JP6145086B2 - 把持治具及び圧力損失測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、柱状体が、異形であり、形状精度が劣り、脆弱性のものであっても、その柱状体を破損させることなく把持することが可能な治具と、その治具で把持された柱状体の圧力損失を測定する装置に関する。

自動車の排ガスを浄化するための触媒を担持する担体として、ハニカム構造体が多用されている。このハニカム構造体は、排ガスに含まれる粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））を捕集し除去するパティキュレートフィルタ（ＰＦ）としても、広く用いられる。そして、そのＰＦには、ディーゼルエンジン用のＤＰＦやガソリンエンジン用のＧＰＦがある。

一般に、ハニカム構造体は、脆弱性のセラミックス製品であり、その外形は多くの場合円柱状を呈し、内部にはその円柱体の２つの端面間を連通するように複数のセルが備わる。そのセルは複数の隔壁によって形成されており、その隔壁は多数の細孔を有する多孔質である。そして、ハニカム構造体がＰＦとして用いられる場合には、所定のセルの（排ガスの）流入端面及び残余のセルの（排ガスの）流出端面とが、交互に目封じされる。ＰＦとして用いられると、流入端面側からセル内に流入した排ガスは、濾過層として機能する隔壁を経由して、流出端面側から流出される。このとき、排ガス中の粒子状物質は、多孔質の隔壁上に捕捉される。

このようなハニカム構造体を用いた触媒やフィルタは、一般に、排ガスの流路（例えば自動車の排気管）に設置される。そのため、排ガスがハニカム構造体を通過する際に抵抗が生じ、エンジンの性能に影響を及ぼす。従って、触媒やフィルタの仕様として、一定の流速下における圧力損失を提示することが求められる。

このような事情から、触媒の担体やフィルタそのものであるハニカム構造体の圧力損失を測定する必要が生じる。そして、圧力損失測定に際しては、測定用の排ガスを一定の流速下で流しても測定中に不安定にならないように、測定対象であるハニカム構造体を確りと把持して固定することが必要である。従来、圧力損失の測定及びそのためのハニカム構造体の把持は、例えば特許文献１〜３に開示される手段（従来技術）で行われていた。

ところが、近時、ハニカム構造体として、外形が柱状ではあるが円柱状（中心軸に垂直な断面が円形）ではなく断面が異形であって、一体成形品のものが多くなってきた。このような異形のハニカム構造体は、形状（寸法）が、基準となる設計値に対して、±１０ｍｍ程度、あるいはそれ以上ばらついてしまうことがある。これは、製造に際して、セラミックス材料の焼成過程を経るからである。特に、断面が楕円形の場合には、直角度や捩れ（円周振れ）にかかる狂いが、大きくなり易い。そして、一体成形品の場合、形状を修正する加工を施さないので、上記従来技術では、形状精度の劣るハニカム構造体を把持し、正確に圧力損失を測定することが困難な場合がある。この理由は、圧力損失測定に際しては、測定用の排ガスの全量が漏れなくハニカム構造体を通過するように、気密の状態にして、ハニカム構造体を把持する必要があるところ、従来技術では、形状精度がばらつくハニカム構造体を、優れた気密性で把持することが出来ないためである。従来技術では、把持されるハニカム構造体の形状公差（許容可能な寸法の最大値と最小値の差）は、断面が円形の場合に±２ｍｍ程度、断面が異形の場合に±１ｍｍ程度が限界であった。

特許第２８０７３７０号公報 特許第４３０７９７４号公報 特開２０１０−２３７１７０号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。本発明の課題は、形状精度がばらつき易い異形のハニカム構造体であっても（勿論、断面が円形のハニカム構造体であっても）、気密性よく、把持可能な手段を提供し、それを通じて、形状精度がばらついた広い測定対象（ハニカム構造体）に対し、正確な圧力損失測定を実現することにある。研究が重ねられた結果、以下に示す手段によって、この課題が解決されることが見出され、本発明の完成に至った。

即ち、先ず、本発明によれば、柱状体を把持する把持治具であって、筒状の治具基材と、その筒状の治具基材の内周面側に設けられた筒状の伸縮部材と、を有し、筒状の伸縮部材の両端側が、筒状の治具基材の両端側に、全周にわたり固定されているとともに、筒状の伸縮部材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形（外側の形状）より小さく、筒状の治具基材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形（外側の形状）より大きい把持治具が提供される。

本発明に係る把持治具においては、上記筒状の伸縮部材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形に対し、３〜５０％小さいことが好ましい。

本発明に係る把持治具においては、既述の通り、筒状の伸縮部材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形（外側の形状）より小さい。ここで、筒状の伸縮部材の内周面の形状の、把持される柱状体の外形に対する小ささの程度を、伸縮部材形状比率と呼ぶこととする。そして、筒状の伸縮部材の内周面の形状が把持される柱状体の外形に対し３〜５０％小さいことを、伸縮部材形状比率が３〜５０％である、と表現する。この伸縮部材形状比率は、筒状の伸縮部材と、把持される柱状体とが、それぞれの断面の形状において相似であるとした場合に、それぞれの断面の形状における中心軸から周までの長さで規定される。その長さは、例えば、断面の形状が円であれば半径、楕円であれば長径と短径である。筒状の伸縮部材及び柱状体の、断面の形状とは、筒状体ないし柱状体の、軸方向に垂直な断面の形状である。筒状の伸縮部材の内周面の形状は、把持される柱状体の外形（外側の形状）より小さいから、筒状の伸縮部材の断面の形状の周長は、把持される柱状体の断面の形状の周長より、短くなる。そして、実際には、例えばゴムチューブ等の伸縮部材は定形体ではないが、伸縮はさせず、面積は一定として、柱状体の断面の形状と相似する形状を想定して、伸縮部材形状比率を算出する。例えば、柱状体が楕円柱体でありその断面が楕円であれば、筒状の伸縮部材の断面も相似する楕円を想定して、伸縮部材形状比率を算出する。

本発明に係る把持治具においては、上記筒状の治具基材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形に対し、１ｍｍ超、２０ｍｍ以下の範囲の差で大きいことが好ましい。

本発明に係る把持治具においては、既述の通り、筒状の治具基材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形（外側の形状）より大きい。ここで、筒状の治具基材の内周面の形状の、把持される柱状体の外形に対する大きさの程度（差）を、治具基材形状差と呼ぶこととする。そして、筒状の治具基材の内周面の形状が把持される柱状体の外形に対し１ｍｍ超、２０ｍｍ以下の範囲の差で大きいことを、治具基材形状差が１ｍｍ超、２０ｍｍ以下である、と表現する。筒状の治具基材と、把持される柱状体とは、それぞれの断面の形状において、概ね相似であることを前提として、それぞれの断面の形状における中心軸から周までの長さに基づいて、治具基材形状差が求められる。その長さは、例えば、断面の形状が円であれば半径、楕円であれば長径と短径である。筒状の治具基材及び柱状体の、断面の形状とは、筒状体ないし柱状体の、軸方向に垂直な断面の形状である。筒状の治具基材の内周面の形状は、把持される柱状体の外形（外側の形状）より大きいから、筒状の治具基材の断面の形状の周長は、把持される柱状体の断面の形状の周長より、長くなる。但し、柱状体の外形は、ばらつくことがあり、筒状の治具基材の断面の形状と、把持される柱状体の断面の形状は、厳密に相似である必要はない。筒状の治具基材の内周面の形状は、柱状体を収めることが出来て、好ましくは治具基材形状差が１ｍｍ超、２０ｍｍ以下となるような、形状であればよい。

本発明に係る把持治具においては、上記筒状の治具基材の外周面と内周面を貫通する孔と、その孔を開閉する開閉手段と、を有し、孔に、開閉手段を介して真空発生手段が接続されることが好ましい。この孔及び開閉手段が備わる場合に更に、孔に、開閉手段を介して加圧手段が接続されることが好ましい。

原始的な開閉手段は、継手と蓋であり、好ましくは、開閉手段として、弁や開閉機能を有する継手（ポート）を採用することが出来る。真空発生手段と加圧手段の両方を接続することも好ましく、その場合には、開閉手段は三方弁であることが好ましい。真空発生手段は、孔において真空を発生可能な手段であればよい。真空発生手段として、例えば、真空ポンプやエゼクタやその他の真空発生器を設けてもよいが、別の場所に設けたそれらに配管で接続させるだけでもよい。同様に、加圧手段は、孔における大気（空気）の圧力を高められる手段であればよい。加圧対象は、最終的に筒状の伸縮部材である。加圧手段として、例えば、コンプレッサやその他の加圧器を設けてもよいが、別の場所に設けたそれらに配管で接続させるだけでもよい。

本発明に係る把持治具においては、筒状の治具基材の内周面に、全周にわたる凹部が形成されていることが好ましい。

本発明に係る把持治具においては、筒状の治具基材の内周面に、全周にわたる溝が形成されていることが好ましい。

本発明に係る把持治具において、上記した孔及び開閉手段は複数組あってもよいが、この溝が形成される場合には、孔及び開閉手段は１組でもよい。この溝の中に上記の孔を設けることが好ましい。

筒状の治具基材の内周面に、全周にわたる凹部と、全周にわたる溝との、両方が形成されていることが特に好ましく、その場合には、凹部を形成する面（これも内周面である）に、溝が形成されることになる。

本発明に係る把持治具においては、筒状の伸縮部材がゴムチューブであることが好ましい。この場合に、そのゴムチューブの材料が、天然ゴムであることが好ましい。

ゴムチューブにはつなぎ目（シーム）は、存在していてもよいが、段差が殆どなく（０．５ｍｍ以下）、且つ、そのつなぎ目の引張り強度及び引張りに対する伸び量が、他の部分（つなぎ目以外）と、殆ど同じ（それぞれ±１０％以内）であることが必要である。

本発明に係る把持治具においては、上記筒状の治具基材の軸長が、把持される柱状体の軸長に対し、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の範囲の差で小さいことが好ましい。

本発明に係る把持治具は、把持される柱状体が、ハニカム構造体である場合に、好適に用いられる。本発明に係る把持治具は、特に、ハニカム構造体が、セラミックス製で異形である場合に、好適に用いられる。

本発明に係る把持治具が把持の対象とする柱状体とは、外形が柱状の物体である。そして、本発明に係る把持治具が好適に用いられる柱状体は、内部構造がハニカム構造の柱状体（即ち、上記のハニカム構造体）である。

又、異形とは、一般に普通とは異なっている形を意味するが、本明細書にいう異形とは、柱状体の中心軸に垂直な断面が円形ではない、柱状体の形状をいう。柱状体にかかり単に円形あるいは楕円形というとき、柱状体の断面が円形あるいは楕円形であることを意味し、この場合、柱状体の外形は、円柱体あるいは楕円柱体である。

次に、本発明によれば、流体が流入出する流入端面及び流出端面を有する柱状のハニカム構造体を流体が通過する際に生ずる、流体の圧力損失を測定する圧力損失測定装置であり、ハニカム構造体を保持するハニカム構造体保持手段と、ハニカム構造体を流体が通過するように駆動する流体通過手段と、ハニカム構造体を通過する流体の流速を計測する流速計測手段と、流体が、流速計測手段で計測された流速でハニカム構造体を通過する際に生ずる圧力損失を測定する圧力損失測定手段と、四つの手段の相互間を流体が通過するようにそれぞれの間を連結する流路と、を備えてなり、ハニカム構造体保持手段として、把持される柱状体がハニカム構造体である場合の本発明に係る把持治具を用いる圧力損失測定装置が提供される。

上記した圧力損失測定装置として、例えば特許文献１〜３に開示されている圧力損失測定装置であって、ハニカム構造体を保持する手段として、上記した何れかの把持治具を用いるものを挙げることが出来る。

本発明に係る把持治具は、柱状体を把持する把持治具である。筒状の治具基材と、その筒状の治具基材の内周面側に設けられた筒状の伸縮部材と、を有し、筒状の伸縮部材の両端側は、筒状の治具基材の両端側に、全周にわたって固定されている。ここで、筒状の伸縮部材及び治具基材の両端側とは、筒状体において開口している両方の端部の側である。筒状の治具基材の内周面側に設けられた筒状の伸縮部材の両端側が、筒状の治具基材の両端側に、全周にわたって固定されているので、筒状の治具基材を基点として、筒状の伸縮部材を伸ばすことが出来る。又、その筒状の伸縮部材と筒状の治具基材の間には、空間が形成される。

そして、本発明に係る把持治具では、筒状の伸縮部材の内周面の形状は把持される柱状体の外形より小さく、筒状の治具基材の内周面の形状は把持される柱状体の外形より大きい。そのため、筒状の伸縮部材を伸ばして内周を大きくしておけば、柱状体を、筒状の治具基材の中へ収めることが出来る。その状態で、伸ばした伸縮部材を元へ戻せば、内周面の形状が小さい伸縮部材は、柱状体に圧接することになり、伸縮部材によって柱状体を確りと把持することが可能である。

このような本発明に係る把持治具において、筒状の治具基材の内周面の形状を、把持される柱状体の外形より、許容可能な柱状体の寸法の最大値を含むように大きくすれば、柱状体の断面形状が、円形か異形かによらず、又、柱状体が一体成形のセラミック製品であるときの形状精度の良し悪しにも左右されずに、良好な把持を実現することが出来る。そして、伸縮部材の伸縮性（伸縮率、伸縮力）を利用して把持するので、柱状体の形状公差ないし最大誤差を大きく設定することが出来る。

更に、触媒の担体やフィルタそのものであるハニカム構造体は、セラミック製で外壁が薄く、縁が欠け易いものであるが、これが把持される柱状体の場合にも、本発明に係る把持治具は伸縮部材で柱状体を把持するので、破損の可能性は低減される。本発明に係る把持治具は、従来の把持冶具のように、把持される柱状体の端面近傍の周面を部分的に把持するのではなく、筒状の伸縮部材の内周面全体を使って柱状体を把持するので、この点でも、縁は欠け難くなり、破損の可能性は低減される。加えて、筒状の伸縮部材の接触面積を大きく確保することが出来ることから、弱い把持力でも確りと柱状体を把持することが出来る。従って、不用意に大きな把持力の発生による圧縮破損が起こり難い。そして、本発明に係る把持治具では、筒状の伸縮部材の把持面積が広いため、把持される柱状体の周面が波打ったような形状の場合でも、良好に把持することが出来る。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、上記筒状の伸縮部材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形に対し、３〜５０％小さいので、伸びた伸縮部材だけで、別途の加圧手段によらずとも、柱状体を把持することが可能である。柱状体を把持する力（把持力）は、伸縮部材形状比率の設定や、伸縮部材の材料の選定（例えばゴムチューブにかかるゴムの伸縮性（伸縮率、伸縮力）、ゴムの機械的強度）によって、調整することが出来る。この把持力は、柱状体への伸縮部材の圧接力（圧力）である。本発明に係る把持治具では、伸縮部材形状比率が３〜５０％と広いので、把持対象物である柱状体の強度や質量に応じて、この伸縮部材形状比率を調整し易い。従って、柱状体を把持するために必要な把持力も、容易に調節することが出来る。別途の加圧手段による調節は、必ずしも要さない。又、伸縮部材としては、柱状体を把持した状態においても更に伸び得るものを、採用することが出来る。そうすれば、柱状体が異形の場合に、周面の曲率変化によって、伸縮部材に皺が発生することを、回避可能である。皺の発生は、把持時の柱状体に対する不均一な圧縮応力発生の要因となり得るが、この好ましい態様によれば、これを防げるので、把持力は、柱状体に均一になる。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、筒状の治具基材の内周面の形状が、把持される柱状体の外形に対し、１ｍｍ超、２０ｍｍ以下の範囲の差で大きいので、その範囲の中心値を、形状の基準値（設計値）とすれば、異形の場合であっても、概ね±１０ｍｍの形状公差に対応することが可能である。筒状の治具基材の内周面の形状が把持される柱状体の外形に対し大きいとは、筒状の治具基材と柱状体との間に隙間があるということであり、その隙間を上記の通りの寸法で大きくとることが出来るので、柱状体の脱着作業を容易かつ迅速に行うことが出来る。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、筒状の治具基材の外周面と内周面を貫通する孔と、その孔を開閉する開閉手段と、を有し、孔に、開閉手段を介して、真空発生手段が接続されるので、柱状体を脱着する際に、筒状の治具基材と筒状の伸縮部材の間の空間を真空にして（負圧にして）、筒状の伸縮部材を筒状の治具基材の表面（内周面）に貼り付けることが出来る。そうすると、柱状体の脱着時に筒状の伸縮部材と柱状体が全く擦れることなく、把持作業を完了させることが出来る。そのため、柱状体に破損（縁の欠け等）が生じ難いとともに、伸縮部材も劣化し難く、頻繁に交換する必要がない。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、孔に、開閉手段を介して、加圧手段が接続されるので、筒状の治具基材と筒状の伸縮部材の間の空間に、例えば空気を入れて空間を膨らませる（伸縮部材を伸ばす）ことが可能である。従って、柱状体の把持力を、例えば空気圧によって容易に調整することが出来る。そして、柱状体の形状によらず、均一な把持力を安定して発生させ得る。既述の通り、把持力は、伸縮部材形状比率の設定や伸縮部材の材料の選定によって、調整することが出来るけれども、それらで対応出来ない範囲の把持力を発生させるために、この空気圧の印加が有効である。空気圧によれば、伸縮部材形状比率の設定や伸縮部材の材料の選定よりも、把持力を細かく調節することが可能である。又、伸縮部材として柔軟性に優れたゴムチューブを選び、空気圧によって把持力を発生させれば、把持される柱状体の周面に凹凸がある場合でも、その柱状体の表面の形状にゴムチューブを追随させて、周面に対し均一な把持力で、柱状体を把持することが可能である。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、筒状の治具基材の内周面に、全周にわたる凹部が形成されているので、筒状の伸縮部材を伸縮させ易く、柱状体の把持及び開放（把持しない）動作（合わせて脱着ともいう）を、行い易い。これは、凹部が形成されていると、筒状の伸縮部材を伸ばさなくても、その筒状の伸縮部材と筒状の治具基材の間に空間が形成され、その空間においては、筒状の伸縮部材と筒状の治具基材が密着していないからである。そして、筒状の治具基材の外周面と内周面を貫通する孔は、この空間に通じることになるから、孔を通じて、上記真空発生手段によりこの空間を減圧して、伸縮部材を治具基材の表面（凹部のある内周面）に貼り付けることが出来る。又、孔を通じて、上記加圧手段によりこの空間を加圧して、伸縮部材自体の圧接力に加えて、この加圧力で、伸縮部材を柱状体の周面に圧接することが出来る。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、筒状の治具基材の内周面に、全周にわたる溝が形成されているので、筒状の伸縮部材を伸縮させ易く、柱状体の把持及び開放動作（脱着）を行い易い。これは、その溝で、常に、筒状の伸縮部材と筒状の治具基材が離隔しているからである。筒状の伸縮部材は、筒状の治具基材の内周面側に設けられるので、凹部がなければ、両者は接している。又、凹部があっても、筒状の治具基材と筒状の伸縮部材の間の空間を真空にして、筒状の伸縮部材を筒状の治具基材の表面に貼り付ける場合がある。このような状態では、筒状の伸縮部材に粘着性があると、筒状の治具基材に粘着してしまって、筒状の伸縮部材を伸縮させ難い。しかしながら、溝が形成されていれば、その溝では筒状の伸縮部材は筒状の治具基材から離れているので、筒状の伸縮部材を伸縮させ易くなる。又、上記加圧手段により空間に空気を入れて加圧する場合に、空気がこの溝を伝わって、全周に回り易くなる。従って、溝が設けられる場合には、孔及び開閉手段はそれぞれ１つ（１組）あればよい。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、筒状の伸縮部材としてゴムチューブを用いているので、廉価に作製することが出来る。そして、特に好ましい態様において、伸縮部材であるゴムチューブの材料が、表面が粗い天然ゴムであるので、この伸縮部材（天然ゴム）が柱状体の周面に密着し易く、柱状体への圧接力（圧力）が小さくても、良好に柱状体を把持することが出来る。

本発明に係る把持治具は、その好ましい態様において、筒状の治具基材の軸長が、把持される柱状体の軸長に対し、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の範囲の差で大きいので、柱状体の一方の端部（例えば上端面近傍の周面部分）を保持したままの状態で、把持冶具へ柱状体を収めて、把持動作を完了することが出来る。従って、把持させるに際し、柱状体を筒状の治具基材の中へ落とし込むことを回避することが出来、柱状体の他方の端部（例えば下端面部分）を破損させることがない。

本発明に係る圧力損失測定装置は、ハニカム構造体保持手段として、本発明に係る把持治具を用いているので、触媒の担体やフィルタそのものであるハニカム構造体の圧力損失を、正確に測定することが出来る。これは、本発明に係る把持治具が、圧力漏れを起こさずに、ハニカム構造体を保持することが出来るからである。例えば、既述の通り、本発明に係る把持治具では、伸縮部材に皺が発生し難い。この皺は圧力漏れの要因になるが、皺の発生を防止することが出来れば気密性は確保され、圧力漏れは起こり難くなる。又、上記の通り、ハニカム構造体（柱状体）の周面が波打っていると、圧力漏れの要因になり易いが、本発明に係る把持治具における伸縮部材の把持面積が広いので、把持される柱状体の周面が波打ったような形状の場合でも、圧力漏れを起こさずに気密性を確保しながら、柱状体を把持することが出来る。更に、ハニカム構造体（柱状体）の周面に凹凸があると、圧力漏れの要因になり易いが、既述の通り、本発明に係る把持治具において、伸縮部材として柔軟性に優れたゴムチューブを選び、空気圧によって把持力を発生させれば、把持される柱状体の周面に凹凸がある場合でも、その柱状体の表面の形状にゴムチューブを追随させて、周面に対し均一な把持力で、柱状体を把持することが可能であるから、圧力損失測定に際し、シール性を保つことが出来る。

本発明に係る把持治具の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。 本発明に係る把持治具の一の実施形態を模式的に示す断面図であり、図１における破線Ｂによる断面を示し、筒状の伸縮部材を伸縮させていない自然な状態を表す図である。 本発明に係る把持治具の一の実施形態を模式的に示す断面図であり、図１における破線Ｂによる断面を示し、柱状体を収める際の状態を表す図である。 本発明に係る把持治具の一の実施形態を模式的に示す断面図であり、図１における破線Ｂによる断面を示し、柱状体を把持している状態を表す図である。 本発明に係る把持治具の他の実施形態を模式的に示す断面矢視図であり、図１における矢視ＡＡに相当する断面を示し、柱状体を収める直前の状態を表す図である。 本発明に係る把持治具の他の実施形態を模式的に示す断面矢視図であり、図１における矢視ＡＡに相当する断面を示し、柱状体を収めた直後の状態を表す図である。 本発明に係る把持治具の他の実施形態を模式的に示す断面矢視図であり、図１における矢視ＡＡに相当する断面を示し、収めた柱状体を把持している状態を表す図である。 本発明に係る圧力損失測定装置の一の実施形態を模式的に示す構成図である。 本発明に係る圧力損失測定装置の一の実施形態を模式的に示す図であり、一部を拡大して示す斜視図である。 本発明に係る圧力損失測定装置の他の実施形態を模式的に示す図であり、一部を拡大して示す斜視図である。 本発明に係る圧力損失測定装置の他の実施形態を模式的に示す図であり、一部を拡大して示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。

先ず、図１及び図２Ａ〜図２Ｃを参照して、本発明に係る把持治具の一の実施形態を示しつつ、その構成について、説明する。図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示される把持治具７０は、異形であるハニカム構造体（柱状体）２を把持する把持治具である。把持されるハニカム構造体２は、セラミックス製品であり、中心軸に垂直な断面が楕円形の構造体である。把持治具７０は、筒状の治具基材５０と、その治具基材５０の内周面６０の側に設けられた筒状のゴムチューブ（伸縮部材）５２と、を有する。把持治具７０自体には、ハニカム構造体２は含まれない。

筒状の治具基材５０は、更に、主基材５０ａと２つの副基材５０ｂで、構成される。ゴムチューブ５２の両端側（図１及び図２Ａ〜図２Ｃにおける上下の開口側）は、主基材５０ａと２つの副基材５０ｂに挟まれており、これによって、ゴムチューブ５２の両端側は、筒状の治具基材５０の両端側に、全周にわたって固定されている。

把持治具７０において、ゴムチューブ５２の内周面６２の形状は、把持されるハニカム構造体２の外形より、例えば８％小さい。具体的には、楕円形のハニカム構造体２を把持する把持治具７０において、ゴムチューブ５２の内周面６２の形状も、伸縮させない状態においては楕円形になっている。そして、内周面６２の長径がハニカム構造体２の長径より８％小さく、内周面６２の短径がハニカム構造体２の短径より８％小さい、ということである。

一方、把持治具７０において、治具基材５０の内周面６０の形状は、把持されるハニカム構造体２の外形より、例えば７ｍｍ大きい。具体的には、楕円形のハニカム構造体２を把持する把持治具７０において、治具基材５０の内周面６０の形状も楕円形になっている。そして、内周面６０の長径がハニカム構造体２の長径より７ｍｍ大きく、内周面６０の短径がハニカム構造体２の短径より７ｍｍ大きい、ということである。このような把持治具７０によれば、ハニカム構造体２の形状公差として、±３．５ｍｍを許容する。

把持治具７０では、治具基材５０の外周面６１と内周面６０を貫通する孔５３と、その孔５３を開閉可能なポート５１（開閉手段）と、を有する。そして、孔５３には、ポート５１を介して、図示しない真空発生器（真空発生手段）とコンプレッサ（加圧手段）が接続されている。具体的には、図示しないが、ポート５１に配管が接続され、そこに三方弁が備わり、分岐する一方の側が真空発生器に接続され、他方の側がコンプレッサに接続される。

把持治具７０には、治具基材５０の内周面６０に、全周にわたる凹部５５が形成されている。凹部５５を形成する面は、内周面６０自体である。孔５３は、その凹部に開口するように設けられる。そして、孔５３は、１箇所に開いているだけであるが、その孔５３に接続するように、治具基材５０の内周面６０（凹部）に、全周にわたる溝５４が形成されている。換言すれば、溝５４の中に孔５３が形成されている、ということである。

把持治具７０では、治具基材５０の軸長は、ハニカム構造体２の軸長に対して、例えば８ｍｍ小さい。そのため、大きいハニカム構造体２は、治具基材５０から、少しだけ飛び出していて、ハニカム構造体２の上端面を掴んで、ハニカム構造体２を出し入れすることが出来る。

続いて、本発明に係る把持治具を使用する方法について、上記した把持治具７０の場合を例にして、説明する。既述の通り、把持治具７０は、伸縮させない自然の状態におけるゴムチューブ５２の内周面６２の形状は（図２Ａを参照）、ハニカム構造体２の外形より小さい（図２Ａ及び図２Ｂを参照）。そこで、先ず、上記三方弁を、上記真空発生器が接続される側に操作し、真空発生器を稼動させて、孔５３を通じて、治具基材５０とゴムチューブ５２の間の空間を、真空にする。そうすると、ゴムチューブ５２は、外部の方へ吸引されて、治具基材５０の表面（凹部５５を形成する面）に貼り付き、結果として、ゴムチューブ５２の内周は拡がる（図２Ｂを参照）。

一方、治具基材５０の内周面６０の形状は、ハニカム構造体２の外形より大きいので（図２Ｂ及び図２Ｃを参照）、ゴムチューブ５２の内周が拡がった状態であれば、ハニカム構造体２を、治具基材５０の中へ収めることが出来る。その後、真空発生器を停止し、一旦、孔５３における圧力を大気圧に戻せば、小さいゴムチューブ５２は、ハニカム構造体２に圧接し、ハニカム構造体２を把持する。このままでもよいが、上記三方弁を、上記コンプレッサが接続される側に操作し、コンプレッサを稼動させて、孔５３から空気を送り込めば、その空気は溝５４を伝わって直ぐに全周に行きわたり、治具基材５０とゴムチューブ５２の間の空間において、圧力が高まる。そうすると、ゴムチューブ５２は、ハニカム構造体２へ向けて伸び、より強くハニカム構造体２に圧接し、ハニカム構造体２は確りと把持される。

次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、本発明に係る把持治具の他の実施形態を示しつつ、その構成について、説明する。図３Ａ〜図３Ｃに示される把持治具１７０は、把持治具７０と同じく、異形であるハニカム構造体２を把持する把持治具である。把持治具１７０は、筒状の治具基材１５０と、その治具基材１５０の内周面１６０の側に設けられた筒状のゴムチューブ１５２と、を有する。把持治具１７０自体には、ハニカム構造体２は含まれない。

筒状の治具基材１５０は、更に、主基材１５０ａと２つの副基材１５０ｂで、構成される。ゴムチューブ１５２の両端側（図３Ａ〜図３Ｃにおける上下の開口側）は、主基材１５０ａと２つの副基材１５０ｂに挟まれており、これによって、ゴムチューブ１５２の両端側は、筒状の治具基材１５０の両端側に、全周にわたって固定されている。

把持治具１７０において、ゴムチューブ１５２の内周面１６２の形状は、把持されるハニカム構造体２の外形より、例えば１２％小さい。具体的には、楕円形のハニカム構造体２を把持する把持治具１７０において、ゴムチューブ１５２の内周面１６２の形状も、伸縮させない状態においては楕円形になっている。そして、内周面１６２の長径がハニカム構造体２の長径より１２％小さく、内周面１６２の短径がハニカム構造体２の短径より１２％小さい、ということである。

一方、把持治具１７０において、治具基材１５０の内周面１６０の形状は、把持されるハニカム構造体２の外形より、例えば１２ｍｍ大きい。具体的には、楕円形のハニカム構造体２を把持する把持治具１７０において、治具基材１５０の内周面１６０の形状も楕円形になっている。そして、内周面１６０の長径がハニカム構造体２の長径より１２ｍｍ大きく、内周面１６０の短径がハニカム構造体２の短径より１２ｍｍ大きい、ということである。このような把持治具１７０によれば、ハニカム構造体２の形状公差として、±６ｍｍを許容する。

把持治具１７０では、治具基材１５０の外周面１６１と内周面１６０を貫通する孔１５３と、その孔１５３を開閉可能なポート１５１（開閉手段）と、を有する。そして、孔１５３には、ポート１５１を介して、図示しない真空発生器とコンプレッサが接続されている。具体的には、図示しないが、ポート１５１に配管が接続され、そこに三方弁が備わり、分岐する一方の側が真空発生器に接続され、他方の側がコンプレッサに接続される。

以上のように、把持治具１７０は、概ね把持治具７０と同じ構造を有するが、把持治具１７０には、治具基材１５０の内周面１６０に凹部は形成されておらず、この点で異なる。但し、孔１５３に接続するように、治具基材１５０の内周面１６０（凹部ではない）に、全周にわたる溝１５４が形成されている点は同じである。

把持治具１７０では、治具基材１５０の軸長は、ハニカム構造体２の軸長に対して、例えば１０ｍｍ小さい。そのため、大きいハニカム構造体２は、治具基材１５０から、少しだけ飛び出していて、ハニカム構造体２の上端面を掴んで、ハニカム構造体２を出し入れすることが出来る。又、把持治具１７０では、下端に爪部材１５６が配置される。ゴムチューブ１５２の伸縮性に基づく把持力は、常にハニカム構造体２へ作用するけれども、ゴムチューブ１５２の劣化等による破損が急に生じて、把持力を喪失した場合でも、爪部材１５６によって、ハニカム構造体２の脱落を防止することが出来る。

続いて、本発明に係る把持治具を使用する方法について、上記した把持治具１７０の場合を例にして、説明する。既述の通り、把持治具１７０は、伸縮させない自然の状態におけるゴムチューブ１５２の内周面１６２の形状は（図３Ａを参照）、ハニカム構造体２の外形より小さい（図３Ａ及び図３Ｂを参照）。そこで、先ず、上記三方弁を、上記真空発生器が接続される側に操作し、真空発生器を稼動させて、孔１５３を通じて、治具基材１５０とゴムチューブ１５２の間の空間を、真空にする。そうすると、ゴムチューブ１５２は、外部の方へ吸引されて、治具基材１５０の表面（凹部のない内周面）に貼り付き、結果として、ゴムチューブ１５２の内周は拡がる（図３Ａ及び図３Ｂを参照）。

一方、治具基材１５０の内周面１６０の形状は、ハニカム構造体２の外形より大きいので（図３Ｂ及び図３Ｃを参照）、ゴムチューブ１５２の内周が拡がった状態であれば、ハニカム構造体２を、治具基材１５０の中へ収めることが出来る。その後、真空発生器を停止し、一旦、孔１５３における圧力を大気圧に戻せば、小さいゴムチューブ１５２は、ハニカム構造体２に圧接し、ハニカム構造体２を把持する。このままでもよいが、上記三方弁を、上記コンプレッサが接続される側に操作し、コンプレッサを稼動させて、孔１５３から空気を送り込めば、その空気は溝１５４を伝わって直ぐに全周に行きわたり、治具基材１５０とゴムチューブ１５２の間の空間において、圧力が高まる。そうすると、ゴムチューブ１５２は、ハニカム構造体２へ向けて伸び、より強くハニカム構造体２に圧接し、ハニカム構造体２は確りと把持される。

次に、本発明に係る把持治具を作製する方法について、上記した把持治具７０の場合を例にして、説明する。この把持治具７０は、従来知られた材料を用いて、適宜、加工し、組み立てて、得られる。ゴムチューブ５２としては、シリコンゴム等も採用することが出来るが、例えば、市販されている飴色の輪ゴムを輪切りにする前の、ゴムチューブを特に好適に用いることが出来る。これは一般に、天然ゴム製である。治具基材５０（主基材５０ａ，副基材５０ｂ）は、耐久性に優れていて形状精度を実現し得るものであれば特に材料を限定しないが、鉄、ステンレス、樹脂、及び軽金属（アルミニウム、マグネシウム等）のうちの何れかを用いて加工し、得ることが好ましい。これらの材料によれば、取扱い容易であり、例えば、適用すべき従来の圧力損失測定装置に合わせるように、治具基材５０の外形精度を高く保つことが出来る。

次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本発明に係る圧力損失測定装置の一の実施形態を示しつつ、その構成について、説明する。図４Ａ及び図４Ｂに示される圧力損失測定装置１は、ハニカム構造体保持手段として、上記した把持治具７０（治具基材５０）を用いている。この圧力損失測定装置１は、流路を備えたハニカム構造体２の、流入端面３３ａの側と流出端面３３ｂの側との間の、圧力損失を測定可能なものである。

圧力損失測定装置１には、把持治具７０と組み合わされる本体側把持治具１０３ａ、１０３ｂが備わる。把持治具７０に保持されるハニカム構造体２からみて、本体側把持治具１０３ｂの側には、圧力計Ｐ１を備えた静圧チャンバ１１が設けられ、それを介して流路６につながる。一方、本体側把持治具１０３ａの側には、整流ノズル１０が設けられ、それを介してサンプルボックス４０につながる。そのサンプルボックス４０には、ハニカム構造体２の圧力損失を測定する際の、測定環境を表す物理量（例えば、温度、大気圧等）を計測可能な計測手段が備わる。その一例が、温度計Ｔ、圧力計Ｐ２である。そして、圧力計Ｐ１を備えた静圧チャンバ１１と、少なくとも圧力計Ｐ２を備えたサンプルボックス４０とが、圧力損失測定手段を構成する。

圧力損失測定装置１は、ブロワ４を備える。このブロワ４は、ハニカム構造体２を流体（空気）が通過するように駆動する流体通過手段である。ブロワ４は、測定対象となるハニカム構造体２のサイズ、圧力損失の値の大きさ等に応じた性能（回転数（速度）、排気量等）を有するものであればよい。ブロワ４として、回転数をインバータ制御可能なものを用いることが好ましい。又、好ましいブロワ４は、吐出圧力５ｋＰａ以上のターボブロワである。流通させる流体（空気）の脈動の発生を抑制することが出来、正確な流速設定、及び測定誤差の少ない圧力損失の測定が可能となるからである。

圧力損失測定装置１は、空気の取入れ口となるサンプルボックス４０からサイレンサまでを連通する、流路６を備える。この流路６によって、ハニカム構造体保持手段、流体通過手段、流速計測手段、及び圧力損失測定手段の相互間は連結され、それらを空気が通過出来るようになる。又、圧力損失測定装置１は、超音波流量計５を備える。この超音波流量計５は、ハニカム構造体２を通過する空気の流速を計測する流速計測手段である。超音波流量計５の上流側には、整流ハニカム１２等の整流手段が配設され、これによって、誤差の少ない安定した流速の計測を行うことが可能である。流体通過手段であるブロワ４の上流側及び下流側には、サイレンサ（吸入サイレンサ１４、吐出サイレンサ１５）が配設され、ブロワ４の騒音を軽減する。そして、本体側把持治具１０３ａ，１０３ｂ及び本発明に係る把持治具７０によれば、端面を塞ぐことがなく、良好に、ハニカム構造体２を保持することが出来る。そのため、より正確に、圧力損失を測定することが可能となる。

次に、本発明に係る圧力損失測定装置を使用する方法について、上記した圧力損失測定装置１を用いて、ハニカム構造体２の圧力損失を測定する場合を例にして、説明する。先ず、ハニカム構造体２を把持治具７０で把持する。次いで、把持治具７０で把持されたハニカム構造体２を、本体側把持治具１０３ａ，１０３ｂによって、圧力損失測定装置１に組み込む。即ち、本発明に係る把持治具７０は、圧力損失測定装置１に組み込まれる場合には、中間治具と位置付けられるものである。次に、ブロワ４を駆動させ、流路６を経由してサンプルボックス４０から空気を吸引し、ハニカム構造体２内に空気を通過させ、吐出口１３から空気を排出する。このとき、超音波流量計５による空気の流速の計測値をモニタリングし、ブロワ４の回転数を調整する。そして、圧力計Ｐ１，Ｐ２によって、圧力損失を求めればよい。

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、本発明に係る圧力損失測定装置の他の実施形態を示しつつ、本発明に係る把持治具と、本体側把持治具と、の組み合わせについて、説明する。図５Ａ及び図５Ｂに示される把持治具２７０，３７０（治具基材２５０，３５０）は、既述の把持治具７０，１７０（治具基材５０，１５０）に相当するものである。又、図５Ａ及び図５Ｂに示される本体側把持治具２０３ａ，２０３ｂ，３０３ａ，３０３ｂは、既述の本体側把持治具１０３ａ，１０３ｂに相当するものである。そして、図５Ａ及び図５Ｂにおいて点線で囲われた部分は、シールされる部分である。

図５Ａに示されるように、本体側把持治具２０３ａ，２０３ｂは、それぞれチャック部２５７を有し、そのチャック部２５７によって、把持治具２７０（治具基材２５０）は固定され、それらの間に、シール部（空間）が生まれる。このように、把持治具２７０で把持されたハニカム構造体２は、本体側把持治具２０３ａ，２０３ｂによって、圧力損失測定装置に組み込まれる。この本体側把持治具２０３ａ，２０３ｂを用いる場合には、シール部（空間）は３箇所になる。

一方、図５Ｂに示される本体側把持治具では、（図において上側の）本体側把持治具３０３ｂはチャック部３５７を有するが、（図において下側の）本体側把持治具３０３ａはチャック部を有していない。その代わり、図５Ｂに示される（本発明に係る）把持治具３７０の側に、フランジ３５８が備わる。そのフランジ３５８を本体側把持治具３０３ａに固定することによって、把持治具３７０で把持されたハニカム構造体２は、圧力損失測定装置に組み込まれる。尚、本体側把持治具３０３ｂの方は、本体側把持治具２０３ａ，２０３ｂと同様に、チャック部３５７によって、把持治具３７０（治具基材３５０）は固定される。本体側把持治具３０３ａ，３０３ｂを用いると、シール部（空間）は２箇所になり、本体側把持治具２０３ａ，２０３ｂを用いる場合より、減少する。そのため、エア漏れのリスクも、本体側把持治具３０３ａ，３０３ｂを用いた場合の方が、小さくなる。

尚、図示を省略するが、（上側及び下側の）両方の本体側把持治具においてチャック部を設けないで、両方の（本発明に係る）把持治具の側にフランジを設けることも、好ましい。この場合、何れの側においても、フランジを本体側把持治具に固定することによって、把持治具で把持されたハニカム構造体が、圧力損失測定装置に組み込まれる。そして、シール部（空間）は１箇所になり、エア漏れのリスクは、最も小さくなる。

本発明の把持治具は、あらゆる柱状体を把持する手段として、利用することが出来る。特に、触媒の担体やフィルタそのものである柱状のハニカム構造体を把持する手段として、好適に利用可能である。

１：圧力損失測定装置
２：ハニカム構造体
４：ブロワ
５：超音波流量計
６：流路
１０：整流ノズル
１１：静圧チャンバ
１２：整流ハニカム
１３：吐出口
１４：吸入サイレンサ
１５：吐出サイレンサ
３３ａ：流入端面
３３ｂ：流出端面
４０：サンプルボックス
５０，１５０，２５０，３５０：治具基材
５０ａ，１５０ａ：主基材
５０ｂ，１５０ｂ：副基材
５１，１５１：ポート
５２，１５２：ゴムチューブ
５３，１５３：孔
５４，１５４：溝
５５：凹部
６０，１６０：（治具基材の）内周面
６１，１６１：（治具基材の）外周面
６２，１６２：（ゴムチューブの）内周面
７０，１７０，２７０，３７０：把持治具
１０３ａ，１０３ｂ，２０３ａ，２０３ｂ，３０３ａ，３０３ｂ：本体側把持治具
１５６：爪部材
２５７，３５７：チャック部
３５８：フランジ
Ｐ１，Ｐ２：圧力計
Ｔ：温度計

Claims (10)

1. 柱状体を把持する把持治具であって、
   筒状の治具基材と、その筒状の治具基材の内周面側に設けられた筒状の伸縮部材と、を有し、
   前記筒状の伸縮部材の両端側が、前記筒状の治具基材の両端側に、全周にわたり固定されているとともに、
   前記筒状の伸縮部材の内周面の形状が、把持される前記柱状体の外形より小さく、
   前記筒状の治具基材の内周面の形状が、把持される前記柱状体の外形より大きく、更に、
   前記筒状の治具基材の内周面に、全周にわたる溝が形成され、
   前記筒状の伸縮部材がゴムチューブであり、
   前記筒状の治具基材の内周面に、全周にわたる凹部が形成されており、
   前記凹部の中に前記溝が形成され、
   前記溝の中に形成され、前記治具基材を貫通する孔を有する把持治具。
2. 前記筒状の伸縮部材の内周面の形状が、把持される前記柱状体の外形に対し３〜５０％小さい請求項１に記載の把持治具。
3. 前記筒状の治具基材の内周面の形状が、把持される前記柱状体の外形に対し、１ｍｍ超、２０ｍｍ以下の範囲の差で大きい請求項１又は２に記載の把持治具。
4. 前記筒状の治具基材の外周面と内周面を貫通する孔と、その孔を開閉する開閉手段と、を有し、前記孔に、前記開閉手段を介して、真空発生手段が接続される請求項１〜３の何れか１項に記載の把持治具。
5. 前記孔に、前記開閉手段を介して、加圧手段が接続される請求項４に記載の把持治具。
6. 前記ゴムチューブの材料が、天然ゴムである請求項１〜５の何れか１項に記載の把持治具。
7. 前記筒状の治具基材の軸長が、把持される前記柱状体の軸長に対し、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の範囲の差で小さい請求項１〜６の何れか１項に記載の把持治具。
8. 把持される前記柱状体が、ハニカム構造体である請求項１〜７の何れか１項に記載の把持治具。
9. 前記ハニカム構造体が、セラミックス製で異形である請求項８に記載の把持治具。
10. 流体が流入出する流入端面及び流出端面を有する柱状のハニカム構造体を前記流体が通過する際に生ずる、前記流体の圧力損失を測定する圧力損失測定装置であり、
    前記ハニカム構造体を保持するハニカム構造体保持手段と、
    前記ハニカム構造体を前記流体が通過するように駆動する流体通過手段と、
    前記ハニカム構造体を通過する前記流体の流速を計測する流速計測手段と、
    前記流体が、前記流速計測手段で計測された流速で前記ハニカム構造体を通過する際に生ずる前記圧力損失を測定する圧力損失測定手段と、
    前記四つの手段の相互間を前記流体が通過するようにそれぞれの間を連結する流路と、を備えてなり、
    前記ハニカム構造体保持手段として、請求項８又は９に記載の把持治具を用いる圧力損失測定装置。

Images