(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラの構成が複雑化することを抑制しつつ、複数の排気流路のうち特定の排気流路に偏って排気が流入することを抑制する。【解決手段】ＥＧＲ装置は、排気の一部を吸気通路へと還流するＥＧＲ通路を備えている。ＥＧＲ通路には、上流側ＥＧＲクーラ及び下流側ＥＧＲクーラ２００が設けられている。下流側ＥＧＲクーラ２００の上流側には、ＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ３００が設けられている。ＥＧＲバルブ３００におけるポート３２０の下流側の開口部３２５の下流側ＥＧＲクーラ２００に対する開口位置、及びポート３２０の上流側の開口部３２１から下流側の開口部３２５にまで至る延設方向が、下流側ＥＧＲクーラ２００における複数の排気流路よりも上流側の部分において排気に下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に対するスワール流を生成させるようになっている。【選択図】図５
2018044461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気の一部を吸気通路へと還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられた筒状のＥＧＲクーラとを備え、前記ＥＧＲクーラの内部に当該ＥＧＲクーラの軸線方向に延びる複数の排気流路が設けられたＥＧＲ装置であって、
前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲクーラよりも上流側には、ＥＧＲバルブが設けられており、
前記ＥＧＲバルブは、排気が流通するポートと、当該ポートの下流側の開口部を開閉する弁とを備えており、
前記開口部の前記ＥＧＲクーラに対する開口位置、及び前記ポートの上流側の開口部から下流側の開口部にまで至る延設方向が、前記ＥＧＲクーラにおける前記複数の排気流路よりも上流側の部分において排気に前記軸線方向に対するスワール流を生成させるようになっている
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、ＥＧＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸気通路に還流させる排気を冷却するためのＥＧＲクーラが記載されている。特許文献１のＥＧＲクーラは、筒状のシェル部と、シェル部の上流側に取り付けられた拡径部と、シェル部の下流側に取り付けられた縮径部とを有している。拡径部の内径は下流側ほど大きくなっており、シェル部の内径は拡径部の下流端の内径と同じになっている。縮径部の内径は下流側ほど小さくなっている。
【０００３】
特許文献１のＥＧＲクーラにおいてシェル部の内部には、上流側から下流側へと延びる複数の排気流路が設けられている。また、拡径部の内部には、シェル部の排気流路と同数の整流管が設けられている。各整流管の下流端は、それぞれシェル部の各排気流路の上流端に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４‐３４６９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のＥＧＲクーラでは、拡径部に流入した排気が、整流管によりシェル部における各排気通路へと案内される。そのため、排気が特定の排気通路に偏って流入することは抑制できる。しかしながら、特許文献１に記載のＥＧＲクーラでは、拡径部内に複数の整流管を設けなければならない。そのため、整流管を設けないＥＧＲクーラに比べて構成が複雑化し、ＥＧＲクーラの製造コストや組み立て容易性という点で好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのＥＧＲ装置は、内燃機関の排気の一部を吸気通路へと還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられた筒状のＥＧＲクーラとを備え、前記ＥＧＲクーラの内部に当該ＥＧＲクーラの軸線方向に延びる複数の排気流路が設けられたＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲクーラよりも上流側には、ＥＧＲバルブが設けられており、前記ＥＧＲバルブは、排気が流通するポートと、当該ポートの下流側の開口部を開閉する弁とを備えており、前記開口部の前記ＥＧＲクーラに対する開口位置、及び前記ポートの上流側の開口部から下流側の開口部にまで至る延設方向が、前記ＥＧＲクーラにおける前記複数の排気流路よりも上流側の部分において排気に前記軸線方向に対するスワール流を生成させるようになっている。
【０００７】
上記構成によれば、ＥＧＲクーラにおける複数の排気流路よりも上流側の部分において排気に当該ＥＧＲクーラの軸線方向に対するスワール流を生成させることができる。これにより、排気がＥＧＲクーラ内で拡散させられることになり、ＥＧＲクーラ内に流入した排気がＥＧＲクーラにおける複数の排気流路の一部に偏ることが抑制される。しかも、スワール流の生成は、ＥＧＲバルブにおけるポートの開口部の位置の設定や、ＥＧＲバルブにおけるポートの延設方向の設定によって実現されている。そのため、スワール流を生成するにあたって、ＥＧＲクーラの部品点数の増加や組み立て容易性の低下等が生じることは抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態のＥＧＲクーラ及びＥＧＲバルブが設けられた内燃機関の概略図。
【図２】同実施形態にかかるＥＧＲクーラの概略図。
【図３】同実施形態にかかるＥＧＲクーラの断面図。
【図４】同実施形態にかかるＥＧＲバルブの断面図。
【図５】同実施形態にかかるＥＧＲバルブ及びＥＧＲクーラの内部の排気の流れを示す説明図。
【図６】同実施形態にかかるＥＧＲバルブ及びＥＧＲクーラの内部の排気の流れを示す説明図。
【図７】第２実施形態にかかるＥＧＲバルブの断面図。
【図８】同実施形態にかかるＥＧＲバルブ及びＥＧＲクーラの内部の排気の流れを示す説明図。
【図９】同実施形態にかかるＥＧＲバルブ及びＥＧＲクーラの内部の排気の流れを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明のＥＧＲ装置の第１実施形態について図１〜図６を参照して説明する。なお、以下の説明において単に上流、下流というときは、吸気や排気の流れ方向における上流、下流を示すものとする。
【００１０】
先ず、エンジンＥ及びＥＧＲ装置５０の吸気及び排気の通路構成についての概略を説明する。
図１に示すように、エンジンＥは燃料を吸気と混合して燃焼させる気筒２０と、エンジンＥの外部から気筒２０へと吸気を導入するための吸気通路１０と、気筒２０の排気を外部に排出するための排気通路３０とを備えている。吸気通路１０における上流側の部分は、吸気管１１で構成されている。吸気管１１には、気筒２０に供給される吸気の量を調整するためのスロットルバルブ１２が設けられている。吸気通路１０における吸気管１１の下流端には、吸気マニホールド１３が接続されている。吸気マニホールド１３における上流側の部分は、吸気脈動等を抑制するためのサージタンク１４として構成されている。吸気通路１０における吸気マニホールド１３の下流端には、エンジンＥの吸気ポート１５が接続されている。吸気通路１０における吸気ポート１５の下流端は気筒２０に開口している。なお、エンジンＥは、複数の気筒２０を備えているが、図１では１つの気筒２０のみを図示している。
【００１１】
図１に示すように、気筒２０には、排気通路３０における排気ポート３１の上流端が開口している。排気通路３０における排気ポート３１の下流端には、排気マニホールド３２が接続されている。排気通路３０における排気マニホールド３２の下流端には、排気管３３が接続されている。排気通路３０における排気管３３には、排気の一部を吸気通路１０へと還流するＥＧＲ通路６０が接続されている。ＥＧＲ通路６０の下流端は吸気通路１０におけるサージタンク１４（吸気マニホールド１３）に接続されている。ＥＧＲ通路６０の途中には、ＥＧＲガスを冷却するための上流側ＥＧＲクーラ１００が設けられている。ＥＧＲ通路６０における上流側ＥＧＲクーラ１００よりも下流側には、ＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブ３００が設けられている。ＥＧＲ通路６０におけるＥＧＲバルブ３００よりも下流側には、ＥＧＲガスを冷却するための下流側ＥＧＲクーラ２００が設けられている。下流側ＥＧＲクーラ２００は、ＥＧＲバルブ３００に対して、他の管材を介することなく直接的に接続されている。この第１実施形態では、ＥＧＲ装置５０が、ＥＧＲ通路６０、上流側ＥＧＲクーラ１００、下流側ＥＧＲクーラ２００、及びＥＧＲバルブ３００によって構成されている。
【００１２】
次に、図２及び図３を参照して下流側ＥＧＲクーラ２００の構造を説明する。
図２に示すように、下流側ＥＧＲクーラ２００は、円筒状のシェル部２２０と当該シェル部２２０の上流側（図２において右側）に取り付けられた拡径部２１０と、シェル部２２０の下流側（図２において左側）に取り付けられた縮径部２３０とを有していて、全体として円筒状になっている。拡径部２１０の内径は下流側ほど大きくなっており、シェル部２２０の内径は拡径部２１０の下流端の内径と同じになっている。シェル部２２０の内径は上流側から下流側まで同じになっている。縮径部２３０の上流端の内径は、シェル部２２０の内径と同じになっている。縮径部２３０の内径は下流側ほど小さくなっている。なお、シェル部２２０の上流側から下流側へと延びる方向が、下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向である。
【００１３】
シェル部２２０の内部には、全体として円盤形状をなす上流側プレート２２１が設けられている。上流側プレート２２１の外径は、シェル部２２０の内径とほぼ同一になっている。上流側プレート２２１には、複数（この第１実施形態では７つ）の円孔２２１ａが設けられている。上流側プレート２２１は、シェル部２２０の上流側の開口に嵌め込まれるようにしてシェル部２２０に固定されている。
【００１４】
シェル部２２０の内部には、全体として円盤形状をなす下流側プレート２２２が設けられている。下流側プレート２２２の外径は、シェル部２２０の内径とほぼ同一になっている。下流側プレート２２２には、複数の円孔２２２ａが設けられている。下流側プレート２２２の各円孔２２２ａは、上流側プレート２２１の円孔２２１ａと同形状、且つ同じ配置になっている。下流側プレート２２２は、シェル部２２０の下流側の開口に嵌め込まれるようにしてシェル部２２０に固定されている。また、下流側プレート２２２は、シェル部２２０の軸方向からみたときに、当該下流側プレート２２２の円孔２２２ａと上流側プレート２２１の円孔２２１ａとの位置が一致するように位置決めされている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、シェル部２２０の内部には、下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に延びる、すなわち上流側から下流側へと延びる複数（この第１実施形態では７つ）のチューブ部材２２３が設けられている。各チューブ部材２２３の上流端は上流側プレート２２１の円孔２２１ａに嵌め込まれており、各チューブ部材２２３の下流端は下流側プレート２２２の円孔２２２ａに嵌め込まれている。すなわち、各チューブ部材２２３は、上流側プレート２２１及び下流側プレート２２２によって支持されている。これらチューブ部材２２３によって、下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０の内部と縮径部２３０の内部とが連通している。そして、各チューブ部材２２３の内部が、下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に延びる排気流路２２４になっている。
【００１６】
シェル部２２０の外周面には、当該シェル部２２０の内部へと冷却水を導入する冷却水導入管２６０が接続されている。また、シェル部２２０の外周面において冷却水導入管２６０よりも排気流れ方向下流側には、当該シェル部２２０の内部から冷却水を排出する冷却水排出管２７０が接続されている。この第１実施形態では、シェル部２２０の内部であって各チューブ部材２２３の外部の空間によって冷却水経路２２５が構成されている。冷却水経路２２５を流通する冷却水は、各チューブ部材２２３の内部を流通する排気との間で熱交換することで、当該排気を冷却する。
【００１７】
上流側ＥＧＲクーラ１００は、下流側ＥＧＲクーラ２００とほぼ同一の形状になっている。なお、上流側ＥＧＲクーラ１００を構成する各部材（拡径部、シェル部、縮径部、上流側プレート、下流側プレート、チューブ部材）は、高耐食性のステンレス合金で形成されている。また、下流側ＥＧＲクーラ２００を構成する各部材（拡径部２１０、シェル部２２０、縮径部２３０、上流側プレート２２１、下流側プレート２２２、チューブ部材２２３）は、上流側ＥＧＲクーラ１００を構成する各部材よりも耐食性の低い材料、例えばアルミニウム合金で形成されている。
【００１８】
次に、図４〜図６を参照してＥＧＲバルブ３００の構造を説明する。
ＥＧＲバルブ３００のハウジング３１０は、全体として円柱状になっている。図４に示すように、ハウジング３１０には、その外周面から軸方向一方側（図４において左側）の端面へと延びるポート３２０が設けられている。この第１実施形態におけるポート３２０には、ハウジング３１０の外周面における開口部３２１から排気が流入し、ハウジング３１０の軸方向一方側の端面における開口部３２５から排気が流出する。ポート３２０における下流側の開口部３２５の内径は、下流側ＥＧＲクーラ２００における拡径部２１０の上流端の内径よりも小さくなっている。
【００１９】
図４に示すように、ハウジング３１０には、ポート３２０の下流側の開口部３２５の中心軸線上を延びる第１連通孔３１１が設けられている。第１連通孔３１１は、軸方向一方側においてはポート３２０に連通している。第１連通孔３１１の軸方向他方側には、当該第１連通孔３１１と連通するようにして、第２連通孔３１２が設けられている。第２連通孔３１２は、第１連通孔３１１と同軸上を延びているとともに、第１連通孔３１１よりも内径が大きくなっている。
【００２０】
これら第１連通孔３１１及び第２連通孔３１２には、棒状のバルブシャフト３３２が軸方向に移動可能に挿通されている。バルブシャフト３３２の軸方向一方側には、ポート３２０の下流側の開口部３２５を開閉するためのバルブ体３３１が設けられている。バルブ体３３１の外径は、ポート３２０の下流側の開口部３２５の内径とほぼ同じになっている。そして、バルブ体３３１がハウジング３１０の外部側から開口部３２５を閉じることで、ＥＧＲバルブ３００のポート３２０における排気の流通が止められる。
【００２１】
バルブシャフト３３２よりも軸方向他方側には、バルブシャフト３３２を軸方向に移動するためのねじ部３３３が設けられている。なお、バルブ体３３１、バルブシャフト３３２、及びねじ部３３３によって弁３３０が構成されている。
【００２２】
ハウジング３１０の第２連通孔３１２の内部には、バルブシャフト３３２を支持するために円筒状の軸受筒３１３が設けられている。軸受筒３１３は、バルブシャフト３３２と同軸上に設けられていて内部にバルブシャフト３３２が挿通されている。軸受筒３１３における軸方向一方側には、第２連通孔３１２に固定されるハウジング固定部３１３ａが設けられている。このハウジング固定部３１３ａがハウジング３１０の第２連通孔３１２に挿入されている。軸受筒３１３における軸方向他方側（図４において右側）には、ハウジング固定部３１３ａよりも外径が小さくなった軸受固定部３１３ｂが設けられている。また、軸受固定部３１３ｂは、ハウジング３１０の軸方向他方側の端面よりも軸方向他方側に突出している。軸受固定部３１３ｂの外周面には、バルブシャフト３３２の軸線と同軸上に環状の第２ボール軸受３０４が設けられている。第２ボール軸受３０４の内周面が軸受固定部３１３ｂの外周面に固定されている。
【００２３】
ハウジング３１０の軸方向他方側には、弁３３０を軸方向に移動させるための駆動部３０１が設けられている。駆動部３０１は、全体として円柱状のケーシング３０２を備えている。ケーシング３０２は、ケーシング３０２の軸方向一方側（図４において左側）に断面円形状の凹部３０２ａが設けられている。凹部３０２ａの底面３０２ｂには、バルブシャフト３３２の軸線と同軸上に環状の第１ボール軸受３０３が設けられている。
【００２４】
第１ボール軸受３０３の内部には、全体として円筒状のロータ３０６の端部が回転可能に支持されている。具体的には、ロータ３０６の一部を構成するロータ本体３０７における軸方向他方側の外周面が、第１ボール軸受３０３の内周面に支持されている。ロータ本体３０７の内周面には、弁３３０のねじ部３３３と螺合するねじ孔３０７ａが設けられている。弁３３０のねじ部３３３とロータ本体３０７のねじ孔３０７ａとの螺合関係によって弁３３０が軸方向に移動可能となっている。
【００２５】
ロータ本体３０７における軸方向一方側には、当該ロータ本体３０７の軸方向一方側の径方向外側から覆うように円筒状の筒部３０８が設けられている。また、筒部３０８における軸方向一方側（図４において左側）の内周面は、第２ボール軸受３０４の外周面に固定されている。すなわち、第２ボール軸受３０４によってロータ３０６の端部が回転可能に支持されている。
【００２６】
また、ケーシング３０２の内部にあってロータ３０６の径方向外側にはステータ３０５が設けられている。ステータ３０５は、ロータ３０６を回転させるためのコイル３０５ａを備えている。
【００２７】
駆動部３０１におけるステータ３０５のコイル３０５ａを通電するとロータ３０６（ロータ本体３０７）が回転する。これにより、弁３３０のねじ部３３３とロータ本体３０７のねじ孔３０７ａとの螺合関係によって、弁３３０が軸方向に移動する。こうして弁３３０のバルブ体３３１が開口部３２５に当接された場合に開口部３２５が閉弁され、弁３３０のバルブ体３３１が開口部３２５に当接されていない場合に開口部３２５が開弁される。
【００２８】
次に、ＥＧＲバルブ３００におけるポート３２０の上流側の開口部３２１から下流側の開口部３２５にまで至る延設方向と、ポート３２０の下流側ＥＧＲクーラ２００に対する開口位置について説明する。
【００２９】
図５に示すように、ポート３２０は、その上流側の第１通路３２２と当該第１通路３２２の下流側から連続して延びる第２通路３２３とに大別できる。第１通路３２２は、ハウジング３１０の軸方向に直交する方向から見た場合に、ハウジング３１０の軸方向に対して傾斜している。また、第１通路３２２は、その下流側がハウジング３１０の軸方向一方側に向かっている。図６に示すように、第１通路３２２は、ハウジング３１０の軸方向から見た場合に、ほぼ直線的に延びている。第１通路３２２の通路幅は、ポート３２０の下流側の開口部３２５の直径よりも小さくなっている。そして、第１通路３２２の下流側の一部は、下流側に向かうほど通路幅が小さくなっている。第１通路３２２の下流端における通路幅は、ポート３２０の下流側の開口部３２５の半径よりも小さくなっている。
【００３０】
図６に示すように、第２通路３２３は、その上流端において第１通路３２２と連続していて、第２通路３２３の通路幅は、ポート３２０の下流側の開口部３２５の半径よりも小さくなっている。第２通路３２３は、ポート３２０の下流側の開口部３２５の開口縁に沿うように延設されている。この第１実施形態では、第２通路３２３は、開口部３２５の中心軸線を中心として概ね一周に亘って旋回している。図５に示すように、第２通路３２３は、ハウジング３１０の軸方向の寸法が下流側に向かうほど小さくなっている。また、第２通路３２３は、ハウジング３１０の軸方向一方側が、ポート３２０の下流側の開口部３２５に開放されている。
【００３１】
以上のとおり、この第１実施形態では、ポート３２０は、上流側（第１通路３２２）においてハウジング３１０の軸方向に対して傾斜するように直線的に延設されており、下流側においてポート３２０の下流側の開口部３２５の中心軸線を中心に螺旋状に延設されている。
【００３２】
図５に示すように、ＥＧＲバルブ３００は、ポート３２０の下流側の開口部３２５の中心軸線が下流側ＥＧＲクーラ２００の中心軸線と平行になるように、下流側ＥＧＲクーラ２００に対する取り付け位置が設定されている。また、図６に示すように、ポート３２０の下流側の開口部３２５の中心軸線は、下流側ＥＧＲクーラ２００の中心軸線に対して径方向に偏心している。
【００３３】
次に、図１、図５、図６を参照して、第１実施形態の作用について説明する。
図１に示すように、エンジンＥでは吸気通路１０から気筒２０へ吸気が導入される。気筒２０の内部では燃料が吸気と混合されて燃焼し、気筒２０から排気通路３０へ高温の排気が排出される。ＥＧＲバルブ３００が開弁している場合には、排気通路３０を流れる排気の一部がＥＧＲ通路６０内部を上流側から下流側へと流通し、吸気通路１０へと戻される。
【００３４】
ＥＧＲ通路６０を流れる排気が上流側ＥＧＲクーラ１００の内部に流入すると、上流側ＥＧＲクーラ１００の内部に流入した高温の排気は上流側ＥＧＲクーラ１００に導入される冷却水との熱交換によって冷却されて温度が低下する。上流側ＥＧＲクーラ１００を通過した排気はＥＧＲ通路６０を介してＥＧＲバルブ３００の内部に流入する。
【００３５】
図５に示すように、排気は、ＥＧＲバルブ３００におけるポート３２０の上流側の開口部３２１から流入する。上流側の開口部３２１から流入した排気は第１通路３２２及び第２通路３２３を介して下流側の開口部３２５へと流れる。上述したように、ポート３２０における第１通路３２２は、ハウジング３１０の軸方向に対して傾斜するように延設されている。そのため、第１通路３２２を流通する排気は、軸方向一方側に向かう流勢をある程度保ちつつ、第２通路３２３へと流入する。そのため、ポート３２０を流れる排気が軸方向一方側（図５において左側）に流れやすくなる。
【００３６】
また、上述したように、ポート３２０における第２通路３２３は、ポート３２０の下流側の開口部３２５の中心軸線を中心に螺旋状に延設されている。これにより、図５、図６に示すように、ポート３２０における第２通路３２３の内部では、排気にスワール流が生成される。こうして第２通路３２３の内部においてスワール流が生成された排気がポート３２０から下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０に流入する。
【００３７】
図５、図６に示すように、下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０に流入した排気はポート３２０で生成されたスワール流を維持しつつ、拡径部２１０の内部に広がる。また、図６に示すようにポート３２０の下流側の開口部３２５の開口位置は、下流側ＥＧＲクーラ２００の中心軸線に対して偏心した位置に設けられている。そのため、ポート３２０から拡径部２１０へと流入するスワール流の一部が、拡径部２１０の内周面に沿って流れて、スワール流が維持されやすくなる。
【００３８】
これにより、拡径部２１０の内部において下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に対するスワール流が生成されていない場合に比べて、拡径部２１０の下流端では流入した排気が拡散される。
【００３９】
拡径部２１０の下流端において拡散された排気はそれぞれのチューブ部材２２３の内部、すなわち排気流路２２４に流入する。排気流路２２４に流入した排気は、チューブ部材２２３の外部に導入される冷却水との熱交換によって冷却される。複数の排気流路２２４を通過した排気は縮径部２３０に流入し、縮径部２３０の下流端からＥＧＲ通路６０に流出する。
【００４０】
上記の第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）上記の第１実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００における複数の排気流路２２４よりも上流側の部分であるＥＧＲバルブ３００のポート３２０及び下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０において排気に下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に対するスワール流を生成させることができる。これにより、排気が下流側ＥＧＲクーラ２００内で拡散させられることになり、下流側ＥＧＲクーラ２００内に流入した排気が下流側ＥＧＲクーラ２００における複数の排気流路２２４の一部に偏って流入することが抑制される。しかも、スワール流の生成は、ＥＧＲバルブ３００におけるポート３２０の下流側の開口部３２５の位置の設定や、ＥＧＲバルブ３００におけるポート３２０の延設方向の設定によって実現している。そのため、スワール流を生成するにあたって、下流側ＥＧＲクーラ２００の部品点数の増加や組み立て容易性の低下等が生じることは抑制できる。
【００４１】
（２）上記の第１実施形態では、ＥＧＲバルブ３００の上流側に上流側ＥＧＲクーラ１００が設けられている。これにより、上流側ＥＧＲクーラ１００が設けられない場合に比べて、ＥＧＲバルブ３００のポート３２０を通過する排気温度が低下する。そのため、ＥＧＲバルブ３００に要求される耐熱性が低くなり、ＥＧＲバルブ３００の高コスト化を抑制できる。
【００４２】
（３）ＥＧＲクーラを、例えばアルミニウム合金のように熱伝導性の高い材料で構成した場合、過度に高温の排気がＥＧＲクーラに流入すると、ＥＧＲクーラの上流側の部分において排気の熱が過度に冷却水に伝わって、冷却水が沸騰する可能性がある。このように冷却水が沸騰した場合、沸騰した蒸気が熱交換を妨げるため、熱交換効率の低下は免れない。この点、上記の第１実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００の上流側に上流側ＥＧＲクーラ１００が設けられている。これにより、下流側ＥＧＲクーラ２００に過度に高温の排気が流入することを抑制できる。そのため、上記の第１実施形態のように、下流側ＥＧＲクーラ２００をアルミニウム合金で構成しても、上述したような問題は生じにくい。
【００４３】
（４）ＥＧＲバルブ３００が閉弁している場合であっても、排気圧力の脈動により、上流側ＥＧＲクーラ１００の内部には、高温の排気がある程度供給される。しかし、ＥＧＲバルブ３００が閉弁している場合は、上流側ＥＧＲクーラ１００内部において排気が交換されにくく、排気が比較的に長時間にわたって滞留する。そのため、排気の温度が大きく低下して排気に含まれる水分が凝集して溜まりやすい。そして、排気に含まれる窒素酸化物等が凝集した水分に溶け込んで、上流側ＥＧＲクーラ１００を構成する金属を腐食する可能性がある。その一方で、ＥＧＲバルブ３００よりも下流側の下流側ＥＧＲクーラ２００については、ＥＧＲバルブ３００が閉弁していれば、高温の排気が供給されることはない。したがって、排気中の水分が凝集することに伴う問題が生じるとは考えにくい。
【００４４】
そこで、上記の第１実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００を、上流側ＥＧＲクーラ１００よりも耐食性の低い材質で構成している。そのため、下流側ＥＧＲクーラ２００の材料コストや加工コストを抑制できる。
【００４５】
（５）上記の第１実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に対するスワール流が生成されることで、下流側ＥＧＲクーラ２００内に流入した排気が下流側ＥＧＲクーラ２００における複数の排気流路２２４の一部に偏って流入することが抑制される。そのため、下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に対するスワール流が生成されない場合に比べて、下流側ＥＧＲクーラ２００内では効率的に排気が冷却される。その結果として、所定の冷却能力を得るために必要な下流側ＥＧＲクーラ２００の体格を、排気が偏って排気流路２２４に供給されるものに比較して小さくでき得る。
【００４６】
（６）上記の第１実施形態では、ポート３２０内で排気にスワール流が生成させられる。そのため、下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０の上流側の開口に対してどのような位置にポート３２０の下流側の開口部３２５を位置させても、拡径部２１０内において排気にスワール流を生成できる。したがって、ポート３２０の開口部３２５の開口位置を設定する際の自由度が高くなる。
【００４７】
（第２実施形態）
続いて、ＥＧＲ装置の第２実施形態について、図７〜図９を参照して説明する。なお、以下の第２実施形態の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、具体的な説明を省略又は簡略化する。
【００４８】
ＥＧＲバルブ３００は、全体として円柱状のハウジング３１０を備えている。図７に示すように、ハウジング３１０には、その外周面から軸方向一方側（図７において左側）の端面へと延びるポート４２０が設けられている。この第２実施形態におけるポート４２０には、ハウジング３１０の外周面における開口部４２１から排気が流入し、ハウジング３１０の軸方向一方側の端面における開口部４２５から排気が流出する。ポート４２０における下流側の開口部４２５の内径は、下流側ＥＧＲクーラ２００における拡径部２１０の上流端の内径よりも小さくなっている。
【００４９】
図８に示すように、ＥＧＲバルブ３００は、ポート４２０の下流側の開口部４２５の中心軸線が下流側ＥＧＲクーラ２００の中心軸線と平行になるように、下流側ＥＧＲクーラ２００に対する取り付け位置が設定されている。
【００５０】
図９に示すように、ＥＧＲバルブ３００は、ポート４２０の下流側の開口部４２５の中心軸線が下流側ＥＧＲクーラ２００の中心軸線に対して径方向に偏心するように配置されている。また、ＥＧＲバルブ３００は、ポート４２０の下流側の開口部４２５の開口縁と下流側ＥＧＲクーラ２００における拡径部２１０の上流側の開口縁とが接する接点５００を有するように設けられている。
【００５１】
図８に示すように、ポート４２０は、その上流側の第１通路４２２と当該第１通路４２２の下流側から連続して延びる第２通路４２３とに大別できる。第１通路４２２は、ハウジング３１０の軸方向に直交する方向から見た場合に、ハウジング３１０の軸方向に対して傾斜している。また、第１通路４２２は、その下流側がハウジング３１０の軸方向一方側に向かっている。図９に示すように、第１通路４２２は、ハウジング３１０の軸方向から見た場合に、開口部４２５の接点５００における接線方向にほぼ直線的に延びている。第１通路４２２の通路幅は、ポート４２０の下流側の開口部４２５の直径よりもわずかに小さくなっている。
【００５２】
図９に示すように、第２通路４２３は、その上流端において第１通路４２２と連続していて、第２通路４２３の通路幅は、第１通路４２２の通路幅と同じになっている。図８に示すように、第２通路４２３は第１通路４２２が延びる方向に対して、ハウジング３１０の軸方向一方側に向かって湾曲している。すなわち、第２通路４２３の内面は、曲面で構成されている。第２通路４２３は、ハウジング３１０の軸方向一方側が、ポート４２０の下流側の開口部４２５に開放されている。
【００５３】
以上のとおり、この第２実施形態では、ポート４２０は、第１通路４２２においてハウジング３１０の軸方向に対して傾斜するように延設されている。そして、第２通路４２３においては、第１通路４２２からの排気の流れを妨げないように曲線的に延設されている。
【００５４】
次に、図８、図９を参照して、第２実施形態の作用について説明する。
図８に示すように、排気は、ＥＧＲバルブ３００におけるポート４２０の上流側の開口部４２１から流入する。上流側の開口部４２１から流入した排気は第１通路４２２及び第２通路４２３を介して下流側の開口部４２５へと流れる。上述したように、第１通路４２２は、ハウジング３１０の軸方向に対して傾斜しており、且つ開口部４２５の接点５００における接線方向に延びている。また、第２通路４２３は、第１通路４２２からの排気の流れを妨げないように曲線的に延びている。そのため、ポート４２０から流出する排気は、拡径部２１０の開口縁の接線方向への流勢を保ちつつ下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０に流入する。そして、拡径部２１０の内部に流入した排気は、拡径部２１０の円形状の内面に案内されるようにして流れる。
【００５５】
こうして下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０の内部に流入した排気には、下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に対するスワール流が生成される。そして、拡径部２１０の内部では排気のスワール流を維持しつつ、拡径部２１０の上流から下流へと排気が流れる。これにより、拡径部２１０の内部において下流側ＥＧＲクーラ２００の軸線方向に対するスワール流が生成されていない場合に比べて、拡径部２１０の下流端では流入した排気が拡散される。
【００５６】
上記の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に上記（１）〜（５）の効果に加え、以下の効果が得られる。
（７）上記の第２実施形態では、ＥＧＲバルブ３００におけるポート４２０が、直線的に延びる第１通路４２２と湾曲した第２通路４２３という比較的に単純な構造になっている。したがって、ＥＧＲバルブ３００の構造が複雑化することに伴ってＥＧＲバルブ３００の製造コストが上がることを抑制できる。
【００５７】
なお、上記の実施形態は、以下のように変更できる。
・排気通路３０及び吸気通路１０に対するＥＧＲ通路６０の接続位置は、上記の第１実施形態及び第２実施形態の例に限られない。ＥＧＲ通路６０の上流端が気筒２０よりも下流側の排気通路３０に接続され、ＥＧＲ通路６０の下流端が気筒２０よりも上流側の吸気通路１０に接続されているのならば、エンジンＥの全体的な構成を鑑みて適宜設定すればよい。
【００５８】
・上記の第１実施形態及び第２実施形態では、上流側ＥＧＲクーラ１００が高耐食性の合金で構成され、下流側ＥＧＲクーラ２００がアルミニウム合金で構成されていたが、これに限られない。例えば、下流側ＥＧＲクーラ２００が上流側ＥＧＲクーラ１００と同じ高耐食性の合金で構成されていてもよい。凝集した水分による腐食が起きにくいのであれば、下流側ＥＧＲクーラ２００及び上流側ＥＧＲクーラ１００の両方をアルミニウム合金で構成することも可能である。
【００５９】
・上記の第１実施形態及び第２実施形態において、ＥＧＲバルブ３００が排気の熱に耐えられるのであれば、ＥＧＲバルブ３００の上流側に上流側ＥＧＲクーラ１００を設けなくてもよい。
【００６０】
・上記の第１実施形態及び第２実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００は内径が上流から下流へと向かうほど内径が変化する拡径部２１０及び縮径部２３０を有していたが、これに限られない。下流側ＥＧＲクーラは全体として筒状になっていれば、拡径部２１０及び縮径部２３０を有さず、全体に亘って一定の内径であってもよい。
【００６１】
・上記の第１実施形態及び第２実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００におけるシェル部２２０が円筒状となっていたが、これに限られない。例えば、シェル部が筒状となっていれば、短手方向の断面が円でなく、四角形状であってもよいし、他の多角形状であってもよい。なお、この場合にも、シェル部の上流側から下流側へと延びる方向が下流側ＥＧＲクーラの軸線方向である。また、シェル部の断面が四角形状の筒状となっている場合であっても、下流側ＥＧＲクーラにおける拡径部２１０の下流端までスワール流が維持され、拡散された排気が排気流路２２４に流入するのであればよい。
【００６２】
・上記の第１実施形態及び第２実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００は７つのチューブ部材２２３を備えていたが、これに限られない。例えば、下流側ＥＧＲクーラは２つ以上のチューブ部材２２３を備えていればよい。
【００６３】
・上記の第１実施形態及び第２実施形態において、ＥＧＲバルブ３００の駆動部３０１の構成は問わない。弁３３０を移動させて、ポート３２０の下流側の開口部３２５を開閉できるのであれば、ＥＧＲバルブ３００に求められる特性に応じて適切な駆動部を選択すればよい。
【００６４】
・上記の第１実施形態では、ポート３２０の下流側の開口部３２５の中心軸線は、下流側ＥＧＲクーラ２００の中心軸線に対して径方向に偏心していたが、偏心していなくてもよい。すなわち、第１実施形態におけるＥＧＲバルブ３００のポート３２０の延設方向においては、開口部３２５が下流側ＥＧＲクーラ２００の拡径部２１０の開口に対してどの位置に開口していても、排気にスワール流を生成できる。
【００６５】
・上記の第１実施形態では、下流側ＥＧＲクーラ２００に対してＥＧＲバルブ３００が直接接続されていたが、これに限られない。例えば、下流側ＥＧＲクーラとＥＧＲバルブとの間に管材やアダプタが介在されていてもよい。管材やアダプタが介在されていても、その管材やアダプタが過度に長くなければ、ＥＧＲバルブにおけるポートの内部において生成されたスワール流を維持しつつ、排気が下流側ＥＧＲクーラに流入する。
【００６６】
・上記の第２実施形態では、ポート４２０の下流側の開口部４２５の開口縁と下流側ＥＧＲクーラ２００における拡径部２１０の上流側の開口縁とが接する接点５００を有するように設けられていたが、これに限られない。例えば、ポート４２０の下流側の開口部４２５の中心軸線を下流側ＥＧＲクーラ２００の中心軸線に対して径方向に偏心させ、ハウジング３１０の軸方向から見た場合に、ポート４２０の下流側の開口部４２５の開口縁から最も近い下流側ＥＧＲクーラ２００における拡径部２１０の上流側の開口縁を仮想点とする。そして、ポート４２０における第１通路４２２は、ハウジング３１０の軸方向から見た場合に、上記の仮想点における接線方向にほぼ直線的に延びていればよい。
【符号の説明】
【００６７】
Ｅ…エンジン、１０…吸気通路、１１…吸気管、１２…スロットルバルブ、１３…吸気マニホールド、１４…サージタンク、１５…吸気ポート、２０…気筒、３０…排気通路、３１…排気ポート、３２…排気マニホールド、３３…排気管、５０…ＥＧＲ装置、６０…ＥＧＲ通路、１００…上流側ＥＧＲクーラ、２００…下流側ＥＧＲクーラ、２１０…拡径部、２２０…シェル部、２２１…上流側プレート、２２１ａ…円孔、２２２…下流側プレート、２２２ａ…円孔、２２３…チューブ部材、２２４…排気流路、２２５…冷却水経路、２３０…縮径部、２６０…冷却水導入管、２７０…冷却水排出管、３００…ＥＧＲバルブ、３０１…駆動部、３０２…ケーシング、３０２ａ…凹部、３０２ｂ…底面、３０３…第１ボール軸受、３０４…第２ボール軸受、３０５…ステータ、３０５ａ…コイル、３０６…ロータ、３０７…ロータ本体、３０７ａ…ねじ孔、３０８…筒部、３１０…ハウジング、３１１…第１連通孔、３１２…第２連通孔、３１３…軸受筒、３１３ａ…ハウジング固定部、３１３ｂ…軸受固定部、３２０…ポート、３２１…開口部、３２２…第１通路、３２３…第２通路、３２５…開口部、３３０…弁、３３１…バルブ体、３３２…バルブシャフト、３３３…ねじ部、４２０…ポート、４２１…開口部、４２２…第１通路、４２３…第２通路、４２５…開口部、５００…接点。
【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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