CN110195627B - 排气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气净化装置，其包括以可获得优选性能的方式形成有合适厚度的外皮的蜂窝结构体。排气净化装置设于内燃机的排气通路中，包括将内燃机的排气净化的蜂窝结构体(2)。蜂窝结构体(2)包括为柱状且形成有从排气流入侧的排气流入端面(2U)延伸到排气流出侧的排气流出端面(2D)的多个单元的排气净化区块(3)、以及从排气净化区块(3)的外周面在外径方向上突出的凸部(5)。凸部(5)的外周面是由层状的凸出外皮部(63)所形成。凸出外皮部(63)中形成于上游锥面(52)的部分即上游端外皮部(63)的平均厚度、与凸出外皮部(63)中形成于下游锥面(53)的部分即下游端外皮部(64)的平均厚度不同。

Description

排气净化装置

技术领域

本发明涉及一种排气净化装置。更详细而言，本发明涉及一种设于内燃机的排气通路中，包括将所述内燃机的排气净化的蜂窝结构体的排气净化装置。

背景技术

正广泛使用以下技术：通过在内燃机的排气通路中设置排气净化装置，而捕集内燃机的排气所含的粒子状物质，或将排气所含的HC、CO、NOx等净化。所述排气净化装置是将形成有从排气流入侧的端面延伸到排气流出侧的端面的多个单元的柱状蜂窝结构体、收容所述蜂窝结构体的筒状的外壳、及在蜂窝结构体与外壳之间以包围蜂窝结构体的外周的方式设置的垫(mat)组合而构成。

另外，专利文献1中示出了以下技术：为了提高外壳内的蜂窝结构体的保持力，而在蜂窝结构体的外周部设置在外径方向上突出的凸部。根据这种具备凸部的蜂窝结构体，在将其收容在外壳内时，沿着排气流动方向的移动受到限制，因而能提高外壳的保持力。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2016-44111号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

如专利文献1所示那样，所述那样的具备凸部的蜂窝结构体是通过将接合多个四棱柱形状的区段(segment)所构成的块体的外周削去而形成。另外，为了防止排气从蜂窝结构体的外周面泄漏，在经切削加工的蜂窝结构体的外周面涂布有密封材料。

此处通过涂布密封材料而形成于凸部的外周面的外皮是构成蜂窝结构体的最外周部的部分。因而，外皮的厚度为决定蜂窝结构体的耐久性能或外壳的保持性能等排气净化装置的性能的重要尺寸。但是专利文献1中，未对外皮的最优厚度进行充分的研究。

本发明的目的在于提供一种排气净化装置，其包括以可获得优选性能的方式形成有合适厚度的外皮的蜂窝结构体。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的排气净化装置(例如下文将述的排气净化装置1、排气净化装置1A)设于内燃机的排气通路中，包括将所述内燃机的排气净化的蜂窝结构体(例如下文将述的蜂窝结构体2、蜂窝结构体2A)，且所述排气净化装置的特征在于，所述蜂窝结构体包括：排气净化区块(例如下文将述的排气净化区块3)，为柱状且形成有从排气流入侧的端面(例如下文将述的排气流入端面2U)延伸到排气流出侧的端面(例如下文将述的排气流出端面2D)的多个单元(例如下文将述的单元32)；以及凸部(例如下文将述的凸部5、凸部5A)，从所述排气净化区块的外周面在外径方向上突出；并且所述凸部的外周面是由层状的外皮部(例如下文将述的外皮部6、外皮部6A)所形成，所述外皮部中形成于所述排气流入侧的上游端面(例如下文将述的上游锥面52、上游锥面52A)的部分(例如下文将述的上游端外皮部63、上游端外皮部63A)的平均厚度、与所述外皮部中形成于所述排气流出侧的下游端面(例如下文将述的下游锥面53、下游锥面53A)的部分(例如下文将述的下游端外皮部64、下游端外皮部64A)的平均厚度不同。

(2)此时，优选所述外皮部中形成于所述下游端面的部分(例如下文将述的下游端外皮部64)的平均厚度比所述外皮部中形成于所述上游端面的部分(例如下文将述的上游端外皮部63)的平均厚度更厚。

(3)此时，优选所述外皮部中形成于所述下游端面的部分(例如下文将述的下游端外皮部64A)的平均厚度比所述外皮部中形成于所述上游端面的部分(例如下文将述的上游端外皮部63A)的平均厚度更薄。

(4)此时，优选所述外皮部中形成于所述上游端面及所述下游端面的部分的厚度随着沿着所述外径方向从外侧朝向内侧而变厚。

(5)此时，优选所述凸部包括宽度随着沿着所述外径方向从内侧朝向外侧而变窄的锥状的内皮部(例如下文将述的内皮部51)、及设于此内皮部的外周面的所述外皮部，且所述内皮部的所述排气流出侧的面(例如下文将述的锥面57)与所述蜂窝结构体的轴线所成的角即下游侧上升角(例如下文将述的内部下游上升角β')，大于所述内皮部的所述排气流入侧的面(例如下文将述的锥面56)与所述轴线所成的角即上游侧上升角(例如下文将述的内部上游上升角α')。

(6)此时，优选所述凸部包括宽度随着沿着所述外径方向从内侧朝向外侧而变窄的锥状的内皮部(例如下文将述的内皮部51A)、及设于此内皮部的外周面的所述外皮部，且所述内皮部的所述排气流入侧的面(例如下文将述的锥面56A)与所述蜂窝结构体的轴线所成的角即上游侧上升角(例如下文将述的内部上游上升角a')，大于所述内皮部的所述排气流出侧的面(例如下文将述的锥面57A)与所述轴线所成的角即下游侧上升角(例如下文将述的内部下游上升角b')。

[发明的效果]

(1)本发明的排气净化装置的蜂窝结构体包括形成有供排气流动的多个单元的排气净化区块、及从所述排气净化区块的外周面在外径方向上突出的凸部。另外，凸部的外周面是由层状的外皮部所形成。另外，本发明中，使外皮部中形成于排气流入侧的上游端面的部分(以下也称为“上游端外皮部”)的平均厚度、与外皮部中形成于排气流出侧的下游端面的部分(以下也称为“下游端外皮部”)的平均厚度不同。

此处，蜂窝结构体的排气净化区块中，排气从上游侧朝向下游侧流动。因此凸部中，与上游端面相比而更大的负荷作用于下游端面。因而，根据本发明，例如于使下游端外皮部的平均厚度比上游端外皮部的平均厚度更厚时，能提高蜂窝结构体对排气压力的耐久性。

另外，由蜂窝结构体的排气净化区块的单元所捕集的粒子状物质在下游侧多于上游侧。另外，由排气净化区块捕集的粒子状物质是通过适当供给未燃烧燃料而燃烧除去，但由于粒子状物质在下游侧比上游侧更多地蓄积，因而通常粒子状物质的燃烧时蜂窝结构体的温度在下游侧高于上游侧。另一方面，为了抑制由热冲击所致的蜂窝结构体的破裂，优选使粒子状物质的燃烧时的蜂窝结构体的温度从上游侧到下游侧尽量均匀。因而，根据本发明，例如在使上游端外皮部的平均厚度比下游端外皮部的平均厚度更厚时，能使上游端外皮部的热质量(thermal mass)大于下游端外皮部的热质量，因而能保持上游端外皮部附近的温度高，因此能减小粒子状物质的燃烧时的蜂窝结构体的上游侧与下游侧的温度差，进而能抑制由热冲击所致的蜂窝结构体的破裂。

(2)本发明的排气净化装置中，下游端外皮部的平均厚度比上游端外皮部的平均厚度更厚。由此，能如所述那样提高蜂窝结构体对排气压力的耐久性。

(3)本发明的排气净化装置中，下游端外皮部的平均厚度比上游端外皮部的平均厚度更薄。由此，能如所述那样抑制粒子状物质的燃烧时的蜂窝结构体的由热冲击所致的破裂。

(4)若将形成有凸部的蜂窝结构体收容在外壳内，则蜂窝结构体中沿着排气流动方向而相对较大的负荷作用于凸部。因此，蜂窝结构体中，特别在凸部的根部、即凸部与排气净化区块的接合部容易产生破裂。因此，本发明的排气净化装置中，使上游端外皮部及下游端外皮部的厚度随着沿着外径方向从外侧朝向内侧而变厚。由此，能利用相对较厚的外皮来增强凸部的根部，因而能抑制凸部的根部的破裂。

(5)本发明的排气净化装置中，使下游端外皮部的平均厚度比上游端外皮部的平均厚度更厚，并且使内皮部的锥面的下游侧上升角比内皮部的锥面的上游侧上升角更大。由此，能使考虑到外皮厚度的凸部的上游侧上升角与考虑到外皮厚度的凸部的下游侧上升角接近。因而，在蜂窝结构体与外壳之间插入垫时，能容易地进行利用垫的面压管理。

(6)本发明的排气净化装置中，使下游端外皮部的平均厚度比上游端外皮部的平均厚度更薄，并且使内皮部的锥面的上游侧上升角比内皮部的锥面的下游端面的下游侧上升角更大。由此，能使考虑到外皮厚度的凸部的上游侧上升角与考虑到外皮厚度的凸部的下游侧上升角接近。因此，在蜂窝结构体与外壳之间插入垫时，能容易地进行利用垫的面压管理。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的排气净化装置的部分截面图。

图2是蜂窝结构体的立体图。

图3是排气净化区块的截面图。

图4是凸部的截面图。

图5的(a)～(i)是表示蜂窝结构体的制造方法的图。

图6的(a)～(c)是示意性地表示将密封材料削落的顺序的图。图7是本发明的第二实施方式的排气净化装置的凸部的截面图。图8是表示变形例的蜂窝结构体的结构的立体图。

符号的说明

1、1A：排气净化装置

2、2A：蜂窝结构体

2U：排气流入端面(排气流入侧的端面)

2D：排气流出端面(排气流出侧的端面)

3：排气净化区块

32：单元

5、5A：凸部

51、51A：内皮部

52、52A：上游锥面(排气上游侧的面)

53、53A：下游锥面(排气下游侧的面)

6、6A：外皮部

62、62A：凸出外皮部(外皮部)

63、63A：上游端外皮部

64、64A：下游端外皮部

α、a：总体上游上升角

β、b：总体下游上升角

α'、a'：内部上游上升角(上游上升角)

β'、b'：内部下游上升角(下游上升角)

8：外壳

9：垫

具体实施方式

＜第一实施方式＞

以下，一方面参照附图一方面对本发明的第一实施方式的排气净化装置1进行说明。图1是本实施方式的排气净化装置1的部分截面图，图2是搭载在排气净化装置1上的蜂窝结构体2的立体图。

排气净化装置1是设于未图示的柴油内燃机的排气通路中，捕集流经排气通路的排气微粒子的被称为柴油机微粒过滤器(Diesel Particulate Filter，DPF)的排气净化过滤器。所述排气净化装置1包括柱状的蜂窝结构体2、收容所述蜂窝结构体2的筒状的外壳8、及在蜂窝结构体2与外壳8之间以包围蜂窝结构体2的外周的方式设置的垫9。排气净化装置1是以箭头F所示的排气的流动方向与蜂窝结构体2的轴线O成平行的方式，组装到未图示的内燃机的排气通路中。即，蜂窝结构体2中，图1及图2中上方侧的端面成为排气流入的排气流入端面2U，图1及图2中下方侧的端面成为排气流出的排气流出端面2D。

蜂窝结构体2包括：排气净化区块3，为柱状且形成有从排气流入端面2U延伸到排气流出端面2D的多个单元；以及环状的凸部5，从排气净化区块3的外周面在外径方向上突出。另外，为了防止从排气流入端面2U流入的排气从排气流出端面2D以外的部分泄漏，这些排气净化区块3及凸部5的外周面中，除了排气流入端面2U及排气流出端面2D以外的部分是由层状的外皮部6所形成。

蜂窝结构体2通过以压缩状态插入到其外周面与外壳8之间的垫9而保持在外壳8内。所述垫9是以包覆蜂窝结构体2中特别是凸部5的方式卷起。关于垫9，可使用具有耐热性、耐震性、密封功能及振动吸收能力的纤维材料，更具体而言，使用氧化铝纤维、氧化硅纤维、氧化铝氧化硅纤维、玻璃纤维等陶瓷纤维。

另外，外壳8中，以容纳经卷绕有垫9的蜂窝结构体2的凸部5的方式在外径方向上设有凹状的环状凹部81。排气净化装置1中，如此这样利用设有环状凹部81的外壳8来保持设有凸部5的蜂窝结构体2，由此蜂窝结构体2的沿着排气流动方向F的移动受到限制，因而能提高外壳8对蜂窝结构体2的保持力。

图3是蜂窝结构体2中作为排气流动的部分的排气净化区块3的截面图。图3中，左侧表示排气流入端面2U侧，右侧表示排气流出端面2D侧。

排气净化区块3具备沿着排气的流动方向F延伸的多个多孔质壁31、及由这些多孔质壁31划分形成且成为排气流路的多个单元32。多孔质壁31例如是由多孔质碳化硅所形成。单元32分为上游侧单元321与下游侧单元322，将这些上游侧单元321与下游侧单元322交替配置。排气净化区块3的相对于轴线O而垂直的剖视时的形状如图2所示那样为正圆形形状，但本发明不限于此。排气净化区块3的截面形状除了正圆形形状以外，例如也可为椭圆形形状、长圆形形状及圆角长方形形状等。

在上游侧单元321的下游侧，设有防止排气从上游侧单元321的内部向排气净化区块3的下游侧流出的下游侧封口34。另外，在下游侧单元322的上游侧，设有防止排气从排气净化区块3的上游侧向下游侧单元322的内部流入的上游侧封口33。另外，多孔质壁31中形成有多个气孔，排气可经过。

即，从排气净化区块3的排气流入端面2U流入的排气首先流入到上游侧单元321内，经过多孔质壁31而向下游侧单元322流入，从排气流出端面2D流出。此处，当排气经过多孔质壁31时，排气中的粒子状物质堆积在多孔质壁31的上游侧的面及形成于多孔质壁31内的无数个孔中。如以上那样，排气净化装置1中，通过使排气经过排气净化区块3而将排气净化。

图4是蜂窝结构体2的凸部5的沿着轴线O的截面图。此外，如参照图3所说明，在排气净化区块3的内部形成有供排气流动的多个单元。另外，如下文中参照图5的(a)～图6的(c)将说明，凸部5也是利用构成排气净化区块3的区段71所形成，因而其内部形成有多个单元，但凸部5内的单元中基本上不流动排气。因此，图4中关于排气净化区块3及凸部5的内部结构，省略其详细图示而以阴影线表示。另外，图4中上方为排气流入端面2U侧，下方为排气流出端面2D侧。

如上文所述那样，排气净化区块3及凸部5的外周面是由具有规定厚度的层状的外皮部6所形成。所述外皮部6可使用具有排气的密封功能的已知材料。更具体而言，外皮部6通过使糊状的无机粘合剂、有机粘合剂、无机纤维、无机粒子或将这些组合所构成的材料干燥而形成。

以下，将蜂窝结构体2的外周面中除了排气流入端面2U及排气流出端面2D以外遍及整个面而形成的外皮部6中，构成排气净化区块3的外周面的部分称为净化区块外皮部61，将构成凸部5的外周面的部分称为凸出外皮部62。

如图4所示那样，净化区块外皮部61的厚度从排气流入端面2U侧到排气流出端面2D侧大致一定。净化区块外皮部61的厚度例如为0.05mm～0.3mm。

凸部5为剖视时沿着轴线O的宽度随着沿着外径方向从内侧向外侧而变窄的锥状。凸部5是由构成凸部5的内部的环状的内皮部51、及设于此内皮部51的外周面的所述凸出外皮部62所构成。

内皮部51为剖视时沿着轴线O的宽度随着沿着外径方向从内侧向外侧而变窄的锥状。以下，内皮部51中，将沿着轴线O的剖视时排气流入端面2U侧的锥面称为上游锥面52，将此剖视时排气流出端面2D侧的锥面称为下游锥面53，将连接这些上游锥面52与下游锥面53的与轴线O平行的面称为笔直面54。

另外，以下将凸出外皮部62中沿着上游锥面52设置的部分称为上游端外皮部63，将沿着下游锥面53设置的部分称为下游端外皮部64，将沿着笔直面54设置的部分称为笔直外皮部65。

笔直外皮部65的厚度从排气流入端面2U侧到排气流出端面2D侧大致一定。此笔直外皮部65的厚度与净化区块外皮部61的厚度大致相等。更具体而言，例如为0.05mm～0.3mm。

上游端外皮部63的厚度在内皮部51相对于排气净化区块3的根部55最厚，随着从根部55朝向笔直面54而变薄。上游端外皮部63在根部55的厚度比笔直外皮部65的厚度更厚，例如为0.5mm～1mm。另外，上游端外皮部63在笔直面54附近的厚度与笔直外皮部65的厚度大致相等。

下游端外皮部64的厚度在根部55最厚，随着从根部55朝向笔直面54而变薄。下游端外皮部64在根部55的厚度比笔直外皮部65的厚度更厚，例如为0.5mm～1mm。另外，下游端外皮部64在笔直面54附近的厚度与笔直外皮部65的厚度大致相等。

另外，如图4所示那样，上游端外皮部63的平均厚度与下游端外皮部64的平均厚度不同。更具体而言，下游端外皮部64的平均厚度比上游端外皮部63的平均厚度更厚。更具体而言，下游端外皮部64的平均厚度比上游端外皮部63的平均厚度厚2～10倍左右。蜂窝结构体2的排气净化区块3中，排气从排气流入端面2U侧朝向排气流出端面2D侧流动。因此，凸部5的内皮部51中，与上游锥面52侧相比而更大的负荷作用于下游锥面53侧。因此，通过如所述那样使下游端外皮部64的平均厚度比上游端外皮部63的平均厚度更厚，能提高蜂窝结构体2对排气压力的耐久性。

另外，如图4所示那样，在将内皮部51与凸出外皮部62组合的凸部5总体中，排气流入端面2U侧的锥面56与轴线O所成的角即总体上游上升角α、与排气流出端面2D侧的锥面57与轴线O所成的角即总体下游上升角β大致相等(α≒β)。此处，所谓总体上游上升角α与总体下游上升角β大致相等，是指这些角的角度差(β-α)小于下文将述的内部上游上升角α'与内部下游上升角β'的角度差(β'-α')的程度。由此，在如图1所示那样将蜂窝结构体2收容在外壳8内时，能使凸部5与环状凹部81的间隔一定，因而能抑制蜂窝结构体2在外壳8内摇晃。

但是，如上文所述那样，上游端外皮部63与下游端外皮部64中平均厚度不同。因此，排气净化装置1中，以总体上游上升角α与总体下游上升角β相等，且下游端外皮部64与上游端外皮部63相比而平均厚度更厚的方式，对内皮部51的上游锥面52与轴线O所成的角即内部上游上升角α'、和下游锥面53与轴线O所成的角即内部下游上升角β'设置差。更具体而言，如图4所示，使内部下游上升角β'大于内部上游上升角α'(β'＞α')。由此，能同时实现蜂窝结构体2对排气压力的耐久性的提升、与外壳8对蜂窝结构体2的保持力的提升。

接下来，一方面参照附图一方面对以上那样的蜂窝结构体2的制造方法进行说明。

图5的(a)～(i)是表示蜂窝结构体2的制造方法的图。

首先，如图5的(a)所示那样准备区段71。区段71是构成作为成品的蜂窝结构体2的一部分的构件，具有经隔离壁分隔的多数个单元，单元的两端面与邻接的单元交替地将其中一个端面及另一端面密封。区段71为轴线方向与蜂窝结构体2等长的四棱柱形状。准备可构成蜂窝结构体2的个数的区段71。

接下来，如图5的(b)所示那样在区段71上涂布接合材料72。

然后，如图5的(c)所示那样将涂布有接合材料72的区段71组装。如图5的(d)所示那样将涂布有接合材料72的区段71组装，形成可构成蜂窝结构体2的大小的区块73、即经接合的区段。

然后，如图5的(e)所示那样对区块73进行切削加工。图5的(e)中，将区块73中成为蜂窝结构体2的上游锥面52的部位作为边界，对此边界的其中一侧实施圆柱形形状的切削加工。另外，若对区块73实施切削加工，则如图5的(e)所示那样，单元的内部露出。

接着，如图5的(f)所示那样对区块73进一步进行切削加工。图5的(f)中，将区块73中成为蜂窝结构体2的下游锥面53的部位作为边界，对此边界的另一侧实施圆柱形状的切削加工。另外，此时以内部上游上升角α'与内部下游上升角β'如参照图4所说明那样成为β'＞α'的方式实施切削加工。

接下来，如图5的(g)所示那样对区块73进一步进行切削加工。图5的(g)中，对区块73中上游锥面52与下游锥面53之间的部分实施圆柱形状的切削加工，由此在作为成品的蜂窝结构体2中，形成作为笔直面54的部分。通过以上操作，从区块73中削出蜂窝结构体2中成为内皮部51的部分。

然后，如图5的(h)所示那样，对区块73进行密封材料74的涂布。图5的(h)中，将密封材料74涂布于除了蜂窝结构体2中成为排气流入端面2U及排气流出端面2D的部分之外的整个面。关于密封材料74，可使用糊状的无机粘合剂、有机粘合剂、无机纤维、无机粒子或将这些组合所构成的材料。

接着，如图5的(i)所示那样，将涂布于区块73的密封材料74中多余的部分削落，成形后进行干燥，由此完成包括排气净化区块3及凸部5的蜂窝结构体2的制造。图5的(i)中，例如使设有可挠性的刀76的刮板(scraper)沿着区块73的轴线滑动，由此将密封材料74的多余部分削落。

图6的(a)～(c)是示意性地表示将密封材料74削落的顺序的图。图6的(a)～(c)中，上方为排气流入端面2U侧，下方为排气流出端面2D侧。

如参照图4所说明那样，成品的下游端外皮部64的平均厚度比上游端外皮部63的平均厚度更厚。为了在下游端外皮部64与上游端外皮部63之间对平均厚度设置这种差，优选如图6的(a)～(c)所示那样，使具备一块可挠性的刀76的刮板从排气流出端面2D侧向排气流入端面2U侧滑动。

如图6的(a)及(b)所示那样，若使刮板从排气流出端面2D侧接近内皮部51的下游锥面53，进而经过此下游锥面53，则刀76一面从根部弯曲一面经过下游锥面53。由此，如图6的(b)所示那样，在下游锥面53形成有密封材料74的蓄积物77。

相对于此，如图6的(b)及(c)所示那样，若使刮板从排气流出端面2D侧接近上游锥面52，进而经过此上游锥面52，则刀76一面使弯曲复原一面经过上游锥面52。因此，如图6的(c)所示那样，形成于上游锥面52的密封材料74的蓄积物78比形成于下游锥面53的蓄积物77更薄。由此，能制造下游端外皮部64的平均厚度比上游端外皮部63更厚的蜂窝结构体2。

根据本实施方式的排气净化装置1，发挥以下效果。

(1)排气净化装置1的蜂窝结构体2包括形成有供排气流动的多个单元的排气净化区块3、从所述排气净化区块3的外周面在外径方向上突出的凸部5。另外，凸部5的外周面是由层状的凸出外皮部62所形成。另外，排气净化装置1中，凸出外皮部62中形成于排气流入端面2U侧的端面的上游端外皮部63的平均厚度、与凸出外皮部62中形成于排气流出端面2D侧的端面的下游端外皮部64的平均厚度不同。此处，蜂窝结构体2的排气净化区块3中，排气从上游侧朝向下游侧流动。因此凸部5中，与上游端外皮部63相比而更大的负荷作用于下游端外皮部64。因此，排气净化装置1中，通过使下游端外皮部64的平均厚度比上游端外皮部63的平均厚度更厚，能提高蜂窝结构体2对排气压力的耐久性。

(2)若将形成有凸部5的蜂窝结构体2收容在外壳8内，则蜂窝结构体2中，沿着排气流动方向F而相对较大的负荷作用于凸部5。因此蜂窝结构体2中，特别在凸部5的根部55、即凸部5与排气净化区块3的接合部容易产生破裂。因此，排气净化装置1中，使上游端外皮部63及下游端外皮部64的厚度随着沿着外径方向从外侧朝向内侧而变厚。由此，能利用相对较厚的外皮来增强凸部5的根部55，因而能抑制凸部5的根部55的破裂。

(3)排气净化装置1中，使下游端外皮部64的平均厚度比上游端外皮部63的平均厚度更厚，并且使内皮部51的下游锥面53的内部下游侧上升角β'比内皮部51的上游锥面52的内部上游侧上升角α'更大。由此，能使考虑到凸出外皮部62的厚度的凸部5的总体上游侧上升角α、与考虑到凸出外皮部62的厚度的凸部5的总体下游侧上升角β接近。因此，在蜂窝结构体2与外壳8之间插入垫9时，能容易地进行利用垫9的面压管理。

＜第二实施方式＞

以下，一方面参照附图一方面对本发明的第二实施方式的排气净化装置1A进行说明。图7是本实施方式的排气净化装置1A的蜂窝结构体2A中，沿着凸部5A的轴线O的截面图。本实施方式的排气净化装置1A中，凸部5A的结构与第一实施方式的排气净化装置1不同。更具体而言，凸部5A的内皮部51A及凸出外皮部62A的结构不同。此外，以下的说明中，对与第一实施方式的排气净化装置1相同的结构标注相同符号，省略详细说明。此外，图7中也与图4同样，关于排气净化区块3及凸部5A的内部结构，省略其详细图示而以阴影线来表示。另外，图7中上方为排气流入端面2U侧，下方为排气流出端面2D侧。

凸部5A为剖视时沿着轴线O的宽度随着沿着外径方向从内侧朝向外侧而变窄的锥状。凸部5A是由构成凸部5A的内部的环状的内皮部51A、及设于此内皮部51A的外周面的所述凸出外皮部62A所构成。

内皮部51A为剖视时沿着轴线O的宽度随着沿着外径方向从内侧朝向外侧而变窄的锥状。以下，将内皮部51A中沿着轴线O的剖视时排气流入端面2U侧的锥面称为上游锥面52A，将此剖视时排气流出端面2D侧的锥面称为下游锥面53A，将连接这些上游锥面52A与下游锥面53A的与轴线O平行的面称为笔直面54A。

另外，以下将凸出外皮部62A中沿着上游锥面52A设置的部分称为上游端外皮部63A，将沿着下游锥面53A设置的部分称为下游端外皮部64A，将沿着笔直面54A设置的部分称为笔直外皮部65A。

笔直外皮部65A的厚度从排气流入端面2U侧到排气流出端面2D侧大致一定。此笔直外皮部65A的厚度与净化区块外皮部61的厚度大致相等。更具体而言，例如为0.05mm～0.3mm。

上游端外皮部63A的厚度在内皮部51A相对于排气净化区块3的根部55A最厚，随着从根部55A朝向笔直面54A而变薄。上游端外皮部63A在根部55A的厚度比笔直外皮部65A的厚度更厚，例如为0.5mm～1mm。另外，上游端外皮部63A在笔直面54A附近的厚度与笔直外皮部65A的厚度大致相等。

下游端外皮部64A的厚度在根部55A最厚，随着从根部55A朝向笔直面54A而变薄。下游端外皮部64A在根部55的厚度比笔直外皮部65A的厚度更厚，例如为0.5mm～1mm。另外，下游端外皮部64A在笔直面54A附近的厚度与笔直外皮部65A的厚度大致相等。

另外，如图7所示那样，上游端外皮部63A的平均厚度与下游端外皮部64A的平均厚度不同。更具体而言，上游端外皮部63A的平均厚度比下游端外皮部64A的平均厚度更厚。更具体而言，上游端外皮部63A的平均厚度比下游端外皮部64A的平均厚度厚2～10倍左右。由此，能使下游端外皮部64A的热质量小于上游端外皮部63A的热质量，因而能减小堆积于排气净化区块3的粒子状物质的燃烧时的蜂窝结构体2的上游侧与下游侧的温度差，进而能抑制由热冲击所致的蜂窝结构体2的破裂。

另外，如图7所示那样，将内皮部51A与凸出外皮部62A组合的凸部5A总体中，排气流入端面2U侧的锥面56与轴线O所成的角即总体上游上升角a、与排气流出端面2D侧的锥面57与轴线O所成的角即总体下游上升角b大致相等(a≒b)。此处，所谓总体上游上升角a与总体下游上升角b大致相等，是指这些角的角度差(a-b)小于下文将述的内部上游上升角a'与内部下游上升角b'的角度差(a'-b')的程度。由此，与第一实施方式的排气净化装置1同样，能抑制蜂窝结构体2A在外壳8内摇晃。

另外，排气净化装置1A中，以总体上游上升角a与总体下游上升角b相等，且下游端外皮部64A与上游端外皮部63A相比而平均厚度更厚的方式，对内皮部51A的上游锥面52A与轴线O所成的角即内部上游上升角a'、和下游锥面53A与轴线O所成的角即内部下游上升角b'设置差。更具体而言，如图7所示，使内部上游上升角a'大于内部下游上升角b'(a'＞b')。由此，能抑制粒子状物质的燃烧时的由热冲击所致的蜂窝结构体2A的破裂，并且提高外壳8对蜂窝结构体2的保持力。

根据本实施方式的排气净化装置1A，除了所述(2)及(3)的效果以外，还发挥以下效果。

(4)排气净化装置1A的蜂窝结构体2A包括排气净化区块3、以及从所述排气净化区块3的外周面在外径方向上突出的凸部5A。另外，凸部5A的外周面是由层状的凸出外皮部62A所形成。另外，排气净化装置1A中，使凸出外皮部62A的上游端外皮部63A的平均厚度与凸出外皮部62A的下游端外皮部64A的平均厚度不同。更具体而言，使上游端外皮部63A的平均厚度比下游端外皮部64A的平均厚度更厚。由此，能使上游端外皮部63A的热质量大于下游端外皮部64A的热质量，因而能保持上游端外皮部63A附近的温度高，因此能减小粒子状物质的燃烧时的蜂窝结构体2A的上游侧与下游侧的温度差，进而能抑制由热冲击所致的蜂窝结构体2A的破裂。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于此。例如，所述实施方式中，以将本发明的排气净化装置用于柴油内燃机的DPF为例进行了说明，但本发明不限于此。本发明的排气净化装置也可应用于设于汽油内燃机的排气管中，捕集在排气管中流通的排气微粒子的被称为汽油机微粒过滤器(Gasoline Particulate Filter，GPF)的排气净化过滤器。

另外，所述实施方式中，由圆柱状的排气净化区块、以及在所述排气净化区块的外周面遍及全周而设置且从排气净化区块的外周面在外径方向上突出的环状的凸部来形成蜂窝结构体，但排气净化区块及凸部的形状不限于此。

图8是表示变形例的蜂窝结构体2B的结构的立体图。如图8所示那样，蜂窝结构体2B包括：排气净化区块3B，形成有从排气流入端面2U延伸到排气流出端面2D的多个单元，且于相对于排气的流动方向F而垂直的剖视时为圆角长方形形状；以及四个凸部5B，分别设于所述排气净化区块3B的四角，从排气净化区块3B的外周面在外径方向上突出。各凸部5B如图8所示那样，为沿着轴线O的宽度随着沿着外径方向从内侧朝向外侧而变窄的锥状。即，本发明也能将排气净化区块3B的截面形状应用为图8所示那样的圆角长方形形状、以及长圆形形状或椭圆形形状等定义有长边方向及短边方向的非正圆形形状。另外，即便是如图8所示那样的仅在截面形状为非正圆形形状的排气净化区块3B的四角设有凸部5B的情况，也能应用本发明。

Claims (6)

1.一种排气净化装置，设于内燃机的排气通路中，包括将所述内燃机的排气净化的蜂窝结构体，且其特征在于，

所述蜂窝结构体包括：

排气净化区块，为柱状且形成有从排气流入侧的端面延伸到排气流出侧的端面的多个单元；以及

凸部，从所述排气净化区块的外周面在外径方向上突出；

所述凸部的外周面是由层状的外皮部所形成，

所述外皮部中形成于排气流入侧的上游端面的部分的平均厚度、与所述外皮部中形成于排气流出侧的下游端面的部分的平均厚度不同。

2.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述外皮部中形成于所述下游端面的部分的平均厚度比所述外皮部中形成于所述上游端面的部分的平均厚度更厚。

3.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述外皮部中形成于所述下游端面的部分的平均厚度比所述外皮部中形成于所述上游端面的部分的平均厚度更薄。

4.根据权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，所述外皮部中形成于所述上游端面及所述下游端面的部分的厚度随着沿着所述外径方向从外侧朝向内侧而变厚。

5.根据权利要求2所述的排气净化装置，其特征在于，所述凸部包括：宽度随着沿着所述外径方向从内侧朝向外侧而变窄的锥状的内皮部、及设于所述内皮部的外周面的所述外皮部，

所述内皮部的排气流出侧的面与所述蜂窝结构体的轴线所成的角即下游侧上升角大于所述内皮部的排气流入侧的面与所述轴线所成的角即上游侧上升角。

6.根据权利要求3所述的排气净化装置，其特征在于，所述凸部包括：宽度随着沿着所述外径方向从内侧朝向外侧而变窄的锥状的内皮部、及设于所述内皮部的外周面的所述外皮部，

所述内皮部的排气流入侧的面与所述蜂窝结构体的轴线所成的角即上游侧上升角大于所述内皮部的排气流出侧的面与所述轴线所成的角即下游侧上升角。

Images