(57)【要約】【課題】この発明は、吸着部材を作動状態に応じて適切な温度に保持することができ、吸着性能やパージ効率を向上させることを目的とする。【解決手段】排気吸着装置２４は、排気ガス中の未浄化成分を吸着する吸着部材３２と、この吸着部材３２を覆う放熱筒３８と、放熱筒３８の分割放熱体４０，４２の間に設けられた温度変形部材４６とを備える。そして、低温時に吸着動作を行うときには、温度変形部材４６が収縮状態を保持することにより、放熱筒３８を吸着部材３２に密着させる。これにより、吸着部材３２を低い温度に保持し、吸着性能を高めることができる。一方、高温時にパージ動作を行うときには、温度変形部材４６が伸長することにより、放熱筒３８と吸着部材３２との間に隙間Ａを形成する。これにより、吸着部材３２を高い温度に保持し、パージ効率を向上させることができる。【選択図】図３
2009041526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が内部を流通するときに前記気体中に含まれる成分を吸着する吸着部材と、
熱伝導性材料によって形成され、前記吸着部材との接触面積を大きくした状態で覆う放熱位置と前記吸着部材との接触面積を前記放熱位置と比較して小さくした状態で覆う放熱抑制位置との間で変位可能な可動放熱部材と、
前記吸着部材が設定温度よりも低温であるときに前記可動放熱部材を前記放熱位置に保持し、前記吸着部材が前記設定温度以上の温度となったときに前記可動放熱部材を前記放熱抑制位置に変位させる可変手段と、
を備えることを特徴とする気体吸着装置。
【請求項２】
前記可動放熱部材は、前記吸着部材を互いに反対側から覆う２個の分割放熱体と、前記各分割放熱体の一側を支点として他側が互いに近接，離間する開閉端となるように前記各分割放熱体の一側を回動可能に連結する連結部材とを備え、
前記可変手段は、前記各分割放熱体の開閉端を互いに近接させることにより前記可動放熱部材を前記放熱位置に保持し、前記各分割放熱体の開閉端を互いに離間させることにより前記可動放熱部材を前記放熱抑制位置に変位させる構成としてなる請求項１に記載の気体吸着装置。
【請求項３】
前記可変手段は、両側が前記各分割放熱体の開閉端にそれぞれ取付けられた状態で、温度に応じて変形する温度変形部材である請求項２に記載の気体吸着装置。
【請求項４】
前記吸着部材の内部には、両側が前記各分割放熱体にそれぞれ面した位置で開口する貫通孔を設け、前記可変手段は、長さ方向の両側が前記各分割放熱体にそれぞれ取付けられると共に中間部が前記貫通孔に挿通された状態で、温度に応じて伸縮する温度変形部材である請求項２に記載の気体吸着装置。
【請求項５】
前記温度変形部材は、気体の流通方向を基準として前記吸着部材の上流側よりも下流側に近い位置に設けてなる請求項３または４に記載の気体吸着装置。
【請求項６】
前記各分割放熱体の開閉端の間には、これらの開閉端を互いに近接させる方向に付勢する付勢部材を設けてなる請求項２乃至５の何れか１項に記載の気体吸着装置。
【請求項７】
前記吸着部材は軸方向の両側に通気口が設けられた円柱状に形成し、前記各分割放熱体は前記吸着部材を直径方向の両側から覆う半円筒状に形成してなる請求項２乃至６の何れか１項に記載の気体吸着装置。
【請求項８】
断熱性と柔軟性とを有する材料によって形成され、前記各分割放熱体の間で前記吸着部材を覆う断熱カバーを備えてなる請求項２乃至７の何れか１項に記載の気体吸着装置。
【請求項９】
前記可動放熱部材には放熱フィンを設けてなる請求項１乃至８の何れか１項に記載の気体吸着装置。
【請求項１０】
気体が内部を流通するときに前記気体中に含まれる成分を吸着する吸着部材と、
熱伝導性材料によって形成され、温度に応じて変形することにより前記吸着部材との接触面積を大きくした状態で覆う放熱位置と前記吸着部材との接触面積を前記放熱位置と比較して小さくした状態で覆う放熱抑制位置との間で変位可能な可動放熱部材と、
を備えることを特徴とする気体吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば内燃機関の排気浄化装置等に用いて好適な気体吸着装置に関し、特に、吸着した成分を外部に放出（パージ）する構成とした気体吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１（特開２００２−１３８８２０号公報）に開示されているように、排気通路の一部を迂回するバイパス通路と、このバイパス通路に配置された吸着材とを備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。
【０００３】
この排気浄化装置は、例えば内燃機関の冷間始動時等のように、排気通路内の触媒が未活性状態のときに、排気ガスをバイパス通路に流通させる。これにより、従来技術では、触媒が機能しないときに、排気ガス中の未浄化成分（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等）をバイパス通路内の吸着剤によって吸着する。そして、吸着した未浄化成分は、触媒が活性化した後に、適切なタイミングで内燃機関の吸気側にパージさせる構成としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術では、排気ガス中の未浄化成分を吸着剤によって吸着する構成としている。ここで、一般に、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等を吸着する吸着材は、低温であるほど高い吸着性能を発揮する傾向がある。また、吸着した未浄化成分は、高温であるほど吸着材から効率よく離脱する傾向があり、吸気側へのパージが容易になる。
【０００６】
しかし、従来技術において、吸着材の温度制御は、排気ガスの流入，遮断を切換えるに留まる。このため、内燃機関の運転状態等によっては、例えば吸着動作を行うときに吸着材の温度が高くなり過ぎていたり、パージ動作を行うときに吸着材の温度が十分に上昇していないことがある。このように、従来技術では、吸着材の温度が動作に応じた適切な温度範囲から外れることがあり、これによって吸着性能やパージ効率が低下し、排気エミッションに悪影響を与えるという問題がある。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸着部材を作動状態に応じてそれぞれ適切な温度に保持することができ、その吸着性能やパージ効率を向上させることが可能な気体吸着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、気体が内部を流通するときに前記気体中に含まれる成分を吸着する吸着部材と、
熱伝導性材料によって形成され、前記吸着部材との接触面積を大きくした状態で覆う放熱位置と前記吸着部材との接触面積を前記放熱位置と比較して小さくした状態で覆う放熱抑制位置との間で変位可能な可動放熱部材と、
前記吸着部材が設定温度よりも低温であるときに前記可動放熱部材を前記放熱位置に保持し、前記吸着部材が前記設定温度以上の温度となったときに前記可動放熱部材を前記放熱抑制位置に変位させる可変手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明によると、前記可動放熱部材は、前記吸着部材を互いに反対側から覆う２個の分割放熱体と、前記各分割放熱体の一側を支点として他側が互いに近接，離間する開閉端となるように前記各分割放熱体の一側を回動可能に連結する連結部材とを備え、
前記可変手段は、前記各分割放熱体の開閉端を互いに近接させることにより前記可動放熱部材を前記放熱位置に保持し、前記各分割放熱体の開閉端を互いに離間させることにより前記可動放熱部材を前記放熱抑制位置に変位させる構成としている。
【００１０】
第３の発明によると、前記可変手段は、両側が前記各分割放熱体の開閉端にそれぞれ取付けられた状態で、温度に応じて変形する温度変形部材により構成している。
【００１１】
第４の発明によると、前記吸着部材の内部には、両側が前記各分割放熱体にそれぞれ面した位置で開口する貫通孔を設け、前記可変手段は、長さ方向の両側が前記各分割放熱体にそれぞれ取付けられると共に中間部が前記貫通孔に挿通された状態で、温度に応じて伸縮する温度変形部材により構成している。
【００１２】
第５の発明によると、前記温度変形部材は、気体の流通方向を基準として前記吸着部材の上流側よりも下流側に近い位置に設ける構成としている。
【００１３】
第６の発明によると、前記各分割放熱体の開閉端の間には、これらの開閉端を互いに近接させる方向に付勢する付勢部材を設ける構成としている。
【００１４】
第７の発明によると、前記吸着部材は軸方向の両側に通気口が設けられた円柱状に形成し、前記各分割放熱体は前記吸着部材を直径方向の両側から覆う半円筒状に形成する構成としている。
【００１５】
第８の発明は、断熱性と柔軟性とを有する材料によって形成され、前記各分割放熱体の間で前記吸着部材を覆う断熱カバーを備える構成としている。
【００１６】
第９の発明によると、前記可動放熱部材には放熱フィンを設ける構成としている。
【００１７】
第１０の発明は、気体が内部を流通するときに前記気体中に含まれる成分を吸着する吸着部材と、
熱伝導性材料によって形成され、温度に応じて変形することにより前記吸着部材との接触面積を大きくした状態で覆う放熱位置と前記吸着部材との接触面積を前記放熱位置と比較して小さくした状態で覆う放熱抑制位置との間で変位可能な可動放熱部材と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、低温時には、吸着部材によって気体中の成分を吸着することができる。このとき、可変手段は、可動放熱部材を放熱位置に保持することができる。これにより、吸着動作が行われるときには、気体から吸着部材に伝わる熱や、吸着部材の内部で発生する熱等を、吸着部材から可動放熱部材へと良好に熱伝導させることができる。そして、この熱を可動放熱部材から外部に効率よく放出することができる。従って、吸着部材を低い温度に保持できるから、その吸着性能を高めることができ、気体中の成分を吸着部材によって確実に吸着することができる。
【００１９】
一方、高温時には、吸着部材に吸着されている成分を脱離させ、これを外部にパージ（放出）することができる。このとき、可変手段は、可動放熱部材を放熱抑制位置に変位させることができる。これにより、吸着部材から可動放熱部材への熱伝導を両者間の接触面積の減少によって抑制することができ、吸着部材を高温に保持することができる。このため、吸着部材に吸着されていた成分を容易に脱離させることができ、脱離した成分を外部に効率よくパージすることができる。従って、吸着部材を作動状態に応じてそれぞれ適切な温度に保持することができ、その吸着性能やパージ効率を向上させることができる。
【００２０】
第２の発明によれば、可動放熱体を、２個の分割放熱体によって構成することができる。このため、分割放熱体の一側を支点として他側の開閉端を互いに近接，離間させることにより、吸着部材と可動放熱部材との接触面積を容易に増，減させることができる。従って、簡単な構造で放熱位置と放熱抑制位置とを実現することができる。また、可動放熱部材を分割して変位させることにより、吸着部材と可動放熱部材とを全体としてコンパクトに組立てることができる。これにより、装置全体を小型化することができる。
【００２１】
第３の発明によれば、可変手段として温度変形部材を用いたので、複雑な駆動装置やアクチュエータ等を配置しなくても、可動放熱部材を温度に応じて容易に変位させることができ、気体吸着装置の構造を簡略化することができる。また、温度変形部材を各分割放熱体の開閉端の間に配置したので、温度変形部材の変形に応じて２つの開閉端をスムーズに近接，離間させることができ、分割放熱体を容易に変位させることができる。また、温度変形部材を、可動放熱部材の外側に突出させない状態で開閉端の間にコンパクトに格納することができる。さらに、温度変形部材を吸着部材の近傍に配置できるから、温度変形部材は、吸着部材の温度に応じて可動放熱部材を的確に変位させることができる。
【００２２】
第４の発明によれば、可変手段として温度変形部材を用いたので、前記第３の発明とほぼ同様に、気体吸着装置の構造を簡略化することができる。また、温度変形部材を吸着部材の内部にコンパクトに配置することができ、装置全体の小型化を促進することができる。また、温度変形部材は、吸着部材の内部で温度を検知して適切なタイミングで変形することができる。従って、例えば外部の温度等の影響によって温度変形部材が誤ったタイミングで変形するのを防止でき、吸着部材の温度に応じて可動放熱部材を的確に変位させることができる。
【００２３】
第５の発明によれば、吸着部材の内部を気体が流れるときには、吸着部材の上流側の部位で最初に吸着動作が行われ、その後、吸着動作を行う部位が下流側に向けて徐々に拡大していく。このとき、吸着動作が行われた部位では、吸着時の反応熱によって温度が上昇する。従って、温度変形部材を吸着部材の下流側に配置しておけば、吸着部材のほぼ全体で吸着動作が行われたときに、温度変形部材の温度を上昇させることができる。これにより、例えば吸着部材の前端部だけが吸着動作を行った段階で、温度変形部材が高温となって変形するのを防止することができる。従って、温度変形部材を、パージ動作を行ってもよい適切なタイミングで変形させることができ、このタイミングで可動放熱部材を放熱抑制位置へと的確に変位させることができる。
【００２４】
第６の発明によれば、低温時には、温度変形部材の作用だけでなく、補助ばねのばね力によっても可動放熱部材を放熱位置に保持することができる。この結果、例えば外力、振動等が加わったとしても、可動放熱部材のがたつき等を確実に防止することができる。従って、放熱位置では、吸着部材と可動放熱部材との接触面積を安定的に増大させることができ、両者間の熱伝導性を良好に保持することができる。
【００２５】
第７の発明によれば、吸着部材を円柱状に形成し、分割放熱体を半円形状に形成したので、吸着部材と可動放熱部材とを二重筒状に配置することができる。これにより、分割放熱体を少し回動させただけでも、その外周側のほぼ全面を吸着部材から容易に離間させることができる。そして、吸着部材と分割放熱体との間に広い範囲にわたって隙間を形成することができる。従って、放熱性の切換を容易に行うことができ、その切換構造を簡素化することができる。
【００２６】
第８の発明によれば、断熱カバーは、分割放熱体が相対的に変位するときに、これらの変位に追従して柔軟に変形しつつ、各分割放熱体の間で吸着部材を覆うことができる。これにより、断熱カバーは、分割放熱体以外の位置で吸着部材と外部との間に余分な熱伝導が生じるのを抑制することができる。また、断熱カバーは、吸着部材のうち各分割放熱体の間で露出する部位を、塵埃、水分等の異物から保護することができる。
【００２７】
第９の発明によれば、可動放熱部材が放熱位置となっているときには、吸着部材から可動放熱部材に伝わる熱を放熱フィンによって外部に放出することができ、放熱効率をより一層高めることができる。
【００２８】
第１０の発明によれば、可動放熱部材は、温度に応じて変形することにより、放熱位置と放熱抑制位置との間で変位することができる。このように、可動放熱部材を温度に応じて変形する材料によって形成したので、温度変形部材を単独の部品として搭載する必要がなくなり、気体吸着装置の構造を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図４を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。本実施の形態では、気体吸着装置として、内燃機関に搭載される排気吸着装置を例に挙げて述べる。まず、図１は、実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。図１に示す内燃機関１０は、気筒内に空気を吸い込む吸気通路１２と、気筒から排出された排気ガスが流れる排気通路１４とを備えている。
【００３０】
ここで、排気通路１４の基端側（排気ガスの流れ方向の上流側）は、内燃機関１０の排気ポートに接続されている。また、排気通路１４の先端側（排気ガスの流れ方向の下流側）は、マフラ等を介して大気開放されている。さらに、排気通路１４の途中部位は、後述のバイパス通路２０と並列に接続された主通路部１４ａとなっている。
【００３１】
そして、排気通路１４の途中には、主通路部１４ａの上流側に位置して前段触媒１６と後段触媒１８とが直列に設けられている。これらの触媒１６，１８は、内燃機関１０の排気熱等によって活性化したときに、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等の未浄化成分を浄化するものである。
【００３２】
また、本実施の形態のシステムは、バイパス通路２０、通路切換弁２２、排気吸着装置２４及びパージ通路２６を備えている。ここで、バイパス通路２０は、排気通路１４に対して主通路部１４ａと並列に接続され、この主通路部１４ａを迂回している。また、通路切換弁２２は、例えば電磁式の三方弁等によって構成され、排気ガスの流路を主通路部１４ａとバイパス通路２０との間で切換えるものである。
【００３３】
また、排気吸着装置２４は、バイパス通路２０に設けられており、バイパス通路２０内を流れる排気ガス中の未浄化成分を吸着するものである。この排気吸着装置２４については、後述の図２乃至図４によって詳細に説明する。また、パージ通路２６は、排気吸着装置２４によって一旦吸着された未浄化成分を吸気通路１２にパージするもので、排気吸着装置２４の上流側で吸気通路１２とバイパス通路２０との間に接続されている。パージ通路２６には、バイパス通路２０から吸気通路１２にパージされるパージガスの流量を制御するパージ制御弁２８が設けられている。
【００３４】
さらに、本実施の形態のシステムは、内燃機関１０の運転状態を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。このＥＣＵ３０は、内燃機関１０の運転状態等に応じて通路切換弁２２とパージ制御弁２８とを駆動制御することにより、以下に述べる吸着制御とパージ制御とを行う。
【００３５】
（吸着制御）
まず、ＥＣＵ３０は、例えば触媒１６，１８の活性状態を温度等によって検出する。そして、内燃機関１０の冷間始動時等のように、触媒１６，１８が未活性状態のときに、ＥＣＵ３０は、通路切換弁２２をバイパス位置（図１中に点線で図示）に切換える。この結果、内燃機関１０から排出される排気ガスは、排気通路１４の途中でバイパス通路２０を流通するようになり、この排気ガス中に含まれる未浄化成分は排気吸着装置２４によって吸着される。また、内燃機関１０が暖機され、触媒１６，１８が活性化すると、ＥＣＵ３０は、通路切換弁２２を通常位置（図１中に実線で図示）に切換えることにより、吸着制御を終了する。この結果、排気ガスは、活性化した触媒１６，１８によって浄化され、排気通路１４の主通路部１４ａを介して外部に排出されるようになる。
【００３６】
（パージ制御）
さらに、ＥＣＵ３０は、例えば吸着制御を所定時間にわたって継続した場合等に、十分な量の未浄化成分が排気吸着装置２４に吸着されたと判断する。そして、この場合には、通路切換弁２２を通常位置に保持しつつ、パージ制御弁２８を開弁させることにより、パージ制御を行う。これにより、内燃機関１０の吸気負圧がバイパス通路２０の上流側に作用すると、排気吸着装置２４に吸着されていた未浄化成分は、排気吸着装置２４から脱離して排気ガスと共にパージ通路２６に吸込まれ、吸気通路１２にパージされる。そして、この未浄化成分は、気筒内を通過して排気通路１４に排出され、活性化状態である触媒１６，１８によって浄化される。
【００３７】
［実施の形態１の特徴部分］
次に、図２乃至図４を参照しつつ、本実施の形態の特徴部分である排気吸着装置２４について説明する。図２及び図３は、排気吸着装置２４の縦断面図及び横断面図を示している。これらの図に示すように、排気吸着装置２４は、吸着部材３２、放熱筒３８及び温度変形部材４６を備えており、吸着部材３２と放熱筒３８とは、二重筒状をなしてコンパクトに組立てられている。
【００３８】
（吸着部材）
ここで、吸着部材３２は、例えばゼオライトを担持した金属製のハニカム構造体等によって構成されている。また、吸着部材３２は、図２及び図３に示すように、例えば全体として円柱状に形成され、円筒状の外周面３２ａと、軸方向の両側に位置する２つの端面３２ｂ，３２ｃとを有している。そして、前端面３２ｂには、吸着部材３２の内部に排気ガスを流入させる通気口としての流入口３４が設けられている。
【００３９】
また、後端面３２ｂには、吸着部材３２の内部を流通した排気ガスが流出する他の通気口としての流出口３６が設けられている。これらの流入口３４と流出口３６とは、各端面３２ｂ，３２ｃのほぼ中央から軸方向に突出する筒状体として形成され、バイパス通路２０の上流側と下流側にそれぞれ接続される。そして、吸着部材３２は、排気ガスが吸着部材３２の内部を流入口３４から流出口３６に向けて流れるときに、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等の未浄化成分をゼオライトによって吸着する。
【００４０】
（放熱筒）
次に、放熱筒３８は、本実施の形態における可動放熱部材を構成するものであり、図３に示すように、２個の分割放熱体４０，４２と、連結部材としての連結ピン４４とを備えている。
【００４１】
ここで、分割放熱体４０，４２は、例えば金属材料等の高い熱伝導性を有する材料からなり、それぞれ半円筒状に形成されている。そして、分割放熱体４０，４２を組み合わせた形状は、全体として吸着部材３２の外形状に対応した円筒状に形成されている。また、分割放熱体４０，４２は、連結ピン４４によって互いに回動可能に連結され、吸着部材３２を互いに直径方向の反対側から覆っている。
【００４２】
そして、放熱筒３８は、各分割放熱体４０，４２が連結ピン４４を中心として回動することにより、図２及び図３に示す放熱位置と、図４に示す放熱抑制位置との間で変位する。この場合、放熱位置では、各分割放熱体４０，４２と吸着部材３２との接触面積が増大した状態（好ましくは両者がほぼ全面にわたって密着した状態であるが、必ずしも密着する必要はない）となる。この状態で、各分割放熱体４０，４２は、吸着部材３２を直径方向の両側から覆っている。このため、吸着部材３２の熱が放熱筒３８に効率よく伝わるようになり、この熱を放熱筒３８から効率よく逃がすことができる。
【００４３】
一方、放熱抑制位置において、各分割放熱体４０，４２は、吸着部材３２との接触面積が前記放熱位置よりも減少した状態（好ましくは、分割放熱体４０，４２がほぼ全面にわたって吸着部材３２から離間し、径方向の隙間Ａをもって吸着部材３２を覆った状態）となる。この結果、吸着部材３２の熱は放熱筒３８に伝わり難くなるから、放熱位置と比較して吸着部材３２の放熱を抑制することができる。
【００４４】
また、分割放熱体４０，４２は、外周板４０ａ，４２ａ、端面板４０ｂ，４２ｂ、ヒンジ部４０ｃ，４２ｃ、フランジ部４０ｄ，４２ｄ及び放熱フィン４０ｅ，４２ｅをそれぞれ備えている。この場合、外周板４０ａ，４２ａは、図３に示すように、例えば半円筒状に湾曲して形成され、吸着部材３２の外周面３２ａとほぼ等しい曲率半径を有している。このため、外周板４０ａ，４２ａは、放熱位置において、吸着部材３２の外周面３２ａに対する接触面積を大きく（好ましくは、外周面３２ａに密着）することができる。また、外周板４０ａ，４２ａの外側面には、放熱筒３８の放熱性を高める複数の放熱フィン４０ｅ，４２ｅが突設されている。
【００４５】
また、端面板４０ｂ，４２ｂは略半円形状に形成され、図２に示すように、外周板４０ａ，４２ａの軸方向両側で径方向内向きに突出している。これらの端面板４０ｂ，４２ｂと、吸着部材３２の端面３２ｂ，３２ｃとの間には、後述の断熱カバー４８がそれぞれ設けられている。また、ヒンジ部４０ｃ，４２ｃは、分割放熱体４０，４２が回動するときに支点となる部位であり、放熱筒３８の直径方向の一側で外周板４０ａ，４２ａに設けられている。そして、ヒンジ部４０ｃ，４２ｃは、軸方向に延びる連結ピン４４によって互いにピン結合されている。なお、連結ピン４４は、吸着部材３２の外周面３２ａに固定する構成としてもよい。
【００４６】
さらに、フランジ部４０ｄ，４２ｄは、ヒンジ部４０ｃ，４２ｃと直径方向の反対側（直径方向の他側）に設けられている。これらのフランジ部４０ｄ，４２ｄは細長い平板状に形成され、外周板４０ａ，４２ａから径方向外向きに突出しつつ、軸方向に延びている。これらのフランジ部４０ｄ，４２ｄは、各分割放熱体４０，４２がヒンジ部４０ｃ，４２ｃ（連結ピン４４）を支点として回動するときに、互いに近接したり、離間することが可能な開閉端となっている。また、フランジ部４０ｄ，４２ｄの間には、放熱筒３８を前述した放熱位置と放熱抑制位置との間で変位させる可変手段としての温度変形部材４６が設けられている。
【００４７】
（温度変形部材）
この温度変形部材４６は、例えばバイメタル、形状記憶合金等のように、温度に応じて変形する材料からなり、コイルスプリング状に形成されている。また、温度変形部材４６の両端側は、各分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄにそれぞれ取付けられている。また、温度変形部材４６は吸着部材３２の近傍に配置され、例えば吸着部材３２の外周面３２ａに接触した状態となっている。そして、温度変形部材４６は、その温度が設定温度以上であるか否かに応じて、各フランジ部４０ｄ，４２ｄの間で伸縮し、これらのフランジ部４０ｄ，４２ｄを互いに近接，離間させるものである。
【００４８】
ここで、吸着部材３２が未浄化成分を吸着する吸着動作は、内燃機関１０の冷間始動時等のように、低温状況下で行われる。また、吸着動作時には、吸着部材３２の温度が低いほど吸着性能が高くなる。従って、この場合には、吸着部材３２の温度を出来るだけ低く保持することが好ましい。
【００４９】
一方、吸着部材３２から未浄化成分を脱離させる処理（パージ動作）は、例えば吸着部材３２内を流れる排気ガスの熱や、未浄化成分を吸着したときの反応熱等によって吸着部材３２の温度が上昇した高温状況下で行われる。また、パージ動作時には、吸着部材３２の温度が高いほど脱離反応が促進され、パージ動作の効率が高くなる。従って、この場合には、吸着部材３２の温度を出来るだけ高く保持することが好ましい。
【００５０】
このため、温度変形部材４６が変形する設定温度は、例えば吸着動作が行われるような低温状況と、パージ動作を行ってもよい高温状況とを判別することが可能な温度として設定され、一例を挙げれば、１００℃程度の温度に定められている。
【００５１】
そして、温度変形部材４６は、前記設定温度よりも低温であるときに、図３に示すように収縮した状態となり、放熱筒３８を放熱位置に保持する。このため、吸着動作時には、吸着部材３２の放熱を促進することができる。また、温度変形部材４６は、前記設定温度以上の温度となったときに、図４に示すように伸長した状態に変形し、放熱筒３８を放熱抑制位置に変位させる。このため、パージ動作時には、吸着部材３２の放熱を抑えることができ、吸着部材３２を高い温度に保持することができる。
【００５２】
また、温度変形部材４６は、図２に示すように、排気ガスの流通方向を基準として、吸着部材３２の上流側（前端面３２ｂ）よりも下流側（後端面３２ｃ）に近い位置に設けられ、好ましくは後端面３２ｃの近傍に配置されている。ここで、吸着部材３２の内部を排気ガスが流れるときには、吸着部材３２の上流側の部位で最初に未浄化成分が吸着され、その後、未浄化成分を吸着する部位が下流側に向けて徐々に拡大していく。このとき、吸着動作が行われた部位では、吸着時の反応熱によって温度が上昇する。
【００５３】
従って、温度変形部材４６を吸着部材３２の後端部に配置しておけば、吸着部材３２のほぼ全体で吸着動作が行われたときに、温度変形部材４６の温度を上昇させることができる。これにより、例えば吸着部材３２の前端部だけが吸着動作を行った段階で、温度変形部材４６が高温となって変形するのを防止することができる。従って、温度変形部材４６を、パージ動作を行ってもよい適切なタイミングで変形させることができ、このタイミングで放熱筒３８を放熱抑制位置へと的確に変位させることができる。
【００５４】
（断熱カバー）
次に、断熱カバー４８は、例えば断熱性と柔軟性とを有する材料によって環状に形成されている。そして、断熱カバー４８は、図２に示すように、吸着部材３２の軸方向両側の端面３２ｂ，３２ｃと、分割放熱体４０，４２の端面板４０ｂ，４２ｂとの間にそれぞれ配置されている。また、各断熱カバー４８は、吸着部材３２の流入口３４と流出口３６の外周側にそれぞれ挿通されている。
【００５５】
そして、断熱カバー４８は、分割放熱体４０，４２が相対的に変位するときに、これらの変位に追従して柔軟に変形しつつ、端面板４０ｂ，４２ｂの間で吸着部材３２の端面３２ｂを覆うことができる。これにより、断熱カバー４８は、分割放熱体４０，４２以外の位置で吸着部材３２と外部との間に余分な熱伝導が生じるのを抑制することができる。また、断熱カバー４８は、吸着部材３２のうち各分割放熱体４０，４２の間で露出する端面３２ｂ，３２ｃを、塵埃、水分等の異物から保護することができる。
【００５６】
［排気吸着装置の動作］
（吸着動作）
まず、内燃機関１０の冷間始動時等には、排気ガスがバイパス通路２０に導入され、吸着部材３２の内部を通過する。これにより、排気ガス中の未浄化成分は、吸着部材３２によって吸着される。このとき、吸着部材３２は低温状態であり、その近傍に配置された温度変形部材４６は、設定温度よりも低温となっているので、図３に示すように収縮した状態を保持している。そして、各分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄは、温度変形部材４６の収縮力によって引張られ、互いに近接した位置に保持されている。従って、放熱筒３８は、各分割放熱体４０，４２が吸着部材３２の外周面３２ａに密着した放熱位置に保持されている。
【００５７】
このように、吸着動作が行われるときには、温度変形部材４６によって放熱筒３８を放熱位置に保持することができる。これにより、排気ガスから吸着部材３２に伝わる熱や、吸着部材３２が未浄化成分を吸着するときに生じる熱等を、吸着部材３２から放熱筒３８へと良好に熱伝導させることができる。そして、この熱を放熱筒３８から外部に効率よく放出することができる。
【００５８】
特に、本実施の形態では、分割放熱体４０，４２の外周側に複数の放熱フィン４０ｅ，４２ｅを設けている。このため、吸着部材３２から放熱筒３８に伝わる熱を放熱フィン４０ｅ，４２ｅによっても外部に放出することができ、放熱効率をより一層高めることができる。従って、吸着部材３２を低い温度に保持することができ、その吸着性能を高めることができる。そして、排気ガス中の未浄化成分を吸着部材３２によって確実に吸着することができる。
【００５９】
（パージ動作）
上述した吸着動作が行われると、吸着部材３２の温度は、その内部を流れる排気ガスの熱や、未浄化成分を吸着するときに生じる反応熱等によって上昇し、これに伴って温度変形部材４６の温度も上昇する。そして、温度変形部材４６は、その温度が設定温度以上となると、図４に示すように伸長した状態となる。これにより、各分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄは、温度変形部材４６によって引離され、互いに離間した位置に変位する。この結果、放熱筒３８は、外周板４０ａ，４２ａのほぼ全面が吸着部材３２の外周面３２ａから径方向の隙間Ａをもって離間した放熱抑制位置に変位する。
【００６０】
これにより、吸着部材３２から放熱筒３８への熱伝導を隙間Ａによって抑制することができ、吸着部材３２を高温に保持することができる。このため、ＥＣＵ４０によってパージ制御が行われるときには、高温に保持された吸着部材３２から未浄化成分を容易に脱離させることができる。そして、脱離した未浄化成分を吸気通路１２に効率よくパージさせることができる。
【００６１】
従って、本実施の形態によれば、排気吸着装置２４が未浄化成分の吸着動作やパージ動作を行うときには、吸着部材３２をこれらの動作毎に異なる適切な温度に保持することができる。これにより、排気吸着装置２４の吸着性能やパージ効率を向上させることができ、排気エミッションを良好に保持することができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、放熱筒３８を、分割放熱体４０，４２によって２分割構造としている。このため、連結ピン４４を支点として分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄを互いに近接，離間させることにより、吸着部材３２と放熱筒３８とを密着させた状態から両者の間に隙間Ａを容易に形成することができる。従って、簡単な構造で放熱位置と放熱抑制位置とを実現することができる。また、放熱筒３８を分割して変位させることにより、吸着部材３２と放熱筒３８とを全体としてコンパクトに組立てることができる。これにより、排気吸着装置２４を小型化することができる。
【００６３】
特に、吸着部材３２を円柱状に形成し、分割放熱体４０，４２を半円形状に形成したので、吸着部材３２と放熱筒３８とを二重筒状に配置することができる。これにより、分割放熱体４０，４２を少し回動させただけでも、外周板４０ａ，４２ａのほぼ全面を吸着部材３２から容易に離間させることができる。そして、吸着部材３２と分割放熱体４０，４２との間に広い範囲にわたって隙間を形成することができる。従って、放熱性の切換を容易に行うことができ、その切換構造を簡素化することができる。
【００６４】
また、可変手段として温度変形部材４６を用いたので、複雑な駆動装置やアクチュエータ等を配置しなくても、放熱筒３８を温度に応じて容易に変位させることができ、排気吸着装置２４の構造を簡略化することができる。しかも、温度変形部材４６を分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄの間に配置したので、温度変形部材４６の伸縮動作に応じてフランジ部４０ｄ，４２ｄをスムーズに近接，離間させることができ、分割放熱体４０，４２を容易に変位させることができる。
【００６５】
また、温度変形部材４６を、放熱筒３８の外側に突出させない状態で各フランジ部４０ｄ，４２ｄの間にコンパクトに格納することができる。さらに、温度変形部材４６を吸着部材３２の近傍に配置できるから、温度変形部材４６は、吸着部材３２の温度に応じて放熱筒３８を的確に変位させることができる。
【００６６】
実施の形態２．
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６７】
［実施の形態２の特徴部分］
本実施の形態による排気吸着装置５０は、実施の形態１とほぼ同様に、吸着部材３２、放熱筒３８等を備えており、図６に示す放熱位置と、図７に示す放熱抑制位置との間で変位する構成となっている。しかし、吸着部材３２には、例えばパイプ材５２等を挿嵌することによって貫通孔５４が設けられている。そして、貫通孔５４内には、可変手段としての温度変形部材５６が配置されている。また、各分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄの間には、実施の形態１における温度変形部材４６に代えて、付勢部材としての補助ばね５８が設けられており、本実施の形態は、これらの点で実施の形態１と異なるものである。
【００６８】
ここで、貫通孔５４は、吸着部材３２を直径方向に貫通して形成され、その両端側は、各分割放熱体４０，４２にそれぞれ面した位置で開口している。また、貫通孔５４の周壁を構成するパイプ材５２は、ハニカム構造をなす吸着部材３２の内部を貫通孔５４の位置で外部から遮断している。
【００６９】
温度変形部材５６は、実施の形態１とほぼ同様に、例えばバイメタル、形状記憶合金等からなり、コイルスプリング状に形成されている。そして、温度変形部材５６は、長さ方向の両側が各分割放熱体４０，４２にそれぞれ取付けられ、長さ方向の中間部が吸着部材３２の貫通孔５４内に挿通されている。
【００７０】
また、温度変形部材５６は、実施の形態１と同様の理由により、吸着部材３２の前端面３２ｂよりも後端面３２ｃに近い位置に設けられ、好ましくは後端面３２ｃの近傍に配置されている。この位置において、温度変形部材５６は、吸着部材３２の後端側の温度に応じて伸縮することにより、分割放熱体４０，４２を放熱位置と放熱抑制位置との間で変位させるものである。
【００７１】
補助ばね５８は、例えばコイルスプリング等によって形成され、各分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄの間に引伸ばされた状態で取付けられている。これにより、補助ばね５８は、フランジ部４０ｄ，４２ｄを互いに近接方向に付勢している。即ち、補助ばね５８のばね力は、分割放熱体４０，４２を放熱位置に保持しようとする保持力となって分割放熱体４０，４２に作用している。
【００７２】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、温度変形部材５６を吸着部材３２の貫通孔５４内に配置する構成としている。このため、温度変形部材５６は、吸着部材３２の内部で温度を検知して適切なタイミングで変形することができる。従って、例えば外部の温度等の影響によって温度変形部材５６が誤ったタイミングで変形するのを防止でき、吸着部材３２の温度に応じて放熱筒３８を的確に変位させることができる。また、温度変形部材５６を吸着部材３２の内部にコンパクトに配置することができ、装置全体の小型化を促進することができる。
【００７３】
また、分割放熱体４０，４２の間に補助ばね５８を設けたので、そのばね力によって放熱筒３８を放熱位置に保持するための保持力を発生させることができる。これにより、温度変形部材５６が収縮しているときには、その収縮力だけでなく、補助ばね５８のばね力によっても放熱筒３８を放熱位置に保持することができる。この結果、例えば外力、振動等が加わったとしても、放熱筒３８のがたつき等を確実に防止することができる。従って、放熱位置では、吸着部材３２と放熱筒３８との接触面積を安定的に大きく（好ましくは、両者を密着）させることができ、両者間の熱伝導性を良好に保持することができる。
【００７４】
実施の形態３．
次に、図８及び図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７５】
［実施の形態３の特徴部分］
本実施の形態による排気吸着装置６０は、実施の形態１とほぼ同様に、吸着部材３２と、この吸着部材３２の外周側に配置された可動放熱部材としての放熱筒６２とを備えている。しかし、放熱筒６２は、例えばバイメタル、形状記憶合金等によって円筒状に形成され、高い熱伝導性を有し、かつ温度に応じて変形する構成となっている。また、放熱筒６２は、例えば周方向の一箇所で吸着部材３２の外周側に取付けられている。さらに、放熱筒６２の外周側には、複数の放熱フィン６２ａが設けられている。
【００７６】
そして、放熱筒６２は、実施の形態１における温度変形部材４６の場合とほぼ同様に、放熱筒６２の温度が設定温度よりも高いか否かに応じて変形する。これにより、放熱筒６２は、その温度が設定温度よりも低いときに、図８に示す放熱位置を保持し、吸着部材３２の外周側との接触面積が増大した状態（好ましくは、密着した状態）で、吸着部材３２を覆っている。また、放熱筒６２は、その温度が設定温度以上となったときに、図９に示す放熱抑制位置に変位し、吸着部材３２との接触面積が前記放熱位置よりも減少した状態（好ましくは、吸着部材３２を隙間Ａをもって覆う状態）となる。
【００７７】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、放熱筒６２を温度に応じて変形する材料によって形成したので、温度変形部材を単独の部品として搭載する必要がなくなり、排気吸着装置６０の構造を簡略化することができる。
【００７８】
なお、前記実施の形態１，２では、可変手段として温度変形部材４６，５６を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば電動式、油圧式または空圧式のアクチュエータと、温度センサとを搭載し、このアクチュエータにより可動放熱部材を温度に応じて変位させる構成としてもよい。
【００７９】
また、実施の形態１では、分割放熱体４０，４２のフランジ部４０ｄ，４２ｄの間に温度変形部材４６を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、フランジ部４０ｄ，４２ｄの間には、温度変形部材４６に加えて、実施の形態２で用いた補助ばね５８を設ける構成としてもよい。
【００８０】
また、実施の形態では、吸着部材３２によって排気ガス中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ等を吸着する場合を例に挙げて述べた。しかし、本発明はこれに限らず、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯのうち何れか１種類または２種類の成分だけを吸着する構成としてもよい。
【００８１】
また、実施の形態では、放熱位置において放熱筒３８，６２を吸着部材３２に密着させ、放熱抑制位置ではこれらの間に隙間Ａを設ける構成とした。しかし、本発明は、放熱位置における吸着部材３２と放熱筒３８，６２との接触面積が、放熱抑制位置における両者の接触面積よりも大きくなればよいものである。従って、本発明は、放熱位置における吸着部材３２と放熱筒３８，６２との密着状態や、放熱抑制位置における隙間Ａの有無によって限定されるものではない。
【００８２】
さらに、実施の形態では、気体吸着装置として、内燃機関１０に用いられる排気吸着装置２４，５０，６０を例に挙げて説明した。しかし、本発明は内燃機関の排気ガスに限らず、各種のガスや空気等を含めて任意の気体中の成分を吸着する吸着装置に適用してよいものであり、様々な装置、機器等に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態１によるシステム構成を示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による排気吸着装置を排気ガスの流れ方向に沿って破断した状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１による排気吸着装置を排気ガスの流れ方向と垂直な平面に沿って破断した状態を示す横断面図である。
【図４】排気吸着装置の放熱筒が放熱抑制位置に変位した状態を示す図３と同様の横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２による排気吸着装置を図２と同様位置からみた縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２による排気吸着装置を図３と同様位置からみた横断面図である。
【図７】排気吸着装置の放熱筒が放熱抑制位置に変位した状態を示す図６と同様の横断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３による排気吸着装置を図３と同様位置からみた横断面図である。
【図９】排気吸着装置の放熱筒が放熱抑制位置に変位した状態を示す図８と同様の横断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１６，１８  触媒
２０  バイパス通路
２２  通路切換弁
２４，５０，６０  排気吸着装置（気体吸着装置）
２６  パージ通路
２８  パージ制御弁
３０  ＥＣＵ
３２  吸着部材
３２ａ  外周面
３２ｂ，３２ｃ  端面
３４  流入口（通気口）
３６  流出口（通気口）
３８，６２  放熱筒（可動放熱部材）
４０，４２  分割放熱体
４０ａ，４２ａ  外周板
４０ｂ，４２ｂ  端面板
４０ｃ，４２ｃ  ヒンジ部（支点）
４０ｄ，４２ｄ  フランジ部（開閉端）
４０ｅ，４２ｅ，６２ａ  放熱フィン
４４  連結ピン（連結部材）
４６，５６  温度変形部材（可変手段）
４８  断熱カバー
５２  パイプ材
５４  貫通孔
５８  補助ばね（付勢部材）
Ａ  隙間
【図１】
2009041526.tif 000003
【図２】
2009041526.tif 000004
【図３】
2009041526.tif 000005
【図４】
2009041526.tif 000006
【図５】
2009041526.tif 000007
【図６】
2009041526.tif 000008
【図７】
2009041526.tif 000009
【図８】
2009041526.tif 000010
【図９】
2009041526.tif 000011