JP7107709B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関に関するものである。

自動車用の内燃機関を初めとして、近年の内燃機関では、排気ガスの浄化促進等のために、排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置を備えていることが多い。ＥＧＲ装置は、必須の要素としてＥＧＲバルブを備えており、かつ、ＥＧＲガスを冷却するためにＥＧＲクーラを備えていることも多い。

ＥＧＲ通路の態様やＥＧＲバルブの配置位置など、ＥＧＲ装置の具体的な構造は多岐に亙っているが、ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとは、シリンダヘッドの排気側面の側に配置していることが多いといえる。

その例として特許文献１には、機関本体の排気側面の側にパイプより成るＥＧＲ通路を設けて、そのＥＧＲ通路に、ＥＧＲクーラを上下方向に長い姿勢で配置し、ＥＧＲクーラの上端にＥＧＲバルブを接続し、ＥＧＲバルブをシリンダヘッドの後部（変速機に近い部位）に固定した構造が開示されている。

特許文献１において、シリンダヘッドの後部には、ＥＧＲバルブの内部に連通した内部通路が、吸気側面に向けて開口するように形成されており、内部通路は、吸気マニホールドと連通している（正確には、内部通路の終端は、吸気マニホールドに設けたサージタンクと連通していると推測される。）。

特開２０１６－１４３４５号公報

ＥＧＲ装置の設計において留意すべき事項の１つとして、凝縮水による腐食等の問題が挙げられる。すなわち、機関停止等によってＥＧＲガスに含まれた水分が凝縮することがあるが、ＥＧＲガスには酸性物質が含まれていることが多いため、凝縮水が、ＥＧＲ通路を構成するパイプなどを腐食させる問題があり、そこで、ＥＧＲ装置の設計に当たっては、凝縮水が溜まらないような配慮が要請されている。

しかるに、特許文献１では、ＥＧＲバルブよりも上流側では凝縮水が溜まることはないと推測されるが、ＥＧＲバルブよりも上流側（すなわち、シリンダヘッドに形成した内部通路）に凝縮水が溜まりやすく、このため、シリンダヘッドが腐食されやすくなることが懸念される。

更に述べると、特許文献１では、ＥＧＲバルブがシリンダヘッドの排気側面に固定されているが、機関が停止しているときにはＥＧＲバルブは閉じているし、また、機関の運転中においてもＥＧＲバルブが閉じていることも多いため、シリンダヘッドの内部通路に凝縮水が溜まりやすくなっており、このため、凝縮水によってシリンダヘッドが腐食されやすくなることが懸念される。

本願発明はこのような現状を契機として成されたものであり、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲバルブのレイアウト等について改良が加えられた内燃機関を提供することを課題とするものである。

本願発明は多くの構成を備えており、その典型を各請求項で特定している。このうち請求項１の発明は上位概念を成すもので、
「シリンダヘッドの吸気側面に出口を開口させたＥＧＲ内部通路の前記出口に、ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとを備えたＥＧＲ通路下流側第１部分が、前記ＥＧＲクーラが鉛直方向に長い姿勢で下に位置して前記ＥＧＲバルブが上に位置するように並べて接続されている内燃機関であって、
前記ＥＧＲクーラは、前記シリンダヘッドの吸気側面のうち吸気マニホールド取付け部よりも変速機配置側に位置した後部に配置されて、上に行くに従って前記吸気マニホールド取付け部から離れるように傾斜しており、かつ、前記ＥＧＲバルブがＥＧＲ通路の最も高い位置に配置されている」
という構成になっている。

本願発明において、ＥＧＲクーラは鉛直方向（上下方向）に長い姿勢になっているが、ＥＧＲバルブは、必ずしも上下長手の姿勢である必要はなく、略水平状の姿勢としたり、水平に近い状態に傾斜した姿勢に配置することが可能であり、このような形態を採用することにより、ＥＧＲバルブの高さが高くなり過ぎることを防止できる。

請求項２の発明は請求項１の展開例であり、
「前記シリンダヘッドの吸気側面に、複数の枝管を備えた吸気マニホールドが固定されており、前記吸気マニホールドの上面部に、ＥＧＲガスを各枝管に向けて供給するＥＧＲ分配通路が配置されている一方、
前記ＥＧＲバルブは前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドよりも高い位置に配置されており、前記ＥＧＲバルブとＥＧＲ分配通路とが、ＥＧＲガスの流れ方向に向けて低くなったＥＧＲ通路下流側第２部分によって接続されている」
という構成になっている。

本願発明では、ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブを備えたＥＧＲ通路下流側第１部分はシリンダヘッドの長手一側面から立ち上がっているが、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲバルブはある程度の重量があるため、機関の振動に伴うＥＧＲクーラ及びＥＧＲバルブの触れ動きを抑制する手段を講じるのが望ましい。

そこで、請求項３の発明では、
「シリンダヘッドの外周面に出口を開口させたＥＧＲ内部通路に、ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとを備えたＥＧＲ通路下流側第１部分が、前記ＥＧＲクーラが鉛直方向に長い姿勢で下に位置して前記ＥＧＲバルブが上に位置するように並べて接続されており、前記ＥＧＲバルブがＥＧＲ通路の最も高い位置に配置されている」
という基本構成において、
「前記ＥＧＲ内部通路は、前記シリンダヘッドの１つのコーナー部の近傍に開口しており、前記シリンダヘッドの１つのコーナー部の上面に、動弁室を覆うヘッドカバーの外側に配置されて上向きに延びるブラケットがボルトによって固定されており、前記ブラケットの上端部に前記ＥＧＲバルブを固定している」
という構成を採用している。

更に、請求項４では、請求項３の好適な展開例として、
「前記ブラケットは、前記シリンダヘッドの上面に固定された底板と、前記底板から立ち上がって上端部に前記ＥＧＲバルブが固定されている第１側板と、前記底板及び一方の側板と一体に繋がって前記一方の側板とは平面視で交差した姿勢になっている第２側板とを有しており、
前記第１側板に、当該第１側板に向けて開口した切欠き部を有する上下長手の補強リブ板が、前記切欠き部を挟んだ上下両側の部位を溶接することによって固定されている」
という構成になっている。

本願発明において、ＥＧＲ通路を構成する下流側第１部分と下流側第２部分の「下流側」とは、シリンダヘッドに形成されているＥＧＲ内部通路よりも下流側という意味である。ＥＧＲガスの取り込み手段としては、実施形態のよう排気系からパイプでＥＧＲ内部通路に取り込むことの他に、シリンダヘッドの内部に形成した排気ガス通路からＥＧＲ内部通路に導くことも可能である。

本願発明では、ＥＧＲバルブはＥＧＲ通路のうち最も高い位置に配置されているため、特許文献１のようにＥＧＲバルブをシリンダヘッドに直接に固定する場合に比べて、シリンダヘッドの設計の自由性を向上できる。また、ＥＧＲバルブはシリンダヘッドの上に配置できるため、シリンダヘッドの上方の空間を有効利用することも可能になる。更に、ＥＧＲバルブには制御のためのケーブルが接続されているが、ケーブルがシリンダヘッドの輻射熱を受けることを抑制できるため、ケーブルの耐久性向上にも貢献できる。

そして、ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとは、シリンダヘッドの外周面から立ち上がったＥＧＲ通路下流側第１部分に配置されており、しかも、ＥＧＲバルブがＥＧＲ通路のうちで最も高い部分に配置されているため、ＥＧＲバルブが閉じた状態で、ＥＧＲ通路下流側第１部分やＥＧＲ内部通路等のＥＧＲ通路に凝縮水が発生しても、それらＥＧＲ通路下流側第１部分やＥＧＲ内部通路に凝縮水が溜まったままになることはなくて、凝縮水は、ＥＧＲバルブの上流側でも下流側でも下方に流れ落ちていく。従って、凝縮水に起因して部材が腐食したり、凝縮水が凍結して運転トラブルの原因になったりすることを、防止又は著しく抑制することができる。

また、ＥＧＲクーラは上下長手の姿勢になっているため、ＥＧＲクーラ自体がＥＧＲ通路下流側第１部分の要素になっている。従って、継手パイプの長さをできるだけ短くして、ＥＧＲ通路下流側第１部分の剛性を向上できる。なお、ＥＧＲクーラをシリンダヘッドの外周面（吸気側面）に直接固定することも可能であり、この場合は、継手パイプが不要になると共に、ＥＧＲ通路下流側第１部分の剛性を更に向上して耐振性が高くなる利点がある。

ＥＧＲガスは吸気に添加されるが、吸気マニホールドにＥＧＲ分配通路を設けてＥＧＲガスを吸気マニホールドの各枝管ごとに流すと、各気筒に流入するＥＧＲガスの量を均等化できるため、燃焼の安定性に優れていると共に、吸気マニホールドの（特にサージタンクの）内面の汚れも防止できるが、ＥＧＲ分配通路は吸気マニホールドの上部に設けることになるため、高さが高くなることは否めない。

この点、本願発明では、ＥＧＲバルブはＥＧＲ通路のうちの最も高い位置に配置されていて、吸気マニホールドにＥＧＲ分配通路を設けていても、ＥＧＲバルブとＥＧＲ分配通路とに接続されたＥＧＲ通路下流側第２部分を下り通路に形成できるため、凝縮水の発生を防止しつつ、ＥＧＲガスの均等な分配機能を確保することができる。

ＥＧＲ通路下流側第１部分はシリンダヘッドの外周面から立ち上がっているため、その上端に位置したＥＧＲバルブは、シリンダヘッドの振動を受けて振れ動きやすくなっているが、請求項３では、ＥＧＲバルブは、シリンダヘッドに固定されたブラケットに固定されているため、ＥＧＲバルブ（及びＥＧＲクーラ）がシリンダヘッドに共振して大きく振れ動くことを防止できる。従って、ＥＧＲ通路下流側第１部分とシリンダヘッドとの接続部に負荷が掛かることを防止して、高い耐久性を維持することができる。

そして、ブラケットは、シリンダヘッドのコーナー部に固定されているため、ブラケットを固定したことによってシリンダヘッドに生じた応力がカム軸の軸受け部に及んだり、ブラケットの振動によってシリンダヘッドに生じた応力がカム軸の軸受け部に及んだりすることを防止できる。従って、カム軸の円滑な回転を阻害することなく、ＥＧＲバルブ（及びＥＧＲクーラ）の振動を抑制することができる。

ブラケットは上下に長いため、機関と一緒にＥＧＲバルブ及びＥＧＲクーラが振動すると、ブラケットには曲げ力が交互に向きを変えて作用する。この点について、本願発明では、ブラケットは第１側板と第２側板とを有しているため、第２側板が第１側板に対する補強リブの役割を果たして、堅牢な構造になっている。

更に、ＥＧＲバルブが固定された第１側板には、上下長手の補強リブ板が溶接されているため、振動に対して極めて高い抵抗を発揮する。この場合、補強リブ板は、上下中途部に切欠き部を形成した門型になっているため、第１側板に加工誤差によって反りが発生していても、第１側板との高い密着性を確保して高い補強機能を確保できると共に、軽量化にも貢献できる。

実施形態に係る内燃機関の大まかな斜視図である。 シリンダブロックを捨象した状態での斜視図である。 図２の要部拡大図である。 上部の側面図である。 図４の部分拡大図である。 平面視図である。 背面図である。 上前方から見た斜視図である。 後ろ下方から見た斜視図である。 ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとＥＧＲ通路下流側第２部分との斜視図である。 要部の正面図である。 ＥＧＲバルブとＥＧＲクーラとブラケットとの分離斜視図である（なお、三者の縮尺は正確には揃えていない。）。 （Ａ）はＥＧＲバルブの底面図、（Ｂ）は図１２のＢ－Ｂ視図、（Ｃ）は図１２のＣ－Ｃ視図である。

(1).基本構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載される３気筒内燃機関に適用している。まず、概要を説明する。各図において、ドットの群や平行斜線を表示している箇所があるが、これは、部材の外形（輪郭）を明示するための措置であり断面等の表示ではない。

図１では内燃機関の全体を示している。本実施形態では、方向を特定するために前後・左右の文言を使用するが、機関の前後方向はクランク軸線Ｏの方向として定義し、左右方向は、クランク軸線Ｏ及びシリンダボア軸線と直交した方向として定義している。前と後ろは、タイミングチェーンが配置された側を前として、変速機が配置された側を後ろとしており、念のため、図１等に方向を明示している。

内燃機関は車両のエンジンルームに搭載されているが、内燃機関は、クランク軸が車両の左右方向に長い姿勢となる横置きにして搭載されている。従って、内燃機関の前後方向と車両の前後方向とは、９０度相違している。以下で使用する方向は、特に断らない限り機関の方向である。

シリンダブロック１及びシリンダヘッド２は、吸気マニホールド３が固定されている吸気側面と、排気系が接続されている排気側面とを有しているが、本実施形態の内燃機関は、排気側面が車両の前方に向くように配置している（機関の方向から見ると、排気側面が右を向いて吸気側面が左を向いている。）。

図１は内燃機関を後ろから見ており、シリンダブロック１の後部に、スタータモータで駆動されるリングギア４が配置されている。符号５はオイルパン、符号６はオイルフィルターを示している。

シリンダヘッド２の構造は、図８で表示している。この図から理解できるように、シリンダヘッド２は、基本的には従来と同様の構造であり、周囲には、吸気側長手壁７、排気側長手壁８、フロント壁９、リア壁１０を備えていて、上向きに開口している。フロント壁９にはフロント軸受け部１１を形成し、内部には、中間軸受け部１２とリア軸受け部１３とを形成している。リア軸受け部１３とリア壁部１０との間には間隔が空いている（すなわち、リア軸受け部１３とリア壁部１０とは、縁切りされている。）。

例えば図に示すように、シリンダヘッド２の後部には、冷却水の流れを制御する分配ユニット部１４が一体に形成されている（分配ユニット部１４は、シリンダヘッド２とは別体に構成することも可能である。）。

分配ユニット部１４には、ラジエータ行きポート１５、ラジエータ戻りポート（サーモ室）１６、ヒータ戻りポート１７、ＥＧＲ送りポート１８などが開口している。各ポート１５～１８は後ろ向きに開口している。図２に示すラジエータ戻りポート１６には、図１に示すサーモキャップ１９が固定されている。

(2).吸気・排気系の概要
図では省略しているが、シリンダヘッド２の上面にはヘッドカバーが固定されており、ヘッドカバーの上に、吸気ユニット２２が配置されている。図６に示すように、吸気ユニット２２は、概ねシリンダヘッド２の上に配置されたエアクリーナ２３と、エアクリーナ２３のダスト室に接続された吸気ダクト２４と、吸気ダクト２４に接続されたレゾネータ２５とを備えている。

吸気ダク２４ｂの始端は前向き（車両の方向では右向き）に開口しており、平面視でＵターンしてからエアクリーナ２３に接続されている。レゾネータ２５はエアクリーナ２３の手前側に配置されており、吸気ダクト２４を流れる吸気は、直進性を持ってレゾネータ２５に流入する。レゾネータ２５は、エアクリーナ２３のダスト室とも連通している。吸気ダクト２４のうち方向変換部の上流側には、拡張室（補助レゾネータ）２６を接続している。本実施形態では、吸気ユニット２２は広い面積を有しており、機関本体の大部分が吸気ユニット２２で覆われている。

図１に示すように、エアクリーナ２３のクリーン室には、吸気マニホールド３の上に位置した吸気出口２７が、下向きに開口するように形成されている。他方、図４，７に示すように、吸気マニホールド３は、サージタンク２８と３本の枝管２９とを備えており、サージタンク２８のうち前より部位に上向きに開口した受け座３０を設けて、サージタンク２８の受け座３０とエアクリーナ２３の吸気出口２７との間に、図１及び図７に示すスロットルバルブ３１が介在している。

例えば図７，８から理解できるように、吸気マニホールド３は、樹脂製の複数のパーツを上下に重ねて溶着することによって中空に形成されており、図２～４に示すように、枝管２９は、サージタンク２８を囲うように下から上に向けて１周近くぐるりと回っており、各枝管２９の先端は、図７や図１１に示すように、シリンダヘッド２の吸気側面３２に固定されている。

図８に示すように、シリンダヘッド２の排気側面３３には、１つの排気出口３４が開口しており、この排気出口３４に、図１，２に示す触媒ケース３５が、排気ターボ過給機（図示せず）を介して接続されている。そして、図２に示すように、触媒ケース３５の下流端部に、金属パイプよりなるＥＧＲ通路上流部分３６の始端が接続されている。

他方、シリンダヘッド２のうち後部には、吸気側面３２と排気側面３３とに貫通したＥＧＲ内部通路３７が形成されており、ＥＧＲ内部通路３７の始端に、ＥＧＲ通路上流部分３６の終端がフランジ接合によって接続されている。図７に示すように、ＥＧＲ内部通路３７は、概ね上流側の半分程度は水平状の姿勢になって、下流側の半分程度は、ＥＧＲガスの流れ方向に向けて徐々に高くなるように傾斜している。また、傾斜部は、断面円弧状のリブで囲われている。

例えば図２，３に示すように、ＥＧＲ内部通路３７の終端には、ＥＧＲクーラ４０が、継手パイプ４１及び下フランジ４２を介して接続されており、更に、ＥＧＲクーラ４０の上端にはＥＧＲバルブ４３が接続されている。図４，５に明示するように、ＥＧＲクーラ４０及びＥＧＲバルブ４３は、吸気マニホールド３よりも後ろ側に配置されている。ＥＧＲバルブ４３はシリンダヘッド２よりも高い位置に配置されており、ＥＧＲクーラ４０も、大部分がシリンダヘッド２よりも上に位置している。

継手パイプ４１とＥＧＲクーラ４０及びＥＧＲバルブ４３によってＥＧＲ通路下流側第１部分が構成されており、ＥＧＲバルブ４３の出口ポート４４（図１２参照）に、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５が接続されており、更に、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５の下流端に、ＥＧＲガスを吸気マニホールド３における各枝管２９の下流部に分けて流すＥＧＲ分配通路４６が接続されている。ＥＧＲ通路下流側第２部分４５及びＥＧＲ分配通路４６はアルミ等の鋳造品であるが、両者を一体構造品として製造することも可能である。或いは、樹脂の成形品（複合品）として製造することも可能である。

(3).ＥＧＲ装置の要部
ＥＧＲクーラ４０は、角形のボデーを有していて鉛直方向（上下方向）に長い姿勢になっており、ＥＧＲガスは下から上に向けて流れる。そこで、上端には、上フランジ４７ａを備えた出口パイプ４７を設けている。出口パイプ４７の曲げ方や上フランジ４７ａの姿勢を調整することにより、ＥＧＲバルブ４３の取付け姿勢を任意に設定できる。

ＥＧＲクーラ４０は上下長手の姿勢になっているが、図５に明示するように、側面視では、上に行くに従ってシリンダヘッド２から後ろに僅かずつ離れるように鉛直線に対して傾斜しており、また、図７に示すように、背面視では、上に行くに従って吸気マニホールド３から離れるように、鉛直線に対して傾斜している。また、図７のとおり、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５は、ＥＧＲガスの流れ方向に向けて低くなるように背面視で傾斜している。

例えば図９，１０に明示するように、ＥＧＲクーラ４０には、冷却水入口ポート４８ａと冷却水出口ポート４８ｂとを設けている。冷却水入口ポート４８ａはボデーの下部に位置して、冷却水入口ポート４８ａはボデーの上部に位置しており、ボデーの内部には、冷却水が下から上に向けて流れる熱交換エレメントが配置されている。

冷却水入口ポート４８ａ及び冷却水出口ポート４８ｂは後ろ向きに開口しており、図３に示すように、シリンダヘッド２のＥＧＲ送りポート１８とＥＧＲクーラ４０の冷却水入口ポート４８ａとが、ＥＧＲ送りパイプ４９ａ（図１も参照）で接続されている。冷却水出口ポート４８ｂには、ＥＧＲ戻りパイプ４９ｂ（図１参照）が接続されている。なお、図２，３に示すヒータ戻りポート１７には、図１に示すヒータ戻りパイプ１７ａが接続されている。ＥＧＲ戻りパイプ４９ｂは、ヒータコアやＣＶＴウォーマなどに接続可能である。

ＥＧＲクーラ４０の上端部には、ＥＧＲバルブ行きポート５０を設けている。また、ＥＧＲクーラ４０のボデーには、他の部材を固定するための補助ブラケット５１，５２が溶接で固定されている。

図１０や図１２に示すように、ＥＧＲバルブ４３は、おおまかには筒状の形態であり、図４，５に示すように、前後方向（クランク軸線方向）に長い姿勢で配置されているが、図４，５の側面視で、吸気マニホールド３から離れるに従って低くなるように、水平に対して傾斜している。すなわち、ＥＧＲバルブ４３は、ＥＧＲクーラ４０に接続された端部が低くなるように、水平に近い姿勢に寝た姿勢になっている。

図１３（Ａ）に示すように、ＥＧＲバルブ４３の一端部（後端部）にはフランジ部５３を形成しており、フランジ部５３が、ＥＧＲクーラ４０の上フランジ４７ａに固定されている。フランジ部５３の中央部には、ＥＧＲガスが流れる入口穴５４が下向きに開口している。図１２に示すように、ＥＧＲバルブ４３のうちフランジ部５３に寄った部位に、横向き（左向き）に露出した締結座面５５が形成されており、この締結座面５５に、ＥＧＲガス出口穴５６が横向き（左向き）に開口している。

ＥＧＲ通路下流側第２部分４５の始端部は、フランジ５７を介してＥＧＲバルブ４３の締結座面５５に固定されている。フランジ５７は２本のボルトで固定されており、締結座面５５には、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５のフランジ５７を固定するために、ボルトが螺合する２つのタップ穴５８を形成している。

ＥＧＲバルブ４３の他端部（前端部）には、電磁ソレノイド等のアクチュエータを備えた制御部５９を設けている。制御部５９によってニードル弁等の弁体を操作することにより、ＥＧＲガスの吐出量が制御される。制御部５９には、ケーブルを接続するコネクタ６０が横向きに突設されている。また、ＥＧＲバルブ４３は水冷式であり、上面に、冷却水の流入ポート６１と流出ポート６２とを設けており、冷却水の流入ポート６１は、ＥＧＲクーラ４０に設けたＥＧＲバルブ行きポート５０とＥＧＲバルブ行きパイプ５０ａによって接続されている。なお、冷却水の流入ポート６１と流出ポート６２とは逆に配置してもよい。

既述のとおり、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５は、図４，５の側面視で、下流端に向けて低くなるように傾斜している。また、図７に示すように、背面視でも、下流端に向けて低くなるように傾斜している。また、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５の下流端部にはフランジ６３を設けており、フランジ６３が、ＥＧＲ分配通路４６の後端部にボルト（スタッドボルト）及びナットで固定されている。

例えば図３から容易に理解できるように、ＥＧＲ分配通路４６は、前後長手の幹通路６４と、幹通路６４から分岐した３つの枝通路６５とを有しており、幹通路６４の後端部にＥＧＲ通路下流側第２部分４５の下流端が接続されている一方、各枝通路６５は、それぞれ枝管２９の下流部に上から接続されている。なお、枝通路６５は、吸気マニホールド３の枝管２９に対してボルトで固定されているが、ＥＧＲ分配通路４６を樹脂製として、吸気マニホールド３に溶着することも可能である。

(4).ＥＧＲバルブを支持するブラケット
図８から容易に理解できるように、ＥＧＲクーラ４０及びＥＧＲバルブ４３は、大まかには、シリンダヘッド２の後部に形成した分配ユニット部１４の上方に配置されており、シリンダヘッド２の四隅のうち、吸気側長手壁７とリア壁１０との連接部である第１コーナー部６８の近傍に配置されている（冷却水分配部１４のＥＧＲ送りボート１８も、第１コーナー部６８に近い左端部に配置されている。）。そして、ＥＧＲバルブ４３が、第１コーナー部６８の上面に固定された金属板製のブラケット６９に、スタッドボルト７０及びナット（図１２参照）で固定されている。

図１２，１３のとおり、ブラケット６９は、シリンダヘッド２の第１コーナー部６８の上面にスタッドボルト７１及びナットで固定された底板７３と、底板７３から立ち上がった第１側板７４と、底板７３から立ち上がると共に第１側板７４と繋がった第２側板７５とを備えている。第１側板７４と第２側板７５とは概ねＬ形に交差しており、第１側板７４の上端部に、ＥＧＲバルブ４３の締結座面５５の下端部がボルト７６（図１２参照）で固定されている。このため、第１側板７４の上端部にはボルト挿通穴７７が空いて、ＥＧＲバルブ４３の締結座面５５の下端部にはタップ穴７８が空いている。

第１側板７４は概ね前後方向に広がって、第２側板７５は概ね左右方向に広がっている。これは、ＥＧＲバルブ４３が概ね前後方向に長い姿勢になっていることと符合している。第１側板７４の中途高さ位置には前向き張り出し部７４ａが形成されており、前向き張り出し部７４ａに、他の部材を取り付けるための補助ブラケット７９が溶接で固定されている。

また、第１側板７４のうち第２側板７５と反対側に向いた左側面に、上下長手の補強リブ板８０が溶接で固定されている。補強リブ板８０は、ブラケット６９よりも厚くなっており、その端面が第１側板７４に重なっている。また、補強リブ板８０の上下中途部には、第１側板７４に向けて開口した切欠き部８１が形成されており、切欠き部８１よりも上の部分は、前向き張り出し部６４ａの箇所において第１側板７４に溶接されており、切欠き部８１よりも下の部分は、第１側板７４の縁部に溶接されている。

従って、補強リブ板８０と第１側板７４とは、切欠き部８１よりも上の部位ではＴ形の姿勢を成して、切欠き部８１よりも下の部位ではＬ形の姿勢を成している。また、補強リブ板８０は、平面視では、第１側板７４から左右方向に突出している。

図６を引用して説明したように、吸気ユニット２２は広い範囲に広がっていて機関本体の大部分を覆っているが、図６に明示するように、ＥＧＲバルブ４３及びＥＧＲクーラ４０は、吸気ユニット２２では覆われていない。すなわち、エアクリーナ２３と吸気ダクト２４とで形成された入り隅部に、ＥＧＲバルブ４３及びＥＧＲクーラ４０が配置されている。

また、図４や図７に明示するように、ＥＧＲバルブ４３の上端は、吸気ユニット２２の上端よりも上には突出していない（僅かに低くなっている。）。図４では、エンジンルームを覆うフード（ボンネット）８２を一点鎖線で模式的に表示しているが、仮に、事故等によってフード８２が下向きに凹んだ場合、フード８２は吸気ユニット２２に当たって衝撃が緩和され、ＥＧＲバルブ４３に衝撃が作用することはない。

ＥＧＲバルブ４３が破損すると、ＥＧＲガスの流量制御が不能になって運転に重大な障害を与えるが、本実施形態では、フードが下向きに凹んでも、吸気ユニット２２が緩衝材となってＥＧＲバルブ４３に衝撃が作用することはないため、ＥＧＲバルブ４３の破損を防止して、運転が制御不能になる事態を防止できる。コネクタ６０は横向きになっているため、フード８２が凹んでもコネクタ６０が変形したり破損したりすることはない。この面でも、ＥＧＲバルブ４３が制御不能になることを防止できる。

(5).まとめ
本実施形態では、ＥＧＲバルブ４３がＥＧＲ通路の最も高い位置に配置されているため、ＥＧＲバルブ４３が閉じていても、ＥＧＲ通路に発生した凝縮水は、ＥＧＲバルブ４３の上流側においても下流側においても下方に流下していく。このため、凝縮水が溜まることによる腐食の問題や凍結の問題を解消できる。

特に、実施形態のように、ＥＧＲ内部通路３７のうち下流側の部分を傾斜させると、例えばＥＧＲクーラ４０に凝縮水が発生して流下した場合、凝縮水は惰性によってＥＧＲ内部通路３７からＥＧＲ通路上流部分３６に流れ落ちるため、凝縮水がＥＧＲ内部通路３７に溜まることを確実に防止できる利点がある。

本実施形態では、ＥＧＲクーラ４０はほぼ鉛直に近い姿勢にしつつ、ＥＧＲバルブ４３は、水平に近い姿勢に寝かせている。このため、ＥＧＲバルブ４３が吸気ユニット２２の上に突出しないように抑制しつつ、ＥＧＲバルブ４３の内部に凝縮水が溜まることを防止できる。従って、凝縮水の溜まりを確実に防止しつつ、事故によってフード８２が凹んでもＥＧＲバルブ４３に影響が及ばないように保護できる。

実施形態では、ＥＧＲ分配通路４６は、吸気マニホールド３とは別体に構成されており、吸気マニホールド３の上面にビスで固定されている。従って、ＥＧＲ分配通路４６の設計の自由性が高く、また、ＥＧＲガスの放熱性も向上できる利点を有するが、ＥＧＲ分配通路４６は嵩高になってしまう。

しかし、本実施形態では、ＥＧＲバルブ４３は高い位置にあるため、ＥＧＲ分配通路４６が嵩高であっても、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５は下流に向けて低くなるように傾斜させることができる。従って、本実施形態では、ＥＧＲ分配通路４６が嵩高であっても、ＥＧＲバルブ４３の下流側に凝縮水が溜まることを確実に防止できる。

本実施形態では、図４，５に明示するように、ＥＧＲクーラ４０は、側面視で上に行くに従って吸気マニホールド３から離れるように傾斜している。このため、ＥＧＲクーラ４０がヘッドカバーに当たることを防止できる。換言すると、ＥＧＲクーラ４０を、ヘッドカバーに当たらない状態で縦型姿勢に配置できる。なお、ＥＧＲバルブ４３はヘッドカバーの上に位置しているので、ヘッドカバーとの緩衝の問題はない。

さて、内燃機関は運転によって振動するが、振動は、クランク軸の軸心回りに往復回動する動きになっている。従って、ＥＧＲクーラ４０及びＥＧＲバルブ４３は、機関と一緒に左右方向に振れ動く傾向を呈するが、ＥＧＲバルブ４３は重量が大きくて慣性力も大きいため、補強措置を講じないと、継手パイプ４１とシリンダヘッド２との接合部や、ＥＧＲ通路下流側第２部分４５とＥＧＲ分配通路４６との接合部、或いは、ＥＧＲ分配通路４６と吸気マニホールド３との接合部に大きなモーメントが作用し、接合部が剥離作用を受けるおそれがある。

しかるに、本実施形態では、ＥＧＲバルブ４３が、シリンダヘッド２に固定されたブラケット６９に固定されているため、継手パイプ４１とシリンダヘッド２との接合部などに大きな剥離作用が生じることはない。従って、強度・信頼性に優れている。

また、ブラケット６９には、運転に伴う振動により、ＥＧＲバルブ４３及びＥＧＲクーラ４０の慣性力が、向きを左右方向に変える交番荷重として作用するが、第２側板７５が左右方向に広がるように一体に形成されていることと、左右方向に広がる補強リブ板８０が第１側板７４に固定されていることとにより、左右方向の外力に対して極めて高い抵抗を発揮する。すなわち、左右方向の曲げ力に対する断面係数が極めて高くなっている。従って、長期に亙って運転を継続しても、ブラケット６９が変形したり折損したりするような不具合は発生せず、高い信頼性を確保できる。

そして、機関の振動により、ＥＧＲバルブ４３及びＥＧＲクーラ４０の慣性力がブラケット６９を介してシリンダヘッド２に作用し、これに伴い、シリンダヘッド２の第１コーナー部６８に応力が生じるが、第１コーナー部６８はリア軸受け部１３から離れているため、第１コーナー部６８に発生した応力がリア軸受け部１３に及ぶことはない。従って、カム軸にこじれが発生するような不具合は皆無である。従って、カム軸の円滑な回転を 阻害することなく、ＥＧＲバルブ４３及びＥＧＲクーラ４０を安定的に支持できる。

本願発明は、上記の他にも様々に具体化できる。例えば、図示の例ではＥＧＲバルブ４３をＥＧＲクーラ４０の上面に接続したが、ＥＧＲバルブ４３をＥＧＲクーラ４０の上部側面に接続することも可能である。また、ＥＧＲバルブ４３は、高さ等の条件が許せば、上下長手の姿勢にすることができる。

ヘッドカバーがアルミ製で頑丈な構造である場合は、ＥＧＲバルブ４３をヘッドカバーに直接固定したり、ブラケット（又は弾性体）を介してヘッドカバーに固定したりすることも可能である。また、１つのブラケットに、ＥＧＲバルブ４３とブラケット６９とを固定することも可能である。敢えて述べるまでもないが、３気筒以外の内燃機関にも適用できる。

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ 機関本体を構成するシリンダブロック
２ 機関本体を構成するシリンダヘッド
３ 吸気マニホールド
１３ リア軸受け部
１４ 冷却水の分配ユニット部
１８ ＥＧＲ送りポート
２２ 吸気ユニット
２３ エアクリーナ
２４ 吸気ダクト
２８ 吸気マニホールドのサージタンク
２９ 吸気マニホールドの枝管
３５ 触媒ケース
３６ ＥＧＲ通路上流部分
３７ ＥＧＲ内部通路
４０ ＥＧＲクーラ（ＥＧＲ通路下流側第１部分）
４１ 継手パイプ（ＥＧＲ通路下流側第１部分）
４３ ＥＧＲバルブ（ＥＧＲ通路下流側第１部分）
４５ ＥＧＲ通路下流側第２部分
４６ ＥＧＲ分配通路
４８ａ ＥＧＲクーラの冷却水入口ポート
４８ｂ ＥＧＲクーラの冷却水出口ポート
５９ ＥＧＲバルブの制御部
６５ ＥＧＲ分配通路の枝通路
６９ ブラケット
７３ 底板
７４ 第１側板
７５ 第２側板
８０ 補強リブ板

Claims (4)

1. シリンダヘッドの吸気側面に出口を開口させたＥＧＲ内部通路の前記出口に、ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとを備えたＥＧＲ通路下流側第１部分が、前記ＥＧＲクーラが鉛直方向に長い姿勢で下に位置して前記ＥＧＲバルブが上に位置するように並べて接続されている内燃機関であって、
   前記ＥＧＲクーラは、前記シリンダヘッドの吸気側面のうち吸気マニホールド取付け部よりも変速機配置側に位置した後部に配置されて、上に行くに従って前記吸気マニホールド取付け部から離れるように傾斜しており、かつ、前記ＥＧＲバルブがＥＧＲ通路の最も高い位置に配置されている、
   内燃機関。
2. 前記シリンダヘッドの吸気側面に、複数の枝管を備えた吸気マニホールドが固定されており、前記吸気マニホールドの上面部に、ＥＧＲガスを各枝管に向けて供給するＥＧＲ分配通路が配置されている一方、
   前記ＥＧＲバルブは前記シリンダヘッド及び前記吸気マニホールドよりも高い位置に配置されており、前記ＥＧＲバルブとＥＧＲ分配通路とが、ＥＧＲガスの流れ方向に向けて低くなったＥＧＲ通路下流側第２部分によって接続されている、
   請求項１に記載した内燃機関。
3. シリンダヘッドの外周面に出口を開口させたＥＧＲ内部通路に、ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとを備えたＥＧＲ通路下流側第１部分が、前記ＥＧＲクーラが鉛直方向に長い姿勢で下に位置して前記ＥＧＲバルブが上に位置するように並べて接続されており、前記ＥＧＲバルブがＥＧＲ通路の最も高い位置に配置されている内燃機関であって、
   前記ＥＧＲ内部通路は、前記シリンダヘッドの１つのコーナー部の近傍に開口しており、前記シリンダヘッドの１つのコーナー部の上面に、動弁室を覆うヘッドカバーの外側に配置されて上向きに延びるブラケットがボルトによって固定されており、前記ブラケットの上端部に前記ＥＧＲバルブを固定している、
   内燃機関。
4. 前記ブラケットは、前記シリンダヘッドの上面に固定された底板と、前記底板から立ち上がって上端部に前記ＥＧＲバルブが固定されている第１側板と、前記底板及び一方の側板と一体に繋がって前記一方の側板とは平面視で交差した姿勢になっている第２側板とを有しており、
   前記第１側板に、当該第１側板に向けて開口した切欠き部を有する上下長手の補強リブ板が、前記切欠き部を挟んだ上下両側の部位を溶接することによって固定されている、
   請求項３に記載した内燃機関。

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