技术领域
[0001] 本发明涉及封口装置。
相关背景技术
[0002] 一直以来，蜂窝过滤构造体作为DPF(Diesel particulate filter)用等而广为人知。该蜂窝过滤构造体具有如下的构造：蜂窝构造体具有大量的贯通孔，由封口材料封堵该蜂窝构造体的一部分的贯通孔的一端侧，并且，由封口材料封堵剩余的贯通孔的另一端侧。而且，在专利文献1中，公开了制造这样的蜂窝过滤构造体的方法。在专利文献1中，通过由活塞8相对于配置在汽缸7内的蜂窝构造体1的一端按压封口材料，从而将封口材料供给至蜂窝构造体的贯通孔的端部。
[0003] 专利文献专利文献1：日本特公昭63-24731号公报。
具体实施方式
[0023] 参照附图，对本发明涉及的封口装置的合适的实施方式进行说明。此外，在说明中，对于相同要素或具有相同功能的要素使用相同符号，省略重复的说明。
[0024] 图1是本实施方式的一例涉及的封口装置100的概要剖面图。本实施方式涉及的封口装置100主要具备本体部10、弹性板20、泵50以及保持部80。
[0025] 本体部10由刚性材料形成。作为刚性材料，可列举不锈钢等的金属和纤维强化塑料等的聚合物材料。在本体部10的上面10a，形成有凹部10d。在本实施方式中，如图1和图2所示，凹部10d的形状为圆柱状。而且，相对于本体部10的上面10a，凹部10d的侧面10b垂直且底面10c平行。凹部10d的直径，例如能够为100~320mm。凹部10d的深度，例如能够为0.2~20mm。
[0026] 弹性板20，以覆盖凹部10d的开口面的方式配置在本体部10的上面10a上。弹性板20具有弹性并能够容易地变形。作为弹性板20，优选橡胶板。作为橡胶，可列举天然橡胶以及丁苯橡胶、聚丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁二烯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶等的合成橡胶。弹性板20的厚度并不被特别地限定，但是，例如能够为0.3~3.0mm。
[0027] 弹性板20被环部件25和螺栓31固定在本体部10。环部件25在与本体部10的凹部10d相对应的位置具有开口25a，由此成为环状形状。并且，环部件25以弹性板20的中央部(与凹部10d相对的相对部)露出的方式配置在弹性板20上。由此，弹性板20的周边部被本体部10和环部件25夹着。在环部件25和弹性板20，分别形成有贯通孔h，在本体部10，形成有与这些贯通孔h相对应的螺纹孔j，螺栓31贯通这些贯通孔h而配置，被拧入螺纹孔j而固定，使得弹性板20的周边部紧贴并固定在本体部10的上面10a的凹部10d的周围部分。
[0028] 如图1和图2所示，优选环部件25的开口25a的内径比本体部10的凹部10d的内径更大。
[0029] 本体部10还具有在凹部10d的底面10c开口的连通路10e。此外，在本实施方式中，连通路10e在凹部10d的底面10c开口，但是，只要在凹部10d的内面开口即可，例如，也可以在凹部10d的侧面10b开口。另外，连通路10e的开口的形状和数目也不被特别地限定。
[0030] 泵50经由连接管14而连接至连通路10e。
[0031] 泵50具备汽缸51、配置在汽缸51内的活塞53以及连接至活塞53的活塞杆54。使活塞杆54沿轴方向往复移动的马达55连接至活塞杆54。此外，也可以由手动地移动活塞杆54。
[0032] 在本实施方式中，在弹性板20和活塞53之间，形成有由本体部10、连接管14以及汽缸51形成的封闭空间V，在封闭空间V内，填充了流体FL。流体FL并不被特别地限定，但优选液体，特别优选锭子油等。而且，通过使活塞53移动，从而能够从本体部10的凹部10d内排出流体FL，另外，能够将流体FL供给至凹部10d内。另外，流体FL适合为空气等的气体。
[0033] 保持部80设置在本体部10之上。保持部80具有保持蜂窝构造体70的保持具81和连接保持具81的气压汽缸82。
[0034] 如图1所示，保持具81以贯通孔70a的一方侧的开口面与弹性板20和凹部10d相对的方式保持蜂窝构造体70。
[0035] 气压汽缸82具有沿上下方向延伸的汽缸82a和设置于汽缸82a内的活塞82b，通过调整从外部供给的压力，从而能够调节位于活塞82b的上下两侧的压力。而且，由此，气压汽缸82能够分别沿蜂窝构造体70和弹性板20靠近的方向与这些相互离开的方向移动保持具81。另外，气压汽缸82，能够通过根据活塞82b的前后的气体的供给压力而以规定的力将保持具81按压至下方，从而使蜂窝构造体70相对于后述的掩模170紧贴。并且，气压汽缸82能够通过开放活塞的前后的压力，从而允许保持具81沿上下方向自由地移动。即，保持部80能够切换能够沿上方向自由地移动保持具81所保持的蜂窝构造体70的状态和相对于本体部10固定蜂窝构造体70的状态。
[0036] 如图3(a)所示，在本实施方式中使用的一例的蜂窝构造体70为大量的贯通孔70a大致平行地配置的圆柱体。如图3(b)所示，贯通孔70a的剖面形状为正方形。从端面观看时，在蜂窝构造体70中，这些多个贯通孔70a为正方形配置，即，以贯通孔70a的中心轴分别位于正方形的顶点的方式配置。例如，贯通孔70a的剖面的正方形的尺寸能够为一边0.8~2.5mm。
[0037] 另外，蜂窝构造体70的贯通孔70a延伸的方向的长度并不被特别地限定，但是，例如能够为40~350mm。另外，蜂窝构造体70的外径也不被特别地限定，但是，例如能够为100~320mm。
[0038] 蜂窝构造体70的材料不被特别地限定，但是，从耐高温性的观点出发，优选陶瓷材料。例如，可列举氧化铝、二氧化硅、多铝红柱石、堇青石、玻璃、钛酸铝等的氧化物，以及碳化硅、氮化硅、金属等。此外，钛酸铝还能够包含镁及/或硅。这样的蜂窝构造体70通常为多孔质。
[0039] 另外，蜂窝构造体70也可以为生坯成形体(未烧成成形体)，该生坯成形体通过日后烧成，从而成为如上所述的陶瓷材料。生坯成形体包含作为陶瓷原料的无机化合物源粉末、甲基纤维素等的有机粘合剂以及必要时添加的添加剂。
[0040] 例如，在钛酸铝的生坯成形体的情况下，无机化合物源粉末包含α氧化铝粉等的铝源粉末以及锐钛矿型或金红石型的二氧化钛粉末等的钛源粉末，必要时，还能够包含氧化镁粉末或氧化镁尖晶石粉末等的镁源粉末及/或氧化硅粉末或玻璃粉(glass frit)等的硅源粉末。
[0041] 作为有机粘合剂，能够列举甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟烷基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠等的纤维素类，聚乙烯醇等的醇类以及木质素磺酸盐。
[0042] 作为添加物，例如可列举造孔剂、润滑剂和可塑剂、分散剂以及溶剂。
[0043] 作为造孔剂，可列举石墨等的碳材，聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等的树脂类，淀粉、坚果壳、核桃壳、玉米等的植物材料，冰以及干冰等等。
[0044] 作为润滑剂和可塑剂，可列举甘油等的醇类，羊脂酸、月桂酸、棕榈酸、花生酸、油酸、硬脂酸等的高级脂肪酸，硬脂酸铝等的硬脂酸金属盐以及聚氧化烯烷基醚(Polyoxyalkylene alkylether)等。
[0045] 作为分散剂，例如可列举硝酸、盐酸、硫酸等的无机酸，草酸、柠檬酸、醋酸、苹果酸、乳酸等的有机酸，甲醇、乙醇、丙醇等的醇类以及多聚羧酸铵等的界面活性剂等。
[0046] 作为溶剂，例如能够使用甲醇、乙醇、丁醇、丙醇等的醇类，丙二醇、聚丙二醇、乙二醇等的二醇类以及水等。
[0047] 掩模170，配置在弹性板20上的环部件25的开口25a内。掩模170的材料不被特别地限定，但是，例如可列举金属或树脂。
[0048] 在图4(a)中，显示了在本实施方式中使用的掩模170的一例。掩模170为圆形的板状部件，具有沿厚度方向延伸的大量的贯通孔170a。如图4(b)所示，贯通孔170a的剖面形状为与蜂窝构造体70的贯通孔70a(参照图3(b))相对应的正方形。如图4(b)所示，这些多个贯通孔170a交错配置，各个贯通孔170a配置成仅与图3(b)的正方配置的多个贯通孔70a中的、处于上下左右不相互邻接的关系的多个贯通孔70相对。此外，为了使掩模170的贯通孔170a的定位容易，也可以在掩模170形成有定向平面170b，与此相对应地在环部件25设置与定向平面相对应的突起25b。如图1所示，掩模170的外径优选比本体部
10的凹部10d的内径更大。
[0049] 此外，优选在本体部10设置超声波振动器等的加振器140。
[0050] (使用方法)接着，对上述的封口装置100的使用方法进行说明。首先，从图1的状态开始，预先驱动气压汽缸82，将其提升至保持蜂窝构造体70的保持具81上方，并且，从弹性板20上卸下掩模170。接着，通过将泵50的活塞53拉至下方，使得流体FL从本体部10的凹部10d排出至下方。由此，如图5(a)所示，弹性板20变形而紧贴至凹部10d的侧面10b和底面10c，由此，弹性板20的凹部20d形成。
[0051] 接着，如图5(b)所示，将封口材料130供给至弹性板20的凹部20d内。必要时，通过驱动加振器140，从而促进封口材料130的表面的平坦化、除泡。
[0052] (封口材料)如果封口材料130能够将蜂窝构造体70的贯通孔70a的端部封闭，那么不被特别地限定，但是，优选液状。例如，作为封口材料，能够列举包含陶瓷材料或陶瓷原料、粘合剂以及溶剂的浆体。
[0053] 作为陶瓷材料，可列举上述的蜂窝构造体的构成材料及其原料。
[0054] 作为粘合剂，能够列举甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟烷基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠等的纤维素类，聚乙烯醇等的醇类以及木质素磺酸盐等的有机粘合剂。
[0055] 粘合剂的使用量，例如能够为3~5000ml。
[0056] 作为溶剂，例如能够使用甲醇、乙醇、丁醇、丙醇等的一价醇类，丙二醇、聚丙二醇、乙二醇等的二醇类以及水等。其中尤其优选水，在杂质少的方面，更优选使用离子交换水。
[0057] 溶剂的使用量能够为15~40重量%。
[0058] 接着，如图6(a)所示，以覆盖本体部10的凹部10d的方式，将掩模170设定在弹性板20上，接着，利用气压汽缸82使保持具81移动至下方，使蜂窝构造体70接触至掩模170，使得蜂窝构造体70的一部分的贯通孔70a和掩模170的贯通孔170a连通，进而利用气压汽缸82将保持具81按压至下方，以蜂窝构造体70的下端面(一端面)经由掩模170而与弹性板20的凹部20d相对的方式，相对于掩模170和本体部10而固定蜂窝构造体70。
[0059] 接着，通过使泵50的活塞移动至上方，从而将流体FL供给至凹部10d内，由此，如图6(b)所示，弹性板20向着掩模170移动。如图7(a)所示，该工序进行至弹性板20接触至掩模170且弹性板20的变形消除为止，即，至弹性板20的凹部20d消除为止。
[0060] 由此，封口材料130经由掩模170的贯通孔170a而被供给至蜂窝构造体70的一部分的贯通孔70a内，封口部70p形成。
[0061] 接着，停止气压汽缸82对蜂窝构造体70的向着下方向的按压，蜂窝构造体70能够自由地移动至上方，然后进一步使活塞53上升，进一步将流体FL供给至弹性板20和本体部10之间。由此，如图7(b)所示，弹性板20的与蜂窝构造体的一端面相对的部分向着上方向变形为凸状，由此，掩模170和蜂窝构造体70移动至上方。此时，凸状地变形的弹性板20的周边部(其他部分)从掩模170离开，由此，能够容易地从本体部10分离掩模170和蜂窝构造体70。
[0062] 接着，在从保持具81卸下蜂窝构造体70之后，将蜂窝构造体70上下颠倒，然后再次保持在保持具81。接着，使用贯通孔170a的配置为与掩模170完全相反的交错配置的掩模170’，进行同样的操作。由此，如图8(a)所示，剩余的贯通孔70a的另一端侧被封口材料封口，封口部70p形成。接着，同上所述，通过使弹性板20的与蜂窝构造体的一端面相对的部分向上变形为凸状，从而能够容易地从本体部10和弹性板20分离掩模170’和蜂窝构造体70。
[0063] 然后这样，通过将贯通孔70a的两端被封口的蜂窝构造体70干燥、烧成等，从而能够制造蜂窝过滤构造体。
[0064] 依照本发明，由于能够使弹性板200的与蜂窝构造体的一端面相对的部分变形为凸状，因而能够容易地从本体部10和弹性板20分离与供给封口材料130后的蜂窝构造体70接触的掩模170。所以，能够提高生产效率，能够以低成本化制造已封口的蜂窝构造体。
[0065] 另外，具有这样的倾向：通过使用弹性板20，从而在封口时压力容易均等地施加在封口材料，容易相对于多个贯通孔均等地供给封口材料。
[0066] 此外，本发明不限定于上述实施方式，能够为各种变形方式。
[0067] 例如，在上述实施方式中，弹性板20相对于本体部10被环部材25和螺栓31固定，但固定方法不被特别地限定。例如，弹性板20也可以被粘结剂固定在本体部10的上面10a。
[0068] 另外，在上述中，连通路10e由本体部10和连接管14形成，但也可以不具有连接管14，泵50直接连接至本体部10。
[0069] 另外，在上述实施方式中，作为泵50，采用具备汽缸51、活塞53以及活塞杆54的活塞泵，但是，只要能够供给和排出流体，就不被特别地限定。
[0070] 另外，凹部10d的形状不被特别地限定，能够与成为封口对象的蜂窝构造体70相匹配地适当设定。
[0071] 例如，从上方观看凹部10d时的平面形状，除了圆形以外，也能够为椭圆形、矩形以及正方形等。在该情况下，矩形和正方形的情况的大小例如能够为一边50~300mm。另外，相对于本体部10的上面10a，不必侧面10b垂直且底面10c平行，例如，也可以为斜面或曲面。
[0072] 另外，在上述实施方式中，保持部80具备气压汽缸82，但不限于此，例如，能够代替为齿轮机构等各种机构。
[0073] 另外，保持部80不一定是必须的。例如，在供给封口材料时，也可以将秤锤载置在蜂窝构造体70上，从而将蜂窝构造体相对于本体部10固定，在使蜂窝构造体70从本体部离开时，能够除去秤锤而移动蜂窝构造体。另外，在蜂窝构造体具有某种程度的重量的情况下，利用自重固定，因而不具有特别的固定装置的方式也是可能的。
[0074] 蜂窝构造体70的形状和构造也不限定于上述。例如，蜂窝构造体70的外形形状也可以不为圆柱，例如，也可以为四棱柱等的棱柱。另外，蜂窝构造体70的贯通孔70a的剖面形状也可以不为正方形，例如，也可以为长方形、三角形、多边形、圆形等。而且，贯通孔70a的配置也可以不为正方形配置，例如，也可以为3角配置、交错配置等。另外，在该情况下，掩模的贯通孔的形状和配置也能够根据蜂窝构造体70的贯通孔70a的形状和配置而适当变更。
[0075] 另外，在上述实施方式中，采用了具有大量的贯通孔的板状的掩模170，但是，被掩模遮蔽的场所也是任意的。而且，即使不使用这样的掩模170，也能够实施。例如，在封口处理之前，预先由加热即分解的材料在蜂窝构造体70的一部分的贯通孔70a内作为栓塞，在封口之后将栓塞热分解等即可。在本发明中，即使在不使用掩模的情况下，利用在封口处理后凸状地变形的弹性板20，也具有能够容易地从本体部10和弹性板20分离蜂窝构造体70的效果。
[0076] 符号说明10：本体部
10e：连通部
20：弹性板
30：凹部
50：泵
70：蜂窝构造体
80：保持部
100：封口装置
170：掩模
