JPH0413372Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は自動車の排気ガス浄化装置に係り、と
くにエンジンの排気系にパテイキユレートトラツ
プを装着し、このトラツプによつてパテイキユレ
ートを捕捉して再燃焼させるようにした自動車の
排気ガス浄化装置に関する。

従来技術 自動車のエンジンはシリンダ内において化石燃
料を燃焼爆発させることにより、出力を生じるよ
うになつているために、多かれ少なかれ粒状物
質、すなわちパテイキユレートを排気ガス中に発
生する。とくにデイーゼルエンジンのような低質
燃料を使用するエンジンにおいてはこの傾向が著
しい。従つて一般にデイーゼルエンジンにおいて
は、燃焼爆発によつて発生した排気ガスをそのま
ま大気中に放出すると、この排気ガスとともにパ
テイキユレートも放出されることになる。そこで
パテイキユレートトラツプをエンジンの排気系、
例えば排気管中に装着し、このパテイキユレート
トラツプによつてパテイキユレートを捕捉して再
燃焼させるようにしている。

このパテイキユレートトラツプによるパテイキ
ユレートの再燃焼は、例えば吸気を絞ることによ
つて排気温度を上昇させ、パテイキユレートトラ
ツプに付着したパテイキユレートを自然発火させ
て再燃焼させるようにしている。あるいはまたパ
テイキユレートトラツプの入口側にバーナを設
け、このバーナから燃料を噴射して燃焼させ、そ
の熱によりパテイキユレートトラツプに付着した
パテイキユレートを再燃焼させるようにしてい
る。しかし従来のこのようなパテイキユレートの
再燃焼の方法によれば、何れの方法によつても燃
費が悪化する。またパテイキユレートトラツプが
局部的に高温になるために、その溶損や破損の問
題があつた。

このような問題を解消するために、例えば特開
昭57−119317号公報に見られるようにパテイキユ
レートトラツプを導電性セラミツクで構成するこ
とにより、このトラツプを通電加熱してパテイキ
ユレートを再燃焼させるようにしたものがある。
ところがこのようにトラツプを通電加熱するため
には大電力を必要とするのでバツテリの負荷が増
大して劣化が促進されるという不具合があつた。

一方自動車を制動するために従来より広く用い
られているリターダは、渦電流を用いるものであ
つて、固定子コイルによつて形成される磁場の中
でロータを回転させ、このロータに渦電流を発生
させることによつて、運動エネルギを熱エネルギ
に変換するようにしていた。このような従来の渦
電流式のリターダは、その大きさおよび重量が大
きくなるという欠点があつた。さらに上記ロータ
は冷却用フインを備えているために、制動を行な
わない場合においても、上記フインによつて風損
を生じ、燃費を悪化させるという問題があつた。

このような問題点に鑑みて、発電機から成るリ
ターダが提案されている。この発電機は例えば誘
導子型発電機から構成されており、しかもその回
転子がエンジンのフライホイールと兼用されるよ
うになつているために、リターダをコンパクトに
構成することができるようになる。ところがこの
種の発電機から成るリターダにおいては、制動力
を取出す際に生ずる発電出力を負荷抵抗によつて
消費するようになつており、この発電出力を有効
に利用するようにはなつてはいなかつた。

なお例えば特開昭57−198319号公報に見られる
ようにリターダの発電出力を一旦バツテリに蓄え
て加速時等にこの電力を利用してエンジン出力軸
の回転を補助するようにしたものもある。しかし
ながら、リターダから出力された大電流の電力を
そのままバツテリに充電すると、バツテリの寿命
が著しく低下し、しかも、充電ロス及び放電ロス
を皆無にすることは不可能であるためにエネルギ
の利用効率を充分に高くできないという不具合が
あつた。

考案の目的 本考案はこのような問題点に鑑みてなされたも
のであつて、パテイキユレートトラツプを溶損し
たりあるいは破損したりすることなく、リターダ
を構成する発電機の出力を用いて確実にパテイキ
ユレートを再燃焼させるようにした自動車の排気
ガス浄化装置を提供することを目的とするもので
ある。

考案の構成 本考案は、エンジンの排気系にパテイキユレー
トトラツプを装着し、このトラツプによつてパテ
イキユレートを捕捉して再燃焼させるようにした
装置において、前記パテイキユレートトラツプを
導電性セラミツクで構成している。またエンジン
のフライホイールの外周面に所定のピツチで誘導
子磁極を設けて回転子を構成するとともに、前記
フライホイールを覆うフライホイールハウジング
の上下に固定子を収容したケースを設けている。
そして前記固定子を前記回転子に微小なエアギヤ
ツプを介して対向させて誘導子型発電機を構成
し、前記固定子に設けた電機子コイルの両端を前
記パテイキユレートトラツプの入力端子に接続す
る一方、前記固定子に設けた界磁コイルとバツテ
リとを運転席に設けたリターダスイツチで制御さ
れるコントローラを介して接続することにより、
前記誘導子型発電機をリターダとして機能させた
場合に電機子コイルに誘起される起電力を前記パ
テイキユレートトラツプに供給し、このトラツプ
を発熱させてパテイキユレートを再燃焼させるよ
うにしたことを特徴とする自動車の排気ガス浄化
装置に関するものであつて、このような構成によ
つて上記目的を達成するようにしたものである。

実施例 以下本考案を図示の一実施例につき説明する。
第１図は本実施例に係るリターダを備えたエンジ
ン１を示すものであつて、このエンジン１は例え
ばトラツク用のデイーゼルエンジンから構成され
ている。そしてこのエンジン１の背面側にはフラ
イホイールハウジング２が設けられており、この
ハウジング２内にはクランクシヤフト３に固着さ
れたフライホイール４が収納されている（第２図
参照）。さらにフライホイールハウジング２の背
面側にはトランスミツシヨン５が配されており、
エンジン１の回転数を適当な値に変速し、プロペ
ラシヤフト６を介して駆動輪へ伝達するようにな
つている。

つぎにこのエンジン１に設けられているリター
ダの構造について述べると、第２図に示すよう
に、ハウジング２内に収納されたフライホイール
４の外周面上には、円周方向に、沿つて所定のピ
ツチで誘導子磁極７が設けられている。そしてこ
の誘導子磁極７を備えたフライホイール４が誘導
子型発電機の回転子を構成しており、この発電機
が自動車のリターダを構成するようになつてい
る。

ハウジング２の上下にはそれぞれケース８が設
けられており、これらのケース８内には誘導子型
発電機の固定子が収納されている。この固定子は
第３図に示すように、フライホイール４の円周方
向に配列された複数のポールコア９を備えてい
る。ポールコア９の下端部は上記誘導子磁極７に
微小なエアギヤツプを介して対向するとともに、
その上端部は固定子ヨーク１０を介してケース８
の蓋板に固着されている。そしてポールコア９に
は電機子コイル１１と界磁コイル１２とがそれぞ
れ巻装されている。なお電機子コイル１１は二つ
のポールコア９に跨つて巻装されているのに対し
て、界磁コイル１２はそれぞれのポールコア９に
一つずつ巻装されている。そして界磁コイル１２
は第２図に示すように、コントローラ１３を介し
てバツテリ１４と接続されている。

これに対してこの誘導子型発電機から成るリタ
ーダの出力を取出すための電機子コイル１１は、
排気管１５に装着されたパテイキユレートトラツ
プ１６と接続されている。パテイキユレートトラ
ツプ１６は第２図に示すようにほぼ円柱状に構成
されるとともに、その軸線方向に無数の小孔１７
が形成されている。しかもこのパテイキユレート
トラツプ１６は導電性セラミツクから構成されて
おり、このトラツプ１６に通電すると発熱するよ
うな所定の抵抗値を備える材料から構成されてい
る。そしてパテイキユレートトラツプ１６の両端
には円板状の電極１８が取り付けられるととも
に、これらの電極１８の下端側には端子１９が取
付けられており、この端子１９を介して電機子コ
イル１１の両端はパテイキユレートトラツプ１６
と接続されるようになつている。さらに電機子コ
イル１１とパテイキユレートトラツプ１６の一方
の端子１９との間にはスイツチ２０が接続される
ようになつている。

つぎに以上のような構成に成るこの自動車のリ
ターダの動作について説明する。例えばこのリタ
ーダを備えた自動車が長い坂をおりる場合には、
運転席に設けられているリターダスイツチを投入
する。すると第２図に示すコントローラ１３を介
してバツテリ１４からこの誘導子型発電機の界磁
コイル１２に電流が流れ、コイル１２が励磁され
ることになる。界磁コイル１２は第３図に示すよ
うに、ポールコア９を二つづつ互いに逆向きに磁
化するとともに、共通の電機子コイル１１が巻装
された一対のポールコア９が互いに異極となるよ
うに磁化する。従つてある瞬間においては第３図
において点線で示すような磁気回路２７が形成さ
れる。これに対してフライホイール４が回転して
誘導子磁極７がポールコア９のピツチに相当する
角度だけ移動すると、第３図において鎖線で示す
ような磁気回路２８が形成される。

これらの磁気回路２７，２８を通過する磁束は
共に電機子コイル１１と鎖交するとともに、二つ
の磁気回路２７，２８を通過する磁束の向きは互
いに反転することになる。従つてこの磁束の変化
によつて電機子コイル１１に起電力が誘起され、
この誘導子型発電機が発電を行なうことになる。
このことはエンジン１あるいは車両がフライホイ
ール４を駆動することにより、このときに外部か
らなされる仕事が制動力として利用されることに
なる。従つてこの誘導子型発電機の発電によつて
車両が制動力を受け、減速されることになる。

このようにしてリターダが車両を制動する際に
おいて、このリターダを構成する発電機の発電出
力は、電機子コイル１１によつて取出されるとと
もに、この電機子コイル１１と接続されたパテイ
キユレートトラツプ１６に通電されることにな
る。パテイキユレートトラツプ１６は上述の如く
導電性であつて、しかも所定の抵抗を有するセラ
ミツクから構成されているために、このトラツプ
１６に通電が行なわれるとそれ自身が発熱するこ
とになり、このトラツプ１６の小孔１７によつて
捕捉されているパテイキユレートは再燃焼される
ことになる。

またこのような再燃焼に際しては、リターダか
ら出力した大電流をトラツプ１６に供給できるた
めに、トラツプ１６の温度を短時間のうちに所定
の温度まで確実に上昇させることができる。しか
もパテイキユレートが多量に発生する加速運転の
後に実行される制動時にパテイキユレートの再燃
焼が行なわれるので、次の加速時にはトラツプ１
６の目詰りが確実に解消される。このためにトラ
ツプ１６の目詰りが解消された状態で加速運転を
迎えるというようにパテイキユレートの捕捉開始
時にはトラツプ１６が必ず清浄化されていること
になり、パテイキユレートの捕捉にともなうトラ
ツプの目詰りを抑制して排圧の上昇による出力不
足の事態を回避することもできる。

このように本実施例に係る排気ガス浄化装置に
よれば、その排気管１５に装着されたパテイキユ
レートトラツプ１６により捕捉された排気ガス中
の粒状物、すなわちパテイキユレートは上記リタ
ーダを構成する発電機の出力を効果的に利用して
再燃焼することができ、これによつて排気ガス中
から粒状のパテイキユレートを確実に除去するこ
とが可能となる。またパテイキユレートトラツプ
１６に通電を行うことによりパテイキユレートを
再燃焼させるようにしているために、このパテイ
キユレートトラツプ１６が局部的に加熱されるこ
となく、全体的にほぼ均一な温度で加熱されるこ
とになる。従つてこのパテイキユレートトラツプ
１６の溶損や破損の不具合を確実に回避すること
が可能となる。

またエンジンのフライホイールの外周面に誘導
子磁極を設けるとともに、このフライホイールを
覆うフライホイールハウジングの上下にケースを
設け、このケースに収容した固定子を前記回転子
に微小なエアギヤツプを介して対向させて誘導子
型発電機を構成し、前記固定子に設けた界磁コイ
ルに通電することによつて前記誘導子型発電機を
リターダとして機能させるようにしている。この
ために自動車への搭載性に大きな影響を及ぼすフ
ライホイールハウジングの左右幅をさほど拡大す
ることなくリターダを構成することができるとと
もに、自動車の駆動系と発電機（リターダ）との
間にいわゆる伝動機構を設ける必要性がなく、し
かもフライホイールおよびフライホイールハウジ
ングなどを有効利用してリターダを構成している
ためにリターダによる制動力および発電力を大き
くできるとともに、リターダおよびその駆動系の
構成を簡略化することができる。

考案の効果 以上のように本考案は、パテイキユレートトラ
ツプを導電体から構成するとともに、自動車に制
動力を与えるための発電機から成るリターダを備
え、このリターダが制動力を生ずる際の発電出力
をパテイキユレートトラツプに供給し、このトラ
ツプを発熱させてパテイキユレートを再燃焼させ
るようにしたものである。従つて本考案によれ
ば、パテイキユレートをリターダを構成する発電
機の出力によつて確実に再燃焼させることがで
き、これによつて排気ガス中におけるパテイキユ
レートの量を減少させることが可能となる。さら
にパテイキユレートの再燃焼を簡潔構成であるに
も拘らず信頼性および耐久性に優れたリターダの
発電出力によつて行なうようにしているために、
加速運転と減速運転とが繰返して行なわれる自動
車においてはパテイキユレートの捕捉と再燃焼と
が交互に行なわれるのでトラツプを常に清浄に保
持することができ、パテイキユレートの捕捉にと
もなうトラツプの目詰りを予防して排圧の上昇に
よる不具合を回避することができる。さらに本考
案においてはリターダから出力された大電流の発
電出力でトラツプを通電加熱するようにしている
ために、発電出力を無駄なく効果的に使用してト
ラツプの温度を均一かつ迅速に所定の温度まで上
昇させることができるので局部的な温度の上昇に
よるトラツプの溶損あるいは破損を予防すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るリターダを備
えたエンジンの要部側面図、第２図は同エンジン
に設けられたリターダを示す外観斜視図、第３図
はこのリターダの固定子の展開拡大縦断面図であ
る。 なお図面に用いた符号において、２……フライ
ホイールハウジング、４……フライホイール、７
……誘導子磁極、１０……固定子ヨーク、１１…
…電機子コイル、１２……界磁コイル、１５……
排気管、１６……パテイキユレートトラツプ、１
７……小孔、１８……電極である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの排気系にパテイキユレートトラツプ
   を装着し、このトラツプによつてパテイキユレー
   トを捕捉して再燃焼させるようにした装置におい
   て、前記パテイキユレートトラツプを導電性セラ
   ミツクで構成し、エンジンのフライホイールの外
   周面に所定のピツチで誘導子磁極を設けて回転子
   を構成し、前記フライホイールを覆うフライホイ
   ールハウジングの上下に固定子を収容したケース
   を設け、前記固定子を前記回転子に微小なエアギ
   ヤツプを介して対向させて誘導子型発電機を構成
   し、前記固定子に設けた電機子コイルの両端を前
   記パテイキユレートトラツプの入力端子に接続す
   るとともに、前記固定子に設けた界磁コイルとバ
   ツテリとを運転席に設けたリターダスイツチによ
   り制御されるコントローラを介して接続したこと
   を特徴とする自動車の排気ガス浄化装置。