JPH0972210A - Selector valve and purifying facility for exhaust gas - Google Patents

Selector valve and purifying facility for exhaust gas

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JPH0972210A
JPH0972210A JP23039795A JP23039795A JPH0972210A JP H0972210 A JPH0972210 A JP H0972210A JP 23039795 A JP23039795 A JP 23039795A JP 23039795 A JP23039795 A JP 23039795A JP H0972210 A JPH0972210 A JP H0972210A
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JP
Japan
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exhaust gas
flow passage
exhaust
bypass
side valve
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JP23039795A
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Japanese (ja)
Inventor
Kinji Houdaira
欣二 宝平
Hiroyuki Usami
宏行 宇佐美
Mamoru Mabuchi
衛 馬渕
Masaichi Tanaka
政一 田中
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the chattering of a valve plate by controlling pressure unbalance between the obverse side and the reverse side of the valve plate. SOLUTION: An opening area of a valve opening 52 of bypass passage side is smaller than that of a valve opening 42 of exhaust main passage side, thereby reducing the amount of unbalance between force acting on the bypass passage 5 side of a valve plate 60 and force acting on the exhaust main passage 5 side, which controls chattering produced on the valve plate 60.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン(内燃機関)
の排気ガス用切替弁装置および排気ガス浄化装置に関す
るものであり、自動車用に用いて好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine (internal combustion engine).
The present invention relates to the exhaust gas switching valve device and the exhaust gas purifying device, and is suitable for use in automobiles.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の排気ガスを浄化する浄化装置の
一つの方式として、貴金属(白金、ロジウム等)を触媒
として担持した担体を用いる排気ガス浄化装置が知られ
ている。この方式による排気ガスの浄化には、一般に触
媒を触媒活性化温度(300〜400℃)にする必要が
ある。
2. Description of the Related Art An exhaust gas purifying apparatus using a carrier carrying a noble metal (platinum, rhodium, etc.) as a catalyst is known as one type of purifying apparatus for purifying exhaust gas from an automobile. In order to purify exhaust gas by this method, it is generally necessary to bring the catalyst to a catalyst activation temperature (300 to 400 ° C.).

【0003】しかしながら、エンジン始動直後において
は、上記触媒は触媒活性化温度に達していないため、排
気ガスは、ほとんど浄化されないという問題がある。そ
こで、上記問題を解決するため、上記触媒をエンジン近
傍に配備し、少しでも排気ガスの熱を上記触媒へ供与
し、早期に上記触媒を触媒活性化温度に達するようにし
ているのが現状である。
However, there is a problem that the exhaust gas is hardly purified because the catalyst has not reached the catalyst activation temperature immediately after the engine is started. Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, it is the current situation that the above-mentioned catalyst is arranged in the vicinity of the engine and the heat of exhaust gas is given to the above-mentioned catalyst as much as possible so that the above-mentioned catalyst reaches the catalyst activation temperature at an early stage. is there.

【0004】或いは、触媒を担持している担体をメタル
化して、熱容量を下げることにより触媒の早期暖機を狙
ったり、担体にヒータを内蔵したヒータ付触媒(以下E
HCと略す。)を用いて触媒を早期活性させる技術も公
知のごとくである。そして、これらの組み合わせも当然
ながら公知の技術になっている。今後ますます厳しくな
っていく排気ガス規制(米国、欧州)に対して、さらに
排気ガスの高浄化率を要求されるため、上述のように触
媒の早期活性化のため、触媒搭載位置はエンジンにさら
に近づくことになる。これに伴いエンジンが暖機後の排
気ガスの温度は、高温化していく。
Alternatively, the carrier supporting the catalyst is metalized to reduce the heat capacity, thereby aiming for early warm-up of the catalyst, and a catalyst with a heater having a heater built into the carrier (hereinafter referred to as "E").
Abbreviated as HC. The technique for activating the catalyst at an early stage by using (1) is also known. And, naturally, a combination of these is also a known technique. In order to meet the increasingly stringent exhaust gas regulations (US, Europe), a higher exhaust gas purification rate is required. It will be closer. Along with this, the temperature of the exhaust gas after the engine has warmed up increases.

【0005】ところで、触媒は高温条件にさらされると
劣化してしまうため、上述のように、触媒をエンジンに
近づけることは、必ずしも排気ガスの高浄化率の要求を
満足することができない。すなわち、触媒搭載位置をエ
ンジンにさらに近づけることにより、エンジン暖機後の
排気ガスの温度は高温化していくので、触媒の劣化によ
り排気ガスの浄化率の低下を招いてしまうからである。
By the way, since the catalyst deteriorates when exposed to high temperature conditions, as described above, bringing the catalyst closer to the engine cannot always satisfy the requirement for a high purification rate of exhaust gas. That is, since the temperature of the exhaust gas after the engine is warmed up becomes higher by bringing the catalyst mounting position closer to the engine, deterioration of the catalyst causes a reduction in the exhaust gas purification rate.

【0006】そこで、この触媒の熱による劣化問題を解
決するために、特開平4ー60108号公報には、エン
ジン直下の排気管を分岐し、排気ガスの排気主流路と、
この排気主流路に並列に配設されたバイパス流路を設置
し、このバイパス流路に触媒を担持したEHCを設置し
て、上記排気主流路と上記バイパス流路が再び合流して
1本の排気管になった部位に主触媒装置を設置した排気
ガス浄化装置が提案されている。
In order to solve the problem of catalyst deterioration due to heat, Japanese Patent Laying-Open No. 4-60108 discloses that an exhaust pipe immediately below the engine is branched to form an exhaust main flow path for exhaust gas.
A bypass flow passage arranged in parallel with the exhaust main flow passage is installed, an EHC carrying a catalyst is installed in the bypass flow passage, and the exhaust main flow passage and the bypass flow passage are joined again to form one An exhaust gas purifying device has been proposed in which a main catalyst device is installed in a portion that becomes an exhaust pipe.

【0007】そして、この公報記載の装置では、排気ガ
スが低温の時のみ上記バイパス流路に排気ガスを流し、
排気ガスが高温になった時は上記排気主流路に排気ガス
を流すようにしている。これにより排気ガスが低温の時
は、上記バイパス流路に配備されたヒータ触媒により、
排気ガスが浄化される。この時、主触媒装置は排気ガス
熱およびヒータ触媒の反応熱・ヒータ熱によって徐々に
活性していき、主触媒装置が活性化したら排気ガスを上
記排気主流路へ流すように排気流路を切り替えている。
In the device described in this publication, the exhaust gas is caused to flow through the bypass passage only when the exhaust gas is at a low temperature,
When the temperature of the exhaust gas becomes high, the exhaust gas is made to flow through the main exhaust passage. As a result, when the exhaust gas is at a low temperature, the heater catalyst arranged in the bypass flow passage causes
Exhaust gas is purified. At this time, the main catalyst device is gradually activated by the heat of the exhaust gas and the reaction heat / heater heat of the heater catalyst, and when the main catalyst device is activated, the exhaust flow passage is switched so that the exhaust gas flows to the exhaust main flow passage. ing.

【0008】そのため、この装置では、排気主流路とバ
イパス流路との分岐部位に、排気ガスの流れを切り替え
る排気ガス用切替弁装置を配備している。
Therefore, in this device, an exhaust gas switching valve device for switching the flow of exhaust gas is provided at a branch portion between the exhaust main flow path and the bypass flow path.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記排気ガ
ス浄化装置は、エンジンが高負荷時などの高排気温かつ
大排気量の条件下では、バイパス流路を閉じている上記
排気ガス用切替弁装置のバルブプレートにチャタリング
が発生するという問題を有していた。そこで、発明者等
は、種々の調査研究したところ、以下の原因によってチ
ャタリングが発生することを明らかにした。
By the way, the above exhaust gas purifying apparatus has the above-mentioned exhaust gas switching valve in which the bypass passage is closed under conditions of high exhaust temperature and large displacement such as when the engine is under heavy load. There is a problem that chattering occurs on the valve plate of the device. Then, the present inventors have conducted various research and studies and found that chattering occurs due to the following causes.

【0010】すなわち、エンジンから排出される排気ガ
スは、その排気行程毎に断続的に排出されるので、排気
管内では排気脈動が生じ、これに伴って排気圧力に圧力
脈動が生じる。そのため、バルブプレートがバイパス流
路を閉じた状態では、図6に示すように、排気主流路4
およびバイパス流路5を経てバイパス流路5側のバルブ
プレート60面に作用する圧力と、排気主流路4側のバ
ルブプレート60面に作用する圧力との間の到達距離の
差異により、圧力脈動の位相差が生じる。そして、この
圧力脈動の位相差によりバルブプレート60の表裏両面
で圧力不均衡が発生する。
That is, since the exhaust gas discharged from the engine is intermittently discharged in each exhaust stroke, exhaust pulsation occurs in the exhaust pipe, which causes pressure pulsation in the exhaust pressure. Therefore, in the state where the valve plate closes the bypass flow passage, as shown in FIG.
Also, due to the difference in reaching distance between the pressure acting on the valve plate 60 surface on the bypass flow passage 5 side via the bypass flow passage 5 and the pressure acting on the valve plate 60 surface on the exhaust main flow passage 4 side, the pressure pulsation is A phase difference occurs. Then, due to the phase difference of the pressure pulsation, pressure imbalance occurs on both front and back surfaces of the valve plate 60.

【0011】そして、バルブプレート60がバイパス流
路5を閉じるエンジン高負荷時などは、圧力脈動の振幅
が大きくなるので、バルブプレート60の表裏両面で圧
力不均衡が大きくなり、バルブプレート60の表裏両面
に作用する力(圧力と圧力の作用している面積との積)
の不釣り合いによりバルブプレート60にチャタリング
が発生していた。
When the engine load is high when the valve plate 60 closes the bypass passage 5, the amplitude of the pressure pulsation becomes large, so that the pressure imbalance becomes large on both the front and back sides of the valve plate 60, and the front and back sides of the valve plate 60 become large. Force acting on both sides (product of pressure and area on which pressure acts)
Due to the imbalance, the chattering occurred on the valve plate 60.

【0012】本発明は、上記点に鑑み、バルブプレート
の表裏両面に作用する力の不釣り合いを抑制することに
よって、バルブプレートのチャタリングを抑制する排気
ガス用切替弁装置を提供することを目的とする。
In view of the above points, an object of the present invention is to provide an exhaust gas switching valve device that suppresses chattering of a valve plate by suppressing an imbalance of forces acting on both front and back surfaces of the valve plate. To do.

【0013】[0013]

【発明の概要】上記目的を達成するために、以下の技術
的手段を用いる。請求項1に記載の発明では、エンジン
冷間時に排気ガスが流れるバイパス流路(5)と、エン
ジン暖機時に排気ガスが流れる排気主流路(4)とを切
替る排気ガス用切替弁装置(6)において、バイパス流
路(5)に連通するように設けられたバイパス流路側弁
口(52)の開口面積は、排気主流路(4)に連通する
ように設けられた排気主流路側弁口(42)の開口面積
に比べて小さいことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the following technical means are used. In the invention according to claim 1, an exhaust gas switching valve device for switching between a bypass passage (5) through which exhaust gas flows when the engine is cold and an exhaust main passage (4) through which exhaust gas flows when the engine is warmed up ( In 6), the opening area of the bypass flow passage side valve opening (52) provided so as to communicate with the bypass flow passage (5) is the exhaust main passage side valve opening provided so as to communicate with the exhaust main flow passage (4). It is smaller than the opening area of (42).

【0014】請求項2に記載の発明では、排気主流路側
弁口(42)およびバイパス流路側弁口(52)は、バ
イパス流路(5)および排気主流路(4)の連結部に設
けられている。そして、両弁口(42、52)の開閉を
する弁体(60)にアクチュエータ(100)の動きを
伝達する弁操作機構(69)は、回転軸(63、6
5)、軸受部(64、66)および連結部材(61)か
ら構成されており、これらはいずれもバイパス流路
(5)内に位置するように構成されていることを特徴と
する。
According to the second aspect of the invention, the exhaust main flow passage side valve opening (42) and the bypass flow passage side valve opening (52) are provided at the connecting portion of the bypass flow passage (5) and the exhaust main flow passage (4). ing. The valve operating mechanism (69) that transmits the movement of the actuator (100) to the valve body (60) that opens and closes both valve openings (42, 52) includes a rotating shaft (63, 6).
5), bearings (64, 66) and a connecting member (61), all of which are configured to be located in the bypass flow path (5).

【0015】請求項3に記載の発明では、請求項2に記
載の排気ガス用切替弁装置において、回転軸(63、6
5)の回転中心からバイパス流路側弁口(52)中心ま
での寸法(R)は、回転軸(63、65)の回転中心か
ら弁体(60)と連結部材(61)との連結部までの回
転半径(r)に比べて小さいことを特徴とする。請求項
4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つ
に記載の排気ガス用切替弁装置において、バイパス流路
側弁口(52)の開口面積は、排気主流路側弁口(4
2)の開口面積の30%〜80%であることを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas switching valve device according to the second aspect, the rotary shafts (63, 6) are provided.
The dimension (R) from the center of rotation of 5) to the center of the bypass passage side valve opening (52) is from the center of rotation of the rotating shafts (63, 65) to the connecting portion between the valve body (60) and the connecting member (61). It is characterized in that it is smaller than the turning radius (r). According to a fourth aspect of the invention, in the exhaust gas switching valve device according to any one of the first to third aspects, the opening area of the bypass flow passage side valve opening (52) is equal to the exhaust main flow passage side valve opening (4).
The opening area of 2) is 30% to 80%.

【0016】請求項5に記載の発明では、排気ガス浄化
装置において、排気ガスの流通をバイパス流路(5)と
排気主流路(4)とのいずれか一方に切り替る請求項1
ないし4のいずれか1つに記載の排気ガス用切替弁装置
を用いて、エンジン冷間時には排気ガスをバイパス流路
(5)に流通させ、エンジン暖機時には排気ガスを排気
主流路(4)に流通させるように制御することを特徴と
する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus, the flow of the exhaust gas is switched to either the bypass flow passage (5) or the main exhaust flow passage (4).
Through the exhaust gas switching valve device, the exhaust gas is circulated through the bypass flow passage (5) when the engine is cold, and the exhaust gas is discharged through the exhaust main flow passage (4) when the engine is warmed up. It is characterized in that it is controlled so as to be distributed.

【0017】次に、上記の発明の作用効果を述べる。請
求項1〜5に記載の発明によれば、バイパス流路側弁口
(52)の開口面積は、排気主流路側弁口(42)の開
口面積に比べて小さいので、弁体(60)がバイパス流
路側弁口(52)を閉じた状態で、弁体(60)のバイ
パス流路(5)側に作用する力(バイパス流路5側に作
用圧力とバイパス流路側弁口52の開口面積との積)
と、排気主流路(5)側に作用する力(排気主流路5側
に作用する圧力とバイパス流路側弁口52の開口面積と
の積)との不釣り合い量を小さくすることができる。し
たがって、弁体(60)の表裏両面に作用する力の不釣
り合いによる弁体(60)に発生するチャタリングを抑
制するこができる。
Next, the function and effect of the above invention will be described. According to the invention described in claims 1 to 5, since the opening area of the bypass flow passage side valve opening (52) is smaller than the opening area of the exhaust main flow passage side valve opening (42), the valve body (60) is bypassed. The force acting on the bypass flow passage (5) side of the valve body (60) (the working pressure on the bypass flow passage 5 side and the opening area of the bypass flow passage side valve opening 52 with the flow passage side valve opening (52) closed). Product of
And the amount of unbalance between the force acting on the exhaust main flow passage (5) side (the product of the pressure acting on the exhaust main flow passage 5 side and the opening area of the bypass flow passage side valve opening 52) can be reduced. Therefore, it is possible to suppress chattering occurring in the valve body (60) due to imbalance of forces acting on both front and back surfaces of the valve body (60).

【0018】また、弁体(60)に作用する力の不釣り
合い量を小さくすることができるので、弁体(60)を
バイパス流路側弁口(52)に押さえ付ける作用力を小
さくすることができる。したがって、弁操作機構(6
9)を構成する回転軸(63、65)、軸受部(64、
66)および連結部材(61)の機械的負荷が小さくな
るので、これらおよびアクチュエータ(100)の小型
化を図ることができる。
Further, since the unbalance amount of the forces acting on the valve body (60) can be reduced, the acting force for pressing the valve body (60) against the bypass passage side valve opening (52) can be reduced. it can. Therefore, the valve operating mechanism (6
9) the rotating shafts (63, 65) and the bearings (64,
Since the mechanical load of 66) and the connecting member (61) is reduced, the size of these and the actuator (100) can be reduced.

【0019】ところで、バイパス流路(5)の長さを適
当に選ぶことにより、圧力脈動の位相差を180度とし
て、圧力脈動を相殺してチャタリングを抑制する手段が
考えられるが、この手段では、エンジン回転数によって
圧力脈動の周波数が変化するので、広いエンジン回転数
域で安定的に圧力脈動を相殺してチャタリングを抑制す
ることが難しい。しかし、本発明によれば、上述のよう
に、エンジン回転数に依らずチャタリングを抑制するこ
ができる。
By the way, by appropriately selecting the length of the bypass flow path (5), the phase difference of the pressure pulsation is set to 180 degrees, and a means for canceling the pressure pulsation and suppressing chattering can be considered. Since the frequency of the pressure pulsation changes depending on the engine speed, it is difficult to stably cancel the pressure pulsation and suppress chattering in a wide engine speed range. However, according to the present invention, as described above, chattering can be suppressed regardless of the engine speed.

【0020】請求項2に記載の発明によれば、弁操作機
構(69)を構成する部品が、バイパス流路(5)内に
位置するように構成されているので、バイパス流路
(5)を閉じてエンジン暖機後の高温排気ガスを排気主
流路(4)に流した場合に、弁操作機構(69)を構成
する部品が、高温排気ガスに直接晒されない。したがっ
て、これらの各部材が熱劣化を抑制することができる。
According to the second aspect of the present invention, since the components constituting the valve operating mechanism (69) are arranged so as to be located in the bypass flow passage (5), the bypass flow passage (5) is provided. When the valve is closed and the high-temperature exhaust gas after engine warm-up is caused to flow through the exhaust main flow path (4), the components constituting the valve operating mechanism (69) are not directly exposed to the high-temperature exhaust gas. Therefore, each of these members can suppress thermal deterioration.

【0021】また、熱変形や熱歪み抑制されるので、回
転軸(63、65)のこじり等による作動不良をさらに
抑制することができる。請求項3に記載の発明によれ
ば、回転軸(63、65)の回転中心からバイパス流路
側弁口(52)中心までの寸法(R)は、回転軸(6
3、65)の回転中心から弁体(60)と連結部材(6
1)との連結部までの回転半径(r)に比べて小さいの
で、バイパス流路側弁口(52)を回転軸(63、6
5)の回転中心に近づけることができる。したがって、
排気ガス用切替弁装置の小型化を図ることができる。
Further, since thermal deformation and thermal strain are suppressed, it is possible to further suppress malfunctions due to twisting of the rotating shafts (63, 65). According to the third aspect of the invention, the dimension (R) from the center of rotation of the rotary shafts (63, 65) to the center of the bypass flow passage side valve opening (52) is the rotary shaft (6
3, 65) from the center of rotation of the valve body (60) and the connecting member (6
Since it is smaller than the radius of gyration (r) up to the connecting portion with 1), the bypass passage side valve port (52) is connected to the rotary shafts (63, 6).
It can be brought close to the center of rotation of 5). Therefore,
It is possible to reduce the size of the exhaust gas switching valve device.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 (第1実施形態)図1は本発明を自動車用エンジンの排
気ガス浄化装置に適用した第1実施形態を示しており、
自動車のガソリンエンジン1の排気マニホルド2の直後
の排気管3の分岐部位には、エンジン冷間時に排気ガス
が流れるバイパス流路5と、エンジン暖機時に排気ガス
が流れる排気主流路4とを切り替える排気ガス用切替弁
装置6(以下、単に切替弁装置と呼ぶ。)が設けられて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described. (First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to an exhaust gas purifying apparatus for an automobile engine.
A bypass passage 5 through which exhaust gas flows when the engine is cold and an exhaust main passage 4 through which exhaust gas flows during engine warm-up are switched to a branch portion of an exhaust pipe 3 immediately after an exhaust manifold 2 of a gasoline engine 1 of an automobile. An exhaust gas switching valve device 6 (hereinafter simply referred to as a switching valve device) is provided.

【0023】そして、バイパス流路5には、早期浄化装
置として電気ヒータ付触媒装置(以下EHCと略す
る。)7が配備されている。このEHC7は、例えばセ
ラミック、またはステンレス等の耐熱金属で形成された
担体に、白金、ロジウム等の触媒を担持するとともに、
この触媒担体に電気ヒータを内蔵させ、この電気ヒータ
に通電して発熱させることより触媒を早期に活性化させ
るようにしたものである。
A catalyst device with an electric heater (hereinafter abbreviated as EHC) 7 is provided in the bypass passage 5 as an early cleaning device. The EHC 7 carries a catalyst such as platinum or rhodium on a carrier formed of a heat-resistant metal such as ceramic or stainless steel, and
An electric heater is built in the catalyst carrier, and the catalyst is activated early by energizing the electric heater to generate heat.

【0024】バイパス流路5と排気主流路4とは、EH
C7の下流で再び合流し、1本に戻った排気管3には、
排気ガス浄化装置の主浄化装置をなす主触媒装置8が配
備されている。この主触媒装置8は、白金、ロジウムと
いった貴金属を主成分とする三元触媒を担持したコージ
ェライトからなるハニカム状の担体を内部に具備して構
成されている。この主触媒装置8の下流には排気温度セ
ンサ9が配備されており、この排気温度センサ9により
主触媒装置8の排気温度を検出することにより、主触媒
装置8の活性状態をモニタしている。そして、排気温セ
ンサ9の信号は制御装置11に取り込まれ、この制御装
置11により電磁弁12およびEHC7のON/OFF
の判定を行うようになっている。ここで、電磁弁12
は、非通電時閉(ノーマルクローズ)型である。
The bypass flow passage 5 and the exhaust main flow passage 4 are EH
In the exhaust pipe 3 that merged again downstream of C7 and returned to one,
A main catalyst device 8 that serves as a main purification device of the exhaust gas purification device is provided. The main catalyst device 8 is configured by internally including a honeycomb carrier made of cordierite carrying a three-way catalyst containing a noble metal such as platinum or rhodium as a main component. An exhaust gas temperature sensor 9 is provided downstream of the main catalyst device 8, and the exhaust temperature sensor 9 detects the exhaust gas temperature of the main catalyst device 8 to monitor the active state of the main catalyst device 8. . Then, the signal of the exhaust temperature sensor 9 is taken into the control device 11, and the control device 11 turns on / off the solenoid valve 12 and the EHC 7.
Is determined. Here, the solenoid valve 12
Is a normally closed type when not energized.

【0025】上述のように、EHC7は、主触媒装置8
に比べて、排気ガス流れ上流側に位置して、主触媒装置
8に流れ込む排気ガス温度に比べて、高い温度の排気ガ
スが流れるように構成されている。なお、この制御装置
11は、エンジン1の運転条件(エンジン回転数、吸入
空気流量、吸気管負圧、エンジン水温、排気中の酸素濃
度、空燃比等)を入力し、その条件によって電磁弁12
およびEHC7のON/OFFを制御するようにしても
よい。
As described above, the EHC 7 is the main catalyst device 8
In comparison with the above, the exhaust gas is located on the upstream side of the exhaust gas flow, and the exhaust gas having a temperature higher than the temperature of the exhaust gas flowing into the main catalyst device 8 is configured to flow. The control device 11 inputs operating conditions of the engine 1 (engine speed, intake air flow rate, intake pipe negative pressure, engine water temperature, oxygen concentration in exhaust gas, air-fuel ratio, etc.), and the solenoid valve 12 is input according to the conditions.
Alternatively, ON / OFF of the EHC 7 may be controlled.

【0026】また、バイパス流路5を形成する管50お
よび排気主流路4を形成する管40は、いずれもステン
レス製である。次に、切替弁装置6の具体的構成を図
2、3に基づいてより詳細に説明する。図2は切替弁装
置6の断面図であり、図2の実線の状態は、バイパス流
路5を全閉し、排気主流路4を開放している状態を示
し、2点鎖線の状態は、排気主流路4を全閉し、バイパ
ス流路5を開放している状態を示している。
The pipe 50 forming the bypass flow passage 5 and the pipe 40 forming the exhaust main flow passage 4 are both made of stainless steel. Next, the specific configuration of the switching valve device 6 will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view of the switching valve device 6, and the solid line state of FIG. 2 shows a state in which the bypass flow path 5 is fully closed and the exhaust main flow path 4 is open, and the state of the two-dot chain line is It shows a state in which the exhaust main flow path 4 is fully closed and the bypass flow path 5 is open.

【0027】60は、切替弁装置6の円板状のステンレ
ス製バルブプレート(弁体)で、このバルブプレート6
0の中心には、コの字状にプレス成形されたステンレス
製の第1アーム(連結部材)61の一端が、ステンレス
製の軸62を介して溶接されている。第1アーム61の
第1アーム61と軸62との溶接部の形状は、図2に示
すように、第1アーム61が軸62と直角に(第1アー
ム61がバルブプレート60と平行に)なるように、直
角曲げ部位が形成されている。
Reference numeral 60 denotes a disc-shaped stainless steel valve plate (valve body) of the switching valve device 6, and this valve plate 6
At the center of 0, one end of a stainless steel first arm (connecting member) 61 press-formed in a U-shape is welded via a stainless shaft 62. As shown in FIG. 2, the shape of the welded portion of the first arm 61 and the shaft 62 of the first arm 61 is such that the first arm 61 is perpendicular to the shaft 62 (the first arm 61 is parallel to the valve plate 60). So that the right-angled bending portion is formed.

【0028】そして、この直角曲げ部位には、第1アー
ム61の剛性を増すためにリブ61aが形成されてお
り、他の直角曲げ部位にも同様に、リブ61b、61c
が形成されている。ここで、バルブプレート60と第1
アーム61とは、軸62を介さないで直接溶接してもよ
い。第1アーム61の他端側は、ステンレス製の従動軸
63に形成された角穴63bに挿入後、溶接されてお
り、この従動軸63は、図3に示すように、ステンレス
製の軸ハウジング64内に収納され、従動軸63両端に
全周に渡って形成された突条63cにて、軸ハウジング
64内壁面に接して回転可能に支持されている。
Ribs 61a are formed at the right-angled bent portions to increase the rigidity of the first arm 61, and ribs 61b and 61c are similarly formed at the other right-angled bent portions.
Are formed. Here, the valve plate 60 and the first
The arm 61 may be directly welded without the shaft 62. The other end of the first arm 61 is welded after being inserted into a square hole 63b formed in a stainless steel driven shaft 63. The driven shaft 63 is made of a stainless steel housing as shown in FIG. It is accommodated in 64 and is rotatably supported in contact with the inner wall surface of the shaft housing 64 by ridges 63c formed at both ends of the driven shaft 63 over the entire circumference.

【0029】そして、従動軸63の一端側には、溝63
aが形成されており、この溝63aには、セラミック製
の主軸65の2面幅部位65aが嵌合している。この主
軸65は、セラミックス製のすべり軸受66によって回
転可能に支持されており、このすべり軸受66は、軸ハ
ウジング64内に挿入されている。また、主軸65の2
面幅部位65a側の端部には、溝65bが形成されてお
り、この溝65bには、ステンレス製の止め輪65cが
装着されている。
A groove 63 is formed at one end of the driven shaft 63.
a is formed, and the flat surface portion 65a of the ceramic main shaft 65 is fitted in the groove 63a. The main shaft 65 is rotatably supported by a ceramic slide bearing 66, and the slide bearing 66 is inserted into a shaft housing 64. Also, the main shaft 65-2
A groove 65b is formed at the end portion on the surface width portion 65a side, and a retaining ring 65c made of stainless steel is attached to the groove 65b.

【0030】また、2面幅部位65aの反対側には、ス
テンレス製のワッシャ67が主軸65に挿入された状態
で、軸ハウジング64およびバイパス流路5を形成する
ステンレス製の管50に溶接されている。これにより、
すべり軸受66および主軸65の脱落を防止するととも
に、軸ハウジング64を管50に固定している。以上に
述べた第1アーム61、軸ハウジング64、従動軸6
3、主軸65およびすべり軸受66により、バルブプレ
ート60を駆動する弁操作機構69を形成しており、こ
の弁操作機構69は、図2に示すように、バイパス流路
5内に配置されている。
A stainless washer 67 is inserted into the main shaft 65 and is welded to the stainless steel pipe 50 forming the shaft housing 64 and the bypass flow passage 5 on the opposite side of the two-face width portion 65a. ing. This allows
The slide bearing 66 and the main shaft 65 are prevented from falling off, and the shaft housing 64 is fixed to the pipe 50. The first arm 61, the shaft housing 64, and the driven shaft 6 described above.
3, the main shaft 65 and the slide bearing 66 form a valve operating mechanism 69 for driving the valve plate 60. The valve operating mechanism 69 is arranged in the bypass flow passage 5 as shown in FIG. .

【0031】そして、主軸65のワッシャ67側端部
は、図3に示すように、バイパス流路5の外部に露出し
ており、この露出部には、半円状の切り欠きが形成され
た切り欠き部65dが設けられている。この切り欠き部
65dには、図2の破線で示されるように、クランク機
構をなす第2アーム68の一端側が挿入され、切り欠き
部65dに形成された溝65e(図3参照)に装着され
た図示されていない止め輪にて脱落防止されている。
The end of the main shaft 65 on the washer 67 side is exposed to the outside of the bypass passage 5, as shown in FIG. 3, and a semi-circular cutout is formed in this exposed portion. A cutout portion 65d is provided. As shown by the broken line in FIG. 2, one end side of a second arm 68 forming a crank mechanism is inserted into the cutout portion 65d, and is attached to a groove 65e (see FIG. 3) formed in the cutout portion 65d. The retaining ring (not shown) prevents it from falling off.

【0032】また、第2アーム68の他端側には、図2
に示すように、軸68aが設けられており、この軸68
aにより、第2アーム68とバルブプレート60を駆動
するアクチュエータ100のロッド101とが、回転可
能に連結している。このアクチュエータ100の駆動部
は、ゴムまたは金属製のダイヤフラム102とリターン
用のコイルバネ103と、これらを収納するケーシング
104とから構成されている。ケーシング104とダイ
ヤフラム102とによって形成される空間104aは、
図1に示すように、配管12aおよび電磁弁12を介し
てエンジン1の吸気マニホルド13に連通している。
On the other end side of the second arm 68, as shown in FIG.
The shaft 68a is provided as shown in FIG.
The second arm 68 and the rod 101 of the actuator 100 that drives the valve plate 60 are rotatably connected by a. The drive unit of the actuator 100 is composed of a diaphragm 102 made of rubber or metal, a coil spring 103 for return, and a casing 104 for housing these. The space 104a formed by the casing 104 and the diaphragm 102 is
As shown in FIG. 1, the intake manifold 13 of the engine 1 is communicated with a pipe 12 a and a solenoid valve 12.

【0033】また、図2において、41は、排気主流路
4を閉じた際に、バルブプレート60が圧接するステン
レス製の主流路側バルブシートで、排気主流路4を流れ
る排気ガスの全ては、この主流路側バルブシート41に
設けられた排気主流路側弁口42を通過する。同様に、
51は、バイパス流路5を閉じた際に、バルブプレート
60が圧接するステンレス製のバイパス流路側バルブシ
ートで、バイパス流路5を流れる排気ガスの全ては、こ
のバイパス流路側バルブシート51に設けられたバイパ
ス流路側弁口52を通過する。そして、バイパス流路側
弁口52の開口面積は、排気主流路側弁口42の開口面
積に比べて小さくなっており、バイパス流路側弁口52
の開口面積は、排気主流路側弁口42の開口面積の30
%〜80%が望ましい。
Further, in FIG. 2, reference numeral 41 denotes a stainless steel main flow path side valve seat which is in pressure contact with the valve plate 60 when the exhaust main flow path 4 is closed. It passes through the exhaust main flow path side valve opening 42 provided in the main flow path side valve seat 41. Similarly,
Reference numeral 51 denotes a stainless steel bypass flow path side valve seat with which the valve plate 60 is pressed when the bypass flow path 5 is closed. All exhaust gas flowing through the bypass flow path 5 is provided in the bypass flow path side valve seat 51. It passes through the bypass flow path side valve opening 52. The opening area of the bypass passage-side valve opening 52 is smaller than the opening area of the exhaust main passage-side valve opening 42.
Has an opening area of 30 of the opening area of the exhaust main flow path side valve opening 42.
% To 80% is desirable.

【0034】因みに、本実施形態では、バイパス流路側
弁口52の開口部直径は約34mm(開口面積は約90
7mm2 )、排気主流路側弁口42の開口部直径は約5
4mm(開口面積は約2289mm2 )で、バイパス流
路側弁口52の開口面積は、排気主流路側弁口42の開
口面積の約39%である。なお、主流路側バルブシート
41およびバイパス流路側バルブシート51は、それぞ
れ管40および管50に溶接されている。そして、バイ
パス流路側弁口52および排気主流路側弁口42の中心
から従動軸63(主軸65)の回転中心までの寸法R
は、従動軸63(主軸65)の回転中心からバルブプレ
ート60と第1アーム61との結合部までの回転半径r
と一致している。
Incidentally, in this embodiment, the opening diameter of the bypass passage side valve opening 52 is about 34 mm (the opening area is about 90 mm).
7 mm 2 ), the diameter of the opening of the exhaust main flow path side valve port 42 is about 5
4 mm (open area about 2289mm 2), the opening area of the bypass flow valve port 52 is about 39% open area of the exhaust main flow path side valve port 42. The main flow path side valve seat 41 and the bypass flow path side valve seat 51 are welded to the pipe 40 and the pipe 50, respectively. Then, the dimension R from the center of the bypass flow passage side valve opening 52 and the exhaust main flow passage side valve opening 42 to the rotation center of the driven shaft 63 (main shaft 65)
Is the radius of rotation r from the center of rotation of the driven shaft 63 (main shaft 65) to the joint between the valve plate 60 and the first arm 61.
Matches.

【0035】次に、本実施形態の作動を述べる。エンジ
ン始動直後のエンジン冷間時において、排気温度センサ
9からの信号により、制御装置11が、主触媒装置8の
触媒が触媒活性化温度に達していないと判断したとき
は、制御装置11は、電磁弁12およびEHC7に通電
させる。これにより、電磁弁12が開き、配管12aを
介してアクチュエータ100の空間104aと、エンジ
ン1の吸気マニホルド13とが連通する。すると、エン
ジンの吸入負圧により、空間104aの体積が縮小する
ようにダイヤフラム102が移動し、これと連動してロ
ッド101が移動する。さらに、第2アーム68および
第1アーム61が回転して、図2の2点鎖線で示すよう
に、バルブプレート60を主流路側バルブシート41に
当接させて、排気主流路側弁口42を閉じる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the control device 11 determines that the catalyst of the main catalyst device 8 has not reached the catalyst activation temperature by the signal from the exhaust temperature sensor 9 when the engine is cold immediately after the engine is started, the control device 11 The solenoid valve 12 and the EHC 7 are energized. As a result, the solenoid valve 12 opens, and the space 104a of the actuator 100 and the intake manifold 13 of the engine 1 communicate with each other via the pipe 12a. Then, the suction negative pressure of the engine causes the diaphragm 102 to move so as to reduce the volume of the space 104a, and the rod 101 moves in conjunction with this. Further, the second arm 68 and the first arm 61 rotate to bring the valve plate 60 into contact with the main flow path side valve seat 41 to close the exhaust main flow path side valve opening 42, as shown by the chain double-dashed line in FIG. .

【0036】したがって、排気ガスは、図1に示すよう
に、バイパス流路5を流れて、EHC7で浄化後、主触
媒装置8を経て図示されていないマフラーより大気中に
放出される。このとき、EHC7を通過した排気ガス
は、EHC7のヒータおよび反応によってさらに温めら
れ、バイパス流路5から排気主流路4を経て主触媒装置
8を通過し、主触媒装置8の触媒を暖機する。
Therefore, as shown in FIG. 1, the exhaust gas flows through the bypass flow path 5, is purified by the EHC 7, and is discharged into the atmosphere from the muffler (not shown) via the main catalyst device 8. At this time, the exhaust gas that has passed through the EHC 7 is further heated by the heater and reaction of the EHC 7, passes through the main catalyst device 8 from the bypass flow passage 5 through the exhaust main flow passage 4, and warms up the catalyst of the main catalyst device 8. .

【0037】以上に述べた作動は、主触媒装置8の触媒
の温度が、触媒活性化温度に達するまで行われる。ここ
で、触媒の温度の検出は、主触媒装置8のの下流に設け
られた排気温度センサ9によって行われる。因みに、バ
イパス流路側弁口52は、排気主流路側弁口42より開
口面積が小さいので、排気主流路4に排気ガスが流れる
場合に比べて、排気圧損が大きくなる。しかし、エンジ
ン始動直後の低負荷運転なので、排気ガス量が少なく、
排気圧損によるエンジン出力低下は小さい。
The above-described operation is performed until the temperature of the catalyst of the main catalyst device 8 reaches the catalyst activation temperature. Here, the temperature of the catalyst is detected by the exhaust temperature sensor 9 provided downstream of the main catalyst device 8. By the way, since the opening area of the bypass flow passage side valve opening 52 is smaller than that of the exhaust main flow passage side valve opening 42, the exhaust pressure loss becomes larger than that in the case where the exhaust gas flows in the exhaust main flow passage 4. However, since it is a low load operation immediately after the engine starts, the amount of exhaust gas is small,
The decrease in engine output due to exhaust pressure loss is small.

【0038】そして、主触媒装置8の触媒の温度が触媒
活性化温度に達すると、制御装置11は、電磁弁12お
よびEHC7への通電を遮断する。これにより、電磁弁
12が閉じ、アクチュエータ100への負圧の供給が遮
断されるので、コイルバネ103の復元力によって空間
104aの体積が膨張するようにダイヤフラム102が
移動する。そして、これに連動してロッド101が移動
して、第2アーム68、第1アーム61およびバルブプ
レート60が回転し、図2の実線に示すように、バルブ
プレート60をバイパス流路側バルブシート51に当接
させて、バイパス流路側弁口52を閉じる。
When the temperature of the catalyst in the main catalyst device 8 reaches the catalyst activation temperature, the control device 11 shuts off the power supply to the solenoid valve 12 and the EHC 7. As a result, the electromagnetic valve 12 is closed and the supply of negative pressure to the actuator 100 is cut off, so that the diaphragm 102 moves so that the volume of the space 104a expands due to the restoring force of the coil spring 103. Then, in conjunction with this, the rod 101 moves, the second arm 68, the first arm 61 and the valve plate 60 rotate, and as shown by the solid line in FIG. And the bypass flow path side valve opening 52 is closed.

【0039】したがって、排気ガスは、全て排気主流路
4を通過し、主触媒装置8で浄化された後、図示されて
いないマフラーを経て大気中に放出される。次に、本実
施形態の特徴を述べる。エンジン始動直後の主触媒装置
8の触媒の温度が、触媒活性化温度に達していない場合
は、ヒータによって加熱されて触媒活性化温度に達した
EHC7が配置されたバイパス流路5に、排気ガスが流
れるように切替弁装置6を制御するので、エンジン始動
直後においても高い浄化効率にて排気ガスを浄化するこ
とができる。
Therefore, all the exhaust gas passes through the exhaust main flow path 4, is purified by the main catalyst device 8, and is then discharged into the atmosphere through a muffler (not shown). Next, features of the present embodiment will be described. When the temperature of the catalyst of the main catalyst device 8 has not reached the catalyst activation temperature immediately after the engine is started, the exhaust gas is introduced into the bypass passage 5 in which the EHC 7 heated by the heater and reached the catalyst activation temperature is arranged. Since the switching valve device 6 is controlled so that the exhaust gas flows, the exhaust gas can be purified with high purification efficiency even immediately after the engine is started.

【0040】そして、エンジン暖機後においては、主触
媒装置8にて浄化されるので、エンジン始動直後からエ
ンジン暖機後までの広い範囲のエンジン運転条件で、排
気ガスを浄化することができる。また、上述のように、
エンジン始動直後においては、EHC7にて排気ガスを
浄化することができるので、主触媒装置8の触媒温度を
早く触媒活性化温度に上げるために主触媒装置8をエン
ジン近傍に配置しなくても排気ガスを浄化することがで
きる。したがって、主触媒装置8の触媒は、高温条件下
に晒されないので、触媒の熱劣化を抑制することがで
き、高い排気ガス浄化効率を長時間維持することができ
る。
After the engine is warmed up, the main catalyst device 8 purifies the exhaust gas, so that the exhaust gas can be purified under a wide range of engine operating conditions from immediately after the engine is started to after the engine is warmed up. Also, as mentioned above,
Immediately after the engine is started, the exhaust gas can be purified by the EHC 7. Therefore, in order to quickly raise the catalyst temperature of the main catalyst device 8 to the catalyst activation temperature, the exhaust gas can be exhausted without disposing the main catalyst device 8 near the engine. The gas can be purified. Therefore, since the catalyst of the main catalyst device 8 is not exposed to high temperature conditions, thermal deterioration of the catalyst can be suppressed, and high exhaust gas purification efficiency can be maintained for a long time.

【0041】また、エンジン暖機後においては、バイパ
ス流路5が閉じられ、バイパス流路5内に高温の排気ガ
スが流れないので、熱によるEHC7の触媒の熱劣化を
抑制するこができる。また、第1アーム61、軸ハウジ
ング64、従動軸63、主軸65およびすべり軸受66
からなる弁操作機構69は、バイパス流路5内に配置さ
れているので、エンジン暖機後においてバイパス流路5
が閉じられると、これらの弁操作機構69は、高温の排
気ガスに直接晒されない。したがって、弁操作機構69
の熱劣化を抑制するとともに、熱変形や熱歪みによる従
動軸63、主軸65のこじり等による作動不良を抑制す
ることができる。
Further, after the engine is warmed up, the bypass passage 5 is closed and the high temperature exhaust gas does not flow in the bypass passage 5, so that the heat deterioration of the catalyst of the EHC 7 due to heat can be suppressed. Further, the first arm 61, the shaft housing 64, the driven shaft 63, the main shaft 65 and the slide bearing 66.
Since the valve operating mechanism 69 consisting of is arranged in the bypass flow passage 5, the bypass flow passage 5 is not provided after the engine is warmed up.
When closed, these valve actuation mechanisms 69 are not directly exposed to the hot exhaust gases. Therefore, the valve operating mechanism 69
Of the driven shaft 63 and the main shaft 65 due to thermal deformation and thermal strain, and malfunctions due to twisting of the driven shaft 63 and the main shaft 65 can be suppressed.

【0042】因みに、エンジン始動直後においては、第
1アーム61、軸ハウジング64、従動軸63、主軸6
5およびすべり軸受66は、排気ガスに直接晒される
が、エンジン始動直後は、排気ガス温度は低いので、こ
れらの各部材が熱劣化するまでには至らない。また、バ
イパス流路側弁口52の開口面積は、排気主流路側弁口
42の開口面積に比べて小さいので、バルブプレート6
0がバイパス流路側弁口52を閉じた状態で、バルブプ
レート60のバイパス流路5側に作用する力(バイパス
流路5側に作用圧力とバイパス流路側弁口52の開口面
積との積)と、排気主流路5側に作用する力(排気主流
路5側に作用する圧力とバイパス流路側弁口52の開口
面積との積)との不釣り合い量を小さくすることができ
る。
By the way, immediately after the engine is started, the first arm 61, the shaft housing 64, the driven shaft 63, and the main shaft 6 are provided.
5 and the slide bearing 66 are directly exposed to the exhaust gas, but immediately after the engine is started, the temperature of the exhaust gas is low, and therefore, these members do not deteriorate due to heat. Further, since the opening area of the bypass flow passage side valve opening 52 is smaller than the opening area of the exhaust main flow passage side valve opening 42, the valve plate 6
The force acting on the bypass flow path 5 side of the valve plate 60 (the product of the working pressure on the bypass flow path 5 side and the opening area of the bypass flow path side valve opening 52) when 0 closes the bypass flow path side valve opening 52. And the force acting on the exhaust main flow passage 5 side (the product of the pressure acting on the exhaust main flow passage 5 side and the opening area of the bypass flow passage side valve opening 52) can be reduced.

【0043】したがって、発明が解決しようとする課題
の欄で述べたように、バルブプレート60の裏表両面の
作用する圧力不均衡によるバルブプレート60に発生す
るチャタリングを抑制するこができる。また、バルブプ
レート60に作用する力の不釣り合い量を小さくするこ
とができるので、不釣り合い量を補正するためにアクチ
ュエータ100が、バルブプレート60をバイパス流路
側バルブシート51に押さえ付ける作用力を小さくする
ことができる。したがって、第1アーム61、軸ハウジ
ング64、従動軸63、主軸65およびすべり軸受66
等の機械的負荷が小さくなるので、これらおよびアクチ
ュエータ100の小型化を図ることができる。そして、
機械的負荷の低減と上述の熱変形や熱歪み抑制効果と相
まって、従動軸63、主軸65のこじり等による作動不
良をさらに抑制することができる。
Therefore, as described in the section of the problem to be solved by the invention, it is possible to suppress the chattering generated in the valve plate 60 due to the pressure imbalance acting on both front and rear surfaces of the valve plate 60. Further, since the unbalance amount of the force acting on the valve plate 60 can be reduced, the acting force of the actuator 100 pressing the valve plate 60 against the bypass flow path side valve seat 51 to correct the unbalance amount is reduced. can do. Therefore, the first arm 61, the shaft housing 64, the driven shaft 63, the main shaft 65 and the slide bearing 66.
Since the mechanical load such as the above becomes small, these and the actuator 100 can be downsized. And
In combination with the reduction of mechanical load and the effects of suppressing thermal deformation and thermal strain described above, it is possible to further suppress malfunctions due to twisting of the driven shaft 63 and the main shaft 65.

【0044】因みに、図4は、バルブプレート60の表
裏両面において、最大0.2kgf/cm2 の圧力差が
発生した場合のチャタリングを防止するために必要なバ
ルブプレート60を押し付ける力と、バイパス流路側弁
口52の直径との関係を示したグラフである。図4から
明らかなように、バイパス流路側弁口52の直径が小さ
くなるほど、チャタリングを防止するために必要なバル
ブプレート60を押し付ける力は小さくなる。
Incidentally, FIG. 4 shows the force required to press the valve plate 60 to prevent chattering when a pressure difference of maximum 0.2 kgf / cm 2 is generated on both front and back surfaces of the valve plate 60, and the bypass flow. 6 is a graph showing the relationship with the diameter of the roadside valve opening 52. As is clear from FIG. 4, the smaller the diameter of the bypass passage-side valve opening 52, the smaller the force required to press the valve plate 60 to prevent chattering.

【0045】ところで、バイパス流路5の長さを適当に
選ぶことにより、圧力脈動の位相差を180度として、
圧力脈動を相殺してチャタリングを抑制する手段が考え
られるが、この手段では、エンジン回転数によって圧力
脈動の周波数が変化するので、広いエンジン回転数域で
安定的に圧力脈動を相殺してチャタリングを抑制するこ
とが難しい。しかし、本実施形態によれば、上述のよう
に、エンジン回転数に依らずチャタリングを抑制するこ
ができる。
By the way, by appropriately selecting the length of the bypass flow passage 5, the phase difference of the pressure pulsation is set to 180 degrees,
A means of canceling pressure pulsation and suppressing chattering is conceivable.However, in this means, the frequency of pressure pulsation changes depending on the engine speed, so pressure pulsation is canceled out stably over a wide engine speed range to prevent chattering. It is difficult to control. However, according to the present embodiment, as described above, chattering can be suppressed regardless of the engine speed.

【0046】また、配管12aの内径を調整することに
より空間104aの圧力変化速度を調整することができ
る。したがって、配管12aの内径を適当な大きさとす
ることによって、急激な圧力変化を抑制することがで
き、切替弁装置作動時において、バルブプレート60等
に作用する衝撃力を低減することができる。因みに本実
施形態では、内径を約1mmとしている。
Further, by adjusting the inner diameter of the pipe 12a, the pressure change speed of the space 104a can be adjusted. Therefore, by setting the inner diameter of the pipe 12a to an appropriate size, a rapid pressure change can be suppressed, and the impact force acting on the valve plate 60 or the like can be reduced when the switching valve device is activated. Incidentally, in this embodiment, the inner diameter is about 1 mm.

【0047】(第2実施形態)本実施形態は、バルブプ
レート60と第1アーム61との結合位置を偏心させた
ものである。その構造は、図5に示すように、従動軸6
3の回転中心からバイパス流路側弁口52中心までの寸
法Rを、従動軸63(主軸65)の回転中心からバルブ
プレート60と第1アーム61との結合部までの回転半
径rに比べて小さくしたものである。
(Second Embodiment) In this embodiment, the coupling position between the valve plate 60 and the first arm 61 is eccentric. The structure of the driven shaft 6 is as shown in FIG.
The dimension R from the center of rotation of 3 to the center of the bypass passage side valve opening 52 is smaller than the radius of rotation r from the center of rotation of the driven shaft 63 (main shaft 65) to the joint between the valve plate 60 and the first arm 61. It was done.

【0048】次に、本実施形態の特徴を述べる。従動軸
63の回転中心からバイパス流路側弁口52中心までの
寸法Rは、従動軸63の回転中心からバルブプレート6
0と第1アーム61との結合部までの回転半径rに比べ
て小さくなっているので、バイパス流路側弁口52を従
動軸63の回転中心に近づけることができる。したがっ
て、切替弁装置6の小型化を図ることができる。
Next, the features of this embodiment will be described. The dimension R from the rotation center of the driven shaft 63 to the center of the bypass flow path side valve opening 52 is determined by measuring the rotation center of the driven shaft 63 to the valve plate 6.
Since it is smaller than the turning radius r up to the connecting portion between 0 and the first arm 61, the bypass passage side valve port 52 can be brought close to the rotation center of the driven shaft 63. Therefore, the switching valve device 6 can be downsized.

【0049】また、バイパス流路側弁口52を従動軸6
3の回転中心に近づけることにより、図5のB部に示す
ように、第1アーム61とバイパス流路側弁口52内縁
との距離が大きくなるので、第1アーム61とバイパス
流路側バルブシート51との干渉さけることができる。
したがって、第1アーム61の設計自由度が大きくなる
ので、第1アーム61および管50の低コスト化を図る
ことができ、延いては、切替弁装置6の低コスト化を図
ることができる。
Further, the bypass passage side valve port 52 is connected to the driven shaft 6
3, the distance between the first arm 61 and the inner edge of the bypass flow passage side valve opening 52 becomes large as shown in part B of FIG. 5, so that the first arm 61 and the bypass flow passage side valve seat 51 are provided. You can avoid interference with.
Therefore, since the degree of freedom in designing the first arm 61 is increased, the cost of the first arm 61 and the pipe 50 can be reduced, and the cost of the switching valve device 6 can be reduced.

【0050】ところで、上述の実施形態では、切替弁装
置6をバイパス流路5と排気主流路4との分岐部位に配
置したが、切替弁装置6を両流路の合流部位に配置して
も本発明を実施することができる。また、バイパス流路
5と排気主流路4とに、それぞれ独立にアクチュエータ
およびバルブプレート等からなる弁装置を配置して、切
替弁装置としても本発明を実施することができる。
By the way, in the above-mentioned embodiment, the switching valve device 6 is arranged at the branch portion of the bypass flow passage 5 and the exhaust main flow passage 4, but the switching valve device 6 may be arranged at the confluence portion of both the flow passages. The present invention can be implemented. Further, the present invention can be implemented as a switching valve device by arranging a valve device including an actuator and a valve plate, etc., independently in each of the bypass flow passage 5 and the exhaust main flow passage 4.

【0051】また、上述の実施形態では、主流路側バル
ブシート41およびバイパス流路側バルブシート51を
介して、排気主流路4およびバイパス流路5を切替開閉
したが、これらのバルブシートを設けず、直接、排気主
流路4およびバイパス流路5を切替開閉しても本発明を
実施することができる。さらに、排気主流路側弁口42
およびバイパス流路側弁口52の開口部の形状は、円形
状に限られるものではなく、矩形等の他の形状でも良
い。
In the above embodiment, the exhaust main flow path 4 and the bypass flow path 5 are switched and opened via the main flow path side valve seat 41 and the bypass flow path side valve seat 51. However, these valve seats are not provided. The present invention can be implemented by directly switching and opening the exhaust main flow path 4 and the bypass flow path 5. Further, the exhaust main flow path side valve opening 42
The shape of the opening of the bypass flow path side valve opening 52 is not limited to a circular shape, and may be another shape such as a rectangle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る第1実施形態の切替弁装置を用い
た排気ガス浄化装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas purification device using a switching valve device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態に係る切替弁装置の半断面図であ
る。
FIG. 2 is a half cross-sectional view of the switching valve device according to the present embodiment.

【図3】図2のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】バルブプレートの押し付け力とバイパス流路側
弁口の直径の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pressing force of the valve plate and the diameter of the bypass passage side valve opening.

【図5】本発明に係る第2実施形態の切替弁装置の半断
面図である。
FIG. 5 is a half sectional view of a switching valve device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】バルブプレートのチャタリングの発生原因を説
明する模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a cause of chattering of a valve plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…排気マニホルド、3…排気管、4…
排気主流路、5…バイパス流路、6…排気ガス用切替弁
装置、7…電気ヒータ付触媒装置(EHC)、8…主触
媒装置、9…排気温度センサ、11…制御装置、12…
電磁弁、40、50…管、41…主流路側バルブシー
ト、42…排気主流路側弁口、51…バイパス流路側バ
ルブシート、52…バイパス流路側弁口、60…バルブ
プレート(弁体)、61…第1アーム(連結部材)、6
2…軸、61a、61b、61c…リブ、63…従動
軸、63a…溝、63b…角穴、64…軸ハウジング、
65…主軸、65a…2面幅、65b…溝、65c…止
め輪、66…すべり軸受、67…ワッシャ、68…第2
アーム、69…弁操作機構、100…アクチュエータ、
101…ロッド、102…ダイヤフラム、103…コイ
ルバネ、104…ケーシング。
1 ... Engine, 2 ... Exhaust manifold, 3 ... Exhaust pipe, 4 ...
Exhaust main flow passage, 5 ... Bypass flow passage, 6 ... Exhaust gas switching valve device, 7 ... Catalyst device (EHC) with electric heater, 8 ... Main catalyst device, 9 ... Exhaust temperature sensor, 11 ... Control device, 12 ...
Solenoid valve, 40, 50 ... Pipe, 41 ... Main flow passage side valve seat, 42 ... Exhaust main flow passage side valve port, 51 ... Bypass flow passage side valve seat, 52 ... Bypass flow passage side valve port, 60 ... Valve plate (valve body), 61 ... First arm (connecting member), 6
2 ... Shaft, 61a, 61b, 61c ... Rib, 63 ... Driven shaft, 63a ... Groove, 63b ... Square hole, 64 ... Shaft housing,
65 ... Spindle, 65a ... 2 face width, 65b ... Groove, 65c ... Retaining ring, 66 ... Sliding bearing, 67 ... Washer, 68 ... Second
Arm, 69 ... Valve operating mechanism, 100 ... Actuator,
101 ... Rod, 102 ... Diaphragm, 103 ... Coil spring, 104 ... Casing.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 政一 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masakazu Tanaka 1-1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi Prefecture NIDEC CORPORATION

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン冷間時に排気ガスが流れるバイ
パス流路(5)と、エンジン暖機時に排気ガスが流れる
排気主流路(4)とを切替る排気ガス用切替弁装置
(6)であって、 前記バイパス流路(5)に連通するように設けられ、前
記バイパス流路(5)内を流れる排気ガスが通過するバ
イパス流路側弁口(52)と、 前記排気主流路(4)に連通するように設けられ、前記
排気主流路(4)内を流れる排気ガスが通過する排気主
流路側弁口(42)と、 前記バイパス流路側弁口(52)と前記排気主流路側弁
口(42)とを開閉する弁体(60)と、 前記弁体(60)を駆動するアクチュエータ(100)
とを具備し、 前記バイパス流路側弁口(52)の開口面積は、前記排
気主流路側弁口(42)の開口面積に比べて小さいこと
を特徴とする排気ガス用切替弁装置。
An exhaust gas switching valve device (6) for switching between a bypass flow passage (5) through which exhaust gas flows when the engine is cold and an exhaust main flow passage (4) through which exhaust gas flows when the engine is warmed up. And a bypass passage-side valve opening (52) through which exhaust gas flowing in the bypass passage (5) passes, the exhaust main passage (4) being provided so as to communicate with the bypass passage (5). An exhaust main flow passage side valve opening (42) provided so as to communicate with each other, through which exhaust gas flowing in the exhaust main flow passage (4) passes, the bypass flow passage side valve opening (52) and the exhaust main flow passage side valve opening (42) ) And an actuator (100) for driving the valve body (60)
The exhaust gas switching valve device, wherein the opening area of the bypass flow passage side valve opening (52) is smaller than the opening area of the exhaust main flow passage side valve opening (42).
【請求項2】 前記バイパス流路側弁口(52)および
前記排気主流路側弁口(42)は、前記バイパス流路
(5)および排気主流路(4)の連結部に設けられてお
り、 前記バイパス流路(5)と前記排気主流路(4)との連
結部に設けられ、前記アクチュエータ(100)の動き
により回転する回転軸(63、65)と、 この回転軸(63、65)を軸支する軸受部(64、6
6)と、 前記回転軸(63、65)に一端が連結され、他端が前
記弁体(60)に連結された連結部材(61)とを備
え、 これら回転軸(63、65)、軸受部(64、66)お
よび連結部材(61)がいずれも前記バイパス流路
(5)内に位置するように構成されていることを特徴と
する請求項1に記載の排気ガス用切替弁装置。
2. The bypass flow passage side valve opening (52) and the exhaust main flow passage side valve opening (42) are provided at a connecting portion of the bypass flow passage (5) and the exhaust main flow passage (4), A rotary shaft (63, 65) which is provided at a connecting portion between the bypass flow passage (5) and the exhaust main flow passage (4) and is rotated by the movement of the actuator (100), and the rotary shaft (63, 65). Bearings that support the shaft (64, 6
6) and a connecting member (61) whose one end is connected to the rotating shafts (63, 65) and the other end is connected to the valve body (60), and these rotating shafts (63, 65) and bearings are provided. The exhaust gas switching valve device according to claim 1, wherein the parts (64, 66) and the connecting member (61) are both arranged in the bypass flow passage (5).
【請求項3】 前記回転軸(63、65)の回転中心か
ら前記バイパス流路側弁口(52)中心までの寸法
(R)は、前記回転軸(63、65)の回転中心から前
記弁体(60)と前記連結部材(61)との連結部まで
の回転半径(r)に比べて小さいことを特徴とする請求
項2に記載の排気ガス用切替弁装置。
3. The dimension (R) from the center of rotation of the rotary shafts (63, 65) to the center of the bypass passage side valve opening (52) is measured from the center of rotation of the rotary shafts (63, 65) to the valve body. The exhaust gas switching valve device according to claim 2, wherein the radius of gyration (r) up to the connecting portion between the (60) and the connecting member (61) is smaller.
【請求項4】 前記バイパス流路側弁口(52)の開口
面積は、前記排気主流路側弁口(42)の開口面積の3
0%〜80%であることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれか1つに記載の排気ガス用切替弁装置。
4. The opening area of the bypass flow passage side valve opening (52) is 3 times the opening area of the exhaust main flow passage side valve opening (42).
It is 0% -80%, It is characterized by the above-mentioned.
The switching valve device for exhaust gas according to any one of 1.
【請求項5】 エンジンの排気管(3)内に配設され、
排気ガス有害成分を浄化する触媒装置(8)と、 前記排気管(3)に設けられたバイパス流路(5)と、 前記バイパス流路(5)内に配置され、前記触媒装置
(8)よりも排気ガス流れ上流側に位置して排気ガス有
害成分を浄化する早期浄化装置(7)と、 前記排気管(3)において、前記バイパス流路(5)と
並列に設けられ、前記早期浄化装置(7)を通過しない
排気ガスの流れを形成する排気主流路(4)と、 排気ガスの流通を前記バイパス流路(5)と前記排気主
流路(4)とのいずれか一方に切り替る請求項1ないし
4のいずれか1つに記載の排気ガス用切替弁装置と、 前記排気ガス用切替弁装置のアクチュエータ(100)
に制御信号を出力し、エンジン冷間時には排気ガスを前
記バイパス流路(5)に流通させ、エンジン暖機時には
排気ガスを前記排気主流路(4)に流通させるように前
記排気ガス用切替弁装置を制御する制御手段(11)と
を具備することを特徴とする排気ガス浄化装置。
5. Arranged in the exhaust pipe (3) of the engine,
A catalyst device (8) for purifying exhaust gas harmful components, a bypass channel (5) provided in the exhaust pipe (3), and a catalyst device (8) arranged in the bypass channel (5). An early purification device (7) located upstream of the exhaust gas flow for purifying exhaust gas harmful components, and provided in the exhaust pipe (3) in parallel with the bypass flow passage (5) to provide the early purification. An exhaust main flow path (4) that forms a flow of exhaust gas that does not pass through the device (7), and switches the flow of exhaust gas to either one of the bypass flow path (5) and the exhaust main flow path (4). An exhaust gas switching valve device according to any one of claims 1 to 4, and an actuator (100) for the exhaust gas switching valve device.
The exhaust gas switching valve so that exhaust gas is circulated to the bypass flow passage (5) when the engine is cold and exhaust gas is circulated to the exhaust main flow passage (4) when the engine is warmed up. An exhaust gas purification device comprising: a control means (11) for controlling the device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6286306B1 (en) 1999-02-08 2001-09-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system of internal combustion engine
CN117212684A (en) * 2023-11-08 2023-12-12 国镓芯科(成都)半导体科技有限公司 Raw material gas conveying system for manufacturing semiconductor wafer based material

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