JP2827922B2 - 内燃機関用フィルタ再生装置のマイクロ波センサ - Google Patents

内燃機関用フィルタ再生装置のマイクロ波センサ

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JP2827922B2 JP6253409A JP25340994A JP2827922B2 JP 2827922 B2 JP2827922 B2 JP 2827922B2 JP 6253409 A JP6253409 A JP 6253409A JP 25340994 A JP25340994 A JP 25340994A JP 2827922 B2 JP2827922 B2 JP 2827922B2
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    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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    • F01N3/028Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using microwaves

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジン(内
燃機関)が排出する排気ガス中に含まれるパティキュレ
ート(粒子状物質)を捕集するフィルタの捕集性能を永
続するためにフィルタに捕集されたパティキュレートを
除去しフィルタの捕集性能を再生する内燃機関用フィル
タ再生装置に用いられるマイクロ波センサに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンが排出する排気ガス
の中には窒素酸化物とともに呼吸器系疾患などの元凶と
されるパティキュレートが含まれており、排気ガス規制
の強化が進められている。この規制強化に対し、現状で
はエンジン周りで窒素酸化物の低減を図り、パティキュ
レートは排気系で処理することが有望な解決対策と考え
られている。パティキュレートは、主にSOF(Soluble
Organic Fraction)、すす、硫黄化合物の3種類からな
り、このパティキュレートを排気系で処理する方法とし
て、SOFを減少させる酸化触媒方式やフィルタを用い
てパティキュレートを捕集する方式が進められている。
酸化触媒方式は、すすの低減ができないためフィルタ方
式が好ましい。
【0003】ところが、フィルタ方式は、パティキュレ
ートを捕集し続けるとフィルタは目詰まりを生じて排気
ガスの流れが悪くなってエンジン出力の低下あるいはエ
ンジンの停止に至る。これに対して現在世界中で、フィ
ルタの捕集能力を再生させるための技術開発が進められ
ているが、耐久性能の確保が実用上の大きな課題になっ
ている。フィルタの捕集性能を再生する方法としては、
フィルタ内でパティキュレートを燃焼除去する方式やフ
ィルタに高圧空気を供給しフィルタ外にパティキュレー
トを吹き飛ばしてフィルタ外部でパティキュレートを燃
焼除去する方式が提案され開発が進められている。フィ
ルタ外部で処理する方式は、パティキュレートの除去を
完全に行うことに課題があり、再生方式の主流はフィル
タ内で燃焼除去させる方式である。
【0004】この燃焼除去過程において、堆積したパテ
ィキュレートが多すぎると高温燃焼を生じ、フィルタに
機械的破損を生じる。また、堆積量が少ない場合、燃え
残りを生じ次回の燃焼除去過程では過大な堆積量の下に
燃焼除去を実施することになり、フィルタの機械的破損
を生じる危険性がある。従って、燃焼除去過程を良好に
実施するためには、フィルタに堆積したパティキュレー
ト捕集量を検出し、その検出した捕集量に応じた最適な
燃焼除去制御を実施する必要がある。
【0005】パティキュレート捕集量を検出する従来技
術としては、フィルタ前後の圧損に基づく方法、機関の
動作状態を積算して捕集量を推定する方法、マイクロ波
を利用した方法などが提案されている。
【0006】フィルタ圧損を利用する方法は、機関が過
渡状態で動作している場合に圧損精度を確保することが
困難な課題を有する。また、機関の動作状態の積算は、
時々刻々のすべての状態を監視することが困難であり実
用的な捕集量精度を保証することが困難である。マイク
ロ波を利用する方法は、機関の動作とは独立した信号を
取り扱う特長の下で高精度の捕集量検出が期待でき、様
々な方式の検討がなされている。
【0007】パティキュレート捕集量をマイクロ波を利
用して検出する方法としては、たとえば、特開昭61−
11416号公報がある。同公報に開示されている装置
を図5に示す。同図において、1はエンジン、2は排気
管、3はフィルタ、4はマイクロ波加熱空間、5は加熱
手段であるマイクロ波発生手段(マグネトロン)、6は
マイクロ波加熱空間4を限定させるマイクロ波漏洩防止
手段、7はマグネトロンが発生するマイクロ波をマイク
ロ波加熱空間に伝送するマイクロ波供給路、8、9はマ
イクロ波供給路に設けられマイクロ波の加熱空間への入
射波および加熱空間からの反射波を検出する検出手段、
10は制御装置でありマイクロ波の入射波、反射波およ
びエンジン運転時間の信号に基づいてマグネトロン5の
動作を制御する装置である。11はマグネトロン5の駆
動電源、12はマフラーである。
【0008】上記した構成において、フィルタ3に捕集
されたパティキュレート量は時間経過とともに増大する
がこの過程で制御装置10の出力信号によりマグネトロ
ン5を一定の周期で動作させる。マグネトロンが発生す
るマイクロ波は加熱空間4に入射されフィルタ3の排気
ガス流入側からフィルタ3内部を伝送して下流側の加熱
空間壁まで達し、そこで反射して再びフィルタ3を経て
マグネトロンに戻ってくる。このマイクロ波伝送におい
て加熱空間4への入射波と加熱空間からの反射波との信
号を検出しこれら信号に基づいて加熱空間4全体のマイ
クロ波特性の変化を電圧定在波比として測定している。
【0009】制御装置10は、フィルタ3からパティキ
ュレートを除去する適当なタイミングに対応した電圧定
在波比の下限値を記憶している。検出した信号から得ら
れる電圧定在波比がこの記憶させた電圧定在波比の下限
値以下になるとマグネトロンの出力を増大させ、フィル
タに捕集されたパティキュレートを誘電加熱する。適当
な加熱時間を経て加熱されたパティキュレートは燃焼可
能温度帯に達すると排気ガス中に含まれる酸素でもって
パティキュレートは燃焼状態に移行する。この燃焼領域
はフィルタの排気ガス通流方向に移動し最終的にはフィ
ルタに堆積したパティキュレートが燃焼除去させるとい
うものである。また、燃焼除去完了の判定はパティキュ
レート燃焼期間中の電圧定在波比が所定の上限値以上に
なったことに基づいて判定しマグネトロンの動作を停止
させている。なお、電圧定在波比はフィルタ温度によっ
て補正することが開示されている。
【0010】一方、特開平6−193428号公報に
は、フィルタ内部に送信アンテナと受信アンテナを配設
し、パティキュレートの堆積領域を含んで容量的に結合
した各アンテナ間の伝送特性を検出して捕集量を決定す
る方式が提案されている。また、この公報に関連したマ
イクロ波検出部の構造が実開平6−34115号公報に
提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のマイクロ波を利用した捕集量検出技術は次のような課
題を有している。
【0012】電圧定在波比を検出する方法は、フィルタ
全体のマイクロ波特性をすべて包含した状態の信号を取
り扱うので、フィルタ全体に均一にパティキュレートが
捕集された状態下では有効な検出方法である。しかし、
パティキュレート燃焼除去過程においては、パティキュ
レート燃焼がフィルタ全体で同時に生じることはなく、
フィルタ全体を包含した信号である電圧定在波比によっ
ては燃焼がどのように進行しているかを判断することが
困難である。
【0013】また、電圧定在波比の検出には、入射波と
反射波との分離検出構造が必要であり、精密かつ複雑な
構成を必要とし、車両搭載に対応した実用的な構成の実
現が困難である。
【0014】一方、フィルタ内部に設けたアンテナ間の
伝送特性を検出する方法は、パティキュレート燃焼熱に
対する耐熱性およびフィルタを通流する排気ガスに対す
る耐ガス性がアンテナ部材に要求され、ハニカム構造の
フィルタにあっては挿入するアンテナ部材の直径が1〜
2mm程度の細さのために耐久性に課題を有する。
【0015】また、アンテナ間に存在するパティキュレ
ートの特性しか検出できないために、上述したようなパ
ティキュレート燃焼除去過程において、燃焼状態の検出
が不可能な課題を有する。
【0016】さらにまた、フィルタの排ガス通流端面か
らアンテナ部を挿入する構成のためにアンテナ部に連結
するマイクロ波伝送路が排ガスに曝されるため伝送路の
耐ガス性および耐熱性の確保が要求され信頼性に乏し
い。
【0017】本発明は上記課題を解決するもので、フィ
ルタに捕集されたパティキュレートの捕集状態あるいは
パティキュレート燃焼除去時の燃焼進行状態の検出性能
の耐久性を保証するとともに組み立て性のよい構成から
なる内燃機関用フィルタ再生装置のマイクロ波センサを
提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の内燃機関用再生装置のマイクロ波センサは請求
項1記載のように、パティキュレートを捕集するフィル
タを収納したフィルタ収納部内に存在するマイクロ波に
結合させるために同軸ケーブルの中心導体から構成した
結合部と同軸接続における中心導体を形成した同軸接続
部とを両端に有する半可撓性同軸ケーブルと、前記結合
部を前記フィルタ収納部内の所定位置に配設規定する位
置決め部と同軸接続における外部導体を形成する同軸接
続部とを両端に有するとともに前記半可撓性同軸ケーブ
ルを挿通した後、一体的に折曲して半可撓性同軸ケーブ
ルを支持固定する中空管とを備えている。
【0019】また、請求項2記載のように、上記中空管
は不銹鋼材料で構成している。
【0020】また、請求項3記載のように、半可撓性同
軸ケーブルの結合部にて検出したマイクロ波を伝送する
可撓性同軸ケーブルからなる伝送部と、前記伝送部の一
端に設けた同軸接続部と前記半可撓性同軸ケーブルの同
軸接続部とを接続固定する弾力性の留め金具とを備えて
いる。
【0021】また、請求項4記載のように、結合部は、
フィルタをフィルタ収納部内に断熱支持する空間に配設
している。
【0022】
【0023】
【0024】
【作用】上記した本発明の構成において、結合部を一端
に有する同軸ケーブルは中空管に挿通させたことによ
り、同軸ケーブルの機械的破損を回避し性能を保証して
いる。
【0025】結合部を一端に有する半可撓性同軸ケーブ
ルと中空管とを一体的に折曲して同軸ケーブルを中空管
内に支持固定させたことにより、ろう付けあるいは溶接
などの高熱組み立て加工なしで半可撓性同軸ケーブルの
機械的強度を維持し、内燃機関の動作による振動あるい
は車両走行時の振動に対して同軸ケーブルの耐久性能を
保証している。
【0026】また、中空管を不銹鋼材料で構成したこと
により、排気ガスに含まれる各種ガスに対しての耐腐食
性を保持し内部に挿通した同軸ケーブルを保護してい
る。
【0027】結合部はフィルタをフィルタ収納部内に断
熱支持する空間に配設したことにより、結合部は排気ガ
スに曝されないため結合部の汚染がなく検出性能を保証
できる。
【0028】
【0029】また伝送部は可撓性同軸ケーブルにて構成
している。これにより、実装時の配線を容易にできる。
また、フィルタ収納部に生じる内燃機関からの振動を吸
収できる。これにより伝送部に後続するたとえば伝送し
たマイクロ波量を直流化する検波部側への内燃機関から
の振動伝達を抑制できるので、検波部と可撓性同軸ケー
ブルとの接続は、ハンダ付け加工が可能である。
【0030】また、半可塑性同軸ケーブルと伝送部との
同軸接続部の接続固定は弾力性の留め金具にて行う。こ
の留め金具を用いることにより、接続部の緩み止めを確
実に保証させるとともに同軸接続部の接続および切り離
しの作業を容易にできる。また、接続部をねじ組み立て
構成とした場合、接続組み立て時に螺子を締付けすぎて
同軸接続部の性能を劣化させる危険性があるがこの危険
性を解消できる。また、フィルタ収納部が耐用年数を経
て交換する場合の作業を容易にできる。
【0031】また中空管と強固に組み立てた位置決め部
により同軸ケーブルの一端に形成した結合部をフィルタ
部内の所定位置へ確実に組み込むことができる。
【0032】マイクロ波収納管内に存在するマイクロ波
の信号検出及びその信号を伝送する部材として半可撓性
同軸ケーブルを使用したことにより、その同軸ケーブル
の中心導体をマイクロ波と結合するアンテナに容易に形
状加工できるとともに同軸接続においても接続形状を容
易に形成できる。また、中心導体を外部導体に対して保
持させる部材が不要である。
【0033】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
【0034】図1は、本発明一実施例を示す内燃機関用
フィルタ再生装置の構成図である。図1において、13
は内燃機関(ディーゼルエンジン)14の排気ガスを排
出する排気管、15は排気ガスが通過する間に排気ガス
中に含まれるパティキュレートを捕集するハニカム構造
からなるフィルタ、16はフィルタ15を断熱保持した
フィルタ収納部、17はフィルタ15の排気ガス上流側
に設けたインレット部、18はフィルタ15が捕集した
パティキュレートを誘電加熱するためにフィルタ15に
給電するマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段、1
9、20はそれぞれマイクロ波発生手段18の発生する
マイクロ波をフィルタ15に伝送する直線状および環状
の矩形導波管、21はマイクロ波を給電する給電孔、2
2は環状矩形導波管20と一体的に構成したアウトレッ
ト部である。
【0035】23は排気ガス切換バルブであり、通常は
内燃機関14より排出された排気ガスをフィルタ15に
通流させるが、フィルタ15に堆積したパティキュレー
トを加熱燃焼除去する時にはバルブ位置を切り換えて
(図1中の破線で示す)排気ガスを排気分岐管24に通
流させる。25はフィルタ15に供給する酸素を含む気
体を発生させる気体供給手段、26、27はそれぞれ酸
素を含む気体のフィルタ15への通流を制御する第一の
バルブと第二のバルブであり、この通流に対して第一の
バルブは遮蔽状態に、第二のバルブは開放状態に制御す
る。
【0036】28は排気管13から分岐させて設けた分
岐経路であり、再生時にフィルタに通流させた気体の排
出路である。この分岐経路28の末端には第二のバルブ
27を設けている。第二のバルブ27の下流側には排気
管29を介して酸化触媒を付加したマフラー30を設け
ている。
【0037】31はマイクロ波検出部、32はフィルタ
15の側面に対面する収納壁の所定位置に設けマイクロ
波検出部31を取り付ける取付け部、33はマイクロ波
検出部が検出したマイクロ波を検波部34に伝送する伝
送部、35はマイクロ波検出部31と伝送部33とを同
軸接続固定する弾力性の留め金具である。これら部材で
本発明のマイクロ波センサを構成している。36は制御
手段である。
【0038】検波部34は、伝送入力したマイクロ波電
力を直流化する検波ダイオードを備え、その出力電圧を
制御手段36に入力させる。また、37は温度検出部で
あり、分岐経路28とインレット部17との間の排気管
に設け、管内を通流する排気ガスの温度あるいは気体供
給手段25より供給された気体のフィルタ15通流後の
温度を検出する。この温度検出信号も制御手段36に入
力される。
【0039】制御手段36は、マイクロ波検出部31お
よび温度検出部37が検出した信号に基づいて、制御手
段36内に予め記憶させた諸情報との照合を図り、適当
なタイミングで排気ガス切換バルブ23、第一のバルブ
26、第二のバルブ27、マイクロ波発生手段18およ
び気体供給手段25の動作を制御する。
【0040】なお、37、38はフィルタ15に給電し
たマイクロ波を実質的に閉じ込める電波遮蔽部材であ
る。また、直線状の導波管19を伝送したマイクロ波は
2分配させて環状の導波管20に伝送させる構成として
いる。従って、給電孔21と対面する位置に図示してい
ない給電孔が配設されている。各給電孔より給電される
マイクロ波は180°の位相差としている。
【0041】上記したマイクロ波の給電方法により、フ
ィルタを収納した空間にはTEモードの励振が生じる。
このモードはフィルタの排ガス通流方向と同一方向に進
行する波を形成する。この波の波長はフィルタに堆積し
たパティキュレート捕集量が増すにつれて短くなる。ま
た、波高(電磁場の強さ)はフィルタの内部にマイクロ
波が進行するにつれて弱くなる。このような現象に基づ
いて、パティキュレートのフィルタ内への堆積量が増大
するにつれてフィルタ側面でのマイクロ波検出量が漸減
する位置を選択できる。
【0042】このような位置はフィルタの排気ガス通流
方向においては、フィルタ内部での実質的なマイクロ波
伝搬波長の2分の1の長さ毎にあり、その位置での排気
ガス通流方向に垂直な断面においては、ほぼ任意に選択
することが可能である。
【0043】さらには、排気ガス通流方向において、選
択できる位置を可変させる方法もある。たとえば、フィ
ルタの収納位置やインレット部の形状を変化させたりす
ることで可能である。この理由から、たとえばフィルタ
の一端に電気ヒータを配した再生装置においても、本発
明のマイクロ波センサは流用可能である。
【0044】上記した構成において、フィルタ15を断
熱支持するフィルタ収納部16にマイクロ波検出部31
を配設したことにより、マイクロ波検出部31は排気ガ
スの汚染に曝されることなく検出性能を維持することが
できる。また、断熱部の外周に設けたのでマイクロ波検
出部31の環境温度は、高々150℃程度であり、マイ
クロ波検出部を構成する部材に高温耐用材を使用しなく
てもよいので構成上の利便性が図れる。
【0045】また、フィルタ内部にパティキュレートの
燃焼火炎が生じた場合にはマイクロ波はこの火炎領域を
回避しフィルタの側面側を伝搬する。この現象により、
フィルタ内部に燃焼火炎が生じるとフィルタ側面の局所
に存在するマイクロ波は増大する。フィルタ側面にマイ
クロ波検出部31を設けた構成により、フィルタ内部の
局所での燃焼状態の把握が可能である。
【0046】次に本発明の一実施例を示すマイクロ波セ
ンサの詳細構成を図2を用いて説明する。フィルタ15
はその側面に断熱材39(たとえば、マイクロサーム;
日本アエロジル製やMCペーパー;日本無機製)を配し
この断熱材39の外周には加熱膨張性断熱材40(たと
えば、インタラム;3M製)を配しフィルタ収納部16
内に保持固定している。
【0047】フィルタ収納部16のフィルタ15の側面
に対面する所定位置には結合孔41を形成している。こ
の結合孔41にはマイクロ波伝送部31を取り付ける取
付け部32を配設している。この取付け部32は、結合
管42と接続板43から構成している。規定の絞り深さ
に加工した結合管42は収納壁内側方向から結合穴41
に嵌め込み組み立て後、収納壁に溶接組み立てしてい
る。結合管42の絞り面には所定の穴加工を施してい
る。また、この結合管42の絞り面にはマイクロ波検出
部31を接続組み立てする接続板43を設けている。こ
の接続板43には、結合管42の絞り面に設けた穴径と
同一の径の穴加工を施しており、各穴が重なった状態で
溶接組み立てしている。また、接続板41には雌ねじ加
工(図示していない)を施している。
【0048】マイクロ波検出部31は、同軸ケーブル4
4(たとえば、半可撓性同軸ケーブルであるセミリジッ
ドケーブル:外径3.58mm)、不銹鋼材料からなる
中空管45(たとえば外径4.76mm/内径3.76
mmのステンレスパイプ)、中空管45の一端に設けた
位置決め部46および中空管45の他端に設け同軸接続
における外部導体を形成する同軸接続部47から構成し
ている。以下の説明において、同軸ケーブル44は半可
撓性同軸ケーブルと称する。位置決め部46および同軸
接続部47は中空管45をはめ合い挿入する所定の穴加
工を施しており、それぞれ中空管45とろう付け組み立
てしている。この組み立てにおいて位置決め部46の接
続板43に接続する側の面と中空管45の一端面とは同
一面に形成する。
【0049】半可撓性同軸ケーブル44は上記中空管の
組み立て後の全長を基準として同軸ケーブル全長を決定
している。この半可撓性同軸ケーブル44の一端には、
フィルタ収納部内のマイクロ波と結合する結合部48を
形成している。この結合部48は、半可撓性同軸ケーブ
ル44の中心導体を用いて構成している。この加工は、
半可撓性同軸ケーブルの外部導体を所定長さ取り除くと
ともにその後外部導体と中心導体とを絶縁する絶縁部を
所定長さ取り除いて構成している。
【0050】半可撓性同軸ケーブル44の他端は、伝送
部33と同軸接続における中心導体を形成するために外
部導体と絶縁部とを所定長取り除くとともに中心導体の
先端を鋭角加工した構成としている。
【0051】このような構成からなる半可撓性同軸ケー
ブル44を中空管45内に挿通させ半可撓性同軸ケーブ
ル44の外部導体の一端面を位置決め部46の接続板4
3に接続する側の面と同一にした状態で半可撓性同軸ケ
ーブル44と中空管45とを一体的に折曲する。この折
曲加工により半可撓性同軸ケーブル44は中空管45に
支持固定される。
【0052】このような構成からなるマイクロ波検出部
31を接続板46にねじ組み立てする。この組み立てに
よって、半可撓性同軸ケーブル44の一端に設けた結合
部48を形成する中心導体がフィルタ収納部内に所定の
位置に確実に配設される。この状態での半可撓性同軸ケ
ーブル44の中心導体の先端位置は、加熱膨張性断熱材
40の内部に存在させている。なお、この先端位置は、
加熱膨張性断熱材40より外部でも構わないが、断熱材
39の内部に至ることは避けるべきである。
【0053】次に伝送部33について説明する。伝送部
33は可撓性同軸ケーブル49、同軸接続部50および
検波部34を構成するプリント基板との接続部(図示し
ていない)とから構成している。
【0054】同軸接続部50は、接続部本体51、可撓
性同軸ケーブル49の中心導体と接続したピン52、ピ
ン52を接続本体51と同心状に支持する絶縁部53、
可撓性同軸ケーブル49の外部導体を接続本体51に接
続させる金属板54、弾力性のシール部材55および接
続本体51と螺合する螺子部56とから構成している。
【0055】ピン53は、一端よりマイクロ波伝送部3
1の半可撓性同軸ケーブル44の一端の中心導体を挿入
する嵌め合い部を有する。
【0056】マイクロ波検出部31と伝送部33との同
軸接続部47、50は嵌め合い組み立てする構成とし、
それぞれ凹部と凸部を形成している。この組み立て後、
弾力性を有する留め金具35にて係り止めする。
【0057】上記した構成において、マイクロ波検出部
31は着脱自在な構成としたことにより、万が一のフィ
ルタ異常あるいはマイクロ波検出部異常に対して個別に
補修あるいは交換ができる。
【0058】また、半可撓性同軸ケーブル44を使用し
たことにより、マイクロ波との結合部および同軸接続に
対する接続形状を同軸ケーブルを直接加工して一体的に
容易に形成できる。従って、結合部に連結する同軸線路
の中心導体を外部導体に対して保持させる部材を不要に
できる。
【0059】さらに、半可撓性同軸ケーブル44を挿通
させた中空管45と一体的に折曲して同軸ケーブルを支
持固定させた構成により半可撓性同軸ケーブル44の所
定位置への取り付けに対して付属させる部材を中空管側
に配設できる。この構成により半可撓性同軸ケーブル4
4は組み立て時に溶接あるいはろう付けによる熱加工が
不要であり、同軸ケーブルの性能保証ができる。
【0060】また、半可撓性同軸ケーブル44の外部導
体を中空管で覆った構成により、半可撓性同軸ケーブル
44の外部導体を排ガスによる腐食から保護するととも
に中空管を不銹鋼材料で構成したことにより中空管の耐
腐食性を保証している。
【0061】伝送部33には、可撓性同軸ケーブル49
を配した構成により、実装時の配線を容易にできる。ま
た、フィルタ収納部16に生じる内燃機関14からの振
動を可撓性同軸ケーブル49が吸収するので、検波部3
4側への振動伝達を抑制し、検波部34と可撓性同軸ケ
ーブル49との接続は、ハンダ付け加工が可能である。
【0062】伝送部33とマイクロ波検出部31との同
軸接続部の係止に弾力性の留め金具35を使用する構成
としたことにより、螺子接続構成で生じる接続部の緩み
発生の解消や組み立て時の螺子締めトルク管理を不要に
できるとともに接続および接続切り離しに関する作業を
容易にできる。
【0063】以上に示した構成において、マイクロ波セ
ンサは一つのみ図示しているが、複数個設けてもよい。
複数個設ける場合その配設位置はフィルタの排気ガス通
流方向に平行に配設する。
【0064】マイクロ波検出部31のフィルタ収納部1
6壁面への取り付けに関する他の実施例を図3と図4に
示す。図3において、図2との相違点は結合管42と接
続板43とを一体的に形成した第二の取付け部57をフ
ィルタ収納部16の壁面に溶接組み立てしたことであ
る。この構成によれば、第二の取付け部57の組み立て
をフィルタ15をフィルタ収納管16に収納組み立てし
た後の適当なタイミングで実施できる利便性を持たせる
ことができる。
【0065】また図4において、図2および図3との相
違点は、マイクロ波検出部31を螺子組み立てによって
フィルタ収納部16の壁面に取り付ける構成としたこと
である。マイクロ波検出部31の中空管45の一端に
は、位置決め部58を溶接あるいはろう付けにて配設し
ている。また、雌螺子部59を有し中空管45に対して
自由に回転する部材60を設けている。部材60の内部
には、弾力性のリング61たとえばスプリングワッシャ
を配設する。
【0066】一方フィルタ収納部16の壁面には雄螺子
部62と位置決め部58が接合する接合面63及びフィ
ルタ収納部16の壁面に設けた結合穴41に挿入する嵌
め合い部64を有する第三の取付け部65を溶接組み立
てしている。なお、位置決め部58は弾力性リング61
と接合面63とによって固定支持される。また、部材6
0は中空管45の折曲部によって係止めされる。
【0067】この構成によれば、マイクロ波検出部31
を第三の取付け部64の所定位置へ挿入後、螺子締め組
み立てすればよいので組み立て性がより容易である。な
お、本発明実施例においては、フィルタに堆積したパテ
ィキュレートを加熱する手段としてマイクロ波発生手段
を示したが、加熱手段はその他の手段たとえば電気ヒー
タやバーナでも構わない。電気ヒータを使用する場合、
電気ヒータを配設したフィルタ端面とは反対側のフィル
タ端面方向からマイクロ波を給電させる。電気ヒータの
形状によりマイクロ波検出位置の選択をすればよい。こ
の位置はフィルタ内のマイクロ波進行波の特性を把握す
ることで決定できる。
【0068】また、フィルタ内部でパティキュレートを
燃焼除去させるフィルタ再生装置に限定されない。たと
えば、フィルタ収納部を取り外してフィルタに堆積した
パティキュレートを高圧空気によってブロー排出する方
式のフィルタ再生装置にも本発明のマイクロ波センサは
適用できる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関用
フィルタ再生装置のマイクロ波センサによれば、以下の
効果が得られる。
【0070】(1)同軸ケーブルを中空管で覆ったこと
により、同軸ケーブルの機械的破損あるいは排気ガスに
よる腐食を防止し、同軸ケーブルの性能を保証できる。
【0071】(2)半可撓性同軸ケーブルとこの同軸ケ
ーブルを挿通させた中空管とを一体的に折曲した構成に
より、同軸伝送線路における中心導体の支持部材を不要
にできる。また、組み立て上の熱処理なしに固定支持し
たので半可撓性同軸ケーブルの性能を保証できる。ま
た、半可撓性同軸ケーブルの外部導体を中空管で覆った
ので外部導体の排気ガスによる腐食を解消でき耐久性能
を保証できる。
【0072】(3)中空管を不銹鋼材料で構成したこと
により、排気ガスや水に対しての耐腐食性を保証でき
る。これにより、内部を挿通させた同軸ケーブルの性能
保証をより高めることができる。
【0073】(4)半可撓性同軸ケーブルをフィルタ収
納管に着脱自在に組立て可能な構成としたことにより、
半可撓性同軸ケーブルのメンテナンス性を単独に確保で
きる。
【0074】(5)伝送部のマイクロ波伝送線路として
可撓性同軸ケーブルを設けたことにより、実装配線を容
易にできるとともに内燃機関からの振動を吸収できる。
これにより、伝送部と検波部との接続は、簡単な接続方
法たとえばハンダ付け加工が採用できる。
【0075】(6)伝送部と半可塑性同軸ケーブルとの
同軸接続部に弾力性の留め金具を使用する構成により、
接続の緩み止めを確実に保証でき、マイクロ波信号伝達
性能を保証できる。また、メンテナンス時の接続切り離
しおよび接続を簡単に実施できる。
【0076】(7)中空管の一端に位置決め部を設けた
ことにより、十分な機械的強度を持たせた状態で結合部
をフィルタ収納部内の所定位置に配設固定でき、検出性
能の耐久性を保証できる。
【0077】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の内燃機関用フィルタ再生装
置の構成図
【図2】同内燃機関用フィルタ再生装置のマイクロ波セ
ンサの主要部構成図
【図3】本発明の第二の実施例の内燃機関用フィルタ再
生装置のマイクロ波センサの主要部構成図
【図4】本発明の第三の実施例の内燃機関用フィルタ再
生装置のマイクロ波センサの主要部構成図
【図5】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成図
【符号の説明】
15 フィルタ 16 フィルタ収納部 31 マイクロ波検出部 32、57 取付け部 33 伝送部 35 留め金具 44 半可撓性同軸ケーブル(同軸ケーブル) 45 中空管 46、58 位置決め部 47 同軸接続部(マイクロ波検出部の同軸接続部) 48 結合部 49 可撓性同軸ケーブル 50 同軸接続部(伝送部の同軸接続部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垰 統雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 野口 正夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−34115(JP,A) 特開 平6−235314(JP,A) 実開 平6−47622(JP,U) 実開 平2−21571(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/02 321 F01N 3/00 G01N 22/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パティキュレートを捕集するフィルタを収
    納したフィルタ収納部内に存在するマイクロ波に結合さ
    せるために同軸ケーブルの中心導体から構成した結合部
    と同軸接続における中心導体を形成した同軸接続部とを
    両端に有する半可撓性同軸ケーブルと、前記結合部を前
    記フィルタ収納部内の所定位置に配設規定する位置決め
    部と同軸接続における外部導体を形成する同軸接続部と
    を両端に有するとともに前記半可撓性同軸ケーブルを挿
    通した後、一体的に折曲して半可撓性同軸ケーブルを支
    持固定する中空管とを備えた内燃機関用フィルタ再生装
    置のマイクロ波センサ。
  2. 【請求項2】中空管は、不銹鋼材料で構成した請求項1
    記載の内燃機関用フィルタ再生装置のマイクロ波セン
    サ。
  3. 【請求項3】半可撓性同軸ケーブルの結合部にて検出し
    たマイクロ波を伝送する可撓性同軸ケーブルからなる伝
    送部と、前記伝送部の一端に設けた同軸接続部と前記半
    可撓性同軸ケーブルの同軸接続部とを接続固定する弾力
    性の留め金具とを備えた請求項1記載の内燃機関用フィ
    ルタ再生装置のマイクロ波センサ。
  4. 【請求項4】結合部は、フィルタをフィルタ収納部内に
    断熱支持する空間に配設した請求項1または請求項3記
    載の内燃機関用フィルタ再生装置のマイクロ波センサ。
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