(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体を押出成形する板状の口金と、該口金に対向して設けられた開口部を有すると共に該口金の表面を押さえる前板部と、該前板部と一体に形成されているとともに該口金の周縁端面と内周面で当接する筒状体部とからなる押さえ治具と、該押さえ治具を保持すると共に圧入される坏土を受け入れるダイホルダとから構成されるハニカム構造体押出成形用口金治具において、
該ダイホルダ内に圧入された坏土が該口金を加圧しつつ該口金からハニカム構造体として押出成形される際に、該口金の周縁部が坏土の加圧により坏土の押出方向に撓むことができる撓み許容部が該前板部と該口金周縁部との間に設けられた空間であることを特徴とするハニカム構造体押出成形用口金治具。
【請求項２】
前記撓み許容部が前記押さえ治具の前板部の裏面の溝加工により形成された空間部であることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体押出成形用口金治具。
【請求項３】
前記撓み許容部が前記口金の周縁部表面に形成された切り欠け空間部であることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体押出成形用口金治具。
【請求項４】
前記押さえ治具の前板部の裏面に凸部を設け、この凸部によって前記口金の表面を押さえることを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体押出成形用口金治具。
【請求項５】
前記押さえ治具の前板部の裏面に設けられた前記凸部が該押さえ治具と別体であることを特徴とする請求項４に記載のハニカム構造体押出成形用口金治具。
【請求項６】
前記押さえ治具の前板部の裏面に設けられた別体の凸部が接着テープであることを特徴とする請求項５に記載のハニカム構造体押出成形用口金治具。
【請求項７】
前記口金の直径が前記ダイホルダの内径より大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカム構造体押出成形用口金治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハニカム構造体の押出成形用口金治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック製ハニカム構造体の押出成形に用いられている口金治具２０は、図８に示す通り、口金１と、押出成形されるハニカム構造体の外寸・形状に対応した開口部１０を有すると共に口金１の表面を押さえる板状部２１ａと板状部２１ａと一体あるいは別体に形成された筒状部２１ｂとからなる口金押さえ治具２１と、口金押さえ治具２１を保持し、圧入される坏土を受け入れるダイホルダ４とから構成されている。
【０００３】
この様な構成の口金治具２０において、用いる口金１の厚みは押出し土圧で口金１が破壊しない程度にできるだけ薄いことが望まれる。口金１の厚みが厚くなれば強度は高くなるがスリット６及び裏穴７と坏土の摩擦による圧力抵抗が増大し、坏土の加圧力を高くしなければならないとの問題を生じる。又、スリット加工と裏穴加工が困難となり、長時間を要し、コスト高になるとの問題も生じる。従来、剛性に優れた炭素鋼を用い、図７に示す通り、口金１を２層構造とし、表面側にハニカム構造体の薄壁部を形成するスリット層１３を形成させ、裏側にスリット６に通じる裏穴７を形成した裏穴層１４を設け、裏穴層１４によりスリット層１３を補強する構造の口金１が用いられている。
【０００４】
この様な構造の口金１において、口金１を破壊することなく、更に薄肉化した口金１が望まれる。口金１の薄肉化により、口金１のスリット加工が容易になり、加工時間が短縮され、口金１の製造コストが低減される。又、坏土の加圧力を低くすることも可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、口金の薄肉化を可能とするハニカム構造体の押出成形用口金治具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、ハニカム構造体を押出成形する板状の口金と、該口金に対向して設けられた開口部を有すると共に該口金の表面を押さえる前板部と、該前板部と一体に形成されているとともに該口金の周縁端面と内周面で当接する筒状体部とからなる押さえ治具と、該押さえ治具を保持すると共に圧入される坏土を受け入れるダイホルダとから構成されるハニカム構造体押出成形用口金治具において、該ダイホルダ内に圧入された坏土が該口金を加圧しつつ該口金からハニカム構造体として押出成形される際に、該口金の周縁部が坏土の加圧により坏土の押出方向に撓むことができる撓み許容部が該前板部と該口金周縁部との間に設けられた空間であることを特徴とするハニカム構造体押出成形用口金治具が提供される。
【０００７】
本発明においては、前記撓み許容部が前記押さえ治具の前板部の裏面の溝加工により形成された空間部であるか又は前記口金の周縁部表面に形成された切り欠け空間部であることが好ましい。
【０００８】
又、本発明においては、前記押さえ治具の前板部の裏面に凸部を設け、この凸部によって前記口金の表面を押さえることが好ましい。
更に、この凸部を該押さえ治具と別体とすることもできる。更に又、この別体の凸部を接着テープとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具について、実施の形態を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１０】
図１は本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具の一実施例を示す断面図である。ハニカム構造体押出成形用口金治具５は、ハニカム構造体を押出成形する円板状の口金１と、円筒状に押出成形されるハニカム構造体の外寸・形状に対応して設けられた開口部１０を有すると共に口金１の表面側を押さえる前板部２ａと、この前板部２ａと一体に形成されていると共に口金１の周縁端面１２と内周面で当接する筒状体部２ｂとからなる押さえ治具２と、この押さえ治具２を保持すると共に圧入される坏土を受け入れるダイホルダ４とから構成されている。
【００１１】
そして、このハニカム構造体押出成形用口金治具５においては、ダイホルダ４内に圧入された坏土が口金１を加圧しつつ口金１からハニカム構造体として押出成形される際に、口金１の周縁部が坏土の加圧により撓むことができる撓み許容部３が押さえ治具２の前板部２ａの裏面に設けられている。図１ではこの押さえ治具２の前板部２ａの裏面に設けられた撓み許容部３が溝加工（ザグリ加工）により形成された空間部である実施例を示す。なお、前板部２ａと筒状体部２ｂは一体でなく、別体とすることもできる。
【００１２】
ダイホルダ４内に圧入された坏土が口金１を加圧しつつ口金１からハニカム構造体として押出成形される際に、押さえ治具２の前板部２ａの裏面に形成された空間部３により口金１の周縁部が坏土の加圧により撓むことができる。
【００１３】
この様に構成された本発明のハニカム構造体成形用口金治具５を用いてハニカム構造体を押出成形した際の坏土の押圧による口金１の各部位における撓み発生状況について示した結果を図２に示す。
【００１４】
横軸の０点が口金１の中心部を示す。口金１の中心部と周縁部が大きく撓み、押さえ治具２の前板部２ａによる押さえ部１１の撓みは小さく、その結果、口金中心線における断面はＷ字状の形状に撓む。
【００１５】
この場合に、口金１のスリット層１３の最表面に発生する引張応力は図３に示す通りである。このグラフにおいても横軸の０点が口金１の中心部を示す。口金１の中心部に最大の引張応力が発生し、周縁部にもかなりの応力が発生している状況が示される。
【００１６】
図３は、口金１の直径２００ｍｍ、厚さ３０ｍｍに溝加工（ザグリ加工）された空間部３の厚み０．１ｍｍの場合に、口金１の中心部に発生の引張応力は８．３ｋｇｆ／ｍｍ2であったことを示す。
【００１７】
一方、比較例として、押さえ治具２の前板部２ａにザグリ加工がされていない点を除いて、全く同一の口金を用い、ハニカム構造体を押出成形した場合について、口金の各部位の撓み量、発生応力を図２及び図３に示す。
口金中心線における撓みの断面形状は中心部を頂点に左右に対称の稜線を有する山形である。発生応力は口金１の中心部が最大であって、ザグリによる空間部を設けた場合に比較して１２ｋｇｆ／ｍｍ2と高い値となる。
【００１８】
即ち、口金１の周縁部に撓みを許容する空間部３を設けたことにより、口金１に発生する最大引張応力は従来の口金治具に比較して約３０％と大幅に低下させることができる。従って、口金１の厚みを更に薄くすることが可能となる。
【００１９】
口金１の周縁部に撓みを許容する空間部３を設けたことにより、口金１に発生する最大引張応力が低減されるメカニズムについては、本発明者らは以下の通り推定している。即ち、口金１の高い剛性と、口金１を押さえる押さえ治具２の前板部２ａによる押さえ部１１を支点にしたてこの作用で口金１の中心部が坏土の押出し方向とは正反対に撓もうとし、坏土の押圧による口金の撓みを相殺している結果であると推定している。
【００２０】
図１では、口金周縁部に対応した押さえ治具２の前板部２ａの裏面の溝加工により形成した空間部３を設ける実施態様を示したが、本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具５として、他の各種実施態様が可能である。図４は口金１周縁部のスリット層１３側の表面に切り欠けによる空間部８を設けた実施態様を示す。空間部８の深さは、通常０．０５〜０．１ｍｍもあれば十分であるが、土圧によっては空間部８の深さをさらに大きくする場合もある。押さえ部１１の長さＡは、押さえ部１１がつぶれない程度の長さがあれば十分であり、短い方がよい。通常は２〜３ｍｍあれば十分である。
【００２１】
図５は押さえ治具２の前板部２ａの裏面に凸部９を設け、凸部９により口金１を押さえ、凸部９より外周側を空間部１５とした実施態様を示す。又、この凸部９を押さえ治具２とは別体にして、例えば厚み０．１ｍｍのテープを押さえ治具２の前板部２ａの裏面あるいは口金１の表面に貼り、テープ面を口金１の押さえ部１１とすることも可能である。
【００２２】
本発明の口金治具５においては、空間部３，８，１５の長さＢを大きくするほど、口金１に発生する応力を削減できる。従って、図６に示すように、口金１の直径をダイホルダ４の内径より大きくし、押さえ治具２の内径もそれに合わせて大きくすればより効果がある。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具によれば、口金を破壊することなく、更に口金の薄肉化が可能となる。口金の薄肉化により、口金のスリット加工が容易になり、加工時間が短縮され、口金の製造コストが低減される。又、坏土の加圧力を低くすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具の一実施例を示す断面図である。
【図２】  坏土の押圧によって撓む口金の部位と撓み量の関係を示すグラフである。グラフ中の△は本発明の実施例を示し、□は比較例を示す。
【図３】  坏土の押圧によって口金に発生する発生応力について、口金部位と発生応力の関係を示すグラフである。グラフ中の△は本発明の実施例を示し、□は比較例を示す。
【図４】  本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具の他の実施態様を示す要部断面図である。
【図５】  本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具の更に別の実施態様を示す要部断面図である。
【図６】  本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具の更に別の実施態様を示す要部断面図である。
【図７】  口金の要部拡大断面図である。
【図８】  従来のハニカム構造体押出成形用口金治具を示す断面図である。
【符号の説明】
１…口金、２…押さえ治具、２ａ…前板部、２ｂ…筒状体部、３…口金の周縁部の撓みを許容する空間部、４…ダイホルダ、５…本発明のハニカム構造体押出成形用口金治具、６…口金に形成されたスリット、７…口金の裏側に形成された裏穴、８…口金周縁部に形成した切り欠け空間部、９…押さえ治具の前板部の裏面に形成した凸部、１０…押さえ治具の前板部に形成した開口部、１１…押さえ部、１２…口金の周縁端面、１３…口金のスリット層、１４…口金の裏穴層、１５…凸部より外周側に形成した空間部、２０…従来の口金治具、２１…従来の口金押さえ治具、２１ａ…板状部、２１ｂ…筒状部。
【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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【図８】
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