JP2014101885A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン７０の排気ガスの浄化性能を向上できるものでありながら、エンジン７０のメンテナンス等の取扱い作業性を向上できるようにした排気ガス浄化装置を提供しようとするものである。
【解決手段】排気ガス浄化装置１は、エンジン７０が排出した排気ガスを浄化する複数のガス浄化体２，３と、複数のガス浄化体２，３それぞれを内設した複数のガス浄化体ケース４，２０とを備える。ガス浄化体ケース４，２０それぞれを、排気ガスの取入れ側と排出側が同一径である筒状に形成する。そして、互いに連結させるガス浄化体ケース４，２０の一方を他方よりも小径に形成している。
【選択図】図１

Description

本願発明は、ディーゼルエンジン等に搭載される排気ガス浄化装置に係り、より詳しくは、排気ガス中に含まれた粒子状物質（すす、パティキュレート）等を除去する排気ガス浄化装置に関するものである。

従来から、ディーゼルエンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置（後処理装置）としてディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）を設け、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスをＤＰＦにて浄化処理する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

また、ＤＰＦにおいて、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスの温度を検出する温度センサや、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスの圧力を検出する圧力センサを設ける技術も公知である（例えば特許文献１〜２参照）。

また、ＤＰＦにおいて、外側ケースの内部に内側ケースを二重構造に設け、酸化触媒又はスートフィルタ等を内側ケースに内設させる技術が知られている（例えば特許文献３参照）。

また、ＤＰＦにおいて、酸化触媒を入れたケースと、スートフィルタを入れたケースとを、ボルトによって締結するフランジを介して分離可能に連結する技術も知られている（例えば特許文献４〜５参照）。

特開２００４−２６３５９３号公報 特開２００１−７３７４８号公報 特開２００５−１９４９４９号公報 特開２００９−２２８５１６号公報 特開２００９−９１９８２号公報

従来技術では、酸化触媒が内設された一重構造のケースと、スートフィルタが内設された一重構造のケースとを連結する構造において、上流側ガス浄化体ケースと下流側ガス浄化体ケースを同一径の筒状体にて形成し、一方のガス浄化体ケースに拡径部を設けて、その拡径部に他方のガス浄化体ケースを挿入させ、上流側ガス浄化体と下流側ガス浄化体を接近させて配置していた。従来技術は、ガス浄化体ケースに拡径部を設ける加工が必要であり、ガス浄化体ケースの加工コストを低減できない等の問題がある。また、前記ガス浄化体ケースの排気ガスの取入れ側と排出側との間に段差を設けて拡径部を形成することによって、熱膨張・収縮の繰返しに起因して前記ガス浄化体ケースの特定部位に熱応力が局部的に集中する等の問題がある。

そこで、本願発明は、これらの現状を検討して改善を施した排気ガス浄化装置を提供しょうとするものである。

請求項１の発明は、エンジンが排出した排気ガスを浄化する複数のガス浄化体と、複数の前記ガス浄化体それぞれを内設した複数のガス浄化体ケースとを備え、前記ガス浄化体ケースを嵌め込み連結させて、複数の前記ガス浄化体を排気ガス移動方向に直列に配列させた排気ガス浄化装置において、前記ガス浄化体ケースを、排気ガスの取入れ側と排出側が同一径である筒状に形成し、互いに連結させる前記ガス浄化体ケースの一方を他方よりも小径に形成したものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載した排気ガス浄化装置において、前記ガス浄化体ケースが、前記ガス浄化体を内設する内側ケースと、該内側ケースを内設する上流側外側ケースとによる二重管構造を有し、前記内側ケースを、排気ガスの取入れ側と排出側が同一径である筒状に形成し、互いに連結させる前記ガス浄化体ケースにおける前記内側ケースの一方を他方よりも小径に形成し、小径側となる一方の内側ケースを、当該内側ケースに対応する外側ケースの端部から、大径側となる他方の内側ケースに向かって突出させて、前記一方の内側ケースを前記他方の内側ケースに挿入して連結させるものである。

本発明によると、同一径の筒状体にて形成したガス浄化体ケースをのいずれかに拡径部を設けた従来技術に比べ、前記ガス浄化体ケースに拡径部を設ける必要がなく、稜線が直線の筒状に前記ガス浄化体ケースを形成できるから、一方のガス浄化体ケースに拡径部を設ける加工が不要になり、前記ガス浄化体ケースの加工コストを低減できる。しかも、前記ガス浄化体ケースの排気ガスの取入れ側と排出側との間に段差を設けて拡径部を形成する必要がないから、熱膨張・収縮の繰返しに起因して前記ガス浄化体ケースの特定部位に熱応力が局部的に集中するのを低減でき、前記ガス浄化体ケースの耐久性を向上できる。

本発明によると、大径側のガス浄化体ケースに、小径側のガス浄化体ケースを挿入するように構成したものであるから、連結させる一方の前記ガス浄化体ケースのガス排出側に他方の前記ガス浄化体ケースのガス取入れ側を簡単に出入することができ、ガス浄化体ケースの組立・分解作業性を向上できる。

本発明によると、従来技術に比べ、ガス浄化体ケースの加工コストを低減でき、しかも、熱膨張・収縮の繰返しに起因して前記ガス浄化体ケースの特定部位に熱応力が局部的に集中するのを低減でき、前記ガス浄化体ケースの耐久性を向上できる。また、下流側ガス浄化体ケースの外周位置に、上流側ガス浄化体ケースと下流側ガス浄化体ケースとを連結するためのフランジを配置できるようにすることで、前記上流側ガス浄化体ケースを利用して本機側に支持でき、ガス出口管（消音器）等を有した前記下流側ガス浄化体ケース側の組立・分解作業性を向上できる。

また、前記ガス浄化体ケースとの連結部の外周に外側ケース体を被嵌したものとすることで、前記上流側ガス浄化体ケース及び前記下流側ガス浄化体ケースを保護でき、且つ前記各ケース内の温度の低下を低減できる。前記外側ケース体に支持ブラケットを高剛性に設置でき、ＤＰＦの支持強度を向上できる。

また、前記ガス浄化体ケースの間に、二重構造に嵌込むための着脱用隙間を形成したものとすることでから、前記ガス浄化体ケースを簡単な操作で着脱できる。即ち、例えば、上流側ガス浄化体ケースと下流側ガス浄化体ケースの連結部から排気ガスが漏れるのを防止するために、前記上流側ガス浄化体ケースと前記下流側ガス浄化体ケースをこれらの連結部で密着させた場合、前記上流側ガス浄化体ケースと前記下流側ガス浄化体ケースが錆等によって一体化し、前記上流側ガス浄化体ケースと前記下流側ガス浄化体ケースを簡単に分離できなかった。従来に比べ、前記上流側ガス浄化体ケースと前記下流側ガス浄化体ケースを簡単に分離でき、前記ガス浄化体のメンテナンスや交換作業性を向上できる。

また記上流側ガス浄化体を設ける上流側ケースのガス排出側と、下流側ガス浄化体を設ける下流側ケースのガス取入れ側とに、接合フランジをそれぞれ形成し、前記各ケースの各接合フランジに挟扼体を着脱可能に被嵌させ、締付けバンド体によって前記挟扼体を着脱可能に締結するように構成したものとすることで、前記締付けバンド体の着脱操作によって前記挟扼体を簡単に着脱でき、前記上流側ガス浄化体ケースのガス排出側に対して、前記下流側ガス浄化体ケースのガス取入れ側を簡単に分離又は接合できる。例えば、前記ガス浄化体ケースの設置場所が狭少空間（エンジンルームの内部等）であっても、前記下流側ガス浄化体に溜る粒子状物質等を簡単な着脱操作にて除去でき、前記下流側ガス浄化体ケース内部の掃除等のメンテナンス作業性を向上できる。

第１実施形態を示すＤＰＦの断面説明図である。 ＤＰＦの外観斜視図である。 ＤＰＦの外観平面図である。 ＤＰＦの外観底面図である。 ＤＰＦの外観正面図である。 ＤＰＦの外観側面図である。 ＤＰＦの上流側の断面側面図である。 ＤＰＦの下流側の断面側面図である。 ＤＰＦの分解断面説明図である。 挟持フランジ（半円弧体）の分離側面図である。 触媒側接合フランジの拡大側面断面図である。 センサボス体の取付け部を示す拡大断面図である。 ＤＰＦを設けたディーゼルエンジンの平面図である。 第２実施形態の触媒内側ケース及びフィルタ内側ケースを示す断面説明図である。 第３実施形態の触媒内側ケース及びフィルタ内側ケースを示す断面説明図である。 第４実施形態の触媒内側ケース及びフィルタ内側ケースを示す断面説明図である。 第５実施形態の触媒内側ケース及びフィルタ内側ケースを示す断面説明図である。 第６実施形態の触媒内側ケース及びフィルタ内側ケースを示す断面説明図である。 第７実施形態の触媒内側ケース及びフィルタ内側ケースを示す断面説明図である。 第８実施形態の触媒内側ケースとフィルタ内側ケースの接合部を示す外観斜視図である。 同断面説明図である。 同拡大断面説明図である。 図２２の分解説明図である。

以下、図１〜図１３を参照して、本願発明を具体化した排気ガス浄化装置の第１実施形態を図面に基づいて説明する。排気ガス浄化装置としての連続再生式のディーゼルパティキュレートフィルタ１（以下、ＤＰＦ１という）を備える。ＤＰＦ１によって、ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を低減するように構成している。

図１、図６、図１３に示す如く、排気ガス浄化装置としてのＤＰＦ１は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）等を捕集するためのものである。平面視でディーゼルエンジン７０の出力軸（クランク軸）と交差する左右方向に長く延びた略円筒形状にＤＰＦ１を構成している。ディーゼルエンジン７０のフライホイールハウジング７８上にＤＰＦ１を配置する。ＤＰＦ１の左右両側（排気ガス移動方向一端側と同他端側）には、排気ガス入口管１６（排気ガス取入れ側）と、排気ガス出口管３４（排気ガス排出側）とを、ディーゼルエンジン７０の左右に振分けて設ける。ＤＰＦ１の排気ガス取入れ側の排気ガス入口管１６は、ディーゼルエンジン７０の排気マニホールド７１に着脱可能にボルト締結されている。ＤＰＦ１の排気ガス排出側の排気ガス出口管３４にテールパイプ１０７を接続させる。

図１〜図６に示す如く、ＤＰＦ１は、耐熱金属材料製のＤＰＦケーシング６０に、円筒型の内側ケース４，２０を介して、例えば白金等のディーゼル酸化触媒２とハニカム構造のスートフィルタ３が直列に並べて収容された構造である。ＤＰＦ１は、支持体としてのフランジ側ブラケット脚６１とケーシング側ブラケット脚６２を介して、フライホイールハウジング７８に取付けられている。この場合、フランジ側ブラケット脚６１の一端側は、ＤＰＦケーシング６０の外周側に後述するフランジ４０を介して着脱可能にボルト締結されている。ケーシング側ブラケット脚６２の一端側は、ＤＰＦケーシング６０の外周面に一体的に溶接固定されている。

一方、図１〜６、図１３に示す如く、フランジ側ブラケット脚６１の他端側は、フライホイールハウジング７８の上面（ＤＰＦ取付け部）に、２本の後付けボルト８８にて着脱可能に締結される。ケーシング側ブラケット脚６２の他端側は、フライホイールハウジング７８の上面（ＤＰＦ取付け部）に、先付けボルト８７と後付けボルト８８にて着脱可能に締結される。ケーシング側ブラケット脚６２の他端側には、先付けボルト８７を係入させるための切欠き溝８９が形成されている。

即ち、ディーゼルエンジン７０にＤＰＦ１を組付ける場合、先ず、フライホイールハウジング７８の上面に先付けボルト８７を不完全に螺着させる。そして、作業者が両手でＤＰＦ１を持上げて、先付けボルト８７に切欠き溝８９を介してケーシング側ブラケット脚６２を係止させ、ディーゼルエンジン７０にＤＰＦ１を仮止めする。その状態でＤＰＦ１から作業者が両手を離すことができる。その後、排気マニホールド７１に入口フランジ体１７を締結させ、排気マニホールド７１に排気ガス入口管１６を固着させる。

一方、フランジ側ブラケット脚６１とケーシング側ブラケット脚６２とを、３本の後付けボルト８８によってフライホイールハウジング７８の上面に締結させる。また、先付けボルト８７も完全に締結させて、フライホイールハウジング７８の上面にＤＰＦ１を着脱可能に固着させる。なお、前記と逆の手順にてＤＰＦ１を取外すことができる。その結果、ＤＰＦ１は、前記各ブラケット脚６１，６２と排気マニホールド７１とにより、高剛性部材であるフライホイールハウジング７８の上部で、ディーゼルエンジン７０の後部に安定良く連結支持される。また、１人の作業者によって、ディーゼルエンジン７０へのＤＰＦ１の着脱作業を実行できる。

上記の構成により、ディーゼルエンジン７０の排気ガスは、ディーゼルエンジン７０の排気マニホールド７１から、ＤＰＦケーシング６０内のディーゼル酸化触媒２側に流入し、ディーゼル酸化触媒２からスートフィルタ３側に移動して浄化処理される。排気ガス中の粒子状物質は、スートフィルタ３における各セル間の多孔質形状の仕切り壁を通り抜けできない。即ち、排気ガス中の粒子状物質は、スートフィルタ３に捕集される。その後、ディーゼル酸化触媒２及びスートフィルタ３を通過した排気ガスがテールパイプ１０７に放出される。

排気ガスがディーゼル酸化触媒２及びスートフィルタ３を通過する際に、排気ガスの温度が再生可能温度（例えば約３００℃）を超えていることによって、ディーゼル酸化触媒２の作用にて、排気ガス中のＮＯ（一酸化窒素）が不安定なＮＯ２（二酸化窒素）に酸化される。そして、ＮＯ２がＮＯに戻る際に放出するＯ（酸素）によって、スートフィルタ３に捕集された粒子状物質が酸化除去される。なお、スートフィルタ３に粒子状物質が堆積した場合、再生可能温度以上に排気ガスの温度を保持することによって、粒子状物質が酸化除去されるから、スートフィルタ３の粒子状物質の捕集能力が回復する（スートフィルタ３が再生する）。

図１及び図９を参照して、ディーゼルエンジン７０が排出した排気ガスを浄化する排気ガス浄化体（フィルタ）の一例であるディーゼル酸化触媒２を組付ける構造を説明する。ディーゼル酸化触媒２は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒内側ケース４内に設けられている。触媒内側ケース４は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒外側ケース５内に設けられている。すなわち、ディーゼル酸化触媒２の外側に、セラミックファイバー製でマット状の触媒断熱材６を介して、触媒内側ケース４を被嵌させている。ディーゼル酸化触媒２と触媒内側ケース４の間に触媒断熱材６を圧入して、ディーゼル酸化触媒２を保護している。

また、触媒内側ケース４の外側に、端面Ｌ字状の薄板製支持体７を介して触媒外側ケース５を被嵌させている。触媒外側ケース５は、前述したＤＰＦケーシング６０を構成する要素の１つである。なお、触媒断熱材６によってディーゼル酸化触媒２が保護される。触媒内側ケース４に伝わる触媒外側ケース５の応力（機械振動、変形力）を薄板製支持体７にて低減させる。

図１及び図９に示す如く、触媒内側ケース４及び触媒外側ケース５の一側端部に円板状の側蓋体８を溶接にて固着している。側蓋体８の外面側には外蓋体９がボルト及びナットにて締結されている。ディーゼル酸化触媒２のガス流入側端面２ａと側蓋体８とは、一定距離Ｌ１（ガス流入空間１１）だけ離間させる。ディーゼル酸化触媒２のガス流入側端面２ａと左側蓋体８との間に排気ガス流入空間１１を形成する。触媒内側ケース４及び触媒外側ケース５には、排気ガス流入空間１１に臨む排気ガス流入口１２を開口させる。触媒内側ケース４の開口縁と触媒外側ケース５の開口縁の間に閉塞リング体１５を挟持状に固着する。触媒内側ケース４の開口縁と触媒外側ケース５の開口縁の間の隙間が閉塞リング体１５にて閉鎖されるから、触媒内側ケース４と触媒外側ケース５の間に排気ガスが流入するのを防止できる。

図１〜６、図９に示す如く、排気ガス流入口１２が形成された触媒外側ケース５の外側面に排気ガス入口管１６を配置する。排気ガス入口管１６の一方の開口端部に入口フランジ体１７を溶接固定する。ディーゼルエンジン７０の排気マニホールド７１に入口フランジ体１７を着脱可能にボルト締結する。排気マニホールド７１に排気ガス入口管１６の一方の開口端部を連通させる。排気ガス入口管１６の他方の開口端部は、排気ガス流入口１２を外側から覆うようにして、触媒外側ケース５の外側面に溶接されている。なお、触媒外側ケース５の外側面と入口フランジ体１７の側縁の間に一対の補強ブラケット体１８を溶接固定し、排気マニホールド７１と排気ガス入口管１６の連結強度を確保している。

上記の構成により、ディーゼルエンジン７０の排気ガスが、排気マニホールド７１から排気ガス入口管１６に入り、排気ガス入口管１６から排気ガス流入口１２を介して排気ガス流入空間１１に入り、ディーゼル酸化触媒２にこの左側のガス流入側端面２ａから供給される。ディーゼル酸化触媒２の酸化作用によって、二酸化窒素（ＮＯ２）が生成される。

図１及び図９を参照して、ディーゼルエンジン７０が排出した排気ガスを浄化する排気ガス浄化体（フィルタ）の一例であるスートフィルタ３を組付ける構造を説明する。スートフィルタ３は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ内側ケース２０内に設ける。フィルタ内側ケース２０は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ外側ケース２１内に設ける。即ち、スートフィルタ３の外側に、セラミックファイバー製でマット状のフィルタ断熱材２２を介して、フィルタ内側ケース２０を被嵌させている。フィルタ外側ケース２１は、触媒外側ケース５と共に、前述したＤＰＦケーシング６０を構成する要素の１つである。なお、スートフィルタ３とフィルタ内側ケース２０の間にフィルタ断熱材２２を圧入して、スートフィルタ３を保護している。

図１及び図９に示す如く、稜線が直線の円筒状に形成された触媒内側ケース４は、ディーゼル酸化触媒２を収容する上流側筒部４ａと、後述するフィルタ内側ケース２０が挿入される下流側筒部４ｂとにより構成されている。なお、上流側筒部４ａと下流側筒部４ｂとは略同一径の円筒である。さらに、触媒内側ケース４の外周に溶接固定する薄板状リング形の触媒側接合フランジ２５と、フィルタ内側ケース２０の外周に溶接固定する薄板状リング形のフィルタ側接合フランジ２６を備える。触媒側接合フランジ２５と、フィルタ側接合フランジ２６は、断面端面がＬ形状のドーナツ形に形成している。

触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂの端部に、触媒側接合フランジ２５のＬ形断面端面の内周側を溶接固定する。触媒外側ケース５の外周側（放射方向）に向けて、触媒側接合フランジ２５のＬ形断面端面の外周側を突出させる。触媒側接合フランジ２５のＬ形断面端面の折り曲げ角部に外側支持段部２５ａを形成する。触媒外側ケース５の下流側の端部が外側支持段部２５ａに溶接固定されている。

一方、フィルタ内側ケース２０の外周のうち、排気ガス移動方向の中途部に、フィルタ側接合フランジ２６のＬ形断面端面の内周側を溶接固定する。フィルタ外側ケース２１の外周側（放射方向）に向けて、フィルタ側接合フランジ２６のＬ形断面端面の外周側を突出させる。フィルタ側接合フランジ２６のＬ形断面端面の折り曲げ角部に段部２６ａを形成する。フィルタ外側ケース２１の上流側の端部が段部２６ａに溶接固定されている。なお、フィルタ内側ケース２０は、稜線が直線の円筒状に形成されている。フィルタ内側ケース２０の排気ガス上流側端部と下流側端部とは略同一径の円筒である。

また、ディーゼル酸化触媒２の外径とスートフィルタ３の外径とを等しく形成する。フィルタ断熱材２２の厚みに比べて、触媒断熱材６の厚みを大きく形成している。一方、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０は、同一板厚の材料にて形成する。触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂの内径に比べ、フィルタ内側ケース２０の外径を小さく形成する。触媒内側ケース４の内周面とフィルタ内側ケース２０の外周面の間に下流側隙間２３を形成する。下流側隙間２３は、前記各ケース４，２０の板厚（例えば１，５ミリメートル）よりも大きな寸法（例えば２ミリメートル）に形成する。例えば、前記各ケース４，２０が、錆びたり、熱変形しても、触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂにフィルタ内側ケース２０の排気ガス上流側端部を簡単に出入できる。

図１〜図５、図９、図１２に示す如く、ガスケット２４を介して触媒側接合フランジ２５とフィルタ側接合フランジ２６とを突き合わせる。各外側ケース５，２１の外周側を囲う一対の厚板状の中央挟持フランジ５１，５２にて、各接合フランジ２５，２６を排気ガス移動方向の両側から挟む。ボルト２７及びナット２８にて、各中央挟持フランジ５１，５２を締結して、各接合フランジ２５，２６を挟持することにより、触媒外側ケース５とフィルタ外側ケース２１とが着脱可能に連結される。

図１、図１２に示す如く、各中央挟持フランジ５１，５２及び各接合フランジ２５，２６を介して、触媒外側ケース５の下流側端部にフィルタ外側ケース２１の上流側端部を連結した状態では、ディーゼル酸化触媒２とスートフィルタ３の間に触媒下流側空間２９が形成される。即ち、ディーゼル酸化触媒２の下流側端部と、スートフィルタ３（フィルタ内側ケース２０）の上流側端部とが、センサ取付け用間隔Ｌ２だけ離れて対峙する。

図１及び図９に示すように、触媒内側ケース４における上流側筒部４ａの排気ガス移動方向の円筒長さＬ３よりも、触媒外側ケース５の排気ガス移動方向の円筒長さＬ４を長く形成する。フィルタ内側ケース２０の排気ガス移動方向の円筒長さＬ５よりも、フィルタ外側ケース２１の排気ガス移動方向の円筒長さＬ６が短く形成されている。触媒下流側空間２９のセンサ取付け用間隔Ｌ２と、触媒内側ケース４の上流側筒部４ａの円筒長さＬ３と、フィルタ内側ケース２０の円筒長さＬ５とを加算した長さ（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ５）が、触媒外側ケース５の円筒長さＬ４と、フィルタ外側ケース２１の円筒長さＬ６とを加算した長さ（Ｌ４＋Ｌ６）にほぼ等しくなるように構成されている。

また、フィルタ内側ケース２０の上流側の端部は、フィルタ外側ケース２１の上流側の端部から、各ケース２０，２１の長さの差（Ｌ７≒Ｌ５−Ｌ６）だけ突出している。そのため、触媒外側ケース５にフィルタ外側ケース２１を連結した状態では、フィルタ外側ケース２１から突出したフィルタ内側ケース２０の上流側寸法Ｌ７だけ、触媒外側ケース５の下流側（触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ）に、フィルタ内側ケース２０の上流側の端部が挿入される。即ち、下流側筒部４ｂ（触媒下流側空間２９）内に、フィルタ内側ケース２０の上流側が抜出し可能に挿入される。

上記の構成により、ディーゼル酸化触媒２の酸化作用によって生成された二酸化窒素（ＮＯ２）が、スートフィルタ３内に一側端面（取入れ側端面）３ａから供給される。ディーゼルエンジン７０の排気ガス中に含まれた粒子状物質（ＰＭ）は、スートフィルタ３に捕集されて、二酸化窒素（ＮＯ２）によって連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の粒状物質（ＰＭ）の除去に加え、ディーゼルエンジン７０の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の含有量が低減される。

図１、図８及び図９に示す如く、ディーゼルエンジン７０が排出した排気ガス音を減衰させる消音器３０は、耐熱金属材料製で略円筒形の消音内側ケース３１と、耐熱金属材料製で略円筒形の消音外側ケース３２と、消音外側ケース３２の下流側の側端部に溶接にて固着した円板状の側蓋体３３とを有する。消音外側ケース３２内に消音内側ケース３１を設ける。消音外側ケース３２は、触媒外側ケース５及びフィルタ外側ケース２１と共に、前述したＤＰＦケーシング６０を構成する。なお、円筒形の消音外側ケース３２の直径は、円筒形の触媒外側ケース５の直径又は円筒形のフィルタ外側ケース２１の直径と略同一寸法である。

消音内側ケース３１の排気ガス移動方向の両側端部には、円盤状の内蓋体３６，３７がそれぞれ溶接にて固着されている。各内蓋体３６，３７の間には一対の排気ガス導入管３８が設けられている。各排気ガス導入管３８の上流側端部は上流内蓋体３６を貫通している。各排気ガス導入管３８の下流側端部は下流内蓋体３７にて塞がれている。各排気ガス導入管３８の中間部には複数の連通孔３９が形成されている。各排気ガス導入管３８内に連通孔３９を介して膨張室４５を連通している。膨張室４５は、消音内側ケース３１の内部（各内蓋体３６，３７の間）に形成されている。

消音内側ケース３１及び消音外側ケース３２には、各排気ガス導入管３８の間に配置した排気ガス出口管３４を貫通させている。排気ガス出口管３４の一端側が出口蓋体３５によって閉塞されている。消音内側ケース３１の内部における排気ガス出口管３４の全体に多数の排気孔４６が開設されている。各排気ガス導入管３８が、複数の連通孔３９、膨張室４５及び多数の排気孔４６を介して、排気ガス出口管３４に連通されている。排気ガス出口管３４の他端側にテールパイプ４８を接続する。上記の構成により、消音内側ケース３１の両排気ガス導入管３８内に入り込んだ排気ガスは、複数の連通孔３９、膨張室４５及び多数の排気孔４６を介して排気ガス出口管３４を通過し、テールパイプ４８を介して消音器３０外に排出される。

図１及び図９に示す如く、フィルタ内側ケース２０の下流側の端部に、薄板状リング形のフィルタ出口側接合フランジ４０の内径側が溶接固定されている。フィルタ外側ケース２１の外周側（半径外側、放射方向）に向けてフィルタ出口側接合フランジ４０の外径側を突出させる。フィルタ出口側接合フランジ４０の外周側（端面Ｌ形の角隅部）に、フィルタ外側ケース２１の下流側の端部が溶接固定されている。消音内側ケース３１の上流側の端部に、消音外側ケース３２の外周側（半径外側）にはみ出る薄板状の消音側接合フランジ４１が溶接固定されている。なお、消音側接合フランジ４１の排気ガス上流側に、消音内側ケース３１の上流側を、所定円筒寸法Ｌ１０だけ突出させる。消音側接合フランジ４１の下流側で消音内側ケース３１の外周面に、消音外側ケース３２の上流側の端部が溶接固定されている。

図１及び図７〜図１０に示すように、ガスケット２４を介してフィルタ出口側接合フランジ４０と消音側接合フランジ４１とを突き合わせ、各外側ケース２１，３２の外周側を囲う一対の厚板状の出口挟持フランジ５３，５４にて、各接合フランジ４０，４１を排気ガス移動方向の両側から挟持させる。ボルト４２及びナット４３にて、各接合フランジ４０，４１に各出口挟持フランジ５３，５４を締結することにより、フィルタ外側ケース２１と消音外側ケース３２とが着脱可能に連結される。

図１及び図９に示すように、消音内側ケース３１の排気ガス移動方向の円筒長さＬ８より、消音外側ケース３２の排気ガス移動方向の円筒長さＬ９が短く形成されている。消音内側ケース３１の上流側の端部は、消音外側ケース３２の上流側の端部（接合フランジ４１）から、各ケース３１，３２の長さの差（Ｌ１０≒Ｌ８−Ｌ９）だけ突出している。即ち、フィルタ外側ケース２１に消音外側ケース３２を連結した状態では、消音内側ケース３１の上流側の端部が突出した寸法Ｌ１０だけ、フィルタ外側ケース２１の下流側端部（フィルタ出口側接合フランジ４０）内に形成されたフィルタ下流側空間４９に、消音内側ケース３１の上流側端部が挿入される。

図１及び図７〜図１０に示す如く、厚板状の中央挟持フランジ５１（５２）は、触媒外側ケース５（フィルタ外側ケース２１）の周方向に複数（実施形態では２つ）に分割された半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）にて構成されている。実施形態の各半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）は円弧状（ほぼ半円状の馬蹄形）に形成されている。触媒外側ケース５にフィルタ外側ケース２１を連結した状態では、各半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）の各端部が当接する。即ち、各半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）によって、触媒外側ケース５（フィルタ外側ケース２１）の外周側が環状に囲われるように構成している。

中央挟持フランジ５１（５２）には、周方向に沿った等間隔で、貫通穴付きのボルト締結部５５が複数設けられている。実施形態では、１組の中央挟持フランジ５１に付き８箇所のボルト締結部５５を備えている。各半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）単位で見ると、円周方向に沿った等間隔で４箇所ずつボルト締結部５５が設けられている。一方、触媒側接合フランジ２５及びフィルタ側接合フランジ２６には、中央挟持フランジ５１（５２）の各ボルト締結部５５に対応するボルト孔５６が貫通形成されている。

触媒外側ケース５とフィルタ外側ケース２１とを連結するに際しては、触媒外側ケース５の外周側を触媒側の両半円弧体５１ａ，５１ｂで囲うと共に、フィルタ外側ケース２１の外周側をフィルタ側の両半円弧体５２ａ，５２ｂで囲い、ガスケット２４を挟持した触媒側接合フランジ２５とフィルタ側接合フランジ２６とを、これら半円弧体群（中央挟持フランジ５１，５２）にて排気ガス移動方向の両側から挟持する。

前記の状態で、両側の中央挟持フランジ５１，５２のボルト締結部５５と、両接合フランジ２５，２６のボルト孔５６とに、ボルト２７を挿入してナット２８で締め付ける。その結果、両接合フランジ２５，２６が両中央挟持フランジ５１，５２で挟み固定され、触媒外側ケース５とフィルタ外側ケース２１との連結が完了する。ここで、触媒側の半円弧体５１ａ，５１ｂと、フィルタ側の半円弧体５２ａ，５２ｂとの端部同士の突合せ部分は、互いに７２°位相をずらして位置させるように構成されている。

図１及び図７〜図１０に示す如く、厚板状の出口挟持フランジ５３（５４）は、フィルタ外側ケース２１（消音外側ケース３２）の周方向に複数（実施形態では２つ）に分割された半円弧体５３ａ，５３ｂ（５４ａ，５４ｂ）にて構成されている。実施形態の各半円弧体５３ａ，５３ｂ（５４ａ，５４ｂ）は、中央挟持フランジ５１（５２）の半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）と基本的に同じ形態のものである。出口挟持フランジ５３（５４）にも、周方向に沿った等間隔で、貫通穴付きのボルト締結部５７が複数設けられている。一方、フィルタ出口側接合フランジ４０及び消音側接合フランジ４１には、出口挟持フランジ５３（５４）の各ボルト締結部５７に対応するボルト孔５８が貫通形成されている。

フィルタ外側ケース２１と消音外側ケース３２とを連結するに際しては、フィルタ外側ケース２１の外周側をフィルタ出口側の両半円弧体５３ａ，５３ｂで囲うと共に、消音外側ケース３２の外周側を消音側の両半円弧体５４ａ，５４ｂで囲い、ガスケット２４を挟持したフィルタ出口側接合フランジ４０と消音側接合フランジ４１とを、これら半円弧体群（出口挟持フランジ５３，５４）にて排気ガス移動方向の両側から挟持する。

前記の状態で、両側の出口挟持フランジ５３，５４のボルト締結部５７と、両接合フランジ４０，４１のボルト孔５８とに、ボルト４２を挿入してナット４３で締め付ける。その結果、両接合フランジ４０，４１が両出口挟持フランジ５３，５４で挟み固定され、フィルタ外側ケース２１と消音外側ケース３２との連結が完了する。ここで、フィルタ出口側の半円弧体５３ａ，５３ｂと、消音側の半円弧体５４ａ，５４ｂとの端部同士の突合せ部分は、互いに７２°位相をずらして位置させるように構成されている。

図１及び図７〜図１０に示す如く、挟持フランジ５１〜５４のうち少なくとも１つに、ＤＰＦケーシング６０（外側ケース５，２１，３２）をディーゼルエンジン７０に支持させる支持体としての左ブラケット脚６１が取り付けられている。実施形態では、フィルタ出口側の出口挟持フランジ５３のうち一方の半円弧体５３ａに、貫通穴付きの支持体締結部５９が、隣り合うボルト締結部５７の間に位置するように２箇所に一体形成されている。一方、左ブラケット脚６１には、前述の支持体締結部５９に対応する取付けボス部８６が一体形成されている。

上記の構成により、フィルタ出口側にある一方の半円弧体５３ａの支持体締結部５９に、左ブラケット脚６１の取付けボス部８６をボルト締結することにより、フィルタ出口側の出口挟持フランジ５３に左ブラケット脚６１が着脱可能に固定される。右ブラケット脚６２の一端側は、ＤＰＦケーシング６０（触媒外側ケース５）の外周側に溶接固定され、左右両ブラケット脚６１，６２の他端側は、フライホイールハウジング７８の上面に形成されたＤＰＦ取付部８０にボルト締結されることは、先の説明の通りである。その結果、ＤＰＦ１は、左右両ブラケット脚６１，６２とタービンケース１０１の排気ガス排出管１０３とにより、高剛性部材であるフライホイールハウジング７８の上部に安定的に連結支持される。

図１及び図７〜図１０に示す如く、エンジン７０が排出した排気ガスを浄化するガス浄化体（ディーゼル酸化触媒２，スートフィルタ３）と、ディーゼル酸化触媒２，スートフィルタ３を内蔵する各内側ケース４，２０，３１と、各内側ケース４，２０，３１を内蔵する各外側ケース５，２１，３２とを有している。また、前記各内側ケース４，２０，３１は、各外側ケース５，２１，３２の外周側にはみ出る接合フランジ２５，２６，４０，４１を介して、各外側ケース５，２１，３２に連結させる。ガス浄化体（ディーゼル酸化触媒２，スートフィルタ３）、各内側ケース４，２０，３１及び各外側ケース５，２１，３２の組合せを複数組備え、各接合フランジ２５，２６（４０，４１）を一対の挟持フランジ５１，５２（５３，５４）にて挟持固定することによって、複数の外側ケース５，２１，３２を連結する。

したがって、隣り合う接合フランジ２５，２６（４０，４１）を、各挟持フランジ５１，５２（５３，５４）にて両側から挟み付けて圧接（密着）できる。しかも、挟持フランジ５１〜５４を外側ケース５，２１，３２に溶接することなく別体に構成するので、挟持フランジ５１〜５４と外側ケース５，２１，３２との関係において、溶接に起因する応力集中や歪の問題が生ずるおそれはない。このため、各接合フランジ２５，２６（４０，４１）の全体に略均一な圧接力を付与できると共に、挟持フランジ５１〜５４のシール面（挟持面）の面圧を高い状態に維持できる。その結果、各接合フランジ２５，２６（４０，４１）の間からの排気ガス漏れを確実に防止できる。

図１及び図７〜図１０に示す如く、各挟持フランジ５１〜５４は、外側ケース５，２１，３２の周方向に複数に分割された馬蹄形の半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ）からなり、複数の半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ）にて外側ケース５，２１，３２の外周側を囲うように構成している。したがって、複数の半円弧体５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ）で構成された挟持フランジ５１〜５４でありながら一体物と同様の組付け状態になる。このため、リング形状のものに比べて挟持フランジ５１〜５４の組付けが容易であり、組付け作業性を向上できる。また、加工コストや組付けコストを抑制しつつ、シール性の高いＤＰＦ１を構成できる。

次に、図１１を参照しながら、各接合フランジ２５，２６，４０の詳細構造について説明する。各接合フランジ２５，２６，４０はいずれも基本的に同じ構造であるから、触媒内側ケース４と触媒外側ケース５とに溶接固定される触媒側接合フランジ２５を代表例として説明する。図１１は実施形態における触媒側接合フランジ２５の拡大側面断面図を示している。図１１に示す如く、触媒側接合フランジ２５は、この断面端面がＬ形の中間に、階段状に折り曲げられた外側支持段部２５ａを有する。外側支持段部２５ａに触媒外側ケース５の下流側端部を被嵌させ、触媒外側ケース５の下流側端部に外側支持段部２５ａを溶接固定させる。

一方、触媒内側ケース４（触媒外側ケース５）の延長方向（排気ガス移動方向）に触媒側接合フランジ２５のＬ形の内径側端部２５ｂが延設される。触媒内側ケース４の下流側端部に内径側端部２５ｂを被嵌させ、触媒内側ケース４に内径側端部２５ｂを溶接固定させる。他方、触媒外側ケース５の外周から放射方向（鉛直方向）に向けて、触媒側接合フランジ２５のＬ形の外径側端部２５ｃを延設させる。触媒側接合フランジ２５の断面端面Ｌ形状と外側支持段部２５ａの形成によって、触媒側接合フランジ２５の高い剛性が確保されている。

なお、挟持フランジ５１，５２と接合フランジ２５，２６に、各々のボルト孔５６を介して、ボルト２７を貫通させ、ナット２８を螺着させて、挟持フランジ５１，５２と接合フランジ２５，２６を締結させるもので、触媒側接合フランジ２５の外径側端部２５ｃが挟持フランジ５１，５２にて挟持されるのは前述の通りである。

次に、図１、図１２に示す如く、ＤＰＦ１に付設する上流側ガス温度センサ１０９（下流側ガス温度センサ１１２）について説明する。触媒内側ケース４の上流側筒部４ａと下流側筒部４ｂの間で、触媒内側ケース４の外周面に円筒状のセンサボス体１１０の一端側を溶接固定する。触媒外側ケース５のセンサ取付け開口５ａから、該ケース５の外側に向けて、放射方向にセンサボス体１１０の他端側を延長させる。センサボス体１１０の他端側にセンサ取付けボルト１１１を螺着する。センサ取付けボルト１１１に例えばサーミスタ形の上流側ガス温度センサ１０９を貫通させ、センサボス体１１０にセンサ取付けボルト１１１を介して上流側ガス温度センサ１０９を支持させる。触媒下流側空間２９内に上流側ガス温度センサ１０９の検出部分を突入させている。

上記の構成により、ディーゼル酸化触媒２のガス流出側端面２ｂから排気ガスが排出されたとき、その排気ガス温度が上流側ガス温度センサ１０９にて検出される。なお、前記と同様に、図１に示す如く、センサボス体１１０にセンサ取付けボルト１１１を介して例えばサーミスタ形の下流側ガス温度センサ１１２を取付け、スートフィルタ３の他側端面（排出側端面）３ｂの排気ガスの温度を下流側ガス温度センサ１１２にて検出させる。

次に、図１３に示す如く、ＤＰＦ１に付設する差圧センサ６３について説明する。差圧センサ６３は、ＤＰＦ１内におけるスートフィルタ３を挟んだ上流側及び下流側間の排気ガスの圧力差を検出するためのものである。当該圧力差に基づいてスートフィルタ３の粒子状物質の堆積量が換算され、ＤＰＦ１内の詰り状態を把握できるように構成している。即ち、差圧センサ６３にて検出された排気ガスの圧力差に基づき、例えば図示しないアクセル制御手段又は吸気スロットル制御手段等を作動させることによって、スートフィルタ３の再生制御を自動的に実行できるように構成されている。

上述した消音側の出口挟持フランジ５４にセンサブラケット６６をボルト締結して、ＤＰＦケーシング６０の上面側にセンサブラケット６６を配置させる。差圧センサ６３の検出本体６７がセンサブラケット６６に取付けられる。差圧センサ６３の検出本体６７には、上流側センサ配管６８と下流側センサ配管６９を介して上流側管継手体６４と下流側管継手体６５がそれぞれ接続される。ＤＰＦケーシング６０には、前記センサボス体１１０と同様に、センサボス体１１３が配置される。管継手ボルト１１４によってセンサボス体１１３に上流側管継手体６４（下流側管継手体６５）が締結される。

上記の構成により、スートフィルタ３の流入側の排気ガス圧力と、スートフィルタ３の流出側の排気ガス圧力の差（排気ガスの差圧）が、差圧センサ６７を介して検出される。スートフィルタ３に捕集された排気ガス中の粒子状物質の残留量が排気ガスの差圧に比例するから、スートフィルタ３に残留する粒子状物質の量が所定以上に増加したときに、差圧センサ６７の検出結果に基づき、スートフィルタ３の粒子状物質量を減少させる再生制御（例えば排気温度を上昇させる制御）が実行される。再生制御可能範囲以上に、粒子状物質の残留量がさらに増加したときには、ＤＰＦケーシング６０を着脱分解して、スートフィルタ３を掃除し、粒子状物質を人為的に除去するメンテナンス作業が行われる。

次に、図１４を参照して、本願発明に係るＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）の第２実施形態を説明する。図１４は、第２実施形態の触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０を示す断面説明図である。触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０は、円錐台形状の鋼製パイプによって形成する。触媒内側ケース４の上流側筒部４ａ（ガス取入れ側）に対して下流側筒部４ｂ側（ガス排出側）を末広がり形状に形成している。フィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａに対して下流側筒部２０ｂ側を末広がり形状に形成している。即ち、稜線が直線の筒状に、触媒内側ケース４と、フィルタ内側ケース２０が形成されている。触媒内側ケース４のガス出口とフィルタ内側ケース２０のガス入口が異径に形成されている。

また、図１４の第２実施形態では、触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂの外周側と、フィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａの内周側との間に下流側隙間２３（空間）が形成されている。触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０の間に、二重構造に嵌込むための着脱用の下流側隙間２３を形成している。触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ（ガス排出出口側）とフィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａ（ガス取入れ入口側）を異径に形成し、大径に形成された触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ（ガス排出側）に、小径に形成されたフィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａ（ガス取入れ側）を挿入させて、触媒内側ケース４にフィルタ内側ケース２０を嵌め込み連結させている。即ち、各ケース４，２０の末広がり形状によって、各ケース４，２０内では、上流側の排気ガス圧力よりも下流側の排気ガス圧力を低く維持でき、排気抵抗を低減できる。

さらに、図１４の第２実施形態では、第１実施形態（図１）と同様に、触媒側接合フランジ２５を介して触媒内側ケース４に触媒外側ケース５を被嵌させる。触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０との連結部の外周に、触媒外側ケース５（外側ケース体）を被嵌させる。触媒外側ケース５にセンサ取付け開口５ａ（センサ取付け孔）を形成し、センサ取付け開口５ａを介して触媒外側ケース５にセンサボス体１１０（センサ取付け体）を設置させる。触媒外側ケース５を支持するケーシング側ブラケット脚６２（支持ブラケット）を備える構造であって、ケーシング側ブラケット脚６２に切欠き溝８９（ボルト孔）を形成し、先付けボルト８７差込み用の切欠きを介してケーシング側ブラケット脚６２の側縁に切欠き溝８９を開放するように構成している。

次に、図１５を参照して、本願発明のＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）の第３実施形態（第２実施形態の変形例）を説明する。図１５は、第３実施形態の触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０を示す断面説明図である。触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０は、円錐台形状の鋼製パイプによって形成する。触媒内側ケース４の上流側筒部４ａ（ガス取入れ側）に対して下流側筒部４ｂ側（ガス排出側）を先細り形状に形成している。フィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａに対して下流側筒部２０ｂ側を先細り形状に形成している。大径に形成されたフィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａ（ガス取入れ側）に、小径に形成された触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ（ガス排出側）を挿入させて、フィルタ内側ケース２０に触媒内側ケース４を嵌め込み連結させている。即ち、各ケース４，２０の先細り形状によって、各ケース４，２０内では、上流側の排気ガス圧力よりも下流側の排気ガス圧力を高く維持でき、排気ガスの処理性能を向上できる。

次に、図１６を参照して、本願発明のＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）の第４実施形態（第２実施形態の変形例）を説明する。図１６は、第４実施形態の触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０を示す断面説明図である。触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０は、円錐台形状の鋼製パイプによって形成する。触媒内側ケース４の上流側筒部４ａ（ガス取入れ側）に対して下流側筒部４ｂ側（ガス排出側）を末広がり形状に形成している。フィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａに対して下流側筒部２０ｂ側を先細り形状に形成している。大径に形成された触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ（ガス排出側）に、小径に形成されたフィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａ（ガス取入れ側）を挿入させて、触媒内側ケース４にフィルタ内側ケース２０を嵌め込み連結させている。即ち、触媒内側ケース４の末広がり形状と、フィルタ内側ケース２０の先細り形状とによって、触媒内側ケース４内では、上流側の排気ガス圧力よりも下流側の排気ガス圧力を低く維持でき、排気抵抗を低減できる一方、フィルタ内側ケース２０内では、上流側の排気ガス圧力よりも下流側の排気ガス圧力を高く維持でき、排気ガスの処理性能を向上できる。

次に、図１７を参照して、本願発明のＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）の第５実施形態（第２実施形態の変形例）を説明する。図１７は、第５実施形態の触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０を示す断面説明図である。触媒内側ケース４は、円錐台形状の鋼製パイプによって形成する。触媒内側ケース４の上流側筒部４ａ（ガス取入れ側）に対して下流側筒部４ｂ側（ガス排出側）を末広がり形状に形成している。フィルタ内側ケース２０は、同一径の円筒形状に形成している。大径に形成された触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ（ガス排出側）に、小径に形成されたフィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａ（ガス取入れ側）を挿入させて、触媒内側ケース４にフィルタ内側ケース２０を嵌め込み連結させている。即ち、触媒内側ケース４の末広がり形状によって、触媒内側ケース４内では、上流側の排気ガス圧力よりも下流側の排気ガス圧力を低く維持でき、排気抵抗を低減できる。

次に、図１８を参照して、本願発明のＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）の第６実施形態（第２実施形態の変形例）を説明する。図１８は、第６実施形態の触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０を示す断面説明図である。触媒内側ケース４は、円錐台形状の鋼製パイプによって形成する。触媒内側ケース４の上流側筒部４ａ（ガス取入れ側）に対して下流側筒部４ｂ側（ガス排出側）を先細り形状に形成している。フィルタ内側ケース２０は、同一径の円筒形状に形成している。大径に形成されたフィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａ（ガス取入れ側）に、小径に形成された触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ（ガス排出側）を挿入させて、フィルタ内側ケース２０に触媒内側ケース４を嵌め込み連結させている。即ち、触媒内側ケース４の先細り形状によって、触媒内側ケース４内では、上流側の排気ガス圧力よりも下流側の排気ガス圧力を高く維持でき、排気ガスの処理性能を向上できる。

次に、図１９を参照して、本願発明のＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）の第７実施形態（第２実施形態の変形例）を説明する。図１９は、第７実施形態の触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０を示す断面説明図である。触媒内側ケース４は、円錐台形状の鋼製パイプによって形成する。触媒内側ケース４の上流側筒部４ａ（ガス取入れ側）に対して下流側筒部４ｂ側（ガス排出側）を先細り形状に形成している。フィルタ内側ケース２０は、同一径の円筒形状に形成している。大径に形成された触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂ（ガス排出側）に、小径に形成されたフィルタ内側ケース２０の上流側筒部２０ａ（ガス取入れ側）を挿入させて、触媒内側ケース４にフィルタ内側ケース２０を嵌め込み連結させている。即ち、触媒内側ケース４の先細り形状によって、触媒内側ケース４内では、上流側の排気ガス圧力よりも下流側の排気ガス圧力を高く維持でき、排気ガスの処理性能を向上できる。

次に、図２０乃至図２３を参照して、本願発明のＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）の第８実施形態（第１実施形態の変形例）を説明する。図２０は、触媒内側ケースとフィルタ内側ケースの接合部を示す外観斜視図、図２１は、同断面説明図、図２２は、同拡大断面説明図、図２３は、図２２の分解説明図である。第１実施形態の触媒側接合フランジ２５と同様に、触媒内側ケース４（上流側ケース）の外周に溶接固定する薄板状リング形の触媒側接合フランジ２０１を備える。断面端面がＬ形状のドーナツ形に触媒側接合フランジ２０１が形成されている。触媒内側ケース４の下流側筒部４ｂの端部に、触媒側接合フランジ２０１のＬ形断面端面の内周側を溶接固定する。触媒外側ケース５（上流側ケース）の外周側（放射方向）に向けて、触媒側接合フランジ２０１のＬ形断面端面の外周側を突出させる。触媒側接合フランジ２０１のＬ形断面端面の折曲げ中間部に外側支持段部２０１ａを形成する。触媒外側ケース５の下流側の端部が外側支持段部２０１ａに溶接固定されている。

一方、図２２、図２３に示す如く、フィルタ外側ケース２１（下流側ケース）のガス取入れ側に薄板状リング形で断面端面が台形状のフィルタ側接合フランジ２０２を備える。フィルタ外側ケース２１のガス取入れ側端部に、プレス加工によって、断面端面が台形状のフィルタ側接合フランジ２０２を一体的に形成する。また、前記プレス加工によって、フィルタ外側ケース２１下流側のフランジ２０２の台形状端部とは反対側のフランジ２０２の台形状側端部２０２ａ、換言すると、フィルタ外側ケース２１（フィルタ側接合フランジ２０２）のガス取入れ側端部の直径を収縮させて小径に形成している。即ち、フィルタ内側ケース２０（下流側ケース）のうち、排気ガス移動方向の中途部に、フィルタ外側ケース２１（フィルタ側接合フランジ２０２）の台形状側端部２０２ａを溶接固定する。

さらに、図２２、図２３に示す如く、フィルタ側接合フランジ２０２の台形状一側の上流側斜面２０２ｂに沿う形状に、触媒側接合フランジ２０１のＬ形断面端面の外周側端部２０１ｂを末広がり状に傾斜させて形成する。また、フィルタ側接合フランジ２０２の上流側斜面２０２ｂの傾斜下端側に接合支持段部２０２ｃを形成する。触媒側接合フランジ２０１のＬ形断面中間の扁平内周面２０１ｃと接合支持段部２０２ｃとの案内によって、触媒側接合フランジ２０１の外周側端部２０１ｂがフィルタ側接合フランジ２０２の上流側斜面２０２ｂに当接して、触媒側接合フランジ２０１がフィルタ側接合フランジ２０２に合体するように構成する。

図２２、図２３に示す如く、合体状態の触媒側接合フランジ２０１とフィルタ側接合フランジ２０２に被嵌させる挟扼体２０３を備える。割り溝２０３ａを有する薄板状Ｃリング形で断面端面が台形状に挟扼体２０３を形成する（図２３参照）。フィルタ側接合フランジ２０２の上流側斜面２０２ｂに、接合パッキン２０４を介して、触媒側接合フランジ２０１の外周側端部２０１ｂを当接させて、各フランジ２０１，２０２の外周側に挟扼体２０３を嵌合させ、各フランジ２０１，２０２を連結するように構成する（図２２参照）。

図２０、図２１に示す如く、各フランジ２０１，２０２の外周側に嵌合させた挟扼体２０３を締結する締付けバンド体２０５を備える。締付けバンド体２０５の一端側折曲げ部２０５ａに連結軸体２０６を介して締付けボルト２０７の基端側を係止させる。締付けボルト２０７の先端側を貫通させる受け筒体２０８を備える。締付けバンド体２０５の他端側折曲げ部２０５ｂに連結軸体２０９を介して受け筒体２０８の一端部を係止させる。受け筒体２０８に貫通させた締付けボルト２０７の先端側に締付けナット２１０を螺着させ、締付けボルト２０７と締付けナット２１０によって締付けバンド体２０５を緊張させるように構成する。

図２０乃至図２３に示す如く、上流側ガス浄化体（ディーゼル酸化触媒２）を設ける上流側ケース（触媒内側ケース４、触媒外側ケース５）のガス排出側と、前記下流側ガス浄化体（スートフィルタ３）を設ける下流側ケース（フィルタ内側ケース２０、フィルタ外側ケース２１）のガス取入れ側とに、接合フランジ（触媒側接合フランジ２０１、フィルタ側接合フランジ２０２）がそれぞれ形成される。前記各ケース４，５，２０，２１の各接合フランジ２０１，２０２に挟扼体２０３が着脱可能に被嵌される。Ｖ形クランプをなす前記挟扼体２０３が締付けバンド体２０５にて着脱可能に締結されている。

上流側ケース（触媒内側ケース４、触媒外側ケース５）のガス排出側から、下流側ケース（フィルタ内側ケース２０、フィルタ外側ケース２１）のガス取入れ側を分離して、下流側ガス浄化体（スートフィルタ３）のメンテナンス性を向上させるように、前記各ケース４，５，２０，２１の各接合フランジ２０１，２０２を連結する挟扼体２０３として、Ｖ形クランプ構造の挟扼体２０３を使用する場合、挟扼体２０３のＶ形クランプ構造を、ステンレス鋼製の厚板の切削加工によって形成することによって、製作コストを簡単に低減できない問題がある。ステンレス鋼製の厚板を使用しないことによって製作コストを低減できるが、さび易くなる問題がある。また、挟扼体２０３のＶ形クランプ構造を、ステンレス鋼製の薄板によって形成する場合、下流側ケース（フィルタ外側ケース２１）に挟扼体２０３を溶接にて固定することによって、溶接歪や溶接スパッタにて最適な取付け性やシール性を確保できない問題がある。下流側ケース（フィルタ外側ケース２１）に挟扼体２０３を溶接にて固定する場合、溶接脚高さを避けるのに、Ｖ形クランプ構造の挟扼体２０３の取付け径を大きく形成する必要があり、Ｖ形クランプ構造の特徴とするコンパクト性を発揮できない問題がある。

これに対して、図２０乃至図２３に示す第８実施形態の構造は、下流側ケース（フィルタ外側ケース２１）と、Ｖ形クランプ構造の挟扼体２０３が一体構造であるから、構成部品数を低減でき、溶接加工箇所も削減でき、低コストに構成できる。前記各ケース４，５，２０，２１の各接合フランジ２０１，２０２の近傍に挟扼体２０３を溶接する必要がないから、取付け性やシール性を簡単に確保できる。Ｖ形クランプ構造の挟扼体２０３の締結を緩めることによって、下流側ケース（フィルタ内側ケース２０、フィルタ外側ケース２１）を分離でき、スートフィルタ３等のメンテナンス性を向上できる。ボルト止めフランジ構造に比べ、Ｖ形クランプ構造の挟扼体２０３の締結部の最外径を小さく形成でき、ＤＰＦ１の外形をコンパクトに形成できる。挟扼体２０３や締付けバンド体２０５等の全ての構成部品をステンレス鋼にて構成でき、追加の錆対策（防錆塗装等）が不要になる。シール性やメンテナンス性に優れたＶ形クランプ構造の挟扼体２０３がＤＰＦ１に設置されることによって、商品価値をさらに上げることができる。

なお、図２０乃至図２３において、触媒内側ケース４内部にフィルタ内側ケース２０を挿入させたが、触媒側接合フランジ２０１の形状とフィルタ側接合フランジ２０２の形状を入れ替えてもよい。即ち、フィルタ内側ケース２０内部に触媒内側ケース４を挿入させるように構成し、薄板状リング形で断面端面が台形状に触媒側接合フランジ２０１を形成し、断面端面がＬ形状のドーナツ形にフィルタ側接合フランジ２０２を形成し、上流側ケース（触媒内側ケース４、触媒外側ケース５）のガス排出側に設ける触媒側接合フランジ２０１に、締付けバンド体２０５によって挟扼体２０３を固定させることも容易に行えることは、云うまでもない。

図１、図１４〜図１９に示す如く、ディーゼルエンジン７０が排出した排気ガスを浄化するディーゼル酸化触媒２（上流側ガス浄化体）と、ディーゼルエンジン７０が排出した排気ガスを浄化するスートフィルタ３（下流側ガス浄化体）と、ディーゼル酸化触媒２を内設させる触媒内側ケース４（上流側ガス浄化体ケース）と、スートフィルタ３を内設させるフィルタ内側ケース２０（下流側ガス浄化体ケース）とを備え、触媒内側ケース４のガス排出側と、フィルタ内側ケース２０のガス取入れ側とを嵌め込み連結させるＤＰＦ１（排気ガス浄化装置）において、触媒内側ケース４を同一径の筒状に形成し、またフィルタ内側ケース２０を同一径の筒状に形成する。即ち、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０とを、排気ガスの取入れ側と排出側が同一径である筒状に形成する。そして、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０（ガス浄化体ケース）のいずれか一方を他方よりも小径に形成している。

したがって、同一径の筒状体にて形成した触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０のいずれか一方に拡径部を設けた従来技術に比べ、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０に拡径部を設ける必要がなく、稜線が直線の筒状に触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０を形成できるから、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０に拡径部を設ける加工が不要になり、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の加工コストを低減できる。しかも、触媒内側ケース４における排気ガスの排出側とフィルタ内側ケース２０における排気ガスの取入れ側との間に段差を設けて拡径部を形成する必要がないから、熱膨張・収縮の繰返しに起因して触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の特定部位に熱応力が局部的に集中するのを低減でき、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０（ガス浄化体ケース）の耐久性を向上できる。

図１、図１４〜図１９に示す如く、ディーゼルエンジン７０が排出した排気ガスを浄化するディーゼル酸化触媒２と、ディーゼルエンジン７０が排出した排気ガスを浄化するスートフィルタ３と、ディーゼル酸化触媒２を内設させる触媒内側ケース４と、スートフィルタ３を内設させるフィルタ内側ケース２０とを備え、触媒内側ケース４のガス排出側と、フィルタ内側ケース２０のガス取入れ側とを嵌め込み連結させるＤＰＦ１において、稜線が直線の筒状に触媒内側ケース４を形成し、また稜線が直線の筒状にフィルタ内側ケース２０を形成する。即ち、触媒内側ケース４（上流側ガス浄化体ケース）とフィルタ内側ケース２０（下流側ガス浄化体ケース）とを、それらの外径の稜線が段差のない直線状になる筒形に形成する。そして、触媒内側ケース４のガス出口とフィルタ内側ケース２０のガス入口を異径に形成している。

したがって、従来技術に比べ、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０に拡径部を設ける必要がないから、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０に拡径部を設ける加工が不要になり、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の加工コストを低減できる。しかも、触媒内側ケース４における排気ガスの排出側とフィルタ内側ケース２０の排気ガスの取入れ側との間に段差を設けて拡径部を形成する必要がないから、熱膨張・収縮の繰返しに起因して触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の特定部位に熱応力が局部的に集中するのを低減でき、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の耐久性を向上できる。

図１〜図１３に示す如く、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０のいずれか一方を他方よりも大径に形成し、大径側の触媒内側ケース４のガス排出側（又はフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側）に、小径側のフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側（又は触媒内側ケース４のガス排出側）を挿入するように構成している。したがって、大径側の触媒内側ケース４のガス排出側にフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側を簡単に出入することができる。フィルタ内側ケース２０の組立・分解作業性を向上できる。

図１、図１４、図１６、図１７、図１９に示す如く、触媒内側ケース４よりもフィルタ内側ケース２０を小径に形成し、大径側の触媒内側ケース４のガス排出側に、小径側のフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側を挿入するように構成している。したがって、従来技術に比べ、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の加工コストを低減でき、しかも、熱膨張・収縮の繰返しに起因して触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の特定部位に熱応力が局部的に集中するのを低減でき、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の耐久性を向上できる。フィルタ内側ケース２０の外周位置に、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０とを連結するための触媒側接合フランジ２５及びフィルタ側接合フランジ２６を配置できるから、触媒内側ケース４を利用して本機側に支持でき、ガス出口管（消音器３０）等を有したフィルタ内側ケース２０側の組立・分解作業性を向上できる。

図１５、図１８に示す如く、フィルタ内側ケース２０よりも触媒内側ケース４を小径に形成し、小径側のフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側に、大径側の触媒内側ケース４のガス排出側を挿入するように構成している。したがって、従来技術に比べ、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の加工コストを低減でき、しかも、熱膨張・収縮の繰返しに起因して触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の特定部位に熱応力が局部的に集中するのを低減でき、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の耐久性を向上できる。触媒内側ケース４の外周位置に、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０とを連結するための触媒側接合フランジ２５及びフィルタ側接合フランジ２６を配置できるから、フィルタ内側ケース２０を利用して本機側に支持でき、ガス入口管等を有した触媒内側ケース４側の組立・分解作業性を向上できる。

図１、図１４〜図１９に示す如く、触媒内側ケース４のガス排出側とフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側を異径に形成し、触媒内側ケース４のガス排出側とフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側を嵌め込み連結させるように構成している。したがって、触媒内側ケース４（又はフィルタ内側ケース２０）のガス取入れ側とガス排出側とを同一径に形成したり、稜線が直線の円錐台形の筒状に触媒内側ケース４（又はフィルタ内側ケース２０）を形成できるから、従来技術に比べ、触媒内側ケース４（又はフィルタ内側ケース２０）の加工コストを低減でき、しかも、熱膨張・収縮の繰返しに起因して触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の特定部位に熱応力が局部的に集中するのを低減でき、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０の耐久性を向上できる。ガス取入れ側とガス排出側が同一径の触媒内側ケース４（又はフィルタ内側ケース２０）の場合、長尺のパイプを寸断することによって、触媒内側ケース４（又はフィルタ内側ケース２０）を簡単に形成できる。触媒内側ケース４（又はフィルタ内側ケース２０）が円錐台形の筒状の場合、触媒内側ケース４のガス排出側とフィルタ内側ケース２０のガス取入れ側の嵌め込み又は抜き出し操作等の組立分解作業性を向上できる。

図１、図１４〜図１９に示す如く、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０との連結部の外周に触媒外側ケース５又はフィルタ外側ケース２１（外側ケース体）を被嵌している。したがって、触媒内側ケース４及びフィルタ内側ケース２０を保護でき、且つ触媒内側ケース４内及びフィルタ内側ケース２０内の温度の低下を低減できる。触媒外側ケース５にケーシング側ブラケット脚６２（支持ブラケット）又はフィルタ外側ケース２１にフランジ側ブラケット脚６１（支持ブラケット）を高剛性に設置でき、ＤＰＦ１の支持強度を向上できる。

図１、図１４〜図１９に示す如く、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０の間に、二重構造に嵌込むための下流側隙間２３（着脱用隙間）を形成している。したがって、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０を簡単な操作で着脱できる。即ち、例えば、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０の連結部から排気ガスが漏れるのを防止するために、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０をこれらの連結部で密着させた場合、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０が錆等によって一体化し、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０を簡単に分離できなかった。従来に比べ、触媒内側ケース４とフィルタ内側ケース２０を簡単に分離でき、触媒内側ケース４又はフィルタ内側ケース２０のメンテナンスや交換作業性を向上できる。

図１、図１４〜図１９に示す如く、触媒外側ケース５又はフィルタ外側ケース２１にセンサ取付け開口５ａ（センサ取付け孔）を形成し、センサ取付け開口５ａを介して触媒外側ケース５又はフィルタ外側ケース２１にセンサボス体１１０（センサ取付け体）を設置したものであるから、触媒外側ケース５内又はフィルタ外側ケース２１内の温度の低下を低減できる。所定温度（すすが自動消滅する自己再生温度）以上にディーゼル酸化触媒２又はスートフィルタ３のガス温度を維持して、ディーゼル酸化触媒２又はスートフィルタ３のガス浄化機能を継続維持できる。しかも、センサボス体１１０を介して、触媒内側ケース４内のディーゼル酸化触媒２の端面に当接するまで接近させて、上流側ガス温度センサ１０９（排気ガスセンサ）を組付けることができる。上流側ガス温度センサ１０９による排気ガスの検知精度を簡単に向上できる。

図１、図１４〜図１９に示す如く、触媒外側ケース５を支持するケーシング側ブラケット脚６２を備える構造であって、ケーシング側ブラケット脚６２に切欠孔８９（ボルト孔）を形成し、ボルト差込み用の切欠きを介してケーシング側ブラケット脚６２の側縁に切欠孔８９を開放するように構成している。したがって、ケーシング側ブラケット脚６２が連結されるディーゼルエンジン７０側又は本機側の取付け部位に半固定状態で仮止め用の先付けボルト８７（ボルト）を装着した後、その先付けボルト８７に前記切欠きを介して切欠孔８９を係合させ、前記取付け部位にＤＰＦ１を支持させることができる。即ち、作業者は、ＤＰＦ１から手を離した状態で、後付ボルト８８（ボルト）を締付けてフランジ側ブラケット脚６１及びケーシング側ブラケット脚６２を締結できる。一人の作業者によってＤＰＦを着脱作業できる。重量物であるＤＰＦ１全体（触媒外側ケース５及びフィルタ外側ケース２１）の組付け作業性を向上できる。

図１、図２０〜図２３に示す如く、前記上流側ガス浄化体（ディーゼル酸化触媒２）を設ける上流側ケース（触媒内側ケース４、触媒外側ケース５）のガス排出側と、前記下流側ガス浄化体（スートフィルタ３）を設ける下流側ケース（フィルタ内側ケース２０、フィルタ外側ケース２１）のガス取入れ側とに、接合フランジ（触媒側接合フランジ２０１、フィルタ側接合フランジ２０２）をそれぞれ形成し、前記各ケース４，５，２０，２１の各接合フランジ２０１，２０２に挟扼体２０３を着脱可能に被嵌させ、締付けバンド体２０５によって前記挟扼体２０３を着脱可能に締結するように構成している。

したがって、前記締付けバンド体２０５の着脱操作によって前記挟扼体２０３を簡単に着脱でき、触媒内側ケース４及び触媒外側ケース５のガス排出側に対して、フィルタ内側ケース２０及びフィルタ外側ケース２１のガス取入れ側を簡単に分離又は接合できる。例えば、ＤＰＦハウジング６０の設置場所が狭少空間（エンジンルームの内部等）であっても、スートフィルタ３に溜る粒子状物質等を簡単な着脱操作にて除去でき、フィルタ内側ケース２０内部の掃除等のメンテナンス作業性を向上できる。

１ ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）
２ ディーゼル酸化触媒（ガス浄化体）
３ スートフィルタ（ガス浄化体）
４ 触媒内側ケース（上流側ケース）
４ａ 触媒内側ケースの上流側筒部
４ｂ 触媒内側ケースの下流側筒部
５ 触媒外側ケース（外側ケース体、上流側ケース）
５ａ センサ取付け開口（センサ取付け孔）
２０ フィルタ内側ケース（下流側ケース）
２０ａ フィルタ内側ケースの上流側筒部
２０ｂ フィルタ内側ケースの下流側筒部
２１ フィルタ外側ケース（外側ケース体、下流側ケース）
６２ ケーシング側ブラケット脚（支持ブラケット）
７０ ディーゼルエンジン
８７ 先付けボルト
８９ 切欠き溝（ボルト孔）
１１０ センサボス体（センサ取付け体）
２０１ 触媒側接合フランジ
２０２ フィルタ側接合フランジ
２０３ 挟扼体
２０５ 締付けバンド体

Claims (2)

1. エンジンが排出した排気ガスを浄化する複数のガス浄化体と、複数の前記ガス浄化体それぞれを内設した複数のガス浄化体ケースとを備え、前記ガス浄化体ケースを嵌め込み連結させて、複数の前記ガス浄化体を排気ガス移動方向に直列に配列させた排気ガス浄化装置において、
   前記ガス浄化体ケースを、排気ガスの取入れ側と排出側が同一径である筒状に形成し、互いに連結させる前記ガス浄化体ケースの一方を他方よりも小径に形成したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
2. 前記ガス浄化体ケースが、前記ガス浄化体を内設する内側ケースと、該内側ケースを内設する上流側外側ケースとによる二重管構造を有し、
   前記内側ケースを、排気ガスの取入れ側と排出側が同一径である筒状に形成し、互いに連結させる前記ガス浄化体ケースにおける前記内側ケースの一方を他方よりも小径に形成し、
   小径側となる一方の内側ケースを、当該内側ケースに対応する外側ケースの端部から、大径側となる他方の内側ケースに向かって突出させて、前記一方の内側ケースを前記他方の内側ケースに挿入して連結させることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。

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