JP2014095367A

JP2014095367A - ミキサの製造方法

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Publication number: JP2014095367A
Application number: JP2012248543A
Authority: JP
Inventors: Masashi Hashimoto; 勝史橋本; Takeshi Yamagami; 武山上; Yoshifumi Omuro; 良文大室; Takahiro Hatakeyama; 貴裕畠山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2032-11-12
Also published as: JP5677683B2; DE102013222914A1

Abstract

【課題】還元剤を排気中に均一に拡散して高いＮＯｘ浄化率が得られるうえ熱変形を抑制できるミキサを、簡易且つ安価に製造できるミキサの製造方法を提供すること。
【解決手段】エンジン１の排気管３内に設けられて排気管３内に導入された還元剤を排気中に拡散させる複数の旋回翼１２を備えるミキサ１０の製造方法であって、板状の円環状部２１と、円環状部２１と同一部材で構成され且つ円環状部２１の外周に放射状に設けられて円環状部２１に対して略立設する板状の複数の立設部３２と、を備える成形部材３０の円環状部２１に対して、立設部３２の立設方向とは反対方向に絞り成形を施すことで、複数の立設部３２を円環状部２１の中心軸Ｘ近傍に集合させ、複数の旋回翼１２を形成する絞り成形工程を有することを特徴とするミキサ１０の製造方法である。
【選択図】図５

Description

本発明は、ミキサの製造方法に関する。詳しくは、内燃機関の排気通路内に導入された還元剤を排気中に拡散させるミキサの製造方法に関する。

従来、内燃機関の排気通路内に設けられたＮＯｘ浄化触媒の上流側から、例えば尿素水等の還元剤を噴射して導入することにより、排気中のＮＯｘを浄化する技術が知られている。この技術では、通常、排気通路内に噴射された還元剤を排気中に拡散させるためのミキサが設けられる（例えば、特許文献１参照）。

図８は、従来一般的な製造方法により製造されたミキサ８０の構成を示す図である。詳しくは、（ａ）がミキサ８０の斜視図であり、（ｂ）が旋回翼８１の溶接部８１１，８１２を示す図である。ミキサ８０では、中心軸Ｘ１近傍に集合した複数の旋回翼８１が、互いに溶接部８１１で溶接やロウ付（以下、単に「溶接」という。）により接合されている。またこれらの旋回翼８１は、それぞれ、外筒８２の内壁８２０にも溶接部８１２により接合されている。即ち、各旋回翼８１は、その両端で溶接により拘束されている。

ところで、ミキサは排気通路内で高温に晒されるため、各旋回翼は熱膨張する。この点、図８に示すミキサ８０では、各旋回翼８１は両端で拘束されているため、かかる熱膨張により生じる熱応力を十分に吸収できず、熱変形を抑制できない。そのため、熱変形の抑制の観点から、旋回翼８１の板厚を増加させる必要があるが、この場合には、板厚の増加に伴い圧力損失やヒートマスが増加するため、排気温度が低下してＮＯｘ浄化率が低下する。また、板厚の増加により、ミキサの重量が増加して燃費に悪影響を与えるとともに、圧力損失が増大して出力及び燃費に悪影響を与える。

図９は、プレス成形により製造されたミキサ９０の構成を示す図である。詳しくは、（ａ）がミキサ９０を前方側（排気の流入側）から見た図であり、（ｂ）がミキサ９０の側面図である。図９に示すミキサ９０では、各旋回翼９１は外筒９２と同一部材から構成されており、互いに接合されてはいない。即ち、各旋回翼９１の中心軸Ｘ２側の端部９１０は、拘束されず自由端となっている。そのため、熱膨張により生じる熱応力を吸収できるものの、各旋回翼９１自体が自由変形するおそれがある。

また、図９に示すミキサ９０では、製造上、旋回翼９１同士の隙間が大きくなるのは避けられず、還元剤が各旋回翼９１に衝突せずにすり抜ける。すると、還元剤が微粒化されず、還元剤を排気中に均一に拡散できないため、ＮＯｘ浄化率が低下する。
また、図９に示すミキサ９０は、プレス成形により各旋回翼９１が形成された長尺状の板状部材をロール成形により円筒化し、（ｂ）に示すように接合部９２０でかしめ又は溶接により接合されて製造される。そのため、プレス工程内での製造が困難であるうえ、別工法のロール成形工程が必要となる等、製造コストが嵩む。

図１０は、スリット嵌め込みを利用して製造されたミキサ１００の構成を示す図である。詳しくは、（ａ）がミキサ１００の斜視図であり、（ｂ）が２枚の旋回翼１１０ａ，１１０ｂを示す図である。図１０に示すミキサ１００では、隣接する一方の旋回翼１１０ａにスリット１１１ａ，１１１ａが設けられ、当該スリット１１１ａ，１１１ａに対して、隣接する他方の旋回翼１１０ｂに設けられた突起１１２ｂ，１１２ｂを挿入して嵌め込むことで、複数の旋回翼１１０が連結される。そのため、ミキサ１００では、各旋回翼１１０の熱膨張により生じる熱応力を、スリット１１１ａ，１１１ａに対して突起１１２ｂ，１１２ｂがスライドして後退する逃げ構造により吸収でき、熱変形を抑制できる。
しかしながら、このミキサ１００では、部品点数が多く、組付けに長時間を要するため製造コストが嵩む。

特開２０１１−１１１９２７号公報

上述のように、従来では、還元剤を排気中に均一に拡散して高いＮＯｘ浄化率が得られるうえ熱変形を抑制できるミキサを、簡易且つ安価に製造できる製造方法は見出されていないのが現状である。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、還元剤を排気中に均一に拡散して高いＮＯｘ浄化率が得られるうえ熱変形を抑制できるミキサを、簡易且つ安価に製造できるミキサの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の排気通路（例えば、後述の排気管３）内に設けられて当該排気通路内に導入された還元剤を排気中に拡散させる複数の旋回翼（例えば、後述の旋回翼１２）を備えるミキサ（例えば、後述のミキサ１０）の製造方法であって、板状の環状部（例えば、後述の円環状部２１）と、当該環状部と同一部材で構成され且つ当該環状部の外周に放射状に設けられて前記環状部に対して略立設する板状の複数の立設部（例えば、後述の立設部３２）と、を備える成形部材（例えば、後述の成形部材３０）の前記環状部に対して、前記立設部の立設方向とは反対方向に絞り成形を施すことで、前記複数の立設部を前記環状部の中心軸（例えば後述の中心軸Ｘ）近傍に集合させ、前記複数の旋回翼を形成する絞り成形工程（例えば、後述の絞り成形工程）を有することを特徴とするミキサの製造方法を提供する。

本発明では、板状の環状部と、当該環状部と同一部材で構成され且つ当該環状部の外周に放射状に設けられて前記環状部に対して略立設する板状の複数の立設部と、を備える成形部材を絞り成形することで、ミキサを製造する。具体的には、成形部材の環状部に対して、立設部の立設方向とは反対方向に絞り成形を施すことで、複数の立設部を環状部の中心軸近傍に集合させ、複数の旋回翼を形成する。
本発明によれば、一の成形部材から、絞り成形のみでミキサ形状を成形できる。即ち、絞り成形後、必要に応じて複数の旋回翼同士を接合するだけで、簡易且つ安価にミキサを製造できる。
また、本発明によれば、各旋回翼は、非拘束であるため、又は旋回翼同士を接合した場合であっても一端のみの拘束であるため、熱膨張により生じる熱応力を吸収でき、熱変形を抑制できる。これにより、旋回翼の板厚を減少できるため製造コストを削減でき、また、ミキサ重量を低減できるため燃費を向上できる。さらには、各旋回翼のヒートマスを低減でき、排気温度の低下を抑制できるため、ＮＯｘ浄化率を向上できる。
また、本発明によれば、旋回翼となる立設部の形状を適切に設計することで、噴射された還元剤が確実に旋回翼に衝突し得る構造、即ち、中心軸近傍に複数の旋回翼が集合し、各旋回翼間の隙間が小さく吹き抜け構造とならないミキサを製造できる。これにより、噴射された還元剤を確実に微粒化できるため、還元剤の蒸発が促進され、還元剤の排気中への均一な拡散を促進でき、高いＮＯｘ浄化率が得られる。

この場合、前記絞り成形工程では、前記環状部の開口縁を前記立設部の立設方向とは反対方向に突出させるとともに、前記環状部の開口径を拡径させるバーリング成形により、前記絞り成形を施すことが好ましい。

この発明では、バーリング成形により、絞り成形を実施する。これにより、環状部の開口縁に、立設部の立設方向とは反対方向に突出するフランジが形成されるとともに、開口径が拡径されるため、絞り成形を円滑に進行させることができる。従って、この発明によれば、上述の効果がより確実に奏される。

この場合、前記絞り成形工程後に、前記絞り成形工程で形成された前記複数の旋回翼同士を接合する接合工程をさらに有することが好ましい。

この発明では、絞り成形工程で形成された複数の旋回翼同士を接合する。例えば、各旋回翼の中心軸側の端部は、拘束されず自由端となっているため、これら自由端を接合する。これにより、各旋回翼自体が自由変形するおそれを回避できる。

この場合、前記複数の旋回翼は、前記中心軸近傍に、当該中心軸に略沿って外方に突出する突出部をそれぞれ有し、前記接合工程では、複数の前記突出部を溶接するか、複数の前記突出部に嵌合する嵌合リングを取り付けるか、又は複数の前記突出部を捻ってかしめるかのいずれかにより、前記複数の旋回翼同士を接合することが好ましい。

この発明では、複数の旋回翼の中心軸近傍に、中心軸に略沿って外方に突出する突出部を設け、接合工程においてこの突出部を接合することで、複数の旋回翼同士を接合する。具体的には、複数の突出部を溶接するか、複数の突出部に嵌合する嵌合リングを取り付けるか、又は複数の突出部を捻ってかしめるかのいずれかにより、複数の旋回翼同士を接合する。これにより、各旋回翼自体が自由変形するおそれを確実に回避できる。特に、嵌合リングによる接合やかしめによる接合であれば、ミキサの製造に溶接が一切不要となるため、製造コストをより削減できる。

この場合、前記絞り成形工程前に、板状の環状部（例えば、後述の円環状部２１）と、当該環状部と同一部材で構成され且つ周方向に所定の幅を持って前記環状部の外周から放射状に延出する板状の複数の延出部（例えば、後述の延出部２２）と、を備えるブランク材（例えば、後述のブランク材２０）の前記延出部を、当該延出部の一部が前記環状部に対して立設するように折り曲げることで、前記立設部を形成する折り曲げ工程（例えば、後述の折り曲げ工程）をさらに有することが好ましい。

この発明では、絞り成形工程前に、折り曲げ工程を有する。この折り曲げ工程では、板状の環状部と、環状部と同一部材で構成され且つ周方向に所定の幅を持って環状部の外周から放射状に延出する板状の複数の延出部と、を備えるブランク材の延出部を、延出部の一部が環状部に対して立設するように折り曲げることで、立設部を形成する。これにより、ブランク材の延出部を折り曲げた後、絞り成形するだけでミキサ形状を成形でき、上述の効果と同様の効果が奏される。

この場合、前記ブランク材は、前記折り曲げ工程で折り曲げられる折り曲げ線（例えば、後述の第１折り曲げ線２３ａ，第２折り曲げ線２３ｂ）の端部に、平面視Ｒ形状のＲ部（例えば、後述のＲ部２４ａ，２４ｂ）を有することが好ましい。

この発明では、ブランク材のうち、折り曲げ工程で折り曲げられる折り曲げ線の端部に、平面視Ｒ形状のＲ部を形成する。これにより、折り曲げ工程で折り曲げた際に、折り曲げ部が鋭角形状になるのを回避でき、熱膨張によるクラックの発生を抑制できる。

この場合、前記複数の延出部は平面視略四角形状であり、各延出部には、隣接する一方の延出部の角部と干渉しないように切り欠きが形成されていることが好ましい。

この発明では、複数の延出部を平面視略四角形状に形成するとともに、各延出部に、隣接する一方の延出部の角部と干渉しないように切り欠き（例えば、後述の切り欠き２６）を形成する。これにより、旋回翼の枚数をより多く確保でき、還元剤の微粒化、拡散を促進できる。ひいてはＮＯｘ浄化率を向上できる。

この場合、前記切り欠きは、各延出部のうち、前記ミキサの後方側に配置される位置に形成されていることが好ましい。

この発明では、切り欠きを、各延出部のうち、ミキサの後方側に配置される位置に形成する。これにより、噴射された還元剤が直接当たることがない、ミキサの後方側に切り欠きが配置されるため、還元剤の微粒化、拡散を妨げることがない。

本発明によれば、還元剤を排気中に均一に拡散して高いＮＯｘ浄化率が得られるうえ熱変形を抑制できるミキサの製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係るミキサの製造方法により製造されたミキサを備える内燃機関の排気浄化装置を示す図である。上記実施形態に係るミキサの斜視図である。上記実施形態に係るブランク材の平面図である。上記実施形態に係る折り曲げ工程を説明するための図であり、（ａ）がブランク材の平面図、（ｂ）が第１折り曲げ工程を示す図、（ｃ）が第２折り曲げ工程を示す図である。上記実施形態に係る絞り成形工程を説明するための図であり、（ａ）がパンチの小径部で円環状部を上方から押圧するときの図、（ｂ）がパンチの大径部で円環状部を上方から押圧するときの図、（ｃ）がパンチの大径部で円環状部を上方から押圧している途中の図、（ｄ）が円環状部の下方からパンチを引き抜いたときの図である。上記実施形態に係るミキサの接合部の例として、嵌合リングによる接合部を示す図である。上記実施形態に係るミキサの接合部の例として、捻りかしめによる接合部を示す図である。従来一般的な製造方法により製造されたミキサの構成を示す図であり、（ａ）がミキサの斜視図、（ｂ）が旋回翼の溶接部を示す図である。プレス成形により製造されたミキサの構成を示す図であり、（ａ）がミキサを前方側（排気の流入側）から見た図、（ｂ）がミキサの側面図である。スリット嵌め込みを利用して製造されたミキサの構成を示す図であり、（ａ）がミキサの斜視図であり、（ｂ）が２枚の旋回翼を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るミキサの製造方法により製造されたミキサ１０を備えた内燃機関（以下、「エンジン」という。）１の排気浄化装置２を示す図である。排気浄化装置２は、エンジン１の排気系に設けられる。エンジン１は、各気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンである。
排気浄化装置２は、エンジン１の排気管３内に設けられたＮＯｘ浄化触媒４と、ＮＯｘ浄化触媒４の上流側の排気管３内に還元剤としての尿素水を噴射して供給する尿素水噴射装置２１０と、尿素水噴射装置２１０の下流側で且つＮＯｘ浄化触媒４の上流側の排気管３に設けられ、尿素水噴射装置２１０により噴射された尿素水を排気中に拡散させるミキサ１０と、を備える。

尿素水噴射装置２１０は、排気管３のうちＮＯｘ浄化触媒４の上流側に、還元剤のＮＨ_３の元となる尿素水を噴射して供給する。尿素水噴射装置２１０は、尿素水タンク２１１と、図示しない噴射弁を備える尿素水噴射ノズル２１３と、尿素水供給路２１５と、を備える。
尿素水タンク２１１には尿素水が貯蔵されており、尿素水供給路２１５及び図示しない尿素水ポンプを介して、尿素水噴射ノズル２１３の先端部から、排気管３内に尿素水が噴射される。

尿素水噴射ノズル２１３の先端部には、図示しない２つの噴射孔が設けられている。尿素水噴射ノズル２１３は、噴射孔から噴射した尿素水が、後述するミキサ１０の旋回翼１２に衝突する位置に設けられている。このため、これら２つの噴射孔から噴射された尿素水の液滴は、ミキサ１０の旋回翼１２に衝突する。

ＮＯｘ浄化触媒４は、従来公知の所謂ＳＣＲ（選択還元式）触媒であり、従来公知の調製方法により調製される。
ＮＯｘ浄化触媒４は、尿素水噴射装置２１０により供給された尿素水が加水分解して生成したＮＨ_３を捕捉する。また、ＮＯｘ浄化触媒４は、少なくともＮＯｘ浄化機能を有し、捕捉又は供給したＮＨ_３を用いて排気中のＮＯｘを還元浄化する。

次に、本実施形態に係るミキサの製造方法により製造されたミキサ１０の構成について、図２を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係るミキサ１０の斜視図である。図２に示すように、ミキサ１０は、中心軸Ｘ方向の一端側に設けられて排気管３の内周に嵌合する外側リング部１１と、中心軸Ｘ方向の他端側で周方向に所定間隔毎に設けられた複数の旋回翼１２と、これら複数の旋回翼１２を接合する接合部１３と、を備える。排気は、複数の旋回翼１２及び接合部１３が設けられている側（図２の上側）から、外側リング部１１側（図２の下側）に向かって流入する。

外側リング部１１は、複数の旋回翼１２と同一部材で構成されている。即ち、外側リング部１１と複数の旋回翼１２は一体化されている。
複数の旋回翼１２は、それぞれ、中心軸Ｘから外側リング部１１にまで延びている。旋回翼１２は、排気が流入するミキサ１０の前方側（図２の上側）の前方部１２ａでは、中心軸Ｘに沿って延びている。また、ミキサ１０の後方側（図２の下側）の後方部１２ｂでは、後方側に向かって周方向に傾斜して延びている。これにより、流入した排気を旋回させることが可能となっている。
接合部１３は、中心軸Ｘ近傍に集合した後述する複数の突出部１２０を、溶接により接合することで形成されている。

次に、本実施形態に係るミキサの製造方法について、図３〜７を参照して説明する。
本実施形態に係るミキサの製造方法は、打ち抜き加工工程と、折り曲げ工程と、絞り成形工程と、接合工程と、を有する。

打ち抜き加工工程では、平板状の金属部材を、所定形状にブランクパンチで打ち抜くことで、ブランク材２０を成形する。
図３は、本実施形態に係るブランク材２０の平面図である。本実施形態に係るブランク材２０は、板状の円環状部２１と、円環状部２１と同一部材で構成され且つ周方向に所定の幅を持って円環状部２１の外周から放射状に延出する板状の複数の延出部２２と、を備える。

図３に示すように、複数の延出部２２は、平面視で略四角形状（正方形状）の四角形状部２２１と、この四角形状部２２１と円環状部２１とを連結する連結部２２２とで構成される。
四角形状部２２１には、円環状部２１の接線方向に略沿った直線上に、後述する折り曲げ工程で折り曲げられる第１折り曲げ線２３ａが形成されている。また、四角形状部２２１と連結部２２２との境界をなす直線上に、後述する折り曲げ工程で折り曲げられる第２折り曲げ線２３ｂが形成されている。

第１折り曲げ線２３ａ及び第２折り曲げ線２３ｂの端部には、それぞれ、平面視Ｒ形状のＲ部２４ａ，２４ｂが形成されている。Ｒ部２４ａは、第１折り曲げ線２３ａの両端部のうち、円環状部２１側の端部に形成されている。また、Ｒ部２４ｂは、第２折り曲げ線２３ｂの両端部のうち、円環状部２１側の端部に形成されている。

各延出部２２を構成する四角形状部２２１には、隣接する一方の延出部２２を構成する四角形状部２２１の角部２５と干渉しないように、切り欠き２６が形成されている。
切り欠き２６は、各延出部２２を構成する四角形状部２２１のうち、ミキサ１０の後方側に配置される位置に形成される。

折り曲げ工程では、上述のブランク材２０の延出部２２を、延出部２２の一部が円環状部２１に対して立設するように折り曲げることで、後述する成形部材３０の立設部３２を形成する。本実施形態に係る折り曲げ工程は、第１折り曲げ工程と、第２折り曲げ工程と、を有する。

図４は、本実施形態に係る折り曲げ工程を説明するための図であり、（ａ）がブランク材２０の平面図、（ｂ）が第１折り曲げ工程を示す図、（ｃ）が第２折り曲げ工程を示す図である。
先ず、図４（ｂ）に示すように、第１折り曲げ工程では、複数の延出部２２を、それぞれ、第１折り曲げ線２３ａで折り曲げる。このとき、各延出部２２の折り曲げ方向は、いずれも同一方向（図４（ｂ）では下方）とする。

次いで、図４（ｃ）に示すように、第２折り曲げ工程では、複数の延出部２２を、それぞれ、第２折り曲げ線２３ｂで折り曲げる。このとき、各延出部２２の折り曲げ方向は、いずれも同一方向（図４（ｂ）では上方）とする。
これにより、後述する成形部材３０の複数の立設部３２が形成される。

絞り成形工程では、上述の折り曲げ工程で得られた成形部材３０に対して、絞り成形を施す。具体的には、板状の円環状部２１と、円環状部２１と同一部材で構成され且つ円環状部２１の外周に放射状に設けられて円環状部２１に対して略立設する板状の複数の立設部３２と、を備える成形部材３０の円環状部２１に対して、立設部３２の立設方向とは反対方向に絞り成形を施すことで、複数の立設部３２を円環状部２１の中心軸Ｘ近傍に集合させ、複数の旋回翼１２を形成する。

図５は、本実施形態に係る絞り成形工程を説明するための図であり、（ａ）がパンチ５１の小径部５１ａで円環状部２１を上方から押圧するときの図、（ｂ）がパンチ５１の大径部５１ｂで円環状部２１を上方から押圧するときの図、（ｃ）がパンチ５１の大径部５１ｂで円環状部２１を上方から押圧している途中の図、（ｄ）が円環状部２１の下方からパンチ５１を引き抜いたときの図である。
図５に示すように、本実施形態に係る絞り成形工程では、先端側（図５の下方）に設けられた小径の小径部５１ａと、基端側（図５の上方）に設けられた大径の大径部５１ｂと、を有するパンチ５１を用いて、絞り成形が実施される。

先ず、図５（ａ）に示すように、開口径が円環状部２１の開口径よりも大きい円筒状の土台５３上に、成形部材３０を載置する。そして、円環状部２１の開口径よりも大径で土台５３の開口径よりも小径のパンチ５１の小径部５１ａにより、円環状部２１を上方から押圧する。即ち、バーリング成形による絞り成形により、円環状部２１の開口縁を立設部３２の立設方向とは反対方向に突出させるとともに、円環状部２１の開口径を拡径させる。

図５（ｂ）に示すように、パンチ５１の大径部５１ｂが円環状部２１に達したところで、円環状部２１の開口縁には、立設部３２の立設方向とは反対方向にフランジが形成される。また、円環状部２１の開口径が拡径される。

また、図５（ｃ）に示すように、パンチ５１の大径部５１ｂにより、パンチ５１による絞り成形をさらに進行させる。これにより、立設部３２は、次第に中心軸Ｘ側に向かって集合していく。

そして、図５（ｄ）に示すように、パンチ５１を円環状部２１及び土台５３の下方から引き抜くことで、絞り成形が完了し、立設部３２が中心軸Ｘ近傍に集合して互いに当接する。

接合工程では、上述の絞り成形工程後に、絞り成形工程で形成された複数の旋回翼１２同士を接合する。
本実施形態では、複数の旋回翼１２は、中心軸Ｘ近傍に、中心軸Ｘに略沿って外方（図５（ｄ）の上方）に突出する突出部１２０をそれぞれ有している。接合工程では、複数の突出部１２０を溶接するか、複数の突出部１２０に嵌合する嵌合リングを取り付けるか、又は、複数の突出部１２０を捻ってかしめるかのいずれかにより、複数の旋回翼１２同士を接合する。

ここで、図６は、本実施形態に係るミキサ１０の接合部１３の他の例として、嵌合リング６１による接合部６０を示す図である。
図６に示すように、複数の突出部１２０の外面には、中心軸Ｘ方向の同じ位置に凹部１２１が形成されている。この例では、嵌合リング６１を凹部１２１に嵌合させることで、複数の旋回翼１２を接合する。

また、図７は、本実施形態に係るミキサの接合部の他の例として、捻りかしめ１２２による接合部７０を示す図である。
図７に示すように、この例では、複数の突出部１２０を中心軸Ｘ回り（図７では左回り）に捻った後、かしめることで、複数の旋回翼１２を接合する。

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、板状の円環状部２１と、円環状部２１と同一部材で構成され且つ円環状部２１の外周に放射状に設けられて円環状部２１に対して略立設する板状の複数の立設部３２と、を備える成形部材３０を絞り成形することで、ミキサ１０を製造する。具体的には、成形部材３０の円環状部２１に対して、立設部３２の立設方向とは反対方向に絞り成形を施すことで、複数の立設部３２を円環状部２１の中心軸Ｘ近傍に集合させ、複数の旋回翼１２を形成する。
本実施形態によれば、一の成形部材３０から、絞り成形のみでミキサ形状を成形できる。即ち、絞り成形後、必要に応じて複数の旋回翼１２同士を接合するだけで、簡易且つ安価にミキサ１０を製造できる。
また、本実施形態によれば、各旋回翼１２は、非拘束、又は旋回翼１２同士を接合した場合であっても一端のみの拘束であるため、熱膨張により生じる熱応力を吸収でき、熱変形を抑制できる。これにより、旋回翼１２の板厚を減少できるため製造コストを削減でき、また、ミキサ１０の重量を低減できるため燃費を向上できる。さらには、各旋回翼１２のヒートマスを低減でき、排気温度の低下を抑制できるため、ＮＯｘ浄化率を向上できる。
また、本実施形態によれば、旋回翼１２となる立設部３２の形状を適切に設計することで、噴射された還元剤が確実に旋回翼１２に衝突し得る構造、即ち、中心軸Ｘ近傍に複数の旋回翼１２が集合し、各旋回翼１２間の隙間が小さく吹き抜け構造とならないミキサ１０を製造できる。これにより、噴射された還元剤を確実に微粒化できるため、還元剤の蒸発が促進され、還元剤の排気中への均一な拡散を促進でき、高いＮＯｘ浄化率が得られる。

また本実施形態では、バーリング成形により、絞り成形を実施する。これにより、円環状部２１の開口縁に、立設部３２の立設方向とは反対方向に突出するフランジが形成されるとともに、開口径が拡径されるため、絞り成形を円滑に進行させることができる。これにより、上述の効果がより確実に奏される。

また本実施形態では、絞り成形工程で形成された複数の旋回翼１２同士を接合する。例えば、各旋回翼１２の中心軸Ｘ側の端部は、拘束されず自由端となっているため、これら自由端を接合する。これにより、各旋回翼１２自体が自由変形するおそれを回避できる。

また本実施形態では、複数の旋回翼１２の中心軸Ｘ近傍に、中心軸Ｘに略沿って外方に突出する突出部１２０を設け、接合工程においてこの突出部１２０を接合することで、複数の旋回翼１２同士を接合する。具体的には、複数の突出部１２０を溶接するか、複数の突出部１２０に嵌合する嵌合リング６１を取り付けるか、又は複数の突出部１２０を捻ってかしめるかのいずれかにより、複数の旋回翼１２同士を接合する。これにより、各旋回翼１２自体が自由変形するおそれを確実に回避できる。特に、嵌合リング６１による接合やかしめによる接合部７０であれば、ミキサ１０の製造に溶接が一切不要となるため、製造コストをより削減できる。

また本実施形態では、絞り成形工程前に、折り曲げ工程を有する。この折り曲げ工程では、板状の円環状部２１と、円環状部２１と同一部材で構成され且つ周方向に所定の幅を持って円環状部２１の外周から放射状に延出する板状の複数の延出部２２と、を備えるブランク材２０の延出部２２を、延出部２２の一部が円環状部２１に対して立設するように折り曲げることで、立設部３２を形成する。これにより、ブランク材２０の延出部２２を折り曲げた後、絞り成形するだけでミキサ形状を成形できる。

また本実施形態では、ブランク材２０のうち、折り曲げ工程で折り曲げられる第１折り曲げ線２３ａ及び第２折り曲げ線２３ｂの一方の端部に、平面視Ｒ形状のＲ部２４ａ，２４ｂを形成する。これにより、折り曲げ工程で折り曲げた際に、折り曲げ部が鋭角形状になるのを回避でき、熱膨張によるクラックの発生を抑制できる。

また本実施形態では、複数の延出部２２を平面視略四角形状に形成するとともに、各延出部２２に、隣接する一方の延出部２２の角部２５と干渉しないように切り欠き２６を形成する。これにより、旋回翼１２の枚数をより多く確保でき、還元剤の微粒化、拡散を促進できる。ひいてはＮＯｘ浄化率を向上できる。

また本実施形態では、切り欠き２６を、各延出部２２のうち、ミキサ１０の後方側に配置される位置に形成する。これにより、噴射された還元剤が直接当たることがない、ミキサ１０の後方側に切り欠き２６が配置されるため、還元剤の微粒化、拡散を妨げることがない。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

１…エンジン（内燃機関）
３…排気管（排気通路）
４…ＮＯｘ浄化触媒
１０…ミキサ
１２…旋回翼
２０…ブランク材
２１…円環状部（環状部）
２２…延出部
２３ａ…第１折り曲げ線（折り曲げ線）
２３ｂ…第２折り曲げ線（折り曲げ線）
２４ａ…第１Ｒ部（Ｒ部）
２４ｂ…第２Ｒ部（Ｒ部）
２５…角部
２６…切り欠き
３０…成形部材
３２…立設部
６１…嵌合リング
１２０…突出部
Ｘ…中心軸

Claims

内燃機関の排気通路内に設けられて当該排気通路内に導入された還元剤を排気中に拡散させる複数の旋回翼を備えるミキサの製造方法であって、
板状の環状部と、当該環状部と同一部材で構成され且つ当該環状部の外周に放射状に設けられて前記環状部に対して略立設する板状の複数の立設部と、を備える成形部材の前記環状部に対して、前記立設部の立設方向とは反対方向に絞り成形を施すことで、前記複数の立設部を前記環状部の中心軸近傍に集合させ、前記複数の旋回翼を形成する絞り成形工程を有することを特徴とするミキサの製造方法。
前記絞り成形工程では、前記環状部の開口縁を前記立設部の立設方向とは反対方向に突出させるとともに、前記環状部の開口径を拡径させるバーリング成形により、前記絞り成形を施すことを特徴とする請求項１に記載のミキサの製造方法。
前記絞り成形工程後に、前記絞り成形工程で形成された前記複数の旋回翼同士を接合する接合工程をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のミキサの製造方法。
前記複数の旋回翼は、前記中心軸近傍に、当該中心軸に略沿って外方に突出する突出部をそれぞれ有し、
前記接合工程では、複数の前記突出部を溶接するか、複数の前記突出部に嵌合する嵌合リングを取り付けるか、又は複数の前記突出部を捻ってかしめるかのいずれかにより、前記複数の旋回翼同士を接合することを特徴とする請求項３に記載のミキサの製造方法。
前記絞り成形工程前に、板状の環状部と、当該環状部と同一部材で構成され且つ周方向に所定の幅を持って前記環状部の外周から放射状に延出する板状の複数の延出部と、を備えるブランク材の前記延出部を、当該延出部の一部が前記環状部に対して立設するように折り曲げることで、前記立設部を形成する折り曲げ工程をさらに有することを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載のミキサの製造方法。
前記ブランク材は、前記折り曲げ工程で折り曲げられる折り曲げ線の端部に、平面視Ｒ形状のＲ部を有することを特徴とする請求項５に記載のミキサの製造方法。
前記複数の延出部は平面視略四角形状であり、各延出部には、隣接する一方の延出部の角部と干渉しないように切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のミキサの製造方法。
前記切り欠きは、各延出部のうち、前記ミキサの後方側に配置される位置に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のミキサの製造方法。