JPS583802B2 - ハニカム成型用ダイスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば自動車排気ガス浄化用の触媒担体とし
てのセラミックハニカム体を成型する際に用いるハニカ
ム成型用ダイスの製造方法に関する。

従来公知のハニカム成型用ダイスとして、ダイスの一方
の面に穿孔した多数の独立開孔、ダイスの他方の面に形
成した所定深さのハニカム成型溝、）およびハニカム成
型溝と上記開孔との間に位置して両者を連通ずるハニカ
ム状の貫通溝を有した構造のものがある。

上記のハニカム成型溝および貫通溝はハニカム体のコア
部の断面形状に対応した断面形状を有し１ており、また
上記独立開孔はハニカム成型溝および貫通溝の交叉部お
よび／または稜辺部に連通されるようになっている。

このような従来構造のハニカム成型用ダイスを用いた時
、例えばセラミック材料は独立した多数の開孔に供給さ
れ、一旦貫通溝内に溜まり、次に溜まったセラミック材
料は絞られながらハニカム成型溝内に流れ込み、この成
型溝から連続的にハニカム状成型体が押出されるのであ
る。

上述した構造のハニカム成型ダイスは一般的に次のよう
にして製造される。

即ち、予め旋盤等の汎用機械で金属素材からブロック体
を加工し、次にこのブロック体の一方の面から他方の面
に向ってボール盤等により互いに独立した多数の開孔を
穿孔する。

次に、ブロック体の他方の面から一方の面に向って放電
加工等によりハニカム成型溝を加工し、最後にブロック
体の外周面に上記開孔の軸線に直交する方向に向って放
電加工等によりハニカム状に貫通溝を加工している。

しかしながら、上述のダイス製造方法によれば、．ブロ
ック体の直径、幅寸法が大きくなるにつれて貫通溝の加
工深さ寸法も増大するため、このような場合は貫通溝の
加工が非常に難かしく、かつ加工時間も長くなり、また
放電加工法を採用した際は放電加工時の放電電極の消耗
の影響を受けて貫通溝の加工始めと加工終りとではその
幅寸法が大幅に狂い寸法精度が悪いという問題を有して
いる。

従って、従来のハニカム成型用ダイスは上記のごとく貫
通溝の溝幅寸法の狂いによって、押出可能可塑材料のハ
ニカム成型溝に対する供給割合に部分的ではあるが差違
を生じ、この結果押出成型されたハニカム状成型体に焼
成時にひび割れが生じるのである。

そこで、本発明は上述の諸点に鑑み、金属ブロック体の
一方の面から他方の面に向って多数の独立した開孔を設
け、その後金属ブロック体の前記開孔の可塑材料排出側
となる前記他方の面に、との開孔と一部が連通するハニ
カム状の貫通溝を加工し、しかる後に前記金属ブロック
体に、前記貫通溝を覆うようにして金属板を接合し、そ
の後この金属板に、前記貫通溝と連通するように該溝よ
り幅寸法の狭いハニカム成型溝を加工することにより、
加工が簡単かつ短時間で済み、しかも幅寸法にほとんど
狂いのない貫通溝を有したノ・ニカム成型用ダイスを提
供することを目的とするものである。

以下、本発明を図に示す実施例により詳細に説明する。

まず、ハニカム成型用ダイスの構造を説明する。

第１図乃至第３図において、１はハニカム成型溝で、こ
の成型溝１は第４図のノ・二カム状成型体８のコア部９
の断面形状（例えば本例では正方形）に対応した横断面
形状を有しており、ダイス前面２からダイス後面３に向
って金属板４ｂに設けてある。

５はハニカム状の貫通溝で、この貫通溝５は上記成型溝
１と略同様の断面形状で、しかも成型溝１の横幅寸法よ
り広い寸法を有しており、この成型溝１と連通するよう
ダイス本体４ａに設けてある。

６は多数の互いに独立した開孔（円孔）であり、との開
孔６は成型溝１および貫通溝５の各交叉部の１つ置きに
連通するようにダイス本体４ａのダイス後面３からダイ
ス前面２に向って所定深さで穿設されている。

７はダイス本体４ａと金属板４ｂとの接合部であり、こ
の接合部７は本実施例ではろう付によって接合したので
ろう材となっており、本実施例は銅ろうである。

なお、ろう材としてリン青銅ろう、ニッケルろう等を用
いてもよい。

接合部７で互いに接合されたダイス本体４ａと金属板４
ｂは接合によって１体的なダイスとなっている。

第１図乃至第３図から明らかなようにダイス後面３から
穿設された開孔６はダイス本体４ａに各々独立して穿孔
されるのであって、従ってダイス本体４ａは１個の部材
となっており、ダイス本体４ａのダイス前面２側に加工
して形成する貫通溝５も１個の部材の１部に形成される
のである。

一方、ダイス後面３側に成型溝１を加工して形成すると
、金属板４ｂは第４図に示す・・ニカム体８のコア部９
の形状に対応してバラバラとなるので、ろう付等の接合
手段で予じめダイス本体４ａと金属板４ｂとを密着接合
するのである。

次に、本実施例で行なう製造方法を詳述する。

製造方法を示す第５図において、４ａ’は第１図乃至第
３図においてダイス本体４ａに対応するブロック体でＳ
ＫＤ４（合金工具鋼）で構成してあり、１０は接合手段
として用いるろう材（銅ろう）であυ、４ｂは第１図乃
至第３図に示す成型溝加工前の金属板で、ＳＫＤ４で構
成してある。

上述したブロック体４ａ′，金属板４ｂ，およびろう材
１０を用意する段階を第１工程とする。

第２工程は第１工程で用意したブロック体４ａ’にダイ
ス後面３側に該当する一方の面４０ａ′から他方の面４
１ａ′に向って例えばボール盤で開孔６を所定深さに穿
設する。

第３工程は独立した複数の開孔６を穿設したブロック体
４ａの而４１ａ′、即ち開孔の可塑材料排出側に貫通溝
５を切削加工および放電加工などでハニカム状に所定深
さに加工して形成する。

この段階では、貫通溝５は平面上の溝の形状であるので
、従来公知の方法のようにダイスの側方から異形の深穴
を加工するなどの特殊な加工方法を要することなく、機
械加工の極く一般的な溝の加工方法、例えばエンドミル
フライス加工、メタルソーフライス加工、放電加工、超
音波加工、あるいはＩＣウエハーのダイシング法などで
容易に加工が可能である。

第４工程では、第３工程により得たダイス本体４ａに前
述したろう材１０を介して金属板４ｂを、前記貫通溝５
を覆うようにして重ね合せ、次工程のろう付の準備をす
る。

本実施例では、この重ね合せの際の密着度を高めるのに
便利なように金属板４ｂの厚さを定めた。

即ち、実施例では、成型溝１の必要深さが略１ｍｍであ
ったが、金属板４ｂをＩｍｍ程度にすると重ね合せの際
に板厚が薄過ぎて歪むことから各部分の密着度が均一と
ならない恐れがあったので略３ｍｍと厚くした。

これらの処置は何ら特別なことではなく、ろう付などを
行なう際の一般的な手法である。

第５工程では密着接合を実施する。

即ち、本実施例では銅ろう付法を用いたので、真空炉を
使って１０８０℃で実施した。

ろう材１０は溶融してダイス本体４ａと金属板４ｂとを
密着接合するがこの時にダイス本体４ａと金属板４ｂと
の重ね合せ面には貫通溝５が形成されているので、溶融
したろう材１０は自身の表面張力により貫通溝５の側壁
にまで達し、恰かも貫通溝５の内壁と金属板４ｂとが成
す直角状隅部にろう材１０が付着した状態となる。

このように隅部に存在したろう材１０はハニカム状成型
体の押出成型にとっては隅部に有害なセラミック材料の
溜部を形成させない点で有益であるので、本実施例では
何等修整を施さずこのまま用いた。

第６工程では金属板４ｂの厚さを所定寸法に研削加工し
た後に成型溝１を貫通溝５とオーバーラップする位置に
放電加工により形成した。

本実施例では成型溝１の加工方法として放電加工方法を
用いたが加工方法としてはこれに限ることなく、切削加
工、超音波加工、ラップ加工およびエッチング加工など
でも良い。

なお、成型溝１を加工後、全体を熱処理して硬度を上げ
ている。

本実施例の製造方法により作成された貫通溝５を有する
ダイスは押出成型にあたって、複数の開孔６より送給さ
れた粘土状のセラミック材料が貫通溝５の内部でハニカ
ム状成型体８のコア部９に略対応した形状に接合された
後、成型溝１でハニカム状成型体が押出成型される構成
となっているので、従来、用いられていた貫通溝５を有
さない構成のダイスを用いて行なう押出成型に比べて成
型溝１の押出方向の深さが少なくて良く、従って押出成
型に要する押出圧力も少なくて良い。

これらのことから第６工程で形成させる成型溝１の加工
方法として、例えば放電加工を実施する場合には、溝の
深さが深いと溝の巾寸法精度を維持するのが困難である
が、溝の深さが浅い場合は容易に寸法精度を管理するこ
とが可能である。

なお、本発明は上述の実施例に限らず、以下に記すごと
く種々変形可能である。

（１）開孔６は成型溝１の各交叉部の１つ置きに対向さ
せたが各交叉部全てに対向するように穿孔しても良い。

（２）成型溝１が加工される金属板４ｂを耐摩耗性材料
とし、ブロック体４ａ’ を引張強度の高い材料とする
などのように互いに材質を変えても良い。

（３）開孔６を貫通溝５の交叉部に配設したが稜辺部に
配設しても良い。

これは成型溝１についても同じである。

（４）貫通溝５と成型溝１とは互いにオーバーラップす
るようにしてあるが、各々を意識的にずらした状態に配
設してもよい。

（５）成型溝１の横断面形状は正方形としたが、三角形
、六角形、八角形および矩形等でもよい。

（６）本発明の成型用ダイスの押出材料としてはセラミ
ック材料に限らず、ゴム材料等でも勿論よい。

（７）ブロック体４ａ’と金属板４ｂとはろう付で接合
したが、熱処理で原子を移動させて組織的，に一体化す
る拡散溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接、超音波溶接等
の溶接でもよく、あるいは機械的結合手段（例えばボル
ト締め）による方法でも勿論よい。

（８）金属板なる表現は上記実施例のごとく３ｍｍ程度
の薄いものの他、それを超える厚めのものも含むもので
ある。

以上詳述したように、本発明においては、多数の独立し
た開孔からの可塑材料を、ノ・ニカム状の貫通溝を経て
ハニカム成型溝内に供給し、この成型溝から連続的にハ
ニカム状成型体を押出成型する方法に使用されるハニカ
ム成型用ダイスを製造する方法であって、 金属ブロック体の一方の面から他方の面に向って多数の
独立した開孔を設け、その後金属ブロック体の前記開孔
の可塑材料排出側となる前記他方の面に、この開孔と一
部が連通するハニカム状の貫通溝を加工し、しかる後に
前記金属ブロック体に、前記貫通溝を覆うようにして金
属板を接合しその後この金属板に、前記貫通溝と連通す
るように該溝より幅寸法の狭いハニカム成型溝を加工す
るから、従来のごとくブロック体の外周面に貫通溝を加
工する方法に比べてブロック体に対する貫通溝の加工が
短時間かつ簡単に行なわれ、例えば放電加工を採用して
も溝幅が変化することはほとんどなく、従って寸法精度
のよい貫通溝をもったダイスを提供できる。

また、このように貫通溝の寸法精度がよいため、押出可
能可塑材料のハニカム成型溝に対する供給割合に部分的
に差違が生じることはなく、従って押出成型された成型
体のコア部各所の材料密度にばらつきが生じず、故に焼
成時の成型体のコア部のひび割れを防止できる。

まだ、本発明では、貫通溝の材料押出方向の深さ寸法を
深くすることが簡単であるから、ハニカム成型溝の金属
板に対する深さ寸法を少なくでき、このため成型溝の加
工も短時間かつ簡単に行なうことができる。

更に、本発明によれば、貫通溝をもったブロック体と成
型溝をもった金属板とを一体に接合してダイスを構成し
ているから、各部材の材料を貫通溝、成型溝の機能に適
したものに選定できる。

また、本発明では、金属ブロック体に、予め加工した貫
通溝を覆うようにして金属板を接合し、その後この金属
板に、貫通溝と連通ずるように該貫通溝より幅寸法の狭
いハニカム成型溝を加工しているから、ハニカム成型溝
を構成するだめの複数の金属片を金属ブロック体に接合
して該金属片間の隙間でハニカム成型溝を構成するとい
う非常に煩わしい作業を必要とせず、かつこのように金
属片間の隙間でハニカム成型溝を構成する場合のように
該溝幅の寸法の狂いを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法により製造されたダイスの一実施例
を示す断面斜視図、第２図は第１図の正面図、第３図は
第２図の側面断面図、第４図は第１図のダイスにより成
型したハニカム状成型体を示す斜視図、第５図は本発明
方法の一実施例を工程的に示す側面断面図である。 １・・・成型溝、２・・・ダイス前面、３・・・ダイス
後面、４・・・ダイス本体、６・・・開孔、７・・・接
合部、１・・・ハニカム成型溝、４ａ・・・ダイス本体
、４ａ′・・・ブロック体、４ｂ・・・金属板、５・・
・貫通溝、６・・・開孔、７・・・接合部、１０・・・
ろう材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の独立した開孔からの可塑材料を、ハニカム状
   の貫通溝を経てハニカム成型溝内に供給し、この成型溝
   から連続的にハニカム状成型体を押出成型する方法に使
   用されるハニカム成型用ダイスを製造する方法であって
   、 金属ブロック体の一方の面から他方の面に向って多数の
   独立した前記開孔を設け、その後金属ブロック体の前記
   開孔の可塑材料排出側となる前記他方の面に、との開孔
   と一部が連通するハニカム状の貫通溝を加工し、しかる
   後に前記金属ブロック体に、前記貫通溝を覆うようにし
   て金属板を接合し、その後この金属板に、前記貫通溝と
   連通するように該溝より幅寸法の狭いハニカム成型溝を
   加工することを特徴とするハニカム成型用ダイスの製造
   方法。 ２ 前記ブロック体と前記金属板との接合は、ろう付法
   により行なわれることを特徴とする特許請求の範囲１に
   記載の方法。