JPH06285829A - ハニカム構造、その製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シート状あるいはリング状のハニカム構造体
を形成する方法および装置を提供する。 【構成】 押出しダイを円筒状とし、そのダイの近傍に
カッターを配し、ダイとカッターを相対的に回転させる
ことによってダイの外面から押し出されるハニカム構造
をシート状に切りとる。円筒状のダイの周囲にカバーを
かぶせ、ハニカム構造の押出し体をペレット状にするこ
ともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセラミックのハニカム構
造の押出しに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】セラミックのハニカム構造体は内燃機関
の排気ガスを浄化する触媒の支持体としてまた微粒子を
除去するフィルターとして有効である。このハニカム構
造体はキン青石、アルミナ、シリコンカーバイドで一般
に形成され、またその形状の面から押出しによって形成
されるのが普通である。

【０００３】ハニカム構造体がカタリチックコンバータ
ーとして効率良く機能するためには、そのセルが排気ガ
スと反応する触媒材料のための相当に大きな表面積をも
たらす必要がある。またセル壁の断面が薄くて大きな開
口面積を有し、排気系内の背圧を低下させる必要があ
る。しかもその壁の薄いハニカム構造体は機械的熱的に
一体性があって通常自動者で生ずる衝撃や熱的要求に耐
えるものでなければならない。

【０００４】従来はそのような壁の薄いハニカム構造体
を形成するための押出しダイは中実のダイブランクの射
出面に射出通路を鋸で切り、かなり長い供給孔を流入面
からその射出通路と連通するように穿孔することによっ
て形成していた。例えば米国特許Ｎｏ．３，７９０，６
５４参照。また該米国特許に開示されているように、供
給孔はスロット（射出通路）一本一本と連通するように
設けてもよいし、一本おきに連通するように設けてもよ
いが、いずれにしても供給孔は一体的なダイ内を相当長
い距離延びることになる。

【０００５】押し出される材料がスロット内で合体して
ハニカム構造体として押し出されるためには、押し出さ
れる材料が射出面から押し出される前にスロット内で横
方向に展開して一体的な格子状に組合わさるための時間
が与えられるように供給孔が充分長い必要がある。ある
いは供給孔の数を増やして、各供給孔から横方向に展開
すべき材料の量を減らしてやる必要がある。

【０００６】従来はハニカム構造体を形成するための押
出しダイとして平らなダイが使用されていた。例えば、
米国特許Ｎｏ．３，８３６，３０２、Ｎｏ．４，１１
８，４５６、Ｎｏ．４，６８７，４３３、Ｎｏ．４，８
７７，７６６を参照されたい。これらの特許に開示され
ている装置は比較的断面積の小さいワンピースの構造を
押し出すのには適していた。しかしながら、ハニカム構
造体の断面積は使用されるダイのサイズで制限されてし
まう。これは断面積の大きいハニカム構造体を製造する
必要があるときには問題となる。平らな押出しダイで大
きなワンピースのハニカム構造体を形成するのは単にコ
スト高になると言うだけではなかった。したがって従来
は平らなダイで押し出した小さなハニカム構造体を組み
合せてフリットでシールして大きなハニカム構造体とし
ていた。これは時間と労力を必要とする作業であり、満
足の行くものではなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、大きなセ
ラミックのハニカム構造体を効率よくかつコスト効率良
く製造する方法がなお求められている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、長さと
幅と、相対向する平らな２面間に厚みを有するシート状
のハニカム構造体が提供される。このシートは前記２面
間に延びる複数の隔壁を有し、その隔壁によってこのシ
ートの厚み方向に延びる両端の開口したセルが形成され
ている。隔壁はシートの長さ方向幅方向の両方に多数並
べられ、シートに縦横にセルが形成されている。

【０００９】細長いハニカムシートは射出通路を備えた
連続した外面（望ましくは円筒面）を有する長手方向に
延びる部材とされた押出しダイを使用して形成される。
ダイの周方向に延びる一組の射出通路がダイの軸方向
（長手方向）に間隔をおいて設けられ、ダイの軸方向に
延びるもう一組の射出通路がダイの周方向に間隔をおい
て設けられる。この周方向射出通路と軸方向射出通路は
ダイの外面全体で互いに交差する。内側の中心通路がダ
イの軸方向に延び、複数の供給孔がその中心通路から半
径方向外報に延び、材料を射出通路を通って外面からハ
ニカム押出し体として押し出されるように導く。このよ
うなダイを製造する方法については後述する。

【００１０】シート状のハニカム構造体を形成する装置
には成形可能な材料をダイに供給し、射出通路を通して
外面から押し出すための搬送装置が必要である。さらに
前記外面の近くに配されその外面から押し出される材料
を切断することができるカッターが必要である。この切
断を行うためには、ダイとカッターを相対的に回転させ
て、押し出されたハニカムシートをカッターで切断させ
る機構が必要である。

【００１１】押出しの際には、成形可能な材料をダイの
内部通路から供給孔を通して射出通路に送りこむ。射出
通路が材料で満たされると、材料はハニカム押出し体と
してダイの外面から押し出される。ダイとカッターが相
対的に回転させられると、そのハニカム押出し体は細長
いシート状にダイから切り離される。このダイで環状の
ハニカム構造体を形成することもできる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の押出し装置の斜視図である。
本装置は外面４を備えたロータリーダイ２を備えてい
る。その外面４に近接してカッター６が配されている。
ロータリーダイ２の一端はドライブハウジング８に接続
され、他端には端壁１０が設けられている。後に詳述す
るように、外面４にはロータリーダイ２の軸方向に間隔
をおいて配された周方向に延びる複数の射出通路１８が
設けられている。さらに外面４にはロータリーダイ２の
軸方向に延びる複数の射出通路５０が外面４の周方向に
間隔をおいて設けられている。

【００１３】図２は図１の押出し装置の一部の側断面図
である。図２に示すようにハウジンズ８内にはピストン
１２を軸方向に駆動するロッド１４が配されている。押
出しの際にはピストン１２とロッド１４は矢印Ａの方向
に動いて材料を通路２１からチャンバ２０、供給孔１６
を通って射出通路１８に押し込む。射出通路１８を流れ
る材料は射出通路５０をも満たし、ハニカム構造体が外
面４から押し出される。図３は図２の３−３線断面図で
ある。

【００１４】図４は本発明の一実施例の押出し装置の一
部断面側面図である。図４において図１〜３と同様な要
素には同じ番号を付し、説明は省略する。通路２１をバ
レル２２が取り巻いており、そのバレル２２内でピスト
ン１２とロッド１４が往復する。ロータリーダイ２とバ
レル２２は一緒に固定されたハウジング３０に対して回
転するようになっている。この回転を助けるためにバレ
ル２２とハウジング３０の間に軸受２４が配されてい
る。ハウジング３０にはさらに供給室２８に通ずる開口
２６が設けられている。ハウジング３０のダイ２と反対
側の端部から油圧ラム９が延びている。押出しの際には
ピスト１２がラム９の近くに後退した状態で、押出し材
料が通路２１に開口２６、供給室２８を通って充填され
る。ここでラム９がピストン１２とロッド１４を押し込
むと、通路２１内の材料がダイ２を通って外面４から押
し出される。図４の右側に示すような材料供給装置をダ
イ２の左側にも設けて両側から材料を供給するようにし
てもよい。このようにすれば一方のピストンが後退して
いる間に他方のピストンがダイ２に材料を供給するよう
にすることができるため、ダイ２にほぼ連続的に材料を
供給することができる。またこの構成はダイ２が極めて
長いときにも有用である。またピストン１２を使用した
押し出し装置の替わりにスクリュータイプ等の連続押し
出し装置を使用してもよい。

【００１５】図５は本発明の他の実施例の押出し装置の
一部断面側面図である。図５において図４と同様な要素
には同じ番号を付し、説明は省略する。図４に示す実施
例と図５に示す実施例の実質的な差は後者においては、
装置全体が、模式的に示す軸受３３に回転自在に支持さ
れていて、その長さ方向の軸を中心として回転すること
である。ラム９に油圧を供給するための油圧ライン３４
がロタリーシール３２を介してラム９に接続されてい
る。この実施例の作用は図４の実施例とほぼ同じであ
る。

【００１６】図６は本発明の一実施例の押出し装置の軸
に直角な面で切った断面図である。図６において図１と
同様な要素には同じ番号を付し、説明は省略する。チャ
ンバー２０内の材料はピストン１２（図１）で圧縮され
ると、供給孔１６を通って射出通路１８、５０に押し込
まれ、さらに外面４から押し出され、外面４上にハニカ
ム構造押出し体Ｅを形成する。本実施例においてはダイ
２は公知の気孔によって矢印Ｃ方向に回転せしめられ
る。押出し体Ｅの形成はカッター６から時計方向に進ん
だ位置から始まる。ダイ２が回転するにつれて押出し体
Ｅの厚みが増して来ると、ダイ２の外面４に近接してあ
るいは摺設するように固定されているカッター６によっ
て押出し体Ｅが外面４からはがされ、矢印Ｂの方向に引
っ張られる。ダイ２からはがされる押出し体Ｅの厚み
は、ダイ２を通される材料の容積流量やダイ２の回転速
度を変えることによって変えられる。ダイ２を回転させ
る替わりにダイ２を固定してカッター６を回転させても
よいし、両者を回転させてもよい。

【００１７】ダイ２からはがされたままの押出し体Ｅは
材料がセラミックの場合未焼成の状態であり、誘電ドラ
イヤー等で乾燥した後、焼成される。セラミック以外に
も、プラスチック、ゴム、ガラス先駆物質、ガラスーセ
ラミック先駆物質等を押し出すこともできる。

【００１８】図７は本発明で押し出されるハニカムシー
トＥの斜視図である。図７に示すようにハニカムシート
Ｅは互いに交差する隔壁Ｗ１、Ｗ２で仕切られた多数の
セルＰを備えている。またこのシートＥは、ダイ２の外
面４に長さ方向に間隔をおいて配された、環状のテーパ
ーした部分を有するダイ２の縁部（米国特許Ｎｏ．３，
８３６，３０２参照）によって形成された滑らかな側面
ｅを有している。

【００１９】図８は一対のハニカムシートを押し出すよ
うにした本発明の他の実施例の押出し装置の軸に直角な
面で切った断面図である。図８の装置は第２のカッター
６’が追加され、第１のカッター６と第２のカッター
６’の間で外面４から押し出された材料が第２の押出し
体Ｅ’として第２のカッター６’ではがされる以外は図
６の装置とほぼ同じである。この方法は押出し体の厚み
を減らしたいときには有効である。ダイを通される材料
の容積流量やダイやカッターの回転速度を変えたりして
もそう良好には押出し体の厚みを減らすことができな
い。図８に示す状態では、第１の押出し体Ｅは無駄にな
るが、両カッター６、６’の位置を押出し体Ｅ、Ｅ’の
両方が使えるような位置にすることは可能である。

【００２０】図９は４枚のハニカムシートを押し出すよ
うにした本発明の他の実施例の押出し装置の軸に直角な
面で切った断面図である。図９の装置は第２、第３、第
４のカッター６’、６’’、６’’’が追加され、第
２、第３、第４のの押出し体Ｅ’、Ｅ’’、Ｅ’’’が
それぞれカッター６’、６’’、６’’’ではがされる
以外は図６の装置とほぼ同じである。この構成によれば
位置度に複数のハニカムシートをダイ２から取り出すこ
とができる。この場合には材料の容量流量を大きくした
り、またダイとカッターの相対回転速度を下げて押し出
すのが望ましい。

【００２１】図１０は外側マスクを設けた本発明の他の
実施例の押出し装置の軸に直角な面で切った断面図であ
る。図１０の装置は外側マスク３６を設けた以外は図６
の装置とほぼ同じである。外側マスク３６はダイ２の長
さ方向にダイ２の長さいっぱいに延びる押出しゾーン３
８以外の部分においてはダイ２の外面４を覆っており、
材料はこの押出しゾーン３８の部分においてのみ押し出
される。押出しゾーン３８以外の部分に位置する外面部
分に通じる供給孔１６と射出通路は外側マスク３６で塞
がれる。この構成は、材料の容積流量を所望の厚みのシ
ートが得られるレベルまで落とせない場合や、ダイ２と
カッター６の相対回転速度が充分に上げられないときに
特に有用である。

【００２２】図１１は内側マスクを設けた本発明の他の
実施例の押出し装置の軸に直角な面で切った断面図であ
る。図１１の装置は内側マスク４０を設けた以外は図６
の装置とほぼ同じである。内側マスク４０はチャンバー
４０内をサブチャンバー４２のみを残して塞いでおり、
ダイ２の内面４４のその内側マスク４０と接触していな
い部分のみが押し出しを許すようになっている。ダイ２
の内面４４の内側マスク４０でカバーされていない部分
はサブチャンバー４２から材料を受け取ってその材料を
押出しゾーン３８’において外面４から押し出す。内側
マスク４０は押出しゾーン３８’以外の部分における押
出しを禁止する。この押出しゾーン３８’もダイ２の長
さ方向にダイ２の長さいっぱいに延びている。図１０の
装置と同様に、この装置は材料の容積流量を充分に落と
せない場合でも所望の厚みのシートが得られ、またダイ
２とカッター６の相対回転速度が充分に上げられないと
きに特に有用である。

【００２３】図１２は本発明の押出しダイとともに使用
するのに適したカッターの他の例を示す断面図である。
図１２に示すように、供給孔１６、射出通路１８、５０
を通って外面４０から押し出された押出し体Ｅはフレー
ム１０７にわたされたワイヤー１０６によって切断され
る。図６のカッター６と同様に、このワイヤー１０６も
カッターとダイ２の外面４の相対的回転によって押出し
体Ｅを切断する。

【００２４】図１３は本発明の押出しダイとともに使用
するのに適したカッターのさらに他の例を示す断面図で
ある。本例のカッターは中空円筒状のカッターハウジン
グ２０７を備えている。このハウジング２０７の一端に
は鋭い刃２０６が設けられており、ハウジング２０７が
矢印Ｈの方向に進むとその刃２０６がダイ２の外面４上
の押出し体を外面４から切りとるようになっている。す
なわち、ダイ２はハウジング２０７内にピッタリ入るよ
うになっており、ダイ２がハウジング２０７内に入って
行くにしたがって刃２０６がダイ２の外面４上の押出し
体を外面４から切りとるようになっている。この際、ハ
ウジング２０７が矢印Ｇの方向に回転することによって
切断が助けられる。押出し体がプラスチックである場合
には加熱によって切断を助ける。上述の各実施例とは異
なり、本例ではハニカム押出し体Ｅはリング状になる。
この形状は押出し体の厚みが所望の厚みになるまで押し
出すことによって得られる。

【００２５】図１４は内側そらせ板を設けた本発明の他
の実施例の押出し装置の軸に直角な面で切った断面図で
ある。上述のようにダイ２は外面４に通じる供給孔１６
と射出通路１８、５０を備えている。本実施例ではコア
４６から半径方向外報に延びる複数のそらせ板４８がダ
イ２内に設けられている。ダイ２内の材料の流れは通常
プラグ形であるため、これらのそらせ板４８によって軟
らかい押出し材料の半径方向以外のあらゆる方向の断面
が小さくなり、これによってダイ２の周方向への押出し
速度のばらつきを招く材料の固さのばらつきが小さくな
る。このようなそらせ板４８の替わりに回転自在のスパ
イダー（図１４と似た構成であるがそらせ板４８の先端
が内面４４に接していない）を通路２０内に配しても同
様な効果を得ることができる。

【００２６】図１５は図１の楕円１５−１５内の部分の
拡大図である。図１５に示すように外面４には周方向に
延びる射出通路１８とその周方向射出通路１８と交差す
る軸方向射出通路５０が設けられている。これらの射出
通路によって複数の隆起部５１が形成されており、この
隆起部５１によって押出し体内にセルが形成される。ま
た図１５に示すように供給孔１６が周方向射出通路１８
と軸方向射出通路５０の交点の一部（全部とではない）
と整列している。射出通路の供給孔１６と整列していな
い部分には狭い射出通路内の横方向の流れによって材料
が充填される。図１５に示す供給孔１６の配列は多くの
使用可能な配列の内の単なる一例である。例えばもっと
多くの交点に対して供給孔１６を設けてもよいし、全て
の交点に対して供給孔１６を設けてもよい。また供給孔
１６が交点以外の部分で射出通路に連通するようにして
もよい。

【００２７】図１６はダイの外面の構成の変形例を示す
拡大図である。この例では軸方向射出通路５０はほぼ直
線であるが、周方向射出通路１８’がジグザグになって
いる。

【００２８】図１７は図１６のダイを使用して押し出す
状態を示す斜視図である。図示のように供給孔１６およ
び射出通路１８’、５０を通った材料は外面４から押し
出され押出し体Ｅを形成する。押出し体Ｅは隔壁ｅ１、
ｅ２、ｅ３を備えている。これらの隔壁ｅ１、ｅ２、ｅ
３は外面４から遠去かるにつれて互いの間の距離が大き
くなるような面内にそれぞれ位置している。これは外面
４が円形の断面を有し、周方向射出通路が半径方向に延
びていることに由来するものであり、本発明のほぼ全て
の実施態様について言えることである。射出通路が直線
的に延びている場合には、そのような押出し体は、伸張
性のある材料で形成されるとき以外は、ダイからある程
度の距離押し出されると、裂けやすくなる。したがって
射出通路が直線的に延びている場合には、断裂のおそれ
なく、形成できるのは薄いハニカムシートに限られてし
まう。図１７は隔壁ｅ２は外面４に近いところではジグ
ザグになっているが外面４から離れるにしたがってほぼ
平らになっていくことを示している。この用に射出通路
１８’をジジグザグにすることによって、押出し体が伸
張されて断裂するおそれなく押出しをすることができ
る。径の大きなダイを使用することによっても断裂する
おそれなく押出しをすることができるが、これはコスト
的に問題となる。

【００２９】図１８はダイの外面の構成の他の変形例を
示す拡大図である。この変形例においては射出通路１
８”がサインカーブ状をしている。この例でも図１６の
変形例とほぼ同様な効果を得ることができる。

【００３０】図１９は本発明の第１の実施例のダイを形
成するワッシャー部材の斜視図、図２０はその平面図で
ある。本実施例のダイ２は複数のワッシャー部材５８を
重ね合わせて形成される。ワッシャー部材５８は一体的
に形成された内側環状部６６と外側環状部６２とからな
っている。内側環状部６６は供給孔１６を形成する複数
の半径方向に延びる通路を備えている。外側環状部６２
も射出通路５０を形成する複数の半径方向に延びる通路
を備えている。射出通路５０は供給孔１６と整列してい
る。図１９に示すようにワッシャー部材５８は内側環状
部６６に複数の隆起部６４を備えており、外側環状部６
２との間に段を形成している。複数のワッシャー部材５
８が図２１、２２に示すように重ねられてダイ２を形成
する。図２１、２２に示すように重ねられれた状態で、
各ワッシャー部材５８の外側環状部６２一方の面６０と
隣接するワッシャー部材５８の他方の面６８の間に射出
通路１８が形成される。複数のワッシャー部材５８を図
２１、２２に示すように重ねてろう付けするか、軸方向
に圧力をかけることによってダイ２とすることげでき
る。また図２１に示すように複数のワッシャー部材５８
によって形成されたチャンバー２０内を軸方向に延びる
整列ロッド４７等の内部支持構造によってワッシャー部
材５８を互いに位置決めしてもよい。これは図２３に示
すロッド１４７にやや似ている。

【００３１】材料は矢印Ａ（図２２）で示すように供給
孔１６を通って流れ、そこから射出通路１８、５０内に
流れ込む。

【００３２】図２３は複数のワッシャー部材で形成され
る本発明の第２の実施例のダイの斜視図である。本実施
例では複数のワッシャー部材１５８が軸方向に延びる複
数のロッド１４７に装着される。各ワッシャー部材１５
８は射出通路１５０によって分けられた複数の外面部分
１０４を備えている。隣接するワッシャー部材１５８の
間に射出通路１１８が形成される。この構成については
図２４により詳細に示されている。各ワッシャー部材１
５８は中央に開口１４４を有し、複数のワッシャー部材
１５８の中央開口１４４によってチャンバー１２０が形
成される。またこの中央開口１４４は隣接するワッシャ
ー部材１５８間の間隔とともに広い供給孔１１６を形成
する。各供給孔１１６は隣接するワッシャー部材１５８
の外方に傾斜したリム１４９間に形成される外側にいく
にしたがって狭くなるようにテーパーした射出通路１１
８に通じている。このテーパーによってバッチ材料が射
出通路１１８ないを外側に向かって流れるにしたがって
抵抗が大きくなり、材料が横方向に射出通路１５０に流
れこむのが促進される。これは射出通路１１８、１５０
を流れる材料が互いに繋がって連続した壁を形成するの
に有利である。押し出される材料は矢印Ａ（図２３）で
示すようにチャンバー１２０、供給孔１１６から射出通
路１１８、１５０内に流れ込む。図２５は１個のワッシ
ャー部材１５８の図２４の２５−２５線から見た端面図
である。

【００３３】図２６は複数のワッシャー部材で形成され
る本発明の第３の実施例のダイの一部の側面図であり、
図２７は図２６の２７−２７線断面図である。本実施例
においては、周方向に間隔をおいて設けられた複数の半
径方向に延びる供給孔２１６を有するパイプ２４７上に
複数のワッシャー部材２５８が取り付けられる。各ワッ
シャー部材２５８は射出通路２５０で分けられた複数の
外面部分２０４を備えている。隣接するワッシャー部材
２５８の間には射出通路２１８が形成される。本実施例
においては材料はパイプ２４７内部のチャンバー２２０
から供給孔２１６を通って外方に流れ射出通路２１８に
流れ込む。この材料が半径方向外方に流れるにしたがっ
て射出通路２５０内に入り、時間が経つにつれて押出し
体がハニカムの形状をとる。

【００３４】周方向に配された複数のスペーサ部材２５
１がワッシャー部材２５８を位置決めする。各スペーサ
部材２５１は複数の歯２５３を有し、その歯２５３の間
にワッシャー部材２５８の三角形のリムと相補する形状
のギャップが形成されており、そのギャップとリムの係
合によってワッシャー部材２５８が所定の位置に保持さ
れる。チャンバー２２０がパイプ２４７の内面２４４に
よって形成され、供給孔２１６がそのチャンバー２２０
から半径方向外方に延びている。各供給孔２１６ハパイ
プ２４７の外面の形成された凹部２４５に連通してお
り、その凹部２４５によって押出し材料が複数の射出通
路２１８、２５０に展開される。これらの射出通路２１
８、２５０は上述の他の実施例と同様にほぼ外面２０４
内に設けられている。凹部２４５は図２６に示す丸い断
面形状の替わりに直線的な断面形状を備えていてもよ
い。さらにワッシャー部材２５８は図２３から２５に示
す実施例におけるようにテーパーしていてもよい。

【００３５】図２８は図２６のロータリーダイの変形例
の側面図であり、図２９は図２８の２９−２９線断面図
である。本例では、周方向に間隔をおいて設けられた複
数の半径方向に延びる供給孔３１６を有するパイプ３４
７上に複数のワッシャー部材３５８が取り付けられる。
各ワッシャー部材３５８は射出通路３５０で分けられた
複数の外面部分３０４を備えている。隣接するワッシャ
ー部材３５８の間には射出通路３１８が形成される。本
例においては材料はパイプ３４７内部のチャンバー３２
０から供給孔３１６を通って外方に流れ射出通路３１８
に流れ込む。この材料が半径方向外方に流れるにしたが
って射出通路３５０内に入り、時間が経つにつれて押出
し体がハニカムの形状をとる。

【００３６】図１９から図２９に示すワッシャー部材か
らなる実施例は図１６から図１８に示すように周方向射
出通路がジグザグ形状やサインカーブ状をしている時に
特に有効である。このような周方向射出通路は各ワッシ
ャー部材の縁部を所望の形状とすることによって得られ
る。

【００３７】図３０は本発明の他の実施態様のロータリ
ーダイのベースパイプを示す一部破断側面図、図３１は
そのベースパイプ上に外側パイプを設けた状態を示す一
部破断側面図であり、両図は本発明の一実施例のロータ
リーダイの製造手順を示している。まず、内面４４で形
成されるチャンバー２０を有するベースパイプ７０を用
意し、そのベースパイプ７０の外側から穿孔して供給孔
１６を設ける。次に、公知の方法によって外側パイプ７
２をベースパイプ７０上にかぶせて図３１のようにす
る。その後、その外側パイプ７２の外面４から外側パイ
プ７２を貫通して射出通路１８、５０（図示せず）を切
る。この場合には外側パイプ７２をベースパイプ７０に
ろう付けなどによって一体化する必要がある。しかしな
がら、外側パイプ７２をベースパイプ７０に焼き嵌めや
滑り嵌めによって固定する場合には射出通路１８は外側
パイプ７２を貫通するように設けられるが、射出通路５
０は外側パイプ７２の一体性を失わせないように外側パ
イプ７２を貫通しないように設けられる。次に、カッタ
ー６をハニカムシートを上述のようにダイから切り離す
ように外面４に近接して配する。

【００３８】図３２は図３０、３１の実施例の変形例を
示す一部破断側面図である。本例ではその内面が形成す
るチャンバー２０を有する内側パイプ７４を用意し、そ
の内側パイプ７４の外側からチャンバー２０に達するよ
うに穿孔して供給通路７６を設ける。次に、公知の方法
によってベースパイプ７０を内側パイプ７４上にかぶせ
た後、ベースパイプ７０の外側から供給孔１６を穿孔す
る。図３１に関連して上述したように、次に外側パイプ
７２の外面４から外側パイプ７２を貫通して射出通路１
８、５０（図示せず）を切る。供給通路７６、供給孔１
６および射出通路１８、５０（図示せず）は材料がチャ
ンバー２０から外面４に流れることができるように連通
していなければならない。これらの通路および孔の配置
が図３３に示されている。

【００３９】図３４から３６は供給孔穿孔の種々の態様
を示す断面図である。図３４に示す態様では供給孔１６
はダイ２の外部から穿孔したほぼ円筒形の孔であり、そ
の孔の外面４に隣接した部分は短いピン１９で埋められ
る。ピン１９の上面は外面４と面一にされる。つぎにそ
のピン１９を埋めた外面に射出通路１８、５０がその少
なくとも一部が供給孔１６に達するような深さに切られ
る。図３５に示す態様は供給孔１６がテーパーしている
以外は図３４に示す態様とほぼ同じである。図３６に示
す態様では供給孔１６にねじが切られスタッド１９がね
じ込まれるようになっている。スタッド１９をねじ込ん
だ後、図３４、３５の態様と同様にして射出通路がスタ
ッド１９に切られる。

【００４０】図３７は供給孔穿孔の他の態様を示す断面
図である。本態様では精度を要求される供給孔１６を直
接穿孔する替わりに供給孔１６より径の大きな孔をまず
穿孔し、所望の大きさに精度よく穿孔された一端の閉鎖
された孔を有するピンをその孔に閉鎖端が外側になるよ
うにして埋める。次に、そのピンの孔（供給孔１６）に
達するように、射出通路１８、５０を外面にピンの閉鎖
端を通って切る。その結果、射出通路１８、５０は供給
孔１６と連通する。図３７において、肩部５４に接続さ
れた円筒部５６を有する真っ直ぐなピン５２がダイ２に
穿孔された孔に挿入される。肩部５４がそのピンをその
位置に保持し、ピン５２内の孔が供給孔１６を形成して
いる。図３８は図３７の３８−３８線方向に見た平面図
である。

【００４１】図３９は供給孔穿孔のさらに他の態様を示
す断面図である。この態様ではテーパーしたピン１５２
をダイ２に穿孔された同様な形状の孔に押し込む。その
テーパーしたピン１５２テーパーした壁部１５６を有
し、供給孔１６を形成する孔を内部に備えている。図３
７、３９に示すピンははんだ付けやろう付けでダイ２に
固定される。

【００４２】図４０は外部加圧気孔を備えた本発明の一
実施例のロータリーダイの一部破断側面図である。本実
施例の構成はスプリング８０によって外面４に向かって
付勢された複数の加圧プレート７８を備えている以外は
図３、６、８、９、１０、１１に示す各実施例とほぼ同
じである。各加圧プレート７８は最初は外面４に極めて
接近して位置せしめられており、押出し体が外面４から
出て来るにつれて外方に移動される。このプレートは押
出し体が外面から出て来る前に、射出通路１８、５０が
材料でほぼ満たされるのを簡単な方法で保証するもので
ある。

【００４３】図４１は本発明のダイの周囲に配されてハ
ニカムペレットを形成するカバー（通常金属で作られ
る）の一部の斜視図である。カバー８２はダイ２の上に
外面４と接するように装着される。カバー８２は複数の
開口８４を備えており、この開口８４を通って押し出さ
れる押出し体は円筒状のハニカムとなり、それを切断し
てず４２に示すようなペレットＰとする。図４１では説
明の都合上ダイ２の外面の一部はカバー８２で覆われて
いないが実際にはカバー８２はダイ２全体を覆う。

【００４４】上述した本発明の全ての態様において、押
出し体は押出し中、切断中あるいはその後変形する可能
性がある。したがって押出し体を強化して、変形や断裂
に対する抵抗を増大しておくのが望ましい。押し出され
る材料に応じて公知の種々の方法をこの目的のために用
いることができる。

【００４５】実験例 １０インチラム押出機に取り着けるためのロータリーダ
イアセンブリを製造した。そのロータリーダイアセンブ
リはそのラム押出機に取り着けられたスパイダーに支持
されたセントラルシャフトの周囲に回転するように設計
されていた。そのラム押出機は固定され、ダイアセンブ
リはラム押出機から独立して回転された。またダイアセ
ンブリはバッチ材料が高い押出し圧力で漏れないように
シールされた。そのダイアセンブリは床置きの変速モー
ターとスプロケット付きの減速装置で駆動された。その
スプロケットにはダイアセンブリの後端に取りつけられ
たスプロケットを駆動するチェーンがかけられた。スプ
ロケットとチェーンには安全のためにカバーをかけた。

【００４６】ダイは外径２８．５７５ｃｍ、内径２２．
２２５ｃｍのスチールパイプから加工された。幅０．０
３１ｃｍ、深さ０．７２６ｃｍの外側通路をそのパイプ
の外面に溝のこで切った。その外側通路は周方向に１．
５°間隔で切り、軸方向には０．３６３ｃｍ間隔で切っ
た。径０．２５４ｃｍ、深さ２６８０ｃｍの孔が１個お
きのスロットの交点と交差するように設けられた。

【００４７】米国特許Ｎｏ．３，３８５，９９７の実施
例３Ｅに従って調製された粘土、タルク、アルミナを含
む押出しバッチはラム押出機で本例のダイを通して通常
の方法で押し出すことができる。一つの実験では、この
ようなバッチの乾燥成分をリツルフォードブレンダー
（Ｌｉｔｔｌｅｆｏｒｄ ｂｌｅｎｄｅｒ）で混合し、
マラーミキサーに移して、水を加え可塑化した。そのバ
ッチを０．３１８ｃｍの孔を備えたダイで２度押し出し
た。

【００４８】次に、バッチをラム押出機で、ダイを６ｒ
ｐｍで回転させながら１７００ｐｓｉで押した。約２０
°間隔でダイの表面に配した２個のカッターで押出し体
を２枚のシートにして切離し、２個のカッターの間で約
１ｃｍ厚のシートを得た。残りの押出し体は廃棄もしく
はリサイクルのために回収した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出し装置の斜視図

【図２】図１の押出し装置の一部の側断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】本発明の一実施例の押出し装置の一部断面側面
図

【図５】本発明の他の実施例の押出し装置の一部断面側
面図

【図６】本発明の一実施例の押出し装置の軸に直角な面
で切った断面図

【図７】本発明で押し出されるハニカムシートＥの斜視
図

【図８】一対のハニカムシートを押し出すようにした本
発明の他の実施例の押出し装置の軸に直角な面で切った
断面図

【図９】４枚のハニカムシートを押し出すようにした本
発明の他の実施例の押出し装置の軸に直角な面で切った
断面図

【図１０】外側マスクを設けた本発明の他の実施例の押
出し装置の軸に直角な面で切った断面図

【図１１】内側マスクを設けた本発明の他の実施例の押
出し装置の軸に直角な面で切った断面図

【図１２】本発明の押出しダイとともに使用するのに適
したカッターの他の例を示す断面図

【図１３】本発明の押出しダイとともに使用するのに適
したカッターの他の例を示す断面図

【図１４】内側そらせ板を設けた本発明の他の実施例の
押出し装置の軸に直角な面で切った断面図

【図１５】図１の楕円１５−１５内の部分の拡大図

【図１６】ダイの外面の構成の変形例を示す拡大図

【図１７】図１６のダイを使用して押し出す状態を示す
斜視図

【図１８】ダイの外面の構成の他の変形例を示す拡大図

【図１９】本発明のロータリーダイワッシャー部材の第
１の実施例の斜視図

【図２０】図１９のロータリーダイワッシャー部材の平
面図

【図２１】複数の図１９に示すワッシャー部材をダイを
形成するように組み合せた状態を示す側面図

【図２２】図２１の２２−２２線断面図

【図２３】複数のワッシャー部材で形成される本発明の
第２の実施例のダイの斜視図

【図２４】図２３の２４−２４線断面図

【図２５】１個のワッシャー部材の図２４の２５−２５
線から見た端面図

【図２６】複数のワッシャー部材で形成される本発明の
第３の実施例のダイの一部の側面図

【図２７】図２６の２７−２７線断面図

【図２８】図２６のロータリーダイの変形例の側面図

【図２９】図２８の２９−２９線断面図

【図３０】本発明の他の実施態様のロータリーダイの内
側パイプを示す一部破断側面図

【図３１】図３０のベースパイプ上に外側パイプを設け
た状態を示す一部破断側面図

【図３２】図３０、３１の実施例の変形例を示す一部破
断側面図

【図３３】図３２の３３−３３線断面図

【図３４】供給孔穿孔の一態様を示す断面図

【図３５】供給孔穿孔の他の態様を示す断面図

【図３６】供給孔穿孔のさらに他の態様を示す断面図

【図３７】供給孔穿孔の他の態様を示す断面図

【図３８】図３７の３８−３８線方向に見た平面図

【図３９】供給孔穿孔のさらに他の態様を示す断面図

【図４０】外部加圧気孔を備えた本発明の一実施例のロ
ータリーダイの一部破断側面図

【図４１】本発明のダイの周囲に配されてハニカムペレ
ットを形成するカバーの一部の斜視図

【図４２】図４１の構成で製造されるハニカムペレット
の斜視図

【符号の説明】

２ ロータリーダイ ４ 外面 ６ カッター １２ ピストン １４ ロッド １６ 供給孔１６ １８、５０ 射出通路 ２０ チャンバー

フロントページの続き (72)発明者 ロドニー デラノ バグリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14814 ビッグ フラッツ ウィンウッド ロー ド 3031 (72)発明者 ロドニー アーヴィング フロスト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング パウダーハウス ロード 538 (72)発明者 ジョン ガスティン ラニング アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02740 ニュー ベッドフォード アーノ ルド プレイス 16 (72)発明者 ハロルド ゴードン シェイファー ジュ ニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14878 ロックストリーム ボックス 189（番 地なし)

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状のハニカム構造体を形成する方
   法であって、 少なくとも２次元に連続した外面と、その外面からハニ
   カム状の押出し体を押し出すことができるように形成さ
   れた互いに交差する複数の押出し通路とを備えたダイと
   そのダイの前記外面近傍に配されその外面から押し出さ
   れた押出し体を切断する切断手段とからなる押出し装置
   を設け、 成形可能な材料を前記ダイの押出し通路を通して前記外
   面から外方に押し出してハニカム状押出し体を形成し、 前記切断手段を前記ダイに対して相対的に回転させてそ
   の切断手段によりそのハニカム状押出し体を細長いシー
   ト状に前記外面から切り離すことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記連続した外面が長手方向に延びる円
   筒面であり、前記切断手段がその円筒面の伸びる方向に
   ほぼ平行に延び、前記押出し通路が前記外面の長手方向
   に間隔をおいて設けられその周方向に延びる複数の周方
   向射出通路と前記外面の周方向に間隔をおいて設けられ
   その長手方向に延びる軸方向射出通路とを備えているこ
   とを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記成形可能な材料が焼結されてセラミ
   ックを形成し得る材料であることを特徴とする請求項２
   記載の方法。
4. 【請求項４】 前記切断手段の前記ダイに対する相対的
   な回転が、どちらか一方を固定し、他方を回転させるこ
   とによって得られることを特徴とする請求項１から３の
   いずれか一項記載の方法。
5. 【請求項５】 シート状のハニカム構造体を形成する装
   置であって、 少なくとも２次元に連続した外面と、互いに交差する複
   数の押出し通路とを備えたダイ、 成形可能な材料を前記ダイに供給し、前記射出通路を通
   して外面から半径方向外方に押し出しハニカム押出し体
   を形成する搬送手段、 前記ダイの前記外面近傍に配されその外面から押し出さ
   れた押出し体をその外面の位置で切断することのできる
   切断手段、および前記切断手段を前記ダイに対して相対
   的に回転させる駆動手段からなり、 前記切断手段を前記外面近傍に位置させてその切断手段
   を前記ダイに対して相対的に回転させることにより前記
   ハニカム状押出し体を細長いシート状に前記外面から切
   り離すようになっていることを特徴とする装置。
6. 【請求項６】 前記連続した外面が長手方向に延びる円
   筒面であり、前記切断手段がその円筒面の伸びる方向に
   ほぼ平行に延び、前記押出し通路が前記外面の長手方向
   に間隔をおいて設けられその周方向に延びる複数の周方
   向射出通路と前記外面の周方向に間隔をおいて設けられ
   その長手方向に延びる軸方向射出通路とを備えているこ
   とを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 複数の開口を備え前記ダイの外面に被せ
   られるカバーを備え、前記搬送手段が前記ダイの外面か
   ら外方に移動する前期整形可能な材料をそのカバーの前
   記開口を通すようになっており、前記駆動手段が前記切
   断手段にその開口を通って出てくる押出し体を切断させ
   るようになっており、それによってペレット状のハニカ
   ム構造体を得ることを特徴とする請求項５または６記載
   の装置。
8. 【請求項８】 長さと、幅と、第１、第２の相対向する
   平らな表面によって形成される厚さを有し、その第１、
   第２の平らな表面間をほぼ連続して延び、前記厚さ方向
   に流体を流通させる多数のセルを前記長さと幅全体にわ
   たって形成する複数の壁を備えることを特徴とする細長
   いハニカムシート。
9. 【請求項９】 焼結されてセラミックを形成し得る成形
   可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項８
   記載のハニカムシート。
10. 【請求項１０】 リング状のハニカム構造体を形成する
    方法であって、 長手方向に延びる円筒面状の外面と、その外面からハニ
    カム状の押出し体を押し出すことができるように形成さ
    れた互いに交差する複数の押出し通路とを備えたダイ
    と、そのダイと同軸の円筒状をなし、前記ダイが中に入
    る大きさの中央開口を有するとともにその開口の一端を
    形成する縁部にその周全体にわたって延びる環状の刃を
    有する切断手段とからなる押出し装置を設け、 成形可能な材料を前記ダイの押出し通路を通して前記外
    面から外方に押し出してハニカム状押出し体を形成し、 前記切断手段を前記ダイに対して前記外面全体にわたっ
    て軸方向に相対的に移動させて前記環状の刃によりその
    ハニカム状押出し体をリング状に前記外面から切り離す
    ことを特徴とする方法。