JP2010019197A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタの先端面に堆積するデポジットによる排気通路内への添加剤の供給不良を防止した排気浄化装置を提供する。
【解決手段】エンジン１１に連通する排気通路１２に添加剤を噴射するインジェクタが排気通路１２に繋がる連通路６１内にそのノズル５１が開口する先端面５２が露出された状態で固定されており、連通路６１にはインジェクタ５０の先端面５２を摺動する摺動部材８１によってインジェクタ５０の先端面５２に堆積したデポジットを掻き取る掻取手段８０が配設されている構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置に関する。

自動車等に搭載されるエンジン、特にディーゼルエンジンから排出される排気ガス中には、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）や、微粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）等が多く含まれている。このため、一般的には、エンジンから排出される排気ガスが通過する排気通路に、例えば、上記汚染物質を分解（還元等）するための三元触媒や、ＰＭを捕捉するためのパティキュレートフィルタ等を設け、排気ガスができるだけ無害化された状態で大気中に放出されるようにしている。

このようなパティキュレートフィルタは、使用に伴ってフィルタ内にＰＭが堆積して通過抵抗が増大するため、必要に応じて再生処理を行う必要がある。このような再生処理としては、パティキュレートフィルタに加熱装置を配設し、加熱によりＰＭを燃焼さて除去することが行われていたが、パティキュレートフィルタの上流に設けられた酸化触媒に燃料（軽油）などの炭化水素系液体を流入させて発熱反応を生じさせ、この熱によりパティキュレートフィルタの再生処理を行う方法も提案されている。

また、ディーゼルエンジンにおいては、窒素酸化物（ＮＯｘ）が特に多く発生し易い。このため、ディーゼルエンジンには、排気ガス中のＮＯｘを効率的に分解するために、例えば、ＮＯｘの吸着と還元とを繰り返し行ってＮＯｘを分解（還元）する、いわゆるＮＯｘトラップ触媒が多く採用されている。

このようなＮＯｘトラップ触媒は、吸着したＮＯｘを分解（還元）するため、ＮＯｘトラップ触媒に外部から還元剤（添加剤）を適宜供給する必要がある。このため、一般的には、燃料（軽油）等を還元剤として排気通路内に噴射することでＮＯｘトラップ触媒に供給するようにしている。例えば、排気管に設けられたインジェクタによって燃料を排気通路内に噴射し、燃料が混合された排気ガスをＮＯｘトラップ触媒に供給するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

またＮＯｘトラップ触媒にはＮＯｘと共に硫黄酸化物（ＳＯｘ）も吸着されるため、ＮＯｘトラップ触媒に燃料（還元剤）を供給してＮＯｘトラップ触媒を高温にすることで、ＳＯｘを分解（還元）することも行われている。

特開２００５−２１４１００号公報

このようなインジェクタの先端面及びその周囲には、いわゆるデポジットが徐々に堆積してしまい、ノズルの目詰まり等の問題が生じる虞がある。

具体的には、排気通路内に燃料等の還元剤を噴射するインジェクタのノズルが開口する先端面は、排気通路内に露出されており高温の排気ガスに晒されるため、この先端面の温度は比較的高温になる。このため、インジェクタから噴射した還元剤（例えば、燃料）がインジェクタの先端面に付着すると、付着した還元剤の揮発成分が蒸発して残った成分が変質してデポジットとして徐々に堆積してしまう。また付着した還元剤がバインダとなって排ガス中の煤が付着してデポジットとして徐々に堆積してしまう。

このようにインジェクションの先端面にデポジットが堆積すると、インジェクタのノズルの目詰まりが生じて排気通路に還元剤を良好に供給できなくなる虞がある。また連通路の壁面にデポジットが堆積しノズルから噴射された還元剤の通路が狭まってしまい、同様に、排気通路に還元剤を良好に供給できなくなる虞がある。

なおこのようにインジェクタ等にデポジットが堆積してしまった場合には、インジェクタを取り外して堆積したデポジットを除去するメンテナンス作業を行う必要がある。インジェクタを取り外すには、インジェクタが取り付けられている装着部材や、インジェクタに取り付けられている還元剤（燃料）の配管や、その周囲に配されている冷却水の配管等を取り外す必要があり、メンテナンス作業にはかなりの労力を必要とする。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インジェクタの先端面に堆積するデポジットによる排気通路内への添加剤の供給不良を防止した排気浄化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、エンジンに連通する排気通路に介装される排気浄化用触媒と、該排気浄化用触媒よりも上流側に設けられて前記排気通路内に添加剤を噴射するインジェクタとを具備し、該インジェクタが前記排気通路に繋がる連通路内にその先端面が露出された状態で固定されており、前記連通路には前記インジェクタの先端面を摺動する摺動部材によって前記インジェクタの先端面に堆積したデポジットを掻き取る掻取手段が配設されていることを特徴とする排気浄化装置にある。

かかる第１の態様では、インジェクタの先端面にデポジットが堆積しても、このデポジットは掻取手段の摺動部材によって所定のタイミングで掻き落とされる。したがって、インジェクタのノズルの目詰まり、或いは連通路が狭められるといった問題の発生を防止することができ、添加剤を排気通路内に常に良好に供給することができる。

本発明の第２の態様は、前記摺動部材は、前記連通路の周壁の一部としても機能することを特徴とする第１の態様の排気浄化装置にある。

かかる第２の態様では、掻取手段の摺動部材自体が添加剤の流路である連通路を狭めることがなく、連通路を介して排気通路内に添加剤が良好に供給される。

本発明の第３の態様は、前記摺動部材は、前記連通路の周方向に沿って配されると共に一端が前記連通路の周壁に固定された板状の形状記憶合金からなることを特徴とする第１又は２の態様の排気浄化装置にある。

かかる第３の態様では、摺動部材自体の変形を利用してデポジットを掻き落とすことができるため、掻取手段の構造を簡素化できる。

本発明の第４の態様は、前記掻取手段が、前記摺動部材と当該摺動部材を移動させるための移動手段とを有し、該移動手段が、前記摺動部材を前記連通路の中心部に向かって付勢するばね部材からなる第１の付勢部材と、所定条件下で前記ばね部材による付勢力に抗して前記摺動部材を付勢可能な第２の付勢部材とで構成されていることを特徴とする第１又は２の態様の排気浄化装置にある。

かかる第４の態様では、比較的簡単な構造を有する移動手段によって、摺動部材をインジェクタの先端面に対して確実に摺動させることができる。

本発明の第５の態様は、前記第２の付勢部材が、縮んだ状態の形状を記憶した形状記憶合金からなることを特徴とする第４の態様の排気浄化装置にある。

かかる第５の態様では、比較的簡単な構造を有する移動手段によって、摺動部材をインジェクタの先端面に対して確実に摺動させることができる。

本発明の第６の態様では、前記第２の付勢部材が、内部を負圧にすることで前記摺動部材を付勢するエアアクチュエータであることを特徴とする第４の態様の排気浄化装置にある。

かかる第６の態様では、比較的簡単な構造を有する移動手段によって、摺動部材をインジェクタの先端面に対して確実に摺動させることができる。

本発明の第７の態様は、前記摺動部材は、少なくとも前記連通路の前記排気通路下流側に設けられていることを特徴とする第１〜６の何れか一つの態様の排気浄化装置にある。

かかる第７の態様では、デポジットが堆積しやすい連通路の排気管通路下流側に摺動部材が設けられているため、摺動部材の可動により摺動部材自体や摺動部材周辺のデポジットを落とすことができる。

かかる本発明では、掻取手段によってインジェクタの先端面に堆積したデポジットが掻き落とされるため、添加剤を排気通路に良好に供給することができる。また、装置を分解してインジェクタの先端面に堆積したデポジットを除去するメンテナンス作業を行う手間もなくなる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、排気浄化装置１０は、複数の排気浄化用触媒と排気浄化用フィルタとを有し、これら複数の排気浄化用触媒と排気浄化用フィルタとは、車両に搭載される多気筒ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１１の排気管（排気通路）１２に介装されている。

エンジン１１は、シリンダヘッド１３とシリンダブロック１４とを有し、シリンダブロック１４の各シリンダボア１５内には、ピストン１６が往復移動自在に収容されている。そして、このピストン１６とシリンダボア１５とシリンダヘッド１３とで燃焼室１７が形成されている。なお、ピストン１６は、コンロッド１８を介してクランクシャフト１９に接続されており、ピストン１６の往復運動によってクランクシャフト１９が回転するようになっている。

またシリンダヘッド１３には吸気ポート２０が形成され、この吸気ポート２０には吸気マニホールド２１を含む吸気管（吸気通路）２２が接続されている。また、吸気ポート２０には、吸気弁２３が設けられておりこの吸気弁２３によって吸気ポート２０が開閉されるようになっている。また、シリンダヘッド１３には、排気ポート２４が形成され、この排気ポート２４には、排気マニホールド２５を含む排気管（排気通路）１２が接続されている。なお、排気ポート２４には排気弁２６が設けられており、吸気ポート２０と同様に、排気ポート２４はこの排気弁２６によって開閉されるようになっている。そして、これら吸気管２２及び排気管１２の途中には、ターボチャージャ２７が設けられ、排気管１２のターボチャージャ２７の下流側には、排気浄化装置１０を構成する排気浄化用触媒及び排気浄化用フィルタが介装されている。

ターボチャージャ２７は、図示しないタービンと、このタービンに連結されたコンプレッサとを有し、エンジン１１からターボチャージャ２７内に排気ガスが流れ込むと、排気ガスの流れによってタービンが回転し、このタービンの回転に伴ってコンプレッサが回転して吸気管２２ａからターボチャージャ２７内に空気を吸い込んで加圧するようになっている。そして、ターボチャージャ２７で加圧された空気は、吸気管２２ｂを介してエンジン１１の各吸気ポート２０に供給される。

なお、シリンダヘッド１３には、各気筒の燃焼室１７内に燃料を直噴射する電子制御式の燃料噴射弁３１が設けられており、この燃料噴射弁３１には、図示しないコモンレールから所定の燃圧に制御された高圧燃料が供給されるようになっている。

ここで、本実施形態では、ターボチャージャ２７の下流側の排気管１２に、排気浄化用触媒であるディーゼル酸化触媒（以下、単に酸化触媒と称する）３２及びＮＯｘトラップ触媒３３と、排気浄化用フィルタであるディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter：以下、ＤＰＦと称する）３４とが上流側から順に配されている。また、詳しくは後述するが、ターボチャージャ２７と酸化触媒３２との間の排気管１２ａには、還元剤（添加剤）である燃料（軽油）を排気管（排気通路）１２ａ内に噴射するインジェクタ５０が設けられている。

酸化触媒３２は、例えば、セラミックス材料で形成されたハニカム構造の担体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属が担持されてなる。酸化触媒３２では、排気ガスが流入すると、排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）が酸化されて二酸化窒素（ＮＯ_２）が生成される。また、酸化触媒３２における酸化反応が起こるには、酸化触媒３２が所定温度以上に加熱されている必要があるため、酸化触媒３２は可及的にエンジン１１に近い位置に配されていることが好ましい。酸化触媒３２がエンジン１１の熱によって加熱され、エンジン始動時等であっても、比較的短時間で酸化触媒３２を所定温度以上に加熱することができるからである。

ＮＯｘトラップ触媒３３は、例えば、酸化アルミニウム（ＡＬ_２Ｏ_３）からなるハニカム構造の担体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属が担持されると共に、トラップ剤としてバリウム（Ｂａ）等のアルカリ金属、あるいはアルカリ土類金属が担持されてなる。そして、ＮＯｘトラップ触媒３３では、酸化雰囲気においてＮＯｘ、すなわち、酸化触媒３２で生成されたＮＯ_２、また酸化触媒３２で酸化されずに排気ガス中に残存するＮＯを一旦トラップし、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を含む還元雰囲気中において、ＮＯｘを放出して窒素（Ｎ_２）等に還元する。

また酸化触媒３２で生成されたＮＯ_２の多くはＮＯｘトラップ触媒３３によって吸着・分解（還元）され、吸着・分解されなかった残りのＮＯ_２はＤＰＦ３４での反応により浄化されるようになっている。

通常、エンジン１１から排出される排気ガスの大部分はＮＯが占めておりＨＣの量は極めて少ないため、ＮＯｘトラップ触媒３３内が酸化雰囲気となり、ＮＯｘトラップ触媒３３ではＮＯｘが吸着されるのみで吸着されたＮＯｘが分解（還元）されることはない。このため、ＮＯｘトラップ触媒３３に所定量のＮＯｘが吸着されると、ターボチャージャ２７と酸化触媒３２との間の排気管１２ａに固定されたインジェクタ５０から添加剤である燃料（軽油）が噴射されるようになっている。これにより、燃料が混合された排気ガスが酸化触媒３２を通過してＮＯｘトラップ触媒３３に供給され、ＮＯｘトラップ触媒３３内が還元雰囲気となり、吸着されたＮＯｘが分解（還元）される。なおＮＯｘトラップ触媒３３は、窒素酸化物（ＮＯｘ）と同様に硫黄酸化物（ＳＯｘ）もトラップすると共に分解（還元）している。

ＤＰＦ３４は、例えば、セラミックス材料で形成されたハニカム構造のフィルタであり、ＤＰＦ３４内には、例えば、上流側端部が開放され下流側端部が閉塞された排気ガス通路３８と下流側端部が開放され上流側端部が閉塞された排気ガス通路３９とが交互に配列されている。そして、排気ガスは、まず上流側端部が開放された排気ガス通路３８に流入し、隣接する排気ガス通路３９との間に設けられた多孔質の壁面から下流側端部が開放された排気ガス通路３９に流入して下流側に流出し、この過程において排気ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）が、壁面に衝突したり吸着されたりして捕捉される。

捕捉されたＰＭは、排気ガス中のＮＯ_２によって酸化（燃焼）されＣＯ_２として排出され、またＤＰＦ３４内に残存するＮＯ_２はＮ_２に分解されて排出されるようになっている。すなわち、ＤＰＦ３４では、排気ガスを浄化して、ＰＭ及びＮＯｘの排出量を大幅に低減できるようになっている。また、ＰＭが燃焼されることで、ＤＰＦ３４の性能がある程度再生される。

ここで、通常は、上述したようにＮＯｘはＮＯｘトラップ触媒３３で吸着されるため、ＤＰＦ３４に供給される排気ガス中のＮＯ_２の量は少なく、ＤＰＦ３４にはＰＭが徐々に堆積されていく。そして、ＤＰＦ３４に所定量のＰＭが堆積すると、排気管１２ａに固定されているインジェクタ５０から所定量の燃料が噴射されるようになっている。上述したように排気ガスに燃料が混合されると、ＮＯｘトラップ触媒３３では吸着されたＮＯｘが還元されるため、排気ガスに含まれているＮＯｘ（ＮＯ_２）はＮＯｘトラップ触媒３３で吸着されずにＤＰＦ３４に供給される。これにより、ＤＰＦ３４におけるＰＭの燃焼が促進されるようになっている。

なお、これら酸化触媒３２、ＮＯｘトラップ触媒３３及びＤＰＦ３４の上流側近傍及びＤＰＦ３４の下流側近傍には、それぞれ排気温センサ４０が設けられており、これら複数の排気温センサ４０によって、酸化触媒３２、ＮＯｘトラップ触媒３３及びＤＰＦ３４に流入する排気ガスの温度と、酸化触媒３２、ＮＯｘトラップ触媒３３及びＤＰＦ３４から排出される排気ガスの温度を検出している。さらに、酸化触媒３２及びＤＰＦ３４の上流側近傍には、排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素濃度センサ４１が設けられている。また、車両には、図示しないが電子制御ユニット（ＥＣＵ）が設けられており、このＥＣＵには、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。そして、このＥＣＵが、上記各センサからの情報に基づいて、エンジン１１及び排気浄化装置１０の総合的な制御を行っている。

図２は、実施形態１に係る排気浄化装置の要部を示す拡大断面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ′断面図である。還元剤である燃料を噴射するインジェクタ５０は、図２に示すように、本実施形態では、排気管（排気通路）１２ａに対して略直交する方向に配され、排気管１２ａに固定された装着部材６０とこの装着部材６０に固定される固定部材７０とによって保持されている。

装着部材６０には、一端が排気管（排気通路）１２ａに連通する連通路６１が形成されており、この連通路６１の他端側に、インジェクタ５０が装着される装着孔６２が形成されている。さらに装着孔６２の周囲には冷却水の流路である冷却水路６３が形成されている。インジェクタ５０は、この装着部材６０の装着孔６２に装着され、ノズル５１が開口する先端面５２が連通路６１内に露出された状態で、固定部材７０によって装着部材６０に固定されている。なお固定部材７０は、例えば、ボルト等の締結部材によって装着部材６０に対して取り外し可能に固定されている。

ここで、装着部材６０の連通路６１内には、図２及び図３に示すように、摺動部材８１を有する掻取手段８０がインジェクタ５０に近接して配設されている。この掻取手段８０は、以下に説明するように摺動部材８１がインジェクタ５０の先端面５２上を摺動することで、この先端面５２に堆積しているデポジットを掻き落とす。

掻取手段８０は、摺動部材８１とこの摺動部材８１を付勢する付勢部材８２とで構成されている。摺動部材８１は、連通路６１の周壁に沿った形状を記憶した一方向性の形状記憶合金からなる板状の部材で形成され、その一端のみが連通路６１の周壁部分に固定されている。

付勢部材８２は、摺動部材８１の他端部と装着部材６０の間に配設され、連通路６１の中心部、つまりインジェクタ５０に向かって摺動部材８１を付勢する。この付勢部材８２としては、具体的には、圧縮コイルばねが挙げられるが、摺動部材８１を付勢できるものであれば、その形状等は特に限定されるものではない。

また装着部材６０には、連通路６１の周壁部分に、摺動部材８１が収容される凹部６４が形成されている。摺動部材８１は、この凹部６４に収容された状態の形状を記憶しており、連通路６１内の温度上昇に伴って摺動部材８１が所定温度以上になると、その復元力によって変形してこの凹部６４内に収容される。このとき、摺動部材８１は凹部６４内に実質的に突出することなく収容される。つまり摺動部材８１は凹部６４に収容された状態では連通路６１の周壁の一部を構成している。

本実施形態では、エンジン１１が運転状態であり排気管（排気通路）１２ａ及び連通路６１内を流れる高温の排気ガスによって摺動部材８１が所定温度以上となっていると、摺動部材８１がこの凹部６４に収容された状態で保持されて連通路６１の周壁の一部を構成する（図３（ａ）参照）。

一方、エンジン１１が停止され、摺動部材８１の温度が所定温度よりも低い温度、例えば、常温になると、図３（ｂ）に示すように、付勢部材８２のばね力によって摺動部材８１が連通路６１の中心部に向かって変形してインジェクタ５０の先端面５２上を摺動する。またエンジン１１が停止した状態から再始動され、摺動部材８１の温度が所定温度以上になると、摺動部材８１はその復元力によって変形してインジェクタ５０の先端面５２上を摺動し、再び、装着部材６０の凹部６４内に収容される（図３（ａ））。

このように摺動部材８１は、所定温度以上であるときには付勢部材８２のばね力よりも強い復元力を発揮する。一方、摺動部材８１の温度が所定温度よりも低いときには、摺動部材８１は付勢部材８２のばね力で変形可能な程度の柔軟性を有する。すなわち、付勢部材８２は、所定温度よりも低いときに摺動部材８１を変形させることができる程度のばね力を発揮する。

そして、上述のように摺動部材８１がインジェクタ５０の先端面５２上を摺動することで、インジェクタ５０の先端面５２に堆積しているデポジットが掻き落とされる。

このような本実施形態の排気浄化装置１０では、定期的にインジェクタ５０を取り外してデポジットを除去するメンテナンス作業を行わなくても、デポジットによるノズル５１の目詰まり等の問題が発生することがない。また本実施形態では、摺動部材８１が連通路６１の周壁の一部を構成するため、摺動部材８１によって燃料噴射が妨げられることもない。すなわち燃料が通過する通路である連通路６１が狭められることもない。したがって、インジェクタ５０から排気管（排気通路）１２ａ内に燃料を常に良好に供給することができる。さらに掻取手段８０は、上述したようにエンジン１１のオンオフに伴う温度変化に応じて作動するため、例えば、電気的な制御等を必要とすることなくデポジットを確実に除去することができる。

なお本実施形態では、摺動部材８１が一方向性の形状記憶合金で形成されていたが、例えば、二方向性の形状記憶合金で形成されていてもよい。つまり掻取手段８０が二方向性の形状記憶合金からなる摺動部材８１のみで構成されていてもよい。勿論、このような構成としても、エンジン１１のオンオフに伴って摺動部材８１がインジェクタ５０の先端面５２上を摺動し、インジェクタ５０の先端面５２に堆積しているデポジットが掻き落とされる。

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係る排気浄化装置の要部を示す拡大断面図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ′断面図である。

本実施形態は、図４及び図５に示すように、掻取手段８０Ａが、摺動部材８１Ａとこの摺動部材８１Ａを移動させるための移動手段９０とで構成されている例である。つまり、摺動部材８１Ａは、それ自体が変形することはなく摺動部材８１Ａに接続された移動手段９０の変形に伴って移動する。

移動手段９０は、摺動部材８１Ａを連通路６１の中心部に向かって付勢するばね部材からなる第１の付勢部材９１と、所定条件下で第１の付勢部材９１の付勢力に抗して摺動部材８１Ａを付勢可能な第２の付勢部材９２とで構成されている。

第１の付勢部材９１は、例えば、圧縮コイルばねが好適に用いられるが、第１の付勢部材９１はばね力によって摺動部材８１Ａを付勢できるものであればよく、その材料、形状等は特に限定されるものではない。

第２の付勢部材９２は、本実施形態では、縮んだ状態の形状を記憶した形状記憶合金からなり、第１の付勢部材９１の周囲に複数配されている。そして連通路６１内の温度上昇に伴って第２の付勢部材９２が所定温度以上になると、第１の付勢部材９１の付勢力に抗して摺動部材８１Ａを付勢する。つまり第２の付勢部材９２は、所定温度以上になると第１の付勢部材９１よりも強い復元力（付勢力）を発揮して摺動部材８１Ａを移動させる。なお第２の付勢部材９２は、本実施形態ではコイル状に形成されているが、勿論、第２の付勢部材９２の形状は、特に限定されるものではない。

そして、このような構成の排気浄化装置１０では、エンジン１１が運転状態であり排気管（排気通路）１２ａ及び連通路６１内を流れる高温の排気ガスによって第２の付勢部材９２が所定温度以上となっていると、第２の付勢部材９２の復元力（付勢力）によって摺動部材８１Ａが凹部６４に収容された状態に保持される。つまり第１の付勢部材９１の付勢力（ばね力）に抗した第２の付勢部材９２の付勢力によって摺動部材８１Ａが凹部６４に収容される（図４（ａ））。

一方、エンジン１１が停止されて第２の付勢部材９２の温度が所定温度よりも低い温度、例えば、常温になると、第２の付勢部材９２の付勢力は弱まり第１の付勢部材９１の付勢力が発揮される。この第１の付勢部材９１の付勢力によって摺動部材８１Ａは、連通路６１の中心部に向かって移動してインジェクタ５０の先端面５２上を摺動する（図４（ｂ））。またエンジン１１が再始動されて第２の付勢部材９２が所定温度以上となると、第１の付勢部材９１の付勢力に抗して第２の付勢部材９２の復元力（付勢力）が発揮され、摺動部材８１Ａはインジェクタ５０の先端面５２上を摺動して凹部６４に収容される（図４（ａ））。

このような本実施形態の排気浄化装置１０であっても、上述した実施形態と同様に、摺動部材８１Ａによってインジェクタ５０に堆積したデポジットが確実に掻き落とされるため、インジェクタ５０から排気管（排気通路）１２ａ内に燃料を常に良好に供給することができる。

なお本実施形態では、第１の付勢部材９１の周囲に第２の付勢部材９２が複数配されて移動手段９０が構成されているが、これら第１の付勢部材９１及び第２の付勢部材９２の配置や数等は、特に限定されず、第１の付勢部材９１及び第２の付勢部材９２が発揮する付勢力を考慮して適宜決定すればよい。

また、摺動部材８１Ａは、連通路６１の内周面の何れの位置に設けられていてもよいが、連通路６１の排気通路１２ａの下流側に設けられていることが好ましい。排気通路１２ａの下流側の連通路６１の内面にはデポジットが堆積しやすいため、この部分に摺動部材８１Ａが設けられていることで、デポジットをより良好に掻き落とすことができる。

さらに本実施形態では、インジェクタ５０の周囲に一つの掻取手段８０を設けるようにしたが、勿論、複数の掻取手段８０を設けるようにしてもよい。

（実施形態３）
図６は、実施形態３に係る排気浄化装置の要部を示す拡大断面図である。

本実施形態は、図６に示すように、掻取手段８０Ｂが、摺動部材８１Ｂとこの摺動部材を移動させるための移動手段９０Ａとで構成されている例である。つまり、実施形態２と同様に、摺動部材８１Ｂは、それ自体が変形することはなく摺動部材８１Ｂに接続された移動手段９０Ａの変形に伴って移動する。

本実施形態の移動手段９０Ａは、連通路６１の中心部に向かって摺動部材８１Ｂを付勢するばね部材からなる第１の付勢部材９１Ａと、所定条件下で第１の付勢部材９１Ａの付勢力に抗して摺動部材８１Ａを付勢可能な第２の付勢部材９２Ａとで構成されている。

第１の付勢部材９１Ａは、例えば、圧縮コイルばねが好適に用いられるが、第１の付勢部材９１はばね力によって摺動部材８１Ｂを付勢できるものであればよく、その材料、形状等は特に限定されるものではない。

第２の付勢部材９２Ａは、内部を負圧にすることによって摺動部材８１Ｂを付勢するエアアクチュエータであり、圧縮コイルばねである第１の付勢部材９１Ａ内に配されている。この第２の付勢部材９２Ａには、例えば、各種バルブの開閉等に使用されるバキュームポンプ（図示なし）が吸引管９３を介して接続されている。このため、エンジン１１が運転状態である場合には、第２の付勢部材９２Ａは、その内部は吸引管９３を介して吸引されて負圧となっており、第１の付勢部材９１Ａの付勢力（ばね力）に抗して摺動部材８１Ｂを付勢する。したがって、摺動部材８１Ｂは、凹部６４内に収容されてその状態が維持される。

一方、エンジン１１が停止されると、第２の付勢部材９２Ａの内部の圧力が徐々に大気圧まで上昇し、摺動部材８１Ｂには第１の付勢部材９１Ａのばね力が働く。すなわち、摺動部材８１Ｂは第１の付勢部材９１Ａの付勢力（ばね力）によってインジェクタ５０の先端面５２上を摺動する。

勿論、本実施形態の排気浄化装置１０であっても、上述した実施形態と同様に、摺動部材８１Ｂによってデポジットが確実に掻き落とされるため、インジェクタ５０から排気管（排気通路）１２ａ内に燃料を常に良好に供給することができる。

なお本実施形態では、第１の付勢部材９１Ａによって摺動部材８１Ｂを連通路６１の中央部に向かって付勢するようにしたが、ばね部材からなる第１の付勢部材９１Ａによって摺動部材８１Ｂを逆方向（連通路６１の周壁に向かって）に付勢するようにしてもよい。この場合、第２の付勢部材９２Ａとして、内部の圧力を上昇させることで摺動部材８１Ｂを付勢するエアアクチュエータを採用すればよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、摺動部材が連通路の周壁の一部を構成するようにしているが、摺動部材は、インジェクタからの燃料（還元剤）の噴射を妨げないように配されていれば、勿論、連通路の周壁の一部を構成している必要はない。

また、上述の実施形態２，３では、摺動部材を移動させるための移動手段について例示したが、勿論、移動手段はこれらの構成に限定されるものではなく、例えば、モータ等を採用することもできる。

また上述の実施形態では、排気浄化装置として、排気管（排気通路）に、排気浄化用触媒である酸化触媒及びＮＯｘトラップ触媒と、排気浄化用フィルタであるＤＰＦとを、上流側から酸化触媒、ＮＯｘトラップ触媒、ＤＰＦの順で配置した例を挙げたが、これら排気浄化用触媒及び排気浄化用フィルタの配置及び種類は特に限定されるものではない。

例えば、図７（ａ）に示すように、ターボチャージャ２７の下流側の排気管１２に、ＮＯｘトラップ触媒３３、酸化触媒３２、ＤＰＦ３４の順で配置するようにしてもよい。また、例えば、図７（ｂ）に示すように、ターボチャージャ２７の下流側の排気管１２に、酸化触媒３２を設けずに、ＮＯｘトラップ触媒３３とＤＰＦ３４とを順に配置するようにしてもよい。また、例えば、図７（ｃ）に示すように、排気浄化用触媒を設けずに、触媒機能を有するＤＰＦ３４Ａのみを設けた構成としてもよい。すなわち、排気浄化用触媒を兼ねる排気浄化用フィルタであるＤＰＦ３４Ａのみを設けた構成としてもよい。何れにしても、排気浄化用触媒や排気浄化フィルタの上流側に燃料等の添加剤を噴射するインジェクタを有する構成であれば、本発明を採用することで上述したような効果を奏する。

また、上述した実施形態では、ＮＯｘを分解（還元）する排気浄化用触媒として、燃料（軽油）を還元剤としてＮＯｘを分解（還元）するＮＯｘトラップ触媒を例示したが、これに限定されず、例えば、排気ガス中のＮＯｘを選択的に触媒に吸着させ、還元剤としてアンモニアあるいは尿素をインジェクタから噴射してＮＯｘを分解（還元）する、いわゆるＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）等であってもよい。

また、上述した実施形態では、添加剤として還元剤を添加した例を説明したが、添加剤は還元作用を目的としたものに限らず、排気系に添加するものであれば、例えば、燃焼による昇温を目的とした燃料等であってもよい。

さらに、上述した実施形態では過給器としてターボチャージャを備えている吸排気系の構成の一例を示しているが、特にこれに限定されず、例えば、過給器は必ずしも設ける必要はない。また、排気通路と吸気通路とにわたり冷却排気ガスの再循環路を有する冷却排気ガス再循環装置、いわゆるＥＧＲ装置を設けるようにしてもよい。

実施形態１に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。 実施形態１に係る排気浄化装置の要部を示す拡大断面図である。 実施形態１に係る排気浄化装置の要部を示す断面図である。 実施形態２に係る排気浄化装置の要部を示す拡大断面図である。 実施形態２に係る排気浄化装置の要部を示す断面図である。 実施形態３に係る排気浄化装置の要部を示す拡大断面図である。 排気浄化装置の変形例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 排気浄化装置
１１ エンジン
１２ 排気管（排気通路）
１３ シリンダヘッド
１４ シリンダブロック
１５ シリンダボア
１６ ピストン
１７ 燃焼室
１８ コンロッド
１９ クランクシャフト
２０ 吸気ポート
２１ 吸気マニホールド
２２ 吸気管
２３ 吸気弁
２４ 排気ポート
２５ 排気マニホールド
２６ 排気弁
２７ ターボチャージャ
３１ 燃料噴射弁
３２ 酸化触媒
３３ ＮＯｘトラップ触媒
３４ ＤＰＦ
４０ 排気温センサ
４１ 酸素濃度センサ
５０ インジェクタ
５１ ノズル
５２ 先端面
６０ 装着部材
６１ 連通路
６２ 装着孔
６３ 冷却水路
６４ 凹部
７０ 固定部材
８０ 掻取手段
８１ 摺動部材
８２ 付勢部材
９０ 移動手段
９１ 第１の付勢部材
９２ 第２の付勢部材
９３ 吸引管

Claims (7)

1. エンジンに連通する排気通路に介装される排気浄化用触媒と、該排気浄化用触媒よりも上流側に設けられて前記排気通路内に添加剤を噴射するインジェクタとを具備し、
   該インジェクタが前記排気通路に繋がる連通路内にその先端面が露出された状態で固定されており、前記連通路には前記インジェクタの先端面を摺動する摺動部材によって前記インジェクタの先端面に堆積したデポジットを掻き取る掻取手段が配設されていることを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記摺動部材は、前記連通路の周壁の一部としても機能することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記摺動部材は、前記連通路の周方向に沿って配されると共に一端が前記連通路の周壁に固定された板状の形状記憶合金からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
4. 前記掻取手段が、前記摺動部材と当該摺動部材を移動させるための移動手段とを有し、該移動手段が、前記摺動部材を前記連通路の中心部に向かって付勢するばね部材からなる第１の付勢部材と、所定条件下で前記ばね部材による付勢力に抗して前記摺動部材を付勢可能な第２の付勢部材とで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
5. 前記第２の付勢部材が、縮んだ状態の形状を記憶した形状記憶合金からなることを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置。
6. 前記第２の付勢部材が、内部を負圧にすることで前記摺動部材を付勢するエアアクチュエータであることを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置。
7. 前記摺動部材は、少なくとも前記連通路の前記排気通路下流側に設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の排気浄化装置。

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