JP2000007455A - セラミックス構造体の接合装置及び接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業性及び生産性に優れ、接合部分に高い接
合強度を確保できるセラミックス構造体の接合装置を提
供すること。 【解決手段】 この接合装置１１は、セラミックス製接
着剤８によりセラミックス構造体１を接合するためのも
のであって、支持治具１３と振動付与手段１５とを備え
る。支持治具１３は、被接着面Ｓ1 間にセラミックス製
接着剤８を介在させた状態で、複数のセラミックス構造
体１を支持する。バイブレータ４４を含む振動付与手段
１５は、その支持治具１３により支持されたセラミック
ス構造体１に押圧力を加えつつ振動を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス構造
体の接合装置及び接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載されたディーゼルエンジン
の排気経路上には、排気ガスを浄化するための手段とし
て、セラミックス焼結体製のハニカムフィルタが設けら
れる。従来、この種のハニカムフィルタはコーディエラ
イト等のセラミックス材料を用いて作製されることが多
かった。しかしながら、近年では耐熱性に極めて優れる
炭化珪素等を形成材料としたハニカムフィルタも提案さ
れるに至っている。

【０００３】ところで、炭化珪素焼結体は耐熱性に極め
て優れる反面、熱衝撃に弱いという欠点を有している。
ゆえに、大型製品とした場合には、加熱による温度勾配
に起因する応力によってクラックが発生しやすくなる。

【０００４】この欠点を解消する対策としては、角柱状
をした炭化珪素製ハニカムフィルタ小片をあらかじめ複
数個作製しておき、それらの外周面同士を接着剤を用い
て互いに接着することで、大型製品を得ればよいと考え
られる。また、この場合にはハニカムフィルタ小片と同
じく炭化珪素を含むセラミックス製の接着剤を用いれば
よいとも考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、セラミック
ス製接着剤を用いた上記の接合作業を行うための専用の
装置は、現時点では未だ具体化されていない。このた
め、接着剤が塗布されたハニカムフィルタ小片の被接着
面同士を密接させ、この状態で小片を押圧して互いに接
着することを、現状では手作業で行う必要があった。ゆ
えに、煩雑な作業を余儀なくされ、おのずと生産性も低
くなるという問題が予想されていた。

【０００６】また、上記のセラミックス製接着剤として
は、チクソ性の高いものが使用されることも考えられ
る。この場合、押圧力を加えてハニカムフィルタ小片同
士の接着を行おうとすると、小片の被接着面に充分に接
着剤が行き渡らず、ムラができやすくなる。従って、両
者の接合部分に高い強度が得られないことも予想され
る。

【０００７】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、作業性及び生産性に優れる
とともに、接合部分に高い接合強度を確保することがで
きるセラミックス構造体の接合装置及び接合方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、セラミックス製接着
剤によりセラミックス構造体を接合する装置であって、
被接着面間に前記セラミックス製接着剤を介在させた状
態で複数のセラミックス構造体を支持する支持治具と、
その支持治具により支持された前記セラミックス構造体
に押圧力を加えつつ振動を付与する振動付与手段とを備
えたことを特徴とするセラミックス構造体の接合装置を
その要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記振動付与手段は、１方向に押圧力を加えること
で２組以上の被接着面を同時に接合しうるものであると
した。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記振動付与手段は、前記被接着面を互い
にずらす方向に振動を付与するとした。請求項４に記載
の発明は、セラミックス製接着剤によりセラミックス構
造体を接合する方法であって、複数のセラミックス構造
体の被接着面間に前記セラミックス製接着剤を介在させ
た後、支持されている前記セラミックス構造体に押圧力
を加えつつ振動を付与することを特徴としたセラミック
ス構造体の接合方法をその要旨とする。

【００１１】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１に記載の発明によると、支持されているセラミック
ス構造体に押圧力を加えつつ振動を付与することで、被
接着面間に介在された接着剤が押し潰され、接着剤が被
接着面全体に充分に行き渡る。従って、例えばチクソの
高い接着剤を用いた場合であっても、接合部分に高い強
度を確保することができる。また、このような専用の装
置によれば、手作業による煩雑な作業も不要となるため
作業性が向上し、かつ生産性も向上する。

【００１２】請求項２に記載の発明によると、１方向に
押圧力を加えることで２組以上の被接着面を同時に接合
しうる振動付与手段を採用した結果、接合に要する時間
が短縮され、より生産性を向上することができる。

【００１３】請求項３に記載の発明によると、振動付与
手段によって被接着面を互いにずらす方向、つまり被接
着面の面方向に振動が付与された場合、接着剤はその面
方向に沿って速やかに移動することができる。従って、
被接着面の面方向に対して垂直方向に振動を付与するよ
うな場合に比べ、確実にかつ短時間で接着剤を被接着面
全体に充分に行き渡らせることができる。

【００１４】請求項４に記載の発明によると、セラミッ
クス構造体に押圧力を加えつつ振動を付与することで、
被接着面間に介在された接着剤が押し潰され、接着剤が
被接着面全体に充分に行き渡る。従って、例えばチクソ
の高い接着剤を用いた場合であっても、接合部分に高い
強度を確保することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックス構造
体の接合装置及び接合方法を、大型ハニカムフィルタの
製造方法に具体化した一実施形態を図１〜図４に基づき
詳細に説明する。

【００１６】図１（ａ）には、本実施形態の製造方法に
よって製造される大型ハニカムフィルタＦ1 が示されて
いる。この大型ハニカムフィルタＦ1 は、ディーゼルエ
ンジンの排気経路上においてディーゼルパティキュレー
トを除去する役割を果たすものである。

【００１７】この大型ハニカムフィルタＦ1 は、複数個
のハニカムフィルタ小片１からなる。本実施形態では、
四角柱状をした１６個のハニカムフィルタ小片１を縦横
４列組み合わせて互いに接着することにより、１つの大
型ハニカムフィルタＦ1 を構成している。

【００１８】各々のハニカムフィルタ小片１の外形寸法
は３３mm×３３mm×１５０mmであって、セラミックス焼
結体（本実施形態では多孔質炭化珪素焼結体）製であ
る。各ハニカムフィルタ小片１には、断面略正方形状か
つ複数の貫通孔２がその軸線方向に沿って規則的に形成
されている。各貫通孔２は内壁３によって互いに隔てら
れている。各貫通孔２の開口部は一方の端面１ａ，１ｂ
側において封止体４（本実施形態では多孔質炭化珪素焼
結体）により封止されており、端面１ａ，１ｂ全体とし
ては市松模様状になっている。その結果、ハニカムフィ
ルタ小片１には、ガス流入側端面１ａまたはガス流出側
端面１ｂのうちのいずれかにおいて開口する断面正方形
状のセル５，６が形成されている。なお、本実施形態で
は、平均気孔径が１０μm 、気孔率が４５％、内壁３の
肉厚が０．３mm、セルピッチが１．８mmにそれぞれ設定
されている。

【００１９】ハニカムフィルタ小片１を排気経路に配置
したとき、排気ガスの流れは以下のようになる。図１
（ｂ）において矢印Ａ1 で示されるように、排気ガス
は、ガス流入側端面１ａにおいて開口するセル５内に流
入する。次いで、排気ガスは内壁３を通過し、隣接する
セル６、即ちガス流出側端面１ｂにおいて開口するセル
６から流出する。このとき、排気ガス中に含まれるパテ
ィキュレートの移動が内壁３によって阻止されること
で、そこにパティキュレートがトラップされる。その結
果、浄化された排気ガスがガス流出側端部１ｂから排出
される。

【００２０】ハニカムフィルタ小片１の製造にあたって
は、まず、炭化珪素を含むスラリーを出発材料とした従
来公知の押出成形法によって、複数の貫通孔２を有する
ハニカム成形体を形成する必要がある。具体的にいう
と、本実施形態では、炭化珪素粉末に有機バインダと水
とを所定分量ずつ加えて混練したものを材料として押出
成形を行なっている。また、焼成によって封止体４とな
る封止材（封止用ペースト）は、例えば、炭化珪素粉末
に、有機バインダ、潤滑剤、可塑剤及び水を混合したも
のを混練することによって作製される。

【００２１】次に、得られたハニカム成形体を専用の封
止材充填装置にセットし、この状態で前記封止用ペース
トを用いて端面封止工程を行う。さらに、乾燥、脱脂を
行った後に本焼成を行うことにより、ハニカム成形体及
び封止材を完全に焼結させる。

【００２２】焼成工程を経て得られたハニカムフィルタ
小片１の外周面の所定領域には、接着工程に先立ちあら
かじめ下地層７が塗布される。このような下地層７の形
成材料としては、炭化珪素等を含むセラミックス製のペ
ーストが用いられる。本実施形態では、具体的には炭化
珪素粉末３０重量％〜５０重量％、樹脂バインダＰＶ−
５（商品名：株式会社マルバン社製）４０重量％〜６０
重量％、及び助剤としてのグリセリン５重量％〜１０重
量％からなるものが用いられている。ＰＶ−５以外の樹
脂バインダとして、例えばＣＭＣ（商品名：信濃電機社
製）やＦＣ−５１（商品名：日研化学株式会社製）等を
選択することもできる。また、塗布直前の状態における
前記ペーストの粘度は３０００ｃｐｓ〜６０００ｃｐｓ
程度に設定される。なお、同ペーストの塗布は、専用の
装置を用いて行われることが作業性及び生産性の観点か
ら望ましい。

【００２３】下地層形成工程を経たハニカムフィルタ小
片１の外周面（即ち被接着面Ｓ1 ）には、次いでセラミ
ックス製の接着剤８が塗布される。ここで用いられる接
着剤８はペーストの状態で供給される。また、同接着剤
８はハニカムフィルタ小片１と同じく炭化珪素粉末を含
んでいる。具体的には、炭化珪素粉末３０重量％、シリ
カゾル２３重量％、バルクのセラミックスファイバ２３
重量％、樹脂バインダ１重量％、及び水２３重量％から
なるものが用いられている。塗布直前の状態において前
記ペースト状の接着剤８の粘度は、２００００ｃｐｓ〜
５００００ｃｐｓ程度に設定される。

【００２４】次に、本実施形態の大型ハニカムフィルタ
Ｆ1 の製造時に用いられる接合装置１１の概要を図２〜
図４に基づいて説明する。図２に示されるように、この
接合装置１１は、セラミックス製接着剤８によりハニカ
ムフィルタ小片１同士を接合するためのものであって、
基台１２、支持治具１３、振動付与手段１５、振動付与
手段駆動手段、ワーク位置決め手段、支持治具搬送手
段、支持治具昇降手段、ワーク搬送手段などを備えてい
る。なお、これらの手段の殆どのものは、基台１２の収
容部１４の上面側に配置されている。一方、収容部１４
内には図示しない制御手段等が収容されている。

【００２５】図２，図４等に示されるように、本実施形
態の支持治具１３は、同じ形状をした一組の板材２１を
対向させ、それらを複数本の棒材２２で連結してなる。
一組の板材２１は平行な関係にある。両板材２１の離間
距離は、ハニカムフィルタ小片１の長さよりも若干短め
に形成されている。従って、この支持治具１３にハニカ
ムフィルタ小片１を載置したときには、支持治具１３の
両側からハニカムフィルタ小片１の両端部が突出する。

【００２６】これらの支持治具１３の上部には、略Ｖ字
の切れ込み部２３が形成されている。ここでは切れ込み
部２３の角度は９０°となっている。かかる切れ込み部
２３には、複数個（ここでは数十個）のハニカムフィル
タ小片１が横向きで載置可能である。なお、支持治具１
３の構成要素である板材２１及び棒材２２は、アルミニ
ウムや鉄等の金属からなるものであって、振動や押圧力
に耐えうる好適な強度を有している。

【００２７】支持治具１３は収容部１４の上面側中央部
に配置されている。そして、この支持治具１３は、被接
着面Ｓ1 間にセラミックス製接着剤８を介在させた状態
で複数のハニカムフィルタ小片１を支持する役割を果た
している。

【００２８】図２に示されるように、この接合装置１１
における支持治具搬送手段は、図示しないコンベア駆動
モータ、一対のプーリ２４及び無端状のコンベアベルト
２５によって構成されている。本実施形態の支持治具搬
送手段は、支持治具１３を水平方向に搬送する役割を果
たすものである。

【００２９】コンベアベルト２５は一対のプーリ２４に
巻回されていて、収容部１４上面から若干離間した位置
に水平に配置されている。支持治具１３はこのコンベア
ベルト２５上に載置されるようになっている。プーリ２
４の一方は、コンベア駆動モータの出力軸に連結されて
いる。従って、このモータを駆動すると、同プーリ２４
が回転する結果、コンベアベルト２５が周回運動を開始
する。その結果、接合作業に備えて空の支持治具１３
が、作業位置の下方にある所定位置まで搬送されてく
る。なお、作業を終えて完成した大型ハニカムフィルタ
Ｆ1 を載せた支持治具１３は、図示しない別の搬送手段
により図２の紙面垂直方向に送られて搬出される。

【００３０】図２に示されるように、この接合装置１１
における支持治具昇降手段は、昇降用モータ２６、一対
のプーリ２７、ベルト２８、第３送りねじ機構２９、治
具載置台３０によって構成されている。なお、昇降用モ
ータ２６、一対のプーリ２７、ベルト２８、第３送りね
じ機構２９の一部は、収容部１４内に収容されている。

【００３１】昇降用モータ２６の出力軸にはプーリ２７
が固定されている。第３送りねじ機構２９の一部をなす
ねじ部材３１にも、プーリ２７が固定されている。これ
らのプーリ２７には、ベルト２８が巻回されている。従
って、昇降用モータ２６を駆動すると、プーリ２７及び
ベルト２８を介して回転駆動力が伝達され、垂直方向に
沿って延びるねじ部材３１が回転する。

【００３２】第３送りねじ機構２９の一部をなすねじ部
材３１は、送りナット３２に対して螺入されている。送
りナット３２は、複数の支柱３３を介して治具載置台３
０に連結されている。この治具載置台３０の上面には、
作業位置の下方にある所定位置まで搬送されてきた空の
支持治具１３が載置される。従って、昇降用モータ２６
の駆動によりねじ部材３１を回転させると、送りナット
３２及び治具載置台３０が一体的に上下動する。つま
り、この支持治具昇降手段は、治具載置台３０上に載置
された支持治具１３を作業位置まで持ち上げる役割を果
たしている。本実施形態において支持治具昇降手段を構
成している部材には、振動や押圧力に耐えうる程度の好
適な強度が確保されている。

【００３３】図２に示されるように、この接合装置１１
におけるワーク搬送手段は、図示しない第１水平駆動モ
ータ、第１送りねじ機構３６、第１リニアガイド３７、
把持装置用ブラケット３８及びチャック装置３９によっ
て構成されている。なお、本実施形態のワーク搬送手段
は、作業位置まで持ち上げられた支持治具１３にハニカ
ムフィルタ小片１を搬送する役割を果たすものである。

【００３４】第１送りねじ機構３６は、図２の紙面垂直
方向に沿って配設されたねじ部材と、そのねじ部材が螺
入される送りナットとからなる。前記ねじ部材は収容部
１４の上面に立設されたバックブラケット４０の側面に
対して軸支されている。また、第１リニアガイド３７の
一部も、このバックブラケット４０の側面に対してねじ
部材と平行に固定されている。

【００３５】第１水平駆動モータはねじ部材の一端に対
して連結され、把持装置用ブラケット３８は送りナット
に連結されている。従って、第１送りねじ機構３６を駆
動すると、ねじ部材が回転する結果、送りナット及び把
持装置用ブラケット３８が第１リニアガイド３７にガイ
ドされながら水平方向に沿って往復動を行う。

【００３６】把持装置用ブラケット３８の一部は、図２
の左側方向に向かって水平に張り出すように形成されて
いる。この水平張出部の上面には、チャック装置３９を
構成するロッドレスのエアシリンダが一対離間して設け
られている。両エアシリンダのスライドテーブルの移動
方向は、互いに逆向きになっている。両エアシリンダに
エアを供給すると、両スライドテーブルが同士が近づ
き、エアの供給を止めるとを両スライドテーブル同士が
遠ざかる。

【００３７】各スライドテーブルの上面には、ハニカム
フィルタ小片１の端面を押圧する把持体４１が一体移動
可能に固定されている。一対の把持体４１間には、ハニ
カムフィルタ小片１の全長に匹敵する離間幅が設けられ
ている。一対の把持体４１を備えるチャック装置３９
は、エアシリンダへのエア給排により開閉する。よっ
て、両把持体４１間にハニカムフィルタ小片１を配置し
ておけば、ハニカムフィルタ小片１の把持・釈放を行う
ことができる。

【００３８】図２，図３に示されるように、この接合装
置１１は、支持治具１３により支持されたハニカムフィ
ルタ小片１に押圧力を加えつつ振動を付与する振動付与
手段１５を備えている。

【００３９】本実施形態の振動付与手段１５は、押圧治
具４２、防振構造としての防振ゴム４３、振動器として
のバイブレータ４４、固定ロッド４５及び上部取付板４
６によって構成されている。

【００４０】ここで用いられる防振ゴム４３は、一対の
板状部同士を球状部で連結したような構造となってい
る。一方の板状部は振動付与手段駆動手段側の構成部材
（具体的にはブラケット５５）に固定され、他方の板状
部は上部取付板４６の上面に固定されている。従って、
この防振ゴム４３により、振動付与手段１５が振動付与
手段駆動手段に釣り下げられた状態で支持されている。

【００４１】上部取付板４６の下面側には、複数本の固
定ロッド４５によって押圧治具４２が水平に固定されて
いる。この押圧治具４２は、下側面の離間した二箇所に
接触片４７を備えている。それらの接触片４７の下部
は、９０°の角度で略Ｖ字状に切り込まれている。

【００４２】押圧治具４２の上面には、その押圧治具４
２を振動させるための振動器としてのバイブレータ４４
がボルトにより固定されている。ここで用いられている
バイブレータ４４は、エア圧を利用したバイブレータ４
４である。球体が収容されているバイブレータ本体内に
は、図示しないエア供給源から給気ポートを介して加圧
エアが供給される。すると、エアの圧力により球体がバ
イブレータ本体内部を動き回り、結果として好適な振動
が生み出される。本実施形態では、エア圧利用のバイブ
レータ４４として比較的小型のもの、例えばエクセン株
式会社製、ＵＨ−１３（型番）を用いている。この場
合、エア圧は２．０kgf/cm² 〜４．０kgf/cm² 程度（好
ましくは２．５kgf/cm² 前後）に設定される。なお、本
実施形態においては、バイブレータ４４は被接着面Ｓ1
を面方向に沿って互いにずらす方向（図２において矢印
Ａ2 参照）に振動を付与するように配置されている。別
の言いかたをすると、ハニカムフィルタ小片１の長手方
向に沿って振動が付与される。

【００４３】図２，図３に示されるように、この接合装
置１１の振動付与手段駆動手段は、図示しない第２水平
駆動モータ、第２送りねじ機構５８、第２リニアガイド
５９、昇降用アクチュエータであるロッドレスのエアシ
リンダ４８、押圧用アクチュエータであるロッド付きの
エアシリンダ４９によって構成されている。この振動付
与手段駆動手段は、振動付与手段１５を支持治具１３に
おける所定位置まで移動させる役割を果たしている。

【００４４】第２送りねじ機構５８は、図２の紙面垂直
方向に沿って配設されたねじ部材と、そのねじ部材が螺
入される送りナットとからなる。前記ねじ部材は収容部
１４の上面に立設されたバックブラケット４０の側面に
対して軸支されている。また、第２リニアガイド５９の
一部も、このバックブラケット４０の側面に対してねじ
部材と平行に固定されている。

【００４５】第２水平駆動モータはねじ部材の一端に対
して連結されている。ロッドレスのエアシリンダ４８の
固定側であるシリンダチューブ５０は、送りナットに連
結されている。従って、第２送りねじ機構５８を駆動す
ると、ねじ部材が回転する結果、送りナット及びシリン
ダチューブ５０が第２リニアガイド５９にガイドされな
がら水平方向に沿って往復動を行う。

【００４６】図３に示されるように、前記シリンダチュ
ーブ５０は垂直方向に沿って延びるように設けられてい
る。このため、ロッドレスのエアシリンダ４８にエアを
給排することにより、その移動側であるスライドテーブ
ル５１は所定範囲内で上下方向に往復動を行う。同スラ
イドテーブル５１の側面には、ロッド付きのエアシリン
ダ４９の固定側であるシリンダチューブ５２が固定され
ている。このシリンダチューブ５２からはピストンロッ
ド５３が出没可能に突出されている。ピストンロッド５
３の先端に設けられた連結プレート５４には、振動付与
手段用ブラケット５５が一体移動可能に取り付けられて
いる。そして、このブラケット５５の有する水平延出部
の下面には、上記の振動付与手段１５が支持されてい
る。

【００４７】本実施形態の場合、昇降用アクチュエータ
であるロッドレスのエアシリンダ４８と、押圧用アクチ
ュエータであるロッド付きのエアシリンダ４９とが別個
に設けられている。そして、その機能の差異に基づき、
前者のエアシリンダ４８のほうが後者のエアシリンダ４
９よりもロングストロークになっている。そして、前者
のエアシリンダ４８は、主として振動付与手段１５全体
を大きく昇降させる役割を担うようになっている。一
方、後者のエアシリンダ４９は、下降状態にある振動付
与手段１５の押圧治具４２をハニカムフィルタ小片１に
押し付ける力を与える役割を担うようになっている。こ
れらの２種のエアシリンダ４８，４９に対しては、図示
しないエア供給源から図示しない配管を介して加圧エア
が供給される。

【００４８】なお、図３（ａ）において二点鎖線で示す
ように、ブラケット５５の側方に取り付け用部分を延設
し、そこにエアシリンダ５６を介してアーム５７を上下
動可能に設けてもよい。このようなアーム５７を設けて
おくと、振動付与後にハニカムフィルタ小片１から押圧
治具４２を容易に離脱させることができる。

【００４９】図２に示されるように、この接合装置１１
におけるワーク位置決め手段は、押圧体駆動手段として
のロッド付きのエアシリンダ６１、ワーク端面押圧体と
しての押圧プレート６２、複数本のガイドシリンダ６
３、連結プレート６４及び支持手段用ブラケット６５に
よって構成されている。このようなワーク位置決め手段
は、本実施形態では支持治具１３を挟んで左右に一対設
けられている。

【００５０】一対のブラケット６５は、収容部１４の上
面において互いに離間して立設されている。これらのブ
ラケット６５の先端部には連結プレート６４が取り付け
られている。これらの連結プレート６４の中心部には、
エアシリンダ６１がそれぞれ対向するようにして固定さ
れている。各連結プレート６４においてエアシリンダ６
１の両脇には、ガイドシリンダ６３が同エアシリンダ６
１と並列に配置されている。エアシリンダ６１から突出
するピストンロッドの先端及びガイドシリンダ６３から
突出するロッドの先端には、押圧プレート６２が固定さ
れている。一対の押圧プレート６２は、互いの押圧面を
対向させた状態で配置されている。

【００５１】ハニカムフィルタ小片１の端面に対して当
接する押圧プレート６２の押圧面には、ゴム等のよう比
較的軟質の材料が採用されていることがよい。押圧プレ
ート６２はここでは矩形状かつ平坦であって、その面積
は得ようとする大型ハニカムフィルタＦ1 の断面積より
もひとまわり大きくなっている。

【００５２】両エアシリンダ６１に図示しないエア供給
源から加圧エアを供給すると、両シリンダ６１がともに
伸長する結果、ピストンロッドの先端に固定されている
押圧プレート６２同士が近接する。従って、それらの間
に存在する複数のハニカムフィルタ小片１が両方の端面
方向から押圧され、振動付与による接合作業の間を通じ
てその位置決めが図られる。また、エア供給源からの加
圧エアを供給を停止すると、両シリンダ６１がともに収
縮する結果、押圧プレート６２同士が遠ざかる。その結
果、押圧プレート６２間に把持されていた複数のハニカ
ムフィルタ小片１が釈放される。

【００５３】次に、以上のように構成された接合装置１
１による一連の動作について説明する。支持治具搬送手
段を構成するコンベアベルト２５が駆動されると、ハニ
カムフィルタ小片１が未だ載置されていない空の支持治
具１３が、図２の右側方向から搬送されてくる。同支持
治具１３が作業位置の下方にある所定位置に到達する
と、コンベアベルト２５はいったん停止する。すると、
支持治具昇降手段を構成するモータ２６の駆動により治
具載置台３０が上動して、支持治具１３を作業位置の高
さにまで持ち上げる。その結果、支持治具１３は一対の
押圧プレート６２間に位置した状態となる。このとき、
両エアシリンダ６１はともに収縮状態であって、両押圧
プレート６２は待避位置にある。勿論、振動付与手段１
５も未だ上方に待避している。

【００５４】次いで、ワーク搬送手段を構成する第１水
平駆動モータの駆動により、チャック装置３９が図２の
紙面奥側方向に移動し、そこで下地層７が形成されてい
るハニカムフィルタ小片１を１つのみ把持する。なお、
ハニカムフィルタ小片１は、図示しないフィルタ搬送用
コンベア上に載置されている。その後、第１水平駆動モ
ータの駆動によりチャック装置３９が図２の紙面手前側
方向に移動するとともに、そのハニカムフィルタ小片１
を支持治具１３の切れ込み部２３の最下部にて釈放す
る。さらに、チャック装置３９は再び図２の紙面奥側方
向に移動し、今度は下地層７上に接着剤８が塗布されて
いるハニカムフィルタ小片１を１つのみ把持する。その
後、チャック装置３９は図２の紙面手前側方向に移動す
るとともに、そのハニカムフィルタ小片１を支持治具１
３の切れ込み部２３にて釈放する（図４(a) 参照）。こ
のとき、後で搬送されてきたハニカムフィルタ小片１の
被接着面Ｓ1 （つまり接着剤塗布面）は、既に載置され
ているハニカムフィルタ小片１の被接着面Ｓ1 （２面あ
るうちの一方側面）に対して密接するようにして配置さ
れる。なお、両ハニカムフィルタ小片１は、いずれも水
平方向を基準として軸線方向に４５°回転させた状態で
支持される。即ち、両者の被接着面Ｓ1 も水平方向を基
準としてともに４５°傾いている。

【００５５】次に、両エアシリンダ６１を駆動させるこ
とにより、一対の押圧プレート６２を待避位置から使用
位置まで移動させ、２個のハニカムフィルタ小片１をあ
らかじめ位置決めしておく。

【００５６】引き続き、振動付与手段駆動手段を構成す
る第２水平駆動モータが駆動され、振動付与手段１５が
図２の紙面垂直方向（図４では左右方向）に沿って移動
する。その結果、振動付与手段１５は、接合されるべき
ハニカムフィルタ小片１のちょうど直上の位置に到達す
る。なお、第２水平駆動モータの駆動は、押圧プレート
６２の駆動前になされても構わない。

【００５７】さらに、昇降用アクチュエータであるエア
シリンダ４８の駆動により、振動付与手段１５全体を下
動させて、ハニカムフィルタ小片１に押圧治具４２を接
触させる。それとともに押圧用アクチュエータであるエ
アシリンダ４９を駆動させて、一定の押圧力（２kgf/cm
² 〜５kgf/cm² 程度）を付与する。本実施形態では、こ
のときの押圧力が３．４kgf/cm² に設定されている。押
圧力の方向は、図３，図４において矢印Ａ3 で示される
ごとく、鉛直方向である。押圧力を加える時間は４秒〜
６秒程度に設定されている。

【００５８】次いで、バイブレータ４４に加圧エアを供
給し、所定時間のあいだ被接着面Ｓ1 を互いにずらす方
向Ａ2 に振動を付与する。すると、被接着面Ｓ1 間に介
在された接着剤８が押圧力により押し潰されるととも
に、付与されている振動によって接着剤８が被接着面Ｓ
1 全体に充分に行き渡る。その結果、両ハニカムフィル
タ小片１同士が高い強度で接合される。

【００５９】この後、バイブレータ４４を停止させて振
動付与を終了するとともに、一対の押圧プレート６２を
使用位置から待避位置まで移動させ、いったんハニカム
フィルタ小片１を釈放する。さらに、エアシリンダ４８
の駆動により振動付与手段１５全体を上動させて、ハニ
カムフィルタ小片１から押圧治具４２を離間させる。な
お、押圧プレート６２の待避前に振動付与手段１５全体
を上動させても構わない。

【００６０】第１本めの接合作業が完了した後、引き続
いて第１水平駆動モータの駆動によりチャック装置３９
が移動し、下地層７上に接着剤８を塗布したハニカムフ
ィルタ小片１を１つ把持する。この後、同チャック装置
３９は反対方向に移動して、そのハニカムフィルタ小片
１を支持治具１３の切れ込み部２３にて釈放する（図４
(b) 参照）。搬送されてきたハニカムフィルタ小片１の
被接着面Ｓ1 は、最初に載置されたハニカムフィルタ小
片１の被接着面Ｓ1 （２面あるうちの他方側面）に対し
て密接するようにして配置される。

【００６１】次に、両エアシリンダ６１を駆動させるこ
とにより、一対の押圧プレート６２を待避位置から使用
位置まで移動させ、３個のハニカムフィルタ小片１をあ
らかじめ位置決めしておく。そして、第２水平駆動モー
タの駆動により振動付与手段１５を図４の右方向へ僅か
に移動させ、振動付与手段１５を接合されるべきハニカ
ムフィルタ小片１のちょうど直上の位置に到達させる。

【００６２】そして、上述した一連の動作（振動付与手
段１５全体の下動、押圧状態での振動付与、押圧プレー
ト６２の待避による小片釈放、振動付与手段１５全体の
上動）を行い、第２本めの接合作業を終了させる。

【００６３】上記の要領により、第４本めの接合作業
（図４(c) 参照）、第５本めの接合作業（図４(d) 参
照）・・・第１６本めの接合作業（図４(e) 参照）を順
次行うことによって、最終的に大型ハニカムフィルタＦ
1 を完成させる。

【００６４】この後、支持治具昇降手段を構成するモー
タ２６の駆動により治具載置台３０が下動し、作業位置
にあった支持治具１３を元の高さに復帰させる。次い
で、完成した大型ハニカムフィルタＦ1 を載せた支持治
具１３は、図示しない別の搬送手段により搬出される。
すると、停止していたコンベアベルト２５が再び駆動さ
れ、空の支持治具１３が搬送されてくるようになってい
る。

【００６５】１６個のハニカムフィルタ小片１を４列×
４列に組み付けてなる図１（ａ）の大型ハニカムフィル
タＦ1 は、上記のようにして連続的に製造される。従っ
て、本実施形態によれば以下のような効果を得ることが
できる。

【００６６】（１）本実施形態では、上述したごとく支
持治具１３及び振動付与手段１５を備えた専用の接合装
置１１を用いて、ハニカムフィルタ小片１同士の接合を
行っている。また、この接合装置１１によれば、支持治
具１３に支持されているハニカムフィルタ小片１に、好
適な押圧力を加えつつ好適な振動を付与することができ
る。ゆえに、被接着面Ｓ1 間に介在されたセラミックス
製接着剤８が押し潰され、その接着剤８を被接着面Ｓ1
全体に充分にムラなく行き渡らせることができる。従っ
て、チクソの高いセラミックス製接着剤８であるにもか
かわらず、接合部分に高い強度を確保することができ
る。

【００６７】（２）また、このような専用の接合装置１
１によれば、手作業による煩雑な作業も不要となるため
作業性が向上し、かつ生産性も向上する。 （３）本実施形態の接合装置１１では、矢印Ａ3 の方
向、即ち１方向に押圧力を加えることで２組の被接着面
Ｓ1 を同時に接合しうる振動付与手段１５が採用されて
いる（図４(c) ，(e) 参照）。そして、このことが接合
に要する時間の短縮につながり、生産性のいっそうの向
上につながっている。ちなみに、手作業により図１
（ａ）の大型ハニカムフィルタＦ1 を得るのに要する時
間は、おおよそ数十分であった。それに対し、本実施形
態の接合装置１１によれば、接合作業の所要時間は１分
程度という極めて短い時間となった。

【００６８】（４）本実施形態の接合装置１１では、被
接着面Ｓ1 を面方向に沿って互いにずらす方向に振動を
付与する振動付与手段１５が使用されている。このた
め、所定方向に押圧力を加えているにもかかわらず、セ
ラミックス製接着剤８は被接着面Ｓ1 の面方向に沿って
速やかに移動することができる。これは、押圧力の方向
と振動の方向とが直交関係にあることによるものと推測
される。

【００６９】従って、仮に被接着面Ｓ1 の面方向に対し
て垂直方向に振動を付与するような場合に比べ、確実に
かつ短時間で接着剤８を被接着面Ｓ1 全体に充分に行き
渡らせることができる。ゆえに、このことも生産性の向
上に貢献する。

【００７０】（５）この接合装置１１の振動付与手段１
５では、エア圧を利用したバイブレータ４４を振動器と
して用いている。従って、接合作業時に必要な振動を、
加圧エアの供給によって簡単に得ることができる。

【００７１】（６）この接合装置１１の振動付与手段１
５は、防振構造である防振ゴム４３を介して振動付与手
段駆動手段側のブラケット５５に間接的に支持されてい
る。従って、仮に振動付与手段１５を直接的に支持させ
た場合に比べ、バイブレータ４４の発生する振動の影響
が振動付与手段駆動手段側にまで波及しにくくなる。ゆ
えに、振動付与手段駆動手段を構成しているエアシリン
ダ４８，４９などがガタつきにくくなり、接合装置１１
の信頼性や耐久性を向上させることができる。

【００７２】（７）この接合装置１１における振動付与
手段駆動手段は、昇降用及び押圧用のアクチュエータと
して、２種のエアシリンダ４８，４９を別個に有したも
のとなっている。従って、両エアシリンダ４８，４９を
兼用とした場合とは異なり、ハニカムフィルタ小片１に
対して設定値に近い押圧力を確実に加えることができ
る。

【００７３】（８）本実施形態で使用される支持治具１
３の上部には、複数のハニカムフィルタ小片１が支持さ
れる略Ｖ字の切れ込み部２３が形成されている。従っ
て、ハニカムフィルタ小片１を軸線方向に４５°回転さ
せた状態で、かつ水平方向に比較的位置ずれしにくい状
態で支持することができる。この状態で振動付与手段１
５を駆動すれば、押圧力を１方向のみから加えるだけ
で、２組の被接着面Ｓ1 につき同時に押圧力を作用させ
ることができる（図４(c) ，(e) 参照）。これは、鉛直
方向に沿った押圧力のベクトルが、それと４５°の角度
をなす２方向に分散されるためである。それゆえ、押圧
力を得るためのアクチュエータを比較的単純なものとす
ることができ、ひいては接合装置１１の構造簡略化を図
ることができる。

【００７４】（９）本実施形態の接合装置１１では、支
持治具１３側を振動させる構成を採用しているわけでは
ないので、支持治具昇降手段等の構造が比較的簡単なも
のでよくなる。従って、全体の大型化や複雑化を未然に
避けることができる。

【００７５】（１０）本実施形態では、ハニカムフィル
タ小片１の外周面にあらかじめ下地層７を形成した後、
その下地層７の形成領域内に接着剤８を塗布し、この状
態で接合作業を行うこととしている。このような下地層
７を形成しておくと、塗布された接着剤８を比較的短時
間で充分にかつムラなく行き渡らせることができる。こ
れは、微細な孔のあるハニカムフィルタ小片１の外周面
への接着剤８の染込みが、下地層７の介在により阻止さ
れることによるものと推測されている。ゆえに、接合部
位に高い強度が確保され、高品質な大型ハニカムフィル
タＦ1 を確実に製造することができる。

【００７６】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す別例の押圧プレート
６２Ａのように、押圧面にスペーサ用構造としてのリブ
Ｒ1 を設けてもよい。このリブＲ1 はマス目状に形成さ
れていて、１つ１つのマス部分はハニカムフィルタ小片
１の断面形状に対応している。リブＲ1 の肉厚は１．０
ｍｍ程度であり、その形成材料としてはゴム等の軟質材
料が選択されることがよい。このような構造物が存在す
ると、ハニカムフィルタ小片１が正しい相対位置関係で
接合され、界面からの接着剤８のはみ出し等も少なくな
るという利点がある。ゆえに、より高品質で見栄えのよ
い製品を得ることができる。

【００７７】・ 前記実施形態では、図１（ａ）のごと
く四角柱状のハニカムフィルタ１６個を組み合わせて、
４列×４列からなる大型ハニカムフィルタＦ1 を製造す
る方法を例に挙げて示した。勿論、このような組み合わ
せに限定されることはなく、図６の表にに示される他の
組み合わせを採用してもよい。同表の右列に並ぶものに
描かれている円は、接合作業後に外形カットされるべき
線を意味している。また、同表の左列に並ぶものは、い
ずれもコーナー部分に配置されるハニカムフィルタ小片
１が三角柱状になっている。即ち、これらのもののよう
に、断面形状の異なる複数種のハニカムフィルタ小片１
を用いて１つの大型ハニカムフィルタＦ1 を製造するこ
とも許容される。そして、切れ込み部２３や押圧治具４
２の形状を若干変更しておけば、いずれのものも本発明
の接合装置１１による接合方法の対象となりうる。

【００７８】・ 振動器は実施形態のようなエア圧駆動
式のバイブレータ４４に限定されず、例えば電磁石式や
偏心モータ式などのバイブレータ等であってもよい。 ・ セラミックス構造体は実施形態において用いたハニ
カムフィルタ小片１のような焼成体に限定されず、例え
ば焼成前のもの（仮焼体や脱脂体等）であってもよい。
また、セラミックス構造体はフィルタに限定されること
はなく、それ以外のものでもよい。さらに、セラミック
ス構造体は多孔質体に限定されず、緻密体でも構わな
い。

【００７９】・ エアシリンダ４８，４９を別個独立と
した前記実施形態に代え、これらの機能を兼用させたエ
アシリンダを用いてもよい。勿論、エアシリンダ以外の
アクチュエータを用いて、両エアシリンダ４８，４９の
機能を兼用させてもよい。

【００８０】・ 支持治具搬送手段や支持治具昇降手段
として前記実施形態と異なるものを用いてもよく、さら
にこれらの手段は不要であれば省略されてもよい。例え
ば、支持治具１３を収容部１４の上面に備え付けにした
構成等を採用してもよい。

【００８１】・ ペースト状の接着剤８（つまり流動性
の接着剤）を塗布するという前記実施形態の接合方法に
限定されることはなく、例えばシート状のもの（つまり
非流動性の接着剤）を用いた接合方法として具体化され
てもよい。

【００８２】・ ゴム以外の材料を防振構造に使用して
もよい。また、必要性が小さければ、振動付与手段１５
を防振構造を介さずに支持させてもよい。 ・ １個ずつハニカムフィルタ小片１を増やしながら接
合を行う前記実施形態の方法に限定されることはない。
例えば、複数個づつ増やしながら接合を行ったり、あら
かじめ全てのハニカムフィルタ小片１を組み合わせたう
えで一括して接合を行うことも可能である。ただし、作
業性の点からすると後二者が優れるものの、接合位置精
度の点からすると実施形態のほうが有利である。

【００８３】・ 例えば、振動付与手段１５により接着
初期段階において強い振動を付与し、接着後期段階にお
いてそれよりも弱い振動を付与するようにして、接合作
業を行うことが好ましい。このようにすると、常に強い
振動を与え続けた場合に比べて、より確実に位置ずれが
回避される。よって、ハニカムフィルタ小片１同士を短
時間でかつ正確に接合することができる。

【００８４】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） セラミックス製接着剤によりセラミックス構造
体を接合する装置であって、被接着面間に前記セラミッ
クス製接着剤を介在させた状態で複数のセラミックス構
造体を支持する支持治具と、その支持治具により支持さ
れた前記セラミックス構造体に押圧力を加えつつ、前記
被接着面を互いにずらす方向に振動を付与する振動付与
手段と、その振動付与手段を前記支持治具における所定
位置まで移動させる振動付与手段駆動手段と、前記支持
手段に支持された前記複数のセラミックス構造体を端面
方向から押圧することでその位置決めを図るワーク位置
決め手段と、前記支持治具を所定位置まで水平方向に搬
送する支持治具搬送手段と、前記所定位置まで搬送され
てきた前記支持治具を作業位置まで持ち上げる支持治具
昇降手段と、前記持ち上げられた支持治具に前記セラミ
ックス構造体を搬送するワーク搬送手段とを備えたこと
を特徴とするセラミックス構造体の接合装置。

【００８５】（２） 技術的思想１において、前記ワー
ク位置決め手段は、ワーク端面押圧体と、そのワーク端
面押圧体を駆動するための押圧体駆動手段とを含んで構
成されていること。従って、この技術的思想２に記載の
発明によると、ワーク端面押圧体により駆動されるワー
ク端面押圧体によって、ワークであるセラミックス構造
体がその端面方向から押圧される。このため、支持手段
に支持された複数のセラミックス構造体が接合作業時を
通じて位置決めされる。

【００８６】（３） 技術的思想２において、前記ワー
ク位置決め手段は前記支持治具を挟んで一対設けられ、
前記ワーク端面押圧体は互いの押圧面を対向させた状態
で配置されていること。従って、この技術的思想３に記
載の発明によると、対向する押圧面間において複数のセ
ラミックス構造体が確実に位置決めされる。

【００８７】（４） 技術的思想２，３において、前記
ワーク端面押圧体の押圧面にはスペーサ用凹凸構造が形
成されていること。従って、この技術的思想４に記載の
発明によると、スペーサ用凹凸構造の存在によりセラミ
ックス構造体が正しい位置関係で接合され、界面からの
接着剤のはみ出し等も少なくなる。

【００８８】（５） 請求項１乃至３、技術的思想１乃
至４のいずれか１つにおいて、前記振動付与手段は、前
記セラミックス構造体に対して接触する押圧治具と、そ
の押圧治具を振動させる振動器とを有すること。

【００８９】（６） 技術的思想５において、前記振動
付与手段は、さらに前記振動器を支持する防振構造を有
するとともに、その防振構造を介して前記振動付与手段
駆動手段側に支持されていること。従って、この技術的
思想６に記載の発明によると、振動器の発生する振動の
影響が振動付与手段駆動手段側にまで波及しにくくな
る。

【００９０】（７） 技術的思想１乃至６のいずれか１
つにおいて、前記振動付与手段駆動手段は、昇降用及び
押圧用のアクチュエータを別個に有すること。従って、
この技術的思想７に記載の発明によると、同アクチュエ
ータを兼用した場合に比べ、設定値に近い押圧力を確実
に加えることができる。

【００９１】（８） 技術的思想５乃至７のいずれか１
つにおいて、前記振動器はエア圧を利用したバイブレー
タであること。従って、この技術的思想８に記載の発明
によると、接合時に必要な振動を加圧エアの供給によっ
て得ることができる。

【００９２】（９） 請求項１乃至３、技術的思想１乃
至８のいずれか１つにおいて、前記支持治具の上部に
は、前記複数のセラミックス構造体が支持される略Ｖ字
の切れ込み部が形成されていること。従って、この技術
的思想９に記載の発明によると、接合時において振動付
与手段の押圧力を１方向のみから加えれば足り、装置の
構造簡略化にもつながる。

【００９３】（１０） 請求項１乃至４、技術的思想１
乃至９のいずれか１つにおいて、（前記振動付与手段に
より）接着初期段階において強い振動を付与し、接着後
期段階においてそれよりも弱い振動を付与すること。従
って、この技術的思想１０に記載の発明によると、位置
ずれを確実に回避しつつ短時間でセラミックス構造体を
接合することができる。

【００９４】（１１） 請求項１乃至４、技術的思想１
乃至１０のいずれか１つにおいて、前記セラミックス製
接着剤は、高いチクソ性を有するものであること。 （１２） 請求項１乃至４、技術的思想１乃至１１のい
ずれか１つにおいて、前記セラミックス製接着剤は、ペ
ーストの状態で前記被接着面にあらかじめ塗布されるこ
と。

【００９５】（１３） 請求項１乃至３、技術的思想１
乃至１２のいずれか１つにおいて、前記セラミックス構
造体は、多孔質セラミックス製（例えば多孔質炭化珪素
製）のハニカムフィルタ小片であること。

【００９６】（１４） ハニカムフィルタ小片の外周面
にあらかじめ下地層を形成した後、その下地層の形成領
域内に接着剤を塗布し、この状態で請求項１乃至３、技
術的思想１乃至１３に記載された接合装置を利用して、
複数個のハニカムフィルタ小片を接合して組み付けるこ
とを特徴とする大型ハニカムフィルタ（及びその製造方
法）。従って、この技術的思想１４に記載の発明による
と、下地層を形成することにより接着剤を比較的短時間
で充分にかつムラなく行き渡らせることができ、もって
ハニカムフィルタ小片同士を接合したときその接合部分
に高い強度を得ることができる。それゆえ、大型かつ高
品質のハニカムフィルタを確実に製造することができ
る。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、作業性及び生産性に優れるととも
に、接合部分に高い接合強度を確保することができるセ
ラミックス構造体の接合装置を提供することができる。

【００９８】請求項２に記載の発明によれば、より生産
性が向上する。請求項３に記載の発明によれば、確実に
かつ短時間で接着剤を被接着面全体に充分に行き渡らせ
ることができるため、よりいっそう生産性が向上する。

【００９９】請求項４に記載の発明によれば、作業性及
び生産性に優れるとともに、接合部分に高い接合強度を
確保することができるセラミックス構造体の接合方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明を具体化した一実施形態におい
て大型ハニカムフィルタを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）
の大型ハニカムフィルタを構成するハニカムフィルタ小
片のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ
線における断面図。

【図２】実施形態の接合装置の一部破断概略側面図。

【図３】（ａ）は前記接合装置の要部である振動付与手
段の正面図、（ｂ）はその側面図。

【図４】（ａ）〜（ｅ）はハニカムフィルタ小片の接合
手順を説明するための概略図。

【図５】（ａ）は別例における押圧プレートの押圧面を
示す斜視図、（ｂ）はワーク位置決め手段の正面図、
（ｃ）はその要部拡大断面図。

【図６】ハニカムフィルタ小片の組み合わせかたのバリ
エーションを示す表。

【符号の説明】

１…セラミックス構造体としてのハニカムフィルタ小
片、８…セラミックス製接着剤、１１…（セラミックス
構造体の）接合装置、１３…支持治具、１５…振動付与
手段、Ｓ1 …被接着面、Ａ2 …被接着面を互いにずらす
方向。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミックス製接着剤によりセラミックス
   構造体を接合する装置であって、被接着面間に前記セラ
   ミックス製接着剤を介在させた状態で複数のセラミック
   ス構造体を支持する支持治具と、その支持治具により支
   持された前記セラミックス構造体に押圧力を加えつつ振
   動を付与する振動付与手段とを備えたことを特徴とする
   セラミックス構造体の接合装置。
2. 【請求項２】前記振動付与手段は、１方向に押圧力を加
   えることで２組以上の被接着面を同時に接合しうるもの
   であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス
   構造体の接合装置。
3. 【請求項３】前記振動付与手段は、前記被接着面を互い
   にずらす方向に振動を付与することを特徴とする請求項
   １または２に記載のセラミックス構造体の接合装置。
4. 【請求項４】セラミックス製接着剤によりセラミックス
   構造体を接合する方法であって、複数のセラミックス構
   造体の被接着面間に前記セラミックス製接着剤を介在さ
   せた後、支持されている前記セラミックス構造体に押圧
   力を加えつつ振動を付与することを特徴としたセラミッ
   クス構造体の接合方法。