JP2001304044A - 吸気通路用ガス導入装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高温ガスに対する信頼性を向上させ、製造を容
易にすること。 【解決手段】ガス導入装置１２は、吸気通路１４を構成
する内管部１７と、内管部１７と間隙１９を隔てて配置
された外管部１８と、ガスを間隙１９に導入するために
外管部１８に設けられた導入口２１と、間隙１９に導入
されたガスを吸気通路１４に導入するために内管部１７
の所定位置に形成された複数の導入孔２３ａ，２３ｂと
を備える。ガス導入装置１２は、ダイカストにより一体
形成される。型締め・型開きされる上型３１は、間隙１
９を形成するための隔壁３１ｂを含む。上型３１に対応
する下型３２は、導入孔２３ａ，２３ｂに対応する凸部
３２ｂ，３２ｃを含む。各導入孔を形成するために、型
締工程では隔壁３１ｂと凸部３２ｂ，３２ｃとを接触さ
せ、型開工程ではそれらを引き離す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンに外気
を導く吸気通路に設けられ、同通路に外気以外のガスを
導入する吸気通路用ガス導入装置及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のガス導入装置として、例
えば、エンジンの吸気通路に排気ガス再循環（ＥＧＲ）
のガスを導入するために設けられるガス導入装置があ
る。ＥＧＲとは、燃焼室から排気通路へ排出される排気
ガスの一部を吸気通路へ再循環させることである。この
ＥＧＲガスを吸気通路に導入して外気と混合させて燃焼
室に吸入させることにより、燃焼室での可燃混合気の燃
焼温度を下げて、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の
生成量を少なくすることができる。

【０００３】上記ＥＧＲガスを、エンジンの複数気筒の
それぞれに均一に吸入させるには、吸気通路に導入され
るＥＧＲガスを吸気通路を流れる外気と均一に混合させ
る必要がある。単に一つ孔のポートを設けて吸気通路に
ＥＧＲガスを導入しても、外気にＥＧＲガスをムラなく
混合させることは難しい。

【０００４】そこで、上記課題に着目し、吸気通路を流
れる外気とＥＧＲガスとを均一に混合させることのでき
るガス導入構造が提案され、特開平８−３１２４６８号
公報に開示された。このガス導入構造は、図１１，１２
に示すように、ＥＧＲ通路５１と吸気通路５２との接続
部分に形成された開口部５３を含む。開口部５３の近傍
において、吸気通路５２は内管５４と外管５５との二重
管構造をなす。内管５４には外気が流れる。内管５４
は、開口部５３から吸気通路５２に流入したＥＧＲガス
を開口部５３から離れた側へ案内する案内部材を構成す
る。外管５５は、内管５４の周囲を環状に覆う外壁より
構成され、開口部５３から流出したＥＧＲガスを内管５
４の外壁に沿って開口部５３から離れた方向へ案内する
環状通路５６を含む。環状通路５６に対応して、内管５
４には、その内周に沿って複数の導入孔５７が形成され
る。従って、開口部５３から流出したＥＧＲガスは、環
状通路５６に沿って流れ、各導入孔５７から内管５４の
内側へ導入され、内管５４を流れる外気とムラなく混合
されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
ガス導入構造は、内管５４と外管５５による二重管構造
であることから、内管５４を外管５５に圧入する等の組
み付け工程が必要となり、その分だけ製造が面倒なもの
となっていた。又、内管５４の周囲に複数の導入孔５７
を別途形成しなければならず、加工が面倒なものとなっ
ていた。

【０００６】又、従来のガス導入構造では、二重管構造
であり、高温のＥＧＲガスが流れることから、内管５４
と外管５５との間で線膨張に差が生じ、両管５４，５５
の間に隙間が生じて両管５４，５５の間からＥＧＲガス
が漏れるおそれがあり、信頼性の点で問題があった。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、高温ガスに対する信頼性があ
り、製造が容易な吸気通路用ガス導入装置及びその製造
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、外気を流す吸気通路に外
気以外のガスを導入するガス導入装置であって、吸気通
路を構成する内管部と、その内管部の外周に所定の間隙
を隔てて配置された外管部と、内管部と外管部とがそれ
らの下流側端部で連結されて一体形成されることと、内
管部及び外管部の上流側端面で間隙を開放する間隙開口
と、外気以外のガスを間隙に導入するために外管部に設
けられた導入口と、間隙に導入されたガスを吸気通路に
導入するために内管部の所定位置に設けられ、内管部の
下流側端面まで延びる導入孔とを備えたことを趣旨とす
る。

【０００９】上記発明の構成によれば、吸気通路を構成
する内管部と、内管部の外周に所定の間隙を隔てて配置
された外管部とがそれらの下流側端部で連結されて一体
形成されるので、高温ガスが導入口から間隙に導入され
ても、内管部と外管部とが一体的に線膨張することにな
る。内管部と外管部とが一体形成されるので、両者を組
み付ける必要がない。

【００１０】上記目的を達成するために、請求項２に記
載の発明は、請求項１に記載の発明において、導入孔
は、導入口と対向しない位置に配置されることを趣旨と
する。

【００１１】上記発明の構成によれば、請求項１に記載
の発明の作用に加え、導入口に達したガスが直ちに導入
孔を通じて吸気通路へ導入されることがなく、導入口か
ら離れた導入孔から吸気通路へ導入されるようになる。

【００１２】上記目的を達成するために、請求項３に記
載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の吸気通路用
ガス導入装置を製造する製造方法であって、鋳型を形成
するために複数の金型を型締めする型締工程と、形成さ
れた鋳型に湯を注入して圧力を加える注湯工程と、注入
された湯を冷却する冷却工程と、一体形成された内管部
及び外管部を得るために複数の金型を型開きする型開工
程とを備え、複数の金型は、内管部及び外管部の軸線方
向に沿って互いに型締め及び型開きされる一対の金型を
含み、その一方の金型は間隙を形成するための隔壁を含
み、その他方の金型は導入孔に対応する凸部を含み、間
隙に連通する導入孔を形成するために、型締工程では、
隔壁と凸部とを互いに近付けて接触させ、型開工程で
は、隔壁と凸部とを互いに引き離すようにしたことを趣
旨とする。

【００１３】上記発明の構成によれば、型締工程、注湯
工程、冷却工程及び型開工程を備えたダイカストによ
り、導入口及び導入孔を含む二重管構造のガス導入装置
が一体形成される。特に、導入孔については、一連の工
程の中で金型の隔壁と凸部とを接触させ、引き離すと同
時に形成されることになる。従って、内管部に導入孔を
開ける工程を別途設ける必要がない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の吸気通路用ガス導
入装置及びその製造方法を具体化した一実施の形態を図
面を参照して詳細に説明する。この実施の形態では、エ
ンジンの吸気通路にＥＧＲガスを導入するガス導入装置
について説明する。

【００１５】図１には、互いに直列に接続された吸気マ
ニホールド１１、ガス導入装置１２及びスロットルボデ
ィ１３の断面図を示す。図２は、図１の２−２線に沿っ
た断面図を示す。図３は、図１の３−３線に沿った端面
図を示す。図４は、図１の４−４線に沿った端面図を示
す。

【００１６】図１に示すように、吸気マニホールド１
１、ガス導入装置１２及びスロットルボディ１３は一連
の吸気通路１４を構成する。ガス導入装置１２が接続さ
れる吸気マニホールド１１の部分は、同マニホールド１
１が複数の枝管に分岐する手前の基管部分である。スロ
ットルボディ１３には、吸気通路１４を開閉するための
スロットルバルブ１５が支軸１６を中心に回動可能に設
けられる。スロットルバルブ１５が回動されることによ
り吸気通路１４の開度が調節され、同通路１４を流れる
外気が調節される。

【００１７】スロットルボディ１３の下流側に接続され
たガス導入装置１２は、吸気通路１４に外気以外のガス
としてＥＧＲガスを導入するためのものである。このガ
ス導入装置１２は、内管部１７及び外管部１８を含む二
重管構造をなす。内管部１７の内側が吸気通路１４を構
成する。外管部１８は、内管部１７の外周に所定の間隙
１９を隔てて配置される。図２に示すように、間隙１９
は両管部１７，１８の全周にわたって設けられる。図１
に示すように、内管部１７と外管部１８とは、それらの
下流側端部で互いに連結されて一体形成される。図１，
４に示すように、内管部１７及び外管部１８の上流側端
面では、間隙１９が開放されて間隙開口２０をなす。図
１に示すように、間隙開口２０は、スロットルボディ１
３の端面に接合されてシールされる。図１〜４に示すよ
うに、外管部１８には、ＥＧＲガスを間隙１９に導入す
るための導入口２１が形成される。外管部１８には、導
入口２１に対応する管継手２２が一体形成される。この
管継手２２には、ＥＧＲ装置を構成するＥＧＲ通路（図
示略）が接続される。

【００１８】図１〜４に示すように、内管部１７の所定
位置には、間隙１９に導入されるＥＧＲガスを吸気通路
１４に導入するための複数（この場合、大小２個）の導
入孔２３ａ，２３ｂが形成される。これら導入孔２３
ａ，２３ｂは、内管部１７の中間部から下流側端面まで
延びる。図１，２に示すように、これら導入孔２３ａ，
２３ｂは、導入口２１と対向しない位置に配置される。
図１に示すように、内管部１７と外管部１８との連結部
２４の端面は、吸気マニホールド１１の端面に接合され
てシールされる。

【００１９】以上説明したように本実施の形態のガス導
入装置１２によれば、図１，２に矢印で示すように、Ｅ
ＧＲ通路を流れて導入口２１に達した高温のＥＧＲガス
は、間隙１９に回り込んで導入され、各導入孔２３ａ，
２３ｂから吸気通路１４へ導入され、外気とムラ無く混
合される。

【００２０】ここで、吸気通路１４を構成する内管部１
７と、内管部１７の外周に所定の間隙１９を隔てて配置
された外管部１８とがそれらの下流側端部で連結されて
一体形成される。このことから、高温のＥＧＲガスが導
入口２１から間隙１９に導入されても、内管部１７と外
管部１９とが一体的に線膨張することになる。このた
め、従来例のガス導入構造とは異なり、内管部１７と外
管部１８との間に線膨張差が生じることがなく、両管部
１７，１８の間からＥＧＲガスが漏れることは全くな
く、さらに内管部１７が外れたり内部で回転してしまっ
たりするといった不具合が発生せず、高温ガスに対する
信頼性を向上させることができる。又、内管部１７と外
管部１８とが一体形成されるので、両管部１７，１８を
組み付ける必要がない。このため、組み付け工程を必要
としない分だけガス導入装置１２の製造を容易なものに
することができる。

【００２１】このガス導入装置１２によれば、各導入孔
２３ａ，２３ｂが導入口２１と対向しない位置に配置さ
れる。従って、導入口２１に達したＥＧＲガスが直ちに
各導入孔２３ａ，２３ｂを通じて吸気通路１４へ導入さ
れることはなく、導入口２１から離れた位置で各導入孔
２３ａ，２３ｂから吸気通路１４へ導入されることにな
る。このため、ＥＧＲガスを各導入孔２３ａ，２３ｂに
程良く分散させることができ、導入口と導入孔とが対向
するものに比べ、ＥＧＲガスを外気とムラ無く混合させ
ることができる。

【００２２】次に、上記のように構成したガス導入装置
１２の製造方法について説明する。このガス導入装置１
２は、ダイカストにより製造される。図５には、ダイカ
ストに使用される金型装置を構成する上型３１及び下型
３２、並びに一対の横型３３，３４が型開きされた状態
を断面図に示す。図６には、上型３１の型面を平面図に
示す。図７には、下型３２の型面を平面図に示す。図５
〜７では、管継手２２を形成するための構成が省略され
て示される。

【００２３】上型３１と下型３２は、互いに型面を対向
させて配置され、垂直方向に移動可能に設けられる。一
対の横型３３，３４は、互いに型面を対向させて配置さ
れ、水平方向に移動可能に設けられる。上型３１及び下
型３２は、内管部１７及び外管部１８の軸線方向に沿っ
て互いに型締め及び型開きされるものである。上型３１
はその中心に、ガス導入装置１２の吸気通路１４を形成
するための円柱状の凸型３１ａを含む。上型３１はその
凸型３１ａの周囲に、前記間隙１９を形成するための隔
壁３１ｂを含む。隔壁３１ｂは凸型３１ａに対して所定
間隔だけ隔てられる。下型３２はその中心に円柱状の凸
型３２ａを含む。この凸型３２ａは、上型３１の凸型３
１ａと整合して吸気通路１４を形成するためのものであ
る。下型３２は、その凸型３２ａの外周に前記各導入孔
２３ａ，２３ｂに対応する大小の凸部３２ｂ，３２ｃを
含む。一対の横型３３，３４は、ガス導入装置１２の外
管部１８の外周を形成するためのものである。

【００２４】ダイカストは以下のような一連の工程を備
える。先ず、型締工程では、図５に示す型開き状態か
ら、図８に示すように、鋳型３５を形成するために上型
３１、下型３２及び横型３３，３４をそれぞれ移動させ
て型締めする。この型締工程では、上型３１の隔壁３１
ｂの一部と下型３２の凸部３２ｂ，３２ｃの一部とを互
いに近付けて接触させる。

【００２５】次に、注湯工程では、図９に示すように、
型締工程で形成された鋳型３５に湯３６を注入して圧力
を加える。

【００２６】次に、冷却工程では、上記注入された湯３
６を所定時間だけ冷却する。

【００２７】次に、型開工程では、上型３１、下型３２
及び横型３３，３４をそれぞれ移動させて型開きする。
この型開きと同時に上型３１の隔壁３１ｂと下型３２の
凸部３２ｂ，３２ｃとを互いに引き離す。この型開工程
により、一体形成された内管部１７及び外管部１８と、
間隙１９、導入口２１及び各導入孔２３ａ，２３ｂと含
むガス導入装置１２が得られる。

【００２８】以上説明したように本実施の形態の製造方
法によれば、型締工程、注湯工程、冷却工程及び型開工
程を備えたダイカストにより、導入口２１及び各導入孔
２３ａ，２３ｂを含む二重管構造のガス導入装置１２が
一体形成される。そして、特に各導入孔２３ａ，２３ｂ
については、一連の工程の中で上型３１の隔壁３１ｂと
下型３２の凸部３２ｂ，３２ｃとを接触させ、引き離す
と同時にそれらが形成される。従って、内管部１７に各
導入孔２３ａ，２３ｂを開けるための工程を別途設ける
必要が全くない。このため、孔開けの別工程を省略でき
る分だけガス導入装置１２の製造を容易なものにするこ
とができる。

【００２９】尚、この発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲
で以下のように実施することもできる。

【００３０】（１）前記実施の形態では、大小２個の導
入孔２３ａ，２３ｂを内管部１７に設けたが、同じ大き
さの導入孔を内管部に２個以上設けてもよい。

【００３１】（２）前記実施の形態では、管継手２２に
ＥＧＲ装置のＥＧＲ通路を接続することにより、吸気通
路１４に外気以外のガスとしてＥＧＲガスを導入するよ
うにした。これに対し、管継手にブローバイ還元装置の
ブローバイ通路を接続することにより、吸気通路に外気
以外のガスとしてブローバイガスを導入するようにして
もよい。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明の構成によれば、
内管と外管部の下流側端部が連結されて一体形成される
ことから、ガス導入装置として高温ガスに対する信頼性
を向上させることができ、製造を容易なものにすること
ができるという効果を発揮する。

【００３３】請求項２に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、外気以外のガスを導
入孔に程良く分散させることができ、導入口と導入孔と
が対向しているものに比べて外気以外のガスを外気とム
ラ無く混合させることができるという効果を発揮する。

【００３４】請求項３に記載の発明の構成によれば、ガ
ス導入装置を一体形成することができ、導入孔を開ける
ための別工程を省略できる分だけガス導入装置の製造を
容易なものにすることができるという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態に係り、一連の吸気マニホール
ド、ガス導入装置及びスロットルボディを示す断面図で
ある。

【図２】同じく、図１の２−２線に沿った断面図であ
る。

【図３】同じく、図１の３−３線に沿った端面図であ
る。

【図４】同じく、図１の４−４線に沿った端面図であ
る。

【図５】同じく、各金型の型開き状態を示す断面図であ
る。

【図６】同じく、上型の型面を示す平面図である。

【図７】同じく、下型の型面を示す平面図である。

【図８】同じく、各金型の型締め状態を示す断面図であ
る。

【図９】同じく、注湯工程を示す断面図である。

【図１０】同じく、型開き工程を示す断面図である。

【図１１】従来のガス導入構造を示す断面図である。

【図１２】同じく、ガス導入構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１２ ガス導入装置 １４ 吸気通路 １７ 内管部 １８ 外管部 １９ 間隙 ２０ 間隙開口 ２１ 導入口 ２３ａ 導入孔 ２３ｂ 導入孔 ３１ 上型 ３２ 下型 ３３ 横型 ３４ 横型 ３５ 鋳型 ３６ 湯 ３１ｂ 隔壁 ３２ｂ 凸部 ３２ｃ 凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 昌弘 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 片平 奈津彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 清野 誉晃 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 ED05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外気を流す吸気通路に外気以外のガスを
   導入するガス導入装置であって、 吸気通路を構成する内管部と、 前記内管部の外周に所定の間隙を隔てて配置された外管
   部と、 前記内管部と前記外管部とがそれらの下流側端部で連結
   されて一体形成されることと、 前記内管部及び前記外管部の上流側端面で前記間隙を開
   放する間隙開口と、 前記外気以外のガスを前記間隙に導入するために前記外
   管部に設けられた導入口と、 前記間隙に導入されたガスを前記吸気通路に導入するた
   めに前記内管部の所定位置に設けられ、前記内管部の下
   流側端面まで延びる導入孔とを備えたことを特徴とする
   吸気通路用ガス導入装置。
2. 【請求項２】 前記導入孔は、前記導入口と対向しない
   位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の吸
   気通路用ガス導入装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の吸気通路
   用ガス導入装置を製造する製造方法であって、 鋳型を形成するために複数の金型を型締めする型締工程
   と、 前記形成された鋳型に湯を注入して圧力を加える注湯工
   程と、 前記注入された湯を冷却する冷却工程と、 前記一体形成された内管部及び外管部を得るために前記
   複数の金型を型開きする型開工程とを備え、前記複数の
   金型は、前記内管部及び前記外管部の軸線方向に沿って
   互いに型締め及び型開きされる一対の金型を含み、その
   一方の金型は前記間隙を形成するための隔壁を含み、そ
   の他方の金型は前記導入孔に対応する凸部を含み、 前記間隙に連通する前記導入孔を形成するために、前記
   型締工程では、前記隔壁と前記凸部とを互いに近付けて
   接触させ、前記型開工程では、前記隔壁と前記凸部とを
   互いに引き離すようにしたことを特徴とする吸気通路用
   ガス導入装置の製造方法。