JPH1177189A

JPH1177189A - 金型の製造方法

Info

Publication number: JPH1177189A
Application number: JP10152183A
Authority: JP
Inventors: Naoto Iwata; 直人岩田; Nobuhiko Nagai; 暢彦永井; Mitsutoshi Miyazaki; 光俊宮崎; Kunihiro Kodama; 邦宏児玉
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2018-05-15
Also published as: JP4253865B2

Abstract

(57)【要約】【課題】得られる供給穴とスリット溝との連通部分の
健全性を維持しつつ，スリット溝の蛇行を確実に防止す
ることができる，金型の製造方法を提供すること。【解決手段】材料供給用の供給穴４と，供給穴４に連
通して設けられたスリット溝２とを有する金型を製造す
る方法である。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を準備し，金型素材１０にスリット溝２を設ける
と共に，供給穴４よりも短い浅穴４０を設ける。次い
で，浅穴４０の先端部４０１を除去する非接触加工を行
うことにより浅穴４０を長くして供給穴４を形成する。

Description

【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９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１０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
５，図６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５〜図８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６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１１（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１１（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１１（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５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１２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，従来の製造方法においては，予め所定
の深さまで供給穴４を設けた後，所定深さのスリット溝
２を設けることにより，供給穴４とスリット溝２とを連
通させていた。また，このスリット溝２の形成は，上記
のごとく円形薄刃砥石７を用いて行い，この円形薄刃砥
石７によって供給穴４の先端部を切り分けながら行う。

【０００９】一方，円形薄刃砥石７はその厚みが例えば
１５０μｍ以下であり，非常に薄い。そのため，上記供
給穴４の先端部を切り分ける際に左右からの抵抗のバラ
ンスが狂った場合には，円形薄刃砥石７自身が一方に反
って蛇行しながら研削が行われる。

【００１０】この場合には，円形薄刃砥石７が破損した
り，さらに金型素材１０に損傷が与えられるという問題
が生じる。また，スリット溝２の蛇行が激しい場合に
は，隣り合うスリット溝２との間隔にばらつきが生じ，
成形するハニカム構造体の精度に悪影響を及ぼす。

【００１１】これに対し，スリット溝２を先に設けて後
から供給穴４を形成する方法をとることも考えられる。
しかしながら，この場合には，供給穴４の先端部のスリ
ット溝との連通部分において，スリット溝２の内側に突
出する加工ダレ，バリ等が生じてしまう。また，これら
のダレ，バリ等は，その後に取り除くことが困難であ
る。それ故，このような単なる加工順序の入れ替えでは
上記問題に対する十分な対策とすることはできない。

【００１２】また，例えば特開昭５８−２１７３０８号
公報に示されているごとく，スリット溝形成部分と供給
穴形成部分をそれぞれ別体の金属プレートから作製し，
その後両者を接合する方法により対策することも考えら
れる。しかしながら，この場合には，加工工数が倍増
し，製造コストの大幅な上昇を招いてしまう。

【００１３】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。

【００１４】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，得られる供給穴とスリット溝との連通部
分の健全性を維持しつつ，スリット溝の蛇行を確実に防
止することができる，金型の製造方法を提供しようとす
るものである。

【００１５】

【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，該金型素材に上記スリッ
ト溝を設けると共に，上記供給穴よりも短い浅穴を設
け，次いで，該浅穴の先端部を除去する非接触加工を行
うことにより上記浅穴を長くして上記供給穴を形成する
ことを特徴とする金型の製造方法にある。

【００１６】本発明において最も注目すべきことは，該
金型素材に上記スリット溝と上記浅穴を設け，次いで，
該浅穴の先端部を除去する非接触加工を行うことであ
る。即ち，上記供給穴は，２段階の工程により形成し，
かつ第２段階の上記非接触加工によってスリット溝と十
分に連通した供給穴を完成させることである。

【００１７】上記金型素材への浅穴の加工は，例えばド
リル加工により行うことができる。このとき，浅穴は，
その長さを供給穴の所望長さより若干短く設ける。即
ち，上記浅穴は供給穴の穴深さを若干浅くしたものであ
る。

【００１８】一方，金型素材に対しては，その溝形成面
にスリット溝を設ける。このスリット溝の形成は，従来
と同様に例えば円形薄刃砥石を用いた研削により行う。
なお，浅穴の形成とスリット溝の形成の順序は特に問わ
ない。ただし，スリット溝形成前に金型素材の焼入れ硬
化処理等を施す場合には，浅穴形成後スリット溝を形成
する方が好ましい。

【００１９】また，上記非接触加工は，上記浅穴とスリ
ット溝の形成が完了した後に行う。ここでいう非接触加
工は，研削加工や切削加工のように工具を直接金型素材
に接触させて行う加工方法を除いた加工方法を指す。具
体的には，後述する電解加工，放電加工等のように，化
学反応，熱的作用等によって加工部分を除去する種々の
方法がある。

【００２０】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，まず上記金型素材に対して上記浅穴
及びスリット溝を設け，その後に上記非接触加工を施し
て供給穴を完成させる。そのため，スリット溝は，従来
のような蛇行を発生させることなく，精度良く設けるこ
とができる。

【００２１】即ち，浅穴よりも先にスリット溝を設ける
場合には，無垢の状態の金型素材を研削するため，研削
時に従来のように供給穴の先端部を切り分けるという作
業がない。そのため，円形薄刃砥石等の研削工具が偏っ
た抵抗を受けることがなく，ほとんど蛇行せず真っ直ぐ
にスリット溝を形成することができる。

【００２２】また，浅穴を先に設けてその後スリット溝
を設ける場合においては，上記浅穴が供給穴よりも短く
設けられている。そのため，浅穴を後から設ける場合と
同様に，円形薄刃砥石等の工具が一方向に偏った抵抗を
受けるということがなく，ほとんど蛇行のない真っ直ぐ
なスリット溝を設けることができる。このように，スリ
ット溝形成時には従来のような蛇行が生じないので，そ
の研削加工を行う円形薄刃砥石等の工具が破損したり，
金型素材に損傷が与えられるということがない。

【００２３】また，上記供給穴は，上記非接触加工を行
うことにより仕上げられる。この非接触加工は，上記の
ごとく，加工工具を金型素材に直接接触させずに，化学
反応，熱的作用等を利用して行う。そのため，従来のド
リル加工のように，供給穴とスリット溝とのラップ部分
にダレやバリを発生させることなく浅穴の先端を除去加
工することができる。そのため，スリット溝と供給穴と
のラップ部分，即ち連通部分は，非常に健全な状態で仕
上げられる。

【００２４】したがって，本発明によれば，得られる供
給穴とスリット溝との連通部分の健全性を維持しつつ，
スリット溝の蛇行を確実に防止することができる，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，上記非接
触加工は，電解加工，放電加工，レーザー加工のいずれ
かにより行うことができる。このうち，特に電解加工に
よれば，準備した電極の数だけ一度に複数の浅穴に対し
て加工を施すことができるため，効率的に非接触加工を
行うことができる。

【００２６】また，請求項３の発明のように，上記浅穴
の長さは，上記供給穴の長さよりも０．０５〜２．０ｍ
ｍ短いことが好ましい。この長さの差が０．０５ｍｍ未
満の場合には，スリット加工時に浅穴とスリット溝とが
比較的広い範囲でラップしてしまい，上記浅穴形成によ
る効果が減少するという問題がある。一方，２．０ｍｍ
を超える場合には，上記非接触加工の加工量が多くな
り，生産効率が低下するという問題がある。

【００２７】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４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。

【００２８】

【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５
〜図８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。

【００２９】まずスリット溝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にスリット
溝２を設けると共に，供給穴４よりも短い浅穴４０を設
ける。次いで，浅穴４０の先端部４１を除去する非接触
加工を行うことにより浅穴４０を長くして供給穴７を形
成する。

【００３０】また，本例において製造する金型１は，図
９，図１０に示すごとく，セル８２を構成するセル壁８
１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，１０５〜１１０μ
ｍ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。

【００３１】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１１（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，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Ｔだけ突出した状態で設けてあ
る。

【００３２】次に，図２に示すごとく，上記金型素材１
０の上記溝形成面１１に対して直径１ｍｍの浅穴４０を
設ける。これは，図１１（ｂ）と同様に，溝形成面１１
の反対面の穴加工面１４からドリル加工を行うことによ
り設ける。また浅穴４０は，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，その深さは最終的
に得ようとする供給穴４よりも例えば１．０ｍｍ浅く設
ける。

【００３３】次に，図３及び図１１（ｃ）に示すごと
く，溝形成面１１にスリット溝２を設ける。各スリット
溝２を形成するに当たっては，前述した図１２に示すご
とく，工作台上にセットした金型素材１０の溝形成面１
１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る。

【００３４】なお，円形薄刃砥石７の当接深さは，溝深
さが約２．４ｍｍとなるように調整した。そのため，ス
リット溝２形成後においては，図３に示すごとくスリッ
ト溝２と浅穴４０とが連通することなく互い独立した状
態で設けられる。それ故，上記スリット溝２は，浅穴４
０の存在に影響されることなく，蛇行せずに直線的に設
けられる。また，スリット溝２は，図１１（ｃ）に示す
ごとく，溝形成面１１に対して矢印Ａ方向，Ｂ方向に順
次形成して格子状とした。

【００３５】次に，図１に示すごとく，浅穴４０の先端
部に対して非接触加工としての電解加工を施した。具体
的には，まず図１に示すごとく，浅穴４０よりも小さい
径を有するパイプ電極６１を準備する。このパイプ電極
６１は，タングステン製のパイプにテフロンコートした
ものであり，その内部に電解液５９を噴出するための内
孔を有している。

【００３６】次いで，パイプ電極６１を浅穴４０内に挿
入する。このとき，パイプ電極６１の先端６１１と浅穴
４０の先端部４０１との間には一定の距離をおく。次い
で，パイプ電極６１と金型素材１０との間に電圧をかけ
ると共に，電解液６９をパイプ電極６１から浅穴４０の
先端部４０１に向けて吹き出させる。その結果，浅穴４
０の先端部４０１には徐々に溶解除去されていき。その
先端部４０１の位置は徐々に前進していく。また，パイ
プ電極６１は，浅穴４０の先端部４０１の溶解の進行に
伴って徐々に前進させる。

【００３７】なお，このときの電解液６９としてはＮａ
Ｃｌ水溶液（ＮａＮＯ₃水溶液に代えてもよい）を用い
ているため，金型素材１０との反応は次のように行われ
る。（正極）：Ｆｅ → Ｆｅ²⁺＋２ｅ^- ２Ｈ₂Ｏ → Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- （負極）：Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- → ２Ｈ₂Ｏ２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- → Ｈ₂＋２ＯＨ^-

【００３８】そして，図１に示すごとく，浅穴４０の先
端位置がＳからＦに移動した時点で電解加工を終了す
る。これにより，浅穴４０は，スリット溝２と十分に連
通した状態の供給穴４に仕上げられる。また，この供給
穴４とスリット溝２との連通部分は，ダレやバリのない
健全な状態で仕上げることができる。それ故，本例によ
れば，上記浅穴４０とスリット溝２を設けた後上記電解
加工を施すことにより，供給穴とスリット溝との連通部
分の健全性を維持しつつ，スリット溝の蛇行を確実に防
止することができる。

【００３９】なお，上記の浅穴４０とスリット溝２の加
工順序は，これを入れ替えてスリット溝２の加工を先に
行ってもよい。即ち，図４に示すごとく，まず金型素材
に対して実施形態例１と同様にしてスリット溝２を格子
状に設け，その後，浅穴４０を設けてもよい。この場合
にも，図３に示すごとく，浅穴４０とスリット溝２とを
未貫通の状態で形成され，その後の非接触加工によって
供給穴４を完成させることができる。それ故，この場合
においても，上記と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００４０】なお，上記実施形態例においては，浅穴４
０とスリット溝２とが全くオーバーラップしない状態に
設けた。しかし，必ずしもこれに限定する必要はなく，
加工ダレや，バリの発生がない程度であれば，浅穴４０
とスリット溝２とは，多少オーバーラップさせて設けて
もよい。具体的には，０．２ｍｍ以下程度のオーバーラ
ップならば問題は生じない。

【００４１】また，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】実施形態例における，非接触加工を示す説明
図。

【図２】実施形態例における，浅穴を設けた状態を示す
斜視図。

【図３】実施形態例における，スリット溝を設けた状態
を示す説明図。

【図４】実施形態例における，スリット溝を先に設ける
例を示す説明図。

【図５】実施形態例における，金型の平面図。

【図６】実施形態例における，金型の正面図。

【図７】図５における，金型の押出し面におけるＤ部の
拡大図。

【図８】図７のＣ−Ｃ線矢視断面図。

【図９】実施形態例における，ハニカム構造体の斜視
図。

【図１０】図９における，Ｍ部の拡大図。

【図１１】従来例における，金型の製造工程を示す説明
図。

【図１２】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，２．．．スリット溝，４．．．供給穴，４０．．．浅穴，４０１．．．先端部，６１．．．パイプ電極，６９．．．電解液，

フロントページの続き (72)発明者児玉邦宏愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【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，該金型素材に上記スリット溝を設けると共に，上
記供給穴よりも短い浅穴を設け，次いで，該浅穴の先端
部を除去する非接触加工を行うことにより上記浅穴を長
くして上記供給穴を形成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，上記非接触加工は，
電解加工，放電加工，レーザー加工のいずれかにより行
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，上記浅穴の長
さは，上記供給穴の長さよりも０．０５〜２．０ｍｍ短
いことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項において，
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。