(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マフラの外筒内にパティキュレートフィルタの収容空間を画定するアウタシェルを固定設置すると共に、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することによりユニット化したフィルタカセットをアウタシェルに対し摺動自在に内嵌せしめ、このアウタシェルとフィルタカセットとの内嵌状態をロック手段により着脱可能に固定し、フィルタカセットをアウタシェルから抜脱して外部へ取り出すための取出口をマフラの外筒の適宜位置に開閉可能に構成した排気浄化装置であって、ロック手段が、パティキュレートフィルタのガス出口側となるインナシェルの一端部に設けられたフランジと、該フランジをマフラの外筒の適宜位置に締結する締結手段とにより構成され、フィルタカセットを外部へ取り出す取出口が、パティキュレートフィルタを通過した排気ガスをアウタシェルの外周空間へ折り返す後室形成蓋により閉塞されており、該後室形成蓋が前記インナシェルのフランジと一緒に締結手段により共締めされるように構成されていることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
インナシェルの反フランジ側の他端部にフィルタカセットの挿入方向へ向け縮径するテーパ部が形成され、該テーパ部に対応する位置におけるアウタシェルの内周面に前記テーパ部に沿うテーパ形状を付したエンドプレートが配設されており、該エンドプレートが弾性変位して前記テーパ部に圧接するようにフィルタカセットがアウタシェルに内嵌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】
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、図８及び図９に示す如く、マフラ１にパティキュレートフィルタ２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したものが提案されている。
【０００５】
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の外筒３内がセパレータ４，５，６により第一室７、第二室８、第三室９、後室１０に四分割されており、第一室７と後室１０との間に、円筒状のシェル１１により外周部を抱持されたパティキュレートフィルタ２が配設されている。
【０００６】
そして、図示しない上流側の排気管から排気ガス１２を導き入れるための入口パイプ１３が、マフラ１の外筒３の前面から二枚目のセパレータ５まで挿入されて先端を閉塞されており、前記入口パイプ１３により導入された排気ガス１２が、第一室７と第二室８とに対し散気孔１３ａを介して放出されるようになっている。
【０００７】
ここで、第一室７と第二室８との間のセパレータ４には、パティキュレートフィルタ２の周囲を取り巻くように連通孔４ａ（図９参照）が開口されているので、第一室７と第二室８に導入された排気ガス１２は、何れも第一室７からパティキュレートフィルタ２に流れ込むことになり、該パティキュレートフィルタ２を通過してパティキュレートを捕集された後に後室１０に回収されることになる。
【０００８】
また、後室１０と第三室９との間のセパレータ６にもパティキュレートフィルタ２の周囲を取り巻くように連通孔６ａ（図９参照）が開口されているので、前記後室１０に回収された排気ガス１２は、前記セパレータ６の連通孔６ａを介し第三室９に折り返されるようになっている。
【０００９】
そして、パティキュレートフィルタ２により浄化された排気ガス１２を排出するための出口パイプ１４が、入口パイプ１３と並列にマフラ１の外筒３の前面から第三室９まで挿入されて先端を開放されており、前記後室１０から第三室９に折り返された排気ガス１２が、前記出口パイプ１４を介して図示しない下流側の排気管へと抜き出されるようになっている。
【００１０】
尚、パティキュレートフィルタ２は、その入側端面と出側端面の外縁をシェル１１内でエンドプレート１５，１６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いると共に、その外周面部分を金属線材を編み込んで成るネット材１７により保持されるようになっており、このネット材の軸心方向中間位置にはシール材１８が介装されて排気ガス１２の迂回を阻止し得るようにしてある。
【００１１】
而して、入口パイプ１３から第一室７と第二室８に導入された排気ガス１２は、何れも第一室７からパティキュレートフィルタ２に流れ込んでパティキュレートを捕集され、次いで、後室１０を介し第三室９に折り返されて出口パイプ１４から抜き出されることになり、他方、マフラ１内に入ってきた音波のエネルギーは、第一室７、第二室８、第三室９、後室１０の夫々を膨張室として減衰されることになる（パティキュレートフィルタ２を通過することによる減衰効果も付加される）。
【００１２】
ここで、パティキュレートフィルタ２の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酸化触媒の助勢を受ける等して燃焼除去されるか、或いは、必要に応じて装備された電気ヒータ等の強制加熱手段により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２内には、パティキュレートのアッシュが徐々に溜まってくることが考えられ、パティキュレートフィルタ２に対し直接的にエア洗浄や水洗浄を行い得るようにすることが望まれている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８及び図９の如き従来構造においては、パティキュレートフィルタ２を抱持しているシェル１１がマフラ１の外筒３内に固定設置されており、しかも、このマフラ１の外筒３がパティキュレートフィルタ２の内蔵後に溶接で密閉されるようになっていたため、パティキュレートフィルタ２にアッシュが堆積してエア洗浄や水洗浄が必要になった際には、マフラ１全体を交換するしか術がなく、メンテナンスコストが高くつくという問題があった。
【００１４】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、マフラの外筒内に収容させたパティキュレートフィルタに対し作業性良くエア洗浄や水洗浄を行い得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マフラの外筒内にパティキュレートフィルタの収容空間を画定するアウタシェルを固定設置すると共に、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することによりユニット化したフィルタカセットをアウタシェルに対し摺動自在に内嵌せしめ、このアウタシェルとフィルタカセットとの内嵌状態をロック手段により着脱可能に固定し、フィルタカセットをアウタシェルから抜脱して外部へ取り出すための取出口をマフラの外筒の適宜位置に開閉可能に構成した排気浄化装置であって、ロック手段が、パティキュレートフィルタのガス出口側となるインナシェルの一端部に設けられたフランジと、該フランジをマフラの外筒の適宜位置に締結する締結手段とにより構成され、フィルタカセットを外部へ取り出す取出口が、パティキュレートフィルタを通過した排気ガスをアウタシェルの外周空間へ折り返す後室形成蓋により閉塞されており、該後室形成蓋が前記インナシェルのフランジと一緒に締結手段により共締めされるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
而して、このようにすれば、締結手段を緩めることにより後室形成蓋を取り外して取出口を開口した際に、同時にロック手段が解除されることになるので、直ちにアウタシェルからフィルタカセットを抜き出して作業性良くパティキュレートフィルタのエア洗浄や水洗浄を行うことが可能となり、パティキュレートフィルタに実際に付着しているアッシュに直接的にエアや水を吹き付けて確実に汚れを落とすことが可能となる。
【００１９】
また、前述した如き後室形成蓋をインナシェルのフランジと一緒に締結手段で共締めする構造を採用した場合、インナシェルの反フランジ側の他端部にフィルタカセットの挿入方向へ向け縮径するテーパ部が形成され、該テーパ部に対応する位置におけるアウタシェルの内周面に前記テーパ部に沿うテーパ形状を付したエンドプレートが配設され、該エンドプレートが弾性変位して前記テーパ部に圧接するようにフィルタカセットがアウタシェルに内嵌されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、インナシェルの外周面とアウタシェルの内周面との間にマット材等を充填しなくても、インナシェルの反フランジ側の他端部がエンドプレートにより良好に弾性支持されることになり、また、インナシェルの外周面とアウタシェルの内周面との間にマット材を充填した場合であっても、該マット材が排気ガスの流れに晒されて飛散してしまう虞れを未然に回避することが可能となる。
【００２２】
【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。
【００２３】
図１〜図７は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図８及び図９と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２４】
図１に示す如く、本形態例の排気浄化装置においては、マフラ１の外筒３内にパティキュレートフィルタ２の収容空間を画定するアウタシェル２１を固定設置すると共に、パティキュレートフィルタ２をインナシェル１９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２０を前記アウタシェル２１に対し摺動自在に内嵌せしめ、このアウタシェル２１とフィルタカセット２０との内嵌状態をロック手段２２により着脱可能に固定し、フィルタカセット２０をアウタシェル２１から抜脱して外部へ取り出すための取出口２３をマフラ１の外筒の適宜位置に開閉可能に構成するようにしてある。
【００２５】
より具体的には、図２に拡大して示す如く、ロック手段２２が、パティキュレートフィルタ２のガス出口側となるインナシェル１９の一端部に設けられたフランジ２４と、該フランジ２４をマフラ１の外筒の適宜位置に締結するボルト２５及びナット２６（締結手段）とにより構成され、また、フィルタカセット２０を外部へ取り出す取出口２３が、パティキュレートフィルタ２を通過した排気ガス１２を第三室９（アウタシェル２１の外周空間）へ折り返す後室形成蓋２７により閉塞されており、該後室形成蓋２７が前記インナシェル１９のフランジ２４と一緒にボルト２５及びナット２６により共締めされるようになっている。尚、図２中における２８，２９はガスケットを示している。
【００２６】
そして、この後室形成蓋２７の内側には、パティキュレートフィルタ２を通過した排気ガス１２を回収する後室３０が形成され、この後室３０が、図３に示す如き第三室９の後面を成すセパレータ６の連通孔６ａを介して第三室９と連通するようになっている。
【００２７】
つまり、図４に示す如く、円形のパティキュレートフィルタ２の出側端面に対し後室形成蓋２７は矩形状を呈しており、その内側に形成される後室３０の四隅が各連通孔６ａを被覆するようになっているので、前記後室３０に回収された排気ガス１２は、前記セパレータ６の連通孔６ａを介し第三室９に折り返されるようになっている。
【００２８】
尚、図５に示す如く、インナシェル１９のフランジ２４も矩形状を呈し且つ前記各連通孔６ａと合致する連通孔２４ａを有しているので、先の図２のように、このインナシェル１９のフランジ２４を挟んで前記セパレータ６と前記後室形成蓋２７の外縁部分とをガスケット２８，２９を介し重ね合わせ、これらの各連通孔６ａ，２４ａに干渉しない位置をボルト２５及びナット２６（ナット２６はセパレータ６の第三室９側の面に溶接されている）により締結するようにしている。
【００２９】
また、本形態例においては、図６に拡大して示す如く、パティキュレートフィルタ２の外周面とインナシェル１９の内周面との間に、ステンレス等の金属線材を編み込んで成るネット材１７が介装されていると共に、インナシェル１９の反フランジ２４側の外周面とアウタシェル２１の内周面との間に、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３１が介装されている。
【００３０】
ただし、この部分の構造については、図７に示す如く、インナシェル１９の反フランジ２４側の他端部にフィルタカセット２０の挿入方向（図７中における左方向）へ向け縮径するテーパ部３２を形成すると共に、該テーパ部３２に対応する位置におけるアウタシェル２１の内周面に前記テーパ部３２に沿うテーパ形状を付したエンドプレート３３を配設するようにして、該エンドプレート３３が弾性変位して前記テーパ部３２に圧接するようにフィルタカセット２０をアウタシェル２１に内嵌されるようにしても良く、このようにした場合には、インナシェル１９の反フランジ２４側の外周面とアウタシェル２１の内周面との間にマット材３１を介装しなくても良い（マット材３１を介装することも可能）。
【００３１】
而して、以上のように本形態例の排気浄化装置を構成すれば、締結手段であるボルト２５を緩めて後室形成蓋２7を取り外すことによりマフラ１の外筒３の取出口２３を開け且つロック手段２２を解除し、図５に示す如く、アウタシェル２１からフィルタカセット２０を抜き出して作業性良くパティキュレートフィルタ２のエア洗浄や水洗浄を行うことが可能となり、パティキュレートフィルタ２に実際に付着しているアッシュに直接的にエアや水を吹き付けて確実に汚れを落とすことが可能となる。
【００３２】
従って、上記形態例によれば、後室形成蓋２７を取り外して取出口２３を開口することによりロック手段２２を同時に解除することができ、直ちにアウタシェル２１からフィルタカセット２０を抜き出して作業性良くパティキュレートフィルタ２のエア洗浄や水洗浄を行うことができるので、マフラ１全体を交換することなくパティキュレートフィルタ２の再生化を図ることができ、パティキュレートフィルタ２のメンテナンスコストを安価に抑えることができる。
【００３４】
更に、図６に示す如く、パティキュレートフィルタ２の外周面とインナシェル１９の内周面との間にネット材１７を介装し、インナシェル１９の反フランジ２４側の外周面とアウタシェル２１の内周面との間にマット材３１を介装するようにすれば、パティキュレートフィルタ２に対する排気ガス１２の迂回を阻止しつつ、フィルタカセット２０をガタつかないよう良好に保持することができる。
【００３５】
他方、図７に示す如く、インナシェル１９の反フランジ２４側の他端部にテーパ部３２を形成し、該テーパ部３２に対応する位置におけるアウタシェル２１の内周面に前記テーパ部３２に沿うテーパ形状を付したエンドプレート３３を配設するようにすれば、インナシェル１９の外周面とアウタシェル２１の内周面との間にマット材３１等を充填しなくても、インナシェル１９の反フランジ２４側の他端部をエンドプレート３３により良好に弾性支持することができ、また、インナシェル１９の外周面とアウタシェル２１の内周面との間にマット材３１を充填した場合であっても、該マット材３１が排気ガス１２の流れに晒されて飛散してしまう虞れを未然に回避することができる。
【００３６】
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、パティキュレートフィルタの外周面とインナシェルの内周面との間へのネット材の介装や、インナシェルの外周面とアウタシェルの内周面との間へのマット材の介装は必要に応じて行えば良いこと、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。
【００３７】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３８】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、後室形成蓋を取り外して取出口を開口することによりロック手段を同時に解除することができ、直ちにアウタシェルからフィルタカセットを抜き出して作業性良くパティキュレートフィルタのエア洗浄や水洗浄を行うことができるので、マフラ全体を交換することなくパティキュレートフィルタの再生化を図ることができ、パティキュレートフィルタのメンテナンスコストを安価に抑えることができる。
【００４０】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、インナシェルの外周面とアウタシェルの内周面との間にマット材等を充填しなくても、インナシェルの反フランジ側の他端部をエンドプレートにより良好に弾性支持することができ、また、インナシェルの外周面とアウタシェルの内周面との間にマット材を充填した場合であっても、該マット材が排気ガスの流れに晒されて飛散してしまう虞れを未然に回避することができる。
【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断面図である。
【図２】図１のＩＩ部分の詳細を示す拡大図である。
【図３】図１のマフラを斜め前方から見た斜視図である。
【図４】図１のマフラを斜め後方から見た斜視図である。
【図５】図４の後室形成蓋を取り外した状態を示す斜視図である。
【図６】図１のＶＩ部分の詳細を示す拡大図である。
【図７】図６の構造についての別の例を示す拡大図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ方向の矢視図である。
【符号の説明】
１  マフラ
２  パティキュレートフィルタ
３  外筒
１２  排気ガス
１７  ネット材
１９  インナシェル
２０  フィルタカセット
２１  アウタシェル
２２  ロック手段
２３  取出口
２４  フランジ
２５  ボルト（締結手段）
２６  ナット（締結手段）
２７  後室形成蓋
３１  マット材
３２  テーパ部
３３  エンドプレート
【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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【図８】
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【図９】
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