JP3578429B2 - Winding method of metal honeycomb body - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属平箔と金属波箔を重ねてハニカム状に巻き取り、金属ハニカム体を製造する際に、巻取軸に対する巻取負荷を軽減できる軸支持構造を用いる金属ハニカム体の巻取方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、近年、自動車等内燃機関の排気通路に浄化触媒を配し、排気中のHC,CO,NOx等の有害成分を浄化する触媒装置が知られている。この種の触媒装置においては、触媒担体として金属ハニカム体が用いられている。
【0003】
この金属ハニカム体4は、例えば図5に示すように、金属箔の平箔1と波箔2を重ねて渦巻状に巻き取って、図6に示すように円筒状に形成され、その軸方向に無数の貫通孔4aが形成されたものである。この金属ハニカム体4は、一般にはケーシング3に挿入されて用いられる。
【0004】
この金属ハニカム体4を製造する場合の金属箔の平箔1と波箔2の巻取装置として、例えば特開平4−371234号公報に開示されたものがある。この巻取装置は、概ね図7に示すように構成されている。
図7において、5は駆動装置(図示省略)により回転する巻取軸で、この巻取軸には一対のサイドクランプ6A、6Bが間隔調整可能に装着されており、この一対のサイドクランプ間で巻取軸5に巻き取られる金属平箔1と金属波箔2の両端面を加圧支持できるようになっている。
この巻取装置の巻取軸5は、金属平箔1と金属波箔2の先端を挿通・係止するスリット5oを有しており、この巻取軸の外方に、3本の圧着ロールRa、Rb、Rcが駆動装置Mにより巻取軸5に対して進退自在に配置されている。
【0005】
この巻取装置においては、図8に示すように、搬送装置(図示省略)から供給される金属平箔1と金属波箔2の先端部を巻取軸5のスリット5oに挿通・係止し、巻取軸5を回転させ、3本の圧着ロールRa、Rb、Rcを、金属箔の巻取り外周側から一定の荷重で軽支持しながら巻き取って金属ハニカム体4を製造するようにしている。
【0006】
しかし、近年、ディーゼル・コージェネーター用担体、一個の担体を2〜3個に切断して製造コストの節減を目的とした倍尺切断用担体等、ハニカム体を形成する金属平箔、金属波箔になる金属箔をさらに長尺(100〜500mm)化する要請が高まってきており、金属平箔、金属波箔の幅が広くなり剛性がさらに大きくなることから、これを巻き取って金属ハニカム体を製造する際には巻取軸の剛性に不安がある。
【0007】
すなわち、この巻取装置においては、巻取軸5は、巻取開始の際に金属平箔1と金属波箔2を重ね合わせてその先端部を挿通して係止するためのスリット5oを形成したものであり、巻き取って得られる金属ハニカム体4の中心部に形成される軸孔を極力小径にするために、巻取軸5の径は極力小径(例えば5mm)にしている場合が多く撓みを生じやすい。
【0008】
この巻取装置では、巻取過程で圧着ロールにより金属箔の巻取り外周側から一定荷重で軽支持するようにしているが、この圧着ロールによる支持荷重は金属箔の外周面にタッチする程度の軽荷重であり、巻取軸の補強には殆ど機能していない。
したがって、金属箔幅が大きい場合には巻取軸の強度(剛性)が低下し折損して巻取不能になったり、捩じれたり、曲りったりして円滑な巻き取りが困難になるとともに寸法精度、形状精度が低下して、品質の安定な金属ハニカム体を生産性よく製造することが困難になるという問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、巻取軸に金属平箔と金属波箔を重ねて巻き取り金属ハニカム体を製造する場合において、巻取軸の軸剛性を補い巻取軸の折損、捩じれや曲りの発生を防止するととに、形状精度が高く品質の安定な金属ハニカム体を生産性よく製造できる金属ハニカム体の巻取方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、金属平箔と金属波箔を重ねて巻き取る巻取軸と、巻取中に金属平箔と金属波箔の側端を加圧支持する一対のサイドクランプを備えた金属ハニカム体の巻取装置を用いた金属ハニカム体の巻取方法において、巻取過程の巻取軸の中央部領域を、3本以上の支持ローラーにより、金属箔の巻取り外周側から支持し、その際の支持反力を巻取開始から巻取角度が360度近傍までは、1〜5kg/cmの範囲にして支持し、その後は支持反力を0.2kg/cm以下にして支持して、巻取軸に対する巻取負荷を軽減しながら巻き取ることを特徴とする金属ハニカム体の巻取り方法である。また、この方法において、巻取過程の巻取軸の中央部領域を、3本以上の支持ローラーにより金属箔の外周を介して支持する範囲を、少なくとも箔幅中心部領域を含み、金属箔幅に対して20%以上の範囲とすることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明においては、金属平箔と金属波箔を重ね巻取軸で巻き取る過程で、巻取軸の中央部領域を、3本以上の支持ローラーにより巻取中の金属箔の外周側から支持して巻取軸の軸剛性を金属箔幅中央部領域で補うことができ、巻取軸の折損、曲りの発生を防止することにより巻取軸の寿命を延長して設備コストを削減するとともに、巻芯部の形状精度を安定維持して品質の安定な金属ハニカム体製造の生産性を向上することができる。
【0012】
本発明においては、巻取装置を用いて、薄箔の金属平箔と金属波箔を重ねて巻き取り金属ハニカム体を製造する場合において、巻取軸5のスリットに金属平箔と金属波箔の先端を差し込み、この巻取軸を回転させ巻き取る場合に、3本以上の支持ローラーで、金属箔の巻取り外周側から巻取軸のスリット形成領域を支持して巻取軸の剛性を補う。
【0013】
この支持ローラーによる支持範囲は、少なくとも金属箔幅の中央部領域を含んで、この金属箔幅の20%以上の領域とし、金属箔幅中心から左右に対称に支持できるようにすることが好ましい。支持範囲が20%未満では、局所的支持になるため、非支持部で巻取軸がずれ、巻取軸の折損を生じる。支持範囲が100%以上では、巻取過程でサイドクランプと干渉し、クランプに支障を来すので好ましくない。
【0014】
この支持ローラーによる支持反力は、巻取軸5のスリット5oに金属平箔と金属波箔の先端を差し込み、この巻取軸を回転させ1回転するまでは、1〜5 kg/cmとし、その後の支持反力は0.2 kg/cm以下にして支持することが好ましい。ここでいう支持反力とは、支持ローラーの単位長さ(cm)当たりの支持荷重(kg)である。
【0015】
巻き芯部を形成する場合には、比較的小さい張力で巻き取るが、巻取軸5は径が小さく中心部にスリットを有しているので剛性が小さいため、3本以上の支持ローラーによる支持反力を1〜5kg/cmにしないと巻取軸の剛性を十分に補うことができない。支持反力が5kg/cmを超えると、巻取抵抗が大きくなり金属箔が破断したり波箔形状を損なうので好ましくない。
【0016】
そして、巻取軸5のスリットに金属平箔と金属波箔の先端を差し込み、この巻取軸を360度(1回転)させた後の支持反力を0.2 kg/cmを超えて支持した場合には、金属波箔の波潰れを生じ金属ハニカム体の形状精度が低下するので好ましくない。
【0017】
支持ローラーは、巻取軸が割り軸で径が5〜7mm、金属箔幅が100〜200mmの場合では径が15〜20mm(巻取軸径の3〜5倍)で、3〜4本配置し、巻取軸に接した状態で隣接する支持ロール間隔が巻取軸の径以下にすることが望ましい。支持ローラーの径が15mm以下では撓みやすくなるため、均一な支持効果が得られず、巻取軸の剛性の補強効果が不十分である。支持ローラーの径が20mm以上では、巻取径が小さい段階では隣接する支持ローラー間で干渉を生じ安定支持ができなくなるので好ましくない。
【0018】
支持ローラーが3本未満下では、巻取軸の支持バランスをとるのが難しく、巻取軸にズレを生じて変形してしまい、巻取が円滑にできなくなるとともに折損しやすくなる。支持ローラーが4本以上の場合は、巻取径が小さい段階では隣接する支持ローラー間で干渉を生じ安定支持ができなくなるので好ましくない。また、隣接する支持ロール間隔(最接近部の距離)が巻取軸の径以上の場合には、支持バランスが崩れやすくなるので好ましくない。
【0019】
この支持ローラーは駆動してもよいが駆動することは不可欠ではなく、駆動効果より設備コスト増が大きいので、非駆動で回転自在なローラーとした方が有利である。
なお、この支持ローラーによる支持範囲を、巻取軸の軸方向に複数分割して並設して間欠的に挟持するようにしてもよい。
【0020】
本発明を、図1〜図4に示す本発明を実施するための金属ハニカム体の巻取装置例とともに概念的に説明する。
図1において、10a、10bは支持体で、この支持体10a、10b間には、支持部材11に配設されたスライド機構12を介して巻取軸5がスライド自在に挿通されている。この巻取軸5は、金属ハニカム体4の側端面を加圧支持する一対のサイドクランプ6A、6Bの小径支持部6a、6bの中心部にスライド自在に挿通されている。
【0021】
この巻取軸5のサイドクランプ挿通部にはスプラインが形成されており、サイドクランプの小径支持部6a、6bは巻取軸5とともに回転する。サイドクランプの支持部6c、6dは、小径支持部6a、6bと軸方向に同時にスライドするが遊嵌状態になっており一緒に回転しない。
【0022】
すなわち、一方のサイドクランプ6Aの大径支持部6cは、支持体11に配設されたスライド機構13にスライド自在に支持され回転しない構造を有しており、小径支持部6a、6bとともにスライドして一対のサイドクランプ間の間隔bを調整可能な構造を有している。
また、他方のサイドクランプ6Bの大径支持部6dは、支持体10bに固定配置され、スライドも回転もしない構造を有している。
【0023】
一対のサイドクランプ6A、6Bの小径支持部6a、6bには歯車14a、14bが設けられており、これらの歯車はそれぞれ、駆動装置15により伝達軸16、歯車17を介して回転する中継歯車18と噛み合い、駆動装置により同軸回転し一対のサイドクランプ6A、6Bの小径支持部6a、6bを介して巻取軸5に回転を伝達するようになっている。
【0024】
一対のサイドクランプ6A、6B間の巻取軸5の近傍には、3本の支持ローラー7a、7b、7cが、該巻取軸に直交する側から進退自在に配設されている。これらの支持ローラーは、図2および図3に示すように、支持架台8に空圧シリンダー9を介して取り付けられた支持桿19の先端部に回転自在に支持されており、巻取軸5に対して進退自在である。
【0025】
この支持ローラー7a、7b(7bは記載省略)7cは、金属箔幅bの20%以上の支持幅aを有し、金属箔中央部領域において、左右対称に支持できるように配置されており、図4に示すように、スリット5oを有する巻取軸5をその外周側から120度間隔で接触・支持でき、隣接する支持ローラー間の最接近距離xが、金属波箔の高さに余裕をプラスした寸法になるように配置されている。
【0026】
この支持ローラーで支持する場合には、金属箔の巻取り過程で巻取角度(径)に応じて支持ローラー7a、7b、7cによる支持反力を制御するため、図1に示すように巻取軸5に回転パルス発振機20を配置するとともに、図2に示すように、この回転パルス発振機からの回転パルスをカウントし、空圧シリンダー(昇降装置)9による支持反力を演算制御する演算器21と、圧力調整弁22vを調整する圧力調整装置22を備えている。
【0027】
演算器21には、巻取開始からの巻取角度に応じた支持反力の変更パターンが設定されており、巻取角度の変化に応じて支持反力が制御される。そのために、ここでは、空圧シリンダー9は、圧縮空気回路91 に圧力調整弁22v、電磁弁Mvを介してに接続されており、この圧力調整弁22vと電磁弁Mvにより、支持ローラーを前・後進する場合の圧力P1 、支持ローラーによる1回巻きの支持反力を得る場合の圧力P2 、支持ローラーによる1回巻きした後の支持反力を得る場合の圧力P3 に切り替え可能になっている。
なお、ここでは、圧力調整弁22v後の空気圧力を圧力調整装置22にフィードバックする空気圧力フィードバック回路22pを設けている。
【0028】
金属平箔1は、ここでは、平箔供給ガイド23を経て支持ローラー7aと、支持ローラー7b間に供給され、金属波箔2は波箔供給ガイド24を経て金属平箔1の上面と支持ローラー7a間に供給される。
【0029】
図中、25は箔切断機である。また、26は巻芯部を形成する場合に、巻取軸5のスリット5oに差し込まれた金属平箔先端部を折り曲げる先端折り曲げ治具で、昇降機構27により巻取軸5に対して進退自在に配置されている。
【0030】
28は巻取終了過程において、適時、金属平箔1と金属波箔2を固定するスポット溶接機で、昇降機構29により巻取軸5に対して進退自在に配設されている。30は巻取が完了して得られた金属ハニカム体4の搬出装置31の収納台で、一対のサイドクランプ6A、6B間の下方まで進退自在に配設されている。
【0031】
このように構成したこの実施例の金属ハニカム体の巻取装置において、金属平箔1と金属波箔2を重ねて巻取り金属ハニカム体4を製造する際には、平箔供給ガイド23を経て供給される金属平箔1の先端を、図4に示すように、巻取軸5のスリット5oに差し込む。
【0032】
そして、先端折り曲げ治具26で先端部を折り曲げて巻取軸5に係止した後、波箔供給供給ガイド24を経て供給される金属波箔2の先端を巻取軸5と金属平箔1間で挟み込み、駆動装置15によりサイドクランプ6A、6Bの小径支持部6a、6bを介して巻取軸5を回転させるとともに、空圧シリンダー9を制御して、支持ローラー7a、7b、7cの支持面により支持反力を1〜5 kg/cmで支持しながら1回巻きした後、該支持ローラーによる支持反力を0.2 kg/cm以下にして巻取径が30mm程度になるまで巻取り、両端をサイドクランプで加圧(プレス)して、引き続き所定の巻取径(角度)まで巻き取る。
【0033】
所定径で金属平箔1と金属波箔2を切断機25で切断後、得られた金属ハニカム4体の両端を一対のサイドクランプ6A、6Bにより加圧(プレス)して両端面を揃え、スポット溶接機で金属平箔1と金属波箔2をスポット溶接して金属ハニカム体4として製品化する。
このようにして得られた金属ハニカム体4は、搬出装置31の収納台30に収納して所定の場所に搬出される。
【0034】
上記本発明の金属ハニカム体の巻取方法では、巻取過程において、3〜4本の支持ローラーにより、巻取軸のスリット形成領域を支持して巻取軸の剛性を補い軸寿命を向上するとともに、金属ハニカム体における巻芯部の形状精度、巻取密度を安定確保することができ、金属ハニカム体全体として形状特性、構造特性等の品質を安定させることができる。
【0035】
本発明を実施するための上記巻取装置は、上記実施例に限定されるものではない。例えば、巻取軸と一対のサイドクランプの構造(形状)および駆動機構、支持ローラーの構造、支持反力制御構造、配置、金属平箔と金属波箔の供給方向等については、金属箔の厚さ、金属ハニカム体の径、巻取操業条件等に応じて請求項1〜3の本発明を実施できる範囲内において変更されるものである。
【0036】
【実施例】
図1〜図4に示した本発明の金属ハニカム体の巻取装置を用い、支持ローラーの支持幅、支持反力を変化させて、ステンレス(SUS304)箔による平箔と波箔を重ねて巻取り、金属ハニカム体の製造実験を行った。巻取軸の耐用性、金属ハニカム体の品質評価について、その結果を従来例による場合の結果とともに説明する。
【0037】
「実験条件」
平箔
幅:170mm、厚さ:50μm
波箔
幅:170mm、厚さ:50μm、波高さ:1.25mm、波ピッチ:2.5 mm
巻取軸:径5mm、スリット幅0.4mm、スリット形成領域200mm
巻取速度
(1)巻芯部形成(巻取径30mmまで):3m/min
(2)本巻取り(巻取径30mm以降):10m/min
巻取張力
(1)巻芯部形成(巻取径30mmまで):0.2kgf/mm2
(2)本巻取り (巻取径30mm以降):1kgf/mm2
サイドクランプ
有効径:30mm
支持ローラー
本数:3本、支持ローラー間隔xは約1.7mm
材質:一般構造用炭素鋼(SS41)
径 :20mm
支持幅a:10〜170mm(対金属箔幅6〜100%)
支持反力
巻取角度360度まで:0〜10 kg/cm
巻取角度360度以降:0〜10 kg/cm
【0038】
本発明において規定する条件の全てを満足する実施例では、巻取過程で巻取軸の折損、捩じれや曲り等の変形は全く認められなかった。また、得られた金属ハニカム体について、形状、巻取密度を調査したところ、寸法、形状、巻取密度ともに、所定の寸法に対して許容誤差(±1mm)の範囲内にあり巻取品質も良好であった。
【0039】
これに対して、他の条件は満足するが、支持ローラーの支持幅が中央部で20%未満にした実施例では、非支持部で巻取軸がずれ巻取軸の折損、捩じりや曲げ等の変形が認められ、巻取作業ができない場合があった。
【0040】
また、他の条件は満足するが、支持ローラーの巻取角度360度までの支持反力を7kg/cmにした実施例では、巻取軸の負荷が大となり、巻取駆動が停止する場合があった。
【0041】
また、他の条件は満足するが、支持ローラーの巻取角度360度までの支持反力を0.5kg/cmにした実施例では、巻取軸がずれ、巻取軸の折損、捩じりや曲げ等の変形は認められ、巻取作業ができない場合があった。
【0042】
更に、他の条件は満足するが、支持ローラーの巻取角度360度以降の支持反力を1kg/cmにした実施例では、巻取軸の折損、捩じりや曲げ等の変形は認められなかったが、金属波箔がつぶれ製品にならない場合があった。
【0043】
これらの実施例から、本発明で規定する条件すべてを同時に満足させて巻き取ることがより好ましいと言える。これに対して、巻取軸のスリット形成領域に、支持ローラーあるいは支持体等の軸剛性補強構造を有しない従来例では、巻取軸がずれて巻取作業ができない場合が多かった。
【0044】
【発明の効果】
本発明においては、金属平箔と金属波箔を重ね巻取軸で巻き取る過程で、巻取軸の中央部領域を、3本以上の支持ローラーにより巻取中の金属箔の外周側から最適範囲で支持して巻取軸の軸剛性を金属箔幅中央部領域で補うことができ、巻取軸の折損、捩じれや曲り等の発生を防止することにより、巻取軸の寿命を延長して設備コストを削減するとともに、巻芯部の形状精度を安定維持して品質の安定な金属ハニカム体製造の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する金属ハニカム体の巻取装置例を示す正面概念説明図。
【図2】本発明を実施する金属ハニカム体の巻取装置例における支持ローラーの配置例を示す側面概念説明図。
【図3】図2における支持ローラーの支持構造例を示す部分拡大正面概念説明図。
【図4】図2における支持ローラーによる巻取軸支持状態を示す部分拡大側面概念説明図。
【図5】従来の金属ハニカム体の巻取方法例を示す立体概念説明図。
【図6】従来の金属ハニカム体例を示す平面概念説明図。
【図7】従来の金属ハニカム体の巻取装置例を示す正面概念説明図。
【図8】従来の金属ハニカム体の巻取装置例における巻芯部形成構造例を示す一部切欠き側面概念説明図。
【符号の説明】
1 金属平箔
2 金属波箔
3 ケーシング
4 金属ハニカム体
5 巻取軸
5o スリット
6A、6B サイドクランプ
6a、6b 小径支持部
6c、6d 大径支持部
7a、7b、7c 支持ローラー
8 支持架台
9 空圧シリンダー
91 圧縮空気回路
Mv 電磁弁
10a、10b 支持体
11 支持部材
12 スライドド機構(巻取軸用)
13 スライド機構(サイドクランプ用)
14a、14b 歯車
15 駆動装置
16 伝達軸
17 歯車
18 中継歯車
19 支持桿
20 回転回転パルス発振機
21 演算器
22 圧力調整装置
22v 圧力調整弁
22p (空気圧力)フィードバック回路
23 平箔供給ガイド
24 波箔供給ガイド
25 箔切断機
26 先端折り曲げ治具
27 昇降機構
28 スポット溶接機
29 昇降装置
30 収納台
31 搬出装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to winding of a metal honeycomb body using a shaft supporting structure that can reduce a winding load on a winding shaft when manufacturing a metal honeycomb body by stacking a metal flat foil and a metal corrugated foil. It is about the method.
[0002]
[Prior art]
For example, in recent years, there has been known a catalyst device that arranges a purification catalyst in an exhaust passage of an internal combustion engine such as an automobile and purifies harmful components such as HC, CO, and NOx in exhaust gas. In this type of catalyst device, a metal honeycomb body is used as a catalyst carrier.
[0003]
The
[0004]
As an apparatus for winding the
In FIG. 7,
The
[0005]
In this winding device, as shown in FIG. 8, the distal ends of the metal
[0006]
In recent years, however, metal flat foils, metal corrugated foils, and the like for forming honeycomb bodies, such as carriers for diesel co-generators, double-size cutting carriers for cutting one carrier into two or three to reduce manufacturing costs, and the like. There is an increasing demand to make the metal foil to be longer (100 to 500 mm), and the width of the metal flat foil and the metal corrugated foil is increased and the rigidity is further increased. When manufacturing, there is concern about the rigidity of the winding shaft.
[0007]
That is, in this winding device, the
[0008]
In this winding device, in the winding process, the metal foil is lightly supported with a constant load from the outer peripheral side of the metal foil by the pressure roll, but the supporting load by the pressure roll is such that the outer peripheral surface of the metal foil is touched. It has a light load and hardly functions to reinforce the winding shaft.
Therefore, if the width of the metal foil is large, the strength (rigidity) of the winding shaft is reduced and the winding shaft is broken, so that winding becomes impossible, or the winding is twisted or bent, so that it becomes difficult to wind smoothly and the dimensional accuracy is increased. However, there is a problem in that the shape accuracy is reduced and it becomes difficult to manufacture a metal honeycomb body having stable quality with high productivity.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention supplements the shaft rigidity of a winding shaft and prevents breakage, twisting, and bending of the winding shaft when manufacturing a wound metal honeycomb body by stacking a metal flat foil and a metal corrugated foil on the winding shaft. In addition, another object of the present invention is to provide a method for winding a metal honeycomb body capable of manufacturing a metal honeycomb body having high shape accuracy and stable quality with high productivity.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention is a metal having a winding shaft for stacking and winding a metal flat foil and a metal corrugated foil, and a pair of side clamps for pressing and supporting the side edges of the metal flat foil and the metal corrugated foil during winding. In the winding method of the metal honeycomb body using the winding device of the honeycomb body, the central region of the winding shaft in the winding process is supported by three or more support rollers from the winding outer peripheral side of the metal foil, The support reaction force at that time is supported in the range of 1 to 5 kg / cm from the start of winding up to a winding angle of about 360 degrees, and then the support reaction force is set to 0.2 kg / cm or less. A method for winding a metal honeycomb body, wherein winding is performed while reducing a winding load on a winding shaft . Further, in this method , a range in which the central region of the winding shaft in the winding process is supported by three or more support rollers through the outer periphery of the metal foil includes at least a central region of the foil width, Is preferably in the range of 20% or more.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, in the process of laminating the metal flat foil and the metal corrugated foil with the winding shaft, the central region of the winding shaft is supported by three or more support rollers from the outer peripheral side of the metal foil being wound. The shaft rigidity of the take-up shaft can be compensated for in the central region of the metal foil width, preventing breakage and bending of the take-up shaft, thereby extending the life of the take-up shaft and reducing equipment costs. In addition, it is possible to stably maintain the shape accuracy of the core portion and improve the productivity of manufacturing a metal honeycomb body having stable quality.
[0012]
In the present invention, in the case of manufacturing a wound metal honeycomb body by stacking a thin metal flat foil and a metal corrugated foil using a winding device, the metal flat foil and the metal corrugated foil are formed in the slits of the
[0013]
It is preferable that the support range of the support roller is at least a region of 20% or more of the metal foil width including at least a central region of the metal foil width so that the support can be symmetrically supported left and right from the center of the metal foil width. If the supporting range is less than 20%, the winding shaft is displaced in the non-supported portion because the film is locally supported, and the winding shaft is broken. If the supporting range is 100% or more, it interferes with the side clamp during the winding process, and causes trouble in the clamp.
[0014]
The supporting reaction force of the support roller is set to 1 to 5 kg / cm until the tip of the metal flat foil and the metal corrugated foil is inserted into the slit 5o of the
[0015]
When the winding core is formed, the winding is performed with a relatively small tension. However, since the winding
[0016]
Then, the leading ends of the metal flat foil and the metal corrugated foil are inserted into the slits of the winding
[0017]
When the winding shaft is a split shaft and the diameter is 5 to 7 mm, and the metal foil width is 100 to 200 mm, the supporting roller has a diameter of 15 to 20 mm (3 to 5 times the winding shaft diameter) and arranges 3 to 4 rollers. In addition, it is desirable that the distance between the adjacent support rolls in contact with the winding shaft is equal to or smaller than the diameter of the winding shaft. When the diameter of the support roller is 15 mm or less, the support roller easily bends, so that a uniform support effect cannot be obtained and the effect of reinforcing the rigidity of the winding shaft is insufficient. If the diameter of the support roller is 20 mm or more, interference occurs between adjacent support rollers at a stage where the winding diameter is small, and stable support cannot be performed.
[0018]
When the number of the support rollers is less than three, it is difficult to balance the support of the winding shaft, and the winding shaft is displaced and deformed, so that the winding cannot be performed smoothly and the winding shaft is easily broken. When the number of the support rollers is four or more, it is not preferable because at the stage where the winding diameter is small, interference occurs between adjacent support rollers and stable support cannot be performed. Further, if the distance between the adjacent support rolls (the distance of the closest part) is equal to or larger than the diameter of the winding shaft, the support balance tends to be lost, which is not preferable.
[0019]
This support roller may be driven, but it is not indispensable to drive it, and the equipment cost is greatly increased due to the drive effect. Therefore, it is advantageous to use a non-driven and rotatable roller.
The support range of the support roller may be divided into a plurality of parts in the axial direction of the winding shaft and arranged side by side so as to be intermittently held.
[0020]
The present invention will be conceptually described together with an example of a winding apparatus for a metal honeycomb body for carrying out the present invention shown in FIGS.
In FIG. 1,
[0021]
A spline is formed in the side clamp insertion portion of the winding
[0022]
That is, the large-
The large-
[0023]
[0024]
In the vicinity of the take-up
[0025]
The
[0026]
When the support is performed by the support rollers, the support reaction force of the
[0027]
A change pattern of the support reaction force according to the winding angle from the start of winding is set in the
Here, an air pressure feedback circuit 22p that feeds back the air pressure after the
[0028]
Here, the metal
[0029]
In the figure, 25 is a foil cutting machine.
[0030]
[0031]
In the winding apparatus for a metal honeycomb body according to this embodiment configured as described above, when the metal
[0032]
Then, after the distal end is bent by the distal
[0033]
After cutting the metal
The
[0034]
In the winding method of the metal honeycomb body of the present invention, in the winding process, the slit forming area of the winding shaft is supported by three to four support rollers to supplement the rigidity of the winding shaft and improve the shaft life. At the same time, the shape accuracy and the winding density of the core portion of the metal honeycomb body can be secured stably, and the quality such as the shape characteristics and the structural characteristics of the entire metal honeycomb body can be stabilized.
[0035]
The winding device for carrying out the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the structure (shape) and drive mechanism of the winding shaft and the pair of side clamps, the structure of the support roller, the structure of the support reaction force control, the arrangement, the supply direction of the metal flat foil and the metal corrugated foil, etc. The present invention is changed within a range in which the present invention according to
[0036]
【Example】
Using the winding apparatus for a metal honeycomb body of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 and changing the support width and support reaction force of the support roller, a flat foil and a corrugated foil of stainless steel (SUS304) foil are stacked and wound. Then, a production experiment of a metal honeycomb body was performed. Regarding the durability of the winding shaft and the quality evaluation of the metal honeycomb body, the results will be described together with the results of the conventional example.
[0037]
"Experiment conditions"
Flat foil width: 170mm, thickness: 50μm
Wave foil width: 170 mm, thickness: 50 μm, wave height: 1.25 mm, wave pitch: 2.5 mm
Winding axis:
Winding speed (1) Winding core formation (winding diameter up to 30 mm): 3 m / min
(2) Main winding (winding diameter after 30 mm): 10 m / min
Winding tension (1) Winding core part formation (winding diameter up to 30 mm): 0.2 kgf / mm 2
(2) Main winding (winding diameter after 30 mm): 1 kgf / mm 2
Effective side clamp diameter: 30mm
Number of support rollers: 3, support roller interval x is about 1.7 mm
Material: General structural carbon steel (SS41)
Diameter: 20mm
Support width a: 10 to 170 mm (width to metal foil 6 to 100%)
Support reaction force winding angle up to 360 degrees: 0 to 10 kg / cm
Winding angle after 360 degrees: 0 to 10 kg / cm
[0038]
In the examples satisfying all the conditions defined in the present invention , no deformation such as breakage, twisting or bending of the winding shaft was recognized in the winding process. The shape and winding density of the obtained metal honeycomb body were examined. The dimensions, shape, and winding density were all within a tolerance (± 1 mm) with respect to a predetermined dimension, and the winding quality was high. It was good.
[0039]
On the other hand, although the other conditions are satisfied, in the embodiment in which the support width of the support roller is less than 20% at the central portion, the winding shaft is displaced at the non-support portion, and the winding shaft is broken, twisted or bent. In some cases, the winding work could not be performed.
[0040]
Although the other conditions are satisfied, in the embodiment in which the support reaction force of the support roller up to the winding angle of 360 degrees is set to 7 kg / cm, the load on the winding shaft becomes large, and the winding drive may stop. there were.
[0041]
Although the other conditions are satisfied, in the embodiment in which the supporting reaction force of the supporting roller up to a winding angle of 360 degrees is set to 0.5 kg / cm, the winding shaft is displaced, and the winding shaft is broken, twisted, or the like. Deformation such as bending was observed, and the winding operation could not be performed in some cases.
[0042]
Further, other conditions are satisfied, but in the embodiment in which the support reaction force of the support roller after the winding angle of 360 degrees is set to 1 kg / cm, the winding shaft is not broken, twisted or bent. However, the metal corrugated foil sometimes collapsed and did not become a product.
[0043]
From these examples, it can be said that it is more preferable that all the conditions defined in the present invention be satisfied at the same time . On the other hand, in a conventional example having no shaft rigidity reinforcing structure such as a support roller or a support in the slit forming region of the winding shaft, the winding shaft often shifts and the winding operation cannot be performed.
[0044]
【The invention's effect】
In the present invention, in the process of laminating the metal flat foil and the metal corrugated foil with the winding shaft, the central region of the winding shaft is optimally adjusted from the outer peripheral side of the metal foil being wound by three or more support rollers. The range of support allows the shaft rigidity of the take-up shaft to be compensated for in the central region of the metal foil width, thereby preventing breakage, twisting and bending of the take-up shaft, thereby extending the life of the take-up shaft. As a result, the cost of equipment can be reduced, and the shape accuracy of the core portion can be stably maintained, and the productivity of manufacturing a metal honeycomb body having stable quality can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front conceptual explanatory view showing an example of a winding device for a metal honeycomb body embodying the present invention.
FIG. 2 is an explanatory side view conceptually showing an example of the arrangement of support rollers in an example of a winding device for a metal honeycomb body embodying the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged front conceptual explanatory view showing an example of a support structure of a support roller in FIG. 2;
FIG. 4 is a partially enlarged side view conceptually showing a winding shaft supported by a support roller in FIG. 2;
FIG. 5 is a three-dimensional conceptual explanatory view showing an example of a conventional winding method of a metal honeycomb body.
FIG. 6 is a plan conceptual explanatory view showing an example of a conventional metal honeycomb body.
FIG. 7 is a front conceptual explanatory view showing an example of a conventional metal honeycomb winding device.
FIG. 8 is a partially cutaway side view conceptual diagram showing an example of a core forming structure in an example of a conventional winding apparatus for a metal honeycomb body.
[Explanation of symbols]
13 Slide mechanism (for side clamp)
14a,
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