JP4184129B2 - 二重管 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二重管に係り、特に、エンジンの排ガス再循環装置（本明細書においてＥＧＲ装置という。）において冷却配管として用いられる二重管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＧＲ装置は、エンジンからの排気の一部を吸気系に再循環させ、燃焼温度を抑えてＮＯxの排出量を低減するための装置で、排気マニホールドと吸気マニホールドの間をＥＧＲ配管でつなぎ、排気の一部を吸気マニホールドに導入している。また、ポンピングロスの低減を目的にＥＧＲ装置をケースも増えている。
【０００３】
従来、ＥＧＲ配管には、ステンレス系の配管が用いられ、樹脂製インテークマニホールドの溶損対策およびエンジンルーム内の熱害対策のために、外管と内管との二重構造をもった二重管が用いられるケースがある。
【０００４】
そこで、ＥＧＲ配管に利用される従来の二重管を図８に示す。この図８において、２は外管を示し、この外管２の内部には同心に内管４が収容されている。外管２の内周面と内管４の外周面との間には、二重管の全長に亘って冷却水の通路となるアニュラー空間部が形成されている。二重管の両端部にはフランジ６ａ、６ｂが一体的に形成されている。また、二重管の両端部には、それぞれコネクタ７ａ、７ｂが設けられている。
【０００５】
このうちコネクタ７ａには、冷却水をアニュラー空間部に導入するチューブが接続され、コネクタ７ｂにはアニュラー空間部から冷却水を導出するためのチューブが接続されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＧＲ配管に用いる二重管では、コネクター７ａ、７ｂをロー付けによって固着する構造を採っているので、製作の工数が増えてコスト増になる欠点がある。
【０００７】
また、二重管をＥＧＲに用いる場合には、エンジンの形状に合わせて曲げる必要があるが、従来の二重管では曲げが大きいと管が潰れてしまうという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、ＥＧＲ配管として利用する場合にコネクタ類を不要として冷却水を循環させることができるとともに、冷却効率の向上を図るようにした二重管を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、内管と外管との同心二重構造からなる二重管において、前記内管と外管との間に形成される空間部を往路と復路とで対をなす偶数の通路に区画する複数の隔壁を当該内管及び外管と一体的に形成し、二重管の一方の末端部の位置で前記隔壁に前記往路と復路同士を連通させる連通穴を形成し、前記二重管の両末端部に接続用のフランジ部材を取り付け、前記連通穴の形成されていない側の末端部のフランジ部材のみに、前記往路に冷却媒体を導入する入口穴と、前記復路から冷却媒体を導出する出口穴を形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、内管と外管とが隔壁でつながった二重管構造をもち、隔壁で冷却水を循環する通路を区画しているので、冷却効率が高く、しかも隔壁により管体の強度を高めることができる。
【００１０】
さらに、本発明は、内管と外管との同心二重構造からなる二重管において、前記内管と外管との間に形成される空間部を往路と復路とで対をなす偶数の通路に区画する複数の隔壁を当該内管及び外管と一体的に形成し、二重管の一方の末端部の位置で前記隔壁に前記往路と復路同士を連通させる連通穴を形成した二重管本体と、前記往路に冷却媒体を導入する入口穴と、前記復路から冷却媒体を導出する出口穴を有し、エンジンのＥＧＲ装置において排ガスを還流させる流路を開閉する水冷式のＥＧＲバルブのバルブボディに接続可能なフランジ部と、からなり、前記フランジ部は、前記連通穴の形成されていない側の二重管本体の端末部に取り付けられ、その入口穴にはＥＧＲバルブから冷却水を導入し、出口穴からは冷却水をＥＧＲバルブに還流可能なように接続することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、二重管をＥＧＲ管として使用するためにＥＧＲバルブに接続するだけで、ＥＧＲバルブを供給される冷却水の一部をフランジ部から導入して、ＥＧＲ管内を循環させることができるので、ＥＧＲ管に冷却水循環用のチューブ、コネクタなどの部品が不要とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による二重管の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態による二重管が適用されるエンジンのＥＧＲ装置を示す。この図１において、参照符号１０はエンジンを示している。１２は吸気マニホールド、１４は排気マニホールドである。排気マニホールド１４からは、排ガスの一部を吸気マニホールド１２に還流させるためのＥＧＲ管１６ａが分岐し、このＥＧＲ管１６ａには、管路を開閉し還流する排ガス流量を制御するＥＧＲバルブ１７が接続されている。また、ＥＧＲバルブ１７と吸気マニホールド１２をつなぐ配管としてＥＧＲ管１６ｂが用いられ、このＥＧＲ管１６ｂの末端は吸気マニホールド１２に接続されている。ＥＧＲバルブ１７は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０により動作が制御される。
【００１３】
図２、図３は、本実施形態による二重管を示す。二重管２２は、内管２４と外管２６の二つの管が同心一体構造の二重管である。この実施形態では、二重管２２は、押し出し加工により成形されたアルミニウムまたはアルミニウム合金製の二重管である。
ＥＧＲ管１６ｂとして用いた場合、内管２４の内部は排ガスが流れる通路になり、内管２４と外管２６の間に形成されるアニュラー空間部は、排ガスを冷却する冷却水を流す通路として利用されている。
【００１４】
この実施形態では、図４に示すように、内管２４と外管２６の間に形成されるアニュラー空間部は、中心に関して９０°対称に位置する４つの隔壁２８ａ乃至２８ｄによって４つの通路３０ａ乃至３０ｄが区画されている。これらの通路３０ａ乃至３０ｄのうち、通路３０ａ、３０ｂは、冷却水の往路となる通路で、通路３０ｃ、３０ｄは冷却水の復路となる通路となっている。二重管の末端部では、図５に示されるように、隔壁２８ｂと隔壁２８ｄに往路と復路を連通させる連通穴３１が形成されている。
【００１５】
二重管２２の両端には、それぞれ第１のフランジ部材３２と、第２のフランジ部材３４が固着されている。このうち、第１フランジ部材３２は、内管２４の内径に略等しい径の穴が形成され、導入口側の第１フランジ部材３２には、通路３０ａ、３０ｂに冷却水を導入するための入口穴３６と、通路３０ｃ、３０ｄから冷却水を導出するための出口穴３８が形成されている。第２フランジ部材３４は、外管２６に嵌合できるように外管２６の外径に略等しい径の穴が形成されている。
【００１６】
図６において、ＥＧＲバルブ１７では、弁体を駆動するステッピングモータが排ガスの熱を受けて昇温し弁体の開度の制御精度が低下しないように、ＥＧＲバルブを冷却する必要がある。このため、ＥＧＲバルブ１７には、冷却水を供給する冷却水チューブ３７と冷却水を排出する排水チューブ３９が接続されている。
【００１７】
図６に示されるように、ＥＧＲバルブ１７のバルブボディ４１には、冷却水供給チューブ３７と冷却水排出チューブ３９が接続されるとともに、内部には冷却水通路４０、４４が形成されている。冷却水供給チューブ３７から導入される冷却水は、冷却水通路４０を流れながらバルブボディ４１を冷却するともに、後述するようにＥＧＲ管１６ｂに送られるようになっている。
【００１８】
ＥＧＲバルブ１７の左右両側面は、ＥＧＲ管１６ａとＥＧＲ管１６ｂとの接続部となっている。ＥＧＲバルブ１７のＥＧＲ管１６ｂとの接続部には、冷却水通路４０の出口として開口する第１連通穴４２と、冷却水通路４４の入口として開口する第２連通穴４３とが形成されている。ＥＧＲバルブ１７の側面にＥＧＲ管１６ｂの第１フランジ部材３２および第２フランジ部材３４を締結して固定すると、ＥＧＲバルブ１７側の第１連通穴４２とＥＧＲ管１６ｂ側の入口穴３６が重なるとともに、第２連通穴４３と出口穴３８が重なるようになっている。
【００１９】
本実施形態による二重管は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
エンジン１０が運転されている間、電子制御ユニット２０はＥＧＲバルブ１７を所定の開度で開き、排気マニホールド１４を流れる排ガスの一部は、ＥＧＲ管１６ａからＥＧＲ管１６ｂを構成する二重管２２の内管２４を流れて吸気マニホールド１２に還流される。
【００２０】
図６に示されるように、ＥＧＲバルブ１７に接続された冷却水供給チューブ３７から供給された冷却水は、冷却水通路４０を流れる間にバルブボディ４１を冷却する。さらに、バルブボディ４１内部の冷却水通路４０を流れる冷却水は、第１連通穴４２、入口穴３６を介して内管２４と外管２６の間に区画された往路側の通路３０ａ、３０ｂに導入される。この通路３０ａ、３０ｂを流れる冷却水は、図５において、反対側の管端にある連通穴３１から復路側の通路３０ｃ、３０ｄに流れ込んで流れを反転し、そのまま復路側の通路３０ｃ、３０ｄを流れて出口穴３８、第２連通穴４３を介してＥＧＲバルブ１７内部の冷却水通路４４に戻され、冷却水排出チューブ３９から排出される。このようにしてＥＧＲ管１６ｂとして用いた二重管２２を冷却水が循環することで、内管２４を流れる排ガスは効率的に冷却され、温度の低下した排ガスが吸気マニホールド１２に還流する。
【００２１】
本発明の二重管２２をＥＧＲ管１７に適用した本実施形態によれば、ＥＧＲバルブ１７に接続するだけで、ＥＧＲバルブ１７に供給される冷却水の一部を導入して、ＥＧＲ管１６ｂ内を循環させることができるので、ＥＧＲ管１６ｂに冷却水循環用のチューブ、コネクタなどの部品が不要となる。
【００２２】
さらに、排ガスを流す内管２４と、外管２６とが隔壁２８ａ乃至２８ｄでつながった二重管構造をもち、隔壁２８ａ乃至２８ｄで冷却水を循環する通路３０ａ乃至３０ｄを区画しているので、冷却効率が高く、しかも強度を高めることができる。また、このような構造の二重管は、アルミ合金を材料に押出成形により容易に製造することができる。
【００２３】
ここで、図７は、二重管の変形例を示す横断面図である。上述の実施形態による二重管は、４つの隔壁で通路３０ａ乃至３０ｄを仕切っているが、図７（ａ）は、２つの隔壁５０で通路５１ａ、５１ｂを仕切った二重管で、図７（ｂ）は、６つの隔壁５２で通路５３ａ乃至５３ｆを仕切った二重管である。このように、隔壁による通路の区画数を適当な数にすることは、押出成形の場合は容易である。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＥＧＲ配管として利用する場合にコネクタ類を不要として冷却水を循環させることができるとともに、冷却効率の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による二重管が適用されるエンジンのＥＧＲシステムを示す図。
【図２】本発明の一実施形態による二重管の分解組立図。
【図３】本発明の一実施形態による二重管の斜視図。
【図４】図３におけるIV-IV断面を示す図。
【図５】同二重管の管端の形状を示す斜視図。
【図６】ＥＧＲバルブと二重管の接続構造を示す図。
【図７】本発明による二重管の他の変形例を示す横断面図。
【図８】従来の二重管を示す斜視図。
【符号の説明】
１０ エンジン
１２ 吸気マニホールド
１４ 排気マニホールド
１６ａ、１６ｂ ＥＧＲ管
１７ ＥＧＲバルブ
２０ 電子制御ユニット
２２ 二重管
２４ 内管
２６ 外管
３６ 入口穴
３８ 出口穴

Claims (3)

1. 内管と外管との同心二重構造からなる二重管において、
   前記内管と外管との間に形成される空間部を往路と復路とで対をなす偶数の通路に区画する複数の隔壁を当該内管及び外管と一体的に形成し、二重管の一方の末端部の位置で前記隔壁に前記往路と復路同士を連通させる連通穴を形成し、前記二重管の両末端部に接続用のフランジ部材を取り付け、前記連通穴の形成されていない側の末端部のフランジ部材のみに、前記往路に冷却媒体を導入する入口穴と、前記復路から冷却媒体を導出する出口穴を形成したことを特徴とする二重管。
2. 前記二重管は、押し出し加工により成形されたアルミニウムまたはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項１に記載の二重管。
3. 内管と外管との同心二重構造からなる二重管において、
   前記内管と外管との間に形成される空間部を往路と復路とで対をなす偶数の通路に区画する複数の隔壁を当該内管及び外管と一体的に形成し、二重管の一方の末端部の位置で前記隔壁に前記往路と復路同士を連通させる連通穴を形成した二重管本体と、
   前記往路に冷却媒体を導入する入口穴と、前記復路から冷却媒体を導出する出口穴を有し、エンジンのＥＧＲ装置において排ガスを還流させる流路を開閉する水冷式のＥＧＲバルブのバルブボディに接続可能なフランジ部と、からなり、
   前記フランジ部は、前記連通穴の形成されていない側の二重管本体の端末部に取り付けられ、その入口穴にはＥＧＲバルブから冷却水を導入し、出口穴からは冷却水をＥＧＲバルブに還流可能なように接続することを特徴とする二重管。

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