JP4427177B2 - 縮径加工装置及び縮径加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、排気ガス等の浄化に用いられる触媒担体等の被加工物を被覆するための縮径加工装置および縮径加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば内燃機関における排気ガス浄化用触媒コンバータとして特開平8−42333号に開示されたものが知られており、その触媒コンバータは図10に示すように、触媒担体30が管状容器32で被覆され、その触媒担体30と管状容器32との間には、それらの間から排気ガスが漏出しないようには膨張マット44が介在されてシールされている。
【0003】
そして、この触媒担体30の被覆方法は、まず円柱形状をなす触媒担体30の外周部分に膨張マット44を巻き付け、この触媒担体30を管状容器32内に収納する。次に、上記膨張マット44が触媒担体30と管状容器32との間で圧縮される程度まで管状容器32を収縮させるものである。
【0004】
また、上記管状容器32の収縮加工は、スウェージングによって行われる。これは図11〜12に示すように、まず触媒担体30が収納された管状容器32が複数のフィンガーと呼ばれる押圧部34を有するスウェージングダイ36内に挿入される。このスウェージングダイ36は、油圧等で移動するラム38に押されて環状をなすスウェージングカラー40の内周と接触されつつ挿通される。上記スウェージングカラー40には、スウェージングダイ36の挿通方向に沿って順次縮径されるテーパ部42が設けられている。このため、スウェージングダイ36はスウェージングカラー40に挿通されると外方から押圧され、その内側に挿入された環状容器32が収縮されるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気ガスが環境に及ぼす影響が関心を集める中、各国の排気ガスに対する規制は年々厳しくなり、浄化用触媒コンバータの浄化性能向上が要求されている。この触媒コンバータの浄化性能を向上させる方法としては、触媒担体の薄壁化により触媒担体を高セル密度化する方法がある。
【0006】
しかしながら、触媒担体を薄壁化すると当然のことながら触媒担体の強度は低下する。このため、触媒担体30と環状容器32との間に膨張マット44が介在された上記従来の触媒コンバータの触媒担体30を薄壁化すると、排気ガスによって昇温した際に膨張マット44が膨張し触媒担体30が押圧されて破損する虞がある。
【0007】
他方、単一の管状容器内に複数の触媒担体を収納しそれらを保持する場合がある。このとき、触媒担体はセラミック材等であるために焼成過程などで一定の外径に作ることはできないため、異なる触媒担体の外径寸法は相違する。また、上記従来の触媒担体30の被覆方法にあっては、上記管状容器32はスウェージングダイ36に挿入された範囲内で一定の外径にしか収縮させることができない。
【0008】
特に、上記従来の触媒担体30の被覆方法で複数の触媒担体30を収納した管状容器32を収縮させると、いずれかの膨張マット44と管状容器32との間に隙間が生じたり、いずれかの触媒担体30に無用な押圧力がかかる場合がある。また、収納した触媒担体30がその管状容器32内を移動しないように、管状容器32の一部を触媒担体30の外径よりも小さく収縮させて触媒担体30を保持させることが望ましい。ところが、従来の被覆方法および収縮加工装置では、管状容器32を部分的に縮径することができず、複数の管状容器を溶接するなど作業に多大な手間を要するという課題があった。
【0009】
そこで、本発明は前記従来の課題に鑑み、薄壁化した触媒担体等の被加工物であっても破損することなく容易に被覆することができる縮径加工装置および縮径加工方法を提供することを目的とする。
【0017】
即ち、押圧部材の押圧面に被加工部物の所望の外径形状に合わせた凹部または凸部を形成しておくことによって、容易に被加工物を所望の外径形状に縮径することができる。
【0019】
また、筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備え、上記押圧部材と上記入力部材との係合部は、それらの少なくともいずれか一方が押圧部材を緩やかに移動させる曲面を備えたことを特徴とする。
【0020】
即ち、押圧部材が緩やかに移動するので、押圧部材の移動量を制御しやすく、被加工物を所望の外形寸法に容易に縮径することができる。
【0021】
さらに、筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる複数の入力部材とを備え、上記複数の入力部材によって移動される押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
【0022】
この縮径加工装置によれば、被加工物の外周表面に押圧部材ごとに縮径量の異なる段部や、押圧部材間の間隙によって筒穴方向のリブを容易に形成することができる。
また、本発明の縮径加工装置は、筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備え、上記押圧部材が上記被加工物の筒穴方向に複数離間して配置され、上記入力部材によって移動するそれら筒穴方向に並べられた押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
即ち、入力部材を一度移動するだけで、筒穴方向に並べられた複数の押圧部材を移動させることができる。よって、被加工物の筒穴方向に異なる外径の筒状部を複数備えた外周形状、即ち環状の段部を容易に形成することができる。
【0023】
また、本発明の縮径加工方法は、筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備えた縮径加工装置を用いる縮径加工方法であって、上記押圧部材と上記入力部材との係合部は、それらの少なくともいずれか一方が押圧部材を緩やかに移動させる曲面を備えたことを特徴とする。
また、本発明の縮径加工方法は、筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる複数の入力部材とを備えた縮径加工装置を用いる縮径加工方法であって、上記複数の入力部材によって移動される押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
また、本発明の縮径加工方法は、筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備えた縮径加工装置を用いる縮径加工方法であって、上記押圧部材が上記被加工物の筒穴方向に複数離間して配置され、上記入力部材によって移動するそれら筒穴方向に並べられた押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の触媒担体の被覆方法で製造される触媒コンバータの構成を示す断面図、図2は触媒担体の被覆方法で行われる縮径加工の一実施形態の概念図を示し、(a)は正面断面図、(b)は側面図である。
【0025】
本実施の形態の排気ガス浄化用触媒コンバータ10は、たとえば円柱状をなし高セル密度化された触媒担体12と、その外周に巻き付けられアルミナファイバー等でなる無膨張マット14と、この無膨張マット14が巻き付けられた触媒担体12を被覆する鋼製の管状部材でなる被覆筒16とで構成されている。そして、無膨張マット14が巻き付けられた上記触媒担体12は被覆筒16によってそれらの間に間隙なく被覆されている。
【0026】
上記触媒担体12の被覆方法は、まず、触媒担体12の外径D1を測定する。次に所定の厚さに形成された無膨張マット14を上記触媒担体12の外周に巻き付ける。上記無膨張マット14が巻き付けられた上記触媒担体12を被覆筒16内に挿入する。そして、被覆筒16の両端部は触媒担体12の両端から十分に延出され、それぞれ径方向の外方から内方に向かって押圧力が加えられて縮径されている。
【0027】
次に被覆筒16の触媒担体12の外周部分を縮径加工する。
ここで上記縮径加工の一実施形態を説明する。この実施形態で用いる縮径加工装置20は、先に従来技術に示したスウェージング装置の構成と大半は同じであるが、スウェージングカラー28を図示しない油圧式のラム38で移動させる点で相違する。即ち、この縮径加工装置20は、被覆筒16を収納するスウェージングダイ36と、このスウェージングダイ36が挿通されるスウェージングカラー40と、このスウェージングカラー28を押圧してスウェージングダイ36をその内側に挿入させるラム38とで構成されている。またこのとき、スウェージングカラー28の内周部にはテーパ部26が設けられ、このテーパ部26は、大径側の直径がスウェージングダイ22の外径より大きく形成されている。一方、小径側の直径はこれに挿通されたスウェージングダイ22の内径が予め測定した触媒担体12の直径と無膨張マット14の厚さとを合わせた直径になるように形成されている。
【0028】
そして、縮径加工の手順は、まず無膨張マット14が巻き付けられた上記触媒担体12が挿入された被覆筒16をスウェージングダイ22内に挿入する。次にスウェージングカラー28を油圧式のラムで移動させ、スウェージングダイ22の外周に係合させて押圧する。そして、スウェージングカラー28は触媒担体12の長さ分だけ移動させた後に、逆方向に移動させてスウェージングダイ22をスウェージングカラー28から抜き取る。最後に、スウェージングダイ22から被覆された触媒担体12を取り外す。
【0029】
本実施形態によれば、予め測定した触媒担体12の外形寸法に基づいて被覆筒16を縮径させるので、触媒担体12と被覆筒16との間に無膨張マット14の所定の厚さ分だけ間隔を隔てた内径寸法にまで被覆筒16を容易に縮径させることができる。よって、触媒担体12と被覆筒16との間に介在させるものが無膨張マット14であっても、それらの間に間隙が生じることはなく、触媒コンバータ10の浄化性能も低下しない。さらに、無膨張マット4は昇温によって膨張しないので薄壁化した触媒担体12を用いても触媒担体12が破損することはない。
【0030】
また、図3に示すようにスウェージングダイ22の押圧部材24の押圧面24aに凹部または凸部を形成すると、上記実施形態と全く同じ手順によって、被覆筒16の一部に環状の段部や任意の凹凸形状をなす外周形状に形成することができる。
【0031】
殊に、図4に示すような単一の被覆筒16内に2つの触媒担体12を収納し、それらを一つの被覆筒16内に保持する場合であっても、各々の触媒担体12の外径寸法D1,D2に基づいて縮径後の被覆筒16の内径を合わせることができる。よって、複数の触媒担体12を収納した触媒コンバータ10であっても、一方の触媒担体12に巻き付けた無膨張マット14と被覆筒16との間に隙間が生じたり、一方の触媒担体12に無用な外力がかかることはない。
【0032】
上記実施形態において、図5に示すように押圧部材24のスウェージングカラー28と係合する外周面24b、またはスウェージングカラー28のテーパ面28aを、押圧部材24が緩やかに移動するような曲面に形成することによって、押圧部材24の移動量が制御しやすくなり、被覆筒16を所望の外形寸法に容易に縮径することができる。
【0033】
また、図6に示すように、押圧部材24の最終押圧位置において各押圧部材24の押圧面24aで形成される押圧面形状を楕円形状または多角形状とすると、被覆筒16の断面形状を円形のみならず楕円形状または多角形状とすることも容易である。さらに、図7、図8に示すようにスウェージングカラー28を複数に分割し、それら各スウェージングカラー片28aによって移動される押圧部材24の移動量をそれぞれ異ならせると、被覆筒16の外周表面に押圧部材24ごとに縮径量の異なる段部や、押圧部材24間の間隙によって筒穴方向のリブを容易に形成することができる。
また、図9に示すように上記押圧部材24を上記被覆筒16の筒穴方向に2つ配置し、上記スウェージングカラー28によって移動するそれら筒穴方向に並べられた押圧部材24の移動量をそれぞれ異ならせると、スウェージングカラー28を一度移動するだけで、筒穴方向に並べられた2つの押圧部材24を移動させることができる。よって、被覆筒16の筒穴方向に異なる外径の筒状部を2つ備えた外周形状、即ち環状の段部16aを容易に形成することができる。
【0034】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、押圧部材の押圧面に凹部または凸部を形成しておくことによって、容易に被加工物を所望の外径形状に縮径することができる。さらに、被加工物の断面形状を楕円形状または多角形状に形成することも容易である。
【0038】
また、上記押圧部材と上記入力部材との係合部に押圧部材を緩やかに移動させる曲面を備えたので、押圧部材の移動量を制御しやすい。
【0039】
さらに、入力部材を複数設け、それら入力部材によって移動される押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせると、被加工物の外周表面に縮径量の異なる段部や、筒穴方向のリブを容易に形成することができる。
また、押圧部材を筒穴方向に複数配置し、上記入力部材によってそれら押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせると、被加工物の筒穴方向に異なる外径の環状の段部を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の触媒担体の被覆方法で製造される触媒コンバータの構成を示す断面図である。
【図2】触媒担体の被覆方法で行われる縮径加工の一実施形態の概念図を示し、(a)は正面断面図、(b)は側面図である。
【図3】本発明の縮径加工装置の第1変形例を示す断面図である。
【図4】触媒コンバータの断面図である。
【図5】本発明の縮径加工装置第2変形例のスウェージングカラーと押圧部材との係合部を示す断面図である。
【図6】本発明の縮径加工装置第3変形例を示す側面図である。
【図7】本発明の縮径加工装置第4変形例を示す概念図である。
【図8】本発明の縮径加工装置第5変形例を示す概念図である。
【図9】本発明の縮径加工装置第6変形例を示す側面図である。
【図10】従来の触媒コンバータの構成を示す断面図である。
【図11】従来のスウェージングダイを示す斜視図である。
【図12】従来の触媒担体の被覆方法および縮径加工装置を示す断面図である。
【符号の説明】
10 触媒コンバータ
12 触媒担体
14 無膨張マット
16 環状容器
20 縮径加工装置
22 スウェージングダイ
24 押圧部材
28 スウェージングカラー
Claims (6)
- 筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備え、上記押圧部材と上記入力部材との係合部は、それらの少なくともいずれか一方が押圧部材を緩やかに移動させる曲面を備えたことを特徴とする縮径加工装置。
- 筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる複数の入力部材とを備え、上記複数の入力部材によって移動される押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする縮径加工装置。
- 筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備え、上記押圧部材が上記被加工物の筒穴方向に複数離間して配置され、上記入力部材によって移動するそれら筒穴方向に並べられた押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする縮径加工装置。
- 筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備えた縮径加工装置を用いる縮径加工方法であって、
上記押圧部材と上記入力部材との係合部は、それらの少なくともいずれか一方が押圧部材を緩やかに移動させる曲面を備えたことを特徴とする縮径加工方法。 - 筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる複数の入力部材とを備えた縮径加工装置を用いる縮径加工方法であって、上記複数の入力部材によって移動される押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする縮径加工方法。
- 筒状をなす被加工物の外方に周方向に沿って複数配置され内方に向かってそれぞれ移動して被加工物を縮径する押圧部材と、この押圧部材のさらに外側に配置され上記被加工物の筒穴方向に移動して上記押圧部材と係合し当該押圧部材を移動させる入力部材とを備えた縮径加工装置を用いる縮径加工方法であって、
上記押圧部材が上記被加工物の筒穴方向に複数離間して配置され、上記入力部材によって移動するそれら筒穴方向に並べられた押圧部材の移動量をそれぞれ異ならせることを特徴とする縮径加工方法。
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