(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲にマットが取り付けられたハニカムフィルタを収納するケースであって、
前記ハニカムフィルタは四角柱形状であり、前記四角柱形状の角部には丸みがつけられており、
前記ケースは四角筒形状であり、前記四角筒形状の角部には丸みがつけられており、
前記ケースは、
厚み１．２ｍｍ〜２．０ｍｍのステンレス鋼板で形成され、
前記マットを取り付けずに前記ハニカムフィルタを前記ケースに収納した状態では、前記ハニカムフィルタと前記ケースとのギャップのうち、辺部の中央位置のギャップよりも角部のギャップの方が広く、前記マットを取り付けて前記ハニカムフィルタを前記ケースに収納した状態では、辺部の中央位置のギャップよりも角部のギャップの方が狭くなるように変形することを特徴とするケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四角柱形状の被収納体（ハニカムフィルタ等）を収納するケースのケース形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車の排ガス用のハニカムフィルタは円柱形状に形成されており、そのケースも円筒形状に形成されている。
このハニカムフィルタは、作製の初期の段階では四角柱形状に形成されており、排気管等に取り付けるため、これを加工して円柱形状に形成していた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、このハニカムフィルタの加工には工数がかかり、加工時に出る余剰部分を廃棄せねばならないので無駄が多い。
そこで、ハニカムフィルタを四角柱形状のまま用いる場合について検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９１０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ハニカムフィルタには、機械的振動からの保護等を目的として周囲にマットを巻く必要がある。
そのため、ケース１０１は、図７（ａ）に示すように、マットを巻かずにハニカムフィルタ１０２を収納した場合、ハニカムフィルタ１０２の回りにギャップ１０５が形成される大きさに形成されていた。
【０００６】
しかも、ケース１０１は、円柱形状のハニカムフィルタの場合、その周囲に一定の大きさのギャップができるようケースを形成していたため、四角柱形状のハニカムフィルタの場合についても、ハニカムフィルタ１０２の回りに一定の大きさのギャップ１０５ができるように形成されていた。
【０００７】
しかし、このように形成されたケース１０１に対し、マット１０３を巻いたハニカムフィルタ１０２を圧入すると、図７（ｂ）に示すように、ケース１０１が変形してしまう。
具体的には、図７（ｂ）に示すように、角部のギャップが小さくなり、逆に辺部のギャップが大きくなるなどして、ハニカムフィルタ１０２とケース１０１にかかる面圧が不均一となってしまい、ハニカムフィルタ１０２やマット１０３が破損してしまうことがあった。
【０００８】
本発明では、四角柱形状の被収納物（ハニカムフィルタ）を面圧が一定になるように収納するケースの最適なケース形状を提供する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明のケース形状は、四角柱形状の四隅を丸めた被収納体(２)を収納する四角筒形状の内側の四隅を丸めたケース(１)のケース形状であって、前記被収納体と当該ケースとのギャップ(５)のうち、四隅の頂部の間隔をａ、各辺の中央位置の間隔をｂとしたとき、これらａ，ｂが下記の（１）及び（２）関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
ｂ×３≧ａ…(１)、３≦(ａ＋ｂ)／２≦５…（２）の条件を満たす。
このように形成されたケースに対し、一定の厚みのマット等の振動吸収用の保護部材が周囲に巻かれた（あるいは配置された）被収納体（例えば、ハニカムフィルタ）を圧入すると、被収納体の周囲のいずれの部分でも、被収納体とケースとの間にかかる面圧が等しくなる。
【００１１】
したがって、本発明のケース形状のようにケースを形成すると、このケースは、四角柱形状の被収納体を面圧が一定になるように収納することができる。
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のケースにハニカムフィルタを収納する様子を示す斜視図である。
【図２】本実施形態のケースにハニカムフィルタを収納したときに形成されるギャップについて説明する説明図で、マットをつけずにハニカムフィルタをケースに収納した様子を示している。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は角部の正面図であって（ａ）の符号ｑの部分の拡大図であり、（ｃ）は各辺の中央部の正面図であって（ａ）の符号ｒの部分の拡大図である。
【図３】本実施形態のケース形状を様々に変えてハニカムフィルタを収納したときのマット充填密度と保持力との関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）（ｂ）は円筒形状のハニカムフィルタを円筒形状のケースに取り付ける様子を示す斜視図、及び、（ｃ）は保持力を測定する方法について説明するため、マットを巻いたハニカムフィルタをケースに入れたものについて、その中心軸を通る断面で切断した断面図である。
【図５】様々な径の円筒形状のケース及び円柱形状のハニカムフィルタを用い、各ケースに各ハニカムフィルタを収納したときのマット充填密度と保持力との関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態のケースにハニカムフィルタを収納したときに形成されるギャップについて説明するための説明図で、正面図で示している。（ａ）はマットを取り付けずにハニカムフィルタをケースに収納した様子を示し、（ｂ）はマットを取り付けてハニカムフィルタをケースに収納した様子を示し、（ｃ）は変形具合を分かりやすく示すため（ｂ）と同じ図面中にケース変形前の形状を点線で示したものである。
【図７】従来技術について説明するための説明図で、（ａ）ギャップ一定で形成した四角筒形状のケースにマットを取り付けずにハニカムフィルタをケースに収納した様子を示し、（ｂ）はマットを取り付けてハニカムフィルタをケースに収納した様子を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態のケース１は、図１に示すように、ステンレス鋼板（厚み１．２ｍｍ〜２．０ｍｍ）を用い、軸方向に垂直な断面の断面形状が略四角形状の四角筒形状に形成されており、角部には丸みがつけられたものである。
【００１４】
また、本実施形態のハニカムフィルタ２は、四角柱形状に形成されており、ケース１同様角部には丸みがつけられたものである。尚、ハニカムフィルタ２の角部の丸みは、Ｒ１０〜Ｒ４０が好ましく、各辺はストレートでもよいがＲ５００以上で丸みをつけてもよい。
【００１５】
このハニカムフィルタ２には、機械的振動から保護するためＳｉＯ2を成分とする繊維で成形したマット３が巻き付けられ、このマット３が巻き付けられたままの状態でハニカムフィルタ２は、ケース１に圧入される。
【００１６】
ここで、ギャップ５について説明する。
このギャップ５は、ハニカムフィルタ２の周囲にマット３を巻き付けてケース１に収納するために設けたものであり、マット３を巻き付けずにハニカムフィルタ２をケース１に収納すると、図２（ａ）に示すように、ハニカムフィルタ２とケース１との間にできるものである。
【００１７】
このギャップ５の幅については、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、角部の中点部分に相当する頂部位置の幅をａ、各辺の中央位置（中点位置）の幅をｂとする。
本実施形態では、このギャップａ、ｂの幅が異なる複数のケース１を作成し、マット３のギャップ５への充填密度（ｇ／ｃｍ３）と、保持力（Ｎ／ｃｍ２）との関係を、図３に示すグラフ上にプロットした。
【００１８】
図３中の符号αで示す直線の上下の一定幅の帯部βは、円柱状のハニカムフィルタを円筒状のケースに圧入したとき、適切な保持力及び充填密度でマット３が充填されて、ハニカムフィルタ２がケース１に収納されて保持されているときに取り得る値の幅を示すものである。
【００１９】
この帯体βは、図４（ａ）に示すように、円柱形状のハニカムフィルタＢの外周にマットＡを巻き、図４（ｂ）に示すように、そのマットＡを巻いたハニカムフィルタＢを円筒形状に形成されたケースＣに挿入したときの、マット充填密度と保持力との関係に基づいて決定される。保持力は、図４（ｃ）に示すように、ケースＣを固定して、排気圧力を想定した圧力を軸方向（矢印Ｄ方向）に向かってハニカムフィルタＢに掛けた押圧実験により測定した。
【００２０】
様々な径のハニカムフィルタＢとケースＣとを組み合わせてマット充填密度と保持力との関係を見てみると、図５に示すように、帯体βの上側の境界線よりも上方側（保持力が強い部分）では、マットＡを巻いたハニカムフィルタＢをケースＣに圧入できなかったり、マットＡの繊維が圧壊したり、ハニカムフィルタＢが破損する等の傾向が見られた。
【００２１】
一方、帯体βの下側の境界線よりも下方側（保持力が弱い部分）では、マットＡを巻いたハニカムフィルタＢをケースＣに入れても脱落してしまったり、ハニカムフィルタＢとケースＣとの間にマットＡが詰まらない隙間（バイパス）ができてしまったり、ハニカムフィルタＢがケースＣに保持力不足によりはずれやすい状態になってしまっている傾向が見られた。
【００２２】
しかし、帯体β内では、それらの傾向が見られなかったので、このようにして帯体βは決定されている。
図３中、符号ｚ１〜ｚ４以外のプロットは、下記の（１）（２）の関係を満たすもので、すべて帯部βの範囲内に収まっている。
【００２３】
ｂ×３≧ａ…(１)、３≦(ａ＋ｂ)／２≦５…（２）。
一方、帯部βの上方でプロットされたｚ１，ｚ２は、(ａ＋ｂ)／２＜３の関係となっているケースに係るものであり、帯部βの下方でプロットされたｚ３，ｚ４は、ｂ×３＜ａ、又は、(ａ＋ｂ)／２＞５の関係となっているケースに係るものであった。
【００２４】
帯部βの上方でプロットされるような関係の場合（ｚ１，ｚ２）、円柱形状のハニカムフィルタの場合と同様、ハニカムフィルタ２をケース１に対して圧入できなかったり、圧入できてもマット３の繊維が圧壊したり、ハニカムフィルタ２を破損してしまった。
【００２５】
帯部βより下方でプロットされるような関係の場合（ｚ３，ｚ４）、同様に、ハニカムフィルタ２をケース１に対して圧入しても、ケース１がハニカムフィルタ２を保持できず、ハニカムフィルタ２がケース１から脱落したり、ガスのバイパスを形成してしまった。
【００２６】
そのため、ケース１及びハニカムフィルタ２は、上記式（１）（２）の関係を満たすものを用いるとよい。
尚、本実施形態では、ギャップ５は、各辺の中央位置から、角部の頂部位置に向かって暫時広がるように形成している。
[本実施形態の特徴的な作用効果]
上述したように、（１）（２）の関係を満たすケース１及びハニカムフィルタ２を作製し、一定の厚みのマット３をハニカムフィルタ２の周囲に巻いて圧入すると、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、各辺部の中央位置のギャップ５よりも角部のギャップ５がやや狭くなっているものの、従来技術のように（図５参照）、大きな差がなくなっており、ハニカムフィルタ２の周囲のいずれの部分でも、ハニカムフィルタ２とケース１との間にかかる面圧がほぼ等しくなる。
【００２７】
したがって、本実施形態のケース形状のようにケース１を形成すると、このケース１は、四角柱形状のハニカムフィルタ２を面圧が一定になるように収納することができる。
また、本実施形態のようにケース１を形成すると、従来は、角部のみ（いわば点接触）でハニカムフィルタをケースに保持していたため、ケースはハニカムフィルタを安定した状態で保持できなかったが、本実施形態のように形成すると、ケース１とハニカムフィルタ２とが面で接触するので安定して保持することができる。
［他の実施形態］
以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００２８】
（１）上記実施形態ではハニカムフィルタ２をケース１に収納する例について説明したが、被収納物はハニカムフィルタ２に限るものではない。
（２）上記実施形態では、車両のハニカムフィルタ２を収納するケース１について説明したため、マットとしてＳｉＯ2を成分とする繊維で構成されたマットを例示したが、他にＡｌ2Ｏ3等の耐熱性を有する無機質繊維で構成されたマットなどを用いてもよい。耐熱性能を必要とされない場合、マットを構成する材料としては、機械的振動から保護する用途に適用できるものであればどのような材料を用いてもよい。
【００２９】
（３）上記実施形態では、機械的振動を吸収する部材としてマットを用いたが、同じ目的に用いることができるものであれば、ハニカムフィルタ２に取り付ける前の形状がマット状に形成されているものでなくともよい。
【符号の説明】
【００３０】
１… ケース  ２… ハニカムフィルタ  ３… マット  ５… ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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