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JP2008309072A - Exhaust emission control device for internal combustion engine and retaining member for exhaust emission control element - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine and retaining member for exhaust emission control element Download PDF

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JP2008309072A
JP2008309072A JP2007157815A JP2007157815A JP2008309072A JP 2008309072 A JP2008309072 A JP 2008309072A JP 2007157815 A JP2007157815 A JP 2007157815A JP 2007157815 A JP2007157815 A JP 2007157815A JP 2008309072 A JP2008309072 A JP 2008309072A
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JP
Japan
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exhaust
exhaust purification
holding member
purification element
combustion engine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007157815A
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Japanese (ja)
Inventor
Chika Kanba
千佳 神庭
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of improving efficiency of assembling work of an exhaust emission control device for an internal combustion engine. <P>SOLUTION: The exhaust emission control device 1 is formed by winding a retaining mat 5 made of ceramic fiber sheet around a side face of a filter 3 serving as an exhaust emission control element and in this state, press-fitting the filter 3 into a hollow part 7a of a case 7. The end part on the press-fitted side of the retaining mat 5 is hardened by sintering. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関の排気を浄化する内燃機関の排気浄化装置及び、排気浄化装置内において排気浄化素子を保持する保持部材に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that purifies exhaust gas from the internal combustion engine, and a holding member that holds an exhaust gas purification element in the exhaust gas purification device.

内燃機関の排気にはカーボンを主成分とする微粒子物質(PM:Particulate Matter)が含まれている。これらの微粒子物質の大気への放散を防止するために内燃機関の排気系に微粒子物質を捕集するパティキュレートフィルタ(以下、「フィルタ」という。)を設ける技術が知られている。   The exhaust gas of the internal combustion engine contains particulate matter (PM) containing carbon as a main component. A technique for providing a particulate filter (hereinafter referred to as “filter”) for collecting particulate matter in an exhaust system of an internal combustion engine is known in order to prevent such particulate matter from being released into the atmosphere.

また、内燃機関の排気にはNOxなどの有害物質が含まれている。これらの有害物質の
排出を低減するために、内燃機関の排気系に、排気中のNOxを浄化するNOx触媒を設けることが知られている。このようにフィルタやNOx触媒などの排気浄化装置が内燃機関
の排気通路に設けられることが一般的となっている。
Further, the exhaust gas from the internal combustion engine contains harmful substances such as NOx. In order to reduce the emission of these harmful substances, it is known to provide a NOx catalyst for purifying NOx in the exhaust gas in the exhaust system of the internal combustion engine. As described above, exhaust purification devices such as filters and NOx catalysts are generally provided in the exhaust passage of the internal combustion engine.

ここで従来の排気浄化装置は、ケース内に酸化触媒、NOx触媒やフィルタなどの排気
浄化素子が収納されて形成されている。また、従来の排気浄化装置は、酸化触媒、NOx
触媒やフィルタなどの排気浄化素子の外周に無膨張マットあるいは膨張マットなどの保持部材を巻き付けて、保持部材が巻き付けられた排気浄化素子をケースの開口部の一方から圧入することで製造される。
Here, the conventional exhaust purification apparatus is formed by housing exhaust purification elements such as an oxidation catalyst, a NOx catalyst and a filter in a case. In addition, the conventional exhaust purification device includes an oxidation catalyst, NOx
It is manufactured by winding a holding member such as a non-inflatable mat or an expansion mat around the outer periphery of an exhaust purification element such as a catalyst or a filter, and press-fitting the exhaust purification element around which the holding member is wound from one of the openings of the case.

これに関連して、例えば、排気浄化装置内に、酸化触媒とフィルタなどの2つ以上の排気浄化素子を含んでいる場合には、フィルタは、当該フィルタの外周とケースの内周との間に設けられた保持部材によりケース内に保持され、ケースの内周に設けられたストッパ部とケース内に保持されたフィルタとにより、酸化触媒の軸方向への移動を規制する技術が提案されている(特許文献1参照。)。   In this connection, for example, when the exhaust purification device includes two or more exhaust purification elements such as an oxidation catalyst and a filter, the filter is provided between the outer periphery of the filter and the inner periphery of the case. Has been proposed that regulates the movement of the oxidation catalyst in the axial direction by a stopper portion provided on the inner periphery of the case and a filter held in the case. (See Patent Document 1).

また、それぞれの排気浄化素子の特性を相乗的に利用するため、異なる特性を有する排気浄化素子を排気浄化装置内の内周側と外周側で組み合わせる技術も提案されており、これについては、フィルタにおける外周部のセルを内周部のセルの材質より熱伝導率が高い材質から形成する技術が公知である(特許文献2参照。)。このような場合にも、内周側の排気浄化素子に保持部材を巻き付けて、外周側の排気浄化素子に圧入することが考えられる。   In addition, in order to synergistically use the characteristics of the respective exhaust purification elements, a technique for combining exhaust purification elements having different characteristics on the inner peripheral side and the outer peripheral side in the exhaust purification device has been proposed. A technique is known in which the outer peripheral cell is made of a material having a higher thermal conductivity than that of the inner peripheral cell (see Patent Document 2). Even in such a case, it is conceivable that a holding member is wound around the exhaust purification element on the inner peripheral side and press-fitted into the exhaust purification element on the outer peripheral side.

しかし、従来の保持部材は、シート状に成形されたセラミック繊維などによって形成される場合が多く、厚みも厚く、圧入時に厚み方向に押し潰すようにすることが多い。このため、保持部材を排気浄化素子の外周に巻きつけた上で、ケースや外周側の排気浄化素子に圧入する場合には、圧入が円滑に行なえず作業性が悪化する場合があった。
特開2005−98168号公報 特開2006−07100号公報
However, the conventional holding member is often formed of a ceramic fiber or the like formed into a sheet shape, and has a large thickness and is often crushed in the thickness direction during press-fitting. For this reason, when the holding member is wound around the outer periphery of the exhaust purification element and then press-fitted into the case or the exhaust purification element on the outer peripheral side, the press-fit cannot be performed smoothly, and workability may be deteriorated.
JP 2005-98168 A JP 2006-07100 A

本発明の目的とするところは、内燃機関の排気浄化装置の組立て作業の作業性を向上できる技術を提供することである。   An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the workability of assembling work of an exhaust purification device for an internal combustion engine.

上記目的を達成するための本発明は、排気浄化素子を保持部材で覆った状態で、支持部材の挿入孔に挿入することで形成される排気浄化装置において、保持部材における挿入側の端部に硬化処理を施すことを最大の特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust purification apparatus formed by inserting an exhaust purification element into an insertion hole of a support member in a state where the exhaust purification element is covered with a holding member. The greatest feature is that a curing treatment is performed.

より詳しくは、内燃機関の排気通路に設けられ、該排気通路を通過する排気を浄化する内燃機関の排気浄化装置であって、
端面から流入した前記排気中の浄化物質を排気から除去する柱状形状の排気浄化素子と、
前記排気浄化素子の側面を覆うように設けられ前記排気浄化素子を保持する保持部材と、
前記排気浄化素子が軸方向に挿入される挿入孔を有し、前記排気浄化素子が前記保持部材に保持された状態で該挿入孔に挿入されることで前記排気浄化素子及び前記保持部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記保持部材における、前記支持部材の挿入孔に挿入される側の端部には、硬度を上昇させる硬化処理が施されたことを特徴とする。
More specifically, an exhaust purification device for an internal combustion engine that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and purifies exhaust gas that passes through the exhaust passage,
A columnar exhaust purification element for removing the purification substance in the exhaust gas flowing from the end face from the exhaust;
A holding member provided to cover a side surface of the exhaust purification element and holding the exhaust purification element;
The exhaust purification element has an insertion hole inserted in an axial direction, and the exhaust purification element and the holding member are supported by being inserted into the insertion hole while being held by the holding member. A supporting member to be
With
An end portion of the holding member on the side inserted into the insertion hole of the support member is subjected to a hardening process for increasing hardness.

ここで、保持部材は、少なくとも排気浄化素子の側面を覆うことが出来る程度の可撓性を有しており一般に硬度の低い(柔らかい)材質で形成される場合が多い。そうすると、排気浄化素子を保持部材で保持した状態で支持部材の挿入孔に挿入する際に、保持部材の先端部が変形してめくれ、破損などが生じることにより挿入作業が困難になる場合がある。   Here, the holding member is flexible enough to cover at least the side surface of the exhaust purification element and is generally formed of a material having a low hardness (soft). Then, when the exhaust purification element is inserted into the insertion hole of the support member while being held by the holding member, the distal end portion of the holding member may be deformed and turned, which may make it difficult to insert. .

これに対し、本発明においては、保持部材における、支持部材の挿入孔に挿入される側の端部には、硬化処理が施されるため、少なくともその部分の変形などを抑制することができ、排気浄化素子の挿入作業を円滑化することができる。   On the other hand, in the present invention, the end of the holding member on the side inserted into the insertion hole of the support member is subjected to a curing treatment, so that at least deformation of the portion can be suppressed, The insertion operation of the exhaust purification element can be facilitated.

また、本発明においては、前記保持部材は、シート状に成形されたセラミック繊維からなり、該シート状に成形されたセラミック繊維の端部が焼結処理されることで前記硬化処理が施されるようにしてもよい。   In the present invention, the holding member is made of a ceramic fiber formed into a sheet shape, and the hardening treatment is performed by sintering an end portion of the ceramic fiber formed into the sheet shape. You may do it.

このように保持部材がシート状に成形されたセラミック繊維からできている場合には、この保持部材の端部を焼結処理し、端部におけるセラミック繊維の少なくとも一部を焼き固めることで硬度を上昇させることが可能である。これによれば、より簡単な作業によってより確実に硬化処理を実行することが可能となる。   When the holding member is made of a ceramic fiber formed into a sheet like this, the end of the holding member is sintered, and at least a part of the ceramic fiber at the end is baked and hardened to increase the hardness. It is possible to raise. According to this, it becomes possible to perform a hardening process more reliably by simpler operation | work.

また、本発明においては、前記保持部材における、前記支持部材の挿入孔に挿入される側の端部には、前記排気浄化素子が前記保持部材に覆われた状態における外径が、前記支持部材の挿入孔に挿入される側に行くほど小さくなるような、テーパ処理が施されるようにしてもよい。   In the present invention, the end of the holding member on the side inserted into the insertion hole of the support member has an outer diameter in a state where the exhaust purification element is covered by the holding member. A taper process may be applied so that the taper becomes smaller toward the side inserted into the insertion hole.

すなわち、排気浄化素子を保持部材で覆った状態で支持部材に挿入する際に、排気浄化素子を保持部材で覆った全体の外径が、先端側に向けて小さくなるように、保持部材の端部をテーパ状に形成しておくものである。これによれば、排気浄化素子を保持部材で覆った状態で支持部材に挿入する際の挿入作業の作業性をより向上することができる。   That is, when the exhaust purification element is inserted into the support member while being covered with the holding member, the end of the holding member is arranged so that the entire outer diameter of the exhaust purification element covered with the holding member becomes smaller toward the distal end side. The part is formed in a tapered shape. According to this, the workability of the insertion work when inserting the exhaust purification element into the support member in a state where the exhaust purification element is covered with the holding member can be further improved.

また、本発明においては、排気浄化素子には排気浄化触媒が担持され、前記保持部材には、前記排気浄化素子に担持された排気浄化触媒と同一の触媒が担持されるようにしてもよい。そうすれば、保持部材も排気浄化素子と併せて排気浄化に利用することができ、排気浄化装置全体としての排気浄化効率を上昇させることができる。   In the present invention, the exhaust purification element may carry an exhaust purification catalyst, and the holding member may carry the same catalyst as the exhaust purification catalyst carried by the exhaust purification element. Then, the holding member can be used for exhaust gas purification together with the exhaust gas purification element, and the exhaust gas purification efficiency of the exhaust gas purification device as a whole can be increased.

また、本発明は、排気中の浄化物質を排気から除去する柱状形状の排気浄化素子が支持部材の挿入孔に軸方向に挿入されて形成される内燃機関の排気浄化装置において、前記排気浄化素子が前記支持部材の挿入孔に挿入される際に、前記排気浄化素子の側面に巻き付けられるシート状の保持部材であって、
セラミック繊維によって形成されるとともに、
前記排気浄化素子に巻き付けられ前記支持部材の挿入孔に挿入される際に前記挿入孔と対向する側の端部は、前記セラミック繊維の少なくとも一部が焼結処理によって硬化されたことを特徴とする排気浄化素子の保持部材としてもよい。
The present invention also relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine in which a columnar exhaust gas purification element that removes a purification substance in exhaust gas from the exhaust gas is inserted into an insertion hole of a support member in the axial direction. Is a sheet-like holding member wound around the side surface of the exhaust purification element when inserted into the insertion hole of the support member,
Formed by ceramic fibers,
At least a part of the ceramic fiber is hardened by a sintering process at an end on the side facing the insertion hole when wound around the exhaust purification element and inserted into the insertion hole of the support member. It is good also as a holding member of the exhaust gas purification element.

また、その際には、前記排気浄化素子の側面に巻き付けられた状態における外径が、前記支持部材の挿入孔に挿入される側の端に向かって小さくなるように、前記端部付近の厚みがテーパ状に変化するようにしてもよい。   Further, at that time, the thickness in the vicinity of the end portion is such that the outer diameter in a state of being wound around the side surface of the exhaust purification element becomes smaller toward the end of the support member inserted into the insertion hole. May be changed to a tapered shape.

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。   The means for solving the problems in the present invention can be used in combination as much as possible.

本発明にあっては、内燃機関の排気浄化装置の組立て作業の作業性を向上することができる。   In the present invention, it is possible to improve the workability of the assembly work of the exhaust gas purification device for the internal combustion engine.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.

図1は、従来の排気浄化装置1の分解斜視図の例である。図1に示すように従来から、排気浄化装置1は、排気浄化素子としてのフィルタ3と、保持部材としての保持用マット5と、支持部材としてのケース7とを含んで構成されている。   FIG. 1 is an example of an exploded perspective view of a conventional exhaust purification device 1. As shown in FIG. 1, the exhaust purification device 1 conventionally includes a filter 3 as an exhaust purification element, a holding mat 5 as a holding member, and a case 7 as a support member.

ここで、フィルタ3は、ウォールフロー型のセラミック基材からなり、内燃機関からの排気ガスに含まれる微粒子物質を捕集することで排気ガスに含まれる有害物質を低減させる素子である。そして、このフィルタ3においては、捕集された微粒子物質の量が所定値を超えると排気通路における背圧が過度に高くなるおそれがあるので、定期的にPM再生処理を実施し、捕集された微粒子物質を酸化除去することとしている。このフィルタ3は、同図に示すように、目封じされた複数のセル3aから構成された略円柱形状を有している。また、その直径は、ケース7の中空部7aの直径よりも小さく設定されている。   Here, the filter 3 is an element that is made of a wall flow type ceramic substrate and reduces harmful substances contained in the exhaust gas by collecting particulate matter contained in the exhaust gas from the internal combustion engine. And in this filter 3, since the back pressure in the exhaust passage may become excessively high if the amount of the collected particulate matter exceeds a predetermined value, the PM regeneration process is periodically performed and collected. The particulate matter is removed by oxidation. As shown in the figure, the filter 3 has a substantially cylindrical shape composed of a plurality of sealed cells 3a. The diameter is set smaller than the diameter of the hollow portion 7 a of the case 7.

次に、保持部材である保持用マット5は、セラミック繊維により形成されており、初期の状態では平板形状を有している。この保持用マット5はフィルタ3に巻き付けられることで中空円筒状となる。また、保持用マット5の厚さは、ケース7の中空部7aの直径とフィルタ3の直径との差の半分の長さより若干大きく設定されている。これは、ケース7の中空部7aにフィルタ3が収納される際に、このフィルタ3に巻き付かれた保持用マット5が変形、つまり潰れ、フィルタ3をケース7の中空部7a内で保持するためである。なお、この保持用マット5のフィルタ3の軸方向と直交する方向の長さは、フィルタ3の外周の長さと同一あるいは若干短く設定されている。   Next, the holding mat 5 as a holding member is formed of ceramic fibers and has a flat plate shape in the initial state. The holding mat 5 is wound around the filter 3 to form a hollow cylinder. Further, the thickness of the holding mat 5 is set to be slightly larger than half the difference between the diameter of the hollow portion 7 a of the case 7 and the diameter of the filter 3. This is because when the filter 3 is stored in the hollow portion 7 a of the case 7, the holding mat 5 wound around the filter 3 is deformed, that is, crushed, and holds the filter 3 in the hollow portion 7 a of the case 7. Because. The length of the holding mat 5 in the direction perpendicular to the axial direction of the filter 3 is set to be the same as or slightly shorter than the length of the outer periphery of the filter 3.

そして、排気浄化装置1を組み立てる際には、外周に保持用マット5が巻き付けられたフィルタ3をケース7内、つまり中空部7a内に図示しない圧入治具などを用いて圧入する。フィルタ3のケース7内への圧入は、少なくともこのフィルタ3の一方の側面(図1
では、左側)がケース7内の図示しないストッパに当接するまで行う。その結果、ケース7の中空部7a内に収納されたフィルタ3は、このフィルタ3とケース7との間に変形した状態で設けられる保持部材である保持用マット5により確実に保持される。つまり、フィルタ3はケース7に対して、その軸方向あるいは回転方向への移動が規制されるようになる。
When assembling the exhaust gas purification device 1, the filter 3 having the holding mat 5 wound around the outer periphery thereof is press-fitted into the case 7, that is, into the hollow portion 7a using a press-fitting jig (not shown). The press-fitting of the filter 3 into the case 7 is at least one side surface of the filter 3 (FIG. 1).
Then, the process is repeated until the left side abuts against a stopper (not shown) in the case 7. As a result, the filter 3 housed in the hollow portion 7 a of the case 7 is securely held by the holding mat 5 that is a holding member provided in a deformed state between the filter 3 and the case 7. That is, the filter 3 is restricted from moving in the axial direction or the rotational direction with respect to the case 7.

ここで、上記で説明したように、フィルタ3に保持用マット5を巻きつけた状態(以下、この状態をフィルタユニット6という。)における外径は、ケース7の中空部7aの直径よりも大きくなっている。従って、フィルタユニット6をケース7に圧入する際には、保持用マット5の先端がケース7の開口部の外周部7bに干渉することとなっていた。そうすると、保持用マット5自体は可撓性のあるセラミック繊維によって形成されているため、セラミック繊維のほつれや破損、めくれなどが生じる場合があった。その結果、このセラミック繊維のほつれや破損、めくれを抑制しつつ、フィルタユニット6をケース7に圧入する必要が生じるので、圧入作業の作業性が低下してしまう場合があった。   Here, as described above, the outer diameter in a state where the holding mat 5 is wound around the filter 3 (hereinafter, this state is referred to as a filter unit 6) is larger than the diameter of the hollow portion 7a of the case 7. It has become. Accordingly, when the filter unit 6 is press-fitted into the case 7, the tip of the holding mat 5 interferes with the outer peripheral portion 7 b of the opening of the case 7. Then, since the holding mat 5 itself is formed of flexible ceramic fibers, the ceramic fibers may be frayed, broken or turned up. As a result, since it is necessary to press-fit the filter unit 6 into the case 7 while suppressing fraying, breakage, and turning of the ceramic fiber, the workability of the press-fit operation may be reduced.

そこで、本実施例においては、保持用マット5のケース7に圧入される側(以下、単順に圧入側という)の端部に対して予め焼結処理を行い、セラミック繊維の少なくとも一部を焼き固めることにより、保持用マット5の圧入側の端部を硬化することとした。図2には、本実施例において保持用マット5に焼結処理を施す部位をハッチングで示す。   Therefore, in this embodiment, the end of the holding mat 5 that is press-fitted into the case 7 (hereinafter referred to simply as the press-fitting side) is preliminarily sintered to burn at least part of the ceramic fibers. By hardening, the end of the holding mat 5 on the press-fitting side was cured. In FIG. 2, the part which sinters the holding mat 5 in this embodiment is shown by hatching.

これによれば、フィルタユニット6をケース7に圧入する際には、保持用マット5の圧入側の端部は硬化しているため、セラミック繊維のほつれや破損、めくれなどを抑制することができる。   According to this, when press-fitting the filter unit 6 into the case 7, the end of the holding mat 5 on the press-fitting side is cured, so that fraying, breakage, turning, etc. of the ceramic fibers can be suppressed. .

また、セラミック繊維で形成された保持用マット15を焼結処理した場合には、その部分のセラミック繊維同士が結合して焼き固められるために保持用マット5の当該部分の密度が高くなるとともに厚みが減少する傾向がある。そうすると、フィルタユニット6の外径が、焼結処理された圧入側の端部のみ小さくなるので、圧入作業がより容易になる。   Further, when the holding mat 15 formed of ceramic fibers is sintered, the ceramic fibers in the portions are bonded to each other and are baked and hardened, so that the density of the portions of the holding mat 5 is increased and the thickness is increased. Tend to decrease. As a result, the outer diameter of the filter unit 6 is reduced only at the end portion on the press-fitting side that has been subjected to the sintering treatment, so that the press-fitting operation becomes easier.

さらに、保持用マット5において焼結処理を施した部分の機密性が上昇するため、組立て後の排気浄化装置1において、排気がフィルタ3を通過せずに保持用マット5を通過して浄化されないまま外部に放出されてしまうことを抑制できる。   Further, since the confidentiality of the portion subjected to the sintering process in the holding mat 5 is increased, in the exhaust purification device 1 after assembly, the exhaust gas does not pass through the filter 3 but is not purified through the holding mat 5. It is possible to suppress the release to the outside.

なお、この焼結処理は、保持用マット5をフィルタ3に巻き付ける前に行なってもよいし、後に行ってもよい。すなわち、焼結による焼き固めの程度が比較的低く、割れなどを起こさずに保持用マット5の変形が可能な場合には、焼結処理は、保持用マット5をフィルタ3に巻き付ける前に行なってもよい。また、焼結による焼き固めの程度が比較的高く焼結部分の可撓性が失われるような場合には、焼結処理は、保持用マット5をフィルタ3に巻き付けた後に行なってもよい。   This sintering process may be performed before or after the holding mat 5 is wound around the filter 3. That is, when the degree of baking and hardening by sintering is relatively low and the holding mat 5 can be deformed without causing cracks, the sintering treatment is performed before the holding mat 5 is wound around the filter 3. May be. Further, when the degree of calcination by sintering is relatively high and the flexibility of the sintered portion is lost, the sintering process may be performed after the holding mat 5 is wound around the filter 3.

また、保持用マット5における圧入側の端部に焼結処理を施した場合には、そのセラミック繊維の焼き固め状態のバラツキなどにより、フィルタユニット6の圧入側端部の外径が安定しないなどの不都合が生じることが考えられる。   Further, when sintering is performed on the press-fitting side end of the holding mat 5, the outer diameter of the press-fitting side end of the filter unit 6 is not stable due to variations in the sintered state of the ceramic fibers. It is considered that the inconvenience occurs.

そこで、本実施例においては、保持用マット5における圧入側の端部にテーパ面を付与するテーパ付与処理を実施してもよい。   Therefore, in the present embodiment, a taper application process for applying a taper surface to the end of the holding mat 5 on the press-fitting side may be performed.

具体的には、例えば、焼結処理を施した前あるいは後に先端がテーパ状となるようなプレス整形を行なってもよい。焼結処理の後にプレス整形を行なった場合には焼結処理で保持用マット5の弾力性が低下しているので、プレス整形によってテーパ形状を良好に維持
することができる。また、焼結処理を施す前あるいは後の段階で、保持用マット5の端部形状をテーパ状に切断してもよい。
Specifically, for example, press shaping may be performed such that the tip is tapered before or after the sintering process. When the press shaping is performed after the sintering process, the elasticity of the holding mat 5 is lowered by the sintering process, and therefore the taper shape can be favorably maintained by the press shaping. Further, the end shape of the holding mat 5 may be cut into a taper before or after the sintering process.

図3には、テーパ付与処理によって保持用マット5の圧入側端部にテーパを形成した場合のフィルタユニット6の断面形状の例を示す。   FIG. 3 shows an example of a cross-sectional shape of the filter unit 6 when a taper is formed at the press-fitting side end portion of the holding mat 5 by the taper applying process.

なお、上記の実施例では、保持用マット5の圧入側端部に焼結処理を施すことによって硬化させる例について説明したが、保持用マット5の圧入側端部を硬化させる処理はこれに限られない。例えば、耐熱性の樹脂や溶融ガラスを保持マット5の圧入側端部に注入する処理を行なってもよいし、高圧プレスのみで保持用マット5の硬化処理を行なってもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the press-fit side end portion of the holding mat 5 is cured by performing the sintering process has been described. However, the process for hardening the press-fit side end portion of the holding mat 5 is not limited thereto. I can't. For example, a heat-resistant resin or molten glass may be injected into the press-fitting side end of the holding mat 5, or the holding mat 5 may be cured only with a high-pressure press.

また、上記の実施例においては、保持用マット5がセラミック繊維からなる場合について説明したが、金属繊維やガラス繊維などの他の素材を用いても構わない。保持用マット5が金属繊維やガラス繊維から形成されている場合でも、保持用マット5の圧入側端部に加熱処理を施すことによって、金属繊維同士またはガラス繊維同士を溶融結合させることで硬化処理を行なってもよい。また、金属繊維を酸化させることによりその弾性を奪い、その結果として硬化させるようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where the holding mat 5 is made of ceramic fibers has been described. However, other materials such as metal fibers and glass fibers may be used. Even when the holding mat 5 is made of metal fibers or glass fibers, the metal mats or the glass fibers are melt-bonded to each other by applying heat treatment to the press-fitting side end of the holding mat 5. May be performed. Alternatively, the metal fiber may be oxidized to deprive its elasticity and as a result be cured.

また、上記の実施例においては、排気浄化素子としてのフィルタ3に保持用マット5を巻き付ける例について説明したが、本発明が適用される対象としての排気浄化素子は、フィルタ3に限られないことはもちろんである。例えば、ストレートフロー型のセラミック基材に酸化能を有する酸化触媒や、NOx浄化触媒を担持した排気浄化触媒に対して適用
してもよい。さらには、フィルタに対して吸蔵還元型NOx触媒を担持したDPNRに対
して本発明を適用しても構わない。
In the above embodiment, the example in which the holding mat 5 is wound around the filter 3 as the exhaust purification element has been described. However, the exhaust purification element as an object to which the present invention is applied is not limited to the filter 3. Of course. For example, the present invention may be applied to an oxidation catalyst having oxidation ability on a straight flow type ceramic base material or an exhaust purification catalyst carrying a NOx purification catalyst. Furthermore, the present invention may be applied to a DPNR in which an NOx storage reduction catalyst is supported on a filter.

そして、触媒が担持された排気浄化素子に本発明を適用する場合には、保持用マット5にも同一の触媒を担持するようにしてもよい。そうすると、排気浄化装置内における触媒の有効容積を増加させることができ、排気浄化効率を上昇させることができる。   When the present invention is applied to an exhaust purification element that supports a catalyst, the same catalyst may be supported on the holding mat 5. Then, the effective volume of the catalyst in the exhaust purification device can be increased, and the exhaust purification efficiency can be increased.

また、上記の実施例においてはフィルタユニット6を支持部材としてのケース7に圧入する場合について説明したが、本発明が適用される支持部材は、フィルタ3とは異なる特性を有するフィルタや排気浄化触媒であっても構わない。換言すると、フィルタ3を別のフィルタまたは排気浄化触媒に圧入して排気浄化装置を形成する際に本発明を適用しても構わない。   In the above embodiment, the case where the filter unit 6 is press-fitted into the case 7 as a support member has been described. However, the support member to which the present invention is applied is a filter or an exhaust purification catalyst having characteristics different from those of the filter 3. It does not matter. In other words, the present invention may be applied when the filter 3 is press-fitted into another filter or an exhaust purification catalyst to form an exhaust purification device.

さらに、上記の実施例においては、保持用マット5の圧入側端部に対して硬化処理のみあるいは、硬化処理とテーパ付与処理を併せて実施する例について説明したが、テーパ付与処理のみを保持用マット5の圧入側端部に施すことによっても、排気浄化装置の組立て作業の作業性を向上する効果を得ることは可能である。   Further, in the above-described embodiment, the example in which only the curing process or the curing process and the taper applying process are performed on the press-fitting side end portion of the holding mat 5 has been described. It is also possible to obtain the effect of improving the workability of the assembly operation of the exhaust gas purification device by applying it to the press-fitting side end portion of the mat 5.

また、上記の実施例においては、保持用マット5の厚さは、ケース7の中空部7aの直径とフィルタ3の直径との差の半分の長さより若干大きく設定されており、ケース7にフィルタユニット6を圧入する例について説明した。これに対し、保持用マット5の厚さが、ケース7の中空部7aの直径とフィルタ3の直径との差の半分の長さより小さく設定され、ケース7にフィルタユニット6を収納する際に圧入する必要がない場合に、本発明を適用してもよい。この場合でも、保持用マット5の挿入側端部がケース7の外周部7bに干渉して収納作業の作業性が低下することを抑制できる。   In the above embodiment, the thickness of the holding mat 5 is set to be slightly larger than half the difference between the diameter of the hollow portion 7 a of the case 7 and the diameter of the filter 3. The example which press-fits the unit 6 was demonstrated. On the other hand, the thickness of the holding mat 5 is set to be smaller than half the difference between the diameter of the hollow portion 7 a of the case 7 and the diameter of the filter 3, and press fitting is performed when the filter unit 6 is stored in the case 7. The present invention may be applied when it is not necessary to do so. Even in this case, it can be suppressed that the insertion side end portion of the holding mat 5 interferes with the outer peripheral portion 7b of the case 7 and the workability of the storing work is deteriorated.

従来の排気浄化装置の概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the conventional exhaust gas purification apparatus. 本発明の焼結処理を施す部位を説明するための、排気浄化装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the exhaust gas purification apparatus for demonstrating the site | part which performs the sintering process of this invention. 本発明におけるテーパ付与処理の実施後における、フィルタユニットの圧入側端部の断面図の例である。It is an example of sectional drawing of the press-fit side edge part of a filter unit after implementation of the taper provision process in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・排気浄化装置
3・・・フィルタ
5・・・保持用マット
6・・・フィルタユニット
7・・・ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust gas purification device 3 ... Filter 5 ... Holding mat 6 ... Filter unit 7 ... Case

Claims (6)

内燃機関の排気通路に設けられ、該排気通路を通過する排気を浄化する内燃機関の排気浄化装置であって、
端面から流入した前記排気中の浄化物質を排気から除去する柱状形状の排気浄化素子と、
前記排気浄化素子の側面を覆うように設けられ前記排気浄化素子を保持する保持部材と、
前記排気浄化素子が軸方向に挿入される挿入孔を有し、前記排気浄化素子が前記保持部材に保持された状態で該挿入孔に挿入されることで前記排気浄化素子及び前記保持部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記保持部材における、前記支持部材の挿入孔に挿入される側の端部には、硬度を上昇させる硬化処理が施されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An exhaust purification device for an internal combustion engine that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and purifies exhaust that passes through the exhaust passage,
A columnar exhaust purification element for removing the purification substance in the exhaust gas flowing from the end face from the exhaust;
A holding member provided to cover a side surface of the exhaust purification element and holding the exhaust purification element;
The exhaust purification element has an insertion hole inserted in an axial direction, and the exhaust purification element and the holding member are supported by being inserted into the insertion hole while being held by the holding member. A supporting member to be
With
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein an end portion of the holding member on the side inserted into the insertion hole of the support member is subjected to a hardening process for increasing hardness.
前記保持部材は、シート状に成形されたセラミック繊維からなり、該シート状に成形されたセラミック繊維の端部が焼結処理されることで前記硬化処理が施されたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。   The holding member is made of a ceramic fiber formed into a sheet shape, and the hardening process is performed by sintering an end portion of the ceramic fiber formed into a sheet shape. 2. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to 1. 前記保持部材における、前記支持部材の挿入孔に挿入される側の端部には、前記排気浄化素子が前記保持部材に覆われた状態における外径が、前記支持部材の挿入孔に挿入される側に行くほど小さくなるような、テーパ処理が施されたことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。   An outer diameter of the holding member in the state where the exhaust purification element is covered with the holding member is inserted into the insertion hole of the support member at the end of the holding member that is inserted into the insertion hole of the support member. 3. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a taper process is performed so as to become smaller toward the side. 前記排気浄化素子には排気浄化触媒が担持され、
前記保持部材には、前記排気浄化素子に担持された排気浄化触媒と同一の触媒が担持されたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust purification element carries an exhaust purification catalyst,
The exhaust purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the holding member carries the same catalyst as the exhaust purification catalyst carried on the exhaust purification element.
排気中の浄化物質を排気から除去する柱状形状の排気浄化素子が支持部材の挿入孔に軸方向に挿入されて形成される内燃機関の排気浄化装置において、前記排気浄化素子が前記支持部材の挿入孔に挿入される際に、前記排気浄化素子の側面に巻き付けられるシート状の保持部材であって、
セラミック繊維によって形成されるとともに、
前記排気浄化素子に巻き付けられ前記支持部材の挿入孔に挿入される際に前記挿入孔と対向する側の端部は、前記セラミック繊維の少なくとも一部が焼結処理によって硬化されたことを特徴とする排気浄化素子の保持部材。
In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which a columnar exhaust gas purification element for removing a purification substance in exhaust gas from an exhaust gas is inserted into an insertion hole of a support member in an axial direction, the exhaust gas purification element is inserted into the support member. A sheet-like holding member wound around a side surface of the exhaust purification element when inserted into the hole,
Formed by ceramic fibers,
At least a part of the ceramic fiber is hardened by a sintering process at an end on the side facing the insertion hole when wound around the exhaust purification element and inserted into the insertion hole of the support member. An exhaust purification element holding member.
前記排気浄化素子の側面に巻き付けられた状態における外径が、前記支持部材の挿入孔に挿入される側の端に向かって小さくなるように、前記端部付近の厚みがテーパ状に変化することを特徴とする請求項5に記載の排気浄化素子の保持部材。   The thickness in the vicinity of the end portion changes in a taper shape so that the outer diameter in a state wound around the side surface of the exhaust purification element becomes smaller toward the end of the support member inserted into the insertion hole. The holding member for an exhaust purification element according to claim 5.
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