JPH0874677A - 内燃機関のｅｇｒバルブ取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温強度の低いアルミニウム合金製の吸気マ
ニホルド１に形成されたボルト孔８Ａ，８Ｂの雌ねじ１
０部分を低温に保ち、その強度低下に伴うボルト１１の
緩みを防止する。 【構成】 コレクタ部２の一部として吸気入口管４が形
成され、その側面にＥＧＲバルブ１２取付用の座部５が
形成されている。一対のボルト孔８Ａ，８Ｂは、それぞ
れボス部９Ａ，９Ｂに囲まれている。一方のボス部９Ｂ
は、吸気入口管４の外壁に沿っており、外気による冷却
を受ける。外気により冷却されない他方のボス部９Ａ
は、吸気入口管４内に突出し、吸気流による冷却を受け
る。各ボルト孔８Ａ，８Ｂの開口部には、ボルト１１外
径よりも大径なカウンターボア１３が、一般部の肉厚以
上の深さで形成されており、ボルト１１との間に、断熱
空気層となる間隙が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の吸気マニ
ホルドにおけるＥＧＲバルブ（排気還流バルブ）の取付
構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の吸気系に導入される排気の流
量つまり排気還流量を制御するＥＧＲバルブは、例えば
特開昭６２−１５９７２５号公報等に記載されているよ
うに、吸気マニホルドに直接に取り付けられることが多
い。つまり、一般にアルミニウム合金によって鋳造され
る吸気マニホルドと一体にＥＧＲバルブ取付用座部が形
成されるとともに、該座部に、雌ねじを有する例えば一
対のボルト孔が形成され、かつここに螺合するボルトで
もってＥＧＲバルブが固定されるようになっている。な
お、通常のボルトに代えて、スタッドボルトが用いられ
る場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＥＧＲバルブは、排気
系から還流する排気ガスが通流するため非常に高温とな
る。吸気マニホルド側のボルト孔には、取付用のボルト
を介してＥＧＲバルブの熱が伝達され、さらにはＥＧＲ
バルブのボディからガスケットを通して同様に熱が伝達
されるため、やはり高温になり易い。吸気マニホルドを
構成するアルミニウム合金は、高温強度が低いので、こ
のようにボルトと螺合するボルト孔周囲の温度が上昇す
ると、雌ねじの強度が低下する。従って、上記従来のよ
うにアルムニウム合金製吸気マニホルドにボルト孔を形
成してボルトを直接に螺合させた構成においては、ボル
トと噛み合っている雌ねじ部分がボルト軸力によってへ
たり易く、ボルトの緩みを生じる虞れがあった。

【０００４】なお、ボルト孔を強制的に冷却するため
に、ボルト孔近傍に冷却水通路を形成することも考えら
れるが、この場合には、構成が複雑化する不具合があ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、ア
ルミニウム合金製の吸気マニホルドの一部にＥＧＲバル
ブ取付用座部が一体に形成されるとともに、この座部に
雌ねじを有するボルト孔が形成され、ここに螺合するボ
ルトによってＥＧＲバルブが固定される内燃機関のＥＧ
Ｒバルブ取付構造において、上記ボルト孔の開口部に、
ボルト外径よりも大径なカウンターボアを形成し、ボル
トとの間に間隙を設けたことを特徴としている。

【０００６】また請求項２では、上記座部が吸気マニホ
ルドのコレクタ部に配置されるとともに、上記ボルト孔
を囲むようにコレクタ部内に突出して形成されたボス部
を有し、かつ上記カウンターボアが、コレクタ部一般部
の肉厚以上の深さに形成されている。

【０００７】また請求項３では、上記座部は一対のボル
ト孔を有し、その一方のボルト孔を囲むボス部がコレク
タ部外壁に沿って形成され、他方のボルト孔を囲むボス
部がコレクタ部内に突出して形成されている。

【０００８】さらに請求項４では、上記座部に開口した
ＥＧＲガス取入口に、先端を封止した金属管からなる通
路部材が取り付けられ、かつコレクタ部の下流側に向か
うように該通路部材の側面にガス吐出口が開口形成され
ているとともに、このガス吐出口の位置が、該通路部材
の下流にあるボス部の先端よりもコレクタ部内側に突出
した位置に設けられている。

【０００９】

【作用】ボルト孔の開口部側部分では、カウンターボア
の形成によってボルトとボルト孔とが非接触状態とな
り、両者間の間隙に空気層が確保される。そのため、こ
の空気層が断熱作用を果たし、ボルトと噛み合う雌ねじ
部分の温度が低くなる。

【００１０】特に、請求項２の構成では、コレクタ部内
に突出するボス部が、コレクタ部内を流れる吸気流によ
って冷却されることになるが、吸気流が当たらないボル
ト孔開口部側では、カウンターボアがコレクタ部一般部
の肉厚以上の深さに形成されているため、吸気流を受け
ない高温になり易い範囲を確実に断熱できる。つまり、
ボルトと噛み合う雌ねじが、ボス部としてコレクタ部内
に突出した部分に位置することになり、一層低い温度に
維持される。

【００１１】また請求項３の構成では、コレクタ部外壁
に沿った一方のボス部は、外気により冷却されるため、
そのボルト孔は比較的低温に保たれる。外気による冷却
を受けない他方のボス部はコレクタ部内に突出し、上述
したように吸気流による冷却作用を受ける。

【００１２】また請求項４の構成では、ＥＧＲバルブを
通過した排気ガスが、通路部材を通して、その先端のガ
ス吐出口からコレクタ部内に流入する。このガス吐出口
から出た排気ガスは、下流のボス部に当たることがな
く、ボス部を加熱しない。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１４】図１は、この発明に係る吸気マニホルド１
の要部を示すものであって、この吸気マニホルド１は、
細長い箱状のコレクタ部２と複数のブランチ部３とから
なり、かつ全体がアルミニウム合金で一体に鋳造されて
いる。コレクタ部２の一端には、該コレクタ部２の一部
として略Ｌ字状に湾曲した吸気入口管４が一体に設けら
れており、その側面に、ＥＧＲバルブ取付用座部５が一
体に形成されている。この座部５は、吸気入口管４先端
の吸気入口６に略対向する位置に配置されており、図６
に示すように、略楕円形状をなし、その中央にＥＧＲガ
ス取入口７が開口しているとともに、左右に一対のボル
ト孔８（８Ａ，８Ｂ）が凹設されている。なお、座部５
はコレクタ部２の長手方向に沿って細長い楕円形状をな
しているが、図３，図６に示すように、コレクタ部２の
長手方向の中心線に対し僅かに傾いており、外側のボル
ト孔８Ｂの方が相対的に高位にある。

【００１５】上記ボルト孔８は、図３〜図５にも示すよ
うに、吸気入口管４を部分的に厚肉にしてなるボス部９
（９Ａ，９Ｂ）に形成されている。具体的には、一方の
ボルト孔８Ｂを囲むボス部９Ｂは、吸気入口管４のコー
ナ部の外壁に沿って形成されており、その外側部分が吸
気入口管４外壁面から膨出した形となっている。これに
対し、他方のボルト孔８Ａを囲むボス部９Ａは、吸気入
口６に対向する吸気入口管４の内壁面４ａから該吸気入
口管４内に略円柱状に突出して形成されている。なお、
ボス部９Ａの頂部は、半球状に形成されている。

【００１６】各ボルト孔８の内周面にはそれぞれ雌ねじ
１０が加工されており、ここに螺合する一対のボルト１
１によって、ＥＧＲバルブ１２のバルブボディ１２ａが
座部５に固定されている。座部５の座面とバルブボディ
１２ａの取付面との間には、図示せぬガスケットが介装
されている。このＥＧＲバルブ１２は、ダイヤフラム式
のものであり、円盤状をなすダイヤフラム部１２ｂをバ
ルブボディ１２ａの上方に備えている。なお、ボルト１
１として、スタッドボルトを用い、ナットを介してバル
ブボディ１２ａを固定するようにしてもよい。

【００１７】ここで、上記ボルト孔８の開口部には、図
１，図５等に示すように、ボルト１１の外径よりも大径
なカウンターボア１３が形成されており、ここより奥の
方の部分にのみ、雌ねじ１０が形成されている。このカ
ウンターボア１３の深さつまり軸方向の長さは、ボス部
９が位置する吸気入口管４の一般部の肉厚以上に設定さ
れている。本実施例では、吸気入口管４の一般部の肉厚
が４ｍｍであり、カウンターボア１３はこれに等しい４
ｍｍの深さに形成されている。従って、円柱状に突出す
るボス部９Ａにおいては、図４に示すように、一般部内
壁面４ａの延長線に達する深さまでカウンターボア１３
が設けられている。

【００１８】次に上記実施例の作用について説明する。
上記のようにカウンターボア１３を形成した構成におい
ては、該カウンターボア１３内周面とボルト１１とが非
接触状態となり、両者間に、空気層となる間隙が円筒状
に形成される。従って、この空気層が断熱作用を果た
し、ＥＧＲバルブ１２から雌ねじ１０に伝達される熱
量、とりわけボルト１１を介して伝達される熱量が少な
くなる。そのため、雌ねじ１０の各部の温度が低く保た
れ、その強度低下が抑制される。

【００１９】特に、吸気入口管４の内壁面４ａから円柱
状に突出して形成されたボス部９Ａ内のボルト孔８Ａに
おいては、吸気流による冷却作用が期待できない部分つ
まり座面から内壁面４ａに至るまでの部分が、カウンタ
ーボア１３の形成によって確実に断熱され、雌ねじ１０
先端部（座面寄りの端部）の温度上昇を抑制できる。そ
して、ボス部９Ａの内壁面４ａから突出している部分
は、吸気入口管４の湾曲に沿って流れる吸気流によって
効果的に冷却され、ここに雌ねじ１０が位置することに
なるため、その温度を十分低温に維持できる。

【００２０】図１０は、このボルト孔８Ａにおける内壁
部の温度を測定した実験結果を示したものであり、４ｍ
ｍの深さのカウンターボア１３を設けた実施例（実線）
の特性と、カウンターボア１３を具備しない従来例（破
線）の特性とを、対比して示してある。ここで、横軸
は、座面から測温点Ａまでの距離であり、従来例につい
ては、いずれの点も雌ねじ１０の内壁部温度となるが、
実施例については、０〜４ｍｍの範囲はカウンターボア
１３の内壁部温度である。なお、ボルト１１と噛み合う
雌ねじ１０自体の全長は、取付強度の上で必要な同一の
長さに設定されるので、ボルト孔８Ａの深さおよびボス
部９Ａの長さは、従来のものに比較して、カウンターボ
ア１３の分だけ長くなる。この図１０に明らかなよう
に、カウンターボア１３の形成によって雌ねじ１０部分
の温度を従来例よりも低く保つことができる。

【００２１】なお、吸気入口管４外側のボルト孔８Ｂに
おいては、ボルト孔８Ａのような吸気流による冷却作用
はそれほど期待できないが、該ボルト孔８Ｂを囲むボス
部９Ｂが、吸気入口管４の外壁面に露出しており、外気
によって冷却されるため、カウンターボア１３の断熱作
用と相俟って、やはり雌ねじ１０の各部の温度を低温に
維持できる。

【００２２】次に、図７〜図９は、この発明の異なる実
施例を示している。この実施例においては、座部５のＥ
ＧＲガス取入口７に、排気ガスを吸気入口管４の中央部
に導く円筒状の通路部材２１が取り付けられている。こ
の通路部材２１は、先端が封止された金属管からなり、
基端に一体に設けられたフランジ２１ａがバルブボディ
１２ａと座面との間に挟持され、かつボルト１１により
共締めされている。通路部材２１の先端部の側面、詳し
くはコレクタ部２の下流側に向かう側面に、図９に示す
ように、略矩形のガス吐出口２２が開口形成されてい
る。従って、吸気入口管４内を流れる吸気流の断面の略
中央に排気ガスが導入されるようになり、均一な混合が
図れるとともに、各気筒への分配特性が良好なものとな
る。

【００２３】ここで、上記通路部材２１先端のガス吐出
口２２は、図９に明らかなように、その下流に位置する
ボス部９Ａの先端よりも吸気入口管４内側に突出した位
置に形成されている。しかも、ガス吐出口２２がコレク
タ部２長手方向に沿って開口しているのに対し、図８，
図９のように、ボス部９Ａは通路部材２１よりも若干下
方に位置している。

【００２４】従って、この実施例においては、吸気系に
還流しようとする高温の排気ガスがボス部９Ａに直接当
たることがなく、ボス部９Ａの温度ひいては雌ねじ１０
の温度を一層低温に維持することができる。図１０に、
一点鎖線でもって、この実施例の温度特性を示す。この
図１０に明らかなように、ボルト孔８Ａ全体で温度が低
くなる。なお、ボス部９Ａの先端部では、排気ガスの熱
を多少受けるため、中間部よりも温度が上昇する傾向が
ある。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関のＥＧＲバルブ取付構造によれば、ボル
ト孔の開口部にボルト外径よりも大径なカウンターボア
を形成することによって、ボルトを介して雌ねじ部分に
伝達される熱量を低減でき、雌ねじ部分の温度上昇を抑
制できる。従って、高温強度の低いアルミニウム合金か
らなる雌ねじのへたり、ひいてはボルトの緩みを防止で
きる。

【００２６】また請求項２のように構成すれば、ボルト
孔を囲むボス部が吸気流によって冷却され、かつこの冷
却作用を受けないボルト孔開口部部分がカウンターボア
により断熱されるため、雌ねじの温度上昇を一層確実に
抑制できる。

【００２７】また請求項３の構成では、一方のボルト孔
が外気により冷却されるとともに、他方のボルト孔が上
述したように吸気流によって冷却され、かつカウンター
ボアによって断熱されるので、双方のボルト孔の雌ねじ
をいずれも低温に保持できる。

【００２８】さらに請求項４の構成では、通路部材を用
いて排気ガスを案内することにより、下流のボス部に直
接排気ガスが当たることがなくなり、カウンターボアの
断熱作用と相俟って雌ねじ部分の温度上昇を一層確実に
抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る吸気マニホルドの要
部を示す一部切欠断面図。

【図２】図１の矢印Ａ方向からの側面図。

【図３】図１の矢印Ｂ方向からの正面図。

【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図。

【図５】図３のＤ−Ｄ線に沿った断面図。

【図６】座部の外観形状を示す要部の背面図。

【図７】異なる実施例を示す吸気マニホルド要部の一部
切欠断面図。

【図８】図７の矢印Ｅ方向からの正面図。

【図９】図７のＦ−Ｆ線に沿った断面図。

【図１０】ボルト孔内壁部の温度の分布を示す特性図。

【符号の説明】

２…コレクタ部 ５…座部 ８Ａ，８Ｂ…ボルト孔 ９Ａ，９Ｂ…ボス部 １０…雌ねじ １１…ボルト １３…カウンターボア ２１…通路部材 ２２…ガス吐出口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金製の吸気マニホルドの
   一部にＥＧＲバルブ取付用座部が一体に形成されるとと
   もに、この座部に雌ねじを有するボルト孔が形成され、
   ここに螺合するボルトによってＥＧＲバルブが固定され
   る内燃機関のＥＧＲバルブ取付構造において、上記ボル
   ト孔の開口部に、ボルト外径よりも大径なカウンターボ
   アを形成し、ボルトとの間に間隙を設けたことを特徴と
   する内燃機関のＥＧＲバルブ取付構造。
2. 【請求項２】 上記座部が吸気マニホルドのコレクタ部
   に配置されるとともに、上記ボルト孔を囲むようにコレ
   クタ部内に突出して形成されたボス部を有し、かつ上記
   カウンターボアが、コレクタ部一般部の肉厚以上の深さ
   に形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃
   機関のＥＧＲバルブ取付構造。
3. 【請求項３】 上記座部は一対のボルト孔を有し、その
   一方のボルト孔を囲むボス部がコレクタ部外壁に沿って
   形成され、他方のボルト孔を囲むボス部がコレクタ部内
   に突出して形成されていることを特徴とする請求項２記
   載の内燃機関のＥＧＲバルブ取付構造。
4. 【請求項４】 上記座部に開口したＥＧＲガス取入口
   に、先端を封止した金属管からなる通路部材が取り付け
   られ、かつコレクタ部の下流側に向かうように該通路部
   材の側面にガス吐出口が開口形成されているとともに、
   このガス吐出口の位置が、該通路部材の下流にあるボス
   部の先端よりもコレクタ部内側に突出した位置にあるこ
   とを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関のＥ
   ＧＲバルブ取付構造。