JP2014529526A5 - - Google Patents

Description

これらのフィルタを作製するために組み立てられる上記ハニカムセグメントは、完全に真直な表面を有さず、完全に平坦ではない。貼り合わされる表面の、該表面に沿った真直度又は平面度（以下、平坦度ともいう）のばらつきが大きすぎると、表面が比較的平坦で真直である場合に比べ、ハニカムセグメントの表面を貼り合わせるために用いるセメントを厚くしなければならない。セメントの層が厚いと、例えば背圧が上昇して熱安定性が減少する等、組み立てられたハニカムに悪影響を及ぼし得る。セグメント表面の平坦度を測定する方法が知られており、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，５９６，６６６号及び米国特許第７，８７９，４２８号では、平坦度を測定する方法としてＪＩＳＢ０６２１−１９８４を引用している。通常、平坦度は２つの平行な平面を定義することで測定される。第一の平面は、ハニカムセグメントの一の面のうち、ハニカムセグメントの中心に対して最も内側の表面により定義され（測定点の最小二乗適合平面）、第二の平面は、ハニカムセグメントの同じ面のうち最も外側の表面により定義される。外側から内側を減算して求められる平面間の距離は、平坦度として知られ、定義により常に正の値である。平坦度の数値は小さいほど良い。実際には、複数のデータ点（例えば、ｘ、ｙ、ｚ）をとって表面をマッピングし、点の集団に基づいて最小二乗適合平面を算出する。製造においては、完成したセグメントの平坦度を測定し、許容可能な限度を超えた平坦度を有する側面がある場合、その部品は排除又は破棄される。多数のセグメントを破棄することは、望ましくないコストの増加につながる。

押出成形及び乾燥の完了後、図２に示すとおり、部品１０の特定の配向を示すマーク２３が、押出成形品の上側面（表面）１３に付される。さらに、文字の配向が、他の側面及び面についての詳細をそれぞれ示す。例えば、左手側の端部は前面１５として扱われ、右手側の端部は背面１２として扱われる。まず、セグメント１６の底面が、Ａデータム平面を構成する３本の低い柱１７に載置され、続いて、Ｂデータム平面を構成する後部の２本の柱２０によってそれ以上の横移動が制限されるまで、セグメントの背側面１１を移動する。その後、Ｃデータム平面を構成する前方の柱２１に前面１５が接触してそれ以上の前方移動が制限されると、セグメント１０はその位置でクリップ２２によって固定される。続いて、接触スタイラス１９がツァイス座標測定機（ＣＭＭ）１８に固定され、図３に示すように、専用プログラムが実行されてセグメントの各側面の長さ方向に沿って３つの軸方向走査２４が行われ、各側面で、前方、中間、終端の３つの横断走査２５がそれぞれ行われる。１２ｍｍの開始点から２９２ｍｍの終了点まで、セグメントの側面に沿って、過渡的な軸方向走査データ（ｘ、ｙ、ｚ）が５ｍｍごとに記録され、セグメントの側面に沿って、過渡的な横断走査データが１ｍｍごとに記録される。過渡的な軸方向走査データは、固定座標系を用いて生成する。つまり、互いに垂直な３つの平面が決定され、セラミック部品の表面寸法を報告する基準となる平坦な平面を定義する。図６は、本発明の固定システムを用いて固定座標系を定義する方法を示す図である。具体的には、柱１７の頂部は、一次データム平面３２（データムＡ）を定義する。一次データム平面と関連して、柱２０が二次データム平面３３（データムＢ）を定義する。一次データム平面と、二次データム平面と、柱２１とに関連して、三次データム平面３４（データムＣ）が定義される。プロセッサに接続されたスタイラスシステムを用いて計測を行う際、スタイラスは複数の柱の接触点に接触し、空間内のこれらの点を記録することで、３つの基準平面を定義する。３つの平面の交点は、基準点３９とされ、これを基準にｘ、ｙ、ｚ座標が計測される（矢印３６（ｘ）、３７（ｙ）、３８（ｚ）参照）。セラミックセグメントの過渡位置は、これらの平面と基準点を基準に測定される。ＣＭＭ走査が完了すると、次のプロトコルを用いて、各過渡的な軸方向走査についてセグメントの長さ方向の反りが算出される。：
過渡的な（ｘ、ｙ、ｚ）データはＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌのスプレッドシートのタブに入力され、追加で「ＸＡＣＴ＾２」のデータ列が含まれる。続いて、「ツール／分析ツール／回帰分析」メニューで、次のように二次多項回帰を行う。：
入力Ｙ範囲（１列のデータ）：前面と後面に対するＹＡＣＴ；上側面と底側面に対するＺＡＣＴ；
入力Ｘ範囲（２列のデータ）：ＸＡＣＴ 及び ＸＡＣＴ＾２；
「ＯＫ」をクリック。
Ｘ Ｖａｒｉａｂｌｅ ２係数から反りの形状を決定：
Ｘ Ｖａｒｉａｂｌｅ ２＞０………凸状；
Ｘ Ｖａｒｉａｂｌｅ ２＜０………凹状。
注：２回微分可能な関数ｆの場合、二次導関数ｆ´´（ｘ）が正である場合、曲面は凸状である。ｆ´´（ｘ）が負である場合、局面は凹状である。
「基準線」の終点を求める：
凸である場合：
１５７≦ＸＡＣＴ≦２９２の範囲内で、応答が最大となるＸＡＣＴ_ＭＡＸ点を定義する；
勾配ｍが最大となるＸＡＣＴ_ＭＩＮ点を定義する； ｍ＝［Ｙ（Ｘ）−Ｙ_ＸＡＣＴ，_ＭＡＸ］／［Ｘ_{ＡＣＴＭＡＸ}−Ｘ］：
凹である場合：
１５７≦ＸＡＣＴ≦２９２の範囲内で、応答が最小となるＸＡＣＴ_ＭＡＸ点を定義する；
勾配ｍが最小となるＸＡＣＴ_ＭＩＮ点を定義する； ｍ＝［Ｙ（Ｘ）−Ｙ_ＸＡＣＴ，_ＭＡＸ］／［Ｘ_{ＡＣＴＭＡＸ}−Ｘ］
「側面（表面）テーブル」の基準線の式を決定する．．．．．．Ｙ_ＲＥＦ＝ｍ＊ｘ＋Ｂ
凸である場合：
Ｙ_ＲＥＦ＝Ｙ＠Ｘ_{ＡＣＴＭＩＮ}−ｍ・（Ｘ−Ｘ_{ＡＣＴＭＩＮ}）
凹である場合：
Ｙ_ＲＥＦ＝ｍ・（Ｘ_{ＡＣＴＭＩＮ}−Ｘ）＋Ｙ＠Ｘ_{ＡＣＴＭＩＮ}
次の一連の式で軸方向の反りを求める；
凸である場合：軸方向の反り＝ＭＩＮ［Ｙ−Ｙ_ＲＥＦ］
凹である場合：軸方向の反り＝ＭＡＸ［Ｙ−Ｙ_ＲＥＦ］。
ＡＣＭセグメントの上側の側面（表面）のオーバーレイＣＭＭデータを使ったこの計算方法の代表的な例を図４に示す。終点２６、側面（表面）テーブルの基準線２７、及び軸方向の反り２８が示されている。式（１）に示される、３つの軸方向反り（Ａｘｉａｌ Ｂｏｗ）の計算の平均から、セグメントの各側面について、平均軸方向反りＭＡＢ（Ｍｅａｎ Ａｘｉａｌ Ｂｏｗ）が求められる。

約２００個の３．２×３．２×１２．５インチの生素地セグメントについて、ＣＭＭ寸法測定を行う。用意されたセグメントのうち５０個が、セグメントの１以上の側面においてＡＢＳ（ＭＡＢ）＞１を示している。さらに、上述の測定アルゴリズムによって、セグメントの側面の機能としての反りの種類が、凹状か凸状かについて調べる。部品の配向が焼成後の寸法に及ぼす影響を確認するために、これら５０個の隔離したセグメントを、入念な制御下の焼成、又は脱バインダ実験の対象とした。

Claims (10)

1. ａ）押出成型生素地部品の外表面又は複数の外表面上の、１以上の直線状経路の押出方
   向の反りを測定して、前記押出成型セラミック生素地部品の前記１以上の直線状経路の最大の押出方向の反りを測定可能とする手順と、
   ｂ）最大の凸状反りを有する前記外表面上の直線状経路又は前記外表面を識別する手順と、
   ｃ）前記最大の凸状反りを有する前記外表面上の直線状経路又は前記外表面上の位置が搬送体に接触するように、前記生素地部品を搬送体に載置する手順と、
   ｄ）前記凸状形状を有する前記外表面上の直線状経路又は前記外表面が前記搬送体を向くよう搬送体に載置された状態で前記生素地部品を加工し、前記生素地部品をセラミック部品に変換する加工の結果として反りを軽減する手順と、を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記反りが１０％以上軽減される、方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記部品が複数の平坦表面を有する、方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、物体の形状がマッピングされ、前記マッピングの結果を用いて前記部品の１以上の前記外表面又は直線状経路の反りを計算する、方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、前記物体の１以上の前記外表面又は直線状経路の反りは、収集されたデータ点に基づいて算出された最小二乗適合平面を用いて決定される、方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、形成された前記セラミック部品の１以上の前記外表面又は直線状経路の反りが３．０ｍｍ以下である、方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、前記生素地部品の各外表面の識別を容易にするため、前記外表面のうち一つが参照マークを付される、方法。
8. 請求項３に記載の方法であって、最終的に得られる平坦側面が、３．０ｍｍ以下の平面度を有する、方法。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の方法であって、前記セラミック体がハニカムフィルタである、方法。
10. ａ）１以上の平坦側面を有する押出成型セラミック生素地部品の、前記１以上の平坦側面の平面度を求める手順と、
    ｂ）凸状形状を有する側面を識別する手順と、
    ｃ）前記凸状形状を有する側面を向けて、前記生素地部品を搬送体に載置する手順と、
    ｄ）前記凸状形状を有する側面を向けて搬送体に載置された状態で、前記生素地部品をセラミック部品に変換する手順と、
    を含み、少なくとも一の平坦側面の最終的な平面度が、３．０ｍｍ以下の平面度を有する、方法。