(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設けられたスリット溝とを有する金型を製造する方法において，
上記スリット溝を形成する溝形成面と上記供給穴を設ける穴加工面とを表裏に有する金型素材を準備し，
該金型素材の上記穴加工面から上記供給穴を形成し，
次いで上記スリット溝を形成するに当たっては，減圧室を有する加工土台に上記金型素材をセットすると共に上記穴加工面を上記減圧室に対面配置させ，
次いで，上記減圧室の内部を減圧しながら，上記金型素材の上記溝形成面を１５０μｍ以下の厚みを有する円形薄刃砥石により研削加工することを特徴とする金型の製造方法。
【請求項２】
請求項１において，上記円形薄刃砥石による研削加工は，既に形成したスリット溝の一部又は全部をマスキング材により覆った状態で行うことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記金型は，材料供給用の供給穴と，該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を有するハニカム構造体成形用金型であることを特徴とする金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，例えば薄肉のハニカム構造体成形用金型等の極狭い幅のスリット溝を有する金型を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば自動車等の排気ガス浄化用コンバータにおける触媒担体としては，後述する図１０に示すごときハニカム構造体８が用いられている。このハニカム構造体８は，図１１に示すごとく，格子状に形成されたセル壁８１によって多数のセル８２を有している。
【０００３】
かかるハニカム構造体８の製造は押出成形により行う。このとき用いる成形ダイスは，後述する図６，図７に示すごとく，ハニカム構造体成形用の金型１を主体として，これにガイドリング１９等を組み合わせて構成される。
ハニカム構造体成形用の金型１は，後述する図６〜図９に示すごとく，材料を受ける側の面に材料供給用の供給穴４を有するとともに，その反対側面の押出し面１８には格子状のスリット溝２を有している。またスリット溝２はその格子点において各供給穴４と連通するよう配置されている。
【０００４】
そして，押出成形時には，図７に示すごとく，金型１の供給穴４側から材料８８を供給し，スリット溝２からハニカム構造体８を連続的に押出す。押出されたハニカム構造体８は，適当な長さに順次切断され，その後乾燥することにより製品化される。
【０００５】
次に，上記押出成形に用いる金型１の従来の製造方法につき説明する。
まず，図１３（ａ）に示すごとく，金型１の材料となる金型素材１０を準備する。この金型素材１０は，同図に示すごとく，スリット溝を形成すべき溝形成面１１を突出させた状態で予め設けてある。この溝形成面１１は，この段階では四角い外形形状を有している。
【０００６】
次いで，図１３（ｂ）に示すごとく，金型素材１０における溝形成面１１と反対側の面（穴加工面）１４から供給穴４をドリル又は放電加工，電解加工等により設ける。
次いで，図１３（ｃ）に示すごとく，金型素材１０の溝形成面１１にスリット溝２を設ける。
次いで，溝形成面１１の四角い外形形状を円形状に削って，図６に示すごとく円形状の押出し面１８を有するハニカム構造体成形用金型１を得る。
【０００７】
ここで，上記スリット溝２を形成するに当たっては，図１４に示すごとく，円形薄刃砥石７を用い，これを回転させながら溝形成面１１に対して平行に相対移動させて溝形成面１１を研削することにより行う。そして，その作業を，スリット溝の数だけ縦横に複数回繰り返すことにより，格子状のスリット溝２を得ることができる。
【０００８】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のハニカム構造体成形用金型１の製造方法においては次の問題がある。
即ち，近年のハニカム構造体８に求められているセル壁８１の厚みＫ（図１０）の薄肉化傾向に伴い，ハニカム構造体成形用金型１のスリット溝２の溝幅は，非常に狭い幅に設ける必要が出てきた。そのため，溝幅に直接影響する研削用の円形薄刃砥石７としては，その厚みが１５０μｍ以下という非常に薄いものを選定する必要がある。
【０００９】
厚みが１５０μｍ以下の円形薄刃砥石７を用いた場合には，それ以上の厚みを有する場合には発生しなかった新たな加工上の問題が生ずるようになった。
即ち，上記円形薄刃砥石７により形成されるスリット溝２の溝幅が非常に狭いため，従来ならスムーズに取り除かれていた研削屑が，スリット溝２と供給穴４との交差部分に滞留するようになった。
【００１０】
上記研削屑の滞留は，円形薄刃砥石７の側面を偏摩耗させたり，破損を招いたりして円形薄刃砥石７に損傷を与えてしまう。また，円形薄刃砥石７がこのように損傷した場合には，金型素材１０も損傷する場合が多い。このような問題は，金型の製造能率の低下やコストアップにつながってしまう。
【００１１】
これに対して，例えば特開昭５４−４０５６６号公報に示された切削屑の吸引排出方法や，特開平７−２５６５１１号公報に示された切粉の捕集方法を適用することにより，上記研削屑を除去することも考えられる。しかし，これらの方法を適用しても，上記金型における狭いスリット溝２及び供給穴４に滞留する研削屑を十分に除去することはできず，上記問題を解決することは困難である。
【００１２】
このような問題は，上記のハニカム構造体成形用金型だけに限られず，薄壁を有する種々の成形体（セラミック成形体，樹脂成形体等）を成形するための金型についても同様に生ずる。
【００１３】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，１５０μｍ以下の厚みの円形薄刃砥石を用いても，研削屑を滞留させることなくスムーズにスリット溝を形成することができる，金型の製造方法を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，材料供給用の供給穴と，該供給穴に連通して設けられたスリット溝とを有する金型を製造する方法において，
上記スリット溝を形成する溝形成面と上記供給穴を設ける穴加工面とを表裏に有する金型素材を準備し，
該金型素材の上記穴加工面から上記供給穴を形成し，
次いで上記スリット溝を形成するに当たっては，減圧室を有する加工土台に上記金型素材をセットすると共に上記穴加工面を上記減圧室に対面配置させ，
次いで，上記減圧室の内部を減圧しながら，上記金型素材の上記溝形成面を１５０μｍ以下の厚みを有する円形薄刃砥石により研削加工することを特徴とする金型の製造方法にある。
【００１５】
本発明において最も注目すべきことは，上記スリット溝を形成するに当たっては，上記加工土台に上記金型素材にセットし，上記減圧室の内部を減圧しながら，円形薄刃砥石により研削加工することである。即ち，スリット溝形成時においては，金型素材の穴加工面側を減圧吸引しながら行うことである。
【００１６】
また，上記供給穴は，上記スリット溝を形成する前に設ける。供給穴の加工方法は，従来と同様に例えばドリル加工により行うことができる。
そして，金型素材は，供給穴を設けた状態で，供給穴開口部を上記加工土台の減圧室に対面配置させる。
【００１７】
また上記加工土台の減圧室は，上記金型素材をセットすることにより閉塞されるよう構成することが好ましい。これにより，金型素材の穴加工面側の減圧を効率よく行うことができる。
また，上記減圧室の減圧は，例えば，その内部の空気をポンプにより吸引することにより行う。
【００１８】
また，スリット溝を形成するには，上記のごとく円形薄刃砥石を用いて行う。具体的には，円形薄刃砥石を回転させながらその外周端部を溝形成面に当て，これを回転軸に直角の方向に移動させる。これにより，溝形成面が研削されてスリット溝が得られる。
【００１９】
また，上記円形薄刃砥石としては，上記のごとく１５０μｍ以下の厚みを有するものを用いる。この厚みは，得ようとするスリット溝の溝幅に応じて選定する。
また，円形薄刃砥石は，周知のごとく，砥粒を結合材により薄い円盤状に固めて作製したものである。この砥粒としては，例えば，ダイヤモンド，ＣＢＮ（カーボンボロンニトライド）等種々のものを採用することができる。
【００２０】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明においては，スリット溝を形成するに当たり，予め供給穴を設けた金型素材を上記のごとく加工土台の減圧室に対面配置させ，減圧室内を減圧させながら行う。そのため，スリット溝形成時に上記円形薄刃砥石や金型素材が損傷したりすることなく，スムーズにスリット溝加工を行うことができる。
【００２１】
即ち，スリット溝加工時には，上記金型素材の穴加工面，つまり供給穴開口部側が減圧状態にある。この減圧状態においては，金型素材の溝形成面側と穴加工面側において気圧差が生じている。そのため，上記円形薄刃砥石によりスリット溝を形成する際には，スリット溝が供給穴に連通した時点において，上記気圧差によってスリット溝から供給穴に向かう吸引力が発生する。
【００２２】
そのため，スリット溝が１５０μｍ以下の厚みの薄い円形薄刃砥石により形成され，その溝幅が非常に狭い場合においても，研削屑がスリット溝や供給穴内部に滞留することがない。即ち，スリット溝の形成に伴って次々と発生する研削屑は，供給穴を通って減圧室側に随時強制的に吸引除去される。
【００２３】
また，上記吸引力は，研削部分に供給される潤滑油をスリット溝内部にまで吸引する効果も発揮する。そのため，円形薄刃砥石は，十分な潤滑状態で研削加工を行うことができる。
それ故，円形薄刃砥石は，上記の研削屑の除去と潤滑効果の向上とによって，偏摩耗や破損という損傷を受けることがない。また，そのため，金型素材にも損傷を与えることなく，スムーズにスリット溝加工を行うことができる。
【００２４】
したがって，本発明によれば，１５０μｍ以下の厚みの円形薄刃砥石を用いても，研削屑を滞留させることなくスムーズにスリット溝を形成することができる，金型の製造方法を提供することができる。
【００２５】
次に，請求項２の発明のように，上記円形薄刃砥石による研削加工は，既に形成したスリット溝の一部又は全部をマスキング材により覆った状態で行うことが好ましい。これにより，多数のスリット溝を設ける際において，上記減圧吸引効果の低下を抑制することができる。
【００２６】
また，上記製造方法により作製する金型としては，種々の成形品成形用の金型を適用できる。そして，請求項３の発明のように，上記金型としては，材料供給用の供給穴と，該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を有するハニカム構造体成形用金型を適用することができる。この場合には，多数のスリット溝を上記のごとくスムーズに加工することができ，ハニカム構造体成形用金型の製造を従来よりも効率的に行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる金型の製造方法につき，図１〜図１０を用いて説明する。
本例の製造方法は，図６〜図９に示すごとく，材料供給用の供給穴４と，該供給穴４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２とを有するハニカム構造体成形用金型１を製造する方法である。
【００２８】
まず図４，図５に示すごとく，スリット溝２を形成する溝形成面１１と供給穴４を設ける穴加工面１４とを表裏に有する金型素材１０を準備する。そして，金型素材１０の穴加工面１４から供給穴４を形成する。
次いでスリット溝２を形成するに当たっては，図１，図２に示すごとく，減圧室５１を有する加工土台５に金型素材１０をセットすると共に金型素材１０の穴加工面１４を減圧室５１に対面配置させる。
【００２９】
次いで，図１〜図３に示すごとく，減圧室５１の内部を減圧しながら，金型素材１０の溝形成面１１を１５０μｍ以下の厚みを有する円形薄刃砥石７により研削加工する。
また，本例において製造する金型１は，図１０，図１１に示すごとく，セル８２を構成するセル壁８１の厚みＫが例えば１００μｍという非常に薄肉化されたハニカム構造体８を押出成形するためのものである。したがって，スリット溝２の溝幅は，１０５〜１１０μｍにする必要がある。このため，上記円形薄刃砥石７としては，１００μｍの厚みのものを用いる。
【００３０】
以下，ハニカム構造体成形用金型１の製造方法を詳説する。
まず，前述した図１３（ａ）に示すごとく，金型素材１０としては，ＳＫＤ６１よりなる鋼板を準備する。この金型素材１０には，突出した溝形成面１１を予め切削加工により設けてある。溝形成面１１は，図４に示すごとく，その外形形状を正方形に仕上げてあると共に，本体部から２．７ｍｍ厚みだけ突出した状態で設けてある。
【００３１】
次に，図４，図５に示すごとく，金型素材１０の穴加工面１４に対して直径１ｍｍの供給穴４を設ける。これは，穴加工面１４からドリル加工を行うことにより設ける。また供給穴４は，図５，図８，図９に示すごとく，後に設けるスリット溝２の格子点に位置するよう設けると共に，その深さは上記溝形成面１１の底部に若干侵入する程度に止める。したがって，供給穴４はこの時点では貫通していない。
【００３２】
次に，図１，図２に示すごとく，スリット溝２を設けるに当たっては，減圧室５１を有する加工土台５に金型素材１０をセットする。加工土台５としては，図１，図２に示すごとく，減圧室５１を有するものを用いる。減圧室５１は，基台５０上に四角く取り囲んだ側壁５１１を配設することにより構成してある。
【００３３】
また，側壁５１１には，外部から減圧室５１内に通ずる吸引パイプ５５を配設してある。この吸引パイプ５５は，吸引ポンプ（図示略）に連結されており，減圧室５１内部の空気を吸引する役割を果たすものである。
そして，減圧室５１上に金型素材１０をセットすることにより，減圧室５１内は閉塞状態となる。また，このとき，図１に示すごとく，金型素材１０は，その穴加工面１４を減圧室５１に対面配置させる。
【００３４】
次に，上記吸引パイプ５５から減圧室５１内の空気を排出し，減圧室５１内を減圧した状態で研削加工を行う。研削加工は，図１，図２に示すごとく，加工土台５上の金型素材１０の溝形成面１１に円形薄刃砥石７を回転させながら当接させ，これをスリット溝形成方向に移動させて行う。これにより，図１に示すごとく，徐々にスリット溝２が形成されていき，各供給穴４に円形薄刃砥石７が到達する度に，スリット溝２と供給穴４とが連通状態となる。
【００３５】
このとき，加工土台５の減圧室５１内は上記のごとく減圧状態にある。そのため，図３に示すごとく，スリット溝２と各供給穴４とが連通状態になった際には，その供給穴４を通って減圧室５１側へ向かう吸引力９９が生じる。一方，スリット溝２の形成時においては，円形薄刃砥石７により研削された研削屑がスリット溝２及び供給穴４内に発生する。
【００３６】
この研削屑は，上記の吸引力９９によって順次供給穴４を通って強制的に減圧室５１側に排出される。そのため，研削屑はスリット溝２及び供給穴４内に残留することがない。
また，上記吸引力９９は，研削加工時に塗布される潤滑油を，スリット溝２内部にまで十分に引き込む効果も発揮する。そのため，円形薄刃砥石７は良好な潤滑状態において研削を進めることができる。
【００３７】
このように，本例においては，研削加工時において，金型素材１０の供給穴４側を減圧吸引しているので，１５０μｍ以下という非常に薄い円形薄刃砥石７を用いて溝幅の狭いスリット溝２を形成し場合にも，スリット溝２及び供給穴４内部に研削屑を滞留させることがない。また，上記のごとく研削時の潤滑状態も良好となる。
それ故，本例の製造方法においては，円形薄刃砥石７や金型素材１０の損傷を確実に防止しつつスリット溝２を設けることができる。
【００３８】
なお，スリット溝２は，図２に示すごとく，溝形成面１１の矢印Ａ方向，Ｂ方向に多数設けて格子状にする。この場合にも，各スリット溝２は，上記と同様にスムーズに形成される。そして，スリット溝２の形成が完了した後，図６に示すごとく，溝形成面１１を円形状に成形することにより，金型１が完成する。
【００３９】
実施形態例２
本例は，図１２に示すごとく，実施形態例１における多数のスリット溝２を設けるに当たり，既に形成したスリット溝の一部をマスキング材６により覆った状態で研削加工した具体例である。
即ち，図１２に示すごとく，実施形態例１と同様の方法により，矢印Ａ方向に数本のスリット溝２を形成した後，そのスリット溝２形成部分の溝形成面１１をマスキング材６により覆った。
【００４０】
そして，さらに数本のスリット溝２を形成した後，そのスリット溝２形成部分にもマスキング材６を貼設し，その後のスリット溝２の形成を続けた。このように，本例においては，数本のスリット溝２の形成とマスキング材６の貼設を交互に繰り返した。そして，矢印Ａ方向にスリット溝２を多数設けた後，同様に矢印Ｂ方向にもスリット溝２を多数設けて格子状のスリット溝２を形成した。
【００４１】
上記のごとくマスキング材６によりスリット溝２を覆う結果，その部分からの減圧室５１側への空気，潤滑油の流れが阻止される。そのため，非常に多くのスリット溝２を形成する場合においても，減圧室５１の作用による吸引効果を常に一定以上に維持することができる。
【００４２】
それ故，本例においては，非常に多くのスリット溝２を有するハニカム構造体成形用金型１を製造する場合にも，実施形態例１に示した効果を十分に発揮させてスムーズなスリット溝形成を行うことができる。その他は実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００４３】
なお，上記の実施形態例においてはハニカム構造体成形用金型の製造方法に本発明を適用した例を示したが，一般のセラミック成形品や樹脂成形品を成形するための金型を製造する場合においても，同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，スリット溝形成過程をスリット溝と平行な断面からみた説明図。
【図２】実施形態例１における，スリット溝形成過程を示す斜視図。
【図３】実施形態例１における，スリット溝形成過程をスリット溝と直角の断面からみた説明図。
【図４】実施形態例１における，供給穴を形成した金型素材の斜視図。
【図５】図４のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図６】実施形態例１における，金型の平面図。
【図７】実施形態例１における，金型の正面図。
【図８】図６における，金型の押出し面におけるＤ部の拡大図。
【図９】図８のＥ−Ｅ線矢視断面図。
【図１０】実施形態例１における，ハニカム構造体の斜視図。
【図１１】図１０における，Ｍ部の拡大図。
【図１２】実施形態例２における，スリット溝形成過程を示す斜視図。
【図１３】従来例における，金型の製造工程を示す説明図。
【図１４】従来例における，スリット溝形成方法を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．金型，
１０．．．金型素材，
１１．．．溝形成面，
１５，２５，３５．．．除変肉厚部，
２．．．スリット溝，
４．．．供給穴，
５．．．加工土台，
５１．．．減圧室
７．．．円形薄刃砥石，
【図１】
0003750348.tif 000002
【図２】
0003750348.tif 000003
【図３】
0003750348.tif 000004
【図４】
0003750348.tif 000005
【図５】
0003750348.tif 000006
【図６】
0003750348.tif 000007
【図７】
0003750348.tif 000008
【図８】
0003750348.tif 000009
【図９】
0003750348.tif 000010
【図１０】
0003750348.tif 000011
【図１１】
0003750348.tif 000012
【図１２】
0003750348.tif 000013
【図１３】
0003750348.tif 000014
【図１４】
0003750348.tif 000015