JP2002038936A - 触媒コンバータ、その製造方法およびスピニング加工装置 - Google Patents

触媒コンバータ、その製造方法およびスピニング加工装置

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JP2002038936A
JP2002038936A JP2000227227A JP2000227227A JP2002038936A JP 2002038936 A JP2002038936 A JP 2002038936A JP 2000227227 A JP2000227227 A JP 2000227227A JP 2000227227 A JP2000227227 A JP 2000227227A JP 2002038936 A JP2002038936 A JP 2002038936A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で触媒担体間の間隔を保持するこ
とができ、容易に製造することができると共に、軽量化
を図ることができるタンデム型の触媒コンバータおよび
その製造方法を提供する。 【解決手段】 触媒コンバータW’は、その触媒容器1
が、両端に配置されて内燃機関の排気管および導出管に
それぞれ接続される小径部1aと、中央部に配置されて
触媒担体2を収容する大径部1bと、各小径部1aと大
径部1bとの間で暫時径が変化するようにロート状に形
成されるコーン部1cとを備えている。触媒容器1とな
る円筒状のワークWの大径部1bの中間部には、触媒担
体2間の間隔に応じた凹部1dが成形される。大径部1
bに収容された隣接する触媒担体2間の間隔は、凹部1
dによって保持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒コンバータ、
その製造方法、およびスピニング加工装置に関し、さら
に詳しくは、触媒容器内に複数の触媒担体を直列に配し
たタンデム型触媒コンバータ、ならびにその製造装置
と、特にその製造に適したスピニング加工装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】触媒コンバータは、図17のcに参照さ
れるように、一般に、その触媒容器1が、両端に配置さ
れて内燃機関の排気管および導出管にそれぞれ接続され
る小径部1aと、中央部に配置されて触媒担体を収容す
る大径部1bと、各小径部1aと大径部1bとの間で暫
時径が変化するようにロート状に形成されるコーン部1
cとを備えている。そして、触媒コンバータのなかに
は、大径部1bに複数の触媒担体2を直列に配置したタ
ンデム型のものがある。
【0003】本発明に関連する従来の技術としては、特
開2000−45762号公報に開示された触媒コンバ
ータ及びその製造方法が知られている。当該公報におい
ては、一本の触媒保持筒の中央を触媒保持部として、外
周に保持部材を配置した触媒担体を外触媒保持部内に装
着し、前記触媒保持部の前、後部の触媒保持筒を縮径し
てデフューザとした触媒コンバータにおいて、前記触媒
担体を確実に保持するように、前記触媒担体の外径寸法
にあわせて前記触媒保持部の前部および後部の少なくと
もいずれかの内径を調整することを特徴としている。
【0004】そして、当該公報には、「筒状であるステ
ンレス製の触媒保持筒(ワーク)の排ガス流入側に円周
凹部を形成して、触媒体(触媒担体)を挿入するときの位
置決めとする」こと(当該公報の段落番号0017)
や、「次いで、触媒体を触媒保持筒中への円周凹部まで
1個、あるいは間隔保持材を挟んで2個挿入する」こと
(当該公報の段落番号0018)、「両端をスピニング
等で縮径してディフューザ(コーン部)とする」こと
(当該公報の段落番号0019)などが記載されてい
る。
【0005】また、このようにワークを縮径させるため
のスピニング加工を行うための装置は、ワークを保持す
る保持手段と、支持されたワークに対して相対的に公転
されるスピニング工具と、保持手段に対してワークを軸
方向に押し当てることによって所定の位置で保持させる
ための位置決め手段とを備えており、一般に、この位置
決め手段は、スピニング工具をワークに対して相対的に
公転させるための主軸の外側に、主軸と平行に配置され
ており、また、保持手段は、ワークをスピニング工具と
位置決め手段とに対向するように移動可能とされてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開2000−45762号公報に開示された従来の技術
にあっては、タンデム型の触媒コンバータを製造する場
合に、互いの触媒体の間隔を保持するために間隔保持部
材を触媒保持筒中に挿入するために、触媒コンバータの
構成部材が多くなることから、製造工程も増加するとい
う問題や、触媒コンバータの重量を軽減することができ
ない、などの問題があった。
【0007】また、上述した従来のスピニング加工装置
にあっては、スピニング工具をワークに対して相対的に
公転させるための主軸の外側に位置決め装置を配設する
ためのスペースが必要となり、スピニング加工装置の小
型化を図ることができないという問題があった。
【0008】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、簡単な構成で触媒担体間の間隔を保持すること
ができ、もって容易に製造することができると共に、軽
量化を図ることができるタンデム型の触媒コンバータお
よびその製造方法を提供することを目的とする。また、
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単
な構成で、確実かつ容易にワークの位置決めを行うこと
ができると共に小型化を図ることができる、一般的なワ
ークにスピニング加工を行うためのスピニング加工装
置、および、タンデム型触媒コンバータの製造に用いら
れるスピニング加工装置を提供することを目的とする。
【0009】請求項1の触媒コンバータに係る発明は、
上記目的を達成するため、触媒容器内に複数の触媒担体
を直列に配したタンデム型触媒コンバータであって、隣
接する触媒担体間の間隔に応じた凹部を触媒容器に設け
たことを特徴とするものである。
【0010】請求項2の触媒コンバータの製造方法に係
る発明は、上記目的を達成するため、触媒容器内に複数
の触媒担体を直列に配したタンデム型触媒コンバータを
製造する方法であって、触媒容器となる円筒状ワークの
少なくとも一方端にコーン部を成形する工程と、ワーク
の中間部に触媒担体間の間隔に応じた凹部を成形する工
程とを、ワークを軸方向に移動させて位置決め保持しス
ピニング加工することによって、連続して行うことを特
徴とするものである。
【0011】請求項3のスピニング加工装置に係る発明
は、上記目的を達成するため、ワークを保持する保持手
段と、支持されたワークに対して相対的に公転されるス
ピニング工具と、軸周りに回転駆動される中空構造の主
軸と、該中空主軸内に配置され主軸とは独立して軸方向
に移動可能な位置決め手段と、を具備することを特徴と
するものである。
【0012】請求項4のスピニング加工装置に係る発明
は、上記目的を達成するため、触媒容器内に複数の触媒
担体を直列に配し、スピニング加工により触媒容器の少
なくとも一方端にコーン部が形成されたタンデム型触媒
コンバータの製造に使用されるスピニング加工装置であ
って、触媒容器となる円筒状のワークの少なくとも一方
端にコーン部を成形する位置と、ワークの中間部に触媒
担体間の間隔に応じた凹部を成形する位置とに、ワーク
を軸方向に位置決めさせるワーク位置決め手段と、軸方
向に位置決めされたワークを保持する保持手段と、保持
されたワークとスピニング工具とを相対的に軸周りに回
転駆動させる駆動手段と、を備えたことを特徴とするも
のである。
【0013】請求項1の発明では、触媒容器の触媒担体
を収容する部分に内部に突出するような凹部を設けると
いう簡単な構造により、構成部材の数が少なく容易に製
造することができると共に、隣接する触媒担体間の間隔
が保持されて接触などによる破損を確実に防止すること
ができる軽量な触媒コンバータが提供される。
【0014】請求項2の発明では、コーン部を成形する
工程と凹部を成形する工程のいずれか一方の工程に応じ
た位置にワークを位置決めしてその工程を行い、続い
て、ワークを軸方向に移動させて、両工程のいずれか他
方の工程に応じた位置にワークを位置決めしてその工程
を行う。両工程を連続して行うため、少ない工程数で隣
接する触媒担体間の間隔が保持されて接触などによる破
損を確実に防止することができる軽量な触媒コンバータ
を容易に製造することができる触媒コンバータの製造方
法が提供される。
【0015】請求項3の発明では、ワークを保持する保
持手段と、支持されたワークに対して相対的に公転され
るスピニング工具と、軸周りに回転駆動される中空構造
の主軸と、該中空主軸内に配置され主軸とは独立して軸
方向に移動可能な位置決め手段と、を具備するという簡
単な構成で、確実かつ容易にワークの位置決めを行うこ
とができると共に小型化を図ることができるスピニング
加工装置が提供される。
【0016】請求項4の発明では、触媒容器となる円筒
状のワークの少なくとも一方端にコーン部を成形する位
置と、ワークの中間部に触媒担体間の間隔に応じた凹部
を成形する位置とに、ワークを軸方向に位置決めさせる
ワーク位置決め手段と、軸方向に位置決めされたワーク
を保持する保持手段と、保持されたワークとスピニング
工具とを相対的に軸周りに回転駆動させる駆動手段と、
を備えたという簡単な構成で、確実かつ容易にワークの
位置決めを行うことができると共に小型化を図ることが
できるタンデム型触媒コンバータの製造に用いられるス
ピニング加工装置が提供される。
【0017】
【発明の実施の形態】最初に、本発明によるスピニング
加工装置の実施の一形態を、主に図1〜図5に基づいて
詳細に説明する。なお、図において同一符号は同一部分
または相当する部分とする。
【0018】本発明のスピニング加工装置は、概略、ワ
ークWを保持する保持手段10と、支持されたワークW
に対して相対的に公転されるスピニング工具11と、軸
周りに回転駆動される中空構造の主軸12と、該中空主
軸12内に配置され主軸12とは独立して軸方向に移動
可能な位置決め手段13と、を備えており、さらに、位
置決め手段13は、触媒容器1となる円筒状のワークW
の中間部に触媒担体2間の間隔に応じた凹部1dを成形
する第1の位置と、ワークWの少なくとも一方端にコー
ン部1cおよび小径部1aを成形する第2の位置とに、
ワークWを軸方向に位置決めさせることが可能に構成さ
れている。
【0019】この実施の形態においては、ワークWを保
持する保持手段としてのチャック装置10が主軸12の
中心軸線の延長線上にワークWを回転不能に保持し且つ
軸方向に移動するよう構成されている。また、スピニン
グ工具として一対の成形ローラ11は、回転駆動される
主軸12に対して主軸12の径方向に移動可能に設けら
れている。
【0020】図17のaに示すように、ワークWは、触
媒容器1となる中空円筒状部材の中に2つの触媒担体2
が互いに所定の間隔を有する状態で配置されてなるもの
で、各触媒担体2は、その外周面にマットなどの保持材
(図示は省略する)が巻回され接着された状態で中空円
筒状部材1内に挿入されているために、余程の大きな力
で軸方向に押圧されない限り、中空円筒状部材1に対し
て軸方向に移動することはないように構成されている。
なお、本発明のスピニング加工装置は、タンデム型触媒
コンバータを製造するためだけの目的に使用が限定され
るものではなく、ワークWを軸方向の所定の位置、特に
複数の位置に位置決めしてスピニング加工を行うもので
あれば、他の製造物を製造する場合にも使用することが
できる。
【0021】図3および図4に示すように、チャック装
置10は、ワークWの径に応じた径を有する半割状のチ
ャック部材20と、この半割状のチャック部材20を開
閉するように駆動する駆動手段21とを備えてなるもの
で、チャック部材20は、保持するワークWの径に応じ
交換できるように、支持部材22にそれぞれ着脱可能に
支持されている。支持部材22は、その一方が他方に対
して径方向に移動可能に、且つ、軸方向に移動不能にフ
レーム23に対して設けられており、支持部材22の一
方には駆動手段としての油圧シリンダ21のピストンロ
ッド21aに接続されている。この実施の形態では、油
圧シリンダ21のピストンロッド21aを伸長させる
と、チャック部材20の間に位置するワークWを軸方向
および周方向に移動不能に保持する。また、チャック装
置10は、基台15上に設けられたガイドレール24
(図1)に支持されており、図示しない軸方向駆動手段
に接続されている。軸方向駆動手段を駆動することによ
って、チャック装置10に保持されたワークWはその軸
方向に移動される。
【0022】図1および図2に示すように、主軸12
は、中空状に成形されてなるもので、基台15に対して
ベアリング25、26によって軸周りに回転可能に支持
されている。主軸12の中間部にはプーリ27が設けら
れており、モータ28の回転軸に設けられたプーリ29
との間に、テンショナ30を介してベルト31が巻き掛
けられていることにより、モータ28の駆動によって主
軸12が軸周りに回転駆動されることとなる。
【0023】成形ローラ11は、主軸12により回転駆
動されると共に径方向に移動することがきるように径方
向移動手段32によって支持されている。径方向移動手
段32は、主軸12にその径方向に移動可能に設けられ
た成形ローラ11を支持するブロック33と、主軸12
と同軸上に配置された中空状のドローバ34と、ドロー
バ34を軸方向に駆動するボールねじ機構35と、ブロ
ック33とドローバ34とを連結してドローバ34の軸
方向の移動をブロック33の径方向の移動に変換するL
字型のリンク36とにより構成されている。図2に示す
ように、主軸12の後端にはブレーキディスク37が設
けられており、基台15には、ブレーキディスク37を
把持して主軸12の回転を停止させるためのブレーキ装
置(図2に鎖線で示した)38が設けられている。ドロ
ーバ34の外周面には、その軸方向に延びる溝34aが
形成されており、この溝34aに係合するピン39が主
軸12に設けられている。これにより、主軸12とドロ
ーバ34は同期して軸周りに回転すると共に、主軸12
に対するドローバ34の軸方向への移動が許容される。
この実施の形態では、モータ35aによりボールねじ機
構35を駆動させてドローバ34を図の左方に移動させ
ると、ピン36aに軸支されたリンク36が揺動して成
形ローラ11が径方向内方に移動することとなる。
【0024】なお、この実施の形態では、チャック装置
10に保持されたワークWに対して成形ローラ11が公
転するように駆動されるよう構成されて、すなわち、主
軸12やモータ28などによって、保持されたワークW
と成形ローラ11とを相対的に軸周りに回転駆動させる
駆動手段が構成されているが、本発明はこの実施の形態
に限定されることなく、ワークWに対して成形ローラ1
1が相対的に公転することができるものであれば、保持
されたワークWをその周方向に回転させ、回転するワー
クWに対して成形ローラ11を移動させてスピニング加
工を行うように構成し、あるいは、ワークWと成形ロー
ラ11の双方を反対方向に回転させるように構成するこ
ともできる。しかしながら、このスピニング加工装置を
用いてタンデム型の触媒コンバータW’を製造する場合
には、ワークW全体の軸方向の長さが長くなるため、か
かる長いワークWを保持して回転させることは好ましく
なく、この実施の形態のように固定保持されたワークW
に対して成形ローラ11を公転させることが好ましい。
【0025】位置決め手段13は、図1に示すように、
中空状のドローバ34内に配置されワークWが当接され
てその軸方向の移動を規制するロケータ40と、ワーク
Wの中間部に触媒担体2間の間隔に応じた凹部1dを成
形する第1の位置とワークWの一方端にコーン部1cお
よび小径部1aを成形する第2の位置とにワークWの軸
方向の移動を規制すると共に、ワークWにスピニング加
工を行う際にワークWから退避する位置にロケータ40
を軸方向に駆動・位置決めするロケータ駆動位置決め手
段41と、ロケータ40と対向するように設けられたク
ランパ42と、ワークWをロケータ40に当接させるよ
うにクランパ42を駆動するクランパ駆動手段43とを
備えてなる。
【0026】ロケータ40は、図2に示すように、中空
状のドローバ34内にベアリング44を介して配設され
ており、主軸12およびドローバ34の回転に影響され
ることなく、且つ、主軸12およびドローバ34とは独
立して軸方向に移動可能に支持されている。ロケータ4
0の先端は、スピニング加工により小径部1aおよびコ
ーン部1cが形成される前の状態のワークWの内部に嵌
挿された触媒担体2の端面に当接すると共に、スピニン
グ加工により小径部1aおよびコーン部1cが形成され
た状態のワークWの端部に当接し得る大きさ(径)に成形
されている。また、この実施の形態では、クランパ42
の先端は、先にワークWの一端に形成された小径部1a
の開口から挿入されてその内部に嵌挿された触媒担体2
の端面に当接し得る大きさ(径)に成形されている。な
お、クランパ42の先端は、先にワークWの一端に形成
された小径部1aの端面に当接し得る大きさ(径)に成形
することもできる。
【0027】ロケータ駆動位置決め手段41は、図5に
平面図で示すように、ロケータ40の後端がピストンロ
ッド45aと接続されてロケータ40を軸方向に移動さ
せるシリンダ45と、シリンダ45のピストンロッド4
5aに設けられたストッパ部材46と、ワークWの一方
端にコーン部1cおよび小径部1aを成形する第2の位
置にワークWの軸方向を規制するようにロケータ40の
ストッパ部材46と衝合する位置に進出すると共に、か
かる第2の位置よりもロケータ40の更なる前進を許容
するようにロケータ40のストッパ部材46と衝合しな
い位置に退避する可動ストッパ47と、この可動ストッ
パ47が退避した状態でシリンダ45を伸長駆動したと
きに、ワークWの中間部に触媒担体2間の間隔に応じた
凹部1dを成形する第1の位置にワークWの軸方向の移
動を規制するようにロケータ40のストッパ部材46が
必ず衝合される固定ストッパ48とを備えてなる。可動
ストッパ47は、シリンダ49の駆動により進出・退避
位置に移動される。さらに、基台15から所定距離離れ
た位置には支持部材50が設けられ、基台15と支持部
材50との間には一対のガイドロッド51がシリンダ4
5のピストンロッド45aと平行に架設されており、支
持部材50にはシリンダ45のピストンロッド45aが
軸方向に移動することがきるよう挿通されている。
【0028】一方、クランパ駆動手段43は、この実施
の形態では、図3および図4に示すように、クランパ4
2を軸方向に移動させるシリンダ52を備えてなるもの
で、チャック装置10に設けられている。シリンダ52
は、フレーム43aに支持されており、そのピストンロ
ッド52aの先端は、連結部材53の一端に接続されて
いる。連結部材53の他端はクランパ42を支持してお
り、連結部材53の中間部は、軸方向の移動を案内する
ためのガイドロッド54によって支持されている。さら
に、クランパ駆動手段43は、クランパ42の不用意な
軸方向の移動(ずれ)を検知するために、スケール部5
5aとセンサ部55bとからなるセンサを備えている。
スケール部55aは連結部材53に連結されて連結部材
53と一体に移動し、また、センサ部55bはフレーム
43aに固定されており、スケール部55aのバーコー
ドなどの情報を認識して、クランパ42の軸方向の移動
を検知している。この実施の形態では、チャック装置1
0のチャック部材20が解放状態であるときに、シリン
ダ52のピストンロッド52aを退縮駆動すると、クラ
ンパ42がワークW内の触媒担体2の端面に当接してワ
ークWをロケータ40に向かって軸方向に移動させるよ
う押圧することとなる。なお、クランパ駆動手段43の
シリンダ52は、ワークWがロケータ40に当接される
ように軸方向に移動されるだけの僅かな押圧力を有する
ものであればよく、ロケータ駆動位置決め手段41のシ
リンダ45と比較して出力(受圧面積)の小さいものが
使用される。
【0029】さらに、クランパ駆動手段43は、そのフ
レーム43aがチャック装置10のフレーム23に設け
られたガイドレール56によって、クランパ42がロケ
ータ40と対向してワークWを押圧し得る位置とこの位
置から退避する位置とに移動可能に支持されており、両
位置にクランパ駆動手段43を移動させるためのシリン
ダ57が設けられている。また、基台15の前方には、
ワークWをチャック装置10に対して受け渡しするため
のワーク受け渡し装置58が設けられている。ワーク受
け渡し装置58は、シリンダ59の駆動によって昇降移
動されるワーク支持台60を備えてなるもので、ワーク
支持台60はシリンダ59のピストンロッドおよびガイ
ドロッド61が接続された昇降台62上に設けられたブ
ラケット63によって俯仰可能に軸支されている。ワー
ク支持台60は、上昇位置にあるときには略水平に維持
され、図1に示すように下降位置にあるときにはその突
片60aが基台15に当接されて傾斜するように揺動す
る。
【0030】次に、本発明の触媒コンバータの製造方法
の実施の一形態を説明する。本発明の触媒コンバータの
製造方法は、概略、触媒容器1内に複数の触媒担体2を
直列に配したタンデム型触媒コンバータを製造する方法
であって、触媒容器1となる円筒状ワークWの少なくと
も一方端にコーン部1cおよび小径部1aを成形する工
程と、ワーク1の中間部に触媒担体間の間隔に応じた凹
部1dを成形する工程とを、ワークWの軸方向に移動さ
せて位置決め保持しスピニング加工することによって、
連続して行うものである。
【0031】そして、上述したように構成されたスピニ
ング加工装置を用いてタンデム型触媒コンバータを製造
する場合には、ワークWをチャック装置10に装着する
工程と、位置決め手段13によりワークWを第1の位置
に位置決めしてチャック装置10によりワークWを保持
する工程と、ワークWの所定の位置にスピニング工具と
しての成形ローラ11を押し当てながら公転させて第1
のスピニング加工を行う工程と、チャック装置10によ
るワークWの保持を解除させて位置決め手段13により
ワークWを第2の位置に位置決めしてチャック装置10
によりワークWを再び保持する工程と、ワークWの別の
所定の位置に成形ローラ11を押し当てながら公転させ
て第2のスピニング加工を行う工程と、を行い、さら
に、チャック装置10によるワークWの保持を解除させ
て位置決め手段13によりワークWをチャック装置10
から搬出させる工程を行うものである。以下に、本発明
のタンデム型触媒コンバータの製造方法を、上述したよ
うに構成されたスピニング加工装置を用いた場合によ
り、主に図1並びに図6〜図16に基づいて詳細に説明
する。
【0032】最初に、加工前の当初のワークWは、図1
7のaに示すように、触媒容器となる中空円筒状部材1
の中に2つの触媒担体2が互いに所定の間隔を有する状
態で配置されており、この実施の形態では、この当初の
ワークWから、図17のbに示すように、一方端にコー
ン部1cおよび小径部1aが最初に成形される。このワ
ークWの一方端へのコーン部1cおよび小径部1aの成
形は、上述したスピニング加工装置または従来から知ら
れている単一の位置にワークを位置決めするスピニング
加工装置により行うことができる。
【0033】まず、スピニング加工を行うにあたって、
当初のスピニング加工装置のワーク受け渡し装置58
は、図1に示すように、ワーク支持台60が下降した位
置にあり、その突片60aが基台15に当接されて傾斜
するように揺動した状態となっており、加工しようとす
るワークWをチャック装置10にセットする場合、ワー
クWのセット作業に支障をきたさないようにしている。
また、チャック装置10は、成形ローラ11から遠ざか
った後退限位置にあり、チャック部材20が解放するよ
うに、シリンダ21が退縮された状態となっている。こ
の状態で、図1に示すように、一方端にコーン部1cお
よび小径部1aが成形されたワークWを手作業などによ
り、チャック装置10のチャック部材20間に配置す
る。また、この場合、図16に示すように、成形済みの
触媒コンバータW’が、傾斜したワーク支持台60上に
載置されている場合は、この状態で、一方端にコーン部
1cおよび小径部1aが成形されたワークWを手作業な
どにより、チャック装置10のチャック部材20間に配
置し、次に、図1に示すように、成形済みの触媒コンバ
ータW’をスピニング加工装置の機外に取り出した後
に、スピニング加工装置を起動して次の成形工程を開始
する。
【0034】そして、このときのスピニング加工装置の
位置決め手段13は、図5に実線で示すように、シリン
ダ49の駆動によって可動ストッパ47が進出移動され
ており、図1に示すように、シリンダ45の駆動によっ
てロケータ40のストッパ部材46が可動ストッパ47
に衝合されてロケータ40が第1の位置、すなわち、こ
の実施の形態では、触媒担体2間に応じた凹部1dをワ
ークWの大径部1bの中間位置に形成し得る位置にワー
クWを配置させることができるようにロケータ40が軸
方向に進出移動されている。
【0035】この状態から、クランパ駆動手段43は、
図3および図4に鎖線で示すように、シリンダ57の駆
動によってクランパ42がロケータ40と対向するよう
に移動され、シリンダ52の駆動によってクランパ42
をロケータ40に近づけるように軸方向に移動させる。
クランパ42は、図6に示すように、先にワークWの一
端側に成形された小径部1aからワークW内に挿入され
て触媒担体2の端面に当接し、ワークWを軸方向に移動
させる。そして、ワークWの反対側の触媒担体2の端面
が位置決め基準となるロケータ40の先端に当接した状
態で、シリンダ21により軸方向・径方向の位置決めを
行う。このような位置決め手段13の動作によって、ワ
ークWは、その触媒単体2間に凹部1dを成形すること
ができるように、チャック装置10に対する軸方向の位
置が位置決めされることとなる。そして、チャック装置
10のシリンダ21を伸長駆動してチャック部材20を
互いに近接させると、ワークWは、チャック装置10に
対して軸方向への移動および周方向への回転が不能に保
持される。
【0036】次いで、スピニング加工装置の位置決め手
段13は、図7に示すように、シリンダ45の駆動によ
ってロケータ40が軸方向に後退移動されると共にシリ
ンダ49の駆動によって可動ストッパ47が退避移動さ
れる。そして、図8に示すように、ワークWの触媒担体
2の間の外周面に成形ローラ11が当接するように、チ
ャック装置10が図示しない軸方向移動手段によって図
の左方に移動されて、モータ28の駆動によって主軸1
2と共に成形ローラ11が軸周りに回転駆動され、この
状態でボールねじ機構35のモータ35aが所定量回転
されてドローバ34を軸方向に移動させ、リンク36を
介してブロック33を主軸12の径方向内方に移動させ
て成形ローラ11をワークWの触媒担体2間である大径
部1bの中間位置に押し当てながら、チャック装置10
を軸方向に移動させる。これにより、ワークWの第1の
スピニング加工部位である大径部1bの触媒担体2間
は、図17のcに参照されるように、公転される成形ロ
ーラ11の押圧によって内側に突出するように塑性変形
されて凹部1dが形成され、収容された触媒担体2の間
の間隔が維持されることとなる。
【0037】ワークWの触媒担体2間に凹部1dが形成
されると、モータ28の駆動を停止してブレーキ装置
(図2を参照)38によりブレーキディスク37を把持し
て主軸12の回転を停止させると共に、ボールねじ機構
35のモータ35aを回転させてドローバ34を軸方向
に移動させ、リンク36を介してブロック33を主軸1
2の径方向外方に移動させて成形ローラ11をワークW
から退避させ、その後、図9に示すように、チャック装
置10を成形ローラ11から軸方向に関して遠ざけるよ
うに図示しない軸方向移動手段によって図の右方に後退
移動させる。
【0038】次に、チャック装置10のシリンダ21を
退縮駆動してチャック部材20を解放させ、図5に鎖線
で示すように、シリンダ49の駆動によって可動ストッ
パ47が退避移動された状態で、シリンダ45の駆動に
よってロケータ40が前進するように移動される。図1
0に示すように、ストッパ部材46が固定ストッパ48
に衝合されることにより、ロケータ40は第2の位置、
すなわち、この実施の形態では、ワークWの他方端にコ
ーン部1cおよび小径部1aを形成し得る位置にワーク
Wをチャック装置10に対して配置させることができる
ように、ロケータ40が軸方向に進出移動される。そし
て、クランパ駆動手段43のシリンダ52が僅かな押圧
力であることにより、ワークWは、ロケータ40の押圧
力によってクランパ42との間で第2の位置に軸方向に
移動されて位置決めされる。ワークWが第2の位置に位
置決めされたことは、図示しないセンサによって検知さ
れる。この状態で、再度チャック装置10のシリンダ2
1を伸長駆動してチャック部材20を互いに近接させる
ことにより、ワークWをチャック部材20間で保持させ
る。
【0039】続いて、図11に示すように、ワークWの
他端の外周面に成形ローラ11が当接するように、チャ
ック装置10が図示しない軸方向移動手段によって図の
左方に移動されて、モータ28の駆動によって主軸12
と共に成形ローラ11が軸周りに回転駆動され、この状
態でボールねじ機構35のモータ35aが所定量回転さ
れてドローバ34を軸方向に移動させ、リンク36を介
してブロック33を主軸12の径方向内方に移動させて
成形ローラ11をワークWの触媒担体2より他端側の位
置に押し当てながら、チャック装置10を軸方向に移動
させる。これにより、ワークWの第2のスピニング加工
部位である触媒担体2より他端側は、図17のcに参照
されるように、公転される成形ローラ11の押圧によっ
て縮径されてコーン部1cおよび小径部1aが大径部1
bから連続するように形成されて触媒コンバータW’が
成形されることとなる。
【0040】ワークWの他端側にコーン部1cおよび小
径部1aが形成されると、モータ28の駆動を停止して
ブレーキ装置(図2を参照)38によりブレーキディスク
37を把持して主軸12の回転を停止させると共に、ボ
ールねじ機構35のモータ35aを回転させてドローバ
34を軸方向に移動させ、リンク36を介してブロック
33を主軸12の径方向外方に移動させて成形ローラ1
1を触媒コンバータW’から退避させ、その後、図12
に示すように、チャック装置10を成形ローラ11から
軸方向に関して遠ざけるように図示しない軸方向移動手
段によって図の右方に後退移動させて、チャック装置1
0のシリンダ21を退縮駆動してチャック部材20を解
放させる。
【0041】その後、チャック部材20を解放させた状
態で、図13に示すように、クランパ駆動手段43のシ
リンダ52を退縮駆動すると共にチャック装置10を図
の左方に前進移動させる。触媒コンバータW’は、チャ
ック部材20に保持されていたことにより、かかるチャ
ック部材20に所謂貼り付きまたは食い付き現象が生じ
ている場合があるが、クランパ42により押圧されるこ
とによって、これらの現象から回避される。そして、図
14に示すように、クランパ駆動手段43のシリンダ5
2を伸長駆動してクランパ42を軸方向に移動させて触
媒コンバータW’の外に退避させ、その後、図3および
図4に実線で示したように、クランパ駆動手段43をシ
リンダ57の駆動によってロケータ40と対向する位置
から退避させるように移動させる。次いで、図15に示
すように、シリンダ45の駆動によってロケータ40を
図の右方に前進させるように軸方向に移動させると、ロ
ケータ40の先端がワークWの他端に形成された小径部
1aの端面を押圧して、触媒コンバータW’をワーク支
持台60上に移動させる。すなわち、上述したスピニン
グ加工装置における位置決め手段13は、成形が完了し
たワークW(触媒コンバータW’)を搬出する機能も有
している。
【0042】触媒コンバータW’がワーク支持台60上
に移動されると、図16に示すように、ワーク受け渡し
装置58のシリンダ59が退縮するよう駆動されて、ワ
ーク支持台60の突片60aが基台15上に当接され
て、触媒コンバータW’を取り出しやすいようにワーク
支持台60が傾斜する。
【0043】なお、以上においては好適な実施の形態に
基づいて説明してきたが、本発明は、上述した実施の形
態に限定されることなく、例えば、最初にワークの中央
部に凹部1dを形成し、続いて一方端にコーン部1cお
よび小径部1aを形成し、その後、他方端にコーン部1
cおよび小径部1aを形成することができ、また、最初
にワークWの一方端にコーン部1cおよび小径部1aを
形成し、その後または続いてワークWの中央部に凹部1
d、あるいは他方端にコーン部1cおよび小径部1aを
形成することもできる。また、上述したスピニング加工
装置は、単一の触媒担体2を収容する触媒コンバータの
製造に使用することもできる。
【0044】このように成形された触媒コンバータは、
従来の技術のように間隔保持部材を使用することなく、
隣接する触媒担体2間の間隔が触媒容器1の大径部1b
に形成された凹部1dによって保持される。したがっ
て、触媒担体2を必要に応じた長さに成形することな
く、従来から単一で使用されている触媒担体2を直列に
配置して所望する還元作用などを有するタンデム型の触
媒コンバータを容易にしかも安価に製造することができ
る。なお、上述した実施の形態では、スピニング加工に
より触媒容器1の大径部1bに凹部1dが全周に亘って
形成されるが、本発明の触媒コンバータはこの実施の形
態に限定されることなく、大径部1bの周方向に間欠的
に凹部1dを形成するこもできる。
【0045】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、隣接する触媒
担体間の間隔に応じた凹部を触媒容器に設けたという簡
単な構造により、構成部材の数が少なく容易に製造する
ことができると共に、隣接する触媒担体間の間隔が保持
されて接触などによる破損を確実に防止することができ
る軽量な触媒コンバータを提供することができる。
【0046】請求項2の発明によれば、触媒容器となる
円筒状ワークの少なくとも一方端にコーン部を成形する
工程と、ワークの中間部に触媒担体間の間隔に応じた凹
部を成形する工程とを、ワークを軸方向に移動させて位
置決め保持しスピニング加工することによって、連続し
て行うことにより、少ない工程数で隣接する触媒担体間
の間隔が保持されて接触などによる破損を確実に防止す
ることができる軽量な触媒コンバータを容易に製造する
ことができる触媒コンバータの製造方法を提供すること
ができる。
【0047】請求項3の発明によれば、ワークを保持す
る保持手段と、支持されたワークに対して相対的に公転
されるスピニング工具と、軸周りに回転駆動される中空
構造の主軸と、該中空主軸内に配置され主軸とは独立し
て軸方向に移動可能な位置決め手段と、を具備した簡単
な構成により、確実かつ容易にワークの位置決めを行う
ことができると共に小型化を図ることができるスピニン
グ加工装置を提供することができる。
【0048】また、請求項4の発明によれば、触媒容器
となる円筒状のワークの少なくとも一方端にコーン部を
成形する位置と、ワークの中間部に触媒担体間の間隔に
応じた凹部を成形する位置とに、ワークを軸方向に位置
決めさせるワーク位置決め手段と、軸方向に位置決めさ
れたワークを保持する保持手段と、保持されたワークと
スピニング工具とを相対的に軸周りに回転駆動させる駆
動手段と、を備えた簡単な構成で、確実かつ容易にワー
クの位置決めを行うことができると共に小型化を図るこ
とができるタンデム型触媒コンバータの製造に使用され
るスピニング加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスピニング加工装置の実施の一形態を
示す断面図である。
【図2】図1の一部拡大断面図である。
【図3】チャック装置およびクランパ駆動手段の正面図
である。
【図4】図3の平面図である。
【図5】ロケータ駆動位置決め手段を説明するための平
面図である。
【図6】ロケータを第1の位置に前進させて、ワークを
第1の位置に位置決めする状態を示した説明図である。
【図7】図6に示した状態からロケータを後退・退避さ
せた状態を示す説明図である。
【図8】図7に示した状態から、チャック装置を前進移
動させて成形ローラを径方向内方に移動させスピニング
加工によってワークの中間部に凹部を形成する状態を示
す説明図である。
【図9】図8に示した状態から、チャック装置を後退移
動させてワークの保持を解除した状態を示す説明図であ
る。
【図10】図9に示した状態から、ロケータを第2の位
置に前進させて、ワークをチャック装置に対して第2の
位置に位置決めする状態を示した説明図である。
【図11】図10に示した状態から、チャック装置を前
進移動させて成形ローラを径方向内方に移動させスピニ
ング加工によってワークの他端にコーン部および小径部
を形成する状態を示す説明図である。
【図12】図11に示した状態から、チャック装置を後
退移動させた状態を示す説明図である。
【図13】図12に示した状態から、ワークの保持を解
除すると共にチャック装置を前進移動させてチャック部
材のワークに対する食い付きなどを回避した状態を示す
説明図である。
【図14】図13に示した状態から、クランパがワーク
から退避した状態を示す説明図である。
【図15】図14に示した状態から、ロケータが第1の
位置まで前進してチャック装置からワークを搬出させた
状態を示す説明図である。
【図16】図15に示した状態から、ワーク支持台が下
降して取り出しやすいように傾斜した状態を示す説明図
である。
【図17】本発明により製造される触媒コンバータの工
程を示す説明図である。
【符号の説明】
1 触媒容器 1a 小径部 1b 大径部 1c コーン部 1d 凹部 2 触媒担体 W ワーク 10 チャック装置(保持手段) 11 成形ローラ(スピニング工具) 12 主軸 13 位置決め手段 40 ロケータ 41 ロケータ駆動位置決め手段 42 クランパ 43 クランパ駆動手段 58 ワーク受け渡し装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒容器内に複数の触媒担体を直列に配
    したタンデム型触媒コンバータであって、 隣接する触媒担体間の間隔に応じた凹部を触媒容器に設
    けたことを特徴とする触媒コンバータ。
  2. 【請求項2】 触媒容器内に複数の触媒担体を直列に配
    したタンデム型触媒コンバータを製造する方法であっ
    て、 触媒容器となる円筒状ワークの少なくとも一方端にコー
    ン部を成形する工程と、 ワークの中間部に触媒担体間の間隔に応じた凹部を成形
    する工程とを、ワークを軸方向に移動させて位置決め保
    持しスピニング加工することによって、連続して行うこ
    とを特徴とする触媒コンバータの製造方法。
  3. 【請求項3】 ワークを保持する保持手段と、 支持されたワークに対して相対的に公転されるスピニン
    グ工具と、 軸周りに回転駆動される中空構造の主軸と、 該中空主軸内に配置され主軸とは独立して軸方向に移動
    可能な位置決め手段と、を具備することを特徴とするス
    ピニング加工装置。
  4. 【請求項4】 触媒容器内に複数の触媒担体を直列に配
    し、スピニング加工により触媒容器の少なくとも一方端
    にコーン部が形成されたタンデム型触媒コンバータの製
    造に使用されるスピニング加工装置であって、 触媒容器となる円筒状のワークの少なくとも一方端にコ
    ーン部を成形する位置と、ワークの中間部に触媒担体間
    の間隔に応じた凹部を成形する位置とに、ワークを軸方
    向に位置決めさせるワーク位置決め手段と、 軸方向に位置決めされたワークを保持する保持手段と、 保持されたワークとスピニング工具とを相対的に軸周り
    に回転駆動させる駆動手段と、を備えたことを特徴とす
    る触媒コンバータの製造に使用されるスピニング加工装
    置。
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