(57)【要約】【課題】波の高さを高くした場合でもこの高波部を引っ掛けて金属板にテンションを付与することができ、また、巻き上げ最終端部の段差を無くして通気抵抗の増加及びガス接触表面積の減少を抑制することのできるメタル担体の製造方法を提供する。【解決手段】一方に対して波の高さが高い大波形状とされた第１金属板１と、この第１金属板１の波の高さよりも低い小波形状或いは平らな形状の第２金属板２と、をそれぞれテンションを掛けながら巻き上げ機１４に巻き付けて円筒形状とするに際し、第１金属板１の上下に配置したウォームギア１５のギア溝部１５Ａに、前記大波形状とされた高波部１Ａを引っ掛けて、この第１金属板１にテンションを与える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に対して波の高さが高い大波形状とされた第１金属板（１）と、この第１金属板（１）の波の高さよりも低い小波形状或いは平らな形状の第２金属板（２）と、をそれぞれテンションを掛けながら巻き上げ機（１４）に巻き付けて円筒形状とするメタル担体の製造方法において、
前記第１金属板（１）の上下に配置したウォームギア（１５）のギア溝部（１５Ａ）に、前記大波形状とされた高波部（１Ａ）を引っ掛けて、この第１金属板（１）にテンションを与える
ことを特徴とするメタル担体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のメタル担体の製造方法であって、
前記第１金属板（１）と前記第２金属板（２）の巻き上げ終了付近において、前記ウォームギア（１５）の回転を停止し前記巻き上げ機（１４）で巻き上げることにより、該第１金属板（１）の高波部（１Ａ）を延ばして波の高さを徐々に小さくする
ことを特徴とするメタル担体の製造方法。
【請求項３】
一方に対して波の高さが高い大波形状とされた第１金属板（１）と、この第１金属板（１）の波の高さよりも低い小波形状或いは平らな形状の第２金属板（２）と、をそれぞれのテンション付与手段（１２，１３）でテンションを掛けながら巻き上げ機（１４）に巻き付けて円筒形状とするメタル担体の製造装置において、
前記第１金属板（１）にテンションを付与するテンション付与手段（１２）は、該第１金属板（１）の上下に配置され、この第１金属板（１）に形成された大波形状とされた高波部（１Ａ）にギア溝部（１５Ａ）を係合させてテンションを付与するウォームギア（１５）からなる
ことを特徴とするメタル担体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタル担体の製造方法及びその製造装置に関し、高波とされた一方の金属板にテンションを付与する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用の触媒コンバータには、波板と平板或いは高さの異なる波板同士を重ねて巻回することで円筒形状とし、その円筒形状としたコア部をステンレスなどの外筒に圧入し接合一体化してなるメタル担体が使用されている。
【０００３】
かかるメタル担体を製造するには、波の高さが高い大波を形成した金属板と、この波の高さよりも低い波を形成した金属板或いは平板とを、それぞれテンションを掛けながら巻き上げ機に巻き付けて円筒形状とした後、その円筒形状としたハニカム構造のコア部を外筒の中に圧入して製造される。
【０００４】
ところで、このメタル担体を製造するに際しては、２枚の金属板を巻き上げ機で密着させて巻き付けるために、テンション付与装置で金属板にテンションを与えながら巻き取るようにしている（例えば、特許文献１など参照）。
【０００５】
特許文献１に記載のテンション付与装置では、図１１に示すように、ステンレスなどの薄板に高さの高い高波部１０１を連続して形成した金属板１０２の一方（上側）にロールギア１０３を配置すると共に他方（下側）にロールギア１０４を配置し、該ロールギア１０４のギア部１０５を高波部１０１と係合する歯ピッチ及び歯高さにすることで、前記金属板１０２にテンションを付与している。
【０００６】
これらロールギア１０３とロールギア１０４は、モータ１０６を駆動源とし、ロールギア１０３とロールギア１０４のそれぞれに設けられたドライブギア１０７、１０８を前記モータ１０６で駆動させ、前記ギア部１０５で金属板１０２の高波部１０１を引っ掛けテンションを掛けている。
【特許文献１】特開２００４−２４９３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、触媒性能向上のために金属板１０２に形成した高波部１０１の波の高さＦｈを、高波部１０１の山と山の間のピッチＦｐに対して高くしたことによって、図１２に示すように、ロールギア１０３及びロールギア１０４を回転させる各ドライブギア１０７、１０８の歯１０９、１１０のピッチが密となるため、ドライブギア１０７、１０８がアンダーカットになり、ドライブギア１０７、１０８同士が干渉する（線Ａで囲んだ部位）。
【０００８】
また、高波部１０１とそれに係合するロールギア１０４の歯部１０５とがアンダーカットになり干渉する。
【０００９】
すなわち、金属板１０２の高波部１０１の高さＦｈと高波部１０１のピッチＦｐが、Ｆｈ／Ｆｐ＞１であると、ドライブギア１０７、１０８同士、及び高波部１０１とそれに係合するロールギア１０４の歯部１０５とが干渉を起こす。
【００１０】
一方、ロールギア１０３の表面が平坦面を有するロールである場合は、ドライブギアの歯１０９、１１０のピッチを密にする必要がないため、ドライブギアが干渉する虞はなくなる。しかし、依然として高波部１０１とそれに係合するロールギア１０４の歯部１０５とがアンダーカットになり干渉する状態は変わらない。
【００１１】
また、特許文献１の方法により製造されたコア部１１１は、波の高さを高くしたことから巻き上げ端末処理の工夫をしないと巻き上げ最終端部の段差により図１３に示すように、外筒１１２への圧入時に段差部１１３から集中的な応力が作用し、波板が変形する。
【００１２】
このように、波板に変形が生じると、外筒１１２への圧入後にコア部１１１に塗布される触媒が余り、余剰触媒フィレットとして増加し、通気抵抗が増える。また、触媒コーティング後のガスが接触する波板の単位体積当たりの表面積が減少する。これら余剰触媒フィレットの増加とガスとの接触表面積の減少によって、メタル担体の浄化効率が低下してしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、波の高さを高くした場合でもこの高波部を引っ掛けて金属板にテンションを付与することができ、また、巻き上げ最終端部の段差を無くして通気抵抗の増加及びガス接触表面積の減少を抑制することのできるメタル担体の製造方法及びメタル担体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、一方に対して波の高さが高い大波形状とされた第１金属板と、この第１金属板の波の高さよりも低い小波形状或いは平らな形状の第２金属板と、をそれぞれテンションを掛けながら巻き上げ機に巻き付けて円筒形状とするメタル担体の製造方法において、前記第１金属板の上下に配置したウォームギアのギア溝部に、前記大波形状とされた高波部を引っ掛けて、この第１金属板にテンションを与えることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のメタル担体の製造方法であって、前記第１金属板と前記第２金属板の巻き上げ終了付近において、前記ウォームギアの回転を停止し前記巻き上げ機で巻き上げることにより、該第１金属板の高波部を延ばして波の高さを徐々に小さくすることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、一方に対して波の高さが高い大波形状とされた第１金属板と、この第１金属板の波の高さよりも低い小波形状或いは平らな形状の第２金属板と、をそれぞれのテンション付与手段でテンションを掛けながら巻き上げ機に巻き付けて円筒形状とするメタル担体の製造装置において、前記第１金属板にテンションを付与するテンション付与手段は、該第１金属板の上下に配置され、この第１金属板に形成された大波形状とされた高波部にギア溝部を係合させてテンションを付与するウォームギアからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、大波形状とされた第１金属板の上下に配置したウォームギアのギア溝部に、この第１金属板に形成した高波部を引っ掛けているので、当該第１金属板にテンションを与えることができる。また、本発明によれば、ロールギアとは異なり多列のウォームギアを使用しているため、高波に合わせたギア溝部を形成することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、第１金属板と第２金属板の巻き上げ終了付近において、ウォームギアの回転を停止し巻き上げ機で巻き上げることにより、第１金属板の高波部を延ばして波の高さを徐々に小さくしているので、巻き上げ最終端部の段差を小さなものとすることができる。
【００１９】
これにより、円筒形状に巻回して得られたコア部を外筒に圧入したときに、巻き上げ最終端部から集中的な応力が作用されることなく波板の変形を防止することができ、結果として通気抵抗の増加及びガス接触表面積の減少を抑制できる浄化効率の向上を図ることのできるメタル担体を製造可能となる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、大波形状とされた第１金属板にテンションを付与するテンション付与手段として、第１金属板に形成された高波部にギア溝部を係合させてテンションを付与するウォームギアを用い、そのウォームギアを第１金属板の上下に配置したので、このウォームギアにより高波部を引っ掛けて第１金属板にテンションを付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１はメタル担体を製造するライン工程図である。メタル担体は、触媒を表面にコーティングしたセル内に排気ガスを通過させることにより浄化するものであり、セルを構成するために金属板からなる波板と平板或いは高さの異なる波板同士を円筒形状に巻き上げて複数セルを形成したハニカム構造のコア部を形成し、そのコア部を外筒に圧入後、拡散接合にて接合一体化した後、触媒をコーティングして形成される。
【００２３】
本実施の形態では、一方に対して波の高さが高い大波形状とされた第１金属板と、この第１金属板の波の高さよりも低い小波形状の第２金属板と、をそれぞれテンションを掛けながら巻き上げ機に巻き付けて円筒形状のコア部を形成するものとする。
【００２４】
第１金属板１と第２金属板２は、図１に示すように、コイル状に巻かれて各アンコイラー３、４に装着され、それぞれの経路に送り出される。一方のアンコイラー３から送り出された第１金属板１は、ピアス加工部５へと送られ、ここで微細なスリット孔がパンチングされることにより形成される。ピアス加工部５では、スリット孔を形成する他、次工程の波成形時において成形性を向上させるためにオイルが塗布される。第２金属板２も同様、他方のアンコイラー４から送り出された後、ピアス加工部６でスリット孔が開けられる。
【００２５】
第１金属板１は、ピアス加工部５でスリット孔加工とオイル塗布が終わると、反転部７で表裏が反転される。同様に、第２金属板２もスリット孔加工後に反転部８で反転される。
【００２６】
そして、第１金属板１は、大波成形部９に送られ、上下の成形ローラ間を通ることで波の高さが高い大波形状とされる。次に、第１金属板１は、大波成形部９の隣りに設けられた乾燥部１０に送られ、その表面に付着したオイルが乾燥される。一方、第２金属板２は、小波成形部１１に送られ、上下の成形ローラ間を通ることで波の高さが低い小波形状とされる。
【００２７】
次に、大波形状とされた第１金属板１は、テンション付与手段である第１金属板テンション付与機構部１２でテンションが与えられる。一方、小波形状とされた第２金属板２は、やはりテンション付与手段である第２金属板テンション付与機構部１３でテンションが与えられる。そして、それぞれテンションが付与された第１金属板１と第２金属板２は、巻き上げ機１４の芯棒に挟み込まれて巻き上げられることにより円筒形状をなすコア部とされる。
【００２８】
特に本実施の形態では、前記ライン工程図のうち第１金属板１にテンションを付与する第１金属板テンション付与機構部１２の構造を、従来のように第１金属板１の上下に配置したロールとロールギヤとでテンションを付与する構造から多列のウォームギアに変更することによって、高波部をウォームギアのギア溝部に引っ掛けてテンションを掛けるようにする。
【００２９】
図２はウォームギアを使用した第１金属板テンション付与機構部の斜視図、図３は図２の第１金属板テンション付与機構部を矢印Ａ方向から見たときの側面図、図４は図２の第１金属板テンション付与機構部を矢印Ｂ方向から見たときの正面図である。
【００３０】
第１金属板テンション付与機構部１２は、第１金属板１に形成された大波形状とされた高波部１Ａにギア溝部１５Ａを係合させて（引っ掛けて）テンションを付与するウォームギア１５を当該第１金属板１の上下にこの第１金属板１を挟み込むようにその板幅方向に多列されて構成されている。本実施の形態では、第１金属板１の送り方向Ｘと交差する幅方向の両脇と中央の位置にそれぞれウォームギア１５を配置し、第１金属板１の下面側には３つ、上面側には３つウォームギア１５を配列させている。
【００３１】
第１金属板１の下面側に配列された３つのウォームギア１５は、回転軸１６に取り付けられたプーリー１７に亘って掛けられた第１タイミングベルト１８により同期して回転するようになされている。同様に、第１金属板１の上面側に配列された３つのウォームギア１５は、回転軸１６に取り付けられたプーリー１７に亘って掛けられた第２タイミングベルト１９により同期して回転するようになされている。そして、第１金属板１の下面側に配置された３つのウォームギア１５と、第１金属板１の上面側に配置された３つのウォームギア１５は、制御部２０により回転制御されるサーボモータ２１によって全て同期して回転されるようになされている。
【００３２】
すなわち、サーボモータ２１の駆動軸２２は、第１金属板１の下面側に配置された一番外側のウォームギア１５を回転させる回転軸１６と連結されており、さらに、第１金属板１の上面側に配置された一番外側のウォームギア１５を回転させる回転軸１６に取り付けられたプーリー１７の隣りに設けられたプーリー２３と前記駆動軸２２に取り付けられたプーリー２４とに掛けられた第３タイミングベルト２５により、全てのウォームギア１５が同期して回転するようになされている。
【００３３】
前記ウォームギア１５のギア溝部１５Ａは、第１金属板１の高波部１Ａの形状に応じた溝とされており、さらに第１金属板１にテンションを付与すると共に巻き上げ機１４へと第１金属板１を送るために螺旋状とされ、且つ高波部１Ａを押し潰すことのないように形成されている。そして、このウォームギア１５は、前記ギア溝部１５Ａに第１金属板１に形成された高波部１Ａを引っ掛けることで当該第１金属板１にテンションを付与するようになっている。
【００３４】
なお、第２金属板テンション付与機構部１３は、第１金属板テンション付与機構部１２とはその構成を異にし、２枚のフェルト２６の間に第２金属板２を通過させることでテンションを付与するようになっている。
【００３５】
第１金属板１と第２金属板２のそれぞれにテンションを付与した後は、図５に示すように、巻き上げ機１４の芯棒２７に第１金属板１と第２金属板２を挟み込み、図示を省略する巻き上げモータを駆動し、芯棒２７を回転させてこれら第１金属板１と第２金属板２を円筒形状に巻き上げて行く。
【００３６】
このとき、芯棒２７の回転数から必要な第１金属板１（高波）の排出量を検出するエンコーダ（図示略）を設けておき、このエンコーダで必要回転数を検知したら巻き上げモータが停止するように制御回路で駆動制御する。第１金属板１と第２金属板２の巻き上げ時には、ウォームギア１５のサーボモータ２１と巻き上げ機１４の巻き上げモータとを同期回転させ、常に第１金属板１にテンションが掛かるようにする。
【００３７】
前記エンコーダで第１金属板１の排出量を検出したら、ウォームギア１５のサーボモータ２１と巻き上げ機１４の巻き上げモータを共に運転停止する。そして、組み立て途中の第１金属板１と第２金属板２とを、スポット溶接機２８で仮止めする。
【００３８】
次に、図６に示すように、ウォームギア１５のサーボモータ２１の運転は停止させたまま巻き上げ機１４の巻き上げモータを運転駆動し、第１金属板１を引っ張りながら芯棒２７に巻き上げて行く。そして、前記エンコーダが必要回転数を検知したら巻き上げモータの運転を停止する。このとき、ウォームギア１５の回転を停止させた状態で巻き上げモータを運転すると、ウォームギア１５と巻き上げ機１４の間にある第１金属板１の高波部１Ａの周長は一定であるため、高波部１Ａは、図６に示す状態から図７に示すように徐々に延ばされて行く。これにより、高波部１Ａの段差量を緩和しながらコア部３０を巻き上げることができる。
【００３９】
前記エンコーダで第１金属板１の排出量を検出したら、ウォームギア１５のサーボモータ２１と巻き上げ機１４の巻き上げモータを共に運転停止する。そして、組み立て途中の第１金属板１と第２金属板２とを、スポット溶接機２８で仮止めする。
【００４０】
次に、ウォームギア１５を回転させるサーボモータ２１と巻き上げ機１４の巻き上げモータを再び同期回転させ、図８に示すように、残りの緩和された第１金属板１を送り出し、コア部３０を巻き上げ完了させる。そして、図９に示すように、緩和されていない高波部１Ａがコア部３０に近づいたときには、ウォームギア１５と巻き上げモータが停止するように近接スイッチ２９を設け、最後にコア部３０が崩れないようにスポット溶接し、第１金属板１をカットする。そして、一連の作業が完了したら前記図５で示す工程に戻り、上記のような連続運転をさせる。
【００４１】
以上のようにして芯棒２７に巻き上げられて得られたコア部３０は、図１０に示すように、巻き上げ最終端部３１に段差の無い円筒形状とされる。このように、巻き上げ最終端部３１に段差の無い円筒形状とされたコア部３０を次工程で外筒に圧入すれば、段差が無いことから集中的な応力が作用せず波板の変形を防止することができる。そのため、外筒への圧入後にコア部３０に塗布される触媒による余剰フィレットが削減されると共に通気抵抗の低減も図れる。また、触媒コーティング後のガスが接触する波板の単位体積当たりの表面積が減少することなく、浄化性能を向上させることができる。
【００４２】
本発明の方法によれば、第１金属板１の上下に配置したウォームギア１５のギア溝部１５Ａに高波部１Ａを引っ掛けて第１金属板１にテンションを与えることができ、また、ロールギアとは異なり多列のウォームギア１５を使用することで高波部１Ａに合わせたギア溝部１５Ａを形成することができる。
【００４３】
また、本発明の方法によれば、第１金属板１と第２金属板２の巻き上げ終了付近において、ウォームギア１５の回転を停止し巻き上げ機１４で巻き上げることにより、第１金属板１の高波部１Ａを延ばして波の高さを徐々に小さくしているので、巻き上げ最終端部の段差を小さなものとすることができる。
【００４４】
本発明の装置によれば、第１金属板１に形成された高波部１Ａにギア溝部１５Ａを係合させて（引っ掛けて）テンションを付与するウォームギア１５を用い、そのウォームギア１５を第１金属板１の上下に配置したので、このウォームギア１５により高波部１Ａを引っ掛けて第１金属板１にテンションを付与することができる。
【００４５】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述した実施の形態は、本発明の一例であることからこれらの実施の形態に制限されることはない。
【００４６】
例えば、上述の実施の形態では、高さの異なる第１金属板１と第２金属板２を芯棒２７に巻き付けて円筒形状のコア部３０としたが、高波部１Ａとした第１金属板１と平板からなる第２金属板２とを芯棒２７に巻き付けて円筒形状のコア部３０としても同様の作用効果が得られることはもちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】メタル担体を製造するライン工程図である。
【図２】ウォームギアを使用した第１金属板テンション付与機構部の斜視図である。
【図３】図２の第１金属板テンション付与機構部を矢印Ａ方向から見たときの側面図である。
【図４】図２の第１金属板テンション付与機構部を矢印Ｂ方向から見たときの正面図である。
【図５】ウォームギアのサーボモータと巻き上げ機の巻き上げモータとを同期させて金属板を巻き上げる工程図である。
【図６】ウォームギアのサーボモータを停止し巻き上げ機の巻き上げモータを駆動させて第１金属板の高波部を徐々に延ばす工程図である。
【図７】ウォームギアのサーボモータを停止し巻き上げ機の巻き上げモータを駆動させて第１金属板の高波部を引き伸ばした状態を示す工程図である。
【図８】高波部を引き延ばした部位を巻き上げて行き最終的に巻回し終えた状態を示す工程図である。
【図９】再びウォームギアのサーボモータと巻き上げ機の巻き上げモータを同期させて第１金属板と第２金属板を送り出す工程図である。
【図１０】本発明方法により製造されたコア部の平面図である。
【図１１】従来のテンション付与装置を示す図である。
【図１２】従来のテンション付与装置におけるドライブギアのギア部分を示す図である。
【図１３】従来のテンション付与装置でテンションを与えられて巻き上げられたコア部を外筒に圧入して得られたメタル担体を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…第１金属板
１Ａ…高波部
２…第２金属板
１２…第１金属板テンション付与機構部（テンション付与手段）
１４…巻き上げ機
１５…ウォームギア
１５Ａ…ギア溝部
２０…制御部
２１…サーボモータ
２７…芯棒
３０…コア部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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