JP6748992B2 - Method of manufacturing catalytic converter - Google Patents

Description

本発明は、触媒コンバータの製造方法に関し、特に、非円形の曲線断面の筒状体内に緩衝部材及び触媒担体を圧入すると共に、筒状体の端部に対しスピニング加工を行う触媒コンバータの製造方法に係る。 The present invention relates to a method for manufacturing a catalytic converter, and more particularly, to a method for manufacturing a catalytic converter in which a buffer member and a catalyst carrier are press-fitted into a tubular body having a non-circular curved cross section, and spinning is performed on an end portion of the tubular body. Pertain to.

内燃機関を搭載する自動車の排気ガス浄化装置である触媒コンバータの製造方法として、楕円形又はレーストラック形状といった非円形の曲線断面の筒状体内に緩衝部材及び触媒担体を圧入すると共に、筒状体の端部に対しスピニング加工を行ない、当該端部をテーパ状に縮径する方法が知られている。例えば、下記の特許文献１には、「ワークの断面形状が楕円またはレーストラック形状であっても、ワークの歩留まりが良くて製造コストが低減でき、形状の自由度が高く、スピニング加工により本体部の両端に所定形状のコーン部を形成できる触媒コンバータの製造方法を提供する」ことを目的とし（特許文献１の段落〔０００６〕に記載）、「軸直角方向の断面形状が楕円又はレーストラック形状で管状のワークの少なくとも一端部を開放した状態で該ワークを保持装置により保持しつつ、外周側から該ワークの前記一端部と当接する状態でローラを該ワークに対して相対回転させつつ軸方向に相対移動させるとともにその回転半径を徐々に縮少させる触媒コンバータ容器の製造方法において、前記保持装置は前記ワークにおける前記ローラと当接しない範囲を支持する治具を有し、該治具は軸方向に突出し該ワークの不規則な変形を阻止する突出部を持ち、該治具の内面には軸直角方向の断面形状が楕円又はレーストラック形状をなす支持面が形成されている」製造方法が提案されている（同文献の請求項２に記載）。 As a method for manufacturing a catalytic converter that is an exhaust gas purifying apparatus for an automobile equipped with an internal combustion engine, a cushioning member and a catalyst carrier are press-fitted into a tubular body having a non-circular curved cross section such as an elliptical shape or a race track shape, and the tubular body is There is known a method of performing a spinning process on the end portion of No. 1 to reduce the diameter of the end portion in a tapered shape. For example, in Patent Document 1 below, "Even if the cross-sectional shape of the work is elliptical or racetrack-shaped, the yield of the work is good, the manufacturing cost can be reduced, the degree of freedom of the shape is high, and the body portion is formed by spinning. "Providing a method for manufacturing a catalytic converter capable of forming a cone portion having a predetermined shape at both ends" (described in paragraph [0006] of Patent Document 1), "the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis is an ellipse or a racetrack shape". While holding at least one end of the tubular work with the holding device with the holding device, while rotating the roller relative to the work in a state of abutting the one end of the work from the outer peripheral side, the axial direction In the method of manufacturing a catalytic converter container in which the radius of rotation is gradually reduced while being relatively moved to, the holding device has a jig that supports a range of the work that does not contact the roller, and the jig is a shaft. Has a projecting portion that projects in the direction to prevent irregular deformation of the work, and the inner surface of the jig has a supporting surface whose cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis is elliptical or racetrack-shaped." It has been proposed (described in claim 2 of the same document).

一方、下記の特許文献２には、「従来の触媒コンバータの製造方法では、プレス装置とスピニングマシンとをそれぞれ必要とする。このため、設備費が嵩む上、各装置の設置面積が必要になる。また、プレス装置とスピニングマシンとにおいてワークをそれぞれ取り付け、取外ししなければならない上、ワークをプレス装置からスピニングマシンまで搬送しなければならず、製造能率が低下するという問題があった」と記載され（特許文献２の段落〔０００３〕に記載）、これを解決するため、「マシン本体と、このマシン本体に設けられ、触媒担体が保持材を介して圧入された金属性の保持筒を支持し、この保持筒をその軸線を中心として回転駆動する主軸と、上記マシン本体に設けられ、上記主軸によって回転される保持筒の端部外周に押し付けられることによって保持筒の端部を成形加工する成形ロールが取り付けられるロール取付台とを備えた触媒コンバータ用スピニングマシンにおいて、上記マシン本体に、上記主軸と対向し、かつ軸線を上記主軸の軸線とほぼ一致させた状態で配置され、上記主軸に支持された保持筒に、上記保持材が外周に取り付けられた上記触媒担体をその軸線方向に押して圧入する圧入手段を設けた」スピニングマシンが提案されている（同段落〔０００４〕に記載）。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-242242 discloses that "a conventional catalytic converter manufacturing method requires a press machine and a spinning machine, respectively. Therefore, the equipment cost is increased and the installation area of each machine is required. In addition, there was a problem that the work efficiency had to be reduced because the work had to be attached and detached from the press machine and the spinning machine, and the work had to be transported from the press machine to the spinning machine." In order to solve this, in order to solve this, "a machine main body and a metal holding cylinder provided in the machine main body, in which a catalyst carrier is press-fitted through a holding material, are supported. The holding cylinder is driven to rotate about its axis, and the end of the holding cylinder is formed by being pressed against the outer circumference of the holding cylinder provided on the machine body and rotated by the main shaft. In a spinning machine for a catalytic converter having a roll mount to which a forming roll is attached, in the machine body, the spindle is opposed to the main shaft, and the axis is arranged in a state of being substantially aligned with the axis of the main spindle. A spinning machine is proposed in which a supported holding cylinder is provided with a press-fitting means for press-fitting the catalyst carrier having the holding material attached to its outer periphery in the axial direction thereof (described in the same paragraph [0004]).

更に、下記の特許文献３には、「ワークの非加工部から、該非加工部の中心軸に対して少くとも偏心、傾斜及び捩れの何れか一つの関係にある中心軸を有する最終目標加工部に至るまでに複数の目標加工部を設定し、該複数の目標加工部に基づき複数の加工目標軸を設定し、該複数の加工目標軸のうちの一つと前記ワークの加工対象部の中心軸が略同軸となるように前記ワークを支持し、前記加工対象部の中心軸を前記複数の加工目標軸のうちの各加工目標軸と一致させると共に、各加工目標軸における前記加工対象部の径を変化させるようにスピニング加工を行なって前記加工対象部を成形し、前記最終目標加工部形状に形成することとした」ワークの異径部成形方法が提案されている（特許文献３の段落〔０００６〕に記載）。 Further, in Patent Document 3 below, "a final target machining portion having a central axis which is at least one of eccentricity, inclination, and twist from the non-machining portion of the work with respect to the central axis of the non-machining portion. Up to, a plurality of target machining portions are set, a plurality of machining target axes are set based on the plurality of target machining portions, and one of the plurality of machining target axes and the central axis of the machining target portion of the workpiece are set. Support the work so as to be substantially coaxial, and match the center axis of the processing target portion with each processing target axis of the plurality of processing target axes, and the diameter of the processing target portion at each processing target axis. Is performed to form the final target processed portion shape by performing a spinning process so as to change the value of the workpiece.” A method for forming a different-diameter portion of a work is proposed (paragraph [Patent Document 3]. [0006])).

特許第３５５０６４７号公報Japanese Patent No. 3550647 特許第４５５４０６２号公報Patent No. 4554062 特許第３３９０７２５号公報Japanese Patent No. 3390725

上記特許文献１で提案された触媒コンバータの製造方法において、楕円形又はレーストラック形状の筒状体内に緩衝部材及び触媒担体が圧入されると、緩衝部材の反発力によって筒状体の断面短径側が膨らんだ状態となる。このため、当該筒状体を前述の治具に装着してクランプ（把持）する際に、筒状体の軸を中心とする回転方向の位置が定まらず、仮に回転方向の位置決めが不完全な状態のまま筒状体を把持すると、部分的に過大な負荷が付与され、筒状体内の触媒担体が破損するおそれがある。一方、特許文献２が対象とする触媒コンバータは円形断面であり、その軸を中心に触媒コンバータが回転駆動されるので、端部形状は保持筒（筒状体の本体部）と同軸のものに限られ、特許文献３に記載のような、本体部の中心軸に対し偏心、傾斜あるいは捩れの関係にある中心軸を有する端部を形成することはできない。 In the method for manufacturing a catalytic converter proposed in Patent Document 1, when the buffer member and the catalyst carrier are press-fitted into the elliptical or racetrack-shaped tubular body, the cross-sectional minor axis of the tubular body is generated by the repulsive force of the buffer member. The side is inflated. Therefore, when the tubular body is mounted on the jig and clamped (grasping), the position in the rotational direction about the axis of the tubular body is not fixed, and the positioning in the rotational direction is incomplete. If the tubular body is gripped in this state, an excessive load may be partially applied, and the catalyst carrier in the tubular body may be damaged. On the other hand, the catalytic converter targeted by Patent Document 2 has a circular cross section, and since the catalytic converter is rotationally driven about its axis, the end shape is coaxial with the holding cylinder (main body of the cylindrical body). However, it is not possible to form an end portion having a central axis that is eccentric, inclined, or twisted with respect to the central axis of the main body as described in Patent Document 3.

そこで、本発明は、非円形の曲線断面の筒状体内に緩衝部材及び触媒担体を圧入すると共に、筒状体の少なくとも一端部に対しスピニング加工を行う触媒コンバータの製造方法において、当該圧入及びスピニング加工によって触媒担体に過大な負荷が付与されることなく適切に筒状体内に保持された状態で、一端部に少なくともテーパ部を形成し得る触媒コンバータの製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a catalytic converter in which a cushioning member and a catalyst carrier are press-fitted into a tubular body having a non-circular curved cross section, and at least one end of the tubular body is subjected to a spinning process. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a catalytic converter that can form at least a taper portion at one end in a state where the catalyst carrier is appropriately held in a tubular body without being applied with an excessive load by processing.

上記の課題を達成するため、本発明は、非円形の曲線断面を有する筒状体の本体部内に、緩衝部材及び触媒担体を圧入すると共に、前記筒状体の少なくとも一端部に対しスピニング加工を行う触媒コンバータの製造方法において、前記筒状体の前記本体部をクランプ部材によって保持する第１の工程と、前記クランプ部材によって保持された状態の前記筒状体に対し、前記緩衝部材及び前記触媒担体を前記本体部内に圧入する第２の工程と、前記緩衝部材及び前記触媒担体を前記本体部内に有し、前記クランプ部材によって保持された状態の前記筒状体の少なくとも一端部に対しスピニング加工を行い、前記一端部に少なくともテーパ部を形成する第３の工程とを有し、前記クランプ部材は、前記筒状体の軸芯を含む平面に平行な対向面を有する少なくとも二つの割型を備え、該二つの割型の前記対向面間に所定の微小間隙を維持した状態で前記筒状体の前記本体部を保持するものである。尚、前記一端部に対し、前記テーパ部に連続して円形断面の小径部を形成することとしてもよい。 In order to achieve the above object, the present invention, in the main body of the tubular body having a non-circular curved cross-section, while press-fitting the buffer member and the catalyst carrier, at least one end of the tubular body is subjected to spinning. In the method of manufacturing a catalytic converter, the first step of holding the main body of the tubular body by a clamp member and the cushioning member and the catalyst for the tubular body held by the clamp member. A second step of press-fitting a carrier into the body, and spinning at least one end of the tubular body having the buffer member and the catalyst carrier in the body and held by the clamp member was carried out, have a third step of forming at least a tapered portion at the one end, the clamping member, at least two split mold having parallel opposed surfaces to a plane including the axis of the tubular body The main body portion of the tubular body is held while maintaining a predetermined minute gap between the facing surfaces of the two split molds . It should be noted that a small diameter portion having a circular cross section may be formed continuously with the tapered portion at the one end portion.

更に、前記クランプ部材によって前記筒状体が保持された状態であって、前記スピニング加工によって少なくとも前記テーパ部が形成された状態の前記一端部に対し切断加工を行い、前記一端部の先端を所定形状に形成する第４の工程を有することとしてもよい。 Further, in a state where the cylindrical body is held by the clamp member, the one end portion in a state where at least the tapered portion is formed by the spinning work is cut, and a tip of the one end portion is predetermined. A fourth step of forming into a shape may be included.

上記の触媒コンバータの製造方法において、前記クランプ部材は、前記二つの割型を相互に近接する方向に付勢する付勢部材を備えたものとし、該付勢部材の付勢力によって前記対向面間に前記微小間隙を維持した状態で前記筒状体の前記本体部を保持することとするとよい。 In the method of manufacturing a catalytic converter, the clamp member, and those with a biasing member for biasing in a direction coming close to the two split molds to each other, between the facing surface by the urging force of the urging member Further, it is preferable that the main body portion of the tubular body is held while maintaining the minute gap .

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明の触媒コンバータの製造方法においては、筒状体の本体部をクランプ部材によって保持する第１の工程と、クランプ部材によって保持された状態の筒状体に対し、緩衝部材及び触媒担体を本体部内に圧入する第２の工程と、緩衝部材及び触媒担体を本体部内に有し、クランプ部材によって保持された状態の筒状体の少なくとも一端部に対しスピニング加工を行い、一端部に少なくともテーパ部を形成する第３の工程とを有し、クランプ部材は、筒状体の軸芯を含む平面に平行な対向面を有する少なくとも二つの割型を備え、これらの割型の対向面間に所定の微小間隙を維持した状態で筒状体の本体部を保持するものであるので、非円形の曲線断面の筒状体内に緩衝部材及び触媒担体を適切に圧入して保持することができ、続いて、筒状体の少なくとも一端部に対しスピニング加工を行うことにより、触媒担体に過大な負荷が付与されることなく、容易に触媒コンバータを製造することができる。更に、クランプ部材によって筒状体が保持された状態であって、スピニング加工によって少なくともテーパ部が形成された状態の一端部に対し切断加工を行い、一端部の先端を所定形状に形成する第４の工程を有するものとすれば、筒状体の一端部に対する切断加工を円滑且つ確実に行うことができる。 Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, in the method of manufacturing the catalytic converter of the present invention, the first step of holding the main body of the tubular body by the clamp member and the cushioning member and the catalyst carrier for the tubular body held by the clamp member. A second step of press-fitting into the main body portion, and at least one end portion of the tubular body having the buffer member and the catalyst carrier in the main body portion and held by the clamp member is subjected to spinning processing, and at least one end portion have a third step of forming a tapered portion, the clamp member comprises at least two split mold having parallel opposed surfaces to a plane including the axis of the cylindrical body, between the opposing surfaces of the split mold Since the main body of the tubular body is held while maintaining a predetermined minute gap , the buffer member and the catalyst carrier can be appropriately press-fitted and held in the tubular body having a non-circular curved cross section. Then, subsequently, by spinning at least one end of the cylindrical body, the catalyst converter can be easily manufactured without applying an excessive load to the catalyst carrier. Further, in a state in which the tubular member is held by the clamp member and at least a tapered portion is formed by spinning, a cutting process is performed to form a tip of the one end into a predetermined shape. By including the step, it is possible to smoothly and reliably cut the one end portion of the tubular body.

上記の触媒コンバータの製造方法において、二つの割型を相互に近接する方向に付勢する付勢部材を備えたものとし、該付勢部材の付勢力によって対向面間に微小間隙を維持した状態で筒状体の本体部を保持するように構成すれば、筒状体内に圧入された緩衝部材及び触媒担体を適切に保持することができ、筒状体内の触媒担体が破損することはない。 State in the manufacturing method of the catalytic converter, and those with a biasing member for biasing in a direction coming close to each other two split mold, which was maintained small gap between the facing surfaces by the biasing force of the biasing member If it is configured to hold the main body of the tubular body, the buffer member and the catalyst carrier press-fitted into the tubular body can be properly held, and the catalyst carrier inside the tubular body is not damaged .

本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法に供されるクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す正面図である。It is a front view showing a clamp member used for a manufacturing method of a catalytic converter concerning one embodiment of the present invention, and a catalytic converter in the state where it was held by the clamp member. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法に供されるクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す側面図である。It is a side view showing a clamp member used for a manufacturing method of a catalytic converter concerning one embodiment of the present invention, and a catalytic converter in the state where it was held by the clamp member. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法に供されるクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a clamp member used in the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention, and the catalytic converter held by the clamp member. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法に供されるクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a clamp member used in the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention, and the catalytic converter held by the clamp member. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法の工程図である。FIG. 5 is a process drawing of the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法に供されるクランプ装置及びスピンニング装置を示す正面及び側面図である。It is a front view and a side view showing a clamp device and a spinning device used for a manufacturing method of a catalytic converter concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法におけるワークのクランプ状態を示す正面及び側面図である。FIG. 5 is a front view and a side view showing a clamped state of the work in the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法におけるワークの一端部に対するスピンニング加工を示す正面及び側面図である。FIG. 5 is a front view and a side view showing a spinning process on one end portion of the work in the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法におけるワークの反転作動を示す正面及び側面図である。FIG. 5 is a front view and a side view showing the work reversing operation in the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法におけるクランプ装置の回転作動を示す正面及び側面図である。FIG. 5 is a front view and a side view showing the rotation operation of the clamp device in the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法におけるワークの他端部に対するスピンニング加工を示す正面及び側面図である。FIG. 6 is a front view and a side view showing a spinning process on the other end of the work in the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る触媒コンバータの製造方法に供されるクランプ装置及びスピンニング装置を示す正面及び側面図である。It is a front view and a side view showing a clamp device and a spinning device used for a manufacturing method of a catalytic converter concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る触媒コンバータの製造方法におけるワークのクランプ状態を示す正面及び側面図である。It is a front view and a side view showing a clamped state of a work in a manufacturing method of a catalytic converter concerning other embodiments of the present invention. 本発明に供される他の態様のクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す正面図である。It is a front view which shows the clamp member of the other aspect used for this invention, and the catalytic converter in the state hold|maintained by this clamp member. 本発明に供される他の態様のクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す側面図である。It is a side view which shows the clamp member of the other aspect used for this invention, and the catalytic converter in the state hold|maintained by this clamp member. 本発明に供される更に他の態様のクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す正面図である。It is a front view which shows the clamp member of the further another aspect used for this invention, and the catalytic converter in the state hold|maintained by this clamp member. 本発明に供される更に他の態様のクランプ部材、及び該クランプ部材によって保持された状態の触媒コンバータを示す側面図である。It is a side view which shows the clamp member of the further another aspect used for this invention, and the catalytic converter in the state hold|maintained by this clamp member.

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係る触媒コンバータの製造方法によって製造される最終製品の一例として、触媒コンバータ１０を図５の最下段（Ｐ５）に示している。この触媒コンバータ１０は、非円形の曲線断面を有する筒状体の本体部１１と、この両端に一体的に形成されたテーパ部１２及び１３並びに小径部１４及び１５を備えており、図４に縦断面を示すように、触媒担体２０に緩衝部材たる緩衝マット３０が巻回された状態で、本体部１１内に圧入されている。尚、図５において、左側の（Ａ）は触媒コンバータ１０の正面を示し、右側の（Ｂ）はその右側面を示す。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As an example of the final product manufactured by the method for manufacturing the catalytic converter according to the embodiment of the present invention, the catalytic converter 10 is shown in the lowermost stage (P5) of FIG. The catalytic converter 10 includes a cylindrical main body 11 having a non-circular curved cross section, taper portions 12 and 13 and small diameter portions 14 and 15 integrally formed at both ends thereof. As shown in the vertical cross section, a cushioning mat 30, which is a cushioning member, is wound around the catalyst carrier 20 and is press-fitted into the main body 11. In FIG. 5, (A) on the left side shows the front surface of the catalytic converter 10, and (B) on the right side shows the right side surface thereof.

本実施形態において加工対象とするワークＷは、図５の最上段（Ｐ０）に示すように、楕円形断面のステンレススティール製の筒状体であるが、非円形の曲線断面として、レーストラック形状の断面としてもよい。また、ワークＷとしてステンレススティール管に代えて、他の金属管を用いることとしてもよい。尚、筒状体は、素材のワークＷ、最終製品の触媒コンバータ１０、及びその中間加工品における外側ケースを意味し、それらの胴部は楕円形断面を有する同一形状で、各図において本体部１１で示す。 As shown in the uppermost stage (P0) of FIG. 5, the work W to be processed in the present embodiment is a tubular body made of stainless steel having an elliptical cross section, but has a racetrack shape as a non-circular curved cross section. It may be a cross section. Further, instead of the stainless steel pipe as the work W, another metal pipe may be used. The tubular body means the work W of the material, the catalytic converter 10 of the final product, and the outer case of the intermediate processed product, and the body parts thereof have the same shape with an elliptical cross section, and the body part in each figure. Shown by 11.

本実施形態においては、上記の触媒コンバータを製造するため、図１乃至図４に示すクランプ部材（４０、５０）が用いられている。このクランプ部材（４０、５０）は、ワークＷ（筒状体）の本体部１１の軸芯を含む平面に平行な対向面を有する二つの割型、即ち上側クランプ部材４０及び下側クランプ部材５０を備え、両クランプ部材（４０、５０）の対向面間に所定の微小間隙（ＣＬ）を維持した状態でワークＷの本体部１１が保持される。図１に示すように、上側クランプ部材４０及び下側クランプ部材５０を相互に近接する方向に付勢する付勢部材として計８個の圧縮スプリング（代表してＳで示す）を備え、各圧縮スプリングＳの付勢力によって両クランプ部材（４０、５０）の対向面間に微小間隙（ＣＬ）を維持した状態で本体部１１を保持するように構成されている。 In the present embodiment, the clamp members (40, 50) shown in FIGS. 1 to 4 are used to manufacture the above catalytic converter. The clamp members (40, 50) are two split dies having opposing surfaces parallel to a plane including the axis of the main body 11 of the work W (cylindrical body), that is, the upper clamp member 40 and the lower clamp member 50. The main body 11 of the work W is held in a state in which a predetermined minute gap (CL) is maintained between the opposing surfaces of the clamp members (40, 50). As shown in FIG. 1, a total of eight compression springs (represented by S) are provided as urging members for urging the upper clamp member 40 and the lower clamp member 50 in directions toward each other. The urging force of the spring S is configured to hold the main body 11 while maintaining a minute gap (CL) between the opposing surfaces of the clamp members (40, 50).

本実施形態では、上側クランプ部材４０及び下側クランプ部材５０の側壁部の四箇所に、夫々外方に突出し外側面が開口する有底溝形状の支持部４１乃至４４並びに支持部５１乃至５４が一体的に形成されており、それらの間に半円筒外周面４０ｃ及び５０ｃが形成されている。支持部４１乃至４４並びに支持部５１乃至５４の各溝内に圧縮スプリングＳが収容された状態で、各底面を挿通するようにボルト（代表してＢで表す）が配設され、各ボルトＢにナット（代表してＮで表す）が螺合されて、相互に対向する支持部４１、５１等が締結される。このとき、上側クランプ部材４０及び下側クランプ部材５０は両者の対向面間に微小間隙（ＣＬ）を維持した状態で保持される。例えば、支持部４１、５１間では、両支持部の底面が対向する状態で、夫々に圧縮スプリングＳが収容され、これらを挿通するボルトＢにナットＮが螺合されて所定位置で保持される。 In the present embodiment, the bottomed groove-shaped support portions 41 to 44 and the support portions 51 to 54, which respectively project outward and open at the outer side surfaces, are provided at four locations on the side wall portions of the upper clamp member 40 and the lower clamp member 50. They are integrally formed, and semi-cylindrical outer peripheral surfaces 40c and 50c are formed between them. With the compression spring S accommodated in each groove of the supporting portions 41 to 44 and the supporting portions 51 to 54, a bolt (represented by B) is arranged so as to pass through each bottom surface. A nut (representatively represented by N) is screwed into the shaft and the supporting portions 41, 51 and the like facing each other are fastened. At this time, the upper clamp member 40 and the lower clamp member 50 are held in a state in which a minute gap (CL) is maintained between the facing surfaces of the upper clamp member 40 and the lower clamp member 50. For example, between the support portions 41 and 51, the compression springs S are housed in a state in which the bottom surfaces of both support portions face each other, and the nuts N are screwed into the bolts B that pass through these and are held at predetermined positions. ..

本発明の製造方法においては、図５に示す（Ｐ１）乃至（Ｐ３）の三工程を基本構成としている。即ち、先ず第１の工程（Ｐ１）において、ワークＷ（筒状体）の本体部１１がクランプ部材（４０、５０）によって、両者の対向面間に所定の微小間隙（ＣＬ）が維持された状態で、保持される。次に、第２の工程（Ｐ２）において、クランプ部材（４０、５０）によって保持された状態のワークＷ（筒状体）に対し、緩衝マット３０が巻回された状態の触媒担体２０が本体部１１内に圧入される。そして、第３の工程（Ｐ３）において、緩衝マット３０が巻回された状態の触媒担体２０を本体部１１内に有し、クランプ部材（４０、５０）によって保持された状態のワークＷ（筒状体）が、後述のクランプ装置２に装着され、両クランプ部材（４０、５０）の対向面が密着された状態（ＣＬ＝０）で保持される。この状態で、ワークＷ（筒状体）の両端部に対し、後述するようにスピニング加工が行われ、当該両端部にテーパ部１２及び１３並びに小径部１４及び１５が形成される。 The manufacturing method of the present invention has three basic steps (P1) to (P3) shown in FIG. That is, first, in the first step (P1), the main body portion 11 of the work W (cylindrical body) is maintained by the clamp members (40, 50) at a predetermined minute gap (CL) between the opposing surfaces thereof. Maintained in the state. Next, in the second step (P2), the main body of the catalyst carrier 20 in which the buffer mat 30 is wound around the work W (cylindrical body) held by the clamp members (40, 50). It is press-fitted into the part 11. Then, in the third step (P3), the work W (tube) having the catalyst carrier 20 with the cushioning mat 30 wound therein is held in the main body 11 and held by the clamp members (40, 50). The object is attached to a clamp device 2 described later, and is held in a state (CL=0) in which the opposing surfaces of both clamp members (40, 50) are in close contact with each other. In this state, both ends of the work W (cylindrical body) are subjected to spinning as will be described later, and taper parts 12 and 13 and small diameter parts 14 and 15 are formed at the both ends.

而して、本実施形態によれば、楕円形断面を有する本体部１１に触媒担体２０及び緩衝マット３０が圧入された状態の触媒コンバータ１０の両端部に対しスピニング加工が行われ、テーパ部１２及び１３並びに小径部１４及び１５が一体的に形成される（図５の（Ｐ３）では、各々の先端部は切断前の状態を示している）。尚、テーパ部１２及び１３並びに小径部１４及び１５の軸芯は、本体部１１（中央部）の軸芯に対して同軸でも非同軸（偏芯、傾斜、捩じれ）でもスピニング加工可能である。 Thus, according to the present embodiment, both ends of the catalytic converter 10 in a state where the catalyst carrier 20 and the buffer mat 30 are press-fitted into the main body 11 having an elliptical cross section are subjected to spinning, and the tapered portion 12 is formed. , 13 and the small-diameter portions 14 and 15 are integrally formed (in (P3) of FIG. 5, each tip portion shows the state before cutting). The axial centers of the tapered portions 12 and 13 and the small diameter portions 14 and 15 can be either coaxial or non-coaxial (eccentric, inclined, twisted) with respect to the axial center of the main body 11 (center portion).

本実施形態においては、更に、図５の第４の工程（Ｐ４）に示すように、クランプ部材（４０、５０）によってワークＷ（筒状体）が保持された状態であって、スピニング加工によってテーパ部１２及び１３並びに小径部１４及び１５が形成された状態の各先端部に対し、切断加工が行われ（図５の（Ｐ３）に切断箇所を破線で示す）、当該各先端部が所定形状に形成される。而して、図５の最下段（Ｐ５）に示す触媒コンバータ１０が形成され、最終製品となる。 In the present embodiment, further, as shown in the fourth step (P4) of FIG. 5, the workpiece W (cylindrical body) is held by the clamp members (40, 50) and is subjected to spinning processing. Cutting processing is performed on the respective tip portions in the state where the tapered portions 12 and 13 and the small diameter portions 14 and 15 are formed (the cutting points are indicated by broken lines in (P3) of FIG. 5), and the respective tip portions are predetermined. Formed into a shape. Thus, the catalytic converter 10 shown in the lowermost stage (P5) of FIG. 5 is formed, and the final product is obtained.

上記第３の工程（Ｐ３）におけるスピニング加工を図６乃至図１０を参照して以下に説明する。図６乃至図１０の各図において、左側の（Ａ）はスピニング加工装置の正面を示し、右側の（Ｂ）はその右側面を示す。本実施形態で用いられるスピニング加工装置は、図６に示すように、加工対象のワークＷの一方の端部に対しスピニング加工を行うスピンニング装置１と、クランプ部材（４０、５０）を把持するクランプ装置２と、ワークＷの他方の端部側に配置し、クランプ装置２に対しワークＷを着脱するチャック装置（図示せず）が並設されている。そして、駆動制御手段たるコントローラ（図示せず）による制御に応じて、クランプ装置２に対しスピンニング装置１を相対的に変位させてワークＷの端部にスピニング加工を行い、テーパ部１２及び１３並びに小径部１４及び１５を形成するように構成されている。尚、スピンニング装置１は、Ｘ軸（図６の左右方向）に沿って移動可能とされ、例えば三個のローラ（代表してＲＬで表す）によってワークＷの端部にテーパ部１２及び１３並びに小径部１４及び１５が形成されるように構成されており、その構造は前掲の特許文献３に記載された装置と同様であるので説明は省略する。 The spinning process in the third step (P3) will be described below with reference to FIGS. 6 to 10. In each of FIGS. 6 to 10, (A) on the left side shows the front surface of the spinning processing apparatus, and (B) on the right side shows the right side surface thereof. As shown in FIG. 6, the spinning device used in the present embodiment holds the spinning device 1 that performs the spinning process on one end of the workpiece W to be processed and the clamp members (40, 50). A clamp device 2 and a chuck device (not shown) that is disposed on the other end side of the work W and that attaches and detaches the work W to and from the clamp device 2 are arranged in parallel. Then, under the control of a controller (not shown) serving as a drive control means, the spinning device 1 is relatively displaced with respect to the clamp device 2 to perform the spinning process on the end portion of the work W, and the taper portions 12 and 13. And small-diameter portions 14 and 15 are formed. The spinning device 1 is movable along the X-axis (the left-right direction in FIG. 6), and for example, three rollers (represented by RL) taper portions 12 and 13 at the end of the work W. In addition, the small diameter portions 14 and 15 are formed, and the structure thereof is the same as that of the device described in the above-mentioned Patent Document 3, and therefore description thereof will be omitted.

本実施形態のクランプ装置２は、図６に示すようにコ字状の保持具６、７を有し、保持具６には上側クランプ部材４０が保持され、保持具７には下側クランプ部材５０が保持される。両保持具６、７の相互に対向する内周面（図６の（Ｂ）に６ｃ、７ｃで示す）は、クランプ部材（４０、５０）の半円筒外周面４０ｃ、５０ｃに密着する半円筒状に形成されている。保持具６には、例えば油圧駆動のシリンダ９が固定されており、このシリンダ９によって、ロッド８を介して保持具６（ひいては上側クランプ部材４０）が昇降駆動されるように構成されており、ワークＷ等の装着及び取り外し時には、上側クランプ部材４０が上昇駆動される（図９に上昇した状態を示す）。更に、図９に示すように、チャック装置（図示せず）によってワークＷがその軸芯回りに回転可能に支持されると共に、図１０に示すように、回転駆動装置（図示せず）によってクランプ装置２がロッド８の軸芯に垂直な軸回りを回転可能に支持されている。 As shown in FIG. 6, the clamp device 2 according to the present embodiment has U-shaped holders 6 and 7, the holder 6 holds an upper clamp member 40, and the holder 7 has a lower clamp member 40. 50 is retained. The inner peripheral surfaces (indicated by 6c and 7c in FIG. 6(B) of FIG. 6B) of the holding members 6 and 7 that face each other are semi-cylinders that closely contact the semi-cylindrical outer peripheral surfaces 40c and 50c of the clamp members (40 and 50). It is formed into a shape. For example, a hydraulically driven cylinder 9 is fixed to the holder 6, and the cylinder 9 is configured to vertically drive the holder 6 (and thus the upper clamp member 40) via the rod 8. At the time of mounting and dismounting the work W and the like, the upper clamp member 40 is driven to move upward (a raised state is shown in FIG. 9). Further, as shown in FIG. 9, the work W is rotatably supported around its axis by a chuck device (not shown), and clamped by a rotary drive device (not shown) as shown in FIG. The device 2 is supported rotatably around an axis perpendicular to the axis of the rod 8.

而して、図６に示す状態から保持具６が下降駆動され、上側クランプ部材４０が下側クランプ部材５０に密着するように駆動されると、図７に示すように、ワークＷの本体部１１は、上側クランプ部材４０と下側クランプ部材５０の微小間隙（ＣＬ）が消失した状態で強固に保持され、スピニング加工に耐え得る保持力をもって確実に保持される。続いて、図８に示すように、ワークＷに対し、各サイクル毎に個々の目標加工部形状を設定し、漸次、所望の形状に近づけていく逐次スピニング加工により一端部を縮径しつつ、本体部１１と一体的に、本体部１１に対して傾斜したテーパ部１２が形成されると共に円形断面の小径部１４が形成され、図８の（Ａ）に示す状態となる。そして、クランプ部材（４０、５０）によって保持された状態のワークＷが鉛直軸（図９の紙面に垂直な軸）を中心に略１８０°回転駆動されると、ワークＷは図１０に示すように反転した状態となる。そして、図１１に示すようにクランプ部材（４０、５０）によって保持された状態のワークＷの他端部（図１１の（Ａ）に示す左側端部）にスピニング加工が行なわれ、本体部１１に対して傾斜したテーパ部１３が形成されると共に円形断面の小径部１５が形成される。
When the holder 6 is driven downward from the state shown in FIG. 6 and the upper clamp member 40 is driven so as to come into close contact with the lower clamp member 50, as shown in FIG. 11 is firmly held in a state where the minute gap (CL) between the upper clamp member 40 and the lower clamp member 50 has disappeared, and is reliably held with a holding force that can withstand the spinning process. Subsequently, as shown in FIG. 8, while setting a target target machining portion shape for each cycle for the work W, and gradually reducing the diameter of one end portion of the workpiece W by successive spinning processing that gradually approaches a desired shape, A taper portion 12 that is inclined with respect to the main body portion 11 is formed integrally with the main body portion 11, and a small diameter portion 14 having a circular cross section is formed, and the state shown in FIG. Then, when the work W held by the clamp members (40, 50) is driven to rotate about 180° about the vertical axis (the axis perpendicular to the paper surface of FIG. 9), the work W is as shown in FIG. The state will be reversed to. Then, as shown in FIG. 11, the other end portion (the left end portion shown in FIG. 11A) of the work W held by the clamp members (40, 50) is subjected to spinning, and the main body portion 11 A tapered portion 13 that is inclined with respect to is formed, and a small diameter portion 15 having a circular cross section is formed.

更に、上記スピニング加工後の端部に対し、レーザ加工等の任意の切除手段（図示せず）によってトリム処理が行なわれ、小径部１４及び１５の先端部が切除されると、図１及び図３に示すように、小径部１４及び１５は夫々軸芯に垂直な開口端面を有する最終形状となる。この後、クランプ部材（４０、５０）による本体部１１の保持状態が解除され、図５の最下段（Ｐ５）に示す加工後の触媒コンバータ１０（製品）が取り出される。尚、各端部に対するスピニング加工後に、個々に上記トリム処理を行なうこととしてもよいが、本実施形態においては、ワークＷ（筒状体）がクランプ部材（４０、５０）によって保持された状態に維持されているので、両端部のスピニング加工後にトリム処理を行なうこととしても、小径部１４及び１５の先端部を正確且つ容易に形成することができる。 Further, when the end portion after the spinning processing is trimmed by an arbitrary cutting means (not shown) such as laser processing and the tip portions of the small-diameter portions 14 and 15 are cut off, FIG. As shown in FIG. 3, the small-diameter portions 14 and 15 each have a final shape having an open end surface perpendicular to the axis. After that, the holding state of the main body 11 by the clamp members (40, 50) is released, and the processed catalytic converter 10 (product) shown in the lowermost stage (P5) of FIG. 5 is taken out. The trimming process may be performed individually after the spinning process on each end, but in the present embodiment, the work W (cylindrical body) is held by the clamp members (40, 50). Since it is maintained, the tip portions of the small diameter portions 14 and 15 can be accurately and easily formed even if the trim processing is performed after the spinning processing of both end portions.

以上のように、本実施形態によればワークＷの両端部に対するスピニング加工によるテーパ部１２、１３及び小径部１４、１５の形成を一工程中で連続して行なうことができるので、両端部に対する個別加工に比べ、加工時間を大幅に短縮することができる。更に、図５の（Ｐ４）に示すように、クランプ部材（４０、５０）に保持された状態で、スピニング加工後の端部に対しトリム処理を行ない、最終形状の小径部１４、１５を形成することとすれば、切除時間を短縮することができるだけでなく、正確且つ円滑に切除加工を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, since the tapered portions 12 and 13 and the small diameter portions 14 and 15 can be continuously formed in both ends of the work W in one step, the both ends can be formed. Processing time can be significantly reduced compared to individual processing. Further, as shown in (P4) of FIG. 5, while being held by the clamp members (40, 50), trimming is performed on the end portions after the spinning process to form the small-diameter portions 14, 15 in the final shape. By doing so, not only the cutting time can be shortened, but also the cutting process can be performed accurately and smoothly.

図１２及び図１３は本発明の他の実施形態に係る製造方法を示すもので、図９に示すようにワークＷを回転させる必要がない場合、例えば、小径部１４（及びテーパ部１２）と小径部１５（及びテーパ部１３）の軸芯が同一面上にある場合には、クランプ部材（４０ｘ、５０ｘ）のように簡略化すると共に、クランプ装置２の保持具（６ｘ、７ｘ）を図１２に示す共通形状とすれば、安価に構成することができる。尚、その他の構成については、前述の実施形態と実質的に同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。 12 and 13 show a manufacturing method according to another embodiment of the present invention. When it is not necessary to rotate the work W as shown in FIG. 9, for example, a small diameter portion 14 (and a tapered portion 12) is used. When the shaft center of the small diameter portion 15 (and the taper portion 13) is on the same plane, it is simplified like the clamp member (40x, 50x) and the holders (6x, 7x) of the clamp device 2 are illustrated. If the common shape shown in FIG. 12 is used, the cost can be reduced. With respect to other configurations, substantially the same members as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

また、図１４及び図１５はクランプ部材の他の態様を示すもので、ワークＷの本体部１１を適切に保持し得る形状であれば、クランプ部材（４０ｙ、５０ｙ）のように形成することとしてもよい。更に、図１６及び図１７はクランプ部材の更に他の態様を示すもので、クランプ部材（４０ｚ、５０ｚ）のように形成し、これらをボルトＢの手動操作（ボルトＢをその先端部を中心に傾動操作）による着脱可能な構成とすることもできる。尚、図１４乃至図１７におけるその他の構成については、前述の実施形態と実質的に同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。 14 and 15 show another mode of the clamp member. If the shape allows the main body 11 of the work W to be properly held, the clamp member (40y, 50y) is formed. Good. 16 and 17 show still another mode of the clamp member, which is formed like the clamp members (40z, 50z), and these are manually operated by the bolt B (the bolt B is centered around its tip). It is also possible to have a detachable structure by tilting operation). Regarding the other configurations in FIGS. 14 to 17, members that are substantially the same as those in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and description thereof is omitted.

上記何れの実施形態においても、適宜自動化技術を組み合わせることが可能である。例えば、クランプ部材の脱着や、クランプ部材を把持した状態での工程間搬送等に、ロボット装置を利用することができる。その際には、クランプ部材に圧力センサや加速度センサ等の各種センサを装着しておけば、それらの検出値を自動化技術に用いることができ、加工工程にフィードバックすることもできる。尚、本体部の軸芯に対して偏芯・傾斜・捩れの軸芯を有する小径部及びテーパ部を形成するスピニング加工工法として、特許第５４９５４９６号に記載の方法を用いることとしてもよい。 In any of the above-mentioned embodiments, it is possible to appropriately combine automation techniques. For example, the robot device can be used for attachment/detachment of the clamp member, conveyance between processes while holding the clamp member, and the like. At that time, if various sensors such as a pressure sensor and an acceleration sensor are mounted on the clamp member, the detected values can be used in the automation technology and can be fed back to the machining process. The method described in Japanese Patent No. 5495496 may be used as a spinning processing method for forming a small diameter portion and a tapered portion having an eccentric/inclined/twisted axis with respect to the axis of the main body.

１ スピンニング装置
２ クランプ装置
６、６ｘ 保持具
７、７ｘ 保持具
８ ロッド
９ シリンダ
１０ 触媒コンバータ
１１ 本体部
１２、１３ テーパ部
１４、１５ 小径部
２０ 触媒担体
３０ 緩衝マット（緩衝部材）
４０、４０ｘ、４０ｙ、４０ｚ 上側クランプ部材（クランプ部材）
４１、４２、４３、４４ 支持部
５０、５０ｘ、５０ｙ、５０ｚ 下側クランプ部材（クランプ部材）
５１、５２、５３、５４ 支持部
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
Ｓ 圧縮スプリング（付勢部材）
Ｗ ワーク（筒状体） 1 Spinning Device 2 Clamping Device 6, 6x Holder 7, 7x Holder 8 Rod 9 Cylinder 10 Catalyst Converter 11 Main Body 12, 13 Tapered Part 14, 15 Small Diameter Part 20 Catalyst Carrier 30 Buffer Mat (Cushion Member)
40, 40x, 40y, 40z Upper clamp member (clamp member)
41, 42, 43, 44 Supports 50, 50x, 50y, 50z Lower clamp member (clamp member)
51, 52, 53, 54 Support portion B Bolt N Nut S Compression spring (biasing member)
W work (cylindrical body)

Claims (3)

非円形の曲線断面を有する筒状体の本体部内に、緩衝部材及び触媒担体を圧入すると共に、前記筒状体の少なくとも一端部に対しスピニング加工を行う触媒コンバータの製造方法であって、
前記筒状体の前記本体部をクランプ部材によって保持する第１の工程と、
前記クランプ部材によって保持された状態の前記筒状体に対し、前記緩衝部材及び前記触媒担体を前記本体部内に圧入する第２の工程と、
前記緩衝部材及び前記触媒担体を前記本体部内に有し、前記クランプ部材によって保持された状態の前記筒状体の少なくとも一端部に対しスピニング加工を行い、前記一端部に少なくともテーパ部を形成する第３の工程とを有し、
前記クランプ部材は、
前記筒状体の軸芯を含む平面に平行な対向面を有する少なくとも二つの割型を備え、
該二つの割型の前記対向面間に所定の微小間隙を維持した状態で前記筒状体の前記本体部を保持することを特徴とする触媒コンバータの製造方法。 A method of manufacturing a catalytic converter in which a buffer member and a catalyst carrier are press-fitted into a main body of a tubular body having a non-circular curved cross section, and spinning is performed on at least one end of the tubular body,
A first step of holding the main body portion of the tubular body by a clamp member;
A second step of press-fitting the buffer member and the catalyst carrier into the main body with respect to the cylindrical body held by the clamp member;
A structure in which the buffer member and the catalyst carrier are provided in the main body portion, at least one end portion of the cylindrical body held by the clamp member is subjected to spinning processing, and at least one tapered portion is formed at the one end portion; 3 of the process possess,
The clamp member is
At least two split molds having opposing surfaces parallel to a plane including the axis of the tubular body,
A method for manufacturing a catalytic converter, characterized in that the main body portion of the tubular body is held in a state in which a predetermined minute gap is maintained between the facing surfaces of the two split molds . 前記クランプ部材によって前記筒状体が保持された状態であって、前記スピニング加工によって少なくとも前記テーパ部が形成された状態の前記一端部に対し切断加工を行い、前記一端部の先端を所定形状に形成する第４の工程を有することを特徴とする請求項１記載の触媒コンバータの製造方法。 In the state where the cylindrical body is held by the clamp member, cutting is performed on the one end in a state where at least the tapered portion is formed by the spinning process, and the tip of the one end is formed into a predetermined shape. The method of manufacturing a catalytic converter according to claim 1, further comprising a fourth step of forming. 前記クランプ部材は、
前記二つの割型を相互に近接する方向に付勢する付勢部材を備え、
該付勢部材の付勢力によって前記対向面間に前記微小間隙を維持した状態で前記筒状体の前記本体部を保持することを特徴とする請求項１又は２記載の触媒コンバータの製造方法。 The clamp member is
A biasing member for biasing the two split molds in directions approaching each other,
The method according to claim 1 or 2 catalytic converter, wherein the holding of said body portion of said tubular body while maintaining the small gap between the opposing surfaces by the biasing force of the biasing member.

Images