(57)【要約】【課題】内筒の外側に外筒を配置し、この内筒の首部と外筒の首部を溶接によって接続する際に、その溶接の大きなバラツキをなくし、溶接不良の発生を防止する。【解決手段】排気ガスを浄化する担体２を収容した内筒４の端部をスピニング加工により縮径し小径な首部４ａ，４ｂを一体形成するとともに、内筒４の外周に間隙６を有するように外筒部材５を配設する。接続パイプ７の一端を前記の内筒の首部４ａ，４ｂに挿入するとともに、他端を外筒部材５の小径な首部５ａ，５ｂに挿入して、該接続パイプ７により内筒４の首部４ａ，４ｂと外筒部材５の首部５ａ，５ｂとを接続する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを浄化する担体を収容した内筒の端部をスピニング加工により縮径し小径な首部を一体形成するとともに、内筒の外周に間隙を有するように外筒部材を配設した排気浄化装置において、接続パイプの一端を前記の内筒の首部に挿入するとともに、他端を外筒部材の小径な首部に挿入して、該接続パイプにより内筒の首部と外筒部材の首部とを接続したことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記内筒の首部を、そのスピニング加工時において、その首部の内側にマンドレルを配置して形成したことを特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記外筒部材内に消音室を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気ガスを浄化する排気浄化装置において、図３（ａ）に示すように、担体１０１を収容した内筒１０２の外周に、間隙１０３を有するように外筒１０４を配設することにより、浄化性能を向上させることを企図し断熱二重構造を採用した排気浄化装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
該排気浄化装置は、担体１０１に排気ガスを導くため内筒１０２の端部にテーパ状の縮径部１０５と小径な首部１０６が一体形成され、該首部１０６を外筒１０４の首部１０７の内側に嵌合して排気管１０８と接続可能になっている。
【０００４】
このような内筒１０２の縮径加工には、スピニング加工が採用されることが多い。しかし、スピニング加工による縮径加工は、加工される筒の内面側にマンドレルなどを挿入することにより平滑な内面を得ることが容易であるが、外面側はスピニングローラで押圧されることにより環状の押圧痕が形成され、平滑な外面を得ることが困難であった。
【０００５】
そのため、前記従来構造の内筒１０２におけるスピニング加工された首部１０６においては、図３（ｂ）に示すように、その外面Ｃにスピニングローラによる前記の押圧痕が形成され、山部Ｄと谷部Ｅが形成される。したがって、内筒１０２と外筒１０４の首部１０６，１０７同士を嵌合して重ね合わせて溶接する際に、内筒１０２の首部１０６の外面と外筒１０４の首部１０７の内面との間の隙間のバラツキが大きくなるため、溶接不良を起こし易いという問題があった。
【０００６】
すなわち、通常、パイプ相互を嵌合して溶接する場合には、パイプ相互間に、嵌合と溶接が可能な僅かな隙間（クリアランス）を設ける。この場合、図３（ｂ）に示す従来の接合構造のように、首部１０６の外面Ｃがスピニング加工されたものにおいては、押圧痕の山部Ｄを外径として前記のクリアランスを設定することから、山部Ｄでの嵌合、溶接については問題がないが、押圧痕の谷部Ｅで溶接された場合には、クリアランスＦが溶接可能なクリアランスを超えてしまうことがあり、溶接不良が発生する。つまり、押圧痕によって首部１０６の外径のバラツキが大きくなり、クリアランスのバラツキも大きくなって、クリアランスが過大な場合が生じ、溶接不良が発生しやすくなる。
【特許文献１】特開平１１−３３６５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記従来の問題点を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、排気ガスを浄化する担体を収容した内筒の端部をスピニング加工により縮径し小径な首部を一体形成するとともに、内筒の外周に間隙を有するように外筒部材を配設した排気浄化装置において、接続パイプの一端を前記の内筒の首部に挿入するとともに、他端を外筒部材の小径な首部に挿入して、該接続パイプにより内筒の首部と外筒部材の首部とを接続したことを特徴とする排気浄化装置である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記請求項１の発明において、前記内筒の首部を、そのスピニング加工時において、その首部の内側にマンドレルを配置して形成したことを特徴とする排気浄化装置である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の発明において、前記外筒部材内に消音室を設けたことを特徴とする排気浄化装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び２記載の発明によれば、内筒の外周に間隙を有するように外筒部材を配設したことにより、排気ガスの浄化性能に優れた排気浄化装置を得ることができる。また、担体を保持する内筒をスピニング加工により縮径加工したことにより、内筒が一体成形され、耐久性、信頼性の高い排気浄化装置を得ることができる。更に、スピニング加工により縮径加工された内筒の首部内に接続パイプを挿入し接合するようにしたので、内筒の内面をマンドレルにより平滑面にし、接続パイプとしてその外面が平滑面のパイプを使用でき、これらの接合面の隙間のバラツキをなくすことができる。したがって、溶接の際に溶接の大きなバラツキが生じず、溶接不良の発生を防止することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、更に、外筒部材内に消音室を形成したので、排気浄化効果と消音効果を同時に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の排気ガス浄化装置の第１実施例を示す縦断面図で、この図１に基いて説明する。
【００１５】
排気ガス浄化装置１内に設置された担体２は、セラミック製の円柱体であり、ハニカム状に多数の排気ガス通路が形成されるとともに、排気ガス中の有害成分を分解するための貴金属が担持されている。
前記担体２の外周にはセラミック繊維を集積してなるマット３が巻設され、該マット３を介して担体２が内筒４内に保持されている。
【００１６】
内筒４は金属製のパイプの両端をスピニング加工によりテーパ状に縮径加工して、首部４ａ，４ｂを一体に形成したものである。この首部４ａ，４ｂをスピニング加工する際には、首部４ａ，４ｂ内にマンドレルを配置する。このマンドレルの配置により、図１（ｂ）に示すように首部４ａ，４ｂの外面Ａにスピニングローラによる押圧痕が発生しても内面Ｂは平滑面に形成される。
【００１７】
外筒部材５は金属製のパイプの両端をスピニング加工によりテーパ状に縮径加工して、首部５ａ，５ｂを一体に形成したものであり、内筒４の外周に間隙６を有するように配設されている。なお、外筒５は、例えば一方（上流側）を縮径し、他方（下流側）を未縮径の状態とし、その未縮径側から内筒４などを挿入した後に、未縮径の他方側を縮径する。
【００１８】
上流側（図左側）において、金属製のパイプからなる接続パイプ７の一端７ａが前記内筒４の首部４ａ内に、溶接性等に問題が生じない程度の僅かな隙間を有する状態で挿入されているとともに、内筒４の端面と接続パイプ７の外面とが、全周溶接Ｗにより接合されている。接続パイプ７は外面が平滑な円筒状のパイプを使用している。
【００１９】
接続パイプ７の他端７ｂは先端が僅かに外筒部材５の首部５ａから突出するように首部５ａ内に挿入されており、接続パイプ７内に上流側排気管９（二点鎖線で示す）を挿入して、外筒部材５の首部５ａと接続パイプ７と上流側排気管９が同時に全周溶接により接合可能になっている。
【００２０】
下流側（図右側）も同様に、前記接続パイプ７と同様に外面が平滑な金属製のパイプからなる接続パイプ８の一端８ａが内筒４の下流側の首部４ｂ内に挿入されているとともに、内筒４の端面と接続パイプ７の外面とが全周溶接Ｗにより接合されている。
接続パイプ８の他端８ｂは先端が僅かに外筒部材５の首部５ｂから突出するように首部５ｂ内に挿入されており、接続パイプ８内に下流側排気管１０（二点鎖線で示す）を挿入して、外筒部材５の首部５ｂと接続パイプ８と下流側排気管１０が同時に全周溶接により接合可能になっている。
【００２１】
以上のような構造であるから、内筒４の外周に間隙６を有して外筒部材５が配設されるため、間隙を有する２重構造となって断熱性に優れ、排気ガスの浄化性能に優れた排気浄化装置を得ることができる。
また、担体２を保持する内筒４をスピニング加工により縮径加工したことにより、内筒４が一体形成され、耐久性、信頼性の高い排気浄化装置を得ることができる。
【００２２】
更に、内筒４の首部４ａ，４ｂを、内側にマンドレルを配置してスピニング加工することにより、その首部４ａ，４ｂの内面Ｂが平滑面になり、また、接続パイプ７，８として外面が平滑なパイプを使用することができる。したがって、スピニング加工により縮径加工された内筒４の首部４ａ，４ｂに接続パイプ７を挿入し接合することにより、その接合面間の隙間にバラツキがなくなり、溶接の際の溶接の大きなバラツキが生じず、溶接不良の発生を防止することが可能である。
【実施例２】
【００２３】
図２は本発明の排気ガス浄化装置の第２実施例を示す縦断面図で、この図２に基づいて説明する。
【００２４】
排気ガス浄化装置２１内に設置した担体２、マット３、内筒４については、前記第１実施例と同様であるため、前記と同一部分には前記と同一の符号を付してその説明を省略する。
外筒部材２５は、金属製の板材をプレス成型した端板３２，３３を金属製のパイプ３１の両端に接合するとともに、内部に金属製の板材をプレス加工により成型したセパレータ３４を設けて構成されている。
【００２５】
端板３２には小径な首部３２ａが、端板３３には小径な首部３３ａが、セパレータ３４には小径な首部３４ａ，３４ｂが、それぞれ形成されている。
外筒部材２５の内部は前記セパレータ３４により２つの消音室３５，３６が区画形成されている。
【００２６】
外周にマット３が巻設された担体２を内部に保持した内筒４が、この内筒４の外周に間隙２６を有するように外筒部材２５内に配設されている。
消音室３６に開口するアウトレットパイプ３７が、セパレータ３４の首部３４ａと端板３３の首部３３ａを挿通して設けられ、排気ガスを排気浄化装置２１外に排出可能になっている。アウトレットパイプ３７の下流端には、下流側排気管３０（二点鎖線で示す）が接合される。
【００２７】
内筒４の上流側には、金属製のパイプからなる接続パイプ２７の一端２７ａが内筒４の首部４ａ内に、溶接性等に問題が生じない程度の僅かな隙間を有する状態で挿入されているとともに、内筒４の端面と接続パイプ７の外面とが、全周溶接Ｗにより接合されている。該接続パイプ２７は前記接続パイプ７と同様に、外面が平滑な円筒状のパイプを使用している。
【００２８】
接続パイプ２７の他端２７ｂは先端が僅かに端板３２の首部３２ａから突出するように首部３２ａ内に挿入されており、接続パイプ２７内に上流側排気管２９（二点鎖線で示す）を挿入して、端板３２の首部３２ａと接続パイプ２７と上流側排気管２９が同時に全周溶接により接合可能になっている。
【００２９】
内筒４の下流側には、前記接続パイプ２７と同様に外面が平滑な金属製のパイプからなる接続パイプ２８の一端２８ａが内筒４の下流側の首部４ｂ内に挿入されているとともに、内筒４の端面と接続パイプ２８の外面とが全周溶接Ｗにより接合されている。接続パイプ２８の他端２８ｂはセパレータ３４の首部３４ｂから突出するように挿入されて、浄化後の排気ガスを消音室３５に導くようになっている。
【００３０】
本第２実施例においては、前記第１実施例と同様の効果を得ることができる上に、外筒部材２５内に消音室３５，３６が形成されているため、排気浄化効果と消音効果を同時に得ることができる。なお、前記の消音室は拡張、共鳴、吸音など従来周知の消音構造を採用することができる。
【００３１】
更に、担体２は排気ガス中の微粒子を捕捉するディーゼルパティキュレートフィルタでも良い。
更に、外筒部材２５は金属板を任意回数巻回して筒状に形成したものでもよい。
【００３２】
更に、本発明は、車両の内燃機関の排気系にのみ適用されるものではなく、燃料電池システムにおける排気系、あるいはヒーター類における排気系等、車両において浄化（改質）或いは浄化と消音の機能を要求される装置に、広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例を示すもので、（ａ）は排気浄化装置の断面図、（ｂ）は内筒と接続パイプの接合部を示す拡大断面図。
【図２】本発明の第２実施例を示す排気浄化装置の断面図。
【図３】（ａ）は従来の排気浄化装置を示す断面図、（ｂ）は（ａ）における首部の接合状態を示す拡大断面図。
【符号の説明】
【００３４】
２    担体
４    内筒
４ａ，４ｂ    首部
５    外筒部材
５ａ，５ｂ    首部
６    間隙
７    接続パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005120924.tif 000005