JP2011117385A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化装置の大型化に対応可能とする。
【解決手段】ＳＣＲ触媒を収容する第２の筐体１４を、車幅方向及び上方から見て、ＤＰＦを収容する第１の筐体１２と重畳するように、筐体１２の斜め上方に配設し、筐体１４の側方かつ筐体１２の上方に、各筐体の遠端部同士を連通する連通管１６を配管する。フレーム１０の車幅外方の外側面に上下方向に延びるように固定され、その下端が車幅内方かつ下方に向けて延びた後、下方に向けて延びる固定部１８ａ、その上端から、フレーム１０の上面より上方に突出しないように、車幅外方に延びる張出部１８ｂ、を含んで各筐体１２、１４を支持する支持フレーム１８を構成する。そして、張出部１８ｂの先端が、筐体１４の上半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分で筐体１４を支持し、固定部１８ａの下端が、筐体１２の下半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分において筐体１２を支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。

ディーゼルエンジンの排気を浄化する排気浄化装置として、特許文献１に記載されるように、排気通路に上流から順にＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＳＣＲ（Selective Catalyst Reduction）触媒を直列に配置したものが知られている。この排気浄化装置は、例えばトラックなどの車両については、ＤＯＣ、ＤＰＦ及びＳＣＲ触媒が、車両の前後方向に延びるフレームの下方に搭載される。

特開２００４−２１８４７５号公報

しかしながら、近年の排気浄化に関する規制の強化に伴い、ＤＯＣ、ＤＰＦ及びＳＣＲ触媒を大型化する必要があることから、車両走行に必要とされる最低地上高を確保することが困難になってきている。

また、フレームの車幅外方にＤＯＣ、ＤＰＦ及びＳＣＲ触媒を搭載すると、フレームの上面に架装される架装物と干渉したり、車両の外側方にはみ出してしまうおそれがある。

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、少なくともＤＰＦ及びＳＣＲ触媒の大型化に対応した排気浄化装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る排気浄化装置は、排気中の粒子状物質を捕集するＤＰＦを少なくとも収容する筒形をなしつつ、その軸線が車両前後方向に延びる第１の筐体と、車幅方向及び上方から見て、第１の筐体と少なくとも一部が重畳するように、第１の筐体の、斜め上方であって車幅外方寄り、又は、斜め下方であって車幅内方寄り、に配設され、窒素酸化物を選択還元して浄化するＳＣＲ触媒を少なくとも収容する筒形の第２の筐体と、第１の筐体と第２の筐体のうち、上方に位置する上位筐体の側方、かつ、下方に位置する下位筐体の上方において、各筐体の遠端部同士を連通する連通管と、フレームの車幅外方の外側面に部材が上下方向に延びるように固定される固定部、及び、フレームの上面から上方に突出しないように、固定部の上端から車幅外方に延びる張出部、を有する支持ブラケットと、を含んで構成され、支持ブラケットの張出部の先端が、上位筐体の上半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分において上位筐体を支持する一方、支持ブラケットの固定部は、下位筐体を支持する。
なお、支持ブラケットの張出部の「先端」とは、その周囲も含めた範囲である。

本発明によれば、ＤＰＦ及びＳＣＲ触媒をそれぞれ収容した２つの筒形筐体を、車両内方から車両外方に向けて高位になるように配設すると共に、各筐体の遠端部同士を連通する連通管を、上位筐体の側方かつ下位筐体の上方に近接して配管する。そして、支持ブラケットの張出部の先端が、上位筐体の上半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分において上位筐体を支持する一方、支持ブラケットの固定部が、下位筐体を支持している。従って、車両のデッドスペースに排気浄化装置を収めることが可能となるので、最低地上高を確保しつつ、フレームの上面に架装される架装物との干渉や、車両の外側方へ各筐体などを突出させることなく、少なくともＤＰＦ及びＳＣＲ触媒の大型化に対応させることができる。

本発明に係る排気浄化装置を車両前方から見た側面図 本発明に係る排気浄化装置についての斜視図 本発明に係る排気浄化装置を弾性支持した場合の説明図 図３の第２の筐体の支持についての説明図 本発明に係る排気浄化装置の支持ブラケットの別形状を示す斜視図

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１及び図２は、本発明の実施形態を示している。排気浄化装置は、例えば、ディーゼルエンジンを搭載したトラックなどの車両において、はしご形をなすフレーム１０の車幅方向の一側方に取り付けられる。

排気浄化装置は、円筒形の第１の筐体１２と、同じく円筒形の第２の筐体１４と、これら筐体１２、１４の遠端部どうしを連結する連通管１６と、フレーム１０へ車両前後方向に離間して２つ固定されて、各筐体１２、１４を支持する支持ブラケット１８と、を含んで構成される。

第１の筐体１２はその排気上流端部１２ａを車両後方側、その排気下流端部１２ｂを車両前方側に向け、第２の筐体１４はその排気上流端部１４ａを車両後方側、その排気下流端部１４ｂを車両前方側に向けて配置される。すなわち、いずれの筐体１２、１４も、その軸線がほぼ車両前後方向に延びるように配設される。なお、第１の筐体１２と第２の筐体１４は、それらの軸線が相互に平行となるように配置してもよい。

また、第２の筐体１４は、車幅方向及びフレームの上方からみたときに、第１の筐体１２と少なくとも一部重畳するように、第１の筐体１２より車幅外方に、且つ第１の筐体１２の斜め上方に位置する。第１の筐体１２にはＤＰＦが収納され、第２の筐体１４にはＳＣＲ触媒が収納される。

連通管１６は、第２の筐体１４（上位筐体）の側方、かつ、第１の筐体１２（下位筐体）の上方において、各筐体１２、１４の遠端部同士すなわち、排気下流端部１２ｂと排気上流端部１４ａとを連通する。

連通管１６は、直線管部１６ａ及び接続管部１６ｂ，１６ｃを有する構成とすることができる。直線管部１６ａは、第２の筐体１４の側方、かつ、第１の筐体１２の上方において、各筐体の軸線と平行な軸線を有して近接配置され、円形断面かつ各筐体１２、１４より小径の直線状中空管である。また、接続管部１６ｂ、１６ｃは、前記遠端部同士が直線管部１６ａを介して連結されるように、直線管部１６ａと各筐体１２、１４の近端部同士をそれぞれ連通接続する。

なお、ディーゼルエンジンの排気を車両前方に折り返して第１の筐体１２の排気上流端部１２ａ（車両後方側の端部）に流入させる排気流入管２０が、この端部１２ａの端面を覆って連結される。また、第２の筐体１４を通過した排気を、その排気下流端部１４ｂ（車両前方側の端部）から、第２の筐体１４の下方を通して車両後方へ折り返して排出させる排気排出管２２が、この端部１４ｂの端面を覆って連結される。

支持ブラケット１８は、フレーム１０の車幅外方の外側面１０ａに部材が上下方向に延びるように固定される固定部１８ａ、及び、フレーム１０の上面１０ｂから上方に突出しないように、固定部１８ａの上端から車幅外方に延びる張出部１８ｂ、を有する。固定部１８ａの下部は、車幅内方かつ下方に延びてもよく、また、車幅内方かつ下方に延びた後、下方に向けて延びるようにしてもよい。

支持ブラケット１８の張出部１８ｂの先端は、第２の筐体１４の上半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分において第２の筐体１４を支持する。一方、支持ブラケット１８の固定部１８ａは、第１の筐体１２を支持する。固定部１８ａの下部が、車幅内方かつ下方に延びる場合、又は、車幅内方かつ下方に延びた後、下方に向けて延びる場合には、その延長端で第１の筐体１２を支持することができる。また、各筐体１２、１４を安定的に支持ブラケット１８で支持すべく、固定部１８ａの下端が、第１の筐体１２の下半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分において第１の筐体１２を支持することが望ましい。なお、支持ブラケット１８の固定部１８ａの「延長端」又は「下端」とは、延長端面又は下端面の周囲も含めた範囲とする。

支持ブラケット１８は、軽量化を図りつつ所要の曲げ強度を確保すべく、例えば、フランジ面を長手方向の両側に配した横断面略ハット形状の長尺材を折曲形成して得られるものであることが望ましい。この場合、支持ブラケット１８をフレーム１０に固定したときに、支持ブラケット１８の開口がフレーム１０の外側面１０ａに対向するようにしてもよく、これにより、固定部１８ａのフランジ面をフレーム１０の外側面１０ａに当接させつつ、支持ブラケット１８を安定してフレーム１０に固定することができる。また、さらに曲げ強度を向上すべく、張出部１８ｂの開口を少なくとも一部覆う補強プレート１８ｃを張出部１８ｂのフランジ面と接合して取り付けるようにしてもよい。

支持ブラケット１８は、第１の筐体１２及び第２の筐体１４を直接支持する。すなわち、第１の筐体１２については、例えば、第１の筐体１２の外周面から固定部１８ａに向かって立設された第１のステイ１２ｃを、固定部１８ａのフランジ面に固定する。第２の筐体１４については、例えば、第２の筐体１４の上半側の外周面のうち車幅内方に臨む面から直線管部１６ａに向かって立設された第２のステイ１４ｃを、張出部１８ｂ先端下面の下方に位置する底面に固定する。

このような排気浄化装置によれば、ＤＰＦを収容した筒形の第１の筐体１２及びＳＣＲ触媒を収容した筒形の第２の筐体１４が、車両内方から車両外方に向けてこの順に高位となるように配設されると共に、各筐体１２、１４の遠端部同士を連通する連通管１６を、第１の筐体１２の上方、かつ第２の筐体１４の側方に、近接して配管している。そして、支持ブラケット１８の張出部１８ｂの先端が、第２の筐体１４の上半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分において第２の筐体１４を支持する一方、支持ブラケット１８の固定部１８ａが、第１の筐体１２を支持している。従って、車両のデッドスペースに排気浄化装置を収めることが可能となるので、最低地上高を確保しつつ、フレーム１０の上面に架装される架装物との干渉や、車両外方へ筐体１２、１４などを突出させることなく、少なくともＤＰＦ及びＳＣＲ触媒の大型化に対応させることができる。

また、支持ブラケット１８の固定部１８ａが、車幅内方かつ下方に延びる、又は、車幅内方かつ下方に延びた後、下方に向けて延びる場合には、その延長端において第１の筐体１２を支持して、第１の筐体１２及び第２の筐体１４を車幅内方に寄せて配設することができるので、少なくともＤＰＦ及びＳＣＲ触媒のさらなる大型化に対応させることができる。

なお、本実施形態の排気浄化装置において、第１の筐体１２は、その軸方向の任意の位置、例えば、略中央付近１２ｄで、排気上流側と排気下流側の２つに分割可能な構造とすることもできる。これにより、ＤＰＦ清掃時に、排気浄化装置をフレーム１０から取り外すことなく、排気浄化装置全体と比較して軽量な第１の筐体１２の排気上流側と排気流入管２０を車両後方に取り外すことで、第１の筐体１２内に収容されたＤＰＦを容易に取り出すことができる。

第１の筐体１２には、ＤＰＦの排気上流側にＤＯＣを、第２の筐体１４には、ＳＣＲ触媒の排気下流側にＳＣＲ触媒を通過したアンモニアを酸化するためのアンモニア酸化触媒を、それぞれ収納することもできる。この場合、第１の筐体１２は、ＤＯＣとＤＰＦとを隔てる面を境界として、分割可能な構造とするとよい。これにより、ＤＯＣを第１の筐体１２から分離することなく、ＤＰＦを取り出すことができる。

また、支持ブラケット１８は、第１の筐体１２及び第２の筐体１４を直接支持しているが、これに代えて、図３に示すように、各筐体１２、１４との間にそれぞれ弾性部材２４を介して支持してもよい。第２の筐体１４について図４に例示すれば、横断面コ字形状に形成した第２のステイ１４ｃの開口端を下向きにしながら、その上面を張出部１８ｂ先端下面の下方に位置する底面と対向させた状態で、上面と底面との間にゴム、バネ材などの弾性部材２４を介在させて、上面、底面及び弾性部材２４に穿設された貫通孔にボルトを挿通して、張出部１８ｂ側又は第２のステイ１４ｃ側からナットで締結する。これにより、エンジンから発生する振動が、排気浄化装置を介して車体に伝達することを抑制することができる。もっとも、各筐体１２、１４を支持ブラケット１８に直接固定した場合においても、エンジンと排気流入管２０との間に、例えば、蛇腹状の排気管を用いることにより、エンジンから発生する振動が、排気浄化装置を介して、車体に伝達することを抑制することは可能である。

さらに、第２の筐体１４を第１の筐体１２の斜め上方に配置する代わりに、第１の筐体１２を第２の筐体１４の斜め上方に配置する構成としてもよい。この構成によっても、前述の実施形態における効果を奏することができる。この場合、排気流入管２０は、第１の筐体１２の車両前方側の端部端面を覆って連結されればよく、排気排出管２２は、第２の筐体１４の車両後方側の端部端面を覆って連結されればよい。

本実施形態の排気浄化装置において、支持ブラケット１８を横断面略ハット形状としたが、これに限られず、図５に示すようなチャンネル材など、公知の構造材を用いてもよい。

図１及び図２に示されるように、接続管部１６ｂにおいて、直線管部１６ａの管内に向けて液体還元剤を噴射する噴射ノズルを取り付けるためのノズル取付孔２６が形成される。これにより、排気中への液体還元剤の均一拡散に十分な直線長さが確保される。均一拡散の補助として、連通管１６内に網目状などをなす拡散板を設置してもよい。

１２ 第１の筐体
１４ 第２の筐体
１６ 連通管
１６ａ 直線管部
１６ｂ、ｃ 接続管部
１８ 支持ブラケット
１８ａ 固定部
１８ｂ 張出部
１８ｃ 補強プレート
２０ 排気流入管
２２ 排気排出管
２４ 弾性部材

Claims (6)

1. 排気中の粒子状物質を捕集するＤＰＦを少なくとも収容する筒形をなしつつ、その軸線が車両前後方向に延びる第１の筐体と、
   車幅方向及び上方から見て、前記第１の筐体と少なくとも一部が重畳するように、該第１の筐体の、斜め上方であって車幅外方寄り、又は、斜め下方であって車幅内方寄り、に配設され、窒素酸化物を選択還元して浄化するＳＣＲ触媒を少なくとも収容する筒形の第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体のうち、上方に位置する上位筐体の側方、かつ、下方に位置する下位筐体の上方において、各筐体の遠端部同士を連通する連通管と、
   フレームの車幅外方の外側面に部材が上下方向に延びるように固定される固定部、及び、該フレームの上面から上方に突出しないように、前記固定部の上端から車幅外方に延びる張出部、を有する支持ブラケットと、
   を含んで構成され、
   前記支持ブラケットの張出部の先端が、前記上位筐体の上半側の外周面のうち車幅内方に臨む部分において前記上位筐体を支持する一方、
   前記支持ブラケットの固定部は、前記下位筐体を支持すること
   を特徴とする排気浄化装置。
2. 前記固定部の下部は、車幅内方かつ下方に延びて、又は、車幅内方かつ下方に延びた後、下方に延びて、その延長端において前記下位筐体を支持することを特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。
3. 前記支持ブラケットは、ハット形の横断面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排気浄化装置。
4. 前記支持ブラケットの張出部に、その開口の少なくとも一部を覆う補強プレートが取り付けられたことを特徴とする請求項３記載の排気浄化装置。
5. 前記支持ブラケットは、前記上位筐体及び前記下位筐体を直接支持することを特徴とする請求項１〜請求項４記載のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
6. 前記支持ブラケットは、前記上位筐体及び前記下位筐体を弾性部材を介して支持することを特徴とする請求項１〜請求項４記載のいずれか１つに記載の排気浄化装置。

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