JP2009002239A - Ｅｇｒクーラ - Google Patents

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徹 山崎
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洋一 中村
Noriyuki Ishii
紀之 石井
Toshikatsu Yatani
敏克 八谷
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Abstract

【課題】 ＥＧＲクーラにおいて、部品点数が少なくコンパクトで低コストなものの提供。
【解決手段】 一端を閉塞した底部を有する偏平チューブ１を複数並列し、その各開口1bをチューブプレート３に貫通する。それと共に、偏平チューブ１内に波形フィン２を挿入しコア４を構成し、そのコア４の外周にケーシング５を被嵌する。そしてチューブプレート３によって、仕切６付きタンク本体７の開口を閉塞する。そして、仕切６の先端を偏平チューブ１の開口1bの幅方の中間に配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＧＲクーラに関する。
ＥＧＲクーラとして、下記特許文献のものが提案されている。
このＥＧＲクーラは、複数の偏平チューブが並列され、その両端がヘッダープレートに貫通してコアを構成する。そして、そのコアの外周にケーシングが被嵌されてクーラ本体を構成し、そのクーラ本体にバイパス配管が並列する。さらに、そのバイパス配管とクーラ本体の一端とがタンクで接続され、その他端間が仕切弁を有するタンクに接続されたものである。
特開２００７−９７２４号公報
従来のＥＧＲクーラは、部品点数が多く構造が複雑でコスト高にならざるを得なかった。それと共に、コンパクト性に欠ける欠点があった。
そこで本発明は、係る問題点を解決するため、部品点数が少なく、コンパクトなバイパス弁一体型のＥＧＲクーラを提供することを課題とする。
請求項１に記載の本発明は、一端が閉塞された底部(1a)を有し、他端に開口(1b)が設けられ、互いにその平坦面が対向して並列される複数の偏平チューブ(1)と、
その偏平チューブ(1)に、その底部(1a)との間に空間(1c)を開けて内装され、その各波の稜線(2a)が前記開口(1b)から底部(1a)に向かう波形フィン(2)と、
それぞれの偏平チューブ(1)の前記開口(1b)が貫通固定されるヘッダープレート(3)と、によりコア(4)を構成し、そのコア(4)の外周にケーシング(5)が被嵌され、
前記ヘッダープレート(3)が、仕切(6)付きタンク本体(7)の一端開口を閉塞し、
前記仕切(6)は、各偏平チューブ(1)の前記開口(1b)の幅方向の中間に位置し、
各偏平チューブ(1)内の前記仕切(6)の一方側に排ガス(9)が導かれて、その底部でＵターンして、仕切(6)の他方側から流出すると共に、前記ケーシング(5)内に冷却水(10)が流通することを特徴とするＥＧＲクーラである。
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
各偏平チューブ(1)の前記底部(1a)の外周を弾性支持材(11)の一端部が支持し、その支持材(11)の他端部がケーシング(5)に取付られたＥＧＲクーラである。
請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
ケーシング(5)の底部中間に凹部(21)が設けられ、その凹部(21)に弾性支持材(11)の他端部が嵌着されたＥＧＲクーラである。
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記仕切(6)に連通孔(6a)が設けられ、その連通孔(6a)が開閉自在にバイパス弁(8)により閉塞されたＥＧＲクーラである。
請求項５に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
ヘッダープレート(3)に貫通した各偏平チューブ(1)の先端の長手方向中間が、ヘッダープレート(3)の平面まで欠切された欠切部(25)を有し、その欠切部(25)に前記仕切(6)の先端が接触されたＥＧＲクーラである。
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
前記仕切(6)の先端に対向した位置で、前記ヘッダープレート(3)に突条(3a)が設けられ、その突条(3a)と前記各偏平チューブ(1)の先端とが面一に形成され、その突条(3a)に前記仕切(6)の先端が接触されたＥＧＲクーラである。
請求項７に記載の本発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
偏平チューブ(1)の前記底部(1a)の平面外周が弧状に形成され、その底部(1a)に補助フィン(2b)が配置され、その底部(1a)と補助フィン(2b)との間が一体にろう付け固定されたＥＧＲクーラである。
請求項８に記載の本発明は、請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
偏平チューブ(1) は、その開口を除き、周縁に立ち上げられた側壁(29a)(30a)を有する一対のプレート(29)(30)の組み合わせのろう付け体からなり、その側壁(29a)(30a)に互いに整合する凹部(29b)(30b)が設けられ、両凹部(29b)(30b)が嵌着されてなるＥＧＲクーラである。
本発明のＥＧＲクーラは、底部1aを有する偏平チューブ１に波形フィン２が内装され、複数の偏平チューブ１の開口1bがヘッダープレート３に貫通固定されてコア４を構成し、コア４の外周にケーシング５が被嵌され、そのヘッダープレート３が仕切６付きタンク本体７の一端開口を閉塞し、その仕切６は偏平チューブ１の開口1bの幅方向中間に位置したものであるから、部品点数が少なく、構造の極めて簡単な、Ｕターン型のコンパクトなＥＧＲクーラを低コストで提供できる。
上記構成において、各偏平チューブ１の底部1aとケーシング５との間に弾性支持材11を配置したものにおいては、ＥＧＲクーラの使用中の熱膨張を円滑に吸収すると共に、常に弾性支持材11により各偏平チューブ１を支持し、振動等に耐え得る強度の強いＥＧＲクーラを提供できる。
上記構成において、ケーシング５の底部中間に凹部21を設け、その凹部21に弾性支持材11の他端部を嵌着したものにおいては、その取付けが容易で信頼性の高いＥＧＲクーラとなる。
上記構成において、仕切(6)に連通孔(6a)を設けられ、その連通孔(6a)を開閉自在なバイパス弁(8) により閉塞した場合には、排ガスの温度が低温のとき、それをバイパスして排ガスの過冷却を防止できる。
上記構成において、ヘッダープレート３に貫通した偏平チューブ１の先端の長手方向中間に欠切部25を設け、その欠切部25に仕切６の先端を接触したものにおいては、構造が簡単で洩れのないコンパクトなＥＧＲクーラを提供できる。
上記構成において、ヘッダープレート３に突条3aを設け、その突条3aに仕切６の先端を接触させたものにおいては、構造が簡単で仕切６の機密性を高めた信頼性の高いＥＧＲクーラを提供できる。
上記構成において、偏平チューブ(1) の前記底部(1a)の平面外周を弧状に形成し、その底部(1a)に補助フィン(2b)を配置し、その底部(1a)と補助フィン(2b)との間を一体にろう付け固定することができる。この場合には、偏平チューブ(1) の底部(1a)の耐圧強度を高めることができる。
上記構成において、偏平チューブ(1)は、その開口を除き、周縁に立ち上げられた側壁(29a)(30a)を有する一対のプレート(29)(30)を組み合わせたろう付け体で形成し、その側壁(29a)(30a)に互いに整合する凹部(29b)(30b)を設け、両凹部(29b)(30b)を嵌着することができる。この場合には、コアの組立ておよび、ろう付けの際、一対のプレート(29)(30)が平面方向に位置ずれすることを防ぎ、信頼性の高いＥＧＲクーラを提供できる。
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明のＥＧＲクーラの縦断面図であり、図２は図１のII−II矢視断面図、図３は波形フィン２を有する偏平チューブ１の分解斜視図、図４は同ＥＧＲクーラの外観を示す斜視図である。
このＥＧＲクーラは、図１及び図２に示す如く、複数の偏平チューブ１の平坦面が対向するように並列され、夫々の偏平チューブ１の開口1bがヘッダープレート３に貫通固定されてコア４を構成する。そして、コア４の外周にケーシング５が被嵌され、ヘッダープレート３が仕切６付きタンク本体７の一端開口を閉塞する。
各偏平チューブ１は、図３に示す如く、一対のプレートからなり、各プレートの周縁部がその長手方向一端を除いて立ち上げられ、両プレートが互いに嵌着されて、その嵌着部が一体にろう付けまたは溶接により固定されるものである。なお、偏平チューブの外面には図示しないスペーサ用のディンプルが多数膨出している。各偏平チューブ１は平面円弧状の底部1aを有し、底部1aを除き、内部に波形フィン２が配置される。そして波形フィン２の稜線2aが開口1bから底部1aに向かう。
この波形フィン２は、各波の立ち上がり面及び立ち下がり面が平坦に形成され、切り起こし等のルーバが存在しない。それにより、内部を流通する排ガスが偏平チューブ１の幅方向に移動することを防止する。
また、この例では、各偏平チューブ１の開口1bの先端の長手方向中間（この例では中央に位置しているが、本発明はその中央位置に限らない）に欠切部25が欠切されている。
このようにしてなる偏平チューブ１は、ヘッダープレート３の図示しないチューブ挿通孔に挿通され、その挿通部が一体にろう付け等の手段により固定されてコア４を構成する。このとき、各偏平チューブ１の欠切部25の底がヘッダープレート３の平面に面一に配置される。コア４の外周には、ケーシング５が被嵌されている。
このケーシング５は、その長手方向両端部に環状膨出部16が僅かに膨出されている。そして夫々の環状膨出部16に一対の出入口パイプ15が貫通固定される。そのケーシング５の環状膨出部16の底部には凹部21が設けられ、その凹部21にブラケット22を介して弾性支持材11の他端が嵌着固定されている。弾性支持材11は、図２に示す如く各偏平チューブ１の底部1a間に嵌入し、各偏平チューブ１の底部1aの外周を抱持するように支持する。
次に、ヘッダープレート３はタンク本体７の一端開口を閉塞する。タンク本体７は、その中間に仕切６が設けられ内部を入口タンク部7aと出口タンク部7bとに二分する。即ち、仕切６の先端が各偏平チューブ１の欠切部25の位置で、ヘッダープレート３に接触固定されている。その仕切６には連通孔6aが開口し、その連通孔6aをバイパス弁８によって開閉自在に閉塞する。即ち、バイパス弁８は実線の状態から鎖線の状態に移動する。そのバイパス弁８の回転軸12は、図４に示す如くタンク本体７から外部に突出され、その先端が第１リンク23の一端に固定されている。そして第１リンク23の他端に、第２リンク26の一端が固定され、その第２リンク26の他端部がアクチュエータ18を貫通する。このアクチュエータ18は、コントローラ17によって第２リンク26を出入自在に駆動し、第１リンク23を介し回転軸12を回動して、前述の如く、バイパス弁８を図１の実線の状態から鎖線の状態まで移動し得る。勿論、バイパス弁８は実線の位置と鎖線の位置との各中間位置を保持することもできる。
この例におけるコントローラ17は、排ガス温度が比較的低温のとき、負圧を発生させ、その負圧を連結パイプ24を介してアクチュエータ18に供給し、それによって第２リンク26を駆動させ、バイパス弁８を開放するものである。
なお、タンク本体７は、図１に示す前述の如く、仕切６によって入口タンク部7aと出口タンク部7bとに二分され、その入口タンク部7aの外周には補助タンク19が被嵌されている。そして冷却水パイプ20を介し、補助タンク19の内部に冷却水を供給して、入口タンク部7aの外周を冷却する。
そして、ケーシング５には、一方の出入口パイプ15から冷却水10が流入し、各偏平チューブ１の外周を冷却して他方の出入口パイプ15からそれが流出する。
また、高温の排ガス９は入口タンク部7aの入口13から各偏平チューブ１内の幅方向一方側を流通し、その底部1aの空間1cでＵターンして偏平チューブ１の幅方向の他方側を流通し、出口タンク部7bの出口パイプ14から流出する。そして、冷却水10と排ガス９との間に熱交換が行われるものである。このとき、偏平チューブ１は内部に排ガス９が流通するため、ケーシング５に対して熱膨張により伸張する。その熱膨張は、弾性支持材11の変形により吸収される。それと共に、弾性支持材11は図２に示す如く、各偏平チューブ１の底部1aを抱持するため、使用中の振動等を吸収し偏平チューブ１のろう付け部を保護する。
なお、上記のバイパス弁８は省略することができる。その場合には、仕切６の連通孔6aも不要である。
次に、図５は本発明のＥＧＲクーラの他の例を示し、これが図１のそれと異なる点は、ヘッダープレート３の形状のみである。図１の例では、仕切６の先端が各偏平チューブ１の欠切部25に挿入され、その先端がヘッダープレート３に接触するように形成されていた。これに対し、図５の例ではヘッダープレート３の幅方向中間位置に突条3aが設けられ、その突条3aの先端が偏平チューブ１の開口1bに面一に形成されている。そしてその突条3aに仕切６の先端が一体にろう付け等の手段により接触固定されている。
このようにすることにより、入口タンク部7aと出口タンク部7bとの間を完全に分離することができる。
次に、図６は本発明のＥＧＲクーラに用いられる偏平チューブ１の他の例を示し、（Ａ）はその分解斜視図、（Ｂ）はその組立て状態の平面図である。この偏平チューブ１はプレス成形により、開口を除き周縁が立ち上げられた側壁29a，30aを有する一対のプレート29，30からなり、その側壁29a，30aに互いに整合する凹部29b，30bを有する。そして一対のプレート29，30が組み合わされ、各凹部29b，30bが互いに嵌着されて、平面方向に位置ずれすることが防止される。そして、その偏平チューブ１の開口側がヘッダープレートのチューブ挿通孔に挿通された状態で、その挿通部および各プレート29，30の接触部間が互いに一体にろう付け固定されるものである。なお、各プレート29，30の外面には多数のスペーサ用のディンプル27が突設され、その各プレート29,30の平面半円状の中心部にはその内面側に補強用の凸部28が形成されている。一対のプレート29，30の各凸部28は互いに接触し、その接触部がろう付けされる。また、隣接する一対の偏平チューブ１の各ディンプル27は互いに接触する。
次に、図７は本発明のＥＧＲクーラに用いられる偏平チューブ１のさらに他の例を示し、この偏平チューブ１の内部には、稜線2aが直線的な波形フィン２が配置され、平面半円状の底部1aには補助フィン2bが配置され、それら各フィン２,2bと各プレート29,30の内面とが一体にろう付け固定される。この補助フィン2bは、その波の稜線が円弧状に形成されている。また、その半円状の底部1aの中心部には図６と同様の複数の凸部28が設けられている。なお、補助フィン2bは上記例に限らず、波形で各波の立ち上げ面および立ち下げ面に切り起こしが形成されたオフセットフィンを用いてもよい。この場合、そのフィンの全体外周を半円状に形成することができる。
本発明のＥＧＲクーラの縦断面図。 図１のII−II矢視断面図。 同ＥＧＲクーラに用いられる偏平チューブ１の分解斜視図。
同ＥＧＲクーラの外観を示す斜視略図。 本発明のＥＧＲクーラの他の例を示す要部縦断面図。 同ＥＧＲクーラに用いられる偏平チューブの他の例を示す分解斜視図およびその組立て平面図。 同ＥＧＲクーラに用いられる偏平チューブのさらに他の例を示す内部平面図。
符号の説明
１ 偏平チューブ
1a 底部
1b 開口
1c 空間
２ 波形フィン
2a 稜線
2b 補助フィン
３ ヘッダープレート
3a 突条
４ コア
５ ケーシング
６ 仕切
6a 連通孔
７ タンク本体
7a 入口タンク部
7b 出口タンク部
８ バイパス弁
９ 排ガス
10 冷却水
11 弾性支持材
12 回転軸
13 入口
14 出口パイプ
15 出入口パイプ
16 環状膨出部
17 コントローラ
18 アクチュエータ
19 補助タンク
20 冷却水パイプ
21 凹部
22 ブラケット
23 第１リンク
24 連結パイプ
25 欠切部
26 第２リンク
27 ディンプル
28 凸部
29 プレート
29a 側壁
29b 凹部
30 プレート
30a 側壁
30b 凹部

Claims (8)

  1. 一端が閉塞された底部(1a)を有し、他端に開口(1b)が設けられ、互いにその平坦面が対向して並列される複数の偏平チューブ(1)と、
    その偏平チューブ(1)に内装され、その各波の稜線(2a)が前記開口(1b)から底部(1a)に向かう波形フィン(2)と、
    それぞれの偏平チューブ(1)の前記開口(1b)が貫通固定されるヘッダープレート(3)と、によりコア(4)を構成し、そのコア(4)の外周にケーシング(5)が被嵌され、
    前記ヘッダープレート(3)が、仕切(6)付きタンク本体(7)の一端開口を閉塞し、
    前記仕切(6)は、各偏平チューブ(1)の前記開口(1b)の幅方向の中間に位置し、
    各偏平チューブ(1)内の前記仕切(6)の一方側に排ガス(9)が導かれて、その底部(1a)でＵターンして、仕切(6)の他方側から流出すると共に、前記ケーシング(5)内に冷却水(10)が流通することを特徴とするＥＧＲクーラ。
  2. 請求項１において、
    各偏平チューブ(1)の前記底部(1a)の外周を弾性支持材(11)の一端部が支持し、その支持材(11)の他端部がケーシング(5)に取付られたＥＧＲクーラ。
  3. 請求項２において、
    ケーシング(5)の底部中間に凹部(21)が設けられ、その凹部(21)に弾性支持材(11)の他端部が嵌着されたＥＧＲクーラ。
  4. 請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
    前記仕切(6)に連通孔(6a)が設けられ、その連通孔(6a)が開閉自在にバイパス弁(8)により閉塞されたＥＧＲクーラ。
  5. 請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
    ヘッダープレート(3)に貫通した各偏平チューブ(1)の先端の長手方向中間が、ヘッダープレート(3)の平面まで欠切された欠切部(25)を有し、その欠切部(25)に前記仕切(6)の先端が接触されたＥＧＲクーラ。
  6. 請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、
    前記仕切(6)の先端に対向した位置で、前記ヘッダープレート(3)に突条(3a)が設けられ、その突条(3a)と前記各偏平チューブ(1)の先端とが面一に形成され、その突条(3a)に前記仕切(6)の先端が接触されたＥＧＲクーラ。
  7. 請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
    偏平チューブ(1)の前記底部(1a)の平面外周が弧状に形成され、その底部(1a)に補助フィン(2b)が配置され、その底部(1a)と補助フィン(2b)との間が一体にろう付け固定されたＥＧＲクーラ。
  8. 請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
    偏平チューブ(1)は、その開口を除き、周縁に立ち上げられた側壁(29a)(30a)を有する一対のプレート(29)(30)の組み合わせ体からなり、その側壁(29a)(30a)に互いに整合する凹部(29b)(30b)が設けられ、両凹部(29b)(30b)が嵌着されてなるＥＧＲクーラ。
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