JP2003172121A - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置

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Makoto Tsujita
誠 辻田
Hisataka Michisaka
久貴 通阪
Toshiki Oya
敏樹 大矢
Takehiro Nogaki
武裕 野垣
Takaomi Kamiya
貴臣 神谷
Daisuke Shirai
大輔 白井
Hiroshi Endo
浩史 遠藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パティキュレートフィルタを抱持したフィル
タカセットを一方向からの差し込みにより安定して装着
し得るようにする。 【解決手段】 パティキュレートフィルタ４をインナシ
ェル１１で一体的に抱持してユニット化したフィルタカ
セット１２をフィルタケース５内のアウタシェル１０に
対し差し込んで装着する排気浄化装置に関し、カセット
装着時にシェル１１の奥側端部外周と対峙するシェル１
０の内周面に、カセット挿入方向へ向け徐々に縮径する
テーパ形状を成し且つその先端をシェル１１の奥側端部
外周に対し略合致するように絞り込んだガイドリング２
３を設け、シェル１１の奥側端部から所要長さだけ手前
側に後退した位置の外周面に鍔状を成すようにストッパ
リング２４を設け、両リング２３，２４の間にカセット
装着時に挾圧保持されるようにネット材２５（クッショ
ン材）を介装する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出されるパテ
ィキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、
炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯ
Ｆ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）と
を主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸
成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパテ
ィキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する
排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備する
ことが従来より行われている。
【０００３】ここで、パティキュレートフィルタは、コ
ージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム
構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が
交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路につ
いては、その出口が目封じされるようになっており、各
流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下
流側へ排出されて、前記多孔質薄壁の内側表面にパティ
キュレートが捕集されるようにしてある。
【０００４】そして、パティキュレートフィルタにおけ
る多孔質薄壁の内側表面に捕集されたパティキュレート
は、排気温度の高い運転領域にて自己燃焼して除去され
るか、或いは、必要に応じて装備された何らかの加熱手
段による助勢を受けて燃焼除去されることになるが、パ
ティキュレートフィルタ内には、潤滑油を起源として気
筒内燃焼で発生するアッシュが徐々に溜まってくるた
め、パティキュレートフィルタに対し直接的にエア洗浄
や水洗浄等による清掃を施したり、新たなパティキュレ
ートフィルタに交換したりする必要がある。
【０００５】このため、本発明者らは、排気管の途中で
パティキュレートフィルタを抱持しているフィルタケー
スを少なくとも部分的に開口できる構造とした上、該フ
ィルタケース内にアウタシェルを固定設置し、パティキ
ュレートフィルタをインナシェルで一体的に抱持してユ
ニット化したフィルタカセットを前記アウタシェルに対
し差し込んで装着するようにしたカセット着脱方式を創
案するに到った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タケース内に固定設置したアウタシェルに対しフィルタ
カセットを一方向から差し込んで装着しようとした場
合、その挿入方向の手前側については、フランジを介し
たボルト締結等により強固に固定することができるのに
対し、その奥側を良好に固定する術がなかったため、フ
ィルタカセットの奥側で挿入クリアランス分だけガタつ
きが起こる虞れがあった。
【０００７】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、パティキュレートフィルタを抱持したフィルタカセ
ットを一方向からの差し込みにより安定して装着し得る
ようにした排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気管の途中
に介装したフィルタケース内にアウタシェルを固定設置
し、パティキュレートフィルタをインナシェルで一体的
に抱持することによりユニット化したフィルタカセット
を前記アウタシェルに対し差し込んで装着するようにし
た排気浄化装置において、フィルタカセットの装着時に
インナシェルの奥側端部外周と対峙するアウタシェルの
内周面に、フィルタカセットの挿入方向へ向け徐々に縮
径するテーパ形状を成し且つその先端をインナシェルの
奥側端部外周に対し略合致するように絞り込んだガイド
リングを設けると共に、インナシェルの奥側端部から所
要長さだけ手前側に後退した位置の外周面に鍔状を成す
ようにストッパリングを設け、該ストッパリングとガイ
ドリングとの間に、フィルタカセットの装着時に挾圧保
持されるようにクッション材を介装したことを特徴とす
るものである。
【０００９】而して、このようにすれば、フィルタカセ
ットをアウタシェルに差し込んで装着した際に、インナ
シェルの奥側端部がガイドリングの先端に圧入されて内
嵌保持され、しかも、クッション材がストッパリングに
よりガイドリング側へ押し込まれ且つ該ガイドリングの
テーパ形状による楔作用で良好に圧縮されることにより
インナシェルの奥側端部がガタつきなく抱持されるの
で、後はフィルタカセットの手前側端部を何らかの手段
でアウタシェルから抜脱しないようロックするだけでフ
ィルタカセットの安定した装着状態が得られる。
【００１０】また、本発明において、ストッパリングと
ガイドリングとの間に介装されるクッション材として
は、例えば、金属線材を編み込んで成るネット材を採用
すると良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
【００１２】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、ここに図示している例においては、自動
車のディーゼルエンジンから排出された排気ガス１が流
通している排気管２のマフラ３内に、酸化触媒を一体的
に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ
４を収容させた場合を例示しており、該パティキュレー
トフィルタ４を抱持するフィルタケース５がマフラ３の
外筒を成すようになっている。
【００１３】即ち、マフラ３の入口パイプ６と出口パイ
プ７との間に、多数の連通孔を有する分散板８，９によ
り画定された所要の大きさの収容空間が確保され、この
収容空間にアウタシェル１０が固定設置されるようにな
っており、パティキュレートフィルタ４をインナシェル
１１で一体的に抱持することによりユニット化したフィ
ルタカセット１２が前記アウタシェル１０に対し前方か
ら差し込まれて装着されるようになっている。
【００１４】ここで、前記フィルタケース５は、フィル
タカセット１２の前端付近で前後に二分割されており、
より具体的には、フィルタカセット１２の前段に配置さ
れて消音室１３を画定する前部分割外筒１４と、前記フ
ィルタカセット１２を摺動自在に内嵌保持するアウタシ
ェル１０を内部に固定装備し且つ該アウタシェル１０に
内嵌保持されたフィルタカセット１２の後方に消音室１
５を画定する後部分割外筒１６とにより構成されてい
る。
【００１５】そして、前部分割外筒１４及びフィルタカ
セット１２の相互の対向端部には、互いに突き合わされ
るフランジ１４ａ，１２ａが夫々形成され、しかも、こ
れら各フランジ１４ａ，１２ａよりも外径が大きくなる
ように後部分割外筒１６が形成されている。
【００１６】また、前記後部分割外筒１６の前端側内周
には、アウタシェル１０に対し前方からフィルタカセッ
ト１２を差し込んだ時に該フィルタカセット１２のフラ
ンジ１２ａを掛止する当接リング１７が設けられ、該当
接リング１７の円周方向複数箇所には、スタッドボルト
１８が前方に向けて突設されており、該各スタッドボル
ト１８に前記各フランジ１４ａ，１２ａを通してナット
１９で締結することにより前記前部分割外筒１４とフィ
ルタカセット１２と後部分割外筒１６とが一箇所で着脱
自在に組み付けられるようになっている。
【００１７】ここで、フィルタカセット１２のインナシ
ェル１１に対するパティキュレートフィルタ４の保持構
造は、パティキュレートフィルタ４の入側端面と出側端
面の外縁がエンドプレート２０により掛止されて軸心方
向への移動が拘束されるようになっており、しかも、そ
の外周面部分をステンレス等の金属線材を編み込んで成
るネット材２１（クッション材）により保持されるよう
になっていて、このネット材２１の軸心方向中間位置に
は、シール材２２が介装されて排気ガス１の迂回を阻止
し得るようになっている。
【００１８】そして、後部分割外筒１６のアウタシェル
１０に対するフィルタカセット１２の保持構造に関して
詳述すると、フィルタカセット１２の前端部（挿入方向
手前側端部）が、前述した如きフランジ１２ａの締結保
持により強固に固定されるようになっている一方、フィ
ルタカセット１２の後端部（挿入方向奥側端部）は、フ
ィルタカセット１２の装着時にインナシェル１１の後端
部外周と対峙するアウタシェル１０の内周面に設けられ
ているガイドリング２３に対し圧入保持されるようにな
っており、このガイドリング２３は、フィルタカセット
１２の挿入方向へ向け徐々に縮径するテーパ形状を成し
且つその先端をインナシェル１１の後端部外周に対し略
合致するように絞り込んである。
【００１９】しかも、インナシェル１１の後端部から所
要長さだけ前側にずらした位置の外周面には、鍔状を成
すようにストッパリング２４が設けられており、該スト
ッパリング２４と前記ガイドリング２３との間には、ス
テンレス等の金属線材を編み込んで成るネット材２５
（クッション材）がフィルタカセット１２の装着時に挾
圧保持されるように介装されている。
【００２０】また、アウタシェル１０とインナシェル１
１との間に形成される隙間の前側位置には、前記ネット
材２５と同様のネット材２６が介装されており、これら
の前後のネット材２６，２５に挟まれた隙間には、セラ
ミックスファイバー等の耐熱繊維から成るマット材２７
（シール機能を兼ね備えたクッション材）が介装されて
いる。
【００２１】尚、図中における２８，２９はパティキュ
レートフィルタ４の温度低下を抑制するための断熱材、
３０，３１はガスケットを夫々示している。
【００２２】而して、このようなカセット着脱方式を採
用して排気浄化装置を構成すれば、当接リング１７と両
フランジ１４ａ，１２ａとの締結状態を解除して前部分
割外筒１４を後部分割外筒１６から切り離した開放状態
において、フィルタカセット１２をアウタシェル１０に
差し込んで装着した際に、インナシェル１１の後端部
（挿入方向の奥側端部）がガイドリング２３の先端に圧
入されて内嵌保持され、しかも、ネット材２５がストッ
パリング２４によりガイドリング２３側へ押し込まれ且
つ該ガイドリング２３のテーパ形状による楔作用で良好
に圧縮されることによりインナシェル１１の後端部がガ
タつきなく抱持されるので、後はフィルタカセット１２
の前端部（挿入方向の手前側端部）のフランジ１２ａを
前部分割外筒１４のフランジ１４ａと当接リング１７と
の間に挟んで締結するだけでフィルタカセット１２の安
定した装着状態が得られる。
【００２３】尚、フィルタカセット１２のフランジ１２
ａを前部分割外筒１４のフランジ１４ａと当接リング１
７との間に挟んで締結するにあたっては、前側のネット
材２６も圧縮した状態となるように押し込んで締結する
ことが好ましい。
【００２４】従って、上記形態例によれば、フィルタカ
セット１２をアウタシェル１０に差し込むだけで、イン
ナシェル１１の後端部をガタつきなく良好に抱持し得て
フィルタカセット１２の安定した装着状態を得ることが
できるので、アウタシェル１０に対する一方向からの差
し込みによるフィルタカセット１２の装着を支障なく実
現することができる。
【００２５】尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、フィルタケースに
は、図示例の如き円筒形状以外に箱型形状等の様々な形
状を採用することが可能であり、また、フィルタケース
自体を複数に分割する以外に、フィルタケースの適宜位
置にフィルタカセットを挿脱可能な開口部を形成して該
開口部を蓋体により開閉自在に塞ぐような構造を採用し
ても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】上記した本発明の排気浄化装置によれ
ば、フィルタカセットをアウタシェルに差し込むだけ
で、インナシェルの奥側端部をガタつきなく良好に抱持
し得てフィルタカセットの安定した装着状態を得ること
ができるので、アウタシェルに対する一方向からの差し
込みによるフィルタカセットの装着を支障なく実現する
ことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す部分断面図
である。
【図２】図１のフィルタカセットの前端部の固定状態を
拡大して示す断面図である。
【図３】図１のフィルタカセットの後端部の固定状態を
拡大して示す断面図である。
【図４】図１の前部分割外筒と後部分割外筒とを切り離
した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 排気ガス ２ 排気管 ４ パティキュレートフィルタ ５ フィルタケース １０ アウタシェル １１ インナシェル １２ フィルタカセット ２３ ガイドリング ２４ ストッパリング ２５ ネット材（クッション材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594174839 株式会社 ソーシン 埼玉県入間市寺竹1115番地１ (72)発明者 舟橋 博 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 辻田 誠 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 通阪 久貴 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 大矢 敏樹 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 野垣 武裕 愛知県名古屋市熱田区六野１丁目３番１号 株式会社三五内 (72)発明者 神谷 貴臣 愛知県名古屋市熱田区六野１丁目３番１号 株式会社三五内 (72)発明者 白井 大輔 神奈川県横浜市都筑区仲町台３−12−３ 株式会社ユニバーサルキャタシステムズ内 (72)発明者 遠藤 浩史 埼玉県入間市寺竹1115番地１ 株式会社ソ ーシン内 Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA02 BA01 BA08 DB04 DB05 EA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気管の途中に介装したフィルタケース
    内にアウタシェルを固定設置し、パティキュレートフィ
    ルタをインナシェルで一体的に抱持することによりユニ
    ット化したフィルタカセットを前記アウタシェルに対し
    差し込んで装着するようにした排気浄化装置において、
    フィルタカセットの装着時にインナシェルの奥側端部外
    周と対峙するアウタシェルの内周面に、フィルタカセッ
    トの挿入方向へ向け徐々に縮径するテーパ形状を成し且
    つその先端をインナシェルの奥側端部外周に対し略合致
    するように絞り込んだガイドリングを設けると共に、イ
    ンナシェルの奥側端部から所要長さだけ手前側に後退し
    た位置の外周面に鍔状を成すようにストッパリングを設
    け、該ストッパリングとガイドリングとの間に、フィル
    タカセットの装着時に挾圧保持されるようにクッション
    材を介装したことを特徴とする排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 クッション材が金属線材を編み込んで成
    るネット材により構成されていることを特徴とする請求
    項１に記載の排気浄化装置。
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