JP2957163B1 - 排気系部品とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
外部に、空隙を有して、両端部に略テーパ状の縮径部を
有する外管を外装した部品を容易に製造できるようにす
る。 【解決手段】 両端部にテーパ状の縮径部1b,1cを
有する内管1の外周に、空隙4を有して、両端部にテー
パ状の縮径部3b,3cを有する外管3を外装するもの
において、その外管3の少なくとも一方の縮径部をスピ
ニング加工で形成する。
Description
造方法に関する。
の排気系部品においては、両端部がテーパ状に縮径する
内管と、両端部がテーパ状に縮径する外管とを、これら
の間に空隙を持って配した断熱二重構造がよく利用され
る。
示すように、触媒担体101を内装し両端部にテーパ状
縮径部102を有する金属製内管103の外周に、両端
部にテーパ状縮径部104を有する金属製外管105を
配置して、内管103と外管105との間に空隙106
を設け、該空隙106による断熱効果によって触媒の暖
気特性の改善を図り、排気浄化性能の向上を図るもの
が、例えば特開平6−101465号公報に開示されて
いる。
る内管103の外部に、両端部に縮径部104を有する
外管105を、縮径部にも空隙を有するように成形加工
することは、従来は困難であった。
て、両端部が縮径する形状の外管をモナカ状に半割形成
し、これを、空隙を確保しつつ予め成形された内管の外
部に配置し、その両モナカ体を溶接等で接合する一般的
な製造方法を採用することができるが、この製造方法で
は、プレス金型や溶接などによりコストが嵩む問題があ
る。
図7に示すように、内管201の一端部に大径部202
を形成し、外管203の他端に小径部204を形成し、
この内外管201,203を嵌合して大径部202と外
管203とを接触させるとともに小径部204と内管2
01とを接触させて内外管201,203間の空隙20
5を確保するようにしたものが、例えば特開平9−10
8576号公報に開示されている。
な触媒コンバータにおいては、その両端部にテーパ状の
縮径部を設ける必要があるため、上記図7に示す構造の
ものにおいても、両端にテーパ状のディフューザ20
6,207を設けている。
して嵌合することができないため、別体のディフューザ
を連結する必要があるためである。そのため、この構造
のものにおいては、触媒担体208が存在する部分の内
管201と外管203との間のみにしか空隙205を形
成できず、両端部のテーパ部(ディフューザ部)には空
隙を形成することができない。しかも、内外管201,
203が、触媒担体208に近い部分で接合されるた
め、該部で熱伝達が行われる。
パ状縮径部102,104まで達する空隙106に比べ
て断熱効果が低く、期待する断熱効果が得られず、触媒
の暖気特性の改善があまり図られない問題がある。
外管の両テーパ状縮径部まで空隙を一連に形成でき、し
かもその製造が容易かつ低コストに製造できる排気系部
品とその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
めに、請求項1記載の第1の発明は、中央部に触媒担体
を内蔵するとともに、その中央部の両端部に略テーパ状
の縮径部を一体成形した内管と、前記内管の中央部に外
装される中央部の両端部に略テーパ状の縮径部を一体成
形するとともに両端部の縮径部を含む全域に渡って前記
内管との間に空隙を有して内管に外装した外管とで構成
され、更に、前記外管の両端部の縮径部をスピニング加
工で形成したことを特徴とする排気系部品である。
発明において、前記空隙内において、断熱部材または緩
衝部材を狭持したことを特徴とするものである。請求項
3記載の第3の発明は、中央部に触媒担体を内蔵すると
ともに、その中央部の両端部に略テーパ状の縮径部を一
体成形した内管の外側に、空隙を確保しつつ外管を外装
する工程と、その後、外管の両端部を、前記内管におけ
る縮径部との間に空隙を有するようにスピニング加工を
施して略テーパ状に縮径する工程を含むことを特徴とす
る排気系部品の製造方法である。
発明において、前記外管の外装時に内管と外管の間に断
熱部材または緩衝部材を介在することを特徴とする排気
系部品の製造方法である。
いて本発明の実施の形態について説明する。図1及び図
2は触媒コンバータに本発明を適用した第1実施例を示
す。
図で、金属製の内管1の中央部1aは円管に形成され、
該中央部1a内に触媒担体2が挿入されて収納されてい
る。内管1の両端部には内方へ変化した略テーパ状の縮
径部(コーン部)1b,1cが一体成形され、更に該両
縮径部1b,1cの先部には円筒状の連結部1d,1e
が一体形成されている。
部1aより大径の円筒状の中央部3aを有する外管3が
外装され、該両中央部1a,3a間に中央空隙4が形成
されている。
内管1の縮径部1b,1cの外周に位置する部分は、内
方へ変化した略テーパ状の縮径部(コーン部)3b,3
cに一体形成され、更に、該両縮径部3b,3cの先部
には、上記内管1の連結部1d,1eの外周に密着する
ように縮径された円筒状の連結部3d,3eが一体形成
されている。
と、外管3のテーパ状の縮径部3b,3c間には、横断
面が先細状の側部空隙4a,4aが形成され、該両側部
空隙4a,4aは上記中央空隙4と一連に形成されてい
る。
れており、該断熱部材5は内外管1,3で挟持されてい
る。次に上記図1に示す触媒コンバータの製造方法につ
いて図2により説明する。
口した円筒状の内管1内に触媒担体2を、一方の開口端
から挿入する。なお、図示しないが、内管1と触媒担体
2間にはセラミックス製の触媒の保持マットを挿入す
る。
示すように縮径加工により縮径して、テーパ状の縮径部
1b,1cを形成する。更に、その先部に円筒状の連結
部1d,1eを形成する。
の外径より大径でかつその両端部が開口した筒状の外管
3を図2(c)に示すように外装する。このとき、必要
により内管1と外管3の間に図2(c)に示すように断
熱部材(断熱マット)5を介在する。
具6と7及び外管支持具8を同軸上に備え、これらを連
携して同方向に同速度で回転させるようにしたスピニン
グ加工機におけるその内管支持治具6,7を、上記の内
管1の縮径された両端口径部に嵌入して内管1を支持す
るとともに外管支持治具8により外管3の中央部外周
を、内管1と同心状に支持する。これにより、上記断熱
部材5を有しない場合にも、内外管1,3間に所定の寸
法の環状の空隙4が確保される。
両端部を縮管加工して塑性変形させ、テーパ状の縮径部
3b,3cを形成する。このとき、加工基準は内管1の
両端口径部とすることにより、外管3のテーパ状の縮径
部3b,3cを、内管1のテーパ状の縮径部1b,1c
との空隙4aを正確に保つことができ、かつ口径部も内
管1の口径に沿わせることができる。更に、外筒3にお
ける両テーパ状の縮径部3b,3cの先部をスピニング
ローラ9により延出して内管1における連結部1d,1
eの外周面に押圧して塑性変形させ、この延出した連結
部3d,3eと内管1の連結部1d,1eとで連結して
内外管1,3を一体構造とする。
ーパ状の縮径部にも側部空隙4aを有し、かつ該側部空
隙4aが中央空隙4と連通し、更に、内外管1,3の接
触部すなわち熱伝達部が、触媒担体2から、軸方向に遠
く離れた位置に置かれる。したがって、空隙4,4aに
よる断熱性が、前記図7のものに比べて高くなり、所期
の断熱効果が得られる。更に、断熱部材5を介在するこ
とにより、一層断熱効果が高くなる。
代えて緩衝部材、例えば金属細線からなるワイヤメッシ
ュ10を、触媒担体2の前後部分に位置して内外管1,
3間に介在したのである。その他の構造及び製造方法は
上記と同様である。
り、振動で内管1と外管3が接触することを防止でき
る。図4は上記の緩衝部材10に代えて、加熱により消
失する部材、例えは紙などからなる支持部材11を介在
したものである。その他の構造及び製造方法は上記と同
様である。
製造時において、支持部材11により外管1が所定の空
隙を有する位置に確保できるとともに、製造後に加熱す
ることによりその支持部材11が炭化して消失し、図4
(e)に示すように、中央空隙4と両側空隙4aが連通
する空隙が形成される。
3e(図5においては1e,3e側のみを示す)間に緩
衝部材、例えば金属細線からなるワイヤメッシュ12を
介在したものである。すなわち、内管1の連結部1d,
1eの内側に絞りによる段差13を形成し、外管3の連
結部3d,3eの外側に絞りによる段差14を形成し、
これらの間にワイヤメッシュ12を介在したものであ
る。
動で内管1と外管3が接触することを防止し、かつ、段
差13,14により緩衝部材12の脱落が防止される。
更に、図5のように、内管1と外管3が軸方向に相対的
に摺動できるように形成することにより、内管1と外管
3の温度差による熱膨張率の差による応力の緩和が図ら
れ、耐久性を向上させることができる。
を、外装後にスピニング加工により縮径したが、外管3
の一端部を予め縮径し、その縮径されていない他端部か
ら、両端部が縮径された内管1を挿入し、その後、その
外管3の他端部をスピニング加工により縮径してもよ
い。
タ及びその製造のみならず、その他、内燃機関の排気系
に設置するマフラにも適用できる。
発明によれば、外管の両端部の縮径部をスピニング加工
により縮径して形成するようにしたため、両端部が縮径
された内管の外部に、両端部が縮径されてその縮径端を
内管の縮径端に接合し、かつ両縮径部間に渡って内管と
外管の間に空隙を有する排気系部品を容易に形成でき
る。
による塑性変形で行われるので、溶接やプレス加工を使
用することなく内管と外管との結合が行える。請求項2
記載の発明によれば、更に、断熱部材の介在により断熱
性を向上できる。また、緩衝部材の介在により、振動に
よる内管と外管との接触を防止できる。
1記載の部品が容易に製造できる。そして請求項4記載
の発明によれば、上記請求項2記載の部品を容易に製造
できる。
(a)は縦断面図、(b)は(a)におけるA−A線断
面図。
面図。
示す断面図。
示す断面図。
示す部分断面図。
図。
Claims (4)
- 【請求項1】 中央部に触媒担体を内蔵するとともに、
その中央部の両端部に略テーパ状の縮径部を一体成形し
た内管と、前記内管の中央部に外装される中央部の両端
部に略テーパ状の縮径部を一体成形するとともに両端部
の縮径部を含む全域に渡って前記内管との間に空隙を有
して内管に外装した外管とで構成され、更に、前記外管
の両端部の縮径部をスピニング加工で形成したことを特
徴とする排気系部品。 - 【請求項2】 前記空隙内において、断熱部材または緩
衝部材を狭持したことを特徴とする請求項1記載の排気
系部品。 - 【請求項3】 中央部に触媒担体を内蔵するとともに、
その中央部の両端部に略テーパ状の縮径部を一体成形し
た内管の外側に、空隙を確保しつつ外管を外装する工程
と、その後、外管の両端部を、前記内管における縮径部
との間に空隙を有するようにスピニング加工を施して略
テーパ状に縮径する工程を含むことを特徴とする排気系
部品の製造方法。 - 【請求項4】 前記外管の外装時に内管と外管の間に断
熱部材または緩衝部材を介在することを特徴とする請求
項3記載の排気系部品の製造方法。
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