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公開番号2024140907
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023052274
出願日2023-03-28
発明の名称柱状ハニカムフィルタの検査方法
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類G01N 21/954 20060101AFI20241003BHJP(測定;試験)
要約【課題】セル表面に多孔質膜が形成されている柱状ハニカムフィルタの品質の検査方法であって、多孔質膜の厚みの面内方向の分布を評価可能な検査方法を提供する。
【解決手段】柱状ハニカムフィルタの検査方法であって、柱状ハニカムフィルタの底面に光を照射することで得られる反射光のパターンの画像及び透過光のパターンの画像データから、多孔質膜が形成されているセルの輝度のばらつきに関する統計量を求め、前記統計量を、予め定めた前記統計量に関する第一基準と比較することを含む検査方法。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
柱状ハニカムフィルタの検査方法であって、
柱状ハニカムフィルタは、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に開口部を有し、出口側底面に目封止部を有する複数の第１セルと、入口側底面から出口側底面まで延び、入口側底面に目封止部を有し、出口側底面に開口部を有する複数の第２セルとを備え、複数の第１セルと複数の第２セルは多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されており、
それぞれの第１セルの表面には多孔質膜が形成されており、
入口側底面に対して第一の光を照射し、第１セル及び第２セルの配置に応じた入口側底面からの反射光のパターンをカメラで撮像し、反射光のパターンの画像データを生成する工程１と、
生成された反射光のパターンの画像データに基づいて特定された複数の第１セルの開口部の位置情報を記憶装置に格納する工程２と、
出口側底面に対して第二の光を照射することで得られる、第１セル及び第２セルの配置に応じた入口側底面からの透過光のパターンを、入口側底面と平行に配置される光拡散フィルムを介して、カメラで撮像し、透過光のパターンの画像データを生成する工程３と、
生成された透過光のパターンの画像データ及び記憶装置に格納されている前記位置情報に基づいて、複数の第１セルの開口部内に位置する複数の画素の輝度を測定する工程４と、
工程４の結果に基づき、輝度を測定した複数の画素における輝度のばらつきに関する統計量を求める工程５と、
前記統計量を、予め定めた前記統計量に関する第一基準と比較する工程６と、
を含む検査方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
第１セルの入口側底面から第１セルの延びる方向における柱状ハニカムフィルタの中点までの前記多孔質膜の合計質量よりも、第１セルの出口側底面から第１セルの延びる方向における柱状ハニカムフィルタの中点までの前記多孔質膜の合計質量の方が多い請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記統計量が輝度の標準偏差である請求項１又は２に記載の検査方法。
【請求項４】
検査対象となる柱状ハニカムフィルタは、特定の品番を付与すべき柱状ハニカムフィルタであり、
前記第一基準は、当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記統計量と所定条件における排ガス中の粒子状物質の捕集効率に関する情報との相関関係に少なくとも基づき定められる、
請求項１又は２に記載の検査方法。
【請求項５】
検査対象となる柱状ハニカムフィルタは、特定の品番を付与すべき柱状ハニカムフィルタであり、
当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記統計量と所定条件における排ガス中の粒子状物質の捕集効率に関する情報との相関関係に少なくとも基づき、前記統計量から捕集効率を推定する工程７を更に含む請求項１又は２に記載の検査方法。
【請求項６】
工程４の結果に基づき、輝度を測定した複数の画素における輝度の平均値を求める工程８と、
前記平均値を、予め定めた輝度の平均値に関する第二基準と比較する工程９と、
を更に含む請求項１又は２に記載の検査方法。
【請求項７】
検査対象となる柱状ハニカムフィルタは、特定の品番を付与すべき柱状ハニカムフィルタであり、
前記第二基準は、当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記平均値と前記多孔質膜の質量に関する情報との相関関係、又は、当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記平均値と所定条件における排ガス中の粒子状物質の捕集効率に関する情報との相関関係に少なくとも基づき定められる、
請求項６に記載の検査方法。
【請求項８】
検査対象となる柱状ハニカムフィルタは、特定の品番を付与すべき柱状ハニカムフィルタであり、
当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記平均値と前記多孔質膜の質量に関する情報との相関関係に少なくとも基づき、前記平均値から前記多孔質膜の質量を推定する工程１０を更に含む請求項６に記載の検査方法。
【請求項９】
検査対象となる柱状ハニカムフィルタは、特定の品番を付与すべき柱状ハニカムフィルタであり、
当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記平均値と所定条件における排ガス中の粒子状物質の捕集効率に関する情報との相関関係に少なくとも基づき、前記平均値から捕集効率を推定する工程１１を更に含む請求項６に記載の検査方法。
【請求項１０】
検査対象となる柱状ハニカムフィルタは、特定の品番を付与すべき柱状ハニカムフィルタであり、
工程４の結果に基づき、輝度を測定した複数の画素における輝度の平均値を求める工程８と、
当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記統計量と所定条件における排ガス中の粒子状物質の捕集効率に関する情報との相関関係、及び、当該品番と同じ品番の柱状ハニカムフィルタについて予め求めた、前記平均値と所定条件における排ガス中の粒子状物質の捕集効率に関する情報との相関関係に少なくとも基づき、前記統計量及び前記平均値から捕集効率を推定する工程１２を更に含む請求項１又は２に記載の検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は柱状ハニカムフィルタの検査方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン及びガソリンエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中にはスス等の粒子状物質（以下、ＰＭ：ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒと記す。）が含まれる。ススは人体に対し有害であり排出が規制されている。現在、排ガス規制に対応するために、通気性のある小細孔隔壁に排ガスを通過させ、スス等のＰＭを濾過するＤＰＦ及びＧＰＦに代表されるフィルタが幅広く用いられている。
【０００３】
ＰＭを捕集するためのフィルタとしては、第一底面から第二底面まで高さ方向に延び、第一底面が開口して第二底面に目封止部を有する複数の第１セルと、第１セルに隔壁を挟んで隣接配置されており、第一底面から第二底面まで高さ方向に延び、第一底面に目封止部を有し第二底面が開口する複数の第２セルとを備えたウォールフロー式の柱状ハニカムフィルタが知られている。
【０００４】
このようなフィルタを工業的に生産する場合、フィルタが出荷される前にＰＮ捕集効率を検査し、要求スペックを満たさないフィルタが市場に流通するのを防止することが望ましい。しかしながら、実際の排ガスをフィルタに通して品質検査をすることは時間及びコストの観点から必ずしも現実的ではないため、光照射されたフィルタ底面を観察することで目封止部の欠陥の有無を判定する代替的な簡易検査方法が開発されてきた。
【０００５】
特許文献１には目封止部を有する柱状ハニカム構造体のための検査方法が提案されている。当該文献には、目封止部を有する柱状ハニカム構造体の第一底面に光を照射し、柱状ハニカム構造体の第二底面に接触させた透光性の投影媒体で前記光を受光して、前記光が投影媒体上の光点として可視化されることを含む柱状ハニカム構造体の目封止部の欠陥を検出する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、第一底面に対して光を照射することで得られる、第１セル及び第２セルの各目封止部の配置に応じた第二底面からの透過光のパターンを、第二底面と非接触の状態で、第二底面と平行に配置される光拡散フィルムを介して、カメラで撮像する工程と、カメラによって撮像された透過光のパターンの画像に基づいて第２セルが有する目封止部の欠陥を検出する工程と、を含む検査方法が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、第二底面からの反射光のパターンをカメラで撮像し、反射光のパターンの画像データを生成する工程と、反射光のパターンの画像データに基づいて外周側壁に隣接するセル及び外周側壁に隣接しないセルのそれぞれの位置情報を区別して記憶装置に格納する工程と、第二底面からの透過光のパターンをカメラで撮像し、透過光のパターンの画像データを生成する工程と、透過光のパターンの画像データ及び前記位置情報に基づいて、外周側壁に隣接するセルからのそれぞれの透過光の強度を測定し、異常な目封止部を有する外周側壁に隣接するセルを検出する工程と、透過光のパターンの画像データ及び前記位置情報に基づいて、外周側壁に隣接しないセルからのそれぞれの透過光の強度を測定し、異常な目封止部を有する外周側壁に隣接しないセルを検出する工程とを含む検査方法が記載されている。
【０００８】
一方、近年、排ガス規制強化に伴い、より厳しいＰＭの排出基準（ＰＮ規制：ＰａｒｔｉｃｌｅＭａｔｔｅｒの個数規制）が導入されており、フィルタにはＰＭの高捕集性能（ＰＮ高捕集効率）が要求されている。そこで、セル表面にＰＭの捕集効率を高めるための多孔質膜（「捕集層」ともいう。）を別途形成することが提案されている（特許文献４）。多孔質膜を形成することにより、圧力損失を低減させつつＰＭの捕集を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
米国特許第７，７０１，５７０号明細書
特開２０２１－１５６７７４号公報
特開２０２１－１５６７７５号公報
特開２０２２－１５８９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の簡易検査法においては、特許文献１～３で教示されているように、目封止部の欠陥の発見に重きを置いていた。目封止部の欠陥を検出すること自体は柱状ハニカムフィルタの性能検査を実施する際に有用である。しかしながら、従来の簡易検査方法は特許文献４で提案されているような多孔質膜を有する柱状ハニカムフィルタに対する検査方法としては十分とは言えず、改善の余地が残されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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