(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックに直接取り付けられ、エンジンの冷却水が流入出するクーラー収容部と、
該クーラー収容部内に上記冷却水に浸漬させて収容され、内部にＥＧＲガスが流れるＥＧＲ熱交換器と、
上記クーラー収容部内に上記冷却水に浸漬させると共に上記ＥＧＲ熱交換器に隣接させて収容され、内部に潤滑油が流れるオイル熱交換器と、
上記冷却水を冷却するために該冷却水の循環水路上に設けられたラジエターと、
上記冷却水の水温が所定値より低いとき、上記冷却水が上記ラジエターをバイパスし、上記水温が上記所定値以上のとき上記冷却水が上記ラジエターを通過するように上記水路を切換えるサーモスタットとを備え、
上記水温が上記所定値より低いとき、上記ラジエターをバイパスして該ラジエターにより冷却されない上記冷却水を、上記ＥＧＲ熱交換器内のＥＧＲガスの熱を上記オイル熱交換器内の潤滑油に伝達するための媒体とし、
上記水温が上記所定値以上のとき、上記ラジエターを通過して該ラジエターにより冷却された上記冷却水を、上記ＥＧＲ熱交換器及び上記オイル熱交換器を冷却するための媒体としたことを特徴とするＥＧＲ及びオイルの冷却装置。
【請求項２】
上記クーラー収容部が、シリンダブロックにウォータジャケットの一部を露出するように形成された開口部と、該開口部を覆うように装着されたカバー部とからなり、該カバー部内に、上記ＥＧＲ熱交換器とオイル熱交換器とを隣接させて収容した請求項１記載のＥＧＲ及びオイルの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＧＲガスおよび潤滑油をエンジンの冷却水によって冷却する水冷式のＥＧＲ及びオイルの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＧＲガスをエンジンの冷却水によって水冷し、ガス密度を上昇させてＥＧＲ率を向上させるＥＧＲクーラーとして、図８に示すものが知られている。
【０００３】
このＥＧＲクーラーａは、エンジンの排気系（エキゾーストマニホールド）と吸気系（インテークマニホールド）との間に介設された筒体状のケーシングｂと、ケーシングｂ内をガス入口室ｃと冷却水室ｄとガス出口室ｅとの三部屋に仕切る仕切壁ｆ、ｆと、各仕切壁ｆ、ｆを掛け渡して冷却水室ｄ内に収容された複数の熱交換管ｇと、冷却水室ｄ内にエンジンの冷却水の一部を導く冷却水入口ｈと、冷却水室ｄ内から冷却水を排出する冷却水出口ｉと、加熱される冷却水より生じたエアを冷却水室ｄ内から取り出すエア抜き口ｊとを備えている。
【０００４】
かかるＥＧＲクーラーａによれば、エキゾーストマニホールドから排出された排気ガス（高温）の一部がＥＧＲガスとしてインテークマニホールドに還流される際に、ケーシングｂの熱交換管ｇ内を流れる高温のＥＧＲガスが冷却水室ｄ内を流れる冷却水によって冷却されるため、ガス密度が高まってＥＧＲ率が向上することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ＥＧＲクーラーａは、エキゾーストマニホールドとインテークマニホールドとの間に介設する都合上、それらマニホールドの近傍であるシリンダヘッド回りの限られたスペースに、設置・搭載する必要がある。しかしながら、この部位はエンジンフード他、車両側構造物が多いため、実際には、スペースの問題から搭載できないこともある。
【０００６】
また、エンジンから冷却水を一旦取り出してＥＧＲクーラーａに導き、これを再びエンジンに戻すようにしているため、冷却水入口ｈおよび冷却水出口ｉとエンジンとを夫々接続する冷却水用配管や、エア抜き口ｊに接続するエア用配管が、必要になる。このため、各配管がエンジンの振動によって加振され亀裂が生じる可能性があり、各配管をブラケット等でエンジンに固定し、亀裂耐久性を確保しなければならない。
【０００７】
また、図８のＥＧＲクーラーａは、エンジンの潤滑油を冷却するオイルクーラーとは全く無関係に設けられているため、低温始動時において粘度が低い潤滑油をＥＧＲガスによって暖めることができない。すなわち、低温始動時に潤滑油をＥＧＲガスによって暖めて、エンジンの始動性を高め、オイルポンプのフリクションを小さくする点について、改善の余地が残されている。
【０００８】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、設置スペースが小さく、振動耐久性に優れ、低温始動時に潤滑油を暖めることができるＥＧＲ及びオイルの冷却装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るＥＧＲ及びオイルの冷却装置は、シリンダブロックに直接取り付けられ、エンジンの冷却水が流入出するクーラー収容部と、該クーラー収容部内に上記冷却水に浸漬させて収容され、内部にＥＧＲガスが流れるＥＧＲ熱交換器と、上記クーラー収容部内に上記冷却水に浸漬させると共に上記ＥＧＲ熱交換器に隣接させて収容され、内部に潤滑油が流れるオイル熱交換器と、上記冷却水を冷却するために該冷却水の循環水路上に設けられたラジエターと、上記冷却水の水温が所定値より低いとき、上記冷却水が上記ラジエターをバイパスし、上記水温が上記所定値以上のとき上記冷却水が上記ラジエターを通過するように上記水路を切換えるサーモスタットとを備え、上記水温が上記所定値より低いとき、上記ラジエターをバイパスして該ラジエターにより冷却されない上記冷却水を、上記ＥＧＲ熱交換器内のＥＧＲガスの熱を上記オイル熱交換器内の潤滑油に伝達するための媒体とし、上記水温が上記所定値以上のとき、上記ラジエターを通過して該ラジエターにより冷却された上記冷却水を、上記ＥＧＲ熱交換器及び上記オイル熱交換器を冷却するための媒体としたものである。
【００１０】
本発明によれば、シリンダブロックに直接クーラー収容部を取り付けてその内部にエンジンの冷却水が流入出するようにし、かかるクーラー収容部内にＥＧＲ熱交換器およびオイル熱交換器を収容して冷却水に浸漬しているので、エンジンの冷却水をクーラ収容部内に導くための冷却水用の配管が不要となり、振動耐久性が向上すると共に設置スペースが小さくなる。
【００１１】
また、ＥＧＲ熱交換器とオイル熱交換器とが隣接配置されているので、低温始動時には、ＥＧＲ熱交換器内を流れる高温のＥＧＲガスの熱が冷却水を介してオイル熱交換器内を流れる低温の潤滑油に伝わり、潤滑油が暖められる。ここで、低温始動時、冷却水は、サーモスタットによりラジエターをバイパスするので、ラジエターにより冷却されることはなく、潤滑油を暖める媒体として十分機能し得る。また、クーラー収容部内の冷却水が加熱されて生じたエアは、シリンダブロックを経由してシリンダヘッドに逃げるため、エア抜き用の配管が不要となる。
【００１２】
上記クーラー収容部が、シリンダブロックにウォータジャケットの一部を露出するように形成された開口部と、該開口部を覆うように装着されたカバー部とからなり、該カバー部内に、上記ＥＧＲ熱交換器とオイル熱交換器とを隣接させて収容してもよい。
【００１３】
こうすれば、シリンダブロックに開口形成された１のみの開口部を、ＥＧＲ熱交換器およびオイル熱交換器に共用することになるので、シリンダブロックの剛性低下を最小限に抑えることができる。よって、騒音悪化を抑えることができ、ひいては振動による耐久性悪化をも抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
図１は本実施形態に係るＥＧＲ及びオイルの冷却装置１のシステム全体を表す概略図、図２はＥＧＲ及びオイルの冷却装置１の断面図、図３は図２の III-III線矢示図、図４は図２の IV-IV線矢示図、図５は図３の V-V線断面図、図６は図３の VI-VI線断面図、図７はＥＧＲ及びオイルの冷却装置１のエンジンブロックへの取り付けの様子を示す斜視図である。なお、図１と図７とはエンジンの気筒数が異なるが、本質的な相違ではない。
【００１６】
図１に示すように、エンジン２のシリンダブロック３内には、シリンダボア４を囲むように冷却水が流れるウォータジャケット５が設けられている。ウォータジャケット５内の冷却水は、通路６から取り出され、ラジエター７によって冷却され、水ポンプ８によって加圧され、再びウォータジャケット５内に戻される。通路６には、サーモスタット９が設けられている。サーモスタット９は、冷却水の水温が所定値より低いとき冷却水をラジエター７をバイパスして水ポンプ８に導き、冷却水の水温が所定値以上のとき冷却水をラジエター７を介して水ポンプ８に導くものである。
【００１７】
シリンダブロック３の側部には、冷却水が流入出するクーラー収容部１０が、直接取り付けられている。クーラー収容部１０は、図７に示すように、シリンダブロック３の側部にウォータジャケットの一部を露出するように形成された開口部１１と、その開口部１１を覆うように装着されボルト１２で固定されるカバー部１３とからなる。カバー部１３内には、ウォータジャケット５の冷却水が充満される。カバー部１３内の冷却水は、図１に示すように、ウォータジャケット５内の冷却水の流れに伴ってカバー部１３内を流れる。図４に示すように、カバー部１３の開口１４の周囲には、冷却水の漏洩を防止する環状のパッキン１５が設けられている。
【００１８】
カバー部１３は、図１および図２に示すように、エンジンの軸方向に長く幅方向に薄く形成されたオイルクーラー部１３ａと、軸方向に短く幅方向に厚く形成されたＥＧＲクーラー部１３ｂとが積層されて構成されている。オイルクーラー部１３ａ内には、内部に潤滑油が流れるオイル熱交換器１５が収容され、ＥＧＲクーラー部１３ｂ内には、内部にＥＧＲガスが流れるＥＧＲ熱交換器１６が収容される。なお、図例ではシリンダブロック３に対して、オイルクーラー部１３ａを内側にＥＧＲクーラー部１３ｂを外側に配置しているが、これらを逆の配置としてもよい。
【００１９】
オイル熱交換器１５は、図１および図２に示すように、複数積層されたオイル中空薄板体１７と、各オイル中空薄板体１７の一端部を連通して設けられたオイル入口ヘッダ１８と、各オイル中空薄板体１７の他端部を連通して設けられたオイル出口ヘッダ１９とからなる。各オイル中空薄板体１７には、複数の熱交換フィン２０が設けられている。これらオイル中空薄板体１７、オイル入口ヘッダ１８およびオイル出口ヘッダ１９は、カバー部１３内を流れる冷却水に浸漬される。なお、オイル熱交換器１５は、このような積層型に限らず、図８に示すような多管型のタイプであってもよい。
【００２０】
オイル入口ヘッダ１８には、図１に示すように、オイルポンプ２１によって加圧された潤滑油が導入される。詳しくは、オイルポンプ２１で加圧された潤滑油は、シリンダブロック３内から図４に示すカバー部１３の裏面に設けられたオイル入口２２を通ってカバー部１３内に導かれ、図２に示すオイル入口通路２４に至る。そして、オイル入口通路２４からオイル入口ヘッダ１８に導かれ、各オイル中空薄板体１７を通ってオイル出口ヘッダ１９に至る。その後、潤滑油は、オイル出口通路２５を通り、図４に示すオイル出口２７からシリンダブロック３に戻される。
【００２１】
こうして最終的にシリンダブロック３に戻された潤滑油は、図１に示すように、エンジン内の各潤滑部３０に給油され、シリンダブロック３下方のオイルパン３１に落ち、再びオイルポンプ２１で吸引・加圧されてオイル熱交換器１５に導かれる。なお、図４に示すオイル出口２７の周囲には、潤滑油の漏洩を防止する環状のパッキン２８が設けられている。
【００２２】
ＥＧＲ熱交換器１６は、図１、図２および図５に示すように、カバー部１３のＥＧＲクーラー部１３ｂ内にオイル熱交換器１５に隣接させて収容されており、複数積層されたＥＧＲ中空薄板体３２と、各ＥＧＲ中空薄板体３２の一端部を連通して設けられたＥＧＲ入口ヘッダ３３と、各ＥＧＲ中空薄板体３２の他端部を連通して設けられたＥＧＲ出口ヘッダ３４とからなる。各ＥＧＲ中空薄板体３２には、複数の熱交換フィン３５が設けられている。これらＥＧＲ中空薄板体３２、ＥＧＲ入口ヘッダ３３およびＥＧＲ出口ヘッダ３４は、カバー部１３内を流れる冷却水に浸漬される。なお、ＥＧＲ熱交換器１６は、このような積層型に限らず、図８に示すような多管型のタイプであってもよい。
【００２３】
ＥＧＲ入口ヘッダ３３には、図１および図２に示すように、ＥＧＲ入口通路３６を介して、エンジンの排気系（エキゾーストマニホールド）から取り出された排気の一部が、ＥＧＲガスとして導かれる。ＥＧＲ入口ヘッダ３３内に導かれたＥＧＲガスは、各ＥＧＲ中空薄板体３２を通り、その際にカバー部材１３内を流れる冷却水によって冷却され、ガス密度が高まった後にＥＧＲ出口ヘッダ３４に至り、その後、ＥＧＲ出口通路３７から排出され、図１に示すようにエンジンの吸気系（インテークマニホールド３８）に導かれる。これにより、ＥＧＲ率が高まることになる。
【００２４】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２５】
本実施形態に係る「ＥＧＲ及びオイルの冷却装置１」によれば、図１および図７に示すように、シリンダブロック３の開口部１１に直接カバー部１３を取り付けその内部にエンジンの冷却水が流入出するようにしてクーラ収容部１０を構成し、かかるクーラ収容部１０内にＥＧＲ熱交換器１６およびオイル熱交換器１５を収容して冷却水に浸漬しているので、エンジンの冷却水をクーラ収容部１０内に導くための冷却水用の専用配管およびクーラ収容部１０内の冷却水をエンジンに戻すための専用配管が不要となる。
【００２６】
よって、各配管がエンジンの振動に加振されることによる振動耐久性の悪化を回避でき、振動耐久性が向上する。また、配管がなくなって、「ＥＧＲ及びオイルの冷却装置１」がシリンダブロック３に一体化されるということは、狭隘なエンジンルーム内にて設置スペース上有利となる。また、配管がなくなって、冷却水が配管による絞りを受けることなく直接各熱交換器１５、１６に作用するため、冷却水による各熱交換器１５、１６の冷却効率が向上する。また、配管がなくなるため、図８に示すＥＧＲクーラーａにおいて配管の閉塞時にケーシングｂ内の冷却水が沸騰して生じるキャビテーションを回避できる。
【００２７】
また、図１および図２に示すように、ＥＧＲ熱交換器１６とオイル熱交換器１５とがカバー部１３内に隣接配置されているので、エンジンの低温始動時には、ＥＧＲ熱交換器１６内を流れる高温のＥＧＲガスの熱が冷却水を介してオイル熱交換器１５内を流れる低温の潤滑油に伝わり、潤滑油が暖められる。このように、低温始動時に、高粘度の潤滑油をＥＧＲガスにより暖めて粘度を低くできるので、エンジンの始動性が高まると共にオイルポンプのフリクションを小さくすることができる。なお、低温始動時、冷却水は、図１に示すサーモスタット９によりラジエター７をバイパスするので、ラジエター７により冷却されることはなく、潤滑油を暖める媒体として十分機能し得る。
【００２８】
また、カバー部１３内の冷却水が加熱されて生じたエアは、シリンダブロック３のウォータジャケット５を経由してシリンダヘッドに逃げるため、図８のタイプでは必要であったエア抜き用の配管ｊが不要となる。すなわち、カバー部１３内の冷却水から生じたエアは、図５においてカバー部１３の内側天井面３９の斜面部分を伝って図７に示すシリンダブロック３の開口部１１を通り、シリンダヘッドに逃げるのである。このように、エア抜き用の配管および上述した冷却水用の配管が不要となるため、その分低コスト化を図ることができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る「ＥＧＲ及びオイルの冷却装置１」にあっては、図７に示すように、クーラー収容部１０が、シリンダブロック３にウォータジャケットの一部を露出するように形成された開口部１１と、開口部１１を覆うように装着されたカバー部１３とからなり、カバー部１３内に、ＥＧＲ熱交換器１６とオイル熱交換器１５とを隣接させて収容しているので、カバー部１３がＥＧＲ熱交換器１６およびオイル熱交換器１５の共用となり、コストダウンを図れる。すなわち、各熱交換器１５、１６をシリンダブロック３の別々の部位に配置して夫々別々のカバーで覆ったタイプよりコストダウンを図れる。
【００３０】
また、かかる構成は、シリンダブロック３に開口形成された１のみの開口部１１を、ＥＧＲ熱交換器１６およびオイル熱交換器１５に共用することになるので、シリンダブロック３の剛性低下を最小限に抑えることができる。すなわち、各熱交換器１５、１６をシリンダブロック３の別々の部位に配置すべくシリンダブロック３に２つの開口部を設けたタイプよりも剛性低下を抑えることができる。このように、シリンダブロック３の剛性低下を最小限に抑えることができるので、シリンダブロック３の振動による騒音悪化を抑えることができ、ひいては振動に起因する耐久性悪化をも抑えることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＥＧＲ及びオイルの冷却装置によれば、設置スペースが小さく、振動耐久性に優れ、低温始動時に潤滑油を暖めることができる、という優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すＥＧＲ及びオイルの冷却装置のシステム全体を表す概略図である。
【図２】上記ＥＧＲ及びオイルの冷却装置の断面図である。
【図３】図２の III-III線矢示図である。
【図４】図２の IV-IV線矢示図である。
【図５】図３の V-V線断面図である。
【図６】図３の VI-VI線断面図である。
【図７】上記ＥＧＲ及びオイルの冷却装置のエンジンブロックへの取り付けの様子を示す斜視図である。
【図８】従来例を示すＥＧＲクーラーの概略図である。
【符号の説明】
１  ＥＧＲ及びオイルの冷却装置
３  シリンダブロック
５  ウォータジャケット
１０  クーラー収容部
１１  開口部
１３  カバー部
１５  オイル熱交換器
１６  ＥＧＲ熱交換器
【図１】
0003852255.tif 000002
【図２】
0003852255.tif 000003
【図３】
0003852255.tif 000004
【図４】
0003852255.tif 000005
【図５】
0003852255.tif 000006
【図６】
0003852255.tif 000007
【図７】
0003852255.tif 000008
【図８】
0003852255.tif 000009