(57)【要約】【課題】基材が、断面視における輪郭が非真円形状のものである場合に、輪郭の周方向の位置によってケース部材による面圧が不均一になることを回避可能な排気浄化装置を提供すること。【解決手段】柱状の基材（ハニカム担体１０）と、基材を収容する筒状のケース部材２０と、基材１０とケース部材２０との間において、基材１０の外周を囲むように設けられたマット３０と、を備え基材１０の中心軸Ｘに交差する断面視における輪郭Ｃ１は、短手方向ＳＤ及び長手方向ＬＤが定義される非真円形状であり、ケース部材２０は、マット３０の外周を囲む板材（金属板２０ａ）を両端で溶接することで形成した溶接部２３を有し、溶接部２３及びマット３０の両端が対向する部分である合口部３３は、それぞれ、輪郭Ｃ１において短手方向ＳＤに沿って対向する二辺である第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２に位置することを特徴とする排気浄化装置。【選択図】図３
2019148218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置であって、
排気浄化触媒が担持された柱状の基材と、
前記基材を収容する筒状のケース部材と、
前記基材と前記ケース部材との間において、前記基材の外周を囲むように設けられたマットと、を備え、
前記基材の中心軸に交差する断面視における輪郭は、短手方向及び長手方向が定義される非真円形状であり、
前記ケース部材は、前記マットの外周を囲む板材を両端で溶接することで形成した溶接部を有し、
前記溶接部及び前記マットの両端が対向する部分である合口部は、それぞれ、前記輪郭において前記短手方向に沿って対向する二辺である第１短径部及び第２短径部に位置することを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置は、柱状のハニカム担体をその外形に沿う筒状のケース部材に収容した構造を有する。ハニカム担体は、自己の外周面とケース部材内面との間に圧縮状態で介挿されたマットによってケース部材内に保持される。金属板をマットの外周に巻きつけ両端を溶接して筒状のケース部材を構成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２００９−１３２１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、ケース部材を構成する金属板をマットが巻かれたハニカム担体の外周にワイヤーロープ等を用いて締め付け、その両端を溶接して筒状のケース部材を構成する。このようにして金属板をマットが巻かれたハニカム担体の外周に所定の面圧で当接させるとされている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、ハニカム担体として、その中心軸に交差する断面視における輪郭が非真円形状のものを用いた場合には、輪郭の長手方向の両端に対応する部位と短手方向の両端に対応する部位とでケース部材の面圧に差が生じてしまう。またマットの両端が対向する部分である合口部には、僅かながら隙間が形成されるため、この合口部が位置する部分と他の部分との間でも面圧に差が生じてしまう。このように面圧が不均一であると、ケース内においてハニカム担体にがたつきが発生してしまい、ひいてはハニカム担体が経時的に変形してしまうおそれもある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、断面視における輪郭が非真円形状である基材を備える排気浄化装置において、輪郭の周方向位置によりケース部材の面圧が不均一になることを回避できる排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置であって、排気浄化触媒が担持された柱状の基材（例えば、後述するハニカム担体１０）と、前記基材を収容する筒状のケース部材（例えば、後述するケース部材２０）と、前記基材と前記ケース部材との間において、前記基材の外周を囲むように設けられたマット（例えば、後述するマット３０）と、を備え、前記基材の中心軸（例えば、後述する中心軸Ｘ）に交差する断面視における輪郭（例えば、後述する輪郭Ｃ１）は、短手方向（例えば、後述する短手方向ＳＤ）及び長手方向（例えば、後述する長手方向ＬＤ）が定義される非真円形状であり、前記ケース部材は、前記マットの外周を囲む板材（例えば、後述する金属板２０ａ）を両端で溶接することで形成した溶接部（例えば、後述する溶接部２３）を有し、前記溶接部及び前記マットの両端が対向する部分である合口部（例えば、後述する合口部３３）は、それぞれ、前記輪郭において前記短手方向に沿って対向する二辺である第１短径部（例えば、後述する第１短径部ＳＤ１）及び第２短径部（例えば、後述する第２短径部ＳＤ２）に位置することを特徴とする排気浄化装置。
【０００８】
上記（１）の排気浄化装置では、マットの外周を囲むケース部材の溶接部と、基材の外周を囲むマットの両端が対向する部分である合口部とが、非真円形状の基材断面の輪郭における短手方向の両端の一方端側の第１短径部及び他方端側の第２短径部にそれぞれ位置して対向する。ここで、基材としてその断面視における輪郭が非真円形状のものを用いた場合、短手方向に沿って対向する二辺である第１短辺部及び第２短辺部におけるケース部材からの面圧は、長手方向に沿って対向する二辺である第１長径部及び第２長径部における面圧よりも低い。そこで本発明では、第１及び第２長径部に比較してケース部材からの面圧が低い第１及び第２短径部の何れか一方側に溶接部を設ける。溶接部には、基材側へ凸状のビードが形成されるので、第１及び第２短径部のうち溶接部が設けられている方の面圧は、溶接部のビードによる押圧力で高められる。したがって本発明によれば、第１及び第２短径部と第１及び第２長径部との間の面圧の差を小さくできる。また上記のように合口部には隙間が形成されるため、他の部分と比較して面圧が低くなるおそれがある。これに対し本発明では、マットの合口部を第１及び第２短径部のうち溶接部が設けられていない方に設ける。これにより基材は、溶接部のビードにより、面圧が低くなる合口部が設けられている方へ押し付けられるので、合口部が設けられている部分の面圧を高めることができる。以上より本発明によれば、非真円形状の基材を用いた排気浄化装置において、輪郭の周方向の位置によってケース部材による面圧が不均一になることを回避できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、その輪郭が断面視で非真円形状の基材を用いた排気浄化装置において、輪郭の周方向の位置によりケース部材の面圧が不均一になることを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の製造過程を示す模式図である。
【図２】排気浄化装置の基材を示す斜視図である。
【図３】排気浄化装置の基材の、中心軸に交差する方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る排気浄化装置及びその製造過程を示す模式図であり、図２は排気浄化装置の基材を示す斜視図である。
【００１２】
排気浄化装置１は、図示しない内燃機関の排気通路に設けられ、内燃機関の排気を浄化する。排気浄化装置１は、排気浄化触媒が担持された柱状の基材としてのハニカム担体１０と、ハニカム担体１０を収容する筒状のケース部材２０と、ハニカム担体１０とケース部材２０との間において、ハニカム担体１０の外周を囲むように設けられたマット３０と、を備える。
【００１３】
ハニカム担体１０は、排気の流入側端面１０ａから排気の流出側端面１０ｂまで延び、排気の流路となる複数のセルと、これらセルを区画形成する多孔質の隔壁と、を有するフロースルー型である。またこのハニカム担体１０の隔壁に担持させる排気浄化触媒としては、酸化触媒、三元触媒、及びＮＯｘ吸蔵触媒等が用いられる。排気浄化装置１は、内燃機関の排気をハニカム担体１０の各セルに通流させることにより、隔壁に担持された排気浄化触媒の作用下で排気を浄化する。ハニカム担体１０の材質としては、例えば、コーディエライト、アルミナチタネート、及びムライト等が用いられる。
【００１４】
図１では、ハニカム担体１０を、マット３０を介して、ケース部材２０となる板材としての金属板２０ａで囲む過程が模式的に示されている。図１に示すように、排気浄化装置１は、ハニカム担体１０の外周にマット３０を巻き付け、さらにこのマット３０の外周に金属板２０ａを巻き付け、金属板２０ａの一方の端部２１及び他方の端部２２を突き合わせて溶接し、筒状のケース部材２０を形成することによって製造される。この溶接によりケース部材２０の周面には長手方向に沿った直線状の溶接部２３が形成される。
【００１５】
図２に示すように、ハニカム担体１０は、全体として柱状をなす剛体であり、その中心軸Ｘを観念することができる。ハニカム担体１０は、排気の流入側端面１０ａから流出側端面１０ｂまで中心軸Ｘに直交する断面の形状及び寸法が一定である。
【００１６】
マット３０には、耐熱、耐振性、シール機能及び振動吸収能力を有するアルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ガラス繊維等のセラミック繊維を用いる。
【００１７】
次に、図３を参照しながら排気浄化装置１の断面形状について説明する。
図３は、排気浄化装置１の中心軸Ｘに交差する方向の断面図である。
【００１８】
図３に示すように、ハニカム担体１０の中心軸Ｘに交差する方向（本例では直交する方向）の断面視における輪郭Ｃ１は、短手方向ＳＤ及び長手方向ＬＤが定義される長円形状（所謂、トラック形状）である。図３における下方に描かれた直交する矢線ＬＤ及びＳＤはこの非真円形状の長手方向及び短手方向を概念的に表したものである。
【００１９】
以下では、ハニカム担体１０の断面視における輪郭Ｃ１を長円形状とした場合について説明するが、本発明はこれに限らない。本発明は、ハニカム担体の断面視における輪郭の形状が、短手方向及び長手方向が定義される非真円形状であればどのような形状でも適用できる。ここで短手方向及び長手方向が定義される非真円形状とは、真円が短手方向に沿ってやや扁平した形状であり、より具体的には図３に示すような長円形状の他、楕円形状、角丸長方形状、及び卵形状等が挙げられる。
【００２０】
輪郭Ｃ１において、短手方向ＳＤの対向する二辺を第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２といい、長手方向ＬＤの対向する二辺を第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２という。なお輪郭Ｃ１が長円形状である場合、図３に示すように、第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２は互いに平行の直線状となり、第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２は半円状となる。
【００２１】
ケース部材２０には上述の溶接部２３が形成されている。溶接部２３は、金属板２０aの一方の端部２１及び他方の端部２２を突き合わせて溶接して形成される。したがって溶接部２３のうちマット３０側の面には、断面視ではマット３０側へ凸状の溶接痕としてのビード２４が形成される。この種のケース部材２０の場合、ビード２４の突出寸法は、例えば０．３ｍｍ以上である。
【００２２】
マット３０は、図示のようにハニカム担体１０を囲む。マット３０の一方の端部３１及び他方の端部３２が対向する部分は、合口部３３となっている。
【００２３】
上述の溶接部２３と合口部３３とは次のような位置関係をとる。即ち、溶接部２３は輪郭Ｃ１の第１短径部ＳＤ１に位置し、且つ、合口部３３は第２短径部ＳＤ２に位置している。この結果、溶接部２３と合口部３３とは、ハニカム担体１０を挟んで対向した位置にある。
【００２４】
本実施形態に係る排気浄化装置１によれば、以下の効果を奏する。
図１から図３を参照して説明した排気浄化装置１では、マット３０で囲まれたハニカム担体１０は、その輪郭Ｃ１が、第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２と、第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２とを有する形状である。この形状では、従来の場合、ケース部材２０からマット３０の外周に作用する面圧は、第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２で大きく、第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２で相対的に小さくなる。
【００２５】
これに対し、本実施形態の排気浄化装置１では、第１短径部ＳＤ１にビード２４が突出した溶接部２３が位置している。このため、溶接部２３のビード２４によって第１短径部ＳＤ１における面圧が高められその不足が補償される。即ち、ケース部材２０からマット３０の外周に作用する面圧は、溶接部２３のビード２４による押圧力によってケース部材２０の他の部分より増大する。増大の程度はビード２４の突出量に応じたものとなる。
【００２６】
また、ビード２４の突出量に応じて、ハニカム担体１０が第２短径部ＳＤ２側に偏寄するため、第２短径部ＳＤ２側における面圧が増大する。排気浄化装置１では、第２短径部ＳＤ２に合口部３３が位置している、従って、従来は面圧が低下していた合口部３３における面圧の不足が補償される。以上の結果、第１長径部ＬＤ１及び第２長径部ＬＤ２におけるケース部材２０の面圧と、第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２におけるケース部材２０による面圧との均衡がとれることになる。即ち、基材断面の非真円形状の輪郭Ｃ１における周方向の位置によってケース部材２０による面圧に差が生じ難くなる。
【００２７】
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。
例えば上記実施形態では、溶接部２３及び合口部３３を、図３に示すようにハニカム担体１０を挟んで対向するような位置に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らない。溶接部２３及び合口部３３は、それぞれ、直線状の第１短径部ＳＤ１及び第２短径部ＳＤ２上に位置すればよく、必ずしもハニカム担体１０を挟んで対向する位置に設ける必要はない。
【００２８】
また例えば上記実施形態では、排気浄化装置１として、基材としてフロースルー型のハニカム担体を備えるものを例に説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、基材としてウォールフロー型のハニカム担体を備える排気浄化装置、即ち排気中の排気微粒子を捕集する排気浄化フィルタにも適用され得る。
【符号の説明】
【００２９】
Ｃ１…輪郭
ＬＤ１…第１長径部
ＬＤ２…第２長径部
ＳＤ１…第１短径部
ＳＤ２…第２短径部
１…排気浄化装置
１０…ハニカム担体（基材）
２０…ケース部材
２０ａ…金属板（板材）
２３…溶接部
３０…マット
３１、３２…端部
３３…合口部
【図１】
2019148218.tif 000003
【図２】
2019148218.tif 000004
【図３】
2019148218.tif 000005