(57)【要約】【課題】目封じ部を備えるハニカム構造体の目封じ部の抜け強度を迅速・簡易かつ正確に検査することができるハニカム構造体の検査方法及び検査装置を提供する。【解決手段】一の端面４２から他の端面まで貫通する複数の貫通孔３と、少なくとも一部の貫通孔３を一の端面４２において目封じする目封じ部４とを備えるハニカム構造体１の検査方法及び検査装置であって、一の端面４２に垂直な方向の荷重を、１００Ｎ以下で、目封じ部４に加えて、目封じ部４の抜け強度を検査するハニカム構造体の検査方法及び検査装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の端面から他の端面まで貫通する複数の貫通孔と、少なくとも一部の該貫通孔を一の端面において目封じする目封じ部とを備えるハニカム構造体の検査方法であって、該一の端面に垂直な方向の荷重を、１００Ｎ以下で、該目封じ部に加えて、該目封じ部の抜け強度を検査するハニカム構造体の検査方法。
【請求項２】
前記一の端面に水平な断面において、目封じ部の断面積に対して２５〜９０％の断面積を有する先端部を備える荷重伝達部材によって、前記目封じ部に荷重を加える請求項１に記載のハニカム構造体の検査方法。
【請求項３】
前記先端部の断面形状が円形である請求項２に記載のハニカム構造体の検査方法。
【請求項４】
前記荷重伝達部材を前記一の端面に対して平行に移動可能とする移動機構を用いて、複数の目封じ部の抜け強度を連続的に検査する請求項２又は３に記載のハニカム構造体の検査方法。
【請求項５】
前記ハニカム構造体の目封じ部の長さが０．５〜１５ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載のハニカム構造体の検査方法。
【請求項６】
一の端面から他の端面まで貫通する複数の貫通孔と、少なくとも一部の該貫通孔を一の端面において目封じする目封じ部とを備えるハニカム構造体の検査装置であって、
測定機構と、該測定機構を該一の端面に平行に移動可能にする移動機構とを備え、
該測定機構が、該一の端面に垂直な方向の荷重を該目封じ部に加える荷重伝達部材と、該荷重伝達部材を該一の端面に垂直に移動可能に支持するガイド部と、該荷重伝達部材に荷重を加える加重部とを備えるハニカム構造体の検査装置。
【請求項７】
前記加重部が、１００Ｎ以下の荷重を加える加重部である請求項６に記載のハニカム構造体の検査装置。
【請求項８】
前記移動機構が、
該移動機構を前記ハニカム構造体に固定する固定部と、
該固定部に取り付けられ、前記一の端面に平行な第１の方向に延びる第１の棒状部材と、
第１の棒状部材に取り付けられ、前記一の端面に平行な第２の方向に延びる第２の棒状部材とを備え、
前記測定機構が第２の棒状部材に取り付けられた請求項６又は７に記載のハニカム構造体の検査装置。
【請求項９】
前記第１の棒状部材が、前記固定部に固定され、前記第２の棒状部材が該第１の棒状部材に移動可能に取り付けられ、前記測定機構が移動可能に該第２の棒状部材に取り付けられた請求項８に記載の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、排ガスなどの浄化に用いられる目封じされたハニカム構造体の目封じ部の検査に用いることができるハニカム構造体の検査方法及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すような、一の端面４２から他の端面４４まで貫通する複数の貫通孔３と、所定の貫通孔３を一の端面４２において目封じし、残余の貫通孔を他の端面４４において目封じする目封じ部４とを備えるハニカム構造体は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される粒子状物質を捕捉するフィルター（以下ＤＰＦという）等として使用されている。
【０００３】
ＤＰＦ等に用いられるハニカム構造体は、一般に、両端面４２、４４が市松模様状を呈するように貫通孔を互い違いに目封じされる。そして、一の端面４２から流入する流体が多孔質の隔壁を通って隣の貫通孔へ移動し他の端面４４から流出するようにする。その際、隔壁がフィルターとなり、粒子状物質を捕捉する（特許文献１参照）。
【０００４】
このようなハニカム構造体において、目封じ部４は、その周りの隔壁２と密着又は接着することにより、隔壁に保持される。また、このようなハニカム構造体をＤＰＦとして使用する場合に、捕捉した粒子状物質を定期的に燃焼除去させることにより、ハニカム構造体の再生を行うが、内燃機関潤滑油の添加物が酸化したり、内燃機関が磨耗したりして発生する灰分（以下アッシュという）は燃焼除去されないため、ハニカム構造体内に徐々に蓄積される。従って、所定期間が経過した後に空気又は水等によりアッシュを洗浄除去する場合がある。このような洗浄の際に、目封じ部４とその周りの隔壁２との密着力又は接着力が弱いと、空気又は水等の圧力により目封じ部４の抜けやズレや欠けが生じる場合がある。
【０００５】
従って、実用に耐え得るハニカム構造体を供給するためには、目封じ部４とその周りの隔壁２との密着力又は接着力が空気又は水等の洗浄による圧力に耐え得る程度に十分か否かを検査する必要がある。しかし、ハニカム構造体の目封じ部の抜けやズレや欠けに対する強度を迅速・簡易にかつ正確に検査する方法及び装置は確立されていなかった。
【特許文献１】特開２００２−３０１３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、目封じ部を備えるハニカム構造体の目封じ部の抜け強度を迅速・簡易かつ正確に検査することができる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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一の端面から他の端面まで貫通する複数の貫通孔と、少なくとも一部の該貫通孔を一の端面において目封じする目封じ部とを備えるハニカム構造体の検査方法であって、該一の端面に垂直な方向の荷重を、１００Ｎ以下で、該目封じ部に加えて、該目封じ部の抜け強度を検査するハニカム構造体の検査方法を提供するものである。なお、ここで「目封じ部の抜け強度」とは目封じ部が完全に抜ける場合だけでなく、目封じ部がズレる場合や欠ける場合の強度も含めたものを意味する。
【０００８】
前記一の端面に水平な断面において、目封じ部の断面積に対して２５〜９０％の断面積を有する先端部を備える荷重伝達部材によって、前記目封じ部に荷重を加えることが好ましく、前記先端部の断面形状が円形であることが更に好ましい。また、前記荷重伝達部材を前記一の端面に対して平行に移動可能とする移動機構を用いて、複数の目封じ部の抜け強度を連続的に検査することが好ましく、前記ハニカム構造体の目封じ部の長さが０．５〜１５ｍｍであることも好ましい。
【０００９】
本発明はまた一の端面から他の端面まで貫通する複数の貫通孔と、少なくとも一部の該貫通孔を一の端面において目封じする目封じ部とを備えるハニカム構造体の検査装置であって、測定機構と、該測定機構を該一の端面に平行に移動可能にする移動機構とを備え、該測定機構が、該一の端面に垂直な方向の荷重を該目封じ部に加える荷重伝達部材と、該荷重伝達部材を該一の端面に垂直に移動可能に支持するガイド部と、該荷重伝達部材に荷重を加える加重部とを備えるハニカム構造体の検査装置を提供するものである。
【００１０】
本発明において、前記加重部が、１００Ｎ以下の荷重を加える加重部であることが好ましい。また、前記移動機構が、該移動機構を前記ハニカム構造体に固定する固定部と、該固定部に取り付けられ、前記一の端面に平行な第１の方向に延びる第１の棒状部材と、第１の棒状部材に取り付けられ、前記一の端面に平行な第２の方向に延びる第２の棒状部材とを備え、前記測定機構が第２の棒状部材に取り付けられていることも好ましい。また、前記第１の棒状部材が、前記固定部に固定され、前記第２の棒状部材が該第１の棒状部材に移動可能に取り付けられ、前記測定機構が移動可能に該第２の棒状部材に取り付けられていることも好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のハニカム構造体の検査方法によれば、目封じ部を備えるハニカム構造体の目封じ部の抜け強度を迅速・簡易かつ正確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】
【００１２】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施の形態のみに限定されるものではない。なお、以下において、「断面」とは、特に断りのない限り、ハニカム構造体の端面に水平な方向の切断面を意味する。
【００１３】
図１は本発明のハニカム構造体の検査方法の一実施形態を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体の検査方法の一実施形態を示す模式的な断面一部拡大図である。図１に示される実施形態において、一の端面４２に垂直な方向の荷重を１つの目封じ部４に加える。この際の荷重は１００Ｎ以下の任意に設定した力である。この荷重を加えた際に、目封じ部４の抜け、ズレ又は欠けが発生したものは不良品となり、抜け、ズレ又は欠けが発生しなかったのもが良品となる。
【００１４】
荷重を、１００Ｎ以下とすることにより、実使用時の圧力に耐え得る目封じ部４自体の破壊を起こさず、実使用時の圧力に耐え得ないものに抜け、ズレ又は欠けを発生させることができ、不良品を容易に選別することができる。即ち、１００Ｎの荷重でも目封じ部４の抜け、ズレ又は欠けが生じないハニカム構造体は、目封じ部の強度に関して実用に十分耐え得るものである。また、この方法は、後処理を特に必要としないため、より迅速な検査が可能となる。
【００１５】
荷重は、１００Ｎ以下であれば、検査対象となるハニカム構造体の実使用時の目封じ部にかかる圧力や目封じ部の大きさ等を考慮して任意に設定することができる。具体的には、例えば断面積が４〜６ｍｍ2程度の目封じ部を備えるハニカム構造体の場合には５０〜１００Ｎ程度の荷重が好ましく、断面積が２〜４ｍｍ2程度の目封じ部を備えるのハニカム構造体の場合には１０〜５０Ｎ程度の荷重が好ましく、断面積が２ｍｍ2以下程度の目封じ部を備えるのハニカム構造体の場合には０．５〜１０Ｎ程度の荷重が好ましい。
【００１６】
また、端面４２又は４４に垂直な方向の荷重が１００Ｎ以下であれば、その他の方向の荷重が加わっても良いが、垂直な方向の荷重のみを加えることが好ましい。また、図１に示すように端面４２に配置されている目封じ部を検査する場合には、端面４２の外側から端面４２に対して垂直に目封じ部に荷重を加えることが、隔壁２を傷つけずに容易に荷重をかけられるため好ましい。また、ハニカム構造体が、何れの端面にも目封じ部を備えている場合には、両方の端面において検査を行うことが好ましい。
【００１７】
荷重を加える際には、図１に示すように、荷重伝達部材１４によって目封じ部４に荷重を加えることが好ましい。荷重伝達部材の先端部１５における端面に水平な断面積が、目封じ部４の端面に水平な断面積に対して、大きすぎると、荷重伝達部材１４の位置合わせに時間がかかりすぎてしまう。また、目封じ部４の周りの隔壁２が変形している場合など、場合によっては隔壁２に荷重伝達部材１４がぶつかってしまう。従って、先端部１５の断面積は、目封じ部４の断面積に対して、９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることが更に好ましい。一方、先端部１５の断面積が、目封じ部４の断面積に対して、小さすぎると目封じ部４の一部に荷重が集中し、目封じ部自体の破壊が起こり易くなるため好ましくない。従って、先端部１５の断面積は、目封じ部４の断面積に対して、２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることが更に好ましい。
【００１８】
また、図２に示す、先端部１５の断面形状に特に制限はなく、例えば、目封じ部の断面形状に合わせた断面形状とすることもできる。しかし、例えば目封じ部の断面が四角形で、先端部１５の断面を四角形とした場合には、両方の頂点を合わせる必要があるため、位置合わせに時間がかかる場合がある。従って、先端部１５の断面形状が円形であることが、作業時間短縮及び種々の断面形状の目封じ部を備えるハニカム構造体に対応できる観点から、より好ましい。なお、貫通孔の断面形状が四角形で、先端部１５の断面形状が円形の場合における先端部１５の断面積は、貫通孔の断面積に対して７２％以下であることが好ましい。
【００１９】
また、図１に示すように、荷重伝達部材１４を端面４２に対して平行に移動可能とする移動機構１８に、荷重伝達部材１４を取り付け、移動機構１８を用いて検査することも、荷重伝達部材１４の位置合わせを容易にする観点から好ましい。また、移動機構を用いて複数の目封じ部の抜け強度を連続的に測定することも好ましい。また、複数の荷重伝達部材を用いて、複数の目封じ部の抜け強度を同時に測定することも好ましい。なお、ハニカム構造体の総ての目封じ部の抜け強度を検査しなくても、所定の目封じ部の抜け強度を検査すれば、通常は、抜け強度の良否を判定できる。また通常は、目封じ部の長さが短い程、目封じ部の抜け強度は低下するため、目封じ部の長さが一定でない場合には、目封じ部の長さが短い部分の目封じ抜け強度を検査すれば、抜け強度の良否を判定できる。
【００２０】
本発明の検査対象となるハニカム構造体１は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、一の端面４２から他の端面４４まで貫通する複数の貫通孔３と、少なくとも一部の貫通孔３を一の端面４２において目封じする目封じ部４とを備える。貫通孔３は、ハニカム構造体内を隔壁２で仕切ることにより形成されている。また、目封じ部４は、一般に、貫通孔３を互い違いに目封じし、両端面４２、４４が市松模様を呈するように設けられている。ここで、目封じ部の貫通孔方向の長さは、０．５〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。目封じ部の長さが０．５ｍｍ未満では、目封じ部に大きな圧力が加わる用途には使用することが困難であり、１５ｍｍを超える場合には、十分な強度を有しており、検査をする必要性が低いからである。
【００２１】
測定対象であるハニカム構造体の材質に特に制限はないが、一般にセラミック材料や金属材料を主成分とするものが好ましい。例えば、コージェライト、アルミナ、ムライト、リチウム・アルミニウム・シリケート、チタン酸アルミニウム、チタニア、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム及び炭化珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種、又はそれらの複合物を主成分としたハニカム構造体が本発明の測定対象として好ましい。
【００２２】
また、貫通孔の断面形状には特に制限はなく、例えば三角形、四角形、六角形、丸形等があり、隔壁の厚さ、貫通孔密度（単位断面積当たりの貫通孔の数）にも特に制限はなく、隔壁の厚さは、例えば３０〜２０００μｍ、好ましくは４０〜１０００μｍ、更に好ましくは５０〜５００μｍ程度、貫通孔密度が、６〜２０００貫通孔／平方インチ（０．９〜３１１貫通孔／ｃｍ2）、好ましくは５０〜１０００貫通孔／平方インチ（７．８〜１５５貫通孔／ｃｍ2）、更に好ましくは１００〜４００貫通孔／平方インチ（１５．５〜６２．０貫通孔／ｃｍ2）程度のハニカム構造体が本発明の測定対象として好ましい。
【００２３】
図３は、本発明のハニカム構造体の検査装置の一例を示す模式的な斜視図である。以下、図３に示す具体例に基いて、本発明のハニカム構造体の検査装置について説明する。
【００２４】
図３に示す測定装置１０は、測定機構１１と移動機構１８とを備える。測定機構１１は、移動機構１８に移動可能に取り付けられており、これにより、測定機構１１は、ハニカム構造体の端面４２に平行に移動することができる。
【００２５】
測定機構１１は、荷重伝達部材１４と荷重伝達部材１４を支持するガイド部１２と、荷重伝達部材１４に荷重を加える加重部１３とを備える。ガイド部１２は上下に開口する中空部を有しており、その中空部内に荷重伝達部材１４が入り、荷重伝達部材１４が中空部に沿って上下に移動できるように構成されている。このような構成とすることにより、目封じ部に対して適切な荷重を容易に加えることができ、目封じ部の強度を容易に検査することができる。
【００２６】
荷重伝達部材１４は、先端部１５の断面積が、目封じ部の断面積の２５〜９０％程度であることが好ましい。具体的な好ましい先端部の断面積は、０．５〜５ｍｍ2の範囲である。先端部１５の端面、即ち目封じ部と接触する面は、平面であることが、目封じ部に均一に荷重をかけられる観点から好ましい。この場合には、先端部の端面の表面積が０．５〜５ｍｍ2の範囲であることが好ましい。先端部の材質に特に制限はなく、例えば金属などで良いが、目封じ部の損傷の可能性を低くする観点から、プラスチックやゴムなど、目封じ部よりも低い硬度の材質であることも好ましい。
【００２７】
荷重伝達部材１４の上には、加重部１３が配置され、荷重伝達部に荷重を加える。加重の方式に特に制限はなく、錘により加重する方式、機械的に加重する方式、シリンダー等を用い圧力により加重する方式などが挙げられる。加える力は、１００Ｎ以下であることが好ましい一方、１Ｎ以上であることが好ましい。
【００２８】
図３において、移動機構１８は、固定部１９と、第１の棒状部材２０と、第２の棒状部材２１とを備えている。固定部１９は、移動機構１８をハニカム構造体に固定する部材で構成されており、好ましくは、ハニカム構造体の縁端部にネジなどで固定できる構成となっている。
【００２９】
第１の棒状部材２０は、端面４２と平行な第１の方向に延びるように固定部１９に固定されている。第２の棒状部材２１は、第１の棒状部材上を第１の方向に移動できるように取り付けられており、端面４２と平行な第２の方向に延びている。更に、測定機構１１が第２の棒状部材２１上を第２の方向に移動可能に第２の棒状部材２１に取り付けられている。
【００３０】
このような構成とすることにより、測定機構１１が端面４２の上方を端面４２に平行にスムーズに移動することができ、測定時の位置合わせが容易となり、複数の目封じ部を短時間で連続して測定することができる。
【００３１】
この形態において、第１の方向と第２の方向は、直角の関係である必要はないが、直角の関係であることが測定機構をスムーズに移動させる観点から好ましい。
【００３２】
また、第１及び第２の棒状部材が各々回転可能に取り付けられている形態も好ましい。この形態においても、第２の棒状部材に取り付けられた測定機構を端面４２に平行に自在に移動させることができる。
【００３３】
或いは、第１及び／又は第２の棒状部材を直線的に移動可能に、及び／又は回転可能に取りつけることにより、直線運動と、回転運動を適宜組み合わせて、測定機構を端面４２に平行に自在に移動させることもできる。
【実施例】
【００３４】
隔壁厚さが０．４３ｍｍ、貫通孔密度が１５．５個／ｃｍ2、貫通孔の断面形状が四角形、目封じ部の断面積が４．４５ｍｍ2のハニカム構造体であって、目封じ部の長さが各々１５ｍｍ及び１０ｍｍのハニカム構造体Ａ及びＢを各々用意した。隔壁厚さが０．３１ｍｍ、貫通孔密度が３１．０個／ｃｍ2、貫通孔の断面形状が四角形、目封じ部の断面積が２．２１ｍｍ2のハニカム構造体であって、目封じ部の長さが各々１０ｍｍ及び５ｍｍのハニカム構造体Ｃ及びＤを各々用意した。隔壁厚さが０．３１ｍｍ、貫通孔密度が４６．５個／ｃｍ2、貫通孔の断面形状が四角形、目封じ部の断面積が１．３４ｍｍ2のハニカム構造体であって、目封じ部の長さが各々１ｍｍ及び０．５ｍｍのハニカム構造体Ｅ及びＦを各々用意した。これらのハニカム構造体の形状を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2005127875.tif 000003
【００３６】
（実施例１〜１０）
表２に示す先端部の断面形状及び断面積を有する荷重伝達部材及び表２に示す荷重に相当する錘を用意し、図３に示す検査装置を用い、ハニカム構造体Ａ〜Ｆの目封じ部各１０箇所について、略等間隔に目封じ部に荷重を加え抜け強度の検査を行った。結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2005127875.tif 000004
【００３８】
実施例１、２及び７〜１０の方法において、検査に係る作業時間も短く良好な結果が得られた。また、実施例１及び２の方法で検査し、目封じ部のズレや抜けが生じなかったハニカム構造体Ａ及びＢについて、実際に空気圧によるアッシュ洗浄装置を用いて、洗浄圧力を加圧したところ、目封じ部の抜けやズレや欠けは生じなかった。
【００３９】
実施例３の方法は、先端部の断面積が、目封じ部の断面積に対して小さすぎたために、先端部が目封じ部を貫通してしまい、検査対象としたハニカム構造体Ｂに対しては適した方法ではなかった。但し、この方法も目封じ部自体の材料強度がより強いハニカム構造体や目封じ部の長さがより長いハニカム構造体に対しては適用し得ると考えられる。実施例６の方法は、先端部の断面積が、目封じ部の断面積に近すぎたために、先端部が隔壁に当たり、検査対象としたハニカム構造体Ｂに対しては適した方法ではなかった。但し、この方法も隔壁の変形の少ないハニカム構造体に対しては適用し得ると考えられる。実施例４及び５の方法については、先端部の断面形状が四角形であったこと及び先端部の断面積が目封じ部の断面積に比較的近かったために、検査の作業が長くなった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明してきたとおり、本発明のハニカム構造体の検査方法及び検査装置により、ＤＰＦ等に用いられるハニカム構造体の目封じ部の抜け強度を迅速・簡易かつ正確に検査することができる。従って、ハニカム構造体の検査に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のハニカム構造体の検査方法の一実施形態を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明のハニカム構造体の検査方法の一実施形態を示す模式的な断面一部拡大図である。
【図３】本発明のハニカム構造体の検査装置の一例を示す模式的な斜視図である。
【図４（ａ）】本発明に係るハニカム構造体の一例を示す模式的な斜視図である。
【図４（ｂ）】本発明に係るハニカム構造体の一例を示す模式的な端面に垂直な断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…ハニカム構造体、２…隔壁、３…貫通孔、４…目封じ部、１０…検査装置、１１…測定機構、１２…ガイド部、１３…加重部、１４…荷重伝達部材、１５…先端部、１８…移動機構、１９…固定部、２０…第１の棒状部材、２１…第２の棒状部材、４２、４４…端面。
【図１】
2005127875.tif 000005
【図２】
2005127875.tif 000006
【図３】
2005127875.tif 000007
【図４（ａ）】
2005127875.tif 000008
【図４（ｂ）】
2005127875.tif 000009