JP2019167934A - 後処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後処理装置において、簡易な構造で、後処理装置本体から遮熱板に伝わる振動を抑制する。【解決手段】後処理装置Ｓは、エンジンで生じる排気ガスを通し、かつ排気ガスを浄化する後処理装置本体１と、後処理装置本体１の外側に設けられている遮熱板２と、後処理装置本体１の外側面と、遮熱板２の内側面との間に設けられており、かつ後処理装置本体１で生じる振動によって遮熱板２が振動するのを抑制する複数の支持部３と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、エンジンで生じる排気ガスを浄化する後処理装置に関する。

従来、エンジンで生じる排気ガスを浄化する後処理装置がある。特許文献１には、触媒コンバータにおいて、触媒担体が挿入されて収納されている内管の外側に外管が設けられており、内管の外側面と外管の内側面とで形成される空隙に断熱部材が収納されている構造が開示されている。

特開平１１−３３６５３７号公報

従来、後処理装置において、ボルトを用いて遮熱板を内管に固定し、ボルトと遮熱板の間に緩衝材を組み込むことで内管から遮熱板への振動の伝達、及び遮熱板から発生する放射音を低減させる構造が用いられている場合がある。この場合、後処理装置は、部品数が増加したり、加工を要したりすることで、コストが増加してしまうという問題が生じていた。

近年、後処理装置は大型化する傾向にあり、後処理装置に取付けられている遮熱板も大型化しているため、遮熱板に伝達された振動が音として放射される放射音は増大する傾向にある。そのため、内管と遮熱板との間に設けられている支持部を多くすることが望まれるが、上述したように支持部が、コストが増加してしまう構造である場合、当該支持部を大量に設けづらいという問題が生じていた。

そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、後処理装置本体から遮熱板に伝わる振動を抑制できる後処理装置を提供することを目的とする。

本開示の第１の態様においては、エンジンで生じる排気ガスを通し、かつ前記排気ガスを浄化する後処理装置本体と、前記後処理装置本体の外側に設けられている遮熱板と、前記後処理装置本体の外側面と、前記遮熱板の内側面との間に設けられており、かつ前記後処理装置本体で生じる振動によって前記遮熱板が振動するのを抑制する複数の支持部と、を有することを特徴とする後処理装置を提供する。

また、前記支持部は、前記後処理装置本体の外側面及び前記遮熱板の内側面と直交する向きにおいて伸縮し、前記後処理装置本体が振動していない状態において、前記後処理装置本体の外側面と前記遮熱板の内側面との間の間隔を広げる向きに力を生じるように圧縮されていてもよい。

また、前記支持部は、一端が前記後処理装置本体の外側面に接し、他端が前記遮熱板の内側面に接する弾性を有する緩衝材を有していてもよい。また、前記後処理装置本体は前記後処理装置本体の外側に向かって突出する凸部を有し、前記緩衝材は、前記凸部に設けられていてもよい。

また、前記支持部は、前記緩衝材を固定する固定部材をさらに有していてもよい。また、前記緩衝材は複数の凹部を有し、前記固定部材は、一端が前記凹部に挿入され、かつ前記緩衝材から離れる向きに延伸する第１領域と、前記後処理装置本体の外側面に設けられている第２領域と、前記第１領域と前記第２領域とを接続する第３領域と、を有していてもよい。

また、前記支持部は、一端が前記後処理装置本体の外側面に接し、他端が前記遮熱板の内側面に接する弾性を有するばねであってもよい。

本開示によれば、後処理装置において、簡易な構造で、後処理装置本体から遮熱板に伝わる振動を抑制できるという効果を奏する。

第１の実施形態に係る後処理装置の構造を示す。 第１の実施形態に係る後処理装置の断面図である。 第１の実施形態に係る後処理装置における支持部付近の構造を示す。 第２の実施形態に係る後処理装置における支持部付近の構造を示す。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る後処理装置Ｓの構造を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る後処理装置Ｓの断面図である。
車両は、後処理装置Ｓを有する。後処理装置Ｓは、後処理装置本体１、遮熱板２、及び複数の支持部３を有する。なお、後処理装置Ｓの適用対象は車両に限らず、産業機械、船舶、載置等さまざまである。

後処理装置本体１は、車両のエンジンで生じる排気ガスを通し、かつ排気ガスを浄化する。後処理装置本体１は、エンジンの後流に設けられている。後処理装置本体１は、例えば、略円筒形状であるが、角管形状であってもよい。後処理装置本体１は、後処理装置本体１の内側に、例えば選択型還元触媒（ＳＣＲ（ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒）が収納されている。

後処理装置本体１は、複数の凸部１１を有する。複数の凸部１１は、後処理装置本体１の外側に向かって突出している。後述するように、凸部１１には、支持部３が設けられているが、後処理装置本体１は、凸部１１が設けられていることで、必要な支持部３の量を減らすことができる。後処理装置本体１は、このように複数の凸部１１が設けられているが、後処理装置本体１には、複数の凸部１１が設けられていなくてもよい。

遮熱板２は、後処理装置本体１の外側に設けられている。後処理装置本体１の内側を流れる排気ガスは高温であるため、後処理装置本体１からは外側に向かって熱が放射される。遮熱板２は、後処理装置本体１を外側から覆うようにして設けられていることで、後処理装置本体１から外側に向かって放射される熱を遮熱する。遮熱板２は、例えば、略円筒形状であるが、角管形状であってもよい。遮熱板２は、第１遮熱板２１及び第２遮熱板２２を有する。第１遮熱板２１及び第２遮熱板２２は、それぞれ略半円筒形状である。略円筒形状の遮熱板２は、略半円筒形状の第１遮熱板２１及び略半円筒形状の第２遮熱板２２が結合することで形成されている。

第１遮熱板２１は、複数の第１取付部２１１を有する。第２遮熱板２２は、複数の第２取付部２２１を有する。第１遮熱板２１及び第２遮熱板２２は、第１遮熱板２１の内側の空間と第２遮熱板２２の内側の空間とを向かい合わせて、第１遮熱板２１の複数の第１取付部２１１、及び第２遮熱板２２の複数の第２取付部２２１とがそれぞれ接した状態にされている。そして、この状態で、第１遮熱板２１と第２遮熱板２２は、複数の第１取付部２１１に形成されている複数の孔と、複数の第２取付部２２１に形成されている複数の孔とに、それぞれボルトを挿入して当該ボルトにナットを締め付けることで、結合されている。

支持部３は、後処理装置本体１の外側面と、遮熱板２の内側面との間に設けられており、後処理装置本体１で生じる振動によって遮熱板２が振動するのを抑制する。支持部３は、一端が後処理装置本体１の外側面に接し、他端が遮熱板２の内側面に接している部材である。具体的には、支持部３の後処理装置本体１側の端部が後処理装置本体１の外側面に固着されており、支持部３の遮熱板２側の端部は、遮熱板２の内側面に接しているものの、遮熱板２の内側面に固着されていない。

後処理装置本体１で生じる振動には、主に、エンジンの運転によって発生する振動が含まれる。エンジンの運転によって発生する振動には、例えば、エンジンの気筒内での燃焼によって生じる振動やギアの噛み合いなど機械的な要因によって発生する振動が含まれる。エンジンで生じた振動は、ブラケット等を介して後処理装置本体１に伝わり、支持部３を伝わって、遮熱板２へと伝達される。

遮熱板２が振動すると、遮熱板２の振動が空気に伝わり、空気の振動は音となって放射される。音が物体から放射される場合、その放射面積が大きくなるほど放射される音も大きくなる。後処理装置Ｓは、前述したように複数の支持部３が設けられていることで、簡易な構造で、後処理装置本体１から遮熱板２に伝わる振動を抑制できる。この結果、後処理装置Ｓは、遮熱板２から発生する音を小さくすることができる。

また、物体に加振力が加わって物体が振動するとき、周波数ごとに振動し易い形（振動モード）が決まっている。ある振動数における振動及び放射音を抑えようとする場合、その振動モードの腹となる部分を支持することが効果的である。抑制したい振動数が多数ある場合、それだけ振動の腹となる部分も増えるので、それに応じて支持したい支持点も増える。後処理装置Ｓは、前述したように複数の支持部３が設けられていることで、抑制したい振動数が多数ある場合でも、後処理装置本体１から遮熱板２に伝わる振動を効果的に抑制できる。

支持部３は、例えば、後処理装置本体１の外側面及び遮熱板２の内側面と直交する向きにおいて伸縮し、後処理装置本体１が振動していない状態において、後処理装置本体１の外側面と遮熱板２の内側面との間の間隔を広げる向きに力を生じるように圧縮されている。

支持部３は支持部３に力が加えられていない状態での長さ、すなわち支持部３の自然長は、後処理装置本体１の外側面と遮熱板２の内側面との間の長さよりも長い。そして、遮熱板２が、第１遮熱板２１及び第２遮熱板２２が結合して後処理装置本体１の外側に設けられている状態では、支持部３は、支持部３の遮熱板２側の端部が、遮熱板２の内側面に接して後処理装置本体１の外側面側に押されて圧縮された状態となっている。この結果、支持部３は、後処理装置本体１の外側面と遮熱板２の内側面との間の間隔を広げる向きに力を生じるように圧縮されている。

後処理装置Ｓは、このように複数の支持部３が設けられていることで、簡易な構造で、後処理装置本体１から遮熱板２に伝わる振動を抑制できる。また、このように支持部３は、圧縮された状態で後処理装置本体１の外側面と遮熱板２の内側面との間に設けられていることで、後処理装置Ｓは、支持部３の遮熱板２側の端部が遮熱板２の内側面に固着されていない構造とすることができる。

また、後処理装置本体１の外側面に設けられている複数の支持部３の数及び位置は任意である。例えば、図２に示すように、複数の支持部３が後処理装置本体１の外側面における後処理装置本体１の中心を挟んで両側の位置（例えば、後処理装置本体１が円筒形状である場合は、後処理装置本体１の径方向における両端の位置）に設けられていてもよい。この場合、後処理装置Ｓは、前述したように圧縮された状態の複数の支持部３を有することで、複数の支持部３の反発力を利用して、後処理装置本体１の外側に設けられている遮熱板２を遮熱板２の内側から支持することができる。

また、後処理装置Ｓは、後処理装置本体１の外側面と遮熱板２の内側面との間に断熱材が設けられていてもよい。後処理装置Ｓは、このように断熱材が設けられていることで、遮熱板２の外側に放射される熱量をさらに減少させることができる。

［支持部３付近の構造］
図３は、第１の実施形態に係る後処理装置Ｓにおける支持部３付近の構造を示す図である。
支持部３は、緩衝材３１及び固定部材３２を有する。緩衝材３１は、一端が後処理装置本体１の外側面に接し、他端が遮熱板２の内側面に接する弾性を有する部材である。緩衝材３１の後処理装置本体１側の端部は後処理装置本体１の外側面に固着されており、緩衝材３１の遮熱板２側の端部は、遮熱板２の内側面に接しているものの、遮熱板２の内側面に固着されていない。緩衝材３１は、例えばシリカ性のマット又はグラスウールで製造されている。

緩衝材３１は、後処理装置本体１の凸部１１に設けられている。緩衝材３１が、このように後処理装置本体１の凸部１１に設けられていることで、後処理装置Ｓは、後処理装置Ｓに設けられている緩衝材３１の量を減らすことができる。この結果、後処理装置Ｓは、コストが増加するのを防ぐことができる。

緩衝材３１は、複数の凹部３１１を有する。凹部３１１は、例えば緩衝材３１の外側面に形成されている。凹部３１１は、固定部材３２の一端が挿入される。固定部材３２は、緩衝材３１を固定する部材である。固定部材３２は、第１領域３２１、第２領域３２２、及び第３領域３２３を有する。

第１領域３２１は、一端が凹部３１１に挿入され、かつ緩衝材３１から離れる向きに延伸する領域である。当該一端は、緩衝材３１の凹部３１１に挿入されることで、緩衝材３１の弾性力によって凹部３１１の内側に挟持されている。第２領域３２２は、後処理装置本体１の外側面に設けられている領域である。第２領域３２２は、例えば、後処理装置本体１の外側面に溶接することで固定されている。第３領域３２３は、第１領域３２１と第２領域３２２とを接続する領域である。

後処理装置Ｓは、緩衝材３１が固定部材３２で固定されている場合、緩衝材３１を、より強固に固定することができる。また、支持部３が固定部材３２を有する場合、緩衝材３１の後処理装置本体１側の端部が後処理装置本体１の外側面に固着されておらず、かつ緩衝材３１の遮熱板２側の端部が遮熱板２の内側面に固着されていなくてもよい。

図３では、緩衝材３１は、２つの凹部３１１を有し、２つの凹部３１１には、それぞれ固定部材３２が設けられている構造を示したが、緩衝材３１の凹部３１１の数、及び固定部材３２の数は任意である。また、支持部３は、緩衝材３１に凹部３１１が設けられておらず、かつ固定部材３２が設けられていない構造であってもよい。

［後処理装置Ｓの製造方法］
まず、後処理装置本体１、遮熱板２、及び複数の支持部３を準備する。そして、後処理装置本体１の外側面に複数の支持部３を設ける。具体的には、後処理装置本体１の外側面に、複数の支持部３の後処理装置本体１側の端部を、例えば溶接することで固着する。

次に、第１遮熱板２１の内側と第２遮熱板２２の内側とを向かい合わせて、後処理装置本体１の外側から後処理装置本体１を覆うようにして、第１遮熱板２１と第２遮熱板２２を閉じる。このとき、支持部３は、支持部３の遮熱板２側の端部が、遮熱板２の内側面によって後処理装置本体１の外側面側に押されることで、後処理装置本体１の外側面と遮熱板２の内側面との間の間隔を広げる向きに力を生じるように圧縮されている。

続いて、第１遮熱板２１の複数の第１取付部２１１と、第２遮熱板２２の複数の第２取付部２２１とがそれぞれ接した状態で、複数の第１取付部２１１に形成されている複数の孔と、複数の第２取付部２２１に形成されている複数の孔とに、それぞれボルトを挿入する。そして、当該ボルトにナットを締め付けることで、第１遮熱板２１と第２遮熱板２２とを結合する。このようにして、後処理装置Ｓは、製造される。

［第１の実施形態に係る後処理装置Ｓによる効果］
第１の実施形態に係る後処理装置Ｓは、車両のエンジンで生じる排気ガスを通し、かつ排気ガスを浄化する後処理装置本体１と、後処理装置本体１の外側に設けられている遮熱板２と、後処理装置本体１の外側面と、遮熱板２の内側面との間に設けられており、かつ後処理装置本体１で生じる振動によって遮熱板２が振動するのを抑制する複数の支持部３と、を有する。

第１の実施形態に係る後処理装置Ｓは、このように後処理装置本体１の外側面と遮熱板２の内側面との間に設けられており、かつ後処理装置本体１で生じる振動によって遮熱板２が振動するのを抑制する複数の支持部３を有するので、簡易な構造で、後処理装置本体１から遮熱板２に伝わる振動を抑制できる。

＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態に係る後処理装置Ｓａにおける支持部３ａ付近の構造を示す図である。
第２の実施形態に係る後処理装置Ｓａは、第１の実施形態に係る後処理装置Ｓと比べて、支持部３の代わりに支持部３ａを有する点で異なる。

支持部３ａは、一端が後処理装置本体１の外側面に接し、他端が遮熱板２の内側面に接する弾性を有する螺旋形状で金属製のばね３４である。支持部３ａの一端は、例えば後処理装置本体１の外側面に溶接することで固定されており、支持部３ａの他端は、遮熱板２の内側面に接しているものの、遮熱板２の内側面に固着されていない。

図４に示すように、螺旋形状のばね３４は、後処理装置本体１から遮熱板２に熱を伝えにくい構造である。したがって、後処理装置Ｓａは、例えば従来の構造のように、ボルトを用いた支持に比べて、遮熱性能が向上する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

Ｓ、Ｓａ・・・後処理装置
１・・・後処理装置本体
１１・・・凸部
２・・・遮熱板
２１・・・第１遮熱板
２１１・・・第１取付部
２２・・・第２遮熱板
２２１・・・第２取付部
３、３ａ・・・支持部
３１・・・緩衝材
３１１・・・凹部
３２・・・固定部材
３２１・・・第１領域
３２２・・・第２領域
３２３・・・第３領域
３４・・・ばね

Claims (7)

1. エンジンで生じる排気ガスを通し、かつ前記排気ガスを浄化する後処理装置本体と、
   前記後処理装置本体の外側に設けられている遮熱板と、
   前記後処理装置本体の外側面と、前記遮熱板の内側面との間に設けられており、かつ前記後処理装置本体で生じる振動によって前記遮熱板が振動するのを抑制する複数の支持部と、
   を有することを特徴とする後処理装置。
2. 前記支持部は、前記後処理装置本体の外側面及び前記遮熱板の内側面と直交する向きにおいて伸縮し、前記後処理装置本体が振動していない状態において、前記後処理装置本体の外側面と前記遮熱板の内側面との間の間隔を広げる向きに力を生じるように圧縮されていることを特徴とする、
   請求項１に記載の後処理装置。
3. 前記支持部は、一端が前記後処理装置本体の外側面に接し、他端が前記遮熱板の内側面に接する弾性を有する緩衝材を有することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の後処理装置。
4. 前記後処理装置本体は前記後処理装置本体の外側に向かって突出する凸部を有し、
   前記緩衝材は、前記凸部に設けられていることを特徴とする、
   請求項３に記載の後処理装置。
5. 前記支持部は、前記緩衝材を固定する固定部材をさらに有することを特徴とする、
   請求項３又は４に記載の後処理装置。
6. 前記緩衝材は複数の凹部を有し、
   前記固定部材は、
   一端が前記凹部に挿入され、かつ前記緩衝材から離れる向きに延伸する第１領域と、
   前記後処理装置本体の外側面に設けられている第２領域と、
   前記第１領域と前記第２領域とを接続する第３領域と、
   を有することを特徴とする、
   請求項５に記載の後処理装置。
7. 前記支持部は、一端が前記後処理装置本体の外側面に接し、他端が前記遮熱板の内側面に接する弾性を有するばねであることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の後処理装置。

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