JP2022186321A - Exhaust purification device - Google Patents

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Abstract

To provide a technique capable of downsizing an exhaust purification system mounted with an exhaust purification device.SOLUTION: An exhaust purification device purifying exhaust gas from an internal combustion engine comprises an outer shell member, a catalyst and a support member. A purification section is arranged inside the outer shell member where the exhaust gas flows therein and purifies the exhaust gas. The support member is installed on the outer shell member and supports the purification section so as to allow the same to be displaced inside the outer shell member. The support member allows the purification section to be displaced to a first position which causes the exhaust gas to pass through an inner flow passage formed inside the purification section and a second position which makes the exhaust gas harder to pass through the inner flow passage than the first position.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、排気浄化装置に関する。 The present disclosure relates to an exhaust purification device.

内燃機関からの排気ガスを浄化するために、メイン触媒及びサブ触媒の2つの触媒を備える排気浄化装置が用いられる排気浄化システムが知られている。
特許文献1には、排気管路に配置されるメイン触媒と、排気管路においてメイン触媒よりも上流に配置され、電気の通電により加熱されるサブ触媒と、サブ触媒が配置された排気管路をバイパスするバイパス管路と、を備える、触媒の早期暖機が可能な排気浄化装置が開示されている。バイパス管路は、サブ触媒の熱劣化及び排気管路内における通気抵抗増加の抑制のために設けられている。この排気浄化装置では、排気管路内及びバイパス管路内に設けられるバルブの開閉が排気ガスの温度に基づき制御されることによって、排気ガスが流れる流路が排気流路とバイパス管路との間で切り替えられる。
2. Description of the Related Art Exhaust gas purification systems are known that use an exhaust gas purification device provided with two catalysts, a main catalyst and a sub-catalyst, to purify exhaust gas from an internal combustion engine.
Patent Document 1 discloses a main catalyst arranged in an exhaust pipe, a sub-catalyst arranged upstream of the main catalyst in the exhaust pipe and heated by electricity, and an exhaust pipe in which the sub-catalyst is arranged. and a bypass line that bypasses the exhaust purification device capable of early warm-up of the catalyst. The bypass pipe is provided to suppress thermal deterioration of the sub-catalyst and an increase in ventilation resistance in the exhaust pipe. In this exhaust purification device, the opening and closing of the valves provided in the exhaust pipe and the bypass pipe are controlled based on the temperature of the exhaust gas, so that the flow passage of the exhaust gas is formed between the exhaust pipe and the bypass pipe. can be switched between.

特開平8-14032号公報JP-A-8-14032

しかしながら、上述した排気浄化装置では、排気管路とは別にバイパス管路が設けられるため、排気浄化装置を備える排気浄化システムは大きくなりやすく、排気浄化システムの小型化が難しいという問題があった。 However, in the exhaust gas purification device described above, since the bypass pipe line is provided separately from the exhaust pipe line, the exhaust gas purification system including the exhaust gas purification device tends to be large, and it is difficult to reduce the size of the exhaust gas purification system.

本開示の一局面は、排気浄化装置を備える排気浄化システムを小型化することができる技術を提供することを目的としている。 An object of one aspect of the present disclosure is to provide a technology capable of downsizing an exhaust purification system including an exhaust purification device.

本開示の一態様は、内燃機関からの排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、外郭部材と、浄化部と、支持部材と、を備える。外郭部材は、排気ガスが内部を流れる。浄化部は、外郭部材の内部に配置され、排気ガスを浄化する。支持部材は、外郭部材に取り付けられ、外郭部材内で浄化部の位置を変位可能に浄化部を支持する。浄化部は、支持部材によって、排気ガスが浄化部内に形成される内部流路を通過する位置である第1位置と、第1位置よりも排気ガスが内部流路を通過しにくい位置である第2位置と、に変位可能である。 One aspect of the present disclosure is an exhaust purification device that purifies exhaust gas from an internal combustion engine, and includes an outer shell member, a purification section, and a support member. Exhaust gas flows through the outer shell member. The purifier is arranged inside the outer shell member and purifies the exhaust gas. The support member is attached to the outer shell member and supports the purifier so that the position of the purifier can be displaced within the outer shell. The purifier has a first position where the exhaust gas passes through the internal flow path formed in the purifier by the support member, and a second position where the exhaust gas is less likely to pass through the internal flow path than at the first position. 2 positions.

このような構成では、支持部材によって、外郭部材内で浄化部の位置を第1位置と第2位置とに変位可能である。このため、排気ガスが浄化部の内部流路を通過して外郭部材内を通過する流路と、排気ガスが当該内部流路を通過しにくい状態で外郭部材内を通過する流路と、を外郭部材内で切り替えることができる。したがって、1つの部材内で流路が切り替えられるため、例えば、複数の管路を設けて排気ガスが流れる流路を切り替える構成と比較して、排気浄化装置を備える排気浄化システムを小型化することができる。 In such a configuration, the position of the purification section can be displaced between the first position and the second position within the outer shell member by the support member. For this reason, a flow path through which the exhaust gas passes through the internal flow path of the purifying unit and then through the inside of the outer shell member, and a flow path through which the exhaust gas passes through the inside of the outer shell member in a state where it is difficult for the exhaust gas to pass through the internal flow path are provided. It can be switched within the shell member. Therefore, since the flow path can be switched within one member, it is possible to reduce the size of the exhaust gas purification system including the exhaust gas purification device, compared to a configuration in which a plurality of pipes are provided to switch the flow path of the exhaust gas. can be done.

本開示の一態様では、浄化部は、支持部材を基準に回転することで、第1位置と第2位置との変位が可能であってもよい。このような構成によれば、支持部材を基準に回転するという簡易な構成で、浄化部の位置を変位させることができる。 In one aspect of the present disclosure, the purification unit may be capable of being displaced between the first position and the second position by rotating with respect to the support member. According to such a configuration, it is possible to displace the position of the purifying section with a simple configuration in which the supporting member is rotated as a reference.

本開示の一態様は、浄化部の外周面の少なくとも一部を覆う壁部材を更に備えてもよい。壁部材は、浄化部と共に支持部材を基準に回転し、浄化部が第2位置にあるとき外郭部材の排気ガスの流入口と浄化部との間に位置してもよい。浄化部が第2位置にあるときの壁部材による流入口の閉塞割合は、浄化部が第1位置にあるときよりも大きくてもよい。このような構成によれば、浄化部が第2位置にあるとき、外郭部材における排気ガスの流入口と浄化部との間に壁部材が配置されるため、当該浄化部に排気ガスを当たりにくくすることができる。その結果、浄化部の位置を第1位置から第2位置へ変位させることによって、浄化部の熱劣化を抑制することができる。また、浄化部が第2位置にあるときに、浄化部が第1位置にある場合と比較して、浄化部の内部流路を排気ガスが通過しにくいため、通気抵抗増加を抑制することができる。 One aspect of the present disclosure may further include a wall member that covers at least a portion of the outer peripheral surface of the purification section. The wall member may rotate with the purification section relative to the support member and be positioned between the exhaust gas inlet of the shell member and the purification section when the purification section is in the second position. The wall member may block more of the inlet when the purification section is in the second position than when the purification section is in the first position. According to this configuration, when the purifier is at the second position, the wall member is arranged between the exhaust gas inlet of the outer shell member and the purifier, so that the exhaust gas is less likely to hit the purifier. can do. As a result, by displacing the purification unit from the first position to the second position, thermal deterioration of the purification unit can be suppressed. Further, when the purifier is at the second position, it is more difficult for the exhaust gas to pass through the internal flow path of the purifier than when the purifier is at the first position, so an increase in ventilation resistance can be suppressed. can.

本開示の一態様では、浄化部は、第1位置にあるとき、外郭部材における排気ガスの流入口の中心軸と同軸上に配置され、内部流路が中心軸に沿って延びてもよい。このような構成によれば、浄化部が第1位置にあるとき、例えば、浄化部が外郭部材における排気ガスの流入口の中心軸と同軸上に配置されていない場合と比較して、排気ガスが浄化部に一様に流れやすくすることができる。その結果、浄化部の浄化性及び排気性が確保されやすい。 In one aspect of the present disclosure, the purification unit may be arranged coaxially with the central axis of the exhaust gas inlet in the outer shell member when in the first position, and the internal flow path may extend along the central axis. According to such a configuration, when the purifier is at the first position, compared to, for example, the case where the purifier is not arranged coaxially with the central axis of the exhaust gas inlet in the outer shell member, the exhaust gas can be facilitated to flow uniformly into the cleaning section. As a result, the purifying performance and exhaust performance of the purifying section are likely to be ensured.

本開示の一態様は、外郭部材の内部に配置され、排気ガスの流れる方向に垂直な断面の断面積が浄化部よりも大きい他の浄化部を更に備えてもよい。このような構成によれば、外郭部材内に浄化部及び他の浄化部が配置されるため、別の部材にそれぞれ浄化部と他の浄化部とが配置される構成と比較して、排気浄化装置を備える排気浄化システムを小型化することができる。また、浄化部が他の浄化部よりも小さいため、浄化部は早期暖機されやすい。 An aspect of the present disclosure may further include another purifying section arranged inside the outer shell member and having a cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the exhaust gas larger than that of the purifying section. According to such a configuration, since the purifying section and the other purifying section are arranged in the outer shell member, compared to a configuration in which the purifying section and the other purifying section are arranged in separate members, exhaust gas purification can be performed. An exhaust gas purification system provided with the device can be miniaturized. Also, since the purifying section is smaller than the other purifying sections, the purifying section is likely to be warmed up early.

本開示の一態様では、浄化部は、通電により加熱される電気加熱式触媒であって、支持部材を介して通電が行われてもよい。このような構成によれば、浄化部が加熱によって早期暖機されやすく、浄化部が電気加熱式触媒でない場合と比較して、より早く排気ガスの浄化作用を活性化することができる。 In one aspect of the present disclosure, the purification unit may be an electrically heated catalyst that is heated by energization, and the energization may be performed via the support member. According to such a configuration, the purifier is easily warmed up early by heating, and the exhaust gas purifying action can be activated more quickly than when the purifier is not an electrically heated catalyst.

一部の図示が省略された状態で外郭部材が透過的に示され、サブ触媒が第1位置にあるときの排気浄化装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the exhaust gas purification device when the sub-catalyst is in the first position, with the outer shell member transparently shown with part of the illustration omitted; 図1のII-II断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1; 一部の図示が省略された状態で外郭部材が透過的に示され、サブ触媒が第2位置にあるときの排気浄化装置の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the exhaust gas purification device when the sub-catalyst is in the second position, with the outer shell member transparently shown with part of the illustration omitted; 図3のIV-IV断面図である。FIG. 4 is a sectional view along IV-IV in FIG. 3; サブ触媒が第1位置にあるときの排気ガスの流れを図1のII-II断面において示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the flow of exhaust gas in the II-II section of FIG. 1 when the sub-catalyst is in the first position; サブ触媒が第1位置にあるときの排気ガスの流れを図1のVI-VI断面において示す図である。FIG. 2 is a view showing the flow of exhaust gas taken along line VI-VI in FIG. 1 when the sub-catalyst is at the first position; サブ触媒が第2位置にあるときの排気ガスの流れを図3のIV-IV断面において示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the flow of exhaust gas when the sub-catalyst is in the second position, taken along line IV-IV in FIG. 3; サブ触媒が第2位置にあるときの排気ガスの流れを図3のVIII-VIII断面において示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the flow of exhaust gas in the VIII-VIII section of FIG. 3 when the sub-catalyst is in the second position; 外郭部材内におけるサブ触媒の配置位置の変形例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modification of the arrangement position of the sub-catalyst in the outer shell member; 外郭部材が、サブ触媒が配置される第1外郭部材と、メイン触媒が配置される第2外郭部材と、の2つの部材によって構成される排気浄化装置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an exhaust gas purification device in which the outer shell member is composed of two members, a first outer shell member in which a sub-catalyst is arranged and a second outer shell member in which a main catalyst is arranged. 入口部の内径よりも大きい直径のサブ触媒を備える排気浄化装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an exhaust purification device provided with a sub-catalyst with a diameter larger than the inner diameter of the inlet. 楕円柱状に形成されたサブ触媒を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a sub-catalyst formed in an elliptical columnar shape; 四角柱状に形成されたサブ触媒を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a sub-catalyst formed in a quadrangular prism shape; 屈曲した支持部材を備える排気浄化装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an exhaust purification device having a bent supporting member; 屈曲した支持部材を備える排気浄化装置において、サブ触媒が第1位置にあるときの断面を示す図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the sub-catalyst in the first position in the exhaust purification device having the bent supporting member. 屈曲した支持部材を備える排気浄化装置において、サブ触媒が第2位置にあるときの断面を示す図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the sub-catalyst in the second position in the exhaust purification device having the bent supporting member. ケース部材の上流側に設けられる当接部と、外郭部材と、の間に緩衝部材が配置される構成の排気浄化装置を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an exhaust purification device having a configuration in which a buffer member is arranged between a contact portion provided on the upstream side of a case member and an outer shell member; 入口部の中心軸と、本体部の中心軸と、が同軸でない構成の外郭部材を備える排気浄化装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an exhaust gas purification device provided with an outer shell member configured such that the central axis of the inlet portion and the central axis of the main body portion are not coaxial. サブ触媒の位置の変位が支持部材の直線運動によって行われる構成の排気浄化装置において、サブ触媒が第1位置にあるときの断面を示す図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the sub-catalyst at the first position in the exhaust purification device configured such that the position of the sub-catalyst is displaced by linear motion of the supporting member; サブ触媒の位置の変位が支持部材の直線運動によって行われる構成の排気浄化装置において、サブ触媒が第2位置にあるときの断面を示す図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the sub-catalyst at the second position in the exhaust purification device configured such that the position of the sub-catalyst is displaced by linear motion of the support member;

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[1.構成]
図1~図4に示す排気浄化装置100は、自動車の内燃機関から排出された排気ガスを浄化するための装置である。排気浄化装置100は、外郭部材1と、2つの軸受2と、ケース部材3と、メイン触媒4と、サブ触媒5と、2つの支持部材6と、アクチュエータ7と、を備える。なお、図1及び図3に示す排気浄化装置100の外郭部材1は、外郭部材1内の内部構造を分かりやすく示すために、全体が透過的に示されており、一部が省略して示されている。
Exemplary embodiments of the present disclosure are described below with reference to the drawings.
[1. Constitution]
An exhaust purification device 100 shown in FIGS. 1 to 4 is a device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine of an automobile. The exhaust purification device 100 includes an outer shell member 1 , two bearings 2 , a case member 3 , a main catalyst 4 , a sub-catalyst 5 , two support members 6 and an actuator 7 . Note that the outer shell member 1 of the exhaust purification device 100 shown in FIGS. 1 and 3 is shown as a whole in a transparent manner in order to easily show the internal structure inside the outer shell member 1, and is partially omitted. It is

外郭部材1は、排気ガスが内部を流れる排気流路を形成する筒状の部材である。外郭部材1は、排気ガスが流れる方向に沿って直線状に延びる。外郭部材1の中心軸Aに直交する断面は、略円形である。図2及び図4に示すように、外郭部材1は、本体部11と、上流部12と、下流部13と、入口部14と、出口部15と、を備える。 The outer shell member 1 is a cylindrical member that forms an exhaust flow path through which exhaust gas flows. The outer shell member 1 extends linearly along the direction in which the exhaust gas flows. A cross section perpendicular to the central axis A of the shell member 1 is substantially circular. As shown in FIGS. 2 and 4 , the shell member 1 includes a body portion 11 , an upstream portion 12 , a downstream portion 13 , an inlet portion 14 and an outlet portion 15 .

本体部11は、径が略一定の円筒状に形成された管である。上流部12は、排気ガスの流れる方向に対して本体部11よりも上流側の筒状の部分であり、上流側に向うに従い縮径するテーパ状に形成されている。下流部13は、排気ガスの流れる方向に対して本体部11よりも下流側の筒状の部分であり、下流側に向かうに従い縮径するテーパ状に形成されている。入口部14は、排気ガスの流れる方向に対して上流部12よりも上流側の径が略一定の円筒状の部分であり、外郭部材1における排気ガスの流入口である。出口部15は、排気ガスの流れる方向に対して下流部13よりも下流側の径が略一定の円筒状の部分であり、外郭部材1における排気ガスの流出口である。 The main body 11 is a cylindrical tube having a substantially constant diameter. The upstream portion 12 is a cylindrical portion located upstream of the main body portion 11 with respect to the flow direction of the exhaust gas, and is formed in a tapered shape with a diameter decreasing toward the upstream side. The downstream portion 13 is a cylindrical portion downstream of the main body portion 11 with respect to the flow direction of the exhaust gas, and is formed in a tapered shape that decreases in diameter toward the downstream side. The inlet portion 14 is a cylindrical portion having a substantially constant diameter on the upstream side of the upstream portion 12 with respect to the flow direction of the exhaust gas, and serves as an exhaust gas inlet in the outer shell member 1 . The outlet portion 15 is a cylindrical portion having a substantially constant diameter on the downstream side of the downstream portion 13 with respect to the flow direction of the exhaust gas, and serves as an exhaust gas outlet in the outer shell member 1 .

軸受2は、円筒状の部材である。軸受2は、本体部11の上流側に、本体部11を貫通した状態で固定されている。2つの軸受2は、互いの中心軸が一致するように本体部11に配置される。軸受2には、後述する支持部材6が本体部11を貫通するように挿入される。軸受2は、当該軸受2と外郭部材1との間から外郭部材1の外部へ排気ガスが漏れ出さないように密閉可能な機能を有する。軸受2は、例えば、樹脂、ゴム等の絶縁性の材料により形成されている。 The bearing 2 is a cylindrical member. The bearing 2 is fixed to the upstream side of the body portion 11 while passing through the body portion 11 . The two bearings 2 are arranged in the body portion 11 so that their central axes are aligned with each other. A support member 6 , which will be described later, is inserted into the bearing 2 so as to pass through the body portion 11 . The bearing 2 has a function of being able to seal the space between the bearing 2 and the shell member 1 so that the exhaust gas does not leak to the outside of the shell member 1 . The bearing 2 is made of, for example, an insulating material such as resin or rubber.

ケース部材3は、径が略一定の円筒状の部材であり、外郭部材1の内部に収容されている。ケース部材3には、2つの貫通孔31が形成されている。2つの貫通孔31は、互いに対向するように設けられる。2つの貫通孔31には、それぞれ、後述する支持部材6が挿入される。 The case member 3 is a cylindrical member having a substantially constant diameter and is accommodated inside the outer shell member 1 . Two through holes 31 are formed in the case member 3 . The two through holes 31 are provided so as to face each other. A support member 6 described later is inserted into each of the two through holes 31 .

メイン触媒4及びサブ触媒5は、それぞれ、円柱状に形成されている。メイン触媒4は、排気ガスの流れる方向に沿って延びる。サブ触媒5は、後述する第1位置にあるとき、排気ガスの流れる方向に沿って延び、後述する第2位置にあるとき、排気ガスの流れる方向に略垂直に延びる。メイン触媒4は、外郭部材1の内周面との間に若干の隙間が形成されるように、外郭部材1の内部に配置される。そして、当該隙間には、クッション性を有する保護マット41が配置される。メイン触媒4は、当該メイン触媒4内を排気ガスが通過する内部流路を有する。メイン触媒4の内部流路は、外郭部材1の中心軸Aに沿って延びる。サブ触媒5は、ケース部材3の内周面との間に若干の隙間が形成されるように、ケース部材3の内部に配置される。そして、当該隙間には、クッション性を有する保護マット51が配置される。なお、保護マット51には、ケース部材3の2つの貫通孔31と重なる位置に、2つの貫通孔511が形成されている。2つの貫通孔511は、互いに対向するように設けられる。サブ触媒5は、当該サブ触媒5内を排気ガスが通過する内部流路を有する。サブ触媒5の内部流路は、ケース部材3の中心軸に沿って延びる。 The main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 are each formed in a cylindrical shape. The main catalyst 4 extends along the direction of exhaust gas flow. The sub-catalyst 5 extends along the direction of exhaust gas flow when it is at a first position, which will be described later, and extends substantially perpendicularly to the direction of exhaust gas flow when it is at a second position, which will be described later. The main catalyst 4 is arranged inside the outer shell member 1 so that a slight gap is formed between it and the inner peripheral surface of the outer shell member 1 . A protective mat 41 having cushioning properties is arranged in the gap. The main catalyst 4 has an internal flow path through which the exhaust gas passes. The internal flow path of the main catalyst 4 extends along the central axis A of the outer shell member 1 . The sub-catalyst 5 is arranged inside the case member 3 so that a slight gap is formed between the sub-catalyst 5 and the inner peripheral surface of the case member 3 . A protective mat 51 having cushioning properties is arranged in the gap. Two through holes 511 are formed in the protective mat 51 at positions overlapping the two through holes 31 of the case member 3 . The two through holes 511 are provided so as to face each other. The sub-catalyst 5 has an internal flow path through which the exhaust gas passes. The internal flow path of the sub-catalyst 5 extends along the central axis of the case member 3 .

メイン触媒4及びサブ触媒5は、排気ガスとの接触により排気ガス中の有害物質、例えば、CO、HC、NOx等を改質又は補集することで、排気ガスを浄化する。メイン触媒4及びサブ触媒5は、格子状の構造を有する触媒担体を有する。触媒担体は、外郭部材1の中心軸A又はケース部材3の中心軸に沿って延び、当該触媒担体を貫通する多数の孔が形成されており、排気ガス中の有害物質の酸化、還元を促す貴金属を担持している。当該貴金属は、例えば、Pt、Pd、Rh等である。なお、当該触媒担体を貫通する多数の孔が、メイン触媒4内及びサブ触媒5内に形成される排気ガスが通過する内部流路である。外郭部材1の中心軸A又はケース部材3の中心軸に直交する当該多数の孔の断面は、三角形状、四角形状、六角形状、八角形状等の様々な形状を有してもよい。触媒担体は、例えば、炭素ケイ素系セラミック等といった、導電性を有する多孔質のセラミック材により構成される。なお、セラミック材に替えて、例えば、導電性を有する金属材料により構成された触媒担体を有する電気加熱式触媒(以下、EHC(Electrically Heated Catalyst)とも称する)が用いられてもよい。本実施形態では、サブ触媒5は、通電により加熱されるEHCとして用いられる。なお、メイン触媒4は、導電性を有する構成であっても、導電性を有しない構成であってもよい。 The main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 purify the exhaust gas by reforming or capturing harmful substances such as CO, HC, NOx, etc. in the exhaust gas through contact with the exhaust gas. The main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 have a catalyst carrier having a lattice structure. The catalyst carrier extends along the central axis A of the outer shell member 1 or the central axis of the case member 3, and has a large number of holes penetrating through the catalyst carrier, promoting oxidation and reduction of harmful substances in the exhaust gas. It carries precious metals. The noble metal is, for example, Pt, Pd, Rh, or the like. A large number of holes penetrating through the catalyst carrier are internal flow paths formed in the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 through which the exhaust gas passes. The cross sections of the numerous holes perpendicular to the central axis A of the outer shell member 1 or the central axis of the case member 3 may have various shapes such as triangular, quadrangular, hexagonal, and octagonal shapes. The catalyst carrier is made of a conductive porous ceramic material such as carbon silicon ceramic. Instead of the ceramic material, for example, an electrically heated catalyst (hereinafter also referred to as EHC (Electrically Heated Catalyst)) having a catalyst carrier made of a conductive metal material may be used. In this embodiment, the sub-catalyst 5 is used as an EHC that is heated by energization. The main catalyst 4 may be configured to have conductivity or may have a configuration that does not have conductivity.

本実施形態では、サブ触媒5は、メイン触媒4よりも上流側に設けられている。本実施形態では、メイン触媒4及び後述する第1位置にあるときのサブ触媒5は、外郭部材1の中心軸Aと同軸上に配置される。ここで、同軸上とは、中心軸Aと、メイン触媒4及びサブ触媒5の中心軸が実質的に一致することである。具体的には、メイン触媒4及び後述する第1位置にあるときのサブ触媒5は、外郭部材1の入口部14の中心軸と同軸上に配置される。なお、入口部14の中心軸とケース部材3の中心軸とは、サブ触媒5が後述する第1位置にあるときに一致し、サブ触媒5が後述する第2位置にあるときに略垂直に交差する。入口部14の中心軸とケース部材3の中心軸とが一致するように、ケース部材3が外郭部材1内に位置するとき、ケース部材3の上流側の端部と外郭部材1とは、接触又は近接する。これにより、ケース部材3の上流側の端部と外郭部材1との間の隙間は、限りなく小さくなる。 In this embodiment, the sub-catalyst 5 is provided upstream of the main catalyst 4 . In this embodiment, the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 at the first position, which will be described later, are arranged coaxially with the central axis A of the outer shell member 1 . Here, coaxial means that the central axis A and the central axes of the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 substantially coincide. Specifically, the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 at a first position, which will be described later, are arranged coaxially with the central axis of the inlet portion 14 of the outer shell member 1 . The central axis of the inlet portion 14 and the central axis of the case member 3 are aligned when the sub-catalyst 5 is at a first position described later, and are substantially perpendicular when the sub-catalyst 5 is at a second position described later. cross. When the case member 3 is positioned inside the outer shell member 1 so that the central axis of the inlet portion 14 and the central axis of the case member 3 are aligned, the upstream end of the case member 3 and the outer shell member 1 are in contact with each other. or come close. As a result, the gap between the upstream end of the case member 3 and the outer shell member 1 becomes infinitely small.

本実施形態では、メイン触媒4は、排気ガスの流れる方向に沿って垂直な断面の断面積がサブ触媒5の断面積よりも大きい。具体的には、サブ触媒5の直径D1は、メイン触媒4の直径D2よりも小さい。また、サブ触媒5の直径D1は、入口部14の内径d1と略同一又はよりも少し小さい。なお、本実施形態では、ケース部材3の内径が、入口部14の内径d1と略同一である。また、サブ触媒5の内部流路の長さLは、メイン触媒4の直径D2よりも小さい。なお、サブ触媒5の内部流路の長さLは、ケース部材3の長さと略同一である。 In the present embodiment, the main catalyst 4 has a larger cross-sectional area than the sub-catalyst 5 in a cross section perpendicular to the flow direction of the exhaust gas. Specifically, the diameter D1 of the sub-catalyst 5 is smaller than the diameter D2 of the main catalyst 4 . Also, the diameter D1 of the sub-catalyst 5 is substantially the same as or slightly smaller than the inner diameter d1 of the inlet portion 14 . In addition, in this embodiment, the inner diameter of the case member 3 is substantially the same as the inner diameter d1 of the inlet portion 14 . Also, the length L of the internal channel of the sub-catalyst 5 is smaller than the diameter D2 of the main catalyst 4 . In addition, the length L of the internal flow path of the sub-catalyst 5 is substantially the same as the length of the case member 3 .

支持部材6は、丸棒状の真っ直ぐな部材である。2つの支持部材6は、互いの中心軸が一致するように、軸受2を介して外郭部材1に摺動可能に取り付けられる。本実施形態では、支持部材6は、軸受2に対して、支持部材6の軸を中心に回転摺動する。2つの支持部材6の外郭部材1内に挿入された端部は、それぞれ、ケース部材3の2つの貫通孔31及び保護マット51の2つの貫通孔511に挿入されてサブ触媒5に接合される。ケース部材3の2つの貫通孔31及び保護マット51の2つの貫通孔511によって、支持部材6が、ケース部材3と当接せずに、ケース部材3内に配置されるサブ触媒5と接合が可能である。このように、支持部材6が軸受2を介して外郭部材1に摺動可能に取り付けられた状態でサブ触媒5と接合されることによって、支持部材6は、外郭部材1内でサブ触媒5の位置を変位可能にサブ触媒5を支持する。 The support member 6 is a straight member in the shape of a round bar. The two support members 6 are slidably attached to the outer shell member 1 via the bearings 2 so that their central axes are aligned with each other. In this embodiment, the support member 6 rotates and slides about the axis of the support member 6 with respect to the bearing 2 . The end portions of the two supporting members 6 inserted into the outer shell member 1 are inserted into the two through holes 31 of the case member 3 and the two through holes 511 of the protective mat 51 and joined to the sub-catalyst 5. . The two through-holes 31 of the case member 3 and the two through-holes 511 of the protective mat 51 allow the support member 6 to join the sub-catalyst 5 arranged in the case member 3 without contacting the case member 3 . It is possible. In this way, the support member 6 is joined to the sub-catalyst 5 in a state in which the support member 6 is slidably attached to the outer shell member 1 via the bearing 2 , so that the support member 6 is attached to the sub-catalyst 5 within the outer shell member 1 . A sub-catalyst 5 is supported so that its position can be displaced.

支持部材6は、例えば、ステンレス等の導電性の材料により形成されている。2つの支持部材6のうち、1つは正電圧が印加される正の電極として機能し、もう1つは負電圧が印加される負の電極として機能することで、サブ触媒5は、2つの支持部材6を介して通電される。 The support member 6 is made of, for example, a conductive material such as stainless steel. One of the two support members 6 functions as a positive electrode to which a positive voltage is applied, and the other functions as a negative electrode to which a negative voltage is applied. Electricity is supplied through the support member 6 .

具体的には、支持部材6は、外郭部材1の内部に挿入された端部に電極層61を有する。電極層61は、サブ触媒5の外周面に沿って曲面状に広がる略均一な厚みの薄板形状である。電極層61は、導電性の材料により形成される。なお、例えば、電極層61は、導電性の材料をサブ触媒5の外周面に溶射することで形成されてもよい。本実施形態では、2つの支持部材6にそれぞれ電極層61が接合されており、2つの電極層61は、互いに対向するように間隔を空けてサブ触媒5の外周面に沿って配置される。このため、2つの支持部材6にそれぞれ電圧が印加されると、各支持部材6の端部に形成された電極層61を介してサブ触媒5の全体に電圧が印加される。 Specifically, the support member 6 has an electrode layer 61 at the end inserted inside the shell member 1 . The electrode layer 61 has a thin plate shape with a substantially uniform thickness that extends in a curved shape along the outer peripheral surface of the sub-catalyst 5 . The electrode layer 61 is made of a conductive material. For example, the electrode layer 61 may be formed by spraying a conductive material onto the outer peripheral surface of the sub-catalyst 5 . In this embodiment, the electrode layers 61 are joined to the two support members 6 respectively, and the two electrode layers 61 are arranged along the outer peripheral surface of the sub-catalyst 5 with a gap so as to face each other. Therefore, when a voltage is applied to each of the two support members 6 , the voltage is applied to the entire sub-catalyst 5 via the electrode layers 61 formed at the ends of each support member 6 .

アクチュエータ7は、支持部材6を揺動させるためのモータである。本実施形態では、アクチュエータ7は、モータの回転運動に基づき、支持部材6の軸を中心に支持部材6を回転させる。アクチュエータ7は、例えば、メイン触媒4の温度が所定の値に達した場合に、支持部材6を回転させるように制御される。 Actuator 7 is a motor for swinging support member 6 . In this embodiment, the actuator 7 rotates the support member 6 around the axis of the support member 6 based on the rotational motion of the motor. The actuator 7 is controlled to rotate the support member 6, for example, when the temperature of the main catalyst 4 reaches a predetermined value.

[2.サブ触媒の位置の変位について]
本実施形態では、支持部材6は、軸受2に対して、支持部材6の軸を中心に回転する。このため、サブ触媒5は、外郭部材1内において、支持部材6を基準としてケース部材3と共に回転する。具体的には、サブ触媒5は、支持部材6を基準に回転することで、図1及び図2に示す第1位置と、図3及び図4に示す第2位置と、に変位する。本実施形態では、メイン触媒4の温度が所定の値未満の場合、サブ触媒5は第1位置に位置する。そして、メイン触媒4の温度が所定の値以上となった場合、アクチュエータ7が制御されることで、サブ触媒5は第1位置から第2位置へ変位する。
[2. Regarding the displacement of the position of the sub-catalyst]
In this embodiment, the support member 6 rotates about the axis of the support member 6 with respect to the bearing 2 . Therefore, the sub-catalyst 5 rotates together with the case member 3 in the outer shell member 1 with the support member 6 as a reference. Specifically, the sub-catalyst 5 rotates with the support member 6 as a reference, thereby being displaced between a first position shown in FIGS. 1 and 2 and a second position shown in FIGS. In this embodiment, when the temperature of the main catalyst 4 is less than the predetermined value, the sub-catalyst 5 is positioned at the first position. When the temperature of the main catalyst 4 reaches or exceeds a predetermined value, the sub-catalyst 5 is displaced from the first position to the second position by controlling the actuator 7 .

第1位置とは、排気ガスがサブ触媒5の内部流路を通過する位置である。具体的には、第1位置において、サブ触媒5の一方の端面は入口部14を向き、サブ触媒5の他方の端面はメイン触媒4の上流側の端面を向く。つまり、サブ触媒5が第1位置にあるとき、サブ触媒5の内部流路は、外郭部材1の中心軸Aに沿って延びる。このようにサブ触媒5が第1位置にあるとき、排気ガスの流入口である入口部14とサブ触媒5との間にケース部材3は位置しない。具体的には、サブ触媒5が第1位置にあるとき、入口部14の中心軸とケース部材3の中心軸とが一致し、ケース部材3の上流側の端部は、外郭部材1と接触又は近接する。これにより、ケース部材3の上流側の端部と外郭部材1との間には大きな隙間が生じないため、入口部14から流入した排気ガスが当該隙間から漏れ出しにくい。このため、サブ触媒5が第1位置にあるとき、図5及び図6に示す矢印のように、排気ガスがサブ触媒5を通過し、外郭部材1内に流入する。サブ触媒5が第1位置にあるときの排気ガスが流れる流路、すなわちサブ触媒5の内部流路は、サブ触媒5の回転軸である支持部材6の中心軸と直交する。 The first position is a position where the exhaust gas passes through the internal channel of the sub-catalyst 5 . Specifically, at the first position, one end face of the sub-catalyst 5 faces the inlet portion 14 and the other end face of the sub-catalyst 5 faces the upstream end face of the main catalyst 4 . That is, the internal flow path of the sub-catalyst 5 extends along the central axis A of the outer shell member 1 when the sub-catalyst 5 is at the first position. When the sub-catalyst 5 is at the first position as described above, the case member 3 is not positioned between the sub-catalyst 5 and the inlet portion 14 which is the inlet for the exhaust gas. Specifically, when the sub-catalyst 5 is at the first position, the central axis of the inlet portion 14 and the central axis of the case member 3 are aligned, and the upstream end of the case member 3 contacts the outer shell member 1. Or come close. As a result, a large gap does not occur between the upstream end of the case member 3 and the outer shell member 1, so that the exhaust gas that has flowed in from the inlet 14 is less likely to leak through the gap. Therefore, when the sub-catalyst 5 is at the first position, the exhaust gas passes through the sub-catalyst 5 and flows into the outer shell member 1 as indicated by arrows in FIGS. The channel through which the exhaust gas flows when the sub-catalyst 5 is in the first position, that is, the internal channel of the sub-catalyst 5 is orthogonal to the central axis of the support member 6 which is the rotation axis of the sub-catalyst 5 .

第2位置とは、第1位置よりも排気ガスがサブ触媒5の内部流路を通過しにくい位置である。具体的には、第2位置において、サブ触媒5の両側の端面は、それぞれ外郭部材1の内周面を向く。つまり、サブ触媒5が第2位置にあるとき、サブ触媒5の内部流路は、外郭部材1の中心軸Aに直交するように延びる。このようにサブ触媒5が第2位置にあるとき、ケース部材3による入口部14の閉塞割合は、サブ触媒5が第1位置にあるときよりも大きい。なお、閉塞割合とは、入口部14をケース部材3によって完全に塞ぐ割合を示すものではなく、入口部14の流路断面におけるケース部材3が投影された投影領域の割合を示すものである。本実施形態では、ケース部材3は外郭部材1と当接しない状態で、入口部14とサブ触媒5との間にケース部材3が位置する。具体的には、サブ触媒5が第2位置にあるとき、入口部14の中心軸とケース部材3の中心軸とは直交し、ケース部材3の全周囲において外郭部材1との間に排気ガスの流路となる隙間が生じる。このため、サブ触媒5が第2位置にあるとき、図7及び図8に示す矢印のように、排気ガスがサブ触媒5を通過せずに、サブ触媒5の周囲の流路、すなわちケース部材3と外郭部材1との間の隙間を通過し、外郭部材1内に流入する。サブ触媒5が第2位置にあるときの排気ガスが流れる流路、すなわちケース部材3と外郭部材1との間の隙間により形成されるサブ触媒5の周囲の流路は、サブ触媒5の回転軸である支持部材6の中心軸と直交する。 The second position is a position at which the exhaust gas is less likely to pass through the internal flow path of the sub-catalyst 5 than at the first position. Specifically, at the second position, both end surfaces of the sub-catalyst 5 face the inner peripheral surface of the outer shell member 1 . That is, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the internal flow path of the sub-catalyst 5 extends perpendicular to the central axis A of the outer shell member 1 . Thus, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the degree of blockage of the inlet portion 14 by the case member 3 is greater than when the sub-catalyst 5 is at the first position. Note that the blocking ratio does not indicate the ratio of the inlet portion 14 completely blocked by the case member 3 , but indicates the ratio of the projected area of the flow channel cross section of the inlet portion 14 where the case member 3 is projected. In this embodiment, the case member 3 is positioned between the inlet portion 14 and the sub-catalyst 5 in a state in which the case member 3 does not contact the outer shell member 1 . Specifically, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the central axis of the inlet portion 14 and the central axis of the case member 3 are perpendicular to each other, and exhaust gas is present between the outer shell member 1 and the entire periphery of the case member 3 . A gap that becomes a flow path is generated. Therefore, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the exhaust gas does not pass through the sub-catalyst 5 as indicated by arrows in FIGS. It passes through the gap between 3 and the shell member 1 and flows into the shell member 1 . The flow path through which the exhaust gas flows when the sub-catalyst 5 is in the second position, that is, the flow path around the sub-catalyst 5 formed by the gap between the case member 3 and the outer shell member 1 is It is perpendicular to the central axis of the supporting member 6, which is the axis.

[3.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(3a)本実施形態では、メイン触媒4の温度に基づき制御されるアクチュエータ7により回転する支持部材6によって、外郭部材1内でサブ触媒5の位置を第1位置と第2位置とに変位可能である。このため、排気ガスがサブ触媒5の内部流路を通過して外郭部材1内を通過する流路と、排気ガスがサブ触媒5の周囲の流路、すなわちケース部材3と外郭部材1との間の隙間を通過して外郭部材1内を通過する流路と、を外郭部材1内で切り替えることができる。つまり、支持部材6を基準にサブ触媒5を回転させるという簡易な構成で、サブ触媒5内を排気ガスが流れるか流れないかを切り替えることができる。したがって、1つの部材内で流路が切り替えられるため、例えば、複数の管路を設けて排気ガスが流れる流路を切り替る構成と比較して、排気浄化装置100を備える排気浄化システムを小型化することができる。
[3. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects are obtained.
(3a) In this embodiment, the position of the sub-catalyst 5 can be displaced between the first position and the second position within the outer shell member 1 by the support member 6 rotated by the actuator 7 controlled based on the temperature of the main catalyst 4. is. For this reason, a flow path through which the exhaust gas passes through the inner flow path of the sub-catalyst 5 and then through the outer shell member 1, and a flow path of the exhaust gas around the sub-catalyst 5, that is, between the case member 3 and the outer shell member 1. It is possible to switch within the outer shell member 1 between the flow path passing through the gap between and passing through the outer shell member 1 . In other words, it is possible to switch whether the exhaust gas flows through the sub-catalyst 5 with a simple structure in which the sub-catalyst 5 is rotated with the support member 6 as a reference. Therefore, since the flow path can be switched within one member, the exhaust gas purification system including the exhaust gas purification device 100 can be made more compact than, for example, a configuration in which a plurality of pipes are provided to switch the flow path through which the exhaust gas flows. can do.

(3b)本実施形態では、支持部材6によってサブ触媒5を回転させることで、排気ガスが流れる流路を切り替えられるため、例えば、排気ガスが流れる流路を切り替えるためのバルブを用いなくてもよい。 (3b) In the present embodiment, by rotating the sub-catalyst 5 with the supporting member 6, the passage through which the exhaust gas flows can be switched. good.

(3c)本実施形態では、メイン触媒4の温度が所定の値に達した場合に、アクチュエータ7が制御されて支持部材6が回転することで、サブ触媒5が第1位置から第2位置へ変位する。このため、排気ガスが高温である場合、入口部14とサブ触媒5との間にケース部材3が配置されるため、サブ触媒5に高温の排気ガスを当たりにくくすることができる。その結果、サブ触媒5の熱劣化を抑制することができる。また、サブ触媒5が第2位置にあるとき、サブ触媒5の内部流路は外郭部材1の中心軸Aに直交するので、サブ触媒5の内部流路の入口が入口部14と対向しない。このため、サブ触媒5が第2位置にあるときに、サブ触媒5の内部流路が中心軸Aに沿うようにサブ触媒5が第1位置にある場合と比較して、サブ触媒5の内部流路を排気ガスが通過しにくいため、通気抵抗増加を抑制することができる。 (3c) In the present embodiment, when the temperature of the main catalyst 4 reaches a predetermined value, the actuator 7 is controlled to rotate the support member 6, thereby moving the sub-catalyst 5 from the first position to the second position. Displace. Therefore, when the exhaust gas is at a high temperature, the case member 3 is arranged between the inlet portion 14 and the sub-catalyst 5 , so that the sub-catalyst 5 is less likely to be exposed to the high-temperature exhaust gas. As a result, thermal deterioration of the sub-catalyst 5 can be suppressed. Further, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the internal flow path of the sub-catalyst 5 is perpendicular to the central axis A of the outer shell member 1 , so the inlet of the internal flow path of the sub-catalyst 5 does not face the inlet portion 14 . For this reason, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the internal flow rate of the sub-catalyst 5 is greater than when the sub-catalyst 5 is at the first position such that the internal flow path of the sub-catalyst 5 is along the central axis A. Since it is difficult for the exhaust gas to pass through the flow path, an increase in ventilation resistance can be suppressed.

(3d)本実施形態では、メイン触媒4及びサブ触媒5は、外郭部材1の中心軸Aと同軸上に配置される。換言すると、メイン触媒4及びサブ触媒5は、外郭部材1の入口部14の中心軸と同軸上に配置される。したがって、サブ触媒5が第1位置にあるとき、例えば、サブ触媒5が外郭部材1における入口部14の中心軸と同軸上に配置されていない場合と比較して、排気ガスがサブ触媒5に一様に流れやすくすることができる。その結果、サブ触媒5の浄化性及び排気性が確保されやすい。 (3d) In this embodiment, the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 are arranged coaxially with the central axis A of the outer shell member 1 . In other words, the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 are arranged coaxially with the central axis of the inlet portion 14 of the shell member 1 . Therefore, when the sub-catalyst 5 is at the first position, the amount of exhaust gas flowing through the sub-catalyst 5 is greater than when the sub-catalyst 5 is not arranged coaxially with the central axis of the inlet portion 14 of the outer shell member 1, for example. It can be made easier to flow uniformly. As a result, the purification performance and exhaust performance of the sub-catalyst 5 are likely to be ensured.

また、サブ触媒5が第1位置にあるとき、例えば、メイン触媒4が外郭部材1における入口部14の中心軸と同軸上に配置されていない場合と比較して、排気ガスがメイン触媒4に一様に流れやすくすることができる。その結果、メイン触媒4の浄化性及び排気性も確保されやすい。 Further, when the sub-catalyst 5 is at the first position, compared to the case where the main catalyst 4 is not arranged coaxially with the central axis of the inlet portion 14 of the outer shell member 1, for example, the exhaust gas flows into the main catalyst 4. It can be made easier to flow uniformly. As a result, the purification performance and exhaust performance of the main catalyst 4 are easily ensured.

(3e)本実施形態では、外郭部材1内にサブ触媒5及びメイン触媒4が配置されるため、別の部材にそれぞれサブ触媒5とメイン触媒4とが配置される構成と比較して、排気浄化装置100を備える排気浄化システムを小型化することができる。また、本実施形態では、サブ触媒5がメイン触媒4よりも小さいため、サブ触媒5は早期暖機されやすい。 (3e) In the present embodiment, since the sub-catalyst 5 and the main catalyst 4 are arranged inside the outer shell member 1, compared to a configuration in which the sub-catalyst 5 and the main catalyst 4 are arranged in separate members, An exhaust gas purification system including the purification device 100 can be downsized. Further, in the present embodiment, the sub-catalyst 5 is smaller than the main catalyst 4, so the sub-catalyst 5 is easily warmed up early.

(3f)本実施形態では、メイン触媒4及びサブ触媒5がそれぞれ円柱状に形成されているため、例えば、メイン触媒4及びサブ触媒5が特殊な形状に構成されている場合と比較して、製造性を確保しやすく、コスト増加を抑制することができる。 (3f) In the present embodiment, since the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 are formed in a columnar shape, for example, compared to the case where the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 are configured in a special shape, Manufacturability can be easily ensured, and an increase in cost can be suppressed.

(3g)本実施形態では、サブ触媒5は支持部材6を介した通電により加熱されるEHCとして用いられる。このため、車両のエンジン始動後、一定期間にわたって2つの支持部材6を介して電圧を印加することで、サブ触媒5が加熱される。したがって、エンジンの始動後、サブ触媒5が早期暖機されやすく、サブ触媒5が電気加熱式触媒でない場合と比較して、より早く排気ガスの浄化作用を活性化することができる。 (3g) In this embodiment, the sub-catalyst 5 is used as an EHC that is heated by energization through the support member 6 . Therefore, the sub-catalyst 5 is heated by applying a voltage via the two support members 6 for a certain period of time after the engine of the vehicle is started. Therefore, after the engine is started, the sub-catalyst 5 is easily warmed up early, and the exhaust gas purifying action can be activated more quickly than when the sub-catalyst 5 is not an electrically heated catalyst.

なお、本実施形態では、ケース部材3が壁部材に相当し、メイン触媒4が他の浄化部に相当し、サブ触媒5が浄化部に相当する。
[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
In this embodiment, the case member 3 corresponds to the wall member, the main catalyst 4 corresponds to another purifying section, and the sub-catalyst 5 corresponds to the purifying section.
[4. Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it is needless to say that the present disclosure is not limited to the above embodiments and can take various forms.

(4a)上記実施形態では、外郭部材1内において、サブ触媒5がメイン触媒4よりも上流側に設けられていたが、サブ触媒5が配置される位置はこれに限定されるものではない。例えば、図9に示すように、外郭部材1内において、サブ触媒5がメイン触媒4よりも下流側に配置されてもよい。 (4a) In the above embodiment, the sub-catalyst 5 is provided upstream of the main catalyst 4 in the outer shell member 1, but the position where the sub-catalyst 5 is arranged is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9 , the sub-catalyst 5 may be arranged downstream of the main catalyst 4 in the outer shell member 1 .

(4b)上記実施形態では、メイン触媒4及びサブ触媒5が1つの部材により構成された外郭部材1内に配置される構成を例示したが、メイン触媒4及びサブ触媒5が配置される構成はこれに限定されるものではない。例えば、メイン触媒4及びサブ触媒5は、それぞれ排気ガスが通過する排気流路における別の位置に配置された異なる外郭部材に配置されてもよい。また、例えば、図10に示すように、支持部材6によって回転可能に構成されたサブ触媒5が配置される第1外郭部材16と、メイン触媒4が配置される第2外郭部材17と、に外郭部材を分けて、組み付け可能な構成としてもよい。これにより、例えば、異なるメイン触媒が用いられる様々な車両に対して、共通した設計のサブ触媒を容易に組み合わせることができる。 (4b) In the above embodiment, the configuration in which the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 are arranged in the outer shell member 1 constituted by one member was illustrated, but the configuration in which the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 are arranged is It is not limited to this. For example, the main catalyst 4 and the sub-catalyst 5 may be arranged on different outer shell members arranged at different positions in the exhaust passage through which the exhaust gas passes. Further, for example, as shown in FIG. 10, a first outer shell member 16 on which the sub-catalyst 5 rotatably configured by the support member 6 is arranged, and a second outer shell member 17 on which the main catalyst 4 is arranged. The outer shell member may be divided and configured to be assembled. As a result, for example, a commonly designed sub-catalyst can be easily combined with various vehicles using different main catalysts.

(4c)上記実施形態では、サブ触媒5の直径D1が入口部14の内径d1と略同一又はよりも少し小さい。しかし、図11に示すサブ触媒5aのように、サブ触媒5aの直径D1は、入口部14の内径d1よりも大きくて、メイン触媒4の直径D2よりも小さくてもよい。この場合、サブ触媒5aが収容されるケース部材3aの内径も、入口部14の内径d1よりも大きく、メイン触媒4の直径D2よりも小さくなる。なお、サブ触媒5aの直径D1に代えて、ケース部材3の外径、ケース部材3の内径、保護マット51の厚みを含むサブ触媒5の径のいずれか1つが入口部14の内径d1よりも大きくて、メイン触媒4の直径D2よりも小さくてもよい。 (4c) In the above embodiment, the diameter D1 of the sub-catalyst 5 is substantially the same as or slightly smaller than the inner diameter d1 of the inlet portion 14 . However, like the sub-catalyst 5a shown in FIG. 11, the diameter D1 of the sub-catalyst 5a may be larger than the inner diameter d1 of the inlet portion 14 and smaller than the diameter D2 of the main catalyst 4. In this case, the inner diameter of the case member 3a accommodating the sub-catalyst 5a is also larger than the inner diameter d1 of the inlet portion 14 and smaller than the diameter D2 of the main catalyst 4. As shown in FIG. Instead of the diameter D1 of the sub-catalyst 5a, any one of the outer diameter of the case member 3, the inner diameter of the case member 3, and the diameter of the sub-catalyst 5 including the thickness of the protective mat 51 is larger than the inner diameter d1 of the inlet portion 14. It may be large and smaller than the diameter D2 of the main catalyst 4 .

(4d)上記実施形態では、サブ触媒5が円柱状に形成されていたが、サブ触媒の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図12に示すように、サブ触媒5bは、楕円柱状に形成されていてもよい。また、例えば、図13に示すように、サブ触媒5cは、四角柱状に形成されていてもよい。 (4d) In the above embodiment, the sub-catalyst 5 was formed in a cylindrical shape, but the shape of the sub-catalyst is not limited to this. For example, as shown in FIG. 12, the sub-catalyst 5b may be formed in an elliptical cylinder shape. Further, for example, as shown in FIG. 13, the sub-catalyst 5c may be formed in a quadrangular prism shape.

(4e)互いの中心軸が一致するように配置された2つの支持部材6は、排気浄化装置100が車両に対して取り付けられ状態において、当該車両を基準に上下方向、前後方向、左右方向など、様々な向きとなるように配置されてもよい。つまり、サブ触媒5の回転軸は、排気浄化装置100が車両に対して取り付けられ状態において、様々な方向を向いていてもよい。 (4e) The two support members 6, which are arranged so that their central axes are aligned with each other, move in the vertical direction, the front-rear direction, the left-right direction, etc. with respect to the vehicle when the exhaust purification device 100 is attached to the vehicle. , may be arranged in various orientations. In other words, the rotation axis of the sub-catalyst 5 may be oriented in various directions when the exhaust purification device 100 is attached to the vehicle.

(4f)上記実施形態では、サブ触媒5の第1位置から第2位置への変位として、サブ触媒5の重心位置が大きくは変わらない回転移動する構成を例示したが、サブ触媒5の位置の変位によってサブ触媒5の重心位置が大きく変化するような構成であってもよい。その際に、サブ触媒5の重心が外郭部材1の中心軸Aから外れてもよい。例えば、図14に示すように、支持部材6dは、ケース部材3と接合する部分と、外郭部材1に摺動可能に固定される部分と、が同じ直線状に配置されないように、屈曲した棒状部材であってもよい。支持部材6dは、外郭部材1に摺動可能に固定される部分を軸として回転して、サブ触媒5の位置が図15に示す第1位置から図16に示す第2位置へ変位する際に、ケース部材3と接合する部分の位置が変わるように変位する。すなわち、サブ触媒5の位置が変位する際に、サブ触媒5の重心となる中心点Bが外郭部材1の中心軸A上から外れて偏心する。サブ触媒5が第2位置にあるとき、ケース部材3の下流側の端部は、外郭部材1における本体部11の内周面の一部と当接又は近接する。具体的には、サブ触媒5が第2位置にあるとき、入口部14の中心軸とケース部材3の中心軸とは直交し、ケース部材3の上流側の端部と本体部11との間に排気ガスの流路となる隙間が生じる。このような構成でも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。 (4f) In the above embodiment, the displacement of the sub-catalyst 5 from the first position to the second position was exemplified by a configuration in which the position of the center of gravity of the sub-catalyst 5 did not change significantly. A configuration may be employed in which the position of the center of gravity of the sub-catalyst 5 is greatly changed by displacement. At that time, the center of gravity of the sub-catalyst 5 may deviate from the central axis A of the outer shell member 1 . For example, as shown in FIG. 14, the support member 6d has a bent rod shape so that the portion that is joined to the case member 3 and the portion that is slidably fixed to the outer shell member 1 are not arranged in the same straight line. It may be a member. The support member 6d rotates about the portion slidably fixed to the outer shell member 1, and when the position of the sub-catalyst 5 is displaced from the first position shown in FIG. 15 to the second position shown in FIG. , displaces so that the position of the portion joined to the case member 3 changes. That is, when the position of the sub-catalyst 5 is displaced, the center point B, which is the center of gravity of the sub-catalyst 5, deviates from the central axis A of the outer shell member 1 and becomes eccentric. When the sub-catalyst 5 is at the second position, the downstream end of the case member 3 abuts on or comes close to part of the inner peripheral surface of the main body 11 of the outer shell member 1 . Specifically, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the central axis of the inlet portion 14 and the central axis of the case member 3 are perpendicular to each other, and the distance between the upstream end of the case member 3 and the main body portion 11 is A gap that becomes a flow path for the exhaust gas is generated in the Even with such a configuration, the same effects as in the present embodiment can be obtained.

(4g)上記実施形態では、サブ触媒5が第1位置にあるとき、ケース部材3の上流側の端部が外郭部材1と接触又は近接することで、外郭部材1とケース部材3の上流側の端部との間の隙間を生じにくくする構成を例示した。しかし、例えば、外郭部材1とケース部材3の上流側の端部との間に緩衝部材が配置されていてもよい。例えば、図17に示すように、ケース部材3eが上流側の端部に当接部32を有し、当該当接部32と外郭部材1との間に緩衝部材8として、例えば金属メッシュが設けられるような構成であってもよい。 (4g) In the above-described embodiment, when the sub-catalyst 5 is at the first position, the upstream end of the case member 3 contacts or approaches the outer shell member 1, so that the upstream side of the outer shell member 1 and the case member 3 A configuration is exemplified that makes it difficult to create a gap between the ends of the . However, for example, a cushioning member may be arranged between the outer shell member 1 and the upstream end of the case member 3 . For example, as shown in FIG. 17, the case member 3e has a contact portion 32 at the end on the upstream side, and a metal mesh, for example, is provided as a buffer member 8 between the contact portion 32 and the outer shell member 1. The configuration may be such that

(4h)上記実施形態では、排気ガスが流れる方向に沿って外郭部材1が直線状に延びる構成を例示したが、外郭部材1の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図18に示すように、外郭部材1fは、入口部14fの中心軸Cと、本体部11fの中心軸Dが同軸でない構成であってもよい。この外郭部材1f内に配置されるサブ触媒5の中心軸は、入口部14fの中心軸Cと同軸であることが好ましい。 (4h) In the above embodiment, the outer member 1 extends linearly along the direction in which the exhaust gas flows, but the shape of the outer member 1 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18, the outer shell member 1f may have a configuration in which the central axis C of the inlet portion 14f and the central axis D of the main body portion 11f are not coaxial. It is preferable that the central axis of the sub-catalyst 5 arranged in the outer shell member 1f be coaxial with the central axis C of the inlet portion 14f.

(4i)上記実施形態では、浄化部として、EHCであるサブ触媒を例示したが、浄化部はEHCでない構成であってもよい。つまり、サブ触媒は通電による加熱を行わないものであってもよい。例えば、浄化部は、排気ガスの有害物質に対する酸化、還元等の反応を伴わずに排気ガス中に含まれるHCを吸着する吸着剤であってもよい。また、例えば、浄化部は、コージェライト等の導電性を有さないセラミック材により構成されていてもよい。この場合、支持部材は、導電性の材料により形成されていなくてもよい。また、支持部材が挿入される軸受は、絶縁性の材料により形成されていなくてもよい。つまり、軸受は、例えば、金属メッシュ等の導電性の材料により形成されていてもよい。また、保護マット及びケース部材には貫通孔が形成されていなくてもよく、支持部材が直接ケース部材に接合していてもよい。 (4i) In the above embodiment, the EHC sub-catalyst was exemplified as the purifier, but the purifier may not be an EHC. In other words, the sub-catalyst may not be heated by energization. For example, the purifier may be an adsorbent that adsorbs HC contained in the exhaust gas without reactions such as oxidation and reduction of harmful substances in the exhaust gas. Further, for example, the purifier may be made of a non-conductive ceramic material such as cordierite. In this case, the support member does not have to be made of a conductive material. Also, the bearing into which the support member is inserted may not be made of an insulating material. That is, the bearing may be made of a conductive material such as metal mesh, for example. Further, the protection mat and the case member may not have through-holes, and the support member may be directly joined to the case member.

(4j)上記実施形態では、アクチュエータ7により回転する支持部材6によって、外郭部材1内でサブ触媒5の位置を変位させる構成を例示したが、支持部材の駆動方法は回転に限定されるものではない。例えば、図19及び図20に示すように、アクチュエータ7gによって、支持部材6gが直線運動することでサブ触媒5の位置を変位させる構成であってもよい。具体的には、サブ触媒5を外郭部材1の中心軸Aに沿って、入口部14から離れる方向に移動させて第1位置から第2位置へ変位させる。このような構成では、サブ触媒5が第2位置にあるとき、外郭部材1に接触又は近接していたケース部材3の上流側の端部が、外郭部材1から離れることで、ケース部材3と外郭部材1との間に排気ガスの流路となる隙間が生じる。このため、入口部14から流入する排気ガスは、ケース部材3と外郭部材1との間の隙間にも流れることから、サブ触媒5の内部流路に流れる排気ガスが減少する。 (4j) In the above embodiment, the support member 6 rotated by the actuator 7 is used to displace the position of the sub-catalyst 5 within the outer shell member 1. However, the method of driving the support member is not limited to rotation. do not have. For example, as shown in FIGS. 19 and 20, the position of the sub-catalyst 5 may be displaced by linearly moving the supporting member 6g by the actuator 7g. Specifically, the sub-catalyst 5 is moved along the central axis A of the outer shell member 1 in a direction away from the inlet portion 14 to be displaced from the first position to the second position. In such a configuration, when the sub-catalyst 5 is at the second position, the upstream end of the case member 3 that has been in contact with or close to the outer shell member 1 moves away from the outer shell member 1 , thereby separating from the case member 3 . A gap is formed between the outer shell member 1 and the exhaust gas flow path. Therefore, the exhaust gas flowing in from the inlet portion 14 also flows into the gap between the case member 3 and the outer shell member 1, so the amount of exhaust gas flowing into the internal flow path of the sub-catalyst 5 is reduced.

(4k)上記実施形態では、アクチュエータ7におけるモータの回転運動をサブ触媒5の支持部材6を基準とした回転運動に伝える構成を例示したが、支持部材6を基準にサブ触媒5を回転させる方法はこれに限定されるわけではない。例えば、サーモスタット等による直線運動をサブ触媒5の支持部材6を基準とした回転運動に伝える方法であってもよい。具体的には、直線運動を回転運動に変換するリンク機構、ラックピニオン機構などを用いてもよい。 (4k) In the above embodiment, the configuration for transmitting the rotational motion of the motor in the actuator 7 to the rotational motion of the sub-catalyst 5 with the support member 6 as a reference was exemplified, but a method of rotating the sub-catalyst 5 with the support member 6 as a reference. is not limited to this. For example, a method of transmitting linear motion by a thermostat or the like to rotational motion of the sub-catalyst 5 with the support member 6 as a reference may be used. Specifically, a link mechanism, a rack and pinion mechanism, or the like that converts linear motion into rotary motion may be used.

(4l)上記実施形態では、メイン触媒4の温度に基づきアクチュエータ7が制御されることで支持部材6を駆動して、サブ触媒5を変位させていたが、サブ触媒5の変位方法はこれに限定されるものではない。すなわち、アクチュエータ7の制御に用いられる因子は、メイン触媒4の温度に限定されるものではない。アクチュエータ7は、例えば、排気ガスの温度を用いて制御されてもよい。アクチュエータ7の制御に排気ガスの温度が用いられる場合、メイン触媒4通過後の排気ガスの温度を制御に用いる因子とすることが望ましい。アクチュエータ7は、例えば、排気ガスの流量、圧力等に基づき制御されてもよい。また、アクチュエータ7の代わりに、バネ等の弾性部材を用いて、排気ガスの流量に応じて支持部材6、サブ触媒5、ケース部材3のいずれか1つが駆動することでサブ触媒5を変位させるような構成であってもよい。 (4l) In the above embodiment, the sub-catalyst 5 is displaced by driving the support member 6 by controlling the actuator 7 based on the temperature of the main catalyst 4. It is not limited. That is, the factor used for controlling the actuator 7 is not limited to the temperature of the main catalyst 4 . Actuator 7 may, for example, be controlled using the temperature of the exhaust gas. When the temperature of the exhaust gas is used to control the actuator 7, it is desirable to use the temperature of the exhaust gas after passing through the main catalyst 4 as a factor used for control. The actuator 7 may be controlled, for example, based on the flow rate, pressure, etc. of the exhaust gas. Further, an elastic member such as a spring is used instead of the actuator 7, and the sub-catalyst 5 is displaced by driving any one of the support member 6, the sub-catalyst 5, and the case member 3 according to the flow rate of the exhaust gas. Such a configuration may be used.

(4m)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 (4m) The function of one component in the above embodiments may be distributed as multiple components, or the functions of multiple components may be integrated into one component. Also, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Also, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added, replaced, etc. with respect to the configuration of the other above embodiment. It should be noted that all aspects included in the technical idea specified by the wording in the claims are embodiments of the present disclosure.

1,1f…外郭部材、2…軸受、3,3e…ケース部材、4…メイン触媒、5,5a,5b,5c…サブ触媒、6,6b,6d,6g…支持部材、7,7g…アクチュエータ、8…緩衝部材、11,11f…本体部、12…上流部、13…下流部、14,14f…入口部、15…出口部、16…第1外郭部材、17…第2外郭部材、31,511…貫通孔、32…当接部、41,51…保護マット、61…電極層、100…排気浄化装置。 1, 1f... Outer shell member 2... Bearing 3, 3e... Case member 4... Main catalyst 5, 5a, 5b, 5c... Sub catalyst 6, 6b, 6d, 6g... Support member 7, 7g... Actuator , 8... buffer member, 11, 11f... main body part, 12... upstream part, 13... downstream part, 14, 14f... inlet part, 15... outlet part, 16... first shell member, 17... second shell member, 31 , 511 through hole 32 contact portion 41, 51 protective mat 61 electrode layer 100 exhaust purification device.

Claims (6)

内燃機関からの排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、
排気ガスが内部を流れる外郭部材と、
前記外郭部材の内部に配置され、排気ガスを浄化する浄化部と、
前記外郭部材に取り付けられ、前記外郭部材内で前記浄化部の位置を変位可能に前記浄化部を支持する支持部材と、
を備え、
前記浄化部は、前記支持部材によって、排気ガスが前記浄化部内に形成される内部流路を通過する位置である第1位置と、前記第1位置よりも排気ガスが前記内部流路を通過しにくい位置である第2位置と、に変位可能である、排気浄化装置。
An exhaust purification device for purifying exhaust gas from an internal combustion engine,
an outer shell member through which exhaust gas flows;
a purification unit disposed inside the outer shell member for purifying exhaust gas;
a support member that is attached to the outer shell member and supports the cleaning unit so that the position of the cleaning unit can be displaced within the outer shell member;
with
The purifying section has a first position where the exhaust gas passes through the internal flow path formed in the purifying section by the support member, and a position where the exhaust gas passes through the internal flow path more than the first position. and a second position, which is a difficult position.
請求項1に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部は、前記支持部材を基準に回転することで、前記第1位置と前記第2位置との変位が可能である、排気浄化装置。
The exhaust purification device according to claim 1,
The exhaust purification device, wherein the purification unit is capable of being displaced between the first position and the second position by rotating on the basis of the support member.
請求項2に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部の外周面の少なくとも一部を覆う壁部材を更に備え、
前記壁部材は、前記浄化部と共に前記支持部材を基準に回転し、前記浄化部が前記第2位置にあるとき前記外郭部材の排気ガスの流入口と前記浄化部との間に位置し、
前記浄化部が前記第2位置にあるときの前記壁部材による前記流入口の閉塞割合は、前記浄化部が前記第1位置にあるときよりも大きい、排気浄化装置。
The exhaust purification device according to claim 2,
further comprising a wall member covering at least a portion of the outer peripheral surface of the purification unit;
the wall member rotates on the basis of the support member together with the purifier, and is positioned between an exhaust gas inlet of the outer shell member and the purifier when the purifier is at the second position;
The exhaust gas purification device, wherein a blocking ratio of the inflow port by the wall member when the purification unit is at the second position is higher than when the purification unit is at the first position.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部は、前記第1位置にあるとき、前記外郭部材における排気ガスの流入口の中心軸と同軸上に配置され、前記内部流路が前記中心軸に沿って延びる、排気浄化装置。
The exhaust purification device according to any one of claims 1 to 3,
The exhaust purification device, wherein the purification unit is arranged coaxially with a central axis of an exhaust gas inlet in the outer shell member when the purification unit is at the first position, and the internal flow path extends along the central axis.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の排気浄化装置であって、
前記外郭部材の内部に配置され、前記排気ガスの流れる方向に垂直な断面の断面積が前記浄化部よりも大きい他の浄化部を更に備える、排気浄化装置。
The exhaust purification device according to any one of claims 1 to 4,
An exhaust purification device, further comprising another purification unit arranged inside the outer shell member and having a cross-sectional area perpendicular to the flow direction of the exhaust gas larger than that of the purification unit.
請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部は、通電により加熱される電気加熱式触媒であって、前記支持部材を介して通電が行われる、排気浄化装置。
The exhaust purification device according to any one of claims 1 to 5,
The exhaust purification device, wherein the purification unit is an electrically heated catalyst that is heated by energization, and the energization is performed via the support member.
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