JPH0626324A - 排気切替弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、２個のトラップへの排気ガスの切
り替え、及び２個のトラップへのパティキュレート燃焼
用の空気の切り替えを、１個の排気切替弁によって行う
ことを課題とする。 【構成】 本発明は、排気切替弁30において、弁ボデー
33に第１入口34、第１出口及び第２出口37が形成され、
回転弁体38が回転弁軸41,45 の回りに回転自在の状態で
弁ボデー33内に装着され、回転弁体38の回転弁軸41,45
内を通る第２流路44の入口が第２入口35に連通されると
共に第２流路44の出口が回転弁体38の側面に開口され、
回転弁38の第２流路44の出口が第２出口37のみに連通し
ているときには、第１入口34と第２出口37との間が遮断
されて、第１入口34と第１出口36とが弁ボデー33内の第
１流路43を介して連通され、回転弁体38の第２流路44の
出口が第１出口36のみに連通しているときには、第１入
口34と第１出口36との間が遮断されて、第１入口34と第
２出口37とが弁ボデー33内の第１流路43を介して連通さ
れることを、その構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンか
ら排出されるパティキュレート（黒煙、煤など）を、除
去するためのパティキュレートトラップシステム用の排
気切替弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のパティキュレートトラップ
システムの概要を示す。（例えば、株式会社三栄書房発
行、「モーターファン」１９９２年１月号，第１１頁参
照。）第１トラップ１及び第２トラップ２は同一の構造
であって、それぞれ流入部18，19、円筒部22，23、流出
部20，21を有し、円筒部22，23内で流入部18，19寄りの
箇所にセラミック製の第１トラップフィルター３，第２
トラップフィルター４がそれぞれ配設されている。ディ
ーゼルエンジンの排気孔に連通する排気流入管５は、第
１排気流入分岐管６及び第２排気流入分岐管７に分岐さ
れ、第１排気流入分岐管６は第１トラップ１の流入部18
に連結され、第２排気流入分岐管７は第２トラップ２の
流入部19に連結される。流入部18，19には、更に第１バ
イパス分岐管12，第２バイパス分岐管13がそれぞれ連結
され、第１バイパス分岐管12及び第２バイパス分岐管13
はバイパス管11を介して空気源（例えばエアポンプ又は
バーナ等の熱風源）に連通される。第１排気流入分岐管
６，第２排気流入分岐管７にはそれぞれ第１排気弁14，
第２排気弁15が配設され、また第１バイパス分岐管12，
第２バイパス分岐管13にはそれぞれ第１ストップバルブ
16，第２ストップバルブ17が配設される。第１排気弁1
4，第２排気弁15，第１ストップバルブ16及び第２スト
ップバルブ17は、作動アクチュエータ（例えば、図示し
ないダイアフラムアクチュエータ）によって開閉動作さ
れ、作動アクチュエータと圧力源（例えば、図示しない
バキュームポンプ等の負圧源）との間にスイッチングバ
ルブ（図示せず）が設けられる。ＥＣＵ（コンピュータ
を含むコントロールユニット）からの指令に従って、ス
イッチングバルブが操作され、第１トラップ１の流入部
18及び第２トラップ２の流入部19は相互に排気流入管５
又はバイパス管11の何れか一方と連通するように制御さ
れる。流出部20，21は第１排気流出分岐管９，第２排気
流出分岐管10にそれぞれ連結され、第１排気流出分岐管
９，第２排気流出分岐管10は排気流出管８を介して消音
器（図示せず）に連通される。

【０００３】従来のパティキュレートトラップシステム
において、第１排気弁14及び第２ストップバルブ17が開
かれ、第２排気弁15及び第１ストップバルブ16が閉じら
れている状態（図６に示す状態）をパターン１と称し、
反対に第１排気弁14及び第２ストップバルブ17が閉じら
れ、第２排気弁15及び第１ストップバルブ16が開かれて
いる状態をパターン２と称することとする。ディーゼル
エンジンが作動中でパターン１のとき、ディーゼルエン
ジンからの排気ガスは排気流入管５・第１排気流入分岐
管６を通って第１トラップ１に流入し、空気（熱風を含
む。）がバイパス管11・第２バイパス分岐管13を通って
第２トラップに流入する。第１トラップ１のセラミック
製第１トラップフィルター３は、パティキュレートを捕
集し、排気ガスを浄化する。そして、時間の経過ととも
に、パティキュレートがセラミック製第１トラップフィ
ルター３の細孔を塞いで目詰まりを起こし、エンジン出
力の低下、燃費の悪化をもたらす。第２トラップ２にお
いては、セラミック製の第２トラップフィルター４が所
定の温度範囲にあるとき、通常の空気が流入され（第２
トラップフィルター４が所定の温度範囲以下のときに
は、熱風が流入され）、第２トラップフィルター４に捕
集されたパティキュレートが燃焼し、第２トラップフィ
ルター４の目詰まりが防止され、トラップフィルターの
再生が行われる。パターン１又はパターン２の何れを選
択するかについては、前記ＥＣＵおいて各種のデータを
もとにして決められるが、ディーゼルエンジンの作動中
で各トラップの温度が所定の温度範囲にあるときに、パ
ターン１からパターン２への切り替えを行うようにすれ
ば、熱風源を設置する必要はない。パターン１のときに
は、第１トラップ１の第１トラップフィルター３により
パティキュレートが捕集され、第２トラップ２の第２ト
ラップフィルター４でトラップフィルターの再生が行わ
れる。そして、例えば第１トラップフィルター３の前後
の圧力差を検出し、その圧力差が設定値よりも大になる
と、パターン２に切り替え、第２トラップ２の第２トラ
ップフィルター４によりパティキュレートが捕集され、
第１トラップ１の第１トラップフィルター３でトラップ
フィルターの再生が行われる。このようにして、ディー
ゼルエンジンの排気ガス中のパティキュレートが捕集さ
れ、ディーゼルエンジンのパティキュレート排気規制に
対応することができる。

【０００４】従来のパティキュレートトラップシステム
において、パターン１とパターン２との間の切り替え
は、２個のトラップ（第１トラップ１，第２トラップ
２）への排気ガスの切り替えのための２個の開閉弁（第
１排気弁14、第２排気弁15）、及び２個のトラップへの
燃焼用の空気を切り替えるための２個の開閉弁（第１ス
トップバルブ16，第２ストップバルブ17）の合計４個の
弁を用いて行われる。従って、４個の開閉弁を開閉動作
するために４個の作動アクチュエータ及び４個のスイッ
チングバルブ、４個の作動アクチュエータと圧力源とを
結ぶ４本の配管が必要であり、４個のスイッチングバル
ブを制御するためにＥＣＵに４系統の制御システムを設
けることが必要である。このように、従来のパティキュ
レートトラップシステムでは、４個の開閉弁を用いるた
めに、システムの大型化、重量の増大、取付スペースが
大きく配管の取り回しが複雑、コスト高となっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
こうした欠点を解消しようとするものであって、２個の
トラップへの排気ガスの切り替え、及び２個のトラップ
へのパティキュレート燃焼用の空気の切り替えを、１個
の排気切替弁によって行うことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、排気切替弁(3
0),(70) において、弁ボデー(33),(71) に第１入口(3
4),(72) 、第１出口(36)及び第２出口(37)が形成され、
回転弁体(38),(74) が回転弁軸(41),(45),(78)の回りに
回転自在の状態で弁ボデー(33),(71) 内に装着され、回
転弁体(38),(74) の回転弁軸(41),(45),(78)内を通る第
２流路(44),(77)の入口が第２入口(35),(73) に連通さ
れると共に第２流路(44),(77) の出口が回転弁体(38),
(74) の側面に開口され、回転弁(38),(74) の第２流路
(44),(77) の出口が第２出口(37)のみに連通していると
きには、第１入口(34)， (72) と第２出口(37)との間が
遮断されて、第１入口(34),(72) と第１出口(36)とが弁
ボデー(33),(71) 内の第１流路(43)， (80) を介して連
通され、回転弁体(38),(74) の第２流路(44),(77) の出
口が第１出口(36)のみに連通しているときには、第１入
口(34),(72) と第１出口(36)との間が遮断されて、第１
入口(34),(72) と第２出口(37)とが弁ボデー(33),(71)
内の第１流路(43)， (80) を介して連通されることを、
その構成とする。なお、回転弁軸(41),(45),(78)は回転
弁体(38),(74) の上方及び下方に延びており、その内の
一方又は双方をを中空軸とし、この中空軸内を通る流路
を第２流路となすことができる。また、回転弁体(38),
(74) の中立位置において、第１入口(34),(72) 又は第
２入口(35),(73) のいずれかが遮断され、第２入口(3
5),(73) 又は第１入口(34),(72) の遮断されない方の入
口が、第１出口(36)又は第２出口(37)の双方に連通され
るようになすことができる。

【０００７】

【作用】回転弁体(38),(74) がある位置におかれると
き、第２入口(35),(73) が回転弁体(38),(74) の第２流
路(44),(77) を通って第２出口(37)のみに連通し、第１
入口(34),(72) が弁ボデー(33),(71) 内の第１流路(4
3)， (80) を通って第１出口(36)に連通する。回転弁体
(38),(74) が他の位置におかれるとき、第２入口(35),
(73) が回転弁体(38),(74) の第２流路(44),(77) を通
って第１出口(36)のみに連通し、第１入口(34),(72) が
弁ボデー(33),(71) 内の第１流路(43)， (80) を通って
第２出口(37)に連通する。

【０００８】

【実施例】図１〜３に基づいて本発明の第１実施例につ
いて説明をする。図１は本発明の第１実施例及び第２実
施例の排気切替弁を適用したパティキュレートトラップ
システムの概要を示し、図６に示した従来のパティキュ
レートトラップシステムと同一の部分には、図６と同一
の符号を用い、その説明は原則として省略する。図２〜
３は本発明の第１実施例の排気切替弁の詳細を示す図で
ある。図１〜３において、ディーゼルエンジンの排気孔
に連通する排気流入管５は、排気切替弁30の第１入口34
（大径）に連結され、バイパス管11は排気切替弁30の第
２入口35（小径）に連結される。排気切替弁30の第１出
口36（大径）は連結管31を介して第１トラップ１の流入
部18に連結され、排気切替弁30の第２出口37（大径）は
連結管32を介して第２トラップ２の流入部19に連結され
る。

【０００９】第１実施例の排気切替弁30について、図２
〜図３に示された配置を前提として説明する。即ち、排
気切替弁30の設置状態を変えると、上下、左右の関係が
以下の説明と異なることとなる。排気切替弁30の弁ボデ
ー33には、前記の第１入口34，第１出口36，第２出口37
が、弁ボデー33の中心線Ｘ−Ｘから同一平面上の外方に
向けて相互に略等角度（略１２０°）の間隔をおいて形
成され、弁ボデー33の上側の開口に弁蓋58が気密状態に
嵌合される。なお、弁ボデー33の上側の開口と弁蓋58
は、後記回転弁体38を弁ボデー33内に装着するために必
要である。弁ボデー33の下側にフランジ61付の円筒部60
が、また上側の弁蓋58の略中央に円筒部59がそれぞれ形
成され、円筒部59及び円筒部60の中心線は弁ボデー33の
中心線Ｘ−Ｘ（前記同一平面に対して垂直）と一致す
る。排気切替弁30の回転弁体38は、円筒体の一部を縦に
切り取った形状（図３に示されるように断面が円弧形
状）の外方部39を、円筒部59及び円筒部60の中心線Ｘ−
Ｘの回りに回転させるように構成されている。

【００１０】外方部39の上端部は扇状の上部連結部40を
介して回転操作弁軸41の下端に連結され、外方部39の下
方部は断面Ｌ字状で中空下部連結部42を介して中空回転
弁軸45に連結される。回転操作弁軸41は上部軸受49を介
して円筒部59の内面に回転自在に支持され、上部軸受49
の上側に上部シール54及びシール押さえ55が配設され
て、回転操作弁軸41と円筒部59の内面との間が密封され
る。中空回転弁軸45は下部軸受52を介して円筒部60の内
面に回転自在に支持され、円筒部60のフランジ61にバイ
パス管11のフランジ62が下部シール56を用いて気密状態
に固定される。

【００１１】弁ボデー33の内部には第１入口34と第１出
口36又は（及び）第２出口37とを連通させる排気ガス用
流路43（第１流路。流路断面積大。）が形成され、回転
弁体38の中空下部連結部42及び中空回転弁軸45に空気用
流路44（第２流路。流路断面積小。）が形成され、空気
用流路44の入口は中空回転弁軸45の下側の第２入口35に
連通され、空気用流路44の出口は外方部39（回転弁体38
の側面）に形成された開口である。回転操作弁軸41の上
端部は操作レバー50を介してアクチュエータ51に連結さ
れ、アクチュエータ51の作動により回転弁体38が、回転
操作弁軸41及び中空回転弁軸45（円筒部59及び円筒部6
0）の中心線Ｘ−Ｘの回りに回転される。図３に示され
るとおり、回転弁体38の外方部39は、中心線Ｘ−Ｘを中
心軸とする円筒の一部分であり、弁ボデー33の第１弁座
部46及び第２弁座部47と交互に又は同時に接触する。第
１弁座部46及び第２弁座部47は中心線Ｘ−Ｘを中心軸と
する円周上にあり、第１出口36及び第２出口37の内方部
外周に位置し、第１弁座部46及び第２弁座部47の環状の
表面は外方部39の表面外周と接触する。

【００１２】通常、回転弁体38はパターン１、パターン
２及び中立の３位置をとり、図２〜３に示すパターン１
のとき、外方部39は第２弁座部47の全面と接触して第１
入口34と第２出口37との間を遮断し、多量の排気ガスは
大径の第１入口34から流路断面積大の排気ガス用流路43
を通って大径の第１出口36に流れ、比較的少量の空気は
小径の第２入口35から流路断面積小の空気用流路44を通
って第２出口37に流れる。パターン２のとき、外方部39
は第１弁座部46の全面と接触して第１入口34と第１出口
36との間を遮断し、排気ガスは第１入口34から排気ガス
用流路43を通って第２出口37に流れ、空気は第２入口35
から空気用流路44を通って第１出口36に流れる。回転弁
体38が中立位置にあるときには、回転弁体38はパターン
１とパターン２との中間の位置（図３で、パターン１位
置から時計方向に約60°回転し、又はパターン２位置か
ら反時計方向に約60°回転した位置。）にあり、空気用
流路44の出口が第１弁座部46及び第２弁座部47の共通部
分に接触して封じられ、第１出口36及び第２出口37は外
方部39によって半開状態とされる。パターン１及びパタ
ーン２のとき、排気ガス用流路43に排気ガスが流入さ
れ、排気ガスの圧力によって回転弁体38の外方部39が第
１弁座部46又は第２弁座部47に押圧され密封される。な
お、第１弁座部46及び第２弁座部47の部分を弁ボデー33
とは別の耐久性の高い材料で形成することができる。ま
た、回転弁体38及び第１弁座部46及び第２弁座部47の形
状を、球その他の曲面の一部の形状とし、回転弁体38を
中心線Ｘ−Ｘの回りに回転させ、回転弁体38の外方部39
と第１弁座部46又は第２弁座部47とを接触密封するよう
になすことができる。更に、回転弁体38の位置をパター
ン１とパターン２との２位置とし、中間の位置を省略す
ることができる。

【００１３】第１実施例の排気切替弁30をパティキュレ
ートトラップシステムに適用した場合の作用について説
明する。ディーゼルエンジンが作動中でパターン１のと
き、排気切替弁30の回転弁体38は図２〜３に示す位置に
あり、ディーゼルエンジンからの排気ガスは排気流入管
５、排気切替弁30の第１入口34・排気ガス用流路43・第
１出口36、連結管31を通って第１トラップ１に流入し、
空気（熱風を含む。）がバイパス管11、排気切替弁30の
第２入口35・空気用流路44・第２出口37、連結管32を通
って第２トラップ２に流入する。このとき、排気ガス用
流路43と空気用流路44とは分離され、排気ガスと空気と
が混合されることはない。（パターン２のときも同じで
ある。）第１トラップ１のセラミック製第１トラップフ
ィルター３は、パティキュレートを捕集し、排気ガスを
浄化する。そして、時間の経過とともに、パティキュレ
ートがセラミック製第１トラップフィルター３の細孔を
塞いで目詰まりを起こし、エンジン出力の低下、燃費の
悪化をもたらす。（実際には、エンジン出力の低下、燃
費の悪化をもたらすまえに、パターン２に切り替え
る。）第２トラップ２においては、セラミック製の第２
トラップフィルター４が所定の温度範囲にあるときには
空気が流入され（第２トラップフィルター４が所定の温
度範囲以下のときには、熱風が流入され。）、第２トラ
ップフィルター４に捕集されたパティキュレートが燃焼
し、第２トラップフィルター４の目詰まりが防止され、
トラップフィルターの再生が行われる。なお、トラップ
フィルターの再生が行われた後には、空気（熱風を含
む。）を供給する必要はない。

【００１４】ＥＣＵからの信号により、アクチュエータ
51が作動され、回転弁体38が図３で時計方向に約１２０
°回転されると、排気ガス用流路43と空気用流路44とが
同時に切り替えられてパターン２となり、回転弁体38の
外方部39が第１弁座部46の全面と接触する。ディーゼル
エンジンからの排気ガスは排気流入管５、排気切替弁30
の第１入口34・排気ガス用流路43・第２出口37、連結管
32を通って第２トラップ２に流入し、空気（熱風を含
む。）がバイパス管11、排気切替弁30の第２入口35・空
気用流路44・第１出口36、連結管31を通って第１トラッ
プ１に流入する。第２トラップ２のセラミック製第２ト
ラップフィルター４は、パターン１のときの第１トラッ
プフィルター３と同様に、パティキュレートを捕集し、
排気ガスを浄化する。そして、第１トラップ１において
は、パターン１のときの第２トラップフィルター４と同
様に、第１トラップフィルター３に捕集されたパティキ
ュレートが燃焼し、第１トラップフィルター３の目詰ま
りが防止され、トラップフィルターの再生が行われる。

【００１５】例えば坂道を走行するときには、特に多量
のパティキュレートが発生する。このとき、回転弁体38
をパターン１とパターン２との中間の中立位置におく
と、ディーゼルエンジンからの排気ガスは排気流入管
５、排気切替弁30の第１入口34・排気ガス用流路43・第
１出口36・第２出口37、連結管31・連結管32を通って第
１トラップ１及び第２トラップ２の両方に流入し、空気
が排気切替弁30の空気用流路44と第１弁座部46・第２弁
座部47との共用部分によって遮断される。このとき、第
１トラップ１のセラミック製第１トラップフィルター３
及び第２トラップ２のセラミック製第２トラップフィル
ター４の両方のトラップフィルターによりパティキュレ
ートが捕集されるので、パティキュレートが特に多量に
発生しても、トラップフィルターが目詰まりし難い。

【００１６】第１実施例の排気切替弁30においては、図
３に示されるとおり大径の第１入口34，第１出口36，第
２出口37が、弁ボデー33の中心線Ｘ−Ｘから外方に向け
て相互に略等角度の間隔をおいて配設されている。従っ
て、第１入口34，第１出口36，第２出口37及びそれらに
連結された排気流入管５，連結管31，連結管32が相互に
接触することなく、弁ボデー33の大きさに比較して第１
入口34，第１出口36，第２出口37を大径のものとするこ
とができる。また、回転弁体38の外方部39及び中空下部
連結部42は、排気ガス用流路43の断面積が最も広い箇所
において、その中心部から外れた側部又は下方部の一部
分の箇所に位置するので、外方部39及び中空下部連結部
42は排気ガス用流路43の流れの障害にはならない。かく
して、排気切替弁30は、弁ボデー33の大きさに比較して
排気ガスの流量が極めて多く、かつ圧力損失が少ない
（体積効率が高い。）ものとなすことができる。

【００１７】図１，図４〜５に基づいて本発明の第２実
施例について説明をする。図１は本発明の第１実施例及
び第２実施例の排気切替弁を適用したパティキュレート
トラップシステムの概要を示す。図４〜５は本発明の第
２実施例の排気切替弁の詳細を示す図であり、図２〜３
に示した第１実施例と同一の部分には、図２〜３と同一
の符号を用いる。図１，図４〜５において、ディーゼル
エンジンの排気孔に連通する排気流入管５は、排気切替
弁70の第２入口73に連結され、バイパス管11は排気切替
弁70の第１入口72に連結される。排気切替弁70の第１出
口36は連結管31を介して第１トラップ１の流入部18に連
結され、排気切替弁70の第２出口37は連結管32を介して
第２トラップ２の流入部19に連結される。

【００１８】第２実施例の排気切替弁70について、図４
〜図５に示された配置を前提として説明する。即ち、排
気切替弁70の設置状態を変えると、上下、左右の関係が
以下の説明と異なることとなる。排気切替弁70の弁ボデ
ー71には、前記の第１入口72，第１出口36，第２出口37
が、弁ボデー71の中心線Ｙ−Ｙから同一平面上の外方に
向けて相互に略等角度（略１２０°）の間隔をおいて形
成され、弁ボデー71の上側の開口に弁蓋58が気密状態に
嵌合される。なお、弁ボデー71の上側の開口と弁蓋58
は、後記回転弁体74を弁ボデー71内に装着するために必
要である。弁ボデー71の下側にフランジ76付の円筒部75
が、また上側の弁蓋58の略中央に円筒部59がそれぞれ形
成され、円筒部59及び円筒部75の中心線は弁ボデー71の
中心線Ｙ−Ｙ（前記同一平面に対して垂直）と一致す
る。排気切替弁70の回転弁体74は、湾曲したＬ字状（エ
ルボの流路の形状）の排気ガス用流路77（第２流路。流
路断面積は大きく第１出口36，第２出口37，後記第２入
口37と略同径。）を有し、円筒部59及び円筒部75の中心
線Ｙ−Ｙの回りに回転させるように構成されている。

【００１９】回転弁体74の上端部は回転操作弁軸41の下
端に連結され、回転弁体74の下方部は中空回転弁軸78に
連結される。回転操作弁軸41は上部軸受49を介して円筒
部59の内面に回転自在に支持され、上部軸受49の上側に
上部シール54及びシール押さえ55が配設されて、回転操
作弁軸41と円筒部59の内面との間が密封される。中空回
転弁軸78は下部軸受79を介して円筒部75の内面に回転自
在に支持され、円筒部75のフランジ76にバイパス管11の
フランジ（図示せず）が下部シール（図示せず）を用い
て気密状態に固定される。

【００２０】前記の湾曲したＬ字状の排気ガス用流路77
は、回転弁体74及び中空回転弁軸78中に形成され、排気
ガス用流路77の入口は中空回転弁軸78の下側の第２入口
73と連通され、排気ガス用流路77の出口は回転弁体74の
側面（横側）の開口を介して第１出口36又は（及び）第
２出口37と連通される。弁ボデー71の内部には空気用流
路80（第１流路。流路断面積は小さい。）が形成され、
空気用流路80は第１入口72と第１出口36又は第２出口37
とを連通させる。回転操作弁軸41の上端部は操作レバー
50を介してアクチュエータ（図示せず）に連結され、ア
クチュエータの作動により回転弁体74が、回転操作弁軸
41及び中空回転弁軸78（円筒部59及び円筒部75）の中心
線Ｙ−Ｙの回りに回転される。図５に示されるとおり、
回転弁体74の外面には、中心線Ｙ−Ｙを中心軸とする大
径部81と中径部82とがあり、大径部81は弁ボデー71の第
１弁座部46及び第２弁座部47と接触する。第１弁座部46
及び第２弁座部47は中心線Ｙ−Ｙを中心軸とする円周上
にあり、第１出口36及び第２出口37の内方部外周に位置
し、第１弁座部46及び第２弁座部47の環状の表面は外方
部39の表面外周と接触する。

【００２１】通常、回転弁体74はパターン１、パターン
２及び中立の３位置をとり、図４〜図５に示すパターン
１のとき、回転弁体74の排気ガス用流路77の出口は第１
出口36とのみ連通し、回転弁体74の大径部81は第１弁座
部46の全面と接触して第１入口72と第１出口36との間を
遮断し、排気ガスは第２入口73から排気ガス用流路77を
通って第１出口36に流れ、空気は第１入口72から空気用
流路80（弁ボデー71の内面と回転弁体74の表面との間。
第２弁座部47の一部が回転弁体74の中径部82と対向して
いるので、空気用流路80と第２出口37とが連通する。）
を通って第２出口37に流れる。パターン２のとき、回転
弁体74の排気ガス用流路77の出口は第２出口37とのみ連
通し、回転弁体74の大径部81は第２弁座部47の全面と接
触して第１入口72と第２出口37との間を遮断し、排気ガ
スは第２入口73から排気ガス用流路77を通って第２出口
37に流れ、空気は第１入口72から空気用流路80（弁ボデ
ー71の内面と回転弁体74の表面との間。第１弁座部46の
一部が回転弁体74の中径部82と対向しているので、空気
用流路80と第１出口36とが連通する。）を通って第１出
口36に流れる。回転弁体74が中立位置にあるときには、
回転弁体74はパターン１とパターン２との中間の位置
（図５で、パターン１位置から反時計方向に約60°回転
し、又はパターン２位置から時計方向に約60°回転した
位置。）にあり、第１弁座部46及び第２弁座部47と回転
弁体74の大径部81とによって、第１入口72と第１出口36
及び第２入口73との間を遮断し、回転弁体74の排気ガス
用流路77の出口は第１出口36及び第２出口37の両方に連
通する。なお、第１弁座部46及び第２弁座部47の部分を
弁ボデー71とは別の耐久性の高い材料で形成することが
できる。また、回転弁体74及び第１弁座部46及び第２弁
座部47の形状を、球その他の曲面の一部の形状とし、回
転弁体74を中心線Ｙ−Ｙの回りに回転させ、回転弁体74
と第１弁座部46又は第２弁座部47とを接触密封するよう
になすことができる。更に、回転弁体74の位置をパター
ン１とパターン２との２位置とし、中間の位置を省略す
ることができる。

【００２２】第２実施例の排気切替弁70をパティキュレ
ートトラップシステムに適用した場合の作用について説
明する。ディーゼルエンジンが作動中でパターン１のと
き、排気切替弁70の回転弁体74は図４〜図５に示すパタ
ーン１位置にあり、ディーゼルエンジンからの排気ガス
は排気流入管５、排気切替弁70の第２入口73・排気ガス
用流路77・第１出口36、連結管31を通って第１トラップ
１に流入し、空気（熱風を含む。）がバイパス管11、排
気切替弁70の第１入口72・空気用流路80・第２出口37、
連結管32を通って第２トラップ２に流入する。このと
き、排気ガス用流路77と空気用流路80とは分離され、排
気ガスと空気とが混合されることはない。（パターン２
のときも同じである。）第１実施例の場合と同様に、第
１トラップ１で排気ガスが浄化され、第２トラップ２で
トラップフィルターの再生が行われる。

【００２３】ＥＣＵからの信号により、アクチュエータ
が作動され、回転弁体74が図５で反時計方向に約１２０
°回転されると、排気ガス用流路77と空気用流路80とが
同時に切り替えられてパターン２となる。ディーゼルエ
ンジンからの排気ガスは排気流入管５、排気切替弁70の
第２入口73・排気ガス用流路77・第２出口37、連結管32
を通って第２トラップ２に流入し、空気（熱風を含
む。）がバイパス管11、排気切替弁70の第１入口72・空
気用流路80・第１出口36、連結管31を通って第１トラッ
プ１に流入する。第２トラップ２のセラミック製第２ト
ラップフィルター４は、パターン１のときの第１トラッ
プフィルター３と同様に、パティキュレートを捕集し、
排気ガスを浄化する。そして、第１トラップ１において
は、パターン１のときの第２トラップフィルター４と同
様に、第１トラップフィルター３に捕集されたパティキ
ュレートが燃焼し、第１トラップフィルター３の目詰ま
りが防止され、トラップフィルターの再生が行われる。

【００２４】例えば坂道を走行するときには、特に多量
のパティキュレートが発生する。このとき、回転弁体74
をパターン１とパターン２との中間の中立位置におく
と、ディーゼルエンジンからの排気ガスは排気流入管
５、排気切替弁70の第２入口73・排気ガス用流路77・第
１出口36・第２出口37、連結管31・連結管32を通って第
１トラップ１及び第２トラップ２の両方に流入し、空気
が回転弁体74の大径部81と第１弁座部46及び第２弁座部
47と接触して第１入口72と第１出口36及び第２入口73と
の間が遮断される。このとき、第１トラップ１のセラミ
ック製第１トラップフィルター３及び第２トラップ２の
セラミック製第２トラップフィルター４の両方のトラッ
プフィルターによりパティキュレートが捕集されるの
で、パティキュレートが特に多量に発生しても、トラッ
プフィルターが目詰まりし難い。

【００２５】第２実施例の排気切替弁70においては、図
５に示されるとおり大径の第１出口36，第２出口37及び
小径の第１入口72が、弁ボデー71の中心線Ｙ−Ｙから外
方に向けて相互に略等角度の間隔をおいて配設され、ま
た大径の第２入口73が第１出口36・第２出口37，第１入
口72に対して略垂直方向に外方に向けて配設されてい
る。従って、第１入口72，第２入口73，第１出口36，第
２出口37及びそれらに連結されたバイパス管11，排気流
入管５，連結管31，連結管32が相互に接触することな
く、弁ボデー33の大きさに比較して第２入口73，第１出
口36，第２出口37を大径のものとすることができる。ま
た、回転弁体74の排気ガス用流路77は、湾曲したＬ字状
（エルボの流路の形状）であり、その流路断面積は第１
出口36，第２出口37，第２入口37と略同径であるので、
流路の摩擦は小さい。かくして、排気切替弁70は、弁ボ
デー71の大きさに比較して排気ガスの流量が極めて多
く、かつ圧力損失が少ない（体積効率が高い。）ものと
なすことができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の排気切替弁を１個用いると、２
種類の流体を第１入口及び第２入口から流入させ、第１
流路及び第２流路をそれぞれ通して、２種類の流体を混
合させることなく、２つの流路が同時に切り替えられて
第１出口又は第２出口からそれぞれ流出させることがで
きる。本発明の排気切替弁をパティキュレートトラップ
システムに適用し、例えば第１入口から排気ガスを流入
させ、第２入口から空気（熱風を含む。）を流入させ、
第１出口及び第２出口をそれぞれ第１トラップ及び第２
トラップに接続するとする。回転弁体がある位置におか
れるとき、排気ガスが第１入口、弁ボデー内の第１流路
を通って第１出口から第１トラップに流れ、空気が第２
入口、回転弁体の第２流路を通って第２出口から第２ト
ラップに流れる。回転弁体が他の位置におかれるとき、
排気ガスが第１入口、弁ボデー内の第１流路を通って第
２出口から第２トラップに流がれ、空気が第２入口、回
転弁体の第２流路を通って第１出口から第１トラップに
流れる。このように、１個の排気切替弁によって、排気
ガスと空気との２つの流れを同時に切り替えて、第１出
口又は第２出口からそれぞれ混合することなく流出させ
ることができる。

【００２７】本発明において、第１流路及び第２流路の
内の一方を流路断面積が他方よりも大きくかつ圧力損失
の少ないものとすることができ、その一方の流路に排気
ガスを流すことにより、弁ボデーの体積に比較して流量
が多く圧力損失の少ない排気切替弁となすことができ
る。

【００２８】本発明の排気切替弁によれば、前記のとお
り、１個の排気切替弁によって、排気ガスと空気との２
つの流れを同時に切り替えることができる。従って、従
来、排気ガスの切り替えのための２個の開閉弁（第１排
気弁14、第２排気弁15）、及び２個のトラップへの燃焼
用の空気を切り替えるための２個の開閉弁（第１ストッ
プバルブ16，第２ストップバルブ17）の合計４個の弁を
用いて行われていた操作を、本発明の排気切替弁１個に
より行うことができる。従来の開閉弁４個を本発明の排
気切替弁１個に換えることに伴い、開閉弁４個を開閉動
作するための作動アクチュエータ４個及びスイッチング
バルブ４個が、排気切替弁１個を操作するための作動ア
クチュエータ１個及びスイッチングバルブ１個に変わ
り、作動アクチュエータ４個と圧力源とを結ぶ配管４本
が、作動アクチュエータ１個と圧力源とを結ぶ配管１本
に変わり、スイッチングバルブ４個を制御するための４
系統の制御システムが、スイッチングバルブ１個を制御
するための１系統の制御システムに変わる。このよう
に、本発明の排気切替弁をパティキュレートトラップシ
ステムに適用すると、従来のシステムに較べて、弁、作
動アクチュエータ、スイッチングバルブ、配管及び制御
システムの系統がそれぞれ４分の１に減少し、システム
の小型化、重量の減少、取付スペースが小さく配管の取
り回しが簡単、コスト安となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例及び第２実施例の排気切替
弁を適用したパティキュレートトラップシステムの概要
をあらわす図である。

【図２】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、本発
明の第１実施例の排気切替弁の詳細を示す。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、本発
明の第１実施例の排気切替弁の詳細を示す。

【図４】図５のＤ−Ｄ線に沿った断面図であって、本発
明の第２実施例の排気切替弁の詳細を示す。

【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図であって、本発
明の第２実施例の排気切替弁の詳細を示す。

【図６】従来のパティキュレートトラップシステムの概
要をあらわす図である。

【符号の説明】

33 弁ボデー 34 第１入口 35 第２入口 36 第１出口 37 第２出口 38 回転弁体 41 回転操作弁軸 43 排気ガス用流路 44 空気用流路 45 中空回転弁軸 71 弁ボデー 72 第１入口 73 第２入口 74 回転弁体 77 排気ガス用流路 78 中空回転弁軸 80 空気用流路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ボデーに第１入口、第１出口及び第２
   出口が形成され、回転弁体が回転弁軸の回りに回転自在
   の状態で弁ボデー内に装着され、回転弁体の回転弁軸内
   を通る第２流路の入口が第２入口に連通されると共に第
   ２流路の出口が回転弁体の側面に開口され、回転弁体の
   第２流路の出口が第２出口のみに連通しているときに
   は、第１入口と第２出口との間が遮断されて、第１入口
   と第１出口とが弁ボデー内の第１流路を介して連通さ
   れ、回転弁体の第２流路の出口が第１出口のみに連通し
   ているときには、第１入口と第１出口との間が遮断され
   て、第１入口と第２出口とが弁ボデー内の第１流路を介
   して連通される排気切替弁。