(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子を含む気体を加圧してハニカム構造体の一の面側からセル内へ微粒子の導入をする微粒子導入手段と、
その導入をされる気体の流量を調節する微粒子含有気体流量調節手段と、
ハニカム構造体における他の面の近傍を平行に通過するように指向性の強い光を照射する光照射手段と、
その光照射手段から出射された光と、ハニカム構造体の他の面と、の間に、そのハニカム構造体の他の面を覆うように配設される整流板と、
ハニカム構造体の一の面側から他の面側へ向けた方向に、ハニカム構造体の外周に沿って気体を流す気流形成手段と、
を具備するハニカム構造体欠陥検査装置。
【請求項２】
前記気流形成手段は、気体を吹出す複数のノズルを有する請求項１に記載のハニカム構造体欠陥検査装置。
【請求項３】
前記気流形成手段が流す気体を加圧する気流形成気体加圧手段と、
前記気流形成手段が流す気体の流量を調節する気流形成気体流量調節手段と、
を具備する請求項１又は２に記載のハニカム構造体欠陥検査装置。
【請求項４】
前記整流板と、前記ハニカム構造体の他の面と、の距離が、０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である請求項１〜３の何れか一項に記載のハニカム構造体欠陥検査装置。
【請求項５】
前記整流板は、その開口率が１０％以上８０％以下である請求項１〜４の何れか一項に記載のハニカム構造体欠陥検査装置。
【請求項６】
ハニカム構造体の他の面の法線方向に対し角度を有する位置から、前記微粒子によって散乱された前記光の観察をする観察手段を具備する請求項１〜５の何れか一項に記載のハニカム構造体欠陥検査装置。
【請求項７】
前記観察手段が、前記ハニカム構造体の他の面をカメラによって撮像する手段である請求項１〜６の何れか一項に記載のハニカム構造体欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正常なハニカム構造体であれば存在しない、ハニカム構造体の細孔径に比して大きな孔（欠陥）の有無を検査するために用いられる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境への影響を考慮して、自動車用エンジン等から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質を、排気ガスから除去する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（パティキュレートマター（ＰＭ））の除去に関する規制は、世界的に強化される傾向にある。このような事情から、ＰＭを捕集し除去するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が注目を集めている。
【０００３】
ＤＰＦの一態様として、目封止されたハニカム構造を有するフィルタ（ハニカムフィルタ）を挙げることが出来る。このハニカムフィルタは、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定のセルと、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセルと、が交互に配設されてなるハニカム構造体で構成される。このハニカムフィルタによれば、所定のセルが開口する一方の端部から流入した流体（排気ガス）が、隔壁を透過し、残余のセル側へ透過流体として流出し、更に、残余のセルが開口する他方の端部から流出することによって、排気ガス中のＰＭが捕集除去される、という作用効果が得られる。
【０００４】
上記のハニカムフィルタのような、排気ガスが多孔質の隔壁を透過する構造のハニカムフィルタ（ウォールフロー型のハニカムフィルタ）は、濾過面積を大きくとれることから、濾過流速（隔壁透過流速）を低くすることが出来、圧力損失が小さく、且つ、ＰＭの捕集効率が比較的良好なものである。但し、それは、ハニカムフィルタを構成するハニカム構造体の多孔質な隔壁に、その細孔径に比して大きな、意図しない孔が、欠陥として存在しないことを前提としているのであって、欠陥があれば、そこからＰＭは通り抜け、効率云々以前に、ＤＰＦとしてのＰＭ捕集能力そのものが低下する。それだけに、ハニカム構造体を製造する際の欠陥検査は大変重要な工程である。尚、関連する先行技術文献として、例えば、特許文献１を挙げることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９０４９３３号公報
【特許文献２】特開２００１−１９０９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、外部から欠陥の確認することが出来ない形状のハニカム構造体の欠陥を感度よく検出する手段が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示された発明には、欠陥が、ハニカム構造体の平均細孔径の１０倍程度と小さく、正常な細孔と比して格段に大きな孔ではない場合や、欠陥が、ハニカム構造体の外周付近にある場合には、感度が低下するおそれがあることが分かってきた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ハニカム構造体の小さな欠陥や外周付近に生じた欠陥を、高い感度で検出することが出来る手段を提供することを課題とする。この課題を解決するため、研究が重ねられた結果、以下の手段が想到されるに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、先ず、本発明によれば、微粒子を含む気体を加圧してハニカム構造体の一の面（微粒子導入面）側からセル内へ微粒子の導入をする微粒子導入手段と、その導入をされる気体の流量を調節する微粒子含有気体流量調節手段と、ハニカム構造体における他の面（微粒子排出面）の近傍を平行に通過するように指向性の強い光を照射する光照射手段と、その光照射手段から出射された光と、ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）と、の間に、そのハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）を覆うように配設される整流板と、ハニカム構造体の一の面（微粒子導入面）側から他の面（微粒子排出面）側へ向けた方向に、ハニカム構造体の外周に沿って気体を流す気流形成手段と、を具備するハニカム構造体欠陥検査装置が提供される。
【０００９】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の被検体であるハニカム構造体は、一の面（微粒子導入面）と他の面（微粒子排出面）を有し、それらを結ぶ流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一の面（微粒子導入面）側で開口され且つ他の面（微粒子排出面）側で目封止された所定のセルと、一の面（微粒子導入面）側で目封止され且つ他の面（微粒子排出面）側で開口された残余のセルと、が交互に配設されてなる多孔質体である。欠陥が発生する可能性があるものであれば、形状、材質、細孔径、用途等に制限はない。
【００１０】
又、被検体は、ＤＰＦに好適に採用されるセグメント構造を有するハニカム構造体（例えば、特許文献２に開示されたハニカム構造体）であってよい。これは、複数のハニカムセグメントが接合層を介して接着されたものである。整流板は、接合層のように、セルの配列のパターン規則性が崩れ、微粒子を含む気流が乱れる恐れのある部分に対しても、効果的に作用する。
【００１１】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置において、光照射手段は、例えば、光発生手段とレンズで構成することが出来る。
【００１２】
光照射手段で照射される光は、微粒子によって散乱される波長の光である必要がある。その観点から、光は、レーザ光であることが好ましい。固体レーザ、気体レーザ、半導体レーザ、色素レーザ、エキシマレーザ、自由電子レーザ等を、好適に用いることが出来る。光の波長は、例えば、６５０ｎｍ程度（赤色レーザ光）、５３２ｎｍ程度（緑色レーザ光）、４００ｎｍ程度（紫色レーザ光）等を採用出来る。そして、その散乱された光を、簡便に検出することが出来ることが好ましい。
【００１３】
又、光は、好ましくは他の面（微粒子排出面）の直上から３０ｍｍまで、更に好ましくは他の面（微粒子排出面）の直上から１０ｍｍまでの範囲内を通過させる。他の面（微粒子排出面）から排出された微粒子が拡散することにより感度が低下することを防止出来るからである。光は、面状に照射させることが好ましい。例えば、光照射手段にレンズを備え、それによって発生させた光を、面状に拡散させ照射させることが出来る。又、光照射手段自体を走査させることによって、光を面状に拡散させ照射させることも可能である。
【００１４】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置では、微粒子含有気体に含まれる微粒子を発生させる方法として、例えば、線香等の香類を燃焼させる方法、グリコール類や水を噴霧して微粒子を発生させる方法、固体二酸化炭素、液体窒素、噴霧器、超音波加湿器等によって水の微粒子を発生させる方法、市販の標準粒子発生装置を用いる方法、炭酸カルシウム等の微粒子粉末を振動装置やブロア等で発塵させる方法等を、採用することが出来る。
【００１５】
微粒子の粒子径は、ハニカム構造体の形状や細孔径等により適宜に選ぶことが出来る。又、欠陥の種類と排出される微粒子の粒度分布の関係を調べることによって、被検体であるハニカム構造体に合った適切な粒子径を選ぶことが可能である。粒子径が大きすぎると多孔質体であるハニカム構造体の細孔内に捕集される量が多くなりすぎ、後処理により除去する必要が生じる。粒子径が小さすぎると、欠陥の有無により排出される微粒子量に差が現れ難く感度が低下するおそれがある。好ましい粒子径は、０．３〜２００μｍ、更に好ましくは０．５〜５０μｍ、更により好ましくは１〜１０μｍである。但し、発生させる微粒子に上記範囲外の粒子径を有する微粒子が含まれていても、上記範囲の微粒子が本発明の目的を達成出来る程度の量で含まれていればよい。
【００１６】
微粒子導入手段としては、例えば、微粒子含有気体を有限空間（粒子室）に溜めた後、一定濃度としてから、ハニカム構造体の微粒子導入面側から一定圧力を加えることによりハニカム構造体のセル内へ導入するか、又は、ハニカム構造体の微粒子排出面の上部にダクトを設けファン等で排気し微粒子排出面側から吸引してハニカム構造体のセル内へ導入する方法等を採用することが出来る。
【００１７】
微粒子含有気体流量調節手段としては、例えば、微粒子含有気体を粒子室に溜める場合には、その粒子室を加圧する例えばコンプレッサに設けた、その圧力を調節するレギュレータ等で構成することが出来る。圧力を調節すれば流量は調節される。
【００１８】
微粒子含有気体の加圧力は、被検体であるハニカム構造体の形状等に応じて、適宜、選択することが出来る。ハニカム構造体の気孔率が大きい場合には、ハニカム構造体の圧力損失は小さく、小さな加圧力で微粒子含有気体の気流を形成することが出来、欠陥の検出が可能となる。一方、ハニカム構造体の気孔率が小さいと、ハニカム構造体の圧力損失は大きく、大きな加圧力を必要とする。適切な加圧力に対し、加圧力が小さ過ぎると、気流が安定せず、欠陥を特定出来なくなるおそれがある。又、加圧力が高いほど、ハニカム構造体から排出される微粒子が層流で流れる距離が長くなり、ハニカム構造体から離れて光を通過させても検出することが出来るようになるが、加圧力が高すぎると、多量の微粒子が多孔質体であるハニカム構造体（隔壁）を通って流出するため、微細な欠陥から排出される微粒子を検出することが出来なくなることや、微粒子がより多く必要となることから、好ましくない。
【００１９】
微粒子含有気体における微粒子の濃度は、指向性の強い光によって検出可能な程度の濃度であって、欠陥部分とそれ以外の部分とのコントラストが明確になるような濃度を、適宜、選択することが出来る。
【００２０】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置において、気流形成手段は、例えば、エア等の気体を吹出すノズル又は孔を備えたヘッダ管と、空気源としてのコンプレッサと、それらをつなぐ配管等で構成することが出来る。又、ヒータを配置しそのヒータで加熱された空気によって上昇気流を発生させる手段を採ってもよい。気流形成手段は、離れた位置からハニカム構造体の側面（周面）へ向かって気流を形成する手段であってもよい。好ましい気流形成手段は、次の通りである。
【００２１】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置においては、気流形成手段は、気体を吹出す複数のノズルを有するものであることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置においては、気流形成手段が流す気体を加圧する気流形成気体加圧手段と、気流形成手段が流す気体の流量を調節する気流形成気体流量調節手段と、を具備することが好ましい。
【００２３】
気流形成気体加圧手段は、例えば、気流形成手段にコンプレッサを用いた場合には、そのコンプレッサに設けたレギュレータで構成することが出来る。気流形成気体流量調節手段は、例えば、気流形成手段をヘッダ管、コンプレッサ及び配管で構成した場合には、その配管に設けた流量調節弁で構成することが出来る。
【００２４】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置において、整流板は、微粒子含有気体の流れ方向に対し開口を有する部材であり、多数の孔を有する板部材やメッシュ状の部材が好ましく用いられる。中でも金属や樹脂、綿、絹等の繊維を織り込んだスクリーンを用いるのが好ましい。開口部の形状は三角形、四角形、六角形等を採り得る。開口のピッチは、ハニカム構造体のセルピッチより小さいことが好ましく、より好ましくは、セルピッチの１／２以下、更に好ましくは１／４以下である。開口の径は、ハニカム構造体に形成されるセルの位置や大きさ等によって、適宜、選択することが出来るが、５〜２０００μｍであることが好ましく、３０〜５００μｍであることが更に好ましい。５μｍ以下では微粒子が付着捕集されるおそれがある。２０００μｍ以上では、整流による改善効果が得られないおそれがある。整流板の厚さは、整流板を構成する開口の隣との距離によって、適宜、選択されるが、１ｍｍ以下が好ましく、５〜３００μｍが特に好ましい。１ｍｍを超えると、微粒子が整流板に付着し捕集されるおそれがある。整流板の表面を、黒色塗装、めっき処理、無光沢処理したものも好ましく用いられる。整流板の表面におけるレーザ光の反射・散乱により、欠陥を検出するのが困難になるおそれを小さく出来るからである。
【００２５】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置においては、整流板と、ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）と、の距離が、０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
上記距離は、より好ましくは、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、特に好ましくは、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００２７】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置においては、整流板は、その開口率が１０％以上８０％以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置においては、ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）の法線方向に対し角度を有する位置から、微粒子によって散乱された光の観察をする観察手段を具備することが好ましい。この場合において、観察手段が、ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）をカメラによって撮像する手段であることが好ましい。
【００２９】
上記カメラとしては、光学ビデオカメラ、写真機、固体撮像素子を用いたデジタルカメラ等が好適に用いられる。
【００３０】
上記ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）の法線方向に対する角度は、１０°以上８０°以下であることが好ましい。より好ましくは、３０°以上６０°以下である。斜めから観察すると、欠陥が検出し易いからである。観察手段は、カメラの他に、目視でもよい。その方向に、観察窓があってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、光照射手段から出射された光とハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）との間に配設される整流板、及び、ハニカム構造体の外周に沿って気体を流す気流形成手段を具備するので、欠陥が小さくても、又、欠陥がハニカム構造体の外周近傍に存在しても、感度よく検出することが可能である。ハニカム構造体に沿って上昇する気流は、整流板を通過し、これによって、ハニカム構造体の内部を通過した気流が、ハニカム構造体の外側へと広がって流れたり揺らいだりして、検出感度が低下することを防止するからである。
【００３２】
又、ハニカム構造体の外周に沿って気体を流すこと（気流を形成すること）は、斜めからの観察を妨げない点で優れる。即ち、例えば、金属板や透明樹脂を用いて実体壁を設けると、視野の制限、壁面への微粒子付着による気流の変化や感度変化といった不具合が生ずるが、気流形成手段によれば、このような問題は回避される。
【００３３】
上から（ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）側から）の吸引による気流形成も取り得るが、整流板を配置し、外周部に沿った気流を形成して、下から（ハニカム構造体の一の面（微粒子導入面）側から）気体を押し上げる本方法の方が、欠陥可視化の簡便性と画像の安定性において優れる。
【００３４】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、その好ましい態様において、気流形成手段が気体を吹出す複数のノズルを有するので、気流の方向を規定することが出来、ハニカム構造体の内部を通過する気流と同程度の速度の安定した気流を簡便に発生させることが可能であり、ハニカム構造体の外周付近に存在する欠陥を検査するのに好適である。又、ノズルの向きは、ハニカム構造体の中心軸に沿って略平行であるのが好ましく、より好ましいノズルの向きは、ハニカム構造体の他の面の外周部近傍に向けた方向である。ノズルの向きは、ハニカム構造体の側面（周面）に沿って上昇気流を形成するよう、側面に向けられていてもよい。個々のノズルは、中心軸に対し一定の方向に向けていてもよいし、上記の方向を網羅するよう、例えば交互に方向を変化させながら配設してもよい。又、ハニカム構造体の形状に合わせて、ノズルの向きを場所ごとに変化させてもよい。特に好ましいノズルの向きは、ハニカム構造体の中心軸に対し、平行（０°）ないし、平行から中心軸側に３０°傾斜した方向までの範囲である。被検体であるハニカム構造体の形状や大きさに複数の種類があっても、毎回、段取り替えする必要はなく、段取り替えの回数を減少させても、安定した気流を形成することが出来る。
【００３５】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、その好ましい態様において、気流形成手段が流す気体を加圧する気流形成気体加圧手段と、気流形成手段が流す気体の流量を調節する気流形成気体流量調節手段と、を具備するので、微粒子含有気体の流量をハニカム構造体の気孔率や気孔径、寸法等によって変化させた場合でも、ハニカム構造体の外周付近に存在する欠陥を検出するのに最適な流量を調節することが出来る。
【００３６】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、その好ましい態様において、整流板とハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）との距離が０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であるので、ハニカム構造体を透過した微粒子を含む気体に対する整流効果に優れ、小さな欠陥の有無の判断及びその欠陥場所の特定を容易とする。整流板とハニカム構造体とが接触している場合でも整流効果を得られるが、ハニカム構造体に傷の発生、異物の付着等、瑕疵が発生する原因になるので好ましくない。又、整流板に対しても、傷、劣化、異物の付着等を招来し、不具合の原因となるので、好ましくない。距離が３０ｍｍ以上では、ハニカム構造体のセルから排出された微粒子が拡散したり流れが乱れたりするのを抑制する効果が得られなくなるおそれがある。
【００３７】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、その好ましい態様において、整流板は、その開口率が１０％以上８０％以下であるので、ハニカム構造体を透過したばかりの微粒子が発散し難く、小さな欠陥の有無の判断及びその欠陥場所の特定が容易である。開口率が、１０％より小では気流が阻害され整流板がない場合に見ることの出来た欠陥が、見えないおそれがあり、８０％以上では外周近傍における欠陥の見え方の改善効果が得られないおそれがある。より好ましい開口率は１０％以上７０％以下である。開口率を７０％以下とすることによって、ハニカム構造体の他の面からの反射光を抑制する効果が高く得られ、コントラストが向上して、全体に欠陥が見え易くなる。
【００３８】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、その好ましい態様において、ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）の法線方向に対し角度を有する位置から、ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）の観察をする観察手段を具備するので、ハニカム構造体（ワーク）の表面からの反射光が整流板で遮蔽される効果が高まることによって、欠陥検出感度が向上する。即ち、観察される光には、整流板を通過した微粒子含有気体からの散乱光（欠陥情報を含む）とハニカム構造体の表面からの反射光とを含んでいるが、角度を有する位置から観察すると、整流板によってハニカム構造体の表面からの反射光が低減され、欠陥がより見え易くなる。又、ハニカム構造体の直上から観察する場合には、カメラの設置や観察窓からの視野確保の手段によって、微粒子を含む気体の気流を乱すおそれがあるが、それを回避することが出来る。
【００３９】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、その好ましい態様において、観察手段が、ハニカム構造体の他の面（微粒子排出面）をカメラによって撮像する手段であるので、欠陥情報を定量化し易く、微粒子含有気体からの散乱光のようなゆらぎを有する（欠陥）情報を、時間的、空間的に、積算し平均化して、安定させることが出来る。そして、この情報の安定化により、微小な欠陥を安定して検出することを可能とする。又、レーザーの散乱光を観察することにつき、目視検査に比べて、安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置を表す模式図である。
【図２】本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の一部を表す模式図である。
【図３】本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の原理を示す模式図である。
【図４】本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の一の実施形態を表す模式図であり、一部分（シール部分）を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。
【００４２】
図１は、本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の一の実施形態を表す模式図であり、全体の構成を示す図である。図２は、本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置における一の実施形態の一部を表す模式図であり、ハニカム構造体（被検体）、整流板、及び気流形成手段を表す斜視図である。図３は、本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の原理を示す模式図であり、被検体であるハニカム構造体の断面を表して、微粒子を含む気体が隔壁を通過し、ハニカム構造体の外周に沿って気体が流れ、気流が形成されている様子を表した図である。図４は、本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の一の実施形態を表す模式図であり、一部分（シール部分）を拡大して示す図である。
【００４３】
先ず、主に図３を参照して、本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置の原理について説明する。
【００４４】
ハニカム構造体２０の微粒子排出面５４の近傍に整流板４１を配設し、ヘッダ管５９のノズル９１から空気（気体）を吹き出し、ハニカム構造体２０の微粒子導入面５３側から微粒子排出面５４側へ向けて、ハニカム構造体２０の外周に沿って空気を流し、気流を形成しておく。又、光発生手段３０で光を発生させてレンズ３２を通して指向性の強い光５１を、微粒子排出面５４の近傍において、照射しておく。
【００４５】
このような状態で、ハニカム構造体２０の微粒子導入面５３から（図３において下から）ハニカム構造体２０に微粒子含有気体を加圧すると、多孔質体であるハニカム構造体２０の隔壁５８で区画されたセル５６に、微粒子が導入される。そして、その微粒子は、隔壁５８を通って、微粒子排出面５４から排出する。排出した微粒子は、整流板４１とハニカム構造体２０の外周に形成された気流とによって方向付けられ、層流で長い距離を流れ、上方に至るまで乱れることはない。
【００４６】
そして、排出した微粒子は、光５１を散乱させて、自らは可視化される。ここで、隔壁５８に欠陥がある場合には、より大きな微粒子が、より多く、その欠陥がある隔壁５８で区画されたセル５６から排出され、より大きな微粒子は光５１をより多く散乱させる。従って、より大きな欠陥のある箇所は、光５１をより多く散乱し、これによって欠陥のあるセル５６を検出することが可能である。又、目封止部６０に欠陥がある場合も、その欠陥のある目封止部６０で目封止されたセル５６から、より大きな微粒子又はより多くの微粒子が排出され、欠陥のあるセル５６を検出することが出来る。
【００４７】
次に、主に図１、図２、及び図４を参照して、本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置について説明する。
【００４８】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、粒子室１、設置台２２、光発生装置３０、フード３４、ＣＣＤカメラ３６を備える。粒子室１内には、線香台３の上に線香４が立てられ、線香４が燃焼することにより、線香煙が発生するように構成されている。線香煙は、粒子径が０．３〜１０μｍ程度の微粒子である。
【００４９】
粒子室１の上部には、その粒子室１からハニカム構造体２０へ微粒子を導入する微粒子導入口６が設けられており、微粒子を導入するために加圧機構１０及び微粒子導入用流量調節弁１２が設けられている。粒子室１の内部に存在する微粒子を含む気体は、加圧機構１０により加圧されるとともに、微粒子導入用流量調節弁１２による圧力の調節によって流量が調節されて、その気体に含まれる微粒子は、微粒子導入口６を通って、被検体であるハニカム構造体２０内へ導入される。好ましい加圧力は、１〜３０Ｐａであるので、加圧機構１０は、このような範囲の加圧力を付与可能なことが望ましい。
【００５０】
粒子室１には、圧力計１１及び微粒子濃度計１３が備えられており、粒子室１内の圧力及び微粒子濃度の管理が可能である。微粒子導入口６にはシリンダ１７の上下動によって、微粒子導入口６の開閉が可能なように、シリンダ１７と連結された微粒子導入口蓋１６が備えられている。このシリンダ１７の上下動によって、微粒子導入口６の開閉が可能となり、使用しない微粒子導入口６を閉じておくことが可能となる。
【００５１】
微粒子導入口６の上には、微粒子導入口６につながる開口を有する設置台２２が、ハニカム構造体２０を着脱可能に設置することが出来るように設けられている。ハニカム構造体２０は、シール２４により外周をシールされた状態で設置台２２に設置される。シール２４は、検査対象であるハニカム構造体２０の形状に合わせて種々の形状を取ることが出来る。設置台２２がこのように構成されているので、微粒子導入口６を通った微粒子は全てハニカム構造体２０内へ導入される。尚、シール２４は、図３においては省略され、図１においては簡略化されて描かれている。
【００５２】
ハニカム構造体２０の上方には、上下に移動可能なようにシリンダ３５と連結されたフード３４が備えられ、そのフード３４には排出された微粒子を排気する排気ファン８が設けられている。検査時にはフード３４は下方へ移動し、ハニカム構造体２０から排出される微粒子の流れを乱す外乱、例えば風等を防止する。
【００５３】
光発生装置３０は、上下動が可能であり、検査時には、光が微粒子排出面５４の直上近傍を通過するように備えられる。光は、レンズ３２によって面状に拡散し、ハニカム構造体２０の微粒子排出面５４と平行に通過する。ハニカム構造体２０の斜め上方には、散乱した光を撮影し記録出来るように、モニタ３８とそれに接続されたＣＣＤカメラ３６が斜め下向きに設置されている。ＣＣＤカメラ３６の近傍には、カメラレンズに微粒子が付着するのを防止すべく正圧をかけることが出来るエアパージ機構３７が備えられている。
【００５４】
整流板４１は、支持台４２によって支持されて、ハニカム構造体２０の微粒子排出面５４の近傍に配設される。支持台４２は、上下動が可能で、整流板４１の位置とハニカム構造体２０の微粒子排出面５４との距離を、調整することが出来る。ヘッダ管５９は、配管を介して空気源９２に接続され、配管には空気の流量調節弁９３が設けられる。
【００５５】
既述のように、設置台２２の上にシール２４を配設し、シール２４に形成された座面に、ハニカム構造体２０は載置される。このシール２４は、微粒子含有気体に対するシール機能とハニカム構造体を支持する支持機能を有している。シール２４の材質は、樹脂材料が好ましく用いられ、ウレタンゴム、シリコーンゴム、天然ゴム等のゴム系の材質が特に好ましく用いられる。
【００５６】
ハニカム構造体２０の微粒子排出面５４と、その近傍に配設される整流板４１と、は略平行であることが好ましい。ハニカム構造体２０の微粒子導入面５３と微粒子排出面４３とは、平行に形成されているので、整流板４１と設置台２２の上面、そしてシール２４の座面とを平行にすることによって、これが実現される。ハニカム構造体２０の微粒子排出面５４と、整流板４１と、が略平行であるとき、シール２４のシール機能と支持機能の双方が満たされるので、このような態様（位置関係）は好ましい態様のひとつである。設置台２２の上面とシール２４の座面とのなす角をテーパ角βと呼ぶとすれば、この場合、β＝０°となる（図４を参照）。
【００５７】
既述のように、シール２４は、ハニカム構造体２０の微粒子導入面５３の形状に合わせて、種々の形状を取ることが出来るものであるが、ハニカム構造体２０は、微粒子導入面５３が同じ形状を有していても、寸法が変動する場合がある。特に、主にセラミックス材料で形成されたハニカム構造体２０には、成形時のばらつきの他に、乾燥・焼成時の収縮ばらつきが存在することがある。このばらつきに対応出来るように、シール２４には、座面長ｄを設けることが好ましい（図４を参照）。但し、上記の収縮ばらつきの範囲が１セルの大きさを超えると、最外周部のセルを塞ぐ場合が想定される。これに対しては、テーパ角βを、零（ゼロ）より大きくすることによって、微粒子含有気体を最外周部のセルに導入することが出来る。但し、テーパ角βが大き過ぎると、ハニカム構造体２０を載置する際に、ハニカム構造体２０の微粒子排出面５４と整流板４１とが、平行に保持されなくなる場合がある。そうなると、欠陥の検出能力が低下するおそれが生じる。従って、テーパ角βは、０°より大きく、３０°以下、であることが好ましい。より好ましいテーパ角βは、２°以上、１５°以下、である。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）図１に示されるハニカム構造体欠陥検査装置を使用して、多孔質体であるハニカム構造体２０の欠陥を検査した。被検体であるハニカム構造体２０として、直径１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円筒形であって、セル密度が４０個／ｃｍ２であり、ＤＰＦとして用いられる目封止されたものを用いた。整流板４１は、ステンレスにクロムメッキしたものであって、１００メッシュ、目開５０μｍのものを用い、ハニカム構造体の微粒子排出面５４から１ｍｍ離して配設した。ハニカム構造体２０の外周に沿った気流は、空気を６Ｌ／ｍｉｎでヘッダ管５９に形成した３２個のノズル９１から送り出すことによって、形成した。
【００６０】
図１に示されたハニカム構造体欠陥検査装置の設置台２２にハニカム構造体を、シール２４を用いて設置した。そして、線香を燃焼させ微粒子を発生させた。微粒子濃度が３００個／ｃｃとなったところで、加圧機構１０によって、１０Ｐａで、粒子室１内の微粒子含有気体を加圧し、微粒子含有気体の流速として２Ｌ／ｍｉｎで、微粒子をハニカム構造体のセル内へ導入した。光生装置３０としてグリーンレーザ光発生器を用い、レンズ３２を介してレーザ光を発生させ、ハニカム構造体の５ｍｍ上方を、ハニカム構造体の微粒子排出面５４と概ね平行に、面状に、レーザ光を通過させた。排出された微粒子によって散乱したレーザ光をＣＣＤカメラ３６により撮影し、モニタ３８により観察し、記録した。検査後に後処理を行わなくてもハニカム構造体としての機能は損なわれていなかった。
【００６１】
記録された影像に基づいて、ハニカム構造体２０の欠陥の検出が容易であったか否かを、微小欠陥の見え方及び外周付近の見え方について評価し、併せて、総合評価を行った。評価の結果を、微粒子含有気体の流速（微粒子導入用流量調節弁１２における設定値）、整流板の有無、気流形成の有無、とともに、表１に示す。表１において、微小欠陥の見え方及び外周付近の見え方の評価は、○：はっきりと見える、△：見える場合がある、×：見えない、とした。総合評価は、微小欠陥の見え方及び外周付近の見え方の両方が○の評価の場合に○、それ以外を×、とした。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
（比較例１〜６）整流板の有無、微粒子含有気体の流速、気流形成の有無、の各条件を変更した。それ以外は、実施例１と同様にして、ハニカム構造体２０の欠陥を検査し、ハニカム構造体２０の欠陥の検出が容易であったか否かを評価した。評価の結果を、微粒子含有気体の流速、整流板の有無、気流形成の有無、とともに、表１に示す。
【００６４】
（考察）表１に示される結果より、以下のことが分かる。微粒子含有気体の流速を低下させていくと、微小欠陥の見え方は改善し検出感度が高まるが、外周付近の見え方が低下する（比較例１及び比較例３を参照）。整流板４１は外周付近の見え方にやや効果があるものの、十分ではない（比較例３及び比較例４を参照）。整流板が無いと、気流形成しても外周付近の見え方はむしろ悪くなる（比較例５を参照）。微粒子含有気体の流速が大きいと、整流板を配設し気流形成を行っても、微小欠陥に対する検出感度は低い（比較例６を参照）。気流形成によって、外周付近の見え方が改善し、十分な効果が得られる（実施例１を参照）。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係るハニカム構造体欠陥検査装置は、ハニカム構造体の欠陥を検査する手段として利用することが出来る。特に、粒子状物質を排気ガス中から除去するＤＰＦの欠陥を検査する手段として、好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６６】
１：粒子室、３：線香台、４：線香、６：微粒子導入口、８：排気ファン、１０：加圧機構、１１：圧力計、１２：微粒子導入用流量調節弁、１３：微粒子濃度計、１６：微粒子導入口蓋、１７：シリンダ、２０：ハニカム構造体、２２：設置台、２４：シール、３０：光発生装置、３２：レンズ、３４：フード、３５：シリンダ、３６：ＣＣＤカメラ、３７：エアパージ機構、３８：モニタ、４１：整流板、４２：支持台、５１：光、５３：微粒子導入面、５４：微粒子排出面、５６：セル、５８：隔壁、５９：ヘッダ管、６０：目封止部、９１：ノズル、９２：空気源、９３：流量調節弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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