JP2014077420A - 内燃機関の排気浄化装置および内燃機関の排気浄化装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２つの担体を単一のケース内に備える場合に、担体を破損させずに確実に保持する内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】ケース３０は、周上で分割された２つの別体のケース半体３１，３２から構成され、第１のハニカム担体１１の側面に、ケース半体３１，３２との間に当該第１のハニカム担体１１を保持する第１のシールマット１２を有し、ケース半体３１，３２は、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａの隣接部において径方向で少なくとも当該第１のハニカム担体１１の直径よりも内径が小さくなる内向き環状凸部３５を有し、第１のシールマット１２は、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａから内向き環状凸部３５側に延長された延長部１２ｃを有し、延長部１２ｃは、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置および内燃機関の排気浄化装置の製造方法に関する。詳しくは、少なくとも２つの担体を単一のケース内に備える排気浄化装置に適用される内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来、内燃機関の排気浄化装置として、特許文献１に開示された技術がある。
特許文献１に開示された技術では、２つのケース半体から構成されるケースを結合するクラムシェル方式で、単一のケースに２つの触媒を内包する。この技術では、２つのケース半体の中程のケースフランジ部にそれぞれ切り欠き部を設けるとともに、両切り欠き部にそれぞれ係合する係合部を設け、両ケース半体の位置決めを確実かつ容易に行えるようにし、作業効率の向上が図られていた。

特開平１−２１９３０７号公報

しかしながら、クラムシェル方式で単一のケースに複数の担体（触媒を含む）を一体化させる場合に、それぞれの担体がケースから受ける面圧が均一になり難い。このため、担体への面圧が不足すると担体が面圧によって保持できず、担体がケース内で移動して破損のおそれが生じる。一方、担体が過剰に面圧を受ける部分では、担体への圧力が高く破損のおそれが生じる。このように、担体を破損させずに面圧によって担体を保持することは困難であった。
特に、単一のケースに一体化される複数の担体の径方向の寸法が異なる場合には、それぞれの担体がケースから受ける面圧がより均一になり難く、上記課題が顕著となっていた。

本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、少なくとも２つの担体を単一のケース内に備える場合に、担体を破損させずに確実に保持することにある。

本発明に係る内燃機関（例えば、後述のディーゼルエンジンＥ）の排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置１）は、内燃機関の排気通路（例えば、後述の排気通路Ｐ）に設けられ、排気を浄化する少なくとも２つの担体（例えば、後述の第１のハニカム担体１１，第２のハニカム担体２１）を単一のケース（例えば、後述のケース３０）内に備えた内燃機関の排気浄化装置であって、前記ケースは、周上で分割された少なくとも２つの別体のケース部材（例えば、後述のケース半体３１，３２）から構成され、前記少なくとも２つの担体のうちの少なくとも１つの第１の担体（例えば、後述の第１のハニカム担体１１）の側面に、前記ケース部材との間に当該第１の担体を保持する保持部材（例えば、後述の第１のシールマット１２）を有し、前記ケース部材は、前記第１の担体の排気流れ方向の端面（例えば、後述の端面１１ａ）の隣接部において径方向で少なくとも当該第１の担体の直径よりも内径が小さくなる内向き凸部（例えば、後述の内向き環状凸部３５）を有し、前記保持部材は、前記第１の担体の排気流れ方向の端面から前記内向き凸部側に延長された延長部（例えば、後述の延長部１２ｃ）を有し、前記延長部は、前記第１の担体の排気流れ方向の端面と前記内向き凸部との間に介在することを特徴とする。

本発明によると、保持部材の延長部を第１の担体の排気流れ方向の端面とケース部材の内向き凸部との間に介在させる。これにより、第１の担体は、端部を延長部で覆った状態でケース部材の第１の担体を収納する部分と内向き凸部とで囲まれた隅部に固定される。その結果、第１の担体は、ケースから受ける面圧によらずにケースに保持される。
よって、第１の担体は、面圧の不足によって保持できずにケース内で移動することがなく、第１の担体の破損が防止される。したがって、少なくとも２つの担体を単一のケース内に備える場合に、第１の担体を破損させずに確実に保持することができる。
また、リングなどの位置決め用の他の部材を必要とせず、保持部材の延長部を設けるとともにケース部材に内向き凸部を加工するだけでよい。その結果、部品点数を削減し、コストを削減することができる。
保持部材の延長部を第１の担体の排気流れ方向の端面と内向き凸部との間に介在させるため、延長部が第１の担体に対するクッション材となる。その結果、ケースの保持位置である第１の担体の排気流れ方向の端部の破損が防止される。

前記第１の担体と他の担体（例えば、後述の第２のハニカム担体２１）とは、径方向の寸法が異なることが好ましい。

単一のケースに一体化される複数の担体の径方向の寸法が異なる場合に、それぞれの担体がケースから受ける面圧がより均一になり難い。本発明では、第１の担体をケースから受ける面圧によらずにケースに保持するため、第１の担体を破損させずに確実に保持することができる。

前記排気浄化装置は、前記第１の担体および前記他の担体の２つの担体を備え、前記第１の担体は、コーディエライト製であり、前記他の担体は、炭化ケイ素またはアルミナチタネート製であり、前記他の担体の側面に、外向き凸部（例えば、後述の外向き環状凸部２３）を有し、前記ケース部材は、前記外向き凸部が嵌め合わされる外向き凹部（例えば、後述の外向き環状凹部３７）を有することが好ましい。

コーディエライト製の第１の担体は、軟質性であり、破損し易い。一方、炭化ケイ素またはアルミナチタネート製の他の担体は、硬質性かつ重い。本発明によると、延長部を軟質性の第１の担体のクッション材として用い、第１の担体を破損させずに確実に保持することができる。また、硬質性かつ重い他の担体の側面の外向き凸部とケース部材の外向き凹部を嵌め合わせることで、他の担体を確実に保持することができる。

前記延長部は、前記第１の担体を囲繞する前記保持部材の周上の一部に設けられることが好ましい。

本発明によると、延長部が第１の担体を囲繞する保持部材の周上の一部だけに設けられるため、延長部が全周上に設けられている場合よりも延長部を第１の担体の排気流れ方向の端面と内向き凸部との間に容易に介在させることができる。また、延長部が全周上に設けられている場合よりもケース内周縁部側の排気流れを阻害せず、排気浄化装置の圧力損失を抑制することができる。

前記ケースは、前記ケース部材同士が結合される位置に合わせ部（例えば、後述の合わせ部３３ａ，３３ｂ）を有し、前記延長部は、前記合わせ部以外の位置に設けられることが好ましい。

ケース部材同士が結合されるときに、保持部材が合わせ部に寄せ集まり、保持部材が合わせ部に噛み込み易い。本発明によると、延長部は、保持部材の周上における合わせ部以外の位置に設けられるため、ケース部材同士が結合されるときに、延長部が合わせ部に噛み込まない。また、延長部が少ない分、保持部材が合わせ部に寄せ集まることを軽減し、保持部材が合わせ部に噛み込み難くなる。

前記排気浄化装置は、排気流れ方向が略水平方向となるように配置され、前記内向き凸部（例えば、後述の内向き環状凸部３５，上流側内向き環状凸部３９）および前記延長部（例えば、後述の延長部１２ｃ，上流側延長部１２ｄ）は、前記第１の担体の排気流れ方向上流側および下流側の両方の端面の隣接部に設けられることが好ましい。

本発明によると、排気浄化装置は、排気流れ方向が略水平方向となるように配置されており、第１の担体の排気流れ方向の上流側および下流側の両端部がケース内で移動して破損する可能性がある。これに対し、内向き凸部および延長部を、第１の担体の排気流れ方向の上流側および下流側の両方の端面の隣接部に設けることで、第１の担体の排気流れ方向の上流側および下流側の両端部をケースに保持し、第１の担体を破損させずに確実に保持することができる。

本発明に係る内燃機関（例えば、後述のディーゼルエンジンＥ）の排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置１）の製造方法であって、前記保持部材を囲繞した前記第１の担体を寝かせた１つの前記ケース部材（例えば、後述のケース半体３１）に配置し、前記ケース部材に配置された前記第１の担体を前記内向き凸部に突き当てて下側の前記延長部を前記第１の担体の排気流れ方向の端面と前記内向き凸部との間に介在させ、残りの前記ケース部材（例えば、後述のケース半体３２）を被せて上側の前記延長部を前記第１の担体の排気流れ方向の端面と前記内向き凸部との間に介在させ、前記ケース部材同士を結合することを特徴とする。

本発明によると、寝かせた１つのケース部材に配置された第１の担体を内向き凸部に突き当てることで、下側の延長部を内向き凸部に沿わせてせり上げて第１の担体の排気流れ方向の端面と内向き凸部との間に介在させる。さらに残りのケース部材を被せることで、第１の担体の排気流れ方向の端面に沿って垂れ下がった上側の延長部を第１の担体の排気流れ方向の端面と内向き凸部との間に介在させる。これにより、全ての延長部を第１の担体の排気流れ方向の端面と内向き凸部との間に介在させることができる。そして、第１の担体は、端部を延長部で覆った状態でケース部材の第１の担体を収納する部分と内向き凸部とで囲まれた隅部に固定される。その結果、第１の担体は、ケースから受ける面圧によらずにケースに保持される。

本発明によれば、少なくとも２つの担体を単一のケース内に備える場合に、担体を破損させずに確実に保持することができる。

本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置を示す斜視図である。 上記実施形態に係る排気浄化装置を示す軸方向（排気流れ方向に沿った）断面図である。 上記実施形態に係る排気浄化装置の酸化触媒部を示す図２のＡ−Ａ線（排気流れ方向の直交方向）断面図である。 上記実施形態に係る排気浄化装置の製造方法を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置を示す軸方向（排気流れ方向に沿った）断面図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
まず、本実施形態に係る排気浄化装置１の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る排気浄化装置１を示す斜視図である。
排気浄化装置１は、図１に示すようにディーゼルエンジンＥの側面に取り付けられ、ディーゼルエンジンＥの側面に沿って排気流れ方向を下方へ向けた状態で排気通路Ｐに配置される。
排気浄化装置１は、ディーゼルエンジンＥから排出されて排気通路Ｐを流通する排気中の排気微粒子（ＰＭ）を捕集するとともに、捕集し堆積した排気微粒子を燃焼させる自己再生式の排気浄化装置である。

図２は、本実施形態に係る排気浄化装置１を示す軸方向（排気流れ方向に沿った）断面図である。図３は、本実施形態に係る排気浄化装置１の酸化触媒部１０を示す図２のＡ−Ａ線（排気流れ方向の直交方向）断面図である。
排気浄化装置１は、単一のケース３０に収納された酸化触媒部１０とＤＰＦ部２０とから構成される。

排気浄化装置１の酸化触媒部１０について説明する。
酸化触媒部１０は、ＤＰＦ部２０よりも小型であり、ＤＰＦ部２０の排気流れ方向上流側であるＤＰＦ部２０の上部に配置される。酸化触媒部１０は、排気通路Ｐを流通する排気や燃料を用いて排気を昇温させる。
酸化触媒部１０は、第１のハニカム担体１１と、第１のシールマット１２と、を有する。

第１のハニカム担体１１は、酸化機能を有する円柱状のフロースルー型であり、軟質性のコーディエライト製である。
第１のハニカム担体１１は、排気流れ方向に延びる隔壁で区画された多数のセルを有し、セルの端面は封止されず開放されている。各セルの表面や空孔には、酸化触媒が担持されている。第１のハニカム担体１１は、セルの排気流れ方向上流側の開口から排気が流入し、セルの表面に担持する酸化触媒で燃料などを酸化・燃焼させて排気を昇温させ、セルの排気流れ方向下流側の開口から昇温した排気を流出させる。

第１のシールマット１２は、第１のハニカム担体１１の外周面を囲繞し、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の全周を覆う。すなわち、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の一部は、第１のシールマット１２で覆われない。
第１のシールマット１２には、耐熱、耐震性、シール機能および振動吸収能力を有するアルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ガラス繊維などのセラミック繊維を用いる。
第１のシールマット１２は、本体部１２ａと、合口部１２ｂ１，１２ｂ２と、延長部１２ｃと、を有する(図４（ａ）参照)。

本体部１２ａは、図４（ａ）に示すように、第１のハニカム担体１１の外周面を囲繞する方向に長い帯状である。

合口部１２ｂは、図４（ａ）に示すように、本体部１２ａの長手方向の両端部からそれぞれ延出されて２つ設けられる。一方の合口部１２ｂ１は、本体部１２ａの長手方向の一端部の中央から凸状に形成され、他方の合口部１２ｂ２は、本体部１２ａの長手方向の他端部の両端から中央に一方の合口部１２ｂ１を入れ込み可能に凹状に形成される。

延長部１２ｃは、本体部１２ａの排気流れ方向下流側の端部から１８０°の間隔を空けて２つ延出される。延長部１２ｃは、第１のハニカム担体１１を囲繞する第１のシールマット１２の周上の一部に所定長で設けられ、後述するケース半体３１，３２の半周上頂部３１ａ，３２ａに配置される。
延長部１２ｃは、第１のシールマット１２が第１のハニカム担体１１に囲繞された状態において、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａよりも排気流れ方向下流側にはみ出す長さを有する（図４（ｂ）参照）。

排気浄化装置１のＤＰＦ部２０について説明する。
ＤＰＦ部２０は、酸化触媒部１０の排気流れ方向下流側である酸化触媒部１０の下部に配置される。ＤＰＦ部２０は、排気中の排気微粒子を捕集するとともに、捕集し堆積した排気微粒子を酸化触媒部１０が昇温した排気を用いて燃焼させる。
ＤＰＦ部２０は、第２のハニカム担体２１と、第２のシールマット２２と、を有する。

第２のハニカム担体２１は、第１のハニカム担体１１よりも径方向の寸法が大きい円柱状のウォールスルー型であり、硬質性で重い炭化ケイ素製である。
第２のハニカム担体２１は、排気流れ方向に延びる隔壁で区画された多数のセルを有し、セルの端面は隣接するセルと交互に一方の端面および他方の端面が封止されている。第２のハニカム担体２１は、排気流れ方向上流側に開口したセルから排気が流入し、隣接するセル間の隔壁を排気が通過する際に排気微粒子が捕集され、隔壁を通過し排気微粒子が除去された排気が排気流れ方向下流側に開口したセルから流出する。

第２のハニカム担体２１は、円柱形状における外周面の軸線方向略中央に、外周を１周して外径方向に突出する外向き環状凸部２３を有する。
外向き環状凸部２３には、第１の平坦部２４と第２の平坦部２５とが９０°の間隔を開けて交互に２つ形成される。
第１の平坦部２４および第２の平坦部２５は、外向き環状凸部２３の他の部分よりも外径方向の突出量を少なくして設けられる。

第２のシールマット２２は、第２のハニカム担体２１の外周面を囲繞し、第２のハニカム担体２１の軸線方向略中央部である外向き環状凸部２３の周辺の全周を覆う。
第２のシールマット２２には、耐熱、耐震性、シール機能および振動吸収能力を有するアルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ガラス繊維などのセラミック繊維を用いる。

次に、排気浄化装置１のケース３０について説明する。
ケース３０は、単一のもので、酸化触媒部１０となる第１のシールマット１２を囲繞した第１のハニカム担体１１と、ＤＰＦ部２０となる第２のシールマット２２を囲繞した第２のハニカム担体２１とを収納する。
ケース３０は、排気流れ方向に沿って周上で２分割されたケース半体３１，３２から構成されるクラムシェル方式のケースであり、２分割されたケース半体３１，３２を合せて溶接することで形成される（図４（ｃ）参照）。

ケース３０は、ケース半体３１，３２同士が溶接されて結合される位置に合わせ部３３ａ，３３ｂを有する。
合わせ部３３ａ，３３ｂは、ケース半体３１，３２の端縁を外方に向けたフランジ状に形成される。

ケース３０は、第１の収納部３４と、内向き環状凸部３５と、第２の収納部３６と、を有する。

第１の収納部３４は、ケース３０の排気流れ方向上流側において、第１のシールマット１２を囲繞した第１のハニカム担体１１を収納可能に筒状に形成される。第１の収納部３４は、第１のハニカム担体１１との間に第１のシールマット１２を圧迫した状態で第１のハニカム担体１１を保持する寸法に形成される。

内向き環状凸部３５は、ケース半体３１，３２にそれぞれ設けられ、第１の収納部３４に収納された第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａの隣接部において、径方向で第１のハニカム担体１１の直径よりも内径が小さくケース３０の内周を１周するように形成される。
内向き環状凸部３５は、ケース半体３１，３２自体を山なりに成形加工することで、ケース半体３１，３２に一体的に形成される。
第１のハニカム担体１１を第１の収納部３４に収納した状態では、延長部１２ｃが、両ケース半体３１，３２のそれぞれの半周上頂部３１ａ，３２ａの位置で第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在する。
第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間との間に延長部１２ｃが介在することで、第１のハニカム担体１１は、排気流れ方向下流側の端部を延長部１２ｃで覆った状態でケース半体３１，３２の第１の収納部３４と内向き環状凸部３５とで囲まれた隅部に固定される。その結果、第１のハニカム担体１１は、ケース３０から受ける面圧によらずにケース３０に保持される。このとき、延長部１２ｃは、シール機能や振動吸収能力を発揮する。

第２の収納部３６は、ケース３０の内向き環状凸部３５よりも排気流れ方向下流側において、第２のシールマット２２を囲繞した第２のハニカム担体２１を収納可能に筒状に形成される。第２の収納部３６は、第２のハニカム担体２１との間に第２のシールマット２２を圧迫した状態で第２のハニカム担体２１を保持する寸法に形成される。
第２の収納部３６は、第２の収納部３６の外周面の略中央にケース３０の外周を１周する外向き環状凹部３７を有する。

外向き環状凹部３７は、第２の収納部３６に収納された第２のハニカム担体２１の外向き環状凸部２３を受容する。すなわち、外向き環状凹部３７は、第２のハニカム担体２１を第２の収納部３６に収納したときに、外向き環状凸部２３と嵌め合わされる。
外向き環状凸部２３と外向き環状凹部３７とが嵌め合わされることで、第２のハニカム担体２１のケース３０に対する相対的な軸線方向のずれをなくし、第２のハニカム担体２１をケース３０に固定する。
外向き環状凸部２３と外向き環状凹部３７との間に第２のシールマット２２が介在することで、第２のシールマット２２は、シール機能や振動吸収能力を発揮する。

外向き環状凹部３７には、第３の平坦部３８が１８０°の間隔を空けて２つ形成される。
第３の平坦部３８は、ケース半体３１，３２の半周上頂部３１ａ，３２ａの位置に形成され、外向き環状凹部３７の他の部分よりも外径方向の凹み量を少なくして設けられる。
第３の平坦部３８は、第２のハニカム担体２１の外向き環状凸部２３に形成された第１の平坦部２４に対応し、第３の平坦部３８に第１の平坦部２４を合せることで、第２のハニカム担体２１とケース半体３１，３２とが位置合わせされる。

次に、排気浄化装置１の製造方法について説明する。
図４は、本実施形態に係る排気浄化装置１の製造方法を示す図である。

まず、図４（ａ）に示すように、第１のハニカム担体１１と第１のシールマット１２とを用意する。

次に、図４（ｂ）に示すように、第１のシールマット１２の合口部１２ｂ１，１２ｂ２を合わせつつ、延長部１２ｃが第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａからはみ出すように、第１のハニカム担体１１に第１のシールマット１２を囲繞する。

そして、図４（ｃ）に示すように、ケース３０と、第１のシールマット１２が囲繞された第１のハニカム担体１１と、第２のシールマット２２が囲繞された第２のハニカム担体２１と、を用意する。

次に、図４（ｄ）に示すように、内側を上方に開放するように寝かせた１つのケース半体３１上に、第１のシールマット１２が囲繞された第１のハニカム担体１１と、第２のシールマット２２が囲繞された第２のハニカム担体２１と、を配置する。

ここで、第１のシールマット１２が囲繞された第１のハニカム担体１１を配置する際には、下側の延長部１２ｃを寝かせたケース半体３１の半周上頂部３１ａ側に向ける。そして、下側の延長部１２ｃがケース半体３１内壁に平坦に載置できるように、第１のハニカム担体１１は寝かせたケース半体３１の第１の収納部３４に対して排気流れ方向上流側にずらして配置される。このとき、もう一方の延長部１２ｃは、第１のハニカム担体１１の上部に位置し、上部から第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａに沿って垂れ下がる。

また、第２のシールマット２２が囲繞された第２のハニカム担体２１を配置する際には、寝かせたケース半体３１の外向き環状凹部３７の第３の平坦部３８に外向き環状凸部２３の第１の平坦部２４を合わせ、第２のハニカム担体２１と寝かせたケース半体３１とを位置合わせした状態で配置する。

次に、図４（ｅ）に示すように、ケース半体３１に配置された第１のハニカム担体１１を排気流れ方向上流側から治具Ｊで押圧し、第１のハニカム担体１１を内向き環状凸部３５に突き当てる。これにより、寝かせたケース半体３１内壁に平坦に載置された下側の延長部１２ｃを内向き環状凸部３５に沿ってせり上げ、下側の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在させる。

次に、図４（ｆ）に示すように、残りのケース半体３２を寝かせたケース半体３１に被せて両ケース半体３１，３２を結合する。このとき、上側の延長部１２ｃが上部から第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａに沿って垂れ下がっているため、残りのケース半体３２を被せるだけで上側の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在させられる。

ここで、残りのケース半体３２を寝かせたケース半体３１に被せる際に、第１のシールマット１２がケース３０の左右両側の合わせ部３３ａ，３３ｂに寄せ集まる。このとき、延長部１２ｃが第１のハニカム担体１１に対して上下側にだけに存在するため、合わせ部３３ａ，３３ｂに寄せ集まる第１のシールマット１２の量を軽減し、第１のシールマット１２が合わせ部３３ａ，３３ｂに噛み込むことが防止される。

また、残りのケース半体３２を寝かせたケース半体３１に被せる際に、第２のシールマット２２がケース３０の左右両側の合わせ部３３ａ，３３ｂに寄せ集まる。このとき、第２の平坦部２５が合わせ部３３ａ，３３ｂに位置し、第２の平坦部２５と合わせ部３３ａ，３３ｂとの間に他の部分よりも広い隙間を形成するため、合わせ部３３ａ，３３ｂに寄せ集まる第２のシールマット２２は第２の平坦部２５と合わせ部３３ａ，３３ｂとの間の広い隙間に収められ、第２のシールマット２２が合わせ部３３ａ，３３ｂに噛み込むことが防止される。

その後、合わせ部３３ａ，３３ｂの位置を溶接して排気浄化装置１が完成する。

以上の本実施形態に係る排気浄化装置１によれば、以下の効果を奏する。

（１）本実施形態によると、第１のシールマット１２の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａとケース半体３１，３２の内向き環状凸部３５との間に介在させる。これにより、第１のハニカム担体１１は、排気流れ方向下流側の端部を延長部１２ｃで覆った状態でケース半体３１，３２の第１の収納部３４と内向き環状凸部３５とで囲まれた隅部に固定される。その結果、第１のハニカム担体１１は、ケース３０から受ける面圧によらずにケース３０に保持される。
よって、第１のハニカム担体１１は、面圧の不足によって保持できずにケース３０内で移動することがなく、第１のハニカム担体１１の破損が防止される。したがって、２つのハニカム担体１１，２１を単一のケース３０内に備える場合に、第１のハニカム担体１１を破損させずに確実に保持することができる。
また、リングなどの位置決め用の他の部材を必要とせず、第１のシールマット１２の延長部１２ｃを設けるとともにケース半体３１，３２に内向き環状凸部３５を加工するだけでよい。その結果、部品点数を削減し、コストを削減することができる。
第１のシールマット１２の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在させるため、延長部１２ｃが第１のハニカム担体１１に対するクッション材となる。その結果、ケース３０の保持位置である第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端部の破損が防止される。

また、内向き環状凸部３５は、ケース半体３１，３２の第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａの隣接部にのみ形成され、第１のシールマット１２の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａとケース半体３１，３２の内向き環状凸部３５との間に介在させる。
本実施形態では、排気浄化装置１は、排気流れ方向を下方へ向けた状態で配置されており、第１のハニカム担体１１には排気流れ方向下流側に排気圧や自重による荷重が大きくかかる。このため、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端部が固定されることで、第１のハニカム担体１１にかかる荷重を受け止めて安定的に支持されればよい。そこで、内向き環状凸部３５および延長部１２ｃを、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａの隣接部のみに設けることで、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向の下流側の端部をケース３０に保持し、第１のハニカム担体１１を破損させずに確実に保持することができる。
また、内向き環状凸部３５および延長部１２ｃを、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の端面１１ｂの隣接部に設ける必要がなくなり、部品点数を削減し、コストを削減することができる。

（２）本実施形態では、第１のハニカム担体１１と第２のハニカム担体２１とは、径方向の寸法が異なる。
単一のケース３０に一体化される２つのハニカム担体１１，２１の径方向の寸法が異なる場合に、それぞれのハニカム担体１１，２１がケース３０から受ける面圧がより均一になり難い。本実施形態では、第１のハニカム担体１１をケース３０から受ける面圧によらずにケース３０に保持するため、第１のハニカム担体１１を破損させずに確実に保持することができる。

（３）第１のハニカム担体１１は、コーディエライト製であり、第２のハニカム担体２１は、炭化ケイ素製であり、第２のハニカム担体２１の側面に、外向き環状凸部２３を有し、ケース半体３１，３２は、外向き環状凸部２３が嵌め合わされる外向き環状凹部３７を有する。
コーディエライト製の第１のハニカム担体１１は、軟質性であり、破損し易い。一方、炭化ケイ素製の第２のハニカム担体２１は、硬質性かつ重い。本実施形態によると、延長部１２ｃを軟質性の第１のハニカム担体１１のクッション材として用い、第１のハニカム担体１１を破損させずに確実に保持することができる。また、硬質性かつ重い第２のハニカム担体２１の側面の外向き環状凸部２３とケース半体３１，３２の外向き環状凹部３７を嵌め合わせることで、第２のハニカム担体２１を確実に保持することができる。

（４）延長部１２ｃは、第１のハニカム担体１１を囲繞する第１のシールマット１２の周上の一部に設けられる。
本実施形態によると、延長部１２ｃが第１のハニカム担体１１を囲繞する第１のシールマット１２の周上の一部だけに設けられるため、延長部１２ｃが全周上に設けられている場合よりも延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に容易に介在させることができる。また、延長部１２ｃが全周上に設けられている場合よりもケース３０の内周縁部側の排気流れを阻害せず、排気浄化装置１の圧力損失を抑制することができる。

（５）ケース３０は、ケース半体３１，３２同士が結合される位置に合わせ部３３ａ，３３ｂを有し、延長部１２ｃは、合わせ部３３ａ，３３ｂ以外の位置に設けられる。
ケース半体３１，３２同士が結合されるときに、第１のシールマット１２が合わせ部３３ａ，３３ｂに寄せ集まり、第１のシールマット１２が合わせ部３３ａ，３３ｂに噛み込み易い。本実施形態によると、延長部１２ｃは、第１のシールマット１２の周上における合わせ部３３ａ，３３ｂ以外の位置に設けられるため、ケース半体３１，３２同士が結合されるときに、延長部１２ｃが合わせ部３３ａ，３３ｂに噛み込まない。また、延長部１２ｃが少ない分、第１のシールマット１２が合わせ部３３ａ，３３ｂに寄せ集まることを軽減し、第１のシールマット１２が合わせ部３３ａ，３３ｂに噛み込み難くなる。

（６）第１のシールマット１２を囲繞した第１のハニカム担体１１を寝かせた１つのケース半体３１に配置し、ケース半体３１に配置された第１のハニカム担体１１を内向き環状凸部３５に突き当てて下側の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ｃと内向き環状凸部３５との間に介在させ、残りのケース半体３２を被せて上側の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在させ、ケース半体３１，３２同士を結合する。
本実施形態によると、寝かせた１つのケース半体３１に配置された第１のハニカム担体１１を内向き環状凸部３５に突き当てることで、下側の延長部１２ｃを内向き環状凸部３５に沿わせてせり上げて第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在させる。さらに残りのケース半体３２を被せることで、上部から第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａに沿って垂れ下がった上側の延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在させる。これにより、全ての延長部１２ｃを第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａと内向き環状凸部３５との間に介在させることができる。そして、第１のハニカム担体１１は、端部を延長部１２ｃで覆った状態でケース半体３１，３２の第１の収納部３４と内向き環状凸部３５とで囲まれた隅部に固定される。その結果、第１のハニカム担体１１は、ケース３０から受ける面圧によらずにケース３０に保持される。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、排気浄化装置１ａの構成が第１実施形態と異なるが他の部分は同様であるため、その特徴部分を説明し、同様の構成については説明を省略する。

図５は、本実施形態に係る排気浄化装置１ａを示す軸方向（排気流れ方向に沿った）断面図である。
排気浄化装置１ａは、図５に示すように排気流れ方向を略水平方向に向けた状態で排気通路Ｐに配置される。

第１のシールマット１２は、第１のハニカム担体１１の外周面を囲繞し、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向全ての全周を覆う。
第１のシールマット１２は、本体部１２ａと、合口部１２ｂ１，１２ｂ２と、上流側延長部１２ｄと、延長部１２ｃと、を有する。

上流側延長部１２ｄは、本体部１２ａの排気流れ方向上流側の端部から１８０°間隔を空けて２つ延出される。上流側延長部１２ｄは、第１のハニカム担体１１を囲繞する第１のシールマット１２の周上の一部に所定長で設けられ、後述するケース半体３１，３２の半周上頂部３１ａ，３２ａに配置される。
上流側延長部１２ｄは、第１のシールマット１２が第１のハニカム担体１１に囲繞された状態において、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の端面１１ｂよりも排気流れ方向上流側にはみ出す長さを有する。

ケース３０は、上流側内向き環状凸部３９と、第１の収納部３４と、内向き環状凸部３５と、第２の収納部３６と、を有する。

上流側内向き環状凸部３９は、ケース半体３１，３２にそれぞれ設けられ、第１の収納部３４に収納された第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の端面１１ｂの隣接部において、径方向で第１のハニカム担体１１の直径よりも内径が小さくケース３０の内周を１周するように形成される。
上流側内向き環状凸部３９は、ケース半体３１，３２自体を山なりに成形加工することで、ケース半体３１，３２に一体的に形成される。
第１のハニカム担体１１を第１の収納部３４に収納した状態では、上流側延長部１２ｄが、両ケース半体３１，３２のそれぞれの半周上頂部３１ａ，３２ａの位置で第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の端面１１ｂと上流側内向き環状凸部３９との間に介在する。
第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の端面１１ｂと内向き環状凸部３９との間との間に上流側延長部１２ｄが介在することで、第１のハニカム担体１１は、端部を上流側延長部１２ｄで覆った状態でケース半体３１，３２の第１の収納部３４と上流側内向き環状凸部３５とで囲まれた隅部に固定される。その結果、ケース３０から受ける面圧によらずにケース３０に保持される。このとき、上流側延長部１２ｄは、シール機能や振動吸収能力を発揮する。

以上の本実施形態に係る排気浄化装置１ａによれば、上記実施形態における（１）〜（６）の効果の他に、以下のような効果を奏する。

（７）排気浄化装置１ａは、排気流れ方向が略水平方向となるように配置され、上流側内向き環状凸部３９および上流側延長部１２ｄは、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の端面１１ｂの隣接部に設けられ、内向き環状凸部３５および延長部１２ｃは、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａの隣接部に設けられる。
本実施形態によると、排気浄化装置１ａが排気流れ方向が略水平方向となるように配置されており、第１のハニカム担体１１は排気流れ方向の上流側および下流側の両端部がケース３０内で移動して破損する可能性がある。このため、上流側内向き環状凸部３９および上流側延長部１２ｄを、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向上流側の端面１１ｂの隣接部に設けるとともに、内向き環状凸部３５および延長部１２ｃを、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向下流側の端面１１ａの隣接部に設けることで、第１のハニカム担体１１の排気流れ方向の上流側および下流側の両端部をケース３０に保持し、第１のハニカム担体１１を破損させずに確実に保持することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に包含される。

第１のハニカム担体１１は、上記実施形態では排気昇温用であったが、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘなどの有害成分を浄化する排気浄化用であってもよい。また、第１のハニカム担体１１は、上記実施形態ではフロースルー型であったが、ウォールスルー型であってもよい。

外向き環状凸部２３と外向き環状凹部３７とを嵌め合わせて硬質性で重くても確実にケース３０に保持される第２のハニカム担体２１としては、上記実施形態では炭化ケイ素製であったが、炭化ケイ素製と同様に硬質性で重いアルミナチタネート製であってもよい。
また、外向き環状凸部２３と外向き環状凹部３７とを有することなく他の方法によってケース３０に保持される第２のハニカム担体２１としては、炭化ケイ素製、アルミナチタネート製、コーディエライト製、ムライト製であってもよい。

延長部１２ｃは、上記実施形態ではケース半体３１，３２の半周上頂部３１ａ，３２ａの位置に設けられていたが、それ以外の位置に設けられていてもよい。

１…排気浄化装置
１１…第１のハニカム担体（第１の担体）
１１ａ…排気流れ方向下流側の端面
１１ｂ…排気流れ方向上流側の端面
１２…第１のシールマット（保持部材）
１２ｃ…延長部
１２ｄ…上流側延長部（延長部）
２１…第２のハニカム担体（他の担体）
２３…外向き環状凸部（外向き凸部）
３０…ケース
３１，３２…ケース半体（ケース部材）
３３ａ，３３ｂ…合わせ部
３５…内向き環状凸部（内向き凸部）
３７…外向き環状凹部（外向き凹部）
３９…上流側内向き環状凸部（内向き凸部）
Ｅ…ディーゼルエンジン（内燃機関）
Ｐ…排気通路

Claims (7)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、排気を浄化する少なくとも２つの担体を単一のケース内に備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
   前記ケースは、周上で分割された少なくとも２つの別体のケース部材から構成され、
   前記少なくとも２つの担体のうちの少なくとも１つの第１の担体の側面に、前記ケース部材との間に当該第１の担体を保持する保持部材を有し、
   前記ケース部材は、前記第１の担体の排気流れ方向の端面の隣接部において径方向で少なくとも当該第１の担体の直径よりも内径が小さくなる内向き凸部を有し、
   前記保持部材は、前記第１の担体の排気流れ方向の端面から前記内向き凸部側に延長された延長部を有し、
   前記延長部は、前記第１の担体の排気流れ方向の端面と前記内向き凸部との間に介在することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記第１の担体と他の担体とは、径方向の寸法が異なることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記排気浄化装置は、前記第１の担体および前記他の担体の２つの担体を備え、
   前記第１の担体は、コーディエライト製であり、
   前記他の担体は、炭化ケイ素またはアルミナチタネート製であり、
   前記他の担体の側面に、外向き凸部を有し、
   前記ケース部材は、前記外向き凸部が嵌め合わされる外向き凹部を有することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記延長部は、前記第１の担体を囲繞する前記保持部材の周上の一部に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記ケースは、前記ケース部材同士が結合される位置に合わせ部を有し、
   前記延長部は、前記合わせ部以外の位置に設けられることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 前記排気浄化装置は、排気流れ方向が略水平方向となるように配置され、
   前記内向き凸部および前記延長部は、前記第１の担体の排気流れ方向上流側および下流側の両方の端面の隣接部に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置の製造方法であって、
   前記保持部材を囲繞した前記第１の担体を寝かせた１つの前記ケース部材に配置し、
   前記ケース部材に配置された前記第１の担体を前記内向き凸部に突き当てて下側の前記延長部を前記第１の担体の排気流れ方向の端面と前記内向き凸部との間に介在させ、
   残りの前記ケース部材を被せて上側の前記延長部を前記第１の担体の排気流れ方向の端面と前記内向き凸部との間に介在させ、前記ケース部材同士を結合することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置の製造方法。

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