金属製触媒担体の巻取り機

【課題】金属製触媒担体の巻取り形成時に、金属製触媒担体の拡径と共に巻軸を段階的に拡径して、巻芯の空転による波状の鋼板の潰れを防止する金属製触媒担体の巻取り機を提供する。
【解決手段】平板状の金属箔７と波状の金属箔８を重ねた状態で多重に巻回して成る金属製触媒担体の巻取り機６であって、前記金属箔７，８の一端が止着された軸芯を軸周りに回転させて該金属箔を重ねた状態で多重に巻き取る回転部と、前記巻取りに伴って拡径する金属製触媒担体Ｂの軸方向両側を押圧して巻軸を形成する押圧部１４を備え、前記押圧部１４は金属製触媒担体Ｂの拡大に伴って、押圧部位を段階的に拡径する手段を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製触媒担体の巻取り機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の排気ガスを導入して排気ガス中に含まれる有害成分を無害化する触媒コンバータは、触媒が坦持され、平板状（小波状）と波状の金属箔とを重ねて巻回して成る金属製触媒担体と、これを収納する金属製外筒とによって構成されている。
そして、このような金属製触媒担体を収容した触媒コンバータに関する技術として、特許文献１〜５記載の技術が知られている。
【特許文献１】特開平０６−９１１７５号公報
【特許文献２】特開平０８−１０３６６５号公報
【特許文献３】特開平０９−１１７６７２号公報
【特許文献４】特開２００５−２６２３１５号公報
【特許文献５】特開２００３−２１１０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、巻芯に金属箔（３０〜５０μｍ）の一端を止着した状態で軸周に回転させて渦巻状に巻回する際、巻き取り途中の金属製触媒担体の直径がある程度の大きさになると、中心に近い小径部での波板間の滑りにより巻芯が空転するという現象が発生してしまう。
具体的には、平板状と波状の金属箔を重ねて巻上げると、板厚によっても異なるが通常金属製触媒担体の直径が１００ｍｍ程度の直径までは、巻芯滑りは起こらないが、これ以上の径になると巻芯の滑りが生じる。
この結果、波状の金属箔が潰れて金属製触媒担体の適正な立体形状が確保できず、また、同一周長で巻き上げても製品の外径がばらつくという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、巻回中の金属製触媒担体の径が拡大した際に、中心部に掛かる力を減少させ、巻芯滑りによる波状金属箔の潰れや外形の変形を防止できる金属製触媒担体の巻取り機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、平板状と波状の金属箔を重ねた状態で多重に巻回して成る金属製触媒担体の巻取り機であって、上記鋼板の一端が止着された巻芯を該巻芯の軸周に回転させて該金属箔を重ねた状態で多重に巻き取る回転部と、上記巻取りに伴って拡径する金属製触媒担体の軸方向両側を押圧して巻軸を形成する押圧部を備え、上記押圧部は金属製触媒担体の拡径に伴って、押圧部位を段階的に拡径する手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、鋼板の巻取りに伴って拡大する金属製触媒担体の軸方向両側を押圧して巻軸を形成する押圧部を備えているので、巻芯の空転を防止して安定して巻取ることができる。
また、押圧部は金属製触媒担体の拡径に伴って、押圧部位を段階的に拡径する手段を備えているので、金属製触媒担体の径が大きくなっても巻芯の空転を防止して確実に巻取ることができる。
さらに、押圧部によって巻軸を形成した後は、巻芯への荷重が小さくなり、巻芯の寿命が延び交換頻度が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１の金属製触媒担体の巻取り機が適用された製造装置の全体図、図２は実施例１の巻取り機の断面図、図３は実施例１の金属製触媒担体の斜視図、図４は実施例１のガイド側盤の側面図、図５は実施例１の金属製触媒担体の巻取り方法を示す説明図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、実施例１の金属製触媒担体の巻取り機を適用した製造装置Ａ１は、前後に配置された２連の平板用アンコイラ１及び波板用アンコイラ２と、このアンコイラの後方に配置された波加工機４、及び巻取り機６等を備えている。
【００１０】
平板用アンコイラ１は、コイルに巻回された帯状の平板用金属箔７ａを供給するものである。
波板用アンコイラ２は、コイルに巻回された帯状の波状用金属箔８ａを供給するものである。
【００１１】
平板用金属箔７ａ及び波状用金属箔８ａはフィードローラ１０にガイド移送されて、後続の分離ローラ１１によって、平板の金属箔７と、波状の金属箔８に分離される。
【００１２】
波加工機４は、金属箔を波状に形成して巻取り機６へ移送するものであり、その構成は公知（特許文献４参照）のものと同様である。
【００１３】
巻取り機６は、巻回用巻芯に両金属箔７，８を重ねた状態で巻回するものであり、その詳細な構成及び作用については後述する。
【００１４】
このように構成された製造装置Ａ１では、両アンコイラ１，２から両金属箔７ａ，８ａを波加工機４で波状の金属箔８に加工する一方、平板状の金属箔７を波状の金属箔８の材料使用量に合わせて移送する。
その後、両金属箔７，８を巻取り機６で巻回することにより、図２に示すような金属製触媒担体Ｂを得ることができる。
【００１５】
次に、図３〜５に基づいて巻取り機の構成を説明する。
巻取り機６は、巻芯１２に前述した金属箔７，８を重ねた状態で巻回するものであり、その構成は、金属箔７，８の一端を止着して巻取る巻芯１２と、巻回中の金属製触媒担体Ｂの両端を面状にそろえるガイド側盤１３ａ、１３ｂと、ガイド側盤１３ａ、１３ｂの中心部分から突出可能に設けられる２段の押圧部１４と、この２段の押圧部１４を突出方向に押し出すシリンダ１５，２２と、ガイド側盤１３ａ、１３ｂに駆動ベルト１６を介して駆動力を伝達するモータ１７等を備えている。
また、ガイド側盤１３ａ、１３ｂ、モータ１７、駆動ベルト１６、巻芯１２によって回転部が構成されている。
【００１６】
巻芯１２は、ガイド側盤１３ａ、１３ｂの中心に挿通固定される他、その先端側に金属箔７，８の一端を止着して軸周りの回転力により、これら両者を重ねた状態で巻取るものである。
具体的には、巻芯１２の先端側は２つに割れて、断面が２つの半円が向き合った形状となっており、ここに鋼板７，８の一端を挟み込むためのスリット１２ａが形成されている。
ガイド側盤１３ａ、１３ｂは巻芯１２に回転力を伝達すると共に、巻取りによって拡径する金属製触媒担体Ｂの両端を規制することにより蛇行を防止して面状にそろえる機能を有する。
【００１７】
モータ１７の駆動軸１７ａには、２つの駆動ベルト１６の一端側が掛けられる他、これら両駆動ベルト１６の他端側はそれぞれ対応するガイド側盤１３ａ、１３ｂの一部外周に掛けられている。
また、ガイド側盤１３ｂの挿通穴に形成された係合穴と巻芯１２に形成された凸状の係合部１２ｂとが嵌合されることにより、ガイド側盤１３ｂと巻芯１２とが一体的に回転する構成となっている。
尚、巻芯１２のみを駆動するモータを別途配置し、モータ１７と同期回転させる構成とすることも可能である。
【００１８】
押圧部１４は、中心押圧部１４ａと外周押圧部１４ｂの２段の押圧部から構成される他、それぞれガイド側盤１３ａの盤面から突出可能に設けられている。
中心押圧部１４ａは、後述するが、巻回中の金属製触媒担体Ｂが所定径に達した場合に中心部分を押圧して巻軸を形成し、外周押圧部１４ｂは金属製触媒担体Ｂがさらに拡大した場合に巻軸を拡大するものである。
中心押圧部１４ａ及び外周押圧部１４ｂにはそれぞれ外周に凸状の係合部１４ｃ、１４ｄが形成されており、ガイド側盤１３ａの内周の係合穴に外周押圧部の係合部１４ｄが嵌り込み、外周押圧部１４ｂの内周の係合穴に中心押圧部の係合部１４ｃが嵌り込むようになっている。
これにより、ガイド側盤１３ａ、中心押圧部１４ａ、及び外周押圧部１４ｂは巻芯１２の軸周りに一体的に回転可能に設けられている。
【００１９】
中心押圧部１４ａは、基部ロッド１８と、ロッド先端の頭部１９を備えた断面Ｔ字形に形成される他、巻回中の金属製触媒担体Ｂに当接する頭部１９の当接面は図４に示すように円形とされ、この円形部分が金属製触媒担体Ｂの中心を押圧保持して巻軸を形成する。
また、シリンダ１５が伸長すると基部ロッド１８のスプリング１８ａの付勢力に反して中心押圧部１４ａがガイド側盤１３ａから突出して金属製触媒担体Ｂを押圧し、シリンダ１５が後退するとスプリングの弾力により中心押圧部１４ａは元位置に復帰するようになっている。
【００２０】
外周押圧部１４ｂは基部ロッドの外側に嵌合する筒状基部２０と、その筒状基部に接続された頭部２１を有している。
また、シリンダ２２は、公知（特許文献５参照）のものと同様に、筒状基部２０の外周に形成された周溝に嵌合された回転ローラであって、このシリンダ２２を介して筒状基部２０を移動させることにより、外周押圧部１４ｂがガイド側盤１３ａから突出して金属製触媒担体Ｂを押圧するようになっている。
頭部２１は、金属製触媒担体Ｂに当接する部位であり、図４に示すように４枚の羽根のような形状に分岐して、それらの４枚の羽根が同時に押し出される構成となっている。
従って、中心押圧部１４ａの外周に４カ所の外周押圧部１４ｂが突出自在に配置されている。
【００２１】
また、非押圧時において、外周押圧部１４ｂの頭部２１は、金属箔７，８に接触しないようにガイド側盤１３ａの盤面から所定寸法ｔだけ陥没した位置に配置されている。
前述したように、外周押圧部１４ｂはガイド側盤１３ａの盤面に所定間隔をおいて突出する構成となっている。
そのため、４枚の羽根状の頭部２１には左右にガイド盤面１３ａが位置しており、陥没した状態であっても、ガイド盤面１３ａは所定間隔で金属製触媒担体Ｂの側面に確保されることになるので、ガイド機能は維持されることになる。
また、外周押圧部１４ｂのそれぞれの頭部２１の当接面は中心方向に向かって収束した形状とされ、外縁に行くに従って金属製触媒担体Ｂとの当接面積が増大している。
これにより、外縁に行くに従って金属製触媒担体Ｂとの摩擦力が大きく確保されることから、金属製触媒担体Ｂの径が大きくなっても、外縁部分を確実に押圧保持できるようになっている。
その他、両ガイド側盤１３ａ，１３ｂは巻芯１２を中心として回転可能に図示を省略する基台に支承されている。
【００２２】
次に、図５を用いて巻取り機６による金属製触媒担体Ｂの製造について説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、巻芯１２のスリット１２ａに金属箔７，８の一端を止着し、モータ１７を駆動すると、図中右側の駆動ベルト１６を介してガイド側盤１３ｂと巻芯１２が該巻芯１２の軸周に一体的に回転することにより、金属箔７，８が重ねられた状態で巻き取られる。
また、ガイド側盤１３ｂ及び巻芯１２と同期して、図中左側の駆動ベルト１６を介してガイド側盤１３ａ、中心押圧部１４ａ、外周押圧部１４ｂが巻芯１２を中心として該巻芯１２の軸周り方向に一体的に回転する。
この際、押圧部１４はガイド盤面から所定寸法ｔだけ陥没した位置で待機しており、巻き取られる金属箔７，８との接触が回避されている。
つまり、押圧部１４は精密に制御されてシリンダ１５に押されてガイド側盤１３ａの盤面から突出されるが、押圧部１４には巻芯１２等が挿通されており、回転圧力の応力集中、あるいは制御誤差等により盤面内に収容されずに突起した状態となる虞がある。
この突起した状態では巻き取られる鋼板７，８の障害となるため、これらの制御誤差を吸収できるよう所定寸法ｔだけ陥没した位置で待機させている。
【００２３】
その後、金属製触媒担体Ｂが拡大すると、回転力が巻芯１２部分のみに伝達されて外周は巻き取られずに、巻芯１２が空転して波状の鋼板８を潰す虞がある。
そこで、図５（ｂ）に示すように、金属製触媒担体Ｂが所定径Ｄ１に達すると、シリンダ１５がロッド１８を押し出して中心押圧部１４ａを突出させる。
これにより、中心押圧部１４ａの押圧面が対向するガイド側盤１３ｂとの間で金属製触媒担体Ｂの軸方向両側をクランプする。
そうすると、クランプされた部分が巻軸として機能し、波状の金属箔８を潰すことなく良好に巻回できる。
つまり、側面を固定された金属製触媒担体Ｂは、巻芯１２から回転力が伝わるのではなくガイド側盤１３ａから押圧部１４を通して伝えられるため、巻芯部分の滑りはなくなると共に波状の金属箔８の潰れを防止できる。
【００２４】
また、図５（ｂ）に示すように、外周押圧部１４ｂは金属箔７，８に接触しないようにガイド側盤１３ａの盤面から所定寸法ｔだけ陥没した位置に配置されている。
しかし、外周押圧部１４ｂはガイド側盤１３ａの盤面に所定間隔をおいて突出する構成となっているため、この突出部分を除く部分にはガイド側盤１３ａの盤面が位置しており、陥没した状態であっても、ガイド側盤１３ａの盤面は所定間隔で金属製触媒担体Ｂの側面に確保されることになるので、ガイド機能を維持できる。
【００２５】
その後、金属製触媒担体Ｂがさらに拡大すると、図５（ｂ）で形成した中心押圧部１４ａによる巻軸では、回転力が巻軸のみに伝達されて外周は巻き取られずに、巻軸部分が空転して波状鋼板を潰す虞がある。
そこで、図５（ｃ）に示すように、金属製触媒担体Ｂが所定径Ｄ２（Ｄ２>Ｄ１）に達すると、シリンダ２２が筒状基部２０を押し出して外周押圧部１４ｂを盤面から突出させる。
これにより、外周押圧部１４ｂが対向するガイド側盤１３ｂとの間で金属製触媒担体Ｂの軸方向両側をクランプする。
そうすると、クランプされた部分がさらに大きな巻軸として機能し、波状の金属箔８の潰れを防止して所望の径を有する金属製触媒担体Ｂを得ることができる。
【００２６】
この際、外周押圧部１４ｂのそれぞれの頭部２１の形状は中心方向に向かって収束した形状とされ、外縁に行くに従って金属製触媒担体Ｂとの当接面積が増大している。
これにより、外縁に行くに従って金属製触媒担体Ｂとの摩擦力が大きく確保されることから、金属製触媒担体Ｂの径が大きくなっても、外周部分を確実に押圧保持できるようになっている。
【００２７】
次に、効果を説明する。
実施例１では、以上の構成を採用したことにより、大径の金属製触媒担体Ｂの巻取りにおいても、巻芯１２の滑りがなく、波状金属箔８の潰れを防止できる。
また、中心押圧部１４ａと外周押圧部１４ｂを設定することにより、中心押圧部の負荷を軽減させ、反面大きなクリップ力を得ることができる。
また、巻径に応じテンションの増加が可能になり巻上げ強度の増加を図れる。
小径の金属製触媒担体Ｂにおいても、巻軸の滑りがなく安定した巻取りが可能となる。
また、巻芯１２の負荷が減少することにより、変形や破損が低減され、交換頻度が減少する。
外周押圧部１４ｂにより確実にクランプされることから、大径の巻取りをする場合でも平板状の金属箔７と波状の金属箔８の供給テンションを高く確保でき、それにより、接合強度が強固になる。
さらに、外周押圧部１４ｂのそれぞれの頭部２１の当接面積が外縁に行くに従って増大しているので、摩擦力が大きく確保され、金属製触媒担体Ｂの径が大きくなっても、外周部分を確実に押圧保持できる。
【００２８】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例１では押圧部１４は中心押圧部１４ａと外周押圧部１４ｂの２段階に設定したが、さらに多段階の押圧部１４を設定することも可能である。
また、実施例１では、中心押圧部１４ａの押圧面の形状を円形としたが、この押圧面については外周押圧部１４ｂと同様に所定間隔を置いて突出する構成としても良い。
さらに、図４における押圧面の形状としては、図６に示すように分割形状とする場合、あるいは、図７に示すように外周押圧部１４ｂを中心押圧部１４ａから放射直線状に配列する場合であっても本発明に含まれる。
また、押圧部１４の金属製触媒担体Ｂとの当接部分には、比較的柔軟素材の金属、またはウレタンゴム等を貼付して当接強度、クランプ性を向上させる構成としても良い。
また、実施例１ではガイド側盤１３ａ側から押圧部１４を突出させる構成としたが、ガイド側盤１３ａ、１３ｂの両方から押圧部を突出させる場合であっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の金属製触媒担体の巻取り機を適用した製造装置の全体図である。
【図２】実施例１の巻取り機の断面図である。
【図３】実施例１の金属製触媒担体の斜視図である。
【図４】実施例１のガイド側盤の側面図である。
【図５】実施例１の金属製触媒担体の巻取り方法を示す説明図である。
【図６】その他の実施例の押圧面の形状を示す説明図である。
【図７】その他の実施例の押圧面の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ１金属製触媒担体の製造装置
Ｂ金属製触媒担体
１平板用アンコイラ
２波板用アンコイラ
４波加工機
６巻取り機
７平板の金属箔
７ａ平板用金属箔
８波状の金属箔
８ａ波状用金属箔
１０フィードローラ
１１分離ローラ
１２巻芯
１２ａスリット
１３ａガイド側盤
１３ｂガイド側盤
１４押圧部
１４ａ中心押圧部
１４ｂ外周押圧部
１５シリンダ
１６駆動ベルト
１７モータ
１８ロッド
１８ａスプリング
１９頭部
２０筒状基部
２１頭部
２２シリンダ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状と波状の金属箔を重ねた状態で多重に巻回して成る金属製触媒担体の巻取り機であって、
前記金属箔の一端が止着された巻芯を該巻芯の軸周りに回転させて該金属箔を重ねた状態で多重に巻き取る回転部と、
前記巻取りに伴って拡径する金属製触媒担体の軸方向両側を押圧して巻軸を形成する押圧部を備え、
前記押圧部は金属製触媒担体の拡径に伴って、押圧部位を段階的に拡径する手段を備えたことを特徴とする金属製触媒担体の巻取り機。
【請求項２】
前記金属製触媒担体の両端を面状にそろえて巻き取るガイド側盤を備え、
前記押圧部をガイド側盤の盤面から陥没した状態で巻芯の周方向に所定間隔をおいて複数配置し、
前記押圧部を前記押圧時にガイド側盤の盤面から突出する構成としたことを特徴とする請求項１記載の金属製触媒担体の巻取り機。
【請求項３】
押圧部の金属製触媒担体との当接面積を内周側に比較して外周側を広く確保したことを特徴とする請求項１または２記載の金属製触媒担体の巻取り機。

【図１】