(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気が通過する管状の部材であって、上流区間と、前記上流区間の下流側に位置する下流区間と、前記上流区間の終端と前記下流区間の始端とを繋ぐ接続区間とを有し、前記接続区間にて鋭角に屈曲している排気経路と、
前記上流区間に配され、当該部位を通過する前記排気を浄化するための処置を施す上流側浄化部と、
前記下流区間に配され、当該部位を通過する前記排気を浄化するための処置を施す下流側浄化部と、を備え、
前記上流区間の方向と前記下流区間の方向とに直交する方向を、幅方向とし、
前記接続区間には、前記上流側浄化部に対面する対面壁部が形成されており、
前記対面壁部における前記幅方向の中央部分には、前記排気経路の上流側から下流側に向かって伸びる細長い領域であり、前記排気経路の外部に向かって突出した形状となっている第１突出部が形成されていること、
を特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記下流区間において前記上流区間が位置する側を、内側とし、
前記下流側浄化部における前記排気経路の上流側に面した部分における、最も前記内側寄りの位置を、内側端部とし、
前記上流側浄化部における、当該部位を通過する前記排気を側方から覆う部分を、側部とし、
前記下流側浄化部は、前記内側端部を通過して前記下流区間に沿って伸びる端部直線が、前記上流側浄化部の前記側部と交差するように配置されていること、
を特徴とする排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の排気浄化装置において、
前記対面壁部における前記幅方向の中央部分には、前記第１突出部の下流側の端部を含む領域に位置し、前記排気経路の内部に向かって突出した形状となっている第２突出部が形成されていること、
を特徴とする排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の排気浄化装置において、
前記下流側浄化部における、当該部位を通過した前記排気が外部に出る際に通過する部分を出口面とし、
前記下流区間には、終端における前記上流区間が位置する側に寄った位置に、前記排気を当該排気浄化装置の外部に排出する排出口が形成されていること、
を特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気通路における直線区間に並べて配置された酸化触媒とフィルタとから構成される排気浄化装置が知られている（特許文献１）。このような排気浄化装置は、上流側の酸化触媒と下流側のフィルタが近接して配置されており、高温の状態で排気がフィルタに到達し、また、酸化触媒を通過した排気は、フィルタの前面（上流側に面した部分）全体に均一に衝突する。このため、良好な浄化性能を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９８９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の排気浄化装置は、酸化触媒とフィルタが直線状に配置されているため、細長い形状になってしまい、搭載可能な場所が限られていた。
本発明は、排気の浄化性能の低下を抑えつつ、排気浄化装置を様々な場所に搭載できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面は、エンジンからの排気が通過する管状の部材であって、上流区間と、上流区間の下流側に位置する下流区間と、上流区間の終端と下流区間の始端とを繋ぐ接続区間とを有し、接続区間にて鋭角に屈曲している排気経路と、上流区間に配され、当該部位を通過する排気を浄化するための処置を施す上流側浄化部と、下流区間に配され、当該部位を通過する排気を浄化するための処置を施す下流側浄化部と、を備え、上流区間の方向と下流区間の方向とに直交する方向を、幅方向とし、接続区間には、上流側浄化部に対面する対面壁部が形成されており、対面壁部における幅方向の中央部分には、排気経路の上流側から下流側に向かって伸びる細長い領域であり、排気経路の外部に向かって突出した形状となっている第１突出部が形成されていること、を特徴とする排気浄化装置に関するものである。
【０００６】
このような構成によれば、上流側浄化部と下流側浄化部とがより集約された状態で配されるため、排気浄化装置を小型化することができる。
また、排気経路における上流側浄化部と下流側浄化部とを繋ぐ部分は急激なカーブを形成しており、該カーブの外側を通過して下流側浄化部に到達する経路は、内側を通過する経路に比べ大幅に長くなる。つまり、該カーブの外側を通過する排気は、内側を通過する排気に比べ、下流側浄化部への到達時間が長くなる。このため、下流側浄化部の入口面（下流側浄化部の外面における下流側に面した部分）の内側部分は、外側部分に比べ、排気が衝突する量が多くなり、入口面全体に均一に排気が衝突しなくなるため、下流側浄化部の浄化性能が低下する。
【０００７】
これに対し、上流側浄化部に対面して配された（換言すれば、該カーブの外側に沿って配された）対面壁部には、第１突出部が形成されている。このため、該カーブの外側を通過する排気は、第１突出部により形成された空間に進入し、これにより、該排気の流路の断面積が狭められるため、外側を通過する排気の流速が向上する。その結果、外側を通過する排気の下流側浄化部への到達時間と、内側を通過する排気の該到達時間を同程度とすることが可能となり、排気が下流側浄化部の入口面全体に均一に衝突するようになるため、下流側浄化部の浄化性能の低下を抑制できる。
【０００８】
したがって、排気の浄化性能の低下を抑えつつ、排気浄化装置を様々な場所に搭載できるようになる。
また、上記構成において、下流区間において上流区間が位置する側を、内側とし、下流側浄化部における排気経路の上流側に面した部分における、最も内側寄りの位置を、内側端部とし、上流側浄化部における、当該部位を通過する排気を側方から覆う部分を、側部とし、下流側浄化部は、内側端部を通過して下流区間に沿って伸びる端部直線が、上流側浄化部の側部と交差するように配置されていても良い。
【０００９】
このような構成によれば、下流側浄化部は、入口面の内側部分が上流側浄化部の側面に対面した状態で配されるようになり、下流側浄化部を、より一層、上流区間の上流側に寄せた状態で配置することができる。これにより、排気浄化装置における上流区間の方向の長さを短くすることができ、排気浄化装置をより小型化できる。
【００１０】
また、上記構成において、対面壁部における幅方向の中央部分には、第１突出部の下流側の端部を含む領域に位置し、排気経路の内部に向かって突出した形状となっている第２突出部が形成されていても良い。
【００１１】
このような構成によれば、上流側浄化部と下流側浄化部とを繋ぐカーブの外側を通過した排気は、対面壁部に設けられた第１突出部により形成された空間を通過し、流速が向上した状態で第２突出部に衝突する。これにより、該排気の流れの向きが内側に傾けられ、下流側浄化部の入口面の内側部分（入口面における上流側浄化部の側面に対面した部分）により多くの排気を衝突させることができる。その結果、より一層、排気が下流側浄化部の入口面全体に均一に衝突するようになり、下流側浄化部の浄化性能の低下を抑制することができる。
【００１２】
また、上記構成において、下流側浄化部における、当該部位を通過した排気が外部に出る際に通過する部分を出口面とし、下流区間には、終端における上流区間が位置する側に寄った位置に、排気を当該排気浄化装置の外部に排出する排出口が形成されていても良い。
【００１３】
ここで、排気浄化装置において上流区間が位置する側を上側、下流区間の終端が位置する側を下側とする。
下流区間の終端に排出口を設ける場合、排出口の向きによっては、排出口を設けた部分が他の部分よりも突出した形状となる場合がある。また、上流区間と下流区間とは鋭角に交差するように配されている。このため、下流区間に直交する面を下流区間の終端とした場合、終端をなす面は、上流区間に対し傾いた状態で配され、終端をなす面における上流区間が位置する側（内側）の反対側（外側）が、排気浄化装置の下端となる。
【００１４】
したがって、上流区間の終端における内側に寄った位置に排出口を形成した場合、排出口を設けた部分が他の部分よりも突出した形状になったとしても、該部分が、上流区間の終端の外側よりも下方に突出してしまうのを防止できる。このため、排出口を形成したことにより排気浄化装置の上下方向に長くなってしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両に搭載された状態の本実施形態の排気浄化装置及びディーゼルエンジンを、側方から見た様子を示す説明図である。
【図２】車両に搭載された状態の本実施形態の排気浄化装置及びディーゼルエンジンを、運転席側から見た様子を示す説明図である。
【図３】本実施形態の排気浄化装置の斜視図である。
【図４】本実施形態の排気浄化装置の正面図である。
【図５】本実施形態の排気浄化装置の側面図である。
【図６】本実施形態の排気浄化装置の側断面を模式的に表した説明図である。
【図７】本実施形態の排気浄化装置における排気通路の接続部の断面図であり、図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本実施形態の排気浄化装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明における一例としての実施形態を図面と共に説明する。
［排気浄化装置の構成］
本実施形態の排気浄化装置１は、車両３に搭載されたディーゼルエンジン２の排気を浄化する装置であり、ディーゼルエンジン２に隣接して配置される（図１，２）。以後、車両３の運転席からディーゼルエンジン２に向かって右側，左側を、単に右側，左側とする。また、車両３の前部側を前側、背部側を後側とする。排気浄化装置１は、ディーゼルエンジン２の側面に沿って配置可能となっており、本実施形態では、一例として、ディーゼルエンジン２の後面における右下の部分に沿って配置される。
【００１７】
排気浄化装置１は、排気経路１０と、入口１１と、排出口１２とを備える（図３〜５）。また、排気経路１０の内部には、酸化触媒１６とフィルタ１７が設けられている（図６）。
【００１８】
酸化触媒１６は、排気中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）や一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）等の物質を酸化させる。
フィルタ１７は、酸化触媒１６の下流側に配され、酸化触媒１６を通過した排気中のＰＭ（粒子状物質）を補足して燃焼させる。
【００１９】
排気経路１０は、ディーゼルエンジン２からの排気を通過させる管状の部材であり、上流区間１３と、接続区間１４と、下流区間１５とを有し、接続区間１４にて鋭角に屈曲した形状となっている。
【００２０】
入口１１は、排気経路１０の始端（上流区間１３の始端）に形成された開口であり、ディーゼルエンジン２から排出された排気は、入口１１を通過して排気経路１０に進入する。
【００２１】
排出口１２は、排気経路１０の終端（下流区間１５の終端）に形成された開口であり、排気浄化装置１により浄化された排気は、排出口１２を通過して当該排気浄化装置１の外部に排出される。排出口１２には、車両３の後方に延びる排気管が接続されており、排出口１２から排出された排気は、排気管に進入する。
【００２２】
上流区間１３は、水平に延びる第１方向１３ａに沿って配された直線状の区間である。
一方、下流区間１５は、上流区間１３の下方に位置し、上流区間１３（第１方向１３ａ）に対し下方に傾いた状態で配された直線状の区間である。すなわち、下流区間１５は、第１方向１３ａに対し鋭角に交差する第２方向１５ａに沿って伸びており（換言すれば、斜め下方に延びており）、その始端１５ｂが、上流区間１３の終端１３ｂに隣接した状態となるように配されている。
【００２３】
また、接続区間１４は、上流区間１３の終端１３ｂと下流区間１５の始端１５ｂとを繋ぐ区間である。
そして、上流区間１３の終端部分には、酸化触媒１６が配されており、上流区間１３を通過する排気は、全て酸化触媒１６を通過する。酸化触媒１６は、第１方向１３ａに沿って配された状態となる。無論、酸化触媒１６の配置位置はこれに限らず、該配置位置よりも上流区間１３の始端寄りに配されていても良い。
【００２４】
また、下流区間１５の始端部分には、フィルタ１７が配されており、下流区間１５を通過する排気は、全てフィルタ１７を通過する。フィルタ１７は、第２方向１５ａに沿って配された状態となる。無論、フィルタ１７の配置位置はこれに限らず、該配置位置よりも下流区間１５の終端寄りに配されていても良い。
【００２５】
ここで、上流区間１３と、接続区間１４と、下流区間１５とにより形成されるカーブの内側を内側と、該カーブの外側を外側と記載する。また、フィルタ１７の外面における上流側に面した部分（フィルタ１７を通過する排気が最初に通過する部分）を入口面１７ａとし、該外面における下流側に面した部分（フィルタ１７を通過した排気が外部に出る際に通過する部分）を出口面１７ｂとする。また、入口面１７ａにおける最も内側に位置する部分（換言すれば、上流区間１３が位置する側の端部）を、内側端部１７ｃとする。
【００２６】
フィルタ１７は、内側端部１７ｃを通過し、第２方向１５ａに延びる（下流区間１５の方向に沿った）端部直線１７ｄが、酸化触媒１６の内側の側部１６ｂと交差するように配されている。換言すれば、フィルタ１７は、入口面１７ａの内側部分の正面に、酸化触媒１６の内側の側部１６ｂが位置するように配されている。なお、酸化触媒１６の側部１６ｂとは、酸化触媒１６を通過する排気を側方から覆う部分である。
【００２７】
また、酸化触媒１６の外面における下流側に面した部分（酸化触媒１６を通過した排気が外部に出る際に通過する部分）を出口面１６ａとする。また、第１方向１３ａと第２方向１５ａに直交する方向を、幅方向とする。
【００２８】
また、接続区間１４を構成する壁面のうちの酸化触媒１６の出口面１６ａに対面する部分を、対面壁部１４ａとする。また、対面壁部１４ａにおける任意の位置を通過し、対面壁部１４ａに直交する直線を基準線１４ａ−１とし、該位置を通過する第１方向１３ａの直線を第１直線、該位置を通過する第２方向１５ａの直線を第２直線とする。さらに、基準線１４ａ−１と第１直線のなす角度を第１角度１３ｂとし、基準線１４ａ−１と第２直線のなす角度を第２角度１５ｂとする。
【００２９】
対面壁部１４ａは、第１角度１３ｂと第２角度１５ｂが、同一、又は、同程度の大きさとなるように配されていても良い。
また、対面壁部１４ａには、第１突出部１４ｂと第２突出部１４ｃが形成されている（図３，５，７，８）。第１突出部１４ｂと第２突出部１４ｃが接続区間１４の外側における排気の流れに干渉することで、フィルタ１７の入口面１７ａの各部分に衝突する排気の量が均一になるようにしている。換言すれば、該干渉により、入口面１７ａの各部分から、同程度の量の排気がフィルタ１７の内部に進入するようにしている。
【００３０】
具体的には、第１突出部１４ｂは、対面壁部１４ａの幅方向における中央部分に形成されており、排気経路１０の上流側から下流側に沿って伸びる細長い領域であり、排気経路１０の外部に向かって突出する形状となっている。換言すれば、対面壁部１４ａの幅方向における中央部分に位置する、排気経路１０の上流側から下流側に沿って伸びる細長い領域の両側の部分が、排気経路１０の内部に向かって突出する（内側にえぐられた）形状となっている（図５，７，８）。
【００３１】
また、第２突出部１４ｃは、対面壁部１４ａの幅方向の中央部分における、第１突出部１４ｂの下流側の端部を含む領域（第１突出部１４ｂの下流側の端部の上流側と下流側に広がる領域）に形成されている。第２突出部１４ｃは、排気経路１０の内部に向かってなだらかに突出する形状となっている。第２突出部１４ｃは、幅方向に沿って当該第２突出部１４ｃを視認すると、円弧状になっている（図５，８）。
【００３２】
無論、第２突出部１４ｃの形状はこれに限定されることは無く、第２突出部１４ｃは、側方から視認した際、楕円形状や多角形状になるように形成されていても良いし、曲線と直線からなる凸状になるように形成されていても良い。
【００３３】
また、下流区間１５の終端における最も内側に位置する部分を、内側部分とする。排出口１２は、内側部分における幅方向の端部に配されている。換言すれば、排出口１２は、下流区間１５の終端をなす排気浄化装置１の左下の角部における後側の位置に配されている（図３〜５）。
【００３４】
無論、これに限らず、排出口１２は、下流区間１５の終端における下流区間１５の中央（下流区間１５の終端における第２方向１５ａに直交する断面の中心）と、内側部分との間に形成されていても良い。これ以外にも、排出口１２は、下流区間１５の終端における下流区間１５の中央に形成されていても良いし、該終端における中央よりも外側寄りの位置に形成されていても良い。
【００３５】
［作用，効果］
本実施形態の排気浄化装置１によれば、酸化触媒とフィルタとを一直線に並べて配する場合のように、排気浄化装置が細長い形状になってしまうのを回避できる。また、９０°に屈曲する排気経路における屈曲地点の上流側と下流側に、酸化触媒とフィルタを配する場合に比べ、これらをより集約した状態で配することができる。したがって、排気浄化装置１を小型化することができる。
【００３６】
また、排気経路１０における酸化触媒１６とフィルタ１７とを繋ぐ接続区間１４は、急激なカーブを形成しており、該カーブの外側を通過してフィルタ１７に到達する排気は、内側を通過する排気に比べ、移動距離が大幅に長くなる。つまり、該カーブの外側を通過する排気は、内側を通過する排気に比べ、フィルタ１７への到達時間が長くなる。これにより、フィルタ１７の入口面１７ａの内側部分は、外側部分に比べ、排気が衝突する量が多くなり、入口面１７ａ全体に均一に排気が衝突しなくなるため、フィルタ１７の浄化性能が低下してしまう。
【００３７】
これに対し、酸化触媒１６に対面して配された（換言すれば、該カーブの外側に沿って配された）対面壁部１４ａには、第１突出部１４ｂが形成されている。このため、該カーブの外側を通過する排気は、第１突出部１４ｂにより形成された空間に進入し、これにより、該排気の流路の断面積が狭められるため、外側を通過する排気の流速が向上する。その結果、外側を通過する排気のフィルタ１７への到達時間と、内側を通過する排気の該到達時間を同程度とすることが可能となり、排気がフィルタ１７の入口面１７ａ全体に均一に衝突するようになるため、フィルタ１７の浄化性能の低下を抑制できる。
【００３８】
したがって、排気の浄化性能の低下を抑えつつ、排気浄化装置１を様々な場所に搭載できるようになる。
［他の実施形態］
（１）本実施形態の排気浄化装置１では、フィルタ１７は、内側端部１７ｃを通過し、第２方向１５ａに延びる端部直線１７ｄが、酸化触媒１６の内側の側部１６ｂと交差するように配されている（換言すれば、フィルタ１７は、入口面１７ａの内側部分の正面に、酸化触媒１６の内側の側部１６ｂが位置するように配されている）。
【００３９】
しかしながら、これに限らず、フィルタ１７は、端部直線１７ｄが酸化触媒１６の内側の側部１６ｂと交差しないように（入口面１７ａの内側部分の正面に、酸化触媒１６の内側の側部１６ｂが位置しないように）配されていても良い。
【００４０】
このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
（２）本実施形態では、本発明を、車両３に搭載されたディーゼルエンジン２からの排気を浄化する排気浄化装置１に適用した場合を例示した。しかしながら、これに限らず、本発明は、ガソリンエンジン等といった様々なエンジンからの排気を浄化する排気浄化装置に適用することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、排気浄化装置１の排気経路１０の上流側に酸化触媒１６が、下流側にフィルタ１７が配されている。しかしながら、これに限らず、排気経路１０の上流側の位置（酸化触媒１６が配される位置）と下流側の位置（フィルタ１７が配される位置）の双方に、酸化触媒を配置しても良い。また、上流側の位置に、酸化触媒１６以外の排気を浄化するための部品を配し、下流側の位置に、フィルタ１７以外の排気を浄化するための部品を配しても良い。
【００４２】
このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
（３）なお、上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。
【００４３】
［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態の説明で用いた用語と、特許請求の範囲の記載に用いた用語との対応を示す。
【００４４】
酸化触媒１６が上流側浄化部の一例に、フィルタ１７が下流側浄化部の一例に相当する。
【符号の説明】
【００４５】
１…排気浄化装置、２…ディーゼルエンジン、３…車両、１０…排気経路、１１…入口、１２…排出口、１３…上流区間、１４…接続区間、１４ａ…対面壁部、１４ｂ…第１突出部、１４ｃ…第２突出部、１５…下流区間、１６…酸化触媒、１７…フィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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