JP2736809B2 - 薄壁のハニカム構造を成形する押出ダイおよびその押出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガラス，ガラスセラミック，セラミック，
プラスチック，金属，サーメットその他の押出材料から
薄壁のハニカム構造を形成するための押出ダイに関す
る。この材料は特に粒状のものが使用され、長さが直径
または横方向の寸法より数倍長い比較的小さい供給孔ま
たはチャンネルを通して押し出される。供給孔の出口端
は格子を形成する排出スロットに連絡しており、これら
のスロットがハニカム状の押出物のセル壁を成形する。
押出工程後は、公知の堅いハニカム構造を作るために処
理される。

（従来の技術） 薄壁ハニカム構造は種々の技術分野において有用性を
示す。例えば、セラミック材料から作られた薄壁ハニカ
ム構造は、内燃機関の排気系内の接触コンバーターにお
ける触媒支持体として使用され、また、ラジエター，フ
イルターおよび熱交換器としても使用される。

米国特許第3,790,654号，第3,824,196号，第4,235,58
3号および第4,354,820号などに示されているように、薄
壁ハニカム構造を成形するための種々の押出ダイ構造が
知られている。

従来の押出ダイにおける重大な欠点は、前記米国特許
第4,354,820号の第１図および第4,235,583号の第１図を
参照することによってわかる。これら両方に示された構
造において、ダイの入口部には複数の円筒状供給孔が設
けられており、その供給孔の下部端は対応する交差した
排出スロットの入口部または上部に終端しており、その
排出スロットの交互の対角交差部がダイの供給孔から直
接に材料供給を受け、その供給孔と整合している。

まず、第4,354,820号の構造について考察すると、押
し出される材料は参照番号２で示される供給孔に導入さ
れる。各供給孔の下部端には第３図に20で示されたテー
パー部がある。流れを収斂する狭められたテーパー部20
を越えるとすぐに、押出材料はダイの出口端または押出
端に流入されて排出スロットを通る最終押出となる。従
って、通常円筒状の供給孔の下部端において、テーパー
部20によって流動物の横断面積および形状が急に変化す
る。これらの部分20は、ランドまたはオーバーハング部
と呼ばれる。

第4,235,583号の構造について考察すると、排出スロ
ット９に入る部分において円筒状供給孔７の出口部が急
に狭くなっている類似した構造が見られる。

前記両特許の第１図から、各供給孔の出口端におい
て、４つのオーバーハング流れ収斂性ランド部があるこ
とがわかる。このオーバーハングは供給孔の横断面積の
急激な減少をまねく。このオーバーハングは、押出材料
の流路にある排出スロットへの入口部の隅によって形成
されている。（直交する排出スロットのために４つあ
る）各オーバーハングは、それぞれのオーバーハングに
接触するかそのオーバーハングに向って流れる押出材料
の力によって曲げモーメントにさらされる。

このようなダイの供給孔構造は、ダイのオーバーハン
グ部または片持ちばり部に大きな曲げ応力をおよぼす。
従って、大きな強度を有するダイ材料の使用を必要とす
るか、または最大の強度を有する材料から作られたダイ
の供給孔の密度を制限する必要がある。さらに、押し出
された材料が研磨性物質を含んでいる場合、オーバーハ
ング部は大きな摩耗にさらされ、そのような部分がない
場合に比べてダイの損傷が増す。これらの欠点は、単一
ダイの場合と同様に複合または積層ダイにおいても存在
する。

（発明の構成） 本発明によれば、排出スロットとの接合部における供
給孔の横断面積の急激な変化をさけることができる。実
際、供給孔の入口部において始まり、供給孔の出口部に
おいて終端する流れ横断面積および流れ横断面形状のな
めらかで徐々な変移を有し、その供給孔の出口部におい
て排出スロットを通る縦方向および横方向の流れが始ま
る。各供給孔の長さ方向に沿ったどの場所の横断面積も
（排出スロットに移行するまでは）、それより上流部分
の横断面積より小さくなっている。このような構造は、
前述したダイ上の大きい曲げ応力を防止し、また摩耗に
よる損傷を大巾に減じる。

さらに本発明によれば、入口部と押出部、およびその
入口部から押出部に縦に延びる少くとも１つの供給孔を
有し、その少くとも１つの供給孔がテーパーしており、
それによってそのテーパーした供給孔の入口端から出口
端に向って横断面積が減少していると共に横断面形状が
変化している押出ダイが提供される。さらに本発明によ
れば、（１）複数の供給孔を通して縦に流動性材料を流
し、（２）その材料を、前記供給孔から、ほぼ均一な巾
を有する交差する排出スロットの第１格子の部分へ運
び、（３）前記材料の流れの一部を、第１格子から、そ
の第１格子と互いにかみ合った、ほぼ均一な巾を有する
相互連絡した排出スロットの第２格子へ運び、その第２
格子のスロットが第１格子のスロットから横方向に材料
を受容するとともに供給孔から縦方向に材料を受容し、
（４）前記第１および第２排出スロットから材料を縦に
排出する各工程から成る、構造を成形するための流動性
材料の押出方法を提供する。

（実 施 例） 本発明を、図面を参照しながら下記の実施例に基づい
てさらに詳細に説明する。

第１図において、典型的な従来のダイの供給孔および
排出スロット部を通過しているあらゆる瞬間の材料（流
動性セラミックなど）のボディまたは塊10が示されてい
る。この材料のボディ10は、この例の供給孔およびそれ
に連絡している排出スロット部の直近を囲み、それらを
形成しているダイを突然取り除いて押出材料だけを残
し、その流動性材料がくずれてしまう前の状態でどのよ
うな外形となっているかを示している。参照番号14は、
流動性材料の、均一な直径の供給孔内における部分を示
している。番号16は、４つの半径方向内側に向う部分を
示している。この部分16は、前述した米国特許第4,354,
820号のオーバーハング部20に対して相補的である。番
号18は、この流動性材料の４つの方形フィンまたは脚部
を示している。この18で示される部分は、ダイにおける
排出スロットの下部または出口端で終端しており、その
下面は番号20で示されている。このように、従来のダイ
においては、供給孔と排出スロットの接合部で横断面形
状および横断面積が急激に変化している。

第２図において、本発明に係る供給孔および排出スロ
ット部を通過しているあらゆる瞬間の前記第１図に対応
する流動性材料のボディまたは塊が参照番号30で示され
ている。この供給孔の入口端部分の材料塊が32で示さ
れ、その入口端部分の横断面は、フィンまたは脚部38の
角36を形成する先切隅34を有するほぼ正方形となってい
る。流動性材料塊は、供給孔の入口端部分32におけるほ
ぼ正方形の形状から、連絡された排出スロット部の入口
と接合する供給孔の出口端部分における交差した形状へ
と、なめらかにその横断面形状を変える。交差した形状
の押出物における各脚部の出口端表面が番号40で示され
ている。番号42は、ボディ30の徐々に深くなる溝の最下
部を示している。入口端部32から離れるにつれて、供給
孔に沿って４つの徐々に深くなる溝が形成される。番号
56と40の間の下部ゾーンを除いて、塊30の長さ方向に沿
って横断面積および横断面形状が変化している。排出ス
ロット部によって形成される下部の軸方向ゾーンにおい
ては、押出塊の横断面積および横断面形状は共に一定で
あり、最下部42を有する溝の深さもまた一定である。番
号56は、単一ダイの一定の巾を有する排出スロットによ
って形成されたハニカムの壁の始まりを表している。

第３図において、番号50は、本発明の１実施例による
ダイを示し、このダイ50は、第２図の入口端32に対応す
る入口端52を有する縦に延びる複数の供給孔51を含んで
いる。ダイの入口部53は入口面または上流面であり、排
出面には通常の出口排出スロットまたは下流側排出スロ
ットを有している。各供給孔51は第２図に示す塊を作
る。

番号54は、第２図のフィン38の平らな角36に対応する
部分を作る、各供給孔51の細長い狭く平らな面を表わし
ている。この平らな面54の巾は角36の巾と同じである。
番号44は各供給孔51の会合または交差面41間の４つの角
を示し、このダイ面41はフィン38の側面を作る。各角44
は、第２図に示す塊のそれぞれの最下部溝部42を作る。
各供給孔51は、その上端を除いて、対をなして角度をお
いて配された８つの面41を有し、それらの面の各対は交
差してその角44を形成している。８つの面41は、４つの
フィン38の８つの側面を作る。各角44は、それぞれの供
給孔の半径方向内側にその反対側から延び、その半径方
向への延びは、供給孔の頂部または上流端において０で
あり、排出スロットの始まり部分58において最大とな
る。この構造は、第3A図，第3B図においてさらに示され
ており、これらの図は、供給孔51の軸方向に距離をおい
た２ヶ所での横断面図を示している。角44の傾斜の変化
はゾーン58において起こり、この傾斜はゾーン58におい
て垂直となり、排出スロットの入口を形成する。

番号66は、押出ダイ50の出口面または排出面を示して
おり、第４図にも示されている複数の直交するまたは十
字交差する排出スロット68および70を備えている。この
排出面66は、ダイ本体50と一体化してもよいし、複合ダ
イの場合のように、ダイ本体50と別個に設けてもよい。
そのような分離された面板をダイの下部に固定するため
の取付手段（当業界で既知）を除いて、第３図を複合ダ
イの断面と考えることもできる。排出スロット68の交互
の対角交差部は、それぞれ各供給孔51の中央部に整合し
ている。第３図に示されているように、ゾーン58内にお
ける供給孔51の内側端からスロット68の内側端への望ま
しい重なり部が与えられる。この関係は、米国特許第3,
790,654号の第２図に示された特徴に類似している。こ
の米国特許の開示内容は参考のため本明細書に取り入れ
てある。点線32,52は典型的な供給孔入口端を示してい
る。第３図および第４図の両方に示されているように、
排出スロットは、供給孔51と整合するスロット交差部か
ら離れた部分70を有する。第２図に示された、押出材料
の４つの交差した脚部の各々は、第４図に示された排出
スロット68の４つの交差部の対応する１つに沿って延び
ている。第４図の供給孔51の点線内にあるスロット部68
は縦方向に供給を受け（供給孔と整合している）、排出
スロット部70のほとんど（供給孔と整合していない）は
横方向に供給を受ける。排出スロット部70の領域73のみ
が縦方向に供給を受ける。

スロット68は第１排出スロットと称され、スロット70
は第２排出スロットと称される。スロット68は第１格子
を形成し、スロット70は第２格子を形成する。これらの
格子は互いにかみ合っている。スロット68のいくつかの
交差部は、それぞれの供給孔51から縦方向に供給を受け
るが、スロット70の交差部は供給孔51から縦方向に供給
を受けない。

第２図のゾーン56は、第３図のダイゾーン58によって
作られる。第２図のフィン38は、ゾーン56の下流におい
て横方向（半径方向外側）に広がりまたは流れて、隣接
する排出スロット部68および70からの横方向に流れてく
る押出物部分と結合する。しかし、この横方向の流れは
正確に描けないので、図面には示していない。第１図の
フィン18についても同じことが言える。

第４図および第５図において、排出スロット68および
70が互いに直交交差して、ピン，コアまたはランド72を
形成している。第４図に示されるように、第２図の塊30
における各排出脚部40の半径方向最外部がピン72の側方
寸法より大きく半径方向に延びている。この脚部40の半
径方向の延びは、供給孔51から縦方向に供給を受けるス
ロット70の部分73となる。第２−４図からわかるよう
に、排出スロット68の点線32,52内の部分は全て対応す
る供給孔51から供給を受ける。本発明はこのような特定
の構造に限られるものではない。例えば、第２図の正反
対の下部フィン部分38の最先端間の距離を、垂直または
水平に走るスロット70の対に対して小さくすることによ
って、スロット70の全ての部分が横方向にのみ供給を受
けるようにすることもできる。

ダイ50の供給孔51、および第１と第２排出スロットの
形成は、しばしばEDMと称される放電加工によって行う
のが好ましい。この方法または技術は、米国特許第3,73
1,043号，第4,403,131号，第4,350,865号，第3,851,135
号，第4,431,896号および第4,485,287号などに見られる
ように、公知である。

１つの方法においては、供給孔51の角44を、EDMによ
って、ダイ本体50の入口面から出口面に向けて均一なテ
ーパーをもって形成し、最下部隣接角44間の間隔を供給
孔の平らな部分54の巾より小さくし、後者の巾を排出ス
ロットの巾と同じにする。次に、各供給孔の最下部にお
いて、角44のテーパーを、排出スロット68および70の形
成時に自動的に除去する。供給孔の下流端または出口端
における角44のテーパーの消失は、第３図の部分58に始
まり、前述したように、第２図の部分56を生じる。

排出スロットもEDMによって形成されるが、ミリン
グ，ソーイングなどの他の方法を使用することもでき
る。

均一な巾の排出スロットを備えた別個の面板を有する
複合ダイの場合、各供給孔51の角44のテーパーは、その
ダイ本体入口面から出口面にかけて均一とする。この
時、前記出口面で面板の入口面と接触する。

第２−４図の実施例において、排出スロットの巾は供
給孔の平らな面54の巾と同じである。しかし、本発明
は、このような構造に限られるものではない。例えば、
供給孔の入口面形状を正８角形としてもよい。そのよう
な供給孔の各交互の辺には均一なテーパー角44（第３
図，第3A図，第3B図のものと類似）を設け、供給孔の残
る４つの平らな内部はダイの出口部に向って狭くする。
第３図の54に相当する部分では、これらの平らな部分の
巾は排出スロットの巾と同じにする。

第５図において、ダイの斜線を引いた外部領域の頂部
は第３図のゾーン58に対応し、ここで排出スロット70が
始まり、供給孔のテーパーが終る。

第６図において、変更した形状の供給孔と変更したダ
イを通過する材料塊が示されている。番号80は材料塊を
表わし、番号82は、ダイの入口面に位置するその塊の上
部面を表わし、番号84は４つの内側に湾曲した辺の１つ
を表わしている。この入口面は、その多角形上端の４つ
の最長脚部の各々が湾曲していること以外は、第２図の
入口面と同じである。材料塊の形状は第２図のものと同
じであり、参照番号も同じものを使用している。

第７図は第６図と同様のものであり、第６図の押出材
料塊をいくつか合わせたものを示している。この塊の下
流端がダイの供給孔を通過し、脚部40の先端が互いに横
方向に融合してハニカム押出物の閉じたセルを形成して
いる。この押出材料の下流端は、終端面部分または下流
面部分400を有する横方向に延びる脚部380を備えてい
る。ハニカム押出物の壁を形成する脚部380は、第３図
および第４図におけるものと類似しており、供給孔51と
直接整合していない（横方向に供給を受ける）排出スロ
ット部68によって作られる。

第８図は、第７図の塊を作る単一ダイを示している。
他のダイと同様に、このダイも、ハニカム押出物の工業
用生産に見合う数の供給孔を備えたサイズとしては描か
れていない。第８図において、番号90は、第３図の供給
孔51に類似した複数の供給孔を有するダイを示してい
る。第３図の実施例と同様に、番号68は交差する排出ス
ロットを示している。しかし、第３図および第４図の番
号70で示される排出スロットはない。番号58は、供給孔
のテーパーの終端および排出スロットの始まりを示して
いる。

第９図において、番号94は、改良された供給孔形状に
より作られた供給孔内の材料塊を示しており、ここでは
３角形の入口部または上流部96と３つの脚部98を有し、
その脚部98は半径方向最外端100を備えており、その最
外端100は３つの表面部102で終端して３つの頂点をもつ
星形を形成している。この塊は連続的にテーパーしてお
り、第２図に見られるようなゾーン56を有していない。
第９図のゾーン56は、塊94を作るダイが上流ダイまたは
メインダイであり、脚部98の下端は面板の上流端に入っ
ていくことを示している。このダイは複合型ダイのメイ
ンダイであり、排出スロットを有する別に設けられた面
板（図示されておらず）がメインダイの出口端に固定さ
れている。

第10図は、第９図の塊を組み合わせた６角形セルのハ
ニカム押出物を示している。供給孔を通過する間に脚部
98の終端部の半径方向最外部は、横方向に流れ、融合し
て複数の壁106を作る。これらの壁106は６角形の閉じた
セルを形成している。隣接する塊の脚部98の終端部の最
初の編成が105で示されている。これにより、横方向の
編成が排出スロットの上流で起こっていることがわか
る。

第11図は、第10図の押出物を作る単一ダイ110を示し
ている。番号103は、キャビティを形成するいくつかの
供給孔フィンを互いに分離する、ダイ中の壁の下端を示
している。この分離はダイ上部出口面で終わっており、
それによって、第10図に示される領域105において始ま
る個々のフィンまたは脚部の編成を許す。

第12図において、番号112は、改良された形状の供給
孔によって作られた、６角形の入口部114を有する材料
塊を示している。番号116は、各脚部118の半径方向最外
部を表わし、この部分116は図に示されているようにテ
ーパーしており、塊の下端における表面120で複数の脚
部118が終端している。番号56は、面板の排出スロット
への入口部におけるフィンのテーパーの終端を示してい
る。この塊を成形するダイは複合型ダイのメインダイで
あり、排出スロットを有する別個に設けられた面板（図
示されておらず）がこのメインダイの出口端に固定され
る。

第13図は、第12図の塊をいくつか組合わせてなる、面
板の排出スロットに導かれる前の３角形セルを有するハ
ニカム形状を示している。ダイを通過させる際、脚部ま
たはフィン118の最下部が横方向に流れ、融合して３角
形セルを作る。各セルは、３つの連続壁122によって形
成され、周囲をとりかこまれている。ゾーン121におい
て脚部118の最初の横方向編成が起り、このゾーン121は
第14図のダイの（下流）端133の直下に位置している。

第14図は、第13図の押出物を作る単一ダイを示してい
る。番号130はダイを示し、このダイは、第３図の供給
孔51と同様な、複数のほぼ平行な供給孔を有する。各供
給孔は複数のスロット132を含んでいる。番号133（第11
図の103に相当する）は、供給孔を分離する、ダイ内の
内部供給孔壁の下端を示している。これらの下端は第13
図のゾーン121を作る。

第15図において、第９図と同じような、押し出された
塊のもう１つの変更例が140で示されている。ダイ入口
面における塊の入口端は正方形であり、各側面142はテ
ーパーしており、溝が形成されて、フィンまたは脚部14
4が作られている。この塊の最下部は146で示されてい
る。番号42はリブまたは脚部144の交差面間の接合線を
表わしている。番号56（後述する第16図および第17図と
同様に）は、面板の排出スロットへと導かれる塊の最下
部を示している。

第16図において、番号150は、材料塊のさらにもう１
つの変更例を示している。この塊は、３角形の入口端形
状を有し、その下端において３つの脚をもつ星形の形状
となっている。フィン152は縁154を有し、下面156で終
端している。

第17図において、番号160は、材料塊のさらにもう１
つの変更例を示している。この塊の上端はほぼ６角形で
あり、６角形の辺が接する角が比較的短く延びたコード
34で置き換えられており、塊の長さ全体に亘って均一な
巾の縁36を形成している。半径方向に形成されたフィン
162は表面164で終端しており、その表面164は６つの脚
をもつ星形を形成している。第16図と同様に、番号42は
隣接する交差面間の接合線を示している。第15−17図の
塊を作るダイは複合ダイのメインダイであり、排出スロ
ットを有する別個に設けられた面板（図示されておら
ず）はこのメインダイの出口端に固定される。

第18図は第２図と類似のものであり、第３図の供給孔
51のような供給孔内の単一塊と、第３図に示されている
スロット70によって作られた追加セル壁部材の形成を示
している。第18図において、番号170は供給孔内の材料
塊を示し、番号172は供給孔の入口部における塊の形状
を示している。番号172の形状は第６図のものと類似し
ている。番号34は各脚部174の縁を示し、脚部174は塊の
上部から下流部または下部に向ってなめらかに変移して
いる。番号42は脚部174の隣接する壁間の接合線を示し
ている。排出スロット70によって押し出されている材料
の塊が184で示されている。

第19図において、第18図の塊が複数あつまったものが
示されている。その下部は互いに融合してハニカム構造
を形成している。番号184は、第３図に示されたスロッ
ト70によって作られた押出物の部分を示している。番号
184aは、直接に材料を供給される（縦に供給される、す
なわち供給孔51と整合した）排出スロット68によって作
られた塊の部分を示している。最終押出物の典型的なセ
ル壁部分は、脚部またはフィン174の下部によって形成
されている。これらは供給孔から排出スロット部へと直
接に供給される。脚部174の延長部からみて次の横方向
壁部分184は、第３図のスロット70によって作られる。
その部分184の隣にある部分184aは第３図の横方向に供
給されるスロット68によって作られる。その隣にあるも
う１つの部分184はスロット70によって作られ、その次
の壁部分は、また、供給孔から直接材料を供給される脚
部またはフィン174によって形成される。

第19図を第７図と比較すると、第７図では、横方向に
供給されるスロット68によって作られた部分380を有す
るが、スロット70を欠き、そのスロット70によって作ら
れる部分を有していない。一方、第19図では、直接に
（縦方向に）供給される排出スロット、横方向に供給さ
れる排出スロット68,および排出スロット70のそれぞれ
から作られたハニカム壁部分を有している。

第20図において、番号190は、第19図の塊を作るため
の供給孔と第１および第２排出スロットの配置を有する
ダイを示している。この図において、174sは、直接に供
給される第１排出スロットの部分、すなわち第19図の脚
部またはフィン174の下部を受容する部分を示してい
る。184sは、第19図の部分184を作る排出スロットを示
している。

第３図の70のような第２排出スロットの使用は、第３
図の間接的に供給される第１排出スロット68の使用と同
じように随意的である。従って、各供給孔の出口部が第
１排出スロット68によって形成される格子の全ての交差
部に材料を供給するようにして本発明を実施してもよ
い。

本発明は、単一ダイまたはワンピースダイ，複合ダイ
あるいは積層ダイのいずれかを用いて実施するよう説明
してきた。それらんどのダイを用いても同じ効果が得ら
れる。つまり、排出スロットが、供給孔と一体化してい
ても、供給孔と整合するように別個に設けられていて
も、供給孔を通って排出スロットへ供給される材料の通
路内に肩部を必要としない。

いくらか製造に難かしい点があるが、供給孔51をまっ
すぐにするか湾曲させるかのどちらかで、その上部（排
出スロットは含まず）を互いにそらせるように形成して
もよい。そのような構造では、そらせることによる開き
に合わせるため、ダイの入口面の面積は排出面の面積よ
り大きくなる。このような変更は、単一ダイ，複合ダ
イ，または積層ダイのいずれにおいても行い得る。さら
に、供給孔51のテーパーは直線として示してきたが、そ
のような構造はなめらかな変移にとって必須の条件では
なく、供給孔を湾曲させて各供給孔の入口端の最大直径
を出口端のそれより大きくするようにしてもよい。第２
図において、それらの直径は等しく、横断面形状の変化
のみが流動性材料の圧縮を行っている。

押出ダイの技術分野において既知のように、供給孔お
よび排出スロットは、最初に使用される前にコーティン
グされる。そのようなコーティングの組成およびダイの
コーティング技術は、米国特許第4,235,583号および第
4,574,459号に記載されているように公知である。

以下、本発明の実施態様を項分け記載する。

１） 入口部と押出部、そしてその入口部から押出部に
縦に延びる複数の供給孔を有し、その供給孔の少くとも
いくつかがテーパーしており、それによって各テーパー
した供給孔はその入口端から出口端に向って横断面積が
減少しておりさらにその横断面形状が変化している押出
ダイ。

２） 前記テーパーした供給孔が互いにほぼ平行である
ことを特徴とする実施態様１記載の押出ダイ。

３） 前記各テーパーした供給孔のテーパーが均一であ
ることを特徴とする実施態様２記載の押出ダイ。

４） 前記テーパーした供給孔の横断面がその出口端に
おいて交差した形状となっていることを特徴とする実施
態様３記載の押出ダイ。

５） 前記各テーパーした供給孔の入口端が、先切した
隅を有する方形をなすことによって８角形を形成する横
断面を有することを特徴とする実施態様３記載の押出ダ
イ。

６） 前記先切した隅が全て同じ巾を有することを特徴
とする実施態様５記載の押出ダイ。

７） 前記各テーパーした供給孔の前記交差した形状を
有する出口端の各脚部における半径方向最外部の巾が前
記先切した隅の巾と同じであることを特徴とする実施態
様６記載の押出ダイ。

８） 前記テーパーした供給孔の横断面がその出口端に
おいて星形の形状となっていることを特徴とする実施態
様３記載の押出ダイ。

９）前記出口端が３つの脚を有する星形の形状となって
いることを特徴とする実施態様８記載の押出ダイ。

10） 前記出口端が６つの脚を有する星形の形状となっ
ていることを特徴とする実施態様８記載の押出ダイ。

11） 前記テーパーした供給孔のそれぞれの出口端と整
合し、その出口端と同じ形状および大きさを有する入口
端を備えた複数の交差する十字形排出スロットを有し、
それによって、各テーパーした供給孔の出口端からそれ
ぞれの排出スロットの入口端への移行がなめらかとな
り、ダイ上の曲げモーメントが排除され、そしてテーパ
ーした供給孔の出口端とそれぞれの排出スロットとの接
合部において、ダイのテーパーした供給孔から押し出さ
れた材料を含む研磨性物質がダイを摩耗的に損傷する傾
向が十分に減じられることを特徴とする実施態様１記載
の押出ダイ。

12） 前記テーパーした供給孔のそれぞれの出口端と整
合し、その出口端と同じ形状および大きさを有する入口
端を備えた複数の交差する十字形排出スロットを有し、
それによって、各テーパーした供給孔の出口端からそれ
ぞれの排出スロットの入口端への移行がなめらかとな
り、ダイ上の曲げモーメントが排除され、そしてテーパ
ーした供給孔の出口端とそれぞれの排出スロットとの接
合部において、ダイのテーパーした供給孔から押し出さ
れた材料を含む研磨性物質がダイを摩耗的に損傷する傾
向が十分に減じられることを特徴とする実施態様２記載
の押出ダイ。

13） 前記テーパーした供給孔のそれぞれの出口端と整
合し、その出口端と同じ形状および大きさを有する入口
端を備えた複数の交差する十字形排出スロットを有し、
それによって、各テーパーした供給孔の出口端からそれ
ぞれの排出スロットの入口端への移行がなめらかとな
り、ダイ上の曲げモーメントが排除され、そしてテーパ
ーした供給孔の出口端とそれぞれの排出スロットとの接
合部において、ダイから押し出された材料を含む研磨節
物質がダイを摩耗的に損傷する傾向が十分に減じられる
ことを特徴とする実施態様３記載の押出ダイ。

14） 入口部と押出部、そしてその入口部から押出部に
縦に延びる少くとも１つの供給孔を有し、その少くとも
１つの供給孔がテーパーしており、それによってその少
くとも１つのテーパーした供給孔の入口端から出口端に
向って横断面積が減少しておりさらにその横断面形状が
変化している押出ダイ。

15） 前記少くとも１つの供給孔の出口端と整合し、そ
の出口端と同じ形状および大きさを有する入口端を備え
た一対の交差する排出スロットを有し、それによって、
少くとも１つのテーパーした供給孔の出口端から排出ス
ロットの入口端への移行がなめらかとなり、ダイ上の曲
げモーメントが排除され、そしてテーパーした供給孔の
出口端と排出スロットの入口端との接合部において、ダ
イから押し出された材料を含む研磨性物質がダイを摩耗
的に損傷する傾向が十分に減じられることを特徴とする
実施態様14記載の押出ダイ。

16） 入口部と押出部、およびその入口部から押出部に
縦に延びる複数の供給孔を有するハニカム状構造を押し
出すための押出ダイであって、前記供給孔は互いにほぼ
平行であり、前記押出部は、前記供給孔より短い縦方向
の長さを有する複数の交差する排出スロットを備えた排
出ゾーンを含んでおり、その第１排出スロットによって
形成されそしてその第１排出スロットによって周囲をか
こまれた複数の突出する多角形ピンが形成されており、
前記第１排出スロットの複数の交差部の各々がそれぞれ
の供給孔の出口端に整合しており、各供給孔はその長さ
方向に沿ってほぼ均一にテーパーしており、それによっ
て、各供給孔の入口端から出口端に向ってその横断面積
が均一に減少しそしてその横断面形状が変化しており、
供給孔の出口端が排出スロットの入口端との接合部にな
めらかに合流しており、よってダイ上の曲げモーメント
が排除され、そして供給孔の出口端とそれに対応する排
出スロットとの接合部において、ダイから押し出された
材料を含む研磨性物質がダイを摩耗的に損傷する傾向が
十分に減じられる押出ダイ。

17） （１）流動性材料を、複数の供給孔を縦に通して
流し、 （２）その材料を、前記供給孔からほぼ均一な巾
を有する交差した排出スロットの第１格子の部分に運
び、 （３）前記材料の流れの一部を、第１格子から、
前記第１格子と互いにかみ合った、ほぼ均一な巾を有す
る相互連結した排出スロットの、第２格子に運び、 その第２格子のスロットは、前記第１格子のスロット
から横方向に前記材料を受容し、さらに前記供給孔から
縦方向に前記材料を受容し、 （４）その材料を、第１および第２排出スロット
から縦に排出する各工程からなる、 構造を成形するための流動性材料の押出方法。

18） 前記工程（２）において、前記材料を、前記第１
格子のスロットの少くともいくつかの交差部に運ぶこと
を特徴とする実施態様17記載の押出方法。

19） 前記工程（１）において、前記流動性材料が排出
スロットに向って供給孔内を流れる際にその材料の横断
面形状をなめらかに変化させ、その材料の横断面積をな
めらかに減少させてその材料を徐々に圧縮することを特
徴とする実施態様17記載の押出方法。

20） 前記流動性材料がセラミック材料であることを特
徴とする実施態様17記載の押出方法。

21） 前記構造がハニカムであることを特徴とする実施
態様17記載の押出方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は、典型的な従来のダイにおいて、供給孔および
それに結合した排出スロット部を通過している際の押出
材料のボディまたは塊の斜視図、 第２図は、本発明の単一ダイにおける、供給孔およびそ
れに結合した排出スロット部内の押出材料のボディまた
は塊の形状を示す斜視図、 第３図は、第２図の塊を作る押出ダイの縦方向断面図、 第3A図は第３図の3A−3A線に沿って切った横断面図、 第3B図は第３図の3B−3B線に沿って切った横断面図、 第４図は、第３図の単一押出ダイにおける排出スロット
出口面の底面図、 第５図は、第３図のダイの押出端の部分切開斜視図、 第６図は、供給孔の入口端の変更形状を示す第２図と類
似の斜視図、 第７図は、第６図の塊またはボディ５つ分の下部を示す
図、 第８図は、第７図の材料塊を作る、変形構造を有する単
一ダイの部分の図、 第９図は、供給孔の入口端が３角形であり、供給孔の出
口端が３つの脚を有する星形形状である変形構造を有す
る供給孔内の材料塊を示す斜視図、 第10図は、６角形ハニカム押出物を作る、第９図の材料
塊をいくつか合わせたものを示す斜視図、 第11図は、第10図の材料塊を作るダイを示す図、 第12図は、供給孔の入口端が６角形であり、供給孔の出
口端が６つの脚を有する星形形状である供給孔内の材料
塊を示す斜視図、 第13図は、面板に供給する前の、３角形セルを有するハ
ニカム形状を作る、第12図の塊をいくつか合わせたもの
を示す図、 第14図は、第13図の塊を作るダイを示す図、 第15,16,17図は、異った形状の供給孔によって作られた
材料塊の他の変更例を示す斜視図、 第18図は、第３図および第４図のダイの押出物を示す
図、 第19図は、その下部または出口部において融合している
複数の第18図の押出材料塊からなる構造を示す図、そし
て 第20図は、第19図に示す形状の押出物を作るダイの図で
ある。 10,30,80,94,112,140,150,160,170……材料塊 18,38……材料の脚部 50,90,110,130,190……ダイ 51……供給孔、52……供給孔の入口端 53……ダイの入口部、60……ダイの排出面 68……第１排出スロット、70……第２排出スロット

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口部と押出部、そしてその入口部から押
   出部に縦に延びる複数の供給孔を有し、その供給孔の少
   くともいくつかがテーパーしており、それによって各テ
   ーパーした供給孔はその入口端から出口端に向って横断
   面積が実質的に連続して減少していきさらにその横断面
   形状が変化している押出ダイ。
2. 【請求項２】前記テーパーした供給孔のそれぞれの出口
   端と整合し、その出口端と同じ形状および大きさを有す
   る入口端を備えた複数の交差する十字形排出スロットを
   有し、それによって、各テーパーした供給孔の出口端か
   らそれぞれの排出スロットの入口端への移行がなめらか
   となり、ダイ上の曲げモーメントが排除され、そしてテ
   ーパーした供給孔の出口端とそれぞれの排出スロットと
   の接合部において、ダイのテーパーした供給孔から押し
   出された材料を含む研磨性物質がダイを摩耗的に損傷す
   る傾向が十分に減じられることを特徴とする請求項１記
   載の押出ダイ。
3. 【請求項３】入口部と押出部、そしてその入口部から押
   出部に縦に延びる少くとも１つの供給孔を有し、その少
   くとも１つの供給孔がテーパーしており、それによって
   その少くとも１つのテーパーした供給孔はその入口端か
   ら出口端に向って横断面積が実質的に連続して減少して
   いきさらにその横断面形状が変化している押出ダイ。
4. 【請求項４】前記少くとも１つの供給孔の出口端と整合
   し、その出口端と同じ形状および大きさを有する入口端
   を備えた一対の交差する排出スロットを有し、それによ
   って、少くとも１つのテーパーした供給孔の出口端から
   排出スロットの入口端への移行がなめらかとなり、ダイ
   上の曲げモーメントが排除され、そしてテーパーした供
   給孔の出口端と排出スロットの入口端との接合部におい
   て、ダイから押し出された材料を含む研磨性物質がダイ
   を摩耗的に損傷する傾向が十分に減じられることを特徴
   とする請求項３記載の押出ダイ。
5. 【請求項５】入口部と押出部、そしてその入口部から押
   出部に縦に延びる複数の供給孔を有するハニカム状構造
   を押し出すための押出ダイであって、前記供給孔は互い
   にほぼ平行であり、前記押出部は、前記供給孔より短い
   縦方向の長さを有する複数の交差する排出スロットを備
   えた排出ゾーンを含んでおり、その第１排出スロットに
   よって形成されそしてその第１排出スロットによって周
   囲をかこまれた複数の突出する多角形ピンが形成されて
   おり、前記第１排出スロットの複数の交差部の各々がそ
   れぞれの供給孔の出口端に整合しており、各供給孔はそ
   の長さ方向に沿ってほぼ均一にテーパーしており、それ
   によって、各供給孔の入口端から出口端に向ってその横
   断面積が均一に減少しそしてその横断面形状が変化して
   おり、供給孔の出口端が排出スロットの入口端との接合
   部になめらかに合流しており、よってダイ上の曲げモー
   メントが排除され、そして供給孔の出口端とそれに対応
   する排出スロットとの接合部において、ダイから押し出
   された材料を含む研磨性物質がダイを摩耗的に損傷する
   傾向が十分に減じられる押出ダイ。
6. 【請求項６】（１）流動性材料を、複数の供給孔を縦に
   通して流し、 （２）その材料を、前記供給孔から、ほぼ均一な巾を有
   する交差した排出スロットから成る第１格子の部分に運
   び、 （３）前記材料の流れの一部を、前記第１格子から、前
   記第１格子と互いにかみ合った、ほぼ均一な巾を有する
   相互連結した排出スロットから成る第２格子に運び、 その第２格子を形成する排出スロットは、前記第１格子
   の排出スロットから横方向に前記材料を受容しそして前
   記供給孔から縦方向に前記材料を受容し、 （４）その材料を、前記第１格子を形成する排出スロッ
   トおよび第２格子を形成する排出スロットから縦に排出
   する各工程から成る、流動性材料を押し出して成形する
   ための押出方法。