(57)【要約】【課題】前段ケーシングと車体下部フレームとのクリアランスを効果的に確保することで、フィルタのメンテナンス作業性を向上させる。【解決手段】酸化触媒２１及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ２２を収容する前段ケーシング２０と、排気中の窒素化合物を浄化するＮＯｘ触媒４１を収容する後段ケーシング４０と、を備える排気浄化ユニット１であって、前段ケーシング２０が、酸化触媒２１を収容する第１ケーシング２０Ａと、フィルタ２２を収容する第２ケーシング２０Ｂと含むと共に、第１ケーシング２０Ａ及び第２ケーシング２０Ｂが互いに着脱可能に形成され、後段ケーシング４０が車体下部フレーム１０，１１Ａ，１１Ｂにヒンジ機構５０を介して回動可能に取り付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化触媒及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを収容する前段ケーシングと、排気中の窒素化合物を浄化するＮＯｘ触媒を収容する後段ケーシングと、を備える排気浄化ユニットであって、
前記前段ケーシングが、前記酸化触媒を収容する第１ケーシング部と、前記フィルタを収容する第２ケーシング部と含むと共に、前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部が互いに着脱可能に形成され、
前記後段ケーシングが車体下部にヒンジ機構を介して回動可能に取り付けられる
排気浄化ユニット。
【請求項２】
前記前段ケーシングを車体に係止させるロック機構をさらに備える
請求項１に記載の排気浄化ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化ユニットに関し、特に、車体下部フレームに取り付けられる排気浄化ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の排気浄化ユニットとして、酸化触媒や排気中の粒子状物質（以下、ＰＭ）を捕集するフィルタを収容した前段ケーシングと、尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素化合物（以下、ＮＯｘ）を浄化する選択的還元触媒（以下、ＳＣＲ触媒）を収容した後段ケーシングとを備えるものが知られている。
【０００３】
フィルタには、主としてスート（煤）成分やアッシュ（灰）成分等が堆積する。このうち、スート成分は強制再生によって燃焼除去されるが、アッシュ成分は不燃性のため、強制再生を行っても除去することができない。このため、フィルタにアッシュ成分の堆積が進むと、堆積したアッシュを定期的に清掃するメンテナンスを行う必要がある。
【０００４】
メンテナンス時の作業性を向上するには、後段ケーシングを車体フレーム等に残したまま、前段ケーシングのみを取り外せるような工夫を施すことが好ましい。しかしながら、トラック等の大型車両においては、酸化触媒やフィルタを収容した前段ケーシングが大型且つ重いため、取り外す作業自体に労力を要する課題がある。
【０００５】
このような課題を解消し得る技術として、例えば、特許文献１には、前段ケーシングを、酸化触媒が収容された第１ケーシングと、フィルタが収容された第２ケーシングとに分割形成し、フィルタのメンテナンス時は、第１ケーシングを車体フレーム側に残したまま、第２ケーシングのみを分離できるように構成した排気浄化ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２６２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の従来技術では、酸化触媒を収容した第１ケーシングと、フィルタを収容した第２ケーシングとが、互いに環状フランジを周方向に複数本のボルトナットによって締結固定されている。
【０００８】
このため、前段ケーシングと車体下部フレーム（シャシフレーム、クロスメンバ等）との間のクリアランスが狭い場合は、メンテナンス時に工具等を差し込むことができず、特に環状フランジ上部を締結するボルトナットを外せない可能性がある。その結果、前段ケーシングから第２ケーシングのみを分離することができず、場合によっては、排気浄化ユニット全体を車体下部フレームから取り外す必要があり、メンテナンス性を十分に確保できない課題がある。
【０００９】
開示の排気浄化ユニットは、前段ケーシングと車体下部フレームとのクリアランスを効果的に確保することで、フィルタのメンテナンス作業性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の排気浄化ユニットは、酸化触媒及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを収容する前段ケーシングと、排気中の窒素化合物を浄化するＮＯｘ触媒を収容する後段ケーシングと、を備える排気浄化ユニットであって、前記前段ケーシングが、前記酸化触媒を収容する第１ケーシング部と、前記フィルタを収容する第２ケーシング部と含むと共に、前記第１ケーシング部及び前記第２ケーシング部が互いに着脱可能に形成され、前記後段ケーシングが車体下部にヒンジ機構を介して回動可能に取り付けられるものである。
【００１１】
また、前記前段ケーシングを車体に係止させるロック機構をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
開示の排気浄化ユニットによれば、前段ケーシングと車体下部フレームとのクリアランスを効果的に確保することで、フィルタのメンテナンス作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る排気浄化ユニットの全体構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】フィルタのメンテナンス時に第２ケーシングを取り外すための第１の作業工程を説明する図である。
【図３】フィルタのメンテナンス時に第２ケーシングを取り外すための第２の作業工程を説明する図である。
【図４】フィルタのメンテナンス時に第２ケーシングを取り外すための第３の作業工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気浄化ユニットを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、本実施形態の排気浄化ユニット１を示す斜視図である。排気浄化ユニット１は、排気上流側から順に、前段ケーシング２０と、ミキサーチャンバ２３と、尿素水噴射バルブ３０と、接続管２４と、後段ケーシング４０と、一対のヒンジ機構（蝶番）５０と、ロック機構６０とを備えている。なお、図１中において、符号１０は車体前後方向に延びるシャシフレーム、符号１１Ａ，Ｂは車体幅方向に延びるクロスメンバをそれぞれ示している。本実施形態の排気浄化ユニット１は、好ましくは、トラック等の大型車両に適用される。
【００１６】
前段ケーシング２０は、略円筒状に形成されており、排気上流側から順に、酸化触媒２１を収容する第１ケーシング２０Ａと、フィルタ２２を収容する第２ケーシング２０Ｂとを備えている。これら第１ケーシング２０Ａ及び第２ケーシング２０Ｂは、互いに環状フランジを接合させた状態で、周方向に所定間隔に配置された複数本のボルトナットによって締結固定されている。
【００１７】
第１酸化触媒２１は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されている。第１酸化触媒２１は、ポスト噴射又は排気管噴射によって未燃炭化水素（ＨＣ）が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
【００１８】
フィルタ２２は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ２２は、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭ）を隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実施される。フィルタ強制再生は、排気管噴射又はポスト噴射によって上流側の第１酸化触媒２１に未燃炭化水素を供給し、フィルタ２２に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度まで昇温することで行われる。
【００１９】
ミキサーチャンバ２３は、その上流端を第２ケーシング２０Ｂの下流端に接続されている。これら第２ケーシング２０Ｂ及びミキサーチャンバ２３は、互いに環状フランジを接合させた状態で、周方向に所定間隔に配置された複数本のボルトナットによって締結固定されている。
【００２０】
尿素水噴射バルブ３０は、ミキサーチャンバ２３に設けられている。尿素水噴射バルブ３０から噴射された尿素水は、ミキサーチャンバ２３内で排気ガスと混合される。
【００２１】
接続管２４は、略円筒状に形成されており、ミキサーチャンバ２３と後段ケーシング４０の上流端とを接続する。尿素水噴射バルブ３０から接続管２４内に噴射された尿素水は、排気熱により加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）に生成され、下流側のＳＣＲ触媒４１に還元剤として供給される。
【００２２】
後段ケーシング４０は、略円筒状に形成されており、前段ケーシング２０と並行に隣接配置されている。また、後段ケーシング４０の内部には、排気上流側か順に、ＳＣＲ触媒４１及び、第２酸化触媒４２が収容されている。
【００２３】
ＳＣＲ触媒４１は、例えば多孔質セラミック担体にゼオライト等を担持して形成されている。ＳＣＲ触媒４１は、尿素水噴射バルブ３０から還元剤として供給されるアンモニアを吸着すると共に、吸着したアンモニアで通過する排気中からＮＯｘを選択的に還元浄化する。
【００２４】
第２酸化触媒４２は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されており、ＳＣＲ触媒４１から下流側にスリップしたアンモニアを酸化する機能を有している。
【００２５】
次に、本実施形態の排気浄化ユニット１の車体下部フレームへの取り付け構造詳細について説明する。
【００２６】
ヒンジ機構５０は、クロスメンバ１１Ｂの下面と後段ケーシング４０の上面との間に介設されており、後段ケーシング４０をクロスメンバ１１Ｂに回動可能に支持している。すなわち、前段ケーシング２０及び後段ケーシング４０を含む排気浄化ユニット１全体がヒンジ機構５０を介してクロスメンバ１１Ｂに回動可能に取り付けられている。
【００２７】
ロック機構６０は、例えば、略Ｌ字状に屈曲形成されたブラケット等であって、前段ケーシング２０の第１ケーシング２０Ａとクロスメンバ１１Ａとの間に介設されて、前段ケーシング２０とクロスメンバ１１Ａとを係止させている。すなわち、ボルトナット６１を取り外して、ロック機構６０のロックを解除すると、排気浄化ユニット１がヒンジ機構５０を支点に回動することで、前段ケーシング２０とクロスメンバ１１Ａとの間に工具等を差し込めるクリアランスが確保できるようになっている。
【００２８】
次に、図２〜４に基づいて、フィルタ２２のメンテナンス時における作業工程の手順を説明する。
【００２９】
図２に示すように、まず、ボルトナット６１を外して、ロック機構６０のロックを解除する。ロックが解除されると、図３に示すように、排気浄化ユニット１全体が、ヒンジ機構５０を支点にその自重によって下方に回動する。このように、排気浄化ユニット１が回動すると、車体下部フレーム（クロスメンバ１１Ａ）と、前段ケーシング２０との間に、工具を容易に差し込めるクリアランスＣが確保される。
【００３０】
その後、クリアランスＣに工具を入れて、第１ケーシング２０Ａ（図１にのみ示す）と第２ケーシング２０Ｂとを固定する複数本のボルトナットを外し、さらに、第２ケーシング２０Ｂとミキサーチャンバ２３とを固定する複数本のボルトナットを外すことで、フィルタ２２を収容した第２ケーシング２０Ｂのみを容易に取り外すことができる（図４参照）。
【００３１】
本実施形態では、このように、後段ケーシング４０を車体下部フレームにヒンジ機構５０を介して取り付けたことで、排気浄化ユニット１を回動させれば、前段ケーシング２０と車体下部フレーム１１Ａとの間に工具等を差し込めるクリアランスＣが確保されるようになっている。さらに、フィルタ２２を収容した第２ケーシング２０Ｂが、第１ケーシング２０Ａやミキサーチャンバ２３から着脱可能に構成されている。これにより、フィルタ２２のメンテナンス時は、第１ケーシング２０Ａや後段ケーシング４０等を車体下部フレームに残したまま、第２ケーシング２０Ｂのみを容易に取り外すことが可能となり、フィルタ２２のメンテナンス作業性を効果的に向上することができる。
【００３２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３３】
例えば、ロック機構６０は、第１ケーシング２０Ａをクロスメンバ１１Ａに係止するものとして説明したが、ミキサーチャンバ２３や前段ケーシング２０よりも上流側の排気管（不図示）を車体下部フレームに係止するものであってもよい。また、後段ケーシング４０に収容される触媒は、ＳＣＲ触媒に限定されず、ＬＮＴ触媒等の他の触媒であってもよい。また、車両はトラック等の大型車両に限定されず、乗用車等の他の車両にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  排気浄化ユニット
１０  シャシフレーム
１１Ａ，Ｂ  クロスメンバ
２０  前段ケーシング
２０Ａ  第１ケーシング
２０Ｂ  第２ケーシング
２１  第１酸化触媒
２２  フィルタ
２３  ミキサーチャンバ
２４  接続管
３０  尿素水噴射バルブ
４０  後段ケーシング
４１  ＳＣＲ触媒
４２  第２酸化触媒
５０  ヒンジ機構
６０  ロック機構
【図１】
2016153612.tif 000003
【図２】
2016153612.tif 000004
【図３】
2016153612.tif 000005
【図４】
2016153612.tif 000006