(57)【要約】【課題】  細い巻き芯で大波板と小波板または平板で形成されるセルの密度を高くできると同時に、メタル担体の中心に形成される貫通孔の開口面積を小さくでき、排気ガスの浄化性能を向上できるメタル担体の製造装置及び製造方法の提供。【解決手段】  大波板３と小波板４または平板を巻回する際に、巻き芯１に巻回された大波板３と小波板４または平板の一部外周６から巻き芯１に向かって該巻き芯１に掛かる過大な力Ｆ４を緩和するように作用する力Ｆ５を連続的に付与する押圧手段２を備えることとした。【選択図】      図５
2006051506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き芯を金属製薄板の大波板と小波板または平板の各々の端部に固定して該大波板と小波板または平板にテンションを掛けた状態で回転させることにより、該大波板と小波板または平板を交互に重ねた状態で多重に巻回して成るメタル担体の製造装置において、
前記大波板と小波板または平板を巻回する際に、大波板と小波板または平板のテンションによって巻き芯に発生する力を緩和するように、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の外周に力を付与する押圧手段を備えることを特徴とするメタル担体の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載のメタル担体の製造装置において、
前記押圧手段が、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の一部外周に当接しながら回転可能で、且つ、巻き芯を中心として径方向に移動可能なローラを備えることを特徴とするメタル担体の製造装置。
【請求項３】
巻き芯を金属製薄板の大波板と小波板または平板の各々の端部に固定して該大波板と小波板または平板にテンションを掛けた状態で回転させることにより、該大波板と小波板または平板を交互に重ねた状態で多重に巻回して成るメタル担体の製造方法において、
前記大波板と小波板または平板を巻回する際に、大波板と小波板または平板のテンションによって巻き芯に発生する力を緩和するように、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の外周に力を付与することを特徴とするメタル担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメタル担体の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、触媒コンバータの外筒に収容されるメタル担体は、金属製薄板の大波板と小波板または平板を交互に重ねた状態で多重に巻回されて形成されている（特許文献１、２参照）。
また、このようなメタル担体の中心には、大波板と小波板または平板を巻回する際に巻き芯が配置されていた貫通孔が形成される。
【特許文献１】特開２０００−６１５６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１４３６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のメタル担体の製造装置及び製造方法にあっては、前記貫通孔の開口面積が、大波板と小波板または平板で形成される各セルの開口面積に対して所定値以上に大きい場合、排気ガスが貫通孔により多く通過し易くなるため、排気ガスの浄化性能の低下を招く要因になる虞がある。
【０００４】
そこで、前記貫通孔の開口面積を出来るだけ小さく形成するために巻き芯をより細くすれば良いが、巻き芯には大波板と小波板または平板を巻回するための回転駆動力と、大波板と小波板または平板のテンションに耐えるだけの剛性が必要であるため、巻き芯を細くできないという問題点があった。
また、近年、メタル担体に対する排気ガスの浄化性能の要求は高くなる方向にあり、その対応策として大波板と小波板または平板のテンションを上げて前記セルの密度をより高くしようとすると、巻回の際に巻き芯が変形してしまう（図９参照）。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、細い巻き芯で大波板と小波板または平板で形成されるセルの密度を高くできると同時に、メタル担体の中心に形成される貫通孔の開口面積を小さくでき、排気ガスの浄化性能を向上できるメタル担体の製造装置及び製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明では、巻き芯を金属製薄板の大波板と小波板または平板の各々の端部に固定して該大波板と小波板または平板にテンションを掛けた状態で回転させることにより、該大波板と小波板または平板を交互に重ねた状態で多重に巻回して成るメタル担体の製造装置において、前記大波板と小波板または平板を巻回する際に、大波板と小波板または平板のテンションによって巻き芯に発生する力を緩和するように、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の外周に力を付与する押圧手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のメタル担体の製造装置において、前記押圧手段が、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の一部外周に当接しながら回転可能で、且つ、巻き芯を中心として径方向に移動可能なローラを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明では、巻き芯を金属製薄板の大波板と小波板または平板の各々の端部に固定して該大波板と小波板または平板にテンションを掛けた状態で回転させることにより、該大波板と小波板または平板を交互に重ねた状態で多重に巻回して成るメタル担体の製造方法において、前記大波板と小波板または平板を巻回する際に、大波板と小波板または平板のテンションによって巻き芯に発生する力を緩和するように、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の外周に力を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明にあっては、大波板と小波板または平板を巻回する際に、大波板と小波板または平板のテンションによって巻き芯に発生する力を緩和するように、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の外周に力を付与する押圧手段を備えるため、従来の発明に比べて細い巻き芯で大波板と小波板または平板で形成されるセルの密度を高くできると同時に、メタル担体の中心に形成される貫通孔の開口面積を小さくでき、排気ガスの浄化性能を向上できる。
【００１０】
請求項２記載の発明にあっては、押圧手段が、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の一部外周に当接しながら回転可能で、且つ、巻き芯を中心として径方向に移動可能なローラを備えるため、前記巻回に伴ってその外径が大きくなる大波板と小波板または平板の一部外周に、余計な力を加えることなくローラを当接させながら、巻き芯に掛かる過大応力を緩和するように作用する力を連続して付与することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明にあっては、大波板と小波板または平板を巻回する際に、大波板と小波板または平板のテンションによって巻き芯に発生する力を緩和するように、巻き芯に巻回された大波板と小波板または平板の外周に力を付与するため、細い巻き芯でもって大波板と小波板または平板を巻回してこれらで形成されるセルの密度を高くできると同時に、メタル担体の中心に形成される貫通孔の開口面積を小さくでき、排気ガスの浄化性能を向上できるメタル担体の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の実施例のメタル担体の製造装置を示す全体斜視図、図２は同側面図、図３は巻き芯に掛かる力を説明する斜視図、図４は押圧手段の作動を説明する斜視図である。
図５は本実施例のメタル担体の製造方法を説明する図、図６は本発明の実施例のメタル担体が採用された触媒コンバータを説明する図、図７は図６のＳ７−Ｓ７線における断面図である。
なお、本実施例ではメタル担体が大波板と小波板を重ねた状態で多重に巻回されて形成される場合について説明する。
【００１４】
先ず、メタル担体の製造装置の全体構成を説明する。
【００１５】
図１、２に示すように、本実施例のメタル担体の製造装置は、巻き芯１と押圧装置２（押圧手段に相当）を主要な構成としている。
【００１６】
前記巻き芯１は、後述する金属製薄板の大波板３と小波板４を重ねた状態で多重に巻回するための芯材であって、円柱状に形成される他、従来の発明に比べて小径で細く形成されると共に、その両端部には該巻き芯１を矢印Ａ方向に回転させる駆動装置（図示せず）との連結溝１ａが形成されている。
【００１７】
また、前記巻き芯１の一部外周には大波板３と小波板４の端部3a,4aを挿入して固定するためのスリット溝１ｂが形成されている。
【００１８】
前記押圧装置２は、本体２ａと、該本体２の両側から巻き芯１に向かって突出した状態で設けられた両アーム2b,2bと、該両アーム2b,2bに矢印Ｂ方向に回転可能に支持されたローラ２ｃを主要な構成としている。
【００１９】
また、前記ローラ２ｃと巻き芯１の中心位置の高さは一致するように配置される他、両アーム2b,2bは、本体２ａの内部に収容された油圧装置に連結されて矢印Ｃ方向に伸縮可能に設けられており、これにより、ローラ２ｃは巻回されたメタル担体を通じて巻き芯１に後述する力Ｆ５を加えながら巻き芯１を中心として径方向に移動可能になっている。
なお、前記巻き芯１の回転駆動制御及びローラ２ｃの伸縮制御は図外のコントロールユニットで制御されている。
【００２０】
続いて、本実施例のメタル担体の製造方法について説明する。
【００２１】
このように構成されたメタル担体の製造装置を使用する際には、先ず、図３に示すように、巻き芯１のスリット溝１ｂに大波板３と小波板４の端部3a,4aを挿入固定した後、駆動装置を作動させて巻き芯１を矢印Ａ方向に回転させることにより、大波板３と小波板４を重ねた状態で多重に巻回していく。
この際、巻き芯１には駆動装置による回転駆動力Ｆ１と、大波板３と小波板４のテンションF2,F3が作用しており、該テンションF2,F3を従来の発明に比べて高く設定すると、巻き芯１には矢印Ｄ方向に過大な力Ｆ４が発生してしまう。
【００２２】
そこで、本実施例のメタル担体の製造装置では、図４、５（ａ）に示すように、押圧装置２のローラ２ｃが、前記駆動装置の作動直後から巻き芯１に巻回された大波板３と小波板４の一部外周６に当接して矢印Ｅ方向に力Ｆ５を付与し、これにより、従来の発明に比べて高く設定されたテンションF2,F3によって巻き芯１に発生する力Ｆ４を緩和でき、巻き芯１が変形する虞がない。
【００２３】
従って、従来の発明に比べてテンションF2,F3をより高く設定した状態でも細い巻き芯１で大波板３と小波板４を巻回することができる。
【００２４】
また、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、前記巻き芯１に巻回された大波板３と小波板４の外径は次第に大きくなるため、コントロールユニットは両アーム2b,2bを連続的に縮めてローラ２ｃを大波板３と小波板４の一部外周６に常に当接させるように制御する。
【００２５】
また、ローラ２ｃは矢印Ｂ方向に回転可能であるため、前記巻回に伴ってその外径が大きくなる大波板３と小波板４の一部外周６に、余計な力を加えることなくローラ２ｃを当接させながら、巻き芯１に掛かる過大応力を緩和するように作用する力Ｆ５を連続して付与することができる。
【００２６】
また、巻き芯１に巻回された大波板３と小波板４の径が大きくなるにつれて巻き芯１に掛かる負荷も増大するため、コントロールユニットは力Ｆ５の調整を連続的に制御する。
【００２７】
なお、前記押圧装置２のローラ２ｃが大波板３と小波板４の一部外周６を当接し始めるタイミングについては適宜設定でき、駆動装置の作動開始と同時でも良い。
【００２８】
このように製造されたメタル担体Ｍは、図６、７に示すように、巻き芯１が取り除かれた後、その外周にロー箔材８が巻回されて外筒９内に収容された状態で熱処理される他、触媒を含むウォッシュコートが大波板３と小波板４で形成されるセル７の表面に担持されて触媒コンバータ１０を構成する。
【００２９】
そして、前記触媒コンバータ１０は自動車の排気系の途中に介装される他、排気ガス上流側から流入した排気ガス（破線矢印で図示）中のＨＣ、ＣＯ、Ｎｏｘが、メタル担体Ｍの各セル７を通過する際に触媒と反応してＨ２Ｏ、ＣＯ２、Ｎ２に浄化された後、排気ガス下流側から図外のメインマフラ等に排出される。
【００３０】
この際、前述したように、本実施例のメタル担体Ｍは、従来の発明に比べて大波板３と小波板４のテンションF2,F3が高く設定された状態で巻回されているため、前記セル７の密度がより高くなっており、これにより、従来のものと同等の外形を保ちつつ、排気ガスの高い浄化性能を発揮できる。
【００３１】
また、メタル担体Ｍの中心には巻き芯１が配置されていた貫通孔１１が形成されるが、前述したように、本実施例の巻き芯１は従来の発明に比べて小径で細いため、該貫通孔１１を小さくでき、これにより排気ガスが貫通孔１１に集中して通過することがなく、排気ガスの浄化性能の低下を招く虞がない。
【００３２】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、押圧手段２の具体的な構造については適宜設定変更でき、その駆動には手動・油圧・空気圧などの一般的手段を利用することが考えられる。
また、本実施例では大波板３と小波板４を重ねた状態で多重に巻回して成るメタル担体Ｍについて説明したが、小波板４は平板でも構わない。
【００３３】
さらに、押圧手段２の設置数、配置等については適宜設定できる。
図８に示すように、大波板３と小波板４の巻回位置を変えて異なる方向から巻回する場合に、例えば、小波板４のテンションＦ３が大波板３のテンションＦ２に比べて高い場合には、押圧装置２を小波板４側に配置して巻き芯１の過大応力を緩和するように作用させる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例のメタル担体の製造装置を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の実施例のメタル担体の製造装置を示す全体側面図である。
【図３】巻き芯に掛かる力を説明する斜視図である。
【図４】押圧手段の作動を説明する斜視図である。
【図５】本実施例のメタル担体の製造方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施例のメタル担体が採用された触媒コンバータを説明する図である。
【図７】図６のＳ７−Ｓ７線における断面図である。
【図８】その他の実施例のメタル担体の製造装置を示す全体側面図である。
【図９】従来のメタル担体の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｍ  メタル担体
１  巻き芯
１ａ  連結溝
１ｂ  スリット溝
２  押圧装置（押圧手段）
２ａ  本体
２ｂ  アーム
２ｃ  ローラ
３  大波板
３ａ、４ａ  端部
４  小波板
６  一部外周
７  セル
８  ロー箔材
９  外筒
１０  触媒コンバータ
１１  貫通孔
【図１】
2006051506.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006051506.tif 000008
【図７】
2006051506.tif 000009
【図８】
2006051506.tif 000010
【図９】
2006051506.tif 000011