(57)【要約】      （修正有）【課題】製造コストの大幅な増加を抑制しつつ、ＥＧＲクーラの内部ガス通路が煤によって閉塞することを抑制することができるエンジンのＥＧＲクーラを提供する。【解決手段】エンジンのＥＧＲクーラは、熱交換用のフィン３８を挟持する熱交換プレート３７ａを有する複数の内部ガス通路３７と、熱交換プレートを支持するエンドプレート３９と、を有し、内部ガス通路の内部をＥＧＲガスが通過するエンジンのＥＧＲクーラにおいて、ＥＧＲクーラのＥＧＲガスの入口部における隣接する内部ガス通路の間に形成された領域５０をスペーサ４１またはエンドプレート３９によって閉塞する閉塞部４０を備え、閉塞部の上流側端部は、内部ガス通路の上流側端部よりも上流側に突出していることを特徴とする。【選択図】図２
2017031928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換用のフィンを挟持する熱交換プレートを有する複数の内部ガス通路と、前記熱交換プレートを支持するエンドプレートと、を有し、前記内部ガス通路の内部をＥＧＲガスが通過するエンジンのＥＧＲクーラにおいて、
前記ＥＧＲクーラのＥＧＲガスの入口部における隣接する前記内部ガス通路の間に形成された領域をスペーサまたは前記エンドプレートによって閉塞する閉塞部を備え、
前記閉塞部の上流側端部は、前記内部ガス通路の上流側端部よりも上流側に突出していることを特徴とするエンジンのＥＧＲクーラ。
【請求項２】
前記閉塞部は、前記領域を前記スペーサによって閉塞し、
該スペーサの少なくとも表面は、前記エンドプレートの材質よりも煤が付着し難い材質によって構成されている請求項１記載のエンジンのＥＧＲクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのＥＧＲクーラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気通路の途中から分岐して吸気通路の途中に接続したＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気還流）通路に配置されて、このＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このようなＥＧＲクーラは、ハウジング（特許文献１ではケースと称されている）の内部に、ＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換をさせる熱交換体を備えている。この熱交換体は、複数の内部ガス通路を有し、この内部ガス通路をＥＧＲガスが通過する際に、ＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換を行っている。
【０００４】
また特許文献１には、内部ガス通路の壁部を構成する熱交換プレートの端部をろう付け等の接合手段によって接合することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６００８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のＥＧＲクーラにおいて、隣接する内部ガス通路の間にＥＧＲガスが流入可能な領域が設けられているものがある（後述する図３参照）。このようなＥＧＲクーラの場合、隣接する内部ガス通路の間の領域においてＥＧＲガスが淀んでしまい、その結果、この領域にＥＧＲガスに含まれる煤が堆積する可能性がある。そして、この堆積した煤が成長して拡大した場合、内部ガス通路のＥＧＲガスの入口部を閉塞する可能性がある。
【０００７】
これに関して、特許文献１に開示されているように、内部ガス通路の壁部を構成する熱交換プレートの端部をろう付け等の接合手段によって接合した場合、ＥＧＲガスが隣接する内部ガス通路の間の領域に流入すること自体は抑制することができる。しかしながら、熱交換プレートの端部をろう付け等の接合手段によって接合する作業は複雑なため、この技術の場合、ＥＧＲクーラの製造工数が大幅に増加してしまい、その結果、製造コストが大幅に増加してしまう。
【０００８】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストの大幅な増加を抑制しつつ、ＥＧＲクーラの内部ガス通路が煤によって閉塞することを抑制することができるエンジンのＥＧＲクーラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明に係るエンジンのＥＧＲクーラは、熱交換用のフィンを挟持する熱交換プレートを有する複数の内部ガス通路と、前記熱交換プレートを支持するエンドプレートと、を有し、前記内部ガス通路の内部をＥＧＲガスが通過するエンジンのＥＧＲクーラにおいて、前記ＥＧＲクーラのＥＧＲガスの入口部における隣接する前記内部ガス通路の間に形成された領域をスペーサまたは前記エンドプレートによって閉塞
する閉塞部を備え、前記閉塞部の上流側端部は、前記内部ガス通路の上流側端部よりも上流側に突出していることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、閉塞部によって、隣接する内部ガス通路の間に形成された領域にＥＧＲガスが流入してＥＧＲガスが淀むことを抑制することができる。さらに、閉塞部の上流側端部が内部ガス通路の上流側端部よりも上流側に突出しているので、ＥＧＲガスを閉塞部の上流側端部近傍から内部ガス通路にスムースに流動させることができる。したがって、ＥＧＲガスに含まれる煤が内部ガス通路のＥＧＲガスの入口部付近に堆積することを抑制することができ、内部ガス通路が煤によって閉塞することを抑制することができる。また、閉塞部は、スペーサまたはエンドプレートによって閉塞しているので、特許文献１のように、熱交換プレートの端部をろう付け等の接合手段によって閉塞する場合に比較して、ＥＧＲクーラの製造工数の大幅な増加を抑制して、ＥＧＲクーラの製造コストの大幅な増加を抑制することができる。
【００１１】
上記構成において、前記閉塞部は、前記領域を前記スペーサによって閉塞し、該スペーサの少なくとも表面は、前記エンドプレートの材質よりも煤が付着し難い材質によって構成されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、閉塞部としてのスペーサの表面に煤が付着することを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製造コストの大幅な増加を抑制しつつ、ＥＧＲクーラの内部ガス通路が煤によって閉塞することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係るエンジンのＥＧＲクーラとその周辺の構成を模式的に示す概略図である。
【図２】実施形態に係る下流ＥＧＲクーラのＥＧＲガスの入口側の内部構造を拡大して模式的に示す概略断面図である。
【図３】図３（ａ）は比較例に係る下流ＥＧＲクーラのＥＧＲガスの入口側の内部構造を拡大して模式的に示す概略断面図である。図３（ｂ）は比較例に係る下流ＥＧＲクーラに煤が堆積した様子を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係るエンジン１のＥＧＲクーラ３０について図面を参照しつつ説明する。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように実際の製品から寸法を変化させており、各部材、各部品の板厚や幅や長さなどの比率も必ずしも実際の製品の比率と一致しているとは限らない。
【００１６】
図１はエンジン１のＥＧＲクーラ３０とその周辺の構成を模式的に示す概略図である。なお、図１において、ＥＧＲクーラ３０の構成を視認し易くするために、ＥＧＲクーラ３０と一部のＥＧＲ通路１０以外の構成は二点鎖線によって模式的に図示されている。エンジン１は車両に搭載されている。車両の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例としてバス、トラック等の大型車両を用いる。
【００１７】
エンジン１は、エンジン本体２、吸気通路３、排気通路４、ＥＧＲ通路１０、ＥＧＲバルブ２０、及びＥＧＲクーラ３０を備えている。エンジン本体２は、気筒（シリンダ）が形成されたシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、気筒に配置されたピストンとを備えている。エンジン本体２の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例としてディーゼルエンジンを用いる。
【００１８】
吸気通路３はエンジン本体２に吸入される吸気が通過する通路であり、その下流側端部がエンジン本体２のシリンダヘッドに形成された吸気ポートに接続している。排気通路４はエンジン本体２から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部がエンジン本体２のシリンダヘッドに形成された排気ポートに接続している。なお、エンジン本体２の燃料噴射量、燃料噴射時期等は、制御装置（図示せず）としての電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：すなわちＥＣＵ）によって制御されている。
【００１９】
ＥＧＲ通路１０は、排気通路４の排気の一部を吸気通路３に還流させる通路であり、排気通路４の途中から分岐して吸気通路３の途中に接続している。具体的には本実施形態に係るＥＧＲ通路１０は、排気通路４の排気マニホールドの部分の途中から分岐して吸気通路３の吸気マニホールドの部分の途中に接続している。但し、ＥＧＲ通路１０の排気通路４からの分岐箇所及び吸気通路３への接続箇所はこれに限定されるものではない。これ以降、ＥＧＲ通路１０を通過する排気をＥＧＲガスと称する。
【００２０】
ＥＧＲバルブ２０はＥＧＲ通路１０に配置されている。具体的には本実施形態に係るＥＧＲバルブ２０は、ＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ３０よりもＥＧＲガスの流動方向で下流側の部分に配置されており、制御装置としての電子制御装置の指示を受けて開閉することで、ＥＧＲガスの流量を制御する。なお、ＥＧＲクーラ３０とＥＧＲバルブ２０の配置順序はこれに限定されるものではなく、例えばＥＧＲクーラ３０がＥＧＲバルブ２０よりも下流側に配置された構成とすることもできる。
【００２１】
ＥＧＲクーラ３０は、ＥＧＲ通路１０を通過するＥＧＲガスを冷媒との熱交換によって冷却する装置である。本実施形態に係るＥＧＲクーラ３０は、上流ＥＧＲクーラ３１及び下流ＥＧＲクーラ３２を備えている。下流ＥＧＲクーラ３２は、上流ＥＧＲクーラ３１よりもＥＧＲガスの流動方向で下流側に配置されている。
【００２２】
また本実施形態に係る下流ＥＧＲクーラ３２は、上流ＥＧＲクーラ３１よりも上方側（重力の方向とは反対の方向の側）に位置している。ＥＧＲ通路１０のうち、上流ＥＧＲクーラ３１と下流ＥＧＲクーラ３２との間を接続する部分は、所定角度、屈曲している。すなわち、本実施形態に係るＥＧＲガスは、上流ＥＧＲクーラ３１の内部を通過した後に、所定角度屈曲して下流ＥＧＲクーラ３２の内部に流入する。但し、本発明が適用されるＥＧＲクーラ３０の構成はこれに限定されるものではなく、本発明は、上流ＥＧＲクーラ３１と下流ＥＧＲクーラ３２とが重力方向で同じ高さに配置されているものや、上流ＥＧＲクーラ３１と下流ＥＧＲクーラ３２との間のＥＧＲ通路１０が屈曲していないもの等に適用することもできる。
【００２３】
上流ＥＧＲクーラ３１及び下流ＥＧＲクーラ３２の筐体部材であるハウジング３３には、それぞれ冷媒導入部３４及び冷媒排出部３５が接続されている。上流ＥＧＲクーラ３１及び下流ＥＧＲクーラ３２において冷媒は、それぞれの冷媒導入部３４から導入され、上流ＥＧＲクーラ３１及び下流ＥＧＲクーラ３２の内部においてＥＧＲガスを冷却した後に、それぞれの冷媒排出部３５から排出される。
【００２４】
続いてＥＧＲクーラ３０の内部構造について説明する。図２はＥＧＲクーラ３０のうち、下流ＥＧＲクーラ３２のＥＧＲガスの入口側（図１のＡ付近）の内部構造を拡大して模式的に示す概略断面図である。なお、上流ＥＧＲクーラ３１の構成は、下流ＥＧＲクーラ３２と同様であるので、上流ＥＧＲクーラ３１の内部構造の図示による詳細な説明は省略する。
【００２５】
ＥＧＲクーラ３０（すなわち下流ＥＧＲクーラ３２及び上流ＥＧＲクーラ３１）のハウジング３３の内部には、ＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換をさせる熱交換体３６が配置されている。具体的には熱交換体３６は、ＥＧＲガスが通過する内部ガス通路３７を複数個備えている。
【００２６】
各々の内部ガス通路３７は、ＥＧＲクーラ３０の軸線方向に延在している。また各々の内部ガス通路３７は、熱交換用のフィン３８を挟持する一対の熱交換プレート３７ａを備えている。また、隣接する内部ガス通路３７のうち、一方の内部ガス通路３７の熱交換プレート３７ａと他方の内部ガス通路３７の熱交換プレート３７ａとの間には、エンドプレート３９が配置されている。具体的にはエンドプレート３９は、複数の内部ガス通路３７の端部を支持するための板部材であり、隣接する一方の内部ガス通路３７と他方の内部ガス通路３７との間の部分のうち、上流側の端部及び下流側の端部に配置されて、複数の内部ガス通路３７を支持している。なお、図２には、上流側の端部に配置されたエンドプレート３９が図示されているが、内部ガス通路３７の下流側の端部にも、図２と同様のエンドプレート３９が配置されている。
【００２７】
また図２に示すように、本実施形態に係るエンドプレート３９の上流側端面は、内部ガス通路３７の上流側端面よりも下流側に位置している。これを換言すると、本実施形態に係る内部ガス通路３７の上流側端面は、エンドプレート３９の上流側端面よりも上流側に突出している。
【００２８】
また、内部ガス通路３７の外周部には冷媒が通過するための冷媒通路が設けられており、これにより、内部ガス通路３７の熱交換プレート３７ａは冷却されている。ＥＧＲガスが内部ガス通路３７を通過する際に、フィン３８によって効果的にＥＧＲガスの熱が放熱される。この放熱された熱は内部ガス通路３７の熱交換プレート３７ａを伝導して、冷媒通路の冷媒によって冷却される。このようにしてＥＧＲクーラ３０はＥＧＲガスを冷却している。
【００２９】
すなわち、本実施形態に係るＥＧＲクーラ３０は、熱交換用のフィン３８を挟持する熱交換プレート３７ａを有する複数の内部ガス通路３７と、熱交換プレート３７ａを支持するエンドプレート３９とを有し、内部ガス通路３７の内部をＥＧＲガスが通過し、内部ガス通路３７の外側を冷媒によって冷却するプレート式のＥＧＲクーラである。
【００３０】
またＥＧＲクーラ３０は、ＥＧＲクーラ３０のＥＧＲガスの入口部における隣接する内部ガス通路３７の間に形成された領域５０（これは、後述する図３に詳細に図示されている）にＥＧＲガスが流入しないようにするために、この領域５０を閉塞する閉塞部４０を有している。また本実施形態に係る閉塞部４０は、スペーサ４１（これはエンドプレート３９とは別体の部材である）によって構成されている。
【００３１】
また、このスペーサ４１は、スペーサ４１の上流側端部が内部ガス通路３７の上流側端部よりも上流側に突出するように、領域５０を閉塞している。また、本実施形態に係るスペーサ４１の上流側端部はＲ状に面取りされている。
【００３２】
また、本実施形態に係るスペーサ４１の少なくとも表面は、エンドプレート３９の材質よりも煤が付着し難い材質によって構成されている。ここで、本実施形態に係るエンドプレート３９は、ステンレス等の金属によって構成されている。したがって、本実施形態に係るスペーサ４１の少なくとも表面は、ステンレス等の金属よりも煤が付着し難い材質によって構成されている。具体的には本実施形態に係るスペーサ４１は、その全部の材質がステンレス等の金属よりも煤が付着し難い材質によって構成されている。このステンレス等の金属よりも煤が付着し難い材質の一例として、本実施形態においては、フッ素樹脂を
用いる。
【００３３】
なおスペーサ４１は、スペーサ４１の表面の材質のみを、煤の付着し難い材質で構成してもよい。この構成の場合、例えばステンレス等の金属によってスペーサ４１の骨格を作成し、この金属の表面に、煤が付着し難い材質（例えばフッ素樹脂等）をコーティングしたもの等を用いることができる。
【００３４】
なお本実施形態においては、閉塞部４０としてスペーサ４１を用いているが、閉塞部４０の構成はこれに限定されるものではない。閉塞部４０の他の例として、エンドプレート３９を用いることもできる。具体的にはこの場合、閉塞部４０は、エンドプレート３９の上流側端部が内部ガス通路３７の上流側端部よりも上流側に突出するように延在することで、エンドプレート３９によって領域５０のＥＧＲガスの入口部が閉塞された構成となる。
【００３５】
すなわち、閉塞部４０は、下流ＥＧＲクーラ３２のＥＧＲガスの入口部における隣接する内部ガス通路３７の間に形成された領域５０にＥＧＲガスが流入しないように、この領域５０のＥＧＲガスの入口部（上流側端部）をスペーサ４１またはエンドプレート３９によって閉塞する構成であればよい。
【００３６】
なお、本実施形態において、上流ＥＧＲクーラ３１も、下流ＥＧＲクーラ３２と同様に、閉塞部４０を備えている。
【００３７】
続いて、ＥＧＲクーラ３０の作用効果について、比較例と比較しつつ説明する。図３（ａ）は比較例に係る下流ＥＧＲクーラ２００のＥＧＲガスの入口側の内部構造を拡大して模式的に示す概略断面図であり、図３（ｂ）は下流ＥＧＲクーラ２００に煤が堆積した様子を模式的に示す概略断面図である。比較例に係る下流ＥＧＲクーラ２００は、閉塞部４０を備えていない点において、図２に示す本実施形態に係る下流ＥＧＲクーラ３２と異なっている。
【００３８】
下流ＥＧＲクーラ２００の場合、閉塞部４０を備えていないので、隣接する内部ガス通路３７の間に形成された領域５０にＥＧＲガスが流入する。この場合、この領域５０においてＥＧＲガスが淀んでしまい、その結果、図３（ｂ）に示すように、この領域５０にＥＧＲガスに含まれる煤が堆積する可能性がある。この堆積した煤が成長して拡大した場合、内部ガス通路３７のＥＧＲガスの入口部を閉塞する可能性がある。
【００３９】
これに対して、本実施形態に係るＥＧＲクーラ３０によれば、閉塞部４０によって、隣接する内部ガス通路３７の間に形成された領域５０にＥＧＲガスが流入してＥＧＲガスが淀むことを抑制することができる。さらに、ＥＧＲクーラ３０によれば、閉塞部４０の上流側端部が内部ガス通路３７の上流側端部よりも上流側に突出しているので、ＥＧＲガスを閉塞部４０の上流側端部近傍から内部ガス通路３７にスムースに流動させることができる。したがって、ＥＧＲクーラ３０によれば、ＥＧＲガスに含まれる煤が内部ガス通路３７のＥＧＲガスの入口部付近に堆積することを抑制することができ、内部ガス通路３７が煤によって閉塞することを抑制することができる。この結果、煤によるＥＧＲクーラ３０の性能劣化を抑制することができ、ＥＧＲクーラ３０のメンテナンスコストを低減することができる。
【００４０】
また、閉塞部４０は、スペーサ４１（またはエンドプレート３９）によって閉塞しているので、特許文献１のように、熱交換プレート３７ａの端部をろう付け等の接合手段によって閉塞する場合に比較して、ＥＧＲクーラ３０の製造工数の大幅な増加を抑制することができる。これにより、ＥＧＲクーラ３０の製造コストの大幅な増加を抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、図２で説明したように、閉塞部４０としてのスペーサ４１の少なくとも表面は、エンドプレート３９の材質よりも煤が付着し難い材質によって構成されているので、閉塞部４０としてのスペーサ４１の表面に煤が付着することを効果的に抑制することができる。
【００４２】
また本実施形態によれば、図２で説明したように、閉塞部４０としてのスペーサ４１の上流側端部がＲ状に面取りされているので、このようにＲ状に面取りされていない場合に比較して、ＥＧＲガスをよりスムースに内部ガス通路３７に導くことができる。この点においても、本実施形態によれば、ＥＧＲガスに含まれる煤が内部ガス通路３７のＥＧＲガスの入口部付近に堆積することをより効果的に抑制することができる。なお、閉塞部４０として、エンドプレート３９を用いる場合においても、同様の理由により、エンドプレート３９の上流側端部はＲ状に面取りされていることが好ましい。
【００４３】
なお、前述したように、本実施形態に係る上流ＥＧＲクーラ３１は下流ＥＧＲクーラ３２と同様に、閉塞部４０を備えているが、ＥＧＲクーラ３０の構成はこれに限定されるものではない。例えばＥＧＲクーラ３０は、上流ＥＧＲクーラ３１または下流ＥＧＲクーラ３２のいずれか一方のみが閉塞部４０を備える構成とすることもできる。但し、ＥＧＲクーラ３０が上流ＥＧＲクーラ３１及び下流ＥＧＲクーラ３２の両方に閉塞部４０を備えている場合の方が、そうでない場合に比較して、煤によるＥＧＲクーラ３０の性能劣化をより効果的に抑制できる点で好ましい。
【００４４】
また、本発明が適用されるＥＧＲクーラは、本実施形態のような合計２つのＥＧＲクーラ（上流ＥＧＲクーラ３１及び下流ＥＧＲクーラ３２）を備えるものに限定されない。例えば、本発明は、上流ＥＧＲクーラ３１または下流ＥＧＲクーラ３２のいずれか一方のみを備えるものに適用することもでき、上流ＥＧＲクーラ３１及び下流ＥＧＲクーラ３２の他に第３または第４のＥＧＲクーラ等をさらに備えるものに適用することもできる。
【００４５】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１    エンジン
１０  ＥＧＲ通路
３０  ＥＧＲクーラ
３１  上流ＥＧＲクーラ
３２  下流ＥＧＲクーラ
３３  ハウジング
３６  熱交換体
３７  内部ガス通路
３７ａ  熱交換プレート
３８  フィン
３９  エンドプレート
４０  閉塞部
４１  スペーサ
５０  領域
【図１】
2017031928.tif 000003
【図２】
2017031928.tif 000004
【図３】
2017031928.tif 000005