(57)【要約】【課題】ＥＧＲ通路を機関に一体化することでコンパクト化を図りつつ、ＥＧＲガスの増大や冷却性能アップにも的確に対応可能な内燃機関を提供する。【解決手段】シリンダヘッド２の一側面２ａに排気マニホールド８が固定されている。排気マニホールド８のフランジ１３に、各枝管１０に連通したＥＧＲ枝通路１５と、各ＥＧＲ枝通路１５が集まるＥＧＲ集合通路１６とを形成している。ＥＧＲ枝通路１５及びＥＧＲ集合通路１６は、フランジ１３を外向きの溝条で構成されており、溝条をシリンダヘッド２で塞ぐことで通路になっている。シリンダヘッド２には、ＥＧＲ集合通路１６に沿って延びる冷却水通路を形成している。【選択図】図２
2014109205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有するシリンダブロックに重なるシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの側面に重ね固定された排気マニホールドとを有しており、前記シリンダヘッドの一側面に、前記複数の気筒に対応した複数の排気ポートが気筒の並び方向に開口している一方、前記排気マニホールドは、前記各排気ポートに連通する複数の枝管と、隣り合った枝管に繋がると共に前記への一側面に重なったフランジとを有している構成であって、
前記シリンダヘッドの各排気ポート又は排気マニホールドの各枝管から上向き又は下向きに延びるＥＧＲ枝通路と、各ＥＧＲ枝通路が連通して前記各排気ポート及び枝管の並び方向に沿って延びるＥＧＲ集合通路とが、前記排気マニホールドとシリンダヘッドとの合わせ面に露出する状態で形成されており、更に、前記シリンダヘッドの内部に、前記ＥＧＲ集合通路に沿って延びる冷却水通路を設けている、
多気筒内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ装置を備えた多気筒内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ装置に関する１つの要請としてコンパクト化がある。この点については、本願出願人が特許文献１に開示したように、ＥＧＲ通路をシリンダヘッドに設けることが行われている。また、ＥＧＲ装置の他の要請としてＥＧＲガスの冷却の問題があり、この点について特許文献２には、ＥＧＲクーラとして機能するアダプタをシリンダヘッドと排気マニホールドとに間に介在させて、アダプタで冷却された排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−４３０９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３６８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１はシリンダヘッドをＥＧＲ通路として利用するものであるため、その目的のとおりコンパクト化を実現できる利点があるが、１つの排気ポートからしかＥＧＲを取り出していないため、大量のＥＧＲガスを必要とする場合に、応答性が悪くなる可能性が懸念される。
【０００５】
他方、特許文献２はアダプタとは別にＥＧＲ通路となる配管が必要であるため、コンパクト化には貢献しない。また、排気ガスを冷却することはできるが、特別な部品としてのアダプタを必要とするため、コストが嵩む問題が新たに発生する。また、排気ガスの浄化に使用される触媒は排気ガスが高温であるほど効果を発揮するが、特許文献２ではアダプタによって排気ガスの全体が冷却されるため、排気ガスの浄化効率が低下するおそれも懸念される。
【０００６】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、内燃機関の構成要素を利用してＥＧＲ通路を形成するという思想は特許文献１を踏襲しつつ、ＥＧＲガス量の増大や冷却性能アップという要請にも的確に応え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】
【０００７】
本願発明の内燃機関は、複数の気筒を有するシリンダブロックに重なるシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの側面に重ね固定された排気マニホールドとを有しており、前記シリンダヘッドの一側面に、前記複数の気筒に対応した複数の排気ポートが気筒の並び方向に開口している一方、前記排気マニホールドは、前記各排気ポートに連通する複数の枝管と、隣り合った枝管に繋がると共に前記への一側面に重なったフランジとを有している、という基本構成である。
【０００８】
そして、前記シリンダヘッドの各排気ポート又は排気マニホールドの各枝管から上向き又は下向きに延びるＥＧＲ枝通路と、各ＥＧＲ枝通路が連通して前記各排気ポート及び枝管の並び方向に沿って延びるＥＧＲ集合通路とが、前記排気マニホールドとシリンダヘッドとの合わせ面に露出する状態で形成されており、更に、前記シリンダヘッドの内部に、前記ＥＧＲ集合通路に沿って延びる冷却水通路を設けている。
【０００９】
ＥＧＲ枝通路及びＥＧＲ集合通路の具体的態様としては、排気マニホールドのフランジにシリンダヘッドと対向する溝を形成して、この溝をシリンダヘッドで塞ぐことで通路と成す態様と、シリンダヘッドの一側面に排気マニホールドと対向する溝を形成して、この溝を排気マニホールドのフランジで塞ぐことで通路となす態様と、排気マニホールドとシリンダヘッドとのそれぞれに相対向する溝を形成する態様との３つの態様がある。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明では、ＥＧＲ通路は排気マニホールドとシリンダヘッドとの合わせ面に形成したものであるため、特許文献１と同様にコンパクト化の要請に的確に応えることができる。また、ＥＧＲガスは各排気ポートから取り出すものであるため、ＥＧＲガスの増大要請に対しても的確に対応できる。
【００１１】
更に、シリンダヘッドにはＥＧＲ集合通路に沿って延びる冷却水通路が形成されていて、この冷却水通路でＥＧＲガスを冷却できるため、ＥＧＲクーラを使用することなくＥＧＲガスを的確に冷却することが可能になる。
【００１２】
更に、本願発明では冷却水通路で冷却されるのはＥＧＲガスのみであり、排気ポートから排気通路に排出された排気ガスは冷却されていないため、浄化装置の触媒をしっかりと機能させて高い排気ガス浄化性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内燃機関の大まかに表示した平面図である。
【図２】図１のII-II 視側面図である。
【図３】（Ａ）は図２のＡ−Ａ視断面図、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は図２のＣ−Ｃ視断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）とも他の実施形態の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜３に示す第１実施形態を説明する。内燃機関の基本構成は従来から知られているものであり、図１，２のとおり、内燃機関は、主要要素してシリンダブロック１と、これにガスケットを介して重ね固定されたシリンダヘッド２とを有している。
【００１５】
本実施形態の内燃機関は３気筒であり、シリンダブロック１にはピストン（図示せず）が往復動する３つのシリンダボア３を有している一方、シリンダヘッド２には、シリンダボア３に向けて開口した凹所４が形成されており、各凹所４には、吸気ポート５の一対ずつの出口５ａと排気ポート６の一対ずつの入口６ａとが開口している。吸気ポート５と排気ポート６とは、気筒例方向（クランク軸の軸線方向）に長い中心線７を挟んだ両側に対称状に配置されている。
【００１６】
各排気ポート６は２つの入口６ａを１つの出口６ｂに集合させた形態であり、出口６ｂはシリンダヘッド２の一側面２ａに開口している。一方、各吸気ポート５は１つの入口５ａから分岐した２つの出口５ａを有する形態であり、入口５ｂはシリンダヘッド２の他側面２ｂに開口している。シリンダヘッド２の多側面２ｂには、３つの枝部９ａとこれが集まった集合部（図示せず）とを有する吸気マニホールド９が固定されている。
【００１７】
シリンダヘッド２の一側面２ａには、排気マニホールド８が固定されている。排気マニホールド８は３つの排気ポート６に連通した３つの枝管路１０と、これらが集まった集合管路１１とを有している。集合管路１１の先端は下向きになっており、その先端に触媒式浄化装置１２が接続されている。図示していないが、浄化装置１２の終端には排気通路（排気管）が接続されている。
【００１８】
図２に示すように、排気マニホールド８は隣り合った枝管１０に繋がったフランジ１３を有している。フランジ１３は枝管１０の群の上下両側に張り出しており、枝管１０の並び方向に沿って一連に長く延びている。フランジ１３は、ボルト１４でシリンダヘッド２に固定されている。
【００１９】
そして、排気マニホールド８の上側のフランジ１３に、各枝管１０に連通して上向きに向かうＥＧＲ枝通路１５と、各ＥＧＲ枝通路１５が連通した１本のＥＧＲ集合通路１６とを形成している。これらＥＧＲ枝通路１５とＥＧＲ集合通路１６とは、排気マニホールド８のフランジ１３に外向き膨出部（リブ）を形成して、この外向き膨出部によって形成された溝をシリンダヘッド２で塞ぐことで形成されている。従って、正確には、ＥＧＲ枝通路１５とＥＧＲ集合通路１６とは、排気マニホールド８とシリンダヘッド２とによって構成されている。
【００２０】
ＥＧＲ集合通路１６は、枝管１０の並び方向（気筒列方向）に長く延びてから先端部は下向きに方向を変えており、下向き部（上下長手部）１６ａの先端（下端）は、シリンダヘッド２に形成したＥＧＲ内部通路１７に連通している。ＥＧＲ内部通路１７は気筒列を横切る方向に長い形態であり、シリンダヘッド２の他側面２ｂに開口している。シリンダヘッド２の他側面２ｂには、ＥＧＲ内部通路１７に連通したＥＧＲバルブ１８（図１参照）を固定している。
【００２１】
ＥＧＲガスは、ＥＧＲ内部通路１７、ＥＧＲバルブ１８を通って吸気系（例えばサージタンク、吸気マニホールド９の集合部、或いは吸気マニホールド９における各枝部９ａなど）に導入され、最終的に吸気ポート５から気筒に還流する。
【００２２】
シリンダヘッド２の内部には冷却水通路が縦横に走っているが、ＥＧＲ集合通路１６のための冷却水通路として、図３に示すように、シリンダヘッド２には、ＥＧＲ集合通路１６のうち横長の部分に沿って長く延びる第１冷却水通路１９と、ＥＧＲ集合通路１６のうち下向き部１６ａの箇所に位置した第２冷却水通路２０とを設けている。図示してないが、シリンダヘッド２は、ＥＧＲ内部通路１７に近接した冷却水通路も備えている。
【００２３】
以上のとおり、本実施形態では、複数の排気ポート６の各々からＥＧＲガスが取り出されるため、ＥＧＲガスの増大要請にも的確に対応できる。また、各排気ポート６からＥＧＲガスが均等に取り出されることにより、排気ガスの流れを乱れなくスムースなものにすることができる。
【００２４】
また、内燃機関に必須の要素としての排気マニホールド８を利用してＥＧＲ枝通路１５とＥＧＲ集合通路１６とを形成したものであるため、別部材としてのアダプタを使用したものに比べて大幅にコンパクト化できると共に、コストアップも抑制できる。図示していないが、排気マニホールド８とシリンダヘッド２との間には、シール材（ガケスット）を介在させるのが好ましい。
【００２５】
本実施形態のように、排気マニホールド８に溝条を膨出形成することでＥＧＲ枝通路１５及びＥＧＲ集合通路１６を設けると、それらＥＧＲ枝通路１５及びＥＧＲ集合通路１６の外面の面積が大きくなるため、放熱性を向上できる利点がある。また、外向き突出した溝条がリブ効果を発揮することで排気マニホールド８の剛性が高くなるため、各枝管１０とシリンダヘッド２との間のシール性向上にも貢献できる。
【００２６】
(2).他の実施形態
図４では他の実施形態を示している。このうち（Ａ）に示す例では、ＥＧＲ集合通路１６は、シリンダヘッド２に外向き開口の溝を形成してこれを排気マニホールド８のフランジ１３で塞ぐことで構成している。ＥＧＲ枝通路１５も同様の構造である。
【００２７】
他方、（Ｂ）に示す例では、シリンダヘッド２と排気マニホールド８との両方に溝を形成して、両者を相対向させることでＥＧＲ集合通路１６を形成している。ＥＧＲ枝通路１５も同様の構造である。また、いずれの例でも、シリンダヘッド２には第１冷却水通路１９を設けている。
【００２８】
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、シリンダヘッドにはＥＧＲ枝通路のための冷却水通路を設けることも可能である（ＥＧＲ枝通路が長い場合は好適である。）。例えば、枝管は排気マニホールドに溝条を設けることで形成して、ＥＧＲ集合通路はシリンダヘッドに溝条を設けることで形成すると云うように、ＥＧＲ枝通路とＥＧＲ集合通路との構造を異ならせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本願発明は実際に内燃機関に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３０】
２  シリンダヘッド
６  排気ポート
８  排気マニホールド
１０  枝管
１１  集合管
１２  浄化装置
１５  ＥＧＲ枝通路
１６  ＥＧＲ集合通路
１７  ＥＧＲ内部通路
１８  ＥＧＲバルブ
１９  冷却水通路
【図１】
2014109205.tif 000003
【図２】
2014109205.tif 000004
【図３】
2014109205.tif 000005
【図４】
2014109205.tif 000006