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

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。