(57)【要約】【課題】排気浄化性能を高めること。【解決手段】内側ケース１２は、上流側の排気管２８の開口と結合される内側吸気口１６と、開放された内側排気口１８とを有し、排気浄化触媒を収納する。外側ケース１４は、内側吸気口と結合される外側吸気口２０と、下流側の排気管３０の開口と結合される外側排気口２４と、内側排気口１８から排出されたガスを迂回して外側排気口２４に導くガイド部材２２ａおよび２２ｂとを有し、内側ケース１２を収納する。切り替え弁２６ａおよび２６ｂは、第１切り替え状態においてガイド部材２２ａおよび２２ｂとともに迂回流路を規定し、第２切り替え状態において内側排気口１８から排出されたガスを短絡的に外側排気口２４に導く短絡流路を規定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側排気管の開口と結合される内側吸気口と、開放された内側排気口とを有し、排気浄化触媒を収納する内側ケース、
前記内側吸気口と結合される外側吸気口と、下流側排気管の開口と結合される外側排気口と、前記内側排気口から排出されたガスを迂回して前記外側排気口に導くガイド部材とを有し、前記内側ケースを収納する外側ケース、および
第１切り替え状態において前記ガイド部材とともに迂回流路を規定し、第２切り替え状態において前記内側排気口から排出されたガスを短絡的に前記外側排気口に導く短絡流路を規定する切り替え弁を備える、触媒ケース構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、触媒ケース構造に関し、特に、排気を浄化する触媒が収納される触媒ケース構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の触媒ケース構造の一例が、特許文献１に開示されている。この文献によれば、触媒コンバータは、触媒体を収容するコンバータケースの外周に断熱材を配設し、断熱材の外周に遮熱カバーを配設することで形成される。冷却風通路は、コンバータケースと遮熱カバーとの間に設けられ、触媒コンバータの上流側から下流側に延びて外気に連絡される。また、開閉弁は、外気と冷却風通路とを連絡するべく冷却風通路の上流開口部に設けられ、触媒コンバータの雰囲気温度に応じて開閉する。これによって、触媒コンバータの排気浄化性能を確実に維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４００３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、保温性能を優先して断熱材層のエリアを広げると、冷却通路が狭くなり、高温時の冷却性能が犠牲になる。一方、高温時の冷却性能を優先して冷却通路を拡大すると、断熱材層のエリアが狭くなり、保温性能が犠牲になる。このようなトレードオフの関係では、排気浄化性能の向上に限界がある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、排気浄化性能を高めることができる、触媒ケース構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る触媒ケース構造は、上流側排気管の開口と結合される内側吸気口と、開放された内側排気口とを有し、排気浄化触媒を収納する内側ケース、内側吸気口と結合される外側吸気口と、下流側排気管の開口と結合される外側排気口と、内側排気口から排出されたガスを迂回して外側排気口に導くガイド部材とを有し、内側ケースを収納する外側ケース、および第１切り替え状態においてガイド部材とともに迂回流路を規定し、第２切り替え状態において内側排気口から排出されたガスを短絡的に外側排気口に導く短絡流路を規定する切り替え弁を備える。
【発明の効果】
【０００７】
内側排気口から排出されたガスが外側排気口に至る流路は、切り替え弁によって迂回流路と短絡流路との間で切り替えられる。このような切り替えでは、保温性能および冷却性能の間でトレードオフの関係が成立することはない。これによって、排気浄化性能の向上が図られる。
【０００８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】切り替え弁が閉じられた状態の触媒ケース構造の一例を示す斜視図である。
【図２】切り替え弁が開かれた状態の触媒ケース構造の一例を示す斜視図である。
【図３】切り替え弁が閉じられた状態の触媒ケース構造の一例を示す正面図である。
【図４】切り替え弁が開かれた状態の触媒ケース構造の一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図４を参照して、この実施例の触媒ケース構造１０は、車両に搭載された内燃機関の排気系のうち上流側の排気管２８および下流側の排気管３０の間に装着される。また、触媒ケース構造１０は、排気浄化触媒（図示せず）が収納される金属製の内側ケース１２と、内側ケース１２を収納する金属製の外側ケース１４とを備える。
【００１１】
この実施例では、触媒ケース構造１０の幅方向にＸ軸を割り当て、触媒ケース構造１０の奥行方向にＹ軸を割り当て、触媒ケース構造１０の高さ方向にＺ軸を割り当てる。
【００１２】
内側ケース１２の上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）には内側吸気口１６が形成され、内側ケース１２の下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）には内側排気口１８が形成される。内側吸気口１６は排気管２６の開口と結合され、内側排気口１８は開放される。
【００１３】
また、外側ケース１４の上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）には外側吸気口２０が形成され、外側ケース１４の下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）には外側排気口２４が形成される。外側吸気口２０は内側吸気口１６と結合され、外側排気口２４は排気管３０の開口と結合される。
【００１４】
外側ケース１４にはまた、板状のガイド部材２２ａおよび２２ｂが収められる。このうち、ガイド部材２２ａは、内側ケース１２の一方外側面（＝Ｘ軸方向の負側を向く面）と外側ケース１４の一方内側面（＝Ｘ軸方向の正側を向く面）との間に配される。また、ガイド部材２２ｂは、内側ケース１２の他方外側面（＝Ｘ軸方向の正側を向く面）と外側ケース１４の他方内側面（＝Ｘ軸方向の負側を向く面）との間に配される。
【００１５】
より詳しくは、ガイド部材２２ａの主面は、内側ケース１２の一方外側面または外側ケース１４の一方内側面に対して平行に広がる。同様に、ガイド部材２２ｂの主面も、内側ケース１２の他方外側面または外側ケース１４の他方内側面に対して平行に広がる。
【００１６】
ガイド部材２２ａの下端には切り替え弁２６ａが取り付けられ、ガイド部材２２ｂの下端には切り替え弁２６ｂが取り付けられる。切り替え弁２６ａは、軸２６１ａとこれによって支持された２枚の羽根２６２ａおよび２６３ａとによって構成される。また、切り替え弁２６ｂは、軸２６１ｂとこれによって支持された２枚の羽根２６２ｂおよび２６３ｂとによって構成される。
【００１７】
ここで、羽根２６２ａおよび２６３ａは、互いの相対位置が変化することなく軸２６１ａの周りを回転する。同様に、羽根２６２ｂおよび２６３ｂも、互いの相対位置が変化することなく軸２６１ｂの周りを回転する。
【００１８】
切り替え弁２６ａをガイド部材２２ａに取り付けた状態では、軸２６１ａは、ガイド部材２２ａの下端部をＹ軸方向に延びる。同様に、切り替え弁２６ｂをガイド部材２２ｂに取り付けた状態では、軸２６１ｂは、ガイド部材２２ｂの下端部をＹ軸方向に延びる。
【００１９】
軸２６１ａに直交する方向における羽根２６２ａの長さは、軸２６１ａから内側排気口１８までの長さと略一致する。また、軸２６１ａに直交する方向における羽根２６３ａの長さは、軸２６１ａから外側排気口２４までの長さと略一致する。
【００２０】
同様に、軸２６１ｂに直交する方向における羽根２６２ｂの長さは、軸２６１ｂから内側排気口１８までの長さと略一致する。また、軸２６１ｂに直交する方向における羽根２６３ｂの長さも、軸２６１ｂから外側排気口２４までの長さと略一致する。
【００２１】
この実施例では、羽根２６２ａの主面および羽根２６２ｂの主面のいずれもがＺ軸方向の正側または負側を向く姿勢（図１，図３参照）を“第１切り替え状態”と定義し、羽根２６２ａの主面および羽根２６２ｂの主面のいずれもがＸ軸方向の正側または負側を向く姿勢（図２，図４参照）を“第２切り替え状態”と定義する。
【００２２】
第１切り替え状態では、切り替え弁２６ａおよび２６ｂは、ガイド部材２２ａおよび２２ｂとともに迂回流路ＥＸＤ１ａおよびＥＸＤ１ｂ（図３参照）を規定する。これに対して、第２切り替え状態では、切り替え弁２６ａおよび２６ｂは、内側排気口１８から排出されたガスを短絡的に外側排気口２４に導く短絡流路ＥＸＤ２を規定する。
【００２３】
つまり、第１切り替え状態では、羽根２６２ａおよび２６２ｂが、短絡流路ＥＸＤ２を遮断する。また、羽根２６２ａおよび２６２ｂがそれぞれ迂回流路ＥＸＤ１ａの入り口および迂回流路ＥＸＤ１ｂの入り口を開き、羽根２６３ａおよび２６３ｂがそれぞれ迂回流路ＥＸＤ１ａの出口および迂回流路ＥＸＤ１ｂの出口を開く。
【００２４】
これに対して、第２切り替え状態では、羽根２６２ａおよび２６２ｂがそれぞれ迂回流路ＥＸＤ１ａの入り口および迂回流路ＥＸＤ１ｂの入り口を閉じ、羽根２６３ａおよび２６３ｂがそれぞれ迂回流路ＥＸＤ１ａの出口および迂回流路ＥＸＤ１ｂの出口を閉じる。また、羽根２６２ａおよび２６２ｂが、短絡流路ＥＸＤ２を開く。
【００２５】
排気浄化触媒が十分に暖まっていない段階では、切り替え弁２６ａおよび２６ｂは、第１切り替え状態に設定される。内側排気口１８から排出されたガスは、迂回流路ＥＸＤ１ａおよびＥＸＤ１ｂを経て外側排気口２４に至る。内側ケース１２ひいては排気浄化触媒は、こうして流れるガスによって早期に暖められる。
【００２６】
排気浄化触媒が暖まると、切り替え弁２６ａおよび２６ｂは、第２切り替え状態に設定される。内側排気口１８から排出されたガスは、短絡流路ＥＸＤ２を経て外側排気口２４に至る。これによって、排気浄化触媒の溶融や排気圧損の増大が回避される。
【００２７】
以上の説明から分かるように、内側ケース１２は、上流側の排気管２８の開口と結合される内側吸気口１６と、開放された内側排気口１８とを有し、排気浄化触媒を収納する。外側ケース１４は、内側吸気口と結合される外側吸気口２０と、下流側の排気管３０の開口と結合される外側排気口２４と、内側排気口１８から排出されたガスを迂回して外側排気口２４に導くガイド部材２２ａおよび２２ｂとを有し、内側ケース１２を収納する。切り替え弁２６ａおよび２６ｂは、第１切り替え状態においてガイド部材２２ａおよび２２ｂとともに迂回流路ＥＸＤ１ａおよびＥＸＤ１ｂを規定し、第２切り替え状態において内側排気口１８から排出されたガスを短絡的に外側排気口２４に導く短絡流路ＥＸＤ２を規定する。
【００２８】
内側排気口１８から排出されたガスが外側排気口２４に至る流路は、切り替え弁２６ａおよび２６ｂによって迂回流路ＥＸＤ１ａ，ＥＸＤ１ｂと短絡流路ＥＸＤ２との間で切り替えられる。このような切り替えでは、上述した特許文献１のように保温性能および冷却性能の間でトレードオフの関係が成立することはない。これによって、排気浄化性能の向上が図られる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  …触媒ケース構造
１２  …内側ケース
１４  …外側ケース
２２ａ，２２ｂ  …ガイド部材
２６ａ，２６ｂ  …切り替え弁
２８，３０  …排気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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