JP2009243376A - Ｅｇｒクーラのパイプの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両におけるＥＧＲクーラの搭載スペースの大小に関係なく、ＥＧＲクーラを組み付ける作業性を向上させることができるＥＧＲクーラのパイプの取付構造を提供する。
【解決手段】車載のＥＧＲクーラ１に基端を接続され、エンジン２０の排気系からＥＧＲクーラ１へＥＧＲガスを導入しまたはＥＧＲクーラ１からエンジン２０の吸気系へＥＧＲガスを送出するガスパイプを有し、このガスパイプの先端の接続端部にボルト孔８を有するクーラ側フランジ５を、エンジン２０の排気系または吸気系の配管接続用のスタッドボルト２５を有するエンジン側フランジ２３と、ナット１０を用いて締結するＥＧＲクーラのパイプの取付構造において、上記クーラ側フランジ５には、上記ボルト孔８からそのクーラ側フランジ５の端縁に設けた開放端まで上記スタッドボルト２５の軸径と同じ幅で切り欠いて開放した切り欠き部６を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明はＥＧＲクーラのパイプの取付構造に係り、特にフランジを用いてＥＧＲクーラのガスパイプをエンジン側に取り付けるものに関する。

排気ガスの一部を還流してエンジンの吸気系に戻すことで窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減させるＥＧＲ装置において、ＥＧＲガスを冷却するために車両に搭載されるＥＧＲクーラはエンジンの排気系と吸気系との間に取り付けられる。

従来のシェルチューブタイプのＥＧＲクーラやプレートチューブタイプのＥＧＲクーラを車両へ搭載する場合、ＥＧＲクーラ本体またはヘッダーに設けられたブラケットにて車両へ固定し、ガスの入口パイプ・出口パイプに設けたクーラ側フランジでエンジンの排気系または吸気系のエンジン側フランジと接続して、冷却水パイプを車両側の冷却水流路と接続していた。

近年、車両のエンジンルーム内のレイアウトの制約の関係で、ＥＧＲクーラを他の部品や配管が複雑に入り組んだ中に設置する場合が生じ、それに伴いＥＧＲクーラのパイプを三次元的に曲がった構造に設定することが多くなった。

特許文献１には、各排気マニフォールドの上面を覆うブラケットを所定の取付基準位置においてシリンダヘッドに位置決めさせて締付固定するとともに、ＥＧＲクーラをブラケットの上面に結合するステイの基部を前記取付基準位置の近傍においてブラケットに結合したことにより、熱応力によってもＥＧＲパイプが破損せず、排気マニフォールド上方近傍にＥＧＲクーラを取り付けることができて、ＥＧＲクーラの搭載スペースを小さくすることができるものが記載されている。

一方特許文献２には、吸気マニフォールドと吸気マニフォールドステーとエンジン本体とで囲まれるデッドスペースを利用してＥＧＲクーラを配設することで、スペースを有効に活用してエンジンルーム全体のコンパクト化を図ることができるものが記載されている。

さらに、ＥＧＲクーラの高性能化に伴う大型化によって、これまで以上にＥＧＲクーラの搭載位置や方法を考慮して形状を検討することが必要になり、様々な方法が考えられていた。

特許文献３には、狭い相互間隔で配置されるＥＧＲクーラの複数の冷却水パイプの少なくとも一方を傾斜切口面に形成し、対応する傾斜切口面を有する接続配管を嵌合することで、狭いスペースでの配管においても容易に取り付けることができるものが記載されている。

また、特許文献４には、排気マニフォールドのエンジンへの接続とＥＧＲクーラへの接続を同一平面上で一体に形成したフランジで行うことにより、排気マニフォールド付近の構造を簡素化することができ、位置合わせも容易になって、取付作業を効率的に行えるものが記載されている。

特開２００２−２８５９１７号公報 特開２００３−０７４４１７号公報 特開２００６−１２５５９０号公報 特開２００２−１８０９１２号公報

このように、車両の搭載スペースの制約が多くなった近年のＥＧＲクーラにおいては、搭載スペース内に収めるためにＥＧＲガスの入口パイプ・出口パイプや冷却水パイプが三次元的に複雑に曲げられた形状となることもあり、こういった形状のＥＧＲクーラを車両へ搭載するときは車両や他の部品との干渉を避けながら作業する必要があった。しかし、作業者の手が入る十分な隙間がとれない場合もあり、取付作業の効率が悪かった。

たとえば、仕様によりＥＧＲガスのガスパイプがエンジン内に設けられているエンジンへＥＧＲクーラを取り付ける場合、図５の矢印のように、ＥＧＲクーラ１を水平方向にも取り回して、エンジン２０本体の外部に設けられたエンジン側フランジ２３から突出したスタッドボルト２５をＥＧＲクーラ１側の入口パイプ２の先端に設けたクーラ側フランジ５に穿設したボルト孔８に挿通させた上で、固定用のナットにより固定していた。出口パイプ３についても同様である。
このため、水平方向のスペースに制限があったり、ＥＧＲクーラの動きの自由度が少ない場合には、スタッドボルトにボルト孔をセットする作業が困難となっていた。また、フランジによる接続位置付近に他のエンジン補機類やパイプ、エンジンルーム壁が迫りスペースが狭い場合には、ナットを締め付ける作業の作業性も悪くなっていた。

このように、レイアウト上はＥＧＲクーラを搭載可能であっても実際には取付作業が困難な場合があり、他の部品と接触することが多くなってきている。ＥＧＲクーラを車両に取り付ける順序を早めることで解決できる場合もあるが、他の部品も同様にレイアウトが制限されている場合が多く、取付作業の効率を向上させるための工夫が求められていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、車両におけるＥＧＲクーラの搭載スペースの大小に関係なく、ＥＧＲクーラを組み付ける作業性を向上させることができるＥＧＲクーラのパイプの取付構造を提供することを課題とする。

本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第１の発明は、車載のＥＧＲクーラに基端を接続され、エンジンの排気系からＥＧＲクーラへＥＧＲガスを導入しまたはＥＧＲクーラからエンジンの吸気系へＥＧＲガスを送出するガスパイプを有し、このガスパイプの先端の接続端部にボルト孔を有するクーラ側フランジを、エンジンの排気系または吸気系の配管接続用のスタッドボルトを有するエンジン側フランジと、ナットを用いて締結するＥＧＲクーラのパイプの取付構造において、上記クーラ側フランジには、上記ボルト孔からそのクーラ側フランジの端縁に設けた開放端まで上記スタッドボルトの軸径と同じ幅で切り欠いて開放した切り欠き部を有することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、上記クーラ側フランジと上記エンジン側フランジとの取付状態において、上記開放端の高さ位置が、上記ボルト孔と同位かまたは上記ボルト孔よりも低位であることを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、上記クーラ側フランジにおける切り欠き部のボルト孔の周縁を肉盛りして、クーラ側フランジの一般部の板厚より厚く設定したことを特徴とする。

第１の発明によれば、上記クーラ側フランジには、上記ボルト孔からそのクーラ側フランジの端縁に設けた開放端まで上記スタッドボルトの軸径と同じ幅で切り欠いて開放した切り欠き部を有することにより、エンジン側フランジのスタッドボルトにクーラ側フランジのボルト孔をセットする際に、クーラ側フランジに設けた切り欠き部の開放端からスタッドボルトの軸部を差し込んでボルト孔までスライドさせることができ、ＥＧＲクーラを取り付けるために従来のような水平方向の取り回しが必要なく、搭載スペースに制限がある場合にも容易にＥＧＲクーラを取り付けることができる。

また、入口パイプまたは出口パイプのクーラ側フランジの厚さ以上の余裕を残してあらかじめスタッドボルトにナットを取り付けておき、入口パイプまたは出口パイプのクーラ側フランジを切り欠き部からスタッドボルトに差し込み、エンジン側フランジとナットとの間に挟み込まれるようにセットしてからナットを締め付けて固定するという手順で取り付けることが可能になるため、スタッドボルト付近のスペースに制限がある場合でも容易にナットを締め付けることができる。

第２の発明によれば、上記クーラ側フランジと上記エンジン側フランジとの取付状態において、上記開放端の高さ位置が、上記ボルト孔と同位かまたは上記ボルト孔よりも低位であることにより、上記切り欠き部を上記スタッドボルトにセットしてＥＧＲクーラを搭載位置にセットしたときに、スタッドボルトによってＥＧＲクーラの重量を支えられるため、作業者がナットを締め付ける際にＥＧＲクーラの取付位置を保持することができ、締め付け作業を容易に行うことができる。

第３の発明によれば、上記クーラ側フランジにおける切り欠き部のボルト孔の周縁を肉盛りして、クーラ側フランジの一般部の板厚より厚く設定したことにより、車両からの振動が大きい場合やＥＧＲクーラの重量が大きい場合などＥＧＲクーラを固定するために強い締め付け力を要する場合で、かつＥＧＲクーラの搭載スペースが制限される場合にも、上記外縁がナットの締め付け力に耐え得る剛性を備えることができる。

以下、本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラのパイプの取付構造を図面に基づいて説明する。
図１、図２および図４は、本発明の実施に係るＥＧＲクーラ１、ＥＧＲクーラ１に接続されたパイプ類、およびエンジン２０または排気マニフォールドに接続された排気系配管２１のエンジン側フランジ２３を示す図であり、図１は正面図、図２および図４は右側面図である。

シェルチューブタイプのＥＧＲクーラ１は、ＥＧＲガスを冷却するために、略円筒状のシェルの内部に互いに仕切られたＥＧＲガス流路および冷却水流路（ともに図示せず）を有している。このＥＧＲガス流路はＥＧＲクーラの軸方向両端のヘッダーで入口パイプ２および出口パイプ３の基端にそれぞれ接続され、冷却水流路はＥＧＲクーラ１のシェルの軸方向両端付近の周面で冷却水パイプ４，４に接続されている。

エンジン２０または排気マニフォールドに接続された排気系配管２１の先端には、ＥＧＲクーラと取り付けるための略ひし形のエンジン側フランジ２３が設けられ、このエンジン側フランジ２３には、中央にＥＧＲガスの通孔２４が設けられ、その左右にスタッドボルト２５が各１本突設されている。
エンジン２０または吸気マニフォールドに接続された吸気系配管２２にも、同様のエンジン側フランジ２３が設けられている（図４）。

エンジン２０の排気系からＥＧＲクーラ１へＥＧＲガスを導入する入口パイプ２およびＥＧＲクーラ１からエンジン２０の吸気系へＥＧＲガスを送出する出口パイプ３は、所定のＥＧＲクーラ１の搭載スペースおよび搭載位置にＥＧＲクーラ１を搭載できるように車両のレイアウトに合わせて三次元的に曲げられ、それぞれエンジン側の排気系配管２１または吸気系配管２２に接続できるようになっている。
入口パイプ２および出口パイプ３の先端の接続端部には、エンジン側フランジ２３と略同形のクーラ側フランジ５が設けられている。このクーラ側フランジ５の中央にもＥＧＲガスの通孔（図示せず）が設けられている。

また、クーラ側フランジ５の通孔の左右には、エンジン側フランジ２３のスタッドボルト２５の位置に相当する位置にボルト孔８を有し、このボルト孔８からクーラ側フランジ５下端の開放端へ向けて、スタッドボルト２５の軸径と略同じ幅に切り欠いた切り欠き部６を各１箇所ずつ有している。
クーラ側フランジ５における切り欠き部６の周縁の部分は、ナット１０を強く締め付けた場合にも締め付け力に耐え得るように、クーラ側フランジ５の一般部の板厚よりも肉厚に設定された補強部７となっている。

以下、ＥＧＲクーラ１の入口パイプ２とエンジン側の排気系配管２１との取り付けについて説明する。
入口パイプ２と排気系配管２１との取り付けには、図１、図２および図４に示すように、まず、あらかじめスタッドボルト２５にナット１０を取り付けておく。その際、ナット１０とエンジン側フランジ２３との間には、クーラ側フランジ５の厚さ以上の間隔を残しておく。

次に、ＥＧＲクーラ１を搭載位置の真上に持ってきて、図４の矢印のようにＥＧＲクーラ１を下降させて、スタッドボルト２５が切り欠き部６をスライドし、ボルト孔８に収まるようにセットする。
その後、すでにスタッドボルト２５にセットしてあるナット１０を締め付けて、入口パイプ２が搭載位置からずれないように強固に固定する。
ＥＧＲクーラ１の出口パイプ３とエンジン側の吸気系配管２２との取り付けについても同様に行う。

このように構成したＥＧＲクーラのパイプの取付構造では、上記クーラ側フランジ５には、上記ボルト孔８からそのクーラ側フランジ５の端縁に設けた開放端まで上記スタッドボルト２５の軸径と同じ幅で切り欠いて開放した切り欠き部６を有することにより、エンジン側フランジ２３のスタッドボルト２５にクーラ側フランジ５のボルト孔８をセットする際に、クーラ側フランジ５に設けた切り欠き部６の開放端からスタッドボルト２５の軸部を差し込んでボルト孔８までスライドさせることができ、ＥＧＲクーラ１を取り付けるために従来のような水平方向の取り回しが必要なく、搭載スペースに制限がある場合にも容易にＥＧＲクーラ１を取り付けることができる。

また、入口パイプ２または出口パイプ３のクーラ側フランジ５の厚さ以上の余裕を残してあらかじめスタッドボルト２５にナット１０を取り付けておき、入口パイプ２または出口パイプ３のクーラ側フランジ５を切り欠き部６からスタッドボルト２５に差し込み、エンジン側フランジ２３とナット１０の間に挟み込まれるようにセットしてからナット１０を締め付けて固定するという手順で取り付けることが可能になるため、スタッドボルト２５付近のスペースに制限がある場合でも容易にナット１０を締め付けることができる。

また、上記クーラ側フランジ５と上記エンジン側フランジ２３との取付状態において、上記開放端の高さ位置が、上記ボルト孔８よりも低位であることにより、上記切り欠き部６を上記スタッドボルト２５にセットしてＥＧＲクーラ１を搭載位置にセットしたときに、スタッドボルト２５によってＥＧＲクーラ１の重量を支えられるため、作業者がナット１０を締め付ける際にＥＧＲクーラ１の取付位置を保持することができ、締め付け作業を容易に行うことができる。

さらに、上記クーラ側フランジ５における切り欠き部６のボルト孔８の周縁を肉盛りして、クーラ側フランジ５の一般部の板厚より厚く設定した補強部７を設けたことにより、車両からの振動が大きい場合やＥＧＲクーラの重量が大きい場合などＥＧＲクーラ１を固定するために強い締め付け力を要する場合で、かつＥＧＲクーラ１の搭載スペースが制限される場合にも、上記外縁がナット１０の締め付け力に耐え得る剛性を備えることができる。

〔別態様〕
上記実施の形態ではシェルチューブタイプのＥＧＲクーラ１を用いたが、プレートチューブタイプのＥＧＲクーラについても本発明のパイプの取付構造を適用してよい。
また、切り欠き部６の方向も下方向に限定されるものではなく、エンジン側フランジ２３のスタッドボルト２５にセットしてからナット１０を締め付ける際に容易にＥＧＲクーラの取付位置を保持できればよく、クーラ側フランジ５と上記エンジン側フランジ２３との取付状態において、上記開放端の高さが、上記ボルト孔８と同位かまたは上記ボルト孔８よりも低位となる範囲で設定してよい。
また、切り欠き部６は全てのクーラ側フランジ５のボルト孔８に設けられる必要はなく、取付位置の水平方向に十分なスペースがあって、重量や振動によりＥＧＲクーラ１を固定するためにナット１０の強い締め付け力を必要とするクーラ側フランジ５のボルト孔には円形の通常のボルト孔８を穿設し、取付位置の水平方向のスペースが制限されているクーラ側フランジ５のボルト孔８にのみ切り欠き部６を設けるようにしてもよい。

本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラ、ＥＧＲクーラに接続されたパイプ類、エンジン側フランジを示す正面図である。 同ＥＧＲクーラ、ＥＧＲクーラに接続されたパイプ類、エンジン側フランジを示す右側面図である。 本発明の実施形態にかかるクーラ側フランジの拡大図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。 本発明の実施形態にかかるＥＧＲクーラにおける車両への取り付けを示す図である。 従来のＥＧＲクーラにおける車両への取り付けを示す図である。

符号の説明

１ ＥＧＲクーラ
２ 入口パイプ
３ 出口パイプ
４ 冷却水パイプ
５ クーラ側フランジ
６ 切り欠き部
７ 補強部
８ ボルト孔
１０ ナット
２０ エンジン
２１ 排気系配管
２２ 吸気系配管
２３ エンジン側フランジ
２４ 通孔
２５ スタッドボルト

Claims (3)

1. 車載のＥＧＲクーラに基端を接続され、エンジンの排気系からＥＧＲクーラへＥＧＲガスを導入しまたはＥＧＲクーラからエンジンの吸気系へＥＧＲガスを送出するガスパイプを有し、
   このガスパイプの先端の接続端部にボルト孔を有するクーラ側フランジを、エンジンの排気系または吸気系の配管接続用のスタッドボルトを有するエンジン側フランジと、ナットを用いて締結するＥＧＲクーラのパイプの取付構造において、
   上記クーラ側フランジには、上記ボルト孔からそのクーラ側フランジの端縁に設けた開放端まで上記スタッドボルトの軸径と同じ幅で切り欠いて開放した切り欠き部を有することを特徴とするＥＧＲクーラのパイプの取付構造。
2. 上記クーラ側フランジと上記エンジン側フランジとの取付状態において、上記開放端の高さ位置が、上記ボルト孔と同位かまたは上記ボルト孔よりも低位であることを特徴とする請求項１記載のＥＧＲクーラのパイプの取付構造。
3. 上記クーラ側フランジにおける切り欠き部のボルト孔の周縁を肉盛りして、クーラ側フランジの一般部の板厚より厚く設定したことを特徴とする請求項１または２記載のＥＧＲクーラのパイプの取付構造。

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