JP2002153930A - 中空部材、その製造方法、その中空部材を用いた流体流通システム、および中空状材の成形装置 - Google Patents

中空部材、その製造方法、その中空部材を用いた流体流通システム、および中空状材の成形装置

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JP2002153930A JP2001182065A JP2001182065A JP2002153930A JP 2002153930 A JP2002153930 A JP 2002153930A JP 2001182065 A JP2001182065 A JP 2001182065A JP 2001182065 A JP2001182065 A JP 2001182065A JP 2002153930 A JP2002153930 A JP 2002153930A
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Seiji Ishizu
誠二 石津
Masashi Onuma
正史 大沼
Takeshi Oyama
剛 大山
Masahiro Umeda
正浩 梅田
Kenji Yoshimoto
健次 吉本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空部材を製造する際の、板厚管理や形状管
理を容易化する。 【解決手段】 中空状材を形成するための板材Ｗを部分
的に板厚の異なる板材とし、その剛性を部分毎に制御す
る。そして、中空状材にスピニング加工を施して得られ
る形状１ｂ、１ｃを、最適化する。板材Ｗは、板厚また
は材質の異なる別個の板材同士をマッシュシーム溶接で
接合することにより得る。マッシュシーム溶接は、二枚
の板材のエッジを一定の幅で微妙に重ね、重ね部を上下
から円形回転電極で加圧、通電しながらワークを移動さ
せ連続溶接するので、薄板であっても密閉度の高い溶接
が可能であり、接合部が平坦でかつ溶接強度が高い板材
Ｗを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空部材、その製
造方法、その中空部材を用いた流体流通システム、およ
び中空状材の成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特定のガスを流通させ、場合によっては
かかる流通過程においてガスの成分に変化を与えるため
の処理を行う流体流通システムは、様々な技術分野で広
く用いられている。内燃機関などの燃焼機関を例に挙げ
れば、排気ガスを大気中に排出するための排気管は、排
気ガス中の有害物質を浄化する流体流通システムを構成
している。
【０００３】排気管には、その排気ガス中に含まれる有
害成分を除去するための触媒コンバータが接続されてい
る。触媒コンバータは、触媒容器の内部に触媒担体を備
えている。そして、図２６の（d）に示されているよう
に、一般に触媒容器１０１は、中央部に触媒担体の設置
部１０１aが成形され、また、両端に内燃機関からの流
入パイプまたはマフラなどの次処理工程部への流出パイ
プと接合される筒状の接合部１０１bが成形されてい
る。設置部１０１aは比較的大径に成形され、接合部１
０１bは比較的小径に成形される。触媒容器１０１の一
方の端部に設けられる接合部１０１bの数は、接合すべ
きパイプの数に応じて、単一の場合と複数設けられる場
合とがある。図２６のごとく触媒容器１０１の一端部に
単一の接合部１０１bを設ける場合には、特に、比較的
大径の設置部１０１aと比較的小径の接合部１０１bとの
間に漸次径が変化するロート状のコーン部１０１cが成
形される。また、触媒容器１０１の一端部に複数の接合
部１０１bを設ける場合には、これら複数の接合部１０
１bが成形される分岐部を有している（図１１（ｅ）の
分岐部１dを参照）。このような触媒コンバータは、排
気ガスが触媒容器１０１の外部に漏洩しないように、気
密に成形する必要がある。
【０００４】両端に単一の接合部１０１bを有する形状
の触媒容器１０１および触媒担体２を含む触媒コンバー
タを製造するための従来の技術としては、図２６の
（a）に示すように、設置部１０１aを構成する中空状パ
イプ部材ＷＪ１と、プレスなどによって成形されたコー
ン部１０１cおよび単一の接合部１０１bを構成する部材
ＷＪ２、あるいは、この部材ＷＪ２を必要に応じて半割
状に分割された形状の部材ＷＪ２’とを用意していた。
そして、図２６の（b）に示すように、コーン部１０１c
および接合部を構成する半割状に分割成形された部材Ｗ
Ｊ２’の場合には、両部材ＷＪ２’を溶接などによって
一体に結合することにより部材ＷＪ２を成形していた。
その後、この一体に成形された一方の部材ＷＪ２のコー
ン部１０１cの開口と設置部１０１aを構成する中空状パ
イプ部材ＷＪ１の一端部とを突き合わせ、アーク溶接な
どによって結合し、次いで、図２６の（c）に示すよう
に、中空状パイプ部材ＷＪ１内にモノリスなどの触媒担
体２を嵌挿・設置し、最後に、図２６の（d）に示すよ
うに、他方の部材ＷＪ２のコーン部１０１cの開口と中
空状パイプ部材ＷＪ１の他端部とを溶接などによって結
合することにより、触媒容器１０１の内部に触媒２が設
置された触媒コンバータを製造していた。
【０００５】しかしながら、かかる製造方法は、部材同
士の突き合わせ部分における気密性を高めるため、高度
な溶接品質の管理を要求されるという問題があった。か
かる問題を解決するため、図２７に示す製造方法が考案
され、本出願人は特開平９−１１２２５９号公報にその
詳細を開示している。
【０００６】この製造方法を以下に簡単に説明すると、
まず、図２７の（a）に示すように矩形平板状のワーク
ＷＪ３を用意し、この矩形平板状のワークＷＪ３を図２
７の（b）に示すように曲げ、互いの側縁ＷＪ３aを突き
合わせ、アーク溶接などによって結合して図２７の
（c）に示すように中空状材へと成形する。ここで、図
２７の（c）に示す中空状材の真円度を高めるべく、ス
ピニング加工などによって、拡径作業を行う。続いて、
図２７の（d）に示すように、中空状に成形されたワー
クＷＪ３の内部にモノリスなどの触媒担体２を嵌挿・設
置し、図２７の（e）に示すように一方の端部をスピニ
ング加工などによって縮径してコーン部１０１cおよび
単一の接合部１０１bを成形する。最後に、図２７の
（f）に示すように他方の端部を同様にスピニング加工
などによって縮径してコーン部１０１cおよび単一の接
合部１０１bを成形することにより、触媒容器１０１の
内部に触媒２が設置された触媒コンバータを製造する。
かかる製造方法によれば、部材の突き合わせ部分を少な
くすることが可能となり、触媒容器１０１の気密性に対
する信頼度を大きく向上させることができる。
【０００７】また、例えば、サイレンサーのハウジング
に使用されるような中空状材を成形するために、特開平
１１−３２４６３７号公報などに開示されているよう
に、四辺形の板材を略円筒状に曲げて、その互いに対向
する軸方向の辺を重ね合わせてローラ電極間でマッシュ
シーム溶接して接合することも知られている。
【０００８】ところで、流体流通システムなどに使用さ
れる中空部材、特に、車両の内燃機関の触媒コンバータ
の触媒容器は、燃費向上などの目的から軽量化が求めら
れており、また、放射音の発生を抑止するなどのため
に、触媒担体の設置部１０１a、接合部１０１b、および
コーン部１０１cなど（図２７の（ｆ）を参照）、中空
部材の各構成部分をそれぞれ適切な板厚（肉厚）に成形
することが望まれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２７
に示す製造方法は、以下のごとき別の課題を生ずること
となった。図２８には、図２７に示す製造方法による触
媒コンバータの断面図と、触媒容器１０１の各部におけ
る板厚変化を表すグラフとを示している。図中、a部及
びc部には、触媒容器１０１の両端部に位置する接合部
１０１b及びコーン部１０１cが形成され、図中、b部に
は、中央の触媒設置部１０１ａが形成されている。図中
の矢印Fは、排気の流れ方向を示している。また、板厚
変化を表すグラフは、スピニング加工前の板厚を基準と
した板厚の増減率として示している。
【００１０】図２８のグラフに示されるように、中空状
材ＷＪ３のスピニング加工前の板厚をｔ0としたとき、
触媒容器１０１の各部における板厚は、b部では板厚ｔ0
で一定であるが、大きな絞り変形を生じているa部で
は、ｔ0±２０％前後の板厚変化が生じる。図２９に
は、かかるａ部の触媒容器の断面を拡大して示してお
り、符号ｔ1は、最小板厚部の厚さを示している。この
ように、実際の板厚が理想値ｔ0を下回る部分では、排
気抵抗に起因する放射音を低減する能力も低下してお
り、別個の騒音対策を施す必要が生ずる。
【００１１】かかる問題を解決する方法として、板厚減
少後の板厚がｔ0となるように、中空状材ＷＪ３のスピ
ニング加工前の板厚を、板厚減少分を考慮してより厚い
ものに変更することも考えられる。しかしながら、かか
る対策では、触媒容器全体の板厚を必要以上に増加させ
ることとなり、触媒容器の重量を増加させてしまうこと
になった。
【００１２】このような問題は、特開平１１−３２４６
３７号公報などに開示されているように成形された中空
状材をスピニング加工する場合でも、同様に発生する。
さらに、特開平１１−３２４６３７号公報などに開示さ
れているように成形された中空状材を使用して触媒コン
バータを製造する場合、一般に触媒容器となる中空部材
の内部にマットを巻回した状態で触媒担体を挿入配置す
るが、中空部材の接合部に周方向の段差が形成されてい
るなどによって真円度が崩れていると、排気ガスなど処
理すべき流体が触媒担体を通過することなく、その段差
などからリークするという問題があった。また、そのよ
うな段差が中空状材の外側に形成されていると、見栄え
が悪いという問題もあった。さらに、そのような段差が
外側に形成された中空状材にスピニング加工を行うと、
中空部材の表面に段差による筋が発生し、さらに製品と
して見栄えが悪いという問題があった。
【００１３】一方、素板を接合して板材を形成し、この
板材を曲げて対向する辺を接合することにより中空状材
を成形する場合、素板を接合するためのマッシュシーム
溶接機と曲げられた板材の対向する辺を接合するための
マッシュシーム溶接機とを個別に設けると、かかる中空
状材を成形するための設備が大型化すると共に、製造効
率を向上させることができず、製造コストを低減させる
ことができないという問題があった。
【００１４】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、燃焼機関の排気管に用
いられる触媒コンバータの容器を一例とする、中空部材
を製造する際の、板厚管理や形状管理を容易とすること
にある。そして、板厚管理が不充分なことにより中空部
材、および、かかる中空部材を用いた流体流通システム
に生ずる弊害（触媒容器を例に挙げれば、板厚減少の場
合には排気抵抗に起因する放射音の増大、板厚増大の場
合には触媒容器の重量増大等。）を低減し、高い密閉性
を有する中空部材、および、かかる中空部材を用いた流
体流通システムを、安定供給することにある。さらに、
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単
な構成で効率よくしかも精度よく、素板を接合して板材
を形成しこの板材を曲げて対向する辺を接合することに
より適切ない板厚を有する中空状材を容易に成形するこ
とができる装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の請求項１に係る中空部材は、部分的に板厚
または材質の異なる板材から成形された中空状材を、そ
の断面形状をスピニング加工により変化させてなること
を特徴とする。
【００１６】本発明によれば、中空状材は、その断面形
状をスピニング加工によって変化される際に、中空状材
の各部位の特性がスピニング加工に最も適するように、
部分的に板厚または材質の異なる板材から一体で成形さ
れる。部分的に板厚の異なる板材とした場合には、板厚
を部分毎に変えることで中空状材の部位毎の剛性を制御
する。また、部分的に材質の異なる板材とした場合に
は、材質を部分的に変えることで中空状材の部位毎の剛
性、耐久性を制御する。そして、何れの場合も、前記中
空状材にスピニング加工を施して得られる中空部材の部
位毎の形状や性質の最適化を図る。さらに、板厚および
材質の双方が異なる板材を組み合わせる場合には、双方
の利点を得ることができる。
【００１７】また、本発明の請求項２に係る中空部材
は、請求項１に記載の発明において、前記部分的に板厚
または材質の異なる板材が、板厚または材質の異なる別
個の素板同士をマッシュシーム溶接で接合することによ
り形成されており、前記中空状材が、前記板材を曲げて
軸方向にマッシュシーム溶接で接合して成形されてなる
ことを特徴とする。
【００１８】マッシュシーム溶接は、抵抗溶接の一種で
あり、二枚の鋼鈑などの素板のエッジを一定の幅で微妙
に重ね、重ね部を上下から円形回転電極で加圧、通電し
ながらワークを相対的に移動させ連続溶接する方法であ
る。そして、高い溶接強度と封止効果を得ることが出
来、かつ、重ね部を加圧する結果、該重ね部の厚さを、
溶接前の二枚の鋼鈑などの素板の板厚の和よりも小さく
することができる。したがって、マッシュシーム溶接に
よって板厚または材質の異なる別個の素板同士を溶接す
ることにより、接合部が平坦でかつ溶接強度が高い板材
を得ることができる。また、かかるマッシュシーム溶接
を、前記板材を曲げて前記中空状材を形成する際の、前
記板材の互いに対向する軸方向の辺端部の接合にも用い
ることで、接合部における溶接強度等に犠牲を払うこと
なく接合部が平坦な中空状材を成形することができる。
【００１９】また、本発明の請求項３に係る中空部材
は、請求項２に記載の発明において、マッシュシーム溶
接で接合される接合部が、面取り加工されてなることを
特徴とする。
【００２０】接合部が面取り加工されていることによ
り、かかる接合部を重ねて電極間で加圧しながら連続溶
接すると、板厚または材質の異なる素板の接合部は平滑
に形成され、また、板材の互いに対向する軸方向の辺の
接合部はさらに平坦に形成される。
【００２１】さらに、本発明の請求項４に係る中空部材
は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前
記断面形状は、前記中空状材内部に挿入して用いる挿入
物の位置決めに適した絞り形状をなすように変化されて
なることを特徴とする。
【００２２】中空部材の断面形状が前記中空状材内部に
挿入して用いる挿入物の位置決めに適した絞り形状をな
すように変化された構成によって、中空部材が内部に挿
入された挿入物に対して高い密閉度を持ち、かつ、挿入
物を適切に保持する。
【００２３】また、上記課題を解決するための、本発明
の請求項５に係る中空部材の製造方法は、部分的に板厚
または材質の異なる板材を形成し、該板材を曲げて中空
状材を成形し、該中空状材の断面形状をスピニング加工
により変化させることを特徴とする。
【００２４】本発明においては、部分的に板厚または材
質の異なる板材を形成することにより、後にかかる板材
を曲げて成形された一体の中空状材をスピニング加工に
よりその断面形状を変化させる際に、該中空状材の各部
位毎の特性をスピニング加工に最も適たものとすること
ができる。部分的に板厚の異なる板材とした場合には、
板厚を部分毎に変えることで中空状材の部位毎の剛性を
制御する。また、部分的に材質の異なる板材とした場合
には、材質を部分的に変えることで中空状材の部位毎の
剛性、耐久性を制御する。そして、何れの場合も、前記
中空状材にスピニング加工を施して得られる中空部材の
部位毎の形状や性質の最適化を図る。さらに、板厚およ
び材質の双方が異なる板材を組み合わせる場合には、双
方の利点を得ることができる。
【００２５】また、本発明の請求項６に係る中空部材の
製造方法は、請求項５に記載の発明において、板厚また
は材質の異なる別個の素板同士をマッシュシーム溶接に
よって接合することにより前記部分的に板厚または材質
の異なる板材を形成し、該板材を曲げてその対向する辺
をマッシュシーム溶接によって接合することにより中空
状材を成形することを特徴とする。
【００２６】前述のごとく、マッシュシーム溶接によれ
ば、高い溶接強度と封止効果を得ることが出来、かつ、
重ね部を加圧する結果、該重ね部の厚さを、溶接前の二
枚の鋼鈑などの素板の板厚の和よりも小さくすることが
できる。このため、マッシュシーム溶接によって板厚ま
たは材質の異なる別個の素板同士を溶接することによ
り、接合部が平滑または平坦でかつ溶接強度が高い板材
を得ることができる。また、かかるマッシュシーム溶接
を、前記板材を曲げて前記中空状材を形成する際の、前
記板材の互いに対向する軸方向の辺端部の接合にも用い
ることで、接合部における溶接強度等に犠牲を払うこと
なく接合部が平滑または平坦な中空状材を形成すること
ができる。
【００２７】また、本発明の請求項７に係る中空部材の
製造方法は、請求項６に記載の発明において、マッシュ
シーム溶接によって接合される接合部を、予め面取り加
工しておくことを特徴とする。
【００２８】接合部を予め面取りしておくことによっ
て、かかる接合部を重ねて電極間で加圧しながら連続溶
接するときに、板厚または材質の異なる素板の接合部は
平滑に形成され、また、板材の互いに対向する軸方向の
辺の接合部はさらに平坦に形成される。
【００２９】さらに、本発明の請求項８に係る中空部材
の製造方法では、請求項５〜７のいずれかに記載の発明
において、スピニング加工により前記中空状材を絞っ
て、その断面形状を、前記中空状材内部に挿入して用い
る挿入物の位置決めに適した形状をなすように変化させ
ることを特徴とする。
【００３０】かかる製造方法によって得られる前記中空
部材は、内部に挿入された挿入物に対して高い密閉度を
持ち、かつ、挿入物を適切に保持することとなる。
【００３１】また、上記課題を解決するための、本発明
の請求項９に係る流体流通システムは、内部に流体が流
通されるシステムであって、部分的に板厚または材質の
異なる板材から形成された中空状材の断面形状をスピニ
ング加工により変化させてなる、中空部材を含むことを
特徴とする。
【００３２】本発明によれば、流体流通システムの構成
要素である中空部材は、その断面形状をスピニング加工
によって変化される際に、中空状材の各部位の特性がス
ピニング加工に最も適するように、部分的に板厚または
材質の異なる板材から一体に形成される。部分的に板厚
の異なる板材とした場合には、板厚を部分毎に変えるこ
とで中空状材の部位毎の剛性を制御する。また、部分的
に材質の異なる板材とした場合には、材質を部分的に変
えることで中空状材の部位毎の剛性、耐久性を制御す
る。そして、何れの場合も、前記中空状材にスピニング
加工を施して得られる中空部材の部位毎の形状や性質の
最適化を図る。さらに、板厚および材質の双方が異なる
板材を組み合わせる場合には、双方の利点を得ることが
できる。このような中空部材を含むことによって、剛性
や耐久性あるいは形状や性質が最適な流体流通システム
が構成される。
【００３３】また、本発明の請求項１０に係る流体流通
システムは、請求項９に記載の発明において、前記部分
的に板厚または材質の異なる板材が、板厚または材質の
異なる別個の素板同士をマッシュシーム溶接で接合する
ことにより形成されており、前記中空状材が、前記板材
を曲げて軸方向にマッシュシーム溶接で接合して成形さ
れてなる、中空部材を含むことを特徴とする。
【００３４】前述のごとく、マッシュシーム溶接によれ
ば、高い溶接強度と封止効果を得ることが出来、かつ、
重ね部を加圧する結果、該重ね部の厚さを、溶接前の二
枚の鋼鈑などの素板の板厚の和よりも小さくすることが
できる。よって、マッシュシーム溶接によって板厚また
は材質の異なる別個の素板同士を溶接することにより、
接合部が平坦でかつ溶接強度が高い板材を得ることがで
きる。また、かかるマッシュシーム溶接を、前記板材を
曲げて前記中空状材を形成する際の、前記板材の互いに
対向する軸方向の辺端部の接合にも用いることで、接合
部における溶接強度等に犠牲を払うことなく接合部が平
坦な中空状材を形成することができる。
【００３５】また、本発明の請求項１１に係る流体流通
システムは、請求項１０記載の発明において、マッシュ
シーム溶接で接合される接合部が、面取り加工されてな
る、中空部材を含むことを特徴とする。
【００３６】かかる構成によって、前記流体流通システ
ムを構成する中空部材の接合部が面取り加工されている
ことにより、かかる接合部を重ねて電極間で加圧しなが
ら連続溶接すると、板厚または材質の異なる素板の接合
部は平滑に形成され、また、板材の互いに対向する軸方
向の辺の接合部はさらに平坦に形成される。
【００３７】また、本発明の請求項１２に係る流体流通
システムは、請求項９〜１１のいずれかに記載の発明に
おいて、前記断面形状が、前記中空状材内部に挿入して
用いる挿入物の位置決めに適した絞り形状をなすように
変化されてなる、中空部材を含むことを特徴とする。
【００３８】前記流体流通システムを構成する中空部材
の断面形状が前記中空状材内部に挿入して用いる挿入物
の位置決めに適した絞り形状をなすように変化された構
成によって、中空部材が内部に挿入された挿入物に対し
て高い密閉度を持ち、かつ、挿入物を適切に保持する。
【００３９】また、本発明の請求項１３に係る流体流通
システムは、請求項９〜１２のいずれかに記載の発明に
おいて、内燃機関の流体処理システムであり、中空部材
の内部に収容される挿入物が触媒担体であることを特徴
とする。
【００４０】本発明によれば、内燃機関へと供給され、
若しくは内燃機関によって排出される流体を処理する触
媒担体を、高い密閉度を有する中空部材によって適切に
保持することができる。しかも、前記中空状材の接合部
分をマッシュシーム溶接によって接合した場合には、該
接合部分は平坦に均されることとなり、前記中空部材内
部の流体の流通抵抗の増加を防ぐことができる。
【００４１】また、本発明の請求項１４に係る中空状材
製造装置は、板厚または材質の異なる別個の素板を電極
間に配置してマッシュシーム溶接により互いに接合して
部分的に板厚または材質の異なる板材を形成し、該板材
を曲げて互いに対向する軸方向の辺を電極間に配置して
マッシュシーム溶接により接合して、中空状材を成形す
る装置であって、板厚または材質の異なる別個の素板を
マッシュシーム溶接により接合可能に保持する平板材保
持手段と、接合された板材を曲げる曲げ成形手段と、曲
げられた板材の互いに対向する軸方向の辺をマッシュシ
ーム溶接により接合可能に保持する曲げ板材保持手段
と、平板材保持手段に設けられたマッシュシーム溶接用
の一方の電極と、曲げ板材保持手段に設けられたマッシ
ュシーム溶接用の一方の電極と、両電極とそれぞれ協働
してマッシュシ−ム溶接を行う共通の他方の電極と、板
材を保持した平板材保持手段および曲げ板材保持手段を
他方の電極に対してマッシュシーム溶接方向に相対的に
近接・遠退移動させるマッシュシーム溶接方向移動手段
と、を備えたことを特徴とする。
【００４２】請求項１４の発明では、板厚または材質の
異なる別個の素板を、平板材保持手段によってその接合
辺を重ねた状態で保持し、マッシュシーム溶接方向移動
手段によって他方の電極に対してマッシュシーム溶接方
向に相対的に移動させる。素板の互いに重ね合わされた
接合辺が、平板材保持手段に設けられたマッシュシーム
溶接用の一方の電極と他方の電極の間で押し潰されなが
ら連続して溶接され接合され、その結果、部分的に板厚
または材質の異なる板材が形成される。その後、この接
合された板材を曲げ成形手段によって曲げてから、曲げ
板材保持手段によって互いに対向する軸方向の辺を重ね
合わせるようにして保持し、マッシュシーム溶接方向移
動手段によって他方の電極に対してマッシュシーム溶接
方向に相対的に移動させる。曲げられた板材の互いに対
向する軸方向の接合辺が、マッシュシーム溶接方向移動
手段に設けられたマッシュシーム溶接用の一方の電極と
他方の電極の間で押し潰されながら連続して溶接され接
合され、その結果、部分的に板厚または材質の異なる接
合強度の高い中空状材が一体で成形されることとなる。
マッシュシーム溶接用の一対からなる電極の他方が、素
板の接合と、曲げられた板材の軸方向辺の接合とに共通
して使用されるため、中空状材の製造装置の小型化が図
られる。
【００４３】また、本発明の請求項１５に係る中空状材
の製造装置は、請求項１４に記載の発明において、曲げ
成形手段が、曲げられる板材の内側に位置し中空状材の
軸方向に延在すると共にその一方端が回転可能に支持さ
れたロールを備えており、曲げ板材保持手段に設けられ
たマッシュシーム溶接用の一方の電極が、その一方端を
固定支持された棒状に成形されてなり、前記曲げ手段の
ロールと曲げ板材保持手段の棒状の電極との少なくとも
いずれかの自由端に着脱可能に係合されて支持する自由
端支持機構を備えたことを特徴とする。
【００４４】請求項１５の発明では、曲げ手段のロール
および／または曲げ板材保持手段の棒状の電極は、その
自由端が自由端支持機構と係合されることにより両端支
持されることとなり、その剛性が高くなることから成形
精度が向上する。
【００４５】また、本発明の請求項１６に係る中空状材
の製造装置は、請求項１４または１５に記載の発明にお
いて、マッシュシーム溶接によって接合される接合部を
面取りする面取り手段を備えたことを特徴とする。
【００４６】請求項１６の発明では、平板材保持手段に
よって保持する前に少なくとも一方の素板の接合辺を、
また、曲げ板材保持手段によって保持する前に板材の少
なくとも一方の軸方向の辺を、面取り手段によって面取
りしておく。これにより、マッシュシーム溶接によって
接合する際に、接合面積が拡大した状態で接合辺が押し
潰されて、板厚または材質の異なる素板の接合部が平滑
に形成され、また、板材の互いに対向する軸方向の辺の
接合部がさらに平坦に形成された状態で、それぞれ強固
に接合される。
【００４７】また、本発明の請求項１７に係る中空状材
の製造装置は、請求項１４〜１６のいずれかに記載の発
明において、曲げ板材保持手段が、曲げられた板材の互
いに対向する軸方向の辺をマッシュシーム溶接により接
合可能なように重ね合わせる接合辺重合手段を有するこ
とを特徴とする。
【００４８】請求項１７の発明では、曲げ成形手段によ
って曲げられた板材を曲げ板材保持手段によって保持す
る際に、その板材の互いに対向する板厚の異なる軸方向
の辺を、接合辺重合手段によって案内して所定の圧力・
所定の重ね合わせ代で重ね合わせる。
【００４９】また、本発明の請求項１８に係る中空状材
の製造装置は、請求項１４〜１７のいずれかに記載の発
明において、成形された中空状材の内部に挿入物を挿入
する挿入手段を備えたことを特徴とする。
【００５０】請求項１８の発明では、曲げられた板材の
互いに対向する軸方向の接合辺を接合して中空状材の成
形が完了したら、その曲げ板材保持手段に保持された状
態の中空部材をマッシュシーム溶接方向移動手段によっ
て挿入手段に対して相対的に移動させて、使用する目的
に応じた所定の挿入物を中空状材の内部に挿入する。
【００５１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、流
体流通システムが内燃機関などの燃焼機関の排気ガスを
浄化処理するために排気システムであり、中空部材が内
部に触媒担体を保持する触媒コンバータの触媒容器１で
ある場合により、添付図面に基づいて説明する。ここ
で、従来技術と同一部分及び相当する部分については同
一符号で示し、詳しい説明は省略する。また、本説明で
は、加工途中の円筒状部材を「中空状材」と、この中空
状材を所定の形状に成形するためのスピニング加工完了
後の断面形状が絞られるなど変化した円筒状部材を「中
空部材」と称している。
【００５２】図１には、本発明の実施の形態に係る触媒
コンバータの断面図と、触媒容器１の各部における板厚
変化を表すグラフとを示している。本発明の実施の形態
に係る触媒容器１は、概略的には図２６の（ｄ）、図２
７の（ｆ）に示す従来の触媒容器１０１と同様の構造を
有しており、図１に示すa部及びc部には、触媒容器１の
両端部に位置する接合部１b及びコーン部１cが形成さ
れ、図中、b部には、中央の触媒設置部１ａが形成され
ている。また、図中の矢印Fは、排気ガスの流れ方向を
示している。なお、板厚変化を表すグラフは、スピニン
グ加工前の板厚を基準とした板厚の増減率として示して
いる。
【００５３】本発明の実施の形態では、スピニング加工
による変形を考慮し、部分的に板厚または材質を変えた
板材から中空状材をＷ形成し、該板材から形成した中空
状材Ｗの断面形状をスピニング加工により変化させて、
中空部材である所定形状の触媒容器１を形成している。
具体的には、スピニング加工前の中空状材Ｗの、触媒容
器１の両端部に位置する接合部１b及びコーン部１cとな
る部分ａ、ｃの板厚は、従来と同様にｔ0としている
が、中央の触媒設置部１ａとなる部分ｂの板厚は、ｔ0
よりも３０％ほど薄いｔ0’としている（図２（ａ）参
照）。なお、部分的に板厚または材質を変えた中空状材
Ｗの形成手順については後述する。
【００５４】中空状材Ｗにスピニング加工を施した後の
各部の板厚は、図１のグラフおよび図２の（ａ）に示す
ように、触媒設置部１ａとなるb部では板厚ｔ0’（ｔ0
の−３０％）のまま変化せず、一定であるが、大きな絞
り変形を生じている接合部１ｂ及びコーン部１ｃとなる
a部では、従来と同様にｔ0±２０％前後の板厚変化が生
じ、最小板厚部の厚さはｔ2となる。
【００５５】ところで、触媒容器１の触媒設置部１ａ
は、中空状材Ｗが触媒設置部１ａと略同じか僅かに小さ
い径に成形されておりｂ部に大きく変形させるスピニン
グ加工を施すことがないため、スピニング加工による板
厚の変化をほとんど考慮する必要がなく、また、触媒担
体２によって形状保持されるため、板厚ｔ0’へと薄肉
化することによる強度低下の影響は生じない。このよう
に、スピニング加工の薄肉化による強度低下の影響が生
じない部分については、予め肉厚を減少させておくこと
で、触媒容器１の軽量化を促進することができる。
【００５６】また、図２の（ｂ）に示すように、スピニ
ング加工前の中空状材Ｗの、触媒容器１の中央の触媒設
置部１ａとなる部分ｂの板厚を従来と同様にｔ0とし、
両端部に位置する接合部１b及びコーン部１cとなる部分
ａの板厚を、ｔ0よりも３０％ほど厚いｔ0”とすること
も可能である。この場合には、中空状材Ｗにスピニング
加工を施した後の各部の板厚は、b部では板厚ｔ0のまま
変化せず、一定であり、さらに、大きな絞り変形を生じ
ているa部でも、最小板厚部の厚さをｔ0とすることがで
きる。
【００５７】即ち、スピニング加工によって肉厚減少が
生じる部分の肉厚のみ予め厚くしておくことで、触媒容
器１の剛性を保ち、排気抵抗に起因する放射音を低減す
る能力を十分に確保することができる。また、かかる肉
厚増加により、スピニング加工の際の素材剛性を高める
ことにより、成形速度を高めて効率化を図ると共に、真
円度を向上させることもできる。
【００５８】ここで、部分的に板厚または材質を変えた
中空状材Ｗの形成手順と、それに続き中空状材Ｗに触媒
担体２を挿入し、スピニング加工を施すことによって所
望の形状の触媒容器１を成形するための手順を、図３〜
図５を参照しながら説明する。
【００５９】図３、図４には、軸方向両端部の一定範囲
の部材を軸方向中間部の部材と変えた中空状材によっ
て、触媒コンバータを製造する手順を示している。 ステップ（1）：３枚の異なる素板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を
用意する。各素板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３は、後に行うスピニ
ング加工において、各部の特性が、スピニング加工に最
も適したものとなるように、また、触媒容器として要求
される耐熱性や耐腐食性などが最も適したものとなるよ
うに、板厚または材質を選択したものである。なお、図
２（ａ）の場合を例とすれば、素板Ｗ１、Ｗ３の厚さを
ｔ0とし、素板Ｗ２の厚さをｔ0’ （ｔ0の−３０％）と
している。また、図２（ｂ）の例では、素板Ｗ１、素Ｗ
３の厚さをｔ0” （ｔ0の＋３０％）とし、素板Ｗ２の
厚さをｔ0としている。 ステップ（2）：各素板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を、マッシュ
シーム溶接によって接合し、部分的に板厚または材質を
変えた板材Ｗ0を形成する。マッシュシーム溶接は、抵
抗溶接の一種であり、二枚の鋼鈑などからなる素板のエ
ッジを一定の幅で微妙に重ね（重ね代は、通常は板厚の
二倍以下である。）、重ね部を上下から円形回転電極で
加圧、通電しながらワークを移動させ連続溶接する方法
である。そして、高い溶接強度と封止効果を得ることが
出来、かつ、重ね部を加圧する結果、該重ね部の厚さ
を、溶接前の二枚の鋼鈑などからなる素板の板厚の和よ
りも小さくすることができる。また、後述するように、
各素板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の互いに接合するエッジの少な
くとも一方を面取りすることによって、接合面積を増加
させてその接合強度を強固なものとすると共に、溶接後
の接合部分を平滑なものとすることもできる。
【００６０】ステップ（3）：板材Ｗをロール曲げ成形
し、互いに対向する軸方向の側縁Ｗaを、一定の幅で、
軸方向に微妙に重ねる。 ステップ（4）：互いの重ね部をマッシュシーム溶接に
よって軸方向に接合し、中空状材Ｗを得る。 ステップ（5）：中空状材の真円度を高めるべく、スピ
ニング加工などによって、中空状材Ｗの拡径作業を行
う。 ステップ（6）：マッシュシーム溶接によって接合した
各接合部のリーク検査を必要に応じて行う。
【００６１】ステップ（7）：中空状材Ｗの内部にモノ
リスなどの触媒担体２（挿入物）を嵌挿・設置する。 ステップ（8）：一方の端部をスピニング加工などによ
って縮径してコーン部１cおよび単一の接合部１bを成形
する。 ステップ（9）：他方の端部を同様にスピニング加工な
どによって縮径してコーン部１cおよび単一の接合部１b
を成形する。この時点で、触媒担体２は軸方向両端部の
位置決めがなされる。 ステップ（10）：接合部１bの端面を所定の長さに切断
する。 ステップ（11）：必要に応じてリーク検査を行い、触媒
容器１の内部に触媒２が設置された触媒コンバータを得
ることができる。
【００６２】図５には、図３、図４に示す方法の応用例
として、軸方向端部の一定範囲の板厚が、円周方向で異
なる中空状材を形成し、かかる中空状材から触媒コンバ
ータを製造する手順を示している。 ステップ（ｉ）：３枚の異なる素板Ｗ２、Ｗ４、Ｗ５を
用意する。素板Ｗ２および板Ｗ４は同じ厚さであるが、
素板Ｗ５は、他の素板Ｗ２、Ｗ４よりも厚いものを選択
する。 ステップ（ii）：各素板Ｗ２、Ｗ４、Ｗ５を、マッシュ
シーム溶接によって接合し、部分的に板厚の異なる板材
Ｗ0’を形成する。なお、本発明において、板材Ｗ0’を
形成するためのマッシュシーム溶接は、上述したように
中空状材Ｗの周方向となる辺だけではなく軸方向の辺を
接合するためにも使用される。
【００６３】ステップ（iii）：板材Ｗ0’をロール曲げ
成形し、互いに対向する軸方向の側縁Ｗa’を、一定の
幅で、軸方向に微妙に重ねる。 ステップ（iv）：互いの重ね部をマッシュシーム溶接に
よって軸方向に接合し、中空状材Ｗ’を得る。 ステップ（ｖ）：中空状材の真円度を高めるべく、スピ
ニング加工などによって、中空状材Ｗ’の拡径作業を行
う。 ステップ（vi）：マッシュシーム溶接によって接合した
各接合部のリーク検査を必要に応じて行う。
【００６４】ステップ（vii）：中空状材Ｗ’の内部に
モノリスなどの触媒担体２（挿入物）を嵌挿・設置す
る。 ステップ（viii）：一方の端部をスピニング加工などに
よって縮径してコーン部１c’および単一の接合部１b’
を成形する。このとき、板厚の厚いＷ５の部分は、板厚
が薄いＷ４の部分に対し剛性が高いため、スピニング加
工による変形は、剛性が低いＷ４の部分に集中する。そ
して、図示のごとく、コーン部１ｃ’は、スピニング加
工前に板厚が薄かったＷ４の方向へと偏芯し、接合部１
ｂも偏芯形成される。コーン部１ｃ’がスピニング加工
前に板厚が薄かったＷ４の方向へと偏芯する結果、板厚
の厚いＷ５の部分は、その変形量が大きくなるために薄
肉化して、Ｗ４の肉厚に近づくこととなる。以降の工程
は、図４に示す例と同様であり、詳しい説明は省略す
る。
【００６５】このように、板材Ｗの板厚を周方向に対し
ても部分的に変えることで、スピニング加工の際に、加
える力を円周方向で一定としたままで、スピニング加工
後の形状を、必要に応じ様々に変更（偏芯、変角等）さ
せることも可能となる。即ち、このような偏芯、変角等
の場合において、スピニング加工用のローラで加工する
回数の多い曲げ方向内側の部位が薄くなることが生じる
ため、この部位の板厚を厚くしておくことで、全体とし
て均一の厚さにすることができる。
【００６６】図６には、図３に示したステップ（4）に
おいて、互いに対向する軸方向の側縁Ｗａを軸方向に接
合し、中空状材Ｗを得る工程を行うためのマッシュシー
ム溶接装置１０の一例を示している。図６の（ａ）はマ
ッシュシーム溶接装置１０の正面図を、図６の（ｂ）は
マッシュシーム溶接装置１０の側面図を示している。こ
のマッシュシーム溶接装置１０の上部電極１１は、回転
自在なローラ状の導電部材である。これに対し、下部電
極１２は、上部電極１１の回転方向と平行に延びる板状
若しくは棒状の導電部材である。また、下部電極１２
は、リニアガイド１５によって上部電極１１の回転方向
と平行に移動するハンガ１３によって、所定の高さに固
定されている。上部電極１１と下部電極１２との間隔
は、中空状材Ｗの厚さに合せて調節することができる。
【００６７】また、ハンガ１３をリニアガイド１５によ
って移動させるための動力源として、モータ１７を備え
ており、モータ１７の動力は、ボールネジ１６を介して
ハンガ１３へと伝えられる。さらに、ロール曲げ成形さ
れた板材Ｗ0を固定するための、ワークチャック１４を
備えている。なお、上部電極１１および下部電極１２に
は、変圧器１８を介して電源１９の電力が供給される。
【００６８】マッシュシーム溶接を行う際には、最初
に、上部電極１１を避ける位置へと下部電極１２を移動
させ、ロール曲げ成形された板材Ｗ0を下部電極１２へ
と挿通する。そして、板材Ｗ0の重ね合わせた側縁Ｗａ
が、下部電極１２の上面に密着するように、ワークチャ
ック１４で板材Ｗ0を固定する。
【００６９】続いて、ハンガ１３を移動させて、板材Ｗ
0の軸方向の一端部から上部電極１１を押し当てる。そ
して、重ね合わせた板材Ｗ0の端縁Ｗａに対し、上部電
極１１および下部電極１２の間で加圧、通電しながら、
板材Ｗ0を一定速度で移動させることにより、連続的に
溶接を行う。なお、図３においてステップ（2）の素板
同士を接合して部分的に板厚または材質を変えた板材Ｗ
0を形成するためのマッシュシーム溶接工程に用いられ
る溶接装置も、概略同様の構成を有しているが、そのワ
ークチャックは、平板を固定するにより適したものとな
っている。
【００７０】上記構成をなす本発明の実施の形態により
得られる作用効果は,以下の通りである。まず、本発明
の実施の形態では、中空状材Ｗを形成するための板材Ｗ
0を、部分的に板厚または材質の異なるものとして形成
しているので、中空状材Ｗ、Ｗ’の部位毎の特性を、ス
ピニング加工に最も適したものとすることができる。そ
して、前記中空状材にスピニング加工を施して（図４に
示したステップ（8），図５に示したステップ（vii
i））得られる中空部材の厚さや形状を、図１、図２、
図５に示すように、その使用目的などに応じた最適な状
態とすることが可能となる。
【００７１】図１および図２（ａ）に示す例では、スピ
ニング加工によっても薄肉化を生じずよって強度低下の
影響が生じない部分については、予め肉厚を減少させて
おくことで、触媒容器１の軽量化を促進している。ま
た、図２（ｂ）に示す例では、スピニング加工によって
肉厚減少が生じる部分の肉厚のみ予め厚くしておくこと
で、触媒容器１の剛性を十分に保ち、排気抵抗に起因す
る放射音を低減する能力を十分に確保することができ
る。また、かかる肉厚増加により、スピニング加工の際
の素材剛性が向上し、真円度を高めることもできる。さ
らに、図５に示す方法によれば、スピニング加工の際
に、加える力を円周方向で一定としたままで、スピニン
グ加工後の中空部材の形状を、必要に応じ様々に変更
（偏芯、変角等）させることも可能となる。
【００７２】なお、上述した実施の形態では、主に部分
的に板厚の異なる板材Ｗ0を用いる場合を例示して説明
したが、本発明はこの実施の形態に限定されることな
く、例えば、図１に示す触媒コンバータは、上流側（ａ
部）の温度が下流側（ｃ部）に対し通過する排気ガスの
温度が高いことに鑑み、ａ部に、より耐熱性の高い材質
を用いることにより、触媒容器１の耐久性を向上させる
というような適用も可能である。
【００７３】以上のごとく、中空状材を形成するための
板材Ｗ0を部分的に板厚の異なる板材とした場合には、
板厚を部分毎に変えることで板の剛性を制御し、中空状
材にスピニング加工を施して得られる形状を、最適化す
ることができる。また、中空状材Ｗを形成するための板
材Ｗ0を部分的に材質の異なる板材とした場合には、材
質を部分的に変えることで剛性、耐久性を制御する。そ
して、何れの場合も、前記中空状材にスピニング加工を
施して得られる形状を最適化すると共に、製品として完
成した後の中空部材の性質の最適化を図ることもでき
る。さらに、板厚および材質の双方が異なる板材を組み
合わせる場合には、双方の利点を得ることができる。こ
のように、本発明の「部分的に板厚または材質の異なる
板材」とは、板厚と材質の一方だけが異なる場合はもち
ろんのこと、板厚と材質の双方が異なる場合も含まれ
る。
【００７４】また、図７に示すように、板材Ｗoをロー
ル成形する際に（図３のステップ（3））、素板Ｗ２に
重ね合わせた素板Ｗ１、Ｗ３を、素板Ｗ２に対し半径方
向外側となるようにロール成形すれば、ａ部およびｃ部
の内径φＡは、板Ｗ２の厚さの分だけｂ部の内径φＢに
比して大きくなる。その結果として、触媒担体２を、矢
印のごとく中空状材Ｗ内部へ挿入する際の挿入性を、向
上させることができる。尚、図７中、符号２０で示され
ているのは、防振用のマットである。
【００７５】また、本発明の実施の形態では、板厚また
は材質の異なる別個の素板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３（または、
Ｗ２、Ｗ４、Ｗ５）同士を接合することにより、部分的
に板厚または材質の異なる板材Ｗ0を形成する際に（図
３のステップ（1），図５のステップ（ｉ））、マッシ
ュシーム溶接を行っている。マッシュシーム溶接は、二
枚の鋼鈑などからなる素板のエッジを一定の幅で微妙に
重ね、重ね部を上下から円形回転電極で加圧、通電しな
がらワークを移動させ連続溶接するので、板厚が1.0mm
以下のものであっても、密閉度の高い溶接が可能であ
り、接合部が平滑あるいは平坦でかつ溶接強度が高い板
材Ｗ0を得ることができる。また、板材Ｗをロール成形
した後に、互いに対向する軸方向の辺を軸方向にマッシ
ュシーム溶接で接合することによって、中空状材Ｗを形
成しているので（図３のステップ（4），図５の（i
v））、かかる軸方向の接合部における溶接強度等に犠
牲を払うことなく、接合部が平坦な中空状材Ｗを形成す
ることができる。
【００７６】しかも、何れの接合部もマッシュシーム溶
接により接合されることで、触媒容器１となったとき、
排気の抵抗を増大させ得るような突起を管路内部に形成
することが無くなる。したがって、複数の素板を溶接し
て触媒容器を製造する手法であるにもかかわらず、密閉
度が高く、排気抵抗も低く、また、適切な部分に適切な
強度を持たせることが可能となる。
【００７７】そして、スピニング加工によって中空状材
Ｗを縮径して（図４のステップ（8）,図５の（viii），
図４の（9））、コーン部１cおよび単一の接合部１bを
成形することにより、触媒容器１の断面形状は、触媒担
体２の位置決めに適した絞り形状となる。よって、触媒
容器１は高い密閉度を持ち、かつ、その内部に挿入して
用いる触媒担体２を適切に保持することが可能となる。
【００７８】また、以上の理由から、本発明の実施の形
態に係る触媒コンバータを備える内燃機関の排気システ
ムは、軽量、高気密、高耐久性、低騒音、低排気抵抗と
なり、例えば自動車等移動体に搭載する高効率の排気処
理システムとして、極めて適したものとなる。また、本
発明の実施の形態と同様の手順によって形成した同様の
構造を有する中空部材によって、内燃機関の吸気システ
ムを構成すれば、当該吸気システムにおいて排気システ
ムに応用した場合と同様の作用効果を得ることができ
る。すなわち、発明の実施の形態によれば、吸気システ
ム排気システムを含む内燃機関の流体流通システムにお
いて、上記のごとき作用効果を得ることができる。さら
に本発明の実施の形態では、スピニング加工によって中
空状材Ｗを縮径する場合を例示して説明したが、必要な
中空部材の形状に応じて、スピニング加工の工程で、拡
径を行なうことも可能である。
【００７９】本発明の実施の形態に係る触媒コンバータ
およびその製造方法は、本発明者等が、特願２０００−
１０１１１１号明細書において開示している、触媒コン
バータとその製造方法にも応用することができる。かか
る触媒コンバータの製造方法について、図８〜図１１を
参照しながら簡単に説明する。
【００８０】図８に示す方法は、平板状のワークＷを円
形に成形し（a）、この平板状のワークＷを平面方向に
スピニング加工することにより一端から接合部１b、コ
ーン部１c、および触媒設置部１aが順に一体で成形され
る（b）。このときの一端に成形された接合部１bの端面
は、スピニング加工前の円形平板状のワークＷの中央部
分により構成され、その端面が閉塞した状態となってお
り、また、他端は、スピニング加工前の円形平板状のワ
ークＷの周縁部分により構成され、この段階ではコーン
部１cおよび接合部１bが成形されることなく開放した状
態となっている。触媒容器１の触媒設置部１aは、スピ
ニング加工前の円形平板状のワークＷの中央部分と周縁
部分の間の円環状部分により構成される。なお、スピニ
ング加工前の円形平板状のワークＷの変形量は、その中
央部分から周縁部分に向かって大きくなる。そのため、
かかるワークＷの部分による変形量の相違と最終的に成
形しようとする触媒容器１の各構成部分１a、１b、１c
の板厚とを考慮して、円形平板状のワークＷの径方向な
どの部分的な板厚が異なるように設定される。また、触
媒容器１の各構成部分１a、１b、１cの材質を異ならせ
る場合には、その各構成部分となる径方向の部分に応じ
て円形平板状のワークＷが材質を異ならせるように成形
される。このように、縮径されることなく開放した状態
の他端は、後に接合部１bを成形する際に、図１０の
（b）の右方端の接合部１bのように、その軸線を触媒設
置部１aの軸線に対して所定の角度で傾斜させ（偏
角）、あるいは、図１０の（c）の右方端の接合部１bの
ようにその軸線を触媒設置部１aの軸線から偏心させる
場合にも対応することができる。次いで、図８の（c）
に示すように、開放した状態の他端からモノリスなどの
触媒担体２を触媒設置部１aに嵌挿し、他端を縮径させ
るようにスピニング加工することにより触媒設置部１a
に触媒２が収容・設置されると共に、触媒設置部１aか
ら連続してコーン部１cおよび接合部１bが一体に成形さ
れる（d）。なお、先に成形された一端の端面が閉塞さ
れた状態の接合部１bは、その端面に穴を穿設し、ある
いは、接合部１bを長手方向所定の位置で切断すること
により、開放される。このようにして、触媒コンバータ
の触媒容器１は、一体に成形されるものである。
【００８１】そして、図８（ａ）に示す円形のワークＷ
を、前述のごとく部分的に板厚または材質を変えた板材
として形成することで、前述の本発明の実施の形態と同
様の作用効果を得ることができる。例えば、ワークＷの
部分による変形量の相違を考慮した上で円形の中心部分
および周縁部分の板厚を厚くすれば、図１および図２に
示す本発明の実施の形態と同様の作用効果を得ることが
できる。
【００８２】また、図９に示す方法は、ワークＷの部分
による変形量の相違と最終的に成形しようとする触媒容
器１の各構成部分１a、１b、１cの板厚と、あるいは、
各構成部分の材質を考慮して部分的に板厚または材質の
異なる平板状のワークＷを円形に成形し（a）、この平
板状のワークＷを平面方向にスピニング加工することに
より一端が閉塞された全長にわたって触媒設置部１aと
略同じ径の有底円筒状に成形し（b）、この閉塞された
一端を切断するなどにより開放すると共に内部にモノリ
スなどの触媒２を嵌挿し（c）、いずれか一端を先に縮
径させるようにスピニング加工することにより触媒設置
部１aから連続してコーン部１cおよび接合部１bを一体
に成形し（d）、その後、他端を縮径させるようにスピ
ニング加工することにより、触媒設置部１aに触媒２を
収容・設置すると共に、触媒設置部１aから連続してコ
ーン部１cおよび接合部１bをそれぞれ所望する板厚で一
体に成形することもできる（e）。この場合において
は、円筒状に成形されたワークＷの両端が触媒設置部１
aと略同径に成形されるため、図１０の（d）の両端の接
合部１bのように、その軸線を触媒設置部１aの軸線に対
して所定の角度で傾斜させ、あるいは、図１０の（e）
の両端の接合部１bのようにその軸線を触媒設置部１aの
軸線から偏心させる場合にも対応することができる。
【００８３】そして、図９（ａ）に示す円形のワークＷ
を、前述のごとく部分的に板厚または材質を変えた板材
として形成することで、前述の本発明の実施の形態と同
様の作用効果を得ることができる。
【００８４】また、図１１に示す方法は、複数の接合部
１bが設けられた分岐部１dを成形するものであり、ワー
クＷの部分による変形量の相違と最終的に成形しようと
する触媒容器１の各構成部分１a、１b、１cの板厚と、
あるいは、各構成部分の材質を考慮して部分的に板厚ま
たは材質の異なる平板状のワークＷを円形に成形すると
共にその中央部に後に接合部１bとなる所定形状の穴１
b’を成形し（a）、この平板状のワークＷを平面方向に
スピニング加工することにより複数の穴１b’を有する
分岐部１dを一端に成形すると共に、この分岐部１dと連
続して触媒設置部１aを一体に成形する（b）。このとき
の一端に成形された分岐部１dの穴１b’は、スピニング
加工されることによりワークＷの材料に流れが生じて円
形の開口１b"に変化する。また、他端は、スピニング加
工前の円形平板状のワークＷの周縁部分により構成さ
れ、コーン部１cおよび接合部１bが成形されることなく
開放した状態となっている。その後、分岐部１dの開口
１b"をバーリング加工することなどによって筒状の接合
部１bを成形し（c）、次いで、開放した状態の他端から
モノリスなどの触媒２を触媒設置部１aに嵌挿し（d）、
他端を縮径させるようにスピニング加工することにより
触媒設置部１aに触媒が収容・設置されると共に、設置
部から連続してコーン部１cおよび接合部１bが一体に成
形される（e）。このようにして触媒容器１が一体に成
形された触媒コンバータは、複数の筒状の接合部１bを
有する分岐部１dとコーン部１cおよび単一の接合部１b
とが触媒設置部１aの両端に一体に安定して精度よく成
形されるため、従来の技術のように溶接などによる結合
部が全くなく、エアリーク検査を行う必要がない。ま
た、この場合においても、コーン部１cおよび接合部１b
だけでなく、分岐部１dを図１０に示したように偏角お
よび/または偏心するように成形することができること
は、単一の接合部１bを成形する場合と同様である。
【００８５】そして、図１１（ａ）に示す円形のワーク
Ｗを、前述のごとく部分的に板厚または材質を変えた板
材として形成することで、前述の本発明の実施の形態と
同様の作用効果を得ることができる。
【００８６】以上のごとく、本発明の実施の形態は、ス
ピニング加工によって必要な断面形状を有する中空部材
を製造する際の、板厚管理や形状管理を、高精度に行う
に適したものである。
【００８７】次に、本発明の、上述した触媒容器１を構
成するための中空部材などに使用される中空状材を成形
するための装置の実施の一形態を図１２〜図２５に基づ
いて詳細に説明する。図１２〜図１５に示すように、本
発明の中空状材の成形装置は、概略、板厚または材質の
異なる別個の素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３などを電極２１、２
２間に配置してマッシュシーム溶接により互いに接合し
て部分的に板厚または材質の異なる板材Ｗ0を形成し、
該板材Ｗ0を曲げて互いに対向する軸方向の辺Ｗａを電
極２１、２３間に配置してマッシュシーム溶接により接
合して、中空状材Ｗを成形する装置であって、板厚また
は材質の異なる別個の素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３などをマッ
シュシーム溶接により接合可能に保持する平板材保持手
段２４と、接合された板材Ｗ0をロール曲げする曲げ成
形手段２５と、曲げられた板材Ｗ0の互いに対向する軸
方向の辺Ｗａをマッシュシーム溶接により接合可能に保
持する曲げ板材保持手段２６と、平板材保持手段２４に
設けられたマッシュシーム溶接用の一方の電極２２と、
曲げ板材保持手段２６に設けられたマッシュシーム溶接
用の一方の電極２３と、両電極２２、２３とそれぞれ協
働してマッシュシ−ム溶接を行う共通の他方の電極２１
と、板材Ｗ0を保持した平板材保持手段２４および曲げ
板材保持手段２６を他方の電極２１に対してマッシュシ
ーム溶接方向に相対的に近接・遠退移動させるマッシュ
シーム溶接方向移動手段２７と、を備えている。
【００８８】さらに、本発明の中空状材の成形装置は、
曲げ成形手段２５が、曲げられる板材Ｗ0の内側に位置
し中空状材Ｗの軸方向に延在すると共にその一方端が回
転可能に支持されたロール２８を備えており、曲げ板材
保持手段２６に設けられたマッシュシーム溶接用の一方
の電極２３が、その一方端を固定支持された棒状に成形
されてなり、前記曲げ成形手段２５のロール２８と曲げ
板材保持手段２６の棒状の電極２３との少なくともいず
れか一方の自由端に着脱可能に係合されて支持する自由
端支持機構２９を備えている。またさらに、本発明の中
空状材の成形装置は、マッシュシーム溶接により接合さ
れる接合部となる側縁Ｗａを面取りする面取り手段３０
を備えており、曲げ板材保持手段２６が、曲げられた板
材Ｗ0の互いに対向する軸方向の辺（側縁）Ｗａ、Ｗａ
をマッシュシーム溶接により接合可能なように重ね合わ
せる接合辺重合手段３１を有しており、成形された中空
状材Ｗの内部に触媒担体２などの挿入物を挿入する挿入
手段３２を備えている。
【００８９】本発明の中空状材の成形装置は、基台３３
上に一対のガイドレール３５、３５が平行に設けられて
いる。そして、基台３３の少なくとも一方の側部には、
マッシュシーム溶接方向移動手段２７として、ボールね
じ軸３４がガイドレール３５と平行に延在するように配
設されており、ブラケット３６に設けられたボールねじ
ナット３７がボールねじ軸３４に螺合され、ボールねじ
軸３４を軸回りに制御可能に回転するモータ３８が接続
されている。ブラケット３６は、必要に応じて、平板材
保持手段２４と曲げ板材保持手段２６とのいずれか一方
に着脱可能に接続される。基台３３の内部には、マッシ
ュシーム用の他方の電極２１が、シリンダ３９の駆動に
よって昇降可能に支持されている。この電極２１は、ロ
ーラ状または円板状に成形されてなるもので、その側面
がガイドレール３５と平行となるように、すなわち回転
中心軸２１Ｃがガイドレール３５と略直交するように支
持されている。
【００９０】平板材保持手段２４は、図１６〜図１８に
示すように、基台３３上のガイドレール３１に摺動可能
に載置されたフレーム４０と、素板Ｗ１とＷ２あるいは
Ｗ２とＷ３などをそれぞれ保持するクランプ４１と、ク
ランプ４１を開閉駆動するシリンダ４２と、クランプ４
１の開閉動作を案内するガイドピン４３と、一方のマッ
シュシーム溶接用電極２２と、を備えている。このマッ
シュシーム用電極２２は、素板Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３などと
接する面が略平坦な棒状に成形されてなるもので、両ク
ランプ４１の間にガイドレール３５と平行に配置される
ようフレーム４０に絶縁材４４を介して取付けられてい
る。各クランプ４１は、フレーム４０に対して固定され
た固定部材４０ａと、フレーム４０に設けられたシリン
ダ４２の駆動によって固定部材４０ａに対して開閉移動
される可能部材４０ｂと、により構成されている。一方
のクランプ４１（図１７に示した実施の形態では左方）
の固定部材４１ａの保持面は、棒状の電極２２の先端面
と略同じ高さに位置するように設定されている。また、
他方のクランプ４１（図１７に示した実施の形態では右
方）の固定部材４１ａの保持面は、一方のクランプ４１
に保持される素板Ｗ１やＷ３などの板厚だけ低くなるよ
うに設定されている。各クランプ４１によってそれぞれ
素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が確実に保持されたかを検知する
ために、可動部材４１ｂの移動を検知するセンサ４６が
設けられている。
【００９１】さらに、この実施の形態では、フレーム４
０の一方の側縁には支持部材４７が設けられており、そ
の上面にはガイドレール４８がクランプ４１に保持され
た素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３などの側縁と平行となるように
配設されている。ガイドレール４８には、手動またはモ
ータ４９などのアクチュエータによって素板Ｗ１，Ｗ
２，Ｗ３の接合辺である側縁と平行移動される（図１６
の矢印Ｙを参照）スライダ５０が摺動可能に載置されて
おり、スライダ５０上には素板の側縁を面取り加工する
カッタ５１が所定の角度で傾斜するように設けられてい
る。
【００９２】このように構成された平板保持手段２４で
は、最初に図１９の（ａ）に示すように、接合する素板
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の少なくとも一の面取り加工する側縁
をカッタ５１と対向させるよう保持して、モータ４９に
よりカッタ５１を駆動させながらガイドレール４８に沿
って移動させ、かかる素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の側縁を面
取り加工する。なお、後述する理由から、マッシュシー
ム溶接によって接合される素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３のうち
で板厚の厚いほうの素板（Ｗ１、Ｗ３）を面取り加工す
ることが望ましい。面取りする範囲は、必要に応じて設
定することができるが、一般に、その素板Ｗ１，Ｗ２，
Ｗ３の板厚方向および幅方向にそれぞれ板厚の約５０％
程度を面取り加工することができる。また、面取り加工
する素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の幅に対応させるために、ク
ランプ４１の可動部材４１ｂとフレーム４０との間にそ
の素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を保持してもよく、あるいは、
図示は省略するが、スライダ５０の移動方向と略直交す
る方向にカッタ５１の位置を調整移動させることができ
るように構成することもできる。
【００９３】次いで、シリンダ４２の駆動によってクラ
ンプ４１の可動部材４１ｂを固定部材４１ａに近接させ
て間で板厚の異なる素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を所定の幅で
重ねるように保持する。このときまでには、図１２に示
すように、平板材保持手段２４のフレーム４０にはボー
ルねじ軸３４に螺合されたボールねじナット３７を有す
るブラケット３６が接続されている。シリンダ３９を駆
動してローラ状の他方の電極２１を平板材保持手段２４
に設けられた棒状の一方の電極２２に近接させるように
上昇させた状態で、マッシュシーム溶接方向移動手段２
７のモータ３８を駆動することによりブラケット３６と
接続された平板材保持手段２４をガイドレール３５に沿
って移動させると、クランプ４１、４１に保持された素
板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の内で接合される素板（たとえば、
Ｗ１とＷ２）に対してローラ状の他方の電極２１が転動
し、図１９の（ｂ）に示すように、棒状の一方の電極２
２とローラ状の他方の電極２１との間で素板Ｗ１，Ｗ２
などの重なった部分が加圧されながら通電されて連続溶
接されることとなる。なお、平板材保持手段２４に設け
られた棒状の一方の電極とローラ状の他方の電極２２と
の間で、シリンダ３９による素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の接
合部とに対する電極加圧力、通電する電流値、マッシュ
シーム溶接方向移動手段２７のモータ３８の駆動による
溶接速度などは、接合する素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の側縁
の板厚に応じて最適となるよう制御される。すなわち、
接合する素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の側縁の板厚が比較的厚
い場合には、比較的薄い場合よりも電極加圧力および／
または通電する電流値を高く、あるいは溶接速度を低く
するなど、制御することができる。また、互いに接合さ
れる素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、その側縁の重ね合わされ
る幅のほぼ中央に棒状の一方の電極２２とローラ状の他
方の電極２１とによる加圧中心Ｐが位置するように、各
クランプ４１、４１によって保持される。
【００９４】素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の内の、特に板厚が
厚い素板Ｗ１、Ｗ３を予め面取り加工しておくことによ
り、両素板Ｗ１とＷ２とまたはＷ３とＷ２との境界面近
傍に溶融部が形成されるため、所定の溶接強度で素板Ｗ
１とＷ２とおよびＷ３とＷ２とを互いに接合することが
でき、しかも、両電極２２、２１の間で押し潰すために
板厚の異なる素板Ｗ１とＷ２とおよびＷ３とＷ２との接
合部が平滑に成形されることとなる。
【００９５】上述した触媒容器１を製造するような場合
には、比較的厚い板厚の素板Ｗ１、Ｗ３の側縁を面取り
加工して、図１９の（ｃ）に示すように、比較的薄い素
板Ｗ２にそれぞれマッシュシーム溶接によって接合し
て、中空状材となる板材Ｗ０を成形する。そして、かか
る板材Ｗ０の後工程で曲げて接合される少なくとも一方
の側縁Ｗａを、カッタ５１と対向させるよう保持して、
モータ４９によりカッタ５１を駆動させながらガイドレ
ール４８に沿って移動させて面取り加工する。なお、素
板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の接合時においては、図１２に示す
ように、平板材保持手段２４のローラ状電極２１に対す
る移動を阻害しないために、後に詳述する曲げ板材保持
手段２６を曲げ成形手段２５側に移動させるのである
が、このときに曲げ成形手段２５のロール２８と曲げ板
材保持手段２６の一方の棒状の電極２３とが干渉しない
ように、この実施の形態では曲げ成形手段２５のロール
２８が取外される。
【００９６】次に、本発明の中空状材の製造装置におけ
る曲げ成形手段２５の実施の一形態を、主に図２０に基
づいて説明する。曲げ成形手段２５は、曲げられる板材
Ｗ０の内側となる位置に配置されるロール２８と、この
ロール２８と所定間隔をあけて配設される一対からなる
補助ロール５２、５２と、ロール２８と補助ロール５２
との間で曲げられた板材Ｗ０をガイドすると共に支持す
るガイド板５３と、モータ７４の駆動力をロール２８に
伝動する伝動機構５５と、曲げられた板材Ｗ０の互いに
対向する側縁Ｗａ、Ｗａの間の開き位置を検知してその
接合される側縁を位置決めする開き位置検知手段５６
と、を備えている。
【００９７】ロール２８は、成形する中空状材Ｗの軸方
向に延在するように配置され、曲げ板材保持手段２６と
は反対側の端部が基台３３上に設けられた支持ブラケッ
ト５７の回転軸（図示は省略する）に着脱可能に支持さ
れている。ロール２８の自由端には、自由端支持機構２
９（後述する）に対して着脱可能に係合・支持されるベ
アリング５８が設けられている。補助ロール５２、５２
は、ハンドル５９（図１２から図１５を参照）を操作す
ることによって、製造する中空状材Ｗの径の大きさに応
じてロール２８に対しておよび／または互いの間隔を調
整することができるように、両端がそれぞれ回転可能に
支持されている。さらに、補助ロール５２は、後述する
開き位置検知手段５６の位置決め部材６０を上昇させて
曲げ板材保持手段２６にロール曲げされた板材Ｗ０を受
け渡しするときにロール２８から離間するように、図示
しないシリンダなどによって昇降可能に支持されてい
る。ガイド板５３は、製造する中空状材Ｗの径に応じて
周方向に曲げられてなるもので、その一方端が支持ブラ
ケット５７に支持されている。この実施の形態における
伝動機構５５は、ロール２８を支持している回転軸およ
びモータ５４の回転軸にそれぞれプーリ６１、６２を設
け、両プーリ６１、６２の間にベルト６３などを巻き掛
けることにより構成されている。開き位置検知手段５６
は、図２０の（ａ）〜（ｃ）に示すように、補助ロール
５２、５２の間に、設けられた近接スイッチなどからな
るセンサ６４、および、昇降移動可能に設けられた位置
決め部材６０とを備えてなる。センサ６４は、図２０の
（ｂ）に示すように、ロール２８と補助ロール５２の間
に送り込まれてロール曲げを完了した板材Ｗ０の側縁Ｗ
ａ、Ｗａの間が補助ロール５２、５２の間に位置したこ
とを検知し、ロール２８の回転駆動源であるモータ５４
を停止させるための信号を出力する。そして、図２０の
（ｃ）に示すように、補助ロール５２、５２を下降させ
ると共に、ロール曲げされた板材Ｗ０の対向する側縁Ｗ
ａ、Ｗａの間に位置決め部材６０を嵌挿させるように上
昇させると、ロール曲げされた板材Ｗ０の対向する側縁
Ｗａ、Ｗａは曲げ板材保持手段２６でマッシュシーム溶
接によって接合することができるように位置決めされ
る。なお、図２０の（ａ）に鎖線で示したように、素板
Ｗ２などの面取り加工用とは別に、素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ
３を接合してなる板材Ｗ０の、ロール曲げすることによ
り対向することとなる側縁Ｗａ、Ｗａの少なくとも一方
を面取り加工するための面取り手段３０を曲げ成形手段
２５に設けることもできる。
【００９８】次に、本発明の中空状材の製造装置におけ
る曲げ板材保持手段２６の実施の一形態を、主に図２１
〜図２４に基づいて説明する。曲げ板材保持手段２６
は、曲げ板材クランプ部６５と、ロール曲げ成形された
板材Ｗ０の接合される側縁Ｗａと接する面が所定の曲率
を有する棒状の電極２３を保持する電極保持部６６と、
曲げ板材クランプ部６５と電極保持部６６とを切離し
（図１５を参照）可能に係合する係合部６７と、により
構成されてなる。
【００９９】曲げ板材クランプ部６５と電極保持部６６
とを切離し可能に係合する係合部６７は、図２１に示し
た実施の形態の場合、曲げ板材クランプ部６５に垂直方
向に作動ロッド６８ａが伸長退縮するように設けられた
シリンダなどからなるアクチュエータ６８と、電極保持
部６６にアクチュエータ６８の作動ロッド６８ａが係合
するように係合孔６９ａが設けられた受け部材６９と、
受け部材６９の係合孔６９ａに対してアクチュエータ６
８の作動ロッド６８ａが係合されているかあるいは係合
解除されているか、を検知するためのリミットスイッチ
などからなる検知手段７０とを備えている。
【０１００】曲げ板材クランプ部６５は、ロール曲げさ
れた板材Ｗ０を挟持する一対からなるクランプ部材７
１、７１と、これらのクランプ部材７１をそれぞれ開閉
駆動するシリンダなどのアクチュエータ７２と、各クラ
ンプ部材７１の開閉動作をそれぞれ案内するガイド７３
とを備えてなるもので、そのフレーム７４には、マッシ
ュシーム溶接方向移動手段２７のブラケット３６が着脱
可能に接続される。一方、電極保持部６６は、中空状材
Ｗの軸方向に延在するように配置された棒状の電極２３
の、曲げ成形手段２５と反対側の一方端を保持してい
る。また、曲げ板材クランプ部６５は、曲げ成形手段２
５のロール２８、および、電極保持部６６の棒状の電極
２３の自由端に着脱可能に係合して支持する自由端支持
機構２９を備えており、クランプ部材７１の一方には、
ロール曲げられた板材Ｗ０の互いに対向する軸方向の辺
（側縁Ｗａ）をマッシュシーム溶接により接合可能なよ
うに重ね合わせる接合辺重合手段３１が設けられてい
る。また、両クランプ部材７１、７１の曲げ成形手段２
５側端面には、後述する挿入手段３２のガイド７５（図
１５を参照）を着脱可能に取付けることが可能となって
いる。
【０１０１】図２２および図２３に示すように、クラン
プ部材７１は、製造しようとする中空状材Ｗの径に応じ
て半割り状に成形されてなるもので、シリンダ７２のピ
ストンロッド７２ａに接続されている。クランプ部材７
１の保持面７１ａは、板材Ｗ０を保持すべくシリンダ７
２のピストンロッド７２ａが前進限位置にあるときに、
真円を部分的に形成するように成形されている。また、
図２２に示すように、クランプ部材７１は、板材Ｗ０を
保持した状態で、ローラ状の電極２１と干渉しないよう
に、間隙を形成するよう成形されている。図２４に参照
されるように、シリンダ７２は、それぞれそのピストン
ロッド７２ａがクランプ部材７１の軸方向略中央に接続
されており、ガイド７３は、各クランプ部材７１の軸方
向両端近傍に接続されている。さらに、図２１に示すよ
うに、曲げ板材保持手段２６は、電極保持部６６が保持
している棒状の電極２３に対して、曲げ成形手段２５か
ら受け渡された板材Ｗ０を適切に接するようにするため
の昇降機構７６を備えている。この昇降機構７６は、図
２１に示した実施の形態の場合、電極保持部６６の上面
に設けられたローラ７７と、曲げ板材クランプ部６５の
フレーム７４の下に設けられたローラ受け部材７８とに
より構成されてなるもので、後述するように、曲げ板材
クランプ部６５が電極保持部６６と分離して曲げ成形手
段２５から板材Ｗ０を受け取り、再び電極保持部６６と
係合されたときに、ローラ受け部材７８がローラ７７上
に乗り上げて、電極保持部６６の棒状の電極２３に対し
て保持している板材Ｗ０の接合辺（側縁Ｗａ）が近づく
ように構成されている。
【０１０２】自由端支持機構２９は、図２１に示すよう
に、製造する中空状材Ｗの軸方向に移動することによっ
て軸回りに回転する回転軸７９と、この回転軸７９の一
端に接続されて軸方向に駆動するシリンダなどからなる
アクチュエータ８０と、回転軸７９の他端にキー８１に
よって相対回転不能に結合されたアーム８２と、を備え
てなる。シリンダ８０のピストンロッド８０ａの先端に
は連結部材８３の一端が接続されており、連結部材８３
の他端には回転軸７９の一端が相対回転可能に接続され
ている。曲げ板材クランプ部６５のフレーム７４の上面
には、回転軸７９を摺動可能に担持する円筒部７４ａが
形成されている。この実施の形態においては、回転軸７
９の中間部外周に溝７９ａが形成されている。溝７９ａ
は、軸方向の所定の長さの範囲で、周方向に略９０度回
るように螺旋状に形成され、また、この螺旋状の部分よ
りも曲げ成形手段２５側（図２１の左側）が軸方向と平
行な直線状に形成されている。円筒部７４ａには、溝７
９ａに係合されるピン８４が設けられている。アーム８
２の先端の曲げ成形手段側面には、ロール２８の自由端
に設けられたベアリング５８を支持する嵌合部８２ａが
形成されており、また、その電極保持部６６側面には、
電極保持部６６に一方端が保持されている電極２３の自
由端の先端面に形成された係合孔２３ａに嵌合される係
合部材８２ｂが設けられている。さらに、アーム８２の
係合部材８２ｂの反対側端部には断面矩形の係合部材８
２ｃが設けられており、円筒部７４ａの上方曲げ成形手
段２５側の上方には、係合部材８２ｃと対応する位置決
め孔７４ｃが形成されている。
【０１０３】この実施の形態では、図２１に示すよう
に、シリンダ８０のピストンロッド８０ａを伸長駆動し
て、連結部材８３を介して回転軸７９を図２１の右方に
円筒部７４ａ内を移動させると、回転軸７９が戻るよう
にその軸回りに９０度回転し、その結果、アーム８２の
先端が回転軸７９を中心として垂下するように回転し、
その後、フレーム７４に近接して位置決め孔７４ｃに係
合部材８２ｃが嵌合され、アーム８２が支持位置に位置
決めされる。板材Ｗ０をロール曲げするに際しては、図
１３に示したように、マッシュシーム溶接方向移動手段
２７の駆動によって曲げ成形手段２５に曲げ板材保持手
段２６を近接させ、図２１に部分的に示したように、ロ
ール２８のベアリング５８を支持位置に位置決めされた
アーム８２の嵌合部８２ａに嵌合してロール２８の自由
端を支持させる。また、ロール曲げされた板材Ｗ０の側
縁をマッシュシーム溶接するに際しては、係合部６７の
シリンダ６８の作動ロッド６８ａを係合穴６９ａから解
除して電極保持部６６と分離可能とし、曲げ板材クラン
プ部６５だけをマッシュシーム溶接方向移動手段２７の
駆動によって曲げ成形手段２５に近接移動してロール曲
げされ位置決めされた状態の板材Ｗ０を受け取り、再び
マッシュシーム溶接方向移動手段２７の駆動によって曲
げ板材クランプ部６５を電極保持部６６に近接させて係
合部６７によって係合した後に、アーム８２を支持位置
に位置決めすると、図２１に示したように、その係合部
材８２ａが電極２３の係合孔２３ａと嵌合し、電極２３
の自由端を支持することとなる。一方、図１２や図１５
に示したように、ロール２８および電極２３の自由端を
支持しないときには、図２１に鎖線で示すように、シリ
ンダ８０のピストンロッド８０ａを退縮駆動して、連結
部材８３を介して回転軸７９を図２１の左方に円筒部７
４ａ内を移動させる。これにより、アーム８２がフレー
ム７４から離間して位置決め孔７４ｃから係合部材８２
ｃが抜け、その後、回転軸７９がその軸回りに９０度回
転してアーム８２の先端が退避位置に跳ねあがる。
【０１０４】図２３および図２４に示した実施の形態に
おける接合辺重合手段３１は、クランプ部材７１の一方
の、ロール曲げされた位置決めされた状態で保持する板
材Ｗ０の、接合される側縁Ｗａ近傍に位置するように複
数形成された径方向孔７１ｂと、各径方向孔７１ｂと連
通するように形成された軸方向孔７１ｃと、各径方向孔
７１ｂに摺動可能に嵌合保持された押圧部材８５と、軸
方向孔７１ｃに嵌挿されて軸方向に移動することによっ
て押圧部材８５をそのクランプ部材７１の保持面７１ａ
から突出させる最大径部８６ａおよび退避させる最小径
部８６ｂを有するカム軸８６と、カム軸８２を軸方向に
駆動するシリンダなどからなるアクチュエータ８７とを
備えてなる。なお、図２３および図２４の実施の形態で
は押圧部材８５を球形に成形し、さらに、図２３では複
数の球形の押圧部材８５を軸方向孔７１ｂ内に配置した
場合を示したが、本発明はこれに限定されることはな
く、軸方向孔７１ｂ内を摺動して保持面７１ａから突出
および退避できるように適当に成形されたものとするこ
とができる。
【０１０５】このように構成された接合辺重合手段３１
では、図２４に示した実施の形態において、ロール曲げ
された板材Ｗ０を保持する際にアクチュエータ８７の作
動ロッド８７ａを退縮させるように駆動すると、カム軸
８６の最大径部８６ａによって押圧部材８５が一方のク
ランプ部材７１の保持面７１ａから突出して、ロール曲
げされた板材Ｗ０の一方の側縁（接合辺）Ｗａを他方の
側縁Ｗａよりも径方向内側に押圧し（ａ）、両側縁Ｗ
ａ，Ｗａの端面が衝合する突合せ状態を回避する。そし
て、ロール曲げされた板材Ｗ０の保持が完了した際にア
クチュエータ８７の作動ロッド８７ａを伸長させるよう
に駆動すると、押圧部材８５がカム軸８６の最小径部８
６ｂに収容されて一方のクランプ部材７１の保持面７１
ａから退避する（ｂ）。これにより、ロール曲げされた
板材Ｗ０は、その一方の側縁Ｗａが他方の側縁Ｗａより
も径方向内側に位置するようにスプリングバックして所
定の幅で重ね合わせられることとなる。
【０１０６】次に、以上のように構成された曲げ成形手
段２５および曲げ板材保持手段２６を用いて板材Ｗ０か
ら中空状材Ｗを成形する場合を説明する。板材Ｗ０から
中空状材Ｗを成形するに際しては、最初に、図１３に示
すように、マッシュシーム溶接方向移動手段２７のモー
タ３８を駆動することによりブラケット３６と接続され
た平板材保持手段２４をガイドレール３５に沿って図の
左方へ後退移動させてから、ボールねじ軸３４に螺合さ
れたボールねじナット３７を有するブラケット３６を平
板材保持手段２４のフレーム４０から取り外して、曲げ
板材保持手段２６のフレーム７４に取付ける。また、曲
げ成形手段２５の図示しない回転軸にロール２８の一方
端を取付ける。そして、自由端支持機構２９のシリンダ
８０のピストンロッド８０ａを伸長駆動して回転軸７９
に接続されたアーム８２を支持位置に回転させる。その
後、マッシュシーム溶接方向移動手段２７のモータ３８
を駆動して曲げ板材保持手段２６を曲げ成形手段２５に
近接移動させて、ロール２８の自由端に設けられたベア
リング５８をアーム８２の先端の嵌合部８２ａに嵌合し
て支持させる。なお、このときには、図１５に参照され
るように、曲げ板材保持手段２６の曲げ板材クランプ部
６５と電極保持部６６とを切離し、曲げ板材保持手段２
６の曲げ板材クランプ部６５だけを曲げ成形手段２５に
近接移動させてもよい。そして、ハンドル５９を操作す
ることによって、成形する中空状材Ｗの径や板材Ｗ０の
板厚などに応じて補助ロール５２の位置を調整してお
く。
【０１０７】この状態で、モータ５４により伝動機構５
５を介してロール２８を回転駆動して、図２０の（ａ）
に示すように、板材Ｗ０をロール２８と補助ロール５２
との間に送り込む。板材Ｗ０は、図２０の（ｂ）に示す
ように、ロール２８と補助ロール５２との間で所定の曲
率にロール曲げされ、その送り方向先端縁（側縁）Ｗａ
がガイド板５３によって案内されて再びロール２８と補
助ロール５２との間に送り込まれると共に、送り方向後
方端Ｗａが開き位置検知手段５６のセンサ６４を通過す
る。板材Ｗ０の送り方向の後方端Ｗａの通過を検知する
と、センサ６４が出力する停止信号によってロール２８
の回転駆動源であるモータ５４が停止される。そして、
図２０の（ｃ）に示すように、補助ロール５２を下降さ
せると共に、ロール曲げされた板材Ｗ０の対向する側縁
Ｗａの間に位置決め部材６０を上昇させて嵌挿し、ロー
ル曲げされた板材Ｗ０の送り方向先方端および後方端
が、すなわち、接合される軸方向の側縁Ｗａが位置決め
されることとなる。
【０１０８】次いで、マッシュシーム溶接方向移動手段
２７のモータ３８を駆動して曲げ板材保持手段２６を曲
げ成形手段２５から離間移動させて、ロール２８の自由
端に設けられたベアリング５８をアーム８２の先端の嵌
合部８２ａから解放し、シリンダ８０の退縮駆動よって
アーム８２を９０度回転させて退避位置に移動するよう
に、回転軸７９を退縮移動させる。そして、係合部６７
のアクチュエータ６８によりその作動ロッド６８ａを係
合孔６９ａから解放して、曲げ板材保持手段２６の曲げ
板材クランプ部６５と電極保持部６６とを切離し、曲げ
板材保持手段２６の曲げ板材クランプ部６５だけを曲げ
成形手段２５に近接移動させる。作動ロッド６８ａの係
合孔６９ａに対する解放は、検知手段７０により検知さ
れる。続いて、両クランプ部材７１を開いた状態で、マ
ッシュシーム溶接方向移動手段２７のモータ３８を駆動
して曲げ板材保持手段２５の曲げ板材クランプ部６５だ
けを、曲げ成形手段２５のロール曲げ成形された板材Ｗ
０にクランプ部材７１が隣接する位置まで近接移動させ
る。曲げ板材クランプ部６５と切離されるため、電極保
持部６６が曲げ成形手段２５に近接移動することがな
く、したがって、ロール２８と棒状の電極２３とが干渉
することが回避される。
【０１０９】続いて、シリンダ７２の駆動によりクラン
プ部材７１を閉じるよう駆動する。このとき、上述した
ように、接合辺重合手段３１のアクチュエータ８７の作
動ロッド８７ａを退縮させるように駆動して、押圧部材
８５をその一方のクランプ部材７１の保持面７１ａから
突出させることにより、ロール曲げされ位置決め部材６
０によって位置決めされた板材Ｗ０の側縁（接合辺）Ｗ
ａの一方が他方の側縁Ｗａよりも径方向内側に確実に押
圧されて、両側縁Ｗａの端面が衝合して突き合わせとな
る状態が回避される。そして、ロール曲げされた板材Ｗ
０の保持が完了した際にアクチュエータ８７の作動ロッ
ド８７ａを伸長させるように駆動して、押圧部材８５を
そのクランプ部材７１の保持面７１ａから退避させる
と、ロール曲げされ位置決め部材６０によって軸方向の
側縁Ｗａが位置決めされてからクランプ部材７１によっ
て保持されているため、図２５の（ａ）に示すように、
板材Ｗ０の側縁Ｗａの重ね合わされた幅の略中央に棒状
の一方の電極２３とローラ状の他方の電極２１とによる
加圧中心Ｐが確実に位置することとなる。
【０１１０】ロール曲げされた板材Ｗ０をクランプ部材
７１が保持すると、マッシュシーム溶接方向移動手段２
７のモータ３８を駆動して曲げ板材クランプ部６５を曲
げ成形手段２５から離間移動させて、図２１に示すよう
に電極保持部６６と合体させ、係合部６７のシリンダ６
８を駆動して電極保持部６６の係合部材６９の係合孔６
９ａに作動ロッド６８ａを係合する。曲げ板材クランプ
部７１が電極保持部６６と合体するときには、電極保持
部６６のローラ７７上に曲げ板材クランプ部６５のロー
ラ受け部材７８が乗り上げて、保持している板材Ｗ０の
接合辺（側縁）Ｗａがマッシュシーム溶接を行い得るよ
うに、電極保持部６６の棒状の電極２３に近づく。その
後、自由端支持機構２９のシリンダ８０を伸長駆動して
アーム８２を支持位置に位置決めし、棒状の電極２３の
自由端の先端面に形成された係合孔２３ａにアーム８２
の先端の係合部材８２ｃを嵌合して支持する。続いて、
図１４に示すように、シリンダ３９を駆動してローラ状
の他方の電極２１を棒状の一方の電極２３に近接させる
ように上昇させた状態で、マッシュシーム溶接方向移動
手段２７のモータ３８を駆動することにより曲げ板材保
持手段２６をガイドレール３５に沿って移動させると、
接合辺である側縁Ｗａが棒状の電極２３に接した状態で
重ねられた板材Ｗ０に対してローラ状の他方の電極２１
が転動し、加圧されながら通電されてマッシュシーム溶
接により連続して接合されることとなる。
【０１１１】なお、曲げ板材保持手段２６の電極保持部
６６に設けられた棒状の一方の電極２３とローラ状の他
方の電極２１との間で、シリンダによる板材に対する電
極加圧力、通電する電流値、マッシュシーム溶接方向移
動手段のモータ３８の駆動による溶接速度などを、接合
する板材Ｗ０の側縁Ｗａの板厚に応じて最適となるよう
制御することは、上述した素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３などの
接合して板材Ｗ０を成形する場合と同様である。
【０１１２】マッシュシーム応接によって接合すると
き、板材Ｗ０の側縁Ｗａは、棒状の電極と２３ローラ状
の電極２１との間で加圧され、互いに開く方向に逃げよ
うとする。しかしながら、この側縁Ｗａの逃げが両クラ
ンプ部材７１の真円を形成するように成形された保持面
７１ａによって規制されて、かかる保持面７１ａに押し
付けられるため、成形される中空状材Ｗの真円度が向上
される。そして、予め面取り加工された側縁をマッシュ
シーム溶接によって接合するため、図２５の（ｂ）に示
すように、中空状材Ｗの内外周面に側縁の端面が突出す
ることがなく、また、溶融部Ｍが傾斜するように幅広く
形成されることにより、板材Ｗ０の側縁Ｗａが互いに強
固に接合された中空状材Ｗが得られることとなる。
【０１１３】次に、本発明の中空状材の製造装置におい
て成形された中空状材Ｗの内部に挿入物を挿入するため
の挿入手段３２を、主に図１５に基づいて説明する。こ
の実施の形態では、中空状材Ｗ内に挿入される挿入物
が、マット２０が巻回された触媒担体２である場合を示
す。なお、図１２〜図１４においては、挿入手段３２の
図示を省略していることに注意されたい。
【０１１４】挿入手段３２は、クランプ部材７１の端面
に着脱可能に取付けられて挿入物である触媒担体２を中
空状材Ｗの内部に案内するよう支持するガイド７５と、
基台３３上に進出および基台３３の内部に退避可能に設
けられた押圧部材８８と、ガイド７５が取付けられたク
ランプ部材７１と押圧部材８８とを相対的に軸方向に移
動させる軸方向移動手段（後述する）と、を備えてい
る。
【０１１５】図１５に示した実施の形態では、ガイド７
５は、それぞれ両クランプ部材７１の押圧部材８８と対
向する側の端面に取付けられるアーム状に形成されてな
るもので（図１５には片方しか示されていない）、互い
の間隔は、マット２０が巻回された触媒担体２を支持す
ることができ、且つ、押圧部材８８と干渉しないように
設定される。さらに、ガイド７５は、成形された中空状
材Ｗの径よりも大きくなるように触媒担体２に巻回され
たマット２０を中空状材Ｗ内に押し込むことができるよ
うに傾斜するテーパ部７５’も備えている。
【０１１６】押圧部材８８は、Ｌ字形に成形されてなる
もので、その垂直部がシリンダなどからなる昇降駆動ア
クチュエータ８９に接続されている。昇降駆動アクチュ
エータ８９は、マッシュシーム溶接方向移動手段によっ
て基台３３上を移動する曲げ板材保持手段２６や平板保
持手段２４と干渉することがないように、押圧部材８８
を基台３３のガイドレール３５よりも下方に退避させる
べく下降させ、また、成形された中空状材Ｗ内に触媒担
体２を挿入する際にはガイド７５に支持された触媒担体
２と同軸上に位置するように、基台３３上に進出させる
べく上昇させる。
【０１１７】軸方向移動手段は、この実施の形態では、
基台３３上に上昇している押圧部材８８に対して、ガイ
ド７５に支持された触媒担体２およびクランプ部材７１
に保持された中空状材Ｗを軸方向に移動させるもので、
上述したように曲げ板材保持手段２６を軸方向に移動さ
せるよう構成されたマッシュシーム溶接方向移動手段２
７が軸方向移動手段として機能する。
【０１１８】このように構成された挿入手段３２では、
成形された中空状材Ｗの内部に触媒担体２を挿入するに
あたって、曲げ板材保持手段２６の係合部６７を解除し
て曲げ板材クランプ部６５を電極保持部６６から切離し
可能とした状態で、マッシュシーム溶接方向移動手段２
７のモータ３８を駆動して曲げ板材クランプ部６５をガ
イドレール３５に沿って図１５の右方へ移動させる。そ
して、曲げ板材保持手段２６のクランプ部材７１の押圧
部材８８と対向する端面にガイド７５を取付けると共
に、昇降駆動アクチュエータ８９によって押圧部材８８
を基台３３上に進出させる。次いで、所定の嵩のマット
２０が巻回された触媒担体２をガイド７５上に載置し
て、マッシュシーム溶接方向移動手段２７のモータ３８
を駆動して曲げ板材保持手段２６をガイドレール３５に
沿って押圧部材８８と近接させるように図１５の左方へ
移動させる。押圧部材８８がガイド７５上の触媒担体２
を押圧すると、成形された中空状材Ｗよりも大きい径と
なるように触媒担体２に巻回された嵩高のマットは、ガ
イド７５のテーパ部７５’によって圧縮されて、確実に
触媒担体２と共に中空状材Ｗの内部に挿入される。そし
て、マット２０を巻回した触媒担体２が挿入された中空
状材Ｗは、上述したように、その両端をスピニング加工
により絞り成形されて、触媒担体２を位置決めするのに
適した形状のコーン部１ｃおよび接合部１ｂが一体に形
成された触媒容器１となり、触媒コンバータを構成す
る。
【０１１９】本発明の中空状材の製造装置では、ローラ
状の電極２１を、板厚または材質の異なる素板Ｗ１，Ｗ
２，Ｗ３を接合して部分的に板厚または材質の異なる板
材Ｗ０の成形と、ロール曲げされた板材Ｗ０の互いに重
ね合わされた側縁Ｗａの接合とに共通して使用すること
ができ、しかも、ローラ状の電極２１に対して素板Ｗ
１，Ｗ２，Ｗ３または板材Ｗ０の側縁Ｗａと共に棒状の
電極２２、２３を移動させるため、かかる装置の小型化
とコスト低減化を図ることができる。また、ロール曲げ
された板材Ｗ０の互いに重ね合わされた側縁Ｗａの接合
に棒状の電極２３を使用するため、径の小さい中空状材
Ｗを製造する場合であっても、容易に且つ確実にかかる
中空状材Ｗを一体で製造することができる。そして、ロ
ール曲げされた板材Ｗ０の側縁（接合辺）Ｗａをクラン
プ部材７１の真円を形成する保持面７１ａで保持した状
態でマッシュシーム溶接により接合するため、真円度の
高い中空状材Ｗを製造することができる。また、面取り
加工した素板Ｗ２などまたは板材Ｗ０をマッシュシーム
溶接するため、周方向の接合部（素板Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３
同士の接合部）が軸方向に平滑であり、軸方向の接合部
（ロール曲げされた板材Ｗ０の側縁Ｗａ同士の接合部）
が周方向に平坦となるため、スピニング加工時に成形ロ
ーを押圧しても衝撃を与えることがなく、また、見栄え
がよく、接合強度が高く、触媒容器１に用いる場合であ
ってもその内周面と内部に挿入される触媒担体２に巻回
されたマット２０との間に隙間ができて処理する排気ガ
スを漏らすようなことがなく、スピニング加工後に適切
な板厚に成形することができる。
【０１２０】本発明の中空状材の製造装置は、上述した
実施の形態に限定されることはなく、例えば、図５に示
したような中空状材Ｗａ'を成形する場合にも使用する
ことができる。
【０１２１】
【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。まず本発明の請求項１に係る中
空部材によれば、中空部材を製造する際の、板厚管理や
形状管理を容易として、これら板厚管理等が不充分なこ
とにより中空部材に生じる弊害を低減し、高い密閉性を
有する中空部材を、安定供給することが可能となる。
【０１２２】また、本発明の請求項２に係る中空部材に
よれば、マッシュシーム溶接によって、接合部における
溶接強度等に犠牲を払うことなく接合部が平滑および／
または平坦な中空状材を形成し、高い密閉性を有する中
空部材を、安定供給することが可能となる。
【０１２３】また、本発明の請求項３に係る中空部材に
よれば、請求項２に記載の発明において、マッシュシー
ム溶接で接合される接合部が、面取り加工されてなるこ
とにより、さらに、接合部が平滑および／または平坦な
中空状材を成形し、高い密閉性を有する中空部材を、安
定供給することが可能となる。
【０１２４】また、本発明の請求項４に係る中空部材に
よれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明におい
て、高い密閉度を持ち、かつ、その内部に挿入して用い
る挿入物を適切に保持することが可能な中空部材を、安
定供給することが可能となる。
【０１２５】また、本発明の請求項５に係る中空部材の
製造方法によれば、中空部材を製造する際の、板厚管理
や形状管理を容易として、板厚管理等が不充分なことに
より中空部材に生ずる弊害を低減し、高い密閉性を有す
る中空部材を、安定供給することが可能となる。
【０１２６】また、本発明の請求項６に係る中空部材の
製造方法によれば、請求項５に記載の発明において、マ
ッシュシーム溶接によって、接合部における溶接強度等
に犠牲を払うことなく接合部が平坦な中空状材を形成
し、高い密閉性を有する中空部材を、安定供給すること
が可能となる。
【０１２７】また、本発明の請求項７に係る中空部材の
製造方法によれば、請求項６に記載の発明において、マ
ッシュシーム溶接によって接合される接合部を予め面取
り加工しておくことにより、さらに、接合部が平滑およ
び／または平坦な中空状材が成形されて、高い密閉度を
持ち、かつ、その内部に挿入して用いる挿入物を適切に
保持することが可能な中空部材を、安定供給することが
可能となる。
【０１２８】また、本発明の請求項８に係る中空部材の
製造方法によれば、請求項５〜７のいずれかに記載の発
明において、高い密閉度を持ち、かつ、その内部に挿入
して用いる挿入物を適切に保持することが可能な中空部
材を、安定供給することが可能となる。
【０１２９】さらに、本発明の請求項９に係る流体流通
システムによれば、該流体流通システムを構成する中空
部材を製造する際の、板厚管理や形状管理を容易とし
て、板厚管理等が不充分なことによりに生ずる弊害を低
減し、高い密閉性を有する中空部材を備える流体流通シ
ステムを、安定供給することが可能となる。
【０１３０】また、本発明の請求項１０に係る流体流通
システムによれば、請求項９に記載の発明において、マ
ッシュシーム溶接によって、接合部における溶接強度等
に犠牲を払うことなく接合部が平滑および／または平坦
な中空状材を形成し、高い密閉性を有する中空部材を備
える流体流通システムを、安定供給することが可能とな
る。
【０１３１】また、本発明の請求項１１に係る流体流通
システムによれば、請求項１０記載の発明において、マ
ッシュシーム溶接で接合される接合部が、面取り加工さ
れてなる中空部材を含むことにより、さらに、接合部が
平滑および／または平坦な中空状材を成形し、高い密閉
性を有する中空部材を、安定供給することが可能とな
る。
【０１３２】また、本発明の請求項１２に係る流体流通
システムによれば、請求項９〜１１のいずれかに記載の
発明において、高い密閉度を持ち、かつ、その内部に挿
入して用いる挿入物を適切に保持することが可能な中空
部材を備える流体流通システムを、安定供給することが
可能となる。
【０１３３】さらに、本発明の請求項１３に係る流体流
通システムによれば、請求項９〜１２のいずれかに記載
の発明において、内燃機関へと供給され、若しくは内燃
機関によって排出される流体を処理する触媒担体を、高
い密閉度を有する中空部材によって適切に保持し、軽
量、高気密、高耐久性、低騒音の流体流通システムを提
供することが可能となる。
【０１３４】さらに、本発明の請求項１４に係る中空状
材の成形装置によれば、素板を接合して板材を形成する
工程と、この板材を曲げる工程と、曲げられた板材を接
合して中空状材を成形する工程とを確実に行うことがで
き、しかも、共通の電極によって素板の接合と曲げられ
た板材の接合辺の接合とを行うことができるため、小型
化を図ることができる。
【０１３５】また、請求項１５に係る中空状材の成形装
置によれば、請求項１４に記載の発明において、曲げ手
段のロールおよび／または曲げ板材保持手段の棒状の電
極の自由端が自由端支持機構と係合されることにより両
端支持されることとなり、その剛性が高くなることから
成形精度が向上する。
【０１３６】さらに、請求項１６に係る中空状材の成形
装置によれば、請求項１４または１５に記載の発明にお
いて、接合部を予め面取り加工する面取り手段を備えた
ことにより、さらに、接合部が平滑および／または平坦
な中空状材を成形することが可能となる。
【０１３７】また、請求項１７に係る中空状材の成形装
置によれば、請求項１４〜１６のいずれかに記載の発明
において、接合辺重合手段を有することにより、曲げ成
形手段によって曲げられた板材を曲げ板材保持手段によ
って保持する際に、その板材の互いに対向する板厚の異
なる軸方向の辺を、接合辺重合手段によって案内して所
定の圧力・所定の重ね合わせ代で重ね合わせることが可
能となる。
【０１３８】さらに、本発明の請求項１８に係る中空状
材製造装置によれば、請求項１４〜１７のいずれかに記
載の発明において、成形された中空状材の内部に挿入物
を挿入する挿入手段を備えたことにより、成形が完了し
た中空状材の内部に使用する目的に応じた所定の挿入物
を挿入することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る触媒コンバータの断
面図と、触媒容器の各部における板厚変化を表すグラフ
とを示している。
【図２】本発明の実施の形態に係る触媒容器の要部断面
図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る触媒コンバータの製
造手順を示す工程図である。
【図４】図３に続く製造手順を示す工程図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る触媒コンバータの別
の製造手順を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態で用いられるマッシュシー
ム溶接装置を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る中空状材に、触媒担
体を挿入する工程における断面図である。
【図８】円形の平板状ワークから、スピニング加工によ
って触媒コンバータを製造する手順を示す工程図であ
る。
【図９】円形の平板状ワークから、スピニング加工によ
って触媒コンバータを製造する別の手順を示す工程図で
ある。
【図１０】図８、図９に示す製造手順によって得られる
触媒容器の形状の種類を示す説明図である。
【図１１】円形の平板状ワークから、スピニング加工に
よって触媒コンバータを製造するさらに別の手順を示す
工程図である。
【図１２】本発明の中空状材の成形装置の、素板を接合
して板材を形成する状態を説明するための、実施の一形
態の正面図である。
【図１３】本発明の中空状材の成形装置の、形成された
板材をロール曲げする状態を説明するための、実施の一
形態の正面図である。
【図１４】本発明の中空状材の成形装置の、ロール曲げ
された板材を保持してその側縁をマッシュシーム溶接す
る状態を説明するための、実施の一形態の正面図であ
る。
【図１５】本発明の中空状材の成形装置の、成形された
中空状材の内部に挿入物を挿入する状態を説明するため
の、実施の一形態の正面図である。
【図１６】本発明の中空状材の成形装置の平板保持手段
の実施の一形態を示す平面図である。
【図１７】図１６の縦断側面図である。
【図１８】図１６の縦断正面図である。
【図１９】素板の接合辺を面取り加工してマッシュシー
ム溶接し板材を形成する様子を示す説明図である。
【図２０】形成された板材を曲げ成形手段によってロー
ル曲げしてその側縁を位置決めする様子を示す説明図で
ある。
【図２１】本発明の曲げ板材保持手段の実施の一形態を
示す部分拡大断面図である。
【図２２】図２１の側面図である。
【図２３】本発明の接合辺重合手段の実施の一形態を説
明するための部分断面図である。
【図２４】板材の一方の接合辺を押圧する様子を説明す
るための、接合辺重合手段が設けられたクランプ部材の
横断平面図である。
【図２５】重ね合わされた板材の側縁に対して加圧する
電極の加圧中心と、マッシュシーム溶接によって接合た
部分とを示す説明図である。
【図２６】従来の両端に接合部およびコーン部が設けら
れた触媒コンバータを製造するための工程の一例を示す
説明図である。
【図２７】従来の両端に接合部およびコーン部が設けら
れた触媒コンバータを製造するための工程の別の例を示
す説明図である。
【図２８】図２７に示す方法によって得られた触媒コン
バータの断面図と、触媒容器の各部における板厚変化を
表すグラフとを示している。
【図２９】図２８に示す触媒容器の要部断面図である。
【符号の説明】
１ 触媒容器 １a 触媒設置部 １b 接合部 １b’ 穴 １b" 開口 １c コーン部 １d 分岐部 ２ 触媒担体 １０ マッシュシーム溶接装置 １１ 上部電極 １２ 下部電極 ２１ ローラ状の電極（他方の電極） ２２ 棒状の電極（平板保持手段に設けられた一方の
電極） ２３ 棒状の電極（曲げ板材保持手段に設けられた一
方の電極） ２４ 平板保持手段 ２５ 曲げ成形手段 ２６ 曲げ板材保持手段 ２７ マッシュシーム溶接方向移動手段 ２８ ロール ２９ 自由端支持機構 ３０ 面取り手段 ３１ 接合辺重合手段 ３２ 挿入手段 Ｗ１ 素板 Ｗ２ 素板 Ｗ３ 素板 Ｗ４ 素板 Ｗ５ 素板 Ｗ０ 板材 Ｗ 中空状材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 11/20 Ｂ２３Ｋ 11/20 // Ｂ２１Ｄ 53/84 Ｂ２１Ｄ 53/84 Ｂ (72)発明者 大山 剛 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 梅田 正浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 吉本 健次 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 部分的に板厚または材質の異なる板材か
    ら成形された中空状材を、その断面形状をスピニング加
    工により変化させてなることを特徴とする中空部材。
  2. 【請求項２】 前記部分的に板厚または材質の異なる板
    材が、板厚または材質の異なる別個の素板同士をマッシ
    ュシーム溶接で接合することにより形成されており、前
    記中空状材が、前記板材を曲げて軸方向にマッシュシー
    ム溶接で接合して成形されてなることを特徴とする請求
    項１に記載の中空部材。
  3. 【請求項３】 マッシュシーム溶接で接合される接合部
    が、面取り加工されてなることを特徴とする請求項２に
    記載の中空部材。
  4. 【請求項４】 前記断面形状は、前記中空状材内部に挿
    入して用いる挿入物の位置決めに適した絞り形状をなす
    ように変化されてなることを特徴とする請求項１〜３の
    いずれかに記載の中空部材。
  5. 【請求項５】 部分的に板厚または材質の異なる板材を
    形成し、該板材を曲げて中空状材を成形し、該中空状材
    の断面形状をスピニング加工により変化させることを特
    徴とする中空部材の製造方法。
  6. 【請求項６】 板厚または材質の異なる別個の素板同士
    をマッシュシーム溶接によって接合することにより前記
    部分的に板厚または材質の異なる板材を形成し、該板材
    を曲げてその対向する辺をマッシュシーム溶接によって
    接合することにより中空状材を成形することを特徴とす
    る請求項５に記載の中空部材の製造方法。
  7. 【請求項７】 マッシュシーム溶接によって接合される
    接合部を、予め面取り加工しておくことを特徴とする請
    求項６に記載の中空部材の製造方法。
  8. 【請求項８】 スピニング加工により前記中空状材を絞
    って、その断面形状を、前記中空状材内部に挿入して用
    いる挿入物の位置決めに適した形状をなすように変化さ
    せることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の
    中空部材の製造方法。
  9. 【請求項９】 内部に流体が流通されるシステムであっ
    て、 部分的に板厚または材質の異なる板材から成形された中
    空状材の断面形状をスピニング加工により変化させてな
    る、中空部材を含むことを特徴とする流体流通システ
    ム。
  10. 【請求項１０】 前記部分的に板厚または材質の異なる
    板材が、板厚または材質の異なる別個の素板同士をマッ
    シュシーム溶接で接合することにより形成されており、
    前記中空状材が、前記板材を曲げて軸方向にマッシュシ
    ーム溶接で接合することにより成形されてなる、中空部
    材を含むことを特徴とする請求項９に記載の流体流通シ
    ステム。
  11. 【請求項１１】 マッシュシーム溶接で接合される接合
    部が、面取り加工されてなる、中空部材を含むことを特
    徴とする請求項１０に記載の流体流通システム。
  12. 【請求項１２】 前記断面形状は、前記中空状材内部に
    挿入して用いる挿入物の位置決めに適した絞り形状をな
    すように変化されてなる、中空部材を含むことを特徴と
    する請求項９〜１１のいずれかに記載の流体流通システ
    ム。
  13. 【請求項１３】 流体流通システムが内燃機関の流体処
    理システムであり、中空部材の内部に収容される挿入物
    が触媒担体であることを特徴とする請求項９〜１２のい
    ずれかに記載の流体流通システム。
  14. 【請求項１４】 板厚または材質の異なる別個の素板を
    電極間に配置してマッシュシーム溶接により互いに接合
    して部分的に板厚または材質の異なる板材を形成し、該
    板材を曲げて互いに対向する軸方向の辺を電極間に配置
    してマッシュシーム溶接により接合して、中空状材を成
    形する装置であって、 板厚または材質の異なる別個の素板をマッシュシーム溶
    接により接合可能に保持する平板材保持手段と、 接合された板材を曲げる曲げ成形手段と、 曲げられた板材の互いに対向する軸方向の辺をマッシュ
    シーム溶接により接合可能に保持する曲げ板材保持手段
    と、 平板材保持手段に設けられたマッシュシーム溶接用の一
    方の電極と、 曲げ板材保持手段に設けられたマッシュシーム溶接用の
    一方の電極と、 両電極とそれぞれ協働してマッシュシ−ム溶接を行う共
    通の他方の電極と、 板材を保持した平板材保持手段および曲げ板材保持手段
    を他方の電極に対してマッシュシーム溶接方向に相対的
    に近接・遠退移動させるマッシュシーム溶接方向移動手
    段と、を備えたことを特徴とする中空状材の成形装置。
  15. 【請求項１５】 曲げ成形手段が、曲げられる板材の内
    側に位置し中空状材の軸方向に延在すると共にその一方
    端が回転可能に支持されたロールを備えており、 曲げ板材保持手段に設けられたマッシュシーム溶接用の
    一方の電極が、その一方端を固定支持された棒状に成形
    されてなり、 前記曲げ手段のロールと曲げ板材保持手段の棒状の電極
    との少なくともいずれかの自由端に着脱可能に係合され
    て支持する自由端支持機構を備えたことを特徴とする請
    求項１４に記載の中空状材の成形装置。
  16. 【請求項１６】 マッシュシーム溶接により接合される
    接合部を面取りする面取り手段を備えたことを特徴とす
    る請求項１４または１５に記載の中空状材の成形装置。
  17. 【請求項１７】 曲げ板材保持手段が、曲げられた板材
    の互いに対向する軸方向の辺をマッシュシーム溶接によ
    り接合可能なように重ね合わせる接合辺重合手段を有す
    ることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載
    の中空状材の成形装置。
  18. 【請求項１８】 成形された中空状材の内部に挿入物を
    挿入する挿入手段を備えたことを特徴とする請求項１４
    〜１７のいずれかに記載の中空状材の成形装置。
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