(57)【要約】【課題】複数のＥＧＲ弁を備えるＥＧＲ装置において、ＥＧＲ弁に関する冷却媒体の配管の簡素化を図る上で有効な技術を提供する。【解決手段】２つのＥＧＲ弁１３，１４が、それらＥＧＲ弁１３，１４にＥＧＲガスを分流するためのガス通路１７を有するＥＧＲアダプタ１５とインテークマニホールド１８とに挟まれた状態で締結ボルト２０によって固定される構成のＥＧＲ装置において、ＥＧＲアダプタ１５に、ＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路３１に冷却媒体を流通するための内部通路３３を形成する。そして、ＥＧＲ弁１３，１４と、ＥＧＲアダプタ１５とを冷却用のガスケットを介して接合することにより、内部通路３３とＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路３１とを連通する構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気系に戻されるＥＧＲガスの流量を調節する複数個のＥＧＲ弁と、ＥＧＲガスを前記複数個のＥＧＲ弁に分流させるためのＥＧＲ通路を有するＥＧＲアダプタとを備えたエンジンのＥＧＲ装置であって、
前記ＥＧＲアダプタは、前記ＥＧＲ弁の冷却用通路に冷却媒体を流通させるための内部通路を有することを特徴とするエンジンのＥＧＲ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲアダプタの内部通路と前記ＥＧＲ弁の冷却用通路とをシール面を介して連通する構成としたことを特徴とするエンジンのＥＧＲ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンのＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲアダプタの内部通路は、前記複数のＥＧＲ弁の冷却用通路に対する冷却媒体の流れが並列流れとなるように形成されていることを特徴とするエンジンのＥＧＲ装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のエンジンのＥＧＲ装置であって、前記ＥＧＲアダプタの内部通路は、前記複数のＥＧＲ弁の冷却用通路に対する冷却媒体の流れが直列流れとなるように形成されていることを特徴とするエンジンの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、例えばＶ型エンジンに用いられる排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置、すなわち、ＥＧＲ装置に関し、詳しくは吸気系に戻される排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を調節する流量制御弁である、いわゆるＥＧＲ弁を冷却するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車に搭載されるディーゼルエンジンには、ＥＧＲ装置が設けられている。ＥＧＲ装置は、エンジンの排気系から排出される排気ガスの一部を、排気系と吸気系との間の圧力差を利用して排気ガス再循環通路（ＥＧＲ通路）を介してエンジンの吸気系に戻し、吸気系に戻されたＥＧＲガスにより、エンジン内での燃料の燃焼を抑制させて、燃焼温度を下げ、窒素酸化物の発生を低減するものである。ＥＧＲ通路には、吸気系に戻されるＥＧＲガスの流量を調節するための流量制御弁（ＥＧＲ弁）を備えている。このＥＧＲ弁は、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲガスの戻し量をきめ細かく制御するために、アクチュエータとしての、例えばステッピングモーターによって弁体を動作させるように構成されている。そして、ＥＧＲ弁を高温のＥＧＲガスの影響から保護して信頼性を確保（例えば、ステッピングモータの過熱防止、締結ボルトの緩み防止等）するために、冷却水によって冷却することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０６４２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、排気ガス規制に対する要求、あるいは燃費の向上といった性能に対する要求が高まる中、ＥＧＲガスの戻し量の大流量化および高応答制御化は、有効な手法の一つである。このために、例えばＥＧＲガスの戻し量を増やすべくＥＧＲ弁を大型化することが考えられるが、ＥＧＲ弁を大型化した場合、バルブ動作の追従性あるいは応答性が悪くなるといった問題が生ずる可能性がある。このようなことから、上記問題を避けるために、ＥＧＲ弁を複数化（したがって、ＥＧＲガス通路の複数化）することがある。ところが、ＥＧＲ弁を複数化した場合、そのＥＧＲ弁に冷却水を循環させるための冷却水の配管（パイプ、あるいはホース）に関する取り回しが煩雑化し、組付け作業性、コストアップといった問題が生ずることになる。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のＥＧＲ弁を備えるＥＧＲ装置において、ＥＧＲ弁に関する冷却媒体の配管の簡素化を図る上で有効な技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明に係るＥＧＲ装置は、特許請求の範囲の請求項１〜４に記載の通りに構成される。なお、これら各請求項に係る発明は、吸気系に戻されるＥＧＲガスの流量を調節する複数個のＥＧＲ弁と、ＥＧＲガスを複数個のＥＧＲ弁に分流させるためのＥＧＲ通路を有するＥＧＲアダプタとを備えたＥＧＲ装置において、ＥＧＲ弁に対する冷却媒体の配管の簡素化を図ることができるようにした技術である。
【０００７】
請求項１に記載のＥＧＲ装置では、ＥＧＲアダプタが、ＥＧＲ弁の冷却用通路に冷却媒体を流通させるための内部通路を有する構造としている。すなわち、請求項１の発明では、ＥＧＲガスをＥＧＲ弁に分流させるために備えられるＥＧＲアダプタに冷却媒体の通路機能を持たせて配管を削減したものである。このため、例えば複数のＥＧＲ弁にパイプやホースをそれぞれ配管する構造に比べて冷却媒体の配管構造を簡素化することができる。
【０００８】
請求項２に記載したＥＧＲ装置では、ＥＧＲアダプタの内部通路とＥＧＲ弁の冷却用通路とをシール面を介して連通する構成としたものである。これにより、ＥＧＲ弁とＥＧＲアダプタとの間における配管が不要となり、冷却媒体の配管構造をより簡素化することができる。なお、ここでいう「シール面を介して」とは、ＥＧＲアダプタに形成された結合面とＥＧＲバルブに形成された結合面をほぼ隙間が無い状態で互いに密着するか、あるいは、その隙間にシール部材を介在させることで冷却媒体のシールが行なわれている状態を意味する。
【０００９】
この場合において、ＥＧＲアダプタの内部通路は、請求項３に記載したように、複数のＥＧＲ弁の冷却用通路に対する冷却媒体の流れが並列流れとなるように形成することができるし、また請求項４に記載したように、複数のＥＧＲ弁の冷却用通路に対する冷却媒体の流れが直列流れとなるように形成することもできる。冷却媒体を並列に流す構造としたときは、直列に流す構造に比べて高い冷却効果を得ることができる。一方、直列に流す構造のときは、並列に流す場合に比べて内部通路の構造を簡単化することができ、コスト低減につながる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１はＥＧＲ装置の配置を示す概略斜視図であり、図２はＥＧＲ装置の構成部材であるＥＧＲ弁およびＥＧＲアダプタを組付け前の状態で示す斜視図である。図３はＥＧＲアダプタを示す斜視図であり、図４はＥＧＲアダプタを図３の反対方向から見た斜視図である。また、図５は冷却水流れを示す図２のＡ矢視図である。なお、図中において、ＥＧＲガス流れについては矢印付き破線で表し、冷却水流れについては、矢印付き実線で表す。なお、説明中、上部、下部、側部という言葉を使用するが、それは、図１において、ＥＧＲアダプタ１５を前側、インテークマニホールド１８を後側、吸気チャンバー２２を左側にそれぞれ配した状態で、ＥＧＲアダプタ１５を前方から見た状態を基準とするものである。
【００１１】
本実施の形態に係る排気ガス再循環装置、すなわちＥＧＲ装置１０は、図示省略のＶ型エンジンに適用したものである。エンジンの排気系から排出される排気ガスの一部を吸気系に戻すために備えられるＥＧＲ装置１０は、図１に示すように、エンジンにおける２つのバンクの排気系からそれぞれ排気ガスの一部を取入れる２本の排気ガス導入管（以下、ＥＧＲ導入管という）１１，１２と、ＥＧＲ導入管１１，１２によって導入されたＥＧＲガスを分流して２つのＥＧＲ弁１３，１４に流入させるためのガス通路１７を有し、かつ、ＥＧＲ弁１３，１４を固定するための１つの固定部品（以下、ＥＧＲアダプタという）１５と、エンジンの運転状態に応じて吸気系に戻される排気ガス（以下、ＥＧＲガスという）の流量を調節するための２つのの流量制御弁（以下、ＥＧＲ弁という）１３，１４とから構成されている。
【００１２】
２本のＥＧＲ導入管１１，１２は、下流側端部の取付フランジがＥＧＲアダプタ１５に取付ボルト１６によって接続され、ＥＧＲアダプタ１５の内部に形成された直線状のガス通路１７に連通されている。２本のＥＧＲ導入管１１，１２は、流れ方向が対向する向きに配置されており、ＥＧＲ導入管１１，１２を経て導入されたＥＧＲガスがガス通路１７内で連通する。また、２つのＥＧＲ弁１３，１４は、ＥＧＲアダプタ１５と、インテークマニホールド１８、詳しくはインテークマニホールド１８の上流側に設けられる旋回室構成用のハウジング１９とによって挟まれるように配置され、ハウジング１９に対してＥＧＲアダプタ１５と共に複数本、例えば４本の締結ボルト２０による共締めによって固定される。
【００１３】
このように取り付けられることで、ＥＧＲアダプタ１５のガス通路１７に設けられる２つの出口１７ａ（図４および図５参照）が各ＥＧＲ弁１３，１４のガス通路の入口１３ａ，１４ａ（図２参照）に連通され、また２つのＥＧＲ弁１３，１４のガス通路の出口（図示省略）がハウジング１９によって形成される旋回室に連通される。なお、ＥＧＲ導入管１１，１２とＥＧＲアダプタ１５との接合面、ＥＧＲアダプタ１５とＥＧＲ弁１３，１４との接合面（シール面）、およびＥＧＲ弁１３，１４とハウジング１９との接合面（シール面）には、それぞれＥＧＲガス用のガスケットが介在され、図２には、上記ガスケットのうち、ＥＧＲアダプタ１５とＥＧＲ弁１３，１４との接合面に介在されるガスケットが符号２１によって示してある。
【００１４】
排気系から２本のＥＧＲ導入管１１，１２へ流入したＥＧＲガスは、図２に示すように、ＥＧＲアダプタ１５のガス通路１７に流入後、そのガス通路１７に設けられた２つの出口１７ａ（図４参照）から２つのＥＧＲ弁１３，１４に分流されるとともに、各ＥＧＲ弁１３，１４を経て旋回室内に流入される。そして、旋回室内に流入されたＥＧＲガスは、吸気チャンバー２２を経て旋回室内に流入される吸気（新気）と混合されたのち、インテークマニホールド１８を経て２つのバンクの各シリンダに流入される。
【００１５】
上記のように構成されるＥＧＲ装置１０によれば、エンジンの排気系から排出される排気ガスの一部を、排気系と吸気系との間の圧力差を利用して吸気系に戻し、吸気系に戻されたＥＧＲガスにより、エンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物の発生を低減することができる。この場合、吸気系に戻されるＥＧＲガスの流量は、エンジンの運転状態に応じて２つのＥＧＲ弁１３，１４により調節される。
【００１６】
次に、上記のように構成されるＥＧＲ装置１０において、ＥＧＲ弁１３，１４を高温のＥＧＲガスから保護するために備えられるＥＧＲ弁１３，１４の冷却装置（冷却水通路構造）を図２〜図５に基づいて説明する。
【００１７】
２つのＥＧＲ弁１３，１４は、ＥＧＲアダプタ１５のガス通路１７から流入されたＥＧＲガスを旋回室に導入するガス通路、そのガス通路の開度を制御する弁体、その弁体を動作させるアクチュエータとしての、例えばリニアソレノイドあるいはステッピングモータ等を備えている。そして、ＥＧＲ弁１３，１４のバルブボデー内部には、それぞれ該バルブボデーの周方向に沿って延びる、例えば平断面形状が略Ｃリング状の冷却用通路３１が形成されている。図２には、冷却用通路３１の入口３１ａと出口３１ｂが示されている。すなわち、冷却用通路３１の両端部は、ＥＧＲアダプタ１５との接合面側（内面側）に開口されており、一方の開口が冷却水の入口３１ａを形成し、他方の開口が出口３１ｂを形成している。なお、冷却水は、本明細書でいう「冷却媒体」に相当する。
【００１８】
ＥＧＲアダプタ１５は、正面視で横方向（左右方向）に長い略長方形のブロック状に形成されており、その内部には前述したガス通路１７のほかに、ＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路３１に冷却水を導くための内部通路３３が形成されている。本実施の形態では、内部通路３３は、２つのＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路３１に対する冷却水の流れが並列になるように形成される。なお、ＥＧＲアダプタ１５の正面視とは、図１において、ＥＧＲアダプタ１５を前側、インテークマニホールド１８を後側、吸気チャンバー２２を左側にそれぞれ配した状態で、ＥＧＲアダプタ１５の正面を前方から見た状態をいう。
【００１９】
そのために、ＥＧＲアダプタ１５には、その周縁部に沿って長方形の略枠状をなすように内部通路３３が形成されている。この内部通路３３が図２および図５に矢印付き実線で示されている。内部通路３３は、給水側通路としての下部側通路３３ａと、左右の側部側通路３３ｂと、左右の上部側通路３３ｃとを有する。そして、下部側通路３３ａのほぼ中間部に入口３３ｄを有し、その入口３３ｄから流入された冷却水が２方向に分流されたのち、左右の側部側通路３３ｂを経て上部側通路３３ｃへと流れるようになっている。また、左右の上部側通路３３ｃの下流端は、ＥＧＲアダプタ１５のＥＧＲ弁１３，１４との接合面側にそれぞれ開口し、冷却水の流出口３３ｅ（図４参照）を形成している。
【００２０】
また、内部通路３３は、ＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路から戻る冷却水の戻り通路３３ｆを有する。この戻り通路３３ｆは、ＥＧＲアダプタ１５の上部側に形成されており、ＥＧＲアダプタ１５のＥＧＲ弁１３，１４との接合面側に開口された２つの戻り口３３ｇを有している。また、冷却水の戻り通路３３ｆには、ほぼ中央部に冷却水の出口３３ｈが形成されている。そして、ＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路３１の入口３１ａおよび出口３１ｂを取り囲むように形成されたシール面３１ｃと、ＥＧＲアダプタ１５の流出口３３ｅおよび戻り口３３ｇを取り囲むように形成されたシール面３３ｉとが冷却水用のガスケット３４を介して接合されている。すなわち、ＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路３１と、ＥＧＲアダプタ１５の内部通路３３とは、面シールによる連通構造となっている。
【００２１】
なお、内部通路３３の入口３３ｄと出口３３ｈは、ＥＧＲアダプタ１５の外面（ＥＧＲ弁１３，１４との反接合面）側に設けられており、図示省略のラバーホースを介して、例えばシリンダヘッドあるいはシリンダブロック内に形成される冷却水チャンバーに連通されている。すなわち、ＥＧＲ弁１３，１４を冷却するための冷却装置は、エンジンの冷却水循環系から冷却水を導入してＥＧＲ弁１３，１４の冷却に供し、冷却後は冷却水循環系に戻す構成となっている。また、本実施の形態では、ＥＧＲアダプタ１５に設定される内部通路３３は、孔によって形成されており、その孔は、例えば機械加工によって形成することが可能であるし、あるいはＥＧＲアダプタ１５が鋳造品の場合であれば、鋳造時に形成することも可能である。
【００２２】
本実施の形態では、２つのＥＧＲ弁１３，１４を固定するＥＧＲアダプタ１５にガス通路１７を設け、そのガス通路１７に流入されるＥＧＲバスを２方向に分流させて２つのＥＧＲ弁１３，１４へ流入させる構成のＥＧＲ装置１０において、ＥＧＲ弁１３，１４に冷却水を導くために、前記ＥＧＲアダプタ１５に冷却水が流通する内部通路３３を設定している。このため、ＥＧＲ弁１３，１４に冷却水を導く場合において、複数の水ホースを連結するために本来必要となるコネクタが不要となる。また、ＥＧＲ弁１３，１４の冷却用通路３１と、ＥＧＲアダプタ１５の内部通路３３とは、面シールにより連通する構成であるため、この間の配管も不要となる。
【００２３】
したがって、本実施の形態によれば、ＥＧＲ弁１３，１４に冷却水を導くための冷却水配管構造が簡素化されることになり、部品点数が削減され、コストの低減、組付け作業性の向上、エンジンルームの省スペース化等の効果が得られる。また、本実施の形態では、ＥＧＲアダプタ１５の内部通路３３を、２つのＥＧＲ弁１３，１４に対する冷却水流れが並列流れとなるように設定している。このような並列流れとしたときは、２つのＥＧＲ弁１３，１４は、別々の独立した流れの冷却水で冷却されるため、冷却効果をアップすることができる。
【００２４】
次に、本発明の他の実施形態を図６に基づいて説明する。他の実施形態は、図示のように、並置された複数（図では４個の場合を示す）のＥＧＲ弁４１〜４４を冷却するための冷却水流れが直列流れとなるように冷却水の通路を構成したものである。図６では、冷却水の通路と、その通路を流れる冷却水の流れ方向が矢印付きの実線で示されている。そして、ＥＧＲアダプタ４５に形成される内部通路４６ａと、ＥＧＲ弁４１〜４４の冷却用通路４６ｂとは、前述した実施の形態と同様の面シールによる連通構造となっている。
【００２５】
ＥＧＲアダプタ４５に設けた冷却水入口４７へ流入した冷却水は、ＥＧＲアダプタ４５側の通路４６ａを経由後、並列方向の一端に位置する第１のＥＧＲ弁４１側の通路４６ｂへ流入してＥＧＲ弁４１を冷却する。第１のＥＧＲ弁４１を冷却した冷却水は、一旦ＥＧＲアダプタ４５側の通路４６ａへ戻ったのち、隣接する第２のＥＧＲ弁４２側の通路４６ｂへと送られる。以下、これを第３のＥＧＲ弁４３、第４のＥＧＲ弁４４について順次繰り返し、最終的には他端に位置する第４のＥＧＲ弁４４側の通路４６ｂからＥＧＲアダプタ４５側の通路４６ａに戻ったのち、冷却水出口４８から外部通路へ流出する。
【００２６】
上記の構成を有する他の実施形態によれば、冷却水流れが直列流れのため、並列流れの構造に比べて通路構造を簡素にすることができる。このため、ＥＧＲ弁の弁数が多いエンジンに適用して有利である。
【００２７】
なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更することが可能である。
例えば、上述した実施の形態では、ＥＧＲアダプタ１５に形成される冷却水の内部通路を、アダプタ内部を貫通する孔によって形成したが、これに変え、例えばアダプタに溝を形成し、その溝にカバー（蓋）をすることで通路を構成してもよい。また、本実施の形態では、Ｖ型エンジンに適用する場合として説明したが、Ｖ型エンジンに限るものではなく、例えば直列エンジンに適用してもよい。また、ＥＧＲアダプタの内部通路とＥＧＲバルブの冷却用通路の連通は、平面同士の面シールに限らず、ＥＧＲバルブの冷却用通路の入り口３１ａから突出通路を形成し、その突出通路をＥＧＲアダプタの内部通路３３の流出口３３ｅに挿入することで相互の通路を連通するようにしてもよい。
【００２８】
また、２つのバンクの排気系からそれぞれ取出した排気ガスをＥＧＲアダプタのガス通路で合流後、複数のＥＧＲ弁に分流させる構成としたが、１つの排気系から取り込んだ排気ガスをＥＧＲ弁に分流させる構成であれば、本発明は成立する。また、冷却水の流れが並列流れとなる構成におけるＥＧＲ弁の数は２つに限られるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、複数のＥＧＲ弁を備えるＥＧＲ装置において、ＥＧＲ弁に関する冷却媒体の配管の簡素化を図る上で有効な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＧＲ装置の配置を示す概略斜視図である。
【図２】ＥＧＲ装置の構成部材であるＥＧＲ弁およびＥＧＲアダプタを組付け前の状態で示す斜視図である。
【図３】ＥＧＲアダプタを示す斜視図である。
【図４】ＥＧＲアダプタを図３の反対方向から見た斜視図である。
【図５】冷却水流れを示す図２のＡ矢視図である。
【図６】他の実施形態にを説明する斜視図である。
【符号の説明】
１０…ＥＧＲ装置
１１，１２…ＥＧＲ導入管
１３，１４…ＥＧＲ弁
１５…ＥＧＲアダプタ
１７…ガス通路
３１…冷却用通路
３３…内部通路
【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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