(57)【要約】【課題】放電加工中の変形を抑制し、溝加工の精度に優れたハニカム体成形用金型の製造方法を提供すること。【解決手段】材料を供給するための供給穴と、供給穴に連通し材料をハニカム形状に成形するための多角形格子状のスリット溝３とを有するハニカム体成形用金型１を製造する方法である。金型の穴成形面１１に供給穴を形成する穴加工工程と、金型の穴成形面１１の反対側の面である溝成形面１２にスリット溝３を形成する溝加工工程とを有する。溝加工工程は、スリット溝３の形状に対応する格子状を呈すると共に、厚みが０．１ｍｍ以下である電極を使用し、電極を金型に対面させて放電する放電加工と、放電加工中に電極が所定量摩耗した場合にその先端部を削除して新たな先端放電面を形成する先端部削除処理とを交互に繰り返してスリット溝３を掘り進める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を供給するための供給穴と、該供給穴に連通し材料をハニカム形状に成形するための多角形格子状のスリット溝とを有するハニカム体成形用金型を製造する方法であって、
金型の穴成形面に上記供給穴を形成する穴加工工程と、
上記金型の穴成形面の反対側の面である溝成形面に上記スリット溝を形成する溝加工工程とを有し、
上記溝加工工程は、上記スリット溝の形状に対応する格子状を呈すると共に、厚みが０．１ｍｍ以下である電極を使用し、該電極を上記金型に対面させて放電する放電加工と、該放電加工中に上記電極が所定量摩耗した場合にその先端部を削除して新たな先端放電面を形成する先端部削除処理とを交互に繰り返して上記スリット溝を掘り進めることを特徴とするハニカム体成形用金型の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記先端部削除処理は、上記放電加工の加工深さが０．５ｍｍ以下の基準深さを加工する毎に、上記電極の先端部を０．２ｍｍ以上削除する処理を行うことを特徴とするハニカム体成形用金型の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記先端部削除処理は、該先端部削除処理を行うために準備したドレスプレートのドレス面に上記電極を対面させ、両者の間で放電しながら上記ドレス面に沿って上記電極を相対的に移動させることにより、上記電極の先端部を削除することにより行うことを特徴とするハニカム体成形用金型の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、上記ドレスプレートは、上記金型の放電加工を行うための放電加工装置内に配設されており、上記電極を同一ヘッドに保持したまま、上記放電加工と上記先端部削除処理とを交互に実施することを特徴とするハニカム体成形用金型の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４において、上記ドレスプレートは、上記ドレス面の端部における角部を起点にして垂れ下がるドレス側面を有してなるものを用い、
上記電極の削除すべき先端部の側面を上記ドレスプレートのドレス側面に対面させて、上記電極を上記ドレス面と略平行に相対移動させることにより上記先端部削除処理を行うことを特徴とするハニカム体成形用金型の製造方法。
【請求項６】
請求項１または２において、上記先端部削除処理は、ワイヤ放電加工により行うことを特徴とするハニカム体成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム体成形用金型を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の排ガス浄化フィルター等として用いられるコージェライト等を主成分としたセラミック製のハニカム体は、ハニカム体成形用金型（以下、適宜、単に金型という）を用いて、セラミックス原料を含む材料を押出成形することにより製造される。このハニカム体は、隔壁を格子状に設けて多数のセルを構成してなり、そのセル形状としては、四角形、六角形等種々の形状がある。
【０００３】
上記金型としては、金型本体に、材料を供給するための供給穴と、その供給穴に連通して格子状に設けられ、材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝とが形成されたものを用いる。
【０００４】
上記スリット溝を形成する方法としては、放電加工による方法や、砥石を用いる方法等が挙げられる。
従来、上記放電加工によって上記スリット溝を形成する場合には、電極が消耗した場合も設定した深さまで連続して加工を行っていた。しかしながら、この場合には、電極の先端が細くなり側面からの応力に弱くなっており、また、電極が消耗することにより側面放電が発生するために、電極の変形や破損が起こり、スリット溝の加工精度が低下するという問題があった。
【０００５】
また、近年、スリット溝の、微細、高精度化の要求があり、微細なスリット溝の形成のためには、電極の厚みは０．１ｍｍ以下であることが必要である。また、高精度に加工するためには、放電加工中の火花放電状態が安定していること、放電加工中に電極の変形を抑制することが必要である。
しかしながら、電極が薄い場合には、剛性が低く、横方向の負荷に弱いため、側面放電が起こると電極が変形してしまう。
【０００６】
【特許文献１】特許第３８１４８４９号公報
【特許文献２】特許第３７５０３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、放電加工中の電極の変形を抑制し、微細で高精度な溝加工が可能なハニカム体成形用金型の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、材料を供給するための供給穴と、該供給穴に連通し材料をハニカム形状に成形するための多角形格子状のスリット溝とを有するハニカム体成形用金型を製造する方法であって、
金型の穴成形面に上記供給穴を形成する穴加工工程と、
上記金型の穴成形面の反対側の面である溝成形面に上記スリット溝を形成する溝加工工程とを有し、
上記溝加工工程は、上記スリット溝の形状に対応する格子状を呈すると共に、厚みが０．１ｍｍ以下である電極を使用し、該電極を上記金型に対面させて放電する放電加工と、該放電加工中に上記電極が所定量摩耗した場合にその先端部を削除して新たな先端放電面を形成する先端部削除処理とを交互に繰り返して上記スリット溝を掘り進めることを特徴とするハニカム体成形用金型の製造方法にある（請求項１）。
【０００９】
本発明の注目すべき点は、溝加工工程において、厚みが０．１ｍｍ以下である電極を用いて、特定条件で上記放電加工と上記先端部削除処理とを交互に繰り返して行うことにある。これにより、微細で高精度な溝加工を行うことができる。
【００１０】
すなわち、上記ハニカム体成形用金型の製造方法は、溝加工工程において、微細なスリット溝を加工するために、スリット溝の形状に対応する格子状を呈すると共に、厚みが０．１ｍｍ以下であるという特殊な電極を使用する。
そして、上記溝加工工程では、上記電極を上記金型に対面させて放電する放電加工を最後まで続けて所望の深さのスリット溝を一気に形成することは行わない。上述したごとく、上記放電加工と、該放電加工中に上記電極が所定量摩耗した場合にその先端部を削除して新たな先端放電面を形成する先端部削除処理とを交互に繰り返して上記スリット溝を掘り進める。
【００１１】
このように、放電加工の合間に定期的に先端部削除処理を行って上記電極の先端放電面を整えることにより、放電加工において側面放電の発生を防ぐことができ、電極端面のみで火花放電を一定に保ちながら放電させることができる。そのため、電極に変形をもたらすことなく、微細で高精度な溝加工を行うことができる。
これにより、本発明によれば、放電加工中の電極の変形を抑制し、微細で高精度な溝加工が可能なハニカム体成形用金型の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のハニカム体成形用金型の製造方法は、上述したように、上記溝加工工程において、上記スリット溝の形状に対応する格子状を呈すると共に、厚みが０．１ｍｍ以下である電極を使用する。
上記電極の厚みが０．１ｍｍを超える場合には、ハニカム体成形用金型という特殊な用途に適した微細な溝加工を行うことができない。
また、上記電極の先端放電面は、上記金型の溝成形面に対して平行である。
また、上記電極の素材は、銅タングステン（ＣｕＷ）であることが好ましい。
【００１３】
また、電極を上記金型に対面させて放電する放電加工と、該放電加工中に上記電極が所定量摩耗した場合にその先端部を削除して新たな先端放電面を形成する先端部削除処理とを交互に繰り返して上記スリット溝を掘り進める。
上記放電加工は、加工液中で、電極を金型に対面させて放電し、電極と金型の間に火花放電を発生させて、電極形状を金型に転写するように加工するものである。
【００１４】
上記先端部削除処理は、電極の先端部を削除して新たな先端放電面を形成するものであるが、その方法としては、例えば、ドレスプレートを用いる方法や、ワイヤ加工を用いる方法等が挙げられる。
【００１５】
上記ハニカム体成形用金型は、上記先端部削除処理は、上記放電加工の加工深さが０．５ｍｍ以下の基準深さを加工する毎に、上記電極の先端部を０．２ｍｍ以上削除する処理を行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には、放電加工中の火花放電状態を特に良好に一定に保つことができる。
上記先端部削除処理は、電極の変形を防止するために、上記電極の先端が０．２ｍｍ以上消耗する前に行うことが好ましい。そのために、０．５ｍｍ以下の基準深さを設け、その基準深さ放電加工を行う毎に電極を削除することが好ましい。
【００１６】
上記基準深さを０．５ｍｍよりも大きくすると、電極の先端の消耗が大きくなり、側面放電が発生し、先端が細くなり側面からの応力に弱くなった電極を変形させるおそれがあり、スリット溝の加工精度が悪化するおそれがある。
また、上記電極の先端部の削除量が０．２ｍｍ未満の場合には、電極が消耗した部分を削除しきれず、再度放電加工を行う際に、電極に変形が起こり、高精度のスリット溝を形成することができないおそれがある。
【００１７】
また、上記先端部削除処理は、上記電極の厚みが０．０６５ｍｍ未満の場合には、上記基準深さを０．４ｍｍとし、放電加工深さ０．４ｍｍ毎に、上記電極の先端を０．２５ｍｍ削除することが好ましい。
また、上記電極の厚みが０．０６５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の場合には、上記基準深さを０．５ｍｍとし、放電加工深さ０．５ｍｍ毎に、上記電極の先端を０．２５ｍｍ削除することが好ましい。
なお、このような具体的な基準は、電極サイズ毎に実験を繰り返すことによってさらに好適化することができる。
【００１８】
また、上記先端部削除処理は、該先端部削除処理を行うために準備したドレスプレートのドレス面に上記電極を対面させ、両者の間で放電しながら上記ドレス面に沿って上記電極を相対的に移動させることにより、上記電極の先端部を削除することにより行うことが好ましい（請求項３）。
また、この場合には、上記先端部削除処理は、加工液中で行われる。また、上記ドレスプレートは、銅タングステン（ＣｕＷ）よりなるプレートであることが好ましい。
【００１９】
また、上記ドレスプレートは、上記金型の放電加工を行うための放電加工装置内に配設されており、上記電極を同一ヘッドに保持したまま、上記放電加工を上記先端部削除処理とを交互に実施することが好ましい（請求項４）。
この場合には、放電加工と先端部削除処理とを連続的に行うことができ、上記溝加工工程を特に効率よく行うことができる。また、電極の着脱による段取り誤差がなくなり、スリット溝の加工精度がさらに向上する。
【００２０】
また、上記ドレスプレートは、上記ドレス面の端部における角部を起点にして垂れ下がるドレス側面を有してなるものを用い、
上記電極の削除すべき先端部の側面を上記ドレスプレートのドレス側面に対面させて、上記電極を上記ドレス面と略平行に相対移動させることにより上記先端部削除処理を行うことが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記先端部削除処理を効率的に行うことができる。
この先端部削除処理は、上記先端部の側面と上記ドレス側面を対面させた状態で放電し、上記先端部の上記ドレス側面と対面する部分から徐々に消耗していく。続いて、上記ドレス面との間でさらに放電を行い新たな先端放電面を形成するものである。
【００２１】
また、上記ドレスプレートも放電により消耗する。先端部削除処理開始側の消耗量は多く、開始側から離れるにつれて消耗量は少なくなる。消耗していないドレス面が残っている限りは先端部削除処理を行うことが可能である。
また、上記ドレスプレートを用いる場合よりも効率は低下するが、上記先端部削除処理は、ワイヤ放電加工により行ってもよい（請求項６）。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
本例は、本発明のハニカム体成形用金型の製造方法にかかる実施例について、図１〜図７を用いて説明する。
本例では、図１〜図３に示すごとく、材料を供給するための供給穴２と、該供給穴２に連通し材料をハニカム形状に成形するための多角形格子状のスリット溝３とを有するハニカム体成形用金型１（以下、適宜、金型１という。）を製造する。
その製造方法は、金型１の穴成形面１１に上記供給穴２を形成する穴加工工程と、上記金型１の穴成形面１１の反対側の面である溝成形面１２に上記スリット溝３を形成する溝加工工程とを有するものである。
上記溝加工工程は、上記スリット溝３の形状に対応する格子状を呈すると共に、厚みが０．１ｍｍ以下である電極６を使用し、該電極６を上記金型１に対面させて放電する放電加工と、該放電加工中に上記電極６が所定量摩耗した場合にその先端部６１を削除して新たな先端放電面６２を形成する先端部削除処理とを交互に繰り返して上記スリット溝３を掘り進めることにより行う。
以下、これを詳説する。
【００２３】
ハニカム体成形用金型を製造するに当たっては、まず、図４に示すように、ハニカム体成形用金型１の素材として、供給穴を形成する穴成形面１１と、スリット溝を形成する溝成形面１２とを表裏に有する、ＳＫＤ６１よりなる金型４を準備した。金型４には、周囲より突出したスリット加工部４１を予め研削加工により設けてある。
【００２４】
次に、上記穴加工工程において、上記金型４の穴形成面１１に、ドリルを用いて、穴成形面１１側から溝成形面１２側へ向けて、金型４を貫通しない深さで、穴径Ｒがφ０．７〜１．３ｍｍの供給穴２を形成した。
【００２５】
その後、上記溝加工工程において、上記穴成形面１１の反対側の面である溝成形面１２に、上記供給穴２に連通する、溝巾ｗが０．０８〜０．１６±０．０１ｍｍ、溝深さｈが２〜３ｍｍの六角格子状のスリット溝３を形成した。
この溝加工工程について、さらに具体的に説明する。
【００２６】
上記溝加工工程は、図５に示す放電加工装置５を用いて、放電加工と、先端部削除処理とを交互に繰り返すことにより行う。
図５に示すごとく、上記放電加工装置５は、加工液５４を溜めると共に該加工液５４中に金型４及びドレスプレート５５を配置する槽５３と、電極取付治具５１を介して放電ヘッド５２に保持された電極６と、上記放電ヘッド５２と金型６とドレスプレート５５と接続された電源５６とを有する。
【００２７】
上記金型４は、加工液中５４で、放電加工によりスリット溝が形成される溝成形面１２を上にして配置される。
また、上記ドレスプレート５５は、電極６の先端部６１を定期的に削除するためのドレス面５６を上にして、上記金型４と同じ槽５３内に配置される。
上記ドレスプレート５５は、図５、図７に示すごとく、上記ドレス面５６の端部における角部５６１を起点にして垂れ下がるドレス側面５６２を有してなる。
より具体的には、上記ドレスプレート５５は、略直方体の形状を有し、その上面が上記ドレス面５６よりなり、その側面の一つが上記ドレス側面５６２よりなる。そのサイズは、巾が電極６の外径以上の７０ｍｍ、高さが５〜２５ｍｍ、長さが２００ｍｍである。本例のドレスプレート長さ２００ｍｍの場合、約１００回の先端部削除処理を行うことができる。
【００２８】
また、上記電極６を保持している放電ヘッド５２は可動式であり、図示しない移行装置によって垂直方向、平行方向に移動させることができる。
また、上記電極６としては、図６に示すように、形成するスリット溝の形状に対応する六角格子状の先端６１を有し、厚みｗが５５μｍである電極６を用いる。
また、上記電極６及び上記ドレスプレート５５は、同一材料の銅タングステン（ＣｕＷ）からなる。
【００２９】
上記溝加工工程は、まず、図５（ａ）に示すように、放電加工を行う。
加工液５４中で、電極６の先端放電面６２と、金型４の溝成形面１２を対面させた状態で、上記電極６を放電すると共にＡ方向に下降させ、電極６の先端の六角格子形状を金型４の溝形成面１２に転写するように、スリット溝３を形成する。
【００３０】
この放電加工中に電極６が所定量摩耗すると、図５（ｂ）及び図７に示すように、先端部削除処理を行う。
本例では、基準深さを０．４ｍｍとし、上記放電加工において０．４ｍｍ加工する毎に、上記電極６の先端部６１を０．２５ｍｍ削除する処理を行った。
図７（ａ）は、所定量摩耗した電極６とドレスプレート５５との位置関係を示し、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、先端部削除処理中の電極６とドレスプレート５５を示し、図７（ｄ）は、先端部削除処理後により、新たな先端放電面６２が形成された電極６を示す。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように、本例では、金型４とドレスプレート５５とが同じ槽内５３に配置されている。そのため、上記放電加工と同一の放電ヘッド５２に電極６を保持したまま、放電ヘッド５２を移動するだけで先端部削除処理を行うことができる。
【００３２】
上記先端部削除処理は、具体的には、まず、図７（ａ）に示すごとく、先端部削除処理により形成される新たな先端放電面６２の位置Ｔと、ドレスプレート５５のドレス面５６とがほぼ同じ高さになるように電極６を移動する。このとき、上記電極６の先端部６１の側面６３と、上記ドレスプレート５５のドレス側面５６２とが対面している。その後、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、上記先端部６１の側面６３と上記ドレス側面５６２との間で放電しながら、上記電極６を上記ドレス面５６と略平行にＢ方向に相対移動させ、先端部６１の削除を進める。そして、電極６の先端部６１と上記ドレス面５６との間で放電しながら先端部６１の先端放電面を整える。これにより、図７（ｄ）に示すごとく、新たな先端放電面６２を形成する。
【００３３】
そして、所望の溝深さとなるまで、上記放電加工と上記先端部削除処理とを繰り返し行ってスリット溝３を掘り進め、ハニカム体成形用金型１を得た。
これにより、放電加工中の電極６の変形を抑制し、微細で高精度なスリット溝３を有するハニカム体成形用金型１を製造することができた。
【００３４】
なお、本例において、上記スリット溝は六角格子状としたが、他の多角格子状のスリット溝を形成した場合であっても同様の効果を得ることができる。
また、本例において、先端部削除処理は、ドレスプレートを用いて、電極を溶かすことにより行ったが、ワイヤ放電加工によって行ってももちろんよい。
【００３５】
また、本例では、電極６の削除すべき先端部６１の側面６３をドレスプレート５５のドレス側面５６２に対面させて、上記電極６を上記ドレス面６２と略平行に相対移動させることにより先端部削除処理を行ったが、垂直な方向に相対移動させて、あるいは、平行な移動と垂直方向けの移動とを組み合わせて先端部削除処理を実施することも可能である。
【００３６】
また、本例では、上記先端部削除処理を上記ドレスプレート５５と電極６との間の放電によって実施したが、これを、別途準備したワイヤ放電加工機（図示略）によって実施することも可能である。この場合も得られる金型１の品質向上を図ることができる。しかし、上述したドレスプレート５５を用いた方法と比較すると、効率が低下することは避けられない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１における、ハニカム体成形用金型を示す外観図。
【図２】実施例１における、ハニカム体成形用金型を示すＰ矢視図。
【図３】実施例１における、ハニカム体成形用金型を示す断面図。
【図４】実施例１における、金型を示す外観図。
【図５】実施例１における、溝加工工程を示す説明図。
【図６】実施例１における、電極を示す説明図。
【図７】実施例１における、先端部削除処理を示す説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１  ハニカム体成形用金型
１１  穴成形面
１２  溝成形面
３  スリット溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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