JP6501654B2 - ハニカム構造体の検査方法、及び、ハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ハニカム構造体の検査方法、及び、ハニカム構造体の製造方法に関する。
従来より、プラグによる封口でなく、封口対象の流路に隣接する他の流路の断面積が端面に向かって拡大するように、かつ、封口対象の流路の断面積が端面に向かって小さくなるようにハニカム構造体の端部の隔壁を傾斜させて封口対象の流路を封口したハニカム構造体が知られている。
しかしながら、このようなハニカム構造体において、傾斜した端部隔壁の軸方向長さ、及び、端部隔壁の封口不良の有無を検査することは容易ではない。本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、傾斜した端部隔壁の軸方向長さ、又は、端部隔壁の封口不良の有無を容易に把握できるハニカム構造体の検査方法、及び、これを用いた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。
本発明に係るハニカム構造体の検査方法は、一端面で閉じている複数の第１流路及び前記一端面で開口している複数の第２流路を有するハニカム構造体の検査方法である。前記ハニカム構造体は、各前記第１流路の断面積及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定な主隔壁と、前記主隔壁から前記一端面に向かって、各前記第２流路の断面積が拡大し、かつ、各前記第１流路の断面積がゼロになるまで縮小した端部隔壁と、を有する。
前記検査方法は、
（ａ）前記一端面から距離Ｚ１離れた第１断面の断層画像を取得する工程、
（ｂ）前記第１断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第１情報を取得する工程と、
（ｃ）前記第１情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得する工程と、
を備える。
前記検査方法は、
（ａ）前記一端面から距離Ｚ１離れた第１断面の断層画像を取得する工程、
（ｂ）前記第１断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第１情報を取得する工程と、
（ｃ）前記第１情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得する工程と、
を備える。
本発明によれば、主隔壁と端部隔壁との間で各流路の断面積が異なるので、距離Ｚ１における断層画像から得られた第１又は第２流路の断面積に関する第１情報に基づいて、主隔壁及び端部隔壁の境界と、第１断面との位置関係を精度よく取得することができる。
ここで、上記発明は、
（ｄ）前記主隔壁の第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する参照情報を取得する工程を更に備え、
前記（ｃ）工程は、前記第１情報と、前記参照情報とに基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得することができる。
（ｄ）前記主隔壁の第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する参照情報を取得する工程を更に備え、
前記（ｃ）工程は、前記第１情報と、前記参照情報とに基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得することができる。
これによれば、参照情報と第１情報との比較等により、他の断層画像を取得することなく、境界と距離Ｚ１との位置関係を容易に把握できる。例えば、第１情報としての第１断面における第１流路及び／又は第２流路の断面積が、参照情報として予め与えられる主隔壁の第１流路及び／又は第２流路の断面積と実質的に同じであれば、主隔壁及び端部隔壁の境界が一端面と第１断面との間にあることが把握できる。また、第１断面における第１流路の断面積が、参照情報として予め与えられる主隔壁の第１流路の断面積より実質的に小さい、及び／又は、第１断面における第２流路の断面積が参照情報として予め与えられる主隔壁の第２流路の断面積より実質的に大きければ、主隔壁及び端部隔壁の境界が一端面と第１断面との間に無く、第１断面以降の位置にあることが容易に把握できる。すなわち、少ない断層画像で効率よく境界の位置を判断できる。
この場合、上記発明は、
（ｅ）前記一端面から距離Ｚ２（ただし、Ｚ１＜Ｚ２）離れた第２断面の断層画像を取得する工程、
（ｆ）前記第２断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第２情報を取得する工程、及び、
（ｇ）前記第２情報、及び、前記参照情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第２断面との位置関係を取得する工程、
を更に備えることもできる。
（ｅ）前記一端面から距離Ｚ２（ただし、Ｚ１＜Ｚ２）離れた第２断面の断層画像を取得する工程、
（ｆ）前記第２断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第２情報を取得する工程、及び、
（ｇ）前記第２情報、及び、前記参照情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第２断面との位置関係を取得する工程、
を更に備えることもできる。
これによれば、例えば、第２情報と参照情報との間で第１流路及び／又は第２流路の断面積が実質的に同じであれば、主隔壁及び端部隔壁の境界が一端面と第２断面との間にあることが把握できる。この場合に、上述の参照情報と第１情報との比較により、主隔壁及び端部隔壁の境界が第２断面と第１断面との間にあるのか、または第１断面と一端面との間にあるのか、を把握することができる。また、第２断面よりも参照情報において、第１流路の断面積が大きければ、あるいは、第２流路の断面積が小さければ、主隔壁及び端部隔壁の境界が一端面と第２断面との間に無く第２断面以降の位置にあることが把握できる。したがって、２枚の断層画像で、境界の位置が、第１断面と第２断面との間にあるか否かを判断できる。Ｚ１とＺ２を適切に設定することで、製品仕様として定められた範囲内に境界が位置しているか否かを、効率よく判断できる。
また、上記発明は、
（ｅ）前記一端面から距離Ｚ２（ただし、Ｚ１＜Ｚ２）離れた第２断面の断層画像を取得する工程、及び、
（ｆ）前記第２断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第２情報を取得する工程と、を更に備え、
前記（ｃ）工程は、前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得することもできる。
（ｅ）前記一端面から距離Ｚ２（ただし、Ｚ１＜Ｚ２）離れた第２断面の断層画像を取得する工程、及び、
（ｆ）前記第２断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第２情報を取得する工程と、を更に備え、
前記（ｃ）工程は、前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得することもできる。
これによれば、例えば、第１断面の第１流路及び／又は第２流路の断面積が、第２断面の第１流路及び／又は第２流路の断面積と実質的に同じであれば、主隔壁及び端部隔壁の境界が一端面と第１断面との間にあることが把握できる。また、第１断面の第１流路の断面積よりも第２断面の第１流路の断面積が大きければ、及び／又は、第１断面の第２流路の断面積よりも第２断面の第２流路の断面積が小さければ、主隔壁及び端部隔壁の境界が一端面と第１断面との間に無く、第１断面以降の位置にあることが把握できる。また、参照情報を予め取得する必要が無く、種々のハニカム構造体の検査が容易に可能である。
また、上記発明は、さらに、
（ｈ）前記一端面から距離Ｚ３離れた第３断面（ただし、Ｚ２＜Ｚ３）の前記ハニカム構造体の断層画像を取得する工程と、
（ｉ）前記第３断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第３情報を取得する工程と、
（ｊ）前記第２情報及び第３情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第２断面との位置関係を取得する工程と、
を備えることができる。
（ｈ）前記一端面から距離Ｚ３離れた第３断面（ただし、Ｚ２＜Ｚ３）の前記ハニカム構造体の断層画像を取得する工程と、
（ｉ）前記第３断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第３情報を取得する工程と、
（ｊ）前記第２情報及び第３情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第２断面との位置関係を取得する工程と、
を備えることができる。
これによれば、第２情報及び第３情報に基づいて、さらに、主隔壁及び端部隔壁の境界と、第２断面との位置関係を効率よく取得することができる。例えば、第２断面の第１流路及び／又は第２流路の断面積と第３断面の第１流路及び／又は第２流路の断面積とが実質的に同じであれば、主隔壁及び端部隔壁の境界が一端面と第２断面との間にあることを把握できる。この場合に、上述の第１情報と第２情報との比較により、主隔壁及び端部隔壁の境界が、第２段面と第１断面との間にあるのか、または、第１断面と一端面との間にあるのか、を把握することができる。また、第２断面の第１流路の断面積よりも第３断面の第１流路の断面積が大きければ、及び／又は、第２断面の第２流路の断面積よりも第３断面の第２流路の断面積が小さければ、主隔壁と端部隔壁との境界が一端面と第２断面との間に無く、第２断面以降以降の位置にあることが把握できる。したがって、境界の位置が、Ｚ１とＺ２との間にあるか否かを判断できる。Ｚ１、Ｚ２およびＺ３を適切に設定することで、製品仕様として定められた範囲内に境界が位置しているか否かを、効率よく判断できる。
さらに、上記発明は、前記一端面の近傍の第４断面の前記ハニカム構造体の断層画像を取得する工程と、
前記第４断面の断層画像から、前記第１流路の断面積に関する第４情報を取得する工程と、
前記第４情報に基づいて、前記第１流路の封口不良の有無を判断する工程と、を備える、ことができる。これによれば、封口不良を容易に判断できる。
前記第４断面の断層画像から、前記第１流路の断面積に関する第４情報を取得する工程と、
前記第４情報に基づいて、前記第１流路の封口不良の有無を判断する工程と、を備える、ことができる。これによれば、封口不良を容易に判断できる。
本発明に係るハニカム構造体の製造方法は、上記のハニカム構造体の検査方法と、
前記方法において取得された、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係に基づいて、ハニカム構造体の選別を行う工程と、を備える。
前記方法において取得された、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係に基づいて、ハニカム構造体の選別を行う工程と、を備える。
これによれば、境界の位置が不適切なハニカム構造体を除くことができ、精度の高いハニカム構造体を得ることができる。
本発明に係る他のハニカム構造体の検査方法は、一端面で閉じている複数の第１流路及び前記一端面で開口している複数の第２流路を有するハニカム構造体の検査方法である。前記ハニカム構造体は、各前記第１流路の断面積及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定な主隔壁と、前記主隔壁から前記一端面に向かって、各前記第２流路の断面積が拡大し、かつ、各前記第１流路の断面積がゼロになるまで縮小した端部隔壁と、を有する。前記検査方法は、前記一端面の近傍の第４断面の前記ハニカム構造体の断層画像を取得する工程と、前記第４断面の断層画像から、前記第１流路の断面積に関する第４情報を取得する工程と、前記第４情報に基づいて、前記第１流路の封口不良の有無を判断する工程と、を備える。
本発明によれば、主隔壁及び端部隔壁を有するハニカム構造体において、封口不良の有無を好適に検出できる。
本発明に係る他のハニカム構造体の製造方法は、上記のハニカム構造体の検査方法と、前記方法において取得された前記第１流路の封口不良の有無に基づいてハニカム構造体の選別を行う工程と、を備える。
これによれば、封口不良のハニカム構造体を除くことができ、信頼性の高いハニカム構造体を製造することができる。
本発明によれば、傾斜した端部隔壁の軸方向長さを容易に把握できるハニカム構造体の検査方法、及び、これを用いたハニカム構造体の製造方法が提供される。
図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。まず検査の対象となるハニカム構造体について説明する。
（ハニカム構造体）
本実施形態に係るハニカム構造体１００は、図１に示すような柱状のハニカム構造体１０を備える。ハニカム構造体１０は、入口端面（一端面）１０Ｅｉｎ及び出口端面（他端面）１０Ｅｏｕｔを有する。ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎで開放されて出口端面１０Ｅｏｕｔで閉じられた複数の入口流路（複数の第２流路）７０Ｈｉｎ、及び、入口端面１０Ｅｉｎで閉じられて出口端面１０Ｅｏｕｔで開放された複数の出口流路（複数の第１流路）７０Ｈｏｕｔを有する。また、ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎ側の隔壁である入口端部隔壁１０ｉｎ、出口端面１０Ｅｏｕｔ側の隔壁である出口端部隔壁１０ｏｕｔ、及び、これらの間にある主隔壁１０ｍａｉｎを有する。
本実施形態に係るハニカム構造体１００は、図１に示すような柱状のハニカム構造体１０を備える。ハニカム構造体１０は、入口端面（一端面）１０Ｅｉｎ及び出口端面（他端面）１０Ｅｏｕｔを有する。ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎで開放されて出口端面１０Ｅｏｕｔで閉じられた複数の入口流路（複数の第２流路）７０Ｈｉｎ、及び、入口端面１０Ｅｉｎで閉じられて出口端面１０Ｅｏｕｔで開放された複数の出口流路（複数の第１流路）７０Ｈｏｕｔを有する。また、ハニカム構造体１０は、入口端面１０Ｅｉｎ側の隔壁である入口端部隔壁１０ｉｎ、出口端面１０Ｅｏｕｔ側の隔壁である出口端部隔壁１０ｏｕｔ、及び、これらの間にある主隔壁１０ｍａｉｎを有する。
ハニカム構造体１０の外径は、例えば、５０〜２５０ｍｍであることができる。ハニカム構造体１０の軸方向長さは、例えば、５０〜３００ｍｍであることができる。
図２は、ハニカム構造体１０の主隔壁１０ｍａｉｎの流路に垂直な断面である。主隔壁１０ｍａｉｎは、多数の入口流路７０Ｈｉｎ及び多数の出口流路７０Ｈｏｕｔを形成しており、主隔壁１０ｍａｉｎにおける多数の入口流路７０Ｈｉｎ及び多数の出口流路７０Ｈｏｕｔのそれぞれは軸方向に沿って断面積が実質的に一定である。本実施形態では、主隔壁１０ｍａｉｎにおいて、１つの入口流路７０Ｈｉｎが３つの他の入口流路７０Ｈｉｎと隣接し、かつ、３つの出口流路７０Ｈｏｕｔと隣接するように、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔが規則的に配置されている。１つの出口流路７０Ｈｏｕｔは６つの入口流路７０Ｈｉｎと隣接し、他の出口流路７０Ｈｏｕｔとは隣接しない。各流路は、合計６つの流路とそれぞれ隔壁Ｗを介して隣接している。主隔壁１０ｍａｉｎにおいて、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔの断面形状は略六角形である。主隔壁１０ｍａｉｎにおける、任意の２つの流路を隔てる隔壁Ｗの厚みは、例えば、０．１０〜０．３５ｍｍとすることができる。流路の密度は、例えば、１５０〜４００ｃｐｓｉとすることができる。
次に、図３の（ａ）及び（ｂ）を参照して、入口端部隔壁１０ｉｎの構造を示す。入口端部隔壁１０ｉｎは、主隔壁１０ｍａｉｎから入口端面１０Ｅｉｎに向かって、主隔壁１０ｍａｉｎに比べて入口流路７０Ｈｉｎの断面積を徐々に拡大し、かつ、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を徐々に縮小して閉じるように、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔの軸に対して傾斜している。具体的には、入口端部隔壁１０ｉｎは、主隔壁１０ｍａｉｎから入口端面１０Ｅｉｎに向かって、主隔壁１０ｍａｉｎで略六角形である入口流路７０Ｈｉｎの断面積を徐々に拡大して入口端面１０Ｅｉｎでは断面形状を三角形にし、かつ、入口端面１０Ｅｉｎに到達する以前に出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を０とする。入口端面１０Ｅｉｎにおいて、拡大した入口流路７０Ｈｉｎを形成する各三角形の頂点が出口流路７０Ｈｏｕｔの中央付近に到達し、これにより、出口流路７０Ｈｏｕｔが封口されている。入口端部隔壁１０ｉｎの軸方向長さＨｉｎは、例えば、０．５〜２０ｍｍとすることができる。
次に、図４の（ａ）及び（ｂ）を参照して、出口端部隔壁（他端側端部隔壁）１０ｏｕｔの構造を示す。出口端部隔壁１０ｏｕｔは、主隔壁１０ｍａｉｎから出口端面１０Ｅｏｕｔに向かって、主隔壁１０ｍａｉｎに比べて出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を徐々に拡大し、かつ、入口流路７０Ｈｉｎの断面積を徐々に縮小して閉じるように、入口流路７０Ｈｉｎ及び出口流路７０Ｈｏｕｔの軸に対して傾斜している。具体的には、出口端部隔壁１０ｏｕｔは、主隔壁１０ｍａｉｎから出口端面１０Ｅｏｕｔに向かって、主隔壁１０ｍａｉｎで略六角形である出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を拡大して、そのそれぞれの辺の部分が角になるような六角形にし、かつ、出口端面１０Ｅｏｕｔに到達する以前に出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積を０とする。出口端面１０Ｅｏｕｔにおいて、拡大した出口流路７０Ｈｏｕｔの各六角形の頂点が入口流路７０Ｈｉｎの中央付近に到達し、これにより、入口流路７０Ｈｉｎが封口されている。出口端部隔壁１０ｏｕｔの軸方向長さＨｏｕｔは、例えば、０．５〜２０ｍｍとすることができる。
入口端面１０Ｅｉｎにおける開口率は、出口端面１０Ｅｏｕｔにおける開口率よりも大きくすることができる。
ハニカム構造体１０の材料は多孔質セラミックであり、ガスが通過できる一方、煤などの粒子を捕集できる空孔を有する。セラミックの例は、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、コージェライトである。チタン酸アルミニウムは、マグネシウムやケイ素などを含むことができる。
ハニカム構造体１０の材料は、多孔質セラミックの原料でもよい。セラミックの原料の組成は、焼成後に多孔質のセラミックを与える物であればよい。例えば、セラミック原料と、有機バインダと、造孔剤と、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を含むことができる。
セラミック原料は、セラミックを構成する元素を含有する粉末である。バインダは、有機バインダであることができ、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、潤滑剤および可塑剤、分散剤が挙げられる。
続いて、このようなハニカム構造体の製造方法を説明する。まず、セラミック原料を押出成形機により押出成形して、主隔壁１０ｍａｉｎと同じ断面形状を有するハニカム成形体を製造する。このハニカム成形体は、未封口の入口流路７０Ｈｉｎ及び未封口の出口流路７０Ｈｏｕｔをそれぞれ貫通した状態で有する。
続いて、得られた未焼成のハニカム成形体の入口端面１０Ｅｉｎにおいて、入口端部隔壁１０ｉｎを形成する。具体的には、図５に示すように、三角錐形状の多数の突起４１０ａを有する封口用治具４００を用意する。そして、各突起４１０ａがハニカム成形体１００’の入口流路７０Ｈｉｎ内に入るように、封口用治具４００を移動させる。これにより、隔壁が変形されて入口流路７０Ｈｉｎの断面積が拡大される一方、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積が縮小される。そして、最終的には、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、入口流路７０Ｈｉｎの断面形状は三角形となり、出口流路７０Ｈｏｕｔの隔壁同士が完全に圧着し、出口流路７０Ｈｏｕｔは封止される。すなわち、出口流路７０Ｈｏｕｔは入口端面１０Ｅｉｎにおいて閉じられる。なお、封口時に封口用治具４００に対して振動や超音波を与えてもよい。
次に、同様に、出口端面１０Ｅｏｕｔに出口端部隔壁１０ｏｕｔを形成する。出口流路７０Ｈｏｕｔに挿入する封口用治具の突起は、六角錐形状とすることができる。その後、必要に応じて乾燥することにより、材質が多孔質セラミックの原料であるハニカム構造体が得られ、これを焼成することにより、材質が多孔質セラミックであるハニカム構造体が得られる。
（第１実施形態に係る検査方法）
続いて、図６〜図８を参照して第１実施形態の検査方法を説明する。ハニカム構造体において、図３及び図４に示す、入口端部隔壁１０ｉｎ、出口端部隔壁１０ｏｕｔの軸方向長さＨｉｎ、Ｈｏｕｔ、すなわち、主隔壁１０ｍａｉｎ及び端部隔壁１０ｉｎ、１０ｏｕｔの境界Ｂｉｎ、Ｂｏｕｔの位置を把握することは重要である。例えば、軸方向長さが長すぎるとろ過面積が減少する一方、軸方向長さが短すぎると封口不良が起きたり傾斜による圧力損失低減効果が少なくなる。なお、図３、４においては、端部隔壁１０ｉｎ、１０ｏｕｔの断面が直線状に傾斜しているが、曲線状に傾斜することもできる。
続いて、図６〜図８を参照して第１実施形態の検査方法を説明する。ハニカム構造体において、図３及び図４に示す、入口端部隔壁１０ｉｎ、出口端部隔壁１０ｏｕｔの軸方向長さＨｉｎ、Ｈｏｕｔ、すなわち、主隔壁１０ｍａｉｎ及び端部隔壁１０ｉｎ、１０ｏｕｔの境界Ｂｉｎ、Ｂｏｕｔの位置を把握することは重要である。例えば、軸方向長さが長すぎるとろ過面積が減少する一方、軸方向長さが短すぎると封口不良が起きたり傾斜による圧力損失低減効果が少なくなる。なお、図３、４においては、端部隔壁１０ｉｎ、１０ｏｕｔの断面が直線状に傾斜しているが、曲線状に傾斜することもできる。
境界の位置は、主として、封口時の封口治具の形状により定まるが、封口時のセラミクス原料の溶媒量、封口時の温度や封口治具の押しつけ圧力条件等により、各ハニカム構造体間において変動しうる。また、封口前のハニカム構造体の端部の形状のばらつきにより、ひとつのハニカム構造体内でも境界の位置にばらつきが生じる場合もある。
図６の（ａ）はハニカム構造体１００Ｉ，１００ＩＩ，１００ＩＩＩの入口端部近傍の流路の軸を含む断面図であり、左側のハニカム構造体１００Ｉは境界Ｂｉｎが入口端面１０ＥｉｎとＺ１断面との間にあり、中央のハニカム構造体１００ＩＩは境界ＢｉｎがＺ１断面とＺ２断面との間にあり、右側のハニカム構造体１００ＩＩＩは境界ＢｉｎがＺ２断面とＺ３断面との間にある。また、図６の（ｂ）は各ハニカム構造体１００Ｉ、１００ＩＩ、１００ＩＩＩのＺ４断面の断層画像、図６の（ｃ）は各ハニカム構造体のＺ１断面の断層画像、図６の（ｄ）は各ハニカム構造体のＺ２面の断層画像、図６の（ｅ）は各ハニカム構造体のＺ３断面の断層画像である。
本実施形態では、図６に示すように、入口端部隔壁１０ｉｎと主隔壁１０ｍａｉｎとの境界Ｂｉｎが一端面からの距離がＺ１〜Ｚ２の間にあるか否かを判断し、さらに、出口流路７０Ｈｏｕｔの封口不良の有無を判断する。
まず、図７におけるステップＳ１０において、入口端面１０Ｅｉｎから距離Ｚ４、Ｚ１、Ｚ２の各断面（それぞれ、Ｚ４断面（第４断面）、Ｚ１断面（第１断面）、Ｚ２断面（第２断面）とよぶ）におけるハニカム構造体の断層画像を取得する。ここで、Ｚ４＜Ｚ１＜Ｚ２である。具体的には、例えば、０ｍｍ≦Ｚ４≦１０ｍｍ、０．４ｍｍ≦Ｚ１≦１８ｍｍ、０．１ｍｍ≦Ｚ２−Ｚ１≦４ｍｍとすることができる。また、０ｍｍ≦Ｚ４≦４ｍｍとすることもできる。
断層画像は公知の方法により取得することができる。典型的な断層画像取得方法を図８を参照して説明する。まず、ハニカム構造体１００の側面に対してビーム源２１２からＸＹ面内に面状に放出されるビーム（点光源でも平行光でもよい）を照射し、ハニカム構造体１００を透過、励起等したビームの強度を、同じＸＹ面内にハニカム構造体を取り囲むように配置された複数のセンサ２１４で検出する。さらに、ビーム源２１２及びセンサ２１４の位置をハニカム構造体の軸まわりに少しずつ回転させながら、各ビーム位置における同様のデータを取得する。その後、これらのデータをフーリエ変換等することでハニカム構造体のビーム断面における立体構造を取得する。ビームとしては、例えば、Ｘ線、γ線、テラヘルツ波（例えば、０．０１〜１０ＴＨｚ）等の電磁波、陽電子、中性子線等の粒子線、磁界、超音波等を利用することができる。このような装置の例は、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴである。
次に、ステップＳ２０において、Ｚ１断面、Ｚ２断面の各画像において、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ１、Ｓ２（第１情報、第２情報）を取得する。出口流路の断面積に関する情報とは、出口流路の断面積と相関のある量であり、その例は、出口流路の断面積、出口流路の径（例えば、再狭部の径Ｒ１（図６の（ｃ）、（ｄ）参照）、円相当径など）、出口流路の最狭部の径Ｒ１及び当該径Ｒ１の方向において出口流路を取り囲む両側の隔壁の厚みを合計した長さＲ２（図６の（ｃ）、（ｄ）参照）など）である。各断面画像において、同一の出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報を取得する。上記情報の取得に当たっては、断層画像に適宜二値化などの画像処理を行うなど、画像処理の分野で公知の種々の方法を適用し、隔壁部と流路とを分離しやすくすることができる。
次に、ステップＳ２５において、主隔壁１０ｍａｉｎの出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する参照情報Ｒを取得する。参照情報Ｒは、情報Ｓ１、Ｓ２と比較される情報であり、主隔壁の出口流路の断面積に関する情報の基準値である。例えば、あらかじめ、主隔壁１０ｍａｉｎの断層画像を取得し、各出口流路の断面積に関する情報、例えば、断面積又は径を複数取得し、これらの平均を参照情報Ｒとすることができる。また、主隔壁の形状の設計値に基づく断面積又は径などの値を参照情報としてもよい。参照情報の種類は、ステップ２０において取得する情報Ｓ１、Ｓ２と同じ種類であり、例えば、一方が断面積であれば、他方も断面積である。また、本実施形態の検査方法を繰り返す場合には、ステップＳ２５を毎回繰り返す必要は無く、参照情報Ｒを１回取得すればよい。なお、ステップＳ２５は、ステップＳ２０より前、あるいは、ステップＳ１０より前に行ってもよい。
次に、ステップＳ３０において、Ｚ１断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ１と、参照情報Ｒとを比較する。そして、これらが実質的に同一、例えば、±３％以内の相違であれば、Ｚ１断面が主隔壁１０ｍａｉｎであると判断できる。すなわち、図６において、検査対象となるハニカム構造体が、ハニカム構造体１００ＩＩ，１００ＩＩＩの構造ではなく、ハニカム構造体１００Ｉの構造、すなわち、境界Ｂｉｎが入口端面１０ＥｉｎとＺ１断面との間にあることがわかる。この場合、ステップＳ６０に進んで不良品と認識し、検査を終了する。
一方、ステップＳ３０において、Ｚ１断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ１が、参照情報Ｒよりも実質的に小さい、例えば、Ｓ１としての出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積や径の大きさが参照情報Ｒよりも３％を超えて小さければ、図６において、検査対象となるハニカム構造体が、ハニカム構造体１００Ｉの構造ではなく、ハニカム構造体１００ＩＩ又は１００ＩＩＩの構造を有する、すなわち、境界Ｂｉｎが入口端面１０ＥｉｎとＺ１断面との間ではなく、Ｚ１断面よりも先にあることがわかる。この場合、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、Ｚ２断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ２と、参照情報Ｒとを比較する。そして、これらが実質的に同一、例えば、±３％以内の相違であれば、Ｚ２断面が主隔壁１０ｍａｉｎであると判断できる。すなわち、検査対象となるハニカム構造体が、図６において、ハニカム構造体１００ＩＩＩの構造ではなく、ハニカム構造体１００ＩＩの構造を有する、すなわち、境界ＢｉｎがＺ１断面とＺ２断面との間にあることがわかる。この場合、ステップＳ５０に進む。
一方、ステップＳ４０において、Ｚ２断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ２が、参照情報Ｒよりも実質的に小さい、例えば、Ｓ２としての出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積や径の大きさが参照情報Ｒよりも３％を超えて小さければ、すなわち、図６において、検査対象となるハニカム構造体が、ハニカム構造体１００ＩＩの構造ではなく、ハニカム構造体１００ＩＩＩの構造、すなわち、境界ＢｉｎがＺ３断面以降にあることがわかる。この場合、ステップＳ６０に進んで不良品と認識し、検査を終了する。
続いて、ステップＳ５０では、Ｚ４断面の画像において、出口流路７０Ｈｏｕｔの開口の有無を判断する。開口の有無は、出口流路の断面積に関する情報（第４情報）、たとえば、断面積、円相当径など、を画像解析等により測定することにより容易に判断できる。開口の有無判断の対象となる出口流路７０Ｈｏｕｔは単数でも複数でもよい。出口流路７０Ｈｏｕｔの開口があれば、ステップＳ６０に進んで不良品であると判断し、検査を終了する。開口がなければ、ステップＳ７０に進んで、良品であると認識し、検査を終了する。
ハニカム焼成体の製造方法においては、上記方法によってハニカム構造体の選別を行い、良品と認識されたハニカム構造体をその後の焼成、触媒付与等の下流工程に渡す一方、不良品と認識されたハニカム構造体を破壊して再びハニカム成形体製造の原料として使用することができる。
本実施形態によれば、断層画像を取得し、当該断層画像から流路の断面積に関する情報を取得しているので、境界の位置を効率よく判断することができる。特に、断層画像から得られた流路の断面積に関する情報Ｓ１、Ｓ２を、主隔壁の流路の断面積の参照情報Ｒと比較しているので、少ない断層画像で境界の位置の把握が可能であり、境界Ｂｉｎの位置がＺ１以上Ｚ２以下であるか否かの判断が容易に行える。特に、多数の断面の断層画像を取得して境界を探すのにくらべて効率がよい。
なお、Ｚ１及びＺ２にもとづいて、傾斜が直線状であると仮定すればそれぞれ端部隔壁の傾斜角度θ（図６の（ａ）参照）が計算できるので、製品が製品規格に定められた傾斜角度θの範囲内にあるか否かの確認も可能である。
なお、Ｚ１及びＺ２にもとづいて、傾斜が直線状であると仮定すればそれぞれ端部隔壁の傾斜角度θ（図６の（ａ）参照）が計算できるので、製品が製品規格に定められた傾斜角度θの範囲内にあるか否かの確認も可能である。
（第２実施形態に係る検査方法）
続いて、第２実施形態に係る検査方法について図６及び図９を参照して説明する。ここでは、第１実施形態との相違点について説明し、共通する説明は省略する。
続いて、第２実施形態に係る検査方法について図６及び図９を参照して説明する。ここでは、第１実施形態との相違点について説明し、共通する説明は省略する。
ステップＳ１０では、Ｚ１〜Ｚ２、Ｚ４断面の断層画像に加え、Ｚ３断面（第３断面）の断層画像も撮影する。ここで、Ｚ２＜Ｚ３であり、具体的には、２０ｍｍ≦Ｚ３−Ｚ２≦３０ｍｍとすることができる。
ステップＳ２０では、追加して、Ｚ３断面の各画像において、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ３（第３情報）を取得する。
第２実施形態では、ステップＳ２５は不要である。
第２実施形態では、ステップＳ２５は不要である。
ステップＳ３０では、Ｚ１断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ１と、Ｚ２断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ２とを比較する。そして、これらが実質的に同一、例えば、±３％以内の相違であれば、Ｚ１断面が主隔壁１０ｍａｉｎであると判断できる。すなわち、図６において、検査対象となるハニカム構造体が、ハニカム構造体１００ＩＩ，１００ＩＩＩの構造ではなく、ハニカム構造体１００Ｉの構造、すなわち、境界Ｂｉｎが入口端面１０ＥｉｎとＺ１断面との間にあることがわかる。この場合、ステップＳ６０に進んで不良品と認識し、検査を終了する。
一方、ステップＳ３０において、Ｚ１断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ１が、Ｚ２断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ２よりも実質的に小さい、例えば、Ｓ１がＳ２よりも３％を超えて小さければ、図６において、検査対象となるハニカム構造体が、ハニカム構造体１００Ｉの構造ではなく、ハニカム構造体１００ＩＩ又は１００ＩＩＩの構造を有する、すなわち、境界Ｂｉｎが入口端面１０ＥｉｎとＺ１断面との間ではなく、Ｚ１断面よりも先にあることがわかる。この場合、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、Ｚ２断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ２と、Ｚ３断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ３とを比較する。そして、これらが実質的に同一、例えば、±３％以内の相違であれば、Ｚ２断面が主隔壁１０ｍａｉｎであると判断できる。すなわち、検査対象となるハニカム構造体が、ハニカム構造体１００ＩＩＩの構造ではなく、ハニカム構造体１００ＩＩの構造を有する、すなわち、境界Ｂｉｎが入口端面１０ＥｉｎとＺ１断面とＺ２断面との間にあることがわかる。この場合、ステップＳ５０に進む。
一方、ステップＳ４０において、Ｚ２断面における断面積に関する情報Ｓ２が、Ｚ３断面における出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報Ｓ３よりも実質的に小さい、例えば、Ｓ２がＳ３よりも３％を超えて小さければ、図６において、検査対象となるハニカム構造体が、ハニカム構造体１００ＩＩの構造ではなく、ハニカム構造体１００ＩＩＩの構造、すなわち、境界ＢｉｎがＺ３断面以降にあることがわかる。この場合、ステップＳ６０に進んで不良品と認識し、検査を終了する。
以降の工程は、第１実施形態と同様である。
以降の工程は、第１実施形態と同様である。
本実施形態においても、断層画像を取得し、当該断層画像から流路の断面積に関する情報を取得しているので、境界の位置を効率よく判断することができる。特に、２つの断層画像から得られた流路の断面積に関する情報の比較により、参照情報を必要とすることなく、境界Ｂｉｎの位置がＺ１以上Ｚ２以下であるか否かの判断が容易に行え、種々の形態のハニカム構造体に対応しやすい。
本発明は上記実施形態に限定されずさまざまな変形態様が可能である。
例えば、上記実施形態では、ステップＳ２０において、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報（Ｓ１、Ｓ２等）を取得しているが、出口流路７０Ｈｏｕｔを取り囲む少なくとも１つの入口流路７０Ｈｉｎの断面積に関する情報（例えば、断面積、径等：Ｓ１’，Ｓ２’等）を取得しても実施可能である。入口端部隔壁１０ｉｎの出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積が主隔壁１０ｍａｉｎに対して小さくなるのに対応して、入口端部隔壁１０ｉｎの入口流路７０Ｈｉｎの断面積は主隔壁１０ｍａｉｎに対して大きくなるので、前述と同様にして、具体的には、大小関係の判断を逆にすれば、境界Ｂｉｎの位置を取得できる。
また、出口流路７０Ｈｏｕｔの断面積に関する情報（Ｓ１，Ｓ２等）による判断だけでなく、入口流路７０Ｈｉｎの断面積に関する情報（Ｓ１’、Ｓ２’等）による判断をさらに組み合わせることによって、より精度の高い境界位置の検出も可能である。例えば、Ｚ２断面の断層画像に比べ、Ｚ１断面の断層画像において、出口流路の断面積が実質的に小さく、かつ、入口流路の断面積が実質的に大きい場合にのみ、境界がＺ１断面以降にあると判断することができる。
また、上記実施形態では、入口端面１０Ｅｉｎにおいて入口端部隔壁１０ｉｎと主隔壁１０ｍａｉｎとの境界Ｂｉｎ、及び、出口流路７０Ｈｏｕｔの封口不良を検査しているが、同様にして、出口端面１０Ｅｏｕｔにおいて出口端部隔壁１０ｏｕｔと主隔壁１０ｍａｉｎとの境界、及び、入口流路７０Ｈｉｎの封口不良を検査することも可能である。
また、上記実施形態では、各断面において、同一の１つの流路について情報Ｓ１等を取得しているが、同一の複数の流路についてそれぞれ情報Ｓ１等を取得してもよいし、全ての流路について情報Ｓ１等を取得してもよい。複数の流路について情報を比較することにより、精度の向上が可能である。
また、上記実施形態では、Ｚ１断面とＺ２断面との間に境界があるか否かを判断するためにステップＳ３０及びステップＳ４０を行っているが、Ｚ１断面と境界との位置関係さえ把握できればよいのであればステップＳ４０は不要である。
また、上記実施形態では、ステップＳ５０において、封口不良を判断しているが、このステップは必須ではない。
また、上記実施形態において、ステップＳ１０の内のＺ１断面及びＺ２断面の断層画像を取得せず、さらに、ステップＳ２０、ステップＳ２５、ステップＳ３０、及び、ステップＳ４０を行わず、ステップＳ５０を行い、主隔壁と端部隔壁との境界の位置を取得することなく、流路の封口不良のみを検出することも可能である。
上記方法は、コンピュータにより自動化することもできるが、人が行ってもよい。
また、検査の対象となるハニカム構造体は、未焼成体でもよいし、焼成された物でもよい。焼成後のハニカム構造体は、触媒付与後の物でもよい。
また、上記実施形態では、主隔壁の各流路の断面形状は、略六角形であるがこれに限定されず、矩形、円形、楕円形、三角形、四角形、八角形等にすることができる。また、流路１１０には、径の異なるもの、断面形状の異なるものが混在してもよい。また、流路の配置も、図１では流路の中心軸（重心）が正三角形の頂点に配置される正三角形配置であるが、これに限定されず、断面において流路の中心軸が正方形の頂点に配置される正方形配置等にすることができる。さらに、ハニカムフィルタの外形も、円柱に限られず、例えば三角柱、四角柱、六角柱、八角柱等とすることができる。
例えば、入口流路及び出口流路の配置、すなわち１つの入口流路に隣接する出口流路の数及び１つの出口流路に隣接する入口流路の数も、上記実施形態に限定されない。なお、本明細書において、「２つの流路が隣接する」ことは、２つの流路が１つの隔壁を介して隔壁の厚み方向に隔てられることを意味することができる。
また、端部隔壁の形状も、主隔壁から他端面に向かって、各入口流路の断面積が縮小し、かつ、各出口流路の断面積が拡大しているものであればよく、詳細な形状は、各流路の断面形状、流路の配置に応じて適宜変形できる。
１００…ハニカム構造体、７０Ｈｉｎ…入口流路（第２流路）、７０Ｈｏｕｔ…出口流路（第１流路）、１０Ｅｉｎ…入口端面（一端面）、１０Ｅｏｕｔ…出口端面（他端面）、１０ｍａｉｎ…主隔壁、１０ｉｎ…入口端部隔壁、１０ｏｕｔ…出口端部隔壁。
Claims (9)
- 一端面で閉じられた複数の第１流路及び前記一端面で開口された複数の第２流路を有するハニカム構造体の検査方法であって、
前記ハニカム構造体は、各前記第１流路の断面積及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定な主隔壁と、
前記主隔壁から前記一端面に向かって、各前記第２流路の断面積が拡大し、かつ、各前記第１流路の断面積がゼロになるまで縮小した端部隔壁と、を有し、
前記検査方法は、
（ａ）前記一端面から距離Ｚ１離れた第１断面の断層画像を取得する工程、
（ｂ）前記第１断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第１情報を取得する工程と、
（ｃ）前記第１情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得する工程と、
を備える、ハニカム構造体の検査方法。 - （ｄ）前記主隔壁の第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する参照情報を取得する工程を更に備え、
前記（ｃ）工程は、前記第１情報と、前記参照情報とに基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得する、請求項１記載のハニカム構造体の検査方法。 - （ｅ）前記一端面から距離Ｚ２（ただし、Ｚ１＜Ｚ２）離れた第２断面の断層画像を取得する工程、
（ｆ）前記第２断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第２情報を取得する工程、及び、
（ｇ）前記第２情報、及び、前記参照情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第２断面との位置関係を取得する工程、を更に備える、請求項２に記載のハニカム構造体の検査方法。 - （ｅ）前記一端面から距離Ｚ２（ただし、Ｚ１＜Ｚ２）離れた第２断面の断層画像を取得する工程、及び、
（ｆ）前記第２断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第２情報を取得する工程と、を更に備え、
前記（ｃ）工程は、前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係を取得する、請求項１記載のハニカム構造体の検査方法。 - さらに、
（ｈ）前記一端面から距離Ｚ３離れた第３断面（ただし、Ｚ２＜Ｚ３）の前記ハニカム構造体の断層画像を取得する工程と、
（ｉ）前記第３断面の断層画像から前記第１流路及び／又は前記第２流路の断面積に関する第３情報を取得する工程と、
（ｊ）前記第２情報及び第３情報に基づいて、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第２断面との位置関係を取得する工程と、を備える、請求項４記載のハニカム構造体の検査方法。 - さらに、前記一端面の近傍の第４断面の前記ハニカム構造体の断層画像を取得する工程と、
前記第４断面の断層画像から、前記第１流路の断面積に関する第４情報を取得する工程と、
前記第４情報に基づいて、前記第１流路の封口不良の有無を判断する工程と、を備える、請求項１〜５のいずれか１項記載のハニカム構造体の検査方法。 - 請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカム構造体の検査方法と、
前記方法において取得された、前記主隔壁及び前記端部隔壁の境界と、前記第１断面との位置関係に基づいて、ハニカム構造体の選別を行う工程と、を備える、
ハニカム構造体の製造方法。 - 一端面で閉じられた複数の第１流路及び前記一端面で開口された複数の第２流路を有するハニカム構造体の検査方法であって、
前記ハニカム構造体は、各前記第１流路の断面積及び各前記第２流路の断面積が軸方向に一定な主隔壁と、
前記主隔壁から前記一端面に向かって、各前記第２流路の断面積が拡大し、かつ、各前記第１流路の断面積がゼロになるまで縮小した端部隔壁と、を有し、
前記検査方法は、
前記一端面の近傍の第４断面の前記ハニカム構造体の断層画像を取得する工程と、
前記第４断面の断層画像から、前記第１流路の断面積に関する第４情報を取得する工程と、
前記第４情報に基づいて、前記第１流路の封口不良の有無を判断する工程と、を備える、ハニカム構造体の検査方法。 - 請求項８に記載のハニカム構造体の検査方法と、
前記方法において取得された前記第１流路の封口不良の有無に基づいてハニカム構造体の選別を行う工程と、を備える、ハニカム構造体の製造方法。
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