特許 6284356 内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6284356

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/28 20160101AFI20180215BHJP

   F02M 26/15 20160101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   F02M26/28

   F02M26/15

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-269584(P2013-269584)

(22)【出願日】2013年12月26日

(65)【公開番号】特開2015-124692(P2015-124692A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】吉田 和久

(72)【発明者】

【氏名】北岡 良一

(72)【発明者】

【氏名】森 伸介

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２６６９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８９９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４８３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１６５９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２６４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０５６８８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０４５４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１９２７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２６／２８

Ｆ０２Ｍ ２６／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却水がウォータポンプによって循環する冷却装置と、触媒コンバータを有する排気通路と、前記排気通路から排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ配管とを有しており、前記ＥＧＲ配管には水冷式のＥＧＲクーラを設けている構成であって、
機関本体のうちクランク軸線と平行な一側面の外側の部位に、前記ウォータポンプとＥＧＲクーラと触媒コンバータとが、前記ウォータポンプと触媒コンバータとの間にＥＧＲクーラが位置するようにして配置されており、
前記ウォータポンプの流入口に接続された冷却水戻り管路に前記ＥＧＲクーラを設けており、冷却水の全量が、前記ＥＧＲクーラをクランク軸線と同じ方向の横向きに流れてウォータポンプに戻るようになっている一方、
前記ＥＧＲ配管は、前記ＥＧＲクーラの下面と上面とに接続されていて、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラを下から上に向けて流れており、
かつ、前記冷却水戻り管路のうち前記ＥＧＲクーラよりも上流側の部分と、前記ＥＧＲ配管のうち前記ＥＧＲクーラよりも下流側の部分とが、前記触媒コンバータと機関本体との間の空間を通っている、
内燃機関。

【請求項2】

前記ＥＧＲクーラには、冷却水が入り込む流入管と冷却水が出ていく出口管とが溶接又はろう付けで固定されており、前記出口管の終端は前記ウォータポンプの流入口に嵌め込みによって接続されている一方、前記流入管の始端は機関本体にねじで固定されている、
請求項１に記載した内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、冷却装置とＥＧＲ装置とを備えた内燃機関に関するものである。

【背景技術】

【0002】

車両用内燃機関は一般に水冷式になっており、冷却水はウォータポンプによって循環している。この場合、冷却水がラジェータを経由している場合は、ラジェータで冷却された冷却水がウォータポンプに流入している。従って、冷却水の温度はウォータポンプに戻る管路において最も低くなっている。

【0003】

他方、近年の車両用内燃機関では、排気ガスの浄化促進や燃費向上等のために排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置を備えていることが多く、このＥＧＲ装置は、ＥＧＲガスを冷却する水冷式のＥＧＲクーラを設けていることが多い。この場合、ＥＧＲクーラの容量は小さいことから、従来は、例えば特許文献１に開示されているように、冷却水通路にＥＧＲクーラ用のバイパス通路を設けて、バイパス通路の冷却水でＥＧＲクーラを冷却している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１３８５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、ＥＧＲクーラを冷却するためにバイパス通路を設けることは、ＥＧＲクーラ専用の配管を別に設けることになるため、それだけ構造が複雑化してコストが嵩むのみならず、バイパス通路を配置するためのスペースが必要になるため、他の部材のレイアウトとの調整が面倒になるという問題がある。特に、車両用内燃機関の場合はエンジンルームのスペースの制限があるため、ＥＧＲクーラを設置できなくなることも有り得る。

【0006】

さて、冷却装置は冷却水の温度によってラジェータへの通水の制御等を行うサーモ弁を設けているが、内燃機関では、一般に、シリンダブロックのうち一端面の側にはタイミングチェーンが配置されてこれをチェーンケースで覆っていると共に、チェーンケースの側にウォータポンプ等の補機を配置して、シリンダブロックの他端面には変速機を取り付けていることが多いため、サーモ弁装置は、シリンダヘッドのうち、タイミングチェーンと反対側の箇所に設けていることが普通であり、そこで、ＥＧＲクーラを冷却するためのバイパス通路も、サーモ弁の近傍から分岐させることが多いと云える。

【0007】

しかし、バイパス通路及びＥＧＲクーラをサーモ弁の近くに配置すると、触媒コンバータを補機の側にずらさねばならなくなることがあり、すると、触媒コンバータの熱によって補機が熱害を受けやすくなるという問題がある。

【0008】

更に、ＥＧＲクーラに専用のバイパス通路を設けると、それだけ冷却水の流れ抵抗が増大するため、ウォータポンプの駆動のためのトルクが増大して燃費が悪化するおそれもある。

【0009】

本願発明は、かかる現状を改善すべく成されたものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願発明の内燃機関は、請求項１のとおり、
冷却水がウォータポンプによって循環する冷却装置と、触媒コンバータを有する排気通路と、前記排気通路から排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ配管とを有しており、前記ＥＧＲ配管には水冷式のＥＧＲクーラを設けている構成であって、
機関本体のうちクランク軸線と平行な一側面の外側の部位に、前記ウォータポンプとＥＧＲクーラと触媒コンバータとが、前記ウォータポンプと触媒コンバータとの間にＥＧＲクーラが位置するようにして配置されており、
前記ウォータポンプの流入口に接続された冷却水戻り管路に前記ＥＧＲクーラを設けており、冷却水の全量が、前記ＥＧＲクーラをクランク軸線と同じ方向の横向きに流れてウォータポンプに戻るようになっている一方、
前記ＥＧＲ配管は、前記ＥＧＲクーラの下面と上面とに接続されていて、ＥＧＲガスはＥＧＲクーラを下から上に向けて流れており、
かつ、前記冷却水戻り管路のうち前記ＥＧＲクーラよりも上流側の部分と、前記ＥＧＲ配管のうち前記ＥＧＲクーラよりも下流側の部分とが、前記触媒コンバータと機関本体との間の空間を通っている。

【0012】

請求項２の発明では、請求項１において、前記ＥＧＲクーラには、冷却水が入り込む流入管と冷却水が出ていく出口管とが溶接又はろう付けで固定されており、前記出口管の終端は前記ウォータポンプの流入口に嵌め込みによって接続されている一方、前記流入管の始端は機関本体にねじで固定されている。

【発明の効果】

【0013】

本願発明では、ＥＧＲクーラに専用のバイパス通路は不要であるため、コストを抑制できると共に、配管スペースの増加はないため各部材のレイアウトの自由性を向上できる。また、ＥＧＲガスの冷却性も格段に向上させて、充填効率の向上によって燃費の改善にも貢献できる。

【0014】

また、エンジンルームが狭くて余分なスペースがない車両であっても、ＥＧＲクーラを配置して機関の充填効率向上に貢献でき、この面でも燃費の改善にも貢献できる。更に、冷却水の流れ抵抗増大を防止できるため、ウォータポンプの駆動に要するトルクを軽減できるのであり、この面からも燃費向上に貢献できる。

【0015】

ウォータポンプは一般に補機駆動ベルトで駆動される一方、触媒コンバータは排気通路に設けているが、ウォータポンプと触媒コンバータとの間はデッドスペースになっていることが多い。このため、本願発明のようにＥＧＲクーラを触媒コンバータとウォータポンプとの間に配置すると、デッドスペースを有効利用して内燃機関をコンパクト化することができる。

【0016】

また、ＥＧＲクーラが触媒コンバータの熱を遮る遮熱部材の役割を果たすため、ウォータポンプ等の補機が触媒コンバータの熱害を受けることを抑制できる。これにより、補機の性能を安定化できると共に耐久性も向上できる。更に、実施形態のように、ＥＧＲクーラは触媒コンバータよりもシリンダブロックの側に配置すると、シリンダブロックが触媒コンバータの熱を受けることも抑制できるのであり、これによっても充填効率を高めて燃費の向上に貢献できる。
本願発明のように、戻り管のうちのＥＧＲクーラよりも上流側の部分が触媒コンバータ１９の後ろを通ると、触媒コンバータの熱が戻り管によっても吸収されるため、シリンダブロックの冷却性を高めて燃費の向上に貢献できる。

【0017】

請求項２の構成を採用すると、ＥＧＲクーラに流入管と出口管とが一体化されているため、流入管や出口管をＥＧＲクーラに固定するためのフランジのような接続部材は不要となって、それだけコストダウンできると共に、水漏れ防止にも貢献できる。また、フランジ接合すると、フランジが重りの役割を果たして振動によってパイプが破損しやすくなるが、請求項２の発明ではフランジは不要であるため、軽量化できると共に振動を抑制して耐久性も向上できる。しかも、出口管はウォータポンプの流入口に嵌め込んでいるだけであるため、組み付けも簡単である一方、流入管はねじで固定されているため、強固に取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】内燃機関の全体的な側面図である。

【図2】図１のII-II 視正面図である。

【図3】図１のIII-III 視断面図である。

【図4】図１の IV-IV視図である。

【図5】（Ａ）は図１の VA-VA視断面図、（Ｂ）は図１の VB-VB視断面図である。

【図6】（Ａ）は図２のVIA-VIA 視断面図、（Ｂ）は図２のVIB-VIB 視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では方向を特定するため上下・左右・前後の文言を使用するが、上下は鉛直線の方向であり、前後方向はクランク軸及びシリンダボアに対して直交した方向であり、左右方向はクランク軸の長手方向である。なお、正面視はクランク軸線方向から見た状態、側面視はクランク軸線と直交した方向から見た状態であり、側面視方向を前後方向としている。

【0020】

(1).概要
本実施形態の内燃機関は、シリンダブロック１とその上面に固定されたシリンダヘッド２とを有する機関本体を備えており、機関本体は、クランク軸３を左右長手の姿勢にした横向きで車両に搭載されている（図１では、クランク軸３は一点鎖線で模式的に表示している。）。シリンダヘッド２の上面にはシリンダヘッドカバー４が固定されており、シリンダブロック１の下面にはオイルパン５を固定している。

【0021】

シリンダブロック１及びシリンダヘッド２の左右端面（短手側面）のうち一方の端面１ａ，２ａには１枚のチェーンケース６が固定されており、チェーンケース６とシリンダブロック１及びシリンダヘッド１との間に形成された空間に、タイミングチェーン（図示せず）等のカム軸駆動機構を配置している。

【0022】

クランク軸３の一端部はチェーンケース６の外側に突出しており、図２のとおり、突出端部に補機駆動プーリ７を固定し、補機駆動プーリ７に巻き掛けた補機駆動ベルト８により、オルタネータ９とウォータポンプ１０とエアコン用コンプレッサ１１とを駆動している。オルタネータ９とウォータポンプ１０とエアコン用コンプレッサ１１とは、機関本体のうち手前側に寄っている。このため、ウォータポンプ１０のプーリ１２には補機駆動ベルト８が背面掛けされている。図２に示す符号１３は、テンションプーリである。

【0023】

ウォータポンプ１０は、チェーンケース６の一部であるハウジング部１４と、ハウンジング１０に対してプーリ１２の側から固定されたポンプカバー１５と、ハウンジング１０に対してプーリ１２と反対側から固定されたインレットカバー１６とを主要要素としており、内蔵した羽根が回転することで、内部に設けた吐出口から冷却水がシリンダブロック１に設けたメインギャラリーに圧送される。

【0024】

ウォータポンプ１０のインレットカバー１６は、クランク軸３と平行な流入口１６ａを備えており、流入口１６ａはチェーンケース６と反対側に突出している。なお、シリンダブロック１のうち、チェーンケース６と反対側の他端面１ｂには変速機１７を固定している。

【0025】

図１に示すように、シリンダヘッド２における前面２ｃの左右略中間部には、排気継手１８が固定されており、排気継手１８に触媒コンバータ１９を一体に設けている。本実施形態では、各気筒ごとに設けた排気ポートを集合させる集合通路（排気マニホールド部）はシリンダヘッド２の内部に設けており、シリンダヘッド２の外面には１つの排気口が空いているだけである。

【0026】

触媒コンバータ１９の上部と下部にはテーパ部を設けており、下テーパ部の下端に継手管２０を接続し、継手管２０に排気管２１が接続されている。また、継手管２０にはフランジ板２２が固定されている。フランジ板２２はブラケット（図示ぜす）を介してシリンダブロック１に固定されている。

【0027】

図１に示すとおり、触媒コンバータ１９は、クランク軸３及びシリンダボアと直交した方向（側面視方向）から見ると、下に行くに従ってチェーンケース６から遠ざかるように鉛直線に対して傾斜し、図２に示すように、クランク軸３の軸心方向（正面視方向）から見ると、下に行くに従ってシリンダブロック１から離れるように直線に対して傾斜している。なお、触媒コンバータ１９は、薄板製のインシュレータ（図示せず）で手前から覆われている（半周程度を覆っている。）。

【0028】

(2).冷却水配管・ＥＧＲ装置
シリンダヘッド２のうちチェーンケース６と反対側に位置した他方の端面２ｂには、冷却水の流れを制御するサーモ弁ユニット２５を設けている。図示は省略するが、サーモ弁ユニット２５の箇所からラジェータやヒータ等に配管されている。

【0029】

シリンダヘッド２の前面２ｃのうちサーモ弁ユニット２５に近い端部に冷却水出口２６が開口しており、冷却水出口２６とウォータポンプ１０の流入口１６ａとが戻り管２７で接続されている。他方、触媒コンバータ１９の継手管２０には、排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ配管２８が接続されており、ＥＧＲ配管２８の終端は、シリンダヘッド２の前面のうち冷却水出口２６の直下にフランジ板２９を介して接続されている。シリンダヘッド２には、ＥＧＲ配管２８に連通したＥＧＲ内部通路が空いており、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ内部通路からＥＧＲバルブを経由して吸気系に送られる。

【0030】

ＥＧＲ配管２８の中途部にはＥＧＲクーラ３０が介挿されており、ＥＧＲクーラ３０は戻り管２７にも介挿されている。従って、戻り管２７は、ＥＧＲクーラ３０よりも上流側に位置した流入管２７ａと、ＥＧＲクーラ３０よりも下流側に位置した出口管２７ｂとに分離されている。

【0031】

他方、ＥＧＲ配管２８もＥＧＲクーラ３０で分断されているが、ＥＧＲクーラ３０よりも上流側の部分は、触媒コンバータ１９の継手管２０に固定された第１部分２８ａと、ＥＧＲクーラ３０に固定された第２部分２８ｂとに分離していて、両者は、その端部に固定された第１及び第２のフランジ３１，３２をボルト３３で締結することで接続されている。第１部分２８ａは第２部分２８ｂよりも少し大径になっている。

【0032】

ＥＧＲ配管２８のうち、ＥＧＲクーラ３０よりも下流側の部分は１本の第３部分２８ｃから成っており、その終端に既述のフランジ板２９が固定されていて、フランジ板２９がボルト３４（簡略表示している）でシリンダヘッド２に固定されている。

【0033】

戻り管２７における流入管２７ａの始端にもフランジ板３５が固定されていて、フランジ板３５がボルト３６でシリンダヘッド２に固定されている。図３及び図４に示すように、シリンダヘッド２のうち戻り管２７及びＥＧＲ配管２８を固定している部分は、排気継手１８を固定している部分よりも後ろ側に段落ちしている（例えば、戻り管２７及びＥＧＲ配管２８を固定している部分をシリンダヘッド２の基準前面として、基準前面に蓋板を固定することで排気集合通路を構成し、蓋板の前面に排気継手１８を固定している。）。

【0034】

ＥＧＲクーラ３０は、上下面と前後面及び左右面を有していて略角形に近い形態であり、図１のとおり、触媒コンバータ１９とウォータポンプ１０との間に配置されているが、ウォータポンプ１０よりも触媒コンバータ１９に近づくように配置されている。また、 図５に明示するように、ＥＧＲクーラ３０は触媒コンバータ１９よりもシリンダブロック１の側に寄せて配置されている。また、ＥＧＲクーラ３０は、平面視で、ウォータポンプ１０から遠ざかるほどシリンダブロック１に近づく姿勢で配置している。

【0035】

ＥＧＲクーラ３０の内部には、偏平チューブ状のガス通路（フィン）３７ａの多数枚からなる熱交換部３７が配置されており、隣り合ったガス通路３７ａの間を冷却水が通ることでＥＧＲガスが冷却される。この場合、流入管２７ａと出口管２７ｂとを手前側に寄せてＥＧＲクーラ３０に接続し（すなわち、入口３０ａと出口３０ｂとを手前に寄せて）、かつ、熱交換部３７は後ろ側に寄せている。このため、熱交換部３７の手前には逃がし通路３８が空いている。また、熱交換部３７の左右両側にも逃がし通路３８が空いている。出口管２７ｂは流入管２７ａよりも少し下に配置している。

【0036】

従って、流入管２７ａからＥＧＲクーラ３０の内部に流入した冷却水のうち、熱交換部３８を通過してＥＧＲガスの冷却の働きをするものは一部であり、ＥＧＲガスの冷却機能を全く又は殆ど発揮することなく通過するだけの冷却水も相当割合にのぼっている。

【0037】

図５（Ａ）に示すように、戻り管２７のうち出口管２７ｂは、ウォータポンプ１０の流入口１６ａに内側から差し込んだだけの接続構造になっている。従って、ＥＧＲクーラ３０はウォータポンプ１０の軸心上に配置されている。

【0038】

この場合、流入口１６ａの開口縁に内向きの環状突起３９を設ける一方、出口管２７ｂには、環状突起３９に嵌合する外向きの環状溝４０を形成しており、出口管２７ｂは流入口１６ａに圧入によって嵌め込まれている。環状突起３９と環状溝４０とが嵌まり合っているため、出口管２７ｂが流入口１６ａに対して多少は傾くことが許容されており、かつ、多少傾いてもシール性は確保されている。

【0039】

なお、出口管２７ｂを流入口１６ａに外側から圧入することも可能である。また、内側からの嵌め込みにしても外側からの嵌め込みにしても、Ｏリングを使用したシール構造も採用できる。インレットカバー１６はボルト（図示せず）でチェーンケース６に固定されている。従って、出口管２７ｂを予めインレットカバー１６に圧入しておいたらよい。流入口１６ａをチェーンケース６のハウジング部１４に一体に設けることも可能である。この場合は、流入口１６ａを予めチェーンケース６に取付けておいたらよい。

【0040】

戻り管２７を構成する流入管２７ａは触媒コンバータ１９の後ろに配置されているが、図１の側面視では略く字状に屈曲し、図３の正面視では略Ｚ字状に屈曲し、図５の平面視でも屈曲している。流入管２７ａはこのように三次元方向に曲がっているため、上下方向等に容易に曲がり変形できる。

【0041】

ＥＧＲ配管２８を構成する第３部分２８ｃも、図１の側面視ではクランク状に曲がって、図３の正面視では略Ｚ字状に曲がって、図５の平面視ではく字状に曲がっている。従って、第３部分２８ｃも上下方向に簡単に曲がり変形する。

【0042】

図６（Ａ）のとおり、ＥＧＲ配管２８の第１部分２８ａの始端は、触媒コンバータ１９の継手管２０の後面（シリンダブロック１に向いた面）に溶接で固定されている。従って、第１部分２８ａは、左右横長の部分と前後長手の部分とで平面視で略Ｌ形の形態を成している。図６（Ｂ）のとおり、第１部分２８ａのうち左右横長の部分は、上流側が低くなるように水平に対して僅かに傾斜している。前後長手の部分も手前に行くに従って低くなるように傾斜している。従って、第１部分２８ａは、全体として、触媒コンバータ１９の継手管２０に向けて低くなるように傾斜している。

【0043】

ＥＧＲ配管２８のうち第２部分２８ｂは、図１の側面視で略Ｌ形に曲がっており、ＥＧＲクーラ３０に対しては溶接（又はろう付け）で固定されている。そして、第１部分２８ａの終端に溶接で固定した第１フランジ３１と、第２部分２８ｂの始端に溶接で固定した第２フランジ３２とをボルト３３で締結しているが、第１フランジ３１を第２フランジ３２よりも厚くして、第１フランジ３１に雌ねじを形成している。図３，４のとおり、ボルト３３は第１部分２８ａを挟んだ上下に位置している。このため、レンチ（図示せず）によるボルト３３の回転操作を簡単に行える。

【0044】

また、図６（Ｃ）に明示するように、第１フランジ３１の終端部の内周面を削り取ることにより、第１フランジ３１と第２フランジ３２とで環状溝４１を形成している。従って、機関の運転停止後にＥＧＲクーラ３０の内面に凝縮水が発生しても、その凝縮水Ｗを環状溝４１に溜めることができる。フランジ３１，３２は、ステンレス板のような防錆性の高いものが好ましい。

【0045】

(3).まとめ
以上の構成において、ＥＧＲクーラ３０は戻り管２７の中途部に介挿しているため、わざわざバイパス通路を設ける必要はない。このため、コストを抑制できると共に、スペースの制約から開放されて、部材の配置の自由性を向上できる。触媒コンバータ１９（或いは他の補機）との間の部分は配置すべきものがないデッドスペースになっていることが多いが、本実施形態では、ＥＧＲクーラ３０はデッドスペースに配置されているため、内燃機関をコンパクト化できる。

【0046】

ＥＧＲガスの冷却に必要な冷熱はさほど多くないため、戻り管２７を流れる冷却水の全量を熱交換部３７に通す必要はない。従って、実施形態のようにＥＧＲクーラ３０の内部に逃がし通路３８を設けると、流れ抵抗が増えることを防止できて好適である。この場合、実施形態のように逃がし通路３８を手前側に設けると、触媒コンバータ１９の熱（輻射熱）が逃がし通路３８の水で吸熱されるため、遮熱性に優れている。

【0047】

実施形態のように、戻り管２７のうちの流入管２７ａを触媒コンバータ１９の後ろに配置すると、触媒コンバータ１９の熱が流入管２７ａによっても吸収されるため、シリンダブロック１の冷却性を高めて燃費の向上に貢献できる。

【0048】

さて、内燃機関を始動すると、触媒コンバータ１９は、排気ガスの熱を受けてその長手方向である上下方向に大きく熱膨張する。このため、ＥＧＲ配管２８の第１部分２８ａ及び第２部分２８ｂが下方に移動し、これに伴ってＥＧＲクーラ３０は下向きに引っ張られる。

【0049】

そして、図５（Ａ）を参照して説明したように、戻り管２７の出口管２７ｂはウォータポンプ１０の流入口１６ａに対してシール性を保持した状態で傾き得ると共に、戻り管２７の流入管２７ａは上下方向に容易に弾性変形し、かつ、ＥＧＲ配管２８の第３部分２８ｃも上下方向に容易に変形するため、ＥＧＲクーラ３０は触媒コンバータ１９の熱膨張に追従して容易に下降動する。このため、触媒コンバータ１９の熱膨張によって各配管に熱歪みが溜まるようなことはなくて、配管部分の耐久性を向上できる。

【0050】

また、機関が停止すると、ＥＧＲクーラ３０の内部に残っていた水分が冷却水で冷却されることで、ＥＧＲクーラ３０の内部に凝縮水が発生してこれが下に垂れ落ちることがあるが、既述のとおり、凝縮水Ｗは第１及び第２のフランジ３１，３２の合せ面の箇所に設けた環状溝４１に溜まるため、第１部分２８ａや排気管２１が有害成分を含んだ凝縮水Ｗで侵されることを防止できる。なお、機関を始動すると、凝縮水Ｗは排気ガスの熱によって蒸発するので、始動後に悪影響を受けることはない。

【0051】

また、ＥＧＲ配管２８の第１部分２８ａは第２部分２８ｂより大径であるため、凝縮水Ｗは第２部分に滞留することなく第１部分２８ａに向けて流下し、環状溝４１に溜まる。すなわち、凝縮水Ｗが環状溝４１に垂れ落ちずに第２部分２８ｂに残ったままになるようなことはない。このため、第２部分２８ｂが凝縮水Ｗで侵されることもなく、凝縮水Ｗは、耐蝕性の高いフランジ板３１，３２で形成された環状溝４１に溜まる。

【0052】

ＥＧＲ配管２８の第１部分２８ａは継手管２０の前面又は側面に接続することも可能であるが、実施形態のように継手管２０の後面に設けると、継手管２０の後ろのデッドスペースを有効利用できると共に、触媒コンバータ１９の熱膨張による曲がり変形も容易化できる利点がある。

【0053】

本実施形態は、戻り管２７の始端は、ＥＧＲクーラ３０を挟んでウォータポンプ１０と反対側でかつＥＧＲクーラ３０よりも上の位置においてシリンダヘッド２に固定されており、ＥＧＲ配管２８の始端は、ＥＧＲクーラ３０よりも下方の部位でかつウォータポンプ１０と反対側において触媒コンバータ１９の継手管２０に固定されている。このため、戻り管２７の始端と、戻り管２７の終端と、ＥＧＲ配管２８の始端とが三角形の頂点を成すように配置されており、ＥＧＲクーラ３０は三角形の内側に配置されている。このため、ＥＧＲクーラ３０は専用のブラケットを要することなく安定的に支持されている。従って、コスト抑制・軽量化に貢献できる。特に、戻り管２７は大径で剛性が高いため、ＥＧＲクーラ３０をしっかりと支持できる。

【0054】

また、ＥＧＲクーラ３０では、冷却水はウォータポンプ１０と反対側から流入してウォータポンプ１０の側に流出するため、冷却水はＥＧＲクーラ３０をスムースに通過する。このため、冷却水は抵抗がない状態でウォータポンプ１０に向けて流れると共に、戻り管２７が長くなることはないため、重量の増大も生じない。この場合、流入管２７ａの終端が出口管２７ｂの始端よりも高くなるように設定しているため、冷却水は触媒コンバータ１９の内部で上から下にも流れている。このため、熱交換部３７の冷却性が高い。

【0055】

また、ＥＧＲ配管２８は始端よりも終端が高くなっており、途中には下向きに曲がった部分は存在しない。このため、機関の停止時にＥＧＲ配管２８の途中に凝縮水が溜まるようなことはない。

【0056】

さて、多気筒内燃機関においては、各排気ポートから排出される排気ガスをスムースに排出させるためには、排気出口は気筒列の中間部に設けるのが好ましい。特に、本実施形態のように排気マニホールド部をシリンダヘッド２に内蔵すると、スペースの制約があるため、排気出口を気筒列の中間部に配置して排気通路をシンプル化するのが好ましい。

【0057】

従って、触媒コンバータ１９の上端部入り口である排気継手１８は実施形態のように気筒列の中間部に配置しているのが好ましいが、その場合は、触媒コンバータ１９が側面視で鉛直姿勢になっていると、ＥＧＲクーラ３０の配置スペースが小さくなるため、ＥＧＲクーラ３０を小型化せねばならず、すると、冷却性能が低下するおそれがある。また、触媒コンバータ１９がチェーンケース６に近づくと、ウォータポンプ１０等の補機が受ける熱も増大して、熱害が大きくなるおそれがある。

【0058】

これに対して実施形態のように、触媒コンバータ１９を下に行くほどチェーンケース６から遠ざかるように傾斜させると、排気ガスの取り出し口は気筒列の中間部に配置しつつ、触媒コンバータ１９とチェーンケース６との間の間隔をできるだけ大きくできるため、排気ガスのスムースな排出を確保しつつ、ＥＧＲクーラ３０をできるだけ大型化して高い冷却性能を確保できると共に、ウォータポンプ１０等の補機が受ける熱害も抑制できる。

【0059】

また、既述のように、触媒コンバータ１９は下に行くほどシリンダブロック１から遠ざかるように傾斜しているが、かかる姿勢とすることにより、ＥＧＲクーラ３０をできるだけ大型化して触媒コンバータ１９とシリンダブロック１との間に配置できる。その結果、ＥＧＲガスの冷却性向上と冷却水の流れ抵抗抑制とに貢献できると共に、ＥＧＲクーラ３０で触媒コンバータ１９の熱害を阻止する機能を向上できる。

【0060】

また、ＥＧＲクーラ３０を、触媒コンバータ１９とウォータポンプ１０との間のうち、触媒コンバータ１９に寄せて配置しているが、かかる構成とすることにより、ＥＧＲクーラ３０が触媒コンバータ１９から受ける熱量が大きいため、始動時には冷却水を早期に昇温させて暖機運転時間の短縮に貢献できるのみならず、補機類に対する遮熱性も向上できる。

【0061】

本実施形態では、ＥＧＲ配管２８の第３部分２８ｃは戻り管２７における流入管２７ａの後ろを通ってシリンダヘッド２に向かっている。すなわち、第３部分２８ｃと触媒コンバータ１９との間に戻り管２７の流入管２７ａが介在している。このため、ＥＧＲクーラ３０で冷却されたＥＧＲガスが触媒コンバータ１９で加熱されることを抑制できる。これによっても、充填効率を向上させて燃費向上に貢献できる。

【0062】

本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、戻り管を構成する流入管の始端は、シリンダヘッドに固定されたサーモ弁ユニットに接続することも可能である。従って、サーモ弁ユニットも機関本体を構成している。シリンダヘッドには、枝管を集合させた通常の排気マニホールドを固定していてもよい。

【0063】

実施形態では戻り管の流入管をシリンダヘッドにフランジ接合によって固定したが、シリンダヘッドにねじ筒を突設する一方、流入管の端部にフランジを曲げ加工して、流入管に嵌め込んでいたナットをねじ筒にねじ込むことで接続することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0065】

１ シリンダブロック
２ シリンダヘッド
３ クランク軸
６ チェーンケース
８ 補機駆動ベルト
９ 補機の一例としてのオルタネータ
１０ 補機の一例としてのウォータポンプ
１６ ウォータポンプのインレットカバー
１９ 触媒コンバータ（触媒ケース）
２０ 継手管
２５ サーモ弁ユニット
２７ 戻り管
２７ａ 流入管
２７ｂ 出口管
２８ ＥＧＲ配管
２８ａ 第１部分
２８ｂ 第２部分
２８ｃ 第３部分
３０ ＥＧＲクーラ
３１，３２ フランジ
３３ ボルト
３７ａ ガス通路
３７ 熱交換部
３８ 逃がし通路
４１ 環状溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】