JP2011214550A - シリンダヘッドの排気再循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱する表面積を大きくしてＥＧＲガスの冷却効率を向上させることができ、また、ＥＧＲ通路を鋳込むことによって簡易にシリンダヘッドに配設しつつ、ＥＧＲガス及び冷却水のシール性、及び、ＥＧＲ通路の剛性を確保することができる、シリンダヘッドの排気再循環装置を提供する。
【解決手段】熱交換器用偏平伝熱管４０は、ＥＧＲパイプ３１の他端に連通される排気ガス流入端部４１と、ＥＧＲバルブ３２に連通される排気ガス流出端部４２と、を備えるとともに、排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２のそれぞれが、排気ガスの流通方向に対して垂直な平面による断面において円形状に形成され、排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２とのそれぞれが、シリンダヘッド１１の排気側及び吸気側に鋳込まれることにより、熱交換器用偏平伝熱管４０がシリンダヘッド１１のウォータージャケット１５の内部に配設される。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダヘッドの排気再循環装置に関し、詳しくは、排気再循環装置が備える熱交換器用偏平伝熱管をシリンダヘッドのウォータージャケットの内部に配設する技術に関する。

従来、エンジン等の内燃機関において、燃焼時に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減化や燃費向上を達成するために、排気再循環装置（ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置）が用いられている。
有害成分である窒素酸化物は、エンジン燃焼室の燃焼温度が高くなることによって、空気中の窒素が酸化して発生する。排気再循環装置は、不活性な（酸素量の少ない）気体となった排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を、シリンダヘッドの排気側から吸気側に再び環流して吸入空気と混合させ、燃焼室内の燃焼温度を低下させることにより、発生する窒素酸化物の低減を図るものである。
このような排気再循環装置において、熱交換器用の伝熱管（ＥＧＲ通路）をシリンダヘッドのウォータージャケットの内部に配設することにより、ＥＧＲガスを効率的に冷却する技術が公知となっている(例えば、特許文献１及び特許文献２参照)。

実開平６−７６６４４号公報 特開２００７−２２４７８４号公報

前記特許文献１においては、シリンダヘッドのウォータージャケット内に、ＥＧＲ通路としてステンレス管やセラミックス管を鋳込む技術が開示されている。
しかし、前記従来技術においては、シリンダヘッドの排気側から吸気側に至るまでのＥＧＲ通路の形状が直線的で単純であり、冷却水に伝熱するためのＥＧＲ通路の表面積に限界があるため、ＥＧＲガスの冷却効率が良くないという問題があった。

また、ＥＧＲガスの冷却効率を向上させるためにＥＧＲ通路として偏平管を用いた場合は、偏平管をシリンダヘッドに鋳込む際に、溶湯であるアルミが収縮することによって偏平管の鋳込部分が圧縮される。この際、偏平管の鋳込部分における直線部分と他の部分との間で剛性に偏りがあるため、剛性の低い直線部分にたわみが生じることがある。これにより、偏平管の鋳込部分における偏平面とシリンダヘッドの間に隙間ができ、ＥＧＲガス及び冷却水のシール性が悪化するという問題があった。

さらに、上記の如くＥＧＲ通路として偏平管をウォータージャケット内に配設する場合は、偏平管をウォータージャケット形成用の中子の内部に埋設して当該中子を成形する必要がある。この際に、偏平管が中子の材料である砂に押圧され、ＥＧＲ通路が閉塞してしまうという問題があった。

また、前記特許文献２においても、ＥＧＲ通路である接続管の断面が直径の大きな円形状であることから、冷却水に伝熱する表面積が小さくなるため冷却効率が向上しない。また、ＥＧＲ通路の中心部を通るＥＧＲガスは冷却され難くなるため、ＥＧＲガスの冷却効率が良くないという問題があった。
加えて、特許文献２に記載の技術では、シリンダヘッドを成形した後に、ＥＧＲ通路である接続管をシリンダヘッドに取付ける作業が別途必要となるという問題があった。

そこで本発明は、上記現状に鑑み、シリンダヘッドの排気側から吸気側に至るまでのＥＧＲ通路の形状を改良して、冷却水に伝熱する表面積を大きくすることにより、ＥＧＲガスの冷却効率を向上させることができ、また、ＥＧＲ通路を鋳込むことによって簡易にシリンダヘッドに配設しつつ、ＥＧＲガス及び冷却水のシール性、及び、ＥＧＲ通路の剛性を確保することができる、シリンダヘッドの排気再循環装置を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、シリンダヘッドと、該シリンダヘッドの吸気ポートに接続される吸気管と、前記シリンダヘッドの排気ポートに接続される排気管と、を備える内燃機関に配設され、前記シリンダヘッドの排気ポート配設側でその一端が前記排気管に連通されるＥＧＲパイプと、前記シリンダヘッドの吸気ポート配設側で前記吸気管に連通されるＥＧＲバルブと、前記シリンダヘッドの内部に配置されて前記ＥＧＲパイプの他端と前記ＥＧＲバルブとを連通する熱交換器用偏平伝熱管と、を備える、シリンダヘッドの排気再循環装置であって、前記熱交換器用偏平伝熱管は、前記ＥＧＲパイプの他端に連通される排気ガス流入端部と、前記ＥＧＲバルブに連通される排気ガス流出端部と、を備えるとともに、前記排気ガス流入端部と前記排気ガス流出端部のそれぞれが、排気ガスの流通方向に対して垂直な平面による断面において円形状に形成され、前記排気ガス流入端部と前記排気ガス流出端部とのそれぞれが、前記シリンダヘッドの排気ポート配設側部分及び吸気ポート配設側部分に鋳込まれることにより、前記熱交換器用偏平伝熱管が前記シリンダヘッドのウォータージャケットの内部に配設されるものである。

請求項２においては、前記熱交換器用偏平伝熱管は、その中途部が前記ウォータージャケットを形成するための中子の内部に埋設されるとともに、前記排気ガス流入端部と前記排気ガス流出端部とが前記中子から延出された状態で、前記シリンダヘッドに鋳込まれることにより、前記シリンダヘッドのウォータージャケットの内部に配設されるものである。

請求項３においては、前記熱交換器用偏平伝熱管の中途部には、対向する二つの内周面において、内側に突出する多数の内突起部が、対向する側の内周面に形成された前記内突起部と互いに当接して形成されるものである。

請求項４においては、前記内突起部は、排気ガスの流れる方向における上流側に向かって縮幅して形成されるものである。

請求項５においては、前記熱交換器用偏平伝熱管は、一本の偏平伝熱管の中途部を、外周面が順に対向するように蛇行させて曲げることにより形成されるものである。

請求項６においては、前記熱交換器用偏平伝熱管の中途部には、外周面において、外側に突出する多数の外突起部が、対向する側の外周面に形成された前記外突起部と互いに当接して形成されるものである。

請求項７においては、前記外突起部は、冷却水の流れる方向における上流側に向かって縮幅して形成されるものである。

請求項８においては、前記熱交換器用偏平伝熱管の、排気ガス流入端部の内周面には、排気ガスの流れる方向に沿って整流板が形成されるものである。

請求項９においては、前記熱交換器用偏平伝熱管の中途部は、冷却水の流れる方向における上流側の端面が尖角形状に形成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明により、シリンダヘッドの排気再循環装置において、ＥＧＲガスの冷却効率を向上させることができ、また、ＥＧＲ通路を鋳込むことによって簡易にシリンダヘッドに配設しつつ、ＥＧＲガス及び冷却水のシール性、及び、ＥＧＲ通路の剛性を確保することができる。

本実施形態に係るシリンダヘッドの排気再循環装置を備えた内燃機関の概略図。 （ａ）は同じくシリンダヘッドの一部切欠断面図、（ｂ）は同じくシリンダヘッドを鋳造する際の概略図。 同じくシリンダヘッドの排気再循環装置が備える熱交換器用偏平伝熱管の排気ガス流入端部を示した断面図。 （ａ）は同じく熱交換器用偏平伝熱管の排気ガス流入端部を示した斜視図、（ｂ）は図３におけるＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は図３におけるＢ−Ｂ線断面図。 （ａ）は熱交換器用偏平伝熱管に形成される内突起部（外突起部）の平面図及び側面図、（ｂ）は同じく内突起部（外突起部）の間を流通するガス（冷却水）の流れを示した図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。

［内燃機関１０の構成］
まず始めに、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドの排気再循環装置を備えた内燃機関１０の概略について、図１を用いて説明する。なお、本明細書においては説明の便宜上、図１における上側を上方、下側を下方とし、同じく左側を左側方、右側を右側方とし、同じく紙面手前側を前方、紙面奥行側を後方として説明する。

図１に示す如く、内燃機関１０はシリンダブロック２１の上面にシリンダヘッド１１が配設されて構成される。そして、シリンダヘッド１１には、スロットルバルブ２２ａを備える吸気管２２、及び、排気管２３が接続されている。
シリンダブロック２１には、上面に開口部を有する円筒形状のシリンダ２１ａが形成されており、シリンダ２１ａの内部には図示しないピストンがシリンダ２１ａの軸心方向に往復して摺動可能に収容されている。

シリンダヘッド１１の内部には燃焼室１４が形成されており、シリンダヘッド１１がシリンダブロック２１に配設された際には、燃焼室１４はシリンダブロック２１のシリンダ２１ａと連通される。また、燃焼室１４には図示しない点火プラグが配設される。
シリンダヘッド１１の内部には、吸気管２２と燃焼室１４とを連通する吸気ポート１２が形成されており、吸気ポート１２の燃焼室１４を挟んだ反対側の位置には、排気管２３と燃焼室１４とを連通する排気ポート１３が形成されている。吸気ポート１２及び排気ポート１３には、燃焼室１４に対して開閉するための図示しない排気弁及び吸気弁がそれぞれ設けられる。

また、シリンダヘッド１１の内部には排気ポート１３等を冷却するために、中空状のウォータージャケット１５が形成されている。ウォータージャケット１５の内部には冷却水が満たされており（図２（ａ）参照）、シリンダヘッド１１の外部において図示しない冷却ポンプやラジエータと接続されている。そして、冷却ポンプを駆動させることによって、ウォータージャケット１５の内部を冷却水が流通し、シリンダヘッド１１の内部を冷却するように構成されている。本実施形態においては、冷却水はウォータージャケット１５の内部を前側から後側に向かって（図１における紙面奥行方向及び図４（ａ）から（ｂ）における矢印βの方向に向かって）流れるように構成されている。

内燃機関１０は、ＥＧＲパイプ３１、ＥＧＲクーラーである熱交換器用偏平伝熱管４０、及び、ＥＧＲバルブ３２で構成されるシリンダヘッドの排気再循環装置を備える。熱交換器用偏平伝熱管４０は、その中途部４３が偏平状に形成されるとともに、同じく中途部４３の外周面が順に対向するように蛇行させて曲げることにより、蛇腹状に形成されている。そして、熱交換器用偏平伝熱管４０は、シリンダヘッド１１におけるウォータージャケット１５の内部に配設され、その内部は排気ガス流入端部４１及び排気ガス流出端部４２を介して外部と連通される。

ＥＧＲパイプ３１は、シリンダヘッド１１の排気ポート１３の配設側、つまり排気ガス流入端部４１側に配設され、排気管２３と熱交換器用偏平伝熱管４０における排気ガス流入端部４１とを連通している。また、ＥＧＲバルブ３２は、シリンダヘッド１１の吸気ポート１２の配設側、つまり排気ガス流出端部４２の側に配設され、排気ガス流出端部４２と吸気管２２の間に介装されて両者を連通している。換言すれば、熱交換器用偏平伝熱管４０は、シリンダヘッド１１の内部に配置されて、ＥＧＲパイプ３１とＥＧＲバルブ３２とを連通するのである。

上記の如く構成された内燃機関１０においては、スロットルバルブ２２ａが開かれることにより、図１中の矢印Ａに示す如く吸気管２２に空気が流入する。そして、図１中の矢印Ｂの如く吸気ポート１２を通じてシリンダヘッド１１に空気が流入し、燃料とともに燃焼室１４で燃焼する。その後、排気ガスが図１中の矢印Ｃの如くシリンダヘッド１１から排気ポート１３を通じて流出し、さらに図１中の矢印Ｄの如く排気管２３を通じて外気に排出されるのである。

内燃機関１０の駆動中にＥＧＲバルブ３２が開かれると、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）が図１中の矢印Ｅの如くＥＧＲパイプ３１に流入する。そして、ＥＧＲガスは図１中の矢印Ｆの如く熱交換器用偏平伝熱管４０へと導かれ、熱交換器用偏平伝熱管４０を流通する際にウォータージャケット１５の内部を流れる冷却水によって冷却される。その後、ＥＧＲガスは図１中の矢印Ｇの如く、ＥＧＲバルブ３２を介して吸気管２２へと還流されるのである。

内燃機関１０においては上記の如く、本実施形態に係るシリンダヘッドの排気再循環装置を駆動させることにより、不活性な（酸素量の少ない）気体となったＥＧＲガスをシリンダヘッド１１の排気管２３から吸気管２２に再び環流して吸入空気と混合させている。これにより、燃焼室１４の内部の燃焼温度を低下させることで窒素酸化物の低減化を図っているのである。

［熱交換器用偏平伝熱管４０の構成］
次に、本実施形態に係るシリンダヘッドの排気再循環装置が備える熱交換器用偏平伝熱管４０の構成について、図２から図５を用いて説明する。
熱交換器用偏平伝熱管４０は図２（ａ）に示す如く、シリンダヘッド１１のウォータージャケット１５の内部に配設されており、ＥＧＲパイプ３１に連通される排気ガス流入端部４１と、ＥＧＲバルブ３２に連通される排気ガス流出端部４２と、排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２との間に形成される中途部４３と、を備える。そして、排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２のそれぞれが、排気ガスの流通方向（図１及び図２（ａ）においては略左側方）に対して垂直な平面による断面において円形状に形成されている（図３及び図４（ａ）（ｂ）参照）。

また、熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３は、図１及び図２（ａ）に示す如く、偏平状に形成されるとともに、その外周面が順に対向するように蛇行させて曲げることにより、蛇腹状に形成されている。
熱交換器用偏平伝熱管４０の材料は、シリンダヘッド１１を形成する材料と融点が同じアルミニウムか、若しくはそれより融点が高い鉄等が用いられる。

本実施形態に係るシリンダヘッドの排気再循環装置においては、上記の如く熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３を蛇行させて曲げている。これにより、冷却水に伝熱するための熱交換器用偏平伝熱管４０における、排気ガス流入端部４１から排気ガス流出端部４２へ至るまでの中途部４３の長さを大きく確保することができ、該中途部４３の表面積を大きくして、ＥＧＲガスの冷却効率を向上させる構成としているのである。

また、１本の熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３を蛇行させる構成とすることにより、直線的な熱交換器用偏平伝熱管を多数設ける必要がない。換言すれば、単純な形状の熱交換器用偏平伝熱管であれば、ＥＧＲガスの冷却効率を確保するために複数本を設ける必要のあるところ、１本の熱交換器用偏平伝熱管４０を設けるだけでよいため、熱交換器用偏平伝熱管の本数を低減させることが可能となるのである。

シリンダヘッド１１は図２（ｂ）に示す如く、下型１０１、上型１０２、及び横型１０３・１０３からなる金型、並びに中子６１を備えるシリンダヘッドの製造装置を用いて鋳造する。そして、ウォータージャケット１５は、中子６１をキャビティの内部に配置した状態でシリンダヘッド１１を鋳造することにより形成される。

具体的には、図２（ｂ）に示す如く、下型１０１の上方に中子６１を配設した状態で、上型１０２、横型１０３・１０３で型閉じするのである。これにより、下型１０１、上型１０２、及び、横型１０３・１０３からなる金型における間隙がキャビティとして形成され、中子６１がキャビティの内部に配置されるのである。

さらに、図２（ｂ）に示す如くキャビティの内部に溶湯Ｍを供給することにより、シリンダヘッド１１を鋳造するのである。即ち、シリンダヘッド１１を鋳造して、中子６１を除去した後には、図２（ａ）に示す如く中子６１の部分がウォータージャケット１５として形成されるのである。
なお、シリンダヘッド１１を鋳造する際には、実際は吸気ポート１２や排気ポート１３を形成するために他の中子がキャビティの内部に配設されるが、本明細書においては便宜上これらの他の中子についての図示及び説明を省略する。

本実施形態においては図２（ｂ）に示す如く、熱交換器用偏平伝熱管４０は、その中途部４３が中子６１の内部に埋設されるとともに、排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２とが中子６１から延出された状態で、キャビティの内部に溶湯Ｍが供給される。これにより、熱交換器用偏平伝熱管４０の排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２とのそれぞれが、シリンダヘッド１１の排気側及び吸気側に鋳込まれるとともに、中途部４３がウォータージャケット１５内に配置されることとなる。つまり、熱交換器用偏平伝熱管４０がシリンダヘッド１１のウォータージャケット１５の内部に配設されるのである。

ここで、熱交換器用偏平伝熱管４０の排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２とのそれぞれは、上記の如く排気ガスの流通方向に対して垂直な平面による断面において円形状に形成されている。このため、排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２とのそれぞれを、シリンダヘッド１１の排気側及び吸気側に鋳込む際の鋳込み性を向上させることができる。

具体的には、溶湯であるアルミが収縮しても、円形状の排気ガス流入端部４１と排気ガス流出端部４２との外周面で均等に圧縮力（図４（ｂ）に示す矢印Ｐ）を受けることができるのである。即ち、偏平管を鋳込んだ場合と比較して、排気ガス流入端部４１及び排気ガス流出端部４２の鋳込部分に剛性の偏りがなくたわみが発生しない。このため、鋳込部分とシリンダヘッド１１との間に隙間ができず、ＥＧＲガス及び冷却水のシール性が悪化することを防止できるのである。

上記の如く、本実施形態においては、ＥＧＲ通路である熱交換器用偏平伝熱管４０をシリンダヘッド１１に鋳込む構成としている。これにより、熱交換器用偏平伝熱管４０を簡易にシリンダヘッド１１のウォータージャケット１５に配設することができるため、シリンダヘッド１１を成形した後に別途作業を行う必要がないのである。

また、本実施形態においては図３、図４（ａ）及び（ｃ）に示す如く、熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３には、扁平形状を形成する内周面のうち、対向する二つの平面状の内周面において、内側に突出する多数の内突起部４５が、対向する側の内周面に形成された内突起部４５と互いに当接して形成されている。
さらに、熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３には、外周面において、外側に突出する多数の外突起部４６が、対向する側の外周面に形成された外突起部４６と互いに当接して形成されている。

本実施形態においては上記の如く構成することにより、熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３を中子６１の内部に埋設する際に中途部４３が中子６１の材料である砂に押圧された場合や、熱交換器用偏平伝熱管４０をシリンダヘッド１１に鋳込む際に溶湯Ｍから圧縮力を受けた場合でも、熱交換器用偏平伝熱管４０の閉塞や変形を防止することができる。即ち、内突起部４５及び外突起部４６が互いに当接することにより、熱交換器用偏平伝熱管４０の強度が向上するため、中途部４３がつぶれて塞がったり、形が変わったりすることを防いでいるのである。

また、熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３に内突起部４５及び外突起部４６を形成することにより、冷却水に伝熱するための熱交換器用偏平伝熱管４０の表面積をより大きくして、ＥＧＲガスの冷却効率を向上させることができるのである。

さらに、内突起部４５及び外突起部４６を互いに当接させる構成にすることにより、突起部を一方の面から突出させて他方の面に当接させる構成と比較して、ＥＧＲガスや冷却水の流れを円滑にすることができる。即ち、内突起部４５及び外突起部４６のそれぞれの突起量（高さ）を半分にすることができるのである。これにより、ＥＧＲガスや冷却水が内突起部４５及び外突起部４６を通過した後で、ＥＧＲガスや冷却水の流れが阻害されて淀むことが少なくなるため、ＥＧＲガスの冷却効率の悪化を防止できるのである。

熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３に形成される内突起部４５は、図５（ａ）に示す如く、排気ガス（ＥＧＲガス）の流れる方向（図３に示す矢印α）における上流側に向かって縮幅して形成される。また、外突起部４６についても、図５（ａ）に示す如く、冷却水の流れる方向（図４（ａ）から（ｃ）に示す矢印β）における上流側に向かって縮幅して形成される。

上記の如く構成することにより、図５（ｂ）に示す如く、ＥＧＲガスや冷却水の流れを内突起部４５及び外突起部４６に当てて方向を変えて、次の内突起部４５及び外突起部４６の方向に流れるようにしている。これにより、ＥＧＲガスや冷却水の流れの圧損を低減させるとともに、ＥＧＲガスや冷却水の流れを乱してＥＧＲガスの冷却効率の向上を図っているのである。なお、内突起部４５及び外突起部４６は、ＥＧＲガスや冷却水の流れの圧損を低減させないために、図５（ｂ）に示すそれぞれの間隔Ｄの大きさを十分にとって形成されている。

また、図３、図４（ａ）及び（ｂ）に示す如く、熱交換器用偏平伝熱管４０における排気ガス流入端部４１の内周面には、排気ガスの流れる方向に沿って整流板４９が形成されている。本実施形態においては、整流板４９は３枚配設されており、それぞれの整流板４９は中途部４３の側（ＥＧＲガスの流れ方向の下流側）に向かうに従って高さが小さくなるように形成されている。また、外側に配設される２枚の整流板４９は中途部４３に向かうに従って外側に開くように、即ち互いの間隔が広くなるように配設されている。なお、整流板４９の枚数や形状は本実施形態に限定されるものではなく、熱交換器用偏平伝熱管４０における排気ガス流入端部４１や中途部４３の大きさ、形状等によって適宜変更することが可能である。

上記の如く構成することにより、排気ガス流入端部４１から中途部４３に流入したＥＧＲガスの流速が、中央部と両端部（図４（ｂ）における左右両側）とで略均一になるようにしているのである。換言すれば、ＥＧＲガスが排気ガス流入端部４１から中途部４３に流れ込む際に、それぞれの整流板４９がＥＧＲガスを両端部に導くため、ＥＧＲガスが両端部に円滑に流れ込むことができ、ＥＧＲガスの冷却効率が低下するのを防いでいるのである。

また、図４（ａ）から（ｃ）に示す如く、熱交換器用偏平伝熱管４０の中途部４３は、冷却水の流れる方向（図４（ａ）から（ｃ）に示す矢印β）における上流側の端面４３ａが尖角形状に形成される。
上記の如く構成することにより、端面４３ａにおいて冷却水の抵抗を下げて淀みを少なくすることができる。即ち、冷却水の流れが円滑となるため、ＥＧＲガスの冷却効率を向上させることが可能となるのである。

１０ 内燃機関
１１ シリンダヘッド
１５ ウォータージャケット
２２ 吸気管
２３ 排気管
３１ ＥＧＲパイプ
３２ ＥＧＲバルブ
４０ 熱交換器用偏平伝熱管
４１ 排気ガス流入端部
４２ 排気ガス流出端部

Claims (9)

1. シリンダヘッドと、該シリンダヘッドの吸気ポートに接続される吸気管と、前記シリンダヘッドの排気ポートに接続される排気管と、を備える内燃機関に配設され、
   前記シリンダヘッドの排気ポート配設側でその一端が前記排気管に連通されるＥＧＲパイプと、前記シリンダヘッドの吸気ポート配設側で前記吸気管に連通されるＥＧＲバルブと、前記シリンダヘッドの内部に配置されて前記ＥＧＲパイプの他端と前記ＥＧＲバルブとを連通する熱交換器用偏平伝熱管と、を備える、シリンダヘッドの排気再循環装置であって、
   前記熱交換器用偏平伝熱管は、前記ＥＧＲパイプの他端に連通される排気ガス流入端部と、前記ＥＧＲバルブに連通される排気ガス流出端部と、を備えるとともに、前記排気ガス流入端部と前記排気ガス流出端部のそれぞれが、排気ガスの流通方向に対して垂直な平面による断面において円形状に形成され、
   前記排気ガス流入端部と前記排気ガス流出端部とのそれぞれが、前記シリンダヘッドの排気ポート配設側部分及び吸気ポート配設側部分に鋳込まれることにより、前記熱交換器用偏平伝熱管が前記シリンダヘッドのウォータージャケットの内部に配設される、
   ことを特徴とする、シリンダヘッドの排気再循環装置。
2. 前記熱交換器用偏平伝熱管は、その中途部が前記ウォータージャケットを形成するための中子の内部に埋設されるとともに、前記排気ガス流入端部と前記排気ガス流出端部とが前記中子から延出された状態で、前記シリンダヘッドに鋳込まれることにより、前記シリンダヘッドのウォータージャケットの内部に配設される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。
3. 前記熱交換器用偏平伝熱管の中途部には、対向する二つの内周面において、内側に突出する多数の内突起部が、対向する側の内周面に形成された前記内突起部と互いに当接して形成される、
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。
4. 前記内突起部は、排気ガスの流れる方向における上流側に向かって縮幅して形成される、
   ことを特徴とする、請求項３に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。
5. 前記熱交換器用偏平伝熱管は、一本の偏平伝熱管の中途部を、外周面が順に対向するように蛇行させて曲げることにより形成される、
   ことを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか１項に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。
6. 前記熱交換器用偏平伝熱管の中途部には、外周面において、外側に突出する多数の外突起部が、対向する側の外周面に形成された前記外突起部と互いに当接して形成される、
   ことを特徴とする、請求項５に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。
7. 前記外突起部は、冷却水の流れる方向における上流側に向かって縮幅して形成される、
   ことを特徴とする、請求項６に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。
8. 前記熱交換器用偏平伝熱管の、排気ガス流入端部の内周面には、排気ガスの流れる方向に沿って整流板が形成される、
   ことを特徴とする、請求項１から請求項７の何れか１項に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。
9. 前記熱交換器用偏平伝熱管の中途部は、冷却水の流れる方向における上流側の端面が尖角形状に形成される、
   ことを特徴とする、請求項１から請求項８の何れか１項に記載のシリンダヘッドの排気再循環装置。

Images