(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の途中に介装したフィルタケース内にアウタシェルを固定設置し、パティキュレートフィルタを第一のクッション材を介してインナシェルで一体的に抱持することによりユニット化したフィルタカセットを前記アウタシェルに対し差し込んで装着するようにした排気浄化装置において、フィルタカセットの装着時にインナシェルの奥側端部外周と対峙するアウタシェルの内周面に、フィルタカセットの挿入方向へ向け徐々に縮径するテーパ形状を成し且つその先端をインナシェルの奥側端部外周に対し略合致するように絞り込んだガイドリングを設けると共に、インナシェルの奥側端部から所要長さだけ手前側に後退した位置の外周面に鍔状を成すようにストッパリングを設け、該ストッパリングとガイドリングとの間に、フィルタカセットの装着時に挾圧保持されるように第二のクッション材を介装したことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
第二のクッション材が金属線材を編み込んで成るネット材により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成る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）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、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気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】
そして、パティキュレートフィルタにおける多孔質薄壁の内側表面に捕集されたパティキュレートは、排気温度の高い運転領域にて自己燃焼して除去されるか、或いは、必要に応じて装備された何らかの加熱手段による助勢を受けて燃焼除去されることになるが、パティキュレートフィルタ内には、潤滑油を起源として気筒内燃焼で発生するアッシュが徐々に溜まってくるため、パティキュレートフィルタに対し直接的にエア洗浄や水洗浄等による清掃を施したり、新たなパティキュレートフィルタに交換したりする必要がある。
【０００５】
このため、本発明者らは、排気管の途中でパティキュレートフィルタを抱持しているフィルタケースを少なくとも部分的に開口できる構造とした上、該フィルタケース内にアウタシェルを固定設置し、パティキュレートフィルタをインナシェルで一体的に抱持してユニット化したフィルタカセットを前記アウタシェルに対し差し込んで装着するようにしたカセット着脱方式を創案するに到った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィルタケース内に固定設置したアウタシェルに対しフィルタカセットを一方向から差し込んで装着しようとした場合、その挿入方向の手前側については、フランジを介したボルト締結等により強固に固定することができるのに対し、その奥側を良好に固定する術がなかったため、フィルタカセットの奥側で挿入クリアランス分だけガタつきが起こる虞れがあった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタを抱持したフィルタカセットを一方向からの差し込みにより安定して装着し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管の途中に介装したフィルタケース内にアウタシェルを固定設置し、パティキュレートフィルタを第一のクッション材を介してインナシェルで一体的に抱持することによりユニット化したフィルタカセットを前記アウタシェルに対し差し込んで装着するようにした排気浄化装置において、フィルタカセットの装着時にインナシェルの奥側端部外周と対峙するアウタシェルの内周面に、フィルタカセットの挿入方向へ向け徐々に縮径するテーパ形状を成し且つその先端をインナシェルの奥側端部外周に対し略合致するように絞り込んだガイドリングを設けると共に、インナシェルの奥側端部から所要長さだけ手前側に後退した位置の外周面に鍔状を成すようにストッパリングを設け、該ストッパリングとガイドリングとの間に、フィルタカセットの装着時に挾圧保持されるように第二のクッション材を介装したことを特徴とするものである。
【０００９】
而して、このようにすれば、フィルタカセットをアウタシェルに差し込んで装着した際に、インナシェルの奥側端部がガイドリングの先端に圧入されて内嵌保持され、しかも、第二のクッション材がストッパリングによりガイドリング側へ押し込まれ且つ該ガイドリングのテーパ形状による楔作用で良好に圧縮されることによりインナシェルの奥側端部がガタつきなく抱持されるので、後はフィルタカセットの手前側端部を何らかの手段でアウタシェルから抜脱しないようロックするだけでフィルタカセットの安定した装着状態が得られる。
【００１０】
また、本発明において、ストッパリングとガイドリングとの間に介装される第二のクッション材としては、例えば、金属線材を編み込んで成るネット材を採用すると良い。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、ここに図示している例においては、自動車のディーゼルエンジンから排出された排気ガス１が流通している排気管２のマフラ３内に、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を収容させた場合を例示しており、該パティキュレートフィルタ４を抱持するフィルタケース５がマフラ３の外筒を成すようになっている。
【００１３】
即ち、マフラ３の入口パイプ６と出口パイプ７との間に、多数の連通孔を有する分散板８，９により画定された所要の大きさの収容空間が確保され、この収容空間にアウタシェル１０が固定設置されるようになっており、パティキュレートフィルタ４をインナシェル１１で一体的に抱持することによりユニット化したフィルタカセット１２が前記アウタシェル１０に対し前方から差し込まれて装着されるようになっている。
【００１４】
ここで、前記フィルタケース５は、フィルタカセット１２の前端付近で前後に二分割されており、より具体的には、フィルタカセット１２の前段に配置されて消音室１３を画定する前部分割外筒１４と、前記フィルタカセット１２を摺動自在に内嵌保持するアウタシェル１０を内部に固定装備し且つ該アウタシェル１０に内嵌保持されたフィルタカセット１２の後方に消音室１５を画定する後部分割外筒１６とにより構成されている。
【００１５】
そして、前部分割外筒１４及びフィルタカセット１２の相互の対向端部には、互いに突き合わされるフランジ１４ａ，１２ａが夫々形成され、しかも、これら各フランジ１４ａ，１２ａよりも外径が大きくなるように後部分割外筒１６が形成されている。
【００１６】
また、前記後部分割外筒１６の前端側内周には、アウタシェル１０に対し前方からフィルタカセット１２を差し込んだ時に該フィルタカセット１２のフランジ１２ａを掛止する当接リング１７が設けられ、該当接リング１７の円周方向複数箇所には、スタッドボルト１８が前方に向けて突設されており、該各スタッドボルト１８に前記各フランジ１４ａ，１２ａを通してナット１９で締結することにより前記前部分割外筒１４とフィルタカセット１２と後部分割外筒１６とが一箇所で着脱自在に組み付けられるようになっている。
【００１７】
ここで、フィルタカセット１２のインナシェル１１に対するパティキュレートフィルタ４の保持構造は、パティキュレートフィルタ４の入側端面と出側端面の外縁がエンドプレート２０により掛止されて軸心方向への移動が拘束されるようになっており、しかも、その外周面部分をステンレス等の金属線材を編み込んで成るネット材２１（第一のクッション材）により保持されるようになっていて、このネット材２１の軸心方向中間位置には、シール材２２が介装されて排気ガス１の迂回を阻止し得るようになっている。
【００１８】
そして、後部分割外筒１６のアウタシェル１０に対するフィルタカセット１２の保持構造に関して詳述すると、フィルタカセット１２の前端部（挿入方向手前側端部）が、前述した如きフランジ１２ａの締結保持により強固に固定されるようになっている一方、フィルタカセット１２の後端部（挿入方向奥側端部）は、フィルタカセット１２の装着時にインナシェル１１の後端部外周と対峙するアウタシェル１０の内周面に設けられているガイドリング２３に対し圧入保持されるようになっており、このガイドリング２３は、フィルタカセット１２の挿入方向へ向け徐々に縮径するテーパ形状を成し且つその先端をインナシェル１１の後端部外周に対し略合致するように絞り込んである。
【００１９】
しかも、インナシェル１１の後端部から所要長さだけ前側にずらした位置の外周面には、鍔状を成すようにストッパリング２４が設けられており、該ストッパリング２４と前記ガイドリング２３との間には、ステンレス等の金属線材を編み込んで成るネット材２５（第二のクッション材）がフィルタカセット１２の装着時に挾圧保持されるように介装されている。
【００２０】
また、アウタシェル１０とインナシェル１１との間に形成される隙間の前側位置には、前記ネット材２５と同様のネット材２６が介装されており、これらの前後のネット材２６，２５に挟まれた隙間には、セラミックスファイバー等の耐熱繊維から成るマット材２７（シール機能を兼ね備えたクッション材）が介装されている。
【００２１】
尚、図中における２８，２９はパティキュレートフィルタ４の温度低下を抑制するための断熱材、３０，３１はガスケットを夫々示している。
【００２２】
而して、このようなカセット着脱方式を採用して排気浄化装置を構成すれば、当接リング１７と両フランジ１４ａ，１２ａとの締結状態を解除して前部分割外筒１４を後部分割外筒１６から切り離した開放状態において、フィルタカセット１２をアウタシェル１０に差し込んで装着した際に、インナシェル１１の後端部（挿入方向の奥側端部）がガイドリング２３の先端に圧入されて内嵌保持され、しかも、ネット材２５がストッパリング２４によりガイドリング２３側へ押し込まれ且つ該ガイドリング２３のテーパ形状による楔作用で良好に圧縮されることによりインナシェル１１の後端部がガタつきなく抱持されるので、後はフィルタカセット１２の前端部（挿入方向の手前側端部）のフランジ１２ａを前部分割外筒１４のフランジ１４ａと当接リング１７との間に挟んで締結するだけでフィルタカセット１２の安定した装着状態が得られる。
【００２３】
尚、フィルタカセット１２のフランジ１２ａを前部分割外筒１４のフランジ１４ａと当接リング１７との間に挟んで締結するにあたっては、前側のネット材２６も圧縮した状態となるように押し込んで締結することが好ましい。
【００２４】
従って、上記形態例によれば、フィルタカセット１２をアウタシェル１０に差し込むだけで、インナシェル１１の後端部をガタつきなく良好に抱持し得てフィルタカセット１２の安定した装着状態を得ることができるので、アウタシェル１０に対する一方向からの差し込みによるフィルタカセット１２の装着を支障なく実現することができる。
【００２５】
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、フィルタケースには、図示例の如き円筒形状以外に箱型形状等の様々な形状を採用することが可能であり、また、フィルタケース自体を複数に分割する以外に、フィルタケースの適宜位置にフィルタカセットを挿脱可能な開口部を形成して該開口部を蓋体により開閉自在に塞ぐような構造を採用しても良いこと、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。
【００２６】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、フィルタカセットをアウタシェルに差し込むだけで、インナシェルの奥側端部をガタつきなく良好に抱持し得てフィルタカセットの安定した装着状態を得ることができるので、アウタシェルに対する一方向からの差し込みによるフィルタカセットの装着を支障なく実現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部分断面図である。
【図２】図１のフィルタカセットの前端部の固定状態を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のフィルタカセットの後端部の固定状態を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の前部分割外筒と後部分割外筒とを切り離した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  排気ガス
２  排気管
４  パティキュレートフィルタ
５  フィルタケース
１０  アウタシェル
１１  インナシェル
１２  フィルタカセット
２１  ネット材（第一のクッション材）
２３  ガイドリング
２４  ストッパリング
２５  ネット材（第二のクッション材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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