JP6635847B2 - ハニカム成形体の切断方法、及びハニカム構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のハニカム成形体1の切断方法を図1に示す。本発明の切断方法は、焼成前のセラミックス製のハニカム成形体1の両端面5を切断する端面切断工程と、ハニカム成形体1を回転させるハニカム成形体回転工程と、切断された切断面5aを仕上げ研磨する端面仕上工程と、を含む。具体的には、端面切断工程は、焼成前のセラミックス製のハニカム成形体1の両端面5を、粗砥粒層12が形成されたブレードタイプの粗切断用砥石11を用いて切断する工程である。ハニカム成形体回転工程は、端面5の切断時に負荷のかかる負荷箇所と端面5の仕上げ研磨時に負荷のかかる負荷箇所とが異なるように、ハニカム成形体1の端面5に直交する中心軸を回転軸として、ハニカム成形体1を回転させる工程である。端面仕上工程は、2つの仕上げ研磨用砥石21を予め定められた距離を空けて仕上げ研磨用砥石21に形成された仕上げ砥粒層22を対向させて配置し、仕上げ研磨用砥石21の中心軸23を回転軸として回転させるとともに、ハニカム成形体1を回転軸に直交する方向に移動させて2つの仕上げ研磨用砥石21間を通過させて、切断された切断面5aを仕上げ研磨する工程である。
端面切断工程は、焼成前のセラミックス製のハニカム成形体1の両端面5を、粗砥粒層12が形成されたブレードタイプの粗切断用砥石11を用いて切断する工程である。ブレードタイプの粗切断用砥石11は長寿命で低価格であるため、これを用いることはハニカム構造体の製造におけるコストダウンに繋がる。また、ハニカム成形体1の端面5に相対するように配置した、一対のブレードタイプの粗切断用砥石11を用い、粗切断用砥石11を前記端面5に直交する方向を回転軸として回転させるとともに、ハニカム成形体1を回転軸に直交する方向に移動させて2つの粗切断用砥石11間を通過させて切断することが好ましい。
図6はハニカム成形体回転工程を示す。本発明では、端面仕上工程を行う前に、端面5の切断時に負荷のかかる負荷箇所と端面5の仕上げ研磨時に負荷のかかる負荷箇所とが異なるように、ハニカム成形体1の端面5に直交する中心軸Dを回転軸として、ハニカム成形体1を回転させる、ハニカム成形体回転工程を行う。ここで、図6の左側の図は端面切断工程を示し、右側の図はハニカム成形体回転工程が行われた後の端面仕上工程を示している。図6の右側に示す端面仕上工程は、ハニカム成形体回転工程が行われた後であるため、外壁4と隔壁2の間の切れ6の位置、すなわち端面5の切断時に負荷のかかった負荷箇所(実線の星印で示す)が移動されている。なお、ハニカム成形体1の中心軸Dを回転軸として端面切断工程により入った切れ6の箇所を回転させる角度をαで示し、回転方向をRで示している。ハニカム成形体回転工程は、具体的には、外壁4と隔壁2の間の切れ6の箇所(左側の図の実線の星印)が、切断時に切れ6が入った箇所が配置されていた位置(右側の図で点線の星印に示す位置)から、中心軸Dを回転軸として、ハニカム成形体1を回転させた位置(右側の図で実線の星印に示す位置)に配置されるように、端面仕上工程を行う前にハニカム成形体1を回転させる。ハニカム成形体回転工程を行うことにより、端面切断工程により発生した外壁4と隔壁2の間の切れ6の部分を、後の端面仕上工程において完全に削り取ることが可能となり、良品として取り扱うことができるハニカム成形体1を製造することができる。また、ハニカム成形体回転工程において、その中心軸Dを回転軸として、回転方向Rにハニカム成形体1を90°〜270°回転させることが好ましい。
次に、端面仕上工程について説明する。図1に示すように、端面仕上工程は、2つの仕上げ研磨用砥石21を予め定められた距離を空けて仕上げ研磨用砥石21に形成された仕上げ砥粒層22を対向させて配置する。そして、仕上げ研磨用砥石21の中心軸23を回転軸として回転させるとともに、ハニカム成形体1を回転軸に直交する方向に移動させて2つの仕上げ研磨用砥石21間を通過させて切断された切断面5aを仕上げ研磨する。端面仕上工程を行うことにより、端面切断工程で粗切断された両切断面5aを削り取り、滑らかで良好な切断面5aに仕上げるとともに、仕上げ研磨用砥石21間の距離に応じて、ハニカム成形体1の高さを決定することができる。
以上の構成のハニカム成形体1の切断方法を使用するハニカム構造体の製造方法を説明する。成形原料を成形して、流体の流路となる一方の端面5から他方の端面5まで延びる複数のセル3を区画形成する隔壁2を有し、押出成形、切断および乾燥により形成されたハニカム成形体1の端面5を粗切断し、ハニカム成形体1の端面5に直交する中心軸を回転軸として、ハニカム成形体1を回転させ、仕上げ研磨した後に、前記ハニカム成形体1を焼成する焼成工程を含む。
(実施例1,2、比較例1)
コージェライト化原料と有機バインダー、水とを混合・混練した坏土を用いて、押出成形によりハニカム成形体1を作製し、次いで生切断した後に乾燥により水分を飛散させ、直径150mm、ハニカム長さ90mm、隔壁厚さ0.115mm、セル密度62cells/cm2(400cpsi)の円柱形状のハニカム乾燥体(未焼成品)を作製した。そして、そのハニカム乾燥体を以下の方法で切断仕上げ加工した。ここで、端面切断工程として粗切断用砥石11は#100を使用した。端面仕上工程では、仕上げ研磨用砥石21として♯120のカップ型砥石21aを使用した。なお、カップ型砥石21aの外周部24aの研削面側になす角度θが26°3’のテーパ部26が形成されている。
(比較例2〜4)
実施例1,2、比較例1と同一形状のハニカム成形体1を、実施例1,2、比較例1で用いた粗切断用砥石11と仕上げ研磨用砥石21を用いて、切断仕上げ加工をした。なお、比較例2〜4では、本発明のハニカム成形体回転工程を実施しなかった。端面仕上工程の研削深さ、およびハニカム成形体1の外壁4と隔壁2間の切れ6の発生状況を表2に示す。
Claims (14)
- 焼成前のセラミックス製のハニカム成形体の両端面を、粗砥粒層が形成されたブレードタイプの粗切断用砥石を用いて切断する、端面切断工程と、
前記端面切断工程の後に、前記端面の切断時に負荷のかかる負荷箇所と前記端面の仕上げ研磨時に負荷のかかる負荷箇所とが異なるように、前記ハニカム成形体の前記端面に直交する中心軸を回転軸として、前記ハニカム成形体を回転させる、ハニカム成形体回転工程と、
前記ハニカム成形体回転工程の後に、2つの仕上げ研磨用砥石を予め定められた距離を空けて前記仕上げ研磨用砥石に形成された仕上げ砥粒層を対向させて配置し、前記仕上げ研磨用砥石の中心軸を回転軸として回転させるとともに、前記ハニカム成形体を前記回転軸に直交する方向に移動させて2つの前記仕上げ研磨用砥石間を通過させて切断された切断面を仕上げ研磨する、端面仕上工程と、を含むハニカム成形体の切断方法。 - 前記ハニカム成形体回転工程は、前記ハニカム成形体を90°〜270°回転させる請求項1に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記端面切断工程は、前記ハニカム成形体の前記端面に相対するように配置した、一対の前記ブレードタイプの前記粗切断用砥石を用い、前記粗切断用砥石を前記端面に直交する方向を回転軸として回転させるとともに、前記ハニカム成形体を前記回転軸に直交する方向に移動させて2つの前記粗切断用砥石間を通過させて切断する請求項1または2に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記端面切断工程は、前記粗切断用砥石を2300〜2600rpmの回転数で回転させる請求項3に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記粗切断用砥石は円板状の砥石基板の外周面および円板面に粗砥粒層が形成された請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記粗切断用砥石の粒度が♯60〜♯140である請求項1〜5のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記粗切断用砥石はメタルボンドで形成された請求項1〜6のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記端面仕上工程は、前記仕上げ研磨用砥石により前記切断面を5mm以下の深さまで研磨する請求項1〜7のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記仕上げ研磨用砥石は、その外周部の他方の前記仕上げ研磨用砥石と対向する面に前記仕上げ砥粒層が形成されたカップ型砥石を用いる請求項1〜8のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記仕上げ研磨用砥石は、前記仕上げ砥粒層の外周縁の研削面側にテーパ部が形成された請求項1〜9のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記テーパ部のテーパ面、及び、前記研削面に備えられた仕上げ砥粒層の表面を延長した仮想延長線の間のなす角度は、26°〜31°の範囲に設定され、前記テーパ部の高さが5mm以上である請求項10に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記端面仕上工程は、前記仕上げ研磨用砥石を2290rpm以下の回転数で回転させる請求項1〜11のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 前記仕上げ研磨用砥石の粒度が♯100〜♯140である請求項1〜12のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載のハニカム成形体の切断方法を含むハニカム構造体の製造方法であり、成形原料を成形して、流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する隔壁を有し、押出成形、切断および乾燥により形成されたハニカム成形体の端面を粗切断し、仕上げ研磨した後に、前記ハニカム成形体を焼成する焼成工程を有するハニカム構造体の製造方法。
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