(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多方に複数の流路を備えると共に、それら各流路間において角度を変えることで前記流路の切り換えを行う弁体を備えた弁ハウジングと、
前記弁体に連結し、前記弁体と一体に回転する可動部材と、
前記可動部材に直線運動を加えて可動部材を操作する操作手段と、
前記可動部材に設けられ、前記操作手段の直線運動を案内する共にその操作手段から伝達された直線運動を、該可動部材の回転運動に変換するガイドと、を備え、
前記弁ハウジングには、前記流路が四方に向かって形成されており、
前記ガイドは、前記四方に形成された流路のうち、その隣り合う流路の一組を互いに連通させる第１の切換位置と、前記第１の切換位置にて連通する流路を除く他の流路を互いに連通させる第２の切換位置と、を有する経路、および、基点を有する経路、を前記可動部材に形成し、
前記可動部材は、前記ガイドの基点に前記操作手段が案内されたとき、前記弁ハウジングに設けられた全ての流路を連通させる角度で前記弁体を保持し、
さらに、前記操作手段の運動方向に一致した操作線上に前記基点が位置するときを常態とした場合、
前記第１の切換位置は、前記操作線の一側方に距離をおいて配置され、
前記第２の切換位置は、前記操作線の他側方に距離をおいて配置され、
前記基点と、前記第１の切換位置と、前記第２の切換位置とは、前記操作線の進行方向に向かって基点、第１の切換位置、第２の切換位置の順に配置されていることを特徴とする流路切換弁。
【請求項２】
前記操作手段は、前記第１の切換位置と前記第２の切換位置とを結ぶ経路上で停止可能であり、
その停止点は、前記した常態において、前記操作手段の操作線と、前記第１の切換位置及び前記第２の切換位置を結ぶ経路と、の交点上に定められていることを特徴とする請求項１に記載の流路切換弁。
【請求項３】
前記停止点近傍には、前記操作手段の進行方向に延びる減衰区間が形成され、
前記操作手段がその減衰区間を辿る過程では、前記可動部材の可動量が前記操作手段の操作量に対し相対的に小さくなることを特徴とする請求項２に記載の流路切換弁。
【請求項４】
前記操作手段は、前記ガイドに係合する操作ロッドと、この操作ロッドを進退自在に且つ多段階に保持する本体部と、を有するアクチュエータであって、
前記アクチュエータは、アクチュエータの非作動状態において、前記操作ロッドを最大突出量、又は最低突出量の何れかの状態で保持する機構を備えることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の流路切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路切換弁に関し、より詳細には、内燃機関の排気浄化装置などに好適に使用可能な流路切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などに搭載される内燃機関、特にディーゼル機関では、その排気ガス中に含まれる煤などの微粒子（ＰＭ）を除去するために排気浄化装置を備えたものもある。
【０００３】
この排気浄化装置１００は、図２３に示されるように煤など微粒子を捕集して酸化燃焼せしめることにより微粒子を除去するパティキュレートフィルタ１０１と、このパティキュレートフィルタ１０１に流れ込む排気ガスの流入方向を必要に応じて切り換える四方弁１０２と、を備え、内燃機関の排気系に配置されている。
【０００４】
より詳しくは、機関本体に通じた上流側排気管１０３と、この上流側排気管１０３から分岐すると共に前記パティキュレートフィルタ１０１を内蔵したケーシング１０１ａの一方の面に接続する第１の排気通路１０４と、上流側排気管１０３から分岐してケーシング１０１ａの他方の面に接続する第２の排気通路１０５と、を有し、さらに、上流側排気管１０３から分岐する第１の排気通路１０４及び第２の排気通路１０５の分岐点には、ケーシング１０１ａの下方を通るように配管された下流側排気管１０６が接続されている。
【０００５】
そして、四方弁１０２は、各通路の分岐点（接続部分）に内蔵され、図２３（ａ）に示す第１の角度で弁体１０２ａを保持するときには、上流側排気管１０３→第１の排気通路１０４→パティキュレートフィルタ１０１→第２の排気通路１０５→下流側排気通路１０６の順に排気ガスが流れることとなる。一方、図２３（ｂ）に示す第２の角度で弁体１０２ａを保持したときには、上流側排気管１０３→第２の排気通路１０５→パティキュレートフィルタ１０１→第１の排気通路１０４→下流側排気通路１０６の順に排気ガスが流れることとなる。すなわち、四方弁１０２の切り換えによって、パティキュレートフィルタ１０１に流入する排気ガスの方向（流入方向）が変化し、パティキュレートフィルタ１０１の目詰まりなどが回避される。また、パティキュレートフィルタ１０１の両面に微粒子が捕集されるため微粒子の除去能力を大幅に向上できる。
【０００６】
ところで、従来では、この四方弁１０２を切り換えるにあたって、２つのアクチュエータを使用していた。即ち、図２４に示されるように、弁体１０２ａを中心として対称となる位置にアクチュエータ１０７，１０７を夫々設け、各アクチュエータ１０７を個々に作動させることによって弁体１０２ａの切り換えを行っていた。なお、弁体１０２ａの切り換えは、一つのアクチュエータ１０７によっても可能であるが、アクチュエータ１０７を２つ使用するといった背景には、次の理由がある。
【０００７】
まず、第１の理由として、アクチュエータ１０７の非作動時には、弁体１０２ａと排気通路内壁面との固着を防止すべく弁体１０２ａを中立状態（上流側排気管１０３と下流側排気管１０６とが連通した状態）で固定する必要がある（図２３（Ｃ）参照）。この点、汎用のアクチュエータ１０７は、弁体１０２ａを「押す」又は「引く」といった択一的な動きであるため、弁体１０２ａを中立状態で保持させるには、上記の如くアクチュエータ１０７を対に配置してその力を互いに相殺させる必要があった。
【０００８】
また、第２の点として、機関本体の停止時においては、アクチュエータ１０７の駆動源たる負圧が確保できないため、アクチュエータ１０７の操作そのものが不可能であった。従って、弁体１０２ａを中立状態にて保持するには、上記の如くアクチュエータ１０７の力を相殺させる方法をとらざる得なかった。
【０００９】
このように、内燃機関の排気浄化装置１００に使用される流路切換弁（四方弁１０２）においては、２つのアクチュエータ１０７を用いて弁体１０２ａの切り換えを行っていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の流路切換弁（四方弁１０２）においては、２つのアクチュエータ１０７を使用するため、流路切換弁の小型化、及び部品点数の削減といった点において改善の余地があった。とりわけ、流路切換弁を車両用として使用する場合にはその車両への搭載性を十分に考慮する必要がある。また、部品点数を減らしてコストの削減を図る、および構造の簡略化による整備性の向上を図るなどといった点においても十分に検討する必要がある。
【００１１】
また、流路切換弁の小型化、及び部品点数の削減等の課題は、上記した車両用の流路切換弁に限られず、各種用途に使用される汎用の流路切換弁に対してもいえることである。よって本発明は、小型化及び部品点数の削減を図れ、車両への搭載性も良好な流路切換弁を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明では以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の流路切換弁は、
多方に複数の流路を備えると共に、それら各流路間において角度を変えることで前記流路の切り換えを行う弁体を備えた弁ハウジングと、
前記弁体に連結し、前記弁体と一体に回転する可動部材と、
前記可動部材に直線運動を加えて可動部材を操作する操作手段と、
前記可動部材に設けられ、前記操作手段の直線運動を案内する共にその操作手段から伝達された直線運動を、該可動部材の回転運動に変換するガイドと、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
このように構成された本発明の流路切換弁は、まず、多方に複数の流路を備えた弁ハウジングがあり、弁ハウジングには、それら各流路間において角度を変えることで流路の切り換えを行う弁体を内蔵している。また、弁体には、弁体と一体に回転する可動部材が設けられ、可動部材には、可動部材に対して直線運動を加える操作手段が連結されている。また、可動部材には、操作手段の直線運動を案内すると共にその操作手段から伝達された直線運動を該可動部材の回転運動に変換するガイドを設けている。
【００１４】
すなわち、本発明の流路切換弁では、可動部材に作用する直線運動が、その可動部材に設けられたガイドを介して可動部材の回転運動に変換される。そして、可動部材と共に弁体が回転し、流路の切換えが行われる。すなわち、ガイドに対する操作手段の位置を変えることで弁体の角度調整が可能であり、また、一つの操作手段で弁体を制御できるため、小型化、部品点数の削減も図れる。
【００１５】
また、本発明に係るガイド及び可動部材に関し、
前記ガイドは、基点を有する経路を前記可動部材に形成し、
前記可動部材は、前記ガイドの基点に前記操作手段が案内されたとき、前記弁ハウジングに設けられた全ての流路を連通させる角度で前記弁体を保持する構成としてもよい。
【００１６】
この構成では、基点を有するガイドを前記可動部材に形成する。また、ガイドの基点に前記操作手段が案内されたときには、前記弁ハウジングに設けられた全ての流路を互いに連通させる位置で弁体が保持される。すなわち、ガイドの基点に操作手段が案内されたとき、流路切換弁は、全ての流路を連通させる中立状態となる。よって、この状態では弁体と弁ハウジングとの固着が防止される。
【００１７】
また、本発明に係る弁ハウジング及びガイドに関し、
前記弁ハウジングには、前記流路が四方に向かって形成され、
前記ガイドは、前記四方に形成された流路のうち、その隣り合う流路の一組を互いに連通させる第１の切換位置と、前記第１の切換位置にて連通する流路を除く他の流路を互いに連通させる第２の切換位置と、を有する経路を前記可動部材に形成するようにしてもよい。
【００１８】
この構成では、第１の切換位置に操作手段が案内されたとき、その四方に設けられた流路のうち、互いに隣り合う一組の流路が連通状態となる。また、操作手段が第２の切換位置に案内されたときには、前記第１の切換位置にて連通した流路を除く他の組み合わせが互いに接続されることとなる。すなわち、弁ハウジング及び弁体は四方弁を構成し、操作手段が、第１の切換位置と第２の切換位置との間を行き来することによって、二通りの切換パターンを選択できる。
【００１９】
また、前記ガイドに関し、
前記ガイドには、前記第１の切換位置および前記第２の切換位置に加え、前記基点が定められ、
前記操作手段の運動方向に一致した操作線上に前記基点が位置するときを常態とした場合、
前記第１の切換位置は、前記操作線の一側方に距離をおいて配置され、
前記第２の切換位置は、前記操作線の他側方に距離をおいて配置され、
前記基点と、前記第１の切換位置と、前記第２の切換位置とは、前記操作線の進行方向に向かって基点、第１の切換位置、第２の切換位置の順に配置されている構成としてもよい。
【００２０】
この構成では、前記ガイドにて形成される経路中に、前記第１の切換位置、及び第２の切換位置に加え、さらに前記基点が定められる。また、基点と、第１の切換位置と、第２の切換位置は、操作手段の操作方向に向かって、基点→第１の切換位置→第２の切換位置の順に配置される。なお、ここで操作線の進行方向とは、操作手段に外力を作用させていない状態から外力を作用させた状態に移り変わるときの進行方向を示すものであり、換言すれば操作手段の非操作状態から操作状態に移行する過程を示すものである。
【００２１】
よって操作手段は、基点を始まりとして第１の切換位置、第２の切換位置の順にガイドを進行することとなる。その結果、弁体は、全ての流路を連通させる中立状態にてまず保持され、続いて、四方に設けられた流路のうち、隣り合う流路の一組を互い連通させる位置で保持される。そして、操作手段がさらに進行すると、第１の切換位置にて連通した流路を除く他の流路（組み合わせ）が接続される。すなわち、操作手段の直線運動に伴い３通りの弁体制御が可能となる。
【００２２】
また、前記操作手段に関し、
前記操作手段は、前記第１の切換位置と前記第２の切換位置とを結ぶ経路上で停止可能であり、
その停止点は、前記した常態において、前記操作手段の操作線と、前記第１の切換位置及び前記第２の切換位置を結ぶ経路と、の交点上に定める構成としてもよい。
【００２３】
この構成では、第１の切換位置と第２の切換位置とを結ぶ経路上においても、操作手段を停止可能としている。また、停止点たる操作手段の操作線と、前記第１の切換位置及び第２の切換位置を結ぶ経路と、が交わる交点では、各流路が全て連通するため、操作手段の直線運動に伴い計４通りの弁体制御が可能となる。
【００２４】
また、前記ガイドの経路形状に関し、
前記停止点近傍には、前記操作手段の進行方向に延びる減衰区間が形成され、
前記操作手段がその減衰区間を辿る過程では、前記可動部材の可動量が前記操作手段の操作量に対し相対的に小さくなる構成とすることもできる。
【００２５】
この構成では、第１の切換位置と第２の切換位置とを結ぶ経路上に減衰区間を形成し、その減衰区間によって操作手段の操作量に対する可動部材の動きを減衰している。すなわち、停止点近傍での可動部材の動きを減らすことで操作手段の移動に対する可動部材の過応答を防止し、全ての流路を連通させる中立状態での弁体の保持を容易にしている。なお、ここで減衰とは、可動部材の可動量を減らすことのみならず、操作手段の操作が可動部材の動きに反映されない状態をも含むものである。
【００２６】
また、本発明に係る操作手段に関し、
前記操作手段は、前記ガイドに係合する操作ロッドと、この操作ロッドを進退自在に且つ多段階に保持する本体部と、を有するアクチュエータであって、
前記アクチュエータは、アクチュエータの非作動状態において、前記操作ロッドを最大突出量、又は最低突出量に何れかの状態にて保持する機構を備える構成としてもよい。
【００２７】
この構成では、操作手段として多段階に進退自在なアクチュエータを適用している。すなわち、アクチュエータの動作特性に合わせてガイドの形状を変化させれば、各段階に応じた弁体の切換制御が可能となる。また、アクチュエータには、非作動時において操作ロッドを最大突出量、又は最低突出量の何れかの状態に保持する機構を持たせている。よって、アクチュエータの非作動時における操作ロッドの位置を基準としてガイドを形成すれば、アクチュエータの非作動時において所望の角度で弁体を支持できる。例えば、アクチュエータの非作動時における操作ロッドの突出量に合わせて前記基点を設定すれば、アクチュエータの非作動時においては、弁体が中立状態で保持されることとなる。
【００２８】
このように本発明に示す流路切換弁によれば、一つの操作手段によって弁体の操作が可能であり、また、非操作時には、弁体が中立状態にて保持されるようにも構成できるため、流路切換弁の小型化に加え、弁体の固着などをも回避できる。また、ガイドの形状を変えることで、操作手段の操作量に対する弁体の可動量を変化させることもできるため、一つの操作手段によって多彩な弁制御が可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る流路切換弁を車両用ディーゼル機関の排気浄化装置に適用した実施形態について説明する。尚、説明の都合上、本発明に係る流路切換弁を説明するに先立ち、本発明に係る流路切換弁が組み込まれた排気浄化装置について説明する。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１に、本実施形態に係る流路切換弁が組み込まれた排気浄化装置１の部分断面斜視図を示している。
排気浄化装置１は、表面に活性酸素放出剤や触媒などを担持してなり排気ガス中の煤などの微粒子を酸化除去せしめる能力を備えたパティキュレートフィルタ２（以下、フィルタ２と称す）と、このフィルタ２を内包するケーシング３と、機関本体の排気系に接続する上流側排気管５と、上流側排気管５から分岐してケーシング３の一方の面に接続する第１の排気通路６と、上流側排気管５から分岐してケーシング３の他方の面に接続する第２の排気通路７と、上流側排気管５、第１の排気通路６、第２の排気通路７の分岐点に接続する下流側排気管８と、を備えている。
【００３１】
また、本実施の形態に示す排気浄化装置１では、フィルタ２を内包するケーシング３に加え、さらにこのケーシング３との間に所定の空隙を確保しつつ該ケーシング３を覆う外部ケーシング９を備えている。この外部ケーシング９は、下流側排気管８の一部を兼ねるものであり、下流側排気管８に流れ込んだ排気ガスは、下流側排気管８の経路中に配置される外部ケーシング９を通過し、外部ケーシング９下流に接続した残りの下流側排気管８を経て排気浄化装置１外に排出される構造となっている。
【００３２】
また、前記各通路が分岐する分岐点には、本実施の形態に係る流路切換弁５０が設けられている。流路切換弁５０は、図２から図４に示されるように、バタフライ弁５２を内蔵した弁ハウジング５１と、バタフライ弁５２を操作するためのアクチュエータ７０（図１参照）などをその主要構成部品としており、第１の排気通路６を選択してフィルタ２の一側方から排気ガスを流す順流方向の流れと、第２の排気通路７を選択してフィルタ２の他側方から排気ガスを流す逆流方向の流れと、上流側排気管５から流入する排気ガスを前記第１の排気通路６及び第２の排気通路７に流下させずに直に下流側排気管８に導くバイパス方向の流れと、に切換可能な所謂四方弁である。
【００３３】
以下、図２から図４を参照して、バタフライ弁５２の切換制御を説明する。なお、図２及び図３、図４は、排気浄化装置１を上方から見た図であり、図の左側が排気上流側になり、図の右方が排気下流側となっている。
【００３４】
まず、図２を参照すると、バタフライ弁５２の支持角度が右上がりに切り換えられたとき、流路切換弁５０は、上流側排気管５を第１の排気通路６に接続すると同時に、第２の排気通路７を下流側排気管８に接続し、上流側排気管５→第１の排気通路６→フィルタ２→第２の排気通路７→下流側排気管８の順に流れる順流方向の流れを排気浄化装置１内に形成する。
【００３５】
また、バタフライ弁５２が図３に示す右下がりに切り換えられたとき、流路切換弁５０は、上流側排気管５を第２の排気通路７に接続すると同時に、第１の排気通路６を下流側排気管８に接続する。従って、上流側排気管５→第２の排気通路７→フィルタ２→第１の排気通路６→下流側排気管８の順に流れる逆流方向の流れが排気浄化装置１内に形成される。
【００３６】
さらに、バタフライ弁５２が図４に示されるように上流側排気管５の軸線と平行となるとき流路切換弁５０は中立状態となり、上流側排気管５と下流側排気管８とが直に接続する。すなわち、上流側排気管５からフィルタ２を通過せずに下流側排気管８に流れるバイパス方向の流れが形成されることとなる。なお、このとき第１の排気通路６と第２の排気通路７も上流側排気管５及び下流側排気管８に夫々接続した状態になるが、夫々が上流側排気管５及び下流側排気管８の双方に接続しているため第１の排気通路６と第２の排気通路７は、実質、排気ガスの流れに殆ど関与することはない。
【００３７】
また、以下の説明では、順流方向の流れを形成するバタフライ弁５２の支持角度を順流位置と称し、逆流方向の流れを形成するバタフライ弁５２の支持角度を逆流位置と称し、さらに、バイパス方向の流れを形成するバタフライ弁５２の支持角度を中立位置と称する。また、流路切換弁５０の詳細な構造に関しては、後に詳述する。
【００３８】
そして、バタフライ弁５２（以下、弁体と称す）を順流位置と逆流位置との間で交互に切り換えると、フィルタ２の両面から交互に排気ガスが流れ込むこととなる。すなわち、図５に示すように、煤などの微粒子はフィルタ２の両面に捕集され、また、排気ガスの流入方向の変化に伴いフィルタ２内で撹乱されるため、フィルタ２の両面および基材内部をも有効な活性点として利用できる。したがって、フィルタ２における微粒子の除去能力を大幅に高めることができる。また、上記の如くフィルタ２の両面から排気ガスを流すため、フィルタ２上に堆積しようとする単位面積あたりの微粒子の量が減り、フィルタ２の目詰まりによる機関本体の出力低下なども同時に回避される。
【００３９】
なお、弁体５２は、通常、順流方向の流れ又は逆流方向の流れを排気浄化装置１内に形成する支持角度で保持されている。また、流路切換弁５０を切り換える時期は、減速毎、所定時間毎、所定走行距離毎、さらにはフィルタ２の目詰まり具合を監視して該フィルタ２が目詰まりを起こしそうな状況下において切り換えるなど、流路切換弁５０を切り換える時期は、特に限定しない。
【００４０】
このように本実施の形態に示す排気浄化装置１では、フィルタ２に流入する排気ガスの流れを交互に切り換えることによって、より多くの微粒子を効率良く除去している。
【００４１】
なお、補足として本実施の形態に適用されるフィルタ２について説明すると、フィルタ２は、図６に示されるように、コージライトのような多孔質材料から形成されたハニカム形状をなし、互いに平行をなして延びる複数個の流路２１，２２を具備する。いわゆるウォールフロー型に形成されている。
【００４２】
より具体的には、下流端が栓２１ａにより閉塞された排気ガス流入通路２１と、上流端が栓２２ａにより閉塞された排気ガス流出通路２２と、を有し、各排気ガス流入通路２１及び排気ガス流出通路２２は薄肉の隔壁２３を介して該フィルタ２における縦方向及び横方向に並んで配置されている。すなわち、図６に示すように、排気ガス流入通路２１は４つの排気ガス流出通路２２によって包囲されている。また、排気ガス流出通路２２も４つの排気ガス流入通路２１によって包囲されている。
【００４３】
このため排気ガス流入通路２１側から排気ガスが流れ込んだ場合には、図６の矢印ａで示されるように排気ガス流入通路２１→隔壁２３→排気ガス流出通路２２の順に排気ガスが流下する。また、排気ガス流出通路２２側から排気ガスが流れ込んだ場合には、図６の矢印ｂで示されるように排気ガス流出通路２２→隔壁２３→排気ガス流入通路２１の順に排気ガスが流れる。
【００４４】
また、排気ガス流入通路２１及び排気ガス流出通路２２の内壁面、すなわち各流路２１，２２をフィルタ２内に形成する隔壁２３の表面上及びその隔壁２３に設けられる細孔の内壁面上には、アルミナ等によって形成される担体の層が設けられている。そして、この担体上には貴金属触媒が担持される他、周囲に過剰酸素が存在するとその酸素を取込んで酸素を保持すると共に周囲の酸素濃度が低下するとその保持した酸素を活性酸素の形で放出する活性酸素放出剤も担持されている。
【００４５】
より具体的には、貴金属触媒として白金（Ｐｔ）が用いられている。また、活性酸素放出剤としては、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）のようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）のようなアルカリ土類金属、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類、およびセリウム（Ｃｅ）、錫（Ｓｎ）のような遷移金属から選ばれた少くとも一つが用いられている。
【００４６】
なお、好ましくは、カルシウム（Ｃａ）よりもイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類金属、即ちカリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）を活性酸素放出剤として用いるとよい。
【００４７】
このようにして本実施形態に係る排気浄化装置１のフィルタ２が構成されている。なお、上記した構成はあくまでも一実施形態であり、フィルタ２の組成や形状などは、所望に応じて変更可能である。
【００４８】
＜流路切換弁の構成＞
続いて、本実施形態に係る流路切換弁５０の詳細について図７から図１０を参照して説明する。
流路切換弁５０は、上記の如く上流側排気管５、下流側排気管８、第１の排気通路６、及び第２の排気通路７が接続された弁ハウジング５１と、この弁ハウジング５１内に設けられ各流路間において接続状態の切り換えを行う弁体５２と、直線運動によって弁体５２を操作するアクチュエータ７０などをその主要構成部品として備えている。
【００４９】
さらに、本実施の形態に示す流路切換弁５０は、弁体５２と一体に回転する可動プレート５３と、可動プレート５３に形成され前記アクチュエータ７０の直線運動を案内すると共にアクチュエータ７０から伝達される直線運動をその可動プレート５３の回転運動に変換するガイド８０と、を備えている。以下、各構成部品について詳述する。
【００５０】
弁ハウジング５１には、先に説明したように上流側排気管５、下流側排気管８、第１の排気通路６、及び第２の排気通路７が接続され、流路切換弁５０の主たる部分を構成している。より詳しくは、図７及び図８に示すように上流側排気管５と下流側排気管８とを同軸上で接続する主接続通路５１ａと、この主接続通路５１ａに直交し第１の排気通路６と第２の排気通路７とを同軸上で接続する副接続通路５１ｂと、を備えている。すなわち、弁ハウジング５１は主接続通路５１ａと副接続通路５１ｂとで構成される十字形状をなし、上流側排気管５、下流側排気管８、第１の排気通路６、第２の排気通路７は、予め定められた所定の接続通路５１ａ、５１ｂに対応して接続されている。
【００５１】
また、弁体５２は、短軸が主接続通路５１ａの内径に略等しく、長軸が副接続通路５１ｂの内径に対して若干大きめに形成された楕円状のバタフライ弁であり、前記主接続通路５１ａと副接続通路５１ｂとの接続部分中央に支持された回転軸５４に、その短軸方向において溶接固定されている。
【００５２】
また、回転軸５４の一端は弁ハウジング５１から突出しており、この突出した回転軸５４の端部に、回転軸５４と一体となって回転する可動プレート５３が固定されている。
【００５３】
可動プレート５３は、扇形状をなしその扇頂部分において回転軸５４に固定されている。また、その面板部分には、後述のアクチュエータ７０から伝達される直線運動を該可動プレート５３の回転運動に変換するガイドとしてのスリット８０が形成されている。そして、このスリット８０には、アクチュエータ７０から延びる操作ロッド７１の端部が移動自在に係合している。すなわち、本実施形態では、このスリット８０によってガイドが形成されている。なお、スリット８０に関する詳細な説明は、アクチュエータ７０の動きを踏まえながら後に詳述する。
【００５４】
アクチュエータ７０は、端部が前記スリット８０に係合する操作ロッド７１と、この操作ロッド７１を多段階且つ進退自在に保持するアクチュエータ本体７２と、を備えている。なお、図１１に、アクチュエータ本体７２の内部構造を示している。
【００５５】
アクチュエータ本体７２は、図１１に示されるように、操作ロッド７１が設けられた方向を前方として、前方から前部カバー体７３、本体部７４、後部カバー体７５の順に配置された各種部品からなり、その前部カバー体７３と本体部７４との間に第１負圧室７６が形成され、本体部７４と後部カバー体７５との間に第２負圧室７７が形成されている。そして、これら前部カバー体７３、本体部７４、後部カバー体７５をボルト７８で締着して、アクチュエータ本体７２が構成される。
【００５６】
また、第１負圧室７６には、ダイヤフラム７６ａ及びスプリング７６ｂが組み込まれ、さらにダイヤフラム７６ａと本体部７４との間に形成される空間７６ｃは、第１負圧導入路７６ｄに接続されている。また、スプリング７６ｂは、ダイヤフラム７６ａと本体部７４との間に介在し、常態においてダイヤフラム７６ａを前部カバー体７３側に付勢している。また、第１負圧室７６の前方からは前記操作ロッド７１が挿入されており、その端部はダイヤフラム７６ａに連結されている。
【００５７】
一方、第２負圧室７７内にも、ダイヤフラム７７ａ及びスプリング７７ｂが組み込まれ、ダイヤフラム７７ａと後部カバー体７５との間に形成される空間７７ｃは、第２負圧導入路７７ｄに接続されている。また、スプリング７７ｂは、後部カバー体７５とダイヤフラム７７ａとの間に介在し、常態においてダイヤフラム７７ａを本体部７４側に付勢している。また、ダイヤフラム７７ａには、本体部７４を案内部として第１負圧室７６と第２負圧室７７との間で進退自在なプランジャ７７ｅが連結されている。
【００５８】
このように構成されたアクチュエータ７０によれば、第１負圧導入路７６ｄおよび第２負圧導入路７７ｄの双方に負圧が作用していない状態、すなわち常態においては、操作ロッド７１が第１負圧室７６内に設けられたスプリング７６ｂの張力によってアクチュエータ本体７２から最も突出した状態で支持される。なお、以下の説明ではこの状態を「初期位置」と称する。
【００５９】
また、第１負圧導入路７６ｄのみに負圧が作用した場合、前記操作ロッド７１は、ダイヤフラム７７ａの移動に伴いアクチュエータ本体７２内に引き込まれる。一方、第２負圧室７７側には負圧が作用していないため、ダイヤフラム７７ａに連結されたプランジャ７７ｅは、スプリング７７ｂの張力によって第１負圧室７６側に突出した状態で保持されている。このためアクチュエータ本体７２内に引き込まれた操作ロッド７１の端部は、第２負圧室７７から突出したプランジャの前端にぶつかり、そのストローク量が所定量に制限される。すなわち、この状態では、図１１中Ｋに示すストローク量のみのが許容される。また、以下の説明ではこの状態を「第１ストローク」と称する。
【００６０】
さらに、この状態から第２負圧導入路７７ｄに対して負圧が作用すると、第２負圧室７７内のダイヤフラム７７ａは後部カバー体７５側に移動することとなる。このため操作ロッド７１の移動を制限しているプランジャ７７ｅも第２負圧室７７内に引き込まれ、その結果、操作ロッド７１は、アクチュエータ本体７２内にさらに引き込まれる。すなわち、第１負圧室７６内に確保されたストローク量Ｋに加え、第２負圧室７７内に確保されたプランジャ７７ｅのストローク量Ｋ’が加算されることとなり、以て操作ロッド７１は、アクチュエータ本体７２内に最も引き込まれた状態となる。以下の説明では、この状態を「第２ストローク」と称する。
【００６１】
このように本実施の形態に示すアクチュエータ７０は、初期位置を基準として、第１ストローク、第２ストロークの計２段階で、操作ロッド７１を保持できる。
【００６２】
続いて、アクチュエータ７０から伝達される直線運動を可動プレート５３の回転運動に変換するスリット８０について説明する。
まず、スリット８０の形状を説明するに先立ち、スリット８０が形成された可動プレート５３とアクチュエータ７０との位置関係、並びに、可動プレート５３と弁体５２との位置関係について説明する。
【００６３】
アクチュエータ７０は、図７に示されるように弁ハウジング５１から外部ケーシング９に至る下流側排気管８の直上に支持され、操作ロッド７１は、弁体５２の回転軸５４上を通り上流側排気管５に向かって延びている。すなわち、操作ロッド７１は、回転軸５４上を通る直線上で、初期位置から第２ストロークの範囲において往復運動を行う。
【００６４】
一方、扇形状をなす可動プレート５３は、その扇頂部分を回転軸５４上に位置させ、扇端部分を上流側排気管５側に張り出すように配置されている。また、スリット８０は、可動プレート５３の扇端付近から扇頂付近にかけて蛇行した状態で形成され、操作ロッド７１は、回転軸５４より排気上流側でそのスリット８０に係合している。また、可動プレート５３と弁体５２は、図８に示されるように、可動プレート５３の中心線Ｃと弁体５２とが平行となる状態で固定されている。
【００６５】
このように本実施の形態では、可動プレート５３とアクチュエータ７０とを弁ハウジング５１上で互いに向き合うように配置している。従って、弁ハウジング５１上に確保される限られた空間を有効利用することができる。
【００６６】
続いて、スリット８０の形状について図８から図１０を参照して説明する。
スリット８０は、図８に示されるように、操作ロッド７１が最も突出した状態すなわち初期位置となるときを基準とし、この状態で流路切換弁５０が中立状態となるようにスリット８０の始端Ｓ（基点）が定められている。
【００６７】
より詳しくは、可動プレート５３の中心線Ｃを操作ロッド７１の操作線上に一致させた状態において、可動プレート５３と操作ロッド７１の端部とが接する箇所をスリット８０における始端Ｓとしている。すなわち、本実施の形態では、スリット８０の基点となるべき始端Ｓが、可動プレート５３の中心線上且つ可動プレート５３の扇端寄りに定められている。
【００６８】
続いて、スリット８０は、可動プレート５３の一側方に向かって第１の経路Ｒ１を形成している。この第１の経路Ｒ１は、回転軸５４との距離Ｔを漸次短縮しながら可動プレート５３の一側方に延びており、図８においては、図の下方に向かって延びる曲線区間がこの第１の経路Ｒ１に相当する。
【００６９】
また、第１の経路Ｒ１の終端Ｒ１’は、操作ロッド７１が第１ストロークに移動したときのストローク量Ｋを基準として定められている。より詳しくは、回転軸５４を中心とした始端Ｓと終端Ｒ１’との距離差Ｔ1が、初期位置から第１ストロークに移動するときのストローク量Ｋと等距離となるように設定されている。
【００７０】
さらに、スリット８０は、第１の経路Ｒ１の終端Ｒ１’から可動プレート５３の中心線Ｃを跨いで可動プレート５３の他側方に向かって第２の経路Ｒ２を形成している。この第２の経路Ｒ２は、第１の経路Ｒ１同様に、回転軸５４との距離を漸次短縮しながら可動プレート５３の他側方に向かって延びている。図８においては、図中上方に延びる曲線区間がこの第２の経路Ｒ２に相当する。
【００７１】
また、第２の経路Ｒ２の終端Ｒ２’は、操作ロッド７１が第２ストロークに移動したときのストローク量Ｋ’を基準として定められている。より詳しくは、回転軸５４を中心とした終端Ｒ１’と終端Ｒ２’との距離差Ｔ2が、第１ストロークから第２ストロークに移動するときのストローク量Ｋ’と等距離となるように設定されている。
【００７２】
このように始端Ｓと、第１の経路Ｒ１及び第２の経路Ｒ２の終端は、操作ロッド７１のストローク量を考慮して定められている。よって操作ロッド７１を操作すれば、操作ロッド７１のストローク量の変化に応じて可動プレート５３が回動することとなる。
【００７３】
すなわち、図８に示されるように、初期位置では、操作ロッド７１のストローク量が零（ゼロ）であるため、操作ロッド７１の端部は、操作ロッド７１の突出量（最大突出量）を確保すべく回転軸５４から最も距離差のあるスリット８０の始端Ｓに案内される。従って、弁体５２は中立位置で保持される。
【００７４】
一方、図９に示されるように、操作ロッド７１が第１ストロークとなるときには、操作ロッド７１のストローク量Ｋを確保すべく操作ロッド７１の端部が第１の経路Ｒ１を経て終端Ｒ１’に導かれる。その結果、可動プレート５３は、操作ロッド７１の移動に伴い、図９の上方に向かって時計方向に回転する。そして、操作ロッド７１の端部が終端Ｒ１’に達すると、弁体５２は逆流位置で保持される。
【００７５】
さらに、図１０に示されるように、操作ロッド７１が第２ストロークとなるときには、操作ロッド７１のストローク量Ｋ’を確保すべく操作ロッド７１の端部が第２の経路Ｒ２を経て終端Ｒ２’に導かれる。その結果、可動プレート５３は、操作ロッド７１の移動に伴い、図１０の下方に向かって反時計方向に回転する。そして、操作ロッド７１の端部が終端Ｒ２’に達すると、弁体５２は順流位置で保持される。
【００７６】
すなわち、本実施の形態では、本発明でいう基点がスリット８０の始端Ｓに相当し、第１の切換位置は、第１の経路Ｒ１の終端Ｒ１’に相当する。また、第２の切換位置は、第２の経路Ｒ２の終端Ｒ２’に相当する。なお、上記した可動プレート５３の動きは、操作ロッド７１が第２ストロークから初期位置に至る過程や、第１ストローク及び第２ストロークの間で往復する場合等においても、再現されるものである。
【００７７】
このように本実施の形態に示す流路切換弁５０によれば、直線運動を回転運動に変換するスリット８０を備えているため、可動プレート５３に作用する操作ロッド７１の直線運動は、そのスリット８０によって該可動プレート５３の回転運動に変換される。その結果、操作ロッド７１の移動に伴い可動プレート５３が回転し、流路の切り換えが行われる。すなわち、一つの操作手段によって、弁体５２を作動させることが可能となり、流路切換弁５０の小型化、及び部品点数の削減を図れる。
【００７８】
また、第２の経路Ｒ２において、その始端（終端Ｒ１’）と終端Ｒ２’とでは、弁体５２の支持角度が、相反する支持角度となるため、２通りの切換パターンを選択できる。さらに、第１の経路Ｒ１の始端Ｓに操作ロッド７１が案内されたときには、弁体５２が中立位置にて固定されるため、計３通りの切換パターンが選択可能となる。
【００７９】
また、本実施の形態では、操作ロッド７１の突出量が非作動時において、最も大きくなるアクチュエータ７０を採用すると共に、弁体５２を中立位置にて支持するスリット８０の始端Ｓを、回転軸５４から最も遠い位置に定めているため、アクチュエータ７０の非作動時においては、弁体５２が中立位置に固定されることとなる。よって、アクチュエータ７０の非作動時においても、２つのアクチュエータ７０を用いることなく弁体５２を中立位置に保持できる。
【００８０】
また、スリット８０の形状を変化させれば、操作ロッド７１のストローク量を変更することなく、広い範囲で可動プレート５３の可動範囲を設定できるといったうれしさもある。
【００８１】
なお、上記した流路切換弁５０の構造は、あくまでも本発明の一実施例にすぎず、その詳細は任意に変更可能である。
【００８２】
例えば、上記した実施形態では、負圧駆動式のアクチュエータ７０を利用しているが、勿論、電気駆動式のアクチュエータを採用してもよい。なお、電気駆動式のアクチュエータも同様に、その非通電時において、最大突出又は最低突出量の何れかの状態で保持される構造のアクチュエータを採用すれば、上記した種々の効果が得られる。さらに、択一的な動作特性を有するアクチュエータ７０のみならず、操作ロッド７１の突出量を無段階に調節可能なアクチュエータを用いてもよい。
【００８３】
また、本実施形態では、本発明を四方弁に適用させた実施形態について説明しているが、上記したガイド（スリット８０）を利用しての流路の切換機構は、勿論、２方弁や３方弁などにおいても適用可能な技術である。さらに弁体５２は、バタフライ弁５２に限定されることはなく、例えば、ロータリ弁など、各流路間において回転することにより流路の切り換えを行う弁体全般を適用可能である。
【００８４】
また、上記のスリット８０では、第１の経路Ｒ１及び第２の経路Ｒ２によって、計３通りの切換パターンを選択できるようにしているが、第１の経路Ｒ１及び第２の経路Ｒ２に加えて、例えば、第３の経路を連続させると、弁体５２の支持角度を、より多段階に切り換えることができる。なお、第３の経路とは、上記第１の経路Ｒ１及び第２の経路Ｒ２と同様にして、アクチュエータ７０のストローク量を基準として定められるものであり、第３の経路までを備えるスリット８０では、そのスリット８０に対応させてアクチュエータ７０も３段階にストロークするアクチュエータ７０を使用するとよい。
【００８５】
また、本実施形態では、アクチュエータ７０の非作動時において、操作ロッド７１の突出量が最大となるアクチュエータ７０を使用しているが、逆に、最低突出量となるアクチュエータを用いることもできる。この場合には、スリット８０の位置関係を逆にして回転軸５４に近い方をスリット８０の始端Ｓとする、または、アクチュエータ７０を上流側排気管５の上方に配置してスリット８０とアクチュエータ７０との相対的な位置関係を変えるなどして、アクチュエータ７０非作動時における流路切換弁５０の中立位置を確保するとよい。
【００８６】
すなわち、スリット８０とアクチュエータ７０との位置関係は、スリット８０の形状及びアクチュエータ７０の操作方向との相関関係に基づき適宜変更可能である。尚、ここで変更可能とは、例えば、可動プレート５３の中心線上からオフセットさせた位置で直線運動を伝達する、及び可動プレート５３の中心線と直交するように直線運動を伝達するなどといった概念をも含むものである。
【００８７】
さらに、アクチュエータ７０の非作動時において、その操作ロッド７１の突出量が最大突出量及び最低突出量の中間に保持される機構のアクチュエータ７０を用いることもでき、この場合には、図１２に示されるように、スリット８０の経路途中において、弁体５２を中立位置に支持する基点を定めることにより、アクチュエータ７０非作動時における流路切換弁５０の中立状態を確保できる。
【００８８】
さらに、上記したスリット８０の形状も、所望に応じて変更可能であり、例えば、可動プレート５３の扇頂側に向かって湾曲した形状としてもよい。また、直線的にスリット８０を構成することもできる。さらに、一つの経路中において複数の曲線を組み合わせてスリット８０を形成することもできる。すなわち、操作ロッド７１のストローク変化に応じて可動プレート５３が回転し得る形状であれば、スリット８０の形状は、特に限定しない。
【００８９】
また、本実施形態では、操作ロッド７１の直線運動を可動プレート５３の回転運動に変換するガイドを、スリット８０にて形成しているが、可動プレート５３の面板部分にガイドレールなどを取り付けて操作ロッド７１を案内してもよい。また、単に、ガイド溝を可動プレート５３上に形成するようにしてもよい。このように本発明でガイドとは、操作ロッド７１の直線運動を案内できる部材、及び形状を意図するものである。
【００９０】
また、本実施の形態では、排気浄化装置１の四方弁として本発明の流路切換弁５０を適用しているが、本発明の適用範囲は、勿論、上記した排気浄化装置１に限られることはない。また、車両用の流路切換弁に限定されることもない。
【００９１】
なお、図１３〜図１６に示す構造、及び図１７〜図２０に示す構造、および図２１に示す構造は、上記した流路切換弁５０の変形例である。以下、図１３〜図１６に示す流路切換弁５０Ａ、図１７〜図２０に示す流路切換弁５０Ｂ、及び図２１に示す流路切換弁５０Ｃを、本発明第２の実施形態、および本発明第３の実施形態、第４の実施形態として説明する。
【００９２】
なお、各流路切換弁５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、上記第１の実施形態に説明した流路切換弁５０と基本的構造を共にするため、相違する部分についてのみ説明を行い、また、同一部分には同一符号を付して説明を行う。なお、第１の実施形態に示す流路切換弁５０と相違する点は以下の点である。
【００９３】
まず、第２の実施形態に示す流路切換弁５０Ａでは、（１）ガイドたるスリット８０を、ガイドアーム８１として可動プレート５３の外方に向かって延出している。（２）アクチュエータ７０の操作方向（操作線）を可動プレート５３の中心線上からオフセットさせている。（３）非作動時において、操作ロッド７１を最低突出量にて保持するアクチュエータ７０を使用している。
【００９４】
また、第３の実施形態に示す流路切換弁５０Ｂでは、上記第２の実施形態の相違点に加え、（１）操作ロッド７１のストロークを３段階にて調節可能なアクチュエータ７０を採用している。
【００９５】
また、第４の実施形態に示す流路切換弁５０Ｃでは、上記第３の実施形態の相違点に加え、（１）ガイドアーム８１の経路（スリット８０）上に減衰区間Ｂ１を形成し、その減衰区間Ｂ１によって操作ロッド７１の操作を減衰して可動プレート５３に伝達するようにしている。
【００９６】
＜第２の実施の形態＞
まず、第２の実施形態に示す流路切換弁５０Ａについて説明する。
本実施の形態に示す流路切換弁５０Ａは、上記同様、四方に流路を有する弁ハウジング５１を有し、その内部には弁体５２が設けられている（図１３参照）。また、弁体５２の回転軸５４上には、円形の可動プレート５３が連結され、可動プレート５３には、スリット（ガイド）８０に相当するガイドアーム８１が、該可動プレート５３の外方に延出した状態で連結している。
【００９７】
また、アクチュエータ７０は、非作動時において操作ロッド７１の突出量が最低となる内部構造のものを使用しており、本実施の形態では、上流側排気管５の側方にそのアクチュエータ７０を配置している。また、操作ロッド７１の操作方向は、可動プレート５３の中心線上から偏移した状態で、弁ハウジング５１における主接続通路５１ａの軸方向となっている。
【００９８】
すなわち、弁体５２の回転中心（回転軸５４）を通る軸線上から偏移した位置でガイドアーム８１を操作する。また、操作ロッド７１の動き自体は、実施形態１と相反する方向に移動するが、アクチュエータ７０を弁ハウジング５１の上流側に配置しているため、その可動プレート５３（ガイドアーム８１）に伝達される操作ロッド７１の動きは、上記第１の実施形態に準ずるものとなる。
【００９９】
一方、ガイドアーム８１は、図１３に示されるように、「への字」型をなし、弁体５２が中立位置で固定される始端Ｓは、可動プレート５３とガイドアーム８１との連結線Ｐ上に設定されている。
【０１００】
また、ガイドアーム８１に形成されたスリット８０と、上記第１の実施形態における第１の経路Ｒ１及び第２の経路Ｒ２と、の対応を説明すれば、ガイドアーム８１の始端Ｓが弁ハウジング５１の真横（図面上では回転軸５４の上方）に位置する角度をガイドアーム８１の常態とした場合、操作ロッド７１の操作線Ｗを中心として、まず、操作線Ｗの左方（図面上では第１の排気通路６側）に第１の経路の終端Ｒ１’に相当するガイドアーム８１の屈曲部分８１Ａが位置している。また、操作線の右方（図面上では第２の排気通路７側）に第２の経路Ｒ２の終端Ｒ２’に相当するガイドアーム８１の先端８１Ｂが位置している。また、始端Ｓ、屈曲部８１Ａ、先端８１Ｂの相対的な位置関係は、操作ロッド７１の進行方向に従い始端Ｓ、屈曲部８１Ａ、先端８１Ｂの順に配置されている。
【０１０１】
すなわち、図１３中経路Ａが第１の経路Ｒ１に相当し、図１３中経路Ｂが第２の経路Ｒ２に相当する。また、換言すれば、ガイドアーム８１上のスリット８０形状は、操作ロッド７１の操作線Ｗを基準として、上記第１の実施形態同様の配置となっているといえる。
【０１０２】
したがって、アクチュエータ７０の非作動時には、中立位置に弁体５２が保持され（図１３及び図１４参照）、操作ロッド７１が始端Ｓから屈曲部８１Ａに至るとガイドアーム８１は時計方向に回転して、弁体５２は逆流位置にて保持される（図１５参照）。さらに、操作ロッド７１が屈曲部８１Ａからガイドアーム８１の先端８１Ｂに至ると、ガイドアーム８１が半時計方向に回転し、弁体５２は順流位置にて保持する（図１６参照）。また、ガイドアーム８１の先端８１Ｂ→屈曲部８１Ａ→始端Ｓの順に操作ロッド７１が戻れば、順流位置→逆流位置→中立位置の順で弁体５２が元の位置に復帰する。
【０１０３】
このようにガイドたるスリット８０の位置、及びスリット８０に対するアクチュエータ７０の操作方向、およびアクチュエータ７０の構造を変えても、各流路間において流路の切り換えをなし得る。また、この場合においてもアクチュエータ７０の非作動時には、中立位置で弁体５２を保持できる。
【０１０４】
＜第３の実施形態＞
続いて、第３の実施形態に示す流路切換弁５０Ｂについて説明する。
本実施の形態では、操作ロッド７１のストロークを３段階にて調節可能なアクチュエータ７０を使用し、ガイドアーム８１の屈曲部８１Ａとガイドアーム先端８１Ｂとの間で、操作ロッド７１を一段多く保持できるようにしている。また、それによって順流位置（ガイドアーム先端８１Ｂ）又は逆流位置（屈曲部８１Ａ）への切り換え過程で弁体５２の中立位置を確保し、始端Ｓ以外でのバイパス方向の流れを形成可能としている。
【０１０５】
なお、アクチュエータ７０には汎用品を使用しているため、その説明は省略するが、上記第１の実施形態のアクチュエータ７０と大きく異なる点としては、第１の負圧室７６及び第２の負圧室７７に加え第３の負圧室を有する点、および非作動時に操作ロッド７１を最低突出量で保持する点を相違点している。
【０１０６】
また、アクチュエータ７０の配置も上記第２の実施形態と同様であり、その他、ガイドアーム８１の形状なども上記に準ずるものである。したがって、以下の説明では、操作ロッド７１の移動と、弁体５２との関係について説明する。
【０１０７】
まず、図１７に示す状態は、アクチュエータ（図示せず）の非作動時であり、操作ロッド７１は、ガイドアーム８１の始端Ｓに位置している。従って、その状態では、中立位置で弁体５２が保持される。また、その状態から操作ロッド７１を一段突出させると（図１８中矢印Ｋ１）、操作ロッド７１は、屈曲部８１Ａに位置することとなり、以て、弁体５２は逆流位置で固定される。
【０１０８】
そして、その状態から、さらにもう一段突出させると（図１９中矢印Ｋ２）、本実施の形態では、屈曲部８１Ａからガイドアーム先端８１Ｂに至る経路中で操作ロッド７１が停止する。すなわち、操作ロッド７１において２回目の突出状態となるときのストローク量は、屈曲部８１Ａとガイドアーム先端８１Ｂとの略中央に位置する長さを基準として設定される。なお、図１９を参照すれば、図中８１Ｃで操作ロッド７１が停止することとなる。
【０１０９】
また、この状態は、順流位置への切り換え途中であるため、弁体５２は一時中立位置となっている。すなわち、本実施の形態では、屈曲部８１Ａとガイドアーム先端８１Ｂとを結ぶ経路上であって、且つ、操作ロッド７１の操作線Ｗと交わる点に操作ロッド７１の停止点を定めることで、逆流位置と順流位置との間に位置する中立位置の有効利用を図っている。
【０１１０】
そして、操作ロッド７１の突出が３段目（図２０中矢印Ｋ３）になると、操作ロッド７１は、ガイドアーム先端８１Ｂに達し、順流位置で弁体５２が保持されることとなる。
【０１１１】
なお、第３の実施形態に係るアクチュエータ７０の制御について補足を行うと、通常の運転時には、パティキュレートフィルタ２の昇温を図るべく、屈曲部８１Ａ又はガイドアーム先端８１Ｂの何れかに操作ロッド７１を保持し、順流方向の流れ若しくは逆流方向の流れで高温の排気ガスをパティキュレートフィルタ２に流入させる。一方、減速走行時など、排気ガスの温度が低下する場合には、屈曲部８１Ａとガイドアーム先端８１Ｂとの間に操作ロッド７１を保持し、バイパス方向の流れで、パティキュレートフィルタ２に対する冷えた排気ガスの流入を防止する。
【０１１２】
すなわち、機関本体から排出される排気ガスの温度が高いときには、パティキュレートフィルタ２に排気ガスを流入させることでパティキュレートフィルタ２の昇温を促し、排気ガスの温度が低いときにはパティキュレートフィルタ２への排気ガスの周り込みを抑制して、パティキュレートフィルタ２の不必要な冷却を回避している。
【０１１３】
また、中立位置への切り換えは、パティキュレートフィルタ２の溶損を回避するときにも実施される。すなわち、パティキュレートフィルタ２は通常５００度程度で排気浄化を行うが、時として５００度を超える過昇温状態となる場合もある。したがって、その状態で排気ガスの流入が続くと、排気ガスの熱により、さらなる加熱が行われてしまいパティキュレートフィルタ２を溶損させる虞がある。そのためパティキュレートフィルタ２からの要求があったときには、弁体５２を中立位置にて保持し、バイパス方向の流れでもってパティキュレートフィルタ２の冷却を図る。
【０１１４】
このように第３の実施形態では、屈曲部８１Ａとガイドアーム先端８１Ｂとを結ぶ経路で操作ロッド７１を停止可能とし、使用頻度の高い逆流位置及び順流位置間での切り換え中に中立位置を確保できるようにしている。
【０１１５】
＜第４の実施の形態＞
続いて、第４の実施形態に示す流路切換弁５０Ｃについて説明する。
本実施の形態では、上記した第３の実施形態の構成に加え、ガイドアーム８１の屈曲部８１Ａからガイドアーム８１の先端８１Ｂに至る経路形状Ｂ（スリット形状）を変えることで、操作ロッド７１の操作誤差を吸収し、中立位置８１Ｃでの弁体５２の支持を容易にしている。
【０１１６】
より詳しくは、図２１に示されるように、屈曲部８１Ａとガイドアーム先端８１Ｂとを結ぶ経路Ｂ上に、操作ロッド７１の進行方向に延びる減衰区間Ｂ１を形成し、さらにその減衰区間Ｂ１での減衰率のピークを操作ロッド７１の停止位置に設定することで、停止位置近傍での操作ロッド７１の動きに対する可動プレート５３（弁体５２）の過応答を抑制している。
【０１１７】
すなわち、上記した第３の実施形態では、操作ロッド７１の停止位置のみに依存して弁体５２を中立位置に保持するため、停止位置に誤差が生じた場合には、順流位置若しくは逆流位置側に傾斜した状態で弁体５２が保持されてしまうこともある。この点、本実施の形態では、停止点近傍での操作ロッド７１の動きを減衰して可動プレート５３に伝達するため、本来の停止位置から多少前後した位置で操作ロッド７１が停止しても、弁体５２は略中立位置で保持される。
【０１１８】
よって、操作ロッド７１の操作量にバラツキのある汎用のアクチュエータエーを使用した場合においても、正確な流路の切り換えをなし得る。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、減衰区間Ｂ１の形状に関し、図２１に示されるように、屈曲部８１Ａからガイドアーム先端８１Ｂにかけて連続した曲線で減衰区間Ｂ１を形成しているが、勿論、その形状は任意に変更可能である。
【０１２０】
例えば、図２２に示されるように操作ロッド７１の操作方向と平行な直線区間にて減衰区間Ｂ１’を形成すれば、その減衰区間Ｂ１’中では、一律中立位置で弁体５２が保持されることなり、以て、操作ロッド７１の停止位置に誤差が生じても、正確な流路の切り換えが可能となる。すなわち、可動プレート５３の回転運動に寄与しない経路形状を設けることによっても、本発明でいう減衰区間は実現可能である。
【０１２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、小型化及び部品点数の削減を図れ、車両への搭載性も良好な流路切換弁を提供することができる。また、択一的な動作特性のアクチュエータを使用した場合においても、その非操作時において、弁体を中立位置に保持できる。以て、弁体の固着などをも回避できる。また、スリット形状（ガイド形状）を変えることで、択一的な動作特性のアクチュエータを使用した場合においても、多彩な弁制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明、第１の実施形態に係る流路切換弁を組み込んだ排気浄化装置の部分断面斜視図。
【図２】順流方向の流れが形成された本実施形態に係る排気浄化装置の模式図。
【図３】逆流方向の流れが形成された本実施形態に係る排気浄化装置の模式図。
【図４】バイパス方向の流れが形成された本実施形態に係る排気浄化装置の模式図。
【図５】排気ガスの順流方向の流れ、及び逆流方向の流れによる微粒子の撹乱状態を示すイメージ図
【図６】本発明、第１の実施形態に係るフィルタの内部構造を説明するための図。
【図７】本発明、第１の実施形態に係る流路切換弁を第２の排気通路側から見た図。
【図８】本発明、第１の実施形態に係る流路切換弁が中立位置に保持された状態を説明するための図。
【図９】本発明、第１の実施形態に係る流路切換弁が逆流位置に保持された状態を説明するための図。
【図１０】本発明、第１の実施形態に係る流路切換弁が順流位置に保持された状態を説明するための図。
【図１１】本発明、第１の実施形態に係るアクチュエータの内部構造を示す断面図。
【図１２】本発明、第１の実施形態に係る流路切換弁の変形例を説明するための図。
【図１３】本発明、第２の実施形態に係る流路切換弁を示す概略構成図。
【図１４】本発明、第２の実施形態に係る流路切換弁が中立位置に保持された状態を説明するための図。
【図１５】本発明、第２の実施形態に係る流路切換弁が逆流位置に保持された状態を説明するための図。
【図１６】本発明、第２の実施形態に係る流路切換弁が順流位置に保持された状態を説明するための図。
【図１７】本発明、第３の実施形態に係る流路切換弁が中立位置に保持された状態を説明するための図。
【図１８】本発明、第４の実施形態に係る流路切換弁が逆流位置に保持された状態を説明するための図。
【図１９】本発明、第４の実施形態に係る流路切換弁が、逆流位置及び順流位置間で中立位置に保持された状態を説明するための図。
【図２０】本発明、第４の実施形態に係る流路切換弁が、順流位置に保持された状態を説明するための図。
【図２１】本発明、第４の実施形態に係る流路切換弁の概略構成図。
【図２２】本発明、第４の実施形態に係る減衰区間の変形例を示す図。
【図２３】従来技術に係る排気浄化装置を示す図。
（ａ）  順流方向の流れが形成された状態の排気浄化装置。
（ｂ）  逆流方向の流れが形成された状態の排気浄化装置。
（ｃ）  バイパス方向の流れが形成された状態の排気浄化装置。
【図２４】従来の排気浄化装置に採用された流路の切換機構を説明するための図。
【符号の説明】
１  排気浄化装置
２  パティキュレートフィルタ（フィルタ）
３  ケーシング
５  上流側排気管
６  第１の排気通路
７  第２の排気通路
８  下流側排気管
９  外部ケーシング
２１  排気ガス流入通路
２１ａ  栓
２２  排気ガス流出通路
２２ａ  栓
２３  隔壁
５０  流路切換弁
５１  弁ハウジング
５１ａ  主接続通路
５１ｂ  副接続通路
５２  バタフライ弁（弁体）
５３  可動プレート
５４  回転軸
７０  アクチュエータ
７１  操作ロッド
７２  アクチュエータ本体
７３  前部カバー体
７４  本体部
７５  後部カバー体
７６  第１負圧室
７６ａ  ダイヤフラム
７６ｂ  スプリング
７６ｃ  空間
７６ｄ  第１負圧導入路
７７  第２負圧室
７７ａ  ダイヤフラム
７７ｂ  スプリング
７７ｃ  空間
７７ｄ  第２負圧導入路
７７ｅ  プランジャ
７８  ボルト
８０  スリット（ガイド）
８１  ガイドアーム
８１Ａ  ガイドアームの屈曲部
８１Ｂ  ガイドアームの先端
８１Ｃ  停止位置（中立位置）
１００  排気浄化装置
１０１  パティキュレートフィルタ
１０１ａ  ケーシング
１０２  四方弁
１０２ａ  弁体
１０３  上流側排気管
１０４  第１の排気通路
１０５  第２の排気通路
１０６  下流側排気管
１０７  アクチュエータ
Ｂ１  減衰区間
Ｂ１’  減衰区間
Ｃ  中心線
Ｋ  第１ストロークに対応したストローク量
Ｋ’  第２ストロークに対応したストローク量
Ｐ  可動プレートとガイドアームの接続線
Ｒ１  第１の経路
Ｒ１’  第１の経路の終端（第１の切換位置）
Ｒ２  第２の経路
Ｒ２’  第２の経路の終端（第２の切換位置）
Ｓ  スリットの始端（基点）
Ｔ  スリットから回転軸までの距離
Ｔ1   始端Ｓから終端Ｒ１’にかけての距離差
Ｔ2   終端Ｒ１’から終端Ｒ２’にかけての距離差
Ｗ  操作ロッドの操作線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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