JP3863592B2 - 金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属平板および金属波板が交互に巻回されて成るとともに、円筒状のハウジング内に収納されて金属製触媒担体を構成するハニカム筒体を製造するための金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ところで、金属平板および金属波板が相互に接合されていないままでのハニカム筒体をハウジング内に収納して金属製触媒担体を構成すると、ハウジング内のガスの流通により、ハニカム筒体の中心部に位置する金属平板および金属波板がハニカム筒体の軸方向に沿って突出する現象(所謂フィルムアウト現象)が生じたり、金属平板および金属波板の周方向へのずれが生じたりすることがあり、そのようなフィルムアウト現象やずれの発生を防止するとともに、金属平板および金属波板を交互に巻回する際に金属平板にしわが生じることを防止するために、特開昭63−56323号公報で開示されるように、金属平板および金属波板をレーザビーム照射によって溶接するようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のレーザビーム照射による溶接では、レーザビームが連続的に照射されており、金属平板および金属波板の接触部以外にもレーザビームが照射されることから薄い金属平板および金属波板に微小な孔があいたり、熱によるダメージが金属平板および金属波板に生じる可能性がある。
【0004】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、金属平板および金属波板の接触部のみ溶接するようにして、良好なハニカム筒体を製造し得るようにした金属製触媒担体のハニカム筒体製造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、金属平板および金属波板が交互に巻回されて成るとともに、円筒状のハウジング内に収納されて金属製触媒担体を構成するハニカム筒体を製造するための金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置において、金属平板および金属波板を相互に重ねて巻取る巻取り手段と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の下方に配置される下部可動枠と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の上方に配置される上部可動枠と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の外周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記下部可動枠に配設される第1検出手段と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の内周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記上部可動枠に配設される第2検出手段と、第1検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属波板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記下部可動枠に配設される第1溶接手段と、第2検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属平板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記上部可動枠に配設される第2溶接手段と、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属波板にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ前記金属波板を押付けるようにして前記下部可動枠に回転自在に軸支される倣いローラと、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属平板にその幅方向両側で接触して回転しつつ前記金属平板を押付けるようにして前記上部可動枠に回転自在に軸支されるローラと、第1検出手段の接触部検出に応じた第1溶接手段による溶接ならびに第2検出手段の接触部検出に応じた第2溶接手段による溶接を行なうことを可能として第1および第2溶接手段の作動を制御するとともに前記巻取り手段で巻き取られているワークの巻き厚変化に応じた前記下部および上部可動枠の昇降を制御する制御ユニットとを備えることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【0007】
図1ないし図5は本発明の一実施例を示すものであり、図1は金属製触媒担体の一部切欠き斜視図、図2はハニカム筒体の製造装置を示す概略側面図、図3は図2の3矢視図、図4は金属平板および金属波板の巻取り時の各検出手段、各溶接手段および各ローラの配置を説明するための概略図、図5は制御ユニットで制御される作動機器を示す図である。
【0008】
先ず図1において、金属製触媒担体11は、金属平板12および金属波板13を交互に巻回して構成されるハニカム筒体14が、円筒状のハウジング15内に収納、固定されて成るものであり、ハニカム筒体14において金属平板12および金属波板13の接触部は相互に溶接される。
【0009】
前記ハニカム筒体14を製造するにあたっては、図2および図3で示すような製造装置が用いられるものであり、この製造装置は、金属平板12および金属波板13を相互に重ねて巻取る巻取り手段16と、該巻取り手段16で巻取られている金属平板12の外周面への金属波板13の接触部を検出する第1検出手段17と、前記巻取り手段16で巻取られている金属平板12の内周面への金属波板13の接触部を検出する第2検出手段18と、第1検出手段17で検出された金属平板12および金属波板13の接触部に金属波板13側からのレーザビーム照射による溶接を施す第1溶接手段19と、第2検出手段18で検出された金属平板12および金属波板13の接触部に金属平板12側からのレーザビーム照射による溶接を施す第2溶接手段20とを備える。
【0010】
巻取り手段16は、略水平な回転軸線を有するモータ21の出力軸に、軸方向に延びるスリット22が設けられた芯金23が同軸に連結されて成るものであり、スリット22に、金属平板12および金属波板13の端部が相互に重ねられた状態で嵌合、係止される。而してモータ21は、図示しない床面上に立設された第1支持枠24に固定的に支持される。また第1支持枠24には、モータ21の回転軸線と平行な軸線を有するエジェクタ用シリンダ25が固定的に支持されており、該エジェクタ用シリンダ25には、巻取り手段16で巻取られるとともに第1および第2溶接手段19,20による溶接完了後のハニカム筒体14を芯金23から離脱せしめるべく芯金23の下方でハニカム筒体14の軸方向端面に当接し得る半円状のエジェクタ26が連結される。
【0011】
巻取り手段16における芯金23の下方には固定支持台27が固定的に配置されており、前記芯金23および固定支持台27間には、固定支持台27で昇降可能に支承される下部可動枠28が配置される。下部可動枠28には、上下に延びる一対のガイドロッド29,29の上端が連結されており、それらのガイドロッド29,29は、軸方向摺動を可能として固定支持台27に支承される。また両ガイドロッド29,29間で固定支持台27には、それらのガイドロッド29,29の軸線と平行な軸線を有する昇降用シリンダ30が固定的に配設されており、該昇降用シリンダ30が下部可動枠28の下端に連結される。
【0012】
巻取り手段16における芯金23の上方には可動支持台31が配置されており、前記芯金23および可動支持台31間には、可動支持台31で昇降可能に支承される上部可動枠32が配置される。上部可動枠32には、上下に延びる一対のガイドロッド33,33の下端が連結されており、それらのガイドロッド33,33は、軸方向摺動を可能として可動支持台31に支承される。また両ガイドロッド33,33間で可動支持台31には、両ガイドロッド33,33の軸線と平行な軸線を有する昇降用シリンダ34が固定的に配設されており、該昇降用シリンダ34が上部可動枠32の上端に連結される。
【0013】
ところで、図示しない床面上には第2支持枠35が立設されており、巻取り手段16におけるモータ21と同軸の回転軸線を有する回動用モータ36が第2支持枠35に固定的に配設され、該回動用モータ36の出力軸に回動アーム37の基端が固着され、該回動アーム37の先端に可動支持台31が固定的に連結される。したがって、回動用モータ36の作動に応じて可動支持台31および上部可動枠32は、巻取り手段16の回転軸線まわりに回動せしめられることになる。これは、巻取り手段16の回転軸線まわりの可動支持台31および上部可動枠32の位置を適宜調整するためのものであるが、本願発明で特に必要となるものではなく、位置の調整が不要である場合には可動支持台31を固定配置しておけばよい。
【0014】
第1検出手段17は下部可動枠28の上部に配設され、また第2検出手段18は上部可動枠32の下部に配設される。これらの検出手段17,18は、巻取り手段16で巻取られているワークの最外周で金属平板12および金属波板13の接触部を検出するものであり、たとえば、針状の検出子で前記接触部を検出する接触型のものや、前記ワークの半径方向に沿う走査によるレーザ光の反射で前記接触部を検出するレーザ光反射式のものや、CCDカメラ等により前記接触部を検出する画像処理型のものや、前記ワークの半径方向に沿う走査によるレーザ光の透過で前記接触部を検出するレーザ光透過式のもの等が好適に用いられる。但し、レーザ光透過式のものを用いたときには、巻取り手段16で巻取られているワークの軸方向両側にレーザ光発信部とレーザ光受信部とが配設されることになる。
【0015】
図4を併せて参照して、下部可動枠28の上部には、巻取り手段16で巻取られているワークにおける最外周の金属波板13にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ、金属波板13を芯金23側に押付ける一対の倣いローラ38,38が回転自在に軸支される。また上部可動枠32の下部には、巻取り手段16で巻取られているワークにおける最外周の金属平板12にその幅方向両側で接触して回転しつつ、金属平板12を芯金23側に押付ける一対のローラ39,39が回転自在に軸支される。而して一対の倣いローラ38,38は、第1検出手段17による検出ならびに第1溶接手段19による溶接の邪魔にならないようにするために、巻取り手段16への金属波板13の巻取り方向41に沿って第1検出手段17および第1溶接手段19よりも上流側に配置され、また一対のローラ39,39は、第2検出手段18による検出ならびに第2溶接手段20による溶接の邪魔にならないようにするために、巻取り手段16への金属平板12の巻取り方向42に沿って第2検出手段18および第2溶接手段20よりも上流側に配置される。
【0016】
第1溶接手段19は、巻取り手段16で巻取られているワークに第1検出手段17に対応する位置で一条あるいは複数条のレーザビームを照射可能なものであり、シフト用モータ43を有して下部可動枠28に設けられたレーザビームシフト手段44により巻取り手段16の回転軸線方向に沿う往復移動を可能として下部可動枠28に配設される。また第2溶接手段20は、巻取り手段16で巻取られているワークに第2検出手段18に対応する位置で一条あるいは複数条のレーザビームを照射可能なものであり、シフト用モータ45を有して上部可動枠32に設けられたレーザビームシフト手段46により巻取り手段16の回転軸線方向に沿う往復移動を可能として上部可動枠32に配設される。
【0017】
図5において、エジェクタ用シリンダ25および昇降用シリンダ30,34には、空気圧源49からの空気圧が空気圧制御手段51,52,53をそれぞれ介して供給されるものであり、それらの空気圧制御手段51,52,53と、巻取り手段16のモータ21と、第1および第2溶接手段19,20と、回動用モータ36と、シフト用モータ43,45とは、第1および第2検出手段17,18の検出信号が入力される制御ユニット48により制御される。
【0018】
而して昇降用シリンダ30,34を作動せしめる空気圧制御手段52,53は、巻取り手段16で巻取られているワークの巻き厚変化に応じて下部および上部可動枠28,32を昇降せしめるように制御ユニット48により制御される。
【0019】
また巻取り手段16のモータ21、第1および第2溶接手段19,20、ならびにそれらの溶接手段19,20をシフト作動せしめるためのレーザビームシフト手段44,46のシフト用モータ43,45は、第1検出手段17による接触部検出時にモータ21の作動を一旦停止して第1溶接手段19からのレーザビーム照射ならびにレーザビームシフト手段44の作動による溶接を行なうとともに第2検出手段18による接触部検出時にモータ21の作動を一旦停止して第2溶接手段20からのレーザビーム照射ならびにレーザビームシフト手段46の作動による溶接を行なうようにして、制御ユニット48により制御される。
【0020】
次にこの実施例の作用について説明すると、ハニカム筒体14を構成する金属平板12および金属波板13は、レーザビーム照射によって相互に溶接されるので、金属平板12および金属波板13がハニカム筒体14の軸方向に沿って突出するフィルムアウト現象が生じたり、金属平板12および金属波板13の周方向へのずれが生じたりすることを確実に防止することができ、また巻取り手段16による巻取り時に金属平板12にしわが生じることを防止することができる。
【0021】
しかも巻取り手段16による金属平板12および金属波板13の巻取り時に、第1検出手段17により金属平板12の外周面への金属波板13の接触部を検出するとともに、第2検出手段18により金属平板12の内周面への金属波板13の接触部を検出し、第1および第2検出手段17,18による前記接触部検出時に巻取り手段16の作動を一旦停止して第1および第2溶接手段19,20による前記接触部へのレーザビーム照射を行なって、金属平板12および金属波板13を相互に溶接するようにしたので、巻取り手段で巻取られているワークの周方向に沿って連続的にレーザビームが照射されていた従来のものでは、金属平板12および金属波板13に微小な孔があいたり、熱によるダメージが金属平板12および金属波板13に生じる可能性があったのに対し、金属平板12および金属波板13の接触部のみにレーザビームを照射して上記穿孔や熱ダメージのない良好なハニカム筒体14を得ることができる。
【0022】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【0023】
たとえば、金属平板12の外周面への金属波板13の接触部を検出する第1検出手段として、倣いローラ38を用いることも可能である。また上記実施例では、第1および第2溶接手段19,20を、レーザビームシフト手段44,46によって巻取り手段16の回転軸線方向に沿う方向に往復移動させるようにし、第1および第2検出手段17,18による接触部検出時に制御ユニット48によって巻取り手段16の作動を一旦停止して第1および第2溶接手段19,20をシフト作動せしめるようにしたが、複数条のレーザビームを照射せしめるようにして第1および第2溶接手段を固定配置してもよく、その場合、巻取り手段16の作動を一旦停止するような制御を制御ユニット48で行なう必要はなく、巻取り手段16を連続的に巻取り作動せしめるようにすればよい。
【0024】
【発明の効果】
以上のように本発明装置は、金属平板および金属波板を相互に重ねて巻取る巻取り手段と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の下方に配置される下部可動枠と、昇降作動を可能として前記巻取り手段の上方に配置される上部可動枠と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の外周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記下部可動枠に配設される第1検出手段と、前記巻取り手段で巻取られている金属平板の内周面への金属波板の接触部を検出するようにして前記上部可動枠に配設される第2検出手段と、第1検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属波板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記下部可動枠に配設される第1溶接手段と、第2検出手段で検出された金属平板および金属波板の接触部に金属平板側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記上部可動枠に配設される第2溶接手段と、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属波板にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ前記金属波板を押付けるようにして前記下部可動枠に回転自在に軸支される倣いローラと、前記巻取り手段で巻取られているワークにおける最外周の金属平板にその幅方向両側で接触して回転しつつ前記金属平板を押付けるようにして前記上部可動枠に回転自在に軸支されるローラと、第1検出手段の接触部検出に応じた第1溶接手段による溶接ならびに第2検出手段の接触部検出に応じた第2溶接手段による溶接を行なうことを可能として第1および第2溶接手段の作動を制御するとともに前記巻取り手段で巻き取られているワークの巻き厚変化に応じた前記下部および上部可動枠の昇降を制御する制御ユニットとを備えるので、金属平板および金属波板の接触部のみにレーザビームを照射して穿孔や熱ダメージのない良好なハニカム筒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属製触媒担体の一部切欠き斜視図である。
【図2】ハニカム筒体の製造装置を示す概略側面図である。
【図3】図2の3矢視図である。
【図4】金属平板および金属波板の巻取り時の各検出手段、各溶接手段および各ローラの配置を説明するための概略図である。
【図5】制御ユニットで制御される作動機器を示す図である。
【符号の説明】
11・・・金属製触媒担体
12・・・金属平板
13・・・金属波板
14・・・ハニカム筒体
15・・・ハウジング
16・・・巻取り手段
17・・・第1検出手段
18・・・第2検出手段
19・・・第1溶接手段
20・・・第2溶接手段
28・・・下部可動枠
32・・・上部可動枠
38・・・倣いローラ
39・・・ローラ
48・・・制御ユニット
Claims (1)
- 金属平板(12)および金属波板(13)が交互に巻回されて成るとともに、円筒状のハウジング(15)内に収納されて金属製触媒担体(11)を構成するハニカム筒体(14)を製造するための金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置において、金属平板(12)および金属波板(13)を相互に重ねて巻取る巻取り手段(16)と、昇降作動を可能として前記巻取り手段(16)の下方に配置される下部可動枠(28)と、昇降作動を可能として前記巻取り手段(16)の上方に配置される上部可動枠(32)と、前記巻取り手段(16)で巻取られている金属平板(13)の外周面への金属波板(13)の接触部を検出するようにして前記下部可動枠(28)に配設される第1検出手段(17)と、前記巻取り手段(16)で巻取られている金属平板(12)の内周面への金属波板(13)の接触部を検出するようにして前記上部可動枠(32)に配設される第2検出手段(18)と、第1検出手段(17)で検出された金属平板(12)および金属波板(13)の接触部に金属波板(13)側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記下部可動枠(28)に配設される第1溶接手段(19)と、第2検出手段(18)で検出された金属平板(12)および金属波板(13)の接触部に金属平板(12)側からのレーザビーム照射による溶接を施すようにして前記上部可動枠(32)に配設される第2溶接手段(20)と、前記巻取り手段(16)で巻取られているワークにおける最外周の金属波板(13)にその幅方向両側で嵌合して回転しつつ前記金属波板(13)を押付けるようにして前記下部可動枠(28)に回転自在に軸支される倣いローラ(38)と、前記巻取り手段(16)で巻取られているワークにおける最外周の金属平板(12)にその幅方向両側で接触して回転しつつ前記金属平板(12)を押付けるようにして前記上部可動枠(32)に回転自在に軸支されるローラ(39)と、第1検出手段(17)の接触部検出に応じた第1溶接手段(19)による溶接ならびに第2検出手段(18)の接触部検出に応じた第2溶接手段(20)による溶接を行なうことを可能として第1および第2溶接手段(19,20)の作動を制御するとともに前記巻取り手段(16)で巻き取られているワークの巻き厚変化に応じた前記下部および上部可動枠(28,32)の昇降を制御する制御ユニット(48)とを備えることを特徴とする金属製触媒担体のハニカム筒体製造装置。
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