(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体浸透性の複数の通路を形成する少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートを含む少なくとも１つの積み重ね（１）から、ハニカム本体であって特定的には触媒コンバータキャリア本体であるものを製造するための装置であって、前記装置は、前記各積み重ね（１）を係合するフォーク状の保持装置と、フォーマ（１０）を形成するよう閉じ得るフォーマセグメント（２，３，４，５）とを有し、前記各フォーマセグメント（２，３，４，５）はそれぞれの表面部分（６，７，８，９）を有し、前記表面部分はあわせて、前記フォーマ（１０）が閉じたときに、前記ハニカム本体の外形をもたらし、前記フォーマセグメント（２，４）の移動経路を積み重ねのそれぞれの自由端に向かう方向とするように、少なくとも２つのフォーマセグメント（２，４）が移動可能に配置され、前記移動経路が前記外形に対応することを特徴とする、ハニカム本体を製造するための装置。
【請求項２】
前記フォーマセグメント（２，４）が同じ回転方向（Ｒ）に移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フォーマセグメント（２，４）が、それらのそれぞれの開始位置において、好ましくは対になって対向関係に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記フォーマセグメント（２，４）が同時に移動可能であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記フォーマ（１０）が、閉じセグメントを形成する、半径方向に内向きおよび外向きに移動可能な少なくとも１つのフォーマセグメント（３，５）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートを含む流体浸透性の複数の通路を有するハニカム本体を製造するためのプロセスであって、
前記少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートから積み重ね（１）を形成するステップと、
前記各積み重ね（１）を開いたフォーマ（１０）の中に導入して、中央領域にある保持装置によってその中に保持するステップと、
各表面部分（６，８）の少なくとも一部分（１１，１２）が前記積み重ね（１）を圧迫するように、少なくとも２つのフォーマセグメント（２，４）をそれらの開始位置から移動し、その後、予め定められた程度の曲げが行なわれるまで、積み重ねのそれぞれの自由端に向かう方向へ、外形に対応する移動経路に沿って前記フォーマセグメントを移動し、その後前記フォーマ（１０）を閉じるステップとを含む、ハニカム本体を製造するためのプロセス。
【請求項７】
前記少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートから複数の積み重ね（１）を形成するステップと、
前記各積み重ね（１）をそれぞれの折線まわりで折り曲げるステップとを含む、請求項６に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
この発明は、少なくとも部分的に構造物であるメタルシートを含む少なくとも１つの積み重ねから、ハニカム本体であって特定的には触媒コンバータキャリア本体であるものを製造するための装置およびプロセスに関する。
触媒コンバータは、特に自動車の排気ガス中の汚染物質量を低減するために用いられる。このような触媒キャリア本体は金属のハニカム本体の形態を有し得る。このようなハニカム本体は、少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートを含む積み重ねを備える。ＵＳ−Ａ−４  ９２３  １０９には、それ自身のまわりおよび中央領域のまわりで反対方向に捩じられた積み重ねを有するハニカム本体が開示されている。
また、ＷＯ  ９０／０３２２０には、少なくとも部分的に構造物であるメタルシートから構成された金属の触媒コンバータキャリア本体が開示されている。この触媒コンバータキャリア本体はメタルシートの少なくとも３つの積み重ねを含み、少なくとも３つのこれらの積み重ねは、ハニカム本体の中央領域にあるそれぞれに関連した折線のまわりで折り曲げられ、折り曲げられた状態で互いのまわりにかつ折線を有する中央領域のまわりに、互いに反対方向に捩じられる。
このようなハニカム本体を製造するための装置は公知であり、この装置は、軸のまわりで回転可能でありかつ各積み重ねを係合するフォーク状の巻付け装置と、フォーマを成すように閉じるフォーマセグメントとを含む。閉じたフォーマの内形は、巻付けられた状態のハニカム本体の外形に対応する。積み重ねがそれらのまわりおよび中央領域のまわりに確実に巻付けられるようにするために、フォーク状の捩じり装置の回転運動時に、フォーマセグメントは、積み重ねがフォーマセグメントのエッジを圧迫し、エッジが支持手段を形成するように、積み重ねの方に移動する。製造工程が終わるころには、フォーマは完全に閉じられて、最終的な形状をハニカム本体に与える。
公知の装置は、直線状に互いに向かってかつ互いから離れるように移動可能である２つのセグメントを有する。閉じ工程時には、少なくとも一方のフォーマセグメントが、依然として捩じられるべき積み重ねの部分の移動方向と反対の方向に移動するおそれがある。もしフォーマセグメントがその積み重ね部分に対して移動すれば、積み重ねが不所望にも変形するおそれがある。このような変形により、結果として個々のメタルシートが部分的に歪んでしまう。
メタルシートの変形によりハニカム本体の構造が悪影響を受ける。一方では、このように変形されたハニカム本体の強度が損なわれ、他方では通路の断面が局部的に変形するという問題が生ずる。このように通路の断面が変形すると、ハニカム本体中の排気ガスの分散が不規則になり、これによりハニカム本体の触媒効果が悪影響を受ける。
一般に、公知のハニカム本体は円形の断面を有する。他の断面を有するものを製造するためには異なった製造方法が必要である。このような製造方法はたとえば米国特許第４  ５１９  １２０号から公知である。この製造方法では、まずハニカム本体が巻付けられ、その後工具によって変形される。
以上のことを基礎として、この発明は製造工程時に積み重ねや個々のメタルシートが変形することのないハニカム本体を製造するための公知の装置およびプロセスを改善するという課題に基づく。この発明はさらに、非円形の断面を有するハニカム本体の製造を可能にしようとする。
発明によると、この課題は請求項１の特徴を有する装置によって解決される。装置を有利に発展させることが従属項２から５の主題である。この発明によるハニカム本体の製造方法は請求項６および７に記載される。
発明によると、流体浸透性の複数の通路を形成する少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートを含む少なくとも１つの積み重ねから、ハニカム本体であって特定的には触媒コンバータキャリア本体であるものを製造するための装置は、各積み重ねと係合するフォーク状の保持装置と、フォーマを形成するよう閉じるフォーマセグメントとを有し、各フォーマセグメントは湾曲した表面部分を有し、フォーマが閉じたときにはこれらの表面部分が、製造されるハニカム本体の外形をなし、この装置は下記のことを特徴とする。すなわち、少なくとも２つのフォーマセグメントが設けられ、積み重ねを圧迫する各表面部分の少なくとも一部分が積み重ねのそれぞれの自由端の方向における移動経路をたどるように、これらの少なくとも２つのフォーマセグメントが移動可能に配置され、この移動経路が外形に対応するという点である。各表面部分の少なくとも一部分によって、積み重ねのそれぞれの自由端の方向における、外形に対応する移動経路がたどられることにより、フォーマセグメントの表面部分のその一部分に接触する積み重ねのそれぞれの部分が、積み重ねを形成する動作の最終状態において、製造されるハニカム本体の所望の外形が得られるように変形する。公知の方法とは対照的に、移動経路の方向は積み重ねのそれぞれの自由端に向かう方向であるため、個々のシートメタル層または積み重ねの変形が避けられる。これは、最終的な形状を与えるためにフォーマセグメントが積み重ねの部分を曲げるからである。製造されるハニカム本体の所望の外形に応じて、積み重ねまたは個々のシートメタル層を巻付けるためのフォーマセグメントの数を適切に選択することができる。同じ方向に移動可能である２つのフォーマセグメントを有する構造が好ましい。一連の移動時には、フォーマセグメントの表面部分の一部分の長さは異なっていてもよいことが強調される。これは一方ではフォーマセグメントの一連の移動に依存し、また他方では、製造されるハニカム本体の外形に依存する。
好ましい装置の実施例では、フォーマセグメントがそれらのそれぞれの開始位置において対向関係に配置される。好ましくは、フォーマセグメントは対になって対向関係に位置付けられる。フォーマセグメントは特に同時に移動する。このことは必ずしも必要ではない。個々のフォーマセグメントの移動速度は、ハニカム本体の製造時にフォーマセグメントが互いに当たらないよう異なっていればよい。
さらなる有利な概念によると、フォーマットの設計形態は、閉じたセグメントを形成する半径方向に内向きかつ外向きに移動可能である少なくとも１つのフォーマセグメントを有することが提案されている。フォーマは、ハニカム本体に最終的な形状を与えるよう、最後の状態において閉じセグメントによって閉じられる。
この発明の概念によると、少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートを含む、流体浸透性の複数の通路を有するハニカム本体を製造するためのプロセスが提案される。このプロセスによると、まず、少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートから積み重ねが形成される。積み重ねは開いたフォーマの中に導入されて、中央領域の保持装置によってその中に保持される。積み重ねの両端は半径方向に外向きに中央領域から延びる。少なくとも２つのフォーマセグメントの各々は、湾曲した各々の表面部分の少なくとも一部分が積み重ねを圧迫するように、それらの開始位置から移動する。その後、各表面部分の少なくとも一部分が常に積み重ねと接触するように、外形に対応する移動経路に沿ってフォーマセグメントが移動する。予め定められた程度まで積み重ねの巻付けが行なわれると、フォーマは閉じる。
さらに、ハニカム本体を製造するために、少なくとも部分的に構造物である複数のメタルシートから複数の積み重ねを形成するプロセスが提案される。各積み重ねは折線に沿って折り曲げられる。積み重ねは開いたフォーマの中に導入されて、中央領域にある保持装置によってその中に保持される。その後、フォーマセグメントの湾曲した各表面部分の少なくとも一部分がそれぞれの積み重ねを圧迫するように、少なくとも２つのフォーマセグメントの各々がそれぞれの開始位置から移動する。フォーマセグメントは、フォーマセグメントの各表面部分の一部分が常に積み重ねを圧迫するように、外形に対応する移動経路に沿って移動する。予め定められた程度まで積み重ねの巻付けが行なわれるとフォーマが閉じる。
この装置およびプロセスによると、円形の断面とは異なった断面を有するハニカム本体の製造が可能になる。したがって、積み重ねまたはメタルシートを変形することなくたとえば長円形のハニカム本体またはレーストラック形状（race-track form）のハニカム本体の製造が可能である。これらのプロセスおよび装置により、規則正しい構造を有するハニカム本体が得られる。
装置およびプロセスのさらなる利点および特徴は、図面に示される実施例によって説明される。図面において、
図１は、フォーマが開いた状態の、ハニカム本体を製造するための装置の概略図である。
図２から図４は、移動可能なフォーマセグメントのさまざまな位置を示す図である。
図５は、部分的に閉じた状態のフォーマセグメントを示す図である。
図６は、閉じたフォーマの平面図である。
装置は、フォーマの中央領域にしっかりと積み重ね１を保持するフォーク状の保持装置を有する。積み重ねは保持装置の棒１３および１４のまわりに捩じられる。フォーマは４つのフォーマセグメント２、３、４および５を有する。フォーマセグメントはあわせて、閉じた状態でフォーマ１０を形成する。フォーマセグメント２から５の各々は湾曲した表面部分６、７、８および９を有し、これらの表面部分はフォーマ１０が閉じたときに接合して、製造されるハニカム本体の外形１５を与える。
フォーマセグメント３および５は半径方向に内向きおよび外向きに移動可能となるよう配置される。
図２では、フォーマセグメント２および４は積み重ね１を圧迫するようにされている。フォーマセグメント２の表面部分６の部分１１とフォーマセグメント４の表面部分８の部分１２とが積み重ね１を圧迫する。棒１４および１３からフォーマの外に突出する積み重ねの部分はそれぞれ部分１１および１２の曲率に対応するように曲げられる。図３は、フォーマセグメント２および４が３０°回転移動した後のフォーマセグメント２および４の位置を示す。矢印Ｒで示される方向に回転移動する際に、積み重ねのさらなる部分が変形している。この点で、フォーマセグメント２および４は、フォーマセグメント２および４のそれぞれの部分１１および１２が常に積み重ねを圧迫するように回転移動している。フォーマセグメント２および４がさらに回転移動すると、図４に示される位置に配置される。この点で、フォーマセグメント２および４はそれらの元の位置に対して９０°回転していることになる。特に図４に示されるように、表面部分の各々の部分１１および１２はそれぞれ、図２および図３に示されるものよりも実質的に大きい。積み重ねは、フォーマセグメント３および４をさらに移動すると最終的な形状になる。例示の実施例では、ハニカム本体の構造は鏡像対称であるため、セグメント２および４の回転移動は１８０°で十分である。２つのフォーマセグメント２および４の移動は同時に行なわれた。フォーマセグメント２および４が、図５に示される位置に達すると、２つのフォーマセグメント３および５はハニカム本体１６の方に半径方向に内向きに移動する。図５に示されるように、フォーマ１０はまだ完全には閉じていない。図６に示されるように、個々のフォーマセグメント２および４がハニカム本体に向かってさらに移動するとフォーマ１０が閉じる。
参照符号
１  積み重ね
２から５  フォーマセグメント
６から９  表面部分
１０  フォーマ
１１，１２  部分
１３，１４  棒
１５  外形
１６  ハニカム本体
【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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