JP5636525B2 - ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
(グリーンハニカム成形体(正六角形セル))
まず、本発明の第1実施形態において加工の対象となるグリーンハニカム成形体について説明する。図1(a)に示すように、本実施形態に係るグリーンハニカム成形体70は、例えば、上面71a、下面71b及び側面71cを有し、上面71a及び下面71bに複数の正六角形状の貫通孔である正六角形セル70hが略平行に配置された円柱体である。グリーンハニカム成形体70は、後で焼成することにより多孔質のセラミクスとなる未焼成成形体である。また、グリーンハニカム成形体70の正六角形セル70h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、グリーンハニカム成形体70の外径も特に限定されないが、例えば、10〜320mmとすることできる。
以下、本実施形態の超音波切断機について説明する。図2に示すように、本実施形態の超音波切断機200は、超音波信号発信器210、超音波振動子部220、ホーン部230、サポート板235及び切断刃240を備える。超音波信号発信器210は、電気的な超音波信号を発信する。超音波振動子部220は、超音波信号発信器210から供給された電気的な超音波信号を機械的な超音波振動に変換する。ホーン部230は、超音波振動子部220から供給された超音波振動の振幅を増幅する。本実施形態では、超音波信号発信器210に接続された複数個の超音波振動子部220それぞれに複数個のホーン部230が接続されている。複数個のホーン部230はサポート板235により切断刃240の刃幅に沿って並列に配置されている。切断刃240はホーン部230から供給された超音波振動により、20〜40kHz程度の周波数で振動させられる。
以下、本実施形態の超音波封口機について説明する。図3に示すように、本実施形態の超音波封口機300は、超音波信号発信器310、超音波振動子部320、ホーン部330及び封口用治具400を備える。上記の超音波切断機200と同様に、超音波信号発信器310は、電気的な超音波信号を発信する。超音波振動子部320は、超音波信号発信器310から供給された電気的な超音波信号を機械的な超音波振動に変換する。ホーン部330は、超音波振動子部220から供給された超音波振動の振幅を増幅する。封口用治具400はホーン部330から供給された超音波振動により、20〜40kHz程度の周波数で振動させられる。
以下、本実施形態の封口用治具について説明する。本実施形態では、正六角形セル70hを有するグリーンハニカム成形体70の両端面でそれぞれ異なる態様で正六角形セル70hの封口を行う。まず、グリーンハニカム成形体70を焼成後にディーゼルパティキュレートフィルタとした場合に、排ガスの供給側(入口側)となる上面71aを封口するための封口用治具について説明する。
以下、本実施形態のグリーンハニカム成形体70の切断工程について説明する。図9に示すように、上述したようにして用意した原料混合物を隔壁70Wの断面形状に対応する出口開口を有する押出成形機100から押し出すことにより、本実施形態に係るグリーンハニカム成形体70が製造される。
以下、本実施形態のグリーンハニカム成形体70の封口工程について説明する。図10に示すように、本実施形態では、正六角形セル70hを有するグリーンハニカム成形体70の上面71a及び下面71bの正六角形セル70hを同時に封口する。図10に示すように、封口面401aを有する封口用治具400が取り付けられた超音波封口機300と、封口面401bを有する封口用治具400が取り付けられた超音波封口機300とがそれぞれ用意される。グリーンハニカム成形体70の上面71a側の端部が上述した封口面401aを有する封口用治具400の支持ソケット部450に挿入される。一方、グリーンハニカム成形体70の下面71b側の端部が上述した封口面401bを有する封口用治具400の支持ソケット部450に挿入される。封口用治具400それぞれはホーン部330からの超音波振動により振動させられる。
(グリーンハニカム成形体(正方形セル))
以下、本発明の第2実施形態について説明する。まず、本発明の第2実施形態において加工の対象となるグリーンハニカム成形体について説明する。図19(a)(b)に示すように、本実施形態に係るグリーンハニカム成形体70は、例えば、上面71a、下面71b及び側面71cを有し、上面71a及び下面71bに複数の正方形状の貫通孔である正方形セル70sが略平行に配置された円柱体である。グリーンハニカム成形体70は、後で焼成することにより多孔質のセラミクスとなる未焼成成形体であり、正方形セル70s以外の構成や製造方法は、正六角形セル70hを有するグリーンハニカム成形体70と同様である。正方形セル70sは隔壁70wにより隔てられている。隔壁70wの厚みは、例えば、0.15〜0.76mmとすることができる。正方形セル70sの大きさは、例えば、一辺0.8〜2.5mmとすることができる。
以下、本実施形態の封口用治具について説明する。本実施形態では、正方形セル70sを有するグリーンハニカム成形体70の両端面で同様の態様で正方形セル70sの封口を行う。まず、グリーンハニカム成形体70を焼成後にディーゼルパティキュレートフィルタとした場合に、排ガスの供給側(入口側)となる上面71aを封口するための封口用治具について説明する。
以下、本実施形態のグリーンハニカム成形体70の封口工程について説明する。上記第1実施形態と同様の切断工程が行われた後に、グリーンハニカム成形体70の封口が行われる。図22に示すように、上面71a用として、封口面401cを有する封口用治具400が取り付けられた超音波封口機300が用意される。また、下面71b用として、上面71aで封口用突起410cが対応する正方形セル70s以外の正方形セル70sに対応する位置に封口用突起410cが配置された封口面401cを有する封口用治具400が取り付けられた超音波封口機300とが用意される。
(封口用治具)
以下、本発明の第3実施形態について説明する。図28及び図29に示すように、本実施形態のグリーンハニカム成形体70の下面71b用の封口用治具400’は、封口面401bの内側に封口用突起410bを収容した状態と、封口面401bの外側に封口用突起410bを突出させた状態とを選択的に変更可能とされている。封口用突起410bは、上記第1実施形態と同様に配置されており、封口用突起410bの底面と同じ直径の孔を介して封口面401bの内側への収容及び封口面401bの外側への突出が自在となっている。封口用突起410bの収容及び突出は、空気圧あるいは油圧機構により行うことができる。
以下、本実施形態のグリーンハニカム成形体70の切断工程について説明する。図30に示すように、原料から押出成形機100によって鉛直下方に押出成形された直後の正六角形セル70hを有するグリーンハニカム成形体70の下面71bを封口用治具400’の封口面401bによって支持する。このとき、封口用治具400’は、封口面401bの内側に封口用突起410bを収容した状態である。次に、図31にあるように、グリーンハニカム成形体70が封口用治具400’により支持された状態で、超音波切断機200の切断刃240により、グリーンハニカム成形体70が切断される。
次に、本実施形態のグリーンハニカム成形体70の封口工程について説明する。図32及び図33に示すように、切断工程で切断された上面71aを封口用治具400’の封口面401aによって支持する。このとき、封口用治具400’は、封口面401aの内側に封口用突起410aを収容した状態である。
71a 上面
71b 下面
71c 側面
70h 正六角形セル
70W 隔壁
70s 正四角形セル
70w 隔壁
100 押出成形機
120 受台
140 ローラコンベア
200 超音波切断機
210 超音波信号発信器
220 超音波振動子部
230 ホーン部
240 切断刃
300 超音波封口機
310 超音波信号発信器
320 超音波振動子部
330 ホーン部
400 封口用治具
400’ 封口用治具
401a,401b,401c 封口面
410a,410b,410c 封口用突起
411 三角錐状基部
412 円錐状先端部
413 三角錐側面部
414 丸み面取り谷間部
415 丸み面取り側辺部
416 四角錐状基部
417 四角錐側面部
422 円錐側面部
450 支持ソケット部
451 傾斜面
Claims (4)
- 柱体の端面に複数の孔が開口したハニカム構造体の製造方法であって、
柱体の端面に互いに隔壁で区画された複数の貫通孔が開口しており、焼成することにより前記ハニカム構造体となるグリーンハニカム成形体の複数の前記貫通孔の一部を封口する封口工程を備え、
前記封口工程では、
前記グリーンハニカム成形体の両方の前記端面の前記貫通孔を同時に封口し、
前記グリーンハニカム成形体の少なくとも片方の前記端面の前記貫通孔は、複数の前記貫通孔の一部に封口用治具の複数の封口用突起をそれぞれ挿入することにより、前記隔壁同士を溶着させて前記貫通孔を封口する、ハニカム構造体の製造方法。 - 前記封口工程では、複数の前記貫通孔の一部に超音波により振動させられた前記封口用突起をそれぞれ挿入することにより、前記隔壁同士を溶着させて前記貫通孔を封口する、請求項1に記載のハニカム構造体の製造方法。
- 原料から鉛直下方に押出成形された直後の前記グリーンハニカム成形体の下側の前記端面を前記封口用治具で支持する支持工程をさらに備え、
前記封口工程では、前記支持工程で支持された後の前記グリーンハニカム成形体の少なくとも下側の前記端面の前記貫通孔の一部に封口用治具の複数の封口用突起をそれぞれ挿入することにより、前記隔壁同士を溶着させて前記貫通孔を封口する、請求項1又は2に記載のハニカム構造体の製造方法。 - 前記封口用治具は、支持面の内側に前記封口用突起を収容した状態と、前記支持面の外側に前記封口用突起を突出させた状態とを選択的に変更可能であり、
前記支持工程では、前記支持面の内側に前記封口用突起を収容した状態の前記封口用治具の前記支持面によって、原料から鉛直下方に押出成形された直後の前記グリーンハニカム成形体の下側の前記端面を支持し、
前記封口工程では、前記支持面の外側に前記封口用突起を突出させた状態の前記封口用治具の前記封口用突起を前記グリーンハニカム成形体の下側の前記端面の前記貫通孔の一部にそれぞれ挿入することによって、前記隔壁同士を溶着させて前記貫通孔を封口する、請求項3に記載のハニカム構造体の製造方法。
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