WO2003089209A1

WO2003089209A1 - Equipement et procede de fabrication d'un corps structural alveolaire

Info

Publication number: WO2003089209A1
Application number: PCT/JP2003/004624
Authority: WO
Inventors: Takeyuki Ishii; Yuji Asai; Eiji Ito
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2003-10-30
Also published as: US6994816B2; AU2003236103A1; EP1498242B1; JP2004001238A; JP3560338B2; DE60326334D1; EP1498242A1; CN1551818A; EP1498242A4; US20040195719A1; CN100333888C

Description

明細書

ハニカム構造体製造装置、及ぴハニカム構造体の製造方法技術分野

本発明は、ハニカム構造体の製造装置及びそれを用いたハニカム構造体の製造方法に ¾する。より詳しくは、薄壁又は大型のハニカム構造体を連続的に押出し成形する際に好適なハニカム構造体製造装置及びそれを用いたハニカム構造体の製造方法に関する。背景技術

近年、環境問題が叫ばれる中、排ガス浄化用の触媒担体等として利用されるセラミックス質のハニカム構造体にあっては、その需要が目覚しく伸びており、その製造装置及び製造方法についても、連続的に当該ハニカム構造体を押出しすることで高生産性を可能とした製造装置が用いられるようになつている。

他方、当該ハニカム構造体にあっては、エンジン始動時に速やかに触媒温度を高くして浄化性能を向上させるベく、触媒を担持する隔壁を薄くすることにより

、隔壁の熱容量を低減する試みが盛んに行われており、現在、 0 . 1〜0 . 2 m mの厚さが主流として用いられ、一部では 0 . 1 mm以下のものも用いられている。また、当該薄壁化の試みは、大型のハニカム構造体についても進展しつつあり、現在では、外径が 1 5 0 mmを超える大型品についても薄壁化されたものが実用化されている。

このような状況下、ハニカム構造体を製造する従来の製造装置及び製造方法としては、成形機から押出されるハニカム構造体を、その外周側面で、同形状に対応する凹面を有する複数の受台に载置しながら、重力方向に対して垂直方向にハ二力ム構造体を連続的に押出しする装置及び製造方法が一般的である（特公昭 6 4 - 6 9 1 6号公報等）。

また、当該連続押出し成形による製造装置及び製造方法に好適な自動切断装置としては、ハニカム構造体を载置する受台と、ハニカム構造体を载置したまま受台を移動させる搬送路と、ハニカム構造体の押出し速度を検知する速度センサーと、この速度センサ一で検知されるハニカム構造体の押出し速度と同一の速度で、ハニカム構造体の移動方向に移動しながらハニ力ム構造体の切断を行う切断器とを具備する自動切断装置が開示されている（同号公報）。

また、ハニカム構造体の切断を行う切断器としては、鋼製の細線を用いるのが一般的であり、更に、この細線を侵入させる際に、ハニカム構造体の外壁及び隔壁に変形を生じないようにすることを意図したものとして、切断抵抗の最も大きぃハニカム構造体の外周側面にナイフ等で切断誘導溝を設け、当該切断誘導溝に細線を侵入させてハニカム構造体を切断する切断方法及び自動切断装置が開示されている（特開 2 0 0 1— 9 6 5 2 4公報）。

しかし、従来の製造装置及び製造方法では、重力方向に対して垂直方向にハニカム構造体を押出しするため、自重が構造上強度の小さな隔壁厚さ方向にかかり易いという問題があった。このため、薄壁化により強度が極めて小さくなつたハ二カム構造体、又は大型化により隔壁厚さ方向に大きな自重がかかり易いハニカム構造体を製造する場合には、自重により、つぶれ等の外壁の変形、又はセルよれ、めじわ等の隔壁の変形を生じ、薄壁化、大型化の大きな障壁となっていた。発明の開示

本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、薄壁又は大型のハニカム構造体を、ハニカム構造体の外形及ぴ隔壁に変形を全く生じることなく、連続的に製造することができるハニカム構造体の製造装置及び製造方法を提供することを目白勺とする。

本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意研究した結果、まず、ハニカム構造体の構造上最も強度の大きな隔壁長さ方向に主に自重がかかるように、押出し方向が重力方向又は同方向に対して 3 0 ° 未満の斜め方向となるように成形機を設置した。

ところが、このような押出し方向とする製造装置では、押出されるハ-カム構造体が長尺化した場合、その長尺化に応じて自重を支える面積も増大する従来の製造装置と異なって、物理上及び装置の構造上、重力によって生じる自重を大きな面積で支えることができず、従来の自動切断装置の如く、切り込みによる溝の形成と、細線によるハニカム構造体の切断とを独立で行ったところ、ハニカム構造体に変形が発生し易くなるという新たな問題が生じた。

即ち、重力方向等に押出しすると、押出されるハニカム構造体は、長尺化及び自重の増大に伴い、径方向のほんの小さな力によっても、本来の姿勢を維持することが困難となるため、従来と同様に、上記 2つの工程を独立で行い、最終的な切断が完了するまでの時間が長くなると、切断時は勿論、機械の振動等その他の要因によって、径方向の力が集中し易い口金開口部に位置するハニカム構造体の部位で、ハニカム構造体の曲がり、つぶれ等による外壁変形、又はセルよれ等の隔壁の変形が生じてしまった。

そこで、本発明者は、更に研究を重ねたところ、製造装置の切断器として、枠体と、枠体に張設される切断用細線と、この張設されている切断用細線を含む面上に、ハニカム構造体への切り込み位置が設置されている切り込み部材とを有するものを用いることで、切り込み部材でハ二力ム構造体の外周側面に誘導溝を形成した後、直ちに切断用細線を当該誘導溝内に位置させ、そのまま切断用細線をハニカム構造体に挿入して、切断を行うことにより、上記問題を解決し得るという知見に至り、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、重力方向又は同方向に対して 3 0 ° 未満の斜め方向に、ハニカム構造体を連続的に押出する成形機と、押出されたハ二力ム構造体を載置し、かつ、移動させることが可能な少なくとも 1以上の受台と、移動可能な切断器とを備え、該切断機は、枠体、該枠体に張設される切断用細線、及び該張設されている切断用細線を含む面上に、該ハニカム構造体への切り込み位置が設置されている切り込み部材とからなり、該受台は、該成形機から押出されてくるハニカム構造体を、そのセル開口端面で載置し、そのままの状態で、該ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で長尺方向に、該ハニカム構造体を移動させうる手段を備え、該切断器は、該受台の長尺方向への移動とほぼ同期させて、該受台と同方向、かつ、ほぼ同一の速度で移動させながら、該張設されている切断用細線を、該切断用細線を含む面上で該ハニカム構造体側に、移動させることにより、該切り込み部材で、該ハニカム構造体の外周側面に、誘導溝を形成でき、該誘導溝の形成後、直ちに該切断用細線を該誘導溝内に位置させ、そのまま該切断用細線を該ハニカム構造体に揷入して、該ハニカム構造体を切断できる手段を備えた、ハニカム構造体製造装置を提供するものである。

本発明における切断器としては、枠体が、少なくとも 2つの腕部材、各腕部の先端に設けられる回転部材、及び切断用細線の両端が接続される駆動部を含んで構成され、回転部材間に張設される切断用細線が、駆動部の稼動により延伸方向に運動するような手段を備えることが好ましい。

また、本発明においては、ハニカム構造体と非接触で、ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度を検知する速度検知器を更に備え、. 速度検知器からの情報に基づき、受台、又は受台と切断器を、ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で移動させる手段を備えることが好ましい。

また、本発明においては、受台にかかる荷重を検知する荷重検知器を更に備え、ハニカム構造体が受台に載置された際に生じる荷重の変動を、荷重検知器で検知し、検知した情報に基づき、受台、又は受台と切断器のハニカム構造体長尺方向への移動を開始させる手段を備えることが好ましい。更に、本発明においては、荷重検知器により、移動開始後の受台の移動速度とハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とのずれによって生じる受台にかかる荷重の変動を検知し、検知した情報に基づき、受台、又は受台と切断器を、ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で移動させる手段を備えることが好ましい。

また、本発明においては、荷重検知器により、ハニカム構造体の切断完了の際に生じる受台にかかる荷重の変動を検知し、検知した情報に基づき、切断後のハ二カム構造体を載置する受台に、転載位置への移動を開始させる手段を備えることが好ましい。

本発明は、更に、成形機からハニカム構造体を連続的に押出しながら、ハニカム構造体の外周側面に、切り込み部材で誘導溝を形成した後、誘導溝に切断用細線を揷入させて、ハユカム構造体を切断するハニカム構造体の製造方法であって、ハニカム構造体が、重力方向等に押出され、切り込み部材による誘導溝の形成と、誘導溝への切断用細線の挿入を連続して行うことを特徴とするハニカム構造体の製造方法を提供するものである。

本発明の製造方法においては、ハニカム構造体の切断が、切断用細線をハニカム構造体の長尺方向の押出し速度と同一の速度で、同長尺方向と同一の方向に移動させながら行われることが好ましい。

また、本発明の製造方法においては、ハニカム構造体の切断を、ハニカム構造体を受台に載置した状態で行うことが好ましく、切断用細線の延伸方向への運動を伴って行うことが好ましい。

ここで、図 2 ( a ) 〜（c ) 、図 3 ( a ) 〜（c ) 、及ぴ図 4に基づいて、本発明のハニカム構造体製造装置の一連の動作を工程順に説明する。なお、図 2 ( a ) 〜（c ) は、本発明のハニカム構造体製造装置の一の実施の形態、より具体的には、ハニカム構造体を重力方向へ連続的に押出す製造装置を示すものであるが、基本的動作は、ハニカム構造体を重力方向に対して 3 0 ° 未満の斜め方向へ押出しするハニカム構造体製造装置であっても同様である。

図 2 ( a ) 〜（c ) に示すように、本発明の製造装置 5 0では、成形機 1は、押出し方向： Pが重力方向等に向けて設置されており、成形機 1から押出されるハ二カム構造体 1 0は、その自重のかかる方向が、主に自重に対して最も大きな強度が得られる隔壁長さ方向となっている。

次に、本発明の製造装置 5 0では、受台移動部 5により、受台 3を、成形機 1 から押出されてくるハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9の直下に移動させて、受台 3上に、ハニカム構造体 1 0を載置することにより（図中では、好適な例として受台 3上に搬送パレット 1 7を設け、その上にハニカム構造体 1 0を載置した例を示す。）、本来の姿勢を安定して維持することを可能としている。また、本発明の製造装置 5 0では、当該ハニカム構造体 1 0の載置を、ハニカム構造とレヽう構造上最も強度の大きなセル開口端面 9で行っている。

なお、受台 3のセル開口端面 9の直下への移動は、例えば、受台 3にかかる荷重を検知する荷重検知器 7により、切断の完了時に生じる荷重の変動を検知し、この検知に基づいて開始させることができる。

本発明の製造装置 5 0では、次に、ハニカム構造体 1 0を載置した受台 3を、例えば、速度検知器 6によるハ-カム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度等の情報に基づき、受台移動部 5により、ハニカム構造体 1 0の長尺方向 Zと同一方向に、長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で移動させ、経時的に長尺化するハ二カム構造体 1 0が、寸法の短い時点から切断が完了する時点まで、受台 3に載置されることを可能としている。

また、本発明の製造装置 5 0では、上記受台 3の移動とほぼ同期させて、切断器 2も、速度検知器 6等の情報に基づき、受台 3と同一の方向に、ほぼ同一の速度で移動させることで、連続的にハニカム構造体 1 0を押出しながら、径方向等の所望の切断を可能としている。

更に、本発明の製造装置 5 0では、切断器 2を、上記長尺方向 Zへ移動させながら、図 3 ( a ) 〜（c ) 及び図 4に示すように、張設されている切断用細線 2 5及びハニカム構造体への切り込み位置（誘導溝 1 5が形成される位置） 2 7を含む面 2 6上で、ハニカム構造体 1 0側に移動させ、切り込み部材 2 3により誘導溝 1 5を形成した直後、誘導溝 1 5内に切断用細線 2 5を位置させ、そのまま切断用細線 2 5をハニカム構造体 1 0に揷入し、ハニカム構造体 1 0を径方向等に切断する。

本発明の製造装置 5 0は、切断器 2のこのような一連の動作により、切り込み部材 2 3による誘導溝 1 5の形成から切断用細線 2 5によるハエカム構造体 1 0 の切断までタイムラグが殆どなく、ハニカム構造体 1 0が所望の長さに達してから極めて短時間で切断を完了することができる。この結果、重力方向等にハニカム構造体 1 0を押出しても、径方向の力に対して不安定な状態となる前に切断することができ、成形不良を極めて低減することができる。

なお、図 2中に特に明示していないが、ハニカム構造体 1 0の切断が完了した後は、例えば、荷重検知器 7の情報に基づき、切断後のハニカム構造体 1 0を載せた受台 3が、搬送機 1 6への転載位置に移動して、ハニカム構造体 1 0を搬送機 1 6に転載する（図 2に示す装置では、ハニカム構造体を積載した搬送パレット 1 7ごと転載する）。その後、ハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9への受台提供位置まで上昇後（図 2に示す装置では、新たな搬送パレット 1 7を搬送機 1 6から拾上げた後上昇する。）、例えば、荷重検知器 7等の情報に基づき、成形機 1から新たに押出されてくるハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9に、新たに受台 3が提供される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る製造装置の主要部の作動状況を示す模式図である。図 2 (a) 〜（c) は、本発明に係る製造装置における主要部の作動を工程順に示す工程図である。

図 3 (a) 〜（c) は、本発明における切断器について、一連の切断動作をェ程順に示す工程図である。

図 4は、本発明における切断器について、切断用細線と切り込み位置（誘導溝

) との位置関係を模式的に示す側面図である。

図 5は、本発明の製造装置において、ハニカム構造体を斜め方向に押出す場合の実施形態を示す模式図である。

図 6は、本発明の製造装置において、ハニカム構造体の押出し方向を重力方向とした場合の実施形態を示す模式図である。

図 7 (a) は、本発明における成形機で用いられる口金の一例を示す上面図であり、（b) は、その一部を示す斜視図である。

図 8は、本発明における荷重検知器の一例を示す模式図である。

図 9は、本発明における荷重検知器の他の一例を示す模式図である。

図 1 0は、本発明における荷重検知器の他の一例を示す模式図である。

図 1 1は、本発明における荷重検知器の他の一例を示す模式図である。

図 1 2は、本発明における荷重検知器の他の一例を示す模式図である。

図 1 3 (a) 〜（c) は、本発明に係る他の態様の製造装置における主要部の作動を工程順に示す工程図である。

図 1 4は、本発明における切断器の一例を示す側面図である。

(符号の説明）

なお、添付の図面において使用する以下の参照番号は、それぞれ以下のような装置の部品等を示す。

1…成形機、 2…切断器、 3、 4…受台、 5…受台移動部、 6 ···速度検知器、 7 …荷重検知器、 8…外周側面、 9…セル開口端面、 1 0…ハニカム構造体、 1 1 …口金、 1 1 a…基体、 l i b…スリット、 1 1 c…杯土導入孔、 1 3…杯土押出し機構、 1 4…切断器移動部、 1 5···誘導溝、 1 6…搬送機、 1 7…搬送パレット、 2 0…枠体、 2 1…腕部、 2 2…回転部材、 2 3…切り込み部材、 2 4 · - · 駆動部、 2 5…切断用細線、 2 6…張設されている切断用細線を含む面、 2 ト- 切り込み位置、 3 1…腕部材、 3 2…昇降部材、 3 3…本体、 3 4…腕部材、 3 5…補助部、 3 7…昇降部材、 4 1…台座部、 4 2…ばね、 4 3…本体、 4 5 エアシリンダ、 4 6…エアクッション、 4 7…ロードセル、 5 0 · · · (ハニカム構造体）製造装置。 ' 発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、各構成要素毎に更に具体的に説明する。

図 1及び図 5等に示すように、本発明における成形機 1は、上述したように、ハニカム構造体の押出し方向 Pを、重力方向又は同方向に対して 3 0 ° 未満の斜め方向となるように設置されるものである。これにより、成形されるハエカム構造体 1 0は、その構造上最も強度の大きな隔壁長さ方向に自重が主にかかるため、薄壁及び Z又は大型のハニカム構造体 1 0を製造する場合であっても、径方向へのハ-カム構造体 1 0の外壁及ぴ //又は隔壁に変形を生じさせることなく製造することができる。

本発明において、成形機 1でのハニカム構造体の押出し方向 Pは、通常、図 1 に示すように、ハニカム構造体の隔壁長さ方向にのみ自重がかかる重力方向が好ましいが、成形機の特性に起因するハニカム構造体 1 0の曲がりを、その自重を利用して補正する場合には、図 5に示すように、ハニカム構造体の押出し方向を所望とする角度で傾斜させて設置してもよい。

本発明における成形機 1としては、口金 1 1、及び杯土押出し機構 1 3とを有するものを挙げることができる。

また、図 7 ( a ) ( b ) に示すように、口金 1 1としては、円盤状等の基体 1 1 aの押出し側に格子状等のスリット 1 1 b、当該基体の押出し側と反対側に坏土導入孔 1 1 cをそれぞれ有し、坏土導入孔 1 1 cが基体 1 1 aの内部でスリット 1 1 bが交差する位置で当該スリット 1 1 bと連通しているものを挙げることができる。通常、ハニカム構造体の隔壁厚さは、当該スリット 1 1 bの幅によって調整する。例えば、 0 . 0 5 mmの隔壁を有するハニカム構造体の生産には、このスリット幅が通常◦· 0 5〜0 . 0 5 5 mmのものが使用される。

また、図 1に示すように、杯土押出し機構 1 3としては、例えば、シリンダ構造のものを挙げることができるが、その他、複数のスクリューを内設して原料の混練と杯土の押出しを違続して行うものでもよい。

次に、本発明における受台 3は、成形機 1から押出されてくるハニカムォ冓造体 1 0を、そのセル開口端面 9で載置し、そのままハニカム構造体 1 0の長尺方向 Zに、長尺方向におけるハニカム構造体の押出し速度とほぼ同一の速度で移動できる様に構成されている。

これにより、重力方向等に押出されるハニカム構造体 1 0を、その自重に対して、最も大きな強度が得られる状態でハニカム構造体を支持することができる。また、ハエカム構造体のセル開口端面 9で載置することにより、例えば、次に述べる搬送パレット 1 7等のハニカム構造体 1 0を積載する部材の形状を、製造するハニカム構造体が変わる毎に、その形状に対応させる必要がなくなり、結果として装置の簡略化が可能となる。更には、基本的に、受台 3の存在により、切断位置が制限されることがなく、連続運転しながら、異なる長さのハニカム構造体を製造することもできる。

本発明における受台 3としては、ハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9に対応する台座部 4 1を有するものであればよいが、必要に応じて、当該セル開口端面 9の形状に対応するセル構造体、当該セル開口端面 9より開口面積の大きなセル構造体、又は多孔質体からなる搬送パレット 1 7を設けてもよレ、。

このような搬送パレット 1 7を設けることで、ハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9で載置した際、受台のハニカム構造体を载置する面で各セルが密閉されるのが回避できるため、押出しによりセル内が低圧化することが無く、この低圧化が原因で発生するセルの真空つぶれなどの不良を回避することができる。

また、図 5に示すように、押出し方向を重力方向に対して 3 0 ° 未満の斜め方向にする場合には、ハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9に対応して設けられる台座部 4 1に加え、自重がかかる外周側面 8の少なくとも一部に対応する支持面を有する補助部 3 5を、本体 4 3又は台座部（図中では本体に付設した例を示す ) 4 1に付設し、ハニカム構造体 1 0を同セル開口端面 9及び同外周側面 8で載置する受台 3とすることも好ましい。これにより、押出し成形時に、ハニカム構造体 1 0の自重の一部を、外周側面 8でも支えることができるため、ハニカム構造体 1 0がより安定な状態で載置され、成形不良を高度に防止することができるまた、本発明における受台 3としては、押出し方向を重力方向とする場合であつても、図 6に示すようにハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9に対応して設けられる台座部 4 1に加え、ハニカム構造体 1 0の外周側面 8の一部に対応する支持面を有する補助部 3 5を、切断応力に対抗する位置で本体 4 3又は台座部（図中では本体に付設した例を示す） 4 1に付設したものとすることも好ましい。このような受台 3では、切断時における、ハニカム構造体 1 0の変形をより高度に防止することができ、特に、開口率が高い、又は長 Z径比の大きなハニカム構造体 1 0を製造する際にはその効果が大きい。

なお、補助部 3 5の支持面は、ハニカム構造体 1 0の外周側面 8の形状に完全に対応している必要は必ずしもないが、完全に対応した形状であることが好ましいことはいうまでもない。

図 1に示すように、本発明における受台 3は、一個のみでもよいが、連続押出しによる製造装置とする場合には、図 1 3 ( a ) 〜 ( c ) に示すように、受台 3 、 4を少なくとも 2個以上設け、ハ-カム構造体 1 0を製造する一連の動作を個々独立して行うものが好ましい。具体的には、切断完了後、切断したハニカム構造体 1 0を載置する一の受台 4は、受台移動部 5により、搬送機 1 6 へ切断されたハニカム構造体 1 0を転載する位置に移動して、ハニカム構造体 1 0を搬送機 1 6に転載後、所定の位置で待機し、他方、当該所定の位置に待機していた他の受台 3は、一の受台 4のこれらの動作と並行して、受台移動部 5により、新たに押出されてくるハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9を受けられる位置に移動し、同面 9でハニカム構造体 1 0を載置し、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で、長尺方向 Zと同一の方向に移動するものが好ましいこのような受台 3、 4を設けた装置 5 0では、ハニカム構造体 1 0を、押出し開始直後から受台 3、 4に載置して成形をすることができ、特に高速度で押出し成形する装置とする際に好適である。この例では、受台として、 2個設けた例により、説明したが、勿論、 2個以上の複数個設けてもよい。

本発明における受台移動部 5としては、受台 3に前述した所望の動作をさせることが可能なものであればよく、例えば、図 1に示すように、受台 3に接続し、ハニカム構造体 1 0の押出し方向に対して垂直方向に伸縮可能な構造の腕部材 3 1と、当該腕部材 3 1をハニカム構造体 1 0の押出し方向に上下移動させる昇降部材 3 2とを有するものを挙げることができる。また、受台移動部 5における受台移動用に使用する機構としては、通常、この種の移動において採用される機構であればよく、例えば、エアシリンダ式、油圧式、ベルト式等の各種機構を挙げることができる。

また、この受台移動部 5の制御手段も、受台 3に所望の動作をさせるものであればよく、例えば、予め受台 3の動作に関するタイムスケジュールを制御部（図示せず）に設定しておき、その設定に基づく制御部からの指令に従って受台移動部 5を駆動させて受台 3を動作させるものでもよい。

もっとも、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度の変動に対応させて受台 3を移動させる等、より精密に制御するためには、各種検知器を設けて、リアルタイムで、必要な情報を検知して、それに基づいて受台移動部を駆動させることが好ましい。

また、検知器としては、ハニカム構造体 1 0を載置した時点で、受台 2をハニカム構造体の長尺方向 Zへの移動を開始させるためのものとして、受台 3にハニカム構造体 1 0が載置された時点を検知できるものを挙げることができ、受台 3 の同方向 Zへの移動開始後、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で移動させるためのものとして、例えば、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度等の当該移動に必要な情報を検知できるものを挙げることができる。また、切断完了後における受台の転載位置への移動、更には新たに押出されてくるハニカム構造体 1 0のセル開口端面 9へと移動を開始させるには、切断完了を検知できるものを挙げることができる。本発明において、ハニカム構造体 1 0の載置時点を検知するものとしては、図 1に示すようにハニカム構造体 1 0が受台 3に載置された際に生じる荷重の変動を検知する荷重検知器 7を挙げることができる。

また、移動開始後に、受台 3を所望の速度で移動させるための情報を検知するものとしては、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度を測定する速度検知器 6の他、移動開始後の受台 3の移動速度とハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度とのずれによって生じる受台 3にかかる荷重の変動を検知する荷重検知器 7を挙げることができる（図 1では、速度検知器 6より、受台 3の速度調整をしている例を示すが、荷重検知器 7で受台 3の速度調整をしてもよい。）。なお、当該速度検知器 6の場合には、検知した長尺方向の押出し速度に基づき、受台 3を同速度で移動させればよく、荷重検知器 7の場合には、検知した荷重の変動に基づき、受台 3を、荷重の変動が所望の範囲内となるように移動させればよい。また、速度検知器 6を適用すると、得られる長尺方向の押出し速度を速度検知時間で積分することで、ハニカム構造体 1 0が所望の長さに達した時点を検知することもできるので、同一の検知器で、後述する切断器 2におけるハニカム構造体長尺方向 Zの垂直方向への移動の開始を制御することもできる。

更に、切断の完了を検知する検知器としては、切断器 2おけるハニカム構造体長尺方向 Zに対する垂直方向への動作終了を検知するもの、切断用細線を駆動部に接続した構成の切断器において、駆動部のトルクの変動により切断の完了を検知するもの等を挙げることができる。伹し、切断用細線のたわみや切断によって生じる誤検知を回避できる点では、荷重検知器 7、より具体的には、ハニカム構造体 1 0の切断完了時に生じる受台 3にかかる荷重の急激な変動を、ばね変位、エアシリンダ若しくはエアクッシヨン等の内圧変位、又は圧電素子の屈曲変位等により間接的に検知するものが好ましい。

なお、以上から明らかなように、荷重検知器 7によれば、受台 3の動作を制御する上で必要な情報を一つの検知器で検知でき、切断器 2についても同様の制御を行うことができる。また、後述するように切断完了の検知も可能であることから、切断完了後の受台 3等の動作開始を制御することができる。もっとも、速度検知器 6を用いると、ハニカム構造体 1 0の長尺化により迅速に対応して受台 3 を移動させることができるため、両者を組合せることも好ましい。

本発明において、速度検知器 6は、如何なる原理によりよるものでもよいが、設置位置の制限が少ない点、及び検知速度が速く、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度に迅速に対応して受台 3を移動させることができる点で、レーザ一光や超音波をハニカム構造体 1 0に向けて発し、ハニカム構造体 1 0表面の押出し速度に応じてレーザー光や超音波の波長が変動することを利用して、この変動に基づいて速度を算出する、いわゆる、非接触でハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度を検知できるものが好ましい。

また、荷重検知器 7としても、如何なる原理によるものでもよいが、例えば、ばね変位、又は内圧変位等の各種弾性体の変位を利用して、受台 3に掛かる荷重を検知するもの、或いは、圧電体の屈曲変位を利用して受台 3に掛かる荷重を検知するもの等を挙げることができる。

また、図 8〜1 1に示すように、各種弾性体の変位を利用して、受台 3にかかる荷重を検知する場合には、受台 3を、受台移動部 5に連結する検知器本体 4 3 と、当該本体 4 3上に可動状態で配設される台座部 4 1と、本体 4 3及び台座部 4 1間に設けられるばね 4 2等の弾性体とで構成され、当該台座部 4 1にかかる荷重をばね 4 2等の弾性体の変位により検知する荷重検知器 7を設けることが好ましい。

同様に、図 1 2に示すように、圧電体の屈曲変位を利用して、台座部 4 1にかカる荷重を検知する場合には、受台 3を、受台移動部 5に連結する検知器本体 4 3と、当該本体 4 3上に可動状態で配設される台座部 4 1とで構成し、当該台座部 4 1にかかる荷重を圧電体の屈曲変位により検知する荷重検知器 7 ( 4 7 ) を設けることが好ましい。

なお、図 8〜 1 1に示すような各種弾性体の変位を利用して、台座部 4 1にか力る荷重を検知する構成とすると、荷重検知器 7としての機能の他、受台 3でハ二カム構造体 1 0を載置する際に、弾性体の緩衝作用により、载置時におけるハ二カム構造体の破損等を極力低減することができる。また、受台 3の移動が、ハ二カム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度に対して、若干のずれを生じた場合でも、ハニカム構造体 1 0への好適な押圧状態を維持することができる。本発明において、弹"生体の変位を利用した具体例としては、図 8に示すように、受台 3が、受台移動部に連結する検知器本体 4 3と、当該本体 4 3上に、押出し方向に移動可能な状態で配設される台座部 4 1と、台座部 4 1を、押出し方向と反対の方向に一定の力で引張るばね 4 2とで構成され、荷重検知器 7が、長尺したハニカム構造体 1 0が当該台座部 4 1を押圧した際に生じる、ばね 4 2の伸び量の変位を検知する検知器で構成されるもの、或いは図 9に示すように、受台 3が、受台移動部に連結する検知器本体 4 3と、当該本体 4 3上に、押出し方向に移動可能な状態で配設される台座部 4 1と、本体 4 3及び台座部 4 1間に設けられるばね 4 2とで構成され、荷重検知器 7が、長尺したハニカム構造体 1 0が当該台座部 4 1を押圧した際に生じる、ばね 4 2の収縮量の変位を検知する検知器で構成されるもの、等を挙げることができる。

前者の検知器は、ばねの伸び量の変位を利用するため、小さな荷重の変動を検知する際に好ましく、後者の検知器は、ばねの収縮量の変位を利用するため、大きな荷重がかかる場合に好ましい。

また、 @ 1 0に示すように、他の例としては、受台 3力台座部 4 1と検知器本体 4 3の間に、ばねに代えて、エアシリンダ 4 5を配設してなり、荷重検知器 7が、長尺したハニカム構造体 1 0が当該台座部 4 1を押圧した際に生じるエアシリンダ 4 5の内圧変位を検知する検知器で構成されるもの、或いは図 1 1に示すように、受台 3力台座部 4 1と検知器本体 4 3の間に、ばねに代えて、エアクッション 4 6を配設してなり、荷重検知器 7が、長尺したハニカム構造体が当該台座部 4. 1を押圧した際に生じるエアクッシヨン 4 6中の内圧変位を検知する検知器で構成されるもの、を挙げることができる。

エアシリンダ 4 5を配設する例では、シリンダ圧の変更が容易であるため、一種の装置で異なる重量のハニカム構造体 1 0を製造することができるばかり力 \ シリンダ圧の変更を押出されるハニカム構造体 1 0の重量に応じて自動制御すれば、異なる重量のハニカム構造体 1 0を連続して製造することも可能となる。また、何れの例でも、シリンダ圧の変位に対し台座部 4 1の面圧を非線型に設定することも可能であり、受台 3にハニカム構造体 1 0を載置する際に、台座部 4 1 をハニカム構造体 1 0にソフトに接触させることができ、カケ等の破損を防止することができる。

本発明において、圧電体の変位を利用した具体例としては、図 1 2に示すように、受台 3を、受台移動部に連結する検知器本体 4 3と、当該本体 4 3上に、押出し方向に移動可能な状態で配設される台座部 4 1とで構成し、荷重検知器 7を、本体 4 3及ぴ台座部 4 1間に配設されるロードセル 4 7で構成するものを挙げることができ、このような構成では、大きな荷重がかかる場合に好ましい。次に、図 1 4、図 3 ( a ) 〜（c ) 及び図 4に示すように、本発明における切断器 2は、枠体 2 0と、枠体 2 0に張設される切断用細線 2 5と、枠体 2 0に張設される切断用細線 2 5と同一面 2 6上にハニカム構造体への切り込み位置 2 7 が設置されている切り込み部材 2 3とを有するものである。また、図 3 ( a ) 〜 ( c ) 及ぴ図 4に示すように、当該切断器 2は、当該切り込み部材 2 3の切り込み位置 2 7及び切断用細線 2 5が存する面 2 6上をハニカム構造体 1 0側に移動することで、ハニカム構造体 1 0の外周側面 8に切り込み部材 2 3で誘導溝 1 5 を形成した後、直ちに切断用細線 2 5を誘導溝 1 5内に位置させ、そのまま切断用細線 2 5をハニカム構造体 1 0に挿入して、ハニカム構造体 1 0を切断するものである。 '

これにより、誘導溝 1 5の形成後、直ちに、切断用細線 2 5によるハニカム構造体 1 0の切断が可能となり、ハニカム構造体 1 0が必要最低限の長さまで長尺化した時点から極めて短時間で切断を完了することができる。

図 3等に示すように、本発明において、切り込み部材 2 3は、ハニカム構造体の径方向に 3セル分程度の深さで、誘導溝 1 5を形成することができるものであればよく、例えば、ナイフ、回転刃、レーザー、又はウォータージヱット等の切断手段を適用することができる。

また、切り込み部材 2 3として、ナイフ、又は回転刃を適用する場合には、張設されている切断用細線 2 5を含む面 2 6に、ナイフ、又は回転刃の先端を位置させて切り込み部材を配設すればよく、切り込み部材 2 3として、レーザー、又はウォータージェット（以下、「レーザー等」と省略する。）を適用する場合には、レーザー等がハニカム構造体の外周側面に接触する箇所が、張設されている切断用細線を含む面上に位置するように、レーザー等を配設すればよい。なお、これら切り込み部材 3の固定位置は特に制限はなく、切り込み位置が上述した特定の位置に設置されていれば如何なる位置でもよい。

本発明においては、これら切り込み部材 3で形成される誘導溝 1 5が、切断用細線 2 5を揷入可能な 0 . 2 mm以上の溝幅を有する必要があるため、レーザー等、又はナイフ若しくは回転刃の幅は、当該誘導溝 1 5の幅に対応する範囲とすることが好ましい。

また、上記切断手段のうち、ナイフを適用する場合には、誘導溝 1 5 へ確実に切断用細線 2 5を揷入できる溝幅を形成し、かつ誘導溝 1 5を形成する際の抵抗によりハニカム構造体 1 0が変形しないように、ナイフの肉厚を 0 . 5 〜 2 mm とすることが好ましい。また、ナイフの材質は、防鲭特性の大きいものが好ましく、更に上記肉厚で、切り込み部材の剛性を保てるものが好ましい。

また、誘導溝 1 5をナイフ又は回転刃で形成する場合、切断速度は 2 0 〜 1 5 O mm/秒であることが好ましい。 2 O mm/秒未満では、切断効率が損なわれ、 1 5 O mm/秒を超える場合には、隔壁の厚さとの関係で、ハ-カム構造体 1 0にひずみを生じさせる場合がある。

次に、図 1 4に示すように、枠体 2 0としては、 2以上の腕部 2 1を有するものが好ましく、例えば、コの字型形状を有し、 2つの腕部 2 1で切断用細線 2 5 を張設するものを挙げることができる。なお、腕部 2 1は、通常 2つあれば足りるが、更に多くの腕部 2 1を設けることもできる。

また、本発明において、切断用細線 2 5は、ハニカム構造体の切断可能な材質であることの他、切断により、ハニカム構造体に径方向の大きな力がかからない様に、できるだけ小径のものが好ましい。具体的には、鋼質のもので、 0 . 1 〜 0 . 0 5 mm程度のものが好まし,い。また、本発明において、切断用細線 2 5は、枠体 2 0の各腕部 2 1間に固定して張設するもの、又は切断用細線 2 5の各端部を駆動部 2 4に接続させ、切断用細線 2 5をその延伸方向へ運動させるものを挙げることができる。更に後者の場合、枠体 2 0の各腕部 2 1の先端に回転部材 2 2を設け、この回転部材 2 2間に切断用細線 2 5を張設するとともに、切断用細線 2 5の各端部を駆動部 2 4に接続して、この駆動部 2 4により切断用細線 2 5の各端部を引張り、回転部材 2 2間に張設される切断用細線 2 5を、その延伸方向に運動させるものが好ましい。

これにより、ハニカム構造体の切断を、切断用細線 2 5の延伸方向への運動を伴って行うことができるため、ハ-カム構造体 1 0を切断する際の切断抵抗が低減され、切断によるハニカム構造体 1 0の外形変形、又はセルよれ、めじわ等の隔壁の変形を防ぐことができる。更に、切断用細線 2 5の常に異なる箇所を用いて切断を行うため、前工程切断時に汚れがついた箇所で新たなハニカム構造体を切断することを防ぐことができ、また繰返し切断による切断用細線 2 5の老朽化を防ぐこともできるため、極めて細い切断用細線 2 5の寿命を非常に長くすることができる。

なお、本発明においては、駆動部 2 4により切断用細線 2 5の各端部を交互に引張り、回転部材 2 2間に張設されている切断用細線 2 5を、その延伸方向に往復運動させてもよく、駆動部 2 4により切断用細線 2 5の一の端部を引張り、回転部材 2 2間に張設されている切断用細線 2 5を、その延伸方向の一方向にのみ運動させてもよい。

次に、本発明における切断器移動部 1 4としては、例えば、図 1及ぴ図 3 ( a ) 〜（c ) に示すように、切断器 2に接続し、ハニカム構造体 1 0の長尺方向に上下移動する昇降部材 3 7と、昇降部材 3 7に回動可能に接続し、かつ切断器 2 を、ハニカム構造体 1 0の長尺方向 Zに対して垂直方向に、その切り込み部材 2 3をハニカム構造体の外周側面 8に接触させながら移動させることを可能とする水平多関節の構造を有する腕部材（図 1に示す切断器移動部 1 4では、移動部本体 3 3に固定されている。） 3 4とを有するものを挙げることができる。なお、昇降部材 3 7は、前述した受台移動部 5の昇降部材 3 2と共用化することにより、切断器 2のハニカム構造体長尺方向での上下移動を、受台 3の同移動と連動させてもよい。

また、切断器 2の制御手段としては、例えば、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度、長さ、外径、及び外形に関する情報を、予め制御部に入力しておき、当該情報に基づく制御部からの指令により、切断器移動部 1 4の各部材を駆動させることで切断器 2に所望の動作をさせるものでもよい。但し、前述した荷重検知器 7により、長尺化したハニカム構造体 1 0が受台を押圧した際に生じる受台 3にかかる荷重の変動を検知し、検知した情報に基づき、昇降部材 3 7を駆動させて、切断器 2のハニカム構造体長尺方向 Zへの移動を開始させることが好ましい。また、前述した速度検知器 6等により、ハニカム構造体 1 0の長尺方向の押出し速度を検知し、当該検知された情報と、押出し開始から経過した時間の情報に基づき、昇降部材 3 7の移動速度、及び腕部材 3 4の動作開始時点を制御することが好ましい。更には、枠体 2 0にハニカム構造体 1 0との距離を検知する検知器（図示せず）を設け、ハニカム構造体との距離を検知しながら切断器 2 に所望の切断動作をさせることも可能である。

この際、各検知器 6、 7等からの情報に基づき、切断器移動部 1 4の各部材の動作を制御する制御部（図示せず）を装置に設けることが好ましいが、必ずしも装置に設ける必要性はなく、外部に当該制御部を設けてもよい。また、前述した受台移動部 5と伴に、同一の制御部で制御することもできる。

以上、主に本発明のハニカム構造体製造装置について説明してきたが、当該装置を用いることで、本発明におけるハニカム構造体の製造方法を実施することができる。また、その際、用いるセラミックス原料については特に制限はなく、コーデイエライト、 S i C、アルミナ等、ハニカム構造体に適用可能なものであればよい。また、本発明は、ここまで説明した実施の形態に限定されるものではなく、その特徴を損わない範囲で、その他の態様を含むものである。 . 産業上の利用可能性

以上、本発明によれば、隔壁が薄い又は外径が大きなハニカム構造体を、ハニカム構造体の外形及び隔壁に変形を生じさせることなく、連続的に製造することができるハニカム構造体の製造装置、及ぴハニカム構造体の連続製造方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 重力方向又は同方向に対して 3 0 ° 未満の斜め方向に、ハニカム構造体を連続的に押出する成形機と、押出されたハニカム構造体を載置し、かつ、移動させることが可能な少なくとも 1以上の受台と、移動可能な切断器とを備え、該切断機は、枠体、該枠体に張設される切断用細線、及び該張設されている切断用細線を含む面上に、該ハニカム構造体への切り込み位置が設置されている切り込み部材とからなり、

該受台は、該成形機から押出されてくるハニカム構造体を、そのセル開口端面で載置し、そのままの状態で、該ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で長尺方向に、該ハニカム構造体を移動させうる手段を備え、該切断器は、該受台の長尺方向への移動とほぼ同期させて、該受台と同方向、かつ、ほぼ同一の速度で移動させながら、該張設されている切断用細線を、該切断用細線を含む面上で該ハニカム構造体側に、移動させることにより、該切り込み部材で、該ハニカム構造体の外周側面に、誘導溝を形成でき、該誘導溝の形成後、直ちに該切断用細線を該誘導溝内に位置させ、そのまま該切断用細線を該ハニカム構造体に挿入して、該ハニカム構造体を切断できる手段を備えた、ハニカム構造体

2 . 前記切断器の枠体が、少なくとも '2つの腕部材、各腕部の先端に設けられる回転部材、及び前記切断用細線の両端が接続される駆動部を含んで構成され、かつ前記切断用細線は該回転部材間に張設され、該駆動部の稼動により、該切断用細線が延伸方向に運動するような手段を備えた請求項 1に記載のハニカム構造

3 . 前記ハニカム構造体と非接触で、該ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度を検知する速度検知器を更に備え、該速度検知器は、前記受台、又は該受台と前記切断器に必要な情報を送り、該ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で移動させる手段を備えた請求項 1又は 2に記載のハニカム構造体

4 . 前記受台にかかる荷重を検知する荷重検知器を更に備え、前記ハニカム構造体が受台に载置された際に生じる荷重の変動を、該荷重検知器で検知し、該検知した情報に基づき、該受台、又は該受台と前記切断器を該ハニカム構造体長尺方向への移動を開始させる手段を備えた請求項 1〜 3の何れか一項に記載のハニカム構造体製造装置。

5 . 前記荷重検知器により、移動開始後の受台の移動速度とハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とのずれによって生じる受台にかかる荷重の変動を検知し、該検知した情報に基づき、該受台、又は該受台と前記切断器を、該ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度とほぼ同一の速度で移動させる手段を備えた請求項 4に記載のハニカム構造体製造装置。

6 . 前記荷重検知器により、前記ハニカム構造体の切断完了の際に生じる受台にかかる荷重の変動を検知し、該検知した情報に基づき、切断後のハニカム構造体を载置する受台に、転載位置への移動を開始させる手段を備えた請求項 4又は 5に記載のハエカム構造体製造装置。

7 . 成形機からハニカム構造体を連続的に押出しながら、該ハニカム構造体の外周側面に、切り込み部材で誘導溝を形成した後、該誘導溝に切断用細線を揷入させて、該ハニ力ム構造体を切断するハニカム構造体の製造方法であって、該ハニカム構造体が、重力方向又は同方向に対して 3 0 ° 未満の斜め方向に押出され、

該切り込み部材による誘導溝の形成と、該誘導溝への該切断用細線の挿入を連続して行うことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。

8 . 前記ハニカム構造体の切断が、前記切断用細線を、前記ハニカム構造体の長尺方向の押出し速度と同一の速度で、同長尺方向と同一の方向に移動させながら行われる請求項 7に記載のハニカム構造体の製造方法。

9 . 前記ハニカム構造体の切断を、該ハニカム構造体を受台に載置した状態で行う請求項 7又は 8に記載のハニカム構造体の製造方法。

1 0 . 前記ハニカム構造体の切断が、前記切断用細線の延伸方向への運動を伴つて行われる請求項 7〜 9の何れか一項に記載のハニカム構造体の製造方法。