(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを吸気系に再循環させるＥＧＲ管路に、複数のパイプ（３７）の両端を端板（３９，３９）で固定した熱交換部（４１）が収容され、ＥＧＲガス（４５）が流通される前記パイプ（３７）の周囲に外筒（２１）を配置するとともに、この外筒（２１）の外周に冷却水（４３）用の入口パイプ（２３）と出口パイプ（２５）を形成してなるＥＧＲガス冷却装置において、
前記外筒（２１）を樹脂により形成するとともに、この外筒（２１）における排気ガスが流入する排気側開口端（２１ｂ）および前記熱交換部により熱交換された排ガスが流出する吸気側開口端（２１ａ）に排気側中継管（３１）および吸気側中継管（２９）を接続し、前記熱交換部（４１）における前記パイプ（３７）の前記排気側開口端（２１ｂ）側を排気側中継管（３１）内に突出させてなり、
前記外筒（２１）内における前記パイプ（３７）の周囲と、前記排気側中継管（３１）内における前記パイプ（３７）の周囲とに、前記冷却水（４３）が流れる共通の熱交換空間を形成してなることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のＥＧＲガス冷却装置において、
前記熱交換部（４１）の吸気側端を、前記外筒（２１）の前記吸気側開口端（２１ａ）から突出させてなることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のＥＧＲガス冷却装置において、
前記外筒（２１）に入口パイプ（２３）および出口パイプ（２５）を一体形成してなることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のＥＧＲガス冷却装置において、
前記外筒（２１）と前記排気側中継管（３１）および前記吸気側中継管（２９）とを、シール部材（３３ａ，３３ｂ）を介して接続してなることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のＥＧＲガス冷却装置において、
前記外筒（２１）の外周にエンジンルーム内取付用の取付部（２７）を一体形成してなることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のＥＧＲガス冷却装置において、
前記吸気側中継管（２９）を樹脂により形成してなることを特徴とするＥＧＲガス冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気系からＥＧＲ管路を介して吸気マニホールドに再循環されるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲガス冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンでは、排気ガス中における窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させるために、排気ガスの一部を排気系から取り出し、混合気に加えるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）が行われている。
このようなＥＧＲを行うためのＥＧＲ装置は、排気系からの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして燃焼室に吸入される混合気に再循環させるように構成されており、例えば、図７に示すように、排気マニホールド（または排気管）１と吸気マニホールド２との間を接続するＥＧＲ通路３と、このＥＧＲ通路３に設けられたＥＧＲ弁４とを備えている。
【０００３】
そして、ＥＧＲ弁４の開度をエンジンの運転状態に応じて適宜に制御することにより、吸入混合気に対するＥＧＲガスの割合が調整される。
このようなＥＧＲ装置では、ＥＧＲガスが混合気と共に燃焼室に取り込まれるため、ＥＧＲガスの温度を適度な温度に維持する必要がある。
すなわち、ＥＧＲガスは、本来高温であるが、このＥＧＲガスの温度が高すぎると、混合気が加熱されて熱膨張することにより空気の充填効率が悪くなり、混合気の燃焼率が悪化してエンジンの出力低下を招く虞がある。
【０００４】
一方、ＥＧＲガスの温度が低すぎると、ＥＧＲガス中のタール等の付着物質の粘度が増加して、付着物質がＥＧＲ通路，ＥＧＲ弁等に付着し易くなり、装置の信頼性を低下させる虞がある。
従来、ＥＧＲガスを冷却する冷却装置を備えたＥＧＲ装置として、例えば、特開平７−１８０６２０号公報等に開示されるものが知られている。
【０００５】
図８は、この種のＥＧＲ装置に配置される冷却装置を示すもので、この冷却装置は、排気マニホールドとＥＧＲ弁とを接続する管路に配置されている。
この冷却装置は、金属製の外筒５の軸長方向に、多数のパイプ６を配置して構成されており、図９に示すように、パイプ６の両端が端板７に支持されている。外筒５の外周には、冷却水の入口パイプ８および出口パイプ９が取り付けられている。
【０００６】
また、外筒５の上端および下端には、フランジ部１０，１１が形成されている。
上端のフランジ部１０には、排気マニホールドからの配管１２が取付フランジ１３を介して連結され、下端のフランジ部１１には、ＥＧＲ弁への配管１４が取付フランジ１５を介して連結されている。
この冷却装置では、排気マニホールド側の配管１２からＥＧＲガスがパイプ６内に導入され、外筒５内のパイプ６の間を流れる冷却水により冷却された後、ＥＧＲ弁側の配管１４に導出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＥＧＲガス冷却装置では、外筒５に入口パイプ８および出口パイプ９を取り付ける構造にしているため、複数の部品が必要になり、部品コストおよび組立コストが増大するという問題があった。
また、ＥＧＲガスの流通により、外筒５のフランジ部１０側が高温になるため、外筒５を耐熱性のある金属等で形成しなくてはならず、重量が大きくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、従来に比べ重量を大幅に低減することができるＥＧＲガス冷却装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１のＥＧＲガス冷却装置は、排気ガスを吸気系に再循環させるＥＧＲ管路に、複数のパイプの両端を端板で固定した熱交換部が収容され、ＥＧＲガスが流通される前記パイプの周囲に外筒を配置するとともに、この外筒の外周に冷却水用の入口パイプと出口パイプを形成してなるＥＧＲガス冷却装置において、前記外筒を樹脂により形成するとともに、この外筒における排気ガスが流入する排気側開口端および前記熱交換部により熱交換された排ガスが流出する吸気側開口端に排気側中継管および吸気側中継管を接続し、前記熱交換部における前記パイプの前記排気側開口端側を排気側中継管内に突出させてなり、前記外筒内における前記パイプの周囲と、前記排気側中継管内における前記パイプの周囲とに、前記冷却水が流れる共通の熱交換空間を形成してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２のＥＧＲガス冷却装置は、請求項１記載のＥＧＲガス冷却装置において、前記熱交換部の吸気側端を、前記外筒の前記吸気側開口端から突出させてなることを特徴とする。
請求項３のＥＧＲガス冷却装置は、請求項１または請求項２記載のＥＧＲガス冷却装置において、前記外筒に入口パイプおよび出口パイプを一体形成してなることを特徴とする。
【００１１】
請求項４のＥＧＲガス冷却装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のＥＧＲガス冷却装置において、前記外筒と前記排気側中継管および前記吸気側中継管とを、シール部材を介して接続してなることを特徴とする。
請求項５のＥＧＲガス冷却装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のＥＧＲガス冷却装置において、前記外筒の外周にエンジンルーム内取付用の取付部を一体形成してなることを特徴とする。
【００１２】
請求項６のＥＧＲガス冷却装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のＥＧＲガス冷却装置において、前記吸気側中継管を樹脂により形成してなることを特徴とする。
【００１３】
（作用）
請求項１のＥＧＲガス冷却装置では、樹脂からなる外筒の排気側開口端および吸気側開口端に排気側中継管および吸気側中継管が接続され、熱交換部が、熱交換部の排気側端を外筒の排気側開口端から排気側中継管内に突出した状態で外筒に収容される。
【００１４】
そして、冷却水が熱交換部に形成される入口パイプから熱交換部に流入され、排気側中継管から流入されるＥＧＲガスが、先ず、排気側中継管内に突出した熱交換部により外筒の耐熱温度以下に冷却され、次に、このＥＧＲガスが外筒内の熱交換部により所望の温度まで冷却され、吸気側中継管から吸気系に流通され、熱交換された冷却水が出口パイプから排出される。
【００１５】
請求項２のＥＧＲガス冷却装置では、熱交換部が、熱交換部の吸気側端を外筒の吸気側開口端から突出した状態で外筒に収容され、熱交換部の伝熱面積が大きくされ、高い熱交換効率でＥＧＲガスが冷却される。
請求項３のＥＧＲガス冷却装置では、外筒に入口パイプおよび出口パイプが一体形成され、部品の構造が簡易にされ、部品コストが従来に比べ大幅に低減される。
【００１６】
請求項４のＥＧＲガス冷却装置では、外筒と排気側中継管および吸気側中継管とが、シール部材を介して、容易に密着状態で接続される。
請求項５のＥＧＲガス冷却装置では、外筒の外周に取付部が一体形成され、容易に冷却装置がエンジンルーム内に取り付けられる。
請求項６のＥＧＲガス冷却装置では、吸気側中継管が、樹脂により形成され、この吸気側中継管が、容易に外筒および吸気系側に接続される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明のＥＧＲガス冷却装置の第１の実施形態（請求項１ないし請求項５）を示しており、符号２１は、例えば、ナイロン６６等の樹脂からなる長尺状の外筒である。
【００１８】
外筒２１の吸気側加工端２１ａ側の外周には、冷却水用の入口パイプ２３が一体形成されている。
外筒２１の排気側開口端２１ｂ側の入口パイプ２３と対向側の外周には、出口パイプ２５が一体形成されている。
外筒２１の外周の入口パイプ２３と出口パイプ２５の間には、外筒２１をエンジンルーム内等に取り付けるための取付部２７が一体形成されている。
【００１９】
外筒２１の吸気側開口端２１ａおよび排気側開口端２１ｂには、例えば、ステンレス鋼等からなり、先端側が細径化された吸気側中継管２９および排気側中継管３１が配置されている。
吸気側中継管２９の先端側には環状凸部２９ａが形成されている。
排気側中継管３１の先端にはフランジ部３１ａが形成されている。
【００２０】
吸気側中継管２９の外筒２１側の外周には、環状溝２９ｂが形成され、この環状溝２９ｂには、Ｏリング３３ａが取り付けられている。
また、外筒２１の吸気側中継管２９側の内周には環状溝２１ｃが形成され、この環状溝２１ｃと環状溝２９ｂとがＯリング３３ａを介して嵌合され、外筒２１と吸気側中継管２９とが密着状態で接続されている。
【００２１】
一方、外筒２１の排気側中継管３１側の端には、肉厚部２１ｄが形成され、この肉厚部２１ｄの排気側中継管３１側には、環状溝２１ｅが形成されている。
環状溝２１ｅには、Ｏリング３３ｂが取り付けられている。
排気側中継管３１の外筒２１側の端には、環状の鍔部３１ｂが形成されている。
この鍔部３１ｂと肉厚部２１ｄとは、Ｏリング３３ｂを介して密着されている。
【００２２】
そして、密着した鍔部３１ｂと肉厚部２１ｄとを覆って、例えば、ステンレス鋼等からなる断面コ字状をした半円クリップ３５，３５が取り付けられ、排気側中継管３１と外筒２１とが密着状態で接続されている。
【００２３】
さらに、外筒２１内には、外筒２１の軸長方向に沿って、例えば、ステンレス鋼等からなる複数のパイプ３７が配置されている。
これ等パイプ３７の両端側には、パイプ３７の先端を貫通して、例えば、ステンレス鋼等からなる円形形状の端板３９，３９が固定され、これ等パイプ３７と端板３９，３９とにより、熱交換部４１が形成されている。
【００２４】
熱交換部４１の排気側端は、外筒２１の排気側開口端２１ｂから突出して排気側中継管３１内に延在して配置されている。
熱交換部４１の吸気側端は、外筒２１の吸気側開口端２１ａから突出して吸気側中継管２９内に延在して配置されている。
上述したＥＧＲガス冷却装置は、以下に述べるようにして組み立てられる。
【００２５】
すなわち、先ず、図３に示すように、複数のパイプ３７の両端に、端板３９，３９が配置され、熱交換部４１が形成される。
次に、端板３９，３９の外周が、排気側中継管３１，吸気側中継管２９の内周に当接される。
この状態で、パイプ３７，端板３９，３９および排気側中継管３１，吸気側中継管２９が、例えば、ニッケルろう材により、一体ろう付けされる。
【００２６】
次に、図４に示すように、吸気側中継管２９の環状溝２９ｂおよび外筒２１の肉厚部２１ｄの環状溝２１ｅに、Ｏリング３３ａおよびＯリング３３ｂが取り付けられる。
さらに、一体ろう付けされた吸気側中継管２９が、外筒２１の排気側開口端２１ｂから、外筒２１内に収容され、吸気側中継管２９の環状溝２９ｂと外筒２１の環状溝２１ｃとが、Ｏリング３３ａを介して嵌合される。
【００２７】
同時に、外筒２１の肉厚部２１ｄと排気側中継管３１の鍔部３１ｂとが、Ｏリング３３ｂを介して密着される。
そして、鍔部３１ｂと肉厚部２１ｄとが半円クリップ３５，３５により固定され、本実施形態のＥＧＲガス冷却装置の組立が完了する。
【００２８】
上述したＥＧＲガス冷却装置では、以下に述べるようにして、ＥＧＲガスが冷却される。
すなわち、図５に示すように、先ず、冷却水４３が、入口パイプ２３から外筒２１内に流入される。
また、ＥＧＲガス４５が、フランジ部３１ａから排気側中継管３１内に流入され、パイプ３７内の排気系側に流通される。
この際、ＥＧＲガス４５は、排気側中継管３１内に突出した熱交換部４１により、外筒２１の耐熱温度以下に冷却される。
【００２９】
さらに、ＥＧＲガス４５は、パイプ３７内を吸気系側に向けて流通され、外筒２１内の熱交換部４１により所望の温度まで冷却された後、吸気側中継管２９から吸気系に流通される。
そして、熱交換され昇温した冷却水４３は出口パイプ２５から排出される。
以上のように構成されたＥＧＲガス冷却装置では、熱交換部４１を、熱交換部４１の排気側端を外筒２１の排気側開口端２１ｂから排気側中継管３１内に突出した状態で外筒２１に収容したので、排気側中継管３１側から流入されるＥＧＲガス４５を、排気側中継管３１内に突出した熱交換部４１により冷却することができ、従来、耐熱性の問題により金属で形成していた外筒２１を樹脂により形成することができる。
【００３０】
このため、外筒２１の重量を従来に比べ大幅に低減することができる。
また、熱交換部４１を、熱交換部４１の吸気側端を外筒２１の吸気側開口端２１ａから突出した状態で外筒２１に収容したので、熱交換部４１の伝熱面積を大きくすることができ、高い熱交換効率でＥＧＲガス４５を冷却することができる。
さらに、外筒２１に入口パイプ２３および出口パイプ２５を一体形成したので、部品の構造を簡易にすることができ、部品コストを従来に比べ大幅に低減することができる。
【００３１】
また、吸気側中継管２９の環状溝２９ｂと外筒２１の環状溝２１ｃとをＯリング３３ａを介して嵌合し、排気側中継管３１の鍔部３１ｂと外筒２１の環状溝２１ｅとをＯリング３３ｂを介して密着したので、容易に外筒２１と排気側中継管３１および吸気側中継管２９とを密着状態で接続することができる。
そして、外筒２１の外周に取付部２７を一体形成したので、容易に冷却装置をエンジンルーム内に取り付けることができる。
【００３２】
図６は、本発明のＥＧＲガス冷却装置の第２の実施形態（請求項６に対応する）を示している。
本実施形態は、吸気側中継管２９が、例えば、シリコーン樹脂等により形成されており、これに伴い、熱交換部４１の吸気側の構造が、第１の実施形態と異なっている。
【００３３】
熱交換部４１の吸気側の端板３９は、肉厚に形成され、この端板３９の外周には、環状溝３９ａが形成されている。
この環状溝３９ａには、Ｏリング３３ａが取り付けられ、Ｏリング３３ａを介して、外筒２１の環状溝２１ｃと環状溝３９ａとが嵌合されている。
また、外筒２１の吸気側開口端２１ａが吸気側中継管２９に挿入され、吸気側中継管２９の外周が固定バンド４７で固定されている。
【００３４】
この実施形態のＥＧＲガス冷却装置においても、第１の実施形態と略同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、吸気側中継管２９をシリコーン樹脂により形成したので、この吸気側中継管２９を、容易に外筒２１および吸気系側に接続することができる。
なお、上述した第１の実施形態では、外筒２１をナイロン６６で形成した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものでなく、例えば、芳香族ポリアミド樹脂等で形成しても良い。
【００３５】
なお、上述した第２の実施形態では、吸気側中継管２９をシリコーン樹脂で形成した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものでなく、例えば、フッ素ゴム等で形成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１のＥＧＲガス冷却装置では、熱交換部を、熱交換部の排気側端を外筒の排気側開口端から排気側中継管内に突出した状態で外筒に収容したので、排気側中継管から流入されるＥＧＲガスを、排気側中継管内に突出した熱交換部により冷却することができ、従来、耐熱性の問題により金属で形成していた外筒を樹脂により形成することができる。
【００３７】
このため、外筒の重量を従来に比べ大幅に低減することができる。
請求項２のＥＧＲガス冷却装置では、熱交換部を、熱交換部の吸気側端を外筒の吸気側開口端から突出した状態で外筒に収容したので、熱交換部の伝熱面積を大きくすることができ、高い熱交換効率でＥＧＲガスを冷却することができる。請求項３のＥＧＲガス冷却装置では、外筒に入口パイプおよび出口パイプを一体形成したので、部品の構造を簡易にすることができ、部品コストを従来に比べ大幅に低減することができる。
【００３８】
請求項４のＥＧＲガス冷却装置では、外筒と排気側中継管および吸気側中継管とを、シール部材を介して接続したので、容易に外筒と排気側中継管および吸気側中継管とを密着状態で接続することができる。
請求項５のＥＧＲガス冷却装置では、外筒の外周に取付部を一体形成したので、容易に冷却装置をエンジンルーム内に取り付けることができる。
請求項６のＥＧＲガス冷却装置では、吸気側中継管を樹脂により形成したので、この吸気側中継管を、容易に外筒および吸気系側に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＧＲガス冷却装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】熱交換部を排気側中継管および吸気側中継管にろう付けした状態を示す斜視図である。
【図４】ろう付けした熱交換部および排気側中継管，吸気側中継管を外筒内に収容する状態を示す斜視図である。
【図５】冷却水およびＥＧＲガスの流通状態を示す断面図である。
【図６】吸気側中継管を樹脂により形成した例を示す断面図である。
【図７】従来のＥＧＲ装置を示す説明図である。
【図８】従来のＥＧＲガス冷却装置を示す斜視図である。
【図９】図８の要部の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
２１  外筒
２１ａ  吸気側開口端
２１ｂ  排気側開口端
２３  入口パイプ
２５  出口パイプ
２７  取付部
２９  吸気側中継管
３１  排気側中継管
３３ａ，３３ｂ  Ｏリング（シール部材）
３７  パイプ
３９  端板
４１  熱交換部
４３  冷却水
４５  ＥＧＲガス
【図１】
0003917716.tif 000002
【図２】
0003917716.tif 000003
【図３】
0003917716.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003917716.tif 000007
【図７】
0003917716.tif 000008
【図８】
0003917716.tif 000009
【図９】
0003917716.tif 000010