JP5742492B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関からの排気を触媒コンバータで浄化するとともに、その触媒コンバータの排気上流側に設けた添加弁から添加剤を噴射して、その触媒コンバータの排気浄化能力を回復させるようにした排気浄化装置に関するものである。

車両等に搭載される内燃機関では、排気通路に設置される触媒コンバータで排気を浄化することが行なわれる。また、この触媒コンバータの排気浄化能力を回復させるために、触媒コンバータの排気上流側となる箇所に添加弁を設置し、触媒コンバータの排気浄化能力を回復させるための液状の添加剤を添加弁から噴射させることも行なわれる。

そして、添加弁の設置位置を、触媒コンバータよりも排気上流側に配置される排気マニホールドとすることも考えられている。例えば、特許文献１には、排気マニホールドに断熱ガスケットを介してホルダを固定し、このホルダに添加弁を保持する構造が記載されている。

特開２００６−２９９９６７号公報

ところで、上記特許文献１に記載された排気浄化装置では、添加弁に添加剤を供給する供給管がその添加弁に接続されることになるが、その添加弁に対する供給管の接続部から万が一添加剤が漏出した場合、落下して（垂れて）排気マニホールドに接触し、その排気マニホールドの熱により高温に晒されるおそれがある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、添加弁に対する供給管の接続部から添加剤が漏出しても高温に晒されるのを抑制することのできる排気浄化装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関からの排気を浄化する触媒コンバータよりも排気上流側の排気マニホールドに取付けられる添加弁と、前記添加弁に接続され、かつ前記触媒コンバータの排気浄化能力を回復させるための添加剤を前記添加弁に供給する供給管とを備え、前記供給管を通じて供給される前記添加剤を、前記添加弁から前記排気マニホールド内に噴射するようにした排気浄化装置であって、前記添加弁に対する前記供給管の少なくとも接続部の下方かつ前記排気マニホールドの上方には、前記接続部から前記添加剤が漏出した場合にその添加剤を受け止める遮蔽壁が設けられていることを要旨とする。

上記の構成によれば、添加剤が供給管から添加弁に供給される過程で、添加弁に対する供給管の接続部から万が一添加剤が漏出した場合、その添加剤は自重により落下する（垂れる）。上記接続部から落下した（垂れた）添加剤は、排気マニホールドに達する前に、接続部の下方かつ排気マニホールドの上方に配置された遮蔽壁によって受け止められる。そのため、接続部から漏出した添加剤が、排気マニホールドと接触することが規制され、高温に晒されることが抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記遮蔽壁は、前記排気マニホールドに対する前記添加弁の取付け部分まで少なくとも延び、前記添加弁及び前記排気マニホールド間で挟み込まれていることを要旨とする。

上記の構成によれば、遮蔽壁が、接続部の下方から排気マニホールドに対する添加弁の取付け部分にわたる広範囲に設けられていることから、落下した（垂れた）燃料は、遮蔽壁によってより的確に受け止められる。

また、仮に、遮蔽壁を添加弁又は排気マニホールドに取付ける構造を採ると、添加弁に対する遮蔽壁の取付け部分や、排気マニホールドに対する遮蔽壁の取付け部分に多少なりとも隙間が生じ、漏出した添加剤がこの隙間を通過して落下する（垂れる）おそれがある。

しかし、請求項２に記載の発明によるように、遮蔽壁を添加弁と排気マニホールドとの間で挟み込む構造を採ると、たとえ部材間に上記のような隙間が生じたとしても、その隙間は添加弁と排気マニホールドとの間に位置することとなって、実質的に塞がれた状態となり、その隙間を添加剤が通過して落下する（垂れる）ことが抑制される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記添加弁及び前記排気マニホールド間にはガスケットが介在されており、前記遮蔽壁は、前記ガスケットの上側に重ねられた状態で前記添加弁及び前記排気マニホールド間で挟み込まれていることを要旨とする。

上記の構成によれば、ガスケットとして遮蔽壁よりも熱伝導性の低いもの（断熱性の高いもの）が用いられれば、用いられない場合に比べ、排気マニホールドの熱が遮蔽壁に伝わりにくくなる。従って、排気マニホールドの熱が、遮蔽壁上に落下した（垂れた）添加剤に伝わりにくくなり、その添加剤が高温に晒されることが一層抑制される。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記遮蔽壁の一部はガスケットにより構成されており、前記遮蔽壁は前記ガスケットにおいて前記添加弁及び前記排気マニホールド間で挟み込まれていることを要旨とする。

上記請求項３に記載の発明によるような、互いに重ね合わされた状態の遮蔽壁及びガスケットを添加弁と排気マニホールドとの間で挟み込む構造では、遮蔽壁及びガスケットの合計の厚みが大きくなり、その分、添加弁の取付け位置が高くなる。

しかし、請求項４に記載の発明の構成を採れば、遮蔽壁は、その一部をなすガスケットのみにおいて、添加弁と排気マニホールドとの間で挟み込まれることになるため、添加弁の取付け位置が低くなる。そのため、請求項４に記載の発明は、添加弁の高さに制約がある場合に特に有効である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記遮蔽壁において、前記接続部の下方となる箇所から遠ざかった箇所には、前記添加剤の排出部が設けられており、前記遮蔽壁には、少なくとも前記接続部の下方となる箇所から前記排出部に向かって低くなるように傾斜する傾斜部が設けられていることを要旨とする。

上記の構成によれば、添加弁に対する供給管の接続部から万が一添加剤が落下しても（垂れても）、その添加剤は遮蔽壁の傾斜部上に落下する。添加剤は、傾斜部に沿って低所側へ流れることで、接続部の下方となる箇所から遠ざかった排出部に導かれる。そして、添加剤は、排出部を通じて遮蔽壁の外部へ排出される。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記排出部には、前記傾斜部により前記排出部に導かれた前記添加剤を、前記排気マニホールドよりも温度の低い箇所に導出する導出管が接続されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、傾斜部に沿って流れることで排出部に導かれた添加剤は導出管内を流れることで、排気マニホールドから遠ざけられつつ、排気マニホールドよりも温度の低い箇所へ導かれる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載の発明において、前記遮蔽壁及び前記遮蔽壁よりも上側の部材を上方から覆うカバーがさらに設けられていることを要旨とする。

上記の構成によれば、遮蔽壁の上方で塵埃や砂塵が浮遊した場合、その塵埃等は、遮蔽壁及びその遮蔽壁よりも上側の部材を上方から覆うカバーに付着することで、遮蔽壁への付着を遮られる。従って、遮蔽壁上の添加剤に塵埃等が付着して堆積することが抑制される。

特に、上記請求項５に記載の発明によるように排出部が設けられたり、請求項６に記載の発明によるように排出部に導出管が接続されたりした場合には、排出部や導出管が塵埃等の堆積に起因して詰まることが起こりにくくなる。

本発明を具体化した一実施形態において、排気浄化装置の要部の断面構造を示す部分断面図。 図１において、排気マニホールドに対する添加弁の取付け部分及びその周辺箇所を拡大して示す部分断面図。 図１において、添加弁に対する供給管の接続部、及びその周辺箇所を拡大して示す部分断面図。 排気浄化装置の変形例を示す部分断面図。 同じく、排気浄化装置の変形例を示す部分断面図。

以下、本発明を、車搭用内燃機関に適用される排気浄化装置に具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１において二点鎖線で示す内燃機関１０は複数の気筒を有している。この内燃機関１０では、気筒毎の燃焼室（図示略）において、燃料及び空気の混合気が燃焼される。この燃焼に伴い生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストンが往復動され、機関出力軸（ともに図示略）が回転されて、内燃機関１０の駆動力（トルク）が得られる。

燃焼ガスを排気として内燃機関１０の外部に排出するための排気通路１２の一部は、鋳鉄製の排気マニホールド２０によって構成されている。排気マニホールド２０は、内燃機関１０の各気筒から排出される排気の流路をそれぞれ有する複数の分岐管部２１を備えている。これらの分岐管部２１は、排気の流れ方向についての下流側（以下「排気下流側」という）で合流し、合流部２２を形成している。

排気通路１２において、上記排気マニホールド２０の合流部２２よりも排気下流側には、排気を浄化するための触媒コンバータ１３が配置されている。
触媒コンバータ１３には、ＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ：窒素酸化物）を使用するタイプや、ＮＯｘ浄化だけでなく、排気中における粒子状物質ＰＭ（ＰＭ：Paticulate Matter ）を捕捉するタイプも含まれる。

ここで、例えば、内燃機関１０の冷間運転、始動運転、低速低負荷運転等のように、燃焼室の温度及び排気温度が低くなる運転条件では、排気中における粒子状物質ＰＭや窒素酸化物（ＮＯｘ）の混入量が多くなりやすいうえ、触媒コンバータ１３の触媒床温度が低くなって排気浄化能力が不十分となることがある。

そこで、触媒コンバータ１３に添加剤Ａを添加することで、触媒コンバータ１３の排気浄化能力を回復させることが行なわれる。
ここで、添加剤Ａは液状をなし、炭化水素（ＨＣ）成分を含むものが好ましく、例えば対象となる内燃機関１０で使用する種類の燃料（軽油、ガソリン等）あるいはその他の異種の燃料等、さらには灯油等を液状の添加剤として用いることができる。

添加剤Ａの添加により、例えば、ＮＯｘ吸収剤を使用する上記前者のタイプの触媒コンバータ１３では、それよりも排気上流側の排気中で添加剤Ａが熱分解されて多量の炭化水素（ＨＣ）が生成される。この炭化水素（ＨＣ）により、ＮＯｘ吸収剤に既に吸収されている窒素酸化物（ＮＯｘ）が還元されることになって、ＮＯｘ吸収剤の吸収能力が回復する。

粒子状物質ＰＭを捕捉する上記後者のタイプの触媒コンバータ１３では、添加剤Ａの添加により、上記作用に加えて、排気の流れ方向について、触媒コンバータ１３よりも上流側（以下「排気上流側」という）の排気中で添加剤Ａが熱分解されて多量の炭化水素（ＨＣ）が生成される。この炭化水素（ＨＣ）が触媒コンバータ１３内で反応して、その反応熱で触媒コンバータ１３の触媒床温度が上昇する。その結果、触媒コンバータ１３内に既に捕捉されている粒子状物質ＰＭが焼却されることになって、触媒コンバータ１３の排気浄化能力が回復する。

上記添加剤Ａの添加のために、触媒コンバータ１３よりも排気上流側に位置する排気マニホールド２０には、周知の構造を有する添加弁３０が取付けられている。添加弁３０は、その全体が概ね細長い形状をなしており、その一端部（図１の左端部）に添加剤導入部３１を備え、他端部（図１の右端部）に、噴孔（図示略）を有するノズル部３２を備えている。なお、この添加弁３０の長さ方向についての位置を特定するために、添加弁３０において添加剤導入部３１の設けられている側を基端側といい、ノズル部３２の設けられている側を先端側というものとする。

添加弁３０内であって、上記添加剤導入部３１及びノズル部３２間には添加剤通路（図示略）が設けられている。また、添加弁３０には、上記添加剤通路を開放及び閉鎖すべく変位する弁体と、この弁体を駆動する電磁駆動部（いずれも図示略）が内蔵されている。そして、電磁駆動部に対する通電態様（例えば、通電及び通電停止）が切替えられることにより、弁体が変位して添加弁３０が開弁及び閉弁する。添加弁３０の開弁により、ノズル部３２の噴孔から、図１において二点鎖線で示すように霧状の添加剤Ａが、排気マニホールド２０の合流部２２の排気下流側へ向けて噴射される。

なお、図１〜図３では、添加弁３０の内部構造が割愛して図示されている。この点は、後述する図４及び図５についても同様である。
ここで、添加弁３０の設置箇所としては、例えばシリンダヘッドの排気ポートの近傍や、ターボチャージャのタービンから触媒コンバータ１３までの領域が考えられるが、本実施形態では次の理由により排気マニホールド２０を添加弁３０の設置箇所としている。

例えば、添加弁３０をシリンダヘッドの排気ポートの近傍に設置すると、排気ポートに向けて噴射された添加剤Ａが排気脈動の影響でもって排気ポート周辺に吹き返されて排気ポート壁面にデポジットとして付着堆積しやすくなる。しかも、既存の内燃機関１０に添加弁３０を設置するためにはシリンダヘッドの設計変更が必要になる。

また、添加弁３０を、ターボチャージャのタービンから触媒コンバータ１３までの領域に設置すると、添加弁３０から触媒コンバータ１３までの距離が比較的短いことから、添加された添加剤Ａが霧化しにくくなり、添加剤Ａの添加による効力が不十分となる懸念がある。

これに対し、本実施形態では、添加弁３０の設置箇所を、シリンダヘッドの排気ポートよりも排気下流側へ離れた箇所であって、ターボチャージャのタービンよりも排気上流側に位置する排気マニホールド２０としている。そのため、シリンダヘッドの設計変更を行なうことなく、簡単に設置することが可能となる。また、噴射した添加剤Ａが排気脈動の影響でもって排気ポートの周辺に吹き返される現象が発生しにくくなる。そのため、排気ポートに添加剤Ａを添加する場合に比べて、排気ポートの壁面に添加剤Ａがデポジットとして付着堆積する現象が起こりにくくなる。さらに、添加弁３０から触媒コンバータ１３までの距離が十分確保され、添加された添加剤Ａが霧化しやすく、添加剤Ａの添加による効力が十分発揮される。

次に、図２及び図３を参照して、排気マニホールド２０に対する上記添加弁３０の取付け構造について説明する。
排気マニホールド２０の合流部２２の上方には、図２に示すように、上方へ向けて膨出する膨出部２３が一体に形成されている。膨出部２３の上面２３Ｔは、添加弁３０から水平方向へ遠ざかるに従い低くなるように、水平面に対し一定の角度で傾斜している。膨出部２３の内部には、排気マニホールド２０の内外を連通させるとともに、添加弁３０から噴射される添加剤Ａを排気マニホールド２０の合流部２２へ向けるよう導く通路２４が設けられている。膨出部２３の上端部の周りには、取付けフランジ２５が一体に形成されている。

膨出部２３上には、添加弁３０を排気マニホールド２０に保持するためのホルダ４０が配置されている。このホルダ４０は、排気マニホールド２０とは別部材によって形成されており、ボルト及びナット等の締結部材（図示略）によって、上記取付けフランジ２５に締結されている。

ホルダ４０の下部における端面４０Ｌの多くは、上記膨出部２３の上面２３Ｔに対応して、添加弁３０から水平方向へ遠ざかるに従い低くなるように、水平面に対し一定の角度で傾斜している。これらの傾斜により、端面４０Ｌの多くは上面２３Ｔに対し略平行となっている。

ホルダ４０の下部には、端面４０Ｌにおいて開口して、上記排気マニホールド２０の通路２４に面する凹部４１が設けられている。この凹部４１は、下側ほど流路面積が大きくなるように形成されている。ホルダ４０には、上記凹部４１から水平方向へ遠ざかるに従い高くなるように傾斜する弁装着孔４２が設けられている。弁装着孔４２の一方（図２の右方）の端部は上記凹部４１に連通し、他方（図２の左方）の端部はホルダ４０の側部の端面４０Ｓにおいて開口している。そして、添加弁３０の先端側の部分（ノズル部３２を含む）が上記開口から弁装着孔４２内に嵌入されることで、ノズル部３２が添加剤導入部３１（図３参照）よりも低所に位置するように、添加弁３０がホルダ４０に対し傾斜状態で装着されている。この装着状態では、添加弁３０のノズル部３２の噴孔が上記凹部４１に臨むとともに、同添加弁３０の添加剤導入部３１を含む基端部分がホルダ４０の外部に露出している（図１参照）。

ホルダ４０内において上記弁装着孔４２の周りにはウォータジャケット４３が設けられている。このウォータジャケット４３には、内燃機関１０からの冷却液の一部が供給されており、主として添加弁３０がこの冷却液によって冷却される。

図３に示すように、上記添加弁３０には添加剤Ａの供給管５０が接続されている。供給管５０は、サプライポンプ（図示略）に接続された管本体５１と、その管本体５１の上記サプライポンプとは反対側（図３の左側）の端部に取付けられたアイユニオン５２とによって構成されている。アイユニオン５２は、円環状をなす環状部５３と、環状部５３から径方向外方へ延びる棒状の管接続部５４とを備えて構成されている。これらの環状部５３及び管接続部５４内には添加剤Ａの流路５５が形成されている。そして、管接続部５４に対し管本体５１が被せられることにより、両者５４，５１が連結されている。

上記添加弁３０に対する供給管５０の接続のために、両者３０，５０間に接続補助部６０が介在されている。
接続補助部６０の多くの部分は、添加剤流路６２を有する補助ホルダ６１によって構成されている。添加剤流路６２において添加剤Ａの流れ方向についての下流側の端部は、この接続補助部６０の下部の端面６０Ｌにおいて開口している。添加剤流路６２において添加剤Ａの流れ方向について上流側の端部は、接続補助部６０の上部の端面６０Ｔにおいて開口している。添加剤流路６２において添加剤Ａの流れ方向についての下流部は、添加弁３０の添加剤導入部３１に装着される装着孔部６３とされている。また、添加剤流路６２において添加剤Ａの流れ方向についての上流部は、雌ねじの形成されたねじ孔部６４とされている。

そして、添加弁３０において、Ｏリング３３の装着された添加剤導入部３１が装着孔部６３内に挿入されることにより補助ホルダ６１が添加弁３０に装着されている。このＯリング３３は、添加剤導入部３１と装着孔部６３との間の液密性を保つために用いられている。

上記補助ホルダ６１の上記端面６０Ｔ上には、銅等の金属によって形成されたガスケット６５を介して上記アイユニオン５２が配置されている。アイユニオン５２及びガスケット６５は、それらを上方から貫通するボルト６６の軸部６７が上記ねじ孔部６４に螺合されることによって補助ホルダ６１の上部にねじ締結されている。ボルト６６の軸部６７内には、同軸部６７の外周面と下端面とを繋ぐ添加剤Ａの流路６８が形成されている。これらの補助ホルダ６１、ガスケット６５及びボルト６６によって上記接続補助部６０が構成されている。

そして、上記接続補助部６０自体と、添加弁３０に対する接続補助部６０の装着部分と、接続補助部６０に対する供給管５０の接続部分とによって、特許請求の範囲における「添加弁に対する供給管の接続部Ｂ」が構成されている。

さらに、本実施形態では、図２及び図３に示すように、上記接続部Ｂから添加剤Ａが漏出した場合に、その添加剤Ａを受け止める目的で遮蔽壁７０が設けられている。漏出の可能性のある箇所としては、例えば、添加弁３０に対する接続補助部６０の装着部分、接続補助部６０に対する供給管５０の接続部分等が挙げられる。

遮蔽壁７０は、上記目的を達成するためには、少なくとも接続部Ｂの下方かつ排気マニホールド２０の上方に設けられている必要がある。本実施形態では、遮蔽壁７０は、接続部Ｂの下方にとどまらず、接続補助部６０、添加弁３０及びホルダ４０のそれぞれの下方となる箇所に設けられている。遮蔽壁７０は、耐熱性及び耐腐食性に優れたステンレス鋼製の板材を加工することによって形成されている。遮蔽壁７０の周縁部には、同周縁部を略直角に屈曲させることにより周壁部７１が形成されている。

遮蔽壁７０の一部であって、排気マニホールド２０に対する添加弁３０（ホルダ４０）の取付け部分に対応する箇所は、その上下に配置されたガスケット８１，８２とともに、添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間に介在されて挟み込まれている。

表現を変えると、遮蔽壁７０は、接続部Ｂの下方かつ排気マニホールド２０の上方となる箇所を基準とした場合、この基準となる箇所から排気マニホールド２０に対する添加弁３０の取付け部分、すなわちホルダ４０の膨出部２３との締結箇所まで少なくとも延びている。そして、遮蔽壁７０は、ホルダ４０及び膨出部２３間で挟み込まれている。

上記両ガスケット８１，８２としては、例えば高い断熱性を有する（熱伝導性の低い）もの、いわゆる断熱ガスケットを用いることができる。このようなガスケット８１，８２しては、例えば、ばね鋼板の表面に断熱材をコーティングしたもの、遮蔽板を組合わせたもの等が挙げられる。両ガスケット８１，８２は、排気マニホールド２０からホルダ４０や添加弁３０への熱伝導を低減する機能を有する。

そもそも、添加弁３０を閉弁させている期間が長くなる等して、添加弁３０内の添加剤Ａが高温に晒されると、添加剤Ａが熱劣化して添加弁３０を目詰まりさせるおそれがある。しかし、上述したように断熱性の高いガスケット８１，８２でもって排気マニホールド２０からの熱伝導を低減することで、添加弁３０内の添加剤Ａの熱劣化が抑制されて、添加弁３０の目詰まりが起こりにくくなる。

さらに、遮蔽壁７０の下側のガスケット８２は、排気マニホールド２０から遮蔽壁７０への熱伝導を低減する機能も有する。
遮蔽壁７０において、接続部Ｂの下方となる箇所から水平方向へ遠ざかった箇所には、添加剤Ａの排出部７２が設けられている。本実施形態では、遮蔽壁７０の一部が、排気マニホールド２０に対する添加弁３０（ホルダ４０）の取付け部分を挟んで、添加弁３０とは反対側（図２の右側）となる箇所まで延びており、この部分によって排出部７２が構成されている。排出部７２は、遮蔽壁７０を上下に貫通する孔（図示略）を添加剤Ａの排出口として有している。

遮蔽壁７０には、少なくとも接続部Ｂの下方となる箇所から排出部７２に向かって低くなるように、水平面に対し傾斜する傾斜部７３が設けられている。遮蔽壁７０において、添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間に挟み込まれる箇所は、この傾斜部７３の一部を構成している。傾斜部７３は、接続部Ｂの下方となる箇所と、挟み込まれる箇所とで傾き度合いを変えられている。傾斜部７３は、接続部Ｂの下方となる箇所では、挟み込まれる箇所よりも水平面に対し大きく傾いている。

上記排出部７２と、排気マニホールド２０から水平方向へ遠ざかり、かつその排気マニホールド２０よりも温度の低い箇所とは導出管７４によって接続されている（図１参照）。

さらに、遮蔽壁７０の一部は、接続部Ｂを挟んで添加弁３０とは反対側（図３の左側）となる箇所を通って鉛直方向上方へ延びる縦壁部７５となっている。縦壁部７５は、接続部Ｂの側方近傍に配置されている。縦壁部７５の上端は、ボルト６６と略同じ高さに位置している。この縦壁部７５は、接続部Ｂから漏出した添加剤Ａが、真っ直ぐ下方へ落下せず（垂れず）、水平方向について接続部Ｂから遠ざかる側（図３の左側）へずれながら落下する（垂れる）のを規制することで、添加剤Ａを傾斜部７３上に落下させる（垂れさせる）役目を担っている。

上記のようにして、本実施形態の排気浄化装置が構成されている。次に、この排気浄化装置の作用について説明する。
添加弁３０に対しては、サプライポンプから液状の添加剤Ａが供給される。この供給に際しては、添加剤Ａは、供給管５０（管本体５１、アイユニオン５２）、接続補助部６０（ボルト６６、補助ホルダ６１）を順に流れる。この供給の過程で、接続部Ｂから添加剤Ａが漏出する（滲み出る）可能性がある。例えば、図３に示すように、接続補助部６０に対する供給管５０の接続部分、より詳しくはボルト６６とアイユニオン５２との間、アイユニオン５２とガスケット６５との間等から添加剤Ａが漏出する（滲み出る）可能性がある。また、添加弁３０に対する接続補助部６０の装着部分、より詳しくは、Ｏリング３３と装着孔部６３の内壁面との間、Ｏリング３３と添加弁３０（添加剤導入部３１）との間から添加剤Ａが漏出する（滲み出る）可能性がある。これらの箇所から添加剤Ａが万が一漏出した場合、その添加剤Ａは自重により落下する（垂れる）。しかし、落下した（垂れた）添加剤Ａは、排気マニホールド２０に達する前に、接続部Ｂの下方かつ排気マニホールド２０の上方に配置されている遮蔽壁７０によって受け止められる。

特に、本実施形態では、遮蔽壁７０が、少なくとも接続部Ｂの下方と、少なくとも排気マニホールド２０に対する添加弁３０の取付け箇所との間といった広範囲にわたって設けられていることから、落下した（垂れた）添加剤Ａは、遮蔽壁７０によって的確に受け止められる。そして、上記の受け止めにより、漏出した添加剤Ａが排気マニホールド２０に接触することが規制される。

また、遮蔽壁７０が、ヒートインシュレータとしても機能することで、排気マニホールド２０の輻射熱が、漏出した添加剤Ａに一層伝わりにくくなる。
ここで、仮に、遮蔽壁７０を添加弁３０（ホルダ４０）又は排気マニホールド２０に取付ける構造を採ると、添加弁３０（ホルダ４０）に対する遮蔽壁７０の取付け部分や、排気マニホールド２０に対する遮蔽壁７０の取付け部分に多少なりとも隙間が生じ、漏出した添加剤Ａがこの隙間を通過して落下する（垂れる）おそれがある。しかし、遮蔽壁７０を添加弁３０（ホルダ４０）と排気マニホールド２０との間で挟み込む構造を採っている本実施形態では、上記のような隙間がホルダ４０と膨出部２３との間に位置することとなって、実質的に塞がれた状態となり、添加剤Ａがその隙間を通過して落下する（垂れる）ことが起こりにくい。

また、遮蔽壁７０の一部が、断熱性の高いガスケット８２の上側に重ねられた状態で添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間に配置されていることから、排気マニホールド２０の熱が遮蔽壁７０に伝わりにくい。この点においても、排気マニホールド２０の熱が、遮蔽壁７０上に落下した（垂れた）添加剤Ａに伝わりにくくなる。

さらに、本実施形態では、遮蔽壁７０において、上記のようにして落下した（垂れた）添加剤Ａを受け止める箇所が排出部７２に向かって低くなる傾斜部７３となっていることから、添加剤Ａはその傾斜部７３に沿って低所側へ流れることで、接続部Ｂの下方となる箇所から遠ざかった排出部７２に導かれる。この際、周壁部７１は、傾斜部７３上の添加剤Ａが排出部７２以外の箇所から遮蔽壁７０の外側へ流れ出るのを規制する。そして、排出部７２に導かれた添加剤Ａは導出管７４内を流れることで、排気マニホールド２０から離れ、かつ排気マニホールド２０よりも温度の低い箇所へ導かれる。

なお、漏出することなく添加剤導入部３１を通じて添加弁３０内に供給された添加剤Ａは、添加剤通路を通ってノズル部３２に導かれる。触媒コンバータ１３の排気浄化能力の非回復時には、例えば電磁駆動部に対する通電が停止され、弁体によって添加剤通路が閉鎖されて、添加弁３０が閉弁される。この閉弁により、ノズル部３２の噴孔から添加剤Ａが噴射されない。これに対し、触媒コンバータ１３の排気浄化能力の回復時には、例えば電磁駆動部に対し通電が行なわれ、弁体により添加剤通路が開放されて、添加弁３０が開弁される。この開弁により、ノズル部３２の噴孔から排気マニホールド２０の合流部２２の排気下流側へ向けて添加剤Ａが噴射される（図１の二点鎖線参照）。この噴射された添加剤Ａは、内燃機関１０からの排気とともに排気下流側へ流れる。添加剤Ａは、触媒コンバータ１３の排気上流側で高温の排気中で熱分解されて、多量の炭化水素（ＨＣ）を生成する。この炭化水素（ＨＣ）が触媒コンバータ１３内で反応され、その反応熱で触媒コンバータ１３が昇温され、触媒コンバータ１３の排気浄化能力が回復する。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）少なくとも接続部Ｂの下方かつ排気マニホールド２０の上方に、接続部Ｂから添加剤Ａが漏出した場合にその添加剤Ａを受け止める遮蔽壁７０を設けている。

そのため、添加剤Ａが万が一、添加弁３０に対する接続補助部６０の装着部分や、接続補助部６０に対する供給管５０の接続部分から漏出して落下しても（垂れても）、遮蔽壁７０によって受け止めることで、その添加剤Ａが排気マニホールド２０との接触により高温に晒されるのを抑制することができる。

また、遮蔽壁７０をヒートインシュレータとしても機能させることができ、排気マニホールド２０の輻射熱が、漏出した添加剤Ａに伝わるのを抑制することができる。
（２）遮蔽壁７０を、接続部Ｂの下方から、排気マニホールド２０に対する添加弁３０（ホルダ４０）の取付け部分まで少なくとも延出させ、添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間で挟み込んでいる。

そのため、漏出した添加剤Ａを、広範囲にわたって設けられている遮蔽壁７０によって的確に受け止めることができる。
また、仮に遮蔽壁７０を添加弁３０（ホルダ４０）又は排気マニホールド２０に取付ける構造を採ると、添加弁３０（ホルダ４０）に対する遮蔽壁７０の取付け部分や、排気マニホールド２０に対する遮蔽壁７０の取付け部分に多少なりとも隙間が生ずる。

これに対し、本実施形態では、たとえ部材間に上記のような隙間が生じたとしても、添加弁３０（ホルダ４０）と排気マニホールド２０との間で遮蔽壁７０を挟み込む構造を採ることで、隙間を実質的に塞いだ状態にし、その隙間を添加剤Ａが通過して落下する（垂れる）のを抑制することができる。

さらに、上記の構成を採用したことにより、遮蔽壁７０を追加するだけですみ、添加弁３０（ホルダ４０）や排気マニホールド２０についての設計変更を行なう必要がない。
（３）添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間に、断熱性の高いガスケット８２を介在させる。遮蔽壁７０を、ガスケット８２の上側に重ねられた状態で添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間に配置している。

そのため、排気マニホールド２０の熱をガスケット８２により遮蔽壁７０に伝わりにくくすることができる。その結果、排気マニホールド２０の熱を、遮蔽壁７０上に落下した（垂れた）添加剤Ａに伝わりにくくし、漏出した添加剤Ａが、排気マニホールド２０の熱により高温に晒されるのを一層抑制することができる。

（４）遮蔽壁７０において、接続部Ｂの下方となる箇所から水平方向へ遠ざかった箇所に、添加剤Ａの排出部７２を設ける。遮蔽壁７０に、少なくとも接続部Ｂの下方となる箇所から排出部７２に向かって低くなるように、水平面に対し傾斜する傾斜部７３を設けている。

そのため、接続部Ｂから漏出して落下した（垂れた）添加剤Ａを、傾斜部７３に沿って低所側へ流れさせることで、接続部Ｂの下方となる箇所から遠ざかった箇所の排出部７２へ導き、その排出部７２を通じて遮蔽壁７０の外部へ排出することができる。

（５）排出部７２と、排気マニホールド２０から離れ、かつその排気マニホールド２０よりも温度の低い箇所とを導出管７４によって繋いでいる。
そのため、排出部７２に導かれた添加剤Ａを、導出管７４によって排気マニホールド２０から遠ざけつつ、その排気マニホールド２０よりも温度の低い箇所まで導くことができる。

（６）添加弁３０を、ホルダ４０に保持された状態で排気マニホールド２０に取付けている。
そのため、直に排気マニホールド２０に取付ける場合に比べ、添加弁３０を排気マニホールド２０に付設しやすくすることができる。

また、排気マニホールド２０の熱が添加弁３０に直接に伝わるのをホルダ４０によって回避することができ、添加弁３０の昇温を抑制するうえで有利である。そして、添加弁３０内における添加剤Ａの熱劣化を抑制し、添加弁３０の目詰まりを生じにくくすることが可能となる。

（７）ホルダ４０と排気マニホールド２０との間に、断熱性の高いガスケット８１，８２を介在させている。
そのため、排気マニホールド２０の熱を添加弁３０に伝わりにくくすることができる。この点においても、添加弁３０内における添加剤Ａの熱劣化を抑制し、もって添加弁３０の目詰まりを生じにくくすることが可能となる。

なお、本発明は、次に示す別の実施形態に具体化することができる。
＜排気マニホールド２０に対する添加弁３０の取付け態様について＞
・添加弁３０（ホルダ４０）と排気マニホールド２０とによって遮蔽壁７０及びガスケット８１，８２を挟み込む構造を採用すると、遮蔽壁７０及びガスケット８１，８２の合計の厚みが大きくなり（ホルダ４０と排気マニホールド２０との間隔が広くなり）、添加弁３０の取付け位置が高くなる。

そこで、ガスケット８１，８２の一方を割愛してもよい。この場合には、遮蔽壁７０及びガスケットの合計の厚みが、割愛されたガスケットの分だけ小さくなり、添加弁３０の取付け位置が低くなる。

さらには、ガスケットを１枚とする場合、遮蔽壁７０とガスケットとの関係を図４に示すように変更してもよい。この場合、遮蔽壁７０の一部がガスケット９０によって構成される。遮蔽壁７０においてガスケット９０以外の箇所（ガスケット９０の周りの箇所）は、そのガスケット９０の周縁部９１に接合されて同ガスケット９０と一体にされる。そして、遮蔽壁７０は、ガスケット９０において添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間で挟み込まれる。

このようにすると、遮蔽壁７０は、その一部をなすガスケット９０のみにおいて、添加弁３０（ホルダ４０）と排気マニホールド２０とによって挟み込まれることとなり、添加弁３０の取付け位置がさらに低くなる。

そのため、上記ガスケットを１枚とする変形例（遮蔽壁７０の一部をガスケット９０によって構成する変形例も含む）は、添加弁３０の高さに制約がある場合に特に有効である。

なお、図４において、上記実施形態と同様の部材、箇所等については同一の符号が付されている。この点は、後述する図５についても同様である。
＜遮蔽壁７０の大きさ・形状等について＞
・「遮蔽壁７０が、少なくとも接続部Ｂの下方かつ排気マニホールド２０の上方に位置する」という条件を満たす範囲で、遮蔽壁７０の大きさや形状が変更されてもよい。

・遮蔽壁７０において、接続部Ｂの下方となる箇所と排出部７２との間は、単一の傾斜部によって構成されてもよいし、３つ以上の傾斜部によって構成されてもよい。ただし、上記いずれの場合であっても、傾斜部は接続部Ｂの下方となる箇所から排出部７２に近付くに従い低くなるように傾斜するものである必要がある。

・遮蔽壁７０において、接続部Ｂの下方となる箇所と排出部７２との間は、必ずしも水平面に対し傾斜していなくてもよい。この場合、排出部７２や導出管７４については適宜割愛可能である。

＜遮蔽壁７０の固定態様について＞
・遮蔽壁７０は、添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０間で挟み込む構造以外の構造によって固定されてもよい。

・遮蔽壁７０は、添加弁３０（ホルダ４０）及び排気マニホールド２０の一方に対してのみ固定されてもよい。
こうした変更は、添加弁３０（ホルダ４０）又は排気マニホールド２０に対する遮蔽壁７０の固定部分で生ずる隙間が比較的小さく、添加剤Ａの通過が問題とならない場合に有効である。

＜その他の事項＞
・図５において二点鎖線で示すように、遮蔽壁７０の全体と、その遮蔽壁７０よりも上側の部材（添加弁３０、ホルダ４０、ガスケット８１、接続補助部６０及び供給管５０の一部）とを上方から覆うカバー９５がさらに設けられてもよい。

このようにすると、遮蔽壁７０の上方で塵埃や砂塵（以下、単に「塵埃等」という）が浮遊しても、その塵埃等が遮蔽壁７０上に付着するのをカバー９５によって遮ることができる。その結果、遮蔽壁７０上の添加剤Ａに塵埃等が付着するのを規制し、塵埃等の堆積を抑制することができる。

特に、上記実施形態のように排出部７２が設けられたり、その排出部７２に導出管７４が接続されたりしている場合には、排出部７２や導出管７４が塵埃等の堆積に起因して詰まる現象を、上記カバー９５によって抑制することができる。

＜適用可能な排気浄化装置について＞
・本発明は、触媒コンバータ１３として、例えばＤＰＦ（Diesel Paticulate Filter）、ＮＯｘ吸蔵還元触媒、酸化触媒等が用いられた排気浄化装置にも適用可能である。また、内燃機関１０が希薄燃焼型ガソリンエンジンである場合には、本発明は、触媒コンバータ１３として三元触媒コンバータが用いられた排気浄化装置にも適用可能である。

・本発明は、触媒コンバータ１３が１つ又は３つ以上用いられた排気浄化装置にも適用可能である。
・本発明は、添加弁３０が、前記実施形態よりも急峻に、又はなだらかに傾斜した状態で排気マニホールド２０に取付けられる排気浄化装置にも適用可能である。

また、本発明は、添加弁３０が鉛直状態で排気マニホールド２０に取付けられる排気浄化装置にも適用可能である。
・本発明は、ホルダ４０が用いられることなく、添加弁３０が排気マニホールド２０に直に取付けられるタイプの排気浄化装置にも適用可能である。

１０…内燃機関、１３…触媒コンバータ、２０…排気マニホールド、３０…添加弁、５０…供給管、６５，８１，８２，９０…ガスケット、７０…遮蔽壁、７２…排出部、７３…傾斜部、７４…導出管、９１…周縁部、９５…カバー、Ａ…添加剤、Ｂ…接続部。

Claims (7)

1. 内燃機関からの排気を浄化する触媒コンバータよりも排気上流側の排気マニホールドに取付けられる添加弁と、
   前記添加弁に接続され、かつ前記触媒コンバータの排気浄化能力を回復させるための添加剤を前記添加弁に供給する供給管と
   を備え、前記供給管を通じて供給される前記添加剤を、前記添加弁から前記排気マニホールド内に噴射するようにした排気浄化装置であって、
   前記添加弁に対する前記供給管の少なくとも接続部の下方かつ前記排気マニホールドの上方には、前記接続部から前記添加剤が漏出した場合にその添加剤を受け止める遮蔽壁が設けられていることを特徴とする排気浄化装置。
2. 前記遮蔽壁は、前記排気マニホールドに対する前記添加弁の取付け部分まで少なくとも延び、前記添加弁及び前記排気マニホールド間で挟み込まれている請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記添加弁及び前記排気マニホールド間にはガスケットが介在されており、前記遮蔽壁は、前記ガスケットの上側に重ねられた状態で前記添加弁及び前記排気マニホールド間で挟み込まれている請求項２に記載の排気浄化装置。
4. 前記遮蔽壁の一部はガスケットにより構成されており、前記遮蔽壁は前記ガスケットにおいて前記添加弁及び前記排気マニホールド間で挟み込まれている請求項２に記載の排気浄化装置。
5. 前記遮蔽壁において、前記接続部の下方となる箇所から遠ざかった箇所には、前記添加剤の排出部が設けられており、
   前記遮蔽壁には、少なくとも前記接続部の下方となる箇所から前記排出部に向かって低くなるように傾斜する傾斜部が設けられている請求項１〜４のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
6. 前記排出部には、前記傾斜部により前記排出部に導かれた前記添加剤を、前記排気マニホールドよりも温度の低い箇所に導出する導出管が接続されている請求項５に記載の排気浄化装置。
7. 前記遮蔽壁及び前記遮蔽壁よりも上側の部材を上方から覆うカバーがさらに設けられている請求項１〜６のいずれか１つに記載の排気浄化装置。

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