JPH0740149A - ハニカム成形用金型の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数のセル穴によって構成される成形穴を有
するハニカム成形用金型を，精度良く，かつ容易に作製
することができる，ハニカム成形用金型の作製方法を提
供すること。 【構成】 放電電極を作製するための電極プレートに貫
通孔を穿設する第１工程と，上記電極プレートの貫通孔
にワイヤーを挿通してワイヤーカット法によりセル穴に
相応するカット穴１２を形成して放電電極１０を作製す
る第２工程と，金型プレート３に対してその裏側面より
送入通路３１を途中まで形成する第３工程と，上記金型
プレート３の表側面に上記放電電極１０を対面させて放
電加工により六角形状等のセル穴３２を形成する第４工
程とよりなる。セル穴３２は，上記送入通路３１まで達
し，両者は連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，自動車用触媒担体のご
ときハニカム体を成形するための，ハニカム成形用金型
の作製方法に関する。

【０００２】

【従来技術】自動車用触媒担体としては種々の構造のも
のが知られているが，その中でも蜂の巣構造のハニカム
体は，その表面積が大きく，かつ構造強度が高いことで
知られている。また，ハニカム体は，例えばセラミック
ス粉末とバインダー等からなるハニカム材料を，ハニカ
ム成形用金型により押出成形することにより成形され
る。

【０００３】該ハニカム成形用金型は，成形しようとす
るハニカム体の断面形状に対応すると共に，互いに連通
する複数のセル穴によって構成される成形穴と，上記各
セル穴にハニカム材料を押圧送入する送入通路とを有し
ている（図６〜図９参照）。上記ハニカム成形用金型に
おける上記セル穴は三角形，四角形等種々の形状が提案
されている。

【０００４】ところで，従来上記ハニカム成形用金型と
しては，特公昭６２−３６８４７号公報に示される構造
のものがある。このハニカム成形用金型は，断面が四角
形のハニカム体を作製するためのもので，ハニカム体の
セル（四角形）に対応した断面（四角形）を有する複数
個の四角形セルブロックを，ダイス基体にそれぞれビス
等により固定したものである。セルブロックの間には，
多数の四角状のセル穴よりなる成形穴が形成される。

【０００５】

【解決しようとする課題】一方，特にハニカム体が六角
形状等の複雑形状の断面を有する場合，このようなハニ
カム体を作製するためのハニカム成形用金型は，その構
造が複雑となる。即ち，この場合，ハニカム材料を押出
成形するための成形穴は，六角形状のセル穴を多数組み
合わせたものとなる（図２Ｃ，図６〜図９参照）。

【０００６】そのため，六角形状の多数のセル穴から構
成される成形穴を，上記従来技術のごとく，複数個のセ
ルブロックで構成することは困難である。ましてや，上
記の方法では，多数のセルブロックをダイス基体にビス
等により固定しなければならず，その作業は煩雑であ
る。特に，六角形状の多数のセルブロックを用いて，こ
れをダイス基体に固定し，かつ固定したセルブロックの
間に，六角形状のセル穴を形成させることは困難であ
る。

【０００７】何故なら，上記のごとく四角形状のセル穴
の場合には，タテ，ヨコ方向の矯正で良いが，六角形状
のセル穴の場合には多方向の矯正が必要となり，セルブ
ロックの固定が困難である。また，更に困難なことは，
自動車用触媒担体のごとく，非常に細かい格子のピッチ
を要求されるハニカム体においては，それを成形するた
めのハニカム成形用金型のセル穴はその幅が非常に小さ
くなる。

【０００８】例えば，上記自動車用触媒担体の場合に
は，ハニカム体の格子のピッチは約１．２７ｍｍという
小さなものである。また，格子の肉厚は，例えば約０．
２ｍｍと非常に薄い。それ故，かかる薄肉のハニカム体
を成形するためには，セル穴の幅も非常に小さいものと
なる。自動車用触媒担体がこのような小さい格子ピッ
チ，肉厚を要求するのは，排気ガスとの接触面積を出来
るだけ大きくしたいためである。

【０００９】上記より知られるごとく，自動車用触媒担
体としてセル形状が六角形状等の複雑形状のハニカム体
を成形すること，かかるハニカム体を成形するためのハ
ニカム成形用金型を作製することは，非常に困難な技術
を伴う。本発明はかかる従来の問題点に鑑み，多数のセ
ル穴によって構成される成形穴を有するハニカム成形用
金型を，精度よくかつ容易に作製することができるハニ
カム成形用金型の作製方法を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題の解決手段】本発明は，成形しようとするハニカ
ム体の断面形状に対応すると共に互いに連通する複数の
セル穴によって構成される成形穴と，上記各セル穴にハ
ニカム材料を押圧送入する送入通路とを有する，ハニカ
ム成形用金型を作製するに当たり，放電電極を作製する
ための電極プレートに，上記ハニカム体のセル穴の間隔
に応じて複数の貫通孔を穿設する第１工程と，上記電極
プレートの貫通孔にワイヤーを挿通し，該ワイヤーと電
極プレートとの間に通電を行うワイヤーカット法によ
り，上記セル穴の内形状に相応する内形状を有する複数
のカット穴を形成して上記複数のカット穴の間にハニカ
ム体状の電極を形成した放電電極を作製する第２工程
と，一方，金型プレートに対して裏側面から途中まで複
数の上記送入通路を予め形成する第３工程と，上記金型
プレートの表側面に上記放電電極を対面させ，放電加工
により上記セル穴を形成すると共に該セル穴と上記送入
通路とを連通させてハニカム成形用金型を作製する第４
工程とよりなることを特徴とするハニカム成形用金型の
作製方法にある。

【００１１】本発明において最も注目すべきことは，放
電電極を作製するための電極プレートに上記貫通孔を穿
設する第１工程と，上記貫通孔にワイヤーを挿通して上
記ワイヤーカット法によりセル穴に対応するカット穴を
形成して放電電極を作製する第２工程と，金型プレート
に対して上記送入通路を予め形成する第３工程と，上記
放電電極を用いて上記送入通路の反対側から金型プレー
トに対して放電加工を行って送入通路に連通するセル穴
を形成する第４工程とを行うことである。

【００１２】上記セル穴は，例えば六角形状，五角形，
四角形などの他，八角形，ヒョウタン形等，ハニカム体
の格子形状に対応した任意の形状とすることができる。
このセル穴の形状は，上記第２工程において，ワイヤー
カット法を用いて任意形状のカット穴を作ることによ
り，作製することができる。上記金型プレートは，ハニ
カム成形用金型を作るための素材であり，上記電極プレ
ートは上記放電加工用の放電電極を作るための素材であ
る。

【００１３】上記金型プレートとしては，鋼板などの材
料を用いる。上記電極プレートとしては，カーボン，銅
板，銅合金などの材料を用いる。上記ワイヤーカット法
は，まずワイヤーを上記電極プレートの貫通孔内に貫通
させると共にワイヤーと電極プレートの間に通電し，ワ
イヤーを六角形状など所望する形状に移動させて，貫通
孔を起点として電極プレートを切断する方法である。

【００１４】また，上記セル穴が六角形状の場合にはセ
ル穴の幅は０．１〜０．５ｍｍとすることが好ましい。
０．１ｍｍ未満では，このハニカム成形用金型を用いて
成形したハニカム体を焼成したとき，それが崩壊するお
それがある。一方，０．５ｍｍを超えると，このハニカ
ム成形用金型を用いて成形し，その後焼成したハニカム
体においてその格子の厚み（ハニカム材料の焼成によっ
てセル穴の幅より小さくなっている）が大きく，ハニカ
ム体全体の表面積が小さくなる。特に自動車用触媒担体
を成形するためのハニカム成形用金型を作製する場合，
セル穴の幅は上記範囲とすることが好ましい。

【００１５】また，上記の場合，セル穴の深さは２〜７
ｍｍとすることが好ましい。２ｍｍ未満では，セル穴の
深さが小さいため，六角形状のハニカム体を押出成形す
る際に各格子間が連結し難い。一方，７ｍｍを超える
と，押出成形圧が高くなりすぎ，ハニカム体の格子が崩
れるおそれがある。

【００１６】

【作用及び効果】本発明においては，まず第１工程にお
いて電極プレートに複数の上記貫通孔を穿設する。次い
で，第２工程において，ワイヤーカット法を用いて上記
貫通孔を起点とするカット穴を形成する。このカット穴
は，上記セル穴の内形状に相応する内形状を有してい
る。これにより，放電電極が作製される。

【００１７】一方，第３工程においては，金型プレート
に対して，その裏面側より途中まで，ドリル等により上
記送入通路を形成する。この送入通路は，得ようとする
ハニカム体の格子ピッチに対応している。この第３工程
は，上記第１又は第２工程とは別個であるから，通常は
これらの工程と併行して行う。

【００１８】次に，第４工程において，上記第２工程で
作製した放電電極を，上記金型プレートに対してその送
入通路とは反対面（表側面）に対向させ，両者間に通電
し，放電加工を行う。これにより，セル穴が形成され，
かつセル穴と送入通路が連通したハニカム成形用金型が
得られる。

【００１９】上記のごとく，本発明においては，上記ワ
イヤーカット法を用いて放電電極を作製し，一方金型プ
レートには予め送入通路を形成しておき，その後両者を
対面させて放電加工を行うので，ハニカム成形用金型を
容易に作製することができる。そして，上記ワイヤーカ
ット法においては，ワイヤーを六角形状，四角形状等任
意の形状に移動させることにより，任意形状のカット穴
を形成できる。そのため，所望するセル穴の形状に応じ
た，任意形状の電極面を有する放電電極を作製できる。

【００２０】それ故，上記カット穴の形状も正確であ
り，したがってかかる精度の良いカット穴を有する放電
電極を用いることにより，精度の良いセル穴を有するハ
ニカム成形用金型を容易に作製できる。以上のごとく，
本発明によれば，多数のセル穴によって構成される成形
穴を有するハニカム成形用金型を，精度良く，かつ容易
に作製することができる，ハニカム成形用金型の作製方
法を提供することができる。

【００２１】

【実施例】 実施例１ 本発明の実施例にかかるハニカム成形用金型の作製方法
につき，図１〜図９を用いて説明する。まず，初めに，
本例において作製しようとするハニカム成形用金型につ
き，図６〜図９を用いて説明する。このハニカム成形用
金型３０は，図６に示すごとく，六角形状のセル穴３２
を多数連結して構成された成形穴３２０を有する。即
ち，ハニカム成形用金型３０は，成形しようとするハニ
カム体の断面形状に対応すると共に互いに連通する複数
のセル穴３２によって構成される成形穴３２０と，上記
各セル穴３２にハニカム材料４（図９）を押圧送入する
送入通路３１とを有する。

【００２２】送入通路３１は円形状であり，図７，図８
に示すごとく，六角形状の３個のセル穴３２が互いに隣
接する部分に開口している。図７は，ハニカム成形用金
型の正面図，つまりハニカム材料が押出成形される表側
面を示している。一方，図８は，ハニカム成形用金型の
裏面図，つまりハニカム材料を押圧送入する送入通路３
１側の裏側面を示している。

【００２３】次に，上記ハニカム成形用金型３０の作製
方法につき示す。本例は，ハニカム成形用金型３０（図
１Ｃ，図６〜図９）を作製するための金型プレート３に
対して，放電電極１０を対面させて，放電加工により
（図２Ｂ），上記セル穴３２を加工するハニカム成形用
金型の作製方法である。この作製方法は，次の第１〜第
４工程よりなる。まず，第１工程においては，図１に示
すごとく，上記放電電極１０を作製するための電極プレ
ート１（図１Ａ）を準備し，これにハニカム体のセル穴
３２の間隔（ピッチ）に応じて，ドリルを用いて，複数
の貫通孔１１を穿設する（図１Ｂ，図３）。

【００２４】次に，第２工程においては，図１Ｃ，Ｄに
示すごとく，上記電極プレート１の貫通孔１１内にワイ
ヤー２を挿通し，ワイヤーカット法により六角形状の多
数のカット穴１２を形成し，放電電極１０（図１Ｄ，図
５）を作製する。即ち，上記ワイヤーカット法において
は，図１Ｃ，図４に示すごとく，貫通孔１１の中にワイ
ヤー２を挿通し，ワイヤー２と電極プレート１との間に
通電する。

【００２５】そして，図４に示すごとく，ワイヤー２を
六角形状に移動させながら，電極プレート１を六角形状
に切断して六角形状のカット穴１２を形成する。ワイヤ
ー２は，多数の各貫通孔１１内に順次送入して，それぞ
れ上記カット穴１２を形成する。上記カット穴１２は，
上記ハニカム成形用金型３０のセル穴３２の内形状に相
応する内形状を有する。これにより，図２Ｂ，図５に示
すごとく，複数のカット穴１２の間に，ハニカム成形用
金型のセル穴３２に相応する電極（六角形状ハニカム体
と同じ断面形状）を形成した放電電極が作製される。

【００２６】次に，第３工程においては，上記第１，第
２工程とは関係なく，例えばこれら工程と併行して，図
２Ａに示すごとく，金型プレート３に対して，その裏側
面から途中まで，ドリル加工により，送入通路３１を形
成する。この送入通路３１のピッチは，セル穴のピッチ
と対応している。

【００２７】次に，第４工程においては，図２Ｂに示す
ごとく，上記送入通路３１を設けた金型プレート３に対
して，その表側面に上記放電電極１０を対面させる。そ
して，放電電極１０と金型プレート３との間に通電し，
放電加工によりセル穴３２を形成する。このセル穴３２
は，上記送入通路３１まで達し，両者は連通する。これ
により，図２Ｃ，図６〜図９に示したハニカム成形用金
型３０が得られる。

【００２８】上記のごとく，本例によれば，上記ワイヤ
ーカット法を用いて放電電極１０を作製し，一方金型プ
レート３には予め送入通路３１を形成しておき，両者を
対面させて放電加工によりハニカム成形用金型を作製し
ている。そのため，ハニカム成形用金型の作製が容易で
ある。また，放電電極１０に形成するカット穴１２は，
ワイヤー２を六角形状に移動させることにより，任意に
形成できるので，セル穴３２に対応した放電電極を精度
良く作製できる。そのため，ハニカム成形用金型のセル
穴３２も精度が良い。

【００２９】実施例２ 本例は，上記実施例１に示したハニカム成形用金型の作
製方法につき，その具体例を示す。本例においては，ハ
ニカム成形用金型における六角形状のセル穴は，その幅
を０．１８ｍｍとし，セル間ピッチは１．３ｍｍとし
た。セル穴の深さは３ｍｍ，送入通路の深さは１０ｍｍ
で，両者間は約０．５ｍｍ互いに入り込んでいる（図２
Ｃ参照）。これは，両者を確実に連通させるためであ
る。

【００３０】また，第１工程においては，電極プレート
の厚みは１５ｍｍ，貫通孔の直径は１．０ｍｍとした。
第２工程において，ワイヤーの直径は約０．１ｍｍ，ワ
イヤーと電極プレート（カーボン材）との間には，電流
１．２Ａ，電圧７０Ｖの通電を行った。第３工程におい
て，送入通路の最大深さは上記のとおりである。第４工
程において，放電加工時に，放電電極と金型プレートと
の間に印加する放電条件は，電流１．５〜２Ａ，電圧８
０Ｖであった。

【００３１】上記のようにして作製したハニカム成形用
金型について，図９に示すごとくハニカム成形用金型３
０の送入通路３１側から，ハニカム体成形用のハニカム
材料４を押圧送入し，ハニカム体を作製した。ハニカム
体は，精度良い六角形状の格子を有していた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，放電電極の作製工程を示す
説明図。

【図２】実施例１における，電極プレートの作製及び放
電加工によるハニカム成形用金型の作製工程を示す説明
図。

【図３】実施例１における，貫通孔を設けた電極プレー
トの正面図。

【図４】実施例１における，ワイヤーカット法の説明
図。

【図５】実施例１における，放電電極の正面図。

【図６】実施例１における，ハニカム成形用金型の正面
図。

【図７】実施例１における，ハニカム成形用金型の拡大
した部分正面図。

【図８】実施例１における，ハニカム成形用金型の拡大
した部分裏面図。

【図９】実施例１及び実施例２における，ハニカム体成
形時の説明図。

【符号の説明】

１．．．電極プレート， １０．．．放電電極， １１．．．貫通孔， １２．．．カット穴， ２．．．ワイヤー， ３．．．金型プレート， ３０．．．ハニカム成形用金型， ３１．．．送入通路， ３２．．．セル穴， ３２０．．．成形穴， ４．．．ハニカム材料，

フロントページの続き (72)発明者 石川 欽一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形しようとするハニカム体の断面形状
   に対応すると共に互いに連通する複数のセル穴によって
   構成される成形穴と，上記各セル穴にハニカム材料を押
   圧送入する送入通路とを有する，ハニカム成形用金型を
   作製するに当たり，放電電極を作製するための電極プレ
   ートに，上記ハニカム体のセル穴の間隔に応じて複数の
   貫通孔を穿設する第１工程と，上記電極プレートの貫通
   孔にワイヤーを挿通し，該ワイヤーと電極プレートとの
   間に通電を行うワイヤーカット法により，上記セル穴の
   内形状に相応する内形状を有する複数のカット穴を形成
   して上記複数のカット穴の間にハニカム体状の電極を形
   成した放電電極を作製する第２工程と，一方，金型プレ
   ートに対して裏側面から途中まで複数の上記送入通路を
   予め形成する第３工程と，上記金型プレートの表側面に
   上記放電電極を対面させ，放電加工により上記セル穴を
   形成すると共に該セル穴と上記送入通路とを連通させて
   ハニカム成形用金型を作製する第４工程とよりなること
   を特徴とするハニカム成形用金型の作製方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記セル穴は六角形
   状であることを特徴とするハニカム成形用金型の作製方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１において，上記セル穴は六角形
   状であり，かつセル穴の幅は０．０５〜２ｍｍであるこ
   とを特徴とするハニカム成形用金型の作製方法。
4. 【請求項４】 請求項３において，セル穴の深さは０．
   ５〜１０ｍｍであることを特徴とするハニカム成形用金
   型の作製方法。
5. 【請求項５】 請求項１において，上記放電電極はカー
   ボン材料であることを特徴とするハニカム成形用金型の
   作製方法。