JP2002030994A - Ｅｇｒクーラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換通路を開閉する遮蔽部材及び、同遮蔽
部材を駆動させる装置を備え、かつ、従来のものと比べ
て大型化しないＥＧＲクーラーを提供する。 【解決手段】 回転板１４と、支持棒１５及び同支持棒
１５に連結された圧受け板１６が、セパレート板１１を
挟んで両側に、リベット１８によって同セパレート板１
１に取り付けられている。又、回転板１４及び支持棒１
５は、リベット１８によって互いに連結固定された状態
で、同リベット１８を支点として、セパレート板１１の
面に沿って移動可能である。更に、圧受け板１６は、冷
却水流入通路９より流入してくる冷却水の圧力に晒され
る。そして、圧受け板１６が冷却水の圧力によって移動
すると、それに伴ない回転板１４も摺動し、同回転板１
４がセパレート板１１に形成された第１貫通孔１２を開
閉することで、複数の細管１３の内、一部の細管１３の
開閉を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のＥＧＲ
システムに用いられるＥＧＲクーラーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車において、内燃機関から排
出される排気ガスをそのまま外部に放出せずに、その一
部を再び内燃機関の吸気系に還流させるためのシステム
である、ＥＧＲ（イグゾースト・ガス・リサイキュレイ
ション）システムが採用されている。

【０００３】ＥＧＲシステムは、排気通路と吸気通路を
結ぶ還流通路と、その還流通路の途中に配置したＥＧＲ
バルブから構成されていて、内燃機関から排出される排
気通路中の排気ガスの一部を還流通路を経由させて、吸
気通路に再循環させ、又、再循環する排気ガス流量をＥ
ＧＲバルブによって制御しようというものである。

【０００４】又、排気ガスを高温のままで再循環させる
と、還流通路の途中に設けたＥＧＲバルブが熱損してし
まうので、それを防ぐため、ＥＧＲバルブの手前にＥＧ
Ｒクーラーを備えることによって、再循環させる排気ガ
スを冷却する手段も提案されている。

【０００５】しかし、従来のＥＧＲクーラーにおいて
は、例えばアイドリング時のように、還流される排気ガ
スの流量が少ない場合には、排気ガスの流速が低下し、
その結果、排気ガスに含まれるカーボン、パティキュレ
ートといった異物が熱交換通路内に堆積し、熱交換通路
の腐食を誘発するという問題があった。

【０００６】又、実開平４―４９７５５号公報には、上
記した問題点を解決するための装置が開示されている。

【０００７】図７に示すように、実開平４―４９７５５
号公報に開示されている熱交換装置５０には、遮蔽部材
としてのチューブ開閉装置５２が、チューブ集合室５１
内に、左右へ摺動可能に取り付けられている。そして、
チューブ開閉装置５２を、図７において左方に移動させ
ることで、排気ガス入口管５３と全ての熱交換チューブ
５４の開口端部を開通させることができ、そして、逆
に、チューブ開閉装置５２を右方に移動させることで、
一部の熱交換チューブ５４の開口端部を遮蔽することが
できる。

【０００８】従って、アイドリング時のように、還流さ
れる排気ガスの流量が少ない場合には、チューブ開閉装
置５２を右方に移動させて、一部の熱交換チューブ５４
の開口端部を遮蔽し、排気ガスを残りの熱交換チューブ
５４内にのみ流すことで、排気ガスの流速を一定以上に
保つことができ、異物が熱交換チューブ５４内に堆積す
ることを防止することができる。

【０００９】そして、還流される排気ガスの流量が増加
した場合には、チューブ開閉装置５１を左方に移動させ
ることで、全ての熱交換チューブ５４に排気ガスを流入
させ、多くの排気ガスを還流させることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、実開平４―４９７５５号公報に開示された熱交換装
置５０に設けられたチューブ開閉装置５２は、手動によ
るため、人間がその煩雑な操作をしなくてはならなかっ
た。又、単にチューブ開閉装置５２を駆動するため、モ
ータ等の駆動源を新たに導入した場合、熱交換装置５０
が大型化してしまうという問題があった。

【００１１】従って、本発明の目的は、遮蔽部材を駆動
させる装置を備え、かつ、従来のものと比べて大型化し
ないＥＧＲクーラーを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、内燃機関の排気通路と吸気通路に連通する排気還流
通路の一部を、冷却媒体との熱交換のために複数の通路
に分割したＥＧＲクーラーにおいて、前記複数の通路の
内、少なくとも一つの通路を開閉させる遮蔽部材を備
え、前記遮蔽部材は、前記冷却媒体から受ける圧力によ
って、前記複数の通路の内、少なくとも一つの通路を遮
蔽する位置から、前記通路を開通させる位置に移動する
ことをその要旨とした。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のＥＧＲクーラーにおいて、前記遮蔽部材は、前記冷却
媒体から圧力を受けて作動する圧受け部及び、該圧受け
板に連結され、前記通路を開閉する遮蔽部から構成され
ることをその要旨とした。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のＥＧＲクーラーにおいて、前記遮蔽部材を、前記複数
の通路の内、少なくとも一つの通路を遮蔽する位置に向
けて付勢する弾性部材を設けたことをその要旨とした。

【００１５】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
内燃機関の動力を用いて作動する圧送機によって前記冷
却媒体を循環させた場合、内燃機関の回転数の低い状態
においては、冷却媒体の流量は少ないので、遮蔽部材が
冷却媒体から受ける圧力は低く、よって、遮蔽部材は複
数の通路の内少なくとも一つを遮蔽する位置に配置され
る。又、内燃機関の回転数が低いと、還流する排気ガス
の流量も少ないが、複数の通路の内少なくとも一つの通
路が、遮蔽部材によって遮蔽されているため、残りの通
路を通る排気ガスの流速は一定以上に維持される。そし
て、内燃機関の回転数が上昇すると、循環される冷却媒
体の流量が多くなるので、冷却媒体から受ける圧力によ
って前記遮蔽部材は、遮蔽していた少なくとも一つの通
路を開通させる位置に移動する。又、内燃機関の回転数
が上昇すると、還流する排気ガスの流量は増加するの
で、遮蔽部材が前記通路を開通しても排気ガスの流速は
一定以上に維持される。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、前記圧受
け部と前記遮蔽部を連結することで、冷却媒体の圧力を
受ける圧受け部の作動を遮蔽部に伝えるようにしたの
で、その構造を単純化することができる。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、冷却媒体
の流速が上昇すると、前記遮蔽部材は徐々に移動し、前
記通路を徐々に開通させるので、排気ガスの流速が一時
的に低下してしまうのを防止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のＥＧＲクーラー
を具体化した一実施形態を図１から図６に従って説明す
る。

【００１９】図１には、ＥＧＲ装置を配置したエンジン
周辺の構成図を示す。

【００２０】図１に示すように、エンジン１には吸気通
路２及び排気通路３が設けられている。

【００２１】前記吸気通路２及び前記排気通路３に連通
するように排気還流通路４が配置されている。前記排気
還流通路４を経由して、前記排気通路３内を流れる排気
ガスの一部が、前記吸気通路２内に流入する構造になっ
ている。又、前記排気還流通路４上には、ＥＧＲバルブ
５が配置されていて、前記排気還流通路４内を流れる排
気ガスの流量を調整する。

【００２２】前記エンジン１には、圧送機としてのポン
プ６が配置されている。前記ポンプ６は、エンジン１の
（図示しない）クランクシャフトに連結されて作動す
る。

【００２３】前記ポンプ６の上流側には、ラジエータ７
が配置されていて、前記ポンプ６が作動することで、前
記ラジエータ７内で冷やされた冷却媒体としての冷却水
が循環される。

【００２４】前記ポンプ６によって循環される冷却水
は、先ず、前記エンジン１内に形成された（図示しな
い）冷却水通路を通り、エンジン１を冷却する。次に、
エンジン１を冷却した冷却水は、前記排気還流通路４上
に配置されたＥＧＲクーラー８内に流入して排気還流通
路４内の排気ガスを冷却する。そして、排気ガスを冷却
した冷却水は、ＥＧＲクーラー８より流出し、再び、前
記ラジエータ７に戻る。

【００２５】次に、前記ＥＧＲクーラー８の詳細な説明
をする。

【００２６】図２は、前記ＥＧＲクーラー８の斜視図で
ある。

【００２７】図２に示すように、前記ＥＧＲクーラー８
は筒状の本体部８ａ及び、同本体部８ａの両端部に結合
された第1円錐部８ｂ、第2円錐部８ｃより構成される。

【００２８】前記本体部８ａの第1円錐部８ｂ側には、
冷却水流入通路９が連結されていて、同冷却水流入通路
９よりＥＧＲクーラー８内に冷却水が流入する。又、前
記本体部８ａの前記第2円錐部８ｃ側で、本体部８ａの
軸線に対して前記冷却水流入通路９の反対側には、冷却
水流出通路１０が連結されていて、同冷却水流出通路１
０より冷却水が流出する。

【００２９】前記第１円錐部８ｂには、前記排気還流通
路４が連結していて、同排気還流通路４よりＥＧＲクー
ラー８内に排気ガスが流入する。又、前記第2円錐部８
ｃにも同様に前記排気還流通路４が連結していて、同排
気還流通路４から排気ガスが流出する。

【００３０】次に、図３及び図４に従い、排気ガスの流
路に沿って、ＥＧＲクーラー８の内部構造の説明をす
る。

【００３１】図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図を示
す。図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図を示す。

【００３２】図３において、右手側に配置された排気還
流通路４より、排気ガスが前記第1円錐部８ｂ内に流入
してくる。

【００３３】前記本体部８ａと前記第１円錐部８ｂの間
には、円形のセパレート板１１が配置されていて、冷却
水と排気ガスの隔離をしている。又、前記セパレート板
１１には、図４に示すように、多数の第１貫通孔１２が
形成されている。

【００３４】図３に示すように、前記本体部８ａの内部
には、複数の細管１３が配置されている。細管１３の端
部は、前記セパレート板１１に形成された第１貫通孔１
２の位置に対応して、同セパレート板１１に取り付けら
れている。そして、図３における右手側排気還流通路４
より流入した排気ガスは、前記セパレート板１１に形成
された第１貫通孔１２より、前記細管１３内に流入す
る。

【００３５】前記細管１３の他端も同様に、前記第２円
錐部８ｃと前記本体部８ａとの間に配置されたセパレー
ト板１１に形成された（図示しない）貫通孔の位置に対
応して、同セパレート板１１に取り付けられている。よ
って、前記細管１３内を流れてきた排気ガスは、（図示
しない）貫通孔より、前記第２円錐部８ｃ内を通り、更
に、同第2円錐部８ｃと連結する前記排気還流通路４よ
り流出する。

【００３６】次に、図３及び図４に従って、ＥＧＲクー
ラー８内の冷却水の流路を説明をする。

【００３７】図３において、前記第１円錐部８ｂ側にお
ける前記本体部８ａには、（２点鎖線で示す）冷却水流
入通路９が連結されていて、同冷却水流入通路９より本
体部８ａ内に冷却水が流入する。そして、本体部８ａ内
に流入した冷却水は、前記細管１３の外壁と接すること
で、同細管１３内を流れる排気ガスを冷却する。更に、
排気ガスを冷却した冷却水は、前記本体部８ａの前記第
２円錐部８ｃ側に連結された前記冷却水流出通路１０よ
り流出する。

【００３８】前記第1円錐部８ｂと前記本体部８ａとの
間に配置されたセパレート板１１には、図３に示すよう
に、遮蔽部材として、遮蔽部としての回転板１４、支持
棒１５及び圧受け部としての圧受け板１６が配置されて
いる。

【００３９】前記回転板１４は、図４に示すように扇型
をした板状のものであり、前記セパレート板１１の、第
1円錐部８ｂ側に配置されている。又、回転板１４に
は、複数の（図においては４個の）第2貫通孔１４ａが
形成されている。更に、前記回転板１４は、同回転板１
４と前記セパレート板１１との間にワッシャ１７を挟ん
だ状態で、リベット１８によって同セパレート板１１に
取り付けられていると共に、同セパレート板１１の前記
本体部８ａ側（図３において左側）には、同リベット１
８によって前記支持棒１５が同セパレート板１１との間
にワッシャ１７を挟んで固定されている。

【００４０】又、前記回転板１４及び前記支持棒１５
は、前記リベット１８によってお互いが連結固定された
状態で、前記リベット１８を支点として、セパレート板
１１の面に沿って移動可能である。

【００４１】前記支持棒１５の他端に連結された前記圧
受け板１６は、長方形をした板状のものであり、同圧受
け板１６の広い面は、前記冷却水流入通路９側に向いて
いて、冷却水流入通路９より流入する冷却水の圧力に晒
される。

【００４２】図４に示すように、前記圧受け板１６より
前記冷却水流入通路９側には、第１ストッパ２０が、セ
パレート板１１の前記本体部８ａ側の面（図３における
セパレート板１１の左側の面）に固定されている。

【００４３】又、前記圧受け板１６より前記冷却水流出
通路１０側（図３における右側）には、第２ストッパ２
１が、第１ストッパ２０と同様、セパレート板１１の前
記本体部８ａ側の面に固定されている。

【００４４】更に、前記圧受け板１６より前記第２スト
ッパ２１側で、セパレート板１１の前記本体部８ａ側の
面及び前記本体部８ａの内周面に当接して、支持部材２
２が固定されている。

【００４５】前記支持部材２２と前記同圧受け板１６の
先端部との間には、弾性部材としてのバネ２３が配置さ
れている。バネ２３は、前記圧受け板１６を、図４に示
すように、第１ストッパ２０と当接する方向に付勢す
る。

【００４６】次に、上記のように構成したＥＧＲクーラ
ー８の作動を説明する。

【００４７】先ず始めに、例えばアイドリング時のよう
に、前記エンジン１の回転数が低い状態について説明す
る。

【００４８】エンジン１の回転数が低い状態において
は、前記ポンプ６は、エンジン１の（図示しない）クラ
ンクシャフトに連結されて作動するので、同ポンプ６に
よって圧送される冷却水の流量は少ない状態にある。

【００４９】冷却水の流量が少ないと、前記圧受け板１
６は、冷却水から受ける圧力が弱いので、前記バネ２３
に付勢されて、図４に示すように、第１ストッパ２０に
当接する位置に配置される。

【００５０】前記圧受け板１６が、第１ストッパ２０に
当接する位置に配置されると、同圧受け板１６と連結さ
れた回転板１４は、図４において点線で示す複数の（図
においては４個の）セパレート板１１に形成された第１
貫通孔１２を遮蔽する位置に配置される。

【００５１】又、エンジン1の回転数が低い状態におい
ては、排気還流通路４内を流れる排気ガスの流量は少な
いが、上述したように、幾つかの第１貫通孔１２は回転
板１４によって遮蔽されているので、排気ガスは残りの
第１貫通孔１２より細管１３内を流れなくてはならず、
結果、同細管１３内を流れる排気ガスの流速は一定以上
に維持される。

【００５２】次に、上記した状態から、エンジン１の回
転数が上昇した状態について図５及び図６に従って説明
する。

【００５３】図５には、図４の状態から回転板１４が移
動した状態を示す。図６には、図５の状態から更に回転
板１４が移動した状態を示す。

【００５４】エンジン１の回転数が上昇すると、前記ポ
ンプ６によって圧送される冷却水の流量は増加する。

【００５５】冷却水の流量が増加すると、前記圧受け板
１６が冷却水から受ける圧力が高くなり、圧受け板１６
は徐々にバネ２３の力に対抗する方向（図４〜図６にお
ける左回り方向）へ移動を始める。

【００５６】前記圧受け板１６が移動すると、同圧受け
板１６に連結された前記回転板１４も同じ様に移動す
る。

【００５７】そして、回転板１４が移動していくと、図
５に示すように、前記回転板１４に形成された第2貫通
孔１４ａと、それまでは同回転板１４によって遮蔽され
ていた第1貫通孔１２が重なり始める。

【００５８】すると、第2貫通孔１４ａと第1貫通孔１２
の重なった部分から、排気ガスが前記細管１３内に流入
する。

【００５９】前記圧受け板１６が更に移動すると、図６
に示すように、同圧受け板１６が前記第２ストッパ２１
に当接する。

【００６０】前記圧受け板１６が前記第２ストッパ２１
に当接した状態では、第２貫通孔１４ａと第１貫通孔１
２は完全に重なり合った状態となる。

【００６１】又、エンジン１の回転数が高くなると、還
流される排気ガスの流量は増えるので、回転板１４が第
１貫通孔１２を開通した状態であっても、排気ガスの流
速は一定以上に維持される。

【００６２】そして再び、エンジン１の回転数が減少す
ると、前記圧受け板１６が冷却水から受ける圧力も減少
し、同圧受け板１６は前記バネ２３に付勢されて、第１
ストッパ２０の方向へ移動する。

【００６３】そして、それに伴ない、前記回転板１４も
移動して、前記第１貫通孔１２を遮蔽する位置に配置さ
れる。

【００６４】次に、上記のように構成したＥＧＲクーラ
ー８の特徴を以下に記載する。

【００６５】（１）回転板１４を冷却水より受ける圧力
によって作動するようにしたので、回転板１４を駆動す
る装置を新たに導入する必要がなく、ＥＧＲクーラー８
が大型化するのを防止することができる。

【００６６】（２）圧受け板１６と回転板１４をリベッ
ト１８によって連結することで、圧受け板１６の作動を
回転板１４に伝達するようにしたので、その構造を単純
化することができる。

【００６７】（３）圧受け板１６と支持部材２２の間
に、バネ２３を配置しない場合、冷却水の流速が上昇す
ると、前記回転板１４は前記細管１３を全開する位置へ
直だちに移動してしまうので、全開した直後は、排気ガ
スの流速が遅くなってしまい、異物が細管１３の内壁に
付着する恐れがある。しかし、本実施形態においては、
圧受け板１６と支持部材２２との間にバネ２３を配置し
たので、前記回転板１４は、冷却水の流速が上昇する
と、前記細管１３を全開する位置へ徐々に移動するよう
になり、細管１３内の排気ガスの流速が落ちることを防
止することができる。

【００６８】（４）第１ストッパ２０及び、第2ストッ
パ２１によって、圧受け板１４の移動範囲の規制をした
ので、圧受け板１４が必要以上に移動することによっ
て、同圧受け板１６が細管１３に接触し、同細管１３を
損傷させるのを防止することができる。

【００６９】○尚、本実施形態においては、冷却媒体と
して冷却水を使用したが、冷却水の代わりに冷却油等、
冷却水以外の冷却媒体を使用しても同じ効果が得られ
る。

【００７０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、前記遮
蔽部材を冷却水によって作動させるようにしたので、遮
蔽部材を駆動するために新たに別の駆動手段を導入する
必要がなく、ＥＧＲクーラーの大型化を防止することが
できる。

【００７１】加えて、請求項２に記載の発明によれば、
遮蔽部材を構成する圧受け部と遮蔽部を連結構造とした
ので、その構造を単純化できる。

【００７２】加えて、請求項３に記載の発明によれば、
通路内への排気ガス中の異物の付着を、更に、防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態におけるＥＧＲ装置の構成図。

【図２】 図１におけるＥＧＲクーラー８の斜視図。

【図３】 図２におけるＡ―Ａ線断面図。

【図４】 図２におけるＢ―Ｂ線断面図。

【図５】 ＥＧＲクーラー８の作動を説明するための図
２におけるＢ―Ｂ線断面図。

【図６】 同じく、ＥＧＲクーラー８の作動を説明する
ための図２におけるＢ―Ｂ線断面図。

【図７】 従来の熱交換装置。

【符号の説明】

１…エンジン、２・・・吸気通路、３…排気通路、４・・・排
気還流通路、８…ＥＧＲクーラー、１３…排気ガスの通
路としての細管、１４…遮蔽部としての回転板、１６…
圧受け部としての圧受け板、２３…弾性部材としてのバ
ネ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路と吸気通路に連通す
   る排気還流通路の一部を、冷却媒体との熱交換のために
   複数の通路に分割したＥＧＲクーラーにおいて、 前記複数の通路の内、少なくとも一つの通路を開閉させ
   る遮蔽部材を備え、前記遮蔽部材は、前記冷却媒体から
   受ける圧力によって、前記複数の通路の内、少なくとも
   一つの通路を遮蔽する位置から、前記通路を開通させる
   位置に移動するＥＧＲクーラー。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のＥＧＲクーラーにおい
   て、 前記遮蔽部材は、前記冷却媒体から圧力を受けて作動す
   る圧受け部及び、該圧受け板に連結され、前記通路を開
   閉する遮蔽部から構成されるＥＧＲクーラー。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のＥＧＲクーラーにおい
   て、 前記遮蔽部材を、前記複数の通路の内、少なくとも一つ
   の通路を遮蔽する位置に向けて付勢する弾性部材を設け
   たＥＧＲクーラー。