陶瓷蜂窝结构体的制造方法及陶瓷蜂窝结构体.pdf

本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法，在具有多个凹室的、形成蜂窝形状的陶瓷蜂窝体两端面上贴附片材，在片材上对应于凹室开口部处的位置上钻孔，通过孔在陶瓷蜂窝体的两端面中凹室开口部处充填密封料浆后，烧结并交替密封凹室开口部，制成陶瓷蜂窝结构体。这种陶瓷蜂窝结构体制造方法的特征在于，在前述陶瓷蜂窝体上形成至少有一个参考凹室的形状，所述参考凹室与别的凹室的端面开口部形状不同，以参考凹室为基准点，在片材上以对应于参考凹室和别的凹室开口部的位置钻设孔；所述方法易于判断应密封的凹室，在钻孔工序中能迅速确定孔的位置，所以所获得的陶瓷蜂窝结构体成本低。

1、  一种陶瓷蜂窝结构体制造方法，其为在具有多个凹室、形成蜂窝形状的陶瓷蜂窝体两端面上贴附片材，在前述片材上对应于前述凹室开口部处的位置上钻孔，通过前述孔在前述陶瓷蜂窝体的两端面中前述凹室开口部处充填密封料浆后，烧结并交替密封前述凹室开口部的方法，这种陶瓷蜂窝结构体制造方法的特征在于，在前述陶瓷蜂窝体上形成至少有一个参考凹室的形状，所述参考凹室与别的前述凹室的端面开口部形状不同，以前述参考凹室为基准点，在前述片材上以对应于前述参考凹室和别的前述凹室开口部的位置钻设前述孔。

2、  根据权利要求1记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，对贴附了前述片材的前述陶瓷蜂窝体的端面摄像，通过对摄像后的图像进行图像处理，在前述片材上特别确定出对应于前述参考凹室开口部的位置，以前述参考凹室为基准点钻设前述孔。

3、  根据权利要求1或2记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，采用激光刺点仪钻设前述孔。

4、  根据权利要求1或2记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，使用一根针或与前述凹室开口部的间隔间距对应的针尖架状针钻设前述孔。

5、  根据权利要求1至4任一记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，相对于别的前述凹室的开口宽度而言，以具有0.25～1.0倍曲率半径的弯曲形状形成前述参考凹室开口部的角部形状。

6、  根据权利要求5记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，在前述陶瓷蜂窝结构体上弯曲状形成与相邻四个前述参考凹室对向的角部，以四个前述参考凹室为基准点钻设前述孔。

7、  根据权利要求1至6任一记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，从具有前述参考凹室开口部形状的模具中挤压成型形成前述陶瓷蜂窝体。

8、  根据权利要求1至7任一记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，把别的前述凹室以包括有前述参考凹室的方式划分成多块，对前述每块钻设前述孔。

9、  根据权利要求1至8任一记载的陶瓷蜂窝结构体制造方法，各前述孔的开口面积相对于别的前述凹室端面中开口部的面积的比例为30～70％。

10、  一种陶瓷蜂窝结构体，采用权利要求1至9任一记载的陶瓷蜂窝体制造方法制造。

陶瓷蜂窝结构体的制造方法及陶瓷蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及陶瓷蜂窝结构体的制造方法及陶瓷蜂窝结构体。更详细的说，本发明涉及在具有多个凹室(セル)的陶瓷蜂窝体的端面上贴附的片材上钻孔时，以与别的凹室端面开口部形状不同的参考凹室为基准点，能容易确定孔位置，同时在陶瓷蜂窝体上进行钻孔的工序中，能迅速地确定孔位置，并能获得低成本的陶瓷蜂窝结构体的陶瓷蜂窝结构体制造方法及陶瓷蜂窝结构体。
背景技术
关于由具有多个凹室的、形成蜂窝形状的陶瓷蜂窝体的两端面的凹室交替密封而形成的陶瓷蜂窝结构体，以往有种种制法。例如，提出的陶瓷蜂窝结构体制造方法，使用在与凹室开口部相应位置钻孔的掩模，在陶瓷蜂窝体端面中的凹室开口部充填密封料浆后烧结而形成。具体来说，如图8(a)所示，在陶瓷蜂窝体21端面中对应于要密封凹室22开口部的位置，制作钻有孔23的橡胶或柔软树脂制掩模24、25，采用手工作业把这种掩模24、25设置在陶瓷蜂窝体21的各个端面上。这时，为了在陶瓷蜂窝体21的两端面中形成交替密封凹室22的形状，即，形成仅密封了各凹室22一方端面开口部的形状，采用使掩模24和掩模25中所钻孔23完全相反配置地方式，形成陶瓷蜂窝结构体。
随后，如图8(b)所示，把设置有掩模24的陶瓷蜂窝体21的一端面浸渍在密封料浆26中，从另一端面侧加压，从而通过孔23(参照图8(a))在凹室22(参照图8(a))的开口部压入充填密封料浆26。对陶瓷蜂窝体21的另一端面，同样设置掩模25(参照图8(a))，在凹室22(参照图8(a))的开口部充填密封料浆26。在以上工序中，如图8(c)所示，陶瓷蜂窝体21的两端面中，在要密封的凹室22的开口部充填密封料浆26后，进行烧结，就能制成达到目的的陶瓷蜂窝结构体。
可是，在上述陶瓷蜂窝结构体的制造方法中，如图8(a)所示，存在所谓不相宜的问题，即，难以制作在对应于凹室22开口部的位置有小孔23的掩模24、25，也难以把掩模24、25正确地设置在陶瓷蜂窝体21的各端面上。特别是近年来希望要有直径300mm左右的大型、以及凹室密度高的陶瓷蜂窝结构体，其端面中凹室22的开口部数量要求达到数万个，更难以进行掩模24、25的设置。另外，因采用手工作业把掩模24、25设置在陶瓷蜂窝体21的各端面，所以需要作业者熟练，花费时间，同时存在不能进行相应的自动化这样的问题。此外，为了再次利用掩模24、25，作业结束后必须要进行清洁，如上所述，因在掩模24、25上钻设了膨大的数个孔，存在不适应的问题在于清洁量大，浪费时间。
鉴于上述情况，特开2001-300922号公报中公开了一种陶瓷蜂窝结构体制造方法，在具有多个凹室的、形成蜂窝形状的陶瓷蜂窝体的两端面上贴附片材，在所述片材上对应于凹室开口部的位置处钻孔，通过所述孔，在陶瓷蜂窝体两端面中的凹室开口部充填密封料浆后，烧结并交替密封凹室开口部。
这种结构的陶瓷蜂窝结构体制造中因在陶瓷蜂窝体的端面贴附一次性片材，且替换掩模而使用钻设有孔的所述片材，所以与使用掩模的陶瓷蜂窝结构体制造方法相比，容易在陶瓷蜂窝体上设置代替掩模的片材，同时也容易实现相应的制造工序的自动化。
但是，在上述陶瓷蜂窝结构体的制造方法中，在制造大型陶瓷蜂窝结构体时，存在的问题在于，相对陶瓷蜂窝结构体数万个凹室开口部，在片材上进行钻孔定位极其困难。并且，在孔不能正确定位的情况下，两端面的同一凹室会钻孔，存在问题是不能达到交替密封的目的。另外，陶瓷蜂窝体有少量弯曲变形的情况下，上述问题更为突出。
本发明是鉴于上述问题进行的，其目的在于提供陶瓷蜂窝结构体制造方法和陶瓷蜂窝结构体，在该方法中，在具有多个凹室的陶瓷蜂窝体端面上贴附的片材上钻孔时，以与其它凹室端面中开口部形状不同的参考凹室为基准点，就容易确定孔的位置，同时在陶瓷蜂窝体钻孔工序中能迅速地确定孔位置，低成本地获得陶瓷蜂窝结构体。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法，在具有多个凹室的、形成蜂窝形状的陶瓷蜂窝体两端面贴附片材，在前述片材上对应于前述凹室开口部处的位置上钻孔，通过前述孔在前述陶瓷蜂窝体的两端面中前述凹室开口部处充填密封料浆后，烧结并交替密封前述凹室开口部，这种陶瓷蜂窝结构体制造方法的特征在于，在前述陶瓷蜂窝体上形成至少有一个参考凹室的形状，所述参考凹室的形状与别的前述凹室端面开口部形状不同，以前述参考凹室为基准点，在前述片材上的对应于前述参考凹室和别的前述凹室开口部的位置钻设前述孔。
在这种具有多个凹室的陶瓷蜂窝体端面上贴附的片材上钻设孔时，以与别的凹室端面开口部形状不同的参考凹室为基准点，容易确定孔的位置，同时，在陶瓷蜂窝体的钻孔工序中能迅速地确定孔的位置，能低成本地获得陶瓷蜂窝结构体。
本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法，优选对贴附了前述片材的前述陶瓷蜂窝体的端面摄像，通过对摄像后的图像进行图像处理，特别确定出在前述片材上对应于前述参考凹室开口部的位置，以前述参考凹室为基准点钻设前述孔。采用这种结构，也能相应于实现制造工序自动化。
本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法可以采用激光刺点仪(レ一ザ一マ一カ一)钻设前述孔，也可以使用一根针或与前述凹室开口部的间隔间距对应的针尖架状(剣山状)针钻设前述孔。
本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法，优选对应于别的前述凹室开口宽度以具有0.25～1.0倍曲率半径的弯曲形状形成前述参考凹室开口部的角部形状。这时，优选在前述陶瓷蜂窝体上弯曲状形成与相邻四个前述参考凹室对向的角部，以四个前述参考凹室为基准点钻设前述孔。采用这种结构，更容易判断作为参考凹室的基准点。
本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法，优选从具有前述参考凹室开口部形状的模具中挤压成形而形成前述陶瓷蜂窝体。采用这种结构，不用经过特殊的工序就可以形成具有参考凹室的陶瓷蜂窝体。
本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法，优选把别的前述凹室以包括有前述参考凹室的方式划分成多块，对前述每块钻设前述孔。通过采用如此分割成块的方式，在所述区域内凹室的形状和凹室间隔的间距变形小，容易对片材进行钻孔工序。
本发明的陶瓷蜂窝结构体制造方法，各前述孔的开口面积相对于别的前述凹室端面中开口部的面积比例为30～70％。采用这种结构能有效地防止钻孔横跨所区划各凹室的凹室壁或邻接的凹室。
另外，本发明的陶瓷蜂窝结构体可以采用前述本发明陶瓷蜂窝结构体制造方法中的任一种制造方法制造。采用这种制造方法，能减化制造工序，同时能提高产品合格率，能获得低成本的陶瓷蜂窝结构体。
附图说明
图1是表示本发明中陶瓷蜂窝结构体制造方法的一实施方式中形成陶瓷蜂窝体工序的斜视图；
图2是以模式表示使用在本发明中陶瓷蜂窝结构体制造方法的一实施方式中的陶瓷蜂窝体端面的平面图；
图3是表示本发明中陶瓷蜂窝结构体制造方法的一实施方式中进行陶瓷蜂窝体端面图像处理工序的平面图；
图4(a)及图4(b)是按工序顺序表示本发明陶瓷蜂窝结构体制造方法的一实施方式中在陶瓷蜂窝体端面贴附片材工序的斜视图；
图5(a)及图5(b)是表示本发明中陶瓷蜂窝结构体制造方法的一实施方式中在片材上钻孔工序的说明图，图5(a)是平面图，图5(b)是剖面图；
图6(a)～图6(c)是按工序顺序表示的本发明陶瓷蜂窝结构体制造方法的一实施方式中在构成陶瓷蜂窝体的凹室中充填密封料浆工序的剖面图；
图7是表示本发明中陶瓷蜂窝结构体制造方法另一实施方式的平面图；
图8(a)～图8(c)是按工序顺序表示以往的陶瓷蜂窝结构体制造方法的说明图，图8(a)是斜视图，图8(b)和图8(c)是剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图具体说明本发明中陶瓷蜂窝结构体的制造方法及陶瓷蜂窝结构体实施方式。
利用本发明中陶瓷蜂窝结构体的制造方法，在具有多个凹室的、形成蜂窝形状的陶瓷蜂窝体两端面上贴附片材，在前述片材上对应于凹室开口部处的位置上钻孔，通过孔在陶瓷蜂窝体两端面中凹室开口部充填密封料浆后，烧结使前述凹室开口部交替密封，这种陶瓷蜂窝结构体制造方法的特征在于，在陶瓷蜂窝体上形成具有至少一个参考凹室的形状，所述参考凹室与别的凹室端面开口部形状不同，以参考凹室为基准点，在片材上对应于参考凹室与别的凹室开口部的位置处钻孔。
如图1所示，本发明中陶瓷蜂窝结构体制造方法的一实施方式中所用的未烧结陶瓷蜂窝成型体1，以堇青石为原料，用具有凹室3和参考凹室10开口部形状的模具9，采用挤压成形形成。在本实施方式中，如图2所示，以参考凹室10的开口部形状相对于别的凹室3开口宽度具有0.25～1.0倍曲率半径的弯曲形状，形成未烧结的陶瓷蜂窝成型体1，在相邻四个参考凹室10中相互对向的角部11形成弯曲形状。采用这种结构，更容易判断作为参考凹室10的基准点。
如图3所示，对具有这种结构未烧结的陶瓷蜂窝成型体1用摄像机2拍摄一端面，对拍摄的图像进行图像处理，特别确定出端面中参考凹室10(参照图2)开口部位置。随后，如图4(a)所示，利用具有与未烧结的陶瓷蜂窝成型体1的端面几乎同样形状的片材4，如图4(b)所示，在未烧结陶瓷蜂窝成型体1的一端面上贴附片材4。作为片材4可以采用市购的带粘性的片材。
之后，如图5(a)和图5(b)所示，把凹室3根据未烧结的陶瓷蜂窝成型体1的外径或凹室间距等各种形式分别分割成多块。这时，根据图像处理以特定的参考凹室10开口部位置为基准点，以各块中至少具有一个参考凹室的方式进行分割。随后，把未烧结的陶瓷蜂窝成型体1放置在XYZθ载物台上后，使用所述载物台在片材4上确定钻孔位置，用激光刺点仪在每个分割块的区域内对应于凹室3及参考凹室10开口部的位置钻设孔5。
所述孔5的口径相对于凹室3端面中开口部的面积的比例为30～70％，优选为50％左右。另外，本实施方式中孔5的形状是圆形，其与凹室3的开口形状(四角形)、外周部的开口形状(三角形)不必是同一形状。因此，即使变动端面中几个凹室开口部间隔，因相对于凹室3开口部而言孔5的口径小，所以也能有效地防止钻孔5横跨构成凹室3的凹室壁或相邻的凹室3。另外，孔5的口径大小根据密封凹室3开口部的密封料浆的粘性进行适当选择，例如，粘性低时小，粘性高时大。
采用这种结构在分割块的区域内，凹室3开口部的形状和间距间隔变形小，因而能正确地钻设孔5。
另外，在本发明中，不把上述凹室分割成块也可以相对陶瓷蜂窝体端面整体一次钻设孔。在这种情况下，采用图像处理特别确定出多个参考凹室，相对陶瓷蜂窝体端面整体，若用多个基准点确定钻设位置，也能一次正确地钻设孔，能避免像以往陶瓷蜂窝结构体制造方法那样，花费时间根据凹室开口部的形状和间距间隔变形对钻设位置进行校正。
随后，如图6(a)～6(c)所示，通过片材4上的孔5，给未烧结或烧结后的陶瓷蜂窝体1端面中的凹室3开口部充填密封料浆6。首先，如图6(a)所示，把贴附有具有钻设孔5的片材4的陶瓷蜂窝体1的一端面浸在容器7内的密封料浆6中。其次，如图6(b)所示，利用按压工具8按压陶瓷蜂窝体1，把密封料浆6通过片材4的孔5压入充填到凹室3的开口部。随后，如图6(c)所示，把片材4从陶瓷蜂窝体1的一端面剥离。不过，不剥离片材4也可以通过烧结使其燃烧。
之后，与图6(a)～6(c)一样，对陶瓷蜂窝体1的另一端面中的凹室3的开口部充填密封料浆6。这时，陶瓷蜂窝体1的两端面以交替密封的方式密封凹室3的开口部，在贴附于另一端面上的片材上钻设的孔与在一端面中没有钻设孔的凹室3对应。本实施方式中所用的陶瓷蜂窝体1是从具有参考凹室开口部形状的模具挤压成型形成的，所以，参考凹室在各端面中不会偏离其位置，是可靠性高的基准点。
如上所述，通过对在凹室3的开口部充填有密封料浆6的陶瓷蜂窝体1进行烧结，能获得两端面开口部交替密封的陶瓷蜂窝结构体。采用这种制造方法，能减化制造工序，同时能提高合格率，能获得低成本的陶瓷蜂窝结构体。另外，这样制造的陶瓷蜂窝结构体能有效地用作柴油颗粒过滤器(DPF)，用于除去柴油发动机排出的碳。
另外，上述实施方式中采用激光刺点仪在陶瓷蜂窝体端面贴附的片材上钻设孔，也可以采用一根针或与陶瓷蜂窝体凹室开口部间距间隔相应的针尖架状针进行钻设。这时，通过加热针就能容易钻设孔。
另外，如图7所示，在陶瓷蜂窝体端面上，相邻四个参考凹室10的对向角部11形成弯曲形状，在两处或两处以上地方由四个参考凹室10构成基准点12a、12b的情况下，即使在任一位置设置陶瓷蜂窝体也能特定出钻设的位置。
工业上利用可能性
如以上说明，根据本发明，在具有多个凹室的陶瓷蜂窝体端面上贴附的片材上钻孔时，以与别的凹室端面开口部形状不同的参考凹室为基准点，容易确定孔位置，同时，在陶瓷蜂窝体钻孔工序中，能迅速地确定孔位置，所获得的陶瓷蜂窝结构体成本低。