JP2011252441A - Cylinder head with egr gas cooling structure, and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem with a conventional EGR gas cooling structure, wherein a flat pipe which is laminated and arranged and which serves as a cooling tube of an EGR gas expands outward in a laminating direction and an inner diameter of the flat pipe in the laminating direction is enlarged, and thereby cooling performance of the EGR gas circulating in the flat pipe is reduced.SOLUTION: A cooling structure of the EGR gas includes an EGR gas cooler 31. The cooler is constructed as follow: a plurality of cooling tubes 32, each which serves as a passage of the EGR gas and is formed in a flat-pipe shape, is laminated each other; and both ends of the laminated plurality of cooling tubes 32 in an EGR-gas flow direction are each fixed by end-fixing plates 33. In the cooling structure, the EGR gas cooler 31 is installed in a water jacket 15 such that coolant flowing in the water jacket 15 formed on a cylinder head 11 of an engine comes in contact with the cooling tube 32. In addition, the cooling structure has supporters 11a and 11b for supporting the cooling tube 32 toward the inside in the laminating direction, between the end-fixing plate 33 and the end-fixing plate 33 which are arranged on both of the ends of the cooling tube 32.

Description

本発明は、ＥＧＲガスの冷却通路がウォータージャケット内に配置された、ＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッドおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a cylinder head having an EGR gas cooling structure in which a cooling passage for EGR gas is disposed in a water jacket, and a manufacturing method thereof.

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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine such as an engine, an exhaust gas recirculation device (EGR (Exhaust Gas Recirculation) device) has been used to reduce nitrogen oxide (NOx) generated during combustion and improve fuel efficiency.
Nitrogen oxide, which is a harmful component, is generated by oxidation of nitrogen in the air as the combustion temperature in the engine combustion chamber increases. The exhaust gas recirculation device recirculates a part of the exhaust gas (EGR gas) that has become an inert (low oxygen content) gas from the exhaust side of the cylinder head to the intake side, and mixes it with the intake air. By reducing the indoor combustion temperature, the generated nitrogen oxides are reduced.

このようなＥＧＲガスを再循環させる排気再循環装置においては、再循環されるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラーが備えられている。
前記ＥＧＲクーラーとしては、ＥＧＲガスの冷却管となる複数の扁平パイプを積層配置し、当該複数の扁平パイプのＥＧＲガス流れ方向の両端部を固定部材（端部プレート）にて固定することで、冷却効率の高いＥＧＲガス通路を構成したものが知られている（例えば、特許文献１に示すＥＧＲクーラーを参照）。 In such an exhaust gas recirculation device that recirculates EGR gas, an EGR cooler for cooling the recirculated EGR gas is provided.
As the EGR cooler, a plurality of flat pipes serving as EGR gas cooling pipes are stacked and fixed by fixing members (end plates) at both ends in the EGR gas flow direction of the plurality of flat pipes. What comprises the EGR gas channel with high cooling efficiency is known (for example, refer to the EGR cooler shown in patent documents 1).

また、図１１、図１２（ａ）、図１３（ａ）に示すように、複数の扁平パイプ１３２を積層配置し、当該複数の扁平パイプ１３２のＥＧＲガス流れ方向の両端部を端部プレート１３３にて固定して構成したＥＧＲクーラーにおいては、例えば扁平パイプ１３２は、長尺形状の短手方向両端部をプレスなどにより一側に屈曲した金属板を２枚用いて構成されている。具体的には、前記２枚の金属板を、互いに両端部の屈曲方向に対向させて配置し、各金属板の屈曲部同士をろう付けすることにより、扁平状のパイプ部材を構成している。   Further, as shown in FIGS. 11, 12 (a), and 13 (a), a plurality of flat pipes 132 are stacked and both ends of the plurality of flat pipes 132 in the EGR gas flow direction are end plates 133. In the EGR cooler configured to be fixed by, for example, the flat pipe 132 is configured by using two metal plates that are bent at one end in the short direction in the short direction to one side by pressing or the like. Specifically, the two metal plates are arranged so as to oppose each other in the bending direction of both end portions, and the bent portions of each metal plate are brazed to form a flat pipe member. .

また、扁平パイプ１３２の両扁平面（図１２における上下面）には、内側方向へ突出する内側突起１３２ｐ・１３２ｐ・・・、および外側方向へ突出する外側突起１３２ｑ・１３２ｑ・・・を、それぞれ形成している。
このように、内側突起１３２ｐ・１３２ｐ・・・を形成することにより、扁平パイプ１３２が潰れることを防止して、ＥＧＲガスが流通する扁平パイプ１３２の積層方向の内径を一定の寸法に保持し、ＥＧＲガス通路の断面積を確保することが可能となっており、さらに外側突起１３２ｑ・１３２ｑ・・・を形成することにより、積層した扁平パイプ１３２・１３２間の隙間を精度よく確保することが可能となっている。 Further, on both flat surfaces (upper and lower surfaces in FIG. 12) of the flat pipe 132, inner projections 132p, 132p,... Projecting inward and outer projections 132q, 132q, projecting outward are respectively provided. Forming.
In this way, by forming the inner projections 132p, 132p, ..., the flat pipe 132 is prevented from being crushed, and the inner diameter in the stacking direction of the flat pipe 132 through which the EGR gas flows is maintained at a constant dimension. It is possible to ensure the cross-sectional area of the EGR gas passage, and further, by forming the outer protrusions 132q, 132q, etc., it is possible to accurately ensure the gap between the laminated flat pipes 132, 132 It has become.

特開２００７−６４６０６号公報JP 2007-64606 A

しかし、前述の扁平パイプ１３２を積層配置して構成したＥＧＲクーラーにおいては、扁平パイプ１３２がプレスなどにより屈曲させた金属板を用いて構成されているため、前記金属板の屈曲部がスプリングバックして扁平パイプ１３２の積層方向の内径が拡大することがある（図１２（ｂ）参照）。
さらに、扁平パイプ１３２内には、エンジンの運転時に高温のＥＧＲガスが流れるため、その熱により扁平パイプ１３２が有する残留歪みが開放したり、扁平パイプ１３２が膨張したりして、各扁平パイプ１３２が積層方向の外側へ膨らんで、扁平パイプ１３２の積層方向の内径が拡大することとなる（図１３（ｂ）参照）。
このように、スプリングバックや熱歪みなどにより扁平パイプ１３２の積層方向の内径が拡大すると、扁平パイプ１３２内を流通するＥＧＲガスの冷却性能が低下するといった問題が生じる。 However, in the EGR cooler configured by laminating and arranging the flat pipes 132 described above, since the flat pipes 132 are configured using a metal plate bent by a press or the like, the bent portion of the metal plate springs back. Thus, the inner diameter of the flat pipe 132 in the stacking direction may increase (see FIG. 12B).
Furthermore, since high-temperature EGR gas flows in the flat pipe 132 during operation of the engine, the residual strain of the flat pipe 132 is released by the heat, or the flat pipe 132 expands. Swells outward in the stacking direction, and the inner diameter of the flat pipe 132 in the stacking direction increases (see FIG. 13B).
As described above, when the inner diameter of the flat pipe 132 in the stacking direction is increased due to springback, thermal distortion, or the like, there arises a problem that the cooling performance of the EGR gas flowing through the flat pipe 132 is deteriorated.

つまり、扁平パイプ１３２を積層して構成した従来のＥＧＲクーラーにおいては、内側突起１３２ｐ・１３２ｐ・・・および外側突起１３２ｑ・１３２ｑ・・・により、扁平パイプ１３２の内部および扁平パイプ１３２間が積層方向へ押し潰されることは防止可能であったが、扁平パイプ１３２が積層方向外側へ広がることは抑制することができず、冷却性能の低下を招くことがあった。   That is, in the conventional EGR cooler configured by laminating the flat pipes 132, the inner protrusions 132p, 132p,... And the outer protrusions 132q, 132q,. Although it was possible to prevent the flat pipe 132 from being crushed to the outside in the laminating direction, it was not possible to suppress the flat pipe 132 from spreading outward in the stacking direction, and cooling performance could be deteriorated.

そこで、本発明においては、扁平パイプが積層方向外側へ広がることを防止して、高い冷却性能を保持することができるＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッド、およびその製造方法を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides a cylinder head having an EGR gas cooling structure capable of preventing flat pipes from spreading outward in the stacking direction and maintaining high cooling performance, and a method of manufacturing the same. is there.

上記課題を解決するＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッドおよびその製造方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載のごとく、ＥＧＲガスの通路となる扁平パイプ状の冷却管を複数積層し、前記積層した複数の冷却管のＥＧＲガス流れ方向における両端部を、それぞれ固定部材にて固定してＥＧＲガス冷却器を構成し、エンジンのシリンダヘッドに形成されるウォータージャケット内を流れる冷却水が前記冷却管と接触するように、前記ＥＧＲガス冷却器を前記ウォータージャケット内に設置し、前記冷却管の両端に配置される固定部材と固定部材との間において、前記冷却管を積層方向内側へ向けて支持する支持手段を有する、ＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッド。
これにより、互いに平行に積層された冷却管が積層方向外側に膨らむことが防止でき、各冷却管の積層方向の内径が拡大することを抑制できて、ＥＧＲガスの熱交換率が低下することがなく、ＥＧＲガス冷却器の冷却性能を保持することが可能となる。 A cylinder head having an EGR gas cooling structure that solves the above problems and a method for manufacturing the cylinder head have the following characteristics.
That is, as described in claim 1, a plurality of flat pipe-shaped cooling pipes serving as EGR gas passages are stacked, and both end portions in the EGR gas flow direction of the plurality of stacked cooling pipes are fixed by fixing members, respectively. The EGR gas cooler is installed in the water jacket so that the cooling water flowing in the water jacket formed in the cylinder head of the engine is in contact with the cooling pipe, and the cooling A cylinder head having an EGR gas cooling structure having a supporting means for supporting the cooling pipe toward the inside in the stacking direction between the fixing members disposed at both ends of the pipe.
As a result, the cooling pipes stacked in parallel to each other can be prevented from expanding outward in the stacking direction, the inner diameter of each cooling pipe in the stacking direction can be prevented from expanding, and the heat exchange rate of the EGR gas can be reduced. Therefore, the cooling performance of the EGR gas cooler can be maintained.

また、請求項２記載のごとく、前記支持手段は、前記固定部材と固定部材との中間位置に配置される。
これにより、冷却管の積層方向外側への膨らみ防止の効果を大きくすることができる。 According to a second aspect of the present invention, the support means is disposed at an intermediate position between the fixing member and the fixing member.
Thereby, the effect of preventing the cooling pipe from bulging outward in the stacking direction can be increased.

また、請求項３記載のごとく、前記冷却管における前記支持手段にて支持される部分には、前記冷却管の積層方向の内径寸法を保持する内径寸法保持部、および積層される冷却管と冷却管との間隔を保持する間隔保持部が形成される。
これにより、前記支持手段の支持力により、冷却管が積層方向内側に過剰に押圧されて押し潰されることを防止できる。 According to a third aspect of the present invention, the portion of the cooling pipe that is supported by the support means includes an inner diameter dimension holding portion that holds an inner diameter dimension in the stacking direction of the cooling pipe, and a stacked cooling pipe and cooling section. An interval holding portion that holds an interval from the tube is formed.
Thereby, it is possible to prevent the cooling pipe from being excessively pressed inward in the stacking direction and being crushed by the supporting force of the supporting means.

また、請求項４記載のごとく、前記支持手段は、前記シリンダヘッドの鋳造時に、前記シリンダヘッドと一体成形される。
これにより、シリンダヘッドに支持突起を形成するための特別な工程を設ける必要がなく、シリンダヘッドにおけるＥＧＲガスの冷却構造の生産性を向上することが可能となる。 According to a fourth aspect of the present invention, the support means is integrally formed with the cylinder head when the cylinder head is cast.
Thereby, it is not necessary to provide a special process for forming the support protrusion on the cylinder head, and the productivity of the cooling structure for the EGR gas in the cylinder head can be improved.

また、請求項５記載のごとく、前記支持手段と前記支持手段に支持される冷却管との間に、弾性部材が介装される。
これにより、冷却管が前記支持手段により過剰な力で押圧されることがなく、冷却管の変形などを防止することができる。 Further, as described in claim 5, an elastic member is interposed between the support means and the cooling pipe supported by the support means.
As a result, the cooling pipe is not pressed by the supporting means with an excessive force, and deformation of the cooling pipe can be prevented.

また、請求項６記載のごとく、ＥＧＲガスの通路となる扁平パイプ状の冷却管を複数積層し、前記積層した複数の冷却管のＥＧＲガス流れ方向における両端部を、それぞれ固定部材にて固定してＥＧＲガス冷却器を構成し、前記ＥＧＲガス冷却器を、エンジンのシリンダヘッドにウォータージャケットを成形するための中子に内包させ、前記冷却管の一部を前記中子から露出させた状態で、前記中子を用いて前記シリンダヘッドの鋳造を行うことで、前記ウォータージャケット内に前記ＥＧＲガス冷却器が設置されるとともに、前記前記冷却管の前記中子から露出させた部分に、前記冷却管を前記冷却管の積層方向内側へ向けて支持する支持手段が形成されたシリンダヘッドを製造する、ＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッドの製造方法。
これにより、互いに平行に積層された冷却管が積層方向外側に膨らむことが防止でき、各冷却管の積層方向の内径が拡大することを抑制できて、ＥＧＲガスの熱交換率が低下することがなく、ＥＧＲガス冷却器の冷却性能を保持することが可能となる。 Further, as described in claim 6, a plurality of flat pipe-shaped cooling pipes serving as EGR gas passages are stacked, and both end portions in the EGR gas flow direction of the plurality of stacked cooling pipes are fixed by fixing members, respectively. The EGR gas cooler is configured, and the EGR gas cooler is included in a core for forming a water jacket in the cylinder head of the engine, and a part of the cooling pipe is exposed from the core. By casting the cylinder head using the core, the EGR gas cooler is installed in the water jacket, and the cooling pipe is exposed to the portion exposed from the core. Manufacture of a cylinder head having an EGR gas cooling structure for manufacturing a cylinder head formed with support means for supporting a tube toward the inner side in the stacking direction of the cooling tube Law.
As a result, the cooling pipes stacked in parallel to each other can be prevented from expanding outward in the stacking direction, the inner diameter of each cooling pipe in the stacking direction can be prevented from expanding, and the heat exchange rate of the EGR gas can be reduced. Therefore, the cooling performance of the EGR gas cooler can be maintained.

また、請求項７記載のごとく、前記冷却管の前記中子からの露出部分は、前記冷却管の積層方向における最外側面の、前記固定部材と固定部材との中間位置に位置している。
これにより、冷却管の積層方向外側への膨らみ防止の効果を大きくすることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, the exposed portion of the cooling pipe from the core is located at an intermediate position between the fixing member and the fixing member on the outermost surface in the stacking direction of the cooling pipe.
Thereby, the effect of preventing the cooling pipe from bulging outward in the stacking direction can be increased.

また、請求項８記載のごとく、前記冷却管における前記中子からの露出部分に対応する箇所には、前記冷却管の積層方向の内径寸法を保持する内径寸法保持部、および積層される冷却管と冷却管との間隔を保持する間隔保持部が形成される。
これにより、前記支持手段の支持力により、冷却管が積層方向内側に過剰に押圧されて押し潰されることを防止できる。 In addition, as described in claim 8, an inner diameter dimension holding portion that retains an inner diameter dimension in the stacking direction of the cooling pipe, and a cooling pipe to be stacked at a position corresponding to the exposed portion from the core in the cooling pipe. An interval holding portion that holds an interval between the cooling pipe and the cooling pipe is formed.
Thereby, it is possible to prevent the cooling pipe from being excessively pressed inward in the stacking direction and being crushed by the supporting force of the supporting means.

また、請求項９記載のごとく、前記中子における、前記冷却管が露出している部分には、弾性部材が付設されている。
これにより、冷却管が前記支持手段により過剰な力で押圧されることがなく、冷却管の変形などを防止することができる。 Further, as described in claim 9, an elastic member is attached to a portion of the core where the cooling pipe is exposed.
As a result, the cooling pipe is not pressed by the supporting means with an excessive force, and deformation of the cooling pipe can be prevented.

本発明は、以下の効果を奏する。
つまり、互いに平行に積層された冷却管が積層方向外側に膨らむことが防止でき、各冷却管の積層方向の内径が拡大することを抑制できて、ＥＧＲガスの熱交換率が低下することがなく、ＥＧＲガス冷却器の冷却性能を保持することが可能となる。 The present invention has the following effects.
That is, the cooling pipes stacked in parallel to each other can be prevented from expanding outward in the stacking direction, the inner diameter of each cooling pipe in the stacking direction can be prevented from expanding, and the heat exchange rate of EGR gas does not decrease. The cooling performance of the EGR gas cooler can be maintained.

ＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッドを示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing a cylinder head provided with an EGR gas cooling structure. ＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッドを示す側面図である。It is a side view which shows the cylinder head provided with the EGR gas cooling structure. シリンダヘッドにおけるＥＧＲガス冷却構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the EGR gas cooling structure in a cylinder head. ＥＧＲガスの冷却管に形成された内側突起および外部突起を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the inner side protrusion and external protrusion which were formed in the cooling pipe of EGR gas. ＥＧＲガス冷却器を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows an EGR gas cooler. ＥＧＲガス冷却器を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing an EGR gas cooler. 冷却管に形成された内側突起および外部突起が、シリンダヘッドの支持突起にて支持されている範囲内に配置されている様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that the inner side protrusion and external protrusion which were formed in the cooling pipe are arrange | positioned in the range currently supported by the support protrusion of a cylinder head. シリンダヘッドの支持突起を冷却管のＥＧＲガス流れ方向に複数配設した状態を示す平面断面図である。It is a top sectional view showing the state where a plurality of support projections of the cylinder head are arranged in the EGR gas flow direction of the cooling pipe. シリンダヘッドの支持突起と冷却管との間に弾性部材を介装した状態を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the state which interposed the elastic member between the support protrusion of a cylinder head, and the cooling pipe. ＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッドを鋳造する際のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow at the time of casting the cylinder head provided with the EGR gas cooling structure. 従来のＥＧＲガス冷却構造を構成するＥＧＲガス冷却器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the EGR gas cooler which comprises the conventional EGR gas cooling structure. 従来のＥＧＲガス冷却構造において、ＥＧＲガス冷却器の冷却管の積層方向の内径が拡大する様子を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows a mode that the internal diameter of the lamination direction of the cooling pipe of an EGR gas cooler expands in the conventional EGR gas cooling structure. 従来のＥＧＲガス冷却構造において、ＥＧＲガス冷却器の冷却管の積層方向の内径が拡大する様子を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows a mode that the internal diameter of the lamination direction of the cooling pipe of an EGR gas cooler expands in the conventional EGR gas cooling structure.

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。   Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１〜図３には、本発明にかかるＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッドであるシリンダヘッド１１を示している。シリンダヘッド１１は、例えば複数の気筒（本実施形態では４気筒）を有するエンジンに備えられるものであり、気筒毎に吸気ポート１２・１２および排気ポート１３・１３を有している。   1 to 3 show a cylinder head 11 which is a cylinder head having an EGR gas cooling structure according to the present invention. The cylinder head 11 is provided, for example, in an engine having a plurality of cylinders (four cylinders in the present embodiment), and has intake ports 12 and 12 and exhaust ports 13 and 13 for each cylinder.

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は、シリンダヘッド１１のフロント側（気筒配列方向の一側；図１における左側）の端部からリア側（気筒配列方向の他側；図１における右側）の端部にかけて形成されている。 A hollow water jacket 15 is formed inside the cylinder head 11 to cool the exhaust port 13 and the like.
The water jacket 15 is formed from an end of the cylinder head 11 on the front side (one side in the cylinder arrangement direction; left side in FIG. 1) to an end on the rear side (the other side in the cylinder arrangement direction; right side in FIG. 1). Yes.

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、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、冷却水はシリンダヘッド１１のフロント側端部からウォータージャケット１５の内部に流入し、ウォータージャケット１５内をフロント側からリア側へ向かって流れた後、シリンダヘッド１１のリア側端部の冷却水出口１５ａから排出されるように構成されている。 The water jacket 15 is filled with cooling water, and is connected to a cooling pump and a radiator (not shown) outside the cylinder head 11. And it is comprised so that a cooling water may distribute | circulate through the inside of the water jacket 15 and drive the inside of the cylinder head 11 by driving a cooling pump.
In the present embodiment, the cooling water flows into the water jacket 15 from the front side end of the cylinder head 11, flows through the water jacket 15 from the front side to the rear side, and then the rear side of the cylinder head 11. It is configured to be discharged from the cooling water outlet 15a at the end.

シリンダヘッド１１を備えるエンジンは、排気ポート１３から排出された排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を、シリンダヘッド１１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る排気再循環装置を有している。   An engine including the cylinder head 11 includes an exhaust gas recirculation device that recirculates part of the exhaust gas (EGR gas) discharged from the exhaust port 13 from the exhaust side of the cylinder head 11 to the intake side and mixes it with the intake air. Have.

前記排気再循環装置は、前記ＥＧＲガスを吸気ポート１２側へ案内するためのガス通路を有しており、前記ガス通路は、シリンダヘッド１１内に配置され、ウォータージャケット１５内の冷却水によりＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却器３１と、ＥＧＲガス冷却器３１の一端部（図１における上端部）と排気ガスが流通する排気管との間に介装され、ＥＧＲガスをＥＧＲガス冷却器３１へ導く排気側連結管２２と、ＥＧＲガス冷却器３１の他端部（図１における下端部）と吸気ポート１２に連通する吸気マニホールドとの間に介装され、ＥＧＲガス冷却器３１にて冷却されたＥＧＲガスを吸気ポート１２側へ導く吸気側連結管２３とを備えている。
なお、例えば吸気側連結管２３の途中部には、排気管側から吸気ポート１２側へ還流するＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲバルブが設けられている。 The exhaust gas recirculation device has a gas passage for guiding the EGR gas toward the intake port 12, and the gas passage is disposed in the cylinder head 11, and EGR is generated by cooling water in the water jacket 15. An EGR gas cooler 31 that cools the gas, and an EGR gas cooler 31 that is interposed between one end (upper end in FIG. 1) of the EGR gas cooler 31 and an exhaust pipe through which the exhaust gas circulates. 1 is interposed between the exhaust side connecting pipe 22 leading to the other end of the EGR gas cooler 31 (lower end in FIG. 1) and the intake manifold communicating with the intake port 12, and is cooled by the EGR gas cooler 31. And an intake side connecting pipe 23 that guides the EGR gas to the intake port 12 side.
For example, an EGR valve that adjusts the flow rate of EGR gas that recirculates from the exhaust pipe side to the intake port 12 side is provided in the middle of the intake side connection pipe 23.

このように構成される排気再循環装置においては、エンジンの駆動中に前記ＥＧＲバルブが開かれると、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）が排気管から排気側連結管２２に流入し、さらにＥＧＲガス冷却器３１へと導かれる。ＥＧＲガス冷却器３１に導かれたＥＧＲガスは、ＥＧＲガス冷却器３１内を流通する際に、ウォータージャケット１５内を流れる冷却水によって冷却される。冷却されたＥＧＲガスは、その後吸気側連結管２３を通じて吸気マニホールドへ還流されることとなる。   In the exhaust gas recirculation apparatus configured as described above, when the EGR valve is opened while the engine is being driven, a part of the exhaust gas (EGR gas) flows from the exhaust pipe into the exhaust side connecting pipe 22 and further EGR. It is led to the gas cooler 31. The EGR gas guided to the EGR gas cooler 31 is cooled by the cooling water flowing in the water jacket 15 when flowing through the EGR gas cooler 31. The cooled EGR gas is then returned to the intake manifold through the intake side connecting pipe 23.

前記エンジンにおいては、上記の如く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ガスを排気管から吸気マニホールドへ再び環流して吸入空気と混合させている。これにより、シリンダヘッド１１における燃焼室内部の燃焼温度を低下させて、窒素酸化物の低減化を図っている。   In the engine, by driving the exhaust gas recirculation device as described above, the EGR gas that has become an inert (low oxygen amount) gas is recirculated from the exhaust pipe to the intake manifold and mixed with the intake air. Yes. Thereby, the combustion temperature inside the combustion chamber in the cylinder head 11 is lowered to reduce nitrogen oxides.

次に、シリンダヘッド１１におけるＥＧＲガスの冷却構造を構成する、ウォータージャケット１５内に設置されるＥＧＲガス冷却器３１について詳しく説明する。
シリンダヘッド１１においては、ＥＧＲガス冷却器３１をシリンダヘッド１１のウォータージャケット１５内に設置することにより、ＥＧＲガスの冷却構造を構成している。 Next, the EGR gas cooler 31 installed in the water jacket 15 that constitutes the EGR gas cooling structure in the cylinder head 11 will be described in detail.
In the cylinder head 11, the EGR gas cooler 31 is installed in the water jacket 15 of the cylinder head 11 to constitute an EGR gas cooling structure.

ＥＧＲガス冷却器３１は、ウォータージャケット１５内における、冷却水の流れ方向における下流側部分、詳しくは最も下流側に位置する気筒の吸気ポート１２・１２および排気ポート１３・１３と冷却水出口１５ａとの間に配置されている。
ＥＧＲガス冷却器３１は、ウォータージャケット１５内を流れる冷却水と接触し、内部を流通するＥＧＲガスを冷却する部分となる冷却管３２と、冷却管３２の両端に配置される端部固定プレート３３・３３とを備えている。 The EGR gas cooler 31 is a downstream portion in the coolant flow direction in the water jacket 15, more specifically, the intake ports 12 and 12 and the exhaust ports 13 and 13 of the cylinder located most downstream, and the coolant outlet 15a. It is arranged between.
The EGR gas cooler 31 is in contact with the cooling water flowing through the water jacket 15 and cools the cooling pipe 32 that cools the EGR gas flowing through the inside, and end fixing plates 33 arranged at both ends of the cooling pipe 32.・ 33.

冷却管３２は扁平形状を有する薄肉の中空管、すなわち扁平パイプ状の部材にて構成されている。ＥＧＲガス冷却器３１においては、冷却管３２は複数備えられており、複数の冷却管３２は前記扁平形状の短辺方向に積層配置されている。
つまり、ＥＧＲガスが流通する冷却管３２は、その断面形状が、積層方向を短辺とするとともに積層方向と直交する方向を長辺とする矩形状または長円形状に形成されており、複数の冷却管３２は、長辺側の面３２ａが互いに対向するように積層されている。
また、冷却管３２は、長尺形状の短手方向両端部をプレスなどにより一側に屈曲した金属板を２枚用いて構成されている。具体的には、前記２枚の金属板を、互いに両端部の屈曲方向に対向させて配置し、各金属板の屈曲部同士をろう付けすることにより、扁平パイプ状の部材を構成している。 The cooling pipe 32 is constituted by a thin hollow pipe having a flat shape, that is, a flat pipe-like member. In the EGR gas cooler 31, a plurality of cooling pipes 32 are provided, and the plurality of cooling pipes 32 are stacked in the short side direction of the flat shape.
That is, the cooling pipe 32 through which the EGR gas flows has a cross-sectional shape formed in a rectangular shape or an oval shape having a short side in the stacking direction and a long side in a direction orthogonal to the stacking direction. The cooling pipe 32 is laminated so that the long side surfaces 32a face each other.
Further, the cooling pipe 32 is configured by using two metal plates in which both ends of the long shape in the short direction are bent to one side by pressing or the like. Specifically, the two metal plates are arranged to face each other in the bending direction of both ends, and the bent portions of the respective metal plates are brazed to constitute a flat pipe-shaped member. .

このように、冷却管３２を扁平形状の中空管にて構成しているので、冷却管３２の短辺方向（積層方向）の内径を小さくして、冷却管３２内を流れるＥＧＲガスの流れ場における乱流域の割合を増加させるとともに、冷却管３２の通路断面積に対する表面積を増大させることができることができ、ＥＧＲガスの熱交換率を高めて冷却効率を向上することが可能となっている。また、冷却管３２は薄肉の中空管にて構成されているので、ＥＧＲガスの冷却効率をさらに向上することが可能である。   Thus, since the cooling pipe 32 is configured by a flat hollow pipe, the inner diameter of the cooling pipe 32 in the short side direction (stacking direction) is reduced, and the flow of EGR gas flowing in the cooling pipe 32 The ratio of the turbulent flow area in the field can be increased, the surface area of the cooling pipe 32 with respect to the passage cross-sectional area can be increased, and the cooling efficiency can be improved by increasing the heat exchange rate of the EGR gas. . Moreover, since the cooling pipe 32 is comprised by the thin hollow pipe, it is possible to further improve the cooling efficiency of EGR gas.

また、ＥＧＲガス冷却器３１においては、扁平形状の中空管にて構成される複数の冷却管３２を前記扁平形状の短辺方向に積層配置しているので、ウォータージャケット１５内の冷却水と接触する冷却管３２の表面積を、省スペースで増大させることができ、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能となっている。   Further, in the EGR gas cooler 31, a plurality of cooling pipes 32 configured by flat hollow pipes are stacked in the short side direction of the flat shape, so that the cooling water in the water jacket 15 and The surface area of the cooling pipe 32 in contact can be increased in a space-saving manner, and the cooling efficiency can be further improved.

また、ＥＧＲガス冷却器３１は、冷却管３２内を流通するＥＧＲガスの流れ方向と、ウォータージャケット１５内を流通する冷却水の流れ方向とが交差する姿勢に配置されている。本実施形態においては、冷却管３２内を流通するＥＧＲガスの流れ方向と、ウォータージャケット１５内を流通する冷却水の流れ方向とが直交している。
さらに、ＥＧＲガス冷却器３１は、各冷却管３２の短辺側の面３２ｂが、ウォータージャケット１５内を流通する冷却水の流れ方向と対向する姿勢に配置されている。つまり、各冷却管３２は、長辺側の面３２ａが、ウォータージャケット１５内を流通する冷却水の流れ方向と平行となる姿勢に配置されている。
ＥＧＲガス冷却器３１をこのように配置することにより、ウォータージャケット１５内を流通する冷却水の流通を妨げることなく、冷却管３２の外周面に冷却水を効率良く接触させることができ、ＥＧＲガスの冷却効率を向上することができる。 Further, the EGR gas cooler 31 is arranged in a posture in which the flow direction of the EGR gas flowing through the cooling pipe 32 intersects the flow direction of the cooling water flowing through the water jacket 15. In the present embodiment, the flow direction of EGR gas flowing through the cooling pipe 32 and the flow direction of cooling water flowing through the water jacket 15 are orthogonal to each other.
Further, the EGR gas cooler 31 is disposed such that the short side surface 32 b of each cooling pipe 32 faces the flow direction of the cooling water flowing through the water jacket 15. That is, each cooling pipe 32 is arranged in a posture in which the long side surface 32 a is parallel to the flow direction of the cooling water flowing through the water jacket 15.
By disposing the EGR gas cooler 31 in this way, the cooling water can be efficiently brought into contact with the outer peripheral surface of the cooling pipe 32 without hindering the circulation of the cooling water flowing through the water jacket 15. The cooling efficiency can be improved.

端部固定プレート３３・３３は、積層配置される各冷却管３２・３２・・・の両端部をそれぞれ固定している。つまり、各冷却管３２・３２・・・の一端部および他端部は、それぞれ端部固定プレート３３・３３により一体的に連結固定されている。
また、端部固定プレート３３は、円板状に形成され、各冷却管３２・３２・・・の一端部および他端部を連結固定する部分となる固定プレート３３ｂと、固定プレート３３ｂの周縁部から一方向へ立ち上がって、円筒形状に形成される側壁部３３ａとで構成されている。各冷却管３２・３２・・・の一端部および他端部は、ろう付けなどにより固定プレート３３ｂに接合されている。 The end fixing plates 33 and 33 fix both ends of the cooling pipes 32, 32,. That is, one end and the other end of each cooling pipe 32, 32... Are integrally connected and fixed by the end fixing plates 33, 33, respectively.
Further, the end fixing plate 33 is formed in a disc shape, and a fixing plate 33b serving as a portion for connecting and fixing one end and the other end of each of the cooling pipes 32, 32... And a peripheral portion of the fixing plate 33b The side wall portion 33a is formed in a cylindrical shape. One end and the other end of each cooling pipe 32, 32... Are joined to the fixed plate 33b by brazing or the like.

端部固定プレート３３・３３は冷却管３２よりも高強度に構成されており、シリンダヘッド１１に鋳包まれている。これにより、ＥＧＲガス冷却器３１が、その両端部でシリンダヘッド１１に支持されている。
このように、端部固定プレート３３・３３をシリンダヘッド１１の鋳造時に鋳包むことで、ＥＧＲガス冷却器３１をシリンダヘッド１１に固定しているので、ＥＧＲガス冷却器３１を固定するためのボルトなどの固定具が不要となっている。
なお、冷却管３２および端部固定プレート３３の構成材料としては、例えばアルミニウムやステンレスなどか用いられる。 The end fixing plates 33 and 33 are configured to have higher strength than the cooling pipe 32 and are cast into the cylinder head 11. Thereby, the EGR gas cooler 31 is supported by the cylinder head 11 at both ends thereof.
Thus, since the EGR gas cooler 31 is fixed to the cylinder head 11 by casting the end fixing plates 33 and 33 when the cylinder head 11 is cast, the bolts for fixing the EGR gas cooler 31 are fixed. Fixtures such as are unnecessary.
As a constituent material of the cooling pipe 32 and the end fixing plate 33, for example, aluminum or stainless steel is used.

図４に示すように、冷却管３２の扁平面となる長辺側の面３２ａ（図４における上下面）には、冷却管３２の内周面から内側方向へ突出する内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・、および外周面から外側方向へ突出する外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・が、それぞれ形成されている。
内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・については、冷却管３２における一方の長辺側の面３２ａ（例えば図４における上面）に形成される内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・と、冷却管３２の他方の長辺側の面３２ａ（例えば図４における下面）に形成される内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・とが、互いに対応する位置に形成されていて、前記一方の面の内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・と他方の面の内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・とが、冷却管３２内で互いに当接している。 As shown in FIG. 4, on the long side surface 32a (upper and lower surfaces in FIG. 4), which is the flat surface of the cooling pipe 32, inner projections 32p, 32p, which protrude inward from the inner peripheral surface of the cooling pipe 32. .. and outer protrusions 32q, 32q... Projecting outward from the outer peripheral surface are formed.
The inner protrusions 32p, 32p,... Are formed on one long side surface 32a (for example, the upper surface in FIG. 4) of the cooling pipe 32 and the other of the cooling pipe 32. Inner protrusions 32p, 32p,... Formed on the long side surface 32a (for example, the lower surface in FIG. 4) are formed at positions corresponding to each other, and the inner protrusions 32p, 32p,. And the inner projections 32p, 32p,... On the other surface are in contact with each other in the cooling pipe 32.

このように、冷却管３２に内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・を形成することにより、冷却管３２に対して積層方向外側から力がかかったとしても、冷却管３２が積層方向に潰れることを防止することができる。
これにより、ＥＧＲガスが流通する冷却管３２の積層方向の内径を一定の寸法に保持し、ＥＧＲガス通路の断面積を確保することが可能となっている。 In this way, by forming the inner protrusions 32p, 32p,... On the cooling pipe 32, the cooling pipe 32 is prevented from being crushed in the stacking direction even if a force is applied to the cooling pipe 32 from the outside in the stacking direction. can do.
As a result, the inner diameter in the stacking direction of the cooling pipe 32 through which the EGR gas flows can be maintained at a constant size, and the cross-sectional area of the EGR gas passage can be secured.

また、外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・については、冷却管３２における一方の長辺側の面３２ａ（例えば図４における上面）に形成される外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・と、冷却管３２の他方の長辺側の面３２ａ（例えば図４における下面）に形成される外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・とが、互いに対応する位置に形成されていて、積層される冷却管３２・３２のうち、下方に位置する冷却管３２の一方の外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・と、上方に位置する冷却管３２の他方の外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・とが、冷却管３２・３２間で互いに当接している。   In addition, the outer protrusions 32q, 32q,... Are formed on one long side surface 32a (for example, the upper surface in FIG. 4) of the cooling pipe 32 and the cooling pipe 32. Outer protrusions 32q, 32q,... Formed on the other long side surface 32a (for example, the lower surface in FIG. 4) are formed at positions corresponding to each other, and the cooling pipes 32, 32 are laminated. , One of the outer protrusions 32q, 32q,... Of the cooling pipe 32 positioned below, and the other outer protrusion 32q, 32q,. It is in contact.

このように、冷却管３２に外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・を形成することにより、積層される冷却管３２・３２・・・に対して積層方向外側から力がかかったとしても、冷却管３２・３２間の隙間が狭くなることを防止することができ、積層した冷却管３２・３２間の隙間を精度よく確保することが可能となっている。   As described above, by forming the outer protrusions 32q, 32q,... On the cooling pipe 32, even if a force is applied to the stacked cooling pipes 32, 32,. -The gap between 32 can be prevented from becoming narrow, and the gap between the stacked cooling pipes 32, 32 can be accurately ensured.

前記内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・および外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・は、例えば冷却管３２を構成する金属板をプレス成形することにより形成されており、前記金属板における長尺形状の短手方向両端部を一側に屈曲させる際に、同時に内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・および外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・を形成することができる。
従って、特別な手間をかけることなく容易に、内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・および外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・を冷却管３２・３２・・・に形成することが可能となっている。 The inner projections 32p, 32p,... And the outer projections 32q, 32q,... Are formed, for example, by press-molding a metal plate that constitutes the cooling pipe 32, and the elongated short side of the metal plate. When the both ends in the direction are bent to one side, the inner protrusions 32p, 32p,... And the outer protrusions 32q, 32q,.
Therefore, the inner protrusions 32p, 32p,... And the outer protrusions 32q, 32q,... Can be easily formed on the cooling pipes 32, 32,.

図５、図６に示すように、ＥＧＲガス冷却器３１は、シリンダヘッド１１に鋳包まれることによりウォータージャケット１５内に設置されているが、シリンダヘッド１１のウォータージャケット１５内におけるＥＧＲガス冷却器３１が設置されている部分には、ＥＧＲガス冷却器３１の冷却管３２・３２・・・を積層方向内側へ向けて支持する支持突起１１ａ・１１ｂが形成されている。
支持突起１１ａはウォータージャケット１５の内周面の上面から下方（ウォータージャケット１５の内側方向）へ向けて突出しており、支持突起１１ｂはウォータージャケット１５の内周面の下面から上方（ウォータージャケット１５の内側方向）へ向けて突出している。 As shown in FIGS. 5 and 6, the EGR gas cooler 31 is installed in the water jacket 15 by being cast in the cylinder head 11, but the EGR gas cooler in the water jacket 15 of the cylinder head 11. Support protrusions 11a and 11b that support the cooling pipes 32, 32,... Of the EGR gas cooler 31 toward the inner side in the stacking direction are formed in the portion where the 31 is installed.
The support protrusion 11a protrudes downward (inner direction of the water jacket 15) from the upper surface of the inner peripheral surface of the water jacket 15, and the support protrusion 11b extends upward (from the lower surface of the water jacket 15). Projects inward.

支持突起１１ａ・１１ｂは、シリンダヘッド１１を鋳造する際に、同時に鋳造により形成されるものであり、シリンダヘッド１１の構成部材と同じ部材にて一体的に構成されている。
このように、支持突起１１ａ・１１ｂを、シリンダヘッド１１の鋳造時に、前記シリンダヘッド１１と一体成形することにより、シリンダヘッド１１に支持突起１１ａ・１１ｂを形成するための特別な工程を設ける必要がなく、シリンダヘッド１１におけるＥＧＲガスの冷却構造の生産性を向上することが可能となっている。 The support protrusions 11 a and 11 b are formed by casting at the same time when the cylinder head 11 is cast, and are integrally formed by the same members as the constituent members of the cylinder head 11.
Thus, it is necessary to provide a special process for forming the support protrusions 11a and 11b in the cylinder head 11 by integrally forming the support protrusions 11a and 11b with the cylinder head 11 when the cylinder head 11 is cast. In addition, the productivity of the EGR gas cooling structure in the cylinder head 11 can be improved.

また、支持突起１１ａ・１１ｂは、ＥＧＲガス冷却器３１におけるＥＧＲガスの流通方向の中央部に配置されており、支持突起１１ａの先端面（図５における下面）は、積層される冷却管３２・３２・・・のうち、最上位置に配置される冷却管３２の上面に当接し、支持突起１１ｂの先端面（図５における上面）は、積層される冷却管３２・３２・・・のうち、最下位置に配置される冷却管３２の下面に当接している。   Further, the support protrusions 11a and 11b are arranged at the center of the EGR gas flow direction in the EGR gas cooler 31, and the front end surface (the lower surface in FIG. 5) of the support protrusion 11a is stacked on the cooling pipe 32. 32 ... is in contact with the upper surface of the cooling pipe 32 arranged at the uppermost position, and the front end surface (upper surface in FIG. 5) of the support projection 11b is the laminated cooling pipe 32. It contacts the lower surface of the cooling pipe 32 arranged at the lowest position.

つまり、互いに平行に積層される冷却管３２・３２・・・の積層方向寸法と、支持突起１１ａの先端面と支持突起１１ｂの先端面との隙間寸法とが同じに設定されており、ウォータージャケット１５内に配置される冷却管３２・３２・・・は、その上端面および下端面におけるＥＧＲガス流通方向の中央部が、それぞれ支持突起１１ａ・１１ｂにより上下方向の外側から支持されている。   That is, the dimension in the stacking direction of the cooling pipes 32, 32,... Stacked in parallel to each other and the gap dimension between the front end surface of the support projection 11a and the front end surface of the support projection 11b are set to be the same. The cooling pipes 32, 32,... Arranged in the center 15 are supported at the center in the EGR gas flow direction at the upper end surface and the lower end surface from the outside in the vertical direction by the support protrusions 11a and 11b, respectively.

これにより、互いに平行に積層された冷却管３２・３２・・・が、それ以上積層方向外側に膨らむことが防止される。
例えば、各冷却管３２・３２・・・を構成する金属板の屈曲部がスプリングバックしようとした場合や、エンジンの運転時に高温のＥＧＲガスの熱により各冷却管３２・３２・・・が有する残留歪みが開放したり、各冷却管３２・３２・・・が膨張したりした場合でも、積層された冷却管３２・３２・・・は、積層方向外側から支持突起１１ａ・１１ｂにより支持されているので、積層方向外側に膨らむことが防止され、各冷却管３２・３２・・・の積層方向の内径が拡大することを抑制できる。
このように、各冷却管３２・３２・・・の積層方向の内径が拡大することがないので、ＥＧＲガスの熱交換率が低下することがなく、ＥＧＲガス冷却器３１の冷却性能を保持することが可能となる。 This prevents the cooling pipes 32, 32,... Stacked in parallel with each other from further swelling outward in the stacking direction.
For example, when the bent portion of the metal plate constituting each cooling pipe 32, 32... Is about to spring back, or when the engine is operating, each cooling pipe 32. 32. Even when the residual strain is released or the cooling pipes 32, 32, ... are expanded, the stacked cooling pipes 32, 32, ... are supported by the support protrusions 11a, 11b from the outside in the stacking direction. Therefore, it is possible to prevent the cooling pipes 32, 32...
As described above, since the inner diameters of the cooling pipes 32, 32,... In the stacking direction do not increase, the heat exchange rate of the EGR gas does not decrease and the cooling performance of the EGR gas cooler 31 is maintained. It becomes possible.

また、前記支持突起１１ａ・１１ｂは、ＥＧＲガス冷却器３１のＥＧＲガス流れ方向において、一方の端部固定プレート３３と他方の端部固定プレート３３との中間位置（すなわち冷却管３２・３２・・・のＥＧＲガス流れ方向における中央部）に配置されている。
各冷却管３２・３２・・・が熱膨張などにより積層方向外側へ膨らむときには、ＥＧＲガス流れ方向における中央部が、外側への膨らみ量が最も大きくなるため、冷却管３２・３２・・・を支持する支持突起１１ａ・１１ｂを両端部固定プレート３３・３３の中間位置に配置することで、冷却管３２・３２・・・の積層方向外側への膨らみ防止の効果を大きくすることができる。 Further, the support protrusions 11a and 11b are arranged at intermediate positions between the one end fixing plate 33 and the other end fixing plate 33 in the EGR gas flow direction of the EGR gas cooler 31 (that is, the cooling pipes 32, 32,. (Center of the EGR gas flow direction).
When the cooling pipes 32, 32,... Swell outward in the stacking direction due to thermal expansion or the like, the central portion in the EGR gas flow direction has the largest amount of outward bulging, so the cooling pipes 32, 32,. By arranging the supporting protrusions 11a and 11b to be supported at an intermediate position between the both end fixing plates 33 and 33, it is possible to increase the effect of preventing the cooling pipes 32 and 32.

また、冷却管３２に形成される前記内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・および外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・は、冷却管３２における支持突起１１ａ・１１ｂにて支持される部分に配置されている。
つまり、図７に示すように、冷却管３２・３２・・・を積層方向からみた場合に、冷却管３２の支持突起１１ａ・１１ｂにて支持されている範囲内に、内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・および外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・が配置されるように構成されている。
これにより、支持突起１１ａ・１１ｂが冷却管３２・３２・・・を支持する際の支持力を、内側突起３２ｐ・３２ｐ・・・および外側突起３２ｑ・３２ｑ・・・により受けることが可能となり、前記支持突起１１ａ・１１ｂの支持力により、冷却管３２・３２・・・が積層方向内側に過剰に押圧されて押し潰されることを防止できる。 Further, the inner protrusions 32p, 32p,... And the outer protrusions 32q, 32q,... Formed on the cooling pipe 32 are arranged at portions of the cooling pipe 32 that are supported by the support protrusions 11a and 11b.
That is, as shown in FIG. 7, when the cooling pipes 32, 32... Are viewed from the stacking direction, the inner protrusions 32p, 32p,. .. and outer protrusions 32q, 32q... Are arranged.
Thereby, it becomes possible to receive the supporting force when the support protrusions 11a, 11b support the cooling pipes 32, 32, ... by the inner protrusions 32p, 32p, ... and the outer protrusions 32q, 32q, ... It is possible to prevent the cooling pipes 32, 32,... From being excessively pressed inward in the stacking direction and being crushed by the supporting force of the support protrusions 11a, 11b.

また、冷却管３２・３２・・・を支持する支持突起１１ａ・１１ｂは、ウォータージャケット１５内を流れる冷却水の流れ方向に対して流線型に形成されている。
例えば、支持突起１１ａ・１１ｂは、冷却管３２・３２・・・の積層方向から見て、冷却水の流れ方向が長辺方向となるように配置した楕円形状に形成することができる。
このように、支持突起１１ａ・１１ｂを流線型に形成することで、支持突起１１ａ・１１ｂによりウォータージャケット１５内を流れる冷却水に対してかかる抵抗を減少させることができ、前記冷却水の流れを円滑にして冷却管３２・３２・・・内を流れるＥＧＲガスの冷却性能を向上させている。 Further, the support protrusions 11 a and 11 b that support the cooling pipes 32, 32... Are formed in a streamlined shape with respect to the flow direction of the cooling water flowing in the water jacket 15.
For example, the support protrusions 11a and 11b can be formed in an elliptical shape so that the flow direction of the cooling water is the long side direction when viewed from the stacking direction of the cooling pipes 32, 32.
Thus, by forming the support protrusions 11a and 11b in a streamline shape, the resistance applied to the cooling water flowing in the water jacket 15 by the support protrusions 11a and 11b can be reduced, and the flow of the cooling water can be made smooth. Thus, the cooling performance of the EGR gas flowing in the cooling pipes 32, 32... Is improved.

また、本実施形態においては、前記支持突起１１ａ・１１ｂは、それぞれ冷却管３２のＥＧＲガス流れ方向における中央部の一箇所にのみ設けられているが、支持突起１１ａ・１１ｂを複数箇所に設けることも可能である。
例えば、図８に示すように、支持突起１１ａ・１１ｂを、冷却管３２のＥＧＲガス流れ方向における中央部、ＥＧＲガス流れ方向上流側の端部固定プレート３３と中央部の支持突起１１ａ・１１ｂとの中間位置、およびＥＧＲガス流れ方向下流側の端部固定プレート３３と中央部の支持突起１１ａ・１１ｂとの中間位置の三箇所に配設することも可能である。つまり、複数の支持突起１１ａ・１１ｂは、冷却管３２のＥＧＲガス流れ方向に沿って並設することが可能である。 In the present embodiment, the support protrusions 11a and 11b are provided only at one place in the center of the cooling pipe 32 in the EGR gas flow direction, but the support protrusions 11a and 11b are provided at a plurality of places. Is also possible.
For example, as shown in FIG. 8, the support protrusions 11a and 11b are connected to the center portion of the cooling pipe 32 in the EGR gas flow direction, the end fixing plate 33 on the upstream side in the EGR gas flow direction, and the support protrusions 11a and 11b in the center portion. It is also possible to arrange them at three positions, that is, an intermediate position between the end fixing plate 33 on the downstream side in the EGR gas flow direction and the central support protrusions 11a and 11b. That is, the plurality of support protrusions 11 a and 11 b can be arranged side by side along the EGR gas flow direction of the cooling pipe 32.

このように、冷却管３２の複数箇所を支持突起１１ａ・１１ｂにより支持するように構成することで、冷却管３２・３２・・・の積層方向外側への膨らみをより確実に防止して、冷却性能を保持することができる。
特に、冷却管３２のＥＧＲガス流れ方向の寸法が長く形成されているときには、支持突起１１ａ・１１ｂにより冷却管３２の複数箇所を支持するように構成することで、冷却管３２・３２・・・の積層方向外側への膨らみを効果的に防止することが可能となる。 As described above, the cooling pipes 32 are configured to be supported by the support protrusions 11a and 11b so that the cooling pipes 32, 32... Performance can be maintained.
In particular, when the size of the cooling pipe 32 in the EGR gas flow direction is long, the cooling pipes 32, 32... Are configured by supporting a plurality of locations of the cooling pipe 32 by the support protrusions 11a, 11b. It is possible to effectively prevent the outward bulging of the layers.

また、冷却管３２・３２・・・のＥＧＲガス流れ方向に複数の支持突起１１ａ・１１ｂを配設した場合、支持突起１１ａ・１１ｂの形状を、冷却管３２・３２・・・の積層方向から見て、ウォータージャケット１５の冷却水出口１５ａに対して流線型に形成することができる。例えば、支持突起１１ａ・１１ｂを、その長辺方向が冷却水出口１５ａ方向となるように配置した楕円形状に形成することができる。
このように、支持突起１１ａ・１１ｂの楕円形状を、その長辺方向が冷却水出口１５ａ方向となるように配置した場合、例えば図８に示すように、支持突起１１ａ・１１ｂを三箇所に配置すると、中央部に位置する支持突起１１ａ・１１ｂの楕円形状は、中央部に位置する支持突起１１ａ・１１ｂの位置から見たウォータージャケット１５内の冷却水の流れ方向と冷却水出口１５ａ方向とが略一致しているため、その長辺方向が冷却水出口１５ａ方向となるとともに、ウォータージャケット１５内の冷却水の流れ方向と略同じ方向となるように配置されることとなる。 In addition, when a plurality of support protrusions 11a and 11b are arranged in the EGR gas flow direction of the cooling pipes 32 and 32, the shape of the support protrusions 11a and 11b is changed from the stacking direction of the cooling pipes 32, 32, and so on. As seen, it can be streamlined with respect to the cooling water outlet 15 a of the water jacket 15. For example, the support protrusions 11a and 11b can be formed in an elliptical shape so that the long side direction is the cooling water outlet 15a direction.
In this way, when the elliptical shapes of the support protrusions 11a and 11b are arranged so that the long side direction thereof is the direction of the cooling water outlet 15a, the support protrusions 11a and 11b are arranged at three places, for example, as shown in FIG. Then, the elliptical shape of the support protrusions 11a and 11b located in the center portion is such that the flow direction of the cooling water in the water jacket 15 and the direction of the cooling water outlet 15a viewed from the position of the support protrusions 11a and 11b located in the center portion are Since they are substantially coincident with each other, the long side direction is the cooling water outlet 15a direction and is arranged so as to be substantially the same direction as the cooling water flow direction in the water jacket 15.

一方、中央部の支持突起１１ａ・１１ｂの両側方に位置する支持突起１１ａ・１１ｂにおいては、当該支持突起１１ａ・１１ｂの位置から見たウォータージャケット１５内の冷却水の流れ方向と冷却水出口１５ａ方向とが異なっているため、当該支持突起１１ａ・１１ｂの楕円形状は、ウォータージャケット１５内の冷却水の流れ方向から所定の角度θだけ中央側に傾斜した姿勢に配置されることとなる。
このように、複数箇所に配置した支持突起１１ａ・１１ｂを、それぞれ冷却水出口１５ａに対して流線型に形成することで、ウォータージャケット１５内の冷却水を円滑に冷却水出口１５ａへ案内することが可能となるため、前記冷却水の流れが妨げられることがなく、冷却管３２・３２・・・内を流れるＥＧＲガスの冷却性能を向上することができる。 On the other hand, in the support protrusions 11a and 11b located on both sides of the support protrusions 11a and 11b in the central portion, the flow direction of the cooling water in the water jacket 15 and the cooling water outlet 15a viewed from the position of the support protrusions 11a and 11b. Since the directions are different, the elliptical shapes of the support protrusions 11a and 11b are arranged in a posture inclined toward the center side by a predetermined angle θ from the flow direction of the cooling water in the water jacket 15.
In this way, by forming the support protrusions 11a and 11b arranged at a plurality of locations in a streamlined manner with respect to the cooling water outlet 15a, the cooling water in the water jacket 15 can be smoothly guided to the cooling water outlet 15a. Thus, the flow of the cooling water is not hindered, and the cooling performance of the EGR gas flowing in the cooling pipes 32, 32... Can be improved.

また、図９に示すように、冷却管３２・３２・・・を支持する支持突起１１ａ・１１ｂと冷却管３２・３２・・・との間には、それぞれ弾性部材１６・１６を介装することも可能である。弾性部材１６としては、弾性を有したゴム状部材や、バネ部材などを用いることが可能である。
このように、支持突起１１ａ・１１ｂと冷却管３２・３２・・・との間に弾性部材１６・１６を介装することで、支持突起１１ａ・１１ｂからの冷却管３２・３２・・・に対する支持力が、弾性部材１６・１６を介して冷却管３２・３２・・・に加わることとなる。従って、支持突起１１ａ・１１ｂからの支持力が冷却管３２・３２・・・に加わる際に、その支持力が弾性部材１６・１６により緩衝されて加わることとなり、冷却管３２・３２・・・が支持突起１１ａ・１１ｂにより過剰な力で押圧されることがなく、冷却管３２・３２・・・の変形などを防止することができる。 9, elastic members 16 and 16 are interposed between the support protrusions 11a and 11b that support the cooling pipes 32 and 32, and the cooling pipes 32 and 32, respectively. It is also possible. As the elastic member 16, a rubber-like member having elasticity, a spring member, or the like can be used.
In this way, the elastic members 16 and 16 are interposed between the support protrusions 11a and 11b and the cooling pipes 32 and 32, so that the cooling pipes 32 and 32. The supporting force is applied to the cooling pipes 32, 32,... Via the elastic members 16, 16. Therefore, when the support force from the support protrusions 11a, 11b is applied to the cooling pipes 32, 32,..., The support force is buffered by the elastic members 16, 16, and the cooling pipes 32, 32,. Is not pressed with excessive force by the support protrusions 11a and 11b, and deformation of the cooling pipes 32, 32... Can be prevented.

次に、ＥＧＲガス冷却器３１をシリンダヘッド１１に鋳包むとともに、支持突起１１ａ・１１ｂを形成しつつ、シリンダヘッド１１を鋳造する際のフローについて説明する。
図１０に示すように、まずシリンダヘッド１１に鋳包むＥＧＲガス冷却器３１を製造する（Ｓ０１）。つまり、積層配置される各冷却管３２・３２・・・の両端部を、それぞれ端部固定プレート３３・３３に固定することにより、各冷却管３２・３２・・・と端部固定プレート３３・３３とを接続してＥＧＲガス冷却器３１を製造する、ＥＧＲガス冷却器製造工程を実施する。 Next, a flow when casting the cylinder head 11 while casting the EGR gas cooler 31 in the cylinder head 11 and forming the support protrusions 11a and 11b will be described.
As shown in FIG. 10, first, the EGR gas cooler 31 to be cast in the cylinder head 11 is manufactured (S01). That is, by fixing both ends of the cooling pipes 32, 32,... Arranged in a stacked manner to the end fixing plates 33, 33, the cooling pipes 32, 32,. The EGR gas cooler manufacturing process is performed, in which the EGR gas cooler 31 is manufactured by connecting to 33.

ＥＧＲガス冷却器製造工程にてＥＧＲガス冷却器３１が製造されると、ＥＧＲガス冷却器３１の周囲を中子砂にて包囲して中子を形成する中子形成工程が実施される（Ｓ０２）。これにより、ＥＧＲガス冷却器３１が中子に内包されることとなる。
この場合、端部固定プレート３３・３３のシリンダヘッド１１に鋳包まれる部分（端部固定プレート３３・３３の外側端部）は、中子から露出するように中子が形成される。
また、前記中子は、積層される冷却管３２・３２・・・の積層方向における両外側面の、支持突起１１ａ・１１ｂにより支持される部分が、中子から露出するように形成される。 When the EGR gas cooler 31 is manufactured in the EGR gas cooler manufacturing process, a core forming process is performed in which a core is formed by surrounding the EGR gas cooler 31 with core sand (S02). ). As a result, the EGR gas cooler 31 is included in the core.
In this case, the core is formed so that the portions of the end fixing plates 33 and 33 that are cast into the cylinder head 11 (outer end portions of the end fixing plates 33 and 33) are exposed from the core.
Further, the core is formed such that portions of both outer side surfaces in the stacking direction of the stacked cooling pipes 32, 32... Are supported by the support protrusions 11a and 11b are exposed from the core.

次に、ＥＧＲガス冷却器３１の端部固定プレート３３をシリンダヘッド１１の鋳造型により把持して、中子形成工程にて形成された中子を鋳造型に設置する、設置工程が実施される（Ｓ０３）。   Next, an installation process is performed in which the end fixing plate 33 of the EGR gas cooler 31 is held by the casting mold of the cylinder head 11 and the core formed in the core forming process is installed in the casting mold. (S03).

さらに、中子を鋳造型に設置した後に、前記鋳造型１に溶湯を流し込んで鋳造工程が実施され、シリンダヘッド１１が鋳造される（Ｓ０４）。これにより、ＥＧＲガス冷却器３１の端部固定プレート３３がシリンダヘッド１１に鋳包まれる。
また、鋳造工程においては、冷却管３２・３２・・・の一部が前記中子から露出した状態で鋳造が行われ、中子から冷却管３２・３２・・・が露出している部分に支持突起１１ａ・１１ｂが形成される。 Further, after the core is installed in the casting mold, the casting process is performed by pouring the molten metal into the casting mold 1, and the cylinder head 11 is cast (S04). As a result, the end fixing plate 33 of the EGR gas cooler 31 is cast into the cylinder head 11.
Further, in the casting process, casting is performed in a state where a part of the cooling pipes 32, 32,... Is exposed from the core, and the cooling pipes 32, 32,. Support protrusions 11a and 11b are formed.

つまり、ＥＧＲガス冷却器製造工程（Ｓ０１）、中子形成工程（Ｓ０２）、設置工程（Ｓ０３）、および鋳造工程（Ｓ０４）の各工程を順に実施することで、ＥＧＲガス冷却器３１をウォータージャケット１５内に鋳包むとともに、支持突起１１ａ・１１ｂが形成されたシリンダヘッド１１が鋳造される。
このように、冷却管３２・３２・・・を支持する支持突起１１ａ・１１ｂは、シリンダヘッド１１の鋳造時に同時に鋳造されることとなるため、シリンダヘッド１１に支持突起１１ａ・１１ｂ形成するための特別な工程を設ける必要がなく、シリンダヘッド１１におけるＥＧＲガスの冷却構造の生産性を向上することが可能となる。 That is, by performing the EGR gas cooler manufacturing process (S01), the core forming process (S02), the installation process (S03), and the casting process (S04) in order, the EGR gas cooler 31 is installed in the water jacket. The cylinder head 11 in which the support projections 11a and 11b are formed is cast while being cast in the cylinder 15.
In this way, the support protrusions 11a and 11b that support the cooling pipes 32, 32,... Are cast at the same time when the cylinder head 11 is cast, so that the support protrusions 11a and 11b are formed on the cylinder head 11. It is not necessary to provide a special process, and the productivity of the EGR gas cooling structure in the cylinder head 11 can be improved.

シリンダヘッド１１においては、ＥＧＲガス冷却器３１をウォータージャケット１５内に配置することによりＥＧＲガスの冷却構造が構成されているので、シリンダヘッド１１の外部にＥＧＲガスクーラーを別途設置する必要がなく、ＥＧＲガスの冷却構造を容易に構成することができる。また、エンジンからの別途設置したＥＧＲガスクーラーへのガス配管が不要になるので、省スペースかつ低コストでＥＧＲガスの冷却を行うことが可能となっている。   In the cylinder head 11, the EGR gas cooler 31 is disposed in the water jacket 15 so that the EGR gas cooling structure is configured. Therefore, it is not necessary to separately install an EGR gas cooler outside the cylinder head 11. An EGR gas cooling structure can be easily configured. Further, since the gas piping from the engine to the separately installed EGR gas cooler is not required, it is possible to cool the EGR gas with a small space and at a low cost.

１１ シリンダヘッド
１１ａ・１１ｂ 支持突起
１２ 吸気ポート
１３ 排気ポート
１５ ウォータージャケット
１６ 弾性部材
３１ ＥＧＲガス冷却器
３２ 冷却管
３２ｐ 内側突起
３２ｑ 外側突起
３３ 端部固定プレート

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Cylinder head 11a * 11b Support protrusion 12 Intake port 13 Exhaust port 15 Water jacket 16 Elastic member 31 EGR gas cooler 32 Cooling pipe 32p Inner protrusion 32q Outer protrusion 33 End fixing plate

Claims (9)

ＥＧＲガスの通路となる扁平パイプ状の冷却管を複数積層し、前記積層した複数の冷却管のＥＧＲガス流れ方向における両端部を、それぞれ固定部材にて固定してＥＧＲガス冷却器を構成し、
エンジンのシリンダヘッドに形成されるウォータージャケット内を流れる冷却水が前記冷却管と接触するように、前記ＥＧＲガス冷却器を前記ウォータージャケット内に設置し、
前記冷却管の両端に配置される固定部材と固定部材との間において、前記冷却管を積層方向内側へ向けて支持する支持手段を有する、
ことを特徴とするＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッド。 A plurality of flat pipe-shaped cooling pipes serving as EGR gas passages are stacked, and both end portions in the EGR gas flow direction of the plurality of stacked cooling pipes are fixed by fixing members to constitute an EGR gas cooler,
The EGR gas cooler is installed in the water jacket so that the cooling water flowing in the water jacket formed in the cylinder head of the engine contacts the cooling pipe,
Between the fixing member and the fixing member disposed at both ends of the cooling pipe, it has a supporting means for supporting the cooling pipe toward the inner side in the stacking direction.
A cylinder head provided with an EGR gas cooling structure. 前記支持手段は、前記固定部材と固定部材との中間位置に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッド。 The support means is disposed at an intermediate position between the fixing member and the fixing member.
The cylinder head provided with the EGR gas cooling structure of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記冷却管における前記支持手段にて支持される部分には、
前記冷却管の積層方向の内径寸法を保持する内径寸法保持部、および積層される冷却管と冷却管との間隔を保持する間隔保持部が形成される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッド。 In the portion of the cooling pipe that is supported by the support means,
An inner diameter size holding portion that holds the inner diameter size in the stacking direction of the cooling pipes, and an interval holding part that holds an interval between the cooling pipes to be stacked and the cooling pipes are formed.
A cylinder head provided with the EGR gas cooling structure according to claim 1 or 2. 前記支持手段は、前記シリンダヘッドの鋳造時に、前記シリンダヘッドと一体成形される、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のＥＧＲガスの冷却構造。 The support means is integrally formed with the cylinder head when the cylinder head is cast.
The EGR gas cooling structure according to any one of claims 1 to 3, wherein 前記支持手段と前記支持手段に支持される冷却管との間に、弾性部材が介装される、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のＥＧＲガス冷却構造を備えたシリンダヘッド。 An elastic member is interposed between the support means and the cooling pipe supported by the support means.
The cylinder head provided with the EGR gas cooling structure as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. ＥＧＲガスの通路となる扁平パイプ状の冷却管を複数積層し、前記積層した複数の冷却管のＥＧＲガス流れ方向における両端部を、それぞれ固定部材にて固定してＥＧＲガス冷却器を構成し、
前記ＥＧＲガス冷却器を、エンジンのシリンダヘッドにウォータージャケットを成形するための中子に内包させ、
前記冷却管の一部を前記中子から露出させた状態で、
前記中子を用いて前記シリンダヘッドの鋳造を行うことで、
前記ウォータージャケット内に前記ＥＧＲガス冷却器が設置されるとともに、前記前記冷却管の前記中子から露出させた部分に、前記冷却管を前記冷却管の積層方向内側へ向けて支持する支持手段が形成されたシリンダヘッドを製造する、
ことを特徴とするＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッドの製造方法。 A plurality of flat pipe-shaped cooling pipes serving as EGR gas passages are stacked, and both end portions in the EGR gas flow direction of the plurality of stacked cooling pipes are fixed by fixing members to constitute an EGR gas cooler,
The EGR gas cooler is included in a core for forming a water jacket on the cylinder head of the engine,
With a part of the cooling pipe exposed from the core,
By casting the cylinder head using the core,
The EGR gas cooler is installed in the water jacket, and supporting means for supporting the cooling pipe toward the inner side in the stacking direction of the cooling pipe at a portion exposed from the core of the cooling pipe. Manufacturing the formed cylinder head,
A manufacturing method of a cylinder head having an EGR gas cooling structure characterized by the above. 前記冷却管の前記中子からの露出部分は、
前記冷却管の積層方向における最外側面の、前記固定部材と固定部材との中間位置に位置している、
ことを特徴とする請求項６に記載のＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッドの製造方法。 The exposed portion of the cooling pipe from the core is
The outermost surface in the stacking direction of the cooling pipe is located at an intermediate position between the fixing member and the fixing member.
A method for manufacturing a cylinder head having the EGR gas cooling structure according to claim 6. 前記冷却管における前記中子からの露出部分に対応する箇所には、
前記冷却管の積層方向の内径寸法を保持する内径寸法保持部、および積層される冷却管と冷却管との間隔を保持する間隔保持部が形成される、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッドの製造方法。 In the part corresponding to the exposed part from the core in the cooling pipe,
An inner diameter size holding portion that holds the inner diameter size in the stacking direction of the cooling pipes, and an interval holding part that holds an interval between the cooling pipes to be stacked and the cooling pipes are formed.
8. A method of manufacturing a cylinder head having the EGR gas cooling structure according to claim 6 or 7. 前記中子における、前記冷却管が露出している部分には、弾性部材が付設されている、
ことを特徴とする請求項６〜請求項８の何れか一項に記載のＥＧＲガスの冷却構造を備えたシリンダヘッドの製造方法。


An elastic member is attached to a portion of the core where the cooling pipe is exposed.
A method of manufacturing a cylinder head having the EGR gas cooling structure according to any one of claims 6 to 8.


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