(57)【要約】【課題】内燃機関の排気系から燃焼室へ排気の一部を還流させるＥＧＲ装置において、ＥＧＲ通路の周辺部品への熱害を防止する遮熱用のインシュレータを廃止することによりコストの低下が図れるようにする。【解決手段】内管１５と外管１６との間に断熱用の空気層１７を設定する２重管構造のパイプにより、ＥＧＲ通路の全部または一部を形成する。重管構造のパイプは、内管１５の両端に拡径部１８、外管１６の両端に縮径部１９、が形成され、両端の拡径部１８と縮径部１９との重なり合う部分を一体的に溶接する。２重管構造のパイプは、熱に因る伸びを吸収する手段として、パイプの軸線方向へ伸縮容易な蛇腹部（図示せず）を設定する。断熱用の空気層１７の圧抜き穴（図示せず）を設ける。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系から燃焼室へ排気の一部を還流させるＥＧＲ装置において、内管と外管との間に断熱用の空気層を設定する２重管構造のパイプにより、ＥＧＲ通路の全部または一部を形成したことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項２】
２重管構造のパイプは、内管の両端に拡径部、外管の両端に縮径部、が形成され、両端の拡径部と縮径部との重なり合う部分を一体的に溶接したことを特徴とする、請求項１の記載に係る内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項３】
２重管構造のパイプは、熱に因る伸びを吸収する手段として、パイプの軸線方向へ伸縮容易な蛇腹部を設定したことを特徴とする、請求項２の記載に係る内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項４】
パイプの外管は、内管と異なる材料から形成したこと特徴とする、請求項２の記載に係る内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項５】
パイプの内管は、ステンレス鋼板から、パイプの外管は、アルミメッキ鋼板から、形成したことを特徴とする、請求項４の記載に係る内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項６】
２重管構造のパイプは、断熱用の空気層の圧抜き穴を備えたことを特徴とする、請求項２の記載に係る内燃機関のＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のＥＧＲ（排気還流）装置において、排気系を燃料室側に接続するＥＧＲ通路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関において、シリンダヘッドに接続される排気マニホールドまたはその下流に接続される排気管であるが、触媒の活性化を促進するため、これらの全部または一部を２重管構造に形成したものは開示される（特許文献１，特許文献２、参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５９３２４号公報
【特許文献２】
特開平０６−１０１４６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関のＥＧＲ装置において、ＥＧＲ通路は排気の一部を燃焼室へ還流させるものであり、その一端が排気通路に開口され、他端側がＥＧＲ量を制御する制御弁（ＥＧＲバルブ）を介して吸気通路に接続される。ＥＧＲ通路は、ステンレス鋼製のパイプにより形成され、その周辺部品への熱害を防止するため、遮熱用のインシュレータが被着される。
【０００５】
遮熱用のインシュレータは、図５および図６のように断熱材（例えば、ガラスウール）製の円筒部１とその外周を覆う合板２とから構成される。合板２は、ステンレス鋼板２ａとアルミメッキ鋼板２ｂを重ね合わせて断面波形に形成したものであり、円筒部１の外周に巻き付けられ、円筒部１の両端において、これが解れないよう、巻き付けの始端側および終端側を円筒部１に固定する加工部３（ホッチキス止めなど）が施される。遮熱用のインシュレータＡは、円筒部１にＥＧＲ通路（ＥＧＲパイプ）を挿入することにより、その外周を被覆するように装着されるのである。
【０００６】
このような、遮熱用のインシュレータＡは、製造（合板２の成形や巻き付けおよび加工部３の付設など）に手間を要するほか、ＥＧＲパイプへの装着も簡単に行かない、という課題を抱える。この発明は、遮熱用のインシュレータに拠らず、ＥＧＲ通路の周辺部品への熱害を防止しえる、安価な対策手段の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、内燃機関の排気系から燃焼室へ排気ガスの一部を還流させるＥＧＲ装置において、内管と外管との間に断熱用の空気層を設定する２重管構造のパイプにより、ＥＧＲ通路の全部または一部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置において、２重管構造のパイプは、内管の両端に拡径部、外管の両端に縮径部、が形成され、両端の拡径部と縮径部との重なり合う部分を一体的に溶接したことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置において、２重管構造のパイプは、熱に因る伸びを吸収する手段として、パイプの軸線方向へ伸縮容易な蛇腹部を設定したことを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第２の発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置において、パイプの外管は、内管と異なる材料から形成したこと特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置において、パイプの内管は、ステンレス鋼板から、パイプの外管は、アルミメッキ鋼板から、形成したことを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第２の発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置において、２重管構造のパイプは、断熱用の空気層の圧抜き穴を備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
第１の発明においては、空気層の断熱効果により、ＥＧＲ通路の表面温度（内管の温度に対する外管の温度）が低く抑えられる。つまり、遮熱用のインシュレータの廃止により、ＥＧＲ通路の周辺部品への熱害を安価に防止できるのである。また、空気層の厚み（エアギャップ）を調整することにより、ＥＧＲ通路の表面温度および内部温度の任意な設定（チューニング）が可能となる。
【００１４】
第２の発明においては、両端の拡径部と縮径部との重なり合う部分を一体的に溶接するので、ＥＧＲ通路の外径および内径を許容範囲に納めつつ、断熱用の空気層を効率よく確保できる。また、両端の溶接部により、フランジ（ＥＧＲ通路の接合部を形成する）の固着が容易となり、２重管構造の強度も有効に確保できる。
【００１５】
第３の発明においては、蛇腹部により、熱に因る伸びが吸収され、両端の溶接部に拘わらず、歪みの応力が回避され、ＥＧＲ通路の良好な耐久性を確保できる。
【００１６】
第４の発明においては、排気（ＥＧＲガス）に接しない外管の材料を適宜に選定することにより、２重管構造のＥＧＲ通路を安価に実現可能となる。
【００１７】
第５の発明においては、外管をアルミメッキ鋼板から形成することにより、防錆を確保しつつ、２重管構造のＥＧＲ通路を安価に実現できる。
【００１８】
第６の発明においては、圧抜き穴により、熱に因る空気の膨張に伴う高圧化が避けられ、両端の溶接に剥離が生じたりするのを防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図は、この発明の実施形態を表すものであり、ディーゼルエンジン（内燃機関）において、１０は排気の一部を燃焼室へ還流させるＥＧＲ通路であり、その一端は排気通路に開口され、他端側がＥＧＲ量を制御する制御弁１１（ＥＧＲバルブ）を介して吸気通路に接続される。ＥＧＲ通路１０は、上流側の通路部分１０ａと、下流側の通路部分１０ｂと、に分割形成される。上流側の通路部分１０ａの後端と、下流側の通路部分１０ｂの前端と、は互いにフランジ１４ｂ，１４ｃを介して連結される。１２は排気マニホールド、１３はＥＧＲバルブ１１を下流側の通路部分１０ｂの後端にフランジ１４ｄを介して連結するアダプタである。
【００２０】
上流側の通路部分１０ａは、図２のように通路部分１０ａの前端を排気通路に連結するためのフランジ１４ａと、通路部分１０ａの後端を通路部分１０ｂの前端に連結するためのフランジ１４ｂと、が備えられる。通路部分１０ａは、２重管構造のパイプにより形成され、その内管１５と外管１６との間に断熱用の空気層１７が設定される。内管１５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のパイプから形成され、外管１６は、アルミメッキ鋼製のパイプから形成される。
【００２１】
２重管構造のパイプ（ＥＧＲ通路）は、内管１５の両端に拡径部１８、外管１６の両端に縮径部１９、が形成される。図３のように、両端の拡径部１８と縮径部１９と、は重ね合わされ、その部分（通路部分１０ａの両端部）が溶接により結合されるのである。両端のフランジ１４ａ，１４ｂは、外管１６の縮径部１９に嵌め付けられ、内側３枚同時溶接により固着される。空気層１７は、内管１５の拡径部１８と外管１６の縮径部１９とにより、通路部分１０ａの両端間（中間部）に形成されるのである。内管１５および外管１６は、従前のＥＧＲ通路を形成するパイプよりも、管の肉厚が薄く設定される。
【００２２】
空気層１７は、両端の溶接部により密閉されるので、空気の熱膨張に因る高圧化を回避するため、外管１６に圧抜き穴（図示せず）が設けられる。圧抜き穴は、熱風を吹き出す可能性も考えられるので、周辺部品および整備者に対する保護の面からも、外管１６の適切な位置に開口される。また、２重管構造の両端が結合のため、図示しないが、熱に因る伸びを吸収する手段として、パイプの軸線方向へ伸縮可能な蛇腹部が外管１６および内管１５の少なくとも一部に形成されるのである。
【００２３】
このような構成により、上流側の通路部分１０ａにおいては、空気層１７の断熱効果により、ＥＧＲ通路の表面温度（外管１６の表面温度）が低く抑えられる。つまり、遮熱用のインシュレータＡの廃止により、ＥＧＲ通路の周辺部品への熱害を従前よりも安価に防止できるのである。また、空気層１７の厚み（エアギャップ）を調整することにより、ＥＧＥ通路の表面温度の任意な設定（チューニング）が可能となる。
【００２４】
２重管構造においては、両端の拡径部１８と縮径部１９との重なり合う部分を一体的に溶接するので、ＥＧＲ通路の外径および内径を許容範囲に納めつつ、断熱用の空気層１７を効率よく確保できる。また、両端の溶接部により、フランジ１４ａ，１４ｂの固着（溶接）が容易となり、強度も有効に確保できるのである。しかも、蛇腹部により、熱に因る伸びが吸収され、両端の溶接部に拘わらず、歪みの応力が回避されるほか、圧抜き穴により、空気層１７の熱膨張に伴う高圧化が避けられ、両端の溶接部に剥離などが生じるのも防止できるのである。また、排気（ＥＧＲガス）に接しない外管１６が内管１５と異なる材料（アルミメッキ鋼製のパイプ）から形成のため、防錆を確保しつつ、２重管構造のＥＧＲ通路をさらに安価に実現できるのである。
【００２５】
図４は、空気層１７の厚み（エアギャップ）とＥＧＲ通路の表面温度（外管の表面温度）との関係を例示する実験結果である。ＢＡＳＥは、従前のＥＧＲ通路において、遮熱用のインシュレータの表面温度、▲１▼〜▲２▼は２重管構造のＥＧＲ通路の表面温度、の推移を表すものであり、▲１▼はＯＵＴＥＲ（外管の外径）が５０．８ｍｍ、エアギャップが１．７ｍｍ、▲２▼はＯＵＴＥＲが５４．０ｍｍ、エアギャップ３．３ｍｍ、の設定になる。実験は、ＢＡＳＥのＥＧＲ通路および▲１▼〜▲２▼のＥＧＲ通路に対し、同一の条件下において、同一温度と同一流量の排気を通過させることにより、同一位置の表面温度を記録したものである。図４から、エアギャップが大きい程、外管１６の表面温度は低く抑えられ、遮熱用インシュレータと同様以上の効果が得られる▲２▼を採用した。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関（ディーゼルエンジン）の構成説明図である。
【図２】ＥＧＲ通路の構成説明（上流側の通路部分に係る４面を表す）図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】ＥＧＲ通路の表面温度に係る実験結果を例示するグラフである。
【図５】遮熱用のインシュレータを説明する一部断面図である。
【図６】図５のＹ部拡大図である。
【符号の説明】
１０  ＥＧＲ通路
１０ａ  上流側の通路部分
１０ｂ  下流側の通路部分
１１  制御弁（ＥＧＲバルブ）
１２  排気マニホールド
１４ａ〜１４ｄ  フランジ
１５  内管
１６  外管
１７  空気層
１８  拡径部
１９  縮径部
【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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