(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体を成形するためのスリットを有する金型と，該金型の下流側に設けられたガイドリングとよりなり，該ガイドリングは，成形品の外径を規制するための開口縁を有すると共に該開口縁よりも上流側にハニカム構造体の外皮形成用のプール部を有する，セラミック製のハニカム構造体の成形装置において，
上記ガイドリングには，該ガイドリングの温度を調整する温度調整装置を設けたことを特徴とするハニカム構造体の成形装置。
【請求項２】
請求項１において，上記温度調整装置は，加熱装置及び冷却装置の少なくとも一方であることを特徴とするハニカム構造体の成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記温度調整装置は，上記ガイドリングの上記プール部に面する位置に埋設してあることを特徴とするハニカム構造体の成形装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において，上記ガイドリングには，温度検出器を配設してあることを特徴とするハニカム構造体の成形装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において，上記プール部は，上記ガイドリングにおける上記金型との対面側において，上記開口縁から外方側へ向かう切り欠き部と上記金型との間に形成されていることを特徴とするハニカム構造体の成形装置。
【請求項６】
金型の下流側に外皮形成用のプール部を有するガイドリングを設けた成形装置を用いて，上記金型を通じてセラミック材料を押出しハニカム構造体を成形すると共に該ハニカム構造体の外周に上記ガイドリングにより外皮を形成する方法において，
上記ガイドリングの温度を調整しながら上記セラミック材料の押出しを行うことを特徴とするハニカム構造体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，セラミック製のハニカム構造体の成形装置及び成形方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば自動車の排ガス浄化装置等に用いられる触媒担体として，図５，図７に示すごとく，コーディエライト等のセラミック材料により作製したハニカム構造体８がある。このハニカム構造体８は，図６に示すごとく，多数のセル８０を形成するハニカム構造を有する本体部８１と，その外周を被覆する外皮８２とから構成されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体８を製造する方法としては，図５に示すごとく，ハニカム構造を形成するためのスリット１１を有する金型１０と，該金型１０の下流側に設けたガイドリング９２とよりなる成形装置９を用いて，連続的に押出し成形する方法がある。
上記ガイドリング９２には，図５に示すごとく，外皮形成用のプール部９２２を設けてある。尚，符号９５は，金型１０とガイドリング９２とをセットするためのホルダーである。
【０００４】
この成形装置９による押出し成形においては，図５に示すごとく，金型１０の上流側からスクリュー式押出し機（図示略）等によってセラミック原料が金型１０を通じて押出される。そして，押出されたセラミック材料は，その本体部８１においては多数のセル８０を有するハニカム構造を形成する。
【０００５】
一方，金型１０の外周側から押出されたセラミック材料は，図５に示すごとく，上記ガイドリング９２のプール部９２２の作用によって，ハニカム形状が潰されると共に，押出し方向から内周方向へと進行方向を変え，次いでガイドリング２の開口縁９２１において再び押出し方向へと進行方向を変えつつ，上記本体部８１を取り囲む外皮８２を形成する。
【０００６】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のハニカム構造体の成形装置及び成形方法においては，次の問題がある。
即ち，セラミック材料の流れ性には，様々な要因が影響する。例えば，原料粒子の粒径や形状のばらつき，水分量，混練度合，気温，湿度の微妙な変化等が影響する。そのため，セラミック材料の流れ性は，例えば１日の間においても，刻々と変化し，常時一定の状態を保つことは極めて困難である。
【０００７】
このセラミック材料の流れ性の変化は，押出し成形性に大きく影響する。また，上記ガイドリング９２におけるプール部９２２の寸法形状等は，セラミック材料の流れ性によって最適な寸法等が異なる。そのため，例えば，成形開始段階において複数種類のガイドリング９２から最適な形状のガイドリング９２を選択しなければならない。また，成形装置９を最適状態にセットしておいても，上記セラミック材料の流れ性は，使用時の環境変化や原料バラツキ等の変化によってその時，その時の成形状態が変化し，必ずしも安定して良好な外皮を形成できるとは限らない。
【０００８】
そして，ハニカム構造体８の本体部８１と外皮８２の成形速度のバランスが崩れた場合には，ササクレ不良８８（図８），又はシワ不良８９（図９）が発生するようになる。ササクレ不良８８は，外皮８２の成形速度が本体部８１の成形速度よりも遅くなっているために発生すると考えられ，一方シワ不良８９は外皮８２の成形速度が本体部８１の成形速度よりも速くなっているために発生すると考えられる。
【０００９】
そのため，対策として，成形装置９を組み直して，ガイドリング９２の交換を行ったり，金型９１上流に流れ性阻害用抵抗板を配設したりすることが必要となる。
【００１０】
しかし，これらの対策は，不具合が生じた時の環境などの条件に一時的に対応するものではあっても環境が変われば対応ができなくなる。また，成形条件を階段状に変更するものであり，その中間的な連続的な条件設定ができない。例えば，ガイドリング９２を交換する場合には，交換前後のガイドリング９２の中間的な条件を設定することができず，いわゆる微調整を行うことが困難である。
さらにガイドリングの交換等の対策は，比較的長時間を要するため，何度もこの対策を講じると生産性の大幅なロスにつながる。
【００１１】
一方，特公昭５５−３６４８６号公報に示されたごとく，スクリュー式押出機によりセラミック材料を押出す場合において，金型に到達する前のセラミック材料を外方から加熱することにより，その温度を調整する方法が知られている。
しかしながら，この方法は，セラミック材料の均熱化を狙ったものであり，全体的な流れ性の改善を実施することはできるが，上記ササクレ不良やシワ不良の有効な対策とはならない。それは，上記温度調整が，ササクレ不良やシワ不良をフィードバックして制御されるものではないことからも明らかである。
【００１２】
また，これらの不良は，ハニカム構造の本体部と外皮との成形速度の違いにより発生していると考えられ，この成形速度の違いは，必ずしもセラミック材料全体の温度が均一である場合に解消されるものではないからである。
【００１３】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，ハニカム構造体の外皮の成形速度を微調整することができ，外皮の成形不良を防止することができる，ハニカム構造体の成形装置及び成形方法を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，ハニカム構造体を成形するためのスリットを有する金型と，該金型の下流側に設けられたガイドリングとよりなり，該ガイドリングは，成形品の外径を規制するための開口縁を有すると共に該開口縁よりも上流側にハニカム構造体の外皮形成用のプール部を有する，セラミック製のハニカム構造体を成形する装置において，
上記ガイドリングには，温度調整装置を設けたことを特徴とするハニカム構造体の成形装置にある。
【００１５】
本発明において最も注目すべきことは，上記ガイドリングには，上記温度調整装置を設けたことである。
上記ガイドリングにおける開口縁は，ハニカム構造体の外径，即ち外皮の外径寸法を規制するためのものである。また，上記プール部は，上記開口縁よりも大径の空間部を形成する溝であって，上記開口縁の上流側に形成さている。
【００１６】
次に，本発明における作用効果につき説明する。
本例のハニカム構造体の成形装置においては，上記ガイドリングに上記温度調整装置を有する。そして，該温度調整装置を操作することにより，上記ガイドリングのプール部を加熱又は冷却することができる。
【００１７】
そのため，本装置を用いてハニカム構造体を押出し成形する際には，成形されてくるハニカム構造体の外皮部分の成形状態の変化に応じて，上記温度調整装置により，上記ガイドリングのプール部に滞留中の外皮形成用セラミック材料の温度を制御することができる。
【００１８】
即ち，外皮部分の流れ性が悪化し，外皮成形速度が本体部よりも遅くなってきた場合には，上記温度調整装置によりガイドリングを介してプール部に位置する外皮形成用セラミック材料を加熱し，流れ性を向上させる。これにより，外皮の成形速度を速めて本体部の成形速度と一致させることができ，ササクレ不良の発生を防止することができる。
【００１９】
一方，外皮部分の流れ性が本体部よりも良すぎるため，外皮成形速度が本体部よりも速くなってきた場合には，上記温度調整装置によりガイドリングを介してプール部に位置する外皮形成用セラミック材料を冷却し，流れ性を低下させる。これにより，外皮の成形速度を遅くして本体部の成形速度と一致させることができ，シワ不良の発生を防止することができる。
【００２０】
上記のごとく，本発明によれば，成形されるハニカム構造体の外皮の成形状態に応じて，外皮成形用のセラミック材料を局部的に温度制御することができる。そのため，セラミック材料の性状がその時，その時で変化しても，外皮形成用のセラミック材料の流れ性を適宜変化させることにより，外皮と本体部との成形バランスを保つことができる。
それ故，従来のように頻繁にガイドリングの交換等を行う必要がなく，生産性も格段に向上させることができる。
【００２１】
したがって，本発明によれば，ハニカム構造体の外皮の成形速度を微調整することができ，外皮の成形不良を防止することができる，ハニカム構造体の成形装置を提供することができる。
【００２２】
次に，請求項２の発明のように，上記温度調整装置は，加熱装置又は冷却装置の一方又は双方とすることができる。即ち，成形装置の環境，特性等により，外皮部分の成形速度が常に本体部よりも遅い傾向の場合には，上記温度調整装置は，加熱装置のみとし，加熱度合いを変化させることにより上記作用効果を発揮することができる。
【００２３】
また，これとは逆に外皮部分の成形速度が常に本体部よりも速い傾向がある場合には，上記温度調整装置は，冷却装置のみとし，冷却度合いを変化させることにより，上記作用効果が得られる。
また，加熱装置と冷却装置の双方とした場合には，様々な状態に対応することができる。
また，加熱装置と冷却装置とは，１本の熱交換用パイプ内に温水又は冷水を通すことにより温度調節する，加冷一体型とすることもできる。
【００２４】
また，請求項３の発明のように，上記温度調整装置は，上記ガイドリングの上記プール部に面する位置に埋設してあることが好ましい。これにより，プール部に滞留中の外皮形成用のセラミック材料を効率よく加熱又は冷却することができる。
【００２５】
また，請求項４の発明のように，上記ガイドリングには，温度検出器を配設してあることが好ましい。これにより，温度調整装置の制御を精度良く行うことができる。
【００２６】
また，請求項５の発明のように，上記プール部は，上記ガイドリングにおける上記金型との対面側において，上記開口縁から外方側へ向かう切り欠き部と上記金型との間に形成することができる。即ち，上記ガイドリングの上流側に上記開口縁の内径よりも大きい径の切り欠き部を設け，これを上記金型に対面させることにより上記プール部を形成する。これにより，金型のスリットから押し出されたセラミック材料は，上記プール部において，まず上記ガイドリングの上記切り欠き部に衝突してプール部に滞溜し，容易に外皮形成用の材料となる。
【００２７】
次に，上記のごとき成形装置によりハニカム構造体を成形する方法として，次の方法がある。
即ち，請求項６の発明のように，金型の下流側に外皮形成用のプール部を有するガイドリングを設けた成形装置を用いて，上記金型を通じてセラミック材料を押出しハニカム構造体を成形すると共に該ハニカム構造体の外周に上記ガイドリングにより外皮を形成する方法において，
上記ガイドリングの温度を調整しながら上記セラミック材料の押出しを行うことを特徴とするハニカム構造体の成形方法がある。
【００２８】
本発明において最も注目すべきことは，上記ガイドリングの温度を調整しながら上記押出しを行うことである。
これにより，ガイドリングを介して上記プール部に滞留する外皮形成用のセラミック材料を温度制御でき，その流れ性を微調整することができる。
【００２９】
したがって，本発明によれば，ハニカム構造体の外皮の成形速度を微調整することができ，外皮の成形不良を防止することができる，ハニカム構造体の成形方法を提供することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるハニカム構造体の成形装置及び成形方法につき，図１〜図４を用いて説明する。
本例のハニカム構造体の成形装置１は，図１に示すごとく，ハニカム構造を形成するためのスリット１１を有する金型１０と，金型１０の下流側に設けられた金属製のガイドリング２とよりなる。
【００３１】
ガイドリング２は，成形品の外径を規制するため，テーパ状に形成された開口縁２１を有すると共に開口縁２１よりも上流側にハニカム構造体の外皮形成用のプール部２２を有する。
ガイドリング２には，温度調整装置３を設けてある。
以下，これを詳述する。
【００３２】
上記金型１０とガイドリング２とは，ガイドリング押さえ１７と第１ホルダー１８及び第２ホルダー１９によって一体的に固定してある。これらのホルダー類を取り外せばガイドリング２，金型１０の交換が可能である。また多種類の金型１０等に対応するために，金型１０と第１ホルダー１８との間にはスペーサ１６を介在させてある。
【００３３】
ガイドリング２は，図１，図３，図４に示すごとく，その上流側に段状の切り欠き部２２３を設けると共に，これを金型１０に対面させてプール部２２を形成している。そして，ガイドリング２２は，プール部２２に面する位置に温度調整装置３を埋設している。具体的には，図３，図４に示すごとく，ガイドリング２の下流側の面に蓋部２６（図３）を設けると共に，プール部２２に面する面の裏側に温度調整装置埋設用の溝２３を設けている。そして，リング状の溝２３内に温度調整装置３を配設して蓋部２６を被せてある。
【００３４】
温度調整装置３は，図１，図３，図４に示すごとく，加熱装置であるヒータ３２と冷却装置である冷却パイプ３１とより構成されている。尚，本例のヒータ３はいわゆるシーズヒータを用いている。また，冷却パイプ３１は別途設けたチラーに連結されており，これにより冷却水が循環される。
【００３５】
また，図１，図３，図４に示すごとく，温度調整装置３の埋設部の上流側には，温度測定用の熱電対４を埋設してある。この熱電対４により検出されたガイドリング２の温度は，温度調整装置３の制御に用いられる。
【００３６】
次に，この成形装置１を用いてハニカム構造体を成形するに当たっては，まず図１に示すごとく，金型１の上流側からスクリュー式押出機（図示略）によってセラミック材料８００を金型１を通じて押出す。即ち，セラミック材料８００は金型１に向かって常に一定の圧力によって加圧されつつ押し出される。
【００３７】
金型１の外周側から押出されるセラミック材料８００は，プール部２２において進行方向を内周側へ変えさらに開口縁２１において再び押出し方向へ変えつつ，外皮８２を形成する。即ち，ハニカム構造体８の周部にはプール部２２より増量されたセラミック材料８００が供給され，これによって外皮８２が形成される。
【００３８】
このとき，成形されてくるハニカム構造体８の外皮８２の成形状態に応じてガイドリング２の温度を調整しながら上記押出しを行う。即ち，ガイドリング２の温度調整をすることにより，プール部２２に滞留中の外皮形成用の材料温度を調整する。
【００３９】
具体的には，従来例に示したように，温度又は湿度の他，原料粒子の粒径や形状のばらつき，混練度合等の種々の要因の微妙な変化の影響を受けることによって，成形されてくる外皮の成形速度が本体部側よりも遅くなり，ササクレ不良の兆候が現れてきたような場合には，温度調整装置３のヒータ３２によって，ガイドリング２を介してプール部２２に滞留中の外皮形成用の材料を加熱する。これにより，外皮形成用の材料は流れ性が向上し，成形速度が速まって本体部の成形速度と合致し，ササクレ不良の発生が防止される。
【００４０】
一方，上記のごとく，温度又は湿度等の影響を受けることによって，成形されてくる外皮の成形速度が本体部側よりも速くなり，シワ不良の兆候が現れてきたような場合には，温度調整装置３の冷却パイプ３１に冷却水を流すことにより，ガイドリング２を介してプール部２２に滞留中の外皮形成用の材料を冷却する。これにより，外皮形成用の材料は流れ性が低下し，成形速度が遅くなって本体部と合致し，シワ不良の発生が防止される。
【００４１】
したがって，本例によれば，成形されてくるハニカム構造体の外皮の成形状態に応じて，外皮形成用の材料のみを上記プール部２２において加熱又は冷却することにより，その流れ性を制御することができる。そのため，セラミック材料全体の性状が徐々に変化しても，外皮部分と本体部分との成形速度を同様に保つことができ，種々の成形不良の発生を防止することができる。
【００４２】
それ故，本例の成形装置１及び成形方法によれば，従来よりも大幅に成形装置の組み替え回数等を減少させることができ，生産性の大幅な向上を図ることができる。
【００４３】
上記のごとく，本例によれば，ハニカム構造体の外皮の成形速度を微調整することができ，外皮の成形不良を防止することができる，ハニカム構造体の成形装置及び成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の成形装置の説明図。
【図２】実施形態例１の成形装置の平面図。
【図３】実施形態例１における，ガイドリングの断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図５】従来例のハニカム構造体の成形方法を示す説明図。
【図６】従来例における，ハニカム構造体のハニカム構造及び外皮を示す説明図。
【図７】従来例における，良品のハニカム構造体の斜視図。
【図８】従来例における，ササクレ不良が発生したハニカム構造体を示す説明図。
【図９】従来例における，シワ不良が発生したハニカム構造体を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．成形装置，
１１．．．スリット，
２．．．ガイドリング，
２１．．．開口縁，
２２．．．プール部，
３．．．温度調整装置，
３１．．．冷却パイプ，
３２．．．ヒータ，
４．．．熱電対，
８．．．ハニカム構造体，
８１．．．ハニカム本体部，
８２．．．外皮，
【図１】
0003635780.tif 000002
【図２】
0003635780.tif 000003
【図３】
0003635780.tif 000004
【図４】
0003635780.tif 000005
【図５】
0003635780.tif 000006
【図６】
0003635780.tif 000007
【図７】
0003635780.tif 000008
【図８】
0003635780.tif 000009
【図９】
0003635780.tif 000010