JP2010209704A - Exhaust emission control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device.
従来、排気浄化装置として特許文献1の記載の技術が知られている。
この発明によれば、排気浄化装置の装置本体内に弁を設置し、この弁の開閉動作により排気流通形態を変更可能に構成している。
Conventionally, the technology described in
According to the present invention, the valve is installed in the apparatus main body of the exhaust gas purification apparatus, and the exhaust circulation mode can be changed by opening and closing the valve.
しかしながら、従来の発明において、弁の開閉動作をモータアクチュエータの駆動で行うために、弁の弁軸とモータアクチュエータの駆動軸を連結すると、排気による熱によってモータアクチュエータのモータ等が故障する虞があった。 However, in the conventional invention, if the valve shaft of the valve and the drive shaft of the motor actuator are connected in order to open and close the valve by driving the motor actuator, there is a risk that the motor of the motor actuator will break down due to heat from exhaust. It was.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、弁の弁軸とモータアクチュエータの駆動軸を連結しつつ、モータアクチュエータを排気による熱から保護できる排気浄化装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification that can protect a motor actuator from heat due to exhaust while connecting a valve shaft of a valve and a drive shaft of the motor actuator. Is to provide a device.
請求項1記載の発明では、排気浄化装置の装置本体に接続された排気管と、上記排気管に設けられ、モータアクチュエータの駆動により開閉動作して上記装置本体内の排気流通形態を変更可能な弁を備え、上記排気管を、車体フロアに上方へ凹設された凹部溝に臨んで配設し、上記弁の側方に隣接して上記モータアクチュエータを配置すると共に、該モータアクチュエータの駆動軸と該弁の弁軸を連結したことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the exhaust pipe connected to the apparatus main body of the exhaust purification apparatus and the exhaust pipe can be opened and closed by driving the motor actuator to change the exhaust flow form in the apparatus main body. Provided with a valve, the exhaust pipe being disposed facing a recessed groove recessed upward in the vehicle body floor, the motor actuator being disposed adjacent to the side of the valve, and a drive shaft of the motor actuator And a valve shaft of the valve are connected.
この発明では、排気浄化装置の装置本体に接続された排気管に弁を設けている。
また、この排気管を車体フロアに上方へ凹設された凹部溝に臨んで配設すると共に、その側方にモータアクチュエータを配置している。
これにより、装置本体と排気管の両方の排気による熱からモータアクチュエータを保護できる。
In this invention, the valve is provided in the exhaust pipe connected to the main body of the exhaust emission control device.
Further, the exhaust pipe is disposed facing a recessed groove formed in the vehicle body floor so as to be recessed upward, and a motor actuator is disposed on the side thereof.
Thereby, a motor actuator can be protected from the heat | fever by the exhaust_gas | exhaustion of both an apparatus main body and an exhaust pipe.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、実施例1を説明する。なお、排気上流側及び排気下流側を上流側及び下流側と称する。
先ず、全体構成を説明する。
図1に示すように、実施例1の排気浄化装置が採用された自動車の排気系は、エンジンa1と、触媒コンバータa2と、排気浄化装置1と、センタマフラa3と、リアマフラa4がこの順番に各接続管b1〜b4を介して連結されている。
触媒コンバータa2は、公知の金属触媒担体(特開2008−173555号公報参照)またはセラミックス製触媒担体(特開2007−192100号公報参照)が採用されている。
また、この触媒担体には軸方向へ貫通形成されたセル(図示せず)が形成されると共に、このセルの表面には排気浄化用触媒(貴金属:Pt、Pd、Rh等)がコーティングされている。
Example 1 will be described below. The exhaust upstream side and the exhaust downstream side are referred to as an upstream side and a downstream side.
First, the overall configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the exhaust system of the automobile in which the exhaust purification apparatus of the first embodiment is adopted includes an engine a1, a catalytic converter a2, an
The catalytic converter a2 employs a known metal catalyst carrier (see JP 2008-173555 A) or a ceramic catalyst carrier (see JP 2007-192100 A).
In addition, a cell (not shown) penetrating in the axial direction is formed in the catalyst carrier, and the surface of the cell is coated with an exhaust purification catalyst (noble metals: Pt, Pd, Rh, etc.). Yes.
図2〜4に示すように、排気浄化装置1は、装置本体2と、メイン管3と、バイパス管4等が備えられている。
図2に示すように、装置本体2は、第1シェル5と、エンドプレート6と、第2シェル7と、バッフルプレート8,9と、吸着部10と、触媒部11と、ディフューザ12等が備えられている。
第1シェル5は筒状に形成される他、その上流側開口端部には略皿状のエンドプレート6の外周部が溶接等により全周に亘って接合されている。
第1シェル5の下流側開口端部は、筒状の第2シェル7の上流側開口端部に全周に亘って溶接等により接合されている。
第2シェル7の下流側開口端部は、触媒部11の外筒11aの上流側開口端部に全周に亘って溶接等により接合されている。
触媒部11の外筒11aの下流側開口端部は、筒状のディフューザ12の上流側開口端部に全周に亘って溶接等により接合されている。
第1シェル5、エンドプレート6、第2シェル7、及びディフューザ12の上流側開口端部の横断面は、上下方向に偏平した楕円形状に形成されているがこの限りではない。
As shown in FIGS. 2 to 4, the exhaust
As shown in FIG. 2, the apparatus
The
The downstream opening end of the
The downstream opening end of the second shell 7 is joined to the upstream opening end of the
The downstream opening end of the
The cross sections of the
第1シェル5の内部には、略皿状のバッフルプレート8,9が第1シェル5の長手方向に所定間隔を置いて設けられると共に、これら各バッフルプレート8,9は第1シェル5に対して外周上の複数の箇所に亘ってスポット溶接により固定されている。
これにより、第1シェル5、エンドプレート6、及びバッフルプレート8で囲まれた室R1と、第1シェル5と両バップルプレート8,9で囲まれた室R2が形成されている。
また、第2シェル7、バッフルプレート9、及び触媒部11に囲まれた室R3が形成されている。
また、バッフルプレート8には複数の小孔8aが貫通形成されている。これにより、室R1,R2同士は小孔8aを介して連通されている。
Inside the
As a result, a chamber R1 surrounded by the
A chamber R3 surrounded by the second shell 7, the
The
吸着部10は、両バッフルプレート8,9に貫通配置されている。吸着部10は、円筒状の外筒10aと、この外筒10a内に収容された円柱状の吸着部材10bとから構成されている。
吸着部材10bは、公知の吸着部材(特開2009−7947号公報参照)と同様に軸方向へ貫通形成されたセル(図示せず)の表面にゼオライト等の吸着材をコーティングしたものが採用されている。
これにより、室R1,R3同士は吸着部材10bのセルを介して連通されている。
The
As the
Thereby, the chambers R1 and R3 are communicated with each other through the cell of the
両バッフルプレート8,9の吸着部10の側方に隣接した位置には、インナーパイプ13が貫通配置されている。
インナーパイプ13の下流側端部は室R3に連通される一方、上流側端部は、下方へ屈曲してエンドプレート6の中央下部に形成された環状突起状のバーリング部6a(図4参照)に接続されている。
An
The downstream end portion of the
触媒部11は、円筒状の外筒11aと、この外筒11a内に収容された円柱状の触媒担体11bとから構成されている。
触媒担体11bは、触媒コンバータa2の触媒担体と同様に、軸方向へ貫通形成されたセル(図示せず)の表面に排気浄化用触媒(貴金属:Pt、Pd、Rh等)をコーティングしたものが採用されている。
これにより、室R3とディフューザ12は触媒担体11bのセルを介して連通されている。
ディフューザ12の下流側端部は縮径されて、ここに接続管b3と連通接続するためのフランジ12aが装着されている。
The
Similar to the catalyst carrier of the catalytic converter a2, the
Thereby, the chamber R3 and the
The downstream end portion of the
図3、4に示すように、メイン管3は、全体が平面視略U字状に屈曲した形状に形成されている。
メイン管3の上流側端部には、接続管b2と連通接続するためのフランジ3aが装着される一方、下流側端部は前述のバーリング部6aに連通接続されている。これにより、メイン管3は、インナーパイプ13を介して室R3に連通されている。
バイパス管4の上流側端部は、メイン管3のフランジ3a付近の上方に連通接続されており、ここからメイン管3の略上方に並行して平面視略U字状に屈曲した形状に形成されている。
また、バイパス管4の下流側端部は、エンドプレート6のメイン管3の貫通部位の上方位置に形成された環状突起状のバーリング部6bに連通接続されている。これにより、バイパス管4は室R1に連通されている。
さらに、バイパス管4はメイン管3よりも小径に形成されている。
そして、両管3,4の平面視略U字状に屈曲した中途部には、弁V1,V2が設けられると共に、該両管3,4の平面視略U字状の屈曲した内側には、各弁V1,V2の側方に隣接してモータアクチュエータ14がそれぞれ設けられている。
なお、弁V2と、弁V2に対応するモータアクチュエータ14は、弁V1と、弁V1に対応するモータアクチュエータ14と同じ構造であるため、同じ部位には同一の符号を付してその説明は省略する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
A
The upstream end of the
Further, the downstream end portion of the
Further, the
In addition, valves V1 and V2 are provided in the middle portion of both
Since the valve V2 and the
図5に示すように、弁V1は所謂バタフライ式の弁が採用されている。
具体的には、弁V1の弁本体20は円盤状に形成される他、円筒状のアダプタ部21内に収容されている。
弁本体20の表裏一方面側には、アダプタ部21に対して軸周り方向に回動可能に貫通配置された弁軸22が固定されている。
弁軸22の一端はアダプタ部21から外側に突設された軸受け部23(図3参照)に摺動可能に固定される一方、他端はユニバーサルジョイント24に連結されている。
As shown in FIG. 5, a so-called butterfly valve is used as the valve V1.
Specifically, the
A
One end of the
図6、7に示すように、ユニバーサルジョイント24は、第1ヨーク24aと、この第1ヨーク24aの両端部にそれぞれコマ24b,24cを介して連結された第2ヨーク24d及び第3ヨーク24eとが備えられている。
第2ヨーク24dの一端は、モータアクチュエータ14の駆動軸14cの一端にピン24fで連結固定される一方、第3ヨーク24eの一端は、弁V1の弁軸22にピン24gで連結固定されている。
第2ヨーク24d及び第3ヨーク24eの他端は、それぞれ対応するコマ24b,24cに対してピン24h,24iでそれぞれ一方向面内において回動可能に連結されている。
各コマ24b,24cは第1ヨーク24aの両端部に対してそれぞれ対応するピン24j,24kで第2ヨーク24d及び第3ヨーク24eの一方向面と直交する直交面内において回動可能に連結されている。
各ピン24j,24kの先端は、それぞれ対応するコマ24b,24cの内部でピン24h,24iの中央部に嵌合固定され、さらに、各ピン24j,24kの抜け止めとしてピン24m,24nが圧入固定されている。即ち、各ピン24j,24kはそれぞれ対応するピン24h,24iと嵌合されてコマ24b,24c内で略十字形状に組まれている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
One end of the
The other ends of the
The tops 24b and 24c are connected to both ends of the
The tip of each
ユニバーサルジョイント24の外周には、柔軟なゴム素材等で蛇腹筒状に形成されたダストブーツ15が装着されている。
このダストブーツ15の両端開口部15a,15aは、それぞれ対応する第2ヨーク24d及び第3ヨーク24eに固定される一方、中央部15bは第1ヨーク24aの外周面に当接係止されている。これにより、ユニバーサルジョイント24の回動部への塵の進入防止が図られている。
On the outer periphery of the
Both
図5に示すように、弁V1のモータアクチュエータ14は、図示を簡略化するモータ14aと、このモータ14aの回転軸に連結された図示を省略するカムギヤとが収容されたケース14bと、このカムギヤを介してモータ14aに連結された前述の駆動軸14cが備えられている。
As shown in FIG. 5, the
図3、4に示すように、弁V1,V2のアダプタ部21はそれぞれ対応するメイン管3またはバイパス管4の所定位置に所謂管材のソケットとして介装されている。
また、弁V1,V2の各モータアクチュエータ14のケース14bはブラケット16を介してそれぞれ対応するメイン管3またはバイパス管4に固定支持されている。
具体的には、ブラケット16は、板材を略コ字状に屈折した形状に形成されている。
また、ブラケット16の略コ字状の対向する両側壁16a,16bの先端部はそれぞれ対応するメイン管3またはバイパス管4の弁V1,V2の両側位置に固定されている。
また、各モータアクチュエータ14のケース14bは、駆動軸14cをブラケット16の結合壁16cに貫通させた状態で該結合壁16cの外側に複数のボルトB1で固定されている。
そして、弁V1は、図5の全開状態からモータアクチュエータ14のモータ14aが駆動すると、カムギヤを介して駆動軸14cがユニバーサルジョイント24と共に軸周り方向に回転する。
これに伴い弁軸22がユニバーサルジョイント24を介して弁本体20と共に徐々に回転し、図5の位置から略90度回転した位置で弁本体20の外周部がアダプタ部21の横断面内周の全周に亘って当接することにより、弁V1が全閉状態となる。
また、この状態から駆動軸14cが逆回転して元の位置に復帰することにより、弁V1が再び全開状態となる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
Specifically, the
Further, the front ends of the opposite U-shaped
The
In the valve V1, when the
Accordingly, the
Further, when the
また、図1に示すように、各モータアクチュエータ14の駆動動作、即ち、弁V1,V2の開閉動作は各モータ14aと電気的に接続された制御部17によって制御される。
この制御部17は、ECU18(Engine Control Unit)や、吸着部材10bや触媒担体11bの表面温度または雰囲気温度を検出可能な温度センサ19a,19bにも電気的に接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, the driving operation of each
The
さらに、図8に示すように、メイン管3及びバイパス管4は、車体フロア30から上方へ凹設された凹部溝31に臨んだ状態で配置されている。なお、凹部溝31はメイン管3、バイパス管4、及び排気浄化装置1の長手方向に沿って延設されている。
また、弁V2のアクチュエータ14はパイパス管4の側方、詳細には幾分斜め下方の側方に隣接して配置されている。一方、弁V1のアクチュエータ14はメイン管3の側方に隣接して配置されている。
なお、通常、凹部溝31は車体フロア30のアンダーカバーにより構成される。
その他、前述した各構成部材の材質は特に記載がない限り金属製となっているが、部位に応じて樹脂製や他の材質に適宜設定することもできる。
Further, as shown in FIG. 8, the
Further, the
Normally, the recessed
In addition, although the material of each structural member described above is made of metal unless otherwise specified, it can be appropriately set to be made of resin or other material depending on the part.
次に、作用を説明する。
<排気の浄化作用について>
次に、排気の浄化作用について説明する。なお、図9〜11において弁V1,V2の設置位置は説明の関係上、簡略化して説明する。
Next, the operation will be described.
<Exhaust purification action>
Next, the exhaust purification action will be described. 9 to 11, the installation positions of the valves V1 and V2 are simplified for the sake of explanation.
排気浄化装置1では、制御部17がECU18からのエンジンa1の稼働状態と各温度センサ19a,19bの検出結果に基づいて、エンジンa1の始動開始から下記表1のように各弁V1,V2の開閉動作を制御する。
(切り換えタイミングT1)
先ず、エンジンa1の始動時から排気の温度が上昇して、吸着部材10bが離脱温度となるまでは、メイン管3の弁V1を閉じる一方、バイパス管4の弁V2を開いた状態とする。
なお、吸着部材10bの離脱温度は一般的に250℃(=温度センサ19aの検出結果)以上である。
これにより、図9に示すように、排気(図中破線で図示)の全量をバイパス管4から室R1に流入させた後、吸着部材10bに通過させる。
その後、吸着部材10bを通過した排気を、室R3に流入させた後、触媒担体11bを通過させてディフューザ12から下流側へ排出させる。
この際、吸着部材10bでは通過する排気中の炭化水素を吸着する。
また、排気の温度は低温であるため、触媒コンバータa2の触媒担体及び触媒部11の触媒担体11bは機能しない(表1参照)。
従って、エンジンa1の始動時において、触媒コンバータa2の触媒担体及び触媒担体11bが機能していない間に排気中の炭化水素が大気放出されるのを防止できる。
(Switching timing T1)
First, the valve V1 of the
The separation temperature of the adsorbing
As a result, as shown in FIG. 9, the entire amount of exhaust gas (shown by broken lines in the figure) is caused to flow from the
Thereafter, the exhaust gas that has passed through the adsorbing
At this time, the adsorbing
Further, since the exhaust gas temperature is low, the catalyst carrier of the catalytic converter a2 and the
Therefore, when the engine a1 is started, it is possible to prevent the hydrocarbons in the exhaust from being released into the atmosphere while the catalyst carrier of the catalytic converter a2 and the
(切り換えタイミングT2)
次に、吸着部材10bが離脱温度となって触媒担体11bが活性温度になるまでは、メイン管3の弁V1を開く一方、バイパス管4の弁V2を閉じた状態とする。
なお、触媒担体11bの活性温度は一般的に350℃以上(=温度センサ19bの検出結果)である。
これにより、図10に示すように、排気(図中破線で図示)の全量をメイン管3及びインナーパイプ13から室R3に流入させた後、さらに触媒担体11bを通過させて下流側へ排出する。
この際、触媒コンバータa2の触媒担体は、活性温度になっており、排気中の炭化水素を触媒コンバータa2の触媒担体によって浄化できる(表1参照)。
(Switching timing T2)
Next, the valve V1 of the
The activation temperature of the
As a result, as shown in FIG. 10, the entire amount of exhaust gas (shown by broken lines in the figure) flows into the chamber R3 from the
At this time, the catalyst carrier of the catalytic converter a2 is at the activation temperature, and the hydrocarbons in the exhaust gas can be purified by the catalyst carrier of the catalytic converter a2 (see Table 1).
(切り換えタイミングT3)
次に、触媒担体11bが活性温度になってから吸着部材10bが離脱を終了するまでは、両弁V1,V2を共に開いた状態とする。
なお、吸着部材10bの離脱終了は、弁V2を開いてから所定時間後とする。あるいは、室R2に炭化水素濃度を測定するセンサを設けて検出したり、ECU18からの信号を基に吸着部材10bに残留する炭化水素量を推測して判定するようにしても良い。
これにより、図11に示すように、バイパス管4とメイン管3の両方に排気を流入させて、触媒担体11bに通過させた後、下流側へ排出する。
この際、吸着部材10bでは吸着していた炭化水素を離脱させて下流側へ排出する。
また、触媒担体11bでは、バイパス管4とメイン管3を介して通過する排気中の有害成分(HC、CO、Nox等)を無害成分(CO2、H2O等)に浄化した後、下流側へ排出する(表1参照)。
(Switching timing T3)
Next, both the valves V1 and V2 are kept open until the
Note that the end of the removal of the adsorbing
As a result, as shown in FIG. 11, exhaust gas flows into both the
At this time, the adsorbed hydrocarbon is separated from the adsorbing
Further, the
(切り換えタイミングT4)
次に、吸着部材10bが離脱を終了した後は、メイン管3の弁V1を開く一方、バイパス管4の弁V2を閉じた状態とする。
これにより、図10に示すように、排気(図中破線で図示)の全量をメイン管3から室R3に流入させた後、触媒担体11bに通過させて下流側へ排出する。
この際、吸着部材10bの炭化水素は完全に離脱した初期状態となる。
また、触媒担体11bでは、バイパス管4とメイン管3を介して通過する排気中の有害成分(HC、CO、Nox等)を無害成分(CO2、H2O等)に浄化した後、下流側へ排出する(表1参照)。
従って、排気がバイパス管4を介して吸着部材10bを通過することがなく、吸着部材10bの耐久性を向上できる。
また、吸着部材10bのゼオライト等のコーティング量や触媒担体の触媒量を減らすことができ、単体コストを低く抑えることができる。
また、吸着部材10bの離脱終了後の車両通常走行時において、通気抵抗が比較的大きい吸着部材10bに排気を通過させる必要がなく、排気抵抗を軽減して出力向上に貢献できる。
このように、実施例1の排気浄化装置1では、弁V1,V2の開閉状態によって排気流通形態が変更するようになっている。
(Switching timing T4)
Next, after the adsorbing
As a result, as shown in FIG. 10, the entire amount of exhaust gas (shown by broken lines in the figure) flows from the
At this time, the hydrocarbons of the adsorbing
Further, the
Therefore, the exhaust does not pass through the
Moreover, the coating amount of the
Further, when the vehicle normally travels after completion of the separation of the
As described above, in the exhaust
次に、前述した切り換えタイミングT1〜T4における時間(Time)と炭化水素の排出量(HC Emission)の関係図を実験等を通じて得られた結果を図12に示す。
図12に示すように、実施例1の発明品は、上述した切り換えタイミングT3で触媒担体11bが活性状態になる前に排出される炭化水素の排出量を低く抑えることができる。
Next, FIG. 12 shows the results obtained through experiments and the like in relation to the time (Time) and the hydrocarbon emission amount (HC Emission) at the switching timings T1 to T4 described above.
As shown in FIG. 12, the inventive product of Example 1 can keep the amount of hydrocarbons discharged before the
<消音作用について>
次に、消音作用について説明する。実施例1では、室R1と室R2がバッフルプレート8の小孔8aを介して連通状態となっている。
そして、前述した切り換えタイミングT1及びT3において、排気がバイパス管4に流入する際に、室R2に流入した排気騒音のエネルギーを小孔8aを介して室R2に進入させて共鳴させることにより、室R2を共鳴室として機能させることができ、排気騒音を低減できる。
ここで、室R2の共鳴の周波数は、室R2の容積等の設定により適宜設定できる。
例えば、メイン管3とバイパス管4に排気が分岐して再び合流する前述の切り換えタイミングT3の場合において、透過音による排気騒音が大きくなると推定されるため、この特性に合わせて設定する。
或いは、共鳴室はエンジン始動開始直後やアイドリング運転時等のエンジンが2000rpm以下の低回転時に発生する所謂こもり音の発生を低減するのに好適であり、この状況はバイパス管4に排気が流入する前述の切り換えタイミングT1の場合において、条件が一致するため、この特性に合わせて設定する。
さらに、実施例1では、排気がバイパス管4から室R1に流入する際や、メイン管3から室R3に流入する際に、拡張作用による排気騒音のエネルギー減衰により消音性能を向上できる。
<About silencing action>
Next, the silencing action will be described. In the first embodiment, the chamber R1 and the chamber R2 are in communication with each other through the
When the exhaust gas flows into the
Here, the resonance frequency of the chamber R2 can be appropriately set by setting the volume of the chamber R2.
For example, in the case of the above-described switching timing T3 in which the exhaust branches into the
Alternatively, the resonance chamber is suitable for reducing the occurrence of so-called booming noise that occurs when the engine starts at a low speed of 2000 rpm or less, such as immediately after the start of the engine or during idling, and this situation causes exhaust gas to flow into the
Further, in the first embodiment, when the exhaust gas flows into the chamber R1 from the
<モータアクチュエータと弁の誤差許容作用について>
次に、モータアクチュエータと弁の誤差許容作用について説明する。モータアクチュエータ14の駆動軸14cと弁V1(弁V2)の弁軸22は、同軸上に組み付けられるとは限らず、誤差が生じる虞がある。
この誤差は、モータアクチュエータ14及び弁(弁V2)を含む周辺部材の部品製造誤差の発生や組み付け誤差の発生に起因するものである。
これに対し、実施例1では、モータアクチュエータ14の駆動軸14cと弁V1(弁V2)の弁軸22をユニバーサルジョイント24を介して連結しているため、両軸14,22の軸ズレを許容できる。
<Error tolerance between motor actuator and valve>
Next, the error tolerance operation of the motor actuator and the valve will be described. The
This error is caused by the occurrence of parts manufacturing errors and assembly errors of peripheral members including the
On the other hand, in the first embodiment, the
<部品点数及び組み付け工数の削減作用について>
次に、部品点数の削減作用について説明する。弁V1(弁V2)の開閉動作をモータアクチュエータ14の駆動で行うため、トランクルーム内にモータアクチュエータを設置してワイヤを介して弁を開閉動作させる場合に比べて、弁本体を閉じる方向に付勢するためのトーションスプリングやワイヤを省略でき、部品点数を削減できる。
よって、従来の発明のように、モータアクチュエータをトランクルーム内に組み付けた後、ワイヤを弁とモータアクチュエータとに組み付ける工程も不要となる。また、ワイヤは温度により伸縮するため、伸びるほど開閉の応答性の差が大きくなり調整が必要になるが、これも不要となる。
<About reduction of parts and assembly man-hours>
Next, the effect of reducing the number of parts will be described. Since the opening / closing operation of the valve V1 (valve V2) is performed by driving the
Therefore, the process of assembling the wire to the valve and the motor actuator after the motor actuator is assembled in the trunk room as in the conventional invention becomes unnecessary. Further, since the wire expands and contracts depending on the temperature, the difference in opening and closing response becomes larger as it extends, and adjustment is necessary, but this is also unnecessary.
<弁の作動速度の高速化作用について>
次に、弁V1,V2の作動速度の高速化作用について説明する。ユニバーサルジョイント24はモータアクチュエータ14の作動に対しほぼリニアに反応できるため、弁V1,V2の作動速度を高速化でき、反応性が良い。
<About the action of speeding up the valve>
Next, the action of increasing the operating speed of the valves V1, V2 will be described. Since the universal joint 24 can react almost linearly to the operation of the
<モータアクチュエータへの熱伝達抑制作用について>
次に、モータアクチュエータ14への熱伝達抑制作用について説明する。ユニバーサルジョイント24は、複数個の部品で構成されていて、各部品相互間の接触面積が小さいため、弁軸22側の排気による熱がモータ14a側に伝達されるのを抑制でき、モータ14aを保護できる。
加えて、メイン管3またはバイパス管4からモータアクチュエータ14のモータ14aに放射される排気による熱をブラケット16の結合壁16cで遮ることができ、モータ14aを保護できる。
<Inhibition of heat transfer to motor actuator>
Next, the effect of suppressing heat transfer to the
In addition, heat due to the exhaust gas radiated from the
また、従来の発明のように排気浄化装置の装置本体内に弁を設けるのではなく、実施例1では装置本体2に接続されたメイン管3及びバイパス管4に弁V1,V2を設けているため、装置本体2の排気による熱からモータ14aが受ける悪影響を防止でき、モータ14aを保護できる。
さらに、モータアクチュエータ14をパイパス管4(メイン管3)の斜め下方の側方に向けて隣接配置しているため、モータアクチュエータ14がパイパス管4(メイン管3)から受ける熱を軽減でき、モータアクチュエータ14を保護できる。
Further, instead of providing a valve in the apparatus main body of the exhaust purification apparatus as in the conventional invention, in the first embodiment, the valves V1 and V2 are provided in the
Further, since the
ここで、バイパス管4の弁V2が設けられた周囲温度を実験により測定した結果を図13に示す。実験に際しては、排気の温度(図13中太線で図示)を800前後まで上昇させてバイパス管4の上方75mm位置の雰囲気温度(図13中一点鎖線で図示)と、バイパス管4の側方75mmの雰囲気温度(図13中破線で図示)を測定した。この結果、排気が約800℃に達した際に、バイパス管4の上方75mm位置の雰囲気温度は172.48℃前後、バイパス管4の側方75mmの雰囲気温度は97.96℃前後であった。従って、モータアクチュエータ14をパイパス管4の側方に配置した場合には上方に配置した場合に比べて、約43%の温度低下を実現できる。
特に図8に示すように、モータアクチュエータ14が車体フロア30から上方へ凹設された凹部溝31に臨んだ状態で配置されている場合には、バイパス管4の上方と側方の温度差が大きいため、顕著な効果を得られる。
Here, the result of having measured the ambient temperature in which the valve V2 of the
In particular, as shown in FIG. 8, when the
<ユニバーサルジョイントへの塵進入防止作用について>
次に、ユニバーサルジョイント24への塵進入防止作用について説明する。ユニバーサルジョイント24の外周を覆う蛇腹状のダストブーツ15が設けられているため、ユニバーサルジョイント24の回動部分への塵の進入を防止することができる。
<For preventing dust from entering the universal joint>
Next, the dust entry preventing action to the universal joint 24 will be described. Since the bellows-like
<ユニバーサルジョイントの振動防止作用について>
ユニバーサルジョイント24の振動防止作用について説明する。ダストブーツ15は、その両端開口部15a,15aが第2ヨーク24dと第3ヨーク24eにそれぞれ固定され、中央部15bが第1ヨーク24aに当接係止されているため、ユニバーサルジョイント24の回動時に発生する振動をダストブーツ15の弾力性で吸収することができる。
<Vibration prevention action of universal joint>
The vibration preventing action of the universal joint 24 will be described. The
<メイン管とバイパス管の配置について>
実施例1ではメイン管4に比べて排気流通量の少ない小径のバイパス管4をメイン管3の上方に配置しているため、凹部溝31内の排気による熱気の流通及び停滞を低減でき、結果的にバイパス管4の弁V2のアクチュエータ14に掛かる熱の影響を低減できる。加えて、車体側への熱の影響も低減できる。
また、メイン管3の弁V1のアクチュエータ14は車両走行風により冷却されるため、メイン管3の排気による熱の影響を低減できる。
<About arrangement of main pipe and bypass pipe>
In the first embodiment, since the small-
Further, since the
次に、実施例1の効果を請求項1〜10に対応する(1)〜(10)と共に記載する。
(1)排気浄化装置1の装置本体2に接続された排気管(メイン管3及びバイパス管4)と、排気管(メイン管3及びバイパス管4)に設けられ、モータアクチュエータ14の駆動により開閉動作して排気浄化装置1内の排気流通形態を変更可能な弁V1(弁V2)を備え、排気管(メイン管3及びバイパス管4)を、車体フロア30に上方へ凹設された凹部溝31に臨んで配設し、弁V1(弁V2)の側方に隣接してモータアクチュエータ14を配置すると共に、該モータアクチュエータ14の駆動軸14cと該弁V1(弁V2)の弁軸22を連結した。
これにより、モータアクチュエータ14の駆動軸14cと該弁V1(弁V2)の弁軸22を連結しつつ、モータアクチュエータ14を排気による熱から保護できる。
Next, the effect of Example 1 is described with (1)-(10) corresponding to Claims 1-10.
(1) An exhaust pipe (
Thus, the
(2)モータアクチュエータ14の駆動軸14cと弁V1(弁V2)の弁軸22をユニバーサルジョイント24を介して連結した。
これにより、両軸14c,22の軸ズレを許容できる他、弁V1(弁V2)の応答性の向上やモータアクチュエータ14の保護を実現できる。
(2) The
As a result, the shaft misalignment of both
(3)ユニバーサルジョイント24を、第1ヨーク24aと、該第1ヨーク24aの両端部にそれぞれコマ24b,24cを介して連結された第2ヨーク24d及び第3ヨーク24eで構成し、第2ヨーク24dまたは第3ヨーク24eの一方のヨーク24dの一端をモータアクチュエータ14の駆動軸14cに連結する一方、他方のヨーク24eの一端を弁V1(弁V2)の弁軸22に連結し、第2ヨーク24d及び第3ヨーク24eの他端をそれぞれ対応するコマ24b,24cに対して一方向面内において回動可能に連結し、各コマ24b,24cをそれぞれ第1ヨーク24aの両端部に対して第2ヨーク24dの一方向面と直交する直交面内において回動可能に連結した。
これにより、両軸14c,22の軸ズレが大きい状態で取り付け場合でも、駆動軸14cの回転を弁軸22にスムーズに伝達することができる。
(3) The
As a result, even when the
(4)ユニバーサルジョイント24の外周に蛇腹筒状のダストブーツ15を設けた。
これにより、ユニバーサルジョイント24の回動部分への塵の進入を防止できる。
(4) A bellows
Thereby, it is possible to prevent dust from entering the rotating portion of the
(5)ダストブーツ15の両端開口部15a,15aを第2ヨーク24dと第3ヨーク24eにそれぞれ固定し、ダストブーツ15の中央部15bを第1ヨーク24aに当接係止した。
これにより、ユニバーサルジョイント24の回動時に発生する振動をダストブーツ9の弾性力で吸収できる。
(5) Both
Thereby, the vibration generated when the
(6)ブラケット16に、排気管(メイン管3及びバイパス管4)からモータアクチュエータ14の本体部(モータ14a)に伝達される熱を低減可能な遮熱部(結合壁16c)を設けた。
これにより、モータアクチュエータ14の本体部(モータ14a)を保護できる。
(6) The
Thereby, the main-body part (
(7)排気管(メイン管3及びバイパス管4)を、排気浄化装置1の触媒部11に排気を導くメイン管3と、メイン管3と分岐して排気浄化装置1に連通接続され、該排気浄化装置1の吸着部10を介して触媒部11に排気を導くバイパス管4で構成し、メイン管3及びバイパス管4の両方に弁V1(弁V2)及びモータアクチュエータ14をそれぞれ設け、エンジンの始動時から排気の温度上昇に伴って吸着部材10bが離脱温度になるまでは、メイン管3の弁V1を閉じる一方、バイパス管4の弁V2を開いた状態とし、吸着部10の離脱温度から触媒部11が活性温度になるまでは、メイン管3の弁V1を開く一方、バイパス管4の弁V2を閉じた状態とし、触媒部11が活性温度になってから吸着部10が離脱を終了するまでは、両弁V1,V2を共に開いた状態とし、吸着部10が離脱を終了した後は、メイン管3の弁V1を開く一方、バイパス管4の弁V2を閉じた状態とすることとした。
これにより、吸着部材10bの離脱終了後において、排気がバイパス管4を介して吸着部材10bを通過することがなく、吸着部材10bの耐久性を向上できる。
(7) The exhaust pipe (the
Thereby, after completion | finish of detachment | leave of the adsorption |
(8)排気浄化装置1に排気騒音を低減可能な消音部(室R2)を設けた。
これにより、排気浄化装置1を消音器として兼用できる。
(8) The
Thereby, the exhaust
(9)消音部(室R2)はバイパス管4に排気が流入した際に機能することとした。
これにより、排気がメイン管3とバイパス管4に分岐した後、触媒担体の上流側で再び合流する場合に発生する排気騒音を低減できる。
(9) The muffler (chamber R2) functions when exhaust flows into the
Thereby, after exhaust gas branches into the
(10)消音部(室R2)を共鳴室とした。
これにより、比較的簡単なチューニングで排気騒音を低減できる。加えて、共鳴室はエンジン始動開始直後やアイドリング運転時等のエンジンが低回転時に発生しやすい所謂こもり音の発生を低減するのに適するが、この状況はバイパス管4に排気が流入する条件と一致し易く好適となる。
(10) The silencer (chamber R2) is a resonance chamber.
Thereby, exhaust noise can be reduced by relatively simple tuning. In addition, the resonance chamber is suitable for reducing the generation of so-called booming noise that is likely to occur when the engine is running at a low speed immediately after starting the engine or during idling. It is easy to match and is suitable.
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、排気浄化装置1の装置本体2の構造については適宜設定できる。
さらに、実施例1では、吸着部材10bや触媒担体11bの温度を温度センサ19a,19bによって直接検出したが、その他の各種センサを用いて検出しても良いし、ECU18からの情報に基づいて推定しても良い。
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, the structure of the device
Further, in the first embodiment, the temperature of the adsorbing
a1 エンジン
a2 触媒コンバータ
a3 センタマフラ
a4 リアマフラ
b1、b2、b3、b4 接続管
B1 ボルト
R1、R2、R3 室
V1、V2 弁
1 排気浄化装置
2 装置本体
3 メイン管
3a、12a フランジ
4 バイパス管
5 第1シェル
6 エンドプレート
6a、6b バーリング部
7 第2シェル
8、9 バッフルプレート
10 吸着部
10a 外筒
10b 吸着部材
11 触媒部
11a 外筒
11b 触媒担体
12 ディフューザ
13 インナーパイプ
14 モータアクチュエータ
14a モータ
14b ケース
14c 駆動軸
15 ダストブーツ
15a 両端開口部
15b 中央部
16 ブラケット
16a、16b 側壁
16c 結合壁
17 制御部
18 ECU
19a、19b 温度センサ
20 弁本体
21 アダプタ部
22 弁軸
23 軸受け部
24 ユニバーサルジョイント
24a 第1ヨーク
24b、24c コマ
24d 第2ヨーク
24e 第3ヨーク
24f、24g、24h、24i、24j、24k、24m、24n ピン
a1 Engine a2 Catalytic converter a3 Center muffler a4 Rear muffler b1, b2, b3, b4 Connection pipe B1 Bolts R1, R2, R3 Chamber V1,
19a,
Claims (10)
前記排気管に設けられ、モータアクチュエータの駆動により開閉動作して前記装置本体内の排気流通形態を変更可能な弁を備え、
前記排気管を、車体フロアに上方へ凹設された凹部溝に臨んで配設し、
前記弁の側方に隣接して前記モータアクチュエータを配置すると共に、該モータアクチュエータの駆動軸と該弁の弁軸を連結したことを特徴とする排気浄化装置。 An exhaust pipe connected to the main body of the exhaust purification device;
A valve provided in the exhaust pipe, capable of opening and closing by driving a motor actuator and changing an exhaust flow form in the apparatus body;
The exhaust pipe is disposed facing a recessed groove that is recessed upward in the vehicle body floor,
An exhaust emission control device, wherein the motor actuator is disposed adjacent to a side of the valve, and a drive shaft of the motor actuator and a valve shaft of the valve are connected.
前記モータアクチュエータの駆動軸と前記弁の弁軸をユニバーサルジョイントを介して連結したことを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1,
An exhaust emission control device, wherein a drive shaft of the motor actuator and a valve shaft of the valve are connected via a universal joint.
前記ユニバーサルジョイントを、第1ヨークと、該第1ヨークの両端部にそれぞれコマを介して連結された第2ヨーク及び第3ヨークで構成し、
前記第2ヨークまたは第3ヨークの一方のヨークの一端を前記モータアクチュエータの駆動軸に連結する一方、他方のヨークの一端を前記弁の弁軸に連結し、
前記第2ヨーク及び第3ヨークの他端をそれぞれ対応する前記コマに対して一方向面内において回動可能に連結し、
前記各コマをそれぞれ第1ヨークの両端部に対して前記第2ヨークの一方向面と直交する直交面内において回動可能に連結したことを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 2,
The universal joint is composed of a first yoke and a second yoke and a third yoke respectively connected to both end portions of the first yoke via frames.
One end of one yoke of the second yoke or the third yoke is connected to the drive shaft of the motor actuator, while one end of the other yoke is connected to the valve shaft of the valve,
The other ends of the second yoke and the third yoke are connected to the corresponding pieces so as to be rotatable in one direction plane,
An exhaust emission control device, wherein each of the frames is connected to both end portions of the first yoke so as to be rotatable in an orthogonal plane orthogonal to one direction plane of the second yoke.
前記ユニバーサルジョイントの外周に蛇腹筒状のダストブーツを設けたことを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 3,
An exhaust gas purification apparatus comprising a bellows-shaped dust boot on the outer periphery of the universal joint.
前記ダストブーツの両端開口部を前記第2ヨークと第3ヨークにそれぞれ固定し、
前記ダストブーツの中央部を第1ヨークに当接係止したことを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 4,
Fixing both end openings of the dust boot to the second yoke and the third yoke,
An exhaust emission control device characterized in that a central portion of the dust boot is abutted and locked to a first yoke.
前記モータアクチュエータを、前記排気管にブラケットを介して固定し、
前記ブラケットに、前記排気管から前記モータアクチュエータの本体部に伝達される熱を低減可能な遮熱部を設けたことを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 5,
Fixing the motor actuator to the exhaust pipe via a bracket;
An exhaust emission control device, wherein the bracket is provided with a heat shield portion capable of reducing heat transmitted from the exhaust pipe to the main body of the motor actuator.
前記排気管を、前記装置本体内の触媒部に排気を導くためのメイン管と、
前記メイン管と分岐して前記装置本体内の吸着部を介して前記触媒部に排気を導くためのバイパス管で構成し、
前記メイン管及びバイパス管の両方に前記弁及び前記モータアクチュエータをそれぞれ設け、
エンジンの始動時から排気の温度上昇に伴って吸着部材が離脱温度になるまでは、メイン管の弁を閉じる一方、バイパス管の弁を開いた状態とし、
前記吸着部の離脱温度から触媒部が活性温度になるまでは、メイン管の弁を開く一方、バイパス管の弁を閉じた状態とし、
前記触媒部が活性温度になってから吸着部が離脱を終了するまでは、両弁を共に開いた状態とし、
前記吸着部が離脱を終了した後は、メイン管の弁を開く一方、バイパス管の弁を閉じた状態とすることを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 6,
A main pipe for guiding the exhaust pipe to the catalyst section in the apparatus body;
A bypass pipe for branching from the main pipe and leading exhaust to the catalyst section via an adsorption section in the apparatus main body,
The valve and the motor actuator are provided in both the main pipe and the bypass pipe,
From the time when the engine is started until the adsorbing member reaches the separation temperature as the exhaust gas temperature rises, the main pipe valve is closed while the bypass pipe valve is opened.
From the desorption temperature of the adsorption part until the catalyst part reaches the activation temperature, the valve of the main pipe is opened while the valve of the bypass pipe is closed,
From the time when the catalyst part reaches the activation temperature until the adsorption part finishes detachment, both valves are opened,
After the adsorbing part finishes detachment, the exhaust purification device is characterized in that the valve of the main pipe is opened while the valve of the bypass pipe is closed.
前記装置本体内に排気騒音を低減可能な消音部を設けたことを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 7,
An exhaust emission control device comprising a silencer capable of reducing exhaust noise in the device main body.
前記消音部はバイパス管に排気が流入した際に機能することを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 8,
The silencer functions when the exhaust gas flows into the bypass pipe.
前記消音部を共鳴室としたことを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 9, wherein
An exhaust emission control device characterized in that the silencer is a resonance chamber.
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