(57)【要約】【課題】弁体を駆動するためのアクチュエータを排気熱に対し保護することができる排気系構造を得る。【解決手段】車両用排気系構造１０は、排気経路を成し排気系熱交換器１４をバイパスするためのバイパス流路２０を開閉可能に設けられたバルブ５０を駆動するためのサーモスタット７２と、排気経路におけるバルブ５０が設置された熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃとサーモスタット７２との間に設けられた第１プロテクタ部材８２とを備える。【選択図】図１
2008101481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の排気経路の少なくとも一部を開閉可能に設けられた弁体を駆動するためのアクチュエータと、
前記排気経路における前記弁体の設置部分を構成する外壁と前記アクチュエータとの間に設けられた遮熱体と、
を備えた排気系構造。
【請求項２】
前記遮熱体は、前記アクチュエータと、前記外壁の外側に配置され前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える動力伝達部との間に配置されている請求項１記載の排気系構造。
【請求項３】
車両の排気経路の少なくとも一部を開閉可能に設けられた弁体を駆動するためのアクチュエータと、
前記排気経路の外側に配置され、前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える動力伝達部と、
前記動力伝達部と前記アクチュエータとの間に設けられた遮熱体と、
を備えた排気系構造。
【請求項４】
前記遮熱体は、前記動力伝達部を覆う断熱空間を形成している請求項２又は請求項３記載の排気系構造。
【請求項５】
前記遮熱体は、前記アクチュエータの出力部の前記弁体側への突出を許容する貫通孔を有し、該貫通孔内には前記アクチュエータの本体部が位置している請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の排気系構造。
【請求項６】
前記排気経路は、排気ガスと冷媒との熱交換を行う熱交換器をバイパスするためのバイパス流路であり、
前記アクチュエータは、前記冷媒の温度に応じて前記弁体を駆動するサーモスタットである請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の排気系構造。
【請求項７】
前記弁体は、前記熱交換器の冷媒流路が形成されている範囲に対し排気ガスの流れ方向の上流側又は下流側に配置されており、
前記遮熱体は、前記サーモスタットと、前記熱交換器における冷媒流路が形成されている範囲との間に位置する張出部を含む請求項６記載の排気系構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気系路の少なくとも一部を開閉するための弁体を備えた排気系構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
マフラ内部のマフラパイプを排気圧に応じ開閉する弁壁を備えたエンジン排気系のバルブ構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９５２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように排気圧を利用してバルブを駆動する構成では、バルブを駆動するためのアクチュエータに対する熱害対策について考慮されていない。
【０００４】
本発明は、弁体を駆動するためのアクチュエータを排気熱に対し保護することができる排気系構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係る排気系構造は、車両の排気経路の少なくとも一部を開閉可能に設けられた弁体を駆動するためのアクチュエータと、前記排気経路における前記弁体の設置部分を構成する外壁と前記アクチュエータとの間に設けられた遮熱体と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の排気系構造では、アクチュエータが作動することで弁体が駆動され、排気経路の一部又は全部が開放又は閉止される（開度が調整される）。ここで、排気経路における弁体の設置部分を構成する外壁とアクチュエータとの間には遮熱体が配設されているため、排気径路の外壁からアクチュエータへの熱移動（輻射熱や対流伝熱等）の経路が遮熱体によって遮られ、アクチュエータが排気熱に対し保護される。
【０００７】
このように、請求項１記載の排気系構造では、弁体を駆動するためのアクチュエータを排気熱に対し保護することができる。なお、遮熱体は、例えば、単なる壁体であっても良く、内部が断熱空間を成す中空構造としても良い。
【０００８】
請求項２記載の発明に係る排気系構造は、請求項１記載の排気系構造において、前記遮熱体は、前記アクチュエータと、前記外壁の外側に配置され前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える動力伝達部との間に配置されている。
【０００９】
請求項２記載の排気系構造では、アクチュエータの駆動力が動力伝達部を介して弁体に伝わり、排気経路が開放又は閉止される。この弁体に接触する排気ガスの排気熱は、弁体から外壁（排気系路）の外側に位置する動力伝達部に伝達される。ここで、動力伝達部とアクチュエータとの間に遮熱体が配設されているため、動力伝達部からアクチュエータに向かう熱（輻射熱や対流伝熱等）が遮熱体によって遮られ、アクチュエータが排気熱に対し保護される。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る排気系構造は、車両の排気経路の少なくとも一部を開閉可能に設けられた弁体を駆動するためのアクチュエータと、前記排気経路の外側に配置され、前記アクチュエータの駆動力を前記弁体に伝える動力伝達部と、前記動力伝達部と前記アクチュエータとの間に設けられた遮熱体と、を備えている。
【００１１】
請求項３記載の排気系構造では、アクチュエータの駆動力が動力伝達部を経由して弁体に伝わり、排気経路の一部又は全部が開放又は閉止される（開度が調整される）。この弁体に接触する排気ガスの排気熱は、弁体から外壁（排気系路）の外側に位置する動力伝達部に伝達される。ここで、動力伝達部とアクチュエータとの間に遮熱体が配設されているため、動力伝達部からアクチュエータへの熱移動（輻射熱や対流伝熱等）経路が遮熱体によって遮られ、アクチュエータが排気熱に対し保護される。
【００１２】
このように、請求項３記載の排気系構造では、弁体を駆動するためのアクチュエータを排気熱に対し保護することができる。なお、遮熱体は、例えば、単なる壁体であっても良く、内部が断熱空間を成す中空構造としても良い。
【００１３】
請求項４記載の発明に係る排気系構造は、請求項２又は請求項３記載の排気系構造において、前記遮熱体は、前記動力伝達部を覆う断熱空間を形成している。
【００１４】
請求項４記載の排気系構造では、遮熱体が動力伝達部を覆う断熱空間を形成しているため、動力伝達部からアクチュエータへの熱移動（特に、対流伝熱）が効果的に抑制される。
【００１５】
請求項５記載の発明に係る排気系構造は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の排気系構造において、前記遮熱体は、前記アクチュエータの出力部の前記弁体側への突出を許容する貫通孔を有し、該貫通孔内には前記アクチュエータの本体部が位置している。
【００１６】
請求項５記載の排気系構造では、アクチュエータは、その出力部（本体部に対する可動部）を弁体側（動力伝達部側）に突出させることで、弁体を駆動する。ここで、遮熱体の貫通孔にはアクチュエータの本体部が入り込んでいるため、出力部を動作（摺動）可能に入り込ませる構成と比較して、遮熱体の貫通孔縁とアクチュエータとの隙間を小さく設定することができ、遮熱性能を向上することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明に係る排気系構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の排気系構造において、前記排気経路は、排気ガスと冷媒との熱交換を行う熱交換器をバイパスするためのバイパス流路であり、前記アクチュエータは、前記冷媒の温度に応じて前記弁体を駆動するサーモスタットである。
【００１８】
請求項６記載の排気系構造では、例えば、弁体がバイパス流路を開放した状態で、排気ガスは主にバイパス流路を流れ、弁体がバイパス流路を閉止した状態で、排気ガスは主に熱交換器（の排気ガス流路）を流れて冷媒との熱交換を行う。そして例えば、冷媒の温度が所定温度以上になった場合に、サーモスタットが作動して、バイパス流路が開放されたり、開度が増したりする。低温側流体である冷媒の温度により動作するサーモスタットは、遮熱体によって、高温側流体である排気ガスの排気熱から効果的に保護される。
【００１９】
請求項７記載の発明に係る排気系構造は、請求項６記載の排気系構造において、前記弁体は、前記熱交換器の冷媒流路が形成されている範囲に対し排気ガスの流れ方向の上流側又は下流側に配置されており、前記遮熱体は、前記サーモスタットと、前記熱交換器における冷媒流路が形成されている範囲との間に位置する張出部を含む。
【００２０】
請求項７記載の排気系構造では、熱交換器における冷媒流路とが形成されている範囲に対し排気ガスの流れ方向の上流側又は下流側に配置された弁体が、冷媒の温度に応じて動作するサーモスタットに駆動されてバイパス流路を開閉することで、排気ガスの主流が切り替えられる。すなわち、サーモスタットは、熱交換器における冷媒流路が形成されている範囲から、弁体（の動力伝達部）が配置されている位置（冷媒流路の形成範囲に対する排気ガス流れ方向の上流側又は下流側）の近傍まで延在している。一方、遮熱体は、弁体設置部の外壁又は動力伝達部の近傍から、張出部が張り出すことで、熱交換器における冷媒流路が形成されている範囲まで延在している。すなわち、遮熱体による遮熱範囲が、冷媒流路により昇温しにくい部分まで広がり、弁体を駆動するためのサーモスタットを排気熱に対し一層効果的に保護することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明に係る排気系構造は、弁体を駆動するためのアクチュエータを排気熱に対し保護することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態に係る排気系構造が適用された車両用排気系構造１０について、図１乃至図８に基づいて説明する。先ず、車両用排気系構造１０の概略全体構成を説明し、次いで車両用排気系構造１０を構成する排気系熱交換器１４について説明し、その後、本発明の主要部であるサーモスタットの遮熱構造について説明することとする。なお、以下の説明で、単に上流・下流の語を用いるときは、排気ガスの流れ方向の上流・下流を示すものとする。また、説明の便宜上、各図に適宜矢印Ｆ、矢印Ｕ、矢印Ｗにて示す方向を、それぞれ前方向、上方向、幅方向とする。
【００２３】
（全体構成）  図８には、車両用排気系構造（排気熱回収システム）１０の概略全体構成がフロー図にて示されている。この図に示される如く、車両用排気系構造１０は、自動車の内燃機関であるエンジン１２の排気ガスが有する熱をエンジン冷却水との熱交換によって回収し、暖房やエンジン１２の暖機促進等に利用する排気系熱交換器１４を含んで構成されている。
【００２４】
具体的には、エンジン１２には、排気ガスを導出する排気経路を構成する排気管１５が接続されている。排気管１５による排気ガスの排出経路上には、上流側から順に触媒コンバータ１６、熱交換器としての排気系熱交換器１４、メインマフラ１８が配設されている。触媒コンバータ１６は、内蔵した触媒１６Ａによって通過する排気ガスを浄化するように構成されている。消音器としてのメインマフラ１８は、排気ガスを大気中に排出するのに伴って生じる排気音を低減（消音）するように構成されている。
【００２５】
また、車両用排気系構造１０は、排気ガスが排気系熱交換器１４（後述する熱交換部１４Ａ）をバイパスするためのバイパス流路２０、該バイパス流路２０を開閉するためのバルブとしての流路切替バルブ２２を備えている。これにより、車両用排気系構造１０では、排気ガスがエンジン冷却水との熱交換を行う排気熱回収モードと、排気ガスがバイパス流路２０を通過するノーマルモードとを切り替え得る構成とされている。
【００２６】
さらに、車両用排気系構造１０は、排気系熱交換器１４の熱交換部１４Ａ（後述するエンジン冷却水流路３４）に排気ガスと熱交換を行う冷媒としてのエンジン冷却水を循環するための冷媒流路としての冷却水循環路２４を備えている。この実施形態で、冷却水循環路２４は、エンジン１２と排気系熱交換器１４とを直列に連通している。また、図示は省略するが、冷却水循環路２４上には、ヒータ熱源としてのヒータコアが配設されている。
【００２７】
そして、この実施形態に係る車両用排気系構造１０では、バイパス流路２０は排気系熱交換器１４の内部に設けられており、流路切替バルブ２２は、排気系熱交換器１４における熱交換部１４Ａに対し下流に配設されている。
【００２８】
（排気系熱交換器の構成）  図７に示される如く、排気系熱交換器１４は、排気ガスの流路とエンジン冷却水の流路とを隔てる隔壁パイプ２６を備えている。この実施形態では、隔壁パイプ２６は、そのパイプ壁の内外に螺旋状に形成された螺旋溝２６Ａ、２６Ｂが形成されている。螺旋溝２６Ａ、螺旋溝２６Ｂは、排気ガスとエンジン冷却水との熱交換を行う熱交換部１４Ａの略全長に亘り形成されており、隔壁パイプ２６の前後は、熱交換部１４Ａに対し前後にそれぞれ延設された排気ガス導入部２６Ｃ、排気ガス排出部２６Ｄとされている。
【００２９】
隔壁パイプ２６の内側には、略円筒状に形成されたバイパス管部としてのインナパイプ２８が同軸的に配置されている。この隔壁パイプ２６とインナパイプ２８との間に形成された空間が、排気系熱交換器１４の排気ガス流路３０とされている。また、隔壁パイプ２６は、略円筒状に形成されると共に同軸的に配置されたアウタパイプ３２にて外周側から覆われている。この隔壁パイプ２６とアウタパイプ３２との間の空間が排気系熱交換器１４のエンジン冷却水流路３４とされている。
【００３０】
排気系熱交換器１４では、図７に示される如く、排気ガス流れ方向におけるエンジン冷却水流路３４の形成範囲（におけるインナパイプ２８の径方向外側部分）が、排気ガスとエンジン冷却水との熱交換が行われる熱交換部１４Ａとされており、インナパイプ２８は熱交換部１４Ａよりも上流側及び下流側に突出している。この排気系熱交換器１４におけるインナパイプ２８内の空間が、上記したバイパス流路２０とされている。すなわち、バイパス流路２０は、熱交換部１４Ａをバイパス可能に配設されている。
【００３１】
より具体的には、図７に示される如く、インナパイプ２８の上流端２８Ａは、触媒コンバータ１６側の排気管１５Ａの下流端が接続されており、インナパイプ２８の下流端２８Ｂは、排気ガス案内パイプ３８の上流端３８Ａに略同軸的に接続されている。なお、排気ガス案内パイプ３８に代えて、インナパイプ２８を下流側に延長しても良い。また、隔壁パイプ２６におけるアウタパイプ３２（エンジン冷却水流路３４）よりも上流に突出した排気ガス導入部２６Ｃ（熱交換部１４Ａよりも上流部分）の前端は、インナパイプ２８の上流端２８Ａの外周面に気密状態で接続されている。さらに、隔壁パイプ２６におけるアウタパイプ３２（エンジン冷却水流路３４）よりも下流に突出した隔壁パイプ２６の排気ガス排出部２６Ｄ（熱交換部１４Ａよりも下流部分）は、エンドパイプ４０を介して排気ガス案内パイプ３８に気密状態で接続されている。
【００３２】
そして、インナパイプ２８における隔壁パイプ２６の排気ガス導入部２６Ｃの内側に位置する部分には、該インナパイプ２８内の空間であるバイパス流路２０と排気系熱交換器１４の排気ガス流路３０と連通する透孔４２が設けられている。すなわち、透孔４２が排気ガス流路３０とバイパス流路２０との分岐部を構成している。一方、エンドパイプ４０には、排気ガス流路３０の内外を連通する透孔４４が設けられている。透孔４４及び排気ガス案内パイプ３８の下流側開口端３８Ｂは、上流側開口端４６Ａがエンドパイプ４０に気密状態で接続されたシェルとしての熱交換器後部シェル４６内の空間である排気ガス出口ヘッダ４８において、それぞれ開口している。この実施形態では、図２及び図３に示される如く、熱交換器後部シェル４６は、アウタパイプ３２に対し幅方向の一方側に膨出した膨出部４６Ｂを有する。
【００３３】
したがって、排気系熱交換器１４では、熱交換部１４Ａをバイパスしてバイパス流路２０を通過した排気ガスは、排気ガス案内パイプ３８の内側を経由して熱交換器後部シェル４６内の排気ガス出口ヘッダ４８に至り、一方、透孔４２を経由して排気ガス流路３０を通過した排気ガスは、排気ガス案内パイプ３８の外側、透孔４４を経由して熱交換器後部シェル４６内の排気ガス出口ヘッダ４８に至る構成とされている。
【００３４】
さらに、排気系熱交換器１４では、熱交換器後部シェル４６内に、流路切替バルブ２２を構成する弁体としてのバルブ５０が、排気ガス案内パイプ３８の下流側開口端３８Ｂを開閉可能に配設されている。バルブ５０は、熱交換器後部シェル４６に支持された回動軸５２廻りに回動することで、排気ガス案内パイプ３８の下流側開口端３８Ｂを閉止する閉止姿勢（図７の実線参照）と、該閉止位置から矢印Ａ方向に回動して排気ガス案内パイプ３８の下流側開口端３８Ｂを開放する開放姿勢（図７の想像線参照）とをとり得るバルブ５０を備えている。閉止姿勢に位置するバルブ５０は、排気ガス案内パイプ３８における下流側開口端３８Ｂ廻りに設けられた弁座（シール）５４に当接する構成とされている。
【００３５】
図３に示される如く、回動軸５２は、熱交換器後部シェル４６の膨出部４６Ｂ内配置されており、排気ガス案内パイプ３８に固定されたフレーム５６に取り付けられた軸受ホルダ５７に保持された軸受５８、フレーム５６に取り付けられた軸受ホルダ５９に保持された軸受６０によって、長手方向に離間した２箇所で熱交換器後部シェル４６に対し回転自在に支持されている。バルブ５０は、アーム６２を介して回動軸５２と一体回転可能に連結されている。これにより、バルブ５０は、回動軸５２廻りに回動することで上記した閉止姿勢と開放姿勢とをとり得る。また、回動軸５２における熱交換器後部シェル４６の外側に突出した端部にはレバー６４が固定されており、レバー６４にはストッパ６６が設けられている。
【００３６】
ストッパ６６には、一端６８Ａが熱交換器後部シェル４６に係止された（図３参照）付勢部材としてのリターンスプリング６８の他端６８Ｂが係止されている。回動軸５２は、リターンスプリング６８の付勢力によってバルブ５０が閉止姿勢をとる方向に付勢されている。この実施形態では、回動軸５２（の熱交換器後部シェル４６外への突出部）、レバー６４、ストッパ６６（及びリターンスプリング６８）は、後述するサーモスタット７２からの駆動力が作用する構成とされており、これらをまとめて動力伝達部６５ということとする。
【００３７】
以上の構成により、排気系熱交換器１４（流路切替バルブ２２）では、排気ガスの圧力が低い場合には、リターンスプリング６８の付勢力によってバルブ５０が排気ガス案内パイプ３８すなわちバイパス流路２０を閉止し、排気ガスが熱交換部１４Ａの排気ガス流路３０を流通するようになっている。一方、排気ガスの圧力が所定値以上になると、バルブ５０はリターンスプリング６８の付勢力に抗して排気ガスの圧力に応じた開放姿勢をとるようになっている。この実施形態では、上記した内燃機関エンジンが最高出力を発生する場合の排気ガスの圧力によって、バルブ５０は、排気ガスの圧力による最大開度となる開放姿勢をとる設定とされている。
【００３８】
また、この実施形態では、流路切替バルブ２２は、排気ガスと熱交換を行うエンジン冷却水の温度が所定温度以上である場合には、排気ガスの圧力に依らず強制的にバルブ５０を閉止姿勢で保持するようになっている。具体的には、図１及び図２に示される如く、アウタパイプ３２における排気ガス流れ方向の下流側には、内部がエンジン冷却水流路３４に連通した第１冷却水入口パイプ７０が接続されている。
【００３９】
第１冷却水入口パイプ７０の端部には、本発明におけるアクチュエータとしてのサーモスタット（サーモアクチュエータ）７２が配設されており、サーモスタット７２は、第１冷却水入口パイプ７０に設けられた本体部７４と、本体部７４に対し進退（伸縮）可能な出力部としての押圧ロッド７５とを含んで構成されている。サーモスタット７２は、本体部７４に充填したワックスの熱膨張によって押圧ロッド７５を本体部７４に対し突出させる構成とされている。本体部７４の先端には、押圧ロッド７５と摺動しつつ該押圧ロッド７５の本体部７４に対する進退方向を所定方向に規制（案内）するロッド摺動部７４Ａが設けられている。
【００４０】
この実施形態では、サーモスタット７２は、第１冷却水入口パイプ７０内のエンジン冷却水温が所定温度（例えば、８０℃）以上である場合に、押圧ロッド７５が本体部７４から突出（伸長）してレバー６４を押圧し、バルブ５０を上記した誘導姿勢よりも開度が大きい全開姿勢とする（全開姿勢を維持する）ようになっている。図７に一転鎖線にて示す如く、全開姿勢は、閉止姿勢から矢印Ａ方向に略９０°回動した姿勢とされている。
【００４１】
図１及び図２に示される如く、第１冷却水入口パイプ７０の中間部には、該第１冷却水入口パイプ７０を経由して排気系熱交換器１４のエンジン冷却水流路３４にエンジン冷却水を導入するための第２冷却水入口パイプ７６が接続されている。一方、アウタパイプ３２における排気ガス流れ方向の上流側には、エンジン冷却水流路３４からエンジン冷却水を排出するための冷却水出口パイプ７８が接続されている。冷却水出口パイプ７８は、アウタパイプ３２のほぼ上下方向頂部（最上部）に連通しており、第２冷却水入口パイプ７６は、アウタパイプ３２の上下方向頂部よりも若干下側に連通した第１冷却水入口パイプ７０の最上部であって、アウタパイプ３２の最上部よりも高位である部分に連通している。第２冷却水入口パイプ７６及び冷却水出口パイプ７８は、エンジン１２、ラジエータ、ヒータコアを含む冷却水循環路２４に、上記した通りエンジン冷却水流れに沿ってエンジン１２と直列となるように接続されている。
【００４２】
以上により、排気系熱交換器１４は、排気ガスの流れ方向とエンジン冷却水の流れ方向とが反対向きである向流型熱交換器とされており、この実施形態では、排気系熱交換器１４は、排気ガスが螺旋溝２６Ａに沿って螺旋状の流れを生じると共に、エンジン冷却水が螺旋溝２６Ｂに沿って排気ガスとは逆向きの螺旋状の流れを生じることで、コンパクトで熱交換効率の高い構成とされている。また、排気系熱交換器１４では、バイパス流路２０を通過することによる排気ガスの圧力損失（背圧）が、排気ガス流路３０を通過することによる排気ガスの圧力損失に対し十分に小さく、バルブ５０が開放姿勢をとる場合に排気ガスは主にバイパス流路２０を流通するようになっている。
【００４３】
（サーモスタットの遮熱構造）  図１乃至図３には、それぞれ排気系熱交換器１４に適用されたサーモスタットの遮熱構造８０が側面図、平面図、正面図（軸直角断面図）にて示されており、図４及び図５には、遮熱構造８０の斜視図、分解斜視図が示されている。
【００４４】
これらの図に示される如く、遮熱構造８０は、バルブ５０を収容している熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃ（本発明における外壁）及び動力伝達部６５と、サーモスタット７２との間に配設された遮熱体としての第１プロテクタ部材８２を備えている。第１プロテクタ部材８２は、熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃ、動力伝達部６５からサーモスタット７２への熱移動（輻射、対流伝熱）経路を遮る構成とされている。この実施形態では、第１プロテクタ部材８２は、側壁４６Ｃ及び動力伝達部６５とサーモスタット７２との間に位置する遮熱壁（隔壁）８４と、遮熱壁８４の周縁から張り出したフランジ部８６とを有している。
【００４５】
遮熱壁８４は、熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃから遠い側の平板部８４Ａと、該側壁４６Ｃから近い側の平板部８４Ｂとの間が、平板部８４Ｂが平板部８４Ａよりも前（上流）側位置するように傾斜板部８４Ｃにて連結されて構成されている。遮熱壁８４の平板部８４Ａは、正面視では略半円状に形成されており、また図３に示される如く、押圧ロッド７５を動力伝達部６５（側壁４６Ｃ）側に突出させるための貫通孔８５を有している。この遮熱壁８４すなわち平板部８４Ｂの側壁４６Ｃ側の端部８４Ｄは、図１及び図４に示される如く熱交換器後部シェル４６の前端４６Ｄの位置に略一致している。
【００４６】
図６（Ａ）に示される如く、遮熱壁８４における貫通孔８５の周縁からは、筒部８８が突設されており、サーモスタット７２を構成する本体部７４のロッド摺動部７４Ａを入り込ませている。なお、図６（Ａ）の構造に代えて、図６（Ｂ）に示される如く、本体部７４を入り込ませる貫通孔８５、筒部８８を設け、ロッド摺動部７４Ａを遮熱壁８４に対する動力伝達部６５（側壁４６Ｃ）側に配置する構成とすることも可能である。図６（Ａ）の構成は、例えば、押圧ロッド７５の周縁部をシールするゴムブッシュＧがロッド摺動部７４Ａの根元部に配置されたサーモスタット７２に適用され、図６（Ｂ）の構成は、例えばゴムブッシュＧを内蔵しないサーモスタット７２に適用される。
【００４７】
また、遮熱構造８０は、遮熱体としての第２プロテクタ部材９０を備えている。第２プロテクタ部材９０は、熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃと第１プロテクタ部材８２（遮熱壁８４）とで囲まれ（略気密に密閉され）、空気すなわち対流による熱の出入が抑制（防止）された断熱空間Ｒを形成している。そして、遮熱構造８０では、断熱空間Ｒ内に、動力伝達部６５すなわちレバー６４、ストッパ６６、リターンスプリング６８を配設している。
【００４８】
具体的には、図４及び図５に示される如く、第２プロテクタ部材９０は、正面視で遮熱壁８４の外縁に対応して略Ｕ字状に形成された前側開口部９０Ａ、平面視で略矩形状に形成された側壁４６Ｃ側を向いた側方開口部９０Ｂを有するＵ字壁９２と、Ｕ字壁９２の後部を閉止する後壁９４と、Ｕ字壁９２における側方開口部９０Ｂの開口縁から張り出したフランジ９６とを有する。第２プロテクタ部材９０は、第１プロテクタ部材８２のフランジ部８６がＵ字壁９２の内面に接合されて前側開口部９０Ａが閉止されると共に、フランジ９６が熱交換器後部シェル４６に接合されて側方開口部９０Ｂが閉止されることで、上記の通り第１プロテクタ部材８２と熱交換器後部シェル４６とで断熱空間Ｒを形成する構成である。この実施形態では、フランジ９６のうちＵ字壁９２の上縁部から延設された下向きフランジ９６Ａが熱交換器後部シェル４６の上壁４６Ｅに接合され、フランジ９６のうち残余の部分が横向きフランジ９６Ｂとされて側壁４６Ｃに接合されている。
【００４９】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００５０】
上記構成の車両用排気系構造１０では、エンジン冷却水温が低い場合には、サーモスタット７２に対しバルブ５０がフリーとされ、流路切替バルブ２２は自圧バルブとして作用する。このため、排気ガスの圧力が低い運転条件では、リターンスプリング６８の付勢力によって排気ガス案内パイプ３８すなわちバイパス流路２０が閉止され、排気ガスは、熱交換部１４Ａの排気ガス流路３０を流れ、エンジン冷却水流路３４を流れるエンジン冷却水との熱交換が行われる。これにより、内燃機関エンジンの暖機促進や、低温始動時の暖房維持が果たされる。
【００５１】
例えば加速や登坂等の内燃機関エンジンの出力が増す運転条件で、排気ガスの圧力が上昇すると、この排気ガスの圧力を受けたバルブ５０は、リターンスプリング６８の付勢力に抗し矢印Ａ方向に回動し、開放姿勢に至る。これにより、排気ガスは、主にバイパス流路２０を流れ、排気ガス流路３０を流れる場合と比較して背圧が低減される。すなわち、自圧バルブとして機能する流路切替バルブ２２を備えた車両用排気系構造１０では、内燃機関エンジンの暖気等のための排気熱回収よりも出力確保のための背圧低減が優先される場合に、排気ガスが熱交換部１４Ａをバイパスしてバイパス流路２０を流れることで、自動的に背圧の低減が果たされる。そして、内燃機関エンジンが最高出力を発生する際には、その排気ガスの圧力でバルブ５０が図１に想像線にて示す誘導姿勢（排気ガスの圧力による最大開度）となる。
【００５２】
また、車両用排気系構造１０では、エンジン冷却水温が８０℃以上になると、サーモスタット７２の押圧ロッド７５が回動軸５２のレバー６４を押圧して、バルブ５０を強制的に全開位置に移動すると共に該全開位置に保持する。これにより、排気ガスは主にバイパス流路２０を流れ、排気ガス案内パイプ３８、熱交換器後部シェル４６の排気ガス出口ヘッダ４８を経由して排気管１５から排出される。すなわち、排気熱の回収が不要な運転状態では、排気ガス流路が自動的にバイパス流路２０に切り替えられる。
【００５３】
ここで、車両用排気系構造１０では、遮熱構造８０を備えるため、サーモスタット７２が熱交換器後部シェル４６から放射される排気熱に対し保護される。より具体的には、熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃからサーモスタット７２への熱移動（輻射、対流伝熱）経路が第１プロテクタ部材８２（遮熱壁８４）によって遮られる。また、車両用排気系構造１０の遮熱構造８０では、第２プロテクタ部材９０を備えるため、伝熱、放熱量の大きい部分（部品）である動力伝達部６５（レバー６４、ストッパ６６、リターンスプリング６８等）が断熱空間Ｒ内に封入され、該動力伝達部６５からの対流伝熱が著しく抑制される。さらに、側壁４６Ｃとサーモスタット７２との間は、断熱空間Ｒと外気との２層構造になるため、側壁４６Ｃからサーモスタット７２への熱移動が効果的に抑制される。
【００５４】
特に、遮熱構造８０では、遮熱壁８４の筒部８８（貫通孔８５）がサーモスタット７２の本体部７４（ロッド摺動部７４Ａ）を入り込ませる構造であるため、筒部８８本体部７４との隙間を小さくすることができ、該隙間を通じた熱移動（対流）が抑制される。補足すると、例えば可動部である押圧ロッド７５を入り込ませる構成では、各部品の組付誤差（ばらつき）及び押圧ロッド７５の動作に伴う位置ずれ（ばらつき）を考慮して筒部８８の内径を設定することになるが、筒部８８に本体部７４を入り込ませる構成では組付誤差のみを考慮すれば足りるので、上記の通り筒部８８と本体部７４との隙間を小さくすることができる。
【００５５】
このように、車両用排気系構造１０では、自圧バルブとして作用する流路切替バルブ２２を備えるため、バルブ５０を収容した熱交換器後部シェル４６が熱交換部１４Ａ（アウタパイプ３２）の下流側に配置された排気系熱交換器１４を備えた構成において、流路切替バルブ２２を強制的に開動作させるために排気系熱交換器１４の低温側系統に設けたサーモスタット７２を、熱交換器後部シェル４６を流れる排気熱（特に、サーモスタット７２によってバルブ５０が全開位置に保持される運転条件での排気熱）から保護することができる。
【００５６】
これにより、車両用排気系構造１０では、サーモスタット７２を高温側である排気系熱交換器１４（熱交換器後部シェル４６）に近接して配置することができ、コンパクト化、省スペース化を図ることが実現された。
【００５７】
（第２の実施形態）  次に、本発明の第２の実施形態に係る車両用排気系構造１００を説明する。なお、上記第１の実施形態と基本的に同一の部品・部分には、上記第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。
【００５８】
図９乃至図１２には、車両用排気系構造１００を構成する排気系熱交換器１０２が、側面図、一部拡大した平面図、軸直角断面図（正面図）、側断面図にてそれぞれ示されている。これらの図に示される如く、排気系熱交換器１０２は、遮熱構造８０に代えて遮熱構造１０４を備える点で、第１の実施形態に係る車両用排気系構造１０を構成する排気系熱交換器１４とは異なる。以下、具体的に説明する。
【００５９】
図９乃至図１１に示される如く、遮熱構造１０４は、遮熱体としての第１プロテクタ部材１０６と第２プロテクタ部材９０とを主要部として構成されている。図１３に示される如く、第１プロテクタ部材１０６は、遮熱壁８４の平板部８４Ａに対応した形状の平板部１０８Ａ、遮熱壁８４の傾斜板部８４Ｃと同じ方向に傾斜した傾斜板部１０８Ｂを有する遮熱壁１０８を備えている。遮熱壁１０８の周縁部には、フランジ部８６が設けられている。そして、この遮熱壁１０８すなわち傾斜板部１０８Ｂの前縁からは、前方に向けて、平面視で略矩形状の張出遮熱壁１１０が張り出し（延設され）ている。
【００６０】
以上説明した第１プロテクタ部材１０６は、そのフランジ部８６がＵ字壁９２の内面に接合されることで、第２プロテクタ部材９０を介して熱交換器後部シェル４６（排気系熱交換器１４）に支持されている。この状態で第１プロテクタ部材１０６の遮熱壁１０８は、熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃ及び動力伝達部６５と、サーモスタット７２との間に配設されて、該側壁４６Ｃ、動力伝達部６５からサーモスタット７２への熱移動経路を遮っている。
【００６１】
またこの状態で、第１プロテクタ部材１０６の張出遮熱壁１１０は、図１２に示される如く、排気系熱交換器１４における熱交換部１４Ａ（エンジン冷却水流路３４）の排気ガス流れ方向の下流端の直下流部分（特に、１枚構造の隔壁パイプ２６の排気ガス排出部２６Ｄ）と、サーモスタット７２の本体部７４との間に配置されている部分を含む。すなわち、張出遮熱壁１１０は、その前縁１１０Ａを含む部分が排気ガス流れ方向においてエンジン冷却水流路３４にオーバラップしている。これにより、張出遮熱壁１１０は、排気系熱交換器１４における熱交換部１４Ａに対する下流側部分（排気ガス排出部２６Ｄ）からサーモスタット７２への熱移動経路を遮っている。
【００６２】
排気系熱交換器１０２の他の構成は、排気系熱交換器１４の対応する構成と基本的に同じであり、車両用排気系構造１００の他の構成は、車両用排気系構造１０の対応する構成と基本的に同じである。したがって、車両用排気系構造１００では、排気圧による排気熱回収モードからノーマルモードへの切り替えや、サーモスタット７２の動作によるノーマルモードへの切り替え状態維持等について、第１の実施形態に係る車両用排気系構造１０と同様に作用する。
【００６３】
ここで、車両用排気系構造１００では、遮熱構造１０４を備えるため、サーモスタット７２が熱交換器後部シェル４６から放射される排気熱に対し保護される。より具体的には、熱交換器後部シェル４６の側壁４６Ｃからサーモスタット７２への熱移動（輻射、対流伝熱）経路が第１プロテクタ部材１０６（遮熱壁１０８）によって遮られる。また、車両用排気系構造１０の遮熱構造８０では、第２プロテクタ部材９０を備えるため、伝熱、放熱量の大きい部分（部品）である動力伝達部６５（レバー６４、ストッパ６６、リターンスプリング６８等）からの対流伝熱が効果的に抑制される。
【００６４】
また、車両用排気系構造１００では、第１プロテクタ部材１０６から張出遮熱壁１１０が延設されているため、排気系熱交換器１４における熱交換部１４Ａと熱交換器後部シェル４６（バルブ収容部）との間の部分（隔壁パイプ２６の排気ガス排出部２６Ｄ）においても、サーモスタット７２への熱移動（輻射、対流伝熱）経路が第１プロテクタ部材１０６（遮熱壁１０８）によって遮られる。さらに、この張出遮熱壁１１０は、第２プロテクタ部材９０と第１プロテクタ部材１０６と熱交換器後部シェル４６とで囲まれた空間から排出された空気すなわち排気熱がサーモスタット７２に向かって流れることを防止する。このため、断熱空間Ｒが形成されない遮熱構造１０４においても、第１の実施形態に係る遮熱構造８０と同等の遮熱性能を確保することが可能である。
【００６５】
以上により、車両用排気系構造１００では、自圧バルブとして作用する流路切替バルブ２２を備えるため、バルブ５０を収容した熱交換器後部シェル４６が熱交換部１４Ａ（アウタパイプ３２）の下流側に配置された排気系熱交換器１４を備えた構成において、流路切替バルブ２２を強制的に開動作させるために排気系熱交換器１４の低温側系統に設けたサーモスタット７２を、熱交換器後部シェル４６を流れる排気熱（特に、サーモスタット７２によってバルブ５０が全開位置に保持される運転条件での排気熱）から保護することができる。
【００６６】
これにより、車両用排気系構造１０では、サーモスタット７２を排気系熱交換器１４（熱交換器後部シェル４６）に近接して配置することができ、コンパクト化、省スペース化を図ることが実現された。
【００６７】
また、排気系熱交換器１０２の遮熱構造１０４では、第１プロテクタ部材１０６の筒部８８がサーモスタット７２の本体部７４を入り込ませる構造であるため、第１の実施形態に係る遮熱構造８０と同様に、筒部８８本体部７４との隙間を小さくすることができ、該隙間を通じた熱移動（対流）が抑制される。
【００６８】
なお、上記第２の実施形態では、第１プロテクタ部材１０６と第２プロテクタ部材９０とによって略密閉空間である断熱空間Ｒが形成されない（第１プロテクタ部材１０６と側壁４６Ｃとの間が開口した開放空間を形成した）例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１プロテクタ部材１０６に平板部８４Ｂを設けたり、第１プロテクタ部材１０６と張出遮熱壁１１０との間に略Ｕ次状の湾曲部を設けたりすることで、第１プロテクタ部材１０６と第２プロテクタ部材９０（と熱交換器後部シェル４６）とによって断熱空間Ｒを形成するようにしても良い。
【００６９】
また、上記した各実施形態では、車両用排気系構造１０、１００に排気系熱交換器１４、排気系熱交換器１０２が設けられ、流路切替バルブ２２（バルブ５０）が排気系熱交換器１４の熱交換部１４Ａをバイパスするためのバイパス流路２０を開閉する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、マフラや排気管の一部又は全部を開閉する（全閉全開の切り替えや、開度調整（全閉がない場合を含む）等）ための弁装置のアクチュエータに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の要部を拡大して示す平面図である。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の要部を拡大して示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の要部を拡大して示す分解斜視平面図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する遮熱壁８４とサーモスタット７２との関係を模式的に示す側断面図であり、（Ｂ）はその変形例を示す側断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の側断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る車両用排気系構造の概略全体構成を示すフロー図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の要部を拡大して示す平面図である。
【図１１】図９の１１−１１線に沿った断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する排気系熱交換器の側断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る車両用排気系構造を構成する第１プロテクタの斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    車両用排気系構造
１４    排気系熱交換器（熱交換器）
２０    バイパス流路（排気経路）
２２    流路切替バルブ
３４    エンジン冷却水流路（冷媒流路）
４６    熱交換器後部シェル（外壁）
５０    バルブ（弁体）
６５    動力伝達部
７２    サーモスタット（アクチュエータ）
７４    本体部
７５    押圧ロッド（出力部）
８２    プロテクタ部材（遮熱体）
９０    プロテクタ部材（遮熱体）
１００    車両用排気系構造
１０２    排気系熱交換器（熱交換器）
１０６    プロテクタ部材（遮熱体）
１１０    張出遮熱壁（張出部）
Ｒ        断熱空間
【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】
2008101481.tif 000009
【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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