(57)【要約】【課題】封口作業を簡単に行なえる封口装置及び封口方法を提供する。【解決手段】ハニカム構造体７０の複数の貫通孔７０ａの端部を封口材で所定の封口長さＬに亘って封口する封口装置１００である。この装置１００は、深さ可変窪み２０ｄを形成する窪み形成部９９と、複数の貫通孔７０ａを有するハニカム構造体７０の端面を深さ可変窪み２０ｄの上に保持する保持部８０と、深さ可変窪み２０ｄの深さを変化させる深さ調節部５０と、を備える。そして、可動窪み２０ｄの最大深さＤｐが所定の封口長さＬの１００％以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体の複数の貫通孔の端部を封口材で所定の封口長さに亘って封口する封口装置であって、
深さ可変窪みを形成する窪み形成部と、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の端面を前記深さ可変窪みの上に保持する保持部と、
前記深さ可変窪みの深さを変化させる深さ調節部と、を備え、
前記深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの１００％以上である封口装置。
【請求項２】
前記深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの３００％以下である請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記深さ可変窪みの最大深さＤｐは、前記ハニカム構造体の端面の面積をＡ０、前記ハニカム構造体の端面の封口されるべき開口面積をＡ１、前記所定の封口長さをＬとした時に、２（Ａ１／Ａ０）Ｌ≦Ｄｐを満たす請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記窪み形成部は、深さ固定窪みを有する本体部、及び、前記本体部の前記深さ固定窪みを覆うように設けられて前記深さ可変窪みの内面を形成する弾性板を有し、
前記本体部は、前記本体部の前記深さ固定窪みと前記弾性板との間に流体を供給可能な流路を備え、
前記深さ調節部は、流体を、前記流路を介して前記本体部と前記弾性板との間に供給する請求項１から３のいずれか一項記載の装置。
【請求項５】
前記流体は非圧縮性流体である請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記本体部の前記深さ固定窪みの内面は多孔質体を含み、前記流路は前記多孔質体の気孔を含む請求項４又は５記載の装置。
【請求項７】
前記窪み形成部は、深さ固定窪みを有する本体部、及び、前記深さ固定窪み内に設けられて前記深さ可変窪みの底面を形成するピストン板を有し、
前記深さ調節部は、前記ピストン板を移動させる請求項１〜３のいずれか一項記載の装置。
【請求項８】
深さ可変窪みの中に封口材を貯留する工程と、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の端面を前記深さ可変窪みの上に配置する工程と、
前記深さ可変窪みの深さを減ずることにより前記封口材の一部を前記ハニカム構造体の前記複数の貫通孔の端部に所定の封口長さにわたって供給する工程と、
前記ハニカム構造体の他端面、又は、複数の貫通孔を有する他のハニカム構造体の端面を前記封口材の残部を有する前記深さ可変窪みの上に配置する工程と、
前記深さ可変窪みの深さを減ずることにより前記封口材の残部を前記ハニカム構造体の前記複数の貫通孔の端部に所定の封口長さにわたって供給する工程と、
を備えるハニカム構造体の封口方法。
【請求項９】
前記貯留する工程において前記深さ可変窪みの深さは可変範囲内の最大深さとされ、前記深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの１００％以上である請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記深さ可変窪みの最大深さＤｐは、前記ハニカム構造体の端面の面積をＡ０、前記ハニカム構造体の端面の封口されるべき開口面積をＡ１、前記所定の封口長さをＬとした時に、２（Ａ１／Ａ０）Ｌ≦Ｄｐを満たす請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
前記深さ可変窪みは、深さ固定窪みを有する本体部、及び、前記本体部の前記深さ固定窪みを覆うように設けられて前記深さ可変窪みの内面を形成する弾性板により形成され、
前記本体部は、前記本体部の前記深さ固定窪みと前記弾性板との間に流体を供給可能な流路を備え、
流体を、前記流路を介して前記本体部と前記弾性板との間に供給することにより前記深さ可変窪みの深さを減ずる請求項８〜１０のいずれか一項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封口装置及び封口方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ハニカムフィルタが、DPF（Diesel particulate filter）用等として広く知られている。このハニカムフィルタは、多数の貫通孔を有するハニカム構造体の一部の貫通孔の一端側を封口材で封じると共に、残りの貫通孔の他端側を封口材で封じた構造を有する。そして、特許文献１には、このようなハニカムフィルタを製造する方法が開示されている。特許文献１では、シリンダ７内に配置したハニカム構造体１の一端に対して、ピストン８により封口材を押圧することにより、ハニカム構造体の貫通孔の端部に封口材を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６３−２４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シリンダ内に挿入したハニカム構造体に対して上面から封口材を導入する従来の方法では、封口作業が煩雑である。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、封口作業を簡単に行なえる封口装置及び封口方法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】
【０００６】
本発明に係る封口装置は、ハニカム構造体の複数の貫通孔の端部を封口材で所定の封口長さに亘って封口する封口装置である。そして、この封口装置は、深さ可変窪みを形成する窪み形成部と、複数の貫通孔を有するハニカム構造体の端面を前記深さ可変窪みの上に保持する保持部と、前記深さ可変窪みの深さを変化させる深さ調節部と、を備える。さらに、深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの１００％以上である。
【０００７】
本発明によれば、深さ可変窪み内に貯留した封口材をハニカム構造体の下端面から供給することにより、容易に封口作業が行える。また、深さ可変窪みの最大深さＤｐが所定の封口長さＬの１００％以上である。したがって、一回の封口作業に必要な量の２倍以上の量の封口材を深さ可変窪みにあらかじめ供給し、封口材を一部ずつ使うように封口作業を繰り返すことが容易であり、これによって、封口材の供給回数を減らして効率よく封口が出来る。したがって、封口されたハニカム構造体を低コストで効率よく製造することが出来る。
【０００８】
ここで、深さ可変窪みの最大深さが所定の封口長さの３００％以下であることが好ましい。あまり深さ可変窪みの深さが深いと、封口長さの均一性を保ちにくくなる場合がある。
【０００９】
また、深さ可変窪みの最大深さＤｐは、ハニカム構造体の端面の面積をＡ０、ハニカム構造体の端面の封口されるべき開口面積をＡ１、所定の封口長さをＬとした時に、２（Ａ１／Ａ０）Ｌ≦Ｄｐを満たすことが好ましい。
【００１０】
また、窪み形成部は、深さ固定窪みを有する本体部、及び、本体部の深さ固定窪みを覆うように設けられて深さ可変窪みの内面を形成する弾性板を有し、本体部は、本体部の深さ固定窪みと弾性板との間に流体を供給可能な流路を備え、深さ調節部は、流体を、流路を介して本体部と弾性板との間に供給する事が好ましい。
【００１１】
この場合、流体は非圧縮性流体であることができる。
【００１２】
また、この場合、本体部の深さ固定窪みの内面は多孔質体を含み、流路は多孔質体の気孔を含むことが好ましい。
【００１３】
一方、窪み形成部は、深さ固定窪みを有する本体部、及び、深さ固定窪み内に設けられて深さ可変窪みの底面を形成するピストン板を有し、深さ調節部は、ピストン板を移動させる態様も好ましい。
【００１４】
本発明に係るハニカム構造体の封口方法は、上述の封口装置の深さ可変窪みに封口材を貯留する工程と、深さ可変窪みの深さを減ずることにより封口材の一部をハニカム構造体の複数の貫通孔に前記所定の封口長さに亘って供給する第一供給工程と、
深さ可変窪みの深さを減ずることにより封口材の残部の少なくとも一部を前記ハニカム構造体の他端面又は他のハニカム構造体の端面の複数の貫通孔に前記所定の封口長さに亘って供給する第二供給工程と、を備える。
【００１５】
本発明に係る他のハニカム構造体の封口方法は、深さ可変窪みの中に封口材を貯留する工程と、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の端面を前記深さ可変窪みの上に配置する工程と、
前記深さ可変窪みの深さを減ずることにより前記封口材の一部を前記ハニカム構造体の前記複数の貫通孔の端部に所定の封口長さにわたって供給する工程と、
前記ハニカム構造体の他端面、又は、複数の貫通孔を有する他のハニカム構造体の端面を前記封口材の残部を有する前記深さ可変窪みの上に配置する工程と、
前記深さ可変窪みの深さを減ずることにより前記封口材の残部を前記ハニカム構造体の前記複数の貫通孔の端部に所定の封口長さにわたって供給する工程と、
を備える。
本発明によれば、貯留された封口材を一部ずつ使うように封口作業を複数回繰り返すことにより、封口材料の貯留作業の回数を減らして効率よく封口が出来る。
ここで、前記貯留する工程において前記深さ可変窪みの深さは可変範囲内の最大深さとされ、前記深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの１００％以上であることが好ましい。
【００１６】
また、前記深さ可変窪みの最大深さＤｐは、前記ハニカム構造体の端面の面積をＡ０、前記ハニカム構造体の端面の封口されるべき開口面積をＡ１、前記所定の封口長さをＬとした時に、２（Ａ１／Ａ０）Ｌ≦Ｄｐを満たすことが好ましい。
【００１７】
また、前記深さ可変窪みは、深さ固定窪みを有する本体部、及び、前記本体部の前記深さ固定窪みを覆うように設けられて前記深さ可変窪みの内面を形成する弾性板により形成され、
前記本体部は、前記本体部の前記深さ固定窪みと前記弾性板との間に流体を供給可能な流路を備え、
流体を、前記流路を介して前記本体部と前記弾性板との間に供給することにより前記深さ可変窪みの深さを減ずることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、より容易に封口が可能な封口装置及び封口方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る封口装置の概略断面図である。
【図２】図２は、図１の封口装置のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図３の（ａ）は、図１の封口装置で用いるハニカム構造体の斜視図、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の部分拡大図である。
【図４】図４の（ａ）は、図１のマスクの斜視図、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）の部分拡大図である。
【図５】図５の（ａ）は、図１の封口装置の動作を説明する部分断面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に続く部分断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、図５の（ｂ）に続く部分断面図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に続く部分断面図である。
【図７】図７の（ａ）は、図６の（ｂ）に続く部分断面図であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。
【図８】図８の（ａ）は、図７の（ｂ）に続く部分断面図であり、図８の（ｂ）は、図７の（ａ）に続く部分断面図である。
【図９】図９は、本発明の第二実施形態に係る封口装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る封口装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２１】
（第一実施形態）
図１は、本実施形態の一例に係る封口装置１００の概略断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。本実施形態に係る封口装置１００は、主として、本体部１０、弾性板２０、ポンプ５０、保持部８０を備える。
【００２２】
保持部８０は、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１、及び保持具８１が接続された空気圧シリンダ８２を有する。
【００２３】
本実施形態で用いる一例のハニカム構造体７０は、図１、及び、図３の（ａ）に示すように、多数の貫通孔７０ａが略平行に配置された円柱体である。貫通孔７０ａの断面形状は、図３の（ｂ）に示すように正方形である。これらの複数の貫通孔７０ａは、ハニカム構造体７０において、端面から見て、正方形配置、すなわち、貫通孔７０ａの中心軸が、正方形の頂点にそれぞれ位置するように配置されている。貫通孔７０ａの断面の正方形のサイズは、例えば、一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。
【００２４】
また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａが延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカム構造体７０の外径も特に限定されないが、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。
【００２５】
ハニカム構造体７０の材料は特に限定されないが、高温耐性の観点から、セラミクス材料が好ましい。例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。このような、ハニカム構造体７０は通常多孔質である。
【００２６】
また、ハニカム構造体７０は、後で焼成することにより上述のようなセラミック材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）であってもよい。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、及び、メチルセルロース等の有機バインダ、及び、必要に応じて添加される添加剤を含む。
【００２７】
例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及び、アナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、さらに、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００２８】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。
【００２９】
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤および可塑剤、分散剤、溶媒が挙げられる。
【００３０】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。
【００３１】
潤滑剤および可塑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌなどのステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどが挙げられる。
【００３２】
分散剤としては、たとえば、硝酸、塩酸、硫酸などの無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸；メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤などが挙げられる。
【００３３】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。
【００３４】
図１に戻って、保持具８１は、ハニカム構造体７０を、貫通孔７０ａの下端面７０ｄ、すなわち、複数の貫通孔７０ａの開口面が下方を向くように保持し、下端面を後述する深さ可変窪み２０ｄの上に保持する。
【００３５】
空気圧シリンダ８２は、上下方向に延びるシリンダ８２ａと、シリンダ８２ａ内に設けられたピストン８２ｂとを有し、外部から供給する圧力を調整することによりピストン８２ｂの上下両側での圧力を調節可能となっている。そして、これにより空気圧シリンダ８２は、保持具８１を、ハニカム構造体７０と後述する弾性板２０とが近づく方向及びこれらが互いに離れる方向にそれぞれ移動可能である。また、空気圧シリンダ８２は、ピストン８２ｂの前後のガスの供給圧力に応じて保持具８１を下方に所定の力で押圧することにより、ハニカム構造体７０を後述するマスク１７０に対して密着させることができる。さらに、空気圧シリンダ８２は、ピストンの前後の圧力を開放することにより、保持具８１が上下方向に自由に移動することを許可することもできる。すなわち、保持部８０は、保持具８１が保持したハニカム構造体７０を上方向に自由に移動可能とする状態と、ハニカム構造体７０を本体部１０に対して固定する状態とを切替え可能である。
【００３６】
保持部８０の下には、本体部１０が設けられている。本体部１０は、剛性材料から形成されている。剛性材料としては、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等のポリマー材料が挙げられる。本体部１０の上面には、側面１０ｂ及び底面１０ｃを有する深さ固定窪み１０ｄが形成されている。本実施形態では、深さ固定窪み１０ｄの形状は、図１及び図２に示すように、円柱状とされている。そして、本体部１０の上面１０ａに対して、深さ固定窪み１０ｄの側面１０ｂが垂直、かつ、底面１０ｃが平行とされている。
【００３７】
本体部１０における深さ固定窪み１０ｄの内面は、多孔質体１０ｐから形成されている。さらに、多孔質体１０ｐには連通路１０ｅが接続している。なお、本実施形態では、連通路１０ｅは多孔質体１０ｐの底面１０ｃを形成する部分に接続しているが、多孔質体１０ｐの側面１０ｂを形成している部分に開口してもよい。多孔質体は連通気孔を有すれば特に限定されないが、例えば、金属粒焼結体等が挙げられる。
【００３８】
連通路１０ｅには、接続パイプ１４を介してポンプ（深さ調節部）５０が接続されている。ポンプ５０は、シリンダ５１、シリンダ５１内に配置されたピストン５３、及び、ピストン５３に接続されたピストンロッド５４を備える。ピストンロッド５４には、ピストンロッド５４を軸方向に往復移動させるモータ５５が接続されている。なお、ピストンロッド５４を手動で動かしてもよい。
【００３９】
弾性板２０は、深さ固定窪み１０ｄの開口面を覆うように、本体部１０の上面１０ａ上に、配置されている。弾性板２０は、弾性を有し、容易に変形しうる。図１の深さ固定窪み１０ｄの左側に図示されているように、弾性板２０が、深さ固定窪み１０ｄの内表面に沿って配置されることにより、底面２０ｃ及び側面２０ｂを有する深さ可変窪み２０ｄが形成される。底面２０ｃは、ハニカム構造体７０の下端面７０ｄと対向配置され、ハニカム構造体７０の下端面７０ｄの外形と略同じ形状をしている。本実施形態では、弾性板２０及び本体部１０の深さ固定窪み１０ｄが窪み形成部９９を構成する。
【００４０】
弾性板２０としては、ゴム板が好ましい。ゴムとしては、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ふっ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが挙げられる。弾性板２０の厚みは特に限定されないが、例えば、０．３〜３．０ｍｍとすることができる。
【００４１】
弾性板２０は、リング部材２５、及び、ボルト３１により本体部１０に固定されている。リング部材２５は、本体部１０の深さ固定窪み１０ｄに対応する位置に開口２５ａを有し、これにより環状形状をなしている。そして、リング部材２５は、弾性板２０における中央部（深さ固定窪み１０ｄとの対向部）が露出するように弾性板２０上に配置されている。これにより、弾性板２０の環状の周辺部が、本体部１０とリング部材２５とにより挟まれている。リング部材２５及び弾性板２０には貫通孔ｈがそれぞれ形成され、本体部１０には、これら貫通孔ｈに対応するねじ孔ｊが形成されている。そして、ボルト３１がこれらの貫通孔ｈを貫通して配置され、ねじ孔ｊにねじ込まれて固定されることにより、本体部１０の上面１０ａにおける深さ固定窪み１０ｄのまわりの部分に、弾性板２０の周辺部が密着して固定されている。
【００４２】
図１及び図２に示すように、リング部材２５の開口２５ａの内径は、本体部１０の深さ固定窪み１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００４３】
本実施形態では、弾性板２０とピストン５３との間には、本体部１０、接続パイプ１４、及び、シリンダ５１により形成される閉鎖空間Ｖが形成され、閉鎖空間Ｖ内には、流体ＦＬが充填されている。流体ＦＬは、特に限定されない。流体ＦＬの一つの例は、非圧縮性流体すなわち液体である。液体の例はスピンドルオイル等である。また、流体ＦＬの他の例は、圧縮性流体すなわちガスである。ガスの例は空気、窒素である。そして、ピストン５３を移動させることにより、本体部１０の連通路１０ｅ及び多孔質体１０ｐの気孔から形成される流路を介して深さ固定窪み１０ｄ内から流体ＦＬを排出することができ、また、深さ固定窪み１０ｄ内に流体ＦＬを供給することが出来る。これにより、深さ可動窪み２０ｄの底面２０ｃを深さ固定窪み１０ｄの底面１０ｃに接触した状態にすることができる一方、深さ可変窪み２０ｄの底面２０ｃを深さ固定窪み１０ｄの底面１０ｃから遠ざけてハニカム構造体７０の下端面７０ｄに対して近づけたりすることが出来る。
【００４４】
そして、深さ可変窪み２０ｄの底面２０ｃが深さ固定窪み１０ｄの底面１０ｃに接触した状態、すなわち、深さ可変窪み２０ｄが最も深い状態における深さ可変窪み２０ｄの深さ（以下、最大深さと呼ぶことがある）Ｄｐは、特に限定されないが、後述する貫通孔７０ａの端部の封口長さＬの設定値に対して、１００％以上とされることが好ましく、好ましくは、３００％以下とされている。ここで、封口長さＬとは、図６の（ｂ）及び図８の（ａ）に示すように、封口材により形成する封口部７０ｐの貫通孔の軸方向における長さの平均値である。
【００４５】
図１に戻って、深さ可変窪み２０ｄの最大深さＤｐは、ハニカム構造体７０の下端面７０ｄの面積をＡ０、ハニカム構造体７０の下端面７０ｄの封口されるべき開口面積をＡ１、封口長さをＬとした時に、２（Ａ１／Ａ０）Ｌ≦Ｄｐを満たすことが好ましい。ここで、２（Ａ１／Ａ０）Ｌは、封口されるべき開口面積Ａ１を所定の封口長さＬに亘って封口するのに必要最小限の封口材の体積Ｖ＝Ａ１Ｌの２倍に対応する。さらに、深さ可変窪み２０ｄの最大深さＤｐは、Ｄｐ≦３．５（Ａ１／Ａ０）Ｌであることが好ましい。深さ可変窪みに２０ｄに余剰の体積を確保する場合があるのは、封口工程の後でも、封口材の一部が装置の壁等に付着したままとなり、予め深さ可変窪み２０ｄに仕込んだ封口材を１００％利用できない場合があるからである。
具体的には、例えば、封口長さＬは、０．５〜３０ｍｍであり、好ましくは、０．５〜１０ｍｍである。通常１つの端面の封口工程では、全貫通孔７０ａの内の概ね半分の貫通孔の開口を封口するため、封口されるべき開口面積Ａ１は、全貫通孔７０ａの総開口面積Ａ３の約半分となる場合が多い。封口されるべき面積Ａ１と下端面７０ｄの面積Ａ０との関係に関しては、例えば、３０〜４５％程度、典型的には、３５％である。
【００４６】
マスク１７０は、弾性板２０上におけるリング部材２５の開口２５ａ内に配置されるものである。マスク１７０の材料は特に限定されず、例えば、金属や樹脂が挙げられる。
【００４７】
図４の（ａ）に、本実施形態で用いるマスク１７０の一例を示す。マスク１７０は、円形の板状部材であり、厚み方向に伸びる多数の貫通孔１７０ａを有する。貫通孔１７０ａの断面形状は、図４の（ｂ）に示すように、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａ（図３の（ｂ）参照）に対応する正方形である。これらの複数の貫通孔１７０ａは、図４の（ｂ）に示すように、千鳥配置されており、各貫通孔１７０ａは、図３の（ｂ）の正方配置された複数の貫通孔７０ａのうち、互いに上下左右に隣接しない関係にある複数の貫通孔７０ａｉのみに対向して配置される。なお、マスク１７０の貫通孔１７０ａの位置決めを容易にすべく、マスク１７０には、オリエンテーションフラット１７０ｂが形成され、これに対応してリング部材２５にもオリエンテーションフラットに対応する突起２５ｂを設けてもよい。図１に示すように、マスク１７０の外径は、本体部１０の深さ固定窪み１０ｄの内径よりも大きくされていることが好ましい。
【００４８】
なお、図１に示すように、本体部１０には、超音波振動器等の加振器１４０が設けられていることが好ましい。
【００４９】
（封口方法）
つづいて、上述の封口装置１００を使用したハニカム構造体の封口方法について説明する。まず、図１の状態から、予め、空気圧シリンダ８２を駆動して、ハニカム構造体７０を保持する保持具８１上方に引き上げておくと共に、マスク１７０を弾性板２０上から外しておく。次に、ポンプ５０のピストン５３を下方に引くことにより、本体部１０の深さ固定窪み１０ｄから流路を介して流体ＦＬを下方に排出させる。これにより、図５の（ａ）に示すように、弾性板２０が変形して深さ固定窪み１０ｄの側面１０ｂ及び底面１０ｃに密着し、これによって、弾性板２０による深さ可変窪み２０ｄが形成する。ここで、深さ可変窪み２０ｄの深さは可変できる範囲内における最大深さであり、この最大深さＤｐは、封口長さＬに対して、上述の所定の値となっていることができる。
【００５０】
続いて、図５の（ｂ）に示すように、弾性板２０の深さ可変窪み２０ｄ内に封口材１３０を供給し、封口材を貯留させる。必要に応じて、加振器１４０を駆動することにより、封口材１３０の表面の平坦化及び脱泡を促す。
【００５１】
（封口材）
封口材１３０は、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの端部を閉鎖できるものであれば特に限定されないが、液状であることが好ましい。例えば、封口材として、セラミクス材料又はセラミクス原料と、バインダと、潤滑剤と、造孔剤と、溶媒とを含むスラリーが例示できる。
【００５２】
セラミクス材料としては、上述のハニカム構造体の構成材料や、その原料あるいはそれらの混合物が挙げられる。セラミクス材料や原料の使用量は、例えば、スラリー１００重量部に対して５０〜８５重量部とすることができる。
【００５３】
バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロースなどのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の有機バインダを例示できる。バインダの使用量は、例えば、スラリー１００重量部に対して０〜３０重量部とすることができる。
【００５４】
潤滑剤としては、グリセリンなどのアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸；ステアリン酸アルミニウムなどのステアリン酸金属塩などが挙げられる。潤滑剤の使用量は、例えば、スラリー１００重量部に対して０．５〜２０重量部とすることができる。
【００５５】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーンなどの植物材料；氷；およびドライアイス等などが挙げられる。造孔剤の使用量は、例えば、スラリー１００重量部に対して０〜２０重量部とすることができる。
【００５６】
溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどのアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコールなどのグリコール類；および水などを用いることができる。なかでも、水が好ましく、不純物が少ない点で、より好ましくはイオン交換水が用いられる。溶媒の使用量は、例えば、スラリー１００重量部に対して１０〜４０重量部とすることができる。
【００５７】
封口材１３０の量は特に限定されないが、液面が最大深さＤｐ以下となる量であればよい。具体的には、例えば、ハニカム構造体７０の一方の端面の所望の貫通孔７０ａの端部全てに所望の封口長さＬに亘って封口材をそれぞれ充填するために必要な量Ｖの２倍量以上であればよく、例えば、２回封口の場合には２.０〜２．２Ｖ、３回封口の場合には３.０〜３．４Ｖであることが好ましい。
【００５８】
続いて、図６の（ａ）に示すように、深さ可変窪み２０ｄと対向するように弾性板２０上にマスク１７０をセットし、次いで、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に移動させてハニカム構造体７０の下端面７０ｄをマスク１７０に接触させることにより、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａと、マスク１７０の貫通孔１７０ａとを連通させ、さらに、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に押圧し、ハニカム構造体７０をマスク１７０及び本体部１０に対して固定する。
【００５９】
次いで、ポンプ５０のピストンを上方に移動させることにより、深さ固定窪み１０ｄと弾性板２０との間に流路を介して流体ＦＬを供給し、これによって、図６の（ｂ）に示すように、弾性板２０の底面２０ｃをマスク１７０に向かって移動させる、すなわち、深さ可変窪み２０ｄの深さを減らす。これにより、Ｖの量の封口材１３０をマスク１７０の貫通孔１７０ａを介して、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に封口長さＬに亘って供給し、平均封口長さＬの封口部７０ｐをそれぞれ形成する（第一供給工程）。このとき、底面２０ｃの移動距離は、所定の封口長さＬの封口部７０ｐを形成するために必要なＶの量の封口材を貫通孔７０ａに供給するための距離にとどまり、移動後に、弾性板２０の底面２０ｃはマスク１７０には接触しない、すなわち、深さ可変窪み２０ｄの深さが０とはならない。したがって、第一供給工程後には、封口材１３０の残部（Ｖ以上の量）が深さ可変窪み２０ｄ内に残った状態となる。
【００６０】
続いて、空気圧シリンダ８２によりハニカム構造体７０を上方に移動させた後に、ハニカム構造体７０を保持具８１から外し、図７の（ａ）に示すように、ハニカム構造体７０の天地をひっくり返したうえで再びハニカム構造体７０を、その他方の端面７０ｄ’が下方を向くように保持具８１に保持する。次いで、マスク１７０と貫通孔１７０ａの配置が正反対の千鳥配置とされたマスク１７０’を弾性板２０上にセットし、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に移動させてハニカム構造体７０の下端面７０ｄ’をマスク１７０’に接触させることにより、ハニカム構造体７０の残部の貫通孔７０ａと、マスク１７０’の貫通孔１７０ａとを連通させ、さらに、空気圧シリンダ８２により保持具８１を下方に押圧し、ハニカム構造体７０をマスク１７０’及び本体部１０に対して固定する。
【００６１】
続いて、ポンプ５０のピストンをさらに上方に移動させることにより、深さ固定窪み１０ｄと弾性板２０との間にさらに流体ＦＬを供給し、これによって、図７の（ｂ）に示すように、弾性板２０の底面２０ｃをマスク１７０に向かって再び移動させ、残りの貫通孔７０ａの他端側を封口長さＬに亘ってＶの量の封口材で封口し、封口部７０ｐを形成する（第二封口工程）。この工程は、図８の（ａ）に示すように、弾性板２０がマスク１７０に接触し、弾性板２０の変形が解消するまで行なう。
【００６２】
続いて、空気圧シリンダ８２によるハニカム構造体７０の下方向への押圧を停止してハニカム構造体７０が上方に自由に移動できるようした後、ピストン５３をさらに上昇させ弾性板２０と本体部１０との間にさらに流体ＦＬを供給する。これにより、図８の（ｂ）に示すように、弾性板２０は、上方向に凸状に変形し、マスク１７０及びハニカム構造体７０が上方に移動する。このとき、凸状に変形する弾性板２０の周辺部はマスク１７０から離れるので、これにより、マスク１７０及びハニカム構造体７０を、本体部１０から容易に引き離すことが出来る。
【００６３】
そしてこのようにして、貫通孔７０ａの両端が封口されたハニカム構造体７０を乾燥、焼成等することにより、ハニカムフィルタを製造することが出来る。
【００６４】
本発明によれば、深さ可変窪み２０ｄ内に貯留した封口材１３０をハニカム構造体７０の下端面７０ｄから供給することにより、容易に封口作業が行える。また、一回の封口作業に必要な量の２倍以上の量の封口材を予め深さ可変窪みに供給し、封口材を一部ずつ使うように封口作業を繰り返すことにより、封口材料の供給回数を減らして効率よく封口が出来る。したがって、封口されたハニカム構造体を低コスト化で製造することが出来る。このような封口操作は、特に、深さ可変動窪み２０ｄの最大深さＤｐが封口長さＬの１００％以上であり、かつ、封口材を深さ可変窪み２０ｄ内に最初に貯留する際に、深さ可変窪み２０ｄが最大深さＤｐとされていると行いやすい。
【００６５】
（第二実施形態）
続いて、図９を参照して、本発明の第二実施形態に係る封口装置２００を説明する。図９は、封口装置２００の概略断面図である。本実施形態に係る封口装置２００が、第一実施形態の封口装置１００と異なる主な点は、弾性板２０に代えて、深さ固定窪み１０ｄの内部にピストン６５が配置されている点である。ピストン６５は、ピストン板６３及びピストンロッド６４を有している。ピストン板６３は深さ固定窪み１０ｄ内に配置されており、深さ固定窪み１０ｄの側面１０ｂと、ピストン板６３の上面６３ｃとが、深さ可変窪み２０ｄを形成している。深さ可変窪み２０ｄの最大深さＤｐは、第一実施形態と同様である。本実施形態では、ピストン板６３及び本体部１０の深さ固定窪み１０ｄが窪み形成部９９を構成する。
本体部１０を貫通するピストンロッド６４の端部は、モータ（深さ調節部）５５に接続されており、ピストン板６３をハニカム構造体７０の下端面７０ｄに対して移動可能となっている。なお、流体ＦＬを本体部１０に供給する必要は無いので、多孔質体１０ｐは必要ない。本実施形態によっても、深さ可変窪み２０ｄによって第一実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、様々な変形態様が可能である。
【００６７】
例えば、上記第一実施形態では、弾性板２０が、リング部材２５、及び、ボルト３１により、本体部１０に対して固定されているが、固定方法は特に限定されない。例えば、弾性板２０が接着剤によって、本体部１０の上面１０ａに固定されていてもよい。
【００６８】
また、第一実施形態では、連通路１０ｅが、本体部１０及び接続パイプ１４により形成されているが、接続パイプ１４を有さずに本体部１０に直接ポンプ５０が接続されていてもよい。また、多孔質体１０ｐを有さなくても実施は可能である。
【００６９】
また、第一実施形態では、ポンプ５０として、シリンダ５１、ピストン５３、及び、ピストンロッド５４を備えたピストンポンプを採用しているが、流体を供給及び排出できるものであれば特に限定されない。
【００７０】
また、第一実施形態及び第二実施形態において、深さ可変窪み２０ｄの形状は特に限定されず、封口対象となるハニカム構造体７０の端部の形状にあわせて適宜設定できる。例えば、ハニカム構造体７０の外形形状は円柱でなくてもよく、例えば、楕円柱、矩形柱、正方形柱等でもよい。したがって、深さ可変窪み１０ｄの形状も、これに対応する種々の柱状とすることができる。また、本体部１０の上面１０ａに対して、側面２０ｂが垂直、かつ、底面２０ｃが平行である必要は無く、例えば、斜面であったり曲面であってもよい。
【００７１】
また、ハニカム構造体７０の貫通孔７０ａの断面形状は、正方形でなくてもよく、例えば、長方形、三角形、多角形、円形等でも構わない。また、ハニカム構造体が互いに異なる径の貫通孔を有していたり、及び／又は、互いに異なる形状の貫通孔を有していてもよい。さらに、貫通孔７０ａの配置も、正方形配置でなくてもよく、例えば、３角配置、千鳥配置等でも構わない。
【００７２】
また、上記実施形態では、保持部８０は空気圧シリンダ８２を備えるがこれに限られず、たとえば、歯車機構等の種々の機構に代替することが出来る。また、移動機構を備えずに単にハニカム構造体の端面を下向きに保持できるものでも構わない。
【００７３】
また、上記実施形態では、多数の貫通孔を有する板状のマスク１７０を採用しているが、マスクにより遮蔽する場所も任意であり、貫通孔７０ａの形状や配置に合わせて適宜変更できる。さらに、このようなマスク１７０を用いなくても実施可能である。例えば、封口処理の前に、ハニカム構造体７０の一部の貫通孔７０ａ内に加熱すると分解する材料により栓をしておき、封口後に栓を熱分解等すればよい。本発明では、マスクを使用しない場合であっても、封口処理後に凸状に変形する弾性板２０によって、ハニカム構造体７０を本体部１０や弾性板２０から容易に引き離すことが出来るという効果がある。
【００７４】
また、上記実施形態では、深さ可変窪みに対して封口材を供給した後に、深さ可変窪みの封口材をハニカム構造体の貫通孔に対してＶずつ供給する工程を２回続けて行なっているが、深さ可変窪みに供給した封口材の量に応じて、封口材をハニカム構造体にＶずつ供給する工程を３回以上行なっても実施は可能である。
【００７５】
また、ハニカム構造体の貫通孔に対してＶずつ供給する複数の工程のうちの最後の工程を終了後に、封口材が深さ可変窪み内にある程度余るようにあらかじめ可動窪みに対して、Ｖの合計値よりも余剰に封口材を供給しても実施は可能である。
【００７６】
また、上記実施形態では、第一供給工程終了後に、ハニカム構造体７０の天地をひっくり返しているが、各供給工程終了後にハニカム構造体７０を他のハニカム構造体と取り替えてもよいことは言うまでも無い。
【００７７】
また、上記実施形態では、封口材を最初に深さ可変窪み２０ｄ内に貯留する際に、最大深さＤｐとされた深さ可変窪み２０ｄ内に封口材を貯留しているが、橙深さＤｐ以外の深さとされた可変窪み２０ｄ内に封口材を貯留し、その後複数回の封口を行っても実施は可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０…本体部、１０ｄ…深さ固定窪み、１０ｅ…連通部、１０ｐ…多孔質体、２０…弾性板、２０ｃ…底面、２０ｄ…深さ可変窪み、３０…凹部、５０…ポンプ（深さ調節部）、５５…モータ（深さ調節部）、６５…ピストン、７０…ハニカム構造体、７０ａ…貫通孔、７０ｄ…下端面、８０…保持部、９９…窪み形成部、１００，２００…封口装置、１７０…マスク。
【図１】
2012000608.tif 000003
【図２】
2012000608.tif 000004
【図３】
2012000608.tif 000005
【図４】
2012000608.tif 000006
【図５】
2012000608.tif 000007
【図６】
2012000608.tif 000008
【図７】
2012000608.tif 000009
【図８】
2012000608.tif 000010
【図９】
2012000608.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体の複数の貫通孔の端部を封口材で所定の封口長さに亘って封口する封口装置であって、
深さ可変窪みを形成する窪み形成部と、
前記窪み形成部の上に形成され、前記窪み形成部から着脱可能なマスクと、
前記深さ可変窪みの深さを変化させる深さ調節部と、を備え、
前記深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの１００％以上である封口装置。
【請求項２】
前記深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの３００％以下である請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記深さ可変窪みの最大深さＤｐは、前記ハニカム構造体の端面の面積をＡ０、前記ハニカム構造体の端面の封口されるべき開口面積をＡ１、前記所定の封口長さをＬとした時に、２（Ａ１／Ａ０）Ｌ≦Ｄｐを満たす請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記窪み形成部は、深さ固定窪みを有する本体部、及び、前記本体部の前記深さ固定窪みを覆うように設けられて前記深さ可変窪みの内面を形成する弾性板を有し、
前記本体部は、前記本体部の前記深さ固定窪みと前記弾性板との間に流体を供給可能な流路を備え、
前記深さ調節部は、流体を、前記流路を介して前記本体部と前記弾性板との間に供給する請求項１から３のいずれか一項記載の装置。
【請求項５】
前記流体は非圧縮性流体である請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記本体部の前記深さ固定窪みの内面は多孔質体を含み、前記流路は前記多孔質体の気孔を含む請求項４又は５記載の装置。
【請求項７】
前記窪み形成部は、深さ固定窪みを有する本体部、及び、前記深さ固定窪み内に設けられて前記深さ可変窪みの底面を形成するピストン板を有し、
前記深さ調節部は、前記ピストン板を移動させる請求項１〜３のいずれか一項記載の装置。
【請求項８】
深さ可変窪みの中に封口材を貯留する工程と、
前記深さ可変窪みの上にマスクを配置する工程と、
複数の貫通孔を有するハニカム構造体の端面を前記深さ可変窪み及び前記マスクの上に配置する工程と、
前記深さ可変窪みの深さを減ずることにより前記封口材の一部を前記ハニカム構造体の前記複数の貫通孔の端部に所定の封口長さにわたって供給する工程と、
前記マスクに代えて別のマスクを前記深さ可変窪みの上に配置する工程と、
前記ハニカム構造体の他端面、又は、複数の貫通孔を有する他のハニカム構造体の端面を前記封口材の残部を有する前記深さ可変窪み及び前記別のマスクの上に配置する工程と、
前記深さ可変窪みの深さを減ずることにより前記封口材の残部を前記ハニカム構造体の前記複数の貫通孔の端部に所定の封口長さにわたって供給する工程と、
を備えるハニカム構造体の封口方法。
【請求項９】
前記貯留する工程において前記深さ可変窪みの深さは可変範囲内の最大深さとされ、前記深さ可変窪みの最大深さが前記所定の封口長さの１００％以上である請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記深さ可変窪みの最大深さＤｐは、前記ハニカム構造体の端面の面積をＡ０、前記ハニカム構造体の端面の封口されるべき開口面積をＡ１、前記所定の封口長さをＬとした時に、２（Ａ１／Ａ０）Ｌ≦Ｄｐを満たす請求項８又は９記載の方法。
【請求項１１】
前記深さ可変窪みは、深さ固定窪みを有する本体部、及び、前記本体部の前記深さ固定窪みを覆うように設けられて前記深さ可変窪みの内面を形成する弾性板により形成され、  前記本体部は、前記本体部の前記深さ固定窪みと前記弾性板との間に流体を供給可能な流路を備え、
流体を、前記流路を介して前記本体部と前記弾性板との間に供給することにより前記深さ可変窪みの深さを減ずる請求項８〜１０のいずれか一項記載の方法。