(57)【要約】【課題】インテークマニホールドおよび排気還流管の点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができる内燃機関の排気ガスの還流装置を提供すること。【解決手段】空気を吸入する吸入通路２７を有する合成樹脂製のインテークマニホールド２６と、吸入通路２７に排気ガスを還流する還流通路２２を有する排気還流管２１と、インテークマニホールド２６に保持された金属製のインサートナット２９と、インサートナット２９に螺合され、還流通路２２と吸入通路２７を連通して還流通路２２から吸入通路２７に排気ガスを導入する導入孔３１を有し、インテークマニホールド２６と排気還流管２１を連結する金属製の連結ボルト３６とを備えたものから構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸入する吸入通路を有する合成樹脂製のインテークマニホールドと、
前記吸入通路に排気ガスを還流する還流通路を有する排気還流管とを備えた内燃機関の排気還流装置において、
前記インテークマニホールドに保持された金属製のインサートナットと、
前記インサートナットに螺合され、前記還流通路と前記吸入通路を連通して前記還流通路から前記吸入通路に排気ガスを導入する導入孔を有し、前記インテークマニホールドと前記排気還流管を連結する金属製の連結ボルトとを備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気還流管の還流通路からインテークマニホールドの吸気通路に排気ガスを還流する内燃機関の排気ガス還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガスを吸気通路に還流することにより内燃機関の排気ガス中の窒素酸化物を低減するようにした内燃機関の排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ装置という）が知られている。このＥＧＲ装置においては、排気ガスをインテークマニホールドの吸気通路に還流して吸気通路内の吸気と混合している。
【０００３】
近時、インテークマニホールドは、樹脂等の軽量な材料によって形成して、内燃機関の軽量化を図っている。しかしながら、このようなインテークマニホールドに高温の排気ガスを還流させるようにした場合には、インテークマニホールドが排気還流管に連結された部分で高温の排気ガスに晒されることになっている。そのため、インテークマニホールドが熱変形をして排気還流管とインテークマニホールドとの連結部分の導入孔が変形をすることがある。したがって、従来、インテークマニホールドと排気還流管の連結部分の構造を改良して熱的影響を避けるようにした排気ガス還流装置が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００４】
特許文献１に記載された排気ガス還流装置は、ＥＧＲ案内管取付用開口部が設けられた合成樹脂製のインテークマニホールド本体と、金属製のＥＧＲ案内管と、貫通孔を有する断熱性のシール部材とを備え、ＥＧＲ案内管は、シール部材によってＥＧＲ案内管取付用開口部に取り付けられており、ＥＧＲ案内管の一部分はシール部材に設けられた貫通孔を介してインテークマニホールド本体内部に挿入されており、ＥＧＲガスがインテークマニホールド本体内に環流するインテークマニホールド本体内部に挿入されている。この排気ガス還流装置においては、ＥＧＲ案内が断熱性のシール部材により合成樹脂製のインテークマニホールド本体のＥＧＲ案内管取付用開口部に取り付けられているため、ＥＧＲ案内管から合成樹脂製のインテークマニホールド本体の伝熱が減少して、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形が防止される。
【０００５】
特許文献２に記載された排気ガス還流装置は、複数の個別吸気通路および上流側端部が接続される集合部を有した合成樹脂製のインテークマニホールドにおける集合部にＥＧＲ通路口形成部が設けられ、集合部内に突出する先端管状部を有したＥＧＲ通路部が断熱材を介して取り付けられ、先端管状部の外周面とＥＧＲ通路口形成部における先端管状部の外周面を包囲する部分との間に空隙が形成され、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形を防止している。
【０００６】
特許文献３に記載された排気ガス還流装置においては、合成樹脂製のインテークマニホールドの開口にコネクタを介して排気ガス管を連結し、排気ガス管の先端部を大径にすることにより再循環する排気ガスが大径の先端部で急に膨張して温度を下げる。このため、コネクタからインテークマニホールドの取り付け部に伝達される熱量が減少して熱的影響が殆どなくなり、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形が防止される。
【０００７】
特許文献４に記載された排気ガス還流装置においては、合成樹脂製のインテークマニホールドの開口にコネクタを介して排気ガス管を連結し、コネクタはボルトでインテークマニホールドに固定され、排気ガス管に近接して放熱フィンが形成される。排気ガスの熱は排気ガス管からコネクタに伝達されるが、放熱フィンによって吸入空気中に放出され、コネクタ外周部のインテークマニホールドとの連結部には熱的影響が減少し、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形を防止することができる。
【０００８】
特許文献５に記載された排気ガス還流装置においては、合成樹脂製のインテークマニホールドと排気還流制御弁との間に金属性の冷却ハウジングを介在させ、冷却ハウジング内の冷却水通路に冷却水を通流させる。高温の排気ガスが排気導入孔の内周面に接触しないよう排気吐出管を通して導入されることにより、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱的影響が減少し、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形を防止することができる。
【特許文献１】特開２０００−１６１１６１号公報
【特許文献２】実開平０５−０２４９３７号公報
【特許文献３】特開平０８−０２１３１５号公報
【特許文献４】特開平０８−０２１３１６号公報
【特許文献５】特開平１０−０８９１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、特許文献１〜５に記載された従来の排気ガス還流装置は、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱的影響を避けてその熱変形を防止することができるため、ＥＧＲガスの流量を安定させることができるが、インテークマニホールドと排気還流管との連結構造が複雑であるため、インテークマニホールドと排気還流管の点検時や交換時のメンテナンス作業の作業性が悪化してしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、排気還流管からインテークマニホールドに還流される排気ガスの流量を安定させつつ、インテークマニホールドおよび排気還流管を簡単な構造によって連結することができるようにして、インテークマニホールドおよび排気還流管の点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができる内燃機関の排気ガスの還流装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る内燃機関の排気ガス還流装置は、上記目的を達成するため、空気を吸入する吸入通路を有する合成樹脂製のインテークマニホールドと、前記吸入通路に排気ガスを還流する還流通路を有する排気還流管とを備えた内燃機関の排気還流装置において、前記インテークマニホールドに保持された金属製のインサートナットと、前記インサートナットに螺合され、前記還流通路と前記吸入通路を連通して前記還流通路から前記吸入通路に排気ガスを導入する導入孔を有し、前記インテークマニホールドと前記排気還流管を連結する金属製の連結ボルトとを備えたものから構成されている。
【００１２】
この構成により、排気還流管の還流通路からインテークマニホールドの吸入通路に排気ガスを導入する導入孔が金属製の連結ボルトに設けられ、この連結ボルトが前記インテークマニホールドに保持された金属製のインサートナットに螺合されているため、導入孔の熱変形を防止することができ、排気還流管からインテークマニホールドに還流される排気ガスの流量を安定させることができる。
【００１３】
また、排気還流管およびインテークマニホールドを排気ガスの導入孔を有するボルトによって連結しているため、排気還流管およびインテークマニホールドの分解、組み立てを容易に行うことができ、排気還流管およびインテークマニホールドの点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００１４】
さらに、排気還流管からインテークマニホールドに排気ガスを導入する通路の導入孔が金属製の連結ボルトに設けられているため、連結ボルト内にデポジットが付着して排気ガスの流通が不十分となるときに、連結ボルトを交換することにより排気ガスの流通を容易に確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、排気還流管からインテークマニホールドに還流される排気ガスの流量を安定させつつ、インテークマニホールドおよび排気還流管を簡単な構造によって連結することができるようにして、インテークマニホールドおよび排気還流管の点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができる内燃機関の排気ガスの還流装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る内燃機関の排気ガスの還流装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１、図２は、本発明に係る内燃機関の排気ガスの還流装置の一実施の形態を示す図である。
【００１７】
まず、構成を説明する。
図１は、排気ガス還流装置を備えた４気筒ガソリンエンジンの概略構成図である。ここで、図示していないエアクリーナから取り入れられた吸入空気（図では矢印で示されている）は吸気管１２内に取り入れられてスロットルボディ１４に導入される。スロットルボディ１４では内部のスロットルバルブ１６によって吸入空気が調整された後、吸入空気はインテークマニホールド２６に流れ込む。
【００１８】
また、エンジン２０の運転状態に応じてエキゾーストマニホールド２４から排気還流管２１内の還流通路２２を介してインテークマニホールド２６に排気ガス（以下、単にＥＧＲガスという）が導入される。
また、インテークマニホールド２６に流れ込んだ吸入空気は、サージタンク２８を介してエンジン２０の各シリンダ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに導入される。
【００１９】
各シリンダ２０ａ〜２０ｄ内においては、図示していない燃料噴射バルブから直接シリンダ２０ａ〜２０ｄ内に燃料が噴射されることにより、混合気が形成される。次いで、図示していない点火プラグにて混合気に点火されてエンジン２０に回転トルクを発生させている。
【００２０】
燃焼後の排気ガスは、各シリンダ２０ａ〜２０ｄから矢印に示すように排出されてエキゾーストマニホールド２４にて集合され、図示していない三元触媒やマフラー等を介して排出される。なお、この排気ガスの一部は、前述したようにＥＧＲガスとなって排気還流管２１の還流通路２２によりインテークマニホールド２６に戻される。
【００２１】
なお、還流通路２２には排気ガス還流バルブ（以下、ＥＧＲバルブという）３０が配置されている。このＥＧＲバルブ３０の開度は、図示していない各種センサによりエンジン２０の運転状態を制御している電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）３２により、エンジン２０の運転状態に応じて適切なＥＧＲ率（吸入空気中における排気ガスの割合）となるように制御されている。
【００２２】
また、還流通路２２の一部２２ａは、アイドルスピードコントロールのためにスロットルバルブ１６を迂回する吸入空気迂回路３４の一部を兼ねている。吸入空気迂回路３４にはアイドルスピードコントロールバルブ３５が設けられて、エンジン２０がアイドル状態にある時に、ＥＣＵ３２によりその開度の調整がなされて、アイドル時のエンジン２０の回転数が制御される。
【００２３】
なお、スロットルボディ１４は金属製、例えば、主としてアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、インテークマニホールド２６は合成樹脂製である。
【００２４】
次に、排気ガス還流装置の詳細な構成について説明する。図２は、インテークマニホールド２６と排気還流管２１の連結部１８の断面図を示している。なお、排気ガス還流装置は、インテークマニホールド２６と排気還流管２１によって構成されている。
【００２５】
インテークマニホールド２６は空気を吸入する吸入通路２７を有し、排気還流管２１は、吸入通路２７にＥＧＲガスを還流する還流通路２２を有する。合成樹脂製のインテークマニホールド２６は放射外方に突出する円筒状の突出部２６ａを有し、この突出部２６ａには金属製のインサートナット２９が挿入され保持されている。
【００２６】
金属製のインサートナット２９の保持は、例えばインサートナット２９の外側部にねじが形成されるとともに突出部２６ａにもねじが形成され、インサートナット２９が突出部２６ａにねじ結合されるようにしてもよい。このようなインサートナット２９と突出部２６ａのねじ結合の外、インサートナット２９と突出部２６ａが接着剤で接合されてもよく、またその他インサートナット２９と突出部２６ａを結合するものであれば如何なる結合手段でもよい。
【００２７】
インサートナット２９の内側部にはねじが形成されており、インサートナット２９には金属製のスタッドボルト３６の先端部が螺合される。スタッドボルト３６は、還流通路２２と吸入通路２７を連通して還流通路２２から吸入通路２７にＥＧＲガスを導入する導入孔３１を有し、インテークマニホールド２６と排気還流管２１を連結するものであり、本発明における金属製の連結ボルトを構成している。
【００２８】
インテークマニホールド２６に近接した排気還流管２１の先端部には、ボルト挿入孔２１ｂが形成されており、排気還流管２１がインテークマニホールド２６に連結される際、スタッドボルト３６がこのボルト挿入孔２１ｂに挿入され、次いで、インサートナット２９に螺合されて、排気還流管２１とインテークマニホールド２６が連結されるようになっている。
【００２９】
すなわち、排気還流管２１とインテークマニホールド２６の連結状態においては、還流通路２２と吸入通路２７が連通して還流通路２２から吸入通路２７に導入孔３１を介してＥＧＲガスを導入することができるようになっている。スタッドボルト３６の後端部は、締め付けナット３７により締め付けられており、排気還流管２１とインテークマニホールド２６を強固に連結している。
【００３０】
このように、本実施の形態では、スタッドボルト３６によって排気還流管２１とインテークマニホールド２６を連結することにより、排気還流管２１の還流通路２２に高温のＥＧＲガスが導入孔３１を通りインテークマニホールド２６の吸入通路２７に還流されても、インサートナット２９とスタッドボルト３６が金属製であるので、導入孔３１の変形が抑制され、その内径の経年変化がない。したがって、導入孔３１を通るガスの流量を安定させることができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、排気還流管２１とインテークマニホールド２６を、導入孔３１を有するスタッドボルト３６によって連結しているので、排気還流管２１とインテークマニホールド２６を簡単な構造によって連結することができる。
【００３２】
また、排気還流管２１とインテークマニホールド２６との点検や交換等のメンテナンスを行う必要がある場合には、スタッドボルト３６を排気還流管２１とインテークマニホールド２６に対して着脱することにより、排気還流管２１とインテークマニホールド２６の分解および組み立てを容易に行うことができるため、排気還流管２１とインテークマニホールド２６のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、排気還流管２１からインテークマニホールド２６にＥＧＲガスを導入する通路の導入孔が金属製のスタッドボルト３６に設けられているため、スタッドボルト３６内にデポジットが付着してＥＧＲガスの流通が不十分となるときに、スタッドボルト３６を交換することによりＥＧＲガスの流通を容易に確保することができる。
【００３４】
なお、インサートナット２９および締め付けナット３７に螺合するスタッドボルト３６の先端部および後端部は、それぞれピッチが異なるねじが形成されてもよく、ピッチが等しいねじが形成されてもよい。
【００３５】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００３６】
以上のように、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、インテークマニホールドおよび排気還流管の点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができるという効果を有し、排気還流管の還流通路からインテークマニホールドの吸気通路に排気ガスを還流する内燃機関の排気ガス還流装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気還流装置の一実施の形態を示す図であり、排気還流装置を備えたガソリンエンジンの概略図である。
【図２】本発明に係る内燃機関の排気還流装置の一実施の形態を示す図であり、排気還流装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２１    排気還流管
２２    還流通路
２６    インテークマニホールド
２７    吸入通路
２９    インサートナット
３１    導入孔
３６    スタッドボルト（連結ボルト）
【図１】
2010090771.tif 000003
【図２】
2010090771.tif 000004