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発明の名称 排気浄化装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−23996(P2007−23996A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−211085(P2005−211085)
出願日 平成17年7月21日(2005.7.21)
代理人 【識別番号】100094167
【弁理士】
【氏名又は名称】宮川 良夫
発明者 加藤 尚純 / 高橋 哲也
要約 課題
差圧センサーに導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストを低減できる排気浄化装置を提供する。

解決手段
第1配管63は、第1開口部を介して、浄化器における排気ガスの一部を差圧センサーへ導く。第1フレアナット65は、第1配管63を第1開口部に接続させる。第1フレアナット65の外面には、第1雌ねじ部67aに螺合するように先端部65bから第1長さL1で第1雄ねじ部65aが形成されている。第1雌ねじ部67aは、第1開口部の内壁面に形成されている。第1雄ねじ部65aの第1長さL1は、第1雌ねじ部67aの第1深さD1よりも3mm以上長い。
特許請求の範囲
【請求項1】
内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路を流れる排気ガス中のPMを捕集するフィルタを有する浄化器と、
前記フィルタの付近に設けられる開口部と、
前記フィルタの上流の圧力と下流の圧力との差である差圧を検出する差圧検出部と、
前記開口部を介して、前記浄化器における排気ガスの一部を前記差圧検出部へ導く配管と、
前記配管を前記開口部に接続させる接続部材と、
を備え、
前記接続部材の外面には、前記開口部の内壁面に形成された雌ねじ部に螺合するように先端部から軸方向長さで雄ねじ部が形成され、
前記雄ねじ部の前記軸方向長さは、前記雌ねじ部のねじ穴深さよりも3mm以上長い、
排気浄化装置。
【請求項2】
前記接続部材は、フレアナットである、
請求項1に記載の排気浄化装置。
【請求項3】
前記開口部は、
前記フィルタの上流側に設けられる第1開口部と、
前記フィルタの下流側に設けられる第2開口部と、
を有し、
前記配管は、
前記第1開口部を介して、前記浄化器における排気ガスの一部を前記差圧検出部へ導く第1配管と、
前記第2開口部を介して、前記浄化器における排気ガスの一部を前記差圧検出部へ導く第2配管と、
を有し、
前記接続部材は、
前記第1配管を前記第1開口部に接続させる第1接続部材と、
前記第2配管を前記第2開口部に接続させる第2接続部材と、
を有し、
前記第1接続部材の外面には、前記第1開口部の内壁面に第1深さで形成された第1雌ねじ部に螺合するように先端部から第1長さで第1雄ねじ部が形成され、
前記第2接続部材の外面には、前記第2開口部の内壁面に第2深さで形成された第2雌ねじ部に螺合するように先端部から第2長さで第2雄ねじ部が形成され、
前記第1長さと前記第1深さとの差は、前記第2長さと前記第2深さとの差よりも長い、
請求項1又は2に記載の排気浄化装置。
【請求項4】
前記開口部は、
前記フィルタの上流側に設けられる第1開口部と、
前記フィルタの下流側に設けられる第2開口部と、
を有し、
前記配管は、
前記第1開口部を介して、前記浄化器における排気ガスの一部を前記差圧検出部へ導く第1配管と、
前記第2開口部を介して、前記浄化器における排気ガスの一部を前記差圧検出部へ導く第2配管と、
を有し、
前記接続部材は、
前記第1配管を前記第1開口部に接続させる第1接続部材と、
前記第2配管を前記第2開口部に接続させる第2接続部材と、
を有し、
前記第1接続部材の外面には、前記第1開口部の内壁面に第1深さで形成された第1雌ねじ部に螺合するように先端部から第1長さで第1雄ねじ部が形成され、
前記第2接続部材の外面には、前記第2開口部の内壁面に第2深さで形成された第2雌ねじ部に螺合するように先端部から第2長さで第2雄ねじ部が形成され、
前記浄化器は、前記フィルタが捕集したPMを燃焼して除去し、
前記第2長さと前記第2深さとの差は、前記第1長さと前記第1深さとの差よりも長い、
請求項1又は2に記載の排気浄化装置。
【請求項5】
前記配管は、前記差圧検出部の側の端部の温度が前記差圧検出部の耐熱温度よりも低い、
請求項1から4のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
【請求項6】
前記配管と前記差圧検出部との間に接続されるホースをさらに備え、
前記配管は、前記ホースに接続される部分の温度が前記ホースの耐熱温度よりも低い、
請求項1から5のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
【請求項7】
前記開口部は、
前記フィルタの上流側に設けられる第1開口部と、
前記フィルタの下流側に設けられる第2開口部と、
を有し、
前記配管は、
前記第1開口部を介して、前記浄化器における排気ガスの一部を前記差圧検出部へ導く第1配管と、
前記第2開口部を介して、前記浄化器における排気ガスの一部を前記差圧検出部へ導く第2配管と、
を有し、
前記差圧検出部は、前記第1配管を介して導入される排気ガスの圧力と、前記第2配管を介して導入される排気ガスの圧力とに基づいて、前記差圧を検出する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の排気浄化装置。

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】
従来から、フィルタの上流の圧力と下流の圧力との差である差圧を検出する差圧センサーを有する排気浄化装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−36454(第1−8頁、第1−19図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
特許文献1の技術では、フィルタの上流から差圧センサーに排気ガスを導入するための配管や、フィルタの下流から差圧センサーに排気ガスを導入するための配管が、蛇腹状に形成されて、排気ガスの放熱が促進されることがある。あるいは、それらの配管が外気に触れる表面に放熱フィンが設けられて、排気ガスの放熱が促進されることがある。しかし、これらの場合、差圧センサーに導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0004】
本発明の課題は、差圧センサーに導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストを低減できる排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る排気浄化装置は、浄化器と、開口部と、差圧検出部と、配管と、接続部材とを備える。浄化器は、内燃機関の排気通路に設けられる。浄化器は、フィルタを有する。フィルタは、排気通路を流れる排気ガス中のPMを捕集する。開口部は、フィルタの付近に設けられる。差圧検出部は、差圧を検出する。差圧は、フィルタの上流の圧力と下流の圧力との差である。配管は、開口部を介して、浄化器における排気ガスの一部を差圧検出部へ導く。接続部材は、配管を開口部に接続させる。接続部材の外面には、雌ねじ部に螺合するように先端部から軸方向長さで雄ねじ部が形成されている。雌ねじ部は、開口部の内壁面に形成されている。雄ねじ部の軸方向長さは、雌ねじ部のねじ穴深さよりも3mm以上長い。
【0006】
ここで、従来の技術では、雄ねじ部の軸方向長さは、雌ねじ部のねじ穴深さよりも1.5mm程度長い。このとき、雄ねじ部が雌ねじ部に螺合された際に、雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積が小さいので、差圧検出部に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0007】
それに対して、この排気浄化装置では、雄ねじ部の軸方向長さは、雌ねじ部のねじ穴深さよりも3mm以上長い。これにより、雄ねじ部が雌ねじ部に螺合された際に、雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積を低コストで増やすことができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る排気浄化装置では、雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積を低コストで増やすことができる。この結果、差圧検出部に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る内燃機関の構成図を図1に示す。
【0010】
(内燃機関の概略構成)
内燃機関1は、主として、吸気通路90,ターボチャージャ50,シリンダブロック10,シリンダヘッド20,排気通路30,排気浄化装置60,ECU40及びヒータ(図示せず)を備える。
【0011】
吸気通路90は、主として、第1吸気管91,第2吸気管92、吸気コレクタ93、吸気ブランチ94を有する。第1吸気管91及び第2吸気管92は、吸気コレクタ93の上流に接続される。一方、吸気コレクタ93からは、気筒数(図1では4つ)に分岐した吸気ブランチ94がシリンダヘッド20へと延びている。
【0012】
シリンダブロック10,シリンダヘッド20及びピストン(図示せず)に囲まれた部分には、気筒数の燃焼室(図示せず)が形成されている。シリンダヘッド20に気筒数形成された吸気ポート/排気ポート(図示せず)は、それぞれ、吸気ブランチ94/排気ブランチ31と燃焼室とを連通している。各吸気ポート/各排気ポートは、クランクシャフトに連動して回転する吸気用カム/排気用カムにより駆動される吸気バルブ/排気バルブが開閉するようになっている。
【0013】
排気通路30は、主として、排気ブランチ31,第1排気管32,第2排気管33及び第3排気管34を有する。気筒数(図1では4つ)の排気ブランチ31は、第1排気管32へ合流するように延びている。第1排気管32の下流には、第2排気管33及び第3排気管34が接続されている。
【0014】
ターボチャージャ50は、主として、コンプレッサ51,シャフト52及びタービン53を有する。コンプレッサ51は、吸気通路90において、第1吸気管91と第2吸気管92との間に設けられる。タービン53は、排気通路30において、第1排気管32と第2排気管33との間に設けられる。コンプレッサ51とタービン53とは、シャフト52で連結されている。これにより、シャフト52を介して、タービン53の回転トルクがコンプレッサ51に伝達されるようになっている。
【0015】
排気浄化装置60は、排気通路30において、第2排気管33と第3排気管34との間に設けられる。排気浄化装置60では、排気ガスが通過する部分にフィルタ61aが設けられている。フィルタ61aは、セラミックの膜を用いたDPF(Diesel Particulate Filter)であり、PMを捕集することができるようになっている。また、排気浄化装置60では、フィルタ61aの上流の排気ガスと下流の排気ガスとが差圧センサー62に導入されるようになっている。
【0016】
ヒータは、排気浄化装置60のフィルタ61aを加熱することができるように設けられている。
【0017】
ECU40は、差圧センサー62、ヒータなどに電気的に接続されている。
【0018】
(内燃機関の概略動作)
内燃機関1では、第1吸気管91からコンプレッサ51に導入された新気空気は、コンプレッサ51が回転することにより圧縮される。圧縮された新気空気は、第2吸気管92、吸気コレクタ93、吸気ブランチ94を経由して吸気ポートに導入される。吸気行程において、吸気用カムにより吸気バルブは開状態とされ、吸気ポートに導入された新気空気は、燃焼室へと導入される。
【0019】
圧縮行程において、ピストンが上昇して、燃焼室の新気空気が圧縮される。また、加圧されたディーゼル燃料が燃料噴射弁(図示せず)に供給される。そして、燃料噴射弁は、圧縮されて高温高圧になった新気空気に、ディーゼル燃料を噴霧する。これにより、燃焼室において新気混合気が生成されるとともに圧縮自己着火が行われる。このようにして、燃焼室の新気混合気は所定のタイミングで着火され燃焼する。このとき、PM(Particulate Matter;粒子状物質)が発生する傾向がある。
【0020】
膨張行程では、新気混合気が燃焼して発生した燃焼圧力によって、ピストンが押し下げられる。
【0021】
排気行程では、排気用カムにより排気バルブが開状態とされ、燃焼室で燃焼された既燃ガスが、PMを含む排気ガスとして排気ポート及び排気ブランチ31経由で第1排気管32へ排出される。第1排気管32へ排出された排気ガスは、タービン53を通過して第2排気管33へ流れるとともに、その熱エネルギーによりタービン53を回転させる。さらに、その排気ガスは、第2排気管33から排気浄化装置60に供給される。なお、タービン53の回転トルクは、シャフト52を介してコンプレッサ51へ伝達される。
【0022】
排気浄化装置60では、排気ガスがフィルタ61aを通過する際に、排気ガス中のPMが捕集される。PMが除去された排気ガスは、第3排気管34へとさらに排出される。
【0023】
ここで、フィルタ61aの上流の排気ガスの一部と、フィルタ61aの下流の排気ガスの一部とは、差圧センサー62へ導入される。これにより、差圧センサー62は、フィルタ61aの上流の圧力と下流の圧力との差である差圧を検出して、その差圧の情報をECU40へ渡す。ECU40は、差圧が境界値以上であるか否かを判断し、差圧が境界値以上であると判断する場合に、フィルタ61aの目詰まりが過大であると決定し、ヒータの制御信号を生成してヒータへ渡す。そして、ヒータは、その制御信号に基づいて、所定の時期にフィルタ61aを加熱して、フィルタ61aの再生処理を行う。
【0024】
(排気浄化装置の概略構成)
排気浄化装置60は、主として、浄化器61,差圧センサー62,第1配管(配管)63,第2配管(配管)64,第1ホース71,第2ホース72,第1フレアナット(第1接続部材、接続部材)65及び第2フレアナット(第2接続部材、接続部材)66を備える。
【0025】
浄化器61では、第1空間61bと第2空間61cとの間にフィルタ61aが設けられている。第1空間61bは、浄化器61の内壁面61g(図2参照)とフィルタ61aの上流側の端面とで囲まれて形成されており、第2排気管33の内側の空間に連通されている。第2空間61cは、浄化器61の内壁面61g(図4参照)とフィルタ61aの下流側の端面とで囲まれて形成されており、第3排気管34の内側の空間に連通されている。また、浄化器61の壁61dには、第1空間61bに接する部分の一部が開口されて第1開口部(開口部)67が形成され(図2参照)、第2空間61cに接する部分の一部が開口されて第2開口部(開口部)68が形成されている(図4参照)。
【0026】
差圧センサー62は、主として、センサー本体62c,ガス第1導入管62a及びガス第2導入管62bを有している。センサー本体62cには、ガス第1導入管62a及びガス第2導入管62bを介して、ガスが導入されるようになっている。
【0027】
第1フレアナット65は、第1配管63を第1開口部67に接続させている。また、第1配管63は、第1ホース71を介して、差圧センサー62のガス第1導入管62aに接続されている。これにより、第1配管63は、第1開口部67を介して、浄化器61の第1空間61bに導入された排気ガスの一部を差圧センサー62へ導くようになっている。
【0028】
一方、第2フレアナット66は、第2配管64を第2開口部68に接続させている。また、第2配管64は、第2ホース72を介して、差圧センサー62のガス第2導入管62bに接続されている。これにより、第2配管64は、第2開口部68を介して、浄化器61の第2空間61cに導入された排気ガスの一部を差圧センサー62へ導くようになっている。
【0029】
なお、第1配管63及び第2配管64は、ステンレススチールなどの耐酸化性が高く耐熱性が高い材質で形成されている。また、第1ホース71及び第2ホース72は、ゴムなどのヤング率が小さい材質で形成されている。
【0030】
(排気浄化装置の概略動作)
第2排気管33を流れてきた排気ガスは、浄化器61の第1空間61bへ導入される。この排気ガスは、その大部分がフィルタ61aへ流れ込む。しかし、排気ガスの一部は、第1開口部67を介して、第1空間61bから第1配管63へと導かれる。第1配管63へと導かれた排気ガスは、第1ホース71及びガス第1導入管62aを介して差圧センサー62へ導入される。差圧センサー62は、ガス第1導入管62aを介して導入された排気ガスの圧力を、フィルタ61aの上流側の排気ガスの圧力として検出する。
【0031】
一方、フィルタ61aへ流れ込んだ排気ガスは、フィルタ61aによりPMが捕集され、PMが除去されたものとなる。ここで、フィルタ61aは、捕集するPMの量が多くなると、排気ガスを通過させにくくなる。そこで、フィルタ61aに捕集されたPMは、所定の時期に、ヒータにより加熱されて燃焼除去される。すなわち、ヒータは、ECU40から受け取った制御信号に基づいて、所定の時期にフィルタ61aを加熱して、フィルタ61aの再生処理を行う。これにより、フィルタ61aは、再び、排気ガスを通過させやすくなる。
【0032】
フィルタ61aを通過してPMが除去された排気ガスは、浄化器61の第2空間61cへ導入される。この排気ガスは、その大部分が第3排気管34へ排出される。しかし、排気ガスの一部は、第2開口部68を介して、第2空間61cから第2配管64へと導かれる。第2配管64へと導かれた排気ガスは、第2ホース72及びガス第2導入管62bを介して差圧センサー62へ導入される。差圧センサー62は、ガス第2導入管62bを介して導入された排気ガスの圧力を、フィルタ61aの下流側の排気ガスの圧力として検出する。
【0033】
ここで、第1空間61bの方が第2空間61cよりも上流側で燃焼室に近いため、第1空間61bの排気ガスの温度は、第2空間61cの排気ガスの温度よりも高くなる傾向にある。
【0034】
差圧センサー62は、ガス第1導入管62aを介して導入された排気ガスの圧力と、ガス第2導入管62bを介して導入された排気ガスの圧力とに基づいて、差圧を検出する。
【0035】
(第1フレアナット及び第1開口部の詳細構成)
第1フレアナット65の側面視の拡大断面図を図2及び図3に示す。
【0036】
第1フレアナット65は、主として、頭部65dと首下部65eとを有する。頭部65dの外径は、首下部65eの外径よりも大きくなっている。また、首下部65eの外面には、先端部65bから第1長さ(軸方向長さ)L1で第1雄ねじ部(雄ねじ部)65aがスパイラル状に形成されている。第1雄ねじ部65aは、ねじピッチが略1mmである。そして、頭部65d及び首下部65eには、軸方向に第1配管63を通すための挿通孔65cが形成されている。挿通孔65cの内径は、頭部65dに近い部分と首下部65eに近い部分とで略同一である。
【0037】
この挿通孔65cには、第1配管63が挿通されている。第1配管63の外径は、挿通孔65cの内径と略同一である。また、第1配管63は、先端部63aがフレア状に広がっている。そして、第1配管63の先端部63aの傾斜面63eに沿うように、首下部65eの先端部65bにも傾斜面65fが形成されている。
【0038】
一方、第1開口部67は、主として、ねじ穴部67dと連通路67bとを有する。ねじ穴部67dの内径が連通路67bの内径よりも大きくなっており、第1開口部67は側断面視で略T字状をしている。そして、ねじ穴部67dを囲む第1開口壁61eの浄化器61側の内壁面67cは、第1配管63の先端部63aの傾斜面63fに沿うように傾斜している。これにより、第1配管63の先端部63aを第1開口壁61eの内壁面67cに押し付けることができるようになっている。
【0039】
また、第1開口壁61eの径方向外側の内壁面には、第1深さ(ねじ穴深さ)D1で第1雌ねじ部(雌ねじ部)67aがスパイラル状に形成されている。第1雌ねじ部67aは、ねじピッチが略1mmであり、第1雄ねじ部65aのねじピッチと略同一である。また、第1開口部67のねじ穴部67dの内径は、第1フレアナット65の首下部65eの外径と略同一である。これらにより、第1雄ねじ部65aを第1雌ねじ部67aに螺合することができるようになっている。
【0040】
ここで、第1雄ねじ部65aの第1長さL1は、第1雌ねじ部67aの第1深さD1よりも10mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合された際に、第1雄ねじ部65aが外気に触れる部分の長さL1−D1は10mmになる。
【0041】
(第1フレアナット及び第1開口部の詳細動作)
第1フレアナット65の挿通孔65cには、先端部65bに対して第1配管63の先端部63aが外方に位置するように挿通される。第1フレアナット65は、この状態で、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合するように、回転される。これにより、第1フレアナット65の先端部65bは、傾斜面65f及び傾斜面63eを介して第1配管63の先端部63aを押しながら、第1開口部67のねじ穴部67dを浄化器61側へ移動する。そして、第1配管63の傾斜面63fが第1開口壁61eの浄化器61側の内壁面67cに達した際に、第1フレアナット65の先端部65bが第1配管63の先端部63aを押し付けることにより、第1配管63の先端部63aは、傾斜面63fを介して内壁面67cに押し付けられる。このようにして、第1フレアナット65は、第1配管63をシールしながら、第1配管63を第1開口部67へ接続させる。すなわち、第1フレアナット65が第1配管63を第1開口部67へ接続させている状態において、第1開口壁61eの内壁面67cと第1配管63の傾斜面63fとは接しており、第1配管63の傾斜面63eと第1フレアナット65の傾斜面65fとは接している。
【0042】
一方、浄化器61の第1空間61bへ導入された排気ガスの一部は、第1開口部67の連通路67bに導入される。このとき、高温(例えば、500℃)の排気ガスが有する熱エネルギーの一部は、図3に砂模様の矢印で示すように、連通路67bの内壁面67eを介して、第1開口壁61eへ渡される。そして、その熱エネルギーは、内壁面67c及び傾斜面63fを介して第1配管63へ伝達され、傾斜面63e及び傾斜面65fを介して第1フレアナット65へさらに伝達される。第1フレアナット65に伝達された熱エネルギーは、軸方向を浄化器61から遠ざかるように伝播していき、主として、第1雄ねじ部65aが外気に触れる部分(長さL1−D1の部分)で外気へ放出される。
【0043】
ここで、従来技術では、図3に一点鎖線で示されるように、第1雄ねじ部の第1長さL901は、第1雌ねじ部67aの第1深さD1よりも1.5mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部が第1雌ねじ部67aに螺合された際に、第1雄ねじ部が外気に触れる部分の長さL901−D1は1.5mmになる。このとき、第1雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積が小さいので、所定長さの第1配管63が第1ホース71に接続される部分(差圧センサー62の側の端部)63d(図1参照)の温度は、図5に実線で示すようにT901になる。T901は、要求温度Tcよりも高くなっている。この要求温度Tcは、第1ホース71の耐熱温度Th1と差圧センサー62の耐熱温度Tsとのうち低い方の温度である。これにより、第1配管63が第1ホース71に接続される部分63dの温度を低くするために、第1配管63が蛇腹状に形成されて、排気ガスの放熱が促進されることがある。あるいは、第1配管63が外気に触れる表面に放熱フィンが設けられて、排気ガスの放熱が促進されることがある。しかし、これらの場合、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0044】
それに対して、本発明では、第1雄ねじ部65aの第1長さL1は、第1雌ねじ部67aの第1深さD1よりも10mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合された際に、第1雄ねじ部65aが外気に触れる部分の長さL1−D1は10mmになる。このとき、第1雄ねじ部65aが外気に接触する部分(長さL1−D1の部分)の表面積が増やされているので、所定長さの第1配管63が第1ホース71に接続される部分63d(図1参照)の温度は、図5に実線で示すようにT1(例えば、120℃)になる。T1は、要求温度Tcよりも低くなっている。すなわち、従来技術に比べて、設計変更がわずかであるため、第1雄ねじ部65aが外気に接触する部分の表面積が低コストで増やされているので、排気ガスの放熱が低コストで促進されている。
【0045】
さらに、従来技術に比べて、第1フレアナット65の頭部65dから先端部65bまでの長さが長くなっているので、第1フレアナット65が第1配管63を支持する部分の長さが長くなっている。このため、第1フレアナット65が第1配管63を第1開口部67に接続させる際に、第1配管63が倒れにくくなっているので、第1配管63の組み付け作業性が向上している。
【0046】
(第2フレアナット及び第2開口部の詳細構成)
第2フレアナット66の側面視の拡大断面図を図4に示す。
【0047】
第2フレアナット66は、主として、頭部66dと首下部66eとを有する。頭部66dの外径は、首下部66eの外径よりも大きくなっている。また、首下部66eの外面には、先端部66bから第2長さ(軸方向長さ)L2で第2雄ねじ部(雄ねじ部)66aがスパイラル状に形成されている。第2雄ねじ部66aは、ねじピッチが略1mmである。そして、頭部66d及び首下部66eには、軸方向に第2配管64を通すための挿通孔66cが形成されている。挿通孔66cの内径は、頭部66dに近い部分と首下部66eに近い部分とで略同一である。
【0048】
この挿通孔66cには、第2配管64が挿通されている。第2配管64の外径は、挿通孔66cの内径と略同一である。また、第2配管64は、先端部64aがフレア状に広がっている。そして、第2配管64の先端部64aの傾斜面64eに沿うように、首下部66eの先端部66bにも傾斜面66fが形成されている。
【0049】
一方、第2開口部68は、主として、ねじ穴部68dと連通路68bとを有する。ねじ穴部68dの内径が連通路68bの内径よりも大きくなっており、第2開口部68は側断面視で略T字状をしている。そして、ねじ穴部68dを囲む第2開口壁61fの浄化器61側の内壁面68cは、第2配管64の先端部64aの傾斜面64fに沿うように傾斜している。これにより、第2配管64の先端部64aを第2開口壁61fの内壁面68cに押し付けることができるようになっている。
【0050】
また、第2開口壁61fの径方向外側の内壁面には、第2深さ(ねじ穴深さ)D2で第2雌ねじ部(雌ねじ部)68aがスパイラル状に形成されている。第2雌ねじ部68aは、ねじピッチが略1mmであり、第2雄ねじ部66aのねじピッチと略同一である。また、第2開口部68のねじ穴部68dの内径は、第2フレアナット66の首下部66eの外径と略同一である。これらにより、第2雄ねじ部66aを第2雌ねじ部68aに螺合することができるようになっている。
【0051】
ここで、第2雄ねじ部66aの第2長さL2は、第2雌ねじ部68aの第2深さD2よりも7mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合された際に、第2雄ねじ部66aが外気に触れる部分の長さL2−D2は7mmになる。
【0052】
(第2フレアナット及び第2開口部の詳細動作)
第2フレアナット66の挿通孔66cには、先端部66bに対して第2配管64の先端部64aが外方に位置するように挿通される。第2フレアナット66は、この状態で、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合するように、回転される。これにより、第2フレアナット66の先端部66bは、傾斜面66f及び傾斜面64eを介して第2配管64の先端部64aを押しながら、第2開口部68のねじ穴部68dを浄化器61側へ移動する。そして、第2配管64の傾斜面64fが第2開口壁61fの浄化器61側の内壁面68cに達した際に、第2フレアナット66の先端部66bが第2配管64の先端部64aを押し付けることにより、第2配管64の先端部64aは、傾斜面64fを介して内壁面68cに押し付けられる。このようにして、第2フレアナット66は、第2配管64をシールしながら、第2配管64を第2開口部68へ接続させる。すなわち、第2フレアナット66が第2配管64を第2開口部68へ接続させている状態で、第2開口壁61fの内壁面68cと第2配管64の傾斜面64fとは接しており、第2配管64の傾斜面64eと第2フレアナット66の傾斜面66fとは接している。
【0053】
一方、浄化器61の第2空間61cへ導入された排気ガスの一部は、第2開口部68の連通路68bに導入される。このとき、高温(例えば、350℃)の排気ガスが有する熱エネルギーの一部は、連通路68bの内壁面68eを介して、第2開口壁61fへ渡される。そして、その熱エネルギーは、内壁面68c及び傾斜面64fを介して第2配管64へ伝達され、傾斜面64e及び傾斜面66fを介して第2フレアナット66へさらに伝達される。第2フレアナット66に伝達された熱エネルギーは、軸方向に浄化器61から遠ざかるように伝播していき、主として、第2雄ねじ部66aが外気に触れる部分(長さL2−D2の部分)で外気へ放出される。
【0054】
ここで、従来技術では、図3に一点鎖線で示されるものと同様に、第2雄ねじ部の第2長さL902は、第2雌ねじ部68aの第2深さD2よりも1.5mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部が第2雌ねじ部68aに螺合された際に、第2雄ねじ部が外気に触れる部分の長さL902−D2は1.5mmになる。このとき、第2雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積が小さいので、所定長さの第2配管64が第2ホース72に接続される部分(差圧センサー62の側の端部)64d(図1参照)の温度は、図5に一点鎖線で示すようにT902になる。T902は、要求温度Tcよりも高くなっている。この要求温度Tcは、第2ホース72の耐熱温度Th2と差圧センサー62の耐熱温度Tsとのうち低い方の温度である。これにより、第2配管64が第2ホース72に接続される部分64dの温度を低くするために、第2配管64が蛇腹状に形成されて、排気ガスの放熱が促進されることがある。あるいは、第2配管64が外気に触れる表面に放熱フィンが設けられて、排気ガスの放熱が促進されることがある。しかし、これらの場合、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0055】
それに対して、本発明では、第2雄ねじ部66aの第2長さL2は、第2雌ねじ部68aの第2深さD2よりも7mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合された際に、第2雄ねじ部66aが外気に触れる部分の長さL2−D2は7mmになる。このとき、第2雄ねじ部66aが外気に接触する部分(長さL2−D2の部分)の表面積が増やされているので、所定長さの第2配管64が第2ホース72に接続される部分64d(図1参照)の温度は、図5に一点鎖線で示すようにT1(例えば、120℃)になる。T1は、要求温度Tcよりも低くなっている。すなわち、従来技術に比べて、設計変更がわずかであるため、第2雄ねじ部66aが外気に接触する部分の表面積が低コストで増やされているので、排気ガスの放熱が低コストで促進されている。
【0056】
さらに、従来技術に比べて、第2フレアナット66の頭部66dから先端部66bまでの長さが長くなっているので、第2フレアナット66が第2配管64を支持する部分の長さが長くなっている。このため、第2フレアナット66が第2配管64を第2開口部68に接続させる際に、第2配管64が倒れにくくなっているので、第2配管64の組み付け作業性が向上している。
【0057】
(第1フレアナットと第2フレアナットとの比較)
第1雄ねじ部65aの第1長さL1は、第1雌ねじ部67aの第1深さD1よりも10mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合された際に、第1雄ねじ部65aが外気に触れる部分の長さL1−D1は10mmになる。
【0058】
一方、第2雄ねじ部66aの第2長さL2は、第2雌ねじ部68aの第2深さD2よりも7mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合された際に、第2雄ねじ部66aが外気に触れる部分の長さL2−D2は7mmになる。
【0059】
すなわち、第1雄ねじ部65aが外気に触れる部分の長さL1−D1は、第2雄ねじ部66aが外気に触れる部分の長さL2−D2よりも長い。このため、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合された際に第1雄ねじ部65aが外気に接触する部分の表面積は、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合された際に第2雄ねじ部66aが外気に接触する部分の表面積よりも大きくなる。
【0060】
この結果、フィルタ61aの上流の温度(例えば、500℃)が下流の温度(例えば、350℃)より高くても、フィルタ61aの上流から差圧センサー62に導入される排気ガスは効果的に放熱される。
【0061】
(第1実施形態の特徴)
(1)
従来の技術では、第1雄ねじ部の第1長さL901は、第1雌ねじ部67aの第1深さD1よりも1.5mm程度長い。このとき、第1雄ねじ部が第1雌ねじ部67aに螺合された際に、第1雄ねじ部が外気に接触する部分(長さL901−D1の部分)の表面積が小さい。
【0062】
また、第2雄ねじ部の第2長さL902は、第2雌ねじ部68aの第2深さD2よりも1.5mm程度長い。このとき、第2雄ねじ部が第2雌ねじ部68aに螺合された際に、第2雄ねじ部が外気に接触する部分(長さL902−D2の部分)の表面積が小さい。
【0063】
これらにより、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を別に設ける必要があり、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0064】
それに対して、ここでは、第1雄ねじ部65aの第1長さL1は、第1雌ねじ部67aの第1深さD1よりも3mm以上長い。これにより、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合された際に、第1雄ねじ部65aが外気に接触する部分(長さL1−D1の部分)の表面積は低コストで増やされる。
【0065】
また、第2雄ねじ部66aの第2長さL2は、第2雌ねじ部68aの第2深さD2よりも3mm以上長い。これにより、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合された際に、第2雄ねじ部66aが外気に接触する部分(長さL2−D2の部分)の表面積は低コストで増やされる。
【0066】
このように、第1雄ねじ部65aが外気に接触する部分(長さL1−D1の部分)の表面積は低コストで増やされ、第2雄ねじ部66aが外気に接触する部分(長さL2−D2の部分)の表面積は低コストで増やされる。これらの結果、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストは低減される。
【0067】
(2)
ここでは、第1配管63は、先端部63aがフレア状に広がっている。このため、第1フレアナット65の先端部65bが第1配管63の先端部63aを押し付けることにより、第1配管63の先端部63aは、傾斜面63fを介して内壁面67cに押し付けられる。この結果、第1配管63をシールしながら第1開口部67に接続することができるようになっている。
【0068】
また、第2配管64は、先端部64aがフレア状に広がっている。このため、第2フレアナット66の先端部66bが第2配管64の先端部64aを押し付けることにより、第2配管64の先端部64aは、傾斜面64fを介して内壁面68cに押し付けられる。この結果、第2配管64をシールしながら第2開口部68に接続することができるようになっている。
【0069】
(3)
ここでは、第1雄ねじ部65aが外気に触れる部分の長さL1−D1は、第2雄ねじ部66aが外気に触れる部分の長さL2−D2よりも長い。このため、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合された際に第1雄ねじ部65aが外気に接触する部分の表面積は、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合された際に第2雄ねじ部66aが外気に接触する部分の表面積よりも大きくなる。
【0070】
この結果、フィルタ61aの上流の温度(例えば、500℃)が下流の温度(例えば、350℃)より高くても、フィルタ61aの上流から差圧センサー62に導入される排気ガスは効果的に放熱される。
【0071】
(4)
ここでは、第1配管63は、差圧センサー62の側の端部63dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部63dの温度が差圧センサー62の耐熱温度Tsよりも低い。また、第2配管64も、差圧センサー62の側の端部64dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部64dの温度が差圧センサー62の耐熱温度Tsよりも低い。これらにより、差圧センサー62の劣化は低減される。
【0072】
(5)
ここでは、第1配管63は、第1ホース71に接続される部分(端部)63dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部63dの温度が第1ホースの耐熱温度Th1よりも低い。これにより、第1ホース71の劣化は低減される。
【0073】
また、第2配管64は、第2ホース72に接続される部分(端部)64dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部64dの温度が第2ホースの耐熱温度Th2よりも低い。これにより、第2ホース72の劣化は低減される。
【0074】
(6)
ここでは、差圧センサー62は、第1配管63を介して導入される排気ガスの圧力と、第2配管64を介して導入される排気ガスの圧力とに基づいて、フィルタ61aの上流の圧力と下流の圧力との差である差圧を検出する。これにより、差圧に基づいて、排気浄化装置60のフィルタ61aの目詰まりが過大になったことは、容易に検知される。
【0075】
(第1実施形態の変形例)
第1雄ねじ部65aの第1長さL1と第1雌ねじ部67aの第1深さD1との差L1−D1は、10mmである代わりに、3mm以上の他の値であってもよい。ここで、他の値であっても3mm以上であれば、第1雄ねじ部65aが第1雌ねじ部67aに螺合された際に、第1雄ねじ部65aが外気に接触する部分(長さL1−D1の部分)の表面積は低コストである程度増やされる。長さL1−D1は、好ましくは5mmである。なお、第1実施形態では、長さL1−D1の部分から放熱される熱量と、第1フレアナット65や第1開口部67の強度とのバランスを取って、10mmという値が選択されている。
【0076】
また、第2雄ねじ部66aの第2長さL2と第2雌ねじ部68aの第2深さD2との差L2−D2は、7mmである代わりに、3mm以上の他の値であってもよい。ここで、他の値であっても3mm以上であれば、第2雄ねじ部66aが第2雌ねじ部68aに螺合された際に、第2雄ねじ部66aが外気に接触する部分(長さL2−D2の部分)の表面積は低コストである程度増やされる。長さL2−D2は、好ましくは5mmである。なお、第1実施形態では、長さL2−D2の部分から放熱される熱量と、第2フレアナット65や第2開口部67の強度とのバランスを取って、7mmという値が選択されている。
【0077】
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る内燃機関100の構成及び動作について、図6及び図7を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
【0078】
(内燃機関の概略構成)
内燃機関100は、排気浄化装置60の代わりに排気浄化装置160を備える。排気浄化装置160は、燃焼室の直下に配置される。他の点は、第1実施形態と同様である。
【0079】
(内燃機関の概略動作)
排気浄化装置160では、排気ガスがフィルタ161aを通過する際に、排気ガス中のPMが捕集される。他の点は、第1実施形態と同様である。
【0080】
(排気浄化装置の概略構成)
排気浄化装置160は、浄化器61の代わりに浄化器161を備え、第1フレアナット65の代わりに第1フレアナット(第1接続部材、接続部材)165を備え、第2フレアナット66の代わりに第2フレアナット(第2接続部材、接続部材)166を備える。
【0081】
浄化器161では、第1空間161bと第2空間161cとの間にフィルタ161aが設けられている。
【0082】
また、浄化器161の壁には、第1空間161bに接する部分の一部が開口されて第1開口部(開口部)167が形成され、第2空間161cに接する部分の一部が開口されて第2開口部(開口部)168が形成されている。
【0083】
第1フレアナット165は、第1配管63を第1開口部167に接続させている。また、第2フレアナット166は、第2配管64を第2開口部168に接続させている。
【0084】
他の点は、第1実施形態と同様である。
【0085】
(排気浄化装置の概略動作)
第2排気管33を流れてきた排気ガスは、浄化器161の第1空間161bへ導入される。この排気ガスは、その大部分がフィルタ161aへ流れ込む。しかし、排気ガスの一部は、第1開口部167を介して、第1空間161bから第1配管63へと導かれる。
【0086】
フィルタ161aへ流れ込んだ排気ガスは、フィルタ161aによりPMが捕集され、PMが除去されたものとなる。ここで、フィルタ161aは、捕集するPMの量が多くなると、排気ガスを通過させにくくなる。そこで、フィルタ161aに捕集されたPMは、所定の時期に、ヒータにより加熱されて燃焼除去される。すなわち、ヒータは、ECU40から受け取った制御信号に基づいて、所定の時期にフィルタ161aを加熱して、フィルタ161aの再生処理を行う。これにより、フィルタ161aは、再び、排気ガスを通過させやすくなる。ここで、ヒータにより加熱されたフィルタ161aの温度は、ヒータにより加熱されたフィルタ61a(図1参照)の温度よりも高くなっている。
【0087】
フィルタ161aを通過してPMが除去された排気ガスは、浄化器161の第2空間161cへ導入される。この排気ガスは、その大部分が第3排気管34へ排出される。しかし、排気ガスの一部は、第2開口部168を介して、第2空間161cから第2配管64へと導かれる。ここで、フィルタ161aの温度がフィルタ61a(図1参照)の温度よりも高くなっているので、第2空間161cの排気ガスの温度は、第1空間161bの排気ガスの温度よりも高くなる傾向にある。
【0088】
(第1フレアナット及び第1開口部の詳細構成)
第1雄ねじ部(雄ねじ部)165aの第1長さ(軸方向長さ)L101は、第1雌ねじ部(雌ねじ部)167aの第1深さ(ねじ穴深さ)D101よりも7mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部165aが第1雌ねじ部167aに螺合された際に、第1雄ねじ部165aが外気に触れる部分の長さL101−D101は7mmになる。
【0089】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0090】
(第1フレアナット及び第1開口部の詳細動作)
従来技術では、第1雄ねじ部の第1長さL901は、第1雌ねじ部167aの第1深さD101よりも1.5mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部が第1雌ねじ部167aに螺合された際に、第1雄ねじ部が外気に触れる部分の長さL901−D101は1.5mmになる。このとき、第1雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積が小さいので、所定長さの第1配管63が第1ホース71に接続される部分(差圧センサー62の側の端部)63d(図1参照)の温度は、図7に一点鎖線で示すようにT901になる。T901は、要求温度Tcよりも高くなっている。この要求温度Tcは、第1ホース71の耐熱温度Th1と差圧センサー62の耐熱温度Tsとのうち低い方の温度である。これにより、第1配管63が第1ホース71に接続される部分63dの温度を低くするために、第1配管63が蛇腹状に形成されて、排気ガスの放熱が促進されることがある。あるいは、第1配管63が外気に触れる表面に放熱フィンが設けられて、排気ガスの放熱が促進されることがある。しかし、これらの場合、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0091】
それに対して、本発明では、第1雄ねじ部165aの第1長さL101は、第1雌ねじ部167aの第1深さD101よりも7mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部165aが第1雌ねじ部167aに螺合された際に、第1雄ねじ部165aが外気に触れる部分の長さL101−D101は7mmになる。このとき、第1雄ねじ部165aが外気に接触する部分(長さL101−D101の部分)の表面積が増やされているので、所定長さの第1配管63が第1ホース71に接続される部分63d(図1参照)の温度は、図7に一点鎖線で示されるようにT1(例えば、120℃)になる。T1は、要求温度Tcよりも低くなっている。すなわち、従来技術に比べて、設計変更がわずかであるため、第1雄ねじ部165aが外気に接触する部分の表面積が低コストで増やされているので、排気ガスの放熱が低コストで促進されている。
【0092】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0093】
(第2フレアナット及び第2開口部の詳細構成)
第2雄ねじ部(雄ねじ部)166aの第2長さ(軸方向長さ)L102は、第2雌ねじ部(雌ねじ部)168aの第2深さ(ねじ穴深さ)D102よりも10mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部166aが第2雌ねじ部168aに螺合された際に、第2雄ねじ部166aが外気に触れる部分の長さL102−D102は10mmになる。
【0094】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0095】
(第2フレアナット及び第2開口部の詳細動作)
従来技術では、第2雄ねじ部の第2長さL902は、第2雌ねじ部168aの第2深さD102よりも1.5mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部が第2雌ねじ部168aに螺合された際に、第2雄ねじ部が外気に触れる部分の長さL902−D102は1.5mmになる。このとき、第2雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積が小さいので、所定長さの第2配管64が第2ホース72に接続される部分(差圧センサー62の側の端部)64d(図1参照)の温度は、図7に実線で示すようにT902になる。T902は、要求温度Tcよりも高くなっている。この要求温度Tcは、第2ホース72の耐熱温度Th2と差圧センサー62の耐熱温度Tsとのうち低い方の温度である。これにより、第2配管64が第2ホース72に接続される部分64dの温度を低くするために、第2配管64が蛇腹状に形成されて、排気ガスの放熱が促進されることがある。あるいは、第2配管64が外気に触れる表面に放熱フィンが設けられて、排気ガスの放熱が促進されることがある。しかし、これらの場合、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0096】
それに対して、本発明では、第2雄ねじ部166aの第2長さL102は、第2雌ねじ部168aの第2深さD102よりも10mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部166aが第2雌ねじ部168aに螺合された際に、第2雄ねじ部166aが外気に触れる部分の長さL102−D102は10mmになる。このとき、第2雄ねじ部166aが外気に接触する部分(長さL102−D102の部分)の表面積が増やされているので、所定長さの第2配管64が第2ホース72に接続される部分64d(図1参照)の温度は、図7に実線で示すようにT1(例えば、120℃)になる。T1は、要求温度Tcよりも低くなっている。すなわち、従来技術に比べて、設計変更がわずかであるため、第2雄ねじ部166aが外気に接触する部分の表面積が低コストで増やされているので、排気ガスの放熱が低コストで促進されている。
【0097】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0098】
(第1フレアナットと第2フレアナットとの比較)
第1雄ねじ部165aの第1長さL101は、第1雌ねじ部167aの第1深さD101よりも7mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部165aが第1雌ねじ部167aに螺合された際に、第1雄ねじ部165aが外気に触れる部分の長さL101−D101は7mmになる。
【0099】
一方、第2雄ねじ部166aの第2長さL102は、第2雌ねじ部168aの第2深さD102よりも10mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部166aが第2雌ねじ部168aに螺合された際に、第2雄ねじ部166aが外気に触れる部分の長さL102−D102は10mmになる。
【0100】
すなわち、第2雄ねじ部166aが外気に触れる部分の長さL102−D102は、第1雄ねじ部165aが外気に触れる部分の長さL101−D101よりも長い。このため、第2雄ねじ部166aが第2雌ねじ部168aに螺合された際に第2雄ねじ部166aが外気に接触する部分の表面積は、第1雄ねじ部165aが第1雌ねじ部167aに螺合された際に第1雄ねじ部165aが外気に接触する部分の表面積よりも大きくなる。
【0101】
この結果、フィルタ161aの下流の温度(例えば、500℃)が上流の温度(例えば、350℃)より高くても、フィルタ161aの下流から差圧センサー62に導入される排気ガスは効果的に放熱される。
【0102】
(第2実施形態の特徴)
(1)
従来の技術では、第1雄ねじ部の第1長さL901は、第1雌ねじ部167aの第1深さD101よりも1.5mm程度長い。このとき、第1雄ねじ部が第1雌ねじ部167aに螺合された際に、第1雄ねじ部が外気に接触する部分(長さL901−D101の部分)の表面積が小さい。
【0103】
また、第2雄ねじ部の第2長さL902は、第2雌ねじ部168aの第2深さD102よりも1.5mm程度長い。このとき、第2雄ねじ部が第2雌ねじ部168aに螺合された際に、第2雄ねじ部が外気に接触する部分(長さL902−D102の部分)の表面積が小さい。
【0104】
これらにより、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を別に設ける必要があり、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0105】
それに対して、ここでは、第1雄ねじ部165aの第1長さL101は、第1雌ねじ部167aの第1深さD101よりも3mm以上長い。これにより、第1雄ねじ部165aが第1雌ねじ部167aに螺合された際に、第1雄ねじ部165aが外気に接触する部分(長さL101−D101の部分)の表面積は低コストで増やされる。
【0106】
また、第2雄ねじ部166aの第2長さL102は、第2雌ねじ部168aの第2深さD102よりも3mm以上長い。これにより、第2雄ねじ部166aが第2雌ねじ部168aに螺合された際に、第2雄ねじ部166aが外気に接触する部分(長さL102−D102の部分)の表面積は低コストで増やされる。
【0107】
このように、第1雄ねじ部165aが外気に接触する部分(長さL101−D101の部分)の表面積は低コストで増やされ、第2雄ねじ部166aが外気に接触する部分(長さL102−D102の部分)の表面積は低コストで増やされる。これらの結果、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストは低減される。
【0108】
(2)
ここでは、第1配管63は、先端部63a(図2参照)がフレア状に広がっている。このため、第1フレアナット165の先端部が第1配管63の先端部63aを押し付けることにより、第1配管63の先端部63aは、傾斜面63f(図2参照)を介して第1開口部167の内壁面に押し付けられる。この結果、第1配管63をシールしながら第1開口部167に接続することができるようになっている。
【0109】
また、第2配管64は、先端部64a(図4参照)がフレア状に広がっている。このため、第2フレアナット166の先端部が第2配管64の先端部64aを押し付けることにより、第2配管64の先端部64aは、傾斜面64f(図4参照)を介して第2開口部68の内壁面に押し付けられる。この結果、第2配管64をシールしながら第2開口部168に接続することができるようになっている。
【0110】
(3)
ここでは、第2雄ねじ部166aが外気に触れる部分の長さL102−D102は、第1雄ねじ部165aが外気に触れる部分の長さL101−D101よりも長い。このため、第1雄ねじ部165aが第1雌ねじ部167aに螺合された際に第1雄ねじ部165aが外気に接触する部分の表面積は、第2雄ねじ部166aが第2雌ねじ部168aに螺合された際に第2雄ねじ部166aが外気に接触する部分の表面積よりも大きくなる。
【0111】
この結果、フィルタ161aの下流の温度(例えば、500℃)が上流の温度(例えば、350℃)より高くても、フィルタ161aの上流から差圧センサー62に導入される排気ガスは効果的に放熱される。
【0112】
(4)
ここでは、第1配管63は、差圧センサー62の側の端部63dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部63dの温度が差圧センサー62の耐熱温度Tsよりも低い。また、第2配管64も、差圧センサー62の側の端部64dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部64dの温度が差圧センサー62の耐熱温度Tsよりも低い。これらにより、差圧センサー62の劣化は低減される。
【0113】
(5)
ここでは、第1配管63は、第1ホース71に接続される部分(端部)63dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部63dの温度が第1ホースの耐熱温度Th1よりも低い。これにより、第1ホース71の劣化は低減される。
【0114】
また、第2配管64は、第2ホース72に接続される部分(端部)64dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部64dの温度が第2ホースの耐熱温度Th2よりも低い。これにより、第2ホース72の劣化は低減される。
【0115】
(6)
ここでは、差圧センサー62は、第1配管63を介して導入される排気ガスの圧力と、第2配管64を介して導入される排気ガスの圧力とに基づいて、フィルタ61aの上流の圧力と下流の圧力との差である差圧を検出する。これにより、差圧に基づいて、排気浄化装置160のフィルタ161aの目詰まりが過大になったことは、容易に検知される。
【0116】
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る内燃機関200の構成及び動作について、図8及び図9を参照しながら説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素は、同じ番号を付して説明を省略する。
【0117】
(内燃機関の概略構成)
内燃機関200は、排気浄化装置60の代わりに排気浄化装置260を備える。排気浄化装置260は、床下(車体の下部パネルの下)に配置される。他の点は、第1実施形態と同様である。
【0118】
(内燃機関の概略動作)
排気浄化装置260では、排気ガスがフィルタ261aを通過する際に、排気ガス中のPMが捕集される。他の点は、第1実施形態と同様である。
【0119】
(排気浄化装置の概略構成)
排気浄化装置260は、浄化器61の代わりに浄化器261を備え、第1フレアナット65の代わりに第1フレアナット(第1接続部材、接続部材)265を備え、第2フレアナット66の代わりに第2フレアナット(第2接続部材、接続部材)266を備える。
【0120】
浄化器261では、第1空間261bと第2空間261cとの間にフィルタ261aが設けられている。
【0121】
また、浄化器261の壁には、第1空間261bに接する部分の一部が開口されて第1開口部(開口部)267が形成され、第2空間261cに接する部分の一部が開口されて第2開口部(開口部)268が形成されている。
【0122】
第1フレアナット265は、第1配管63を第1開口部267に接続させている。また、第2フレアナット266は、第2配管64を第2開口部268に接続させている。
【0123】
他の点は、第1実施形態と同様である。
【0124】
(排気浄化装置の概略動作)
第2排気管33を流れてきた排気ガスは、浄化器261の第1空間261bへ導入される。この排気ガスは、その大部分がフィルタ261aへ流れ込む。しかし、排気ガスの一部は、第1開口部267を介して、第1空間261bから第1配管63へと導かれる。
【0125】
フィルタ261aへ流れ込んだ排気ガスは、フィルタ261aによりPMが捕集され、PMが除去されたものとなる。ここで、フィルタ261aは、捕集するPMの量が多くなると、排気ガスを通過させにくくなる。そこで、フィルタ261aに捕集されたPMは、所定の時期に、ヒータにより加熱されて燃焼除去される。すなわち、ヒータは、ECU40から受け取った制御信号に基づいて、所定の時期にフィルタ261aを加熱して、フィルタ261aの再生処理を行う。これにより、フィルタ261aは、再び、排気ガスを通過させやすくなる。ここで、ヒータにより加熱されたフィルタ261aの温度は、ヒータにより加熱されたフィルタ61a(図1参照)の温度よりも高くなっている。
【0126】
フィルタ261aを通過してPMが除去された排気ガスは、浄化器261の第2空間261cへ導入される。この排気ガスは、その大部分が第3排気管34へ排出される。しかし、排気ガスの一部は、第2開口部268を介して、第2空間261cから第2配管64へと導かれる。ここで、第1空間261bの方が第2空間261cよりも上流側で燃焼室に近いが、フィルタ261aの温度がフィルタ61a(図1参照)の温度よりも高くなっているので、第2空間261cの排気ガスの温度は、第1空間261bの排気ガスの温度と同等となる傾向にある。
【0127】
(第1フレアナット及び第1開口部の詳細構成)
第1雄ねじ部(雄ねじ部)265aの第1長さ(軸方向長さ)L201は、第1雌ねじ部(雌ねじ部)267aの第1深さ(ねじ穴深さ)D201よりも10mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部265aが第1雌ねじ部267aに螺合された際に、第1雄ねじ部265aが外気に触れる部分の長さL201−D201は10mmになる。
【0128】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0129】
(第1フレアナット及び第1開口部の詳細動作)
従来技術では、第1雄ねじ部の第1長さL901は、第1雌ねじ部267aの第1深さD201よりも1.5mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部が第1雌ねじ部267aに螺合された際に、第1雄ねじ部が外気に触れる部分の長さL901−D201は1.5mmになる。このとき、第1雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積が小さいので、所定長さの第1配管63が第1ホース71に接続される部分(差圧センサー62の側の端部)63d(図1参照)の温度は、図9に実線で示すようにT901になる。T901は、要求温度Tcよりも高くなっている。この要求温度Tcは、第1ホース71の耐熱温度Th1と差圧センサー62の耐熱温度Tsとのうち低い方の温度である。これにより、第1配管63が第1ホース71に接続される部分63dの温度を低くするために、第1配管63が蛇腹状に形成されて、排気ガスの放熱が促進されることがある。あるいは、第1配管63が外気に触れる表面に放熱フィンが設けられて、排気ガスの放熱が促進されることがある。しかし、これらの場合、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0130】
それに対して、本発明では、第1雄ねじ部265aの第1長さL201は、第1雌ねじ部267aの第1深さD201よりも10mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部265aが第1雌ねじ部267aに螺合された際に、第1雄ねじ部265aが外気に触れる部分の長さL201−D201は10mmになる。このとき、第1雄ねじ部265aが外気に接触する部分(長さL201−D201の部分)の表面積が増やされているので、所定長さの第1配管63が第1ホース71に接続される部分63d(図1参照)の温度は、図9に実線で示されるようにT1(例えば、120℃)になる。T1は、要求温度Tcよりも低くなっている。すなわち、従来技術に比べて、設計変更がわずかであるため、第1雄ねじ部265aが外気に接触する部分の表面積が低コストで増やされているので、排気ガスの放熱が低コストで促進されている。
【0131】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0132】
(第2フレアナット及び第2開口部の詳細構成)
第2雄ねじ部(雄ねじ部)266aの第2長さ(軸方向長さ)L202は、第2雌ねじ部(雌ねじ部)268aの第2深さ(ねじ穴深さ)D202よりも10mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部266aが第2雌ねじ部268aに螺合された際に、第2雄ねじ部266aが外気に触れる部分の長さL202−D202は10mmになる。
【0133】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0134】
(第2フレアナット及び第2開口部の詳細動作)
従来技術では、第2雄ねじ部の第2長さL902は、第2雌ねじ部268aの第2深さD202よりも1.5mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部が第2雌ねじ部268aに螺合された際に、第2雄ねじ部が外気に触れる部分の長さL902−D202は1.5mmになる。このとき、第2雄ねじ部が外気に接触する部分の表面積が小さいので、所定長さの第2配管64が第2ホース72に接続される部分(差圧センサー62の側の端部)64d(図1参照)の温度は、図9に実線で示すようにT902になる。T902は、要求温度Tcよりも高くなっている。この要求温度Tcは、第2ホース72の耐熱温度Th2と差圧センサー62の耐熱温度Tsとのうち低い方の温度である。これにより、第2配管64が第2ホース72に接続される部分64dの温度を低くするために、第2配管64が蛇腹状に形成されて、排気ガスの放熱が促進されることがある。あるいは、第2配管64が外気に触れる表面に放熱フィンが設けられて、排気ガスの放熱が促進されることがある。しかし、これらの場合、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0135】
それに対して、本発明では、第2雄ねじ部266aの第2長さL202は、第2雌ねじ部268aの第2深さD202よりも10mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部266aが第2雌ねじ部268aに螺合された際に、第2雄ねじ部266aが外気に触れる部分の長さL202−D202は10mmになる。このとき、第2雄ねじ部266aが外気に接触する部分(長さL202−D202の部分)の表面積が増やされているので、所定長さの第2配管64が第2ホース72に接続される部分64d(図1参照)の温度は、図7に実線で示すようにT1(例えば、120℃)になる。T1は、要求温度Tcよりも低くなっている。すなわち、従来技術に比べて、設計変更がわずかであるため、第2雄ねじ部266aが外気に接触する部分の表面積が低コストで増やされているので、排気ガスの放熱が低コストで促進されている。
【0136】
他の点は第1実施形態と同様である。
【0137】
(第1フレアナットと第2フレアナットとの比較)
第1雄ねじ部265aの第1長さL201は、第1雌ねじ部267aの第1深さD201よりも10mm長くなっている。これにより、第1雄ねじ部265aが第1雌ねじ部267aに螺合された際に、第1雄ねじ部265aが外気に触れる部分の長さL201−D201は10mmになる。
【0138】
一方、第2雄ねじ部266aの第2長さL202は、第2雌ねじ部268aの第2深さD202よりも10mm長くなっている。これにより、第2雄ねじ部266aが第2雌ねじ部268aに螺合された際に、第2雄ねじ部266aが外気に触れる部分の長さL202−D202は10mmになる。
【0139】
すなわち、第2雄ねじ部266aが外気に触れる部分の長さL202−D202は、第1雄ねじ部265aが外気に触れる部分の長さL201−D201と略同一である。このため、第2雄ねじ部266aが第2雌ねじ部268aに螺合された際に第2雄ねじ部266aが外気に接触する部分の表面積は、第1雄ねじ部265aが第1雌ねじ部267aに螺合された際に第1雄ねじ部265aが外気に接触する部分の表面積と略同一である。
【0140】
この結果、フィルタ261aの上流の温度(例えば、500℃)が下流の温度(例えば、500℃)と同等でも、フィルタ261aの上流から差圧センサー62に導入される排気ガスと、フィルタ261aの下流から差圧センサー62に導入される排気ガスとは、同等に放熱される。
【0141】
(第3実施形態の特徴)
(1)
従来の技術では、第1雄ねじ部の第1長さL901は、第1雌ねじ部267aの第1深さD201よりも1.5mm程度長い。このとき、第1雄ねじ部が第1雌ねじ部267aに螺合された際に、第1雄ねじ部が外気に接触する部分(長さL901−D201の部分)の表面積が小さい。
【0142】
また、第2雄ねじ部の第2長さL902は、第2雌ねじ部268aの第2深さD202よりも1.5mm程度長い。このとき、第2雄ねじ部が第2雌ねじ部268aに螺合された際に、第2雄ねじ部が外気に接触する部分(長さL902−D202の部分)の表面積が小さい。
【0143】
これらにより、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を別に設ける必要があり、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストが増加する傾向にある。
【0144】
それに対して、ここでは、第1雄ねじ部265aの第1長さL201は、第1雌ねじ部267aの第1深さD201よりも3mm以上長い。これにより、第1雄ねじ部265aが第1雌ねじ部267aに螺合された際に、第1雄ねじ部265aが外気に接触する部分(長さL201−D201の部分)の表面積は低コストで増やされる。
【0145】
また、第2雄ねじ部266aの第2長さL202は、第2雌ねじ部268aの第2深さD202よりも3mm以上長い。これにより、第2雄ねじ部266aが第2雌ねじ部268aに螺合された際に、第2雄ねじ部266aが外気に接触する部分(長さL202−D202の部分)の表面積は低コストで増やされる。
【0146】
このように、第1雄ねじ部265aが外気に接触する部分(長さL201−D201の部分)の表面積は低コストで増やされ、第2雄ねじ部266aが外気に接触する部分(長さL202−D202の部分)の表面積は低コストで増やされる。これらの結果、差圧センサー62に導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストは低減される。
【0147】
(2)
ここでは、第1配管63は、先端部63a(図2参照)がフレア状に広がっている。このため、第1フレアナット265の先端部が第1配管63の先端部63aを押し付けることにより、第1配管63の先端部63aは、傾斜面63f(図2参照)を介して第1開口部267の内壁面に押し付けられる。この結果、第1配管63をシールしながら第1開口部267に接続することができるようになっている。
【0148】
また、第2配管64は、先端部64a(図4参照)がフレア状に広がっている。このため、第2フレアナット266の先端部が第2配管64の先端部64aを押し付けることにより、第2配管64の先端部64aは、傾斜面64f(図4参照)を介して第2開口部268の内壁面に押し付けられる。この結果、第2配管64をシールしながら第2開口部268に接続することができるようになっている。
【0149】
(3)
ここでは、第2雄ねじ部266aが外気に触れる部分の長さL202−D202は、第1雄ねじ部265aが外気に触れる部分の長さL201−D201と略同一である。このため、第1雄ねじ部265aが第1雌ねじ部267aに螺合された際に第1雄ねじ部265aが外気に接触する部分の表面積は、第2雄ねじ部266aが第2雌ねじ部268aに螺合された際に第2雄ねじ部266aが外気に接触する部分の表面積と略同一である。
【0150】
この結果、フィルタ261aの上流の温度(例えば、500℃)が下流の温度(例えば、500℃)と同等でも、フィルタ261aの上流から差圧センサー62に導入される排気ガスと、フィルタ261aの下流から差圧センサー62に導入される排気ガスとは、同等に放熱される。
【0151】
(4)
ここでは、第1配管63は、差圧センサー62の側の端部63dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部63dの温度が差圧センサー62の耐熱温度Tsよりも低い。また、第2配管64も、差圧センサー62の側の端部64dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部64dの温度が差圧センサー62の耐熱温度Tsよりも低い。これらにより、差圧センサー62の劣化は低減される。
【0152】
(5)
ここでは、第1配管63は、第1ホース71に接続される部分(端部)63dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部63dの温度が第1ホースの耐熱温度Th1よりも低い。これにより、第1ホース71の劣化は低減される。
【0153】
また、第2配管64は、第2ホース72に接続される部分(端部)64dの温度が要求温度Tcよりも低いので、その端部64dの温度が第2ホースの耐熱温度Th2よりも低い。これにより、第2ホース72の劣化は低減される。
【0154】
(6)
ここでは、差圧センサー62は、第1配管63を介して導入される排気ガスの圧力と、第2配管64を介して導入される排気ガスの圧力とに基づいて、フィルタ61aの上流の圧力と下流の圧力との差である差圧を検出する。これにより、差圧に基づいて、排気浄化装置260のフィルタ261aの目詰まりが過大になったことは、容易に検知される。
【産業上の利用可能性】
【0155】
本発明に係る排気浄化装置は、差圧センサーに導入される排気ガスの放熱を促進する構造を形成するためのコストを低減できるという効果を有し、排気浄化装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0156】
【図1】本発明の第1実施形態に係る内燃機関の構成図。
【図2】第1フレアナットの側面視の拡大断面図。
【図3】第1フレアナットの側面視の拡大断面図。
【図4】第2フレアナットの側面視の拡大断面図。
【図5】第1配管(第2配管)が第1ホース(第2ホース)に接続される部分の温度と、第1雄ねじ部(第2雄ねじ部)が外気に触れる部分の長さとの関係を示す図。
【図6】本発明の第2実施形態に係る内燃機関の構成図。
【図7】第1配管(第2配管)が第1ホース(第2ホース)に接続される部分の温度と、第1雄ねじ部(第2雄ねじ部)が外気に触れる部分の長さとの関係を示す図。
【図8】本発明の第3実施形態に係る内燃機関の構成図。
【図9】第1配管(第2配管)が第1ホース(第2ホース)に接続される部分の温度と、第1雄ねじ部(第2雄ねじ部)が外気に触れる部分の長さとの関係を示す図。
【符号の説明】
【0157】
1,100,200 内燃機関
30 排気通路
60 排気浄化装置
61,161,261 浄化器
61a,161a,261a フィルタ
62 差圧センサー
63 第1配管(配管)
64 第2配管(配管)
65,165,265 第1フレアナット(第1接続部材、接続部材)
65a,165a,265a 第1雄ねじ部(雄ねじ部)
66,166,266 第2フレアナット(第2接続部材、接続部材)
66a,166a,266a 第2雄ねじ部(雄ねじ部)
67,167,267 第1開口部(開口部)
67a,167a,267a 第1雌ねじ部(雌ねじ部)
68,168,268 第2開口部(開口部)
68a,168a,268a 第2雌ねじ部(雌ねじ部)
71 第1ホース(ホース)
72 第2ホース(ホース)
D1,D101,D201 第1深さ(ねじ穴深さ)
D2,D102,D202 第2深さ(ねじ穴深さ)
L1,L101,L201 第1長さ(軸方向長さ)
L2,L102,L202 第2長さ(軸方向長さ)





 

 


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