JP5514871B2 - Exhaust purification filter - Google Patents

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Description

本発明は、排気浄化フィルタに関し、特に内燃機関から排出されたパティキュレート(粒子状物質)を捕集するものに関する。   The present invention relates to an exhaust purification filter, and more particularly to a filter that collects particulates (particulate matter) discharged from an internal combustion engine.

内燃機関の排気系にパティキュレートを捕集する排気浄化フィルタを設け、パティキュレートの排出量を低減する技術は広く用いられている。近年では、排気浄化フィルタとして所謂ウォールフロー型のフィルタが主として用いられている。ウォールフロー型の排気浄化フィルタは、排ガスの流路となる複数のセルが多孔質壁により区画形成されたハニカム構造体を備えており、この多孔質壁でパティキュレートを捕集する。また、捕集したパティキュレートは、排気浄化フィルタを昇温することで燃焼される。   A technique of providing an exhaust gas purification filter for collecting particulates in an exhaust system of an internal combustion engine to reduce the amount of particulate emissions is widely used. In recent years, so-called wall flow type filters are mainly used as exhaust purification filters. The wall flow type exhaust gas purification filter includes a honeycomb structure in which a plurality of cells serving as exhaust gas flow paths are partitioned by a porous wall, and particulates are collected by the porous wall. The collected particulates are burned by raising the temperature of the exhaust purification filter.

このような排気浄化フィルタの材料として、例えば、炭化珪素(SiC)を用いた場合、パティキュレートを燃焼させる際に発生する熱応力により、多孔質壁にクラックが発生し易い。そこで、熱応力を緩和するために、複数のセグメントの集合体としてハニカム構造体を形成する技術が提案されている(特許文献1参照)。   For example, when silicon carbide (SiC) is used as the material for such an exhaust purification filter, cracks are likely to occur in the porous wall due to thermal stress generated when the particulates are burned. Therefore, a technique for forming a honeycomb structure as an aggregate of a plurality of segments has been proposed in order to reduce thermal stress (see Patent Document 1).

図8は、排気浄化フィルタ9の構成を示す部分断面図である。
図9は、排気浄化フィルタ9の構成を示す上面図、すなわち、排気浄化フィルタ9を排ガスの上流側から視た図である。
排気浄化フィルタ9は、円柱状のハニカム構造体91を、円筒状のケーシング92の内部に収納することで形成される。ここで、ハニカム構造体91は、上述のように複数のセル93が形成されたセグメント94を複数準備し、これらセグメント94を接合することで形成される。また、ハニカム構造体91をケーシング92の内部で安定して固定するためには、ハニカム構造体91の外周面に帯状の保持材95を巻回し、さらに、このハニカム構造体91の両端側に円環状のメッシュリング96を取り付けた上で、ケーシング92の内部に挿入する。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the exhaust purification filter 9.
FIG. 9 is a top view showing the configuration of the exhaust purification filter 9, that is, the view of the exhaust purification filter 9 as viewed from the upstream side of the exhaust gas.
The exhaust purification filter 9 is formed by housing a columnar honeycomb structure 91 in a cylindrical casing 92. Here, the honeycomb structure 91 is formed by preparing a plurality of segments 94 in which a plurality of cells 93 are formed as described above, and joining these segments 94. Further, in order to stably fix the honeycomb structure 91 inside the casing 92, a band-shaped holding material 95 is wound around the outer peripheral surface of the honeycomb structure 91, and circular shapes are formed on both ends of the honeycomb structure 91. An annular mesh ring 96 is attached and inserted into the casing 92.

国際公開WO2003−31371号International Publication WO2003-31371

しかしながら、図9に示すように、従来の排気浄化フィルタ9では、メッシュリング96によりハニカム構造体91をケーシング92の内部に固定すると、ハニカム構造体91の外周面側のセル93が、メッシュリング96により塞がれてしまい、これらセル93に排ガスが流入しにくくなるおそれがある。すなわち、外周面側に加工したセル93が有効に利用されず、加工にかかった費用が無駄になってしまう。   However, as shown in FIG. 9, in the conventional exhaust purification filter 9, when the honeycomb structure 91 is fixed to the inside of the casing 92 by the mesh ring 96, the cells 93 on the outer peripheral surface side of the honeycomb structure 91 become the mesh ring 96. The exhaust gas is unlikely to flow into these cells 93. That is, the cell 93 processed on the outer peripheral surface side is not effectively used, and the cost for processing is wasted.

図10は、排気浄化フィルタ9の端部側の構成を示す部分断面図である。
上述のように、ハニカム構造体91は、複数のセグメント94を接合することにより形成されるため、ハニカム構造体91の端面に凹凸が形成される場合がある。そこで、例えば、ハニカム構造体91の外周面側のセグメント94が大きく突出していた場合、図10の矢印97に示すように、メッシュリング96から突出したセグメント94の端面に荷重が集中し易くなってしまう。このため、振動により、ハニカム構造体91に割れや欠けが発生し易い。特に、セル93を区画する多孔質壁に割れが発生すると、この割れた部分から下流側へ排ガスが流れ易くなってしまうため、排気浄化フィルタの捕集能力が大きく低下するおそれがある。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the end side of the exhaust purification filter 9.
As described above, since the honeycomb structure 91 is formed by joining a plurality of segments 94, unevenness may be formed on the end surface of the honeycomb structure 91. Therefore, for example, when the segment 94 on the outer peripheral surface side of the honeycomb structure 91 protrudes greatly, the load is likely to concentrate on the end surface of the segment 94 protruding from the mesh ring 96 as shown by an arrow 97 in FIG. End up. For this reason, the honeycomb structure 91 is likely to be cracked or chipped by vibration. In particular, if a crack occurs in the porous wall that partitions the cell 93, the exhaust gas easily flows from the cracked portion to the downstream side, so that the collection ability of the exhaust purification filter may be greatly reduced.

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、加工したセルに満遍なく排ガスを流入させることができ、また、ハニカム構造体に割れや欠けを発生しにくくできる排気浄化フィルタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an exhaust gas purification filter that can uniformly flow exhaust gas into a processed cell and that is less likely to crack or chip in a honeycomb structure. Objective.

上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出されるパティキュレートを捕集する排気浄化フィルタ(1,1A,1B)であって、多孔質壁(23)により区画形成された複数のセル(22)を有する複数のセグメント(21)と、これら複数のセグメントを接合することで形成された柱状のハニカム構造体(2,2A,2B)と、を備え、前記ハニカム構造体の外周部のうち少なくとも一部には、セルが形成されていない肉厚部(25,25A)が設けられ、当該肉厚部の厚み(T)は、前記ハニカム構造体のうちセルが形成された部分の直径(L)に対し1%以上5%以下であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an exhaust purification filter (1, 1A, 1B) that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and collects particulates discharged from the internal combustion engine. , A plurality of segments (21) having a plurality of cells (22) partitioned by a porous wall (23), and a columnar honeycomb structure (2, 2A, 2) formed by joining the plurality of segments 2B), and at least part of the outer peripheral portion of the honeycomb structure is provided with thick portions (25, 25A) in which no cells are formed, and the thickness (T) of the thick portion is The honeycomb structure is characterized by being 1% or more and 5% or less with respect to the diameter (L) of the portion where the cells are formed.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の排気浄化フィルタ(1B)において、前記ハニカム構造体(2B)のうち外周部を構成する複数のセグメント(215)同士を接合する接合部(261B)の厚みは、前記ハニカム構造体のうち外周部以外を構成する複数のセグメント(216)同士を接合する接合部(262B)の厚みよりも大きいことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust purification filter (1B) according to the first aspect, wherein a plurality of segments (215) constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure (2B) are joined together ( The thickness of 261B) is larger than the thickness of the joint portion (262B) that joins the plurality of segments (216) that constitute other than the outer peripheral portion of the honeycomb structure.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の排気浄化フィルタ(1A)において、前記肉厚部(25A)は、前記ハニカム構造体の外周部を構成する複数のセグメント(212,213)のうち、セルが延びる方向に対し垂直な断面の断面積が小さいセグメント(212)の外周部にのみ設けられることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the exhaust purification filter (1A) according to claim 1 or 2, wherein the thick portion (25A) includes a plurality of segments (212, 212) constituting an outer peripheral portion of the honeycomb structure. 213), it is provided only on the outer peripheral portion of the segment (212) whose sectional area of the section perpendicular to the cell extending direction is small.

請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れかに記載の排気浄化フィルタにおいて、前記ハニカム構造体の上流側および下流側、あるいは、上流側および下流側の何れかには、前記肉厚部に係止し、このハニカム構造体を支持する環状の網状部材(5,6)をさらに備えることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the exhaust purification filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the upstream side and the downstream side of the honeycomb structure, or the upstream side and the downstream side, It further includes an annular mesh member (5, 6) that is locked to the thick portion and supports the honeycomb structure.

上記目的を達成するため請求項5に記載の発明は、内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出されるパティキュレートを捕集する排気浄化フィルタ(1,1A,1B)であって、多孔質壁(23)により区画形成された複数のセル(22)を有する複数のセグメント(21)と、これら複数のセグメントを接合することで形成された柱状のハニカム構造体(2,2A,2B)と、当該ハニカム構造体の外周部に係止し、このハニカム構造体を支持する環状の網状部材(5,6)と、を備え、前記ハニカム構造体の外周部のうち少なくとも一部には、セルが形成されていない肉厚部(25,25A)が設けられ、前記網状部材は、前記肉厚部に係止し、前記ハニカム構造体のセルを塞がないことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 5 is an exhaust purification filter (1, 1A, 1B) disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and collecting particulates discharged from the internal combustion engine. , A plurality of segments (21) having a plurality of cells (22) partitioned by a porous wall (23), and a columnar honeycomb structure (2, 2A, 2) formed by joining the plurality of segments 2B) and an annular mesh member (5, 6) that is engaged with and supported by the outer peripheral portion of the honeycomb structure, and at least part of the outer peripheral portion of the honeycomb structure Is provided with thick portions (25, 25A) in which cells are not formed, and the mesh member is locked to the thick portions and does not block the cells of the honeycomb structure.

請求項1に記載の発明によれば、柱状のハニカム構造体の外周部のうち少なくとも一部に、セルが形成されていない肉厚部を設けた。また、この肉厚部の厚みを、ハニカム構造体のうちセルが形成された部分の直径に対し1%以上5%以下となるようにした。
ここで、複数のセグメントの集合体として形成されたハニカム構造体では、ハニカム構造体の外周部を構成するセグメントは、ハニカム構造体の中央部を構成するセグメントと比較して、振動が伝わり易いため、割れや欠けが発生し易い。このようなハニカム構造体の外周部に肉厚部を設けることにより、外周部側のセグメントの強度を向上し、ハニカム構造体に割れや欠けを発生しにくくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, the thick portion where the cells are not formed is provided in at least a part of the outer peripheral portion of the columnar honeycomb structure. Further, the thickness of the thick portion was set to be 1% or more and 5% or less with respect to the diameter of the portion where the cells were formed in the honeycomb structure.
Here, in the honeycomb structure formed as an assembly of a plurality of segments, the segments constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure are more susceptible to vibration transmission than the segments constituting the central portion of the honeycomb structure. , Cracks and chips are likely to occur. By providing a thick portion at the outer peripheral portion of such a honeycomb structure, the strength of the segment on the outer peripheral portion side can be improved, and the honeycomb structure can be less likely to be cracked or chipped.

ここで、上述のようなメッシュリングによりハニカム構造体をケーシングの内部に固定する場合を想定する。この場合、本発明では、ハニカム構造体のうちセルが形成された部分の直径に対して1%以上5%以下の厚みの肉厚部をハニカム構造体の外周部の少なくとも一部に設けることにより、ハニカム構造体のセルを塞がないように、この肉厚部にのみメッシュリングを係止させることができる。これにより、加工した複数のセルに満遍なく排ガスを流入させることができるとともに、ケーシングの振動がメッシュリングを介してセグメントに直に伝達するのを防止し、ハニカム構造体に割れや欠けを発生しにくくすることができる。また、例えば、肉厚部に割れや欠けが発生した場合であっても、この肉厚部にはセルが形成されていないので、排気浄化フィルタのパティキュレート捕集能力が大きく低下することもない。   Here, it is assumed that the honeycomb structure is fixed inside the casing by the mesh ring as described above. In this case, in the present invention, a thick portion having a thickness of 1% or more and 5% or less with respect to the diameter of the portion where the cells are formed in the honeycomb structure is provided on at least a part of the outer peripheral portion of the honeycomb structure. The mesh ring can be locked only to the thick portion so as not to block the cells of the honeycomb structure. This allows exhaust gas to flow evenly into the processed cells and prevents the vibration of the casing from being transmitted directly to the segment via the mesh ring, making it difficult for cracks and chips to occur in the honeycomb structure. can do. Further, for example, even when a crack or a chip occurs in the thick part, no cell is formed in the thick part, so that the particulate collection ability of the exhaust purification filter is not greatly reduced. .

請求項2に記載の発明によれば、ハニカム構造体のうち外周部を構成する複数のセグメント同士を接合する接合部の厚みを、ハニカム構造体のうち外周部以外を構成する複数のセグメント同士を接合する接合部の厚みよりも大きくした。これにより、外周部側のセグメントの強度をさらに向上することができる。   According to the second aspect of the present invention, the thickness of the joined portion that joins the plurality of segments that constitute the outer peripheral portion of the honeycomb structure is set, and the plurality of segments that constitute other than the outer peripheral portion of the honeycomb structure are set. It was larger than the thickness of the joined part to be joined. Thereby, the intensity | strength of the segment by the side of an outer peripheral part can further be improved.

請求項3に記載の発明によれば、ハニカム構造体の外周部を構成する複数のセグメントのうち、セルが延びる方向に対し垂直な断面の断面積が小さいセグメントの外周部にのみ、肉厚部を設けた。ここで、複数のセグメントの集合体として構成したハニカム構造体において、断面積が小さなセグメントは、他のセグメントと比較して特に強度が小さい。このような断面積の小さなセグメントの外周部のみに肉厚部を設けることで、外周部側のセグメントの強度を無駄なく向上することができる。   According to the third aspect of the present invention, only the outer peripheral portion of the segment having a small cross-sectional area of the cross section perpendicular to the cell extending direction among the plurality of segments constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure is a thick portion. Was provided. Here, in a honeycomb structure configured as an aggregate of a plurality of segments, a segment having a small cross-sectional area has particularly low strength compared to other segments. By providing the thick portion only on the outer peripheral portion of the segment having such a small cross-sectional area, the strength of the segment on the outer peripheral portion side can be improved without waste.

請求項4に記載の発明によれば、ハニカム構造体の上流側および下流側、あるいは、上流側および下流側の何れかに、肉厚部に係止し、このハニカム構造体を支持する環状の網状部材を設けた。これにより、セルを塞ぐことなくハニカム構造体を支持することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the annular structure that is engaged with the thick portion and supports the honeycomb structure on either the upstream side and the downstream side of the honeycomb structure, or the upstream side and the downstream side. A mesh member was provided. Thereby, the honeycomb structure can be supported without blocking the cells.

請求項5に記載の発明によれば、柱状のハニカム構造体の外周部のうち少なくとも一部に、セルが形成されていない肉厚部を設けた。これにより、外周部側のセグメントの強度を向上し、ハニカム構造体に割れや欠けを発生しにくくすることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the thick part in which the cells are not formed is provided in at least a part of the outer peripheral part of the columnar honeycomb structure. Thereby, the strength of the segment on the outer peripheral portion side can be improved, and the honeycomb structure can be less likely to be cracked or chipped.

また、このハニカム構造体のセルを塞がないように、肉厚部に係止させることで、ハニカム構造体を支持する環状の網状部材を設けた。これにより、加工した複数のセルに満遍なく排ガスを流入させることができるとともに、ケーシングの振動がメッシュリングを介してセグメントに直に伝達するのを防止し、ハニカム構造体に割れや欠けを発生しにくくすることができる。また、例えば、肉厚部に割れや欠けが発生した場合であっても、この肉厚部にはセルが形成されていないので、排気浄化フィルタの捕集能力が大きく低下することもない。   In addition, an annular mesh member for supporting the honeycomb structure was provided by engaging the thick portion so as not to block the cells of the honeycomb structure. This allows exhaust gas to flow evenly into the processed cells and prevents the vibration of the casing from being transmitted directly to the segment via the mesh ring, making it difficult for cracks and chips to occur in the honeycomb structure. can do. Further, for example, even when a crack or a chip occurs in the thick part, no cells are formed in the thick part, so that the collection ability of the exhaust purification filter does not greatly decrease.

本発明の第1実施形態に係るDPFの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of DPF which concerns on 1st Embodiment of this invention. 上記実施形態に係るDPFの構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing composition of a DPF concerning the above-mentioned embodiment. 上記実施形態に係るハニカム構造体の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the honeycomb structure which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係るセグメントの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the segment which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係るハニカム構造体およびメッシュリングの構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing composition of a honeycomb structure and a mesh ring concerning the above-mentioned embodiment. 本発明の第2実施形態に係るハニカム構造体の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the honeycomb structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るハニカム構造体の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the honeycomb structure which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 排気浄化フィルタの構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure of an exhaust gas purification filter. 排気浄化フィルタの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of an exhaust gas purification filter. 排気浄化フィルタの端部側の構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure by the side of the edge part of an exhaust gas purification filter.

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る排気浄化フィルタ1の構成を示す分解斜視図である。
図2は、排気浄化フィルタ1の構成を示す部分断面図である。
排気浄化フィルタ1は、内燃機関の排気通路に配置され、この内燃機関から排出される排気に含まれるパティキュレートを捕集することで、排気を浄化するフィルタである。この排気浄化フィルタ1は、特にディーゼル内燃機関から排出される排気の浄化に好ましく利用されるものであり、以下では、「DPF」(Diesel Particulate Filter)という。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an exhaust purification filter 1 according to the present embodiment.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the exhaust purification filter 1.
The exhaust purification filter 1 is a filter that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and purifies exhaust gas by collecting particulates contained in the exhaust discharged from the internal combustion engine. This exhaust purification filter 1 is particularly preferably used for purification of exhaust discharged from a diesel internal combustion engine, and is hereinafter referred to as “DPF” (Diesel Particulate Filter).

DPF1は、円柱状のハニカム構造体2と、このハニカム構造体2が収納される円筒状のケーシング3と、ハニカム構造体2をケーシング3の内部に固定する保持材4並びに網状部材としての上流側メッシュリング5および下流側メッシュリング6と、を含んで構成される。   The DPF 1 includes a columnar honeycomb structure 2, a cylindrical casing 3 in which the honeycomb structure 2 is accommodated, a holding member 4 that fixes the honeycomb structure 2 inside the casing 3, and an upstream side as a net-like member A mesh ring 5 and a downstream mesh ring 6 are included.

図3は、ハニカム構造体2の構成を示す上面図、すなわち、ハニカム構造体2を排ガスの上流側から視た図である。
ハニカム構造体2は、複数の略正方形状のセル22を備えたハニカム状である。このハニカム構造体2は、これら複数のセル22を有する複数の柱状のセグメント21を含んで構成される。
FIG. 3 is a top view showing the configuration of the honeycomb structure 2, that is, the honeycomb structure 2 as viewed from the upstream side of the exhaust gas.
The honeycomb structure 2 has a honeycomb shape including a plurality of substantially square cells 22. The honeycomb structure 2 includes a plurality of columnar segments 21 having the plurality of cells 22.

図4は、セグメント21の構成を示す断面図である。図4において、左方は排ガスの上流側を示し、右方は排ガスの下流側を示す。
セグメント21は、排ガスが流れる方向に沿って延びる複数の多孔質壁23と、これら多孔質壁23により区画形成され、排ガスの流路となる複数のセル22とを備える。なお、以下では、これらセル22が延びる方向を、ハニカム構造体2の軸線方向とする。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the segment 21. In FIG. 4, the left side shows the upstream side of the exhaust gas, and the right side shows the downstream side of the exhaust gas.
The segment 21 includes a plurality of porous walls 23 extending along the direction in which the exhaust gas flows, and a plurality of cells 22 that are partitioned by the porous walls 23 and serve as exhaust gas flow paths. In the following, the direction in which the cells 22 extend is defined as the axial direction of the honeycomb structure 2.

図4に示すように、セル22は、上流側セル221と下流側セル222とに分けられ、これら上流側セル221と下流側セル222とは交互に配置される。
上流側セル221の下流側には、上流側セル221の内部からセグメント21の下流側へ排ガスが流出するのを防止する下流側目封じ242が設けられている。また、下流側セル222の上流側には、セグメント21の上流側から下流側セル222の内部へ排ガスが流入するのを防止する上流側目封じ241が設けられている。また、多孔質壁23には、複数の気孔が形成されており、排ガスが通過可能となっている。
As shown in FIG. 4, the cell 22 is divided into an upstream cell 221 and a downstream cell 222, and the upstream cell 221 and the downstream cell 222 are alternately arranged.
On the downstream side of the upstream cell 221, a downstream seal 242 that prevents exhaust gas from flowing out of the upstream cell 221 to the downstream side of the segment 21 is provided. Further, on the upstream side of the downstream cell 222, an upstream seal 241 that prevents the exhaust gas from flowing from the upstream side of the segment 21 into the downstream cell 222 is provided. The porous wall 23 is formed with a plurality of pores so that exhaust gas can pass through.

すなわち、セグメント21へ流入する排ガスは、先ず、上流側セル221内に流入し、多孔質壁23を通過して、下流側セル222内へ流入し、セグメント21外へ流出する。ここで、排ガスが多孔質壁23を通過する際、多孔質壁23の上流側の面、及び、多孔質壁23内に形成された孔には、排ガス中に含まれるパティキュレートが堆積する。   That is, the exhaust gas flowing into the segment 21 first flows into the upstream cell 221, passes through the porous wall 23, flows into the downstream cell 222, and flows out of the segment 21. Here, when the exhaust gas passes through the porous wall 23, the particulates contained in the exhaust gas accumulate on the upstream surface of the porous wall 23 and the holes formed in the porous wall 23.

図3に示すように、ハニカム構造体2は、以上のような複数のセグメント21を接合部26で互いに接合し、一体にすることで形成される。また、ハニカム構造体2の外周部には、セル22が形成されていない厚さTの肉厚部25が全周に亘って設けられている。このような肉厚部25は、例えば、複数のセグメント21を一体に成形し、円柱状のセグメント集合体を形成した後、このセグメント集合体の外周面に、肉厚部25の材料を所定の厚さで塗布することにより形成される。   As shown in FIG. 3, the honeycomb structure 2 is formed by joining a plurality of segments 21 as described above together at a joining portion 26 and integrating them. Further, a thick portion 25 having a thickness T in which the cells 22 are not formed is provided on the outer peripheral portion of the honeycomb structure 2 over the entire periphery. Such a thick portion 25 is formed by, for example, integrally forming a plurality of segments 21 to form a columnar segment assembly, and then applying a material of the thick portion 25 to the outer peripheral surface of the segment assembly. It is formed by coating with a thickness.

ここで、ハニカム構造体2を構成するセグメント21、接合部26、および肉厚部25には、それぞれセラミックスを主成分とする材料を用いることが好ましい。より具体的には、セグメント21、接合部26、および肉厚部25には、アルミナ、ムライト、リチウムアルミニウムシリケート、炭化珪素、窒化珪素、アルミナチタネート、およびコージェライト等を含む群から選ばれた1種または2種以上を用いることが好ましい。また、ハニカム構造体2の強度を特に向上させるためには、セグメント21、接合部26、および肉厚部25には、それぞれ同じ材料を用いることが好ましいが、これに限らず、それぞれ異なる材料を用いてもよい。   Here, it is preferable to use a material mainly composed of ceramics for the segment 21, the joint portion 26, and the thick portion 25 constituting the honeycomb structure 2. More specifically, the segment 21, the joining portion 26, and the thick portion 25 are selected from the group including alumina, mullite, lithium aluminum silicate, silicon carbide, silicon nitride, alumina titanate, cordierite, and the like. It is preferable to use seeds or two or more kinds. In order to particularly improve the strength of the honeycomb structure 2, it is preferable to use the same material for the segment 21, the joint portion 26, and the thick portion 25. It may be used.

図1および図2に戻って、ケーシング3は、ハニカム構造体2の軸線方向が、排ガスの流通方向と一致するように、ハニカム構造体2を保持する。このケーシング3には、例えば、ステンレスやNi−Cr合金等から形成されたものが用いられる。   Returning to FIGS. 1 and 2, the casing 3 holds the honeycomb structure 2 so that the axial direction of the honeycomb structure 2 coincides with the flow direction of the exhaust gas. The casing 3 is made of, for example, stainless steel or Ni—Cr alloy.

保持材4は、帯状であり、ハニカム構造体2の外周面に沿って巻回される。また、この保持材4は、ハニカム構造体2の外周面とケーシング3の内周面との間で圧縮された状態で、ハニカム構造体2とともにケーシング3の内部に収納される。この保持材4には、例えば、アルミナ繊維やムライト繊維等の耐熱性を有する繊維から形成されたものが用いられる。   The holding material 4 has a band shape and is wound along the outer peripheral surface of the honeycomb structure 2. In addition, the holding material 4 is housed in the casing 3 together with the honeycomb structure 2 in a compressed state between the outer peripheral surface of the honeycomb structure 2 and the inner peripheral surface of the casing 3. As the holding material 4, for example, a material formed from heat-resistant fibers such as alumina fibers and mullite fibers is used.

上流側メッシュリング5および下流側メッシュリング6は、それぞれ、円環状であり、ハニカム構造体2の上流側および下流側に係止し、このハニカム構造体2を両端から支持する。   Each of the upstream mesh ring 5 and the downstream mesh ring 6 has an annular shape, and is engaged with the upstream side and the downstream side of the honeycomb structure 2 to support the honeycomb structure 2 from both ends.

より具体的には、これらメッシュリング5,6のそれぞれのハニカム構造体2側には、それぞれ、ハニカム構造体2の外径と略等しい内径を有し、ハニカム構造体2の上流側の端部および下流側の端部が係止する凹部51,61が形成されている。
図2に示すように、上流側メッシュリング5の凹部51にハニカム構造体2の上流側を係止させると、この上流側メッシュリング5は、ハニカム構造体2の上流側において、外周面と上流側の端面との2つの面に接し、このハニカム構造体2を上流側から支持する。
また、下流側メッシュリング6の凹部61にハニカム構造体2の下流側を係止させると、この下流側メッシュリング6は、ハニカム構造体2の下流側において、外周面と下流側の端面との2つの面に接し、このハニカム構造体2を下流側から支持する。
More specifically, each of the mesh rings 5 and 6 has an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the honeycomb structure 2 on the honeycomb structure 2 side, and an upstream end portion of the honeycomb structure 2. And the recessed parts 51 and 61 which the edge part of a downstream side latches are formed.
As shown in FIG. 2, when the upstream side of the honeycomb structure 2 is engaged with the concave portion 51 of the upstream mesh ring 5, the upstream mesh ring 5 is located upstream of the outer peripheral surface and the upstream side of the honeycomb structure 2. The honeycomb structure 2 is supported from the upstream side in contact with the two end surfaces.
Further, when the downstream side of the honeycomb structure 2 is locked to the concave portion 61 of the downstream mesh ring 6, the downstream mesh ring 6 is formed between the outer peripheral surface and the downstream end surface on the downstream side of the honeycomb structure 2. The honeycomb structure 2 is supported from the downstream side in contact with the two surfaces.

これらメッシュリング5,6は、それぞれ、金属メッシュ材を円環状に成形したものが用いられており、僅かに伸縮することが可能となっている。これらメッシュリング5,6は、ハニカム構造体2の外周面とケーシング3の内周面との間で圧縮された状態で、ハニカム構造体2とともにケーシング3の内部に収納される。これらメッシュリング5,6には、例えば、SUS310鋼等が用いられる。   Each of these mesh rings 5 and 6 is made of a metal mesh material formed into an annular shape, and can be slightly expanded and contracted. The mesh rings 5 and 6 are accommodated in the casing 3 together with the honeycomb structure 2 in a compressed state between the outer peripheral surface of the honeycomb structure 2 and the inner peripheral surface of the casing 3. For these mesh rings 5 and 6, for example, SUS310 steel or the like is used.

以上のような保持材4およびメッシュリング5,6を用いることにより、ハニカム構造体2をケーシング3の内部に安定して固定することができる。   By using the holding material 4 and the mesh rings 5 and 6 as described above, the honeycomb structure 2 can be stably fixed inside the casing 3.

次に、図3および図5を参照して、ハニカム構造体2の肉厚部25の好ましい形態について説明する。
図5は、ハニカム構造体2およびメッシュリング5の構成を示す部分断面図である。
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 5, the preferable form of the thick part 25 of the honeycomb structure 2 is demonstrated.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing configurations of the honeycomb structure 2 and the mesh ring 5.

上述のように、ハニカム構造体2の上流側および下流側には、それぞれ、メッシュリング5,6が係止する。このようにメッシュリング5,6をハニカム構造体2に係止させた場合、ハニカム構造体2の複数のセル22がメッシュリング5,6により塞がれないように、メッシュリング5,6および肉厚部25の寸法を設計する必要がある。   As described above, the mesh rings 5 and 6 are engaged with the upstream side and the downstream side of the honeycomb structure 2, respectively. When the mesh rings 5 and 6 are locked to the honeycomb structure 2 as described above, the mesh rings 5 and 6 and the meat are so arranged that the plurality of cells 22 of the honeycomb structure 2 are not blocked by the mesh rings 5 and 6. It is necessary to design the dimension of the thick part 25.

例えば、メッシュリング5,6のうち、ハニカム構造体2の上流側の端面に接する部分の長さをWとすると、肉厚部25の厚さTは、このメッシュリング5の長さWに略等しいか、あるいは、長さWよりもやや小さくなるように設計することが好ましい。これにより、ハニカム構造体2のセル22を塞がないように、メッシュリング5,6を肉厚部25に係止させることができる。   For example, when the length of the mesh ring 5, 6 that is in contact with the upstream end face of the honeycomb structure 2 is W, the thickness T of the thick portion 25 is substantially equal to the length W of the mesh ring 5. It is preferable to design so as to be equal to or slightly smaller than the length W. Thus, the mesh rings 5 and 6 can be locked to the thick portion 25 so as not to block the cells 22 of the honeycomb structure 2.

このように、肉厚部25の厚さTを、メッシュリング5,6の長さWと比較して設計することもできるが、ハニカム構造体2の直径と比較して設計することもできる。この場合、図3に示すように、ハニカム構造体2のうちセル22が形成された部分の直径をLとすると、肉厚部25の厚さTは、直径Lに対し1%以上5%以下であることが好ましい。このような厚さTの肉厚部25を形成することにより、ハニカム構造体2のセル22を塞がないように、メッシュリング5,6を係止させる面を確保することができる。   As described above, the thickness T of the thick portion 25 can be designed in comparison with the length W of the mesh rings 5 and 6, but can also be designed in comparison with the diameter of the honeycomb structure 2. In this case, as shown in FIG. 3, when the diameter of the portion where the cells 22 are formed in the honeycomb structure 2 is L, the thickness T of the thick portion 25 is 1% or more and 5% or less of the diameter L. It is preferable that By forming the thick portion 25 having such a thickness T, it is possible to secure a surface for engaging the mesh rings 5 and 6 so as not to block the cells 22 of the honeycomb structure 2.

本実施形態のDPF1によれば、以下の効果を奏する。
円柱状のハニカム構造体2の外周部に、セル22が形成されていない肉厚部25を全周に亘って設けた。また、この肉厚部25の厚みTを、ハニカム構造体2のうちセル22が形成された部分の直径Lに対し1%以上5%以下となるようにした。これにより、ハニカム構造体2の外周部に肉厚部25を設けることにより、外周部側のセグメント21の強度を向上し、ハニカム構造体2に割れや欠けを発生しにくくすることができる。
The DPF 1 according to the present embodiment has the following effects.
A thick portion 25 in which the cells 22 are not formed is provided on the outer peripheral portion of the columnar honeycomb structure 2 over the entire periphery. Further, the thickness T of the thick portion 25 is set to be 1% or more and 5% or less with respect to the diameter L of the portion of the honeycomb structure 2 where the cells 22 are formed. Accordingly, by providing the thick portion 25 on the outer peripheral portion of the honeycomb structure 2, the strength of the segment 21 on the outer peripheral portion side can be improved, and the honeycomb structure 2 can be made less likely to be cracked or chipped.

また、ハニカム構造体2のうちセル22が形成された部分の直径Lに対して1%以上5%以下の厚みTの肉厚部25をハニカム構造体2の外周部に設けることにより、ハニカム構造体2のセル22を塞がないように、この肉厚部25にのみメッシュリング5,6を係止させることができる。これにより、加工した複数のセル22に満遍なく排ガスを流入させることができるとともに、ケーシング3の振動がメッシュリング5,6を介してセグメント21に直に伝達するのを防止し、ハニカム構造体2に割れや欠けを発生しにくくすることができる。また、例えば、肉厚部25に割れや欠けが発生した場合であっても、この肉厚部25にはセル22が形成されていないので、DPF1のパティキュレート捕集能力が大きく低下することもない。   Further, by providing a thick portion 25 having a thickness T of 1% or more and 5% or less with respect to the diameter L of the portion of the honeycomb structure 2 where the cells 22 are formed, the honeycomb structure 2 is provided with an outer peripheral portion. The mesh rings 5 and 6 can be locked only to the thick portion 25 so as not to block the cell 22 of the body 2. As a result, exhaust gas can be made to flow uniformly into the plurality of processed cells 22, and vibration of the casing 3 is prevented from being directly transmitted to the segment 21 via the mesh rings 5, 6. It can be made difficult to generate cracks and chips. Further, for example, even when a crack or a chip occurs in the thick portion 25, since the cell 22 is not formed in the thick portion 25, the particulate collection ability of the DPF 1 may be greatly reduced. Absent.

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態を、図面を参照して説明する。
以下の第2実施形態の説明にあたって、第1実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略化又は簡略化する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description of the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図6は、本実施形態に係るDPF1Aのハニカム構造体2Aの構成を示す正面図である。図6に示すように、本実施形態では、ハニカム構造体2Aの肉厚部25Aの構成が、第1実施形態と異なる。   FIG. 6 is a front view showing a configuration of the honeycomb structure 2A of the DPF 1A according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the configuration of the thick portion 25A of the honeycomb structure 2A is different from that of the first embodiment.

ハニカム構造体2Aは、複数のセグメントを接合部26により互いに接合し、一体にすることで形成される。ここで、複数のセグメントの集合体として、円柱状のハニカム構造体2Aを形成するためには、ハニカム構造体2Aの中央部を構成する複数のセグメント211と、ハニカム構造体2Aの外周部を構成する複数のセグメント212,213とで、形状が異なるものを用いる必要がある。特に、ハニカム構造体2Aの外周部を構成するセグメント212,213は、ハニカム構造体2Aの軸線方向に対し垂直な断面の断面積が小さいセグメント212と、大きいセグメント213とに分けられる。   The honeycomb structure 2 </ b> A is formed by joining a plurality of segments to each other by a joining portion 26 and integrating them. Here, in order to form a cylindrical honeycomb structure 2A as an aggregate of a plurality of segments, a plurality of segments 211 constituting the central part of the honeycomb structure 2A and an outer peripheral part of the honeycomb structure 2A are constituted. It is necessary to use a plurality of segments 212 and 213 having different shapes. In particular, the segments 212 and 213 constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure 2A are divided into a segment 212 having a small cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure 2A and a segment 213 having a large cross section.

図6に示すように、本実施形態の肉厚部25Aは、ハニカム構造体2Aの外周部を構成するセグメント212,213のうち、断面積が小さいセグメント212の外周部にのみ設けられる。   As shown in FIG. 6, the thick portion 25A of the present embodiment is provided only on the outer peripheral portion of the segment 212 having a small cross-sectional area among the segments 212 and 213 constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure 2A.

本実施形態のDPF1Aによれば、第1実施形態のDPF1と同様の効果に加えて、以下の効果を奏する。
ハニカム構造体2Aの外周部を構成する複数のセグメント212,213のうち、ハニカム構造体2の軸線方向に対し垂直な断面の断面積が小さいセグメント212の外周部にのみ、肉厚部25Aを設けた。ここで、複数のセグメント211,212,213の集合体として構成したハニカム構造体2Aにおいて、断面積が小さなセグメント212は、他のセグメント211,213と比較して特に強度が小さい。このような断面積の小さなセグメント212の外周部のみに肉厚部25Aを設けることで、外周部側のセグメントの強度を無駄なく向上することができる。
According to the DPF 1A of the present embodiment, in addition to the same effects as the DPF 1 of the first embodiment, the following effects can be obtained.
Of the plurality of segments 212 and 213 constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure 2A, the thick portion 25A is provided only on the outer peripheral portion of the segment 212 having a small cross-sectional area in the cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb structure 2 It was. Here, in the honeycomb structure 2 </ b> A configured as an aggregate of a plurality of segments 211, 212, and 213, the segment 212 having a small cross-sectional area has particularly low strength compared to the other segments 211 and 213. By providing the thick portion 25A only on the outer peripheral portion of the segment 212 having such a small cross-sectional area, the strength of the segment on the outer peripheral portion side can be improved without waste.

[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態を、図面を参照して説明する。
以下の第3実施形態の説明にあたって、第1実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略化又は簡略化する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description of the third embodiment, the same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図7は、本実施形態に係るDPF1Bのハニカム構造体2Bの構成を示す正面図である。図7に示すように、本実施形態では、ハニカム構造体2Bの構成が第1実施形態と異なる。   FIG. 7 is a front view showing the configuration of the honeycomb structure 2B of the DPF 1B according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the configuration of the honeycomb structure 2B is different from that of the first embodiment.

本実施形態のハニカム構造体2Bでは、ハニカム構造体2Bのうち外周部を構成する複数のセグメント215同士を接合する接合部261Bの厚みは、ハニカム構造体2Bのうち中央部を構成する複数のセグメント216同士を接合する接合部262Bの厚みよりも大きい。   In the honeycomb structure 2B of the present embodiment, the thickness of the joining portion 261B that joins the plurality of segments 215 constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure 2B is equal to the plurality of segments constituting the central portion of the honeycomb structure 2B. It is larger than the thickness of the joint part 262B that joins 216 together.

本実施形態のDPF1Bによれば、第1実施形態のDPF1が奏する効果に加えて、以下の効果がある。
ハニカム構造体2Bのうち外周部を構成する複数のセグメント215同士を接合する接合部261Bの厚みを、ハニカム構造体2Bのうち外周部以外を構成する複数のセグメント216同士を接合する接合部262Bの厚みよりも大きくした。これにより、外周部側のセグメント215の強度をさらに向上することができる。
According to the DPF 1B of the present embodiment, in addition to the effects exhibited by the DPF 1 of the first embodiment, there are the following effects.
Of the honeycomb structure 2B, the thickness of the joint portion 261B joining the plurality of segments 215 constituting the outer peripheral portion is set to be equal to the thickness of the joint portion 262B joining the plurality of segments 216 constituting the honeycomb structure 2B other than the outer peripheral portion. It was larger than the thickness. Thereby, the intensity | strength of the segment 215 by the side of an outer peripheral part can further be improved.

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。
上述した実施形態では、円柱状のハニカム構造体を例に説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、セルが延びる方向に対し垂直な断面が楕円状や三角形状などのハニカム構造体であってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made.
In the above-described embodiment, the columnar honeycomb structure has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the honeycomb structure may have an elliptical or triangular cross section perpendicular to the cell extending direction.

上述した実施形態では、ハニカム構造体2の上流側および下流側の両方にメッシュリング5,6を設けたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ハニカム構造体の上流側および下流側の何れかのみにメッシュリングを設けてもよい。   In the embodiment described above, the mesh rings 5 and 6 are provided on both the upstream side and the downstream side of the honeycomb structure 2, but the present invention is not limited to this. For example, a mesh ring may be provided only on either the upstream side or the downstream side of the honeycomb structure.

上述した第1実施形態では、ハニカム構造体2の外周部の全周に亘って肉厚部25を形成したが、これに限るものではない。例えば、第2実施形態のハニカム構造体2Aの肉厚部25Aのように、ハニカム構造体の外周部の一部にのみ設けてもよい。   In 1st Embodiment mentioned above, although the thick part 25 was formed over the perimeter of the outer peripheral part of the honeycomb structure 2, it does not restrict to this. For example, like the thick portion 25A of the honeycomb structure 2A of the second embodiment, it may be provided only on a part of the outer peripheral portion of the honeycomb structure.

1,1A,1B…DPF(排気浄化フィルタ)
2,2A,2B…ハニカム構造体
21,211,212,213,215,216…セグメント
22…セル
23…多孔質壁
25,25A…肉厚部
26,261B,262B…接合部
5…上流側メッシュリング
6…下流側メッシュリング
1,1A, 1B ... DPF (exhaust gas purification filter)
2, 2A, 2B ... honeycomb structure 21, 211, 212, 213, 215, 216 ... segment 22 ... cell 23 ... porous wall 25, 25A ... thick part 26, 261B, 262B ... joined part 5 ... upstream mesh Ring 6 ... Downstream mesh ring

Claims (5)

内燃機関の排気通路に配置され、前記内燃機関から排出されるパティキュレートを捕集する排気浄化フィルタであって、
多孔質壁により区画形成された複数のセルを有する複数のセグメントと、
これら複数のセグメントを接合することで形成された柱状のハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体が収納される筒状のケーシングと、
前記ハニカム構造体の外周部に巻かれた状態で前記ケーシングの内部に収納され、前記ハニカム構造体を前記ケーシングの内部に固定する帯状の保持材と、を備え、
前記ハニカム構造体の外周部のうち少なくとも一部には、セルが形成されておらずかつ前記セルの延在方向に沿って視て径方向外側に突出した凸状の肉厚部が設けられ、
前記セルの延在方向に沿った前記保持材の長さは前記ハニカム構造体の長さよりも短く、
前記保持材の両端には、その延在方向に沿って突出した凸部と後退した凹部とが形成され、
前記凸部と凹部は、前記保持材を前記ハニカム構造体の外周部に巻いたときに一端側の凸部と凹部がそれぞれ他端側の凹部と凸部に対向するように形成されていることを特徴とする排気浄化フィルタ。
An exhaust purification filter that is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine and collects particulates discharged from the internal combustion engine,
A plurality of segments having a plurality of cells partitioned by a porous wall;
A columnar honeycomb structure formed by joining the plurality of segments;
A cylindrical casing in which the honeycomb structure is stored;
A belt-shaped holding material that is housed inside the casing in a state of being wound around the outer periphery of the honeycomb structure, and that fixes the honeycomb structure inside the casing,
Wherein at least a portion of the outer circumferential portion of the honeycomb structure, cell convex thick portion that protrudes in the extending direction radially outward when viewed along the formed with yet not and the cell is provided et Re ,
The length of the holding material along the cell extending direction is shorter than the length of the honeycomb structure,
At both ends of the holding material, a convex portion protruding along the extending direction and a concave portion recessed are formed.
The convex portion and the concave portion are formed so that the convex portion and the concave portion on one end side face the concave portion and the convex portion on the other end side, respectively, when the holding material is wound around the outer peripheral portion of the honeycomb structure. An exhaust purification filter characterized by.
前記ハニカム構造体は円柱状であり、
前記凸状の肉厚部は、前記ハニカム構造体の外周部の周方向に沿って等間隔に4つ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化フィルタ。
The honeycomb structure is cylindrical,
The exhaust purification filter according to claim 1, wherein four convex thick portions are provided at equal intervals along a circumferential direction of an outer peripheral portion of the honeycomb structure.
前記肉厚部は、前記ハニカム構造体の外周部を構成する複数のセグメントのうち、セルが延びる方向に対し垂直な断面の断面積が小さいセグメントの外周部にのみ設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の排気浄化フィルタ。   The thick portion is provided only in an outer peripheral portion of a segment having a small cross-sectional area of a cross section perpendicular to a cell extending direction among a plurality of segments constituting the outer peripheral portion of the honeycomb structure. Item 3. The exhaust gas purification filter according to Item 1 or 2. 前記ハニカム構造体の上流側および下流側、あるいは、上流側および下流側の何れかには、前記肉厚部に係止し、このハニカム構造体を支持する環状の網状部材をさらに備えることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の排気浄化フィルタ。   The upstream side and the downstream side or the upstream side and the downstream side of the honeycomb structure further includes an annular mesh member that is locked to the thick portion and supports the honeycomb structure. The exhaust gas purification filter according to any one of claims 1 to 3. 前記保持材は、耐熱性を有する繊維により形成された部材であり、前記ハニカム構造体の外周面と前記ケーシングの内周面との間で圧縮された状態で、前記ハニカム構造体とともに前記ケーシングの内部に収納されることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の排気浄化フィルタ。 The holding member is a member made Rikatachi by the fibers having heat resistance, while being compressed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the casing of the honeycomb structure, together with the honeycomb structure The exhaust purification filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust purification filter is housed in the casing.
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