(57)【要約】【課題】ハニカム成形体の小室区画を微小かつ多数個形成可能であるとともに、その小室区画の大きさや個数、及びハニカム成形体の形状や大きさを自在に調整可能であるハニカム成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】内部を仕切壁（２５、３３、３４，４３、４４）によって複数個の中空部（３６、４６、５６、５７）に区画した多孔形材である組立部材５０を、仕切壁（２５、３３、３４，４３、４４）が座屈する方向に圧縮して、互いに隣接する仕切壁どうしを部分的に当接させることにより、中空部（３６、４６、５６、５７）を更に複数個の小室１ａに区画する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を仕切壁によって複数個の中空部に区画した多孔形材を、前記仕切壁が座屈する方向に圧縮して、互いに隣接する前記仕切壁どうしを部分的に当接させることにより、前記中空部を更に複数個の小室に区画することを特徴とするハニカム成形体の製造方法。
【請求項２】
前記多孔形材は外側部材と内側部材とからなり、前記仕切壁の一部は、前記内側部材を前記外側部材に挿入することにより形成されることを特徴とする請求項１に記載のハニカム成形体の製造方法。
【請求項３】
前記仕切壁には、座屈変形の起点となる複数の変形部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のハニカム成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば熱交換部品や触媒に使用され、複数個の小室を有するハニカム成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるハニカム成形体としては、連結用の嵌合部を一体的に押出加工された複数個のハニカム単位構成部材が、互いに連結されて構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなハニカム成形体は、コスト的に有利に製造することが可能であるが、形成される小室区画が小さい場合は押出生産性が低下し、また、連結するにあたり押出方向に連続する嵌合部をきちんと合わせる必要があるものであった。
【０００３】
そこで、内部の仕切壁によって複数個の中空部に区画した押出成形材を、厚さ方向に圧潰して内部の仕切壁を屈曲や傾倒させることによって、小さな中空部を形成した多孔チューブ材が開示されている（例えば、特許文献２参照）。また、２個の押出形材を、フィンが相互に噛み合った状態で引き抜きダイスに通すことによって、フィンの厚さ方向に圧縮された高トング比のフィン型ヒートシンクの製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３０５３７２号公報
【特許文献２】
特許第２７０５８２６号公報
【特許文献３】
特開２０００−３４９２０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の技術においては、押出成形材を圧縮してハニカム成形体を製造する方法であっても、従来よりも更に小さな小室区画を形成することは困難であった。また、ハニカム成形体に、微小かつ多数の小室区画を形成することは、もっと困難であった。
【０００６】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、ハニカム成形体の小室区画を微小かつ多数個形成可能であるとともに、その小室区画の大きさや個数、及びハニカム成形体の形状や大きさを自在に調整可能であるハニカム成形体の製造方法を提供することを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、内部を仕切壁によって複数個の中空部に区画した多孔形材を、仕切壁が座屈する方向に圧縮して、互いに隣接する仕切壁どうしを部分的に当接させることにより、中空部を更に複数個の小室に区画することを特徴とするハニカム成形体の製造方法とした。
【０００８】
本発明に係るハニカム成形体の製造方法によれば、多孔形材を仕切壁が座屈する方向に圧縮して互いに隣接する仕切壁どうしを部分的に当接させるので、より小さな小室区画を複数個、形成することができる。このとき、圧縮する前の多孔形材の中空部を比較的に大きくすることができるので、この多孔形材は公知の加工方法で容易に成形することが可能となる。
【０００９】
好ましくは、請求項２に記載のように、多孔形材は外側部材と内側部材とからなり、仕切壁の一部は、内側部材を外側部材に挿入することにより形成されることが望ましい。このように、他孔形材の仕切壁は、外側部材と該外側部材に挿入される内側部材とによって形成されるため、仕切壁により仕切られる他孔形材の中空部を、より小さくすることが可能となる。
【００１０】
また好ましくは、請求項３に記載のように、仕切壁には、座屈変形の起点となる複数の変形部を設けることが望ましい。これにより、多孔形材を圧縮したとき、変形部を起点として仕切壁が座屈変形するので、互いに隣接する仕切壁どうしを規則正しく部分的に当接させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を、図面を用いて説明する。まず、図１に示すような外側部材２０と、図２に示すような第１内側部材３０、及び図３に示すような第２内側部材４０を、アルミニウム合金の押出加工にて成形する。
【００１２】
外側部材２０は、上壁２１、下壁２２、左側壁２３、及び右側壁２４を有しており、外形は略矩形形状を呈している。この矩形形状の内部は、上下壁２１、２２に略垂直に配設されている１２個の仕切壁２５により、１３個の穴部２６が仕切られている。穴部２６は、上下部を上下壁２１、２２の一部、側部を左右側壁２３、２４と仕切壁２５又は２つの仕切壁２５によって囲まれている。上下壁２１、２２のそれぞれの穴部２６側には、穴部２６毎に嵌合溝２７、２８が形成されている。
【００１３】
左側壁２３には、節部２３ａ、２３ｂが交互に設けられており、左側壁２３は、節部２３ａ、２３ｂを折れ点として蛇行した形状となっている。即ち、節部２３ａは、外方向（図１における左方向）に凸となる山形形状の頂点に位置しており、節部２３ｂは、この山形形状の谷（言い換えれば内方向に凸となる山形形状の頂点）に位置している。
【００１４】
左側壁２３と同様に、右側壁２４にも節部２４ａ、２４ｂが交互に設けられており、右側壁２４は、節部２４ａ、２４ｂを折れ点として蛇行した形状となっている。即ち、節部２４ａは、内方向（図１における左方向）に凸となる山形形状の頂点に位置しており、節部２４ｂは、この山形形状の谷（言い換えれば外方向に凸となる山形形状の頂点）に位置している。節部２３ａと節部２４ｂ、また、節部２３ｂと節部２４ａは、それぞれ上下方向の位置が同じになっている。但し、左側壁２３には、上下壁２１、２２の近傍に調整用の節部２３ｃが設けられている。
【００１５】
仕切壁２５は、左右側壁２３、２４と同様に、節部２５ａ、２５ｂが交互に設けられている。左側壁２３と隣接する（図１における左側壁２３から右側１つ目の）仕切壁２５は、右側壁２４と同じ形状となっている。その更に隣の（図１における左側壁２３から右側２つ目の）仕切壁２５は、左側壁２３と同じ形状となっている（左側壁２３と同様に調整用の節部２５ｃも設けられている）。このようにして、仕切壁２５は、左側壁２３と同じ形状のものと、右側壁２４と同じ形状のものとが交互に並んでいる。
【００１６】
第１内側部材３０は、上壁３１、下壁３２、左側壁３３、及び右側壁３４を有しており、略矩形形状を呈している。この矩形形状の内部には、中空部３６が形成されている。左側壁３３は、外側部材２０の右側壁２４と同じ形状となっており、節部２４ａ、２４ｂにそれぞれ対応する節部３３ａ、３３ｂが設けられている。右側壁３４は、外側部材２０の左側壁２３と同じ形状となっており、節部２３ａ、２３ｂ及び２３ｃにそれぞれ対応する節部３４ａ、３４ｂ及び３４ｃが設けられている。
【００１７】
第２内側部材４０は、上壁４１、下壁４２、左側壁４３、及び右側壁４４を有しており、略矩形形状を呈している。この矩形形状の内部には、中空部４６が形成されている。左側壁４３は、外側部材２０の左側壁２３と同じ形状となっており、節部２３ａ、２３ｂ及び２３ｃにそれぞれ対応する節部４３ａ、４３ｂ及び４３ｃが設けられている。右側壁４４は、外側部材２０の右側壁２４と同じ形状となっており、節部２４ａ、２４ｂにそれぞれ対応する節部４４ａ、４４ｂが設けられている。即ち、第２内側部材４０は、第１内側部材３０の左側壁３３と右側壁３４が入れ替わった形状となっている。
【００１８】
次に、外側部材２０の各穴部２６に第１内側部材３０又は第２内側部材４０を挿入し、嵌合溝２７に上壁３１又は上壁４１、嵌合溝２８に下壁３２又は下壁４２を嵌合させる。このとき、左側部２３に隣接する（図１における左から１番目の）穴部２６には、第１内側部材３０が挿入される。その隣（図１における左から２番目）の穴部２６には、第２内側部材４０が挿入される。このようにして、穴部２６には、第１内側部材３０と第２内側部材４０とが交互に挿入される。その結果、１３個の穴部２６には、７個の第１内側部材３０と、６個の第２内側部材とが挿入されることとなり、図４に示すような組立部材５０となる。
【００１９】
穴部２６は、第１内側部材３０（又は第２内側部材４０）が挿入されることにより、左側部３３（又は４３）及び右側部３４（又は４４）は仕切壁となって、中空部５６、中空部３６（又は中空部４６）、及び中空部５７の、略同じ大きさの３つの中空部に仕切られる。従って、多孔形材としての組立部材５０には、３８個の仕切壁（２５、左側壁３３、４３、右側壁３４、４４）により、３９個の中空部（５６、５７、３６、４６）を有している。
【００２０】
組立部材５０は、図４における左から順に左側壁２３、左側壁３３、右側壁３４、仕切壁２５、左側壁４３、右側壁４４、仕切壁２５、・・・、右側壁２４というふうにして配置されている。即ち、左側壁２３と同じ形状の壁（左側壁２３、右側壁３４、左側壁４３等）と、右側壁２４と同じ形状の壁（右側壁２４、左側壁３３、右側壁４４等）とが、交互に並んでいる。
【００２１】
図５は、組立部材５０の一部である図４のＡ部を拡大した図であり、図６は図４のＢ部を拡大した図である。図５及び図６に示すように、節部２３ａは、外方向（図５における左方向）に開口した円弧状の凹形状を呈しており、左側壁２３の他部位より壁厚が薄くなるように形成されている。節部（２４ａ、２５ａ、３３ａ、３４ａ、４３ａ、４４ａ）も、節部２３ａと同じ形状となっている。また同様にして、節部２３ｂは、内方向（図５における右方向）に開口した円弧状の凹形状を呈しており、左側壁２３の他部位より壁厚が薄くなるように形成されている。節部（２４ｂ、２５ｂ、３３ｂ、３４ｂ、４３ｂ、４４ｂ）も、節部２３ｂと同じ形状となっている。
【００２２】
図４、図５及び図６に示すように、左側壁２３の複数の節部２３ｂと、左側壁２３と隣接する左側壁３３の複数の節部３３ａは、それぞれ上下方向の位置が同じとなっており、節部２３ｂの凹形状と節部３３ａの凹形状は対向している。また、左側壁３３の複数の節部３３ｂと、左側壁３３と隣接する右側壁３４の複数の節部３４ａは、それぞれ上下方向の位置が同じとなっており、節部３３ｂの凹形状と節部３４ａの凹形状は対向している。同様にして、節部３４ｂと節部２５ａ、節部２５ｂと節部４３ａ、節部４３ｂと節部４４ａ、節部４４ｂと節部２５ａ、及び節部３４ｂと節部２４ａは、それぞれ凹形状が互いに対向している。即ち、組立部材５０の上下壁２１、２２に略垂直な壁（左側壁２３、３３、４３、右側壁２４、３４、４４、仕切壁２５）は、隣り合う壁同士で、その隣り合う壁に向かって開口している節部の凹形状が互いに対向するように設定されている（但し、調整用の節部２３ｃ、２５ｃ、３４ｃ、４３ｃは除く）。
【００２３】
次に、組立部材５０の側部（左側壁２３及び右側壁２４の外方側）を、治具等でガイドした状態で、上壁２１と下壁２２とが互いに近づく方向に荷重を付加する。即ち、組立部材５０を、上下壁２１、２２に略垂直な壁（左側壁２３、３３、４３、右側壁２４、３４、４４、仕切壁２５）が座屈する方向に圧縮する。このとき、複数の節部（２５ａ、２５ｂ等）は変形部として座屈変形の起点となり、各節部は少しずつ座屈していく。そして、凹形状が互いに対向する節部同士が当接して、中空部（５６、５７、３６、４６）を更に複数個の小室１ａに区画することとなり、図７に示すようなハニカム成形体１となる。圧縮の際、各壁の座屈をスムーズにさせるために、各中空部（５６、５７、３６、４６）に中子を挿入しておいてガイドさせてもよい。
【００２４】
図８は、ハニカム成形体１の一部である図７のＣ部を拡大した図であり、図９は図７のＤ部を拡大した図である。図８及び図９に示すように、節部２３ｂと節部３３ａとが当接させられている。節部２３ｂ、３３ａの凹形状は座屈により広げられて、凹形状の円弧が緩やかとなって略平面状となっている。この節部２３ｂと節部３３ａとの接点２個と、節部２３ａ、３３ｂを頂点とした菱形形状の小室１ａが形成されている。同様にして、節部３３ｂと節部３４ａ、節部３４ｂと節部２５ａ、節部２５ｂと節部４３ａ、節部４３ｂと節部４４ａ、節部４４ｂと節部２５ａ、及び節部３４ｂと節部２４ａは、当接させられて、複数の菱形形状の小室１ａが形成されている。
【００２５】
図７に示すように、ハニカム成形体１は、約４００個の小室１ａを有している。小室１ａの大多数は上記したように菱形形状を呈しているが、上下壁２１、２２に隣接する小室１ａは菱形以外の形状となっている。
【００２６】
上記のように、本発明に係るハニカム成形体の製造方法によれば、複数個の穴部２６を有する多孔形材である組立部材５０を、仕切壁（２５、左側壁３３、４３、右側壁３４，４４）が座屈する方向に圧縮して互いに隣接する仕切壁どうしを部分的に当接させるので、より小さな小室１ａを複数個、形成することができる。このとき、圧縮する前の組立部材５０の穴部２６を比較的に大きくすることができるので、この組立部材５０は公知の押出加工方法で容易に成形することが可能となる。
【００２７】
また、組立部材５０の仕切壁は、外側部材２０の仕切壁２５と該外側部材２０に挿入される内側部材３０、４０の左右側壁（３３、３４、４３、４４）とによって形成されるため、仕切壁によって仕切られる組立部材５０の中空部（３６、４６、５６、５７）を、より小さくすることが可能となる。更には、仕切壁（２５、左側壁３３、４３、右側壁３４，４４）には、変形部としての節部（２５ａ、２５ｂ等）を設けることにより、組立部材５０を圧縮したとき、節部（２５ａ、２５ｂ等）を起点として仕切壁が座屈変形するので、互いに隣接する仕切壁どうしを規則正しく節部同士で当接させることが可能となる。
【００２８】
また、組立部材５０は、外側部材２０に内側部材３０、４０を嵌合させたものであるが、組立部材５０を圧縮して成形されたハニカム成形体１の外側の輪郭を形成する上壁２１、左側壁２３、下壁２２、及び右側壁２４は一体成形されているので、ハニカム成形体１の内部に気体や液体を流入させて使用する場合であっても、その気体や液体が漏れることはない。
【００２９】
尚、上記した実施形態では、外側部材２０に、中空部３６、４６が形成された内側部材３０、４０を挿入する例を示したが、本発明の実施にあたっては、中空部が形成されてない内側部材を外側部材に挿入するものであっても、上記した実施形態と同様の効果を得ることができる。更には、内側部材を設けずに、一体で成形された多孔形材を、そのまま圧縮するものであってもよい。
【００３０】
また、上記した実施形態では、断面が略長方形のハニカム成形体を示したが、本発明の実施にあたっては、その長方形の辺の比を変更したり、断面を略正方形や略六角形としたりしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ハニカム成形体の小室区画を微小かつ多数個形成可能であるとともに、その小室区画の大きさや個数、及びハニカム成形体の形状や大きさを自在に調整可能であるハニカム成形体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における外側部材の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態における第１内側部材の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態における第２内側部材の正面図である。
【図４】本発明の一実施形態における組立部材の正面図である。
【図５】図４のＡ部を拡大した図である。
【図６】図４のＢ部を拡大した図である。
【図７】本発明の一実施形態により製造されたハニカム成形体の正面図である。
【図８】図７のＣ部を拡大した図である。
【図９】図７のＤ部を拡大した図である。
【符号の説明】
１    ハニカム成形体
１ａ    小室
２０    外側部材
２１    上壁
２２    下壁
２３    左壁部
２４    右壁部
２５    仕切壁
２６    穴部（中空部）
３０    第１内側部材（内側部材）
４０    第２内側部材（内側部材）
３３、４３    左側壁（仕切壁）
３４、４４    右側壁（仕切壁）
３６、４６    中空部
２３ａ、２４ａ、２５ａ、３３ａ、３４ａ、４３ａ、４４ａ    節部（変形部）
２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、３３ｂ、３４ｂ、４３ｂ、４４ｂ    節部（変形部）
２３ｃ、２５ｃ、３４ｃ、４３ｃ    節部（変形部）
５０    組立部材（多孔形材）
５６、５７    中空部
【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】
2004174540.tif 000008
【図７】
2004174540.tif 000009
【図８】
2004174540.tif 000010
【図９】
2004174540.tif 000011