(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属平板（１２）および金属波板（１３）が交互に巻回されて成るとともに、円筒状のハウジング（１５）内に収納されて金属製触媒担体（１１）を構成するハニカム筒体（１４）を製造するための金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置において、金属平板（１２）および金属波板（１３）を相互に重ねて巻取る巻取り手段（１６）と、昇降作動を可能として前記巻取り手段（１６）の下方に配置される下部可動枠（２８）と、昇降作動を可能として前記巻取り手段（１６）の上方に配置される上部可動枠（３２）と、前記巻取り手段（１６）で巻取られている金属平板（１３）の外周面への金属波板（１３）の接触部を検出するようにして前記下部可動枠（２８）に配設される第１検出手段（１７）と、前記巻取り手段（１６）で巻取られている金属平板（１２）の内周面への金属波板（１３）の接触部を検出するようにして前記上部可動枠（３２）に配設される第２検出手段（１８）と、第１検出手段（１７）で検出された金属平板（１２）および金属波板（１３）の接触部に金属波板（１３）側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記下部可動枠（２８）に配設される第１溶接手段（１９）と、第２検出手段（１８）で検出された金属平板（１２）および金属波板（１３）の接触部に金属平板（１２）側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記上部可動枠（３２）に配設される第２溶接手段（２０）と、前記巻取り手段（１６）で巻取られているワークにおける最外周の金属波板（１３）にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ前記金属波板（１３）を押付けるようにして前記下部可動枠（２８）に回転自在に軸支される倣いローラ（３８）と、前記巻取り手段（１６）で巻取られているワークにおける最外周の金属平板（１２）にその幅方向両側で接触して回転しつつ前記金属平板（１２）を押付けるようにして前記上部可動枠（３２）に回転自在に軸支されるローラ（３９）と、第１検出手段（１７）の接触部検出に応じた第１溶接手段（１９）による溶接ならびに第２検出手段（１８）の接触部検出に応じた第２溶接手段（２０）による溶接を行なうことを可能として第１および第２溶接手段（１９，２０）の作動を制御するとともに前記巻取り手段（１６）で巻き取られているワークの巻き厚変化に応じた前記下部および上部可動枠（２８，３２）の昇降を制御する制御ユニット（４８）とを備えることを特徴とする金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属平板および金属波板が交互に巻回されて成るとともに、円筒状のハウジング内に収納されて金属製触媒担体を構成するハニカム筒体を製造するための金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ところで、金属平板および金属波板が相互に接合されていないままでのハニカム筒体をハウジング内に収納して金属製触媒担体を構成すると、ハウジング内のガスの流通により、ハニカム筒体の中心部に位置する金属平板および金属波板がハニカム筒体の軸方向に沿って突出する現象（所謂フィルムアウト現象）が生じたり、金属平板および金属波板の周方向へのずれが生じたりすることがあり、そのようなフィルムアウト現象やずれの発生を防止するとともに、金属平板および金属波板を交互に巻回する際に金属平板にしわが生じることを防止するために、特開昭６３−５６３２３号公報で開示されるように、金属平板および金属波板をレーザビーム照射によって溶接するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のレーザビーム照射による溶接では、レーザビームが連続的に照射されており、金属平板および金属波板の接触部以外にもレーザビームが照射されることから薄い金属平板および金属波板に微小な孔があいたり、熱によるダメージが金属平板および金属波板に生じる可能性がある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、金属平板および金属波板の接触部のみ溶接するようにして、良好なハニカム筒体を製造し得るようにした金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、金属平板および金属波板が交互に巻回されて成るとともに、円筒状のハウジング内に収納されて金属製触媒担体を構成するハニカム筒体を製造するための金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置において、金属平板および金属波板を相互に重ねて巻取る巻取り手段と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の下方に配置される下部可動枠と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の上方に配置される上部可動枠と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の外周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記下部可動枠に配設される第１検出手段と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の内周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記上部可動枠に配設される第２検出手段と、第１検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属波板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記下部可動枠に配設される第１溶接手段と、第２検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属平板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記上部可動枠に配設される第２溶接手段と、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属波板にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ前記金属波板を押付けるようにして前記下部可動枠に回転自在に軸支される倣いローラと、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属平板にその幅方向両側で接触して回転しつつ前記金属平板を押付けるようにして前記上部可動枠に回転自在に軸支されるローラと、第１検出手段の接触部検出に応じた第１溶接手段による溶接ならびに第２検出手段の接触部検出に応じた第２溶接手段による溶接を行なうことを可能として第１および第２溶接手段の作動を制御するとともに前記巻取り手段で巻き取られているワークの巻き厚変化に応じた前記下部および上部可動枠の昇降を制御する制御ユニットとを備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００７】
図１ないし図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１は金属製触媒担体の一部切欠き斜視図、図２はハニカム筒体の製造装置を示す概略側面図、図３は図２の３矢視図、図４は金属平板および金属波板の巻取り時の各検出手段、各溶接手段および各ローラの配置を説明するための概略図、図５は制御ユニットで制御される作動機器を示す図である。
【０００８】
先ず図１において、金属製触媒担体１１は、金属平板１２および金属波板１３を交互に巻回して構成されるハニカム筒体１４が、円筒状のハウジング１５内に収納、固定されて成るものであり、ハニカム筒体１４において金属平板１２および金属波板１３の接触部は相互に溶接される。
【０００９】
前記ハニカム筒体１４を製造するにあたっては、図２および図３で示すような製造装置が用いられるものであり、この製造装置は、金属平板１２および金属波板１３を相互に重ねて巻取る巻取り手段１６と、該巻取り手段１６で巻取られている金属平板１２の外周面への金属波板１３の接触部を検出する第１検出手段１７と、前記巻取り手段１６で巻取られている金属平板１２の内周面への金属波板１３の接触部を検出する第２検出手段１８と、第１検出手段１７で検出された金属平板１２および金属波板１３の接触部に金属波板１３側からのレーザビーム照射による溶接を施す第１溶接手段１９と、第２検出手段１８で検出された金属平板１２および金属波板１３の接触部に金属平板１２側からのレーザビーム照射による溶接を施す第２溶接手段２０とを備える。
【００１０】
巻取り手段１６は、略水平な回転軸線を有するモータ２１の出力軸に、軸方向に延びるスリット２２が設けられた芯金２３が同軸に連結されて成るものであり、スリット２２に、金属平板１２および金属波板１３の端部が相互に重ねられた状態で嵌合、係止される。而してモータ２１は、図示しない床面上に立設された第１支持枠２４に固定的に支持される。また第１支持枠２４には、モータ２１の回転軸線と平行な軸線を有するエジェクタ用シリンダ２５が固定的に支持されており、該エジェクタ用シリンダ２５には、巻取り手段１６で巻取られるとともに第１および第２溶接手段１９，２０による溶接完了後のハニカム筒体１４を芯金２３から離脱せしめるべく芯金２３の下方でハニカム筒体１４の軸方向端面に当接し得る半円状のエジェクタ２６が連結される。
【００１１】
巻取り手段１６における芯金２３の下方には固定支持台２７が固定的に配置されており、前記芯金２３および固定支持台２７間には、固定支持台２７で昇降可能に支承される下部可動枠２８が配置される。下部可動枠２８には、上下に延びる一対のガイドロッド２９，２９の上端が連結されており、それらのガイドロッド２９，２９は、軸方向摺動を可能として固定支持台２７に支承される。また両ガイドロッド２９，２９間で固定支持台２７には、それらのガイドロッド２９，２９の軸線と平行な軸線を有する昇降用シリンダ３０が固定的に配設されており、該昇降用シリンダ３０が下部可動枠２８の下端に連結される。
【００１２】
巻取り手段１６における芯金２３の上方には可動支持台３１が配置されており、前記芯金２３および可動支持台３１間には、可動支持台３１で昇降可能に支承される上部可動枠３２が配置される。上部可動枠３２には、上下に延びる一対のガイドロッド３３，３３の下端が連結されており、それらのガイドロッド３３，３３は、軸方向摺動を可能として可動支持台３１に支承される。また両ガイドロッド３３，３３間で可動支持台３１には、両ガイドロッド３３，３３の軸線と平行な軸線を有する昇降用シリンダ３４が固定的に配設されており、該昇降用シリンダ３４が上部可動枠３２の上端に連結される。
【００１３】
ところで、図示しない床面上には第２支持枠３５が立設されており、巻取り手段１６におけるモータ２１と同軸の回転軸線を有する回動用モータ３６が第２支持枠３５に固定的に配設され、該回動用モータ３６の出力軸に回動アーム３７の基端が固着され、該回動アーム３７の先端に可動支持台３１が固定的に連結される。したがって、回動用モータ３６の作動に応じて可動支持台３１および上部可動枠３２は、巻取り手段１６の回転軸線まわりに回動せしめられることになる。これは、巻取り手段１６の回転軸線まわりの可動支持台３１および上部可動枠３２の位置を適宜調整するためのものであるが、本願発明で特に必要となるものではなく、位置の調整が不要である場合には可動支持台３１を固定配置しておけばよい。
【００１４】
第１検出手段１７は下部可動枠２８の上部に配設され、また第２検出手段１８は上部可動枠３２の下部に配設される。これらの検出手段１７，１８は、巻取り手段１６で巻取られているワークの最外周で金属平板１２および金属波板１３の接触部を検出するものであり、たとえば、針状の検出子で前記接触部を検出する接触型のものや、前記ワークの半径方向に沿う走査によるレーザ光の反射で前記接触部を検出するレーザ光反射式のものや、ＣＣＤカメラ等により前記接触部を検出する画像処理型のものや、前記ワークの半径方向に沿う走査によるレーザ光の透過で前記接触部を検出するレーザ光透過式のもの等が好適に用いられる。但し、レーザ光透過式のものを用いたときには、巻取り手段１６で巻取られているワークの軸方向両側にレーザ光発信部とレーザ光受信部とが配設されることになる。
【００１５】
図４を併せて参照して、下部可動枠２８の上部には、巻取り手段１６で巻取られているワークにおける最外周の金属波板１３にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ、金属波板１３を芯金２３側に押付ける一対の倣いローラ３８，３８が回転自在に軸支される。また上部可動枠３２の下部には、巻取り手段１６で巻取られているワークにおける最外周の金属平板１２にその幅方向両側で接触して回転しつつ、金属平板１２を芯金２３側に押付ける一対のローラ３９，３９が回転自在に軸支される。而して一対の倣いローラ３８，３８は、第１検出手段１７による検出ならびに第１溶接手段１９による溶接の邪魔にならないようにするために、巻取り手段１６への金属波板１３の巻取り方向４１に沿って第１検出手段１７および第１溶接手段１９よりも上流側に配置され、また一対のローラ３９，３９は、第２検出手段１８による検出ならびに第２溶接手段２０による溶接の邪魔にならないようにするために、巻取り手段１６への金属平板１２の巻取り方向４２に沿って第２検出手段１８および第２溶接手段２０よりも上流側に配置される。
【００１６】
第１溶接手段１９は、巻取り手段１６で巻取られているワークに第１検出手段１７に対応する位置で一条あるいは複数条のレーザビームを照射可能なものであり、シフト用モータ４３を有して下部可動枠２８に設けられたレーザビームシフト手段４４により巻取り手段１６の回転軸線方向に沿う往復移動を可能として下部可動枠２８に配設される。また第２溶接手段２０は、巻取り手段１６で巻取られているワークに第２検出手段１８に対応する位置で一条あるいは複数条のレーザビームを照射可能なものであり、シフト用モータ４５を有して上部可動枠３２に設けられたレーザビームシフト手段４６により巻取り手段１６の回転軸線方向に沿う往復移動を可能として上部可動枠３２に配設される。
【００１７】
図５において、エジェクタ用シリンダ２５および昇降用シリンダ３０，３４には、空気圧源４９からの空気圧が空気圧制御手段５１，５２，５３をそれぞれ介して供給されるものであり、それらの空気圧制御手段５１，５２，５３と、巻取り手段１６のモータ２１と、第１および第２溶接手段１９，２０と、回動用モータ３６と、シフト用モータ４３，４５とは、第１および第２検出手段１７，１８の検出信号が入力される制御ユニット４８により制御される。
【００１８】
而して昇降用シリンダ３０，３４を作動せしめる空気圧制御手段５２，５３は、巻取り手段１６で巻取られているワークの巻き厚変化に応じて下部および上部可動枠２８，３２を昇降せしめるように制御ユニット４８により制御される。
【００１９】
また巻取り手段１６のモータ２１、第１および第２溶接手段１９，２０、ならびにそれらの溶接手段１９，２０をシフト作動せしめるためのレーザビームシフト手段４４，４６のシフト用モータ４３，４５は、第１検出手段１７による接触部検出時にモータ２１の作動を一旦停止して第１溶接手段１９からのレーザビーム照射ならびにレーザビームシフト手段４４の作動による溶接を行なうとともに第２検出手段１８による接触部検出時にモータ２１の作動を一旦停止して第２溶接手段２０からのレーザビーム照射ならびにレーザビームシフト手段４６の作動による溶接を行なうようにして、制御ユニット４８により制御される。
【００２０】
次にこの実施例の作用について説明すると、ハニカム筒体１４を構成する金属平板１２および金属波板１３は、レーザビーム照射によって相互に溶接されるので、金属平板１２および金属波板１３がハニカム筒体１４の軸方向に沿って突出するフィルムアウト現象が生じたり、金属平板１２および金属波板１３の周方向へのずれが生じたりすることを確実に防止することができ、また巻取り手段１６による巻取り時に金属平板１２にしわが生じることを防止することができる。
【００２１】
しかも巻取り手段１６による金属平板１２および金属波板１３の巻取り時に、第１検出手段１７により金属平板１２の外周面への金属波板１３の接触部を検出するとともに、第２検出手段１８により金属平板１２の内周面への金属波板１３の接触部を検出し、第１および第２検出手段１７，１８による前記接触部検出時に巻取り手段１６の作動を一旦停止して第１および第２溶接手段１９，２０による前記接触部へのレーザビーム照射を行なって、金属平板１２および金属波板１３を相互に溶接するようにしたので、巻取り手段で巻取られているワークの周方向に沿って連続的にレーザビームが照射されていた従来のものでは、金属平板１２および金属波板１３に微小な孔があいたり、熱によるダメージが金属平板１２および金属波板１３に生じる可能性があったのに対し、金属平板１２および金属波板１３の接触部のみにレーザビームを照射して上記穿孔や熱ダメージのない良好なハニカム筒体１４を得ることができる。
【００２２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００２３】
たとえば、金属平板１２の外周面への金属波板１３の接触部を検出する第１検出手段として、倣いローラ３８を用いることも可能である。また上記実施例では、第１および第２溶接手段１９，２０を、レーザビームシフト手段４４，４６によって巻取り手段１６の回転軸線方向に沿う方向に往復移動させるようにし、第１および第２検出手段１７，１８による接触部検出時に制御ユニット４８によって巻取り手段１６の作動を一旦停止して第１および第２溶接手段１９，２０をシフト作動せしめるようにしたが、複数条のレーザビームを照射せしめるようにして第１および第２溶接手段を固定配置してもよく、その場合、巻取り手段１６の作動を一旦停止するような制御を制御ユニット４８で行なう必要はなく、巻取り手段１６を連続的に巻取り作動せしめるようにすればよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明装置は、金属平板および金属波板を相互に重ねて巻取る巻取り手段と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の下方に配置される下部可動枠と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の上方に配置される上部可動枠と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の外周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記下部可動枠に配設される第１検出手段と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の内周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記上部可動枠に配設される第２検出手段と、第１検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属波板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記下部可動枠に配設される第１溶接手段と、第２検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属平板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記上部可動枠に配設される第２溶接手段と、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属波板にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ前記金属波板を押付けるようにして前記下部可動枠に回転自在に軸支される倣いローラと、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属平板にその幅方向両側で接触して回転しつつ前記金属平板を押付けるようにして前記上部可動枠に回転自在に軸支されるローラと、第１検出手段の接触部検出に応じた第１溶接手段による溶接ならびに第２検出手段の接触部検出に応じた第２溶接手段による溶接を行なうことを可能として第１および第２溶接手段の作動を制御するとともに前記巻取り手段で巻き取られているワークの巻き厚変化に応じた前記下部および上部可動枠の昇降を制御する制御ユニットとを備えるので、金属平板および金属波板の接触部のみにレーザビームを照射して穿孔や熱ダメージのない良好なハニカム筒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属製触媒担体の一部切欠き斜視図である。
【図２】ハニカム筒体の製造装置を示す概略側面図である。
【図３】図２の３矢視図である。
【図４】金属平板および金属波板の巻取り時の各検出手段、各溶接手段および各ローラの配置を説明するための概略図である。
【図５】制御ユニットで制御される作動機器を示す図である。
【符号の説明】
１１・・・金属製触媒担体
１２・・・金属平板
１３・・・金属波板
１４・・・ハニカム筒体
１５・・・ハウジング
１６・・・巻取り手段
１７・・・第１検出手段
１８・・・第２検出手段
１９・・・第１溶接手段
２０・・・第２溶接手段
２８・・・下部可動枠
３２・・・上部可動枠
３８・・・倣いローラ
３９・・・ローラ
４８・・・制御ユニット
【図１】
0003863592.tif 000002
【図２】
0003863592.tif 000003
【図３】
0003863592.tif 000004
【図４】
0003863592.tif 000005
【図５】
0003863592.tif 000006