(57)【要約】【課題】排気ガス中での凝縮水が閉塞具側に伝い流れて溜まっても、これを閉塞具内に受け入れることで、シリンダヘッドの腐食とそれによる穴空きを防止できるようにする。【解決手段】底部６ａとこの底部６ａ外周から立ちがる周壁６ｂとを有したカップ状をなし、下流側通路２の開口部２ａに周壁６ｂの開口端６ｃ側から密嵌合される横断面形状に形成された閉塞具６として、上記の課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに、一端がシリンダヘッドの外面に開口する開口部を有した下流側通路と、この下流側通路の途中に連通する上流側通路とを有して形成され、排気ガスを吸気側に還流させるＥＧＲ通路において、前記開口部を閉塞する閉塞具であって、
底部とこの底部外周から立ちがる周壁とを有したカップ状をなし、前記下流側通路の開口部に密嵌合される横断面形状に形成された閉塞具。
【請求項２】
前記周壁の開口端から下流側通路の上流側通路への連通口の内側へ延び、かつ、下流に向け下流側通路の反連通口側に近づくようにした還流ガス案内片を設けて、上流側通路からの還流ガスを下流側通路の下流に向け案内するようにした請求項１に記載の閉塞具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用等のエンジンから排出された排気ガスの一部を吸気側に還流させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置のＥＧＲ通路において、シリンダヘッドを経由しているＥＧＲ通路の途中がシリンダヘッドの外面に開口している開口部を閉塞するプラグとしての閉塞具に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなＥＧＲ通路を持ったＥＧＲ装置は、広く知られ、下記の特許文献１などに開示されている。特許文献１は、シリンダヘッドとシリンダブロックの合せ面に気筒列方向の溝を設けることで、制御弁から各気筒の吸気ポートに至る下流側のＥＧＲ通路を設けた従来例に対し、エンジン本体のシリンダヘッドとシリンダブロックの合せ面の少なくともいずれか一方に、排気還流制御弁より上流側の排気還流通路を形成する溝が形成され、その溝が一端で排気還流制御弁の排気導入口に連通し、排気ボート側を気筒列方向に延びて、他端で気筒列の中間に位置する気筒若しくはそれより排気還流制御弁から遠い気筒の排気ポートに連通するようにしたＥＧＲ通路構造を開示している。
【０００３】
これらに対し、本出願人は、ＥＧＲ通路をシリンダヘッドを経由して設けるのに、設置環境上、図２に示すようなシリンダヘッドａをストレートに貫通し、一端がシリンダヘッドａの外面に開口する開口部ｂを持った下流側通路ｃを設け、この下流側通路ｃの途中に上流側通路ｄを連通させる設計をし、下流側通路の開口部ｂに図２に示すような浅いキャップ状をした金属製の閉塞具ｅを天板側から圧入することにより、開口部ｂを閉塞した通路構造を採用し、排気ガスｆが上流側通路ｄから下流側通路ｃに漏れなく至って還流されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５４７９１７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、本出願人が実施しているシリンダヘッドａ内のＥＧＲ通路構造では、排気ガス中からの凝縮水ｇが、下流側通路の図２に示すような開口部ｂ側への通路設置上の傾斜に沿って閉塞具ｅ側に伝い流れて溜まり、この凝縮水ｇによってシリンダヘッドの同一箇所が腐食し穴空きの原因になることが分かった。また、通路設置上傾斜していない下流側通路ｇが、傾斜地への駐車によって開口部ｂ側に傾斜する場合にも、排気ガスからの凝縮水ｇは閉塞具ｅ側に伝い流れて溜まるので、シリンダヘッドの同一箇所が繰り返し腐食することがあり、その繰り返し状況によっては穴空きの原因になることがある。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑み、排気ガス中での凝縮水が閉塞具側に伝い流れて溜まっても、これを閉塞具内に受け入れることで、シリンダヘッドの腐食とそれによる穴空きを防止できる閉塞具を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のＥＧＲ通路開口部の閉塞具は、シリンダヘッド内に、一端がシリンダヘッドの外面に開口する開口部を有した下流側通路と、この下流側通路の途中に連通する上流側通路とを有して形成され、排気ガスを吸気側に還流させるＥＧＲ通路において、前記開口部を閉塞する閉塞具であって、底部とこの底部外周から立ちがる周壁とを有したカップ状をなし、前記下流側通路の開口部に周壁の開口端側から密嵌合される横断面形状に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成では、閉塞具は、シリンダヘッド内を経由しているＥＧＲ通路のシリンダヘッド外面に開口している下流側通路の開口部に密嵌合されることで、従来同様にその開口部を閉塞することができる。しかし、閉塞具は、特に、下流側通路の下流に開口端が向くカップ状をなしていることにより、閉塞具が外気に触れて通路内排気ガスとの温度差に原因して自身の内面に生じる結露水はもとより、これによらない通路各部での温度差が原因して生じる排気ガス中からの凝縮水が下流側通路に進入して閉塞具側に伝い流れてきてもそれを閉塞具内に受け入れて貯留しておき、エンジン始動時など、下流側の負圧が大きくなる際に、閉塞具内に貯留している凝縮水がシリンダヘッド外に吸い出され、排出されるようにすることが繰り返されるようにする。
【０００９】
上記構成において、さらに、前記周壁の開口端から下流側通路における上流側通路からの連通口の内側へ延び、かつ、下流に向け下流側通路の反連通口側に近づくようにした還流案内片を設けて、上流側通路からの還流排気ガスを下流側通路の下流に向け案内するようにしたものとすることができる。
【００１０】
このような構成では、上記に加え、さらに、還流案内片が、閉塞具の開口端から延びて上流側通路の下流側通路への連通口の内側に対向し、かつ、下流に向け下流側通路の反連通口側に近づくようにしていることにより、上流側から還流してくる排気ガスを下流側通路の下流に向くように案内して、上流側通路から下流側通路の下流に向けて乱れなく滑らかに転向させ還流させられる。また、還流案内片は、このときの還流する排気ガスとの接触によって受熱し、それを閉塞具全体に熱伝導させるので、貯留している凝縮水を蒸発させて下流側に吸引されやすくする。さらに、還流案内片により上流側通路から下流側通路の下流に向け案内される排気ガス流は、案内片の先端が下流側通路の反連通口側に近づいて下流側通路を狭く絞っている絞り部を通過する際に絞り部を通じ閉塞具側に引圧を働かせて、閉塞具から凝縮水を吸い出す作用を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＥＧＲ通路開口部の閉塞具によれば、シリンダヘッド内を経由しているＥＧＲ通路の下流側通路の開口部を閉塞する閉塞具が、下流側通路の下流に開口端が向くカップ状をなして、自身の内面への結露水はもとより、通路各部での温度差などによる排気ガス中からの凝縮水が伝い流れてくるのを受け入れて貯留することにより、凝縮水のシリンダヘッドとの接触を抑えながら、エンジン始動時など、下流側の負圧が大きくなることによるシリンダヘッド外への吸い出し、排出に供して、貯留量が閉塞具から溢れないよう制限することを繰り返させるので、シリンダヘッドが凝縮水によって腐食し、穴空きの原因になるのを防止することができる。
【００１２】
上記に加え、さらに、閉塞具に設けた還流案内片により上流通路側から還流してくる排気ガスを案内して、下流側通路の下流側に向くよう乱れなく滑らかに転向させ排気ガスの還流充填速度を上げて省燃費効果を高められる。また、閉塞具は、排気ガスから受熱する還流案内片からの熱伝導により、貯留している凝縮水を蒸発させて下流に吸引、排出されやすくするので、凝縮水の貯留量を抑えやすい。さらに、上流側通路から下流側通路の下流に向け還流案内片によって案内される排気ガス流は、還流案内片の先端が下流側通路を狭く絞っている絞り部を特に流速の高い外コーナ側で通過して、絞り部を通じ閉塞具側に引圧を強く働かせ閉塞具から凝縮水を吸い出す作用を高める点でも、凝縮水の貯留量をさらに抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る閉塞具の代表的な１つの具体例を使用状態で示すシリンダヘッドの断面図。
【図２】従来の実施品である閉塞具を使用状態で示すシリンダヘッド一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施の形態に係るＥＧＲ通路開口部の閉塞具は、１つの例として、図１に示すようにシリンダヘッド１内に、一端がシリンダヘッド１の外面１ａに下向きに傾斜して開口する開口部２ａを有した下流側通路２と、この下流側通路２の途中に連通する上流側通路３とを有して形成され、排気ガス４を吸気側に還流させるＥＧＲ通路５に適用している。開口部２ａを閉塞するためのプラグとしての閉塞具６は、図１に示すように、底部６ａとこの底部６ａの外周から立ちがる周壁６ｂとを有したカップ状をなしたことを基本的な条件としている。この閉塞具６は、下流側通路２の開口部２ａに周壁６ｂの開口端６ｃ側から密嵌合される横断面形状に形成されている。上流側通路３や下流側通路２は、シリンダヘッド１での設置の環境条件によって円形とされないことがあるので、閉塞具６の横断面形状が一致しても密嵌合を図る必要がある。この密嵌合は排気ガス４が漏れ出ないためのもので、例えば圧入にて達成できるが、必要に応じて嵌合面間にガスケットを介装してシールを図ってもよい。密嵌合だけでシールする場合、シリンダヘッドおよび閉塞具６の温度変化に対応する必要がある。このため、位置ずれや脱落防止のために軸基準はめあいや、穴基準はめあいに関するＪＩＳ  Ｂ０４０１に基づくしまりばめ程度の嵌合度とするのが好適である。もっとも、このような密嵌合は、閉塞具６の少なくとも開口端６ｃ側でなされればよい。
【００１５】
上記基本的な条件を満足した閉塞具６は、シリンダヘッド１内を経由しているＥＧＲ通路５のシリンダヘッド１の外面１ａに下向きに傾斜して開口している下流側通路２の開口部２ａに密嵌合されることで、従来同様にその開口部２ａを閉塞するができる。しかし、閉塞具６は、特に、下流側通路２の下流に開口端６ｃが向くカップ状をなしていることにより、閉塞具６が外気に触れて通路内排気ガスとの温度差に原因して自身の内面に生じる結露水はもとより、これによらない通路各部での温度差が原因して生じる排気ガス４中からの凝縮水７が下流側通路２に進入して傾斜に沿い閉塞具６側に伝い流れるのを、図１に示すように閉塞具６内に受け入れて貯留しておき、エンジン始動時など、下流側の負圧が大きくなる際に、閉塞具６内に貯留している凝縮水７がシリンダヘッド１外に吸い出され、排出されるようにすることが繰り返されるようにする。なお、既述したように、下流側通路２が設置上、シリンダヘッド１の外面１ａに下向きに傾斜して開口していない場合でも、傾斜地への駐車によって開口部２ａ側に傾斜すると、排気ガス４からの凝縮水７が閉塞具６側に伝い流れてくるのを貯留できるので、前記の場合同様にシリンダヘッド１の同一箇所が繰り返し腐食するのを防止し、腐食の繰り返し状況によっては穴空きの原因になるのを回避することができる。従って、本実施の形態の閉塞具６は、下流側通路２がシリンダヘッド１の外面１ａに下向きに傾斜して開口していない通路構造に適用しても有効である。
【００１６】
この結果、シリンダヘッド１内を経由しているＥＧＲ通路５の下流側通路２の開口部２ａを閉塞する閉塞具６が、下流側通路２の下流に開口端６ｃが向くカップ状をなして、自身の内面への結露水はもとより、通路各部での温度差などによる排気ガス４中からの凝縮水７が伝い流れてくるのを受け入れて貯留することにより、凝縮水７のシリンダヘッド１との接触を抑えながら、エンジン始動時など、下流側の負圧が大きくなることによるシリンダヘッド１外への吸い出し、排出に供して、貯留量が閉塞具６から溢れないよう制限することを繰り返させるので、シリンダヘッド１が凝縮水７によって腐食し、穴空きの原因になるのを防止することができる。
【００１７】
また、本実施の形態の閉塞具６は、前記下流側通路２の開口部２ａのほぼ開口位置から上流側通路３の下流側通路２への連通口３ａを塞がない位置まで密嵌合される深さに形成されたものとしている。これにより、閉塞具６を底部６ａが下流側通路２の開口部２ａのほぼ開口端に達するまで開口部２ａに密嵌合させれば、一定の密嵌合代を確保した安定したシール状態が得られる上、閉塞具６の開口端６ｃが上流側通路３の下流側通路２への連通口３ａを塞いでしまうのは勿論、一部を塞いで通路ロスとなったり、還元流する排気ガス４の流れを乱したりすることがない。図示例では、閉塞具６の深さは、円形としたときの周壁６ｂの外径よりも大としてあり、具体的にはほぼ２倍としている。しかし、これに限られることはない。
【００１８】
ここで、シリンダヘッド１はアルミニウム系金属であるのに対し、閉塞具６は凝縮水７によって腐食しないで貯留などできるように、腐食に強い金属、例えばステンレス鋼製とするのが好適である。また、閉塞具６は自身の内面に結露し貯留する凝縮液７については、周壁６ｂの下流側通路２内への嵌め合せで下流に向く段差ができても問題はない。しかし、下流側通路２を傾斜に沿って伝い流れてくる凝縮水７に対しては、少なくとも下側域で閉塞具６の周壁６ｂの内面と下流側通路２の内面とが同一面をなすように並ぶ必要がある。それには、図１に示すように、同一面とする周方向範囲で、閉塞具６の周壁６ｂを厚み分だけ沈め込ませる段部８を形成しておけばよい。
【００１９】
さらに、本実施の形態の閉塞具６は、その周壁６ｂの開口端６ｃから、具体的には下流側通路２の下流側通路３からの連通口３ａが開口している側の開口端６ｃから、下流側通路２における上流側通路３からの連通口３ａの内側へ延び、かつ、下流に向け下流側通路２の反連通口３ａ側に近づくようにした還流案内片６ｄを設けて、上流側通路３からの還流排気ガス４を下流側通路の下流に向け案内するようにしている。
【００２０】
このように、還流案内片６ｄが、閉塞具６の開口端６ｃから延びて上流側通路３の下流側通路２への連通口３ａの内側に対向し、かつ、下流に向け下流側通路２の反連通口３ａ側に近づくようにしていることにより、上流側から還流してくる排気ガス４を図１に矢印で示すように下流側通路２の下流に向くように案内して、上流側通３から下流側通路２の下流に向けて乱れなく滑らかに転向させ還流させられる。この結果、排気ガス４の還流充填速度を上げて省燃費効果を高められる。
【００２１】
また、還流案内片６ｄは、このときの還流する排気ガス４との接触によって受熱し、それを閉塞具６全体に熱伝導させるので、貯留している凝縮水７を蒸発させて下流側に吸引されやすくする。従って、凝縮水７の貯留量を抑えやすい。
【００２２】
さらに、還流案内片６ｄにより上流側通路３から下流側通路２の下流に向け案内される排気ガス流は、案内片６ｄの先端が下流側通路２の反連通口３ａ側に近づいて下流側通路２を狭く絞っている絞り部９を通過する際に絞り部９を通じ閉塞具６側に引圧を働かせて、閉塞具６から凝縮水７を吸い出す作用を有する。従って、これによっても、凝縮水７の貯留量をさらに抑えられる。
【００２３】
なお、還流案内片６ｄは、閉塞具６の周壁から一体に延ばして下流側通路２における連通口３ａの上流側開口縁に対応する位置で屈曲させたものとすることができる。しかし、還流案内片６ｂは、連通口３ａから下流側通路２に流入する排気ガス４を乱れなく、また、通路ロスなく案内して下流に向かわせるには、前記屈曲させる図１に示すような屈曲点が連通口３ａの開口縁に沿っているのが好適となるが、周壁６ｂが円筒である場合、そのような加工に手間がかかるので、単体で加工した別部材の還流案内片６ｂを周壁６ｂに溶接やかしめ付けなどして後付けしたものとすれば好適となる。もっとも、一体、別体の選択は自由である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、シリンダヘッド内を経由するＥＧＲ通路の途中のシリンダヘッド外面への開口部をプラグによって閉塞する技術に実用でき、通路内で発生する凝縮水を一時的に閉塞具自体で貯留しながら、吸引側の負圧が増大するタイミングで吸引排気されるようにして、シリンダヘッドが凝縮水によって腐食し穴空きが発生するのを防止できる。
【符号の説明】
【００２５】
１  シリンダヘッド
２  下流側通路
２ａ  開口部
３  上流側通路
３ａ  連通口
４  排気ガス
５  ＥＧＲ通路
６  閉塞具
６ａ  底部
６ｂ  周壁
６ｃ  開口端
６ｄ  還流案内片
７  凝縮水
９  絞り部
【図１】
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【図２】
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