JP2003181554A - スピニング成形方法、スピニング成形装置、および触媒コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線
とを相対的に傾斜させることなく、素材管を容易に偏角
させることができるスピニング成形方法を提供する。 【解決手段】 素材管１とローラ１０とを所定の径で相
対的に公転させながら、素材管１の中心軸線Ｃ１とロー
ラ１０の公転中心軸線ＣＫとを相対的に偏心させると同
時に素材管１とローラ１０とを相対的に軸方向に移動さ
せて、素材管１とローラ１０とを相対的に成形進行方向
に移動させる。この成形進行方向移動時において、素材
管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側か
ら偏角方向外側に向うときには、素材管１に対してロー
ラ１０を相対的に軸方向に移動させ、また、偏角方向外
側から偏角方向内側に向うときには、素材管１に対する
ローラ１０の相対的な軸方向の移動を停止させるよう
に、軸方向移動手段１３を制御することにより、素材管
１の端部を偏角させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピニング成形方
法、スピニング成形装置、および触媒コンバータに関
し、さらに詳しくは、素材管に対して成形工具を相対的
に公転させながら成形進行方向に移動させることによ
り、素材管を所定の角度に偏角成形するスピニング成形
方法およびスピニング成形装置と、触媒容器内に触媒担
体が設置されてなる触媒コンバータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両の内燃機関などの燃焼機関に
おいては、排気ガスを流通・排出するための排気系シス
テムが接続されている。排気系システムは、燃焼機関か
ら排出されエキゾーストマニホールドから流通される排
気ガスを酸化・還元などの化学反応を作用させて浄化処
理を行うための触媒コンバータを備えている。

【０００３】触媒コンバータは、触媒容器の内部に触媒
担体を収容することにより構成されている。図２０に示
すように、触媒容器１”は、一般に、その長手方向略中
央に配置されて触媒担体２を収容する比較的大径の触媒
設置部１ａと、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比較的小径の接合部１ｂ
と、触媒設置部１ａの両端部と各接合部１ｂとの間で漸
次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。

【０００４】このような触媒コンバータを製造する場合
においては、図１および図２に示した一般的なスピニン
グ成形装置を使用して中空状の素材管１を縮径させて、
触媒設置部１ａとコーン部１ｃと接合部１ｂとを一体に
成形することが近年行われるようになっている。

【０００５】図１および図２に示したスピニング成形装
置は、概略、素材管１を保持するクランプ手段１１と、
素材管１をその径方向に移動させる径方向移動手段１２
と、素材管１をその軸方向に移動させる軸方向移動手段
１３と、素材管１に対して成形工具であるローラ１０を
公転駆動する公転駆動手段１４と、ローラ１０の公転径
を変更する公転径変更手段（図示は省略する）と、を備
えている。

【０００６】このような構成のスピニング成形装置を使
用して触媒コンバータを製造する場合では、触媒設置部
１ａと略同じ径を有する中空状の素材管１をクランプ手
段１１に保持させて、公転駆動手段１４によりローラ１
０を公転させ、軸方向移動手段１３によってローラ１０
を素材管１のスピニング成形開始位置となる触媒設置部
１ａとコーン部１ｃとの境界位置に相対的に配置し、図
示しない公転径変更手段によって素材管１にローラ１０
を押し当てながら軸方向移動手段１３によってローラ１
０を素材管１のスピニング成形開始位置から端部に向か
って相対的に軸方向に移動させて、素材管１の一方の端
部をスピニング成形して縮径させる。そして、触媒担体
２をマット３（図２０を参照）に巻回した状態で素材管
１のスピニング成形されていない他方の端部から挿入
し、この他方の端部を同様にスピニング成形によって縮
径させる。

【０００７】また、図１および図２に示したスピニング
成形装置では、スピニング成形時において、素材管１を
さらに径方向に移動させることによって、触媒設置部１
ａの中心軸線Ｃ１に対して接合部１ｂの中心軸線Ｃ２が
並行にずれて偏心するよう成形することもできる。

【０００８】ところで、触媒容器１”のなかには、排気
系システムの配置などの要請から、図２０に示したよう
に、触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対してコーン部１
ｃおよび接合部１ｂの中心軸線Ｃ２が最終的に所定の角
度θ５を形成するように偏角成形されたものがある。さ
らに、かかる触媒容器１”のなかには、図１７および図
１８に参照されるように、一方のコーン部１ｃおよび接
合部１ｂの中心軸線Ｃ２に対して、他方のコーン部１ｃ
および接合部１ｂの中心軸線Ｃ２が、触媒設置部１ａの
中心軸線Ｃ１回りに所定の角度αを形成して、位相を異
ならせるように偏角成形されるものもある。

【０００９】素材管にスピニング加工を施して、中心軸
線に対して所定の角度で偏角させるための従来の技術と
しては、特開平１１−１５１５３５号公報に開示されて
いるように、ワーク（素材管）の管軸とロール（成形工
具）の公転軸を相対的に傾斜させてスピニング加工を施
すことを特徴とする管端の成形方法、および、ワークの
管軸とロールの公転軸を相対的に傾斜させることを特徴
とする管端の成形方法とその装置が知られている。さら
に、当該公報には、上記ロールはそのロール公転軸を中
心に公転させるとともに公転軸を中心とする放射方向に
移動させ、ワークは、その管軸を中心として回転しない
ように保持することも記載されている。

【００１０】そして、当該公報においては、ワークの管
軸とロールの公転軸を相対的に傾斜させるために、ワー
クを保持するクランプ装置にモータ等のワークの傾動手
段を設けて、この傾動手段によってクランプ装置を回転
させることが記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、図２０に示すように、コーン部お
よび接合部の中心軸線を触媒設置部の中心軸線に対して
偏角成形すべくスピニング加工を行うときに、ワーク
（素材管）の管軸とロール（成形工具）の公転軸を相対
的に傾斜させるために、スピニング成形装置のワークを
保持するクランプ装置にモータ等のワークの傾動手段を
設ける必要があり、スピニング成形装置の小型化やコス
ト削減を図ることができなかった。

【００１２】また、上記従来の技術のように、傾動手段
によってクランプ手段を回転させてワークの管軸とロー
ルの公転軸を相対的に傾斜させてスピニング成形を行な
う場合には、図２０に示したように、触媒容器１”の触
媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋが触媒設置部１
ａの中心軸線Ｃ１と略直交することがなく傾斜するよう
に成形される。一方、触媒設置部１ａに収容される触媒
担体２は、その端面が中心軸線と略直交する略円筒形で
あるのが一般的である。そのため、触媒設置部１ａとコ
ーン部１ｃの境界面Ｋと、触媒担体２の端面との間に
は、位置によって距離が異なるクサビのような空間Ｓが
形成されることとなる。このようにスピニング成形品さ
れた製品を上述したように触媒コンバータの触媒容器
１”に使用する場合、排気ガスは、コーン部１ｃから上
記クサビのような空間Ｓ内で位置によって距離が異なる
空間を介して、触媒担体２の端面に導入される。そのた
め、排気ガスを触媒担体２の端面全体から均等に導入さ
せることができず、排気ガスの浄化効率を向上させるこ
とができないなどの問題もあった。さらに、図２０に示
したように、触媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋ
が触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して傾斜するよう
に成形された触媒容器１”にあっては、境界面と触媒担
体の端面との間にクサビ状の空間Ｓが形成されるため、
全体の長さＬ”が長くなり、触媒コンバータを設置する
場所に大きなスペースを要するという問題や、触媒容器
を成形するために多量の素材を要するなどの問題があっ
た。

【００１３】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、従来の技術のように素材管の中心軸線と成形工
具の公転中心軸線とを相対的に傾斜させることなく、素
材管を容易に偏角させることができるスピニング成形方
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、従来の技術のような
ワークの傾動手段を設けることなく、素材管を容易に偏
角させることができ、もって、小型で安価に製作するこ
とができるスピニング成形装置を提供することを目的と
する。さらに、本発明は、上述した問題に鑑みてなされ
たもので、排気ガスを触媒担体２の端面全体から均等に
導入させて排気ガスの浄化効率を向上させることができ
ると共に、全体の長さをコンパクトなものにすることが
できる触媒コンバータを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１のスピニング加
工方法に係る発明は、上記目的を達成するため、素材管
を所定の角度に偏角させるスピニング成形方法であっ
て、素材管と成形工具とを相対的に公転させると共に、
素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的
に偏心させつつ、偏角させる方向に応じて、公転する成
形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材
管に対する成形工具の相対的な軸方向への移動を制御し
て、素材管と成形工具とを相対的に成形進行方向に移動
させることを特徴とするものである。

【００１５】請求項２のスピニング成形装置に係る発明
は、上記目的を達成するため、素材管に対して成形工具
を相対的に、公転させる公転駆動手段、軸方向に移動さ
せる軸方向移動手段、および径方向に移動させることに
より偏心させる径方向移動手段を備えてなり、素材管を
所定の角度に偏角させるスピニング成形装置であって、
偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に
対する周方向の位置と同期して、素材管と成形工具とを
相対的に軸方向に往復移動させる往復移動手段を設けた
ことを特徴とするものである。

【００１６】請求項３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、触媒容器内に触媒担体が設置
されてなり、触媒容器が、触媒担体を収容する比較的大
径の触媒設置部と、端部に配置された比較的小径の接合
部と、触媒設置部と接合部との間で漸次径が変化するよ
うに形成されたコーン部と、を備えており、触媒設置部
の中心軸線に対して接合部とコーン部の中心軸線が所定
の角度を形成するように偏角成形されてなる触媒コンバ
ータであって、触媒容器を、触媒設置部とコーン部の境
界面が触媒設置部の中心軸線に対して略直交するように
成形したことを特徴とするものである。

【００１７】請求項４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、請求項３に記載の発明におい
て、触媒容器は、素材管をスピニング加工することによ
り成形されてなることを特徴とするものである。

【００１８】請求項５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、請求項４に記載の発明におい
て、スピニング加工は、請求項１に記載のスピニング成
形方法に従って行われたものであることを特徴とするも
のである。

【００１９】請求項１の発明では、素材管と成形工具と
を相対的に公転させながら、偏心させる方向と反対方向
に素材管の中心軸線を成形工具の公転中心軸線から相対
的に遠ざけるように偏心させつつ、素材管と成形工具と
を相対的に成形進行方向に移動させる。そして、素材管
に対する成形工具の周方向位置が偏角方向内側から偏角
方向外側に向うときには、素材管に対して成形工具を相
対的に軸方向に移動させ、また、偏角方向外側から偏角
方向内側に向うときには、素材管に対して成形工具が相
対的に軸方向に移動しないように、あるいは素材管に対
して成形工具が相対的に軸方向に反対側へ移動するよう
に、制御する。これにより、素材管の材料が偏角方向外
側で軸方向に延伸するように、あるいは偏角方向内側で
軸方向に収縮するように流動されるため、素材管を所定
の角度に偏角成形することとなる。さらに、素材管に対
する成形工具の周方向位置が偏角方向内側から偏角方向
外側に向うとき、または、偏角方向外側から偏角方向内
側に向うときの成形工具の軌跡が成形方向に対して略直
角の関係となるため、成形工具により素材管が適切に押
圧されて精度よく縮径される。なお、素材管に対する成
形工具の相対的な軸方向への移動量や、素材管の中心軸
線と成形工具の公転中心軸線との偏心ピッチ等を変化さ
せることによって、素材管の偏角角度を変化させる。

【００２０】請求項２の発明では、公転駆動手段によっ
て素材管に対して成形工具を相対的に公転させながら、
軸方向駆動手段によって素材管と成形工具とを相対的に
軸方向に移動させると同時に、径方向移動手段によって
素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的
に偏心させて成形進行方向に相対的に移動させるよう制
御する。このとき、往復移動手段によって、成形工具の
素材管に対する周方向位置が偏角方向内側から偏角方向
外側に向うときには、素材管に対して成形工具を相対的
に軸方向に移動させ、また、偏角方向外側から偏角方向
内側に向うときには、素材管に対して成形工具が相対的
に軸方向に移動しないように、あるいは素材管に対して
成形工具が相対的に軸方向に反対側へ移動するように、
成形工具の軸方向の往復移動を制御する。これにより、
素材管の材料が偏角方向外側で軸方向に延伸するよう
に、あるいは偏角方向内側で軸方向に収縮するように流
動させるため、素材管が所定の角度に偏角成形されるこ
ととなる。さらに、素材管に対する成形工具の周方向位
置が偏角方向内側から偏角方向外側に向うとき、また
は、偏角方向外側から偏角方向内側に向うときの成形工
具の軌跡が成形方向に対して略直角の関係となるため、
成形工具が素材管を適切に押圧する。なお、素材管に対
する成形工具の相対的な軸方向への移動量や、素材管の
中心軸線と成形工具の公転中心軸線との偏心ピッチ等を
変化させて制御することによって、素材管の偏角角度は
変化する。

【００２１】請求項３の発明では、触媒容器の触媒設置
部とコーン部の境界面が触媒設置部の中心軸線に対して
略直交するように成形されていることにより、従来の触
媒容器のように触媒設置部およびコーン部の境界面と触
媒担体との間にクサビ状の空間が形成されないため、触
媒容器内に導入された排気ガスが触媒担体の端面に均等
にあたることから排気ガスの浄化効率が向上すると共
に、全体の長さがコンパクトとなる。

【００２２】請求項４の発明では、請求項３に記載の発
明において、素材管をスピニング加工することにより、
触媒コンバータの触媒容器の成形が実現化される。

【００２３】請求項５の発明では、請求項４に記載の発
明において、請求項１に記載のスピニング成形方法に従
って素材管にスピニング加工を行うことにより、触媒コ
ンバータの触媒容器の成形が実現化される。

【００２４】

【発明の実施の形態】最初に、本発明のスピニング成形
方法に使用されるスピニング成形装置を図１および図２
に基づいて説明する。なお、この実施の形態では、素材
管１をスピニング成形して触媒コンバータを製造する場
合により説明するが、本発明はこの実施の形態に限定さ
れることなく、他の目的に使用される中空の部材を製造
する場合にも適用することができる。同一符号は、同一
部分または相当する部分を示すものとする。

【００２５】この実施の形態で使用されるスピニング成
形装置は、概略、素材管１を保持するクランプ手段１１
と、素材管１をその径方向に移動させる径方向移動手段
１２と、素材管１をその軸方向に移動させる軸方向移動
手段１３と、素材管１に対して成形工具としてのローラ
１０を公転駆動する公転駆動手段１４と、ローラ１０の
公転径を変更する公転径変更手段（図示は省略する）
と、を備えている。公転駆動手段１４は基台２０の一方
側に設けられ、クランプ手段１１、径方向移動手段１
２、および軸方向移動手段１３は、基台２０の他方側に
設けられている。

【００２６】公転駆動手段１４は、基台２０上のコラム
２０ａに回転可能に支持されその端面にローラ１０を公
転径方向に移動可能に支持するスピンドル２１と、所定
の回転数で回転駆動制御することが可能なモータ２２
と、このモータ２２の回転駆動力をスピンドル２１に伝
達するための、スピンドル２１に設けられたプーリ２３
とモータ２２の回転軸に設けられたプーリ２４との間に
巻き掛けられたベルトなどの巻き掛け伝動機構２５と、
により構成されていている。図１および図２に示した実
施の形態の場合、ローラ１０は単一でスピンドル２１に
支持されており、そのローラ１０の対角線位置にはカウ
ンタバランサ２６が支持されている。図示しない公転径
変更手段によって、ローラ１０およびカウンタバランサ
２６はスピンドル２１の径方向に移動される。なお、図
に示された一点鎖線ＣＫは、ローラ１０の公転中心軸線
を表している。

【００２７】軸方向移動手段１３は、基台２０上にロー
ラ１０の公転中心軸線ＣＫと平行に配設された一対のガ
イドレール３０と、両ガイドレール３０の間に並行に且
つ軸回りに回転可能に配設されたボールネジ軸３１と、
ボールネジ軸３１の一端に接続されてそのボールネジ軸
３１を軸回りに回転駆動するサーボモータ３２と、ガイ
ドレール３０上に摺動可能に載置された軸方向移動台３
３と、軸方向移動台３３の下面に設けられボールネジ軸
３１に螺合されたボールネジナット３４と、により構成
されている。サーボモータ３２を回転駆動すると、ボー
ルネジ軸３１に螺合されたボールネジナット３４を介し
て軸方向移動台３３が軸方向（図１および図２の左右方
向）に任意の速度で任意の位置まで移動されることとな
る。

【００２８】径方向移動手段１２は、この実施の形態の
場合、軸方向移動台３３上にローラ１０の公転中心軸線
ＣＫと直交するように配設された一対のガイドレール４
０と、両ガイドレール４０の間に並行に且つ軸回りに回
転可能に配設されたボールネジ軸４１と、ボールネジ軸
４１の一端に接続されてそのボールネジ軸４１を軸回り
に回転駆動するサーボモータ４２と、ガイドレール４０
上に摺動可能に載置された径方向移動台４３と、径方向
移動台４３の下面に設けられボールネジ軸４１に螺合さ
れたボールネジナット４４と、により構成されている。
サーボモータ４２を回転駆動すると、ボールネジ軸４１
に螺合されたボールネジナット４４を介して径方向移動
台４３が径方向（図１および図２の上下方向）に任意の
速度で任意の位置まで水平に移動されることとなる。な
お、径方向移動手段１２は、上述したように径方向移動
台４３を水平に移動させる実施の形態に限定されること
なく、垂直方向に昇降させるなど、ローラ１０の公転中
心軸線ＣＫに対して直交する方向であれば、他の方向に
移動させるよう構成することもできる。

【００２９】クランプ手段１１は、図１４に参照される
ように、素材管１を把持する複数の爪からなるコレット
チャック（５０）が、径方向移動台４３上に設けられた
フレーム（５１）に支持されている。

【００３０】次に、本発明のスピニング成形方法の実施
の一形態を、以上のように構成されたスピニング成形装
置を使用した場合により、図３〜図９に基づいて詳細に
説明する。

【００３１】本発明のスピニング成形方法は、概略、素
材管１と成形工具であるローラ１０とを所定の径で相対
的に公転させながら、素材管１の中心軸線Ｃ１とローラ
１０の公転中心軸線ＣＫとを相対的に偏心させると同時
に素材管１とローラ１０とを相対的に軸方向に移動させ
て、素材管１とローラ１０とを相対的に成形進行方向に
移動させるもので、この成形進行方向移動時において、
素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内
側から偏角方向外側に向うときには、素材管１に対して
ローラ１０を相対的に軸方向に移動させ、また、偏角方
向外側から偏角方向内側に向うときには、素材管１に対
するローラ１０の相対的な軸方向の移動を停止させるよ
うに、軸方向移動手段１３を制御することにより、素材
管１の端部をスピニング成形しない部分の中心軸線Ｃ１
に対して所定の角度に偏角させるものである。

【００３２】図３は、本発明により素材管１を偏角させ
る原理を説明するために、図４から図８にそれぞれ示し
た１回の工程（１パス）を模式的に示した図であるが、
素材管１を基準として、ローラ１０が素材管１の中間部
から端部に向かって移動するように示されていることに
注意されたい。ここで、偏角方向内側とは、図３におい
て、素材管１の偏角成形される部分の上方を指し、偏角
方向外側とは、素材管１の偏角成形された部分の下方を
指す。

【００３３】素材管１をスピニング加工により偏角成形
して触媒コンバータを製造するするに際しては、最初
に、触媒設置部１ａと略同じ径の素材管１を用意して、
かかる素材管１をクランプ手段１１のコレットチャック
５０に把持させる。このとき、素材管１は、その中心軸
線Ｃ１とローラ１０の公転中心軸線ＣＫとが同一直線上
に位置するように、径方向移動手段１２によって配置さ
れている。この状態で、素材管１の軸方向に関して、ロ
ーラ１０が素材管１のスピニング成形の開始地点に位置
するように軸方向移動手段１３のサーボモータ３２を駆
動して素材管１を移動させ、ローラ１０を素材管１に対
して所定量押し込むように図示しない公転径変更手段に
よってローラ１０の公転径を調整すると共に公転駆動手
段１４のモータ２２を駆動して、ローラ１０の公転径を
所定に維持して公転させながら、径方向移動手段１２の
サーボモータ４２を駆動して公転するローラ１０に対し
て素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段
１３のサーボモータ３２を駆動して公転するローラ１０
から素材管１を抜くように概ね移動させる。ここで、成
形進行方向とは、公転するローラ１０に対する素材管１
の、径方向移動手段１２による径方向への偏心移動と軸
方向移動手段１３による軸方向への移動とを合成した方
向を云う。

【００３４】このとき、軸方向移動手段１３のサーボモ
ータ３２は、より正確には、図３に示すように、素材管
１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ
１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…にそれぞれ向
うときに、素材管１の中間部側から端部側に向かってロ
ーラ１０が相対的に軸方向に移動するように、また、素
材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向外側
Ｐ２、Ｐ４…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…にそれぞれ
向かうときに、素材管１に対してローラ１０が軸方向に
移動しないように、ローラ１０の素材管１に対する周方
向位置と同期して駆動制御される。

【００３５】これにより、素材管１に対するローラ１０
の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向
外側Ｐ２、Ｐ４…に向うときに、素材管１の材料が偏角
方向外側で軸方向に延伸されるように流動するため、従
来の技術のように素材管１の中心軸線Ｃ１とローラ１０
の公転中心軸線ＣＫを相対的に傾斜させることなく、図
１および図２に示された従来から知られている一般的な
スピニング成形装置を使用して、素材管１の端部が偏角
成形されることとなる。そして、素材管１に対するロー
ラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏
角方向外側Ｐ２、Ｐ４…に向うときのローラの軌跡は、
偏角しようとする中心軸線Ｃ２に対して直角となるた
め、素材管１を適切に押圧して精度よく縮径することと
なる。

【００３６】図４〜図８は、素材管１から触媒容器１’
のコーン部１ｃと接合部１ｂとを連続した一体に偏角成
形する様子を工程順に示したもので、図４においては、
スピニング成形の開始地点は、触媒容器１’の触媒設置
部１ａとコーン部１ｃの境界地点に設定されており、ロ
ーラ１０の公転半径がＲ１となるように図示しない公転
径変更手段が設定されており、偏角方向内側の位置Ｐ
１、Ｐ３…から偏角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸
方向の移動ピッチがｐ１となるように、公転駆動手段１
４および軸方向移動手段１２の駆動速度比率が設定され
ており、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）が
所定の角度θ１となるように、軸方向移動手段１３と径
方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されている。そ
して、図示しない公転径変更手段によって設定された公
転径Ｒ１となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位
置に押し付けながら公転駆動手段によって公転させると
共に（図４の左方を参照）、上述したように、径方向移
動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材管
１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３によ
ってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０に
対する素材管１の軸方向の移動および停止を繰り返しな
がら端部まで抜いて１回の工程が終了すると（図４の右
方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピニ
ング成形された部分は、その中心軸線（成形進行方向）
Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ１の角度に偏
角され、また境界地点の近傍が僅かに縮径されて、そこ
から先端が所定の径に縮径成形されることとなる。その
後、図示しない公転径変更手段によってローラ１０を素
材管１に接触させないように径方向外側へ開かせて、軸
方向移動手段１３および径方向移動手段１２を駆動する
ことによって次の工程のスピニング成形の開始地点にロ
ーラ１０が相対的に位置するように素材管１を所定の位
置（後述する）に戻す。

【００３７】次いで、２回目の工程では、図５に示すよ
うに、スピニング成形の開始地点が１回目の工程による
縮径終了位置に設定されており、ローラ１０の公転半径
がＲ２（≦Ｒ１）となるように図示しない公転径変更手
段が設定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…
から偏角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動
ピッチがｐ２（≧ｐ１）となるように、公転駆動手段１
４および軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定され
ており、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）が
所定の角度θ２（≧θ１）となるように、軸方向移動手
段１３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定され
ている。そして、図示しない公転径変更手段によって設
定された公転径Ｒ２となるまでローラ１０を素材管１の
成形開始位置に押し付けながら公転駆動手段によって公
転させると共に（図５の左方を参照）、上述したよう
に、径方向移動手段１２によって公転するローラ１０に
対して素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動
手段１３によってローラ１０の周方向位置に同期させて
ローラ１０に対する素材管１の軸方向の移動および停止
を繰り返しながら端部まで抜いて２回の工程が終了する
と（図５の右方を参照）、素材管１の境界地点から端部
までのスピニング成形された部分は、その中心軸線（成
形進行方向）Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ
２の角度に偏角され、また境界地点の近傍が僅かに縮径
されて、そこから先端が所定の径に縮径成形されること
となる。その後、１回目の工程と同様に、ローラ１０を
開かせて次の工程のスピニング成形の開始地点にローラ
１０が相対的に位置するように素材管１を所定の位置に
戻す。

【００３８】３回目の工程では、図６に示すように、ス
ピニング成形の開始地点が２回目の工程による縮径終了
位置に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ３
（≦Ｒ２）となるように図示しない公転径変更手段が設
定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏
角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチ
がｐ３（≧ｐ２）となるように、公転駆動手段１４およ
び軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定されてお
り、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）を所定
の角度θ３（≧θ２）となるように、軸方向移動手段１
３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されてい
る。図示しない公転径変更手段によって設定された公転
径Ｒ３となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置
に押し付けながら公転駆動手段１４によって公転させる
と共に（図６の左方を参照）、上述したように、径方向
移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材
管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３に
よってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０
に対する素材管１の軸方向の移動および停止を繰り返し
ながら端部まで抜いて３回の工程が終了すると（図６の
右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピ
ニング成形された部分は、その中心軸線（成形進行方
向）Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ３の角度
に偏角され、また境界地点から連続して縮径されて、そ
こから先端が所定の径に縮径成形されることとなる。そ
の後、１回目および２回目の工程と同様に、ローラ１０
を開かせて次の工程のスピニング成形の開始地点にロー
ラ１０が相対的に位置するように素材管１を所定の位置
に戻す。

【００３９】４回目の工程では、図７に示すように、ス
ピニング成形の開始地点が３回目の工程による縮径終了
位置に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ４
（≦Ｒ３）となるように図示しない公転径変更手段が設
定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏
角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチ
がｐ４（≧ｐ３）となるように、公転駆動手段１４およ
び軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定されてお
り、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）を所定
の角度θ４（≧θ３）となるように、軸方向移動手段１
３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されてい
る。図示しない公転径変更手段によって設定された公転
径Ｒ４となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置
に押し付けながら公転駆動手段１４によって公転させる
と共に（図７の左方を参照）、上述したように、径方向
移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材
管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３に
よってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０
に対する素材管１の軸方向の移動および停止を繰り返し
ながら端部まで抜いて４回の工程が終了すると（図７の
右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピ
ニング成形された部分は、その中心軸線（成形進行方
向）Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ４の角度
に偏角され、また境界地点から先端近傍までが連続して
縮径されて、そこから先端が所定の径に縮径成形される
こととなる。その後、１回目〜３回目の工程と同様に、
ローラ１０を開かせて次の工程のスピニング成形の開始
地点にローラ１０が相対的に位置するように素材管１を
所定の位置に戻す。

【００４０】５回目の工程では、図８に示すように、ス
ピニング成形の開始地点が４回目の工程による縮径終了
位置に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ５
（≦Ｒ４）となるように図示しない公転径変更手段が設
定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏
角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチ
がｐ５（≧ｐ４）となるように、公転駆動手段１４およ
び軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定されてお
り、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）を所定
の角度θ５（≧θ４）となるように、軸方向移動手段１
３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されてい
る。図示しない公転径変更手段によって設定された公転
径Ｒ５となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置
に押し付けながら公転駆動手段１４によって公転させる
と共に（図８の左方を参照）、上述したように、径方向
移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材
管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３に
よってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０
に対する素材管７の軸方向の移動および停止を繰り返し
ながら端部まで抜いて５回の工程が終了すると（図８の
右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピ
ニング成形された部分は、素材管１の中心軸線Ｃ１に対
するその中心軸線（成形進行方向）Ｃ２が最終形状であ
るθ５の角度に偏角され、また境界地点から連続して縮
径されてコーン部１ｃを形成し、先端が所定の径に成形
されて接合部１ｂを形成することとなる。

【００４１】その後、所定の径に縮径成形された先端の
接合部１ｂは、図９に示すように、必要に応じて所定の
長さにカットされる。そして、触媒コンバータを製造す
る場合には、素材管１のスピニング成形されていない他
端から触媒担体２を例えばマット３（図１９を参照）で
巻回した状態で挿入し、その他端も上述したようにスピ
ニング成形する（図１６（ｄ）を参照）。

【００４２】なお、本発明は、上述した回数の工程に限
定されることはなく、素材管１の偏角成形する角度など
に応じて変更することができる。また、本発明は、上述
したスピニング成形装置を使用する場合に限定されるこ
とはなく、例えば、素材管１に対してローラ１０が軸方
向および／または径方向に移動するよう構成されたスピ
ニング成形装置を使用する場合にも適用することができ
る。さらに、軸方向移動手段１３の駆動制御は、素材管
１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ
１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…にそれぞれ向
うときに、素材管１の中間部側から端部側に向かってロ
ーラ１０を相対的に軸方向に移動させ、または、素材管
１に対してローラ１０を軸方向に移動させることなく、
一方、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角
方向外側Ｐ２、Ｐ４…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…に
それぞれ向かうときに、素材管１に対してローラ１０を
軸方向に移動させることなく、または、素材管１の端部
側から中間部側に向かってローラ１０を相対的に軸方向
に移動させるように、ローラ１０の素材管１に対する周
方向位置と同期して駆動制御される。

【００４３】次に、本発明のスピニング成形装置の実施
の一形態を、図１０および図１１に基づいて詳細に説明
する。なお、上述したスピニング成形装置と異なる部分
について説明し、同様または相当する部分については同
じ符号を付してその説明を省略する。

【００４４】本発明のスピニング成形装置は、概略、素
材管１を保持するクランプ手段１１と、素材管１をその
径方向に移動させる径方向移動手段１２と、素材管１を
その軸方向に移動させる軸方向移動手段１３と、素材管
１に対して成形工具であるローラ１０を公転駆動する公
転駆動手段と、ローラ１０の公転径を変更する公転径変
更手段（図示は省略する）と、を備えており、さらに、
偏角させる方向に応じて、公転するローラ１０の素材管
１に対する周方向の位置と同期して、素材管１とローラ
１０とを相対的に軸方向に往復移動させる往復移動手段
１５が設けられている。なお、図１０においては、説明
の都合により、往復移動手段１５を実際の位相と異なる
ように示したことに注意されたい。

【００４５】図１０に示すように、公転駆動手段１４の
スピンドル２１は、コラム２０ａに対して回転可能に且
つ軸方向に移動可能に支持されており、また、プーリ２
３が相対回転不能に且つ軸方向に摺動可能に設けられて
いる。

【００４６】スピンドル２１には軸方向にキー溝２１ａ
が形成されており、プーリ２３の内側にはキー２３ａが
取付けられている。プーリ２３のキー２３ａがスピンド
ル２１のキー溝２１ａに摺動可能に係合されていること
により、プーリ２３に対してスピンドル２１が相対回転
不能に、且つ軸方向に移動できるように構成されてい
る。

【００４７】往復移動手段１５は、スピンドル２１の後
方端（図１０における左方端）に回転可能に設けられた
ガイドローラ６０と、このガイドローラ６０が内接され
るリング部材６１と、偏角成形する方向に応じてリング
部材６１を俯仰させるように支持する固定部材６２およ
び、リング部材６１を軸方向に制御可能に移動させるリ
ング部材俯仰駆動機構６３と、を備えている。

【００４８】スピンドル２１の後方端の中心軸線から所
定長さだけ離れた位置には支持軸２１ｂが設けられてお
り、この支持軸２１ｂにガイドローラ６０が回転可能に
取付けられている。ガイドローラ６０の外周面は、リン
グ部材６１に係合し得る形状に成形されている。リング
部材６１は固定部材６２に対して俯仰可能に係合されて
おり、この固定部材６２に係合した部分と反対側の部分
は可動部材６５に係合されている。リング部材俯仰駆動
機構６３は、可動部材６５に設けられたボールネジナッ
ト６６と、ボールネジナット６６が螺合されるボールネ
ジ軸６７と、このボールネジ軸６７を軸回りに回転駆動
するサーボモータ６８とにより構成されている。サーボ
モータ６８を任意の方向に所定量駆動することによっ
て、可動部材６５が軸方向に移動されて、リング部材６
１が所定の角度に傾動し、このリング部材６１にガイド
ローラ６０が内接していることにより、ローラ１０がそ
の公転と同期して軸方向に移動することとなる。なお、
リング部材６１の傾動する方向は、素材管１を偏角成形
する方向に応じて設定される。

【００４９】本発明の往復移動手段１５は、上述した実
施の形態に限定されることはない。図示は省略するが、
例えば、固定部材６２に代えて、リング部材６１の中心
から可動部材６５への方向と直交する方向の外側位置に
軸を設け、かかる軸を回転可能に支持することによりリ
ング部材６１を回動させるように構成することもでき
る。また、リング部材６１とガイドローラ６０に替え
て、カムとカムフォロワなどによって構成することもで
き、さらには、スピンドル２１の後方端にボールネジ機
構を設けて、スピンドル２１の軸方向位置を直接制御す
るよう構成することもできる。

【００５０】次に、以上のように構成されたスピニング
成形装置を使用する場合により、本発明のスピニング成
形方法の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態
においては、上述した実施の形態と異なる部分のみにつ
いて説明し、上述した実施の形態と同様または相当する
部分については同じ符号を付してその説明を省略する。

【００５１】上述した実施の形態では、ローラ１０の公
転と同期して素材管１に対するローラ１０の周方向位置
に応じた軸方向の移動を、軸方向移動手段１３の制御の
みによって行っていたが、この実施の形態では、軸方向
移動手段１３によってローラ１０から抜くように移動さ
れる素材管１に対して、往復移動手段１５によってロー
ラ１０をその公転と同期して周方向位置に応じて軸方向
に移動させる。

【００５２】図１１に示すように、往復移動手段１５の
リング部材６１は、ローラ１０が素材管１の偏角方向内
側にあるときに前進（図１１の実線を参照）し、素材管
１の偏角方向内側にあるときに後退（図１１の鎖線を参
照）するように、傾動されている。そして、軸方向移動
手段１３は、ローラ１０が後退した位置から前進した位
置に移動するときの速度と略同じ速度で素材管１を軸方
向に反対側へ移動させるよう設定されている。

【００５３】このように構成されたスピニング成形装置
では、図３に示したように、素材管１に対するローラ１
０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方
向外側Ｐ２、Ｐ４…にそれぞれ向うときに、ローラ１０
が後退して素材管１の中間部側から端部側に向かってロ
ーラ１０が抜かれるように軸方向に相対的に移動し、ま
た、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方
向外側Ｐ２、Ｐ４…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…にそ
れぞれ向うときにはローラ１０が前進するが、軸方向移
動手段１３によって素材管１が軸方向に移動されてロー
ラ１０の前進移動が相殺されるために、ローラ１０と素
材管１の軸方向に関する相対位置が変わらず、したがっ
て、素材管１に対してローラ１０が軸方向に移動しな
い。

【００５４】そのため、この実施の形態においても、上
述した実施の形態と同様に素材管１をローラ１０によっ
て偏角成形することができる。しかしながら、上述した
実施の形態においては、ローラ１０と素材管１の軸方向
に関する移動を軸方向移動手段１３のサーボモータ３２
の駆動によってのみ制御するため、構成が簡単ではある
が、ローラ１０の公転速度が速い場合にはそのローラ１
０の公転に軸方向移動手段１３のサーボモータ３２を追
従させて制御することが困難となる。したがって、上述
した実施の形態は、ローラ１０の公転速度が比較的低い
場合に有効となる。一方、この実施の形態においては、
往復移動手段１５によってローラ１０が公転と同期して
確実に前進・後退するため、ローラ１０の公転速度が速
い場合に有効となる。

【００５５】次に、本発明のスピニング成形装置の公転
駆動手段１４と往復移動手段１５の別の実施の形態を図
１２および図１３に基づいて説明する。なお、この実施
の形態においては、上述した実施の形態と同様または相
当する部分についてはその説明を省略し、異なる部分に
ついてのみ詳細に説明する。

【００５６】この実施の形態においては、公転駆動手段
１４のスピンドル２１がコラム２０ａに対して軸方向に
移動することなく回転可能に支持されており、スピンド
ル２１の中央にはドローバ７０が相対回転不能に且つ軸
方向に移動可能に担持されている。スピンドル２１の前
端面には、図示しない径方向移動手段によって径方向に
移動される一対の支軸７１が軸方向に延びるように設け
られており、この支軸７１には、ローラ１０を回転可能
に支持するスリーブ７２がそれぞれ嵌挿されている。ド
ローバ７０の先端と一方のスリーブ７２とは連結部材７
３によって連結されている。スピンドル２１の前端面に
はブラケット７４が設けられており、このブラケット７
４には一方のスリーブ７２と他方のスリーブ７２とを連
結するリンク７５の中央部が揺動可能に数着されてい
る。なお、図１２においては、リンク７５と接続される
ブラケット７６をスリーブ７２にそれぞれ設けた場合を
示し、図１３においては、リンク７５と接続されるピン
７７をスリーブ７２にそれぞれ設けた場合を示してい
る。いずれの場合も、リンク７５に長穴７５ａが成形さ
れており、図示しない公転径変更手段によるローラ１０
の径方向の移動を妨げることなく、支軸７１に対してス
リーブ７２を軸方向に駆動することができるよう構成さ
れている。ドローバ７０の後端には往復移動手段１５が
設けられている。

【００５７】このように構成されたスピニング成形装置
を使用するに際しては、往復移動手段１５のリング部材
６１を所定の姿勢に径動させた状態で、公転駆動手段１
４のモータ２２によりスピンドル２１を回転させる。ス
ピンドル２１の回転に伴ってリング部材６１に内接され
たガイドローラ６０が回転し、ドローバ７０が軸方向に
往復移動されると、これに連結された一方のローラ１０
が軸方向に往復移動し、中央がブラケット７４に枢着さ
れたリンク７５によって連結された他方のローラ１０
は、一方のローラ１０と対称的に軸方向に往復移動され
ることとなる。したがって、図１２において、ガイドロ
ーラ６０がリング部材６１の下方に内接している状態
（鎖線を参照）では、ドローバ７０が右方に突出される
ように移動して、一方のローラ１０が上方に実線で示さ
れた軸方向位置に移動し、他方のローラ１０が下方に同
じく実線で示された軸方向位置に移動する。

【００５８】このとき、径方向移動手段１２および軸方
向移動手段１３により、素材管１は、偏心移動されると
共に公転するローラ１０から抜かれるように軸方向に移
動される。そのため、両ローラ１０、１０は、上述した
実施の形態と同様に、図３に示したように、それぞれそ
の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向
外側Ｐ２、Ｐ４…に向うときに、素材管１の中間部側か
ら端部側に向かって相対的に軸方向に移動するように、
また、それぞれの周方向位置が偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４
…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…に向かうときに、素材
管１に対してローラ１０が軸方向に移動しないように、
ローラ１０の素材管１に対する周方向位置と同期して駆
動制御される。これにより、素材管１の端部は、素材管
１が適切に押圧されて精度よく縮径されると共に、偏角
成形されることとなる。そして、この実施の形態におい
ては、一対のローラ１０、１０を使用するため、スピニ
ング成形を短時間で効率よく行うことができる。

【００５９】次に、本発明のスピニング成形装置のクラ
ンプ手段１１の別の実施の形態を説明するが、これに先
だって、このようなクランプ手段１１を設けることが望
ましい製品を図１７および図１８に基づいて説明する。

【００６０】図１７および図１８は、素材管１をスピニ
ング加工により偏角成形した触媒コンバータを示したも
ので、触媒コンバータを設置する条件などにより、触媒
容器１’の一方のコーン部１ｃおよび接合部１ｂに対し
て他方のコーン部１ｃおよび接合部１ｂが角度αを有す
るねじれの位置関係に成形する必要がある場合もある。
このような場合、素材管１の一方の端部を上述したよう
にスピニング成形により偏角したコーン部１ｃおよび接
合部１ｂを成形し、その後、素材管１の他方端から触媒
担体２をマット３（図１９を参照）に巻回した状態で挿
入し、他方の端部を一方の端部に対して角度αとなるよ
うな姿勢で保持して、かかる他方の端部を同様にスピニ
ング成形により偏角成形してコーン部１ｃおよび接合部
１ｂを成形する。

【００６１】図１４および図１５、または図１６に示し
た実施の形態におけるクランプ手段１１は、素材管１の
一端および他端をそれぞれローラ１０によってスピニン
グ成形し得るように、クランプ手段１１のフレーム５１
を回転させて位置決めする回転手段５２と、素材管１を
その中心軸線Ｃ１回りに回転駆動して位相を変更する位
相変更手段５３と、を備えている。

【００６２】回転手段５２は、径方向移動台４３とフレ
ーム５１の間に介装されてなるもので、コレットチャッ
ク５０に把持された素材管１の中心軸線Ｃ１がローラ１
０の公転中心軸線ＣＫと並行となるように、径方向移動
台４３に対してフレーム５１を矢印Ｘ方向に１８０度回
転させて位置決めする。

【００６３】図１４および図１５に示された実施の形態
における位相変更手段５３は、コレットチャック５０が
フレーム５１に対して軸回りに回転可能に支持されてお
り（図１４および図１５の矢印Ｙを参照）、コレットチ
ャック５０がウォームホイール５５内に設けられてお
り、このウォームホイール５５と噛合されるウォーム５
６、およびこのウォーム５６を駆動するためのモータ５
７がフレーム５１に設けられて構成されている。

【００６４】このように構成されたクランプ手段１１で
は、素材管１の一方の端部の偏角成形が完了すると、モ
ータ５７を駆動してウォーム５６を軸回りに回転させ、
ウォームホイール５５内に設けられたコレットチャック
５０に把持された素材管１をその軸周りに矢印Ｙ方向へ
角度αだけ回転させる。そして、素材管１の他方の端部
をスピニング成形し得るように、回転手段５２によって
フレーム５１を径方向移動台４３に対して矢印Ｘ方向へ
１８０度回転させる。なお、フレーム５１を径方向移動
台４３に対して矢印Ｘ方向へ１８０度回転させた後に、
素材管１をその軸周りに矢印Ｙ方向へ角度αだけ回転さ
せてもよい。

【００６５】図１６に示された実施の形態における位相
変更手段５３は、フレーム５１のローラ１０側とは反対
側に設けられたチャックシリンダ５８と、このチャック
シリンダ５８を矢印Ｙ方向（図１６（ｂ）を参照）に回
動可能に支持するロータリシリンダ５９とを備え、ロー
タリシリンダ５９がフレーム５１に対して近接・遠退移
動可能に設けられてなるものである。

【００６６】このように構成されたクランプ手段１１で
は、素材管１の一方の端部の偏角成形が完了すると、図
１６の（ａ）に示すように、チャックシリンダ５８を開
いた状態でロータリシリンダ５９をフレーム５１に近接
移動させると共に、コレットチャック５０をアンクラン
プ状態としておき、次いで図１６の（Ｂ）に示すよう
に、チャックシリンダ５８を閉じて素材管１の他方の端
部を把持し、ロータリシリンダ５９の駆動によって矢印
Ｙ方向に所定角度αだけ回転させ、コレットチャック５
０をクランプ状態にして、素材管１を把持する。その後
図１６の（ｃ）に示すように、チャックシリンダ５８を
開いてロータリシリンダ５９をフレーム５１から遠退移
動させ、素材管１の他方の端部をスピニング成形し得る
ように、回転手段５２によってフレーム５１を径方向移
動台４３に対して矢印Ｘ方向へ１８０度回転させ、この
ときまでに素材管１の端部からマット３を巻回した状態
の触媒担体２を素材管１の他方端から挿入し、図１６の
（ｄ）に示すように、ローラ１０によって素材管１の他
方の端部も同様にスピニングにより偏角成形してコーン
部１ｃおよび接合部１ｂを成形する。

【００６７】本発明のクランプ手段１１は、そのフレー
ム５１が径方向移動台４３に対して１８０度回転して位
置決めすることができるように構成するだけでよく、従
来の技術のように所定の角度に傾動させるような複雑な
構成は必要ない。

【００６８】次に、本発明の触媒コンバータの実施の一
形態を、上述したスピニング加工方法に従ってスピニン
グ加工装置を用いて製造した場合よって詳細に説明す
る。本発明の触媒コンバータは、概略、触媒容器１’内
に触媒担体２が設置されてなり、触媒容器１’が、触媒
担体２を収容する比較的大径の触媒設置部１ａと、端部
に配置された比較的小径の接合部１ｂと、触媒設置部１
ａと接合部１ｂとの間で漸次径が変化するように形成さ
れたコーン部１ｃと、を備えており、触媒設置部１ａの
中心軸線Ｃ１に対して接合部１ｂとコーン部１ｃの中心
軸線Ｃ２が所定の角度θ５を形成するように偏角成形さ
れてなるもので、触媒容器１’の触媒設置部１ａとコー
ン部１ｃの境界面Ｋが触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に
対して略直交するように成形されている。そして、触媒
容器１’は、素材管１をスピニング加工することにより
成形されてなり、さらには、上述した本発明のスピニン
グ加工方法に従って素材管１を成形してなるものであ
る。

【００６９】本発明の触媒コンバータの触媒容器１’
は、その長手方向略中央に触媒担体２が収容される比較
的大径の触媒設置部１ａが配設されており、また、両端
には内燃機関の排気管および導出管にそれぞれ接続され
る比較的小径の接合部１ｂが配設され、触媒設置部１ａ
と接合部１ｂとの間には、比較的大径の触媒設置部１ａ
から比較的小径の接合部１ｂに向かって漸次縮径するよ
うにコーン部１ｃが配設されている。このような形状の
触媒容器１’は、触媒設置部１ａと略同径の素材管１の
一端側をスピニング加工してコーン部１ｃと接合部１ｂ
を成形し、他端側からマット３に巻回された触媒担体２
を挿入し、かかる他端側を一端側と同様にスピニング加
工してコーン部１ｃと接合部１ｂを成形することにより
一体に成形される。そして、このスピニング加工を行う
ときに、上述したように、素材管１と成形工具であるロ
ーラ１０とを所定の径で相対的に公転させながら、素材
管１の中心軸線Ｃ１とローラ１０の公転中心軸線ＣＫと
を相対的に偏心させると同時に素材管１とローラ１０と
を相対的に軸方向に移動させて、素材管１とローラ１０
とを相対的に成形進行方向に移動させるのであるが、こ
の成形進行方向移動時において、素材管１に対するロー
ラ１０の周方向位置が偏角方向内側から偏角方向外側に
向うときには、素材管１に対してローラ１０を相対的に
軸方向に移動させ、また、偏角方向外側から偏角方向内
側に向うときには、素材管１に対するローラ１０の相対
的な軸方向の移動を停止させるように、軸方向移動手段
１３を制御することにより、素材管１の端部をスピニン
グ成形しない部分である触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１
に対して所定の角度に偏角させる。この工程は所定の回
数繰り返し行われる。

【００７０】このように成形された触媒コンバータの触
媒容器１’は、図１９に示すように、触媒設置部１ａの
中心軸線Ｃ１に対してコーン部１ｃおよび接合部１ｂの
中心軸線Ｃ２が所定の角度θ５を形成することとなる。
そして、触媒設置部１ａとコーン部１ｃとの境界面Ｋ
は、従来の技術（図２０）のように触媒担体２の端面と
の間にクサビ型の空間Ｓが形成されることなく、触媒設
置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して略直交するように成形
される。そのため、排気ガスの流れＧが接合部１ｂから
コーン部１ｃを経て触媒担体２の端面に均等に導入され
て、効率良く浄化されることとなる。また、触媒コンバ
ータの全長Ｌ’は、従来の技術における全長Ｌ”よりも
確実に短くなるため、その設置場所に大きなスペースを
要することがなく、しかも、素材管１が短くて済むこと
となる。なお、本発明の触媒コンバータの触媒容器１’
は、素材管１をスピニング加工することにより一体に成
形した上述した実施の形態に限定されることなく、触媒
設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋが触媒設置部１ａ
の中心軸線Ｃ１に対して略直交するように成形されたも
のであれば、例えば触媒設置部１ａとコーン部１ｃおよ
び接合部１ｂとを個別に成形して接合したものなども含
まれる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、素材管と成形
工具とを相対的に公転させると共に、素材管の中心軸線
と成形工具の公転中心軸線とを相対的に偏心させつつ、
偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に
対する周方向の位置と同期して、素材管に対する成形工
具の相対的な軸方向への移動を制御して、素材管と成形
工具とを相対的に成形進行方向に移動させることによ
り、素材管の材料が偏角方向外側で軸方向に延伸するよ
うに、あるいは偏角方向内側で軸方向に収縮するように
流動されるため、従来の技術のようなワークの傾動手段
を必要とすることなく、素材管を所定の角度に容易に偏
角成形することができ、しかも、成形工具により素材管
を適切に押圧して精度よく縮径させることができるスピ
ニング成形方法を提供することができる。

【００７２】請求項２の発明によれば、素材管に対して
成形工具を相対的に、公転させる公転駆動手段、軸方向
に移動させる軸方向移動手段、および径方向に移動させ
ることにより偏心させる径方向移動手段を備えてなるス
ピニング成形装置に、偏角させる方向に応じて、公転す
る成形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、
素材管と成形工具とを相対的に軸方向に往復移動させる
往復移動手段を設けたことにより、成形工具の軸方向の
往復移動を制御して、素材管の材料が偏角方向外側で軸
方向に延伸するように、あるいは偏角方向内側で軸方向
に収縮するように流動させるため、従来の技術のような
ワークの傾動手段を設けることなく、素材管を所定の角
度に安価で容易に偏角成形することができ、しかも、成
形工具が素材管を適切に押圧して精度よく縮径させるこ
とができる小型のスピニング成形装置を提供することが
できる。

【００７３】請求項３の発明によれば、触媒設置部の中
心軸線に対して接合部とコーン部の中心軸線が所定の角
度を形成するように偏角成形されてなる触媒コンバータ
の触媒容器を、触媒設置部とコーン部の境界面が触媒設
置部の中心軸線に対して略直交するように成形したこと
により、従来の技術のように触媒設置部およびコーン部
の境界面Ｋと触媒担体の端面との間にクサビ型の空間が
形成されることなく、触媒設置部の中心軸線に対して略
直交するように成形されるため、排気ガスの流れが接合
部からコーン部を経て触媒単体の端面に均等に導入され
て効率良く浄化され、また、触媒コンバータの全長が確
実に短くなるため、その設置場所に大きなスペースを要
することがなく、しかも、素材管が小さくて済む触媒コ
ンバータを提供することができる。そして、請求項４の
発明によれば、請求項３の発明を実現化させた触媒コン
バータを提供することができる。さらに、請求項５の発
明によれば、請求項４の発明を実現化させた触媒コンバ
ータ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成形方法に使用される一般
的なスピニング成形装置の正面図である。

【図２】図１に示したスピニング成形装置の平面図であ
る。

【図３】本発明により素材管を偏角させる原理を説明す
るための、１回の工程を模式的に示した図である。

【図４】本発明の１度目の工程により素材管を偏角成形
する様子を示す説明図である。

【図５】図４の状態から２度目の工程により素材管を偏
角成形する様子を示す説明図である。

【図６】図５の状態から３度目の工程により素材管を偏
角成形する様子を示す説明図である。

【図７】図６の状態から４度目の工程により素材管を偏
角成形する様子を示す説明図である。

【図８】図７の状態から５度目の工程により素材管を偏
角成形する様子を示す説明図である。

【図９】図８の状態から先端の不要な部分をカットして
所定形状のスピニング成形を完了した状態を示す説明図
である。

【図１０】本発明のスピニング成形装置の正面図であ
る。

【図１１】図１０に示したスピニング成形装置の平面図
である。

【図１２】本発明のスピニング成形装置における公転駆
動手段と往復移動手段の別の実施の形態を示す部分正面
図である。

【図１３】図１２に示したスピニング成形装置の要部を
説明するための部分断面図である。

【図１４】本発明のクランプ手段の別の実施の形態の構
成を示す説明図である。

【図１５】図１４の側面図である。

【図１６】本発明のクランプ手段のさらに別の実施の形
態の構成とその作動を示す説明図である。

【図１７】本発明により成形される製品として、コーン
部および接合部の一方が他方とねじれの関係に成形され
た触媒コンバータを示す斜視図である。

【図１８】図１７の矢印方向から見た正面図である。

【図１９】本発明の触媒容器を示す正面図である

【図２０】従来の技術により製造された触媒容器を示す
正面図である

【符合の説明】

１ 素材管 １０ ローラ（成形工具） １１ クランプ手段 １２ 径方向移動手段 １３ 軸方向移動手段 １４ 公転駆動手段 １５ 往復移動手段 Ｃ１ 素材管の中心軸線 Ｃ２ 偏角成形部分の中心軸線 ＣＫ 公転中心軸線 １’ 触媒容器 １ａ 触媒設置部 １ｂ 接合部 １ｃ コーン部 ２ 触媒担体

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０１Ｎ 3/28 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１Ｕ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素材管を所定の角度に偏角させるスピニ
   ング成形方法であって、 素材管と成形工具とを相対的に公転させると共に、 素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的
   に偏心させつつ、偏角させる方向に応じて、公転する成
   形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材
   管に対する成形工具の相対的な軸方向への移動を制御し
   て、素材管と成形工具とを相対的に成形進行方向に移動
   させることを特徴とするスピニング成形方法。
2. 【請求項２】 素材管に対して成形工具を相対的に、公
   転させる公転駆動手段、軸方向に移動させる軸方向移動
   手段、および径方向に移動させることにより偏心させる
   径方向移動手段を備えてなり、素材管を所定の角度に偏
   角させるスピニング成形装置であって、 偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に
   対する周方向の位置と同期して、素材管と成形工具とを
   相対的に軸方向に往復移動させる往復移動手段を設けた
   ことを特徴とするスピニング成形装置。
3. 【請求項３】 触媒容器内に触媒担体が設置されてな
   り、触媒容器が、触媒担体を収容する比較的大径の触媒
   設置部と、端部に配置された比較的小径の接合部と、触
   媒設置部と接合部との間で漸次径が変化するように形成
   されたコーン部と、を備えており、触媒設置部の中心軸
   線に対して接合部とコーン部の中心軸線が所定の角度を
   形成するように偏角成形されてなる触媒コンバータであ
   って、 触媒容器を、触媒設置部とコーン部の境界面が触媒設置
   部の中心軸線に対して略直交するように成形したことを
   特徴とする触媒コンバータ。
4. 【請求項４】 触媒容器は、素材管をスピニング加工す
   ることにより成形されてなることを特徴とする請求項３
   に記載の触媒コンバータ。
5. 【請求項５】 スピニング加工は、請求項１に記載のス
   ピニング成形方法に従って行われたものであることを特
   徴とする請求項４に記載の触媒コンバータ。