JP6026267B2

JP6026267B2 - 排気ガス再循環装置

Info

Publication number: JP6026267B2
Application number: JP2012284288A
Authority: JP
Inventors: 永哉杉村
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014125998A

Description

本開示の技術は、エンジンの備える排気ガス再循環装置に関する。

車両に搭載されるエンジンには、排気ガスの一部を吸気通路に流す排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）が備えられている。排気ガス再循環装置は、吸気通路と排気通路とを繋ぐＥＧＲ通路を備え、ＥＧＲ通路の途中には、ＥＧＲクーラーとＥＧＲパイプとが配置されている。このうちＥＧＲバルブは、ＥＧＲ通路における吸気通路と接続される端部に取り付けられている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−１３８７８８号公報

ところで、ＥＧＲ通路及び吸気通路の内壁面が、外気や吸気によって露点以下の温度にまで冷やされると、ＥＧＲ通路及び吸気通路の内壁面が結露し、結露によって生じた水滴がＥＧＲバルブの周りにも溜まる。そして、例えばエンジンの駆動が停止されること等により、ＥＧＲバルブの周りの温度が０℃以下にまで低下すると、ＥＧＲバルブが凍結することによって、ＥＧＲバルブの作動が妨げられることもある。

本開示の技術は、ＥＧＲバルブの凍結を抑えることができる排気ガス再循環装置を提供することを目的とする。

本開示の技術における排気ガス再循環装置の一態様は、エンジンの吸気通路と排気通路とに接続されるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の途中に配置されたＥＧＲクーラーと、前記ＥＧＲ通路の途中に配置されたＥＧＲバルブとを備える。そして、前記ＥＧＲバルブは、筐体と、前記筐体内に配置されるとともに、板状を有した弁体と、前記弁体を回転させる回転軸であって、鉛直方向と交差する方向に沿って延びる前記回転軸と、を備え、前記筐体が、前記ＥＧＲクーラーの出口部に接続され、前記弁体の配置のうち、前記ＥＧＲ通路を塞ぐ位置が閉弁位置として設定され、前記弁体は、前記閉弁位置にて鉛直面に沿う閉塞面を有するとともに、前記エンジンの始動時に前記閉弁位置に配置され、前記回転軸は、前記弁体における鉛直方向の下側の端部を前記吸気通路に向けて回転させることによって、前記ＥＧＲ通路を開通させる。

本開示の技術における排気ガス再循環装置の一態様によれば、ＥＧＲバルブの筐体がＥＧＲクーラーに接続されているため、排気ガスによって加熱されたＥＧＲクーラーの熱がＥＧＲバルブに直に伝えられる。そのため、ＥＧＲバルブがＥＧＲクーラーから離れ、より吸気通路に近い位置に取り付けられている構成と比べて、ＥＧＲバルブの温度が高くなる。それゆえに、ＥＧＲバルブの温度がより高く保たれることから、ＥＧＲバルブが凍結しにくくなる。

また、本開示の技術における排気ガス再循環装置の一態様によれば、ＥＧＲバルブがＥＧＲクーラーの出口部に取り付けられているため、ＥＧＲバルブがＥＧＲクーラーの入口部に取り付けられている構成と比べて、ＥＧＲバルブの温度は、排気ガスと同程度の温度にまで高められにくくなる。それゆえに、ＥＧＲバルブの耐熱性が低くてもよいことから、ＥＧＲバルブの形成材料や構成の自由度を高めることができる。

弁体の閉塞面が閉弁位置にて水平方向に沿う形状であるとき、弁体の閉塞面では、閉塞面における外周の全体にわたり凍結が均等に生じやすくなる。
この点で、本開示の技術における排気ガス再循環装置の一態様によれば、弁体の閉塞面が閉弁位置にて水平方向に沿う形状とは異なり、弁体における鉛直方向の下側の端部から順に水滴が溜まり、弁体における外周の全体には溜まりにくくなる。それゆえに、弁体における鉛直方向の下側の端部で凍結が進み、それ以外の部分では凍結が進みにくくなる。結果として、ＥＧＲバルブの作動が水滴の凍結によって妨げられにくくなる。

また、本開示の技術における排気ガス再循環装置の一態様によれば、回転軸が鉛直方向
に沿って配置されている構成と比べて、排気ガス再循環装置に生じた水滴が回転軸における鉛直方向の下側に溜まりにくくなる。そのため、ＥＧＲバルブの一部、例えば、弁体と筐体との間が凍結した場合であっても、回転軸の回転によって弁体を作動させる、すなわち、ＥＧＲバルブを作動させることが可能になる。

エンジンの始動時には、ＥＧＲバルブの弁体が閉弁位置にあるため、ＥＧＲクーラーを通ってＥＧＲバルブまで到達した排気ガスは、筐体内の通路における弁体の吸気通路側には流れない。例えば、水分を含む排気ガスはエンジンの始動時に弁体の排気通路側に到達する。この際に、エンジンのおかれた環境の温度が０℃よりも低い場合には、エンジンが暖機される前に、弁体の排気通路側にて水滴が凍結する。

この点で、本開示の技術における排気ガス再循環装置の一態様によれば、回転軸が閉弁位置にある弁体における鉛直方向の下側の端部を吸気通路に向けて回転させることによって、ＥＧＲ通路を開通させる。これにより、弁体が閉弁位置にある状態で弁体と筐体との間の水滴が凍結した場合であっても、弁体における鉛直方向の下側の端部は、排気ガスの供給されない吸気通路に向けて回転するため、弁体の鉛直方向における下側の端部がＥＧＲクーラーに向けて回転する構成と比べて、弁体の作動が妨げられにくくなる。

本開示の技術における排気ガス再循環装置の他の態様は、前記ＥＧＲバルブに接続され、前記ＥＧＲ通路の一部を構成するＥＧＲパイプを更に備え、前記ＥＧＲクーラーと前記ＥＧＲパイプとの各々は、鉛直方向での位置が、前記ＥＧＲバルブと接続される端部から次第に低くなる部分を備える。

本開示の技術における排気ガス再循環装置の他の態様によれば、鉛直方向におけるＥＧＲバルブの位置が、ＥＧＲクーラーとＥＧＲパイプとにおけるＥＧＲバルブに接続された位置よりも高い。そのため、ＥＧＲクーラー内やＥＧＲパイプ内で生じた水滴は、ＥＧＲバルブに溜まることが抑えられる。それゆえに、ＥＧＲバルブの凍結が抑えられる。

本開示の一実施形態における排気ガス再循環装置が搭載されたエンジンの概略構成を示す図である。排気ガス再循環装置の備えるＥＧＲバルブの斜視構造をＥＧＲクーラーの斜視構造とともに示す斜視図である。（ａ）〜（ｄ）エンジンの始動からの経過時間と各種温度との関係を示すグラフである。

図１から図３を参照して、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）の一実施形態を、排気ガス再循環装置の搭載されるエンジンとともに説明する。以下では、エンジンの概略構成、ＥＧＲ装置の備えるＥＧＲバルブの構成、実施例の順に説明する。

［エンジンの概略構成］
図１を参照してエンジンの概略構成を説明する。
図１に示されるように、エンジン１０は、紙面と直交する方向である奥行方向に沿って延びるシリンダブロック１１を備えている。シリンダブロック１１の上端には、奥行方向に沿って延びるシリンダヘッド１２が取り付けられ、シリンダブロック１１の下端には、奥行方向に沿って延びるオイルパン１３が取り付けられている。シリンダヘッド１２は、下面が開口した箱状をなし、オイルパン１３は、上面が開口した箱状をなしている。

シリンダブロック１１の上方には、鉛直方向に沿って延びる円筒状をなす複数のシリンダ１１ａが形成され、シリンダブロック１１の下方には、奥行方向に沿って延びる略箱状をなす１つのクランクケース１１ｂが形成されている。複数のシリンダ１１ａは、奥行方向に沿って所定の間隔を空けて並び、各シリンダ１１ａの下端が、クランクケース１１ｂの上面に接続されている。各シリンダ１１ａには、鉛直方向に沿って延び、下面が開口した円柱状をなすピストン１４が収められている。クランクケース１１ｂには、奥行方向に沿って延びるクランクシャフト１５が配置され、クランクシャフト１５には、複数のシリンダ１１ａの各々が、コネクティングロッドによって接続されている。

シリンダヘッド１２の外周には、排気通路Ｅを流れる排気ガスを吸気通路Ｉに流す排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）２０が搭載されている。排気ガス再循環装置２０は、奥行方向、及び、鉛直方向と直交する方向である水平方向に沿って延びる箱状をなすＥＧＲクーラー２１を備えている。ＥＧＲクーラー２１における水平方向の一端には、排気通路Ｅを構成する排気マニホールドに繋がる導入パイプ２２が接続されている。ＥＧＲクーラー２１における水平方向の他端である出口部２１ａと、吸気通路Ｉを構成する吸気マニホールドに繋がる導出パイプ２３との間には、水平方向に沿って延びる箱状をなすＥＧＲバルブ２４が接続されている。

このうち、導入パイプ２２と導出パイプ２３とがＥＧＲパイプを構成し、ＥＧＲパイプ、ＥＧＲクーラー２１、及び、ＥＧＲバルブ２４が、ＥＧＲ通路を構成し、ＥＧＲクーラー２１とＥＧＲバルブ２４とは、ＥＧＲ通路の途中に配置されている。ＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａには、ＥＧＲバルブ２４の筐体が取り付けられ、ＥＧＲクーラー２１とＥＧＲバルブ２４とは水平方向にて連結されている。

排気ガス再循環装置２０では、エンジン１０での燃料の燃焼によって生じた排気ガスが、排気マニホールドから導入パイプ２２に流れる。そして、排気ガスは、導入パイプ２２からＥＧＲクーラー２１に流れ、ＥＧＲクーラー２１によって温度の下げられた排気ガスが、ＥＧＲバルブ２４を通って導出パイプ２３に流れる。なお、排気ガスは、ＥＧＲバルブ２４を通るときに、ＥＧＲバルブ２４の開度に応じた流量に調節される。次いで、排気ガスは、吸気マニホールドを通って、吸気マニホールドを流れる新気とともにエンジン１０での燃料の燃焼に用いられる。これにより、新気のみが燃料の燃焼に用いられる場合と比べて、エンジン１０での燃焼温度が低くなるため、燃料の燃焼によって生じるＮＯ_ｘ等を減らすことができる。

ＥＧＲバルブ２４の筐体がＥＧＲクーラー２１に接続されているため、排気ガスによって加熱されたＥＧＲクーラー２１の熱がＥＧＲバルブ２４に直に伝えられる。そのため、ＥＧＲバルブがＥＧＲクーラーから離れ、より吸気通路に近い位置に取り付けられている構成と比べて、ＥＧＲバルブ２４の温度が高くなる。それゆえに、例えば、エンジン１０の駆動が停止された後も、ＥＧＲバルブ２４の温度がより高く保たれ、ＥＧＲバルブ２４の周囲に溜まった水滴が凍結しにくくなる。結果として、ＥＧＲバルブ２４が凍結しにくくなる。

加えて、ＥＧＲバルブ２４は、ＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａに取り付けられている。そのため、ＥＧＲバルブがＥＧＲクーラーの入口部に取り付けられている構成と比べて、ＥＧＲクーラー２１の熱が直に伝えられながらも、ＥＧＲバルブ２４の温度が、排気マニホールドを流れる排気ガスと同程度の温度までは高められにくくなる。それゆえに、ＥＧＲバルブ２４の耐熱性が低くてもよく、結果として、ＥＧＲバルブ２４の形成材料や構成の自由度を高めることができる。

［ＥＧＲバルブの詳細構成］
図２を参照してＥＧＲバルブ２４の構成をより詳しく説明する。なお、図２には、説明の便宜上、導出パイプ２３が取り外された状態のＥＧＲバルブ２４、及び、ＥＧＲクーラー２１の一部が示されている。

図２に示されるように、ＥＧＲクーラー２１は、ＥＧＲバルブ２４に接続される出口部２１ａと、内部にフィン等の冷却構造が形成された冷却部２１ｂとを備えている。出口部２１ａは、水平方向に沿って延びてＥＧＲバルブ２４に向けて窄んだ錘台筒状をなし、出口部２１ａの先端は、ＥＧＲバルブ２４が接続されるフランジ部２１ｃである。冷却部２１ｂは、水平方向に沿って延びる箱状をなしている。

ＥＧＲバルブ２４は、筒状をなす筐体３１を備え、筐体３１には、ＥＧＲクーラー２１に向かい合う面と導出パイプ２３に向かい合う面との間を貫通し、水平方向に沿って延びる円筒面で区画された貫通孔３１ａが形成されている。筐体３１は、ＥＧＲクーラー２１と向かい合う面の略全体が、ＥＧＲクーラー２１のフランジ部２１ｃに接続され、導出パイプ２３に向かい合う面の略全体が、導出パイプ２３の一端に接続されている。

筐体３１にて貫通孔３１ａを区画する円筒面には、円筒面の周方向に沿う円環状をなすシール部材が、水平方向における一部に取り付けられている。なお、シール部材は、円筒面における水平方向の全体に取り付けられていてもよい。

筐体３１には、エンジン１０を構成する他の部材に固定される固定部３２が、鉛直方向の下端に一体に形成され、固定部３２は、例えば、ＥＧＲバルブ２４を駆動させるアクチュエーターの筐体等に固定される。なお、筐体３１には、固定部３２が形成されていなくともよく、筐体３１は、ＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａと、導出パイプ２３とにのみ固定されてもよい。

筐体３１には、貫通孔３１ａの中心を通る水平面に沿って回転軸３３が配置されている。回転軸３３は、回転軸３３の軸心を回転中心とする回転が可能な状態で、筐体３１に支えられている。以下、回転軸３３の延びる方向が、回転軸方向として設定される。

回転軸３３に固定された弁体３４は、貫通孔３１ａの内径と略同じ大きさの外径を有する円板状に形成されている。弁体３４は、ＥＧＲ通路の一部を構成する貫通孔３１ａを塞ぐ位置である閉弁位置と、貫通孔３１ａを開通させる位置である開弁位置との間で回転軸３３を中心として回転する。弁体３４は、閉弁位置に配置された状態で鉛直方向に沿って配置される。弁体３４では、貫通孔３１ａの延びる方向の途中で貫通孔３１ａを塞ぐ面が、閉塞面である。すなわち、本実施形態では、閉塞面は、弁体３４が閉弁位置に配置された状態で鉛直面に沿う面である。弁体３４が閉弁位置に配置されるとき、弁体３４における鉛直方向の下側の端部は、端部の移動範囲において最もＥＧＲクーラー２１側に配置される。このとき、弁体３４は、貫通孔３１ａに取り付けられたシール部材と接し、これにより、弁体３４は、排気ガスをＥＧＲクーラー２１から導出パイプ２３へ流さない。一方で、弁体３４が開弁位置に配置されるとき、弁体３４における鉛直方向の下側の端部は、端部の移動範囲において最も吸気通路Ｉ側に配置される。

なお、弁体３４は、エンジン１０が駆動されている間は、ＥＧＲバルブ２４の開度がエンジン１０の運転状態に応じた開度となる位置に配置され、エンジン１０の駆動が停止され、次に始動されるまでの間にわたって閉弁位置に保たれる。また、エンジン１０が始動された後も、エンジン１０が暖気されるまでの間は、弁体３４は閉弁位置に保たれる。

このように、ＥＧＲバルブ２４は、円板状の弁体３４によって排気ガスの通路となる貫通孔３１ａを塞いだり開通させたりするバタフライバルブである。
回転軸３３には、回転軸３３を回転させるアクチュエーター３５が連結され、アクチュエーター３５は、例えば、モーターと、回転軸３３に連結されてモーターの回転を回転軸３３に伝える連結部等を備えている。アクチュエーター３５は、弁体３４が閉弁位置に配置されるときの回転軸３３の回転角度が０°として設定される場合に、回転軸３３の軸心を回転中心として回転軸３３を左回りに９０°回転させる。つまり、アクチュエーター３５は、回転軸３３を回転させることによって、弁体３４の鉛直方向の下側の端部を吸気通路Ｉに向けて回転させる。

アクチュエーター３５は、モーターの回転位置を制御することによって、回転軸３３の回転角度を０°から９０°の範囲における任意の角度に設定する。ＥＧＲバルブ２４では、回転軸３３の回転角度が大きくなる程、貫通孔３１ａにおける開口面積が大きくなるため、ＥＧＲクーラー２１からＥＧＲバルブ２４に流れる排気ガスの流量が同じ前提では、ＥＧＲクーラー２１から導出パイプ２３に流れる排気ガスの流量が大きくなる。

排気ガス再循環装置２０では、ＥＧＲバルブ２４の筐体３１と、筐体３１に形成された貫通孔３１ａとが水平方向に延び、閉弁位置に配置された弁体３４が鉛直方向に沿って貫通孔３１ａ内に配置されている。ＥＧＲバルブの配置としては、例えば、筐体と筐体に形成される貫通孔とが、鉛直方向に沿って延び、円板状に形成される弁体が、閉弁位置にて水平方向に沿って配置される形態がある。円板状に形成される弁体が閉弁位置にて水平方向に沿って配置される形態では、排気ガスに含まれる水滴が弁体における外周の全体にわたり溜まる。

これに対し、円板状に形成される弁体３４が、閉弁位置では水平方向と直交する方向に沿って配置される形態では、排気ガスに含まれる水滴が、弁体３４における鉛直方向の下側の端部から順に溜まり、弁体３４における外周の全体には溜まりにくくなる。それゆえに、弁体３４における鉛直方向の下側の端部で凍結が進み、それ以外の部分では凍結が進みにくくなる。

また、ＥＧＲバルブ２４の回転軸３３は、鉛直方向とは直交する回転軸方向に沿って配置されている。そのため、回転軸が鉛直方向に沿って配置される構成と比べて、筐体３１と回転軸３３との間には、水滴が溜まりにくくなる。それゆえに、弁体３４における鉛直方向の下端に溜まった水滴が凍結したとしても、回転軸３３における筐体３１によって支持された部分の凍結が抑えられるため、回転軸３３を回転させることによってＥＧＲバルブ２４を作動させることが可能になる。加えて、回転軸３３には、凍結した状態で回転させることによる負荷がかかりにくくなるため、ＥＧＲバルブ２４が故障しにくくなる。

エンジン１０の始動時には、ＥＧＲバルブ２４の弁体３４が閉弁位置に配置され、少なくともエンジン１０が暖機されるまでの間は、弁体３４は閉弁位置に保たれる。そのため、エンジン１０の暖機中にＥＧＲクーラー２１を通ってＥＧＲバルブ２４まで到達した排気ガスは、導出パイプ２３には流れない。つまり、排気ガスに含まれる水分は、ＥＧＲバルブ２４におけるＥＧＲクーラー２１と向かい合う面に供給され、導出パイプ２３と向かい合う面には供給されない。それゆえに、例えば、エンジン１０のおかれた環境の温度が０℃よりも低い場合には、エンジン１０が暖機されるまでの間に、ＥＧＲバルブ２４におけるＥＧＲクーラー２１に向かい合う面に供給された水分が凍結する場合もある。

この点で、上述のように、回転軸３３は、閉弁位置に配置された弁体３４の鉛直方向における下側の端部を導出パイプ２３に向けて回転させるため、弁体３４と筐体３１との間に供給された水分が凍結している場合であっても、弁体３４の作動が妨げられにくくなる。また、弁体３４の回転時には、弁体３４や回転軸３３に負荷がかかりにくくなるため、ＥＧＲバルブ２４が故障することも抑えられる。

［実施例］
外気温がおよそ−４０℃である環境にて、エンジンが駆動された状態でのＥＧＲバルブの温度を測定した。なお、実施形態に記載のように、ＥＧＲバルブの筐体が、ＥＧＲクーラーの出口部に連結され、且つ、水平方向に沿って延びる貫通孔に対して、閉弁位置に配置された弁体が鉛直方向に沿う構成を実施例とした。これに対し、ＥＧＲバルブの筐体が、導出パイプにおける吸気マニホールドと接続される端部に連結され、且つ、鉛直方向に沿って延びる貫通孔に対して、閉弁位置に配置された弁体が水平方向に沿う構成を比較例とした。また、実施例及び比較例では、ＥＧＲバルブの温度として、ＥＧＲバルブの筐体の温度を測定し、温度の測定中は、ＥＧＲバルブの弁体が閉弁位置に保たれている状態とした。

図３（ａ）に示されるように、実施例及び比較例におけるＥＧＲバルブの温度が測定される間にわたって、外気温は、およそ−４０℃であった。また、図３（ｂ）に示されるように、エンジンが始動されたときは、エンジン水温は０℃であり、エンジン始動から時間が経過するにつれて、エンジン水温は８０℃まで上昇し、８０℃に到達して以降は、エンジン水温は８０℃に保たれていることが認められた。

図３（ｃ）に示されるように、実施例のＥＧＲバルブでは、エンジンが始動されたときの温度が−２０℃から−１５℃の間の温度であることが認められた。そして、実施例のＥＧＲバルブでは、エンジンが始動されてから時間が経過するにしたがってＥＧＲバルブの温度が上昇し、ＥＧＲバルブの温度は、３０℃から５０℃の間の温度まで高められることが認められた。つまり、実施例のＥＧＲバルブでは、エンジンが始動された後に、ＥＧＲバルブの温度が０℃を超えて以降は、エンジンが駆動されている間にわたって、ＥＧＲバルブの温度が０℃よりも高い温度に保たれることが認められた。

このように、実施例のＥＧＲバルブによれば、ＥＧＲバルブの筐体、及び、貫通孔が、水平方向に沿って延び、且つ、閉弁位置にある弁体が鉛直方向に沿って配置されるため、ＥＧＲバルブでは、鉛直方向における下側から順に水滴が溜まる。そのため、弁体が水平方向に沿って配置された構成と比べて、ＥＧＲバルブが凍結しにくくなる。

加えて、ＥＧＲバルブの一部が凍結したとしても、エンジンの始動後にＥＧＲバルブの温度が０℃以上になるため、凍結した水が液体になる。それゆえに、ＥＧＲバルブが確実に作動する。更に、エンジンが駆動されている間にわたってＥＧＲバルブの温度が０℃以上に保たれるため、エンジンの駆動時には、ＥＧＲバルブの凍結が確実に抑えられる。

これに対し、図３（ｄ）に示されるように、比較例のＥＧＲバルブでは、エンジンが始動されたときの温度が−２０℃から−１５℃の間の温度であることが認められた。そして、比較例のＥＧＲバルブでは、エンジンが始動されてから時間が経過するにしたがってＥＧＲバルブの温度が上昇するものの、ＥＧＲバルブの温度は、−５℃から−１０℃の間の温度までしか上昇しないことが認められた。

このように、比較例のＥＧＲバルブでは、エンジンが駆動されている間であっても、導出パイプにて冷やされた排気ガスと、吸気マニホールドを通る新気とによってＥＧＲバルブが冷やされるため、ＥＧＲバルブの温度が０℃未満である。それゆえに、エンジンの駆動中であっても、ＥＧＲバルブの開度が所定の時間だけ一定に保たれると、ＥＧＲバルブが凍結する可能性がある。

以上説明したように、排気ガス再循環装置の一実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）ＥＧＲバルブ２４の筐体３１がＥＧＲクーラー２１に接続されているため、排気ガスによって加熱されたＥＧＲクーラー２１の熱がＥＧＲバルブ２４に直に伝えられる。そのため、ＥＧＲバルブ２４がＥＧＲクーラー２１から離れ、より吸気通路に近い位置に取り付けられている構成と比べて、ＥＧＲバルブ２４の温度が高くなる。それゆえに、ＥＧＲバルブ２４の温度がより高く保たれることから、ＥＧＲバルブ２４が凍結しにくくなる。

（２）ＥＧＲバルブ２４がＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａに取り付けられているため、ＥＧＲバルブ２４がＥＧＲクーラー２１の入口部に取り付けられている構成と比べて、ＥＧＲバルブ２４の温度は、排気ガスと同程度の温度にまで高められにくくなる。それゆえに、ＥＧＲバルブ２４の耐熱性が低くてもよいことから、ＥＧＲバルブ２４の形成材料や構成の自由度を高めることができる。

（３）弁体３４における鉛直方向の下側の端部から順に水滴が溜まり、弁体３４における外周の全体には溜まりにくくなる。それゆえに、弁体３４における鉛直方向の下側の端部で凍結が進み、それ以外の部分では凍結が進みにくくなる。結果として、ＥＧＲバルブ２４の作動が水滴の凍結によって妨げられにくくなる。

（４）回転軸３３が鉛直方向と直交する方向に沿って延びているため、排気ガス再循環装置２０に生じた水滴が回転軸３３における鉛直方向の下側に溜まりにくくなる。そのため、ＥＧＲバルブ２４の一部、例えば、弁体３４と筐体３１との間が凍結した場合であっても、回転軸３３の回転によって弁体３４を作動させる、すなわち、ＥＧＲバルブ２４を作動させることが可能になる。

（５）回転軸３３が、閉弁位置に配置された弁体３４における鉛直方向の下側の端部を吸気通路Ｉに向けて回転させる。そのため、弁体３４が閉弁位置に配置された状態で、弁体３４と筐体３１との間の水滴が凍結した場合であっても、弁体３４における鉛直方向における下側の端部は、排気ガスの供給されない吸気通路Ｉに向けて回転する。結果として、弁体３４における鉛直方向の下側の端部がＥＧＲクーラー２１に向けて回転する構成と比べて、弁体３４の作動が妨げられにくくなる。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・エンジン１０のシリンダ１１ａは鉛直方向に沿って延びる円筒状をなしていなくともよく、例えば、水平方向に沿って延びる円筒状をなしてもよいし、水平方向と交差する方向に沿って延びる円筒状をなしてもよい。

・ＥＧＲバルブ２４は、ＥＧＲクーラー２１の入口部に取り付けられていてもよい。こうした構成であっても、ＥＧＲバルブ２４の筐体３１がＥＧＲクーラー２１に連結されていれば、ＥＧＲバルブ２４には、ＥＧＲクーラー２１からの熱が直に伝わるため、ＥＧＲバルブ２４が凍結しにくくなる。また、排気ガスの温度もＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａよりも高いため、ＥＧＲバルブ２４の凍結を抑える上ではより好ましい。

ただし、ＥＧＲバルブ２４が上述のようなバタフライバルブとして具体化される場合には、排気ガスの温度と同程度の温度に対する耐熱性を有した構成とすることが難しいため、この点では、ＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａに取り付けられることが好ましい。

・ＥＧＲバルブ２４の筐体３１は、ＥＧＲクーラー２１に向かい合う面の略全体がＥＧＲクーラー２１に連結されていなくともよく、ＥＧＲクーラー２１に向かい合う面の少なくとも一部がＥＧＲクーラー２１に連結されていればよい。この場合には、ＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａと、ＥＧＲバルブ２４との間が、他の配管によって接続されている構成でもよい。このように、ＥＧＲクーラー２１の出口部２１ａと、ＥＧＲバルブ２４の筐体３１に形成された貫通孔３１ａに形成された貫通孔３１ａとが他の配管を介して接続される構成であっても、ＥＧＲバルブ２４とＥＧＲクーラー２１とが物理的に接続される以上、上記（１）に準じた効果は得られる。

・ＥＧＲクーラー２１とＥＧＲバルブ２４とは、水平方向に沿って連結された構成ではなく、水平方向以外の鉛直方向と交差する方向に沿って連結されていてもよい。この場合、ＥＧＲクーラー２１、ＥＧＲバルブ２４の筐体３１、及び、貫通孔３１ａは、鉛直方向と交差する方向に沿って延びる構成とすればよい。

そして、弁体３４は、閉弁位置に配置された状態で鉛直方向に沿って配置される構成ではなく、鉛直方向以外の水平方向と交差する方向に沿って配置される構成でもよい。こうした構成であっても、弁体が、鉛直方向に延びる貫通孔に対して、閉弁位置にて水平方向に沿って配置される構成と比べて、少なからず弁体３４の全周には水滴が溜まりにくくなる。それゆえに、ＥＧＲバルブ２４が凍結することを抑えられる。この場合には、弁体３４における鉛直方向以外の水平方向と交差する面が、弁体３４の閉塞面である。

・弁体３４が閉弁位置にて水平方向に沿って配置される構成であってもよい。こうした構成であっても、ＥＧＲバルブ２４とＥＧＲクーラー２１とが物理的に接続される以上、上記（１）に準じた効果は得られる。

・回転軸３３は、水平面に沿って配置される構成でなく、鉛直方向に対して直角以外の角度で交差する方向に沿って配置される構成でもよい。こうした構成であっても、回転軸が鉛直方向に沿って配置される構成と比べて、回転軸３３における筐体３１によって支持された部分に水滴が溜まりにくくなるため、回転軸３３の凍結を抑えることができる。あるいは、回転軸３３は、鉛直方向に沿って延びる構成でもよい。こうした構成であっても、上記（１）〜（３）、（５）に準じた効果を得ることはできる。

・回転軸３３は、弁体３４の鉛直方向の下側の端部をＥＧＲクーラー２１に向けて回転させる構成でもよい。こうした構成であっても、ＥＧＲバルブ２４がＥＧＲクーラー２１に連結された構成である以上は、ＥＧＲバルブがより吸気通路の近くに取り付けられた構成と比べて、ＥＧＲバルブ２４の作動が妨げられにくくはなる。

・ＥＧＲクーラー２１と、導出パイプ２３とは、鉛直方向での位置が、ＥＧＲバルブ２４と接続される端部から次第に低くなる部分を備える構成でもよい。こうした構成によれば、以下の効果を得ることができる。

（６）鉛直方向におけるＥＧＲバルブ２４の位置が、ＥＧＲクーラー２１と導出パイプ２３とにおけるＥＧＲバルブ２４に接続された位置よりも高い。そのため、ＥＧＲクーラー２１内や導出パイプ２３内で生じた水滴は、ＥＧＲバルブ２４に溜まることが抑えられる。それゆえに、ＥＧＲバルブ２４の凍結が抑えられる。

なお、ＥＧＲバルブ２４がＥＧＲクーラー２１の入口部に接続される構成であっても、ＥＧＲクーラー２１と導入パイプ２２とが、ＥＧＲバルブ２４に接続された端部から鉛直方向での位置が次第に低くなる部分を備える構成であれば、上述と同等の効果を得ることができる。

１０…エンジン、１１…シリンダブロック、１１ａ…シリンダ、１１ｂ…クランクケース、１２…シリンダヘッド、１３…オイルパン、１４…ピストン、１５…クランクシャフト、２０…排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）、２１…ＥＧＲクーラー、２１ａ…出口部、２１ｂ…冷却部、２１ｃ…接続部、２２…導入パイプ、２３…導出パイプ、２４…ＥＧＲバルブ、３１…筐体、３１ａ…貫通孔、３２…固定部、３３…回転軸、３４…弁体、３５…アクチュエーター、Ｅ…排気通路、Ｉ…吸気通路。

Claims

エンジンの吸気通路と排気通路とに接続されるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中に配置されたＥＧＲクーラーと、
前記ＥＧＲ通路の途中に配置されたＥＧＲバルブとを備え、
前記ＥＧＲバルブは、
筐体と、
前記筐体内に配置されるとともに、板状を有した弁体と、
前記弁体を回転させる回転軸であって、鉛直方向と交差する方向に沿って延びる前記回転軸と、を備え、
前記筐体が、前記ＥＧＲクーラーの出口部に接続され、
前記弁体の配置のうち、前記ＥＧＲ通路を塞ぐ位置が閉弁位置として設定され、
前記弁体は、
前記閉弁位置にて鉛直面に沿う閉塞面を有するとともに、前記エンジンの始動時に前記閉弁位置に配置され、
前記回転軸は、
前記弁体における鉛直方向の下側の端部を前記吸気通路に向けて回転させることによって、前記ＥＧＲ通路を開通させる
排気ガス再循環装置。
前記ＥＧＲバルブに接続され、前記ＥＧＲ通路の一部を構成するＥＧＲパイプを更に備え、
前記ＥＧＲクーラーと前記ＥＧＲパイプとの各々は、
鉛直方向での位置が、前記ＥＧＲバルブと接続される端部から次第に低くなる部分を備える
請求項１に記載の排気ガス再循環装置。