(57)【要約】【課題】耐久性を向上可能なＥＧＲ配管、ＥＧＲ装置、及びＥＧＲ配管の製造方法を提供する。【解決手段】第２ＥＧＲ配管２２は、吸気系側鍔部１００ｂ（鍔部）及び吸気系側第１管部１１０（第１管部）を備える。吸気系側第１管部１１０は、吸気系側鍔部１００ｂに近づくほど大きな外径を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体に取り付けられるＥＧＲ配管であって、
貫通孔を有する板状部材によって構成される管端部と、
前記管端部に連結されており、前記管端部に近づくほど大きな外径を有する第１管部と、
を備えるＥＧＲ配管。
【請求項２】
前記管端部は、前記第１管部の外周面に繋がる平面を有し、
前記外周面と前記平面とは、前記平面に垂直な断面において、鈍角を成す、
請求項１に記載のＥＧＲ配管。
【請求項３】
前記管端部は、前記第１管部と一体形成されている、
請求項１又は２に記載のＥＧＲ配管。
【請求項４】
前記管端部と前記第１管部との境界は、滑らかに湾曲されている、
請求項３に記載のＥＧＲ配管。
【請求項５】
前記管端部に当接されるフランジ部を備える、
請求項３又は４に記載のＥＧＲ配管。
【請求項６】
前記管端部は、前記第１管部に溶接されている、
請求項１又は２に記載のＥＧＲ配管。
【請求項７】
所定の外径を有する素管部と、前記素管部と前記第１管部とに連結され、前記所定の外径よりも大きな外径を有する拡管部と、を有する第２管部を備える請求項１乃至６のいずれかに記載のＥＧＲ配管。
【請求項８】
前記素管部と前記拡管部との境界は、滑らかに湾曲されている、
請求項７に記載のＥＧＲ配管。
【請求項９】
前記第１管部に連結される第２管部と、
前記第２管部に連結されるベローズ部と、
を備える請求項１乃至８のいずれかに記載のＥＧＲ配管。
【請求項１０】
エンジン本体に取り付けられるＥＧＲ配管を備えるＥＧＲ装置であって、
前記ＥＧＲ配管は、
貫通孔を有する板状部材によって構成される管端部と、
前記管端部に連結されており、前記管端部に近づくほど大きな外径を有する第１管部と、
を備えるＥＧＲ装置。
【請求項１１】
所定の外径を有する素管部と、前記素管部と前記第１管部とに連結され、前記所定の外径よりも大きな外径を有する拡管部と、を有する第２管部、
を備える請求項１０に記載のＥＧＲ装置。
【請求項１２】
エンジン本体に取り付けられるＥＧＲ配管の製造方法であって、
素管の端部を内側から押圧することによって、前記端部の外径を前記端部の先端に近づくほど大きくする工程と、
前記端部の先端に管端部を設ける工程と、
を備えるＥＧＲ配管の製造方法。
【請求項１３】
前記端部の外径を前記端部の先端に近づくほど大きくする工程の前に、前記素管の一部を蛇腹状に加工する工程を備える、
請求項１２に記載のＥＧＲ配管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ配管、ＥＧＲ配管を備えるＥＧＲ装置、及びＥＧＲ配管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気中の有害成分の低減を目的として、ディーゼルエンジンなどのエンジン本体に取り付けられる排気再循環（以下、ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation）と略称する。）装置が広く用いられている。
ＥＧＲ装置は、排気を冷却する冷却装置と、排気系と冷却装置とに連通する第１ＥＧＲ配管と、吸気系と冷却装置とに連通する第２ＥＧＲ配管とを備える。排気は、第１ＥＧＲ配管、冷却装置、及び第２ＥＧＲ配管を順次介して、排気系から吸気系に還流される。
【０００３】
ここで、第１ＥＧＲ配管及び第２ＥＧＲ配管（以下、「ＥＧＲ配管」と総称する。）は、直管部と、直管部の先端に設けられる鍔部とを有する。鍔部は、エンジン本体の排気系又は吸気系に固定される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エンジン本体の振動やロールによって、直管部と鍔部との境界には応力が集中しやすいので、ＥＧＲ配管の耐久性が低いという問題がある。
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上可能なＥＧＲ配管、ＥＧＲ装置、及びＥＧＲ配管の製造方法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】
【０００６】
第１の発明に係るＥＧＲ配管は、エンジン本体に取り付けられるＥＧＲ配管であって、貫通孔を有する板状部材によって構成される管端部と、管端部に連結されており、管端部に近づくほど大きな外径を有する第１管部とを備える。
第１の発明に係るＥＧＲ配管によれば、第１管部が管端部に近づくほど太くなるように形成されているので、ストレート管が管端部に連結される場合に比べて、管端部と第１管部との境界に応力が集中することを抑制できる。その結果、エンジン本体の振動やロールに対するＥＧＲ配管の耐久性を向上することができる。
【０００７】
第２の発明に係るＥＧＲ配管は、更に、管端部が、第１管部の外周面に繋がる平面を有し、外周面と平面とは、平面に垂直な断面において、鈍角を成す。
第２の発明に係るＥＧＲ配管によれば、外周面と平面とが鈍角を成しているので、第１管部の外周面が管端部の平面と直角又は鋭角を成す場合に比べて、管端部と第１管部との境界に応力が集中することを抑制できる。その結果、エンジン本体の振動やロールに対するＥＧＲ配管の耐久性を向上することができる。
【０００８】
第３の発明に係るＥＧＲ配管は、第１又は第２の発明に係り、管端部は、第１管部と一体形成されている。
第３の発明に係るＥＧＲ配管によれば、管端部と第１管部とが溶接などによって接続されている場合に比べて、ＥＧＲ配管の耐久性をより向上することができる。
第４の発明に係るＥＧＲ配管は、第３の発明に係り、管端部と第１管部との境界は、滑らかに湾曲されている。
【０００９】
第４の発明に係るＥＧＲ配管によれば、管端部と第１管部との境界における応力の集中を低減することができる。その結果、ＥＧＲ配管の耐久性をより向上することができる。
【００１０】
第５の発明に係るＥＧＲ配管は、第３又は第４の発明に係り、管端部に当接されるフランジ部を備える。
第５の発明に係るＥＧＲ配管によれば、フランジ部をエンジン本体に取り付けることによって、ＥＧＲ配管をエンジン本体に連結できる。従って、素管の端部を加工して管端部を形成する場合であっても、ＥＧＲ配管とエンジン本体とを強固に連結することができる。
【００１１】
第６の発明に係るＥＧＲ配管は、第１又は第２の発明に係り、管端部は、第１管部に溶接されている。
第６の発明に係るＥＧＲ配管によれば、汎用的な溶接により管端部を形成することができるので、管端部と第１管部とを一体成形するための設備を必要としない。
【００１２】
第７の発明に係るＥＧＲ配管は、第１乃至第６いずれかの発明に係り、所定の外径を有する素管部と、素管部と第１管部とに連結され、所定の外径よりも大きな外径を有する拡管部と、を有する第２管部を備える。
【００１３】
第７の発明に係るＥＧＲ配管によれば、素管部から拡管部へと拡管されているので、拡管部においてＥＧＲ配管の耐久性を向上することができる。また、素管部よりも外径の大きい拡管部に第１管部が連結されるので、素管に第１管部が連結される場合に比べて、第１管部の外径をより大きくし易い。その結果、ＥＧＲ配管の耐久性をより向上することができる。
【００１４】
第８の発明に係るＥＧＲ配管は、第７の発明に係り、素管部と拡管部との境界は、滑らかに湾曲されている。
第８の発明に係るＥＧＲ配管によれば、素管部と拡管部との境界における応力の集中を低減することができる。その結果、ＥＧＲ配管の耐久性をより向上することができる。
【００１５】
第９の発明に係るＥＧＲ配管は、第１乃至第８いずれかの発明に係り、第１管部に連結される第２管部と、第２管部に連結されるベローズ部と、を備える。
第９の発明に係るＥＧＲ配管によれば、ベローズ部によって、エンジン本体の振動やロールを吸収することができる。その結果、管端部と第１管部との境界に応力が集中することをより抑制できる。
【００１６】
第１０の発明に係るＥＧＲ装置は、エンジン本体に取り付けられるＥＧＲ配管を備える。ＥＧＲ配管は、エンジン本体に取り付けられるＥＧＲ配管であって、貫通孔を有する板状部材によって構成される管端部と、管端部に連結されており、管端部に近づくほど大きな外径を有する第１管部とを備える。
【００１７】
第１０の発明に係るＥＧＲ装置によれば、第１管部が管端部に近づくほど太くなるように形成されているので、ストレート管が管端部に連結される場合に比べて、管端部と第１管部との境界に応力が集中することを抑制できる。その結果、エンジン本体の振動やロールに対するＥＧＲ配管の耐久性を向上することができる。
【００１８】
第１１の発明に係るＥＧＲ装置は、第１０の発明に係り、所定の外径を有する素管部と、素管部と第１管部とに連結され、所定の外径よりも大きな外径を有する拡管部と、を有する第２管部を備える。
【００１９】
第１１の発明に係るＥＧＲ装置によれば、素管部から拡管部へと拡管されているので、拡管部においてＥＧＲ配管の耐久性を向上することができる。また、素管部よりも外径の大きい拡管部に第１管部が連結されるので、素管に第１管部が連結される場合に比べて、第１管部の外径をより大きくし易い。その結果、ＥＧＲ配管の耐久性をより向上することができる。
【００２０】
第１２の発明に係るＥＧＲ配管の製造方法は、素管の端部を内側から押圧することによって、端部の外径を端部の先端に近づくほど大きく加工する工程と、端部の先端に管端部を設ける工程とを備える。
第１２の発明に係るＥＧＲ配管の製造方法によれば、管端部に近づくほど大きな外径を有する第１管部を形成できる。その結果、エンジン本体の振動やロールに対する耐久性を向上可能なＥＧＲ配管を提供できる。
【００２１】
第１３の発明に係るＥＧＲ配管の製造方法は、第１２の発明に係り、端部の外径を端部の先端に近づくほど大きくする工程の前に、素管の一部を蛇腹状に加工する工程を備える。
第１３の発明に係るＥＧＲ配管の製造方法によれば、素管の端部の外径を大きくした後に素管の一部を蛇腹状に加工する場合に比べて、ＥＧＲ配管の全長に係る寸法精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、耐久性を向上可能なＥＧＲ配管、ＥＧＲ装置、及びＥＧＲ配管の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係るエンジンの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】図５の部分拡大図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図８】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の製造方法を説明するための図である。
【図９】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の製造方法を説明するための図である。
【図１０】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の製造方法を説明するための図である。
【図１１】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の製造方法を説明するための図である。
【図１２】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の製造方法を説明するための図である。
【図１３】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の製造方法を説明するための図である。
【図１４】実施例１に係るＥＧＲ配管の構成を示す斜視図である。
【図１５】実施例２に係るＥＧＲ配管の構成を示す斜視図である。
【図１６】比較例に係るＥＧＲ配管の構成を示す斜視図である。
【図１７】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の他の構成を示す断面図である。
【図１８】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の他の構成を示す断面図である。
【図１９】実施形態に係る第２ＥＧＲ配管の他の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２５】
（エンジンの構成）
本実施形態に係るエンジンの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るエンジン１の全体構成を示す斜視図である。
図１に示すように、エンジン１は、エンジン本体１０と、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）装置２０とを備える。本実施形態において、エンジン１は、直列６気筒ディーゼルエンジンである。
【００２６】
エンジン本体１０は、シリンダーヘッド１１、吸気系１２、及び排気系１３を備える。
シリンダーヘッド１１は、図示しないシリンダーブロック上に配置される。シリンダーヘッド１１には、吸気系１２及び排気系１３が取り付けられる。シリンダーヘッド１１は、吸気系１２から吸気して排気系１３に排気する。
吸気系１２は、吸気管１２ａ、コンプレッサ１２ｂ、及び吸気マニホールド１２ｃを有する。吸気管１２ａは、エアクリーナーとコンプレッサ１２ｂとに接続される。コンプレッサ１２ｂは、吸気マニホールド１２ｃに接続される。吸気マニホールド１２ｃは、シリンダーヘッド１１に接続される。吸気マニホールド１２ｃは、第１フランジ１０ａを有する。ただし、図１では、エアクリーナー、エアクリーナーと吸気管１２ａとを連結する配管、及びコンプレッサ１２ｂと吸気マニホールド１２ｃとを連結する配管が省略されている。
【００２７】
吸気系１２において、空気は、吸気管１２ａ→コンプレッサ１２ｂ→吸気マニホールド１２ｃ→シリンダーヘッド１１の順に流れる。
排気系１３は、排気マニホールド１３ａ、排気タービン１３ｂ、及び排気管１３ｃを有する。排気マニホールド１３ａは、シリンダーヘッド１１と排気タービン１３ｂとに接続される。排気マニホールド１３ａは、第２フランジ１０ｂを有する。排気タービン１３ｂは、排気管１３ｃに接続される。
【００２８】
排気系１３において、空気（排気）は、シリンダーヘッド１１→排気マニホールド１３ａ→排気タービン１３ｂ→排気管１３ｃの順に流れる。
なお、コンプレッサ１２ｂ及び排気タービン１３ｂは、ターボチャージャーを構成する。すなわち、コンプレッサ１２ｂは、排気タービン１３ｂの回転動力によって、吸気管１２ａから流入する空気を圧縮する。
【００２９】
ＥＧＲ装置２０は、第１ＥＧＲ配管２１、第２ＥＧＲ配管２２、及び冷却装置２３を備える。
第１ＥＧＲ配管２１は、排気マニホールド１３ａの第２フランジ１０ｂと冷却装置２３とに接続される。第２ＥＧＲ配管２２は、冷却装置２３と吸気マニホールド１２ｃの第１フランジ１０ａとに接続される。冷却装置２３は、第１ＥＧＲ配管２１と第２ＥＧＲ配管２２とに接続される。冷却装置２３は、第１ＥＧＲ配管２１から流入する空気（排気）を冷却する。
【００３０】
ＥＧＲ装置２０において、空気（排気）は、排気マニホールド１３ａ→第１ＥＧＲ配管２１→冷却装置２３→第２ＥＧＲ配管２２→吸気マニホールド１２ｃの順に流れる。
【００３１】
（ＥＧＲ配管の構成）
次に、本実施形態に係るＥＧＲ配管の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、第１ＥＧＲ配管２１と第２ＥＧＲ配管２２とは、互いに同様の構成を有する。以下においては、第２ＥＧＲ配管２２の構成について説明する。
【００３２】
〈１．全体構成〉
まず、第２ＥＧＲ配管２２の全体構成について説明する。図２は、図１の部分拡大図である。
図２に示すように、第２ＥＧＲ配管２２は、吸気系側フランジ部１００ａ、吸気系側鍔部１００ｂ、吸気系側第１管部１１０、吸気系側第２管部１２０、排気系側フランジ部２００、排気系側第１管部２１０、排気系側第２管部２２０、及びベローズ部３００を備える。
【００３３】
吸気系側フランジ部１００ａは、後述する貫通孔Ｐ（図３参照）を有する板状部材である。吸気系側フランジ部１００ａは、ボルトＢ1によって、吸気マニホールド１２ｃの第１フランジ１０ａに固定される。
吸気系側鍔部１００ｂは、後述する貫通孔Ｑ（図３参照）を有する板状部材によって構成される。本実施形態において、吸気系側鍔部１００ｂは、溶接によって吸気系側フランジ部１００ａに接続されている。
【００３４】
吸気系側第１管部１１０は、ラッパ状に形成される。吸気系側第１管部１１０は、吸気系側鍔部１００ｂと連結されている。本実施形態において、吸気系側第１管部１１０は、吸気系側鍔部１００ｂと一体形成されている。
吸気系側第２管部１２０は、筒状に形成される。吸気系側第２管部１２０は、素管部１２１と拡管部１２２とを有する。拡管部１２２は、吸気系側第１管部１１０と一体形成されている。
【００３５】
排気系側フランジ部２００は、後述する貫通孔Ｒ（図５参照）を有する板状部材によって構成される。排気系側フランジ部２００は、吸気系側フランジ部１００ａと同様の構成を有する。排気系側フランジ部２００は、ボルトＢ2によって、排気マニホールド１３ａの第２フランジ１０ｂに固定される。
排気系側第１管部２１０は、ラッパ状に形成される。排気系側第１管部２１０は、排気系側フランジ部２００に連結される。本実施形態において、排気系側第１管部２１０は、溶接によって排気系側フランジ部２００に接続されている。
【００３６】
排気系側第２管部２２０は、筒状に形成される。排気系側第２管部２２０は、排気系側第１管部２１０と一体形成されている。
ベローズ部３００は、蛇腹状に形成される。ベローズ部３００は、吸気系側第２管部１２０及び排気系側第２管部２２０と一体形成されている。
ここで、本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２において、吸気系側フランジ部１００ａ及び吸気系側鍔部１００ｂは、吸気系側の「管端部」を構成する。同様に、排気系側フランジ部２００は、吸気系側の「管端部」を構成する。図３及び図５に示すように、「管端部」は、貫通孔を有する板状部材によって構成される。なお、管端部が有する貫通孔の形状は、吸気系側第１管部１１０の形状に対応している。
【００３７】
〈２．吸気系側の構成〉
次に、第２ＥＧＲ配管２２の吸気系側の構成について説明する。図３は、図２のＡ-Ａ線における断面図である。なお、図３では、吸気系側鍔部１００ｂの第１平面１００Ｓ1に垂直な断面が示されている。
図３に示すように、吸気系側鍔部１００ｂ、吸気系側第１管部１１０、及び吸気系側第２管部１２０は、一体形成されている。吸気系側鍔部１００ｂは、溶接によって形成されるビード部２０ｂを介して、吸気系側フランジ部１００ａに接続されている。
【００３８】
吸気系側フランジ部１００ａは、当接面１００ａ1、反対面１００ａ2、及び貫通孔Ｐを有する。当接面１００ａ1は、第１フランジ１０ａに当接される。反対面１００ａ2は、当接面１００ａ1の反対側に設けられる。貫通孔Ｐは、当接面１００ａ1から反対面１００ａ2まで貫通する。
吸気系側鍔部１００ｂは、第１平面１００Ｓ1、第２平面１００Ｓ2、及び貫通孔Ｑを有する。第１平面１００Ｓ1は、後述する第１外周面１１０Ｓに繋がる。本実施形態において、第１平面１００Ｓ1は、平面視において、第１外周面１１０Ｓの外周を円環状に取り囲んでいる。第２平面１００Ｓ2は、第１平面１００Ｓ1の反対側に設けられる。貫通孔Ｑは、第１平面１００Ｓ1から第２平面１００Ｓ2まで貫通する。
【００３９】
吸気系側第１管部１１０は、図３に示すように、第１外周面１１０Ｓを有する。第１外周面１１０Ｓは、吸気系側鍔部１００ｂの第１平面１００Ｓ1に連続的に繋がっている。第１外周面１１０Ｓの断面は、直線的である。
吸気系側第１管部１１０の外径Ｄ1は、吸気系側鍔部１００ｂに近づくほど大きくなる。換言すれば、吸気系側第１管部１１０は、吸気系側鍔部１００ｂ側から吸気系側第２管部１２０側に向かってテーパー状に形成される。吸気系側第１管部１１０の外径Ｄ1は、拡管部１２２の外径Ｄ2よりも大きい。吸気系側第１管部１１０の先端の外径ＤMAX1は、拡管部１２２の外径Ｄ2の例えば１．６倍程度である。
【００４０】
ここで、図４は、図３の部分拡大図である。図４に示すように、第１外周面１１０Ｓと第１平面１００Ｓ1との角度αは、９０度よりも大きく、かつ、１８０度よりも小さい。すなわち、本実施形態において、第１外周面１１０Ｓと第１平面１００Ｓ1とは、鈍角を成している。
吸気系側第２管部１２０は、図３に示すように、一体形成される素管部１２１と拡管部１２２とを有する。拡管部１２２の外径Ｄ2は、素管部１２１の外径Ｄ3よりも大きい。拡管部１２２の外径Ｄ2は、素管部１２１の外径Ｄ3の例えば１．６倍程度である。なお、拡管部１２２は、素管部１２１に向かってテーパー状に形成されるテーパー部１２２ａを有する。
【００４１】
〈３．排気系側の構成〉
次に、第２ＥＧＲ配管２２の排気系側の構成について説明する。図５は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、図５では、排気系側フランジ部２００の第１平面２００Ｓ1に垂直な断面が示されている。
図５に示すように、排気系側フランジ部２００は、溶接によって形成されるビード部２０ｃを介して、排気系側第１管部２１０に接続されている。排気系側第１管部２１０と排気系側第２管部２２０とは、一体形成されている。
【００４２】
排気系側フランジ部２００は、第１平面２００Ｓ1、第２平面２００Ｓ2、及び貫通孔Ｒを有する。第１平面２００Ｓ1は、後述する第２外周面２１０Ｓに繋がる。本実施形態において、第１平面２００Ｓ1は、平面視において、第２外周面２１０Ｓの外周を円環状に取り囲んでいる。第２平面２００Ｓ2は、第１平面２００Ｓ1の反対側に設けられる。貫通孔Ｒは、第１平面２００Ｓ1から第２平面２００Ｓ2まで貫通する。
【００４３】
排気系側第１管部２１０は、図５に示すように、第２外周面２１０Ｓを有する。第２外周面２１０Ｓは、ビード部２０ｃの表面を介して、排気系側フランジ部２００の第１平面２００Ｓ1に連続的に繋がっている。第２外周面２１０Ｓの断面は、直線的である。
排気系側第１管部２１０の外径Ｄ4は、排気系側第２管部２２０の外径Ｄ5よりも大きく、かつ、排気系側フランジ部２００に近づくほど大きくなる。換言すれば、排気系側第１管部２１０は、排気系側フランジ部２００側から排気系側第２管部２２０側に向かってテーパー状に形成される。排気系側第１管部２１０の先端における外径ＤMAX4は、排気系側第２管部２２０の外径Ｄ5の例えば１．６倍程度である。
【００４４】
ここで、図６は、図５の部分拡大図である。図６に示すように、第２外周面２１０Ｓと第１平面２００Ｓ1との角度βは、９０度よりも大きく、かつ、１８０度よりも小さい。すなわち、第２外周面２１０Ｓと第１平面２００Ｓ1とは、鈍角を成している。
排気系側第２管部２２０は、図５に示すように、ストレート管である。
【００４５】
〈４．ベローズ部の構成〉
次に、ベローズ部３００の構成について説明する。図７は、図２のＣ−Ｃ線における断面図である。
図７に示すように、ベローズ部３００は、複数のひだ部３１０を有する。複数のひだ部３１０は、互いに繋がっている。複数のひだ部３１０それぞれは、第２ＥＧＲ配管２２の内部中心線Ｅを中心として、環状に形成される。
【００４６】
（ＥＧＲ配管の製造方法）
次に、ＥＧＲ配管の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、第１ＥＧＲ配管２１と第２ＥＧＲ配管２２とは、互いに同様の製造方法によって製造される。以下においては、第２ＥＧＲ配管２２の製造方法について説明する。
【００４７】
〈１．ベローズ部の形成〉
第２ＥＧＲ配管２２の一部を蛇腹状に加工する工程について、図面を参照しながら説明する。図８は、ベローズ部３００の形成工程を説明するための図である。なお、図８では、複数のひだ部３１０のうち５枚のひだ部３１０のみが図示されていることに留意すべきである。
【００４８】
まず、素管Ｔを準備する。素管Ｔとしては、例えば、円形断面を有する鋼管を用いることができる。
次に、素管Ｔの内部に液体Ｗを充填する。液体Ｗとしては、例えば水を用いることができる。
次に、図８（ａ）に示すように、ベローズ用金型５０に素管Ｔを固定する。ベローズ用金型Ｇは、所定の間隔で配置された複数のひだ形成体５１を有する。複数のひだ形成体５１それぞれは、環状に形成されており、素管Ｔの外周を取り囲む。複数のひだ形成体５１の数は、ベローズ部３００が有する複数のひだ部３１０の数に対応する。
【００４９】
次に、図８（ｂ）に示すように、素管Ｔの内部に充填された液体Ｗに圧力を印加することによって、各ひだ形成体５１の内面に沿って素管Ｔを変形（膨張を含む）させる。これによって、素管Ｔに複数の環状部３１０Ａが形成される。
次に、図８（ｃ）に示すように、ベローズ用金型５０を駆動して複数のひだ形成体５１どうしを押し付けることによって、各環状部３１０Ａを圧縮する。これによって、複数のひだ部３１０を有するベローズ部３００が、素管Ｔに形成される。
【００５０】
〈２．吸気系側の形成〉
次に、第２ＥＧＲ配管２２の吸気系側を形成する工程について、図面を参照しながら説明する。図９乃至図１２は、第２ＥＧＲ配管２２の吸気系側を形成する工程を説明するための図である。
まず、図９に示すように、ホールド装置６０によって素管Ｔの排気系側端部を固定するとともに、クランプ装置６１によって素管Ｔの外周を挟み込む。クランプ装置６１は、一対のクランプ部６１ａ，６１ｂ及び一対のシリンダ部６１ｃ，６１ｄを有する。一対のクランプ部６１ａ，６１ｂは、素管Ｔの外周に当接される。一対のシリンダ部６１ｃ，６１ｄは、制御部６３の制御に基づいて油圧ポンプ６２から供給される油によって、一対のクランプ部６１ａ，６１ｂを駆動する。
【００５１】
次に、素管Ｔの吸気系側端部の外周に外型６４を当接させる。外型６４は、一対の型部６４ａ，６４ｂ及び一対のシリンダ部６４ｃ，６４ｄを有する。一対の型部６４ａ，６４ｂは、素管Ｔの外周に当接される。一対のシリンダ部６４ｃ，６４ｄは、制御部６３の制御に基づいて油圧ポンプ６２から供給される油によって、一対の型部６４ａ，６４ｂを駆動する。
【００５２】
次に、パンチ装置６５を素管Ｔの軸方向に動かして、素管Ｔの吸気系側端部を内側から押圧することによって、素管Ｔの吸気系側端部を拡管する。これによって、拡管部１２２Ａが素管Ｔに形成される（図１０参照）。パンチ装置６５は、パンチ６５ａ及びシリンダ６５ｂを有する。パンチ６５ａは、素管Ｔの吸気系側端部の内部に圧入される。パンチ６５ａの形状及び寸法は、拡管部１２２の形状及び寸法に応じて選択される。シリンダ６５ｂは、制御部６３の制御に基づいて油圧ポンプ６２から供給される油によって、パンチ６５ａを駆動する。
【００５３】
次に、図１０に示すように、パンチ６５ａをパンチ６５ｃに交換する。パンチ６５ｃは、パンチ６５ａよりも大きな外径を有する。パンチ６５ｃの形状及び寸法は、吸気系側第１管部１１０の形状及び寸法に応じて選択される。
また、図１０に示すように、外型６４の一対の型部６４ａ，６４ｂを、一対の型部６４ｅ，６４ｆに交換する。一対の型部６４ｅ，６４ｆの形状及び寸法は、パンチ６５ｃの形状及び寸法に対応する。
【００５４】
次に、パンチ装置６５（パンチ６５ｃ）を素管Ｔの軸方向に動かして、素管Ｔの吸気系側端部を内側から押圧することによって、素管Ｔの吸気系側端部の外径を先端に近づくほど大きくする。これによって、素管部１２１と拡管部１２２とを有する吸気系側第２管部１２０が形成されるとともに、素管Ｔの吸気系側端部にテーパー状拡管部１１０ａが形成される（図１１参照）。
【００５５】
次に、テーパー状拡管部１１０ａの先端に吸気系側鍔部１００ｂを設ける。本実施形態では、図１１及び図１２に示すように、スピニング装置７０によってテーパー状拡管部１１０ａの先端を鍔状に加工する。具体的には、まず、テーパー状拡管部１１０ａの先端から所定位置に外面ローラ７１を当接させるとともに、テーパー状拡管部１１０ａの先端から所定位置に内面ローラ７２を当接させる。次に、素管Ｔの内部中心線Ｅを中心として、素管Ｔを回転させる。次に、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に示すように、内面ローラ７２を矢印Ｆの方向に移動することによって、テーパー状拡管部１１０ａの先端を外側に反らせる。矢印Ｆ1〜Ｆ4に示すように内面ローラ７２の軌跡を徐々に変更することによって、テーパー状拡管部１１０ａの先端は、外側に向かって徐々に反らされる。以上によって、吸気系側鍔部１００ｂと吸気系側第１管部１１０とが形成される（図１２（ｄ）参照）。
【００５６】
次に、溶接によって、吸気系側フランジ部１００ａを吸気系側鍔部１００ｂに接続する。この際、吸気系側鍔部１００ｂの外周にはビード部２０ｂが形成される。
【００５７】
〈３．排気系側の形成〉
次に、第２ＥＧＲ配管２２の排気系側を形成する工程について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第２ＥＧＲ配管２２の排気系側を形成する工程を説明するための図である。
【００５８】
まず、図１３に示すように、パンチ６５ｃをパンチ６５ｄに交換する。パンチ６５ｄの形状及び寸法は、吸気系側第１管部２１０の形状及び寸法に応じて選択される。
また、図１３に示すように、外型６４の一対の型部６４ｅ，６４ｆを、一対の型部６４ｇ，６４ｈに交換する。一対の型部６４ｇ，６４ｈの形状及び寸法は、パンチ６５ｄの形状及び寸法に対応する。
【００５９】
次に、ホールド装置６０を用いて素管Ｔの吸気系側端部を固定するとともに、クランプ装置６１を用いて素管Ｔの排気系側の外周を挟み込む。
次に、素管Ｔの排気系側端部の外周に外型６４（一対の型部６４ｇ，６４ｈ）を当接させる。
次に、パンチ装置６５（パンチ６５ｄ）を素管Ｔの軸方向に動かして、素管Ｔの吸気系側端部を内側から押圧することによって、素管Ｔの排気系側端部の外径を先端に近づくほど大きくする。これによって、排気系側第１管部２１０と排気系側第２管部２２０とが形成される（図５参照）。
【００６０】
次に、排気系側第１管部２１０の先端に排気系側フランジ部２００を設ける。本実施形態では、排気系側フランジ部２００を排気系側第１管部２１０の先端に溶接する。この際、排気系側第１管部２１０の先端の外周にはビード部２０ｃが形成される。
【００６１】
〈４．曲げ加工〉
次に、素管Ｔを図示しないクランプ装置などで挟み込むことによって固定する。続いて、図示しないベンダーなどで素管Ｔに曲げ加工を施すことによって所望の形状に変形させる。以上によって、第２ＥＧＲ配管２２が完成する。
【００６２】
（作用及び効果）
（１）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２は、吸気系側鍔部１００ｂ（管端部）及び吸気系側第１管部１１０（第１管部）を備える。吸気系側第１管部１１０は、吸気系側鍔部１００ｂに近づくほど大きな外径を有する。
なお、本実施形態において、吸気系側第１管部１１０の第１外周面１１０Ｓの断面は直線的であるため、第１外周面１１０Ｓは、吸気系側鍔部１００ｂの第１平面１００Ｓ1と鈍角を成している。
【００６３】
このように、吸気系側第１管部１１０は、吸気系側鍔部１００ｂに近づくほど太くなるように形成されている。従って、ストレート管が吸気系側鍔部１００ｂに連結される場合に比べて、吸気系側鍔部１００ｂと吸気系側第１管部１１０との境界に応力が集中することを抑制できる。その結果、エンジン本体１０の振動やロールに対する第２ＥＧＲ配管２２の耐久性を向上することができる。
【００６４】
（２）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２において、吸気系側鍔部１００ｂは、吸気系側第１管部１１０と一体形成されている。
従って、吸気系側鍔部１００ｂと吸気系側第１管部１１０とが溶接などによって接続されている場合に比べて、第２ＥＧＲ配管２２の耐久性をより向上することができる。
【００６５】
（３）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２は、吸気系側鍔部１００ｂに当接される吸気系側フランジ部１００ａを備える。
このような吸気系側フランジ部１００ａは、エンジン本体１０（第１フランジ１０ａ）に取り付け可能である。従って、吸気系側フランジ部１００ａをエンジン本体１０に取り付けることによって、第２ＥＧＲ配管２２をエンジン本体１０に連結できる。そのため、素管Ｔの端部を加工して吸気系側鍔部１００ｂを形成する場合であっても、第２ＥＧＲ配管２２とエンジン本体１０とを強固に連結することができる。
【００６６】
（４）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２は、吸気系側第２管部１２０（第２管部）を備える。吸気系側第２管部１２０は、素管部１２１と拡管部１２２とを有する。拡管部１２２の外径Ｄ3は、素管部１２１の外径Ｄ2（所定の外径）よりも大きい。
このように、第２ＥＧＲ配管２２は、素管部１２１から拡管部１２２へと拡管されている。従って、拡管部１２２において第２ＥＧＲ配管２２の耐久性を向上することができる。
【００６７】
また、素管部１２１よりも外径の大きい拡管部１２２に吸気系側第１管部１１０が連結されるので、素管に吸気系側第１管部１１０が連結される場合に比べて、吸気系側第１管部１１０の外径をより大きくし易い。その結果、第２ＥＧＲ配管２２の耐久性をより向上することができる。
【００６８】
（５）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２は、吸気系側第２管部１２０（第２管部）に連結されるベローズ部３００を備える。
従って、ベローズ部３００によって、エンジン本体１０の振動やロールを吸収することができる。その結果、吸気系側鍔部１００ｂと吸気系側第１管部１１０との境界に応力が集中することをより抑制できる。
【００６９】
（６）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２は、排気系側フランジ部２００（管端部）及び排気系側第１管部２１０（第１管部）を備える。排気系側第１管部２１０は、排気系側フランジ部２００に近づくほど大きな外径を有する。
【００７０】
なお、本実施形態において、排気系側第１管部２１０の第２外周面２１０Ｓの断面は直線的であるため、第２外周面２１０Ｓは、排気系側フランジ部２００の第１平面２００Ｓ1と鈍角を成している。
このように、排気系側第１管部２１０は、排気系側フランジ部２００に近づくほど太くなるように形成されている。従って、ストレート管が排気系側フランジ部２００に連結される場合に比べて、排気系側フランジ部２００と排気系側第１管部２１０との境界に応力が集中することを抑制できる。その結果、エンジン本体１０の振動やロールに対する第２ＥＧＲ配管２２の耐久性を向上することができる。
【００７１】
（７）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２において、排気系側フランジ部２００は、排気系側第１管部２１０に溶接されている。
従って、汎用的な溶接により排気系側フランジ部２００を形成することができるので、排気系側フランジ部２００と排気系側第１管部２１０とを一体成形するための設備を必要としない。
【００７２】
（８）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２の製造方法は、素管Ｔの吸気系側端部を内側から押圧することによって、吸気系側端部の外径を先端に近づくほど大きく加工する工程と、吸気系側端部の先端を鍔状に加工する工程とを備える。
これによって、吸気系側鍔部１００ｂに近づくほど大きな外径を有する吸気系側第１管部１１０を形成できる。その結果、エンジン本体１０の振動やロールに対する耐久性を向上可能な第２ＥＧＲ配管２２を提供できる。
【００７３】
（９）本実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２の製造方法は、素管Ｔの吸気系側端部の外径を大きくする工程の前に、素管Ｔの一部を蛇腹状に加工する工程を備える。
従って、素管Ｔの吸気系側端部の外径を大きくした後に素管Ｔの一部を蛇腹状に加工する場合に比べて、第２ＥＧＲ配管２２の全長に係る寸法精度を向上することができる。
【００７４】
[応力解析シミュレーション]
以下、上記実施形態に係るＥＧＲ配管の応力解析シミュレーションについて説明する。ただし、本発明は、下記に実施例として示した構成に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００７５】
（実施例１）
図１４に示すように、実施例１に係るＥＧＲ配管Ｈ１を、上記実施形態に係る第２ＥＧＲ配管２２の排気系側の構成に設定した。
具体的に、実施例１に係るＥＧＲ配管Ｈ１は、環状の管端部１ａ、管端部１ａに近づくほど大径の第１管部１ｂ、及び第１管部１ｂに連結される第２管部１ｃを備える。
なお、第１管部１ｂの外径を第２管部１ｃの外径の１．６倍に設定した。また、管端部１ａと第１管部１ｂとの境界における曲率半径Ｒ1を３０ｍｍに設定した。
【００７６】
（実施例２）
図１５に示すように、実施例２に係るＥＧＲ配管Ｈ２を、実施例１に係るＥＧＲ配管Ｈ１と同様の構成に設定した。
ＥＧＲ配管Ｈ１との相違点は、ＥＧＲ配管Ｈ２において、管端部２ａと第１管部２ｂとの境界における曲率半径Ｒ2を４０ｍｍに設定した点である。
【００７７】
（比較例）
図１６に示すように、比較例に係るＥＧＲ配管Ｈ３を、環状の管端部３ａと、拡管されていない素管部３ｂとを備える構成に設定した。管端部３ａの素管部３ｂ側平面と素管部３ｂの外周面とは、略９０度を成している。
【００７８】
（応力解析シミュレーション結果）
次に、ＥＧＲ配管Ｈ１、ＥＧＲ配管Ｈ２、及びＥＧＲ配管Ｈ３それぞれの両端に同一の力を印加した際の応力分布を解析した。図１４〜図１６では、色が濃いほど大きな応力がかかっていることを示している。
【００７９】
図１４と図１６との比較から、ＥＧＲ配管Ｈ１の管端部１ａと第１管部１ｂとの境界にかかる応力は、ＥＧＲ配管Ｈ３の管端部３ａと素管部３ｂとの境界にかかる応力よりも小さいことが確認された。具体的には、管端部１ａと第１管部１ｂとの境界にかかる応力は、管端部３ａと素管部３ｂとの境界にかかる応力の６５％程度であった。これは、ＥＧＲ配管Ｈ１において、第１管部１ｂの外径を管端部１ａに近づくほど大きくしたためである。これによって、管端部１ａの第１管部１ｂ側平面と第１管部１ｂの外周面とが鈍角を成す場合、管端部１ａと第１管部１ｂとの境界における応力集中を低減できることが確認された。
【００８０】
同様に、図１５と図１６との比較から、ＥＧＲ配管Ｈ２の管端部２ａと第１管部２ｂとの境界にかかる応力は、ＥＧＲ配管Ｈ３の管端部３ａと素管部３ｂとの境界にかかる応力よりも小さいことが確認された。具体的には、管端部２ａと第１管部２ｂとの境界にかかる応力は、管端部３ａと素管部３ｂとの境界にかかる応力の５７％程度であった。これは、ＥＧＲ配管Ｈ２において、第１管部２ｂの外径を管端部２ａに近づくほど大きくしたためである。これによって、管端部２ａの第１管部２ｂ側平面と第１管部２ｂの外周面とが鈍角を成す場合、管端部２ａと第１管部２ｂとの境界における応力集中を低減できることが確認された。
【００８１】
また、図１４と図１５との比較から、ＥＧＲ配管Ｈ２の第１管部２ｂと第２管部２ｃとの境界にかかる応力は、ＥＧＲ配管Ｈ１の第１管部１ｂと第２管部１ｃとの境界にかかる応力よりも小さいことが確認された。これは、ＥＧＲ配管Ｈ２における曲率半径Ｒ2を、ＥＧＲ配管Ｈ１における曲率半径Ｒ1よりも大きくしたためである。これによって、第１管部と第２管部との境界を滑らかに湾曲させるほど、ＥＧＲ配管の耐久性を向上できることがわかった。
【００８２】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００８３】
（Ａ）上記実施形態において、吸気系側フランジ部１００ａ及び吸気系側鍔部１００ｂが、吸気系側の「管端部」を構成することとしたが、これに限られるものではない。
例えば、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、吸気系側鍔部１００ｂがルーズフランジ１０Ｃによって第１フランジ１０ａに直接固定される場合には、吸気系側鍔部１００ｂのみが「管端部」を構成する。なお、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、ルーズフランジ１０Ｃは、ボルトＢ3によって第１フランジ１０ａに固定されている。
【００８４】
（Ｂ）上記実施形態において、排気系側第１管部２１０は、排気系側フランジ部２００の第１平面２００Ｓ1側に配置されることとしたが、これに限られるものではない。
例えば、図１８に示すように、排気系側第１管部２１０は、排気系側フランジ部２００の貫通孔に挿入される被挿入部２１０Ａを備えていてもよい。この場合であっても、排気系側フランジ部２００の第１平面２００Ｓ1側に排気系側第１管部２１０を溶接することができる。
【００８５】
（Ｃ）上記実施形態において、吸気系側第１管部１１０の第１外周面１１０Ｓの断面は直線的であることとしたが、これに限られるものではない。例えば、図１９に示すように、第１外周面１１０Ｓの断面は、曲線的に湾曲していてもよい。
同様に、図示しないが、排気系側第１管部２１０の第２外周面２１０Ｓの断面は、曲線的に湾曲していてもよい。
【００８６】
（Ｄ）上記実施形態において、吸気系側鍔部１００ｂは、吸気系側第１管部１１０と一体的に形成されることとしたが、これに限られるものではない。吸気系側鍔部１００ｂは、溶接によって吸気系側第１管部１１０に接続されていてもよい。この場合、第１外周面１１０Ｓは、溶接によって形成されるビード部の表面を介して、吸気系側鍔部１００ｂの第１平面１００Ｓ1に連続的に繋がる。
【００８７】
（Ｅ）上記実施形態では特に触れていないが、図１９に示すように、吸気系側鍔部１００ｂと吸気系側第１管部１１０との境界Ｋは、滑らかに湾曲していてもよい。この場合には、境界Ｋにおける応力の集中を低減することができる。
【００８８】
（Ｆ）上記実施形態では特に触れていないが、図１９に示すように、素管部１２１と拡管部１２２との境界Ｌは、滑らかに湾曲していてもよい。この場合には、境界Ｌにおける応力の集中を低減することができる。
【００８９】
（Ｇ）上記実施形態では特に触れていないが、図１９に示すように、吸気系側第１管部１１０と吸気系側第２管部１２０との境界Ｍは、滑らかに湾曲していてもよい。この場合には、上記応力解析シミュレーションからも明らかなように、境界Ｍにおける応力の集中を低減することができる。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００９０】
１…エンジン、１０…エンジン本体、１０ａ…第１フランジ、１０ｂ…第２フランジ、１１…シリンダーヘッド、１２…吸気系、１２ａ…吸気管、１２ｂ…コンプレッサ、１２ｃ…吸気マニホールド、１３…排気系、１３ａ…排気マニホールド、１３ｂ…排気タービン、１３ｃ…排気管、２０…ＥＧＲ装置、２１…第１ＥＧＲ配管、２２…第２ＥＧＲ配管、２３…冷却装置、２０ｂ，２０ｃ…ビード部、１００ａ…吸気系側フランジ部、１００ｂ…吸気系側鍔部、１００Ｓ…第１平面、１１０…吸気系側第１管部、１１０Ｓ…外周面、１２０…吸気系側第２管部、１２１…素管部、１２２,１２２Ａ…拡管部、１２２ａ…テーパー部、２００…排気系側フランジ部、２００Ｓ…第２平面、２１０…排気系側第１管部、２１０Ｓ…外周面、２２０…排気系側第２管部、３００…ベローズ部、３１０…ひだ部、３１０Ａ…環状部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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