JP2017198134A

JP2017198134A - ケーシング

Info

Publication number: JP2017198134A
Application number: JP2016088960A
Authority: JP
Inventors: 勝士長田; Katsushi Osada
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2017-11-02

Abstract

【課題】簡素な構造でケーシング内に収容された担体の移動を効果的に規制する。
【解決手段】内燃機関の排気ガスを浄化する触媒を担持した担体２０を収容するケーシング１０Ａであって、担体２０の下流側に位置するケーシング１０Ａに径方向内側に所定の深さで窪んで担体２０の下流側外周縁に当接する複数の凹部１７を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーシングに関し、特に、排気浄化装置のケーシングに関する。

従来より、エンジンの排気管に接続されたケーシング内に酸化触媒やＮＯｘ触媒、パティキュレイト・フィルタ等を収容した排気浄化装置が広く実用化されている。

一般的に、この種の排気浄化装置では、触媒等を担持したセル構造の担体をケーシングの内周面にクッション材を介して保持すると共に、担体の直下流に位置するケーシング内周面にリング状のストッパ部材を溶接等で固定し、ストッパ部材の側面を担体の下流側外周縁に当接させることで、担体の移動を規制するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１９４９４９号公報

ところで、上記従来構造では、リング状のストッパ部材を担体の下流側外周縁の全周に亘って当接させている。このため、担体の外周側のセルがストッパ部材の背面によって塞がれて、排気ガスが担体の外周領域のセルを流れ難くなり、触媒全体を有効に活用できない課題がある。

また、ストッパ部材をケーシングと別体に設けているため、部品点数の増加によるコスト上昇や組み立て作業工程の増加を招く課題もある。

開示の技術は、簡素な構造でケーシング内に収容された担体の移動を効果的に規制することを目的とする。

開示の技術は、内燃機関の排気ガスを浄化する触媒を担持した担体を収容するケーシングであって、前記担体の下流側に位置する前記ケーシングに径方向内側に所定の深さで窪んで前記担体の下流側外周縁に当接する複数の凹部が形成されたことを特徴とする。

前記複数の凹部が前記ケーシングに周方向に等間隔で形成されてもよい。

前記ケーシングが、前記担体を収容する筒状の収容部と、前記収容部の出口側に設けられると共に、その入口側から出口側に向かうに従い縮径する縮径部とを備え、前記複数の凹部が前記縮径部の入口側端に形成されてもよい。

前記収容部が、排気上流側の第１担体を収容する第１収容部と、排気下流側の第２担体を収容する第２収容部とを備え、前記第１担体の下流側に位置する前記第１収容部に径方向内側に所定の深さで窪んで前記第１担体の下流側外周縁に当接する複数の第２凹部が形成されてもよい。

開示の技術によれば、簡素な構造でケーシング内に収容された担体の移動を効果的に規制することができる。

本発明の第一実施形態に係るケーシングを備えた排気浄化装置を示す模式的な断面図である。本発明の第一実施形態に係るケーシングを排気下流側から視た模式的な図である。本発明の第一実施形態に係る排気浄化装置の組み立て手順を説明する模式的な図である。本発明の第二実施形態に係るケーシングを備えた排気浄化装置を示す模式的な断面図である。本発明の第二実施形態に係るケーシングの第１収容部を排気下流側から視た模式的な図である。本発明の第二実施形態に係る排気浄化装置の組み立て手順を説明する模式的な図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の各実施形態に係るケーシングについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係るケーシング１０Ａを備えた排気浄化装置を示す模式的な断面図である。図中において、符号３０は、図示しないエンジンからの排気ガスをケーシング１０Ａ内に導入する上流側排気管、符号３１は、ケーシング１０Ａ内から排気ガスを導出する下流側排気管をそれぞれ示している。

ケーシング１０Ａは、その入口側を上流側排気管３０の出口部に接続された拡径部１１と、その内部に担体２０を収容する収容部１２と、その出口側を下流側排気管３１の入口部に接続された縮径部１３とを備えている。

拡径部１１は、入口側から出口側に向かうに従い拡径する略円錐台形状を呈している。拡径部１１の入口端には、円環状の入口フランジ１１Ａが形成されている。また、拡径部１１の出口端には、円環状の出口フランジ１１Ｂが形成されている。入口フランジ１１Ａは、上流側排気管３０の出口フランジ３０Ｂにボルトナットにより締結される。

収容部１２は、拡径部１１の出口側と略同径の円筒状に形成されており、その内部には担体２０が収容されている。収容部１２の入口端には、円環状の入口フランジ１２Ａが形成されている。入口フランジ１２Ａは、拡径部１１の出口フランジ１１Ｂにボルトナットにより締結される。

担体２０は、ハニカム構造体等のセラミック担体表面に触媒成分を担持して形成されており、略円柱状の外形を呈している。担体２０は、収容部１２の内周面にクッション部材２２を介して保持されており、クッション部材２２によって担体２０の振動や揺動が防止されるように構成されている。

縮径部１３は、収容部１２の出口側に一体形成されており、入口側から出口側に向かうに従い縮径する略円錐台形状を呈している。縮径部１３の出口端には、円環状の出口フランジ１３Ｂが形成されている。出口フランジ１３Ｂは、下流側排気管３１の入口フランジ３１Ａにボルトナットにより締結される。

また、縮径部１３の入口側端には、その外周面から径方向に所定の深さで窪む複数（本実施形態では４個）の凹部１７が周方向に所定の間隔で一体形成されている。各凹部１７は、その断面形状を略Ｌ字状に形成されており、径方向に延びる縦板部１８の内側面が担体２０の下流側外周縁の一部に部分的に当接することで、排気ガスの流れによる担体２０の移動を規制するストッパとして機能するようになっている。

本実施形態において、各凹部１７の窪み深さ（径方向への窪み量）は、好ましくは、縦板部１８の内側面が担体２０のセルを有しない外周縁部２１のみに当接する深さで設定されている。また、図２に示すように、各凹部１７は、好ましくは、縮径部１３の入口側端に周方向に等間隔（４個の場合は９０度毎、３個の場合は１２０度毎）に設けられている。

次に、図３に基づいて、第一実施形態に係る排気浄化装置の組み立て手順を説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、担体２０をクッション材２２と一体にケーシング１０Ａの収容部１２内に挿入し、担体２０の下流側外周縁を縮径部１３に形成された各凹部１７に当接させる（図３（Ｂ）参照）。すなわち、リング状のストッパ部材を別体に設ける従来構造で行っていたストッパ部材の溶接工程が省略される。次いで、図３（Ｃ）に示すように、収容部１２の入口フランジ１２Ａに拡径部１１の出口フランジ１１Ｂをボルトナットにより締結して、排気浄化装置の組み立て作業を終了する。

以上詳述したように、第一実施形態の排気浄化装置によれば、縮径部１３の入口側端部に担体２０のストッパとして機能する複数の凹部１７を一体形成したことで、リング状のストッパ部材を別体に設ける従来構造に比べて、部品点数を効果的に削減しつつ、組み立て作業性を確実に向上することができる。

また、各凹部１７の内側面を担体２０の下流側外周縁の一部に部分的に当接させることで、リング状のストッパ部材を担体の下流側外周縁に全周に亘って当接させる従来構造に比べて、排気ガスが担体２０の外周領域を含むセル全体に流れるようになり、触媒全体を有効に活用することができる。

［第二実施形態］
次に、図４に基づいて、第二実施形態に係る排気浄化装置を説明する。第二実施形態の排気浄化装置は、ケーシング１０Ｂが、排気上流側から順に、拡径部１１、第１担体２０Ａを収容する第１収容部１４、第２担体２０Ｂを収容する第２収容部１２及び、第２凹部１７Ｂを有する縮径部１３を備えたものである。拡径部１１、第２収容部１２、縮径部１３は第一実施形態と同様に構成されるため、これらの詳細な説明は省略する。

第１収容部１４は、拡径部１１の出口側と略同径の円筒状に形成されており、その内周面には第１担体２０Ａが第１クッション部材２２Ａを介して保持されている。第１収容部１４の入口端には、円環状の入口フランジ１４Ａが形成されている。この入口フランジ１４Ａは、拡径部１１の出口フランジ１１Ｂにボルトナットにより締結される。また、第１収容部１４の出口端には、円環状の出口フランジ１４Ｂが形成されている。この出口フランジ１４Ｂは、第２収容部１２の入口フランジ１２Ａにボルトナットにより締結される。

また、第１収容部１４の出口側端には、その外周面から径方向に所定の深さで窪む複数（本実施形態では４個）の第１凹部１７Ａが周方向に所定の間隔で一体形成されている。各第１凹部１７Ａは、その断面形状を略Ｕ字状に形成されており、その排気上流に臨む内側面１９が第１担体２０Ａの下流側外周縁の一部に部分的に当接することで、排気ガスの流れによる第１担体２０Ａの移動を規制するストッパとして機能するようになっている。

本実施形態において、各第１凹部１７Ａの窪み深さ（径方向への窪み量）は、好ましくは、その内側面１９が第１担体２０Ａのセルを有しない外周縁部２１Ａのみに当接する深さで設定されている。また、図５に示すように、各第１凹部１７Ａは、好ましくは、第１収容部１２Ａの出口側端に周方向に等間隔（４個の場合は９０度毎、３個の場合は１２０度毎）に設けられている。

次に、図６に基づいて、第二実施形態に係る排気浄化装置の組み立て手順を説明する。まず、図６（Ａ）に示すように、第１担体２０Ａを第１クッション材２２Ａと一体に第１収容部１４内に挿入し、さらに、第２担体２０Ｂを第２クッション材２２Ｂと一体に第２収容部１２内に挿入して、各担体２０Ａ，２０Ｂの下流側外周縁をそれぞれ凹部１７Ａ，Ｂに当接させる（図３（Ｂ）参照）。すなわち、従来構造で行っていた二個のストッパ部材をそれぞれ各収容部に溶接する工程が省略される。次いで、図６（Ｃ）に示すように、第１収容部１４の出口フランジ１４Ｂに第２収容部１２の入口フランジ１２Ａをボルトナットにより締結する。次いで、図６（Ｄ）に示すように、第１収容部１４の入口フランジ１４Ａに拡径部１１の出口フランジ１１Ｂをボルトナットにより締結して、排気浄化装置の組み立て作業を終了する。

以上詳述したように、第二実施形態の排気浄化装置によれば、第１収容部１２Ａの出口側端部に第１担体２０Ａのストッパとして機能する複数の第１凹部１７Ａを一体形成すると共に、縮径部１３の入口側端部に第２担体２０Ｂのストッパとして機能する複数の第２凹部１７Ｂを一体形成したことで、二個のストッパ部材を別体に設ける従来構造に比べて、部品点数を効果的に削減しつつ、組み立て作業性を確実に向上することができる。

また、各第２凹部１７Ａの内側面を第１担体２０Ａの下流側外周縁の一部に部分的に当接させることで、リング状のストッパ部材を担体の下流側外周縁に全周に亘って当接させる従来構造に比べて、排気ガスが第１担体２０Ａの外周領域を含むセル全体に流れるようになり、触媒全体を有効に活用することができる。

なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、第一実施形態の担体２０及び第二実施形態の各担体２０Ａ，Ｂは、断面円形の円柱状担体に限定されず、断面オーバル形の担体であってもよい。また、第二実施形態の第２担体２０Ｂは触媒を担持したものに限定されず、各セルを交互に目封止して形成されたパティキュレイト・フィルタであってもよい。これら何れの場合も上記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

１０Ａ，Ｂケーシング
１１拡径部
１２収容部
１３縮径部
１７凹部
２０担体
２２クッション材

Claims

内燃機関の排気ガスを浄化する触媒を担持した担体を収容するケーシングであって、
前記担体の下流側に位置する前記ケーシングに径方向内側に所定の深さで窪んで前記担体の下流側外周縁に当接する複数の凹部が形成された
ことを特徴とするケーシング。
前記複数の凹部が前記ケーシングの周方向に等間隔で形成された
請求項１に記載のケーシング。
前記ケーシングが、前記担体を収容する筒状の収容部と、前記収容部の出口側に設けられると共に、その入口側から出口側に向かうに従い縮径する縮径部とを備え、前記複数の凹部が前記縮径部の入口側端に形成された
請求項１又は２に記載のケーシング。
前記収容部が、排気上流側の第１担体を収容する第１収容部と、排気下流側の第２担体を収容する第２収容部とを備え、前記第１担体の下流側に位置する前記第１収容部に径方向内側に所定の深さで窪んで前記第１担体の下流側外周縁に当接する複数の凹部が形成された
請求項３に記載のケーシング。