(57)【要約】【課題】上側フィン３および下側フィン４が多数設けられているＥＧＲ通路２において、排ガスの冷却性能を可及的に高める。【解決手段】ＥＧＲ通路２の内周面における上側には、下向きに突出する上側フィン３が排ガス流れ方向に沿って設けられており、前記内周面における下側には、上側フィン３に所定空間（７）を隔てて対向するように上向きに突出する下側フィン４が排ガス流れ方向に沿って設けられている。上側フィン３および下側フィン４は、それぞれ排ガス流れ方向と直交する方向に所定空間（５Ａ〜５Ｃ，６Ａ〜６Ｃ）を隔てて隣り合わせに多数設けられている。前記空間（７）において排ガス流れ方向の下流側領域の断面積が、上流側領域よりも大きくされている。【選択図】図２
2015203362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出される排ガスを前記エンジンの吸気系に送るためのＥＧＲ通路であって、
その内周面における上側には、下向きに突出する上側フィンが排ガス流れ方向に沿って設けられており、
前記内周面における下側には、前記上側フィンに所定空間を隔てて対向するように上向きに突出する下側フィンが排ガス流れ方向に沿って設けられており、
前記上側フィンおよび前記下側フィンは、それぞれ排ガス流れ方向と直交する方向に所定空間を隔てて隣り合わせに多数設けられており、
前記上側フィンの突出端と前記下側フィンの突出端との対向空間において排ガス流れ方向の下流側領域の断面積が、上流側領域よりも大きくされている、ことを特徴とするＥＧＲ通路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上側フィンおよび下側フィンが多数設けられているＥＧＲ通路に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、ＥＧＲシステムにおいて、排気系から水冷式クーラに至るＥＧＲパイプの少なくとも一部をフィン付パイプで構成することにより、冷却性能を向上させることが開示されている。
【０００３】
前記フィン付パイプは、その内周面に熱交換フィンが、また、外周面に放熱フィンがそれぞれ設けられている。前記熱交換フィンは、前記フィン付パイプの内周面の円周数ヶ所に所定ピッチずつ離隔して設けられているとともに、前記フィン付パイプの内周面の長手方向数ヶ所に所定ピッチずつ離隔して設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６１２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に係る従来例では、フィン付パイプ内を流通する排ガスが前記内部の多数の熱交換フィンの各突出端の対向空間（パイプ中央部）に集中的に流れやすくなるために、熱交換フィンを多数設けているにもかかわらず、排ガス流れ方向下流側に配置される熱交換フィンでは排ガスの熱交換が行われにくいことが懸念される。
【０００６】
このような事情に鑑み、本発明は、上側フィンおよび下側フィンが多数設けられているＥＧＲ通路において、排ガスの冷却性能を可及的に高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジンから排出される排ガスを前記エンジンの吸気系に送るためのＥＧＲ通路を対象とするものであり、以下のように構成されている。
【０００８】
このＥＧＲ通路の内周面における上側には、下向きに突出する上側フィンが排ガス流れ方向に沿って設けられている。前記内周面における下側には、前記上側フィンに所定空間を隔てて対向するように上向きに突出する下側フィンが排ガス流れ方向に沿って設けられている。前記上側フィンおよび前記下側フィンは、それぞれ排ガス流れ方向と直交する方向に所定空間を隔てて隣り合わせに多数設けられている。前記上側フィンの突出端と前記下側フィンの突出端との対向空間において排ガス流れ方向の下流側領域の断面積は、上流側領域よりも大きくされている。
【０００９】
この構成のように上側フィンおよび下側フィンを設けている場合、フィン無しの場合に比べると排ガスとの熱交換面積が増大することによって排ガスの冷却性能が向上する。
【００１０】
しかも、本発明の前記構成のように、前記上側フィンの突出端と前記下側フィンの突出端との対向空間において排ガス流れ方向の下流側領域の断面積を、上流側領域よりも大きくしている場合、前記対向空間（排ガスの流動抵抗が小さい部分）の下流側領域を通る流速の速い排ガスが、下流側領域の開口へ向かうにつれて上側および下側へ拡がりやすくなる。
【００１１】
これにより、前記排ガスの流動抵抗の大きい部分（前記上側フィンそれぞれの隣り合う対向空間、および下側フィンそれぞれの隣り合う対向空間）の底（前記上側フィンの付け根側、および下側フィンの付け根側）にまで前記流速の速い排ガスが入り込みやすくなるとともに、当該底に沿って流れやすくなることを意味している。
【００１２】
そのため、ＥＧＲ通路の特に下流側領域において排ガスの熱交換が広範囲で行われるようになるので、ＥＧＲ通路内での排ガスの冷却性能が可及的に高められることになる。
【００１３】
なお、前記排ガス流れ方向の下流側領域での前記上側フィンおよび前記下側フィンの高さが、下流側の開口へ向けて徐々に低く設定されることにより、前記下流側領域の前記対向空間の断面積が、当該下流側領域の開口へ向けて徐々に大きく設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上側フィンおよび下側フィンが多数設けられているＥＧＲ通路において、排ガス流れ方向の下流側領域において排ガスの熱交換が広範囲で行われるようになるので、ＥＧＲ通路内での排ガスの冷却性能が可及的に高められることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るＥＧＲ通路を設けたシリンダヘッドの一実施形態で、シリンダヘッドのリア側を部分的に示す平面図である。
【図２】図１のシリンダヘッドを矢印（２）の方向から見た図である。
【図３】図２の（３）−（３）線に沿う断面を矢印方向から見た図である。
【図４】図２において砂中子の製作時における砂の流れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１から図４に、本発明の一実施形態を示している。図中、１はシリンダヘッド、２はＥＧＲ通路である。この実施形態では、シリンダヘッド１の内部にＥＧＲ通路２を一体に形成した例を挙げている。
【００１８】
ＥＧＲ通路２は、シリンダヘッド１の内部においてリア側に設けられている。シリンダヘッド１のフロント（Ｆｒ）側およびリア（Ｒｒ）側は、図示していないエンジンのフロント側およびリア側に対応している。前記エンジンのフロント側とは、クランクシャフトの回転動力をカムシャフトなどに伝達する動力伝達系が配置される側のことである。前記エンジンのリア側とは、前記動力伝達系が配置される側の反対側のことである。
【００１９】
このＥＧＲ通路２の入口部２１はシリンダヘッド１の排気通路（図示省略）に接続され、また、ＥＧＲ通路２の出口部２２は、図示していないが、ＥＧＲクーラおよびＥＧＲバルブを介してシリンダヘッド１の吸気通路に接続される。これにより、前記エンジンから前記排気通路に排出される排ガス（ＥＧＲガスとも言う）の一部が入口部２１からＥＧＲ通路２に流れ込むようになると、中間部２３を経て出口部２２から排出される排ガスが前記ＥＧＲクーラおよび前記ＥＧＲバルブを介して前記吸気通路に導入されるようになる。
【００２０】
なお、入口部２１が特許請求の範囲に記載している「排ガス流れ方向の上流側領域」に相当している。また、出口部２２が特許請求の範囲に記載している「排ガス流れ方向の下流側領域」に相当している。入口部２１の開口が「入口」となり、出口部２２の開口が「出口」となる。
【００２１】
この実施形態では、図１に示すようにＥＧＲ通路２の上面視において、中間部２３の中心線３００が直線形状になっている。入口部２１の開口の中心の延長線１００が中間部２３の中心線３００よりもシリンダヘッド１のフロント（Ｆｒ）側にオフセットされている。出口部２２の開口の中心の延長線２００が中間部２３の中心線３００よりもシリンダヘッド１のリア（Ｒｒ）側にオフセットされている。
【００２２】
そして、ＥＧＲ通路２は、図２に示すように、その長さ方向中央５００付近の全高寸法が他部位よりも小さくされていて、当該長さ方向中央５００付近から出口部２２の開口までの領域が斜め上向きに傾いた形状になっている。これにより、出口部２２が中間部２３よりも高い位置に配置されるようになっている。
【００２３】
このようなＥＧＲ通路２には、排ガスとの熱交換面積を大きくするための上側フィン３および下側フィン４が多数設けられている。
【００２４】
上側フィン３は、ＥＧＲ通路２の内周面における上側（天井面）に下向きに突出するように設けられている。下側フィン４は、ＥＧＲ通路２の内周面における下側（底面）に上向きに突出するように設けられている。
【００２５】
上側フィン３および下側フィン４は、排ガス流れ方向（ＥＧＲ通路２の長さ方向）に沿って設けられており、ＥＧＲ通路２の長さ方向と直交する方向（ＥＧＲ通路２の幅方向）に所定空間を隔てて多数（この実施形態では２つ）設けられている。前記多数の隣り合う上側フィン３それぞれの対向空間を「上側の分割通路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ」と言い、前記多数の隣り合う下側フィン４それぞれの対向空間を「下側の分割通路６Ａ，６Ｂ，６Ｃ」と言うことにする。
【００２６】
また、上側フィン３と下側フィン４とは、ＥＧＲ通路２の幅方向で一致する位置に配置されていて、ＥＧＲ通路２の高さ方向では所定空間を隔てて対向するように配置されている。この対向空間を「主通路７」と言うことにする。この主通路７は、図３において二点鎖線で示すように横長形状になっている。
【００２７】
このように、ＥＧＲ通路２内に上側フィン３および下側フィン４を設けている場合には、排ガスが主通路７を流れやすくなるものの、上下の分割通路５Ａ〜５Ｃ，６Ａ〜６Ｃの底寄り（上下のフィン５，６の付け根寄り）を流れにくくなる。
【００２８】
これは、言うまでもないが、主通路７の断面積が上下の分割通路５Ａ〜５Ｃ，６Ａ〜６Ｃの断面積の個々よりも大きくなっていて、排ガスの流動抵抗が小さくなっていることに起因している。この点を考慮して、主通路７を「排ガスの流動抵抗が小さい部分」と言い、上下の分割通路５Ａ〜５Ｃ，６Ａ〜６Ｃを「排ガスの流動抵抗の大きい部分」と言うことにする。つまり、ＥＧＲ通路２に導入される排ガスは流動抵抗が小さい主通路７を集中して流れるようになるので、当該主通路７を流れる排ガスの流速は、上下の分割通路５Ａ〜５Ｃ，６Ａ〜６Ｃを流れる排ガスの流速よりも速くなる。
【００２９】
この実施形態では、図２に示すように、上側フィン３および下側フィン４の長さ方向中央５００付近に途切れ部３１，４１が設けられている。この途切れ部３１，４１は、一般に、ＥＧＲ通路２の砂中子（図示省略）を製造するための上型と下型とを型割りする際に、当該上型および下型から砂中子を良好に剥離させるために前記上型および前記下型内にそれぞれ組み込まれる押し出しピンの配置領域として確保されている。
【００３０】
ちなみに、上述したシリンダヘッド１は鋳造品とされる。その製造形態としては、図示していないが、シリンダヘッド１を成形するための上鋳型と下鋳型とで作る内部空間に、前記ＥＧＲ通路２を成形するための砂中子をインサートしておいて、前記内部空間に溶融材料（例えばアルミニウム合金など）を流し込む。この溶融材料が固まってシリンダヘッド１が成形されると、上鋳型と下鋳型とを型割りした後、このシリンダヘッド１から前記砂中子を除去すれば、シリンダヘッド１内にＥＧＲ通路２となる空間が形成される。
【００３１】
ところで、上述しているように、ＥＧＲ通路２内に上側フィン３および下側フィン４を設けている場合には、ＥＧＲ通路２内に流入する排ガスが主通路７および上下の分割通路５Ａ〜５Ｃ，６Ａ〜６Ｃを通過する過程において上側フィン３および下側フィン４にそれぞれ接触しながら流れるようになるので、排ガスとの熱交換面積がフィン無しの場合に比べると大きくなって、冷却性能がフィン無しの場合に比べて向上する。
【００３２】
しかも、この実施形態では、出口部２２での上側フィン３の高さおよび下側フィン４の高さをそれぞれ出口へ向けて徐々に低く設定することにより、出口部２２での主通路７の断面積を出口へ向けて徐々に大きくなるように設定している。そして、出口部２２（排ガス流れ方向の下流側領域）の断面積を入口部２１（排ガス流れ方向の上流側領域）よりも大きくしている。
【００３３】
前記主通路７の断面積とは、ＥＧＲ通路２を例えば図２の（３）−（３）線で示すように径方向で断面にしたときの主通路７部分（図３の二点鎖線参照）のみの断面積のことである。
【００３４】
そして、図２および図３に示すように、出口部２２での主通路７の高さ位置は、ＥＧＲ通路２の高さ方向中央７００（図３のみ記載）よりも上（高い位置）に設定されている。ここで、前記した主通路７の高さ位置を、主通路７の中心線４００（一点鎖線参照）の高さ位置と定義すると、出口部２２での主通路７の中心線４００の高さ位置は、ＥＧＲ通路２の高さ方向中央７００よりも上（高い位置）に設定されている、と言うことができる。
【００３５】
このように構成した場合、主通路７（排ガスの流動抵抗が小さい部分）の出口部２２を通る流速の速い排ガスが、出口へ向かうにつれて上側および下側へ拡がりやすくなる。
【００３６】
これにより、上側の分割通路５Ａ〜５Ｃ、および下側の分割通路６Ａ〜６Ｃ（前記排ガスの流動抵抗の大きい部分）の底（上側フィン３それぞれの付け根側、および下側フィン４それぞれの付け根側）にまで流速の速い排ガスが入り込みやすくなるとともに、当該底に沿って流れやすくなる。そのため、ＥＧＲ通路２の特に出口部２２において排ガスの熱交換が広範囲で行われるようになるので、ＥＧＲ通路２内での排ガスの冷却性能が可及的に高められることになる。
【００３７】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、ＥＧＲ通路２の出口部２２での排ガスの流れをコントロールすることにより、ＥＧＲ通路２内の上下の分割通路５Ａ〜５Ｃ、６Ａ〜６Ｃ（前記排ガスの流動抵抗の大きい部分）の底にまで入り込みやすくしている。これにより、ＥＧＲ通路２の特に出口部２２において排ガスの熱交換が広範囲で行われるようになるので、ＥＧＲ通路２内での排ガスの冷却性能が可及的に高められることになる。
【００３８】
しかも、上記実施形態のようにＥＧＲ通路２の構成を特定している場合には、ＥＧＲ通路２の成形に用いる砂中子（図示省略）の造形性を高めるうえで有利になる。
【００３９】
具体的に、図４を参照して、前記砂中子を製作するときの砂の流れを説明する。図４には、前記砂中子を製作するための上型５０および下型６０を断面にして示している。
【００４０】
図４において、上型５０と下型６０とを型合わせしたときに作られる内部空間が、ＥＧＲ通路２と同形状になるので、この内部空間を「ＥＧＲ通路空間７０」とする。上型５０の内面には上側フィン３に対応する凸部５１が設けられていて、下型６０の内面には下側フィン４に対応する凸部６１が設けられている。
【００４１】
上側の凸部５１の突出端と下側の凸部６１の突出端との対向空間が、ＥＧＲ通路２の主通路７と同形状になるので、この対向空間を「主通路空間７１」とする。当該主通路空間７１の中心線（一点鎖線参照）７２がＥＧＲ通路２の主通路７の中心線４００に対応している。
【００４２】
さらに、ＥＧＲ通路空間７０においてＥＧＲ通路２の入口部２１に対応する部分を「入口部分７３」とし、ＥＧＲ通路空間７０においてＥＧＲ通路２の出口部２２に対応する部分を「出口部分７４」とし、ＥＧＲ通路空間７０においてＥＧＲ通路２の中央手前位置６００に対応する部分を「中間部分７５」とする。
【００４３】
そして、ＥＧＲ通路空間７０の出口部分７４から砂を吹き込む。その際、砂の吹き込み口となる出口部分７４での主通路空間７１を出口へ向けて上下方向に徐々に拡げるようにしているので、当該砂の吹き込み性が良好となる。しかも、出口部分７４から吹き込んだ砂は図４の白抜き矢印で示すように斜め下向きに吹き込まれる関係より、前記ＥＧＲ通路空間７０の隅々にまで砂を充填させやすくなる。
【００４４】
このように、ＥＧＲ通路２の構成を図２に示すように特定することによって、当該ＥＧＲ通路２の成形に用いる砂中子の造形性を高めることができるようになるのである。
【００４５】
ところで、この実施形態では、前記している構成に加えて、下記するような構成を特定している。
【００４６】
つまり、図２に示すように、ＥＧＲ通路２の入口部２１での主通路７の中心線４００の高さ位置をＥＧＲ通路２の高さ方向中央よりも上（高い位置）に設定しているとともに、ＥＧＲ通路２の長さ方向中央５００よりも上流側での主通路７の中心線４００の高さ位置をＥＧＲ通路２の高さ方向中央よりも下（低い位置）に設定している。
【００４７】
このような構成を付加している場合、前記入口部２１から流入して主通路７を流れる流速の速い排ガスの一部が、入口部２１において上側の分割通路５Ａ〜５Ｃ（前記排ガスの流動抵抗の大きい部分）の底（天井と言ってもよい）にまで入り込みやすくなって当該底に沿って流れるようになる。このように底に入り込んだ排ガスの一部は当該底で方向転換されて高い側から低い側へ向かうようになる。さらに長さ方向中央５００付近での主通路７を流れる流速の速い排ガスが下側の分割通路６Ａ〜６Ｃ（前記排ガスの流動抵抗の大きい部分）の底に向かうようになって当該底に沿って流れるようになる。
【００４８】
このようなことから、図２に示す構成では、ＥＧＲ通路２の長さ方向全域において排ガスの熱交換面積を可及的に大きくすることができるようになるので、ＥＧＲ通路２内での排ガスの冷却性能を高めるうえで有利になる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００５０】
（１）上記実施形態では、ＥＧＲ通路２の上面視において入口部２１と出口部２２とを中間部２３に対してそれぞれオフセットしている例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。
【００５１】
例えばＥＧＲ通路２が、上面視において入口部２１と出口部２２との少なくともいずれか一方が中間部２３に対してオフセットされていない形状である場合でも、本発明を適用することが可能である。
【００５２】
（２）上記実施形態では、ＥＧＲ通路２の長さ方向中央５００付近の全高寸法を他部位よりも小さくして、長さ方向中央５００付近から出口部２２の開口までの領域を斜め上向きに傾かせるようにした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。
【００５３】
例えばＥＧＲ通路２が、側面視で全長にわたってほぼ真っ直ぐな形状とされ、かつ全高寸法が全長にわたってほぼ一定とされるような形状である場合でも、本発明を適用することが可能である。
【００５４】
（３）上記実施形態では、ＥＧＲ通路２をシリンダヘッド１の内部に設けた例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。本発明は、例えばシリンダヘッド１と別体のＥＧＲ通路２にも適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、上側フィンおよび下側フィンが多数設けられているＥＧＲ通路に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１      シリンダヘッド
２      ＥＧＲ通路
２１    入口部
２２    出口部
２３    中間部
３      上側フィン
４      下側フィン
５Ａ〜５Ｃ    上側の分割通路
６Ａ〜６Ｃ    下側の分割通路
７      主通路
１００      入口部２１の開口の中心の延長線
２００      出口部２２の開口の中心の延長線
３００      中間部２３の中心線
４００      主通路７の中心線
５００      長さ方向中央
７００      高さ方向中央
【図１】
2015203362.tif 000003
【図２】
2015203362.tif 000004
【図３】
2015203362.tif 000005
【図４】
2015203362.tif 000006