JPH08165920A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着装置５の流路５ｄと、これと並列に設け
られた排気流路３４とを切り替える切替弁８を有する排
気浄化装置において、吸着装置５へのＨＣ吸着効率を向
上する。 【構成】 吸着装置５の上流側に位置する拡大管３１の
広がり角度θを片面壁面剥離の生じる範囲（５０〜８０
度）に設定する。エンジン１始動後の冷間時には、切替
弁８を破線位置に操作して吸着装置５側の通路５ａに排
気ガスを流す。その際、前記片面壁面剥離により吸着装
置５側へ排気ガスの速い流れを偏らせて、吸着装置５へ
の排気ガス流入速度を均一にして、ＨＣ等の吸着効率を
向上できる。エンジン１の暖機後は、切替弁８が排気流
路３４側を開放する実線位置に切り替わって、この排気
流路３４に排気ガスが流れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車等に搭載されるエ
ンジン（内燃機関）の排気ガス浄化装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジン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）など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。この方式による炭化水素化合物
（以下ＨＣと略す）の浄化には、一般に触媒活性化温度
３５０℃以上を必要とする。

【０００３】しかしながら、エンジン始動直後において
は、上記触媒が触媒活性温度に達していないため、ＨＣ
浄化は、ほとんど行なわれないという問題がある。そこ
で、上記の問題を解決するため、エンジンの排気系に触
媒装置を配備し、かつその上流側または下流側に、エン
ジン冷間時に排出されたＨＣ（以下コールドＨＣと呼
ぶ）を吸着するための吸着剤を納めたＨＣトラッパーを
配備した浄化装置が特開平２−１３５１２６号公報、特
開平４ー１７７１０号公報、特開平４ー３１１６１８号
公報等で提案されている。

【０００４】上記特開平２−１３５１２６号公報の浄化
装置は、触媒装置の上流側にゼオライト系吸着剤を用い
た吸着剤装置を配して、吸着剤装置と触媒装置とを併用
し、排気ガス低温時には吸着剤にコールドＨＣを吸着さ
せ、排気ガス高温時には吸着剤から脱離したＨＣおよび
エンジンからの排気ＨＣを触媒で浄化させるものであ
る。

【０００５】また、上記特開平４ー１７７１０号公報、
特開平４ー３１１６１８号公報の浄化装置は、吸着剤を
含むＨＣトラッパーを触媒装置の下流側に、メイン排気
管と並列に配置するとともに、このＨＣトラッパーを含
むバイパス通路とメイン排気管にはそれぞれ流路切替弁
を設けている。そして、エンジン始動直後から所定時
間、上記弁を操作し、排気ガスをバイパス通路へ流し、
その間、コールドＨＣはトラッパーに吸着される。エン
ジン始動後から所定時間経過して、排気ガス温度が上昇
し、ＨＣトラッパーの吸着剤からコールドＨＣが脱離す
る状態になると、上記弁はメイン排気管に排気ガスを流
す位置に切り替わり、この時、トラッパー下流側とエン
ジン吸気管とをつなぐ脱離用配管にエンジンの吸気管負
圧が加わり、脱離したＨＣは上記吸気管へ吸い込まれて
再びエンジン内で燃焼するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
コールドＨＣ吸着技術のうち、触媒装置の上流側にＨＣ
トラッパーを配備するものでは、エンジンから排出直後
の高温排気ガスがＨＣトラッパーに流入するので、吸着
剤の耐熱性が問題となる。そこで、特開平２ー１３５１
２６号公報では、耐熱性の高いゼオライト系吸着剤を使
用している。しかし、吸着剤は一般に低温ほど吸着性能
が高く、ゼオライトでも触媒が活性温度になる前にＨＣ
が脱離してしまうので、せっかく吸着したＨＣが浄化さ
れずに大気へ放出されるという問題が生じる。

【０００７】また、触媒装置の上流にＨＣトラッパーを
配備すると、ＨＣトラッパーそれ自体が大きな熱容量に
なるため、触媒の活性化、即ち触媒が活性温度に達する
までの時間を遅らせるという問題も生じる。一方、触媒
装置の下流側にＨＣトラッパーを配備した特開平４ー１
７７１０号公報や特開平４ー３１１６１８号公報では、
コールドＨＣの吸着性能および触媒の活性化について
は、上記問題は解決される。

【０００８】しかし、上記両公報のものでは、ＨＣトラ
ッパーに流入する排気ガスの速度分布について何ら考慮
していないが、本発明者らの実験検討によれば、ＨＣト
ラッパーへの流入排気ガスの速度分布が不均一になるこ
とにより、吸着剤によるＨＣ吸着効率が大幅に低下する
という問題が生じることが分かった。そこで、本発明は
上記の事情に鑑み、吸着装置の流路と、この吸着装置を
通過しない排気ガスの流れを形成する排気流路とを切り
替える排気ガス流路切替手段を有する排気ガス浄化装置
において、この排気ガス流路切替手段を吸着装置の下流
側の１箇所に設置して、構造を簡略化できるとともに、
吸着装置の上流に位置する拡大管の構成を工夫して、吸
着装置への流入排気ガスの速度分布を均一化し、吸着装
置による吸着効率を向上できる排気ガス浄化装置を提供
することを目的とする。

【０００９】また、本発明は、車両への搭載が容易な排
気ガス浄化装置を提供することを他の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。請求項１の発
明では、エンジン（１）の排気管（３）内に配設された
触媒装置（４）と、この触媒装置（４）より下流の前記
排気管（３）内に配設され、排気ガス有害成分を吸着す
る吸着剤を担持した吸着装置（５）と、前記触媒装置
（４）より下流の前記排気管（３）内に、前記吸着装置
（５）を通過しない排気ガスの流れを形成する排気流路
（３４）と、前記吸着装置（５）に吸着された前記排気
ガス有害成分を前記触媒装置（４）の上流側に還流させ
る還流流路（６ａ、６ｂ）と、前記吸着装置（５）の下
流に設けられ、排気ガスの流通を前記吸着装置（５）の
流路と前記排気流路（３４）とに選択的に切替可能な排
気ガス流路切替手段（８）と、前記吸着装置（５）およ
び前記排気流路（３４）の上流に設けられ、前記排気管
（３）に比して流路断面積を拡大するように形成され、
排気ガスを前記吸着装置（５）または前記排気流路（３
４）に導く拡大管（３１）と、前記切替手段（８）をエ
ンジン（１）冷間時には排気ガスを前記吸着装置（５）
に流通せしめる位置に切替え、エンジン（１）暖機時に
は排気ガスを前記排気流路（３４）に流通せしめる位置
に切替制御する制御手段（１０）とを具備し、前記拡大
管（３１）の広がり角度（θ）は、その内部の排気ガス
の流れが片面壁面剥離となる範囲に設定されている排気
ガス浄化装置を特徴としている。

【００１１】請求項２記載の発明では、請求項１に記載
の排気ガス浄化装置において、前記拡大管（３１）の広
がり角度は、５０〜８０度の範囲に設定されていること
を特徴とする。請求項３記載の発明では、請求項１また
は２に記載の排気ガス浄化装置において、前記吸着装置
（５）の流路（５ｄ）と前記排気流路（３４）は隣接し
て配置されており、この両流路（５ｄ、３４）を合わせ
た全体の流路断面形状は楕円状に構成されていることを
特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明では、請求項３に記載
の排気ガス浄化装置において、前記吸着装置（５）の流
路（５ｄ）と前記排気流路（３４）は、前記楕円状の長
軸方向に隣接して配置されていることを特徴とする。請
求項５記載の発明では、請求項３または４に記載の排気
ガス浄化装置において、前記吸着装置（５）および前記
排気流路（３４）は、前記楕円状の長軸方向が略水平方
向となるようにして、車両の車体下方に配置されるよう
にしたことを特徴とする。

【００１３】請求項６記載の発明では、請求項１ないし
５のいずれか１つに記載の排気ガス浄化装置において、
前記切替手段（８）をエンジン吸気負圧により駆動する
アクチュエータ（９）と、このアクチュエータ（９）に
エンジン吸気負圧を導入する吸気負圧導入流路（１５
ａ、１５ｂ）と、この吸気負圧導入流路（１５ａ、１５
ｂ）に設けられ、前記制御手段（１０）により開閉制御
される開閉弁（１３）と、前記吸気負圧導入流路（１５
ａ、１５ｂ）に設けられ、前記アクチュエータ（９）か
らエンジン吸気側への一方向のみに流体を流す一方向弁
（１４）とを具備することを特徴とする。

【００１４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。

【００１５】

【発明の作用効果】請求項１〜６記載の発明によれば、
上記技術的手段を有しているため、エンジン始動後の冷
間時、排気ガスは排気ガス流路切替手段（８）の流路切
替作用により触媒装置（４）から吸着装置（５）の流路
（５ｄ）を経て放出される。この場合、触媒装置（４）
では浄化されない排気ガス中のＨＣは、吸着装置５の吸
着剤に吸着される。

【００１６】一方、エンジンの暖機後は排気ガス流路切
替手段（８）の流路切替作用により、排気ガスは触媒装
置（４）から、吸着装置（５）の存在しない排気流路
（３４）を経て放出される。このとき、排気ガス中のＨ
Ｃは、高温となり活性化した触媒装置（４）により浄化
される。また、吸着装置（５）の吸着剤に吸着されたＨ
Ｃが脱離し、その脱離ＨＣは還流流路（６ａ、６ｂ）か
ら、触媒装置（４）上流側に還流されて、触媒装置
（４）により脱離ＨＣを速やかに浄化できる。

【００１７】しかも、吸着装置（５）の上流側に位置す
る拡大管（３１）の広がり角度をその内部の排気ガスの
流れが片面壁面剥離となる範囲に設定しているから、Ｈ
Ｃ吸着時には、吸着装置（５）側の流路（５ｄ）に排気
ガスの速い流れを偏らせることが可能となり、その結果
吸着装置（５）に流入する排気ガスの流入速度を均一化
できるので、吸着装置全体をＨＣ吸着のために有効活用
でき、吸着効率を格段と向上できる。

【００１８】また、ＨＣ脱離時には、排気流路（３４）
側に排気ガスの速い流れを偏らせることができるので、
吸着装置（５）上流側に渦が発生するのを抑制でき、そ
のため、一旦吸着されたＨＣが排気流路（３４）側へ流
出するのを防止でき、排気浄化効果を一層高めることが
できる。また、吸着装置（５）の流路（５ａ）と、この
吸着装置（５）を通過しない排気ガスの流れを形成する
排気流路（３４）とを切り替える排気ガス流路切替手段
（８）を、吸着装置（５）の下流側の１箇所に設置する
だけでよいので、構造を簡略化できる。

【００１９】上記作用効果に加えて、 請求項５記載の
発明では、吸着装置（５）および排気流路（３４）を、
前記楕円状の長軸方向が略水平方向となるようにして、
車両の車体（１２）下方に配置しているから、吸着装置
（５）および排気流路（３４）の全体形状が上下方向に
対して偏平な形状となり、高さを低くでき、車両への搭
載が容易である。

【００２０】請求項６記載の発明では、前記切替手段
（８）をエンジン吸気負圧により駆動するアクチュエー
タ（９）を具備し、このアクチュエータ（９）に対し
て、エンジン吸気負圧を導入する吸気負圧導入流路（１
２ａ、１２ｂ）に、前記制御手段（１０）により開閉制
御される開閉弁（１３）と、前記アクチュエータ（９）
からエンジン吸気側への一方向のみに流体を流す一方向
弁（１４）を設けているから、エンジン（１）のスロッ
トル弁（２ｂ）が開放されて吸気マニホルド（２ａ）内
の吸気負圧が減少したときには、一方向弁（１４）が閉
弁して、アクチュエータ（９）内の負圧が直ちに減少す
るのを防止できる。

【００２１】そのため、アクチュエータ（９）内の大き
な負圧を保持できるので、エンジン吸気負圧の減少時に
排気圧力脈動、車体の振動等の影響を受けて、前記切替
手段が変位してしまうという不具合が生じない。それ
故、アクチュエータ（９）をエンジン吸気負圧の減少時
にも対応できるように大きなものに設定する必要がな
く、アクチュエータ（９）の小型化を実現でき、車両へ
の搭載上、極めて有利である。

【００２２】

【実施例】以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。図１は本発明を自動車用エンジンの排気ガス浄化装
置に適用した一実施例を示しており、自動車のガソリン
エンジン１の排気管３には、排気マニホルド２の直後の
位置に触媒装置４が介設してある。この触媒装置４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。

【００２３】排気管３には触媒装置４の下流に流路断面
積を拡大する拡大管３１が設けてあり、この拡大管３１
に連続して構成される楕円筒状または円筒状の吸着筒５
０の中にハニカム構造の吸着装置５が収納してある。吸
着装置５はステンレス鋼またはコージェライト等のセラ
ミックからハニカム構造に構成されている。そして、吸
着装置５は、本例では楕円筒状の吸着筒５０の半断面形
状、すなわち吸着筒５０に合致する半楕円筒状に形成さ
れている。吸着装置５はその半楕円筒形状の平坦面が吸
着筒５０の中心側を向くように配置されている。

【００２４】この吸着装置５は、平行な多数の通孔５１
を有しており、その上流端を除く他の部分全体にわたっ
て形成された吸着剤担持層５ａにはゼオライト系吸着剤
が担持されている。ここで、吸着装置５の上流端側には
所定幅の吸着剤無担持層５ｂが設けられている。また、
吸着装置５の吸着剤担持層５ａの下流端（後端）直後に
は排気ガス流路切替弁８が配設してある。この切替弁８
は、支点８ａを中心として開閉操作されるもので、前記
ハニカム構造の吸着装置５の流路５ｄと、この流路５ｄ
の側方に隣接して形成された排気流路３４とを切替開閉
するものである。

【００２５】前記した拡大管３１は図２に示すように、
本例では、楕円状の断面形状を有するものであって、そ
の断面の長軸方向が板状の隔壁３３により２分割され、
その２分割された流路の一方３１ａ側に吸着装置５の流
路５ｄを形成し、他方の流路３１ｂ側に排気流路３４を
形成している。さらに、上記拡大管３１の広がり角度θ
（図２の楕円形状の場合には楕円の長軸方向の広がり角
度）は、図３（ｃ）に示す片面壁面剥離状態が生じる角
度に設定されている。具体的には、この片面壁面剥離状
態が生じる角度θは５０度〜８０度の範囲である。この
ような拡大管３１の広がり角度θの設定により、排気ガ
スが吸着装置５に流れる時に、吸着装置５における排気
ガスの流速分布を均一できるようにしてある。

【００２６】一方、触媒装置４と吸着装置５との間の距
離は、触媒装置４が排気ガスにより加熱されて活性化温
度に達するタイミングと、吸着装置５に担持された吸着
剤が加熱されて吸着機能を失うタイミングとがほぼ一致
する距離に設定される。すなわち、触媒装置４の触媒活
性化温度（３５０°Ｃ）より、吸着装置５に担持された
吸着剤が吸着機能を失う温度（換言すれば、吸着剤のＨ
Ｃ脱離開始温度で、１００°Ｃ〜２００°Ｃ）の方が低
いので、触媒装置４より所定距離下流に吸着装置５を設
定することにより、上記両タイミングを一致させること
ができる。

【００２７】吸着装置５は排気流路３４との間に前記板
状の隔壁３３を有し、この隔壁３３によって吸着装置５
は排気流路３４と分離され、かつ吸着筒５０に押しつけ
られ保持されている。なお、隔壁３３には図示しない穴
が設けられており、この穴によって排気流路３４内の排
気ガスが直接吸着装置５に接触し得るようになってい
る。

【００２８】一方、吸着装置５の下流端に近接する位置
で、かつ切替弁８より上流の位置から還流流路６ａが分
岐し、この流路６ａはリード弁７を介して、排気マニホ
ールド２に連通する還流流路６ｂに連結されている。リ
ード弁７は、前記流路６ａ、６ｂの流通を一方向すなわ
ち吸着装置５の下流端から排気マニホルド２側へ向かう
一方向のみに制御する流通調整手段をなすものであっ
て、後記する一方向弁７ａおよび開閉弁７ｂよりなる。

【００２９】前記切替弁８は吸着筒５０の外面に設置さ
れたアクチュエータ９によりアーム９ａ、図示しないリ
ンク機構等を介して駆動されるようになっている。この
アクチュエータ９は、本例ではダイヤフラムと、このダ
イヤフラムを作動させるエンジン吸気負圧を断続する電
磁弁とから構成されている。前述したリード弁７の一方
向弁７ａは触媒装置４の上流側および吸着装置５下流側
の、排気脈動の差圧で作動して、還流流路６ａ側から還
流流路６ｂ側への流体の流通のみ許容するものである。
また、開閉弁７ｂは、弁体を駆動するダイヤフラムと、
このダイヤフラムを作動させるエンジン吸気負圧を断続
する電磁弁とから構成されている。

【００３０】１０はマイクロコンピュータ内蔵の制御装
置（制御手段）で、エンジン１や排気温センサ１１から
の信号を受け、エンジン１の運転状態に応じて開閉弁７
ｂおよびアクチュエータ９の電磁弁を開閉制御し、これ
により切替弁８や開閉弁７ｂを制御するようになってい
る。次に、上記構成において本実施例装置の作動を説明
する。図４は作動説明用のフローチャートであり、エン
ジン１のイグニッションスイッチが投入され、エンジン
１が始動すると、制御装置１０のマイクロコンピュータ
がスタートし（ステップＳ１）、次に初期化処理（Ｓ
２）をした後に、Ｓ３にて、制御装置１０により開閉弁
７ｂを閉じるとともに、アクチュエータ９を作動させて
アーム９ａを介して切替弁８を破線に示す閉弁位置に回
動操作する。その結果、排気流路３４を閉じ、吸着装置
５の流路５ｄを開く。

【００３１】エンジン１の始動直後は排気ガス温度が低
く、エンジン１は多量のコールドＨＣを含んだ排気ガス
を排出する。排気ガス温度が低い間は触媒が活性化温度
に達していないため、コールドＨＣは触媒装置４でほと
んど浄化されずに排気管３を流れる。このとき、排気ガ
ス温度は排気温センサ１１により検知されている。この
排気ガス流は、切替弁８の閉弁により排気流路（主流
路）３４側には流れず、吸着装置５の流路５ｄに流れ
る。その際、まずゼオライトを担持してない吸着剤無担
持層５ｂを通り、次いでゼオライトを担持した吸着剤担
持層５ａを流れ、ここでコールドＨＣは吸着剤に吸着さ
れる。

【００３２】そして、コールドＨＣが除去された排気ガ
スは図示しないマフラーを経て大気中に放出される。こ
の時、拡大管３１の広がり角度θを前述したように図３
（ｃ）の片面壁面剥離が生じる範囲の角度（θ＝５０〜
８０度）に設定しているため、排気ガスは均一な流速分
布となって、吸着装置５内へ流入するので、吸着装置５
のハニカム担持体全体に対してコールドＨＣが均一に吸
着され、吸着効率が向上する。

【００３３】因みに、図３の（ａ）、（ｂ）は上記角度
範囲よりθが小さい場合であり、また（ｄ）は上記角度
範囲よりθが大きい場合であり、この（ａ）、（ｂ）、
（ｄ）に示す流れ形態では、いずれも、拡大管３１の片
側の流路３１ａのみに速い流れを偏らせることができな
いので、この片側の流路３１ａの下流に設置された吸着
装置５内への流入排気ガスの流速分布が不均一になって
しまう。

【００３４】次に、エンジン１が暖機して、排気ガス温
度が吸着剤のＨＣ吸着可能温度を越えるに至る所定時間
（ｔａ）を経過すると（ｔ＞ｔａ）、図４のＳ４の判定
がＹＥＳとなり、Ｓ５に移行する。これにより、制御装
置１０からの信号でアクチュエータ９が作動し、アクチ
ュエータ９はアーム９ａを介して、切替弁８を反時計方
向に回動して、実線に示す開弁位置に移動し、排気流路
（主流路）３４が開通する。そのため、排気ガスは流路
が切換えられ吸着装置５の存在しない排気流路３４側を
主に流れる。このとき、触媒は活性化温度に達している
ので、排気ガス中のＨＣは触媒装置４で浄化され、ＨＣ
をほとんど含まない排気ガスが上記排気流路３４を経て
大気中に放出される。

【００３５】また、上記ステップＳ５において、切替弁
８が開弁された直後、Ｓ６にて制御装置１０からの信号
で開閉弁７ｂが開弁する。一方、吸着装置５の側面で
は、既に高温となった排気ガスが排気流路３４を流通し
ている。この高温の排気ガスは隔壁３３の穴を介し、吸
着装置５の吸着剤担持層５ａと接している。そのため、
排気ガスの熱は吸着剤担持層５ａに良好に伝えられ吸着
剤が速やかに昇温してＨＣの脱離を促進する。

【００３６】このとき、上記のように開閉弁７ｂは開弁
されているから排気マニホールド３１内に発生する排気
ガス脈動圧は還流流路６ｂを介して一方向弁７ａの裏面
に加わる。さらに、吸着装置５の下流に発生する排気ガ
ス脈動圧は還流流路６ａを介して一方向弁７ａの表面に
加わり、一方向弁７ａを断続的に開弁させる。これによ
り、吸着装置５の吸着剤担持層５ａの吸着剤から脱離し
たＨＣは還流流路６ａ，６ｂを経て排気マニホールド２
に速やかに流入する。そしてエンジン１からの排気ガス
中のＨＣとともに触媒装置４で浄化されるのである。

【００３７】上記のごとくＨＣの脱離時には、吸着装置
５を通過する排気ガスの流れが微少となるため、一旦吸
着されたＨＣが吸着装置５の上流側へ引きずり出される
という現象が生じることがあるが、本例では、吸着装置
５の上流側に吸着剤無担持層５ｃが形成されているの
で、吸着装置５の吸着ＨＣの排気流路３４側への流出が
防止される。

【００３８】また、上記ＨＣの脱離時においても、排気
ガスの流れに片面壁面剥離の状態が生じて、排気流路３
４側に排気ガスの速い流れが偏るので、吸着装置５の上
流部に排気ガスの渦が発生することを抑制できる。従っ
て、この渦により吸着ＨＣが排気流路３４側に引きずり
出されるという不具合も防止できる。以上のことから、
吸着装置５から脱離したＨＣは、確実に還流流路６ａ，
６ｂを経て排気マニホールド２に速やかに流入し、触媒
装置４で浄化できるので、ＨＣの浄化効率をより一層向
上できる。

【００３９】また、脱離ＨＣをエンジン１の排気マニホ
ルド２側に還流して、吸気マニホルド２ａには還流して
いないので、脱離ＨＣの還流によるエンジン制御への影
響を極力小さくできる。一方、切替弁８が開位置（実線
図示）に切換えられてＨＣ脱離浄化行程に入った後、Ｈ
Ｃの脱離が完了する時間（ｔｂ）が経過すると〔ｔ＞
（ｔａ＋ｔｂ）〕、Ｓ７の判定がＹＥＳとなり、Ｓ８に
移行して、制御装置１０からの信号で開閉弁７ｂが閉じ
られる。

【００４０】なお、上記実施例では、制御装置１０から
の信号で切替弁８をＨＣ脱離・浄化行程側（実線の開弁
位置）へ切換えるタイミングをエンジン始動から所定時
間経過後としたが、この所定時間経過を判定する代わり
に、排気ガス温度が所定の高温に達した時点としてもよ
い。また、上記実施例では、リード弁７には一方向弁７
ａと開閉弁７ｂとを合わせ持つ構成としたが、一方向弁
７ａのみとしてもよい。

【００４１】ところで、本実施例の排気ガス浄化装置で
は、触媒が活性化温度に達するまでのエンジン冷間時に
もコールドＨＣを吸着装置５で吸着して、コールドＨＣ
の大気への放出が防止される。そして、本装置では特
に、吸着されたＨＣが脱離している時、一方向弁７ａの
表面・裏面に加わる排気ガスの脈動圧により一方向弁７
ａを断続的に開弁して、脱離したＨＣを還流流路６ａ、
６ｂを通して、触媒装置４の上流側に還流して、効果的
にＨＣの循環、浄化を行うことができる。

【００４２】次に、前述の実施例装置を車両（自動車）
への搭載に当たっての具体的工夫点を述べる。図５は本
発明の要部をなす吸着筒５０部分の車両への搭載状態を
示すもので、吸着筒５０はその断面形状の楕円の長軸方
向が略水平となるようにして、車両の車体１２の凹状部
１２ａ下方（車両床下）に搭載されている。また、アク
チュエータ９のアーム９ａを図示のように金属板材で形
成するとともに吸着筒５０上部の切替弁８側連結部から
下方に向かって曲げた曲げ形状にして、アクチュエータ
９が吸着筒５０の上方へ突出しないようにしてある。

【００４３】このような搭載レイアウトにすることによ
り、吸着筒５０部分の全体高さが小となり、車両への搭
載が容易になる。また、アクチュエータ９のアーム９ａ
を図示するように吸着筒５０の上方側に配置しているの
で、車両走行時の飛び石がアーム９ａに衝突することを
大幅に低減でき、従ってアーム９ａの損傷、変形による
アクチュエータ９の故障を低減できる。

【００４４】なお、図５では、吸着筒５０の図示左側部
分に吸着装置５が配置され、図示右側部分に排気流路３
４が配置されている。そして、５０ａは切替弁８の下流
側の排気出口管である。図６はアクチュエータ９および
還流流路６ａの配置位置を示すもので、この両者９、６
ａを近接して配置しているので、この両者９、６ａの設
置スペースを低減できる。

【００４５】さらに、図６に図示するように、吸着筒５
０の排気ガス下流側の端部に斜面５０ｂを形成し、この
斜面５０ｂに上記９、６ａを近接して配置しているの
で、吸着筒５０の排気流れ方向の長さ（図６の左右方向
長さ）も短縮でき、より一層車両への搭載が容易にな
る。図７は本発明の他の実施例を示すもので、排気ガス
流路切替弁８を駆動するアクチュエータ９をエンジン１
の吸気負圧により作動するダイヤフラム９ｂで構成する
場合に、このアクチュエータ９を小型化するための工夫
をしたものである。

【００４６】すなわち、図７に示すように、アクチュエ
ータ９の圧力室９ｃに接続された吸気負圧導入管１５ａ
と、エンジン１の吸気マニホルド（サージタンク）２ａ
に接続された吸気負圧導入管１５ｂとの間に、制御装置
１０により開閉制御される開閉弁（電磁弁）１３、およ
びアクチュエータ９からエンジン吸気側への一方向のみ
に流体を流す一方向弁１４を直列に配設している。

【００４７】なお、開閉弁１３は、吸気負圧導入管１５
ａ、１５ｂの間の通路の開閉と、吸気負圧導入管１５ａ
と大気開放口（図示せず）間の開閉を行う３方弁タイプ
のものである。図７の実施例による作動も図４に示す作
動と同じであって、エンジン１の始動直後では、図４の
ステップＳ３において、制御装置１０から開閉弁１３に
通電され、この開閉弁１３は吸気負圧導入管１５ａ、１
５ｂの間を連通させる。これにより、エンジン１の吸気
負圧が一方向弁１４を通ってアクチュエータ９の圧力室
９ｃに加わり、ダイヤフラム９ｂがアーム９ａを介し
て、排気ガス流路切替弁８を図示破線位置（閉弁位置）
に駆動する。

【００４８】そして、エンジン１が暖機して、図４のス
テップＳ４の判定がＹＥＳとなると、ステップＳ５で制
御装置１０から開閉弁１３への通電が遮断されるので、
この開閉弁１３は吸気負圧導入管１５ａ、１５ｂの間を
遮断する。これと同時に、開閉弁１３はその大気開放口
を吸気負圧導入管１５ａに連通させるので、アクチュエ
ータ９の圧力室９ｃの負圧は急速に減少し、ダイヤフラ
ム９ｂがスプリング９ｄの力により変位して、アーム９
ａを介して、排気ガス流路切替弁８を図示実線位置（開
弁位置）に駆動する。

【００４９】ところで、図７の実施例では、上記したよ
うに、アクチュエータ９への吸気負圧導入管１５ａ、１
５ｂの途中に、開閉弁１３の他に、一方向弁１４を配設
しているから、エンジン１のスロットル弁２ｂが開放さ
れて吸気マニホルド２ａ内の吸気負圧が減少したときに
は、一方向弁１４が閉弁して、吸気マニホルド２ａ側か
らアクチュエータ９の圧力室９ｃに空気が流入するのを
阻止できる。

【００５０】従って、エンジン１のスロットル弁２ｂが
開放された時にも、アクチュエータ９の圧力室９ｃ内の
負圧が直ちに減少するのが一方向弁１４によって防止さ
れ、アクチュエータ９の大きな負圧を保持できる。その
ため、排気ガス流路切替弁８がスロットル弁２ｂの開放
時（エンジン吸気負圧の減少時）に排気圧力脈動、車体
の振動等の影響を受けて、破線で示す閉弁位置から開い
てしまうという不具合が生じない。

【００５１】それ故、アクチュエータ９をエンジン吸気
負圧の減少時にも対応できるように大きなものに設定す
る必要がなく、アクチュエータ９の小型化を実現でき、
車両への搭載上、極めて有利である。なお、本発明は上
述の図示の実施例に限定されず、種々変形可能であり、
例えば、還流流路６ａ、６ｂを触媒装置４の直ぐ上流の
排気流路に接続せず、エンジン１の吸気マニホルド２ａ
側へ接続するタイプにも本発明は適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の全体構成図である。

【図２】図１の実施例装置における拡大管および吸着筒
の形状を示す図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は図２の拡大管における広がり
角度と排気ガスの流れ形態との関係を示す説明図であ
る。

【図４】一実施例装置の作動を示すフローチャートであ
る。

【図５】一実施例装置の車両への搭載図である。

【図６】一実施例装置におけるアクチュエータ等の取付
位置を示す説明図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す装置全体の構成図で
ある。

【符号の説明】

１…エンジン、２…排気マニホルド、２ａ…吸気マニホ
ルド、３…排気管、３１…拡大管、３４…排気流路、４
…触媒装置、５…吸着装置、６ａ，６ｂ…還流流路、８
…排気ガス流路切替弁、９…アクチュエータ、１０…制
御装置、１５ａ、１５ｂ…吸気負圧導入管、１３…開閉
弁、１４…一方向弁。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気管内に配設された触媒装
   置と、 この触媒装置より下流の前記排気管内に配設され、排気
   ガス有害成分を吸着する吸着剤を担持した吸着装置と、 前記触媒装置より下流の前記排気管内に、前記吸着装置
   を通過しない排気ガスの流れを形成する排気流路と、 前記吸着装置に吸着された前記排気ガス有害成分を前記
   触媒装置の上流側に還流させる還流流路と、 前記吸着装置の下流に設けられ、排気ガスの流通を前記
   吸着装置の流路と前記排気流路とに選択的に切替可能な
   排気ガス流路切替手段と、 前記吸着装置および前記排気流路の上流に設けられ、前
   記排気管に比して流路断面積を拡大するように形成さ
   れ、排気ガスを前記吸着装置または前記排気流路に導く
   拡大管と、 前記切替手段をエンジン冷間時には排気ガスを前記吸着
   装置に流通せしめる位置に切替え、エンジン暖機時には
   排気ガスを前記排気流路に流通せしめる位置に切替制御
   する制御手段とを具備し、 前記拡大管の広がり角度は、その内部の排気ガスの流れ
   が片面壁面剥離となる範囲に設定されてていることを特
   徴とする排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 前記拡大管の広がり角度は、５０〜８０
   度の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に
   記載の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 前記吸着装置の流路と前記排気流路は隣
   接して配置されており、 この両流路を合わせた全体の流路断面形状は楕円状に構
   成されていることを特徴とする請求項１または２に記載
   の排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 前記吸着装置の流路と前記排気流路は、
   前記楕円状の長軸方向に隣接して配置されていることを
   特徴とする請求項３に記載の排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 前記吸着装置および前記排気流路は、前
   記楕円状の長軸方向が略水平方向となるようにして、車
   両の車体下方に配置されるようにしたことを特徴とする
   請求項３または４に記載の排気ガス浄化装置。
6. 【請求項６】 前記切替手段をエンジン吸気負圧により
   駆動するアクチュエータと、 このアクチュエータにエンジン吸気負圧を導入する吸気
   負圧導入流路と、 この吸気負圧導入流路に設けられ、前記制御手段により
   開閉制御される開閉弁と、 前記吸気負圧導入流路に設けられ、前記アクチュエータ
   からエンジン吸気側への一方向のみに流体を流す一方向
   弁とを具備することを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれか１つに記載の排気ガス浄化装置。