JP2003003837A - 筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を保持する排気処理装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒状部材内に柱体及び緩衝部材を適切に圧入
し確実に保持すると共に、開口端に向けて滑らかな面で
連続するボトルネック部を一体的に形成する。 【解決手段】 筒状部材４の軸方向の所定範囲を縮径し
て、触媒担体の外径に所定値を加えた内径の中空部を有
する保持部４１を形成すると共に、この保持部に連続す
る所定範囲を縮径して、少くとも一方の開口端側に向か
って内径が漸次拡大するテーパ部４２を形成し、このテ
ーパ部から開口端に至るまで筒状部材の元の寸法を維持
する。次に、触媒担体の周囲に緩衝マット３を巻回した
後、筒状部材の開口端から保持部に圧入して筒状部材内
に保持する。そして、テーパ部から開口端に至るまでの
端部に対し、その外周回りを同径の円形軌跡にて公転す
ると共に端部の径方向に移動する複数のスピニングロー
ラを端部の軸に沿って移動させてスピニング加工を行な
い、漸次縮小加工してボトルネック部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒状部材内に緩衝
部材を介して柱体を保持する排気処理装置の製造方法に
関し、例えば、筒状部材内に緩衝マットを介して触媒担
体を保持する触媒コンバータの製造方法として好適な製
造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】近時の自動車には触媒コンバータが搭載
されており、その製造方法としては、触媒担体の外周に
緩衝部材としてセラミック製の緩衝マットを巻回し、緩
衝マットを圧縮しながらケーシング（筒状部材）内に圧
入する方法が一般的である。

【０００３】例えば、内燃機関の触媒コンバータの製造
方法に関し、図１１に示すように、触媒担体２０の外周
に緩衝部材としてセラミック製の緩衝マット３０を巻回
し、これらを筒状部材４０内に収容する方法が知られて
いる。この場合において、緩衝マット３０を圧縮しなが
ら筒状部材４０の一方の開口から圧入する方法（圧入方
式）が一般的であり、筒状部材４０の一方の開口に環状
の挿入治具１００が嵌合され、これを介して触媒担体２
０及び緩衝マット３０が圧入される。挿入治具１００は
剛体（例えば金属製）で、緩衝マット３０の挿入を容易
にするため、また筒状部材４０の径のバラつきを吸収す
るために、図１２に拡大して示すように、所定距離ｇだ
け筒状部材４０の内側に突出（オーバーハング）する構
造とされる。従って、挿入治具１００の開口部の内径が
筒状部材４０の内径より２ｇだけ小径となり、触媒担体
２０及び緩衝マット３０を圧入する際には、この突出部
が実質的に最小径部となる。

【０００４】従って、触媒担体２０及び緩衝マット３０
を筒状部材４０内に圧入するときに過剰に圧縮されて何
れかが破損されることを回避するため、緩衝マット３０
の圧縮量は、これらが挿入治具１００の突出部を通過し
得る程度の小さい値に設定せざるを得ない。しかし、こ
の結果、圧入後の緩衝マット３の圧縮量が不足すること
になり、触媒担体２０を確実に保持することが困難とな
る。

【０００５】また、圧入方式の欠点として、触媒担体の
外径のバラつき（誤差）と筒状部材の外径のバラつき
（誤差）を吸収することができず、これらの誤差が相乗
的に作用し、圧入状態での触媒担体の保持が不確かなも
のとなるという問題がある。これを解決するには触媒担
体と筒状部材の外径のバラつきを相殺するような最適組
合せを選択すればよいが、量産工程においては対応困難
であり、また最適組合せが存在するとは限らない。

【０００６】上記の挿入治具を用いた圧入方式の触媒コ
ンバータの組付方法に関し、特公昭６０−２４２８６号
公報には、触媒担体ケーシング主体内挿入に際しては、
その触媒担体を被覆するクッション体を先ず挿入治具の
挿入孔により半径方向に一次圧縮してケーシング主体の
大径部内に挿入し、次いでその一次圧縮後のクッション
体をケーシング主体の傾斜段部により半径方向に段階的
に二次圧縮してケーシング主体の中央部内に挿入する方
法が提案されている。このとき、挿入孔最小内径はケー
シング主体の大径部内径よりも小さく設定されているの
で、クッション体のケーシング主体内への挿入を、ケー
シング主体の端面に邪魔されることなくスムーズに行な
わせることができ、また挿入孔最小内径はケーシング主
体の中央部内径よりも大きく設定されているので、挿入
治具によってはクッション体が半径方向に過圧縮される
ことはないとしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記特公昭
６０−２４２８６号公報に記載の触媒コンバータの組付
方法においては、ケーシング主体１の両開口端に出口
９、あるいは入口１０を開口した載頭円錐形状の端末ケ
ース１１，１２を溶着して触媒コンバータの組付を完了
すると記載されているように、ケーシング主体の両端部
に端末ケースが溶着されるように構成されており、ケー
シング主体と端末ケースが一体的に形成されるものでは
ない。従って、クッション体のケーシング主体内への挿
入時の問題は解決されるものの、端末ケースとの溶着工
程が必須であり、その接合部の処理も必要となる。この
ように、上記公報に記載の触媒コンバータは部品点数が
多いというだけでなく、触媒コンバータの製造方法とし
ては容易な方法ではない。

【０００８】更に、触媒コンバータに限らず、例えば筒
状部材内に緩衝部材を介してディーゼル・パティキュレ
ート・フィルタ（ＤＰＦ）を保持するＤＰＦ装置等にお
いても、上記と同様の問題が顕在化している。而して、
筒状部材内に緩衝部材を介して脆弱な柱体を保持する装
置の適切な製造方法が要請されている。

【０００９】そこで、本発明は、筒状部材内に緩衝部材
を介して柱体を保持する排気処理装置の製造方法におい
て、筒状部材内に柱体及び緩衝部材を容易且つ適切に圧
入して確実に保持すると共に、この保持部から開口端に
向けて滑らかな面で連続するボトルネック部を容易に一
体的に形成し得るようにすることを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、請求項１に記載のように、筒状部材内に
緩衝部材を介して柱体を保持する排気処理装置の製造方
法において、前記筒状部材が前記柱体の断面より大きく
軸方向に略均等断面の中空部を有し、前記筒状部材の軸
方向の所定範囲の断面を縮小加工して、前記柱体の断面
の外側に所定幅を加えた断面の中空部を有する保持部を
形成すると共に、該保持部に連続して少くとも一方の開
口端側に向かって断面が漸次拡大するテーパ部を形成
し、該テーパ部から前記開口端に至るまで、前記筒状部
材の元の寸法を維持するように形成し、且つ、前記柱体
の周囲に前記緩衝部材を巻回した後、前記柱体及び前記
緩衝部材を前記筒状部材の前記開口端から前記筒状部材
の保持部に圧入して前記筒状部材内に保持し、前記筒状
部材のテーパ部から前記開口端に至るまでの端部に対
し、該端部の外周回りを同径の円形軌跡にて公転すると
共に前記端部の径方向に移動する複数のスピニングロー
ラを前記端部の軸に沿って移動させてスピニング加工を
行ない、前記開口端側に向かって前記端部の断面を漸次
縮小加工してボトルネック部を形成することとしたもの
である。

【００１１】上記の製造方法において、製造対象の装置
としては、例えば、触媒コンバータやディーゼル排気処
理装置といった排気処理装置がある。筒状部材は外筒あ
るいはハウジングとも呼ばれ、触媒コンバータの場合に
は、柱体は触媒担体に対応し、緩衝部材は触媒担体用の
緩衝マットに対応する。また、ディーゼル排気処理装置
の場合には、柱体はディーゼル・パティキュレート・フ
ィルタ（ＤＰＦ）に対応し、緩衝部材はＤＰＦ用の緩衝
マットに対応する。柱体を構成する触媒担体及びＤＰＦ
は一般的には円柱状又は円筒状に形成され、円形断面を
有するが、楕円や長円などの非円形断面を有するものも
あり、本願の請求項１における柱体には、これら非円形
断面のものも包含される。尚、保持部の縮径加工は、以
下のようにスピニング加工によって行なうことができる
が、他の縮径装置を用いることとしてもよい。

【００１２】特に、上記の製造方法において、請求項２
に記載のように、前記筒状部材の軸方向の所定範囲を、
前記筒状部材の外周回りを同径の円形軌跡にて公転する
と共に前記筒状部材の径方向に移動する複数のスピニン
グローラを前記筒状部材の軸に沿って移動させてスピニ
ング加工を行ない、前記筒状部材の軸方向の所定範囲を
縮径して前記保持部を形成することとしてもよい。この
場合には、例えば、前記筒状部材の両端を固定した状態
で、前記筒状部材に対し前記スピニング加工を行なうよ
うに構成するとよい。

【００１３】あるいは、請求項３に記載のように、筒状
部材内に緩衝部材を介して柱体を保持する排気処理装置
の製造方法において、前記筒状部材が前記柱体の断面よ
り大きく軸方向に略均等断面の中空部を有し、前記筒状
部材の軸方向の所定範囲の断面を縮小加工し、前記柱体
の断面の外側に所定幅を加えた断面の中空部を有する保
持部を形成し、該保持部から前記筒状部材の一方の開口
端に至るまでの第１の端部の断面を漸次縮小加工して第
１のボトルネック部を形成すると共に、前記保持部に連
続して前記筒状部材の他方の開口端側に向かって断面が
漸次拡大するテーパ部を形成し、該テーパ部から前記他
方の開口端に至るまで、前記筒状部材の元の寸法を維持
するように形成し、且つ、前記柱体の周囲に前記緩衝部
材を巻回した後、前記柱体及び前記緩衝部材を前記他方
の開口端から前記筒状部材の保持部に圧入して前記筒状
部材内に保持し、前記筒状部材のテーパ部から前記他方
の開口端に至るまでの第２の端部に対し、該第２の端部
の外周回りを同径の円形軌跡にて公転すると共に前記端
部の径方向に移動する複数のスピニングローラを前記第
２の端部の軸に沿って移動させてスピニング加工を行な
い、前記筒状部材の他方の開口端側に向かって断面を漸
次縮小加工して第２のボトルネック部を形成することと
してもよい。

【００１４】更に、上記の製造方法において、請求項４
に記載のように、前記筒状部材の軸方向の所定位置から
前記筒状部材の一方の開口端側に向かって、前記筒状部
材の外周回りを同径の円形軌跡にて公転すると共に前記
筒状部材の径方向に移動する複数のスピニングローラを
前記筒状部材の軸に沿って移動させてスピニング加工を
行ない、前記筒状部材のテーパ部を形成すると共に前記
保持部を形成し、且つ該保持部から前記一方の開口端に
至るまでの第１の端部に対し、該第１の端部の外周回り
を同径の円形軌跡にて公転すると共に前記第１の端部の
径方向に移動する複数のスピニングローラを前記第１の
端部の軸に沿って移動させてスピニング加工を行ない、
前記第１のボトルネック部を形成することとしてもよ
い。

【００１５】尚、上記の製造方法において、予め前記柱
体の外径を測定し、該測定結果に所定値を加えた径を最
適外径として、該最適外径に基づき前記保持部を形成す
ることとしてもよい。これにより、測定を含め、一工程
中で連続して行なうことができる。また、前記筒状部材
のテーパ部のテーパ角（傾斜角度）としては、２度乃至
１５度の範囲内の値とするとよい。筒状部材内には、上
記の柱体及び緩衝部材に加え、他の構成部品を収容し、
筒状部材に圧入することとしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】上記の筒状部材内に緩衝部材を介
して柱体を保持する排気処理装置の製造方法において、
その具体的一態様として触媒コンバータの製造方法につ
いて図面を参照して説明する。図１の上方に示すよう
に、本発明の柱体を構成する触媒担体２の外周に、本発
明の緩衝部材たる緩衝マット３が巻回され、必要に応じ
可燃性テープ等によって固定される。尚、本実施形態に
おいては、触媒担体２はセラミックスで構成されている
が、金属製でもよい。緩衝マット３は、本実施形態では
熱による膨張が殆どないアルミナマットで構成されてい
るが、熱膨張型のバーミキュライト式の緩衝マットを用
いることとしてもよい。また、金属細線を編成したワイ
ヤメッシュ等を用いてもよいし、それをセラミックマッ
トと組み合わせて使用してもよい。更に、それらと金属
円環状のリテーナを組み合わせてもよい。

【００１７】本実施形態の製造方法においては、先ず測
定工程において、上記のように構成された触媒担体２の
外径Ｄａが測定され、演算工程にて測定結果の外径Ｄａ
に所定値ｘを加えた径（Ｄａ＋ｘ）が演算され、その演
算結果が、触媒担体２を保持する部分の最適外径Ｄｘと
して設定される。この最適外径Ｄｘに基づき、筒状部材
４に対し、後述する加工工程によって、触媒担体２の外
径Ｄａより大きく軸方向に略均等な内径Ｄｃの円形断面
の中空部を有し、触媒担体２の外径Ｄａに所定値２ｄ
（ｄは緩衝マット３の最適圧縮時厚さ）を加えた内径Ｄ
ｂ（＝Ｄａ＋２ｄ）の円形断面の中空部を有する保持部
４１が形成される。ここで、ｘ＝２ｄ＋２ｅ（ｅは筒状
部材４の板厚）であり、最適外径ＤｘはＤｂ＋２ｅ（＝
Ｄａ＋２ｄ＋２ｅ）となる。

【００１８】触媒担体２の外径Ｄａの測定方法として
は、直接スケールで測定する方法、専用機やロボットで
測定する方法、間接的にカメラ画像等から自動演算する
方法等、種々の方法があるが、何れの方法を用いてもよ
い。測定対象として外径を直接測定することとしてもよ
いが、直接あるいは間接的に周長や断面積を測定した後
に外径を演算することとしてもよい。測定位置による外
径のバラツキに対しては、適宜、複数箇所での測定結果
の平均値を求め、これを外径の値とし、あるいは最小径
又は最大径を外径の値としてもよい。そして、触媒担体
２の外径Ｄａの値と緩衝マット３の最適圧縮時厚さｄの
２倍を加算した結果（Ｄａ＋２ｄ）が、後述する保持部
４１の内径Ｄｂとして設定される。次に、巻回工程にお
いて、触媒担体２の外周に緩衝マット３が巻回される
（図１には緩衝マット３が巻回された状態を示す）。更
に、必要に応じ可燃性テープ（図示せず）等によって固
定される。尚、触媒担体２の断面が楕円形断面あるいは
長円形断面である場合には、外径の大小は相似形断面に
おける所定位置での外径（例えば長径）が基準とされ
る。

【００１９】一方、加工工程において、例えばステンレ
ススティール管が図１の下方に示すように縮径加工され
て筒状部材４（尚、加工後は外筒あるいはハウジングと
呼ばれる）が形成される。加工対象の管素材としては、
ステンレススティール管に限らず、他の金属管を用いる
こととしてもよく、材質は任意である。また、適宜、前
工程にて板材から造管することとしてもよく、既成のパ
イプ材を切断してもよい。管素材の板厚ｅも任意である
が、触媒コンバータ用としては、１乃至３ｍｍ程度の板
厚が望ましい。管素材の必要外径は、当然乍ら、後述す
る縮径加工（サイジング）後の外径（Ｄｘ等）より大径
に設定される。尚、加工工程における縮径加工の具体的
方法については、図３乃至図５を参照して後述する。

【００２０】ここで、縮径加工後の筒状部材４の一例に
ついて説明する。管素材（図示せず）の例えば中央部が
前述の演算工程で設定された最適外径Ｄｘになるまで縮
径加工されて、図１の下方及び図２の左端に示すように
保持部４１が形成され、その両側にテーパ部４２，４３
並びに非縮径部たる大径部４４，４５が形成され、中間
部材として筒状部材４が構成される。後述する圧入工程
においてガイド機能を果たす一方側のテーパ部４２につ
いては、そのテーパ面が管軸に対し２度乃至１５度の傾
斜角度とすることが望ましく、圧入時の最適角度として
２度乃至６度に設定される。テーパ部４２は必ずしも平
面である必要はなく、ガイド機能を果たし得る限り曲面
としてもよい。尚、他方側のテーパ部４３は圧入工程と
は無関係であるので、その他の条件に基づいて設定され
る。

【００２１】具体的には、保持部４１は、前述のように
触媒担体２の外径Ｄａより大きく軸方向に略均等な内径
Ｄｃの円形断面の中空部を有し、触媒担体２の外径Ｄａ
に所定値（２ｄ）を加えた内径Ｄｂの円形断面の中空部
が形成されるように、保持部４１の外径はＤｘ（＝Ｄｂ
＋２ｅ）に形成される。そして、テーパ部４２，４３か
ら筒状部材４の両開口端に至るまでは、筒状部材４の元
の寸法（内径Ｄｃ）が維持され、非縮径部の大径部４
４，４５となる。

【００２２】次に、圧入工程にて、上記のように形成さ
れた筒状部材４に対し、図１に示すように緩衝マット３
が巻回された触媒担体２が圧入される。図２は圧入工程
を示すもので、触媒担体２の一端面が圧入装置５によっ
て押圧され、（Ａ）乃至（Ｄ）の順に、触媒担体２及び
緩衝マット３が筒状部材４の保持部４１内に圧入され
る。このとき、図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、
テーパ部４２が圧入時のガイドとして機能し、従来の挿
入治具と同様のガイド機能を果たす。尚、圧入工程の作
業としては、図２の（Ａ）及び（Ｂ）を手作業とし、作
業者の手によって筒状部材４の大径部４３から触媒担体
２及び緩衝マット３を挿入し、（Ｂ）のように緩衝マッ
ト３がテーパ部４２に接触するように位置決めした状態
で、圧入装置５を駆動し（Ｂ）から（Ｃ）に進むように
構成した方が、確実かつ効率的である。

【００２３】而して、緩衝マット３が圧縮されつつ触媒
担体２及び緩衝マット３が筒状部材４の保持部４１内に
圧入され、図２の（Ｄ）にて圧入作業が完了し、触媒担
体２及び緩衝マット３が筒状部材４の保持部４１内に保
持される。この（Ｄ）に示す状態で製品として出荷する
こともできるが、本実施形態では、触媒コンバータの前
後に配置する部品に対し、そのまま接続し得るように、
筒状部材４の前後を縮径加工してテーパ部及び小径直管
部から成るボトルネック部を一体的に形成するものであ
る。尚、筒状部材４にボトルネック部を一体的に形成す
るネッキング工程については、図６を参照して後述す
る。

【００２４】ここで、前述の加工工程における縮径加工
の具体例について説明する。先ず、加工対象のワークを
縮径加工して筒状部材４を形成する方法として、後述す
るスピニング加工がある。この場合において、図３及び
図４に示すように、ワーク（筒状部材４）を軸回りに回
転させてスピニング加工を行なう方法（ワーク回転式）
と、図５に示すように、ワーク（筒状部材４）を固定
し、その回りにローラを公転させて加工する方法（ワー
ク固定式）があり、更に、これらを組合せた加工方法と
してもよい。

【００２５】図３において、ワーク（筒状部材４）は主
軸６の押板６１とローリングセンタ７の押板７１によっ
て挾持され、主軸６が回転駆動されると、ワーク（筒状
部材４）が回転する。押板７１はジョイント７２を介し
てシリンダ７３に対して回動自在に支持され、シリンダ
７３の主軸６方向への押圧力によって押板７１がワーク
（筒状部材４）の端面に強く押圧されている。スピニン
グローラ８は支持部材（図示せず）に回動自在に支持さ
れており、管軸方向（図３の左右方向）及び径方向（図
３の上下方向）に駆動制御されるように構成されてい
る。而して、ワーク（筒状部材４）を回転駆動しながら
スピニングローラ８をワーク（筒状部材４）の外面に押
し当てることによってスピニング加工が行なわれ、図１
に示す形状に加工される。この場合において、後述する
ネッキング工程で用いる、複数のスピニングローラ（本
実施形態では３個）を有するワーク固定式のスピニング
装置を用いれば、単一の装置で両工程を行なうことがで
き、経済的であると同時に、複数のスピニングローラを
用いたスピニング加工によって、全長に亘って正確且つ
均一に、しかも円滑に保持部４１を形成することができ
る。

【００２６】図４の装置は、図３の構成と基本的に同じ
であるが、スピニング加工時のワーク（筒状部材４）の
把持をより確実にするために、ワーク（筒状部材４）の
両端をコレットチャックでクランプすることとしたもの
である。即ち、主軸６０にパワーチャック６２が設けら
れると共に、ローリングセンタ７にチャック７５が設け
られ、これらによってワーク（筒状部材４）の両端が強
固に把持されるので、加工が困難な管素材にも対応可能
となる。また、シリンダ７３に引込み方向（図４の右方
向）の力を発生させて、チャック７５を介してワーク
（筒状部材４）に引張り方向の力を付与しながらスピニ
ング加工を行なうこととしてもよい。これによれば、加
工部分のスプリングバックを一層抑止することができ
る。

【００２７】図５の装置は、ワーク（筒状部材４）の一
端が、回転しないパワーチャック６３に把持され、他端
も回転しないマンドレル９によって押圧され、従って、
ワーク（筒状部材４）は回転不能に把持されている。そ
して、このワーク（筒状部材４）に対し、複数のスピニ
ングローラ１０を公転させつつ外周面に押しつけること
によって、スピニング加工を行なうように構成したもの
である。即ち、図５に示すように、筒状部材４をパワー
チャック６０及びマンドレル９によって回転不能且つ軸
方向移動不能に固定し、筒状部材４の少なくとも保持部
４１を含む範囲に対し、筒状部材４の外周回りを同径の
円形軌跡にて公転する複数のスピニングローラ１０を、
筒状部材４の外周面に密着させて公転させ、この公転軌
跡を縮小しつつ軸方向に駆動してスピニング加工を行な
う。尚、マンドレル１０の軸方向移動及びスピニングロ
ーラ１０の公転駆動については、特開２００１−２５８
２６号公報に記載された装置と同様の装置によって駆動
されるように構成されているので、ここでは説明を省略
する。

【００２８】更に、上記の図３乃至図５を参照して説明
したスピニング加工時において、保持部４１の内側に押
接しその内径を規定するようなマンドレル（図示せず）
を配設することとしてもよい。これにより、一層、形状
精度が向上する。また、保持部４１の形成に当り、上記
の筒状部材４に対する加工と同様の結果が得られるので
あれば、スピニング加工に限らず、別の縮径方法を用い
ることとしてもよい。

【００２９】図６は、前述の図２に示す圧入工程に続
き、筒状部材４の一端部に対しスピニング加工を行い、
その開口端に向かって漸次縮径するテーパ部４６、及び
このテーパ部４６から開口端に至るまでの小径直管部４
７から成るボトルネック部を形成するネッキング工程を
示すものである。このネッキング工程は、筒状部材４の
保持部４１をクランプ１２によって回転不能且つ軸方向
移動不能に固定し、保持部４１から開口端に至る端部に
対し、該端部の外周回りを同径の円形軌跡にて公転する
複数のスピニングローラ１０（本実施形態では３個）
を、筒状部材４の外周面に密着させて公転させ、この公
転軌跡を縮小しつつ軸方向に駆動してスピニング加工を
行なうものである。而して、スピニングローラ１０によ
って図１のテーパ部４２が除去されてボトルネック部が
形成される。尚、図６においては、保持部４１とテーパ
部４６との間に、内蔵物の係止用に段部２６ｄが形成さ
れているが、この段部４６ｄを設けることなく保持部４
１からテーパ部４６に至るまで連続した滑らかな面に形
成することもできる。

【００３０】更に、保持部４１の軸に対し、同軸、傾斜
軸及び偏芯軸を適宜組み合わせてネッキング加工を行な
うこともできる。尚、これらの偏芯軸及び傾斜軸を含む
スピニング加工方法については特開平１１−１４７１３
８号公報、特開平１１−１５１５３５号及び特開２００
１−２５８２６号公報に開示されており、これらの加工
方法を筒状部材４の端部の成形に適用することができ
る。この場合にも、マンドレル（図示せず）を用い、こ
れを傾斜あるいは偏芯するように配置して、スピニング
ローラによるネッキング加工を行なうこととしてもよ
い。

【００３１】尚、この場合のスピニング加工方法は、前
述のワーク回転式（但し、これは同軸加工のみに適用可
能）、及びワーク固定式（同軸、偏芯及び傾斜の何れに
も適用でき、これらを適宜組み合わせた加工も可能）の
何れを採用してもよいが、本実施形態のように筒状部材
４内に触媒担体２が収容されている場合には、ワーク固
定式が望ましい。

【００３２】図７は、上記図６に示すように製造された
触媒コンバータに対し、更に大径部４５内に、消音器を
構成する隔壁９１、インナパイプ９２及びアウトレット
パイプ９３が挿入又は圧入されて大径部４５内で固定さ
れ、大径部４５の開口端側（図７の右端部）にスピニン
グ加工が行なわれて、ボトルネック部が形成されたもの
である。そして、小径直管部４７にはインレットパイプ
９４が固定される。これによって、マフラ一体型の触媒
コンバータを一貫した工程で製造することができる。

【００３３】図８及び図９は、一方の端部に傾斜軸を有
するボトルネック部を形成した触媒コンバータ（柱体が
ＤＰＦである場合にはＤＰＦ装置）の製造方法を示すも
ので、先ず、前述の図３乃至図５に示した方法と同様の
方法で図８に示す製品が製造される。そして、図９に示
すように、筒状部材４の左端部は図６と同様にスピニン
グ加工が行なわれ、その開口端に向かって漸次縮径する
テーパ部４６、及びこのテーパ部４６から開口端に至る
までの小径直管部４７から成る、保持部４１と同軸のボ
トルネック部が形成されている。これに対し、筒状部材
４の右端部は傾斜スピニング加工によって、傾斜軸を中
心とするテーパ部４８、及びこのテーパ部４８から開口
端に至るまでの小径直管部４９から成る、傾斜軸を有す
るボトルネック部が形成されている。本実施形態では、
スピニングローラ１０（図６）によってテーパ部４２，
４３が除去され、保持部４１とテーパ部４６及び４８が
滑らかな面で連続した形態とされている。

【００３４】また、図示は省略するが、本発明の他の実
施形態として、次のように製造することとしてもよい。
先ず、触媒担体２の断面より大きく軸方向に略均等断面
の中空部を有する直管の筒状部材（図示せず）に対し、
その一方の開口端側に向かって断面を漸次縮小加工して
第１のボトルネック部（図示せず）を形成し、この第１
のボトルネック部に連続して筒状部材の軸方向の所定範
囲の断面を縮小加工し、触媒担体２の断面の外側に所定
幅を加えた断面の中空部を有する保持部（図示せず）を
形成し、この保持部から筒状部材の一方の開口端に至る
までの第１の端部（図示せず）の断面を漸次縮小加工し
て第１のボトルネック部を形成すると共に、保持部に連
続して筒状部材の他方の開口端側に向かって断面が漸次
拡大するテーパ部（図示せず）を形成し、このテーパ部
から他方の開口端に至るまで、筒状部材の元の寸法を維
持するように形成する。次に、触媒担体２の周囲に緩衝
マット３を巻回した後、触媒担体２及び緩衝マット３を
筒状部材の他方の開口端から筒状部材の保持部に圧入し
て筒状部材内に保持する。そして、筒状部材のテーパ部
から他方の開口端に至るまでの第２の端部（図示せず）
に対し、この第２の端部の外周回りを同径の円形軌跡に
て公転すると共に第２の端部の径方向に移動する複数の
スピニングローラを第２の端部の軸に沿って移動させて
スピニング加工を行ない、筒状部材の他方の開口端側に
向かって断面を漸次縮小加工して第２のボトルネック部
を形成する。

【００３５】そして、上記の保持部と第１のボトルネッ
ク部の形成に当たっては、筒状部材の軸方向の所定位置
から筒状部材の一方の開口端側に向かって、筒状部材の
外周回りを同径の円形軌跡にて公転すると共に筒状部材
の径方向に移動する複数（本実施形態では３個）のスピ
ニングローラを筒状部材の軸に沿って移動させてスピニ
ング加工を行ない、筒状部材のテーパ部を形成すると共
に保持部を形成し、且つ保持部から一方の開口端に至る
までの第１の端部に対し、第１の端部の外周回りを同径
の円形軌跡にて公転すると共に第１の端部の径方向に移
動する複数のスピニングローラを端部の軸に沿って移動
させてスピニング加工を行なうこととしてもよい。

【００３６】如上の製造方法は、前述のようにＤＰＦ装
置においても同様に適用することができ、その他の柱体
を内装する排気処理装置についても同様の方法で製造す
ることができる。即ち、柱体としては、触媒担体やＤＰ
Ｆに限らず、各種改質器や加熱・冷却部材、あるいは熱
交換部材や熱回収部材等を含み、その種類は問わない。
筒状部材に圧入する触媒担体等の柱体は複数でもよく、
例えば、保持部の両側にガイド機能を有するテーパ部を
形成し、両側から同時に、あるいは順次２個の柱体を圧
入することとしてもよい。

【００３７】また、柱体には、例えば楕円形断面の触媒
担体及びＤＰＦも包含される。従って、この場合には、
図１を参照して説明すると、筒状部材４が触媒担体２等
の楕円形断面より大きく軸方向に略均等の楕円形断面の
中空部を有し、筒状部材４の軸方向の所定範囲の断面を
縮小加工して、触媒担体２等の楕円形断面の外側に所定
幅を加えた楕円形断面の中空部を有する保持部４１が形
成されると共に、この保持部４１に連続して一方の開口
端側に向かって断面が漸次拡大するテーパ部４２が形成
され、このテーパ部４２から前記開口端に至るまで、筒
状部材４の元の寸法を維持するように形成され、大径部
４４が形成されることになる。尚、この大径部４４の断
面は円形でも非円形でもよい。

【００３８】尚、図２の（Ｄ）に示す状態で製品として
出荷した場合には、図１０に示すように、筒状部材４に
対し、フランジ９７，９８を介してボトルネック部材９
５，９６を接続する構成となる。これによれば、触媒担
体２（柱体がＤＰＦである場合にはＤＰＦ）を適宜取り
出してメインテナンスを行なうことができるものの、筒
状部材４とボトルネック部材９５，９６との間にフラン
ジ９７，９８が存在し、前述の実施形態のような、筒状
部材とボトルネック部が一体的に形成され、両者間を滑
らかな面とすることができるものではないので、用途が
制限される。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の
排気処理装置の製造方法においては、柱体及び緩衝部材
を筒状部材内に圧入する際テーパ部がガイド機能を果た
すので、これらを過剰に圧縮することなく適切且つ容易
に圧入することができ、筒状部材内に柱体及び緩衝部材
を確実に保持することができる。従って、脆弱な触媒担
体も適切に圧入し、確実に保持することができる。しか
も、触媒担体を保持した状態で、テーパ部から開口端に
至るまでの端部に対し、複数のスピニングローラを用い
たスピニング加工によってボトルネック部を容易に形成
することができ、保持部から開口端に向けて滑らかな面
で連続するボトルネック部を一体的に形成することがで
きる。特に、所望の形状のボトルネック部を良好な形状
精度で形成することができる。

【００４０】上記の排気処理装置の製造方法において、
請求項２に記載のように構成すれば、筒状部材の軸方向
の所定範囲を、スピニング加工によって縮径して保持部
を形成することとしているので、全長に亘って正確且つ
均一に、しかも円滑に保持部を形成することができる。
また、ボトルネック部の加工に用いたスピニング装置を
用いることとすれば、一層経済的である。

【００４１】また、請求項３に記載の排気処理装置の製
造方法においては、筒状部材に第１のボトルネック部、
保持部及びテーパ部を形成した後に、柱体及び緩衝部材
を筒状部材内に圧入するように構成されているので、テ
ーパ部がガイド機能を果たし適切且つ容易に圧入するこ
とができ、筒状部材内に柱体及び緩衝部材を確実に保持
することができると共に、触媒担体を保持した状態で、
テーパ部から開口端に至るまでの第２の端部に対し、複
数のスピニングローラを用いたスピニング加工によって
第２のボトルネック部を容易に形成することができ、保
持部から開口端に向けて滑らかな面で連続する第２のボ
トルネック部を一体的に形成することができる。

【００４２】更に、上記の排気処理装置の製造方法にお
いて、請求項４に記載のように構成すれば、第１のボト
ルネック部、保持部及びテーパ部も、複数のスピニング
ローラを用いたスピニング加工によって、保持部から開
口端に向けて滑らかな面で連続する第１のボトルネック
部を適切且つ容易に形成することができる。しかも、所
望の形状のボトルネック部を良好な形状精度で形成する
ことができる。また、第２のボトルネック部の縮径加工
に用いたスピニング装置を用いることとすれば、一層経
済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、緩衝マットを巻回した触媒担体を筒状
部材内に圧入する状態を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、緩衝マットを巻回した触媒担体を筒状
部材内に圧入する圧入工程を示す工程図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、筒状部材に対しスピニング加工によっ
て縮径加工を行う装置のうち、ワーク回転式の一例を示
す一部断面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、筒状部材に対しスピニング加工によっ
て縮径加工を行う装置のうち、ワーク回転式の他の例を
示す一部断面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、筒状部材の保持部に対しスピニング加
工によって縮径加工を行う装置のうち、ワーク固定式の
一例を示す一部断面図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、筒状部材の端部に対しスピニング加工
によって縮径加工を行いボトルネック部を形成する状態
を示す一部断面図である。

【図７】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、消音器を構成する部品を内蔵するボト
ルネック部を形成したマフラ一体型の触媒コンバータを
示す一部断面図である。

【図８】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、緩衝マットを巻回した触媒担体を筒状
部材内に圧入した状態を示す一部断面図である。

【図９】本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製
造方法において、傾斜軸を有するボトルネック部を一方
の端部に形成した触媒コンバータを示す一部断面図であ
る。

【図１０】比較例として、筒状部材とボトルネック部材
をフランジ接合とした触媒コンバータを示す一部断面図
である。

【図１１】従来の触媒コンバータの製造方法において、
緩衝マットを巻回した触媒担体を筒状部材内に圧入する
圧入工程を示す工程図である。

【図１２】図１１に示した挿入治具の一部を拡大して示
す断面図である。

【符号の説明】

２，２０ 触媒担体， ３，３０ 緩衝マット，４，４
０ 筒状部材， ４１ 保持部， ４２，４３ テーパ
部，４４，４５ 大径部， ５ 圧入装置， ６ 主
軸，７ ローリングセンタ， ８，１０ スピニングロ
ーラ，９ マンドレル， １００ 挿入治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB01 AB13 BA39 GA06 HA04 HA25 HA27 HA31 4D048 AA14 BA10X BA39Y CA01 CC02 CC03 CC04 CC05 CC06 CC08 4G069 AA01 AA08 BA13A BA13B BA17 CA02 CA03 EB14Y FA01 FB66 FB70 FB79

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を保
   持する排気処理装置の製造方法において、前記筒状部材
   が前記柱体の断面より大きく軸方向に略均等断面の中空
   部を有し、前記筒状部材の軸方向の所定範囲の断面を縮
   小加工して、前記柱体の断面の外側に所定幅を加えた断
   面の中空部を有する保持部を形成すると共に、該保持部
   に連続して少くとも一方の開口端側に向かって断面が漸
   次拡大するテーパ部を形成し、該テーパ部から前記開口
   端に至るまで、前記筒状部材の元の寸法を維持するよう
   に形成し、且つ、前記柱体の周囲に前記緩衝部材を巻回
   した後、前記柱体及び前記緩衝部材を前記筒状部材の前
   記開口端から前記筒状部材の保持部に圧入して前記筒状
   部材内に保持し、前記筒状部材のテーパ部から前記開口
   端に至るまでの端部に対し、該端部の外周回りを同径の
   円形軌跡にて公転すると共に前記端部の径方向に移動す
   る複数のスピニングローラを前記端部の軸に沿って移動
   させてスピニング加工を行ない、前記開口端側に向かっ
   て前記端部の断面を漸次縮小加工してボトルネック部を
   形成することを特徴とする排気処理装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記筒状部材の軸方向の所定範囲を、前
   記筒状部材の外周回りを同径の円形軌跡にて公転すると
   共に前記筒状部材の径方向に移動する複数のスピニング
   ローラを前記筒状部材の軸に沿って移動させてスピニン
   グ加工を行ない、前記筒状部材の軸方向の所定範囲を縮
   径して前記保持部を形成することを特徴とする請求項１
   記載の排気処理装置の製造方法。
3. 【請求項３】 筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を保
   持する排気処理装置の製造方法において、前記筒状部材
   が前記柱体の断面より大きく軸方向に略均等断面の中空
   部を有し、前記筒状部材の軸方向の所定範囲の断面を縮
   小加工し、前記柱体の断面の外側に所定幅を加えた断面
   の中空部を有する保持部を形成し、該保持部から前記筒
   状部材の一方の開口端に至るまでの第１の端部の断面を
   漸次縮小加工して第１のボトルネック部を形成すると共
   に、前記保持部に連続して前記筒状部材の他方の開口端
   側に向かって断面が漸次拡大するテーパ部を形成し、該
   テーパ部から前記他方の開口端に至るまで、前記筒状部
   材の元の寸法を維持するように形成し、且つ、前記柱体
   の周囲に前記緩衝部材を巻回した後、前記柱体及び前記
   緩衝部材を前記他方の開口端から前記筒状部材の保持部
   に圧入して前記筒状部材内に保持し、前記筒状部材のテ
   ーパ部から前記他方の開口端に至るまでの第２の端部に
   対し、該第２の端部の外周回りを同径の円形軌跡にて公
   転すると共に前記端部の径方向に移動する複数のスピニ
   ングローラを前記第２の端部の軸に沿って移動させてス
   ピニング加工を行ない、前記筒状部材の他方の開口端側
   に向かって断面を漸次縮小加工して第２のボトルネック
   部を形成することを特徴とする排気処理装置の製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記筒状部材の軸方向の所定位置から前
   記筒状部材の一方の開口端側に向かって、前記筒状部材
   の外周回りを同径の円形軌跡にて公転すると共に前記筒
   状部材の径方向に移動する複数のスピニングローラを前
   記筒状部材の軸に沿って移動させてスピニング加工を行
   ない、前記筒状部材のテーパ部を形成すると共に前記保
   持部を形成し、且つ該保持部から前記一方の開口端に至
   るまでの第１の端部に対し、該第１の端部の外周回りを
   同径の円形軌跡にて公転すると共に前記第１の端部の径
   方向に移動する複数のスピニングローラを前記第１の端
   部の軸に沿って移動させてスピニング加工を行ない、前
   記第１のボトルネック部を形成することを特徴とする請
   求項３記載の排気処理装置の製造方法。