(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筒状部材の軸方向両端部に第１フランジ部および第２フランジ部をそれぞれ形成する工程と、
前記第１フランジ部および前記第２フランジ部を介して前記第１筒状部材の両端を所定の治具によって挟持して前記第１筒状部材の軸方向への移動を規制する工程と、
前記治具によって挟持された状態で前記第１筒状部材の軸方向の所定範囲に縮管加工を施して縮管部を形成する工程と、
前記縮管部に円筒状の触媒担体を圧入する工程と、
を備える排気処理装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１フランジ部と前記縮管部との間および前記第２フランジ部と前記縮管部との間には、前記第１筒状部材の縮管加工前の径寸法が維持された第１非縮管部および第２非縮管部がそれぞれ設けられており、
前記触媒担体の軸方向の移動を規制するための第１規制部材および第２規制部材を前記第１非縮管部および前記第２非縮管部にそれぞれ挿入して固定する工程をさらに備える、
請求項１に記載の排気処理装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との形成、および、前記縮管加工は、スピニング加工により行われる、
請求項１または２に記載の排気処理装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１筒状部材とは別体の第２筒状部材の軸方向端部に形成された第３フランジ部と、前記第１筒状部材の前記第１フランジ部とを固定することにより、前記第１筒状部材と前記第２筒状部材とを連結する工程をさらに備える、
請求項１から３のいずれかに記載の排気処理装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気処理装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気処理装置は、筒状部材と、筒状部材の内部に挿入される触媒担体とを有しており、触媒担体に排気を通すことにより、排気の処理を行う。このような排気処理装置の製造方法について、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
ここでは、まず、筒状部材の軸方向の所定範囲を縮管加工して保持部を形成する。そして、触媒担体の周囲に緩衝部材を巻回した後、触媒担体と緩衝部材とを筒状部材の開口端から保持部に圧入する。その後、筒状部材の開口端側に向かって端部の断面が漸次縮小するように加工を施してボトルネック部を形成する。
【特許文献１】特開２００３−３８３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような製造方法では、筒状部材の縮管加工の際に、筒状部材が軸方向に伸張しやすい。このため、排気処理装置の軸方向寸法に誤差が生じやすくなってしまう。
【０００５】
本発明は、寸法精度良く排気処理装置を製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る排気処理装置の製造方法は、以下の工程を備える。
【０００７】
（１）第１筒状部材の軸方向両端部に第１フランジ部および第２フランジ部をそれぞれ形成する工程、
（２）第１フランジ部および第２フランジ部を介して第１筒状部材の両端を所定の治具によって挟持して第１筒状部材の軸方向への移動を規制する工程、
（３）治具によって挟持された状態で第１筒状部材の軸方向の所定範囲に縮管加工を施して縮管部を形成する工程、
（４）縮管部に円筒状の触媒担体を圧入する工程。
【０００８】
この排気処理装置の製造方法では、第１筒状部材の両端が第１フランジ部および第２フランジ部を介して治具によって挟持される。このため、縮管加工の際の第１筒状部材の軸方向への変形が抑えられる。これにより、寸法精度良く排気処理装置を製造することができる。
【０００９】
第２発明に係る排気処理装置の製造方法は、第１発明の排気処理装置の製造方法であって、第１フランジ部と縮管部との間および第２フランジ部と縮管部との間には、第１筒状部材の縮管加工前の径寸法が維持された第１非縮管部および第２非縮管部がそれぞれ設けられている。そして、この排気処理装置の製造方法は、触媒担体の軸方向の移動を規制するための第１規制部材および第２規制部材を第１非縮管部および第２非縮管部にそれぞれ挿入して固定する工程をさらに備える。
【００１０】
この排気処理装置の製造方法では、第１規制部材および第２規制部材が、第１非縮管部および第２非縮管部にそれぞれ挿入されて固定される。この第１非縮管部および第２非縮管部では、第１筒状部材が縮管加工を受けた後も縮管加工前の径寸法が維持されている。このため、第１規制部材と第１非縮管部との寸法合わせ、および、第２規制部材と第２非縮管部との寸法合わせが容易である。
【００１１】
第３発明に係る排気処理装置の製造方法は、第１発明または第２発明の排気処理装置の製造方法であって、第１フランジ部と第２フランジ部との形成、および、縮管加工は、スピニング加工により行われる。
【００１２】
この排気処理装置の製造方法では、スピニング加工により、第１フランジ部、第２フランジ部、縮管部が形成される。このため、プレス加工が行われる場合と比べて、大きな金型が不要である。
【００１３】
第４発明に係る排気処理装置の製造方法は、第１発明から第３発明のいずれかの排気処理装置の製造方法であって、第１筒状部材とは別体の第２筒状部材の軸方向端部に形成された第３フランジ部と、第１筒状部材の第１フランジ部とを固定することにより、第１筒状部材と第２筒状部材とを連結する工程をさらに備える。
【００１４】
この排気処理装置の製造方法では、第１フランジ部は、縮管加工時には第１筒状部材を治具によって挟持するための部分として機能することができる。また、第１フランジ部は、第１筒状部剤と第２筒状部材とを連結するための部分として機能することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この排気処理装置の製造方法では、縮管加工の際に第１筒状部材の両端が第１フランジ部および第２フランジ部を介して治具によって挟持される。このため、寸法精度良く排気処理装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜排気処理装置の構成＞
本発明の一実施形態に係る排気処理装置１の製造方法によって製造された排気処理装置１の断面図を図１に示す。この排気処理装置１は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化するディーゼル・パーティキュレート・フィルター装置の一部を構成するものである。この排気処理装置１は、第１筒状部材２と、フィルター３と、断熱材４と、ワイヤメッシュ５ａ，５ｂと、バックリング６ａ，６ｂとを備える。
【００１７】
第１筒状部材２は、金属製の部材であり、第１フランジ部２１、第２フランジ部２２、縮管部２３、第１非縮管部２４、第２非縮管部２５を有している。
【００１８】
第１フランジ部２１は、第１筒状部材２の一端に設けられており、第１筒状部材２の径方向外側へ突出した形状を有している。第１フランジ部２１には、複数の貫通孔２６ａ、２６ｂが設けられており、第１筒状部材２と第２筒状部材７１（後述）とを連結する際にはこれらの貫通孔２６ａ、２６ｂにボルトが通される。
【００１９】
第２フランジ部２２は、第１筒状部材２の他端に設けられている。第２フランジ部２２は、第１フランジ部２１と同様の形状であり、第１筒状部材２の径方向外側へ突出している。第２フランジ部２２にも、第１フランジ部２１と同様に、複数の貫通孔２７ａ，２７ｂが設けられている。
【００２０】
縮管部２３は、第１筒状部材２の軸方向中央部に設けられており、第１非縮管部２４および第２非縮管部２５よりも小径の筒状の形状を有する。縮管部２３の内部にはフィルター３および断熱材４が挿入されている。縮管部２３は、断熱材４の外径より僅かに小さい内径を有しており、フィルター３および断熱材４を内部に保持している。
【００２１】
第１非縮管部２４は、第１フランジ部２１と縮管部２３との間に設けられている。第１非縮管部２４は、第１筒状部材２の軸方向に沿って延びた形状を有している。また、第１非縮管部２４と縮管部２３との連結部分は、湾曲したＲ部となっている。
【００２２】
第２非縮管部２５は、第２フランジ部２２と縮管部２３との間に設けられている。第２非縮管部２５は、第１非縮管部２４と同様の形状を有しており、第２非縮管部２５の軸方向は、第１筒状部材２の軸方向に沿って延びた形状を有している。また、第２非縮管部２５と縮管部２３との連結部分は、湾曲したＲ部となっている。
【００２３】
フィルター３は、セラミックから形成されており、排気ガスを浄化するための触媒担体である。フィルター３は円筒状の形状を有しており、縮管部２３内に収容されている。
【００２４】
断熱材４は、シート状の部材であり、フィルター３の外周面を覆うようにフィルター３に巻回されている。断熱材４は、フィルター３を保持すると共に、フィルター３からの熱を断熱する。断熱材４は、第１筒状部材２の軸方向において、フィルター３と概ね同じ長さを有している。フィルター３は断熱材４と共に縮管部２３に圧入されている。
【００２５】
ワイヤメッシュ５ａ，５ｂには、第１ワイヤメッシュ５ａと第２ワイヤメッシュ５ｂとがあり、それぞれリング状の形状を有している。第１ワイヤメッシュ５ａは、第１非縮管部２４に圧入されており、第１ワイヤメッシュ５ａの外径は、縮管部２３の内径よりも大きい。また、第１ワイヤメッシュ５ａの内径は、フィルター３の外径よりも小さくなっており、フィルター３の軸方向への移動を規制することができる。第２ワイヤメッシュ５ｂは、第１ワイヤメッシュ５ａと同様の形状であり、第２非縮管部２５に圧入されている。
【００２６】
バックリング６ａ，６ｂには、第１バックリング６ａと第２バックリング６ｂとがあり、それぞれ金属製のリング状の部材である。第１バックリング６ａは、第１非縮管部２４に固定されており、例えば、第１非縮管部２４に溶接されている。第１バックリング６ａは、第１ワイヤメッシュ５ａの外側に位置している。第１バックリング６ａの外径は、縮管部２３の内径よりも大きい。また、第１バックリング６ａの内径は、フィルター３の外径および第１ワイヤメッシュ５ａの内径よりも小さくなっており、フィルター３および第１ワイヤメッシュ５ａの軸方向への移動を規制することができる。第２バックリング６ｂは、第１バックリング６ａと同様の形状である。第２バックリング６ｂは、第２非縮管部２５に固定されており、例えば、第２非縮管部２５に溶接されている。第２バックリング６ｂは、第２ワイヤメッシュ５ｂの外側に位置している。
【００２７】
＜排気処理装置１の製造方法＞
次に、排気処理装置１の製造方法について図２に基づいて説明する。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すように、第１筒状部材２が用意される。この状態では、第１筒状部材２は、表面に凹凸の無い平滑な円筒形状である。第１筒状部材２は、例えば、平坦な金属板がプレス加工等によって曲げられて溶接されることによって形成される。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１筒状部材２の軸方向両端部に、第１フランジ部２１および第２フランジ部２２がそれぞれ形成される。ここで、第１フランジ部２１および第２フランジ部２２は、スピニング加工によって形成される。ここでは、図３に示すように、第１筒状部材２の一端は、第１治具１１に固定される。また、第１筒状部材２の内部には第１筒状部材２の内径に対応した形状の金型１２が挿入される。この金型１２は、第１筒状部材２のうちフランジが形成されない部分の内側を支持する。第１治具１１は、図示しない駆動手段によって回転駆動され、これにより、第１筒状部材２が回転する。そして、第１スピニングローラ１３が回転しながら第１筒状部材２の外周面に接触し、第１筒状部材２の外周面に接触した状態のまま第１筒状部材２の軸方向に移動する（矢印Ａ１参照）。また、これと同時に、第１筒状部材２の内周面には、第２スピニングローラ１４が回転しながら接触する。そして、第２スピニングローラ１４が第１筒状部材２の軸方向および径方向に移動することによって（矢印Ａ２参照）、第１筒状部材２の他端にフランジが形成される。その後、第１筒状部材２の向きを変えて、この工程を再度行うことによって、第１筒状部材２の両端に、第１フランジ部２１と、第２フランジ部２２とがそれぞれ形成される。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示すように、縮管部２３が形成される。ここで、縮管部２３もスピニング加工によって形成される。ここでは、図４に示すように、第１筒状部材２の両端は、第１フランジ部２１および第２フランジ部２２を介して第１治具１１と第２治具１５とによって挟持されており、第１筒状部材２の軸方向への移動が規制されている。第１治具１１は、第１筒状部材２の一端を固定しており、第１治具１１が回転することによって第１筒状部材２が回転する。第２治具１５は、第１筒状部材２の軸方向に移動可能であり（矢印Ａ５参照）、第１筒状部材２を軸方向に押圧する。具体的には、第１フランジ部２１は第１治具１１に当接しており、第２フランジ部２２は第２治具１５に当接している。第２治具１５の先端部１５ａは、縮管加工を受ける前の第１筒状部材２の内径と概ね同じ外径を有している。また、第２治具１５は、先端部１５ａより大径の拡径部１５ｂを有しており、先端部１５ａと拡径部１５ｂとの間に段差が設けられている。第２フランジ部２２は、この段差に当接している。また、第１筒状部材２の内部には、金型１６が挿入されている。この金型１６は、第１筒状部材２のうち縮管部２３の形成のためにスピニング加工を受ける部分の内側を支持する。金型１６は、図５に示すように、放射状に分割された複数の部材１６ａ−１６ｈから構成されており、外径を変更することができる。スピニング加工が施される際には、金型１６の外径は、フィルター３の外径に対応した大きさに設定される。そして、第１筒状部材２が第１治具１１および第２治具１５によって挟持され且つ第１筒状部材２が回転している状態で、第１スピニングローラ１３が回転しながら第１筒状部材２の外周面に接触し、第１筒状部材２の外周面に接触した状態のまま第１筒状部材２の軸方向に移動する（矢印Ａ４参照）。これにより、第１筒状部材２の軸方向の所定範囲に縮管加工が施され、縮管部２３が形成される。また、第１筒状部材２のうち縮管加工を受けなかった部分は、縮管加工前の第１筒状部材２の径寸法が維持され、第１非縮管部２４および第２非縮管部２５となる。ここで、第１スピニングローラ１３は、第１筒状部材２の径方向に位置変更可能であり（矢印Ａ３参照）、径方向の位置を調整することにより、フィルター３の大きさに対応した大きさに縮管部２３の外径が調整される。また、第１スピニングローラ１３の軸方向への移動距離および位置を調整することにより、縮管部２３の長さがフィルター３の軸方向長さに対応した大きさに調整される。さらに、第１非縮管部２４および第２非縮管部２５の長さの調整も可能である。なお、第１非縮管部２６と縮管部２３との間、および、第２非縮管部２５と縮管部２３との間には、それぞれ段差が形成され、各段差の内面が湾曲したＲ部となるように縮管加工が行われる（図１参照）。なお、このようなＲ部の形成は、スピニング加工により容易に行うことができる。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示すように、縮管部２３にフィルター３と断熱材４とが圧入される。ここでは、フィルター３の外周面に断熱材４が巻回された状態でフィルター３と断熱材４とが縮管部２３に挿入される。このとき、図６に示すように、第１筒状部材２の第１非縮管部２４には、補助用治具１８が挿入され、補助用治具１８の内部にフィルター３および断熱材４が挿入される。そしてフィルター３および断熱材４は、押圧用治具１９によって押圧され（矢印Ａ６参照）、これにより、縮管部２３に圧入される。
【００３２】
次に、図２（ｅ）に示すように、第１ワイヤメッシュ５ａと第２ワイヤメッシュ５ｂとが第１非縮管部２４と第２非縮管部２５とにそれぞれ配置される。そして、第１バックリング６ａと第２バックリング６ｂとが第１非縮管部２４と第２非縮管部２５とにそれぞれ挿入され、溶接により固定される。ここで、第１非縮管部２４と第２非縮管部２５とは、縮管加工を受けていないため、縮管加工前の第１筒状部材２の内径と同じ内径を有している。このため、第１バックリング６ａと第１非縮管部２４との寸法合わせや、第２バックリング６ｂと第２非縮管部２５との寸法合わせが容易である。第１ワイヤメッシュと第２ワイヤメッシュとについても同様である。
【００３３】
以上のようにして、図１に示す排気処理装置１が製造される。
【００３４】
また、この排気処理装置１は、図７に示すように、他の排気処理装置７と連結することができる（以下、排気処理装置１を「第１排気処理装置１」と呼び、他の排気処理装置７を「第２排気処理装置７」と呼ぶ）。第２排気処理装置７は、第２筒状部材７１を有しており、第２筒状部材７１の一端部には第３フランジ部７２が形成されている。第３フランジ部７２には複数の貫通孔７２ａ，７２ｂが設けられており、第３フランジ部７２と第１フランジ部２１とはボルトとナットにより固定される。これにより、第１筒状部材２と第２筒状部材７１とが連結される。すなわち、第１排気処理装置１と第２排気処理装置７とが連結される。このように、第１フランジ部２１は、縮管加工を行う際に第１治具１１と当接する部分として機能することができると共に、第２筒状部材７１との連結部分として機能することができる。
【００３５】
なお、図７では、第２排気処理装置７は、第１排気処理装置１と同様に、内部にフィルター７３が収容されているが、フィルター７３が収容されていない筒状部材であってもよい。また、第１フランジ部２１ではなく、第２フランジ部２２に他の排気処理装置のフランジ部が連結されてもよい。
【００３６】
＜特徴＞
この排気処理装置１の製造方法では、フィルター３の圧入前に縮管加工を行うことにより、セラミックのように脆性の高い材質から形成されたフィルター３であっても、製造時にフィルター３が破損することを防止することができる。
【００３７】
また、セラミック製のフィルター３は、加工が困難であることから寸法誤差が比較的大きい。しかし、この排気処理装置１の製造方法では、フィルター３の外径に応じた大きさに縮管部２３が形成されるため、第１筒状部材２とフィルター３との隙間を低減することができる。また、縮管加工の際には、第１筒状部材２の両端が第１フランジ部２１および第２フランジ部２２を介して第１治具１１および第２治具１５によって挟持される。このため、第１筒状部材２の軸方向への変形が抑えられ、第１筒状部材２の軸方向寸法の精度を向上させることができる。
【００３８】
＜他の実施形態＞
（ａ）
第１治具１１、第２治具１５の具体的な形状は上記のものに限られず、第１筒状部材２の両端を挟持できるものであれば他の形状であってもよい。
【００３９】
（ｂ）
上記の実施形態では、セラミック製のフィルター３が用いられているが、他の材質からなる触媒担体が用いられてもよい。
【００４０】
（ｃ）
上記の実施形態では、スピニング加工によって縮管部２３が形成されているが、他の加工法によって縮管部２３が形成されても良い。ただし、大きな金型が不要である点では、スピニング加工が行われることが望ましい。特に、大型の排気処理装置の製造には、スピニング加工が有効である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、排気処理装置の寸法精度を向上させることができる効果を有し、排気処理装置の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】排気処理装置の断面図。
【図２】排気処理装置の製造工程を示す図。
【図３】フランジ部の形成工程を示す図。
【図４】縮管部の形成工程を示す図。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面図。
【図６】フィルターの圧入工程を示す図。
【図７】第１排気処理装置と第２排気処理装置の連結工程を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１          排気処理装置
２          第１筒状部材
３          フィルター（触媒担体）
６ａ        第１バックリング（第１規制部材）
６ｂ        第２バックリング（第２規制部材）
１１        第１治具
１５        第２治具
２１        第１フランジ部
２２        第２フランジ部
２３        縮管部
２４        第１非縮管部
２５        第２非縮管部
７２        第３フランジ部
７１        第２筒状部材
【図１】
0004906744.tif 000002
【図２】
0004906744.tif 000003
【図３】
0004906744.tif 000004
【図４】
0004906744.tif 000005
【図５】
0004906744.tif 000006
【図６】
0004906744.tif 000007
【図７】
0004906744.tif 000008