(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の櫛状のプレートがその櫛歯部どうしで噛み合わされて該プレートの背部及び該櫛歯部が格子状に組み込まれた電極を備えている放電加工用電極であって、
前記電極の放電部は、前記背部及び前記櫛歯部が加工されて所定の立体形状に形成されている放電加工用電極。
【請求項２】
前記放電部が、放電加工が施される金型の被放電加工部の表面形状と対応する凸状に加工されて形成されている請求項１記載の放電加工用電極。
【請求項３】
請求項１記載の放電加工用電極を用いた成形金型の製造方法であって、
前記成形金型に成形品の形状に対応した被放電加工部を予め形成しておき、該被放電加工部と前記放電部とを対峙させて放電加工を行って該放電加工部に格子状の溝を形成する成形金型の製造方法。
【請求項４】
前記被放電加工部又は前記放電部を、該被放電加工部が該放電部よりも幅広くなるように形成しておき、前記溝の端部が該被放電加工部の周縁に達しないように形成する請求項３記載に成形金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電加工用電極及びこれを用いた成形金型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
格子状の溝加工が施された金型の製造方法に関する従来技術としては、例えば、特開２０００−２６３３３４号公報に記載の技術が知られている。
この従来技術は、断面が六角形状のパイプ状の放電加工用電極を用いた放電加工によって板状の金型素材の表面に該電極に対応した六角形状の溝を形成した後、形成された六角形状の溝の一辺と前記電極の一辺とが合うように該金型素材又は電極を順次位置移動させ、放電加工を繰り返し行うことによって、六角網目状の溝を有する成形金型を製造するようにしたものである。
【０００３】
ところで、上述の従来の放電加工用電極を用いた成形金型の製造方法は、金型素材の表面形状が平坦な場合には、金型素材又は電極の位置移動によって所定深さの溝を形成することが可能であるが、金型素材の表面形状が立体的（特に、湾曲面を有していたり、非回転対称体形状）である場合には、所定の深さの格子状の溝を形成することは困難であった。また、溝加工を施す金型素材と電極との位置決めを正確に行いつつ、繰り返し放電加工を行わなければならず、加工効率が低くならざるを得ず、加えて、金型素材又は電極を位置決めするたびに放電加工を行うため、電力消費の点でも好ましくなかった。
【０００４】
従って本発明の目的は、表面形状が立体的である金型表面に格子状の溝を効率よく形成することができる放電加工用電極及びこれを用いた成形金型の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の櫛状のプレートがその櫛歯部どうしで噛み合わされて該プレートの背部及び該櫛歯部が格子状に組み込まれた電極を備えている放電加工用電極であって、前記電極の放電部は、前記背部及び前記櫛歯部が加工されて所定の立体形状に形成されている放電加工用電極を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００６】
また、本発明は、前記本発明の放電加工用電極を用いた成形金型の製造方法であって、前記成形金型に成形品の形状に対応した被放電加工部を予め形成しておき、該被放電加工部と前記放電部とを対峙させて放電加工を行って該放電加工部に格子状の溝を形成する成形金型の製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づいて図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、本発明の放電加工用電極を、ボトル状のパルプモールド成形体の抄造型（成形金型）における胴部に対応する部分に格子状の流通溝を形成する放電加工用電極に適用した実施形態を示したものである。図１において、符号１は放電加工用電極を示している。
【０００９】
放電加工用電極１は、複数の櫛状のプレート２、３（図１では、プレート２は１枚のみ図示）が、それらの櫛歯部２１、３１どうしで噛み合わされてプレート２の櫛歯部２１及びプレート３の背部３２が格子状に組み込まれた電極４を備えている。
【００１０】
プレート２、３の厚みは、形成する溝の幅に応じて適宜設定することができるが、本実施形態のような抄紙型の流通溝の場合には、１〜１０ｍｍであることが好ましく、３〜６ｍｍであることがより好ましい。プレートの厚みが薄すぎるとプレート自体の剛性が低下し、加工する際、特に湾曲した形状に加工する際にプレートが破損する場合があり、また、プレートを格子状に組み込む際の精度や作業効率が低下する。逆にプレートの厚みが厚すぎると、放電加工時間が長くなったり、得られる抄造型の抄造ネットをささえる面積が少なくなり、ネットが変形して成形体の成形不良が生じる場合がある。
【００１１】
プレート２における櫛歯部２１の幅（最も外側の櫛歯どうしの幅）は、形成する成形体の幅に応じて適宜設定することができる。本実施形態のように、溝の一端部が得られる型の突き合わせ面に達しないようにする場合には、例えば、後述するように櫛歯部の幅ｗ２１（図２参照）が突き合わせ面７１（図５（ａ）参照）に達しないように、櫛歯を欠落した形態としてその幅ｗ２１を狭めることが好ましい。
溝の両端部が得られる型の突き合わせ面に達しないようにする場合には成形体の幅よりも狭くすることが好ましく、溝の両端部が得られる型の突き合わせ面に達するようにする場合には成形体の幅よりも広くすることが好ましい。
溝の両端部が得られる型の突き合わせ面に達するようにする場合には、プレート材料の準備、湾曲面の加工効率の点から成形体の幅より１〜１０ｍｍ広いことが好ましく、成形体の幅より３〜６ｍｍ広いことがより好ましい。
【００１２】
プレート３における背部３２の幅Ｗ３２（図３参照）は、形成する成形体の幅（高さ）に応じて適宜設定することができ、溝の両端部が得られる型の突き合わせ面に達しないようにする場合には成形体の幅（高さ）よりも狭くすることが好ましく、溝の両端部が得られる型の突き合わせ面に達するようにする場合には成形体の幅（高さ）よりも広くすることが好ましい。
溝の両端部が得られる型の突き合わせ面に達するようにする場合には、プレート材料の準備、湾曲面の加工効率の点から、成形体の幅（高さ）より１〜１０ｍｍ広い（長い）ことが好ましく、成形体の幅（高さ）より３〜６ｍｍ広い（長い）ことがより好ましい。
【００１３】
プレート２、３の櫛歯部の各歯の幅は、形成する格子溝の格子の間隔に応じて適宜設定することができるが、本実施形態のような抄紙型の流通溝の場合には、抄紙工程におけるスラリー中の固形分の詰まり、脱水効率の点から１〜１０ｍｍであることが好ましく、３〜６ｍｍであることがより好ましい。
【００１４】
プレート２、３の材質は、放電加工用電極に用いられる通常の材質を、加工する金型の素材に応じて適宜選択することができる。
【００１５】
プレート２は、櫛歯部２１の右端の歯が欠落した形態を有し、左右非対称に形成されている。これにより、加工対象となる金型の被放電加工部が前記電極４の放電面４０よりも幅広くなり、後述するように、金型に形成される溝の一端部が該被放電加工部の周縁（得られる型の突き合わせ面）に達しないように形成できるようになしてある。
【００１６】
プレート２、３は、電極４として組み込まれた後に電極の組み込み状態を安定的に維持するための固定用の係合部２３、３３を有している。
本実施形態では、プレート２の係合部２３は、その背部２２の両端部から外側に突出する片状の形態を有している。また、プレート３の係合部３３は、櫛歯部３１の両端部の歯から外側に突出する片状の形態を有している。
プレート２、３の係合部２３、３３は、その上下方向の一端部が、背部２２、櫛歯部３１と面一になるように形成されている。
【００１７】
電極４は、ベースプレート５上に配され、当該ベースプレート５の側面部にボルト５６で固定された固定治具６で四方から挟持固定されている。この固定治具６は、前記プレート２、３の係合部２３、３３と係合する係合凹部（係合部）６０を有しており、全てのプレート２、３をそれらの係合部２３、３３と係合凹部６０とを係合した上で挟持することで、電極４におけるプレート２、３の抜け及び左右方向のズレを規制し、電極４が格子状に組み込まれた状態で安定的に固定できるように構成されている。
【００１８】
前記電極４の放電面（放電部）４０は、プレート２の背部２２及びプレート３の櫛歯部３１が加工されて、放電加工が施される金型の被放電加工部の表面形状と対応する半円形断面形状（凸状）に形成されている。
この放電面４０の加工は、湾曲面であることから３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）／ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）を駆使し、その加工データを作製してＮＣ装置を備えたフライス加工機又はマシニングセンターで電極を直彫りすることが好ましく、これ以外の加工方法、例えば、ＮＣ装置を備えた放電加工機（型彫り放電、ワイヤカット）等で行うこともできる。
【００１９】
なお、図には示していないが、ベースプレート５には、電極４の内部空間（格子の空間）に通じる流体流通路が形成されており、電極内部を通じた放電加工時の加工液の吹き付け又は吸引が行えるようになっている。
【００２０】
放電加工電極１は、図２、３示すような放電面４０を形成する前の櫛歯の長さが一定の、一群のプレート２及びプレート３を、それらの櫛歯部２１、３１どうしで図４に示すように噛み合わせ、プレート２の櫛歯部２１及びプレート３の背部３２が格子状に組み込まれた状態とし、これを前記固定治具６でベースプレート５に固定した後、上述の加工方法で櫛歯部２１及び背部３２を加工して前記放電面４０を形成することによって作製される。
【００２１】
次に、本発明の成形金型の製造方法を、その好ましい実施形態として、前記放電加工用電極１を用い、ボトル状のパルプモールド成形体の抄造型を構成する割型における、胴部に対応する部分（以下、この部分を成形型ともいう。）の製造に適用した、実施形態に基づいて説明する。
【００２２】
先ず、前記放電加工用電極１を用いた放電加工に先だって、図５（ａ）に示すように、成形型７にパルプモールド成形体（成形品）の胴部の外形形状に対応して断面が半円弧状に湾曲する湾曲面で構成される被放電加工部７０を予め形成する。成形型の材質は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、加工性や熱伝導率が良く比重が軽く耐食性にも優れている点からアルミニウム製のものを用いることが好ましい。
被放電加工部７０は、従来の通常の加工方法によって形成することができる。該加工方法としては、例えば、ＣＡＤ／ＣＡＭを利用した直彫り加工や倣い加工、鋳造、放電加工等が挙げられる。
【００２３】
次に、放電加工電極１及び成形型７を加工液を湛えたプール（図示せず）内に浸漬し、図５（ａ）に示すように被放電加工部７及び前記放電部４０とを所定間隔をおいて対峙させる。
加工液には、放電加工に通常用いられるものを特に制限なく用いることができる。
【００２４】
次に、図５（ｂ）に示すように、電極４の放電面４０と被放電加工部７０との間で前記加工液を介して放電加工を行い、放電加工部７０に格子状の溝８を形成する。放電加工の条件（放電時間、放電面と被放電面との間のクリアランス、放電パルス幅、休止パルス幅、休止時間、電流波高値、サーボ電圧、極性、無負荷電圧、パルス制御、ピカデンパルス、コンデンサー、サーボ速度等）は、形成する溝の深さ、プレート間ピッチ（隣接する溝の間隔）、プレート厚み（溝の幅）、放電加工面積等に応じて適宜設定することができる。
【００２５】
また、放電加工時には、放電面と被放電加工面との間から加工屑が滞ることなる排出できるように、加工液を効率よく循環させることが好ましい。加工液の循環には、前記ベースプレート５の前記流体流通路を通じて格子状の電極４の内部から加工液を吸引又は排出することで行うことができる。
【００２６】
本実施形態では、被放電加工部７０が放電面４０よりも幅広くなるように形成されており、前記溝８の一方の端部８０は、被放電加工部７０の周縁７００には達しない。
【００２７】
所定深さの溝８が加工されると、図５（ｃ）に示すように、放電加工用電極１と成形金型７とを離間させ、放電加工を終了する。そして、該溝８と外部とに通じる流体流通孔（図示せず）を形成し、必要に応じて、表面研磨、加工屑の除去等を施して、成形型の製造を終了する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の放電加工用電極１及びこれを用いた金型の製造方法によれば、表面形状が立体的である金型表面に格子状の溝８を効率よく形成することができる。
また、被放電加工面７０の周縁部７００に溝８の一端部が達しない成形金型７を容易に製造することができる。このようにして製造された成形金型は、周縁部を突き合わせ面とした割型として用いられる場合に、その成形面に成形体を吸着したり成形面から成形体を離間させたりして当該成形体を受け渡す際のリークを抑えることができ、成形体の受け渡しをスムーズに行うことができる。
【００２９】
本発明は、前記実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更することができる。
【００３０】
本発明は、前記実施形態のように、平面視略正方形状の目を有する格子状の溝を形成し得るように、櫛歯部の間隔を等しくするとともに背部に対する櫛歯部のなす角度が略直交するようにプレートを形成し、複数の該プレートを組み込んで電極を形成したが、成形金型に形成する溝の形態に応じて、櫛歯部の間隔、櫛歯部の各歯と背部とのなす角度、プレートの厚み等を適宜選択して電極を作製することができる。例えば、一方のプレート群に用いるプレートの櫛歯部の間隔と、もう一方のプレート群に用いるプレートの櫛歯部の間隔を異なるようにしておくことで、形成する溝の格子の目を長方形状にすることもできる。また、用いるプレートの櫛歯部の各歯と背部とのなす角度を９０度以外の角度にすることで、形成する溝の格子の目を平行四辺形や菱形状にすることもできる。また、厚みの異なるプレートを用いることで、形成する溝を、例えば、縦横で異なる幅とすることもできる。
【００３１】
本発明の放電加工用電極は、前述のように、プレート２、３を格子状に組み込んだ後に放電面を所定形状に加工することが好ましいが、予め個々のプレートを電極として組み込まれる部位に応じて加工し、その後電極を組み込むようにすることもできる。また、放電面の形態は、成形する成形体の外形に応じて適宜設定することが出きる。
【００３２】
本発明は、前記実施形態におけるように、プレート２の櫛歯部２１の一端部を欠落させた形態とし、成形金型７の被放電加工部７０の幅を放電部の幅よりも幅広くすることで、形成される溝８の一端部が被放電加工部７０の周縁部に達しないようにしたが、例えば、櫛歯部２１の両端部を欠落させた形態とし、溝８の両端部が被放電加工部７０の周縁部に達しないようにすることもできる。
また、放電部の幅を予め被放電加工部の幅よりも狭く設定することで、形成される溝８の端部が被放電加工部の周縁部に達しないようにすることもできる。
【００３３】
本発明の放電加工用電極は、前記放電面に、文字、図形、又は前記流通孔に対応する形態の凹凸をさらに形成することによって、成形体の外表面に押圧転写させるロゴ等の文字、図形に対応する凹凸、又は前記流通孔を、前記溝８と合わせて成形金型の被放電加工部に形成することもできる。
【００３４】
本発明の放電加工用電極は、前記実施形態におけるように、放電面（放電部）が、被放電加工部の表面形状（凹状）と対応する凸状に形成されていることが好ましいが、被放電加工部の表面形状が凸状の場合には、放電面は、これに対応する凹状に形成することもできる。
【００３５】
本発明は、前記実施形態におけるような、抄造型を構成する割型における、成形体の胴部に対応する部分に溝を形成する場合への適用に限られるものではなく、肩部、口頸部、或いはこれら胴部、肩部又は口頸部に対応する部分に溝を形成する場合にも適用することができる。また、割型で構成される抄造型以外の形態、例えば、いわゆる雄雌型に分類される成形型にも適用することができる。
【００３６】
本発明の放電加工用電極は、前記実施形態におけるように、各プレートに、電極の組み込み状態を安定的に維持する係合部として、固定治具の係合部に応じて突出する片状の形態のものを有していることが好ましいが、係合部の形態は、固定治具の係合部の形態に応じて適宜の形態を変更することができる。例えば、プレート側に係合凹部を設け、これに係合する係合凸部を電極の固定治具側に設けることもできる。
【００３７】
本発明は、前記実施形態におけるように、パルプモールド成形体等の繊維成形体の湿式製造に用いられる、抄造面に流通溝を有する抄造型の製造に特に好適に用いることができるが、これ以外の型、例えば、該繊維成形体の乾燥に用いられる乾燥面に排気溝を有する乾燥型の製造、意匠的なリブ構造や強度アップを図るためのリブ構造を備えたブロー成形型の製造、ヘアーブラシ等の射出成形型の製造等の各種成形体の製造にも適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、表面形状が立体的である金型表面に格子状の溝を効率よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電加工用電極の一実施形態を模式的に示す縦断面図である。
【図２】同実施形態の放電加工用電極に用いられる櫛歯状のプレート群を模式的に示す斜視図である。
【図３】同実施形態の放電加工用電極に用いられる櫛歯状のプレート群を模式的に示す斜視図である。
【図４】図２及び図３のプレート群を組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の成形金型の製造方法の手順を模式的に示す図であり、（ａ）は放電加工用電極と加工前の成形金型とを対峙させた状態を示す図、（ｂ）は放電加工によって格子状の溝を形成している状態を示す図、（ｃ）は放電加工後に電極と成形金型とを離間させた状態を示す図である。
【符号の説明】
１  放電加工用電極
２、３  プレート
２１、３１  櫛歯部
２２、３２  背部
４  電極
５  ベースプレート
６  固定治具
７  成形金型
７０  被放電加工部
８  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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