(57)【要約】【課題】メタル担体に用いられるハニカム体の製造装置及び製造方法において、平板の蛇行に基づくハニカム体の不良品の発生を防止可能なハニカム体の製造装置及び製造方法を提供すること。【解決手段】現在の巻取軸の一回転当たりの平板Ｗ1 の箔使用量を測定し、その測定値から、将来の巻取軸３１の一回転当たりの平板の箔使用量を予測し、測定値のうち予測値に相当する実測値と予測値を比較して、実測値が予測値範囲内にあれば、巻取の張力が良好であると判定し、実測値が予測値範囲外にあるときは、巻取の張力が異常であると判定し、不良品の発生を未然に防ぐ構成としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方張力が付与された平板と、波状に成形された波板とを重ねつつ、巻取軸の周りに渦巻き状に巻回し、ハニカム体を製造するハニカム体の製造装置において、
現在の前記巻取軸の一回転当たりの前記平板の箔使用量を測定し、測定値とする測定手段と、
将来の該巻取軸の一回転当たりの該平板の箔使用量を該測定値から予測し、予測値とする予測手段と、
該測定値のうち該予測値に相当する実測値と、該予測値とを比較し、巻取品質の良否を判断する判断手段と、を具備したことを特徴とするハニカム体の製造装置。
【請求項２】
前記平板の前記後方張力は、互いに対面する上板と下板とで前記平板を挟持し、該平板に張力を付与する張力発生ユニットにより付与されていることを特徴とする請求項１に記載のハニカム体の製造装置。
【請求項３】
前記平板の箔使用量の測定は、前記平板上に当接して取り付けられたローラの回転に同期して前記平板の長さを測定するエンコーダにより計測されることを特徴とする請求項１に記載のハニカム体の製造装置。
【請求項４】
前記判断手段は、ハニカム体の巻取品質を良と判定したときは、ハニカム体の巻回作業を継続し、ハニカム体の巻取品質を否と判定したときは、ハニカム体の巻回作業を停止することを特徴とする請求項１に記載のハニカム体の製造装置。
【請求項５】
後方張力が付与された平板と、波状に成形された波板とを重ねつつ、巻取軸の周りに渦巻き状に巻回し、ハニカム体を製造するハニカム体の製造方法において、
現在の前記巻取軸の一回転当たりの前記平板の箔使用量を測定し、測定値とする測定工程と、
将来の該巻取軸の一回転当たりの該平板の箔使用量を該測定値から予測し、予測値とする予測工程と、
該測定値のうち該予測値に相当する実測値と、該予測値とを比較し、巻取品質の良否を判断し、ハニカム体の巻回作業を制御する判断工程と、を備えたことを特徴とするハニカム体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタル担体に用いられ得るハニカム体の製造装置および製造方法に関する。この製造方法は、特に拡散接合によりメタル担体を製造する場合に供して好適である。
【背景技術】
【０００２】
一般的なハニカム体は、ともに金属箔からなる平板と、波状に成形された波板とを重ねつつ、巻取軸の周りに渦巻き状に巻回することにより製造される。このとき、波板の頂部と平板とを当接させるべく、平板には巻回方向に対して後ろ方向の張力、つまり後方張力が付与される。
【０００３】
この後方張力は、通常、図３に示す機構により発生させられる。この機構では、箔材リール８０に平板Ｗ1 が巻かれており、箔材リール８０の軸にはブレーキ８１が装備されている。この機構による場合、ブレーキ８１を作動させることにより、箔材リール８０と図示しない巻取ユニットとの間で平板Ｗ1 に後方張力Ｆを付与している。また、図４に示す機構により後方張力を発生させる場合もある。この機構では、平板Ｗ1 が巻かれた箔材リール８０と巻取ユニットとの間にシリンダー等からなる張力発生ユニット８２が設けられている。この機構による場合、シリンダーのロッドを延出させることにより、平板Ｗ1 に後方張力Ｆを付与している。
【０００４】
そして、発生した後方張力Ｆの測定方法としては、通常、図５又は図６に示す機構が採用されている。すなわち、平板Ｗ1 は上記箔材リール８０から水平に供給され、３個のローラ９０〜９２が各々水平な回転軸回りに回転可能に設けられている。中央のローラ９１は、ロードセル等の荷重計９３を介して設けられている。平板Ｗ1 は、図５に示す機構では、ローラ９０の下面、ローラ９１の上面及びローラ９２の下面を順次進行可能に設けられる。また、平板Ｗ1 は、図６に示す機構では、ローラ９０の上面、ローラ９１の下面及びローラ９２の上面を順次進行可能に設けられる。これらの間、ブレーキ８１等により発生させられた後方張力Ｆは荷重計９３によって測定される。
【０００５】
この間、各ローラ９０〜９２が微小に揺れを生じ、これにより平板Ｗ1 が図示しない波板及び巻取軸に対して水平に蛇行する場合があるが、かかる平板Ｗ1 の蛇行は図示しない不動の基台に対設された固定ガイドにより矯正される。そして、この固定ガイドによっても矯正しきれない平板Ｗ1 と波板とのずれは、巻回後のハニカム体の端面への押圧力の付与により矯正される。
【０００６】
こうして得られたハニカム体は、平板Ｗ1 と波板との間隙が多孔を構成すべく、平板Ｗ1 と波板との当接部分をロウ付けにより接合し、外筒内に収納されてメタル担体とされる。なお、このメタル担体は、多孔の内面に触媒担持層が形成され、排気ガス浄化用触媒とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の製造方法では、巻回、熱処理後のハニカム体の品質検査等において荷重計９３によって測定された後方張力を確認する程度であり、巻回途中に後方張力を変化させることはしていない。これは、従来のロウ付け用ハニカム体では、後工程で平板と波板との当接部分をロウ付けにより接合するため、さほど高い後方張力を必要とせず、後方張力のさほどの管理も必要でないからである。このため、従来の製造方法では、ハニカム体の品質を巻回途中で確認することができず、平板と波板との当接が不均一なハニカム体を製造してしまう場合がある。
【０００８】
また、上記従来の製造方法では、不動の基台に固定された固定ガイドにより平板の蛇行を矯正しているに過ぎない。これは、従来のロウ付け用ハニカム体では、さほど高い後方張力を必要としないことから、固定ガイドによっても平板の蛇行を矯正しやすく、また平板と波板との僅かのずれは巻回後の端面への押圧力の付与により矯正可能と考えられたからである。しかしながら、長期間等の使用により各ローラの揺れが大きくなれば、平板の蛇行が大きくなり、平板と波板とが水平方向に大きくずれて巻回されてしまう。こうして得られたハニカム体は、たとえ端面に押圧力を加えたとしても、剛性の低い平板が座屈して多孔の一部を閉塞し、不良品になってしまう。
【０００９】
特に、近年、平板と波板との当接部分を簡易に接合すべく、拡散接合により接合したハニカム体がメタル担体に応用されつつある（特開平４−１８０８３９号公報等）。この拡散接合用ハニカム体を製造する場合、上記と同様、やはり後方張力が付与された平板と、
上記波板とを重ねつつ、巻取軸の周りに渦巻き状に巻回することにより拡散接合用ハニカム体を製造する。そして、得られた拡散接合用ハニカム体の平板と波板との当接部分は拡散接合を行うことにより接合される。この拡散接合用ハニカム体では、平板と波板との接合強度を高めるために接触面圧の確保が必要であり、巻回途中のハニカム体の状態等に応じて安定した高い後方張力の付与が必要である。
【００１０】
ここで、この拡散接合用ハニカム体を製造する場合にも、上記従来の製造方法と同様、３個のローラ等により後方張力の測定を行いつつ、高い後方張力を付与して巻回することも考えられる。また、この場合、上記従来の製造方法と同様、不動の基台に固定された固定ガイドにより平板の蛇行を矯正することも考えられる。
【００１１】
しかしながら、上述のように従来の製造方法により拡散接合用ハニカム体を製造したのでは、高い後方張力により各ローラの微小な揺れの影響を大きく受けやすく、平板の蛇行はロウ付け用ハニカム体を製造する場合よりも大きくなる。この平板の蛇行を従来の固定ガイドで矯正するとすれば、平板は、固定ガイドに乗り上げるか、固定ガイドによって端部が座屈してしまう。これを回避すべく、固定ガイドの対設の幅を大きくすれば、平板と波板とが水平方向に一層大きくずれて巻回されてしまう。そして、こうして得られたハニカム体は、強く巻回されているためにハニカム体自身の剛性が高く、端面に押圧力を加えることによっても矯正されず、平板が多孔の一部を閉塞したハニカム体を生じやすい。
【００１２】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、平板の蛇行に基づくハニカム体の不良品の発生を防止可能なハニカム体の製造方法を提供することを目的とする。この目的は、特に、高い後方張力を必要とする拡散接合用ハニカム体を製造する場合に大きな意義を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）請求項１のハニカム体の製造装置は、後方張力が付与された平板と、波状に成形された波板とを重ねつつ、巻取軸の周りに渦巻き状に巻回し、ハニカム体を製造するハニカム体の製造装置において、現在の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定し、測定値とする測定手段と、将来の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定値から予測し、予測値とする予測手段と、測定値のうち予測値に相当する実測値と、予測値とを比較し、巻取品質の良否を判断する判断手段と、を具備したことを特徴としている。
（２）請求項２のハニカム体の製造装置は、請求項１のハニカム体の製造装置において、平板の後方張力は、互いに対面する上板と下板とで平板を挟持し、平板に張力を付与する張力発生ユニットにより付与されていることを特徴としている。
（３）請求項３のハニカム体の製造装置は、請求項１のハニカム体の製造装置において、平板の箔使用量の測定は、平板上に当接して取り付けられたローラの回転に同期して平板の長さを測定するエンコーダにより計測されることを特徴としている。
（４）請求項４のハニカム体の製造装置は、請求項１のハニカム体の製造装置において、判断手段は、ハニカム体の巻取品質を良と判定したときは、ハニカム体の巻回作業を継続し、ハニカム体の巻取品質を否と判定したときは、ハニカム体の巻回作業を停止することを特徴としている。
（５）請求項５のハニカム体の製造方法は、後方張力が付与された平板と、波状に成形された波板とを重ねつつ、巻取軸の周りに渦巻き状に巻回し、ハニカム体を製造するハニカム体の製造方法において、現在の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定し、測定値とする測定工程と、将来の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定値から予測し、予測値とする予測工程と、測定値のうち予測値に相当する実測値と、予測値とを比較し、巻取品質の良否を判断し、ハニカム体の巻回作業を制御する判断工程と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
ここで、現在の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量はエンコーダにより検出可能である。
【００１５】
本発明の製造装置では、まず測定手段において、現在の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定し、測定値とする。そして、予測手段において、将来の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定値から予測し、予測値とする。この後、判断手段において、測定値のうち予測値に相当する実測値と、予測値とを比較し、巻取品質の良否を判断することができる。
【００１６】
ここで、予測値は、周回数と周長（箔使用量）との関係において、２個の測定値から関係式を満たす推定線を求め、この推定線上に定めることができる。また、予測値は、周回数と周長（箔使用量）との関係において、予め同一条件で複数の推定線を求めておき、１個の測定値から特定の推定線を求め、この推定線上に定めることもできる。
【００１７】
また、本発明の製造方法では、測定工程において、現在の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定し、測定値とする。次に、予測工程において、将来の巻取軸の一回転当たりの平板の箔使用量を測定値から予測し、予測値とする。この後、測定値のうち予測値に相当する実測値と、予測値とを比較し、巻取品質の良否を判断する。こうして巻回品質を管理すればハニカム体の巻回品質を巻回途中で確認できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造装置および製造方法によりハニカム体を製造すれば、不良品の発生を防止することができる。
特に、これらの発明は高い後方張力を必要とする拡散接合用ハニカム体を製造する場合に大きな意義を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した実施例を説明する。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
この製造方法に用いられる製造装置の概要は、図１に示すように、平板Ｗ1 が図示しない箔材リールから水平に供給可能になされており、平板Ｗ1 の供給方向には張力発生ユニット１、周長測定ユニット２及び巻取ユニット３が順次配設され、これら張力発生ユニット１等はマイコン４に接続されている。
【００２１】
張力発生ユニット１では、下板１１が図示しない不動の基台に固定され、下板１１と対面される上板１２はシリンダ１３のロッドに固定されている。シリンダ１３は制御弁１４に接続され、制御弁１４はマイコン４に接続されている。平板Ｗ1 は、下板１１と上板１２との間に供給されるようになされており、シリンダ１３のロッドの延長により下板１１と上板１２とで挟持され、後方張力Ｆが付与されるようになっている。
【００２２】
周長測定ユニット２では、平板Ｗ1 の上面と当接可能なローラ２１が水平な回転軸回りに回転可能に設けられており、この回転軸はシリンダ２２により昇降可能に設けられている。また、ローラ２１の回転軸にはエンコーダ２３が接続されており、エンコーダ２３
はマイコン４に接続されている。
巻取ユニット３では、巻取軸３１が水平な回転軸回りに回転可能に設けられており、巻取軸３１は歯車３２、３３を介してモータ３５により駆動されるようになっている。図示しない波板は、周長測定ユニット２と巻取ユニット３との間から巻取軸３１に供給される。
【００２３】
以上のように構成された製造装置では、モータ３５を回転させることにより、巻取軸３１を図中左回転で回転させ、平板Ｗ1 と波板とを重ねつつ、巻取軸３１の周りに渦巻き状に巻回する。なお、周長測定ユニット２のローラ２１は、比較的微圧で平板Ｗ1 と接触しているため、平板Ｗ1 の蛇行を生じさせない。こうして、拡散接合用ハニカム体を製造する。
【００２４】
次に、本発明に係る測定工程、予測工程及び判断工程の実施方法について説明する。
「測定工程」
この製造装置では、まずマイコン４は、巻取軸３１の一回転毎のエンコーダ２３の入力信号により、図２に示すように、現在（周回数がｎ−２のとき）の巻取軸３１の一回転当たりの平板Ｗ1 の箔使用量を測定し、測定値Ｌn-2 とする。次いで、同様に、現在（周回数がｎ−１のとき）の巻取軸３１の一回転当たりの平板Ｗ1 の箔使用量を測定し、測定値Ｌn-1 とする。また、同様に、現在（周回数がｎのとき）の巻取軸３１の一回転当たりの平板Ｗ1 の箔使用量を測定し、測定値Ｌn とする。
【００２５】
「予測工程」
そして、周回数がｎ−２のときの周長；Ｌn-2 、周回数がｎ−１のときの周長；Ｌn-1 、周回数がｎのときの周長；Ｌn であり、周回数がｎ−２のときのハニカム体の外周までの半径；ｒ、一周回数毎に増加する半径（平板Ｗ1 と波板Ｗ2 の振幅との和）；ｓとすれば、
Ｌn-2 ＝２πｒ                                                      …（１）式
Ｌn-1 ＝２π（ｒ＋ｓ）                                              …（２）式
Ｌn ＝２π（ｒ＋２ｓ）                                              …（３）式
である。ここで、
２×２π（ｒ＋ｓ）−２πｒ＝２π（ｒ＋２ｓ）                        …（４）式
であるから、測定値Ｌn-2 と測定値Ｌn-1 とより、
Ｌn ＝２Ｌn-1 −Ｌn-2                                                …（５）式
が成立する。この（５）式を満たす推定線上において、将来（周回数がｎのとき）の巻取軸３１の一回転当たりの平板Ｗ1 の箔使用量を予測し、予測値Ｌn とする。この予測値Ｌn に所定の管理幅をもたせ、予測値範囲Ｌとする。
【００２６】
「判断工程」
この後、測定工程で算出した測定値Ｌn を実測値Ｌn ’とし、実測値Ｌn ’と予測値範囲Ｌとを比較する。ここで、予測値範囲Ｌ内に実測値Ｌn ’があれば、後方張力Ｆが良であり、作業を継続する。一方、予測値範囲Ｌ内に実測値Ｌn ’がなければ、後方張力Ｆが否であり、異常信号を発して作業を停止させる。
【００２７】
こうして後方張力Ｆを管理すれば、巻回途中のハニカム体の状態等に応じてハニカム体の品質を巻回途中で確認しつつ、安定した高い後方張力Ｆの付与ができる。従って、この製造方法によれば、後方張力の過小又は過大に基づく不良品の発生を防止することができる。
また、従来のような３個のローラを採用しないため、従来よりも張力発生ユニット（機構）と巻取ユニットとの間隔を狭くすることができ、これにより平板Ｗ1 の蛇行を従来よりも防止することができる。
【００２８】
従って、この製造装置及び製造方法によれば、平板Ｗ1 が多孔の一部を閉塞するような不良品の発生を防止することができる。
なお、こうして得られたハニカム体は、外筒内に収納された後、平板Ｗ1 と波板との間隙が多孔を構成すべく、拡散接合されてメタル担体とされる。このメタル担体は、多孔の内面に触媒担持層が形成され、排気ガス浄化用触媒とされる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例の製造方法に係る製造装置の模式構成図である。
【図２】本発明の実施例の製造方法に係り、周回数と周長（箔使用量）との関係を示すグラフである。
【図３】従来の製造方法に係る後方張力の発生機構を示す模式構成図である。
【図４】従来の製造方法に係る後方張力の発生機構を示す模式構成図である。
【図５】従来の製造方法に係る後方張力の測定機構を示す模式構成図である。
【図６】従来の製造方法に係る後方張力の測定機構を示す模式構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｆ…後方張力          Ｗ1 …平板              Ｗ2 …波板
３１…巻取軸          Ｔ…巻取軸のトルク      Ｌ…周長、箔使用量
ｒ…半径
【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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