JP2003120277A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気後処理装置の損傷を防止できる内燃機関
の排気ガス浄化装置を提供すること。 【解決手段】 排気ガス浄化装置１において、筒状部材
２０のリング状部材２４の中央側を厚肉に形成し、当該
部分でＵボルト５２を締め付けて排気ガス浄化装置１を
ブラケットに固定した。リング状部材２４は厚肉なの
で、Ｕボルト５２の締め付け力による筒状部材２０の変
形量を微少にできる。これにより、筒状部材２０の変形
によって、排気後処理装置１０に与える外力を非常に小
さくできるから、排気後処理装置１０の損傷を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置に係り、詳しくは、内燃機関の排気通路に設
けられるとともに、排気ガスを浄化する排気後処理装置
を備えた内燃機関の排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、ディーゼルエンジン等の内燃機
関から排出される排気ガス中のパティキュレート（粒子
状物質）を捕集したり、ＮＯｘ量を低減するために、内
燃機関の排気通路に排気ガス浄化装置を設けることが知
られている。

【０００３】パティキュレートを捕集するための排気ガ
ス浄化装置としては、ディーゼルパティキュレートフィ
ルタ（以下、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）と
称す）からなる排気後処理装置を備えたものが開発され
ている。ＮＯｘ量を低減させるための排気ガス浄化装置
としては、ＮＯｘ還元触媒（ＤｅＮＯｘ触媒）やＮＯｘ
吸蔵還元触媒からなる排気後処理装置を備えたものが開
発されている。

【０００４】これらの排気ガス浄化装置の排気後処理装
置ではいずれの場合でも、コージェライトや炭化珪素等
のセラミックや、金属からなる、たとえば円柱状の担体
（コア）が用いられている。この担体は、ハニカム状に
多数の小孔が軸方向に貫通した構造を有している。ＤＰ
Ｆを備えた排気後処理装置では、担体がフィルタとして
の機能を有し、排気ガスが担体の一方の端面から流入し
て他方の端面から流出する間に、担体の小孔同士を隔て
る多孔質の隔壁（境界壁）にパティキュレートが捕集さ
れる。また、ＮＯｘ還元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒を備
えた排気後処理装置では、その担体に各種触媒が予め担
持されており、排気ガスが担体内を流れる間にＮＯｘが
還元される。

【０００５】このような排気後処理装置を備えた排気ガ
ス浄化装置は、内部に排気後処理装置を保持する板金製
の円筒部材と、排気後処理装置と円筒部材との間に介装
された緩衝部材とを含んで構成されている。そして、排
気ガス浄化装置の円筒部材の一端に、排気ガスを担体に
導く排気管を接続し、他端に担体から流出した排気ガス
を外部へ導く排気管を接続することで、排気ガス浄化装
置が内燃機関の排気通路の途中に設けられることとな
る。この際、排気ガス浄化装置は、Ｕボルトやバンド等
の締め付け部材によって、床や当該排気ガス浄化装置を
備えた内燃機関上に取り付けられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような排気ガス浄化装置では、締め付け部材で床や内
燃機関上に取り付けようとすると、締め付け部材の締め
付け力で板金製の円筒部材が変形する。そして、この変
形量が大きい場合には、緩衝部材で吸収しきれず、排気
後処理装置に大きな外力が加わることになる。排気後処
理装置の担体は、ハニカム状に多数の小孔が軸方向に貫
通した構造を有し、外力に対して比較的弱いため、この
ような場合には担体が損傷されるおそれがある。特に、
建設機械等の車両では、設置スペースの問題から、エン
ジン上に排気浄化装置を取り付けることが多い。このよ
うな場合、建設機械稼働時におけるエンジン振動が直接
的に排気浄化装置に伝わるため、より大きな締め付け力
で排気ガス浄化装置をエンジンにしっかりと取り付ける
必要があり、担体が損傷される可能性が大きい。

【０００７】本発明の目的は、排気後処理装置の損傷を
防止できる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用効果】本発明の内燃
機関の排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気通路に設け
られるとともに、流入する排気ガスを浄化する排気後処
理装置を備えた内燃機関の排気ガス浄化装置であって、
上記目的を達成するために、前記排気後処理装置を内部
に保持する筒状部材と、前記排気後処理装置の外周面お
よび前記筒状部材の内周面間に介装される緩衝部材とを
備え、前記筒状部材の少なくとも一部分は他の部分より
高剛性に構成されるとともに、前記筒状部材の前記高剛
性の部分が支持手段で支持されていることを特徴とする
ものである。

【０００９】ここで、排気後処理装置は担体を備えたも
のであり、このような排気後処理装置としては、ＤＰＦ
からなる排気後処理装置、ＮＯｘ還元触媒からなる排気
後処理装置、ＮＯｘ吸蔵還元触媒からなる排気後処理装
置、酸化触媒からなる排気後処理装置、三元触媒からな
る排気後処理装置のいずれも採用できる。また、筒状部
材としては、板金等の板状部材を丸めて形成したもの、
管体のように成型時に予め筒状に形成されたもののいず
れも採用できる。筒状部材の少なくとも一部分を高剛性
に構成する方法としては、当該部分を厚肉に成型する方
法、当該部分の外周に厚肉の部材を巻き付ける方法、当
該部分に硬化処理を施す方法、当該部分を高剛性の材料
から形成する方法等を適用できる。なお、筒状部材の全
体を高剛性に構成した場合には、他の部分とは、排気ガ
ス浄化装置の筒状部材以外の部分、すなわち後述する実
施形態での上流側管や下流側管などを指す。また、高剛
性とは、筒状部材が支持手段により支持されて使用され
たときに、内部にある担体が損傷されない程度の剛性を
持つことを意味する。支持手段としては、筒状部材の外
周に溶接または接着固定されるブラケットからなる支持
手段であってもよく、また、筒状部材の外周面を受けて
支持するブラケットと、このブラケット側に筒状部材を
付勢する（締め付ける）締め付け部材（Ｕボルトやバン
ド等）とを含んで構成された支持手段であってもよい。

【００１０】この発明によれば、筒状部材の高剛性の部
分を支持手段に取り付けるから、支持手段からの外力が
筒状部材に加わっても、当該部分での変形を最小限とす
ることができる。このように、筒状部材の変形量を微小
とすることができるため、排気後処理装置に大きな外力
が加わるのを回避でき、排気後処理装置の損傷を防止で
きる。そのうえ、本発明では、筒状部材と排気後処理装
置との間に緩衝部材を介装しているので、内燃機関の稼
働による振動等が生じても、緩衝部材で許容でき、振動
による排気後処理装置の損傷も防止できる。

【００１１】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記筒状部材の高剛性の部分は、前記筒状部材の両
端部であることが望ましい。このように、筒状部材の両
端部を高剛性に構成すれば、筒状部材の両端部における
形状寸法が出しやすくなり、他の管体と接続する際の接
続作業を容易にできるとともに、筒状部材および他の管
体間のがたつきを少なくできるようになる。

【００１２】このような場合、前記筒状部材の高剛性の
部分には、前記緩衝部材の端部と接触して、前記筒状部
材の軸方向における前記排気後処理装置の位置を規定す
る位置決め部が設けられていることが望ましい。このよ
うに、筒状部材の両端部（高剛性の部分）に位置決め部
を設けたので、排気後処理装置の外周に緩衝部材を略全
周に渡って取り付けた後、筒状部材内に排気後処理装置
を挿入し、緩衝部材が位置決め部に接触するまで押し込
むことで、筒状部材に対する排気後処理装置の位置を決
定することができるから、本発明に係る排気ガス浄化装
置の組み立て作業が容易となる。また、緩衝部材が位置
決め部に接触するまで押し込むことで、筒状部材に対し
て予め規定された位置に排気後処理装置を設置できるか
ら、たとえば、排気後処理装置を筒状部材内に押し込み
過ぎ、排気後処理装置に過大な外力をかけて損傷させて
しまうことを防止でき、排気ガス浄化装置の生産工程に
おける歩留りを良好にできる。

【００１３】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記筒状部材は、前記緩衝部材が内周面に接する第
１筒材と、前記第１筒材を内部に保持する第２筒材と、
前記第１筒材の外周面および前記第２筒材の内周面間に
介装される断熱材とを含んで構成されていることが望ま
しい。このようにすれば、排気後処理装置全体を断熱材
で覆っているので、排気後処理装置の保温がなされる。
これにより、排気後処理装置がＤＰＦの場合には、すす
等のパティキュレートの燃焼が促進され、排気後処理装
置が触媒を用いるものである場合には、還元作用が促進
されるので、排気後処理装置の能力を最大限に発揮させ
ることできる。

【００１４】本発明の内燃機関の排気ガス浄化装置で
は、前記筒状部材の上流側端部に接続される上流側管
と、前記筒状部材の下流側端部に接続される下流側管と
を備え、前記筒状部材の両端部、前記上流側管の前記筒
状部材と接続される端部、および前記下流側管の前記筒
状部材と接続される端部には、それぞれフランジが形成
され、前記筒状部材と前記上流側管、および前記筒状部
材と前記下流側管は、前記フランジ同士が接続されると
ともに、インローにより接続されていることが望まし
い。ここで、上流側管および下流側管としては、単なる
管体であってもよく、内部に排気後処理装置や消音装置
等の装置を収容した管体であってもよい。また、インロ
ーによる接続は、筒状部材および上流側管（筒状部材お
よび下流側管）の一方の端部を、他方の端部内に挿入す
ることで行われる接続のことを示す。

【００１５】このような構成では、フランジ同士を接続
する際には、筒状部材と上流側管、筒状部材と下流側管
がすでにインローにより接続されて、互いに位置決めさ
れた状態にあるので、接続作業が容易となる。また、筒
状部材、上流側管、および下流側管は、フランジおよび
インローの双方により互いに接続されているから、エン
ジン振動によって応力が生じても、この応力は、フラン
ジおよびインローによる両接続部分に分散される。従っ
て、フランジによる接続部分への過大な応力集中を回避
でき、筒状部材と、上流側管および下流側管とが外れて
しまうことを防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に
係る排気ガス浄化装置１が示されている。この排気ガス
浄化装置１は、内燃機関としてのディーゼルエンジン２
から排出される排気ガスを浄化するものであって、ディ
ーゼルエンジン２の排気通路２Ａの途中に設けられてい
る。具体的に、排気ガス浄化装置１は、円柱状の排気後
処理装置１０と、この排気後処理装置１０を内部に収容
したハウジングとしての役割を有する筒状部材２０と、
この筒状部材２０の両端にそれぞれ接続された上流側管
３０および下流側管４０とを含んで構成されている。

【００１７】排気後処理装置１０は、図２にも示すよう
に、略円柱状の担体１１からなり、この担体１１は、ハ
ニカム状に多数の小孔１１１を有した構造となってい
る。小孔１１１は、流入側端面１１Ａから流出側端面１
１Ｂ側に向かって、つまり担体１１の軸方向に沿って連
通しており、その断面は多角形状（本実施形態では六角
形状）に形成されている。また、担体１１は、コージェ
ライト、炭化珪素等のセラミックス、または、ステンレ
ス、アルミニウム等の金属から形成されており、材質
は、担体１１の用途に応じて適宜決定される。

【００１８】排気後処理装置１０がＤＰＦである場合に
は、担体１１の多数の小孔１１１は、流出側端面１１Ｂ
側が目封じされることで流入側流路としての役割を有す
る小孔１１１と、流入側端面１１Ａ側が目封じされるこ
とで流出側流路としての役割を有する小孔１１１とに分
けられ、これらの流路は千鳥状に配置される。そして、
各流路（小孔１１１）の境界壁部分はランダムな多孔質
状とされ、流入側流路から流入した排気ガス中のパティ
キュレート（たとえば、すす、未燃燃料や潤滑油のミス
トおよびサルフェート(硫酸ミストなど)等から構成され
る複合体等）は、その境界壁部分で捕集されて流入側流
路内に蓄積し、パティキュレートが除かれたクリーンな
排気ガスが流出側流路を通って排出される。

【００１９】一方、排気後処理装置１０で触媒を用いる
場合には、浸漬による含浸、ウォッシュコート、イオン
交換などの既知の方法により、担体１１に触媒が担持さ
れる。そして、排気ガスが流路（小孔１１１）を通り抜
ける間に、触媒の作用によって排気ガスが浄化されてク
リーンになる。なお、担体１１に担持される触媒として
は、ＮＯｘ（窒素酸化物）を除去するためのＮＯｘ吸蔵
還元触媒やＮＯｘ吸蔵触媒、ＨＣやＣＯ（一酸化炭素）
を酸化除去するための酸化触媒、炭化水素や一酸化炭
素、窒素酸化物を除去するための三元触媒等が採用でき
る。

【００２０】筒状部材２０は、図３に示すように、略円
筒状に形成されており、当該筒状部材２０外周面の下部
を受けるブラケット５１を介して、ディーゼルエンジン
２上に取り付けられている。ここで、筒状部材２０は、
ブラケット５１にナット５２１で取り付けられる２つの
Ｕボルト５２によって、両端部分がブラケット５１側に
締め付けられている。これにより、ディーゼルエンジン
２稼働時においても、振動で排気ガス浄化装置１がディ
ーゼルエンジン２から外れないようになっている。な
お、ブラケット５１およびＵボルト５２が、本発明に係
る支持手段である。筒状部材２０の内部には、排気後処
理装置１０が収容され、排気後処理装置１０（担体１
１）の外周面および筒状部材２０の内周面の間には、略
全周に渡って緩衝部材６０が介装されている。緩衝部材
６０は、排気後処理装置１０および筒状部材２０間の衝
突をやわらげたり、筒状部材２０の変形を吸収して排気
後処理装置１０に影響を及ぼさないようにするためのク
ッション材である。本実施形態では、緩衝部材６０は、
バーミキュライト、アルミナファイバ、シリカから形成
され、図示しない有機バインダによって、排気後処理装
置１０の外周面に取り付けられている。なお、筒状部材
２０自体の詳細な構造については、後述する。

【００２１】上流側管３０は、図４に示すように、その
一端が筒状部材２０の上流側端部（排気ガス流入側端
部）に接続され、他端が壁部３０Ａで閉ざされている。
なお、上流側管３０の一端には、筒状部材２０と接続す
るためのフランジ３０Ｂが形成されている。この上流側
管３０には、その軸方向と略直交して入口管３１が設け
られている。

【００２２】入口管３１は、開口している一端がディー
ゼルエンジン２の排気通路２Ａに接続され、閉塞してい
る他端が上流側管３０内部に突出しており、一端と他端
との間の部分で上流側管３０に接続されている。入口管
３１の上流側管３０内部に配置される部分には、全周に
渡って無数の小孔３１Ａが形成されているとともに、そ
の管内部に２枚の抵抗板３１１，３１２が入口管３１の
軸方向に間隔をあけて配置されている。抵抗板３１１，
３１２には、それぞれ丸孔３１１Ａ，３１２Ａが形成さ
れている。入口管３１の他端に近い抵抗板３１１の丸孔
３１１Ａの径寸法は、抵抗板３１２の丸孔３１２Ａの径
寸法よりも小さく、各抵抗板３１１，３１２を通過する
排気ガスの流量が適宜規制されるようになっている。こ
のような構成を有する入口管３１において、ディーゼル
エンジン２の図示しないシリンダから排出される排気ガ
スが、排気通路２Ａを介して流入すると、一端側から他
端側に向かって流れようとするが、抵抗板３１１，３１
２により、入口管３１内での排気ガスの流れが適宜妨げ
られる。これにより、排気ガスが、入口管３１の小孔３
１Ａから略均一に上流側管３０内に流出し、この後、均
一化された状態で排気後処理装置１０へ流入する。

【００２３】下流側管４０は、その一端が筒状部材２０
の下流側端部（排気ガス流出側端部）に接続され、他端
が壁部４０Ａで閉ざされている。なお、下流側管４０の
一端には、筒状部材２０と接続するためのフランジ４０
Ｂが形成されている。この下流側管４０には、その軸方
向と略直交して出口管４１が設けられている。出口管４
１は、一端が下流側管４０に接続され、他端がディーゼ
ルエンジン２の排気通路２Ａに接続されている。なお、
本実施形態では、出口管４１の一端は、下流側管４０内
部に突出していないが、入口管３１と同様に、必要に応
じて下流側管４０内部に突出させてもよい。

【００２４】次に、筒状部材２０の構造について、詳細
に説明する。図３〜図５において、筒状部材２０は、緩
衝部材６０が内周面に接する第１筒材２１と、この第１
筒材２１を内部に保持する第２筒材２２と、第１筒材２
１の外周面および第２筒材２２の内周面間に略全周に渡
って介装された断熱材２３と、第１筒材２１および第２
筒材２２の両端にそれぞれ接続されて筒状部材２０の両
端部を構成する一対のリング状部材２４とを備えてい
る。

【００２５】第１筒材２１および第２筒材２２は、板金
を丸めることで形成されている。断熱材２３は、排気後
処理装置１０の略全体を覆っており、これにより、排気
後処理装置１０の保温がなされ、排気後処理装置１０が
ＤＰＦの場合には、すすの燃焼が促進され、排気後処理
装置１０が触媒を用いるものである場合には、触媒の作
用が促進されるようになっている。また、断熱材２３を
用いることで、筒状部材２０の外表面が熱くなるおそれ
がなく、安全性を高められる。

【００２６】筒状部材２０の端部を構成する各リング状
部材２４において、外周面の略中央にはフランジ２４１
が形成され、このフランジ２４１を挟む両側、すなわち
中央側２４Ａおよび先端側２４Ｂのうち、中央側２４Ａ
の端部には、略全周に渡って段差部２４２が形成されて
いる。図４に示すように、この段差部２４２の外径寸法
Ｄ１は、リング状部材２４の中央側２４Ａの外径寸法Ｄ
２よりも若干小さく形成され、段差部２４２の外周面に
は、第１筒材２１の端部が巻き付けられている。また、
リング状部材２４の中央側２４Ａの外周面には、第２筒
材２２の端部が巻き付けられている。ここで、第１筒材
２１と第２筒材２２との間には、段差部２４２によっ
て、断熱材２３を介装するための所定間隔の隙間が形成
されている。つまり、第１筒材２１の厚み寸法をＴ１と
すると、第１筒材２１の厚み寸法Ｔ１、段差部２４２の
外径寸法Ｄ１、リング状部材２４の中央側２４Ａの外径
寸法Ｄ２の関係は、以下の式で表される。 （Ｄ２−Ｄ１）−２×Ｔ１＞０ また、筒状部材２０は、リング状部材２４の中央側２４
Ａ（具体的には、中央側２４Ａにおけるフランジ２４１
と段差部２４２との間の部分）が、上述したＵボルト５
２で締め付けられることで、ブラケット５１に取り付け
られている。このような、リング状部材２４の中央側２
４Ａは、Ｕボルト５２の締め付け力によって大きな変形
が生じないように、第１筒材２１および第２筒材２２の
厚み寸法と比べて厚肉に形成されている。すなわち、高
剛性に構成されている。

【００２７】一方、リング状部材２４の、先端側２４Ｂ
には、上流側管３０内または下流側管４０内に挿入され
る挿入部２４３が略全周に渡って形成されている。図４
に示すように、挿入部２４３の外径寸法Ｄ３は、上流側
管３０の一端（フランジ３０Ｂが形成された端部）の内
径寸法Ｄ４または下流側管４０の一端（フランジ４０Ｂ
が形成された端部）の内径寸法Ｄ４と略一致するように
形成されている。これにより、リング状部材２４の挿入
部２４３を上流側管３０内または下流側管４０内に挿入
すると、いわゆるインローによる接続がなされるととも
に、リング状部材２４のフランジ２４１と、上流側管３
０のフランジ３０Ｂまたは下流側管４０のフランジ４０
Ｂとが接触し、フランジ同士の接続が可能となる。つま
り、本実施形態では、筒状部材２０と、上流側管３０お
よび下流側管４０との接続は、フランジによる接続およ
びインローによる接続の両方で行われている。なお、本
実施形態では、フランジ同士の接続は、リング状部材２
４のフランジ２４１と、上流側管３０のフランジ３０Ｂ
または下流側管４０のフランジ４０Ｂとの間にパッキン
５３を介装したうえで、フランジ同士をＶクランプ５４
（Ｖカップリングとも言う）で締め付けることにより行
われる。パッキン５３によって、筒状部材２０と、上流
側管３０および下流側管４０との間での排気ガス漏れが
防止される。

【００２８】次に、排気ガス浄化装置１の製造手順につ
いて、以下に説明する。まず、筒状部材２０の一対のリ
ング状部材２４のうち、一方のリング状部材２４に、板
金から形成した第１筒材２１を溶接で取り付ける。この
後、第１筒材２１外周面の略全周に渡って断熱材２３を
設け、当該断熱材２３の上から第２筒材２２を巻き付け
て一方のリング状部材２４に溶接で取り付ける。

【００２９】次に、外周面に緩衝部材６０を巻き付けた
排気後処理装置１０を、たとえば図５中二点鎖線で図示
するように右から左に向かって、第１筒材２１内に挿入
する。ここで、図４に示すように、排気後処理装置１０
（担体１１）の外径寸法Ｄ５は、リング状部材２４の中
央側２４Ａの内径寸法Ｄ６よりも小さく、排気後処理装
置１０の外周面とリング状部材２４の中央側２４Ａの内
周面との間には、所定の隙間が形成される。この隙間に
より、排気後処理装置１０を第１筒材２１内に挿入した
際、排気後処理装置１０の端部とリング状部材２４との
衝突防止が図れるようになっている。また、排気後処理
装置１０をリング状部材２４の中央側２４Ａ内に挿入し
た後においては、リング状部材２４の中央側２４Ａの変
形を前記隙間で許容することにより、リング状部材２４
と排気後処理装置１０との機械的干渉を防止できるよう
になっている。さらに、排気後処理装置１０を第１筒材
２１内に挿入し、緩衝部材６０の端部がリング状部材２
４の段差部２４２の垂直面２４２Ａ（図５参照）に接触
すると、排気後処理装置１０をそれ以上第１筒材２１内
に押し込めなくなる。これにより、筒状部材２０の軸方
向に対する、排気後処理装置１０の位置決めがなされ
る。なお、段差部２４２の垂直面２４２Ａが、本発明の
位置決め部の機能を有している。

【００３０】このようにして、排気後処理装置１０を第
１筒状部材２１内に設置した後、残りの他方のリング状
部材２４を第１筒材２１および第２筒材２２に溶接で取
り付ける。そして、入口管３１を取り付けた上流側管３
０、および出口管４１を取り付けた下流側管４０に、そ
れぞれリング状部材２４の挿入部２４３を挿入して互い
に位置決めされた状態で、フランジ同士をＶクランプ５
４で締め付け、排気ガス浄化装置１の製造を完了する。
この後、Ｕボルト５２およびブラケット５１により、排
気ガス浄化装置１をディーゼルエンジン２上に取り付け
る。

【００３１】上述のような本実施形態によれば、次のよ
うな効果がある。本実施形態では、筒状部材２０のリン
グ状部材２４の中央側２４Ａの部分（厚肉に形成された
部分）で、Ｕボルト５２を締め付けているから、Ｕボル
ト５２の締め付け力による筒状部材２０の変形量を微小
とすることができる。これにより、筒状部材２０の変形
によって、排気後処理装置１０に与える外力を非常に小
さくできるから、排気後処理装置１０の損傷を防止でき
る。さらに、本実施形態では、リング状部材２４の中央
側２４Ａの内周面と、排気後処理装置１０の外周面との
間に所定の隙間を形成しているから、当該隙間でリング
状部材２４の変形を吸収でき、排気後処理装置１０とリ
ング状部材２４との機械的干渉を防止できて、排気後処
理装置１０の損傷を確実に防止できるようになる。

【００３２】排気後処理装置１０と筒状部材２０の第１
筒材２１との間に緩衝部材６０を介装しているので、デ
ィーゼルエンジン２の稼働による振動等が生じても、そ
の際の排気後処理装置１０と第１筒材２１との衝突や、
第１筒材２１の変形を緩衝部材６０で吸収・許容でき
る。これにより、稼働時の振動が大きいディーゼルエン
ジン２上に、排気ガス浄化装置１を設置した場合にも、
排気後処理装置１０の損傷も防止できるようになる。

【００３３】筒状部材２０の両端部を、厚肉な一対のリ
ング状部材２４で構成したので、筒状部材２０の両端部
における形状寸法が出しやすくなり、上流側管３０およ
び下流側管４０と接続する際の接続作業を容易にできる
とともに、筒状部材２０と上流側管３０および下流側管
４０との間のがたつきを少なくできる。

【００３４】排気ガス浄化装置１の組立時において、排
気後処理装置１０を第１筒材２１内に挿入し、緩衝部材
６０の端部がリング状部材２４の段差部２４２の垂直面
２４２Ａに接触させることで、筒状部材２０の軸方向に
対する、排気後処理装置１０の位置決めを行っているの
で、組み立て作業を容易にできる。また、緩衝部材６０
の端部がリング状部材２４の段差部２４２の垂直面２４
２Ａに接触すると、排気後処理装置１０をそれ以上第１
筒材２１内に押し込めることができなくなるから、排気
後処理装置１０を筒状部材２０内に押し込み過ぎ、排気
後処理装置１０に過大な外力をかけて損傷させてしまう
ことを防止できる。このことにより、排気ガス浄化装置
１の生産工程における歩留りを良好にできる。

【００３５】排気後処理装置１０全体を断熱材２３で覆
っているので、排気後処理装置１０を保温することがで
きる。これにより、排気後処理装置１０がＤＰＦの場合
には、すす等のパティキュレートの燃焼を促進でき、排
気後処理装置１０が触媒を用いるものである場合には、
触媒の作用を促進でき、排気後処理装置１０の能力を最
大限に発揮させることができる。

【００３６】筒状部材２０と、上流側管３０および下流
側管４０との接続の際、上流側管３０および下流側管４
０にそれぞれリング状部材２４の挿入部２４３を挿入す
ることで、筒状部材２０と上流側管３０、筒状部材２０
と下流側管４０を互いに位置決めした状態で、フランジ
同士をＶクランプ５４で締め付けているから、接続作業
を容易にできる。

【００３７】また、筒状部材２０、上流側管３０、およ
び下流側管４０は、フランジおよびインローの双方によ
り互いに接続されているから、エンジン振動によって応
力が生じても、この応力は、フランジおよびインローに
よる両接続部分に分散される。従って、フランジによる
接続部分への過大な応力集中を回避できる。

【００３８】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変
形、改良は、本発明に含まれるものである。たとえば、
筒状部材と上流側管、筒状部材と下流側管の各接続構造
において、フランジ同士の接続は、Ｖクランプ５４によ
るものに限らず、図６に示すように、複数のボルト５５
およびナット５６でフランジ同士を締め付けるものであ
ってもよい。なお、複数のボルト５５およびナット５６
は、フランジ全周に渡って所定間隔をあけて配置され
る。このような場合、Ｖクランプ５４によるフランジ同
士の接続よりも、大きな接続強度が得られ、インローに
よる接続を行わなくても十分な接続強度が得られるか
ら、筒状部材の挿入部２４３を不要にしてもよい（図７
参照）。

【００３９】筒状部材としては、断熱材を有するものに
限らず、第２筒材および断熱材を有さないものであって
もよい。つまり、筒状部材を第１筒材のみの一層構造と
してもよく、このような場合、リング状部材の段差部は
不要となる。また、筒状部材において、第１筒材、第２
筒材、リング状部材を一体に成型してもよく、筒状部材
を第１筒材およびリング状部材のみから構成した場合に
は、一体成型が容易となる。なお、筒状部材を一体もの
に成型する際には、全てを一体ものに形成しなくともよ
く、たとえば、２つのリング状部材のうちの一方と第１
筒材とを一体成型し、排気後処理装置を第１筒材内にセ
ットした後、第１筒材に他方のリング状部材を溶接で取
り付けるようにしてもよい。

【００４０】位置決め部としては、筒状部材の高剛性の
部分以外の部分に設けられたものであってもよく、ま
た、筒状部材と一体に設けずに別部材で構成されたもの
であってもよい。位置決め部を別部材で構成する場合に
は、たとえばリング状の部材を筒状部材の内周面に固定
することで、位置決め部を構成できる。さらに、筒状部
材としては、位置決め部が設けられない筒状部材であっ
てもよく、このような場合も本発明に含まれる。

【００４１】筒状部材の高剛性に構成される部分として
は、筒状部材の両端部に限らず、たとえば、図７に示す
ように、筒状部材２０の全体にわたって高剛性に構成し
てもよい。この場合には、筒状部材２０の全体が、上流
側管３０や下流側管４０などよりも高剛性に構成されて
いる。このような形状であれば、上流側管３０や下流側
管４０を支持する場合に比して、排気後処理装置１０の
損傷を防止できるうえ、筒状部材２０の一体成型が容易
となる。さらに、図７に示す変形例では、断熱材を有し
ない構造とし、位置決め部を設けず、また、インローに
よる接続を行わないので、筒状部材２０は断面形状が一
定のきわめて簡単な形状となり、一体成型がより容易に
なる。

【００４２】また、筒状部材の高剛性に構成される部分
としては、筒状部材の両端部に限らず、たとえば、図８
に示すように、筒状部材の略中央部を略全周に渡って高
剛性に構成してもよい。図８に示す変形例は、前述の実
施形態において、１つの排気後処理装置を用いていたの
を、２つの排気後処理装置を用いるようにしたものであ
る。図８において、排気ガス浄化装置３は、それぞれ緩
衝部材６０を介して排気後処理装置１０を内部に保持し
た２つの筒状部材７０を備えている。２つの筒状部材７
０は、上流側管８０を挟んで直列に接続されている。こ
の上流側管８０は、前記実施形態の上流側管３０におい
て、他端が壁部３０Ａで閉ざされていたのを、他端に壁
部３０Ａを設けずに一端と同様なフランジ３０Ｂを設け
ることで、両端に筒状部材７０を接続可能にしたもので
ある。

【００４３】筒状部材７０は、内周面に緩衝部材６０が
接する第１筒材７１と、第２筒材２２と、第１筒材７１
の外周面と第２筒材２２の内周面との間に介装される断
熱材２３と、第２筒材２２の外周面略中央に取り付けら
れるリング状部材７４とを備えている。なお、第２筒材
２２および断熱材２３は、前記実施形態と略同様のもの
なので、その説明を省略する。第１筒材７１は、略円筒
状に形成され、その両端にはフランジ７１Ａが形成さ
れ、上流側管８０および図示しない下流側管に接続可能
となっている。リング状部材７４は、第１筒材７１およ
び第２筒材２２よりも厚肉に形成され、溶接等の固着手
段によって第２筒材２２に取り付けられている。このよ
うな筒状部材７０は、リング状部材７４の外周面がＵボ
ルト５２によって締め付けられることで、図示しないブ
ラケット（前記実施形態のブラケット５１と同様なブラ
ケット）に取り付けられている。

【００４４】このような構成を有する排気ガス浄化装置
３においても、厚肉のリング状部材７４によって、Ｕボ
ルト５２の締め付け力による筒状部材７０の変形を防止
できるので、排気後処理装置１０の損傷を防止できるよ
うになる。また、直列配置された２つの排気後処理装置
１０を備えた排気ガス浄化装置３において、各排気後処
理装置１０の略中央をＵボルト５２でブラケットに締め
付けているので、各排気後処理装置１０の両端部をＵボ
ルト５２でブラケットに締め付けた場合と比べてＵボル
ト５２の数を低減できる。

【００４５】支持手段としては、ブラケットおよびＵボ
ルトからなる支持手段に限らず、図９および図１０に示
すように、ブラケットのみからなる支持手段であっても
よい。図９および図１０において、排気ガス浄化装置１
を支持する支持手段としてのブラケット５７は、筒状部
材２０の両端部の外周面下部を受ける受け部５７１と、
ディーゼルエンジン２にボルト等で取り付けられる取付
部５７２とを有し、これら受け部５７１および取付部５
７２は一体に形成されている。ブラケット５７の受け部
５７１は、筒状部材２０の両端部、つまり、リング状部
材２４の中央側２４Ａ（具体的には、中央側２４Ａにお
けるフランジ２４１と段差部２４２との間の部分）の外
周面に、溶接で取り付けられている。このような場合に
おいても、排気ガス浄化装置１をディーゼルエンジン２
上に確実に支持できる。

【００４６】排気ガス浄化装置としては、ディーゼルエ
ンジン上に設置されたものに限らず、床（車両の床も含
む）上に設置されるもの、天井から吊って設置されるも
のであってもよい。また、内燃機関としては、ディーゼ
ルエンジンに限らず、ガソリンエンジン、内燃タービ
ン、ジェットエンジン等であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る排気ガス浄化装置を
示す全体側面図である。

【図２】図１における排気後処理装置を示す斜視図であ
る。

【図３】図１のIII−III線に沿った断面図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図である。

【図５】図４の要部を拡大して示す断面図である。

【図６】本発明の筒状部材と上下側管との各接続構造の
変形例を示す断面図である。

【図７】本発明の筒状部材の高剛性に構成される部分の
変形例を示す断面図である。

【図８】本発明の筒状部材の高剛性に構成される部分の
他の変形例を示す側面図である。

【図９】本発明の支持手段の変形例を示す側面図であ
る。

【図１０】図９のX-X線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１，３…排気ガス浄化装置、２…内燃機関であるディー
ゼルエンジン、２Ａ…排気通路、１０…排気後処理装
置、２０…筒状部材、２１，７１…第１筒材、２２…第
２筒材、２３…断熱材、２４，７４…高剛性の部分であ
るリング状部材、３０，８０…上流側管、３０Ｂ…フラ
ンジ、４０…下流側管、５１…ブラケット（支持手
段）、５２…Ｕボルト（支持手段）、５７…支持手段で
あるブラケット、６０…緩衝部材、７１Ａ…フランジ、
２４１…フランジ、２４２Ａ…位置決め部である垂直面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G090 AA02 3G091 AA18 AB01 BA07 GA06 GB01Z GB17Y GB17Z HA25 HA27 4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 BA10X BA39X BB02 BB18 CA01 CC02 CC04 CC08 CC10 CC63

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関（２）の排気通路（２Ａ）に設
   けられるとともに、流入する排気ガスを浄化する排気後
   処理装置（１０）を備えた内燃機関（２）の排気ガス浄
   化装置（１，３）であって、 前記排気後処理装置（１０）を内部に保持する筒状部材
   （２０，７０）と、 前記排気後処理装置（１０）の外周面および前記筒状部
   材（２０，７０）の内周面間に介装される緩衝部材（６
   ０）とを備え、 前記筒状部材（２０，７０）の少なくとも一部分は、他
   の部分よりも高剛性に構成されるとともに、 前記筒状部材（２０，７０）の前記高剛性の部分が支持
   手段（５１，５２，５７）で支持されていることを特徴
   とする内燃機関（２）の排気ガス浄化装置（１，３）。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関（２）の排気
   ガス浄化装置（１）において、 前記筒状部材（２０）の高剛性の部分は、前記筒状部材
   の両端部（２４）であることを特徴とする内燃機関
   （２）の排気ガス浄化装置（１）。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関（２）の排気
   ガス浄化装置（１）において、 前記筒状部材（２０）の高剛性の部分には、前記緩衝部
   材（６０）の端部と接触して、前記筒状部材（２０）の
   軸方向における前記排気後処理装置（１０）の位置を規
   定する位置決め部（２４２Ａ）が設けられていることを
   特徴とする内燃機関（２）の排気ガス浄化装置（１）。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
   内燃機関（２）の排気ガス浄化装置（１，３）におい
   て、 前記筒状部材（２０，７０）は、前記緩衝部材（６０）
   が内周面に接する第１筒材（２１，７１）と、 前記第１筒材（２１，７１）を内部に保持する第２筒材
   （２２）と、 前記第１筒材（２１，７１）の外周面および前記第２筒
   材（２２）の内周面間に介装される断熱材（２３）とを
   含んで構成されていることを特徴とする内燃機関（２）
   の排気ガス浄化装置（１，３）。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
   内燃機関（２）の排気ガス浄化装置（１）において、 前記筒状部材（２０）の上流側端部に接続される上流側
   管（３０）と、 前記筒状部材（２０）の下流側端部に接続される下流側
   管（４０）とを備え、 前記筒状部材（２０）の両端部、前記上流側管（３０）
   の前記筒状部材（２０）と接続される端部、および前記
   下流側管（４０）の前記筒状部材（２０）と接続される
   端部には、それぞれフランジ（２４１，３０Ｂ，４０
   Ｂ）が形成され、 前記筒状部材（２０）と前記上流側管（３０）、および
   前記筒状部材（２０）と前記下流側管（４０）は、前記
   フランジ（２４１，３０Ｂ，４０Ｂ）同士が接続される
   とともに、インローにより接続されていることを特徴と
   する内燃機関（２）の排気ガス浄化装置（１）。