(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料供給用の供給穴と，該供給穴に連通して三角形格子状に設けたプール溝と，該プール溝に連通して六角形格子状に設けたスリット溝とを有し，かつ，該スリット溝の各六角形格子は，上記プール溝の三角形格子を６つ合わせて形取られる六角形と合致するよう設けた六角ハニカム構造体成形用金型を製造する方法であって，
供給穴形成面とスリット溝形成面とを有する金型素材を準備し，
該金型素材の上記供給穴形成面には，所定深さの供給穴を形成し，
一方，上記金型素材の上記スリット溝形成面には，互いに略６０度の角度をもって交差する複数のプール溝を三角形格子状に設け，次いで，上記スリット溝を配置すべき六角形格子部分以外のプール溝を閉塞することにより，上記スリット溝を形成することを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項２】
請求項１において，上記三角形格子状のプール溝の形成は，研削又は切削加工により行うことを特徴とする六角ハニカム構造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，上記プール溝の閉塞は，レーザ溶接により行うことを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２において，上記プール溝の閉塞は，まず，上記三角形格子状のプール溝全体に閉塞剤を詰め，次いで，上記スリット溝を配置すべき六角形格子部分以外のプール溝における上記閉塞剤を選択的に凝固させ，次いで，上記スリット溝部分の未凝固の上記閉塞剤を除去することにより行うことを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項５】
請求項４において，上記閉塞剤としては金属粉末又は熱硬化樹脂を用い，該閉塞剤の選択的な凝固はレーザ光を照射して焼結又は凝固させることにより行うことを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項６】
請求項４において，上記閉塞剤としては光硬化樹脂を用い，該閉塞剤の選択的な凝固は，上記スリット溝形成部分をマスクした状態で光を照射することにより行うことを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項７】
請求項１又は２において，上記プール溝の閉塞は，まず，上記三角形格子状のプール溝全体に模擬閉塞剤を詰め，次いで，上記スリット溝を配置すべき六角形格子部分のプール溝における上記模擬閉塞剤を選択的に凝固させ，次いで，上記プール溝部分の未凝固の上記模擬閉塞剤を除去し，次いで，上記模擬閉塞剤を除去したプール溝を閉塞剤により閉塞し，次いで，上記スリット溝形成部分の模擬閉塞剤を除去することにより行うことを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【請求項８】
請求項７において，上記閉塞剤はめっき層であることを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，例えば自動車排ガス浄化装置における触媒担体等として用いられる六角ハニカム構造体の成形用金型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば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構造体は，成形用金型を用いて材料を押出成形することにより製造される。このハニカム構造体は，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例えば六角形状のものがある。
【０００３】
六角形状のセルを有するハニカム構造体（以下，六角ハニカム構造体という）を製造するには，六角形格子状のスリット溝を有する金型を用い，隔壁を六角形格子状に設ける必要がある。
従来の六角ハニカム構造体製造用の金型９は，図７（ａ）（ｂ）に示すごとく，材料供給用の供給穴９１と，該供給穴９１に連通して六角形格子状に設けたスリット溝９２とを有す。
【０００４】
この金型９を製造する場合には，金型素材の一方の面からドリル等により上記供給穴９１を設けると共に，他方の面から放電加工等の加工手段によって六角形格子状にスリット溝を設ける。そして，図７（ｂ）に示すごとく，スリット溝の六角形格子の交点を供給穴９１に連通させることにより，金型９を得る。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の六角ハニカム構造体製造用の金型９には次の問題がある。
即ち，上記従来の金型９においては，得ようとする六角ハニカム構造体の隔壁を均一に成形するために上記の六角形格子状のスリット溝の深さをその溝幅の１０倍以上の深さに設けることが必要である。そのため，スリット溝の加工には多大な時間が必要とされる。
また，例えば放電加工により上記スリット溝を設けようとする場合には，加工中に電極消耗が生じ，スリット溝深さ等にばらつきが生じる場合がある。そのため，この場合には得られる六角ハニカム構造体の隔壁が均一に成形されない。
【０００６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，スリット溝を精度よく効率的に形成することができ，かつ，良好な成形性を発揮しうる六角ハニカム構造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。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，材料供給用の供給穴と，該供給穴に連通して三角形格子状に設けたプール溝と，該プール溝に連通して六角形格子状に設けたスリット溝とを有し，かつ，該スリット溝の各六角形格子は，上記プール溝の三角形格子を６つ合わせて形取られる六角形と合致するよう設けた六角ハニカム構造体成形用金型を製造する方法であって，
供給穴形成面とスリット溝形成面とを有する金型素材を準備し，
該金型素材の上記供給穴形成面には，所定深さの供給穴を形成し，
一方，上記金型素材の上記スリット溝形成面には，互いに略６０度の角度をもって交差する複数のプール溝を三角形格子状に設け，次いで，上記スリット溝を配置すべき六角形格子部分以外のプール溝を閉塞することにより，上記スリット溝を形成することを特徴とする六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法にある。
【０００８】
本発明において最も注目すべきことは，上記プール溝及びスリット溝の形成は，まず上記三角形格子状のプール溝を形成し，次いで，該プール溝の一部を閉塞することにより上記スリット溝を形成することである。ここで，上記閉塞は，例えばプール溝の内部に閉塞剤を詰めて行ってもよいし，プール溝の開口部を覆うことにより行ってもよい。
【０００９】
上記金型素材への上記供給穴の形成は，例えばドリル加工，放電加工等，種々の加工方法により行うことができる。また，供給穴の加工深さは，プール溝と連通しうる深さに設定する。なお，この供給穴の加工は，上記プール溝又はスリット溝の加工前後のいずれに行ってもよい。
【００１０】
また，上記スリット溝形成面への上記プール溝の形成は，例えば直線状の複数の溝を平行に加工する作業を，略６０度の角度で交差させて３方向から行う方法により行うことができる。また，プール溝の加工深さは，得ようとするスリット溝の深さとプール溝の深さを合わせた深さとする。
【００１１】
また，上記スリット溝を形成するためのプール溝の閉塞は，後述するごとく，種々の方法により行うことができる。但し，この場合の閉塞は，得られる六角ハニカム構造体成形用金型を用いて実際に押出成形する場合の押出圧力に十分に耐え得る十分な強度となるよう行う。
【００１２】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明においては，六角形格子状のスリット溝の形成を，上記三角形格子状のプール溝の一部を閉塞することにより行う。そのため，六角形格子状の溝加工を行う必要がなく，製造工程を大幅に合理化することができる。
【００１３】
即ち，上記金型素材に対して行う溝加工は，上記三角形格子状のプール溝だけでよい。そのため，プール溝の溝加工は，例えば直線状の複数の溝を平行に加工する作業を，略６０度の角度で交差させて３方向から行う方法により行うことができる。それ故，低効率の放電加工方法等を用いる必要がなく，高効率の加工方法を容易に適用することができ，これにより溝加工時間を大幅に短縮することができる。
【００１４】
また，上記スリット溝の形成は，上記プール溝の一部分を閉塞することにより形成する。そのため，得られる六角ハニカム構造体成形用金型のスリット溝の各六角形格子は，自ずと，上記プール溝の三角形格子を６つ合わせて形取られる六角形と合致するよう設けられる。
【００１５】
そして，上記六角形格子状のスリット溝と供給穴との間に上記三角形格子状プール溝を形成することにより，得られる金型による成形性を従来よりも向上させることができる。
即ち，ハニカム構造体の成形時において供給穴から供給された材料は，まず上記三角形格子状のプール溝に分散して進入し，次いで，プール溝から上記六角形格子状のスリット溝に進入する。そのため，材料は，プール溝進入時とスリット溝進入時との２段階の流れの変化を起こす。
【００１６】
具体的には，上記プール溝は三角形格子状であるため，例えばその三角形格子の交点部分における材料は６方向に放射線状に分散されてプール溝内を進行する。次いで，六角形格子状のスリット溝に進入する際に，その６方向の分散状態が３方向になる。
このような材料の流れが段階的に整流されることにより，スリット溝に進入する材料の流れを従来よりも均一化することができ，得られるハニカム構造体の成形性を向上させることができる。
【００１７】
したがって，本発明によれば，スリット溝を精度よく効率的に形成することができ，かつ，良好な成形性を発揮しうる六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法を提供することができる。
【００１８】
次に，請求項２に記載の発明のように，上記三角形格子状のプール溝の形成は，研削又は切削加工により行うことが好ましい。これにより，プール溝の形成を非常に高効率に行うことができる。また，この場合の加工具としては，例えば円形薄刃砥石等の回転工具を用いることができる。
【００１９】
また，請求項３に記載の発明のように，上記プール溝の閉塞は，レーザ溶接により行うことができる。この場合には，閉塞部分の位置決めをレーザ光の照射パターンの制御により容易に行うことができ，精度の高い閉塞処理を行うことができる。また，上記レーザ溶接としては，閉塞しようとするプール溝の両壁を溶融接合して開口部を閉塞する方法と，いわゆる溶接棒等の他部材を溶接して開口部を閉塞する方法等がある。
【００２０】
また，請求項４に記載の発明のように，上記プール溝の閉塞は，まず，上記三角形格子状のプール溝全体に閉塞剤を詰め，次いで，上記スリット溝を配置すべき六角形格子部分以外のプール溝における上記閉塞剤を選択的に凝固させ，次いで，上記スリット溝部分の未凝固の上記閉塞剤を除去することにより行うこともできる。この場合には，閉塞部分の閉塞深さを上記閉塞剤の詰め量によって調整することができる。それ故，プール溝の深さの調整を容易に行うことができる。
【００２１】
また，請求項５に記載の発明のように，上記閉塞剤としては金属粉末又は熱硬化樹脂を用い，該閉塞剤の選択的な凝固はレーザ光を照射して焼結又は凝固させることにより行うことができる。この場合にも，閉塞部分の位置決めをレーザ光の照射パターンの制御により容易に行うことができ，精度の高い閉塞処理を行うことができる。
【００２２】
また，請求項６に記載の発明のように，上記閉塞剤としては光硬化樹脂を用い，該閉塞剤の選択的な凝固は，上記スリット溝形成部分をマスクした状態で光を照射することにより行うこともできる。この場合には，上記閉塞処理時の高い発熱を防止することができ，金型への熱影響を確実に防止することができる。
【００２３】
また，請求項７に記載の発明のように，上記プール溝の閉塞は，まず，上記三角形格子状のプール溝全体に模擬閉塞剤を詰め，次いで，上記スリット溝を配置すべき六角形格子部分のプール溝における上記模擬閉塞剤を選択的に凝固させ，次いで，上記プール溝部分の未凝固の上記模擬閉塞剤を除去し，次いで，上記模擬閉塞剤を除去したプール溝を閉塞剤により閉塞し，次いで，上記スリット溝形成部分の模擬閉塞剤を除去することにより行うこともできる。
【００２４】
また，請求項８に記載の発明のように，上記閉塞剤はめっき層であることが好ましい。これにより，上記閉塞処理を容易に行うことができる。なお，この場合には，上記模擬閉塞剤として，めっき層形成防止効果を有するものを用いることが好ましい。これにより，めっき処理後の上記模擬閉塞剤の除去を容易に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施形態例
本発明の実施形態例にかかる六角ハニカム構造体成形用金型の製造方法につき，図１〜図６を用いて説明する。
本例において製造する六角ハニカム構造体成形用金型１は，図１に示すごとく，材料供給用の供給穴１１と，該供給穴１１に連通して三角形格子状に設けたプール溝２と，該プール溝２に連通して六角形格子状に設けたスリット溝３とを有する。かつ，該スリット溝３の各六角形格子は，上記プール溝２の三角形格子を６つ合わせて形取られる六角形と合致するよう設けた。
【００２６】
即ち，本例の六角ハニカム構造体成形用金型１は，図１に示すごとく，スリット溝３とプール溝２とを正面から透視すると，六角形のスリット溝３に重なる部分と，その頂点と中心とを結んでできる６つの三角形の境界部分とに上記プール溝２が位置する。
【００２７】
この六角ハニカム構造体成形用金型１を製造するに当たっては，図２（ａ）に示すごとく，供給穴形成面４１とスリット溝形成面４３とを有する金型素材４を準備する。
次いで，図２（ｂ）に示すごとく，この金型素材４の上記供給穴形成面４１には，所定深さの供給穴１１を形成する。この金型素材４への供給穴１１の形成は，ドリル加工により行う。
【００２８】
一方，図２（ｃ），図４に示すごとく，上記金型素材４の上記スリット溝形成面４３には，互いに略６０度の角度をもって交差する複数のプール溝２を三角形格子状に設ける。次いで，上記スリット溝３を配置すべき六角形格子部分以外のプール溝２を閉塞することにより，上記スリット溝３を形成する。
【００２９】
上記金型素材４のスリット溝形成面４３へのプール溝２の形成は，図３に示すごとき溝加工装置５を用いて行う。溝加工装置５は，金型素材４をセットするテーブル５２と，回転工具７を回転可能に保持する工具支持部５３とよりなる。工具支持部５３は回転シャフト５４を介して回転工具７を保持している。また，テーブル５２は，予め設定した順序に従って，縦横上下に移動するよう構成されている。また，回転工具７としては，厚み１５０μｍの円形薄刃砥石を用いた。
【００３０】
そして，図４に示すごとく，まず金型素材４のスリット溝形成面４３において，矢印Ａ方向に平行なプール溝２を複数形成する。このとき，図５（ｂ）に示すごとく，プール溝２の深さは，金型素材４上記供給穴１１と連通する深さとする。次いで，同様に，矢印Ａ方向と６０度傾斜した矢印Ｂ方向に平行なプール溝２を複数形成する。次いで，同様に，矢印ＡおよびＢ方向と６０度傾斜した矢印Ｃ方向に平行なプール溝２を複数形成する。
これにより，図５（ａ）（ｂ）に示すごとく，金型素材４のスリット溝形成面４３には，上記深さの三角形格子状のプール溝２が形成される。
【００３１】
次に，本例においては，上記プール溝２の閉塞は，まず，上記三角形格子状のプール溝２全体に閉塞剤６を詰めた。本例の閉塞剤６としては金属粉末を用いた。
次いで，スリット溝３を配置すべき六角形格子部分以外のプール溝２における閉塞剤６を選択的に凝固させた。具体的には，閉塞剤６に選択的にレーザ光を照射することにより閉塞剤６を加熱して焼結させることにより選択的に閉塞した。
【００３２】
次いで，上記スリット溝部分の未凝固の上記閉塞剤を除去した。これにより，閉塞しなかったプール溝２が隔壁成形用の溝として機能するスリット溝３となる。
そして，このスリット溝３の形成によって，図１に示すごとき構成の六角ハニカム構造体成形用金型１が得られる。
【００３３】
このように，本例においては，六角形格子状のスリット溝３の形成を，上記三角形格子状のプール溝２の一部を閉塞することにより行う。そのため，上記金型素材４に対して行う溝加工は，上記三角形格子状のプール溝２だけでよい。また，プール溝２の溝加工は，上記のごとく直線状の複数の溝を平行に加工する作業を，略６０度の角度で交差させて３方向から行う方法により行うことができる。それ故，従来のような低効率の放電加工方法等を用いる必要がなく，溝加工時間を大幅に短縮することができる。
【００３４】
また，上記スリット溝３の形成は上記のごとくプール溝２の一部分を閉塞することにより形成するので，スリット溝３の各六角形格子は，プール溝２の三角形格子を６つ合わせて形取られる六角形と合致するよう設けられる。これにより，金型１を用いて六角ハニカム構造体を成形する際の成形性を従来よりも向上させることができる。
【００３５】
これは，次の理由によると考えられる。
従来なら図６（ａ）に示すごとく，材料８８が供給穴１１から六角形格子状のスリット溝３に直接進入していた。これのに対し，本例においては，図６（ｂ）に示すごとく，いったん三角形格子状のプール溝２に材料８８が流入した後，スリット溝３に進入する。そのため，材料８８の流れが段階的に整流されることにより，スリット溝３に進入する材料の流れを従来よりも均一化することができるためであると考えられる。
【００３６】
以上のように，本例によれば，スリット溝を精度よく効率的に形成することができ，かつ，良好な成形性を発揮しうる六角ハニカム構造体成形用金型１の製造方法を提供することができる。
なお，本例においては，プール溝の閉塞を，上記のごとく金属粉末よりなる閉塞剤６を詰めてこれをレーザ光の照射により選択的に凝固させて行った。これに代えて，レーザ溶接，その他の種々の方法を適用することも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例における，六角ハニカム構造体成形用金型におけるスリット溝等の配置を，（ａ）平面から見た要部説明図，（ｂ）Ａ−Ａ線矢視断面図。
【図２】実施形態例における，六角ハニカム構造体成形用金型の製造工程を示す説明図。
【図３】実施形態例における，プール溝加工用の溝加工装置の斜視図。
【図４】実施形態例における，プール溝の形成手順を示す説明図。
【図５】実施形態例における，金型素材のプール溝形成状態を（ａ）正面から見た説明図，（ｂ）Ｂ−Ｂ線矢視断面図。
【図６】実施形態例における，材料の流れの状態を示す説明図。
【図７】従来例における，六角ハニカム構造体成形用金型におけるスリット溝等の配置を，（ａ）平面から見た要部説明図，（ｂ）Ｅ−Ｅ線矢視断面図。
【符号の説明】
１．．．六角ハニカム構造体成形用金型，
１１．．．供給穴，
２．．．プール溝，
３．．．スリット溝，
４．．．金型素材，
４１．．．供給穴形成面，
４３．．．スリット溝形成面，
５．．．溝加工装置，
６．．．閉塞剤，
７．．．回転工具，
【図１】
0003924915.tif 000002
【図２】
0003924915.tif 000003
【図３】
0003924915.tif 000004
【図４】
0003924915.tif 000005
【図５】
0003924915.tif 000006
【図６】
0003924915.tif 000007
【図７】
0003924915.tif 000008