(57)【要約】【課題】  排気浄化装置と高電圧電源を接続する際に、高電圧配線が排気管の振動による変位等によって外れることがなく、高温による高電圧配線の合成樹脂製の被覆部に熱が伝わらない構造とする。【解決手段】  排気浄化装置１のコロナ放電電極２を高電圧配線４に接続するために、電極側端子２２と高電圧配線４を柔軟構造のコイルバネ７で電気的に接続し、その周囲を覆う柔軟構造の金属ベローズ８にてコロナ放電電極２と高電圧配線４の接続端部を耐被水性を有して連結する。コイルバネ７とベローズ８の間には両者の柔軟性を損なうことなく両者の間を電気的に遮断するゴム製の筒状絶縁部材９を介在させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管に設置した排気浄化装置の電極部に高電圧を供給するための高電圧配線接続構造であって、
上記電極部の端子と高電圧配線とを電気的に接続する柔軟構造の導電部と、
該導電部の周囲を覆う柔軟構造の筒状耐熱部材を有し上記電極部の端部と上記高電圧配線の端部を耐被水性を有して連結する連結部と、
上記導電部と上記連結部との間に介在して両者の柔軟性を損なうことなく両者の間を電気的に遮断する絶縁部とを備えることを特徴とする排気浄化装置の高電圧配線接続構造。
【請求項２】
上記連結部は、上記柔軟構造の筒状耐熱部材の一端を上記電極部に固定し、他端開口内に上記高電圧配線を封止部材を介して挿通固定する請求項１記載の排気浄化装置の高電圧配線接続構造。
【請求項３】
上記導電部がバネ状導電体あるいは可とう性導電体からなる請求項１または２記載の排気浄化装置の高電圧配線接続構造。
【請求項４】
上記柔軟構造の筒状耐熱部材が金属ベローズである請求項１ないし３のいずれか記載の排気浄化装置の高電圧配線接続構造。
【請求項５】
上記金属ベローズの材質がステンレス鋼である請求項４記載の排気浄化装置の高電圧配線接続構造。
【請求項６】
上記絶縁部が、上記導電部の周囲を覆う筒状弾性体、あるいは上記導電部と上記連結部との間に充填されるゲル状絶縁材または絶縁性ガスからなる請求項１ないし５のいずれか記載の排気浄化装置の高電圧配線接続構造。
【請求項７】
上記排気浄化装置の上記電極部が、排気通路内に対向配置される放電電極と接地電極を有し、両電極間に高電圧を印加することにより放電を発生させて排気微粒子を帯電・凝集させるものである請求項１ないし６のいずれか記載の排気浄化装置の高電圧配線接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧を利用した内燃機関の排気浄化装置への高電圧配線の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気に含まれる微粒子の処理が大きな課題となっており、種々の排気浄化装置が提案されている。ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（ＰＭ）に関しては、従来より、セラミックフィルタを用いた捕集装置が知られるが、近年、パティキュレートを電気的に捕集、除去することが検討されている。例えば、コロナ放電を利用して微粒子を処理する装置があり、先端に複数の突起部を有する放電電極と対向電極の間に高電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより、排気中の微粒子を静電凝集させることができる。
【０００３】
この装置では、排気管に取り付けられた排気浄化装置に車室内やエンジンルームに置かれた高電圧電源を接続するための構造が問題となる。高電圧配線に関する従来技術としては、特許文献１があり、内燃機関のシリンダヘッドに螺着される点火プラグに関し、高圧電源供給用のハイテンションコードを点火プラグに筒状ゴムで固定し、バネ力を利用して点火プラグの頭部電極に接続する構造が開示されている。具体的には、電気絶縁性合成樹脂で被覆したハイテンションコード下端に電気絶縁性ゴム製の筒部を一体に接着し、この筒部を点火プラグの碍子に覆着する。この時、ハイテンションコード下端部に内蔵した高圧ソケットと点火プラグの頭部端子を、コイルスプリングと板状スプリングとを用いて電気的に接続し、点火コイルで発生した高圧電磁が点火プラグに確実に供給されるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２７７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記接続構造を排気浄化装置に適用した場合、以下のような問題が生じる。特許文献１のように、配線と一体のゴム製筒部を電極端子に覆着するだけでは、排気管のような振動による変位が大きい部位において接続を維持することは容易でなく、振動で高電圧配線がずれたり外れたりするおそれがある。また、排気浄化装置に使用する場合は排気が高温になるため、合成樹脂で被覆した高電圧配線が熱変形したり、碍子固定用のゴム製筒部が焼損するといった懸念がある。
【０００５】
そこで、本発明は、排気管に取り付けられた排気浄化装置と高電圧電源を接続する際に、高電圧配線が排気管の振動による変位等によって外れたりしない構造とすること、また、高温による高電圧配線の損傷を避けるために、合成樹脂製の被覆部に熱が伝わらない構造とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１は、内燃機関の排気管に設置した排気浄化装置の電極部に高電圧を供給するための高電圧配線接続構造に関し、電極部の端子と高電圧配線とを電気的に接続する柔軟構造の導電部と、該導電部の周囲を覆う柔軟構造の筒状耐熱部材を有し電極部の端部と高電圧配線の端部を耐被水性を有して連結する連結部と、導電部と連結部との間に介在して両者の柔軟性を損なうことなく両者の間を電気的に遮断する絶縁部とを設ける。
【０００７】
上記構成によれば、連結部に柔軟構造の筒状耐熱部材を用いたので、排気管の振動等による電極部と高電圧配線との間の変位を吸収することができる。また、筒状耐熱部材を介することで、配線の被覆部に排気管の熱が直接伝わるのを防止できる。電気的な接続は柔軟構造の導電部にて確保され、また、絶縁部を介在させることによって、上記連結部との間の絶縁を確保することができる。よって、高電圧配線の外れ等を防止して、電極部との接続を維持し、かつ高電圧配線の熱による損傷を防止する効果が得られる。
【０００８】
請求項２において、連結部は、柔軟構造の筒状耐熱部材の一端を電極部に固定する一方、他端開口内に高電圧配線を封止部材を介して挿通固定する。
【０００９】
好適には、電極部に固定した筒状耐熱部材内に高電圧配線を挿通して電極端子と接続し、挿通開口を封止部材で封止することで、外部空間から遮断し、電極端子部の被水等を防止することができる。
【００１０】
請求項３のように、具体的には、導電部を、バネ状導電体あるいは可とう性導電体で構成することができる。
【００１１】
コイルバネ等のバネ状導電体や、導電性ゴム等の可とう性導電体は、変位に追従可能な柔軟構造を有するので、電極端子と高電圧配線との電気的な接続を維持することができる。
【００１２】
請求項４のように、具体的には、柔軟構造の筒状耐熱部材として金属ベローズを用いることができる。
【００１３】
金属ベローズの蛇腹構造により、振動による変位を吸収することができるので、高電圧配線の外れ等を防止する上記効果が容易に得られる。
【００１４】
請求項５のように、好適には、上記金属ベローズの材質をステンレス鋼とする。
【００１５】
高電圧配線に熱が伝わりにくい材質として、ステンレス鋼を採用することで、耐熱性を高くすることことができる。
【００１６】
請求項６のように、具体的には、絶縁部を、導電部の周囲を覆う筒状弾性体で構成する。あるいは導電部と連結部との間に充填されるゲル状絶縁材または絶縁性ガスとすることもできる。
【００１７】
柔軟構造の絶縁部材、例えば、ゴム等の弾性材からなる筒状体で導電部を覆うことで、導電部や連結部の柔軟性を損なうことなく、両者の間を絶縁することができる。ゲルまたはガスを用いても同様の効果が得られる。
【００１８】
請求項７において、排気浄化装置は、電極部として排気通路内に対向配置される放電電極と接地電極を有し、両電極間に高電圧を印加することにより放電を発生させて排気微粒子を帯電・凝集させる。
【００１９】
放電電極と接地電極の間に高電圧を印加して放電を発生させると、放電空間を通過する排気中の微粒子が帯電し、静電力で移動して凝集する。凝集粒子は、浮遊粒子となりにくいので環境への影響が小さく、また、容易に捕集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１〜図３により本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は本発明を適用した排気浄化装置１の概略構成を示すもので、本発明の特徴である高電圧配線２との接続構造を図１に、排気浄化装置１の車両搭載例を図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３（ａ）において、排気浄化装置１は車両下部に配置され、車両後方に配置される高電圧電源５と高電圧配線４によって接続されている。図３（ｂ）のように、排気浄化装置１は、ディーゼルエンジンＥの排気管６に取り付けられて、内部を排気が流通するようになっており、高電圧電源５から電極部の一対の電極２、３間に高電圧を印加し、放電を発生させることにより、排気を浄化する。排気管６には、排気浄化装置１上流に公知の排気浄化用の触媒Ｃが、下流にマフラーＭが設置されているが、この構成に限るものではない。
【００２１】
図２のように、本実施の形態の排気浄化装置１は、排気中のパティキュレートの凝集器として構成されるもので、エンジンの排気管２より大径としたハウジング１１と、ハウジング１１壁に固定されるコロナ放電電極２（以下放電電極という）と、ハウジング１１内に設置される導電性網からなる接地電極３を有する。ハウジング１１の両端は縮径部となって排気管６に連結される。接地電極３は円板状で、排気流れと直交するように通路を横切って配置され、外周縁がハウジング１１内周壁に固定される。ハウジング１１と接地電極３となる導電性網はステンレス鋼等の導電材からなり、電気的に接地されている。この構成では、ハウジング１１内周壁も接地電極として機能する。
【００２２】
放電電極２は棒状で、下半部が排気通路となるハウジング１１内の排気通路となるに位置し、筒状絶縁碍子２２から突出する先端部２１がＬ字状に屈曲して、下流に位置する接地電極３に対向している。放電電極２の先端部２１は、例えば、複数の突起が径方向に突出する形状となっている。突起の数や形状は必要に応じて適宜設定することができ、好適には、多数の突起を放射状に配置すると、放電率を高めるとともに、ハウジング１１内に均等にコロナ放電を発生させる効果が得られる。放電電極２の上半部はハウジング１１外へ突出し、中央部を保持するハウジング２３外周のねじ部によってハウジング１１壁にねじ固定される。ハウジング２３はステンレス鋼（ＳＵＳ）等からなる。
【００２３】
次に本発明の特徴部分である高電圧配線４との接続構造について説明する。図１において、放電電極２上端には、電極側端子２４が設けられ、高電圧配線４の下端に露出する金属線４１と対向している。電極側端子２４と金属線４１とは、柔軟構造の導電部としてのコイルバネ７によって電気的に接続され、その周囲と高電圧配線４下端部および絶縁碍子２２上端部周りを覆うように、柔軟構造の筒状耐熱部材としてベローズ８が配置される。また、ベローズ８の内側には、コイルバネ７との間を電気的に遮断する絶縁部としての柔軟構造の絶縁部材９が配置されている。
【００２４】
ベローズ８は、熱が伝わりにくい材質、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属板を蛇腹状に成形してなる。ベローズ８は、蛇腹の伸縮によって変位を吸収するとともに、その表面積を利用して排気管６からの熱を大気に放熱し、高電圧配線４に伝えにくくする。従って、必要な作用効果が得られるように蛇腹の数や大きさを適宜設定するとよい。ベローズ８の下端はハウジング２３に固定され、上端は高電圧配線４の外周に間隔を有して位置している。
【００２５】
柔軟構造の絶縁部材９は、例えばシリコン（Ｓｉ）ゴム等の筒状弾性体からなり、ベローズ８に追従して変形可能である。これにより、ベローズ８とコイルバネ７の柔軟性を損なうことなく両者の間を電気的に遮断することができる。絶縁部材９の上端は、ベローズ８の上端開口部内周に接合され、その内側に嵌合される封止部材８１によって高電圧配線４との隙間が封止される。封止部材８１は、例えばシリコン（Ｓｉ）ゴム等からなる。
【００２６】
柔軟構造の導電部としては、コイルバネ以外のバネ状導電体や、導電性ゴム等の可とう性導電体を用いることもできる。
【００２７】
上記構成の排気浄化装置１の作動を説明する。図２において、放電電極２に、図３の高電圧電源５から負の直流高電圧（例えば、−２０ＫＶ）を印加すると、放電電極２の先端部２１近傍においてコロナ放電が発生し、電子が放射される。これにより、電子親和性の高い酸素がマイナスイオン化し、付近の排気微粒子（パティキュレート）に付着してこれを負に帯電させる。排気微粒子は、クーロン力とガス流によって接地電極３側へ移動し、凝集・粗大化する。凝集粒子は、粗大化により自重落下しやすく、大気中に拡散して浮遊粒子となりにくいので、環境への影響が小さい。好適には、下流にフィルタを設置して凝集器を通過した凝集粒子を捕集するようにすることで、大気への放出を防止することができる。
【００２８】
さらに、排気浄化装置１と高電圧配線４との接続構造として、両者を連結するベローズ８を配置し、ベローズ８の開口部に封止部材８１および絶縁部材９を介して高電圧配線４を嵌着固定したので、ベローズ８の蛇腹構造によって排気管６の振動による変位を吸収し、高電圧配線４が外れるのを防止する。また、ベローズ８の蛇腹部の表面積を利用して排気管６からの熱を大気に放熱し、温度が低くなった上端部で複数の部材８１、９を介して高電圧配線４に接続するので、高電圧配線４の樹脂製被覆部が熱で損傷することがない。
【００２９】
以上により、高電圧配線４に振動による変位や熱が加わらない構造とすることができ、排気管６のように振動が生じたり、高熱となりやすい部位での使用が可能となる。この時、高電圧配線４と電極側端子２４とを電気的に接続するコイルバネ７とベローズ８の間には、柔軟構造の絶縁部材９が配置されて両者の間を電気的に遮断しており、また、封止部材８１によりベローズ８内空間を外部と遮断して、電気的接続部の耐被水性を高めているので、排気浄化装置１による微粒子の処理を良好に行うことができる。
【００３０】
図４により、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施形態の基本構成は上記第１の実施の形態と同様であり、説明を省略する。本実施形態では、コイルバネ７とベローズ８の間に配置されて両者の間を電気的に遮断する絶縁部材として、筒状弾性体以外の柔軟構造の絶縁部材９１を用いる。このような柔軟構造の絶縁部材９１としては、Ｓｉ（シリコン）ゲル等のゲル状絶縁材や、ＳＦ6 （フッ化硫黄ガス）またはフロンガス等の絶縁性ガス等が挙げられ、これらを両者の間に充填することで絶縁効果を発揮する。
【００３１】
本実施の形態によっても、コイルバネ７とベローズ８の間を電気的に遮断し、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、排気浄化装置としてコロナ放電を利用した凝集器を用いたが、本発明の接続構造は、これに限らずプラズマ放電やその他高電圧を利用した排気浄化装置に高電圧を印加するための高電圧配線であれば、いずれにも好適に使用され、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における排気浄化装置の高電圧配線接続構造を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態における接続構造を適用した排気浄化装置の全体構成図である。
【図３】（ａ）は本発明を適用した排気浄化装置の車載例を示す図、（ｂ）は本発明を適用した排気浄化装置を取り付けた排気通路構成例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における排気浄化装置の高電圧配線接続構造を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  排気浄化装置
１１  ハウジング
２  コロナ放電電極
２１  先端部
２２  絶縁碍子
２３  ハウジング
２４  電極側端子
３  第１接地電極
４  高電圧配線
４１  金属線
５  高電圧電源
６  排気管
７  コイルバネ（導電部）
８  べローズ（連結部、柔軟構造の筒状耐熱部材）
８１  封止部材（連結部）
９  筒状絶縁部材（絶縁部）
【図１】
2006063872.tif 000003
【図２】
2006063872.tif 000004
【図３】
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【図４】
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