JPS5946763B2 - ハニカムの押出し成型方法およびその装置 - Google Patents

ハニカムの押出し成型方法およびその装置

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JPS5946763B2
JPS5946763B2 JP52051792A JP5179277A JPS5946763B2 JP S5946763 B2 JPS5946763 B2 JP S5946763B2 JP 52051792 A JP52051792 A JP 52051792A JP 5179277 A JP5179277 A JP 5179277A JP S5946763 B2 JPS5946763 B2 JP S5946763B2
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昇 樋口
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NIPPON GAISHI KK
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HODEN SEIMITSU KAKO KENKYUSHO KK
NIPPON GAISHI KK
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    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • B28B3/269For multi-channeled structures, e.g. honeycomb structures
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハニカムの押出し成型方法およびその装置、
特に例えばセラミック材で構成される自動車用浄化装置
部材などのハニカムを押出し成型するハニカムの押出し
成型方法およびその装置において、上記ハニカムの各箇
所における押出圧力を均一化できしかも被加工材に印加
する押圧力が充分小さくて足りるようにしたハニカムの
押出し成型方法およびその装置に関するものである。
一般に例えば自動車用排気ガス浄化装置における浄化装
置部材は例えば第1図に図示する如き構造をとっている
第1図において、1は浄化装置部材、2はコア部、3は
断面形状が例えば正方形の溝を表わしている。
この場合、通常コア部2は耐熱性および耐食性に優れた
セラミックを材料とし、また該コア部2の厚さ(第1図
図示d)は0、05〜5朋程度である。
従来この種の浄化装置部材1などのハニカムを成型する
方法として、例えば米国特許第 3888963号に開示される,押出し成型方法が知ら
れている。
第2図は該公知の押出し成型方法における成型装置の側
断面図を示している。
また第3図A,B,Cは該成型装置に用いられるハニカ
ム成型用ダイスの一例を示し、第3図Aは該ダイスの第
2図図示A−A’線断面図、第3図Bは上記ダイスの第
2図図示B−B’線断面図、第3図Cは上記ダイスを分
解的に表わした斜視図を夫々示している。
第2図において、4はシリンダ、5は押出し手段例えば
スクリュー、6はハニカム成型用ダイス、7は被加工材
例えばセラミック坏土、8はハニカムであり図示の矢印
すの方向に押出されてくるもの、9はシリンダ4とハニ
カム成型用ダイス6とを連結する連結手段、16は絞り
部、17は被加工材温を夫々表わしている。
ハニカム成型用ダイス6はシリンダ4 側(以下表面側
という)に複数の円孔6−1を有しており、該円孔6−
1は同一の深さをもちかつ第3図Aに図示する如く配列
されている。
一方シリンダ4と反対の側(以下裏面側という)には第
3図Bに図示する如くハニカム成型溝6−2が形成され
ており、該成型溝6−2は裏面側から上記表面側に穿孔
されだ円孔6−1の底面に至る深さを有している。
第3図Cは上記ダイス6の構造をわかり易く説明するた
めの斜視図を示している。
即ちダイス6は、第3図Cに図示する如く、複数の円孔
6−1.6−1が貫通された均一な厚さlを有する円孔
部10を、成型溝6−2が形成された均一な厚さl′を
有する成型溝部11に載置せしめた如き構成をとる。
この場合各円孔6−1.6−1の中心線は成型溝6−2
の交叉点位置に対応する。
なお上述の説明においてはダイス6をあたかも円孔部1
0と成型溝部11とを連結して構成せしめている如く説
明したが、実際には円孔部10と成型溝部11とは1つ
のブロック内に一本に構成される。
即ち1つのブロックの一方の面から円孔6−1が穿たれ
、他方の面から成型溝6−2が穿たれた形となっている
また絞り部16には複数の貫通孔16−1かもうけられ
ており、シリンダ4内のセラミック ±7は該貫通孔1
6−1を通って被加工材温17内に供給される。
第2図において、シリンダ4内のセラミック坏±7は、
スクリュー5が回転しながら第2図図示矢印aの方向に
移動することにより、絞り部16に抑圧供給される。
そして該絞り部16に押圧供給されてきたセラミック
±7は、絞り部16の貫通孔16−1人口付近で絞られ
て貫通孔16−1内に流れ込む。
そして貫通孔16−1出口付近で今度は拡大されて被加
工材温17内に流れ込み、該被加工材温17内に溜めら
れる。
そしてダイス6に到達すると、ダイス6の複数の円孔6
−1および成型溝6−2を順に通って第1図図示の如く
構成されるハニカム8に成型される。
しかし従来のハニカムの押出し成型方法の場合、次のよ
うな問題点がある。
第6図Aはこの点を説明するための説明図であり、図中
、4 、6 、16゜17は夫々第2図の符号4,6,
16,17に対応したもの、12および18−1ないし
18−4はセラミック坏±7の圧力分布曲線であり押出
し手段5としてスクリューを用いた場合のものを夫夫表
わしている。
第6図Aにおける圧力分布曲線12から明らかな如く、
シリンダ4内において、シリンダ4の中心軸付近に位置
するセラミック坏±7とシリンダ4の内壁付近に位置す
るセラミック坏±7がともに比較的小さな押圧力を受け
、その中間付近に位置するセラミック坏±7は比較的大
きな押圧力を受けることがわかる。
そしてこのように押圧力が不均等な状態のもとで絞り部
16のシリンダ4側の端面に到達すると、セラミツ久坏
±7は該端面により比較的大かな変形抵抗を受ける。
このため絞り部16における外周付近に位置する貫通孔
16−1内を通過するセラミック坏±7が受ける押圧力
と、中心付近に位置する貫通孔16−1内を通過するセ
ラミック坏±7が受ける押圧力と、その中間に位置する
貫通孔16−1内を通過するセラミック坏±7が受ける
押圧力とは略等しくなる。
そして絞り部16を通過して被加工材温17内に押圧供
給されてくると、被加工材温17の絞り部16出ロ付近
において、セラミック坏±7は第6図A図示18−1の
如き押圧力を受けるようになる。
即ち圧力分布曲線18−1から明らかな如く、貫通孔1
6−1に直接対向するセラミック坏±7は比較的大きな
押圧力を受け、一方貫通孔16−1に直接対向しないセ
ラミック坏±7は比較的小さな押圧力を受ける。
そして被加工材温17内をダイス6側に押圧供給されて
ゆくにつれて、セラミック坏±7は第6図A図示18−
2゜18−3.18−4で示す如き圧力分布曲線を描く
ようになる。
即ち貫通孔16−1と直接対向するセラミック坏±7が
受ける押圧力と直接対向しないセラミック坏±7が受け
る押圧力との圧力差は被加工材温17内を通過してゆく
にしたがって小さくなる。
しかし被加工材温17の内壁による壁面抵抗が比較的大
きいため該内壁付近を通過するセラミック坏±7の押圧
力は中心付近を通過するセラミック坏±7の押圧力に較
べて小さく、押出されてゆくにしたがってその圧力差は
増加してゆく。
このため折角絞り部16をもうけたにも拘らず再び圧力
に不均衡が生じ、ダイス6を通過し成型されたハニカム
8各部における機械的強度は不均一なものとなり、焼き
付けを行なう際にヒビが入ったり割れたりすることが生
ずる。
また絞り部16の各貫通孔16−1において、その開口
面積は第2図および第6図Aから明らかな如くシリンダ
4側から被加工材部17側にわたって等しく与えられて
いる。
このためセラミック坏±7は絞り部16人ロ付近で上述
した変形抵抗を受けた後、貫通孔16−1内を通過する
際貫通孔16−1内壁により比較的大きな壁面抵抗を受
ける。
従ってセラミック坏±7を抑圧供給する際に大きな押圧
力をセラミック坏±7に印加する必要がある。
本発明は上記の点を解決することを目的とし、上記圧力
分布が成型ダイスの前面付近において均一化されるよう
にして堅牢なハニカムを得ると共に比較的小さな押圧力
で被加工材を押圧することができるようにすることを目
的としている。
以下第4図、第5図、第6図Bを参照しつつ本発明を説
明する。
第4図は本発明によるハニカムの押出し成型方法に用い
られる一実施例ハニカムの押出し成型装置の側断面図、
第5図は該成形装置にもうけられた絞り部の一実施例構
成、第6図Bは本発明を説明するための説明図を夫々示
している。
第4図において、13は絞り部を構成する整流板、14
は被加工材温を構成する断面が中空な筒状体、15は該
筒状体14とハニカム成型用ダイス6とを連結保持する
連結手段、4,5,6,6−1 、6−2 、7、−8
は夫々第2図における符号に対応したものを夫々表わし
ている。
本発明の場合、成型ダイス6の前面に被加工材温14を
もうけると共に該被加工材温14の前面に絞り部即ち整
流板13をもうけている。
第4図および第4図図示C−σ線の方向から見た整流板
13を表わす第5図から明らかな如く、整流板13は複
数の貫通孔13−1を有している。
そして貫通孔13−1のシリンダ4側の開口部13−2
の総面積はシリンダ4の整流板13と接する開口の面積
に較べて小さくされると共に、貫通孔13−1のダイス
6側の開口部13−3の総面積は被加工材温14の整流
板と接する開口の面積に較べて小さくされる。
また各貫通孔13−1は、シリンダ4側の開口部13−
2において開口面積が最も小さくとられ、該開口部13
−2から押出し方向に向って開口面積が増大し、ダイス
6側の開口部13−3において開口面積が最も大きくな
るよう構成される。
また被加工材温14は第4図から明らかな如く、その開
口面積が整流板13側からダイス6側に向って増大する
よう形成せしめである。
シリンダ4内に押圧供給されてきた被加工材7例えばセ
ラミック坏土は、整流板13により一旦絞られる。
そして該絞られたセラミック坏±7はふくらんで被加工
材温14に流れ込み、該被加工材温14内を押圧されな
がらダイス6に至る。
そして該ダイス6の円孔6−1および成型溝6−2を順
にへて第1図図示の如く構成されるハニカム8に成型さ
れる。
以下第6図Bを参照しつつ、セラミック坏±7がシリン
ダ4内から整流板13および被加工材温14内を順にへ
てダイス6に至るまでの間におけるセラミック坏±7に
対する押圧力の分布状態を説明する。
第6図Bにおいて、4,6,13,14は第4図の符号
に対応したものを表わし、12はシリンダ4内において
整流板13の前面付近におけるセラミック坏±7の圧力
分布曲線、18−1ないし18−6は夫々被加工材温1
4内におけるセラミック坏±7の圧力分布曲線を表わし
ている。
圧力分布曲線12で示す如く、整流板13の前面付近に
おいては、シリンダ4の中心軸付近のセラミック坏土と
シリンダ4の内壁付近のセラミック坏土が比較的小さな
押圧力を受けかつその中間のセラミック坏土が比較的大
きな押圧力を受け、3者の圧力差は比較的大きなものと
なる。
このような圧力分布曲線12−5で表わされるセラミッ
ク坏±7が整流板13に到達すると、整流板13の開口
部13−2の総面積が上述した如くシリンダ4の開口面
積に較べ小さいため、上記セラミック坏±7は整流板1
3のシリンダ4側の端面により比較的大きな変形抵抗を
受け、整流板13の各開口部13−2における押圧力は
略等しくなる。
そしてセラミック坏±7は整流板13の貫通孔13−1
内を通過して被加工材部14内に流れ込む。
この場合セラミック坏±7は被加工材部14内にふくら
んで流れ込む。
このため整流板13を通過した直後におけるセラミック
坏±7は第6図B図示圧力分布曲線18−1をもつよう
になる。
即ち該圧力分布曲線18−1から明らかな如く、整流板
13の開口部13−3と直接対向する領域のセラミック
坏±7は比較的大きな押圧力を受けかつ上記開口部13
−3と直接対向しない領域のセラミック坏±7は比較的
小さな押圧力を受ける。
そして圧力分布曲線18−1ないし18−6から明らか
な如く、整流板開口部13−3と直接対向するセラミッ
ク坏±7が受ける押圧力と、直接対向しないセラミック
坏±7が受ける押圧力との圧力差は押出し方向に向って
減少されてゆく。
また被加工材温14の開口面積は押出し方向に向って増
大するため被加工材温14の内壁による壁面抵抗は充分
小さくなる。
このため被加工材温14の内壁付近を通過するセラミッ
ク坏±7が受ける押圧力と中心付近を通過するセラミッ
ク坏±7が受ける押圧力との圧力差はほとんどなくなる
従ってダイス6の前面付近において押圧力は略均−なも
のとなり、ダイス6によって成型されたハニカム8各部
における機械的強度は略均−になる。
このため焼き付きを行なう際に非所望にヒビ割れなどを
生ずることを防止される。
また整流板13の貫通孔13−1は、開口面積が押出方
向に向って増大するよう形成されている。
このため貫通孔13−1の内壁による壁面抵抗はほとん
ど零となる。
即ちセラミック坏±7は整流板13を通過する際に変形
抵抗のみを受けるようになる。
従ってセラミック坏±7に印加する押圧力は第2図およ
び第6図Aにおいて上述した従来の場合に較べて充分小
さくて足りる。
以上の如く、本発明によれば、被加工材温をその開口面
積が押出方向に向って増大するよう形成せしめたためダ
イス前面付近における押圧力が略均−になり、このため
機械的強度が均一な即ち堅牢なハニカムを得ることがで
きる。
また整流板の貫通孔をその開口面積が押出方向に向って
増大するよう形成せしめたため被加工材に印加する押圧
力が充分小さくて足りる。
なお上記の説明においては正方形状のハニカムを成型す
る場合について説明したが、他に正三角形や正六角形や
正八角形などの断面形状をもつハニカムを成型する場合
においても同様に適用できることは言うまでもなく、ま
た押出し手段としてスクリュー以外の例えばピストンを
用いた場合においても適用できることは言うまでもない
【図面の簡単な説明】
第1図はハニカムの概念を説明する斜視図、第2図は従
来のハニカムの押出し成型方法に用いられた押出し成型
装置の一例、第3図A、B、Cはハニカム成型用ダイス
の一例、第4図は本発明によるハニカムの押出し成型方
法に用いられる押出し成型装置の一実施例、第5図は該
装置に用いられる絞り部の一実施例、第6図A、Bは本
発明を説明するための説明図を夫々示す。 図中、4はシリンダ、5は押出し手段、6はハニカム成
型用ダイス、7は被加工材、8はハニカム、13は絞り
部即ち整流板、13−1は貫通孔、14は被加工材温を
夫々表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 押圧供給されてくる被加工材の流束を絞り部により
    一旦絞り、次に該絞られた被加工材の流束を拡大せしめ
    て被加工材部に溜めた上で、該被加工材部に溜められた
    被加工材をハニカム成型用ダイスに供給し、該ハニカム
    成型用ダイスを介して予め定めた断面形状をもつハニカ
    ムを成型するハニカムの押出し成型方法において、上記
    被加工材部内の被加工材の流束を押出方向に向って拡大
    せしめるようにしたことを特徴とするハニカムの押出し
    成型方法。 2 上記絞り部内の被加工材の流束を押出方向に向って
    拡大せしめるようにしたことを特徴とする特許 し成型方法。 3 被加工材が供給されるシリンダ、該シリンダの先端
    にもうけられかつ上記シリンダ内を押圧供給されてくる
    被加工材の流束を絞る絞り部、該絞り部を介して絞られ
    た被加工材を溜める被加工材部および該被加工材部の先
    端にもうけられたハニカム成型用ダイスをそなえ、該ハ
    ニカム成型用ダイスを介して予め定めた断面形状をもつ
    ハニカムを成型するハニカムの押出し成型装置において
    、上記被加工材部をその断面積が押出し方向に向って増
    大するよう構成せしめたことを特徴とするハニカムの押
    出し成型装置。 4 上記絞り部は複数の貫通孔を有する整流板で構成さ
    れ、該各貫通孔は、その断面積が押出し方向に向って増
    大するよう構成されたことを特徴とする上記特許請求の
    範囲第3項記載のハニカムの押出し成型装置。
JP52051792A 1977-05-04 1977-05-04 ハニカムの押出し成型方法およびその装置 Expired JPS5946763B2 (ja)

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