(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、
前記排気処理部の外周を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、
前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項２】
９５０℃以上の排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、
前記排気処理部の外周を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、
前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成され、
前記マットの厚さは３〜２０ｍｍであり、前記流路における前記排気処理部と前記カバーとの隙間寸法は３〜２０ｍｍである、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気処理装置であって、
前記マットの厚さは５〜１５ｍｍであり、前記流路における前記隙間寸法は３〜１０ｍｍである、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流路は、前記排気処理部における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流路は、前記カバー側に向かって流路断面積が拡大される複数の拡大部を有し、
前記拡大部は、前記カバーに設けられるビードによって形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口は、外部の空気の流れに対向するように開口する、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口と前記流出口との少なくとも一方は、開口面積が前記流路の断面積よりも大きく形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記カバーは、前記流路と外部とを連通させる連通孔を有する、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口側の前記マットの厚さは、前記流出口側の前記マットよりも厚い、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口側の前記マットにおける繊維物質の充填密度と、前記流出口側の前記マットにおける繊維物質の充填密度と、は同一である、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記外板は、前記マットの外周に設けられる第一外板と、当該第一外板の外周に設けられる第二外板と、を有する二層構造である、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記内板または前記外板の少なくとも一方には、複数の突起が形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記内板は、複数の孔を有するパンチングメタルである、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部に前記カバーを保持するブラケットをさらに備え、
前記内板は、周方向に分割される第一内板と第二内板とを有し、
前記ブラケットの一端は、前記排気処理部に取り付けられ、
前記ブラケットの他端は、前記第一内板の一端と前記第二内板の一端とが突き合わされた間に取り付けられる、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部は、前記排気処理部品を加熱する電気ヒータと当該電気ヒータに電気を供給する電極とを備える加熱装置を有し、
前記カバーは、前記電極が露出する形状に形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部品は、第一排気処理部品と第二排気処理部品とを有し、
前記第一排気処理部品と前記第二排気処理部品とは、前記第一排気処理部品の中心軸と前記第二排気処理部品の中心軸とが直交するように設けられる、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の排気処理装置であって、
前記内板は、前記第一排気処理部品の一部と前記第二排気処理部品の一部とに沿った形状に形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部を流れる排気ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサをさらに備え、
前記カバーは、前記酸素濃度センサの一部が露出する形状に形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理装置は、車両に搭載され、
前記流入口は、前記車両の前方側に位置し、
前記流出口は、前記車両の後方側に位置する、
ことを特徴とする排気処理装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部の内周に前記排気処理部品が緩衝材を介して保持され、
前記流路は、前記排気処理部における排気ガス流れ方向上流側の端部から前記緩衝材の排気ガス流れ方向上流側までに亘って形成される、
ことを特徴とする排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、横断面がＵ字型でありメタル担体の曲面部及び平面部の一部の外面を覆う遮熱板保持材と、当該遮熱板保持材の外面をさらに覆う遮熱板と、を有する触媒コンバータが開示されている。この触媒コンバータでは、メタル担体の平面部の大部分を遮熱板保持材によって覆わないことで、平面部からの放熱を促進して、メタル担体の温度を低下させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８６８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンから排出されて触媒コンバータに流入する排気ガスは、エンジンの燃焼効率が向上すると、さらに高温になる。高温の排気ガスが触媒コンバータに流入すると、触媒コンバータが過熱するおそれがある。
【０００５】
また、触媒コンバータには、エンジンから伝達される振動によって発生する放射音を抑制することが要求されている。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、本体温度の上昇を抑制し、かつ放射音の発生を抑制できとともに、本体周囲部品への熱害を防止できる排気処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、排気処理装置は、排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、前記排気処理部の外周を覆うカバーと、を備え、前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、排気処理装置は、９５０℃以上の排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、前記排気処理部の外周を覆うカバーと、を備え、前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成され、前記マットの厚さは３〜２０ｍｍであり、前記流路における前記排気処理部と前記カバーとの隙間寸法は３〜２０ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様では、カバーと排気処理部との間に空気が流れる流路を形成することで、排気処理部の熱を流路中の空気に放出し、排気処理部の温度上昇を抑制することができる。また、内板と外板との間にマットを設けることで、外板の振動を抑制し、外板からの放射音の発生を抑制することができるとともに、内板から外板へ熱の伝達を抑制する。したがって、本体温度の上昇を抑制し、かつ放射音の発生を抑制することができるとともに、本体周囲部品への熱害を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態に係る排気処理装置の断面概要図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ断面の概要図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ部の拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第二の実施形態に係る排気処理装置の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第二の実施形態に係る排気処理装置の図３と別方向の斜視図である。
【図５】図５は、図３のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図６は、本発明の第二の実施形態の変形例に係る排気処理装置の図５に対応する断面図である。
【図７】図７は、本発明の第二の実施形態に係る排気処理装置の配置と排気処理装置への空気の流入について説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第三の実施形態に係る排気処理装置の断面概要図である。
【図９】図９は、第一の変形例に係る排気処理装置のカバーの断面を拡大した概要図である。
【図１０】図１０は、第二の変形例に係る排気処理装置のカバーの断面を拡大した概要図である。
【図１１】図１１は、第三の変形例に係る排気処理装置のカバーの断面を拡大した概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（第一の実施形態）
以下、図１から図２Ｂを参照して、本発明の第一の実施形態に係る排気処理装置１００について説明する。図１は、排気処理装置１００の断面概要図である。図２Ａは、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ断面の概要図である。図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ部の拡大図である。
【００１３】
まず、排気処理装置１００の構成について説明する。
【００１４】
排気処理装置１００は、例えば、車両に搭載され、エンジン（図示省略）から排出される排気ガスＧに含まれる炭化水素や一酸化炭素を酸化させて、二酸化炭素と水分にするとともに、窒素酸化物の還元、微小粒子状物質の除去を行い、排気ガスＧを浄化する。
【００１５】
図１及び図２Ａに示すように、排気処理装置１００は、９５０℃以上の排気ガスＧを処理する排気処理部品としての触媒１を有し触媒１に排気ガスＧが流通するように案内する排気処理部１０と、排気処理部１０の外周を覆うカバー２０と、を備える。
【００１６】
排気処理部１０は、触媒１と、ケース１１と、を有する。
【００１７】
触媒１は、円柱状のハニカム構造体によって構成される。触媒１は、その外周面が緩衝材１２を介してケース１１の内周に嵌合される。
【００１８】
図１に示すように、ケース１１は、両端がテーパ状の筒部材である。ケース１１の一端には、入口側開口部１１ａが開口する。ケース１１の他端には、出口側開口部１１ｂが開口する。
【００１９】
入口側開口部１１ａは、エンジンのエキゾーストマニホールド（図示省略）と連結される。これにより、エンジンから排出された排気ガスＧは、エキゾーストマニホールド及び入口側開口部１１ａを通過し、ケース１１内に流入する。すなわち、ケース１１の入口側開口部１１ａ側の端部は、排気処理部１０における排気ガス流れ方向上流側の端部である。
【００２０】
出口側開口部１１ｂは、エキゾーストパイプ（図示省略）と連結される。これにより、ケース１１内を通過した排気ガスＧはエキゾーストパイプへ流入する。すなわち、ケース１１の出口側開口部１１ｂ側の端部は、排気処理部１０における排気ガス流れ方向下流側の端部である。
【００２１】
カバー２０は、排気処理部１０の外周を覆う筒部材である。カバー２０は、排気処理部１０の外周との間に所定の距離をあけて設けられる。カバー２０は、排気処理部１０の外周と対向するように設けられる内板２１と、内板２１の外周に設けられるマットとしての繊維物質層２２と、繊維物質層２２の外側を覆う外板２３と、を有する。
【００２２】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、内板２１は、周方向に分割される第一内板２１ａと第二内板２１ｂとを有する。同様に、外板２３は、周方向に分割される第一外板２３ａと第二外板２３ｂとを有する。
【００２３】
第一内板２１ａの一端と他端とには、フランジ部２１ｃ，２１ｄが形成される。第二内板２１ｂの一端と他端とには、フランジ部２１ｅ，２１ｆが形成される。第一外板２３ａの一端と他端とには、フランジ部２３ｃ，２３ｄが形成される。第二外板２３ｂの一端と他端とには、フランジ部２３ｅ，２３ｆが形成される。
【００２４】
第一内板２１ａのフランジ部２１ｃの外周側に第一外板２３ａのフランジ部２３ｃを取り付けるとともに、第一内板２１ａのフランジ部２１ｄの外周側に第一外板２３ａのフランジ部２３ｄを取り付けることで、第一内板２１ａと第一外板２３ａとの間に空間が形成される。この空間に、耐熱性を有する繊維物質（本実施形態ではシリカ繊維）を圧縮充填することで、第一内板２１ａの外周に繊維物質層２２ａが設けられる。
【００２５】
同様に、第二内板２１ｂと第二外板２３ｂとの間の空間に、耐熱性を有する繊維物質を圧縮充填することで、第二内板２１ｂの外周に繊維物質層２２ｂが設けられる。繊維物質層２２ａ，２２ｂの厚さＸ（図１参照）は、３〜２０ｍｍである。
【００２６】
繊維物質層２２ａ，２２ｂは、厚さＸが３ｍｍよりも小さくなると、断熱性能の不足や、寸法のばらつきによる機能への影響が大きくなる。一方、繊維物質層２２ａ，２２ｂは、厚さＸが２０ｍｍよりも大きくなると、コストアップや搭載性の悪化が懸念される。
【００２７】
特に、厚さＸの下限を５ｍｍとして上限を１５ｍｍとし、繊維物質層２２ａ，２２ｂの厚さＸを５〜１５ｍｍとすることにより、寸法のばらつきによる機能への影響や搭載性の悪化を抑制しながら、カバー２０の表面温度を低減させることと低コスト化との両立が可能である。なお、繊維物質層２２ａ，２２ｂの厚さＸの最適値は、１０ｍｍである。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、排気処理装置１００は、排気処理部１０にカバー２０を保持するブラケット３０を備える。ブラケット３０は略Ｌ字形状に形成される部材である。
【００２９】
図２Ｂに示すように、ブラケット３０の一端３０ａは、排気処理部１０のケース１１の外周に取り付けられる。ブラケット３０の他端３０ｂは、第一内板２１ａの一端（フランジ部２１ｃ）と第二内板２１ｂの一端（フランジ部２１ｅ）とが突き合わされた間に取り付けられる。
【００３０】
同様に、ブラケット３０の一端３０ａがケース１１の外周に取り付けられ、他端３０ｂが第一内板２１ａの他端（フランジ部２１ｄ）と第二内板２１ｂの他端（フランジ部２１ｆ）との間に取り付けられる。これにより、排気処理部１０にカバー２０がブラケット３０を介して保持される。
【００３１】
図１に示すように、排気処理部１０の外周から距離をあけてカバー２０を設けることで、排気処理部１０とカバー２０との間には、空気が流入する流入口４０と、流入口４０から流入した空気が通過する流路４１と、流路４１を通過した空気が流出する流出口４２と、が形成される。
【００３２】
流入口４０は、外部の空気の流れに対向するように開口する。本実施形態では、流入口４０は、車両の前方側に位置する。また、流出口４２は、車両の後方側に位置する。
【００３３】
流路４１は、ケース１１の入口側開口部１１ａ側から出口側開口部１１ｂ側に亘って形成される。すなわち、流路４１は、排気処理部１０における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される。
【００３４】
流路４１は、ケース１１の外周面１１ｇと内板２１のケース１１に対向する内周面２１ｇとによって囲まれて構成される。流路４１は、繊維物質層２２ａ，２２ｂによって覆われている。また、内板２１から外板２３への輻射熱の伝達を抑制するために、流路４１の全周が繊維物質層２２ａ，２２ｂによって覆われるように形成されることが望ましい。
【００３５】
ここで、排気処理部１０とカバー２０との隙間寸法（流路４１の高さ）Ｙが３ｍｍよりも小さくなると、寸法のばらつきや振動の入力によって排気処理部１０とカバー２０とが干渉するおそれがある。一方、隙間寸法Ｙが２０ｍｍよりも大きくなると、搭載性の悪化や流路４１内における空気の流速の低下が懸念される。
【００３６】
特に、隙間寸法Ｙを３〜１０ｍｍとすることにより、搭載性の向上と触媒１の冷却に必要な空気の流速の確保との両立が可能である。なお、隙間寸法Ｙの最適値は、６ｍｍである。
【００３７】
さらに、排気処理装置１００では、９５０℃以上の排気ガスＧを処理する場合において、上記の繊維物質層２２ａ，２２ｂの厚さＸの条件と上記の流路幅Ｙの条件とを同時に満たすようにすることが望ましい。これは、９５０℃以上の排気ガスＧを処理する場合に、コストアップと搭載性の悪化とを抑制しながら、走行中の触媒１の冷却と停車後のカバー２０の表面温度の抑制とを同時に達成することができるためである。
【００３８】
なお、排気処理装置１００では、上記の繊維物質層２２ａ，２２ｂの厚さＸの条件と上記の流路幅Ｙの条件とを同時に満たすことにより、１０００℃以上、あるいは１１００℃を超える高温の排気ガスＧを処理する排気処理装置にも充分に適用可能である。
【００３９】
図１及び図２Ａに示すように、流路４１には、複数のメッシュ部材５０が設けられる。メッシュ部材５０は、流路４１内の空気の流れを遮らない網目構造の部材である。メッシュ部材５０は、内周側が排気処理部１０の外周と接触し、外周側が内板２１（第一内板２１ａまたは第二内板２１ｂ）と接触するように設けられる。メッシュ部材５０は、排気処理部１０が振動し、さらにブラケット３０を介してカバー２０が振動した場合に、カバー２０全体の振動を減衰させる。
【００４０】
なお、メッシュ部材５０の数は、排気処理装置１００の大きさや触媒１の大きさ、ブラケット３０の数などに応じて適宜変更可能である。例えば、ブラケット３０の数を１個にした場合には、流路４１においてブラケット３０が設けられない側（ブラケット３０と対向する側）に複数個のメッシュ部材５０を設ける。この場合には、排気処理装置１００には、カバー２０がブラケット３０及びメッシュ部材５０を介して保持される。
【００４１】
次に、排気処理装置１００の作用について説明する。
【００４２】
エンジンから排出された高温の排気ガスＧは、入口側開口部１１ａから排気処理部１０（ケース１１）内へ流入する。排気処理部１０（ケース１１）は、触媒１に排気ガスＧが流通するように、排気ガスＧを案内する。触媒１は、排気ガスＧに含まれる炭化水素や一酸化炭素を酸化させて二酸化炭素と水分にするとともに、窒素酸化物の還元や微小粒子状物質の除去を行い、排気ガスＧを浄化する。出口側開口部１１ｂは、触媒１によって浄化された排気ガスＧをエキゾーストパイプへ案内する。
【００４３】
このとき、排気処理部１０は、高温の排気ガスＧが流れることで高温になる。そのため、エンジンの燃焼効率が向上してさらに高温の排気ガスＧが排気処理部１０を流れると、排気処理装置１００全体が過熱するおそれがある。
【００４４】
これに対し、本実施形態の排気処理装置１００では、排気処理部１０とカバー２０との間に空気が流れる流路４１が形成される。これにより、排気ガスＧによって高温化した排気処理部１０は、流路４１を流れる空気（図１の点線矢印Ａ１）に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
【００４５】
また、流路４１は、排気処理部１０における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って広範に形成される。すなわち、排気処理装置１００では、排気処理部１０を流れる排気ガスＧと流路４１を流れる空気との熱交換面積が大きく設けられる。したがって、排気処理部１０から熱を放出しやすくなり、排気処理部１０の本体温度の上昇を抑制することができる。
【００４６】
また、流入口４０は、空気を取り込みやすいように、空気の流れに対向するように開口する。すなわち、流入口４０から流路４１へ空気が流入しやすくなり、流路４１の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部１０がより熱を放出できるようになり、排気処理部１０の本体温度の上昇を抑制することができる。
【００４７】
流入口４０が車両の前方側に位置し、流出口４２が車両の後方側に位置することで、流路４１に空気が流入しやすくなり、流路４１の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部１０がより熱を放出できるようになり、排気処理部１０の本体温度の上昇を抑制することができる。
【００４８】
また、排気処理装置１００には、エンジンから振動が伝達される。排気処理装置１００は、振動が伝達されると、排気処理部１０及び外板２３から放射音を発生することがある。そのため、排気処理装置１００には、振動によって発生する放射音を抑制することが要求される。
【００４９】
これに対し、本実施形態では、内板２１（２１ａ，２１ｂ）と外板２３（２３ａ，２３ｂ）との間に、繊維物質を圧縮充填した繊維物質層２２（２２ａ，２２ｂ）が設けられる。これにより、内板２１（２１ａ，２１ｂ）及び外板２３（２３ａ，２３ｂ）は、繊維物質層２２から反発力を受ける（押圧される）状態となり、振動が伝達されても振動しづらくなる。
【００５０】
また、内板２１（２１ａ，２１ｂ）と外板２３（２３ａ，２３ｂ）との間に繊維物質層２２（２２ａ，２２ｂ）が設けられることで、内板２１（２１ａ，２１ｂ）の振動が外板２３（２３ａ，２３ｂ）に伝達されづらくなる。これにより、外板２３の振動が抑制されるため、外板２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、排気処理部１０にカバー２０を保持するブラケット３０の他端３０ｂは、第一内板２１ａ及び第二内板２１ｂに接触する。すなわち、ブラケット３０を外板２３に接触させない。このように、エンジンから排気処理部１０を経てブラケット３０に伝達された振動が内板２１へ伝達される構造とすることで、外板２３への振動の伝達が抑制され、外板２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【００５２】
ところで、高温の排気ガスＧが流れることで排気処理部１０が高温になると、排気処理部１０（ケース１１）からの輻射熱によって内板２１が高温化する。
【００５３】
ここで仮に、内板２１と外板２３との間に繊維物質層２２が設けられない場合には、高温化した内板２１の輻射熱によって外板２３が高温化するおそれがある。
【００５４】
これに対して、本実施形態の排気処理装置１００では、内板２１と外板２３との間に繊維物質層２２を設けることで、内板２１から外板２３への輻射熱の伝達を抑制する。これにより、外板２３が高温化することを防ぐことができ、排気処理装置１００の断熱性能を向上させることができ、本体周囲部品への熱害を防止することができる。
【００５５】
（第二の実施形態）
以下、図３から図７を参照して、本発明の第二の実施形態に係る排気処理装置２００について説明する。図３は、排気処理装置２００の斜視図である。図４は、排気処理装置２００の図３と別方向の斜視図である。図５は、図３のＶ−Ｖ断面図である。図６は、本発明の第二の実施形態の変形例に係る排気処理装置２００の図５に対応する断面図である。図７は、排気処理装置２００の配置と排気処理装置２００への空気の流入について説明するための図である。
【００５６】
まず、排気処理装置２００の構成について説明する。
【００５７】
図３から図５に示すように、排気処理装置２００は、排気ガスＧを処理する排気処理部品としての触媒１を有し触媒１に排気ガスＧが流通するように案内する排気処理部２１０と、排気処理部２１０の外周を覆うカバー２２０と、を備える。
【００５８】
図５に示すように、排気処理部２１０は、触媒１と、ケース２１１と、を有する。
【００５９】
触媒１は、排気処理装置１００と同様に、その外周面が緩衝材（図示省略）を介してケース２１１の内周に嵌合される。
【００６０】
ケース２１１は、一端と他端とが屈曲した略筒部材である。ケース２１１の一端には、入口側開口部２１１ａが開口する。ケース２１１の他端には、出口側開口部２１１ｂが開口する。
【００６１】
図７に示すように、入口側開口部２１１ａは、ターボチャージャ９３を介してエンジンのエキゾーストマニホールド（図示省略）と連結される。これにより、エンジンから排出された排気ガスＧは、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャ９３、及び入口側開口部２１１ａを通過して、ケース２１１内に流入する。すなわち、ケース２１１の入口側開口部２１１ａ側の端部は、排気処理部１０における排気ガスＧ流れ方向上流側の端部である。
【００６２】
出口側開口部２１１ｂは、エキゾーストパイプ９５と連結される。これにより、ケース２１１内を通過した排気ガスＧは、エキゾーストパイプ９５へ流入する。すなわち、ケース２１１の出口側開口部２１１ｂ側の端部は、排気処理部２１０における排気ガスＧ流れ方向下流側の端部である。
【００６３】
図３から図５に示すように、排気処理部２１０における排気ガスＧ流れ方向上流側には、ケース２１１内と外部とを連通させるボス部２５，２６が設けられる。ボス部２５には、排気ガスＧの温度を検出する温度センサ（図示省略）が挿入される。ボス部２６には、排気ガスＧの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（図示省略）が挿入される。
【００６４】
図３及び図４に示すように、排気処理部２１０における排気ガスＧ流れ方向下流側には、ケース２１１内と外部とを連通させるボス部２７が設けられる。ボス部２７には、下流側排気ガスＧの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（図示省略）が挿入される。
【００６５】
図５に示すように、カバー２２０は、排気処理部２１０の外周を覆う略筒部材である。カバー２２０は、排気処理部２１０の外周との間に所定の距離をあけて設けられる。カバー２２０は、排気処理部２１０の外周と対向するように設けられる内板２２１と、内板２２１の外周に設けられる繊維物質層２２２と、繊維物質層２２２の外側を覆う外板２２３と、を有する。
【００６６】
内板２２１は、周方向に分割される第一内板２２１ａ，第二内板２２１ｂ，第三内板２２１ｇ，及び第四内板２２１ｈを有する。同様に、外板２２３は、周方向に分割される第一外板２２３ａ，第二外板２２３ｂ，第三外板２２３ｇ，及び第四外板２２３ｈを有する。
【００６７】
図４及び図５に示すように、第一内板２２１ａ，第一外板２２３ａ，第二内板２２１ｂ，及び第二外板２２３ｂは、ボス部２５，２６が外部に露出する形状に形成される。すなわち、カバー２２０は、ボス部２５に挿入される温度センサの一部と、ボス部２６に挿入される酸素濃度センサの一部とが外部に露出する形状に形成される。
【００６８】
第三内板２２１ｇ及び第三外板２２３ｇは、ボス部２７が外部に露出する形状に形成される（図３及び図４参照）。
【００６９】
図３から図５に示すように、第三内板２２１ｇ，第三外板２２３ｇ，第四内板２２１ｈ，及び第四外板２２３ｈは、ビード加工が施されている。これにより、カバー２２０に、ビード２２４が設けられる。ビード２２４は、排気ガスＧの流れ方向（または後述する流路２４１の流れ方向、図５の点線矢印Ａ２）に複数個形成される（図５参照）。なお、ビード２２４の形状は、排気処理装置２００に要求される強度や、後述する流路２４１の流路面積に応じて適宜変更可能である。本実施形態では、ビード２２４は、カバー２２０の全周にわたって均等に突出するように設けられる。
【００７０】
図３及び図４に示すように、第一内板２２１ａの一端と他端とには、フランジ部２２１ｃ，２２１ｄが形成される。第二内板２２１ｂの一端と他端とには、フランジ部２２１ｅ，２２１ｆが形成される。第三内板２２１ｇの一端と他端とには、フランジ部２２１ｉ，２２１ｊが形成される。第四内板２２１ｈの一端と他端とには、フランジ部２２１ｋ，２２１ｌが形成される。
【００７１】
第一外板２２３ａの一端と他端とには、フランジ部２２３ｃ，２２３ｄが形成される。第二外板２２３ｂの一端と他端とには、フランジ部２２３ｅ，２２３ｆが形成される。第三外板２２３ｇの一端と他端とには、フランジ部２２３ｉ，２２３ｊが形成される。第四外板２２３ｈの一端と他端とには、フランジ部２２３ｋ，２２３ｌが形成される。
【００７２】
第一内板２２１ａのフランジ部２２１ｃの外周側に第一外板２２３ａのフランジ部２２３ｃを取り付けるとともに、第一内板２２１ａのフランジ部２２１ｄの外周側に第一外板２２３ａのフランジ部２２３ｄを取り付けることで、第一内板２２１ａと第一外板２２３ａとの間に空間が形成される（図５参照）。この空間に、耐熱性を有する繊維物質を圧縮充填することで、第一内板２２１ａの外周に繊維物質層２２２ａが設けられる。
【００７３】
同様に、第二内板２２１ｂと第二外板２２３ｂとの間の空間，第三内板２２１ｇと第三外板２２３ｇとの間の空間，及び第四内板２２１ｈと第四外板２２３ｈとの間の空間に、耐熱性を有する繊維物質を圧縮充填する。これにより、第二内板２２１ｂの外周に繊維物質層２２２ｂが形成され、第三内板２２１ｇの外周に繊維物質層２２２ｇが形成され、第四内板２２１ｈの外周に繊維物質層２２２ｈが形成される（図５参照）。
【００７４】
図５に示すように、排気ガスＧ流れ方向上流側（後述する流入口２４０側）の繊維物質層２２２ａ，２２２ｂの厚さＴ１は、排気ガスＧ流れ方向下流側（後述する流出口２４２側）の繊維物質層２２２ｇ，２２２ｈの厚さＴ２よりも厚くなるように形成される。
【００７５】
また、排気処理装置２００では、繊維物質層２２２から内板２２１（２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｇ，及び２２１ｈ）及び外板２２３（２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｇ，及び２２３ｈ）に作用する反発力（押圧力）が同じになるように、排気ガスＧ流れ方向上流側（後述する流入口２４０側）の繊維物質層２２２ａ，２２２ｂにおける繊維物質の充填密度と、排気ガスＧ流れ方向下流側（後述する流出口２４２側）の繊維物質層２２２ｇ，２２２ｈにおける繊維物質の充填密度と、を同一にする。なお、「同一」とは、完全に同一な場合だけでなく、例えば、部分的に充填密度が異なっているなど位置によってばらつきがあっても全体として略同一な場合を含むものである。
【００７６】
排気処理装置２００は、排気処理装置１００と同様に、排気処理部２１０にカバー２２０を保持するブラケット３０を備える（図３及び図４参照）。ブラケット３０の構造、保持状態は排気処理装置１００の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７７】
図３及び図５に示すように、排気処理部２１０の外周から距離をあけてカバー２２０を設けることで、排気処理部２１０とカバー２２０との間には、空気が流入する流入口２４０と、流入口２４０から流入した空気が通過する流路２４１と、流路２４１を通過した空気が流出する流出口２４２と、が形成される。
【００７８】
図５に示すように、流入口２４０は、位置Ｃ１における流路断面積（開口面積）が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、外部の空気が流入口２４０から流路２４１へ流れやすくなる。
【００７９】
流出口２４２は、位置Ｃ３における流路断面積（開口面積）が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、流路２４１の通気抵抗が減少し、空気が流路２４１内を流れやすくなる。
【００８０】
流入口２４０と前記流出口２４２との少なくとも一方の位置Ｃ１（またはＣ３）における流路断面積が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きく形成されるか、流入口２４０及び前記流出口２４２の位置Ｃ１，Ｃ３における流路断面積が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きく形成されるか、は、排気処理装置２００の大きさ、形状などによって適宜選択される。
【００８１】
流路２４１は、ケース２１１の入口側開口部２１１ａ側から出口側開口部２１１ｂ側に亘って形成される。すなわち、流路２４１は、排気処理部２１０における排気ガスＧ流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される。
【００８２】
流路２４１は、カバー２２０側に向かって流路断面積が拡大される複数の拡大部２４１ａを有する。拡大部２４１ａの位置Ｃ４における流路断面積は、流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きい。拡大部２４１ａは、カバー２２０（第三内板２２１ｇ，第三外板２２３ｇ，第四内板２２１ｈ，及び第四外板２２３ｈ）に設けられるビード２２４によって形成される。拡大部２４１ａを有することにより、流路２４１全体の容積が大きくなり、流路２４１を流通可能な空気の流量を増やすことができる。また、流路２４１の容積が大きくなることで、排気処理部２１０を流れる排気ガスＧと流路２４１を流れる空気との熱交換面積も大きくなる。
【００８３】
流路２４１には、排気処理装置１００と同様に、複数のメッシュ部材５０が設けられる。メッシュ部材５０は、排気処理部２１０が振動し、さらにブラケット３０を介してカバー２０が振動した場合に、カバー２２０全体の振動を減衰させる。
【００８４】
ここで、図６に示す変形例のように、流路２４１をケース２１１の入口側開口部２１１ａから出口側開口部２１１ｂまでの全域に亘って形成せず、一部の領域のみに形成してもよい。
【００８５】
この変形例では、排気処理部２１０の内周に触媒１が緩衝材としての触媒保持マット２５０を介して保持される。流路２４１は、排気処理部２１０における排気ガスＧ流れ方向上流側の端部から触媒保持マット２５０の排気ガスＧ流れ方向上流側までに亘って形成される。
【００８６】
排気ガスＧは、上流から下流に流れるにしたがって、温度が低下してゆく。また、触媒１の周りでは、触媒保持マット２５０があるため、排気ガスＧからケース２１１への熱の伝達が抑制される。そのため、触媒１の周りにおける排気処理部２１０の本体温度は、比較的低い。
【００８７】
そこで、この変形例では、触媒１の周囲に流路２４１が形成されない構造としている。これにより、排気処理装置２００の低コスト化及び軽量化が可能である。
【００８８】
なお、この変形例では、排気ガスＧ流れ方向上流側だけに流路２４１を形成している。しかしながら、例えば、触媒１の触媒反応によって上流側よりも下流側の方が高温になる場合には、排気ガスＧ流れ方向下流側だけに流路２４１を形成してもよく、触媒１の周囲を除き、触媒１の上流側及び下流側だけに流路２４１を形成してもよい。即ち、排気処理部２１０の本体温度が高い部分に流路２４１を形成して、流路２４１内を流れる空気によって冷却できるようにすればよい。
【００８９】
図３から図７に示すように、カバー２２０は、流路２４１と外部とを連通させる連通孔２２５を有する。カバー２２０が連通孔２２５を有することで、流路２４１は、流入口２４０に加えて、連通孔２２５からも空気を取り込むことができる。すなわち、流路２４１の空気の流量を増やすことができる。なお、ボス部２５，２６周りの内板２２１及び外板２２３は切り欠かれているか、若しくはボス部２５，２６との間に隙間があって流路２４１と連通している。そのため、センサが挿入されているか否かにかかわらず、周辺の風流れがボス部２５，２６周りの開口部に向かう流れであれば、空気の取り入れが可能である。
【００９０】
次に、図７を参照して、流入口２４０が開口する向きと連通孔２２５の配置等について説明する。図７は、排気処理装置２００の配置と排気処理装置２００への空気の流入について説明するための図である。図７には、エンジンルーム内における排気処理装置２００等の配置を模式的に示している。
【００９１】
図７では、紙面左側が車両のフロント側である。エンジンルーム内には、フロント側から順に、ラジエータ９１（またはコンデンサなど熱交換器）、エンジン９２、排気処理装置２００、及び車室パネル９４が設けられる。排気処理装置２００の入口側開口部２１１ａには、ターボチャージャ９３が取り付けられている。
【００９２】
車両のフロントグリルからエンジンルーム内に流入した空気（矢印Ａ０）は、ラジエータ９１、エンジン９２、若しくは車室パネル９４など、排気処理装置２００の周囲を取り囲む機器に衝突して流れ方向が変わる（図７の点線矢印参照）。すなわち、エンジンルーム内の機器の配置によって、複数の方向から排気処理装置２００（カバー２２０）に向かって空気が流れる。
【００９３】
排気処理装置２００では、排気処理装置２００（カバー２２０）周辺の空気の流れ（複数の方向からの空気の流れ）に応じて、流入口２４０を外部の空気の流れに対向するように開口させる。また、排気処理装置２００（カバー２２０）周辺の空気の流れ（複数の方向からの空気の流れ）に応じて、カバー２２０に設けられる連通孔２２５の位置、数、形状等を決定する。本実施形態では、連通孔２２５は、図５から図７に示される点線矢印Ａ３の流れの空気が流路２４１内に流入する位置に設けられる。これにより、連通孔２２５を設けない場合と比べて、流路２４１内に空気を効率よく多く取り込むことができる。
【００９４】
また、流路２４１内の空気の流れが滞りやすい部分に空気が流入するように、排気処理装置２００（カバー２２０）周辺の空気の流れを踏まえて連通孔２２５を設けてもよい。この場合には、流路２４１内の空気の流通を促進することができ、排気処理部２１０からの熱の放出をさらに促進することができる。
【００９５】
次に、排気処理装置２００の作用について説明する。
【００９６】
図５に示すように、エンジンから排出された高温の排気ガスＧは、入口側開口部２１１ａから排気処理部２１０（ケース２１１）内へ流入する。排気処理部２１０（ケース２１１）は、触媒１に排気ガスＧが流通するように、排気ガスＧを案内する。触媒１は、排気処理装置１００の場合と同様に排気ガスＧを浄化する。出口側開口部２１１ｂは、触媒１によって浄化された排気ガスＧをエキゾーストパイプへ案内する。このとき、排気処理部２１０は、高温の排気ガスＧが流れることで高温になる。
【００９７】
これに対し、本実施形態の排気処理装置２００では、排気処理装置１００の流路４１と同様に、排気処理部２１０とカバー２２０との間に流入口２４０，流路２４１、及び流出口２４２が形成される。これにより、排気ガスＧによって高温化した排気処理部２１０は、流路２４１を流れる空気（図５の点線矢印Ａ２）に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
【００９８】
また、流入口２４０は、位置Ｃ１における流路断面積（開口面積）が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、外部の空気が流入口２４０から流路２４１へ流れやすくなる。すなわち、流路２４１の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部２１０は、位置Ｃ１における流路断面積が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きく形成されない場合よりも、さらに熱を放出できるようになり本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
【００９９】
また、流出口２４２は、位置Ｃ３における流路断面積（開口面積）が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、流路２４１の通気抵抗が減少し、空気が流路２４１内をより流れやすくなる。すなわち、流路２４１の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部２１０は、位置Ｃ３における流路断面積が流路２４１の位置Ｃ２における流路断面積よりも大きく形成されない場合よりも、さらに熱を放出できるようになり、本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
【０１００】
また、流路２４１は、カバー２２０側に向かって流路断面積が拡大される複数の拡大部２４１ａを有する。これにより、流路２４１全体の容積が大きくなり、流路２４１の空気の流量を増大することができる。また、流路２４１の容積が大きくなることで、排気処理部２１０を流れる排気ガスＧと流路２４１を流れる空気との熱交換面積も大きくなる。したがって、拡大部２４１ａを有しない場合よりもさらに排気処理部２１０から熱を放出することができ、本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
【０１０１】
また、カバー２２０は、流路２４１と外部とを連通させる連通孔２２５を有する。連通孔２２５は、排気処理装置２００（カバー２２０）周辺の空気の流れに応じて設けられる。これにより、連通孔２２５を有しない場合よりも、多くの空気を流路２４１内に取り込むことができる。したがって、連通孔２２５を有しない場合よりもさらに排気処理部２１０から熱を放出することができ、本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
【０１０２】
また、連通孔２２５は、流路２４１内の空気の流れに応じてカバー２２０の任意の位置に設けてもよい。これにより、流路２４１内の空気の流通を促進し、排気処理部２１０の熱の放出を促進することができる。
【０１０３】
また、排気処理装置２００には、排気処理装置１００と同様に、振動によって発生する放射音を抑制することが要求される。
【０１０４】
これに対し、本実施形態では、排気処理装置１００と同様に、内板２２１（２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｇ，及び２２１ｈ）と外板２２３（２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｇ，及び２２３ｈ）との間に、繊維物質を圧縮充填した繊維物質層２２２（２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｇ，及び２２２ｈ）を設ける。これにより、外板２２３の振動が抑制されるため、外板２２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【０１０５】
ここで、内板２２１（２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｇ，及び２２１ｈ）及び外板２２３（２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｇ，及び２２３ｈ）は、繊維物質層２２２（２２２ａ，２２２ｂ，２２３ｇ，及び２２２ｈ）から受ける反発力がどこでも等しければ、振動が伝達されたときの振動しづらさが、さらに向上する。すなわち、繊維物質層２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｇ，２２２ｈから受ける反発力が其々異なる場合よりも、さらに外板２２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【０１０６】
これに対し、本実施形態では、流入口２４０側の繊維物質層２２２ａ，２２２ｂにおける繊維物質の充填密度と、流出口２４２側の繊維物質層２２２ｇ，２２２ｈにおける繊維物質の充填密度と、を同一にしている。これにより、内板２２１（２２１ａ，２２１ｂ，２２２ｇ，及び２２２ｈ）及び外板２２３（２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｇ，及び２２３ｈ）は、繊維物質層２２２（２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｇ，及び２２２ｈ）から受ける反発力（押圧力）が等しくなり、さらに振動しづらくなる。したがって、さらに外板２２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【０１０７】
また、本実施形態では、排気処理装置１００と同様に、排気処理部２１０にカバー２２０を保持するブラケット３０の他端３０ｂを、第一内板２２１ａ及び第二内板２２１ｂに接触させている。これにより、外板２２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【０１０８】
また、本実施形態の排気処理装置２００では、排気処理装置１００と同様に、内板２２１と外板２２３との間に繊維物質層２２２を設けることで、内板２２１から外板２２３への輻射熱の伝達を抑制している。これにより、外板２３が高温化することを防ぐことができ、排気処理装置１００の断熱性能を向上させることができる。
【０１０９】
ここで、排気処理装置２００内を流れる排気ガスＧは、流入口２４０（入口側開口部２１１ａ）側が最も高温であり、流出口２４２（出口側開口部２１１ｂ）に向かうにつれて温度が下がる。すなわち、流入口２４０側の内板２２１ａ，２２１ｂ及び外板２２３ａ，２２３ｂの方が、流出口２４２側の内板２２１ｇ，２２１ｈ及び外板２２３ｇ，２２３ｈよりも高温化するおそれが高い。
【０１１０】
これに対し、本実施形態では、流入口２４０側の繊維物質層２２２ａ，２２２ｂの厚さＴ１を、流出口２４２側の繊維物質層２２２ｇ，２２２ｈの厚さＴ２よりも厚くしている。これにより、内板２２１ａ，２２１ｂから外板２２３ａ，２２３ｂへの輻射熱の伝達を抑制し、外板２２３ａ，２２３ｂが高温化することを防ぐことができる。したがって、排気処理装置２００の断熱性能を向上させることができる。
【０１１１】
また、流出口２４２側の内板２２１ｇ，２２１ｈ及び外板２２３ｇ，２２３ｈは、流入口２４０側と比べて、高温化するおそれが比較的小さい。そこで、流出口２４２側の繊維物質層２２２ｇ，２２２ｈの厚さＴ２を、輻射熱で外板２２３ｇ，２２３ｈが高温化しない範囲で、流入口２４０側の繊維物質層２２２ａ，２２２ｂの厚さＴ１よりも薄くしている。これによれば、排気処理装置２００の生産コスト（繊維物質層２２２ｇ，２２２ｈを設けるためのコスト）を下げることができる。
【０１１２】
（第三の実施形態）
以下、図８を参照して、本発明の第三の実施形態に係る排気処理装置３００について説明する。図８は、排気処理装置３００の断面概要図である。
【０１１３】
まず、排気処理装置３００の構成について説明する。
【０１１４】
図８に示すように、排気処理装置３００は、排気ガスＧを処理する排気処理部品としての触媒２，３を有し、触媒２，３に排気ガスＧが流通するように案内する排気処理部３１０と、排気処理部３１０の外周を覆うカバー３２０と、を備える。また、排気処理装置３００は、排気処理部３１０を流れる排気ガスＧの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ６０をさらに備える。
【０１１５】
排気処理部３１０は、第一排気処理部品としての触媒２と、第二排気処理部品としての触媒３と、ケース３１１と、触媒２を加熱する加熱装置としての触媒昇温装置７０と、を有する。
【０１１６】
触媒２は、触媒１と同様に、円柱状のハニカム構造体によって構成される。触媒２は、その外周面の一部が緩衝材３１２を介してケース３１１の内周に嵌合される。すなわち、ケース３１１は、触媒２の一部に沿った形状に設けられる。
【０１１７】
触媒３は、触媒１，２と同様に、円柱状のハニカム構造体によって構成される。触媒３は、その外周面が緩衝材３１２を介してケース３１１の内周に嵌合される。すなわち、ケース３１１は、触媒３の一部に沿った形状に設けられる。
【０１１８】
触媒２と触媒３とは、触媒２の中心軸と触媒３の中心軸とが直交するように、ケース３１１内に設けられる。これにより、触媒２，３が直列に並ぶ場合と比べて、排気処理装置３００を長さＬ方向にコンパクトにすることができる。
【０１１９】
触媒昇温装置７０は、触媒２と隣接し触媒２を加熱する電気ヒータ７１と、触媒昇温装置７０の一部であり電気ヒータ７１に電気を供給する電極７２と、を有する。電気ヒータ７１は、電極７２を介して電力源（図示省略）から電気を供給されることで昇温し、触媒２を加熱する。これにより、触媒２の暖機時間を短縮して触媒２を早期に活性化させることができる。触媒昇温装置７０は、触媒３に設けても良い。また、触媒２，３及び触媒昇温装置７０は、導電性の担体に触媒を担持させたものに通電して温度を上昇させる形式であってもよい。
【０１２０】
ケース３１１は、略Ｕ字型の筒部材である。ケース３１１の一端には入口側開口部３１１ａが開口する。ケース３１１の他端には出口側開口部３１１ｂが開口する。
【０１２１】
入口側開口部３１１ａは、エンジンのエキゾーストマニホールド（図示省略）と連結される。これにより、エンジンから排出された排気ガスＧは、エキゾーストマニホールド及び入口側開口部３１１ａを通過し、ケース３１１内に流入する。すなわち、ケース３１１の入口側開口部３１１ａ側の端部は、排気処理部３１０における排気ガス流れ方向上流側の端部である。
【０１２２】
出口側開口部３１１ｂは、エキゾーストパイプ（図示省略）と連結される。これにより、ケース３１１内を通過した排気ガスＧはエキゾーストパイプへ流入する。すなわち、ケース３１１の出口側開口部３１１ｂ側の端部は、排気処理部３１０における排気ガス流れ方向下流側の端部である。
【０１２３】
排気処理部３１０における排気ガス流れ方向上流側には、ケース３１１内と外部とを連通させるボス部３２５が設けられる。ボス部３２５には酸素濃度センサ６０が挿入される。
【０１２４】
カバー３２０は、排気処理部３１０の外周を覆う部材である。カバー３２０は、排気処理部３１０の外周との間に所定の距離をあけて設けられる。カバー３２０は、排気処理部３１０の外周と対向するように設けられる内板３２１と、内板３２１の外周に設けられる繊維物質層３２２と、繊維物質層３２２の外側を覆う外板３２３と、を有する。
【０１２５】
内板３２１は、触媒２の一部と触媒３の一部とに沿った形状のケース３１１（排気処理部３１０）の外周と対向するように設けられる。すなわち、内板３２１は、触媒２の一部と触媒３の一部とに沿った形状に形成される。外板３２３は、内板３２１の形状に沿う形状に形成される。これによれば、排気処理装置３００を長さＬ方向にコンパクトにすることができる。なお、外板３２３を内板３２１へ取り付ける方法及び繊維物質層３２２の設け方は、排気処理装置１００，２００と同様であるため、説明を省略する。
【０１２６】
カバー３２０は、ボス部３２５が外部に露出する形状に形成される。すなわち、カバー３２０は、酸素濃度センサ６０の一部が露出する形状に形成される。このような形状にカバー３２０を形成することで、酸素濃度センサ６０の取り付けが容易となり、排気処理装置３００の組み立てが容易になる。
【０１２７】
また、カバー３２０は、電極７２が露出する形状に形成される。これにより、電極７２と電力源との配線が容易になり、排気処理装置３００の組み立てが容易になる。
【０１２８】
排気処理部３１０の外周から距離をあけてカバー３２０を設けることで、排気処理部３１０とカバー３２０との間には、空気が流入する流入口３４０と、流入口３４０から流入した空気が通過する流路３４１と、流路３４１を通過した空気が流出する流出口３４２と、が形成される。
【０１２９】
流入口３４０は、外部の空気の流れに対向するように開口する。
【０１３０】
流路３４１は、ケース３１１の入口側開口部３１１ａ側から出口側開口部３１１ｂ側に亘って形成される。すなわち、流路３４１は、排気処理部３１０における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される。
【０１３１】
次に、排気処理装置３００の作用について説明する。
【０１３２】
エンジンから排出された高温の排気ガスＧは、入口側開口部３１１ａから排気処理部３１０（ケース３１１）内へ流入する。排気処理部３１０（ケース３１１）は、触媒２，３に排気ガスＧが流通するように、排気ガスＧを案内する。触媒２，３は、排気処理装置１００，２００の場合と同様に排気ガスＧを浄化する。出口側開口部３１１ｂは、触媒２，３によって浄化された排気ガスＧをエキゾーストパイプへ案内する。このとき、排気処理部３１０は、高温の排気ガスＧが流れることで高温になる。
【０１３３】
これに対し、本実施形態の排気処理装置３００では、排気処理装置１００，２００と同様に、排気処理部３１０とカバー３２０との間に流入口３４０，流路３４１及び流出口３４２が形成される。これにより、排気ガスＧによって高温化した排気処理部３１０は、流路３４１を流れる空気（点線矢印Ａ４）に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
【０１３４】
また、排気処理装置３００には、排気処理装置１００，２００と同様に、振動によって発生する放射音を抑制することが要求される。
【０１３５】
これに対し、本実施形態では、排気処理装置１００，２００と同様に、内板３２１と外板３２３との間に、繊維物質を圧縮充填した繊維物質層３２２を設ける。これにより、外板３２３の振動が抑制されるため、外板２２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【０１３６】
また、排気処理装置３００において、触媒２と触媒３とは、触媒２の中心軸と触媒３の中心軸とが直交するように、ケース３１１内に設けられる。また、内板３２１は、触媒２の一部と触媒３の一部とに沿った形状に形成される。これらによれば、排気処理装置３００を長さＬ方向にコンパクトにすることができる。
【０１３７】
また、カバー３２０は、酸素濃度センサ６０の一部が露出する形状に形成される。これによれば、酸素濃度センサ６０の取り付けが容易となり、排気処理装置３００の組み立てが容易になる。
【０１３８】
また、カバー３２０は、電極７２が露出する形状に形成される。これによれば、電極７２への配線が容易になり、排気処理装置３００の組み立てが容易になる。
【０１３９】
以下、図９から図１１を参照して、排気処理装置１００，２００，３００に係る変形例について説明する。これより説明する変形例の構造は、第一から第三の実施形態に係る排気処理装置１００，２００，３００のいずれにも適用できる。以下では、代表例として排気処理装置１００の変形例を説明する。
【０１４０】
まず、図９を参照して、排気処理装置１００の第一の変形例に係る排気処理装置４００について説明する。
【０１４１】
図９は、排気処理装置４００のカバー４２０の断面を拡大した概要図である。図９に示すように、排気処理装置４００は、カバー４２０の外板４２３が二層構造である点で、排気処理装置１００と相違する。
【０１４２】
カバー４２０の外板４２３は、繊維物質層２２の外周に設けられる第一外板４２３ａと、第一外板４２３ａの外周に設けられる第二外板４２３ｂと、を有する二層構造である。
【０１４３】
第一外板４２３ａと第二外板４２３ｂとは、厚さが異なる。なお、材質は、第一外板４２３ａと第二外板４２３ｂとで同一であってもよいし異なってもよい。
【０１４４】
排気処理装置４００は、排気処理装置１００と同様に、エンジンから振動が伝達される。排気処理装置４００では、エンジンから伝達される振動が、内板２１から第一外板４２３ａを経て第二外板４２３ｂに伝達される。
【０１４５】
ここで、第一外板４２３ａと第二外板４２３ｂとは、厚さが異なる。すなわち、第一外板４２３ａと第二外板４２３ｂとは、固有振動数が異なる。そのため、内板２１から第一外板４２３ａに伝達された振動は、第一外板４２３ａから第二外板４２３ｂに伝達される過程で減衰される。これにより、外板４２３全体の振動が抑制される。したがって、外板４２３が二層構造でない場合よりもさらに外板４２３からの放射音の発生を抑制することができる。
【０１４６】
次に、図１０を参照して、排気処理装置１００の第二の変形例に係る排気処理装置５００について説明する。
【０１４７】
図１０は、排気処理装置５００のカバー５２０の断面を拡大した概要図である。図１０に示すように、排気処理装置５００は、カバー５２０の内板５２１または外板５２３の少なくとも一方に複数の突起５２１ａ，５２３ａが形成される点で、排気処理装置１００，４００と相違する。
【０１４８】
カバー５２０は、排気処理部１０の外周と対向するように設けられる内板５２１と、内板５２１の外周に設けられる繊維物質層５２２と、繊維物質層５２２の外周を覆う外板５２３と、を有する。なお、繊維物質層５２２は断面形状が繊維物質層２２と異なるだけで、構成や機能は繊維物質層２２と同様である。
【０１４９】
内板５２１には複数の突起５２１ａが形成される。詳細には、内板５２１の内周面側の表面に複数の突起５２１ａが形成される。
【０１５０】
また、外板５２３には複数の突起５２３ａが形成される。詳細には、外板５２３の外周面側の面に複数の突起５２３ａが形成される。
【０１５１】
排気処理装置５００では、内板５２１に突起５２１ａが形成されることで、内板５２１の内周面側の表面積が広がり、その結果、流路４１の表面積が拡大される。これにより、流路４１を流れる空気へ排気処理部１０及び内板５２１の熱を放出しやすくなる。したがって、突起５２１ａが形成されない場合よりもさらに排気処理部１０の本体温度の上昇を抑制することができる。
【０１５２】
また、外板５２３に突起５２３ａが形成されることで、外板５２３の外周面側の表面積が拡大される。外板５２３の外周面側の表面積が拡大されることで、外板５２３と外部の空気との接触面積が拡大され、外板５２３から熱を放出しやすくなる。したがって、輻射熱などによって外板５２３の温度が上昇した場合に、突起５２３ａが形成されない場合よりもさらに外板５２３の温度の上昇を抑制することができる。
【０１５３】
このように、カバー５２０の内板５２１または外板５２３の少なくとも一方に複数の突起５２１ａ，５２３ａが形成されることで、排気処理装置５００全体の温度の上昇を抑制することができる。
【０１５４】
なお、内板５２１及び外板２３に突起５２１ａ，５２３ａを形成する組み合わせ（すなわち、内板５２１のみに突起５２１ａを形成するか、外板５２３のみに突起５２３ａを形成するか、若しくは内板５２１及び外板５２３に突起５２１ａ，５２３ａを形成するか）は、排気処理装置５００で要求される熱の放出性に応じて適宜選択可能である。また、突起５２１ａ，５２３ｂの数、大きさ、形状なども、排気処理装置５００で要求される熱の放出性に応じて適宜変更される。
【０１５５】
次に、図１１を参照して、排気処理装置１００の第三の変形例に係る排気処理装置６００について説明する。
【０１５６】
図１１は、排気処理装置６００のカバー６２０の断面を拡大した概要図である。図１１に示すように、排気処理装置６００は、カバー６２０の内板６２１が複数の孔６２１ａを有するパンチングメタルである点で、排気処理装置１００，４００，５００と相違する。
【０１５７】
カバー６２０の内板６２１は、複数の孔６２３ａを有するパンチングメタルである。したがって、繊維物質層２２の内板６２１側の表面は、一部が流路４１に露出している。
【０１５８】
排気処理装置６００は、排気処理装置１００と同様に、エンジンから振動が伝達されると、排気処理部１０及び外板２３から放射音を発生することがある。
【０１５９】
ここで、排気処理装置６００は、内板６２１をパンチングメタルにすることで、排気処理部１０から発生した放射音を、孔６２１ａを介して繊維物質層２２へ導く。繊維物質層２２は吸音性を有する。したがって、繊維物質層２２に導かれた放射音は、繊維物質層２２によって減衰される。これにより、排気処理部１０から発生した放射音が減衰される。すなわち、排気処理装置６００全体からの放射音の発生が抑制される。したがって、孔６２１ａを有しない場合よりもさらに排気処理装置６００全体から発生する放射音を抑制することができる。
【０１６０】
なお、孔６２３ａの数、大きさ、形状などは、排気処理部１０から発生する放射音の大きさや、繊維物質層２２の吸音性能などに応じて適宜変更される。
【０１６１】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【０１６２】
排気処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００は、排気ガスＧを処理する触媒１（若しくは触媒２，３）を有し触媒１（若しくは触媒２，３）に排気ガスＧが流通するように案内する排気処理部１０，２１０，３１０と、排気処理部１０，２１０，３１０の外周を覆うカバー２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０と、を備える。カバー２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０は、排気処理部１０，２１０，３１０の外周と対向するように設けられる内板２１，２２１，３２１，５２１，６２１と、内板２１，２２１，３２１，５２１，６２１の外周に設けられる繊維物質層２２，２２２，３２２，５２２と、繊維物質層２２，２２２，３２２，５２２の外周を覆う外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３と、を有し、カバー２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０と排気処理部１０，２１０，３１０との間には、空気が流入する流入口４０，２４０，３４０と、流入口４０，２４０，３４０から流入した空気が通過する流路４１，２４１，３４１と、流路４１，２４１，３４１を通過した空気が流出する流出口４２，２４２，３４２と、が形成される。
【０１６３】
排気処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００は、９５０℃以上の排気ガスＧを処理する触媒１（若しくは触媒２，３）を有し触媒１（若しくは触媒２，３）に排気ガスＧが流通するように案内する排気処理部１０，２１０，３１０と、排気処理部１０，２１０，３１０の外周を覆うカバー２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０と、を備える。カバー２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０は、排気処理部１０，２１０，３１０の外周と対向するように設けられる内板２１，２２１，３２１，５２１，６２１と、内板２１，２２１，３２１，５２１，６２１の外周に設けられる繊維物質層２２，２２２，３２２，５２２と、繊維物質層２２，２２２，３２２，５２２の外周を覆う外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３と、を有し、カバー２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０と排気処理部１０，２１０，３１０との間には、空気が流入する流入口４０，２４０，３４０と、流入口４０，２４０，３４０から流入した空気が通過する流路４１，２４１，３４１と、流路４１，２４１，３４１を通過した空気が流出する流出口４２，２４２，３４２と、が形成される。繊維物質層２２，２２２，３２２，５２２の厚さは３〜２０ｍｍであり、流路４１，２４１，３４１における排気処理部１０，２１０，３１０とカバー２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０との隙間寸法は３〜２０ｍｍである。
【０１６４】
これらの構成によれば、排気処理部１０，２１０，３１０は、流路４１，２４１，３４１を流れる空気に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
【０１６５】
また、繊維物質層２２，２２２，３２２，５２２が設けられることで、内板２１，２２１，３２１，５２１，６２１及び外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３が振動しづらくなるともに、内板２１，２２１，３２１，５２１，６２１の振動が外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３に伝達しづらくなる。したがって、外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３の振動が抑制され、外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３からの放射音の発生を抑制することができる。すなわち、本体温度の上昇を抑制し、かつ放射音の発生を抑制することができる。
【０１６６】
また、繊維物質層２２，２２２，３２２，５２２が設けられることで、内板２１，２２１，３２１，５２１，６２１から外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３への輻射熱の伝達が抑制される。これにより、外板２３，２２３，３２３，４２３，５２３が高温化することを防ぐことができ、排気処理装置１００の断熱性能を向上させることができる。したがって、本体周囲部品への熱害を防止することができる。
【０１６７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１６８】
例えば、酸素濃度センサ６０及び触媒昇温装置７０を備える排気処理装置として、排気処理装置３００について説明した。しかしながら、酸素濃度センサ６０及び触媒昇温装置７０は、全ての排気処理装置１００，２００，３００，４００，５００，６００に適用できる。酸素濃度センサ６０、触媒昇温装置７０を適用した排気処理装置１００，２００，４００，５００，６００では、排気処理装置３００のカバー３２０と同様に、カバー２０，２２０，４２０，５２０，６２０は、酸素濃度センサ６０の一部及び電極７２が露出する形状に形成される。
【符号の説明】
【０１６９】
１００，２００，３００，４００，５００，６００  排気処理装置
１    触媒（排気処理部品）
２    触媒（第一排気処理部品）
３    触媒（第二排気処理部品）
１０，２１０，３１０  排気処理部
２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０  カバー
２１，２２１，３２１，５２１  内板
２２，２２２，３２２，５２２  繊維物質層（マット）
２３，２２３，３２３，４２３，５２３  外板
４０，２４０，３４０  流入口
４１，２４１，３４１  流路
４２，２４２，３４２  流出口
６０      酸素濃度センサ
２２４    ビード
２２５    連通孔
２４１ａ  拡大部
２５０    触媒保持マット（緩衝材）
４２３ａ  第一外板
４２３ｂ  第二外板
５２１ａ  突起
５２３ａ  突起
６２１    内板（パンチングメタル）
６２１ａ  孔
【要約】
【課題】本体温度の上昇を抑制し、かつ放射音の発生を抑制できる排気処理装置を提供する。
【解決手段】排気処理装置１００は、排気ガスＧを処理する触媒１を有し触媒１に排気ガスＧが流通するように案内する排気処理部１０と、排気処理部１０の外周を覆うカバー２０と、を備える。カバー２０は、排気処理部１０の外周と対向するように設けられる内板２１と、内板２１の外周に設けられる繊維物質層２２と、繊維物質層２２の外周を覆う外板２３と、を有し、カバー２０と排気処理部１０との間には、空気が流入する流入口４０と、流入口４０から流入した空気が通過する流路４１と、流路４１を通過した空気が流出する流出口４２と、が形成される。
【選択図】図１【図１】
0006932231.tif 000002
【図２Ａ】
0006932231.tif 000003
【図２Ｂ】
0006932231.tif 000004
【図３】
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【図４】
0006932231.tif 000006
【図５】
0006932231.tif 000007
【図６】
0006932231.tif 000008
【図７】
0006932231.tif 000009
【図８】
0006932231.tif 000010
【図９】
0006932231.tif 000011
【図１０】
0006932231.tif 000012
【図１１】
0006932231.tif 000013