(57)【要約】【課題】セラミック成形体に切断粉が付着することを抑制可能なセラミック成形体の切断装置を提供すること。【解決手段】ハニカム状の乾燥成形体４４を回転切断刃２６により切断するハニカム成形体切断装置１０において、イオンを発生させるイオン発生器３０と、イオン発生器３０で発生したイオンを含む空気を乾燥成形体４４に向けて送風可能な送風機３３とを備えたことを特徴としている。イオン発生器３０で発生したイオンを乾燥成形体４４に向けて送ることにより、回転切断刃２６で乾燥成形体４４を切断する際に乾燥成形体４４及び切断粉が帯電した場合でも、その帯電をイオンで中和して乾燥成形体４４を除電することが可能となる。このため、静電気のために切断粉が乾燥成形体４４に付着することを抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状をなし且つその長手方向に複数のセル孔を有するセラミック成形体を切断刃により切断するセラミック成形体切断装置において、
イオンを発生させるイオン発生器と、
前記イオン発生器で発生したイオンを含む空気を前記セラミック成形体に向けて送風可能な送風機と
を備えたことを特徴とするセラミック成形体切断装置。
【請求項２】
前記セラミック成形体の帯電状態を検出する帯電状態検出手段と、
前記イオン発生器で発生させる正負のイオンの割合を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記帯電状態検出手段の検出結果に基づき前記セラミック成形体の帯電を中和するイオンを発生させるよう正負のイオンの割合を制御することを特徴とする請求項１に記載のセラミック成形体切断装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記帯電状態検出手段により前記セラミック成形体が所定の基準値よりも正側に帯電していることが検出された場合には負のイオン割合を多くするようイオンの割合を制御するとともに、前記帯電状態検出手段により前記セラミック成形体が前記所定の基準値よりも負側に帯電していることが検出された場合には正のイオン割合を多くするようイオンの割合を制御することを特徴とする請求項２に記載のセラミック成形体切断装置。
【請求項４】
前記送風機は、前記切断刃による前記セラミック成形体の切断箇所に向けて送風することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセラミック成形体の切断装置。
【請求項５】
前記送風機は所定の広がりを持った範囲に送風可能であり、その送風範囲内に前記セラミック成形体が収まる位置に前記送風機を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセラミック成形体の切断装置。
【請求項６】
前記セラミック成形体は、隔壁により仕切られた複数のセルを有する断面ハニカム状をなし、その切断後に焼成されて排気浄化用ハニカム成形体が作製されるものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のセラミック成形体切断装置。
【請求項７】
長尺状をなし且つその長手方向に複数のセル孔を有するセラミック成形体を切断刃により切断するセラミック成形体切断方法において、
前記セラミック成形体に、イオンを含む空気を供給しながら切断を行うことを特徴とするセラミック成形体切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隔壁により仕切られた複数のセルを有するセラミック成形体の切断装置及び切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディーゼルエンジンでは排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）が採用されており、そのＤＰＦを構成するセラミックハニカム成形体としては、図６（ａ），（ｂ）に示すものが知られている。このセラミックハニカム成形体４０には、隔壁４１により区画された多数のセル４２が設けられるとともに、各セル４２の開口端部を閉塞する閉塞部４３が設けられている。ここで、閉塞部４３は、セラミックハニカム成形体４０の端面において隣接するセル４２が開口と閉塞を交互に繰り返す市松模様状となるように設けられる。また、各セル４２の一方の端部は閉塞され、他方の端部は開口が形成されるようになっている。これにより、排ガスは一方の端面側の開口からセル４２内に入り、隔壁４１を通過して隣接するセル４２に入り、その後他方の端面側の開口からセル４２外に出る。そして、隔壁４１を通過する際に、ＰＭが捕集される。
【０００３】
セラミックハニカム成形体４０の製造方法について簡単に説明すると、まず、粘土質の成形材により長尺の円柱状のハニカム成形体を押出成形し、押出成形されたハニカム成形体を乾燥させる。次に、乾燥させたハニカム成形体を切断し、ハニカム成形体を所定の長さとする。その後、所定の長さに切断されたハニカム成形体を焼成する。そして、両端面の所定の位置に閉塞部４３を設けて、セラミックハニカム成形体４０を形成する。
【０００４】
ここで、ハニカム成形体の切断については、回転刃を用いて切断する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−５３７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転刃を用いてハニカム成形体を切断する方法では、回転刃とハニカム成形体との擦れ合いによって静電気が発生し、ハニカム成形体及び切断の際に生じた切断粉が帯電する。そして、帯電したハニカム成形体に切断粉が付着することがある。切断粉はハニカム成形体の外側だけでなく、セル４２内部の隔壁４１に付着することもある。静電気のために付着した切断粉は送風機等で送風してもハニカム成形体に付着したまま離れないことが多く、特にセル４２内部の隔壁４１に付着した切断紛を外部からの送風で吹き飛ばすことは容易ではない。そして、隔壁４１等に切断紛が付着したままハニカム成形体を焼成すると、焼成された完成品としてのセラミックハニカム成形体４０における隔壁４１の通気抵抗が高くなる。その結果、隔壁４１でＰＭを捕集するＤＰＦの性質に悪影響が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、セラミック成形体に切断粉が付着することを抑制可能なセラミック成形体の切断装置及び切断方法を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、長尺状をなし且つその長手方向に複数のセル孔を有するセラミック成形体を切断刃により切断するセラミック成形体切断装置において、イオンを発生させるイオン発生器と、前記イオン発生器で発生したイオンを含む空気を前記セラミック成形体に向けて送風可能な送風機とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
セラミック成形体を切断刃で切断する際には、切断刃とセラミック成形体との擦れ合いによって静電気が発生する。そのため、切断によって生じた切断粉及びセラミック成形体が帯電し、静電気で引き寄せられた切断粉がセラミック成形体に付着する場合がある。そして、切断粉がセル内部の隔壁等に付着すると、製品として不具合を生じるおそれがある。
【００１０】
この点、本発明のセラミック成形体切断装置では、イオン発生器で発生したイオンをセラミック成形体に向けて送ることが可能となっている。このため、切断刃で切断する際にセラミック成形体及び切断粉が帯電した場合でも、その帯電をイオンで中和してセラミック成形体を除電することが可能となる。このため、静電気のために切断粉がセラミック成形体に付着することを抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、前記セラミック成形体の帯電状態を検出する帯電状態検出手段と、前記イオン発生器で発生させる正負のイオンの割合を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記帯電状態検出手段の検出結果に基づき前記セラミック成形体の帯電を中和するイオンを発生させるよう正負のイオンの割合を制御することを特徴としている。切断の際に発生するイオンは、セラミック成形体の材質を変更することによりその極性が変化する可能性がある。また、温度、湿度等の周囲の環境により帯電の強さが変化する可能性がある。このような場合であっても、検出した帯電状態に応じて適切なバランスのイオンを発生させ、結果としてセラミック成形体の帯電を好適に中和することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、前記制御手段は、前記帯電状態検出手段により前記セラミック成形体が所定の基準値よりも正側に帯電していることが検出された場合には負のイオン割合を多くするようイオンの割合を制御するとともに、前記帯電状態検出手段により前記セラミック成形体が前記所定の基準値よりも負側に帯電していることが検出された場合には正のイオン割合を多くするようイオンの割合を制御することを特徴としている。所定の基準値よりも正側に帯電しているか負側に帯電しているかに応じて、負又は正のイオン割合を多くするようにイオンの割合を制御することで、セラミック成形体の切断時にセラミック成形体が正負のいずれに帯電してもセラミック成形体の帯電を好適に中和することが可能となる。なお、所定の基準値としては、例えば０Ｖを採用するとよい。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記送風機は、前記切断刃による前記セラミック成形体の切断箇所に向けて送風することを特徴としている。これにより、切断箇所における静電気の発生を抑止することができるとともに、仮に静電気が発生した場合でも速やかにセラミック成形体を除電することが可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、前記送風機は所定の広がりを持った範囲に送風可能であり、その送風範囲内に前記セラミック成形体が収まる位置に前記送風機を設けたことを特徴としている。これにより、イオンを含む空気をセラミック成形体の全体に向けて送ることができ、セラミック成形体にイオンを効率的に当てることが可能となる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、前記セラミック成形体は、隔壁により仕切られた複数のセルを有する断面ハニカム状をなし、その切断後に焼成されて排気浄化用ハニカム成形体が作製されるものであることを特徴としている。本発明のセラミック構造体切断装置で切断することにより、セラミック構造体が断面ハニカム状をなす場合であっても、切断粉がセル内部の隔壁等に付着することが抑制される。これにより、断面ハニカム状のセラミック構造体を焼成後排気浄化用ハニカム成形体として用いる場合であっても、隔壁の通気抵抗が増加する等、製品としての不具合を抑制することが可能となる。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、長尺状をなし且つその長手方向に複数のセル孔を有するセラミック成形体を切断刃により切断するセラミック成形体切断方法において、前記セラミック成形体に、イオンを含む空気を供給しながら切断を行うことを特徴としている。これにより、切断刃による切断の際にセラミック成形体及び切断粉が帯電した場合でも、その帯電をイオンで中和してセラミック成形体を除電することが可能となる。このため、静電気のために切断粉がセラミック成形体に付着することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明にかかるハニカム成形体の切断装置を具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係るセラミックハニカム成形体４０は、ディーゼルエンジンの排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）等に用いられるものである。図６（ａ），（ｂ）に示すように、セラミックハニカム成形体４０は、隔壁４１により区画された多数のセル４２が設けられて略円柱状に形成される。そして、各セル４２の開口端部を閉塞する閉塞部４３が設けられている。ここで、閉塞部４３は、セラミックハニカム成形体４０の端面において隣接するセル４２が開口と閉塞を交互に繰り返す市松模様状となるように設けられる。また、各セル４２の一方の端部は閉塞され、他方の端部は開口が形成されるようになっている。
【００１８】
セラミックハニカム成形体４０を製造するにあたっては、まず、粘土質の成形材により長尺の略円柱状のハニカム成形体を押出成形する。この粘土質の成形材には、カーボン粒子や樹脂製のマイクロカプセルが混入されている。次に、押出成形されたハニカム成形体を乾燥させる。そして、乾燥させたハニカム成形体（以下、「乾燥成形体」と呼ぶ）を所定の長さとなるように切断し、切断された乾燥成形体を焼成する。その後、両端面の所定の位置に閉塞部を設けて、ＤＰＦに用いられるセラミックハニカム成形体４０が製造される。なお、上述のカーボン粒子やマイクロカプセルは焼成時に燃焼し、隔壁４１内に微小な空間を形成する。これにより、排ガス等が隔壁４１を通過する際の通気抵抗を小さくしている。
【００１９】
以下、乾燥成形体を切断する工程について詳述する。
【００２０】
図１はハニカム成形体切断装置を側方から見た内部構成図、図２はハニカム成形体切断装置を上方から見た内部構成図、図３は図１におけるＡ−Ａ断面図である。また、図４はハニカム成形体切断装置の制御ブロック図である。
【００２１】
ハニカム成形体切断装置１０には、乾燥されたセラミック成形体の投入及び取り出しが行われる第１空間１１と、乾燥成形体４４の切断が行われる第２空間１２とが形成されている。第１空間１１は、テーブル１３、左右の側部板１４、上部板１５、前部板１８及び装置内隔板１７とで囲まれている。第２空間１２は、テーブル１３、左右の側部板１４、上部板１５、後部板１６及び装置内隔板１７とで囲まれている。前部板１８にはスイッチ２１が設けられており、スイッチ２１をＯＮすることによりコントローラ２２に制御開始信号が入力されるようになっている。前部板１８及び装置内隔板１７には、前部扉１９及び装置内扉２０がそれぞれ設けられており、それらはコントローラ２２からの信号により上下に移動して自動開閉可能となっている。なお、ハニカム成形体切断装置１０の停止時においては、前部扉１９は開状態となっている。また、前部扉１９と装置内扉２０とは同時には開状態とならないように開閉制御される。
【００２２】
第１空間１１におけるテーブル１３上には、乾燥成形体４４を載置可能な載置部２３が設けられている。載置部２３には、略円柱状の乾燥成形体４４が、その軸線方向が装置左右方向（図１における紙面に垂直な方向）となるようにして載置される。載置部２３にはチャック部２４が設けられている。チャック部２４はコントローラ２２からの信号を受けて作動するように構成されており、乾燥成形体４４をその中央部及び両端部の３箇所で装置前後方向から挟持し、載置部２３上の所定位置に固定することが可能となっている。テーブル１３には装置前後方向に平行に延びる２本のレール２５が設けられている。そして、載置部２３はコントローラ２２からの信号を受けてレール２５上を移動することにより、第１空間１１と第２空間１２との間を往来可能となっている。
【００２３】
第２空間１２には、円形の回転切断刃２６が２枚設けられている。両回転切断刃２６は、両回転切断刃２６の軸心が装置左右方向に延びるように所定の距離を隔てて平行に配設されている。両回転切断刃２６の間隔は、切断後の乾燥成形体４４の長さに対応して設定されている。各回転切断刃２６の中心にはモータ２７の回転軸２８がそれぞれ接続されており、モータ２７の回転により回転切断刃２６が回転駆動されるようになっている。
【００２４】
ハニカム成形体切断装置１０には、イオン発生器３０が設けられている。イオン発生器３０は、高電圧のパルスが印加されることによりイオンを発生可能な電極３１と、電極３１へ印加される高電圧パルスを制御するイオン制御部３２とを含んで構成されている。電極３１は２枚の回転切断刃２６における乾燥成形体４４の切断箇所の上方にそれぞれ設けられている。イオン制御部３２はコントローラ２２からの信号を受けて作動を開始し、電極３１に印加する高電圧パルス時間（パルス幅）を制御することにより、電極３１で発生するイオンの正負バランスを制御している。具体的には、１本の電極針３１ａに「＋」、「−」の高電圧パルスを交互に印加し、両方の極性のイオンを生成させる。例えば、「＋」と、「−」の高電圧パルス幅を２：１に制御することにより、電極針３１ａで発生する正負のイオン割合を２：１に制御している。また、イオン制御部３２は、電極３１と対象物（乾燥成形体４４）との間の電位差によって生じるイオン電流をセンシングして対象物の帯電状態を検出可能となっている。そして、対象物の帯電状態に基づいて電極３１に印加する高電圧パルス時間（パルス幅）を制御することで、対象物の帯電を中和するよう適切な正負バランスのイオンを発生させることが可能となっている。具体的には、イオン制御部３２でセンシングした対象物の帯電状態が所定の基準電圧（例えば０Ｖ）よりも正側に帯電している場合には、イオン制御部３２は負のイオンを多く発生させるようイオンの正負バランスを制御する。また、イオン制御部３２でセンシングした対象物の帯電状態が基準電圧よりも負側に帯電している場合には、イオン制御部３２は正のイオンを多く発生させるようイオンの正負バランスを制御する。
【００２５】
ハニカム成形体切断装置１０には、送風機３３が設けられている。送風機３３は、気流を発生させる気流発生器３４と、発生した気流を送出するためのエアノズル３５を含んで構成されている。気流発生器３４はコントローラ２２からの信号を受けて作動するようになっている。
【００２６】
図５は、電極３１及びエアノズル３５近傍の模式的な拡大図である。図５に示すように、電極３１は金属の電極針３１ａ及びその先端部以外を包囲する絶縁部３１ｂとから形成されている。エアノズル３５は絶縁部３１ｂの側部に固定されている。すなわち、エアノズル３５も電極３１とともに回転切断刃２６の上方に設けられている。エアノズル３５からは、所定の角度の広がりを持って空気が送出されるようになっている。そして、本実施形態では、上記所定の角度の範囲内に乾燥成形体４４が収まるような位置にエアノズル３５が設けられる。これにより、電極３１で発生したイオンをエアノズル３５から送出される空気とともに回転切断刃２６による切断箇所を含む乾燥成形体４４の全体に向けて送ることが可能となっている。
【００２７】
次に、ハニカム成形体切断装置１０による乾燥成形体４４の切断工程について説明する。
【００２８】
まず、ハニカム成形体切断装置１０の電源（図示せず）がＯＮされる。これにより、モータ２７が回転して回転切断刃２６が回転駆動される。次に、作業者によって乾燥成形体４４が載置部２３上に載置される。そして、作業者によりスイッチ２１がＯＮされる。これにより、ハニカム成形体切断装置１０の自動運転が開始される。
【００２９】
自動運転が開始されると、コントローラ２２は前部扉１９を閉鎖するとともに、チャック部２４により乾燥成形体４４を載置部２３上に固定する。次に、装置内扉２０を開放するとともに、イオン発生器３０及び送風機３３の作動を開始させる。これにより、電極３１に高電圧が印加されて電極３１からイオンが発生するとともに、エアノズル３５からの送風が開始される。
【００３０】
その後、コントローラ２２は、乾燥成形体４４が載置された載置部２３を第２空間１２に移動することにより、乾燥成形体４４の両端を回転切断刃２６で切断する。この際、コントローラ２２は、電極３１と乾燥成形体４４との間の電位差によって生じるイオン電流をセンシングして乾燥成形体４４の帯電状態を検出する。そして、乾燥成形体４４の帯電状態に基づき、乾燥成形体４４の帯電を中和するようなイオンを電極３１から発生させるように高電圧パルスを電極３１に印加する。これにより、回転切断刃２６で乾燥成形体４４が切断されている間、乾燥成形体４４の帯電を中和するようなイオンを含む風が乾燥成形体４４に向けて送られる。
【００３１】
乾燥成形体４４の切断が完了すると、載置部２３を第１空間１１の原位置に戻す。そして、コントローラ２２はイオン発生器３０及び送風機３３の作動を停止するとともに、装置内扉２０を閉鎖する。
【００３２】
その後、チャック部２４による乾燥成形体４４の固定を解除するとともに、前部扉１９を開放する。そして、切断された乾燥成形体４４及び切断によって生じた端材が作業者によって取り出されることにより乾燥成形体４４の切断工程が終了する。
【００３３】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００３４】
乾燥成形体４４を回転切断刃２６で切断する際には、回転切断刃２６と乾燥成形体４４との擦れ合いによって静電気が発生する。特に本実施形態では、粘土質の成形材にカーボン粒子や樹脂製のマイクロカプセルが混入されているので、静電気が発生し易い。そのため、切断によって生じた切断粉及び乾燥成形体４４が静電気を帯び、静電気で引き寄せられた切断粉が乾燥成形体４４に付着するおそれがある。この点本実施形態では、イオン発生器３０の電極３１で発生させたイオンを乾燥成形体４４に向けて送っている。このため、回転切断刃２６で切断する際に乾燥成形体４４及び切断粉が帯電した場合でも、その帯電をイオンで中和することが可能となる。このため、静電気のために切断粉が乾燥成形体４４に付着することを抑制することができる。そして、その結果として、乾燥成形体４４を焼成したセラミックハニカム成形体４０の隔壁４１の通気抵抗が増大することにより隔壁４１でＰＭを捕集するＤＰＦの性質に悪影響が生じるおそれを抑制することが可能となる。
【００３５】
本実施形態では、発生したイオンをエアノズル３５から送出された空気により乾燥成形体４４に向けて送っている。これにより、イオンを乾燥成形体４４に向けて送って帯電を中和することが容易となる。特に本実施形態では、イオンを含む空気を乾燥成形体４４の全体に向けて送っているので、乾燥成形体４４の全体の帯電を効率的に中和することが可能となる。また、エアノズル３５から乾燥成形体４４に向けて空気を送ることにより、切断粉を吹き飛ばすことが可能となる。
【００３６】
本実施形態では、イオンを含む空気は乾燥成形体４４における回転切断刃２６による切断箇所に向けて送られる。これにより、切断箇所における静電気の発生を抑止することができるとともに、仮に静電気が発生した場合でも速やかに乾燥成形体４４の帯電を中和することが可能となる。
【００３７】
本実施形態では、エアノズル３５からの空気の送出角度範囲内に乾燥成形体４４が収まる位置となるようにエアノズル３５の設置位置が規定されている。これにより、イオンを含む空気を乾燥成形体４４の全体に向けて送ることができ、乾燥成形体４４にイオンを効率的に当てることが可能となる。
【００３８】
切断の際に発生するイオンは、乾燥成形体４４の成形材の材質を変更することにより極性が変化する可能性がある。また、温度、湿度等の周囲の環境により帯電の強さが変化する可能性がある。この点、本実施形態では、検出した乾燥成形体４４の帯電状態に基づいてイオンを発生させることにより、帯電を中和するために適切なバランスのイオンを発生させることが可能となる。具体的には、乾燥成形体４４が基準電圧よりも正側に帯電している場合には負のイオンを多く発生させ、乾燥成形体４４が基準電圧よりも負側に帯電している場合には正のイオンを多く発生させるようにしている。これにより、乾燥成形体４４の帯電状態を好適に中和することが可能となる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００４０】
上記実施形態では、エアノズル３５及び電極３１を乾燥成形体４４の上方に設け、上方からイオンを含む空気を乾燥成形体４４に当てた。しかし、イオンを含む空気を乾燥成形体４４に当てる向きはこれに限定されるものではなく、他の方向から当てるようにしてもよい。また、イオンを含む空気を複数の方向から乾燥成形体４４に当てるようにしてもよい。これにより、乾燥成形体４４に対して多方向からイオンを当てることが可能となり、効率的に乾燥成形体４４の帯電を中和することが可能となる。
【００４１】
上記実施形態では、電極３１で発生したイオンをエアノズル３５から送出される空気とともに回転切断刃２６による切断箇所を含む乾燥成形体４４の全体に向けて送った。しかし、イオンを含む空気を乾燥成形体４４の一部にのみ送るようにしてもよい。これによっても、イオンを含む空気が当てられた箇所において乾燥成形体４４の帯電を中和することができ、乾燥成形体４４全体の帯電を弱めることが可能となる。これにより、静電気のために切断粉が乾燥成形体４４に付着することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ハニカム成形体切断装置を側方から見た内部構成図。
【図２】ハニカム成形体切断装置を上方から見た内部構成図。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図４】ハニカム成形体切断装置の制御ブロック図。
【図５】電極及びエアノズル近傍の模式的な拡大図。
【図６】（ａ）はハニカム成形体の断面図、（ｂ）はハニカム成形体を端面側から見た図。
【符号の説明】
【００４３】
１０…ハニカム成形体切断装置、２６…回転切断刃、２７…モータ、３０…イオン発生器、３１…電極、３２…イオン制御部、３３…送風機、３４…気流発生器、３５…エアノズル、４０…セラミックハニカム成形体、４１…隔壁、４２…セル、４３…閉塞部、４４…乾燥成形体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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