JP4316248B2

JP4316248B2 - 柱体保持装置の製造方法及びその製造装置

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Publication number: JP4316248B2
Application number: JP2003018305A
Authority: JP
Inventors: 入江　　徹; 真志太田
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2003328743A

Description

【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柱体保持装置の製造方法及び製造装置に関し、例えば、筒状部材内に緩衝マットを介して柱体の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及び製造装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
流体に対してフィルタ機能を有するハニカム構造の柱体を、金属製筒状部材内に緩衝部材を介して保持する柱体保持装置が流体処理装置として用いられ、種々の流体の浄化に供されている。例えば、自動車の排気系においては触媒コンバータやディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）が搭載されており、触媒担体あるいはフィルタ等（総称して担体といい、以下、触媒担体いうときはこれらを代表する）としてセラミック製の脆弱なハニカム構造の柱体が用いられている。このハニカム構造の柱体はセラミックマット等の緩衝部材を介して金属製筒状部材内に保持されて流体処理装置が構成され、その一例として触媒コンバータがある。そして、この触媒コンバータのような柱体保持装置の製造方法としては、触媒担体の外周に緩衝部材を巻回し、この緩衝部材を圧縮しながら筒状部材内に収容する圧入による製造方法が一般的である。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１（特開２００１−３５５４３８）には、外周に保持材が装着された触媒担体を保持筒に圧入するに際し、触媒担体の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する触媒コンバータの製造方法が提案されている。また、触媒担体の外周に装着された保持材の外径を計測し、この計測値に適合する内径を有する保持筒に保持材が装着された触媒担体を圧入する方法も提案されている。更に、保持材の外径を計測するに際し、所定の圧力を加えた状態で計測することも提案されている。そして、同特許文献１においては、内径が異なる多数の保持筒の素材を予め準備しておき、その中から適正な内径を有するものを選択することが提案されている。
【０００４】
これに対し、筒状部材内に触媒担体及びマットを緩やかに挿入した後、緩衝部材マットが最適圧縮量となる径まで筒状部材を縮径するサイジング（sizing又はcalibrating)と呼ばれる方法も提案され、例えば、下記の特許文献２乃至９等に開示されている。このうち、例えば特許文献５（特開平９−２３４３７７）においては、同文献で従来技術として引用された下記の特許文献１０に関し、管状ボディ（コーン一体型ケーシング）２３の中央部分を半径方向に縮径して圧縮部ｂとし、支持マット２２を圧縮してケーシング内にセラミックハニカム体２１を支持する触媒コンバータが開示されているが、中央部分の圧縮部ｂの端部から縮径加工していないコーン８ａ，８ｂ部方向ではハニカム体２１外周とケーシング２３内周との間隙９が大きいことが問題であるとして、ケーシングの全長に亘って縮径することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献７（米国特許５７５５０２５）においては、予め触媒担体の外径を計測しておき、それに緩衝マットの圧縮量を加味して保持範囲の最適外径を算出し、それに基づいて筒状部材を全長に亘って数種類の径まで拡径して、その後選択した筒状部材内に、圧入方式と同様の治具を用いて触媒担体と緩衝マットを圧入することとしている。更に、特許文献８（米国特許６３８９６９３）には、予め触媒担体の外径（Ｄ）を計測すると共に、支持マットの厚さ及び筒状容器の壁厚（Ｔ２）を計測し、支持マットの目標厚さ（Ｔ１）を設定した上で、ＯＤ＝Ｄ＋２Ｔ１＋２Ｔ２の外径となるように、筒状容器のリサイジング（resizing）を行なう触媒コンバータの製造方法が開示されている。同様に、特許文献９（欧州特許公開０９８２４８０）には、触媒担体の外径の測定結果を用いて管体の縮径量を調整する触媒コンバータの製造方法が開示されている。
【０００６】
一方、特許文献１において従来技術として引用された下記の特許文献１１には、スピニングによる縮径加工が開示されている。更に、特許文献１２には、筒状部材回りを公転する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、筒状部材と共に緩衝マットを縮径して触媒担体を支持する触媒コンバータの製造方法が開示されている。尚、筒状部材の端部に対するネッキング加工として、下記の特許文献１３に偏芯スピニング加工が開示され、下記の特許文献１４に傾斜スピニング加工が開示されており、更にスピニング加工装置が特許文献１５に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３５５４３８号公報
【特許文献２】
特開昭６４−６０７１１号公報
【特許文献３】
特開平８−４２３３３号公報
【特許文献４】
特開平９−１７０４２４号公報
【特許文献５】
特開平９−２３４３７７号公報
【特許文献６】
米国特許第５３２９６９８号公報
【特許文献７】
米国特許第５７５５０２５号公報
【特許文献８】
米国特許第６３８９６９３号公報
【特許文献９】
欧州特許公開ＥＰ０９８２４８０Ａ２号公報
【特許文献１０】
特開平２−２６８８３４号公報
【特許文献１１】
特開２０００−４５７６２号公報
【特許文献１２】
特開２００１−１０７７２５号公報
【特許文献１３】
特許第２９５７１５３号公報
【特許文献１４】
特許第２９５７１５４号公報
【特許文献１５】
特開２００１−１３７９６２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前掲の特許文献１には、「触媒担体２を保持筒１に圧入したときに保持材３に加わる圧力（以下、保持圧という。）と同等の圧力を保持材３に作用させた状態で保持材３の外径を計測するのが望ましい」と記載されているが、このような圧入方法において、後工程で保持材に加えられる圧力を推定することは不可能であり、この点に関する説明も見あたらない。即ち、触媒担体２を保持筒１に圧入したときに保持材３に加わる圧力と同等の圧力を保持材３に作用させた状態とする旨の記載は願望の域を脱しておらず、ほかに実現可能と解し得る開示は見あたらない。
【０００９】
更に、前掲の特許文献１には、「保持筒１の素材としては、圧入後の保持材３に触媒担体２に適正な圧力を作用させることができるような内径を有するものが用いられる。これは、内径が異なる多数の素材を予め準備しておき、その中から適正な内径を有するものを選択することによって達成することができる」旨記載されていることに鑑みると、圧入したときに保持材３に加わる圧力と同等の圧力を保持材３に作用させた状態で保持材３の外径を計測（これは上記のように不可能であるが、仮に可能であるとして）した結果に応じて、保持筒１の内径を調整するものでもないことは明らかである。結局、どのように圧力を作用させた状態で保持材３の外径を計測し、どのような計測結果をどのように利用しているかについては定かではない。
【００１０】
これに対し、従前の圧入による製造方法においては、一般的に、緩衝部材たる緩衝マットの充填密度（ＧＢＤ値と呼ばれる）を基準に触媒担体の外径と筒状部材の内径との間隙が設定される。このＧＢＤ値は、単位面積当り重量／充填間隙寸法であり、緩衝マットの充填密度に応じて面圧（単位：パスカル）が発生し、この面圧によって触媒担体が保持されるのであるが、面圧は、当然乍ら触媒担体の強度を超えない値に調整すると共に、振動や排気ガス圧力が加わる触媒担体に対し、これが筒状部材内を移動しないように保持し得る値に調整しなければならない。このためには、緩衝部材（緩衝マット）は設計範囲内のＧＢＤ値で圧入され、且つこのＧＢＤ値を製品のライフサイクルの間は維持しなければならない。
【００１１】
しかし、前述の一般的な圧入による製造方法においては、製造上必然的に生ずる触媒担体の外径の誤差、筒状部材の内径の誤差、及びこれらの間に介装される緩衝部材（緩衝マット）の単位面積当り重量の誤差が重畳されてＧＢＤ値の誤差となる。従って、このＧＢＤ値の誤差を最小とするための各部材の最適組合せを見い出すことは、量産のための現実的な解決とはなりえない。また、ＧＢＤ値自体も、緩衝部材の特性や個体差に左右され、しかも平面上における測定値に依拠しており、触媒担体に対し緊密に巻回された状態における測定値を表すものではない。このため、従来のようにＧＢＤ値に依存することなく、触媒担体を適切に筒状部材内に圧入することが望まれている。
【００１２】
これに対し、一般的なサイジングによる方法においては、触媒担体の外径と筒状部材の内径を予め計測しておき、緩衝部材（緩衝マット）の適正圧縮量を求め、この圧縮量だけ縮径することが企図されるが、この方法では最終的に緩衝部材の圧縮量が最適か否かを判定することは困難である。これは、各触媒担体の誤差及び各緩衝部材の誤差が重畳されるというだけでなく、各触媒担体に装着した状態での各緩衝部材の厚さにバラツキが生ずるからである。更に、金属製の筒状部材を縮径する際には、筒状部材のスプリングバックを考慮して、目標とする径より予め小さく縮径加工（所謂オーバーシュート）する必要があることにも起因している。このため、過剰な圧縮力が付与されるおそれもある。また、筒状部材の縮径加工時には板厚の変化（縮径部の板厚の増加）が不可避であることにも起因している。このように、真の内径（内壁面位置）、即ち正確な縮径量を設定することは極めて困難であり、到底量産に移行し得るものではない。このようなオーバーシュート等に起因する問題を解決するため、前掲の特許文献７、８及び９に開示された方法では、予め触媒担体の外径を計測しておき、それに緩衝マットの圧縮量あるいは目標厚さを考慮して縮径することとしている。然し乍ら、前述の緩衝マットの単位面積当り重量に起因する誤差を初め、緩衝マットに係る種々の誤差について考慮されていないため、究極課題たる触媒担体に付与される面圧に誤差が生ずることは避けられない。以下、この点について更に説明する。
【００１３】
先ず、触媒担体を筒状部材内の所定位置に保持するために必要とされる保持力について説明すると、筒状部材の径方向の保持力は、触媒担体の外面及び筒状部材の内面に対し直交する方向に働く緩衝部材の圧縮復元力である。一方、例えば自動車の排気装置に固定された筒状部材に対し、触媒担体及び緩衝部材には振動や排気ガス圧力によって軸方向の力が生ずるので、これに抗する力として筒状部材の軸方向（長手方向）の保持力が必要であり、これは緩衝部材と触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝部材と筒状部材との間の摩擦力が資するところとなる。
【００１４】
上記の緩衝部材と触媒担体との間の摩擦力、及び緩衝部材と筒状部材との間の摩擦力は夫々、触媒担体の外面と緩衝部材との間の静摩擦係数を緩衝部材の圧縮復元力（面圧）に乗じた積、及び筒状部材の内面と緩衝部材との間の静摩擦係数を緩衝部材の圧縮復元力（面圧）に乗じた積として表される。このとき、軸方向（長手方向）の保持力としては、静摩擦係数が低い方の部材と緩衝部材との間の摩擦力が支配的となる。従って、静摩擦係数が判明している触媒担体及び筒状部材に関し、必要な摩擦力が明らかとなり、これを確保するためには緩衝部材に対する面圧を高くする必要があるが、触媒担体が脆弱な場合は径方向の荷重が過大となることを回避するためには、緩衝部材に対する面圧の限度内で、軸方向の保持力を確保し得るように設定する必要がある。
【００１５】
而して、緩衝部材に対する面圧は、触媒担体の外面の静摩擦係数と筒状部材の内面の静摩擦係数のうちの低い方の部材の静摩擦係数に基づいて設定し、その面圧に応じて筒状部材を縮径するとよい。即ち、筒状部材内に緩衝部材を介して触媒担体を保持するに際し、最も適切な制御パラメータは、緩衝部材（緩衝マット）を介して触媒担体（あるいはフィルタ）に付与される面圧（単位：パスカル）であり、これを直接検出し、あるいはこれに一義的に対応する値もしくは近似した値を検出し、その検出結果に基づいて筒状部材を縮径することが可能であれば、サイジングによって良好な精度で筒状部材を縮径することができる。ここで、サイジングは、縮径量を制御しつつ筒状部材の縮径を行なうことを意味し、筒状部材に対する縮径作業という観点では同じ範疇に含まれるものの、単なる管径の縮小化を意味する「シュリンキング」とは区別して用いる。
【００１６】
これに対し、従来方法においては、前述の緩衝部材（緩衝マット）のＧＢＤ値に基づく管理が一般的であり、いわば代用値による推定管理が行なわれているということになる。このため、推定要因が重畳されて誤差が不可避となるというだけでなく、結果的に、緩衝部材と触媒担体との間の摩擦力による保持力と、緩衝部材と筒状部材との間の摩擦力による保持力が混同されて、各部品の寸法関係が設定されている。また、前掲の特許文献１における計測においても必然的に、後工程に対する推定要因が重畳されて誤差が生ずることから、何らかの対策を講ずる必要がある。
【００１７】
特に、触媒コンバータにおいては、触媒担体の外径の誤差に起因する面圧のばらつきや経年変化を考慮し、あるいは、使用時における各種加速度による触媒担体の軸方向移動を抑止し得る面圧（このときの必要最低面圧値をαとする）を考慮して、緩衝マットの圧縮力をなるべく強く、且つ、周方向、軸方向ともに均一に付与するのが理想的である。これに対応すべく圧縮力を過大に設定すると、触媒担体が破損するおそれがあるため、圧縮力は所定値より大きくすることはできない（このときの触媒担体が破損する圧力（アイソスタティック強度）をβとする）。更に、近時の排気浄化性能向上の要請により、触媒担体は一層の薄壁化が要求され、従来の触媒担体に比べ脆弱化（即ち、βの低下）が著しく、保持力設定の許容範囲（面圧に対する破損マージンで（β−α）で表すことができる）が一層狭められる。
【００１８】
また、排気ガス温度（触媒コンバータに導入される排気ガスの温度）の上昇を伴うため（約９００℃にもなる）、緩衝マットとして高耐熱性を有するアルミナマットを組合せる必要がある。しかし、アルミナマットは熱的に非膨張性であることから、熱膨張性の金属製容器の変形に追従させることが困難であり、このことからも必要最低面圧値αを既存の加工方法よりも大きい値に設定し、緩衝マットの圧縮密度を大きく設定しなければならない。従って、近時の傾向として、βの低下とαの増加により面圧許容範囲（β−α）の矮小化が顕著である。換言すれば、個体毎の精密な面圧設定が不可欠ということであり、量産工程での触媒コンバータの製造を著しく困難としている。
【００１９】
しかも、近時の触媒コンバータ用の触媒担体における薄壁化の進展により、面圧許容範囲（β−α）は従来の二分の一程度となる。尚、この面圧許容範囲（β−α）については図２１を参照して後述する。今後の更なる薄壁化により、その半分程度の許容範囲にまで減少すると推測されている。これらの値からも、薄壁の触媒担体を従来の圧入工法等によって適正面圧を保って装填することが非常に困難であることは明らかである。
【００２０】
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柱体保持装置の製造方法及び製造装置において、圧縮された緩衝部材の圧縮復元力によって柱体に付与される面圧に基づき、筒状部材に対し適切にサイジングを行い、緩衝部材を巻回した柱体を、適切に筒状部材内に保持することを課題とする。
【００２１】
更に、筒状部材に対する縮径に伴うスプリングバック及び板厚の変化に対しても適切に対応し得る柱体保持装置の製造方法及び製造装置を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の柱体保持装置の製造方法は、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柱体保持装置の製造方法において、前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、押圧体によって前記柱体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮すると共に、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧を検出し、該面圧が所定の目標面圧となるときの前記柱体の軸芯と前記押圧体の先端との間の距離を測定して目標半径とし、前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で前記筒状部材内に緩やかに収容した後に、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径となるように、前記筒状部材を前記緩衝部材と共に縮径し、前記緩衝部材を巻回して成る前記柱体を前記目標面圧の圧縮状態で前記筒状部材内に保持することとしたものである。
【００２３】
上記請求項１に記載の製造方法によれば、緩衝部材を巻回した柱体は、前記面圧が目標面圧となるときの圧縮状態で筒状部材内に保持されるので、柱体に対する面圧が過大となることなく、緩衝部材の圧縮復元力によって柱体を確実に保持することができる。上記の緩衝部材と柱体との間の摩擦力、及び緩衝部材と筒状部材との間の摩擦力は、前述のように夫々、柱体の外面の静摩擦係数と緩衝部材の圧縮復元力（面圧）との積、及び筒状部材の内面の静摩擦係数と緩衝部材の圧縮復元力（面圧）との積として表され、軸方向の眼界保持力としては、静摩擦係数が低い方の部材と緩衝部材との間の摩擦力が支配的となる。従って、静摩擦係数が判明している柱体及び筒状部材に関し、必要な摩擦力が明らかとなり、これを確保するためには緩衝部材に対する面圧を高くする必要があるが、柱体が脆弱な場合は径方向の荷重が過大となることを回避するためには、緩衝部材に対する面圧の限度内で、軸方向の保持力を確保し得るように設定する必要がある。
【００２４】
而して、請求項２に記載のように、前記目標面圧は、前記柱体の外面の静摩擦係数及び前記筒状部材の内面の静摩擦係数と、前記押圧体の前記緩衝部材に対する押圧力に基づいて設定することが望ましい。例えば、前記目標面圧は、前記柱体の外面の静摩擦係数と前記筒状部材の内面の静摩擦係数のうちの低い方の部材の静摩擦係数と前記押圧体の押圧力に基づいて設定するとよい。
【００２５】
また、上記請求項２に記載の製造方法において、請求項３に記載のように、前記押圧体を前記緩衝部材の全周に亘って複数個並設し、該複数個の押圧体の少なくとも一つによって前記柱体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮すると共に、前記柱体に対する前記緩衝部材の面圧を検出することとしてもよい。
【００２６】
更に、上記請求項３に記載の製造方法において、請求項４に記載のように、前記複数個の押圧体を、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を保持する部分に相当する長さの複数個の長尺部材で構成すると共に、該複数個の長尺部材の押圧体を前記緩衝部材の全周に亘って並設することとしてもよい。
【００２７】
上記請求項４に記載の製造方法において、請求項５に記載のように、前記目標面圧となるときの前記押圧体による圧縮状態から圧縮前の状態に復元するまでの状態にある前記緩衝部材を巻回して成る前記柱体を、前記筒状部材に収容することとしてもよい。即ち、前記柱体が、その材質上、圧縮された（縮径された）状態から圧縮前の状態に復元するまでに所定時間（例えば数分間）を要するものであれば、請求項１に記載のように測定した後、前記緩衝部材を圧縮した状態から復元するまでの状態で、前記筒状部材に収容することができる。従って、この状態の緩衝部材を基準に筒状部材の内径を設定すれば、サイジング時の縮径量を最小に抑えることができる。
【００２８】
また、上記請求項４に記載の柱体保持装置の製造方法において、請求項６に記載のように、前記複数個の長尺部材を前記緩衝部材の全周に亘って並設して成る前記複数個の押圧体によって、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径となるように、前記筒状部材を前記緩衝部材と共に縮径することとしてもよい。
【００２９】
そして、上記請求項１記載の製造方法において、請求項７に記載のように、前記筒状部材を縮径するときの前記筒状部材の素材径の変化及び素材厚の変化の少なくとも一方に基づき所定の補正量を設定し、該補正量に基づき、前記緩衝部材と共に前記筒状部材を縮径するときの縮径量を調整することとしてもよい。例えば、請求項８に記載のように、前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径を下回り、前記柱体が破壊する直前まで、前記押圧体によって前記緩衝部材を押圧したときの限界半径を予め測定し、該限界半径と前記目標半径との差の範囲内の所定距離を、前記補正量として設定することができる。
【００３０】
そして、本発明の製造装置は、請求項９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して成る柱体保持装置を製造する製造装置において、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を保持する部分に相当する長さの複数個の長尺部材で構成すると共に、該複数個の長尺部材を前記柱体の全周に亘って並設して成る複数個の押圧体を有し、該押圧体によって、前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、前記柱体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮する加圧手段と、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧を検出し、該面圧が所定の目標面圧となるときの前記柱体の軸芯と前記複数個の押圧体の先端との間の距離を測定する測定手段と、該測定手段が測定した前記距離を目標半径とし、前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で前記筒状部材内に緩やかに収容した後に前記加圧手段を駆動し、前記複数個の押圧体によって、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径となるように、前記筒状部材を前記緩衝部材と共に縮径する制御手段を備えたものとすることができる。この装置により、前記請求項６に記載の製造方法を実行することができ、単一の装置で、測定から縮径までの工程を連続して行なうことができる。
【００３１】
上記請求項９記載の製造装置において、請求項１０に記載のように、前記制御手段は、前記筒状部材を縮径するときの前記筒状部材の素材径の変化及び素材厚の変化の少なくとも一方に基づき所定の補正量を設定し、該補正量に基づき、前記緩衝部材と共に前記筒状部材を縮径するときの縮径量を調整するように構成することができる。このように構成すれば、縮径に伴い筒状部材がスプリングバックして素材径が変化する場合、あるいは筒状部材の素材厚が増加する場合にも、実質的な半径が前記目標半径となるように製造することができる。
【００３２】
例えば、請求項１１に記載のように、前記測定手段は、前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径を下回り、前記柱体が破壊する直前まで、前記押圧体によって前記緩衝部材を押圧したときの限界半径を予め測定すると共に、前記制御手段は、前記限界半径と前記目標半径との差の範囲内の所定距離を、前記補正量として設定するとよい。
【００３３】
また、本発明は、請求項１２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柱体保持装置の製造方法において、前記柱体に付与される面圧を検知する検知手段と共に前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で、前記筒状部材内に緩やかに収容し、前記筒状部材のうちの少なくとも前記緩衝部材を含む胴部を、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧が所定の圧力範囲内となるように、前記緩衝部材と共に縮径して前記柱体を保持するように構成することもできる。
【００３４】
そして、請求項１３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して成る柱体保持装置を製造する製造装置に関し、前記柱体に付与される面圧を検知する検知手段と、該検知手段と共に前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で、前記筒状部材内に緩やかに収容し、前記筒状部材のうちの少なくとも前記緩衝部材を含む胴部を圧縮する加圧手段と、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧が所定の圧力範囲内となるように前記加圧手段を駆動し、前記筒状部材の胴部を前記緩衝部材と共に縮径する制御手段を備えた製造装置を構成することができ、単一の装置で、測定から縮径までの工程を連続して行なうことができる。
【００３５】
上記の検知手段としては、例えば、前記柱体と前記緩衝部材との間に介装する感圧素子があり、この感圧素子の検知信号に基づき面圧を判定するように構成することができる。尚、感圧素子は安価であれば、縮径後に抜き出すことなくそのまま放置することとしてもよい。
【００３６】
尚、本発明の製造対象の柱体保持装置の一例である排気処理装置として、例えば、触媒コンバータやＤＰフィルタ装置がある。筒状部材は外筒、ハウジングあるいはケーシングとも呼ばれ、触媒コンバータの場合には、柱体は触媒担体に対応し、例えばセラミック製ハニカム構造体を含み、緩衝部材は触媒担体保持用の緩衝マットに対応する。また、ＤＰフィルタ装置の場合には、柱体はフィルタに対応し、緩衝部材はＤＰフィルタ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ＤＰフィルタ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、楕円形断面、あるいは長円形（レーストラック）断面を有するものもあり、本発明の柱体には、非円形断面のものも包含される。従って、筒状部材の内側の半径という場合には、例えば楕円形断面の筒状部材における長径及び短径（の二分の一）が包含されるので、本願では実質的な半径と表している。
【００３７】
【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柱体保持装置の製造方法及び製造装置に関し、先ず、図１を参照して本発明における柱体保持装置の製造方法の全体構成を説明した後、その具体的一態様として、排気処理装置たる触媒コンバータの製造方法及び製造装置について図２乃至図１８を参照して説明する。図１において、先ず一体化工程（Ｕ）にて、柱体Ｃの外周に緩衝部材Ａを巻回（Ｒ）する。この工程は通常、別途行なわれ、予め一体化された一体品（例えば図２に１で示す）に対し、次の測定工程（Ｍ）が行なわれる。
【００３８】
測定工程（Ｍ）では、圧縮工程（Ｍ１）にて、押圧体（例えば、破線で示すＰＭ）によって柱体Ｃの軸芯に対して直交する方向に緩衝部材Ａを押圧して緩衝部材Ａを圧縮し、面圧検出工程（Ｍ２）にて、緩衝部材Ａの圧縮復元力によって柱体Ｃに付与される面圧（Ｐｓ）を検出する。この面圧（Ｐｓ）が所定の目標面圧（Ｐｔ）となるときの柱体Ｃの軸芯と押圧体ＰＭの先端との間の距離を距離測定工程（Ｍ３）にて測定し、これを目標半径（Ｒｔ）として設定する。尚、これらＭ１乃至Ｍ３の工程は、説明の便宜上、時系列的に列挙したものであり、図３を参照して後述するように、実際にはこれらは略同時に行なわれる。
【００３９】
次に、サイジング工程（Ｖ）の収容工程（Ｖ１）にて、緩衝部材Ａを柱体Ｃの外周に巻回した状態の上記一体品を、筒状部材Ｔ内に緩やかに収容する。そして、縮径工程（Ｖ２）にて、少なくとも緩衝部材Ａを収容する部分の内側の実質的な半径が目標半径（Ｒｔ）となるように、筒状部材Ｔを緩衝部材Ａと共に縮径する。これにより、緩衝部材Ａを巻回して成る柱体Ｃ（一体品）を目標面圧（Ｐｔ）の圧縮状態で筒状部材Ｔ内に保持することができる。尚、上記Ｖ１乃至Ｖ３の工程も、説明の便宜上、区分したものであり、例えばＶ１及びＶ２は必ずしも別にする必要はなく、これらは一連のサイジング加工制御として処理される。
【００４０】
更に、補正量設定工程（Ｖ３）において、筒状部材Ｔの素材径及び素材厚（板厚）の少なくとも一方に基づき所定の補正量（ｄｓ，ｄｔ）を設定しておき、この補正量に基づき縮径工程（Ｖ３）にて緩衝部材Ａと共に筒状部材Ｔを縮径するときの縮径量を調整するように構成するとよい。これによれば、縮径後に筒状部材Ｔがスプリングバックする場合、あるいは、縮径に伴い筒状部材Ｔの素材厚が増加する場合にも限界半径内に抑え、実質的な半径が目標半径（Ｒｔ）となるように製造することができる。
【００４１】
例えば、筒状部材Ｔの素材径に基づき補正量（ｄｓ）を設定する場合には、前述の測定工程（Ｍ）において、筒状部材Ｔの少なくとも緩衝部材Ａを収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径を下回り、柱体Ｃが破壊する直前まで、押圧体ＰＭによって緩衝部材Ａを押圧したときの限界半径を予め測定しておき、補正量設定工程（Ｖ３）において、前記限界半径と目標半径（Ｒｔ）との差の範囲内の距離を、補正量（ｄｓ）として設定することとしてもよい。これによれば、特に、縮径後に筒状部材Ｔがスプリングバックしたときに実質的な半径が目標半径（Ｒｔ）となるように製造することができる。
【００４２】
そして、更に必要であれば、ネッキング工程（Ｎ）に進み、筒状部材Ｔの開口端部に対しネッキング加工が行なわれ、製品Ｐ（例えば、図２０の触媒コンバータ）が形成される。尚、圧縮工程（Ｍ１）にて用いられる押圧体（図示せず）と縮径工程（Ｖ３）にて用いられる押圧体を同一の部材で構成し、同一の加圧手段で加圧し得るように構成すれば、測定工程（Ｍ）及びサイジング工程（Ｖ）を単一の装置によって連続した制御を行なうことができる。これについては詳細に後述する。もっとも、前述の測定工程（Ｍ）とサイジング工程（Ｖ）は必ずしも連続して行なう必要はなく、時間及び場所を異にして行なうこととしてもよい。例えば、ある工場で測定工程が行なわれた一体品１を、別の工場で筒状部材Ｔ内に圧入することとしてもよい。更に、測定工程（Ｍ）とサイジング工程（Ｖ）との間に、例えば筒状部材Ｔに対する加工等、別の工程を付加することとしてもよい。何れの場合も、測定工程（Ｍ）の検出結果をそのままサイジング工程（Ｖ）で利用することができる。これについても詳細に後述する。
【００４３】
次に、上記柱体保持装置の製造方法の具体的一態様として、触媒コンバータの製造方法（及び製造装置）について説明する。先ず、上記の一体化工程（Ｕ）と同様、図２に示すように、触媒担体２の外周に、本発明の緩衝部材を構成する緩衝マット３を一層巻回し、必要に応じ可燃性テープ等によって固定する。これによって、図２の一体品１が構成される。この場合において、緩衝マット３の両端には図２に示すように凸部と凹部を形成しておき、これらが相互に嵌合する一般的な巻回方法を用いるとよい。尚、図２には、本発明の他の実施形態に供する感圧素子ＳＳ及びＩＣタグＴＧを破線で示しているが、これらについては、他の実施形態と共に後述する。
【００４４】
本実施形態においては、触媒担体２はセラミックス製ハニカム構造体で構成されているが、金属製でもよく、材質、製法は問わない。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や、それらを組み合わせた緩衝マットとしてもよい。また、バインダーが含浸されていない無機質繊維マットでもよい。尚、バインダーの有無及び含有量によって面圧が変わるので、面圧設定においてはこれを加味する必要がある。あるいは、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や、ワイヤメッシュ製のシールリング等と組み合わせてもよい。尚、予め円筒状に形成された緩衝マットも存在するので、これを用いてもよく、その場合には円筒状の緩衝マット内に触媒担体２を収容するだけで、緩衝マットが触媒担体２周りに装着された状態となる。
【００４５】
次に、図３に示すように、上記の一体品１を一対のクランプ装置ＣＨ間に把持し、測定装置ＤＴの押圧体ＰＭによって、緩衝マット３を介して触媒担体２をその軸芯に対して直交する方向に押圧すると共に、触媒担体２に付与される面圧を検知し、この面圧（Ｐｓ）が目標面圧（Ｐｔ）となるときの、触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭとの間の距離を測定し、これを目標半径（Ｒｔ）とする。そして、測定後、押圧体ＰＭを原位置に復帰させた後、クランプ装置ＣＨによる把持を解除する。以下、本実施形態で用いるクランプ装置ＣＨ及び測定装置ＤＴについて説明する。
【００４６】
図３において、クランプ装置ＣＨは、例えば割型式（フィンガー式）チャックで構成され、これによって触媒担体２の上下端部が挟持されてその軸芯Ｚが所定の測定位置にセットされる。本実施形態の測定装置ＤＴは、モータＭＴ駆動のボールスクリュー式アクチュエータＡＣと、その先端にロードセルＬＣを介して支持された反力検知手段たる押圧体ＰＭと、後端に配置された位置検知手段たるロータリエンコーダＲＥを備えている。ロードセルＬＣ及びロータリエンコーダＲＥの検知信号は電子制御装置（以下、コントローラという）ＣＴに入力され、後述の各種データに変換されてメモリ（図示せず）に記憶されると共に、モータＭＴはコントローラＣＴによって駆動制御されるように構成されている。
【００４７】
押圧体ＰＭは触媒担体２の軸芯Ｚに対して直交する方向（図３の左右方向）に進退し、緩衝マット３に当接後これを圧縮し得るように配置される。押圧体ＰＭの当接面積は既知であるので、この押圧体ＰＭによって測定対象たる触媒担体２及び緩衝マット３が押圧されたときの反力が、触媒担体２に対する面圧としてロードセルＬＣによって検知され、コントローラＣＴに入力される。コントローラＣＴにおいては、ロードセルＬＣの検知信号が面圧値に換算されてメモリに記憶され、別途予め入力された所定の目標面圧（Ｐｔ）と比較される。また、ロータリエンコーダＲＥによって押圧体ＰＭの進退量及び停止位置がボールスクリュー（図示せず）の回転情報として検知され、コントローラＣＴに入力される。コントローラＣＴにおいては、ロータリエンコーダＲＥの検知信号がリアルタイムで押圧体ＰＭの進退量及び停止位置の値に変換されてメモリに記憶される。尚、これらの検知手段とコントローラＣＴとの間は電気的に接続してもよいし光学的に接続してもよい。
【００４８】
上記のように構成された測定装置ＤＴを以下のように駆動することによって、触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭとの間の距離と、そのときに触媒担体２に付与される面圧との関係を測定することができる。即ち、押圧体ＰＭを初期位置（図３のＳ０点）から前進（図３の左方向に移動）させて緩衝マット３の一部を押圧し、押圧部における緩衝マット３の圧縮反力が所定の値に到達したときの位置（図３のＳ１点）を検出する。この位置（図３のＳ１点）は、製品となった後の緩衝マット３の面圧値が目標面圧（Ｐｔ）となるときの、筒状部材４の（縮径加工後の）内壁面の位置に相当する。従って、触媒担体２に付与される押圧力とそれによって生ずる反力（面圧）との関係を、予めコントローラＣＴのメモリに記憶しておき、この関係に基づきロードセルＬＣの検知信号（反力）を面圧値に変換し、これと所定の面圧値とを比較しながら押圧体ＰＭを上記の位置（図３のＳ１点）まで前進させ、押圧体ＰＭの移動距離（Ｄｓ）を求める。
【００４９】
而して、押圧体ＰＭの先端の初期位置（図３のＳ０点）と触媒担体２の軸芯Ｚとの間の所定距離から、ロータリエンコーダＲＥによって検知される押圧体ＰＭの移動距離（Ｄｓ）を差し引けば押圧体ＰＭの先端の位置、即ち、軸芯Ｚから目標半径（Ｒｔ）の位置を判定することができ、この位置が、製品状態（即ち、筒状部材４内で触媒担体２に対する面圧が所定の面圧値で保持されている状態）における筒状部材４の（縮径加工後の）内壁面の位置ということになる。このように、本実施形態によれば触媒担体２及び緩衝マット３の寸法や特性値を個別に測定することなく、また前述のＧＢＤ値を用いることなく、所定の面圧値となる位置（図３のＳ１点）を判定することができる。即ち、上記の触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭの先端との間の距離は、結果的に触媒担体２の外径誤差のみならず緩衝マット３の単位面積当り重量の誤差をも考慮した値となるので、これらの誤差を別途測定する必要はない。
【００５０】
尚、上記の距離（Ｄｓ）もしくは目標半径（Ｒｔ）は、次工程に備え、コントローラＣＴのメモリに記憶されるが、必要に応じて表示するように構成してもよい。また、触媒担体２の軸芯Ｚの回りに放射状に複数の測定装置ＤＴを配置し多点測定を行ない、あるいは、軸芯Ｚの回りにクランプ装置ＣＨ及び一体品１を回動（割り出し）させて多点測定を行なうように構成し、各測定値の平均を求めることとしてもよい。特に、触媒担体２が円形断面でない場合には、触媒担体２の形状に応じて多点測定を行なう必要があるので、複数の測定装置ＤＴを配置することが望ましい。押圧体ＰＭは、必ずしも所定の位置（図３のＳ１点）で停止させる必要はなく、この位置を検知後そのまま連続して後退させ、更に、この押圧体ＰＭの後退に同期してクランプ装置ＣＨによる把持を解除させるように構成してもよい。
【００５１】
更に、上記の測定工程に関しては、図４に示すように、触媒担体２の軸芯Ｚの回りに放射状に複数の押圧体ＰＭｘを配置し（工程Ｍ１ａ）、これらを含む複数の測定装置ＤＴｎによって緩衝マット３を圧縮して多点測定を行ない（工程Ｍ１ｂ）、あるいは、軸芯Ｚの回りにクランプ装置ＣＨ及び一体品１を回動（割り出し）させて多点測定を行なうように構成し、各測定値の平均を求めることとしてもよい（図１に記載の測定工程（Ｍ）も同様）。特に、触媒担体２が円形断面でない場合には、触媒担体２の形状に応じて多点測定を行なう必要があるので、複数の測定装置ＤＴｎを配置することが望ましい。尚、図４における複数の押圧体ＰＭｘは、少なくとも緩衝マット３の軸方向長さより長尺の部材で構成され、これらの押圧体ＰＭｘが緩衝マット３の全周に亘って、略隙間無く並設されているが、これらの一部を用いることとしてもよい。以下、多点測定を行ない得る測定装置の実施例について、図５及び図６を参照して説明する。
【００５２】
図５及び図６は多点測定装置の一実施例を示すもので、水平なベースＢＳ上に所謂スクロールチャック５０とその駆動装置６０が載置されている。スクロールチャック５０には、放射方向に同時に移動可能なチャック爪５１が等角度で三箇所に配置されている。これらのチャック爪５１は、駆動装置６０のモータ６１によるシャフト６２の回転駆動に応じて、同量だけ放射方向又は求心方向へ移動するように構成されている。即ち、駆動装置６０によって、三つのチャック爪５１が任意に開閉又は固定可能に構成されている。各チャック爪５１上には、Ｌ字型のホルダ７０が載置固定され、各測定装置ＤＴｎが構成されている。即ち、各ホルダ７０の上部にはロードセルＬＣｎが固定されており、各ロードセルＬＣｎの下部には長尺の押圧体ＰＭｎが固定されている。尚、スクロールチャック５０のバックラッシュによる各チャック爪５１のガタつきを防止するため、各ホルダ７０は、ベースＢＳ上に固定されたエアシリンダ７１によって、常に求心方向あるいは放射方向に付勢されている。
【００５３】
測定時には、駆動装置６０によって、三つのチャック爪５１及びこれに固定されたホルダ７０が同時に同量だけ求心方向へ移動し、触媒担体２に巻回された緩衝マット３に対し各押圧体ＰＭｎが同時に当接する。各押圧体ＰＭｎが更に触媒担体２方向に移動すると、緩衝マット３を放射方向から（触媒担体２の軸芯に対し直角方向から）押圧することになる。このときの各押圧部における緩衝マット３の圧縮反力を（各押圧体ＰＭｎを介して）各ロードセルＬＣｎにて検出し、この検出結果が所定の値に到達したときの位置（図３に示す軸芯Ｚから距離Ｒｔの位置Ｓ１に対応）を検出する。そして、この位置に達したときの各押圧体ＰＭｎと（触媒担体２の）軸芯との間の距離を求め、これらの平均値を求める。
【００５４】
この場合において、例えばモータ６１の回転数に基づき各押圧体ＰＭｎの先端位置を特定することができるので、各押圧体ＰＭｎと（触媒担体２の）軸芯との間の距離を求めることができる。あるいは、図５に示すように、デジタル側長システム（例えば、ソニープレシジョンテクノロジー株式会社製の商品名「マグネスケール」）を用いた位置測定装置７２により、直接ホルダ７０等の移動量を検出することができるので、本実施例ではこの方法によって各押圧体ＰＭｎの移動距離を直接検出することとしている。
【００５５】
更に、スクロールチャック５０上には、各測定装置ＤＴｎの間に等間隔で三つの保持装置４０が載置固定されている。これは、測定前に触媒担体２及び緩衝マット３の一体品１に対し位置決め（センタリング）を行なうと共に、測定中に補助的な保持を行なう装置で、エアシリンダ４１によって保持体４２を求心方向又は放射方向に付勢するように構成されている。而して、測定工程に先立ち、各保持装置４０が求心方向へ移動して一体品１の位置決めが行なわれる。そして、その状態で軽く求心方向への力が付与されて保持される。この保持状態中に、測定装置ＤＴｎによる一連の測定が行なわれ、測定終了後はエアシリンダ４１によって保持体４２が放射方向に駆動されて緩衝マット３から離隔し、初期位置に戻る。
【００５６】
測定工程（Ｍ）において上記のように測定された後、その測定結果に基づき、サイジング工程（Ｖ）においてサイジングが行なわれるが、両工程の関係を、図７を参照して以下に説明する。図７の左側は測定工程（Ｍ）を示し、基本的には図３と同じであるが、ここでは図４に記載のような触媒担体２の軸芯Ｚの回りに複数の押圧体ＰＭｘを配置した多点測定装置の一部を示している。これによれば、押圧体ＰＭｘを初期位置（図７のＳ０点）から前進（図７の右方向に移動）させ、押圧力Ｆｐを付与して緩衝マット３をその軸方向の全長に亘って圧縮する。そして、ロードセルＬＣｘの検出値に基づいて演算した押圧部における面圧（緩衝マット３の圧縮反力）が目標面圧（Ｐｔ）に到達したときの位置（図７のＳ１点）を検出することによって、触媒担体２の軸芯Ｚから目標半径（Ｒｔ）の位置を判定することができる。
【００５７】
従って、サイジング工程（Ｖ）において、緩衝マット３を収容する部分の筒状部材４の内側の実質的な半径が目標半径（Ｒｔ）となるように、筒状部材４を緩衝マット３と共に縮径すれば、筒状部材４内で触媒担体２に対する面圧が目標面圧（Ｐｔ）で保持されることになる。この場合において、加圧用の複数の押圧体ＤＶｘ（測定用の押圧体ＰＭｘと共用することも可能）によって筒状部材４を緩衝マット３と共に縮径する際、測定時の押圧体ＰＭｘにおける初期位置（Ｓ０点）からの移動距離（Ｄｓ）を基準とすると、サイジング工程（Ｖ）においては、初期位置（Ｓ０点）を起点に、移動距離（Ｄｓ）から筒状部材４の厚さ（ｔ）を差し引いた距離（Ｄｓ−ｔ）だけ押圧体ＤＶｘを移動させれば、上記筒状部材４の内側の半径は略目標半径（Ｒｔ）となるということになる。
【００５８】
上記のサイジング工程（Ｖ）における縮径工程では、図１の補正量設定工程（Ｖ３）で考慮された筒状部材４の素材径の変化（スプリングバック）及び素材厚（板厚）の変化が考慮されていないが、前述の補正量（ｄｓ，ｄｔ）を考慮すると、縮径時の押圧体ＤＶｘの移動に対し、目標距離（Ｄｔ）をＤｔ＝Ｄｓ＋ｄｓ−（ｔ＋ｄｔ）として設定することができる。従って、押圧体ＤＶｘを初期位置（Ｓ０点）から目標距離（Ｄｔ）移動させて筒状部材４を緩衝マット３と共に縮径すれば、確実に触媒担体２に対する面圧が目標面圧（Ｐｔ）で筒状部材４内に保持される状態となる。尚、以下においては、この目標距離（Ｄｔ）を用いて説明するが、軸芯Ｚを基準に目標半径（Ｒｔ）の位置を特定し、前述の補正量（ｄｓ，ｄｔ）で調整しながら押圧体ＤＶｘを移動制御することとしてもよい。
【００５９】
尚、上記の縮径時の筒状部材４のスプリングバックに起因する筒状部材４の素材径の変化は、縮径工程の前に予め測定した結果に基づいて、事前に補正量（ｄｓ）として設定することができる。即ち、筒状部材４の縮径時における目標半径（Ｒｔ）と実半径（Ｒａ）との関係は、図２２に実験結果の一例を示すように（スプリングバック無を一点鎖線で示し、有を実線で示す）、この筒状部材４の例では、スプリングバックに起因する筒状部材４の素材径の変化は約０．３５ｍｍと略一定であった。従って、ｄｓ＝０．３５とすればよい。同様に、縮径時の筒状部材４の素材厚の変化（板厚の増加）に起因する筒状部材４の素材径の変化は、約１．０５（即ち、約５％の増加）で略一定という実験結果が得られた。
【００６０】
図８は、上記図７におけるサイジング工程（Ｖ）の具体的態様を示すもので、図１のサイジング工程（Ｖ）も同様に構成し得る。先ず、緩衝マット３を触媒担体２の外周に巻回した状態の一体品１を、筒状部材４内に緩やかに収容する（工程Ｖ１）。続いて、これらの一体品１及び筒状部材４を、筒状に配置された複数の押圧体ＤＶｘ内に収容し、所定の位置に配置する（工程Ｖ２ａ）。そして、少なくとも緩衝マット３を収容する部分の内側の実質的な半径が目標半径（Ｒｔ）となるように、押圧体ＤＶｘによって筒状部材４を緩衝マット３と共に縮径（シュリンキング）する（工程Ｖ２ｂ）。この結果、一体品１及び筒状部材４を押圧体ＤＶｘから取り出すと（工程Ｖ４）、緩衝マット３を巻回して成る触媒担体２の一体品１を目標面圧（Ｐｔ）の圧縮状態で筒状部材４内に保持して成る中間製品が完成する。その後、図１に示すネッキング工程（Ｎ）を経て完成品となるが、これについては後述する。
【００６１】
図９は、前述の図４に記載の測定工程（Ｍ）及び図８に記載のサイジング工程（Ｖ）を含み、図７に記載の測定工程（Ｍ）及びサイジング工程（Ｖ）の関係に基づき触媒コンバータを製造する場合の処理手順を示す。先ず、ステップＳ１０１において、前述の目標面圧（Ｐｔ）、補正量（ｄｓ，ｄｔ）、並びに後述する面圧及び移動距離の限界値（Ｐｅ，Ｄｅ）等の初期値を設定する。尚、補正量（ｄｓ，ｄｔ）は、対象とする筒状部材４に関し事前に測定した結果に基づいて設定し、限界値（Ｐｅ，Ｄｅ）は緩衝マット３の特性に応じて予め設定するものである。
【００６２】
次に、ステップＳ１０２に進み、押圧体ＰＭｘの移動によって緩衝マット３を圧縮しつつ、触媒担体２に付与される面圧（Ｐｓ）を前述の方法で検出する。この面圧（Ｐｓ）が目標面圧（Ｐｔ）となるまで押圧体ＰＭｘを移動する。これにより、面圧（Ｐｓ）が目標面圧（Ｐｔ）以上となれば、ステップＳ１０３からステップＳ１０４に進み、上限の限界値（Ｐｅ）未満か否かを判定し、限界値（Ｐｅ）未満であれば、ステップＳ１０５以降に進むが、限界値（Ｐｅ）以上であるときにはステップＳ１１２に進み、異常であることを警報する。
【００６３】
そして、ステップＳ１０５では、面圧（Ｐｓ）が目標面圧（Ｐｔ）となったときの押圧体ＰＭｘの移動距離（Ｄｓ）を検出し、これを目標半径（Ｒｔ）として設定する。続いて、ステップＳ１０６及びＳ１０７に進み、移動距離（Ｄｓ）に補正量（ｄｓ）を加算し、筒状部材４の素材径の変化（スプリングバック）に対する補正を行なうと共に、素材の厚さ（ｔ）に補正量（ｄｔ）を加算し、筒状部材４の板厚の増加に対する板厚補正を行なう。この結果の［Ｄｓ＋ｄｓ−（ｔ＋ｄｔ）］をステップＳ１０８にて目標移動距離（Ｄｔ）として設定する。これに基づき、ステップＳ１０９にて図８に示すようにサイジングを行ない、押圧体ＤＶｘの移動距離（Ｄｎ）が目標移動距離（Ｄｔ）となるまで押圧体ＤＶｘを移動する。これにより、移動距離（Ｄｎ）が目標移動距離（Ｄｔ）以上となれば、ステップＳ１１０からステップＳ１１１に進み、上限の限界値（Ｄｅ）未満か否かを判定し、限界値（Ｄｅ）未満であれば終了し、限界値（Ｄｅ）以上であるときにはステップＳ１１２に進み、異常であることを警報する。
【００６４】
図１０は、上記図８に記載のサイジング工程（Ｖ）に供する縮径装置ＲＤの具体的構成の一実施例を示し、割型式（フィンガー式）チャックが利用されている。即ち、円筒状のハウジングＧＤ内に、内側がテーパ面の円筒状の押型ＤＰが液密的摺動自在に収容され、更にこの押型ＤＰに対して、複数の割型ＤＶが摺動自在に収容されており、少なくとも縮径（シュリンキング）加工用の押圧体（図８のＤＶｘ）として機能する。図１２に示すように、各々の割型ＤＶの外側はテーパ面に形成されており、押型ＤＰの内側のテーパ面に対し摺動自在に配設される。更に、図１２に示すようにハウジングＧＤ内の軸芯上に受台ＢＤが配置されており、その上面に一体品１が載置される。押型ＤＰ及び割型ＤＶは、油圧駆動装置（図示せず）によって駆動されるように構成されており、油圧（図１２にＯＰで示す）によって押型ＤＰがハウジングＧＤの軸方向（長手方向）に駆動され、この押型ＤＰの軸方向移動（図１２の上方への移動）に応じて割型ＤＶが径方向（軸芯方向）に駆動されるように構成されている。尚、油圧駆動装置（図示せず）はコントローラ（図示せず）によって後述するように制御される。
【００６５】
更に、上記図１０に示す縮径装置ＲＤに代えて、図１１に示す縮径装置ＲＤ２を用いることとすれば、前述の縮径（シュリンキング）加工を一層適切に行うことができる。即ち、この縮径装置ＲＤ２においては、各割型ＤＶが２分割され、セグメントＤＳと裏金部材ＤＸによって構成されている。各セグメントＤＳと裏金部材ＤＸの間はＴスロットＤＣで嵌合されており、各セグメントＤＳは着脱可能とされている。つまり、加工対象の筒状部材の径に応じてセグメントＤＳを交換し得るように構成されている。また、セグメントＤＳの両端角に、円滑な曲面を有する肩部ＤＳａ及びＤＳｂが形成されている。これらの肩Ｒは数ミリＲ程度が望ましい。これにより、測定工程における最小縮径時に、即ち、隣接するセグメントＤＳ間の間隙が最小となるときに、この間隙に緩衝部材３の一部を噛み込むことを回避することができる。尚、セグメントＤＳ自体に、あるいはセグメントＤＳと裏金部材ＤＸの間に、感圧センサ（図２のＳＳに相当）を設けることとしてもよい。
【００６６】
次に、上記の図１０に示す縮径装置ＲＤによって、筒状部材４の胴部を緩衝マット３と共に縮径する縮径工程について説明する。尚、図１１の縮径装置ＲＤ２を用いてもよいことはもちろんであるが、説明の便宜上、図１０の縮径装置ＲＤを用いて説明する。また、何れの縮径装置においても８個の割型で構成されているが、割型の数はこれに限るものではなく、その多少、あるいは奇数か偶数かは問わず、割型の駆動方法も任意である。可能な限り多数の割型を個別に駆動制御することが理想的ではあるが、要求精度や、製造の容易性、コスト等を考慮して適宜選択すればよい。また、コレット式を適用してもよい。而して、例えば図１０の縮径装置ＲＤを用いると、先ず、図１２に示すように受台ＢＤの上面に一体品１が載置された後、本実施形態では、図１４に示すように筒状部材４が受台ＢＤ下部の環状段部の上面に載置され、筒状部材４の軸が触媒担体２の軸芯Ｚと略一致するように配置される。これにより、一体品１が筒状部材４内に緩やかに収容された状態となる。
【００６７】
本実施形態の筒状部材４は例えばステンレススティール管で構成され、製品となったときには外筒、ハウジングあるいはケーシングと呼ばれる。筒状部材４の内径は、触媒担体２に巻回された緩衝マット３の外径より大径である。従って、触媒担体２及びこれに巻回された緩衝マット３は、緩衝マット３の外面が筒状部材４の内面に圧接されることなく（即ち、圧入ではなく）筒状部材４内に緩やかに収容されるので、触媒担体２及び緩衝マット３が損傷するおそれはない。尚、筒状部材４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。板厚も任意であるが、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。
【００６８】
図１４において、油圧駆動装置（図示せず）が駆動され、押型ＤＰが油圧（図１４にＯＰで示す）によってハウジングＧＤの軸方向に駆動されると（図１４の上方に移動すると）、図１５に示すように割型ＤＶは径方向（軸芯方向）に駆動され、筒状部材４の胴部及び緩衝部材３が圧縮されて縮径される。このときの縮径量はコントローラ（図示せず）による油圧駆動装置の制御によって正確に制御され、触媒担体２の軸芯Ｚと筒状部材４の内壁面との間の距離が目標半径（Ｒｔ）となるまで、筒状部材４及び緩衝マット３が縮径され調心されつつ、図１５に示す縮径部４ａが形成される。つまり、図９のステップＳ１０９で行なわれるサイジング工程では、サイジング加工後に触媒担体２の軸芯Ｚと筒状部材４の内壁面との間の距離が目標半径（Ｒｔ）となるように、補正後の目標移動距離（Ｄｔ）が用いられる。例えば、筒状部材４の少なくとも緩衝マット３を収容する部分の内側の実質的な半径が目標半径（Ｒｔ）を下回り、触媒担体２が破壊する直前まで、図７の押圧体ＰＭｘによって緩衝マット３を押圧したときの限界半径（Ｒｅとする）を予め測定しておくとよい。
【００６９】
而して、限界半径（Ｒｅ）と目標半径（Ｒｔ）との差の範囲内の所定距離を補正量（ｄｓ）として設定し、この補正量（ｄｓ）に基づき移動距離（Ｄｓ）を補正して目標移動距離（Ｄｔ）を設定し、この目標移動距離（Ｄｔ）をＮＣ制御に用い縮径装置ＲＤを駆動制御し、筒状部材４を緩衝マット３と共に縮径すれば、縮径後に筒状部材４がスプリングバックしたときには筒状部材４の実質的な半径が目標半径（Ｒｔ）となる。これにより、スプリングバックに影響されることなく、触媒担体２の軸芯Ｚと筒状部材４の内壁面との間の距離が目標半径（Ｒｔ）となり、特に脆弱な触媒担体２に対しても、これを破壊することなく適切に筒状部材４内に保持することができる。
【００７０】
上記のように縮径装置ＲＤの油圧駆動装置（図示せず）はコントローラ（図示せず）によって制御され、特に、ＮＣ制御により任意量のサイジングを行なうことができるように構成されており、微細制御が可能である。更に、縮径時において、例えば逐次（随時）ワークを回転し、割り出し制御（インデックス制御）を行なうこととすれば、全周に亘って一層均一に縮径することができる。尚、縮径装置ＲＤの駆動及び制御媒体としては油圧に限るものではなく、その駆動及び制御形式については、機械式、電気式、空気圧式等、任意の駆動方法を用い、制御はＣＮＣコントロールを用いることが好適である。
【００７１】
以上のように、本実施形態によれば、触媒担体２の大きさや筒状部材４の大きさ、更には緩衝マット３の特性に左右されることなく、換言すれば、触媒担体２の外径の誤差、筒状部材４の内径の誤差、緩衝マット３の単位面積当り重量等に影響されることなく、また、スプリングバックによる影響及び板厚の変化に基づく調整を事前に行ない、触媒担体２に対する面圧が目標面圧を超えない良好な精度で筒状部材４の胴部を縮径することができる。特に、（補正量は予め設定しておくことができるので）最終的には、変数たる測定値は触媒担体２の軸芯Ｚと押圧体ＰＭの先端との間の距離のみとなり、必ず最適値を設定することができる。而して、常に安定した精度で触媒担体２を（緩衝マット３を介して）筒状部材４内に保持することができる。
【００７２】
而して、図２１において、前述のように従来の面圧許容範囲（β−α）がＡの範囲（このとき適用可能なＧＢＤはＧａ１〜Ｇａ２の範囲）であったのに対し、上記の実施形態によればＢの範囲となり、ＧＢＤはＧｂ１〜Ｇｂ２という狭い範囲の緩衝マットを用いることができる。換言すれば、特に軸芯方向（縮径方向）の力に弱い本実施形態の薄壁のセラミック製触媒担体２においては、前述のように面圧許容範囲（β−α）が矮小化し、適用可能なＧＢＤはＧｂ１〜Ｇｂ２の範囲となるが、このような触媒担体２に対しても、損傷することなく適切にサイジングを行なうことができる。
【００７３】
更に、触媒担体２が、その材質上、圧縮された（縮径された）状態から圧縮前の状態に復元するまでに所定時間（例えば数分間）を要するものであれば、図３に示すように測定した後、緩衝マット３を圧縮した状態（面圧が目標面圧となるときの圧縮状態）から圧縮前の状態に復元するまでの状態にある緩衝マット３を巻回した触媒担体２を、筒状部材４に容易に収容することができる。従って、緩衝マット３が圧縮された状態から復元するまでの状態を基準に筒状部材４の内径を設定すれば、前述の方法における筒状部材４の内径の初期値より小さく設定しても、緩やかに収容することができるので、筒状部材４の縮径量を最小に抑えることができる。
【００７４】
次に、上記の複数の割型ＤＶを前述の測定用の押圧体（例えば図４の押圧体ＰＭｘ）として機能するように構成し、触媒担体２の軸芯Ｚ方向に駆動して筒状部材４を緩衝マット３と共に縮径し、測定から縮径までの工程を一連の工程で、また単一の装置で行なう場合の実施形態について、図１２乃至図１５を参照して説明する。即ち、本実施形態の縮径装置ＲＤは前述の測定装置ＤＴとしても機能し、例えば図９の処理に従い、測定及びサイジングを単一の装置で連続して行なうことができる。この場合には、油圧（ＯＰ）の圧力を検出する圧力センサ（図示せず）と、割型ＤＶの移動距離を測定するストロークを検知するエンコーダ（図示せず）が必要となる。即ち、前者では、緩衝マット３の圧縮反力を油圧反力によって検知するものであるが、割型ＤＶ（押圧体ＰＭｘとして機能）の押圧面にロードセル等の圧力センサを配設することとしてもよい。後者では、押型ＤＰのストロークを検知することとしてもよいし、油圧の供給量たるポンプ吐出量等を検知してストロークを求めることとしてもよい。更に、割型ＤＶの原位置復帰を援助する付勢手段を設けてもよい。
【００７５】
先ず、図１２に示すように受台ＢＤの上面に一体品１が載置される。次に、油圧駆動装置（図示せず）が駆動され、図１３に示すように押型ＤＰが油圧（図１３にＯＰで示す）によってハウジングＧＤの軸方向に駆動されると（図１３の上方に移動すると）、図１３に示すように割型ＤＶは径方向（軸芯方向）に駆動され、緩衝マット３が圧縮される。このときの割型ＤＶは図４の押圧体ＰＭｘとして機能する。即ち、割型ＤＶを初期位置（図１２のＳ０点）から軸芯Ｚ方向に駆動され、緩衝マット３が押圧され、緩衝マット３の圧縮反力が所定の値に到達したときの位置（図１３のＳ１点）が検出される。この位置（図１３のＳ１点）は、製品となった後の緩衝マット３の面圧値が目標面圧（Ｐｔ）となるときの、筒状部材４の（縮径加工後の）内壁面の位置に相当する。従って、本実施形態の場合は、上記の圧力センサ（図示せず）の検知信号を面圧値に変換し、これと所定の面圧値とを比較しながら割型ＤＶを上記の位置（図１３のＳ１点）まで移動させて、割型ＤＶの移動距離を求めることによって、緩衝マット３の圧縮反力が所定の値に到達したときの位置が特定される。
【００７６】
而して、割型ＤＶの先端の初期位置（図１２のＳ０点）と触媒担体２の軸芯Ｚとの間の所定距離から、ストロークを検知するエンコーダ（図示せず）によって検知される割型ＤＶの移動距離を差し引けば割型ＤＶの先端の位置（即ち、軸芯Ｚから目標半径Ｒｔの位置）を判定することができ、前述のスプリングバック及び板厚変化を無視すれば、この位置が製品状態（即ち、筒状部材４内で触媒担体２に対する面圧が所定の面圧値で保持されている状態）における筒状部材４の（縮径加工後の）内壁面の位置ということになる。従って、更に図９に示すようにスプリングバック及び板厚変化に基づく補正量（ｄｓ，ｄｔ）を考慮した処理を行なえば、縮径工程後に確実に目標半径（Ｒｔ）とすることができる。
【００７７】
そして、一端割型ＤＶが後退駆動された後、前述の実施形態と同様、図１４に示すように筒状部材４が配置される。次に、油圧駆動装置（図示せず）が駆動され、押型ＤＰが油圧（図１４にＯＰで示す）によってハウジングＧＤの軸方向に駆動されると（図１４の上方に移動すると）、図１５に示すように割型ＤＶは径方向（軸芯方向）に駆動され、筒状部材４の胴部及び緩衝部材３が圧縮されて縮径される。このときの割型ＤＶは図８の押圧体ＤＶｘとして機能し、その移動量はコントローラ（図示せず）による油圧駆動装置の制御によって正確に制御され、触媒担体２の軸芯Ｚと筒状部材４の内壁面との間の距離が目標半径（Ｒｔ）となるまで、筒状部材４及び緩衝マット３が縮径（シュリンキング）され、図１５に示す縮径部４ａが形成される。
【００７８】
更に、本実施形態では、上記のように触媒担体２及び緩衝マット３が収容された筒状部材４の胴部が縮径された後、その両端部に対し、以下のようにスピニングによるネッキング加工が行なわれる。先ず、筒状部材４の胴部（縮径部４ａ）を、図１６に示すように、スピニング装置（図示省略）用のクランプ装置ＣＬによって挟持し、回転不能且つ軸方向移動不能に固定する。そして、筒状部材４の一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ＳＰによって、筒状部材４の一端部に対しスピニング加工を行なう。即ち、筒状部材４の外周回りに望ましくは等間隔で配置したスピニングローラＳＰを、筒状部材４の外周面に密着させて公転させると共に、径方向に駆動して公転軌跡を縮小しつつ軸方向（図１６の右方向）に駆動してスピニング加工を行なう。
【００７９】
而して、図１６の右側に示すように、筒状部材４の縮径部４ａから連続して筒状部材４の径が急減するようにスピニングローラＳＰによってネッキング加工が行なわれ、筒状部材４の一端部に首部たるテーパ部４ｂ及びボトルネック部４ｃが形成される。これにより、縮径部４ａとテーパ部４ｂとの間に段差が残置されることなく、滑らかな面が形成される。尚、このネッキング加工を行なう前は、図１６の左側に示すように、筒状部材４の縮径に伴い段部４ｄが形成されている。
【００８０】
更に、上記のように加工された筒状部材４を１８０度反転させて配置し、図１７に示すように、筒状部材４の他方の端部についても上記と同様にスピニングローラＳＰによるネッキング加工を行なう。この場合における筒状部材４の反転作業は、本実施形態では図１６の工程終了後、クランプ装置ＣＬによる筒状部材４の挟持状態を解放し、図示しないロボットハンドによってクランプ装置ＣＬから筒状部材４を取り出し、これを反転させて再度クランプ装置ＣＬに装着することによって行なう。
【００８１】
尚、筒状部材４等の被加工物の搬入及び搬出にもロボットを用いることとすれば一層良好な作業効率を得ることができる。あるいは、クランプ装置ＣＬ自体を反転させることとしてもよい。そして、クランプ装置ＣＬによって筒状部材４の胴部を再度挟持し、図１６の左側の未加工部分に対し、スピニングローラＳＰによって前述と同様に加工し、図１７に示すようにテーパ部４ｂ及びボトルネック部４ｃを形成する。尚、クランプ装置ＣＬは、クランプ部分の径差に対応できるように、調心機能を有する可変径対応型、例えば割型式（フィンガー式）チャック等を用いるとよい。更に、割出し（インデックス）機能も備えると、後述の偏芯／傾斜ネッキング加工において両端の首部を同一平面上に形成しない場合に好適である。
【００８２】
図１６及び図１７に示すように、軸方向に進退自在のマンドレルＭＮを筒状部材４の端部に挿入した状態でスピニングローラＳＰによってネッキング加工を行なうことにより、ボトルネック部４ｃの形状精度が向上する。尚、最初に筒状部材４の一方の端部にネッキング加工を行なった後、図１５に示すように縮径部４ａを形成し、最後に筒状部材４の他方の端部にネッキング加工を行なうこととしてもよい。
【００８３】
図１８は、前述の図１６及び図１７に示す工程に代えて、被加工物たる筒状部材４の軸に対しマンドレルＭＮの軸を傾斜して配置し、スピニングローラＳＰによるネッキング加工を行なうようにしたものである。この場合において、クランプ装置ＣＬはスピニングローラＳＰと干渉しないように構成する必要がある。而して、図１８に示すように筒状部材４の他方の端部には、縮径部４ａの軸に対し傾斜した軸を有するテーパ部４ｅ及びボトルネック部４ｆが形成される。
【００８４】
あるいは、図１８には示していないが、例えば図１９の右側に示すような、縮径部４ａの軸に対し偏芯した軸を有するテーパ部及びボトルネック部を形成することもできる。更には、筒状部材４の両端部を縮径部４ａ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。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前掲の特許文献１３及び１４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。尚、本実施形態のスピニング加工装置としては、特許文献１５（特開２００１−１３７９６２）に開示された装置が好適である。
【００８５】
而して、本実施形態によれば、スピニング加工時に筒状部材４は回転しないため、筒状部材４を確実に保持する構造を容易に構成することができると共に、筒状部材４に収容された触媒担体２及び緩衝マット３もスピニング加工中に回転（軸芯を中心とする自転）することはないので、安定した保持状態を維持することができる。また、筒状部材４の両端部に対するネッキング加工を容易に連続して行なうことができるので、従来方法より加工時間を短縮することができる。
【００８６】
しかも、本実施形態においては、複数のスピニングローラＳＰによるネッキング加工によって、縮径部４ａに連続した滑らかな面を有する首部を形成することができる。特に、筒状部材４の縮径時に筒状部材４の胴部（縮径部４ａ）と両端部との間に段部４ｄ（図１６に示す）が形成されたときにも、これをスピニングローラＳＰによって除去することができるので、胴部から首部に至る滑らかな連続面を任意形状に形成することができる。例えば、図１９に示す触媒コンバータの完成品のように、左側には傾斜軸を有する首部（テーパ部４ｂ及びボトルネック部４ｃ）、右側には偏芯軸を有する首部を、段部を形成することなく、胴部（縮径部４ａ）から連続した滑らかな面に形成することができる。更に、必要に応じて、図２０に示すように筒状部材４の縮径時に形成される段部４ｄを敢えて残すように、筒状部材４の両端部を加工して首部（テーパ部４ｂ及びボトルネック部４ｃ）を形成することもできる。尚、図２０に示す触媒コンバータの完成品の左側には傾斜軸を有する首部、右側には偏芯軸を有する首部が形成されている。
【００８７】
次に、本発明の別の実施形態として、図２に破線で示すように、触媒担体２と緩衝マット３との間に感圧素子ＳＳを介装し、この感圧素子ＳＳの検知信号に基づき面圧を直接検知するように構成する実施形態について説明する。この感圧素子ＳＳとしては、長尺のセンサシートに電極を配置し圧力分布をリアルタイムで検出するものが市販されている。例えば、米国Tekscan, Inc.社製のセンサシート（MATSCAN）や、ニッタ株式会社製の面圧分布測定システム（I-SCAN）が市販されている。これらは、圧力分布をリアルタイムで検出することができるので、例えば、前述の長尺の押圧体（ＰＭｘ）によって押圧される範囲にも対応し得る長尺のセンサシートを配置しておき、これによって面圧検知手段を構成すれば、予め測定装置ＤＴによって前述の距離（Ｄｓ）もしくは目標半径（Ｒｔ）を求める必要はなく、筒状部材４のうちの緩衝マット３を含む胴部を、前記面圧（Ｐｓ）が所定の圧力範囲内となるように緩衝マット３と共に縮径して触媒担体２を保持するように構成することができる。
【００８８】
即ち、本実施形態においては、柱体たる触媒担体２に付与される面圧を検知する検知手段として、感圧素子ＳＳを備えたものとし、この感圧素子ＳＳと共に緩衝マット３（緩衝部材）を触媒担体２（柱体）の外周に巻回した状態で、筒状部材４内に緩やかに収容し、筒状部材４のうちの少なくとも緩衝マット３を含む胴部を圧縮する加圧手段（例えば図１０の縮径装置ＧＤ）を備え、更に、緩衝マット３の圧縮復元力によって触媒担体２（柱体）に付与される面圧が所定の圧力範囲内となるように前記加圧手段を駆動し、筒状部材４の胴部を緩衝マット３と共に縮径する制御手段（例えば図３のコントローラＣＴ）を備えた製造装置を構成するものである。
【００８９】
而して、例えば図１０の縮径装置ＧＤによって、緩衝マット３を触媒担体２の外周に巻回した状態で、筒状部材４内に緩やかに収容し、筒状部材４のうちの少なくとも緩衝マット３を含む胴部を、緩衝マット３の圧縮復元力によって触媒担体２に付与される面圧が所定の圧力範囲内となるように、緩衝マット３と共に縮径して触媒担体２を保持することができる。即ち、単一の装置で、測定から縮径までの工程を連続して行なうことができ、製造時間を大幅に短縮することができる。尚、感圧素子ＳＳは安価で、且つ、触媒コンバータの機能に悪影響を与えないのであれば、サイジング後に抜き出すことなくそのまま放置することとしてもよい。
【００９０】
更に、図２の上方に破線で示すように、触媒担体２の端面にＩＣタグＴＧを貼着しておくことにより、以下のように、製造形態を多様化することができる。このＩＣタグＴＧは、書き込み可能のＩＣチップと発信可能の小型アンテナをタグ状部材に埋設したもので、リーダ又はライタからの電波を電力に変換してＣＰＵを起動し、データ交信用の電波を発生させてデータを授受することができ、保持電力が不要であれば、どのような形態の市販品を用いてもよいが、数ｍｍの四辺及び厚さであることが望ましい。尚、上記のように記憶及び通信手段として機能するものであれば、必ずしもタグ状である必要はなく、例えばＩＣカードのような形態もしくは他の形態でもよい。また、密接型、近接型、近傍型、遠隔型等、電波の伝搬距離も任意であり、更には電波で交信しない接触型を用いてもよく、本願においては、これらを総称してＩＣタグと呼ぶ。
【００９１】
而して、例えば、第１の製造形態として、先ず、ＩＣタグＴＧ内の不揮発メモリに触媒担体２の品番情報、担持情報及び生産者情報を書き込んでおく。次に、触媒担体２に緩衝マット３を巻回すると共に、前述の測定を行ない、最適面圧となるときの目標半径（Ｒｔ）等の測定結果情報及び測定者情報をＩＣタグＴＧに書き加える。そして、サイジング工程において、ＩＣタグＴＧに書き込まれたＩＤ情報及び加工必要情報に基づきサイジングを行い、必要な加工後、ＩＣタグＴＧを取り外して完成品（触媒コンバータ）を出荷する。ここで、触媒担体２を製造しＩＣタグＴＧを貼着する業者と、触媒担体２に緩衝マット３を巻回すると共に測定を行ないＩＣタグＴＧに書き加える業者と、ＩＣタグＴＧ情報に基づきサイジングを行なう業者が異なる場合にも、確実に目標半径（Ｒｔ）となるように加工することができる。尚、これらの授受情報は、その都度各業者がインターネット等で自動的に逐次交換し得るように構成すれば、進捗状況の確認や工程準備、ひいては物流管理に至るまで、一連の作業を円滑に進めることができる。
【００９２】
あるいは、第２の製造形態として、先ず、触媒担体２に緩衝マット３を巻回すると共に、前述の測定を行ない、触媒担体２の品番情報、担持情報、生産者情報、最適面圧となるときの目標半径（Ｒｔ）等の測定結果情報、及び測定者情報をＩＣタグＴＧに書き込んでおく。そして、サイジング工程において、ＩＣタグＴＧに書き込まれた情報に基づきサイジングを行い、必要な加工後、ＩＣタグＴＧを取り外して完成品（触媒コンバータ）を出荷する。即ち、触媒担体２を製造し、且つ触媒担体２に緩衝マット３を巻回すると共に測定を行ないＩＣタグＴＧに書き込む業者と、ＩＣタグＴＧ情報に基づきサイジングを行なう業者の二業者によって製造される場合であり、この場合も、確実に目標半径（Ｒｔ）となるように加工することができる。
【００９３】
上記の工程の全てを一業者によって行なう場合にも、ＩＣタグＴＧを用いて同様に行なうこととすれば、距離的あるいは時間的に離れた各工程を行なう必要がある場合に特に有効である。更に、触媒担体２にＩＣタグＴＧを貼付けたままで完成品（触媒コンバータ）を出荷し、自動車製造業者における触媒コンバータの試運転時にＩＣタグＴＧを焼失させることとしてもよい。以上のように、ＩＣタグＴＧを利用することにより、前工程の測定結果を利用し、適切にサイジングを行い得るというだけでなく、誤組付けの防止、物流状況の把握、工程問題の把握と改善等、種々の効果を期待することができる。尚、前述の実施形態では触媒担体２は１個としたが、２個以上の触媒担体を直列に配置してもよく、胴部は、各緩衝部材に対応する部分毎に適宜縮径してもよいし、連続して縮径してもよい。そして、最終製品としては、自動車の排気系部品に限らず、燃料電池用改質器等、種々の流体処理装置に適用することができる。
【００９４】
【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乃至８に記載の柱体保持装置の製造方法においては、柱体の外径の誤差、筒状部材の内径の誤差、緩衝部材の誤差等に影響されることなく、筒状部材の胴部を良好な精度で縮径することができる。特に、最終的には、変数が、柱体の軸芯と筒状部材との間の距離のみということになり、必ず最適値を設定することができ、これを筒状部材の縮径に反映することができる。従って、筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を適切に保持した柱体保持装置を、迅速且つ容易に製造することができ、製造コストも低減することができる。
【００９５】
特に、請求項６に記載のように構成すれば、測定から縮径までの工程を一連の工程で、また単一の装置で行なうことができる。即ち、請求項９乃至１１に記載のように製造装置を構成すれば、単一の装置で測定から縮径までの一連の工程を円滑に行なうことができる。
【００９６】
そして、請求項７及び１０に記載のように構成すれば、縮径に伴い筒状部材がスプリングバックして素材径が変化する場合、あるいは筒状部材の素材厚が増加する場合にも、実質的な半径が前記目標半径となるように製造することができる。例えば、請求項８及び１１に記載のように構成すれば、縮径後に前記筒状部材がスプリングバックしたときに前記実質的な半径が前記目標半径となるように縮径することができる。即ち、縮径（シュリンキング）に不可避のスプリングバックを考慮した対応ができるので、特に脆弱な柱体に対しても、これを破壊することなく適切に保持することができる。
【００９７】
更に、請求項１２及び１３に記載の柱体保持装置の製造方法及び製造装置においては、上記の効果に加え、検知手段によって柱体に付与される面圧を検知し、この面圧が所定の圧力範囲内となるように、筒状部材の胴部を、緩衝部材と共に縮径することができるので、常に安定した極めて良好な精度で縮径することができ、しかも製造時間を大幅に短縮することができる。更に、単一の装置で測定から縮径までの一連の工程を円滑に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における柱体保持装置の製造方法の全体構成を示す工程図である。
【図２】本発明の一実施形態及び別の実施形態に係る製造方法が対象とする触媒コンバータにおける触媒担体とこれに巻回される緩衝マットを示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る製造方法の測定工程を示す正面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る製造方法の測定工程の別の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る製造方法の測定工程に供する多点測定装置の一実施例を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る製造方法の測定工程に供する多点測定装置の一実施例を示す正面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る製造方法の測定工程及びサイジング工程の関係を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る製造方法のサイジング工程を示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る製造方法の測定工程及びサイジング工程を含む処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る排気処理装置の製造方法に供する縮径装置の第１実施例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る排気処理装置の製造方法に供する縮径装置の第２実施例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る製造方法の縮径装置の一部を示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る製造方法の縮径装置による測定状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る製造方法の縮径装置による縮径開始状態を示す断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る製造方法の縮径装置による縮径終了状態を示す断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る製造方法における一端部に対するスピニング工程を示す断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る製造方法における他端部に対するスピニング工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る製造方法において、傾斜軸を有する端部に対するスピニング工程を示す断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る製造方法において、筒状部材の両端部に首部を形成した触媒コンバータの完成品の一例を示す正面図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る製造方法において、筒状部材の縮径部と両端部との間に段部を残すように首部を形成した触媒コンバータを示す正面図である。
【図２１】一般的な触媒コンバータにおいて、緩衝部材の一例に対する面圧許容範囲を示すグラフである。
【図２２】本発明の一実施形態に係る製造方法に関し、筒状部材の縮径時における目標半径と実半径との関係から、スプリングバックに起因する筒状部材の素材径の変化を求める実験結果の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１一体品，２触媒担体，３緩衝マット，
４筒状部材，４ａ縮径部，４ｂテーパ部，
４ｃ，４ｆボトルネック部，４ｄ段部，４ｅテーパ部，
ＤＴ測定装置，ＰＭ押圧体，ＬＣロードセル，
ＲＥロータリエンコーダ，ＲＤ縮径装置，
ＣＨ，ＣＬクランプ装置，ＳＰスピニングローラ

Claims

筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を保持する柱体保持装置の製造方法において、前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、押圧体によって前記柱体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮すると共に、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧を検出し、該面圧が所定の目標面圧となるときの前記柱体の軸芯と前記押圧体の先端との間の距離を測定して目標半径とし、前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で前記筒状部材内に緩やかに収容した後に、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径となるように、前記筒状部材を前記緩衝部材と共に縮径し、前記緩衝部材を巻回して成る前記柱体を前記目標面圧の圧縮状態で前記筒状部材内に保持することを特徴とする柱体保持装置の製造方法。
前記目標面圧は、前記柱体の外面の静摩擦係数及び前記筒状部材の内面の静摩擦係数と、前記押圧体の前記緩衝部材に対する押圧力に基づいて設定することを特徴とする請求項１記載の柱体保持装置の製造方法。
前記押圧体を前記緩衝部材の全周に亘って複数個並設し、該複数個の押圧体の少なくとも一つによって前記柱体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮すると共に、前記柱体に対する前記緩衝部材の面圧を検出することを特徴とする請求項１記載の柱体保持装置の製造方法。
前記複数個の押圧体は、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を保持する部分に相当する長さの複数個の長尺部材で構成すると共に、該複数個の長尺部材の押圧体を前記緩衝部材の全周に亘って並設して成ることを特徴とする請求項３記載の柱体保持装置の製造方法。
前記目標面圧となるときの前記押圧体による圧縮状態から圧縮前の状態に復元するまでの状態にある前記緩衝部材を巻回して成る前記柱体を、前記筒状部材に収容することを特徴とする請求項４記載の柱体保持装置の製造方法。
前記複数個の長尺部材を前記緩衝部材の全周に亘って並設して成る前記複数個の押圧体によって、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径となるように、前記筒状部材を前記緩衝部材と共に縮径することを特徴とする請求項４記載の柱体保持装置の製造方法。
前記筒状部材を縮径するときの前記筒状部材の素材径の変化及び素材厚の変化の少なくとも一方に基づき所定の補正量を設定し、該補正量に基づき、前記緩衝部材と共に前記筒状部材を縮径するときの縮径量を調整することを特徴とする請求項１記載の柱体保持装置の製造方法。
前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径を下回り、前記柱体が破壊する直前まで、前記押圧体によって前記緩衝部材を押圧したときの限界半径を予め測定し、該限界半径と前記目標半径との差の範囲内の所定距離を、前記補正量として設定することを特徴とする請求項７記載の柱体保持装置の製造方法。
筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を保持して成る柱体保持装置を製造する製造装置において、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を保持する部分に相当する長さの複数個の長尺部材で構成すると共に、該複数個の長尺部材を前記柱体の全周に亘って並設して成る複数個の押圧体を有し、該押圧体によって、前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、前記柱体の軸芯に対して直交する方向に前記緩衝部材を押圧して前記緩衝部材を圧縮する加圧手段と、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧を検出し、該面圧が所定の目標面圧となるときの前記柱体の軸芯と前記複数個の押圧体の先端との間の距離を測定する測定手段と、該測定手段が測定した前記距離を目標半径とし、前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で前記筒状部材内に緩やかに収容した後に前記加圧手段を駆動し、前記複数個の押圧体によって、少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径となるように、前記筒状部材を前記緩衝部材と共に縮径する制御手段を備えたことを特徴とする柱体保持装置の製造装置。
前記制御手段が、前記筒状部材を縮径するときの前記筒状部材の素材径の変化及び素材厚の変化の少なくとも一方に基づき所定の補正量を設定し、該補正量に基づき、前記緩衝部材と共に前記筒状部材を縮径するときの縮径量を調整することを特徴とする請求項９記載の柱体保持装置の製造装置。
前記測定手段が、前記柱体の外周に前記緩衝部材を巻回した状態で、前記筒状部材の少なくとも前記緩衝部材を収容する部分の内側の実質的な半径が前記目標半径を下回り、前記柱体が破壊する直前まで、前記押圧体によって前記緩衝部材を押圧したときの限界半径を予め測定すると共に、前記制御手段が、前記限界半径と前記目標半径との差の範囲内の所定距離を、前記補正量として設定することを特徴とする請求項１０記載の柱体保持装置の製造装置。
筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を保持する柱体保持装置の製造方法において、前記柱体に付与される面圧を検知する検知手段と共に前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で、前記筒状部材内に緩やかに収容し、前記筒状部材のうちの少なくとも前記緩衝部材を含む胴部を、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧が所定の圧力範囲内となるように、前記緩衝部材と共に縮径して前記柱体を保持することを特徴とする柱体保持装置の製造方法。
筒状部材内に緩衝部材を介して柱体を保持して成る柱体保持装置を製造する製造装置において、前記柱体に付与される面圧を検知する検知手段と、該検知手段と共に前記緩衝部材を前記柱体の外周に巻回した状態で、前記筒状部材内に緩やかに収容し、前記筒状部材のうちの少なくとも前記緩衝部材を含む胴部を圧縮する加圧手段と、前記緩衝部材の圧縮復元力によって前記柱体に付与される面圧が所定の圧力範囲内となるように前記加圧手段を駆動し、前記筒状部材の胴部を前記緩衝部材と共に縮径する制御手段を備えたことを特徴とする柱体保持装置の製造装置。