(57)【要約】周方向に閉じたジャケット(5)と二つの端面ファネル(6)を組付けたハウジング(4)内に、排気ガス後処理用モノリス(8)を備える排気ガス後処理装置(2)の製造方法であり、(A)モノリス(8)を、該モノリス(8)を周方向に包む支持マット(9)と共にジャケット(5)に軸方向に挿入し、ファネル(6)の軸方向接続部(10)であって、各接続部(10)と支持マット(9)の軸方向端部(25)とが軸方向に重なり合うようにジャケット(5)の断面形状と相補形に形成された軸方向接続部(10)を各ジャケット(5)に挿入又は外嵌して、ハウジング(4)を組立てて装填する工程と、(B)一方の接続部(10)から他方の接続部(10)まで延びる支持部分(16)でモノリス(8)をジャケット(5)内に保持するための径方向の予圧を支持マット(9)に対し発生させるため、ジャケット(5)をファネル(6)の接続部(10)と共に、初期断面形状(13)から最終断面形状(15)にまで縮小させ、ハウジングのキャリブレーションを行う工程とを含む。【選択図】図６
2015524031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に閉じられたジャケット（５）と二つの端面ファネル（６）とを組み付けたハウジング（４）内に、少なくとも一つの排気ガス後処理用モノリス（８）を備える排気ガス後処理装置（２）の製造方法であって、
（Ａ）前記少なくとも一つのモノリス（８）を、該少なくとも一つのモノリス（８）を前記周方向に包む少なくとも一つのベアリングマット（９）と共に前記ジャケット（５）に軸方向に挿入し、
前記ファネル（６）の軸方向接続部（１０）であって、前記それぞれの接続部（１０）と前記ベアリングマット（９）の軸方向端部（２５）とが軸方向に重なり合うように前記ジャケット（５）の断面形状と相補形に形成された軸方向接続部（１０）をそれぞれ前記ジャケット（５）に挿入するか前記ジャケット（５）に外嵌することにより、前記ハウジング（４）を組み立てて装填する工程と、
（Ｂ）少なくとも、一方の前記接続部（１０）から他方の前記接続部（１０）まで延びるベアリング部分（１６）において、前記少なくとも一つのモノリス（８）を前記ジャケット（５）内に保持するための所定の径方向の予圧を前記少なくとも一つのベアリングマット（９）に対し発生させるために、前記ジャケット（５）を前記ファネル（６）の前記接続部（１０）と共に、初期断面形状（１３）から最終断面形状（１５）にまで縮小させることにより、前記ハウジングのキャリブレーションを行う工程と、を含む製造方法。
【請求項２】
前記接続部（１０）に結合された前記端部（１１）を含む前記ジャケット（５）の断面外形が、該ジャケット（５）の軸方向全長にわたって一定となるようキャリブレーションを行うことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ベアリングマット（９）の、それぞれの重複部（１４）に相当する部分を、肉厚を薄く、および／または密度を低く形成することを特徴とする、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ジャケット（５）の断面外形が前記ベアリング部分（１６）の前記軸方向全長にわたって一定となり、前記接続部（１０）に結合される前記端部（１１）に段部（２２）を形成するよう、キャリブレーションを行うことを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記ベアリング部分（１６）における前記断面形状の縮小度合いを、前記接続部（１０）よりも該接続部（１０）の肉厚（１７）分だけ大きくすることを特徴とする、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
キャリブレーションを、キャリブレーション治具（１９）を用いて行い、該キャリブレーション治具（１９）は、前記ジャケット（５）の断面形状を縮小する圧力を加えるために前記ジャケット（５）の前記断面外形の相補形に形成された押圧面（２０）を含むとともに、前記接続部（１０）に対応する部分に形成された段部（２１）を含むことを特徴とする、請求項４または６に記載の製造方法。
【請求項７】
前記ファネル（６）を、組み立て後かつキャリブレーション前に、前記ジャケット（５）に固定することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
キャリブレーション後に、前記ファネル（６）を少なくとも一本の周方向に閉じる溶接線（２４）によって前記ジャケット（５）に固定することを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記ハウジング（４）の組み立て前に、キャリブレーションに必要なパラメータを決定するために前記少なくとも一つのモノリス（８）および／または前記少なくとも一つのベアリングマット（９）の測定を行い、前記決定されたパラメータに基づいてキャリブレーションを行うことを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
内燃機関の排気系（１）用の排気ガス後処理装置であって、
周方向に閉じられたジャケット（５）と、該ジャケット（５）の端部にそれぞれ取り付けられた二つのファネル（６）とを含むハウジング（４）と、
少なくとも一つのベアリングマット（９）前記周方向に包まれ前記ジャケット（５）内に配置された、排気ガス後処理用の少なくとも一つのモノリス（８）と、を備え、
前記それぞれのファネル（６）は軸方向接続部（１０）によって、前記ベアリングマット（９）と前記それぞれの接続部（１０）が軸方向に重なり合うように前記ジャケット（５）に挿入されるか前記ジャケット（５）に外嵌されており、
前記ジャケット（５）が、前記外嵌または挿入された接続部（１０と共に、前記ジャケット（５）と前記ファネル（６）とが径方向の遊びが無い状態互いに結合されるよう、初期断面形状（１３）から最終断面形状（１５）にまで縮小成形されている、排気ガス後処理装置。
【請求項１１】
前記ジャケット（５）と前記接続部（１０）とは相互に径方向の予圧を付加していることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ハウジング（４）が、前記ジャケット（５）における、前記それぞれの接続部（１０）が前記ベアリングマット（９）に重なっている軸方向端部（１１）の少なくとも一方に形成された段部（２２）を含むことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ベアリングマット（９）が、前記ジャケット（５）の少なくとも一方の軸方向端部（１１）の前記それぞれの重複部（１４）に対応する部分において、一方の前記接続部（１０）から他方の前記接続部（１０）まで延びるベアリング部分（１６）におけるよりも強く径方向に圧縮されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１４】
排気ガス後処理装置（２）のハウジング（４）のキャリブレーションを行うキャリブレーション治具であって、ジャケット（５）の断面形状を縮小する圧力を加えるために前記ジャケット（５）の前記断面外形の相補形に形成された押圧面（２０）を含むとともに、前記接続部（１０）に対応する部分に形成された段部（２１）を含む、キャリブレーション治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス後処理装置の製造方法に関する。本発明はまた、特に自動車に搭載可能な内燃機関の、排気系の排気ガス後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば触媒コンバータや粒子フィルタなどの排気ガス後処理装置は、少なくとも一つの排気ガス後処理用モノリスを有し、該モノリスは、それを周方向に囲むベアリングマットに支持されてハウジング内に保持されている。このようなモノリスはセラミック材料から比較的安価に製造できる。セラミック材料には耐熱性に優れるという特徴がある。しかしセラミック材料は比較的脆弱で、ハウジングの製造に通常用いられる金属の熱膨張係数とは大きく異なる熱膨張係数を有している。従って、ベアリングマットには電圧ピークからモノリスを保護する働きがある。一方、ベアリングマットは、熱による膨張作用を相殺するために、可逆的に弾性変形が可能でなければならない。また、ベアリングマットは振動や揺動を減衰させることにより、モノリスへの負荷を低減する働きがある。セラミックモノリスを用いる場合のさらなる問題は、製造工程に関係している。金属のハウジングが比較的厳格な形状誤差で製作できるのに対し、セラミックモノリスを製造する際の形状誤差は相当大きい。ベアリングマットもまた、特にロット毎では、形状や密度のばらつきがある。それぞれのモノリスを対応するベアリングマットで支持して十分な強度でハウジングに固定するためには、モノリスとハウジングのジャケットの間に径方向に形成される環状の隙間にベアリングマットを圧縮保持するに足る所定の予圧が必要である。この圧縮力が弱すぎると、稼働中にモノリスがハウジングに対して軸方向に移動する恐れがある。さらに、排気ガス後処理装置の稼働中、高温の排気ガスの強い流れがベアリングマットに当たり、安定度を損ねる恐れもある。逆に圧縮力が強すぎると、ベアリングマットは熱膨張作用を弾性的に吸収することができなくなり、その結果ハウジングに対するモノリスの取付・保持状態の耐久性が大きく損なわれる恐れがある。さらには、モノリスに対する応力が許容範囲を超えてしまい、その結果モノリス自体が損傷する恐れが生じる。このような問題に対処するには、モノリスとハウジングのジャケットの間に径方向に所望の隙間幅を形成するため、個々のハウジングの寸法を対応するモノリスに合致させるのが通常の方法である。所定の隙間幅を形成することにより、組み付けた状態でベアリングマットに所定の圧力が径方向にかかることになり、ベアリングマットは本来の機能を最適に発揮できることとなる。
【０００３】
ハウジングをそれぞれのモノリスの寸法に合致させる工程は、モノリスをベアリングマットと共にハウジングのジャケットに挿入する前に行うことができ、これをプリサイジングという。プリサイジングの一つの方法として、寸法の異なるハウジングを準備しておき、その中からそれぞれのモノリスの寸法に応じて合致するハウジングを選択して取り付けることができる。もう一つの方法は、許容誤差内で最も大きいモノリスに合致するサイズのハウジングのみを準備しておくことである。この標準ハウジングはほとんどのモノリスに対して大きすぎるので、モノリスをハウジングのジャケットに挿入する前にハウジングの断面形状の縮小を行うことが必要となるが、これは適切な治具により可能である。プリサイジングを行う際、モノリスをベアリングマットと共にハウジングに挿入するのは、軸方向に挿入するときに比較的大きな剪断力がベアリングマットに作用するのでかなり複雑な作業となり、その結果ベアリングマットが損傷する恐れがある。
【０００４】
プリサイジングに代えて、いわゆるポストサイジングを行ってもよく、この場合モノリスはベアリングマットと共に標準ハウジングの比較的大きい寸法のジャケットに軸方向に挿入され、その後、すなわちベアリングマットに封入されたモノリスがジャケットに挿入された状態で、ジャケットまたはハウジングの寸法をそれぞれのモノリスに個々に合致させるために断面形状の縮小が行われる。ハウジングの寸法をそれぞれのモノリスに個々に合わせるための断面形状の縮小工程は、ハウジングの「キャリブレーション」とも呼ばれ、プリサイジングの場合にもポストサイジングの場合にも行われる。
【０００５】
ハウジングは一般に、それぞれのモノリスをベアリングマットと共に周方向に囲む上記の部材と、ジャケットの端部に配置された二つのファネルからなる。通常、ジャケットと二つのファネルは別々の部材なので、ハウジングを組み立てるには二つのファネルをジャケットに取り付ける必要がある。したがって、ファネルのうち少なくとも一つは、モノリスを挿入した後でジャケットに取り付けることになる。通常、円筒状の接続部を有するそれぞれのファネルは円筒形のジャケットに結合させることができ、その際ファネルの接続部はジャケットの外側に外嵌されるか、またはジャケットの内部に差し込まれる。実際には、ジャケットとファネルとは周方向に溶接線で閉じることにより互いに固定される。
【０００６】
ジャケットはキャリブレーションによって断面積が異なってくるので、ファネルの固定に当たってさらなる問題が生じる。なぜなら標準のファネルは概して大きすぎ、溶接線は寸法差を相殺するには比較的不安定だからである。この問題は原理的には、ファネルにもキャリブレーションを行い、キャリブレーションされたファネルをキャリブレーション済みのジャケットに結合させることで解決できる。この方法により、ジャケットの両端部と、それぞれのファネルのジャケットと重なり合う接続部との間の径方向の遊びを小さくすることができる。したがって、必要な溶接線を小さくすることができ、強度を増すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現今の排気系は、特に小型自動車において、排気ガス後処理装置を軸方向にできるだけ小さくすることを要求されることが多い。これは、ハウジング内においてモノリスとファネルとの軸方向の空間をできるだけ小さくすることで達成できる。寸法をさらに縮めることが可能なのは、ジャケットとそれぞれのファネルが互いに結合され、モノリスの軸方向端部と重なり合っている部分のみである。このことから新たな問題が生じる。挿入式のファネルの場合、ファネルの接続部がモノリスとジャケットの間の環状の隙間に軸方向に入り込み、ベアリングマットの装着に必要なスペースが占められてしまう。外嵌式のファネルの場合は、ジャケットの、キャリブレーションを行うのに必要な軸方向部分が狭められてしまう。したがって、いずれの場合にも、ベアリングマットが保持機能を最適に果たすことが不能となる恐れがある。
【０００８】
本発明は、冒頭に述べた種類の排気ガス後処理装置の改良された実施形態と、それに関連する、特に軸方向にコンパクトでありながらベアリングマットの十分な保持機能を確保できる構造が実現可能な製造方法の、改良された実施形態を提示するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記の問題は独立請求項の主題により解決することができる。有益な実施形態は、従属項の主題を構成するものである。
【００１０】
本発明は、ポストサイジング方式を採用した排気ガス後処理装置を製造し、ファネルをジャケットに差し込んだ状態でキャリブレーションを行うという基本概念に基づくものであり、ファネルの接続部は、当該接続部がベアリングマットの軸方向端部と軸方向に重なり合うよう、ジャケットに軸方向に結合される。キャリブレーションにおいてジャケットは、ファネルが結合される端部も含め軸方向の全長にわたってキャリブレーションされる、すなわち、断面形状の縮小が行われる。したがって断面形状の縮小は、ファネルとジャケットが同軸上に重なる二層構造を呈する接続部と、一方の接続部から他方の接続部まで軸方向に延びる、ジャケットのみからなる一層構造を呈するベアリング領域との双方に対して行われる。ジャケットとそれに結合されたファネルとを同時にキャリブレーションする場合、標準サイズのジャケットとファネルのみを準備しておけばよいので、工程が簡易化される。加えて、それぞれのファネルの接続部と該ファネルと同軸上に延びるジャケットの端部との間の径方向の隙間が同時キャリブレーションによって消滅し、ファネルとジャケットとは径方向に遊びのない状態で互いに結合される。これにより、ジャケットはいかなる位置でも径方向の隙間に入り込むことがなくなるため、十分に強度のある溶接線の形成が容易となる。さらに、それぞれの接続部とベアリングマットとが軸方向に重なり合っていることはさほど不利にはならないことが判明している。具体的に言えば、ベアリングマットの排気ガスに対する封止効果が損なわれることはない。これらを総合すると、個々のファネルのそれぞれの接続部とベアリングマットの軸方向端部との重ね合わせ、すなわちジャケットとモノリスとの重ね合わせにより、軸方向の両端部が非常に短い、つまりコンパクトな構成の排気ガス後処理装置が実現できる。
【００１１】
有益な実施形態では、キャリブレーションは、断面形状の縮小がベアリング部と接続部とで同一の寸法で行われるよう実施してもよい。この場合、キャリブレーション後にジャケットは、ファネルの接続部が結合された端部も含めた軸方向の全長にわたり均一な断面外形を有することになる。したがって、キャリブレーション工程は非常に簡易である。従来のキャリブレーション治具を使用して同じ効果が得られるからである。ジャケットの端部にはファネルの接続部が存在し二重構造となっているので、ベアリングマットと軸方向に重なっている部分ではより大きな圧縮力がベアリングマットに作用する。特に、少なくともベアリングマット自体が軸方向に均一な肉厚を有している場合、ベアリングマットは接続部の壁部の肉厚によってより大きな圧縮力を受ける。
【００１２】
さらに有益な形態としてベアリングマットのそれぞれの重複部を、肉厚を薄く、および／または密度を低くして、形成することができる。具体的には、ベアリングマットのそれぞれの重複部に、それぞれの接続部の肉厚と形状的に合致するよう、環状の段部又は軸方向に切り込んだ溝を形成するとよい。これにより、ベアリングマットの重複部において径方向の隙間がベアリング部分より狭い場合であっても、ベアリングマットの軸方向全長にわたり均一な圧縮を行うことが可能となる。
【００１３】
別の実施形態では、接続部よりもベアリング部分において断面形状がより多く縮小されるよう、キャリブレーションを行ってもよい。この場合、キャリブレーション後のジャケットの断面外形は、ベアリング部分の軸方向全長にわたって一定となり、ファネルの接続部と結合された端部の断面外形はベアリング部分のそれより大きくなる、すなわち段部が形成される。言い換えれば、重複部の二重壁構造に合わせて成形され、その結果ベアリングマットの軸方向全長にわたって径方向の隙間幅を均一にすることが可能となる。したがって、ベアリングマットの軸方向全長にわたって均一な圧縮が可能となる。特に、ベアリング部分における断面形状の縮小度合いが、それぞれの接続部における縮小度合いより当該接続部の肉厚分だけ大きい場合に、上記の効果が得られる。
【００１４】
このようにジャケットの全長にわたり均一な断面形状の縮小を行うには、ジャケットの断面形状を縮小させる圧力を加えるための、ジャケットの輪郭と相補形に形成された押圧面を有する特別なキャリブレーション治具を用いるのが有利である。したがってこのキャリブレーション治具は、接続部に対応する押圧面が凹部を含むよう構成される。凹部の径方向の寸法は、それぞれの接続部の肉厚に合致させるのが好ましい。断面形状の縮小を均一に行った場合、完成したハウジングの断面外形は、重複部においてベアリング部分よりも大きいものとなる。
【００１５】
有益な実施形態では、ファネルはキャリブレーション過程での変形を避けるため、キャリブレーション治具内でジャケットに対し軸方向に固定されている。これに加えまたはこれに代えて、ファネルをジャケットに取り付けた後キャリブレーションを行う前に、ファネルをジャケットに固定してもよい。この固定は、例えば一か所または複数個所にスポット溶接を施すか、または（仮の）溶接線を形成することにより実施できる。このように、キャリブレーション工程に備えてファネルのジャケットに対する固定を行うこともできる。
【００１６】
キャリブレーション後にファネルをそれぞれ、少なくとも一本の周方向に閉じる（最終の）溶接線によってジャケットに固定するのが好ましい。ジャケットと同時にキャリブレーションされたファネルはジャケットに対し径方向の遊びが無く結合されており、その結果それぞれの溶接線は比較的小さく形成することができる。これにより、それぞれの溶接線は高い耐疲労性を有することとなる。
【００１７】
さらに有益な製造方法の形態として、ハウジングの組み立てに先立って、キャリブレーションに必要なパラメータを決定するために少なくとも一つのモノリス、および／または少なくとも一つのベアリングマットを測定するとよい。キャリブレーションはその後、決定されたパラメータに従って実行される。このようなパラメータとしては通常、モノリスの断面積と厚さ、および／またはベアリングマットの密度が用いられる。
【００１８】
上記のとおり、本発明による排気ガス後処理装置は、ジャケットが、ファネルが結合された接続部と共に元の断面形状から最終的な断面形状へと縮小成形され、それによりジャケットとファネルとが径方向の遊び無く互いに結合されるという特徴を有する。断面形状の縮小成形はジャケットとファネルの構成組織内で実現することができる。ジャケットとファネルの同時成形も同様に、ファネルとジャケットとの接触面の成形時に生じるミクロ組織の補助により実現できる。
【００１９】
さらに、ジャケットとファネルの接続部とに、相互に径方向に予圧をかけておくのが特に好ましい。このような径方向の予圧は、断面形状の縮小過程では径方向により内側に位置するそれぞれの部材が結合領域内でより大きく変形することに基づいて得られるものである。塑性成形においては必ず弾性変形が起こるので、成形された部材の成形後の弛緩によって、内側に配置された部材は理論的には外側に配置された部材よりも大きく弛緩することになるが、実際には外側に配置された部材の存在によってそれが抑制され、その結果ジャケットとそれぞれの接続部との間に、所望の径方向の予圧が生じるのである。
【００２０】
別の実施形態では、ジャケットが、ベアリングマットのそれぞれの接続部が重なり合う軸方向端部の少なくとも一方に、段部を有してもよい。このような形状は、上記の断面形状の不均一な縮小によって形成できる。
【００２１】
上記に代え、以下のような実施形態も考えられる。ベアリングマットを、ジャケットの少なくとも一方の軸方向端部の重複部において、一方の接続部から他方の接続部まで延びるベアリング部分よりも、より強く径方向に圧縮してもよい。この形態は、具体的には上記の断面形状の均一な縮小を行うことで実現できる。
【００２２】
実際には、両方の端部が上記の段部を有し、したがってベアリングマットはベアリング部分よりも重複部においてより強く圧縮される。しかし原理的には、一方の端部に段部が形成され他方の端部はより強く圧縮されるという混合型の構成も考えられる。
【００２３】
本発明はさらに、上記排気ガス後処理装置のハウジングのキャリブレーションを行うためのキャリブレーション治具に関する。このキャリブレーション治具は、ジャケットの断面形状を縮小させる圧力を加えるための押圧面を有することを特徴とし、接続部に対応する該押圧面は段部を有するとともに、それぞれの接続部の肉厚に合わせて形成されている。
【００２４】
モノリスの形状やジャケットの断面形状は、上記の方法、排気ガス後処理装置、またキャリブレーション治具による限定を受けない。例えば円形や楕円形など、丸い断面形状とするのがもっとも一般的である。しかし例えば矩形、六角形、三角形など角のある断面形状としてもよい。後者の場合は当然、実際には角部は適宜面取りされる。
【００２５】
本発明のさらなる重要な特徴および利点は、従属項、図面、および図面に基づく説明により明らかとなろう。
【００２６】
上記の特徴および以下に説明する特徴は、それぞれについて述べられた組み合わせのみで実施されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限り他の組み合わせにより、あるいはそれ自身のみで実施可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】排気系の排気ガス後処理装置に相当する部分を簡略化して示した図である。
【図２】排気ガス後処理装置の拡大図である。
【図３】図３（Ａ）はベアリングマットを装着したモノリスの端部の図であり、図３（Ｂ）はその側面図である。
【図４】組み立て工程における排気ガス後処理装置の拡大図である。
【図５】組み立てが完了した排気ガス後処理装置の側面図である。
【図６】排気ガス後処理装置のファネル部を簡略化して長手方向に示す図であり、図６（Ａ）はキャリブレーション前、図６（Ｂ）はキャリブレーション後を示す。
【図７】他の実施形態における、図６に相当する図である。
【図８】他の実施形態における、図６に相当する図である。
【図９】他の実施形態における、図６に相当する図である。
【図１０】ファネルがなく、かつ特別な実施形態によるジャケットを有する排気ガス後処理装置の軸方向端部を長手方向に示す図である。
【図１１】他の実施形態によるジャケットを長手方向に示す図である。
【図１２】他の実施形態によるジャケットを長手方向に示す図である。
【図１３】二重構造のファネルの実施形態を示す図である。
【図１４】二重構造のファネルの他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の好ましい例示的な実施形態を図面に示し、以下に詳しく説明する。各図面において同一、類似、または機能的に同一な部材には同一の番号を付す。
【００２９】
図１に示すように、内燃機関（不図示）の排気ガスを排出するための排気系１は特に自動車に適用可能なもので、排気系１の排気ライン３に組み込まれた少なくとも一つの排気ガス後処理装置２を備えている。排気ガス後処理装置２はジャケット５と二つの端部ファネル６からなるハウジング４を備えている。したがってジャケット５は周方向に閉じられている。長手方向は、すなわちハウジング４の軸方向７をなしている。図６〜図１０では片側のみ示しており、長手方向軸７は対称な面を含めた面に対する長手方向の中心軸と重なっている。
【００３０】
図２〜図４から明らかなように、ジャケット５とファネル６とは別部材であり、ハウジング４を形成するにはこれらを組み付けねばならない。ハウジング４は少なくとも一つのモノリス８と少なくとも一つのベアリングマット９を収容するもので、組み立て完了時にはモノリス８を周方向に封入することになる。
【００３１】
図２において、モノリス８はハウジング５に対し９０度回転して表示されているが、このことは図中の二つの長手方向軸７が互いに９０°をなしていることから明らかである。ベアリングマット９は初期の展開された状態で図示されている。ファネル６はそれぞれジャケット５に対向する接続部１０を有し、該接続部１０は、それぞれのファネル６がジャケット５に結合可能となるように、ジャケット５と相補形をなしている。具体的には、ジャケット５は円筒形の断面を有している。これに合わせ、接続部１０もそれぞれが円筒形の断面を有するよう形成されている。ファネル６はジャケット５のそれぞれの軸方向端部１１に対し、図８および図９の実施形態に示すように挿入されるか、または図６および図７に示すように外嵌される。これらの混合形態、すなわち一方のファネル６がジャケット５に挿入され、他方のファネル６がジャケット５に外嵌される構成としてもよい。
【００３２】
排気ガス後処理装置１の組み立て、より具体的にはハウジング４の組み立てと装填の際、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すようにまずベアリングマット９が、モノリス８を周方向に包むようにモノリス８に巻き付けられる。図３（Ａ）の符号１２は、ベアリングマット９の周方向の突き合わせ箇所を指す。これに続き、モノリス８はベアリングマット９と共にジャケット５に軸方向に挿入される。その後、図４から推測できるように、ファネル６がジャケット５に外嵌される。続いてハウジング４は図５に示す状態となり、この時点でジャケット５には初期状態の断面形状１３が形成される。その後ハウジング４に対するキャリブレーションが行われるが、これについて図６〜図９を参照しつつ、以下に詳述する。
【００３３】
図６〜図９に示すように、接続部１０を有するそれぞれのファネル６はジャケット５に外嵌または挿入され、それぞれの接続部１０とベアリングマット９の軸方向端部（重複部）１４とは軸方向に重なり合う。そのためハウジング４は、すなわち排気ガス後処理装置２は、軸方向７において非常に短い形状となる。
【００３４】
キャリブレーションを通じて、ファネル６の接続部１０と重なる端部１１を有するジャケット５は、初期の断面形状１３から最終の断面形状１５へと縮小され、これによりベアリングマット９の少なくともベアリング部分１６において、モノリス８をジャケット５に対し固定させる所定の予圧が発生する。ベアリング部分１６は、ファネル６の一方の接続部１０から他方の接続部１０まで、すなわち両端部１１の間に、軸方向に延びる部分である。
【００３５】
図６および図８に示す実施形態では、断面形状の縮小度合いがベアリング部分６と重複部１４とでほぼ同一寸法となるよう、キャリブレーションが行われる。その結果、接続部１０も含めジャケット５の軸方向全長にわたって均一な断面外形、すなわち最終断面形状１５が形成される。両端部１１においては、ジャケット５の肉厚１８にそれぞれの接続部１０の肉厚１７が加算されるので、その分より大きな圧縮力がベアリングマット９の重複部１４に作用することとなる。言い換えれば、この工程によってベアリングマット９は接続部１０と接する重複部１４において、ベアリング部分１６におけるよりも大きな圧縮力を受けることとなる。
【００３６】
図６および図８に示すキャリブレーション治具１９は、押圧面２０を有する。この押圧面２０はジャケット５上部の輪郭と相補形に形成されており、ジャケット５の断面形状を縮小する圧力を加えるためのものである。
【００３７】
図７および図９の実施形態では、断面形状の縮小度合いが接続部１０よりもベアリング部分６において大きくなるよう、キャリブレーションが行われる。この目的のため、上記のキャリブレーション治具１９の押圧面２０には、接続部１０の径方向の肉厚１７とほぼ同一の高さの段部２１が、接続部１０に対応する領域に形成されている。縮小成形によって、例えば図７（Ｂ）および図９（Ｂ）から明らかなように、不均一な外形輪郭が形成される。この場合、ハウジング４にはジャケット５のそれぞれの軸方向端部１１に段部２２が形成され、当該段部２２は、図７（Ｂ）に示す外嵌方式ではそれぞれのファネル６の接続部１０に対応する位置に、図９（Ｂ）に示す挿入方式ではジャケット５の屈曲部１１に対応する位置に形成される。
【００３８】
キャリブレーション治具１９のそれぞれの段部２１は、キャリブレーション後にベアリングマット９内で実質的に均一な径方向の圧縮がベアリングマット９の軸方向全長にわたって行われるよう、接続部１０の肉厚１７に合わせて形成される。図７（Ｂ）および図９（Ｂ）の実施形態から明らかなように、径方向の隙間２３はモノリス８の軸方向全長にわたって大きさが同一であり、当該径方向の隙間２３はモノリス８とジャケット５の間で径方向に形成されている。ベアリングマット９はこの径方向の隙間２３内で圧縮されている。図７（Ｂ）および図９（Ｂ）の実施形態において径方向の隙間２３は、ベアリング部分１６に対応する部分とそれぞれの重複部１４に対応する部分とでほぼ同じ幅であることに留意されたい。
【００３９】
キャリブレーションに続き、それぞれのファネル６は、少なくとも一本の周方向に閉じる溶接線２４によってジャケット５に固定される。
【００４０】
図１０に示す実施形態では、ベアリングマット９はその軸方向端部２５に環状の段部２６が形成されている。この環状の段部２６によって、例えば図９（Ａ）に示すジャケット５の端部１１への、接続部１０の軸方向の挿入が容易となる。このような段部を有する実施形態は、原理的には外嵌方式のファネル６にも好適である。ベアリングマット９に段部が形成されていると、図６（Ｂ）または図８（Ｂ）に示すキャリブレーション後の径方向の隙間２３がベアリング部分１６よりも重複部１４のほうが狭い場合でも、端部２５に対する径方向の圧縮力が低減されるからである。図１０に示す実施形態では、ベアリングマット９の端部２５において段部２６は径方向で外側に形成されている。しかがってこの実施形態は、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示す挿入式のファネル６に特に好適である。これに代えて、段部２６をベアリングマット９の径方向内側に形成してもよい。さらに、段部２６を二つとし、一つの環状の段部を径方向外側に、もう一つの環状の段部を径方向内側に形成してもよい。
【００４１】
図１１に示す実施形態では、径方向の圧縮力を低減するため、ベアリングマット９には段部２６に代えて、端部２５に軸方向の溝２７が形成されている。図１０および図１１の実施形態ではベアリングマット９が全体として均一な密度を有しているのに対し、図１２に示す実施形態では端部２５において密度が低くなっている。この後形成される重複部１４の密度が低下することにより、端部よりも高い密度を有するベアリング部分１６の密度とほぼ同等となり、重複部１４への圧縮力が接続部１０の肉厚１７に相当する分だけ強いにもかかわらず、ベアリング部分１６と重複部１４の縮小成形後には実質的に等しい予圧が得られることとなる。
【００４２】
図６〜図９ではそれぞれのファネル６は一層構造として示されているが、図１３および図１４に示すように二重構造のファネル６としてもよい。この二重構造のファネル６は、同心状に形成された外側ファネル２６及び内側ファネル３２を有している。外側ファネル２６はジャケット５に外嵌または挿入される接続部１０を含む。内側ファネル３２は少なくともファネル６の円錐部分において、外側ファネル２６から径方向に離間しており、その間に環状の空隙２８が形成されている。これにより、環状の空隙による、すなわち空気による断熱効果が得られる。図１３では、断熱材２９が環状の空隙２８に配置されている。
【００４３】
図１３に示す実施形態では、内側ファネル３２のモノリス８に対向する端面に、径方向に突出するカラー３０が形成されている。この環状のカラー３０はキャリブレーション後にベアリングマット９の軸方向端部の環状の隙間２３を覆う大きさに成形されており、この部分が高温の排気ガスに直接さらされないよう保護している。一方、図１４に示す実施形態では、モノリス８に対向する内側ファネル３２の端面に軸方向に突出するカラー３１が形成され、該カラー３１はキャリブレーション後には環状の隙間２３に埋没し、この隙間を密閉する。これにより上記と同様に、ベアリングマット９を排気ガスから効率よく保護することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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