JP2015505926A - 排気浄化ユニットを排気通路内に嵌合させるための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、排気浄化ユニット２を排気通路１ｂ内に嵌合させるための装置に関する。この装置は、環状弾性コンポーネント７を備え、環状弾性コンポーネント７は、排気浄化ユニット２の周りでガスケット５から離れて嵌合される。環状弾性コンポーネント７は、排気浄化ユニット２の壁面３と接触するように適合された第１の接触部分７ａと、排気浄化ユニット２が排気通路内で嵌合された状態にあるときに排気通路の壁面１ｂと接触するように適合された第２の接触部分７ｂとを有しており、環状弾性コンポーネント７が、排気浄化ユニット２を、ばね力で排気通路内の中央の位置に保つという特徴を有する。

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる、排気浄化ユニットを排気通路内に嵌合させるための装置に関する。

大型車両内のディーゼル・エンジンから排気ガスを導き出す排気ラインは、通常、複数の排気浄化ユニット、たとえば粒子フィルタ、酸化触媒、及びＳＣＲ触媒を備える。これは、排出物の放出に関してますます厳しくなる要件を満たすように排気ガスを浄化することを可能にする。前述の排気浄化ユニットは、排気ライン内の消音器に嵌合させることができることが有利であるが、繊細な表面を有し、ある使用期間の後で交換する必要があり得る。具体的には、粒子フィルタは、比較的急速に詰まることになり、比較的頻繁に交換又は浄化する必要があり得る。

しかし、排気ライン内の排気浄化ユニットに手を伸ばして交換することは、特に排気浄化ユニットが消音器内に嵌合されている場合、しばしば困難である。また、消音器内の排気浄化ユニットの完全に気密の設置を達成することは困難であり、それは、排気ガスが消音器内の排気浄化ユニットを通って漏れることが確実にできないように内部の密閉（ｔｉｇｈｔ ｃｌｏｓｕｒｅ）を生み出すことを必要とする。そのような漏れが発生した場合、排気浄化のための必要な要件は満たされない可能性がある。また、開放可能なカバー、又は排気浄化ユニットを消音器内部に嵌合させることができるようにすることを必要とする同様のデバイスから、排気ガスが確実に漏れ出さないように、内部の密閉を生み出すことが必要である。排気ガスが消音器から漏れ出した場合、車両内の周囲の機器物品が、温かい排気ガスによって損傷するおそれがある。

本発明の目的は、比較的単純且つ複雑でない方法で、排気浄化ユニットを排気通路内に嵌合させること／排気浄化ユニットを排気通路から除去することを可能にする装置を提案することである。

この目的は、導入部で述べた種類の装置によって達成され、この装置は、請求項１の特徴部に示されている特徴によって特徴付けられる。本発明によれば、排気浄化ユニットは、環状弾性コンポーネントを備え、環状弾性コンポーネントは、排気浄化ユニットの周囲表面の周りに配置されている。環状弾性コンポーネントは、排気浄化コンポーネントと接触する第１の接触部分と、排気通路の内壁表面と接触する第２の接触部分とを有する。環状弾性コンポーネントは、排気通路内での嵌合／排気通路からの除去の間に、排気浄化ユニットを排気通路内の中央の位置に弾性力で保つという特徴を有する。環状弾性コンポーネントが排気浄化ユニットを排気通路内の中央の位置に保つことにより、排気浄化ユニットが嵌合作業中に傾いた位置になることが防止される。また、そのような環状弾性コンポーネントは、嵌合作業中に排気浄化ユニットが何らかの回転運動を受ける必要をなくす。したがって、必要とされる実質的にすべての嵌合作業は、直線運動で排気浄化ユニットを排気通路内に押し込むことである。したがって、嵌合作業は、まったく複雑でないものになる。また、環状弾性コンポーネントは、動作中、排気浄化ユニットが排気通路内の中央の位置に保たれることを保証する。

本発明の他の実施例では、第２の接触部分は、第１の接触部分から軸線方向に離れている。そのような環状弾性コンポーネントは、比較的単純な、しかし機能的な形状を有することができる。環状弾性コンポーネントは、第１の接触部分から第２の接触部分に向かって、排気浄化ユニットから次第に半径方向に遠ざかる外部表面を有することができる。これは、排気浄化ユニットが排気通路内に置かれているときに、又は、排気通路から引き出されているときに、環状弾性コンポーネントを一緒に押すことを比較的容易にする。環状弾性コンポーネントは、第１の接触表面又は第２の接触部分を取り囲むスリット状凹部及び中間の突出部分を有する。そのような突出部分は、環状部分に半径方向に良好な弾性特性をもたらす。環状弾性コンポーネントは、排気通路内で優勢な温度の範囲全体にわたって実質的に均一である良好な弾性特性を有する材料から作製することが有利である。環状弾性コンポーネントは、上記の特性を有する鋼材から作製することが有利である。

本発明の他の実施例では、この装置は、排気浄化ユニットと排気通路の内壁表面との間でシールとして働くように排気浄化ユニットの周りに嵌合されたガスケットを備える。

したがって、この場合には、排気浄化ユニットは、排気浄化ユニットと排気通路壁面の間に封止をもたらすガスケットを備える。排気浄化ユニットと排気通路壁面の間を封止するためにガスケットが必要であることは、嵌合作業中、ガスケットが少なくともある程度圧縮されなければならず、したがって排気浄化ユニットを排気通路内に挿入するために比較的大きな力が必要とされることを意味する。ガスケットは、環状弾性コンポーネントから適切に離れていることが有利である。環状弾性コンポーネントは、嵌合作業中に傾いた位置になるのを防止し、それにより、ガスケットに対する損傷、及び動作中の漏れの危険性を回避する。

本発明の他の実施例では、排気浄化ユニットは、少なくとも１つの把持手段を有し、少なくとも１つの把持手段は、排気浄化ユニットを排気通路内の嵌合位置に挿入するために、及び／又は、その位置から引き出すために使用することが意図される工具のためのものである。したがって、排気浄化ユニットを排気通路内に挿入し嵌合させるために、またそこから引き出し除去するために、比較的大きな力が必要とされる。この場合、好適な工具を使用することができる。工具は、すべての把持手段に連結されることが有利であり、これらの把持手段は、工具に連結させるために容易に手が届くように排気浄化ユニットの外側端部に位置してもよい。

本発明の他の実施例では、排気浄化ユニットは、少なくとも１つの締結デバイスを有し、少なくとも１つの締結デバイスによって、排気浄化ユニットを排気ダクト内の所期の嵌合位置で解放可能に締結することが可能である。そのような締結デバイスは、排気浄化ユニットが排気通路内の所期の嵌合位置に挿入されているとき、排気浄化ユニットの外側端部を排気通路に対して固定するように構成されることが有利である。締結デバイスは、ねじ手段などを含むことができ、ねじ手段などによって、排気浄化ユニットを排気通路に対して解放可能に固定することが可能である。複数のそのような締結デバイスを排気浄化ユニットの周りで適切な点に設け、排気通路内でのその安全な締結を確保することができる。

本発明の他の実施例では、排気浄化ユニットは、粒子フィルタ・ユニットである。粒子フィルタは、時間の経過につれて閉塞され、比較的頻繁に交換することを必要とする。排気浄化ユニットは、消音器内の排気通路内で嵌合可能とすることができる。排気ライン内の消音器は、１つ又は複数の排気浄化ユニットを収容するために使用することができる空所を備える。また、他のタイプの排気浄化ユニット、たとえば酸化触媒及びＳＣＲ触媒を、粒子フィルタ・ユニットと同じようにして排気通路内に嵌合させることが可能である。酸化触媒及びＳＣＲ触媒は、ガスケットなしで嵌合させることができ、一方、粒子フィルタは、ガスケットを必要とする。消音器は、排気浄化ユニットを排気通路内に嵌合させるために、解放可能に嵌合可能なカバーと共に排気通路への開口を有することができる。ここで、カバーは、嵌合された状態で保証された密閉を達成するために、ガスケットと共に嵌合されてもよい。カバー及びガスケットは、Ｖ字クランプなどにより開口の周りに延在する締結部分上に嵌合されてもよい。その結果は、動作中に排気ガスが開口を介して漏れ出さないことを確実にするための外部シールである。

以下、本発明の好ましい実施例について、例として添付の図面を参照して述べる。

粒子フィルタ・ユニットを消音器内に嵌合させるためのコンポーネントを備える装置の図である。 粒子フィルタを消音器内で締結するための締結デバイスの図である。 消音器内の嵌合された状態の粒子フィルタ・ユニットの断面図である。

図１は、排気ガスを車両の燃焼機関から導き出す排気ライン内に配置されるのに適した消音器１を示す。消音器は、排気ガスのための入口開口及び出口開口を有するが、これらの開口は、図１では見えない消音器の側に位置する。消音器は、入口開口と出口開口の間に延在する内部排気通路を有する。消音器は、壁面内に開口１ａを有し、開口１ａは、粒子フィルタ・ユニット２を収容するための管状部材１ｂ内の円筒形の空間に通じる。この管状部材は、消音器を通って排気通路の一部を形成する。粒子フィルタ・ユニットは、粒子フィルタ４を封入する管状壁セクション３を備え、粒子フィルタ４は、すす粒子を排気ガスから濾過することが意図されている。また、消音器は、酸化触媒及びＳＣＲ触媒を含むことができることが有利である。酸化触媒は、一酸化窒素ＮＯを二酸化窒素ＮＯ_２に酸化し、排気ガス内の二酸化窒素の割合を高めることになり、その結果、下流に位置するＳＣＲ触媒は、排気ガス内の窒素酸化物ＮＯ_ｘの最適な低減を達成することができる。

粒子フィルタ・ユニット２は、前方の第１の端部に環状ガスケット５を備え、環状ガスケット５は、管状壁セクション３の周縁部の周りに延在しており、黒鉛製とすることができる。ストップ・リング６が、ガスケットに近接して設けられ、粒子フィルタが消音器内に挿入されているときに、ガスケットを所期の位置に保つ。環状弾性コンポーネント７が、ガスケット５から軸線方向に離れて、管状壁セクション３の周りに配置される。環状弾性コンポーネントは、ばね鋼製であることが有利であり、ばね鋼は、破損、又は、恒久的な形状の変化を受けることなく、比較的大きな変形を受けることができる。

粒子フィルタ・ユニット２は、後方の第２の端部に３つの把持手段８を備え、３つの把持手段８は、管状壁セクション３の周縁部の周りに適切な相互間隔で締結されている。これらの把持手段は、粒子フィルタ・ユニットを消音器内に嵌合させる／消音器から除去すべきときに、工具によって把持されることが意図されている。また、把持手段のそれぞれは、ここでは、３つの締結デバイス１３によって粒子フィルタ・ユニットを消音器内に締結するために使用され、締結デバイス１３は、開口１ａに近接して消音器の内側に締結可能である。環状ガスケット１０（黒鉛製であることが有利である）と共に嵌合されるカバー９が使用され、開口１ａを閉じる。カバー及びガスケットは、Ｖ字クランプ１１により、開口１ａの側で締結される。最後に、保護デバイス１２が、カバー１０の外側の位置で、消音器上に締結される。

図２は、締結デバイス１３のうちの１つをより詳細に示す。締結デバイス１３は、固定部分１３ａを備え、固定部分１３ａは、好適な方法、たとえば溶接によって、消音器内にしっかり固定されている。この固定部分は、長くて狭い孔部が設けられた板状部材を有する。締結デバイスは、可動部分１３ｂを備え、可動部分１３ｂは、第１の板状部材１３ｂ_１及び第２の板状部材１３ｂ_２からなり、第１の板状部材１３ｂ_１及び第２の板状部材１３ｂ_２は、端部表面で互いに連結されている。締結デバイスの組み立ては、可動部分１３ｂを固定部分１３ａの側方から押し、第１の部材１３ｂ_１が固定部分１３ａの上方になるようにし、第２の部材１３ｂ_２が固定部分１３ａの下方になるようにすることを必要とする。第１の部材１３ｂ_１及び第２の部材１３ｂ_２は、それぞれ孔部を有し、孔部は、ねじ手段１３ｃを収容するように第１の部材１３ｂ_１及び第２の部材１３ｂ_２を通っている。可動部分１３ｂが固定部分１３ａ上に押されると、可動部分の第１の部材１３ｂ_１、固定部分の細長い孔部、及び可動部分の第２の部材１３ｂ_１の中の孔部を通して、ねじ手段１３ｃを挿入することができる。ねじ手段１３ｃが引き出されない限り、固定部分１３ａ内の細長い孔部は、粒子フィルタ・ユニット２に対して長手方向に可動部分１３ｂが移動することを可能にすることになる。可動部分の第１の部材１３ｂ_１は、粒子フィルタ・ユニットの端部表面と接触するように適合されたストップ部分１３ｂ_３を有する。粒子フィルタ・ユニットを消音器内で嵌合位置に締結することは、ストップ部分１３ｂ_３が粒子フィルタ・ユニットと接触する位置に、可動部分１３ｂが移動させられることを必要とする。次いで、粒子フィルタ・ユニットが消音器内の所期の嵌合位置に固定されるように、ねじ手段１３ｃを締めることになる。締結デバイスの固定部分１３ａは、管状部材１ｂと、開口１ａを画定する縁部との間に空間１ｃを生み出す。この空間１ｃは、管状部材によって画定される排気通路の部分に隣接する排気通路の一部分である。

図３は、消音器内の嵌合された状態の粒子フィルタ・ユニット２の断面図である。粒子フィルタ４は、細く長いダクト４ａを有する多孔性材料製であり、細く長いダクト４ａには、適切な点にストップ表面４ｂが設けられている。これらのストップ表面は、粒子フィルタ内の隣接する細長いダクトの中へ排気ガスが進入するようにさせる。ダクトの多孔性の壁４ｃは排気ガスを通過させるが、すす粒子は通過させない。したがって、すす粒子は、粒子フィルタ内に閉じ込められ、粒子フィルタ内において、すす粒子がその後に燃焼されることが意図されるが、これが行われるためには、粒子フィルタ内で高温を維持する必要があり、これは、多くの動作状況において可能ではない。必然的に、粒子フィルタは、時間の経過につれて閉塞され、交換することを必要とする。

ここでは、粒子フィルタ・ユニット２は、ストップ表面１ｂ_１によって画定された末端部分に挿入されている。ストップ・リング６は、粒子フィルタ・ユニット上の所期の締結位置からガスケット５が変位するのを防止する。環状弾性コンポーネントは、粒子フィルタ・ユニットの周囲表面と接触する第１の接触部分７ａと、管状部材１ｂの内壁表面と接触する第２の接触部分７ｂと、粒子フィルタ・ユニットの周囲表面と接触する第３の接触部分７ｃとを備える。接触部分７ａ〜ｃは、互いに軸線方向に離れている。第２の接触部分７ｂは、管状部材から半径方向に離れている。

第１の接触部分７ａ及び第２の接触部分は、環状弾性コンポーネントの対向する縁部にあり、第２の接触部分７ｂは、前記縁部間の実質的に中間にある。環状弾性コンポーネントは、第１の接触部分７ａから第２の接触部分７ｂに向かって、粒子フィルタ・ユニット２から次第に遠ざかる外部表面を有する。環状弾性コンポーネントは、第２の接触部分７ｂから第３の接触部分７ｃに向かって、粒子フィルタ・ユニットから次第に近づく外部表面を有する。したがって、環状弾性コンポーネントは、Ｖ字形の断面を有する。環状弾性コンポーネントは、２つの縁部に、スリット状凹部７ｄ及び中間の突出部分７ｅを有し、スリット状凹部７ｄ及び中間の突出部分７ｅは、第１の接触表面７ａ及び第３の接触表面７ｃを取り囲む。したがって、環状弾性コンポーネント７は、管状部材１ｂ内において半径方向に良好な弾性特性を獲得する。

粒子フィルタ・ユニット２を消音器１から除去する最初のステップは、カバー９が見えるようになるように保護板１２を消音器から外すことである。次いでＶ字クランプ１１を解放し、その結果、カバー９及びガスケット１０を除去し、消音器内の開口１ａを露出させることができる。その後に、粒子フィルタ・ユニットを消音器内でしっかり保持するねじ手段１３ｃ及び締結デバイス１３を解放することが続く。次に、粒子フィルタ・ユニットを消音器から引き出すことが可能になる。粒子フィルタ・ユニットと管状部材１ｂの間に位置する環状弾性コンポーネント７及びガスケット５があることにより、補助手段なしには粒子フィルタ・ユニットを消音器から引き出すことは困難である。したがって、好適な工具が把持手段８の中に締結され、消音器上の１つ又は複数の所定の締結点で固定される。工具は、粒子フィルタ・ユニットを消音器内の管状部材１ｂから引き出すように作動させられる。次いで、粒子フィルタ・ユニットは、廃棄するために、又は洗浄するために送り出されてもよい。ガスケット５、１０は、廃棄されることになる。

消音器内に嵌合されることとなる、完全に新しい粒子フィルタ・ユニット、又は修復された粒子フィルタ・ユニットには、前方端部に新しいガスケット５が設けられることになる。次いで、粒子フィルタ・ユニットは、開口１ａを介して消音器内に挿入されることになり、その第１の端部が管状部材１ｂに隣接する位置で嵌合されるようになる。工具が、把持手段８に、及び消音器上の１つ又は複数の所定の締結点に嵌合される。次いで工具を作動させ、粒子フィルタ・ユニットを管状部材内に押し込む。この移動中に、環状弾性コンポーネント７は、粒子フィルタ・ユニットを管状部材内で心合わせし、粒子フィルタ・ユニット及びガスケットが管状部材に対して傾いた位置になる危険性をなくし、したがって、ガスケットが損傷しないことを確実にする。押し込む動きは、粒子フィルタ・ユニットがストップ表面１ｂ_１に達したとき終了する。代替的に、工具が末端位置に達したときに粒子フィルタ・ユニットが常に所望の位置にあるように、工具が移動距離を有してもよい。次いで、粒子フィルタ・ユニットが長手方向に固定されるように、締結デバイス１３が上述のように嵌合される。カバー９及び新しいガスケット１０が、Ｖ字クランプ１１により開口１ａの縁部表面に近接して固定される。最後に、保護板１２が、カバー及びＶ字クランプを覆うように、ねじによって消音器上に締結される。

環状弾性コンポーネント７は、嵌合作業中に、ガスケット５に対する損傷の危険性を実質的になくす。したがって、排気ガスの一部が、粒子フィルタ４を越えて導かれ、濾過されないという危険性がない。したがって、内部漏れの危険性が実質的になくなる。ガスケット１０及びＶ字クランプは、開口１ａに近接してカバーに耐密の嵌合をもたらし、したがって、排気ガスが開口１ａを介して漏れ出す危険性がない。したがって、温かい排気ガスが消音器から漏れ出す危険性は非常に少ない。

本発明は、決して記載の実施例に限定されず、特許請求の範囲内で自由に変えることができる。

Claims (10)

1. 排気浄化ユニット（２）を排気通路内に嵌合させるための装置であって、前記装置は、環状弾性コンポーネント（７）を備え、前記環状弾性コンポーネント（７）は、前記排気浄化ユニット（２）の周りでガスケット（５）から離れて嵌合され、前記環状弾性コンポーネント（７）は、前記排気浄化ユニット（２）の壁面（３）と接触するように適合された第１の接触部分（７ａ）と、前記排気浄化ユニット（２）が前記排気通路内で嵌合された状態にあるときに前記排気通路の壁面と接触するように適合された第２の接触部分（７ｂ）とを有しており、前記環状弾性コンポーネント（７）が、前記排気浄化ユニット（２）を、ばね力で前記排気通路内の中央の位置に保つという特徴を有する、ことを特徴とする装置。
2. 前記第２の接触部分（７ｂ）が、前記第１の接触部分（７ａ）から軸線方向に離れていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記環状弾性コンポーネント（７）が、前記第１の接触部分（７ａ）から前記第２の接触部分（７ｂ）に向かって、前記排気浄化ユニット（２）から次第に半径方向に遠ざかる外部表面を有することを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記環状弾性コンポーネント（７）が、前記第１の接触表面（７ａ）又は前記第２の接触部分（７ｂ）を取り囲むスリット状凹部（７ｄ）及び中間の突出部分（７ｅ）を有することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記装置が、前記排気浄化ユニット（２）と前記排気通路の内壁表面（１ｂ）との間でシールとして働くように前記排気浄化ユニットの周りに嵌合されたガスケット（５）を備えることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の装置。
6. 前記排気浄化ユニット（２）には、少なくとも１つの把持手段（８）が設けられ、前記少なくとも１つの把持手段（８）は、前記排気浄化ユニット（２）を前記排気通路内の嵌合位置に押し込むために、及び／又は、前記排気浄化ユニット（２）を前記排気通路内の嵌合位置から引き出すために使用することが意図される工具のためのものであることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。
7. 前記装置が、締結デバイス（１３）を備え、前記締結デバイス（１３）によって、前記排気浄化ユニット（２）を前記排気通路内の所期の嵌合位置で解放可能に締結することが可能であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置。
8. 前記排気浄化ユニットが、粒子フィルタ・ユニット（２）であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
9. 前記排気浄化ユニット（２）が、消音器（１）内の排気通路内で嵌合可能であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の装置。
10. 前記消音器（１）が、前記排気浄化ユニット（２）を前記排気通路内に嵌合させるために、解放可能に嵌合可能なカバー（９）と共に、開口（１ａ）を有することを特徴とする、請求項９に記載の装置。

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