JP2002172527A - 六角セルハニカム押出金型製造用放電加工電極およびその電極を使用した六角セルハニカム押出金型の製造方法 - Google Patents

六角セルハニカム押出金型製造用放電加工電極およびその電極を使用した六角セルハニカム押出金型の製造方法

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JP2002172527A JP2000372454A JP2000372454A JP2002172527A JP 2002172527 A JP2002172527 A JP 2002172527A JP 2000372454 A JP2000372454 A JP 2000372454A JP 2000372454 A JP2000372454 A JP 2000372454A JP 2002172527 A JP2002172527 A JP 2002172527A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易かつ短時間にできる六角セルハニ
カム押出金型製造用放電加工電極およびその放電加工電
極を使用した六角セルハニカム押出金型の製造方法を提
供する。 【解決手段】 所定の厚さ寸法を有する仕切壁によって
仕切られかつ横断面六角形の単位空間複数個が所定の隣
接関係に配列されて一体に構成されている六角セルハニ
カム押出金型製造用放電加工電極において、六角形の対
辺方向または最長対角線方向に沿う側面を前記六角形の
山部と六角形相互間の谷部とが交互に現れるように形成
すると共に、一方の側面の山部に前記仕切壁と同一の厚
さ寸法と前記六角形の１辺の長さ寸法より大なる長さ寸
法とを有する板状突起を前記側面と交差する方向に櫛歯
状に突出させて一体に形成する。またこの放電加工電極
を使用して放電加工により押出金型を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用内
燃機関の排気ガスの浄化用触媒担体や、微粒子浄化フィ
ルタ、蓄熱体等に使用されるセラミック材料からなる六
角セルハニカムを押出成形するための押出金型を製造す
る際に使用される六角セルハニカム押出金型製造用放電
加工電極およびその電極を使用した六角セルハニカム押
出金型の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、蜂の巣構造のハニカムは、コージ
ェライト、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ムライ
ト等のセラミック材料によって構成されているが、これ
らのセラミック材料の粉末を結合材料と混合して坏土と
し、押出金型を介して連続的に押出成形することによっ
て製造する手段が最も一般的である。
【０００３】図８は従来使用されている押出金型の一例
を示す要部平面図、図９は図８におけるＡ−Ａ線断面図
である。両図において、１は坏土成形溝であり、成形す
べきハニカムの横断面形状と対応する横断面形状を有
し、押出金型１０の前面（図９における左側）から後面
（図９における右側）に向かって所定の深さを有するよ
うに、例えば格子状に形成されている。このような坏土
成形溝１は、例えば研削刃によって形成することができ
る。
【０００４】次に２は坏土供給穴であり、前記押出金型
１０の後面から前面に向かって互いに独立して例えばド
リルによって横断面形状を円形に形成され、前記坏土成
形溝１の所定の交差部において前記坏土成形溝１と重な
り合って連通するように複数個が設けられている。なお
坏土供給穴２は、前記坏土成形溝１の稜辺部において連
通するように設けられているものもある。３は係止用の
段付部であり、押出金型１０の前面に設けられるが、こ
の段付部３を省略して、押出金型１０の前面外周部で支
持するように形成したものもある。
【０００５】上記構成の押出金型１０を使用して、セラ
ミック材料の粉末と結合材料とを混合してなる坏土を、
押出金型１０の坏土供給穴２に圧入供給すれば、坏土は
坏土成形溝１から押出金型１０の前面に押出されて、所
定のハニカムを成形することができる。
【０００６】一方、例えば上記自動車用の触媒担体にお
いては、ハニカムの横断面を六角格子状とし、更に格子
ピッチを例えば１ｍｍ以下とし、かつ格子肉厚を例えば
0.２ｍｍ以下に形成したものが要求されている。すなわ
ち、上記のような四角セルハニカムにおいては、９０°
の角隅部に触媒が集中的に付着し、かつ角隅部に存在す
る触媒の働きが劣化するため、鈍角の角隅部とするのが
好ましいためである。更に六角セルハニカムとすること
により、熱応力を逃がし易く熱ショックに対する抵抗力
が大となる利点がある。なお周囲から荷重が作用した場
合には、四角セルハニカムでは方向による強度の差が大
であるが、六角セルハニカムでは方向による強度の差が
比較的小であることも有利である。
【０００７】このような微小寸法の六角格子状のハニカ
ムを成形するための押出金型を製造するためには高度の
技術を要する。つまり四角セルハニカム用の押出金型の
場合には、成形溝を研削やワイヤカット法によって直接
加工ができるのに対し、六角セルハニカム用の押出金型
では上記の手段を直接的に適用できない点にある。
【０００８】このような押出金型を製造する例として、
例えば特開平７−４０１４９号公報に記載されるものが
ある。すなわち、電極プレートにハニカムのセル穴の間
隔に応じて複数個の貫通孔を設け、これらの貫通孔にワ
イヤ電極を挿通し、ワイヤカット放電加工によって、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、上記複数のカット穴の間にハニカム状の電極
を形成して放電電極とし、この放電電極を使用する型彫
放電加工によって押出金型の坏土成形溝を形成すること
を内容とするものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されるものにおいては、放電電極に形成すべき
カット穴の数を成形すべきハニカムのセル穴の数と同一
にする必要があり、例えば１２０穴／列×１００列のハ
ニカム状電極に対しては１２０００個に及ぶカット穴を
形成する必要がある。セル穴間のピッチ寸法が小なるハ
ニカム状電極においては、形成すべき上記カット穴の数
は更に増大する。
【００１０】一方上記六角形の横断面を有するカット穴
の内周面は、押出金型の坏土成形溝を形成するものであ
るため、表面あらさを小にかつ高寸法精度に形成されな
ければならない。このようなカット穴をワイヤカット放
電加工で形成するには、例えば１穴当り１０〜２０分を
要するのが通常であり、上記のような膨大な数のカット
穴の加工には多大の時間と工数を要し、放電電極の加工
コストを高騰させるという問題点がある。
【００１１】また上記放電電極を使用して押出金型の型
彫放電加工を行なう場合には、貫通加工ではなくいわゆ
る底付加工であるため、加工部位に加工液を円滑に供給
することがむずかしく、加工粉の排除もまた円滑に行な
われないこともあり、加工能率の向上が困難であるとい
う問題点もある。
【００１２】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、製造が容易かつ短時間である六角セルハニカ
ム押出金型製造用放電加工電極およびその電極を使用し
た六角セルハニカム押出金型の製造方法を提供すること
を課題とする。
【００１３】
【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、まず第１の発明においては、所定の厚さ寸法を有
する仕切壁によって仕切られかつ横断面六角形の単位空
間複数個が所定の隣接関係に配列されて一体に構成され
ている六角セルハニカム押出金型製造用放電加工電極に
おいて、六角形の対辺方向または最長対角線方向に沿う
側面を前記六角形の山部と六角形相互間の谷部とが交互
に現れるように形成すると共に、一方の側面の山部に前
記仕切壁と同一の厚さ寸法と前記六角形の１辺の長さ寸
法より大なる長さ寸法とを有する板状突起を前記側面と
交差する方向に櫛歯状に突出させて一体に形成する、と
いう技術的手段を採用した。
【００１４】本発明において、仕切壁および板状突起を
ワイヤカット放電加工によって形成することができる。
【００１５】次に上記の発明において、六角形を正六角
形とすることができる。また上記の発明において、単位
空間の数を成形すべき押出金型のセルの数より小に形成
することができる。
【００１６】更に上記の発明において、側面に沿う方向
の長さ寸法を前記方向と直交する方向の長さ寸法より大
に形成することができる。
【００１７】なお上記の発明において、側面に沿う方向
の長さ寸法を押出金型の平面への投影状態における押出
成形範囲の境界間の寸法またはその最大寸法と実質的に
同一に形成することができる。
【００１８】次に第２の発明においては、成形すべき六
角セルハニカムの横断面形状に対応する六角格子状の横
断面形状を有しかつ押出金型の前面から後面に向かって
所定の深さを有する坏土成形溝と、押出金型の後面から
前面に向かって互いに独立して形成されかつ前記六角格
子状の坏土成形溝の所定の交差部および／または稜辺部
に連通する坏土供給穴とを備えた六角セルハニカム押出
金型の製造方法において、押出金型素材の後面から前面
に向かって途中まで前記複数個の坏土供給穴を形成する
第１工程と、前記押出金型素材の前面に請求項１ないし
６の何れかに記載の六角セルハニカム押出金型製造用放
電加工電極を対面させかつ押出金型素材に押付けて放電
加工により坏土成形溝を成形すると共に、この坏土成形
溝を前記坏土供給穴と連通させる第２工程と、前記第２
工程完了後において前記放電加工電極を前記押出金型素
材から離隔させた状態で放電加工電極をその側面と直交
する方向に所定距離平行移動させ、かつ前記板状突起が
前記第２工程において成形された坏土成形溝の一部と重
合するように位置決めし、前記第２工程と同様の放電加
工を行ない、前記成形済みの坏土成形溝と連通する坏土
成形溝を成形する第３工程とからなり、この第３工程を
１回または複数回行なう、という技術的手段を採用し
た。
【００１９】本発明において、単位空間を加工液の供給
穴または吸引穴として使用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
要部拡大平面図であり、図１において、放電加工電極１
１は、所定の厚さ寸法ｔ（例えば０．１ｍｍ）を有する
仕切壁１２によって仕切られ、かつ横断面六角形の単位
空間１３複数個が所定の隣接関係、例えば単位空間１３
の対角方向のピッチおよび対辺方向のピッチを各々Ｐ1
＝１．５６ｍｍおよびＰ2 ＝０．９ｍｍに配列されて一
体に構成されている。
【００２１】次に放電加工電極１１の両側面（図１にお
ける上下の側面）、すなわち六角形の対辺方向に沿う側
面を、六角形の山部１４と六角形相互間の谷部１５とが
交互に現れるように形成すると共に、一方の側面（図１
における上側の側面）の山部１４に、前記仕切壁１２の
厚さ寸法ｔと同一厚さ寸法と、前記六角形の１辺の長さ
寸法Ｌより大なる長さ寸法Ｌ1 とを有する板状突起１６
を、前記六角形の対辺方向と直交する方向（図１におけ
る上下方向）に櫛歯状に突出させて一体に形成する。
【００２２】なお、放電加工電極１１の高さ寸法（紙面
と直交する方向の高さ寸法）は、成形すべき押出金型に
要求される坏土成形溝の深さ寸法と対応させて適宜選定
する。このような放電加工電極１１は、例えばカーボ
ン、銅合金等の導電性材料を使用し、ワイヤカット放電
加工によって形成するのが有効である。
【００２３】図２は本発明の実施の形態における押出金
型の製造態様を示す要部平面図である。図２において、
１７は押出金型素材であり、例えば工具鋼のような耐摩
耗性材料により、例えば短円柱状に形成し、まず第１工
程において、押出金型素材１７の後面（図２における裏
面）から前面（図２における表面）に向かって、前記図
８および図９に示すような複数個の坏土供給穴２を、例
えばドリル加工により所定の位置にかつ所定の深さ寸法
に形成する。
【００２４】次に第２工程として、図１に示す放電加工
電極１１を、その単位空間１３の軸線が押出金型素材１
７の前面と直交するように対面させると共に、放電加工
電極１１の板状突起１６側の側面を、図２の実線で示す
ように、例えば押出金型素材１７の端縁部またはその近
傍に位置決めした状態で、放電加工電極１１を押出金型
素材１７に押付け、放電加工により坏土成形溝（図示せ
ず、図８，９における符号１参照）を成形する。そして
これらの坏土成形溝１を前記坏土供給穴２と連通させ
る。
【００２５】上記第２工程完了後において、第３工程を
行なう。すなわち放電加工電極１１を押出金型素材１７
から抽出して離隔させた状態で、放電加工電極１１をそ
の板状突起１６の突出方向と逆方向（図２における矢印
Ｂ方向）に所定距離平行移動させ、かつ板状突起１６が
前記第２工程において成形された坏土成形溝１の一部と
重合するように位置決めし（図２における鎖線にて示す
位置）、前記第２工程と同様の放電加工を行ない、成形
済みの坏土成形溝と連通する坏土成形溝を成形する。上
記の第３工程は押出金型に要求される押出成形範囲の坏
土成形溝が完成するまで１回または複数回行なう。
【００２６】図３は第３工程における坏土成形溝と放電
加工電極との相対位置を示す要部拡大平面図、図４は図
３におけるＣ方向矢視要部断面図であり、同一部分は前
記図１および図２と同一の参照符号で示す。両図におい
て、第３工程においては、前記のように板状突起１６は
第２工程において成形された坏土成形溝１の一部（平面
投影形状が三角波形状の部分）と重合するように位置決
めされているため、放電加工電極１１の板状突起１６の
下端部の角部の非所望な摩耗を防止することができるの
である。
【００２７】すなわち、板状突起１６による通常の放電
加工時においては、その下端部の角部は図４に示すよう
に局部的摩耗により摩耗部１８が形成されるのである
が、本発明においては、放電加工電極１１の板状突起１
６の突出長さ寸法Ｌ1 を、単位空間１３を形成する六角
形の１辺の長さ寸法Ｌより大に形成してあるため、第３
工程においては板状突起１６の先端部が第２工程におい
て成形済みの坏土成形溝１の一部に入り込むため、図４
に示すような非所望な摩耗部１８が形成されることな
く、高精度の放電加工が行なわれ得るのである。
【００２８】図５は比較例における加工態様を示す要部
平面図であり、同一部分は前記図１ないし図４と同一の
参照符号で示す。図５において、放電加工電極１１はそ
の両側面に板状突起１６を設けた構成のものとし、それ
らの厚さ寸法ｔ0 を通常の厚さ寸法ｔより小に形成した
ものを使用する。そして第２工程またはその後の第３工
程において、板状突起１６を加工済みの坏土成形溝１の
部分溝１ａと重合するように放電加工電極１１を位置決
めし（矢印Ｄ方向に移動させて）、放電加工を行なうも
のとする。
【００２９】このような比較例の態様では、加工済みの
坏土成形溝１の部分溝１ａを再加工することになり、部
分溝１ａの寸法のバラツキを生ずると共に、前記図４に
示すように放電加工電極１１の板状突起１６に非所望な
摩耗部１８が形成されるため好ましくない。これに対し
て本発明のものにおいては、前記のように、板状突起１
６の先端部が成形済みの坏土成形溝１の一部に入り込む
ため、図４に示すような非所望な摩耗部１８が形成され
ず、高精度の放電加工を行なうことができる。
【００３０】図６は本発明の他の実施の形態を示す要部
拡大平面図であり、同一部分は前記図１と同一の参照符
号で示す。図６に示すものは、前記図１に示すものを９
０°回動させたものであり、板状突起１６は側面の山部
１４の交点部に所定の角度傾斜するように突出させて一
体に形成する。そしてこれらの板状突起１６の先端部
は、前記図３に示すように、前工程において成形された
坏土成形溝１の一部に入り込むため、前記実施の形態の
ものと同様の作用効果が期待できるのである。
【００３１】図２に示す加工例では、放電加工電極１１
を押出金型素材１７の一方の端縁部から他方の端縁部ま
で順次平行移動させるものについて説明したが、押出金
型素材１７の全面ではなく、その一部に坏土成形溝を設
ける場合において、押出成形範囲のみを包含するような
放電加工電極としてもよいことは勿論である。
【００３２】なお、図１および図６に示す放電加工電極
１１を使用して押出金型を放電加工する場合に、単位空
間１３に対応する位置に貫通穴を有する噴流プレートを
設け、これらの貫通穴から加工液を単位空間１３内に圧
入供給するか、または貫通穴から加工液を吸引すること
により、放電加工に伴って発生する加工粉を効率よく排
出することができ、加工能率を向上させることができ
る。
【００３３】図７は本発明の対象である六角格子状の坏
土成形溝１を有する押出金型１０の他の例を示す要部平
面図であり、（ａ）は坏土成形溝１が偏平六角形状のも
の、（ｂ）は坏土成形溝１が非対称六角形状のものを示
す。図７に示すように、坏土成形溝１の対辺が相互に平
行に形成されたものであれば、本発明の適用が可能であ
る。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用であるから、下記の効果を奏することができる。
【００３５】（１）押出金型のセルの数より少ない数の
単位空間を有する放電加工電極を使うため、電極の構造
が簡単であり、その製作に要する工数および時間を大幅
に低減することができる。
【００３６】（２）押出金型に必要なセルの数より単位
空間の数が大幅に少ないため、仮りに加工ミスが発生し
てもそれによる損害が極めて少ない。
【００３７】（３）単位空間を形成する仕切壁および板
状突起は、ワイヤカット放電加工により形成でき、切屑
または切粉を発生することなく容易に製作できる。
【００３８】（４）単位空間から加圧加工液を供給また
は吸引することができるため、加工粉の排出が容易であ
り、押出金型の放電加工能率を大幅に向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す要部拡大平面図であ
る。
【図２】本発明の実施の形態における押出金型の製造態
様を示す要部平面図である。
【図３】第３工程における坏土成形溝と放電加工電極と
の相対位置を示す要部拡大平面図である。
【図４】図３におけるＣ方向矢視要部断面図である。
【図５】比較例における加工態様を示す要部平面図であ
る。
【図６】本発明の他の実施の形態を示す要部拡大平面図
である。
【図７】本発明の対象である六角格子状の坏土成形溝１
を有する押出金型１０の他の例を示す要部平面図であ
り、（ａ）は坏土成形溝１が偏平六角形状のもの、
（ｂ）は坏土成形溝１が非対称六角形状のものを示す。
【図８】従来使用されている押出金型の一例を示す要部
平面図である。
【図９】図８におけるＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１ 坏土成形溝 ２ 坏土供給穴 １０ 押出金型 １１ 放電加工電極 １３ 単位空間 １６ 板状突起
フロントページの続き (72)発明者 二村 昭二 神奈川県厚木市飯山3110番地 株式会社放 電精密加工研究所内 Ｆターム(参考） 3C059 AA01 AB05 DB08 HA09 HA20 4E050 JA08 JB06 JD07

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の厚さ寸法を有する仕切壁によって
    仕切られかつ横断面六角形の単位空間複数個が所定の隣
    接関係に配列されて一体に構成されている六角セルハニ
    カム押出金型製造用放電加工電極において、 六角形の対辺方向または最長対角線方向に沿う側面を前
    記六角形の山部と六角形相互間の谷部とが交互に現れる
    ように形成すると共に、 一方の側面の山部に前記仕切壁と同一の厚さ寸法と前記
    六角形の１辺の長さ寸法より大なる長さ寸法とを有する
    板状突起を前記側面と交差する方向に櫛歯状に突出させ
    て一体に形成した、 ことを特徴とする六角セルハニカム押出金型製造用放電
    加工電極。
  2. 【請求項２】 仕切壁および板状突起をワイヤカット放
    電加工によって形成したことを特徴とする請求項１に記
    載の六角セルハニカム押出金型製造用放電加工電極。
  3. 【請求項３】 六角形を正六角形としたことを特徴とす
    る請求項１または２に記載の六角セルハニカム押出金型
    製造用放電加工電極。
  4. 【請求項４】 単位空間の数を成形すべき押出金型のセ
    ルの数より小に形成したことを特徴とする請求項１ない
    し３の何れかに記載の六角セルハニカム押出金型製造用
    放電加工電極。
  5. 【請求項５】 側面に沿う方向の長さ寸法を前記方向と
    直交する方向の長さ寸法より大に形成したことを特徴と
    する請求項１ないし４の何れかに記載の六角セルハニカ
    ム押出金型製造用放電加工電極。
  6. 【請求項６】 側面に沿う方向の長さ寸法を押出金型の
    平面への投影状態における押出成形範囲の境界間の寸法
    またはその最大寸法と実質的に同一に形成したことを特
    徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の六角セルハ
    ニカム押出金型製造用放電加工電極。
  7. 【請求項７】 成形すべき六角セルハニカムの横断面形
    状に対応する六角格子状の横断面形状を有しかつ押出金
    型の前面から後面に向かって所定の深さを有する坏土成
    形溝と、押出金型の後面から前面に向かって互いに独立
    して形成されかつ前記六角格子状の坏土成形溝の所定の
    交差部および／または稜辺部に連通する坏土供給穴とを
    備えた六角セルハニカム押出金型の製造方法において、 押出金型素材の後面から前面に向かって途中まで前記複
    数個の坏土供給穴を形成する第１工程と、 前記押出金型素材の前面に請求項１ないし６の何れかに
    記載の六角セルハニカム押出金型製造用放電加工電極を
    対面させかつ押出金型素材に押付けて放電加工により坏
    土成形溝を成形すると共に、この坏土成形溝を前記坏土
    供給穴と連通させる第２工程と、 前記第２工程完了後において前記放電加工電極を前記押
    出金型素材から離隔させた状態で放電加工電極をその側
    面と直交する方向に所定距離平行移動させ、かつ前記板
    状突起が前記第２工程において成形された坏土成形溝の
    一部と重合するように位置決めし、前記第２工程と同様
    の放電加工を行ない、前記成形済みの坏土成形溝と連通
    する坏土成形溝を成形する第３工程とからなり、 この第３工程を１回または複数回行なうことを特徴とす
    る六角セルハニカム押出金型の製造方法。
  8. 【請求項８】 単位空間を加工液の供給穴または吸引穴
    として使用することを特徴とする請求項７に記載の六角
    セルハニカム押出金型の製造方法。
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