JP2003278532A

JP2003278532A - 内燃機関のＮＯｘ浄化装置

Info

Publication number: JP2003278532A
Application number: JP2002083231A
Authority: JP
Inventors: Sei Kawatani; 聖川谷; Yoshihisa Takeda; 好央武田; Satoshi Hiranuma; 智平沼; Takeshi Hashizume; 剛橋詰; Reiko Domeki; 礼子百目木; Kenji Kawai; 健二河合; Shinichi Saito; 真一斎藤; Ritsuko Shinozaki; 律子篠▲崎▼; 嘉則 ▲高▼橋; Yoshinori Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ＮＯｘ浄化装置を搭載する車両へ
の燃料や尿素水の補給を誤って行うことを容易に防止で
きる尿素水タンクを装備した内燃機関のＮＯｘ浄化装置
を提供することにある。【解決手段】エンジン３の排気系２に設けられアンモニ
アを吸着して排気ガス中のＮＯｘを選択還元するＳＣＲ
触媒１３、車両Ｃに設置され、尿素水を貯留すると共に
尿素水補給装置Ｓ２に接続された補給ノズル４５より尿
素水が供給される補給口５０１を有した尿素水タンク５
を備え、補給口５０１には補給ノズル４５に装着された
ノズル側弁体６１を含む雌カップリング４６とのみ連結
可能に形成された弁体５１を含む雄カップリング４４が
装着され、雌カップリング４６と雄カップリング４４の
連結によってノズル側弁体６１及び弁体５１が開弁され
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載された
内燃機関の排気系に設置されるＮＯｘ浄化装置、特に、
ＮＯｘ浄化装置で用いる還元剤としての尿素水を貯蔵す
る尿素水タンクを搭載した車両に設置された内燃機関の
ＮＯｘ浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載された内撚機関が排出する排気ガス
中のＮＯｘはＮＯｘ浄化装置により浄化することができ
る。特に、ディーゼルエンジンで用いられるＮＯｘ浄化
装置はその排気系にユリアＳＣＲ触媒（ＮＯｘ触媒）を
おき、その排気路上流側より尿素水（ユリア水）を供給
し、尿素水が加水分解して生成されたアンモニアがユリ
アＳＣＲ触媒に還元剤として供給され、これによりユリ
アＳＣＲ触媒が酸素過剰雰囲気下において排気ガス中の
ＮＯｘを浄化できるようにしている。

【０００３】このような、ＮＯｘ浄化装置を搭載する車
両は燃料である軽油を貯蔵した燃料タンクと尿素水を貯
蔵した尿素水タンクとを備え、これら燃料タンクの軽
油、尿素水タンクの尿素水の残量が低下すると、適時に
車両を燃料スタンド等に搬送して軽油、尿素水の補給を
受けるようにしている。通常、車両は車体側部に燃料タ
ンクを配置していることから、尿素水タンクを備える場
合には、燃料タンクの近傍に設置することが考えられ
る。尿素水の凍結を防止する意味からも燃料タンクと接
して尿素水タンクを配置することが望ましい。これらタ
ンクより延出するパイプ状延出部の上端に給油口、尿素
水補充口を形成し、通常時にはこれら給油口、尿素水補
充口にキャップをそれぞれ締付け、液漏れを防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにＮＯｘ浄化
装置を搭載する車両は少なくとも、燃料タンクと尿素水
タンクの複数の液体貯蔵用のタンクを搭載することとな
る。このようにＮＯｘ浄化装置を搭載する車両が燃料ス
タンドに立ち寄り、燃料や尿素水の補給を受ける場合、
次のような問題が生じる。通常、車載される液体貯蔵用
のタンクは金属性あるいは樹脂製の場合が多く、しか
も、燃料タンクや尿素水タンクはほぼ同様なタンク形状
を成し、同様の液補充口を備え、相互に誤認される可能
性がある。

【０００５】このため、ＮＯｘ浄化装置を搭載する車両
が適時に給油所に搬送され、そこでサービスマンにより
燃料タンクや尿素水タンクのいずれかに液補充が成され
るとする。この際、サービスマンがＮＯｘ浄化装置を搭
載する車両であって、燃料タンク以外に尿素水タンクを
搭載する車両であることを認識したとしても、実際に液
補充を行う時点で燃料タンクの給油口と間違えて、尿素
水タンクの尿素水補充口を開き、燃料補給用の給油ガン
のノズルを差込み、尿素水タンクに軽油を注入してしま
う可能性がある。逆に、燃料タンクの給油口を開き、尿
素水供給器のノズルを差込み、燃料タンクに尿素水を注
入してしまう可能性がある。

【０００６】このように、燃料タンクへの軽油と尿素水
タンクヘの尿素水の補給をそれぞれ逆に行った場合、Ｎ
Ｏｘ浄化装置が正常に作動しないばかりか、エンジンの
破損につながる可能性もあり、改善が望まれている。本
発明は、以上のような課題に基づき、ＮＯｘ浄化装置を
搭載する車両の少なくとも燃料タンクと尿素水タンクへ
の燃料や尿素水の補給を誤って行うことを容易に防止で
きる尿素水タンクを装備した内燃機関のＮＯｘ浄化装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内燃
機関の排気系に設けられアンモニアを還元材として排気
ガス中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒、前記内燃機
関が搭載された車両に設置され、排気ガス中に噴霧供給
する尿素水を貯留すると共に尿素水補給装置に接続され
た補給ノズルより尿素水が供給される補給口を有した尿
素水タンク、を備え、前記補給口には前記補給ノズルに
装着された第１開閉弁を含む第１結合部材とのみ連結可
能に形成された第２開閉弁を含む第２結合部材が装着さ
れ、前記第１結合部材と第２結合部材との連結によって
前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁が開弁されることを
特徴とする。このように、補給ノズルの第１開閉弁を含
む第１結合部材と、尿素水タンクの補給口の第２開閉弁
を含む第２結合部材との連結によってのみ第１開閉弁及
び第２開閉弁がそれぞれ開弁され尿素水を尿素水タンク
に補給可能となるため、尿素水タンクヘ尿素水以外の流
体（例えば水１００％）を誤って補給したり、或いは、
尿素水タンク以外のタンクヘ尿素水を誤って補給したり
することを未然に防止して、Ｎｏｘ触媒を用いた所期の
ＮＯｘ浄化効率を得ることができる。

【０００８】好ましくは、請求項１に記載の内燃機関の
ＮＯｘ浄化装置において、前記第１結合部材が、複数の
ロッキングボールと溝部との係脱により脱着可能な雌雄
カップリングの一方で構成され、旦つ前記第２結合部材
が前記雌雄カップリングの一方のみと着脱可能な前記雌
雄カップリングの他方で構成され、そして、前記雌雄カ
ップリングは、結合時に前記ロッキングボール及び溝部
との係合により前記雌雄カップリング内部の各弁部材が
それぞれ開放され前記尿秦水タンクに前記補給ノズルを
介して尿素水を補給可能としても良い。この場合、補給
ノズル側の第１開閉弁を含む第１結合部材を雌雄カップ
リングの一方とし、補給口側の第２開閉弁を含む第２結
合部材を雌雄カップリングの他方とし、両者の結合時に
ロッキングボールと溝部との係合が成されカップリング
結合すると共に、雌雄カップリング内部の各弁部材がそ
れぞれ開放されて尿素水タンクに尿素水を補給でき、両
者以外の部材との結合は完全に排除され、尿素水タンク
ヘ尿素水以外の流体（例えば水１００％）を誤って補給
したり、或いは、尿素水タンク以外のタンクヘ尿素水を
誤って補給したりすることを未然に防止して、Ｎｏｘ触
媒を用いた所期のＮＯｘ浄化効率を得ることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の尿素
水の補給装置において、前記尿素水タンクが、前記補給
口に脱着自在に設けられ装着時に前記第２結合部材を覆
うキャップを有することを特徴とする。このように、第
２結合部材を覆うキャップを用いた場合、第２結合部材
への異物の付着を防止して、第１結合部材との連結をス
ムーズに行うことができる。

【００１０】請求項３の発明は、内燃機関の排気系に設
けられアンモニアを還元材として排気ガス中のＮＯｘを
選択還元するＮＯｘ触媒、前記内燃機関が搭載された車
両に設置され、前記内燃機関の燃焼室内に供給する燃料
を貯留すると共に燃料を給油する給油口を有する燃料タ
ンク、前記車両に設置され、排気ガス中に噴霧供給する
尿素水を貯留すると共に尿素水補給装置に接続された補
給ノズルより尿素水が供給される補給口を有した尿素水
タンク、を備え、前記補給口には前記補給ノズルに設け
られたノズル側係合部又は被係合部の一方とのみ挿入可
能に形成された補給口側被係合部又は係合部の他方が装
着されたことを特徴とする。このように、補給ノズルに
設けられたノズル側係合部（又は被係合部）を、補給口
に設けられた補給口側被係合部（又は係合部）にのみ挿
入可能に形成することによって、尿素水タンクヘ燃料を
誤って補給したり、或いは、燃料タンクヘ尿素水を誤っ
て補給したりすることを未然に防止して、ＮＯｘ触媒を
用いた所期のＮＯｘ浄化効率を得ることができる。

【００１１】好ましくは、請求項３に記載の尿素水の補
給装置において、前記補給口は、前記尿素タンクの容器
本体から筒状に突出して形成され、前記補給ノズルの前
記ノズル側係合部又は被係合部の一方が、前記補給ノズ
ルの内周又は外周に形成された前記補給ノズルの挿入方
向に延びる凹部及び凸部の何れか一方からなり、前記補
給口の前記補給口側係合部又は被係合部の他方が前記補
給口の内周又は外周に形成され且つ前記補給ノズルの挿
入方向に延び前記補給ノズルの前記ノズル側係合部又は
被係合部の一方と係合可能な凹部及び凸部の何れか他方
からなることを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、請求項３に記載の内燃
機関のＮＯｘ浄化装置において、前記補給口は、前記補
給口の開口端からタンク内部の間に設けられ、常時前記
補給口を閉じるよう付勢され、前記補給ノズルの挿入に
よって前記タンク内部に変位し前記補給口を開放するシ
ャッタを有することを特徴とする。このように、補給口
を開閉するシャッタを有するので、通常時には補給口を
シャッタにより閉じて異物の侵入を防止し、尿素水供給
時には補給ノズルの挿入によってシャッタをタンク内部
に変位させて補給口を開放し、容易に尿素水供給を行え
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態として
の内燃機関のＮＯｘ浄化装置１を同装置を搭載した車両
Ｃと共に図１、２に沿って説明する。図１に示すよう
に、内燃機関のＮＯｘ浄化装置１（以後単にＮＯｘ浄化
装置と記す）は車両Ｃの排気系２に搭載される。図２に
示すように、車両Ｃは前部のキャブｃａと後部の荷箱ｂ
ｏを一対のサイドレールｓｌを介して一体化したボデー
を有するトラックであり、荷箱ｂｏの前部下方の左側に
エンジン３の燃料である軽油を貯蔵する燃料タンク４
と、ＮＯｘ浄化装置１が用いる尿素水を貯蔵する尿素水
タンク５とを装着している。

【００１４】車両Ｃはキャブｃａの下部にディーゼルエ
ンジン（以後単にエンジンと記す）１を搭載する。エン
ジン１は走行距離の増加に応じて燃料である軽油を消費
すると共にＮＯｘ浄化装置１に添加される尿素水を消費
することより、ここでの燃料タンク４、尿素水タンク５
には適時に燃料、尿素水及び水が補充されることとな
る。エンジン３の燃料供給系は図示しない燃焼室に燃料
噴射を行うインジェクタ７を有する燃料調整部８と、燃
料圧力調整部９と、制御手段を成すエンジンＥＣＵ１２
を備える。

【００１５】燃料調整部８はコモンレール１１に電磁バ
ルブＶｐを介して連結されたインジェクタ７により高圧
燃料噴射を行うコモンレール方式を採る。電磁バルブＶ
ｐはエンジンＥＣＵ１２に接続され、エンジンＥＣＵ１
２の出力信号に応じた燃料噴射を行う。なお、電磁バル
ブＶｐとエンジンＥＣＵ１２の接続回線は１つのみ代表
して図示した。

【００１６】エンジンＥＣＵ１２は燃料制御手段を成
し、この燃料制御手段はエンジン回転数Ｎｅとアクセル
ペダル開度θａに応じた基本燃料噴射量ＩＮＪｂを求
め、これに水温ｄｔや大気圧ｄｐの各補正値を加えて燃
料噴射量Ｄｆ（＝ＩＮＪｂ＋ｄｔ＋ｄｐ）を導出する。
更に噴射時期θｎ（＝θｂ＋Δθ）は周知の基本進角値
θｂに運転条件に応じた補正値Δθを加えて導出され
る。その上で、演算された噴射時期θｎ及び燃料噴射量
Ｄｆ相当の出力を図示しない燃料噴射用ドライバにセッ
トし、燃料調整部１１の電磁バルブＶｐに出力し、イン
ジェクタ７の燃料噴射を制御する。

【００１７】エンジン３の排気系２に設けたＮＯｘ浄化
装置１は排気管１４の途中に装着されたＮＯｘ触媒であ
るＳＣＲ触媒１５と、その上流の供給位置ｆより排気路
Ｅにエアアシストで尿素水を供給する尿素水補給装置１
６とを装備する。ＳＣＲ触媒１５は排気路Ｅを成す排気
管１４の一部を成すＮＯｘ触媒コンバータ本体３３に収
容される。ＮＯｘ触媒コンバータ本体３３はその内部に
ハニカム構造のセラミック製の触媒担体（ＳＣＲ触媒１
５のブロック表示と重なる）を備え、同触媒担体にＳＣ
Ｒ触媒１５として機能するための触媒金属を担持してい
る。

【００１８】ＳＣＲ触媒１５はアンモニア（ＮＨ３）を
還元材として排気ガス中のＮＯｘを選択還元可能であ
る。即ち、下記の式（１）のように尿素水は加水分解し
てアンモニアを生成し、これがＳＣＲ触媒１３に供給さ
れる。（ＮＨ_２）２ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ→２ＮＨ_３＋ＣＯ_２・・・・（１）また、ＳＣＲ触媒１５は排気ガス中のＮＯｘを雰囲気温
度の高低に応じ、即ち、下記の式（２）、（３）のよう
なＮＨ３と窒素酸化物との間の脱硝反応を促進すること
ができる。

【００１９】４ＮＨ_３＋４ＮＯ＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ・・・・（２）２ＮＨ_３＋ＮＯ＋ＮＯ_２→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ・・・・・（３）尿素水補給装置１６は添加ノズル１８とそれに続く供給
パイプ１９と、供給パイプ１９に圧縮エアを供給するエ
アタンク２１と、圧縮エア制御弁２２と、供給パイプ１
９の途中の添加位置ｇに尿素水を添加する尿素水パイプ
２３と、同尿素水パイプ２３に尿素水を供給制御する尿
素水供給部２５と、これらの制御手段を成す上述の排気
系ＥＣＵ２９とを備える。

【００２０】排気系ＥＣＵ２９は尿素水添加制御を行
う。排気系ＥＣＵ２９による尿素水添加制御では、運転
状態に応じて尿素水添加量ＤＵを導出し、同尿素水添加
量ＤＵ相当の出力で尿素水供給部２５を駆動し、供給パ
イプ１９の途中の添加位置ｇに尿素水添加を行う。添加
位置ｇの尿素水は供給パイプ１９のエアに搬送され、排
気路Ｅを経てＳＣＲ触媒１５に吸着され、これにより排
気ガス中のＮＯｘが上述の様に還元処理される。

【００２１】なお、圧縮エア制御弁２２は尿素水補給装
置１６が駆動すると共に閉鎖より開放に切換えられ、エ
アアシストで尿素水を排気路Ｅに確実に搬送できるよう
に制御される。ところで、車載された燃料供給系の燃料
タンク４、尿素水補給装置１６の尿素水タンク５はそれ
ぞれに補充口４０１、５０１を有した上向きに延出する
補充パイプ４０２、５０２を備え、各補充口４０１、５
０１はキャップ３１、３２で常時に閉鎖され、液供給時
に開放される。

【００２２】燃料圧力調整部９に燃料を供給する燃料タ
ンク４はその本体より延出する補充パイプ４０２を備
え、その補充口４０１は給油所に配備される燃料補給装
置Ｓ１側の給油ガン４２のノズル４３が容易に差込める
だけの内径ｄ１を有して形成される。尿素水タンク５よ
り延出する補充パイプ５０２の先端には補充口５０１を
常閉する第２結合部材としての雄カップリング４４が装
着され、同雄カップリング４４には給油所に配備される
尿素水補給装置Ｓ２側の尿素水補充ノズル４５の第１結
合部材としての雌カップリング４６が係合するように形
成される。

【００２３】図３（ａ），（ｂ）に示すように、第２結
合部材としての雄カップリング４４は補充パイプ５０２
の先端に一体結合される主筒部４７と、主筒部４７の内
壁に係止リング４８を介してずれなく取付けられたホル
ダー４９と、ホルダー４９の筒状ボス部４９１に摺動可
能に嵌挿された第２開閉弁である弁体５１と、弁体５１
の先端に係止される弾性材で形成された環状シール材５
２と、弁体５１と筒状ボス部４９１のばね受け４９２と
の間に圧縮付勢状態で配設されるばね５３とを備える。
弁体５１（第２開閉弁）はホルダー４９の筒状ボス部４
９１内において、退却位置Ｈ１とシール位置Ｈ２に摺動
可能に装着される。退却位置Ｈ１は後述の尿素水供給時
に保持する位置で、この際補充口５０１を開放する。シ
ール位置Ｈ２は後述のシール面４７１に弁体５１と一体
の環状シール材５４が当接した際に保持する位置で、こ
の際、補充口５０１を密閉する。

【００２４】主筒部４７の先端開口の内側近傍内壁はコ
ーン面であるシール面４７１を形成される。このシール
面４７１は弁体５１と一体の環状シール材５４が軸線Ｌ
０の方向に変位してきた際に圧接し、補充口５０１を閉
鎖可能に形成される。なお、ホルダー４９の筒状ボス部
４９１の外周面からは軸線Ｌ０の方向に沿って複数のフ
ィン４９３が突出し形成され、これらフィンの先端部が
主筒部４７の内壁に当接した状態において、筒状ボス部
４９１と主筒部４７の内壁間に流路Ｒを確保でき、特に
補充口５０１の開放時にはこの流路Ｒを介して尿素水を
補充パイプ５０２及び尿素水タンク５側に流入させるこ
とができる。

【００２５】主筒部４７の先端開口の外周壁には環状溝
５２が形成される。この環状溝５２はキャップ３２の嵌
合時にキャップ３２の脱落を防止し、後述する雌カップ
リング４６のロッキングボール６６との係合時に同雌カ
ップリング４６の結合を保持する。ここで、キャップ３
２は主筒部４７の先端に脱着可能に形成され、その内周
壁にばね３２２の押圧力を受けて内側に突出し付勢され
ている止めピン３２１を備える。この止めピン３２１は
主筒部の先端開口の外周壁の環状溝に係合可能に形成さ
れ、ばね３２２の弾性力の範囲で係合でき、キャップの
離脱を防止できる。このように、雄カップリング４４
（第２結合部材）の主筒部４７を覆うキャップ３２を用
いた場合、主筒部４７への異物の付着を防止して、雌カ
ップリング４６（第１結合部材）との連結をスムーズに
行うことができる。

【００２６】尿素水補充ノズル４５の要部を成す雌カッ
プリング４６（第１結合部材）は、尿素水補給装置５５
側の尿素水補充パイプ５６に接続され、先端にコーン状
のシール面５７１を形成されたノズル状筒部５７と、ノ
ズル状筒部５７の内壁に係止リング５８を介してずれな
く取付けられたホルダー５９と、ホルダー５９の筒状ボ
ス部５９１に摺動可能に嵌挿された第１開閉弁であるノ
ズル側弁体６１と、ノズル側弁体６１の先端より延出す
る突部６２と、ノズル側弁体６１の中間部に外嵌される
弾性材で形成された環状シール材６３と、ノズル側弁体
６１と筒状ボス部５９１のばね受け５９２との間に圧縮
付勢状態で配設されるばね６４と、ノズル状筒部５７に
外嵌される連結部６５とを備える。

【００２７】連結部６５はノズル状筒部５７に圧入され
一体結合された延長筒部６５１と、延長筒部６５１の内
周側に相対変位可能に嵌合された筒状のボール押さえ６
７と、延長筒部６５１の外側に相対変位可能に嵌合さ
れ、ロッキングボール６６を嵌合可能な内周溝部６８１
を形成されたスリーブ６８と、ボール押さえ６７を突出
し付勢する内ばね６９と、スリーブ６８を突出し付勢す
る外ばね７１とを備える。延長筒部６５１の先端近傍に
はロッキングボール６６を嵌合したボール穴６５２が形
成される。

【００２８】尿素水補充ノズル４５の要部を成す雌カッ
プリング４６は、図３（ｂ）に示す非結合時において、
ばね６４の弾性力を受けてノズル側弁体６１（第１開閉
弁）の環状シール材６３がノズル状筒部５７のシール面
５７１に圧接してシール位置Ｇ２に保持され、図３
（ａ）に示す給油時において、突部６２が弁体５１に当
接する際に退却位置Ｇ１に押し戻される。

【００２９】更に、雌カップリング４６は、図３（ｂ）
に示す非結合時において、延長筒部６５１の内ばね６９
がボール押え６７を、外ばね７１がスリーブ６８をそれ
ぞれ突出し、この際、延長筒部６５１のボール穴６５２
のロッキングボール６６はスリーブ６８の内周溝部６８
１とボール押さえ６７とにより支持される。これに対
し、図３（ａ）に示す結合時において、退却位置Ｊ１の
スリーブ６８を操作者が先端側（図３（ｂ）で右側）に
押圧付勢した状態で、尿素水補充ノズル４５の要部を成
す雌カップリング４６を、雄カップリング４４に向けて
（図３（ｂ）の矢視方向）押圧する。

【００３０】この際、ボール押え６７が雄カップリング
４４に押圧されて退却移動するのに連動して雄カップリ
ング４４の主筒部４７がロッキングボール６６に当接し
たまま摺動する。そして、ロッキングボール６６が環状
溝５２と対向した際に同ロッキングボール６６が環状溝
５２に嵌合し、スリーブ６８が完全に係合位置J２にス
ライドでき、雌カップリング４６が雄カップリング４４
にロックされた状態を保持できる。この状態で、雌カッ
プリング４６のノズル側弁体６１が退却位置Ｇ１に、雄
カップリング４４の弁体５１が退却位置Ｈ１にそれぞれ
保持され、両カップリング内の流路Ｒが開放し、尿素水
補給装置５５側の尿素水補充パイプ５６からの尿素水が
雌カップリング４６より雄カップリング４４、補充パイ
プ５０２を経て尿素水タンク５に流入できる。

【００３１】なお、尿素水補給後は、スリーブ６８を操
作者が退却位置Ｊ１に引き戻すことによって、ロッキン
グボール６６が内周溝部６８１に侵入可能にしてロック
を解除し、その上で、尿素水補充ノズル４５の要部を成
す雌カップリング４６を雄カップリング４４より引き離
す。この際、内ばね６９に突出し付勢されているボール
押え６７が変位し、雄カップリング４４の主筒部４７に
代えて、ロッキングボール６６を延長筒部６５１のボー
ル穴６５２から離脱しないように保持する（図３（ｂ）
参照）。このようなＮＯｘ浄化装置１を搭載する車両Ｃ
が走行を重ね、燃料、尿素水の残量が少なくなると、給
油所に回送される。

【００３２】この場合、図２に示すように、給油所の燃
料補給装置Ｓ１の給油ガン４２がキャップ３１を外され
た補充パイプ４０２の補充口４０１に差込まれて燃料補
充が成され、尿素水補給装置Ｓ２の尿素水補充ノズル４
５側の雌カップリング４６がキャップ３２を外された雄
カップリング４４にロックされて結合されて尿素水補充
が成される。

【００３３】このような給油所での液補充作業は、作業
者がＮＯｘ浄化装置１を搭載する車両Ｃであると認識し
た上で液補充作業に当たれば問題ない。しかし、例え
ば、燃料のみの補充に給油所に車両Ｃが回送されたよう
な場合、作業者が誤って尿素水タンク５のキャップ３２
を外し、燃料補充を行おうとしたとする。しかし、ここ
での尿素水タンク５の雄カップリング４４に給油ガン４
２は差込み結合できず、尿素水タンク５への誤った燃料
補充は防止される。

【００３４】同様に、尿素水のみの補充に車両Ｃが給油
所に回送されたような場合、作業者が誤って燃料タンク
４のキャップ３１を外し、尿素水補充を行おうとしたと
する。しかし、ここでの燃料タンク４の補充パイプ４０
２の補充口４０１には雄カップリング４４は存在せず、
尿素水補充ノズル４５側の雌カップリング４６のノズル
側弁体６１は退却位置Ｇ１に開放移動できず、燃料タン
ク４への誤った尿素水補充は未然に防止され、ＳＣＲ触
媒１３を用いての所期のＮＯｘ浄化効率を確実に得るこ
とができる。更に、作業者が誤って尿素水タンク５のキ
ャップ３２を外し、水を尿素水と誤認して補充を行おう
としようとしても、雌カップリング４６以外のノズルを
雄カップリング４４に差込むことはできず、尿素水タン
ク５への誤った水補充は防止される。

【００３５】このように、尿素水補充ノズル４５側のノ
ズル側弁体６１（第１開閉弁）を含む雌カップリング４
６（第１結合部材）を雌雄カップリングの一方とし、補
給口側の弁体５１（第２開閉弁）を含む雄カップリング
４４（第２結合部材）を雌雄カップリングの他方とし、
両者の結合時にロッキングボール６６と環状溝５２との
係合が成されカップリング結合できる。しかも、雌雄カ
ップリング内部のノズル側弁体６１及び弁体５１（各弁
部材）がそれぞれ開放されて尿素水タンク５に尿素水を
補給でき、両者以外の部材との結合は完全に排除され、
尿素水タンク５ヘ尿素水以外の流体（例えば水１００
％）を誤って補給したり、或いは、尿素水タンク５以外
のタンクヘ尿素水を誤って補給したりすることを未然に
防止して、Ｎｏｘ触媒を用いた所期のＮＯｘ浄化効率を
得ることができる。

【００３６】図１のＮＯｘ浄化装置１を搭載する車両Ｃ
はその尿素水補給装置Ｓ２の尿素水補充ノズル４５側の
雌カップリング４６に嵌合し、ロックされる雄カップリ
ング４４を尿素水タンク５の補充口５０１に装着し、給
油ガン４２や給水ノズル７２の連結を防止していたが、
これに代えて、図４に示すように形成しても良い。

【００３７】ここで、尿素水補給装置Ｓ２側の尿素水補
充ノズル４５ａが第１カップリング８１を有し、尿素水
タンク５の補充パイプ５０２ａが第１カップリング８１
と嵌合可能な第２カップリング８２を有した構成を採っ
ても良い。

【００３８】ここで尿素水補充ノズル４５ａは尿素水補
充パイプ５６に接続された第１カップリング８１を備え
る。第１カップリング８１の筒状主部８１１はその一端
が尿素水補充パイプ５６に接続され、他端に縮径された
嵌挿部８１２を備える。嵌挿部８１２には先端より軸線
Ｌ２方向に沿って係合溝８１３が複数形成され、ここで
の係合溝８１３がノズル側被係合部を、それ以外の部位
の嵌挿部８１２がノズル側係合部を成す。一方、尿素水
タンク５の補充パイプ５０２ａの先端に、第１カップリ
ング８１の嵌挿部８１２と嵌合可能な第２カップリング
８２が形成される。

【００３９】第２カップリング８２の先端筒部８２１の
内壁には補充口５０１ａを覆う状態で十字型ストッパ８
３が一体的に取り付けられている。ここで、十字型スト
ッパ８３が補給口側係合部をそれ以外の空間が補給口側
被係合部を成している。ここで、第１カップリング８１
の嵌挿部８１２は第２カップリング８２の先端筒部８２
１に所定量嵌挿され、更に、嵌挿部８１２の係合溝８１
３（ノズル側被係合部）が十字型ストッパ８３（補給口
側係合部）に係合することで両者は軸線Ｌ２方向に沿っ
て十分に係合でき、尿素水供給を容易に行える。

【００４０】更に、尿素水補充ノズル４５ａを成す第１
カップリング８１の嵌挿部８１２はその外径が燃料タン
ク４側の補充口４０１の内径より十分に大きく形成さ
れ、嵌挿部８１２の燃料タンク４の補充口４０１ヘの差
込みが不可となるように形成されている。なお、第２カ
ップリング８２の先端筒部８２１の外周面には上述しな
い螺子溝が形成され、尿素水供給時以外にはこの螺子溝
に図示しないキャップが螺着可能に形成される。

【００４１】図４のように、尿素水補給装置Ｓ２側の尿
素水補充ノズル４５ａが第１カップリング８１を有し、
尿素水タンク５の補充パイプ５０２ａが第１カップリン
グ８１と嵌合可能な第２カップリング８２を有した場合
において、車両Ｃが走行を重ね、燃料及び尿素水の補充
のため給油所に回送されるとする。この場合、燃料補給
装置Ｓ１の給油ガン４２が燃料タンク４ではなく、誤っ
て尿素水タンク５の補充パイプ５０２ａの補充口５０１
に差込まれようとしたとする。しかし、この場合、第２
カップリング８２の先端筒部８２１の十字型ストッパ８
３に給油ガン４２のノズル４３の差込みが阻止され、燃
料が誤って尿素水タンク５に供給されることを未然に防
止して、ＳＣＲ触媒１３を用いての所期のＮＯｘ浄化効
率を確実に得ることができる。

【００４２】逆に、尿素水補給装置Ｓ２の尿素水補充ノ
ズル４５ａが尿素水タンク５ではなく、誤って燃料タン
ク４の補充パイプ４０２の補充口４０１に差込まれよう
としても、この場合、尿素水補充ノズル４５ａの外径が
比較的大きいため、補充口４０１には嵌挿できず、尿素
水が誤って燃料タンク４に供給されることを防止でき
る。更に、作業者が尿素水タンク５のキャップ３２を外
し、水を尿素水と誤認して補充を行おうとしたとして
も、第１カップリング８１以外のノズルは十字型ストッ
パ８３により差込見を阻止され、尿素水タンク５への誤
った水補充は防止される。

【００４３】次に、図４の第１、第２カップリング８
１、８２に代えて、図５（ａ），（ｂ）に示すような第
１、第２カップリング９１、９２を用いても良い。尿素
水補充ノズル４５ｂの要部を成す第１カップリング９１
はその筒状主部９１１の一端が尿素水補充パイプ５６に
接続され、他端には縮径された嵌挿部９１２が形成され
る。嵌挿部９１２には先端より軸線Ｌ２方向に沿って係
合突条９１３が複数形成され、しかも、一対の係合溝９
１４が形成される。ここでの係合溝９１４がノズル側被
係合部を、それ以外の部位及び係合突条９１３がノズル
側係合部を成す。なお、嵌挿部９１２の先端からは後述
の開口９５に嵌挿可能な縮径筒部９１５が形成される。
この縮径筒部９１５は後述の常閉弁９６を押圧開放可能
な突出し量を保持して形成される。

【００４４】一方、尿素水タンク５の補充パイプ５０２
ｂの先端に、第１カップリング９１の嵌挿部９１２と嵌
合可能な第２カップリング９２が形成される。第２カッ
プリング９２の先端筒部９２１の内壁には補充口５０１
ｂを覆う状態でバー型ストッパ９３が一体的に取り付け
られ、複数の凹溝９２２が形成されている。ここで、バ
ー型ストッパ９３が補給口側係合部を、それ以外の空間
が補給口側被係合部を成している。なお凹溝９２２は係
合突条９１３を嵌合可能に形成される。

【００４５】尿素水タンク５の第２カップリング９２の
結合壁部５０１には第２カップリング９２とタンク内を
連通させる開口９５が形成され、この開口９５は結合壁
部５０３の内側面に装着されるシャッタ９６で閉鎖され
る。ここで、シャッタ９６は結合壁部５０３にピン９７
で枢着され、戻しばね９８で閉鎖付勢され、走行時の尿
素水の漏れ、タンク内への異物の侵入を確実に防止でき
る。しかも、縮径筒部９１５により押圧された場合に
は、２点鎖線で示すようにタンク内部に変位でき、補給
口５０１ｂを開放し、容易に尿素水供給を行える。第１
カップリング９１の嵌挿部９１２は第２カップリング９
２の先端筒部９２１に所定量嵌挿され、更に、嵌挿部９
１２の係合溝９１４がバー型ストッパ９３に係合するこ
とで両者は軸線Ｌ２方向に沿って十分に係合でき、縮径
筒部９１５がシャッタ９６を開き尿素水供給を行える。

【００４６】図５（ａ），（ｂ）に示す第１カップリン
グ９１と第２カップリング９２を用いた場合も、図４に
示した第１カップリング８１と第２カップリング８２を
用いた場合と同様に、バー型ストッパ９３が給油ガンの
ノズル４３の差込みを防止でき、尿素水を誤って燃料タ
ンク４に供給することを防止でき、逆に、尿素水補充ノ
ズル４５ｂの第１カップリング９１が誤って燃料タンク
４に差込まれ、尿素水を燃料タンク４に供給することを
未然に防止して、ＳＣＲ触媒１３を用いての所期のＮＯ
ｘ浄化効率を確実に得ることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明は、補給ノズルの
第１開閉弁を含む第１結合部材と、尿素水タンクの補給
口の第２開閉弁を含む第２結合部材との連結によっての
み第１開閉弁及び第２開閉弁がそれぞれ開弁され尿素水
を尿素水タンクに補給可能となるため、尿素水タンクヘ
尿素水以外の流体を誤って補給したり、或いは、尿素水
タンク以外のタンクヘ尿素水を誤って補給したりするこ
とを未然に防止して、Ｎｏｘ触媒を用いた所期のＮＯｘ
浄化効率を得ることができる。

【００４８】請求項２の発明のように第２結合部材を覆
うキャップを用いた場合、第２結合部材への異物の付着
を防止して、第１結合部材との連結をスムーズに行うこ
とができる。

【００４９】請求項３の発明のように、補給ノズルに設
けられたノズル側係合部（又は被係合部）を、補給口に
設けられた補給口側被係合部（又は係合部）にのみ挿入
可能に形成することによって、尿素水タンクヘ燃料を誤
って補給したり、或いは、燃料タンクヘ尿素水を誤って
補給したりすることを未然に防止して、ＮＯｘ触媒を用
いた所期のＮＯｘ浄化効率を得ることができる。

【００５０】請求項４の発明のように補給口を開閉する
シャッタを有するので、通常時には補給口をシャッタに
より閉じて異物の侵入を防止し、尿素水供給時には補給
ノズルの挿入によってシャッタをタンク内部に変位させ
て補給口を開放し、容易に尿素水供給を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのＮＯｘ浄化装置と
同装置が用いる３つの液体タンクに各液体供給装置が接
続された状態を示す概略構成図である。

【図２】図１のＮＯｘ浄化装置を装備する車両の概略平
面図である。

【図３】図１ののＮＯｘ浄化装置を装備する車両の尿素
水タンクと尿素水補給装置との連結部に設けれた雄カッ
プリング及び雌カップリングの断面図を示し、（ａ）は
結合時を、（ｂ）は分離時を示す。

【図４】本発明の他の実施形態で用いるノズル側係合部
を備えた第１カップリングと、補給口側被係合部を備え
た第２カップリングの要部分解斜視図をします。

【図５】本発明の他の実施形態で用いるノズル側係合部
を備えた第１カップリングと、補給口側被係合部を備え
た第２カップリングを示し、（ａ）は要部分解斜視図
を、（ｂ）は側面断面図を示す。

【符号の説明】

１ＮＯｘ浄化装置２排気系３エンジン５尿素水タンク５０１、５０１ａ、５０１ｂ補給口１３ＳＣＲ触媒（ＮＯｘ触媒）３２キャップ４２給油ガン４４雄カップリング（第２結合部材）４５尿素水補給ノズル４６雌カップリング（第１結合部材）５１弁体（第２開閉弁）６１ノズル側弁体（第１開閉弁）車両ＣＳ１燃料補給装置Ｓ２尿素水補給装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平沼智東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者橋詰剛東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者百目木礼子東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者河合健二東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者斎藤真一東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者篠▲崎▼ 律子東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者 ▲高▼橋嘉則東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AB01 AB04 BA14 CA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられアンモニアを
還元材として排気ガス中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ
触媒、前記内燃機関が搭載された車両に設置され、排気ガス中
に噴霧供給する尿素水を貯留すると共に尿素水補給装置
に接続された補給ノズルより尿素水が供給される補給口
を有した尿素水タンク、を備え、前記補給口には前記補給ノズルに装着された第１開閉弁
を含む第１結合部材とのみ連結可能に形成された第２開
閉弁を含む第２結合部材が装着され、前記第１結合部材と第２結合部材との連結によって前記
第１開閉弁及び前記第２開閉弁が開弁されることを特徴
とする内燃機関のＮＯｘ浄化装置。
【請求項２】前記尿素水タンクが、前記補給口に脱着自
在に設けられ装着時に前記第２結合部材を覆うキャップ
を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
ＮＯｘ浄化装置。
【請求項３】内燃機関の排気系に設けられアンモニアを
還元材として排気ガス中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ
触媒、前記内燃機関が搭載された車両に設置され、前記内燃機
関の燃焼室内に供給する燃料を貯留すると共に燃料を給
油する給油口を有する燃料タンク、前記車両に設置され、排気ガス中に噴霧供給する尿素水
を貯留すると共に尿素水補給装置に接続された補給ノズ
ルより尿素水が供給される補給口を有した尿素水タン
ク、を備え、前記補給口には前記補給ノズルに設けられたノズル側係
合部又は被係合部の一方とのみ挿入可能に形成された補
給口側被係合部又は係合部の他方が装着されたことを特
徴とする内燃機関のＮＯｘ浄化装置。
【請求項４】前記補給口は、前記補給口の開口端からタ
ンク内部の間に設けられ、常時前記補給口を閉じるよう
付勢され、前記補給ノズルの挿入によって前記タンク内
部に変位し前記補給口を開放するシャッタを有すること
を特徴とする請求項３に記載の内燃機関のＮＯｘ浄化装
置。