JP6396816B2 - ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関する。

バス、トラック、乗用車等の車両及び建設機械等の内燃機関から排出される排ガス中に含有されるスス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）が周囲の環境及び人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。そこで、排気ガス中のＰＭを捕集して、排気ガスを浄化するフィルタとして多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いたものが種々提案されている。

これらのハニカム構造体を構成する多孔質セラミック部材は、通常、一方向に多数の貫通孔が並設され、貫通孔同士を隔てる隔壁がフィルタとして機能するようになっている。すなわち、多孔質セラミック部材に形成された貫通孔は、排気ガスの入り口側又は出口側の端部のいずれかが充填材により目封じされ、一の貫通孔に流入した排気ガスは、必ず貫通孔を隔てる隔壁を通過した後、他の貫通孔から流出するようになっており、排気ガスがこの隔壁を通過する際、パティキュレートが隔壁部分で捕捉され、排気ガスが浄化される。

従来、このようなセラミックフィルタとして機能するハニカム構造体は、多孔質セラミック部材を接着層を介して複数結束させてハニカム集合体を形成し、このハニカム集合体を所定の形状に研削してセラミックブロックとし、その外周面にシール体を設けることで製造していた。ハニカム構造体の形状としては、ケーシング内で固定するため、略円柱状のハニカム構造体の略中央部の外周を全周に亘ってリング状に取り囲み、その長手方向に両端がテーパー状となったリング状凸部を備えるものが提供されている。

このような形状のセラミック構造体は、略角柱状のハニカム集合体において、外周面の第１の端部側の一部を研削して円柱状の第１の研削領域及び第１の研削領域に接続するリング状凸部の第１のテーパー領域を形成し、次に外周面の第２の端部側の一部を研削して円柱状の第２の研削領域及び第２の研削領域に接続するリング状凸部の第２のテーパー領域を形成し、最後にリング状凸部の頭頂部を研削して中央研削領域を形成することにより製造されていた（特許文献１を参照。）。

特開２０１４−６５１０４号公報

しかしながら、第１及び第２のテーパー領域によって挟まれるリング状凸部の頭頂部は、外周側に向かうに連れて幅が狭くなる形状のため、機械的な強度が十分に確保できないことがあった。このため、第１及び第２のテーパー領域を形成した後にリング状凸部の頭頂部を研削して中央研削領域を形成する工程では、研削する砥石等から加えられた機械的な力によってリング状凸部が破損することがあった。

本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、リング状凸部を有するハニカム構造体を製造する際に、リング状凸部を含む外周面を形成する工程において、リング状凸部の破損を防止するようなハニカム構造体の製造方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明のハニカム構造体の製造方法は、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状の多孔質セラミック部材が接着層を介して複数個結束されたハニカム構造体について、前記ハニカム構造体を前記長手方向に延びる第１の軸の周りに回転駆動し、前記長手方向に前記ハニカム構造体の第１の端部から第２の端部に向かう方向に、前記第１の軸からの距離を制御可能な研削手段を移動させて前記ハニカム構造体を研削するハニカム構造体の製造方法であって、前記第１の端部から、前記第２の端部に向かう方向に第１の距離に亘り、第１の径を有する第１の研削領域を形成する第１の研削工程と、前記第１の研削工程に続いて、前記第２の端部に向かう方向に第２の距離に亘り、前記第１の径より大きな第２の径を有する中央研削領域を形成する第２の研削工程と、前記第２の端部から、前記第１の端部に向かう方向に第３の距離に亘り、前記第１の径を有する第２の研削領域を形成する第３の研削工程とを含むものである。

本発明のハニカム構造体の製造方法は、第１の研削領域を形成した後、第２の研削領域を形成する前に、中央研削領域を形成するので、ハニカム構造体のリング状凸部の頭頂部の研削に相当する中央研削領域の形成に機械的な強度を確保することができ、リング状凸部の破損を低減することができる。

本発明のハニカム構造体の製造方法において、前記研削手段は、前記第１の軸に平行で、前記第１の軸との距離を制御可能な第２の軸の周りに回転駆動される前記第２の軸について回転対称な回転砥石であって、所定の径を有する外周部と、前記外周部から前記第１の端部側に向かうに連れて径が小さくなる第１のテーパー部と、前記外周部から前記第２の端部側に向かうに連れて径が小さくなる第２のテーパー部とを含むことが望ましい。

研削手段に回転砥石を使用することにより、ハニカム構造体を迅速で正確に研削することができるようになる。また、外周部、第１のテーパー部、第２のテーパー部を備えることにより、ハニカム構造体の研削領域に応じて対応する部分を使い分け、適切な形状を形成することができるようになる。

本発明のハニカム構造体の製造方法において、前記第１の研削工程においては、前記回転砥石の外周部で前記第１の研削領域を形成すると共に、前記回転砥石の第２のテーパー部にて前記第１の研削領域から前記中央研削領域に接続する第１のテーパー領域を形成し、前記第３の研削工程においては、前記回転砥石の外周部で前記第２の研削領域を形成すると共に、前記回転砥石の第１のテーパー部にて前記第２の研削領域から前記中央研削領域に接続する第２のテーパー領域を形成することが望ましい。

本発明の回転砥石の第１のテーパー部及び第２のテーパー部によって、第２の研削領域及び第１の研削領域の形成と同時に、リング状凸部の第２のテーパー領域及び第１のテーパー領域をそれぞれ形成することにより、第１のテーパー領域及び第２のテーパー領域を別途形成する工数を削減することができると共に、第１のテーパー領域及び第２のテーパー領域を正確に形成することができる。

前記回転砥石の外周部の幅は３０〜１２０ｍｍであることが望ましい。回転砥石の外周部の幅が３０〜１２０ｍｍであることにより、回転砥石の移動速度を確保しつつ第１の研削領域等を十分に滑らかにする共に、回転時の振動を抑制することができる。

前記回転砥石の外周部の径は２００〜４００ｍｍであることが望ましい。回転砥石の外周部の径が２００〜４００ｍｍであることにより、第１のテーパー部等の幅や外周部の幅を確保すると共に、回転時の振動を抑制することができる。

前記回転砥石の第１のテーパー部の幅は５〜４０ｍｍであることが望ましく、前記回転砥石の第２のテーパー部の幅は５〜４０ｍｍであることが望ましい。これらのテーパー部の幅が５〜４０ｍｍであることにより、これらのテーパー部を確保して所望の第１のテーパー領域の面等の形成を容易にすると共に、外周部の幅を相対的に確保し、研削加工時間を抑制し、研削によって形成される面を十分に滑らかにすることができる。

本発明によると、リング状凸部を有するハニカム構造体を製造する際、リング状凸部を含む外周面を形成する工程において、リング状凸部の破損を防止することができ、ひいては製造工程の簡略化や製造コストの低減を図ることができる。

図１（ａ）は、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、そのＢ−Ｂ線断面図である。 図２（ａ）は、ハニカム集合体の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すハニカム集合体の側面図である。 図３（ａ）は、セラミックブロックの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は図３（ａ）に示すセラミックブロックの側面図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、ハニカム集合体を研削してセラミックブロックを形成する一連の研削工程を示す図である。 図５（ａ）は、ハニカム構造体の一例を模式的に示す斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すハニカム構造体の側面図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、比較例として、ハニカム集合体を研削してセラミックブロックを形成する一連の他の研削工程を示す図である。

以下、本発明のハニカム構造体の製造方法について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

はじめに、本発明のハニカム構造体の製造方法において、ハニカム構造体を構成する基本的な構造体となる多孔質セラミック部材であるハニカム焼成体について説明する。図１（ａ）は、ハニカム構造体を構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。

図１（ａ）に示すハニカム焼成体１１０は、略角柱形状を有し、多数の貫通孔１１１がセル壁１１３を隔てて長手方向（図１（ａ）中、ｂの方向）に並設されており、貫通孔１１１のいずれかの端部が封止材１１２で封止されたセルを形成している。従って、一方の端面が開口したセル（貫通孔１１１）に流入した排ガスＧは、必ずセル（貫通孔１１１）を隔てるセル壁１１３を通過した後、他方の端面が開口した他のセル（貫通孔１１１）から流出するようになっている。従って、セル壁１１３がＰＭ等を捕集するためのフィルタとして機能する。

このようなハニカム焼成体１１０を用い、前記長手方向について、縦方向に４列、横方向に４列、合わせて１６個のハニカム焼成体１１０を結束してハニカム集合体１２０を構成する。図２（ａ）は、ハニカム集合体の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すハニカム集合体の側面図である。

図２（ａ）に示すハニカム集合体１２０は、１６個のハニカム焼成体１１０が接着層１２１を介して結束されてなる角柱形状の構造を有する。図中には、前記長手方向に沿って、ハニカム集合体１２０の第１の端部１２０ａ及び第２の端部１２０ｂを貫いて伸びる、第１の回転軸Ｌ１が描かれている。

このハニカム集合体１２０を第１の回転軸Ｌ１の周りに回転させて研削し、ハニカム集合体１２０の外周面を研削加工してすることにより略円柱状のセラミックブロックを作製する。研削加工された面にはハニカム焼成体１１０の貫通孔１１１と封止材１１２が露出する。セラミックブロックの外周面は、研削加工によって貫通孔が露出しているため実際は凸凹を有しているが、本明細書におけるセラミックブロックの外周面は、得られたセラミックブロックの形状を、平滑な側面を有する立体とみなしたときの面として定義する。

図３（ａ）は、セラミックブロックの一例を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すセラミックブロックの側面図である。図３（ａ）に示すセラミックブロック１３０では、セラミックブロック１３０を円柱とみなしたときの円柱の側面をセラミックブロックの外周面１３１と定める。また、後述するリング状凸部１３５の第１のテーパー領域１３６、第２のテーパー領域１３７、中央研削領域１３８もセラミックブロック１３０の外周面１３１に含まれる。

セラミックブロック１３０の長手方向（図３（ｂ）中、両矢印ａで示す方向）の中央部には、リング状凸部１３５が設けられている。リング状凸部１３５は、セラミックブロック１３０を円柱とみなした場合の外周を取り囲むと共にセラミックブロック１３０の外側に向かって鍔状に突出し、第１のテーパー領域１３６、第２のテーパー領域１３７及び中央研削領域１３８を有する。

セラミックブロック１３０のリング状凸部１３５を除いた部分の形状が円柱状である場合、その寸法の例としては円柱の直径が１００〜１７０ｍｍ程度であり、長手方向の長さが１００〜１７０ｍｍであるものがあげられる。また、リング状凸部の形状としては、その高さが４〜８ｍｍ、幅が１７〜２４ｍｍであるものが挙げられる。リング状凸部１３５の幅、高さは図３（ｂ）に両矢印Ｘ１、Ｙ１でそれぞれ示される寸法である。

なお、セラミックブロック１３０の形状及び寸法、並びに、リング状凸部１３５の形状及び寸法は、ハニカム構造体とした後に設置する車両等の大きさにより任意に設定することができるため、これらの例示に限定されるものではない。セラミックブロック１３０のリング状凸部１３５を除いた部分の形状としては、円柱の他に底面形状が楕円、レーストラック形状等である柱状の例が挙げられる。

次に、このようなセラミックブロック１３０を形成する一連の研削工程について説明する。図３（ａ）に示したセラミックブロック１３０は、図２（ａ）に示したハニカム集合体１２０を長手方向に沿った回転軸Ｌ１を中心にして回転させつつ研削手段の回転砥石によって研削することにより形成される。

図４（ａ）に示す第１の研削工程においては、ハニカム集合体１２０を研削し、セラミックブロック１３０の外周面１３１の内、第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６を形成する。第１のテーパー領域１３６は、第１の研削領域１３４及び中央研削領域１３８を接続している。

本実施の形態では、略円柱状を有するセラミックブロック１３０を作成するため、ハニカム集合体１２０の第１の端部１２０ａ及び第２の端部１２０ｂを図示しない回転装置の把持手段にて挟んで把持し、長手方向に沿った第１の軸Ｌ１の周りに所定の回転速度で回転駆動させている。また、第１の軸Ｌ１と平行であり、第１の軸Ｌ１との離間距離を制御可能な第２の軸Ｌ２に沿って回転駆動され、第２の軸Ｌ２に沿って移動する、第２の軸Ｌ２について回転対称な回転砥石１０を設けている。そして、ハニカム集合体１２０を回転装置によって第１の軸の周りに回転させつつ、第２の軸の周りに回転駆動される回転砥石１０を用いて研削している。

この回転砥石１０は、第２の回転軸Ｌ２に沿って所定径に形成され、第２の回転軸Ｌ２の方向に所定長さを有する外周部１１を有している。また、外周部１１から第２の回転軸Ｌ２沿ってハニカム集合体１２０の第１の端部１２０ａ側に次第に径が小さくなる所定長さの第１のテーパー部１２を有している。さらに、外周部１１から第２の回転軸Ｌ２に沿ってハニカム集合体１２０の第２の端部１２０ｂ側に次第に径が小さくなる所定長さの第２のテーパー部１３を有している。これら第１のテーパー部１２及び第２のテーパー部１３は、第２の軸Ｌ２と直交する一つの平面について対称になるように形成されている。

ここで、外周部１１の第２の軸Ｌ２方向の長さ、すなわち外周部１１の幅は、３０〜１２０ｍｍが好ましく、４０〜１１０ｍｍが更に好ましく、５０〜１００ｍｍが特に好ましい。３０ｍｍより短いと、第１の研削領域１３４等を十分に滑らかにするために、回転砥石１０の移動速度を遅くする必要が生じることがある。また、回転砥石１０の移動速度を遅くしない場合には、らせん状の削り残しが発生することがある。１２０ｍｍより長いと、回転砥石１０の質量が大きくなり、回転時に振動（回転中心（中心軸）の「ぶれ」）が生じることがある。

回転砥石１０は、第１のテーパー部１２及び第２のテーパー部１３の第２の軸Ｌ２方向の長さ、すなわち第１のテーパー部１２及び第２のテーパー部１３の幅は、５〜４０ｍｍであることが好ましく、６〜３０ｍｍであることが更に好ましく、７〜２０ｍｍであることが特に好ましい。５ｍｍより短いと、第１のテーパー部１２等が小さくなり、所望の第１のテーパー領域１３６面等を形成しにくくなることがある。４０ｍｍより長いと、外周部１１の幅が相対的に短くなり、研削加工時間が長くなるとともに、得られたセラミックブロック１３０の研削によって形成された面が十分に滑らかでなくなる。第１のテーパー部１２及び第２のテーパー部１３等の幅は、異なる大きさとしてもよい。

回転砥石１０の径は、２００〜４００ｍｍであることが好ましく、２５０〜３９０ｍｍであることが更に好ましく、２８０〜３８０ｍｍであることが特に好ましい。径が２００ｍｍより小さいと、第１のテーパー部１２等の幅や外周部１１の幅を短くする必要が生じることがある。径が４００ｍｍより長いと、回転砥石１０の質量が大きくなり、回転時に振動（回転中心（中心軸）の「ぶれ」）が生じることがある。

回転砥石１０の材質は、ハニカム集合体１２０を構成するハニカム焼成体１１０を研削できるものであれば特に限定されない。具体的には、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドにて固定した（固めた）もの等を挙げることができる。また、回転砥石１０は、本体の構造を鉄等の金属等で形成し、外周部１１、第１のテーパー部１２、第２のテーパー部１３の表面に砥粒の層を形成したものでもよい。

図４（ａ）に示す第１の研削工程においては、セラミックブロック１３０の外周面１３１の内、第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６を形成するため、回転砥石１０は、ハニカム集合体１２０の第１の端部１２０ａから第２の端部１２０ｂに向けて、第２の軸Ｌ２に沿って第１の距離に亘って移動される。この第１の研削工程においては、ハニカム集合体１２０の外周面１３１として第１の径を有する第１の研削領域１３４が形成されるように、第１の軸Ｌ１と第２の軸Ｌ２の間隔は第１の離間距離に設定されている。第１の離間距離は４０〜６０ｍｍであってもよく、第１の離間距離は１９０〜２７０ｍｍであってもよい。

図４（ａ）は、第２の軸Ｌ２に沿って移動する回転砥石１０によって、ハニカム集合体１２０の第１の端部１２０ａから研削が進められ、回転砥石１０によって、ハニカム集合体１２０に、第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６が形成された状態を示している。

ここで、便宜上、ハニカム集合体１２０に形成された第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６は、図３に示したセラミックブロック１３０の対応する部分の符号で示すことにする。以下でも同様とする。また、回転砥石１０の上部に描かれている矢印は、回転砥石１０が第２の軸Ｌ２に沿って移動する方向を示している。以下でも同様とする。

回転砥石１０が第２の軸Ｌ２に沿って移動する移動速度は、２０〜１３００ｍｍ／分が好ましく、２５〜１２００ｍｍ／分が更に好ましく、３０〜１１００ｍｍ／分が特に好ましい。２０ｍｍ／分より速いと、第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６が十分に滑らかにならないことがある。１３００ｍｍ／分より遅いと、研削時間が長くなりすぎることがある。尚、第２及び第３の研削工程においても同様である。以下でも同様である。

ハニカム集合体１２０を、第１の軸Ｌ１を中心にして回転させる際の回転速度は、特に限定されないが、２００〜４５０ｒｐｍが好ましく、２５０〜４００ｒｐｍが更に好ましく、２８０〜３８０ｒｐｍが特に好ましい。回転速度が２００ｒｐｍより遅いと、第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６の面が十分に滑らかにならないことがある。回転速度が４５０ｒｐｍより速いと、回転させる装置の負荷が大きくなり、大掛かりな装置を必要とすることがある。

また、回転砥石１０を第２の軸Ｌ２を中心にして回転させる際の回転速度は、特に限定されないが、２０００〜５０００ｒｐｍが好ましく、２５００〜４５００ｒｐｍが更に好ましく、３０００〜４０００ｒｐｍが特に好ましい。回転速度が２０００ｒｐｍより遅いと、第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６の面が十分に滑らかにならないことがある。回転速度が５０００ｒｐｍより速いと、回転させる装置の負荷が大きくなり、大掛かりな装置を必要とすることがある。

第１の研削工程においては、回転砥石１０で、ハニカム集合体１２０の第１の端部１２０ａから第１の距離に亘って研削を進め、回転砥石１０の外周部１１によって第１の研削領域１３４を形成する。そして、それととともに回転砥石１０の第２のテーパー部１３によって第１のテーパー領域１３６を形成する。回転砥石１０の第２のテーパー部１３のテーパーの角度は、ハニカム集合体１２０の第１のテーパー領域１３６のテーパーの角度と同じになる。

図４（ｂ）に示す第２の研削工程においては、第１の研削工程に続いてハニカム集合体１２０を研削し、セラミックブロック１３０の外周面１３１の内、中央研削領域１３８を形成する。第２の研削工程においては、中央研削領域１３８を形成するため、回転砥石１０は、第１の研削工程を終えた位置から第２の端部１２０ｂに向けて、第２の軸Ｌ２に沿って第２の距離に亘って研削を進める。この第２の研削工程においては、前記第１の径より大きい第２の径を有する中央研削領域１３８が形成されるように、第１の軸Ｌ１と第２の軸Ｌ２の間隔は第１の離間距離より大きい第２の離間距離に設定されている。第２の距離は４０〜６０ｍｍであってもよく、第２の離間距離は２００〜２８０ｍｍであってもよい。

第２の研削工程においては、回転砥石１０の外周部１１によって、セラミックブロック１３０のリング状凸部１３５の頭頂部に相当する部分が研削され、ハニカム集合体１２０の中央研削領域１３８が形成される。

第２の研削工程の後に、回転砥石１０を、ハニカム集合体１２０から離して、ハニカム集合体１２０の第２の端部１２０ｂより外側まで移動させることが好ましい。そして、その後に、第３の研削工程を行うことが好ましい。

図４（ｃ）に示す第３の研削工程においては、ハニカム集合体１２０を研削し、セラミックブロック１３０の外周面１３１の内、第２の研削領域１３９及び第２のテーパー領域１３７を形成する。第２のテーパー領域１３７は、第２の研削領域１３９及び中央研削領域１３８を接続している。

第３の研削工程においては、第２の研削領域１３９及び第２のテーパー領域１３７を形成するため、回転砥石１０は、ハニカム集合体１２０の第２の端部１２０ｂから第１の端部１２０ａに向けて、第２の軸Ｌ２に沿って第３の距離に亘って移動される。この第３の研削工程においては、ハニカム集合体１２０の外周面１３１として第１の径を有する第２の研削領域１３９が形成されるように、第１の軸Ｌ１と第２の軸Ｌ２の間隔は前記第１の離間距離に設定されている。第３の距離は４０〜６０ｍｍであってもよい。

第３の研削工程においては、回転砥石１０で、ハニカム集合体１２０の第２の端部１２０ｂから第３の所定距離に亘って研削を進め、回転砥石１０の外周部１１によって第２の研削領域１３９を形成する。そして、それととともに回転砥石１０の第１のテーパー部１２によって第２のテーパー領域１３７を形成する。回転砥石１０の第１のテーパー部１２のテーパーの角度は、ハニカム集合体１２０の第２のテーパー領域１３７のテーパーの角度と同じになる。

本実施の形態によると、リング状凸部１３５の形成については、第１の研削工程において第１のテーパー領域１３６を形成し、第２の研削工程において中央研削領域１３８を形成し、第３の研削工程において第２のテーパー領域１３７を形成している。換言すると、リング状凸部１３５の頭頂部に相当する部分を研削して中央研削領域１３８を形成する工程は、第１のテーパー領域１３６及び第２のテーパー領域１３７の両者が形成される前に行われている。

本実施の形態では、第１の研削工程により第１のテーパー領域１３６を形成した後、第３の研削工程で第２のテーパー領域１３７を研削する前に、第２の研削工程で中央研削領域１３８を研削することにより、強度が十分確保できない先細の形状のリング状凸部１３５において頭頂部を研削して中央研削領域１３８を形成する必要がない。したがって、リング状凸部１３５の中央研削領域１３８を研削形成する工程において、リング状凸部１３５の破損を低減することができる。換言すると、リング状凸部１３５を含む外周面１３１を形成する工程において、リング状凸部１３５の破損を防止することができる。

図５（ａ）に示すハニカム構造体１００は、図３（ａ）に示すセラミックブロック１３０の外周面１３１に外周シール材層１０２を形成することによって製造されている。外周シール材層１０２はリング状凸部１０５にも形成されており、リング状凸部１０５の第１のテーパー領域１０６、第２のテーパー面１０７、中央研削領域１０８は外周シール材層１０２が形成された以外はセラミックブロック１３０における各部位と同様の形状で存在している。

外周シール材層１０２の厚さはセラミックブロック１３０の外周面１３１に露出した貫通孔を埋めることができる厚さであることが好ましい。具体的には、外周シール材層１０２の厚さは０．０５〜０．３ｍｍであることが好ましい。外周シール材層１０２の厚さは、リング状凸部１０５における外周シール材層の厚さではなく、リング状凸部１０５以外の部分における外周シール材層１０２の厚さを意味する。

図５（ａ）に示すハニカム構造体１００の外周面１０１は、セラミックブロック１３０の外周面に露出した貫通孔１１１が外周シール材層１０２によって埋められた平滑な面となっている。また、リング状凸部１０５においても、セラミックブロック１３０の外周面１３１に露出した貫通孔１１１が外周シール材層１０２によって埋められた平滑な面となっている。

ハニカム構造体１００のリング状凸部１０５を除いた部分の形状が円柱状である場合、その寸法の例としては円柱の直径が１００．１〜１７０．６ｍｍ程度であり、長手方向の長さが１００〜１７０ｍｍであるものが挙げられる。また、リング状凸部１０５の形状としては、その高さが４．４〜８．７ｍｍ、幅が１７〜２４ｍｍであるものが挙げられる。また、リング状凸部が立ち上がる角度が２５〜４５°であるものが挙げられる。

リング状凸部１０５の幅、高さは図５（ｂ）に両矢印Ｘ２、Ｙ２でそれぞれ示される寸法である。リング状凸部１０５が立ち上がる角度は図２（ｂ）にθ１、θ２で表される部分の角度である。なお、ハニカム構造体１００の形状及び寸法、並びに、リング状凸部１０５の形状及び寸法は、ハニカム構造体１００を設置する車両等の大きさにより任意に設定することができるため、これらの例示に限定されるものではない。

ハニカム構造体１００のリング状凸部１０５を除いた部分の形状としては、円柱の他に底面形状が楕円、レーストラック形状等である柱状の例が挙げられる。ハニカム構造体１００がリング状凸部１０５を有していると、ハニカム構造体１００を保持シール材を介してケーシング内に収納させた場合に、リング状凸部１０５が保持シール材に引っ掛かるため、ハニカム構造体１００がケーシング内で移動することを規制できる。

〔比較例〕
次に、本実施の形態の比較例として、ハニカム集合体１２０を研削してセラミックブロック１３０を形成する一連の他の研削工程を示す。この一連の他の研削工程は、第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６を形成し、続いて第２の研削領域１３９及び第２のテーパー領域１３７を形成し、最後に中央研削領域１３８を形成するものであり、例えば特許文献１に記載されているように先行技術に属するものである。

この一連の他の研削工程においては、本実施の形態で示したハニカム集合体１２０を研削してセラミックブロック１３０を形成する工程との相違点を中心に説明するものとし、共通する部分については必要のない限り省略することがある。一連の他の研削工程で用いるハニカム集合体１２０、ハニカム集合体１２０を把持回転する回転装置、第１の軸Ｌ１、第２の軸Ｌ２等の構成、各構成部材の寸法等は本実施の形態と同様である。

図６（ａ）に示す第１の他の研削工程においては、ハニカム集合体１２０の外周面１３１として第１の研削領域１３４及び第１のテーパー領域１３６を形成するため、回転砥石１０は、ハニカム集合体１２０の第１の端部１２０ａから第２の端部１２０ｂに向けて、第２の軸Ｌ２に沿って第１の距離に亘って移動される。この第１の研削工程においては、ハニカム集合体１２０の外周面１３１として第１の径を有する第１の研削領域１３４が形成されるように、第１の軸Ｌ１と第２の軸Ｌ２の間隔は第１の離間距離に設定されている。この他の研削工程の第１の距離は、本実施の形態の第１の実施の形態と同じでもよい。以下の第２及び第３の距離についても同様である。

図６（ｂ）に示す第２の他の研削工程においては、第２の研削領域１３９及び第２のテーパー領域１３７を形成するため、回転砥石１０は、ハニカム集合体１２０の第２の端部１２０ｂから第１の端部１２０ａに向けて、第２の軸Ｌ２に沿って第３の距離に亘って移動される。この第３の研削工程においては、ハニカム集合体１２０の外周面１３１として第１の径を有する第２の研削領域１３９が形成されるように、第１の軸Ｌ１と第２の軸Ｌ２の間隔は前記第１の離間距離に設定されている。

図６（ｃ）に示す第３の他の研削工程においては、中央研削領域１３８を形成するため、回転砥石１０は、第２の研削工程を終えた位置から第１の端部１２０ａに向けて、第２の軸Ｌ２に沿って第２の所定距離に亘って移動される。この第３の研削工程においては、前記第１の径より大きい第２の径を有する中央研削領域１３８が形成されるように、第１の軸Ｌ１と第２の軸Ｌ２の間隔は第１の離間距離より大きい第２の離間距離に設定されている。

このような一連の他の研削工程は、第１及び第２の他の研削工程により第１のテーパー領域１３６及び第２のテーパー領域１３７が形成された後、第３の他の研削工程によりリング状凸部１３５の頭頂部を研削して中央研削領域１３８を形成している。このリング状凸部１３５は、外周側に向かうに連れて幅が狭くなる先細の形状のため、機械的な強度を十分確保することができず、第３の他の研削工程で中央研削領域を形成する際に、リング状凸部１３５が容易に破損することがあり得る。換言すると、リング状凸部１３５を含む外周面１３１を形成する工程において、リング状凸部１３５の破損が起こり得る。

１０ 回転砥石
１１ 外周部
１２ 第１のテーパー部
１３ 第２のテーパー部
１００ ハニカム構造体
１１０ ハニカム焼成体
１１１ 貫通孔
１１２ 封止材
１２０ ハニカム集合体
１３０ セラミックブロック
１３１ 外周面
１０４、１３４ 第１の研削領域
１０５、１３５ リング状凸部
１０６、１３６ 第１のテーパー領域
１０７、１３７ 第２のテーパー領域
１０８、１３８ 中央研削領域
１０９、１３９ 第２の研削領域

Claims (7)

1. 多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状の多孔質セラミック部材が接着層を介して複数個結束されたハニカム構造体について、前記ハニカム構造体を前記長手方向に延びる第１の軸の周りに回転駆動し、前記長手方向に前記ハニカム構造体の第１の端部から第２の端部に向かう方向に、前記第１の軸からの距離を制御可能な研削手段を移動させて前記ハニカム構造体を研削するハニカム構造体の製造方法であって、
   前記第１の端部から、前記第２の端部に向かう方向に第１の距離に亘り、第１の径を有する第１の研削領域を形成する第１の研削工程と、
   前記第１の研削工程に続いて、前記第２の端部に向かう方向に第２の距離に亘り、前記第１の径より大きな第２の径を有する中央研削領域を形成する第２の研削工程と、
   前記第２の研削工程に続いて、前記第２の端部から、前記第１の端部に向かう方向に第３の距離に亘り、前記第１の径を有する第２の研削領域を形成する第３の研削工程と
   を含むハニカム構造体の製造方法。
2. 前記研削手段は、前記第１の軸に平行で、前記第１の軸との距離を制御可能な第２の軸の周りに回転駆動される前記第２の軸について回転対称な回転砥石であって、所定の径を有する外周部と、前記外周部から前記第１の端部側に向かうに連れて径が小さくなる第１のテーパー部と、前記外周部から前記第２の端部側に向かうに連れて径が小さくなる第２のテーパー部とを含むものである請求項１に記載のハニカム構造体の製造方法。
3. 前記第１の研削工程においては、前記回転砥石の外周部で前記第１の研削領域を形成すると共に、前記回転砥石の第２のテーパー部にて前記第１の研削領域から前記中央研削領域に接続する第１のテーパー領域を形成し、
   前記第３の研削工程においては、前記回転砥石の外周部で前記第２の研削領域を形成すると共に、前記回転砥石の第１のテーパー部にて前記第２の研削領域から前記中央研削領域に接続する第２のテーパー領域を形成する
   請求項２に記載のハニカム構造体の製造方法。
4. 前記回転砥石の外周部の幅は３０〜１２０ｍｍである請求項２又は３のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
5. 前記回転砥石の外周部の径は２００〜４００ｍｍである請求項２から４のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
6. 前記回転砥石の第１のテーパー部の幅は５〜４０ｍｍである請求項２から５のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
7. 前記回転砥石の第２のテーパー部の幅は５〜４０ｍｍである請求項２から６のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
   

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