JP6789988B2 - ハニカムフィルタの施栓、およびハニカムフィルタの施栓用の装置 - Google Patents

ハニカムフィルタの施栓、およびハニカムフィルタの施栓用の装置 Download PDF

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Description

優先権の主張
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１５年５月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／１６８，２１５号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
本明細書は、一般的に、ハニカムフィルタに関し、より具体的には、ハニカムフィルタの端面に自然の栓をすること、および、ハニカムフィルタの端面に自然の栓をするための装置に関する。
従来、ハニカムフィルタの端面に施栓することは、ハニカムフィルタの端面に市松パターンを有するマスクを配置し、マスクによって覆われていないハニカムフィルタのチャネルに栓材料を注入することを含む。次に、ハニカムフィルタおよび栓材料は焼成および焼結される。この従来のプロセスでは、栓材料がハニカムフィルタのチャネル内に正確に配置されるように、マスクの位置合わせが正確でなくてはならないが、これは、押出し、乾燥、および焼結中のハニカムフィルタの変形に起因して困難であり得る。従って、従来のハニカムフィルタの施栓は、コストおよび時間がかかり得る。
一実施形態によれば、施栓されたハニカム物品を形成する方法は、押出しダイを通してセラミックプレカーサ材料を供給する工程であって、押出しダイが、複数のピンと、隣接するピンによって囲まれた複数の空洞とを含み、複数のピンの互い違いの端面が、押出しダイの出口から押出し方向に延びる延長部を含み、セラミックプレカーサ材料が空洞を通して押し出される、工程を含む。この方法は、複数のセル壁と、隣接するセル壁によって囲まれた複数のチャネルとを含むウェブ構造を形成するために、押出しダイを通してセラミックプレカーサ材料を押し出す工程と、押出しダイを通して押し出されたウェブ構造を支持する工程と、延長部がチャネルの少なくとも一部分内に位置している間に、押出し方向に対して略直交する少なくとも１つの方向における、押出しダイとウェブ構造との間の移動を行う工程とを更に含む。略直交する方向における移動は、互い違いのチャネルが施栓されるように、セル壁を側方に変形させる。
別の実施形態において、施栓されたハニカム物品を形成する装置は、複数のピンと、複数のピンの間の複数の空洞とを含む押出しダイを含み、複数のピンのうちの互い違いのピンが、押出しダイの出口から押出し方向に延びる延長部を含む。この装置は、押出しダイの出口から出るセラミックプレカーサ材料の押出成形物を支持する支持構造を更に含み、押出しダイおよび支持構造のうちの少なくとも一方が、押出しダイの押出し方向に対して略直交する少なくとも１つの方向における、押出しダイとウェブ構造との間の移動を行う偏心システムに機械的に結合されている。
更に別の実施形態において、ハニカムフィルタが開示される。ハニカムフィルタは、第１の端面と、第２の端面と、第１の端面から第２の端面まで延びる複数の多孔質の壁とを含む。多孔質のセル壁は、複数のチャネルと、第１の端面および第２の端面における格子パターンとを形成する。第１の端面においてチャネルが互い違いに施栓され、第１の端面において施栓された互い違いのチャネルは、多孔質の壁の組成物と同一の組成物によって施栓されている。
更なる特徴および長所は、以下の詳細な説明で述べられると共に、部分的にはその説明から当業者に自明であり、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識される。
上記の概要説明および以下の詳細説明は、様々な実施形態を説明するものであり、特許請求される主題の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部をなすものである。図面は本明細書に記載される様々な実施形態を示しており、明細書と共に、特許請求される主題の原理および作用を説明する役割をするものである。
本明細書に記載される実施形態による、押出しダイの一部分の正面図を模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、押出しダイの一部分の断面を模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、押出しダイおよび支持構造の側面図を模式的に示す 明細書に記載される実施形態による、押出しダイおよび支持構造の側面図を模式的に示す 明細書に記載される実施形態による、押出しダイおよび支持構造の側面図を模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、押出しダイとウェブ構造との間の移動を行う機械的システムを模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、図４に示される機械的システムの外側偏心リング、内側偏心リング、およびホルダーを模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、図４に示される機械的システムの外側偏心リング、内側偏心リング、およびホルダーを模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、施栓された領域を含むウェブ構造の丸太状体を模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、ハニカムフィルタのチャネルに施栓する装置を模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、ハニカムフィルタのチャネルに施栓する装置を模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、ハニカムフィルタのチャネルに施栓する装置を模式的に示す 本明細書に記載される実施形態による、ハニカムフィルタの断面を模式的に示す
ここで、ハニカムフィルタに自然の栓をすることの実施形態を詳細に参照し、その実施形態が添付の図面に示されている。可能な場合には常に、同一または類似の部分を参照するために、図面を通して同一の参照番号が用いられる。一実施形態において、施栓されたハニカム物品を形成する方法は、押出しダイを通してセラミックプレカーサ材料を供給する工程であって、押出しダイが、複数のピンと、隣接するピンによって囲まれた複数の空洞とを含み、複数のピンの互い違いの端面が、押出しダイの出口から押出し方向に延びる延長部を含み、空洞を通してセラミックプレカーサ材料が押し出される、工程を含む。この方法は、複数のセル壁と、隣接するセル壁によって囲まれた複数のチャネルとを含むウェブ構造を形成するために、押出しダイを通してセラミックプレカーサ材料を押し出す工程と、押出しダイを通して押し出されたウェブ構造を支持する工程と、延長部がチャネルの少なくとも一部分内に位置している間に、押出し方向に対して略直交する少なくとも１つの方向における、押出しダイとウェブ構造との間の移動を行う工程とを更に含む。略直交する方向における移動は、互い違いのチャネルが施栓されるように、セル壁を側方に変形させる。
図１は、本明細書に開示される実施形態による、ハニカム押出しダイ１０の端面の一部分の模式図である。押出しダイ１０は、複数のピン１１と、隣接するピン１１によって囲まれた複数の空洞１２とを含む。例として、空洞１２ａは、隣接するピン１１ａおよび１１ｃによって囲まれており、空洞１２ｂは、隣接するピン１１ａおよび１１ｂによって囲まれている。ハニカム構造を形成するために、セラミックプレカーサ材料が、ピン１１間に形成された空洞１２を通して供給される。
図２を参照すると、押出しダイ１０は、入口端部２２ａと、入口端部２２ａとは押出し方向２４において反対側の放出端部２２ｂとを含む。押出しダイ１０は入口領域２６ａを含み、入口領域２６ａは入口端部２２ａにおいて開始し、入口端部２２ａから延びる複数の供給孔２８を画成する。複数の供給孔２８は、例えば、ラム押出機、スクリュー押出機等の押出し装置（図示せず）からプレカーサ材料を受け入れるよう構成される。
押出しダイ１０は、放出端部２２ｂにおいて終端する放出領域２６ｂを更に含む。放出領域２６ｂは、複数のピン１１を含む。各ピン１１は、押出しダイ１０の放出端部２２ｂに沿って位置する端面１３を含む。複数のピン１１は、第１の組のピン１１ａおよび第２の組のピン１１ｂを含む。第１の組のピン１１ａは平面状の端面１３を有し、第２の組のピン１１ｂは、押出しダイの出口から押出し方向２４に延びる延長部を有する。なお、図２は押出しダイの二次元の断面を示しているが、延長部を有するピンと延長部を有しないピンとの市松パターンが押出しダイに形成されるように、互い違いのピンは、全ての寸法において延長部（例えば、図２に第２の組のピン１１ｂとして示されている延長部等）を有する。明確に述べると、実施形態の押出しダイにおいて、延長部を有するピンがデカルト座標の原点であるとすると、ｘ方向およびｙ方向において隣接するピンは延長部を有しない。同様に、実施形態の押出しダイにおいて、延長部を有しないピンがデカルト座標の原点であるとすると、ｘ方向およびｙ方向において隣接するピンは延長部を有する。
押出し方向における第１の組のピン１１ａの長さは特に限定されず、押出しダイ１０を通してセラミックプレカーサ材料を押し出すための任意の長さであり得る。しかし、複数の実施形態において、第２の組のピン１１ｂの延長部は、第１の組のピン１１ａの端面１３を越えて延びる。従って、複数の実施形態によれば、延長部１１ｂを含むピンの互い違いの端面１３は、延長部を含まないピンの端面１３を越えて約２ｍｍ以上から約１０ｍｍ以下まで（例えば、約２．５ｍｍ以上から約８ｍｍ未満まで等）延びる。他の実施形態では、延長部１１ｂを含むピンの互い違いの端面１３は、延長部を含まないピンの端面１３を越えて約３ｍｍ以上から約６ｍｍ以下まで延びる。従って、複数の実施形態において、セラミックプレカーサ材料は、第１の組のピン１１ａと第２の組のピン１１ｂとの間の空洞１２を通して第１の組のピン１１ａの端面１３まで押し出される。セラミックプレカーサ材料が、第１の組のピン１１ａの端面１３に到達したら、プレカーサ材料は第２の組のピン１１ｂの延長部のみによって囲まれ、第１の組のピン１１ａによっては囲まれない。
ハニカムフィルタの製造中、セラミックプレカーサ材料（例えば、無機材料、液体ビヒクル、およびバインダー等）が混合されてバッチ材料にされる。例えば、バッチ材料は、ペーストおよび／またはスラリーを含む様々な混合物（例えば、ペースト等を形成するための、ポリマーバインダーおよび／または低分子量液体と混合された粒子および／または粉末、並びに、それらと他の材料との組み合わせ等）を含み得る。プレカーサ材料に用いられ得る例示的な材料の記載は、多くの特許および特許出願において見出すことができる。例示的なプレカーサ材料組成物（コージライトを含む）は、米国特許第３，８８５，９７７号明細書、米国再発行特許第ＲＥ３８，８８８号明細書、米国特許第６，３６８，９９２号明細書、第６，３１９，８７０号明細書、第６，２１０，６２６号明細書、第５，１８３，６０８号明細書、第５，２５８，１５０号明細書、第６，４３２，８５６号明細書、第６，７７３，６５７号明細書、第６，８６４，１９８号明細書、並びに、米国特許出願公開第２００４／００２９７０７号明細書、第２００４／０２６１３８４号明細書、および第２００５／００４６０６３号明細書に開示されており、これらの全体を参照して本明細書に組み込む。チタン酸アルミニウムを形成するための例示的なセラミックバッチ材料組成物は、米国特許第４，４８３，９４４号明細書、第４，８５５，２６５号明細書、第５，２９０，７３９号明細書、第６，６２０，７５１号明細書、第６，９４２，７１３号明細書、第６，８４９，１８１号明細書、米国特許出願公開第２００４／００２０８４６号明細書、第２００４／００９２３８１号明細書、並びに、国際公開第２００６／０１５２４０号、第２００５／０４６８４０号、および第２００４／０１１３８６号に開示されているものであり、これらの全体を参照して本明細書に組み込む。
複数の実施形態において、次に、セラミックプレカーサは、押出しダイ１０によって、押出し方向２４に押し出され得る。押出成形物は、複数のセル壁と、隣接するセル壁によって囲まれた複数のチャネルとを含むウェブ構造を有する。チャネルの寸法およびセル壁の厚さは特に限定されず、ハニカムフィルタの最終用途に応じて様々であり得る。しかし、チャネルを含む前面（例えば、図１に示されている表面等）の表面積を増加させると、ハニカムフィルタにわたる圧力降下が減少することを理解されたい。例えば、チャネルに対して開いた前面の表面（本明細書においては開放した前面の面積として参照する）の割合が大きくなるほど、ハニカムフィルタにわたる圧力降下が減少する。複数の実施形態において、チャネルは、約３５％以上から約９５％以下まで（例えば、約４５％以上から約８５％以下まで等）の開放した前面の面積を有し得る。他の実施形態では、チャネルは、約５５％以上から約７５％以下まで（例えば、約６０％以上から約７０％以下まで等）の前面の面積を有し得る。一般的に、セル壁を構成する前面の表面の割合が低いほど、開放した前面の面積が大きくなるので、チャネルの開放された前面の面積を増加させるには、セル壁の厚さは減少させるべきである。従って、複数の実施形態において、セル壁の厚さは、約０．１ｍｍ以上から約０．５ｍｍ以下まで（例えば、約０．１５ｍｍ以上から約０．４５ｍｍ以下まで等）であり得る。他の実施形態では、セル壁の厚さは、約０．０５ｍｍ以上から約０．７５ｍｍ以下まで（例えば、約０．０７以上から約０．５ｍｍ以下まで等）であり得る。
複数の実施形態において、上記の開放した前面の面積およびセル壁の厚さを有するハニカムフィルタは、約２５ＫＰ以上から約４０ＫＰａ以下まで（例えば、約２８ＫＰａ以上から約３８ＫＰａ以下まで等）の圧力降下を有する。他の実施形態では、上記の開放した前面の面積およびセル壁の厚さを有するハニカムフィルタは、約３０ＫＰａ以上から約３５ＫＰａ以下までの圧力降下を有する。
セラミックプレカーサ材料は、スクリュー押出機またはラム押出機によって押出しダイに供給される。複数の実施形態において、押出しダイ１０を通したセラミックプレカーサ材料の供給速度は、約５ｍｍ／秒以上から約２５５ｍｍ／秒以下まで（例えば、約１２．７ｍｍ／秒以上から約２５５ｍｍ／秒以下まで等）である。他の実施形態では、押出しダイ１０を通したセラミックプレカーサ材料の供給速度は、約３０ｍｍ／秒以上から約２００ｍｍ／秒以下まで（例えば、約８０ｍｍ／秒以上から約１５０ｍｍ／秒以下まで等）である。
ここで、本明細書に開示される実施形態による押出しダイの側面図を模式的に示す図３Ａを参照すると、押出しダイ１０を通して押出し方向２４にハニカムが押し出された際、得られたウェブ構造３０は支持構造３１によって支持される。一部の実施形態では、支持構造３１は、延長部を含まない第１の組のピン１１ａを通過したウェブ構造３０を支持するよう配置される。従って、支持構造３１は、ウェブ構造３０が第２の組のピン１１ｂの延長部に隣接している間、ウェブ構造３０を支持する。なお、図３Ａは、ウェブ構造３０の１つの側のみにある支持構造３１を示しているが、複数の実施形態において、支持構造３１は、ウェブ構造３０のより多くの側に配置されてもよいことを理解されたい。例えば、支持構造３１は、ウェブ構造３０の下方およびウェブ構造３０の上方に配置されてもよい。或いは、支持構造３１は、ウェブ構造３０全体を囲んでもよい。複数の実施形態において、支持構造３１は、半円筒形もしくは円筒形の断面を示す空気軸受、一続きの移動ベルトもしくはキャタピラ、または１組のローラから選択され得る。図３Ａに示されるように、複数の実施形態において、支持構造は、支持構造３１とウェブ構造３０との間に物理的接触が生じないよう、ウェブ構造を支持する支持構造の表面へと流体を送出する流体送出チャネル３２を含む。複数の実施形態において、流体は、空気および窒素から選択され得る。
複数の実施形態において、本明細書に開示される押出しダイと支持構造とは、延長部がチャネルの少なくとも一部分内に位置している間に、押出し方向に対して略直交する方向において、互いに対して相対的な移動を行う。図３Ｂを参照すると、ウェブ構造３０は、支持構造３１によって支持されており、支持構造３１は、ｙ方向およびｘ方向（即ち、押出し方向２４に対して直交する方向）における移動を行う。この移動により、第２の組のピン１１ｂの延長部がウェブ構造３０に接触し、それにより、セラミックプレカーサ材料が押出しダイ１０を通して押し出されるにつれ、移動方向におけるウェブ構造の変形を生じる。図３Ａを参照すると、支持構造３１およびピン１１は、プレカーサ材料が押出しダイ１０を通して押し出されて支持構造３１によって支持される際に、ウェブ構造３０が変形しないように位置合わせされている。それとは対照的に、ウェブ構造３０の上方の支持構造３１ａおよびウェブ構造３０の下方の支持構造３１ｂを含む図３Ｂに示されるように、支持構造３１ａおよび３１ｂが負のｙ方向に移動すると、支持構造３１ａおよび３１ｂがピン１１の位置から負のｙ方向にずれ、それにより、ウェブ構造３０の正のｙ方向における変形を生じる。同様に、図３Ｃに示されるように、支持構造３１ａおよび３１ｂは、正のｙ方向に移動されて、支持構造３１ａおよび３１ｂをピン１１の位置から正のｙ方向にずれさせて、ウェブ構造３０の負のｙ方向における変形を生じ得る。なお、図示しないが、支持構造３１も、同様に正のｘ方向および負のｘ方向に移動されることにより、図３Ａおよび図３Ｂに示されているのと同様に、但し、負のｘ方向および正のｘ方向において、ウェブ構造３０の変形を生じ得ることを理解されたい。上述の移動を行うことで、ウェブのセル壁が、変形が生じた場所で収斂する構造となる。このセル壁の収斂は、第２の組のピン１１ｂの延長部がチャネルの少なくとも一部分内に位置する場所において、互い違いのセルのチャネルにおける側方への変形を生じ、側方への変形によってこれらの互い違いのチャネルに施栓する。この施栓により、ウェブ構造に、互い違いの施栓されたチャネルおよび施栓されていないチャネルの市松パターンが生じる。上記は支持構造の３１の移動に関するものであるが、ウェブ構造３０は、本質的に、支持構造３１と一緒に移動することを理解されたい。従って、複数の実施形態において、支持構造の３１の移動は、ウェブ構造３０の移動と同期している。
上述の複数の実施形態において、支持構造３１は、押出しダイ１０に対して相対的に移動する（例えば、押出しダイ１０は静止した状態に保持され、支持構造３１は、押出しダイ１０についての押出し方向２４に対して略直交する方向に移動する）。しかし、他の実施形態では、支持構造３１は静止した状態に保持され、押出しダイ１０は、支持構造３１に対して相対的に移動する（例えば、支持構造３１は静止した状態に保持され、押出しダイ１０は、押出しダイ１０についての押出し方向２４に対して略直交する方向に移動する）。他の実施形態では、支持構造３１と押出しダイ１０との移動が同期しない限り、支持構造３１と押出しダイ１０とが、押出し方向２４に対して略直交する方向に同時に移動してもよい。例として、支持構造３１と押出しダイ１０との移動が同期された場合には、ピン１１と支持構造３１とが位置合わせされる。従って、ウェブ構造の変形が生じない。
複数の実施形態において、押出しダイとウェブ構造との間の移動は周期的な移動であり得る。例えば、一部の実施形態では、ウェブ構造３０を形成するために、セラミックプレカーサ材料が押出しダイ１０を通して押し出される。ウェブ構造が望ましい長さに達すると、押出しダイ１０とウェブ構造との間の移動が開始して、上述の変形を生じ、ウェブ構造のチャネルが互い違いに市松パターンで施栓される。押出しダイ１０とウェブ構造との間の移動は、所望の長さの変形を設けるための時間にわたって継続する。所望の長さの変形が達成されたら、押出しダイ１０とウェブ構造との間の移動が停止され、変形していないウェブ構造を設けるために、押出しダイ１０のピン１１が支持構造３１と位置合わせされる。この周期的な移動は、チャネルの変形していない長さとチャネルの変形した領域とを含むウェブ構造の丸太状体を生じるための回数だけ繰り返され得る。施栓のためのパラメータは、本明細書において後述する。
ウェブ構造の互い違いのチャネルに市松パターンで施栓するために、上述の移動を用いることで、更なる栓材料を用いずに施栓を完了することが可能になり、それにより製造コストが低減される。更に、上述の移動を用いてウェブ構造に施栓することにより、ウェブ構造が押し出されている間に施栓を行うことが可能になり、それにより、ハニカムフィルタが乾燥してから別途施栓を行う必要がある従来の方法と比較して、製造時間が低減される。
上記で開示された（支持構造３１の移動による）押出しダイ１０とウェブ構造３０との間の移動は、任意の構造によって制御され得る。複数の実施形態において、押出しダイ１０とウェブ構造との間の移動は、例えば、押出しダイをｘ方向およびｙ方向に移動させる電動モータのシステムによって制御される。これらの電動モータは、ほぼ多くの異なる幾何学的パターンで、制御された速度で移動を行うようプログラムされ得るコンピュータによって作動され得る。一部の実施形態では、電動モータは、サーボモータ、電磁励振器、トランスデューサ、または振動器である。複数の実施形態において、電動モータは、押出しダイ１０および／または支持構造３１と電動モータとを物理的に結合させるスクリュードライブ、チェーンドライブ、歯車、またはそれらの組合せによって（それにより、電動モータの動きが、スクリュードライブまたはチェーンドライブに、押出しダイ１０および／または支持構造３１を所与の方向に移動させる）、押出しダイ１０および／または支持構造３１を移動させる。
押出しダイ１０および／または支持構造に直接結合された電動モータに加えて、押出しダイ１０および／または支持構造３１は、機械的システムによって移動され得る。複数の実施形態において、図４を参照すると、機械的システム４０は、モータ４１と、モータ４１に結合された第１の歯車４２と、第１の歯車４２と噛合した第２の歯車４３とを含む。複数の実施形態において、第２の歯車４３は環状であり、少なくとも２つの偏心リング４４および４５を収容する。複数の実施形態において、少なくとも２つの偏心リング４４および４５は、第２の歯車４３に結合された外側偏心リング４４と、外側偏心リング４４に結合された内側偏心リング４５と、押出しダイ１０（図示せず）を保持するホルダー４６とを含む。
モータ４１は、複数の速度を提供可能であり機械的システム４０を駆動するのに十分なパワーを有する任意の電動モータであり得る。例えば、一部の実施形態では、モータはＤＣブラシレス電動モータであり得る。モータ４１と第１の歯車４２とは任意の機構によって結合され得る。複数の実施形態において、第１の歯車４２は、モータ４１の出力軸に物理的に直接接続され得る。他の実施形態では、モータ４１の出力軸は、ベルト、チェーン等によって第１の歯車４２に結合され得る。
第１の歯車４２と第２の歯車４３とは、従来の装置によって噛合され得る。図４は、第２の歯車４３より小さい第１の歯車４２を示しているが、第１の歯車４２および第２の歯車４３のサイズは任意の関係を有してよく、用いられるモータ４１のタイプおよび所望のトルク伝達に応じて異なることを理解されたい。更に、第１の歯車４２と第２の歯車４３との相対的な配置は、図４に示されている垂直に積み重ねられた設計に限定されない。一部の実施形態は、第１の歯車４２を含まなくてもよく、電動モータが、上述の機構によって、外側偏心リング４４および内側偏心リング４５を収容する第２の歯車４３に直接結合されてもよい。
第２の歯車４３は外側偏心リング４４に結合される。複数の実施形態において、第２の歯車４３は環状であり、外側偏心リング４４と第２の歯車４３とを物理的に接続することによって外側偏心リングに結合されている。複数の実施形態において、この結合の強度は強いものであり、外側偏心リング４４が第２の歯車４３と共に回転するようになっている。複数の実施形態において、第２の歯車４３と外側偏心リング４４とは、例えば、ねじ、ボルト、リベット等の機械的固定によって結合されるか、または、第２の歯車４３と外側偏心リング４４とは一体に溶接されてもよい。
外側偏心リング４４と、内側偏心リング４５と、ホルダー４６との間の相互関係を、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。ホルダー４６は、内側偏心リング４５に物理的に結合される。複数の実施形態において、ホルダー４６と内側偏心リング４５との物理的結合は、例えば、ねじ、ボルト、リベット等の固定具によって、または、ホルダー４６を内側偏心リング４５に溶接することによって行われ得る。一部の実施形態では、ホルダー４６と内側偏心リング４５とは着脱可能な固定具によって結合されており、ホルダー４６および内側偏心リング４５を、押出しダイの形状に応じて他のホルダーおよび内側偏心リングと交換可能になっている。図５Ａおよび図５Ｂに示されているホルダー４６は環状の形状を有し、ホルダー４６の形状は押出しダイの形状に一致し得る。従って、ホルダー４６の形状は全ての実施形態において環状というわけではない。
本明細書において用いられる「リング」および「環状」という用語は、厳密に円形の構造を指しているわけではないことを理解されたい。むしろ、本明細書において用いられる「リング」および「環状」という用語は、楕円形の不規則な形状を指し得る。複数の実施形態において、内側偏心リング４５および外側偏心リング４４は、内半径と外半径との間に一貫しない差を有する。換言すれば、内側偏心リング４５および外側偏心リング４４の厚さは、内側偏心リング４５および外側偏心リング４４に周囲にわたって変化する。図５Ａに示されるように、内側偏心リング４５の厚い部分４５ａが外側偏心リング４４の薄い部分４４ｂと位置合わせされると、ホルダー４６は外側偏心リング４４の外周と同心の位置になる。しかし、図５Ｂに示されるように、内側偏心リング４５の薄い部分４５ｂが外側偏心リング４４の薄い部分４４ｂと位置合わせされると、ホルダー４６は外側偏心リングの外周から偏心した位置になる。
複数の実施形態において、ホルダー４６に結合された内側偏心リング４５は、外側偏心リング４４に対して相対移動可能である。それにより、ホルダー４６は、図５Ａに示されるような、外側偏心リング４４の外周と同心の位置から、図５Ｂに示されるような、外側偏心リング４４の外周との最大偏心位置まで調節され得る。図５Ａに示されている同心位置と、図５Ｂに示されている最大偏心位置との間には、ホルダー４６が調節され得る多くの中間偏心位置がある。この調節は、内側偏心リング４５の最大厚さの位置が外側偏心リング４４の最大または最小厚さの位置と位置合わせされないように、内側偏心リング４５を外側偏心リング４４に対して相対的に移動させることによって行われ得る。複数の実施形態において、内側偏心リング４５の厚さの変化と外側偏心リング４４の厚さの変化とにより、ホルダー４６は、外側偏心リングの外周と同心の位置から、ホルダーが外側偏心リングの外周に対する５ｍｍの最大偏心度を有する位置まで（例えば、外側偏心リングの外周と同心の位置から、ホルダーが外側偏心リングの外周に対する４ｍｍの最大偏心度を有する位置まで等）位置することができる。外側偏心リング４４の外周に対するホルダーの偏心度は、０（同心）から最大偏心度までの任意の偏心度に調節され得ることを理解されたい。
図５Ａおよび図５Ｂには示されていない複数の実施形態において、外側偏心リング４４と内側偏心リング４５との間、および、内側偏心リング４５とホルダー４６との間のうちの１以上に、スペーサが挿入され得る。スペーサは、内側偏心リング４５が外側偏心リング４４に対して相対的に移動される際に形成されるいかなる間隙も埋めるように、可動であり得る。他の実施形態では、内側偏心リング４５と外側偏心リング４４との相対的な位置を保つために、保持構造が用いられ得る。例えば、内側偏心リング４５が外側偏心リング４４に対して所定の相対的位置に配置された際に、内側偏心リング４５を外側偏心リング４４に固定するために、ナットおよびボルトが用いられ得る。
ホルダー４６が外側偏心リング４４の外周に対して偏心位置にある状態で、機械的システム４０が作動されると、ホルダー４６は、第２の歯車４３と共に回転し、ウェブ構造に対して位置をずらしたホルダー４６の円形の動きを行う。この位置をずらした円形の動きは、ホルダー４６の偏心位置によって生じる。複数の実施形態において、位置をずらした円形の動きは、３０ｒｐｍを超える速度から約１０００ｒｐｍ以下まで（例えば、約５０ｒｐｍ以上から約８００ｒｐｍ以下まで等）の速度で動き得る。他の実施形態では、位置をずらした円形の動きは、約１００ｒｐｍ以上から約６００ｒｐｍ以下まで（例えば、約２００ｒｐｍ以上から約４００ｒｐｍ以下まで等）の速度で動き得る。このホルダー４６の位置をずらした円形の動きは、チャネルの少なくとも一部分内に存在する延長部を押出し方向に対して略直交する方向に移動させることによって、上述のチャネルの変形を生じる。
図４、図５Ａ、および図５Ｂに示されている機械的システム４０は、押出しダイがウェブ構造に対して相対的に移動するシステムを示しているが、支持構造はホルダー４６内に配置されてもよいことを理解されたい。それにより、複数の実施形態では、押出しダイが機械的システム４０によって移動されるのと同様に、ウェブ構造が機械的システム４０によって移動され得る。
複数の実施形態において、押し出されたウェブ構造は、ハニカムフィルタにされ得る。セラミックプレカーサ材料が、例えば、本明細書において上述したような押出しダイを通して押し出される。押出しダイおよび／または支持構造の周期的な移動により、ウェブ構造のチャネルに変形が生じ、それにより、ウェブ構造の互い違いのチャネルが施栓され、施栓されたチャネルと施栓されていないチャネルとの市松パターンを生じる。周期的な移動の持続時間は、押出しダイを通したセラミックプレカーサ材料の供給速度に応じて様々である。しかし、複数の実施形態において、周期的な移動の持続時間は、ハニカムフィルタを形成するために切断され得る施栓領域を設けるのに十分なものであり得る。
図６を参照すると、ウェブ構造の丸太状体６０が示されている。複数の実施形態において、丸太状体６０は、約１ｍ以上から約１．５ｍ以下まで（例えば、約１．１ｍ以上から約１．４ｍ以下まで等）の長さを有し得る。他の実施形態では、丸太状体は、約１．２ｍ以上から約１．３ｍ以下までの長さを有し得る。複数の実施形態において、丸太状体は、約１２５ｍｍ以上から約１７５ｍｍ以下まで（例えば、約１３０ｍｍ以上から約１７０ｍｍ以下まで等）の長さを有するフィルタ部６１に分割され得る。他の実施形態では、丸太状体は、約１３５ｍｍ以上から約１６５ｍｍ以下まで（例えば、約１４０ｍｍ以上から約１６０ｍｍ以下まで等）の長さを有するフィルタ部６１に分割され得る。更に他の実施形態では、フィルタ部６１は約１５０ｍｍの長さを有し得る。
例えば、本明細書において上述した方法等によってウェブ構造のチャネルを変形することによって形成された、施栓された領域６２は、丸太状体６０の様々な領域に位置する。施栓された領域６２は、押出しダイとウェブ構造との間の周期的な移動によって形成される。複数の実施形態において、周期的な移動の持続時間は、施栓された領域６２の長さが約２ｍｍ以上から約３０ｍｍ以下まで（例えば、約４ｍｍ以上から約２０ｍｍ以下まで等）となるものである。他の実施形態では、周期的な移動の持続時間は、施栓された領域６２の長さが約６ｍｍ以上から約１８ｍｍ以下まで（例えば、約８ｍｍ以上から約１６ｍｍ以下まで等）となるものである。一部の実施形態では、施栓された領域の長さは、セルの直径の約２倍以上からセルの直径の約６倍以下まで（例えば、セルの直径の約３倍以上からセルの直径の約５倍以下まで等）である。
複数の実施形態において、施栓された領域６２は、約２ｍｍ以上から約３０ｍｍ以下まで（例えば、約５ｍｍ以上から約２５ｍｍ以下まで等）の長さを有し得る。他の実施形態では、施栓された領域６２は、約１０ｍｍ以上から約２５ｍｍ以下まで（例えば、約１５ｍｍ以上から約２０ｍｍ以下まで等）の長さを有し得る。
ウェブ構造が、施栓された領域６２を有する丸太状体６０として形成されたら、丸太状体は、チャネルが施栓されている軸方向の位置６３（即ち、施栓された領域）およびチャネルが施栓されていない軸方向の位置６４において切断される。複数の実施形態において、チャネルが施栓されている軸方向の位置６３における切断は、施栓された領域６２の中央で行われ得る。例として、施栓された領域６２が３０ｍｍの長さを有する場合には、チャネルが施栓されている軸方向の位置は、施栓された領域６２に約１５ｍｍ入った位置で切断される。複数の実施形態において、チャネルが施栓されていない軸方向の位置６４における切断は、フィルタ部６１の長さと一致する位置で行われ得る。この位置は、施栓された領域６２の中央から測定される。例として、フィルタ部を１５０ｍｍの長さとする場合には、切断は、施栓された領域６２の中央から１５０ｍｍの位置で行われる。そのような切断を行うことにより、施栓された端面および施栓されていない端面を有するハニカムフィルタが形成される。この方法でハニカムフィルタを製造することにより、単一のウェブ構造の丸太状体６０において幾つかの施栓された領域６２を形成でき、それにより、ハニカムフィルタの端面に別途施栓する従来の方法で要することになるコストおよび時間が低減される。複数の実施形態において、ウェブ構造の丸太状体は、まだ湿っている状態で切断されるので、ウェブ構造の丸太状体の切断には潤滑されたリボンが用いられ得る。
複数の実施形態において、ウェブ構造の丸太状体６０から切断されたハニカムフィルタは、乾燥および焼結され、部分的に施栓されたハニカムフィルタとして用いられ得る。しかし、一部の実施形態では、押出し中のチャネルの変形による施栓をされなかったハニカムフィルタの端面に施栓することが望ましい。図７Ａを参照すると、複数の実施形態において、押出し中に施栓されなかったハニカムフィルタ７０の端面７１に施栓するために、端面７１は栓材料７２の槽に浸され得る。複数の実施形態では、押出し中に施栓されなかったチャネル７３から空気が抜かれて、栓材料７２がチャネル７３内に引き込まれる。逆に、端面７１が栓材料７２に浸された際に、押出し中に施栓されたチャネル７４からは空気が抜かれない。それにより、複数の実施形態において、端面７１に施栓されたチャネルおよび施栓されていないチャネルが互い違いに形成され、押出し中に施栓された端面７５の市松パターンとは逆の市松パターンが形成される。例として、或るチャネルが端面７１において施栓されている場合には、そのチャネルは端面７５においては施栓されず、或るチャネルが端面７５において施栓されている場合には、そのチャネルは端面７１においては施栓されない。
図７Ｂを参照すると、栓材料７２をチャネルに引き込むのを容易にするために、複数の実施形態において、端面７５に真空装置７６が配置され、押出し中に施栓されなかったチャネルに真空が供給され得る。押出し中に施栓されたチャネル内には真空は形成されないので、栓材料はそれらのチャネル内には引き込まれない。栓材料７２は、ハニカムフィルタの端面７５における施栓の長さに等しい深さでチャネル内に引き込まれ得る。従って、複数の実施形態において、栓材料がチャネル内に引き込まれる深さは約１ｍｍ以上から約２０ｍｍ以下まで（例えば、約２ｍｍ以上から約１８ｍｍ以下まで等）である。他の実施形態では、栓材料がチャネル内に引き込まれる深さは約５ｍｍ以上から約１５ｍｍ以下まで（例えば、約７ｍｍ以上から約１０ｍｍ以下まで等）である。一部の実施形態では、栓材料がチャネル内に引き込まれる深さは、セルの直径の約２倍以上からセルの直径の約６倍以下まで（例えば、セルの直径の約３倍以上からセルの直径の約５倍以下まで等）である。
この栓材料７２をチャネル内に引き込む処理は、押出し中に変形による施栓がされなかったチャネルに施栓することに加えて、押出し中に完全に施栓されなかったチャネルに施栓するために用いられ得る。例えば、図７Ａおよび図７Ｂにおいて、チャネル７７は、押出し中に変形によって施栓された端面に漏れまたは偏った栓を含む。複数の実施形態において、この漏れの結果、チャネル７７内に真空が生じ、押出し中に施栓されなかった端面において栓材料がチャネル内に引き込まれ、それにより、チャネル７７の少なくとも一端部が完全に施栓される。
複数の実施形態において、端面７２が栓材料で施栓された後、セラミックハニカムフィルタを形成するために、ハニカムフィルタは乾燥および焼結され得る。
この場合、未焼成体は乾燥のために加熱され、更に加熱および処理されて、焼成されたハニカム体となる。焼成されたハニカム体は、特定の用途に応じた様々な耐火性材料を含み得る。例えば、焼成されたハニカム体は、セラミック材料（例えば、コージライト、ムライト、炭化ケイ素、チタン酸アルミニウム、もしくは他の材料、またはそれらの組合せ等）を含み得る。
図８を参照すると、複数の実施形態において、ハニカムフィルタ７０は、第１の端面７５と、第２の端面７１と、第１の端面７５から第２の端面７１まで延びる多数のセルまたはチャネル７３および７４とを有し、セルは、多孔質のセル壁８３を有し、第１の端面７５および第２の端面７１において格子パターンを形成する。チャネル７４は、それらの長さの一部に沿って第１の端面７５において施栓され、チャネル７３は、それらの長さの一部に沿って第２の端面７１において施栓される。チャネル７３は第１の端面７５においては施栓されず、チャネル７４は第２の端面７１においては施栓されない。従って、第１の端面７５および第２の端面７１において互い違いのチャネルが施栓され、各端面において、施栓されたチャネルおよび施栓されていないチャネルの市松パターンを生じる。
本明細書において上述した実施形態に従って製造されたハニカムフィルタは、ハニカムフィルタ７０の互い違いのチャネル７４が、ウェブ構造のチャネルを変形すること（例えば、ウェブ構造のセル壁を収斂する等）によって施栓された第１の端面７５を含み得る。しかし、ハニカムフィルタ７０の第２の端面７１の互い違いのチャネル７３は、例えば、本明細書において上述した方法等によって、栓材料７２で施栓される。従って、複数の実施形態において、ハニカムフィルタ７０は、チャネルの組成物と同一の組成物によって施栓された互い違いのチャネル７４を有する第１の端面７５を含み、ハニカムフィルタ７０は、チャネルの組成とは異なっていてもよい組成を有する栓材料７２で互い違いのチャネル７３が施栓された第２の端面７１を有する。複数の実施形態のハニカムフィルタ７０は、互い違いのチャネル７４の栓がそれらのチャネルの壁から形成された第１の端面７５を含む。これらの栓は、本明細書において上述した変形によって互い違いのセル壁を収斂することによって形成され得る。従って、ハニカムフィルタ７０の第１の端面７５においては、栓とチャネルまたはセル壁との間の組成の遷移はない。複数の実施形態によれば、ハニカムフィルタ７０の第２の端面７１は、複数の実施形態においてはチャネルまたはセル壁の組成とは異なる組成を有し得る栓材料７２であって、互い違いのチャネル７３に挿入される栓材料７２で施栓される。第２の端面７１の互い違いのチャネル７３内の栓は、栓材料７２とセル壁との間の組成の遷移を含む。本明細書において用いられる「組成の遷移」とは、ハニカムフィルタ内のそれぞれ異なる組成を有する材料間の界面の説明である。複数の実施形態において、組成の遷移は明確に定められ得るものであり、組成の遷移の一方の側では、ハニカムフィルタは実質的に第１の組成を有し、組成の遷移の他方の側では、組成物は実質的に第２の組成を有するように、異なる組成物の混ざり合いがほとんどまたは全くない。他の実施形態では、組成の遷移はより緩やかであり得、第１の組成と第２の組成とが混ざり合ったハニカムフィルタの部分を含み得る。そのような実施形態では、組成の遷移を横断する第１の方向においては、第１の組成物の濃度が徐々に減少し、第２の組成物の濃度が徐々に増加し得るものであり、組成の遷移を横断する第１の方向とは逆の第２の方向においては、第２の組成物の濃度が徐々に減少し、第１の組成物の濃度が徐々に増加し得る。なお、複数の実施形態において、第１の組成物と第２の組成物との混ざり合いは、分子レベルの化学的な混ざり合いであってもよく、または、第１の組成物と第２の組成物との混ざり合いは、第１の組成物で構成される構造内のクラックもしくは細孔を第２の組成物が埋める物理的な混ざり合いであってもよいことを理解されたい。
ここで図８を参照すると、複数の実施形態によるハニカムフィルタ７０は、互い違いのチャネル７４の栓８１がチャネルのセル壁を変形することによって形成された第１の端面７５を含み、このように形成された栓８１は、栓の外側端部８１ａにおいて非平面形状（例えば、図８に示されている実施形態の先細の形状等）を有する。複数の実施形態において、非平面形状は、実質的に任意の形状（例えば、例えば、Ｖ字形、矢じり形、円錐形、円錐台形、正三角形、凹状のＶ字形、凸状の弓形、涙形、梨形等）を有し得る。ハニカムフィルタ７０は、互い違いのチャネル７３内に栓材料を挿入することによって互い違いのチャネル７３の栓８２が形成された第２の端面７１も含み、このように形成された栓は、栓の外側端部８２ａにおいて平面形状（例えば、図８に示されている実施形態の平坦な形状）を有する。従って、複数の実施形態において、ハニカムフィルタ７０の第１の端面７５の互い違いのチャネル７４の栓８１は、ハニカムフィルタ７０の第２の端面７１の互い違いのチャネル７３内の栓８２とは異なる形状（例えば、図８に示されている先細の形状）を有する。
複数の実施形態において、栓８１は、ハニカムフィルタの対応する端面から約１ｍｍ以上から約１５ｍｍ以下まで（例えば、ハニカムフィルタの対応する端面から約２ｍｍ以上から約１０ｍｍ以下まで等）の深さまでハニカムフィルタ内に伸びる。他の実施形態では、栓８１は、ハニカムフィルタの対応する端面から約３ｍｍ以上から約９ｍｍ以下まで（例えば、ハニカムフィルタの対応する端面から約４ｍｍ以上から約８ｍｍ以下まで等）の深さまでハニカムフィルタ内に伸びる。
特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された実施形態に対して様々な変形および変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。従って、本明細書は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内である、本明細書に記載された様々な実施形態に対する変形および変更を網羅することが意図される。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
施栓されたハニカム物品を形成する方法において、
押出しダイを通してセラミックプレカーサ材料を供給する工程であって、前記押出しダイが、複数のピンと、隣接する前記ピンによって囲まれた複数の空洞とを含み、前記複数のピンの互い違いの端面が、前記押出しダイの出口から押出し方向に延びる延長部を含み、前記セラミックプレカーサ材料が前記複数の空洞を通して押し出される、工程と、
複数のセル壁と、隣接する前記セル壁によって囲まれた複数のチャネルとを含むウェブ構造を形成するために、前記押出しダイを通して前記セラミックプレカーサ材料を押し出す工程と、
前記押出しダイを通して押し出された前記ウェブ構造を支持する工程と、
前記延長部が前記チャネルの少なくとも一部分内に位置している間に、前記押出し方向に対して略直交する少なくとも１つの方向における、前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の移動を行う工程と
を含み、
前記直交する方向における前記移動が、前記チャネルが互い違いに施栓されるように前記セル壁を側方に変形させることを特徴とする方法。
実施形態２
前記セラミックプレカーサ材料が、約５ｍｍ／秒以上から約２５５ｍｍ／秒以下までの速度で前記押出しダイを通して供給される、実施形態１記載の方法。
実施形態３
前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の移動を行う前記工程が、前記セラミックプレカーサ材料が前記押出しダイを通して押し出される際に、互い違いの前記チャネルが該互い違いのチャネルの長さに沿って周期的に施栓されるよう、前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の周期的な移動を行うことを含む、実施形態１記載の方法。
実施形態４
各前記周期的な移動間に、前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の移動を含まないインターバルが存在する、実施形態３記載の方法。
実施形態５
前記インターバルが、約２ｍｍ以上から約３０ｍｍ以下までの長さを有する施栓された領域を生じる、実施形態４記載の方法。
実施形態６
前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の移動を行う前記工程が、約３０ｒｐｍ以上から約１０００ｒｐｍ以下までの速度で、位置をずらした円形の動きを行うことを含む、実施形態１記載の方法。
実施形態７
前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の移動を行う前記工程が、前記ウェブ構造を静止した状態に保持すると共に、前記押出しダイを前記ウェブ構造に対して側方に移動させることを含む、実施形態１記載の方法。
実施形態８
前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の移動を行う前記工程が、前記押出しダイを静止した状態に保持すると共に、前記ウェブ構造を前記押出しダイに対して側方に移動させることを含む、実施形態１記載の方法。
実施形態９
前記セル壁が施栓されている軸方向の位置および前記セル壁が施栓されていない軸方向の位置において前記ウェブ構造を切断することにより、第１の軸方向端面において互い違いに施栓されたチャネルおよび施栓されていないチャネルと、第２の軸方向端面において施栓されていないチャネルとを含むハニカム物品を形成する工程を更に含む、実施形態１記載の方法。
実施形態１０
前記移動が行われた後に、前記ウェブ構造を乾燥させる工程と、
前記第２の軸方向端面を栓材料中に浸す工程と、
前記栓材料を、前記第１の軸方向端面では施栓されていない前記チャネルの一部分内に引き込むことにより、前記ハニカム物品の前記第２の軸方向端面において前記チャネルに互い違いに施栓する工程と、
前記ハニカム物品を乾燥させる工程と、
セラミックハニカム物品を形成するために前記ハニカム物品を焼結する工程と
を更に含む、実施形態９記載の方法。
実施形態１１
前記第１の軸方向端面では施栓されていない前記チャネルにわたって真空を生じることにより、前記栓材料を、前記第１の軸方向端面では施栓されていない前記チャネルの一部分内に引き込む、実施形態１０記載の方法。
実施形態１２
前記栓材料が、約１ｍｍ以上から約２０ｍｍ以下までの深さまで前記チャネルの一部分内に引き込まれる、実施形態１０記載の方法。
実施形態１３
前記施栓されたハニカム物品の開放された前面の面積が約３５％以上から約９５％以下までである、実施形態１記載の方法。
実施形態１４
前記施栓されたハニカム物品にわたる圧力降下が約２５ＫＰａ以上から約４０ＫＰａ以下までである、実施形態１記載の方法。
実施形態１５
施栓されたハニカム物品を形成する装置において、
複数のピンと、該複数のピンの間の複数の空洞とを含む押出しダイであって、前記複数のピンのうちの互い違いのピンが、前記押出しダイの出口から押出し方向に延びる延長部を含む、前記押出しダイと、
前記押出しダイの出口から出るセラミックプレカーサ材料の押出成形物を支持する支持構造と
を含み、
前記押出しダイおよび前記支持構造のうちの少なくとも一方が、前記押出しダイの前記押出し方向に対して略直交する少なくとも１つの方向における前記押出しダイと前記支持構造との間の移動を行う偏心システムに機械的に結合されたことを特徴とする装置。
実施形態１６
前記偏心システムが、前記支持構造を前記押出しダイに対して相対的に移動させる、実施形態１５記載の装置。
実施形態１７
前記偏心システムが、前記押出しダイを前記支持構造に対して相対的に移動させる、実施形態１５記載の装置。
実施形態１８
前記支持構造が、空気軸受、１組のローラ、および１組の移動ベルトからなる群から選択される、実施形態１５記載の装置。
実施形態１９
前記延長部を含む前記互い違いのピンが、前記押出し方向に、前記延長部を含まない前記ピンを越えて約２ｍｍ以上から約１０ｍｍ以下まで延びる、実施形態１５記載の装置。
実施形態２０
ハニカムフィルタにおいて、
第１の端面と、
第２の端面と、
前記第１の端面から前記第２の端面まで延びる複数の多孔質の壁であって、複数のチャネルと、前記第１の端面および前記第２の端面における格子パターンとを形成する複数の多孔質の壁と
を含み、
前記第１の端面において前記チャネルが互い違いに施栓され、
前記第１の端面において施栓された前記互い違いのチャネルが、前記多孔質の壁の組成物と同一の組成物によって施栓されたことを特徴とするハニカムフィルタ。
実施形態２１
前記第１の端面において施栓された前記互い違いのチャネルの栓が、該栓の外側の端部において非平面形状を有する、実施形態２０記載のハニカムフィルタ。
実施形態２２
前記第１の端面において施栓された前記互い違いのチャネルが、前記多孔質の壁と栓との間における組成の遷移を含まない、実施形態２０記載のハニカムフィルタ。
実施形態２３
前記互い違いのチャネルが、前記第２の端面において、前記多孔質の壁の前記組成物とは異なる組成物を有する栓材料で施栓された、実施形態２０記載のハニカムフィルタ。
実施形態２４
前記第２の端面において施栓された前記互い違いのチャネルの栓が、該栓の外側の端部において平面形状を有する、実施形態２３記載のハニカムフィルタ。
実施形態２５
前記第２の端面において施栓された前記互い違いのチャネルが、前記多孔質の壁と栓との間における組成の遷移を含む、実施形態２３記載のハニカムフィルタ。
実施形態２６
前記第１の端面において施栓された前記互い違いのチャネルが、前記第１の端面の外面から約１ｍｍ以上から約１５ｍｍ以下までの深さまで前記ハニカムフィルタ内へと延びる栓を含む、実施形態２０記載のハニカムフィルタ。
１０ 押出しダイ
１１ ピン
１１ｂ 延長部
１２ 空洞
１３ 端面
３０ ウェブ構造
３１ 支持構造
４０ 機械的システム
４４、４５ 偏心リング
４６ ホルダー
６２ 施栓された領域
７２ 栓材料
７０ ハニカムフィルタ
７１ 第２の端面
７３、７４ チャネル
７５ 第１の端面
７６ 真空装置
８１、８２ 栓
８１ａ、８２ａ 外側端部
８３ 多孔質のセル壁

Claims (6)

  1. 施栓されたハニカム物品を形成する方法において、
    押出しダイを通してセラミックプレカーサ材料を供給する工程であって、前記押出しダイが、複数のピンと、隣接する前記ピンによって囲まれた複数の空洞とを含み、前記複数のピンの互い違いの端面が、前記押出しダイの出口から押出し方向に延びる延長部を含み、前記セラミックプレカーサ材料が前記複数の空洞を通して押し出される、工程と、
    複数のセル壁と、隣接する前記セル壁によって囲まれた複数のチャネルとを含むウェブ構造を形成するために、前記押出しダイを通して前記セラミックプレカーサ材料を押し出す工程と、
    前記押出しダイを通して押し出された前記ウェブ構造を支持する工程と、
    前記延長部が前記チャネルの少なくとも一部分内に位置している間に、前記押出し方向に対して略直交する少なくとも１つの方向における、前記押出しダイと前記ウェブ構造との間の移動を行う工程と
    を含み、
    前記直交する方向における前記移動が、前記チャネルが互い違いに施栓されるように前記セル壁を側方に変形させることを特徴とする方法。
  2. 前記セル壁が施栓されている軸方向の位置および前記セル壁が施栓されていない軸方向の位置において前記ウェブ構造を切断することにより、第１の軸方向端面において互い違いに施栓されたチャネルおよび施栓されていないチャネルと、第２の軸方向端面において施栓されていないチャネルとを含むハニカム物品を形成する工程と、
    前記移動が行われた後に、前記ウェブ構造を乾燥させる工程と、
    前記第２の軸方向端面を栓材料中に浸す工程と、
    前記栓材料を、前記第１の軸方向端面では施栓されていない前記チャネルの一部分内に引き込むことにより、前記ハニカム物品の前記第２の軸方向端面において前記チャネルに互い違いに施栓する工程と、
    前記ハニカム物品を乾燥させる工程と、
    セラミックハニカム物品を形成するために前記ハニカム物品を焼結する工程と
    を更に含む、請求項１記載の方法。
  3. 施栓されたハニカム物品を形成する装置において、
    複数のピンと、該複数のピンの間の複数の空洞とを含む押出しダイであって、前記複数のピンのうちの互い違いのピンが、前記押出しダイの出口から押出し方向に延びる延長部を含む、前記押出しダイと、
    前記押出しダイの出口から出るセラミックプレカーサ材料の押出成形物を支持する支持構造と
    を含み、
    前記押出しダイおよび前記支持構造のうちの少なくとも一方が、前記押出しダイの前記押出し方向に対して略直交する少なくとも１つの方向における前記押出しダイと前記支持構造との間の移動を行う偏心システムに機械的に結合されたことを特徴とする装置。
  4. 前記偏心システムが、前記支持構造を前記押出しダイに対して相対的に移動させる、請求項３記載の装置。
  5. ハニカムフィルタにおいて、
    第１の端面と、
    第２の端面と、
    前記第１の端面から前記第２の端面まで延びる、押出しによって形成される複数の多孔質の壁であって、複数のチャネルと、前記第１の端面および前記第２の端面における格子パターンとを形成する複数の多孔質の壁と
    を含み、
    前記第１の端面において前記チャネルが、栓の組成物が前記多孔質の壁の組成物と同一の組成物であるように、前記押出し中に前記多孔質の壁の変形によって互い違いに施栓された領域を有し、
    前記互い違いのチャネルが、前記第２の端面において、前記多孔質の壁の前記組成物とは異なる組成物を有する栓材料で施栓されていることを特徴とするハニカムフィルタ。
  6. 押し出されたウェブ構造の丸太状体であって、
    複数のセル壁と、隣接する前記セル壁によって囲まれた複数のチャネルと、
    を備え、
    前記チャネルが、前記ウェブ構造内の互い違いに施栓されたチャネルと施栓されていないチャネルの市松パターンを有し、
    前記施栓されたチャネルが、前記施栓されたチャネル内の壁変形によって形成された施栓された領域を含み、該施栓された領域が、壁変形によって施栓されていない前記チャネルの長さの間に位置することを特徴とする押し出されたウェブ構造の丸太状体。
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