JP7039911B2 - 内燃機関のｅｇｒ装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関のＥＧＲ（排気再循環：Exhaust Gas Recirculation）装置に係り、特に、低圧ＥＧＲが実行可能なＥＧＲ装置に関する。

車両用の内燃機関において、ＮＯｘ（窒素酸化物）の低減を目的として排気ガスの一部を吸気側に還流させるＥＧＲ装置を備えたものが公知である。このＥＧＲ装置は一般的に、ターボチャージャのタービンの上流側から比較的高温、高圧の排気ガスの一部（ＥＧＲガスという）を取り出し、そのＥＧＲガスをターボチャージャのコンプレッサの下流側に還流させるもので、高圧ＥＧＲ装置（ＨＰ（High Pressure）－ＥＧＲ装置）と称されるものである。これに対し近年では、さらなるＮＯｘ低減を目的として、低圧ＥＧＲ装置（ＬＰ（Low Pressure）－ＥＧＲ装置）を追加して設けることがある。この低圧ＥＧＲ装置は、ターボチャージャのタービンの下流側から比較的低温、低圧のＥＧＲガスを取り出し、そのＥＧＲガスをターボチャージャのコンプレッサの上流側に還流させる。

この低圧ＥＧＲ装置では、ＥＧＲガスを流す低圧ＥＧＲ通路が、排気通路における後処理部材の下流側の位置に接続されている。ここで後処理部材とは、排気後処理を実行する部材であり、排気中の特定成分を除去する触媒またはフィルタのことをいう。後処理部材の下流側の排気ガスに、後処理部材の欠損等により生じた異物が混入し、これが低圧ＥＧＲ通路内に導入され、吸気側に至り、コンプレッサを破損させる虞がある。このため、低圧ＥＧＲ通路に異物捕獲用のフィルタ部材を設けることが行われている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２－２０２２６５号公報

フィルタ部材は、排気通路内に突出するよう、低圧ＥＧＲ通路の入口部に設けられるのが好ましい。こうすることによって、排気通路内の排気ガスの流れや勢いを利用して、フィルタ部材に捕獲された異物をフィルタ部材から離脱させ、フィルタ部材の下流側に排出することができ、フィルタ部材の自浄作用をもたらすことができるからである。

しかし、従来のフィルタ部材の構造および形状は、こうした自浄作用の観点からは必ずしも最適化されていなかった。例えば特許文献１の図４，５，６（ａ）には円錐台形状のフィルタ部材が開示されているが、円錐台形状だと、その平らな頂面ないし先端面に捕獲された異物を排気ガスで離脱させるのが困難である。また特許文献１の図６（ｂ）にはドーム状のフィルタ部材が開示されているが、ドーム状でも、その湾曲した頂面ないし先端面に捕獲された異物を排気ガスで離脱させるのが困難である。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、フィルタ部材の自浄作用を最大限発揮することができる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
排気通路における後処理部材の下流側の位置に接続された低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路の入口部に設けられ、前記排気通路内に突出するフィルタ部材と、
を備え、
前記フィルタ部材の突出方向の先端部が鋭利な点状または線状に形成されている
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置が提供される。

好ましくは、前記フィルタ部材は、突出方向に延びる中心軸を有する錐体形状を有し、前記フィルタ部材の先端部は、前記錐体形状の頂点によって鋭利な点状に形成される。

好ましくは、前記フィルタ部材は、突出方向に対し排気下流側に向かって傾斜する前面部を有し、前記フィルタ部材の先端部は、前記前面部の上端縁部によって鋭利な線状に形成される。

前記後処理部材は、排気中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタであってもよい。

本発明によれば、フィルタ部材の自浄作用を最大限発揮することができる内燃機関のＥＧＲ装置を提供できる。

内燃機関の構成を示す概略図である。 フィルタ部材の第１実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面断面図、（Ｃ）は側方斜視図である。 フィルタ部材に異物が捕獲されたときの様子を示す側面断面図であり、図３（Ａ）は比較例の場合、図３（Ｂ）は第１実施例の場合である。 フィルタ部材の第２実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面断面図、（Ｃ）は側方斜視図である。 フィルタ部材の第３実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面断面図、（Ｃ）は側方斜視図である。 フィルタ部材の第４実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面断面図、（Ｃ）は側方斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し本発明は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１は、本実施形態のＥＧＲ装置が適用された内燃機関を示す。内燃機関（エンジンともいう）１は、車両（図示せず）に搭載された多気筒エンジンである。本実施形態において、車両はトラック等の大型車両であり、これに搭載される車両動力源としてのエンジン１は直列４気筒ディーゼルエンジンである。しかしながら、車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン１はガソリンエンジンであってもよい。

エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３および排気通路４と、ターボチャージャ１４と、燃料噴射装置５とを備える。エンジン本体２は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。

燃料噴射装置５は、コモンレール式燃料噴射装置からなり、各気筒に設けられた燃料噴射弁すなわちインジェクタ７と、インジェクタ７に接続されたコモンレール８とを備える。インジェクタ７は、シリンダ９内すなわち燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタである。コモンレール８は、インジェクタ７から噴射される燃料を高圧状態で貯留する。

吸気通路３は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された吸気マニホールド１０と、吸気マニホールド１０の上流端に接続された吸気管１１とにより主に画成される。吸気マニホールド１０は、吸気管１１から送られてきた吸気を各気筒の吸気ポートに分配供給する。吸気管１１には、上流側から順に、エアクリーナ１２、エアフローメータ１３、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃ、インタークーラ１５、および電子制御式の吸気スロットルバルブ１６が設けられる。エアフローメータ１３は、エンジン１の単位時間当たりの吸入空気量すなわち吸気流量を検出するためのセンサであり、マスエアフロー（ＭＡＦ）センサ等とも称される。

排気通路４は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された排気マニホールド２０と、排気マニホールド２０の下流側に接続された排気管２１とにより主に画成される。排気マニホールド２０は、各気筒の排気ポートから送られてきた排気ガスを集合させる。排気管２１、もしくは排気マニホールド２０と排気管２１の間には、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔが設けられる。タービン１４Ｔより下流側の排気通路４には、上流側から順に、酸化触媒２２、フィルタ２３、選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）２４およびアンモニア酸化触媒２６が設けられる。これらは排気後処理を実行する後処理部材をなす。フィルタ２３とＮＯｘ触媒２４の間の排気通路４には、還元剤としての尿素水を排気通路４内に噴射する還元剤噴射弁としての尿素インジェクタ２５が設けられる。

酸化触媒２２は、排気中の未燃成分（炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素ＣＯ）を酸化して浄化すると共に、このときの反応熱で排気ガスを加熱昇温する。フィルタ２３は、所謂連続再生式ディーゼルパティキュレートフィルタであり、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭとも称す）を捕集すると共に、その捕集したＰＭを貴金属と反応させて連続的に燃焼除去する。フィルタ２３には、ハニカム構造のセラミック製基材の両端開口を互い違いに市松状に閉塞した所謂ウォールフロータイプのものが用いられる。

ＮＯｘ触媒２４は、尿素インジェクタ２５から噴射された尿素水を加水分解して得られるアンモニアを、排気中のＮＯｘと反応させて、ＮＯｘを還元浄化する。ＮＯｘ触媒２４は、ゼオライト又はアルミナなどの基材表面にＰｔなどの貴金属を担持したものや、その基材表面にＣｕ等の遷移金属をイオン交換して担持させたもの、その基材表面にチタニヤ／バナジウム触媒（Ｖ₂Ｏ₅／ＷＯ₃／ＴｉＯ₂）を担持させたもの等が例示できる。アンモニア酸化触媒２６は、ＮＯｘ触媒２４から排出された余剰アンモニアを酸化して浄化する。

エンジン１は、それぞれ排気通路４に設けられた電子制御式の排気スロットルバルブ３７と、排気インジェクタ３８とを備える。本実施形態において、これらはタービン１４Ｔと酸化触媒２２の間の排気通路４に設けられ、排気スロットルバルブ３７より下流側に排気インジェクタ３８が配置される。但しこれらの設置位置は変更可能である。排気スロットルバルブ３７は排気流量を調節するためのバルブである。排気インジェクタ３８は、主にフィルタ２３の再生時に排気通路４内に燃料を噴射するためのインジェクタである。

また、エンジン１はＥＧＲ装置を備える。本実施形態のＥＧＲ装置は、高圧ＥＧＲ装置３０と低圧ＥＧＲ装置４０を備える。

高圧ＥＧＲ装置３０は、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔの上流側から比較的高温、高圧の排気ガスの一部すなわちＥＧＲガスを取り出し、そのＥＧＲガスをターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃの下流側に還流させるものである。

高圧ＥＧＲ装置３０は、排気通路４に接続された入口端３１Ａおよび吸気通路３に接続された出口端３１Ｂを有する高圧ＥＧＲ通路３１と、高圧ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスを冷却する高圧ＥＧＲクーラ３２と、高圧ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスの流量を調節するための高圧ＥＧＲ弁３３とを備える。本実施形態において、高圧ＥＧＲ通路３１の入口端３１Ａは排気マニホールド２０に接続され、高圧ＥＧＲ通路３１の出口端３１Ｂは吸気マニホールド１０に接続されている。高圧ＥＧＲ通路３１は、エンジン本体２の外部に延設された高圧ＥＧＲ配管３１Ｐにより画成されている。

低圧ＥＧＲ装置４０は、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔの下流側から比較的低温、低圧のＥＧＲガスを取り出し、そのＥＧＲガスをターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃの上流側に還流させるものである。

低圧ＥＧＲ装置４０は、排気通路４に接続された入口端４１Ａおよび吸気通路３に接続された出口端４１Ｂを有する低圧ＥＧＲ通路４１と、低圧ＥＧＲ通路４１を流れるＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ４２と、低圧ＥＧＲ通路４１を流れるＥＧＲガスの流量を調節するための低圧ＥＧＲ弁４３とを備える。

本実施形態において、低圧ＥＧＲ通路４１の入口端４１Ａは、フィルタ２３の下流側で且つＮＯｘ触媒２４および尿素インジェクタ２５の上流側の位置における排気通路４に接続されている。低圧ＥＧＲ通路４１の出口端４１Ｂは、コンプレッサ１４Ｃの上流側で且つエアフローメータ１３の下流側の位置における吸気通路３に接続されている。低圧ＥＧＲ通路４１は低圧ＥＧＲ配管４１Ｐにより画成されている。

エンジン１を制御するための制御装置は、制御ユニット、回路要素（circuitry）もしくはコントローラをなす電子制御ユニット（ＥＣＵと称す）１００を有する。ＥＣＵ１００はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。ＥＣＵ１００は、筒内インジェクタ７、吸気スロットルバルブ１６、尿素インジェクタ２５、排気スロットルバルブ３７、排気インジェクタ３８、高圧ＥＧＲ弁３３、低圧ＥＧＲ弁４３を制御するように構成され、プログラムされている。

制御装置は、センサ類として、上述のエアフローメータ１３と、エンジンの回転速度（具体的には毎分当たりの回転数（ｒｐｍ））を検出するための回転速度センサ５１と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ５２とを備える。これらセンサ類の出力信号はＥＣＵ１００に送られる。

さて、本実施形態においては、フィルタ２３の下流側における排気通路４内の排気ガスに、フィルタ２３の欠損等により生じた異物が混入し、これが低圧ＥＧＲ通路４１内に導入され、吸気側に至り、コンプレッサ１４Ｃを破損させる虞がある。

より詳しくは、フィルタ２３を構成するセラミック製基材の一部が欠損して固形の異物となる。異物の例は他にも考えられ、例えば排気管２１中のスパッタ等が考えられる。こうした異物が低圧ＥＧＲ通路４１および吸気通路３を通じてコンプレッサ１４Ｃに到達すると、異物がコンプレッサ１４Ｃのフィンに衝突してフィンが破損する虞がある。

よって本実施形態では、低圧ＥＧＲ通路４１に異物捕獲用のフィルタ部材６０を設け、排気通路４内の異物が低圧ＥＧＲ通路４１に浸入し、吸気通路３ひいてはコンプレッサ１４Ｃに到達するのを防止もしくは抑制している。これにより、異物によるコンプレッサ１４Ｃの破損を防止もしくは抑制できる。

特に本実施形態において、フィルタ部材６０は、排気通路４内に突出するよう、低圧ＥＧＲ通路４１の入口部に設けられている。これにより、排気通路４内の排気ガスの流れや勢いを利用して、フィルタ部材６０に捕獲された異物をフィルタ部材６０から離脱させ、フィルタ部材６０の下流側の排気通路４に排出することができ、フィルタ部材６０の自浄作用をもたらすことができる。

また本実施形態のフィルタ部材６０は、その自浄作用を最大限発揮できるよう、その構造および形状が最適化されている。以下、本実施形態のフィルタ部材６０の好適実施例を幾つか説明する。

［第１実施例］
図２に、本実施形態のフィルタ部材６０の第１実施例を示す。図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は側面断面図、図２（Ｃ）は側方斜視図である。排気ガスの流れをＧで示し、排気通路４の中心軸をＣ１で示す。特に断らない限り、中心軸Ｃ１を基準とした軸方向、半径方向および周方向をそれぞれ単に軸方向、半径方向および周方向という。

特に図２（Ｂ）には、排気通路４と低圧ＥＧＲ通路４１の接続部の構造を示している。排気通路４を画成する排気管２１には、低圧ＥＧＲ通路４１を画成する低圧ＥＧＲ配管４１Ｐを交差（直交）状態で接続するための厚肉ボス部２７と挿入穴２８とが設けられている。低圧ＥＧＲ配管４１Ｐの入口端部は、挿入穴２８に挿入されると共に、その周囲に形成されたフランジ部２９がボス部２７に図示しないボルト等で取り付けられることにより、排気管２１に固定される。本実施例の場合、低圧ＥＧＲ通路４１（低圧ＥＧＲ配管４１Ｐ）は排気通路４（排気管２１）の底部に接続される。

これら排気管２１と低圧ＥＧＲ配管４１Ｐとの間に挟まれてフィルタ部材６０が共締め固定される。すなわち、フィルタ部材６０は、その基端部に、ボス部２７およびフランジ部２９の間に挟まれて共締めされる環状のベース部６１と、ベース部６１の内周端縁から排気管２１内に向かって延び、低圧ＥＧＲ配管４１Ｐおよび挿入穴２８の間の隙間を通過される筒状部６２とを有する。こうしてフィルタ部材６０は、その基端部において排気管２１に固定され、基端部より先端側の部分が排気管２１内に露出して位置される。

なお、排気管２１、低圧ＥＧＲ配管４１Ｐおよびフィルタ部材６０の三者の取付方法はこれに限定されず、他の任意の方法が採用可能である。例えば低圧ＥＧＲ配管４１Ｐおよびフィルタ部材６０を別々に排気管２１に取り付けてもよい。

図２（Ｂ）に示すように、三者の取付状態において、低圧ＥＧＲ配管４１Ｐの入口端面４１Ａは、排気管２１の内周面２１Ａとほぼ面一となるよう位置される。そして低圧ＥＧＲ配管４１Ｐの入口部４１Ｂは、半径方向に沿って、排気通路４の中心軸Ｃ１（図２（Ａ）参照）に向けられる。

これと同一の半径方向に沿って、フィルタ部材６０が、排気管２１内の半径方向外側（図２（Ｂ）の下側）から半径方向内側（図２（Ｂ）の上側）に向かって排気管２１内に突出されている。本実施例では図示の如く、フィルタ部材６０が鉛直方向の下方から上方に向かって排気管２１内に突出されている。フィルタ部材６０は入口部４１Ｂ全体を覆っている。

フィルタ部材６０は、その全体が金網から形成され、例えばステンレス製金網から形成されている。しかしながらフィルタ部材６０は、異物捕獲の目的が達成できれば他の素材から形成されてもよく、例えばパンチングメタル等から形成されてもよい。あるいは、金属枠に金網を張った構造としてもよい。但し単一素材から形成した方がコスト的に有利であるため、金網のみから形成した本実施形態の構造はコスト的に有利である。

本実施例において、フィルタ部材６０の突出方向の先端部６３は鋭利な点状に形成されている。具体的には、フィルタ部材６０は、突出方向に延びる中心軸Ｃ２を有する錐体形状を有し、フィルタ部材６０の先端部６３は、錐体形状の頂点Ｐによって鋭利な点状に形成されている。本実施例の場合、錐体は円錐とされている。排気管２１内に位置されるフィルタ部材６０の部分の外径（円錐の底面の外径）Ｄ１は、低圧ＥＧＲ配管４１Ｐの入口部４１Ｂの内径Ｄ２より大きい。このため、入口部４１Ｂはフィルタ部材６０により完全に覆われ、低圧ＥＧＲ配管４１Ｐ内への異物の浸入は確実に防止もしくは抑制される。

中心軸Ｃ２周りのフィルタ部材６０の壁面は全周傾斜面とされ、排気ガスＧの流れ方向、すなわち排気通路４の軸方向（中心軸Ｃ１の方向）に平行もしくは略平行なフィルタ部材６０の壁面は存在しない。言い換えれば、フィルタ部材６０の壁面は、如何なる位置においても、軸方向と非平行とされている。

本実施例において、中心軸Ｃ２は、フィルタ部材６０および円錐の中心軸であると同時に、低圧ＥＧＲ配管４１Ｐの入口部４１Ｂの中心軸でもある。よってフィルタ部材６０と入口部４１Ｂは互いに同軸に配置される。また中心軸Ｃ２は排気通路４の半径方向に沿っている。従って突出方向とは、排気通路４の半径方向外側から内側に向かう方向であるともいえる。

次に、本実施例の作用効果を述べる。

図３（Ａ）には、本実施例と異なる比較例のフィルタ部材６０’に異物Ｘが捕獲されたときの様子を示す。この比較例のフィルタ部材６０’は、排気通路４内に突出されている点で本実施例のフィルタ部材６０と同じであるが、排気ガスＧの流れ方向すなわち軸方向に平行な壁面を有する点で本実施例のフィルタ部材６０と相違する。

図３（Ａ）は、軸方向に平行な壁面を構成する金網の一対の線材、すなわち上流側の線材８１と下流側の線材８２との間に、異物Ｘが捕獲され、挟まったときの様子を示す。この場合、線材８１，８２の上端より下側に位置する異物Ｘの部分、すなわち、線材８１，８２の上端を通り且つ軸方向に平行な線ａより下側に位置する異物Ｘの部分Ｘ１が、排気ガスＧの流れに対し、上流側の線材８１の裏に隠れてしまう。このため、当該部分Ｘ１に排気ガスＧが当たらず、異物Ｘ全体として排気ガスＧが当たる面積が少なくなり、結果として、排気ガスＧが異物Ｘに当たりづらくなる。よって排気ガスＧの流れや勢いを利用して、挟まった異物Ｘを除去もしくは離脱させる自浄作用が弱くなる。

これに対し、図３（Ｂ）には、本実施例のフィルタ部材６０に異物Ｘが捕獲されたときの様子を示す。本実施例のフィルタ部材６０は、排気ガスＧの流れに対向する傾斜した前面部７２Ａ（図２参照）を有する。図３（Ｂ）は、その前面部７２Ａの壁面を構成する金網の一対の線材、すなわち上方の線材８３と下方の線材８４との間に、異物Ｘが挟まったときの様子を示す。なお排気ガスＧの流れに対し、上方の線材８３は下方の線材８４より若干下流側もしくは後方に位置する。

この場合、排気ガスＧの流れに対し線材の裏に隠れてしまうのは、下方の線材８４の上端を通り且つ軸方向に平行な線ｂより下側に位置する、異物Ｘの僅かな部分Ｘ２だけである。このため、異物Ｘの殆どの面積に排気ガスＧが当たるようになり、結果として排気ガスＧが異物Ｘに当たり易くなる。よって排気ガスＧの流れや勢いを利用して、挟まった異物Ｘを除去もしくは離脱させる自浄作用を十分効果的に得ることができる。

離脱した異物Ｘは、例えば、排気ガスＧの流れに乗ってフィルタ部材６０の周囲を迂回し、フィルタ部材６０の下流側に排出される。

なお、実際の排気ガスＧの流れには、軸方向に平行な主流としての流れだけでなく、乱れた流れ、すなわち軸方向に非平行な流れも含まれる。本実施例では、この乱れた流れをも異物Ｘに積極的に当て、線材８３，８４間に挟まった異物Ｘを積極的に引き剥がして除去することができる。

このように本実施例では、フィルタ部材６０の突出方向の先端部６３を鋭利な点状に形成した。このため、フィルタ部材６０の構造および形状を自浄作用の観点から最適化することができ、フィルタ部材６０の自浄作用を最大限発揮することができる。

特に本実施例において、フィルタ部材６０は、突出方向に延びる中心軸Ｃ２を有する円錐形状を有し、フィルタ部材６０の先端部６３は、円錐形状の頂点Ｐによって鋭利な点状に形成される。このため、排気ガスＧの流れ方向に平行もしくは略平行な壁面をフィルタ部材６０に設けずに済み、これに挟まった異物Ｘが離脱困難となり自浄作用が弱くなることを確実に抑制できる。言い換えれば、フィルタ部材６０の全ての壁面を排気ガスＧの流れ方向に対し非平行とし、壁面に捕獲された異物に排気ガスＧを当たり易くして、自浄作用を高めることができる。

なお、特許文献１の図４，５，６（ａ）に示されたような円錐台形状のフィルタ部材だと、その平らな頂面ないし先端面が排気ガスの流れ方向に平行もしくは略平行となる。よってその頂面に捕獲された異物に排気ガスが当たりづらく、異物を離脱させるのが困難である。また特許文献１の図６（ｂ）に示されたようなドーム状のフィルタ部材でも、その湾曲した頂面ないし先端面が排気ガスの流れ方向に平行もしくは略平行となる。よってその頂面に捕獲された異物に排気ガスが当たりづらいため、異物を離脱させるのが困難である。それ故、これら従来技術では本実施例ほどの自浄作用は期待できない。因みに特許文献１のフィルタ部材の頂面には吸水材が貼設されているが、本実施例との比較においては吸水材を省略して考慮するのが適切である。

［第２実施例］
次に、図４を参照して、本実施形態のフィルタ部材６０の第２実施例を説明する。なお第１実施例と同様の部分には図中同一符号を付して説明を割愛し、以下、第１実施例との相違点を主に説明する（後述の実施例でも同様）。

本実施例のフィルタ部材６０も、鋭利な点状の先端部６３を有し、錐体形状を有する。しかしながら本実施例の場合、錐体は四角錐、特に正四角錐とされている。そしてフィルタ部材６０は、それぞれ中心軸Ｃ２に対し傾斜された前面部７３Ａ、後面部７３Ｂおよび左右の側面部７３Ｃ，７３Ｄを有する。本実施例では、図４（Ａ）に示すような平面視において、前面部７３Ａおよび後面部７３Ｂが軸方向Ｃ１に対し垂直、側面部７３Ｃ，７３Ｄが軸方向Ｃ１に対し平行とされている。しかしながら、中心軸Ｃ２周りに回転させてこれらの向きを変更することも可能である。

このようにフィルタ部材６０を異なる錐体形状とした場合も、第１実施例と同様の作用効果を発揮できる。

図示しないが、フィルタ部材６０を他の錐体形状とすることもでき、例えば、三角錐、六角錐、八角錐等の他の角錘の形状、あるいは底面形状が楕円である楕円錘の形状とすることができる。

［第３実施例］
次に、図５を参照して、本実施形態のフィルタ部材６０の第３実施例を説明する。

本実施例において、フィルタ部材６０の突出方向の先端部６３は鋭利な線状に形成されている。具体的には、フィルタ部材６０は、突出方向に対し排気下流側に向かって傾斜する前面部７４Ａを有し、フィルタ部材６０の先端部６３は、前面部７４Ａの上端縁部Ｅによって鋭利な線状に形成されている。この先端部６３は、中心軸Ｃ１およびＣ２に垂直な方向に延びている。

より詳細には、フィルタ部材６０は、概ね全体として、三角屋根の如き形状とされている。そしてフィルタ部材６０は、それぞれ排気管２１内に位置された平板状の前面部７４Ａ、後面部７４Ｂおよび左右の側面部７４Ｃ，７４Ｄを有する。前面部７４Ａおよび後面部７４Ｂは四角形、左右の側面部７４Ｃ，７４Ｄは三角形（特に直角三角形）とされている。

前面部７４Ａは、後面部７４Ｂよりも排気上流側に位置され、排気ガスＧの流れに対向される。図５（Ａ）に示すような平面視において、前面部７４Ａおよび後面部７４Ｂは軸方向Ｃ１に対し垂直とされ、側面部７３Ｃ，７３Ｄは軸方向Ｃ１に対し平行とされている。

前面部７４Ａは、突出方向（中心軸Ｃ２）に対し排気下流側に向かって角度α（°）で傾斜されると共に、排気ガスＧの流れ方向すなわち軸方向に対しても角度β＝９０－α（°）で傾斜されている。前面部７４Ａは、排気下流側に向かうにつれ徐々に半径方向内側に向かい、その高さが高くなる。他方、後面部７４Ｂは、突出方向に平行でかつ軸方向に垂直とされる。左右の側面部７４Ｃ，７４Ｄは、突出方向に平行でかつ軸方向に平行とされる。こうして本実施例においても、フィルタ部材６０の全ての壁面は、軸方向に対し非平行とされている。

本実施例の作用効果も第１実施例と同様である。軸方向に平行もしくは略平行な壁面がないので、これに捕獲された異物が離脱しづらく自浄作用が弱くなるという課題を解決可能である。

すなわち、本実施例では、フィルタ部材６０の突出方向の先端部６３を鋭利な線状に形成した。このため、フィルタ部材６０の構造および形状を自浄作用の観点から最適化することができ、フィルタ部材６０の自浄作用を最大限発揮することができる。

特に本実施例において、フィルタ部材６０は、突出方向に対し排気下流側に向かって傾斜する前面部７４Ａを有し、フィルタ部材６０の先端部６３は、前面部７４Ａの上端縁部Ｅによって鋭利な線状に形成されている。このため、図３（Ｂ）を用いて説明したように、前面部７４Ａの線材間に挟まった異物Ｘの多くの面積に排気ガスＧを当てて異物Ｘに排気ガスＧが当たり易くし、排気ガスＧの流れや勢いを利用して挟まった異物Ｘを離脱させ易くし、自浄作用を高めることが可能である。

［第４実施例］
次に、図６を参照して、本実施形態のフィルタ部材６０の第４実施例を説明する。

本実施例のフィルタ部材６０も、鋭利な線状の先端部６３を有し、概ね全体として三角屋根の如き形状とされている。しかしながら、左右の側面部７４Ｃ，７４Ｄは二等辺三角形とされ、これに伴い、後面部７４Ｂも傾斜されている。

詳細には、前面部７４Ａが第３実施例と同様、突出方向（中心軸Ｃ２）に対し排気下流側に向かって角度α１（°）で傾斜されるのに対し、後面部７４Ｂは逆に、突出方向に対し排気上流側に向かって角度α２（°）で傾斜される。後面部７４Ｂは、排気下流側に向かうにつれ徐々に半径方向外側に向かい、その高さが低くなる。前面部７４Ａは、排気ガスＧの流れ方向すなわち軸方向に対して角度β１＝９０－α１（°）で傾斜され、後面部７４Ｂは角度β２＝９０－α２（°）で逆方向に傾斜される。

本実施例においてα１とα２は等しく、先端部６３は中心軸Ｃ２上にある。しかしながらこれに限らず、α１とα２を異ならせてもよく、先端部６３を中心軸Ｃ２からオフセットしてもよい。すなわち左右の側面部７４Ｃ，７４Ｄを、二等辺三角形でない三角形としてもよい。左右の側面部７４Ｃ，７４Ｄの三角形状を異ならせてもよい。

このようにフィルタ部材６０の形状を異ならせた場合でも、第３実施例と同様の作用効果を発揮できる。

図示しないが、第３および第４実施例のフィルタ部材６０の形状、構造または配置をさらに変更することもできる。例えば、フィルタ部材６０を中心軸Ｃ２の周りに任意の角度だけ回転させて配置してもよい。また先端部６３は、図５および図６に示したような直線状でなくてもよく、曲線状であってもよい。

以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明は他にも様々な実施形態が可能である。

（１）例えば、特許請求の範囲にいう後処理部材はＰＭ捕集用フィルタ２３でなくてもよく、他の後処理部材（例えば酸化触媒２２、ＮＯｘ触媒２４またはアンモニア酸化触媒２６）であってもよい。フィルタ２３以外の後処理部材であっても、それが欠損し、異物混入の虞があるからである。

（２）鋭利な線状の先端部６３を有するフィルタ部材６０（例えば第３および第４実施例）の場合、その底面形状は四角形でなくてもよく、任意であり、例えば四角形以外の多角形、あるいは円形もしくは楕円形等とすることができる。

前述の各実施例の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 内燃機関（エンジン）
４ 排気通路
２３ フィルタ
４１ 低圧ＥＧＲ通路
４１Ｂ 入口部
６０ フィルタ部材
６３ 先端部

Claims (4)

1. 排気通路における後処理部材の下流側の位置に接続された低圧ＥＧＲ通路と、
   前記低圧ＥＧＲ通路の入口部に設けられ、前記排気通路内に突出するフィルタ部材と、
   を備え、
   前記フィルタ部材の突出方向の先端部が鋭利な線状に形成され、
   前記フィルタ部材は、前記排気通路の排気上流側に向けられ突出方向に対し排気下流側に向かって傾斜する前面部を有し、前記フィルタ部材の先端部は、前記前面部の上端縁部によって鋭利な線状に形成され、
   前記フィルタ部材は、四角形の平板状とされた前記前面部と、四角形の平板状とされ前記前面部の上端縁部に接続された後面部と、前記前面部および前記後面部に接続され三角形の平板状とされると共に前記排気通路の軸方向に平行とされた左右の側面部とを有し、
   前記フィルタ部材の突出方向は、前記排気通路の半径方向外側から内側に向かう方向であり、かつ、鉛直方向の下方から上方に向かう方向である
   ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
2. 前記後面部は、突出方向に平行か、または突出方向に対し排気上流側に向かって傾斜される
   請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
3. 前記三角形が、直角三角形または二等辺三角形である
   請求項１または２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
4. 前記後処理部材は、排気中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタである
   請求項１～３のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。

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