专利名称：内装有蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及在金属制筒状构件内通过缓冲构件来保持蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，例如作为在筒状构件内通过缓冲垫来保持蜂窝状结构体的催化剂载体的催化净化器的制造方法的最佳制造方法。
背景技术：
关于最近的汽车用排气系统部件、例如在催化净化器和柴油颗粒过滤器(DPF)装置等，要对内装的催化剂载体或过滤器等(以下简称为载体)进行牢固的保持，作为将其插入到金属制筒状构件内之后、缩径以对缓冲构件进行压缩的工作方法，较多采用所谓精压加工方法。
另一方面，作为至少可形成相对于包括上述筒状构件的金属制管状工件中间部至少具有偏心、倾斜和扭曲的某一种关系的颈部的旋压加工机，在下述的专利文献1(日本专利特开2001-25826)中公开了如下的工件的异径部成形方法及装置在从工件的非加工部起一直到具有中心轴的最终目标加工部为止设定多个目标加工部，该中心轴相对于该非加工部的中心轴至少存在偏心、倾斜和扭曲中的某一种关系；并根据该多个目标加工部来设定多个加工目标轴，支承上述工件进行，使该多个加工目标轴中的一个和上述工件的加工对象部的中心轴大致成为同轴；使上述加工对象部的中心轴与上述多个加工目标轴中的各加工目标轴相一致，并且进行使各加工目标轴中的上述加工对象部的直径发生变化的旋压加工而形成上述加工对象部，从而形成上述最终目标加工部形状。
关于和上述相同的工件固定式的拉伸加工机，在专利文献2(日本专利特开2002-18539)中公布了以下内容“被加工的管子由夹持机构进行夹持，拉伸加工用工具以可在半径方向上移动的方式安装于在旋转主轴上安装的工具安装架上。这样，使拉伸加工用工具在半径方向上移动，进行拉伸加工。与此同时，通过利用旋转机构使被加工用管子的前端旋转规定角度，可使该管子的前端相对于管子轴心倾斜规定角度而进行拉伸加工。”并且，还公开了“被加工用管子夹持机构具有使支承的管子中心线相对于主轴中心线偏移的位移机构，以及旋转规定角度的旋转机构。这样，利用各机构的操作，能够在管子前端的拉伸加工时使管子前端相对于加工轴心保持规定角度。
并且，在专利文献3(日本专利特开2002-178045)中，还记载了以下内容“过去的催化净化器的制造方法，分别需要压力机和旋压加工机。因此，存在的问题是设备费用高昂，而且还需各设备的安装面积。再者，在压力机和旋压加工机中必须分别安装和拆卸工件，此外，还必须把工件从压力机装置搬运到旋压加工机处，使制造效率降低。”与此相对应，“在催化净化器用旋压加工机中，在上述机器本体内设置了一种压入装置，其配置状态是与上述主轴相对置，而且使其轴线与上述主轴的轴线大致上保持一致，对上述保持器材安装在外周的上述催化剂载体向其轴线方向上推压，将其压入到由上述主轴支承的保持筒内。”此外，具体地记载了如下的内容“在该主轴体52上以可旋转的状态设置了使轴线朝向水平方向另一端的主轴53。该主轴53由马达等驱动源(无图示)进行旋转驱动。在主轴53的前端部，设置了4爪式或3爪式的弹簧筒夹54。用该弹簧筒夹54把保持筒2(材料2′)的嵌合部21的外周夹持在固定状态。”再者，关于工件的夹紧机构，在专利文献4(日本专利特开平11-58109)中叙述了以下内容“在对工件1可进行夹持和松开的机床用弹簧筒夹中，在本体外壳2上形成了穿通其正反两面的工件插入孔3，在工件插入孔3内配置了一种环状切槽的紧固构件4，该紧固构件4能夹持插入到内部的工件1的外周面，在工件插入孔3和紧固构件4之间设置滑动器具5，该滑动器具5能在工件插入孔3内沿其轴向进行滑动，在向一边滑动时把紧固构件4的外周面紧固到内侧上，利用该紧固构件4能夹持其内侧的工件1，向另一边滑动时能解除上述紧固状态。”再者，在专利文献5(日本专利特开2002-224923)提出了一种管夹装置，其特点是“把管子装入到由上下框架形成的圆形孔内进行固定和保持的管夹装置，具有多个流压缸，它配置在上述上下框的圆形孔的周围，把缸杆配置成面向圆形孔的中心形成放射状；以及移动机构，用于使这些流压缸向圆筒孔的半径方向移动。”另外，在专利文献6(日本专利特开平6-71560)中公开了自动定心停摆装置，“根据把凸轮设置成对称状的杆的滑动位置的变化，通过与凸轮相接触，可开闭的爪能和杆一起以同心方式抓住异径的工件”。作为它的现有技术，引用了专利文献7(日本专利特开昭47-29836)中公开的相同结构的自动定中心机构。
而且，在专利文献8(日本专利特开2001-107725)中公开了这样的催化净化器的制造方法，即利用围绕筒状构件公转的多个旋压辊轮来进行旋压加工，使缓冲垫和筒状构件一起进行缩径来支承催化剂载体。
专利文献1日本专利特开2001-25826号公报专利文献2日本专利特开2002-18539号公报专利文献3日本专利特开2002-178045号公报专利文献4日本专利特开平11-58109号公报专利文献5日本专利特开2002-224923号公报专利文献6日本专利特开平6-71560号公报专利文献7日本专利特公昭47-29836号公报专利文献8日本专利特开2002-107725号公报本发明要解决的问题在上述专利文献1和2所述的装置中，利用在水平面上移动且同时围绕垂直轴旋转的夹持装置夹持工件(筒状构件)，一边调整工件和旋压辊轮的相对位置关系，一边进行旋压加工。所以，必须用夹持装置来牢固地夹持工件。尤其，对如下的加工了中间部的工件的端部，利用旋压加工来形成上述颈部时，工件的夹持状态是重要课题。
但是，上述筒状构件的精压加工法，希望是如下的加工方法根据例如载体、垫及外筒间的材料误差，设定产生最佳面压的缩径量，对外筒的载体保持部分进行缩径以达到该缩径量。其结果，使精压加工之后的外筒径产生个体差(在通常的催化净化器中是数mm左右)。
再者，为了对上述排气系统部件形成与接合对象接合的接合部，通常至少对一方的端部进行颈部加工，该加工方法适用旋压加工。其中的(排气系统部件)的颈部加工是在外筒(筒状构件)的端部进行缩径加工而一体地形成锥状的直径缓变部分和与其连续的小直径管状部分的加工，小直径管状部分用于和其他构件连接。在这种颈部加工时，对上述精压(サイジング)加工后的工件端部进行旋压加工时，利用夹持装置来夹持工件的中间部，该部分如前所述地通过精压加工而使外径产生个体差别。一般的夹持装置以上下分型模构成，各个模具有半圆筒面的保持面，但就连数mm的直径差也很难达到。其结果，与工件的中间部外表面之间，因曲率不同而产生间隙，接触面积减小，所以夹持力降低。
关于这一点，在过去的工件固定式的同轴旋压加工中仅阻止工件旋转和轴向移动即可，所以即使用上述夹持装置也能在颈部加工地适当地进行夹持。与此相比，如前所述，在工件的端部形成相对于工件的中间部至少具有偏心、倾斜和扭曲中的某一关系的颈部的旋压加工的时候，由于弯曲和剪切力也作用于工件，所以，与同轴旋压加工相比，需要更大的夹持力。
然而，利用具有包括上述专利文献中所述的夹持装置的过去的夹持装置的旋压加工装置，在对进行精压加工的工件的躯干部进行牢固夹持的状态下，在工件的端部很难适当地形成相对于该中间部至少具有偏心、倾斜和扭曲中的某一种关系的颈部。例如，在上述专利文献3中，虽然具有与上下分型模的夹持装置相同的调心功能，但不能自动跟踪工件的径差。再者，基本上是端部支承型，不能穿过弹簧筒夹夹持工件的中间部。所以，在对工件的两端部进行颈部加工的情况下，必须改变级段。即使把这种过去的夹持装置用于过去的旋压加工装置内，也不能解决上述问题。
并且，在上述专利文献6和7所公开的自动定心机构中，虽然能对应不同的夹持对象，但是，用于在工件端部形成相对于工件的中间部至少具有偏心、倾斜和扭曲中的某一种关系的颈部的旋压加工中，很难确保牢固地夹持工件所需的夹持力。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种内装蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，它能通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内，其特征在于能一边牢固地夹持上述筒状构件的中间部，一边在上述筒状构件的端部上形成颈部，同时能适当减小上述筒状构件的直径。
为了解决上述问题，本发明涉及的第一个内装蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内，其特征在于把上述缓冲构件以安装在上述蜂窝状结构体周围的状态收容到上述筒状构件内，在把持上述筒状构件的中间部的状态下在上述筒状构件的至少一端形成颈部之后，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件和上述缓冲构件一起缩径，直到使上述缓冲构件产生希望保持面压的上述筒状构件最佳内径为止。
此外，本发明涉及的第二个内装蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，也可以是这样通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内，其特征在于把上述缓冲构件以安装在上述蜂窝状结构体周围的状态隔着间隙收容到上述筒状构件内，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件缩径到规定的外径，形成缩径部，在把持该缩径部的状态下在上述筒状构件的至少一端形成颈部之后，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件和上述缓冲构件一起缩径，直到使上述缓冲构件产生希望保持面压的上述筒状构件最佳内径为止。
再者，本发明涉及的第三个内装蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，也可以是这样通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内，其特征在于把上述缓冲构件以安装在上述蜂窝状结构体周围的状态压入到上述筒状构件内，在把持上述筒状构件的中间部的状态下在上述筒状构件的至少一端形成颈部之后，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件和上述缓冲构件一起缩径，直到使上述缓冲构件产生希望保持面压的上述筒状构件最佳内径为止。
另外，本发明的第四个结构是，在上述本发明的第二个或第三个内装蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法中，也可以对上述蜂窝状结构体施加轴向荷重，使上述蜂窝状结构体相对于上述筒状构件在轴向移动规定距离时，监视上述轴向荷重的值，并根据上述轴向荷重和上述筒状构件的内径的关系，设定上述颈部形成后的缩径加工时的上述筒状构件的最佳内径。
发明效果本发明由于具有以上结构，所以，能产生以下效果。也就是说，在权利要求1~4所述的内装蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法中，把上述缓冲构件安装在上述蜂窝状结构体周围的状态下，安放到上述筒状构件内，在对上述筒状构件的中间部进行夹持的状态下，在上述筒状构件的至少一端上形成了颈部之后，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件和上述缓冲构件一起缩径，直到上述缓冲构件达到产生所需的保持面压的上述筒状构件最佳内径为止。所以，在牢固地夹持筒状构件的中间部的状态下，能在筒状构件的端部上适当形成颈部，同时，能对筒状构件适当进行缩径。所以，即使精压加工后的筒状构件的中间部的外径不同的情况下，也能使形成颈部时需要大的夹持力的旋压加工、以及对筒状构件的中间部的精压加工，两者兼顾，均可完成。
图1是表示本发明的内装有蜂窝状结构体的流体处理装置制造方法的整体结构的工序图。
图2是表示使用于本发明的一实施方式涉及的制造方法中的缩径装置的一例的立体图。
图3是表示本发明的一实施方式涉及的制造方法的预备缩径工序的立体图。
图4是表示本发明的一实施方式涉及的制造方法的夹持装置和旋压加工装置的一部分的主视图。
图5是表示本发明的一实施方式涉及的夹持装置的夹持状态的侧视图。
图6是表示在本发明一实施方式涉及的制造方法中，包括卡盘装置的动作、利用旋压辊轮进行颈部加工的状态的俯视图。
图7是表示在本发明一实施方式设计的制造方法中，包括卡盘装置的动作、利用旋压辊轮进行颈部加工的状态的俯视图。
图8是表示在本发明一实施方式涉及的制造方法中，包括卡盘装置的动作、利用旋压辊轮进行颈部加工的状态的俯视图。
图9是表示在涉及本发明一实施方式的制造方法中，包括卡盘装置的动作、利用旋压辊轮进行颈部加工的状态的俯视图。
图10是表示本发明的一实施方式涉及的制造方法的测量工序的主视图。
图11是表示本发明的一实施方式涉及的制造方法的测量工序的另一例的立体图。
图12是表示使用于本发明的一实施方式涉及的制造方法的测量工序用的多点测量装置的一实施例的利体图。
图13是表示是用于本发明的一实施方式涉及的制造方法的测量工序中的多点测量装置的一实施例的正面图。
图14是表示本发明的一实施方式涉及的制造方法的测量工序和精压工序的关系的说明图。
图15是表示使用于本发明其他实施方式涉及的制造方法中的精压装置的剖面图。
图16是表示利用涉及本发明的其他实施方式的制造方法的精压装置对筒状构件进行缩径的状态的剖面图。
图17是表示在对筒状构件的轴向规定范围进行缩径来适当压缩缓冲垫而保持催化剂载体的状态下、对催化剂载体施加轴向荷重时的催化剂载体的轴向移动距离的关系的曲线图。
图18是表示对缓冲垫施加压缩荷重的筒状构件的缩径量和加在催化剂载体上的轴向荷重之间关系的曲线图。
图19是表示本发明其它一实施方式涉及的制造方法的工序一例的工序图。
图20是表示本发明另一实施方式涉及的制造方法的工序一例的流程图。
图21是表示本发明又一实施方式涉及的制造方法的工序一例的流程图。
图22是表示本发明再一实施方式涉及的制造方法的工序一例的流程图。
图23是表示本发明别的一实施方式涉及的制造方法的工序一例的流程图。
具体实施例方式
关于通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内的流体处理装置的制造方法，首先参照图1说明本发明的制造方法的整体构成，然后，作为其具体的一种方式，参照图2以后的附图，说明作为排气处理装置的催化净化器的制造方法。在图1中，首先，在组装工序(M0)，把缓冲构件安装到蜂窝状结构体的周围，在此状态下，在收容工序(M2)将其慢慢地装入到筒状构件内并留有间隙，或者用一些压缩力将其压入。通常，组装工序(M0)另行进行，对预组装的组装件(例如在图3中用UT表示)，例如进行以下的测量工序(M1)。对此待以后叙述。在该测量工序(M1)之后，经过下述的预备缩径工序(M3a)，把筒状构件的中间部缩径成规定的外径，或者，在轴向支承工序(M3b)，在筒状构件内从轴向对蜂窝状结构体进行支承。
然后，进入缩径工序(M4)，在把持筒状构件中间部的状态下，在筒状构件的至少一端上形成颈部。这时筒状构件的中间部形成规定的外径，所以，利用下述夹持装置能牢固地进行夹持。然后，在精压加工工序(M5)中，使至少收容缓冲构件的部分的筒状构件和缓冲构件一起缩径，直到使缓冲构件产生所需的保持面压的筒状构件最佳内径为止，制成内装有蜂窝状结构体的流体处理装置P(例如催化净化器)。这里，缩径工序中的夹持力，其大小应当不产生缩径引起的塑性变形，在后面的精压加工工序的收缩时施加比该夹持力大的力，对筒状构件进行塑性加工。而且，也可以利用能有选择地施加这两种力的夹持装置，进行夹持和精压加工这两种作业。
在上述精压加工工序(M5)中，也可以对蜂窝状结构体施加轴向荷重，使蜂窝状结构体相对于筒状构件在轴向上移动规定距离，监视此时的轴向荷重值，根据该轴向荷重和筒状构件内径的关系，对颈部形成后的缩径加工时的筒状构件最佳内径进行设定。关于这一点，将参照图15～18在以后进行说明。
关于上述内装有蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，以下参照图3和图4，详细说明作为其一具体方式的汽车用催化净化器的制造方法。而且，作为本发明的制造对象的流体处理装置，除了催化净化器外，例如也包括上述的DPF装置和燃料电池用改性器。首先，和上述组装工序(M0)一样，如图3的左端所示，在催化剂载体CA的外周卷绕一层本构成发明的缓冲构件的缓冲垫AM，根据需要，利用可燃性带子等进行固定，做为组装件UT。在此情况下，可以采用省略图示的、在缓冲垫AM的两端形成凸部和凹部后使其互相嵌合的通常的卷绕方法。并且，由于存在预先形成了圆筒状的缓冲构件，所以在此情况下，只要把催化剂载体CA装入到圆筒状的缓冲构件内，即可使缓冲构件安装在催化剂载体CA周围。
催化剂载体CA由陶瓷制的蜂窝状结构体构成，各单元(流路)之间的壁形成得较薄，与过去的产品相比，较脆弱，但也可以是金属制的，不管材质、制法如何。缓冲垫AM，在本实施方式中由几乎不会因受热而膨胀的氧化铝构成。但也可以采用热膨胀型的蛭石式缓冲垫或者将其组合而成的缓冲垫。并且，也可以是未浸渍粘合剂的无机纤维垫。再者，因为根据粘合剂的有无和含有量的不同，表面压力发生变化，所以在设定表面压力时必须考虑这一因素。或者，既可以采用由金属细丝编织的丝网等，也可以将其与陶瓷垫组合使用。另外，也可以将其和金属圆环状的挡板(リテ一ナ)或丝网制的密封环等组合使用。并且，因为还具有预先形成圆筒状的缓冲垫，所以，也可以用该缓冲垫，在此情况下只要把催化剂载体CA收容到圆筒状的缓冲垫内，即可把缓冲垫安装在催化剂载体CA周围。
另一方面，图3左端所示的筒状构件也可称为外筒、外罩或外壳，在催化净化器的情况下，蜂窝状结构体与催化剂载体对应，缓冲构件与用于保持催化剂载体的缓冲垫对应。并且，在DPF装置的情况下，蜂窝状结构体与过滤器相对应，缓冲构件与DPF装置用的缓冲垫相对应。构成蜂窝状结构体的催化剂载体或DPF装置的过滤器，一般形成为圆柱状或圆筒状，并具有圆形断面。但并不仅限于此，可以是椭圆形断面、长圆断面、具有多种曲率的面组合而成的断面、以及多角形断面等非圆形断面。并且，催化剂载体或DPF装置的过滤器的流路(单元)断面，不仅限于蜂窝状(六角形)，也可以是正方形等任意形状。
图2表示向上述图1所示的预备缩径工序(M3a)和作为最终缩径工序的精压加工工序(M5)提供的缩径装置RD的具体构成的一实施例，利用分型模(指形式)卡盘。也就是说，在圆筒状的外罩GD内，安装了内侧为锥形面的圆筒状的压模DP，其液体密封且滑动自如，并且，对于该压模DP，以滑动自如的状态安装了多个按压体DVx，至少能作为缩径加工用的按压体来使用。各按压体DVx的外侧形成锥形面，配置成相对于压模DP内侧的锥形面滑动自如。压模DP和按压体DVx由液压驱动装置驱动，利用液压在外罩GD的轴向(纵长方向)上对压模DP进行驱动，根据该压模DP的轴向移动，在径向(轴心方向)上对按压体DVx进行驱动。缩径装置RD由8个分型模构成。但分型模的数量并不仅限于此，数量的多少、奇数或偶数没特别要求，分型模的驱动方法也可任意选择。理想的方式是对尽量多的分型模单独进行驱动控制。但考虑到要求精度及制造的容易性和成本等，可以适当选择。并且也可以采用开口夹方式。而且，油压驱动装置(无图示)由控制器按后述方法进行控制。
图3表示上述图1中的预备缩径工序(M3a)的具体方式。也可以具有同图1的精压加工工序(M5)一样的构成。首先，把处于缓冲垫AM卷绕在催化剂载体CA外周上的状态的组装件UT，慢慢地装入到筒状构件T内(收容工序)。接着，把该组装件UT和筒状构件T安装在配置成筒状的多个按压体DVx内，配置在规定位置(配置工序)。然后，利用按压体DVx对筒状构件T和缓冲垫AM一起进行缩径，至少使收容缓冲垫AM的部分的外径达到规定的直径(Dt)(预备缩径工序)。其结果，当把组装件UT和筒状构件T从按压体DVx中取出时(取出工序)，就制成了将卷绕缓冲垫AM而形成的催化剂载体CA的组装件UT保持在筒状构件TT内的一次中间半成品P1。然后，按后述方法进行图1的颈部加工工序(M4)。
图4表示本发明的制造方法所使用的加工装置的一侧。如图3所示，将收容有催化剂载体CA的中间部被缩径的一次中间半成品P1的筒状构件TT作为加工对象，在其两端部形成颈部。在图4中，在机座BS上，并排设置了对加工对象的筒状构件TT的一边端部进行旋压加工的旋压装置1，对筒状构件TT的中间部进行夹持的夹持装置2、以及配置在筒状构件TT的另一端部侧，往夹持装置2上装卸筒状构件TT用的卡盘装置3。并且，根据控制器100的控制，使夹持装置2相对于旋压装置1进行位移，利用旋压装置1对筒状构件TT的端部进行旋压加工，在筒状构件TT的端部形成相对于筒状构件TT的中间部至少具有偏心、倾斜和扭曲中的某一关系的颈部。
而且，旋压装置1能够沿X轴(图4的左右方向)进行移动，利用3个辊轮RL在筒状构件TT的端部上形成颈部，其结构与上述专利文献1所述的装置相同，故其说明从略。而且，在与图4中用点划线表示的旋压装置1的主轴相同的轴上，配置了一种心轴MA，它与筒状构件TT的开口端内侧的形状相一致。
如图4所示，在机座BS上设置了水平驱动装置5和旋转驱动装置6，夹持装置2固定在旋转驱动装置6上。夹持装置2如图5所示具有互相接近及分离、在接近时夹持筒状构件TT中间部的上侧夹持构件10和下侧夹持构件20，被支承成借助水平驱动装置5能够在与筒状构件TT的轴心相平行的面上移动，同时，被支承成借助旋转驱动装置6能够围绕与筒状构件TT的轴心相垂直的轴进行旋转。
在水平驱动装置5中，台子5a配置成能够沿着固定在机座BS上的一对Y轴导轨5b(与上述X轴相垂直)进行移动。球座(无图示)固定在该台子5a的下部，与其进行螺纹结合的滚珠丝杠(未图示)配置成与Y轴导轨5b相平行，被支承成可由伺服马达MT使其旋转。而且，在利用伺服马达MT来驱动滚珠丝杠旋转时，台子5a沿外轴移动。
旋转驱动装置6设置在上述台子5a上，能驱动台子6a以与机座BS相垂直的轴、即Z轴为中心旋转。在该台子6a上，如图5所示，固定了由2个构件构成的“コ”字形的框架7。在其上侧构件上可升降地支承着上侧夹持构件10，在其下侧构件上固定了下侧夹持构件20。上侧夹持构件10通过杆8被支承在框架7的上侧构件上，在与下侧夹持构件20之间夹持筒状构件TT。由上侧夹持构件10和下侧夹持构件20构成的圆筒状夹持面的内径，设定成筒状构件TT的中间部的外径，它与筒状构件TT的中间部外周面相符合，实质上能保持面接触状态。
在框架7的上侧构件上，例如固定了液压驱动的缸9，利用该缸9，通过杆8来驱动上侧夹持构件10并使其升降，当安装和拆卸筒状构件TT时，驱动上侧夹持构件10并使其上升。再者，如前所述，通过夹持装置2把卡盘装置3配置在与旋压装置1相对置的位置上。该卡盘装置3能够和水平驱动装置5一起移动，同时由水平驱动装置5进行支承，能接近夹持装置2和与其隔离。而且，水平驱动装置5、旋转驱动装置6、夹持装置2的缸9、以及旋压加工装置1和卡盘装置3的驱动机构(没有图示)用的伺服马达MT等，由控制器100进行驱动控制。
这样，利用夹持装置2使筒状构件TT的轴心与旋压装置1的主轴(加工中心轴)保持一定，同时，使夹持状态与筒状构件TT的中间部(预备缩径部)的外径相一致，牢固地夹持筒状构件TT。所以，对于作为本发明的对象的筒状构件TT的中间部，至少具有偏心、倾斜和扭曲中的某一种关系的颈部，其形成在筒状构件TT端部上所需的旋压加工时，也能以充分的夹持力，完全适应需要。
另一方面，本实施方式的卡盘装置3与上述专利文献1所述的装置一样，如图6所示，具有一对卡盘3a，该卡盘能面向与旋压装置1的主轴相同的轴中心在径向上移动，利用该卡盘3a对筒状构件TT进行夹持的状态下，能围绕其轴心旋转，进行分度。并且，卡盘装置3，其设置状态是，能够沿着与旋压装置1的主轴相平行而设置的导轨3b相对于夹持装置2前进和后退。而且，该驱动装置采用电动马达，如上所述用控制器100，作为旋压加工的一部分进行控制。
图6表示在筒状构件TT的一个端部上进行旋压加工，形成相对于筒状构件TT的中间部呈倾斜状的颈部，制成筒状构件TN后，卡盘3a向外移动，解除对筒状构件TN的夹持，卡盘装置3沿导轨3b后退。由此状态，利用旋转驱动装置6来对夹持装置2进行旋转驱动，如图7所示，筒状构件TN返回到与其轴心同轴的原位置上。并且，辊轮RL沿主轴返回到图7的右方的原位置上。接着，对夹持装置2的上侧夹持构件10进行上升驱动，使其变成非夹持状态。
以下如图8所示，卡盘装置3被驱动而沿导轨3b前进，筒状构件TN的另一端部由卡盘3a夹持。并且卡盘装置被驱动而和筒状构件TN一起围绕筒状构件TN的轴心旋转，进行分度。也就是说，若筒状构件TN被驱动而按规定旋转角度进行旋转，则上侧夹持构件10被驱动而下降，筒状构件TN被夹持在上侧夹持构件10和下侧夹持构件20之间。然后，卡盘装置3向图8的左方后退。而且，在筒状构件的两端部的轴位于同一平面内的情况下，不进行分度，只进行以下反转动作。
从上述状态，利用夹持装置2夹持筒状构件TN的状态下，若以垂直轴(与图8的纸面相垂直的轴)为中心，旋转约180℃，则筒状构件TN如图9所示变成反转状态，这时根据需要，利用安装在旋压装置上的，或者与旋压装置相邻接而配置的切断装置(无图示)，对旋压加工后的端部进行修整处理，形成与轴心相垂直的开口端面(无图示)。并且，在图9所示的状态下对筒状构件TN的另一端部(图9的右方侧)进行旋压加工，形成对中间部倾斜的颈部。然后，解除夹持装置2的夹持状态，取出加工后的二次中间半成品(无图示)。
而且，若按照本实施方式，则对筒状构件TN的两端部的旋压加工的颈部的形成，可以在一个工序中连续进行，所以与过去的对两端部的单个加工相比较，能大大缩短加工时间。再者，若使卡盘装置3随筒状构件TT旋转(移动)自如，则不返回原位置(图7)，能直接进行分度，所以，能进一步缩短加工时间。而且，若在夹持装置2上附加卡盘装置3那样的分度机构，则不必另外设置卡盘装置3，能进一步简化装置，缩短加工时间。
在上述实施方式中，旋压装置1沿X轴被驱动，同时筒状构件TT沿Y轴被驱动，这样能使两者在水平面上相对移动。但也可以把旋压装置1固定到机座BS上，对筒状构件TT沿X轴和Y轴进行驱动。并且，也可以把筒状构件TT离开机座BS的高度作为可变的，在与旋压装置1的主轴相垂直的方向上也能调整。而且配置成在旋压加工时使辊轮RL与筒状构件TT的内侧面相搭接，进行加工，所以，也能形成对端部扩径的扩径部(无图示)，其轴也不仅限于和中间部同轴，也能形成偏心、倾斜和扭曲中的至少一个不同轴。
然后，在精压工序(M5)中，例如用图2的缩径装置RD，对至少安装缓冲垫AM的部分的筒状构件TT进行缩径，和缓冲垫AM一起进行缩径，使筒状构件TT达到最佳内径，以便缓冲垫AM能产生所需的保持面压。
图10～图13表示图1的测量工序(M1)所对应的本实施方式的测量工序的详细情况，图14表示图1的测量工序(M1)和精压工序(M5)的关系。首先，如图10所示，把上述组装件UT夹持在一对夹持装置CH之间，利用测量装置DT的按压体PM，通过缓冲垫AM，在与其轴心相垂直的方向上按压催化剂载体CA，同时检测施加在催化剂载体CA上的表面压力，当该表面压力(Ps)为目标表面压力(Pt)时，测量催化剂载体CA轴心Z和按压体PM之间的距离，将其作为目标半径(Rt)。并且，在测量后，使按压体PM返回原位置后，解除夹持装置CH的夹持。测量装置DT具有马达MT驱动的滚珠丝杠式传动机构AC、其前端通过测力传感器LC进行支承的反作用力检测装置的按压体PM、以及配置在后端的位置检测装置旋转式编码器RE。测力传感器LC和旋转式编码器RE的检测信号输入到控制器100内，变换成下述各种数据，存储到存储器(无图示)内，同时，马达MT由控制器100进行驱动控制。
按压体PM，其配置状态是在与催化剂载体CA的轴心Z相垂直的方向(图10的左右方向)上能前进和后退，在与缓冲垫AM相搭接后可对其压缩。因为按压体PM的搭接面积是已知的，所以，由该按压体PM来按压作为测量对象的催化剂载体CA和缓冲垫AM时，其反作用力，作为对催化剂载体CA的表面压力而由测力传感器LC检测，并输入到控制器100内。在控制器100中，测力传感器LC的检测信号被换算成表面压力值，存储到存储器内，与另外预先输入的规定目标表面压力(Pt)进行比较。并且，由旋转编码器RE来检测出按压体PM的进退量和停止位置作为滚珠丝杠(无图示)的旋转信息，输入到控制器100内。在控制器100内，旋转式编码器RE的检测信号实时地变换成按压体PM的进退量和停止位置值，存储到存储器内。而且，在这些检测机构和控制器100之间，既可进行电气连接，也可以进行光学连接。
按上述方法构成的测量装置DT，按以下方法进行驱动，这样能够测量出催化剂载体CA的轴心Z和按压体PM之间的距离、以及这时加到催化剂载体CA上的表面压力的关系。也就是说，使按压体PM从初始位置(图10的S0点)开始前进，(向图10的左方向移动)，按压缓冲垫AM的一部分，使按压部的缓冲垫AM的压缩反作用力达到规定值，检测出这时的位置(图10的S1点)。该位置(图10的S1点)相当于制成产品后的缓冲垫AM的表面压力值达到目标表面压力(Pt)时的、筒状构件T的(缩径加工后的)内壁面的位置。所以，施加在催化剂载体CA上的按压力和由此而产生的反作用力(表面压力)的关系，预先存储在控制器100内，根据该关系，把测力传感器LC的检测信号(反作用力)变换成表面压力值，一边使其与规定表面压力值进行比较，一边使按压体PM前进到上述位置(图10的S1点)，求出按压体PM的移动距离(DS)。
而且，如果从按压体PM前端的初始位置(图10的S0点)和催化剂载体CA的轴心Z之间的规定距离中，减去由旋转编码器RE检测出的按压体PM的移动距离(Ds)，那么，可以判断出按压体PM前端的位置，即离开轴心Z的目标半径(Rt)的位置，该位置是产品状态(即在筒状构件T内，对催化剂载体CA的表面压力保持在规定表面压力值下的状态)中的筒状构件T的(缩径加工后的)内壁面的位置。这样，若采用本实施方式，则不单独测量催化剂载体CA和缓冲垫AM的尺寸和特性值，并且，不使用所谓GBD(缓冲垫AM的充填密度，缓冲垫AM的单位面积的重量/充填间隙尺寸值)，即可判断出作为规定表面压力值的位置(图10的S1点)。也就是说，上述催化剂载体CA的轴心Z和按压体PM前端之间的距离值，从结果来看，不仅考虑了催化剂载体CA的外径误差，而且也考虑了缓冲垫AM的单位面积重量的误差，所以，不需要另行测量其误差。
而且，上述距离(Ds)或目标半径(Rt)，也可以是在后工序中具有，存储在控制器100的存储器内，根据需要，进行显示。并且，也可以把多个测量装置DT围绕催化剂载体CA的轴心Z配置成放射状，进行多点测量、或者，使夹持装置CH和组装件UT围绕轴心Z进行旋转(分度)，进行多点测量，求出各测量值的平均值，尤其在催化剂载体CA不是圆形断面的情况下，必须根据催化剂载体CA的形状进行多点测量，所以，希望配置多个测量装置DT。按压体PM不一定要停止在规定位置(图10的S1点)上，也可以在检测出该位置后直接连续地后退，进一步与该按压体PM的后退相同步，解除用夹持装置CH进行的夹持。并且，在催化剂载体CA的保持力的要求精度对缓冲垫AM的误差可以忽略不计的情况下，也可以不采用上述测量方法，而是采用例如仅对催化剂载体CA的直径和断面积进行测量的简便测量方法。
再者，关于上述测量工序(图1所示的测量工序(M1)也是一样)，也可以是，如图12所示，把多个按压体PMx围绕催化剂载体CA的轴心，配置成放射状，利用包括这些在内的多种测量装置DTn，压缩缓冲垫AM，进行多点测量，或者，使夹持装置CH和组装件UT围绕轴心Z进行旋转(分度)，进行多点测量，求出各测量值的平均值，尤其在催化剂载体CA不是圆形断面的情况下，必须根据催化剂载体CA的形状进行多点测量，所以，希望配置多个测量装置DTn。而且，图11中的多个按压体PMx，至少由长度大于缓冲垫AM的轴向长度的构件来构成，这些按压体PMx在缓冲垫AM的整个周围，并排设置，大致没有间隙。但也可以使用其一部分。以下参照图12和图13，说明能进行多点测量的测量装置的实施例。
图12和图13表示多点测量装置的一个实施例，在水平的机座BS上，安装了所谓三爪卡盘50及其驱动装置60。在三爪卡盘50上按照相等角度在三个部位上配置了能同时在放射方向上移动的卡盘爪51。这些卡盘爪51，根据驱动装置60的马达61对轴62的旋转驱动，按照相同量向放射方向或向心方向移动。也就是说，利用驱动装置60，使三爪卡盘爪51能任意打开，闭合或固定。在各卡爪51上，安装固定L字形的支架70，构成各测量装置DTn。也就是说，在各支架70的上部，固定测力传感器LCn，在各测力传感器LCn的下部，固定长的按压体PMn。为了防止三爪卡盘50的背隙造成各卡盘爪51的晃动，各支架70经常受到固定在机座BS上的空气缸71对向心方向或放射方向的作用力。
测量时，利用驱动装置60，使三个卡爪51及其上面所固定的支架70同时按同量往向心方向移动，各按压体PMn同时搭接到卷绕在催化剂载体CA上的缓冲垫AM上。若各按压体PMn进一步向催化剂载体CA方向移动，则从放射方向(与催化剂载体CA的轴心相垂直的方向)按压缓冲垫AM。这时各按压部上的缓冲垫AM的压缩反作用力(通过各按压体PMn)由各测力传感器LCn进行检测，其检测出检测结果达到规定值时的位置(对应于图10所示的离开轴心Z的距离为Rt的位置S1)。并且，求出达到该位置时的各按压体PMn和(催化剂载体CA的)轴心之间的距离，并求出其平均值。
在此情况下，例如根据马达16的转速，可以确定各按压体PMn的前端位置，所以，能求出各按压体PMn和(催化剂载体CA的)轴心之间的距离。或者，如图12所示采用数字测长系统(例如索尼精密技术公司制的商品名为“磁尺”)的位置测量装置72，能直接检测出支架70等的移动量，所以本实施例，利用此法能直接检测出各按压体PMn的移动距离。
另外，在一爪卡盘50上，在各测量装置DTn之间按相等间隔安装固定了三个保持装置40。该装置在测量前对催化剂载体CA和缓冲垫AM的组装件UT进行定位(定中心)，同时在测量中进行辅助保持，利用汽缸41在向心方向或放射方向上对保持体42施加作用力。而且，在测量工序之前，使各保持装置40往向心方向移动，对组装件UT进行定位。并且，该状态下保持轻轻地往向心方向上施加力。在该保持状态下利用测量装置DTn进行一连串测量，测量结束后，利用汽缸41向放射方向驱动保持体42，使其离开缓冲垫AM，返回到初始位置上。
根据上述测量工序的测量结果，在上述精压工序(对应于图1的M5)中，进行精压。以下参照图14，说明两个工序的关系。图14的左侧表示测量工序，基本上与图10相同。其中表示围绕图11所示的催化剂载体CA的轴心Z配置了多个按压体PMx的多点测量装置的一部分。据此，使按压体PMx从初始位置(图14的S0点)起开始前进(向图14的右方向移动)，施加按压力Fp，对缓冲垫AM在其轴向总长上进行压缩。并且，根据测力传感器LCx的检测值而计算出的按压部上的表面压力(缓冲垫AM的压缩反作用力)达到目标表面压力(Pt)时的位置(图14的S1点)，被检测出来后即可判断出离开催化剂载体CA的轴心Z的目标半径(Rt)的位置。
所以，在对预备缩径后的筒状构件TT的精压工序中，如果对筒状构件T和缓冲垫AM一起进行缩径，使缓冲垫AM安装部分的内侧的实质性半径达到目标半径(Rt)，那么，在筒状构件T内对催化剂载体CA的表面压力保持在目标表面压力(Pt)下。在此情况下，利用加压用的多个按压体DVx(也可以和测量用的按压体PMx共用)使筒状构件TT和缓冲垫AM一起进行缩径时，若以测量时的按压体PMx中的离开初始位置(S0点)的移动距离(Ds)为标准，则在精压工序中以初始位置(S0点)为起点，如果按照从移动距离(Ds)中减去筒状构件TT的厚度(t)后的距离(Ds-t)使按压体DVx移动，那么，上述筒状构件TT内侧的半径大致上成为目标半径(Rt)。而且，如果测量工序中使用的按压体PMx和精压工序中使用的按压体DVx用同一构件来构成，能用同一加压机构进行加压，那么，测量工序和精压工序可以用单一的装置来进行。
关于上述各装置的催化净化器的制造方法，对具体的产品参照图20按工序以次进行说明。首先，在步骤101，在外径为103mm±1.0mm的催化剂载体CA的外周上，组装了密度为1400g/m2±10％的缓冲垫AM(卷绕)后，在步骤102，在其组装后的状态下按以下方法进行测量。在步骤103，例如为了使缩径后的筒状构件内缓冲垫AM能产生最佳表面压力，对缩径目标进行设定，以便达到筒状构件的相应外径(例如Φ114.0mm)。
接着，进入步骤104，在把缓冲垫AM组装到催化剂载体CA内的状态下，插入到外径124mm±0.4mm的筒状构件T内，在步骤105，进行预备缩径(对应于图1的工序M3a)，以便达到规定的外径(例如117.8mm)。这时外径是最适合于夹持装置进行夹持的外径，设定为一定值。也就是说，在该值的设定中，夹持优先，在利用以下工序的旋压法等进行颈部加工时，按照催化剂载体CA不移动的程度来进行支承即可，所以，在该阶段不需要确保最终的必要表面压力。
以下进入步骤106，如上所述，在筒状构件TT的两端部形成颈部，制成筒状构件TN后，在步骤107，如上所述，进行精压加工，把筒状构件TN的包括缓冲垫AM在内的中间部的外径缩小到在步骤103设定的值(Φ114.0mm)。这样，在筒状构件内把催化剂载体CA保持在能使缓冲垫AM产生最佳表面压力的状态。
而且，通过催化剂载体CA和缓冲垫AM的组合，对筒状构件T进行精压加工的部分的外径不同的情况下，也不影响颈部加工时的夹持，能够经常保持在一定的夹持状态下，牢固地进行夹持。而且，颈部加工也可仅在筒状构件单侧进行，也可以不使用旋压装置，例如对锥体形状的另外构件进行熔接。并且，精压加工，也可以使用专利文献8所述的旋压加工。
以下参照图15～图18，详细说明另一个具体的实施方式，即根据使图1说明的蜂窝状结构体相对于筒状构件在轴向上按规定距离移动时的轴向荷重和筒状构件的内径的关系，设定精压加工时的筒状构件的最佳内径的方式。首先，图15表示本实施方式使用的精压装置，通过机座80，与其相垂直地设置催化剂载体保持装置HM。在该保持装置HM中承受台81和汽缸82固定在机座80上设置的孔内，由该汽缸82驱动的轴83穿过承受台81被支承成滑动自如状态。并且，其前端面与轴83的前端面相对置的轴84，由汽缸85支承并能在垂直方向上驱动。在轴84和汽缸85之间安装了测力传感器86，能测量利用汽缸85通过轴84而施加到催化剂载体上的轴向荷重。而且，测力传感器86与控制器100进行电连接。
另一方面，利用断面为“コ”形的环状框构件90，对多个分型模DPx进行支承并使其能在机座80上进行径向(轴心方向)滑动，在分型模DPx的内径侧，固定了按压体DVx，在各分型模DPx的外径侧(背面侧)上形成锥形面。为安装这些分型模DPx而设置了压模DPy，在其内径侧，形成了与分型模DPx的锥形面接触滑动的锥形面。而且，压模DPy既可以形成圆筒状，也可以分割成与各分型模DPx相搭接。压模DPy固定在压板91，该压板91通过支承构件92进行支承并能相对于机座80进行上下移动。而且，利用压板91来驱动压模DPy使其在垂直方向上移动，例如当压模DPy在图1的下方被驱动时，分型模DPx在径向(轴心方向)上被驱动。压板91被油压驱动装置(无图示)进行驱动，该油压驱动装置由控制器100进行控制。
以下说明上述构成的精压装置的动作。首先如图15所示，在承受台81的上面上，安装筒状构件T。这时轴83位于筒状构件T的轴心上。然后，如上所述，组装了缓冲垫AM的催化剂载体CA被慢慢地放入到筒状构件T内(或者，预计数次的缩径量，在接近压入的状态下进行安装)，安装在轴83的前端面上。另外，利用缸85来对轴84进行下降驱动，把催化剂载体CA夹持在该前端面和轴83的前端面之间。并且，利用油压驱动装置(无图示)向图15的下方驱动压板91。这样，向图15的下方驱动压模DPy，向径向(轴心方向)驱动分型模DPx。其结果如图16所示，利用按压体DVx来压缩筒状构件T的中间部的缓冲垫AM，并且进行缩径，变成筒状构件TT。这时的缩径量，利用控制器100通过油压驱动装置进行准确的控制，使催化剂载体CA在筒状构件TT内保持稳定状态。
上述精压装置由控制器100进行控制，尤其能利用NC控制来进行任意量的精压，能够进行微细控制。另外，在缩径时，例如若依次(随时)旋转工件进行分度控制，则能在整个周围更均匀地进行缩径。而且，该精压装置的驱动和控制形式，不仅限于油压，也可以采用机械式、电气式、空气压式等任意驱动方式，控制宜采用CNC控制。
以下参照图17和图18，说明预备缩径工序的具体例，即利用上述构成的精压装置，通过多次(在本实施方式中为2次)缩径加工，对筒状构件T的中间部进行缩径。图17表示缓冲垫AM在安装在催化剂载体CA周围的状态下放入到筒状构件T内，对筒状构件T在径向规定范围内进行缩径，适当压缩缓冲垫AM，在保持催化剂载体CA的状态下，对催化剂载体CA施加轴向荷重时的、与催化剂载体CA的轴向移动距离(行程)的关系。但是，缓冲垫AM和催化剂载体CA之间的磨擦力、以及缓冲垫AM和筒状构件T之间的磨擦力，分别表示为催化剂载体CA的外面和缓冲垫AM之间的静磨擦系数乘上缓冲垫AM的压缩复原力(表面压力)所得的积、以及筒状构件T的内面和缓冲垫AM之间的静磨擦系数乘上缓冲垫AM的压缩复原力(表面压力)所得的积。这时，轴向(纵长方向)的保持力中，静磨擦系数低的构件和缓冲垫AM之间的磨擦力占绝大多数。所以，对于已弄清了静磨擦系数的催化剂载体CA和筒状构件T，必要的磨擦力是已知的。
在图17中，表示的特性是随着催化剂载体CA的轴向移动距离的增加，轴向荷重变成最大值(Fp，其称为“冲压荷重”)之后，急剧减小，然后缓慢减小。这时的轴向荷重相当于催化剂载体CA和筒状构件T中的静磨擦系数低的构件和缓冲垫AM之间的磨擦力，所以，轴向荷重成为冲压荷重(Fp)的轴向移动距离(Sp，例如1.5mm)成为能获得最大磨擦力的行程。确定该轴向移动距离(Sp)，涉及到各种条件，所以很难确定，但至少若按该值(Sp)以上的轴向移动距离(Sx)进行移动，则能检测出最大磨擦力，即冲压荷重(Fp)。因此，轴向移动距离(Sx)，例如选择2mm(＞Sp)，在对缓冲垫AM施加了最佳压缩荷重的状态下，检测出当轴向荷重为最大时的值(冲压荷重(Fp))，若把该检测结果作为目标轴向荷重(Ft)，对缓冲垫AM的压缩量(筒状构件T的缩径量)进行调整，则在催化剂载体CA和筒状构件T中的静磨擦系数低的构件和缓冲垫AM之间，能确保所需的磨擦力。
而且，也可以监视比轴向移动距离(Sx)大的位置(图17的Sx的右侧的位置)上大致上稳定的区的动磨擦系数。也就是说，像上述那样，究竟是把峰值(最大静磨擦系数)作为重点，进行精压管理，还是把最大动磨擦系数(动状态)作为重点进行精压管理，可以根据各个设计上或制造上的背景来进行选择。无论哪一种情况，均可以仅仅监视这样的相对移动，即缓冲垫和催化剂载体之间的磨擦力、以及缓冲垫和筒状构件之间的磨擦力中的磨擦力较小，先开始移动的一边的相对移动，所以，从这一点也可看出本实施方式的制造容易性。
另一方面，图18表示对缓冲垫AM施加压缩荷重的筒状构件T的缩径量(横轴)、以及对催化剂载体CA施加的轴向荷重(纵轴)的关系。用双点划线表示的最大荷重时的特性、以及用虚线表示的最小荷重时的特性的中央的实线是本实施方式的相关线，大致呈直线状。在图18中，如上所述，根据图17的特性而设定的，对缓冲垫AM的压缩荷重为最佳状态时的目标轴向荷重(Ft)、以及能施加该目标轴向荷重(Ft)的筒状构件T的目标缩径量(St)的关系，可按以下方法确定。
首先，在第1次缩径加工中，在把缓冲垫AM安装到催化剂载体CA周围的状态下，慢慢地装入到筒状构件T内，对于安装缓冲垫AM的部分的筒状构件T的轴向规定范围，测量出进行第1次缩径加工时的筒状构件T的第1缩径量(S1)，同时测量出向催化剂载体CA施加轴向荷重，使催化剂载体CA相对筒状构件T在轴向上按规定距离(图17的轴向移动距离(Sx)，例如2mm)进行移动时的第1荷重(F1)。而且，图18的a点的第1缩径量(S1)是按缩径前的离开筒状构件T内侧面(图18的0点)的距离，可以根据分型模DPx的径向移动距离、以及压板91的驱动用油压驱动装置(无图示)的油压而求出。
接着，进行第2次缩径加工，对筒状构件T的轴向规定范围，测量出进行第2次缩径加工时的筒状构件T的第2缩径量(S2)，同时测量出向催化剂载体CA施加轴向荷重，使催化剂载体CA相对筒状构件T在轴向(例如和第1次缩径加工时的移动方向相同的方向)上按规定距离(例如2mm)进行移动时的第2荷重(F2)。而且，图18的b点的第2缩径量(S2)也是按缩径前的离开筒状构件T内侧面(图18的0点)的距离，可以根据分型模DPx的径向移动距离、以及压板91的驱动用油压驱动装置(无图示)的油压而求出。所以，从图18a的0点起到b点止的移动量为(S2-S1)。
而且，根据第1和第2缩径量(S1，S2)以及第1和第2轴向荷重(F1、F2)的相互关系，可以估算出利用规定的目标保持力(与其对应的目标轴向荷重为Ft)来把催化剂载体CA保持在筒状构件T内时的筒状构件T的缩径量(St)。在精压工序中，如图18所示，对筒状构件T进行缩径，直到达到与预先设定的目标轴向荷重(Ft)相对应的缩径量(St)为止。而且，也可以设定筒状构件T的内径的目标值(在图8中用Rt表示)，对筒状构件T进行缩径，根据达到第1和第2内径(R1、R2)时的第1和第2轴向荷重(F1、F2)的相互关系，设定筒状构件T的内径目标值(Rt)，对筒状构件T进行缩径加工，直到达到该目标值(Rt)为止。而且，筒状构件T的内径，可以从按压体DVx的初始位置和催化剂载体CA的轴心之间的规定距离中，减去按压体DVx(分型模DPx)的移动距离而求出。
上述2次测量，分别使催化剂载体CA相对于筒状构件T在同一轴向上按规定距离(2mm)进行移动，使催化剂载体CA在轴向上合计移动4mm，所以，可以预先估计该合计移动距离(4mm)，作为在筒状构件T内配置催化剂载体CA时的初始位置，设定在与移动方向相反的方向上按合计移动距离(4mm)进行后退之后的位置上，或者在缩径加工之后，在与移动方向相反的方向上按合计移动距离进行后退。
或者，上述2次测量，也可以是使催化剂载体CA相对于筒状构件T在相互相反的轴向上按规定距(2mm)进行移动。也就是说，如果每测量1次，在相反的轴向上移动相同的距离(2mm)，那么，2次测量，移动距离互相抵消，催化剂载体CA返回到筒状构件T的初始位置上。但是，在对缓冲垫AM施加一定方向的力的状态下，进行测量时，测量误差较小，所以，希望像本实施方式那样在相同方向上多次进行移动。
并且，也可以是在上述2次测量后，再在图18的C点上，也使催化剂载体CA移动，测量轴向荷重。通常，因为能根据过去的2点测量结果进行预测，所以，在大量生产工序中不需要3次测量。同样，相关线如图18所示，在看出是直线回归的情况下，测量3点以上达到图18的C点，几乎没有意义。若进一步对此进行说明，则估计的相关线，严格地说位于图18所示包括直线在内的上下2条曲线之间。所以，为了在该线上求出最佳的C点，除了a点和b点外，再测量1点，根据这3点的测量结果，利用最小2次方法等求出2次曲线，在该曲线上求出C点即可，这样可以进一步精密测量。但是，作为本发明对象的催化净化器等的大量生产中，并不要求上述精度，所以，可以采用生产效率优先，测量2次即可的图18的线性估计推测法，置换成与上述曲线相近似的直线。而且，在缩径加工中，缓冲垫CA的轴向移动和对催化剂载体CA轴向荷重的测量若能够连续进行，则也可以一边移动催化剂载体CA，一边进行荷重测量。
以下参照图21，利用具体的产品按工序以次说明上述采用精压装置的制造工序。首先，和图20的实施方式一样，在步骤201，在外径103mm±1.0mm的催化剂载体CA外周上，组装密度为1400g/m2±10％的缓冲垫AM(卷绕)，在此状态下，进入步骤202，插入到筒状构件T内。并且，在步骤203，进行第1次预备缩径，测量冲压荷重。在该阶段，并非临时固定催化剂载体CA，所以在步骤204，进行缩径，使外径达到124mm和117.8mm之间的规定外径S1(例如121mm)，这时的轴向荷重F1(在该阶段的最大保持力)在步骤205进行测量。
然后，在步骤206，进行第2预备缩径，在步骤207进行缩径，使筒状构件T的外径达到S2(例如117.8mm)，和上述实施方式一样，催化剂载体CA变成临时固定状态。这时的轴向荷重F2(最大保持力)在步骤208进行测量，根据轴向荷重F1和F2以及与其相对应的缩径量，设定图18的特性。根据该图18的特性，对催化剂载体CA最佳保持的缓冲垫AM的发出表面压力，若绘制成图，则可看出能产生最佳表面压力的最佳缩径量。而且，在步骤209设定最佳缩径量，求出最终产品中的筒状构件的最佳外径(例如114.0mm)。并且，进入到步骤210，如前所述，在筒状构件TT的两端部上形成颈部后，在步骤211，如上所述进行精压加工，进行缩径，使筒状构件的包括缓冲垫AM在内的中间部的外径达到按上述方法求出的值(Φ114.0mm)。这样，在缓冲垫AM产生最佳表面压力的状态下，把催化剂载体CA保持在筒状构件内。
如上所述，若采用本实施方式，则不设置图20的实施方式中的测量工序(步骤102)，即可求出最佳缩径量作为预备缩径工序的结果(临时固定后)，所以，能容易迅速地进行制造。而且，和上述情况一样，也能求出最佳缩径量，作为以下说明的压入工序的结果。
图22表示另一实施方式，利用压入装置把组装了缓冲垫AM的催化剂载体CA压入到筒状构件T内，制造成催化净化器，以下按工序依次说明。首先，在步骤301，在外径为103mm±1.0mm的催化剂载体CA的外周上组装(卷绕)密度为1400g/m2±10％的缓冲垫AM，然后，在步骤302压入到外径117.8mm的筒状构件T内，测量出这时的最大轴荷重，即最大保持力(冲压荷重)。然后，根据预先存储的(测量结果的)筒状构件的外径和冲压荷重的关系，确定在催化剂载体CA和缓冲垫AM的组合中能产生最佳表面压力的最佳缩径量，在步骤303作为缩径目标进行存储。然后进入步骤304，如上所述，在筒状构件T的两端部上形成了颈部之后，在步骤305，如上所述进行精压加工，进行缩径，使筒状构件T的包括缓冲垫AM在内的中间部的外径达到缩径目标。
在上述压入的实施方式中，在筒状构件T的外径相对于117.8mm有误差的情况下，也测量筒状构件T的外径，若考虑该测量结果，则精度提高。而且，担心压入时剪断力对缓冲垫AM造成影响，但是，与包括上述预备缩径在内的实施方式相比，能简化工序，所以，在不要求太高精度的表面压力的情况下，也可以采用上述压入的实施方式。作为该实施方式用的压入装置，不需要像图15所示的装置那样复杂的结构，只要在按压构件上设置压力传感器(例如测力传感器)即可，能简化装置结构。
以下参照图19，按照图23的工序依次说明另一实施方式，即不进行预备缩径，把组装了缓冲垫AM的催化剂载体CA，支承在筒状构件T内的状态下进行精压，制造催化净化器。首先，在步骤401在外径103mm±1.0mm的催化剂载体CA的外周上，组装密度1400g/m2±10％的缓冲垫AM(卷绕)之后，在步骤402在其组装后的状态下按上述方法进行测量，在步骤403对外径124mm±0.4mm的筒状构件T设定缩径目标。例如设定缩径目标，以便达到在筒状构件T内缓冲垫AM能产生最佳表面压力的筒状构件T的外径(例如φ114.0mm)，并且存储到控制器100内。
然后，进入步骤404，在催化剂载体CA上组装了缓冲垫AM的状态的组装体UT，插入到筒状构件T内，利用和图15所示的装置相同的装置，如图19(B)所示轴83和84从轴向上进入，利用这些，使组装体UT在不与筒状构件T的内壁面相接触的状态下保持在筒状构件T的中间部内。并且不经过上述预备缩径工序，就进入步骤405，利用图4和图5所示的旋压装置1在筒状构件T的两端部上形成颈部，制造筒状构件TN。
图19(C)表示利用上述旋压装置1对颈部的成形状况，在组装体UT被轴83和84从轴向上按压和保持的状态下，利用辊轮RL来进行旋压加工。这时轴83和84施加的保持力很小，只要能既不损伤催化剂载体CA，又在旋压加工时能使组装体UT不移动即可。在图19(C)中进行同轴旋压加工。只要筒状构件T不碰到轴83和84，也可以在相对于筒状构件T的中间部的轴呈倾斜或偏心的轴上形成颈部部。
然后，在图23的步骤406，例如用图15所示的装置如上所述进行精压加工，如图19(D)所示，对包括筒状构件TN的缓冲垫AM在内的中间部的外径进行缩径，使其达到在步骤403设定的值(φ114.0mm)。这样，在筒状构件内缓冲垫AM产生最佳表面压力的状态下，对催化剂载体CA进行适当的保持。而且，若采用本实施方式，则和包括上述预备缩径工序在内的实施方式相比，能简化工序，所以筒状构件T的误差小，在表面压力精度要求不太高的情况下，利用图19和图23所示的实施方式即可。
而且，在上述任一实施方式中，均不一定是一个催化剂载体CA，也可以在轴向上配置2个，形成串列型，或者串列配置3个以上，也可以使筒状构件T的中间部，在与各蜂窝状结构体相对应的每个部分进行缩径，也可以是连续地进行缩径。当然，对同轴颈部加工也是有效的。并且，作为最终产品并不仅限于汽车用排气系统构件，本发明的制造方法可以适用于上述燃料电池改性器等各种流体处理装置。
权利要求
1.一种内装有蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内，其特征在于把上述缓冲构件以安装在上述蜂窝状结构体周围的状态收容到上述筒状构件内，在把持上述筒状构件的中间部的状态下在上述筒状构件的至少一端形成颈部之后，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件和上述缓冲构件一起缩径，直到使上述缓冲构件产生所需保持面压的上述筒状构件最佳内径为止。
2.一种内装有蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内，其特征在于把上述缓冲构件以安装在上述蜂窝状结构体周围的状态隔着间隙收容到上述筒状构件内，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件缩径到规定的外径，形成缩径部，在把持该缩径部的状态下在上述筒状构件的至少一端形成颈部之后，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件和上述缓冲构件一起缩径，直到使上述缓冲构件产生所需保持面压的上述筒状构件最佳内径为止。
3.一种内装有蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，通过缓冲构件把蜂窝状结构体保持在金属制筒状构件内，其特征在于把上述缓冲构件以安装在上述蜂窝状结构体周围的状态压入到上述筒状构件内，在把持上述筒状构件的中间部的状态下在上述筒状构件的至少一端形成颈部之后，使至少收容上述缓冲构件的部分的上述筒状构件和上述缓冲构件一起缩径，直到使上述缓冲构件产生所需保持面压的上述筒状构件最佳内径为止。
4.如权利要求2或3所述内装有蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，其特征在于对上述蜂窝状结构体施加轴向负荷，使上述蜂窝状结构体相对于上述筒状构件在轴向移动规定距离时，监视上述轴向负荷的值，并根据上述轴向负荷和上述筒状构件的内径的关系，设定上述颈部形成后的缩径加工时的上述筒状构件的最佳内径。
全文摘要
提供一种内装有蜂窝状结构体的流体处理装置的制造方法，能一边牢固地把持筒状构件的中间部、一边在端部形成颈部，同时能适当地对筒状构件进行缩径。把缓冲构件(缓冲垫)以安装在蜂窝状结构体(催化剂载体)周围的状态(M0)、隔着间隙收容到筒状构件内(M2)。例如，将至少收容缓冲构件的部分的筒状构件缩径到规定外径，形成缩径部(M3a预备缩径)。在把持该缩径部的状态下，例如，用旋压加工在筒状构件的至少一端形成颈部(M4形成颈部)之后，使至少收容缓冲构件的部分的筒状构件和缓冲构件一起缩径，直到使缓冲构件产生所需保持面压的筒状构件最佳内径为止(M5精压加工)。
文档编号B21D41/04GK1572389SQ20041004732
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月31日 优先权日2003年5月29日
发明者森川彰信 申请人:株式会社三五