(57)【要約】【課題】非破壊でかつ高速に栓高さ、及び栓の状態の良否を検査することが可能な、栓詰めハニカム構造体の検査方法及び検査装置を提供すること。【解決手段】ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセル２１を有する本体２２と、本体２２の両端面に開口するセル２１の開口部の一方を栓詰めする栓部２３とを有する栓詰めハニカム構造体２の栓部２３の検査方法。載置台３の基準面３１上に、検査すべき栓部２３を備えた端面を下方に向けて栓詰めハニカム構造体２を載置する載置工程と、セルの内径よりも小さい外径を有する挿入部４１を有すると共に基準長さを有する検査棒４を用い、栓詰めハニカム構造体２における検査すべき栓部２３を備えたセル２１の上方開口部から検査棒４の挿入部を挿入する検査棒挿入工程と、セル２１から突出する検査棒４の上端位置高さを測定する高さ測定工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセルを有する本体と、該本体の両端面に開口する上記セルの開口部の一方を栓詰めする栓部とを有する栓詰めハニカム構造体における、上記栓部の検査を行う検査方法であって、
載置台の基準面上に、検査すべき上記栓部を備えた端面を下方に向けて上記栓詰めハニカム構造体を載置する載置工程と、
上記セルの内径よりも小さい外径を有する挿入部を有すると共に基準長さを有する検査棒を用い、上記基準面上に載置された上記栓詰めハニカム構造体における検査すべき栓部を備えたセルの上方開口部から上記検査棒の上記挿入部を挿入する検査棒挿入工程と、
上記セルから突出する上記検査棒の上端位置高さを測定する高さ測定工程とを有することを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項２】
請求項１において、上記高さ測定工程では、レーザ変位計を用いることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項３】
請求項２において、上記検査棒挿入工程では、上記検査棒を複数用い、複数のセルに挿入することを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項４】
請求項３において、上記検査棒挿入工程では、上記栓詰めハニカム構造体の中心部近傍の一箇所と、外周付近の複数箇所に上記検査棒を挿入することを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項５】
請求項４において、上記外周付近の挿入箇所は、最外周から３セル目の位置とすることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項において、上記高さ測定工程は、上記載置台の回転により上記栓詰めハニカム構造体を回転させることにより、上記レーザ変位計の検査領域に順次検査棒を侵入させて行うことを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記検査棒は、上記挿入部よりも大径の検査部を上記挿入部に連ねて構成されていることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記検査棒の上記挿入部の径は、上記セルの内径の４０〜９０％であることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記検査棒の上記挿入部の先端は、鋭角状であることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項において、上記検査棒の上記基準長さは、上記栓詰めハニカム構造体の全長よりも２０〜７０ｍｍ長いことを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法。
【請求項１１】
ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセルを有する本体と、該本体の両端面に開口する上記セルの開口部の一方を栓詰めする栓部とを有する栓詰めハニカム構造体における、上記栓部の検査を行う検査装置であって、
検査すべき上記栓部を備えた端面を下方に向けて上記栓詰めハニカム構造体を載置する基準面を備えた載置台と、
上記セルの内径よりも小さい外径を有する挿入部を有すると共に基準長さを有する検査棒と、
上記載置台の上記基準面に載置された上記栓詰めハニカム構造体における検査すべき複数のセルに挿入された上記検査棒の上端位置高さを測定するためのレーザ変位計とを有することを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査装置。
【請求項１２】
請求項１１において、上記検査棒は、上記挿入部よりも大径の検査部を上記挿入部に連ねて構成されていることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、上記検査棒の上記挿入部の径は、上記セルの内径の４０〜９０％であることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一項において、上記検査棒の上記挿入部の先端は、鋭角状であることを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか一項において、上記検査棒の上記基準長さは、上記栓詰めハニカム構造体の全長よりも２０〜７０ｍｍ長いことを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栓詰めハニカム構造体における、栓の検査を行う検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
栓詰めハニカム構造体は、ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセルを有し、その本体の少なくとも一方の端面に開口する上記セルの開口部に栓を詰めた構造になっている。栓は、マフラー取り付け時にハニカムの壁に確実に排ガスを通過させ、排ガス中のディーゼルパティキュレート（以下、ＤＰという）をハニカム構造体の壁に堆積させるために必要である（特許文献１参照）。
【０００３】
その栓高さは、ＤＰの堆積量に影響すると共に、圧力損失にも影響する重要な要因である。
この栓高さを測定するには、セルの内径が小さく、直接観察することは困難である。そのため、栓高さの測定は、従来、Ｘ線ＣＴ透析法や断面カットによる観察で実施されていた。
【０００４】
しかしながら、ＣＴ法では、観察に長い時間かかってしまい、量産時の全数チェック又はそれに近い頻度のチェックに用いることは困難であった。また、設備費も高額である。
また、上述の断面カットでは、そもそも破壊観察であり、ワーク全体を観察するには多大な時間を要するという欠点があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５６８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、非破壊でかつ高速に栓高さ、及び栓の状態の良否を検査することが可能な、栓詰めハニカム構造体の検査方法及び検査装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセルを有する本体と、該本体の両端面に開口する上記セルの開口部の一方を栓詰めする栓部とを有する栓詰めハニカム構造体における、上記栓部の検査を行う検査方法であって、
載置台の基準面上に、検査すべき上記栓部を備えた端面を下方に向けて上記栓詰めハニカム構造体を載置する載置工程と、
上記セルの内径よりも小さい外径を有する挿入部を有すると共に基準長さを有する検査棒を用い、上記基準面上に載置された上記栓詰めハニカム構造体における検査すべき栓部を備えたセルの上方開口部から上記検査棒の上記挿入部を挿入する検査棒挿入工程と、
上記セルから突出する上記検査棒の上端位置高さを測定する高さ測定工程とを有することを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査方法にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の栓詰めハニカム構造体の検査方法は、上記載置工程と、上記検査棒挿入工程と、上記高さ測定工程とを有する。これらの工程を行うことにより、非破壊でかつ高速に栓詰めハニカム構造体の栓高さ、及び栓の状態の良否を検査することができる。
【０００９】
すなわち、栓詰めハニカム構造体は、各セルの一方の開口端に栓部が存在している。そのため、後述する上記検査棒挿入工程において、検査すべき栓部を備えたセルの上方開口部から上記検査棒を挿入するために、上記載置工程において、載置台の基準面上に、検査すべき上記栓部を備えた端面を下方に向けて上記栓詰めハニカム構造体を載置する。
【００１０】
上記検査棒挿入工程においては、用いる検査棒は、上記セルの内径よりも小さい外径を有する挿入部を有すると共に基準長さを有する。そのため、上記基準面上に載置された上記栓詰めハニカム構造体における検査すべき栓部を備えたセルの上方開口部から上記検査棒の上記挿入部を挿入することができ、非破壊で行うことができる。
【００１１】
また、上記測定工程においては、上記セルから突出する上記検査棒の上記基準面からの上端位置高さを測定する。測定した上記検査棒の上端位置高さから、検査棒自身の長さを除くことで、栓高さを求めることができる。
また、上記測定工程において、高さを測定する方法としては、後述するごとく、レーザ変位計を用いることが最も好ましいが、ノギスでの測定でも可能であり、検査棒先端を画像認識にて測定することも可能である。
【００１２】
また、本発明では、栓高さの測定によって、栓密度や、栓部に剥離や隙間の有無も検査することができる場合もある。つまり、栓密度が低すぎる場合や、栓部に剥離や隙間がある場合には、上記検査棒は栓内に入り、結果として高さが不十分となり、不良ということになる。そのため、栓密度や、栓部の剥離などの、状態の良否を検査することができる場合もある。
このように、本発明の栓詰めハニカム構造体の検査方法は、非破壊でかつ高速に栓詰めハニカム構造体の栓高さ、及び栓の状態の良否を検査することができる。
【００１３】
第２の発明は、ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセルを有する本体と、該本体の両端面に開口する上記セルの開口部の一方を栓詰めする栓部とを有する栓詰めハニカム構造体における、上記栓部の検査を行う検査装置であって、
検査すべき上記栓部を備えた端面を下方に向けて上記栓詰めハニカム構造体を載置する基準面を備えた載置台と、
上記セルの内径よりも小さい外径を有する挿入部を有すると共に基準長さを有する検査棒と、
上記載置台の上記基準面に載置された上記栓詰めハニカム構造体における検査すべき複数のセルに挿入された上記検査棒の上端位置高さを測定するためのレーザ変位計とを有することを特徴とする栓詰めハニカム構造体の検査装置にある（請求項１０）。
【００１４】
本発明の栓詰めハニカム構造体の検査装置は、上述したように、上記載置台と、上記検査棒と、上記レーザ変位計とを有する。この検査装置を用いることにより、栓詰めハニカム構造体の栓高さ、及び栓の状態の良否を、非破壊でかつ高速に検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明の栓詰めハニカム構造体の検査方法は、上記高さ測定工程では、レーザ変位計を用いることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記検査棒の上端位置高さを短時間に精密に測定することができる。
【００１６】
また、上記検査棒挿入工程では、上記検査棒を複数用い、複数のセルに挿入することが好ましい（請求項３）。
複数の検査棒を使用し、順次測定することで、さらに高速で効率よく検査することができる。
【００１７】
また、上記検査棒挿入工程では、上記栓詰めハニカム構造体の中心部近傍の一箇所と、外周付近の複数箇所に上記検査棒を挿入することが好ましい（請求項４）。
上記検査棒を挿入する場所は、全セルでも良いが、測定に長時間を要するため、栓高さのばらつく場所に挿入することが効率的であり、例えば、上述のように、中心部近傍の一箇所と、外周付近の複数箇所であることが好ましい。
【００１８】
また、上記外周付近の挿入箇所は、最外周から３セル目の位置とすることが好ましい（請求項５）。
最外周から３セル目よりも外周側では、セル形状が完全でない場所があるため、毎回、セルの完全性を確認する必要があり、非効率であるため、最外周から３セル目の位置とすることが好ましい。
【００１９】
また、上記高さ測定工程は、上記載置台の回転により上記栓詰めハニカム構造体を回転させることにより、上記レーザ変位計の検査領域に順次検査棒を侵入させて行うことが好ましい（請求項６）。
上記栓詰めハニカム構造体を回転させることにより、レーザ変位計で検出する際に、さらに、効率良く、高速に測定することができる。
【００２０】
また、上記第１の発明及び第２の発明においては、上記検査棒は、上記挿入部よりも大径の検査部を上記挿入部に連ねて構成されていることが好ましい（請求項７、１２）。
この場合には、レーザ変位計で測定する際に上記検査部を測定対象とすることによって認識が容易となるため、より高精度の測定ができるという効果を得ることができる。
【００２１】
また、上記検査棒の上記挿入部の径は、上記セルの内径の４０〜９０％であることが好ましい（請求項８、１３）。
上記挿入部の径が、上記セルの内径の４０％未満の場合には、検査棒の強度が小さく、挿入時に曲がり、測定誤差が生じるおそれがある。一方、上記挿入部の径が、上記セルの内径の９０％を超える場合には、挿入時にセル壁と衝突する確率が高くなり、セルが損傷するおそれがある。
【００２２】
また、上記検査棒の上記挿入部の先端は、鋭角状であることが好ましい（請求項９、１４）。
この場合には、セルを狙って挿入する際に、位置決めがし易いという効果を得ることができる。
また、上記挿入部の先端の形状としては、円錐状、角錐状等であってもよい。
【００２３】
また、上記検査棒の上記基準長さは、上記栓詰めハニカム構造体の全長よりも２０〜７０ｍｍ長いことが好ましい（請求項１０、１５）。
この場合には、測定誤差を抑制することができる。
【００２４】
上記検査棒の基準長さと上記栓詰めハニカム構造体の全長との差が２０ｍｍ未満の場合には、上記検査棒の出し入れがし難くなり、作業性が劣るおそれがある。一方、上記基準長さが、上記栓詰めハニカム構造体の全長よりも７０ｍｍを超えて長い場合には、セル径よりも検査棒の径は小さいので、挿入時に検査棒が若干傾くが、その傾きによる栓高さ測定の測定誤差への影響が大きくなるおそれがある。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
本発明の栓詰めハニカム構造体の検査方法及び検査装置にかかる実施例について、図１〜図７を用いて説明する。
本例の栓詰めハニカム構造体の検査装置１は、図１に示すように、ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセル２１を有する本体２２と、該本体２２の両端面に開口する上記セル２１の開口部の一方を栓詰めする栓部２３とを有する栓詰めハニカム構造体２における、上記栓部２３の検査を行う検査装置１であって、
検査すべき上記栓部２３を備えた端面を下方に向けて上記栓詰めハニカム構造体２を載置する基準面３１を備えた載置台３と、ハニカム状に設けられた隔壁により区画された多数のセル２１の内径よりも小さい外径を有する挿入部４１を有すると共に基準長さを有する検査棒４と、上記載置３の上記基準面３１に載置された上記栓詰めハニカム構造体２における検査すべき複数のセル２１に挿入された上記検査棒４の上端位置高さを測定するためのレーザ変位計５とを有する。
以下、これを詳説する。
【００２６】
本例の検査装置１を構成する載置台３は、図１及び図２に示すごとく、重心Ｑを中心にＡ方向に回転可能である。また、本例では、基準面３１の外径形状を四角形としたが、他の形状に変えてもよい。また、上記基準面３１の表面は平坦とし、回転しても一定の面位置を維持するように構成されている。
また、上記検査棒４としては、図３に示すごとく、長さＬ１が１４０ｍｍ、径Ｗ１がφ０．８ｍｍの挿入部４１を有し、この挿入部４１に連ねて長さＬ２が５ｍｍ、径Ｗ２がφ３．０ｍｍの検査部４２を有し、基準長さＬが１４５ｍｍの構成のものを採用した。また、上記挿入部４１の先端４３は、鋭角状（円錐状）である。
【００２７】
また、図１に示すごとく、上記レーザ変位計５は、投光器５１と、受光器５２と、コントローラー５３とから構成されている。投光器５１と受光器５２はコントローラー５３に接続されており、上記コントローラー５３は、投光器５１、受光器５２に電力を供給すると共に、受光器５２より送られてきた信号を数値に変換して、モニター表示を行う。また、コントローラー５３は、必要に応じて外部出力をすることも可能であり、本例では、パソコン５４に接続されている。この場合には、パソコンの機能を用いて出力して、日々の工程管理等に活用することができる。
【００２８】
本例では、レーザ変位計５として、キーエンスＶＧ０３５を用いた。このレーザ変位計５では、高さ方向で幅３５ｍｍ内における高さ位置を検出することが可能である。そのため、上記検出幅内に、常に上記検査棒４の検査部４２の上端が位置するように、レーザ変位計５と載置台３の相対的位置を調整してある。
【００２９】
次に、上記構成の検査装置１を用いて検査する検査方法について説明する。
まず、本例で検査する栓詰めハニカム構造体２を準備した。なお、栓詰めハニカム構造体の製造方法については後述する。
準備したハニカム構造体２は四角形状のセル２を有するものであり、その寸法は、全長が１００ｍｍ、隔壁の厚みが０．３ｍｍ、セル２１の内径（内接する円の直径）が１．１ｍｍである。
その後、以下に記すように、栓詰めハニカム構造体２の栓高さの測定を行った。
【００３０】
栓詰めハニカム構造体２の栓高さを検査するに当たっては、まず、測定装置１の電源をＯＮとした。次に、金属製で検査棒挿入用の貫通穴を有するゼロマスター治具を、載置台３の基準面３１の上に載置すると共に、貫通穴に検査棒４を挿入する。そして、検査棒４がレーザ変位計５（投光器５１、受光器５２）の間に位置するように、ゼロマスター治具を載置台３に載置する。次いで、コントローラー５３に指示された値をゼロにリセットすることにより、事前のゼロリセット作業を完了する。
【００３１】
次に、上記載置工程として、上記栓詰めハニカム構造体２を、載置台３の基準面３１上に、検査すべき上記栓部２３を備えた端面を下方に向けて上記栓詰めハニカム構造体２を載置した。
【００３２】
そして、上記検査棒挿入工程として、図４及び図５に示すごとく、上記セル２１の内径よりも小さい外径を有する挿入部４１を有すると共に基準長さを有する上記の検査棒４を用い、上記基準面３１上に載置された上記栓詰めハニカム構造体２における検査すべき栓部２３を備えたセル２１の上方開口部から上記検査棒４の上記挿入部４１を挿入した。挿入する場所は、上記栓詰めハニカム構造体２の中央付近の一箇所（ａ）と、最外周から３セル目の４箇所（ｂ、ｃ、ｄ、ｅ）とした。上記検査棒挿入工程では、図２に示すごとく、上記検査棒４を５本用い、５か所のセルに挿入して行った。
【００３３】
上記高さ測定工程として、図１及び図２に示すごとく、上記セル２１から突出する上記検査棒４の上端位置高さをレーザ変位計５を用いて測定した。この時、上記載置台３をＡ方向に回転させることにより、上記栓詰めハニカム構造体２をＡ方向に回転させ、上記レーザ変位計５の検査領域５５に順次検査棒４を侵入させて栓高さを測定した。コントローラー５３に表示された値を栓高さとした。
その後、栓詰めハニカム構造体２を裏返して、もう一端に形成された検査すべき複数の栓部ついても、同様に、載置工程、検査棒挿入工程、測定工程を行い、栓高さを測定した。
【００３４】
図４に示すように、出来栄えが良好な栓部２３については、正常に栓高さを測定することができ、高さの良否を判定できた。
また、図５に示すように、栓密度の低い栓部２４や、剥離や隙間を有する栓部２５の場合には、上記検査棒４が栓内に入り、高さが不十分となり、異常を検出することができた。
【００３５】
次に、栓詰めハニカム構造体２の製造方法について説明する。
図６及び図７は、栓詰めハニカム構造体２の製造方法を工程順に示したものである。
図６に示す工程は、製造ステップＳ１として、原料処理ステップＳ１０１、原料混練ステップＳ１０２、押し出し成形ステップＳ１０３、乾燥ステップＳ１０４、切断ステップＳ１０５、栓詰めステップＳ１０６の順に行って、検査する栓詰めハニカム構造体を準備し、栓高さ測定ステップＳ２を行った後、焼成工程ステップＳ３を行う。
【００３６】
上記原料混練ステップＳ１０２においては、主にコーディエライトとなるセラミック原料粉１００重量部に対して、有機バインダー５重量部と、水１５重量部とを添加して混練し、粘土状のセラミック原料を作製する。上記押し出し成形ステップＳ１０３においては、成形金型のスリット部から、上記セラミック原料を押し出して、隔壁によって仕切られた複数のセルを有するハニカム構造体を成形する。その後、上記乾燥ステップＳ１０４において、成形したハニカム構造体を乾燥し、上記切断ステップＳ１０５において、上記ハニカム構造体を所定の長さに切断した。
【００３７】
そして、上記栓詰ステップＳ１０６において、ハニカム構造体の両端の所定のセルの開口部に栓詰めをする栓詰めを行い、検査する栓詰めハニカム構造体２を得た。
栓詰めステップＳ１０６は、まず、ハニカム構造体の上下端面にマスクを形成し、栓詰めを行うセルの開口部にレーザで穴あけを行うことで、栓部を設けないセルの開口部にマスキング材を形成した。その後、端面を栓詰材スラリーの中に浸漬して栓詰めを行った。栓詰めの後、後の栓高さ測定ステップＳ２で検査棒４を挿入できるように、検査すべき上記栓部２３を備えたセル２１の栓詰めされていない開口部に形成されているマスキング材を半田こてを用いて穴あけした。
【００３８】
そして、栓高さ測定ステップＳ２として、上述したように、載置工程、検査棒挿入工程、測定工程を行って栓高さを測定した後、焼成工程ステップＳ３において、栓詰めハニカム構造体２の焼成を行った。
【００３９】
また、図７に示す工程は、製造ステップＳ１として、図６における切断ステップＳ１０５の後に、ハニカム構造体の焼成を行う焼成ステップＳ１０７を行い、図６における栓高さ測定ステップＳ２の後に、栓詰めハニカム構造体２の焼成を行う栓焼成ステップＳ４を行うものである。
上記のように、上記栓詰めステップＳ１０６は、ハニカム構造体の焼成の前でも後でも良く、栓高さ測定ステップＳ２は、栓を焼成する前に行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１における、栓詰めハニカム構造体の検査装置を示す説明図。
【図２】実施例１における、栓詰めハニカム構造体の検査装置を示す上面図。
【図３】実施例１における、検査棒を示す説明図。
【図４】実施例１における、検査棒挿入工程を示す断面図。
【図５】実施例１における、検査棒挿入工程を示す断面図。
【図６】実施例１における、工程順を示すフローチャート。
【図７】実施例１における、工程順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１  検査装置
２  栓詰めハニカム構造体
２１  セル
２２  本体
２３  栓部
３  載置台
３１  基準面
４  検査棒
４１  挿入部
５  レーザ変位計
【図１】
2008058116.tif 000003
【図２】
2008058116.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008058116.tif 000006
【図５】
2008058116.tif 000007
【図６】
2008058116.tif 000008
【図７】
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