JP2003049634A - 車両用パーティキュレートフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用パーティキュレートフィルタにおい
て、フィルタの中心部と外周部の温度差を小さくして、
フィルタの有効な燃焼機能を確保する。 【解決手段】 ケーシング１内にはフロントエンドプレ
ート３から延びる第１のインナシェル１１と隔壁３０か
ら延びる第２のインナシェル２１とに両端を保持されて
フィルタユニット４０が配置される。フロントエンドプ
レート３を貫通する入口パイプ５からの排気はフィルタ
を通過して第２のインナシェルの多数の小孔２３から、
アウタシェル２とフィルタユニット４０間の間隙Ｄに入
り、フロントエンドプレート方向へ流れて、出口パイプ
６から排出される。排気で加熱されたフィルタユニット
は、間隙Ｄを前方へ流れる排気によってさらに加熱され
るから、外周部からの放熱が防止され、フィルタ全体が
高温に維持されてフィルタに捕集された煤等が確実に燃
焼する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン搭載車などの排気系に設置され、排気に含まれる煤等
を捕集、燃焼させるパーティキュレートフィルタの構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のパーティキュレートフィ
ルタは、例えば図９に示すように、フロントエンドプレ
ート８１とリヤエンドプレート８２にそれぞれ排気の入
口パイプ８３と出口パイプ８４を備えるケーシング８０
内に、フィルタ４１を配置して構成され、ケーシング８
０内にはフィルタ４１の前後に空間が設けられている。
入口パイプ８３からケーシング８０の前側空間に流入し
た排気は、フィルタ４１の断面を後方へ流れる。そし
て、フィルタ内を通過する間に排気に含まれる煤等を捕
集し、フィルタ４１に熱を加えることによりこの煤等を
フィルタに担持された触媒によって燃焼させることによ
り、フィルタ４１が目詰まりすることなく長期にわたっ
てフィルタ機能を維持し、常に煤等を除去された清浄な
排気を排出管から排出しようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ィルタ４１の中心部（軸心部）と外周部の温度を検討し
てみると、図１０に示すように、フィルタの中間部から
後部（下流側）では中心部に対して外周部の温度は約１
２０℃も低くなっていることが判明した。これは、フィ
ルタの熱容量の問題と、外周部からの放熱により外周部
の温度が低下することに起因するものと考えられる。こ
のため、排気自体の熱だけではフィルタ４１の外周部で
は捕集した煤等の燃焼が十分に行われず、目詰まりが進
行するおそれがあり、また別途の加熱手段を付加するこ
とになると、フィルタ４１の中心部では必要以上に温度
を上昇させることとなる。

【０００４】したがって本発明は、上記の問題点に鑑
み、中心部と外周部の温度差をできるだけ小さくして、
フィルタの有効な燃焼機能を確保するようにした車両用
パーティキュレートフィルタを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため請求項１の発明
は、アウタシェルの両端にフロントエンドプレートとリ
ヤエンドプレートを備えるケーシングと、該ケーシング
内にアウタシェルとの間に間隙を有して設けられ、入口
パイプからの排気を通過させるフィルタを保持し、該フ
ィルタの下流側空間を上記間隙と連通させたインナシェ
ルと、フィルタの上流側に対応する位置に設けられ、間
隙内の排気を排出する排出手段とを有して、フィルタを
通過した排気が間隙内をフィルタの上流側方向に流れる
ように構成したものとした。排気がアウタシェルとイン
ナシェル間の間隙を上流側方向に流れてフィルタ外周を
囲むので、フィルタの放熱が防止され、フィルタの中心
部も外周部も排気に含まれる煤等の燃焼に十分な高温が
維持される。

【０００６】請求項２の発明は、インナシェルがその一
端をフロントエンドプレートに固定され、入口パイプは
フロントエンドプレートを貫通してインナシェル内に開
口し、排出手段がアウタシェルに開口する出口パイプで
あるものとした。入口パイプから出口パイプに至る排気
の流れ全体がフィルタ外周を囲み、フィルタの高温保持
に有効に寄与する。

【０００７】請求項３の発明は、インナシェルがその一
端をフロントエンドプレートに固定されるとともに、フ
ィルタとフロントエンドプレートの間が隔壁で区画さ
れ、フロントエンドプレートと隔壁間の空間が間隙と連
通し、入口パイプはフロントエンドプレートと隔壁を貫
通してフィルタと隔壁間の空間に開口し、排出手段がフ
ロントエンドプレートを貫通してフロントエンドプレー
トと隔壁間の空間に開口する出口パイプであるものとし
た。請求項２の発明と同様に排気の流れ全体がフィルタ
外周を囲むとともに、さらにフィルタと隔壁間の空間の
前面まで排気によって囲まれるので、一層フィルタが高
温に保持される。

【０００８】請求項４の発明は、インナシェルがその一
端をフロントエンドプレートに固定され、入口パイプは
フロントエンドプレートを貫通してインナシェル内に開
口し、リヤエンドプレートにはインナシェルのフィルタ
の下流側空間に連通する出口パイプが貫通して設けら
れ、排出手段がアウタシェルに開口する排出パイプであ
るものとした。フィルタを通過した排気の一部がアウタ
シェルとインナシェル間の間隙を上流側方向に流れてフ
ィルタ外周を囲むので、これによってもフィルタの放熱
が防止される。

【０００９】請求項５の発明は、インナシェルがフィル
タの上流側端部を保持する第１のインナシェルとフィル
タの下流側端部を保持する第２のインナシェルとに分割
されているものとした。

【００１０】請求項６の発明は、フィルタが保持マット
に巻かれて外筒に挿入されたフィルタユニットとして第
１のインナシェルと第２のインナシェルに保持されてい
るものとした。フィルタがフィルタユニットとして高剛
性に形成されるので、インナシェルが分割される場合に
好適である。

【００１１】請求項７の発明は、入口パイプが開口する
フィルタの上流側空間に、多数の小孔を有する拡散板が
設けられるとともに、入口パイプには拡散板より上流側
に多数の小孔が設けられているものとした。入口パイプ
から流入する排気が拡散板によって拡散され、フィルタ
の断面を均一に流れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は第１の実施の形態を示すスケルトン
図である。ケーシング１が円筒型のアウタシェル２とそ
の端部を閉じるフロントエンドプレート３およびリヤエ
ンドプレート４とで形成され、入口パイプ５がフロント
エンドプレート３に取り付けられ、出口パイプ６がアウ
タシェル２側部のフロントエンドプレート３近傍に配置
されている。

【００１３】ケーシング１内部にはフィルタユニット４
０を保持するインナシェルが設けられる。インナシェル
は第１、第２のインナシェル１１、２１に分割されてい
る。すなわち、所定長さの第１のインナシェル１１はフ
ロントエンドプレート３に固定され、その先端部にフィ
ルタユニット４０の前端が挿し込まれて支持される。リ
ヤエンドプレート４の前方には、所定長さのパイプ３２
を貫通させた隔壁３０が取り付けられている。隔壁３０
には、内方（前方）へ向かって第２のインナシェル２１
が固定され、第２のインナシェル２１の先端部にフィル
タユニット４０の後端が挿し込まれて支持される。第２
のインナシェル２１にはその全周に多数の小孔２３が設
けられている。これにより、第１、第２のインナシェル
１１、２１およびこれらに支持されたフィルタユニット
４０と、アウタシェル２の間に、間隙Ｄが形成され、排
気の通路となる。また、第１のインナシェル１１内の空
間Ｒ１は拡散室となり、リヤエンドプレート４と隔壁３
０で画成される空間Ｒ３はレゾネータ室となる。

【００１４】第１のインナシェル１１内の拡散室（Ｒ
１）には拡散板１２が設けられ、入口パイプ５から流入
する排気は、拡散板１２で拡散し、フィルタユニット４
０を後方へ通過して第２のインナシェル２１の空間Ｒ２
へ流れる。排気はそれから第２のインナシェルの多数の
小孔２３を通過して、フィルタユニット４０とアウタシ
ェル２の間の間隙Ｄへ進み、フィルタユニット４０の外
周全面にそって今度は前方へ流れて、最後に出口パイプ
６から排出される。排気が第１のインナシェル１１側か
ら第２のインナシェル２１側へ後方へ流れる間に当該排
気で加熱されたフィルタユニット４０は、フィルタユニ
ット４０とアウタシェル２の間の間隙Ｄを前方へ流れる
排気によってさらに加熱されるから、フィルタユニット
４０は放熱で外周部の温度が極端に低下することがな
い。したがって、フィルタはその中心部も外周部も排気
に含まれる煤等の燃焼に十分な高温が維持される。

【００１５】図２は本実施の形態の実施例を示す。上述
のように、円筒型のアウタシェル２内にフィルタユニッ
ト４０が設けられる。フィルタユニット４０は、フィル
タ４１の外周に保持マット４２を巻いたうえ、外筒４３
に挿入して構成されている。フィルタ４１は、コージエ
ライトや炭化珪素等のセラミック製で、軸方向に多数の
通気孔を有し、通気孔の壁面に微小の孔を備えるととも
に、通気孔の壁面に触媒を担持している。

【００１６】アウタシェル２内には、排気入口側のフロ
ントエンドプレート３から所定長さだけ延びる第１のイ
ンナシェル１１が設けられ、第１のインナシェル１１と
アウタシェル２間には間隙Ｄが形成されている。第１の
インナシェル１１の内方端の外周面には周方向数箇所に
スペーサ１８が設けられて、第１のインナシェル１１と
アウタシェル２間の上記間隙Ｄを保持している。図３は
図２におけるＡ−Ａ部の拡大横断面図でスペーサ１８を
示す。スペーサ１８は予め第１のインナシェル１１に溶
接しておくが、第１のインナシェル１１をアウタシェル
２内に配置後、アウタシェル２と栓溶接するのが好まし
い。

【００１７】第１のインナシェル１１内には、拡散板１
２として、軸方向に間隔をおいてそれぞれ入口パイプ５
が貫通する２枚の隔壁１２Ａ、１２Ｂが取り付けられる
とともに、入口パイプ５内にバッフル１４Ａ、１４Ｂが
設けられている。すなわち、入口パイプ５内には隔壁１
２Ａ、１２Ｂに対応する位置にそれぞれ多数の小孔１５
Ａ、１５Ｂを有するバッフル１４Ａ、１４Ｂが設けら
れ、入口パイプ５の周面には隔壁１２Ａ、１２Ｂで仕切
られた室に臨む部分に多数の小孔１６Ａ、１６Ｂが設け
られている。フロントエンドプレート３に近い隔壁１２
Ａにはその外周部付近に多数の小孔１３Ａが形成され、
次の隔壁１２Ｂにはその全面に多数の小孔１３Ｂが形成
されている。これにより、入口パイプ５に導入された排
気は、バッフル１４Ａの小孔１５Ａ、バッフル１４Ｂの
小孔１５Ｂを通過する流れと、入口パイプ５の周面の小
孔１６Ａから室Ｒ１Ａへ入り、隔壁１２Ａの小孔１３
Ａ、室Ｒ１Ｂ、隔壁１２Ｂの小孔１３Ｂを通過する流れ
と、さらに入口パイプ５の周面の小孔１６Ｂから室Ｒ１
Ｂへ入り、隔壁１２Ｂの小孔１３Ｂを通過する流れとに
分かれて、第１のインナシェル１１断面の全面に分散さ
れる。

【００１８】図２のＢ部の拡大詳細図である図４に示す
ように、第１のインナシェル１１の内方の開口端近傍に
は、内壁にリング状のストッパ４５を保持するためのス
トッパホルダ４７が固定されている。この第１のインナ
シェル１１の開口にフィルタユニット４０の前端が挿入
され、ストッパホルダ４７に保持されたストッパ４５に
メッシュ４６を間に挟んでフィルタユニット４０の前端
が押し付けられる。アウタシェル２の中間部の内壁に
は、周方向複数個所にガイドブラケット４８が設けら
れ、フィルタユニット４０の後端寄りの中間部を支持し
ている。図５は図２におけるＣ−Ｃ部の拡大横断面図で
ガイドブラケット４８を示す。なお、ガイドブラケット
４８のフィルタユニットの外周面との当接面にはメッシ
ュ４９が設けられる。

【００１９】アウタシェル２内には、フィルタユニット
４０の後方に位置させて、隔壁３０が取り付けられてい
る。隔壁３０にはその中心部を貫通する所定長さのパイ
プ３２が取り付けられ、前述のようにリヤエンドプレー
ト４との間の空間Ｒ３をレゾネータ室としている。隔壁
３０には、内方へ向かって延びてフィルタユニット４０
の後端外周に重なる第２のインナシェル２１が取り付け
られている。第２のインナシェル２１にはその全周に多
数の小孔２３が設けられている。第２のインナシェル２
１の内壁には、リング状のストッパ４５を保持するため
のストッパホルダ４７が固定され、ストッパホルダ４７
に保持されたストッパ４５がメッシュ４６を間に挟んで
フィルタユニット４０の後端を押圧している。この構成
はフィルタユニットの前端側と同じである。

【００２０】第２のインナシェル２１の内方端の外周面
には、周方向複数個所にスペーサ１８が取り付けられて
いる。フィルタユニット４０はその前後両端の角部がそ
れぞれ上記のストッパ４５とメッシュ４６で挟まれて、
組み立て時の各部位の長さのばらつきおよび熱膨張によ
る応力集中を緩和する。なお、フロントエンドプレート
３とリヤエンドプレート４には、それぞれその内壁との
間にグラスウール５０、５２を挟んで、多数の小孔を備
えるパーフォレート板５１、５３が設けられている。

【００２１】出口パイプ６は、インナパイプ５５とアウ
タパイプ５６からなっている。インナパイプ５５は、第
１のインナシェル１１の外周面にアウタシェル２の軸に
対し横方向に向けて取り付けられている。アウタシェル
２には、インナパイプ５５を所定の間隙をもって通過さ
せる穴が形成され、アウタパイプ５６は、この穴の縁か
ら立ち上がってインナパイプ５５の周りを所定の間隙を
もって囲んでいる。アウタパイプ５６の上端はインナパ
イプ５５の上端近傍で閉じている。そして、アウタパイ
プ５６には、その内壁との間にグラスウール５７を挟ん
で、多数の小孔を備えるパーフォレート板５８が全周に
わたって設けられている。アウタシェル２とアウタパイ
プ５６の上端部との間には、アウタパイプ５６の上端位
置を保持するためのステー５９が設けられている。イン
ナパイプ５５のアウタパイプ５６に囲まれた領域には全
周にわたって多数の小穴６０が設けられている。

【００２２】なお、上記のように構成されるパーティキ
ュレートフィルタの組み立てにあたっては、まず、フロ
ントエンドプレート３、第１のインナシェル１１、入口
パイプ５、隔壁１２Ａ、１２Ｂ等を結合したアウタシェ
ル２の、後方側からフィルタユニット４０を差し込んで
第１のインナシェル１１のストッパホルダ４７に保持さ
れたストッパ４５とメッシュ４６に押し当てる。この
際、フィルタユニット４０の中間部はアウタシェル内壁
に設けられたガイドブラケット４５により保持される。
それから、隔壁３０に結合された第２のインナシェル２
１を当該第２のインナシェルのストッパホルダ４７に保
持されたストッパ４５とメッシュ４６がフィルタユニッ
ト４０の後端に当接するまで差し込んでフィルタユニッ
ト後部に被せる。このあと、リヤエンドプレート４をア
ウタシェル２の後端に結合して完成させる。

【００２３】このパーティキュレートフィルタにおいて
は、フィルタ４１を通過した排気は、フィルタユニット
４０と隔壁３０間の室Ｒ２から第２のインナシェル２１
の小孔２３からアウタシェル２と第２のインナシェル２
１間の間隙Ｄへ流れ、フィルタユニット４０の外周とア
ウタシェル２間を前方へ移動して、アウタパイプ５６内
で小孔６０からインナパイプ５５内へ流れて、排出され
る。

【００２４】本実施例は以上のように構成され、入口パ
イプ５に導入された排気が、当該入口パイプに形成され
た多数の小孔１５Ａ、１５Ｂおよびそれぞれ小孔１３
Ａ、１３Ｂを備える隔壁１２Ａ、１２Ｂによって、フィ
ルタ径の全面に均一に拡散されるから、排気のもつ熱量
がフィルタ４１に均等に伝達される。そしてさらに、前
側から後方へフィルタ４１を通過した排気が折り返され
て、フィルタユニット４０の外周とアウタシェル２間の
間隙Ｄを逆方向に流れてから出口パイプ（インナパイプ
５５、アウタパイプ５６）に至り、排出されるので、フ
ィルタユニット４０はフィルタを通過したばかりの高温
の排気によって包まれ、外気から遮断されて放熱が防止
されるとともに外周側からも加熱される。この結果、図
６に示すように、フィルタ中心部とフィルタ外周部の温
度差は、図１０に示した従来例における場合の半分以下
となり、外周部も十分な高温となってフィルタの外周部
の通気孔に捕捉された煤等も確実に燃焼し、詰まりが発
生しない。

【００２５】また、フロントエンドプレート３およびリ
ヤエンドプレート４には、パーフォレート板５１、５３
で挟まれたグラスウール５０、５２が設けられているの
で、パーティキュレートフィルタ内部がよく保温される
とともに、排気の圧力変動による騒音が減衰される。

【００２６】図７は、第２の実施の形態を示す、図１相
当のスケルトン図である。この実施の形態は、出口パイ
プを入口パイプと同じ方向に設けたものである。なお、
レゾネータ室は省いている。構成を説明すると、ケーシ
ング１’が円筒型のアウタシェル２’とその端部を閉じ
るフロントエンドプレート３’およびリヤエンドプレー
ト４とで形成され、入口パイプ５’と出口パイプ６とが
フロントエンドプレート３’に取り付けられている。

【００２７】ケーシング１’内部において、フロントエ
ンドプレート３’には所定長さの第１のインナシェル１
１’が固定され、第１のインナシェル１１’の先端部に
フィルタユニット４０の前端が挿し込まれて支持され
る。第１のインナシェル１１’内には、フロントエンド
プレート３’とフィルタユニット４０の前端との中間に
隔壁６５が固定され、入口パイプ５’がこの隔壁６５に
結合されて、隔壁６５とフィルタユニット４０の前端と
の間の空間Ｒ１に開口している。またこの空間Ｒ１は拡
散室となり、拡散板１２が設けられている。また、出口
パイプ６はフロントエンドプレート３’と隔壁６５の間
の空間Ｒ４に開口し、第１のインナシェル１１’には、
この空間Ｒ４に対応する部分に多数の小孔６７が設けら
れている。

【００２８】リヤエンドプレート４には内方へ向かって
第２のインナシェル２１が固定され、第２のインナシェ
ルの先端部にフィルタユニット４０の後端が挿し込まれ
て支持される。第２のインナシェル２１にはその全周に
多数の小孔２３が設けられている。これにより、第１、
第２のインナシェル１１’、２１およびこれらに支持さ
れたフィルタユニット４０と、アウタシェル２’の間
に、間隙Ｄが形成され、排気の通路となる。

【００２９】入口パイプ５’から流入する排気は、拡散
板１２で拡散し、フィルタユニット４０を後方へ通過し
て第２のインナシェル２１へ流れる。排気はそれから第
２のインナシェルの多数の小孔２３を通過して、フィル
タユニット４０とアウタシェル２’の間の間隙Ｄへ進
み、フィルタユニット４０の外周全面にそって前方へ流
れる。そして、第１のインナシェル１１’の小孔６７か
らフロントエンドプレート３’と隔壁６５の間の空間Ｒ
４へ移って、最後に出口パイプ６から排出される。

【００３０】各部のより具体的な構造は、第１の実施の
形態における実施例と同様にして、例えば拡散板１２の
形状や枚数などを適宜に設定することができ、また任意
の部位にパーフォレート板でグラスウールを設置して騒
音吸収等を行うことができる。

【００３１】本実施の形態は以上のように構成され、排
気が第１のインナシェル１１’側から第２のインナシェ
ル２１側へ後方へ流れる間に当該排気で加熱されたフィ
ルタユニット４０が、フィルタユニット４０とアウタシ
ェル２’の間の間隙Ｄを前方へ流れる排気によってさら
に加熱されるとともに、さらに拡散室（Ｒ１）の前面ま
で排気によって囲まれるので、一層高い受熱効率が得ら
れ、フィルタ４１をより高温に維持する。

【００３２】図８は、第３の実施の形態を示す、図１相
当のスケルトン図である。この実施の形態は、第２の実
施の形態とは逆に出口パイプ６を後方へ設けたものであ
る。ケーシング１”のアウタシェル２”の端部を閉じる
フロントエンドプレート３に入口パイプ５が取り付けら
れ、リヤエンドプレート４”に出口パイプ６”が取り付
けられている。ケーシング１”内部において、フロント
エンドプレート３には第１の実施の形態と同じく所定長
さの第１のインナシェル１１が固定され、第１のインナ
シェル１１の先端部にフィルタユニット４０の前端が挿
し込まれて支持される。第１のインナシェル１１内の空
間Ｒ１は拡散室となり、拡散板１２が設けられている。

【００３３】リヤエンドプレート４”には内方へ向かっ
て第２のインナシェル２１”が固定され、第２のインナ
シェル２１”の先端部にフィルタユニット４０の後端が
挿し込まれて支持される。これにより、第１、第２のイ
ンナシェル１１、２１”およびこれらに支持されたフィ
ルタユニット４０と、アウタシェル２”の間に、間隙Ｄ
が形成され、排気の通路となる。

【００３４】第２のインナシェル２１”の、リヤエンド
プレート４”とフィルタユニット４０の後端との中間に
隔壁７０が固定され、出口パイプ６”がこの隔壁７０に
結合されている。出口パイプ６”はその内端が閉じてお
り、隔壁７０とリヤエンドプレート４”との間の空間Ｒ
５に対応して多数の小孔７５を有している。第２のイン
ナシェル２１”には、隔壁７０とフィルタユニット４０
の後端との間の空間Ｒ２に対応させて多数の小孔２３が
設けられ、この小孔２３を通じて当該空間Ｒ２と、フィ
ルタユニット４０とアウタシェル２”の間の間隙Ｄとが
連通する。また、隔壁７０には、当該隔壁７０とフィル
タユニット４０後端との間の空間Ｒ２と、隔壁７０とリ
ヤエンドプレート４”との間の空間Ｒ５とを連通する多
数の小孔７２が設けられている。さらに、アウタシェル
２”にはフロントエンドプレート３の近傍には、出口パ
イプ６”よりも小径の放出パイプ７７が間隙Ｄに開口し
て設けられている。

【００３５】これにより、入口パイプ５から流入する排
気は、拡散板１２で拡散し、フィルタユニット４０を後
方へ通過して第２のインナシェル２１”へ流れる。大部
分の排気は隔壁７０の多数の小孔７２を通って隔壁７０
とリヤエンドプレート４”との間の空間Ｒ５へ流れ、そ
れから出口パイプ６”へ流れる。一方、フィルタユニッ
ト４０を通過した排気の一部は、第２のインナシェル２
１”の多数の小孔２３を通過して、フィルタユニット４
０とアウタシェル２”の間の間隙Ｄへ進み、フィルタユ
ニット４０の外周にそって前方へ流れる。そして、前端
側の放出パイプ７７からケーシング１”外部の外気へ放
出される。

【００３６】本実施の形態においても、排気の一部がフ
ィルタユニット４０の外周を囲んで流れるので、放熱が
防止され、外周部も十分な高温に保持されて煤等が確実
に燃焼し、詰まりが発生しない。そして、入口パイプ５
と出口パイプ６”が前後方向に延びるので、接続する配
管のレイアウトが簡単となる。なお、この実施の形態で
は、放出パイプ７７が排気を外気へ放出するものとした
が、出口パイプ６”に接続される後続のエキゾーストパ
イプがある場合には、放出パイプ７７の先端をそのエキ
ゾーストパイプ等へ接続させてもよい。

【００３７】なお、各実施の形態において、間隙Ｄ内で
さらにフィルタユニットの外筒に固定して任意の形状の
フィンを設ければ、フィルタ外周への加熱が効果的とな
る。また、インナシェルを第１、第２に分割せず一体と
して、インナシェル内にフィルタ全体を保持する場合に
は、インナシェルの外周にフィンを設ければよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、ケーシングの
アウタシェルとの間に間隙を有して設けたインナシェル
にフィルタを保持し、該フィルタの下流側空間を上記間
隙と連通させ、間隙内の排気を排出する排出手段をフィ
ルタの上流側に対応する位置に設けて、フィルタを通過
した排気が間隙内をフィルタの上流側方向に流れるよう
に構成したものとしたので、フィルタ外周が排気に囲ま
れて放熱が防止され、別途の加熱手段を要することなく
フィルタの中心部も外周部も十分な高温が維持されて、
排気に含まれる煤等が確実に燃焼し、目詰まりを起こさ
ないという効果を有する。

【００３９】とくにインナシェルはその一端をケーシン
グのフロントエンドプレートに固定し、入口パイプはフ
ロントエンドプレートを貫通してインナシェル内に開口
させ、排出手段をアウタシェルに開口する出口パイプと
することにより、入口パイプから出口パイプに至る排気
の流れ全体がフィルタ外周を囲むので、フィルタの高温
保持に有効に寄与する。

【００４０】また、インナシェルはその一端をフロント
エンドプレートに固定し、フィルタとフロントエンドプ
レートの間を隔壁で区画し、フロントエンドプレートと
隔壁間の空間を間隙と連通させ、入口パイプはフロント
エンドプレートと隔壁を貫通してフィルタと隔壁間の空
間に開口させ、排出手段をフロントエンドプレートを貫
通してフロントエンドプレートと隔壁間の空間に開口す
る出口パイプとすることにより、排気の流れ全体がフィ
ルタ外周を囲むとともに、さらにフィルタと隔壁間の空
間の前面まで囲むので、一層フィルタが高温に保持され
る。

【００４１】また、インナシェルはその一端をフロント
エンドプレートに固定し、入口パイプはフロントエンド
プレートを貫通してインナシェル内に開口させ、リヤエ
ンドプレートにはインナシェルのフィルタの下流側空間
に連通する出口パイプを貫通させるとともに、排出手段
をアウタシェルに開口する排出パイプとすることによっ
ても、フィルタを通過した排気の一部がアウタシェルと
インナシェル間の間隙を上流側方向に流れてフィルタ外
周を囲むので、フィルタの放熱が防止される。また、入
口パイプと出口パイプが前後方向に延びるので、接続す
る配管のレイアウトが簡単となる。

【００４２】なお、インナシェルをフィルタの上流側端
部を保持する第１のインナシェルとフィルタの下流側端
部を保持する第２のインナシェルとに分割することによ
り、全体の組立てが簡単となる。この場合、フィルタは
保持マットに巻かれて外筒に挿入されたフィルタユニッ
トとすることにより、高剛性に形成されるから、第１の
インナシェルと第２のインナシェルはそれぞれ短くフィ
ルタの端部のみ保持すればよい。

【００４３】さらに、入口パイプが開口するフィルタの
上流側空間に、多数の小孔を有する拡散板を設け、入口
パイプには拡散板より上流側に多数の小孔を設けること
により、入口パイプから流入する排気が拡散板によって
拡散されるから、排気はフィルタの断面を均一に流れ、
フィルタは最初から中心部および外周部が均等に加熱さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の第１の実施の形態を示すスケルトン図で
ある。

【図２】第１の実施の形態の実施例を示す図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ部の拡大横断面図である。

【図４】図２におけるＢ部の拡大詳細図である

【図５】図２におけるＣ−Ｃ部の拡大横断面図である。

【図６】実施例におけるフィルタの温度分布を示す図で
ある。

【図７】第２の実施の形態を示すスケルトン図である。

【図８】第３の実施の形態を示すスケルトン図である。

【図９】従来例を示す図である。

【図１０】従来例におけるフィルタの温度分布を示す図
である。

【符号の説明】

１、１’、１” ケーシング ２、２’、２” アウタシェル ３、３’ フロントエンドプレート ４、４” リヤエンドプレート ５、５’ 入口パイプ ６、６” 出口パイプ １１、１１’ 第１のインナシェル １２ 拡散板 １２Ａ、１２Ｂ 隔壁 １３Ａ、１３Ｂ、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ
小孔 １４Ａ、１４Ｂ バッフル １８ スペーサ ２１、２１” 第２のインナシェル ２３、６０、６７、７２、７５ 小孔 ３０、６５、７０ 隔壁 ３２ パイプ ４０ フィルタユニット ４１ フィルタ ４２ 保持マット ４３ 外筒 ４５ ストッパ ４６，４９ メッシュ ４７ ストッパホルダ ４８ ガイドブラケット ５０、５２、５７ グラスウール ５１、５３、５８ パーフォレート板 ５５ インナパイプ ５６ アウタパイプ ５９ ステー ７７ 放出パイプ Ｄ 間隙

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA01 BA06 CA02 CA06 CA07 CA13 DA00 DA07 DA08 DA11 DA14 DA21 EA05 FA01 FA07 3G090 AA01 BA01 CB00 EA01 EA03 4D058 JA32 KC33 KC52 KC62 LA01 MA44 QA01 QA03 QA11 QA17 SA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウタシェルの両端にフロントエンドプ
   レートとリヤエンドプレートを備えるケーシングと、該
   ケーシング内に前記アウタシェルとの間に間隙を有して
   設けられ、入口パイプからの排気を通過させるフィルタ
   を保持し、該フィルタの下流側空間を前記間隙と連通さ
   せたインナシェルと、前記フィルタの上流側に対応する
   位置に設けられ、前記間隙内の排気を排出する排出手段
   とを有して、前記フィルタを通過した排気が前記間隙内
   をフィルタの上流側方向に流れるように構成したことを
   特徴とする車両用パーティキュレートフィルタ。
2. 【請求項２】 前記インナシェルはその一端が前記フロ
   ントエンドプレートに固定され、前記入口パイプは前記
   フロントエンドプレートを貫通してインナシェル内に開
   口し、前記排出手段が、前記アウタシェルに開口する出
   口パイプであることを特徴とする請求項１記載の車両用
   パーティキュレートフィルタ。
3. 【請求項３】 前記インナシェルはその一端が前記フロ
   ントエンドプレートに固定されるとともに、前記フィル
   タとフロントエンドプレートの間が隔壁で区画され、前
   記フロントエンドプレートと隔壁間の空間が前記間隙と
   連通し、前記入口パイプは前記フロントエンドプレート
   と隔壁を貫通してフィルタと隔壁間の空間に開口し、前
   記排出手段が、前記フロントエンドプレートを貫通して
   前記フロントエンドプレートと隔壁間の空間に開口する
   出口パイプであることを特徴とする請求項１記載の車両
   用パーティキュレートフィルタ。
4. 【請求項４】 前記インナシェルはその一端が前記フロ
   ントエンドプレートに固定され、前記入口パイプは前記
   フロントエンドプレートを貫通してインナシェル内に開
   口し、前記リヤエンドプレートには前記インナシェルの
   フィルタの下流側空間に連通する出口パイプが貫通して
   設けられ、前記排出手段が、前記アウタシェルに開口す
   る排出パイプであることを特徴とする請求項１記載の車
   両用パーティキュレートフィルタ。
5. 【請求項５】 前記インナシェルが前記フィルタの上流
   側端部を保持する第１のインナシェルとフィルタの下流
   側端部を保持する第２のインナシェルとに分割されてい
   ることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の
   車両用パーティキュレートフィルタ。
6. 【請求項６】 前記フィルタが、保持マットに巻かれて
   外筒に挿入されたフィルタユニットとして前記第１のイ
   ンナシェルと第２のインナシェルに保持されていること
   を特徴とする請求項５記載の車両用パーティキュレート
   フィルタ。
7. 【請求項７】 前記入口パイプが開口するフィルタの上
   流側空間には、多数の小孔を有する拡散板が設けられる
   とともに、入口パイプには拡散板より上流側に多数の小
   孔が設けられていることを特徴とする請求項２から６の
   いずれかに記載の車両用パーティキュレートフィルタ。