、上面２０ａ上の金属板を容易に移動させることができる。

（台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）３０４）
図１に戻って、台座側マスク固定板３０４（台座側マスク固定部材）は、移動機構３１０を間に挟んで台座３０２と対向配置されている。

台座側マスク固定板３０４は、支持棒３０６により、台座３０２と所定距離離間するように台座３０２に固定されている。台座側マスク固定板３０４の上面には、位置合わせ用マスク２７０（図７参照）及び封口用マスク１７０（図１２参照）を収容して固定可能な凹部３０４ｂが形成されている。凹部３０４ｂは、図７及び図１２に示すように、位置合わせ用マスク２７０（図７参照）及び封口用マスク１７０（図１２参照）の中央部がハニカム構造体７０の上端面に対向するように、マスクを収容しＸＹ面内での動きを固定する。また、凹部３０４ｂには、位置合わせ用マスク２７０のオリエンテーションフラット２７０ｏｆ１、２７０ｏｆ２（図７参照）、及び封口用マスク１７０のオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１、１７０ｏｆ２（図１２参照）に当接可能な平坦な当接部３０４ｏ１、３０４ｏｆ２が形成されており、これらのマスク１７０，２７０の固定時に、これらマスク１７０，２７０の向きが固定されると共に、マスクのＺ軸周りの回転も規制される。

さらに、図１に示すように、台座側マスク固定板３０４には、その側面の一端から凹部３０４ｂの中央部までに亘って延びる切欠き３０４ａが形成されている。切欠き３０４ａは、図５に示すように、固定治具１００が移動部材３２０に固定された状態において、ハニカム構造体７０及び電磁ホルダ２０の上端部を収容する。また、切欠き３０４ａは、移動部材３２０から離脱した固定治具１００を外部に持ち出す際に、ハニカム構造体７０や電磁ホルダ２０が台座側マスク固定板３０４に引っかからずに容易に持ち出せるようになっている。切欠き３０４ａのＸ方向の幅は、凹部３０４ｂのＸ方向の幅、すなわち、マスクの直径よりは小さくされている。

また、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂの底面は平面とされ、その高さは、固定治具１００が移動部材３２０上に固定された状態において、固定治具１００の電磁ホルダ２０の上面２０ａと同一面上にあるようにされる。したがって、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂの底面と、載置されるハニカム構造体７０の上端面とは同一面上にあることとなる。凹部３０４ｂの底面と、ハニカム構造体７０の上端面とが同一面上でない場合には、後述する位置合わせ工程の前等に、移動部３１０Ｚのハンドル３１０Ｚａを適宜回して調節すればよい。

（製造方法）
続いて、このような位置合わせ装置４００を使用したハニカムフィルタの製造方法について説明する。

まず、図２のように位置合わせ装置４００から分離された状態の固定治具１００に対して、ハニカム構造体７０を、開口がある一端面(下面)が載置面１４ａと対向するように、固定治具１００の載置面１４ａ上に載置する。その後、エアピッカー３０のガス出入口３０ｃからガスを供給することにより、ゴム中空体３０ｂを膨らませ、ゴム中空体３０ｂによりハニカム構造体７０の側面７０ｓを３方から挟持する。これにより、ハニカム構造体７０が、固定治具台座１０に対して固定される（固定治具固定工程）。

続いて、図５に示すように、位置合わせ装置４００の移動機構３１０の移動部材３２０上に、ハニカム構造体７０を固定した固定治具１００を載置し、固定治具１００を移動部材３２０に固定する。このとき、図１４の移動部材３２０の凸部３２０ｃと、固定治具１００の固定治具台座１０の底面の凹部１０ａとを嵌合させる。

（ハニカム構造体７０）
ここでハニカム構造体７０について説明する。ハニカム構造体７０は、図５及び図６に示すように、互いに平行に伸びる複数の貫通孔７０ａを有する円柱体である。

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、１００〜３２０ｍｍとすることできる。本実施形態では、貫通孔７０ａの断面形状は正方形であり、例えば、貫通孔の断面のサイズは、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。貫通孔７０ａ間の間隔である隔壁の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。

図６はハニカム構造体７０の端面図である。図６に示すように、ハニカム構造体７０の端面７０ｅにおいて、多数の断面正方形の貫通孔７０ａはマトリクス状に配置、特に、正方形配列、すなわち、各貫通孔７０ａの中心が、仮想的な正方形の頂点に配置されている。また、外壁の輪郭７０ｐは、円形である。ここで、端面における中心をＯとする。

ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより多孔性セラミクスとなるグリーン（未焼成体）とでき、この場合、セラミクス原料を含む成形体や、セラミクス粒子の成形体であることができる。セラミクスは特に限定されないが、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、セラミクス原料である無機化合物源粉末、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、セラミクスがチタン酸アルミニウムの場合、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等などが挙げられる。

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Ａｌ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。潤滑剤及び可塑剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜１０重量部とでき、０．１〜５重量部とできる。

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。分散剤の添加量は、無機化合物源粉末の１００重量部に対して、０〜２０重量部とでき、２〜８重量部とできる。

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Ａｌなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。

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、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル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。

このようなハニカム構造体７０は例えば以下のようにして製造することができる。まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物を隔壁の形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切断後、公知の方法で乾燥することにより、ハニカム構造体７０を得ることができる。

なお、ハニカム構造体は、未焼成体でなくて、焼成済みのもの（例えば、多孔質セラミクス）であってもよい。

続いて、図７に示すように、位置合わせ用マスク２７０を、その中央部がハニカム構造体７０の上端面と対向し、かつオリエンテーションフラット２７０ｏｆ１が凹部３０４ｂの当接部３０４ｏｆ１と当接し、かつ、オリエンテーションフラット２７０ｏｆ２が凹部３０４ｂの当接部３０４ｏｆ２と当接するように、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂに嵌め込む。これにより、位置合わせ用マスク２７０は、台座３０２に対して、水平面（ＸＹ面）の並進方向、及び、鉛直軸（Ｚ軸）周りの回転方向の動きが規制される（台座への位置合わせ用マスク固定工程）。

ここで、図８〜図１１を参照して位置合わせ用マスク２７０について説明する。位置合わせ用マスク２７０の外径は、ハニカム構造体７０の外径よりも大きくなっており、位置合わせ用マスク２７０は、ハニカム構造体７０とは対向しない環状の外周部２７０ｐを有する。位置合わせ用マスク２７０の材料は特に限定されず、後述する電磁ホルダ２０による吸着が可能である必要もない。例えば、材質としては、ステンレス、電気亜鉛めっき鋼板（ＳＥＣＣ）、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、樹脂板等が挙げられる。

図８に示すように、位置合わせ用マスク２７０は、円板状の板２７０ｂと、この板２７０ｂに形成された矩形の開口２７０ａを４つ備える。各開口２７０ａの長軸の延長線ａｘは板２７０ｂ上の一点Ｐを通り、かつ、互いに隣り合う長軸の延長線ａｘがなす角はそれぞれ９０度である。一点Ｐは円板の中心にできる。また、位置合わせ用マスク２７０は、円板状の板２７０ｂの中心Ｐを中心とする中央開口部２７０ｈを備える。

このような位置合わせ用マスク２７０によれば、図９に示すように、ハニカム構造体７０の端面７０ｅと対向したときに、位置合わせ用マスク２７０の各開口２７０ａから、それぞれハニカム構造体７０の端面７０ｅの外壁の輪郭の部分７０ｐ１、７０ｐ２，７０ｐ３，７０ｐ４を見ることができる。特に、本実施形態では、開口２７０ａは、輪郭７０ｐの内、図９に示すように、ハニカム構造体７０の端面７０ｅの中心Ｏの周りに９０度ずつ離れた４つの輪郭の部分７０ｐ１、７０ｐ２，７０ｐ３，７０ｐ４を露出させることが出来る。このとき、４つの開口２７０ａにおいて、輪郭の部分７０ｐ１〜７０ｐ４と、開口２７０ａの外周側の短辺２７０ａｓとの最短距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３，Ｄ４がすべて等しくなった場合に、位置合わせ用マスク２７０の中心Ｐと、ハニカム構造体７０の端面の中心Ｏとが合致したものとすることができる。ここで、最短距離Ｄ１〜Ｄ４は、０〜１０ｍｍとできる。また、本実施形態では、中央開口部２７０ｈからも、ハニカム構造体７０の端面７０ｅの部分７０ｐ０を見ることができる。これにより、位置合わせ用マスク２７０の中心Ｐと、ハニカム構造体７０の端面の中心Ｏとを合致させ易くなる。

また、この状態で、さらに、開口２７０ａから、ハニカム構造体７０の隣り合う複数の貫通孔７０ａの輪郭が並ぶ方向Ｅを見ることができ、本実施形態の位置合わせ用マスク２７０は、貫通孔７０ａの輪郭が並ぶ方向Ｅと、開口２７０ａの内の半径方向に延びる長辺２７０ａｒとが平行となりうるようにされている。開口２７０ａの幅Ｗは特に限定されないが、隣り合う貫通孔７０ａの輪郭が並ぶ方向が見えるようにすべく、貫通孔７０ａの径よりも広いことが必要である。特に、開口２７０ａの短辺の幅Ｗは、その幅方向に２列以上の貫通孔７０ａの輪郭を露出させることができる距離とでき、５列以下とでき、また４列以下とできる。また、開口２７０ａの半径方向の長さＲは、貫通孔７０ａの輪郭が２つ以上並ぶことができる長さである必要があるが、３つ以上、また１０個以上並ぶことができる長さである。本実施形態では、隣り合う複数の貫通孔７０ａの輪郭が並ぶ方向Ｅと、開口２７０ａの長辺２７０ａｒとが平行になった状態で、ハニカム構造体７０のＺ軸まわりの回転位置と、位置合わせ用マスク２７０の回転位置とが合致したこととすることができる。すなわち、本実施形態では、４つの開口２７０から見えるＤ１〜Ｄ４の距離が同じでかつ、貫通孔７０ａの輪郭が並ぶ方向Ｅが長辺２７０ａｒと平行になる図９の状態が、ハニカム構造体７０と、位置合わせ用マスク２７０との位置合わせが完了した状態である。この場合、中央開口部２７０ｈから見えるハニカム構造体７０の端面７０ｅの部分７０ｐ０において、位置合わせ用マスク２７０の中央開口部２７０ｈの中心Ｐに貫通孔７０ａの隔壁の交差部が位置するか否かによっても、位置合わせが完了したか否かを判断することができる。

通常、位置合わせ用マスク２７０を、凹部３０４ｂにはめ込んだ状態では、図９のように４つの開口２７０から見えるＤ１〜Ｄ４の距離が同じでかつ、かつ、位置合わせ用マスク２７０の中央開口部２７０ｈの中心Ｐに貫通孔７０ａの隔壁の交差部が位置し、貫通孔７０ａの輪郭が並ぶ方向Ｅが長辺２７０ａｒと平行になることは少ない。したがって、必要に応じて移動部３１０Ａの各ハンドル３１０θａ、３１０Ｘａ、３１０Ｙａを回すことにより、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、位置合わせ用マスク２７０の開口２７０ａとの位置合わせを行い、これにより、ハニカム構造体７０の端面のＸＹ方向の水平位置、及び、Ｚ軸周りの回転位置を、位置合わせ用マスク２７０に対して所定の正しい位置にあわせ、図９の状態にする（ハニカム構造体位置合わせ工程）。

例えば、ハニカム構造体７０の端面７０ｅの中心位置Ｏと、位置合わせ用マスク２７０の中心位置ＰとがＸ方向にずれている場合、図１０に示すように、−Ｘ側の開口２７０ａ内にハニカム構造体の外壁の輪郭７０ｐが見えなくなって距離Ｄ２が定義できなくなったり、距離Ｄ４が、他の距離Ｄ３，Ｄ４等よりも大きくなる。中央孔部２７０ｈから見えるハニカム構造体７０の端面７０ｅの部分７０ｐ０においても、位置合わせ用マスク２７０の中央開口部２７０ｈの中心Ｐに貫通孔７０ａの隔壁の交差部が位置しなくなる。この場合には、Ｘ移動部３１０を駆動して、ハニカム構造体７０を移動させ、Ｄ１〜Ｄ４が同じとなり、位置合わせ用マスク２７０の中央開口部２７０ｈの中心Ｐに貫通孔７０ａの隔壁の交差部が位置するように、位置を合わせればよい。

また、ハニカム構造体の端面７０ｅ及び位置合わせ用マスク２７０のＺ軸周りの回転位置が異なっている場合には、図１１に示すように、開口における貫通孔７０ａの輪郭が並ぶ方向Ｅと、開口２７０ａの長辺２７０ａｒの方向とが平行でなく、斜めとなる。この場合には、回動部３１０θを駆動して、ハニカム構造体７０を時計回りに回転させ、これらが平行となるように位置を合わせればよい。

なお、位置合わせの具体的方法は特に限定されず、距離Ｄ１〜Ｄ４、方向Ｅ及び長辺２７０ａｒの方向を目視で判断しながら、ハンドル３１０θａ、３１０Ｘａ、３１０Ｙａを手で回して合わせてもよい。また、カメラで撮影した画像に基づいて、公知の画像解析法により距離Ｄ１〜Ｄ４、方向Ｅ及び長辺２７０ａｒの方向を認識し、必要な移動量をコンピュータにより求め、移動部をコンピュータにより自動的に制御してもよい。

この位置合わせの際に、図７に示す各電磁ホルダ２０の上面２０ａは、位置合わせ用マスク２７０の外周部１７０ｐと対向している。そして。位置合わせ用マスク２７０が磁石に吸着する材料である場合には、電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃに電流を流しておき、永久磁石２０ｂの磁束をキャンセルすることにより、電磁ホルダ２０の上面２０ａによる吸着力の発生を抑制し、位置合わせ用マスク２７０が電磁ホルダ２０の上面２０ａの上で水平方向に自由に動けるようにしておく。なお、位置合わせ用マスク２７０が磁石に吸着しない材料の場合にはこのような工程は不要である。

続いて、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂから位置合わせ用マスク２７０を除去する（位置合わせ用マスク除去工程）。その後、図１２に示すように、この凹部３０４ｂに、封口用マスク１７０をそのオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１が凹部３０４ｂの当接部３０４ｏｆ１と当接し、かつ、オリエンテーションフラット１７０ｏｆ２が凹部３０４ｂの当接部３０４ｏｆ２と当接するように、嵌め込む（封口用マスク配置工程）。これにより、封口用マスク１７０が、台座３０２に対して、水平面の並進方向、及び、鉛直軸周りの回転方向の動きが規制される。

（封口用マスク１７０）
ここで、封口用マスク１７０について説明する。封口用マスク１７０は、図１２及び図１３の（ａ）に示すように、位置合わせ用マスク２７０と同一の外形形状の略円板状の部材であり、多数の貫通孔１７０ａを有する。すなわち、封口用マスク１７０の外径は、ハニカム構造体７０の外径よりも大きくなっており、封口用マスク１７０は、ハニカム構造体７０とは対向しない環状の外周部１７０ｐを有する。また、封口用マスク１７０には、位置合わせ用マスク２７０と同様に、マスクの回転方向の動きを固定すべく端面に平坦切欠部としてのオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１、１７０ｏｆ２が設けられている。特に、封口用マスク１７０は、電磁ホルダ２０による吸着を可能とすべく、磁力により吸着可能な強磁性材料、例えば、フェライト系ステンレスからなることができる。

封口用マスク１７０の貫通孔１７０ａの平面形状は、例えば、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図６参照）に対応する正方形とすることができる。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図１３の（ａ）に示すように、千鳥配置とされており、各貫通孔１７０ａは、図６の正方配置されたハニカム構造体７０の複数の貫通孔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のみに対向して配置される。特に、この封口用マスク１７０は、上述のようにして、ハニカム構造体７０の端面７０ｅと、位置合わせ用マスク２７０とが正確に位置合わせされた状態、すなわち、ハニカム構造体の端面７０ｅと台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂとが位置合わせされた状態で、凹部３０４ｂに嵌め込むことによって、封口すべき貫通孔７０ａと貫通孔１７０ａとが連通し、かつ、封口すべきでない貫通孔７０ａが遮蔽されるように、予め、オリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，１７０ｏｆ２に対して各貫通孔１７０ａが配置されている。

このような封口用マスク１７０を、図１２に示すように、オリエンテーションフラット１７０ｏｆが凹部３０４ｂの当接部３０４ｏｆと当接するように、台座側マスク固定板３０４の凹部３０４ｂに嵌め込むことにより、何ら位置合わせ作業をすることなく、図１３の（ｂ）に示すように、封口すべきハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、封口用マスク１７０の貫通孔１７０ａとが互いに連通し、かつ、封口したくないハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが封口用マスク１７０により遮蔽される。すなわち、封口用マスク１７０の貫通孔１７０ａからハニカム構造体の端面７０ｅを見ながらこれらの位置合わせをする必要がない。この時、嵌め込まれた封口用マスク１７０は、台座３０２に対する、水平面の並進方向、及び、鉛直軸周りの回転方向の動きが規制される（台座へのマスク固定工程）。

また、この封口用マスク１７０は、図１３の（ｂ）に示すように、貫通孔１７０ａの断面形状がテーパ状である。これにより、ハニカム構造体７０と、封口用マスク１７０との間に少々の位置ズレがあっても、所望の貫通孔７０ａに対して選択的に封口材を供給可能である。これを実現するためには、封口用マスク１７０の表裏を認識した上で、貫通孔７０ａ側（図１３の（ｂ）の上側）の貫通孔１７０ａの径が大きくなるように、封口用マスク１７０を凹部３０４ｂに嵌め込む必要がある。特に本実施形態では、図１３の（ａ）に示すように、封口用マスク１７０のオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１、１７０ｏｆ２の円板の中心Ｐを通る垂線ｆ１、ｆ２がなす角が１８０度以外であり、かつ、オリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，ｏｆ２の長さＷｏｆ１、Ｗｏｆ２が互いに異なっている。本実施形態では、Ｗｏｆ１＞Ｗｏｆ２である。したがって、封口用マスク１７０を目視して、例えば、２つのオリエンテーションフラットの長さの順番等に基づいて（具体的には、例えば、短いオリエンテーションフラットから長いオリエンテーションフラットまで最短距離で向かう方向が時計回りとなる面を表面とする）ことにより、封口用マスク１７０の表裏を容易に正しい向きに配置することができる。また、凹部３０４ｂに対して、このように形成された２つのオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，１７０ｏｆ２にそれぞれ当接することができる互いに長さの異なる当接部３０４ｏｆ１，３０４ｏｆ２を設けておくことにより、表裏を逆にした状態で封口用マスク１７０を凹部３０４ｂに配置することを規制することも出来る。特に、本実施形態では、垂線ｆ１、ｆ２のなす角が、２０〜１６０度であることができる。また、オリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，ｏｆ２の長さＷｏｆ１、Ｗｏｆ２の比は、１：１．１〜３であることができる。

続いて、ハニカム構造体７０と封口用マスク１７０との位置があった状態で、電磁ホルダ２０により封口用マスク１７０を固定治具台座１０に対して固定する（固定治具へのマスク固定工程）。例えば、電磁ホルダ２０の電磁石に電流を流している場合には、各電磁ホルダ２０の電磁石２０ｃの電流を切ることにより、永久磁石２０ｂによる磁束により封口用マスク１７０の外周部１７０ｐの下面を吸着できる。なお、封口用マスク１７０をはめ込む前に、電流を切っていていても構わない。

続いて、図１４に示すように、固定治具１００を、固定されていた移動部材３２０からリリースすると共に、封口用マスク１７０を、固定されていた台座側マスク固定板３０４からリリースする（固定治具の移動部材からの開放工程）。ここでは、例えば、図１４の矢印Ａに示すように、固定治具１００の固定治具台座１０を少し上方に動かした後、切欠き３０４ａに沿って−Ｙ方向に動かせばよい。これにより、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａと、封口用マスク１７０の貫通孔１７０ａとの位置があった状態で、これらを固定治具１００と共に位置合わせ装置４００の台座３０２から離れた場所の封口装置に搬送可能である。

続いて、図１５に示す封口装置２００において、封口用マスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の所望の貫通孔７０ａに封口材を供給する（封口工程）。本実施形態に係る封口装置２００は、主として、本体部２１０、弾性板２２０、ポンプ２５０を備える。

本体部２１０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２１０の上面２１０ａには、円柱状の凹部２１０ｄが形成されている。凹部２１０ｄの内面には、多孔質部材２１０ｐが貼り付けられている。

弾性板２２０は、凹部２１０ｄの開口面を覆うように、本体部２１０の上面２１０ａ上に、配置されている。弾性板２２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。弾性板２２０としては、ゴム板とできる。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。弾性板２２０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。

弾性板２２０は、リング部材２２５、及び、ボルト２３１により本体部２１０に固定されている。リング部材２２５は、本体部２１０の凹部２１０ｄに対応する位置に開口２２５ａ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２２５は、弾性板２２０における中央部（凹部２１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２２０上に配置されている。これにより、弾性板２２０の外周部が、本体部２１０とリング部材２２５とにより挟まれている。リング部材２２５及び弾性板２２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部２１０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２３１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２１０の上面２１０ａにおける凹部２１０ｄのまわりの部分に、弾性板２２０の外周部が密着して固定されている。

本体部２１０は、さらに、凹部２１０ｄの底面の多孔質部材２１０ｐに連通する連通路２１０ｅを有している。連通路２１０ｅには、接続パイプ２１４を介してポンプ２５０が接続されている。

ポンプ２５０は、シリンダ２５１、シリンダ２５１内に配置されたピストン２５３及びピストン２５３に接続されたピストンロッド２５４を備える。ピストンロッド２５４には、ピストンロッド２５４を軸方向に往復移動させるモータ２５５が接続されている。

本実施形態では、弾性板２２０と、ピストン２５３と、の間には、本体部２１０、接続パイプ２１４、及び、シリンダ２５１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、気体、液体等の流体ＦＬが充填されている。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部２１０の凹部２１０ｄ内から流体ＦＬを排出して弾性板２２０を凹部２１０ｄの内面に密着させて弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成することができ（図５の凹部２１０ｄの左側の状態）、また、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給することに弾性板２２０を凹部２１０ｄの底部から引き離すこと（図５の凹部２１０ｄの右側の状態）が出来る。

そして、予め、ピストン２５３を下げることにより、図１５の凹部２１０ｄの左側のように、弾性板２２０による凹部２２０ｄを形成し、この凹部２２０ｄ内に封口材１３０を貯留しておく。

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、液状とできる。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、セラミックス源粉末を１００質量部に対して、例えば、３０．２〜５０００質量部とすることができる。

潤滑剤としては、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Ａｌ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。潤滑剤の使用量は、セラミックス源粉末の１００質量部に対して、２〜２０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、イオン交換水などを用いることができる。なかでも、水とでき、不純物が少ない点で、イオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、セラミックス材料を１００質量部に対して、例えば、１５２０〜４６０質量部とすることができる。

続いて、本体部２１０の凹部２１０ｄ上に、上述した固定治具１００を配置する。ここでは、固定治具１００を、図１４の状態から、封口用マスク１７０が下側になりかつ固定治具台座１０が上側になるように天地をひっくり返し、封口用マスク１７０をリング部材２２５の開口２２５ａ内に配置し、封口用マスク１７０が弾性板２２０の凹部２２０ｄと対向するように配置する。

続いて、ポンプ２５０のピストンを上方に移動させることにより、凹部２１０ｄ内に流体ＦＬを供給し、これによって、図１５の凹部２１０ｄの右側に示すように、弾性板２２０を封口用マスク１７０に向かって移動させる。これにより、封口材１３０が封口用マスク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、封口部が形成する。

続いて、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２２０と本体部２１０との間にさらに流体ＦＬを供給し、弾性板２２０を上方向に凸状に変形させ、ハニカム構造体７０及びマスクを固定する固定治具１００を、弾性板２２０から引き離す。その後、電磁ホルダ２０の電磁石を駆動し、マスクを除去し、その後、エアピッカー３０を収縮させることにより、ハニカム構造体７０を固定治具台座１０から外すことが出来る。そして、必要に応じて、同様の操作により、ハニカム構造体７０の他の面のマスク固定及び封口を行うことができる。そして、封口されたハニカム構造体を乾燥、焼成することにより、ハニカムフィルタを製造することが出来る。

続いて、本実施形態の作用を説明する。本実施形態では、一対のオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，１７０ｏｆ２の垂線同士のなす角が１８０度以外であり、かつ、一対のオリエンテーションフラット１７０ｏｆ１，１７０ｏｆ２の長さＷｏｆ１，Ｗ０ｆ２が互いに異なるので、短いオリエンテーションフラットＷｏｆ２と、長いオリエンテーションフラットＷｏｆ１とが円周方向に配置される順番（例えば、短いオリエンテーションフラットＷ０ｆ２から長いオリエンテーションフラットＷｏｆ１まで最短距離で向かう方向が時計回りとなる面を表面とする）に基づいて、封口用マスク１７０の表裏の判別が容易に行なえる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。

例えば、上記実施形態では、封口用マスク１７０の開口１７０ａの形状や配置や大きさは、特に限定されない。

例えば、封口用マスク１７０の貫通孔１７０ａの断面形状は必ずしもテーパ形状でなくても良い。例えば、貫通孔１７０ａの断面形状がテーパ状でない場合でも、千鳥配列の位相が上下左右反転しないようにという理由から、封口用マスク１７０の表裏を判定する場合がある。

また、封口用マスク１７０の貫通孔７０ａの配置パターンも自由であり、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの配置等の態様にあわせて変更できる。例えば、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの配置は、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。この場合、貫通孔７０ａの配置に合わせて、封口用マスク１７０や位置合わせ用マスク２７０の開口２７０ａの数や角度を変更することができる。

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、多角形、円形等でも構わない。

また、封口用マスク１７０や封口用マスク１７０の外形形状も略円形には限定されず、楕円形、四角形等でも実施可能である。また、封口用マスク１７０において、開口２７０ａの長軸の延長線が交差する一点Ｐは、主面の形状の重心とすることができ、正多角形等であれば中心となる。なお、一点Ｐが、主面の重心とは異なる位置に配置され、偏心していても実施は可能である。

さらに、封口装置２００の形態も特に限定は無い。

また、位置合わせ用マスク２７０の開口の数や配置は特に限定されず、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが中央部から外側に向かって放射状に並ぶ方向に合わせて、適切に定めることができる。

また、位置合わせ用マスク２７０を用いることなく、封口用マスク１７０の開口から、ハニカム構造体７０の端面７０ｅの外壁の輪郭７０ｐや貫通孔の輪郭の位置を判断しながら封口用マスク１７０とハニカム構造体７０の端面７０７０ｅとの位置合わせをしても実施は可能である。

また、固定治具１００や、位置合わせ装置４００の態様は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形態様が可能である。

また、上記実施形態では、位置合わせ用マスク２７０を固定し、移動機構３１０によりハニカム構造体７０を移動させて位置合わせしているが、ハニカム構造体７０を固定し、位置合わせ用マスク２７０や封口用マスク１７０を移動して位置合わせをしてもよく、両方を動かして位置合わせをしてもよい。

さらに、上記実施形態では、移動機構３１０が移動する面及びマスクが配置される面及びハニカム構造体の端面が配置される面は水平面であるが、これに限定されず、例えば、鉛直面、斜面等であっても実施は可能である。また、台座３０２の形態も自由である。

１０…台座、１０ａ…凹部、２０…電磁ホルダ、７０…ハニカム構造体、７０ｅ…端面、７０ｐ…輪郭、１７０…封口用マスク、１７０ｏｆ１，１７０ｏｆ２…オリエンテーションフラット、１７０ｏｆ１，１７０ｏｆ２…オリエンテーションフラットの長さ、２７０…位置合わせ用マスク、２７０ａ…開口、２７０ａｒ…長辺（直線部）、２７０ｏｆ１，２７０ｏｆ２…オリエンテーションフラット、３０４…台座側マスク固定板（台座側マスク固定部材）、３０４ａ…切欠き、３０４ｂ…凹部、３０４ｏｆ１，３０４ｏｆ２…当接部、３１０…移動機構、３２０…移動部材、３２０ｃ…凸部、１００…固定治具、４００…位置合わせ装置。

Claims (4)

1. ハニカム構造体の一部の貫通孔に選択的に封口材を供給するための封口用マスクであって、
   円板状の外形と、複数の貫通孔と、前記円板の端に設けられて円周方向に離間する一対のオリエンテーションフラットと、を備え、
   前記一対のオリエンテーションフラットの前記円板の中心を通る垂線同士がなす角は１８０度以外であり、前記一対のオリエンテーションフラットの長さは互いに異なる封口用マスク。
2. 前記垂線同士は２０〜１６０度で交差する請求項１記載のマスク。
3. 前記一対のオリエンテーションフラットの長さの比は、１：１．１〜３である請求項１又は２のいずれかに記載のマスク。
4. 前記貫通孔の断面形状はテーパ形状である請求項１〜３のいずれか１項に記載のマスク。

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