JP4088552B2 - Ｅｇｒパイプ継手構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を、ＥＧＲパイプを通じて吸気通路へ還流するＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）に係る。特に詳しくは、合成樹脂製の吸気マニホルドにＥＧＲパイプを接続するためのＥＧＲパイプ継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンに設けられるＥＧＲ装置では、排気通路から吸気通路へ排気ガスの一部を還流するために金属製のＥＧＲパイプが使用される。一方、エンジンでは、軽量化のために合成樹脂製の吸気マニホルドが使用される。ここで、ＥＧＲパイプを流れる排気ガス（ＥＧＲガス）は非常に高温（例えば、２００〜９００℃程度）であることから、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分では、ＥＧＲガスの熱により損傷を受けないように対策する必要がある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、この種の熱的損傷を防止する内燃機関の排気還流装置が提案され、記載されている。図１４に示すように、この装置において、合成樹脂製の吸気マニホルド５０に形成された挿通孔５１には、金属製の排気還流管（ＥＧＲパイプ）５２が、その外周面と挿通孔内周面との間に微小隙間５３を保った状態で挿通される。ＥＧＲパイプ５２の先端部が吸気マニホルド５０の中に開口している。ＥＧＲパイプ５２の先端部には、同パイプ５２の外周を囲むアウターチューブ５４が設けられ、その先端小径部がＥＧＲパイプ５２の先端部に接合される。アウターチューブ５４とＥＧＲパイプ５２との間には、吸気マニホルド５０の外側へ向かう一端で外部に開放される断熱空気層が形成される。また、アウターチューブ５４の外周面と挿通孔５１の内周面との間に微小隙間５５が設けられる。すなわち、ＥＧＲパイプ５２の先端部がアウターチューブ５４に囲まれた二重管構造をなし、その中間に断熱空気層が設けられる。これにより、アウターチューブ５４が比較的低温に維持され、アウターチューブ５４から挿通孔５１の内周面に伝わる熱を低減させている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８９１５９号公報（第２〜４頁、図１〜３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記特許文献１に記載の排気還流装置では、ＥＧＲパイプ５２の二重管構造の部分が吸気マニホルド５０の挿通孔５１の内側に完全に挿入されている。このため、二重管構造の部分では、ＥＧＲパイプ５２から放出される熱がこもる傾向があり、放熱性がよくなかった。この結果、吸気マニホルド５０におけるＥＧＲパイプ５２との接続部分で、熱的損傷の防止効果が十分に得られなかった。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＧＲパイプからの放熱性を高めることにより、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分での熱的損傷を有効に防止することを可能としたＥＧＲパイプ継手構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、合成樹脂製の吸気マニホルドに設けられた挿入孔に金属製のＥＧＲパイプの先端挿入部を挿入して接続するＥＧＲパイプ継手構造であって、挿入孔に挿入された先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間に所定の内間隙が設けられることと、先端挿入部に隣接して設けられ、吸気マニホルドの外側のみにおいてＥＧＲパイプの外周を閉塞的に包囲する包囲チューブと、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間に所定の外間隙が設けられることとを備え、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより包囲される二重管構造の部分の長さと、包囲チューブの板厚と、吸気マニホルドと包囲チューブとの接合部位の温度との関係から、接合部位の温度が、吸気マニホルドを構成する合成樹脂の耐熱温度以下となるように、二重管構造の長さ及び包囲チューブの板厚の値をそれぞれ設定したことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、ＥＧＲパイプの先端挿入部が吸気マニホルドの挿入孔に挿入された状態で吸気マニホルドに接続されることにより、ＥＧＲパイプの先端部が吸気マニホルドに支持される。ここで、先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間の内間隙は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、先端挿入部から挿入孔の内周面に直接伝わることはない。また、吸気マニホルドの外側において、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより閉塞的に包囲されるので、その部分が二重管構造となる。更に、この二重管構造の部分では、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間の外間隙が空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱は、この外部に位置する二重管構造の部分において、空気断熱層及び包囲チューブを介して外部へ放出されるので、吸気マニホルドの外面における包囲チューブとの接合部位に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、合成樹脂製の吸気マニホルドに設けられた挿入孔に金属製のＥＧＲパイプの先端挿入部を挿入して接続するＥＧＲパイプ継手構造であって、挿入孔に挿入された先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間に所定の内間隙が設けられることと、先端挿入部に隣接して設けられ、吸気マニホルドの外側のみにおいてＥＧＲパイプの外周を閉塞的に包囲する包囲チューブと、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間に所定の外間隙が設けられることと、包囲チューブの開口周縁に設けられ、先端挿入部が挿入孔に挿入された状態で吸気マニホルドの外面に接合されるフランジとを備え、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより包囲される二重管構造の部分の長さと、包囲チューブの板厚と、フランジの温度との関係から、フランジの温度が、吸気マニホルドを構成する合成樹脂の耐熱温度以下となるように、二重管構造の長さ及び包囲チューブの板厚の値をそれぞれ設定したことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、ＥＧＲパイプの先端挿入部が吸気マニホルドの挿入孔に挿入された状態で、フランジが吸気マニホルドの外面に接合されることにより、ＥＧＲパイプの先端部が吸気マニホルドに支持される。ここで、先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間の内間隙は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、先端挿入部から挿入孔の内周面に直接伝わることはない。また、吸気マニホルドの外側において、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより閉塞的に包囲されるので、その部分が二重管構造となる。更に、この二重管構造の部分では、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間の外間隙が空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱は、この外部に位置する二重管構造の部分において、空気断熱層及び包囲チューブを介して外部へ放出されるので、吸気マニホルドの外面におけるフランジとの接合部位に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ＥＧＲパイプの先端挿入部の先端が、吸気マニホルドの吸気通路の中まで延ばされたことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の作用に加え、吸気マニホルドの吸気通路の中まで延ばされた先端挿入部の先端に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ＥＧＲパイプの先端挿入部の先端開口縁に、吸気マニホルドの吸気通路へ突出される庇部が設けられたことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の作用に加え、吸気マニホルドの吸気通路へ突出される庇部に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ＥＧＲパイプの先端挿入部が吸気マニホルドの挿入孔に挿入された状態で、先端挿入部の先端開口が挿入孔の開口より奥へ引き込まれて配置され、内間隙を挿入孔の半径方向に二分する隔壁が設けられ、分けられた二つの間隙が隔壁の上流端側で互いに連通したことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、吸気マニホルドの吸気通路を流れる空気の一部は、二分された外側の内間隙に入り、隔壁の上流端側の連通部分から内側の内間隙を通って吸気通路へ流れ出る。この空気の流れにより先端挿入部が冷やされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明におけるＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１に、合成樹脂製の吸気マニホルド１の一部と、そこに設けられるＥＧＲパイプ継手構造２を断面図に示す。吸気マニホルド１は、一つの吸気導入部３と、複数の吸気導出部４とを備え、その内部が吸気通路５となっている。吸気導入部３の開口３ａに設けられたフランジ３ｂには、スロットルバルブ６を内蔵したスロットルボディ７が固定される。各吸気導出部４の開口４ａは、エンジンの各燃焼室に対応して設けられる吸気ポートに連通する。従って、スロットルボディ７を通じて吸入される吸気（図中の白抜き矢印）は、吸気導入部３から各吸気導出部４へ導かれ、エンジンの各燃焼室に取り込まれる。
【００１９】
吸気導入部３の屈曲部分の外側面には、取付座８が一体に形成される。この取付座８には、金属製のＥＧＲパイプ９の先端部が、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造２により接続される。取付座８の中心には、吸気導入部３の内部に連通する挿入孔１０が形成される。ＥＧＲパイプ継手構造２は、挿入孔１０にＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１を挿入してＥＧＲパイプ９の先端部を接続するものである。従って、ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガス（図中の黒色矢印）は、その先端挿入部１１から吸気通路５の中へ直接流れ込む。
【００２０】
図２に、ＥＧＲパイプ継手構造２の断面図を示す。挿入孔１０に挿入された先端挿入部１１の外周面と挿入孔１０の内周面との間には、所定の内間隙１２が設けられる。吸気マニホルド１の外側には、先端挿入部１１に隣接して、ＥＧＲパイプ９の外周を閉塞的に包囲する包囲チューブ１３が設けられる。この包囲チューブ１３は、その上流側が袋底状に閉塞し、その下流側が開放する形状をなす。このＥＧＲパイプ９の外周面と包囲チューブ１３の内周面との間に、所定の外間隙１４が設けられる。この外間隙１４と内間隙１２は互いに連通し、両者１４，１２の寸法は同じである。包囲チューブ１３の開口周縁には、先端挿入部１１が挿入孔１０に挿入された状態で取付座８の座面８ａに接合されるフランジ１５が設けられる。これらＥＧＲパイプ９、包囲チューブ１３及びフランジ１５は互いに一体的に形成される。この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９及び包囲チューブ１３がＳＵＳにより形成され、フランジ１５がスチールにより形成される。フランジ１５は包囲チューブ１３に溶接される。
【００２１】
図２に示すように、取付座８の座面８ａには、挿入孔１０を中心に周溝１６が形成され、その中にパッキン１７が組み込まれる。フランジ１５は、この座面８ａに接合されてボルト１８により取付座８に締め付け固定される。
【００２２】
図２に示すように、先端挿入部１１は、挿入孔１０の長さより長く形成され、その先端が吸気導入部３の吸気通路５の中まで延ばされる。これにより、先端挿入部１１の先端に、吸気通路５を流れる吸気が当たるようになっている。ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガスは、吸気通路５の中へ直接流れ込み、吸気マニホルド１の樹脂部分には直接当たらないようになっている。
【００２３】
以上説明したこの実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造によれば、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１が吸気マニホルド１の挿入孔１０に挿入される。この挿入状態で、フランジ１５が取付座８の座面８ａに接合され、ボルト１８により締め付け固定される。これにより、ＥＧＲパイプ９の先端部が吸気マニホルド１に支持される。
【００２４】
このＥＧＲ取付構造２において、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１の外周面と挿入孔１０の内周面との間の内間隙１２は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガスの高熱は、先端挿入部１１から挿入孔１０の内周面に直接伝わることがない。この部分の高熱は、空気断熱層を介して吸気導入部３の吸気通路５を流れる吸気に伝わり低減される。また、吸気マニホルド１の外側では、ＥＧＲパイプ９の外周が包囲チューブ１３により閉塞的に包囲されるので、その部分が二重管構造となる。この二重管構造の部分で、ＥＧＲパイプ９の外周面と包囲チューブ１３の内周面との間の外間隙１４は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガスの高熱は、この外部に位置する二重管構造の部分において、空気断熱層及び包囲チューブ１３を介して外部へ放出される。これにより、フランジ１５との接合部位である取付座８にＥＧＲガスの高熱が伝わり難くなる。この結果、ＥＧＲパイプ９からの放熱性を高めることができ、合成樹脂製の吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分の熱的損傷を有効に防止することができる。
【００２５】
すなわち、従来例の装置では、二重管構造の部分が吸気マニホルド５０の挿通孔５１の内側に完全に挿入されていた。このため、この部分でＥＧＲパイプ５２からの放熱がこもり、吸気マニホルド５０におけるＥＧＲパイプ５２との接続部分で熱的損傷の防止効果が十分に得られなかった。これに対し、この実施の形態では、二重管構造の部分が吸気マニホルド１の外側に配置され、この部分でのＥＧＲパイプ９からの放熱性を高めることができる。これにより、ＥＧＲパイプ９から吸気マニホルド１に伝わる熱を低減させることができ、そのＥＧＲパイプ９との接続部分における熱的損傷を有効に防止することができるのである。
【００２６】
ここで、ＥＧＲパイプ継手構造２の各部寸法とフランジ１５の温度（フランジ温度）との関係を解析し、その結果等を図３，４に示す。図３に、ＥＧＲパイプ継手構造２を簡略的に示す。ここで、雰囲気温度は「９５℃」であり、ＥＧＲガス温度は「２７７℃」である。ＥＧＲパイプ９の外径を「φ１０」とし、フランジ１５の厚さを「Ｔ」とし、フランジ１５の厚さ「Ｔ」を含む二重管構造の部分の長さを「Ｌ」とし、内間隙１２及び外間隙１４の寸法を「Ｃ」とし、ＥＧＲパイプ９，包囲チューブ１３の板厚を「ｔ」とする。フランジ温度の測定点を図３に「ａ」で示す。
【００２７】
上記設定条件において、測定点ａにおけるフランジ温度の低減効果には、二重管構造の長さＬ及び板厚ｔの影響が大きく、各間隙１２，１４の寸法Ｃ及びフランジ１５の板厚Ｔの影響は小さいことが分かった。ここで、強度確保のために板厚ｔを「１．０ｍｍ」とし、フランジ温度のクライトエリアを吸気マニホルド１に使用される合成樹脂の長期耐熱温度である「１３０℃」とする。この場合における二重管構造の長さＬとフランジ温度との関係を、図４のグラフの太曲線に示す。図４における細曲線は、板厚ｔを「０．６ｍｍ」とした場合のデータである。この太曲線のグラフから明らかなように、長期耐熱温度を「１３０℃」とするためには、二重管構造の長さＬを「４０ｍｍ」にする必要があることが分かる。この長さＬを「４０ｍｍ」よりも大きくすることにより、フランジ温度は更に低くはなる。しかし、この長さＬを大きくした場合に、二重管構造部分の占有空間は増えることになり、この長さＬを「４０ｍｍ」以上にする否かは、実車でのエンジンルームにおける残存スペースと強度との関係で決定される。
また、本実施の形態では、１．０ｍｍを採用しているが、ＥＧＲパイプ９の長さが短い場合や、パイプの振動が小さい等、取付部強度が低くても良い場合は、ｔ＝０．６ｍｍを採用すると、さらに長さＬを短くすることができる。
【００２８】
以上の解析結果から、強度確保と長期耐熱温度（１３０℃）の要求を踏まえた上で、ＥＧＲパイプ継手構造２の寸法関係は、ＥＧＲパイプ９及び包囲チューブ１３の板厚ｔを「１．０ｍｍ」とし、二重管構造の長さＬを「４０ｍｍ」とするのが設計上望ましい。
【００２９】
更に、この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１の先端が、吸気マニホルド１の吸気通路５の中まで延ばされる。従って、その延ばされた先端挿入部１１の先端に、吸気通路５を流れる吸気が当たることにより、この部分から先端挿入部９が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明のＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
尚、本実施の形態を含む以下の各実施の形態において、前記第１の実施の形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００３２】
図５に、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造２１を断面図に示す。図６に、図５に２点鎖線で示す円部分を矢印Ａの方向から見た図を示す。
【００３３】
この実施の形態では、取付座８が吸気導入部３の垂直部分に設けられる。このため、挿入孔１０の開口１０ａが、吸気導入部３の内壁面に対して垂直に開いている。この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１そのものは吸気導入部３の吸気通路５の中まで延びていない。その代わりに、先端挿入部１１の先端開口１１ａには、吸気通路５の中へ突出される庇部２２が設けられる。この点で、この実施の形態の構成は、第１の実施の形態のそれと異なる。
【００３４】
従って、この実施の形態では、吸気導入部３の吸気通路５へ突出される庇部２２に、吸気通路５を流れる吸気が当たることにより、この部分から先端挿入部１１が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００３５】
この実施の形態におけるＥＧＲパイプ継手構造２１に関するその他の作用効果は、第１の実施の形態のそれと基本的に同じである。
【００３６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明のＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図７に、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造２５を断面図に示す。図８に、図７に２点鎖線で示す円部分を矢印Ａの方向から見た図を示す。
【００３８】
この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１が吸気導入部３の挿入孔１０に挿入された状態で、先端挿入部１１が挿入孔１０の長さより短く形成される。つまり、先端挿入部１１の先端開口１１ａが、挿入孔１０の開口１０ａより奥へ引き込んで配置される。包囲チューブ１３の開口端には、先端挿入部１１と平行に延びる袖部２６が一体に形成される。この袖部２６は、挿入孔１０の開口１０ａまで延びる。袖部２６は、内間隙１２を挿入孔１０の半径方向に二分する本発明の隔壁に相当する。袖部２６の上流端側には、その周方向に沿って複数の連通孔２７が形成される。これら連通孔２７により、分けられた外側の内間隙１２ａと内側の内間隙１２ｂとが互いに連通する。この点で、本実施の形態の構成は、第２の実施の形態のそれと異なる。
【００３９】
従って、この実施の形態では、図９に矢印で示すように、吸気導入部３の吸気通路５を流れる吸気の一部が、二分された外側の内間隙１２ａに入り、袖部２６の上流端側の各連通孔２７から内側の内間隙１２ｂを通って吸気通路５へ流れ出る。この空気の流れにより、先端挿入部１１が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００４０】
この実施の形態におけるＥＧＲパイプ継手構造２５に関するその他の作用効果は、第１の実施の形態のそれと基本的に同じである。
【００４１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明のＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第４の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図１０に、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造３１を断面図に示す。図１１、図１０に２点鎖線で示す円部分を矢印Ａの方向から見た図を示す。
【００４３】
この実施の形態でも、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１が吸気導入部３の挿入孔１０に挿入された状態で、先端挿入部１１が挿入孔１０の長さより短く形成される。つまり、先端挿入部１１の先端開口１１ａが、挿入孔１０の開口１０ａより奥へ引き込んで配置される。この挿入孔１０の内側には、先端挿入部１１と平行に延びる隔壁３２が取付座８と一体に形成される。この隔壁３２は、挿入孔１０の開口１０ａから包囲チューブ１３の中まで延びる。隔壁３２は、内間隙１２を挿入孔１０の半径方向に二分する本発明の隔壁に相当する。隔壁３２の上流端側は包囲チューブ１３の中へ向かって開口される。この開口３２ａにより、分けられた外側の内間隙１２ａと内側の内間隙１２ｂとが互いに連通する。この点で、本実施の形態の構成は、第２の実施の形態のそれと異なる。
【００４４】
従って、この実施の形態では、図１２に矢印で示すように、吸気導入部３の吸気通路５を流れる吸気の一部が、二分された外側の内間隙１２ａに入り、隔壁３２の上流端側の開口３２ａから内側の内間隙１２ｂを通って吸気通路５へ流れ出る。この空気の流れにより、先端挿入部１１を含むＥＧＲパイプ９の先端部が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００４５】
この実施の形態におけるＥＧＲパイプ継手構造３１に関するその他の作用効果は、第１の実施の形態のそれと基本的に同じである。
【００４６】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００４７】
（１）前記第２〜４の実施の形態とは異なり、図１３に示すように、単に、先端挿入部１１の先端開口１１ａを挿入孔１０の開口１０ａと同位置に配置してもよい。この構成では、先端挿入部１１の先端に、吸気通路５を流れる吸気が積極的に当たることはないので、先端挿入部１１が積極的に冷やされることはない。しかし、それ以外の基本的な作用効果については、前記第２〜４の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００４８】
（２）前記各実施の形態では、ＥＧＲパイプ９と包囲チューブ１３とをＳＵＳにより一体に形成し、フランジ１５をスチールにより形成して包囲チューブ１３と一体的に溶接した。これに対し、ＥＧＲパイプ、包囲チューブ及びフランジを互いに別々に形成して溶接するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、外部に位置する二重管構造の部分より外部へ放出されるので、吸気マニホルドとの接続部分に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。このため、ＥＧＲパイプからの放熱性を高めることができ、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分での熱的損傷を有効に防止することができる。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、外部に位置する二重管構造の部分より外部へ放出されるので、吸気マニホルドの外面におけるフランジとの接合部位に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。このため、ＥＧＲパイプからの放熱性を高めることができ、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分での熱的損傷を有効に防止することができる。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、吸気通路の中まで延ばされた先端挿入部の先端に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。このため、請求項１又は２に記載の発明の効果に比べ、ＥＧＲパイプそのものを積極的に冷やすことができ、同パイプからの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、吸気通路へ突出される庇部に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。このため、請求項１又は２に記載の発明の効果に比べ、ＥＧＲパイプそのものを積極的に冷やすことができ、同パイプからの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、吸気通路を流れる空気の一部が、二分された外側の内間隙及び内側の内間隙を通って先端挿入部が冷やされる。このため、請求項１又は２に記載の発明の効果に比べ、ＥＧＲパイプそのものを積極的に冷やすことができ、同パイプからの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係り、吸気マニホルド及びＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図２】 ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図３】 ＥＧＲパイプ継手構造を示す簡略図。
【図４】 解析結果を示すグラフ。
【図５】 第２の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図６】 図５の２点鎖線円部分を矢印Ａ方向から見た図。
【図７】 第３の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図８】 図７の２点鎖線円部分を矢印Ａ方向から見た図。
【図９】 図７の一部を示す拡大断面図。
【図１０】 第４の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図１１】 図１０の２点鎖線円部分を矢印Ａ方向から見た図。
【図１２】 図１０の一部を示す拡大断面図。
【図１３】 別の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図１４】 従来例に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【符号の説明】
１ 吸気マニホルド
２ ＥＧＲパイプ継手構造
３ 吸気導入部
５ 吸気通路
８ 取付座
９ ＥＧＲパイプ
１０ 挿入孔
１１ 先端挿入部
１２ 内間隙
１３ 包囲チューブ
１４ 外間隙
１５ フランジ
２１ ＥＧＲパイプ継手構造
２２ 庇部
２５ ＥＧＲパイプ継手構造
２６ 袖部（隔壁）
２７ 連通孔
３１ ＥＧＲパイプ継手構造
３２ 隔壁
３２ａ 開口
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を、ＥＧＲパイプを通じて吸気通路へ還流するＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）に係る。特に詳しくは、合成樹脂製の吸気マニホルドにＥＧＲパイプを接続するためのＥＧＲパイプ継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンに設けられるＥＧＲ装置では、排気通路から吸気通路へ排気ガスの一部を還流するために金属製のＥＧＲパイプが使用される。一方、エンジンでは、軽量化のために合成樹脂製の吸気マニホルドが使用される。ここで、ＥＧＲパイプを流れる排気ガス（ＥＧＲガス）は非常に高温（例えば、２００〜９００℃程度）であることから、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分では、ＥＧＲガスの熱により損傷を受けないように対策する必要がある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、この種の熱的損傷を防止する内燃機関の排気還流装置が提案され、記載されている。図１４に示すように、この装置において、合成樹脂製の吸気マニホルド５０に形成された挿通孔５１には、金属製の排気還流管（ＥＧＲパイプ）５２が、その外周面と挿通孔内周面との間に微小隙間５３を保った状態で挿通される。ＥＧＲパイプ５２の先端部が吸気マニホルド５０の中に開口している。ＥＧＲパイプ５２の先端部には、同パイプ５２の外周を囲むアウターチューブ５４が設けられ、その先端小径部がＥＧＲパイプ５２の先端部に接合される。アウターチューブ５４とＥＧＲパイプ５２との間には、吸気マニホルド５０の外側へ向かう一端で外部に開放される断熱空気層が形成される。また、アウターチューブ５４の外周面と挿通孔５１の内周面との間に微小隙間５５が設けられる。すなわち、ＥＧＲパイプ５２の先端部がアウターチューブ５４に囲まれた二重管構造をなし、その中間に断熱空気層が設けられる。これにより、アウターチューブ５４が比較的低温に維持され、アウターチューブ５４から挿通孔５１の内周面に伝わる熱を低減させている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８９１５９号公報（第２〜４頁、図１〜３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記特許文献１に記載の排気還流装置では、ＥＧＲパイプ５２の二重管構造の部分が吸気マニホルド５０の挿通孔５１の内側に完全に挿入されている。このため、二重管構造の部分では、ＥＧＲパイプ５２から放出される熱がこもる傾向があり、放熱性がよくなかった。この結果、吸気マニホルド５０におけるＥＧＲパイプ５２との接続部分で、熱的損傷の防止効果が十分に得られなかった。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＧＲパイプからの放熱性を高めることにより、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分での熱的損傷を有効に防止することを可能としたＥＧＲパイプ継手構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、合成樹脂製の吸気マニホルドに設けられた挿入孔に金属製のＥＧＲパイプの先端挿入部を挿入して接続するＥＧＲパイプ継手構造であって、挿入孔に挿入された先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間に所定の内間隙が設けられることと、先端挿入部に隣接して設けられ、吸気マニホルドの外側のみにおいてＥＧＲパイプの外周を閉塞的に包囲する包囲チューブと、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間に所定の外間隙が設けられることとを備え、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより包囲される二重管構造の部分の長さと、包囲チューブの板厚と、吸気マニホルドと包囲チューブとの接合部位の温度との関係から、接合部位の温度が、吸気マニホルドを構成する合成樹脂の耐熱温度以下となるように、二重管構造の長さ及び包囲チューブの板厚の値をそれぞれ設定したことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、ＥＧＲパイプの先端挿入部が吸気マニホルドの挿入孔に挿入された状態で吸気マニホルドに接続されることにより、ＥＧＲパイプの先端部が吸気マニホルドに支持される。ここで、先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間の内間隙は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、先端挿入部から挿入孔の内周面に直接伝わることはない。また、吸気マニホルドの外側において、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより閉塞的に包囲されるので、その部分が二重管構造となる。更に、この二重管構造の部分では、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間の外間隙が空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱は、この外部に位置する二重管構造の部分において、空気断熱層及び包囲チューブを介して外部へ放出されるので、吸気マニホルドの外面における包囲チューブとの接合部位に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、合成樹脂製の吸気マニホルドに設けられた挿入孔に金属製のＥＧＲパイプの先端挿入部を挿入して接続するＥＧＲパイプ継手構造であって、挿入孔に挿入された先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間に所定の内間隙が設けられることと、先端挿入部に隣接して設けられ、吸気マニホルドの外側のみにおいてＥＧＲパイプの外周を閉塞的に包囲する包囲チューブと、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間に所定の外間隙が設けられることと、包囲チューブの開口周縁に設けられ、先端挿入部が挿入孔に挿入された状態で吸気マニホルドの外面に接合されるフランジとを備え、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより包囲される二重管構造の部分の長さと、包囲チューブの板厚と、フランジの温度との関係から、フランジの温度が、吸気マニホルドを構成する合成樹脂の耐熱温度以下となるように、二重管構造の長さ及び包囲チューブの板厚の値をそれぞれ設定したことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、ＥＧＲパイプの先端挿入部が吸気マニホルドの挿入孔に挿入された状態で、フランジが吸気マニホルドの外面に接合されることにより、ＥＧＲパイプの先端部が吸気マニホルドに支持される。ここで、先端挿入部の外周面と挿入孔の内周面との間の内間隙は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、先端挿入部から挿入孔の内周面に直接伝わることはない。また、吸気マニホルドの外側において、ＥＧＲパイプの外周が包囲チューブにより閉塞的に包囲されるので、その部分が二重管構造となる。更に、この二重管構造の部分では、ＥＧＲパイプの外周面と包囲チューブの内周面との間の外間隙が空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱は、この外部に位置する二重管構造の部分において、空気断熱層及び包囲チューブを介して外部へ放出されるので、吸気マニホルドの外面におけるフランジとの接合部位に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ＥＧＲパイプの先端挿入部の先端が、吸気マニホルドの吸気通路の中まで延ばされたことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の作用に加え、吸気マニホルドの吸気通路の中まで延ばされた先端挿入部の先端に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ＥＧＲパイプの先端挿入部の先端開口縁に、吸気マニホルドの吸気通路へ突出される庇部が設けられたことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の作用に加え、吸気マニホルドの吸気通路へ突出される庇部に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、ＥＧＲパイプの先端挿入部が吸気マニホルドの挿入孔に挿入された状態で、先端挿入部の先端開口が挿入孔の開口より奥へ引き込まれて配置され、内間隙を挿入孔の半径方向に二分する隔壁が設けられ、分けられた二つの間隙が隔壁の上流端側で互いに連通したことを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、吸気マニホルドの吸気通路を流れる空気の一部は、二分された外側の内間隙に入り、隔壁の上流端側の連通部分から内側の内間隙を通って吸気通路へ流れ出る。この空気の流れにより先端挿入部が冷やされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明におけるＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１に、合成樹脂製の吸気マニホルド１の一部と、そこに設けられるＥＧＲパイプ継手構造２を断面図に示す。吸気マニホルド１は、一つの吸気導入部３と、複数の吸気導出部４とを備え、その内部が吸気通路５となっている。吸気導入部３の開口３ａに設けられたフランジ３ｂには、スロットルバルブ６を内蔵したスロットルボディ７が固定される。各吸気導出部４の開口４ａは、エンジンの各燃焼室に対応して設けられる吸気ポートに連通する。従って、スロットルボディ７を通じて吸入される吸気（図中の白抜き矢印）は、吸気導入部３から各吸気導出部４へ導かれ、エンジンの各燃焼室に取り込まれる。
【００１９】
吸気導入部３の屈曲部分の外側面には、取付座８が一体に形成される。この取付座８には、金属製のＥＧＲパイプ９の先端部が、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造２により接続される。取付座８の中心には、吸気導入部３の内部に連通する挿入孔１０が形成される。ＥＧＲパイプ継手構造２は、挿入孔１０にＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１を挿入してＥＧＲパイプ９の先端部を接続するものである。従って、ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガス（図中の黒色矢印）は、その先端挿入部１１から吸気通路５の中へ直接流れ込む。
【００２０】
図２に、ＥＧＲパイプ継手構造２の断面図を示す。挿入孔１０に挿入された先端挿入部１１の外周面と挿入孔１０の内周面との間には、所定の内間隙１２が設けられる。吸気マニホルド１の外側には、先端挿入部１１に隣接して、ＥＧＲパイプ９の外周を閉塞的に包囲する包囲チューブ１３が設けられる。この包囲チューブ１３は、その上流側が袋底状に閉塞し、その下流側が開放する形状をなす。このＥＧＲパイプ９の外周面と包囲チューブ１３の内周面との間に、所定の外間隙１４が設けられる。この外間隙１４と内間隙１２は互いに連通し、両者１４，１２の寸法は同じである。包囲チューブ１３の開口周縁には、先端挿入部１１が挿入孔１０に挿入された状態で取付座８の座面８ａに接合されるフランジ１５が設けられる。これらＥＧＲパイプ９、包囲チューブ１３及びフランジ１５は互いに一体的に形成される。この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９及び包囲チューブ１３がＳＵＳにより形成され、フランジ１５がスチールにより形成される。フランジ１５は包囲チューブ１３に溶接される。
【００２１】
図２に示すように、取付座８の座面８ａには、挿入孔１０を中心に周溝１６が形成され、その中にパッキン１７が組み込まれる。フランジ１５は、この座面８ａに接合されてボルト１８により取付座８に締め付け固定される。
【００２２】
図２に示すように、先端挿入部１１は、挿入孔１０の長さより長く形成され、その先端が吸気導入部３の吸気通路５の中まで延ばされる。これにより、先端挿入部１１の先端に、吸気通路５を流れる吸気が当たるようになっている。ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガスは、吸気通路５の中へ直接流れ込み、吸気マニホルド１の樹脂部分には直接当たらないようになっている。
【００２３】
以上説明したこの実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造によれば、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１が吸気マニホルド１の挿入孔１０に挿入される。この挿入状態で、フランジ１５が取付座８の座面８ａに接合され、ボルト１８により締め付け固定される。これにより、ＥＧＲパイプ９の先端部が吸気マニホルド１に支持される。
【００２４】
このＥＧＲ取付構造２において、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１の外周面と挿入孔１０の内周面との間の内間隙１２は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガスの高熱は、先端挿入部１１から挿入孔１０の内周面に直接伝わることがない。この部分の高熱は、空気断熱層を介して吸気導入部３の吸気通路５を流れる吸気に伝わり低減される。また、吸気マニホルド１の外側では、ＥＧＲパイプ９の外周が包囲チューブ１３により閉塞的に包囲されるので、その部分が二重管構造となる。この二重管構造の部分で、ＥＧＲパイプ９の外周面と包囲チューブ１３の内周面との間の外間隙１４は、空気断熱層として機能する。従って、ＥＧＲパイプ９を流れるＥＧＲガスの高熱は、この外部に位置する二重管構造の部分において、空気断熱層及び包囲チューブ１３を介して外部へ放出される。これにより、フランジ１５との接合部位である取付座８にＥＧＲガスの高熱が伝わり難くなる。この結果、ＥＧＲパイプ９からの放熱性を高めることができ、合成樹脂製の吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分の熱的損傷を有効に防止することができる。
【００２５】
すなわち、従来例の装置では、二重管構造の部分が吸気マニホルド５０の挿通孔５１の内側に完全に挿入されていた。このため、この部分でＥＧＲパイプ５２からの放熱がこもり、吸気マニホルド５０におけるＥＧＲパイプ５２との接続部分で熱的損傷の防止効果が十分に得られなかった。これに対し、この実施の形態では、二重管構造の部分が吸気マニホルド１の外側に配置され、この部分でのＥＧＲパイプ９からの放熱性を高めることができる。これにより、ＥＧＲパイプ９から吸気マニホルド１に伝わる熱を低減させることができ、そのＥＧＲパイプ９との接続部分における熱的損傷を有効に防止することができるのである。
【００２６】
ここで、ＥＧＲパイプ継手構造２の各部寸法とフランジ１５の温度（フランジ温度）との関係を解析し、その結果等を図３，４に示す。図３に、ＥＧＲパイプ継手構造２を簡略的に示す。ここで、雰囲気温度は「９５℃」であり、ＥＧＲガス温度は「２７７℃」である。ＥＧＲパイプ９の外径を「φ１０」とし、フランジ１５の厚さを「Ｔ」とし、フランジ１５の厚さ「Ｔ」を含む二重管構造の部分の長さを「Ｌ」とし、内間隙１２及び外間隙１４の寸法を「Ｃ」とし、ＥＧＲパイプ９，包囲チューブ１３の板厚を「ｔ」とする。フランジ温度の測定点を図３に「ａ」で示す。
【００２７】
上記設定条件において、測定点ａにおけるフランジ温度の低減効果には、二重管構造の長さＬ及び板厚ｔの影響が大きく、各間隙１２，１４の寸法Ｃ及びフランジ１５の板厚Ｔの影響は小さいことが分かった。ここで、強度確保のために板厚ｔを「１．０ｍｍ」とし、フランジ温度のクライトエリアを吸気マニホルド１に使用される合成樹脂の長期耐熱温度である「１３０℃」とする。この場合における二重管構造の長さＬとフランジ温度との関係を、図４のグラフの太曲線に示す。図４における細曲線は、板厚ｔを「０．６ｍｍ」とした場合のデータである。この太曲線のグラフから明らかなように、長期耐熱温度を「１３０℃」とするためには、二重管構造の長さＬを「４０ｍｍ」にする必要があることが分かる。この長さＬを「４０ｍｍ」よりも大きくすることにより、フランジ温度は更に低くはなる。しかし、この長さＬを大きくした場合に、二重管構造部分の占有空間は増えることになり、この長さＬを「４０ｍｍ」以上にする否かは、実車でのエンジンルームにおける残存スペースと強度との関係で決定される。
また、本実施の形態では、１．０ｍｍを採用しているが、ＥＧＲパイプ９の長さが短い場合や、パイプの振動が小さい等、取付部強度が低くても良い場合は、ｔ＝０．６ｍｍを採用すると、さらに長さＬを短くすることができる。
【００２８】
以上の解析結果から、強度確保と長期耐熱温度（１３０℃）の要求を踏まえた上で、ＥＧＲパイプ継手構造２の寸法関係は、ＥＧＲパイプ９及び包囲チューブ１３の板厚ｔを「１．０ｍｍ」とし、二重管構造の長さＬを「４０ｍｍ」とするのが設計上望ましい。
【００２９】
更に、この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１の先端が、吸気マニホルド１の吸気通路５の中まで延ばされる。従って、その延ばされた先端挿入部１１の先端に、吸気通路５を流れる吸気が当たることにより、この部分から先端挿入部９が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明のＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
尚、本実施の形態を含む以下の各実施の形態において、前記第１の実施の形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００３２】
図５に、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造２１を断面図に示す。図６に、図５に２点鎖線で示す円部分を矢印Ａの方向から見た図を示す。
【００３３】
この実施の形態では、取付座８が吸気導入部３の垂直部分に設けられる。このため、挿入孔１０の開口１０ａが、吸気導入部３の内壁面に対して垂直に開いている。この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１そのものは吸気導入部３の吸気通路５の中まで延びていない。その代わりに、先端挿入部１１の先端開口１１ａには、吸気通路５の中へ突出される庇部２２が設けられる。この点で、この実施の形態の構成は、第１の実施の形態のそれと異なる。
【００３４】
従って、この実施の形態では、吸気導入部３の吸気通路５へ突出される庇部２２に、吸気通路５を流れる吸気が当たることにより、この部分から先端挿入部１１が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００３５】
この実施の形態におけるＥＧＲパイプ継手構造２１に関するその他の作用効果は、第１の実施の形態のそれと基本的に同じである。
【００３６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明のＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図７に、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造２５を断面図に示す。図８に、図７に２点鎖線で示す円部分を矢印Ａの方向から見た図を示す。
【００３８】
この実施の形態では、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１が吸気導入部３の挿入孔１０に挿入された状態で、先端挿入部１１が挿入孔１０の長さより短く形成される。つまり、先端挿入部１１の先端開口１１ａが、挿入孔１０の開口１０ａより奥へ引き込んで配置される。包囲チューブ１３の開口端には、先端挿入部１１と平行に延びる袖部２６が一体に形成される。この袖部２６は、挿入孔１０の開口１０ａまで延びる。袖部２６は、内間隙１２を挿入孔１０の半径方向に二分する本発明の隔壁に相当する。袖部２６の上流端側には、その周方向に沿って複数の連通孔２７が形成される。これら連通孔２７により、分けられた外側の内間隙１２ａと内側の内間隙１２ｂとが互いに連通する。この点で、本実施の形態の構成は、第２の実施の形態のそれと異なる。
【００３９】
従って、この実施の形態では、図９に矢印で示すように、吸気導入部３の吸気通路５を流れる吸気の一部が、二分された外側の内間隙１２ａに入り、袖部２６の上流端側の各連通孔２７から内側の内間隙１２ｂを通って吸気通路５へ流れ出る。この空気の流れにより、先端挿入部１１が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００４０】
この実施の形態におけるＥＧＲパイプ継手構造２５に関するその他の作用効果は、第１の実施の形態のそれと基本的に同じである。
【００４１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明のＥＧＲパイプ継手構造を具体化した第４の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図１０に、この実施の形態のＥＧＲパイプ継手構造３１を断面図に示す。図１１、図１０に２点鎖線で示す円部分を矢印Ａの方向から見た図を示す。
【００４３】
この実施の形態でも、ＥＧＲパイプ９の先端挿入部１１が吸気導入部３の挿入孔１０に挿入された状態で、先端挿入部１１が挿入孔１０の長さより短く形成される。つまり、先端挿入部１１の先端開口１１ａが、挿入孔１０の開口１０ａより奥へ引き込んで配置される。この挿入孔１０の内側には、先端挿入部１１と平行に延びる隔壁３２が取付座８と一体に形成される。この隔壁３２は、挿入孔１０の開口１０ａから包囲チューブ１３の中まで延びる。隔壁３２は、内間隙１２を挿入孔１０の半径方向に二分する本発明の隔壁に相当する。隔壁３２の上流端側は包囲チューブ１３の中へ向かって開口される。この開口３２ａにより、分けられた外側の内間隙１２ａと内側の内間隙１２ｂとが互いに連通する。この点で、本実施の形態の構成は、第２の実施の形態のそれと異なる。
【００４４】
従って、この実施の形態では、図１２に矢印で示すように、吸気導入部３の吸気通路５を流れる吸気の一部が、二分された外側の内間隙１２ａに入り、隔壁３２の上流端側の開口３２ａから内側の内間隙１２ｂを通って吸気通路５へ流れ出る。この空気の流れにより、先端挿入部１１を含むＥＧＲパイプ９の先端部が冷やされる。このため、ＥＧＲパイプ９そのものを積極的に冷やすことができ、同パイプ９からの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルド１におけるＥＧＲパイプ９との接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００４５】
この実施の形態におけるＥＧＲパイプ継手構造３１に関するその他の作用効果は、第１の実施の形態のそれと基本的に同じである。
【００４６】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００４７】
（１）前記第２〜４の実施の形態とは異なり、図１３に示すように、単に、先端挿入部１１の先端開口１１ａを挿入孔１０の開口１０ａと同位置に配置してもよい。この構成では、先端挿入部１１の先端に、吸気通路５を流れる吸気が積極的に当たることはないので、先端挿入部１１が積極的に冷やされることはない。しかし、それ以外の基本的な作用効果については、前記第２〜４の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００４８】
（２）前記各実施の形態では、ＥＧＲパイプ９と包囲チューブ１３とをＳＵＳにより一体に形成し、フランジ１５をスチールにより形成して包囲チューブ１３と一体的に溶接した。これに対し、ＥＧＲパイプ、包囲チューブ及びフランジを互いに別々に形成して溶接するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、外部に位置する二重管構造の部分より外部へ放出されるので、吸気マニホルドとの接続部分に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。このため、ＥＧＲパイプからの放熱性を高めることができ、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分での熱的損傷を有効に防止することができる。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、ＥＧＲパイプを流れる排気ガスの高熱が、外部に位置する二重管構造の部分より外部へ放出されるので、吸気マニホルドの外面におけるフランジとの接合部位に排気ガスの高熱が伝わり難くなる。このため、ＥＧＲパイプからの放熱性を高めることができ、合成樹脂製の吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分での熱的損傷を有効に防止することができる。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、吸気通路の中まで延ばされた先端挿入部の先端に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。このため、請求項１又は２に記載の発明の効果に比べ、ＥＧＲパイプそのものを積極的に冷やすことができ、同パイプからの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、吸気通路へ突出される庇部に、吸気通路を流れる空気が当たることにより、この部分から先端挿入部が冷やされる。このため、請求項１又は２に記載の発明の効果に比べ、ＥＧＲパイプそのものを積極的に冷やすことができ、同パイプからの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【００５３】
請求項５に記載の発明によれば、吸気通路を流れる空気の一部が、二分された外側の内間隙及び内側の内間隙を通って先端挿入部が冷やされる。このため、請求項１又は２に記載の発明の効果に比べ、ＥＧＲパイプそのものを積極的に冷やすことができ、同パイプからの放熱性を一層高めることができ、吸気マニホルドにおけるＥＧＲパイプとの接続部分で熱的損傷をより一層有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係り、吸気マニホルド及びＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図２】 ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図３】 ＥＧＲパイプ継手構造を示す簡略図。
【図４】 解析結果を示すグラフ。
【図５】 第２の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図６】 図５の２点鎖線円部分を矢印Ａ方向から見た図。
【図７】 第３の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図８】 図７の２点鎖線円部分を矢印Ａ方向から見た図。
【図９】 図７の一部を示す拡大断面図。
【図１０】 第４の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図１１】 図１０の２点鎖線円部分を矢印Ａ方向から見た図。
【図１２】 図１０の一部を示す拡大断面図。
【図１３】 別の実施の形態に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【図１４】 従来例に係り、ＥＧＲパイプ継手構造を示す断面図。
【符号の説明】
１ 吸気マニホルド
２ ＥＧＲパイプ継手構造
３ 吸気導入部
５ 吸気通路
８ 取付座
９ ＥＧＲパイプ
１０ 挿入孔
１１ 先端挿入部
１２ 内間隙
１３ 包囲チューブ
１４ 外間隙
１５ フランジ
２１ ＥＧＲパイプ継手構造
２２ 庇部
２５ ＥＧＲパイプ継手構造
２６ 袖部（隔壁）
２７ 連通孔
３１ ＥＧＲパイプ継手構造
３２ 隔壁
３２ａ 開口
Claims (5)
- 合成樹脂製の吸気マニホルドに設けられた挿入孔に金属製のＥＧＲパイプの先端挿入部を挿入して接続するＥＧＲパイプ継手構造であって、
前記挿入孔に挿入された前記先端挿入部の外周面と前記挿入孔の内周面との間に所定の内間隙が設けられることと、
前記先端挿入部に隣接して設けられ、前記吸気マニホルドの外側のみにおいて前記ＥＧＲパイプの外周を閉塞的に包囲する包囲チューブと、
前記ＥＧＲパイプの外周面と前記包囲チューブの内周面との間に所定の外間隙が設けられることと
を備え、前記ＥＧＲパイプの外周が前記包囲チューブにより包囲される二重管構造の部分の長さと、前記包囲チューブの板厚と、前記吸気マニホルドと前記包囲チューブとの接合部位の温度との関係から、前記接合部位の温度が、前記吸気マニホルドを構成する合成樹脂の耐熱温度以下となるように、前記二重管構造の長さ及び前記包囲チューブの板厚の値をそれぞれ設定したことを特徴とするＥＧＲパイプ継手構造。 - 合成樹脂製の吸気マニホルドに設けられた挿入孔に金属製のＥＧＲパイプの先端挿入部を挿入して接続するＥＧＲパイプ継手構造であって、
前記挿入孔に挿入された前記先端挿入部の外周面と前記挿入孔の内周面との間に所定の内間隙が設けられることと、
前記先端挿入部に隣接して設けられ、前記吸気マニホルドの外側のみにおいて前記ＥＧＲパイプの外周を閉塞的に包囲する包囲チューブと、
前記ＥＧＲパイプの外周面と前記包囲チューブの内周面との間に所定の外間隙が設けられることと、
前記包囲チューブの開口周縁に設けられ、前記先端挿入部が前記挿入孔に挿入された状態で前記吸気マニホルドの外面に接合されるフランジと
を備え、前記ＥＧＲパイプの外周が前記包囲チューブにより包囲される二重管構造の部分の長さと、前記包囲チューブの板厚と、前記フランジの温度との関係から、前記フランジの温度が、前記吸気マニホルドを構成する合成樹脂の耐熱温度以下となるように、前記二重管構造の長さ及び前記包囲チューブの板厚の値をそれぞれ設定したことを特徴とするＥＧＲパイプ継手構造。 - 前記ＥＧＲパイプの先端挿入部の先端が、前記吸気マニホルドの吸気通路の中まで延ばされたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＧＲパイプ継手構造。
- 前記ＥＧＲパイプの先端挿入部の先端開口縁に、前記吸気マニホルドの吸気通路へ突出される庇部が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＧＲパイプ継手構造。
- 前記ＥＧＲパイプの先端挿入部が前記吸気マニホルドの挿入孔に挿入された状態で、前記先端挿入部の先端開口が前記挿入孔の開口より奥へ引き込まれて配置され、前記内間隙を前記挿入孔の半径方向に二分する隔壁が設けられ、前記分けられた二つの間隙が前記隔壁の上流端側で互いに連通したことを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＧＲパイプ継手構造。
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