(57)【要約】アルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部を簡単な構成で効率的に冷却する。  気体を冷却水で冷却し熱交換するコア、気体流通路、および冷却水流通路がそれぞれケーシング１０内部に形成され、さらに気体流通路に連通する気体流入部１１と気体流出部１４、および冷却水流通路に連通する冷却水流入部１２と冷却水流出部１５がそれぞれケーシング１０に形成され、前記気体流入部１１はフランジ部１を介して外部の気体供給管に連通されるアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造において、  前記フランジ部１は、平板状に形成され、その内部に流通路８が形成され、該流通路８は冷却水供給管に連通していることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を冷却水で冷却し熱交換するコア、気体流通路、および冷却水流通路がそれぞれケーシング（１０）内部に形成され、さらに気体流通路に連通する気体流入部（１１）と気体流出部（１４）、および冷却水流通路に連通する冷却水流入部（１２）と冷却水流出部（１５）がそれぞれケーシング（１０）に形成され、前記気体流入部（１１）がフランジ部（１）を介して外部の気体供給管に連通されるアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造において、
前記フランジ部（１）は、平板状に形成され、その内部に流通路（８）が形成され、該流通路（８）は冷却水供給管に連通していることを特徴とするアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造。
【請求項２】
前記平板状のフランジ部（１）が複数枚のプレートからなる積層構造をしていることを特徴とする請求項１に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造。
【請求項３】
前記平板状のフランジ部（１）は、２枚の外プレート（２），（３）の間に中間プレート（４）を配置した３層構造であり、前記流通路（８）は気体供給管を貫通させる貫通孔（５）の周りを迂回するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造。
【請求項４】
前記ケーシング（１０）は管状に形成され、その軸方向の一端部にフランジ部（１）が固定され、フランジ部（１）のフランジ面は該軸方向に平行な面に形成され、前記冷却水流入部（１２）がフランジ（１）を介して冷却水供給管に連通していることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造。
【請求項５】
前記ケーシング（１０）は管状に形成され、その軸方向の一端部にフランジ部（１）が固定され、フランジ部（１）のフランジ面は該軸方向に垂直な面に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などのエンジン回りの冷却装置として利用されるアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲクーラは、車両等のエンジンから排出される高温の排ガスの一部をエンジンの吸気側に戻す際に、高温の排ガスを冷却するために用いられる。ＥＧＲクーラの軽量化や小型化を目的として、そのケーシングなどの材質をアルミニウム系としたアルミ製ＥＧＲクーラが多く採用されている。
ＥＧＲクーラのケーシングにはフランジ部が設けられ、そのフランジ部はエンジン回りに設けられた吸気マニホールドに形成したフランジ部にボルトなどで固定される。吸気マニホールドはエンジンから排出する排ガスの温度により高温になっており、その温度はＥＧＲクーラのフランジ部を介してケーシング本体に伝熱される。
ＥＧＲクーラのケーシングで一番高温となるのは前記フランジ部であり、何らかの冷却をしないとエンジンの排ガス温度に近い温度まで上昇してしまう。アルミ製のフランジ部の場合、その強度を維持するには温度を２００℃以下に維持する必要がある。
特許文献１にはＥＧＲクーラのフランジ部を冷却する冷却構造が開示されている。特許文献１の冷却構造は、ＥＧＲクーラのフランジ部を固定する吸気マニホールド側のフランジ部に冷却路が形成される。具体的には、吸気マニホールドのフランジ部の接合面に溝部を形成し、その接合面にＥＧＲクーラ側のフランジ部の接合面を密着させることにより、前記溝部の表面が閉鎖されて冷却水流通路を形成する。
上記構造において、ＥＧＲクーラの冷却水は先ず吸気マニホールド側のフランジ部に形成された冷却路に供給され、次にその排出側から流出する冷却水がＥＧＲクーラ側のフランジ部に設けた貫通孔を介してケーシング内に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１４３７６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に開示された冷却構造は、吸気マニホールド側のフランジ部に特殊な溝部を形成している。このような形状の大きな吸気マニホールド側のフランジを特殊形状に加工するには手間がかかる上に、吸気マニホールド全体構造が複雑化し、コスト増加の一因になる畏れがある。
本発明は、上記の問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の本発明は、気体を冷却水で冷却し熱交換するコア、気体流通路、および冷却水流通路がそれぞれケーシング内部に形成され、さらに気体流通路に連通する気体流入部と気体流出部、および冷却水流通路に連通する冷却水流入部と冷却水流出部がそれぞれケーシングに形成され、前記気体流入部がフランジ部を介して外部の気体供給管に連通されるアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造において、
前記フランジ部は、平板状に形成され、その内部に流通路が形成され、該流通路は冷却水供給管に連通していることを特徴とするアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造である。
請求項２に記載の発明は、前記平板状のフランジ部が複数枚のプレートからなる積層構造をしていることを特徴とする請求項１に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造である。
請求項３に記載の発明は、前記平板状のフランジ部が２枚の外プレートの間に中間プレートを配置した３層構造になっており、前記流通路は気体供給管を貫通させる貫通孔の周りを迂回するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造である。
請求項４に記載の発明は、前記ケーシングが管状に形成され、その軸方向の一端部にフランジ部が固定され、フランジ部のフランジ面は該軸方向に平行な面に形成され、前記冷却水流入部がフランジを介して冷却水供給管に連通していることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造である。
請求項５に記載の発明は、前記ケーシングが管状に形成され、その軸方向の一端部にフランジ部が固定され、フランジ部のフランジ面は該軸方向に垂直な面に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部冷却構造である。
【発明の効果】
【０００６】
前記第１の発明は、前記フランジ部が平板状に形成され、その内部に流通路が形成され、該流通路は前記冷却水供給管に連通していることを特徴とする。
このようにケーシング側のフランジ部と、フランジ部の冷却機構を一体化させることにより、その製造が容易化されると共に、吸気マニホールド等の固定相手側の構造が複雑化することを回避できる。その結果、熱交換システム全体の構成や構造が簡略化され、メンテナンスやコスト面の効果も大きい。
前記第２の発明は、前記フランジ部が複数枚のプレートからなる積層構造をしていることを特徴とする。
このように構成すると、フランジ部の内部に設けられる流通路が容易に加工できる。
前記第３の発明は、前記平板状のフランジ部が２枚の外プレートの間に中間プレートを配置した３層構造とされ、前記流通路は気体供給管を貫通させる貫通孔の周りを迂回するように形成されている。
このように構成すると、発熱源である気体供給管の貫通周囲を効率よく冷却することができる。また２枚の外プレートの間に中間プレートを配置した３層構造とすることにより、フランジ部が容易に加工できると共に、全体の厚さも薄くできる。そのためフランジ部の構造もより簡単化し且つ小型化される。
前記第４の発明は、前記ケーシングが管状に形成され、その軸方向の一端部にフランジ部が固定され、フランジ部のフランジ面は該軸方向に平行な面に形成され、前記冷却水流入部がフランジを介して冷却水供給管に連通していることを特徴とする。
このように構成したケーシングは、ケーシングの軸方向と平行な方向に吸気マニホールド等の接合面が配置される場合に好適に適用できる。また、フランジ内部の冷却水流通路と冷却水供給管との連通に、特別な配管が不要となる。
本発明の第５の発明は、前記ケーシングが管状に形成され、その軸方向の一端部にフランジ部が固定され、フランジ部のフランジ面は該軸方向に垂直な面に形成されていることを特徴とする。
このように構成したケーシングは、ケーシングの軸方向と直角な方向に吸気マニホールド等の接合面が配置される場合に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は第１の実施形態のフランジ部の分解斜視図。
図２は図１のフランジ部をケーシングに固定する際の状態を示す斜視図。
図３は図１に示すフランジ部をケーシングに固定した後、フランジ部の上側の外プレートを仮に外したと想定した斜視図。
図４は第２の実施形態のフランジ部をケーシングに固定した状態を示す底面図。
図５は図４におけるフランジ部の拡大斜視図。
図６は図５に示すフランジ部の分解斜視図。
図７は図３に示すフランジ部に冷却水を流通させた状態の温度分布を模式的に示す図。
図８は図３に示すフランジ部に冷却水を流通させない状態の温度分布を模式的に示す図。
図９は２枚のプレートから成るフランジ部の例１。
図１０は２枚のプレートから成るフランジ部の例２。
図１１は２枚のプレートから成るフランジ部の例３。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に示すアルミ製のフランジ部１は、上下２枚の外プレート２、３と、それらの間に装着する中間プレート４を備え、各プレートの外形は方形に近い形状になっている。２枚の外プレート２、３と中間プレート４の中央部に近い部分には気体供給管を貫通するための断面形状が偏平状で楕円形の貫通孔５が互いに重なる位置に設けられる。なお本実施形態においては、気体供給管の断面形状が楕円形の場合に適用できるように、上記貫通孔５の断面形状をそれに合わせて楕円形になっている。
上側の外プレート２には冷却水の流入孔６が設けられると共に、隅部の３か所にボルト孔７がそれぞれ設けられる。中間プレート４には貫通孔５を取り囲みそれを迂回するように細長い貫通孔が設けられ、この細長い貫通孔により冷却水の流通路８が形成される。これらボルト孔７はフランジ部１を固定相手のフランジ部にボルトで固定する孔である。
下側の外プレート３には前記上側の外プレート２の流入孔６に重なるように冷却水の流出孔９が設けられると共に、隅部の３か所にボルト孔７がそれぞれ設けられる。さらに下側の外プレート３におけるボルト孔７の設けられていない隅部には、中間プレート４に形成された流通路８の流出側に連通する冷却水の流出孔９ａが設けられる。なお中間プレート４に形成される流通路８の一方の端部（冷却水の流入側）は、上側プレート２の流入孔６と下側プレートの流出孔９に重なっている。
図２は、図１のフランジ部１をアルミ製のケーシング１０に一転鎖線の矢印のように近づけてロウ付けなどにより固定する際の状態を示す。図１のフランジ部１は予め２枚の外プレート２、３の間に中間プレート４を挟んだ状態でロウ付け等により互いに密着させて一体化される。すなわち複数のプレートを積層し互いに密着固定して構成したプレート積層型のフランジ部１を形成しておく。
ケーシング１０の外周面は、その軸方向断面がほぼ方形な管状に形成され、内部に複数のチューブが並列積層したコアと、それに連通する気体流通路および冷却水流通路が形成されている。ケーシング１０の軸方向一端部には、気体Ａを流入する気体流入部１１、冷却水Ｂを流入する冷却水流入部１２および前記フランジ部１の流通路の出口側から流出する冷却水Ｃを回収して流入させる第２冷却水流入部１３が設けられる。そして気体流入部１１の開口面は、ケーシング１０の軸方向に平行な面になっている。
ケーシング１０の軸方向の他端部には、気体Ａを流出する気体流出部１４が設けられ、ケーシング１０の中間部にはその内部で合流した冷却水Ｂ，Ｃを外部に流出する冷却水流出部１５が設けられる。
ケーシング１０の軸方向一端部の周面の一部には、平坦な固定部１０ａが形成され、その固定部１０ａにフランジ部１の下側の外プレート３がロウ付け等により固定される。その結果、ケーシング１０に固定されたフランジ部１のフランジ面は該軸方向に平行な面に形成される。なおフランジ部１をケーシング１０に固定する際は、フランジ部１の流入孔６，９とケーシング１０の冷却水流入部１２、フランジ部１の冷却水の流出孔９ａとケーシング１０の冷却水流入部１３等をそれぞれ互いに位置合わせする。
図３は図１のフランジ部１をケーシング１０に固定した後、内部に形成された流通路８における冷却水の流通方向を説明するため、フランジ１の上側の外プレート２を仮に外したと想定した場合の斜視図である。上側の外プレート２の流入孔６から流入した冷却水の一部は、下側の外プレート３の流出孔９からケーシング１０の冷却水流入部１２に流入し、残りの一部は気体供給管用の貫通孔１１の周りを迂回する流通路８に沿って出口側の流出孔９ａに流れ、そこからケーシングの第２冷却水流入部１３に流入する。
なお上側の外プレート２の流入孔６から流入した冷却水が流出孔９と流通路８に分流する割合は、両者の流通抵抗の比率を変えることにより変化される。例えば流通路８の流通断面と流出孔９の断面の大きさの比率を変えることによりその分流割合を変えることができる。
図２または図３に示すフランジ部１の流通路８に冷却水を流通させた状態と、冷却水を流通させない状態を実験した結果を図７、図８に模式的に示す。図７は流通路８に冷却水を流通させた状態で、図８は冷却水を流通させない状態である。実験では冷却水を流通させない状態を作るため、フランジ１の上側の外プレート２から流入する冷却水流が流通路８に流入しないように、流通路８の入口側を閉鎖し、全ての冷却水が流出孔９から流出するように設定した。
図中のハッチング領域は、アルミ製品にとって危険な２００℃以上の高温領域を表し、細かい点の集合領域は２００℃までは達しないが、比較的温度の高い領域を表している。図７に示すように、冷却水を流通させた状態では、高温の気体供給管が貫通する貫通孔１１の内側のみが２００℃以上の高温領域になっているが、その外側領域は全て充分に冷却効果が発揮されている。一方、図８に示す冷却水を流通させない場合は、フランジ部１を冷却水が通過する流通孔９付近から離れるに従ってより温度の高い領域が広範囲に発生し、２００℃以上の部分もかなり存在する。
図４は第２の実施形態のフランジ部１をケーシング１０に固定した状態を示す底面図である。図４において図１〜図３と同様な部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
ケーシング１０の外周面は、その軸方向断面がほぼ方形な管状に形成され、ケーシング１０の軸方向一端部に設けられた気体流入部１１の開口面は、ケーシング１０の軸方向に垂直な面になっており、該開口面はフランジ部１を固定する固定部１０ａを形成する。固定部１０ａにフランジ部１の外プレートがロウ付け等により固定される。その結果、ケーシング１０に固定されたフランジ部１のフランジ面は該軸方向に垂直な面となる。
ケーシング１０に冷却水を供給する冷却水供給管からバイパス管１ａが分岐しており、分岐したバイパス管１ａはフランジ部１の冷却水の流入孔に冷却水を供給し、冷却水の流出孔から流出する冷却水をケーシング１０における第２冷却水流入部１３に回収する。このようなバイパス管方式とすることにより、フランジ部１とケーシング部１０に分流する冷却水の分流割合を、調整弁等により容易に設定もしくは変更することができる。
図５は図４に示すフランジ部１の拡大斜視図で、図６は図５に示すフランジ部１の分解斜視図である。フランジ部１は、２つの外プレート２，３と中間プレート４を互いに固定した平板状のプレート積層型となっている。フランジ部１の外周形状は方形であり、その中心軸に気体供給管を貫通する貫通孔５が設けられる。なお本実施形態では、気体供給管の断面図形状が円形の場合に適用できるように、上記貫通孔５の断面形状をそれに合わせて円形になっている。
なお、分解斜視図である図６において、図面右側の外プレート２に形成した貫通孔５の周縁に円形の筒体２ａが設けられており、２つの外プレート２，３と中間プレート４を組み合わせる際に、その筒体２ａが中間プレート４の貫通孔５を貫通し、その先端が外プレート３の貫通孔５に挿入される。そして筒体２ａの外周面と中間プレート４の内周面の間に、図５に示されているような冷却水の流通路８が形成される。なお筒体２ａの内径はそれを貫通する気体供給管の外径に適合している。
以上、３枚のプレートによるフランジ部１の構造を説明したが、図９と図１０、図１１に示すように、２枚のプレートからなるフランジ部１であっても良い。
図９のものは、第１の実施形態の他の例であり、中間プレート４の替りに、２枚のプレート２、３のうち、１枚に溝加工がされ、その溝部分により流通路８が形成され、他１枚は流通路の形成されない単なる蓋となっている。
図１０のものは、第１の実施形態のさらに他の例であり、２枚のプレート２、３ともに溝加工が施され、それらの溝が合わさって１つの流通路８が形成される。
図１１のものは、第２の実施形態の他の例であり、図５の変形例である。図９のように、２枚のプレート２、３のうち、１枚に溝加工がされ、その溝部分により流通路８が形成され、他１枚は流通路の形成されない単なる蓋となっている。図１０の例のように、２枚のプレート２、３の夫々に溝加工を施こすこともできる。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明のフランジ部冷却構造は、自動車などの車両におけるアルミ製ＥＧＲクーラのフランジ部を冷却するために利用できる。
【符号の説明】
【００１０】
１  フランジ部
１ａ  バイパス管
２  外プレート
２ａ  筒体
３  外プレート
４  中間プレート
５  貫通孔
６  流入孔
７  ボルト孔
８  流通路
９  流出孔
９ａ  流出孔
１０  ケーシング
１０ａ  固定部
１１  気体流入部
１２  冷却水流入部
１３  第２冷却水流入部
１４  気体流出部
１５  冷却水流出部
Ａ  気体
Ｂ，Ｃ  冷却水
【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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