JPS62206213A - Exhaust gas micro particle catching device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the rotary force and to increase the catching area of filter by arranging a heater rotatable intermittently in the upstream of a filter for catching micro particles and providing a mechanism for moving axially while simultaneously rotating intermittently the heater shaft. CONSTITUTION:A heater 8 rotatable around a shaft 11 is arranged in the upstream of a filter 5 for catching the exhaust micro particles and driven by means of the fluid pressure actuators 17, 18. A spring 36 for energizing the shaft 11 in the direction for separating the heater 8 from the filter 5 is provided in a spring case 10. Furthermore, a cylindrical cam 30 is provided on the shaft 11 and a cam follower 33 is secured to the spring case 10. Consequently, the axial movement of the shaft 11 causes an intermittent rotation of the shaft 11. Since the heater 8 is normally separated from the filter 5, it requires small driving force when rotating and the catching area of filter can be ensured.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンなどの排気系に設置され、
排気ガス中に含まれる微粒子（パティキュレート）を捕
集するフィルタを有し、かつこのフィルタに捕獲された
微粒子を加熱燃焼させて該フィルタを再生するヒータを
備えた排気微粒子捕集装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is installed in the exhaust system of a diesel engine, etc.
The present invention relates to an exhaust particulate collection device that includes a filter that collects particulates contained in exhaust gas, and a heater that regenerates the filter by heating and burning the particulates captured by the filter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ディーゼルエンジンなどで排気を浄化するため、排気ガ
ス中に含まれる炭素等の微粒子を捕集する排気微粒子捕
集装置を備えたものがあり、このものは、排ガス通路を
形成するハウジング内に発泡セラミックスなどからなる
フィルタを設け、このフィルタにて微粒子を捕獲するよ
うになっている。In order to purify the exhaust from diesel engines, some devices are equipped with exhaust particulate collection devices that collect carbon and other particulates contained in the exhaust gas. A filter consisting of the following is provided, and this filter is designed to capture particulates.

フィルタに捕獲された微粒子はこれが堆積するとフィル
タに目詰まりを起して捕集機能が低下するので、フィル
タの上流側にヒータを設け、このヒータにより微粒子を
燃焼させ、いわゆるフィルタの再生を行なっている。If the particulates trapped in the filter accumulate, they will clog the filter and reduce its collection function. Therefore, a heater is installed upstream of the filter, and this heater burns the particulates to perform what is called filter regeneration. There is.

上記ヒータで微粒子を燃焼させる場合、フィルタの上流
側全面を同時に加熱しようとすると、消費電力が大きく
なり、燃焼効率もよくない。When burning particulates with the heater, if the entire upstream side of the filter is simultaneously heated, the power consumption will be large and the combustion efficiency will be poor.

このため、「特開昭５７−１７１０１５号」に開示され
ているように、フィルタの上流側に該フィルタの排ガス
導入部における周方向の一部を覆ってこの覆い部分だけ
を加熱するヒータを設け、このヒータを間欠回動させる
ことにより上記フィルタの上流側を順次加熱し、これに
よりフィルタに捕集された微粒子を燃焼させてフィルタ
を再生するようにした排気微粒子捕集装置が提案されて
いる。For this reason, as disclosed in ``Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-171015,'' a heater is provided on the upstream side of the filter to cover a part of the circumferential direction of the exhaust gas introduction part of the filter and heat only this covered part. An exhaust particulate collection device has been proposed in which the heater is rotated intermittently to sequentially heat the upstream side of the filter, thereby burning the particulates collected in the filter and regenerating the filter. .

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記公報に示されたものは、ヒータを保
持する保持部材が常時フィルタの上流側の面に接触して
おり、したがってヒータの回動時には保持部材がフィル
タと摺接する構造になっている。このため、ヒータを回
動するのに保持部材とフィルタの摺接抵抗に打ち勝つ駆
動力が必要となり、大きな力を要求される。However, in the structure disclosed in the above-mentioned publication, the holding member that holds the heater is always in contact with the upstream side surface of the filter, and therefore, when the heater is rotated, the holding member slides into contact with the filter. Therefore, in order to rotate the heater, a driving force is required to overcome the sliding resistance between the holding member and the filter, and a large amount of force is required.

また、保持部材が常にフィルタの上流側の面に接触して
いると、この接触部のフィルタの捕集機能が損われるも
しくは低下し、全体的に捕集能力の低下を招く。Furthermore, if the holding member is constantly in contact with the upstream side surface of the filter, the filter's collection function at this contact portion will be impaired or reduced, leading to a reduction in the collection ability as a whole.

さらには、ヒータを間欠回動させるにはその回動角度を
制御しなければならず、この制御手段が複雑になる傾向
がある。Furthermore, in order to rotate the heater intermittently, the rotation angle must be controlled, and this control means tends to be complicated.

このようなことから、上記公報のものは、消費電力の低
減および燃焼効率の向上が可能になっても、駆動系やそ
の制御系でのデメリットを残しており、総合的に有利と
は言えないものである。For this reason, even if the system disclosed in the above publication can reduce power consumption and improve combustion efficiency, it still has disadvantages in the drive system and its control system, and cannot be said to be advantageous overall. It is something.

本発明は、ヒータの間欠回動駆動系を改良し、駆動力が
小さくて済み、フィルタの捕集機能を損うことがないと
ともに、間欠回動角度を規制するための格別複雑な制御
手段を必要としない排気微粒子捕集装置を提供しようと
するものである。The present invention improves the intermittent rotation drive system of the heater, requires less driving force, does not impair the collection function of the filter, and requires a particularly complicated control means for regulating the intermittent rotation angle. The purpose of the present invention is to provide an exhaust particulate collection device that does not require the use of exhaust gas particles.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、ヒータをシャフトを介して流体圧アクチュエ
ータに連結するとともに、このシャフトに上記ヒータが
フィルタの上流側の面から離間する方向に付勢するスプ
リングを設け、かつ上記シャフトおよびこのシャフトを
摺動自在に支持する部材のいづれか一方にカムおよび他
方にカムフォロアを設け、上記アクチュエータの作動に
よりシャフトを軸方向に移動させて上記ヒータを前記フ
ィルタに接離させるとともに、上記シャフトの軸方向移
動に伴い上記カムとカムフォロアによりこのシャフトお
よび前記ヒータを間欠回動させることを特徴とする。The present invention connects a heater to a fluid pressure actuator via a shaft, and provides a spring on this shaft to bias the heater in a direction away from an upstream surface of a filter, and also includes a spring that urges the heater to move away from an upstream surface of a filter, and a sliding surface between the shaft and the shaft. A cam is provided on one of the movably supported members and a cam follower is provided on the other, and the actuator moves the shaft in the axial direction to bring the heater into contact with and away from the filter, and as the shaft moves in the axial direction, the shaft is moved in the axial direction. The shaft and the heater are intermittently rotated by the cam and the cam follower.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、アクチュエータの作動によりシャフト
をスプリングの付勢力に抗して軸方向に移動させ、ると
上記ヒータがフィルタに接近され、しかもこの際上記シ
ャフトの軸方向移動に伴い上記カムとカムフォロアによ
りこのシャフトおよび前記ヒータが間欠回動されるので
、ヒータにてフィルタの微粒子を燃焼させるときだけヒ
ータがフィルタに接触する。したがって、ヒータを間欠
回動させる場合にヒータがフィルタから離れているから
間欠回動の駆動力を大きく必要とせず、しかも微粒子を
燃焼させるとき以外はヒータがフィルタから離れている
のでフィルタの微粒子捕集面積つ（大きくなって捕集能
力が大きくなる。さらに、シャフトの軸方、自移動に伴
い上記カムとカムフォロアによりこのシャフトおよび前
記ヒータが間欠回動されるので、カムの形状によって回
動角を設定することができ、格別複雑な制御手段を必要
とせず、かつヒータの接離駆動と回動駆動が単一のアク
チュエータによって行なえるから構成が簡単になる。According to the present invention, when the actuator is actuated to move the shaft in the axial direction against the biasing force of the spring, the heater approaches the filter, and at this time, as the shaft moves in the axial direction, the cam and the heater move closer to each other. Since the shaft and the heater are intermittently rotated by the cam follower, the heater comes into contact with the filter only when the heater burns particulates on the filter. Therefore, when the heater is rotated intermittently, the heater is separated from the filter, so a large driving force for intermittent rotation is not required.Furthermore, since the heater is separated from the filter except when burning particulates, the filter can trap particulates. The collection area increases (larger, and the collection capacity increases.Furthermore, as the shaft axially moves automatically, the shaft and the heater are intermittently rotated by the cam and cam follower, so the rotation angle varies depending on the shape of the cam. can be set, no particularly complicated control means is required, and the heater can be moved toward and away from the heater and rotated by a single actuator, which simplifies the configuration.

【発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明について、第１図ないし第４図に示す一実施
例にもとづき説明する。The present invention will be explained below based on an embodiment shown in FIGS. 1 to 4.

本実施例はディーゼルエンジンに使用される排気微粒子
捕集装置につき説明するもので、まず第３図および第４
図により全体の構成を説明する。This example explains an exhaust particulate collection device used in a diesel engine.
The overall configuration will be explained with reference to figures.

図においてｌは排ガス通路を構成するハウジングであり
、このハウジングｌは図示しないエンジンの排気管に接
続される排ガス導入ケース２と、フィルタケース３とを
連結して構成しである。フィルタケース３は下流端に排
ガス導出管４を一体に備えており、内部にはフィルタ５
を収容している。In the figure, l denotes a housing constituting an exhaust gas passage, and this housing l is constructed by connecting an exhaust gas introduction case 2 connected to an exhaust pipe of an engine (not shown) and a filter case 3. The filter case 3 is integrally equipped with an exhaust gas outlet pipe 4 at the downstream end, and has a filter 5 inside.
It accommodates.

フィルタ５はセラミック製であり、例えば発泡セラミッ
クスまたはハニカム構造のセラミックスよりなり、上流
端側の排ガス導入部と下流端側の排ガス導出部とが図示
しない内部で導通されて排ガスの通過が可能になってい
る。このフィルタ５は、全体として円柱形に形成され、
上記フィルタケース３に断熱クッション材６および断熱
シール材７を介して嵌挿されている。The filter 5 is made of ceramic, for example, foamed ceramics or ceramics with a honeycomb structure, and the exhaust gas introduction part on the upstream end side and the exhaust gas outlet part on the downstream end side are electrically connected inside the filter (not shown) to allow the passage of exhaust gas. ing. This filter 5 is formed in a cylindrical shape as a whole,
The filter case 3 is fitted into the filter case 3 via a heat insulating cushion material 6 and a heat insulating seal material 7.

このようなフ斗ルタ５の上流端側排ガス導入部に対向し
て前記排ガス導入ケース２内にはヒータ８が設けられて
いる。このヒータ８はヒータ保持プレート９に取付けら
れており、フィルタ５の上流端側端面に対向されている
。上記ヒータ保持プレート９は上記フィルタ５のほぼ半
径に相当する長さを有しており、ヒータ８のフィルタ５
対向面とは背向する面側を覆っている。なお、ヒータ自
身はセラミックヒータまたはニクロム線ヒータやコイル
ヒータ等の電熱性のものであれば、どのようなものであ
ってもよい。A heater 8 is provided in the exhaust gas introduction case 2 opposite to the upstream end side exhaust gas introduction part of the filter 5. This heater 8 is attached to a heater holding plate 9, and is opposed to the upstream end side end surface of the filter 5. The heater holding plate 9 has a length approximately corresponding to the radius of the filter 5, and the heater holding plate 9 has a length approximately corresponding to the radius of the filter 5.
The facing surface covers the side facing away from the back. Note that the heater itself may be of any type as long as it is electrically heated, such as a ceramic heater, a nichrome wire heater, or a coil heater.

上記ヒータ保持プレート９は第１図および第２図に詳し
く示す、駆動系により作動されるようになっており、以
下これについて説明する。The heater holding plate 9 is operated by a drive system shown in detail in FIGS. 1 and 2, which will be described below.

前記排ガス導入ケース２には、上記フィルタ５の軸線上
に位置して、本発明のシャフト支持部材に相当するスプ
リングケースｌＯが連結されており、このスプリングケ
ース１０にはシャフト１１が同軸状に挿通されている。A spring case IO corresponding to the shaft support member of the present invention is connected to the exhaust gas introduction case 2, and is located on the axis of the filter 5. A shaft 11 is coaxially inserted into the spring case 10. has been done.

なお、スプリングケース１０の外周面には放熱フィン１
２・・・が形成されている。Note that a heat dissipation fin 1 is provided on the outer peripheral surface of the spring case 10.
2... is formed.

このスプリングケース１０にはベローズケース１３が連
結されており、このベローズケース１３はケース本体１
４とカバー１５とで構成されている。ベローズケース１
３には、流体圧アクチュエータを構成する円筒形ベロー
ズ１８．１７が同心をなして収容されている。円筒形ベ
ローズ１８．１７の図示下端は上記ケース本体１４の底
面に気密に連結されているとともに、上端は閉塞プレー
ト１８に気密に連結されている。したがって、円筒形ベ
ローズ１Ｂ、　１７とケース本体１４の底面および閉塞
プレート１８にて囲まれた空間は作動室１９をなし、こ
の作動室１９には詳図しないが負圧が導入されるように
なっており、この負圧の導入によってベローズ１８．１
７が縮み、閉塞プレート１８が軸方向に作動される。A bellows case 13 is connected to this spring case 10, and this bellows case 13 is connected to the case body 1.
4 and a cover 15. Bellows case 1
A cylindrical bellows 18, 17 constituting a hydraulic actuator is housed concentrically in 3. The lower end of the cylindrical bellows 18 , 17 shown in the figure is hermetically connected to the bottom surface of the case body 14 , and the upper end is hermetically connected to the closing plate 18 . Therefore, the space surrounded by the cylindrical bellows 1B, 17, the bottom surface of the case body 14, and the closing plate 18 forms an operating chamber 19, and negative pressure is introduced into this operating chamber 19, although it is not shown in detail. By introducing this negative pressure, the bellows 18.1
7 is retracted and the closure plate 18 is actuated axially.

閉塞プレート１８には絶縁ワッシャ２０．２０を介して
電極金具２１が固定されており、この電極金具２１の上
端には給電端子２２が連結されている。なお、給電端子
２２はコード２３により電源に接続される。An electrode fitting 21 is fixed to the closing plate 18 via an insulating washer 20.20, and a power supply terminal 22 is connected to the upper end of the electrode fitting 21. Note that the power supply terminal 22 is connected to a power source through a cord 23.

また、電極金具２１は絶縁管２４ａで覆われ、給電端子
２２も絶縁チューブ２４ｂで覆われている。そして、こ
れら電極金具２１．給電端子２２、絶縁管２４ａよび絶
縁チューブ２４ｂは、ベローズケース１３のカバー１５
を遊貫しており、閉塞プレート１８と一体的に軸方向へ
作動される。Further, the electrode fitting 21 is covered with an insulating tube 24a, and the power supply terminal 22 is also covered with an insulating tube 24b. These electrode fittings 21. The power supply terminal 22, the insulation tube 24a, and the insulation tube 24b are connected to the cover 15 of the bellows case 13.
It runs freely through the block and is operated in the axial direction integrally with the closing plate 18.

電極金具２１の下端には導電材料よりなるボール２５を
介して導電材料よりなる連結金具２Ｂの上端が押し当て
られており、この連結金具２Ｂの下端はシャフト１１の
上端に連結されている。The upper end of a connecting fitting 2B made of a conductive material is pressed against the lower end of the electrode fitting 21 via a ball 25 made of a conductive material, and the lower end of the connecting fitting 2B is connected to the upper end of the shaft 11.

シャフト１１は、円筒軸２７と、この円筒軸２フ内に同
軸上に挿通された導電軸２８とで２重軸構造をなしてお
り、導電軸２８は円筒軸２７に対して間隙を保つことに
より絶縁されている。The shaft 11 has a double shaft structure consisting of a cylindrical shaft 27 and a conductive shaft 28 coaxially inserted into the cylindrical shaft 2, and the conductive shaft 28 maintains a gap with respect to the cylindrical shaft 27. is insulated by

導電軸２Ｂの上端は上記連結金具２Ｂに連結されている
とともに、円筒軸２７の上端も、後述するカム３０およ
び絶縁スペーサ２９を介して上記連結金具２Ｂに連結さ
れている。The upper end of the conductive shaft 2B is connected to the connecting fitting 2B, and the upper end of the cylindrical shaft 27 is also connected to the connecting fitting 2B via a cam 30 and an insulating spacer 29, which will be described later.

導電軸２８の下端は絶縁ホルダー３１を介して円筒軸２
７の下端に支持されているとともに、この導電軸２８の
他端は前記ヒータ８に電気的に接続されている。また円
筒軸２７の下端はヒータ保持プレート９の一端に連結さ
れている。The lower end of the conductive shaft 28 is connected to the cylindrical shaft 2 through an insulating holder 31.
The other end of the conductive shaft 28 is electrically connected to the heater 8 . Further, the lower end of the cylindrical shaft 27 is connected to one end of the heater holding plate 9.

上記円筒軸２７の一端と絶縁スペーサ２９の間に設けら
れたカム３０は円筒形をなし、その外周面には第２図に
示すようなカム溝３２を備えている。カム溝３２の両内
壁面にはそれぞれ波形、つまり複数の凹と凸を周方向に
交互に形成したカム面３２ａ。A cam 30 provided between one end of the cylindrical shaft 27 and the insulating spacer 29 has a cylindrical shape, and is provided with a cam groove 32 as shown in FIG. 2 on its outer peripheral surface. Both inner wall surfaces of the cam groove 32 are each provided with a cam surface 32a having a corrugated shape, that is, a plurality of concave and convex portions alternately formed in the circumferential direction.

３２ｂが形成されている。それぞれのカム面３２ａ。32b is formed. Each cam surface 32a.

３２ｂにおける凹凸は周方向に同等ピ・ソチで形成され
ているが、一方のカム面３２ａと他方のカム面３２ｂと
では、そのピッチが互いに半分より若干多めにずれてい
る。The unevenness in 32b is formed with equal pitches in the circumferential direction, but the pitches of one cam surface 32a and the other cam surface 32b are shifted by slightly more than half of each other.

このような円筒カム３０のカム溝３２にはカムフォロア
３３．３３が摺動可能に挿入されている。これらカムフ
ォロア３３．８３は支持軸３４．３４およびナツト３５
、３５により前記スプリングケースｌＯに固定されてい
る。A cam follower 33,33 is slidably inserted into the cam groove 32 of such a cylindrical cam 30. These cam followers 33.83 are attached to a support shaft 34.34 and a nut 35.
, 35 to the spring case IO.

スプリングケースｌＯにはスプリング３６が収容されて
おり、このスプリング３６の上端はスラスト軸受３７を
介して円筒カム３０に当接しており、下端はスプリング
ケースＩＯの底面に当たっている。そしてこのスプリン
グ３Ｂは、円筒カム３０を上向きに押圧付勢しており、
よってシャフト１１も上向きに押圧されている。このた
め、ヒータ８はフィルタ５から離れる方向に付勢されて
いる。A spring 36 is housed in the spring case IO, and the upper end of the spring 36 is in contact with the cylindrical cam 30 via a thrust bearing 37, and the lower end is in contact with the bottom surface of the spring case IO. The spring 3B presses the cylindrical cam 30 upward,
Therefore, the shaft 11 is also pressed upward. Therefore, the heater 8 is biased in a direction away from the filter 5.

このような構成による実施例の作用を説明する。The operation of the embodiment with such a configuration will be explained.

例えばエンジンの一定積算回転数の後、または車両の一
定走行距離の後あるいは排ガ圧力が一定値以上になった
時などを検出して、円筒形ベロ一ズ１８．１７で囲まれ
た作動室１９に負圧を導入する。For example, after a certain cumulative number of revolutions of the engine, after a certain distance traveled by the vehicle, or when the exhaust gas pressure exceeds a certain value, the operating chamber is surrounded by a cylindrical bellows 18.17. Negative pressure is introduced into 19.

すると、ベローズ１６．１７が縮むから、閉塞プレート
１８が第１図の下方向に作動され、電極金具２１下向き
に移動する。この電極金具２１はボール２５を介して連
結金具２Ｇを押し下げ、よってシャフト１１がスプリン
グ３Ｂの押圧力に抗して押し下げられる。Then, since the bellows 16 and 17 contract, the closing plate 18 is actuated downward in FIG. 1, and the electrode fitting 21 is moved downward. This electrode fitting 21 pushes down the connecting fitting 2G via the ball 25, and thus the shaft 11 is pushed down against the pressing force of the spring 3B.

シャフト１１を構成している円筒軸２７および導電軸２
８の下降により、ヒータ保持プレート９およびヒータ８
が下向きに移動され、これは第３図においてフィルタ５
の上流端側排ガス導入部に接近することになるから、こ
れらヒータ８およびヒータ保持プレート９はフィルタ５
の排ガス導入部に接し、よってここを覆う。The cylindrical shaft 27 and the conductive shaft 2 that constitute the shaft 11
8 lowers the heater holding plate 9 and the heater 8.
is moved downward, which corresponds to filter 5 in FIG.
Since the heater 8 and the heater holding plate 9 are close to the upstream end side exhaust gas introduction part of the filter 5,
It is in contact with the exhaust gas introduction part of the pipe and therefore covers it.

この時、電源よりコード２３に通電がなされ、給電端子
２２、電極金具２１、ボール２５、連結金具２Ｇおよび
導電軸２８を通じてヒータ８への通電が開始される。よ
ってヒータ８が発熱し、このヒータ８で覆った上記フィ
ルタ５の排ガス導入部を加熱し、ここに捕集されている
微粒子を燃焼させる。フィルタ５の排ガス導入部で微粒
子の燃焼が始まると、この燃焼は微粒子自身の燃焼熱に
よってフィルタ５の排ガス導出部まで進行し、したがっ
て上記ヒータ８で覆われた領域の軸方向部分の微粒子の
浄化がなされる。　ところで、上記シャフト１１が第１
図で下向きに移動する時、円筒軸２７の一端と絶縁スペ
ーサ２９の間に設けられたカム３０も一体に下降される
。この下降の際、第２図（Ｂ）に示すように、円筒カム
３０に形成したカム溝３２の上面側カム面３２ｂがカム
フォロア３３．３３に摺接し、この上面側カム面３２ｂ
の波形形状に応じて円筒カム３０とカムフォロアＨ，３
３が軸方向および周方向に相対的に変位する。カムフォ
ロア３３．３３はスプリングケース１０に固定されてい
るので、円筒カム３０が軸方向および周方向に変位する
ことになり、したがってシャフト１０は前記下降と同時
に周方向へ回動し、ヒータ８およびヒータ保持プレート
９もフィルタ５に接近つつ周方向へ回動されることにな
る。At this time, the cord 23 is energized from the power supply, and energization to the heater 8 is started through the power supply terminal 22, the electrode fitting 21, the ball 25, the connecting fitting 2G, and the conductive shaft 28. Therefore, the heater 8 generates heat, which heats the exhaust gas introduction section of the filter 5 covered by the heater 8, thereby burning the particulates collected there. When the combustion of particulates starts at the exhaust gas introduction part of the filter 5, this combustion proceeds to the exhaust gas outlet part of the filter 5 by the combustion heat of the particulates themselves, thus purifying the particulates in the axial direction portion of the area covered by the heater 8. will be done. By the way, the shaft 11 is the first
When moving downward in the figure, the cam 30 provided between one end of the cylindrical shaft 27 and the insulating spacer 29 is also lowered together. During this descent, as shown in FIG. 2(B), the upper cam surface 32b of the cam groove 32 formed in the cylindrical cam 30 comes into sliding contact with the cam follower 33.33, and this upper cam surface 32b
Cylindrical cam 30 and cam follower H, 3 according to the waveform shape of
3 are relatively displaced in the axial and circumferential directions. Since the cam followers 33, 33 are fixed to the spring case 10, the cylindrical cam 30 is displaced in the axial direction and the circumferential direction. Therefore, the shaft 10 rotates in the circumferential direction simultaneously with the lowering, and the heater 8 and the heater The holding plate 9 is also rotated in the circumferential direction while approaching the filter 5.

第２図（Ｃ）に示すように、円筒カム３０の上面側カム
面３２ｂにおける凹部にカムフォロア３３．３３が達す
ると、円筒カム３０は回動を停止し、この状態で軸方向
に移動され、ヒータ８およびヒータ保持プレート９もフ
ィルタ５に接触させる。As shown in FIG. 2(C), when the cam follower 33.33 reaches the recess in the upper cam surface 32b of the cylindrical cam 30, the cylindrical cam 30 stops rotating and is moved in the axial direction in this state. The heater 8 and heater holding plate 9 are also brought into contact with the filter 5.

前記ヒータ８によるフィルタ５の微粒子燃焼が終わると
、通電が停止されるとともに、作動室１９の負圧が大気
に開放される。すると、シャフト１１、がスプリング３
６の押圧力を受けて上昇復帰し、これにより連結金具２
Ｂが押し上げられ、ボール２５を介して電極金具２１お
よび閉塞プレート１８も押し上げられるのでベローズ１
８．１７が伸長復帰する。When the heater 8 finishes burning the particulates in the filter 5, the electricity supply is stopped and the negative pressure in the working chamber 19 is released to the atmosphere. Then, the shaft 11 is connected to the spring 3
It rises and returns under the pressure of 6, and as a result, the connecting fitting 2
B is pushed up, and the electrode fitting 21 and the closing plate 18 are also pushed up via the ball 25, so the bellows 1
8.17 returns to extension.

また、同時にヒータ保持プレート９およびヒータ８が上
向きに移動され、これは第３図においてヒータ保持プレ
ート９およびヒータ８がフィルタ５の上流端側排ガス導
入部から離れることになる。At the same time, the heater holding plate 9 and the heater 8 are moved upward, which means that the heater holding plate 9 and the heater 8 are separated from the upstream end exhaust gas introducing portion of the filter 5 in FIG.

しかして、−り記シャフト１１が第１図で上向きに復帰
する時、カム３０も一体に上昇し、この際、第２図（Ｄ
）に示すように、円筒カム３０に形成したカム溝３２の
下面側カム面３２ａがカムフォロア３３゜３３に摺接す
る。したがって、この下面側カム面３２ａの波形形状に
応じて円筒カム３０とカムフォロア３３、３３が軸方向
および周方向に相対的に変位し、結局円筒カム３０が軸
方向および周方向に変位することになり、したがってシ
ャフトＩＯは上昇と同時に周方向へ回動し、ヒータ８お
よびヒータ保持プレート９もフィルタ５から遠ざかりつ
つ回動されることになる。Therefore, when the shaft 11 returns upward in FIG. 1, the cam 30 also rises together, and at this time, as shown in FIG.
), the lower cam surface 32a of the cam groove 32 formed in the cylindrical cam 30 comes into sliding contact with the cam follower 33°33. Therefore, the cylindrical cam 30 and the cam followers 33, 33 are relatively displaced in the axial direction and the circumferential direction according to the waveform shape of the lower cam surface 32a, and the cylindrical cam 30 is eventually displaced in the axial direction and the circumferential direction. Therefore, the shaft IO rises and simultaneously rotates in the circumferential direction, and the heater 8 and heater holding plate 9 also rotate while moving away from the filter 5.

第２図（Ｅ）に示すように、円筒カム３０の下面側カム
面３２ａにおける凹部にカムフォロア３１．３３が達す
ると、円筒カム３０は回動を停止し、この状態で軸方向
に移動され、ヒータ８およびヒータ保持プレート９もフ
ィルタ５から離間する。As shown in FIG. 2(E), when the cam follower 31.33 reaches the recess in the lower cam surface 32a of the cylindrical cam 30, the cylindrical cam 30 stops rotating and is moved in the axial direction in this state. The heater 8 and heater holding plate 9 are also spaced apart from the filter 5.

そして、一方のカム面３２ａと他方のカム面３２ｂとで
は、そのピッチが互いに半分より若干多めにずれている
ため、シャフト１１が下降する際の回動運動と、上昇復
帰する時の回動運動は同方向となり、したがってシャフ
ト１１が１回往復動さ゛れる毎にヒータ８およびヒータ
保持部材９は同方向への所定角の間欠回動、つまり上記
下降時の回動角と上昇復帰時の回動角の和に相当する分
だけ回動されることになる。Since the pitches of one cam surface 32a and the other cam surface 32b are slightly different from each other by more than half, the rotational movement when the shaft 11 descends and the rotational movement when the shaft 11 returns to the upper position. Therefore, each time the shaft 11 reciprocates once, the heater 8 and the heater holding member 9 rotate intermittently by a predetermined angle in the same direction, that is, the rotation angle at the time of descent and the rotation at the time of return to the rise. It will be rotated by an amount corresponding to the sum of the moving angles.

このような作用によりヒータ８およびヒータ保持部材９
は間欠回動されるから、フィルタ５の排ガス導入部を順
次加熱することになり、軸方向へ所定回数を往復すれば
排ガス導入部を１巡して加熱し、微粒子の燃焼を行うこ
とになる。Due to this action, the heater 8 and the heater holding member 9
Since the filter 5 is rotated intermittently, the exhaust gas introduction part of the filter 5 is sequentially heated, and if the filter 5 is reciprocated a predetermined number of times in the axial direction, the exhaust gas introduction part is heated once and the particulates are combusted. .

したがって上記の実施例によれば、ヒータ８にてフィル
タ５の微粒子を燃焼させるときだけヒータ８がフィルタ
５に接触し、ヒータ８を間欠回動させる場合にヒータ８
はフィルタ５から離れているので間欠回動の駆動力を大
きく必要としない。Therefore, according to the above embodiment, the heater 8 contacts the filter 5 only when the heater 8 burns particulates in the filter 5, and when the heater 8 is rotated intermittently, the heater 8
Since it is separated from the filter 5, a large driving force for intermittent rotation is not required.

しかも微粒子を燃焼させるとき以外はヒータ８がフィル
タ５から離れていることにより、フィルタ５の排ガス導
入部を塞がないからフィルタ５の微粒子捕集面積が大き
くなって捕集能力が大きくなる。In addition, since the heater 8 is separated from the filter 5 except when burning particulates, the exhaust gas introduction part of the filter 5 is not blocked, so that the particulate collecting area of the filter 5 becomes large and the collection capacity increases.

また、シャフト１１の軸方向移動に伴いカム３０とカム
フォロア３３によりこのシャフト１１およびヒータ８が
間欠回動されるので、カム面３２ａ　、　３２ｂの形状
によって回動角を設定することができ、格別複雑な制御
手段を必要とせず、かつヒータ８の接離駆動と回動駆動
が単一のベローズ型アクチュエータによって行なえるか
ら構成が簡単になる。Further, since the shaft 11 and the heater 8 are intermittently rotated by the cam 30 and the cam follower 33 as the shaft 11 moves in the axial direction, the rotation angle can be set depending on the shape of the cam surfaces 32a and 32b, making it extremely complicated. The structure is simplified because no special control means is required, and the heater 8 can be moved toward and away from and rotated by a single bellows-type actuator.

なお、ヒータ８のフィルタ５に対する背向面をヒータ保
持プレート９で覆っであるので、微粒子を燃焼させると
きヒータ８および燃焼される微粒子に排ガスが当たらず
、加熱温度の上昇が早くなる。In addition, since the back surface of the heater 8 with respect to the filter 5 is covered with the heater holding plate 9, when the particulates are combusted, the exhaust gas does not hit the heater 8 and the particulates to be combusted, so that the heating temperature increases quickly.

また、シャフトｌｌの回動停止は、カムフォロア３３、
３３が円筒カム３０の上面側カム面３２ｂにおける山部
および下面側カム面３２ａにおける凹部に達した時にな
されるから、停止位置が高精度に定まり、途中で止まる
ことがない。Further, the rotation of the shaft 11 is stopped by the cam follower 33,
33 reaches the peak on the upper cam surface 32b and the recess on the lower cam surface 32a of the cylindrical cam 30, the stopping position is determined with high precision and there is no possibility of stopping halfway.

上記第１の実施例では流体圧アクチュエータとしてベロ
ーズｔｅ、　ｔ’ｒを用いた場合について説明したが、
本発明はこれに制約されるものではない。In the first embodiment described above, the case was explained in which bellows te and t'r were used as the fluid pressure actuators.
The present invention is not limited to this.

すなわち、第５図は本発明の第２の実施例を示すもので
、このものは流体圧アクチュエータとしてエアーシリン
ダを用いた場合を示す。図において５０は、本発明のシ
ャフト支持部材に該当するカムケース、５１は同じくシ
ャフト支持部材に該当するシリンダである。シリンダ５
１内にはピストン５２が摺動自在に収容されており、こ
のピストン５２はスラスト軸受３７．ばね受は座５３を
介してスプリング３Ｂにより図示上向きに押圧付勢され
ている。That is, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which an air cylinder is used as the fluid pressure actuator. In the figure, 50 is a cam case that corresponds to the shaft support member of the present invention, and 51 is a cylinder that also corresponds to the shaft support member. cylinder 5
A piston 52 is slidably housed in the interior of the thrust bearing 37 . The spring receiver is urged upward in the drawing by the spring 3B via the seat 53.

ピストン５２に連結された中空ロッド５４、この中空ロ
ッド５４と連結された円筒軸２７およびこれら中空ロッ
ド５４と円筒軸２フ内を挿通された導電軸２８がシャフ
ト１１を構成しており、カムケース５０内を貫通する上
記円筒軸２７に円筒カム３０が固定されている。この円
筒カム３０は前記第１実施例と同様な構造であってよく
、カム溝３２には、カムケース５０に固定されたカムフ
ォロア３３・・・が摺動自在に嵌挿されている。A hollow rod 54 connected to the piston 52, a cylindrical shaft 27 connected to the hollow rod 54, and a conductive shaft 28 inserted through the hollow rod 54 and the cylindrical shaft 2 constitute the shaft 11, and the cam case 50 A cylindrical cam 30 is fixed to the cylindrical shaft 27 passing through the inside. This cylindrical cam 30 may have a structure similar to that of the first embodiment, and a cam follower 33 fixed to a cam case 50 is slidably fitted into the cam groove 32.

ピストン５２よりも上部に位置するシリンダ５１内は圧
力室５５と成っており、図示しないコンプレッサーから
供給される圧力エアーがバイブにより導入孔５６を通じ
て供給される。The inside of the cylinder 51 located above the piston 52 is a pressure chamber 55, into which pressurized air supplied from a compressor (not shown) is supplied by a vibrator through an introduction hole 56.

導電軸２８の上端には絶縁体５７を介してターミナル５
８が取付けられており、このターミナル５Ｂには、電源
に接続されたブラシ５９が摺接されている。A terminal 5 is connected to the upper end of the conductive shaft 28 via an insulator 57.
8 is attached, and a brush 59 connected to a power source is in sliding contact with this terminal 5B.

導電軸２８の下端は、円筒軸２７の下端にヒータ保持プ
レート９を介して支持されたヒータ８に接続されている
。The lower end of the conductive shaft 28 is connected to the heater 8 supported by the lower end of the cylindrical shaft 27 via a heater holding plate 9 .

このような構成のものは、圧力室５５に高圧エアーを導
入すると、ピストン５２がスプリング３Ｂの付勢力に抗
して下降され、中空ロッド５４、円筒軸２７および導電
軸２８で構成されたシャフトｌｌ全体が下降するからヒ
ータ８をフィルタ５に接近させることができ、このとき
円筒カム３０とカムフォロア３３・・・に作用によりシ
ャフト１１全体を回動させるのでヒータ８も回動される
。以下、前記第１実施例と同様の作動をなす。In such a configuration, when high pressure air is introduced into the pressure chamber 55, the piston 52 is lowered against the biasing force of the spring 3B, and the shaft ll which is composed of the hollow rod 54, the cylindrical shaft 27 and the conductive shaft 28 Since the entire shaft is lowered, the heater 8 can be brought closer to the filter 5, and at this time, the entire shaft 11 is rotated by the action of the cylindrical cam 30 and the cam followers 33, so that the heater 8 is also rotated. Thereafter, the same operation as in the first embodiment is performed.

なお、第５図に示した第２の実施例で、圧力室５５に高
圧エアーを導入する代わりにスプリング３Ｂを収容した
部屋に負圧を導入するようにしてもよい。In the second embodiment shown in FIG. 5, instead of introducing high pressure air into the pressure chamber 55, negative pressure may be introduced into the chamber housing the spring 3B.

また、各実施例ではシャフトｌｌ側に円筒カム３０を取
着し、非移動部材としてのスプリングケース１０やカム
ケース５０にカムフォロア３３を取着するようにしたが
、本発明は、逆に、シャフト１１側にカムフォロア３３
を取着するとともに、非移動部材側に内面カムなどを取
付けるようにしてもよい。Further, in each embodiment, the cylindrical cam 30 is attached to the shaft 11 side, and the cam follower 33 is attached to the spring case 10 and the cam case 50 as non-moving members, but in the present invention, on the contrary, the shaft 11 Cam follower 33 on the side
At the same time, an inner cam or the like may be attached to the non-moving member side.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、アクチュエータの
作動によりシャフトをスプリングの付勢力に抗して軸方
向に移動させるとヒータがフィルタに接近され、しかも
この際上記シャフトの軸方向移動に伴いカムとカムフォ
ロアによりこのシャフトおよびヒータが間欠回動される
ので、ヒータにてフィルタの微粒子を燃焼させるときだ
けヒータがフィルタに接触する。したがって、ヒータを
間欠′回動させる場合にヒータがフィルタから離れてい
るから間欠回動の駆動力を大きく必要とせず、しかも微
粒子を燃焼させるとき以外はヒータがフィルタから離れ
ているのでフィルタの微粒子捕集面積が大きくなって捕
集能力が大きくなる。さらに、シャフトの軸方向移動に
伴い上記カムとカムフォロアによりこのシャフトおよび
前記ヒータが間欠回動されるので、カムの形状によって
回動角を設定することができ、格別複雑な制御手段を必
要とせず、かつヒータの接離駆動と回動駆動が単一のア
クチュエータによって行なえるから構成が簡単になる。As explained above, according to the present invention, when the actuator is operated to move the shaft in the axial direction against the biasing force of the spring, the heater approaches the filter, and at this time, as the shaft moves in the axial direction, the cam Since the shaft and the heater are intermittently rotated by the cam follower, the heater comes into contact with the filter only when the heater burns particulates on the filter. Therefore, when the heater is rotated intermittently, the heater is separated from the filter, so a large driving force for intermittent rotation is not required.Furthermore, since the heater is separated from the filter except when burning particulates, particles in the filter can be removed. The collection area becomes larger and the collection capacity increases. Furthermore, as the shaft moves in the axial direction, the shaft and the heater are intermittently rotated by the cam and cam follower, so the rotation angle can be set depending on the shape of the cam, without the need for particularly complicated control means. In addition, since the heater can be moved toward and away from the heater and rotated by a single actuator, the configuration is simplified.

このようなことから、ヒータを間欠回動させることによ
り生じる本来のメリット、すなわち消費電力の低減およ
び燃焼効率の向上の有利さを保ちつつ、間欠回動駆動系
が簡素化し、実用段階での効果が大きくなる。For this reason, while maintaining the original benefits of intermittent rotation of the heater, namely reduced power consumption and improved combustion efficiency, the intermittent rotation drive system is simplified, and the effect at the practical stage is improved. becomes larger.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図ないし第４図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は第３図における要部の拡大断面図、第２図（Ａ）
ないしくＥ）はカムとカムフォロアとの作動を説明する
ための図、第３図は微粒子捕集装置全体の断面図、第４
図は第３図中ＩＶ−ＩＶ線の矢視図である。第５図は本
発明の第２の実施例を示す断面図である。 ｌ・・・ハウジング、２・・・排ガス導入ケース、３・
・・フィルタケース、５・・・フィルタ、８・・・ヒー
タ、９・・・ヒータ保持プレート、ｌＯ・・・スプリン
グケース（シャフト支持部材）　、１１・・・シャフト
、１７．１８・・・ベローズ（流体圧アクチュエータ）
、２７・・・円筒軸（シャフト）、２８・・・導電軸（
シャフト）、３０・・・円筒カム、３２・・・カム溝、
３２ａ　、　３２ｂ・・・カム面、３３・・・カムフォ
ロア、３Ｇ・・・スプリング、５０・・・カムケース（
シャフト支持部材）、５１・・・シリンダ（流体圧アク
チェエータ）、５２・・・ピストン（流体圧アクチュエ
ータ）、５４・・・ピストンロッド（シャフト）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）器 （Ｃ） ｍ　ｌ　ム 纂　４　因1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an enlarged sectional view of the main part in FIG. 3, and FIG. 2 (A)
or E) is a diagram for explaining the operation of the cam and cam follower, Figure 3 is a sectional view of the entire particulate collection device, and Figure 4
The figure is a view taken along the line IV-IV in FIG. 3. FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the invention. l...Housing, 2...Exhaust gas introduction case, 3.
...Filter case, 5...Filter, 8...Heater, 9...Heater holding plate, lO...Spring case (shaft support member), 11...Shaft, 17.18...Bellows (Fluid pressure actuator)
, 27... Cylindrical shaft (shaft), 28... Conductive shaft (
shaft), 30... cylindrical cam, 32... cam groove,
32a, 32b...Cam surface, 33...Cam follower, 3G...Spring, 50...Cam case (
shaft support member), 51... cylinder (hydraulic actuator), 52... piston (hydraulic actuator), 54... piston rod (shaft). Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue (A) (B) Equipment (C)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 排ガス通路を形成するハウジング内に、排ガス中の微粒
子を捕集するフィルタを設置し、このフィルタの上流側
に、該フィルタの排ガス導入部における周方向の一部を
覆ってこの部分を加熱するヒータを設け、このヒータを
間欠回動させることにより上記フィルタの上流側を順次
加熱しこのフィルタに捕集された微粒子を燃焼させて該
フィルタを再生する排気微粒子捕集装置において、上記
ヒータをシャフトを介して流体圧アクチュエータに連結
するとともに、このシャフトに上記ヒータが前記フィル
タから離間する方向に付勢するスプリングを設け、かつ
上記シャフトおよびこのシャフトを摺動自在に支持する
部材のいづれか一方にカムおよび他方にカムフォロアを
設け、上記アクチュエータの作動によりシャフトを軸方
向に移動させて上記ヒータを前記フィルタに接離させる
とともに、上記シャフトの軸方向移動に伴い上記カムと
カムフォロアによりこのシャフトおよび前記ヒータを間
欠回動させることを特徴とする排気微粒子捕集装置。A filter for collecting particulates in the exhaust gas is installed in the housing that forms the exhaust gas passage, and a heater is provided upstream of the filter to cover a part of the exhaust gas inlet of the filter in the circumferential direction and heat this part. In an exhaust particulate collection device that sequentially heats the upstream side of the filter by intermittently rotating the heater and regenerates the filter by burning the particulates collected in the filter, the heater is connected to the shaft. The shaft is connected to a fluid pressure actuator through the shaft, and the shaft is provided with a spring that biases the heater in a direction away from the filter, and a cam and a spring are provided on either the shaft or a member that slidably supports the shaft. A cam follower is provided on the other side, and the actuator moves the shaft in the axial direction to bring the heater into contact with and away from the filter, and as the shaft moves in the axial direction, the cam and the cam follower move the shaft and the heater intermittently. An exhaust particulate collection device characterized by rotation.