JPH08252462A - 金属ハニカム構造体の巻取り方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 割り型巻取り軸を使用し、かつ、特別な工程
を付加することなしに、特に、長尺のハニカム構造体を
得ることができる巻取り方法と、この方法を大きな設備
的な負担なしに効果的に実施することができる巻取り装
置を提供することを目的とする。 【構成】 割り型の巻取り軸にて平箔を挟みこれに波箔
を挿入して巻取り軸を回転し、該軸の円周上３方向から
ローラを圧着しつつ巻取りを行う金属ハニカム構造体の
巻取り方法において、前記圧着ローラにバックアップロ
ーラにより駆動力を付与し、このローラの駆動力によっ
て巻取り軸を回転して巻心をつくり、一定の径を巻き取
った後この巻心を回転して平箔及び波箔を目標の径まで
巻取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属ハニカム構造体の
巻取り方法及びその装置に関し、特に、自動車等の排ガ
スを浄化する触媒コンバータ担体として最適なメタル担
体を構成する長尺の金属ハニカム構造体の巻取り方法と
その装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等の排ガスを浄化する触媒
コンバータ担体として、従来からのセラミックス製担体
に代わり、優れた耐熱性、低圧損性及び搭載性の点か
ら、ＳＵＳ等の耐熱性金属箔よりなるメタル担体が用い
られるようになってきた。このメタル担体は、耐熱金属
製の平箔と波箔を重ね合わせて渦巻状に巻回して筒状の
ハニカム構造体を形成し、該ハニカム構造体を耐熱金属
製の外筒内に挿入し、適宜平箔と波箔を、また、ハニカ
ム構造体と外筒をろう材等を用いて或いは抵抗溶接で接
合して製造される。

【０００３】しかして、平箔と波箔を重ね合わせて渦巻
状に巻回する場合、座屈を生じないように適正な張力を
付与しつつ所望の径に巻き取ることが重要である。この
ため従来においては割りばし状の巻取り軸に平箔を挟
み、波箔を挿入後円周上に３個のローラを圧着して軸を
回転して巻心をつくり、次いで一定径の巻心形成後、こ
れを基に順次箔の巻取りを行って所定の仕上がり寸法の
ハニカム構造体を得るようにしている（特開平２−２４
１６１４号公報、特開平４−３７１２３５号公報、特願
平６−１１６０号参照）。

【０００４】巻取りの基点となる割り軸は、径を大きく
するとハニカム体の中心にガス抜け穴が生じるためでき
るだけ小径にすることが望まれることから、現状ではφ
５mm程度のものが使用されている。この小径の割り軸で
は剛性が高くないため、箔の幅や厚みが大きくなった場
合には、巻取り操作が不可能となるおそれがある。例え
ば、通常の５０〜６０μｍ厚の箔でせいぜい１５０mm幅
が限界巻取り幅であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近、メタル担体の生
産性向上を目的として、可及的に長尺のメタル担体（或
いはハニカム体）をつくり、これを後工程で成品寸法に
合う如く複数個に分断して製造する方法が提案されてい
る。しかしながら、実際には上述した理由によりハニカ
ム構造体の巻取り幅には限界があり、長尺（１５０mm以
上）のハニカム構造体を製造することは困難であるのが
実状である。

【０００６】本発明はこのような現状を打開すべくなさ
れたもので、従来の割り軸を使用し、かつ、特別な工程
を付加することなしに、長尺のハニカム構造体を得るこ
とができる巻取り方法と、この方法を大きな設備的な負
担なしに効果的に実施することができる巻取り装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 （１）割り型の巻取り軸にて平箔を挟みこれに波箔を挿
入して巻取り軸を回転し、該軸の円周上３方向からロー
ラを圧着しつつ巻取りを行う金属ハニカム構造体の巻取
り方法において、前記ローラにバックアップローラによ
り駆動力を付与し、このローラの駆動力によって巻取り
軸を回転して巻心をつくり、一定の径を巻き取った後こ
の巻心を回転して平箔及び波箔を目標の径まで巻取るこ
とを特徴とする金属ハニカム構造体の巻取り方法。

【０００８】（２）中心に平箔を挟む割り型状の巻取り
軸を有し、該巻取り軸の円周上３方向から進退自在な圧
着ローラを配置してなる金属ハニカム構造体の巻取り装
置において、前記圧着ローラの外側に該ローラ面に接触
する駆動バックアップローラをそれぞれ設け、圧着ロー
ラを駆動させて巻取り軸を回転させることを特徴とする
金属ハニカム構造体の巻取り装置。

【０００９】

【作用】例えば、長尺（１５０mm以上）のハニカム構造
体をつくるには、巻取軸もそれに見合った長さが必要で
あるが、割り型の径の細い軸体では剛性がなく、仮に円
周上の３方向から圧着ローラを押し当てて巻取りを行っ
ても円滑な巻取りは困難であったが、圧着ローラの外側
に長尺の駆動バックアップローラを接するごとく設ける
ことにより、圧着ローラにも巻取り方向に駆動力が付与
され、これが巻取り軸にも伝達され、円滑な箔の巻取り
が可能となる。この圧着ローラ及び駆動バックアップロ
ーラの補助による巻取りが進行して充分な剛性の生じる
一定の径、例えば、３０mmφ程度に達した場合、これが
巻心となって、その後はローラ類を退避させて目標径ま
で巻き取ることができる。

【００１０】圧着ローラ及び駆動バックアップローラは
割り軸に対し円周上等角度の３方向から接し、その接点
荷重は均等にすることが好ましい。また、割り軸の径が
約５mmφであれば、圧着ローラが互いに接しないために
は、その径は約２０mmφ程度が適当である。更に、圧着
ローラの表面は、摩擦係数の大きい材質、例えばゴム等
で形成しておくことが望ましい。

【００１１】以下、図面に基づいて本発明を説明する。
図１及び図２は本発明における巻取り操作を順次説明す
るための図であり、図３は実際の巻取り装置の全体を示
す図で巻取り開始時の状態を示し、図４は巻取り終了時
の状態を示す図である。

【００１２】図３及び図４にて巻取り装置の概要を説明
すると、図示しない巻き戻し機構、矯正機構を経て送ら
れてきた平箔２及び波箔１をそれぞれ巻取り開始位置
（巻取り軸設置位置）に送り込むための平箔搬送ガイド
１３及び波箔搬送ガイド１４と、所定の巻取りが終了し
た時点で両箔を切断する箔切断機構１５及び１６と、シ
リンダ１７ａ，１７ｂ，１７ｃにより巻取り開始位置の
外周部と退避位置間を移動する圧着ローラ４ａ，４ｂ，
４ｃ及びこれらに接する駆動バックアップローラ５ａ，
５ｂ，５ｃと、昇降シリンダ１８により巻取り開始位置
に送り込まれ巻取り軸３に平箔２を挟みかつ平箔先端部
を折り曲げる治具１９と、巻取り終了時に切断された平
箔の終端部をハニカム体に固定するための進退自在なス
ポット溶接機構２０と、巻取りを完了したハニカム体を
払い出すための払出し機構２１とから構成される。前記
駆動バックアップローラ５ａ，５ｂ，５ｃの駆動部とし
ては、軸部に設けた小型モータ等を採用する。

【００１３】次に、本発明の巻取り操作について図１、
図２、図３及び図４を用いて順次説明する。尚、図１で
は理解を助けるために巻取り軸３、圧着ローラ４及びバ
ックアップローラ５の相対的な径差は小さくしている。

【００１４】まず、二つ割りの巻取り軸３に搬送ガイド
１３を介して送られてきた平箔２の先端を挟み、箔２の
先端を治具１９にて折り曲げた後（図１の（ａ））、
（ｂ）の如く３方向から圧着ローラ４ａ〜４ｃ及び駆動
バックアップローラ５ａ〜５ｃをシリンダ１７ａ〜１７
ｃを用いて軸３に向かって移動させ、各圧着ローラ４を
軸に接触させる。この状態でバックアップローラ５を低
速で駆動させ、これに接触している圧着ローラ４を回転
させ、更に、該圧着ローラ４から巻取り軸３に矢印方向
の回転力を付与する。巻取り軸３自体もその両端側から
把持する手段を回転させることにより回転している。次
に、図１の（ｃ）に示すように、巻取り軸３が約１／２
回転した段階で、波箔１を平箔２と軸３間に送り込み、
両箔を重ね合わせた形で巻取り動作を行う。

【００１５】次いで、図２の（ａ）に示す如く、巻取り
軸３が２〜３回転したところで、割り軸の保持部位置か
らサイドプレス６ａ，６ｂを軸方向に互いに接近するよ
うに移動させ、その押力により巻かれた両箔の端面を巻
きながら揃える。その後サイドプレス６を僅かに後退さ
せて圧着ローラ及び軸の回転により巻き動作を続行す
る。巻取りにより形成されるハニカム体７が約３０mmφ
になった段階（巻心が形成された段階）で、図２（ｂ）
に示すように、サイドプレス６を再度前進させ、該プレ
スでハニカム体を両側から挟んだ状態で更に定常の速度
に上げて巻き取りを続ける。サイドプレス６ａの軸方向
の移動はプレス用シリンダ１０により（サイドプレス６
ｂ側にも同様に設けているが、図では省略）、また、巻
取り軸３の回転駆動は、図２の駆動モータ８により歯車
９ａ，９ｂ及び軸受１２を介して行われる。１１は巻取
り軸３の抜き差しを行うスライドユニットである。

【００１６】この約３０mmφ以後の巻取りの時点では、
圧着ローラ４及び駆動バックアップローラ５は既に退避
している（図４の実線の位置）。ハニカム体７の径が目
標径に達したなら、巻き取りを終了し、箔の送りを止
め、必要位置で切断機構１６，１５を用いて送り込まれ
る箔の切断を行う。巻取り軸３の抜き出しの後、終端部
をスポット溶接機構２０により固定された長尺のハニカ
ム体７は払出し機構２１により払い出され、適宜、外筒
装着、接合、定尺切断等の次工程に送られる。尚、この
払出しの際、圧着ローラ４ａ、バックアップローラ５ｂ
は邪魔になるので、図４の実線位置までシリンダ１７ｂ
と共に退避している。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の巻取り方
法によれば、巻心ができるまで圧着ローラ及び駆動バッ
クアップローラで巻取り軸を保持駆動するので、安定し
た状態で初期の巻取り動作を行うことができ、従来の巻
取り手段では巻取り不可能であった長尺（１５０mm以
上）のハニカム体であっても、巻取りが可能となる。因
みに、本発明者の実験によれば、５００mm以上の長尺の
ハニカム体の巻取りも可能であることを確認している。

【００１８】また、本発明の巻取り装置によれば、上記
した巻取り方法を好適に実施でき、かつ、従来の装置に
駆動バックアップローラを付加するだけで長尺のハニカ
ム体を得ることが可能となり、設備面での負担も少な
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明における巻取り操作を
順次説明するための図。

【図２】（ａ），（ｂ）は図１に続く巻取り操作の説明
図。

【図３】本発明の巻取り装置の１実施例で、巻取り開始
状態を示す側面図。

【図４】図３の変化状態を示す側面図。

【符号の説明】

１ 波箔 ２ 平箔 ３ 割り型巻取り軸 ４ 圧着ローラ ５ バックアップローラ ６ サイドプレス ７ ハニカム体 ８ 駆動モータ ９ 歯車 １０ シリンダ １１ スライドユニット １２ 軸受 １３，１４ 箔搬送ガイド １５，１６ 箔切
断機構 １７ ローラ移動用シリンダ １８ 昇降シリン
ダ １９ 箔巻取り案内・先端折り曲げ治具 ２０ 箔固定用スポット溶接機構 ２１ ハニカム体払出し機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 仁史 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 割り型の巻取り軸にて平箔を挟みこれに
   波箔を挿入して巻取り軸を回転し、該軸の円周上３方向
   からローラを圧着しつつ巻取りを行う金属ハニカム構造
   体の巻取り方法において、前記ローラにバックアップロ
   ーラにより駆動力を付与し、このローラの駆動力によっ
   て巻取り軸を回転して巻心をつくり、一定の径を巻き取
   った後この巻心を回転して平箔及び波箔を目標の径まで
   巻取ることを特徴とする金属ハニカム構造体の巻取り方
   法。
2. 【請求項２】 中心に平箔を挟む割り型状の巻取り軸を
   有し、該巻取り軸の円周上３方向から進退自在な圧着ロ
   ーラを配置してなる金属ハニカム構造体の巻取り装置に
   おいて、前記圧着ローラの外側に該ローラ面に接触する
   駆動バックアップローラをそれぞれ設け、圧着ローラを
   駆動させて巻取り軸を回転させることを特徴とする金属
   ハニカム構造体の巻取り装置。