(57)【要約】【課題】隔壁の薄いハニカム構造体を得るための、狭いスリットを備えた口金を製造することが可能な電極であって、且つ、その狭いスリットの口金を得るための放電加工中に、破損せず変形もしない電極を、短時間で得られる手段を提供すること。【解決手段】電極基体１０２Ｂの一の面１０７Ｂにおいて、ハニカム構造体の複数の流通セルに対応する位置に、流通セルと相補形状をなす加工用電極１６１を、複数、配置し、その複数の加工用電極１６１から電極基体１０２Ｂの一の面１０７Ｂに向けて放電をして電極基体１０２Ｂを彫り、その電極基体１０２Ｂに、流通セルと相似形状をなす複数の電極セルを形成し、一の面に、電極隔壁によって区画された複数の電極セルが表れてなるハニカム電極を得る、ハニカム構造体成形口金用電極の製造方法の提供による。【選択図】図７
2012125883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質隔壁によって区画された複数の流通セルを有するハニカム構造体を成形する口金の作製に用いられる、電極を製造する方法であって、
放電性材料からなり二の面を有する厚板状の電極基体を用意し、
その電極基体の何れかの面において、前記複数の流通セルに対応する位置に、前記流通セルと相補形状をなす、１以上の加工用電極を配置し、
その１以上の加工用電極から前記電極基体の何れかの面に向けて放電をしてその電極基体を彫り、その電極基体に、前記流通セルと相似形状をなす複数の電極セルを形成し、
少なくとも何れかの面に、電極隔壁によって区画された前記複数の電極セルが表れてなる電極を得る、ハニカム構造体成形口金用電極の製造方法。
【請求項２】
前記放電を行う前に、前記電極基体の、前記複数の流通セルに対応する位置に、複数の孔を開けておく請求項１に記載のハニカム構造体成形口金用電極の製造方法。
【請求項３】
前記孔が、貫通孔である請求項２に記載のハニカム構造体成形口金用電極の製造方法。
【請求項４】
前記加工用電極が複数である場合に、それら複数の加工用電極が支持部を通して一体化している請求項１〜３の何れか一項に記載のハニカム構造体成形口金用電極の製造方法。
【請求項５】
前記電極セルの断面形状が、六角形である請求項１〜４の何れか一項に記載のハニカム構造体成形口金用電極の製造方法。
【請求項６】
前記電極セルの断面形状が、八角形及び四角形である請求項１〜５の何れか一項に記載のハニカム構造体成形口金用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口金の加工に使用される電極を製造する方法に関する。その口金は、ハニカム構造体を成形するために用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
ハニカム構造体は、一般に、外形が円柱形又は角柱形を呈する、セラミック製品である。このハニカム構造体は、多数の細孔を有するセラミックの多孔質体からなる隔壁によって区画された、複数のセルを有する（ハニカム構造を呈する）ものである。このようなハニカム構造体は、上記セルがガスの流路となって、フィルタや触媒担体として多用されている。
【０００３】
ハニカム構造体は、専用のハニカム構造体成形口金（単に口金ともいう）を取り付けた押出成形機を用い、成形原料を押出成形して、製造することが出来る。この口金は、純金属や合金等からなる口金基体に、成形原料（坏土ともいう）を導入する裏孔（導入孔ともいう）と、その裏孔に連通するスリットと、が形成されてなるものである。スリットは、セルの断面形状に合わせた形状をなし、ハニカム構造体の隔壁の厚さに対応する幅を有している。裏孔の径は、スリットの幅より大きく、スリットが交差する位置に対応して設けられる。この口金を用いた押出成形によれば、裏孔から導入された成形原料は、幅の狭いスリットへと移り、スリットから押し出されて、ハニカム構造の成形体（ハニカム成形体ともいう）として、排出される。そして、そのハニカム成形体を焼成すれば、ハニカム構造体が得られる。
【０００４】
このような口金は、スリット及び裏孔の形成されていない口金基体に、上記スリット及び裏孔を形成して、得ることが出来る。スリットの形成手段としては、電極を用いた放電加工（ＥＤＭ加工）や、切削加工、研削加工、電解加工等を挙げることが出来る。例えば、特許文献１、特許文献２では、断面形状が六角形のセルを有するハニカム構造体を成形する口金を製造する手段が、開示されている。これら特許文献１，２においては、スリットに合わせた薄い平板状突起を多数備えた、櫛歯状電極が使用されている。そして、スリットは、薄い平板状突起からの放電によって、加工されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第１７８４８２２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５４３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年のハニカム構造体においては、フィルタや触媒担体としての性能を向上させるため、セル密度を高め、隔壁を薄くすることが求められている。例えば、断面形状が六角形のセルを有するハニカム構造体では、望まれるセル密度は４００〜９００個／１平方インチ（１インチは約２．５４ｃｍ）、隔壁の厚さは１．５〜６ミル（１ミルは約０．０２５４ｍｍ）である。このとき、（セルの断面形状である）六角形の対向する２辺間の距離（対辺長）は概ね０．５０〜２．００ｍｍとなる。
【０００７】
ハニカム構造体の隔壁（の厚さ）が薄くなれば、それに応じて口金のスリット（の幅）を狭く（細く）しなければならない。そして、上記特許文献１，２に記載された従来技術によって口金のスリットの幅を狭くするには、放電加工に用いる櫛歯状電極の平板状突起を薄くする必要がある。しかし、薄くすれば、その櫛歯状電極の平板状突起は、破損し（折れ）易くなる。例えば、口金の放電加工中に、櫛歯状電極の平板状突起が破損すれば、得られる口金の形状が異常になるおそれが大きい。そして、その口金を用いて成形すれば、得られるハニカム構造体の形状も異常となり、ひいてはセラミック製品としての歩留まりが低下する。
【０００８】
このような問題意識の下、対策が検討された結果、口金を得るために、口金の（全体の又は一部の）相補形状をなす電極を用いれば、櫛歯状電極よりも、放電加工中に破損し難くなるのではないか、との考えに至った。しかしながら、隔壁の薄いハニカム構造体を得るためには、口金のスリットを狭く（細く）しなければならないことに変わりはない。電極の形状を口金の相補形状としたところで、スリットに対応する電極の部分は薄くする必要があるから、放電加工中に、電極が破損せずとも変形することがある。従って、破損せず（折れず）しかも変形も起こらないようにするために、更なる改善が求められることとなった。加えて、形状が口金全体の相補形状であってスリットに対応する薄い部分を有する電極を、例えばワイヤー放電加工で作製すると、大変な時間を要する。そのため、短時間で電極を作製する手段も必要となった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。本発明は、隔壁の薄いハニカム構造体を得るための、狭い（細い）スリットを備えた口金を製造することが可能な電極であり、且つ、その狭いスリットの口金を得るための放電加工中に、破損せず変形もしない電極を、短時間で得られる手段を提供することを、課題とする。研究が重ねられた結果、以下の手段によって、この課題が解決されることが見出され、本発明の完成に至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち、本発明によれば、多孔質隔壁によって区画された複数の流通セルを有するハニカム構造体を成形する口金の作製に用いられる、電極を製造する方法であって、放電性材料からなり二の面を有する厚板状の電極基体を用意し、その電極基体の何れかの面において、複数の流通セルに対応する位置に、流通セルと相補形状をなす、１以上の加工用電極を配置し、その１以上の加工用電極から電極基体の何れかの面に向けて放電をしてその電極基体を彫り、その電極基体に、流通セルと相似形状をなす複数の電極セルを形成し、少なくとも何れかの面に、電極隔壁によって区画された複数の電極セルが表れてなる（ハニカム）電極を得る、ハニカム構造体成形口金用電極の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法は、（ハニカム構造体成形）口金の加工に使用される電極を製造する方法であり、その口金は、ハニカム構造体成形口金である。ハニカム構造体成形口金とは、ハニカム構造体を成形するために用いられる口金である。厳密には、口金は、セラミックを主材料としてなる成形原料（坏土）を通すことによって、（焼成前の）ハニカム形状の成形体（ハニカム成形体）を得るために使用されるものである。しかし、電極を、ハニカム成形体成形用口金用電極と表現すると、冗長なので、本明細書においては、ハニカム構造体成形口金用電極と称し、単に電極ともいい、更に、ハニカム電極とも呼ぶ。
【００１２】
ハニカム構造体の断面形状に対応した形状が、口金の形状に表れる。又、口金の形状に対応した形状が、（ハニカム構造体成形口金用）電極の形状に表れる。更に、本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法においては、ハニカム構造体成形口金用）電極に対応した形状が、加工用電極の形状に表れる。ここで、それぞれの形状に表れるとは、具体的には、例えば、口金のスリット（凹部）の形状が、ハニカム構造体の多孔質隔壁（凸部）の形状に対して、相補形状になることである。又、（ハニカム構造体成形口金用）電極の電極隔壁（凸部）の形状は、口金のスリット（凹部）の形状に対して、相補形状になる。更に、加工用電極（凸部）の形状は、（ハニカム構造体成形口金用）電極の電極セル（凹部）の形状に対して、相補形状になる。相補形状は、相互に補う形状である。相補形状とは、例えば、凹部と凸部のように、嵌め込んで（噛み込んで）一体になる形状をいう。但し、本明細書における相補形状は、必ずしも寸分の隙間なく噛み合うものに、限定されない。（放電）加工には、通常、加工代が必要となるので、その加工代分の隙間、ズレは許容される。
【００１３】
又、相補形状になるということは、別言すれば、形状が、相補的に転写されるということである。ハニカム構造体から出発して製造工程を遡って考えると、ハニカム構造体、口金、（ハニカム構造体成形口金用）電極、加工用電極の順に、形状が転写されるのである。反対に、製造工程の順に考えれば、加工用電極、（ハニカム構造体成形口金用）電極、口金、ハニカム構造体の順に、形状が転写されるのである。相補（形状）の相補（形状）は元（の形状）へ戻るから、ハニカム構造体成形口金用電極の電極セルは、ハニカム構造体の流通セルと、相似形状になる。ハニカム構造体成形口金用電極の電極隔壁は、ハニカム構造体の多孔質隔壁と、厚さが異なる。そのため、全体としては、ハニカム構造体成形口金用電極の形状は、ハニカム構造体に対し、厳密に相似にはならないが、略似た形状となる。即ち、多孔質隔壁によって区画された複数の流通セルを有するハニカム構造体に対応して、このハニカム構造体成形口金用電極は、電極隔壁によって区画された複数の電極セルを有するものとなる。そこで、このハニカム構造体成形口金用電極を、ハニカム電極と表現している。そして、このハニカム電極においても、隔壁（電極隔壁）、セル（電極セル）の語を用いるので、本明細書では、ハニカム構造体においては、多孔質隔壁（隔壁）、流通セル（セル）と表現する。一方、相補（形状）の相補（形状）の相補（形状）は、やはり相補（形状）であるから、ハニカム構造体の形状は、２つ（口金、（ハニカム構造体成形口金用）電極）を挟んで、加工用電極の形状に、相補的に転写される。（ハニカム構造体の）流通セルと相補形状をなす、１以上の加工用電極とは、そのような意味である。即ち、加工用電極から、直接、ハニカム構造体に、形状が転写されるわけではない。
【００１４】
流通セルは、実体部分である多孔質隔壁によって区画された空間（小部屋）ということが出来る。流通セルの形状は、実質的に多孔質隔壁が形成するその空間の形状である。ハニカム構造体の外形が２つの端面と周面とを有する柱形を呈するものであるとすれば、その軸方向に垂直な断面には、流通セルの断面形状が表れる。例えば、流通セルの形状は（空間として）六角柱であり、この場合、流通セルの断面形状は六角形である。実体である加工用電極は、空間である流通セルと相補形状をなすから、流通セルの形状が（空間として）六角柱であれば、加工用電極の形状は（実体として）六角柱である。そして、軸方向に垂直な断面における、加工用電極の断面形状は六角形である。
【００１５】
電極基体は、加工されてハニカム構造体成形口金用電極になるものであり、加工用電極は、放電によってその電極基体を加工するものである。従って、流通セルと相補形状をなす加工用電極の長さは、流通セルの長さ（ハニカム構造体の２つの端面間の距離）である必要はなく、二の面を有する厚板状の電極基体の厚さに相当する長さであればよい。
【００１６】
電極セルは、実体部分である電極隔壁によって区画された空間（小部屋）ということが出来る。電極隔壁は、電極基体のうち放電により彫られなかった（加工されなかった）部分である。流通セルの相補形状が加工用電極であり、加工用電極の相補形状が電極セルであるから、流通セルと電極セルは（ともに空間として）相似形状をなす。流通セルの形状が（空間として）六角柱であれば、電極セルの形状も（空間として）六角柱である。そして、電極セルの断面形状は六角形である。電極セルの断面形状は、厚板状の電極基体の二の面間を最短で結ぶ方向に垂直な断面に表れる形状である。
【００１７】
流通セルと相補形状をなす加工用電極から放電をして、未加工の厚板状の電極基体を彫り進めて行けば、電極基体には、加工用電極（実体）と相補形状の電極セル（空間）が形成される。従って、１以上の加工用電極を用い、これらを複数の流通セルに対応する位置に配置して、放電加工を行えば、電極基体には、電極隔壁によって区画された複数の電極セルが形成される。１以上の加工用電極は、複数の流通セルに対応する位置に配置されるが、この位置は、具体的には、流通セルの断面形状（例えば六角形）の中心と、加工用電極の断面形状（例えば六角形）の中心と、を合うような位置である。そして、口金の形状はハニカム電極の相補形状であり、そのハニカム電極を構成する電極セルの形状は加工用電極の相補形状であるから、位置決めされた１以上の加工用電極全体の形状（形態）は、口金と、略似た形状になる。
【００１８】
電極基体の何れかの面とは、二の面を有する厚板状の電極基体の、何れかの面である。厚板状であるから、厚さ方向にも面が存在し得るが、二の面とは、厚さ方向ではない２つの主面（表面と裏面）を指す。電極隔壁によって区画された複数の電極セルが表れてなる、とは、ハニカム構造体の端面形状又は断面形状に対応した形状の全部又は一部が、加工によって得られたハニカム構造体成形口金用電極に表れている、という意味である。ハニカム構造体の断面形状とは、一般に外形が円柱体又は角柱体を呈するハニカム構造体の軸方向に垂直な断面の形状である。
【００１９】
口金や電極には、ハニカム構造体の端面形状又は断面形状に対応した形状（相補形状又は略似た形状）の、全部が表れていてもよいが、一部が表れていてもよい。ハニカム構造体の端面形状又は断面形状に対応した形状の全部が少なくとも何れかの面に表れているハニカム電極（耳部を有するフルサイズのハニカム電極（後述する））を使用して、放電加工を行い、一度で、口金を完成させることは、可能である。又、ハニカム構造体の断面形状に対応した形状の一部が少なくとも何れかの面に表れているハニカム電極（耳部を有しない一部分サイズのハニカム電極（後述する））を、繰り返し使用して、放電加工を行い、口金を完成させることも、可能である。
【００２０】
ハニカム電極は口金の加工の際に放電を行うものである。そして、このハニカム電極自体も、加工用電極を用いて、ハニカム構造体に対応する形状に、電極基体を放電加工して、得られるものである。ハニカム電極も加工用電極も、放電電極に相違ない。
【００２１】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法においては、放電を行う前に、電極基体の、複数の流通セルに対応する位置に、複数の孔を開けておくことが好ましい。この場合において、その孔は（電極基体の二の面間を貫く）貫通孔であることが、更に好ましい。この貫通孔は、電極基体の厚さ方向に垂直な断面の形状（貫通孔の断面形状）が、四角形等の多角形であってもよいが、好ましくは円形である。この場合、開ける孔は、円孔である。電極基体に貫通孔を開ける手段は限定されず、例えば機械加工（ドリル加工等）、放電加工等を用いることが出来る。
【００２２】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法においては、加工用電極が複数である場合に、それら複数の加工用電極が、支持部を通して一体化していることが好ましい。
【００２３】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法は、電極セルの断面形状が、六角形である場合に、好適に用いられる。これは、空間である電極セルの形状が、六角柱である場合である。このハニカム構造体成形口金用電極は、複数の流通セルの断面形状が六角形の、ハニカム構造体を成形する口金用の電極である。
【００２４】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法は、電極セルの断面形状が、八角形及び四角形である場合に、好適に用いられる。これは、空間である電極セルの形状が、八角柱及び四角柱である場合である。このハニカム構造体成形口金用電極は、複数の流通セルの断面形状が交互に複数の八角形及び複数の四角形で構成される、ハニカム構造体を成形する口金用の電極である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法によれば、電極基体の何れかの面において、複数の流通セルに対応する位置に、流通セルと相補形状をなす、１以上の加工用電極を配置し、その１以上の加工用電極から電極基体の何れかの面に向けて放電をして、その電極基体に、流通セルと相似形状をなす複数の電極セルを形成し、少なくとも何れかの面に、電極隔壁によって区画された複数の電極セルが表れてなるハニカム電極を得るので、所望の形状を維持しつつ、電極隔壁を、平板状突起からなる櫛歯状電極の場合に比して、より薄く（より細く）することが出来る。従って、本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法で製造されるハニカム電極は、より狭い（より細い）スリットを備えた口金を得るために用いる電極として、好適である。そして、より狭い（より細い）スリットを備えた口金によれば、より多孔質隔壁の薄いハニカム構造体を成形可能である。例えば、本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法によれば、得られるハニカム電極の電極隔壁の厚さは、０．０１ｍｍを実現する。従来の櫛歯状電極では、平板状突起自体は相互に離れていて強度が保てず、所望の形状を維持するには、平板状突起の厚さは、０．０３ｍｍが限界であった。
【００２６】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法は、その好ましい態様によれば、放電を行う前に、電極基体の複数の流通セルに対応する位置に、複数の貫通孔を開けておくので、加工されたスラッジを、その加工部分から速やかに排出させることが出来、連続して安定した放電加工を行うことが可能である。加工で生じたばかりのスラッジが残留していると、放電が不安定になり、加工不良を引き起こすおそれがあるが、本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法の好ましい態様によれば、このような問題は生じ難い。例えば、貫通孔において、加工用電極を配置する側とは反対側から放電加工油を吸引又は噴出すれば、加工で生じたスラッジを、その放電加工油の流れに乗せて、加工部分から排出させることが出来る。貫通孔は、スラッジを良好に排出することが出来、且つ、電極基体（ハニカム電極）の強度に影響を及ぼさない大きさであることが望ましい。電極セルが電極基体（ハニカム電極）の二の面間を貫通する場合には、この貫通孔全体が、いわば電極セルの前駆孔となる。又、電極セルが電極基体（ハニカム電極）の二の面間を貫通しない場合にも、電極セルが形成される部分に相当する貫通孔部分は、その電極セルの前駆孔となる。そのため、この電極セルの前駆孔となるべき貫通孔の大きさを、電極セルの大きさに近づけておけば、加工量は小さくなり、生じるスラッジが少なくなり、安定した放電加工を行うことが出来る。
【００２７】
本発明の製造対象であるハニカム電極は、口金を加工するためのものであるので、電極隔壁によって区画された複数の電極セルは、このハニカム電極の、少なくとも何れかの面に表れていればよい。換言すれば、電極セルは、電極基体（ハニカム電極）の二の面間を貫通していなくてもよい。この場合、ハニカム電極は、一の面のみに電極隔壁によって区画された複数の電極セルが表れてなるものとなる。そして、電極セルが表れていない面においては、孔がないか、又は、上記の貫通孔が開いていることになる。このような態様のハニカム電極は、電極セルが貫通したハニカム電極に比して、強度が、より高くなる。更には、貫通孔を開ける場合においても、その貫通孔は、上記の通り、スラッジを良好に排出することが出来る程度の大きさであればよい。貫通孔を開ける場合に、その貫通孔も、同じ断面形状（例えば円形）で貫通していなくてもよい。例えば、上記の電極セルの前駆孔となる部分は電極セルの形状に近づけるように大きく開け、残りは、その一部のみが（例えば断面形状である円形の１／３程度のみが）貫通している態様であれば、強度は、より高くなる。本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法は、電極基体の何れかの面において複数の流通セルに対応する位置に流通セルと相補形状をなす、１以上の加工用電極を配置し、その１以上の加工用電極から電極基体の何れかの面に向けて放電をして電極基体を彫る手段であるから、この彫る程度（深さ）を調節することによって、一の面のみに電極隔壁によって区画された複数の電極セルが表れてなる、強度の優れたハニカム電極を、容易に得ることが出来る。この強度に優れたハニカム電極は、口金を得るための放電加工中に破損し難く変形し難い。
【００２８】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法は、複数の流通セルに対応する位置に、１以上の加工用電極が配置され、その好ましい態様においては、複数の加工用電極が、支持部を通して一体化しているので、同時に、複数の加工用電極から電極基体の何れかの面に向けて放電をして電極基体を彫り進めて、電極基体に流通セルと相似形状をなす複数の電極セルを形成することが出来る。よって、本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法の好ましい態様によれば、短時間で（ハニカム）電極を作製することが可能である。同一加工を条件とすれば、ワイヤー放電加工機（ＷＥＤＭ）を用いて行う場合に比して、加工時間ないし工数は２０％で済む（８０％削減出来る）。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ハニカム構造体の一例を、模式的に示す斜視図である。
【図２Ａ】ハニカム構造体成形口金の一例を、模式的に示す断面図である。
【図２Ｂ】ハニカム構造体成形口金の一例を、模式的に示す一部拡大斜視図である。
【図２Ｃ】ハニカム構造体成形口金の一例を、模式的に示す平面図である。
【図３Ａ】本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法によって製造されるハニカム構造体成形口金用電極の一の実施形態を示す図であり、一の面側から内部を透視して表した斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示されるハニカム構造体成形口金用電極を、他の面側から内部を透視して表した斜視図である。
【図４】本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法によって製造されるハニカム構造体成形口金用電極の他の実施形態を示す図であり、内部を透視して表した斜視図である。
【図５】本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法によって製造されるハニカム構造体成形口金用電極の更に他の実施形態を示す図であり、内部を透視して表した斜視図である。
【図６Ａ】本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法の一の実施形態を模式的に表す図であり、電極基体に複数の貫通孔を開けた様子を、電極基体の内部を透視して表した斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示される複数の貫通孔を開けた電極基体を、内部を透視せずに表した斜視図である。
【図７】本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法の一の実施形態を模式的に表す図であり、（電極基体の）一の面において、（ハニカム構造体の）複数の流通セルに対応する位置に、その流通セルと相補形状をなす加工用電極を、複数、配置しようとする様子を表す斜視図である。
【図８】本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法の他の実施形態を模式的に表す図であり、（電極基体の）一の面において、（ハニカム構造体の）複数の流通セルに対応する位置に、その流通セルと相補形状をなす加工用電極を、複数、配置しようとする様子を表す斜視図である。
【図９】本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法によって製造されるハニカム構造体成形口金用電極の更に他の実施形態を示す図であり、内部を透視して表した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、適宜、図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、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。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。
【００３１】
以下の説明に用いる図は、模式図であり、構成要素（例えば電極セルや電極隔壁）の数は、各図において必ずしも一致しておらず、又、実用上の数より、少なくなっている。これは、各図が、発明概念ないし処理過程を理解し易いように描かれた図だからである。例えば、ハニカム電極に関係する電極セル等の数は、図３Ａ、図３Ｂ、図４、及び図７においては１２個、図５及び図８においては１６個、として描かれているが、実用上の電極セル等の数は、得ようとするハニカム構造体成形口金（例えば図２Ａ〜図２Ｃに示される口金１）の仕様、更にはハニカム構造体（例えば図１に示されるハニカム構造体４０）の仕様に合わせて、必要な数となることは、当然に理解されるべきである。
【００３２】
本発明は、口金の加工に使用される（ハニカム）電極を製造する方法であり、その口金はハニカム構造体を成形するために用いられるものであるから、先ず、ハニカム構造体、ハニカム構造体成形口金、及び製造対象であるハニカム構造体成形口金用電極について、説明する。
【００３３】
［ハニカム構造体］図１に例示されるハニカム構造体４０は、外形が、２つの端面と周面とを有する円柱形を呈するものである。その内部は、複数の流通セル４２を有するセラミック製品である。流通セル４２は、ガスの流路となる空間であり、多数の細孔を有するセラミックの多孔質隔壁４１によって区画される。ハニカム構造体４０では、軸方向に垂直な流通セル４２の断面形状（又は端面形状（図１に示されるように端面に現れる形状））は、六角形になっている。ハニカム構造体４０の成形原料の主たるもの（骨材粒子）は、例えば、アルミナ、カオリン、タルク等のコージェライト化原料や、炭化珪素である。
【００３４】
［ハニカム構造体成形口金］上記のようなハニカム構造体４０を一例とするハニカム構造体は、押出成形機を用いて、成形原料（坏土）を押出成形してハニカム成形体を得て、そのハニカム成形体を焼成することで、得られる。押出成形機には、ハニカム構造体成形口金（口金）が備わる。
【００３５】
例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示される口金１（ハニカム構造体成形口金）は、厚板状（直方体）を呈し一の面７及び他の面８を有する口金基体２で構成される。他の面８には、成形原料を導入する導入孔４が形成され、一の面７には、その導入孔４に連通するスリット５が形成されている。図１と図２Ｂとの比較によって理解されるように、空間であるスリット５の表す形状は、実体であるハニカム構造体４０の多孔質隔壁４１の表す形状に対応しており、何れも六角形になっている。又、スリット５の幅は、ハニカム構造体４０の多孔質隔壁４１の厚さに対応している。口金１の導入孔４の大きさ（径）は、スリット５の幅より大きく、スリット５が交差する位置に設けられている（図２Ｃを参照）。口金１（口金基体２）を構成する材料は、金属又は合金であり、例えば、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属や、これら金属を含む合金（ＳＵＳ６３０等のステンレス合金等）、あるいは、炭化タングステン基超硬合金を挙げることが出来る。
【００３６】
［ハニカム構造体成形口金用電極］そして、上記の口金１を一例とする口金は、導入孔及びスリットが形成されていない口金基体に、それら導入孔及びスリットを形成することによって、得られる。このとき、その導入孔及びスリットが形成されていない口金基体に六角形のスリットを形成するために使用されるのが、ハニカム構造体成形口金用電極である。
【００３７】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるハニカム電極１００（ハニカム構造体成形口金用電極）は、電極基体１０２を有し、その電極基体１０２の一の面１０７には、電極隔壁１４１によって区画された複数の電極セル１４２が表れている。電極セル１４２の断面形状は、六角形であり、図３Ａに示されるように、一の面１０７を見ると、（例えば）ハニカム構造体４０の端面形状（図１を参照、軸方向に垂直な面の断面形状も同じ）に対応した形状が表れていることが確認出来る。又、電極基体１０２の他の面１０８には、その電極セル１４２に連通する円孔１４５が形成されている。この円孔１４５は、断面形状が円形である貫通孔である。円孔１４５（貫通孔）の断面形状は、電極基体１０２の二の面間（一の面１０７と他の面１０８との間）を結ぶ方向に垂直な断面に表れる形状である。このハニカム電極１００では、複数の電極セル１４２を区画する部分のみが、（換言すれば、電極セル１４２と電極セル１４２との間のみが、）電極隔壁１４１で構成される。一の電極セル１４２において、他の電極セル１４２に隣接しない部分は、電極隔壁１４１になっておらず、電極基体１０２そのものである。この外周側の、電極基体の未加工部分を、本明細書において、耳部ということがある。
【００３８】
図９に示されるハニカム電極４１０（ハニカム構造体成形口金用電極）は、ハニカム電極１００と同様に、一の面のみにおいて、複数の電極セル１４２が表れるものである。但し、ハニカム電極４１０は、耳部を有しない。このハニカム電極４１０は、電極セル１４２が形成される体積の概ね半分程度を占める部分においては、複数の電極セル１４２を区画する部分のみならず、一の電極セル１４２が他の電極セル１４２に隣接しない部分も、電極隔壁１４１で構成されている。換言すれば、ハニカム電極４１０は、体積の概ね半分程度を占める部分においては、複数の電極セル１４２を区画する電極隔壁１４１のみで、構成されるものであり、それ以外の、電極基体に相当する部分は、ハニカム電極４１０に、存在しない。但し、ハニカム電極４１０は、ハニカム電極１００と同様に、電極セル１４２が表れない他の面には、薄い電極隔壁１４１が形成されていない。体積の概ね半分程度を占める部分には、複数の円孔１４５が形成されるだけであるので、ハニカム電極４１０全体として、強度は高い。
【００３９】
図４に示されるハニカム電極１１０（ハニカム構造体成形口金用電極）は、上記ハニカム電極１００に準じて、電極基体１１２で構成されるものである。電極セル１４２の断面形状は、六角形である。ハニカム電極１１０では、一の面１１７及び他の面１１８の両方において、電極隔壁１４１によって区画された複数の電極セル１４２が表れている。即ち、ハニカム電極１１０では、電極セル１４２が電極基体１１２の二の面間を貫通しており、このハニカム電極１１０は、一の面１１７及び他の面１１８の何れを見ても、（例えば）ハニカム構造体４０の端面形状（断面形状）に対応した形状が表れているものである。これは、上記ハニカム電極１００と同様に、耳部を有するものである。
【００４０】
図５に示されるハニカム電極２００（ハニカム構造体成形口金用電極）は、電極基体２０２を有し、その電極基体２０２の一の面２０７には、電極隔壁２４１によって区画された複数の電極セル２４２，２４３が交互に表れている。大きな電極セル２４２の断面形状は八角形（又は四隅が丸まった四角形）であり、小さな電極セル２４３の断面形状は四角形である。ハニカム電極２００は、一の面２０７及び他の面２０８の両方において、電極隔壁２４１によって区画された複数の電極セル２４２，２４３が表れるものである。このハニカム電極２００では、電極セル２４２，２４３は、電極基体２０２の二の面間を貫通している。ハニカム電極２００の一の面２０７及び他の面２０８には、最終的に得ようとするハニカム構造体の端面形状（断面形状）に対応した形状の一部が表れるから、このハニカム電極２００で得られる口金によって、流通セルの断面形状が大きな八角形及び小さな四角形である、ハニカム構造体を成形することが可能である。又、これは、上記ハニカム電極１００，１１０と同様に、耳部を有するものであり、このハニカム電極２００では、複数の電極セル２４２，２４３を区画する部分のみが、（換言すれば、電極セル２４２，２４３と電極セル２４２，２４３との間のみが、）電極隔壁２４１で構成されている。一の電極セル２４２，２４３において、他の電極セル２４２，２４３に隣接しない部分は、電極隔壁２４１になっておらず、電極基体２０２そのものである。
【００４１】
次に、本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法、ハニカム構造体成形口金を製造する方法、及びハニカム構造体を製造する方法について説明する。ハニカム構造体成形口金を製造する方法及びハニカム構造体を製造する方法については、公知の手段を採用することが出来る。
【００４２】
［ハニカム構造体成形口金用電極の製造方法］本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法については、最初に、上記ハニカム電極１００を製造する場合を例にとって、図６Ａ、図６Ｂ、及び図７を参照しながら、説明する。
【００４３】
先ず、放電性材料からなり、二の面を有する、孔加工のされていない、厚板状の電極基体を用意する。この電極基体は、加工されて、のちに電極基体１０２となるものであり、市販されている板状材料を、所望のサイズに切断して得ることが出来る。電極基体として用いられる放電性材料としては、例えば、銅タングステン合金、銀タングステン合金、銅、カーボングラファイト等を用いることが出来る。より具体的には、Ｃｕ；５０、Ｗ；５０からなる銅タングステン合金（単位は質量％）であれば、ドリル等による穿孔加工が可能で、高導電率や高融点という特性から耐腐食性、耐摩耗性に優れており、放電特性が良く加工精度が高いという利点がある。
【００４４】
次に、その電極基体に、一の面１０７Ｂと他の面１０８Ｂを貫通する複数の円孔１４５Ｂを開けて、電極基体１０２Ｂを得る（図６Ａ、図６Ｂ、及び図７を参照）。この円孔１４５Ｂは、電極基体１０２Ｂに例えばドリルによる穿孔加工を施して、開けることが出来る。尚、図６Ａには、内部を透視した様子が描かれ、図６Ｂでは、内部を透視していないが、既述の図３Ａ、図３Ｂ、図４、及び図５においても、（透視しなければ）実際の外見は、図６Ｂに示された態様に準じ、一の面しか表れない。電極基体１０２Ｂにおいて、複数の円孔１４５Ｂは、（例えば）ハニカム構造体４０の流通セル４２に対応する位置に、開けられる。即ち、複数の円孔１４５Ｂを設けるべき位置は、最終的に得ようとするハニカム構造体の設計（流通セルのサイズ、流通セルのピッチ等）に基づいて定められる。この円孔は、空間として円柱に見立てることが出来、そうした場合に、複数の円孔１４５Ｂの中心軸どうしの間隔を０．５０〜２．５０ｍｍ程度とすることが出来る。又、中心軸に垂直な円の半径を０．３０〜１．２０ｍｍ程度とすることが出来る。
【００４５】
次に、電極基体１０２Ｂの一の面１０７Ｂにおいて、複数の円孔１４５Ｂに対応する位置に（即ち（例えば）ハニカム構造体４０の流通セル４２に対応する位置に）、流通セル４２と相補形状をなす加工用電極１６１を、複数、配置する。空間である流通セル４２の形状は六角柱であるから、個々の加工用電極１６１の形状は実体として六角柱である。そして、その実体として六角柱の加工用電極１６１から、電極基体１０２Ｂの一の面１０７Ｂに向けて放電をして、電極基体１０２Ｂの半分ぐらいの深さまで彫り進めていき（図３Ａを参照、具体的には例えば１〜１０ｍｍ程度）、空間として六角柱の電極セル１４２を、形成する。この電極セル１４２の深さは、少なくとも得られるハニカム電極によって作製しようとする口金のスリットの深さ以上の深さが、必要である。以上により、ハニカム電極１００が得られる（図７及び図３Ａを参照）。尚、円孔１４５Ｂの深さ方向の残りは、そのまま円孔１４５となる（図３Ｂを参照）。
【００４６】
加工用電極１６１は、好ましくはカーボングラファイトからなるものである。複数の加工用電極１６１は、支持部１６２を通して一体化しているので、複数の加工用電極１６１の配置及び放電を、一度に（同時に）行うことが可能である。
【００４７】
最終的に得ようとするハニカム構造体は、上記ハニカム構造体４０の如く、流通セル（例えば六角形状セル）の形状が正多角形で、等間隔に配列されていることが望ましい。そして、そのためには、上記の加工用電極は、何れも、正多角形であり、等間隔で一体化している必要がある。このように一体化した加工用電極は、通常、カーボングラファイト等のブロック材を、マシニングセンター等で加工して作製することが出来る。但し、狭い間隔で加工するためには、当然に、工具の径も小さくなり、高精度に加工することは難しい。そこで、図７に示されるように、１つの支持部１６２に、必要な全ての加工用電極１６１を一体化させるのではなく、加工用電極を、部分的（例えば、１つ飛び）に配置して、一体化させることが出来る。こうすると、工具の径が太くてもよく、高精度に加工することが可能となる。このように、複数の加工用電極が、支持部を通して、部分的に一体化したものであっても、複数回に分けて放電加工することによって、壁が薄いハニカム電極を作製することは可能である。
【００４８】
放電は、電極基体１０２Ｂ及び加工用電極１６１を（例えば）放電加工油に浸漬させて行うことが出来る。このとき、円孔１４５Ｂにおいて、他の面１０８Ｂの側から放電加工油を吸引又は噴出すれば、加工で生じたスラッジを、その放電加工油の流れに乗せて、まさに加工しようとしている部分から、排出させることが出来る。
【００４９】
次に、ハニカム電極２００を製造する場合を例にして、図５及び図８を参照しながら、説明する。既述の通り、このハニカム電極２００で得られる口金によって、流通セルの断面形状が大きな八角形及び小さな四角形である、ハニカム構造体を成形することが可能である。空間である流通セルの形状としては、大きな八角柱及び小さな四角柱となる。
【００５０】
先ず、上記ハニカム電極１００を作製する場合と同様に、放電性材料からなり二の面を有する厚板状の電極基体を用意する。この電極基体は、のちに電極基体２０２となるものであり、材料も、上記ハニカム電極１００を作製する場合に準じる。次に、その電極基体に、一の面２０７Ｂと他の面２０８Ｂを貫通する複数の円孔２４５Ｂを開けて、電極基体２０２Ｂを得る（図８を参照）。この円孔２４５Ｂは、電極基体２０２Ｂに例えばドリルによる穿孔加工を施して、開けることが出来る。電極基体２０２Ｂにおいて、複数の円孔２４５Ｂは、最終的に得ようとするハニカム構造体の、（例えば）断面形状が大きな八角形及び小さな四角形であるそれぞれの流通セルに対応する位置に、開けられる。
【００５１】
そして、電極基体２０２Ｂの一の面２０７Ｂにおいて、複数の円孔２４５Ｂに対応する位置に（即ち（例えばハニカム構造体の）断面形状が大きな八角形及び小さな四角形であるそれぞれの流通セルに対応する位置に）、それぞれの流通セルと相補形状をなす加工用電極２６１，２６２を、複数、配置する。空間である流通セルの形状は大きな八角柱及び小さな四角柱であり、それに対応して、個々の加工用電極２６１の形状は実体として大きな八角柱であり、個々の加工用電極２６２の形状は実体として小さな四角柱である。そして、その実体として八角柱及び四角柱である加工用電極２６１，２６２から、電極基体２０２Ｂの一の面２０７Ｂに向けて放電をして、他の面２０８Ｂまで、電極基体２０２Ｂを彫り進めていき（図５を参照）、空間として八角柱の電極セル２４２及び四角柱の電極セル２４３を、形成する。電極セル２４２，２４３は、電極基体２０２Ｂ（ハニカム電極完成後の電極基体２０２）の二の面間を貫通している。以上により、ハニカム電極２００が得られる（図８及び図５を参照）。
【００５２】
尚、上記ハニカム電極１００を作製する場合に準じて、加工用電極２６１，２６２は、好ましくはカーボングラファイトからなるものである。又、複数の加工用電極２６１，２６２は、支持部２６３を通して一体化しているので、複数の加工用電極２６１，２６２の配置及び放電を、一度に（同時に）行うことが可能である。放電自体は、公知の手段によって行うことが出来、例えば、電極基体２０２Ｂ及び加工用電極２６１，２６２を放電加工油に浸漬させて行うことが可能である。
【００５３】
ハニカム電極における電極セルが表れた側の面には、ハニカム構造体の断面形状又は端面形状に対応した形状（の全部又は一部）が表れるのであり、このようなハニカム電極２００は、断面形状が大きな八角形の流通セルと断面形状が小さな四角形の流通セルとを有するハニカム構造体を得るに際し、口金を作製するために使用される。
【００５４】
尚、既述のように、各図は模式図であり、過程が理解し易いように、図３Ａ、図３Ｂ、図４、及び図７では、電極セルは、１２個のみが表されている。図５及び図８においては、電極セルは、１２個表されている。何れの数も、実用上、必ずしも適切な数ではない。ハニカム電極１００，１１０，２００の如く耳部を有するハニカム電極は、一度で、ハニカム構造体成形口金を作製しようとするもの（フルサイズのハニカム電極）であるから、電極セルの数は、実際には、得ようとするハニカム構造体成形口金の仕様（更にはハニカム構造体の仕様）に基づいて、決定される。一方、ハニカム電極４１０の如く耳部を有しないハニカム電極も、得ようとするハニカム構造体成形口金の仕様（更にはハニカム構造体の仕様）に基づいて、電極セルの数が決められるが、電極セルの数は、少なくてよい。耳部を有しないハニカム電極は、複数回に分けて、ハニカム構造体成形口金を作製し得るもの（一部分サイズのハニカム電極）だからである。
【００５５】
［ハニカム構造体成形口金を製造する方法］既述のハニカム電極１００を一例とするハニカム電極を用い、口金１（図２Ａ〜図２Ｃを参照）を製造する場合を例にとって、説明する。先ず、例えば、市販されているステンレス合金（ＳＵＳ６３０）製の、導入孔及びスリットが設けられていない、二の面を有する厚板状の口金基体を用意する。この口金基体は、導入孔４及びスリット５を設けることによって、口金基体２となるものである。
【００５６】
次に、その口金基体に、公知の手段（例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等）によって、厚さ方向に開口する導入孔４を形成する。この導入孔４は、のちに形成される六角形をなすスリット５における交差部と連通するような位置に形成される（図２Ｃを参照）。こうして得られる口金１によれば、押出成形を行う際に、導入孔４に導入した成形原料を、スリット５全体に均一に広げることが出来、優れた成形性が実現される。
【００５７】
そして、ハニカム電極１００を使用して、口金基体の導入孔４を形成した面とは反対の面から放電加工を行い、スリット５を形成すれば、ハニカム電極１００とは相補形状となる口金１が得られる（図７の（８）を参照）。この放電加工は、一般的なＮＣ放電加工機、放電加工油を用いて、口金基体の導入孔４を形成した面とは反対の面にハニカム電極１００を配置して、行うことが出来る。
【００５８】
尚、例えばハニカム電極１００は耳部を有するものであるから、実際には、その電極セル及び電極隔壁の形態及び数等は、得ようとする口金１の仕様（スリットの形態及び数等）に基づいて、決定されることは、既述の通りである。
【００５９】
［ハニカム構造体を製造する方法］先ず、例えば、アルミナ、カオリン、及びタルクを混合したコージェライト化原料を用い、バインダ（メチルセルロース等）、分散媒（水等）を、例えば、コージェライト化原料１００質量部に対して、バインダ５質量部、分散媒２０質量部を混合し、混練して坏土を得る。
【００６０】
そして、得られた坏土を、口金１を取り付けた押出成形機によって押出成形すれば、導入孔４から導入された坏土（成形原料）が、スリット５へと移り、導入孔４とは反対側のスリット５の開口から押し出されて、ハニカム成形体が得られる。そして、そのハニカム成形体を焼成すれば、ハニカム構造体４０を一例とするハニカム構造体を得ることが出来る。
【００６１】
尚、ハニカム電極と口金との関係と同様に、一度で、ハニカム構造体（ハニカム成形体）を作製しようとする口金においては、スリットの形態及び数等は、得ようとするハニカム構造体（ハニカム成形体）の仕様（多孔質隔壁及び流通セルの形態及び数等）に基づいて、決定される。又、例えば、図２Ｃに示される形態の口金１を使用して、略角柱形の、複数のハニカム成形体（セグメント）を得て、それらを接合した後に、外形を円柱形に加工することによって、図１に示されるハニカム構造体４０を得ることは、可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係るハニカム構造体成形口金用電極の製造方法は、口金の加工に使用される電極（ハニカム電極）を製造する手段として、好適に利用される。その口金は、フィルタや触媒担体として多用されるハニカム構造体を成形するために用いられるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１：口金（ハニカム構造体成形口金）、２：口金基体、４：導入孔、５：スリット、７：（口金の）一の面、８：（口金の）他の面、４０：ハニカム構造体、４１：多孔質隔壁、４２：流通セル、１００，１１０，２００，４１０：ハニカム電極（ハニカム構造体成形口金用電極）、１０２，１１２：（ハニカム電極の）電極基体、１０２Ｂ：（ハニカム電極になる前の）電極基体、１０７：（ハニカム電極の）一の面、１０７Ｂ：（ハニカム電極になる前の電極基体の）一の面、１０８：（ハニカム電極の）他の面、１０８Ｂ：（ハニカム電極になる前の電極基体の）他の面、１１７：（ハニカム電極の）一の面、１１８：（ハニカム電極の）他の面、１４１：電極隔壁、１４２：電極セル、１４５：（ハニカム電極の）円孔、１４５Ｂ：（ハニカム電極になる前の電極基体の）円孔、１６１：加工用電極、１６２：支持部、２０２：（ハニカム電極の）電極基体、２０２Ｂ：（ハニカム電極になる前の）電極基体、２０７：（ハニカム電極の）一の面、２０７Ｂ：（ハニカム電極になる前の電極基体の）一の面、２０８：（ハニカム電極の）他の面、２０８Ｂ：（ハニカム電極になる前の電極基体の）他の面、２４１：電極隔壁、２４２：電極セル、２４３：電極セル、２６１：加工用電極、２６２：加工用電極、２６３：支持部。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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