(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲガスが冷媒と熱交換を行なう本体部と、ＥＧＲ配管を流れるＥＧＲガスを本体部に拡散するための流入側ヘッダー部入側のＥＧＲクーラヘッダー部を有し、当該流入側ヘッダー部には、流入したＥＧＲガスを本体部の半径方向全域に亘って均一に拡散する拡散機構が設けられており、前記拡散機構は、流入側ヘッダー部に流入したＥＧＲガスの流速が遅い場合にはＥＧＲガスが本体部の半径方向外方の領域にのみ流過する様に拡散し、流入側ヘッダー部に流入したＥＧＲガスの流速が速い場合にはＥＧＲガスが本体部の半径方向外方の領域のみならず半径方向内方の領域にも流過する様に拡散する機能を有していることを特徴とするＥＧＲクーラ。
【請求項２】
前記拡散機構は、薄い板状の弁体を有する弁機構で構成されている請求項１のＥＧＲクーラ。
【請求項３】
前記拡散機構は、流入側ヘッダー部に設けられた隔壁と、隔壁に形成された複数の貫通孔から構成されており、該貫通孔は、通過したＥＧＲガスの流線を中心線とは平行ではない方向に変更する機能を有している請求項１〜２の何れか１項のＥＧＲクーラ。
【請求項４】
前記隔壁に形成され、且つ、ＥＧＲガスの流線を湾曲する機能を有している複数の貫通孔は、ミキサを構成している請求項１〜３の何れか１項のＥＧＲクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス還流（ＥＧＲ）システムでエンジン吸気側に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲシステムは、エンジンＥの排気ガス中のＮＯｘを減少するために、排気ガスの一部をエンジン吸気側４に還流（再循環）するシステムである。
図１２で示すように、ＥＧＲクーラ１００は、例えばエンジンＥの側方に取り付けられており、流入側（図１２では右側）及び排出側（図１２では左側）のＥＧＲクーラヘッダー部６、７と、ＥＧＲクーラコア部２とを有している。
【０００３】
流入側のＥＧＲクーラヘッダー部６は、エンジンの排気側３からエンジン吸気側４に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）が、ＥＧＲクーラ１００内に流入する部分である。
そして、ＥＧＲクーラコア部２は、ＥＧＲクーラヘッダー部６を介して流入したＥＧＲガスを冷媒と熱交換して冷却する部分である。
【０００４】
ここで、ＥＧＲクーラコア部２においてＥＧＲガスを十分に冷却するためには、ＥＧＲガスが右側のＥＧＲクーラヘッダー部６で十分に拡散されて、ＥＧＲクーラコア部２の横断面全域に亘って均一に流過する必要がある。
しかし、エンジンＥ周辺の領域はレイアウトの条件が非常に厳しいため、右側のＥＧＲクーラヘッダー部６では、ＥＧＲガスが流過する方向における長さを十分に確保することが困難である。
そのため、従来のＥＧＲクーラでは、ＥＧＲガスが右側のＥＧＲクーラヘッダー部６で十分に拡散されず、ＥＧＲクーラコア部２の横断面の一部分に偏奇して流過してしまい、ＥＧＲクーラ１００の冷却効率が低下してしまうという問題が存在している。
【０００５】
その他の従来技術として、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲパイプの両端の断面形状が円形であるが、中間領域の断面形状が扁平な長円形であり、隣接するＥＧＲパイプの断面形状の長円における長軸が所定の角度で交わるＥＧＲクーラが提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術では、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラヘッダー部で十分に拡散されず、ＥＧＲクーラコア部の横断面の一部分に偏奇して流過してしまうという上述の問題を解決するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８０２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、エンジン近傍の様にレイアウト条件が厳格なためＥＧＲクーラヘッダー部の長さを取れない領域であっても、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラヘッダー部の断面領域に十分に拡散することが出来るようなＥＧＲクーラの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＥＧＲクーラ（１００）は、ＥＧＲガス（Ｇｈ）が冷媒と熱交換を行なう本体部（２）（ＥＧＲクーラコア部）と、ＥＧＲ配管（３ａ）を流れるＥＧＲガス（Ｇｈ）を本体部（２）に拡散するための流入側ヘッダー部（６）（ＥＧＲガス流入側のＥＧＲクーラヘッダー部）を有し、当該流入側ヘッダー部（６）には、流入したＥＧＲガス（Ｇｈ）を本体部（２）の半径方向全域に亘って均一に拡散する拡散機構（１０）が設けられており、前記拡散機構（１０）は、流入側ヘッダー部（６）に流入したＥＧＲガス（Ｇｈ）の流速が遅い場合にはＥＧＲガス（Ｇｈ）が本体部（２）の半径方向外方の領域（ＲＯ方向の領域）にのみ流過する様に拡散し、流入側ヘッダー部（６）に流入したＥＧＲガス（Ｇｈ）の流速が速い場合にはＥＧＲガス（Ｇｈ）が本体部（２）の半径方向外方の領域のみならず半径方向内方の領域（ＲＩ方向の領域）にも流過する様に拡散する機能を有していることを特徴としている。
【００１１】
そして、前記拡散機構（１０）は、薄い板状の弁体を有する弁機構（１３）（リードバルブ）で構成されているのが好ましい。
【００１２】
また、前記拡散機構（１０）は、流入側ヘッダー部（６）に設けられた隔壁（１４）と、隔壁（１４）に形成された複数の貫通孔（１７）から構成されており、該貫通孔（１７）は、通過したＥＧＲガス（Ｇｈ）の流線を（ＥＧＲクーラの）中心線（ｃ）とは平行ではない方向に変更する（例えば、湾曲させる）機能を有しているのが好ましい。
ここで、隔壁（１４）に形成され、且つ、ＥＧＲガス（Ｇｈ）の流線を湾曲する機能を有している複数の貫通孔（１７）は、ミキサ（１５）を構成しているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上述する構成を具備する本発明によれば、流入側ヘッダー部には、流入したＥＧＲガスを本体部の半径方向全域に亘って均一に拡散する拡散機構が設けられているので、エンジン近傍の様にレイアウト条件が厳格で、ＥＧＲクーラヘッダー部の長さを取れない領域であっても、流入したＥＧＲガスをＥＧＲクーラヘッダー部の断面領域に十分に拡散することが出来る。
そして、ＥＧＲクーラヘッダー部で十分に拡散されたＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラコア部の横断面の全域（半径方向全域）に亘って流過するので、ＥＧＲクーラの冷却効率が維持される。
【００１４】
ここで、ＥＧＲガスの流速が遅い場合には、ＥＧＲクーラコア部の断面全領域に亘ってＥＧＲガスを流過させなくても、ＥＧＲクーラの冷却効率は低下しない。換言すれば、ＥＧＲガスの流速が遅い場合に、強制的にＥＧＲガスＧｈを拡散して、ＥＧＲクーラコア部の断面全領域に亘ってＥＧＲガスを流過させることは、ＥＧＲクーラの冷却効率の観点からは意味がない。
本発明によれば、流速が遅い場合には、ＥＧＲガスを強制的にＥＧＲクーラコア部の断面全領域に亘って流過させることはしておらず、換言すれば、ＥＧＲクーラの冷却効率の観点からは意味がないことをしなくても良い、というメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図２】第１実施形態においてＥＧＲガスの流速が遅い場合を示す縦断面図である。
【図３】第１実施形態においてＥＧＲガスの流速が速い場合を示す縦断面図である。
【図４】第２実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図５】第２実施形態においてＥＧＲガスの流速が遅い場合を示す縦断面図である。
【図６】第２実施形態においてＥＧＲガスの流速が速い場合を示す縦断面図である。
【図７】第３実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図８】第３実施形態における隔壁の一例を示す図である。
【図９】第３実施形態の要部を示す局部断面拡大図である。
【図１０】第３実施形態の第１変形例における隔壁を示す図である。
【図１１】第３実施形態の第２変形例における隔壁を示す図である。
【図１２】ＥＧＲガスクーラの概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に、図１〜図３を参照して、第１実施形態について説明する。
ここで、図１〜図３では、ＥＧＲガスＧｈ流入側のＥＧＲクーラヘッダー部６と、ＥＧＲクーラコア部２とが示されており、ＥＧＲガス排出側のＥＧＲクーラヘッダー部７の図示は省略されている。
【００１７】
図１を参照して、ＥＧＲクーラ１００の構成を説明する。
図１において、ＥＧＲクーラ１００の流入側（図１では右側）のＥＧＲクーラヘッダー部６には、導入管３ａを介して、図示しないエンジンの排気側３が接続されている。そして、流入側ＥＧＲクーラヘッダー部６は、ＥＧＲクーラ１００のＥＧＲクーラコア部２が接続されている。
ＥＧＲクーラコア部２において、流入側ＥＧＲクーラヘッダー部６の反対側（図１では左側）は、排出側ＥＧＲクーラヘッダー部（図１２における符号７：図１では図示せず）に接続されている。
【００１８】
流入側ＥＧＲクーラヘッダー部（以下、単に「ＥＧＲクーラヘッダー部」と記載する）６は、導入管３ａに接続するフランジ部６ａと、円錐状に拡径する拡径部６ｂとで構成されている。
ＥＧＲクーラヘッダー部６の内部には、リードバルブ１３と、リードバルブ１３をＥＧＲクーラヘッダー部６に固定する円環状のリードバルブ取付具１２とが取付けられている。
リードバルブ取付具１２は、拡径部６ｂの内壁面に取り付けられている。そして、リードバルブ取付具１２の半径方向内側（中心側）は開口部となっており、ＥＧＲガスＧｈの流れを阻害しないように構成されている。
図１において、符号ＧｈはＥＧＲクーラ１００に流入する高温ＥＧＲガスを示し、符号ＧｓはＥＧＲクーラ１００で冷却されて排出される低温ＥＧＲガスを示している。
【００１９】
図１において、実線で示された湾曲状態のリードバルブ１３は、可撓性に富んだ薄い部材（例えば、ゴム等）によって製造されており、矢印Ｄ方向に拡径あるいは縮径するように構成されている。
図１において、高温ＥＧＲガスＧｈの流量が多く、流速が速い場合には、リードバルブ１３は、実線で示す様に、拡径する様に湾曲する。その場合に、ＥＧＲクーラコア部２に流入するＥＧＲガスの流れが、点線の矢印Ｇｄで示されている。
図１において、符号１３ａで示される点線は、高温ＥＧＲガスＧｈの流量がゼロ（ＥＧＲガスＧｈが流れていない場合）であり、閉鎖された状態のリードバルブ１３を示している。
【００２０】
ここで、図１のＥＧＲクーラ１００では、流入側のＥＧＲガスＧｈを、常時、半径方向全域に拡散しているのではない。ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合には、強いて半径方向全域に拡散させる必要はない。
換言すれば、流入側のＥＧＲガスＧｈを好適に半径方向へ拡散させるのであれば、ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合には、無理に半径方向全域に亘ってＥＧＲガスＧｈを拡散させる必要はない。
【００２１】
ＥＧＲガスＧｈの流量が少なく、流速が遅い状態を、図２の細い矢印で示している。
図２で示す状態では、リードバルブ１３は、半径方向中心部のみを開放し、半径方向外方（図１の矢印ＲＯ側）の領域は閉鎖している。そのため、ＥＧＲガスＧｈの流量が少なく、流速が遅い状態では、ＥＧＲクーラコア部２の断面における半径方向内側（中心部側：図２の矢印ＲＩ側）の領域のみに、ＥＧＲガスＧｈが流れる。
すなわち、ＥＧＲガスＧｈの流量が少なく、流速が遅い場合には、半径方向全領域に亘ってＥＧＲガスＧｈが均一に流れる必要はないので、ＥＧＲガスＧｈは半径方向内側（中心部側）にのみ流れる様に、ＥＧＲクーラヘッダー部６内で拡散する（図２）
【００２２】
一方、ＥＧＲガスＧｈの流量が多く、流速が速い場合（図３の太い矢印Ｇｈ）には、図３で示すように、リードバルブ１３が開放して、半径方向外側（矢印ＲＯ側）に湾曲する。
その結果、リードバルブ１３は、ＥＧＲクーラコア部２の半径方向内側の領域のみならず、半径方向外方の領域についても開放し、ＥＧＲクーラコア部２の断面における半径方向全領域（ＲＩ及びＲＯ）に亘ってＥＧＲガスＧｈが流れる。
すなわち、ＥＧＲガスＧｈの流量が多く、流速が速い場合には、ＥＧＲガスＧｈは、ＥＧＲクーラコア部２の断面における半径方向全領域に亘って流れる様に、ＥＧＲクーラヘッダー部６内で拡散する（図３）。
【００２３】
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
図１〜図３の第１実施形態では、ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合には、ＥＧＲガスＧｈは半径方向内側（中心部側）にのみ様に拡散された。
これに対して、第２実施形態では、ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合に、ＥＧＲガスＧｈは、半径方向外方（図４の矢印ＲＯ側）のみを流れる様に拡散する。
【００２４】
図４で示す第２実施形態に係るＥＧＲクーラ１００Ｂは、ＥＧＲクーラヘッダー部６を有しており、ＥＧＲクーラヘッダー部６は、導入管３ａを介して、図示しないエンジンの排気側３に接続されている。
ＥＧＲクーラヘッダー部６は円錐形状であり、ＥＧＲクーラコア部２に接続されている。
ＥＧＲクーラコア部２におけるＥＧＲクーラヘッダー部６の反対側（図４では左側）は、排出側のＥＧＲクーラヘッダー部７（図１参照：図４では図示せず）に接続されている。
【００２５】
ＥＧＲクーラヘッダー部６の内部には、リードバルブ１３Ｂと、リードバルブ１３ＢをＥＧＲクーラヘッダー部６に固定する円環状のリードバルブ取付具１２Ｂが設けられている。
リードバルブ取付具１２Ｂは、第１実施形態におけるリードバルブ取付具１２よりも小径に構成されており、第１実施形態におけるリードバルブ取付具１２よりも、ＥＧＲクーラヘッダー部における半径方向内方（ＲＩ方向）の領域に取り付けられている。
リードバルブ１３Ｂは可撓性に富んだ薄い部材（例えば、ゴム等）によって製造されている。そしてリードバルブ１３Ｂは、リードバルブ取付具１２Ｂに相応したサイズに形成されている。
【００２６】
図４において、リードバルブ１３Ｂは、矢印Ｄ１方向に拡径あるいは縮径するように構成されている。
ここでリードバルブ１３Ｂは、第１実施形態のリードバルブ１３とは異なり、ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合には、図５を参照して後述する様に、半径方向外方（図４の矢印ＲＯ側）の領域を開放する。
【００２７】
図５で示すように、ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合には、リードバルブ１３Ｂは、その弾性により、半径方向内方中心部（中心部側：図４の矢印ＲＩ側）を閉鎖した状態となる。
ここで、ＥＧＲクーラコア部２の半径方向外方（図４の矢印ＲＯ側）の領域は、リードバルブ１３Ｂにより閉鎖されていない。そのため、ＥＧＲガスＧｈは、リードバルブ１３Ｂにより閉鎖されていない領域、すなわち半径方向外方の領域のみを流れることになる（図５における２本の矢印Ｇｈ）。
【００２８】
一方、図６で示すように、ＥＧＲガスＧｈの流速が速い場合には、リードバルブ１３Ｂは開放して、ＥＧＲクーラコア部２の断面における半径方向内側（矢印ＲＩ方向）の領域を閉鎖しない。そのため、半径方向内側の領域にもＥＧＲガスＧｈが流過する。
この場合においても、半径方向外方（図６の矢印ＲＯ側）の領域はリードバルブ１３Ｂにより閉鎖されていないので、ＥＧＲガスＧｈはＥＧＲクーラコア部２の半径方向外方の領域にも流れる（図６の３本の矢印Ｇｈ）。
その結果、ＥＧＲガスＧｈの流量が多くＥＧＲガスＧｈの流速が速い場合には、ＥＧＲクーラコア部２の半径方向全域に亘ってＥＧＲガスＧｈが流れる様に、ＥＧＲクーラヘッダー部２において、ＥＧＲガスＧｈは拡散される。
図４〜図６で示す第２実施形態のその他の構成及び作用効果は、図１〜図３の第１実施形態と同様である。
【００２９】
図７〜図９は、本発明の第３実施形態を示している。
図１〜図６の実施形態では、リードバルブ１３、１３Ｂにより、必要に応じて、ＥＧＲガスＧｈをＥＧＲクーラコア部２の半径方向の一部領域に拡散し、或いは、半径方向全領域に拡散していた。
これに対して、図７〜図９の第３実施形態では、ＥＧＲガス流入側のＥＧＲクーラヘッダー部６に隔壁１４を形成し、当該隔壁１４にミキサ１５を設けている。
【００３０】
先ず、図７を参照して、ＥＧＲクーラ１００Ｃの構成を説明する。
図７において、ＥＧＲクーラヘッダー部６の左側は図示しないエンジンの排気側３に連通しており、ＥＧＲクーラヘッダー部６の左側はＥＧＲクーラコア部２に接続されている。
ＥＧＲクーラコア部２の左側は、図示しない排出側のＥＧＲクーラヘッダー部（図１における符号７）に接続されている。
ＥＧＲクーラヘッダー部６におけるＥＧＲクーラコア部２側（図７では左側）の端部には、円盤状の隔壁１４が設けられている。そして、隔壁１４の中央部には、ミキサ１５が形成されている。
【００３１】
図８で示すミキサ１５は、円形の通風部１６に多数の４角形の貫通孔１７をメッシュ状に配列することにより、構成されている。
また、隔壁１４の半径方向外側の領域には、複数の小孔１９が形成されている。
【００３２】
図９で示す様に、ミキサ１５の貫通孔１７において、ＥＧＲクーラコア部２側（図７では左側）には、突起状のガイド１８が形成されている。係るガイド１８により、貫通孔１７を通過するＥＧＲガスＧｈは、中心線Ｃ（図７参照）と平行な方向から、例えば折れ曲がる様に方向転換する。
そのため、ＥＧＲガスＧｈが隔壁１４を通過する際に流線が折れ曲がり、ＥＧＲクーラコア部２の半径方向全域に亘ってＥＧＲガスＧｈが流れるように、ＥＧＲガスＧｈを拡散する。
【００３３】
図８から明らかなように、隔壁１４の半径方向内方（中心側）の領域には貫通孔１７が多数形成されているが、半径方向外方の領域には貫通孔の数が少ない。
そのため、ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合には、ＥＧＲガスＧｈは、主としてＥＧＲクーラコア部２の半径方向内方の領域にのみ流れる。
【００３４】
一方、ＥＧＲガスＧｈの流速が速くなると、半径方向外方の領域にもＥＧＲガスＧｈが流れ、ＥＧＲガスＧｈは小孔１９を通過する。
ここで小孔１９は、貫通孔１７の様なガイドは有していない。そのため、小孔１９を通過するＥＧＲガスＧｈは、その流れ方向を変換することなく、中心線Ｃ（図７参照）と平行に流れる。
【００３５】
図１０は第３実施形態の第１変形例を示しており、ミキサの形状が図８とは相違している。
図１０において、通風部１６内には、４枚の翼を有するファンの様な形状のミキサ１５Ａが設けられている。
係るミキサ１５Ａは、図８の細かな貫通孔１７に比較して、ＥＧＲガスが通過する際の抵抗が少ない。
【００３６】
図１１は第３実施形態の第２変形例を示している。
図１１において、通風部１６内に多数の４角形の貫通孔１７Ｂで形成されたミキサ１５Ｂがメッシュ状に配列されて形成されている。ミキサ１５Ｂのメッシュサイズは図８のメッシュより大きく形成されている。
そして、図示の例では、各メッシュを形成する貫通孔１７Ｂには、貫通孔１７Ｂと同サイズの四角形の板状のガイド１８Ｂが設けられ、ガイド１８Ｂの向きが矢印Ｖ方向の各層ごとに異なっている。
【００３７】
図７〜図１１の第３実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図６の実施形態と同様である。
なお、図示はされていないが、図７〜図１１の第３実施形態において、隔壁１４の半径方向外方の領域に貫通孔を多数形成し、半径方向内側の孔の数を少なくすることも可能である。
そのように構成すれば、ＥＧＲガスＧｈの流速が遅い場合には、ＥＧＲクーラコア部２の半径方向外方の領域にＥＧＲガスＧｈが流れ、ＥＧＲガスＧｈの流速が速くなると、ＥＧＲクーラコア部２の半径方向全域に亘ってＥＧＲガスＧｈが流れる。
【００３８】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
【符号の説明】
【００３９】
１００・・・・ＥＧＲクーラ
２・・・・・・クーラコア部
３・・・・・・排気マニフォールド、排気側
３ａ・・・・・排出管
４ａ・・・・・流入管
４・・・・・・吸気マニフォールド、吸気側
６・・・・・・排出側ヘッダー部
７・・・・・・流入側ヘッダー部
１０・・・・・拡散機構
１２・・・・・リードバルブ取付具
１３・・・・・リードバルブ
１４・・・・・隔壁
１５・・・・・ミキサ
１７・・・・・貫通孔
【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】
0005404347.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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