JPH063140Y2 - 排気ガス背圧測定装置の背圧ポ−ト構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案はディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に係
り、より詳しくは、フィルタ再生可能なディーゼル排気
固形微粒子捕集装置の排気背圧測定装置の背圧ポート構
造に関する。

〔背景技術〕

ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる排気黒煙微粒
子のような固形微粒子状排出物を捕集してディーゼル排
気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置は従来よりよ
く知られている。かかる浄化装置は、通常、セラミック
等の耐熱性多孔質フィルタを用いた捕集器（トラップ）
で構成されている。第５図を参照して従来の排気固形微
粒子捕集器システムの一例を説明するに、１０はディー
ゼルエンジン、１２は排気マニホルド、１４および１６
は排気管、１８は捕集器である。捕集器１８のハウジン
グ２０内にはモノリス状のフィルタ２２が収蔵してあ
り、ディーゼル排気ガス中の固形微粒子を主として衝突
捕集の原理により捕集し得るようになっている。

捕集器の使用に伴い捕集された固形微粒子がフィルタ内
に蓄積するとフィルタの目詰りにより通気抵抗が増大す
ると共に捕集効果が低下するので、フィルタは適当な時
期または定期的に再生しなければならない。ディーゼル
排気の固形微粒子はカーボンを主成分としており従って
可燃性であるから、フィルタ内に蓄積した固形微粒子の
一部に点火して順次にフィルタ全域にわたって延焼させ
て飛ばせばフィルタを再生することが可能である。フィ
ルタの再生方法には種々のものが知られており、例え
ば、エンジン吸気系を絞り吸入空気量を減少させて排気
ガス温度を上昇させることにより固形微粒子に点火する
方法、エンジン排気系を絞ると共に燃料噴射量を増量し
て排気ガス温度を上昇させることにより微粒子に着火さ
せる方法、等があるが、第５図の従来例では、フィルタ
２２の上流側端面に接触または近接して電熱ヒータ２４
を設け、制御回路２６により適当な時期にリレー２８を
閉成して一定時間ヒータ２４に通電してこれを加熱する
ことによりフィルタ中の固形微粒子に点火するようにな
っている。

フィルタの再生時期を決定する方法には、エンジンの回
転数を積算計で積算して積算回転数が設定値に達した時
にフィルタを再生する方法、車両の走行距離を積算して
所定走行距離ごとに再生する方法、捕集器上流の排気ガ
スの背圧を検出して背圧が設置値になった時に再生する
方法、捕集器の上流と下流とで排気ガス背圧を検出して
差圧が設定値になった時に再生する方法、等があるが、
前二者の方法はフィルタの目詰り状態を必ずしも正確に
は反映しないので後二者の背圧による方法が最も合理的
である。例えば、第５図の例では、排気管１４に背圧検
出用ポート３０を穿孔し、背圧伝達管３２により背圧を
背圧センサ３４に導き、該センサに内蔵された圧電式抵
抗素子またはストレーンゲージにより背圧値を電流値に
変換し、これを制御回路２６で設定値と比較することに
より再生時期を検出している。検出用ポートには一般に
排気背圧を取入れるための導入用口金が取付けられ、こ
の口金に背圧伝達管が接続される。

排気ガスの背圧を検出することによりフィルタ再生時期
を決定するこの方法においては、排気管に穿設した背圧
検出用ポートに取り付ける背圧導入用口金の構造は極め
て重要な意義を有する。即ち、長期間の使用中に排気ガ
ス中の固形微粒子や腐蝕性の凝縮成分が背圧センサの抵
抗素子に作用して素子の性能を劣化させるおそれがあ
る。また、固形微粒子や凝縮液は検出用ポートや背圧伝
達管路の内壁面にも付着し、その付着量が多くなると終
にはポートや管路が詰ってしまって背圧センサに正確な
圧力を伝えなくなり、背圧センサの信頼性を著しく損な
うからである。従って、背圧導入用口金は、一方におい
ては排気ガス圧力をスムーズに伝達し得るものであると
共に、他方において排気ガス中の固形微粒子や凝縮性成
分を完全に遮断し得るものでなければならない。

そこで、最近、検出用ポートにハニカムフィルタを装填
し、該ハニカムフィルタの外周に電熱ヒータを巻きつけ
てなる背圧導入部構造が既に提案されている（例えば、
実開昭５８−１６３６１７号）。これによれば、排気ガ
ス中の排気微粒子等はハニカムフィルタにより濾過され
て、清浄な排気ガスのみが検出用ポートに入る。濾過に
よりハニカムフィルタに付着した微粒子等は電熱ヒータ
を加熱することにより焼却され、かくしてハニカムフィ
ルタは適当に再生される。

第６図は従来のヒータ内蔵式の背圧測定装置の一例を示
すものである。

第６図において、ハウジング４０の下部に中空のプロテ
クションカバーパイプ４１が挿入され、プロテクション
カバーパイプ４１の下端が排気管１４の排気ガス中にさ
らされる。ハウジング４０内には中空セラミックヒータ
４３が固設され、中空セラミックヒータ内を通ってくる
排気ガス中の排気微粒子を燃焼除去する。ヒータ４３の
プラス側端子４３ａはハウジング４０にとり付けられる
インナパイプ４４の例えば先端に溶接等により固定され
る。インナパイプ４４には外部電源に接続されるリード
線４５が連結され、それによりヒータ４３への通電が可
能となる。インナパイプ４４は気密保持用タルクリング
４６、リングパッド４７、及びリングスペーサ４８を介
してハウジング４０に固定されるリヤカバー４９内にシ
リコンラバー50,51を介して固定保持される。インナパ
イプ４４はリヤカバー４９をシリコンラバー50,51と共
に外部からかしめることにより固定される。

尚、ヒータ４３のアース電位はハウジング４０により形
成される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この従来構造ではインナパイプ４４がシリコンラバー5
0,51のような柔軟性材料で固定されているためエンジン
等の振動の影響でプラス端子43aの断線及び溶接部のは
がれが生じやすいという問題があった。

また、シリコンラバーが熱劣化してくると、プラス電極
であるインナパイプ４４が、振動でアースレベルである
リヤカバー４９に接触しショートする場合もある。従来
は上述の如くインナパイプ４４の保持をシリコンラバー
50,51のみで行なっていたためヒータのプラス端子43aは
アルミナ等の絶縁管（図示せず）を通してインナパイプ
に溶接しないと、リヤカバー４９等のアース電位の部分
に接触するおそれがあった。ところが、このような絶縁
管を通すと、端子43aは直線的にならざるを得ず、引張
に対する強度不足が問題となる。

本考案は上述の問題点を解消し、ヒータ端子部の破損、
絶縁不良を防止する共に十分な強度を有する簡易構造の
背圧ポート構造を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本考案に係る排気ガス背圧
測定装置の背圧ポート構造は排気ガス中に臨ませられ排
気ガスを導入する排気導入路を構成する口金部と、該口
金部を保持し口金部からの導入排気ガスを外部に導く外
管を具えた中空ハウジングと、口金部と外管とを連結す
る排気通路内に設けられ付着排気微粒子の燃焼除去を行
うヒータとを有し、該ヒーを外部電源に連結するヒータ
端子はセラミックスペーサを介してその下部を外管内に
固定保持されるインナパイプ内に導かれ、該インナパイ
プに形成した切り欠を介してインナパイプ外部に取り出
されインナパイプに接合される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を説明する。第２図は本考案の一
実施例に係る背圧測定装置の背圧ポート構造の全体外観
図を示すもので、外観上は第６図のものと同様であり、
同一部品番号で示すことにより説明を省略する。

第１図は第２図のＡ部の内部構造の拡大図である。本考
案の最も大きな特徴はインナパイプ４４′の下部をセラ
ミックスペーサ６０により保持したことにある。即ち、
インナパイプ４４′は円筒状のセラミックスペーサ６０
を介してリヤカバー４９内に固定保持される。

セラミックスペーサ６０は熱伝導性の低い例えばZrO₂の
ような材料から形成される。このセラミックスペーサ６
０はインナパイプ４４′の振動防止の他に位置ぎめの役
割も有する。即ち、インナパイプ４４′はセラミックス
ペーサ６０に形成した凹溝60a内に嵌入するだけで位置
決めされる。凹溝60aはヒータ４３の端子取出突起45aに
対応する孔60bとなって延びる。インナパイプ４４′に
は、セラミックスペーサ６０と干渉しない位置に切り欠
６３が設けられおり、ヒータ４３のプラス端子43aはこ
こから一旦外に取り出され、インナパイプ４４′に溶接
される。この時、プラス端子43aは延び方向に多少ゆと
りをもたせておく。セラミックスペーサ６０の上部に気
密用シリコンラバ６７が取り付けられる。シリコンラバ
６７は、リヤカバー（外管）４９を６９で示す如くかし
めることでインナパイプ４４′の保持、気密を保つた
め、取り付け位置は重要である。従って、例えばシリコ
ンラバ６７の底部に位置決め用の脚（図示せず）をつけ
ておき、この脚をセラミックスペーサ６０上に密着させ
ることで位置を決めるようにする。

一方、リード線４５をリード線保持用シリコンラバー７
１に通してから、リードコネクタ７３に圧着する。これ
をインナパイプ４４′にプラス側リード線として溶接に
より取り付け、リヤカバー４９を全体にかぶせて取りつ
ける（以後この組立体をヒータアッシーと呼ぶ）。その
後は第６図に示す従来通り、ハウジング４０にプロテク
ションカバー４１を入れ、ヒータ発熱部４３′（第２
図）がカバーの中心にあることを確認しながらヒータア
ッシーを組みつけ、気密保持用タルク４６、リングパッ
ド４７、及びリングスペーサ４８を取りつけて縁曲げ加
工（カーリング）により完全に固定する。最後に69,79
の部分でリヤカバー４９上からかしめることで、耐振性
の背圧ポート構造が完成する。ヒータ４３は筒状になっ
てプロテクションカバー４１の内周下部まで延び発熱部
を形成している。

インナパイプ４４へのプラス端子の取り付けが不十分で
あるとヒータが働かず排気通路60bのつまりにより、圧
力検知が困難となる。そのためプラス端子43aのインナ
パイプへの溶接部に第３図に示す如く補強用リング８０
を設けてもよい。この補強用リング８０は上記溶接部を
上から押えつけ、溶接部が離れたりはがれたりする可能
性を防止する。またこのリング８０はシリコンラバー６
７内に部分的に埋め込まれる形となるのでインナパイプ
４４′の抜け防止としても役立つ。第４図は別の実施例
を示すものでインナパイプ４４′の一端44a′を末広が
りに広げ、かつセラミックスペーサを60a,60bに２分割
することでインナパイプの抜け防止をはかったものであ
る。セラミックスペーサ60aの下端部はインナパイプ４
４′の端部44a′に対応したテーパ形状を有し、従って
インナパイプ44′は長手方向に両方向に位置規制され
る。

尚、インナパイプ４４′はフレキシブルホース（図示せ
ず）を介して背センサ（図示せず）に連結され、背圧が
供給されるようになっている。

〔考案の効果〕

以上に記載した如く本考案によればインナパイプとリヤ
カバーの間にセラミックスペーサを設け、インナパイプ
の振動を低減させることで、ヒータのプラス端子溶接部
の破損及びリヤカバーとの間の絶縁性を向上させること
ができる。

またセラミックスペーサを用いて完全な絶縁構造とする
ことにより、リヤカバー等のアース電位の部分に接触す
る可能性を防止すべく前述の如くヒータのプラス端子を
アルミナ等の絶縁管を通してインナパイプに溶接する必
要はなく、リード線の方向自由度はかなり大きくなり振
動衝撃等の外因に対してもかなりの耐久性の向上が期待
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る背圧ポート構造の縦断面図、第２
図は背圧測定装置の口金構造部の全体外観図、第３図は
第１図の変形実施例を示す図、第４図は本考案の更に別
の実施例を示す図、第５図は排気固形微粒子捕集装置の
概念図、 第６図は従来の背圧導入用口金の断面図。 ４０…ハウジング、 ４１…プロテクションカバー（口金部）、 ４３…ヒータ、４４′…インナパイプ、 ４９…リヤカバー（外管）、 ６０…セラミックスペーサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気ガス中に臨ませられ排気ガスを導入す
   る排気導入路を構成する口金部と、該口金部を保持し口
   金部からの導入排気ガスを外部に導く外管を具えた中空
   ハウジングと、口金部と外管とを連結する排気通路内に
   設けられ付着排気微粒子の燃焼除去を行うヒータとを有
   し、該ヒータを外部電源に連結するヒータ端子はセラミ
   ックスペーサを介してその下部を外管内に固定保持され
   るインナパイプに内に導かれ、該インナパイプに形成し
   た切り欠を介してインナパイプ外部に取り出されインナ
   パイプに接合されることを特徴とする排気ガス背圧測定
   装置の背圧ポート構造。