JP4474785B2 - 排気ガス還流装置導入部構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの吸気管に排気ガスを還流させる排気ガス還流装置に用いられる排気ガス導入部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許公報第２５８２９６６号（従来の技術という）には、排気管から樹脂製吸気管内に還流させる排気ガス（ＥＧＲガスという）を導く排気還流管が取り付けられる内燃機関の排気還流装置において、前記排気還流管を貫通させる筒型のアウタチューブを前記吸気マニホルドに結合し、アウタチューブの一端を吸気マニホルドの内側で排気還流管に結合し、排気還流管とアウタチューブの間に外部に開放される断熱吸気層を形成した内燃機関の排気還流装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の技術においては、ＥＧＲガス導入部はアウタチューブとインナチューブからなる二重管で構成されている。この二重管のうち、アウタチューブは吸気管に結合される部分を構成し、インナチューブはＥＧＲガス還流管と一体に構成されている。従って、従来の技術のＥＧＲガス導入部においては、ＥＧＲガス還流管の質量による応力はアウタチューブが吸気管に結合されたところと、インナチューブとアウタチューブとが接合されるところに集中的に加わる。このため、従来の技術においては、応力が集中するアウタチューブの吸気管への結合部と、アウタチューブとインナチューブの接合部とをより強固な構造とすることが求められる。
【０００４】
しかしながら、上記した応力が集中する部分の強度を確保するために、例えば、アウタチューブとインナチューブの肉厚を増加させると、インナチューブが受けるＥＧＲガスの熱がより多くアウタチューブに伝導してしまう。アウタチューブは樹脂製の吸気管に取り付けられているので、インナチューブからアウタチューブへの熱伝導量の増加によって、ＥＧＲガスの熱量がより多く吸気管に伝導してしまうこととなり、吸気管とアウタチューブとの結合部の温度の上昇を引き起こす。このため、樹脂製の吸気管のさらなる耐熱性を確保する必要が生じてしまい、問題である。
【０００５】
また、上記した従来の技術においてはインナチューブとＥＧＲガス還流管とが一体的に構成されている（あるいは一体的に接合されている）ため、排気管からＥＧＲガス還流管を介して伝導する熱も吸気管内の吸入空気に伝導する。このため、吸入空気はＥＧＲガスから受熱する熱だけでなく、ＥＧＲガス還流管から伝導する熱も受熱することになり、その温度が過度に上昇するという問題が生じる。
【０００６】
それゆえ、本発明は、ＥＧＲガスから受熱する熱以外の吸入空気への熱の授受を防止すると共に、インナチューブからアウタチューブへの熱伝導量を増加させることのない軽量かつ強固な構造の排気ガス還流装置の導入部構造を提供することをその課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１の発明にて講じた技術的手段は、エンジンの排気ガスをその排気管から吸気管へ還流させる排気ガス還流通路と、該排気ガス還流通路に一端側で取り付けられるアウタチューブと、該アウタチューブの他端側で該アウタチューブと接合されると共に、前記還流させる排気ガスを導入する通路を前記吸気管内に形成する前記アウタチューブの内側に配置されたインナチューブと、前記インナチューブと前記アウタチューブとが接合される部分は前記吸気管内に配置されている排気ガス還流装置導入部構造において、前記アウタチューブと前記インナチューブの間にはそれらの径方向に所定のクリアランスが形成され、該クリアランスは前記吸気管及び前記排気ガス還流通路とで区画される内部空間内に前記一端側で開口し、前記インナチューブの構成する通路と、前記排気ガス還流通路とがその軸方向において離隔して設けられていることである。
【０００８】
上記した手段によれば、前記排気ガス還流通路に対して前記インナチューブの他端側が離隔して設けられていることによって、排気ガス還流通路からインナチューブへの熱の伝導が遮断される。これによって、インナチューブにはその周囲に存在するＥＧＲガスから受熱する熱量だけが伝導することになり、吸入空気へ伝導させるべき熱量が低減する。このため、インナチューブに伝導した熱を吸入空気に伝導させるアウタチューブが備えるべき（吸入空気への熱を伝導する部分の）伝導量（吸入空気への放熱量）が低減できるので、導入部構造を軽量化できる。
【０００９】
また、上記した課題を解決するために請求項２の発明にて講じた技術的手段は、請求項１にて講じた技術的手段に加えて、前記アウタチューブに前記吸気管内に開口し、前記空気層内に前記吸気管内の吸入空気を流通させる孔部を設けたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、前記アウタチューブに前記吸気管内に開口し、前記空気層内に前記吸気管内の吸入空気を流通させる孔部を設けたことによって、前記空気層に吸入空気が流動するので、インナチューブ及びアウタチューブを効率よく冷却することができる。
【００１１】
また、上記した課題を解決するために請求項３の発明にて講じた技術的手段は、請求項１または２にて講じた技術的手段に加えて、前記排気ガス還流通路は前記アウタチューブに設けられた第１フランジ部に取り付けられ、前記導入部構造は前記アウタチューブに設けられた前記第１フランジ部とは軸方向に離隔して設けられた第２フランジ部にて前記吸気管と取り付けられていることである。
【００１２】
上記した手段によれば、前記排気ガス還流管は前記アウタチューブに設けられた第１フランジ部に取り付けられ、前記アウタチューブに設けられた前記第１フランジ部とは軸方向に離隔して設けられた第２フランジ部にて前記吸気管と取り付けられていることによって、アウタチューブとインナチューブとの接合部への応力の集中が緩和でき、アウタチューブ及び、インナチューブを軽量に構成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に従った第１実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の排気ガス還流装置の導入部構造の第１実施形態を示す断面図であり、図２は、その斜視図である。
【００１５】
図１、２を用いて本発明の第１実施形態を説明する。
【００１６】
図１、２において、導入部構造１は、アウタチューブ２と、インナチューブ３とから構成されている。アウタチューブ２はインナチューブ３の外周を覆い、他端側（図示下方向）でインナチューブ３と接合される接合部２ａを有する。図２に示すように、アウタチューブ２はその他端側においてその内径がインナチューブ３の外径に一致するように縮径するテーパ部２ｂを有し、テーパ部２ｂよりも一端側には所定の内径を有する円筒状の円筒部２ｃが形成されている。
【００１７】
インナチューブ３は、アウタチューブ２よりも他端側に突出する軸方向長さを有する円筒で構成されている。インナチューブ２は一端、他端の両側が開口し、他端側は吸気管６と、一端側は排気ガス還流管７とそれぞれ連通し、排気ガス還流管７からのＥＧＲガスを吸気管６内に導入する通路３ａを構成する。上記したようにインナチューブ３は接合部２ａにおいてアウタチューブ２と他端側で接合されているが、アウタチューブ２の円筒部２ｃとインナチューブ３との間は所定のクリアランスＤを有するよう同心に配置されている。インナチューブ３とアウタチューブ２の接合部２ａは吸気管６によって画設される内側の空間にその壁面から突出して配置されている。
【００１８】
アウタチューブ２の一端側には一体的に第１フランジ部２ｄが設けられている。図２に示すように、本第１実施形態において、第１フランジ部２ｄはアウタチューブ２の一端側を折り曲げて、その外径よりも拡径することで設けられている。また、図２に示すように第１フランジ部２ｄの端面にはネジ孔２ｅが２ヶ所設けられている。この第１フランジ部２ｄには、図示しないボルトを介して、図１に示すように排気ガス還流管７のフランジ部７ａがシール部材８を介して取り付けられる。
【００１９】
図２に示すように、インナチューブ３は一端側の開口とクリアランスＤはこの第１フランジ部２ｄで外方に開口している。これら開口は後述するように排気ガス還流管７が第１フランジ部２ｄに取り付けられることで、吸気管６と排気ガス還流管７とで画設される内部空間にのみ連通する。
【００２０】
また、インナチューブ３の一端側の端部３ｂは第１フランジ部２ｄの取付面に対してインナチューブ３の中心軸方向において他端側に向かって所定量離隔して設けられており、インナチューブ３の端部３ｂはテーパ状に拡径されている。
【００２１】
第１フランジ部２ｄには排気ガス還流管７に設けられたフランジ７ａが取り付けられている。このフランジ７ａは図２に示すネジ孔２ｅに螺合される図示しないボルトにより固定される。また、フランジ７ａと第１フランジ部２ｄの間にはシール部材８が配置され、両者の間の気密を確保して取り付けられる。
【００２２】
アウタチューブ２には第１フランジ部２ｄから軸方向に所定量Ｘだけ一端側に離隔された位置に第２フランジ部１０が設けられている。第２フランジ部１０はアウタチューブ３との間で、ろう付けなどの両者の間の気密性を確保する工法により、一体的に接合されている。これにより、アウタチューブ２のうち所定量Ｘの範囲は吸気管６の外側に配置される。
【００２３】
吸気管６は、図示しないエンジンの燃焼室に燃焼のための空気を供給する管路である。吸気管６には、導入部構造１を取り付けるための開口部６ａとその周囲にフランジ６ｂが設けられており、その開口６ａは挿入部構造１のアウタチューブ２よりも大径で、吸気管６の内側と外側とを連通する。第２フランジ部１０は、ガスケット９を介してフランジ６ｂに図示しないボルトにより取り付けられている。第２フランジ部１０とフランジ６ｂとの間に介装されたガスケット９は断熱効果を有し、かつ、耐熱温度が高い材料で構成され、例えばフェノール樹脂にゴムコートされたものなどが用いられる。これにより、導入部構造１は吸気管６の内側と外側との気密性を確保して取り付けられる。
【００２４】
本発明の作用について説明する。
【００２５】
図示しない排気管から吸気管６に還流される排気ガス（ＥＧＲガスという）は、図示しない排気管に接続された排気ガス還流管７を介して吸気管６内へ導入される。排気ガス還流管７のフランジ部７ａは導入部構造１のフランジ部２ｄに取り付けられ、排気ガス還流装置の管路を形成する。ＥＧＲガスは排気ガス還流管７を流れる間、その熱を排気ガス還流管７に伝導させながら導入部構造１へ向かって流れる。ＥＧＲガスが導入部構造１に到達すると、ＥＧＲガスはインナチューブ３の内周面に形成された通路３ａに導入され、吸気管６内へと導かれる。ＥＧＲガスがインナチューブ３内の通路３ａを通る間、ＥＧＲガスはインナチューブ３の壁面にその熱（ＥＧＲガスが与える熱という）を与える。このとき、インナチューブ３とアウタチューブ２との間にはクリアランスＤにより空気層が形成されている。この空気層によって、インナチューブ３からアウタチューブ２へのこの熱の（クリアランスＤを介した）熱伝導は起こりにくい。このため、ＥＧＲガスからインナチューブ３に伝導したこの熱はインナチューブ３の他端側（接合部２ａ）まで伝導してからアウタチューブ２へと伝導する。上記したように接合部２ａは吸気管６内に配置されているので、アウタチューブ２の周囲には吸気管６内に導入される温度の低い吸入空気が存在している。そしてインナチューブ３から接合部２ａを介してアウタチューブ２へ伝導したこの熱は吸入空気に伝導し、アウタチューブ２は徐々に冷やされる。これにより、アウタチューブ２が吸気管６に取り付けられている第２フランジ部１０に伝導するこの熱の熱量は低減する。つまり、アウタチューブ２の軸方向長さや径、接合部２ａの位置などを調整することによって第２フランジ部１０に伝導するＥＧＲガスが与える熱が所定量（吸気管６の耐久性を損なわない程度の熱量）以下となるように調整できる。
【００２６】
また、上記したＥＧＲガスが与える熱のほかに、導入部構造１よりも排気管側（上流側）でＥＧＲガスから排気ガス還流管７に伝導した熱及び、排気管から排気ガス還流管７へ伝導した熱（これらを排気ガス還流管から伝導する熱という）が導入部構造１には伝導する。排気ガス還流管から伝導する熱は排気ガス還流管７のフランジ部７ａから第１フランジ部２ｄを介して導入部構造１に伝導する。このとき、インナチューブ２はフランジ部７ａから離隔して設けられている（接続されていない）ので、排気ガス還流管から伝導した熱はインナチューブ３には伝導せず、第１フランジ部２ｄを介して全てアウタチューブ２へと伝導する。アウタチューブ２の第１フランジ部２ｄに伝導したこの熱は第２フランジ部１０へ伝導する。第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０は吸気管６の外側に配置されているので排気ガス還流管から伝導した熱はこれらから吸気管６の外側の空気へ伝導する。これにより、吸気管６と第２フランジ部１０との間に介装されたガスケット９へ伝導する排気ガス還流管から伝導した熱の熱量は低減される。もし、アウタチューブ２の範囲Ｘおよび第２フランジ部１０から吸気管６の外側の空気に伝導可能な熱量よりも排気ガス還流管７から伝導した熱量の方が多い場合にはこのガスケット９にその差の熱量が加わる。上記したようにガスケット９は耐熱性が高くかつ断熱性に優れた材料で構成されているので、その差の熱量が吸気管６の取付部６ａに伝導して取付部６ａ（および吸気管６）の耐久性を損なうことはない。
【００２７】
上記したように吸気管６の内側の空間に配置されているアウタチューブ２の吸入空気への伝導（放熱）能力は、アウタチューブ２を構成する円筒の軸方向長さや、径の大きさ、吸気管６の内側の空間への突出し量などによって設定されている。
【００２８】
また、上記した排気ガス還流管７から伝導する熱はインナチューブ３が排気ガス還流管から離隔して設けられていることにより、インナチューブ３には伝導しない。つまり、排気ガス還流管７から伝導する熱はアウタチューブ２の第１フランジ部２ｄに伝導し、アウタチューブ２に加わる熱量は排気ガス還流管７からインナチューブ３に伝導しなかった分だけ増加する。つまり、第１フランジ部２ｄの温度が（排気ガス還流管７をインナチューブ３と接続した場合と比較して）高くなる。このため、第１フランジ部２ｄと接続されているアウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０に伝導する（受熱する）熱も増加し、この部分の温度も高くなる。このため、第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０の吸気管６の外側の空気への伝導する熱量が増加する。これは、これら部分の熱と吸気管６の外側の空気の温度の間の差が大きくなることにより生じる。これによって、第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０の吸気管６の外側の空気への伝導する熱量の分だけ、吸気管６の内側に配置されたアウタチューブ吸気管６の内側の空間に配置されたアウタチューブ２の吸入空気への伝導能力は小さくてもよい。このため上記したように（吸気管６の内側の）アウタチューブ２を構成する円筒の軸方向長さや、径の大きさ、吸気管６の内側の空間への突出し量などが小さくできるのでアウタチューブ２を軽量化することができる。
【００２９】
また、導入部構造１は、アウタチューブ２の第２フランジ部１０を介して吸気管６に取り付けられると共に、アウタチューブ２の第１フランジ部２ｄには排気ガス還流管７が取り付けられる。これらにより、排気ガス還流管７の振動などによって生じる応力は、アウタチューブ２の第１フランジ部２ｄと、第２フランジ部１０と、両者の間に形成されるアウタチューブ２の範囲Ｘとに作用する。つまり、これらの強度を向上させることにより導入部構造１の取付強度を向上させることができる。ここで、第１フランジ部２ｄ、第２フランジ部１０、アウタチューブ２の範囲Ｘは吸気管６の外側に配置されている。よって、これらの強度を向上させるためにその肉厚や径などを増加させたとしても、これらは吸気管６の内側の吸入空気に熱を伝導させる径路ではないので吸入空気へ伝導する熱量が増加してしまうことはない。また、これらアウタチューブ２の範囲Ｘ、第１フランジ部２ｄ、第２フランジ部１０は排気ガス還流管７から吸気管６の外側の空気へ熱を伝導させる経路であるため、その放熱能力は大きいことが望ましい。上記したような取付強度を向上させることは放熱能力の増加となるので逆に好ましい。
【００３０】
また、第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０から吸気管６の外側の空気へ伝導した分の熱量は吸入空気に伝導せず、吸入空気に伝導する熱はＥＧＲガスからインナチューブ３を介して吸気管６の内側の空間に配置されたアウタチューブ２から伝導する熱量（と第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０から放熱しきれずに吸気管６の内側に伝導した分の熱量）となる。つまり、排気ガス還流通路７から導入部構造１へ伝導した熱の全てが吸入空気に伝導しないので、上記した吸気管６の外側の空気へ放出された熱量の分だけ吸入空気への加熱が抑制できる。
【００３１】
図３は本発明の第２実施形態を示す断面図である。なお、第２実施形態はアウタチューブの構造が一部異なるだけであるので第１実施形態と同様の構造、作用を有する構成には第１実施形態の番号符号に１００を付した番号符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
アウタチューブ１０２には吸気管１０６と連通する同一の形状の孔部１０２ｆがその中心軸に対称に設けられている。これにより、吸気管１０６内の吸入空気はクリアランスＤ内に導入され、クリアランスＤ内を周回した後、軸対称に設けられた孔部１０２ｆから排出される。これによって、アウタチューブ２とインナチューブ３の間の空気層の断熱効果が向上すると共に、インナチューブ３及びアウタチューブ２を吸入空気の流動によっての冷却することができる。なお、本第２実施形態において孔部１０２ｆは軸対称に設けられているが、これに限定されるものではなく、その配置や、形状などは任意に決めることができることはいうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１の発明によれば、前記アウタチューブと前記インナチューブの間にはそれらの径方向に所定のクリアランスが形成され、該クリアランスは前記吸気管及び前記排気ガス還流通路とで区画される内部空間内に前記一端側で開口する空気層を構成し、前記インナチューブの構成する通路と、前記排気ガス還流通路とがその軸方向において離隔して設けられていることによって、排気ガス還流通路からインナチューブへの熱の伝導が遮断される。これによって、インナチューブにはその周囲に存在するＥＧＲガスから受熱する熱量だけが伝導することになり、インナチューブから吸気管の内側に配置されたアウタチューブを介して吸入空気へ伝導する熱量を低減できる。このため、吸気管の内側に配置されたアウタチューブが備えるべき伝導部の熱容量が低減できるので、アウタチューブを軽量化できる。
【００３４】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明に加えて、前記アウタチューブに前記吸気管内に開口し、前記空気層内に前記吸気管内の吸入空気を流通させる孔部を設けたことよって、前記空気層に吸入空気が流動するので、インナチューブ及びアウタチューブを効率よく冷却させることができる。
【００３５】
また、請求項３の発明によれば、請求項１または２にて講じた発明に加えて、前記排気ガス還流管は前記アウタチューブに設けられた第１フランジ部に取り付けられ、前記アウタチューブに設けられた前記第１フランジ部とは軸方向に離隔して設けられた第２フランジ部にて前記吸気管と取り付けられていることによって、アウタチューブとインナチューブとの接合部への応力の集中が緩和でき、アウタチューブ及び、アウタチューブとインナチューブの接合部を軽量に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の導入部構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 排気ガス還流装置導入部構造
２ アウタチューブ
２ａ 接合部
３ インナチューブ
３ａ 通路
５ 取付部
６ 吸気管
７ 排気ガス還流通路
７ａ フランジ部
８ シール部材
８ａ 孔部
Ｄ クリアランス
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの吸気管に排気ガスを還流させる排気ガス還流装置に用いられる排気ガス導入部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許公報第２５８２９６６号（従来の技術という）には、排気管から樹脂製吸気管内に還流させる排気ガス（ＥＧＲガスという）を導く排気還流管が取り付けられる内燃機関の排気還流装置において、前記排気還流管を貫通させる筒型のアウタチューブを前記吸気マニホルドに結合し、アウタチューブの一端を吸気マニホルドの内側で排気還流管に結合し、排気還流管とアウタチューブの間に外部に開放される断熱吸気層を形成した内燃機関の排気還流装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の技術においては、ＥＧＲガス導入部はアウタチューブとインナチューブからなる二重管で構成されている。この二重管のうち、アウタチューブは吸気管に結合される部分を構成し、インナチューブはＥＧＲガス還流管と一体に構成されている。従って、従来の技術のＥＧＲガス導入部においては、ＥＧＲガス還流管の質量による応力はアウタチューブが吸気管に結合されたところと、インナチューブとアウタチューブとが接合されるところに集中的に加わる。このため、従来の技術においては、応力が集中するアウタチューブの吸気管への結合部と、アウタチューブとインナチューブの接合部とをより強固な構造とすることが求められる。
【０００４】
しかしながら、上記した応力が集中する部分の強度を確保するために、例えば、アウタチューブとインナチューブの肉厚を増加させると、インナチューブが受けるＥＧＲガスの熱がより多くアウタチューブに伝導してしまう。アウタチューブは樹脂製の吸気管に取り付けられているので、インナチューブからアウタチューブへの熱伝導量の増加によって、ＥＧＲガスの熱量がより多く吸気管に伝導してしまうこととなり、吸気管とアウタチューブとの結合部の温度の上昇を引き起こす。このため、樹脂製の吸気管のさらなる耐熱性を確保する必要が生じてしまい、問題である。
【０００５】
また、上記した従来の技術においてはインナチューブとＥＧＲガス還流管とが一体的に構成されている（あるいは一体的に接合されている）ため、排気管からＥＧＲガス還流管を介して伝導する熱も吸気管内の吸入空気に伝導する。このため、吸入空気はＥＧＲガスから受熱する熱だけでなく、ＥＧＲガス還流管から伝導する熱も受熱することになり、その温度が過度に上昇するという問題が生じる。
【０００６】
それゆえ、本発明は、ＥＧＲガスから受熱する熱以外の吸入空気への熱の授受を防止すると共に、インナチューブからアウタチューブへの熱伝導量を増加させることのない軽量かつ強固な構造の排気ガス還流装置の導入部構造を提供することをその課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１の発明にて講じた技術的手段は、エンジンの排気ガスをその排気管から吸気管へ還流させる排気ガス還流通路と、該排気ガス還流通路に一端側で取り付けられるアウタチューブと、該アウタチューブの他端側で該アウタチューブと接合されると共に、前記還流させる排気ガスを導入する通路を前記吸気管内に形成する前記アウタチューブの内側に配置されたインナチューブと、前記インナチューブと前記アウタチューブとが接合される部分は前記吸気管内に配置されている排気ガス還流装置導入部構造において、前記アウタチューブと前記インナチューブの間にはそれらの径方向に所定のクリアランスが形成され、該クリアランスは前記吸気管及び前記排気ガス還流通路とで区画される内部空間内に前記一端側で開口し、前記インナチューブの構成する通路と、前記排気ガス還流通路とがその軸方向において離隔して設けられていることである。
【０００８】
上記した手段によれば、前記排気ガス還流通路に対して前記インナチューブの他端側が離隔して設けられていることによって、排気ガス還流通路からインナチューブへの熱の伝導が遮断される。これによって、インナチューブにはその周囲に存在するＥＧＲガスから受熱する熱量だけが伝導することになり、吸入空気へ伝導させるべき熱量が低減する。このため、インナチューブに伝導した熱を吸入空気に伝導させるアウタチューブが備えるべき（吸入空気への熱を伝導する部分の）伝導量（吸入空気への放熱量）が低減できるので、導入部構造を軽量化できる。
【０００９】
また、上記した課題を解決するために請求項２の発明にて講じた技術的手段は、請求項１にて講じた技術的手段に加えて、前記アウタチューブに前記吸気管内に開口し、前記空気層内に前記吸気管内の吸入空気を流通させる孔部を設けたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、前記アウタチューブに前記吸気管内に開口し、前記空気層内に前記吸気管内の吸入空気を流通させる孔部を設けたことによって、前記空気層に吸入空気が流動するので、インナチューブ及びアウタチューブを効率よく冷却することができる。
【００１１】
また、上記した課題を解決するために請求項３の発明にて講じた技術的手段は、請求項１または２にて講じた技術的手段に加えて、前記排気ガス還流通路は前記アウタチューブに設けられた第１フランジ部に取り付けられ、前記導入部構造は前記アウタチューブに設けられた前記第１フランジ部とは軸方向に離隔して設けられた第２フランジ部にて前記吸気管と取り付けられていることである。
【００１２】
上記した手段によれば、前記排気ガス還流管は前記アウタチューブに設けられた第１フランジ部に取り付けられ、前記アウタチューブに設けられた前記第１フランジ部とは軸方向に離隔して設けられた第２フランジ部にて前記吸気管と取り付けられていることによって、アウタチューブとインナチューブとの接合部への応力の集中が緩和でき、アウタチューブ及び、インナチューブを軽量に構成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に従った第１実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の排気ガス還流装置の導入部構造の第１実施形態を示す断面図であり、図２は、その斜視図である。
【００１５】
図１、２を用いて本発明の第１実施形態を説明する。
【００１６】
図１、２において、導入部構造１は、アウタチューブ２と、インナチューブ３とから構成されている。アウタチューブ２はインナチューブ３の外周を覆い、他端側（図示下方向）でインナチューブ３と接合される接合部２ａを有する。図２に示すように、アウタチューブ２はその他端側においてその内径がインナチューブ３の外径に一致するように縮径するテーパ部２ｂを有し、テーパ部２ｂよりも一端側には所定の内径を有する円筒状の円筒部２ｃが形成されている。
【００１７】
インナチューブ３は、アウタチューブ２よりも他端側に突出する軸方向長さを有する円筒で構成されている。インナチューブ２は一端、他端の両側が開口し、他端側は吸気管６と、一端側は排気ガス還流管７とそれぞれ連通し、排気ガス還流管７からのＥＧＲガスを吸気管６内に導入する通路３ａを構成する。上記したようにインナチューブ３は接合部２ａにおいてアウタチューブ２と他端側で接合されているが、アウタチューブ２の円筒部２ｃとインナチューブ３との間は所定のクリアランスＤを有するよう同心に配置されている。インナチューブ３とアウタチューブ２の接合部２ａは吸気管６によって画設される内側の空間にその壁面から突出して配置されている。
【００１８】
アウタチューブ２の一端側には一体的に第１フランジ部２ｄが設けられている。図２に示すように、本第１実施形態において、第１フランジ部２ｄはアウタチューブ２の一端側を折り曲げて、その外径よりも拡径することで設けられている。また、図２に示すように第１フランジ部２ｄの端面にはネジ孔２ｅが２ヶ所設けられている。この第１フランジ部２ｄには、図示しないボルトを介して、図１に示すように排気ガス還流管７のフランジ部７ａがシール部材８を介して取り付けられる。
【００１９】
図２に示すように、インナチューブ３は一端側の開口とクリアランスＤはこの第１フランジ部２ｄで外方に開口している。これら開口は後述するように排気ガス還流管７が第１フランジ部２ｄに取り付けられることで、吸気管６と排気ガス還流管７とで画設される内部空間にのみ連通する。
【００２０】
また、インナチューブ３の一端側の端部３ｂは第１フランジ部２ｄの取付面に対してインナチューブ３の中心軸方向において他端側に向かって所定量離隔して設けられており、インナチューブ３の端部３ｂはテーパ状に拡径されている。
【００２１】
第１フランジ部２ｄには排気ガス還流管７に設けられたフランジ７ａが取り付けられている。このフランジ７ａは図２に示すネジ孔２ｅに螺合される図示しないボルトにより固定される。また、フランジ７ａと第１フランジ部２ｄの間にはシール部材８が配置され、両者の間の気密を確保して取り付けられる。
【００２２】
アウタチューブ２には第１フランジ部２ｄから軸方向に所定量Ｘだけ一端側に離隔された位置に第２フランジ部１０が設けられている。第２フランジ部１０はアウタチューブ３との間で、ろう付けなどの両者の間の気密性を確保する工法により、一体的に接合されている。これにより、アウタチューブ２のうち所定量Ｘの範囲は吸気管６の外側に配置される。
【００２３】
吸気管６は、図示しないエンジンの燃焼室に燃焼のための空気を供給する管路である。吸気管６には、導入部構造１を取り付けるための開口部６ａとその周囲にフランジ６ｂが設けられており、その開口６ａは挿入部構造１のアウタチューブ２よりも大径で、吸気管６の内側と外側とを連通する。第２フランジ部１０は、ガスケット９を介してフランジ６ｂに図示しないボルトにより取り付けられている。第２フランジ部１０とフランジ６ｂとの間に介装されたガスケット９は断熱効果を有し、かつ、耐熱温度が高い材料で構成され、例えばフェノール樹脂にゴムコートされたものなどが用いられる。これにより、導入部構造１は吸気管６の内側と外側との気密性を確保して取り付けられる。
【００２４】
本発明の作用について説明する。
【００２５】
図示しない排気管から吸気管６に還流される排気ガス（ＥＧＲガスという）は、図示しない排気管に接続された排気ガス還流管７を介して吸気管６内へ導入される。排気ガス還流管７のフランジ部７ａは導入部構造１のフランジ部２ｄに取り付けられ、排気ガス還流装置の管路を形成する。ＥＧＲガスは排気ガス還流管７を流れる間、その熱を排気ガス還流管７に伝導させながら導入部構造１へ向かって流れる。ＥＧＲガスが導入部構造１に到達すると、ＥＧＲガスはインナチューブ３の内周面に形成された通路３ａに導入され、吸気管６内へと導かれる。ＥＧＲガスがインナチューブ３内の通路３ａを通る間、ＥＧＲガスはインナチューブ３の壁面にその熱（ＥＧＲガスが与える熱という）を与える。このとき、インナチューブ３とアウタチューブ２との間にはクリアランスＤにより空気層が形成されている。この空気層によって、インナチューブ３からアウタチューブ２へのこの熱の（クリアランスＤを介した）熱伝導は起こりにくい。このため、ＥＧＲガスからインナチューブ３に伝導したこの熱はインナチューブ３の他端側（接合部２ａ）まで伝導してからアウタチューブ２へと伝導する。上記したように接合部２ａは吸気管６内に配置されているので、アウタチューブ２の周囲には吸気管６内に導入される温度の低い吸入空気が存在している。そしてインナチューブ３から接合部２ａを介してアウタチューブ２へ伝導したこの熱は吸入空気に伝導し、アウタチューブ２は徐々に冷やされる。これにより、アウタチューブ２が吸気管６に取り付けられている第２フランジ部１０に伝導するこの熱の熱量は低減する。つまり、アウタチューブ２の軸方向長さや径、接合部２ａの位置などを調整することによって第２フランジ部１０に伝導するＥＧＲガスが与える熱が所定量（吸気管６の耐久性を損なわない程度の熱量）以下となるように調整できる。
【００２６】
また、上記したＥＧＲガスが与える熱のほかに、導入部構造１よりも排気管側（上流側）でＥＧＲガスから排気ガス還流管７に伝導した熱及び、排気管から排気ガス還流管７へ伝導した熱（これらを排気ガス還流管から伝導する熱という）が導入部構造１には伝導する。排気ガス還流管から伝導する熱は排気ガス還流管７のフランジ部７ａから第１フランジ部２ｄを介して導入部構造１に伝導する。このとき、インナチューブ２はフランジ部７ａから離隔して設けられている（接続されていない）ので、排気ガス還流管から伝導した熱はインナチューブ３には伝導せず、第１フランジ部２ｄを介して全てアウタチューブ２へと伝導する。アウタチューブ２の第１フランジ部２ｄに伝導したこの熱は第２フランジ部１０へ伝導する。第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０は吸気管６の外側に配置されているので排気ガス還流管から伝導した熱はこれらから吸気管６の外側の空気へ伝導する。これにより、吸気管６と第２フランジ部１０との間に介装されたガスケット９へ伝導する排気ガス還流管から伝導した熱の熱量は低減される。もし、アウタチューブ２の範囲Ｘおよび第２フランジ部１０から吸気管６の外側の空気に伝導可能な熱量よりも排気ガス還流管７から伝導した熱量の方が多い場合にはこのガスケット９にその差の熱量が加わる。上記したようにガスケット９は耐熱性が高くかつ断熱性に優れた材料で構成されているので、その差の熱量が吸気管６の取付部６ａに伝導して取付部６ａ（および吸気管６）の耐久性を損なうことはない。
【００２７】
上記したように吸気管６の内側の空間に配置されているアウタチューブ２の吸入空気への伝導（放熱）能力は、アウタチューブ２を構成する円筒の軸方向長さや、径の大きさ、吸気管６の内側の空間への突出し量などによって設定されている。
【００２８】
また、上記した排気ガス還流管７から伝導する熱はインナチューブ３が排気ガス還流管から離隔して設けられていることにより、インナチューブ３には伝導しない。つまり、排気ガス還流管７から伝導する熱はアウタチューブ２の第１フランジ部２ｄに伝導し、アウタチューブ２に加わる熱量は排気ガス還流管７からインナチューブ３に伝導しなかった分だけ増加する。つまり、第１フランジ部２ｄの温度が（排気ガス還流管７をインナチューブ３と接続した場合と比較して）高くなる。このため、第１フランジ部２ｄと接続されているアウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０に伝導する（受熱する）熱も増加し、この部分の温度も高くなる。このため、第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０の吸気管６の外側の空気への伝導する熱量が増加する。これは、これら部分の熱と吸気管６の外側の空気の温度の間の差が大きくなることにより生じる。これによって、第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０の吸気管６の外側の空気への伝導する熱量の分だけ、吸気管６の内側に配置されたアウタチューブ吸気管６の内側の空間に配置されたアウタチューブ２の吸入空気への伝導能力は小さくてもよい。このため上記したように（吸気管６の内側の）アウタチューブ２を構成する円筒の軸方向長さや、径の大きさ、吸気管６の内側の空間への突出し量などが小さくできるのでアウタチューブ２を軽量化することができる。
【００２９】
また、導入部構造１は、アウタチューブ２の第２フランジ部１０を介して吸気管６に取り付けられると共に、アウタチューブ２の第１フランジ部２ｄには排気ガス還流管７が取り付けられる。これらにより、排気ガス還流管７の振動などによって生じる応力は、アウタチューブ２の第１フランジ部２ｄと、第２フランジ部１０と、両者の間に形成されるアウタチューブ２の範囲Ｘとに作用する。つまり、これらの強度を向上させることにより導入部構造１の取付強度を向上させることができる。ここで、第１フランジ部２ｄ、第２フランジ部１０、アウタチューブ２の範囲Ｘは吸気管６の外側に配置されている。よって、これらの強度を向上させるためにその肉厚や径などを増加させたとしても、これらは吸気管６の内側の吸入空気に熱を伝導させる径路ではないので吸入空気へ伝導する熱量が増加してしまうことはない。また、これらアウタチューブ２の範囲Ｘ、第１フランジ部２ｄ、第２フランジ部１０は排気ガス還流管７から吸気管６の外側の空気へ熱を伝導させる経路であるため、その放熱能力は大きいことが望ましい。上記したような取付強度を向上させることは放熱能力の増加となるので逆に好ましい。
【００３０】
また、第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０から吸気管６の外側の空気へ伝導した分の熱量は吸入空気に伝導せず、吸入空気に伝導する熱はＥＧＲガスからインナチューブ３を介して吸気管６の内側の空間に配置されたアウタチューブ２から伝導する熱量（と第１フランジ部２ｄ、アウタチューブ２の範囲Ｘ、第２フランジ部１０から放熱しきれずに吸気管６の内側に伝導した分の熱量）となる。つまり、排気ガス還流通路７から導入部構造１へ伝導した熱の全てが吸入空気に伝導しないので、上記した吸気管６の外側の空気へ放出された熱量の分だけ吸入空気への加熱が抑制できる。
【００３１】
図３は本発明の第２実施形態を示す断面図である。なお、第２実施形態はアウタチューブの構造が一部異なるだけであるので第１実施形態と同様の構造、作用を有する構成には第１実施形態の番号符号に１００を付した番号符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
アウタチューブ１０２には吸気管１０６と連通する同一の形状の孔部１０２ｆがその中心軸に対称に設けられている。これにより、吸気管１０６内の吸入空気はクリアランスＤ内に導入され、クリアランスＤ内を周回した後、軸対称に設けられた孔部１０２ｆから排出される。これによって、アウタチューブ２とインナチューブ３の間の空気層の断熱効果が向上すると共に、インナチューブ３及びアウタチューブ２を吸入空気の流動によっての冷却することができる。なお、本第２実施形態において孔部１０２ｆは軸対称に設けられているが、これに限定されるものではなく、その配置や、形状などは任意に決めることができることはいうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１の発明によれば、前記アウタチューブと前記インナチューブの間にはそれらの径方向に所定のクリアランスが形成され、該クリアランスは前記吸気管及び前記排気ガス還流通路とで区画される内部空間内に前記一端側で開口する空気層を構成し、前記インナチューブの構成する通路と、前記排気ガス還流通路とがその軸方向において離隔して設けられていることによって、排気ガス還流通路からインナチューブへの熱の伝導が遮断される。これによって、インナチューブにはその周囲に存在するＥＧＲガスから受熱する熱量だけが伝導することになり、インナチューブから吸気管の内側に配置されたアウタチューブを介して吸入空気へ伝導する熱量を低減できる。このため、吸気管の内側に配置されたアウタチューブが備えるべき伝導部の熱容量が低減できるので、アウタチューブを軽量化できる。
【００３４】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明に加えて、前記アウタチューブに前記吸気管内に開口し、前記空気層内に前記吸気管内の吸入空気を流通させる孔部を設けたことよって、前記空気層に吸入空気が流動するので、インナチューブ及びアウタチューブを効率よく冷却させることができる。
【００３５】
また、請求項３の発明によれば、請求項１または２にて講じた発明に加えて、前記排気ガス還流管は前記アウタチューブに設けられた第１フランジ部に取り付けられ、前記アウタチューブに設けられた前記第１フランジ部とは軸方向に離隔して設けられた第２フランジ部にて前記吸気管と取り付けられていることによって、アウタチューブとインナチューブとの接合部への応力の集中が緩和でき、アウタチューブ及び、アウタチューブとインナチューブの接合部を軽量に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の導入部構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 排気ガス還流装置導入部構造
２ アウタチューブ
２ａ 接合部
３ インナチューブ
３ａ 通路
５ 取付部
６ 吸気管
７ 排気ガス還流通路
７ａ フランジ部
８ シール部材
８ａ 孔部
Ｄ クリアランス
Claims (3)
- エンジンの排気ガスをその排気管から吸気管へ還流させる排気ガス還流通路と、
該排気ガス還流通路に一端側で取り付けられるアウタチューブと、
該アウタチューブの他端側で該アウタチューブと接合されると共に、前記還流させる排気ガスを導入する通路を前記吸気管内に形成する前記アウタチューブの内側に配置されたインナチューブと、
前記インナチューブと前記アウタチューブとが接合される部分は前記吸気管内に配置されている排気ガス還流装置導入部構造において、
前記アウタチューブと前記インナチューブの間にはそれらの径方向に所定のクリアランスが形成され、該クリアランスは前記吸気管及び前記排気ガス還流通路とで区画される内部空間内に前記一端側で開口し、
前記インナチューブの構成する通路と、前記排気ガス還流通路とがその軸方向において離隔して設けられていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流装置導入部構造。 - 前記クリアランス内に前記吸気管内の空気を流通させる孔部を前記アウタチューブに設けたこと特徴とする請求項１に記載の排気ガス還流装置導入部構造。
- 前記排気ガス還流通路は前記アウタチューブに設けられた第１フランジ部に取り付けられ、前記アウタチューブに設けられた前記第１フランジ部とは軸方向に離隔して設けられた第２フランジ部にて前記吸気管と取り付けられることを特徴とした請求項１または２に記載の排気ガス還流装置導入部構造。
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