(57)【要約】【課題】ＥＧＲガスがインテークマニホルドの還流部に近い気筒に偏在することなく、全気筒におけるＥＧＲガスの分配率が均一となるインテークマニホルドの提供。【解決手段】排気還流ガスが導入される排気還流ガス導入管（４）を有し、該排気還流ガス導入管（４）は新気通路（２）中に突出して合流しており、新気通路（２）と排気還流ガス導入管（４）との合流部に回転機構（５）を設け、該回転機構（５）は排気還流ガス（Ｆｇ）または新気（Ｆａ）により回転し以って新気（Ｆａ）と排気還流ガス（Ｆｇ）とを撹拌して均一に混合する機能を有している。【選択図】図１
2009156043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気還流ガスが導入される排気還流ガス導入管（４）を有し、該排気還流ガス導入管（４）は新気通路（２）中に突出して合流しており、新気通路（２）と排気還流ガス導入管（４）との合流部に回転機構（５）を設け、該回転機構（５）は排気還流ガスまたは新気により回転し以って新気と排気還流ガスとを撹拌して均一に混合する機能を有していることを特徴とするインテークマニホルド。
【請求項２】
前記回転機構（５）は、排気還流ガス導入管（４）が新気通路（２）中に突出する方向へ延在する回転軸（６）を有し、該回転軸（６）は排気還流ガス導入管端部（４ｔ）よりも新気通路（２）内に突出しており、該回転軸（６）の新気通路側の端部（６ｔ）には翼部（７）が設置され、該翼部（７）は風車状に形成され且つ新気通路（２）内に配置されており、排気還流ガス導入管（４）から新気通路（２）へ流出する排気還流ガス（Ｆｇ）により回転する機能を有している請求項１のインテークマニホルド。
【請求項３】
排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には新気（Ｆａ）が供給される側から見て風車状に形成されている翼部（７）が設けられ、該翼部（７）は排気還流ガス導入管（４）を流れる排気還流ガス（Ｆｇ）により回転する機能を有する請求項１のインテークマニホルド。
【請求項４】
排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には螺旋状の翼部（７２）が設けられ、該翼部（７２）は排気還流ガス導入管（４）を流れる排気還流ガス（Ｆｇ）により回転する機能を有する請求項１のインテークマニホルド。
【請求項５】
排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には新気通路（２）内に延在する一対の支持ロッド（８）が設けられ、該一対の支持ロッド（８）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には新気が供給される側から見て風車状に形成されている翼部（７）が設けられ、該翼部（７）は新気通路を流れる新気（Ｆａ）により回転する機能を有する請求項１のインテークマニホルド。
【請求項６】
排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には新気通路（２）内に延在する一対の支持ロッド（８）が設けられ、該一対の支持ロッド（８）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には螺旋状の翼部（７２）が設けられ、該翼部（７２）は新気通路（２）を流れる新気（Ｆａ）により回転する機能を有する請求項１のインテークマニホルド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインテークマニホルドの構造に関し、より詳細には、インテークマニホルドにおける排気還流（ＥＧＲ）ガスの還流部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気還流ガス流路と新気エアの流路とを有するインテークマニホルドの断面が、図７で示されている。ここで、当該インテークマニホルドは鋳造品である。
図７において、インテークマニホルド１０は、新気エアの流路（新気流路）２と、排気還流ガス流路３とを設けており、エンジンのシリンダブロックに沿った部分（図示せず）では、新気流路２と排気還流ガス流路３とが平行して配置されている。
図７、図８で示すように、新気流路２におけるインレット側フランジ部２ｆ近傍には、新気Ｆａに排気還流ガスＦｇを合流（混合）させるため、図示しない公知の手段によって、排気還流ガス導入管４が新気流路２に取り付けられている（合流している）。
【０００３】
図７では、吸気ポートを１シリンダ当たり２個有する４シリンダのエンジンが示されている。図７におけるＣ１〜Ｃ４は、エンジンのシリンダを示している。また、点線で示す矢印Ｆｘは、排気還流ガス（ＥＧＲガス）Ｆｇと新気Ｆａの混合ガスの流れを示している。
図７において、符号３ｉは、排気還流ガス流路３におけるＥＧＲガスの入口を示している。また図８は、図７におけるＯ部の詳細を、拡大して示している。
【０００４】
しかし、図７、図８で示す様な従来のインテークマニホルド１０においては、ＥＧＲガスが、インテークマニホルドの還流部（排気還流ガス導入管４が新気流路２に合流している箇所）に近いシリンダ（Ｃ１、Ｃ２）に偏って流入してしまう可能性がある、という問題が存在する。
そして、ＥＧＲガスが還流部に近いシリンダ（Ｃ１、Ｃ２）に偏って流入すると、還流部から離隔しているシリンダ（Ｃ３、Ｃ４）には十分なＥＧＲガスが供給されず、全シリンダに均一なＥＧＲガスの分配が行われなくなり、排気ガスにおける効果的なＮＯｘ（窒素酸化物）の低減ができなくなる。
ＥＧＲガスが還流部に近いシリンダ（Ｃ１、Ｃ２）に偏って流入する態様について、図８に示す。図８において、排気還流ガス導入管４から新気流路２に流れ込んだＥＧＲガスＦｇの大半は、インテークマニホルド１０の内壁面（図８では左側の内壁面）に沿って流れる（図８の矢印Ｆｗ）。図７をも参照すれば明らかな様に、（インテークマニホルド１０の）図８において左側の内壁面に沿ってＥＧＲガスＦｇの大半が流れると（図８の矢印Ｆｗ）、ＥＧＲガスＦｇは還流部に近いシリンダＣ１、Ｃ２に流入し、還流部から離隔したシリンダＣ３、Ｃ４には殆ど供給されない。
【０００５】
その他の従来技術としては、ＥＧＲ導入管の導入方向と逆方向のインテークマニホルド入口部に半月状のオリフィスを設けた技術が存在する（特許文献１参照）。
また、インテークマニホルド側と接する面部に冷却水通路１１が形成され、シリンダーヘッド側と接する面部に排気ガス通路が形成されているＥＧＲプレートを含むＥＧＲ分配装置を有する技術も存在する（特許文献２参照）。
これ等の従来技術（特許文献１、特許文献２）でも、ＥＧＲガスの分布を均一にすることが企図されているが、エンジン回転数によりＥＧＲガスの分布が顕著に相違するため、要求されるレベルまではＥＧＲと新規を均一に混合することは困難であった。
【特許文献１】特開平１０−２５２５７７号公報
【特許文献２】特開２００５−３０７９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ＥＧＲガスがインテークマニホルドの還流部に近い気筒に偏在することなく、全気筒におけるＥＧＲガスの分配率が均一となり、効率的な排気ガス低減が可能である様なインテークマニホルドの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインテークマニホルドは、排気還流ガス（ＥＧＲガス）が導入される排気還流ガス導入管（４）を有し、該排気還流ガス導入管（４）は新気（エア）通路（２）中に突出して合流しており、新気通路（２）と排気還流ガス導入管（４）との合流部に回転機構（５）を設け、該回転機構（５）は排気還流ガス（Ｆｇ）または新気（Ｆａ）により回転し以って新気（Ｆａ）と排気還流ガス（Ｆｇ）とを撹拌して均一に混合する機能を有していることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
本発明において、前記回転機構（５）は、排気還流ガス導入管（４）が新気通路（２）中に突出する方向へ延在する回転軸（６）を有し、該回転軸（６）は排気還流ガス導入管端部（４ｔ）よりも新気通路（２）内に突出しており、該回転軸（６）の新気通路（２）側の端部（６ｔ）には翼部（７）が設置され、該翼部（７）は風車状に形成され且つ新気通路（２）内に配置されており、排気還流ガス導入管（４）から新気通路（２）へ流出する排気還流ガス（Ｆｇ）により回転する機能を有しているのが好ましい（請求項２：図１）。
【０００９】
また本発明において、排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には新気（Ｆａ）が供給される側から見て風車状に形成されている翼部（７）が設けられ、該翼部（７）は排気還流ガス導入管（４）を流れる排気還流ガス（Ｆｇ）により回転する機能を有するのが好ましい（請求項３：図２）。
【００１０】
或いは本発明において、排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には螺旋状の翼部（７２）が設けられ、該翼部（７２）は排気還流ガス導入管（４）を流れる排気還流ガス（Ｆｇ）により回転する機能を有するのが好ましい（請求項４：図３）。
【００１１】
さらに本発明において、排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には新気通路（２）内に延在する一対の支持ロッド（８）が設けられ、該一対の支持ロッド（８）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には新気（Ｆａ）が供給される側から見て風車状に形成されている翼部（７）が設けられ、該翼部（７）は新気通路（２）を流れる新気（Ｆａ）により回転する機能を有するのが好ましい（請求項５：図４）。
【００１２】
そして本発明において、排気還流ガス導入管（４）の新気通路側端部（４ｔ）には新気通路（２）内に延在する一対の支持ロッド（８）が設けられ、該一対の支持ロッド（８）には排気還流ガス導入管直径方向へ延在する回転軸（６１）が回転自在に軸支されており、該回転軸（６１）には螺旋状の翼部（７２）が設けられ、該翼部（７２）は新気通路（２）を流れる新気（Ｆａ）により回転する機能を有するのが好ましい（請求項６：図６）。
【発明の効果】
【００１３】
上述する構成を具備する請求項１〜６にかかる本発明によれば、新気通路（２）と排気還流（ＥＧＲ）ガス導入管（４）との合流部に、ＥＧＲガス（Ｆｇ）または新気（Ｆａ）により回転する回転機構（５〜５Ｄ）を有しているので、該回転機構（５〜５Ｄ）が回転することにより、そこを通過する新気（Ｆａ）とＥＧＲガス（Ｆｇ）とが撹拌されて、均一に混合される。そのため、新気通路（２）とＥＧＲガス導入管（４）との合流部、より詳細には回転機構（５〜５Ｄ）を通過した段階で、ＥＧＲガス（Ｆｇ）と新気（Ｆａ）とは撹拌されて均一に混合する。
その結果、新気通路（２）とＥＧＲガス導入管（４）との合流部（或いは回転機構）よりも下流側の気筒には、ＥＧＲガス（Ｆｇ）と新気（Ｆａ）とが均一に混合した混合気が供給される。従って、ＥＧＲガス（Ｆｇ）はインテークマニホルド（１〜１Ｄ）の還流部に近い気筒であっても、遠い気筒であっても均一に供給され、全気筒におけるＥＧＲガス（Ｆｇ）の分配率が均一となり、ＥＧＲの効果により排気ガスにおけるＮＯｘが効率的に低減される。
【００１４】
また、本発明によれば、回転機構（５〜５Ｄ）はＥＧＲガス（Ｆｇ）または新気（Ｆａ）により回転し、別途回転駆動源を設ける必要が無い。そのため、回転駆動源の分の動力を消費することが無い。
それに加えて、請求項２〜６にかかる本発明によれば、回転機構（５〜５Ｄ）は風車形状（７）や螺旋形状（７２）をしており、回転軸（６、６１）も回転自在に軸支されているため、回転機構（５〜５Ｄ）を回転するのに必要なエネルギは非常に小さい。そのため、エンジンが回転している限り、回転機構（５〜５Ｄ）を回転することが可能であり、エンジン回転数により回転機構（５〜５Ｄ）によるＥＧＲガス（Ｆｇ）と新気（Ｆａ）とが混合されなくなってしまう、という事態は防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１において、第１実施形態のインテークマニホルド１は、全体の形状は、後述する回転機構５を除いては、図７で示した従来技術のインテークマニホルド１０と同様である。すなわち、図７において、新気流路２と、排気還流ガス流路３とがインテークマニホルド１０に形成されている。そして、排気還流ガス流路３の下流側の端部は、新気流路２におけるインレット側フランジ部２ｆ近傍まで延在している。
【００１６】
図１において、排気還流ガス流路３の下流側の端部３ｅには、新気Ｆａに排気還流ガスＦｇを合流（混合）させるための排気還流ガス導入管（ＥＧＲ導入管）４が取り付けらており、ＥＧＲ導入管４は、排気還流ガス流路３と新気流路２とを貫通している。
ＥＧＲ導入管４は円筒状部材で構成されており、該円筒状部材の一端がフランジ４ｆによって閉塞され、他端（新気流路２側端部）４ｔは円形に開口している。ＥＧＲ導入管４が排気還流ガス流路３の端部３ｅを貫通する部分では、ＥＧＲ導入管４の一部が、排気還流ガス流路３の流路断面と概略等しく開口して、ＥＧＲ導入管４と排気還流ガス流路３とが連通している。
排気還流ガス流路３とＥＧＲ導入管４とは直交するように配置されており、ＥＧＲ導入管４の新気流路２側端部４ｔ近傍の領域は新気流路２に対して直交するように配置されている。
【００１７】
新気流路２とＥＧＲ導入管４との合流部（新気流路２側端部４ｔの近傍）には、新気Ｆａと排気還流ガス（ＥＧＲガス）Ｆｇとを撹拌して均一に混合させるための回転機構５が設けられている。回転機構５は、回転軸６と翼部７とを有しており、回転軸６は、その軸心がＥＧＲ導入管４の軸心と概略一致するように配置され、回転軸６の新気流路２側の端部６ｔに翼部７が固設されている。
翼部７は風車状に形成されている。そして、風車状の翼部７は新気流路２内に配置され、ＥＧＲ導入管４から新気流路２へ流出するＥＧＲガスＦｇによって回転するように構成されている。
図１において、符号Ｒは回転軸６及び翼部７の回転方向を示し、矢印Ｆｘは新気ＦａとＥＧＲガスＦｇとの混合気体の流れを示している。
【００１８】
図１の第１実施形態によれば、新気通路２とＥＧＲ導入管４との合流部に、ＥＧＲガスＦｇにより回転する回転機構５を有しているので、回転機構５が回転することにより、そこを通過する新気ＦａとＥＧＲガスＦｇとが撹拌されて、均一に混合される。そのため、新気通路２とＥＧＲ導入管４との合流部（回転機構５が設けられている部分）を通過する際に、ＥＧＲガスＦｇと新気Ｆａとは回転機構５によって撹拌され、均一に混合する。
【００１９】
その結果、新気通路２とＥＧＲ導入管４との合流部（或いは回転機構５）より下流側のシリンダには、ＥＧＲガスＦｇと新気Ｆａとが均一に混合した混合気が供給される。従って、インテークマニホルド１の還流部に近いシリンダであっても、還流部から遠い（離隔した）シリンダであっても、均一の混合比でＥＧＲガスＦｇが供給される。したがって、全シリンダにおけるＥＧＲガスＦｇの分配率も均一となり、ＥＧＲの効果により排気ガスにおけるＮＯｘが低減する。
【００２０】
次に、図２を参照して第２実施形態を説明する。
なお、第２実施形態〜第５実施形態では、回転機構を除くマニホルド本体部分は、図１の第１実施形態のマニホルド本体部分と同様である。従って、第１実施形態とは異なる部分、具体的には回転機構を設けた部分について、説明する。
【００２１】
図２において、第２実施形態のインテークマニホルド１Ａの回転機構５Ａは、回転軸６１と翼部７とを有している。回転軸６１は、ＥＧＲ導入管４の端部４ｔ近傍に配置され、且つ、ＥＧＲ導入管４と直交するように配置されており、ＥＧＲ導入管４の端部４ｔに回転自在に軸支されている。
回転軸６１には翼部７が設けられており、翼部７は、新気が供給される側（図２では下方）から見て風車状に構成されている。そして翼部７はＥＧＲガスＦｇによって回転するように構成されている。ここでＥＧＲガスＦｇは、ＥＧＲ導入管４から新気流路２へ流出する
図２において、矢印Ｒは回転軸６１及び翼部７の回転方向を示している。
【００２２】
図２の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１の第１実施形態と同様である。
【００２３】
次に、図３を参照して第３実施形態を説明する。
図３において、第３実施形態のインテークマニホルド１Ｂの回転機構５Ｂは、回転軸６１と翼部７２とを有している。
回転軸６１は、ＥＧＲ導入管４の端部４ｔ近傍に配置され、且つ、ＥＧＲ導入管４と直交するように配置されている。そして回転軸６１は、ＥＧＲ導入管４の端部４ｔに回転自在に軸支されている。
回転軸６１には、螺旋状の翼部７２が固設されている。翼部７２はＥＧＲガスＦｇによって回転するように構成されており、ＥＧＲガスＦｇはＥＧＲ導入管４から新気流路２へ流出する。
【００２４】
第３実施形態のその他の構成及び作用効果は、図１の第１実施形態及び図２の第２実施形態と同様である。
【００２５】
次に、図４及び図５を参照して、第４実施形態を説明する。
図４において、第４実施形態におけるインテークマニホルド１Ｃの回転機構５Ｃは、回転軸６１と、翼部７と、１対の支持ロッド８とを有している。
１対の支持ロッド８は、新気流路２内に延在している。そして１対の支持ロッド８はＥＧＲ導入管４の端部４ｔに取り付けられ、ＥＧＲ導入管４を２等分する位置（ＥＧＲ導入管４の円形断面における直径の両端部に相当する位置）に取り付けられている。
【００２６】
１対の支持ロッド８の先端近傍には、回転軸６１の両端が回転自在に軸支されている。また、回転軸６１には翼部７が固設されており、翼部７は新気が供給される側（図４の下方）から見て風車状に構成されている。図５には、新気が供給される側（図４の下方）から翼部７を見た形状が示されている。
図１〜図３の第１実施形態〜第３実施形態では、回転機構の翼部７、７２はＥＧＲ導入管を流れるＥＧＲガスによって回転させられている。それに対して第４実施形態の翼部７は、新気通路を流れる新気（エア）Ｆａによって回転するように構成されている。
【００２７】
図４の第４実施形態によれば、新気通路２とＥＧＲ導入管４との合流部に、新気（エア）Ｆａにより回転する回転機構５Ｃを有している。そして、回転機構５Ｃの翼部７が新気（エア）Ｆａによって回転することにより、回転機構５Ｃを通過する新気ＦａとＥＧＲガスＦｇとが撹拌されて、均一に混合される。
そのため、新気通路２とＥＧＲ導入管４との合流部（回転機構５Ｃを設けた部分）を通過した段階で、ＥＧＲガスＦｇと新気Ｆａとは撹拌されて均一に混合する。
【００２８】
その結果、新気通路２とＥＧＲ導入管４との合流部（或いは回転機構５Ｃ）より下流側のエンジンのシリンダには、ＥＧＲガスＦｇと新気Ｆａとが均一に混合した混合気が供給される。従って、インテークマニホルド１の還流部に近いシリンダであっても、還流部から遠い（離隔した）シリンダであっても、ＥＧＲガスＦｇが均一に混合されて供給される。したがって、全シリンダにおけるＥＧＲガスＦｇの分配率が均一となり、ＥＧＲの効果により排気ガスにおけるＮＯｘが低減する。
【００２９】
図４、図５の第４実施形態における上記以外の構成及び作用効果は、図１〜図３の第１実施形態〜第３実施形態と同様である。
【００３０】
次に、図６を参照して第５実施形態を説明する。
図６において、第５実施形態のインテークマニホルド１Ｄの回転機構５Ｄは、回転軸６１と翼部７２と１対の支持ロッド８を有している。
１対の支持ロッド８は、１対の支持ロッド８は、新気通路２内に延在している。そして１対の支持ロッド８はＥＧＲ導入管４の端部４ｔに取り付けられ、ＥＧＲ導入管４を２等分する位置（ＥＧＲ導入管４の円形断面における直径の両端部に相当する位置）に取り付けられている。
【００３１】
１対の支持ロッド８には、回転軸６１の両端が回転自在に軸支されている。回転軸６１には、螺旋状の翼部７２が固設されている。
翼部７２は、新気通路２を流れる新気（エア）Ｆａによって回転するように構成されている。
【００３２】
第５実施形態の上記以外の構成及び作用効果は、図４の第４実施形態と同様である。
【００３３】
図示の実施形態によれば、回転機構５〜５ＤはＥＧＲガスＦｇまたは新気Ｆａにより回転し、回転駆動源を別途設ける必要が無い。そのため、回転駆動源の分の動力を消費することが無い。
それに加えて、回転機構５〜５Ｄは風車形状７や螺旋形状７２をしており、回転軸６、６１も回転自在に軸支されているため、回転機構５〜５Ｄを回転するのに必要なエネルギは非常に小さい。そのため、エンジンが回転している限り、回転機構５〜５Ｄを回転することが可能であり、ＥＧＲガスＦｇと新気Ｆａとが混合されなくなってしまうという事態が防止される。
【００３４】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態の要部断面図。
【図２】本発明の第２実施形態の要部断面図。
【図３】本発明の第３実施形態の要部断面図。
【図４】本発明の第４実施形態の要部断面図。
【図５】図４のＸ矢視図。
【図６】本発明の第５実施形態の要部断面図。
【図７】排気ガス流路をインテークマニホルドに一体で鋳造したタイプのインテークマニホルドの断面図。
【図８】図７のＯ部詳細断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・インテークマニホルド
２・・・新気流路
３・・・排気還流ガス流路
４・・・排気還流ガス導入管
５・・・回転機構
６・・・回転軸
７・・・翼部
８・・・支持ロッド
６１・・・回転軸
７２・・・翼部
Ｆａ・・・新気
Ｆｇ・・・排気還流ガス
【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】
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【図８】
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