(57)【要約】【課題】排気浄化用の基材の通路の開口を確実に閉塞する。【解決手段】複数の隔壁４によって画成された互いに平行に延びる複数の通路２，３を有する予備成形体１０を成形する工程と、所定の通路を画成する隔壁の端部を当該通路の中央軸線Ｃに向かって近づけるように変形してこれら隔壁の先端同士を接続する第１の変形工程と、該第１の変形工程によって変形せしめられて接続された隔壁の端面が対応する通路の中央軸線を中心として凹むように当該隔壁の先端を変形する第２の変形工程とを具備する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気浄化用の基材の製造方法において、複数の隔壁によって画成された互いに平行に延びる複数の通路を有する予備成形体を成形する工程と、所定の通路を画成する隔壁の端部を当該通路の中央軸線に向かって近づけるように変形してこれら隔壁の先端同士を接続する第１の変形工程と、該第１の変形工程によって変形せしめられて接続された隔壁の端面が対応する通路の中央軸線を中心として凹むように当該隔壁の先端を変形する第２の変形工程とを具備することを特徴とする排気浄化用の基材の製造方法。
【請求項２】
上記第１の変形工程と第２の変形工程とが同時に実行されることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化用の基材の製造方法。
【請求項３】
所定の通路の開口を完全に閉塞するために要求される隔壁の端部の形状に基づいて当該通路の開口を完全に閉塞するために必要な隔壁の端部の変形量が算出され、上記第１の変形工程では、該算出された変形量よりも少ない量だけ隔壁の端部が変形せしめられ、上記第２の変形工程では、上記算出された変形量のうち第１の変形工程において変形せしめられなかった分の変形量だけ隔壁の端部が変形せしめられることを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化用の基材の製造方法。
【請求項４】
所定の通路の開口を完全に閉塞するために要求される隔壁の端部の形状に基づいて当該通路の開口を完全に閉塞するために必要な隔壁の端部の変形量が算出され、上記第１の変形工程と第２の変形工程とにおける隔壁の端部のトータルの変形量が該算出された変形量よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化用の基材の製造方法。
【請求項５】
複数の隔壁によって画成された互いに平行に延びる複数の通路を有する排気浄化用の基材において、所定の通路を画成する隔壁の端面が当該通路の中央軸線を中心として凹むように該隔壁の端部が寄せ集められた形で接続されることによって当該通路の開口が閉塞されていることを特徴とする排気浄化用の基材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排気浄化用の基材、および、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ（以下、単に、フィルタと称す）が、特許文献１に開示されている。このフィルタは多孔質材料からなる複数の隔壁によって画成された互いに平行に延びる複数の通路を有する。これら通路では、隣り合う２つの通路のうち一方の通路では、一方の端部の開口が閉塞されており、他方の通路では、他方の端部の開口が閉塞されている。したがって、フィルタの通路に流入した排気ガスは隔壁の細孔を通って隣接する通路に流出する。
【０００３】
ところで、上記公報に記載のフィルタでは、通路の端部の開口は隔壁の端部を四角錐をなすように変形させて接続することによって閉塞されている。このフィルタは、多孔質材料からなるハニカム構造体と複数の突起を有する冶具とを用意し、各突起がハニカム構造体の通路に一つ置きに入り込むように冶具をハニカム構造体の端面に押し付けることによって、通路の端部の開口が閉塞される。
【０００４】
【特許文献１】
特表平８−５０８１９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、冶具をハニカム構造体の端面に押し付け、隔壁の端部を変形させることによって通路の開口を閉塞するようにしている場合、隔壁の端部同士が十分に接続されずに通路の開口が完全に閉塞されないことがある。そこで、本発明の目的は、排気浄化用の基材の通路の開口を確実に閉塞することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、排気浄化用の基材の製造方法において、複数の隔壁によって画成された互いに平行に延びる複数の通路を有する予備成形体を成形する工程と、所定の通路を画成する隔壁の端部を当該通路の中央軸線に向かって近づけるように変形してこれら隔壁の先端同士を接続する第１の変形工程と、該第１の変形工程によって変形せしめられて接続された隔壁の端面が対応する通路の中央軸線を中心として凹むように当該隔壁の先端を変形する第２の変形工程とを具備する。
２番目の発明では、１番目の発明において、上記第１の変形工程と第２の変形工程とが同時に実行される。
３番目の発明では、１または２番目の発明において、所定の通路の開口を完全に閉塞するために要求される隔壁の端部の形状に基づいて当該通路の開口を完全に閉塞するために必要な隔壁の端部の変形量が算出され、上記第１の変形工程では、該算出された変形量よりも少ない量だけ隔壁の端部が変形せしめられ、上記第２の変形工程では、上記算出された変形量のうち第１の変形工程において変形せしめられなかった分の変形量だけ隔壁の端部が変形せしめられる。
４番目の発明では、１または２番目の発明において、所定の通路の開口を完全に閉塞するために要求される隔壁の端部の形状に基づいて当該通路の開口を完全に閉塞するために必要な隔壁の端部の変形量が算出され、上記第１の変形工程と第２の変形工程とにおける隔壁の端部のトータルの変形量が該算出された変形量よりも大きい。
上記課題を解決するために、５番目の発明では、複数の隔壁によって画成された互いに平行に延びる複数の通路を有する排気浄化用の基材において、所定の通路を画成する隔壁の端面が当該通路の中央軸線を中心として凹むように該隔壁の端部が寄せ集められた形で接続されることによって当該通路の開口が閉塞されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１（Ａ）は、第１実施形態の基材の端面を示しており、図１（Ｂ）は、第１実施形態の基材の縦断面を示している。基材１は互いに平行に延びる複数の通路２，３を有するハニカム構造をなす。各通路２，３は複数（第１実施形態では、４つ）の隔壁４によって画成されている。基材１、すなわち、隔壁４は多孔質材料からなる。基材１は、例えば、内燃機関の排気通路内に配置され、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の微粒子を捕集するために用いられる。もちろん、基材１を、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分を浄化するための触媒を担持するための担体として用いることもできる。
【０００８】
ところで、基材１では、各通路２，３は交互にいずれか一方の端部においてほぼ正四角錐状の壁５，６によって完全に閉塞されている。すなわち、基材１では、隣接する２つの通路２，３は異なる端部においてほぼ正四角錐状の壁５，６によって完全に閉塞されている。したがって、図１（Ｂ）に示したように排気ガスが基材１に流入する場合、図１（Ｂ）に矢印で示したように、排気ガスは一部の通路２内に流入し、隔壁４を通って隣接する別の通路３内に流入する。
【０００９】
ところで、各通路２，３を閉塞しているほぼ正四角錐状の壁５，６は、各通路２，３を画成する４つの隔壁４の端部をこれら端部の中央（すなわち、各通路２，３の中央軸線）に向かって凹状をなすように寄せ集められた形で接続されることによって形成される。すなわち、図２に示したように、ほぼ正四角錐状の壁５，６は、その頂点Ｔに向かって隔壁４の端面が凹むように寄せ集められた形で接続されることによって形成される。したがって、図２に示したように、隔壁４の端面によって画成される帯状の壁面は格子状に延在し、これら帯状の壁面が交差する領域にて凹んでいる。したがって、隔壁４の端面を通る断面で見ると、図３に示したように、基材１の隔壁４の端面は、ほぼ正四角錐状の壁５，６の頂点Ｔを底とし且つほぼ正四角錐状の壁５，６の頂点間を頂きとした凸凹の形をしている。
【００１０】
次に、本発明の基材の製造方法について説明する。本発明の製造方法では、始めに、コージェライトや窒化珪素などの多孔質材料から、図４に示されているようなハニカム構造を有する予備成形体１０が成形せしめられる。予備成形体１０は、複数の隔壁４によって画成された互いに平行に延びる複数の通路２，３を有する。これら通路２，３の断面形状は正方形である。
【００１１】
次いで、図４に示されているように、冶具１１が予備成形体１０の端面に押し付けられる。ここで、冶具１１は、図４および図５に示されているように、複数の突起１２を有する。突起１２はほぼ正四角錐状の形状をしている。突起１２は所定の間隔を開けて整列して配置されている。したがって、突起１２間には、帯状の壁面１３が延在する。これら帯状の壁面１３は、隣接する４つの突起１２の底辺の角が集まる領域Ａにおいて集合する。そして、これら帯状の壁面１３はこれらの集合部分Ｂに向かって凸となるように集合している。
【００１２】
本発明では、閉塞すべき通路に隣接する通路、すなわち、閉塞すべき通路ではない通路内に突起１２が入り込むように、冶具１１が予備成形体１０の端面に押し付けられる。ここで、冶具１１が予備成形体１０の端面に押し付けられ始まると、図６（Ａ）に示したように直線的に延びる隔壁４の端部が、突起１２によって、図６（Ｂ）に示したように、その中央から折れるようにして、閉塞すべき通路の中央軸線Ｃに向かって変形せしめられる。すなわち、閉塞すべき通路を画成する４つの隔壁４の端部はそれらの端部が近寄るように変形せしめられ、これら隔壁４の先端同士が接続される。
【００１３】
さらに、冶具１１が予備成形体１０の端面に押し付けられ続けると、隔壁４の端部が通路の中央軸線Ｃに向かって変形せしめられ続けると共に、隔壁４の端面が冶具１１の帯状の壁面１３に当接し、この壁面１３によって隔壁４の端面が予備成形体１０（すなわち、基材１）内部に向かって変形せしめられる。これによれば、隔壁４の端面が通路の中央軸線Ｃを中心として該中央軸線Ｃのところで最も凹むように変形せしめられる。すなわち、本発明によれば、隔壁４の端部が通路の中央軸線Ｃに向かって変形せしめられると同時に、隔壁４の端面が通路の中央軸線Ｃを中心として該中央軸線Ｃのところで最も凹むように変形せしめられる。こうして、所定の通路の開口がほぼ正四角錐状の壁５，６によって閉塞されることとなる。
【００１４】
本発明によれば、図７に示したように構成された基材２０に比べて、確実に、通路を閉塞することができる。次に、このことについて説明する。図７に示した基材においても、閉塞すべき通路を画成する各隔壁２１は、その中央から折れるようにして、当該通路の中央軸線に向かって変形せしめられる。すなわち、閉塞すべき通路を画成する４つの隔壁２１の端部が近寄るように変形せしめられ、これら隔壁２１の先端同士が接続される。しかしながら、このとき、閉塞すべき通路を画成する隔壁２１の先端が基材内部に向かって変形される量は、隔壁２１の先端全体に亘ってほぼ等しい。ところが、これによると、通路の中央軸線周辺において、隔壁２１の先端同士が十分に接続されずに、穴が残った形となってしまう可能性がある。
【００１５】
これに対し、本発明によれば、閉塞すべき通路を画成する隔壁４の先端が基材１内部に向かって変形される量は、通路の中央軸線Ｃに向かって徐々に大きくなっている。そして、これによれば、隔壁４の先端は、通路の中央軸線Ｃに近いほど大きく基材１内部に向かって押し込まれる。したがって、これら隔壁４の先端同士が十分に接続されることとなる。
【００１６】
なお、本発明では、上述したように、閉塞すべき通路を画成する隔壁の端部をこれら端部が近寄るように変形すると同時に、該変形せしめられている隔壁の端面が通路の中央軸線を中心として凹となるようにこれら隔壁の先端をさらに近寄るように変形してこれら隔壁の先端同士を接続しているが、この代わりに、閉塞すべき通路を画成する隔壁の端部をこれら端部が近寄るように変形し、次いで、該変形せしめられた隔壁の端面が通路の中央軸線を中心として凹となるようにこれら隔壁の先端をさらに近寄るように変形し、隔壁の先端同士を接続するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明では、閉塞すべき通路の開口を完全に閉塞するために要求される隔壁の端部の形状（上述した実施形態では、凹形状）から当該通路の開口を完全に閉塞するために必要な隔壁の端部の変形量が算出され、隔壁の端部を変形するときには、この変形量だけ隔壁の端部が変形せしめられる。すなわち、隔壁の端部を通路の中央軸線に向かって近づけるように変形する工程を第１の工程と称し、こうして変形せしめられた隔壁の端面を通路の中央軸線を中心として凹とするように変形する工程を第２の工程と称した場合、第１の工程では、上記算出された変形量よりも少ない量だけ隔壁の端部が変形せしめられ、第２の工程では、上記算出された変形量のうち第１の工程において変形せしめられなかった分の変形量だけ隔壁の端部が変形せしめられる。
【００１８】
また、第１の工程と第２の工程とにおける隔壁の端部のトータルの変形量を上記算出された変形量よりも大きくしてもよい。この場合、例えば、第１の工程では、上記算出された変形量よりも少ない量だけ隔壁の端部が変形せしめられ、第２の工程では、上記算出された変形量のうち第１の工程において変形せしめられなかった分の変形量よりも大きい量だけ隔壁の端部が変形せしめられる。これによれば、隔壁の先端が押し潰されるような形で変形せしめられる。
【００１９】
また、図８に示したような構成の予備成形体１０から製造される排気浄化用の基材、および、その製造方法にも本発明は適用可能である。すなわち、図８に示した第２実施形態の予備成形体１０は、複数の隔壁４によって画成された互いに平行に延びる複数の通路２，３を有する。これら通路２，３の断面形状は正三角形である。そして、図８に示した予備成形体１０から排気浄化用の基材を製造する場合には、図９に示したような冶具１１が用いられる。ここでの冶具１１は、ほぼ正六角錐台状の複数の突起１２を有する。突起１２は所定の間隔を開けて整列して配置されている。したがって、突起１２間には、帯状の壁面１３が延在する。これら帯状の壁面１３は、隣接する３つの突起１２の底辺の角が集まる領域Ａにおいて集合する。そして、これら帯状の壁面１３はこれらの集合部分Ｂに向かって凸となるように集合している。
【００２０】
そして、閉塞すべき通路に隣接する通路、すなわち、閉塞すべき通路ではない通路内に突起１２が入り込むように、冶具１１が予備成形体１０の端面に押し付けられる。ここで、冶具１１が予備成形体１０の端面に押し付けられ始めると、隔壁４の端部がその中央から折れるように突起１２によって通路の中央軸線に向かって変形せしめられる。すなわち、通路を画成する３つの隔壁４はそれらの端部が近寄るように変形せしめられ、これら隔壁４の先端同士が接続される。
【００２１】
さらに、冶具１１が予備成形体１０の端面に押し付けられ続けると、隔壁４の端部が通路の中央軸線に向かって変形せしめられ続けると共に、隔壁４の端面が冶具１１の帯状の壁面１３に当接し、この壁面１３によって隔壁４の端面が予備成形体１０（すなわち、基材）内部に向かって変形せしめられる。これによれば、隔壁４の端面が通路の中央軸線を中心として該中央軸線（ほぼ正六角錐状の壁の頂点Ｔ）のところが最も凹むように変形せしめられる。こうして、所定の通路の開口がほぼ正六角錐状の壁によって閉塞されることとなる。
【００２２】
なお、上述した第２実施形態には、矛盾しない範囲内で第１実施形態において説明した事項が当てはまる。また、各通路の一辺の長さ、すなわち、各通路を画成する隔壁の幅に対して、正三角形断面の通路を閉塞するために隔壁を通路の中央軸線に向かって変形しなければならない量の割合は、正方形断面の通路を閉塞するために隔壁を通路の中央軸線に向かって変形しなければならない量の割合よりも小さく、この場合、隔壁の変形中において隔壁が破損することが抑制される。したがって、第２実施形態は、第１実施形態に比べて、隔壁の変形中において隔壁が破損することが抑制されるという利点を有する。
【００２３】
もちろん、本発明は、上述した正方形または正三角形の断面形状の通路を有する予備成形体から製造される排気浄化用の基材、および、その製造方法以外にも、長方形や三角形や六角形などの多角形の断面形状の通路を有する予備成形体から製造される排気浄化用の基材、および、その製造方法にも適用可能である。また、上述した実施形態において、ほぼ正四角錐状の突起を有する冶具は、その先端が平坦なほぼ正四角錐台状の突起を有する冶具であってもよく、また、ほぼ正六角錐台状の突起を有する冶具は、その先端が尖ったほぼ正六角錐状の突起を有する冶具であってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、近寄るように変形せしめられた隔壁の先端同士が確実に接続される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基材を示した図である。
【図２】基材の端面の一部を示した斜視図である。
【図３】基材の隔壁の端面に沿った断面図である。
【図４】本発明の基材製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の基材製造方法にて用いられる冶具を示した斜視図である。
【図６】基材の隔壁の変形作用を説明するための図である。
【図７】本発明の基材と比較される基材を示した図である。
【図８】別の実施形態にて用いられる予備成形体の端面を示した図である。
【図９】別の実施形態にて用いられる冶具を示した斜視図である。
【図１０】別の実施形態の基材の端面を示した図である。
【符号の説明】
１…基材
２，３…通路
４…隔壁
５，６…ほぼ正四角錐状の壁
１０…予備成形体
１１…冶具
１２…突起
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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