JP6676087B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置は、排気浄化触媒が担持された担体（ハニカム担体）と、該担体を収納する筒状のケース部材と、を含んで構成される。担体をケース部材内に収納する際には、ケース部材内で担体を確実に保持することが重要である。このため、ケース部材内周面と担体外周面との間にマットと通称される保持部材を介在させ、更に、担体における排気の流入側及び流出側の各端部周縁にストッパー部材を設ける構造をとることが知られている。ストッパー部材と担体との間には緩衝材が介挿される（例えば、特許文献１参照）。

リング状のストッパー部材と筒状のケース部材の端部内周面との結合を強固にするために、両者の接触面積を大きくとると、ケース部材は筒状体の軸方向に延長されることとなり排気浄化装置が全体として長尺になるために小型化が阻害される。このため特許文献１の排気浄化装置では、リング状のストッパー部材を一部が分断されたＣ形状のものとし、一旦縮径させて筒状のケース部材の端部に圧入した後に拡径させてケース部材の内周面に圧接させる。更にこのように圧接させた状態で、ストッパー部材をケース部材の端部に溶接により溶着させる。このときストッパー部材を筒状のケース部材の端部から内側に入り込む位置で取り付けるため、排気浄化装置の全長が短縮されるとされている。

特開２０１３−１６０１４９号公報

特許文献１の技術では、ストッパー部材をケース部材の端部に溶接により溶着させるが、熱を受けて膨張収縮を繰り返すケース部材の端部の部位に溶接による接合を行うことは耐久性の点で好ましくない。また、溶接工程を必須とするため、生産効率が阻害される。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れ、生産効率が良い内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、ここに次のような技術を提案する。

（１）内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置（例えば、後述する排気浄化装置１）であって、排気の流入側端面（例えば、後述する流入側端面１１０ａ）から流出側端面（例えば、後述する流出側端面１１０ｂ）まで延びて排気の流路となる複数のセルが多孔質の隔壁により区画形成された柱状のハニカム担体（例えば、後述するハニカム担体１１）と、前記ハニカム担体を収納する筒状のケース部材（例えば、後述するケース部材１２）と、前記ハニカム担体と前記ケース部材との間に前記ハニカム担体の外周を囲むように設けられた保持部材（例えば、後述する保持部材１３）と、前記ハニカム担体の前記流入側端面及び流出側端面のうち少なくとも一方側の端面の周縁部に前記ハニカム担体の中心軸（例えば、後述する中心軸Ｘ）方向の移動を規制するように設けられた緩衝部材（例えば、後述する緩衝部材１４ａ、１４ｂ）と、前記ケース部材に固定され自己の位置規制部（例えば、後述する位置規制部１５１ａ、１５１ｂ）が前記緩衝部材に接触して前記緩衝部材の移動を規制するセット部材（例えば、後述するセット部材１５ａ、１５ｂ）と、を備え、前記緩衝部材は、前記セット部材の前記位置規制部が嵌入する凹部（例えば、後述する凹部１４１ａ、１４１ｂ）が形成されている、内燃機関の排気浄化装置。

上記（１）の内燃機関の排気浄化装置では、ハニカム担体の流入側端面及び流出側端面のうち少なくとも一方側の端面の周縁部にハニカム担体の中心軸方向の移動を規制するように緩衝部材が設けられている。更に、緩衝部材の移動を規制するようにセット部材が設けられている。セット部材はケース部材に固定され且つ緩衝部材に接触する位置規制部を有する。緩衝部材は、セット部材の位置規制部が嵌入する凹部が形成されている。従って、緩衝部材は、凹部にセット部材の位置規制部が嵌入することによって、十分な規制力で位置規制される。このため、溶接などの耐久性に問題のある手法を用いることなく、緩衝部材の位置を所定位置に維持することができ、排気浄化装置として耐久性に優れる。また、溶接などを行うことなく、セット部材の位置規制部を緩衝部材の凹部に嵌入させるため、溶接などを行う工程が省かれて生産効率が良い。

（２）前記セット部材の前記位置規制部のうち、ハニカム担体の緩衝部材の凹部に嵌入する嵌入部の少なくとも一部が、前記ハニカム担体の外周面（例えば、後述する外周面１１Ｐ）よりも内周側の位置に達している、（１）の内燃機関の排気浄化装置。

上記（２）の内燃機関の排気浄化装置では、位置規制部のうち、ハニカム担体の緩衝部材の凹部に嵌入する嵌入部の少なくとも一部が、ハニカム担体の外周面よりも内周側の位置に達している。このため、ハニカム担体側から応力が加わっても、緩衝部材の変形や脱落を効果的に防止することができる。

（３）前記セット部材の前記位置規制部は、前記ハニカム担体の径方向の断面視で、自己の外周端から前記ハニカム担体の中心軸に向かって前記ハニカム担体の外周面よりも内周側に延び、更に外側に向かって折り返されている（１）又は（２）の内燃機関の排気浄化装置。

上記（３）の内燃機関の排気浄化装置では、セット部材の位置規制部は、ハニカム担体の径方向の断面視で、自己の外周端からハニカム担体の中心軸に向かってハニカム担体の外周面よりも内周側に延び、更に外側に向かって折り返されている。このため、セット部材に緩衝部材を確実に抱え込ませることができ、より強固に緩衝材を保持させることができる。従って、緩衝部材の変形や脱落を効果的に防止することができる。

（４）前記緩衝部材とセット部材との嵌合体に対しその外周側に嵌装される筒状部を有する端部リング部材（例えば、後述する端部リング部材１６ｅ）を備え、前記セット部材は、前記ハニカム担体の径方向の断面視で、前記端部リング部材の筒状部（例えば、後述する筒状部１６１ｅ）の内周面に沿って前記ハニカム担体から離隔する方向に延びた延長部（例えば、後述する延長部１５６ｅ）を有する（１）又は（２）の内燃機関の排気浄化装置。

上記（４）の内燃機関の排気浄化装置では、ハニカム担体から離隔する方向に延びた延長部で端部リング部材の筒状部とセット部材とを溶接することができるため、端部リング部材とセット部材との溶接が容易であり、且つ、緩衝部材は溶接による熱害を受けにくい。

（５）前記セット部材は、前記位置規制部に前記ハニカム担体に向けて突出した突出部（例えば、後述する突出部１５４ｂ）を有する、（１）から（４）の何れか一の内燃機関の排気浄化装置。

上記（５）の内燃機関の排気浄化装置によれば、突出部が緩衝部材の凹部と強く係合して緩衝部材の変形、脱落をより強固に防止することができる。

（６）前記緩衝部材は前記ハニカム担体の中心軸方向視で環状を成し、少なくとも一箇所が分断されている、（１）から（５）の何れか一の内燃機関の排気浄化装置。

上記（６）の内燃機関の排気浄化装置によれば、分断による空隙の部位の存在により組付け時における緩衝部材の変形が容易であるため、生産効率が良く、且つ、空隙の部位で変形を吸収して熱間加工時のセット部材やケース部材の歪みを低減することができる。

（７）前記セット部材は、前記ケース部材と同一部材である（１）から（３）、（５）、（６）の何れか一の内燃機関の排気浄化装置。

上記（７）の内燃機関の排気浄化装置によれば、ケース部材自体の部分がセット部材を構成しているため、部品点数が少なくなり、溶接個所も少なくなるため、生産効率が一層向上する。

（８）前記セット部材は、前記位置規制部が前記ハニカム担体の中心軸方向視で環状を成し、少なくとも一箇所が分断されている、（１）から（６）の何れか一の内燃機関の排気浄化装置。

上記（８）の内燃機関の排気浄化装置によれば、分断による空隙の存在により、組付け時に、セット部材における位置規制部の変形が容易であるため、生産効率が良く、且つ、分断されて生じている空隙の部位で変形を吸収して熱間加工時のセット部材やケース部材の歪みを低減することができる。

（９）前記ハニカム担体はガソリンパティキュレートフィルタである、（１）から（８）の何れか一の内燃機関の排気浄化装置。

上記（９）の内燃機関の排気浄化装置によれば、ガソリンパティキュレートフィルタであるハニカム担体が緩衝部材によって適切に保持され損傷から保護される。

（１０）前記端部リング部材の周壁の少なくとも一部には、前記緩衝部材に向けて凸状をなす凸部が設けられている（１）から（９）の何れか一の内燃機関の排気浄化装置。

上記（１０）の内燃機関の排気浄化装置によれば、端部リング部材の周壁に形成された凸部が緩衝部材を押圧するため、緩衝部材がセット部材に密着する。この結果、緩衝部材に対するセット部材の位置保持力が十分なものとなる。従って、セット部材に対して緩衝部材が周方向に回転してしまうおそれがなくなる。

本発明によれば、耐久性に優れ、生産効率が良い内燃機関の排気浄化装置を具現することができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の軸方向断面図である。 図１の排気浄化装置の緩衝部材の近傍を示す部分拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の軸方向断面の部分図である。 本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の軸方向断面の部分図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置に適用される緩衝部材の一例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置に適用される緩衝部材の他の例を示す平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置のセット部材に緩衝部材を嵌め込んだ様子を示す部分断面斜視図である。 図７Ａにおける断面部分を拡大して示す図である。 図７Ａの状態にあるセット部材を端部リング部材に溶接した様子を示す部分断面斜視図である。 図７Ｃにおける断面部分を拡大して示す図である。 図７Ｃの状態にある端部リング部材をケース部材に溶接した様子を示す部分断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の端部リング部材にセット部材を溶接した様子を示す部分断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の一つの加工工程におけるセット部材及び緩衝部材の嵌合体と端部リング部材との関係を示す部分断面図である。 図９Ａよりも後の加工工程におけるセット部材及び緩衝部材の嵌合体と端部リング部材との関係を示す部分断面図である。 端部リング部材に押圧力を与えて、図９Ａの状態から図９Ｂの状態に変形させる様子を説明する図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳述することにより本発明を明らかにする。

図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の軸方向断面図である。本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置１は、図示しない内燃機関の排気管に設けられ、該排気管を流通する排気中の粒子状物質（以下、「ＰＭ」という。）を捕集するガソリンパティキュレートフィルタ（以下、「ＧＰＦ」という。）である。

排気浄化装置１は、その一つの態様においては、図示しないガソリンエンジンの直下で、該ガソリンエンジンの車両前方側の側面に沿って下方に延びる排気管に設けられる。即ち、排気浄化装置１は、排気の流れ方向を下方に向けた状態で、排気管に設けられる。
図１に示すように、排気浄化装置１は、ハニカム担体１１と、ケース部材１２と、を備える。

ハニカム担体１１は、中心軸Ｘ方向の一方及び他方の各端面である排気の流入側端面１１０ａから流出側端面１１０ｂまで貫通して延びて排気の流路となる複数のセルと、これらセルを区画形成する多孔質の隔壁と、を有する。
ハニカム担体１１は、断面が円形の円柱状である。ただし、ハニカム担体は柱状であればよく、例えば径方向断面が、楕円や複数の円弧を有する形状であってもよい。
各セルの形状は、断面が正方形の四角柱状であるが、例えば多角形状であってもよい。

ハニカム担体１１は、コーディエライトからなる多孔質の耐火性セラミックスで形成される。コーディエライトからなるハニカム担体１１は、押出し成形により一体成形された後、焼成することで得られる。焼成時には、外皮が同時に形成される。従って、本実施形態のハニカム担体１１は、その外周側面が外皮で覆われているため、触媒担持工程で触媒が外周側面から漏れ出したり、使用時に排気が外周側面から漏れ出すことがない。
ハニカム担体１１の気孔（細孔）径や気孔（細孔）率については、その隔壁が排気中のＰＭを濾過する濾過材として機能する範囲内で、適宜設定される。

ハニカム担体１１には、排気を浄化するための排気浄化触媒が担持されている。具体的には、本実施形態のハニカム担体１１には、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化する三元触媒が担持されている。三元触媒としては、Ｐｔ、Ｐｄ及びＲｈのうち少なくとも一つの貴金属を含むものが好ましく用いられる。

ケース部材１２は、断面が円環状の円筒状であり、上述のハニカム担体１１を内部に収納する。ただし、ケース部材１２は、ハニカム担体１１の形状に応じて筒状であればよく、例えば径方向断面が、楕円環や複数の円弧環を有する形状であってもよい。
このケース部材１２は、例えばＳＵＳ等の金属から構成される。

ケース部材１２は、その中心軸Ｘ方向（図１の上下方向）に沿って周方向に２分割されたケース半体から構成されるクラムシェル方式のケース部材である。即ち、ケース部材１２は、２分割されたケース半体を突き合わせ溶接することで、一体化形成される。

図１における外形が概略円柱状のハニカム担体１１は、マット状の保持部材１３を介してケース部材１２内に収納されている。保持部材１３は、ハニカム担体１１とケース部材１２との間にハニカム担体１１の外周を囲むように設けられ、ハニカム担体１１のケース部材１２内での中心軸Ｘに直交する面方向での位置を既定の正規位置に保持している。
保持部材１３としては、耐熱性、耐振性及びシール性を有する材質が用いられる。具体的には、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、セラミックガラス繊維等のセラミック繊維の他、金属メッシュ等が用いられる。

また、ハニカム担体１１の流入側端面１１０ａの周縁部にハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向の移動を規制するように緩衝部材１４ａが設けられている。同様に、流出側端面１１０ｂの周縁部にハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向の移動を規制するように緩衝部材１４ｂが設けられている。緩衝部材１４ａ及び緩衝部材１４ｂは、ハニカム担体１１の流入側端面１１０ａ及び流出側端面１１０ｂの各周縁に沿った環状をなしている。

更に、緩衝部材１４ａに対応して、その位置を規制するためのセット部材１５ａが設けられている。セット部材１５ａは一部がケース部材１２に固定され他部に形成された位置規制部１５１ａが緩衝部材１４ａに接触して緩衝部材１４ａの移動を規制するように構成されている。
同様に、緩衝部材１４ｂに対応して、その位置を規制するためのセット部材１５ｂが設けられている。セット部材１５ｂは一部がケース部材１２に固定され他部に形成された位置規制部１５１ｂが緩衝部材１４ｂに接触して緩衝部材１４ｂの移動を規制するように構成されている。

環状の緩衝部材１４ａ、１４ｂの外周側には、対応するセット部材１５ａ、１５ｂの上述の位置規制部１５１ａ、１５１ｂが嵌入する凹部１４１ａ、１４１ｂがそれぞれ形成されている。
尚、緩衝部材１４ａ及びセット部材１５ａの一部を外側から覆うように端部リング部材１６ａが嵌装されている。同様に、緩衝部材１４ｂ及びセット部材１５ｂの一部を外側から覆うように端部リング部材１６ｂが嵌装されている。

次に、図１に、図２を併せ参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置ついてさらに詳述する。
図２は、図１の排気浄化装置の緩衝部材の近傍を示す部分拡大図である。
図１及び図２において、対応部には同一の符号を附してある。

図１及び図２におけるように、セット部材１５ａ、１５ｂの位置規制部１５１ａ、１５１ｂは、それらのハニカム担体１１の中心軸Ｘに向かう端部がハニカム担体１１の外周面１１Ｐよりも内周側の位置に達している。詳細には、位置規制部１５１ａ、１５１ｂのうち緩衝部材１４ａ、１４ｂの凹部１４１ａ、１４１ｂに嵌入する嵌入部１５５ａ、１５５ｂのうちの少なくとも一部がハニカム担体１１の外周面１１Ｐよりも内周側の位置に達している。
また、図１及び図２の実施形態では、セット部材１５ａ、１５ｂはケース部材１２とは、同じ材質の別部材で構成され、溶接部１５２ａ、１５２ｂでケース部材１２と溶接されている。

図２に細部が符号を附して表されているように、セット部材１５ｂは、ケース部材１２の排気の下流側外周面に対しその外周面を囲むように位置した筒状部分１５３ｂの一部が溶接部１５２ｂでケース部材１２に溶接されている。
セット部材１５ｂは筒状部分１５３ｂから更に排気の下流側に延び出した部分がＲを描いて縮径している。この縮径している部分から更にハニカム担体１１の中心軸Ｘに向かう部分が、緩衝部材１４ｂに接触して緩衝部材１４ｂの移動を規制する位置規制部１５１ｂを形成している。
上述の通り、位置規制部１５１ｂの内径側への延長部分が緩衝部材１４ｂの外周面側に形成された凹部１４１ｂに略隙間なく嵌入している。このように嵌入している部分のハニカム担体１１の中心軸Ｘに向かう先端部が、ハニカム担体１１の外周面１１Ｐよりも内周側の位置に達している。

尚、図２においては、図１における排気の上流側及び下流側の各緩衝部材１４ａ、１４ｂと、これらに対応するセット部材１５ａ、１５ｂのうち、下流側の緩衝部材１４ｂとこれに対応するセット部材１５ｂに関してそれらの細部を示した。上流側の緩衝部材１４ａとこれに対応するセット部材１５ａについては、上述の下流側における場合と略同様であるため、説明を省略する。即ち、図示はしないが、セット部材１５ｂに対応するセット部材１５ａに位置規制部１５１ｂに対応する位置規制部１５１ａが設けられている。当然に、緩衝部材１４ｂ対応する緩衝部材１４ａの外周側に、凹部１４１ｂに対応する凹部１４１ａが形成されている。

以上、図１及び図２を参照して説明した本発明の一実施形態としての内燃機関の排気浄化装置の作用効果について次に説明する。
図１及び図２の装置では、ハニカム担体１１の流入側端面１１０ａ及び流出側端面１１０ｂの各周縁部にハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向の移動を規制するように環状の緩衝部材１４ａ、１４ｂが設けられている。更に、緩衝部材１４ａ、１４ｂの移動を規制するようにセット部材１５ａ、１５ｂが設けられている。セット部材１５ａ、１５ｂはそれらの一部分がケース部材１２に固定され且つ緩衝部材１４ａ、１４ｂに接触して位置規制する位置規制部１５１ａ、１５１ｂを有する。緩衝部材１４ａ、１４ｂは、セット部材１５ａ、１５ｂの位置規制部１５１ａ、１５１ｂが嵌入する凹部１４１ａ、１４１ｂが外周側に形成されている。
従って、緩衝部材１４ａ、１４ｂは、凹部１４１ａ、１４１ｂにセット部材１５ａ、１５ｂの位置規制部１５１ａ、１５１ｂが嵌入することによって、十分な規制力で位置規制される。このため、溶接などの耐久性に問題のある手法を用いることなく、緩衝部材１４ａ、１４ｂの位置を所定位置に維持することができ、排気浄化装置１として耐久性に優れる。また、溶接などを行うことなく、セット部材１５ａ、１５ｂの位置規制部１５１ａ、１５１ｂを緩衝部材１４ａ、１４ｂの凹部１４１ａ、１４１ｂに嵌入させるため、溶接などを行う工程が省かれて生産効率が良い。

特に、セット部材１５ａ、１５ｂの位置規制部１５１ａ、１５１ｂは、ハニカム担体１１の中心軸Ｘに向かう端部が、ハニカム担体１１の外周面１１Ｐよりも内周側の位置に達している。このため、ハニカム担体１１側から応力が加わっても、緩衝部材１４ａ、１４ｂの変形や脱落を効果的に防止することができる。

図３は、本発明の他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の軸方向断面の部分図である。
図３において、図１及び図２との対応部は同一の符号により示し、それら対応部については図１及び図２を参照しての説明を援用する。
図３の実施形態において、図１及び図２の実施形態との相違点は、セット部材１５ｂが、位置規制部１５１ｂにハニカム担体１１に向けて突出した突出部１５４ｂを有する点である。尚、図３では見えないセット部材１５aも、位置規制部１５１aにハニカム担体１１に向けて突出した突出部１５４aを有するが、図３の部分から容易に推定される対応部については、以下、適宜説明を省略する。緩衝部材１４ｂ側の凹部１４１ｂには、突出部１５４ｂが嵌り合う凹陥部１４１ｂｂが形成されている。この場合にも、位置規制部１５１ａ、１５１ｂのうち緩衝部材１４ａ、１４ｂの凹部１４１ａ、１４１ｂに嵌入する嵌入部１５５ａ、１５５ｂのうちの少なくとも一部がハニカム担体１１の外周面１１Ｐよりも内周側の位置に達している。

尚、緩衝部材１４ｂは、相応の力を加えて変形させることが可能な材質により構成されるものであるため、製造過程では、緩衝部材１４ｂに力を加えて一旦変形させ、その後、図３に示されたように、突出部１５４ｂを含む位置規制部１５１ｂが凹陥部１４１ｂｂを含む凹部１４１ｂに隙間なく嵌り合う状態にする。
図３の実施形態によれば、図１及び図２を参照して説明した実施形態における作用効果に加えて、突出部１５４ｂが緩衝部材１４ｂの凹部１４１ｂと強く係合して緩衝部材１４ｂの変形、脱落をより強固に防止することができる。

図４は、本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の軸方向断面の部分図である。
図４において、図１、図２及び図３との対応部は同一の符号により示し、それら対応部については図１、図２及び図３を参照しての説明を援用する。
図４の実施形態において、図１、図２及び図３の実施形態との相違点は、セット部材１５ｂｂがケース部材１２と同一部材である点である。この場合にも、位置規制部１５１ａ、１５１ｂのうち緩衝部材１４ａ、１４ｂの凹部１４１ａ、１４１ｂに嵌入する嵌入部１５５ａ、１５５ｂのうちの少なくとも一部がハニカム担体１１の外周面１１Ｐよりも内周側の位置に達している。
ケース部材１２自体の部分がセット部材１５ｂｂを構成しているため、部品点数が少なくなり、溶接個所も少なくなるため、生産効率が一層向上する。

尚、図３及び図４の実施形態における突出部１５４ｂ（１５４a）は、その尖頭部がハニカム担体１１に向けて突出している。このため、ハニカム担体１１側から緩衝部材１４ｂ（１４ａ）に向けて応力が作用した場合に、突出部１５４ｂ（１５４a）が緩衝部材１４ｂ（１４ａ）の凹部１４１ｂ（１４１ａ）に強固に嵌まり込む。このため、上述のような応力が作用しても、緩衝部材１４ｂ（１４ａ）が変形して脱落するようなおそれがない。また、仮に特段に大きな応力が作用してセット部材１５b（１５ａ）、１５ｂｂ（１５ａａ）の嵌入部１５５ｂ（１５５ａ）が外方に変形したとしても、緩衝部材１４ｂ（１４ａ）がずれて脱落するおそれがない。
図３及び図４の実施形態における突出部１５４ｂ（１５４a）は、その尖頭部がハニカム担体１１に向けて（図示の部分で上側である上流側に向けて）突出しているが、突出部の突出方向はこれに限られず、図３及び図４のものとは逆方向の態様を採ることもできる。この点については図７Ａから図７Ｅを参照して説明する他の実施形態に関連して後述する。

図５及び図６は、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置に適用される緩衝部材の一例及び他の例をそれぞれ示す平面図である。
図５の緩衝部材１４ａ（１４ｂ）は、断面視では図１から図４のような形態をとるが、平面視、即ち、ハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向視では、概略環状を成し、一箇所の空隙Ｓ０で分断されている。
また、図６の緩衝部材１４ａａ（１４ｂｂ）は、断面視では図１から図４のような形態をとるが、平面視、即ち、ハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向視では、概略環状を成し、二箇所の空隙Ｓ１、Ｓ２で分断されている。
緩衝部材として図５や図６のような、分断された緩衝部材１４ａ（１４ｂ）；１４ａａ（１４ｂｂ）を適用した実施形態によれば、組付け時における緩衝部材の変形が容易であるため、生産効率が良く、且つ、空隙の部位で変形を吸収して熱間加工時のセット部材１５ａ、１５ｂやケース部材１２の歪みを低減することができる。

尚、図示は省略するが、断面視では図１から図４のような形態をとるセット部材１５ａ、１５ｂは、位置規制部１５１ａ、１５１ｂが、平面視、即ち、ハニカム担体１１の中心軸Ｘ方向視で環状を成し、少なくとも一箇所が分断されている形態を採ることができる。
この場合は、分断による空隙の存在により、組付け時に、セット部材１５ａ、１５ｂにおける位置規制部１５１ａ、１５１ｂの変形が容易であるため、生産効率が良く、且つ、分断されて生じている空隙の部位で変形を吸収して熱間加工時のセット部材１５ａ、１５ｂやケース部材１２の歪みを低減することができる。

ここで、本発明の更に他の実施形態について、図７Ａから図７Ｅを参照して説明する。
図７Ａは、本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置のセット部材に緩衝部材を嵌め込んだ様子を示す部分断面斜視図である。
図７Ｂは、図７Ａにおける断面部分を拡大して示す図である。
図７Ｃは、図７Ａの状態にあるセット部材を端部リング部材に溶接した様子を示す部分断面斜視図である。
図７Ｄは、図７Ｃにおける断面部分を拡大して示す図である。
図７Ｅは、図７Ｄの状態にある端部リング部材をケース部材に溶接した様子を示す部分断面図である。

図７Ａから図７Ｅでは、本発明の実施形態において、ハニカム担体の排気の流れにおける上流側と下流側（以下、適宜、上流側、下流側と称する）とに対象的に配されるセット部材及び緩衝部材のうち、下流側に配されるセット部材及び緩衝部材の様子が表されている。上流側に配されるセット部材及び緩衝部材は下流側におけるものと対象的な様相を呈するため、以下には、下流側について詳述するが、上流側についても同様にセット部材及び緩衝部材が配されている。図７Ａから図７Ｅにおいて、対応部には同一の符号が付されている。
また、図７Ａから図７Ｅは、内燃機関の排気浄化装置の当該実施形態における製造工程を部分的に表している。

図７Ａ及び図７Ｂは、同じ製造工程におけるセット部材１５ｄと緩衝部材１４ｄとが異なる視点で示されている。図７Ａ及び図７Ｂに示された工程では、弧状（部分環状）のセット部材１５ｄに、これに対応する弧状（部分環状）の緩衝部材１４ｄが嵌め込まれる。
詳細には、図示のセット部材１５ｄは自己に対応する弧状（部分環状）のセット部材と対をなして円環状を呈する。
また、緩衝部材１４ｄは、自己に対応する弧状（部分環状）の緩衝部材と対をなして円環状を呈する。
即ち、図７Ａのセット部材１５ｄと緩衝部材１４ｄは、全体で円環体をなすセット部材と緩衝部材の一つの部分であり、図６に表わされたように分断された円環体の一方の部分である。

図７Ｂの断面図は、図７Ａにおける弧状（部分環状）のセット部材１５ｄ及び緩衝部材１４ｄを径方向の断面で見た図である。
図７Ａ及び図７Ｂに示されたように、セット部材１５ｄは、緩衝部材１４ｄの内周側に接しているが、その下側（下流側）が緩衝部材１４ｄの底面側に回り込んで径方向外側に曲がって拡径している。一方、セット部材１５ｄの上側（上流側）は、緩衝部材１４ｄにその内周面から径方向外側に向けて形成された一条の凹溝である凹部１４１ｄに向けて曲がり凹部１４１ｄに嵌入している。この嵌入している部分が本例における嵌入部１５５ｄである。セット部材１５ｄのうち緩衝部材１４ｄに接触して緩衝部材１４ｄの移動を規制する部分が位置規制部１５１ｄである。本例の場合は、セット部材１５ｄの略全体が位置規制部１５１ｄとして機能する。

図７Ａ及び図７Ｂの工程で、上述のように、セット部材１５ｄに緩衝部材１４ｄが嵌め合わされた環状体が形成され、続く図７Ｃ及び図７Ｄに示された工程で、この環状体の外周側に端部リング部材１６ｄが溶接される。
詳細には、図７Ａ及び図７Ｂの弧状（部分環状）のセット部材１５ｄと緩衝部材１４ｄとで嵌合体が、対応する端面どうしを突き合わせるようにして、一対で一つの環状体を構成する。次いで、図７Ｃに表されたように、この環状体の外周側を囲むように端部リング部材１６ｄが配置される。この配置で、図７Ｄに示されたように、当該環状体のセット部材１５ｄと端部リング部材１６ｄとが溶接部１５２ｄｄで溶接されている。

この場合、一対で一つの環状体を構成するセット部材１５ｄと緩衝部材１４ｄとの弧状（部分環状）の嵌合体は、個々には、図６のように環状体が分断された弧状（部分環状）の形態を呈するが、端部リング部材１６ｄは周方向に分断されず一体となった部材である。

図７Ｄに示されたように、端部リング部材１６ｄは、緩衝部材１４ｄの外周面に接する部分から緩衝部材１４ｄに嵌合しているセット部材１５ｄの底面（下流側端面）に向かって回り込み、セット部材１５ｄの底面との接触部に溶接部１５２ｄｄが形成されるようにして溶接されている。

更に、図７Ｅに示されたように、図７Ｃの状態にある端部リング部材１６ｄをケース部材１２に溶接部１５２ｄで溶接する。図７Ｅの例では、ケース部材１２が緩衝部材１４ｄの外周が縮径した部位の外周面と端部リング部材１６ｄの内周面との間の間隙が形成され、この間隙にケース部材１２の端部が下方に向けて入り込んでいる。ケース部材１２が上述のように下方に入り込んだ下端位置よりも若干上方（上流側）の部位に端部リング部材１６ｄとケース部材１２との溶接部１５２ｄが形成される。

図７Ｅの断面図で、セット部材１５ｄの位置規制部１５１ｄを下側（下流側）の外周端から上側（上流側）に向かって断面形状を辿れば、自己の外周端からハニカム担体（図１）の中心軸Ｘに向かってハニカム担体１１の外周面よりも内周側に延び、次いで緩衝部材１４ｄの内周面に沿って立ち上がり、更に外側に向かってＵ字形状に折り返されている。これに伴い、位置規制部１５１ｄの嵌入部１５５ｄが嵌入する凹部１４１ｄは緩衝部材１４ｄの内周側に形成される。換言すれば、緩衝部材１４ｄの内周側に形成された凹部１４１ｄに、セット部材１５ｄの位置規制部１５１ｄ（その嵌入部１５５ｄ）が嵌入する。
このように嵌め合わされた緩衝部材１４ｄ及びセット部材１５ｄには、それらの外周側に端部リング部材１６ｄが嵌装される。上述のように、端部リング部材１６ｄは、その下方側で溶接部１５２ｄｄによりセット部材１５ｄと結合され、その上方側で溶接部１５２ｄによりケース部材１２と結合される。
従って、図７Ａから図７Ｅの実施形態においては、セット部材１５ｄに緩衝部材１４ｄの凹部１４１ｄを確実に抱え込ませることができ、より強固に緩衝部材１４ｄを保持することができる。このため、ハニカム担体１１側から応力が加わっても、緩衝部材１４ｄの変形や脱落を効果的に防止することができる。また、製造時の作業性も良好である。

尚、図示は省略するが、セット部材１５ｄの嵌入部１５５ｄの下面（下流側の面）に、尖頭部の突出方向が図３及び図４とは逆向き（図７Ｅで下向き）の突出部を設け、この突出部を緩衝部材１４ｄに食い込ませるようにしてもよい。この場合は、図７Ｅにおいて位置規制部１５１ｄが断面がＵ字形状をなす部分に嵌まり込んだ緩衝部材１４ｄの部分について、突出部によって、当該部分の位置ずれが強固に食い止められる。従って、緩衝部材１４ｄが位置規制部１５１ｄからめくれ上がるように離脱して脱落するようなおそれがなくなる。

図８は、本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の端部リング部材にセット部材を溶接した様子を示す部分断面図である。
図８では、本発明の実施形態において、ハニカム担体の排気の流れにおける上流側と下流側とに対象的に配される端部リング部材、セット部材及び緩衝部材のうち、下流側に配される各部材の様子が表されている。
上流側に配される端部リング部材、セット部材及び緩衝部材は、図８のように下流側に配される各対応する部材と対象的な様相を呈するため、下流側における構成について詳述し、上流側については説明を省略する。
図８の実施形態においても、図７Ｅの実施形態と同様に、セット部材１５ｅの外周側に緩衝部材１４ｅが嵌め合わされる。この状態で、環状の緩衝部材１４ｅの内周面側に径方向外側に向けて一定の深さに形成された周状の凹部１４１ｅに、これに対応するセット部材１５ｅの周状の位置規制部１５１ｅが嵌合する。図８の端部リング部材１６ｅは筒状をなす筒状部１６１ｅを有する。上述のように一体に嵌め合わされた概略環状のセット部材１５ｅ及び緩衝部材１４ｅの嵌合体に対して、端部リング部材１６ｅがそれらの外周側に嵌装される。

図８の実施形態におけるセット部材１５ｅは、ハニカム担体１１（図１、図２参照）の径方向の断面視で、位置規制部１５１ｅ外周端側から緩衝部材１４ｅの凹部１４１ｅの下方側の被位置規制部１４２ｅをＵ字状にめぐって緩衝部材１４ｅの底面側に沿って外周に向けて延びている。セット部材１５ｅはこのように延びて、端部リング部材１６ｅの筒状部１６１ｅの内周面に臨む部位に達する。更に、この部位からセット部材１５ｅは筒状部１６１ｅの内周面に沿うようにハニカム担体１１の流出側端面１１０ｂから離隔する方向（図８における下方）に延びて、端部リング部材１６ｅ（その筒状部１６１ｅ）に沿った延長部１５６ｅをなしている。
セット部材１５ｅは、延長部１５６ｅの延長端近傍位置で端部リング部材１６ｅ（その筒状部１６１ｅ）に溶接され、溶接部１５２ｅが形成される。
図８の実施形態では、溶接部１５２ｅが緩衝部材１４ｅから離隔しているため、端部リング部材１６ｅとセット部材１５ｅとの溶接が容易であり、且つ、緩衝部材１４ｅは溶接による熱害を受けにくい。

図９Ａは、本発明の更に他の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の一つの加工工程におけるセット部材及び緩衝部材の嵌合体と端部リング部材との関係を示す部分断面図である。
図９Ａでは、本発明の実施形態において、ハニカム担体の排気の流れにおける上流側と下流側とに対象的に配される端部リング部材、セット部材及び緩衝部材のうち、下流側に配される各部材の様子が表されている。
上流側に配される端部リング部材、セット部材及び緩衝部材は、図９Ａのように下流側に配される各対応する部材と対象的な様相を呈するため、下流側における構成について詳述し、上流側については説明を省略する。このような説明の省略は、後述する図９Ｂ及び図９Ｃについても同様である。
図９Ａの状態においても、セット部材１５ｆの外周側に緩衝部材１４ｆが嵌め合わされる。この状態で、環状の緩衝部材１４ｆの内周面側に径方向外側に向けて一定の深さに形成された周状の凹部１４１ｆに、これに対応するセット部材１５ｆの周状の位置規制部１５１ｆが嵌合する。
尚、図９Ａの加工工程では、内燃機関の排気浄化装置は未完成の状態にある。即ち、図９Ａでは、セット部材１５ｆと緩衝部材１４ｆとの嵌合体に対し、その外周側に嵌装される端部リング部材１６ｆは、当該嵌合体に未だ接触していない状態にある。

図９Ａの状態では、図８の実施形態と同様に、セット部材１５ｆは、ハニカム担体１１（図１、図２参照）の径方向の断面視で、位置規制部１５１ｆの外周端側から緩衝部材１４ｆの凹部１４１ｆの下方側の被位置規制部１４２ｆをＵ字状にめぐって緩衝部材１４ｆの底面側に沿って外周に向けて延びている。
上述した図８の例では、この状態で被位置規制部１４２ｅは、その内周側の突端がセット部材１５ｅのＵ字状部分の対向面に接触して、緩衝部材１４ｅ（その被位置規制部１４２ｅ）がセット部材１５ｅに隙間なく嵌っていた。このため緩衝部材１４ｅはセット部材１５ｅによって十分強固に自己の位置が保持される。従って、セット部材１５ｅに対して緩衝部材１４ｅが周方向に回転してしまうという不具合が生じることがない。

これに対し、図９Ａでは、緩衝部材１４ｆ（その被位置規制部１４２ｆ）とＵ字状にめぐっているセット部材１５ｆの対向面との間には隙間Ｇが生じている。また緩衝部材１４ｆは、その被位置規制部１４２ｆの外周側が隙間Ｇに相応する程度外方に突出した突出部１４３ｆをなしている。
図９Ａの状態では、緩衝部材１４ｆ（その被位置規制部１４２ｆ）とセット部材１５ｆとの間には隙間Ｇがあるため、緩衝部材１４ｆに対するセット部材１５ｆの位置保持力が不十分である。従って、セット部材１５ｆに対して緩衝部材１４ｆが周方向に回転してしまうおそれがある。

図９Ｂは、図９Ａよりも後の加工工程におけるセット部材及び緩衝部材の嵌合体と端部リング部材との関係を示す部分断面図である。
図９Ｂでは、セット部材１５ｆと緩衝部材１４ｆとの嵌合体に対し、その外周側に位置していた端部リング部材１６ｆの周壁に後述する押圧力を与えて縮径する方向に塑性変形させ凸部１７を形成した場合におけるこの凸部１７を含む断面を表している。端部リング部材１６ｆの周壁に形成された凸部１７は、緩衝部材１４ｆの対向部（図９Ａの状態で突出部１４３ｆであった部位）に向けて凸状をなす。従って、端部リング部材１６ｆの周壁に形成された凸部１７が緩衝部材１４ｆの突出部１４３ｆを押圧するため、緩衝部材１４ｆ（その被位置規制部１４２ｆ）がセット部材１５ｆの断面Ｕ字状の凹所に押し込められる。この結果、図９Ａの隙間Ｇは、緩衝部材１４ｆの被位置規制部１４２ｆで埋め合わされ、緩衝部材１４ｆがセット部材１５ｆに密着する。このため、緩衝部材１４ｆに対するセット部材１５ｆの位置保持力が十分なものとなる。従って、セット部材１５ｆに対して緩衝部材１４ｆが周方向に回転してしまうおそれがなくなる。

図９Ｃは、端部リング部材に押圧力を与えて、図９Ａの状態から図９Ｂの状態に変形させる様子を説明する図である。
図９Ｃは、図９Ｂの本発明の実施形態をハニカム担体１１（図１、図２参照）の中心軸Ｘ方向で見た図である。
筒状の端部リング部材１６ｆの外周を周方向に４等分する領域ごとに対応して一定の厚みを持った円弧状の割り型２１，２２，２３，２４が配置される。割り型２１は両端部に内周に向けて突出した各押圧部２１１、２１２を有する。同様に、割り型２２は押圧部２２１、２２２を有し、割り型２３は押圧部２３１、２３２を有し、割り型２４は押圧部２４１、２４２を有する。割り型２１，２２，２３，２４は図示しない駆動機構によって縮径する方向に変位するように構成されて、全体として押圧用治具２０を構成する。

押圧用治具２０の割り型２１，２２，２３，２４が同期して縮径する方向に変位すると、上述の押圧部２１１及び２４２により端部リング部材１６ｆの周壁に塑性変形による一つの凸部１７が形成される。同様に、押圧部２１２及び２２１、押圧部２２２及び２３１、押圧部２３２及び２４１により、各対応する凸部１７が形成されて、端部リング部材１６ｆの周壁には周方向に等間隔で４つの凸部１７が形成される。

端部リング部材１６ｆのこれら４つの凸部１７それぞれにより、図９Ｂにおけるように緩衝部材１４ｆの突出部１４３ｆが押圧されて、図９Ａにおけるような隙間Ｇが緩衝部材１４ｆの被位置規制部１４２ｆで埋め合わされ、緩衝部材１４ｆがセット部材１５ｆに密着する。従って、上述のように緩衝部材１４ｆに対するセット部材１５ｆの位置保持力が十分なものとなり、緩衝部材１４ｆが周方向に回転してしまうおそれがなくなる。

尚、以上においては、主に、緩衝部材をハニカム担体の流入側端面及び流出側端面の各周縁部に設けた態様の排気浄化装置について詳述したが、緩衝部材をハニカム担体の流入側端面及び流出側端面のうちの何れか一方側の端面の周縁部に設ける態様を採ることもできる。

Ｘ…中心軸
１…排気浄化装置
１１…ハニカム担体
１１Ｐ…外周面
１２…ケース部材
１３…保持部材
１４ａ、１４ｂ…緩衝部材
１５ａ、１５ａａ、１５ｂ、１５ｂｂ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ…セット部材
１６ａ、１６ｂ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ…端部リング部材
１７…凸部
１１０ａ…流入側端面
１１０ｂ…流出側端面
１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｅ、１４１ｆ…凹部
１４２ｅ…被位置規制部
１５１ａ、１５１ｂ…位置規制部
１５４ｂ…突出部
１５５ａ、１５５ｂ…嵌入部
１５６ｅ…延長部
１６１ｅ…筒状部

Claims (9)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置であって、
   排気の流入側端面から流出側端面まで延びて排気の流路となる複数のセルが多孔質の隔壁により区画形成された柱状のハニカム担体と、
   前記ハニカム担体を収納する筒状のケース部材と、
   前記ハニカム担体と前記ケース部材との間に前記ハニカム担体の外周を囲むように設けられた保持部材と、
   前記ハニカム担体の前記流入側端面及び流出側端面のうち少なくとも一方側の端面の周縁部に前記ハニカム担体の中心軸方向の移動を規制するように設けられた緩衝部材と、
   前記ケース部材に固定され自己の位置規制部が前記緩衝部材に接触して前記緩衝部材の移動を規制するセット部材と、を備え、
   前記緩衝部材は、前記セット部材の前記位置規制部が嵌入する凹部が形成され、
   前記セット部材は、前記位置規制部に前記凹部内に形成された凹陥部と嵌り合う突出部を有する、
   内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記セット部材の前記位置規制部のうち、ハニカム担体の緩衝部材の凹部に嵌入する嵌入部の少なくとも一部が、前記ハニカム担体の外周面よりも内周側の位置に達している、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記セット部材の前記位置規制部は、前記ハニカム担体の径方向の断面視で、自己の外周端から前記ハニカム担体の中心軸に向かって前記ハニカム担体の外周面よりも内周側に延び、更に外側に向かって折り返されている請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記緩衝部材とセット部材との嵌合体に対しその外周側に嵌装される筒状部を有する端部リング部材を備え、
   前記セット部材は、前記ハニカム担体の径方向の断面視で、前記端部リング部材の筒状部の内周面に沿って前記ハニカム担体から離隔する方向に延びた延長部を有する請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記緩衝部材は前記ハニカム担体の中心軸方向視で環状を成し、少なくとも一箇所が分断されている、請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 前記セット部材は、前記ケース部材と同一部材である、請求項１から３、５の何れか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. 前記セット部材は、前記位置規制部が前記ハニカム担体の中心軸方向視で環状を成し、少なくとも一箇所が分断されている、請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. 前記ハニカム担体はガソリンパティキュレートフィルタである、請求項１から７の何れか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
9. 前記端部リング部材の周壁の少なくとも一部には、前記緩衝部材に向けて凸状をなす凸部が設けられている請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。

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