特開 2022-186321 排気浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022186321

(43)【公開日】2022-12-15

(54)【発明の名称】排気浄化装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/28 20060101AFI20221208BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20221208BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20221208BHJP

【ＦＩ】

F01N3/28 301U

F01N3/24 N

F01N3/24 L

F01N3/20 K

F01N3/24 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094478

(22)【出願日】2021-06-04

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山口 裕貴

【テーマコード（参考）】

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AB01

3G091BA02

3G091BA07

3G091BA38

3G091CA03

3G091GB05W

3G091GB17X

3G091HA08

3G091HA31

3G091HA45

(57)【要約】

【課題】排気浄化装置を備える排気浄化システムを小型化することができる技術を提供する。
【解決手段】内燃機関からの排気ガスを浄化する排気浄化装置は、外郭部材と、触媒と、支持部材と、を備える。浄化部は、排気ガスが内部を流れる外郭部材の内部に配置され、排気ガスを浄化する。支持部材は、外郭部材に取り付けられ、外郭部材内で浄化部の位置を変位可能に浄化部を支持する。浄化部は、支持部材によって、排気ガスが浄化部内に形成される内部流路を通過する位置である第１位置と、第１位置よりも排気ガスが内部流路を通過しにくい位置である第２位置と、に変位可能である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関からの排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、
排気ガスが内部を流れる外郭部材と、
前記外郭部材の内部に配置され、排気ガスを浄化する浄化部と、
前記外郭部材に取り付けられ、前記外郭部材内で前記浄化部の位置を変位可能に前記浄化部を支持する支持部材と、
を備え、
前記浄化部は、前記支持部材によって、排気ガスが前記浄化部内に形成される内部流路を通過する位置である第１位置と、前記第１位置よりも排気ガスが前記内部流路を通過しにくい位置である第２位置と、に変位可能である、排気浄化装置。

【請求項2】

請求項１に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部は、前記支持部材を基準に回転することで、前記第１位置と前記第２位置との変位が可能である、排気浄化装置。

【請求項3】

請求項２に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部の外周面の少なくとも一部を覆う壁部材を更に備え、
前記壁部材は、前記浄化部と共に前記支持部材を基準に回転し、前記浄化部が前記第２位置にあるとき前記外郭部材の排気ガスの流入口と前記浄化部との間に位置し、
前記浄化部が前記第２位置にあるときの前記壁部材による前記流入口の閉塞割合は、前記浄化部が前記第１位置にあるときよりも大きい、排気浄化装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部は、前記第１位置にあるとき、前記外郭部材における排気ガスの流入口の中心軸と同軸上に配置され、前記内部流路が前記中心軸に沿って延びる、排気浄化装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の排気浄化装置であって、
前記外郭部材の内部に配置され、前記排気ガスの流れる方向に垂直な断面の断面積が前記浄化部よりも大きい他の浄化部を更に備える、排気浄化装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の排気浄化装置であって、
前記浄化部は、通電により加熱される電気加熱式触媒であって、前記支持部材を介して通電が行われる、排気浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、排気浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関からの排気ガスを浄化するために、メイン触媒及びサブ触媒の２つの触媒を備える排気浄化装置が用いられる排気浄化システムが知られている。
特許文献１には、排気管路に配置されるメイン触媒と、排気管路においてメイン触媒よりも上流に配置され、電気の通電により加熱されるサブ触媒と、サブ触媒が配置された排気管路をバイパスするバイパス管路と、を備える、触媒の早期暖機が可能な排気浄化装置が開示されている。バイパス管路は、サブ触媒の熱劣化及び排気管路内における通気抵抗増加の抑制のために設けられている。この排気浄化装置では、排気管路内及びバイパス管路内に設けられるバルブの開閉が排気ガスの温度に基づき制御されることによって、排気ガスが流れる流路が排気流路とバイパス管路との間で切り替えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－１４０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した排気浄化装置では、排気管路とは別にバイパス管路が設けられるため、排気浄化装置を備える排気浄化システムは大きくなりやすく、排気浄化システムの小型化が難しいという問題があった。

【0005】

本開示の一局面は、排気浄化装置を備える排気浄化システムを小型化することができる技術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】

【0006】

本開示の一態様は、内燃機関からの排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、外郭部材と、浄化部と、支持部材と、を備える。外郭部材は、排気ガスが内部を流れる。浄化部は、外郭部材の内部に配置され、排気ガスを浄化する。支持部材は、外郭部材に取り付けられ、外郭部材内で浄化部の位置を変位可能に浄化部を支持する。浄化部は、支持部材によって、排気ガスが浄化部内に形成される内部流路を通過する位置である第１位置と、第１位置よりも排気ガスが内部流路を通過しにくい位置である第２位置と、に変位可能である。

【0007】

このような構成では、支持部材によって、外郭部材内で浄化部の位置を第１位置と第２位置とに変位可能である。このため、排気ガスが浄化部の内部流路を通過して外郭部材内を通過する流路と、排気ガスが当該内部流路を通過しにくい状態で外郭部材内を通過する流路と、を外郭部材内で切り替えることができる。したがって、１つの部材内で流路が切り替えられるため、例えば、複数の管路を設けて排気ガスが流れる流路を切り替える構成と比較して、排気浄化装置を備える排気浄化システムを小型化することができる。

【0008】

本開示の一態様では、浄化部は、支持部材を基準に回転することで、第１位置と第２位置との変位が可能であってもよい。このような構成によれば、支持部材を基準に回転するという簡易な構成で、浄化部の位置を変位させることができる。

【0009】

本開示の一態様は、浄化部の外周面の少なくとも一部を覆う壁部材を更に備えてもよい。壁部材は、浄化部と共に支持部材を基準に回転し、浄化部が第２位置にあるとき外郭部材の排気ガスの流入口と浄化部との間に位置してもよい。浄化部が第２位置にあるときの壁部材による流入口の閉塞割合は、浄化部が第１位置にあるときよりも大きくてもよい。このような構成によれば、浄化部が第２位置にあるとき、外郭部材における排気ガスの流入口と浄化部との間に壁部材が配置されるため、当該浄化部に排気ガスを当たりにくくすることができる。その結果、浄化部の位置を第１位置から第２位置へ変位させることによって、浄化部の熱劣化を抑制することができる。また、浄化部が第２位置にあるときに、浄化部が第１位置にある場合と比較して、浄化部の内部流路を排気ガスが通過しにくいため、通気抵抗増加を抑制することができる。

【0010】

本開示の一態様では、浄化部は、第１位置にあるとき、外郭部材における排気ガスの流入口の中心軸と同軸上に配置され、内部流路が中心軸に沿って延びてもよい。このような構成によれば、浄化部が第１位置にあるとき、例えば、浄化部が外郭部材における排気ガスの流入口の中心軸と同軸上に配置されていない場合と比較して、排気ガスが浄化部に一様に流れやすくすることができる。その結果、浄化部の浄化性及び排気性が確保されやすい。

【0011】

本開示の一態様は、外郭部材の内部に配置され、排気ガスの流れる方向に垂直な断面の断面積が浄化部よりも大きい他の浄化部を更に備えてもよい。このような構成によれば、外郭部材内に浄化部及び他の浄化部が配置されるため、別の部材にそれぞれ浄化部と他の浄化部とが配置される構成と比較して、排気浄化装置を備える排気浄化システムを小型化することができる。また、浄化部が他の浄化部よりも小さいため、浄化部は早期暖機されやすい。

【0012】

本開示の一態様では、浄化部は、通電により加熱される電気加熱式触媒であって、支持部材を介して通電が行われてもよい。このような構成によれば、浄化部が加熱によって早期暖機されやすく、浄化部が電気加熱式触媒でない場合と比較して、より早く排気ガスの浄化作用を活性化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一部の図示が省略された状態で外郭部材が透過的に示され、サブ触媒が第１位置にあるときの排気浄化装置の斜視図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。

【図3】一部の図示が省略された状態で外郭部材が透過的に示され、サブ触媒が第２位置にあるときの排気浄化装置の斜視図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。

【図5】サブ触媒が第１位置にあるときの排気ガスの流れを図１のＩＩ－ＩＩ断面において示す図である。

【図6】サブ触媒が第１位置にあるときの排気ガスの流れを図１のＶＩ－ＶＩ断面において示す図である。

【図7】サブ触媒が第２位置にあるときの排気ガスの流れを図３のＩＶ－ＩＶ断面において示す図である。

【図8】サブ触媒が第２位置にあるときの排気ガスの流れを図３のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面において示す図である。

【図9】外郭部材内におけるサブ触媒の配置位置の変形例を示す図である。

【図10】外郭部材が、サブ触媒が配置される第１外郭部材と、メイン触媒が配置される第２外郭部材と、の２つの部材によって構成される排気浄化装置を示す図である。

【図11】入口部の内径よりも大きい直径のサブ触媒を備える排気浄化装置を示す図である。

【図12】楕円柱状に形成されたサブ触媒を示す図である。

【図13】四角柱状に形成されたサブ触媒を示す図である。

【図14】屈曲した支持部材を備える排気浄化装置を示す図である。

【図15】屈曲した支持部材を備える排気浄化装置において、サブ触媒が第１位置にあるときの断面を示す図である。

【図16】屈曲した支持部材を備える排気浄化装置において、サブ触媒が第２位置にあるときの断面を示す図である。

【図17】ケース部材の上流側に設けられる当接部と、外郭部材と、の間に緩衝部材が配置される構成の排気浄化装置を示す図である。

【図18】入口部の中心軸と、本体部の中心軸と、が同軸でない構成の外郭部材を備える排気浄化装置を示す図である。

【図19】サブ触媒の位置の変位が支持部材の直線運動によって行われる構成の排気浄化装置において、サブ触媒が第１位置にあるときの断面を示す図である。

【図20】サブ触媒の位置の変位が支持部材の直線運動によって行われる構成の排気浄化装置において、サブ触媒が第２位置にあるときの断面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．構成］
図１～図４に示す排気浄化装置１００は、自動車の内燃機関から排出された排気ガスを浄化するための装置である。排気浄化装置１００は、外郭部材１と、２つの軸受２と、ケース部材３と、メイン触媒４と、サブ触媒５と、２つの支持部材６と、アクチュエータ７と、を備える。なお、図１及び図３に示す排気浄化装置１００の外郭部材１は、外郭部材１内の内部構造を分かりやすく示すために、全体が透過的に示されており、一部が省略して示されている。

【0015】

外郭部材１は、排気ガスが内部を流れる排気流路を形成する筒状の部材である。外郭部材１は、排気ガスが流れる方向に沿って直線状に延びる。外郭部材１の中心軸Ａに直交する断面は、略円形である。図２及び図４に示すように、外郭部材１は、本体部１１と、上流部１２と、下流部１３と、入口部１４と、出口部１５と、を備える。

【0016】

本体部１１は、径が略一定の円筒状に形成された管である。上流部１２は、排気ガスの流れる方向に対して本体部１１よりも上流側の筒状の部分であり、上流側に向うに従い縮径するテーパ状に形成されている。下流部１３は、排気ガスの流れる方向に対して本体部１１よりも下流側の筒状の部分であり、下流側に向かうに従い縮径するテーパ状に形成されている。入口部１４は、排気ガスの流れる方向に対して上流部１２よりも上流側の径が略一定の円筒状の部分であり、外郭部材１における排気ガスの流入口である。出口部１５は、排気ガスの流れる方向に対して下流部１３よりも下流側の径が略一定の円筒状の部分であり、外郭部材１における排気ガスの流出口である。

【0017】

軸受２は、円筒状の部材である。軸受２は、本体部１１の上流側に、本体部１１を貫通した状態で固定されている。２つの軸受２は、互いの中心軸が一致するように本体部１１に配置される。軸受２には、後述する支持部材６が本体部１１を貫通するように挿入される。軸受２は、当該軸受２と外郭部材１との間から外郭部材１の外部へ排気ガスが漏れ出さないように密閉可能な機能を有する。軸受２は、例えば、樹脂、ゴム等の絶縁性の材料により形成されている。

【0018】

ケース部材３は、径が略一定の円筒状の部材であり、外郭部材１の内部に収容されている。ケース部材３には、２つの貫通孔３１が形成されている。２つの貫通孔３１は、互いに対向するように設けられる。２つの貫通孔３１には、それぞれ、後述する支持部材６が挿入される。

【0019】

メイン触媒４及びサブ触媒５は、それぞれ、円柱状に形成されている。メイン触媒４は、排気ガスの流れる方向に沿って延びる。サブ触媒５は、後述する第１位置にあるとき、排気ガスの流れる方向に沿って延び、後述する第２位置にあるとき、排気ガスの流れる方向に略垂直に延びる。メイン触媒４は、外郭部材１の内周面との間に若干の隙間が形成されるように、外郭部材１の内部に配置される。そして、当該隙間には、クッション性を有する保護マット４１が配置される。メイン触媒４は、当該メイン触媒４内を排気ガスが通過する内部流路を有する。メイン触媒４の内部流路は、外郭部材１の中心軸Ａに沿って延びる。サブ触媒５は、ケース部材３の内周面との間に若干の隙間が形成されるように、ケース部材３の内部に配置される。そして、当該隙間には、クッション性を有する保護マット５１が配置される。なお、保護マット５１には、ケース部材３の２つの貫通孔３１と重なる位置に、２つの貫通孔５１１が形成されている。２つの貫通孔５１１は、互いに対向するように設けられる。サブ触媒５は、当該サブ触媒５内を排気ガスが通過する内部流路を有する。サブ触媒５の内部流路は、ケース部材３の中心軸に沿って延びる。

【0020】

メイン触媒４及びサブ触媒５は、排気ガスとの接触により排気ガス中の有害物質、例えば、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等を改質又は補集することで、排気ガスを浄化する。メイン触媒４及びサブ触媒５は、格子状の構造を有する触媒担体を有する。触媒担体は、外郭部材１の中心軸Ａ又はケース部材３の中心軸に沿って延び、当該触媒担体を貫通する多数の孔が形成されており、排気ガス中の有害物質の酸化、還元を促す貴金属を担持している。当該貴金属は、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等である。なお、当該触媒担体を貫通する多数の孔が、メイン触媒４内及びサブ触媒５内に形成される排気ガスが通過する内部流路である。外郭部材１の中心軸Ａ又はケース部材３の中心軸に直交する当該多数の孔の断面は、三角形状、四角形状、六角形状、八角形状等の様々な形状を有してもよい。触媒担体は、例えば、炭素ケイ素系セラミック等といった、導電性を有する多孔質のセラミック材により構成される。なお、セラミック材に替えて、例えば、導電性を有する金属材料により構成された触媒担体を有する電気加熱式触媒（以下、ＥＨＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｈｅａｔｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔ）とも称する）が用いられてもよい。本実施形態では、サブ触媒５は、通電により加熱されるＥＨＣとして用いられる。なお、メイン触媒４は、導電性を有する構成であっても、導電性を有しない構成であってもよい。

【0021】

本実施形態では、サブ触媒５は、メイン触媒４よりも上流側に設けられている。本実施形態では、メイン触媒４及び後述する第１位置にあるときのサブ触媒５は、外郭部材１の中心軸Ａと同軸上に配置される。ここで、同軸上とは、中心軸Ａと、メイン触媒４及びサブ触媒５の中心軸が実質的に一致することである。具体的には、メイン触媒４及び後述する第１位置にあるときのサブ触媒５は、外郭部材１の入口部１４の中心軸と同軸上に配置される。なお、入口部１４の中心軸とケース部材３の中心軸とは、サブ触媒５が後述する第１位置にあるときに一致し、サブ触媒５が後述する第２位置にあるときに略垂直に交差する。入口部１４の中心軸とケース部材３の中心軸とが一致するように、ケース部材３が外郭部材１内に位置するとき、ケース部材３の上流側の端部と外郭部材１とは、接触又は近接する。これにより、ケース部材３の上流側の端部と外郭部材１との間の隙間は、限りなく小さくなる。

【0022】

本実施形態では、メイン触媒４は、排気ガスの流れる方向に沿って垂直な断面の断面積がサブ触媒５の断面積よりも大きい。具体的には、サブ触媒５の直径Ｄ１は、メイン触媒４の直径Ｄ２よりも小さい。また、サブ触媒５の直径Ｄ１は、入口部１４の内径ｄ１と略同一又はよりも少し小さい。なお、本実施形態では、ケース部材３の内径が、入口部１４の内径ｄ１と略同一である。また、サブ触媒５の内部流路の長さＬは、メイン触媒４の直径Ｄ２よりも小さい。なお、サブ触媒５の内部流路の長さＬは、ケース部材３の長さと略同一である。

【0023】

支持部材６は、丸棒状の真っ直ぐな部材である。２つの支持部材６は、互いの中心軸が一致するように、軸受２を介して外郭部材１に摺動可能に取り付けられる。本実施形態では、支持部材６は、軸受２に対して、支持部材６の軸を中心に回転摺動する。２つの支持部材６の外郭部材１内に挿入された端部は、それぞれ、ケース部材３の２つの貫通孔３１及び保護マット５１の２つの貫通孔５１１に挿入されてサブ触媒５に接合される。ケース部材３の２つの貫通孔３１及び保護マット５１の２つの貫通孔５１１によって、支持部材６が、ケース部材３と当接せずに、ケース部材３内に配置されるサブ触媒５と接合が可能である。このように、支持部材６が軸受２を介して外郭部材１に摺動可能に取り付けられた状態でサブ触媒５と接合されることによって、支持部材６は、外郭部材１内でサブ触媒５の位置を変位可能にサブ触媒５を支持する。

【0024】

支持部材６は、例えば、ステンレス等の導電性の材料により形成されている。２つの支持部材６のうち、１つは正電圧が印加される正の電極として機能し、もう１つは負電圧が印加される負の電極として機能することで、サブ触媒５は、２つの支持部材６を介して通電される。

【0025】

具体的には、支持部材６は、外郭部材１の内部に挿入された端部に電極層６１を有する。電極層６１は、サブ触媒５の外周面に沿って曲面状に広がる略均一な厚みの薄板形状である。電極層６１は、導電性の材料により形成される。なお、例えば、電極層６１は、導電性の材料をサブ触媒５の外周面に溶射することで形成されてもよい。本実施形態では、２つの支持部材６にそれぞれ電極層６１が接合されており、２つの電極層６１は、互いに対向するように間隔を空けてサブ触媒５の外周面に沿って配置される。このため、２つの支持部材６にそれぞれ電圧が印加されると、各支持部材６の端部に形成された電極層６１を介してサブ触媒５の全体に電圧が印加される。

【0026】

アクチュエータ７は、支持部材６を揺動させるためのモータである。本実施形態では、アクチュエータ７は、モータの回転運動に基づき、支持部材６の軸を中心に支持部材６を回転させる。アクチュエータ７は、例えば、メイン触媒４の温度が所定の値に達した場合に、支持部材６を回転させるように制御される。

【0027】

［２．サブ触媒の位置の変位について］
本実施形態では、支持部材６は、軸受２に対して、支持部材６の軸を中心に回転する。このため、サブ触媒５は、外郭部材１内において、支持部材６を基準としてケース部材３と共に回転する。具体的には、サブ触媒５は、支持部材６を基準に回転することで、図１及び図２に示す第１位置と、図３及び図４に示す第２位置と、に変位する。本実施形態では、メイン触媒４の温度が所定の値未満の場合、サブ触媒５は第１位置に位置する。そして、メイン触媒４の温度が所定の値以上となった場合、アクチュエータ７が制御されることで、サブ触媒５は第１位置から第２位置へ変位する。

【0028】

第１位置とは、排気ガスがサブ触媒５の内部流路を通過する位置である。具体的には、第１位置において、サブ触媒５の一方の端面は入口部１４を向き、サブ触媒５の他方の端面はメイン触媒４の上流側の端面を向く。つまり、サブ触媒５が第１位置にあるとき、サブ触媒５の内部流路は、外郭部材１の中心軸Ａに沿って延びる。このようにサブ触媒５が第１位置にあるとき、排気ガスの流入口である入口部１４とサブ触媒５との間にケース部材３は位置しない。具体的には、サブ触媒５が第１位置にあるとき、入口部１４の中心軸とケース部材３の中心軸とが一致し、ケース部材３の上流側の端部は、外郭部材１と接触又は近接する。これにより、ケース部材３の上流側の端部と外郭部材１との間には大きな隙間が生じないため、入口部１４から流入した排気ガスが当該隙間から漏れ出しにくい。このため、サブ触媒５が第１位置にあるとき、図５及び図６に示す矢印のように、排気ガスがサブ触媒５を通過し、外郭部材１内に流入する。サブ触媒５が第１位置にあるときの排気ガスが流れる流路、すなわちサブ触媒５の内部流路は、サブ触媒５の回転軸である支持部材６の中心軸と直交する。

【0029】

第２位置とは、第１位置よりも排気ガスがサブ触媒５の内部流路を通過しにくい位置である。具体的には、第２位置において、サブ触媒５の両側の端面は、それぞれ外郭部材１の内周面を向く。つまり、サブ触媒５が第２位置にあるとき、サブ触媒５の内部流路は、外郭部材１の中心軸Ａに直交するように延びる。このようにサブ触媒５が第２位置にあるとき、ケース部材３による入口部１４の閉塞割合は、サブ触媒５が第１位置にあるときよりも大きい。なお、閉塞割合とは、入口部１４をケース部材３によって完全に塞ぐ割合を示すものではなく、入口部１４の流路断面におけるケース部材３が投影された投影領域の割合を示すものである。本実施形態では、ケース部材３は外郭部材１と当接しない状態で、入口部１４とサブ触媒５との間にケース部材３が位置する。具体的には、サブ触媒５が第２位置にあるとき、入口部１４の中心軸とケース部材３の中心軸とは直交し、ケース部材３の全周囲において外郭部材１との間に排気ガスの流路となる隙間が生じる。このため、サブ触媒５が第２位置にあるとき、図７及び図８に示す矢印のように、排気ガスがサブ触媒５を通過せずに、サブ触媒５の周囲の流路、すなわちケース部材３と外郭部材１との間の隙間を通過し、外郭部材１内に流入する。サブ触媒５が第２位置にあるときの排気ガスが流れる流路、すなわちケース部材３と外郭部材１との間の隙間により形成されるサブ触媒５の周囲の流路は、サブ触媒５の回転軸である支持部材６の中心軸と直交する。

【0030】

［３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（３ａ）本実施形態では、メイン触媒４の温度に基づき制御されるアクチュエータ７により回転する支持部材６によって、外郭部材１内でサブ触媒５の位置を第１位置と第２位置とに変位可能である。このため、排気ガスがサブ触媒５の内部流路を通過して外郭部材１内を通過する流路と、排気ガスがサブ触媒５の周囲の流路、すなわちケース部材３と外郭部材１との間の隙間を通過して外郭部材１内を通過する流路と、を外郭部材１内で切り替えることができる。つまり、支持部材６を基準にサブ触媒５を回転させるという簡易な構成で、サブ触媒５内を排気ガスが流れるか流れないかを切り替えることができる。したがって、１つの部材内で流路が切り替えられるため、例えば、複数の管路を設けて排気ガスが流れる流路を切り替る構成と比較して、排気浄化装置１００を備える排気浄化システムを小型化することができる。

【0031】

（３ｂ）本実施形態では、支持部材６によってサブ触媒５を回転させることで、排気ガスが流れる流路を切り替えられるため、例えば、排気ガスが流れる流路を切り替えるためのバルブを用いなくてもよい。

【0032】

（３ｃ）本実施形態では、メイン触媒４の温度が所定の値に達した場合に、アクチュエータ７が制御されて支持部材６が回転することで、サブ触媒５が第１位置から第２位置へ変位する。このため、排気ガスが高温である場合、入口部１４とサブ触媒５との間にケース部材３が配置されるため、サブ触媒５に高温の排気ガスを当たりにくくすることができる。その結果、サブ触媒５の熱劣化を抑制することができる。また、サブ触媒５が第２位置にあるとき、サブ触媒５の内部流路は外郭部材１の中心軸Ａに直交するので、サブ触媒５の内部流路の入口が入口部１４と対向しない。このため、サブ触媒５が第２位置にあるときに、サブ触媒５の内部流路が中心軸Ａに沿うようにサブ触媒５が第１位置にある場合と比較して、サブ触媒５の内部流路を排気ガスが通過しにくいため、通気抵抗増加を抑制することができる。

【0033】

（３ｄ）本実施形態では、メイン触媒４及びサブ触媒５は、外郭部材１の中心軸Ａと同軸上に配置される。換言すると、メイン触媒４及びサブ触媒５は、外郭部材１の入口部１４の中心軸と同軸上に配置される。したがって、サブ触媒５が第１位置にあるとき、例えば、サブ触媒５が外郭部材１における入口部１４の中心軸と同軸上に配置されていない場合と比較して、排気ガスがサブ触媒５に一様に流れやすくすることができる。その結果、サブ触媒５の浄化性及び排気性が確保されやすい。

【0034】

また、サブ触媒５が第１位置にあるとき、例えば、メイン触媒４が外郭部材１における入口部１４の中心軸と同軸上に配置されていない場合と比較して、排気ガスがメイン触媒４に一様に流れやすくすることができる。その結果、メイン触媒４の浄化性及び排気性も確保されやすい。

【0035】

（３ｅ）本実施形態では、外郭部材１内にサブ触媒５及びメイン触媒４が配置されるため、別の部材にそれぞれサブ触媒５とメイン触媒４とが配置される構成と比較して、排気浄化装置１００を備える排気浄化システムを小型化することができる。また、本実施形態では、サブ触媒５がメイン触媒４よりも小さいため、サブ触媒５は早期暖機されやすい。

【0036】

（３ｆ）本実施形態では、メイン触媒４及びサブ触媒５がそれぞれ円柱状に形成されているため、例えば、メイン触媒４及びサブ触媒５が特殊な形状に構成されている場合と比較して、製造性を確保しやすく、コスト増加を抑制することができる。

【0037】

（３ｇ）本実施形態では、サブ触媒５は支持部材６を介した通電により加熱されるＥＨＣとして用いられる。このため、車両のエンジン始動後、一定期間にわたって２つの支持部材６を介して電圧を印加することで、サブ触媒５が加熱される。したがって、エンジンの始動後、サブ触媒５が早期暖機されやすく、サブ触媒５が電気加熱式触媒でない場合と比較して、より早く排気ガスの浄化作用を活性化することができる。

【0038】

なお、本実施形態では、ケース部材３が壁部材に相当し、メイン触媒４が他の浄化部に相当し、サブ触媒５が浄化部に相当する。
［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0039】

（４ａ）上記実施形態では、外郭部材１内において、サブ触媒５がメイン触媒４よりも上流側に設けられていたが、サブ触媒５が配置される位置はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、外郭部材１内において、サブ触媒５がメイン触媒４よりも下流側に配置されてもよい。

【0040】

（４ｂ）上記実施形態では、メイン触媒４及びサブ触媒５が１つの部材により構成された外郭部材１内に配置される構成を例示したが、メイン触媒４及びサブ触媒５が配置される構成はこれに限定されるものではない。例えば、メイン触媒４及びサブ触媒５は、それぞれ排気ガスが通過する排気流路における別の位置に配置された異なる外郭部材に配置されてもよい。また、例えば、図１０に示すように、支持部材６によって回転可能に構成されたサブ触媒５が配置される第１外郭部材１６と、メイン触媒４が配置される第２外郭部材１７と、に外郭部材を分けて、組み付け可能な構成としてもよい。これにより、例えば、異なるメイン触媒が用いられる様々な車両に対して、共通した設計のサブ触媒を容易に組み合わせることができる。

【0041】

（４ｃ）上記実施形態では、サブ触媒５の直径Ｄ１が入口部１４の内径ｄ１と略同一又はよりも少し小さい。しかし、図１１に示すサブ触媒５ａのように、サブ触媒５ａの直径Ｄ１は、入口部１４の内径ｄ１よりも大きくて、メイン触媒４の直径Ｄ２よりも小さくてもよい。この場合、サブ触媒５ａが収容されるケース部材３ａの内径も、入口部１４の内径ｄ１よりも大きく、メイン触媒４の直径Ｄ２よりも小さくなる。なお、サブ触媒５ａの直径Ｄ１に代えて、ケース部材３の外径、ケース部材３の内径、保護マット５１の厚みを含むサブ触媒５の径のいずれか１つが入口部１４の内径ｄ１よりも大きくて、メイン触媒４の直径Ｄ２よりも小さくてもよい。

【0042】

（４ｄ）上記実施形態では、サブ触媒５が円柱状に形成されていたが、サブ触媒の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、サブ触媒５ｂは、楕円柱状に形成されていてもよい。また、例えば、図１３に示すように、サブ触媒５ｃは、四角柱状に形成されていてもよい。

【0043】

（４ｅ）互いの中心軸が一致するように配置された２つの支持部材６は、排気浄化装置１００が車両に対して取り付けられ状態において、当該車両を基準に上下方向、前後方向、左右方向など、様々な向きとなるように配置されてもよい。つまり、サブ触媒５の回転軸は、排気浄化装置１００が車両に対して取り付けられ状態において、様々な方向を向いていてもよい。

【0044】

（４ｆ）上記実施形態では、サブ触媒５の第１位置から第２位置への変位として、サブ触媒５の重心位置が大きくは変わらない回転移動する構成を例示したが、サブ触媒５の位置の変位によってサブ触媒５の重心位置が大きく変化するような構成であってもよい。その際に、サブ触媒５の重心が外郭部材１の中心軸Ａから外れてもよい。例えば、図１４に示すように、支持部材６ｄは、ケース部材３と接合する部分と、外郭部材１に摺動可能に固定される部分と、が同じ直線状に配置されないように、屈曲した棒状部材であってもよい。支持部材６ｄは、外郭部材１に摺動可能に固定される部分を軸として回転して、サブ触媒５の位置が図１５に示す第１位置から図１６に示す第２位置へ変位する際に、ケース部材３と接合する部分の位置が変わるように変位する。すなわち、サブ触媒５の位置が変位する際に、サブ触媒５の重心となる中心点Ｂが外郭部材１の中心軸Ａ上から外れて偏心する。サブ触媒５が第２位置にあるとき、ケース部材３の下流側の端部は、外郭部材１における本体部１１の内周面の一部と当接又は近接する。具体的には、サブ触媒５が第２位置にあるとき、入口部１４の中心軸とケース部材３の中心軸とは直交し、ケース部材３の上流側の端部と本体部１１との間に排気ガスの流路となる隙間が生じる。このような構成でも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0045】

（４ｇ）上記実施形態では、サブ触媒５が第１位置にあるとき、ケース部材３の上流側の端部が外郭部材１と接触又は近接することで、外郭部材１とケース部材３の上流側の端部との間の隙間を生じにくくする構成を例示した。しかし、例えば、外郭部材１とケース部材３の上流側の端部との間に緩衝部材が配置されていてもよい。例えば、図１７に示すように、ケース部材３ｅが上流側の端部に当接部３２を有し、当該当接部３２と外郭部材１との間に緩衝部材８として、例えば金属メッシュが設けられるような構成であってもよい。

【0046】

（４ｈ）上記実施形態では、排気ガスが流れる方向に沿って外郭部材１が直線状に延びる構成を例示したが、外郭部材１の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図１８に示すように、外郭部材１ｆは、入口部１４ｆの中心軸Ｃと、本体部１１ｆの中心軸Ｄが同軸でない構成であってもよい。この外郭部材１ｆ内に配置されるサブ触媒５の中心軸は、入口部１４ｆの中心軸Ｃと同軸であることが好ましい。

【0047】

（４ｉ）上記実施形態では、浄化部として、ＥＨＣであるサブ触媒を例示したが、浄化部はＥＨＣでない構成であってもよい。つまり、サブ触媒は通電による加熱を行わないものであってもよい。例えば、浄化部は、排気ガスの有害物質に対する酸化、還元等の反応を伴わずに排気ガス中に含まれるＨＣを吸着する吸着剤であってもよい。また、例えば、浄化部は、コージェライト等の導電性を有さないセラミック材により構成されていてもよい。この場合、支持部材は、導電性の材料により形成されていなくてもよい。また、支持部材が挿入される軸受は、絶縁性の材料により形成されていなくてもよい。つまり、軸受は、例えば、金属メッシュ等の導電性の材料により形成されていてもよい。また、保護マット及びケース部材には貫通孔が形成されていなくてもよく、支持部材が直接ケース部材に接合していてもよい。

【0048】

（４ｊ）上記実施形態では、アクチュエータ７により回転する支持部材６によって、外郭部材１内でサブ触媒５の位置を変位させる構成を例示したが、支持部材の駆動方法は回転に限定されるものではない。例えば、図１９及び図２０に示すように、アクチュエータ７ｇによって、支持部材６ｇが直線運動することでサブ触媒５の位置を変位させる構成であってもよい。具体的には、サブ触媒５を外郭部材１の中心軸Ａに沿って、入口部１４から離れる方向に移動させて第１位置から第２位置へ変位させる。このような構成では、サブ触媒５が第２位置にあるとき、外郭部材１に接触又は近接していたケース部材３の上流側の端部が、外郭部材１から離れることで、ケース部材３と外郭部材１との間に排気ガスの流路となる隙間が生じる。このため、入口部１４から流入する排気ガスは、ケース部材３と外郭部材１との間の隙間にも流れることから、サブ触媒５の内部流路に流れる排気ガスが減少する。

【0049】

（４ｋ）上記実施形態では、アクチュエータ７におけるモータの回転運動をサブ触媒５の支持部材６を基準とした回転運動に伝える構成を例示したが、支持部材６を基準にサブ触媒５を回転させる方法はこれに限定されるわけではない。例えば、サーモスタット等による直線運動をサブ触媒５の支持部材６を基準とした回転運動に伝える方法であってもよい。具体的には、直線運動を回転運動に変換するリンク機構、ラックピニオン機構などを用いてもよい。

【0050】

（４ｌ）上記実施形態では、メイン触媒４の温度に基づきアクチュエータ７が制御されることで支持部材６を駆動して、サブ触媒５を変位させていたが、サブ触媒５の変位方法はこれに限定されるものではない。すなわち、アクチュエータ７の制御に用いられる因子は、メイン触媒４の温度に限定されるものではない。アクチュエータ７は、例えば、排気ガスの温度を用いて制御されてもよい。アクチュエータ７の制御に排気ガスの温度が用いられる場合、メイン触媒４通過後の排気ガスの温度を制御に用いる因子とすることが望ましい。アクチュエータ７は、例えば、排気ガスの流量、圧力等に基づき制御されてもよい。また、アクチュエータ７の代わりに、バネ等の弾性部材を用いて、排気ガスの流量に応じて支持部材６、サブ触媒５、ケース部材３のいずれか１つが駆動することでサブ触媒５を変位させるような構成であってもよい。

【0051】

（４ｍ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【符号の説明】

【0052】

１，１ｆ…外郭部材、２…軸受、３，３ｅ…ケース部材、４…メイン触媒、５，５ａ，５ｂ，５ｃ…サブ触媒、６，６ｂ，６ｄ，６ｇ…支持部材、７，７ｇ…アクチュエータ、８…緩衝部材、１１，１１ｆ…本体部、１２…上流部、１３…下流部、１４，１４ｆ…入口部、１５…出口部、１６…第１外郭部材、１７…第２外郭部材、３１，５１１…貫通孔、３２…当接部、４１，５１…保護マット、６１…電極層、１００…排気浄化装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】