(57)【要約】【課題】マフラの基本的な構造を大きく変更することなく、各国の法規に対応させて入口パイプや出口パイプの向きを選択し得、車両に搭載する上でのレイアウトの自由度を高めることができ且つコスト削減にもつながる排気浄化装置を提供する。【解決手段】マフラ１のケーシング２内を室５´，６´に区画し、ケーシング２に、室５´，６´を貫通するよう入口パイプ１６と出口パイプ１９とを並設し、ケーシング２内に、セパレータ３´を貫通するよう排出ガス１５の後処理装置を配設し、入口パイプ１６と出口パイプ１９の所要箇所にプラグ板２１，２２，２３，２４を嵌入することにより、入口パイプ１６の一端或いは他端から導入される排出ガス１５を室５´へ流入させて後処理装置へ導き、これを通過した排出ガス１５を室６´から出口パイプ１９内に流入させてその一端或いは他端から排出させるよう構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マフラのケーシング内をセパレータにより少なくとも二つの室に区画し、該マフラのケーシングに、前記複数の室を貫通するよう入口パイプと出口パイプとを並設すると共に、前記マフラのケーシング内に、セパレータを貫通するよう排出ガスの後処理装置を配設し、
前記入口パイプと出口パイプの所要箇所にプラグ板を嵌入することにより、前記入口パイプの一端或いは他端のいずれか一方から導入される排出ガスを一方の室へ流入させて後処理装置へ導き、該後処理装置を通過した排出ガスを他方の室から出口パイプ内に流入させて該出口パイプの一端或いは他端のいずれか一方から排出させるよう構成した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ものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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、炭素質からなる煤と、高沸点炭化水素成分からなるＳＯＦ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）を含んだ組成をなすものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排出ガスが流通する排気管の途中に、後処理装置としての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な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出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】
この種のパティキュレートフィルタを装備するにあたり、トラクタ等のホイールベースの短い車両の場合には、各種の補器類が既に緊密な状態でレイアウトされていて、これらの補器類との干渉を避けながら新たにパティキュレートフィルタの搭載スペースを確保することが難しいため、エンジンの排気騒音を低減するための消音器としてのマフラにパティキュレートフィルタを内蔵させて、両者を同じ搭載スペースに効率良く配置できるようにすることが検討されている。
【０００５】
図５〜図７は斯かる排気浄化装置の従来例を示すもので、ここに図示している例では、箱形に形成されているマフラ１のケーシング２内がセパレータ３，４により第一室５、第二室６、第三室７に三分割されており、第二室６から第三室７に亘りセパレータ４を貫通して円筒状のインナシェル８が固定設置され、このインナシェル８によりマフラ１のケーシング２内にパティキュレートフィルタ９の収容空間が画定されている。
【０００６】
他方、前記パティキュレートフィルタ９は、円筒状のカートリッジシェル１０により一体的に抱持されてユニット化されたフィルタカートリッジ１１となっており、該フィルタカートリッジ１１を前記インナシェル８に対し前記マフラ１のケーシング２の後面側から差し込んで装着し得るようにしてある。
【０００７】
ここで、図５〜図７に示されている通り、パティキュレートフィルタ９を抱持しているカートリッジシェル１０は、その挿入方向における手前側端にフランジ１２を有しており、カートリッジシェル１０をインナシェル８に差し込んで収めた後に、前記カートリッジシェル１０の手前側開口部を塞ぐ蓋体１３の外縁部分と一緒に前記フランジ１２がマフラ１のケーシング２の後面に対しボルト締結されるようになっている。
【０００８】
又、上流側の排気管１４（図６及び図７参照）から排出ガス１５を導き入れるための入口パイプ１６が、マフラ１のケーシング２の第一室５と第二室６とを仕切るセパレータ３まで挿入されて先端を閉塞されており、前記入口パイプ１６により導入された排出ガス１５が、第一室５に対し散気孔１６ａを介して放出されるようにしてある。
【０００９】
ここで、前記第一室５には、前記インナシェル８に対し連続するようにセパレータ３を貫通して触媒シェル１７が固定設置され、該触媒シェル１７内には、パティキュレートフィルタ９に捕集されるパティキュレートの燃焼除去を助勢するためのストレートフロー型の酸化触媒１８が収容されており、該酸化触媒１８の反パティキュレートフィルタ９側の端面に対し、前記触媒シェル１７のスリット１７ａから第一室５の排出ガス１５が導入されるようにしてある。尚、前記触媒シェル１７の反パティキュレートフィルタ９側の端部周囲はサポートプレート２０により固定されている。
【００１０】
更に、前記酸化触媒１８を経た排出ガス１５は、インナシェル８内のパティキュレートフィルタ９へ流れ込み、該パティキュレートフィルタ９を通過してパティキュレートが捕集された後に、カートリッジシェル１０の蓋体１３側端近傍のスリット１０ａ、並びに、これらに対応してインナシェル８に開口されたスリット８ａを介して第三室７へ放出されるようにしてある。
【００１１】
ここで、前記パティキュレートフィルタ９により浄化された排出ガス１５を排出するための出口パイプ１９が、入口パイプ１６と並列に配設されるよう、マフラ１のケーシング２の前面からサポートプレート２０とセパレータ３とセパレータ４とを貫通し第三室７まで挿入されて先端を開放されているので、前記第三室７に放出された排出ガス１５が、前記出口パイプ１９を介して図示しない下流側の排気管へ抜き出されるようになっている。
【００１２】
尚、前述の如き酸化触媒やパティキュレートフィルタは内蔵されていないが、エンジンの排気騒音を低減するための消音器と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】実開平５−１４５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、前述の如き後処理装置としての酸化触媒１８やパティキュレートフィルタ９が内蔵されたマフラ１においては、後処理装置の特性上、例えば、エンジンの排気口近傍といったように設置場所が限定される一方、国内販売車両であるか或いは輸出向け車両であるかという違いにより、その国の道路交通法等の法規に応じて、出口パイプ１９に接続されるテールパイプ（図示せず）の排出口の向きを車両の右側或いは左側に変更してやる必要がある。
【００１４】
ここで、図５〜図７に示されるようなマフラ１の場合、入口パイプ１６と同じ側に前記テールパイプの排出口の向きを設定すれば良いのであれば問題はないが、入口パイプ１６と反対側に前記テールパイプの排出口の向きを設定しなければならない場合には、出口パイプ１９に接続されるテールパイプをＵ字状に曲げて長く延ばす必要がある。
【００１５】
しかしながら、Ｕ字状に曲げて長く延ばしたテールパイプを配置するスペースがないような場合には、マフラ１自体の基本的な構造を大きく変更せざるを得ず、大幅なコストアップにつながるという欠点を有していた。
【００１６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、マフラ自体の基本的な構造を大きく変更することなく、各国の法規に対応させて入口パイプや出口パイプの向きを選択し得、車両に搭載する上でのレイアウトの自由度を高めることができ且つコスト削減にもつながる排気浄化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、マフラのケーシング内をセパレータにより少なくとも二つの室に区画し、該マフラのケーシングに、前記複数の室を貫通するよう入口パイプと出口パイプとを並設すると共に、前記マフラのケーシング内に、セパレータを貫通するよう排出ガスの後処理装置を配設し、
前記入口パイプと出口パイプの所要箇所にプラグ板を嵌入することにより、前記入口パイプの一端或いは他端のいずれか一方から導入される排出ガスを一方の室へ流入させて後処理装置へ導き、該後処理装置を通過した排出ガスを他方の室から出口パイプ内に流入させて該出口パイプの一端或いは他端のいずれか一方から排出させるよう構成したことを特徴とする排気浄化装置にかかるものである。
【００１８】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１９】
後処理装置が内蔵されたマフラにおいて、後処理装置の特性上、例えば、エンジンの排気口近傍といったように設置場所が限定される一方、国内販売車両であるか或いは輸出向け車両であるかという違いにより、その国の道路交通法等の法規に応じて、出口パイプに接続されるテールパイプの排出口の向きを車両の右側或いは左側に変更してやる必要が生じたとしても、プラグ板を付け替えるだけで、入口パイプや出口パイプの向きが変えられるため、入口パイプと反対側に前記テールパイプの排出口の向きを設定しなければならない場合にも、出口パイプに接続されるテールパイプをＵ字状に曲げて長く延ばしたり、マフラ自体の基本的な構造を大きく変更しなくて済み、コストアップが避けられる。
【００２０】
又、前記マフラのケーシングに、複数の室を貫通するよう入口パイプと出口パイプとを並設してあるため、ケーシングの剛性が高まり、騒音発生の要因となるケーシングの端板の平面部を支えて振動を抑制することが可能となるため、騒音の低減にも有効となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の排気浄化装置によれば、マフラ自体の基本的な構造を大きく変更することなく、各国の法規に対応させて入口パイプや出口パイプの向きを選択し得、車両に搭載する上でのレイアウトの自由度を高めることができ且つコスト削減にもつながるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２３】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図５〜図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図５〜図７に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、
図１に示す如く、マフラ１のケーシング２内をセパレータ３´により二つの室５´，６´に区画し、該マフラ１のケーシング２に、前記二つの室５´，６´を貫通するよう入口パイプ１６と出口パイプ１９とを並設すると共に、前記マフラ１のケーシング２内に、セパレータ３´を貫通するよう排出ガス１５の後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９（図５及び図６参照）を配設し、前記入口パイプ１６の一端から導入される排出ガス１５を散気孔１６ａより一方の室５´へ流入させて前記後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９へ導き、該後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９を通過した排出ガス１５を他方の室６´から、流通孔１９ａを介し出口パイプ１９内に流入させて該出口パイプ１９の他端から排出させるよう構成したり、
或いは、図２に示す如く、前記入口パイプ１６の一端から導入される排出ガス１５を散気孔１６ａより一方の室５´へ流入させて前記後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９へ導き、該後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９を通過した排出ガス１５を他方の室６´から、流通孔１９ａを介し出口パイプ１９内に流入させて該出口パイプ１９の一端から排出させるよう構成したり、
或いは、図３に示す如く、前記入口パイプ１６の他端から導入される排出ガス１５を散気孔１６ａより一方の室５´へ流入させて前記後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９へ導き、該後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９を通過した排出ガス１５を他方の室６´から、流通孔１９ａを介し出口パイプ１９内に流入させて該出口パイプ１９の他端から排出させるよう構成したり、
或いは、図４に示す如く、前記入口パイプ１６の他端から導入される排出ガス１５を散気孔１６ａより一方の室５´へ流入させて前記後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９へ導き、該後処理装置としての酸化触媒１８とパティキュレートフィルタ９を通過した排出ガス１５を他方の室６´から、流通孔１９ａを介し出口パイプ１９内に流入させて該出口パイプ１９の一端から排出させるよう構成することを、それぞれ可能とした点にある。
【００２４】
図１に示す例の場合、前記入口パイプ１６の長手方向中間部（セパレータ３´と略同位置）と他端とにそれぞれ、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２１，２２を嵌入する一方、前記出口パイプ１９の長手方向中間部（セパレータ３´と略同位置）と一端とにそれぞれ、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２３，２４を嵌入してある。
【００２５】
図２に示す例の場合、前記入口パイプ１６の長手方向中間部（セパレータ３´と略同位置）と他端とにそれぞれ、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２１，２２を嵌入する一方、前記出口パイプ１９の他端のみに、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２４を嵌入してある。
【００２６】
図３に示す例の場合、前記入口パイプ１６の他端に排気管１４を接続し、該入口パイプ１６の一端のみに、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２２を嵌入する一方、前記出口パイプ１９の長手方向中間部（セパレータ３´と略同位置）と一端とにそれぞれ、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２３，２４を嵌入してある。
【００２７】
図４に示す例の場合、前記入口パイプ１６の他端に排気管１４を接続し、該入口パイプ１６の一端のみに、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２２を嵌入する一方、前記出口パイプ１９の他端のみに、排出ガス１５の流れを阻止するプラグ板２４を嵌入してある。
【００２８】
尚、図１〜図４中、２５は酸化触媒１８が収容される触媒シェル１７（図５及び図６参照）を支持するサポートプレート、２６はパティキュレートフィルタ９のカートリッジシェル１０が収容されるインナシェル８（図５及び図６参照）を支持するサポートプレートであり、サポートプレート２５，２６はそれぞれ、排出ガス１５を通過させる連通孔２５ａ，２６ａを穿設したものであって、室５´，６´を更に区画するセパレータではない。
【００２９】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００３０】
後処理装置としての酸化触媒１８やパティキュレートフィルタ９が内蔵されたマフラ１において、後処理装置の特性上、例えば、エンジンの排気口近傍といったように設置場所が限定される一方、国内販売車両であるか或いは輸出向け車両であるかという違いにより、その国の道路交通法等の法規に応じて、出口パイプ１９に接続されるテールパイプ（図示せず）の排出口の向きを車両の右側或いは左側に変更してやる必要が生じたとしても、図１〜図４に示す如く、プラグ板２１，２２，２３，２４を付け替えるだけで、入口パイプ１６や出口パイプ１９の向きが変えられるため、入口パイプ１６と反対側に前記テールパイプの排出口の向きを設定しなければならない場合にも、出口パイプ１９に接続されるテールパイプをＵ字状に曲げて長く延ばしたり、マフラ１自体の基本的な構造を大きく変更しなくて済み、コストアップが避けられる。
【００３１】
又、前記マフラ１のケーシング２に、二つの室５´，６´を貫通するよう入口パイプ１６と出口パイプ１９とを並設してあるため、ケーシング２の剛性が高まり、騒音発生の要因となるケーシング２の端板の平面部を支えて振動を抑制することが可能となるため、騒音の低減にも有効となる。
【００３２】
こうして、マフラ１自体の基本的な構造を大きく変更することなく、各国の法規に対応させて入口パイプ１６や出口パイプ１９の向きを選択し得、車両に搭載する上でのレイアウトの自由度を高めることができ且つコスト削減にもつながる。
【００３３】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、エンジンの排気騒音を低減するための消音器としてのマフラに、酸化触媒やパティキュレートフィルタ以外の後処理装置（例えば、還元剤として尿素水を添加してＮＯxを還元浄化する選択還元型触媒、或いは還元剤としてＨＣを添加してＮＯxを還元浄化するＮＯx吸蔵還元触媒等）を内蔵させるようにしたものにも適用可能なこと、マフラのケーシング内のセパレータによる室の分割数は二つや三つに限定されないこと等、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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す平断面図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例における出口パイプの向きを変更した状態を示す平断面図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例における入口パイプの向きを変更した状態を示す平断面図である。
【図４】本発明を実施する形態の一例における入口パイプと出口パイプの向きを変更した状態を示す平断面図である。
【図５】従来の排気浄化装置の一例を部分的に切り欠いて示す斜視図である。
【図６】図５に示す排気浄化装置の側断面図である。
【図７】図５及び図６に示す排気浄化装置の平断面図であって、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面相当図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    マフラ
２    ケーシング
３    セパレータ
３´  セパレータ
４    セパレータ
５    第一室（室）
５´  室
６    第二室（室）
６´  室
７    第三室（室）
９    パティキュレートフィルタ（後処理装置）
１４    排気管
１５    排出ガス
１６    入口パイプ
１６ａ  散気孔
１８    酸化触媒（後処理装置）
１９    出口パイプ
１９ａ  流通孔
２１    プラグ板
２２    プラグ板
２３    プラグ板
２４    プラグ板
【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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