JP3751139B2

JP3751139B2 - ハニカム筒体用金属波板の成形装置

Info

Publication number: JP3751139B2
Application number: JP00100698A
Authority: JP
Inventors: 敏明岡田; 光典竹川; 幸悟金田
Original assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 1998-01-06
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2018-01-06
Also published as: JPH11192515A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてエンジンの排気浄化装置用金属製触媒担体に用いるハニカム筒体に用いる金属波板に成形方法及び装置に関し、特に、互いに噛合する一対の成形ギヤ間に金属平板を通過させて金属波板を成形する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属平板及び金属波板を重ね合わせて巻き取り軸により螺旋状に巻き取って、ハニカム筒体を製造する場合、金属波板の終端側で波形の振幅を漸減させてハニカム筒体の外周形状を滑らかしたり（例えば特開平４−３７０３１３号公報参照）、部分的に金属波板の波形の振幅を減少させることにより、ハニカム筒体の形状を楕円その他の任意のものにすること（例えば特開平３−５６１４６号公報参照）が知られている。この場合、何れも、金属波板の波形の振幅調節は、一対の押圧ローラにより金属波板を波形の振幅方向から押圧して、その波形の振幅を減少することにより行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法により金属波板の波形の振幅を減少すると、波形の山部及び谷部の偏平化により波形のピッチが増加し、触媒の担持面積が減少するという問題がある。また金属波板の成形後に波形の振幅調節を行うことは、その分、工程数を増やすことになり、製造コスト上、好ましくない。
【０００４】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、波形成形と同時に波形の振幅を部分的に自由に増減することができ、しかも振幅の減少時には触媒担持面積を寧ろ増加させ得る、ハニカム筒体用金属波板の成形装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、機枠と、この機枠に枢軸を介して支持されて第１位置及び第２位置間を揺動可能な可動枠と、この可動枠を機枠に対し強制揺動させる作動手段と、機枠及び可動枠にそれぞれ軸支されて互いに噛合すると共に、可動枠の第１位置から第２位置への揺動に応じてその噛合深さを減少する第１及び第２成形ギヤと、この両成形ギヤを互いに逆方向に正確に同期回転可能に連結する同期連動機構と、この同期連動機構を駆動する駆動手段とを備えていて、第１及び第２成形ギヤ間に金属平板（２）を通過させてハニカム筒体用金属波板を成形するようにした成形装置であって、同期連動機構は、第１成形ギヤに結合した第１伝動ギヤと、第２成形ギヤに結合した第２伝動ギヤと、機枠に軸支されて第１伝動ギヤと常時噛合する第３伝動ギヤと、枢軸と同軸で可動枠に軸支されて第２伝動ギヤと常時噛合すると共に、第３伝動ギヤと互いに逆方向に回転するよう連動した第４伝動ギヤとを備え、駆動手段は、機枠側で同期連動機構を駆動すべく機枠に取付けられることを特徴とするハニカム筒体用金属波板の成形装置が提案される。
【０００６】
この特徴によれば、一対の成形ギヤによる金属波板の成形時、作動手段により機枠に対し可動枠を第１及び第２位置間で揺動調節することにより、一対の成形ギヤの噛合深さを変えて、金属波板の波形の振幅を、そのピッチを変えることなく自由に調節することができる。また可動枠の如何なる揺動位置でも、可動枠の枢軸と同軸に配置された第４伝動ギヤが、その位置を変えることはないから、第３及び第４伝動ギヤ間の連動関係に変化はなく、したがって第１及び第２成形ギヤの噛合関係を常にに適正に維持することができ、波形の振幅を自由に調節しながら金属波板を成形することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【０００８】
図は本発明の一実施例を示すもので、図１は金属製触媒担体の正面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は巻き取り前の金属平板及び金属波板の側面図、図４は上記金属波板を成形するための成形装置の縦断側面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６−６線断面図、図７は図４の要部拡大図、図８は図７に対応する作用説明図、図９はハニカム筒体の成形過程説明図である。
【０００９】
先ず図１及び図２において、金属製触媒担体１は、金属平板２及び金属波板３を重ね合わせて螺旋状に密に巻くと共に、両板２，３の接触部を溶接してなるハニカム筒体４と、このハニカム筒体４を収容、保持すべく、その外周面に嵌合して溶接される円筒状のハウジング５とから構成される。
【００１０】
上記ハニカム筒体４を製造するに当たっては、図３に示すように、ハニカム筒体４の一個分に対応する所定長さの金属平板２及び金属波板３が用意される。これらの素材は、例えばステンレス鋼板である。金属平板２の長さは、金属波板３のそれより長く設定される。金属波板３の巻き取り方向に沿う始端側には、一定長さの平板部３ａが形成され、また金属波板３の終端側では波形の振幅ｈが漸減するように形成される。さらに金属波板３の山の頂部ａ及び谷の底部ｂは、平坦に形成される。
【００１１】
さて、上記金属波板３の成形のための成形装置について図４ないし図８を参照しながら説明する。
【００１２】
図４ないし図６において、機台１０上に設置される機枠１１は、相対向する左右一対の支持板１２ａ，１２ｂを、複数本のクロスメンバ１３，１３…を介して相互に連結して構成される。左側支持板１２ａの外側面には、間隔部材１４を挟んで補助支持板１５が固着される。各クロスメンバ１３には、その軸方向に並ぶ左右一対の取付けボス１６ａ，１６ｂが該クロスメンバ１３の軸方向に移動調節可能に取付けられており、これら取付けボス１６ａ，１６ｂ群の上面に各クロスメンバ１３と直交するように延びると共に左右に一定間隔を存して並ぶ一対のレール１７ａ，１７ｂが固着され、これらレール１７ａ，１７ｂに、成形すべき素材を流すための案内溝２１が形成される。各レール１７ａ，１７ｂの中間部には、後述する上部及び下部成形ギヤ２７，２８の噛合を許容する切れ目部１８ａ，１８ｂが設けられる。さらに両レール１７ａ，１７ｂの間隔は、成形すべき素材の幅に応じて、左右何れか一方の取付けボス１６ａ又は１６ｂを移動することにより、調節し得るようになっている。
【００１３】
レール１７ａ，１７ｂの下方で、支持板１２ａ，１２ｂに可動枠２０が、レール１７ａ，１７ｂと直交する方向に延びる枢軸１９を介して揺動自在に支持される。可動枠２０は、支持板１２ａ，１２ｂの各外側面に隣接して配置される左右一対の揺動板２１ａ，２１ｂと、これら揺動板２１ａ，２１ｂの一端部相互を一体に連結する連結板２１ｃとからなっており、両揺動板２１ａ，２１ｂの他端部が枢軸１９により支持板１２ａ，１２ｂに連結される。
【００１４】
連結板２１ｃには、可動枠２０に揺動を与える作動手段２２が連結される。この作動手段２２は、機台１０に設置されるエアシリンダ２３から構成され、それのピストンロッド２３ａは、前記連結板２０ｃの底面を支承していて、突出時に可動枠２０をレール１７ａ，１７ｂ側の第１位置へ押し上げ、後退時に可動枠２０の自重による、レール１７ａ，１７ｂから離反する第２位置への降下を許容するようになっている。
【００１５】
前記枢軸１９は、支持板１２ａ，１２ｂにベアリング２５，２５を介して回転自在に支承され、また揺動板２０ａ，２０ｂにもベアリング２６，２６を介して回転可能に支承される。
【００１６】
図５及び図６に示すように、レール１７ａ，１７ｂの切れ目部１８ａ，１８ｂで互いに噛合する同径一対の上部成形ギヤ２７（第１成形ギヤ）及び下部成形ギヤ２８（第２成形ギヤ）は、支持板１２ａ，１２ｂ及び揺動板２０ａ，２０ｂの各間にそれぞれ配設される。そして上部成形ギヤ２７の両端の軸部２７ａ，２７ｂは、支持板１２ａ，１２ｂにベアリング２９，２９を介してそれぞれ支承され、下部成形ギヤ２８の両端の軸部２８ａ，２８ｂは、揺動板２０ａ，２０ｂにベアリング３０，３０を介してそれぞれ支承される。
【００１７】
上部及び下部成形ギヤ２７，２８は、互いに逆方向に同期回転するよう同期連動機構３６を介して連結される。この同期連動機構３６は、右側支持板１２ｂ及び補助支持板１５間で上部成形ギヤ２７の軸部２７ｂに固着された第１伝動ギヤ３１と、左側の支持板１２ａ及び揺動板２０ａ間で下部成形ギヤ２８の軸部２７ａに固着された第２伝動ギヤ３２と、第１伝動ギヤ３１と噛合する第３伝動ギヤ３３と、前記枢軸１９に固着されて第２伝動ギヤ３２と噛合する第４伝動ギヤ３４と、前記枢軸１９に固着されて第３伝動ギヤ３３と噛合する第５伝動ギヤ３５とから構成される。その際、第３〜第５伝動ギヤ３３〜３５は同径に形成されると共に、第１及び第３伝動ギヤ３１，３３、第２及び第４伝動ギヤ３２，３４の各間のギヤレシオが同一に設定される。
【００１８】
補助支持板１５の外側面に電動モータ３７（駆動手段）が取付けられ、その出力軸３７ａに前記第３伝動ギヤ３３が固着される。
【００１９】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００２０】
電動モータ３７を起動すれば、その出力軸３７ａの出力は、第３伝動ギヤ３３を介して第１伝動ギヤ３１に伝達して上部成形ギヤ２７を駆動し、同時に第５伝動ギヤ３５、枢軸１９及び第４伝動ギヤ３４を介して第２伝動ギヤ３２に伝達して下部成形ギヤ２８を駆動する。その際、第３〜第５伝動ギヤ３３〜３５は同径に形成されると共に、第１及び第３伝動ギヤ３１，３３、第２及び第４伝動ギヤ３２，３４の各間のギヤレシオが同一に設定されているから、上部及び下部成形ギヤ２７，２８は互いに同期しながら逆方向に回転する。しかも可動枠２０の枢軸１９に第４及び第５伝動ギヤ３４，３５が固着されているから、可動枠２０の如何なる揺動位置でも、上記第４及び第５伝動ギヤ３４，３５の位置は変らず、したがって上部及び下部成形ギヤ２７，２８の一定の同期関係は維持される。
【００２１】
而して、エアシリンダ２３のピストンロッド２３ａを突出させれば、可動枠２０が上方へ揺動して上部及び下部成形ギヤ２７，２８相互を充分に噛合させ、その噛合深さを最大にすることができ（図７参照）、その位置からピストンロッド２３ａを後退させれば、それに応じて噛合深さを減少させ（図８参照）、遂にはゼロにすることができる。
【００２２】
さて、図３に示す金属波板３の成形に当たっては、先ず、上部及び下部成形ギヤ２７，２８の噛合深さをゼロにした状態で、それらを回転させる。そこで、金属波板３の素材である帯状のステンレス鋼板３９をレール１７ａ，１７ｂの案内溝２１に沿って両成形ギヤ２７，２８間に挿入すれば、波形に成形されることなく両成形ギヤ２７，２８間を通過させ、平板部３ａを得ることができる。
【００２３】
こうして一定長さの平板部３ａを得てから、図７に示すように、両成形ギヤ２７，２８の噛合深さを最大にすれば、鋼板０３に両成形ギヤ２７，２８により最大振幅の波形を付与することができる。
【００２４】
波形の成形が鋼板０３の終端に近い所定の領域にきたとき、図８に示すように、両成形ギヤ２７，２８の噛合深さを漸減していけば、成形される波形の振幅を漸減させることができる。
【００２５】
ところで、上部及び下部成形ギヤ２７，２８は、常に同期して回転するので、これらに成形される波形の振幅が増減しても、そのピッチは変化しないものである。
【００２６】
こうして成形された金属波板３は、次のようにしてハニカム筒体４の製造に供される。先ず図９（１）に示すように、金属平板２を巻き取り軸４０のスリット４０ａに挿入して、それをスリット４０ａ外に所定長さ突出させる。次いで、巻き取り軸４０を略１．５回転ないし数回転させ、前記スリット４０ａ外への突出部分２ａと共に金属平板２を巻き取る。
【００２７】
次いで、金属平板２相互の接触部を適当間隔置きにレーザによりスポット溶接していく。その溶接点を図９（２）に符号ｐ₁で示す。
【００２８】
巻き取り軸４０の略１．５回転ないし数回転の後、今度は金属波板３の平板部３ａを図９（３）に示すように、金属平板２の巻き取り軸４０に巻きつけられた部分と、これから巻き取られる部分との間に差し込む。
【００２９】
そして、巻き取り軸４０の引き続く回転により、平板部３ａを金属平板２の巻き取り軸４０に巻きつけられた部分と、これから巻き取られる部分との間に充分に挟み込ませてから、図９（４）にｐ₂で示すように、レーザにより平板部３ａとその外側の金属平板２との接触部をスポット溶接する。この場合、金属波板３の平板部３ａと金属平板２との溶接許容範囲は、これを充分に広く設定し得るから、その溶接を容易にに行うことができる。次いで、巻き取り軸４０の回転に伴い、金属波板３の各谷部は金属平板３の外周に接触したとき、ｐ₃で示すように、レーザによりスポット溶接され、また金属波板３の各山部は金属平板３の内周面外周に接触したとき、ｐ₄で示すように、レーザによりスポット溶接される。
【００３０】
金属波板３の巻き取りが終端に近づくと、その波形の振幅が漸減するので、金属波板３の終端による局部的な膨らみを抑えることができ、円筒に近似したハニカム筒体４を得ることができる。しかも、波形のピッチに変化はないので、その部分では触媒の担持面積が寧ろ増加することになる。また金属平板２は金属波板３よりも長くなっているから、巻き終わり時、金属平板２の終端は、金属平板２自身の外周面に密着して溶接する。こうしてハニカム筒体４の外周面を滑らかにすることができる。
【００３１】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、ハニカム筒体４の形状に応じて、金属波板３の中間部で部分的に波形の振幅を変化させることもできる。また第２及び第４伝動３２，３４を第１及び第３伝動ギヤ３１，３３と同側に配置すると共に、第３伝動ギヤ３３と第４伝動ギヤ３４とを噛合させて、第５伝動ギヤ３５を廃止することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一対の成形ギヤによる金属波板の成形時、作動手段により機枠に対し可動枠を第１及び第２位置間で揺動調節することにより、一対の成形ギヤの噛合深さを変えて、金属波板の波形の振幅を、そのピッチを変えることなく自由に調節することができる。また可動枠の如何なる揺動位置でも、可動枠の枢軸と同軸に配置された第４伝動ギヤが、その位置を変えることはないから、第３及び第４伝動ギヤ間の連動関係に変化はなく、したがって第１及び第２成形ギヤの噛合関係を常に適正に維持することができ、波形の振幅を自由に調節しながら金属波板を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属製触媒担体の正面図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】巻き取り前の金属平板及び金属波板の側面図。
【図４】上記金属波板を成形するための成形装置の縦断側面図。
【図５】図４の５−５線断面図。
【図６】図４の６−６線断面図。
【図７】図４の要部拡大図。
【図８】図７に対応する作用説明図。
【図９】ハニカム筒体の成形過程説明図。
【符号の説明】
ｈ・・・・・振幅
３・・・・・金属波板
４・・・・・ハニカム筒体
１１・・・・機枠
１９・・・・枢軸
２０・・・・可動枠
２２・・・・作動手段
２７・・・・第１成形ギヤ（上部成形ギヤ）
２８・・・・第２成形ギヤ（下部成形ギヤ）
３１・・・・第１伝動ギヤ
３２・・・・第２伝動ギヤ
３３・・・・第３伝動ギヤ
３４・・・・第４伝動ギヤ
３６・・・・同期連動機構
３７・・・・駆動手段（電動モータ）

Claims

機枠（１０）と、この機枠（１０）に枢軸（１９）を介して支持されて第１位置及び第２位置間を揺動可能な可動枠（２０）と、この可動枠（２０）を機枠（１０）に対し強制揺動させる作動手段（２２）と、機枠（１０）及び可動枠（２０）にそれぞれ軸支されて互いに噛合すると共に、可動枠（２０）の第１位置から第２位置への揺動に応じてその噛合深さを減少する第１及び第２成形ギヤ（２７，２８）と、この両成形ギヤ（２７，２８）を互いに逆方向に正確に同期回転可能に連結する同期連動機構（３６）と、この同期連動機構（３６）を駆動する駆動手段（３７）とを備えていて、第１及び第２成形ギヤ（２７，２８）間に金属平板（２）を通過させてハニカム筒体用金属波板（３）を成形するようにした成形装置であって、
同期連動機構（３６）は、第１成形ギヤ（２７）に結合した第１伝動ギヤ（３１）と、第２成形ギヤ（２８）に結合した第２伝動ギヤ（３２）と、機枠（１０）に軸支されて第１伝動ギヤ（３１）と常時噛合する第３伝動ギヤ（３３）と、枢軸（１９）と同軸で可動枠（２０）に軸支されて第２伝動ギヤ（３２）と常時噛合すると共に、第３伝動ギヤ（３３）と互いに逆方向に回転するよう連動した第４伝動ギヤ（３４）とを備え、
駆動手段（３７）は、機枠（１０）側で同期連動機構（３６）を駆動すべく機枠（１０）に取付けられることを特徴とする、ハニカム筒体用金属波板の成形装置。