(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを通過させて浄化する通気式浄化材をマフラ内に装備し且つ該マフラの外筒にセンサを取付けるようにした排気浄化装置であって、マフラの外筒における軸心線を中心とした３６０゜のセンサ取付け領域のうち、前記軸心線と直交する水平線を基準として、該水平線上の前記軸心線を挟んだ左右の０゜位置から下方へ４５゜の範囲に含まれる領域にて、マフラの外筒にセンサを通気式浄化材よりも排気ガス進行方向上流側に位置するように取付けたことを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス中からパティキュレートやＮＯx等を除去して排気ガスの清浄化を図り得るようにした排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題への関心が高まる中、ディーゼルエンジン車のパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）やＮＯx（窒素酸化物）に対する規制が実施されてきており、今後においても、パティキュレートフィルタの装着義務付け等といった更なる厳しい規制が課せられる動きがある。
【０００３】
この為、現行車両に対してもパティキュレートフィルタ等の排気ガスを通過させて浄化するようにした通気式浄化材を後付けで搭載することが検討され始めているが、この種の通気式浄化材を後付けで搭載するスペースを新たに確保することが難しいため、既存のマフラの配置スペースを有効に利用して該マフラの内部に通気式浄化材を収容させることが考えられている。
【０００４】
そして、このようにマフラ内に通気式浄化材を収容させた場合、例えば通気式浄化材がパティキュレートフィルタであった場合には、捕集されたパティキュレートによる目詰まりが生じていないかどうかを確認する為に、圧力センサをマフラの外筒に取付けて排気圧力を監視する必要があり、しかも、そのパティキュレートフィルタに、捕集したパティキュレートの酸化反応を促進し得るよう酸化触媒が担持されている場合には、パティキュレートの良好な燃焼除去が実施されているかどうかを確認する為に、Ｏ2センサをマフラの外筒に取付けて酸素濃度を監視する必要があり、また、通気式浄化材がＮＯx低減触媒であった場合には、ＮＯxの良好な低減化が実施されているかどうかを確認する為に、Ｏ2センサやＮＯxセンサをマフラの外筒に取付けて酸素濃度やＮＯx濃度を監視する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放熱面積の少ない比較的小径の排気管に対してセンサを取付ける場合と異なり、放熱面積の大きなマフラに対し相対的に小さなセンサを取付ける場合には、センサの周囲がマフラ側からの熱気に包み込まれてしまって熱の影響が大きくセンサに作用してしまうという不具合があり、電子部品であるセンサを熱から保護する為に、マフラの外筒にインシュレータを付けたり、センサを耐熱性の強いものに変更したりする必要が生じ、熱対策コストが高くつくという問題を招いていた。
【０００６】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、マフラの外筒に対してセンサを取付けるに際し、該センサをマフラの熱影響の少ない範囲に限定的に取付けて熱対策コストを低減することを目的としている。
【０００７】
本発明は、排気ガスを通過させて浄化する通気式浄化材をマフラ内に装備し且つ該マフラの外筒にセンサを取付けるようにした排気浄化装置であって、マフラの外筒における軸心線を中心とした３６０゜のセンサ取付け領域のうち、前記軸心線と直交する水平線を基準として、該水平線上の前記軸心線を挟んだ左右の０゜位置から下方へ４５゜の範囲に含まれる領域にて、マフラの外筒にセンサを通気式浄化材よりも排気ガス進行方向上流側に位置するように取付けたことを特徴とするものである。
【０００８】
而して、このように限定された領域にセンサを取付けるようにすれば、マフラ側からの熱の影響が最も強く作用する範囲（マフラの軸心線から上方向きに延ばした垂直線を挟んだ左右６０゜ずつの範囲）を避け、しかも、地上最低高さ（シャシ機構の最低部と路面との間の隙間：Load Clearance）の確保に影響を及ぼすマフラの最下端部の３０゜範囲（マフラの軸心線から下方向きに下ろした垂直線を挟んだ左右１５゜ずつの範囲）も避けてセンサが取付けられることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１〜図６は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例の排気浄化装置においては、図１に示す如き自動車のディーゼルエンジン１から排気マニホールド２を介して排出された排気ガス３が流通している排気管４のマフラ５内にパティキュレートフィルタ６（通気式浄化材）を収容させた場合を例示している。
【００１１】
即ち、図２に拡大して示す如く、マフラ５の外筒７内における入口パイプ８と出口パイプ９及びインナーパイプ１０との間に第一セパレータ１１と第二セパレータ１２とにより画定された所要の大きさの収容空間１３が確保されており、この収容空間１３に前記パティキュレートフィルタ６が収容されるようになっている。
【００１２】
尚、パティキュレートフィルタ６は、クッション材１４により外周部分を保持されており、このクッション材１４の軸心方向中間位置には、シール材１５が介装されていて排気ガス３の迂回を阻止し得るようにしてある。
【００１３】
また、パティキュレートフィルタ６の具体的な構造は図３に示す通りであり、このパティキュレートフィルタ６は、セラミックから成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１６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１６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１６を区画する多孔質薄壁１７を透過した排気ガス３のみが下流側へ排出されるようにしてある。
【００１４】
そして、図１、図２、図４に示す如く、マフラ５の外筒７の下側部分における最下端部付近を避けた適宜位置には、パティキュレートフィルタ６の入側における排気ガス３の圧力を検出する圧力センサ１８が取付けられている。
【００１５】
ここで、マフラ５の外筒７に対し圧力センサ１８を取付けるに際しては、図４に示す如く、マフラ５の外筒７における軸心線ｘを中心とした３６０゜のセンサ取付け領域のうち、前記軸心線ｘと直交する水平線ｙを基準として、該水平線ｙ上の前記軸心線ｘを挟んだ左右の０゜位置から下方へ４５゜の範囲Ｇ２に含まれる領域にてマフラ５の外筒７に圧力センサ１８を取付けるようにする。
【００１６】
而して、このように限定された領域に圧力センサ１８を取付けるようにすれば、マフラ５側からの熱の影響が最も強く作用する範囲Ｎ１（マフラ５の軸心線ｘから上方向きに延ばした垂直線ｚを挟んだ左右６０゜ずつの範囲）を避け、しかも、地上最低高さ（シャシ機構の最低部と路面との間の隙間：Load Clearance）の確保に影響を及ぼすマフラ５の最下端部の３０゜範囲Ｎ２（マフラ５の軸心線ｘから下方向きに下ろした垂直線ｚ’を挟んだ左右１５゜ずつの範囲）も避けて圧力センサ１８が取付けられることになる。
【００１７】
例えば、本発明者らによる検証実験によれば、図５に示す如く、マフラ５の左右１８０゜ずつのセンサ取付け領域を４５゜ずつ四等分するようなＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの五箇所について、ある運転状態におけるマフラ５の外筒７表面から約１０ｍｍ離れた位置の雰囲気温度を測定したところ、図６の表に示すような測定結果が得られ、Ａ，Ｂの箇所に代表される比較的上側の範囲と、これ以外のＣ，Ｄ，Ｅに代表される主として下側の範囲とで大きな温度差が生じていることが確認されており、本発明者らによる更なる検討の結果、一般的な各種センサにおける耐熱限界等を考慮した場合に、前述したマフラ５側からの熱の影響が最も強く作用する範囲Ｎ１を避けさえすれば、マフラ５の外筒７にインシュレータを付けたり、圧力センサ１８を耐熱性の強いものに変更したりする等といった格別な熱対策を施さなくても、支障なくマフラ５の外筒７へのセンサ取付けを行い得ることを見出した。
【００１８】
尚、Ａ，Ｂの箇所に代表される比較的上側の範囲での熱負荷が大きい理由は、主としてマフラ５側の熱が上方へ立ち上る熱気として放熱されることに起因していると考えられるが、Ｃの箇所における雰囲気温度が最下端位置のＥより低いのは、Ｄ，Ｅ付近からの熱気の回り込みによる影響が少ないからであり、これとは逆に、Ｄの箇所における雰囲気温度が最下端位置のＥより高いのは、マフラ５の外筒７の下側からの熱気の回り込みによる影響が大きいからであると考えられる。
【００１９】
以上に述べた如く、上記形態例によれば、マフラ５の外筒７に対して圧力センサ１８を取付けるに際し、該圧力センサ１８を地上最低高さの確保に影響を及ぼすことなくマフラ５の熱影響の少ない範囲に取付けることができるので、マフラ５の外筒７にインシュレータを付けたり、圧力センサ１８を耐熱性の強いものに変更したりする等といった格別な熱対策を不要とすることができ、電子部品である圧力センサ１８を熱から保護する為の熱対策コストを大幅に低減することができる。
【００２０】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、排気ガス３を通過させて浄化するようにした通気式浄化材には、パティキュレートフィルタ６以外のものを採用することも可能であり、例えば、図７に示す如きＮＯx低減触媒や酸化触媒等といったフロースルー方式の触媒モノリス１９であっても良いこと、また、マフラ５の外筒７に取付けるべきセンサには、圧力センサ１８以外にもＯ2センサやＮＯxセンサ等を採用し得ること、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。
【００２１】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、マフラの外筒に対してセンサを取付けるに際し、該センサを地上最低高さの確保に影響を及ぼすことなくマフラの熱影響の少ない範囲に取付けることができるので、マフラの外筒にインシュレータを付けたり、センサを耐熱性の強いものに変更したりする等といった格別な熱対策を不要とすることができ、電子部品であるセンサを熱から保護する為の熱対策コストを大幅に低減することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のマフラの内部構造の詳細を示す拡大断面図である。
【図３】図２のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ方向から見た圧力センサを取付けるべき範囲を示す説明図である。
【図５】本発明者らによる検証実験の温度測定箇所を示す説明図である。
【図６】本発明者らによる検証実験の温度測定結果を示す表である。
【図７】通気式浄化材の別の例を示す一部を切り欠いた斜視図である。
【符号の説明】
３  排気ガス
５  マフラ
６  パティキュレートフィルタ（通気式浄化材）
７  外筒
１８  圧力センサ（センサ）
１９  触媒モノリス（通気式浄化材）
Ｇ１  範囲
Ｇ２  範囲
ｘ  軸心線
ｙ  水平線
【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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