JPH1134026A - ハニカム構造体押出用ダイスおよびその製造方法 - Google Patents
ハニカム構造体押出用ダイスおよびその製造方法Info
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- JPH1134026A JPH1134026A JP19341597A JP19341597A JPH1134026A JP H1134026 A JPH1134026 A JP H1134026A JP 19341597 A JP19341597 A JP 19341597A JP 19341597 A JP19341597 A JP 19341597A JP H1134026 A JPH1134026 A JP H1134026A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
- B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
- B28B3/26—Extrusion dies
- B28B3/269—For multi-channeled structures, e.g. honeycomb structures
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄壁を有するハニカム構造体を、初期から高
歩留で押出成形できる押出用ダイスおよびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 ハニカム構造体の横断面形状と対応する
横断面形状を有しダイスの前面側から後面側に向かって
所定の深さに形成された交差する複数個の成形溝と、ダ
イスの後面側から前面側に向かって互いに独立して形成
され成形溝の所定の交差部および／または稜辺部と重な
り合う連通部を介して成形溝と連通された複数個の坏土
供給穴とを備えたハニカム構造体押出用ダイスにおい
て、成形溝と坏土供給穴との連通部の坏土流路縦断面輪
郭を擬似流線形に形成する。
歩留で押出成形できる押出用ダイスおよびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 ハニカム構造体の横断面形状と対応する
横断面形状を有しダイスの前面側から後面側に向かって
所定の深さに形成された交差する複数個の成形溝と、ダ
イスの後面側から前面側に向かって互いに独立して形成
され成形溝の所定の交差部および／または稜辺部と重な
り合う連通部を介して成形溝と連通された複数個の坏土
供給穴とを備えたハニカム構造体押出用ダイスにおい
て、成形溝と坏土供給穴との連通部の坏土流路縦断面輪
郭を擬似流線形に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハニカム構造体を
押出成形するための押出用ダイスおよびその製造方法に
関するものであり、特に壁厚の薄いハニカム構造体にお
いても押出成形の初期から高歩留で成形できるハニカム
構造体押出成形用ダイスおよびその製造方法に関するも
のである。
押出成形するための押出用ダイスおよびその製造方法に
関するものであり、特に壁厚の薄いハニカム構造体にお
いても押出成形の初期から高歩留で成形できるハニカム
構造体押出成形用ダイスおよびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来から例えば自動車用内燃機関等の排
気ガスの浄化用触媒担体や、微粒子浄化フィルタ、蓄熱
体等にセラミック材料からなるハニカム構造体が使用さ
れている。このようなハニカム構造体は、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
ラミック材料を結合剤と混合させて坏土とし、押出ダイ
スによって連続的に押出成形することにより製造する方
法が最も一般的である。
気ガスの浄化用触媒担体や、微粒子浄化フィルタ、蓄熱
体等にセラミック材料からなるハニカム構造体が使用さ
れている。このようなハニカム構造体は、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
ラミック材料を結合剤と混合させて坏土とし、押出ダイ
スによって連続的に押出成形することにより製造する方
法が最も一般的である。
【０００３】図４は従来使用される押出成形用ダイスの
一例を示す要部平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線断
面図である。図４および図５において、１は成形溝であ
り、ハニカム構造体の横断面形状と対応する横断面形状
を有し、ダイス１０の前面側（図５における左側）から
後面側（図５における右側）に向かって所定の深さを有
するように、例えば格子状に複数個が形成されている。
このような成形溝１は、例えばダイヤモンドカッターに
よって形成することができる。
一例を示す要部平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線断
面図である。図４および図５において、１は成形溝であ
り、ハニカム構造体の横断面形状と対応する横断面形状
を有し、ダイス１０の前面側（図５における左側）から
後面側（図５における右側）に向かって所定の深さを有
するように、例えば格子状に複数個が形成されている。
このような成形溝１は、例えばダイヤモンドカッターに
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、前記ダイス１
０の後面側から前面側に向かって互いに独立して例えば
円筒状に形成され、前記成形溝１の所定の交差部におい
て前記成形溝１と重なり合って連通されるように（図８
参照）複数個が設けられている。なお坏土供給穴２は、
前記成形溝１の稜辺部において重なり合って連通される
ように複数個が設けられているものもある。３は係止用
の段付部であり、ダイス１０の前面側に設けられるが、
この段付部３を省略して、ダイス１０の前面外周部で支
持するように形成したものもある。
０の後面側から前面側に向かって互いに独立して例えば
円筒状に形成され、前記成形溝１の所定の交差部におい
て前記成形溝１と重なり合って連通されるように（図８
参照）複数個が設けられている。なお坏土供給穴２は、
前記成形溝１の稜辺部において重なり合って連通される
ように複数個が設けられているものもある。３は係止用
の段付部であり、ダイス１０の前面側に設けられるが、
この段付部３を省略して、ダイス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】図６は図４のダイスを用いてハニカム構造
体７を押出成形する状態の一例を示す要部縦断面図であ
り、同一部分は前記図４および図５と同一の参照符号で
示す。図６において、４はシリンダであり、セラミック
材料と結合材料とからなる坏土５を収容する。図６に示
すように、押出成形用のダイス１０をクランプ６により
段付部３を介してシリンダ４の下端に装着し、シリンダ
４の内部に収容した坏土５にピストン若しくはスクリュ
ー（何れも図示せず）等の圧力印加手段を介して圧力Ｐ
を印加する。
体７を押出成形する状態の一例を示す要部縦断面図であ
り、同一部分は前記図４および図５と同一の参照符号で
示す。図６において、４はシリンダであり、セラミック
材料と結合材料とからなる坏土５を収容する。図６に示
すように、押出成形用のダイス１０をクランプ６により
段付部３を介してシリンダ４の下端に装着し、シリンダ
４の内部に収容した坏土５にピストン若しくはスクリュ
ー（何れも図示せず）等の圧力印加手段を介して圧力Ｐ
を印加する。
【０００６】上記のようにして圧力Ｐが印加された坏土
５は、ダイス１０の坏土供給穴２に圧入供給され、更に
坏土供給穴２と重なり合って連通された成形溝１に圧入
供給される。この場合、１個の坏土供給穴２は成形溝１
の所定の交差部に連通しているから、１個の坏土供給穴
２から圧入供給された坏土５は複数個（図４および図５
に示すものにおいては４個）の成形溝１内に圧入供給さ
れると共に、成形溝１内において他の坏土供給穴２から
圧入供給された坏土５と一体になり、ハニカム状となっ
て押出成形用のダイス１０の前面側から押出され、ハニ
カム構造体７が成形されるのである。
５は、ダイス１０の坏土供給穴２に圧入供給され、更に
坏土供給穴２と重なり合って連通された成形溝１に圧入
供給される。この場合、１個の坏土供給穴２は成形溝１
の所定の交差部に連通しているから、１個の坏土供給穴
２から圧入供給された坏土５は複数個（図４および図５
に示すものにおいては４個）の成形溝１内に圧入供給さ
れると共に、成形溝１内において他の坏土供給穴２から
圧入供給された坏土５と一体になり、ハニカム状となっ
て押出成形用のダイス１０の前面側から押出され、ハニ
カム構造体７が成形されるのである。
【０００７】図７は図４のダイスで押出成形されるハニ
カム構造体７の一例を示す斜視図であり、格子状の隔壁
８により、複数個の排気ガス通過穴９が形成されてい
る。このハニカム構造体７は、乾燥工程および焼成工程
を経て多孔質セラミックスとされ、隔壁８の排気ガス通
過穴９の内表面に、白金、ニッケル等を含む触媒物質を
付着させて実用に供されるのである。
カム構造体７の一例を示す斜視図であり、格子状の隔壁
８により、複数個の排気ガス通過穴９が形成されてい
る。このハニカム構造体７は、乾燥工程および焼成工程
を経て多孔質セラミックスとされ、隔壁８の排気ガス通
過穴９の内表面に、白金、ニッケル等を含む触媒物質を
付着させて実用に供されるのである。
【０００８】図８は従来の押出成形用ダイスにおける成
形溝および坏土供給穴の構造例を示す要部拡大縦断面図
であり、同一部分は前記図４ないし図６と同一の参照符
号で示す。図８において、成形溝１は、例えばダイヤモ
ンドカッターのような切断刃によって加工されるもの
と、放電加工によるものとがある。一方坏土供給穴２
は、ドリルによる加工法若しくは電極としてチタンパイ
プを使用する電気化学加工法の何れかによって形成され
る。
形溝および坏土供給穴の構造例を示す要部拡大縦断面図
であり、同一部分は前記図４ないし図６と同一の参照符
号で示す。図８において、成形溝１は、例えばダイヤモ
ンドカッターのような切断刃によって加工されるもの
と、放電加工によるものとがある。一方坏土供給穴２
は、ドリルによる加工法若しくは電極としてチタンパイ
プを使用する電気化学加工法の何れかによって形成され
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにして成形
された押出成形用のダイスを使用してハニカム構造体を
押出成形した場合に、押出成形の初期においては、図９
に示すようにハニカム構造体７が健全に押出成形され
ず、断裂状態となったり、歪んだりする。これは前記図
８に示す坏土供給穴２と成形溝１との連通部１１におい
て、坏土の流路断面積が急激に減少することと、連通部
１１における坏土の流動抵抗にバラツキがあること等に
より、成形溝１からの坏土すなわちハニカム構造体７の
押出速度が不均一となるためである。
された押出成形用のダイスを使用してハニカム構造体を
押出成形した場合に、押出成形の初期においては、図９
に示すようにハニカム構造体７が健全に押出成形され
ず、断裂状態となったり、歪んだりする。これは前記図
８に示す坏土供給穴２と成形溝１との連通部１１におい
て、坏土の流路断面積が急激に減少することと、連通部
１１における坏土の流動抵抗にバラツキがあること等に
より、成形溝１からの坏土すなわちハニカム構造体７の
押出速度が不均一となるためである。
【００１０】上記の問題点を解決するために、新規に製
造された押出成形用のダイスに対しては、正規の押出成
形に適用する前に、例えば坏土を坏土供給穴２から成形
溝１に流通させることにより、坏土供給穴２と成形溝１
の内面を円滑化し、坏土流路内の流動抵抗を調整する手
段が採られている。しかしながら、このようないわゆる
予備押出成形を採用した場合には、相当量の坏土を浪費
することとなるため歩留が著しく低下するのみならず、
予備押出成形に長時間および多大の工数を必要とするた
め、生産効率が低下し、かつ製造コストを高騰させると
いう問題点がある。
造された押出成形用のダイスに対しては、正規の押出成
形に適用する前に、例えば坏土を坏土供給穴２から成形
溝１に流通させることにより、坏土供給穴２と成形溝１
の内面を円滑化し、坏土流路内の流動抵抗を調整する手
段が採られている。しかしながら、このようないわゆる
予備押出成形を採用した場合には、相当量の坏土を浪費
することとなるため歩留が著しく低下するのみならず、
予備押出成形に長時間および多大の工数を必要とするた
め、生産効率が低下し、かつ製造コストを高騰させると
いう問題点がある。
【００１１】一方ハニカム構造体７の熱容量を小さくし
て、触媒としてのヒートアップを速やかに行ない得るよ
うに、図７における隔壁８の肉厚寸法の小なる薄壁のハ
ニカム構造体７に対する要望が強くなってきた。このよ
うな薄壁のハニカム構造体７を成形するためには、前記
図８におけるダイス１０の成形溝１の幅寸法としては0.
１２５ｍｍ以下のものが必要となる。
て、触媒としてのヒートアップを速やかに行ない得るよ
うに、図７における隔壁８の肉厚寸法の小なる薄壁のハ
ニカム構造体７に対する要望が強くなってきた。このよ
うな薄壁のハニカム構造体７を成形するためには、前記
図８におけるダイス１０の成形溝１の幅寸法としては0.
１２５ｍｍ以下のものが必要となる。
【００１２】このような狭小な幅寸法の成形溝１を有す
るダイス１０では、上記従来の予備押出成形による内部
流動抵抗の調節手段を採用しても、ハニカム構造体７を
収率良く押出成形することが困難である。すなわち、成
形溝１の幅寸法が狭小化されたダイス１０においては、
成形溝１および坏土供給穴２の寸法精度、表面粗さ等が
坏土の流れ抵抗のバラツキに、従来のものにおける以上
に影響を与えることによるものであり、従来の予備押出
成形手段によっては対処できないことが多いという問題
点がある。
るダイス１０では、上記従来の予備押出成形による内部
流動抵抗の調節手段を採用しても、ハニカム構造体７を
収率良く押出成形することが困難である。すなわち、成
形溝１の幅寸法が狭小化されたダイス１０においては、
成形溝１および坏土供給穴２の寸法精度、表面粗さ等が
坏土の流れ抵抗のバラツキに、従来のものにおける以上
に影響を与えることによるものであり、従来の予備押出
成形手段によっては対処できないことが多いという問題
点がある。
【００１３】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
を解決し、薄壁を有するハニカム構造体を、押出成形の
初期から高歩留で押出成形ができるハニカム構造体押出
用ダイスおよびその製造方法を提供することを課題とす
る。
を解決し、薄壁を有するハニカム構造体を、押出成形の
初期から高歩留で押出成形ができるハニカム構造体押出
用ダイスおよびその製造方法を提供することを課題とす
る。
【００１４】
【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、ハニカム構造体の横
断面形状と対応する横断面形状を有しダイスの前面側か
ら後面側に向かって所定の深さに形成された交差する複
数個の成形溝と、前記ダイスの後面側から前面側に向か
って互いに独立して形成され前記成形溝の所定の交差部
および／または稜辺部と重なり合う連通部を介して前記
成形溝と連通された複数個の坏土供給穴とを備えたハニ
カム構造体押出用ダイスにおいて、成形溝と坏土供給穴
との連通部の坏土流路縦断面輪郭を擬似流線形に形成す
る、という技術的手段を採用した。
めに、まず第１の発明においては、ハニカム構造体の横
断面形状と対応する横断面形状を有しダイスの前面側か
ら後面側に向かって所定の深さに形成された交差する複
数個の成形溝と、前記ダイスの後面側から前面側に向か
って互いに独立して形成され前記成形溝の所定の交差部
および／または稜辺部と重なり合う連通部を介して前記
成形溝と連通された複数個の坏土供給穴とを備えたハニ
カム構造体押出用ダイスにおいて、成形溝と坏土供給穴
との連通部の坏土流路縦断面輪郭を擬似流線形に形成す
る、という技術的手段を採用した。
【００１５】本発明において、連通部の坏土供給穴の成
形溝側の端部を頂角を鋭角、すなわち９０°未満、好ま
しくは６０°以下、より好ましくは４５°以下である円
錐面に形成することができる。
形溝側の端部を頂角を鋭角、すなわち９０°未満、好ま
しくは６０°以下、より好ましくは４５°以下である円
錐面に形成することができる。
【００１６】次に上記の発明において、ダイス前面側成
形溝の端縁および／またはダイス後面側坏土供給穴の端
縁にＲ付け加工部を形成することができる。この場合の
丸みの半径Ｒは１５〜８０μｍとすることが好ましい。
Ｒが１５μｍ未満では坏土の流れ抵抗を低減する作用が
期待できず、一方Ｒが８０μｍを超えると、ハニカム構
造体の隔壁の交差部の丸みも大となり、特性（耐熱衝撃
性）の低下を招くため好ましくない。
形溝の端縁および／またはダイス後面側坏土供給穴の端
縁にＲ付け加工部を形成することができる。この場合の
丸みの半径Ｒは１５〜８０μｍとすることが好ましい。
Ｒが１５μｍ未満では坏土の流れ抵抗を低減する作用が
期待できず、一方Ｒが８０μｍを超えると、ハニカム構
造体の隔壁の交差部の丸みも大となり、特性（耐熱衝撃
性）の低下を招くため好ましくない。
【００１７】また上記の発明において、成形溝の幅寸法
を４５〜１２５μｍに形成することができる。成形溝の
幅寸法が小である程ハニカム構造体の熱容量を小にする
ことができるので、好ましくは１００μｍ以下とするの
がよい。一方成形溝の幅寸法をあまり小にするとハニカ
ム構造体としての強度が小になるため、４５μｍ以上と
するのが好ましい。
を４５〜１２５μｍに形成することができる。成形溝の
幅寸法が小である程ハニカム構造体の熱容量を小にする
ことができるので、好ましくは１００μｍ以下とするの
がよい。一方成形溝の幅寸法をあまり小にするとハニカ
ム構造体としての強度が小になるため、４５μｍ以上と
するのが好ましい。
【００１８】更に上記の発明において、成形溝、連通部
および坏土供給穴の内面の表面粗さＲａを１μｍ以下に
形成することができる。表面粗さＲａが１μｍ以下にな
ると、坏土の流れ抵抗が小さくなると共に、バラツキが
減少するため好ましい。
および坏土供給穴の内面の表面粗さＲａを１μｍ以下に
形成することができる。表面粗さＲａが１μｍ以下にな
ると、坏土の流れ抵抗が小さくなると共に、バラツキが
減少するため好ましい。
【００１９】次に第２の発明においては、ハニカム構造
体の横断面形状と対応する横断面形状を有しダイスの前
面側から後面側に向かって所定の深さに形成された交差
する複数個の成形溝と、前記ダイスの後面側から前面側
に向かって互いに独立して形成され前記成形溝の所定の
交差部および／または稜辺部と重なり合う連通部を介し
て前記成形溝と連通された複数個の坏土供給穴とを備え
たハニカム構造体押出用ダイスの製造方法において、成
形溝を加工する工程と、成形溝と連通される坏土供給穴
を加工する工程とを含み、頂角が鋭角である円錐面を有
する電極を前記坏土供給穴側から挿入することにより、
前記成形溝と坏土供給穴とが重なり合う連通部を放電加
工若しくは電気化学加工により坏土流路縦断面輪郭が擬
似流線形となるように加工する、という技術的手段を採
用した。
体の横断面形状と対応する横断面形状を有しダイスの前
面側から後面側に向かって所定の深さに形成された交差
する複数個の成形溝と、前記ダイスの後面側から前面側
に向かって互いに独立して形成され前記成形溝の所定の
交差部および／または稜辺部と重なり合う連通部を介し
て前記成形溝と連通された複数個の坏土供給穴とを備え
たハニカム構造体押出用ダイスの製造方法において、成
形溝を加工する工程と、成形溝と連通される坏土供給穴
を加工する工程とを含み、頂角が鋭角である円錐面を有
する電極を前記坏土供給穴側から挿入することにより、
前記成形溝と坏土供給穴とが重なり合う連通部を放電加
工若しくは電気化学加工により坏土流路縦断面輪郭が擬
似流線形となるように加工する、という技術的手段を採
用した。
【００２０】本発明において、連通部を電気化学加工に
より加工する際に、加工液を成形溝側から供給すること
ができる。次に上記の発明において、成形溝、連通部お
よび坏土供給穴の内面をエキストルージョン法により研
磨加工することができる。
より加工する際に、加工液を成形溝側から供給すること
ができる。次に上記の発明において、成形溝、連通部お
よび坏土供給穴の内面をエキストルージョン法により研
磨加工することができる。
【００２１】更に上記の発明において、ダイス前面側成
形溝の端縁および／またはダイス後面側坏土供給穴の端
縁をブラスト手段によりＲ付け加工することができる。
形溝の端縁および／またはダイス後面側坏土供給穴の端
縁をブラスト手段によりＲ付け加工することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態におけ
るハニカム構造体押出用ダイスの製造方法の一例を示す
要部拡大縦断面図であり、同一部分は前記図８と同一の
参照符号で示す。まずステンレス鋼であるＳＵＳ６３０
材により、厚さ寸法Ｔ＝１５ｍｍ、一辺の長さ寸法２１
５ｍｍの角板状のダイス１０の外形を切削および研削に
より加工する。このダイス１０の一方の端面側に、放電
加工および研磨加工により、幅寸法Ｗ＝８０μｍ、深さ
寸法ｔ1 ＝3.０ｍｍの成形溝１をピッチ寸法0.９４ｍｍ
で２２６個宛夫々直交するように加工する。
るハニカム構造体押出用ダイスの製造方法の一例を示す
要部拡大縦断面図であり、同一部分は前記図８と同一の
参照符号で示す。まずステンレス鋼であるＳＵＳ６３０
材により、厚さ寸法Ｔ＝１５ｍｍ、一辺の長さ寸法２１
５ｍｍの角板状のダイス１０の外形を切削および研削に
より加工する。このダイス１０の一方の端面側に、放電
加工および研磨加工により、幅寸法Ｗ＝８０μｍ、深さ
寸法ｔ1 ＝3.０ｍｍの成形溝１をピッチ寸法0.９４ｍｍ
で２２６個宛夫々直交するように加工する。
【００２３】次にダイス１０の他方の端面側から、例え
ば電気化学加工により直径ｄ1 ＝0.７ｍｍ、深さ寸法ｔ
2 ＝１2.３ｍｍの坏土供給穴２をピッチ寸法1.８８ｍｍ
で、前記成形溝１の交差位置（１個とび）に加工する。
これらの坏土供給穴２の数は、（２２６×２２６）／２
≒２６，０００であった。なお上記坏土供給穴２の電気
化学加工には、外周を絶縁したＴｉ材料からなるパイプ
状電極を使用し、その内部から電解加工液を供給して電
気化学加工を行なった。これらの坏土供給穴２は、ドリ
ル加工によって形成してもよい。上記の成形溝１および
坏土供給穴２を加工した後に、ダイス１０の両端面側か
ら細粒のサンド、ショット、グリッド等を噴射するブラ
スト手段により、ダイス前面側成形溝１の端縁および／
またはダイス後面側坏土供給穴２の端縁に、例えば半径
２０μｍの丸み付け若しくはＲ付け加工を行ない、Ｒ付
け加工部１２を形成する。
ば電気化学加工により直径ｄ1 ＝0.７ｍｍ、深さ寸法ｔ
2 ＝１2.３ｍｍの坏土供給穴２をピッチ寸法1.８８ｍｍ
で、前記成形溝１の交差位置（１個とび）に加工する。
これらの坏土供給穴２の数は、（２２６×２２６）／２
≒２６，０００であった。なお上記坏土供給穴２の電気
化学加工には、外周を絶縁したＴｉ材料からなるパイプ
状電極を使用し、その内部から電解加工液を供給して電
気化学加工を行なった。これらの坏土供給穴２は、ドリ
ル加工によって形成してもよい。上記の成形溝１および
坏土供給穴２を加工した後に、ダイス１０の両端面側か
ら細粒のサンド、ショット、グリッド等を噴射するブラ
スト手段により、ダイス前面側成形溝１の端縁および／
またはダイス後面側坏土供給穴２の端縁に、例えば半径
２０μｍの丸み付け若しくはＲ付け加工を行ない、Ｒ付
け加工部１２を形成する。
【００２４】次に１３は電極であり、例えばＴｉ材料に
より直径ｄ2 ＝0.５ｍｍの円柱状の本体部１４と円錐状
の先端部１５とから構成されている。本体部１４の外表
面には例えばエポキシ樹脂材料からなる絶縁被膜（図示
せず）を被着させる。電極１３の先端部１５は頂角が各
々θ1 ，θ2 の円錐状に形成すると共に、坏土流路の縦
断面輪郭が擬似流線形となるように形成する。なお頂角
θ1 は９０°未満の鋭角、好ましくは６０°以下の、例
えば４０°に形成する。また頂角θ2 は９０°とした
が、９０°超の鈍角であってもよい。θ1 ＝θ2 であっ
てもよいが、図１に示した電極１３の頂角θ1 ，θ2 に
形成された円錐部の境界部における直径ｄ 3 は、例えば
0.３５ｍｍに形成されている。
より直径ｄ2 ＝0.５ｍｍの円柱状の本体部１４と円錐状
の先端部１５とから構成されている。本体部１４の外表
面には例えばエポキシ樹脂材料からなる絶縁被膜（図示
せず）を被着させる。電極１３の先端部１５は頂角が各
々θ1 ，θ2 の円錐状に形成すると共に、坏土流路の縦
断面輪郭が擬似流線形となるように形成する。なお頂角
θ1 は９０°未満の鋭角、好ましくは６０°以下の、例
えば４０°に形成する。また頂角θ2 は９０°とした
が、９０°超の鈍角であってもよい。θ1 ＝θ2 であっ
てもよいが、図１に示した電極１３の頂角θ1 ，θ2 に
形成された円錐部の境界部における直径ｄ 3 は、例えば
0.３５ｍｍに形成されている。
【００２５】図２は本発明の実施の形態におけるハニカ
ム構造体押出用ダイスの連通部の電気化学加工による加
工状態の一例を示す要部縦断面図であり、同一部分は前
記図１と同一の参照符号で示す。図２において、１６は
加工液供給治具であり、例えば樹脂材料のような耐酸性
材料により、上端が開放しかつダイス１０に密着する壷
状に形成され、供給口１７を介して加工液供給源（図示
せず）と接続されている。
ム構造体押出用ダイスの連通部の電気化学加工による加
工状態の一例を示す要部縦断面図であり、同一部分は前
記図１と同一の参照符号で示す。図２において、１６は
加工液供給治具であり、例えば樹脂材料のような耐酸性
材料により、上端が開放しかつダイス１０に密着する壷
状に形成され、供給口１７を介して加工液供給源（図示
せず）と接続されている。
【００２６】上記の構成により、電極１３とダイス１０
との間に直流電圧を印加した状態で加工液を加工液供給
治具１６を介して、ダイス１０の成形溝１側から坏土供
給穴２に向かって加工液を連通させれば、ダイス１０の
連通部１１を前記図１に示すように坏土流路縦断面輪郭
を擬似流線形に加工することができる。この場合の加工
条件としては、加工液として１７重量％に希釈した硝酸
溶液を使用し、流量は１個の坏土供給穴２当り５ｃｃ／
分とした。また印加電圧としては、電極１３に（−）５
Ｖ×７秒および（＋）0.１Ｖ×0.１秒を交互に印加し
た。逆電圧の印加は連通部１１の表面に形成される酸化
膜を除去し、電気化学加工を滞りなく進行させるための
ものである。電極１３の送り速度を１mm／分で加工し
た。
との間に直流電圧を印加した状態で加工液を加工液供給
治具１６を介して、ダイス１０の成形溝１側から坏土供
給穴２に向かって加工液を連通させれば、ダイス１０の
連通部１１を前記図１に示すように坏土流路縦断面輪郭
を擬似流線形に加工することができる。この場合の加工
条件としては、加工液として１７重量％に希釈した硝酸
溶液を使用し、流量は１個の坏土供給穴２当り５ｃｃ／
分とした。また印加電圧としては、電極１３に（−）５
Ｖ×７秒および（＋）0.１Ｖ×0.１秒を交互に印加し
た。逆電圧の印加は連通部１１の表面に形成される酸化
膜を除去し、電気化学加工を滞りなく進行させるための
ものである。電極１３の送り速度を１mm／分で加工し
た。
【００２７】上記のようにして形成したダイス１０に対
して、成形溝１、連通部１１および坏土供給穴２内をエ
キストルージョン法により研磨加工し、それらの内面の
表面粗さをＲａで１μｍ以下に形成する。このように形
成することにより、後述するようにダイス内部における
坏土の流れ抵抗を顕著に低減させ、かつそのバラツキを
減少させ得るのである。次にダイス１０は押出成形機へ
の装着のため、例えば放電加工により外径２１５ｍｍに
加工され、円板状の押出用ダイスに形成される。
して、成形溝１、連通部１１および坏土供給穴２内をエ
キストルージョン法により研磨加工し、それらの内面の
表面粗さをＲａで１μｍ以下に形成する。このように形
成することにより、後述するようにダイス内部における
坏土の流れ抵抗を顕著に低減させ、かつそのバラツキを
減少させ得るのである。次にダイス１０は押出成形機へ
の装着のため、例えば放電加工により外径２１５ｍｍに
加工され、円板状の押出用ダイスに形成される。
【００２８】図３は坏土流路の表面粗さと坏土の流れ抵
抗との関係を示す図であり、横軸の表面粗さは前記図１
および図２における成形溝１、坏土供給穴２および連通
部１１の内面に対する平均値である。図３から明らかな
ように、表面粗さがＲａで１μｍ以下では坏土の流れ抵
抗が小さく、勾配が小さいことがわかる。従って上記成
形溝１、坏土供給穴２および連通部１１の内面の表面粗
さはＲａで１μｍ以下に形成することが、ハニカム構造
体の押出成形を容易にすると共に、健全な成形体を得る
ための好ましい条件である。
抗との関係を示す図であり、横軸の表面粗さは前記図１
および図２における成形溝１、坏土供給穴２および連通
部１１の内面に対する平均値である。図３から明らかな
ように、表面粗さがＲａで１μｍ以下では坏土の流れ抵
抗が小さく、勾配が小さいことがわかる。従って上記成
形溝１、坏土供給穴２および連通部１１の内面の表面粗
さはＲａで１μｍ以下に形成することが、ハニカム構造
体の押出成形を容易にすると共に、健全な成形体を得る
ための好ましい条件である。
【００２９】上記のようにして形成したダイス１０を使
用し、粒径２５μｍ以下のコージェライト組成（２Ｍｇ
Ｏ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）の原料粉末を含む坏土
によりハニカム構造体を押出成形したところ、押出成形
の初期から健全なハニカム構造体を高歩留で成形し得る
ことを確認した。すなわち、各坏土供給穴２および連通
部１１を経て成形溝１から押出される坏土（成形体）の
押出速度は、上記夫々の構成部位の内面の坏土の流れ抵
抗が低減、かつ均一化されたことによりバラツキが小さ
くなり、この結果断裂や歪のない健全な成形体が得られ
るのである。
用し、粒径２５μｍ以下のコージェライト組成（２Ｍｇ
Ｏ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）の原料粉末を含む坏土
によりハニカム構造体を押出成形したところ、押出成形
の初期から健全なハニカム構造体を高歩留で成形し得る
ことを確認した。すなわち、各坏土供給穴２および連通
部１１を経て成形溝１から押出される坏土（成形体）の
押出速度は、上記夫々の構成部位の内面の坏土の流れ抵
抗が低減、かつ均一化されたことによりバラツキが小さ
くなり、この結果断裂や歪のない健全な成形体が得られ
るのである。
【００３０】上記の発明の実施の形態においては、電極
１３の送り手段についての説明を省略したが、公知のＮ
Ｃ制御手段によることができると共に、加工能率の点か
ら３個以上の複数個の電極１３を同時に使用して複数個
所を同時に電気化学加工することができる。この時電極
１３を複数個一体に固定した状態に保持するのが好まし
い。
１３の送り手段についての説明を省略したが、公知のＮ
Ｃ制御手段によることができると共に、加工能率の点か
ら３個以上の複数個の電極１３を同時に使用して複数個
所を同時に電気化学加工することができる。この時電極
１３を複数個一体に固定した状態に保持するのが好まし
い。
【００３１】またダイス１０に設けるべき成形溝１の横
断面形状が正方形のものについて記述したが、これ以外
の四辺形、三角形、六角形その他の幾何学的形状の横断
面形状のものについても、本発明の適用は同様に可能で
ある。なお上記成形溝１の加工手段として、例えば切断
砥石によることもできる。更に電気化学加工液として
は、硝酸水溶液が好ましいが、硫酸水溶液、塩酸水溶液
等の他の酸性水溶液、アルカリ性水溶液、中性の塩の水
溶液等の導電性水溶液を使用することができる。
断面形状が正方形のものについて記述したが、これ以外
の四辺形、三角形、六角形その他の幾何学的形状の横断
面形状のものについても、本発明の適用は同様に可能で
ある。なお上記成形溝１の加工手段として、例えば切断
砥石によることもできる。更に電気化学加工液として
は、硝酸水溶液が好ましいが、硫酸水溶液、塩酸水溶液
等の他の酸性水溶液、アルカリ性水溶液、中性の塩の水
溶液等の導電性水溶液を使用することができる。
【００３２】なお連通部１１の加工手段として、電極に
銅、銅合金、黒鉛等を使用する放電加工を採用してもよ
い。
銅、銅合金、黒鉛等を使用する放電加工を採用してもよ
い。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、以上記述するような構成およ
び作用であるから、下記のような効果を奏し得る。 （１）熱容量が小さく、ヒートアップ性に優れた薄壁の
ハニカム構造体を、押出成形の初期から高歩留で押出成
形することができる。 （２）従来において常用されていた坏土を通過させると
いう確実とは言い難い予備押出成形による内部流動抵抗
の調整作業が不要となり、生産効率を大幅に向上させ得
る。 （３）歩留の向上および生産効率の向上により、ハニカ
ム構造体の製造コストを顕著に低減させ得る。
び作用であるから、下記のような効果を奏し得る。 （１）熱容量が小さく、ヒートアップ性に優れた薄壁の
ハニカム構造体を、押出成形の初期から高歩留で押出成
形することができる。 （２）従来において常用されていた坏土を通過させると
いう確実とは言い難い予備押出成形による内部流動抵抗
の調整作業が不要となり、生産効率を大幅に向上させ得
る。 （３）歩留の向上および生産効率の向上により、ハニカ
ム構造体の製造コストを顕著に低減させ得る。
【図１】本発明の実施の形態におけるハニカム構造体押
出用ダイスの製造方法の一例を示す要部拡大縦断面図で
ある。
出用ダイスの製造方法の一例を示す要部拡大縦断面図で
ある。
【図２】本発明の実施の形態におけるハニカム構造体押
出用ダイスの連通部の電気化学加工による加工状態の一
例を示す要部縦断面図である。
出用ダイスの連通部の電気化学加工による加工状態の一
例を示す要部縦断面図である。
【図３】坏土流路の表面粗さと坏土の流れ抵抗との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来使用されている押出成形用ダイスの一例を
示す要部平面図である。
示す要部平面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のダイスを用いてハニカム構造体７を押出
成形する状態の一例を示す要部縦断面図である。
成形する状態の一例を示す要部縦断面図である。
【図７】図４のダイスで押出成形されるハニカム構造体
７の一例を示す斜視図である。
７の一例を示す斜視図である。
【図８】従来の押出成形用ダイスにおける成形溝および
坏土供給穴の構造例を示す要部拡大縦断面図である。
坏土供給穴の構造例を示す要部拡大縦断面図である。
【図９】図４のダイスで押出成形されるハニカム構造体
７の押出成形時における断裂状態の一例を示す要部縦断
面図である。
７の押出成形時における断裂状態の一例を示す要部縦断
面図である。
１ 成形溝 ２ 坏土供給穴 １０ ダイス １１ 連通部 １３ 電極
Claims (9)
- 【請求項１】 ハニカム構造体の横断面形状と対応する
横断面形状を有しダイスの前面側から後面側に向かって
所定の深さに形成された交差する複数個の成形溝と、前
記ダイスの後面側から前面側に向かって互いに独立して
形成され前記成形溝の所定の交差部および／または稜辺
部と重なり合う連通部を介して前記成形溝と連通された
複数個の坏土供給穴とを備えたハニカム構造体押出用ダ
イスにおいて、 成形溝と坏土供給穴との連通部の坏土流路縦断面輪郭を
擬似流線形に形成したことを特徴とするハニカム構造体
押出用ダイス。 - 【請求項２】 連通部の坏土供給穴の成形溝側の端部を
頂角が鋭角である円錐面に形成したことを特徴とする請
求項１記載のハニカム構造体押出用ダイス。 - 【請求項３】 ダイス前面側成形溝の端縁および／また
はダイス後面側坏土供給穴の端縁にＲ付け加工部を形成
したことを特徴とする請求項１若しくは２記載のハニカ
ム構造体押出用ダイス。 - 【請求項４】 成形溝の幅寸法を４５〜１２５μｍに形
成したことを特徴とする請求項１ないし３何れかに記載
のハニカム構造体押出用ダイス。 - 【請求項５】 成形溝、連通部および坏土供給穴の内面
の表面粗さＲａを１μｍ以下に形成したことを特徴とす
る請求項１ないし４何れかに記載のハニカム構造体押出
用ダイス。 - 【請求項６】 ハニカム構造体の横断面形状と対応する
横断面形状を有しダイスの前面側から後面側に向かって
所定の深さに形成された交差する複数個の成形溝と、前
記ダイスの後面側から前面側に向かって互いに独立して
形成され前記成形溝の所定の交差部および／または稜辺
部と重なり合う連通部を介して前記成形溝と連通された
複数個の坏土供給穴とを備えたハニカム構造体押出用ダ
イスの製造方法において、 成形溝を加工する工程と、成形溝と連通される坏土供給
穴を加工する工程とを含み、頂角が鋭角である円錐面を
有する電極を前記坏土供給穴側から挿入することによ
り、前記成形溝と坏土供給穴とが重なり合う連通部を放
電加工若しくは電気化学加工により坏土流路縦断面輪郭
が擬似流線形となるように加工することを特徴とするハ
ニカム構造体押出用ダイスの製造方法。 - 【請求項７】 連通部を電気化学加工により加工する際
に、加工液を成形溝側から供給することを特徴とする請
求項６記載のハニカム構造体押出用ダイスの製造方法。 - 【請求項８】 成形溝、連通部および坏土供給穴の内面
をエキストルージョン法により研磨加工することを特徴
とする請求項６若しくは７記載のハニカム構造体押出用
ダイスの製造方法。 - 【請求項９】 ダイス前面側成形溝の端縁および／また
はダイス後面側坏土供給穴の端縁をブラスト手段により
Ｒ付け加工することを特徴とする請求項６ないし８何れ
かに記載のハニカム構造体押出用ダイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19341597A JP3745504B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | ハニカム構造体押出用ダイスおよびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP19341597A JP3745504B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | ハニカム構造体押出用ダイスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1134026A true JPH1134026A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3745504B2 JP3745504B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=16307590
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|---|---|---|---|
| JP19341597A Expired - Lifetime JP3745504B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | ハニカム構造体押出用ダイスおよびその製造方法 |
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002225016A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体押出成形用口金治具 |
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