JP6231083B2 - ハニカム押出装置および方法 - Google Patents

Description

関連出願の説明

本出願は、その内容が引用されその全体が参照することにより本書に組み込まれる、２０１２年５月８日に出願された米国特許出願第１３／４６６，５６０号の優先権の利益を米国特許法第１２０条の下で主張するものである。

本開示は、一般にハニカム押出装置および方法に関し、特にハニカム体をインテグラルスキンと共押出しするハニカム押出装置および方法に関する。

従来のハニカム押出装置がハニカム体のスキンと中心部分との共押出しに使用されることは公知である。しかしながら従来の技術は、ハニカム体の周縁の周囲で不均等なスキン特性を生じさせることがある。

一態様においてハニカム押出装置は、排出スロットのハニカム状模様構造を備えた押出し面を画成する、間隔の空いたダイピンのアレイを含むダイ本体であって、排出スロットがダイ本体の押出し軸に沿って延在している、ダイ本体を含む。ダイ本体は、押出し軸から離れる方に向きかつ押出し面を囲む、外側周縁表面と、外側周縁表面を囲む外側供給表面とをさらに含む。ハニカム押出装置は、ダイ本体の外側周縁表面を少なくとも部分的に囲む内側周縁表面を含む、マスクをさらに備えている。内側周縁表面と外側周縁表面との間に周縁間隙が画成される。ハニカム押出装置は、周縁間隙に流体連通しかつダイ本体の外側供給表面によって部分的に画成される、周縁供給エリアをさらに含む。このハニカム装置は、第１の面部分を含む第１の羽根をさらに含み、周縁供給エリアの第１の幅が第１の面部分とダイ本体の外側供給表面との間で画成され、さらに第１の羽根は、第１の幅を選択的に調節するようマスクに関して調節可能に据え付けられている。このハニカム装置は、押出し軸に対し垂直に延びて押出し軸へと向かう放射状方向において、第１の面部分に関して放射状方向内向きにスペースを取った第２の面部分を含む、第２の羽根をさらに含む。周縁供給エリアの第２の幅が第２の面部分とダイ本体の外側供給表面との間で画成され、第２の幅は第１の幅とは異なっている。第２の羽根は、第２の幅を選択的に調節するようマスクに関して調節可能に据え付けられる。

別の態様においてハニカム押出装置は、排出スロットのハニカム状模様構造を備えた押出し面を画成する、間隔の空いたダイピンのアレイを含むダイ本体であって、排出スロットがダイ本体の押出し軸に沿って延在している、ダイ本体を含む。ダイ本体は、押出し軸から離れる方に向きかつ押出し面を囲む、外側周縁表面をさらに含む。ハニカム押出装置は、複数のマスクセグメントを備えたマスクを含み、複数のマスクセグメントは夫々、内側周縁表面部分を含む。内側周縁表面部分は、ダイ本体の外側周縁表面を少なくとも部分的に囲む。複数のマスクセグメントの夫々は、ダイ本体の押出し軸に垂直に延在する各放射状方向軸に沿って独立して調節可能であり、対応する内側周縁表面部分とダイ本体の外側周縁表面との間で、選択された各放射状方向距離を実現して、マスクセグメントの内側周縁表面部分とダイ本体の外側周縁表面との間で所望の周縁間隙の輪郭を画成することができる。

さらに別の態様において、バッチ材料からハニカム体を押し出す方法は、排出スロットのハニカム状模様構造を備えた押出し面を画成する、間隔の空いたダイピンのアレイを含むダイ本体であって、排出スロットがダイ本体の押出し軸に沿って延在しているダイ本体を提供するステップを含む。ダイ本体は、押出し軸から離れる方に向きかつ押出し面を囲む、外側周縁表面をさらに含む。ダイ本体は、外側周縁表面を囲む外側供給表面をさらに含む。この方法は、ダイ本体の外側周縁表面を少なくとも部分的に囲む内側周縁表面を含む、マスクを提供するステップをさらに含む。内側周縁表面と外側周縁表面との間に周縁間隙が画成される。この方法はさらに、周縁間隙に流体連通しかつダイ本体の外側供給表面によって部分的に画成される、周縁供給エリアを提供するステップを含む。この方法は、第１の面部分を含む第１の羽根を提供するステップをさらに含み、周縁供給エリアの第１の幅が、第１の面部分とダイ本体の外側供給表面との間で画成される。この方法は、押出し軸に対し垂直に延びて押出し軸へと向かう放射状方向において、第１の面部分に関して放射状方向内向きにスペースを取った第２の面部分を含む、第２の羽根を提供するステップをさらに含む。周縁供給エリアの第２の幅が第２の面部分とダイ本体の外側供給表面との間で画成され、第２の幅は第１の幅とは異なっている。この方法は、マスクに対して第１の羽根を調節することによって、周縁供給エリアの第１の幅を選択的に調節するステップをさらに含む。この方法は、マスクに対して第２の羽根を調節することによって、周縁供給エリアの第２の幅を選択的に調節するステップをさらに含む。

請求される発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、よりよく理解される。

本開示の態様によるハニカム押出装置例の概略図 ハニカム押出装置例のダイ装置例の図１の線２−２に沿った平面図 図２の線３−３に沿ったダイ装置の断面図 図２の線３−３に沿った、調節後の、ダイ装置の別の断面図 第２のマスク部分が第１のマスク部分から取り外されて複数の位置決め機器が露出している、図２のダイ装置の平面図 ダイ装置の位置決め機器および付勢部材の分解図 図６の位置決め機器の底面図 位置決め機器が取り外された第１のマスク部分の部分断面図 図１の線２−２に沿った別の例のダイ装置の平面図 図９の線１０−１０に沿った断面図 図９の線１０−１０に沿った、調節後の、ダイ装置の別の断面図 図１の線２−２に沿った別の例のダイ装置の平面図 図１２の線１３−１３に沿った断面図 図１２の線１３−１３に沿った、調節後の別の断面図 図１２の線１５−１５に沿った断面図 図１２の線１５−１５に沿った、調節後の別の断面図 図１２の線１５−１５に沿った、調節後のさらに別の断面図

ここで、請求される発明の実施形態例を示している添付の図面を参照し、請求される発明の態様を以下でより十分に説明する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは類似の部分の参照に同じ参照番号を使用する。ただし、請求される発明は多くの異なる形で具現化し得、本書に明記される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。これらの実施形態例は、本開示を完全かつ完成したものにすると共に、請求される発明の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。

ハニカム体およびインテグラルスキンは、セラミック混合物など幅広い種類の材料のバッチから形成することができる。バッチ材料の例は、例えばセメントスラリーなどを形成するための高分子結合剤および／または低分子量液体やこれらおよび他の材料を組み合わせたものに、粒子および／または粉末を混合したものなど、ペーストおよび／またはスラリーとしてのセラミック混合物を含むことができる。セラミックまたはセラミック形成材料を含む、種々のバッチ材料を提供することができる。

図に明記するように、ハニカム押出装置および方法の例はハニカム体およびインテグラルスキンの共押出しを可能にするように提供される。ハニカム体は、セルの形状に拘わらず、セル網を画成する種々の構造を含み得る。例えばセルは、円形、長円形、または他の曲線形状など、曲線セルを含んでもよい。さらなる例において、セルは三角形、長方形（例えば、正方形）、または他の多角形形状を含んでもよい。ハニカム体を押し出した後に焼成し、ハニカムセラミック体とすることができる。ハニカムセラミック体をその後、燃焼機関からの排気を処理するための例えば粒子フィルタおよび／または触媒基材など、種々のフィルタリング用途のためにさらに処理してもよい。

図示のようにハニカム押出装置１０１は、ダイ装置１０３だけのもの（例えば、図２〜１７）、あるいは他の構成要素と組み合わせたもの（例えば、図１に概略的に示されている）と見なすことができる。例えば図１に概略的に示されているように、ハニカム押出装置１０１は円筒１０５の下流端部１０３ａに据え付けられたダイ装置１０３を含み得る。ハニカム押出装置１０１はさらに、円筒１０５内に回転可能に据え付けられた１以上のスクリュー１０７ａ、１０７ｂを含み得る。一実施形態例において円筒１０５は、円筒１０５内に回転可能に据え付けられ円筒１０５の中心部分で互いに繋がっている各スクリュー１０７ａ、１０７ｂを夫々収容する、複数のチャンバ１０９ａ、１０９ｂを提供するように成形され得る。スクリュー１０７ａ、１０７ｂは、少なくとも１つの駆動機構１１１ａ、１１１ｂ（例えば、モータ）で動く。

図示の例では、１つのスクリュー１０７ａが右巻きのねじ山を含み、これに対し他方のスクリュー１０７ｂが左巻きのねじ山を含んでいる。この構成において駆動機構１１１ａ、１１１ｂは、右巻きのスクリュー１０７ａを時計回り方向１０８ａに、かつ左巻きのスクリュー１０７ｂを反時計回り方向１０８ｂに回転させて、バッチ材料１１３を円筒１０５に沿って上流端部１０３ｂから下流端部１０３ａへと方向１１２に押し流し、ダイ装置１０３でこれを押し出すことができる。図示されていないが、さらなる例においてスクリュー１０７ａ、１０７ｂは、同じ方向に設けられたスクリューのねじ山（すなわち、両方が左巻きのスクリューまたは両方が右巻きのスクリュー）を夫々有していてもよく、このとき夫々の駆動機構は、スクリュー１０７ａ、１０７ｂを同じ方向に回転させて同様にバッチ材料１１３を円筒１０５沿いに方向１１２に沿って押し流し、ダイ装置１０３で押し出すように構成される。

ダイ装置１０３は、バッチ材料１１３を所望の形状、例えばハニカム体の状態で、押出し方向１１９に沿って押し出すように構成される。上流端部１０３ｂ付近に、バッチ材料１１３をフィーダ１１４からチャンバ１０９ａ、１０９ｂに入れることができるように、供給ポート１１５を設けてもよい。この実施形態例では供給ポート１１５を上流端部１０３ｂ付近のある位置に示しているが、別の実施形態ではこの供給ポート１１５を上流端部１０３ｂのさらに下流に設けてもよい。

ハニカム押出装置１０１は種々の構成の制御系を随意的に含んでもよい。図示の例では、駆動機構１１１ａ、１１１ｂによってスクリュー１０７ａ、１０７ｂの回転速度を調節するように、および／またはフィーダ１１４によって導入されるバッチ材料１１３の供給速度を調節するように、制御系１１７を構成してもよい。

図２〜８は、本開示の態様による単なる一例のダイ装置１０３を示している。図２は、ある例のハニカム押出装置１０１のダイ装置１０３の例の、図１の線２−２に沿った平面図である。ハニカム押出装置１０１のダイ装置１０３は、ダイピン２０３のアレイを含んだダイ本体２０１を含んでもよく、ダイピン２０３のアレイは、間隔を空けて配置されて、排出スロット２０９のハニカム状模様構造２０７を有する押出し面２０５を画成する。図３に示されているようにダイ本体２０１は、注入面３０３と排出スロット２０９との間の連通を実現するために、供給孔３０１をさらに含み得る。図３に示されているように、一例において供給孔３０１を、排出スロットの各行に沿って排出スロット交点と１つおきに直接流体連通するように、ずらしてもよい。供給孔３０１をさらに、排出スロットの各列に沿って排出スロット交点と１つおきに直接連通するように、ずらしてもよい。種々の機械加工技術を用いて、種々の供給孔および排出スロットの構成を生成することができる。一例では注入面３０３に供給孔の孔を空けてもよく、次いで種々の機械加工技術を用いて、供給孔３０１と交わるように排出スロットの行および列を形成する。排出スロットを形成する種々の技術例として、ワイヤ放電加工（すなわちワイヤ「ＥＤＭ」）、プランジＥＤＭ、研削、または他の機械加工技術を挙げることができる。

図３に示されているように、排出スロット２０９は夫々実質的に同じ厚さを有するものでもよい。排出スロット２０９を実質的に同じ厚さを有するものとすると、材料のコスト、重量を減少させることができ、またフィルタの性能を高め得ると同時に、さらに耐久性があり十分な性能特性を提供するハニカム体を実現することができる。代わりの例において、排出スロット２０９は様々な厚さを含んでもよい。例えば押出し面２０５の中心エリア内のスロットの厚さは、押出し面２０５の周縁領域の周囲に位置する排出スロット２０９の厚さよりも薄くてもよい。周縁排出スロットの厚さを中心排出スロットの厚さよりも厚くすると、ハニカム体の中心部分より周縁のセル壁厚さの方が厚い、ハニカム体を生成することができる。この例では、厚さが増加することで、ハニカム体のスキンと中心部分との間の一体型の付着を高めることができる。さらに、外側周縁セル壁の厚さが増加すると、実質的に同一の薄くなった厚さを有するセル壁を備えたハニカム体に比べると、ハニカム体の外側周縁の強度を増加させることができる。

図３に示されているように、排出スロット２０９は夫々ダイ本体２０１の押出し軸３０５に沿って延在したものでもよい。例えば図示のように排出スロット２０９は、ダイ本体２０１の押出し軸３０５に一致するまたは平行な、押出し方向１１９に沿って延在し得る。ダイピン２０３は、排出スロット２０９のハニカム状模様構造２０７を所望の構成で画成し、対応するハニカム体を所望のセル構造で生成するために、広範な形状およびサイズを含み得る。図２に示されているように、各ダイピン２０３は正方形形状のダイピンとして提供してもよいが、さらにまたは代わりに、ダイピンは他の形状を含んでもよい。例えばダイピンは、三角形形状、長方形形状（例えば、図示の正方形形状参照）、五角形形状、六角形形状、または他の多角形形状など、３以上の辺を有する多角形形状を含んでもよい。さらなる例において、ダイピンは円形、長円形、または他の曲線形状などの曲線形状を含み得る。

図３に示されているようにダイ本体２０１は、押出し軸３０５から（例えば、方向３０９に沿って）離れる方に向き、かつ押出し面２０５を囲む、外側周縁表面３０７をさらに含んでいる。図示のように、外側周縁表面３０７は押出し面２０５を囲む円錐台形表面を含み得る。さらに図３に示されているように、外側周縁表面３０７を随意的に円形の円錐台形表面として提供してもよいが、さらなる例では他の表面形状を使用してもよい。従って、図示のようにいくつかの例において外側周縁表面は、押出し面２０５と外側周縁表面３０７を囲む外側供給表面３１１との間に延在する、頂部を切った形の円錐状表面を含む、円形の円錐台形表面を備えたものでもよい。図示のように、外側供給表面３１１は随意的に、押出し面２０５に実質的に平行でもよい。さらに図示されているように、外側供給表面３１１は、外側供給表面３１１を囲んでいる中段面３１３に対してさらに窪んだものでもよいが、さらなる例において中段面３１３および外側供給表面３１１は、１つの連続した外側供給表面を形成する同一平面上のものでもよい。

排出スロットは、外側周縁表面３０７に沿った様々な位置で異なったスキン流特性を有し得る。例えば図２に示されている正方形状のダイピン構成で、スキンを形成するバッチ流（「スキンバッチ流」）の抵抗は、第１のスロット平面２１９ａおよび第２のスロット平面２１９ｂの１つと並んだ外側周縁表面３０７の位置で最低になる傾向にある。これに対しスキンバッチ流の抵抗は、第１および第２のスロット平面２１９ａ、２１９ｂに対して４５°の位置に位置するダイピン横断平面２２３ａ、２２３ｂと並んだ外側周縁表面３０７に沿った位置で、最高になる傾向にある。

スキンバッチ流の最高抵抗および最低抵抗は、ダイ本体２０１のダイピンの配置によって少なくともある程度影響され得る。例えば図２に示した正方形のダイピン構成では、周縁間隙２１１の０°、９０°、１８０°、および２７０°の位置の第１放射状方向位置（例えば、２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄ）に隣接する外側周縁表面に関連した排出スロット２０９のハニカム状模様構造は、スキンバッチ流に対して最小の抵抗を有する。実際に第１放射状方向位置は、放射状方向のスロットと最もよく並んでおり、ダイピンによって比較的抑制されていない十分な流量のスキンバッチ流を受けると考えることができる。これに対し、周縁間隙２１１の４５°、１３５°、２２５°、および３１５°の位置の第２放射状方向位置（例えば、２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄ）に隣接する外側周縁表面３０７に関連した排出スロット２０９のハニカム状模様構造は、スキンバッチ流に対して最大の抵抗を有する。実際に第２放射状方向位置は、放射状方向のスロットと概して最もずれており、それにより第２放射状方向位置でのダイピン構成により生じる蛇行したパスによって比較的抑制された、比較的制限された流量のバッチ材料を受ける。

抵抗が最小のエリアを０°、９０°、１８０°、および２７０°に対して論じ、また抵抗が最大のエリアを放射状方向位置４５°、１３５°、２２５°、および３１５°に対して論じているが、これらの位置は単に例のためのものである。さらなる例では、特定のハニカム押出装置は他の位置で、抵抗が最小および／または最大のエリアを提供し得ると判断できる。例えば上で参照した例は円形のハニカム基材に関連しているが、長円形、正方形、または他の形状のハニカム基材では、抵抗が最小および／または最大のエリアは異なる位置で生じると判断できる。さらに、ダイ本体の上流のプロセスからの影響など、プロセスのさらなる考慮事項が最大および／または最小の抵抗が生じるエリアの場所に影響を与え得る。これらの例において本開示の態様を用いると、外側周縁表面の周囲の異なる位置で所望の相対的スキン流特性（例えば、バランスの取れたスキン流特性）を実現する、独自の補償を提供することができる。

従って排出スロット２０９のハニカム状模様構造、および／またはハニカム押出装置の他の特徴は、第１放射状方向位置２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄで第１のスキン流特性を少なくとも部分的に画成することができる。同様に排出スロット２０９のハニカム状模様構造２０７、および／またはハニカム押出装置の他の特徴は、第２放射状方向位置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄで、第１のスキン流特性とは異なる第２のスキン流特性を少なくとも部分的に画成する。例えばスキン流特性は、スキンバッチ流の抵抗、スキンの厚さ、スキンバッチ流の体積流量、スキンバッチ流の速度、スキンバッチ流の圧力、スキンバッチ流の粘度、スキンバッチ流のレオロジ、スキンバッチ流におけるバッチ粒子の配向、または他の特性を含み得る。一例において、第１のスキン流特性は第２のスキン流特性と異なる。

単に一例において、スキン流特性はスキンバッチ流の抵抗を含み得、このとき第１放射状方向位置２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄでの第１のスキン流特性（例えば、第１のスキンバッチ流抵抗）は、第２放射状方向位置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄでの第２のスキン流特性（例えば、第２のスキンバッチ流抵抗）よりも小さい。別の例において、スキン流特性はスキンの厚さを含み得、このとき第１放射状方向位置２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄでの第１のスキン流特性（例えば、第１のスキン厚さ）は、第２放射状方向位置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄでの第２のスキン流特性（例えば、第２のスキン厚さ）よりも大きい。別の例において、スキン流特性はスキンバッチ流の体積流量を含み得、このとき第１放射状方向位置２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄでの第１のスキン流特性（例えば、第１のスキンバッチ流体積流量）は、第２放射状方向位置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄでの第２のスキン流特性（例えば、第２のスキンバッチ流体積流量）よりも大きい。さらに別の例において、スキン流特性はスキンバッチ流の速度を含み得、このとき第１放射状方向位置２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄでの第１のスキン流特性（例えば、第１のスキンバッチ流速度）は、第２放射状方向位置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄでの第２のスキン流特性（例えば、第２のスキンバッチ流速度）よりも大きい。さらに別の例において、スキン流特性はスキンバッチ流の圧力を含み得、このとき第１放射状方向位置２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄでの第１のスキン流特性（例えば、第１のスキンバッチ流圧力）は、第２放射状方向位置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄでの第２のスキン流特性（例えば、第２のスキンバッチ流圧力）よりも大きい。

図２〜８は、この例のダイ装置１０３の一部として組み込むことが可能な、一例のマスク装置２２５を示している。例えば図２に示されているように、締結具２２９または別の取付け機構を使用して、マスク装置２２５をダイ本体２０１に取外し可能に据え付けることができる。

図３に示されているようにマスク装置２２５は、ダイ本体２０１の外側周縁表面３０７を少なくとも部分的に囲む、内側周縁表面３１５を含み得る。必須であるわけではないが、図示のように内側周縁表面３１５は、マスク装置２２５の内向き表面３１７とスキンに面するエッジ表面３１９との間に延在する、頂部を切った形の表面を含み得る、円錐台形表面を備えたものでもよい。

周縁間隙２１１はマスク装置２２５の内側周縁表面３１５とダイ本体２０１の外側周縁表面３０７との間に画成され得、このとき周縁間隙２１１はダイピン２０３のアレイを囲む。周縁間隙２１１は、周縁間隙２１１の周囲で様々な断面エリア構成を随意的に含み得る。例えば周縁間隙２１１は、第１放射状方向位置２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄで第１の押出し断面を含み得、その全流量範囲は第２放射状方向位置２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄでの第２の押出し断面の全流量範囲よりも小さい。従って、必須であるわけではないが、周縁間隙はスキン流特性の差の補償を助けるよう様々な断面を含み得る。断面の差は、提供される場合には、ダイピン構成および／または他のスキン流特性に応じて異なる周縁間隙断面を提供するように、内側周縁表面および外側周縁表面の一方または両方を機械加工することにより得ることができる。

全ての例において必須であるわけではないが、図２はマスク装置２２５が第１のマスク部分２３１と第２のマスク部分２３３とを含み得ることを示している。図示のように、第１のマスク部分２３１はダイ本体２０１に締結具２２９によって取外し可能に据え付けることができる。第２のマスク部分２３３は、さらに第１のマスク部分２３１に締結具２３５によって据え付けられ得るが、さらなる例では他の締結配置を取り入れてもよい。マスク装置２２５に、第１のマスク部分２３１から取外し可能な第２のマスク部分２３３を設けると、製造および組立てを単純化し、マスク装置の洗浄を助け、マスク装置の改修を助け、および／またはマスク装置内部の構成要素への容易なアクセスを可能にすることによってさらなる利益を提供することができる。さらに、図示されていないが、さらなる例では第１のマスク部分２３１および第２のマスク部分２３３を一体にしてもよい。

図３にさらに示されているように、中段面３１３の排出スロット２０９が第１のマスク部分２３１のマスキング表面２３７によって塞がれるように、第１のマスク部分２３１をダイ本体２０１に据え付けてもよい。従って、一旦据え付けられるとバッチ材料がダイ本体２０１の最も外側周縁の排出スロット２０９から流れないように、第１のマスク部分２３１のマスキング表面２３７を構成することができる。

第１のマスク部分２３１にさらに複数の羽根を設けることで、ダイ本体２０１の外側供給表面３１１によって少なくとも部分的に画成される周縁供給エリア３２１の調節を可能にすることができる。例えば複数の羽根は、第１の面部分３２５を有する第１の羽根３２３を含み得る。複数の羽根は第２の羽根３２７をさらに含み得、この第２の羽根３２７は、押出し軸３０５に対し垂直に延びて押出し軸３０５へと向かう放射状方向３３１において、第１の面部分３２５に関して放射状方向内向きにスペースを取った第２の面部分３２９を含む。随意的に複数の羽根は、放射状方向３３１において第２の面部分３２９に関して放射状方向内向きにスペースを取った第３の面部分３３５を有する、第３の羽根３３３を含んでもよい。上記のように２つまたは３つの羽根を提供してもよいが、さらなる例では、放射状方向３３１において放射状方向内向きに互いに連続してスペースを取った任意の数の羽根を提供してもよい。

図示のように、面部分３２５、３２９、３３５のうちの少なくとも１つ、例えば全ては、随意的に実質的に平面的な面を有し得るが、さらなる例では非平面的な形状の部分を提供してもよい。さらに、面部分３２５、３２９、３３５のうちの少なくとも１つ、例えば全ては、随意的に外側供給表面３１１に対して実質的に平行なものでもよいが、他の例では非平行な構成を提供してもよい。平行な構成を提供すると、例えば１以上の面部分を調節して外側供給表面３１１に隣接させて、選択された排出スロット２０９の開口からのスキンバッチ流が周縁供給エリア３２１内に入るのを、例えば防ぐなど抑制することができる。

図３に示されているように、周縁供給エリア３２１の第１の幅Ｗ１が、第１の羽根３２３の第１の面部分３２５とダイ本体２０１の外側供給表面３１１との間に画成され得る。同様に、周縁供給エリア３２１の第２の幅Ｗ２が、第２の羽根３２７の第２の面部分３２９とダイ本体２０１の外側供給表面３１１との間に画成され得る。さらに、提供される場合には、周縁供給エリア３２１の第３の幅Ｗ３が、第３の羽根３３３の第３の面部分３３５とダイ本体２０１の外側供給表面３１１との間に画成され得る。いくつかの例において、少なくとも２つの幅は互いに異なり得る。例えば第２の幅Ｗ２は、第１の幅Ｗ１と異なっていてもよい。さらなる例において、第２の幅Ｗ２は第３の幅Ｗ３と異なっていてもよい。ある特定の例では、第２の幅Ｗ２は第１の幅Ｗ１よりも大きくてもよい。第３の幅Ｗ３は、第１の幅Ｗ１および第２の幅Ｗ２のうちの少なくとも１つと異なっていてもよい。例えば図示のように、第３の幅Ｗ３は第２の幅Ｗ２よりも大きくてもよい。互いに異なる幅を提供すると、周縁供給エリア３２１内のスキンバッチ流の調節を可能にすることができる。

一例において、図示の羽根３２３、３２７、および３３３は互いに分離されている。従ってこれらの羽根は、周縁供給エリア３２１内に所望のスキンバッチ流特性を提供するよう互いに対して容易に調節することができる。さらなる例では、羽根３２３、３２７、および３３３を互いに一体化してもよい。例えば羽根のうちの２以上を一体に形成して、または共に取り付けて、同時に特定の幅構成を与えてもよい。一体に形成された羽根を提供すると、可動部品を減少させて設計を単純化するのに有益になり得、また羽根間で後に相対的な調節を必要としない用途で特に有益になり得る。

複数の羽根は、マスク装置に関して調節可能に据え付けることができる。例えば、第１の羽根３２３をマスク装置２２５に関して調節可能に据え付けて、第１の幅Ｗ１を選択的に調節することができる。同様に、第２の羽根３２７をマスク装置２２５に関して調節可能に据え付けて、第２の幅Ｗ２を選択的に調節することができる。さらに、提供される場合には、第３の羽根３３３をマスク装置２２５に関して調節可能に据え付けて、第３の幅Ｗ３を選択的に調節することができる。これらの羽根は、調節を同時にまたは独立して行うように構成することができる。例えば図３に示されているように、羽根３２３、３２７、３３３は押出し軸３０５の方向に沿って同時に軸方向に調節するように構成される。従って、これらの羽根のうちの１つを選択された距離だけ動かすと、残りの羽根にもその選択された距離だけ同じ動きを生じさせることになる。

羽根をマスク装置２２５に対して軸方向に調節するのを可能にするために、種々の構成を提供することができる。例えば図示のように、ダイ装置１０３に随意的な位置決め機器３３７を提供して、羽根３２３、３２７、３３３を軸方向に同時に調節するのを助けることができる。例えば図示のように、マスク装置２２５に対して位置決め機器３３７を調節すると幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３に対応する調節が生じるように、羽根３２３、３２７、３３３を位置決め機器３３７に対して夫々据え付ける。

さらなる例では、マスク装置２２５に対する位置決め機器３３７の位置の調節を助けて、幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の対応する調節を実現するために、図示の調節スクリュー３４１などのアクチュエータ機器を提供してもよい。いくつかの例では、図示の圧縮バネなどの付勢部材３３９を提供して、位置決め機器をマスク装置２２５の一部から離れるように付勢してもよい。付勢部材３３９は、提供される場合には、位置決め機器３３７を調節スクリュー３４１に対して押し付けて調節スクリュー３４１とマスク装置２２５との間の摩擦を増加させ、調節スクリュー３４１の不用意な回転を防ぐのを助けるように設計することができる。

いくつかの例では、単一の位置決め機器を提供して、ダイ本体２０１の押出し面２０５を取り囲む閉じた輪状の羽根の調節を実現することができる。さらなる例では、押出し面２０５の周囲での放射状方向の調節を高めるために、羽根をセグメントに分けてもよい。例えば図５は、第２のマスク部分２３３を第１のマスク部分２３１から取り外して複数の位置決め機器３３７を露出させた状態の図２のダイ装置の平面図である。周縁の周囲で等しくスペースを取った８つの位置決め機器３３７が示されているが、さらなる例では８つを超える、あるいは８つ未満の位置決め機器を提供してもよい。各位置決め機器３３７は、第１、第２、および第３の羽根の対応するセグメントに関連付けることができる。図６は、一例の位置決め機器３３７の側面図を示している。図示のように位置決め機器は、第１のマスク部分２３１に画成されたガイド穴３４３（図３参照）に受け入れることが可能な、ガイドピン６０１を含み得る。ガイドピン６０１はガイド穴３４３内で往復運動して、押出し軸３０５の方向に沿って直線調節経路を画成し得る。図７は位置決め機器３３７の底面図であり、図８に示されている連結ピン８０１を受け入れるように構成された穴部７０１を示している。

図８は、位置決め機器３３７が取り外された状態の第１のマスク部分２３１の部分断面図である。図示のように、第１の羽根３２３、第２の羽根３２７、および第３の羽根３３３は、第１のマスク部分２３１の羽根キャビティ８０３内に受け入れられている。複数の連結ピン８０１が提供され得、各連結ピンは羽根３２３、３２７、３３３の１つに設けられた穴部の中に据えられる第１の端部を含み、また連結ピン８０１の他方の端部は、対応する羽根３２３、３２７、３３３の各穴部７０１の中に据えられるように構成されている。

図８に示されているように、第１の羽根３２３は複数の第１羽根セグメントを含み、このとき第１の面部分３２５は、複数の第１羽根セグメントの対応する１つに夫々関連する、複数の第１面部分セグメントを含む。第１の羽根がセグメントに分けられると、第１の幅Ｗ１は、複数の第１面部分セグメントの対応する１つとダイ本体２０１の外側供給表面３１１との間に夫々画成される、複数の第１幅部分を含む。複数の第１羽根セグメントの夫々は、他の第１羽根セグメントに対して独立して調節可能であり、対応する第１幅部分を他の第１幅部分に対して選択的に調節することができる。同様に図８は、第２の羽根３２７および第３の羽根３３３が、複数の第２羽根セグメントおよび第３羽根セグメントを含み得ることを示し、このとき第２の面部分３２９および第３の面部分３３５は、複数の第２羽根セグメントおよび第３羽根セグメントの対応する１つに夫々が関連する、複数の第２面部分セグメントおよび第３面部分セグメントを含む。従って第２の幅Ｗ２および第３の幅Ｗ３は、複数の第２面部分セグメントおよび第３面部分セグメントの対応する１つとダイ本体２０１の外側供給表面３１１との間に夫々が画成される、複数の第２幅部分および第３幅部分を含み得る。複数の第２羽根セグメントおよび第３羽根セグメントの夫々は、他の第２羽根セグメントおよび第３羽根セグメントに対して独立して調節可能であり、対応する第２幅部分および第３幅部分を、他の第２幅部分および第３幅部分に対して選択的に調節することができる。

一旦組み立てられると、第１、第２、および第３羽根セグメントは、第１羽根セグメントの１つ、第２羽根セグメントの対応する１つ、および（随意的に）第３羽根セグメントの対応する１つを夫々が含む、複数の羽根セグメントの組を画成することができる。各位置決め機器のセグメントを、例えば調節スクリュー３４１によってマスクに対して独立して調節し、対応する羽根セグメントの組を他の羽根セグメントの組に対して独立して調節することができる。

ここでバッチ材料からハニカム体を押し出す方法を、この方法が本開示の他の実施形態例で実行可能であるという理解の下、図１と図２〜８に示したダイ装置１０３の実施形態とを参照して説明する。図２および３に示されているように、この方法は、押出し面２０５を画成する間隔の空いたダイピン２０３のアレイを含む、ダイ本体２０１を提供するステップを含んでもよい。押出し面は排出スロット２０９のハニカム状模様構造２０７を含み、排出スロット２０９はダイ本体２０１の押出し軸３０５に沿って延在している。ダイ本体は、押出し軸３０５から見て外側に向きかつ押出し面２０５を囲む、外側周縁表面３０７をさらに含む。ダイ本体２０１は、外側周縁表面３０７を囲む外側供給表面３１１をさらに含む。

この方法は、ダイ本体２０１の外側周縁表面３０７を少なくとも部分的に囲む内側周縁表面３１５を備えた、マスク装置２２５を提供するステップをさらに含む。マスク装置２２５は、内側周縁表面と外側周縁表面との間に周縁間隙２１１が画成されるように提供される。

この方法は、周縁間隙２１１に流体連通しかつダイ本体２０１の外側供給表面３１１によって部分的に画成される、周縁供給エリア３２１を提供するステップをさらに含む。この方法は第１の面部分３２５を有する第１の羽根３２３を提供するステップをさらに含み、このとき周縁供給エリア３２１の第１の幅Ｗ１が、第１の面部分３２５とダイ本体２０１の外側供給表面３１１との間に画成される。この方法は、押出し軸３０５に対し垂直に延びて押出し軸３０５へと向かう放射状方向３３１において、第１の面部分に関して放射状方向内向きにスペースを取った第２の面部分３２９を有する、第２の羽根３２７を提供するステップをさらに含む。周縁供給エリア３２１の第２の幅Ｗ２は第２の面部分３２９とダイ本体２０１の外側供給表面３１１との間に画成され、第２の幅Ｗ２は第１の幅Ｗ１とは異なっている。

この方法は、マスク装置２２５に対して第１の羽根３２３を調節することによって、周縁供給エリア３２１の第１の幅Ｗ１を選択的に調節するステップをさらに含む。この方法はさらに、マスク装置２２５に対して第２の羽根３２７を調節することによって、周縁供給エリア３２１の第２の幅Ｗ２を選択的に調節するステップを含む。例えば図４に示されているように、調節スクリュー３４１を締めて、押出し軸３０５の方向４０１に下向きに動くよう位置決め機器３３７を圧迫してもよい。連結ピン８０１によって各羽根３２３、３２７、３３３は位置決め機器３３７に固定して取り付けられるため、位置決め機器３３７の下向きの動きによって、対応する下向きの動きが羽根に生じる。従って対応する幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、位置決め機器３３７が方向４０１に沿って下向きに動いた距離だけ夫々減少する。従って、一例では全ての羽根３２３、３２７、３３３を、対応する幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が同じ量だけ調節されるように一緒に調節することができる。

図４は、調節後の第１の幅Ｗ１が略ゼロまで減少するように、第１の面部分３２５が外側供給表面３１１に接する点まで調節スクリュー３４１が調節された、十分に伸ばされた調節位置を示している。調節後の第１の幅Ｗ１を略ゼロまで減少させると、図４に示されているように、第１の面部分３２５は選択された数または部分の排出スロット２０９を実質的にまたは完全に塞ぐように作用し得る。さらに周縁供給エリア３２１の全体の面積を減少させて、周縁間隙２１１の対応するエリアのバッチ材料の流れを制限することができる。例えば図示のように、調節後の第２の幅Ｗ２は、調節後の第１の幅Ｗ１よりも大きくてもよい。さらに図示のように、調節後の第３の幅Ｗ３は、調節後の第２の幅Ｗ２よりも大きくてもよい。

従って幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の調節は、周縁間隙２１１を通るバッチ材料の流れの制御を助けることができる。さらに図２〜８に示したセグメントに分けた用途では、周縁間隙２１１の様々な位置でバッチ材料の流れを選択的に調節することができる。選択的調節は、排出スロット２０９のハニカム状模様構造２０７に固有の種々のスキン流特性の補償を助けるのに有益になり得る。例えば前述したように、図２に示されている正方形のダイピン形状では、第１放射状方向位置２２１ａ〜ｄでのバッチ流の制限は、第２放射状方向位置２２７ａ〜ｄよりも小さい。この例では、第１放射状方向位置２２１ａ〜ｄ付近で羽根を図４に示されている位置に調節し、これらの位置でのバッチ材料の流れを制限して、排出スロットのハニカム状模様構造に起因するバッチ流の制限の低下に応じるようにしてもよい。さらに、第２放射状方向位置２２７ａ〜ｄ付近で羽根を図３に示されている位置に調節し、これらの位置でのバッチ流に対する抵抗を減少させて、排出スロットのハニカム状模様構造に起因するバッチ流の制限に応じるようにしてもよい。従って、羽根をセグメントごとに独立して調節できると、流動特性における差を補償することができるようになり、スキンの厚さを安定させ、あるいは他の有益なスキン形成特性を実現することができる。

図９〜１１は、図２〜８に示したダイ装置１０３に類似しているが、周縁供給エリア３２１の幅の輪郭の調節に加えて周縁間隙２１１の調節を可能にした別の例のダイ装置９０１を示している。図９に示されているように、ダイ本体２０１の押出し軸３０５に沿って互いに独立して調節可能な、複数のセグメント９０３が提供され得る。例えば各セグメント９０３は、間隙調節スクリュー９０５によって、押出し軸３０５の方向に沿って調節することができる。図１０に示されているように、間隙調節スクリュー９０５はロックワッシャ１００３を用いて回転孔１００１内に回転可能に取り付けられ得る。さらに第１のマスク部分は、締結具２２９によってダイ本体２０１に固定して据え付けられた、外側マスキング円周部材１００５を含み得る。第１のマスク部分はさらに、図９に示されている締結具９０７によってセグメント９０３に固定して取り付けられた、内側セグメント１００７を含み得る。

図１１は、間隙調節スクリュー９０５を調節することによって実現することができる、周縁間隙２１１の調節を示している。図示のように、周縁間隙２１１の幅を、図１０に示されている周縁間隙２１１の幅に比べて増加させることができる。従って、周縁供給エリア３２１の幅の調節とは無関係に周縁間隙２１１を調節することによって、バッチ材料の流れをさらに増加させ、最適な流動特性を得ることができる。

図１２〜１７は、図１の線２−２に沿って取ることができる別の例のダイ装置１２０１を示している。図１５に示したように、このハニカム押出装置は図２〜８を参照して上で論じたようなダイ本体２０１を含み得る。従って図２および３を参照すると、図１２〜１７のダイ本体も同様に、排出スロット２０９のハニカム状模様構造２０７を備えた押出し面２０５を画成する、間隔の空いたダイピン２０３のアレイを含み得、排出スロット２０９はダイ本体２０１の押出し軸３０５に沿って延在している。さらにダイ本体は、押出し軸３０５から見て外側に向きかつ押出し面２０５を囲む、外側周縁表面３０７を含む。図１２に示されているように、ダイ装置１２０１はさらに、締結具１２０７によってダイ本体２０１に固定して取り付けられ得るマスクプレート１２０５を備えた、マスク装置１２０３を含む。

図１２に示されているようにダイ装置１２０１は、押出し面２０５の周囲で放射状方向にスペースを取った、複数のマスクセグメントをさらに含む。図１２に示されているように、２つのマスクセグメント１２０９ａ、１２０９ｂは対応するアクチュエータ１２１１ａ、１２１１ｂを備え、これらのアクチュエータ１２１１ａ、１２１１ｂは各延長ロッド１２１３ａ、１２１３ｂによってマスクセグメント１２０９ａ、１２０９ｂを放射状方向に伸ばしたり、あるいは引っ込めたりするように構成されている。２つのマスクセグメントが図示されているが、図１２に示されているアクチュエータの夫々がマスクセグメントおよび延長ロッドに設けられ得ることは明らかであろう。

図１５に示されているように、各マスクセグメント１２０９ｂは内側周縁表面部分１５０１を含む。各マスクセグメントの内側周縁表面部分１５０１は、ダイ本体２０１の外側周縁表面３０７を少なくとも部分的に囲む。複数のマスクセグメントの夫々（例えば、１２０９ａ、１２０９ｂ）は、ダイ本体２０１の押出し軸３０５に垂直に延在する各放射状方向軸１５０３に沿って、独立して調節可能なものでもよい。例えば図１５に示されているように、アクチュエータ１２１１ｂを駆動して、マスクセグメント１２０９ｂを残りのマスクセグメントに対して独立して調節するように延長ロッド１２１３ｂを駆動し、対応する内側周縁表面部分１５０１とダイ本体２０１の外側周縁表面３０７との間で選択された各放射状方向距離を実現し、マスクセグメントの内側周縁表面部分とダイ本体の外側周縁表面との間で所望の周縁間隙の輪郭を画成することができる。

図１３に示されているように、隣接するマスクセグメントは、バッチ材料に対して漏れ経路を提供することなく隣接するマスクセグメントを互いに対して相対的に伸ばしたり、また引っ込めたりすることを可能にする、蟻継ぎ１３０１を含み得る。図１３は、十分に伸ばされた位置にあるマスクセグメント１２０９ａ、１２０９ｂを示している。図１４は、十分に引っ込めた位置にあるマスクセグメント１２０９ａ、１２０９ｂを示し、このとき蟻継ぎはバッチ材料バリアの完全性を維持している。

いくつかの例においてダイ本体２０１は、外側周縁表面３０７を囲む外側供給表面３１１をさらに含む。ハニカム押出装置は、周縁間隙２１１に流体連通しかつダイ本体２０１の外側供給表面３１１によって少なくとも部分的に画成される、周縁供給エリア３２１をさらに含む。

図１５は第１の位置にあるマスクセグメント１２０９ｂを示し、このとき周縁間隙２１１の第１の間隙距離は、マスクプレート１２０５のエッジ１５０５およびマスクセグメント１２０９ｂの内側周縁表面部分１５０１によって画成される。図１５はさらに、以下で論じる図１６の周縁供給エリア３２１に対して相対的に小さい、周縁供給エリア３２１を示している。

図１６は、周縁間隙距離がマスクプレート１２０５のエッジ１５０５とダイ本体２０１の外側周縁表面３０７とによってのみ画成されるように、マスクセグメント１２０９ｂが引っ込められた状態を示している。さらに周縁供給エリア３２１が拡大されて、周縁間隙を通るバッチ材料の流れに対する抵抗を減少させる。

図１７は、周縁間隙距離がマスクセグメント１２０９ｂの内側周縁表面部分１５０１とダイ本体２０１の外側周縁表面３０７とによってのみ画成されるように、図１５に示した位置に比べてマスクセグメント１２０９ｂが伸ばされている状態を示している。図１７は、上で論じた図１５の周縁供給エリア３２１に対し、周縁供給エリア３２１が若干さらに制限されたものを示している。

図１５および１７に示したように、周縁供給エリア３２１の幅「Ｗ４」は、少なくとも１つのマスクセグメントを各放射状方向軸１５０３に沿って調節する間に実質的に一定のままであるように構成される。さらに図１６に示したように、周縁供給エリア３２１の一部の幅「Ｗ４」は実質的に一定のままでもよいが、供給エリアの別の部分は、幅「Ｗ４」よりも実質的に大きい幅「Ｗ５」になる。

請求される発明の精神および範囲から逸脱することなく、説明した実施形態の種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。従って、本書で説明した実施形態の改変および変形が添付の請求項およびその同等物の範囲内であるならば、請求される本発明はこのような改変および変形を含むと意図されている。

１０１ ハニカム押出装置
１０３ ダイ装置
２０１ ダイ本体
２０３ ダイピン
２０５ 押出し面
２０７ ハニカム状模様構造
２０９ 排出スロット
２１１ 周縁間隙
２２５ マスク装置
３０５ 押出し軸
３０７ 外側周縁表面
３１１ 外側供給表面
３１５ 内側周縁表面
３２１ 周縁供給エリア
３２３ 第１の羽根
３２５ 第１の面部分
３２７ 第２の羽根
３２９ 第２の面部分
３３３ 第３の羽根
３３５ 第３の面部分

Claims (5)

1. ハニカム押出装置において、
   排出スロットのハニカム状模様構造を備えた押出し面を画成する、間隔の空いたダイピンの配列を含むダイ本体であって、前記排出スロットが前記ダイ本体の押出し軸に沿って延在し、該ダイ本体が、前記押出し軸から離れる方に向きかつ前記押出し面を囲む、外側周縁表面と、該外側周縁表面を囲む外側供給表面とをさらに含んでいる、ダイ本体、
   前記ダイ本体の前記外側周縁表面を少なくとも部分的に囲む内側周縁表面を含むとともに、前記内側周縁表面と前記外側周縁表面との間に周縁間隙を画成するよう構成されている、マスク、
   前記周縁間隙に流体連通し、かつ前記ダイ本体の前記外側供給表面によって部分的に画成される、周縁供給エリア、
   第１の面部分を含み、前記周縁供給エリアの第１の幅を前記第１の面部分と前記ダイ本体の前記外側供給表面との間に画成するとともに、前記第１の幅を調節するよう前記マスクに対して調節可能に据え付けられている、第１の羽根、および、
   前記押出し軸に対し垂直に延びて前記押出し軸へと向かう放射状方向において、前記第１の面部分に対して放射状方向内向きにスペースを取った第２の面部分を含み、前記第１の幅とは異なる前記周縁供給エリアの第２の幅を前記第２の面部分と前記ダイ本体の前記外側供給表面との間で画成するとともに、前記第２の幅を調節するよう前記マスクに対して調節可能に据え付けられている、第２の羽根、
   を備えており、
   前記第１の幅と前記第２の幅とが互いに独立して調整されるように構成されていることを特徴とするハニカム押出装置。
2. 前記第２の幅が前記第１の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のハニカム押出装置。
3. 前記第１の羽根が複数の第１羽根セグメントを含み、前記第１の面部分が、前記複数の第１羽根セグメントの対応する１つに夫々が関連する複数の第１面部分セグメントを含み、さらに前記第１の幅が、前記複数の第１面部分セグメントの対応する１つと前記ダイ本体の前記外側供給表面との間に夫々が画成される複数の第１幅部分を含み、このとき前記複数の第１羽根セグメントの夫々が、対応する前記第１幅部分を他の前記第１幅部分に対して調節するように、他の第１羽根セグメントに対して独立して調節可能であることを特徴とする請求項１または２記載のハニカム押出装置。
4. 前記第２の羽根が複数の第２羽根セグメントを含み、前記第２の面部分が、前記複数の第２羽根セグメントの対応する１つに夫々が関連する複数の第２面部分セグメントを含み、さらに前記第２の幅が、前記複数の第２面部分セグメントの対応する１つと前記ダイ本体の前記外側供給表面との間に夫々が画成される複数の第２幅部分を含み、このとき前記複数の第２羽根セグメントの夫々が、対応する前記第２幅部分を他の前記第２幅部分に対して調節するように、他の第２羽根セグメントに対して独立して調節可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のハニカム押出装置。
5. 第３の面部分を含む第３の羽根をさらに備え、前記周縁供給エリアの第３の幅が前記第３の面部分と前記ダイ本体の前記外側供給表面との間で画成され、該第３の幅が前記第１の幅および前記第２の幅のうちの少なくとも１つとは異なるものであり、前記第３の羽根が、前記第３の幅を調節するよう前記マスクに関して調節可能に据え付けられており、
   前記第３の幅が、前記第１の幅および前記第２の幅とは互いに独立して調整されるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のハニカム押出装置。

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