(57)【要約】部品点数を増加させずにＥＧＲパイプやその接続部にかかる応力集中を分散させる内燃機関の排気還流装置を提供する。上流側ＥＧＲパイプ１０の上流側には、触媒コンバータ５の直後の排気通路と上流側ＥＧＲパイプ１０とを接続する第１接続部１０ａが設けられ、上流側ＥＧＲパイプ１０の下流側には、ＥＧＲクーラ１１と上流側ＥＧＲパイプ１０とを接続する第２接続部１０ｂが第１接続部１０ａよりも上方に設けられ、上流側ＥＧＲパイプ１０は、第１接続部１０ａから略上方に延出し、且つ第１接続部１０ａと第２接続部１０ｂとの間に４つの屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを有し、４つの屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈのうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部１０ｄは、第１接続部１０ａからの距離と第２接続部１０ｂからの距離とがほぼ等しい位置に配置される。
2013054711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック近傍の排気通路の途中に備えられた排気浄化装置の直後の前記排気通路から吸気通路へ排気を還流するためのＥＧＲパイプを備える内燃機関の排気還流装置であって、
前記ＥＧＲパイプの上流側には、前記排気浄化装置の直後の前記排気通路と前記ＥＧＲパイプとを接続する第１接続部が設けられ、
前記ＥＧＲパイプの下流側には、前記吸気通路に通じる他のパイプ又はデバイスと前記ＥＧＲパイプとを接続する第２接続部が前記第１接続部よりも上方に設けられ、
前記ＥＧＲパイプは、前記第１接続部から略上方に延出又は前記第２接続部側で略水平方向に延出し、且つ前記第１接続部と前記第２接続部との間に複数の屈曲部を有し、
前記複数の屈曲部のうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部は、前記第１接続部からの距離と前記第２接続部からの距離とがほぼ等しい位置に配置されることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記第２接続部は、前記ＥＧＲパイプを流通したＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと前記ＥＧＲパイプとを接続し、
前記ＥＧＲパイプは、前記第２接続部から前記第１接続部へ向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲパイプの前記第１接続部からの延出方向が、前記第１接続部から略上方の前記排気浄化装置に沿った方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
前記複数の屈曲部は、前記第１接続部と前記最狭角屈曲部との間よりも、前記最狭角屈曲部と前記第２接続部との間に多く配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置される場合には、より狭角の屈曲部が前記第１接続部側又は前記第２接続部側に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に少なくとも１つ以上配置される場合において、当該屈曲部が１つ配置される場合には、前記屈曲部と前記最狭角屈曲部との距離が、前記屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との距離よりも大きい位置に配置され、前記屈曲部が２つ以上配置される場合には、前記屈曲部のそれぞれと前記最狭角屈曲部との距離の総和が、前記屈曲部のそれぞれと前記第１接続部又は前記第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。詳しくは、屈曲部を設けたＥＧＲパイプで当該ＥＧＲパイプやその接続部にかかる応力集中を分散させる内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気還流装置において、ＥＧＲパイプの熱伸縮による応力集中等を緩和し耐久性を向上させるためにＥＧＲパイプの一部に蛇腹部を設け、それに加え蛇腹部を設けたことに起因するＥＧＲパイプの振動を抑制するクランプ（ステー）を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術により耐久性を向上できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３８４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１の技術によると、蛇腹部及びクランプを設けたことにより、部品点数が増加し、内燃機関の排気還流装置の製造工数の増加、コストの増加及び重量の増加が生じていた。【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みたもので、その目的とするところは、部品点数を増加させずにＥＧＲパイプやその接続部にかかる応力集中を分散させる内燃機関の排気還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）内燃機関（例えば、後述の内燃機関１）のシリンダブロック（例えば、後述のシリンダブロック３ｂ）近傍の排気通路の途中に備えられた排気浄化装置（例えば、後述の触媒コンバータ５）の直後の前記排気通路から吸気通路へ排気を還流するためのＥＧＲパイプ（例えば、後述の上流側ＥＧＲパイプ１０）を備える内燃機関の排気還流装置（例えば、後述のＥＧＲ装置８）であって、前記ＥＧＲパイプの上流側には、前記排気浄化装置の直後の前記排気通路と前記ＥＧＲパイプとを接続する第１接続部（例えば、後述の第１接続部１０ａ）が設けられ、前記ＥＧＲパイプの下流側には、前記吸気通路に通じる他のパイプ又はデバイス（例えば、後述のＥＧＲクーラ１１）と前記ＥＧＲパイプとを接続する第２接続部（例えば、後述の第２接続部１０ｂ）が前記第１接続部よりも上方に設けられ、前記ＥＧＲパイプは、前記第１接続部から略上方に延出又は前記第２接続部側で略水平方向に延出し、且つ前記第１接続部と前記第２接続部との間に複数の屈曲部（例えば、後述の屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）を有し、前記複数の屈曲部のうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部（例えば、後述の最狭角屈曲部１０ｄ）は、前記第１接続部からの距離と前記第２接続部からの距離とがほぼ等しい位置に配置されることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。【０００７】
例えば三元触媒やＤＰＦ等の排気浄化装置が入熱により長手方向に伸長すると、排気浄化装置の直後の排気通路と第１接続部で接続されたＥＧＲパイプには、第１接続部や第２接続部に応力集中が生じる。（１）の発明によると、最狭角屈曲部が第１接続部からの距離と第２接続部からの距離とがほぼ等しい位置に配置されるので、第１接続部及び第２接続部から最も離れた部位で最も狭角にして金属製のＥＧＲパイプであっても最狭角屈曲部の屈曲角度を変え易くして応力集中を分散させ易くしている。これにより、最狭角屈曲部で第１接続部や第２接続部に生じる応力集中を大きく分散させ、さらに最狭角屈曲部以外の複数の屈曲部で最狭角屈曲部では分散させきれなかった応力集中を分散させる。したがって、ＥＧＲパイプに屈曲部を複数設けるという簡単な構成で、部品点数を増加させずにＥＧＲパイプやその接続部にかかる応力集中を分散させることができる。このため、従来技術のような部品点数が増加することに起因する内燃機関の排気還流装置の製造工数の増加、コストの増加及び重量の増加が生じることはない。【０００８】
（２）前記第２接続部は、前記ＥＧＲパイプを流通したＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ（例えば、後述のＥＧＲクーラ１１）と前記ＥＧＲパイプとを接続し、前記ＥＧＲパイプは、前記第２接続部から前記第１接続部へ向かって下方に傾斜していることを特徴とする（１）に記載の内燃機関の排気還流装置。【０００９】
（２）の発明によると、ＥＧＲパイプが第２接続部から第１接続部へ向かって下方に傾斜しているので、ＥＧＲクーラやＥＧＲパイプで生じる凝縮水がＥＧＲパイプに溜まらずに排気通路へ排出させることができる。【００１０】
（３）前記ＥＧＲパイプの前記第１接続部からの延出方向が、前記第１接続部から略上方の前記排気浄化装置に沿った方向であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の内燃機関の排気還流装置。【００１１】
（３）の発明によると、ＥＧＲパイプは排気浄化装置に接近するが、ＥＧＲパイプは金属製等であり熱害に強く問題が生じない。これにより、ＥＧＲパイプと熱害に弱く排気浄化装置近傍に配置できない他のデバイスとのレイアウトの最適化を図ることができる。【００１２】
（４）前記複数の屈曲部は、前記第１接続部と前記最狭角屈曲部との間よりも、前記最狭角屈曲部と前記第２接続部との間に多く配置されることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流装置。【００１３】
排気浄化装置が入熱により長手方向に伸長すると、排気浄化装置の直後の排気通路と第１接続部で接続されたＥＧＲパイプは、第１接続部側に引っ張られ第２接続部の応力集中が最も大きくなる。（４）の発明によると、複数の屈曲部がＥＧＲパイプにおける最狭角屈曲部と第２接続部との間に多く配置されるので、応力集中が最大となる第２接続部の応力集中を分散させることができる。【００１４】
（５）前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置される場合には、より狭角の屈曲部（例えば、後述の屈曲部１０ｈ）が前記第１接続部側又は前記第２接続部側に配置されることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流装置。【００１５】
排気浄化装置が入熱により長手方向に伸長すると、排気浄化装置の直後の排気通路と第１接続部で接続されたＥＧＲパイプには、第１接続部や第２接続部に応力集中が生じる。（５）の発明によると、より狭角の屈曲部が第１接続部側又は第２接続部側に配置される。このため、より狭角の屈曲部の方が金属製のパイプであっても屈曲角度を変えて応力集中を分散させ易く、より狭角の屈曲部が第１接続部や第２接続部に接近することから、第１接続部や第２接続部の応力集中を分散させることができる。【００１６】
（６）前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に少なくとも１つ以上配置される場合において、当該屈曲部が１つ配置される場合には、前記屈曲部と前記最狭角屈曲部との距離が、前記屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との距離よりも大きい位置に配置され、前記屈曲部が２つ以上配置される場合には、前記屈曲部のそれぞれと前記最狭角屈曲部との距離の総和が、前記屈曲部のそれぞれと前記第１接続部又は前記第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の内燃機関の排気還流装置。【００１７】
排気浄化装置が入熱により長手方向に伸長すると、排気浄化装置の直後の排気通路と第１接続部で接続されたＥＧＲパイプには、第１接続部や第２接続部に応力集中が生じる。（６）の発明によると、屈曲部が最狭角屈曲部と第１接続部又は第２接続部との間に少なくとも１つ以上配置される場合において、当該屈曲部が１つ配置される場合には、屈曲部と最狭角屈曲部との距離が、屈曲部と第１接続部又は第２接続部との距離よりも大きい位置に配置され、屈曲部が２つ以上配置される場合には、屈曲部のそれぞれと最狭角屈曲部との距離の総和が、屈曲部のそれぞれと第１接続部又は第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置される。すなわち、屈曲部は、第１接続部側又は第２接続部側に寄せて配置される。このため、屈曲部はより第１接続部側又は第２接続部側に配置された方が応力集中部位に近く応力集中を分散させ易いことから、第１接続部や第２接続部に生じる応力集中を分散させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、部品点数を増加させずにＥＧＲパイプやその接続部にかかる応力集中を分散させる内燃機関の排気還流装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＧＲ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】上記実施形態に係るＥＧＲ装置の概略構成を示し、（ａ）が前面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図３】上記実施形態に係るＥＧＲ装置のＥＧＲ通路全体を示す斜視図である。
【図４】上記実施形態に係る上流側ＥＧＲパイプを示す図である。
【図５】（ａ）が実施例に係る上流側ＥＧＲパイプを示す図であり、（ｂ）が比較例に係る上流側ＥＧＲパイプを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気還流装置であるＥＧＲ装置について説明する。
図１は、本実施形態に係るＥＧＲ装置８の概略構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るＥＧＲ装置８の概略構成を示し、（ａ）が前面図であり、（ｂ）が側面図である。図３は、本実施形態に係るＥＧＲ装置８のＥＧＲ通路９全体を示す斜視図である。
【００２１】
図１及び図２に示す内燃機関１は、４気筒２ａ〜２ｄを有するガソリン内燃機関である。内燃機関１は、吸気通路から流入する吸気が供給され、さらにこの吸気に燃料が噴射されて混合気が形成され、混合気が気筒２ａ〜２ｄ内で着火されて燃焼を行い、内燃機関１から排出される排気を排気通路へ流出させる。
内燃機関１には、その内燃機関１のシリンダヘッド３ａに吸気通路及び排気通路が接続される。吸気通路は、不図示であるが内燃機関１との接続部にインテークマニホルドを有する。一方、排気通路は、図１及び図２に示すように内燃機関１のシリンダヘッド３ａに内蔵されたエキゾーストマニホルドとシリンダヘッド３ａからの出口通路である排気チャンバ４とを有する。
排気チャンバ４の直下流の排気通路には、排気を浄化する触媒コンバータ５が配置される。触媒コンバータ５には、三元触媒が搭載され、排気中の一酸化炭素、炭化水素及び窒素酸化物を同時に酸化又は還元して浄化する。触媒コンバータ５は、図１及び図２に示すように内燃機関１のシリンダヘッド３ａの真下のシリンダブロック３ｂ近傍においてまっすぐ下方へ延出される排気通路の途中に備えられ、触媒コンバータ５の長手方向となる軸線方向が上下方向に対応している。
触媒コンバータ５よりも下流の排気通路６は、図２（ｂ）に示すように内燃機関１のオイルパン７の下方領域を回り込んで内燃機関１の背面側に延出される。
【００２２】
この内燃機関１には、内燃機関１から排出された排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路のインテークマニホルドから内燃機関１へ還流させるＥＧＲ装置８が設けられる。
ＥＧＲ装置８は、図３に示すように触媒コンバータ５の直後の排気通路から吸気通路のインテークマニホルドに接続されるＥＧＲ通路９を有する。
ＥＧＲ通路９は、触媒コンバータ５の直後の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込む上流側ＥＧＲパイプ１０と、上流側ＥＧＲパイプ１０に接続されたＥＧＲクーラ１１と、ＥＧＲクーラ１１の上方に配置されたＥＧＲ弁１２と、ＥＧＲ弁１２から内燃機関１のシリンダヘッド３ａ側面を通過してインテークマニホルドに接続される下流側ＥＧＲパッセージ１３と、から構成される。
なお、ＥＧＲ通路９は、通路断面形状が各構成により変化するが、少なからず所定の内径を確保するように設けられる。
【００２３】
上流側ＥＧＲパイプ１０は、金属製であり、触媒コンバータ５の直後の排気通路に接続され、触媒コンバータ５の前面に触媒コンバータ５の軸線方向に重なって上方へ延び途中で右側へ大きく曲がってＥＧＲクーラ１１に接続されている。上流側ＥＧＲパイプ１０の詳細については、後述する。
ＥＧＲクーラ１１は、上流側ＥＧＲパイプ１０を流通したＥＧＲガスを、当該ＥＧＲガスと内燃機関１の機関冷却水とを熱交換して冷却する。ＥＧＲクーラ１１は、内燃機関１のシリンダヘッド３ａの右側端部にＥＧＲガスが流通する通路部分を上下方向に向かせて配置されている。
ＥＧＲ弁１２は、ＥＧＲ通路９を流通するＥＧＲガスの流量を調整する。ＥＧＲ弁１２は、ＥＧＲクーラ１１と下流側ＥＧＲパッセージ１３との間に配置され、ＥＧＲクーラ１１よりも上方の内燃機関１のシリンダヘッド３ａ近傍の右側端部に設置される。ＥＧＲ弁１２は、ＥＣＵの指令等によりＥＧＲ通路９の通路断面積を変更することで、ＥＧＲ通路９を流通するＥＧＲガスの流量を調整する。
下流側ＥＧＲパッセージ１３は、アルミダイキャスト製であり、ＥＧＲ弁１２と内燃機関１のインテークマニホルドとを接続する。下流側ＥＧＲパッセージ１３は、ＥＧＲ弁１２から内燃機関１のシリンダヘッド３ａの側面に延出され、内燃機関１の背面でインテークマニホルドと接続される。
【００２４】
次に上流側ＥＧＲパイプ１０について詳述する。
上流側ＥＧＲパイプ１０は、図１及び図２（ａ）に示すように触媒コンバータ５の直後の排気通路からインテークマニホルドへＥＧＲガスを還流するＥＧＲ通路９の一部を構成する金属製のＥＧＲパイプである。上流側ＥＧＲパイプ１０の上流側には、触媒コンバータ５の直後の排気通路と上流側ＥＧＲパイプ１０とを接続する第１接続部１０ａが設けられる。上流側ＥＧＲパイプ１０の下流側には、ＥＧＲクーラ１１と上流側ＥＧＲパイプ１０とを接続する第２接続部１０ｂが第１接続部１０ａよりも上方に設けられる。すなわち上流側ＥＧＲパイプ１０は、第１接続部１０ａと、第１接続部１０ａよりも上方で且つ第１接続部１０ａよりも触媒コンバータ５から離間してＥＧＲクーラ１１と接続される第２接続部１０ｂと、を繋いでいる。
上流側ＥＧＲパイプ１０の第１接続部１０ａ及び第２接続部１０ｂには、それぞれ溶接された第１フランジ１０ａ１及び第２フランジ１０ｂ１が設けられている。このため、第１フランジ１０ａ１によって排気通路と上流側ＥＧＲパイプ１０とが接合され、第２フランジ１０ｂ１によって上流側ＥＧＲパイプ１０とＥＧＲクーラ１１とが接合されている。
【００２５】
上流側ＥＧＲパイプ１０は、図１及び図２に示すように第１接続部１０ａからまず上方に延出された縦方向部１０ｃと、縦方向部１０ｃから大きく右に曲がる最狭角屈曲部１０ｄと、最狭角屈曲部１０ｄから略水平方向に延出されＥＧＲクーラ１１に接続される横方向部１０ｅと、を備える。ここで、上流側ＥＧＲパイプ１０の横方向部１０ｅも下流側が上流側よりも上方に位置するように傾斜している。すなわち、上流側ＥＧＲパイプ１０は、出口である第２接続部１０ｂから入口である第１接続部１０ａに向かって下方に傾斜している。
【００２６】
上流側ＥＧＲパイプ１０は、図１及び図２（ａ）に示すように第１接続部１０ａからの縦方向部１０ｃの延出方向が、触媒コンバータ５の軸線方向と同じまっすぐ上方であり、触媒コンバータ５に沿った方向である。このため、上流側ＥＧＲパイプ１０の縦方向部１０ｃは、触媒コンバータ５に前面に並列して上方へ延出している。
ここで、上流側ＥＧＲパイプ１０は、図２（ｂ）に示すように第１接続部１０ａが触媒コンバータ５の直後の排気通路から内燃機関１の前面側に突出して排気通路に接続され、上流側ＥＧＲパイプ１０の縦方向部１０ｃが触媒コンバータ５に接触しないように触媒コンバータ５から離間して配置されている。
【００２７】
図４は、本実施形態に係る上流側ＥＧＲパイプ１０を示す図である。
上流側ＥＧＲパイプ１０は、図４に示すように縦方向部１０ｃと、最狭角屈曲部１０ｄと、横方向部１０ｅと、を有する。縦方向部１０ｃの排気通路と接続される下端は第１接続部１０ａとなっており、第１フランジ１０ａ１が溶接されている。第１フランジ１０ａ１の端面は、第１接続部１０ａからの縦方向部１０ｃの延出方向とは反対側の下方向を向いている。横方向部１０ｅのＥＧＲクーラ１１と接続される右端は第２接続部１０ｂとなっており、第２フランジ１０ｂ１が溶接されている。第２フランジ１０ｂ１の端面は、第２接続部１０ｂからの横方向部１０ｅの延出方向とは反対側の右方向を向いている。
【００２８】
上流側ＥＧＲパイプ１０は、図４に示すように第１接続部１０ａと第２接続部１０ｂとの間に４つの屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを有している。詳細には、上流側ＥＧＲパイプ１０は、縦方向部１０ｃに１つの屈曲部１０ｆを有し、縦方向部１０ｃと横方向部１０ｅとを繋ぐ最狭角屈曲部１０ｄを有し、横方向部１０ｅに２つの屈曲部１０ｇ、１０ｈを有する。つまり、複数の屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈは、上流側ＥＧＲパイプ１０における第１接続部１０ａと最狭角屈曲部１０ｄとの間である縦方向部１０ｃよりも、上流側ＥＧＲパイプ１０における最狭角屈曲部１０ｄと第２接続部１０ｂとの間である横方向部１０ｅに多く配置される。
そして４つの屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈのうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部１０ｄは、第１接続部１０ａからの距離と第２接続部１０ｂからの距離とがほぼ等しい位置に配置される。つまり、上流側ＥＧＲパイプ１０の縦方向部１０ｃと横方向部１０ｅとは、ほぼ等しい長さを有する。本実施形態では、縦方向部１０ｃと横方向部１０ｅとの長さの比率が、１対１．２程度である。
【００２９】
また、最狭角屈曲部１０ｄの屈曲角度が９０°近傍である。なお、最狭角屈曲部１０ｄの屈曲角度は、９０°近傍以上でも以下でもよく、例えば６０°近傍まで狭めることもできる。最狭角屈曲部１０ｄの屈曲角度が６０°近傍までで限界となるのは、これ以上屈曲角度を狭めてしまうと金属製のパイプが成形時に大きく扁平し耐久性に課題が生じるためである。
【００３０】
ここで、本実施形態では、最狭角屈曲部１０ｄ以外の２つの屈曲部１０ｇ、１０ｈが上流側ＥＧＲパイプ１０における最狭角屈曲部１０ｄと第２接続部１０ｂとの間である横方向部１０ｅに配置されている。そして、この横方向部１０ｅに配置された２つの屈曲部１０ｇ、１０ｈのうち、より狭角の屈曲部１０ｈが第２接続部１０ｂ側に配置される。
また、最狭角屈曲部１０ｄと第１接続部１０ａとの間に配置される屈曲部１０ｆは、屈曲部１０ｆと最狭角屈曲部１０ｄとの距離が、屈曲部１０ｆと第１接続部１０ａとの距離よりも大きい位置に配置される。また、最狭角屈曲部１０ｄと第２接続部１０ｂとの間に配置される２つの屈曲部１０ｇ、１０ｈは、屈曲部１０ｇ、１０ｈのそれぞれと最狭角屈曲部１０ｄとの距離の総和が、屈曲部１０ｇ、１０ｈのそれぞれと第２接続部１０ｂとの距離の総和よりも大きい位置に配置される。すなわち、最狭角屈曲部１０ｄ以外の３つの屈曲部１０ｆ、１０ｇ、１０ｈは、第１接続部１０ａ側又は第２接続部１０ｂ側に寄せて配置される。
なお、最狭角屈曲部１０ｄ以外の屈曲部１０ｆ、１０ｇ、１０ｈの屈曲角度は、最狭角屈曲部１０ｄの屈曲角度よりも広い角度で屈曲していればよい。
【００３１】
以上の構成を備えるＥＧＲ装置８では、内燃機関１から排出された排気の一部であるＥＧＲガスを、触媒コンバータ５の直後の排気通路から上流側ＥＧＲパイプ１０へ流入させ、ＥＧＲクーラ１１でＥＧＲガスを冷却させ、ＥＧＲ弁１２でＥＧＲガスの流量を調節し、下流側ＥＧＲパッセージ１３を流通してインテークマニホルドに還流させる。
【００３２】
これにより、本実施形態に係るＥＧＲ装置８によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、上流側ＥＧＲパイプ１０は、第１接続部１０ａから上方に延出し、且つ第１接続部１０ａと第２接続部１０ｂとの間に４つの屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを有し、４つの屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈのうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部１０ｄは、第１接続部１０ａからの距離（縦方向部１０ｃの長さ）と第２接続部１０ｂからの距離（横方向部１０ｅの長さ）とがほぼ等しい位置に配置される。
ここで、触媒コンバータ５が入熱により図２（ｂ）に示す軸線方向（触媒コンバータ５の長手方向）である下方向に伸長すると、触媒コンバータ５の直後の排気通路と第１接続部１０ａで接続された上流側ＥＧＲパイプ１０には、第１接続部１０ａや第２接続部１０ｂ、特に第１フランジ１０ａ１周辺や第２フランジ１０ｂ１周辺に応力集中が生じる。
本実施形態によると、最狭角屈曲部１０ｄが第１接続部１０ａからの距離（縦方向部１０ｃの長さ）と第２接続部１０ｂからの距離（横方向部１０ｅの長さ）とがほぼ等しい位置に配置されるので、第１接続部１０ａ及び第２接続部１０ｂから最も離れた部位で最も狭角にして金属製の上流側ＥＧＲパイプ１０であっても最狭角屈曲部１０ｄの屈曲角度を変え易くして応力集中を分散させ易くしている。これにより、最狭角屈曲部１０ｄで第１接続部１０ａの第１フランジ１０ａ１周辺や第２接続部１０ｂの第２フランジ１０ｂ１周辺に生じる応力集中を大きく分散させ、さらに最狭角屈曲部１０ｄ以外の３つの屈曲部１０ｆ、１０ｇ、１０ｈで最狭角屈曲部１０ｄでは分散させきれなかった応力集中を分散させる。
したがって、上流側ＥＧＲパイプ１０に屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを４つ設けるという簡単な構成で、部品点数を増加させずに上流側ＥＧＲパイプ１０やその接続部である第１接続部１０ａや第２接続部１０ｂ、特に第１フランジ１０ａ１周辺や第２フランジ１０ｂ１周辺にかかる応力集中を分散させることができる。このため、従来技術のような部品点数が増加することに起因するＥＧＲ装置８の製造工数の増加、コストの増加及び重量の増加が生じることはない。
【００３３】
本実施形態によると、上流側ＥＧＲパイプ１０が第２接続部１０ｂから第１接続部１０ａへ向かって下方に傾斜しているので、ＥＧＲクーラ１１や上流側ＥＧＲパイプ１０で生じる凝縮水が上流側ＥＧＲパイプ１０に溜まらずに排気通路６へ排出させることができる。
【００３４】
本実施形態では、上流側ＥＧＲパイプ１０の第１接続部１０ａからの縦方向部１０ｃの延出方向が、第１接続部１０ａから上方の触媒コンバータ５に沿った方向であるので、上流側ＥＧＲパイプ１０は触媒コンバータ５に接近するが、上流側ＥＧＲパイプ１０は金属製であり、また熱に弱いゴムや樹脂製の部品を有するものではないので、熱害に強く問題が生じない。これにより、上流側ＥＧＲパイプ１０と、ゴムや樹脂製の部品を有し熱害に弱く触媒コンバータ５近傍に配置できない他のデバイスとのレイアウトの最適化を図ることができる。
【００３５】
本実施形態では、４つの屈曲部１０ｄ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈは、第１接続部１０ａと最狭角屈曲部１０ｄとの間（縦方向部１０ｃ）よりも、最狭角屈曲部１０ｄと第２接続部１０ｂとの間（横方向部１０ｅ）に多く配置される。
ここで、触媒コンバータ５が入熱により図２（ａ）に示す軸線方向（触媒コンバータ５の長手方向）である下方向に伸長すると、触媒コンバータ５の直後の排気通路と第１接続部１０ａで接続された上流側ＥＧＲパイプ１０は、第１接続部１０ａ側に引っ張られ第２接続部１０ｂの第２フランジ１０ｂ１周辺の応力集中が最も大きくなる。本実施形態によると、２つの屈曲部１０ｇ、１０ｈが上流側ＥＧＲパイプ１０における最狭角屈曲部１０ｄと第２接続部１０ｂとの間（横方向部１０ｅ）に配置されるので、応力集中が最大となる第２接続部１０ｂの第２フランジ１０ｂ１周辺の応力集中を分散させることができる。
【００３６】
本実施形態では、２つの屈曲部１０ｇ、１０ｈが最狭角屈曲部１０ｄと第２接続部１０ｂとの間（横方向部１０ｅ）に配置され、より狭角の屈曲部１０ｈが第２接続部１０ｂ側に配置される。
ここで、触媒コンバータ５が入熱により図２（ｂ）に示す軸線方向（触媒コンバータ５の長手方向）である下方向に伸長すると、触媒コンバータ５の直後の排気通路と第１接続部１０ａで接続された上流側ＥＧＲパイプ１０は、第１接続部１０ａ側に引っ張られ第２接続部１０ｂの第２フランジ１０ｂ１周辺の応力集中が最も大きくなる。本実施形態によると、より狭角の屈曲部１０ｈが第２接続部１０ｂ側に配置される。このため、より狭角の屈曲部の方が金属製のパイプであっても屈曲角度を変えて応力集中を分散させ易く、より狭角の屈曲部１０ｈが第２接続部１０ｂに接近することから、応力集中が最大となる第２接続部１０ｂの第２フランジ１０ｂ１周辺の応力集中を分散させることができる。
【００３７】
本実施形態では、最狭角屈曲部１０ｄと第１接続部１０ａとの間（縦方向部１０ｃ）に配置される屈曲部１０ｆは、屈曲部１０ｆと最狭角屈曲部１０ｄとの距離が、屈曲部１０ｆと第１接続部１０ａとの距離よりも大きい位置に配置される。また、最狭角屈曲部１０ｄと第２接続部１０ｂとの間（横方向部１０ｅ）に配置される２つの屈曲部１０ｇ、１０ｈは、屈曲部１０ｇ、１０ｈのそれぞれと最狭角屈曲部１０ｄとの距離の総和が、屈曲部１０ｇ、１０ｈのそれぞれと第２接続部１０ｂとの距離の総和よりも大きい位置に配置される。すなわち、最狭角屈曲部１０ｄ以外の３つの屈曲部１０ｆ、１０ｇ、１０ｈは、第１接続部１０ａ側又は第２接続部１０ｂ側に寄せて配置される。
ここで、触媒コンバータ５が入熱により図２（ａ）に示す軸線方向（触媒コンバータ５の長手方向）である下方向に伸長すると、触媒コンバータ５の直後の排気通路と第１接続部１０ａで接続された上流側ＥＧＲパイプ１０には、第１接続部１０ａの第１フランジ１０ａ１周辺や第２接続部１０ｂの第２フランジ１０ｂ１周辺に応力集中が生じる。
本実施形態によると、３つの屈曲部１０ｆ、１０ｇ、１０ｈは、第１接続部１０ａ側又は第２接続部１０ｂ側に寄せて配置される。このため、最狭角屈曲部１０ｄ以外の３つの屈曲部１０ｆ、１０ｇ、１０ｈはより第１接続部１０ａ側又は第２接続部１０ｂ側に配置された方が応力集中部位に近く応力集中を分散させ易いことから、第１接続部１０ａの第１フランジ１０ａ１周辺や第２接続部１０ｂの第２フランジ１０ｂ１周辺に生じる応力集中を分散させることができる。
【００３８】
本発明者が上記のような、本実施形態に係る上流側ＥＧＲパイプ１０の効果を確認するため試験を行った。
図５は、実施例及び比較例に係る上流側ＥＧＲパイプを示す図であり、（ａ）が実施例に係る上流側ＥＧＲパイプを示し、（ｂ）が比較例に係る上流側ＥＧＲパイプを示す。図５上の斜線部が応力の高い部位を示す。
図５（ａ）に示す実施例に係る上流側ＥＧＲパイプは、本実施形態に係る上流側ＥＧＲパイプ１０を適用し本実施形態と同様なものである。図５（ｂ）に示す比較例に係る上流側ＥＧＲパイプは、屈曲部を複数有するが、本実施形態に係る上流側ＥＧＲパイプ１０のような最狭角屈曲部を有しないものである。
試験条件：実施例及び比較例の両上流側ＥＧＲパイプに触媒コンバータが入熱により軸線方向（触媒コンバータの長手方向）に伸張するのと同様な引張り負荷をかけた。
結果：実施例の上流側ＥＧＲパイプの第１接続部の応力Ａ１は、比較例の第１接続部の応力Ａ２に比して０．４倍となり、実施例に係る上流側ＥＧＲパイプの応力集中が低減された。
実施例の上流側ＥＧＲパイプの第２接続部の応力Ｂ１は、比較例の第２接続部の応力Ｂ２に比して０．７倍となり、実施例に係る上流側ＥＧＲパイプの応力集中が低減された。
上流側ＥＧＲパイプ全体では、実施例の全体応力Ｃ１は、比較例の全体応力Ｃ２に比して０．５倍となり、実施例に係る上流側ＥＧＲパイプの応力集中が低減された。
これにより、本実施形態に係る上流側ＥＧＲパイプの効果を確認することができた。
【００３９】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、複数の屈曲部は最狭角屈曲部を含み４つであったが、本発明は、複数の屈曲部は最狭角屈曲部を含み２つ以上であればよい。
また、上記実施形態では上流側ＥＧＲパイプは、第１接続部から上方に延出され、最狭角屈曲部を介して水平方向に延びるものであったが、本発明のＥＧＲパイプは、第１接続部から第２接続部側で略水平方向に延出され、最狭角屈曲部を介して略上方に延びるものであってもよい。
また、上記実施形態では、２つの屈曲部が最狭角屈曲部と第２接続部との間に配置され、より狭角の屈曲部が第２接続部側に配置されるものであったが、本発明では、２つ以上の屈曲部が最狭角屈曲部と第１接続部との間に配置される場合には、より狭角の屈曲部が第１接続部側に配置されるものであってもよい。
また、上記実施形態では、２つの屈曲部が最狭角屈曲部と第２接続部との間に配置され、屈曲部のそれぞれと最狭角屈曲部との距離の総和が、屈曲部のそれぞれと第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されるものであったが、本発明では、２つ以上の屈曲部が最狭角屈曲部と第１接続部との間に配置される場合には、屈曲部のそれぞれと最狭角屈曲部との距離の総和が、屈曲部のそれぞれと第１接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…内燃機関
２ａ〜２ｄ…気筒
３ａ…シリンダヘッド
３ｂ…シリンダブロック
４…排気チャンバ
５…触媒コンバータ
６…触媒コンバータよりも下流の排気通路
７…オイルパン
８…ＥＧＲ装置
９…ＥＧＲ通路
１０…上流側ＥＧＲパイプ
１０ａ…第１接続部
１０ａ１…第１フランジ
１０ｂ…第２接続部
１０ｂ１…第２フランジ
１０ｃ…縦方向部
１０ｄ…最狭角屈曲部
１０ｅ…横方向部
１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ…屈曲部
１１…ＥＧＲクーラ
１２…ＥＧＲ弁
１３…下流側ＥＧＲパッセージ
【図１】
2013054711.tif 000003
【図２】
2013054711.tif 000004
【図３】
2013054711.tif 000005
【図４】
2013054711.tif 000006
【図５】
2013054711.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月19日(2013.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック近傍の排気通路の途中に備えられた排気浄化装置の直後の前記排気通路から吸気通路へ排気を還流するためのＥＧＲパイプを備える内燃機関の排気還流装置であって、
前記ＥＧＲパイプの上流側には、前記排気浄化装置の直後の前記排気通路と前記ＥＧＲパイプとを接続する第１接続部が設けられ、
前記ＥＧＲパイプの下流側には、前記吸気通路に通じる他のパイプ又はデバイスと前記ＥＧＲパイプとを接続する第２接続部が前記第１接続部よりも上方に設けられ、
前記ＥＧＲパイプは、前記第１接続部から略上方に延出又は前記第２接続部側で略水平方向に延出し、且つ前記第１接続部と前記第２接続部との間に複数の屈曲部を有し、
前記複数の屈曲部のうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部は、前記第１接続部からの距離と前記第２接続部からの距離とがほぼ等しい位置に配置され、
前記最狭角屈曲部と前記第２接続部との間に配置される前記屈曲部の数は、前記第１接続部と前記最狭角屈曲部との間に配置される前記屈曲部の数よりも多いことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置され、より狭角の屈曲部が前記第１接続部側又は前記第２接続部側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に少なくとも１つ以上配置され、当該屈曲部が１つ配置される場合には、前記屈曲部と前記最狭角屈曲部との距離が、前記屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との距離よりも大きい位置に配置され、前記屈曲部が２つ以上配置される場合には、前記屈曲部のそれぞれと前記最狭角屈曲部との距離の総和が、前記屈曲部のそれぞれと前記第１接続部又は前記第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項７】
内燃機関のシリンダブロック近傍の排気通路の途中に備えられた排気浄化装置の直後の前記排気通路から吸気通路へ排気を還流するためのＥＧＲパイプを備える内燃機関の排気還流装置であって、
前記ＥＧＲパイプの上流側には、前記排気浄化装置の直後の前記排気通路と前記ＥＧＲパイプとを接続する第１接続部が設けられ、
前記ＥＧＲパイプの下流側には、前記吸気通路に通じる他のパイプ又はデバイスと前記ＥＧＲパイプとを接続する第２接続部が前記第１接続部よりも上方に設けられ、
前記ＥＧＲパイプは、前記第１接続部から略上方に延出又は前記第２接続部側で略水平方向に延出し、且つ前記第１接続部と前記第２接続部との間に複数の屈曲部を有し、
前記複数の屈曲部のうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部は、前記第１接続部からの距離と前記第２接続部からの距離とがほぼ等しい位置に配置され、
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置され、より狭角の屈曲部が前記第１接続部側又は前記第２接続部側に配置されることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項８】
前記最狭角屈曲部と前記第２接続部との間に配置される前記屈曲部の数は、前記第１接続部と前記最狭角屈曲部との間に配置される前記屈曲部の数よりも多いことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項９】
前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置される前記屈曲部のそれぞれと前記最狭角屈曲部との距離の総和が、前記屈曲部のそれぞれと前記第１接続部又は前記第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されることを特徴とする請求項７又は８項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項１０】
前記第２接続部は、前記ＥＧＲパイプを流通したＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと前記ＥＧＲパイプとを接続し、
前記ＥＧＲパイプは、前記第２接続部から前記第１接続部へ向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項１、５、６、７、８又は９に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項１１】
前記ＥＧＲパイプの前記第１接続部からの延出方向が、前記第１接続部から略上方の前記排気浄化装置に沿った方向であることを特徴とする請求項１、５、６、７、８、９又は１０に記載の内燃機関の排気還流装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月12日(2014.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック近傍の排気通路の途中に備えられた排気浄化装置の直後の前記排気通路から吸気通路へ排気を還流するためのＥＧＲパイプを備える内燃機関の排気還流装置であって、
前記ＥＧＲパイプの上流側には、前記排気浄化装置の直後の前記排気通路と前記ＥＧＲパイプとを接続する第１接続部が設けられ、
前記ＥＧＲパイプの下流側には、前記吸気通路に通じる他のパイプ又はデバイスと前記ＥＧＲパイプとを接続する第２接続部が前記第１接続部よりも上方に設けられ、
前記ＥＧＲパイプは、前記第１接続部から略上方に延出又は前記第２接続部側で略水平方向に延出し、且つ前記第１接続部と前記第２接続部との間に複数の屈曲部を有し、
前記複数の屈曲部のうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部は、前記第１接続部からの距離と前記第２接続部からの距離とがほぼ等しい位置に配置され、
前記最狭角屈曲部と前記第２接続部との間に配置される前記屈曲部の数は、前記第１接続部と前記最狭角屈曲部との間に配置される前記屈曲部の数よりも多いことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置され、より狭角の屈曲部が前記第１接続部側又は前記第２接続部側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に少なくとも１つ以上配置され、当該屈曲部が１つ配置される場合には、前記屈曲部と前記最狭角屈曲部との距離が、前記屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との距離よりも大きい位置に配置され、前記屈曲部が２つ以上配置される場合には、前記屈曲部のそれぞれと前記最狭角屈曲部との距離の総和が、前記屈曲部のそれぞれと前記第１接続部又は前記第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
内燃機関のシリンダブロック近傍の排気通路の途中に備えられた排気浄化装置の直後の前記排気通路から吸気通路へ排気を還流するためのＥＧＲパイプを備える内燃機関の排気還流装置であって、
前記ＥＧＲパイプの上流側には、前記排気浄化装置の直後の前記排気通路と前記ＥＧＲパイプとを接続する第１接続部が設けられ、
前記ＥＧＲパイプの下流側には、前記吸気通路に通じる他のパイプ又はデバイスと前記ＥＧＲパイプとを接続する第２接続部が前記第１接続部よりも上方に設けられ、
前記ＥＧＲパイプは、前記第１接続部から略上方に延出又は前記第２接続部側で略水平方向に延出し、且つ前記第１接続部と前記第２接続部との間に複数の屈曲部を有し、
前記複数の屈曲部のうち最も狭角に屈曲した最狭角屈曲部は、前記第１接続部からの距離と前記第２接続部からの距離とがほぼ等しい位置に配置され、
前記屈曲部が前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置され、より狭角の屈曲部が前記第１接続部側又は前記第２接続部側に配置されることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記最狭角屈曲部と前記第２接続部との間に配置される前記屈曲部の数は、前記第１接続部と前記最狭角屈曲部との間に配置される前記屈曲部の数よりも多いことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記最狭角屈曲部と前記第１接続部又は前記第２接続部との間に２つ以上配置される前記屈曲部のそれぞれと前記最狭角屈曲部との距離の総和が、前記屈曲部のそれぞれと前記第１接続部又は前記第２接続部との距離の総和よりも大きい位置に配置されることを特徴とする請求項４又は５項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項７】
前記第２接続部は、前記ＥＧＲパイプを流通したＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと前記ＥＧＲパイプとを接続し、
前記ＥＧＲパイプは、前記第２接続部から前記第１接続部へ向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項８】
前記ＥＧＲパイプの前記第１接続部からの延出方向が、前記第１接続部から略上方の前記排気浄化装置に沿った方向であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【国際調査報告】
2013054711.tif 000008
2013054711.tif 000009
2013054711.tif 000010
2013054711.tif 000011