【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、剛性を向上させた
排気浄化装置用ケーシングに関する。
【０００２】
【従来の技術】触媒コンバータのコーン部には、軽量化
や暖機向上のために、鋳物に代わって鋼板が採用される
ことがある。このコーン部は面積が広く、振動伝達や排
気脈動による膜振動を起こし、放射音発生の原因とな
る。さらに、排気浄化上の要求から触媒コンバータの容
量を大きくすると、コーン部の面積が大となり、その結
果、放射面積が増大し、かつコーン部剛性が低下してア
イドル時や軽負荷走行時に共振を起こしやすくなり、放
射音が大幅に悪化するという問題がある。放射音を低減
させるために、特開２０００−３０３８３１は、触媒コ
ンバータケーシングのコーン部を二重管構造とし、管間
に緩衝材を介在させた構造を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のコーン
部を二重管とする構造には、２枚の鋼板を用いて二重管
を作製する場合、重量増加や、工程数の増加による製造
コストの上昇という問題があった。本発明の目的は、放
射音を低減でき、二重管構造のような重量増加や工程数
増加を伴わない、排気浄化装置用ケーシングを提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。コーン部を有する排気浄化装置
用ケーシングであって、前記コーン部が、１層の鋼板か
ら構成され、かつ、段付き形状、または凹凸形状が設け
られた断面形状に成形されている排気浄化装置用ケーシ
ング。
【０００５】上記本発明の排気浄化装置用ケーシングで
は、コーン部を、段付き形状、または凹凸形状が設けら
れた断面形状にすることにより、高剛性を確保すること
ができ、膜共振を抑制することができる。また、１層の
鋼板から形成されているため、二重管構造に比べて軽量
化されるとともに、製造コストが低減される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例の排気浄
化装置用ケーシングを図１〜図３を参照して、説明す
る。図４は、本発明との比較のために、従来の排気浄化
装置用ケーシングのコーン部を示している。
【０００７】本発明の実施例の排気浄化装置用ケーシン
グ１０は、内燃機関の排気系に配された、触媒コンバー
タ（排気マニホールド直下に配置の触媒コンバータ、た
だし車両床下に配置の触媒コンバータであってもよい）
やパティキュレートトラッパー等の、排気浄化装置のケ
ーシングである。排気浄化装置用ケーシング１０が排気
マニホールド直下に配置の触媒コンバータである場合、
ケーシング１０の上流端は、たとえば、曲げパイプ１４
の下流端に溶接１５により接続され、曲げパイプ１４の
上流端はフランジ部２３にて排気マニホールドにまたは
ターボチャージャのタービン部を介して排気マニホール
ドに接続される。曲げパイプ１４には、ヒートインシュ
レータボス２２が取り付けられている。
【０００８】排気浄化装置用ケーシング１０は、内側に
排気浄化装置の触媒担体やトラッパー本体等を保持する
筒状の中央部１１と、その上流側、下流側に接続された
コーン部１２、１３（上流側コーン部１２、下流側コー
ン部１３）とからなる。本発明はコーン部１２、１３の
一方（とくに上流側コーン部１２）または両方に適用さ
れる。上流側コーン部１２は排気流れ方向に拡径するコ
ーン部であり、下流側コーン部１３は排気流れ方向に縮
径するコーン部である。
【０００９】コーン部１２、１３の少なくとも一方のコ
ーン部（図示例では、上流側コーン部１２）は、１層の
鋼板から構成され、すなわち一重構造とされ、かつ、段
付き形状１６に、または凹凸形状１７が設けられた断面
形状に、成形されている。図２はコーン部１２が周方向
に延びる段付き形状１６に成形されている場合を示し、
図３はコーン部１２が軸方向に延びる凹凸形状１７が設
けられた断面形状に成形されている場合を示している。
図４は、凹凸が施されていない従来のコーン部１２を比
較のために示している。
【００１０】段付き形状１６は、少なくとも１つの、半
径方向外側に向かって凸の部分１６ａと、少なくとも１
つの、半径方向外側に向かって凹の部分１６ｂ（曲率が
凸の部分１６ａと逆の部分）を、コーン部軸方向に交互
に形成し、凸の部分１６ａと凹の部分１６ｂの少なくと
も一方が段付き状を呈しているものからなる。凸の部分
１６ａと凹の部分１６ｂはコーン部軸方向に湾曲した形
状であってもよいし、あるいは屈曲した形状であっても
よい。凸の部分１６ａと凹の部分１６ｂはコーン部の周
方向に全周にわたって延び、周方向には凹凸していな
い。
【００１１】凹凸形状１７が設けられた断面形状は、少
なくとも１つの、半径方向外側に向かって凸の部分１７
ａと、少なくとも１つの、半径方向外側に向かって凹の
部分１７ｂ（曲率が凸の部分１７ａと逆の部分）を、有
する。凹凸形状１７が設けられた断面形状は、凹凸が比
較的浅くかつ凹凸が湾曲からなっていて、段付き形状１
６のような段付き部が明瞭に表れないものまで含む。ま
た、凹凸形状１７が設けられた断面形状は、（イ）凸の
部分１６ａと凹の部分１６ｂがコーン部の周方向に全周
にわたって延び、周方向には凹凸していない場合（図
２）と、（ロ）凸の部分１６ａと凹の部分１６ｂが、コ
ーン部の軸方向中央部に形成されてコーン部の軸方向に
延び、周方向に凹凸している場合（図３）と、の何れの
場合をも含む。
【００１２】段付き形状１６に、または凹凸形状１７が
設けられた断面形状に、成形されたコーン部１２、１３
は、つぎに示すように、製造される。まず、図１の工程
１に示すように、鋼板の平板１８を用意する。ついで、
図１の工程２に示すように、平板１８をロール成形し、
継目２０を溶接して、筒状体１９とする。平板１８が矩
形状の場合は筒状体は円筒となり、平板１８が扇形状の
場合は、筒状体はコーン状となるが、何れであってもよ
い。ついで、図１の工程３に示すように、断面を、段付
き形状１６に、または凹凸形状１７が設けられた断面形
状に、成形する。この成形は、絞り成形（スピニングロ
ール２１によるスピニング加工等）や、プレス成形等に
より、行われる。
【００１３】つぎに、排気浄化装置用ケーシング１０の
作用を説明する。コーン部１２、１３の少なくとも一方
を、段付き形状１６、または凹凸形状１７が設けられた
断面形状にすることにより、そのコーン部の高剛性を確
保することができ、ばね定数を高めてコーン部の共振点
を、アイドル時や軽負荷走行時の振動数域から高い方向
に外して、膜共振を抑制でき、振動振幅を小さくして、
コーン部の膜振動による放射音を減少させることができ
る。凹凸形状による剛性アップは、板厚増加による剛性
アップに比べて、重量を上げずに剛性アップをはかるこ
とができ、かつ、剛性アップの度合いも大であり、その
結果、効果的に膜共振を抑制できる。とくに、上流側の
コーン部１２は、振動源であるエンジンに近く、かつ、
排気がコンバータハニカム部を通過していない部位で排
気脈動が十分には減衰していない部位にあるため、従来
放射音上問題となる部位であったが、段付き形状１６、
または凹凸形状１７が設けられた断面形状による高剛性
化により、放射音抑制効果が顕著に表れる。
【００１４】また、コーン部１２、１３が１層の鋼板か
ら形成されているため、一重構造であり、放射音抑制の
ために二重管構造をとった場合に比べて、軽量化される
とともに、工程数増も伴わず、製造コストが低減され
る。上記から、放射音の問題を解決したことによりコー
ン部１２、１３を従来の鋳物から鋼板製とすることがで
き、車両の軽量化、熱容量を小さくしたことによる暖機
性能の向上、等が得られる。
【００１５】
【発明の効果】請求項１の排気浄化装置用ケーシングに
よれば、コーン部を、段付き形状、または凹凸形状が設
けられた断面形状にすることにより、高剛性を確保する
ことができ、膜共振を抑制することができ、放射音を抑
制できる。また、１層の鋼板から形成されているため、
二重管構造に比べて軽量化できるとともに、製造コスト
を低減できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a casing for an exhaust gas purifying apparatus having improved rigidity. 2. Description of the Related Art Steel plates are sometimes used instead of castings in the cone of a catalytic converter in order to reduce weight and improve warm-up. This cone portion has a large area, causes membrane vibration due to vibration transmission and exhaust pulsation, and causes emission noise. Furthermore, if the capacity of the catalytic converter is increased due to the demand for exhaust purification, the area of the cone becomes large, and as a result, the radiation area increases and the rigidity of the cone decreases, causing resonance during idling and light load driving. There is a problem that the sound is easily generated and the radiated sound is greatly deteriorated. In order to reduce radiated sound, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-303831 proposes a structure in which a cone portion of a catalytic converter casing has a double-pipe structure and a buffer material is interposed between the pipes. [0003] However, in the conventional structure in which the cone portion is a double tube, when a double tube is manufactured using two steel plates, the weight increases and the number of steps is reduced. There is a problem that the production cost increases due to the increase. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a casing for an exhaust gas purification device which can reduce radiated sound and does not involve an increase in weight or the number of steps as in a double pipe structure. [0004] The present invention to achieve the above object is as follows. An exhaust purification device casing having a cone portion, wherein the cone portion is formed of a single-layer steel plate, and is formed in a stepped shape or a cross-sectional shape provided with an uneven shape. casing. In the casing for an exhaust gas purifying apparatus of the present invention, high rigidity can be ensured and membrane resonance is suppressed by forming the cone portion into a stepped shape or a cross-sectional shape provided with irregularities. be able to. Further, since it is formed from a single-layer steel plate, the weight is reduced and the manufacturing cost is reduced as compared with the double pipe structure. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A casing for an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 shows a cone portion of a conventional casing for an exhaust gas purification device for comparison with the present invention. A casing 10 for an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment of the present invention is a catalytic converter (a catalytic converter disposed immediately below an exhaust manifold, but a catalytic converter disposed below a vehicle floor) disposed in an exhaust system of an internal combustion engine. May be)
And a casing of an exhaust purification device such as a particulate trapper. When the exhaust gas purification device casing 10 is a catalytic converter arranged immediately below the exhaust manifold,
The upstream end of the casing 10 is, for example, a bent pipe 14
The upstream end of the bent pipe 14 is connected to an exhaust manifold at a flange portion 23 or to an exhaust manifold via a turbine portion of a turbocharger. A heat insulator boss 22 is attached to the bent pipe 14. The casing 10 for the exhaust gas purifying apparatus has a cylindrical central portion 11 for holding a catalyst carrier, a trapper body, etc. of the exhaust gas purifying device inside, and cone portions 12, 13 connected upstream and downstream thereof. An upstream cone 12 and a downstream cone 13). The present invention is applied to one of the cone portions 12 and 13 (particularly, the upstream cone portion 12) or both. The upstream cone section 12 is a cone section whose diameter increases in the exhaust flow direction, and the downstream cone section 13 is a cone section whose diameter decreases in the exhaust flow direction. At least one of the cone portions 12, 13 (in the illustrated example, the upstream cone portion 12) is made of a single-layer steel plate, that is, has a single-layer structure, and has a stepped shape 16 or It is formed into a cross-sectional shape provided with the uneven shape 17. FIG. 2 shows a case where the cone portion 12 is formed into a stepped shape 16 extending in the circumferential direction,
FIG. 3 shows a case where the cone portion 12 is formed in a cross-sectional shape provided with an uneven shape 17 extending in the axial direction.
FIG. 4 shows, for comparison, a conventional cone portion 12 having no unevenness. The stepped shape 16 comprises at least one radially outwardly convex portion 16a and at least one
Two radially outwardly concave portions 16b (portions having a curvature opposite to the convex portions 16a) are alternately formed in the axial direction of the cone portion, and at least one of the convex portions 16a and the concave portions 16b has a step. It consists of sticky ones. The convex portion 16a and the concave portion 16b may have a curved shape in the axial direction of the cone portion, or may have a curved shape. The convex portion 16a and the concave portion 16b extend over the entire circumference in the circumferential direction of the cone portion, and are not uneven in the circumferential direction. The cross-sectional shape provided with the concavo-convex shape 17 has at least one radially outwardly protruding portion 17.
a and at least one radially outwardly concave portion 17b (a portion having a curvature opposite to the convex portion 17a). The cross-sectional shape provided with the concavo-convex shape 17 has a relatively shallow concavo-convex shape and a curved concavo-convex shape.
6 includes those where a stepped portion such as 6 cannot be clearly seen. Further, the cross-sectional shape provided with the uneven shape 17 is as follows: (a) When the convex portion 16a and the concave portion 16b extend over the entire circumference in the circumferential direction of the cone portion and are not uneven in the circumferential direction (FIG. 2). And (b) the case where the convex portion 16a and the concave portion 16b are formed at the axial center of the cone portion, extend in the axial direction of the cone portion, and are uneven in the circumferential direction (FIG. 3). Both cases are included. The cone portions 12 and 13 are formed into a stepped shape 16 or a cross-sectional shape provided with an uneven shape 17.
Is manufactured as follows. First, as shown in Step 1 of FIG. 1, a flat plate 18 made of a steel plate is prepared. Then
As shown in Step 2 of FIG. 1, the flat plate 18 is roll-formed,
The seam 20 is welded to form the tubular body 19. When the flat plate 18 has a rectangular shape, the cylindrical body has a cylindrical shape, and when the flat plate 18 has a fan shape, the cylindrical body has a cone shape. Next, as shown in step 3 of FIG. 1, the cross section is formed into a stepped shape 16 or a cross sectional shape provided with the uneven shape 17. This forming is performed by draw forming (such as spinning with the spinning roll 21) or press forming. Next, the operation of the exhaust gas purifying device casing 10 will be described. By forming at least one of the cone portions 12 and 13 to have a cross-sectional shape provided with a stepped shape 16 or an uneven shape 17, high rigidity of the cone portion can be ensured, and a spring constant is increased to increase the cone portion. The resonance point is shifted out of the frequency range at the time of idling or running under light load in a higher direction to suppress the membrane resonance, reduce the vibration amplitude,
The radiation noise due to the membrane vibration of the cone can be reduced. The increase in rigidity due to the uneven shape can increase the rigidity without increasing the weight, and the degree of increase in rigidity is greater than the increase in rigidity due to the increase in plate thickness. Can be suppressed. In particular, the upstream cone 12 is close to the engine that is the vibration source, and
Since the exhaust pulsation is not sufficiently attenuated in a portion where the exhaust does not pass through the converter honeycomb portion, the portion has conventionally been a problem in radiation noise.
Alternatively, the radiation sound suppressing effect is remarkably exhibited by the high rigidity due to the cross-sectional shape provided with the uneven shape 17. Further, since the cone portions 12 and 13 are formed from a single-layer steel plate, the cone portions 12 and 13 have a single-layer structure, and are lighter and lighter than the case where a double-tube structure is employed for suppressing radiation noise. The manufacturing cost is reduced without increasing the number of steps. From the above, by solving the problem of radiated sound, the cone portions 12 and 13 can be made of a steel plate from a conventional casting, so that the weight of the vehicle can be reduced, and the warm-up performance can be improved by reducing the heat capacity. Can be According to the casing for an exhaust gas purifying apparatus of the first aspect, high rigidity can be secured by forming the cone portion into a stepped shape or a cross-sectional shape provided with an uneven shape. Therefore, membrane resonance can be suppressed, and radiated sound can be suppressed. In addition, because it is formed from a single-layer steel plate,
The weight can be reduced as compared with the double pipe structure, and the manufacturing cost can be reduced.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の排気浄化装置用ケーシングの
コーン部の製造工程図である。
【図２】本発明の実施例の排気浄化装置用ケーシング
の、コーン部が段付き形状に形成された場合の、正面図
である。
【図３】本発明の実施例の排気浄化装置用ケーシング
の、コーン部が軸方向に延びる凹凸形状が設けられた断
面形状に成形された場合の、コーン部の正面図である。
【図４】従来の排気浄化装置用ケーシングのコーン部の
正面図である。
【符号の説明】
１０ 排気浄化装置用ケーシング
１１ 中央部
１２ 上流側コーン部
１３ 下流側コーン部
１４ 曲げパイプ
１５ 溶接
１６ 段付き形状
１６ａ 凸の部分
１６ｂ 凹の部分
１７ 凹凸形状
１７ａ 凸の部分
１７ｂ 凹の部分
１８ 平板
１９ 筒状体
２０ 継目
２１ スピニングロール
２２ ヒートインシュレータボス
２３ フランジ部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a cone portion of an exhaust purification device casing according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the casing for an exhaust emission control device according to the embodiment of the present invention in a case where a cone portion is formed in a stepped shape. FIG. 3 is a front view of the cone portion of the casing for an exhaust emission control device according to the embodiment of the present invention in a case where the cone portion is formed into a cross-sectional shape provided with an uneven shape extending in an axial direction. FIG. 4 is a front view of a cone portion of a conventional casing for an exhaust purification device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Exhaust purification device casing 11 Central portion 12 Upstream cone portion 13 Downstream cone portion 14 Bend pipe 15 Weld 16 Stepped shape 16a Convex portion 16b Concave portion 17 Concavo-convex shape 17a Convex portion 17b Concave Part 18 Flat plate 19 Cylindrical body 20 Seam 21 Spinning roll 22 Heat insulator boss 23 Flange