(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路を形成する吸気通路形成部材と、
前記吸気通路形成部材に接続されて前記吸気通路内にＥＧＲガスを導入するＥＧＲ導入管と、
前記ＥＧＲ導入管の上流側に配置されるスロットルバルブと、
を備え、
前記ＥＧＲ導入管は、前記吸気通路の内壁側から前記吸気通路内に立ち上がる立ち上がり部と、吸気流れの方向の下流に向けて屈曲した後に開口する屈曲部とを有し、
前記ＥＧＲ導入管の前記屈曲部の外側には、吸入空気を整流する整流部材が設けられ、
前記整流部材は、前記屈曲部の外壁において、前記スロットルバルブに近接する側に位置する突起部によって形成され、
前記整流部材と前記スロットルバルブとの間には、仕切り板が設けられ、
前記整流部材は、吸気流れの方向で前記仕切り板と重畳する位置に配置されることを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項２】
請求項１記載のＥＧＲ装置において、
前記吸気通路の径方向において、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記整流部材の稜線部までの径方向の寸法が、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記仕切り板の上面までの径方向の寸法よりも大きく設定され、又は、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記整流部材の稜線部までの径方向の寸法が、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記仕切り板の上面までの径方向の寸法と略同等に設定されることを特徴とするＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるＥＧＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、スロットルバルブの開弁時における吸気騒音を抑制するために、吸気管の吸気通路内に仕切り板を固定する吸気装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１によれば、内燃機関の吸気通路に配置されたスロットルバルブの弁軸の回転により板状の弁体の一端側が吸気通路の上流側に移動して他端側が吸気通路の下流側に移動すると、弁体の一端側と吸気通路の内壁面との間に形成された間隙を通過した流速の高い空気流れが、弁体の下流の空気流れと混合して渦が発生することで吸気騒音が発生するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８７７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された吸気装置をＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置（排気ガス再循環装置）に適用し、吸気管にＥＧＲ導入部を配置した場合には、吸気通路内に突出するＥＧＲ導入部によって仕切り板を配置することが困難となる。
【０００６】
また、吸気管にＥＧＲ導入部を配置すると、空気流れの方向に沿った仕切り板の十分な長さを確保することができない場合が想定される。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、スロットルバルブの開弁時に発生する吸気騒音を抑制することが可能なＥＧＲ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、吸気通路を形成する吸気通路形成部材と、前記吸気通路形成部材に接続されて前記吸気通路内にＥＧＲガスを導入するＥＧＲ導入管と、前記ＥＧＲ導入管の上流側に配置されるスロットルバルブと、を備え、前記ＥＧＲ導入管は、前記吸気通路の内壁側から前記吸気通路内に立ち上がる立ち上がり部と、吸気流れの方向の下流に向けて屈曲した後に開口する屈曲部とを有し、前記ＥＧＲ導入管の前記屈曲部の外側には、吸入空気を整流する整流部材が設けられ、前記整流部材は、前記屈曲部の外壁において、前記スロットルバルブに近接する側に位置する突起部によって形成され、前記整流部材と前記スロットルバルブとの間には、仕切り板が設けられ、前記整流部材は、吸気流れの方向で前記仕切り板と重畳する位置に配置されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、整流部材によって整流される（仕切られる）ことにより、流速が異なる吸気同士の混合が阻止され、その境界部分に渦が発生することを最小限に止めて吸気騒音の発生を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、突起部がスロットルバルブに近接する側に位置することで、流速が異なる吸気同士を円滑且つ効率的に整流することできる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、整流部材を、吸気流れの方向で仕切り板と重畳する位置に配置することで、仕切り板によって仕切られた吸気をさらに整流することにより、吸気騒音の発生をより一層抑制することができる。
【００１４】
さらにまた、本発明は、前記吸気通路の径方向において、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記整流部材の稜線部までの径方向の寸法が、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記仕切り板の上面までの径方向の寸法よりも大きく設定され、又は、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記整流部材の稜線部までの径方向の寸法が、前記吸入空気の主流側の内壁面から前記仕切り板の上面までの径方向の寸法と略同等に設定されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、吸入空気の主流側の内壁面から整流部材の稜線部及び仕切り板の上面までの径方向の寸法をそれぞれ上記のように設定することで、仕切り板による吸気の仕切り作用と整流部材による吸気の整流作用とを効率的に併合することができる。仕切り作用と整流作用との併合により、吸気騒音の発生をより一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、スロットルバルブの開弁時に発生する吸気騒音を抑制することが可能なＥＧＲ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の参考実施形態に係るＥＧＲ装置が適用されたエンジンの概略分解斜視図である。
【図２】図１に示すＥＧＲブロックの拡大分解斜視図である。
【図３】スロットルバルブの取り付け面であるスロットル締結フランジ側からみたＥＧＲガス導入管の正面図である。
【図４】（ａ）は、ＥＧＲガス導入管に設けられた整流部材の正面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った拡大縦断面図、（ｃ）は、整流部材の平面図、（ｄ）は、整流部材の側面図である。
【図５】ＥＧＲガス導入管に整流部材が設けられた参考実施形態において、下部側間隙及び上部側間隙をそれぞれ通過した吸気が吸気通路内を流通する状態を示す説明図である。
【図６】整流部材が設けられていない比較例において、下部側間隙及び上部側間隙をそれぞれ通過した吸気が吸気通路内を流通する状態を示す説明図である。
【図７】参考実施形態及び比較例におけるスロットル開度と吸気流れの音圧レベルとの関係を示す特性図である。
【図８】本発明の実施形態において、スロットルバルブの取り付け面であるスロットル締結フランジ側からみたＥＧＲガス導入管の正面図である。
【図９】整流部材及び仕切り板が設けられた本実施形態において、下部側間隙及び上部側間隙をそれぞれ通過した吸気が吸気通路内を流通する状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の参考実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の参考実施形態に係るＥＧＲ装置が適用されたエンジンの概略分解斜視図、図２は、図１に示すＥＧＲブロックの拡大分解斜視図、図３は、スロットルバルブの取り付け面であるスロットル締結フランジ側からみたＥＧＲガス導入管の正面図である。なお、各図中に矢印で示される、「前後」及び「上下」は、車体の前後方向及び上下方向を示し、「左右」は、運転席から見た左右方向をそれぞれ示している。
【００１９】
図１に示されるように、エンジン１０は、図示しない自動車のエンジンルームに搭載される直列４気筒エンジンからなる。このエンジン１０は、図示しないシリンダブロックの上面に締結されるシリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の上面を被覆するヘッドカバー１４等を備えて構成されている。
【００２０】
シリンダヘッド１２の前面部には、４つの吸気ポート１６を有する吸気フランジ１８と、ＥＧＲガス供給孔２０を有するＥＧＲガス供給フランジ２２とがそれぞれ設けられている。なお、吸気ポート１６は図示しない燃焼室に連通し、ＥＧＲガス供給孔２０は、図示しないＥＧＲガス導入路やＥＧＲバルブを介して図示しない排気マニホールドに連通している。
【００２１】
シリンダヘッド１２の吸気サイドには、エンジン１０の図示しない燃焼室に対して吸気を導入する吸気機構が付設される。この吸気機構は、吸気マニホールド（吸気通路形成部材）２４と、吸気マニホールド２４と吸気ポート１６との間に介装される吸気プレート２６とを有する。
【００２２】
吸気マニホールド２４は、スロットルバルブ２８（図５参照）が締結されるスロットル締結フランジ３０を有する吸気導入管（吸気管）３２と、吸気導入管３２の上部に接続されるサージチャンバ３４と、サージチャンバ３４と吸気プレート２６とを接続する４つの分岐管３６とを備えている。スロットルバルブ２８及び吸気導入管３２の内部には、吸気が流通する単一の吸気通路３８が形成されている。
【００２３】
図５に示されるように、スロットルバルブ２８は、略断面円形状の吸気通路３８が貫通するスロットルボディ４０と、吸気通路３８と交差するように設けられた弁軸４２と、弁軸４２に固定された円板状の弁体４４とを備える。弁軸４２は、図示しない電動アクチュエータの回転駆動力によって所定角度の範囲内で回動可能に設けられている。
【００２４】
図２に示されるように、吸気導入管３２は、後記するＥＧＲブロック４６が締結されるＥＧＲガス導入フランジ４８を有する。ＥＧＲガス導入フランジ４８は、スロットル締結フランジ３０の近傍部位に設けられる（図１参照）。ＥＧＲガス導入フランジ４８には、ＥＧＲブロック４６が嵌入する嵌入孔５０と、一対のボルト５２（但し、一方のボルト５２のみを図示し他方のボルト５２の図示を省略）と、嵌入孔５０の周囲を囲繞しＥＧＲガス導入フランジ４８とＥＧＲブロック４６との嵌入部位をシールする図示しないシール部材とが設けられている。
【００２５】
ＥＧＲ装置は、ＥＧＲブロック４６と、図示しないＥＧＲバルブとを含む。ＥＧＲブロック４６は、吸気導入管３２の内壁面３２ａから突出して吸気通路３８内に臨むＥＧＲガス導入管５６と、スロットルバルブ２８の下流側に位置し、吸気通路３８内を流通する吸入空気（吸気）を整流する整流部材５８とを有する。
【００２６】
図１又は図２に示されるように、ＥＧＲブロック４６は、一対のボルト６０（但し、一方のボルト６０のみを図示し他方のボルト６０の図示を省略）を介してＥＧＲガス供給フランジ２２に締結されるエンジン側フランジ６２と、一対のボルト５２を介してＥＧＲガス導入フランジ４８に締結されるマニホールド側フランジ６３とを有する。エンジン側フランジ６２には、ＥＧＲガス供給孔２０に連通する開口６４が形成されている（図２参照）。また、ＥＧＲブロック４６は、エンジン側フランジ６２に形成された開口６４と、ＥＧＲガス導入管５６に形成された開口６６と連通させるＥＧＲガス導入路６８を有する。
【００２７】
図４（ａ）は、ＥＧＲガス導入管に設けられた整流部材の正面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った拡大縦断面図、図４（ｃ）は、整流部材の平面図、図４（ｄ）は、整流部材の側面図である。
【００２８】
ＥＧＲガス導入管５６は、ＥＧＲブロック４６の内部において、吸気通路３８の内壁面３２ａ側から吸気通路３８内に立ち上がる立ち上がり部７０ａと、立ち上がり部７０ａに連続し吸気流れ方向の下流に向けて屈曲した後に開口する屈曲部７０ｂとを有する（図４（ｃ）参照）。ＥＧＲガス導入管５６の屈曲部７０ｂの外壁側（外側）には、整流部材５８である突起部が一体的に形成されている。ＥＧＲブロック４６及び整流部材５８は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって一体的に形成される。
【００２９】
なお、参考実施形態では、整流部材５８をＥＧＲガス導入管５６と一体的に形成しているが、これに限定されるものではなく、ＥＧＲガス導入管５６と整流部材５８とをそれぞれ別体で構成し、整流部材５８を屈曲部７０ｂの外壁に対して、例えば、溶着等の結合手段によって一体的に接合するようにしてもよい。
【００３０】
整流部材５８は、屈曲部７０ｂの外壁において、スロットルバルブ２８に最も近接する側に位置する突起部によって形成される（後記する図５参照）。整流部材５８である突起部がスロットルバルブ２８に最も近接する側に位置することで、流速が異なる吸気同士を円滑且つ効率的に整流することできる。
【００３１】
図４（ｂ）に示されるように、整流部材５８は、縦断面において中央部に位置し高さ方向の寸法が最も大きい頂部７２と、頂部７２から左右側に等しく湾曲して形成された裾部７４とを有する。頂部７２が連続することで稜線部７６が形成される。
【００３２】
図４（ｃ）に示されるように、この稜線部７６は、ＥＧＲガス導入管５６の頭部５６ａと略同一の高さ方向の寸法を有し開口６６側に向かって頭部５６ａに連続する稜線部分７６ａと、ＥＧＲガス導入管５６の側部５６ｂに連続する稜線部分７６ｂとによって構成される。なお、頭部５６ａに連続する稜線部分７６ａと側部５６ｂに連続する稜線部分７６ｂとは、略鈍角状に交差するように形成される（図４（ｃ）参照）。
【００３３】
また、整流部材５８である突起部は、図４（ａ）に示されるように平面視して略菱形状に形成され、図４（ｃ）に示されるように正面視して山形状に形成されている。
【００３４】
参考実施形態に係るＥＧＲ装置が適用されたエンジン１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００３５】
スロットルバルブ２８が閉弁して弁体４４が吸気通路３８を閉塞した状態（スロットル開度０度）から図示しない電動アクチュエータを駆動させて弁体４４が徐々に回動すると、弁体４４の一端側（下方側）が吸気通路３８の上流側に変位すると共に、弁体４４の他端側（上方側）が下流側に変位する（図５の状態を参照）。
【００３６】
この弁体４４の回動変位により、弁体４４の一端側と吸気通路３８の内壁面３２ａとの間に形成される下部側間隙８０ａと、弁体４４の他端側と吸気通路３８の内壁との間に形成される上部側間隙８０ｂとをそれぞれ通過した吸気が吸気通路３８（吸気導入管３２）に沿って流入する。この場合、下部側間隙８０ａを通過した吸気（主流）の流速は、上部側間隙８０ｂを通過した吸気（伴流）の流速よりも大きく、吸気通路３８の外周部から中心部に向かって広範囲に分布している。
【００３７】
下部側間隙８０ａ及び上部側間隙８０ｂをそれぞれ通過した吸気は、さらにスロットルバルブ２８の下流側に配置され吸気通路３８の中心側に向かって膨出するＥＧＲガス導入管５６を通過する。
【００３８】
図５は、ＥＧＲガス導入管に整流部材が設けられた本実施形態において、下部側間隙及び上部側間隙をそれぞれ通過した吸気が吸気通路内を流通する状態を示す説明図、図６は、整流部材が設けられていない比較例において、下部側間隙及び上部側間隙をそれぞれ通過した吸気が吸気通路内を流通する状態を示す説明図である。
【００３９】
図５に示されるように、本実施形態では、下部側間隙８０ａを通過した吸気（主流）及び上部側間隙８０ｂを通過した吸気（伴流）が、整流部材５８によってそれぞれ整流される（仕切られる）ことにより、下部側間隙８０ａを通過した吸気と上部側間隙８０ｂを通過した吸気との混合が阻止される。この結果、流速が異なる吸気同士の衝突が回避され、その境界部分に渦が発生することを最小限に止めて吸気騒音の発生を抑制することができる。
【００４０】
これに対し、図６に示されるように、ＥＧＲガス導入管５６に整流部材５８が設けられていない比較例では、下部側間隙８０ａを通過した吸気の一部と上部側間隙８０ｂを通過した吸気の一部とが、ＥＧＲガス導入管５６の上流側近傍部位で衝突して吸気騒音が発生する。
【００４１】
図７は、参考実施形態及び比較例におけるスロットル開度と吸気流れの音圧レベルとの関係を示す特性図である。図７中において、参考実施形態の特性曲線を実線で示し、比較例の特性曲線を破線で示している。図７から諒解されるように、スロットル角度を０度から徐々に大きくして吸気通路３８を流通する吸気の流量が増大するにしたがい、比較例に対して参考実施形態では、所定のスロットル角度から音圧レベルが減少し、吸気騒音の発生が抑制されている。
【００４２】
このように参考実施形態では、ＥＧＲガス導入管５６の屈曲部７０ｂの外壁側に整流部材（突起部）５８を設けることで、スロットルバルブ２８の開弁時に発生する吸気騒音を抑制することができる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係るＥＧＲ装置について以下詳細に説明する。なお、前記参考実施形態に係るＥＧＲ装置と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し詳細な説明を省略する。
【００４４】
図８は、本実施形態において、スロットルバルブの取り付け面であるスロットル締結フランジ側からみたＥＧＲガス導入管の正面図、図９は、整流部材及び仕切り板が設けられた本実施形態において、下部側間隙及び上部側間隙をそれぞれ通過した吸気が吸気通路内を流通する状態を示す説明図である。
【００４５】
本実施形態に係るＥＧＲ装置では、新たに仕切り板９０が配設されていると共に、吸気流れの方向に沿って、スロットルバルブ２８、仕切り板９０、及び、整流部材５８がそれぞれ順次配置されている点で前記実施形態と相違している。
【００４６】
整流部材５８は、吸気流れの方向で仕切り板９０と重畳する位置に配置されている。整流部材５８を、吸気流れの方向で仕切り板９０と重畳する位置に配置することで、仕切り板９０によって仕切られた吸気をさらに整流することにより、吸気騒音の発生をより一層抑制することができる。
【００４７】
この仕切り板９０は、吸気流れ方向と略平行に配置されて吸気通路３８の内壁に両端部が固定された第１仕切り板９２と第２仕切り板９４とが組み合わされて構成される。第１仕切り板９２は、吸気流れ方向と直交する縦断面が台形状からなり、吸気通路３８の径方向内側に向かって凸形状に突出して形成される。吸気通路３８の内壁と第１仕切り板９２とによって下部側間隙８０ａを通過した吸気を取り囲むことで、下部側間隙８０ａを通過した吸気が上部側間隙８０ｂを通過した吸気と混合することを回避している（図９参照）。第２仕切り板９４は、平板状からなり、平板状の第２仕切り板９４の中央部を第１仕切り板９２の中央部に固定している。
【００４８】
次に、仕切り板９０と、仕切り板９０の下流側に配置されＥＧＲガス導入管５６の屈曲部７０ｂの外壁側に設けられた整流部材５８との関係について説明する。
【００４９】
図８に示されるように、スロットルバルブ２８の取り付け面であるスロットル締結フランジ３０を正面視したとき、第１仕切り板９２の片側を通る仮想線Ａと、第２仕切り板９４を通る仮想線Ｂとによって形成される角度θの範囲内に、整流部材５８の稜線部７６が入る（位置する）ように設定されるとよい。角度θの範囲内に整流部材５８の稜線部７６が位置するように設定されることで、仕切り板９０による吸気の仕切り作用と整流部材５８による吸気の整流作用とを効率的に併合することができるからである。
【００５０】
また、径方向の寸法関係としては、図９に示されるように、吸気通路３８の径方向において、下部側間隙８０ａを通過した主流側の吸気通路３８の内壁面３２ａから整流部材５８の稜線部７６までの径方向の寸法Ｈ１が、下部側間隙８０ａを通過した主流側の吸気通路３８の内壁面３２ａから仕切り板９０（９２）の上面までの径方向の寸法Ｈ２よりも大きく設定されるとよい（Ｈ１＞Ｈ２）。又は、吸気通路３８の径方向において、下部側間隙８０ａを通過した主流側の吸気通路３８の内壁面３２ａから整流部材５８の稜線部７６までの径方向の寸法Ｈ１が、下部側間隙８０ａを通過した主流側の吸気通路３８の内壁面３２ａから仕切り板９０（９２）の上面までの径方向の寸法Ｈ２と略同等（Ｈ１≒Ｈ２）に設定されるとよい。
【００５１】
主流側の吸気通路３８の内壁面３２ａから整流部材５８の稜線部７６及び仕切り板９０の上面までの径方向の寸法（Ｈ１、Ｈ２）をそれぞれ上記（Ｈ１＞Ｈ２、又は、Ｈ１≒Ｈ２）のように設定することで、仕切り板９０による吸気の仕切り作用と整流部材５８による吸気の整流作用とを効率的に併合することができる。この仕切り作用と整流作用との併合により、吸気騒音の発生をより一層抑制することができる。
【符号の説明】
【００５２】
２４    吸気マニホールド（吸気通路形成部材）
２８    スロットルバルブ
３８    吸気通路
５６    ＥＧＲガス導入管（ＥＧＲ導入管）
５８    整流部材（突起部）
６６    開口
７０ａ  立ち上がり部
７０ｂ  屈曲部
７６    稜線部
９０    仕切り板
９２    第１仕切り板
９４    第２仕切り板
【図１】
0006040128.tif 000002
【図２】
0006040128.tif 000003
【図３】
0006040128.tif 000004
【図４】
0006040128.tif 000005
【図５】
0006040128.tif 000006
【図６】
0006040128.tif 000007
【図７】
0006040128.tif 000008
【図８】
0006040128.tif 000009
【図９】
0006040128.tif 000010