(57)【要約】【課題】排気ガスの取込口から飛散する凝縮水で排気センサが被水してしまうことを信頼性高く回避する簡易で安価なエンジンの排気ガス再循環装置を提供すること。【解決手段】エンジンに取り付けられる排気ガス再循環装置であって、排気通路と吸気通路とを連通させて該排気通路内を流通する排気ガスの一部を該吸気通路内に戻す再循環パイプ１０を備えており、該再循環パイプは、エキゾーストマニホールドの開口１０３ｃが連結されている集合管１０４内に突出する排気ガス導入管１５を有して、該排気ガス導入管は、先端側の開口断面１５ｂと同一の平面Ｐｅを境界面としたときに導入穴１５ｃの背面側に、排気センサのセンサ部１１１ａが位置するように突出している。【選択図】図２Ｃ
2014051943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路と吸気通路とを連通させて前記排気通路内を流通する排気ガスの一部を前記吸気通路内に戻す連通通路を備えたエンジンの排気ガス再循環装置において、
前記連通通路は、前記排気通路内に突出する排気ガス導入管を備えており、
前記排気ガス導入管は、先端側の開口断面と同一の平面を境界面としたときに開口部の背面側に、前記エンジンの前記排気通路内に配置されている排気センサが位置するように突出していることを特徴とするエンジンの排気ガス再循環装置。
【請求項２】
前記排気ガス導入管は、直線状に延長されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガス再循環装置。
【請求項３】
前記排気ガス導入管の前記開口断面は、該排気ガス導入管の中心軸線に対して斜めに傾斜する形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気ガス再循環装置に関し、詳しくは、排気ガスの一部を燃焼室に戻す通路の存在による不都合を回避する構造を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、燃焼室内に送り込まれる吸入空気中に排気ガスの一部を戻す排気ガス再循環装置を搭載して、窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減や燃費の向上を図るものがある。
この排気ガス再循環装置の排気ガスの取込口は、各気筒からの排気ガスが十分に混合された平均化した排気ガスを取り入れることが出来る排気通路途中に配置されることから、平均化した排気ガスの酸素濃度を検出するために排気通路途中に配置される排気センサと隣接することが多い。この排気ガスの取込口からは温度変化により生じる凝縮水が飛散する場合があり、その排気センサが被水すると損傷してしまう可能性がある。
このことから、特許文献１では、排気通路内に排気ガスの取込口に対面する位置まで延長する内筒を設置して、その内筒内に排気センサを設置することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９６２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載のエンジンの排気ガス再循環装置にあっては、排気通路内の内筒内まで排気センサを貫通させて設置する必要があり、複雑な構造になってコスト高になってしまう、という問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、排気ガスの取込口から飛散する凝縮水で排気センサが被水してしまうことを信頼性高く回避することのできる簡易で安価な構造のエンジンの排気ガス再循環装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するエンジンの排気ガス再循環装置に係る発明の第１の態様は、排気通路と吸気通路とを連通させて前記排気通路内を流通する排気ガスの一部を前記吸気通路内に戻す連通通路を備えたエンジンの排気ガス再循環装置において、前記連通通路は、前記排気通路内に突出する排気ガス導入管を備えており、前記排気ガス導入管は、先端側の開口断面と同一の平面を境界面としたときに開口部の背面側に、前記エンジンの前記排気通路内に配置されている排気センサが位置するように突出していることを特徴とするものである。
【０００７】
上記課題を解決するエンジンの排気ガス再循環装置に係る発明の第２の態様は、上記第１の態様の特定事項に加え、前記排気ガス導入管は、直線状に延長されていることを特徴とするものである。
【０００８】
上記課題を解決するエンジンの排気ガス再循環装置に係る発明の第３の態様は、上記第１または第２の態様の特定事項に加え、前記排気ガス導入管の前記開口断面は、該排気ガス導入管の中心軸線に対して斜めに傾斜する形状に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明の上記の第１の態様によれば、排気ガスの一部を排気通路内から取り出す連通通路に排気ガス導入管を備えさせて、その排気ガス導入管の開口断面と同一の平面を境界面として導入穴の背面側に排気センサを位置させることができる。したがって、その排気ガス導入管の開口端から連通通路内で生じた凝縮水が飛散したとしても、その排気センサが被水してしまうことはなく、被水により損傷してしまうことを信頼性高く回避することができる。
【００１０】
本発明の上記の第２の態様によれば、排気ガス導入管を直線状に延長させるだけなので容易かつ低コストに作製することができる。
【００１１】
本発明の上記の第３の態様によれば、排気ガス導入管の開口断面が斜めに作製されて、開口断面と同一の平面を境界面として導入穴の背面側に排気センサを位置させることができ、かつ、排気ガスの取出口を大面積で開口させることができ、排気ガスを効率良く取り込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係るエンジンの排気ガス再循環装置の一実施形態を示す図であり、その実施形態の外観を示す正面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、その実施形態の外観を示す側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、その実施形態の要部構成を示すエンジンの排気通路上部の一部拡大側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、その実施形態の要部構成を示すエンジンの排気通路上部の一部拡大鳥瞰図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、その実施形態の要部構成を示すエンジンの排気通路上部の一部拡大底面図（図１ＢにおけるＡ−Ａ断面図）である。
【図３】図３は、その第１の他の態様を示す図であり、その要部構成を示すエンジンの排気通路上部の一部拡大底面図（図１ＢにおけるＡ−Ａ断面図）である。
【図４】図４は、その第２の他の態様を示す図であり、その要部構成を示すエンジンの排気通路上部の一部拡大底面図（図１ＢにおけるＡ−Ａ断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１（図１Ａ、図１Ｂ）および図２（図２Ａ〜図２Ｃ）は本発明に係るエンジンの排気ガス再循環装置の一実施形態を示す図である。
【００１４】
まず、本実施形態を適用するエンジンの構造を説明する。
図１において、エンジン本体１００の排気通路１０２は、エキゾーストマニホールド１０３と、集合管１０４と、触媒コンバータ１０５と、連結管１０６と、を順次連続させた排気流路を形成して、不図示の消音器（マフラ）が後端側に配置されている排気管１０７を介して排気ガスを外気に放出するようになっている。
【００１５】
エキゾーストマニホールド１０３は、エンジン本体１００の各気筒毎に連通されるパイプ部材により構築されており、パイプ部材の先端部１０３ａから排気ガスを導入し、その後端部１０３ｂで各気筒のパイプ部材を集合させた後、集合管１０４に連結されている。
触媒コンバータ１０５は、筒形状のハウジング１０５ａ内に排気ガスを清浄化する触媒材料を収容しており、ハウジング１０５ａは、収容する触媒材料間を流通する排気ガスの流路空間を確保するためにエキゾーストマニホールド１０３の後端部１０３ｂの開口面積よりも大きな直径に形成されている。
このため、集合管１０４は、エキゾーストマニホールド１０３の後端部１０３ｂから触媒コンバータ１０５のハウジング１０５ａ側に向かって直径を拡大する概略円錐形状に形成されている。同様に、連結管１０６は、排気管１０７から触媒コンバータ１０５のハウジング１０５ａ側に向かって直径を拡大する概略円錐形状に形成されている。
【００１６】
このエンジン本体１００は、排気通路１０２における触媒コンバータ１０５の前後に、排気ガス中の酸素濃度を検出する排気センサ１１１、１１２が配置されており、その排気センサ１１１、１１２の検出情報に基づいて吸入空気や噴射燃料の調整をして所望の燃焼となるように調整制御されるようになっている。
この排気センサ１１１、１１２は、集合管１０４や連結管１０６内の概略円錐状の内部空間内にセンサ部１１１ａ、１１２ａ（図２を参照）が突出するように設置されている。なお、排気センサ１１２のセンサ部１１２ａを図示することは割愛している。
【００１７】
次に、本実施形態の基本構造を説明する。
エンジン本体１００は、再循環パイプ（排気ガス再循環装置）１０が取り付けられており、この再循環パイプ１０は、吸気側パイプ１１と、排気側パイプ１２と、本体パイプ１３と、を備えて構築されている。
吸気側パイプ１１は吸気通路１０１側に連通されている。排気側パイプ１２は排気通路１０２側に連通されている。本体パイプ１３は、これら吸気側パイプ１１と排気側パイプ１２を両端側に連結されて連通させる。この吸気側パイプ１１、排気側パイプ１２および本体パイプ１３は、それぞれ連結箇所にフランジ部１１ａ〜１３ａがそれぞれ形成されて気密に連結できるようになっている。なお、吸気側パイプ１１自体は図示することは割愛している。
これにより、再循環パイプ１０は、燃焼後の排気ガスの一部を吸気通路に戻す連通通路を形成して、窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減や燃費の向上を実現する排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation）機能をエンジン本体１００に備えさせることができる。
【００１８】
次に、本実施形態の構造の特徴を説明する。
ところで、集合管１０４は、図２に示すように、排気センサ１１１のセンサ部１１１ａを設置するのに必要な面積分だけ、概略円錐形状の頂部を円形中心からずらしており、その頂部にエキゾーストマニホールド１０３の後端部１０３ｂの開口１０３ｃが形成されている。
【００１９】
これに対して、再循環パイプ１０は、排気側パイプ１２から連続して集合管１０４の内部空間内に向かうように突出する排気ガス導入管１５が設けられている。
排気ガス導入管１５は、集合管１０４の外縁付近に配置されている排気側パイプ１２から連続してその集合管１０４の内部空間内に向かうように突出している。この排気ガス導入管１５は、集合管１０４の内部空間内において、エキゾーストマニホールド１０３の開口１０３ｃ中心と排気センサ１１１のセンサ部１１１ａとを繋げる連続線Ｌｃに交差する方向Ｌｅに直線状に延長されている。
また、排気ガス導入管１５は、先端側の開口端１５ａがエキゾーストマニホールド１０３の開口１０３ｃ中心付近に位置する長さに形成されている。この排気ガス導入管１５の開口端１５ａは、延長方向（中心軸線）Ｌｅに対して斜めになって、排気センサ１１１のセンサ部１１１ａの反対側に向かって開口するように形成されている。
【００２０】
すなわち、排気ガス導入管１５は、開口断面１５ｂと同一の平面Ｐｅを境界面として導入穴１５ｃの背面側（排気側パイプ１２側）に排気センサ１１１のセンサ部１１１ａが位置するように延長形成されている。要するに、排気ガス導入管１５は、排気センサ１１１のセンサ部１１１ａを背面側に位置させるように導入穴１５ｃが開口している。
【００２１】
したがって、再循環パイプ１０は、直線状のパイプ部材の一端側（先端側）を斜めに切断して後端側を排気側パイプ１２側に連続させるように接続するだけで排気ガス導入管１５を取り付けることができ、安価に作製して設置することができる。
この排気ガス導入管１５は、先端側の開口端１５ａが集合管１０４内のエキゾーストマニホールド１０３の開口１０３ｃ付近に斜めに形成された形状で開口し位置していることから、排気センサ１１１のセンサ部１１１ａが酸素濃度を検出する近傍領域の排ガスを効果的に取り込むことができる。これにより、高品質な排気ガス再循環を実施することができる。
また、この再循環パイプ１０は、エンジン本体１００の停止時などに温度差で凝縮水が生じて始動時などの何らかの衝撃で排気ガス導入管１５の導入穴１５ｃから集合管１０４内に飛散する場合でも、その開口断面１５ｂと同一の平面Ｐｅよりも後側の背面側に位置する排気センサ１１１のセンサ部１１１ａにその凝縮水が掛かってしまうことがない。
【００２２】
このように本実施形態においては、排気ガス導入管１５を安価に作製して集合管１０４内に突出するように排気側パイプ１２側に連結するだけの簡易な構造でも、エキゾーストマニホールド１０３の開口１０３ｃ付近の排気ガスを効果的に取り込んで、吸気通路に送り込むことができ、排気ガス再循環機能の高精度かつ高品質な調整制御を実現することができる。
さらに、この再循環パイプ１０は、排気ガス導入管１５の導入穴１５ｃから飛散する凝縮水で排気センサ１１１のセンサ部１１１ａが被水してしまうことを未然に防止することができ、排気センサ１１１が損傷してしまうことを回避することができる。
【００２３】
ここで、本実施形態では、再循環パイプ１０の排気ガス導入管１５の開口端１５ａを斜めに切断する場合を一例にして説明するが、これに限るものではない。
例えば、図３に示すように、延長方向Ｌｅに対して直交する開口端２５ａを備える直線状の排気ガス導入管２５としてもよい。この場合にも、排気ガス導入管２５は、その開口端２５ａの開口断面２５ｂと同一の平面Ｐｅを境界面として導入穴２５ｃの背面側に排気センサ１１１のセンサ部１１１ａが位置するように設置するのが好適である。
また、図４に示すように、湾曲する排気ガス導入管３５としてもよい。この場合にも、排気ガス導入管３５は、その開口端３５ａの開口断面３５ｂと同一の平面Ｐｅを境界面として導入穴３５ｃの背面側に排気センサ１１１のセンサ部１１１ａが位置するように設置するのが好適である。
さらに、図示することは省略するが、この再循環パイプ１０は、上流側の集合管１０４に限らず、下流側の連結管１０６に連通設置する場合にも好適に適用することができ、排気センサ１１２のセンサ部が被水しないように排気ガス導入管を設置することができる。
【００２４】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２６】
１０   再循環パイプ
１１   吸気側パイプ
１２   排気側パイプ
１３   本体パイプ
１５、２５、３５     排気ガス導入管
１５ａ、２５ａ、３５ａ      開口端
１５ｂ、２５ｂ、３５ｂ      開口断面
１５ｃ、２５ｃ、３５ｃ      導入穴
１００ エンジン本体
１０１ 吸気通路
１０２ 排気通路
１０３ エキゾーストマニホールド
１０３ｃ      開口
１０４ 集合管
１０５ 触媒コンバータ
１０６ 連結管
１０７ 排気管
１１１、１１２       排気センサ
１１１ａ、１１２ａ   センサ部
Ｌｃ   連続線
Ｌｅ   延長方向
Ｐｅ   平面
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
2014051943.tif 000008
【図４】
2014051943.tif 000009