(57)【要約】【課題】  メタル担体の巻き上げ終端部における段差をなくしてコンテナにメタル担体を圧入してもセル形状に局部的な変形が生じることのない波板とすることができる波板加工装置を提供する。【解決手段】  本発明に係わる波板加工装置１０は、波板２の谷部と係合する複数の突起部１０１ａ〜１０３ａを波板２の長さ方向に沿って移動可能に保持するデバイダ部１００と、突起部１０１ａ〜１０３ａを波板２の長さ方向に沿ってそれぞれ異なる移動量で移動させるブロック部２００と、このブロック部２００を波板２の長さ方向に沿って押し出し、波板２の谷部２ａをデバイダ部１００の突起部１０１ａ〜１０３ａと係合した各位置からそれぞれ異なる長さに押し延ばす前進用シリンダ３００とを備え、波板２の端部において波ピッチが徐々に広くなり、且つ波高さが徐々に低くなるように成形することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波板（２）の谷部（２ａ）と係合する複数の突起部（１０１ａ〜１０３ａ）を前記波板（２）の長さ方向に沿って移動可能に保持する突起部保持手段（１００）と、
前記突起部保持手段（１００）の各突起部（１０１ａ〜１０３ａ）を前記波板（２）の長さ方向に沿ってそれぞれ異なる移動量で移動させる突起部移動手段（２００）と、
前記突起部移動手段（２００）を前記波板（２）の長さ方向に沿って押し出し、前記波板（２）の谷部（２ａ）を、前記突起部保持手段（１００）の各突起部（１０１ａ〜１０３ａ）と係合した各位置からそれぞれ異なる長さに押し延ばす突起部押圧手段（３００）とを備えることを特徴とする波板加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化するためのメタル担体に関し、詳しくはメタル担体に用いられる波板の終端部を加工する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メタル担体を内蔵した浄化装置としては、例えば図８の断面図に示すようにステンレス箔材の波板１１ａと平板１１ｂで構成されたハニカム構造のメタル担体１１をコンテナ１２に圧入した浄化装置がある。この浄化装置では、波板１１ａと平板１１ｂとを拡散接合すると共に、コンテナ１２とメタル担体１１とをロウ付けし、その状態でメタル担体１１に触媒付けを行うようにしていた。さらに、コンテナ１２の両端には排気ガスを触媒部へ導入・導出するための入口と出口となるディフューザ１３が溶接されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、ハニカム構造のメタル担体１１は、図９の正面図、および図１０の要部拡大図に示すように、帯状の波板１１ａと平板１１ｂとを交互に重ね、これらを芯金１４の周りにロール状に巻き上げた状態で波板１１ａの頂部と平板１１ｂを接合したものであり、波板１１ａと平板１１ｂで囲まれたセル１５に排気ガスが流れるようになっている。このようにロール状に巻いた状態で、メタル担体１１は、図１１に示すように円筒状のコンテナ１２に圧入されることになる。
【０００４】
ところで、波板１１ａと平板１１ｂをロール状に巻き回して構成したメタル担体１１には、図９に示すように巻き上げ終端部に波の高さに相当する段差Ｈが生じることになり、メタル担体１１を円筒形状のコンテナ１２に圧入した段階で、その巻き上げ終端部の段差Ｈにより局部的な変形が起きる。そして、その変形が中心部に向かって伝播すると、メタル担体１１のセル１５の形状が設計形状とは違ったものとなり、性能低下につながるという問題点があった。
【０００５】
この問題は、使用する波板１１ａの波形状が、浄化性能を高めるために、図１２（ｂ）に示す波の高さｆｈの低いＢタイプのものから、図１２（ａ）に示す波の高さｆｈの高いＡタイプのものへと変化してきたことによって、より顕著なものとなっている。ここで、Ｂタイプの波板は、波の高さｆｈと波のピッチｆｐの比ｆｈ／ｆｐが１未満（ｆｈ／ｆｐ＜１）であり、Ａタイプの波板は、波の高さｆｈと波のピッチｆｐの比ｆｈ／ｆｐが１以上（ｆｈ／ｆｐ≧１）である。
【０００６】
また、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、円筒状のコンテナ２２の内部に、緩衝部材２３を装着した状態でハニカム構造のセラミック担体２１を挿入し、その状態でスピニングローラＳＰにより、コンテナ２２の両端部にディフューザ２４を有する形状に縮径させてセラミック担体２１を保持するようにしたセラミック担体内蔵浄化装置が知られている。この場合、扱うセラミック担体２１の形状が略円形であり、前記したメタル担体１１のように巻き上げ終端部の段差のないものであることから、緩衝部材２３としては、厚さが一定のものが用いられている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許２７７９５１６号公報
【特許文献２】特開２００４−３６３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、特許２７７９５１６号公報に提案されたメタル担体１１では、巻き上げ終端部における段差Ｈによってメタル担体１１を円筒形状のコンテナ１２へ圧入するときに、セル形状に局部的な変形が生じ、その変形が中心部に向かって伝播することでメタル担体１１の形状が設計したときの形状とは違ったものとなり、性能低下につながってしまうという問題点があった。
【０００８】
また、特開２００４−３６３９８号公報に提案されたハニカム構造のセラミック担体２１のように、厚さが一定の緩衝部材２３をメタル担体の保持に用いた場合は、緩衝部材２３が巻き上げ終端部の段差Ｈを吸収することができず、担体保持力が安定しないことから、メタル担体の抜け落ちなどの問題が懸念される。さらには、追加部品として緩衝部材２３が必要となるため、コスト増を招くことになる。
【０００９】
本発明の目的は、波板の巻き上げ終端部における段差をなくしてコンテナにメタル担体を圧入してもセル形状に局部的な変形が生じることのない波板をとすることができる波板加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係わる波板加工装置は、波板の谷部と係合する複数の突起部を前記波板の長さ方向に沿って移動可能に保持する突起部保持手段と、前記突起部保持手段の各突起部を前記波板の長さ方向に沿ってそれぞれ異なる移動量で移動させる突起部移動手段と、前記突起部移動手段を前記波板の長さ方向に沿って押し出し、前記波板の谷部を、前記突起部保持手段の各突起部と係合した各位置から押し出し方向に向けてそれぞれ異なる移動量で移動させる突起部押圧手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本装置により成形された波板は、巻き上げ終端部において波ピッチが徐々に広くなり、且つ波高さが徐々に低くなるので、巻き上げ終端部における段差をなくすことができる。これによれば、コンテナへの圧入時に生じていた局部的なセル形状の変形がなくなるため、浄化性能の低下を防止することができる。また、担体保持力が安定するため、メタル担体の抜け落ちを防止することができる。さらには緩衝部材などの追加部品が不要となるため、コスト増を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係わる波板加工装置の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係わる波板加工装置の全体構成を示す斜視図である。本実施形態の波板加工装置１０は、図示しない波板の谷部と係合する複数の突起部を図中Ａ方向に沿って移動可能に保持するデバイダ部１００と、このデバイダ部１００の各突起部を図中Ａ方向に沿ってそれぞれ異なる移動量で移動させる押しブロック部２００と、この押しブロック部２００を図中Ａ方向に沿って押し出し、波板の谷部をデバイダ部１００の各突起部と係合した各位置から図中Ａ方向に向けてそれぞれ異なる移動量で移動させる前進用シリンダ部３００と、デバイダ部１００を図中Ｂ方向に向けて移動させる図示しない後退用シリンダ部４００とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
【００１４】
デバイダ部１００は、図１に示すように、長手方向の一端に図示しない波板の谷部と係合する突起部１０１ａ、１０２ａ、１０３ａを有するデバイダ１０１、１０２、１０３により構成されている。このデバイダの分割数は、波板端部において波高さを徐々に低くする部分の長さに応じて適宜に設定される。本実施形態では構造を分かりやすくするため、デバイダの分割数を３とした例について説明する。
【００１５】
各デバイダ１０１〜１０３は、図２の分解平面図に示すように、幅方向の両側面に、後述するデバイダガイドと係合するレール１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂが長手方向に沿って形成されている。また、デバイダ１０１の前端部上面には固定ピン１０１ｃが設けられ、他のデバイダ１０２、１０３には、この固定ピン１０１ｃが貫通する長穴１０２ｄ、１０３ｄがそれぞれ形成されている。そして、デバイダ１０１〜１０３の順に積み重ねると、デバイダ１０１の固定ピン１０１ｃにデバイダ１０２、１０３の長穴１０２ｄ、１０３ｄが貫通し、デバイダ１０２、１０３の図中Ａ−Ｂ方向への移動量が規制されるようになっている。なお、デバイダ１０１は固定配置されている。
【００１６】
また、図１に示すように、デバイダ１０２、１０３の後端部には後退補助突起１０２ｅ、１０３ｅが設けられている。この後退補助突起１０２ｅ、１０３ｅは、図示しない後退用シリンダ部４００によりデバイダ１０２、１０３を元の位置に戻すときに使用される。なお、デバイダ１０１の後端部に後退補助突起は設けられていない。
【００１７】
図２に示すように、後述する押しブロック２０１の前端部２０１ａは、デバイダ１０３の後退補助突起１０３ｅの一方と当接するように配置される。
【００１８】
図３は、デバイダガイドと後退用シリンダ部の構成を示す斜視図である。図３では、押しブロック部２００と前進用シリンダ部３００の図示を省略している。デバイダ１０１〜１０３の幅方向の両側には、一対のデバイダガイド１０５、１０６が設置されている。このデバイダガイド１０５、１０６の内側面には各デバイダのレール１０１ｂ〜１０３ｂと係合する３段のレール溝１０５ａ、１０６ａがそれぞれ形成されている。これにより、デバイダ１０１〜１０３は、レール１０１ｂ〜１０３ｂとレール溝１０５ａ、１０６ａとが係合した状態で保持されるとともに、図中Ａ−Ｂ方向に移動可能となっている。
【００１９】
また、後退用シリンダ部４００は、デバイダ１０２、１０３の後退補助突起１０２ｅ、１０３ｅと当接する押しプレート４０１と、この押しプレート４０１を図中Ｂ方向に移動させるシリンダ４０２とを備えている。シリンダ４０２は、図示しない支持部材により固定配置され、押しプレート４０１はシリンダシャフト４０２ａの先端に取り付けられている。このシリンダ４０２は、油圧または空気圧により駆動され、デバイダ１０２、１０３の後退補助突起１０２ｅ、１０３ｅを図中Ｂ方向に移動させることにより、デバイダ１０２、１０３を元の位置に戻す役割を果たしている。
【００２０】
次に、押しブロック部２００、前進用シリンダ部３００について説明する。押しブロック部２００は、図１に示すように、押しブロック２０１と、この押しブロック２０１に形成された２箇所のカム溝２０２とそれぞれ係合する２本のピン２０３とから構成されている。各ピン２０３は図示しない支持部材により定位置に固定設置されるとともに、押しブロック２０１に形成された２箇所のカム溝２０２とそれぞれ同一位置で係合している。これによって、押しブロック２０１が前進用シリンダ部３００により図中Ａ方向に押し出されると、押しブロック２０１はカム溝２０２とピン２０３との係合する位置に応じて階段状に移動することになる。また、押しブロック２０１の後端部２０１ｂは、平面視で略Ｔ字形に形成されている。
【００２１】
前進用シリンダ部３００は、押しブロック２０１の後端部２０１ｂと係合する保持ガイド３０１と、この保持ガイド３０１を図中Ａ方向に移動させるシリンダ３０２とを備えている。シリンダ３０２は、図示しない支持部材により固定配置され、保持ガイド３０１はシリンダシャフト３０２ａの先端に取り付けられている。このシリンダ３０２は、油圧または空気圧により駆動され、保持ガイド３０１を図中Ａ−Ｂ方向に移動させている。
【００２２】
保持ガイド３０１は、押しブロック２０１を上下方向へ移動可能に保持する部材であり、内部には平面視で略Ｃ字形となる溝３０１ａが形成されている。すなわち、押しブロック２０１の後端部２０１ｂは保持ガイド３０１の溝３０１ａと係合し、上下方向に移動可能となるように構成されている。これによれば、シリンダ３０２により保持ガイド３０１が図中Ａ方向に押し出され、押しブロック２０１が図中Ａ方向に階段状に移動したときに、押しブロック２０１の後端部２０１ｂも溝３０１ａ内を上方に移動することになる。
【００２３】
本実施形態に示す波板加工装置１０は、帯状の板材を波形状の波板に成形する図示しない波板成形装置と、この波板と図示しない平板供給ロールから供給される平板とを交互に巻き取る巻き取りスタンドとの間に配置される。そして、波板成形装置から排出される波板は平板と交互に巻き取られ、所定長さが排出された時点で図示しない切断装置により切断される。さらに、その切断端部において波板加工装置１０による加工が施され、その後、再び平板とともに巻き取られることになる。
【００２４】
次に、上記のように構成された波板加工装置１０により波板端部の押し延ばしするときの動作について各図を参照しながら説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は各デバイダの移動位置を示す概略側面図、図５（ａ）〜（ｃ）は各デバイダの突起部と波板との係合状態を示す部分側面図である。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、押し延ばし前の段階では、デバイダ１０２、１０３の後退補助突起１０２ｅ、１０３ｅと、デバイダ１０１の端部とが一致している。そして、図５（ａ）に示すように、各デバイダの突起部１０１ａ〜１０３ａを波板２の端部から一定の谷数で設定した谷部２ａに挿入し、係合させる。
【００２６】
次に、図４（ａ）の位置から前進用シリンダ部３００のシリンダ３０２を駆動して、保持ガイド３０１を図中Ａ方向に押し出す。これにより、保持ガイド３０１と係合する押しブロック２０１も図中Ａ方向に移動する。ここでは、図４（ｂ）に示すように、ピン２０３と係合しているカム溝２０２の直線部分２０２ａがピン２０３に対して相対的にＡ方向に移動するため、押しブロック２０１はＡ方向に押し出されて、位置Ｐ１まで移動する。
【００２７】
ここで、押しブロック２０１の前端部２０１ａはデバイダ１０２、１０３の端部を一斉に距離Ｌ１だけ押し出し、デバイダ１０２、１０３の突起部１０２ａ、１０３ａは、図５（ｂ）に示すように、Ａ方向に同時に距離Ｌ１だけ移動する。このとき、デバイダ１０１の突起部１０１ａとデバイダ１０２の突起部１０２ａとの間の区間では突起部間の距離が変わるため、この区間にある波板２は距離Ｌ１の分だけＡ方向に押し延ばされる。これにより、この区間の波板２は波ピッチが広くなり、波高さが低くなるように成形される。また、デバイダ１０２の突起部１０２ａとデバイダ１０３の突起部１０３ａとの間の区間では、デバイダ１０２と１０３がともに同じ距離だけ移動するために突起部間の距離が変わらないので、この区間にある波板２の押し延ばしは行われない。
【００２８】
続いて、押しブロック２０１をさらにＡ方向に押し出すと、図４（ｂ）に示すように、ピン２０３と係合しているカム溝２０２の傾斜部分２０２ｂがピン２０３に対して相対的に斜め上方に移動するため、押しブロック２０１はＡ方向の斜め上方に持ち上げられる。そして、さらに押しブロック２０１をＡ方向に押し出すと、図４（ｃ）に示すように、ピン２０３と係合しているカム溝２０２の直線部分２０２ｃがピン２０３に対して相対的にＡ方向に水平に移動するため、押しブロック２０１はＡ方向に押し出されて、位置Ｐ２まで移動する。
【００２９】
ここでは、押しブロック２０１の前端部２０１ａがデバイダ１０３の端部とのみ当接しているため、図５（ｃ）に示すように、デバイダ１０３のみが距離Ｌ２だけ移動する。このとき、デバイダ１０２の突起部１０２ａとデバイダ１０３の突起部１０３ａとの間の区間では、波板２がＡ方向に距離Ｌ２の分だけ押し延ばされる。したがって、この区間の波板２は波ピッチがさらに広くなり、波高さがより低くなるように成形されることになる。
【００３０】
このように、１回目の押し延ばしの距離Ｌ１よりも、２回目の押し延ばしの距離Ｌ２のほうが距離が長いため、波板２の端部では、図５（ｃ）に示すように、波ピッチが徐々に広くなり、且つ波高さが徐々に低くなるような形状に成形される。なお、デバイダ１０３の突起部１０３ａのさらに外側にある波板部分は成形後に切断される。
【００３１】
次に、移動させた各デバイダを後退用シリンダ部４００により元の位置に戻す動作について説明する。
【００３２】
図６は、後退用シリンダ部４００と押し延ばしにより移動した各デバイダとを示す概略側面図である。上述した押しブロック２０１による波板２の押し延ばしが完了した後は、各デバイダの突起部から波板２を取り外し、前進用シリンダ部３００により押しブロック２０１の引き戻しを行う。その後、図６に示すように、後退用シリンダ部４００のシリンダ４０２を駆動して、押しプレート４０１を図中Ｂ方向に押し出す。これにより、押しプレート４０１が各デバイダの後退補助突起１０２ｅ、１０３ｅと順に当接して、これらデバイダ１０２、１０３も図中Ｂ方向に移動する。ここで、シリンダ４０２のストロークを距離Ｌ３に設定しておくことにより、デバイダ１０２、１０３の後退補助突起１０２ｅ、１０３ｅを、デバイダ１０１の端部と一致する位置まで移動させることができる。
【００３３】
次に、この波板２を用いたメタル担体について説明する。図７は、本実施形態に係るメタル担体の構造を示す斜視図である。
【００３４】
図７に示すように、メタル担体１は、金属製で帯状の波板２と平板３とを重ね合わせ、これらを渦巻き状に巻き上げることによって形成されている。そして、この外周にロウ箔材を巻回して金属製のコンテナ４内に圧入し、真空状態で加熱することによって波板２と平板３が拡散接合されると共に、コンテナ４との間にロウ付け接合されてメタル担体１が形成される。
【００３５】
本実施形態のメタル担体１では、波板２と平板３とを巻き上げたときの巻き上げ終端部において、波板２の波ピッチが徐々に広くなり、且つ波高さが徐々に低くなるので、巻き上げ終端部における段差をなくすことができる。これによれば、コンテナ４への圧入時に生じていた局部的なセル形状の変形がなくなるため、浄化性能の低下を防止することができる。また、担体保持力が安定するため、メタル担体の抜け落ちを防止することができる。さらには緩衝部材などの追加部品が不要となるため、コスト増を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態に係わる波板加工装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】デバイダの分解平面図。
【図３】デバイダガイドと後退用シリンダ部の構成を示す斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は各デバイダの移動位置を示す概略側面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は各デバイダの突起部と波板との係合状態を示す部分側面図。
【図６】後退用シリンダ部と押し延ばしにより移動した各デバイダとを示す概略側面図。
【図７】実施形態に係るメタル担体の構造を示す斜視図。
【図８】従来のメタル担体内蔵浄化装置の構造を示す断面図。
【図９】従来のメタル担体の構造を示す正面図。
【図１０】図９の要部拡大図。
【図１１】メタル担体をコンテナに圧入したときの断面図。
【図１２】（ａ）、（ｂ）はメタル担体を構成する波板の各形状を示す拡大図。
【図１３】従来のセラミック担体内蔵浄化装置の構成図。（ａ）は側断面図。（ｂ）は縦断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１…メタル担体
２…波板
２ａ…谷部
３…平板
４…コンテナ
１０…波板加工装置
１００…デバイダ部
１０１、１０２、１０３…デバイダ
１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ…突起部
１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ…レール
１０１ｃ…固定ピン
１０２ｄ…長穴
１０２ｅ、１０３ｅ…後退補助突起
１０５、１０６…デバイダガイド
１０５ａ…レール溝
２００…ブロック部
２０１…押しブロック
２０１ａ…前端部（押しブロック）
２０１ｂ…後端部（押しブロック）
２０２…カム溝
２０２ａ、２０２ｃ…直線部分
２０２ｂ…傾斜部分
２０３…ピン
３００…前進用シリンダ部
３０１…保持ガイド
３０１ａ…溝
３０２…シリンダ
３０２ａ…シリンダシャフト
４００…後退用シリンダ部
４０１…プレート
４０２…シリンダ
４０２ａ…シリンダシャフト
【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】
2007275787.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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