(57)【要約】【課題】  高温のＥＧＲガスによる軸線方向の伸びと圧力変動の両方に対応して切損のない、かつ可撓性を併せもつＥＧＲパイプの提供を目的としている。【解決手段】  エンジンの排出ガスの１部を排気系（３）から取り出して吸気系（２）に戻し所定の燃焼温度以下に燃焼温度を制御するＥＧＲ用のＥＧＲパイプ（６）において、該ＥＧＲパイプ（６）は半径方向に変位して、軸方向の変位を吸収する可撓性機構（１６）を介装している。【選択図】  図１
2006029197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排出ガスの１部を排気系から取り出して吸気系に戻し所定の燃焼温度以下に燃焼温度を制御するＥＧＲ用のＥＧＲパイプにおいて、該ＥＧＲパイプは半径方向に変位して、軸方向の変位を吸収する可撓性機構を介装したことを特徴としているＥＧＲパイプ。
【請求項２】
前記可撓性機構は、全体が曲面から成り、半径方向外方へ突出した突起部分で構成されている請求項１のＥＧＲパイプ。
【請求項３】
前記可撓性機構は、全体が曲面から成り、半径方向外方へ突出した半径方向外方突出部分と軸線方向に延在した延在部分とを有している請求項１のＥＧＲパイプ。
【請求項４】
エンジンの排出ガスの１部を排気系から取り出して吸気系に戻し所定の燃焼温度以下に燃焼温度を制御するＥＧＲ用のＥＧＲパイプにおいて、該ＥＧＲパイプは軸方向へ潰れて、且つ、半径方向外方へ膨張する蛇腹状部分を介装したことを特徴としているＥＧＲパイプ。
【請求項５】
前記蛇腹状部分は、螺旋形状に構成されている請求項４のＥＧＲパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの排出ガスの１部を排気系から取り出して吸気系に戻し所定の燃焼温度以下に燃焼温度を制御するＥＧＲ用のＥＧＲパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４、５は本発明のＥＧＲパイプが装着される周辺の構成を示している。
図４は過給なしの自然吸気エンジンを示していて、吸気管２の所定位置と排気管３の所定位置との間にＥＧＲ（排気再循環）のためのＥＧＲパイプ６が取付けられている。
【０００３】
ＥＧＲは周知のように燃焼状態に応じてＮＯｘを低減させるようにＥＧＲの量を制御するので、燃焼状態を検知するセンサーＳに信号線Ｌｓで連結された制御装着Ｃ．Ｕが記憶装置Ｍに内蔵されたデータを参照して排気絞り８やＥＧＲ弁９を制御線Ｌ８、Ｌ９を介して制御するように構成されている。
【０００４】
図５は過給機付のエンジンＥを示していて、圧縮機Ｃから吸気マニホールド４に通じる吸気管２の所定の位置に設けた合流部２ａと、排気タービンＴから排気マニホールド５に通じる排気マニホールド５の所定の位置に設けた分岐部３ａと、にＥＧＲパイプ６が連結されている。
なお、２点鎖線で示めされる符号１１は周辺部材への熱害防止用のチューブである。
【０００５】
したがって、ＥＧＲパイプ６には、ＥＧＲパイプ６の着脱性、周辺部材への熱害配慮を前提として、ＥＧＲガス温度による膨張負荷と膨張収縮の繰り返し負荷と、背圧のとくに排気ブレーキをかけた時の管内圧力の上昇による圧力負荷とその圧力変動の繰り返し負荷とに耐える特性を有することが必要である。
【０００６】
図６及び図７は、従来のＥＧＲパイプ６の側面（図６）と、その上面（図７）を示している。
図において、両端のフランジ１３、１４は前記図４、５の合流部２ａと、分岐部３ａとに取付けられるように構成されていて、フランジ１３と１４の間を錆びの生じない管１１で連結し、管１１には曲げ部７ａ、７ｂが形成されている。
【０００７】
その管１１の適所に蛇腹１０ａが形成されていて、着脱時の作業容易のための可撓性をもたせると共に、熱による伸縮を吸収し、また管内圧力の変動を吸収している。
【０００８】
図８は上記の必要条件を充たすための従来の機構としての蛇腹状の構造を示している。ＥＧＲパイプ６に装着あるいは型で１体に形成されたサイン曲線状の蛇腹１０ａが、複数条にわたって軸線に直交して等ピッチで平行に設けられている。
【０００９】
このようなサイン曲線状の蛇腹１０ａは製造が容易な長所を有する反面、蛇腹の１部が破損しやすいという欠点を併せて有している。
【００１０】
ＥＧＲ用パイプについては、従来から種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、これらの技術は蛇腹の配置や還流ガスの放熱に関していて、蛇腹にかかわる形状あるいは軸線方向の伸びと圧力変動の両方に対応し、かつ可撓性を併せもつ技術は開示されていない。
【特許文献１】特開平８−３３８３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、高温のＥＧＲガスによる軸線方向の伸びと圧力変動の両方に対応して切損のない、かつ可撓性を併せもつＥＧＲパイプの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＥＧＲパイプは、エンジンの排出ガスの１部を排気系（３）から取り出して吸気系（２）に戻し所定の燃焼温度以下に燃焼温度を制御するＥＧＲ用のＥＧＲパイプ（６）において、該ＥＧＲパイプ（６）は半径方向に変位して、軸方向の変位を吸収する可撓性機構を介装したことを最も主要な特徴とする（請求項１）。
実施に際しては、ＥＧＲパイプは少なくとも１つ以上の曲がり部を有することが好ましい。
【００１３】
ここで、前記可撓性機構は、全体が曲面から成り、半径方向外方へ突出した突起部分（１７）で構成されていることが好ましい（請求項２）。
【００１４】
前記可撓性機構は、全体が曲面から成り、半径方向外方へ突出した突出部分（２３）と軸線方向に延在した軸線方向延在部分（２５）とを有しているのが好ましい（請求項３）。
【００１５】
本発明のＥＧＲパイプは、エンジンの排出ガスの１部を排気系（３）から取り出して吸気系（２）に戻し所定の燃焼温度以下に燃焼温度を制御するＥＧＲ用のＥＧＲパイプ（８）において、該ＥＧＲパイプ（６）は軸方向へ潰れて、且つ、半径方向外方へ膨張する蛇腹状部分（３６）を介装したことを最も主要な特徴とする（請求項４）。
【００１６】
前記蛇腹状部分（３６）は、螺旋形状に構成されていることが好ましい（請求項５）。
実施に際して、螺旋の傾斜角を１５〜４５度に形成することがよい。
【発明の効果】
【００１７】
上述した様な構成を具備する本発明（請求項１）によれば、半径方向に変位して軸方向の変位を吸収する可撓性機構を介装しているので、ＥＧＲパイプが加熱されて軸線方向に伸びても可撓性機構によってＥＧＲパイプにかかる応力が低減され、また管内の圧力変動による繰り返し応力が低減されて、従来のベローズに生じた切損等が起こらない利点がある。また、可撓性機構によって、ＥＧＲパイプの吸、排気系への取付けは従来の蛇腹状部と同様に容易である。
【００１８】
また、可撓性機構が全体に曲面で形成され半径方向外方へ突出している（請求項２）ので、この曲面の変形によって軸方向への変位を吸収することが容易で、軸方向への伸びの吸収と圧力変動の吸収量が大きく従来のベローズに生じた切損等が起こらない利点がある。
【００１９】
また、可撓性機構が全体に曲面で形成され、半径方向外方へ突出している突出部分と軸線方向に延在した延在部分とを有している（請求項３）ので、変形量を大きくとることができて、軸方向への伸びの吸収と圧力変動の吸収量が大きく従来のベローズに生じた切損等が起こらない利点がある。
【００２０】
前述した様な構成を具備する本発明（請求項４）によれば、ＥＧＲパイプは軸方向へ潰れて、且つ、半径方向外方へ膨張する蛇腹状部分を介装しているので、軸方向への伸びの吸収と圧力変動の吸収量が大きく従来のベローズに生じた切損等が起こらない利点がある。また、製造が容易な利点がある。
【００２１】
前記蛇腹状部分は、螺旋形状に構成されている（請求項５）ので、その傾斜（１５〜４５度）によって軸方向の実伸びが低減され応力振幅が低減される利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明を構成する可撓性機構の第１の実施形態の側断面図である。
図１において、可撓性機構１６は、ＥＧＲ管６に半径方向外方に管壁全周にわたって突出する突起部分１７で構成されている。
【００２３】
突起部分１７は、管壁から上方手前に反り返る第１の円弧部１８と、第１の円弧部１８に接続して上方先方に反り返る第２の円弧部１９と、第２の円弧部１９に接続して管壁にほぼ平行にかつ、半径方向外方に膨らんでいる第３の円弧部２０とで、突起部分１７の半分が形成されている。
【００２４】
相対的に、第1及び第２の円弧部１８、１９の曲率は第３の円弧部２０より小さく、曲率中心は管壁の外方にあり、第３の円弧部２０の曲率中心は第３の円弧部２０の半径方向内方にあって形成されている。
【００２５】
突起部分１７の他の半分は、第３の円弧部２０の端部で第２の円弧部１９と対称する第４の円弧部２１と、第１の円弧部１８と対称する第５の円弧部２２とで対称に形成されている。
【００２６】
また、管壁〜第1の円弧部１８〜第４の円弧部２２〜管壁の接続は、すべてが滑らかに接続されて、全体が曲面で構成されている。
【００２７】
この突起部分１７の曲面の長い構成によって、軸線方向に直交する方向への曲げを許容する可撓性を有してＥＧＲパイプ６のエンジンＥへの着脱性を容易にしている。
【００２８】
上記構成の可撓性機構１６は、図６及び図７で示したＥＧＲパイプ６の適宜の位置に蛇腹部分１０ａに替えた状態で取付けられ、そのＥＧＲパイプ６のエンジンへの取付けはフランジ１３、１４が図４、５に示す排気管３の分岐部３ａと吸気管２の合流部２ａに取付けられる。このとき突起部分１７が従来の蛇腹部分より曲げ剛性が小さく、フランジ１３、１４の取付け作業が容易である。
【００２９】
そして、エンジンの運転時、特にＥＧＲ時に、高温のＥＧＲガスによるＥＧＲパイプ６の軸線方向への伸びは、突起部分１７を前後の両側から圧縮して半径方向外方に２点鎖線２０Ａの方向に膨張して変形し、伸びを吸収し弱部に応力を集中させない。
【００３０】
また、エキゾーストブレーキ時に背圧が上昇して管壁に与えるフープ応力は、管径に比して大径の突起部分１７で吸収して管壁の破損を防護するので、従来の蛇腹部分で生じた破損等は起こらない。
【００３１】
なお、ＥＧＲパイプ６の伸長は、フランジ１３と１４が固定されることによって抑制され１部は内部応力となり、他部は変形となる。このＥＧＲパイプ６においては、弾性の小さい突起部分１７の変形でほとんどが吸収され、その他は曲げ部７ａ、７ｂの曲げ角度の変化によって吸収される。
また、内圧の増加は、突起部１７の半径方向外方への変形によってほとんどが吸収される。
【００３２】
図２は本発明を構成する可撓性機構の第２の実施形態の側断面図である。
図２において、可撓性機構１６Ａは、ＥＧＲ管６に半径方向外方に管壁全周にわたって突出する突出部分２３と、突出部分２３に一体に接続されて軸線方向に延在している延在部分２５とで構成されている。
【００３３】
突出部分２３は、管壁から上方手前に反り返る第１の円弧部３３と、第１の円弧部３３に接続して上方先方に反る第２の円弧部３２と、第２の円弧部３２に接続して管壁に対して緩やかな傾斜で上昇し、半径方向外方に僅かに膨らむ第３の円弧部３１とで、構成されている。
【００３４】
延在部分２５は、第３の円弧部３１の端部３１ａに接続して半径方向内方に湾曲する第４の円弧部３０と、第４の円弧部３０の端部に接続して第１の円弧部３３の方向に戻る平板状の平板部２９と、平板部２９の端部に接続して第４の円弧部３０方向に反り返って管壁に接続する第５の円弧部２８とで、構成されている。
【００３５】
相対的に、第1、第４及び第５の円弧部３３、３０、２８の曲率は小さくて曲率中心は管壁の外方にあり、第２の円弧部３２の曲率はやや大きくて半径方向の内方に曲率中心があり、第３の円弧部３１は曲率が大きくて曲率中心は第３の円弧部３１の半径方向内方にあって形成されている。
【００３６】
また、管壁〜第1の円弧部３３〜第５の円弧部２８〜管壁の接続は、すべてが滑らかに接続されて、全体が曲面で構成されている。
【００３７】
この可撓性機構１６Ａの曲面の長い構成によって、軸線方向に直交する方向への曲げを許容する可撓性を有してＥＧＲパイプ６のエンジンＥへの着脱性を容易にしている。
【００３８】
上記構成の可撓性機構１６Ａは、図６及び図７で示したＥＧＲパイプ６の適宜の位置に蛇腹部分１０ａに替えた状態で取付けられ、そのＥＧＲパイプ６のエンジンＥへの取付はフランジ１３、１４が図４、５に示す排気管３の分岐部３ａと吸気管２の合流部２ａに取付けられる。このとき可撓性機構１６Ａが従来の蛇腹部分より曲げ剛性が小さく、フランジ１３、１４の取付け作業が容易である。
【００３９】
そして、エンジンの運転時、特にＥＧＲ時に、高温のＥＧＲガスによるＥＧＲパイプ６の軸線方向への伸びは、突出部分２３を前後の両側から圧縮して半径方向外方に２点鎖線２４Ａの方向に膨張して変形し、伸びを吸収し弱部に応力を集中させない。
【００４０】
また、エキゾーストブレーキ時に背圧が上昇して管壁に与えるフープ応力は、突出部分２３と延在部分２５の内容積を膨張、増加させて圧力と圧力変動を吸収するので、従来の蛇腹部分で生じた破損等は起こらない。
【００４１】
図３は本発明の第３の実施形態を構成する蛇腹状部分の側断面図である。
図３において、複数の蛇腹状部分３６は、ＥＧＲ管６の軸心に”θ＝１５〜４５度”の傾斜を設けたて螺旋形状に構成されている。
【００４２】
蛇腹状部分３６は、図においては外方への凸部３８と内方への凸部３９とでサイン曲線状に形成されているが、管壁の外方に凸な円弧と内方に凸な円孤をずらせて突き合わせた形状であってもよい。
【００４３】
この複数の蛇腹状部分３６によって、軸線方向に直交する方向への曲げを許容する可撓性を有してＥＧＲパイプ６のエンジンＥへの着脱性を容易にしている。
【００４４】
上記構成の蛇腹状部分３６は、図６及び図７で示したＥＧＲパイプ６の適宜の位置に蛇腹部分１０ａに替えた状態で取付けられ、そのＥＧＲパイプ６のエンジンへの取付けはフランジ１３、１４が図４、５に示す排気管３の分岐部３ａと吸気管２の合流部２ａに取付けられる。このとき蛇腹状部分３６が従来の蛇腹部分より曲げ剛性が小さく、フランジ１３、１４の取付け作業が容易である。
【００４５】
そして、エンジンの運転時、特にＥＧＲ時に、高温のＥＧＲガスによるＥＧＲパイプ６の軸線方向への伸びは、蛇腹状部分３６の傾斜した軸線方向に伸びて管軸方向の伸びを低減させる。したがって、ＥＧＲパイプ６の軸線方向への伸びの低減は応力の低減となって蛇腹状部分３６の破損を起こさせない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のＥＧＲパイプの可撓性機構を備えた第1の実施形態を示す側断面図である。
【図２】第２の実施形態を示す側断面図である。
【図３】第３の実施形態を示す側断面図である。
【図４】本発明のＥＧＲパイプが装着されるエンジンの周辺を示している構成図である。
【図５】本発明のＥＧＲパイプが装着される別のエンジン周辺構成を示している構成図である。
【図６】可撓性機構の取付位置を示すＥＧＲパイプの上面図である。
【図７】同上の側面図である。
【図８】従来の可撓性機構を示す側、断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
２・・・吸気管
３・・・排気管
４・・・吸気マニホールド
５・・・排気マニホールド
６・・・ＥＧＲパイプ
１０ａ・・・蛇腹部分
１６、１６Ａ・・・可撓性機構
３６・・・蛇腹状部分
【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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