WO2019162997A1 - 機能部材の固定構造及び固定方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、溶接を利用せず、かつ、確実に機能部材を固定することができる、機能部材の固定構造及び固定方法を提供するものである。本発明の機能部材の固定構造は、金属製の筒状加工対象５０の内壁に機能部材８０が固定された固定構造であって、筒状加工対象５０の壁部は、内壁が、筒状加工対象５０の長さ方向に乖離し、筒状加工対象５０の内側に向かって突状の複数の突状部５２，５４を形成するように変形しており、複数の突状部５２，５４の間に機能部材８０が固定される。

Description

機能部材の固定構造及び固定方法

　本発明は機能部材の固定構造及び固定方法に関する。

　内燃機関を動力とする自動車において、排気ガスに含まれるＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）およびＮＯｘ（窒素酸化物）などを触媒反応によって除去するための装置（触媒コンバータ）が排気通路に設けられている。そのような装置は、例えば、ハニカム構造体の表面に白金及びロジウムなどの触媒を担持させて構成されている（特許文献１参照）。

　特許文献１において、触媒コンバーターは、触媒菅に溶接によって固定されている（特許文献１の段落［００１７］参照）。

特許第５１８３１６２号公報

　図１８は、従来の触媒コンバーターの固定構造の一例を示す図である。図１８（ａ）に示すように、円柱状の触媒コンバーター１００は、本体１０２に金属の枠１０４が固定されて形成されている。図１８（ｂ）に示すように、金属製の筒１１０の内部に触媒コンバーター１００が配置された状態で、アーク溶接用のノズル１２０先端に生じさせたアーク放電１２２を筒１１０の外側から照射し、筒１１０に枠１０４を溶接することによって、触媒コンバーター１００を筒１１０に固定するようになっている。

　ところが、上述の固定構造・固定方法においては、筒１１０と枠１０４との実際の接続状態を確認することが困難である。また、溶接の際の熱（摂氏５０００度～２００００度）によって触媒が劣化する場合があるという問題がある。

　本発明は、上記を踏まえて、溶接を利用せず、かつ、機能部材を変形させず確実に固定することができる、機能部材の固定構造及び固定方法を提供するものである。

　第一の発明は、金属製の筒状加工対象の内壁に機能部材が固定された固定構造であって、前記筒状加工対象の壁部は、前記内壁が、前記筒状加工対象の長さ方向に乖離し、前記筒状加工対象の内側に向かって突状の複数の突状部を形成するように変形しており、前記複数の突状部の間に前記機能部材が固定される機能部材の固定構造である。

　第一の発明の構成によれば、筒状加工対象の内壁が変形して、筒状加工対象の長さ方向に乖離した複数の突状部が形成されており、複数の突状部の間に機能部材が固定される。このため、溶接を使用せずに部材を固定することができる。また、壁部が変形し、内壁に突状部が形成されていることは、壁部の外側が凹状に変形していることを意味するから、突状部が形成されていることを筒状加工対象の外側から確認することができる。このため、突状部という物理的な構成が確認され、その突状部によって機能部材を固定するから、確実に機能部材を固定することができる。すなわち、溶接を利用せず、かつ、機能部材を変形させず確実に固定することができる、

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記筒状加工対象に前記機能部材が固定された状態において、摂氏３００度以上の高温の気体または液体が通過可能に形成されている、機能部材の固定構造である。

　第三の発明は、第一の発明または第二の発明の構成において、前記突状部は、前記筒状加工対象の内周に沿って形成される、機能部材の固定構造である。

　第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、各前記突状部は、２以上の突起から構成される、機能部材の固定構造である。

　第五の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、各前記突状部は、３以上の突起から構成される、機能部材の固定構造である。

　第六の発明は、第四の発明または第五の発明の構成において、前記筒状加工対象の長さ方向において、隣り合う２つの前記突状部に形成された前記突起は重複しないように形成されている、機能部材の固定構造である。

　第七の発明は、第一の発明乃至第六の発明のいずれかの構成において、前記機能部材は、メッシュ状の担体の表面に触媒が固定されて形成されている、機能部材の固定構造である。

　第八の発明は、第一の発明の構成において、前記機能部材は、前記筒状加工対象における気体または液体の通過を制限する形状に形成されており、所定条件において、少なくとも一部が溶融するように形成されている、機能部材の固定構造である。

　第九の発明は、金属製の筒状加工対象を外側から押圧し、前記筒状加工対象の内壁を前記筒状加工対象の内側に向かう突状に変形させて第一の突状部を形成する第一突状部形成ステップと、前記筒状加工対象の内部において、前記第一の突状部に接した状態で機能部材を配置する部材配置ステップと、前記筒状加工対象を外側から押圧し、前記機能部材を挟んで前記第一の突状部とは反対側の位置において、前記筒状加工対象の内壁を前記筒状加工対象の内側に向かう突状に変形させて第二の突状部を形成する第二突状部形成ステップと、を有する機能部材の固定方法である。

　第十の発明は、第九の発明の構成において、前記第一突状部形成ステップ及び前記第二突状部形成ステップにおいて、先端部近傍が縮径部として形成されている円筒状の型部材に円筒状の前記筒状加工対象を嵌め、前記突状部の高さに応じて形成された突状押圧部を有する押圧部材によって、前記縮径部の位置に対応する前記筒状加工対象の外側を押圧する、機能部材の固定方法である。

　第十一の発明は、第十の発明の構成において、前記型部材の外径と前記縮径部の直径の相違は、前記突状部の高さに応じて規定されており、前記縮径部の幅は、前記突状押圧部の幅以上になるように規定されている、機能部材の固定方法である。

　第十二の発明は、第十一の発明の構成において、前記第一突状部形成ステップ及び前記第二突状部形成ステップにおいて、前記筒状加工対象の前記内壁が前記型部材の前記縮径部に接することによって、前記押圧部材を押し付ける方向とは反対方向の力の増加が生じた場合に、前記押圧部材による押圧を停止する、機能部材の固定方法である。

　第十三の発明は、第十二の発明の構成において、前記押圧部材は、円柱状の基部に前記突状押圧部が形成されて構成されており、前記基部が前記筒状加工対象に接することによる反力、及び／または、前記押圧部に押圧された前記筒状加工対象の前記内壁が前記型部材の前記縮径部に接することによる反力を前記反対方向の力として検知する、機能部材の固定方法である。

　本発明によれば、溶接を利用せず、かつ、確実に機能部材を固定することができる。

本発明の第一の実施形態にかかる加工装置の概略正面図である。 加工装置の概略平面図である。 型部材を示す概略図である。 押圧部材を示す概略図である。 加工装置の主な構成の断面を示す概略図である。 突状部形成の準備工程を示す概略図である。 突状部形成工程を示す概略斜視図である。 突状部形成工程を示す概略斜視図である。 突状部形成工程を示す概略平面図である。 突状部形成工程を示す概略平面図である。 突状部形成工程を示す概略平面図である。 突状部形成工程を示す概略平面図である。 突状部形成工程を示す概略平面図である。 突状部形成工程を示す概略フローチャートである。 第二の実施形態の突状部を示す概略図である。 第二の実施形態の型部材を示す概略図である。 第三の実施形態の機能部材等を示す概略図である。 従来例を示す概略図である。

　以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。

＜第一の実施形態＞
　図１及び図２は、本実施形態の加工装置１を示す図である。図１は正面図であり、図２は平面図である。加工装置１の基本構成は、いわゆる、ヘラ絞り機とほぼ同様である。加工装置１は、基礎部２を有し、基礎部２の一端部に部材支持部４が配置され、基礎部２の他端部近傍の上面に部材固定部８が配置されている。部材支持部４は、基礎部２の長さ方向（矢印ｘ１及びｘ２に示す方向）にスライド移動可能に構成されている。また、部材支持部４には自由回転可能な回転軸部６が配置されている。

　部材固定部８には駆動軸部１０が配置されている。部材固定部８の内部には、モーター（図示せず）が格納されており、モーター軸の回転によって、駆動軸部１０が回転するようになっている。駆動軸部１０には円筒状の型部材２０が摺動して嵌められる。駆動軸部１０に型部材２０が差し込まれた状態において、固定用チャック（図示せず）で型部材２０を押圧することによって、駆動軸部１０と型部材２０が固定され、相対的に回転することを防止する。固定用チャックは、例えば、ミツヅメ（三爪）チャックである。型部材２０に加工対象である円筒状の加工対象５０（以下、「ワークピース５０」と呼ぶ。）が摺動して差し込まれる。ワークピース５０は金属製の部品であり、例えば、ステンレス鋼管、スチール管、アルミニウム合金で形成された管である。型部材２０は型部材の一例であり、ワークピース５０は筒状加工対象の一例である。

　ワークピース５０が型部材２０に差しこまれた状態（図１及び図２に示す状態）で、部材支持部４が矢印ｘ１方向へ移動することによって、回転軸部６がワークピース５０を押しながら摺動し、回転軸部６とワークピース５０が固定される。

　基礎部２と並行に、補助基礎部６０が配置されている。補助基礎部６０には、押圧部７０を回転可能に保持する保持部６２が配置されている。保持部６２は、補助基礎部６０に対して、その長さ方向（矢印ｘ１及びｘ２に示す方向）にスライド移動可能であり、かつ、長さ方向と直交する方向（矢印ｙ１及びｙ２に示す方向）にスライド移動可能に構成されている。

　加工装置１の各部の動作は、制御装置９０によって制御されている。すなわち、部材支持部４のスライド移動及び位置決め、保持部６２の矢印ｘ１方向及び矢印ｘ２方向へのスライド移動及び位置決め、駆動軸部１０の回転及び停止、保持部６２の矢印ｙ１方向及び矢印ｙ２方向へのスライド移動及び位置決めが、所定の順序によって実施されるように、制御装置９０によって制御される。

　図３を参照して、型部材２０の構成を説明する。型部材２０は、全体として円筒状に形成されており、先端部近傍が縮径部２０ａとして形成されている。縮径部２０ａの直径ｄ１は型部材２０の外径ｄ２よりも小さい。直径ｄ１と外径ｄ２の差の２分の１は高さｈ１である。高さｈ１は、突条部５２（図１０（ｃ）等参照）の高さｈｘ２（図１０（ｃ）参照）に応じて規定されている。すなわち、高さｈ１は、突条部５２の高さｈｘ２以上の高さである。また、縮径部２０ａは幅ｗ１に形成されている。幅ｗ１は、突条部５２の幅ｗｘ１以上になるように規定されている。

　次に、図４を参照して、押圧部材７０の構成を説明する。押圧部材７０は、基部７０ａと拡径部７０ｂを有する。押圧部材７０は押圧部材の一例であり、拡径部７０ｂは突状押圧部の一例である。拡径部７０ｂがワークピース５０に接する回転面７０ｂａは、曲面として形成されている。

　基部７０ａの直径ｄ３は拡径部７０ｂの直径ｄ４よりも小さい。直径ｄ３と直径ｄ４の差の２分の１は高さｈ２である。高さｈ２は、突条部５２（図１０（ｃ）等参照）の高さｈｘ２（図１０（ｃ）参照）に応じて規定されている。すなわち、高さｈ２は、突条部５２の高さｈｘ２以上の高さである。拡径部７０ｂは幅ｗ２に形成されている。幅ｗ２は、突条部５２の幅ｗｘ１以下になるように規定されている。

　基部７０ａ及び拡径部７０ｂには回転軸部７０ｃが接続されている。回転軸部７０ｃは、保持部６２の腕部６２ａ及び６２ｂに自由回転可能な状態で保持されている。押圧部材７０は、拡径部７０ｂが回転するワークピース５０に接すると、ワークピース５０の回転に連れて回転するようになっている。すなわち、押圧部７０は、回転しつつ、ワークピース５０を押圧する。これにより、押圧部７０とワークピース５０が擦れる状態を回避している。

　図５を参照して、加工装置１の主な構成の関係を説明する。図５（ａ）に示すように、駆動軸部１０に型部材２０が固定され、型部材２０にワークピース５０が差し込まれる。そして、図５（ｂ）に示すように、回転軸部６がワークピース５０に差しこまれる。この状態において、ワークピース５０が押圧部７０によって押圧されると、ワークピース５０は型部材２０及び回転軸部６と密着し、摩擦によって相対的な回転が防止され、一体となって回転するようになっている。

　図５（ｃ）に示すように、押圧部材７０がワークピース５０を外側から押圧して、突状部５２を形成する。突状部５２の形成が完了したことは、押圧部材７０の矢印ｙ１方向への移動量で判断する。なお、本実施形態とは異なり、突状部５２の形成の完了を判断する方法として、突条部５２が形成されると、拡径部７０ｂの回転面７０ｂａと接するワークピース５０の部分に対応する内面が型部材２０の縮径部２０ａに接触するように高さｈ１（図３（ｂ）参照）を形成しておいて、押圧部材７０が受ける矢印ｙ１方向へ移動する方向とは反対方向の力（以下、「抵抗」という）が増加することを検知することで、突状部５２が形成されたことを判断するようにしてもよい。抵抗の増加の検知は、押圧部材７０を自動制御するときには押圧部材７０を移動させるモーター（図示せず）に加わる負荷の増加を自動的に検知する。また、押圧部材７０をマニュアル操作するときには、操作者の感覚によって検知する。

　以下、図６乃至図８を参照して、機能部材８０（図７参照）の固定方法及び固定構造を概説する。図６乃至図８においては、説明の便宜のため、各部の壁の厚さを省略しているが、実際には、図５に示すように、各部は所定の壁厚を有し、密着している。

　駆動軸部１０に型部材２０が摺動されつつ固定され（図６（ａ）参照）、型部材２０にワークピース５０が摺動されつつ嵌められる（図６（ｂ）参照）。続いて、回転軸部６が矢印ｘ１方向に移動し、回転軸部６と駆動軸部１０（型部材２０）とでワークピース５０を保持した状態を形成する（図７（ａ）参照）。この状態において、駆動軸部１０を中心に、矢印Ａ１に示す方向にワークピース５０を回転させ、押圧部材７０を矢印ｙ１に示す方向からワークピース５０に押し当てる。これにより、ワークピース５０が変形し、突状部５２を形成する（図７（ｂ）参照）。突条部５２は、ワークピース５０の内周に沿って、環状に形成される。突状部５２を形成すると、回転軸部６はワークピース５０と共に、矢印ｘ２に示す方向に移動する。

　続いて、円板状の機能部材８０をワークピース５０に挿入する（図７（ｃ）参照）。機能部材８０は機能部材の一例である。機能部材８０は、所定の機能を有する部材であり、本実施例においては、気体が通過可能な触媒コンバーターである。

　機能部材８０がワークピース５０に挿入されると、型部材２０と機能部材８０が接触する位置まで回転軸部６を矢印ｘ１方向へ移動させ、機能部材８０を挟んで突条部５２とは反対側の位置において、押圧部材７０を矢印ｙ１に示す方向からワークピース５０に押し当て（図８（ａ）参照）、突状部５４を形成する（図８（ｂ）参照）。突状部５４を形成すると、回転軸部６はワークピース５０と共に矢印ｘ２に示す方向に移動する（図８（ｃ）参照）。この状態において、突状部５２と突状部５４との間に機能部材８０を固定する固定構造が形成される。突状部５２は第一の突状部の一例であり、突状部５４は第二の突状部の一例である。

　以下、図９乃至図１３を参照して、機能部材８０の固定方法及び固定構造を詳細に説明する。図９乃至図１３においては、説明の便宜のため、他の部分の内側に配置される部分も実線で示している。図９（ａ）に示すように、駆動軸部１０と回転軸部６の軸線は等しい。駆動軸部１０に型部材２０が固定される（図９（ｂ）参照）。そして、型部材２０にワークピース５０が摺動されつつ差し込まれる（図９（ｃ）参照）。続いて、回転軸部６が矢印ｘ１方向に移動し、駆動軸部１０（型部材２０）と回転軸部６とでワークピース５０を保持した状態を形成する。回転軸部６及び型部材２０の表面状態を異なるようにすることによって、回転軸部６とワークピース５０との間に働く摩擦力は、型部材２０とワークピース５０との間に働く摩擦力よりも大きく構成されている。駆動軸部１０（型部材２０）と回転軸部６とでワークピース５０を保持した状態において、駆動軸部１０を矢印Ａ１に示す方向に回転させる（図１０（ａ）参照）。駆動軸部１０を回転させると、型部材２０及びワークピース５０、回転軸部６も回転する。この状態において、押圧部材７０を矢印ｙ１に示す方向からワークピース５０に押し当てる（図１０（ａ）参照）。押圧部材７０の拡径部７０ｂもワークピース５０の回転に連れて回転しながら、ワークピース５０を押圧する。これにより、ワークピース５０の壁部を変形させ、環状の突状部５２を形成する（図１０（ｂ）参照）。突条部５２は、ワークピース５０の内壁が変形し、ワークピース５０の内側へ向かう形状に形成される。

　図１０（ｂ）の状態においては、突状部５２の高さｈｘ１は、所定の高さに達していない。このため、押圧部材７０によるワークピース５０の押圧を継続する。そうすると、突状部５２の高さが高さｈｘ２に達する（図１０（ｃ）参照）。突状部５２の高さが高さｈｘ２に達する突状部５２の形成が完了したことは、押圧部材７０の矢印ｙ１方向への移動量によって判断する。すなわち、押圧部材７０がワークピース５０に最初に接触した位置を基準として、矢印ｙ１方向へ高さｈｘ２に相当する距離だけ移動すると、突状部５２の高さが高さｈｘ２に達したと判断する。

　続いて、押圧部７０は矢印ｙ２方向に移動し、回転軸部６及びワークピース５０は矢印ｘ２に示す方向に移動する（図１１（ａ）参照）。回転軸部６とワークピース５０との間に働く摩擦力は、型部材２０とワークピース５０との間に働く摩擦力よりも大きく構成されているから、ワークピース５０は回転軸部６と共に移動する。

　続いて、円板状の機能部材８０をワークピース５０に挿入する（図１１（ｂ）参照）。このとき、機能部材８０は、突状部５２の駆動軸部１０側の面５２ａ（図１１（ａ）参照）に接するように挿入される。そして、回転軸部６を矢印ｘ１方向へ移動させ、縮径部２０ａが機能部材８０に接するように位置決めする（図１１（ｃ）参照）。そして、駆動軸部１０の回転を再開する。この状態において、押圧部材７０を矢印ｙ１に示す方向からワークピース５０に押し当て、ワークピース５０の内壁を変形させ、突状部５４（図１２（ａ）参照）を形成する。突状部５４を形成すると、駆動軸部１０は回転を停止し、押圧部７０は矢印ｙ２方向に移動し、回転軸部６及びワークピース５０は矢印ｘ２に示す方向に移動する。この状態において、機能部材８０が、突状部５２と突状部５４の間において固定される固定構造が形成されている（図１２（ｂ）参照）。

　次に、機能部材８０と同一の部材８２を挿入する工程を説明する。図１２（ｂ）の状態において、機能部材８２をワークピース５０に挿入する（図１２（ｃ）参照）。このとき、機能部材８２は、突状部５４の駆動軸部１０側の面５４ａ（図１２（ｂ）参照）に接するように挿入される。そして、回転軸部６を矢印ｘ１方向へ移動させ、駆動軸部１０の回転を再開させて、押圧部材７０を矢印ｙ１に示す方向からワークピース５０に押し当て（図１３（ａ）参照）、突状部５６を形成する（図１３（ｂ）参照）。突状部５６を形成すると、駆動軸部１０の回転を停止し、押圧部７０は矢印ｙ２方向に移動し、回転軸部６及びワークピース５０は矢印ｘ２に示す方向に移動する。この状態において、機能部材８０が、突状部５２と突状部５４の間に、機能部材８２は、突状部５４と突状部５６の間において固定される固定構造が形成されている（図１３（ｃ）参照）。

　以下、上述した工程の要部を図１４のフローチャートを参照して説明する。まず、加工装置１にワークピース５０を配置する（ステップＳＴ１）。ステップＳＴ１によって、図１０（ａ）に示す状態となる。続いて、ワークピース５０の回転を開始し（ステップＳＴ２）、ワークピース５０を押圧部材７０によって外側から押圧する（ステップＳＴ３）。押圧部材７０が所定の距離だけ移動したと判断すると（ステップＳＴ４）、ワークピース５０の押圧を停止し、駆動軸部１０の回転を停止する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ５が完了すると、突状部５２が形成される（図１１（ａ）参照）。ステップＳＴ４における所定の距離は、突状部５２の高さｈｘ２（図１０（ｃ）参照）である。ステップＳＴ１乃至ステップＳＴ５は、第一突状部形成ステップの一例である。

　続いて、ワークピース５０の内部の突状部５２に接するように機能部材８０を配置する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６が完了すると、図１１（ｂ）に示す状態になる。ステップＳＴ６は、部材配置ステップの一例である。

　続いて、回転軸部６をスライドし、ワークピース５０を移動し（ステップＳＴ７）、ワークピース５０の回転を開始し（ステップＳＴ８）、機能部材８０を挟んで突状部５２とは対称となる位置を押圧部材７０によって外側から押圧する（ステップＳＴ９）。ステップＳＴ９においては、図１１（ｃ）に示す状態である。

　続いて、押圧部材７０が所定の距離だけ移動したと判断する（ステップＳＴ１０）、ワークピース５０の押圧及び駆動軸部１０の回転を停止する（ステップＳＴ１１）。ステップＳＴ１１が完了すると、図１２（ｂ）に示す状態となる。すなわち、突状部５２と突状部５４の間に機能部材８０が固定された固定構造が形成されている。

＜第二の実施形態＞
　図１５及び図１６を参照して、第二の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項は説明を省略する。図１５（ａ）はワークピース５０の概略斜視図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のワークピース５０を矢印ｘ２方向から視た概略断面図である。図１６（ａ）は型部材２０Ａの概略斜視図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の型部材２０Ａを矢印ｘ１方向から視た概略図である。型部材２０Ａには、駆動軸部１０の固定用突起部（図示せず）と係合する切欠きが所定の角度だけ乖離して、複数形成されている。具体的には、切欠き２０ｂ１と切り欠き２０ｂ２が６０度乖離して形成されている。

　第二の実施形態においては、図１５に示すように、突状部は、複数の突起から構成される。ワークピース５０の内周に沿って、１２０度ずつ乖離した位置に形成された３つの突起部５２Ａが最初に形成される。続いて、３つの突起部５２Ａに接した状態で機能部材８０がワークピース５０に挿入されると、突起部５２Ａとはワークピース５０の長さ方向に乖離した位置に３つの突起部５４Ａが形成される。３つの突起部５４Ａは、ワークピース５０の内周に沿って、１２０度ずつ乖離した位置に形成される。また、３つの突起部５２Ａと３つの突起部５４Ａは、ワークピース５０の長さ方向において重複しない位置に形成される。

　突起部５２Ａ及び５４Ａは、例えば、図１６に示す型部材２０Ａにワークピース５０を配置して固定し、外側から押圧することによって形成される。型部材２０Ａの先端部には、凹部２０Ａａ，２０Ａｂ及び２０Ａｃが形成されている。突起部５２Ａを形成するときには、切欠き２０ｂ１を駆動軸部１０に形成した固定用突起部（図示せず）と係合させる。ワークピース５０を回転させず固定した状態において、凹部２０Ａａ，２０Ａｂ及び２０Ａｃに該当するワークピース５０の部分を外側から同時に押圧する。例えば、３本のシリンダー状の部材を備える押圧装置を使用する。

　３つの突起部５２Ａが形成されると、第一の実施形態と同様に、回転軸部６及びワークピース５０は矢印ｘ２に示す方向に移動する（図１１（ａ）参照）。ワークピース５０の内部において、３つの突起部５２Ａに接するように機能部材８０Ａが配置される。そして、それまで駆動軸部１０の固定用突起部と係合していた型部材２０Ａの切り欠き２０ｂ１を外し、もう一方の切り欠き２０ｂ２を固定用突起部と係合させる。そして、型部材２０Ａの先端部が機能部材８０に接するように配置し、再度、押圧装置によって押圧し、上述の突起部５４Ａを形成する。こうすることで、突起部５２Ａ及び５４Ａは、ワークピース５０の長手方向において重複しない位置に形成される。すなわち、切欠き２０ｂ１及び２０ｂ２は、突起部５２Ａと突起部５４Ａとを重複しないように形成するための位置決め手段である。機能部材８０は、３つの突起部５２Ａと３つの突起部５４Ａの間に固定される。

＜第三の実施形態＞
　図１７を参照して、第三の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項は説明を省略する。

　第三の実施形態は、ワークピース５０に機能部材８０Ａが配置され、例えば、工場の配管の一部としてワークピース５０が使用される場合に機能する。機能部材８０Ａは、気体や液体が通過できない構造に形成されている（図１７（ａ））。機能部材８０Ａは、所定の条件において溶融するように形成されている。本実施形態において、所定の条件は、所定温度以上の温度である。機能部材８０Ａは、例えば、熱可塑性の樹脂で形成されている。なお、所定の条件は、本実施形態とは異なり、所定の特性を有する気体や液体に溶融するという特性であってもよい。所定の特性は、例えば、強酸性や強アルカリ性である。

　例えば、機能部材８０Ａの溶融温度未満の気体が矢印ａ１（図１７（ｂ）参照）に示す方向から機能部材８０Ａに到達しても、機能部材８０Ａを通過することはできない。

　これに対して、機能部材８０Ａの溶融温度以上の気体が矢印ａ１（図１７（ｂ）参照）に示す方向から機能部材８０Ａに到達した場合には、機能部材８０Ａが溶融し、機能機能部材８０Ａを通過する（図１７（ｃ）参照）。これにより、例えば、工場の配管において、許容温度以上の気体が生じた場合には、機能部材８０Ａが溶融することによって、その気体を外部に逃がすことで、工場の配管全体が損傷するなどの事故を防止することができる。

　ここで、本実施形態の機能部材８０Ａの固定構造及び固定方法は、第一の実施形態と同様である。ワークピース５０に突状部５２を形成し、機能部材８０Ａを配置し、その後、突状部５４を形成する。このため、機能部材８０Ａの固定の際に、熱を加えることはないから、機能部材８０Ａが熱に弱い材料や、熱可塑性を有する材料で形成されていても、機能部材８０Ａをワークピース５０に固定することができる。

　なお、本発明の固定構造及び固定方法は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。

１　加工装置
６　回転軸部
１０　駆動軸部
２０，２０Ａ　型部材
２０ａ　縮径部
５０　加工対象（ワークピース）
５２，５４，５６　突状部
５２Ａ，５４Ａ　突起部
７０　押圧部材
７０ｂ　拡径部
 

 

Claims (13)

1. 　金属製の筒状加工対象の内壁に機能部材が固定された固定構造であって、
   　前記筒状加工対象の壁部は、前記内壁が、前記筒状加工対象の長さ方向に乖離し、前記筒状加工対象の内側に向かって突状の複数の突状部を形成するように変形しており、
   　前記複数の突状部の間に前記機能部材が固定される機能部材の固定構造。
2. 　前記筒状加工対象に前記機能部材が固定された状態において、摂氏３００度以上の高温の気体または液体が通過可能に形成されている、請求項１に記載の機能部材の固定構造。
3. 　前記突状部は、前記筒状加工対象の内周に沿って形成される、
   請求項１または請求項２に記載の機能部材の固定構造。
4. 　各前記突状部は、２以上の突起から構成される、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の機能部材の固定構造。
5. 　各前記突状部は、３以上の突起から構成される、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の機能部材の固定構造。
6. 　前記筒状加工対象の長さ方向において、隣り合う２つの前記突状部に形成された前記突起は重複しないように形成されている、
   請求項４または請求項５に記載の機能部材の固定構造。
7. 　前記機能部材は、メッシュ状の担体の表面に触媒が固定されて形成されている、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の機能部材の固定構造。
8. 　前記機能部材は、前記筒状加工対象における気体または液体の通過を制限する形状に形成されており、所定条件において、少なくとも一部が溶融するように形成されている、
   請求項１に記載の機能部材の固定構造。
9. 　金属製の筒状加工対象を外側から押圧し、前記筒状加工対象の内壁を前記筒状加工対象の内側に向かう突状に変形させて第一の突状部を形成する第一突状部形成ステップと、
   　前記筒状加工対象の内部において、前記第一の突状部に接した状態で機能部材を配置する部材配置ステップと、
   　前記筒状加工対象を外側から押圧し、前記機能部材を挟んで前記第一の突状部とは反対側の位置において、前記筒状加工対象の内壁を前記筒状加工対象の内側に向かう突状に変形させて第二の突状部を形成する第二突状部形成ステップと、
   を有する機能部材の固定方法。
10. 　前記第一突状部形成ステップ及び前記第二突状部形成ステップにおいて、
    　先端部近傍が縮径部として形成されている円筒状の型部材に円筒状の前記筒状加工対象を嵌め、
    　前記突状部の高さに応じて形成された突状押圧部を有する押圧部材によって、前記縮径部の位置に対応する前記筒状加工対象の外側を押圧する、
    請求項９に記載の機能部材の固定方法。
11. 　前記型部材の外径と前記縮径部の直径の相違は、前記突状部の高さに応じて規定されており、
    　前記縮径部の幅は、前記突状押圧部の幅以上になるように規定されている、
    請求項１０に記載の機能部材の固定方法。
12. 　前記第一突状部形成ステップ及び前記第二突状部形成ステップにおいて、
    　前記筒状加工対象の前記内壁が前記型部材の前記縮径部に接することによって、前記押圧部材を押し付ける方向とは反対方向の力の増加が生じた場合に、前記押圧部材による押圧を停止する、
    請求項１１に記載の機能部材の固定方法。
13. 　前記押圧部材は、円柱状の基部に前記突状押圧部が形成されて構成されており、
    　前記基部が前記筒状加工対象に接することによる反力、及び／または、前記押圧部に押圧された記筒状加工対象の前記内壁が前記型部材の前記縮径部に接することによる反力を前記反対方向の力として検知する、
    請求項１２に記載の機能部材の固定方法。
     
     
     
     
     
    
     

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