KR20130028717A - 허니콤 구조체의 제조 방법 - Google Patents

허니콤 구조체의 제조 방법 Download PDF

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마사하루 모리
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

단부가 봉구된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제조 방법으로서, 복수의 관통공 (70a) 을 갖는 허니콤 구조체 (70) 의 일단면에 대해 봉구재를 판 (20) 에 의해 가압함으로써 관통공 (70a) 의 일단에 봉구재를 충전하는 공정과, 판 (20) 에 있어서의 허니콤 구조체 (70) 의 일단면과 대향하는 부분의 일부를, 일단면을 향하여 돌출시킴으로써, 판 (20) 에 있어서의 허니콤 구조체 (70) 의 일단면과 대향하는 부분의 타부와 일단면을 갈라놓는 공정을 구비하는 방법이다.

Description

허니콤 구조체의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING A HONEYCOMB-STRUCTURED OBJECT}
본 발명은, 단부(端部)가 봉구(封口)된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 허니콤 필터 구조체가, DPF (Diesel particulate filter) 용 등으로서 널리 알려져 있다. 이 허니콤 필터 구조체는, 다수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일부의 관통공의 일단측을 봉구재로 봉함과 함께, 나머지의 관통공의 타단측을 봉구재로 봉한 구조를 갖는다. 그리고, 특허문헌 1 에는, 이와 같은 허니콤 필터 구조체를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 1 에서는, 실린더 (7) 내에 배치한 허니콤 구조체 (1) 의 일단에 대해, 피스톤 (8) 에 의해 봉구재를 가압함으로써, 허니콤 구조체의 관통공의 단부에 봉구재를 공급하고 있다.
일본 특허공보 소63-24731호
그러나, 종래의 방법에서는, 허니콤 구조체의 일단측을 봉구재로 봉한 후에 피스톤을 허니콤 구조체로부터 갈라놓는 것이나, 복수의 관통공에 균등하게 봉구재를 공급하는 것이 곤란하여, 생산 효율이 저하하고 있었다.
본 발명은 상기 과제을 감안하여 이루어진 것으로서, 생산 효율이 우수한 허니콤 구조체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련된, 단부가 봉구된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제 1 제조 방법은,
복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면에 대해 봉구재를 판에 의해 가압함으로써 관통공의 일단에 봉구재를 충전하는 A 공정과,
판에 있어서의 일단면과 대향하는 부분의 일부를, 일단면을 향하여 돌출시킴으로써 상기 판에 있어서의 일단면과 대향하는 부분의 타부와 상기 일단면을 갈라놓는 B 공정을 구비한다.
본 발명에 의하면, 봉구제의 충전에 의해 판과 허니콤 구조체의 일단면이 근접한 상태가 된 후, 판의 일부가 일단면을 향하여 돌출하여 판의 타부가 일단면으로부터 떨어지므로, 판으로부터 허니콤 구조체를 갈라놓는 것이 용이해진다.
여기서, 판에 있어서의 일단면과 대향하는 부분의 일부는, 판에 있어서의 일단면과 대향하는 부분의 중앙부인 것이 바람직하다.
이로써, 판으로부터 허니콤 구조체를 갈라놓기 쉽다.
또, A 공정에서는 일단면과 판 사이에 마스크를 개재시키고, 마스크는, 허니콤 구조체의 복수의 관통공 중의 일부와만 연통하는 관통공을 갖는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 일부의 관통공의 일단을 봉구하는 것이 용이하다. 그리고, B 공정에 의하면, 허니콤 구조체의 일단면에 봉구재를 가압한 상태의 판으로부터 허니콤 구조체 및 마스크를 갈라놓는 것이 용이하다.
또, 판은 탄성체이고, 상기 돌출을, 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분을 일단면을 향하여 볼록상으로 변형시킴으로써 실시하는 것이 바람직하다. 이로써, B 공정을 용이하게 실시할 수 있다.
또한, B 공정 후에 허니콤 구조체의 타단면에 대해 봉구재를 판에 의해 가압함으로써 허니콤 구조체의 다른 관통공의 타단에 봉구재를 충전하는 C 공정과, C 공정 후에 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 일부를, 타단면을 향하여 돌출시킴으로써, 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 타부와 타단면을 갈라놓는 D 공정을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이로써, 허니콤 구조체의 단면으로부터 판을 갈라놓기 쉬워진다.
또, 상기 A 공정을, 오목부 및 상기 오목부의 내면에 개구하는 연통로를 갖는 본체부 및, 상기 오목부를 덮도록 배치된 탄성판을 준비하는 것,
상기 연통로를 통하여 상기 오목부 내의 유체를 배출함으로써 상기 탄성판의 오목부를 형성하는 것,
상기 탄성판의 오목부 내에 봉구재를 공급하는 것,
상기 탄성판의 오목부와 대향하는 위치에, 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면을 배치하는 것, 및,
상기 연통로를 개재하여 상기 본체부와 상기 탄성판 사이에 유체를 공급함으로써 상기 탄성판의 오목부를 해소시킴으로써 실시하고,
상기 B 공정을, 상기 연통로를 개재하여 상기 본체부와 상기 탄성판 사이에 추가로 유체를 공급하여, 상기 탄성판에 있어서의 상기 허니콤 구조체의 상기 일단면과 대향하는 부분을 상기 일단면을 향하여 볼록상으로 변형시킴으로써 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 단부가 봉구된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제 2 제조 방법은,
복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면에 대해 봉구재를 탄성판에 의해 가압하여, 상기 관통공의 일단에 상기 봉구재를 충전하는 A 공정과,
상기 탄성판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분을, 상기 일단면을 향하여 볼록상으로 변형시킴으로써, 상기 탄성판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 주변부와 상기 일단면을 갈라놓는 B 공정을 구비한다.
본 발명에 의하면, 봉구제의 충전에 의해 판과 허니콤 구조체의 일단면이 근접한 상태가 된 후, 탄성판이 일단면을 향하여 볼록상으로 변형하여 탄성판의 주변부가 일단면으로부터 떨어지므로, 탄성판으로부터 허니콤 구조체를 갈라놓는 것이 용이해진다.
본 발명에 관련된, 단부가 봉구된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제 3 제조 방법은,
오목부 및 상기 오목부의 내면에 개구하는 연통로를 갖는 본체부, 및, 상기 오목부를 덮도록 배치된 탄성판을 준비하는 공정과,
상기 연통로를 개재하여 상기 오목부 내의 유체를 배출함으로써 상기 탄성판의 오목부를 형성하는 공정과,
상기 탄성판의 오목부 내에 봉구재를 공급하는 공정과,
상기 탄성판의 오목부와 대향하는 위치에, 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면을 배치하는 공정과,
상기 연통로를 개재하여 상기 본체부와 상기 탄성판 사이에 유체를 공급함으로써, 상기 탄성판의 오목부를 해소시키는 공정을 구비한다.
본 발명에 의하면, 탄성판의 오목부를 해소시킴으로써 봉구재를 공급하므로, 복수의 관통공에 대해 비교적 균등하게 봉구재를 충전할 수 있다.
본 발명에 의하면, 생산 효율이 우수한 허니콤 구조체의 제조 방법이 제공된다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 봉구 장치의 개략 단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 봉구 장치의 II-II 화살표도이다.
도 3 의 (a) 는, 도 1 의 봉구 장치에서 사용하는 허니콤 구조체의 사시도, 도 3 의 (b) 는, 도 3 의 (a) 의 부분 확대도이다.
도 4 의 (a) 는, 도 1 의 마스크의 사시도, 도 4 의 (b) 는, 도 4 의 (a) 의 부분 확대도이다.
도 5 의 (a) 는, 도 1 의 봉구 장치의 동작을 설명하는 부분 단면도이고, 도 5 의 (b) 는, 도 5 의 (a) 에 계속되는 부분 단면도이다.
도 6 의 (a) 는, 도 5 의 (b) 에 계속되는 부분 단면도이고, 도 6 의 (b) 는, 도 6 의 (a) 에 계속되는 부분 단면도이다.
도 7 의 (a) 는, 도 6 의 (b) 에 계속되는 부분 단면도이고, 도 7 의 (b) 는, 도 7 의 (a) 에 계속되는 부분 단면도이다.
도 8 의 (a) 는, 도 7 의 (b) 에 계속되는 부분 단면도이고, 도 8 의 (b) 는, 도 7 의 (a) 에 계속되는 부분 단면도이다.
도 9 의 (a) 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 봉구 장치의 동작을 설명하는 단면도이고, 도 9 의 (b) 는, 도 9 의 (a) 에 계속되는 부분 단면도이고, 도 9 의 (c) 는, 도 9 의 (b) 에 계속되는 부분 단면도이다.
본 발명에 관련된 봉구 장치의 바람직한 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 사용하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.
(제 1 실시형태)
도 1 은, 본 실시형태의 제 1 실시형태에 관련된 봉구 장치 (100) 의 개략 단면도이다. 본 실시형태에 관련된 봉구 장치 (100) 는, 주로, 본체부 (10), 탄성판 (20), 펌프 (50), 유지부 (80) 를 구비한다.
본체부 (10) 는, 강성 재료로 형성되어 있다. 강성 재료로는, 스테인리스 등의 금속이나, 섬유 강화 플라스틱 등의 폴리머 재료를 들 수 있다. 본체부 (10) 의 상면 (10a) 에는, 오목부 (10d) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 오목부 (10d) 의 형상은, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 원주상으로 되어 있다. 그리고, 본체부 (10) 의 상면 (10a) 에 대해, 오목부 (10d) 의 측면 (10b) 이 수직, 또한, 바닥면 (10c) 이 평행으로 되어 있다. 오목부 (10d) 의 직경은, 예를 들어, 100 ～ 320 ㎜ 로 할 수 있다. 오목부 (10d) 의 깊이는, 예를 들어, 0.2 ～ 20 ㎜ 로 할 수 있다.
탄성판 (20) 은, 오목부 (10d) 의 개구면을 덮도록, 본체부 (10) 의 상면 (10a) 상에 배치되어 있다. 탄성판 (20) 은, 탄성을 갖고, 용이하게 변형할 수 있다. 탄성판 (20) 으로는, 고무판이 바람직하다. 고무로는, 천연 고무나, 스티렌부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 우레탄 고무 등의 합성 고무를 들 수 있다. 탄성판 (20) 의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 0.3 ～ 3.0 ㎜ 로 할 수 있다.
탄성판 (20) 은, 링 부재 (25), 및 볼트 (31) 에 의해 본체부 (10) 에 고정되어 있다. 링 부재 (25) 는, 본체부 (10) 의 오목부 (10d) 에 대응하는 위치에 개구 (25a) 를 갖고, 이로써 환상 형상을 이루고 있다. 그리고, 링 부재 (25) 는, 탄성판 (20) 에 있어서의 중앙부 (오목부 (10d) 와의 대향부) 가 노출되도록 탄성판 (20) 상에 배치되어 있다. 이로써, 탄성판 (20) 의 주변부가, 본체부 (10) 와 링 부재 (25) 에 의해 사이에 끼워져 있다. 링 부재 (25), 및 탄성판 (20) 에는 관통공 (h) 이 각각 형성되고, 본체부 (10) 에는 이들 관통공 (h) 에 대응하는 나사 구멍 (j) 이 형성되어 있고, 볼트 (31) 가 이들의 관통공 (h) 을 관통하여 배치되고, 나사 구멍 (j) 에 틀어박혀 고정됨으로써, 본체부 (10) 의 상면 (10a) 에 있어서의 오목부 (10d) 의 주위의 부분에, 탄성판 (20) 의 주변부가 밀착하여 고정되어 있다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 링 부재 (25) 의 개구 (25a) 의 내경은, 본체부 (10) 의 오목부 (10d) 의 내경보다 크게 되어 있는 것이 바람직하다.
본체부 (10) 는, 또한 오목부 (10d) 의 바닥면 (10c) 에 개구하는 연통로 (10e) 를 갖고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 연통로 (10e) 는 오목부 (10d) 의 바닥면 (10c) 에 개구하고 있으면 되지만, 오목부 (10d) 의 내면에 개구하고 있으면 되고, 예를 들어, 오목부 (10d) 의 측면 (10b) 에 개구하고 있어도 된다. 또, 연통로 (10e) 의 개구의 형상이나 수도 특별히 한정되지 않는다.
연통로 (10e) 에는, 접속 파이프 (14) 를 개재하여 펌프 (50) 가 접속되어 있다.
펌프 (50) 는, 실린더 (51), 실린더 (51) 내에 배치된 피스톤 (53), 및, 피스톤 (53) 에 접속된 피스톤 로드 (54) 를 구비한다. 피스톤 로드 (54) 에는, 피스톤 로드 (54) 를 축 방향으로 왕복 이동시키는 모터 (55) 가 접속되어 있다. 또한, 피스톤 로드 (54) 를 수동으로 움직여도 된다.
본 실시형태에서는, 탄성판 (20) 과 피스톤 (53) 사이에는, 본체부 (10), 접속 파이프 (14), 및, 실린더 (51) 에 의해 형성되는 폐쇄 공간 (V) 이 형성되고, 폐쇄 공간 (V) 내에는, 유체 (FL) 가 충전되어 있다. 유체 (FL) 는, 특별히 한정되지 않지만, 액체가 바람직하고, 특히, 스핀들 오일 등이 바람직하다. 그리고, 피스톤 (53) 을 이동시킴으로써, 본체부 (10) 의 오목부 (10d) 내로부터 유체 (FL) 를 배출할 수 있고, 또, 오목부 (10d) 내에 유체 (FL) 를 공급할 수 있다. 또, 유체 (FL) 가, 공기 등의 가스인 것도 바람직하다.
본체부 (10) 상에는, 유지부 (80) 가 형성되어 있다. 유지부 (80) 는, 허니콤 구조체 (70) 를 유지하는 유지구 (81), 및 유지구 (81) 가 접속된 공기압 실린더 (82) 를 갖는다.
유지구 (81) 는, 허니콤 구조체 (70) 를, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (70a) 의 일방측의 개구면이 탄성판 (20) 및 오목부 (10d) 와 대향하도록 유지한다.
공기압 실린더 (82) 는, 상하 방향으로 연장되는 실린더 (82a) 와 실린더 (82a) 내에 형성된 피스톤 (82b) 을 갖고, 외부로부터의 공급하는 압력을 조정함으로써 피스톤 (82b) 의 상하 양측에서의 압력을 조절할 수 있게 되어 있다. 그리고, 이로써 공기압 실린더 (82) 는, 유지구 (81) 를, 허니콤 구조체 (70) 와 탄성판 (20) 이 가까워지는 방향 및 이들이 서로 떨어지는 방향으로 각각 이동할 수 있다. 또, 공기압 실린더 (82) 는, 피스톤 (82b) 의 전후의 가스의 공급 압력에 따라 유지구 (81) 를 하방으로 소정의 힘으로 가압함으로써, 허니콤 구조체 (70) 를 후술하는 마스크 (170) 에 대해 밀착시킬 수 있다. 또한 공기압 실린더 (82) 는, 피스톤 (82b) 의 전후의 압력을 개방함으로써, 유지구 (81) 가 상하 방향으로 자유롭게 이동하는 것을 허가할 수도 있다. 즉, 유지부 (80) 는, 유지구 (81) 가 유지한 허니콤 구조체 (70) 를 상방향으로 자유롭게 이동 가능하게 하는 상태와, 허니콤 구조체 (70) 를 본체부 (10) 에 대해 고정시키는 상태를 전환할 수 있다.
본 실시형태에서 사용하는 일례의 허니콤 구조체 (70) 는, 도 3 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 다수의 관통공 (70a) 이 대략 평행하게 배치된 원주체이다. 관통공 (70a) 의 단면 형상은, 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이 정방형이다. 이들의 복수의 관통공 (70a) 은, 허니콤 구조체 (70) 에 있어서, 단면으로부터 보아, 정방형 배치, 즉, 관통공 (70a) 의 중심축이, 정방형의 정점에 각각 위치하도록 배치되어 있다. 관통공 (70a) 의 단면의 정방형의 사이즈는, 예를 들어, 한 변 0.8 ～ 2.5 ㎜ 로 할 수 있다.
또, 허니콤 구조체 (70) 의 관통공 (70a) 이 연장되는 방향의 길이는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 40 ～ 350 ㎜ 로 할 수 있다. 또, 허니콤 구조체 (70) 의 외경도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 10 ～ 320 ㎜ 로 할 수 있다.
허니콤 구조체 (70) 의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 고온 내성의 관점에서, 세라믹스 재료가 바람직하다. 예를 들어, 알루미나, 실리카, 멀라이트, 코디어라이트, 유리, 티탄산알루미늄 등의 산화물, 실리콘카바이드, 질화규소, 금속 등을 들 수 있다. 또한, 티탄산알루미늄은, 추가로 마그네슘 및/또는 규소를 함유할 수 있다. 이와 같은, 허니콤 구조체 (70) 는 통상적으로 다공질이다.
또, 허니콤 구조체 (70) 는, 뒤에 소성함으로써 상기 서술한 바와 같은 세라믹 재료가 되는 그린 성형체 (미소성 성형체) 여도 된다. 그린 성형체는, 세라믹스 원료인 무기 화합물원 분말, 및, 메틸셀룰로오스 등의 유기 바인더, 및, 필요에 따라 첨가되는 첨가제를 함유한다.
예를 들어, 티탄산알루미늄의 그린 성형체의 경우, 무기 화합물원 분말은, α 알루미나 분말 등의 알루미늄원 분말, 및, 아나타제형이나 루틸형 티타니아 분말 등의 티타늄원 분말을 함유하고, 필요에 따라, 추가로 마그네시아 분말이나 마그네시아 스피넬 분말 등의 마그네슘원 분말 및/또는, 산화규소 분말이나 유리 플릿 등의 규소원 분말을 함유할 수 있다.
유기 바인더로는, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 하이드록시알킬메틸셀룰로오스, 나트륨카르복실메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스류 ; 폴리비닐알코올 등의 알코올류 ; 리그닌술폰산염을 예시할 수 있다.
첨가물로는, 예를 들어, 조공(造孔)제, 윤활제 및 가소제, 분산제, 용매를 들 수 있다.
조공제로는, 그라파이트 등의 탄소재 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메타크릴산메틸 등의 수지류 ; 전분, 너트 껍질, 호두 껍질, 콘 등의 식물 재료 ; 얼음 ; 및 드라이아이스 등을 들 수 있다.
윤활제 및 가소제로는, 글리세린 등의 알코올류 ; 카프릴산, 라우르산, 팔미트산, 아라키드산, 올레산, 스테아르산 등의 고급 지방산 ; 스테아르산알루미늄 등의 스테아르산 금속염 ; 폴리옥시알킬렌알킬에테르 등을 들 수 있다.
분산제로는, 예를 들어, 질산, 염산, 황산 등의 무기산 ; 옥살산, 시트르산, 아세트산, 말산, 락트산 등의 유기산 ; 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 알코올류 ; 폴리카르복실산암모늄 등의 계면활성제 등을 들 수 있다.
용매로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 프로판올 등의 1 가 알코올 류 ; 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜 등의 글리콜류 ; 및 물 등을 사용할 수 있다.
마스크 (170) 는, 탄성판 (20) 상에 있어서의 링 부재 (25) 의 개구 (25a) 내에 배치되는 것이다. 마스크 (170) 의 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 금속이나 수지를 들 수 있다.
도 4 의 (a) 에, 본 실시형태에서 사용하는 마스크 (170) 의 일례를 나타낸다. 마스크 (170) 는, 원형의 판상 부재이고, 두께 방향으로 신장하는 다수의 관통공 (170a) 을 갖는다. 관통공 (170a) 의 단면 형상은, 도 4 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 허니콤 구조체 (70) 의 관통공 (70a) (도 3 의 (b) 참조) 에 대응하는 정방형이다. 이들의 복수의 관통공 (170a) 은, 도 4 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 지그재그 배치되어 있고, 각 관통공 (170a) 은, 도 3 의 (b) 의 정방 배치된 복수의 관통공 (70a) 중, 서로 상하좌우로 인접하지 않는 관계에 있는 복수의 관통공에만 대향하여 배치된다. 또한, 마스크 (170) 의 관통공 (170a) 의 위치 결정을 용이하게 하기 위하여, 마스크 (170) 에는, 오리엔테이션 플랫 (170b) 이 형성되고, 이것에 대응하여 링 부재 (25) 에도 오리엔테이션 플랫에 대응하는 돌기 (25b) 를 형성해도 된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (170) 의 외경은, 본체부 (10) 의 오목부 (10d) 의 내경보다 크게 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본체부 (10) 에는, 초음파 진동기 등의 가진기 (140) 가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
(제조 방법)
계속해서, 상기 서술한 봉구 장치 (100) 를 사용한 허니콤 구조체의 제조 방법에 대해 설명한다. 먼저, 도 1 상태로부터, 미리, 공기압 실린더 (82) 를 구동하여, 허니콤 구조체 (70) 를 유지하는 유지구 (81) 상방으로 끌어올려 둠과 함께, 마스크 (170) 를 탄성판 (20) 상으로부터 떼어내 둔다. 다음으로, 펌프 (50) 의 피스톤 (53) 을 하방으로 당김으로써, 본체부 (10) 의 오목부 (10d) 로부터 유체 (FL) 를 하방으로 배출시킨다. 이로써, 도 5 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 탄성판 (20) 이 변형되어 오목부 (10d) 의 측면 (10b) 및 바닥면 (10c) 에 밀착하고, 이로써, 탄성판 (20) 의 오목부 (20d) 가 형성된다.
계속해서, 도 5 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 탄성판 (20) 의 오목부 (20d) 내에 봉구재 (130) 를 공급한다. 필요에 따라, 가진기 (140) 를 구동함으로써, 봉구재 (130) 의 표면의 평탄화, 탈포를 촉진한다.
(봉구재)
봉구재 (130) 는, 허니콤 구조체 (70) 의 관통공 (70a) 의 단부를 폐쇄할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 액상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 봉구재로서 세라믹스 재료 또는 세라믹스 원료와, 바인더와, 용매를 함유하는 슬러리를 예시할 수 있다.
세라믹스 재료로는, 상기 서술한 허니콤 구조체의 구성 재료나, 그 원료를 들 수 있다.
바인더로는, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 하이드록시알킬메틸셀룰로오스, 나트륨카르복실메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스류 ; 폴리비닐알코올 등의 알코올류 ; 리그닌술폰산염 등의 유기 바인더를 예시할 수 있다.
바인더의 사용량은, 예를 들어, 3 ～ 5000 ㎖ 로 할 수 있다.
용매로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 프로판올 등의 1 가 알코올류 ; 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜 등의 글리콜류 ; 및 물 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 물이 바람직하고, 불순물이 적은 점에서, 보다 바람직하게는 이온 교환수가 사용된다.
용매의 사용량은, 15 ～ 40 중량% 로 할 수 있다.
계속해서, 도 6 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 본체부 (10) 의 오목부 (10d) 를 덮도록 탄성판 (20) 상에 마스크 (170) 를 세트하고, 이어서, 공기압 실린더 (82) 에 의해 유지구 (81) 를 하방으로 이동시켜 허니콤 구조체 (70) 를 마스크 (170) 에 접촉시킴으로써, 허니콤 구조체 (70) 의 일부의 관통공 (70a) 과, 마스크 (170) 의 관통공 (170a) 을 연통시키고, 또한 공기압 실린더 (82) 에 의해 유지구 (81) 를 하방으로 가압하고, 허니콤 구조체 (70) 의 하단면 (일단면) 이 마스크 (170) 를 개재하여 탄성판 (20) 의 오목부 (20d) 와 대향하도록, 허니콤 구조체 (70) 를 마스크 (170) 및 본체부 (10) 에 대해 고정시킨다.
이어서, 펌프 (50) 의 피스톤을 상방으로 이동시킴으로써, 오목부 (10d) 내에 유체 (FL) 를 공급하고, 이로써, 도 6 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 탄성판 (20) 이 마스크 (170) 를 향하여 이동하고, 탄성판 (20) 이 허니콤 구조체 (70) 의 일단면에 대해 봉구재를 가압한다. 이 공정은, 도 7 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 탄성판 (20) 이 마스크 (170) 에 접촉하여, 탄성판 (20) 의 변형이 해소되는, 즉, 탄성판 (20) 의 오목부 (20d) 가 해소될 때까지 실시한다.
이로써, 봉구재 (130) 가 마스크 (170) 의 관통공 (170a) 을 개재하여, 허니콤 구조체 (70) 의 일부의 관통공 (70a) 내에 공급되어 봉구부 (70p) 가 형성된다.
계속해서, 공기압 실린더 (82) 에 의한 허니콤 구조체 (70) 의 하방향으로의 가압을 정지시켜 허니콤 구조체 (70) 가 상방으로 자유롭게 이동할 수 있도록 한 후, 피스톤 (53) 을 더욱 상승시켜 탄성판 (20) 과 본체부 (10) 사이에 추가로 유체 (FL) 를 공급한다. 이로써, 도 7 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 탄성판 (20) 에 있어서의 허니콤 구조체의 일단면과 대향하는 부분은 상방향으로 볼록상으로 변형하고, 이로써, 마스크 (170) 의 중앙부에 하중이 인가되어 마스크 (170) 및 허니콤 구조체 (70) 가 상방으로 이동한다. 이 때, 볼록상으로 변형하는 탄성판 (20) 의 주변부 (타부) 는 마스크 (170) 로부터 떨어지므로, 이로써, 마스크 (170) 및 허니콤 구조체 (70) 를, 본체부 (10) 로부터 용이하게 갈라놓을 수 있다.
계속해서, 허니콤 구조체 (70) 를 유지구 (81) 로부터 떼어낸 후, 천지를 뒤집은 후에, 다시 허니콤 구조체 (70) 를 유지구 (81) 에 유지한다. 이어서, 마스크 (170) 와 관통공 (170a) 의 배치가 정반대의 지그재그 배치로 된 마스크 (170') 를 사용하여, 허니콤 구조체의 타단면에 대해 동일한 조작을 실시한다. 이로써, 도 8 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 나머지의 관통공 (70a) 의 타단측이 봉구재로 봉구되어, 봉구부 (70p) 가 형성된다. 계속해서, 상기 서술과 동일하게 하여 탄성판 (20) 에 있어서의 허니콤 구조체의 일단면과 대향하는 부분을 위로 볼록한 형상으로 변형시킴으로써, 마스크 (170') 및 허니콤 구조체 (70) 를 용이하게 본체부 (10) 및 탄성판 (20) 으로부터 갈라놓을 수 있다.
그리고 이와 같이 하여, 관통공 (70a) 의 양단이 봉구된 허니콤 구조체 (70) 를 건조, 소성 등 함으로써, 허니콤 필터 구조체를 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 탄성판 (200) 에 있어서의 허니콤 구조체의 일단면과 대향하는 부분을 볼록상으로 변형시킴으로써, 탄성판 (판) 의 일부인 중앙부가 허니콤 구조체 (70) 의 일단면을 향하여 돌출하고, 이로써 봉구재 (130) 를 공급한 후의 허니콤 구조체 (70) 에 접하고 있는 마스크 (170) 를 본체부 (10) 나 탄성판 (20) 으로부터 용이하게 갈라놓을 수 있다. 따라서, 생산 효율을 높일 수 있어, 봉구된 허니콤 구조체를 저비용으로 제조할 수 있다.
또, 탄성판 (20) 을 사용함으로써, 봉구시에 봉구재에 압력이 균등하게 가해지기 쉽고, 봉구재를 복수의 관통공에 대해 균등하게 공급하기 쉬운 경향이 있다.
(제 2 실시형태)
계속해서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 도 9 를 참조하여 설명한다. 여기서는 제 1 실시형태와 다른 점만 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시형태의 봉구 장치 (200) 는, 허니콤 구조체 (70) 를 수용하는 원통 (202), 원통 (202) 의 일단을 닫는 폐판 (204), 및, 원통 (202) 내에 삽입되는 주피스톤 (214) 및 부피스톤 (218) 을 주로 구비한다. 허니콤 구조체 (70) 는, 그 관통공 (70a) 의 축 방향이, 원통 (202) 의 축 방향과 평행해지도록 원통 (202) 내에 수용되어 폐판 (204) 과 접촉하고 있다.
주피스톤 (214) 은, 주피스톤판 (212) 및 주피스톤 로드 (213) 를 구비한다. 또, 부피스톤 (218) 은, 부피스톤판 (216) 및 부피스톤 로드 (217) 를 구비한다.
주피스톤판 (212) 은, 원통 (202) 의 내경에 대응하는 외경의 원판이다. 부피스톤판 (216) 은, 원통 (202) 의 내경보다 작은 외형의 원판이다. 주피스톤판 (212) 의 중앙부에는, 부피스톤판 (216) 을 수용할 수 있는 오목부 (212a) 가 형성되어 있고, 수용 상태에서는, 주피스톤판 (212) 의 표면과 부피스톤판 (216) 의 표면은 동일면 상에 위치한다.
또, 주피스톤판 (212) 및 주피스톤 로드 (213) 는, 부피스톤 로드 (217) 를 축 방향으로 관통시키기 위한 관통공 (213a) 을 갖고 있다. 그리고, 도 9 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 부피스톤 로드 (217) 는 주피스톤 로드 (213) 의 관통공 (213a) 에 수용되어 있다.
제조시에는, 먼저, 원통 (202) 내의 허니콤 구조체의 일단 상에 마스크 (170) 를 배치하고, 계속해서, 마스크 (170) 상에 봉구재 (130) 를 공급한 후에, 주피스톤 (214) 및 부피스톤 (218) 을 원통 내에 삽입한다. 계속해서, 주피스톤 (214) 을 허니콤 구조체 (70) 에 대해 가압함으로써, 도 9 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 주피스톤판 (212) 및 부피스톤판 (216) 에 의해 봉구재 (130) 를, 마스크 (170) 의 관통공 (170a) 을 개재하여 관통공 (170a) 내에 공급하고, 이로써 봉구부 (70p) 를 형성한다.
계속해서, 폐판 (204) 과 원통 (204) 의 고정 (나사, 클램프 등 : 도시하지 않음) 을 해제한 후, 도 9 의 (c) 에 나타내는 바와 같이, 주피스톤판 (212) 이 원통 (202) 의 단부에 이를 때까지 주피스톤 (214) 을 가압하여 허니콤 구조체 (70) 를 외부로 노출시킨다. 그 후, 주피스톤 (214) 에 대해 부피스톤 (218) 의 부피스톤 로드 (217) 를 허니콤 구조체 (70) 의 방향으로 가압한다. 이로써, 주피스톤판 (212) 및 부피스톤판 (216) 에 의해 형성되는 전체 피스톤판 (판) (219) 의 일부인 부피스톤판 (216) 이 마스크 (170) 를 향하여 돌출하게 되므로, 주피스톤판 (212) 으로부터 마스크 (170) 및 허니콤 구조체 (70) 를 용이하게 갈라놓을 수 있다. 그 후, 허니콤 구조체 (70) 로부터 폐판 (204) 이나 마스크 (170) 를 떼어낸다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 변형 양태가 가능하다.
예를 들어, 제 1 실시형태에서는, 탄성판 (20) 이, 링 부재 (25), 및, 볼트 (31) 에 의해, 본체부 (10) 에 대해 고정되어 있지만, 고정 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 탄성판 (20) 이 접착제에 의해, 본체부 (10) 의 상면 (10a) 에 고정되어 있어도 된다.
또, 제 1 실시형태에서는, 연통로 (10e) 가, 본체부 (10) 및 접속 파이프 (14) 에 의해 형성되어 있지만, 접속 파이프 (14) 를 갖지 않고 본체부 (10) 에 직접 펌프 (50) 가 접속되어 있어도 된다.
또, 제 1 실시형태에서는, 펌프 (50) 로서, 실린더 (51), 피스톤 (53), 및 피스톤 로드 (54) 를 구비한 피스톤 펌프를 채용하고 있지만, 유체를 공급 및 배출할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
또, 제 1 실시형태에 있어서 오목부 (10d) 의 형상은 특별히 한정되지 않고, 봉구 대상이 되는 허니콤 구조체 (70) 에 맞추어 적절히 설정할 수 있다.
예를 들어, 오목부 (10d) 를 위로부터 본 평면 형상은, 원형 이외에 타원형, 사각형, 정방형 등으로 할 수도 있다. 이 경우, 사각형이나 정방형인 경우의 크기는, 예를 들어, 한 변 50 ～ 300 ㎜ 로 할 수 있다. 또, 본체부 (10) 의 상면 (10a) 에 대해, 측면 (10b) 이 수직, 또한, 바닥면 (10c) 이 평행일 필요는 없고, 예를 들어, 경사면이어도 되고, 곡면이어도 된다.
또, 제 1 실시형태에서는, 유지부 (80) 는 공기압 실린더 (82) 를 구비하지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 기어 기구 등의 여러 가지 기구로 대체할 수 있다.
또, 제 1 실시형태에서는, 유지부 (80) 는 반드시 필수는 아니다. 예를 들어, 봉구재를 공급할 때에는 추를 허니콤 구조체 (70) 상에 올림으로써 허니콤 구조체를 본체부 (10) 에 대해 고정시키고, 허니콤 구조체 (70) 를 본체부로부터 떨어지게 할 때에는, 추를 제거하여 허니콤 구조체를 이동 가능하게 해도 된다. 또, 허니콤 구조체가 어느 정도의 중량을 갖는 경우에는, 자중(自重)에 의해 고정되므로 특별한 고정 수단을 갖지 않는 양태도 가능하다.
또, 제 2 실시형태에서 사용하는 부피스톤판 (216) 에 있어서의 마스크 (170) 에 접하는 면의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 대상이 되는 허니콤 구조체 (70) 의 형상에 맞추어 적절히 정할 수 있다. 예를 들어, 허니콤 구조체 (70) 가, 원통형인 경우에는, 부피스톤판 (216) 의 직경을, 허니콤 구조체 (70) 의 외경의 1/5 ～ 1/2 로 할 수 있다.
또, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 있어서, 허니콤 구조체 (70) 의 형상이나 구조도 상기 서술에 한정되지 않는다. 예를 들어, 허니콤 구조체 (70) 의 외형 형상도 원주가 아니어도 되고, 예를 들어, 사각주 등의 각주 (角柱) 여도 된다. 또, 허니콤 구조체 (70) 의 관통공 (70a) 의 단면 형상은, 정방형이 아니어도 되고, 예를 들어, 장방형, 삼각형, 다각형, 원형 등이어도 상관없다. 게다가 관통공 (70a) 의 배치도, 정방형 배치가 아니어도 되고, 예를 들어, 3 각 배치, 지그재그 배치 등이어도 상관없다. 또, 이 경우, 마스크의 관통공의 형상이나 배치도, 허니콤 구조체 (70) 의 관통공 (70a) 의 형상이나 배치에 따라 적절히 변경할 수 있다.
또, 상기 2 개의 실시형태에서는, 다수의 관통공을 갖는 판상의 마스크 (170) 를 채용하고 있지만, 마스크에 의해 차폐하는 장소도 임의이다. 또한, 이와 같은 마스크 (170) 를 사용하지 않아도 실시할 수 있다. 예를 들어, 봉구 처리 전에, 허니콤 구조체 (70) 의 일부의 관통공 (70a) 내에 가열하면 분해되는 재료에 의해 마개를 해두고, 봉구 후에 마개를 열 분해 등 하면 된다. 본 발명에서는, 마스크를 사용하지 않는 경우라도, 봉구 처리 후에 탄성판 (20) 이나 전체 피스톤판 (219) 의 일부를 돌출시킴으로써, 허니콤 구조체 (70) 를 본체부 (10) 의 탄성판 (20) 이나 전체 피스톤판 (219) 으로부터 용이하게 갈라놓을 수 있다는 효과가 있다.
추가로, 또, 상기 실시형태에서는, 탄성판 (20) 이나 전체 피스톤판 (219) 에 있어서의 허니콤 구조체의 일단면과 대향하는 부분의 중앙부를 돌출시키고 있지만, 당해 일단면과 대향하는 부분 전체 중의 일부이면 되고, 부분적으로 복수 지점을 돌출시켜도 된다. 또한, 봉구재를 가압하는 판의 일부를 허니콤 구조체를 향하여 돌출시키는 방법도 상기 서술에는 한정되지 않는다.
10 : 본체부
10e : 연통부
20 : 탄성판 (판)
30 : 오목부
50 : 펌프
70 : 허니콤 구조체
70a : 관통공
80 : 유지부,
100, 200 : 봉구 장치
170 : 마스크
219 : 전체 피스톤판 (판)

Claims (8)

  1. 단부가 봉구된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제조 방법으로서,
    복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면에 대해 봉구재를 판에 의해 가압하여, 상기 관통공의 일단에 상기 봉구재를 충전하는 A 공정과,
    상기 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 일부를, 상기 일단면을 향하여 돌출시킴으로써, 상기 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 타부와 상기 일단면을 갈라놓는 B 공정을 구비하는 허니콤 구조체의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 일부는, 상기 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 중앙부인 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 A 공정에서는 상기 일단면과 상기 판 사이에 마스크를 개재시키고, 상기 마스크는, 상기 허니콤 구조체의 복수의 관통공 중의 일부와만 연통하는 관통공을 갖는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판은 탄성판이고,
    상기 돌출을, 상기 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분을 상기 일단면을 향하여 볼록상으로 변형시킴으로써 실시하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 B 공정 후에 상기 허니콤 구조체의 타단면에 대해 봉구재를 판에 의해 가압함으로써 상기 허니콤 구조체의 다른 관통공의 타단에 상기 봉구재를 충전하는 C 공정과,
    상기 C 공정 후에, 상기 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 일부를, 상기 타단면을 향하여 돌출시킴으로써, 상기 판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 타부와 상기 타단면을 갈라놓는 D 공정을 추가로 구비하는 방법.
  6. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 A 공정을,
    오목부 및 상기 오목부의 내면에 개구하는 연통로를 갖는 본체부 및, 상기 오목부를 덮도록 배치된 탄성판을 준비하는 것,
    상기 연통로를 개재하여 상기 오목부 내의 유체를 배출함으로써 상기 탄성판의 오목부를 형성하는 것,
    상기 탄성판의 오목부 내에 봉구재를 공급하는 것,
    상기 탄성판의 오목부와 대향하는 위치에, 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면을 배치하는 것, 및,
    상기 연통로를 개재하여 상기 본체부와 상기 탄성판 사이에 유체를 공급함으로써 상기 탄성판의 오목부를 해소시키는 것에 의해 실시하고,
    상기 B 공정을, 상기 연통로를 개재하여 상기 본체부와 상기 탄성판 사이에 추가로 유체를 공급하여, 상기 탄성판에 있어서의 상기 허니콤 구조체의 상기 일단면과 대향하는 부분을 상기 일단면을 향하여 볼록상으로 변형시킴으로써 실시하는 방법.
  7. 단부가 봉구된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제조 방법으로서,
    복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면에 대해 봉구재를 탄성판에 의해 가압하여, 상기 관통공의 일단에 상기 봉구재를 충전하는 A 공정과,
    상기 탄성판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분을, 상기 일단면을 향하여 볼록상으로 변형시킴으로써, 상기 탄성판에 있어서의 상기 일단면과 대향하는 부분의 주변부와 상기 일단면을 갈라놓는 B 공정을 구비하는 허니콤 구조체의 제조 방법.
  8. 오목부 및 상기 오목부의 내면에 개구하는 연통로를 갖는 본체부, 및, 상기 오목부를 덮도록 배치된 탄성판을 준비하는 공정과,
    상기 연통로를 개재하여 상기 오목부 내의 유체를 배출함으로써 상기 탄성판의 오목부를 형성하는 공정과,
    상기 탄성판의 오목부 내에 봉구재를 공급하는 공정과,
    상기 탄성판의 오목부와 대향하는 위치에, 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 일단면을 배치하는 공정과,
    상기 연통로를 개재하여 상기 본체부와 상기 탄성판 사이에 유체를 공급함으로써 상기 탄성판의 오목부를 해소시키는 공정을 구비하는, 단부가 봉구된 복수의 관통공을 갖는 허니콤 구조체의 제조 방법.
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