JPH04269316A - 内燃機関の排気フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関、特にディ
ーゼル機関で問題となるカーボン等の排気微粒子を捕集
除去するための排気フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル機関で問題となるカーボン等
の排気微粒子を、排気系に介装した排気フィルタにて捕
集除去することは従来から考えられており、種々の形式
の排気フィルタが既に提案されている。

【０００３】この排気フィルタの代表的なものは、いわ
ゆる目封じ型フィルタに代表される濾過捕集形式のもの
である。上記目封じ型フィルタは、例えば特開昭５６−
１２４４１７号公報に示されているように、セラミック
ス製のブロックに排気流方向に沿った多数の微細な流路
を形成し、かつ各流路の端部を交互にセラミックスにて
閉塞した構成であって、流路間のセラミックスの隔壁を
排気が通過することにより、排気微粒子を濾過捕集する
ようにしたものである。

【０００４】また、上記の濾過捕集形式のものに代えて
、付着捕集形式の排気フィルタも一部で提案されている
。その代表例としては、特開昭６２−４５３０９号公報
に見られるようなセラミックスの三次元多孔体いわゆる
セラミックスフォームをフィルタエレメントとしたもの
が知られており、連続気泡状に形成される複雑かつ微細
な流路を排気ガスが通流する際に、流路壁面に排気微粒
子が付着して捕集されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前者の濾過捕集形式の
ものでは、非常に高い捕集効率が得られる利点が知られ
ているが、その反面、焼却除去が不可能なＡｓｈ成分（
オイル添加剤の酸化物等）までも捕集してしまい、排気
熱による再生が正常に行われていても、いずれは目詰ま
り状態に至り、排圧の上昇等を招く可能性がある。

【０００６】また、後者の付着捕集形式のものでは、一
般に捕集効率が低く、しかも排気と接触するフィルタ材
の表面積を大きく確保する必要があるため、フィルタが
大型化しやすい。

【０００７】そして、いずれの場合も、セラミックスを
用いた構成では、排気微粒子の堆積が不均一な状態で再
生が行われたときに、熱歪により割れが生じ易く、耐久
性に乏しいという欠点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、網
状の金属板を用いて付着捕集を行わせ、しかも目封じ型
フィルタと同様の流路構造とすることにより、その小型
化を図ったものである。すなわち、この発明に係る内燃
機関の排気フィルタは、平坦な第１金属板と波板状に屈
曲した網状の第２金属板とを重ね合わせ、かつこれを円
柱状に巻回するとともに、両金属板にて画成される微小
流路の入口側端部および出口側端部を、上記第２金属板
端縁の折り返しにより交互に閉塞したことを特徴として
いる。

【０００９】

【作用】多数の微小流路は、交互に入口側端部もしくは
出口側端部が閉塞されているので、入口側端部からある
微小流路に流入した排気は、各微小流路を仕切る網状の
第２金属板を通過して隣接する微小流路に流入し、その
出口側端部へと流れ出る。つまり、網状の第２金属板に
広く接触し、その際にカーボン等の排気微粒子が捕集さ
れる。

【００１０】また排気フィルタ全体が金属製となるので
、再生時の温度の不均一が許容される。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１２】図１は、この発明に係る排気フィルタ１の
一実施例を示す斜視図である。このフィルタ１は、全体
として円柱状に形成されているもので、排気管に介装さ
れる図示せぬケーシング内に収容され、図１に矢印で示
すように、その軸方向に沿って排気が通流するようにな
っている。

【００１３】上記フィルタ１は、帯状に連続した２枚の
薄い金属板つまり第１金属板２と第２金属板３とを重ね
合わせ、かつこれを円柱状に巻回して構成されている。 図２は、これらの金属板２，３を巻回前の展開状態で示
したもので、第１金属板２は平坦な金属板が用いられて
いる。第２金属板３は、適宜なメッシュの網状金属板か
らなり、かつこれを歯車状ローラの圧接等により連続し
た波板状に成形してある、尚、この凹凸の稜線は、円柱
状フィルタ１の軸線と平行である。また上記第２金属板
３となる網状金属板は、例えば、図３に示すように、薄
い金属板からなる母材３Ａに多数のスリット４を交互に
形成し、これをスリット４と直交する矢印Ａ−Ａ方向へ
引き伸ばして、菱形の格子状としたものである。また網
状をなす第２金属板３は、その幅が第１金属板２よりも
僅かに大きく設定されており、互いに重ね合わせた状態
において、第２金属板３両側の端縁が第１金属板２から
僅かに突出するようになっている。

【００１４】そして第１，第２金属板２，３は、図２の
ように重ね合わせた状態で、その接触部の複数点でスポ
ット溶接され、互いに一体に固定されている。さらに、
第１金属板２の端縁から突出した第２金属板３の端縁が
、後述する微小流路５の端部を閉塞するために、部分的
に折り返されている。つまり、図２に示す金属板２，３
を巻回した場合に、波板状をなす第２金属板３の凹部（
波の谷となる部分）および凸部（波の山となる部分）の
双方で第１金属板２との間に微小流路５が画成される（
図１参照）が、この微小流路５の入口側端部および出口
側端部が交互に閉塞状態となるように、第２金属板３の
一方の端縁では、波の山となる箇所６（図２参照）が内
側に折り返され、かつ他方の端縁では、波の谷となる箇
所７（図２参照）が内側に折り返されている。具体的に
は、図４に示すように、第２金属板３の山もしくは谷の
頂部および底部の計３箇所に切り込み８を形成し、これ
によってできる２枚の切片９ａ，９ｂを、図５に示すよ
うに、部分的に重ね合わせるように折り返してある。

【００１５】従って、このものを円柱状に巻回すること
によって、図６に詳示するように、一端が開口した微小
流路５と一端が閉塞された微小流路５とが交互に並ぶ形
となる。そして、この一端が開口した微小流路５の図示
せぬ他端は閉塞され、逆に、この一端が閉塞されている
微小流路５の他端は開口している。

【００１６】なお、微小流路５の閉塞を一層均一かつ確
実なものとするために、円柱状に巻回した後に、フィル
タ１端部に適宜な充填剤を付着させるようにしてもよい
。この充填剤は、上述した閉塞箇所６，７のみで必要な
のは言うまでもないが、仮に、フィルタ１端部全面に充
填剤の塗布を行っても、芯材となる切片９ａ，９ｂが存
在する箇所つまり閉塞すべき箇所６，７のみに充填剤が
残り、予め開口した状態にある微小流路５が閉塞されて
しまうことはない。しかも閉塞箇所６，７では、網状の
切片９ａ，９ｂを芯材として充填剤が保持されるので、
容易かつ強固に充填することができる。

【００１７】従って、上記構成のフィルタ１においては
、図７の説明図に示すように、入口側端部が開口した多
数の微小流路５に排気が流入し、かつ網状の第２金属板
３を通過して隣接する微小流路５に拡散していく。そし
て、最終的には、出口側端部が開口した微小流路５から
下流側へ流れ出て行く。そのためカーボン等の排気微粒
子は、排気が網状の第２金属板３を通過し、あるいは第
２金属板３に接触する際に付着捕集される。特に、上記
構成では、排気と第２金属板３との接触面積が大きく確
保され、小型でかつ捕集効率の高いフィルタ１が得られ
る。

【００１８】また、上記フィルタ１は、網状金属板を用
いた付着捕集形式のものであるから、濾過捕集形式の場
合に生じ易い過剰捕集が防止される。特に、Ａｓｈ成分
を捕集した場合に、フィルタ１再生後に残ったＡｓｈ成
分が、排気流によって容易にブローオフし、Ａｓｈ成分
に起因する目詰まりを生じることがない。

【００１９】また、排気熱等による再生時に、排気微粒
子堆積量の不均一によって部分的に発熱量がばらつくこ
とがあるが、上記のように全体が金属製のフィルタ１で
あれば、熱歪による破損といった不具合はない。

【００２０】なお、網状とした第２金属板３は当然機械
的強度が低いものとなるが、平坦な第１金属板２と重ね
合わせて巻回することにより、フィルタ１全体としての
機械的強度とりわけ軸方向に対する強度が高く確保でき
、図示せぬケーシング内での保持が容易になるとともに
、排気圧等による変形を防止できる。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の排気フィルタによれば、フィルタエレ
メントとして網状金属板を用いることにより、再生後に
残るＡｓｈ成分を容易にブローオフでき、その目詰まり
が確実に防止される。そして網状金属板を用いた付着捕
集形式でありながらも、目封じ型フィルタと同様の流路
構造とすることで、排気と網状金属板との接触面積を大
きく確保でき、小型でかつ高い捕集効率を得ることがで
きる。しかも、全体が金属製であるため、セラミックス
のように再生時の熱歪による破損の虞れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる排気フィルタの一実施例を示
す斜視図。

【図２】フィルタを構成する金属板を巻回前の展開状態
で示す説明図。

【図３】第２金属板の製造方法を示す説明図。

【図４】第２金属板端部を折り返す前の状態を示す要部
拡大図。

【図５】同じく折り返した後の状態を示す要部拡大図。

【図６】端部を折り返した金属板を巻回した状態で示す
要部の斜視図。

【図７】このフィルタの流路構成を示す説明図。

【符号の説明】

１…フィルタ ２…第１金属板 ３…第２金属板 ５…微小流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平坦な第１金属板と波板状に屈曲した
   網状の第２金属板とを重ね合わせ、かつこれを円柱状に
   巻回するとともに、両金属板にて画成される微小流路の
   入口側端部および出口側端部を、上記第２金属板端縁の
   折り返しにより交互に閉塞したことを特徴とする内燃機
   関の排気フィルタ。