(57)【要約】【課題】部品点数及び組み付け工数を低減するとともに、車両搭載性を向上させることができるＥＧＲクーラを提供することを課題とすること。【解決手段】ＥＧＲクーラモジュール１０は、冷却水によりＥＧＲガスを冷却するクーラコア４０と、クーラコア４０を収容するクーラケース５０と、クーラコア４０へのＥＧＲガスの導入・非導入を切り替えるバイパスバルブ１１とを備え、冷却水を流すためのクーラ内冷却水通路５１がクーラコア４０の外壁とクーラケース５０の内壁とで形成されるように、クーラコア４０及びクーラケース５０のそれぞれが、バイパスバルブ１１のハウジング２０に対して別々に溶接され一体化されている。【選択図】図３
2009257208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒によりＥＧＲガスを冷却するクーラコアと、
前記クーラコアを収容するクーラケースと、
前記クーラコアへのＥＧＲガスの導入・非導入を切り替える切替弁とを備え、
冷媒を流すための第１の冷媒通路が前記クーラコアの外壁と前記クーラケースの内壁とで形成されるように、前記クーラコア及び前記クーラケースのそれぞれが、前記切替弁のハウジングに対して別々に溶接され一体化されている
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
【請求項２】
請求項１に記載するＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記切替弁のハウジングは、アルミニウム合金により形成され、
前記クーラコア及びクーラケースは、鉄合金により形成されており、
前記切替弁のハウジングの前記クーラコア及びクーラケースとの接合部には、それぞれ鉄合金が鋳込まれている
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
【請求項３】
請求項１に記載するＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記切替弁のハウジング及び前記クーラケースは、アルミニウム合金により形成され、
前記クーラコアは、鉄合金により形成されており、
前記切替弁のハウジングの前記クーラコアとの接合部に鉄合金が鋳込まれている
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
【請求項４】
請求項１に記載するＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記クーラケースと前記切替弁のハウジングとが摩擦溶接により接合されている
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載するいずれか１つのＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記切替弁のハウジングには、前記第１の冷媒通路に連通する第２の冷媒通路が設けられている
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
【請求項６】
請求項５に記載するＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記第２の冷媒通路は、弁軸のシール部近傍に設けられている
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
【請求項７】
請求項１に記載するＥＧＲクーラシステムにおいて、
前記切替弁のハウジング、前記クーラケース、及び前記クーラコアは、鉄合金により形成されている
ことを特徴とするＥＧＲクーラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラシステムに関する。より詳細には、ＥＧＲクーラに対するＥＧＲガスの導入・非導入を切替可能なＥＧＲクーラシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンなどでは排気中からＮＯｘを低減させるためにＥＧＲ（排気再循環）システムが採用されている。このＥＧＲシステムでは、高温の排気をそのまま吸気側に循環させると、高温で膨張した状態の排気が吸気マニホールドに供給される。このため、気筒内で排気の占める割合が増加してしまう。そうすると、気筒内の空気量が減少し、燃焼効率が悪化するとともに、ＮＯｘなどの排気成分も悪化する問題があった。
【０００３】
このために、ＥＧＲシステムには、ＥＧＲ通路の一部に、冷却水との熱交換によって排気（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラを配設し、高温の排気（ＥＧＲガス）をＥＧＲクーラで冷却した状態で、吸気マニホールドに再循環させるＥＧＲクーラ付きのＥＧＲシステムが開発されている。このようなＥＧＲクーラシステムは、エンジン始動時や寒冷時など冷却水の温度が低い場合、排気（ＥＧＲガス）の冷却が過冷却となって、逆に気筒内の燃焼効率や排気成分の悪化を招くため、冷却水温が通常時より低いエンジン始動時や寒冷時などには、ＥＧＲクーラの通路を迂回して接続されたバイパス通路に、排気（ＥＧＲガス）を流すようにしている。このＥＧＲクーラの使用時と不使用時の切替には、流路切替弁が使用されている。
【０００４】
そして、このようなＥＧＲクーラシステムにおいては、クーラコアが取り付けられたクーラケースが、流路切替弁のハウジングに対してガスケットを介して複数のボルトによって接合されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６１−２２３４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したＥＧＲクーラシステムでは、ガスケットを介して複数のボルトによってクーラケースと切替弁のハウジングとを締結している。このため、部品点数及び組み付け工数が多くなり、製品コスト面で不利であるという問題があった。また、ボルト締結を行うため、システムが大型化して大きな搭載スペースが必要となり、車両搭載性が良くないという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、部品点数及び組み付け工数を低減するとともに、車両搭載性を向上させることができるＥＧＲクーラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るＥＧＲクーラは、冷媒によりＥＧＲガスを冷却するクーラコアと、前記クーラコアを収容するクーラケースと、前記クーラコアへのＥＧＲガスの導入・非導入を切り替える切替弁とを備え、冷媒を流すための第１の冷媒通路が前記クーラコアの外壁と前記クーラケースの内壁とで形成されるように、前記クーラコア及び前記クーラケースのそれぞれが、前記切替弁のハウジングに対して別々に溶接され一体化されていることを特徴とする。
【０００８】
このＥＧＲクーラシステムでは、クーラコアの外側にクーラケースが配置されて第１の冷媒通路が形成される。このため、クーラコアの外側を冷媒により冷却することができるので、クーラコアの構造を簡素化することができる。そして、このＥＧＲクーラシステムでは、クーラコア及びクーラケースのそれぞれが、切替弁のハウジングに対して溶接されて一体化されている。このため、ＥＧＲクーラシステムを構成するために、ガスケット及び複数のボルトが不要となる。これらのことから、ＥＧＲシステムの構成部品点数及び組み付け工数が低減するとともに、車両搭載性を向上させることができる。なお、溶接方法としては、摩擦溶接、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接、プラズマ溶接、リングプロジェクション溶接、及びロウ付けなどを挙げることができる。
【０００９】
また、このＥＧＲクーラシステムでは、ハウジングに対してクーラコア及びクーラケースの各端部外周のみを溶接すれば、クーラコア及びクーラケースのそれぞれと切替弁のハウジングとをしっかりと接合することができる。このため、溶接時に接合部に供給される熱量を小さくすることができる。これにより、接合部における熱変形を少なくすることができるため、非常に寸法精度の高いＥＧＲクーラシステムを実現することができる。
【００１０】
本発明に係るＥＧＲクーラシステムにおいて、前記切替弁のハウジングは、アルミニウム合金により形成され、前記クーラコア及びクーラケースは、鉄合金により形成されている場合、前記切替弁のハウジングの前記クーラコア及びクーラケースとの接合部には、それぞれ鉄合金が鋳込まれていることが望ましい。
【００１１】
このように、切替弁のハウジングがアルミニウム合金により形成され、クーラコア及びクーラケースが鉄合金により形成されていると、クーラコア及びクーラケースのそれぞれと切替弁のハウジングとの溶接が困難となる。異種金属同士を溶接することが難しいからである。そこで、このＥＧＲクーラシステムでは、切替弁のハウジングのクーラコア及びクーラケースとの接合部に、それぞれ鉄合金を鋳込んでいる。このため、鉄合金同士を溶接することにより、クーラコア及びクーラケースのそれぞれを切替弁のハウジングに接合することができる。従って、切替弁のハウジングとクーラコア及びクーラケースとが異種金属によって形成されていても、これらの接合（溶接）を容易かつ確実に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係るＥＧＲクーラシステムにおいて、前記切替弁のハウジング及び前記クーラケースは、アルミニウム合金により形成され、前記クーラコアは、鉄合金により形成されている場合には、前記切替弁のハウジングの前記クーラコアとの接合部に鉄合金が鋳込まれていることが望ましい。
【００１３】
このように、切替弁のハウジング及びクーラケースがアルミニウム合金により形成され、クーラコアが鉄合金により形成されていると、クーラコアと切替弁のハウジングとの溶接が困難となる。異種金属同士を溶接することが難しいからである。そこで、このＥＧＲクーラシステムでは、切替弁のハウジングのクーラコアとの接合部に、鉄合金を鋳込んでいる。このため、鉄合金同士を溶接することにより、クーラコアを切替弁のハウジングに接合することができる。従って、切替弁のハウジングとクーラコアとが異種金属によって形成されていても、これらの接合（溶接）を容易かつ確実に行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係るＥＧＲクーラシステムにおいては、前記クーラケースと前記切替弁のハウジングとが摩擦溶接により接合されていることが望ましい。
【００１５】
このように、クーラケースと切替弁のハウジングとを摩擦溶接により接合することにより、他の溶接方法に比べて溶接時に接合部に供給される熱量を最小にすることができる。これにより、接合部における熱変形を最小限にすることができるとともに、非常に寸法精度の高いＥＧＲクーラシステムを実現することができる。なお、摩擦溶接の方法としては、摩擦圧接、及び摩擦攪拌などを挙げることができる。
【００１６】
また、摩擦溶接による接合によれば、クーラケースと切替弁のハウジングとが同種金属（例えば、アルミニウム合金など）である場合ばかりでなく、異種金属（例えば、鉄合金とアルミニウム合金など）である場合であっても、クーラケースと切替弁のハウジングとを接合することができる。
【００１７】
そして、前記クーラケースと前記切替弁のハウジングとが摩擦攪拌溶接により接合されていることが好ましい。
クーラケース及び切替弁のハウジングは、一般的にダイキャスト製であるため、引巣などの鋳造欠陥が存在しているおそれがあるが、摩擦攪拌溶接により半凝固状態とされることによって引巣などの鋳造欠陥を解消することができる。これにより、クーラケースと切替弁のハウジングとの接合部における熱変形を最小限に抑えるとともに、接合強度を高めることができる。
【００１８】
また、本発明に係るＥＧＲクーラシステムにおいては、前記切替弁のハウジングには、前記第１の冷媒通路に連通する第２の冷媒通路が設けられていることが望ましい。
【００１９】
このように、切替弁のハウジングに第１の冷媒通路に連通する第２の冷媒通路を設けることにより、切替弁を冷媒により冷却することができる。これにより、切替弁のハウジングがアルミニウム合金製である場合であっても、耐熱性を確保することができる。また、クーラコア及びクーラケースのそれぞれが、切替弁のハウジングに対して溶接されているため、クーラコア及びクーラケースと切替弁のハウジングとの接合面（第１の冷媒通路と第２の冷媒通路との連通部分）にシール部材を設ける必要もなくなる。
【００２０】
そして、本発明に係るＥＧＲクーラシステムにおいては、前記第２の冷媒通路は、弁軸のシール部近傍に設けられていることが望ましい。
【００２１】
このように、第２の冷媒通路を弁軸のシール部近傍に設けることにより、弁軸シール部材を効率よく冷却することができる。このため、弁軸シール部材が樹脂製であっても耐熱性を確保することができる。
【００２２】
また、本発明に係るＥＧＲクーラシステムにおいては、前記切替弁のハウジング、前記クーラケース、及び前記クーラコアを、鉄合金により形成してもよい。
【００２３】
このような構成により、カラーを鋳込むことなくクーラコア及びクーラケースのそれぞれと切替弁のハウジングとをしっかりと接合することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るＥＧＲクーラシステムによれば、上記した通り、部品点数及び組み付け工数を低減するとともに、車両搭載性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のＥＧＲクーラシステムを具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。そこで、第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールについて、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをバイパスバルブ側から見た斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをクーラ側から見た斜視図である。図３は、第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールの概略構成を示す断面図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す断面図である。
【００２７】
図１および図２に示すように、ＥＧＲクーラモジュール１０には、バイパスバルブ１１と、ＥＧＲクーラ１２とが備わっている。そして、バイパスバルブ１１に対してＥＧＲクーラ１２が一体化されてＥＧＲクーラモジュール１０が構成されている。
【００２８】
ここで、バイパスバルブ１１は、ＥＧＲクーラ１２へのＥＧＲガスの導入・非導入（バイパス）を切り替えるための切替弁である。このバイパスバルブ１１には、図３に示すように、流路が形成されたハウジング２０と、ハウジング２０内に形成された流路を切り替えるためのスイングバルブ２１と、スイングバルブ２１が取り付けられたバルブシャフト２２とが備わっている。
【００２９】
ハウジング２０は、アルミニウム合金により形成されており、ハウジング２０の内部には、断面略Ｙ字形状の仕切壁２３が設けられている。この仕切壁２３により、ハウジング２０の内部に、ＥＧＲガスをバイパスバルブ１１内に流入させる流入通路２５と、バイパスバルブ１１内に流入したＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１２（クーラコア４０）へ導入する導入通路２７と、ＥＧＲクーラ１２（クーラコア４０）を通過したＥＧＲガス（以下、「ＥＧＲクーラガス」ともいう）が排出される排出通路２８とが形成されている。すなわち、仕切壁２３の第１壁２３ａ（図３では上部右側壁）により、流入通路２５と導入通路２７とが仕切られ、仕切壁２３の第２壁２３ｂ（図３では上部左側壁）により流入通路２５と排出通路２８及び後述する流出通路２６とが仕切られ、仕切壁２３の第３壁２３ｃ（図３では下部壁）により導入通路２７と排出通路２８とが仕切られている。そして、導入通路２７と排出通路２８は、ハウジング２０のＥＧＲクーラ１２側（図３ではハウジング２０の下面）に開口し、流入通路２５はＥＧＲクーラ１２とは反対側（図３ではハウジング２０の上面）に開口している。
【００３０】
また、ハウジング２０には、排出流路２８に連通する流出通路２６が形成されている。この流出通路２６は、ＥＧＲガス（あるいはＥＧＲクーラガス）をバイパスバルブ１１外へ流出させる通路であり、ハウジング２０の側面（図３では左側面）に開口している。
【００３１】
そして、仕切壁２３の第１壁２３ａには、第１連通路２９が形成されている。この第１連通路２９を介して、流入通路２５と導入通路２７とが連通している。また、仕切壁２３の第２壁２３ｂには、第２連通路３０が形成されている。この第２連通路３０を介して、流入通路２５と流出通路２６とが連通している。
【００３２】
流入通路２５内には、スイングバルブ２１が配設されている。このスイングバルブ２１は、その一端部がバルブシャフト２２に形成された溝に差し込まれた状態で、バルブシャフト２２に対して溶接（例えば、レーザ溶接やアーク溶接など）されて固定されている。これにより、スイングバルブ２１をバルブシャフト２２に固定するためのスクリュー等の固定部材を不要にしている。なお、スイングバルブ２１およびバルブシャフト２２には、ハウジング１０の材質よりも硬いもの（本実施の形態ではステンレス鋼）が使用されている。そして、スイングバルブ２１およびバルブシャフト２２には、撥油コーティングが施されており、デポジットが付着しにくくなっている。なお、スイングバルブ２１およびバルブシャフト２２に対するコーティングは、ＥＧＲシステム１０の使用環境によっては施す必要はない。
【００３３】
バルブシャフト２２は、仕切壁２３のほぼ中心（第１壁２３ａと第２壁２３ｂと第３壁２３ｃとの連結部分）に配置され、図４に示すように、ハウジング２０に軸受３１ａ，３１ｂを介して回動可能に支持されている。バルブシャフト２２の一端部はハウジング２０の外部に突出しており、不図示のアクチュエータに連結されるようになっている。また、軸受３１ａ，３１ｂの内側（流入通路２５側）には、ＥＧＲガスの漏れを防止するために、樹脂製又は金属製のシール部材３２，３２が設けられている。
【００３４】
このようなバルブシャフト２２を回動させてスイングバルブ２１を作動（揺動）させ、スイングバルブ２１を第１壁２３ａあるいは第２壁２３ｂに当接させることにより、流入通路２５と流出通路２６とを連通させる、あるいは流入通路２５と導入通路２７とを連通させることができるようになっている。これにより、ＥＧＲガスのＥＧＲクーラ１２への導入・非導入を切り替えることができる。
【００３５】
また、ハウジング２０内には、バイパスバルブ１１を冷却するための冷却水（冷媒）が流れるバルブ内冷却水通路３５が形成されている。これにより、バイパスバルブ１１がバルブ内冷却水通路３５内を流れる冷却水によって冷却されるため、アルミニウム合金製のハウジング２０であっても耐熱性を確保することができる。そして、バルブ内冷却水通路３５は、図３及び図４に示すように、ＥＧＲクーラ１２との接合部において、ＥＧＲクーラ１２に備わる後述のクーラ内冷却水通路５１に連通している。これにより、バルブ内冷却水通路３５とクーラ内冷却水通路５１とを接続するためのホース等の配管が不要となる。
【００３６】
そして、バルブ内冷却水通路３５は、図４に示すように、シール部材３２，３２の近傍に配置されている。これにより、シール部材３２は、バルブ内冷却水通路３５内を流れる冷却水によって効率良く冷却されるため、樹脂製であっても耐熱性を十分に確保することができるようになっている。
【００３７】
また、ハウジング２０には、図３に示すように、流入通路２５の入口部分に、不図示の排気管に接続されたＥＧＲ配管１３を取り付けるフランジ部３３が形成されている。このフランジ部３３に対し、ガスケット１５を介してＥＧＲ配管１３に備わるフランジ部１４が複数（本実施の形態では４本）のボルト１６によって締結されるようになっている（図３参照）。
【００３８】
さらに、ハウジング２０には、鉄合金（本実施の形態ではステンレス鋼）製のリング状のカラー３６，３７が鋳込まれている。これらのカラー３６，３７は、図３に示すように、ＥＧＲクーラ１２側の端部（本実施の形態では、端部外周）に設けられている。詳細には、後述するクーラコア４０との接合部にカラー３６が設けられ、後述するクーラケース５０との接合部にカラー３７が設けられている。
【００３９】
一方、ＥＧＲクーラ１２は、バイパスバルブ１１によって導入されたＥＧＲガスを冷却するものである。ＥＧＲクーラ１２には、クーラコア４０と、クーラケース５０とが備わっている。これらクーラコア４０及びクーラケース５０は、ともに鉄合金（本実施の形態ではステンレス鋼）により形成されている。そして、クーラコア４０の外壁とクーラケース５０の内壁とによりクーラ内冷却水通路５１が形成されるように、クーラコア４０及びクーラケース５０のそれぞれが、バイパスバルブ１１のハウジング２０に対して別々に溶接されている。これにより、クーラコア４０の外側を覆うようにクーラ内冷却水通路５１が形成される。そして、このクーラ内冷却水通路５１の冷却水入口５３と冷却水出口５２とがクーラケース５０に取り付けられている。高温のＥＧＲガスの入口部を、冷却水温度の低い冷却水入口にすることにより、ＥＧＲガスを効率的に冷却することができる。なお、冷却水の出入口の一方をハウジング２０に設けてもよい。
【００４０】
そして、ＥＧＲクーラ１２を構成するクーラコア４０及びクーラケース５０のそれぞれが、バイパスバルブ１１に溶接されてＥＧＲクーラモジュール１０が構成されているために、従来のようにガスケットや複数のボルトが不要となっている。従って、ＥＧＲクーラモジュール１０によれば、構成部品点数及び組み付け工数が低減するとともに、車両搭載性が向上する。なお、溶接による接合構造の詳細については後述する。
【００４１】
また、クーラコア４０の内部は、図３及び図４に示すように、扁平な略矩形の断面形状を有し一方端のみが開口しており、そのほぼ中央に下方（バイパスバルブ１１から離れる方向）へ延設された仕切板４１が配置されている。この仕切板４１により、クーラコア４０の内部に略Ｕ字状のＥＧＲ通路が形成されている。つまり、このクーラコア４０は、いわゆるＵフロー型のものである。そして、この仕切板４１は、その端部がバイパスバルブ１１のハウジング２０内に形成された仕切壁２３（第３壁２３ｃ）の端部に当接（面接触）している。このため、バイパスバルブ１１の導入通路２７からクーラコア４０に流れ込んだＥＧＲガスは、Ｕ字を描くようにクーラコア４０内を流れて、バイパスバルブ１１の排出通路２８へ排出されるようになっている。そして、クーラコア４０の外側にクーラケース５０が配置されて、クーラ内冷却水通路５１が形成されているため、クーラコア４０内を通過するＥＧＲガスは、クーラ内冷却水通路５１内を流れる冷却水により冷却されるようになっている。なお、仕切板４１と仕切壁２３（第３壁２３ｃ）とは接合されていないため、ＥＧＲガスが当接面から漏れるおそれはあるが、ＥＧＲガスが漏れたとしても少量でありＥＧＲクーラモジュール１０のクーラ性能（冷却性能）に影響することはない。
【００４２】
ここで、バイパスバルブ１１のハウジング２０と、クーラコア４０及びクーラケース５０との接合構造について説明する。上記したように、これらは溶接により接合されている。ところが、ハウジング２０はアルミニウム合金製であり、クーラコア４０及びクーラケース５０はステンレス鋼製であるため、異種金属同士を溶接する必要があるので溶接が困難となるおそれがある。
【００４３】
このため、本実施の形態では、ハウジング２０にステンレス鋼製のカラー３６，３７が鋳込まれている。そして、クーラコア４０とハウジング２０との接合は、クーラコア４０の接合部端面とハウジング２０の接合部端面とを突き合わせた状態で、クーラコア４０の接合部外周とハウジング２０の接合部外周（カラー３６の外周）とを溶接することにより行われている。同様に、クーラケース５０とハウジング２０との接合は、クーラケース５０の接合部端面とハウジング２０の接合部端面とを突き合わせた状態で、クーラケース５０の接合部外周とハウジング２０の接合部外周（カラー３７の外周）とを溶接することにより行われている。このように、クーラコア４０及びクーラコア５０とハウジング２０との接合は、同種金属同士（本実施の形態ではステンレス鋼）の溶接により行われることになる。従って、バイパスバルブ１１のハウジング２０とクーラコア４０及びクーラケース５０とが異種金属によって形成されていても、これらの接合（溶接）を容易かつ確実に行うことができる。
【００４４】
なお、これらの溶接は、クーラコア４０とハウジング２０との溶接が行われた後に、クーラケース５０とハウジング２０との溶接が行われる。また、溶接方法としては、摩擦溶接、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、レーザ溶接、プラズマ溶接、リングプロジェクション溶接、及びロウ付けなどを挙げることができる。
【００４５】
このようにＥＧＲクーラモジュール１０では、バイパスバルブ１１とＥＧＲクーラ１２との接合は、ハウジング２０内に形成された仕切壁２３（第３壁２３ｃ）とクーラコア４０の仕切板４１とは溶接せずに当接（面接触）させているだけであるから、クーラコア４０の接合部外周とハウジング２０の接合部外周（カラー３６の外周）との溶接箇所５５と、クーラケース５０の接合部外周とハウジング２０の接合部外周（カラー３７の外周）との溶接箇所５６との２箇所のみで行われている。このため、溶接時に接合部に供給される熱量を小さくすることができる。これにより、接合部における熱変形を少なくすることができるため、ＥＧＲクーラモジュール１０の寸法精度を高めることができる。
【００４６】
また、クーラコア４０及びクーラケース５０のそれぞれが、バイパスバルブ１１のハウジング２０に対して溶接されているため、クーラ内冷却水通路５１とバルブ内冷却水通路３５との連通部分に冷却水漏れ防止用のシール部材を設ける必要もなくなる。これによって、構成部品点数の削減を図ることができる。
【００４７】
続いて、上記した構成を有するＥＧＲクーラモジュール１０の動作について簡単に説明する。まず、エンジンの冷却水温が所定温度以下である場合（冷間時）には、不図示のアクチュエータにより、スイングバルブ２１が仕切壁２３の第１壁２３ａに当接（面接触）させられる。これにより、バイパスバルブ１１内において、流入通路２５と流出通路２６とが連通して、流入通路２５と導入通路２７とが遮断される。従って、ＥＧＲ配管１３からバイパスバルブ１１に流れ込んだＥＧＲガスは、第２連通通路３０を通過して流出通路２６へと流れる。そして、流出通路２６からバイパスバルブ１１外へ流れ出したＥＧＲガスは、インテークマニホールドへ供給される。このように、冷間時には、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１２を通過することなくそのままインテークマニホールドへ供給される。
【００４８】
そして、冷却水温が所定温度以上になると（暖気後）、不図示のアクチュエータにより、スイングバルブ２１が仕切壁２３の第２壁２３ｂに当接（面接触）させられる。これにより、バイパスバルブ１１内において、流入通路２５と導入通路２７とが連通して、流入通路２５と流出通路２６とが遮断される。従って、ＥＧＲ配管１３からバイパスバルブ１１に流れ込んだＥＧＲガスは、第１連通通路２９を通過して導入通路２７へと流れる。そして、導入通路２７に流れ込んだＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１２へ供給される。これにより、ＥＧＲガスがクーラコア４０内を流れる。このとき、クーラコア４０の外側を覆うように設けられたクーラ内冷却水通路５１内を流れる冷却水によって、ＥＧＲガスが冷却される。そして、冷却されたＥＧＲガス（ＥＧＲクーラガス）は、クーラコア４０からバイパスバルブ１１の排出通路２８に排出され、その後、流出通路２６からインテークマニホールドへと供給される。このように、暖気後には、ＥＧＲクーラ１２によって冷却されたＥＧＲガス（ＥＧＲクーラガス）がインテークマニホールドへ供給される。
【００４９】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュール１０によれば、クーラ内冷却水通路５１がクーラコア４０の外壁とクーラケース５０の内壁とで形成されるように、クーラコア４０及びクーラケース５０のそれぞれが、バイパスバルブ１１のハウジング２０に対して別々に溶接されて一体化されている。このため、従来のようにガスケットや複数のボルトが不要となる。また、クーラコア４０の外側を覆うようにクーラ内冷却水通路５１が形成されるため、クーラコア４０の外側を冷却水により冷却することができ、クーラコア４０の構造を簡素化することができる。これらのことから、ＥＧＲクーラモジュール１０では、構成部品点数及び組み付け工数が低減するとともに、車両搭載性を向上させることができる。
【００５０】
また、このＥＧＲクーラモジュール１０では、バイパスバルブ１１のハウジング２０に対してクーラコア４０及びクーラケース５０の各端部外周のみを溶接すれば、クーラコア４０及びクーラケース５０のそれぞれとハウジング２０とをしっかりと接合することができる。このため、溶接時に接合部に供給される熱量を小さくすることができる。これにより、接合部における熱変形を少なくすることができ、特に切替弁の弁座部、軸受部、及びシール部の変形を防止でき、ＥＧＲガスの漏れが発生しない等、非常に寸法精度の高いＥＧＲクーラモジュールを実現することができる。
【００５１】
さらに、ＥＧＲクーラモジュール１０では、アルミニウム合金製のハウジング２０とクーラコア４０及びクーラケース５０との接合部に、それぞれクーラコア４０及びクーラケース５０と同じ材質であるステンレス鋼製のカラー３６，３７が鋳込まれている。このため、ハウジング２０とクーラコア４０及びクーラケース５０とが異種金属であっても、それぞれの接合は、ステンレス鋼同士を溶接することによって行われているので、容易かつ確実に行うことができる。
【００５２】
なお、アルミニウム合金製のクーラケース５０を使用する場合には、クーラケース５０側にもステンレス鋼製のカラーを鋳込み、ステンレス鋼製のカラー同士を溶接するようにしてもよい。あるいは、アルミニウム合金製のクーラケース５０を使用する場合、又は鉄合金製のハウジング２０を使用する場合には、図５に示すように、ハウジング２０にカラー３７を鋳込まずに、ハウジング２０とクーラケース５０とを直接溶接して接合することもできる。
【００５３】
ここで、変形例について説明する。以下に例示する変形例は、クーラコアの構成が異なるＥＧＲクーラモジュールである。なお、バイパスバルブ及びクーラケースの構成は同じである。
【００５４】
まず、第１変形例について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、第１変形例に係るＥＧＲクーラモジュールの断面図である。図７は、第１変形例に係るクーラコアの平面図である。
【００５５】
図６に示すように、第１変形例に係るＥＧＲクーラモジュール１０ａでは、クーラコア４０ａの構成が、第１の実施の形態とは異なる。すなわち、クーラコア４０ａは、図７に示すように、複数の角パイプ４２が積層されて構成されている。この角パイプの積層体４３は、直方体形状をなしており、クーラコア４０ａの底部に空間４４を形成した状態でクーラコア４０ａ内に配置されている。そして、積層体４３の上面の一部分が、バイパスバルブ１１のハウジング２０内に設けられた仕切壁２３の第３壁２３ｃの端部に当接している。なお図７には、積層体４３と第３壁２３ｃとの当接部分を斜線部で示している。そして、バイパスバルブ１１のハウジング２０とクーラコア４０ａ及びクーラケース５０とは、第１の実施の形態と同様にして接合（溶接）されている。
【００５６】
このように、積層体４３の一部（本実施の形態では角パイプ２列分）に対して第３壁２３ｃの端部が当接していることにより、第３壁２３ｃの端部と当接している部分（図７の斜線部）の角パイプ４２には、ＥＲＧガスが流れないようになっている。これにより、クーラコア４０ａの内部には、第３壁２３ｃの端部と当接していない角パイプ４２と空間４４とによって略Ｕ字状のＥＧＲ通路が形成され、バイパスバルブ１１の導入通路２７からクーラコア４０ａに流れ込んだＥＧＲガスは、Ｕ字を描くようにしてクーラコア４０ａ内を流れて、バイパスバルブ１１の排出通路２８へ排出されるようになっている。
【００５７】
そして、クーラコア４０ａの外側にクーラケース５０が配置されて、クーラ内冷却水通路５１が形成されているため、クーラコア４０ａ内を通過するＥＧＲガスは、クーラ内冷却水通路５１内を流れる冷却水により冷却される。このとき、各角パイプ４２が冷却水により冷却されるため、第１の実施の形態に比べてＥＧＲガスの冷却効率を高めることができる。なお、積層体４３と第３壁２３ｃとは接合されていないため、ＥＧＲガスが当接面から漏れるおそれはあるが、ＥＧＲガスが漏れたとしても少量でありＥＧＲクーラモジュール１０ａのクーラ性能（冷却性能）に影響することはない。
【００５８】
このようなクーラコア４０ａを用いることにより、非常に簡単な構成で冷却効率の高いＵフロー式のＥＧＲクーラモジュール１０ａを構成することができる。そして、バイパスバルブ１１のハウジング２０とクーラコア４０ａ及びクーラケース５０とは、第１の実施の形態と同様にして接合（溶接）されているので、第１の実施の形態と同様の効果も得ることができる。
【００５９】
続いて、第２変形例について、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、第２変形例に係るＥＧＲクーラモジュールの断面図である。図９は、同ＥＧＲクーラモジュールのクーラコアの平面図である。
【００６０】
図８に示すように、第２変形例に係るＥＧＲクーラモジュール１０ｂでは、クーラコア４０ｂの構成が、第１の実施の形態とは異なる。すなわち、クーラコア４０ｂは、図９に示すように、複数の板材４５と複数の板材４６とをロウ付けなどにより接合して格子状通路を形成した構造体４７により構成されている。この構造体４７は、クーラコア４０ｂの底部に空間４８を形成した状態でクーラコア４０ｂ内に配置されている。そして、構造体４７の上面の一部分が、バイパスバルブ１１のハウジング２０内に設けられた仕切壁２３の第３壁２３ｃの端部に当接している。なお図９には、構造体４７と第３壁２３ｃとの当接部分を斜線部で示している。そして、バイパスバルブ１１のハウジング２０とクーラコア４０ｂ及びクーラケース５０とは、第１の実施の形態と同様にして接合（溶接）されている。
【００６１】
このように、構造体４７の一部（本実施の形態では格子状通路１列分）に対して第３壁２３ｃの端部が当接していることにより、第３壁２３ｃの端部と当接している部分（図９の斜線部）の格子状通路には、ＥＲＧガスが流れないようになっている。これにより、クーラコア４０ａの内部には、第３壁２３ｃの端部と当接していない格子状通路と空間４８とによって略Ｕ字状のＥＧＲ通路が形成され、バイパスバルブ１１の導入通路２７からクーラコア４０ｂに流れ込んだＥＧＲガスは、Ｕ字を描くようにしてクーラコア４０ｂ内を流れて、バイパスバルブ１１の排出通路２８へ排出されるようになっている。
【００６２】
そして、クーラコア４０ｂの外側にクーラケース５０が配置されて、クーラ内冷却水通路５１が形成されているため、クーラコア４０ｂ内を通過するＥＧＲガスは、クーラ内冷却水通路５１内を流れる冷却水により冷却される。このとき、各板材４５，４６が冷却水により冷却されるため、第１の実施の形態に比べてＥＧＲガスの冷却効率を高めることができる。なお、構造体４７と第３壁２３ｃとは接合されていないため、ＥＧＲガスが当接面から漏れるおそれはあるが、ＥＧＲガスが漏れたとしても少量でありＥＧＲクーラモジュール１０ｂのクーラ性能（冷却性能）に影響することはない。
【００６３】
このようなクーラコア４０ｂを用いることにより、非常に簡単な構成で冷却効率の高いＵフロー式のＥＧＲクーラモジュール１０ｂを構成することができる。そして、バイパスバルブ１１のハウジング２０とクーラコア４０ｂ及びクーラケース５０とは、第１の実施の形態と同様にして接合（溶接）されているので、第１の実施の形態と同様の効果も得ることができる。
【００６４】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態と基本的な構成をほぼ同じくするが、バイパスバルブのハウジングとクーラケースとの接合構造が異なる。このため以下では、第１の実施の形態と共通する構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略し、相違する構成を中心に図１０〜図１２を参照しながら説明する。図１０は、第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをバイパスバルブ側から見た斜視図である。図１１は、第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをクーラ側から見た斜視図である。図１２は、第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールの概略構成を示す断面図である。
【００６５】
図１０及び図１１に示すように、第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュール１０ｃには、バイパスバルブ１１ｃと、ＥＧＲクーラ１２ｃとが備わっている。そして、バイパスバルブ１１ｃに対してＥＧＲクーラ１２ｃが一体化されてＥＧＲクーラモジュール１０ｃが構成されている。そして、ＥＧＲクーラモジュール１０ｃは、バイパスバルブ１１ｃのハウジング２０ｃとクーラケース５０ｃとの接合が摩擦攪拌溶接により行われている。このため、ハウジング２０ｃとクーラケース５０ｃとの接合部分が、第１の実施に比べ、若干外側に拡がっている。すなわち、図１２に示すように、ハウジング２０ｃのクーラケース５０ｃとの接合箇所に、段差付きのフランジ部５７が形成されている。
【００６６】
ここで、バイパスバルブ１１ｃのハウジング２０ｃと、クーラコア４０及びクーラケース５０ｃとの接合構造について説明する。まず、クーラコア４０とハウジング２０ｃとの接合は、第１の実施の形態と同様に、クーラコア４０の接合部端面とハウジング２０ｃの接合部端面とを突き合わせた状態で、クーラコア４０の接合部外周とハウジング２０ｃの接合部外周（カラー３６の外周）とを溶接することにより行われている。
【００６７】
一方、クーラケース５０ｃとハウジング２０ｃとの接合は、クーラケース５０ｃの接合部端面をハウジング２０ｃのフランジ部５７の段差部に合わせた状態で、両者を摩擦攪拌溶接することにより行われている。すなわち、図１３に示すように、クーラケース５０ｃとハウジング２０ｃとの接合箇所に、摩擦攪拌治具５８を回転させながら接触させ接合母材内（クーラケース５０ｃとハウジング２０ｃ）に侵入させた状態で全周にわたって移動させて、各部材を固相温度域で接合するのである。このような摩擦攪拌溶接によれば、ハウジング２０ｃにカラーを鋳込まなくても、クーラケース５０ｃとハウジング２０ｃとをしっかりと接合することができる。また、摩擦攪拌溶接のような摩擦溶接により接合することにより、他の溶接方法に比べて溶接時に接合部に供給される熱量を最小にすることができる。このため、接合部における熱変形を最小限にすることができるとともに、寸法精度をより一層高めることができる。なお、摩擦溶接の方法としては、摩擦攪拌の他に、摩擦圧接などを挙げることができる。
【００６８】
さらに、摩擦攪拌溶接によれば、接合部分が半凝固状態とされることによって接合母材に存在する引巣などの鋳造欠陥を解消することもできる。これにより、クーラケース５０ｃとハウジング２０ｃとの接合部における熱変形を最小限に抑えるとともに、接合強度を高め巣漏れを抑えることができる。
【００６９】
このように第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュール１０ｃによれば、第１の実施の形態で得られる効果に加え、クーラケース５０ｃとハウジング２０ｃとの接合部における熱変形を最小限に抑えるとともに、接合強度を高めることができる。
【００７０】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、第１及び第２の実施の形態とは異なり、バイパス通路とクーラ通路と並列配置されるＥＧＲクーラモジュールに本発明を適用したものである。そこで、第３の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールについて、図１４を参照しながら説明する。図１４は、第３の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールの概略構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、第１の実施の形態と共通する構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００７１】
図１４に示すように、第３の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュール１０ｄには、バイパスバルブ１１ｄと、ＥＧＲクーラ１２ｃの他に、バイパス配管６０とアダプタ６１とが備わっている。そして、バイパスバルブ１１ｄに対してＥＧＲクーラ１２ｄ及びバイパス配管６０が一体化されてＥＧＲクーラモジュール１０ｄが構成されている。
【００７２】
バイパスバルブ１１ｄは、第１の実施の形態とは若干異なり、排出通路が設けられておらず、排出通路の位置に流出通路２６ｄが形成されている。そして、仕切壁２３の第１壁２３ａに形成された第１連通路２９を介して、流入通路２５と導入通路２７とが連通している。また、仕切壁２３の第２壁２３ｂに形成された第２連通路３０を介して、流入通路２５と流出通路２６ｄとが連通している。
【００７３】
そして、アルミ合金製のハウジング２０ｄには、鉄合金（本実施の形態ではステンレス鋼）製のリング状のカラー３６ｄ，３７ｄの他、カラー３８が鋳込まれている。すなわち、カラー３６ｄはステンレス鋼製のクーラコア４０ｄとの接合部に設けられ、カラー３７ｄはステンレス鋼製のクーラケース５０ｄとの接合部に設けられ、カラー３８はステンレス鋼製のバイパス配管６０との接合部に設けられている。なお、鉄合金製のハウジング２０ｄを使用する場合には、リング状のカラー３６ｄ，３７ｄ，３８は不要である。
【００７４】
このようなハウジング２０ｄに対して、導入通路２７にクーラコア４０ｄが連通するとともに、クーラコア４０ｄの外壁とクーラケース５０ｄの内壁とによりクーラ内冷却水通路５１が形成されるように、クーラコア４０ｄ及びクーラケース５０ｄのそれぞれの一端が別々に溶接されている。これにより、クーラコア４０ｄの外側を覆うようにクーラ内冷却水通路５１が形成される。そして、このクーラ内冷却水通路５１の冷却水入口５３と冷却水出口５２とがクーラケース５０ｄに取り付けられている。高温のＥＧＲガスの入口部を、冷却水温度の低い冷却水入口にすることにより、ＥＧＲガスを効率的に冷却することができる。なお、冷却水の出入口の一方をハウジング２０ｄに設けてもよい。
【００７５】
また、ハウジング２０ｄに対して、流出通路２６ｄとバイパス配管６０とを連通させるように、バイパス配管６０の一端が溶接されている。なお、バイパス配管６０には、熱による変形を吸収するための蛇腹部が形成されている。
【００７６】
そして、ＥＧＲクーラ１２ｄ及びバイパス配管６０の出口側に、ＥＧＲガスが通過する部分が開口したプレート６２が溶接されている。これにより、クーラ内冷却水通路５１が閉塞されている。そして、ＥＧＲクーラ１２ｄ及びバイパス配管６０の出口部に、アダプタ６１が溶接されている。このアダプタ６１により、ＥＧＲクーラ１２ｄあるいはバイパス配管６０から流出するＥＧＲガスがインテークマニホールドへと供給されるようになっている。
【００７７】
なお、これらの溶接は、まず、クーラコア４０ｄとハウジング２０との溶接が行われ、次いで、クーラケース５０ｄとハウジング２０ｄとの溶接が行われる。その後、バイパス配管６０とハウジング２０ｄとの溶接が行われてから、プレート６２が溶接された後にアダプタ６１の溶接が行われる。
【００７８】
このようにして、ＥＧＲクーラ１２ｄを構成するクーラコア４０ｄとクーラケース５０ｄ、及びバイパス配管６０が、バイパスバルブ１１ｄに溶接されてＥＧＲクーラモジュール１０ｄが構成されているために、従来のようにガスケットや複数のボルトが不要となっている。従って、ＥＧＲクーラモジュール１０ｄによれば、構成部品点数及び組み付け工数が低減するとともに、車両搭載性が向上する。なお、溶接による接合構造は、第１の実施の形態と同じである。
【００７９】
このように第３の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュール１０ｄによれば、バイパス通路とクーラ通路と並列配置されるタイプであっても、構成部品点数及び組み付け工数が低減するとともに、車両搭載性を向上させることができる。また、ハウジング２０ｄとクーラコア４０ｄ、クーラケース５０ｄ、及びバイパス配管６０が異種金属であっても、ハウジング２０ｄにカラー３６ｄ，３７ｄ，３８が鋳込まれているので、それぞれの接合は、ステンレス鋼同士を溶接することによって行われているため、容易かつ確実に行うことができる。
【００８０】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、バイパスバルブのハウジング（アルミニウム合金製）とクーラコア及びクーラケース（ステンレス鋼製）とは異種金属製である場合を例示したが、もちろん同種金属製である場合に本発明を適用することができる。例えば、バイパスバルブのハウジング、クーラコア、クーラケースのすべてを鉄合金で形成を挙げることができる。あるいは、クーラコアを腐食防止の表面処理を施したアルミニウム合金で形成するとともに、クーラコアをアルミニウム合金で形成する場合を挙げることができる。このような場合には、図１５に示すように、バイパスバルブ１１のハウジング２０にカラーを鋳込む必要がなくなる。
【００８１】
また、ハウジング２０とクーラコア４０あるいはクーラケース５０との接合を、端面同士を突き合わせた状態で溶接する他、図１５に示すように、ハウジング２０側に段差部を設けて、溶接時にクーラコア４０が確実にずれないようにすることにより、寸法精度をより高めることができる。また、溶接時にクーラケース５０が位置ずれないように、クーラケース５０を支持するサポート部材６５を設けてもよい。なお、図１５では、ハウジング２０のクーラコア４０との接続部にのみ段差部を設けているが、もちろんクーラケース５０との接続部にも段差部を設けることもできる。
【００８２】
また、上記した実施の形態では、バイパスバルブ１１のハウジング２０にクーラケース５０を直接溶接する構造を例示したが、図１６に示すように、カバー６６を介してクーラケース５０をハウジング２０に溶接することもできる。この場合にも、カバー６６を支持するサポート部材６５を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをバイパスバルブ側から見た斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをクーラ側から見た斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールの概略構成を示す断面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す断面図である。
【図５】バイパスバルブのハウジングとクーラケースとが同種金属で形成されたＥＧＲクーラモジュールの概略構成を示す断面図である。
【図６】第１変形例に係るＥＧＲクーラモジュールの断面図である。
【図７】第１変形例に係るクーラコアの平面図である。
【図８】第２変形例に係るＥＧＲクーラモジュールの断面図である。
【図９】第１変形例に係るクーラコアの平面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをバイパスバルブ側から見た斜視図である。
【図１１】第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールをクーラ側から見た斜視図である。
【図１２】第２の実施の形態に係るＥＧＲクーラモジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１３】摩擦攪拌溶接を行っている状態を示す図である。
【図１４】第６の実施の形態に係るＥＧＲクーラバイパス切替システムの変形例を示す図である。
【図１５】バイパスバルブのハウジングとクーラコア及びクーラケースとの接合部の変形形状を示す図である。
【図１６】バイパスバルブのハウジングとクーラケースとをカバーを介して接合する場合の接合部を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０    ＥＧＲクーラモジュール
１１    バイパスバルブ（切替弁）
１２    ＥＧＲクーラ
２０    ハウジング
２１    スイングバルブ
２２    バルブシャフト
２３    仕切壁
２３ａ  第１壁
２３ｂ  第２壁
２３ｃ  第３壁
２５    流入通路
２６    流出通路
２７    導入通路
２８    排出通路
２９    第１連通路
３０    第２連通路
３２    シール部材
３５    バルブ内冷却水通路
３６    カラー
３７    カラー
４０    クーラコア
４１    仕切板
５０    クーラケース
５１    クーラ内冷却水通路
５５，５６  溶接箇所
【図１】
2009257208.tif 000003
【図２】
2009257208.tif 000004
【図３】
2009257208.tif 000005
【図４】
2009257208.tif 000006
【図５】
2009257208.tif 000007
【図６】
2009257208.tif 000008
【図７】
2009257208.tif 000009
【図８】
2009257208.tif 000010
【図９】
2009257208.tif 000011
【図１０】
2009257208.tif 000012
【図１１】
2009257208.tif 000013
【図１２】
2009257208.tif 000014
【図１３】
2009257208.tif 000015
【図１４】
2009257208.tif 000016
【図１５】
2009257208.tif 000017
【図１６】
2009257208.tif 000018