(57)【要約】      （修正有）【課題】出力性能や排出ガス性能を高めることができる多気筒エンジンを提供する。【解決手段】ＥＧＲ弁ケース５の弁ケースガス出口１０にＥＧＲガス導入通路６の導入通路ガス入口１１が連通され、ＥＧＲガス導入通路６の導入通路ガス出口１２が吸気導入管７の周壁前側で吸気導入管７内に連通され、吸気導入管７の軸長方向に導入される吸気１４に吸気導入管７の周壁側から流入するＥＧＲガス１５が混入され、このＥＧＲガス１５が混入された吸気１が吸気分配通路３で各気筒の吸気ポート１６・１６に分配されるようにした、多気筒エンジンにおいて、ＥＧＲ弁ケース５の弁ケースガス出口１０とＥＧＲガス導入通路６の導入通路ガス入口１１との境界に、ＥＧＲガス導入通路６からＥＧＲ弁ケース５へのＥＧＲガス１５の逆流を阻止するリード弁１７が配置されている。【選択図】図１
2010101305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸(１)の架設方向を前後方向、クランク軸(１)の架設方向と直交するシリンダヘッド(２)の幅方向を横方向として、
シリンダヘッド(２)の横側面に吸気分配通路(３)が設けられ、この吸気分配通路(３)の上方に前から順にＥＧＲ弁ケース(５)とＥＧＲガス導入通路(６)と吸気導入管(７)とが配置され、ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)にＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)が連通され、ＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス出口(１２)が吸気導入管(７)の周壁前側で吸気導入管(７)内に連通され、
吸気導入管(７)の軸長方向に沿って導入される吸気(１４)に吸気導入管(７)の周壁前側から流入するＥＧＲガス(１５)が混入され、このＥＧＲガス(１５)が混入された吸気(１４)が吸気分配通路(３)で各気筒の吸気ポート(１６)(１６)に分配されるようにした、多気筒エンジンにおいて、
ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)との境界に、ＥＧＲガス導入通路(６)からＥＧＲ弁ケース(５)へのＥＧＲガス(１５)の逆流を阻止するリード弁(１７)が配置されている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項２】
請求項１に記載した多気筒エンジンにおいて、
板材(２５)(２６)にリード弁(１７)の弁体(１８)とその弁口(１９)が設けられ、この板材(２５)(２６)の周縁部(２７)(２８)がＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口周縁部(２２)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口周縁部(２３)とに挟み付けられるガスケット(２９)(３０)とされている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項３】
請求項２に記載された多気筒エンジンにおいて、
板材(２５)(２６)が、弁体(１８)を備えた弁体付きの板材(２５)と、弁口(１９)を備えた弁口付きの板材(２６)とで構成されている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項４】
請求項３に記載された多気筒エンジンにおいて、
弁体付きの板材(２５)と弁口付きの板材(２６)の各周縁部(２７)(２８)のガスケット(２９)(３０)が、いずれもステップ形状のハーフビードとされている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載された多気筒エンジンにおいて、
弁体付きの板材(２５)は、その板材(２５)に弁体(１８)の外形に沿うスリット(３１)が設けられ、このスリット(３１)で囲まれた板材部分が弁体(１８)とされ、弁口付きの板材(２６)は、その板材(２６)に弁口(１９)が設けられ、弁口(１９)の周縁部分の板材部分が弁座(３２)とされている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項６】
請求項５に記載された多気筒エンジンにおいて、
弁口付きの板材(２６)に複数の弁口(１９)(１９)が並設され、各弁口(１９)の周縁部分がステップ状に形成され、その弁体側段差面(３３)(３４)のうち、弁体に近い方の面(３３)が弁座(３２)とされている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載された多気筒エンジンにおいて、
弁座(３２)に常時開通口(３５)が設けられ、弁口(１９)から噴出するＥＧＲガス(１５)で弁体(１８)が開弁する前に、この常時開通口(３５)から噴出するＥＧＲガス(１５)で弁体周縁部(３６)が開弁方向の圧を受けるようになっている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項８】
請求項７に記載された多気筒エンジンにおいて、
常時開通口(３５)が円形に形成され、弁体周縁部(３６)に常時開通口(３５)と同心で常時開通口(３５)よりも小径の円弧状の切欠き(３７)が設けられ、常時開通口(３５)から噴出するＥＧＲガス(１５)が円弧状の切欠き(３７)の周縁部(３８)に吹き当たるようにした、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載された多気筒エンジンにおいて、
ＥＧＲガス導入通路(６)が前後方向に向けられた整流板(３９)を備え、ＥＧＲガス(１５)が整流板(３９)に沿って後直進方向に整流されながら、吸気導入管(７)に案内されるようにした、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１０】
請求項９に記載された多気筒エンジンにおいて、
整流板(３９)が、ＥＧＲガス導入通路(６)の上壁(４０)から下向きに突出される複数枚の下向き整流板(４１)と、ＥＧＲガス導入通路(６)の下壁(４２)から上向きに突出される複数枚の上向き整流板(４３)とで構成され、
下向き整流板(４１)で区分される上側区分通路(４４)と上向き整流板(４３)で区分される下側区分通路(４５)とからなる各区分通路(４６)が、上側区分通路(４４)の下開口(４７)と下側区分通路(４５)の上開口(４８)とを介して相互に連通されている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１１】
請求項１０に記載された多気筒エンジンにおいて、
下向き整流板(４１)が下側区分通路(４５)に向けて突出され、上向き整流板(４３)が上側区分通路(４４)に向けて突出されている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載された多気筒エンジンにおいて、
下向き整流板(４１)の前方上側に延長部(４９)が設けられ、この延長部(４９)が弁体(１８)の開弁ストッパー(５０)及び弁体拘束部(５１)とされ、弁体拘束部(５１)は開弁ストッパー(５０)の上側に配置され、弁体拘束部(５１)とＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)の上開口縁部(５６)により、弁体(１８)の基部(５２)が挟み付けられ、
この弁体(１８)の基部(５２)よりも下側の弁体部分(５３)が撓んで開弁されるようにした、ことを特徴とする多気筒エンジン
【請求項１３】
請求項１２に記載された多気筒エンジンにおいて、
延長部(４９)の両横側縁(５４)(５４)が弁体(１８)の両横側縁(５５)(５５)よりも内寄りに配置されている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載された多気筒エンジンにおいて、
ＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)内で、下側の弁体部分(５３)の下方に固形分落下空間(５７)が形成されている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載された多気筒エンジンにおいて、
リード弁(１７)の弁体(１８)に一方面側が突出し、他方面側が凹入する押し出し状の突部(５８)を設け、この突部(５８)で弁体(１８)を補強した、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１６】
請求項１５に記載された多気筒エンジンにおいて、
突部(５８)は弁口(１９)側とは反対側が突出し、弁口(１９)側が凹入している、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載された多気筒エンジンにおいて、
突部(５８)を弁体(１８)の幅方向に沿って所定間隔を保持して複数個並べて配置している、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項１８】
請求項１５から請求項１７のいずれかに記載された多気筒エンジンにおいて、
突部(５８)を弁体(１８)の中間部から先端部方向に沿って所定間隔を保持して複数並べて配置している、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒エンジンに関し、詳しくは、詳しくは出力性能や排出ガス性能を高めることができる多気筒エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多気筒エンジンとして、本発明と同様、クランク軸の架設方向を前後方向、クランク軸の架設方向と直交するシリンダヘッドの幅方向を横方向として、シリンダヘッドの横側面に吸気分配通路が設けられ、この吸気分配通路の上方に前から順にＥＧＲ弁ケースとＥＧＲガス導入通路と吸気導入管とが配置され、ＥＧＲ弁ケースの弁ケースガス出口にＥＧＲガス導入通路の導入通路ガス入口が連通され、ＥＧＲガス導入通路の導入通路ガス出口が吸気導入管の周壁前側で吸気入口管に連通され、吸気導入管の軸長方向に沿って導入される吸気に吸気導入管の周壁前側から流入するＥＧＲガスが混入され、このＥＧＲガスが混入された吸気が吸気分配通路で各気筒の吸気ポートに分配されるようにしたものがある(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
しかし、従来の多気筒エンジンは、ＥＧＲ弁ケースの弁ケースガス出口からＥＧＲガス導入通路内に弁装着フレームが突出され、この弁取り付けフレームにＥＧＲガス導入通路からＥＧＲ弁ケースへのＥＧＲガスの逆流を阻止するリード弁が取り付けられているため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７５６３２号公報(図１、図２参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》  出力性能や排出ガス性能が悪化することがある。
出力性能や排気ガス性能が悪化することがある。
その理由は、次のように推定される。
ＥＧＲ弁ケースの弁ケースガス出口からＥＧＲガス導入通路内に弁取り付けフレームが突出され、この弁取り付けフレームにＥＧＲガス導入通路からＥＧＲ弁ケースへのＥＧＲガスの逆流を阻止するリード弁が取り付けられているため、リード弁を通過したＥＧＲガスがＥＧＲガス導入通路で吸気導入管に案内されるまでの距離が比較的短く、リード弁を通過した直後のＥＧＲガスは、方向が揃わないまま吸気導入管に流入する。このため、吸気導入管の径方向に沿うＥＧＲガスの貫通力が弱く、ＥＧＲガスはＥＧＲガス入口付近のみで吸気に混入され、ＥＧＲガスが吸気全体に均一に分散されず、各気筒に供給される吸気中のＥＧＲガス濃度が異なり、出力性能や排出ガス性能が悪化する。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決することができる多気筒エンジン、すなわち、出力性能や排出ガス性能を高めることができる多気筒エンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
クランク軸(１)の架設方向を前後方向、クランク軸(１)の架設方向と直交するシリンダヘッド(２)の幅方向を横方向として、
図１(Ａ)に例示するように、シリンダヘッド(２)の横側面に吸気分配通路(３)が設けられ、この吸気分配通路(３)の上方に前から順にＥＧＲ弁ケース(５)とＥＧＲガス導入通路(６)と吸気導入管(７)とが配置され、ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)にＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)が連通され、ＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス出口(１２)が吸気導入管(７)の周壁前側で吸気導入管(７)内に連通され、
吸気導入管(７)の軸長方向に沿って導入される吸気(１４)に吸気導入管(７)の周壁前側から流入するＥＧＲガス(１５)が混入され、このＥＧＲガス(１５)が混入された吸気(１４)が吸気分配通路(３)で各気筒の吸気ポート(１６)(１６)に分配されるようにした、多気筒エンジンにおいて、
図１(Ａ)に例示するように、ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)との境界に、ＥＧＲガス導入通路(６)からＥＧＲ弁ケース(５)へのＥＧＲガス(１５)の逆流を阻止するリード弁(１７)が配置されている、ことを特徴とする多気筒エンジン。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１に係る発明）
《効果》  出力性能や排出ガス性能を高めることができる。
出力性能や排出ガス性能を高めることができる。その理由は、次のように推定される。
図１(Ａ)に例示するように、ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)との境界に、ＥＧＲガス導入通路(６)からＥＧＲ弁ケース(５)へのＥＧＲガス(１５)の逆流を阻止するリード弁(１７)が配置されているので、リード弁(１７)を通過したＥＧＲガス(１５)がＥＧＲ導入通路(６)で吸気導入管(７)に案内されるまでの距離を比較的長くとることができ、リード弁(１７)を通過したＥＧＲガス(１５)が、ＥＧＲガス導入通路(６)でその通路形成方向に方向を揃えられてから、導入通路ガス出口(１２)から吸気導入管(７)に流入する。このため、吸気導入管(７)の径方向に沿うＥＧＲガス(１５)の貫通力が強く、ＥＧＲガス(１５)は吸気導入管(７)の径方向の広い範囲で吸気(１４)に混入され、ＥＧＲガス(１５)が吸気(１４)全体に均一に分散され、各気筒に供給される吸気(１４)中のＥＧＲガス(１５)の濃度が均等化され、出力性能や排出ガス性能を高めることができる。
【０００９】
（請求項２に係る発明）
請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  リード弁を省スペースで配置することができる。
図２(Ｂ)(Ｃ)に例示するように、板材(２５)(２６)にリード弁(１７)の弁体(１８)とその弁口(１９)が設けられ、図２(Ｇ)に例示するように、この板材(２５)(２６)の周縁部(２７)(２８)がＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口周縁部(２２)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口周縁部(２３)とに挟み付けられるガスケット(２９)(３０)とされているので、リード弁(１７)を省スペースで配置することができる。
【００１０】
《効果》  エンジンの部品点数を少なくすることができる。
図２(Ｂ)(Ｃ)に例示するように、板材(２５)(２６)にリード弁(１７)の弁体(１８)とその弁口(１９)が設けられ、図２(Ｇ)に例示するように、この板材(２５)(２６)の周縁部(２７)(２８)がＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口周縁部(２２)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口周縁部(２３)とに挟み付けられるガスケット(２９)(３０)とされているので、ガスケットの専用部品が不要になり、エンジンの部品点数を少なくすることができる。
【００１１】
（請求項３に係る発明）
請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  リード弁を簡単かつ安価に製作することができる。
図２(Ｂ)(Ｃ)に例示するように、板材(２５)(２６)が、弁体(１８)を備えた弁体付きの板材(２５)と、弁口(１９)を備えた弁口付きの板材(２６)とで構成されているので、リード弁(１７)を簡単かつ安価に製作することができる。
【００１２】
（請求項４に係る発明）
請求項３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ガスケットの封止性が高い。
図２(Ｄ)に例示するように、弁体付きの板材(２５)と弁口付きの板材(２６)の各周縁部(２７)(２８)のガスケット(２９)(３０)が、いずれもステップ形状のハーフビードとされているので、図２(Ｇ)に例示するように、ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)との境界の接合箇所のガスケット(２９)(３０)の封止性が高い。
【００１３】
（請求項５に係る発明）
請求項３または請求項４に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  リード弁を簡単かつ安価に製作することができる。
図２(Ｂ)に例示するように、弁体付きの板材(２５)は、その板材(２５)に弁体(１８)の外形に沿うスリット(３１)が設けられ、このスリット(３１)で囲まれた板材部分が弁体(１８)とされ、図２(Ｃ)に例示するように、弁口付きの板材(２６)は、その板材(２６)に弁口(１９)が設けられ、弁口(１９)の周縁部分の板材部分が弁座(３２)とされているので、リード弁(１７)を簡単かつ安価に製作することができる。
【００１４】
（請求項６に係る発明）
請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  リード弁閉弁時の封止性が高い。
図２(Ｃ)(Ｅ)に例示するように、弁口付きの板材(２６)に複数の弁口(１９)(１９)が並設され、各弁口(１９)の周縁部分がステップ状に形成され、その弁体側段差面(３３)(３４)のうち、弁体に近い方の面(３３)が弁座(３２)とされているので、弁座(３２)の剛性が高く、リード弁閉弁時の封止性が高い。
【００１５】
（請求項７に係る発明）
請求項１から請求項６のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  弁体の開弁遅れが防止される。
図２(Ｂ)(Ｃ)に例示するように、弁座(３２)に常時開通口(３５)が設けられ、弁口(１９)から噴出するＥＧＲガス(１５)で弁体(１８)が開弁する前に、この常時開通口(３５)から噴出するＥＧＲガス(１５)で弁体周縁部(３６)が開弁方向の圧を受けるようになっているので、弁体(１８)の弁座(３２)への貼り付きや弁体(１８)の静止慣性等による弁体(１８)の開弁遅れが防止される。
【００１６】
（請求項８に係る発明）
請求項７に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  弁体の開弁遅れ防止機能が高い。
図２(Ｆ)に例示するように、常時開通口(３５)が円形に形成され、弁体周縁部(３６)に常時開通口(３５)と同心で常時開通口(３５)よりも小径の円弧状の切欠き(３７)が設けられ、常時開通口(３５)から噴出するＥＧＲガス(１５)が円弧状の切欠き(３７)の周縁部(３８)に吹き当たるようにしたので、弁体(１８)の開弁遅れ防止機能が高い。
その理由は、次のように推定される。
常時開通口(３５)から噴出するＥＧＲガス(１５)のうち、最も流速が速い常時開通口(３５)の中心部からの噴出ガスが切欠き(３７)を通過し、流速が遅い常時開通口(３５)の周縁部からの噴出ガスが円弧状の切欠き(３７)の周縁部(３８)に吹き当たるため、常時開通口(３５)への噴出ガスの跳ね返りが緩やかで、弁体周縁部(３６)付近でのＥＧＲガス(１５)の乱流の発生が抑制され、乱流による弁体(１８)の振動が起こりにくく、振動による開弁遅れが防止され、弁体(１８)の開弁遅れ防止機能が高い。
【００１７】
（請求項９に係る発明）
請求項１から請求項８のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  出力性能や排出ガス性能を高める機能が高い。
出力性能や排出ガス性能を高める機能が高い。
その理由は、次のように推定される。
図１(Ａ)(Ｂ)に例示するように、ＥＧＲガス導入通路(６)が前後方向に向けられた整流板(３９)を備え、ＥＧＲガス(１５)が整流板(３９)に沿って後直進方向に整流されながら、吸気導入管(７)に案内されるようにしたので、吸気導入管(７)の径方向に沿うＥＧＲガス(１５)の貫通力が強まり、出力性能や排出ガス性能を高める機能が高い。
【００１８】
（請求項１０に係る発明）
請求項９に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  出力性能や排出ガス性能を高める機能が高い。
出力性能や排出ガス性能を高める機能が高い。
その理由は、次のように推定される。
図１(Ａ)(Ｂ)に例示するように、整流板(３９)が、ＥＧＲガス導入通路(６)の上壁(４０)から下向きに突出される複数枚の下向き整流板(４１)と、ＥＧＲガス導入通路(６)の下壁(４２)から上向きに突出される複数枚の上向き整流板(４３)とで構成されているため、ＥＧＲガス(１５)はＥＧＲガス導入通路(６)の上側と下側の両方で整流され、吸気導入管(７)の径方向に沿うＥＧＲガス(１５)の貫通力が強まる。
また、図１(Ｂ)に例示するように、下向き整流板(４１)で区分される上側区分通路(４４)と上向き整流板(４３)で区分される下側区分通路(４５)とからなる各区分通路(４６)が、上側区分通路(４４)の下開口(４７)と下側区分通路(４５)の上開口(４８)とを介して相互に連通されているので、各区分通路(４６)を通過するＥＧＲガス量が均等化される。
これらの理由により、ＥＧＲガス(１５)が吸気導入管(７)を通過する吸気(１４)全体に均一に分散し、各気筒に供給される吸気(１４)中のＥＧＲガス濃度が均等化され、出力性能や排出ガス性能を高めることができる。
【００１９】
（請求項１１に係る発明）
請求項１０に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  出力性能や排出ガス性能を高める機能が高い。
出力性能や排出ガス性能を高める機能が高い。
その理由は、次のように推定される。
図１(Ｂ)に例示するように、下向き整流板(４１)が下側区分通路(４５)に向けて突出され、上向き整流板(４３)が上側区分通路(４４)に向けて突出されているので、下向き整流板(４１)と上向き整流板(４３)が相互突合せ状に突出される場合に比べ、下向き整流板(４１)と上向き整流板(４３)の突出端相互間の隙間を大きくすることができ、この隙間を介して各区分通路(４６)を通過するＥＧＲガス量が均等化され、ＥＧＲガス(１５)が吸気導入管(７)を通過する吸気(１４)全体に均一に分散し、各気筒に供給される吸気(１４)中のＥＧＲガス濃度が均等化され、出力性能や排出ガス性能を高めることができる。
【００２０】
（請求項１２に係る発明）
請求項１０または請求項１１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  リード弁の耐久性を高くすることができる。
図２(Ｇ)に例示するように、下向き整流板(４１)の前方上側に延長部(４９)が設けられ、この延長部(４９)が弁体(１８)の開弁ストッパー(５０)及び弁体拘束部(５１)とされ、弁体拘束部(５１)は開弁ストッパー(５０)の上側に配置され、弁体拘束部(５１)とＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)の上開口縁部(５６)により、弁体(１８)の基部(５２)が挟み付けられ、この弁体(１８)の基部(５２)よりも下側の弁体部分(５３)が撓んで開弁されるようにしたので、弁体(１８)の基部(５２)の微振動や弁体(１８)の過剰な開弁によるリード弁(１７)の損傷が抑制され、リード弁(１７)の耐久性を高くすることができる。
【００２１】
（請求項１３に係る発明）
請求項１２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲ率の低下が防止される。
ＥＧＲ率の低下が防止される。
その理由は、次のように推定される。
図２(Ｈ)に例示するように、延長部(４９)の両横側縁(５４)(５４)が弁体(１８)の両横側縁(５５)(５５)よりも内寄りに配置されているので、弁体(１８)の両横側縁(５５)(５５)が開弁ストッパー(５０)及び弁体拘束部(５１)よりも後寄りになるまで、弁体(１８)が捩れる余地があり、弁体(１８)が受けるＥＧＲガス(１５)のガス圧分布が左右不均一であっても、弁体(１８)が捩れながらスムーズに開弁し、ＥＧＲ率の低下が防止される。
【００２２】
（請求項１４に係る発明）
請求項１２または請求項１３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  リード弁での固形分の噛み込みを防止することができる。
図２(Ｇ)に例示するように、ＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)内で、下側の弁体部分(５３)の下方に固形分落下空間(５７)が形成されているので、下側の弁体部分(５３)に至ったカーボン等の固形分は、固形分落下空間(５７)を介して下方に落下するため、リード弁(１７)での固形分の噛み込みを防止することができる。
【００２３】
(請求項１５に係る発明)
請求項１から請求項１４のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  弁体の損傷が抑制される。
図９(Ｂ)(Ｃ)に例示するように、リード弁(１７)の弁体(１８)に一方面側が突出し、他方面側が凹入する押し出し状の突部(５８)を設け、この突部(５８)で弁体(１８)を補強したので、弁体(１８)にかかる曲げの繰返し応力や弁座(３２)への衝突に起因する弁体(１８)の損傷が抑制される。
【００２４】
(請求項１６に係る発明)
請求項１５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  突部による弁体の着座の不具合を防止することができる。
図９(Ｂ)(Ｃ)に例示するように、突部(５８)は弁口(１９)側とは反対側が突出し、弁口(１９)側が凹入しているので、突部(５８)による弁体(１８)の着座の不具合を防止することができる。
【００２５】
(請求項１７に係る発明)
請求項１５または請求項１６に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＥＧＲ率の低下が防止される。
図９(Ａ)に例示するように、突部(５８)を弁体(１８)の幅方向に沿って所定間隔を保持して複数個並べて配置しているので、弁体(１８)に捩れの余地が残され、弁体(１８)が受けるＥＧＲガス(１５)のガス圧分布が左右不均一であっても、弁体(１８)が捩れながらスムーズに開弁し、ＥＧＲ率の低下が防止される。
【００２６】
(請求項１８に係る発明)
請求項１５から請求項１７のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  弁体のスムーズな開閉が維持される。
図９(Ａ)に例示するように、突部(５８)を弁体(１８)の中間部から先端部方向に沿って所定間隔を保持して複数並べて配置しているので、弁体(１８)にしなりの余地が残され、弁体(１８)のスムーズな開閉が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンを説明する図で、図１(Ａ)は吸気分配通路とその周辺の一部縦断側面図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンを説明する図で、図２(Ａ)は吸気分配通路壁の正面図、図２(Ｂ)は弁体付き板材の正面図、図２(Ｃ)は弁口付き板材の正面図、図２(Ｄ)は重ね合わせたガスケットの縦断側面図、図２(Ｅ)は図２(Ｃ)のＥ−Ｅ線断面図、図２(Ｆ)は弁体の先端部側で重ね合わせた常時開通口と切欠きの正面図、図２(Ｇ)はリード弁付近の縦断側面図、図２(Ｈ)はＥＧＲガス導入通路の導入通路ガス入口と弁体付き板材と弁ケースガス出口の上開口縁部とを重ね合わせた正面図、図２(Ｉ)は弁体の幅方向一端側で重ね合わせた常時開通口と弁体周縁部の正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンで用いる吸気分配通路壁を説明する図で、図３(Ａ)は側面図、図３(Ｂ)は平面図、図３(Ｃ)は正面図、図３(Ｄ)は背面図、図３(Ｅ)は図３(Ａ)のＥ−Ｅ線断面図である。
【図４】図３の吸気分配通路壁をシリンダヘッド側から見た側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンを説明する図で、シリンダヘッドとその周辺部品の平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンの正面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンで用いるリード弁を説明する図で、図９(Ａ)は弁体付き板材の正面図、図９(Ｂ)は図９(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図９(Ｃ)は図９(Ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る多気筒エンジンで用いるリード弁を説明する図で、図１０(Ａ)は弁体付き板材の正面図、図１０(Ｂ)は図１０(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図１０(Ｃ)は図１０(Ａ)のＣ−Ｃ線断面図、図１０(Ｄ)は弁体の幅方向一端側で重ね合わせた常時開通口と切欠きの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図９は本発明の第１実施形態に係る多気筒エンジンを説明する図、図１０は本発明の第２実施形態を説明する図で、各実施形態では、立形４気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００２９】
本発明の第１実施形態の概要は、次の通りである。
図６に示すように、シリンダブロック(６１)の上部にシリンダヘッド(２)が組み付けられ、シリンダブロック(６１)の下部にオイルパン(６２)が組み付けられ、シリンダブロック(６１)の前部に水ポンプ(６３)とオイルポンプ(６４)とが組み付けられ、シリンダブロック(６１)の後部にフライホイルハウジング(６５)が組み付けられている。
シリンダブロック(６１)の下部に形成されたクランクケース(６６)内にはクランク軸(１)が架設されている。
【００３０】
クランク軸(１)の架設方向を前後方向、クランク軸(１)の架設方向と直交するシリンダヘッド(２)の幅方向を横方向とする。
図５に示すように、シリンダヘッド(２)の両横側面の一方に排気合流通路(６７)が、他方に吸気分配通路(３)が設けられている。排気合流通路(６７)は排気合流通路壁(６８)内に設けられ、吸気分配通路(３)は吸気分配通路壁(６９)内に設けられている。図１(Ａ)に示すように、吸気分配通路壁(６９)は、各気筒の吸気ポート(１６)に吸気を分配するためのもので、いわゆる吸気マニホルドといわれるものであるが、図３(Ａ)〜(Ｅ)、図４に示すように、この実施形態のものは枝管を備えていない箱形のものであるため、吸気分配通路壁(６９)及び吸気分配通路(３)と称している。図５に示すように、排気合流通路(６７)は、各気筒の排気ポート(７０)からの排気を合流させるためのもので、排気合流通路壁(６８)はいわゆる排気マニホルドといわれるものであるが、吸気分配通路壁(６９)という部品名と整合させるため排気合流通路壁(６８)及び排気合流通路(６７)と称している。
【００３１】
ＥＧＲ装置の構成は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、ＥＧＲ弁ケース(５)にＥＧＲ弁(７１)を収容し、このＥＧＲ弁(７１)を開弁して、排気側から吸気分配通路(３)にＥＧＲガス(１５)を還流させるようにしている。ＥＧＲ弁(７１)は弁バネ(７２)のバネ力で閉弁方向に付勢され、ＥＧＲ弁(７１)がニューマチック式の弁アクチュエータ(７３)に連携され、この弁アクチュエータ(７３)の吸気圧室(７４)が吸気分配通路(３)に連通され、この吸気分配通路(３)に排気エネルギーで駆動される過給機(７５)により過給が行われている。図６、図７に示すように、吸気分配通路(３)へは吸気供給パイプ(９５)を介して過給がなされている。
【００３２】
図５に示すように、弁アクチュエータ(７３)の吸気圧室(７４)が吸気圧導入パイプ(７６)を介して吸気分配通路(３)に連通され、この吸気圧導入パイプ(７６)に感温作動性の吸気圧遮断弁(７７)が配置され、エンジン温度が所定値未満の冷間始動時には、吸気圧遮断弁(７７)が閉弁され、吸気分配通路(３)内の過給圧に拘わらず、ＥＧＲ弁(７１)が全閉状態に維持され、エンジン温度が所定値以上の温間始動時や通常運転時には、吸気圧遮断弁(７７)が開弁され、吸気分配通路(３)内の過給圧に応じてＥＧＲ弁(７１)の開度が調節されるようにしている。
この吸気圧遮断弁(７７)がＥＧＲ弁ケース(５)に取り付けられ、吸気圧遮断弁(７７)の入熱部(７８)がＥＧＲ弁ケース(５)内の弁冷却水路(７９)に臨んでいる。吸気圧遮断弁(７７)は、内部にバイメタル等の感温性変形手段を備え、その温度による変形を駆動力として弁を開閉する。図５に示す弁冷却水路(７９)は平面視でコの字状に形成されている。
【００３３】
ＥＧＲ装置の各部品の配置は次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、シリンダヘッド(２)の横側面に吸気分配通路(３)が設けられ、この吸気分配通路(３)の上方に前から順にＥＧＲクーラ(４)とＥＧＲ弁ケース(５)とＥＧＲガス導入通路(６)と吸気導入管(７)とが配置され、ＥＧＲクーラ(４)のクーラガス出口(８)にＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス入口(９)が連通され、ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)にＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)が接続され、ＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス出口(１２)が吸気導入管(７)の周壁前側で吸気導入管(７)内に連通されている。
吸気導入管(７)は、吸気分配通路壁(６９)の後端部で垂直に立ち上げられている。吸気分配通路(３)の長手方向(前後方向)を水平方向とし、この水平方向を基準として、ＥＧＲガス導入通路(６)は、１０°の俯角で吸気導入管(７)に向けて下り傾斜している。この俯角は、ＥＧＲガス(１５)に吸気導入管(７)の径方向の貫通力を付与する観点から、３０°未満とするのが望ましく、１５°未満とするのがより望ましい。
図１(Ａ)に示すように、吸気導入管(７)の軸長方向に沿って導入される吸気(１４)に吸気導入管(７)の周壁前側から流入するＥＧＲガス(１５)が混入され、このＥＧＲガス(１５)が混入された吸気(１４)が吸気分配通路(３)で各気筒の吸気ポート(１６)(１６)に分配されるようにしている。
【００３４】
図１(Ａ)に示すように、ＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)との境界に、ＥＧＲガス導入通路(６)からＥＧＲ弁ケース(５)へのＥＧＲガス(１５)の逆流を阻止するリード弁(１７)が配置されている。
【００３５】
リード弁の構成は、次の通りである。
図２(Ｂ)(Ｃ)に示すように、板材(２５)(２６)にリード弁(１７)の弁体(１８)とその弁口(１９)が設けられ、この板材(２５)(２６)の周縁部(２７)(２８)がＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口周縁部(２２)とＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口周縁部(２３)とに挟み付けられるガスケット(２９)(３０)とされている。
図２(Ｂ)(Ｃ)に示すように、板材(２５)(２６)が、弁体(１８)を備えた弁体付きの板材(２５)と、弁口(１９)を備えた弁口付きの板材(２６)とで構成されている。
板材(２５)(２６)にはいずれも鋼板等の板金を用いる。
【００３６】
図２(Ｄ)に示すように、弁体付きの板材(２５)と弁口付きの板材(２６)の各周縁部(２７)(２８)のガスケット(２９)(３０)が、いずれもステップ形状のハーフビードとされている。
図２(Ｂ)に示すように、弁体付きの板材(２５)は、その板材(２５)に弁体(１８)の外形に沿うスリット(３１)が設けられ、このスリット(３１)で囲まれた板材部分が弁体(１８)とされ、弁口付きの板材(２６)は、その板材(２６)に弁口(１９)が設けられ、弁口(１９)の周縁部分の板材部分が弁座(３２)とされている。
図２(Ｃ)(Ｅ)に示すように、弁口付きの板材(２６)に複数の弁口(１９)(１９)が並設され、各弁口(１９)の周縁部分がステップ状に形成され、その弁体側段差面(３３)(３４)のうち、弁体に近い方の面(３３)が弁座(３２)とされている。
【００３７】
図２(Ｃ)に示すように、弁体(１８)の先端側と幅方向両端側で、弁座(３２)に常時開通口(３５)が設けられ、弁口(１９)から噴出するＥＧＲガス(１５)で弁体(１８)が開弁する前に、この常時開通口(３５)から噴出するＥＧＲガス(１５)で弁体周縁部(３６)が開弁方向の圧を受けるようになっている。
図２(Ｆ)に示すように、弁体(１８)の先端側では、常時開通口(３５)が円形に形成され、弁体周縁部(３６)に常時開通口(３５)と同心で常時開通口(３５)よりも小径の円弧状の切欠き(３７)が設けられ、常時開通口(３５)から噴出するＥＧＲガス(１５)が円弧状の切欠き(３７)の周縁部(３８)に吹き当たるようにしている。図２(Ｉ)に示すように、弁体(１８)の幅方向両端側では、常時開通口(３５)は円形に形成されているが、切欠き(３７)は設けられていない。
【００３８】
図９(Ｂ)(Ｃ)に示すように、リード弁(１７)の弁体(１８)に一方面側が突出し、他方面側が凹入する押し出し状の突部(５８)を設け、この突部(５８)で弁体(１８)を補強している。
突部(５８)は弁口(１９)側とは反対側が突出し、弁口(１９)側が凹入している。
図９(Ａ)に示すように、突部(５８)を弁体(１８)の幅方向に沿って所定間隔を保持して複数個並べて配置している。
突部(５８)を弁体(１８)の中間部から先端部方向に沿って所定間隔を保持して複数並べて配置している。
すなわち、弁体(１８)の幅方向に沿って４個並べた突部(５８)の列を、突部(５８)を弁体(１８)の中間部から先端部方向に沿って３列並べている。
弁体(１８)の幅方向中央部にある２個の突部(５８)は、弁体(１８)の幅方向に長く形成し、両側にある突部(５８)は、弁体(１８)の長手方向に長く形成している。
【００３９】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、ＥＧＲガス導入通路(６)が前後方向に向けられた整流板(３９)を備え、ＥＧＲガス(１５)が整流板(３９)に沿って後直進方向に整流されながら、吸気導入管(７)に案内されるようにしている。
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、整流板(３９)が、ＥＧＲガス導入通路(６)の上壁(４０)から下向きに突出される複数枚の下向き整流板(４１)と、ＥＧＲガス導入通路(６)の下壁(４２)から上向きに突出される複数枚の上向き整流板(４３)とで構成されている。
図１(Ｂ)に示すように、下向き整流板(４１)で区分される上側区分通路(４４)と上向き整流板(４３)で区分される下側区分通路(４５)とからなる各区分通路(４６)が、上側区分通路(４４)の下開口(４７)と下側区分通路(４５)の上開口(４８)とを介して相互に連通されている。
図１(Ｂ)に示すように、下向き整流板(４１)が下側区分通路(４５)に向けて突出され、上向き整流板(４３)が上側区分通路(４４)に向けて突出されている。
【００４０】
図２(Ｇ)に示すように、下向き整流板(４１)の前方上側に延長部(４９)が設けられ、この延長部(４９)が弁体(１８)の開弁ストッパー(５０)及び弁体拘束部(５１)とされ、弁体拘束部(５１)は開弁ストッパー(５０)の上側に配置され、弁体拘束部(５１)とＥＧＲ弁ケース(５)の弁ケースガス出口(１０)の上開口縁部(５６)により、弁体(１８)の基部(５２)が挟み付けられ、この弁体(１８)の基部(５２)よりも下側の弁体部分(５３)が撓んで開弁されるようにしている。
図２(Ｈ)に示すように、延長部(４９)の両横側縁(５４)(５４)が弁体(１８)の両横側縁(５５)(５５)よりも内寄りに配置されている。
図２(Ｇ)に示すように、ＥＧＲガス導入通路(６)の導入通路ガス入口(１１)内で、下側の弁体部分(５３)の下方に固形分落下空間(５７)が形成されている。
吸気分配通路壁(６９)と吸気導入管(７)とＥＧＲガス導入通路(６)の通路壁と下向き整流板(４１)とその延長部(４９)と上向き整流板(４３)とは、一連の鋳造一体成型品である。
【００４１】
ＥＧＲガスの冷却装置の構成は、次の通りである。
図５に示すように、シリンダヘッド(２)に水冷ジャケット内を通過するヘッド内ＥＧＲ通路(８０)が設けられている。シリンダヘッド(２)の横側面には吸気分配通路(３)の前で、接続管(９４)が取り付けられ、ヘッド内ＥＧＲ通路(８０)から接続管(９４)を介してＥＧＲクーラ(４)にＥＧＲガス(１５)が導入されるようになっている。
図５に示すように、ＥＧＲクーラ(４)内にクーラジャケット(８１)が形成され、ＥＧＲ弁ケース(５)内に弁冷却水路(７９)が形成され、このクーラジャケット(８１)と弁冷却水路(７９)とが冷却水中継パイプ(８３)を介して直列接続されている。図６に示すように、クーラジャケット(８１)のクーラジャケット入口(８４)は、冷却水入口パイプ(８５)を介してシリンダジャケット出口(８６)と連通している。クーラジャケット(８１)のクーラジャケット出口(８７)は、冷却水中継パイプ(８３)を介して弁冷却水路(８２)の水路入口(８８)に連通している。弁冷却水路(８２)の水路出口(８９)は、冷却水出口パイプ(９０)を介して冷却水吸込み通路(図外)の通路入口(９１)に連通している。冷却水吸込み通路の通路出口(図外)は、水ポンプ(６３)の吸込み口(図外)と連通している。シリンダジャケット内の冷却水は、水ポンプ(６３)の吸込み力により、シリンダジャケット出口(８６)とクーラジャケット(８１)と弁冷却水路(８２)と冷却水出口パイプ(９０)と冷却水吸込み通路とをその順に通過して水ポンプ(６３)に吸い込まれ、他の冷却水と合流して、ラジエータ(図外)に圧送され、再度、シリンダジャケット内に戻る。
【００４２】
図１(Ａ)、図５に示すように、排気合流通路(６７)からシリンダヘッド(２)外を通過するヘッド外ＥＧＲ通路(９２)が導出され、このヘッド外ＥＧＲ通路(９２)の下流にＥＧＲクーラ(４)が配置され、ＥＧＲクーラ(４)にヘッド内ＥＧＲ通路(８０)とヘッド外ＥＧＲ通路(９２)の両方からＥＧＲガスが導入されるようにしている。
【００４３】
図６〜図８に示すように、エンジン冷却ファン(９３)の後方にヘッド外ＥＧＲ通路(９２)が配置され、このヘッド外ＥＧＲ通路(９２)にエンジン冷却ファン(９３)で起こしたエンジン冷却風が吹き当たるようにしている。図８に示すように、クランク軸(１)の架設方向と平行な向きに見た場合に、ヘッド外ＥＧＲ通路(９２)はエンジン冷却ファン(９３)と重なる位置よりも僅かにずれているが、エンジン冷却風の吹き当たり領域は、エンジン冷却ファン(９３)の外周の軌跡よりも拡がるため、エンジン冷却風はヘッド外ＥＧＲ通路(９２)に吹き当たる。
【００４４】
図１０に示す第２実施形態は、次の点で第１実施形態と異なる。
すなわち、図１０(Ａ)−(Ｃ)に示すように、弁体(１８)には突部(５８)がなく、弁体(１８)は平坦な板である。図１０(Ｄ)に示すように、弁体(１８)の幅方向両端側には、図２(Ｆ)に示す弁体(１８)の先端側と同様の円弧状の切欠き(３７)と常時連通口(３５)が設けられている。
他の構成と機能は、第１実施形態と同じであり、図１０中、第１実施形態と同一の要素には、同一の符号を付しておく。
【符号の説明】
【００４５】
(２) シリンダヘッド
(３) 吸気分配通路
(５) ＥＧＲ弁ケース
(６) ＥＧＲガス導入通路
(７) 吸気導入管
(１０) 弁ケースガス出口
(１１) 導入通路ガス入口
(１２) 導入通路ガス出口
(１３) ＥＧＲガス入口
(１４) 吸気
(１５) ＥＧＲガス
(１６) 吸気ポート
(１７) リード弁
(１８) 弁体
(１９) 弁口
(２２) 弁ケースガス出口周縁部
(２３) 導入通路ガス入口周縁部
(２４) ガスケット
(２５) 弁体付きの板材
(２６) 弁口付きの板材
(２７) 周縁部
(２８) 周縁部
(２９) ガスケット
(３０) ガスケット
(３１) スリット
(３２) 弁座
(３３) 弁体側段差面
(３４) 弁体側段差面
(３５) 常時開通口
(３６) 弁体周縁部
(３７) 切欠き
(３８) 周縁部
(３９) 整流板
(４０) 上壁
(４１) 下向き整流板
(４２) 下壁
(４３) 上向き整流板
(４４) 上側区分通路
(４５) 下側区分通路
(４６) 各区分通路
(４７) 下開口
(４８) 上開口
(４９) 延長部
(５０) 開弁ストッパー
(５１) 弁体拘束部
(５２) 基部
(５３) 下側の弁体部分
(５４) 延長部の両横側縁
(５５) 弁体の両横側縁
(５６) 上開口縁部
(５７) 固形分落下空間
(５８) 突部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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