ＥＧＲ装置
【課題】シリンダヘッド内にＥＧＲガス還流通路を設け、排気ポートからＥＧＲガス還流通路までの連通路をシリンダヘッド側面に形成した凹み溝とガスケットで構成した場合、ＥＧＲガスがガスケットに衝突する際に異音が生じていた。
【解決手段】排気ポートが開口する側面に、排気ポートと連通する貫通孔を有し、前記貫通孔からクランク軸方向に凹み溝が延設され、前記凹み溝の端部には、前記側面からＥＧＲバルブが配置された側面に向かって形成されたＥＧＲガス還流通路の入り口が設けられたシリンダヘッドと、前記凹み溝を覆う蓋部を有するガスケットと、前記ガスケット上に配置され、排気管を固定し、前記凹み溝を覆う蓋体部が設けられた連結用フランジとを有するＥＧＲ装置であって、前記排気ポートと前記貫通孔を前記側面側から連通する連通手段を設ける。
【解決手段】排気ポートが開口する側面に、排気ポートと連通する貫通孔を有し、前記貫通孔からクランク軸方向に凹み溝が延設され、前記凹み溝の端部には、前記側面からＥＧＲバルブが配置された側面に向かって形成されたＥＧＲガス還流通路の入り口が設けられたシリンダヘッドと、前記凹み溝を覆う蓋部を有するガスケットと、前記ガスケット上に配置され、排気管を固定し、前記凹み溝を覆う蓋体部が設けられた連結用フランジとを有するＥＧＲ装置であって、前記排気ポートと前記貫通孔を前記側面側から連通する連通手段を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置に関するものであり、特にシリンダヘッド内に、排気ポートが開口している側面からＥＧＲバルブ取付側側面へＥＧＲガス還流通路を設ける構成を有するＥＧＲ装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の内燃機関（以下「エンジン」ともいう。）には、燃焼時に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させる目的でＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が搭載されている。これは、排気系から取り出した排気ガスの一部（以下「ＥＧＲガス」と呼ぶ。）を吸気に混入させ、酸素濃度を低下させることで、燃焼温度を低下させＮＯｘの発生を抑えたり、スロットル損失を少なくするといった効果を有する。ここではＥＧＲを実現するための装置をＥＧＲ装置と呼ぶ。
【０００３】
ＥＧＲ装置は、排気ガスの一部を吸気側に戻すため、排気系から吸気系までを連通させるＥＧＲガス還流通路を設ける必要がある。例えば、排気マニホールドからシリンダヘッドの外側を通るパイプを設けることでＥＧＲガス還流通路を設置したとすると、部品点数が増え、コストがアップし、またエンジン周辺の配置スペースが大きくなるためエンジンの小型化にならないといった問題が生じる。
【０００４】
特許文献１は、この問題に対応するために、シリンダヘッド内にＥＧＲガス還流通路を設け、ＥＧＲガス還流通路と排気ポートを連通する一方が開口した溝をシリンダヘッド側面に形成し、排気マニホールドで蓋をすることで、シリンダヘッド内のＥＧＲガス還流通路と排気ポートを連通するＥＧＲガスの通り道（特許文献１では「第二のＥＧＲ通路」）を形成する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４２９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、シリンダヘッドの外側に配置されるようなパイプがないので、部品点数が減少し、またエンジン自体の嵩高さも解消される。しかし、シリンダヘッド内に形成されたＥＧＲガス還流通路と排気ポートと連通するＥＧＲガスの通り道は、シリンダヘッド側面に設けた溝を排気マニホールドの連結用フランジ板およびこれに一体の蓋板で覆うことで形成される。
【０００７】
連結用フランジ板およびこれに一体の蓋板といった部材は、一定の面積を有する板状部材であり、排気ポートから排出される排気ガスが板状部材の法線方向から衝突することになる。すると、排気ガスという極めて高温高圧であってさらに脈動を有するガスが衝突することで板状部材が振動し、ノイズが発生するという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたＥＧＲ装置であり、シリンダヘッド側面に形成した溝と、その溝の蓋となる排気マニホールドの連結用フランジおよびこれに一体の蓋体部の間にガスケットを複数枚挟持させ、ガスケットに切欠きを入れる事で、溝と蓋体部で形成されたＥＧＲガスの通り道と排気ポートをシリンダヘッド側面側で連通させる。
【０００９】
より具体的に本発明のＥＧＲ装置は、
排気ポートが開口する側面に、排気ポートと連通する貫通孔を有し、前記貫通孔からクランク軸方向に凹み溝が延設され、
前記凹み溝の端部には、前記側面からＥＧＲバルブが配置された側面に向かって形成されたＥＧＲガス還流通路の入り口が設けられたシリンダヘッドと、
前記凹み溝を覆う蓋部を有するガスケットと、
前記ガスケット上に配置され、排気管を固定し、前記凹み溝を覆う蓋体部が設けられた連結用フランジとを有するＥＧＲ装置であって、
前記排気ポートと前記貫通孔を前記側面側から連通する連通手段が設けられたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＥＧＲ装置においては、
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔をヘッド側面側から連通するように設けられた切欠きであり、
前記排気管の連通用フランジの内面で、少なくとも前記切欠きに対向する面に防錆処理が施されたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のＥＧＲ装置では、
前記ガスケットは、前記側面側から重ねて配される第１および第２のガスケットを含む少なくとも２枚以上のガスケットであり、
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔を、前記側面側から連通する前記第１のガスケットに設けられた切欠きであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＥＧＲ装置では、排気ポートから排出される排気ガスは、排気マニホールドの連結用フランジおよびこれに一体の蓋体部に直接衝突するのではなく、間に配置した２枚のガスケットに衝突する。そして、そのシリンダヘッド側に近いガスケットは、排気ポートの間に連通隙間が形成するように、切欠きが設けられている。したがって、高温高圧の排気ガスが衝突したときに、排気ポートに排気ガスが逃げることができる。
【００１３】
また、大量の排気ガスが流れる排気ポートに対してＥＧＲガスの通り道が連通隙間を有することになるので、ガスケットに衝突する排気ガスを排気ポート側が吸引するとも言える。そのため、本発明のような構成にすると、ノイズが発生しないという効果を得る事ができる。
【００１４】
また、シリンダヘッドから遠い側のガスケット（第２のガスケット）がＥＧＲガス連通路と連結用フランジの特に蓋体部を分離しているので、ＥＧＲガス連通路内に凝縮水が発生し、排気ガスによって強酸性の液体になっても、連結用フランジが腐食することはない。つまり、第２のガスケットにステンレスといった耐腐食性の強い材料を用いれば、連結用フランジは、耐腐食性の強い高価な材料を使用しなくてもよく、コストダウンに寄与するという効果を得ることができる。
【００１５】
また、連通手段を、連結用フランジとシリンダヘッドの間に挟持した全てのガスケットに切欠きを入れることで形成した場合は、連通手段の断面積が広くなり、さらに排気ガスが排気ポート側に逃げやすくなる。これは結果としてノイズの発生をさらに低減させることができる。ただし、連通隙間において、連結用フランジの内面が排気ガス雰囲気に直接露出するため、露出面には防錆処理を施す事が必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るＥＧＲ装置を搭載したシリンダヘッドの構成を示す平面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】シリンダヘッドの一方の側面から見た図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を表す図である。
【図５】他の実施の形態を示す図である。
【図６】全てのガスケットに切欠きを入れた場合の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照しながら本発明のＥＧＲ装置について説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨から外れない範囲内で、下記の実施形態を変更しても、本発明の技術的範囲に含まれるのは言うまでもない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１には本発明のＥＧＲ装置１０を搭載したエンジンのシリンダヘッド１をヘッドカバー側から見た平面図の一部を示す。図２は図１の一部拡大図である。符号２は気筒を表す。図１では２つの気筒を示すが、気筒の数は、これに限定されるものではない。本実施の形態では少なくとも気筒数は３つあるものとして説明を行う。つまり、気筒２ａ、気筒２ｂはこの順に並んで配置されており、気筒２ｂの気筒２ａと反対側には気筒２ｃ（図１には図示せず）が配置されている。符号３はクランク軸の配置方向と平行な線である。
【００１９】
側面１ａは排気ポート４ａ、４ｂが開口している側の側面である。この側面を「一方の側面」とも呼ぶ。側面１ａの反対側の側面１ｂには吸気ポート５ａ、５ｂが開口している。側面１ａおよび１ｂに直角な側面を側面１ｃ、１ｄとする。なお側面１ｃは図１で上側の側面を示す。また、側面１ｄはその反対側の側面であるが、図示されていない。また、シリンダヘッドの上側の面を１ｅ、下側の面を１ｆとする。シリンダヘッドの上面１ｅは、ヘッドカバーが配置される側であり、シリンダヘッドの下面１ｆは、シリンダブロックが配置される側である（図３参照）。
【００２０】
本発明のＥＧＲ装置１０は、シリンダヘッド１と、シリンダヘッド１に連結される排気マニホールド１２を固定する連結用フランジ１４と、排気マニホールド１２および連結用フランジ１４と、シリンダヘッド１の間に配置される少なくとも２枚のガスケット１６、１８からなる。
【００２１】
シリンダヘッド１には、気筒２の燃焼室から延設される排気ポート４（４ａ、４ｂ等）が形成されている。排気ポート４にはそれぞれ排気管６（６ａ、６ｂ等）が連結されている。排気ポート４と排気管６は、各気筒２に対応する排気管６をまとめて連結した連結用フランジ１４とシリンダヘッド１が複数の締結用ボルト１５で連結されることによって連結される。連結用フランジ１４と排気管６で排気マニホールド１２が形成されている。なお、排気管６と連結用フランジ１４は、接合点７（図２参照）でロウ付け接合などで、連結されている。
【００２２】
排気マニホールド１２とシリンダヘッド１の一方の側面１ａとの間にはガスケット１６、１８が挟持される。ガスケットに関しての詳細は後述する。
【００２３】
シリンダヘッド１は、燃焼室および燃焼室に吸気を導く吸気ポート５（５ａ、５ｂ等）と燃焼室から排気ガスを排出する通路となる排気ポート４、これらのポートへの開閉を司るバルブ機構（図示せず）を有するエンジンの構成部品の１つである。シリンダヘッド１は、ピストンが上下するシリンダが形成されたシリンダブロック（図示せず）に連結される。シリンダヘッド１には、上述したように一方の側面１ａに排気ポート４が開口している。シリンダはクランク軸に沿って配置されるので、排気ポート４もシリンダヘッド１の一方の側面１ａに、クランク軸に沿って並んで開口することとなる。
【００２４】
本発明のＥＧＲ装置１０では、このシリンダブロック１の一方の側面１ａの端部に、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２が設けられる。ＥＧＲガス還流通路２０は、ＥＧＲバルブ（図示せず）が配置された側面に向かって、シリンダヘッド１内に形成される。ここで、「ＥＧＲバルブが配置された側面」とは、シリンダヘッド１に設けられたＥＧＲガス還流通路２０の出口（図示せず）を有する側面を示し、シリンダヘッド１の４つの側面（１ａ乃至１ｄ）だけでなく、シリンダヘッド１の上下の面（１ｅ、１ｆ）も含んでよい。ＥＧＲガス還流通路２０は、一部がヘッドカバーや、シリンダブロックを通過する場合もあり、必ずしもシリンダヘッド１内だけで構成されない場合もあるからである。
【００２５】
シリンダヘッド１の一方の側面１ａにおいて、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２と、最も近接する排気ポート４ａは複数の気筒２の端の排気ポート４である。排気マニホールド１２は、エンジンの小型化および排気マニホールド１２に連結する排気ガス用触媒（図示せず）の早期暖機のためにできるだけ隣接する排気管６同士を近接させるように形成する。
【００２６】
従って、端の気筒２ａの排気ポート４ａは、燃焼室の出口から隣の気筒２ｂの排気ポート４ｂに接近するように曲形部４ｓを有して形成される。言い換えると、気筒２ａの中心線２ａｃと排気ポート６ａの中心線６ａｃは一致せず、ずれている。例えば、気筒２ｂの中心線２ｂｃと排気ポート６ｂの中心線６ｂｃは一致する。
【００２７】
従って、燃焼室から出た排気ガスは、排気ポート４ａに設けられた曲形部４ｓに沿って排気ポート４ａの開口４ａｏ（図２参照）に向かう。
【００２８】
本発明のＥＧＲ装置１０では、端の気筒２ａの排気ポート４ａの曲形部４ｓに、一方の側面１ａから貫通孔２４を設ける。この貫通孔２４は、鋳型で成形したシリンダヘッド１にドリルによる後加工でも形成することができる。もちろん、この貫通孔２４はドリルではなく、他の方法で形成された貫通孔２４であってもよい。貫通孔２４はＥＧＲガスを排気ポート４ａから取り出すための孔である。そこで、貫通孔２４の排気ポート４ａ側の開口は貫通孔２４の入口２４ｉ（図２参照）とよび、シリンダヘッド１の一方の側面１ａ側の開口を貫通孔２４の出口２４ｏと呼ぶ。
【００２９】
シリンダヘッド１の一方の側面１ａにおいて、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２から貫通孔２４までには、凹み溝２６が形成される。凹み溝２６は、その一端にＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を含み、他端に貫通孔２４の出口２４ｏを含む。
【００３０】
ここで、図３を参照する。図３はシリンダヘッド１を一方の側面１ａから見た図である。排気ポート４の開口は３つ分（４ａｏ、４ｂｏ、４ｃｏ）を示している。並設された排気ポート４の端の排気ポート４ａの側面１ｃ側（これを排気ポート４ａの「外側」と呼ぶ）には貫通孔２４が設けられている。ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２は、シリンダヘッド１の一方の側面１ａの端部に形成される。ここで一方の側面１ａの端部とは、貫通孔２４の出口２４ｏとシリンダヘッド１の他の側面１ｃの間を指す。
【００３１】
凹み溝２６は、貫通孔２４の出口２４ｏとＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を両端に含む領域として形成される。凹み溝２６の幅２６ｗは、貫通孔２４の出口２４ｏおよびＥＧＲガス還流通路２０の入口２２の径を含めば、特に限定されるものではない。例えば、貫通孔２４の出口２４ｏからＥＧＲガス還流通路２０の入口２２まで同一幅でなくてもよい。ただし、ＥＧＲガスの流れに対して抵抗となるような形状は好ましくない。例えば、途中で凹み溝２６の幅２６ｗが急に狭く形成される等である。
【００３２】
なお、凹み溝２６は、シリンダヘッド１の一方の側面１ａに形成されるので、クランク軸方向に形成されると言える。この場合、クランク軸方向とは、一方の側面１ａ内に排気ポート４ａの外側に向かって形成されていればよく、シリンダヘッドの上面１ｅ若しくは下面１ｆに向かって傾斜していてもよい。
【００３３】
再び図１および図２を参照し、凹み溝２６の深さ２６ｄ（図２参照）は、凹み溝２６の断面積が、貫通孔２４の断面積以上であるように設定されるのが望ましい。ＥＧＲガスの流れに対してできるだけ流れ抵抗を少なくするためである。なお、凹み溝２６の深さ２６ｄとは、シリンダヘッド１の一方の側面１ａの表面から凹み溝２６の底２６ｂまでの距離をいう。
【００３４】
シリンダヘッド１と排気マニホールド１２との間には、ガスケット１６、１８が挟持される。ガスケット１６、１８はシリンダヘッド１と排気マニホールド１２の間の気密を確保するための部材で、ステンレスで形成された厚さ０．５〜１ｍｍ程度のシート状の部材である。本発明のＥＧＲ装置１０においては、ガスケットは２枚（１６、１８）用いられる。なお、本実施の形態では、ガスケットが２枚の場合について説明するが、ガスケットは少なくとも２枚あればよく、３枚以上であってもよい。
【００３５】
２枚のガスケット（１６、１８）はシリンダヘッド１の一方の側面１ａの表面に近い側から第１のガスケット１６および第２のガスケット１８と呼ぶ。第１及び第２のガスケット（１６、１８）は、排気ポート４の開口４ｏに対応する部分にほぼ開口４ｏと同径の孔（１６ｂ、１８ａ、１８ｂ等）が設けられている。なお、後述するように第１のガスケット１６は気筒２ａ側に切欠き１６ｚが設けられているため、排気ポート４ａの開口４ａｏとほぼ同径の孔はない。
【００３６】
第２のガスケット１８において、シリンダヘッド１の一方の側面１ａに形成された凹み溝２６に対応する部分には孔は形成されていない。第２のガスケット１８で凹み溝２６を覆う蓋をすることで、ＥＧＲガスの通り道を形成するためである。凹み溝２６に対応するガスケットの部分を第２ガスケット蓋部１８ｍとする。第１のガスケット１６には、後述する切欠き１６ｚが形成されているので、第１ガスケット蓋部はない。また、ＥＧＲガスの通り道を、ＥＧＲガス連通路３０と呼ぶ。言い換えると、ＥＧＲガス連通路３０は凹み溝２６と第２のガスケット１８の第２ガスケット蓋部１８ｍによって、貫通孔２４の出口２４ｏとＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を連通するＥＧＲガスの通り道である（図２参照）。
【００３７】
第１のガスケット１６は、貫通孔２４の出口２４ｏから隣接する排気ポート４ａの開口４ａｏに至る切欠き１６ｚが設けられている。つまり、貫通孔２４の出口２４ｏと隣接する排気ポート４ａの開口４ａｏは、もともとは排気ポート４ａ内で連通しているが、一方の側面１ａ側でも切欠き１６ｚによって連通している。すなわち、第１のガスケット１６の切欠き１６ｚは、排気ポート４ａの開口４ａｏと貫通孔２４を前記一方の側面１ａ側から連通する連通隙間を形成する。この連通隙間は、連通手段である。
【００３８】
図３を参照して、第１のガスケット１６における切欠き１６ｚの幅１６ｚｗは貫通孔２４の出口２４ｏから排気ポート４ａの開口４ａｏに向けて同一幅であってもよいし、同一幅でなくてもよい。なお、第２のガスケット１８には、このような切欠きは設けられていない。また、切欠き１６ｚは、排気ポート４ａの開口４ａｏと貫通孔２４を連通する連通隙間を形成できるだけの長さがあればよい。しかし、図３で示すように、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を含む長さまで延長されていてもよい。
【００３９】
再び図１、図２を参照して、排気マニホールド１２は、ガスケット１６、１８を、シリンダヘッド１の一方の側面１ａとの間で挟持するように締結される。排気マニホールド１２は、上述したように連結用フランジ１４と排気管６からなる。連結用フランジ１４には、シリンダヘッド１の凹み溝２６とガスケット蓋部を覆う蓋体部１４ｍが形成されている。蓋体部１４ｍは、凹み溝２６を覆う広さを有するので、この部分で剛性が低下する。
【００４０】
図３を参照して、連結用フランジ１４の締結用ボルト１５は、凹み溝２６をとり囲むように配置される。図３のＡ−Ａ断面を図４に示す。図４では、シリンダヘッド１の一方の側面１ａに形成した凹み溝２６と、排気マニホールド１２の連結用フランジ１４と、それらの間に挟持された２枚のガスケット１６、１８の断面を示す。
【００４１】
ガスケット（１６、１８）と連結用フランジ１４は締結用ボルト１５でシリンダヘッド１に締結される。連結用フランジ１４の凹み溝２６に対応する箇所である蓋体部１４ｍは、断面山形のビードが形成される。このように凹み溝２６が形成されている部分の連結用フランジ１４（蓋体部１４ｍ）を断面山形に形成することで、剛性を向上させることができる。
【００４２】
なお、図３および図４を同時に参照して、連結用フランジ１４の周辺部はシリンダヘッド１の一方の側面１ａの表面に対して垂直方向に折り曲げた折り返し部１４ｇが設けられている。このようにすることで、連結用フランジ１４自体の剛性をも向上させることができる。
【００４３】
再び図１、図２を参照して、本発明のＥＧＲ装置１０の動作について説明する。本発明のＥＧＲ装置１０は、複数の気筒のうちの１つの気筒２の排気ポート４から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出す。具体的には気筒２ａの排気ポート４ａの貫通孔２４からＥＧＲガスを採取する。気筒２ａからの排気ガスは燃焼サイクル毎に排出されるため、脈動を有する。言い換えると、脈動を有する排気ガスが、貫通孔２４からＥＧＲガス連通路３０（凹み溝２６）に導入され、ＥＧＲガス連通路３０に沿って流れ、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２からＥＧＲガス還流通路２０を流れる。
【００４４】
ここで、凹み溝２６を密閉空間とし、ＥＧＲガス連通路３０としているのは、第２のガスケット（１８）である。しかし、第２のガスケット１８はシリンダヘッド１内に設けられた貫通孔２４などのＥＧＲガスが流れる部分よりははるかに剛性が低い。そのため、高温高圧のＥＧＲガスがＥＧＲガス連通路３０に流入する毎に圧力変形を受ける。この圧力変形は周期的であるため、特定の周波数の異音として認識される。
【００４５】
しかし、本発明のように、第１のガスケット１６に凹み溝２６と排気ポート４ａの開口４ａｏの間を連通する切欠き１６ｚ（連通隙間：連通手段）が設けられていると、貫通孔２４の出口２４ｏからＥＧＲガス連通路３０（凹み溝２６）に流入したＥＧＲガスの一部が排気ポート４ａの開口４ａｏ側に逃げるため、第２のガスケット（１８）は変形せず、特定周波数の異音も発生しない。
【００４６】
また、第２のガスケット１８がＥＧＲガス連通路３０と連結用フランジ１４の特に蓋体部１４ｍを分離しているので、ＥＧＲガス連通路３０内に凝縮水が発生し、排気ガスによって強酸性の液体になっても、連結用フランジ１４が腐食することはない。つまり、連結用フランジ１４は、ステンレスのような耐腐食性の強い高価な材料を使用しなくてもよく、例えば鉄材といった安価な材料を使用することができ、コストダウンに寄与することとなる。
【００４７】
以上のように、本発明のＥＧＲ装置１０は、シリンダヘッド１内にＥＧＲガス連通路３０を設けているので、ＥＧＲガスの取り回しのための部材を省略することができ、組み立て工数を少なくすることが出来る。また、ＥＧＲガスを取り出すために排気ポート４に設けた貫通孔２４と、シリンダヘッド１に設けたＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を連通させるＥＧＲガス連通路３０（凹み溝２６）と排気ポート４ａの開口４ａｏを、連通手段（連通隙間）で連通させる構造としたので、ＥＧＲガスが、凹み溝２６の蓋である第２のガスケット蓋部１８ｍ等に衝突しまたは共鳴等によって発生する特定周波数の異音を解消することができる。
【００４８】
なお、本発明は貫通孔２４と排気ポート４をシリンダヘッド１の一方の側面１ａ側で連通させることで、脈動するＥＧＲガスによって発生する「鳴り」を抑える点がポイントである。従って第１のガスケット１６に切欠き１６ｚを入れるかわりに、シリンダヘッド１の表面部を一部切削し、凹み溝２６と排気ポート４ａの開口４ａｏが連通するように連通隙間を構成してもよい。
【００４９】
この場合、連通手段（連通隙間）は、切欠きのない第１のガスケット１７と、シリンダヘッド１の一方の側面１ａ上に設けられた凹み溝２６と排気ポート４ａを繋ぐ連通溝２８である（図５参照）。また、シリンダヘッド１の一部を切削することで、連通溝２８を形成するので、第１のガスケット１７は切欠きを設ける必要はない。従って、第１のガスケット１７には凹み溝２６に対応する第１ガスケット蓋部１７ｍが形成されていてもよい。さらに、この場合は、ガスケット自体１枚でもよく、第２のガスケット１８は省略してもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
図６に本実施の形態に係るＥＧＲ装置を示す。図２と同じ部分は同じ符号を使用する。本実施の形態では、連通手段は、すべてのガスケットに切欠きが施されることで形成される。図６では、切欠きのある第１のガスケット１６と、切欠き（１９ｚ）のある第２のガスケット１９がガスケットとして用いられている状態を示す。
【００５１】
第２のガスケット１９に施される切欠き１９ｚは、第１の切欠き１６ｚと同形状であってよい。また、異なる形状であってもよい。ただし、凹み溝２６と排気ポート４ａの開口４ａｏを連通させる連通手段（連通隙間）の部分は、少なくとも両方のガスケットに切欠きが施されている。
【００５２】
このように２枚のガスケットの両方に切欠きを入れることで、凹み溝２６と排気ポート４を連通させる連通手段（ここでは切欠き１６ｚと切欠き１９ｚによって形成される連通隙間）の断面積が広くなる。すると、貫通孔２４を抜けてきた排気ガスがより多く排気ポート４側に抜けることができる。そのため、排気ガスの圧力が高くても、異音の発生を抑制することができる。
【００５３】
なお、このような構成にすると、連通隙間は、シリンダヘッド１の一方の側面１ａと、連結用フランジ１４の内面１４ｉによって形成される。この連結用フランジ１４の内面１４ｉは、切欠き（１６ｚ、１９ｚ）に対向する面であり、排気ガスに直接曝される。そのため、このような構成にする場合は、排気ガスに曝される部分について、防錆処理を行う。防錆処理は、連結用フランジ１４の内面１４ｉに、メッキや塗布によって防錆層を形成することで実施する。また、防錆処理は、蓋体部１４ｍの内面１４ｍｉにまで及んでもよい。
【００５４】
若しくは、連結用フランジ１４を全部ステンレス材といった防錆性を有する材料を用いて形成してもよい。すなわち、ここで「防錆処理が施される」とは、防錆性の素材で連結フランジ１４を形成することも含む。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明はＥＧＲ装置を搭載するエンジンに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ シリンダヘッド
１ａ （シリンダヘッドの）一方の側面
２ 気筒
３ クランク軸配置方向
４ 排気ポート
４ｓ 排気ポートの曲形部
４ａｏ等 排気ポートの開口
５ 吸気ポート
６ 排気管
７ 接合点
１０ ＥＧＲ装置
１２ 排気マニホールド
１４ 連結用フランジ
１４ｉ （連結用フランジの）内面（切欠きに対抗する面）
１４ｇ 折り返し部
１４ｍ 蓋体部
１４ｍｉ 蓋体部の内面
１６ 第１のガスケット
１６ｚ 切欠き
１６ｚｗ 切欠きの幅
１６ｍ 第１ガスケット蓋部
１７ （切欠きのない第１のガスケット）
１８ 第２のガスケット
１８ｍ 第２ガスケット蓋部
１９ （切欠きのある第２のガスケット）
１９ｚ 切欠き
２０ ＥＧＲガス還流通路
２２ ＥＧＲガス還流通路の入口
２４ 貫通孔
２４ｉ 貫通孔の入口
２４ｏ 貫通孔の出口
２６ 凹み溝
２６ｂ 凹み溝の底
２６ｄ 凹み溝の深さ
２８ 連通溝
３０ ＥＧＲガス連通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置に関するものであり、特にシリンダヘッド内に、排気ポートが開口している側面からＥＧＲバルブ取付側側面へＥＧＲガス還流通路を設ける構成を有するＥＧＲ装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の内燃機関（以下「エンジン」ともいう。）には、燃焼時に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させる目的でＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が搭載されている。これは、排気系から取り出した排気ガスの一部（以下「ＥＧＲガス」と呼ぶ。）を吸気に混入させ、酸素濃度を低下させることで、燃焼温度を低下させＮＯｘの発生を抑えたり、スロットル損失を少なくするといった効果を有する。ここではＥＧＲを実現するための装置をＥＧＲ装置と呼ぶ。
【０００３】
ＥＧＲ装置は、排気ガスの一部を吸気側に戻すため、排気系から吸気系までを連通させるＥＧＲガス還流通路を設ける必要がある。例えば、排気マニホールドからシリンダヘッドの外側を通るパイプを設けることでＥＧＲガス還流通路を設置したとすると、部品点数が増え、コストがアップし、またエンジン周辺の配置スペースが大きくなるためエンジンの小型化にならないといった問題が生じる。
【０００４】
特許文献１は、この問題に対応するために、シリンダヘッド内にＥＧＲガス還流通路を設け、ＥＧＲガス還流通路と排気ポートを連通する一方が開口した溝をシリンダヘッド側面に形成し、排気マニホールドで蓋をすることで、シリンダヘッド内のＥＧＲガス還流通路と排気ポートを連通するＥＧＲガスの通り道（特許文献１では「第二のＥＧＲ通路」）を形成する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４２９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、シリンダヘッドの外側に配置されるようなパイプがないので、部品点数が減少し、またエンジン自体の嵩高さも解消される。しかし、シリンダヘッド内に形成されたＥＧＲガス還流通路と排気ポートと連通するＥＧＲガスの通り道は、シリンダヘッド側面に設けた溝を排気マニホールドの連結用フランジ板およびこれに一体の蓋板で覆うことで形成される。
【０００７】
連結用フランジ板およびこれに一体の蓋板といった部材は、一定の面積を有する板状部材であり、排気ポートから排出される排気ガスが板状部材の法線方向から衝突することになる。すると、排気ガスという極めて高温高圧であってさらに脈動を有するガスが衝突することで板状部材が振動し、ノイズが発生するという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたＥＧＲ装置であり、シリンダヘッド側面に形成した溝と、その溝の蓋となる排気マニホールドの連結用フランジおよびこれに一体の蓋体部の間にガスケットを複数枚挟持させ、ガスケットに切欠きを入れる事で、溝と蓋体部で形成されたＥＧＲガスの通り道と排気ポートをシリンダヘッド側面側で連通させる。
【０００９】
より具体的に本発明のＥＧＲ装置は、
排気ポートが開口する側面に、排気ポートと連通する貫通孔を有し、前記貫通孔からクランク軸方向に凹み溝が延設され、
前記凹み溝の端部には、前記側面からＥＧＲバルブが配置された側面に向かって形成されたＥＧＲガス還流通路の入り口が設けられたシリンダヘッドと、
前記凹み溝を覆う蓋部を有するガスケットと、
前記ガスケット上に配置され、排気管を固定し、前記凹み溝を覆う蓋体部が設けられた連結用フランジとを有するＥＧＲ装置であって、
前記排気ポートと前記貫通孔を前記側面側から連通する連通手段が設けられたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＥＧＲ装置においては、
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔をヘッド側面側から連通するように設けられた切欠きであり、
前記排気管の連通用フランジの内面で、少なくとも前記切欠きに対向する面に防錆処理が施されたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のＥＧＲ装置では、
前記ガスケットは、前記側面側から重ねて配される第１および第２のガスケットを含む少なくとも２枚以上のガスケットであり、
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔を、前記側面側から連通する前記第１のガスケットに設けられた切欠きであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＥＧＲ装置では、排気ポートから排出される排気ガスは、排気マニホールドの連結用フランジおよびこれに一体の蓋体部に直接衝突するのではなく、間に配置した２枚のガスケットに衝突する。そして、そのシリンダヘッド側に近いガスケットは、排気ポートの間に連通隙間が形成するように、切欠きが設けられている。したがって、高温高圧の排気ガスが衝突したときに、排気ポートに排気ガスが逃げることができる。
【００１３】
また、大量の排気ガスが流れる排気ポートに対してＥＧＲガスの通り道が連通隙間を有することになるので、ガスケットに衝突する排気ガスを排気ポート側が吸引するとも言える。そのため、本発明のような構成にすると、ノイズが発生しないという効果を得る事ができる。
【００１４】
また、シリンダヘッドから遠い側のガスケット（第２のガスケット）がＥＧＲガス連通路と連結用フランジの特に蓋体部を分離しているので、ＥＧＲガス連通路内に凝縮水が発生し、排気ガスによって強酸性の液体になっても、連結用フランジが腐食することはない。つまり、第２のガスケットにステンレスといった耐腐食性の強い材料を用いれば、連結用フランジは、耐腐食性の強い高価な材料を使用しなくてもよく、コストダウンに寄与するという効果を得ることができる。
【００１５】
また、連通手段を、連結用フランジとシリンダヘッドの間に挟持した全てのガスケットに切欠きを入れることで形成した場合は、連通手段の断面積が広くなり、さらに排気ガスが排気ポート側に逃げやすくなる。これは結果としてノイズの発生をさらに低減させることができる。ただし、連通隙間において、連結用フランジの内面が排気ガス雰囲気に直接露出するため、露出面には防錆処理を施す事が必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るＥＧＲ装置を搭載したシリンダヘッドの構成を示す平面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】シリンダヘッドの一方の側面から見た図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を表す図である。
【図５】他の実施の形態を示す図である。
【図６】全てのガスケットに切欠きを入れた場合の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照しながら本発明のＥＧＲ装置について説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨から外れない範囲内で、下記の実施形態を変更しても、本発明の技術的範囲に含まれるのは言うまでもない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１には本発明のＥＧＲ装置１０を搭載したエンジンのシリンダヘッド１をヘッドカバー側から見た平面図の一部を示す。図２は図１の一部拡大図である。符号２は気筒を表す。図１では２つの気筒を示すが、気筒の数は、これに限定されるものではない。本実施の形態では少なくとも気筒数は３つあるものとして説明を行う。つまり、気筒２ａ、気筒２ｂはこの順に並んで配置されており、気筒２ｂの気筒２ａと反対側には気筒２ｃ（図１には図示せず）が配置されている。符号３はクランク軸の配置方向と平行な線である。
【００１９】
側面１ａは排気ポート４ａ、４ｂが開口している側の側面である。この側面を「一方の側面」とも呼ぶ。側面１ａの反対側の側面１ｂには吸気ポート５ａ、５ｂが開口している。側面１ａおよび１ｂに直角な側面を側面１ｃ、１ｄとする。なお側面１ｃは図１で上側の側面を示す。また、側面１ｄはその反対側の側面であるが、図示されていない。また、シリンダヘッドの上側の面を１ｅ、下側の面を１ｆとする。シリンダヘッドの上面１ｅは、ヘッドカバーが配置される側であり、シリンダヘッドの下面１ｆは、シリンダブロックが配置される側である（図３参照）。
【００２０】
本発明のＥＧＲ装置１０は、シリンダヘッド１と、シリンダヘッド１に連結される排気マニホールド１２を固定する連結用フランジ１４と、排気マニホールド１２および連結用フランジ１４と、シリンダヘッド１の間に配置される少なくとも２枚のガスケット１６、１８からなる。
【００２１】
シリンダヘッド１には、気筒２の燃焼室から延設される排気ポート４（４ａ、４ｂ等）が形成されている。排気ポート４にはそれぞれ排気管６（６ａ、６ｂ等）が連結されている。排気ポート４と排気管６は、各気筒２に対応する排気管６をまとめて連結した連結用フランジ１４とシリンダヘッド１が複数の締結用ボルト１５で連結されることによって連結される。連結用フランジ１４と排気管６で排気マニホールド１２が形成されている。なお、排気管６と連結用フランジ１４は、接合点７（図２参照）でロウ付け接合などで、連結されている。
【００２２】
排気マニホールド１２とシリンダヘッド１の一方の側面１ａとの間にはガスケット１６、１８が挟持される。ガスケットに関しての詳細は後述する。
【００２３】
シリンダヘッド１は、燃焼室および燃焼室に吸気を導く吸気ポート５（５ａ、５ｂ等）と燃焼室から排気ガスを排出する通路となる排気ポート４、これらのポートへの開閉を司るバルブ機構（図示せず）を有するエンジンの構成部品の１つである。シリンダヘッド１は、ピストンが上下するシリンダが形成されたシリンダブロック（図示せず）に連結される。シリンダヘッド１には、上述したように一方の側面１ａに排気ポート４が開口している。シリンダはクランク軸に沿って配置されるので、排気ポート４もシリンダヘッド１の一方の側面１ａに、クランク軸に沿って並んで開口することとなる。
【００２４】
本発明のＥＧＲ装置１０では、このシリンダブロック１の一方の側面１ａの端部に、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２が設けられる。ＥＧＲガス還流通路２０は、ＥＧＲバルブ（図示せず）が配置された側面に向かって、シリンダヘッド１内に形成される。ここで、「ＥＧＲバルブが配置された側面」とは、シリンダヘッド１に設けられたＥＧＲガス還流通路２０の出口（図示せず）を有する側面を示し、シリンダヘッド１の４つの側面（１ａ乃至１ｄ）だけでなく、シリンダヘッド１の上下の面（１ｅ、１ｆ）も含んでよい。ＥＧＲガス還流通路２０は、一部がヘッドカバーや、シリンダブロックを通過する場合もあり、必ずしもシリンダヘッド１内だけで構成されない場合もあるからである。
【００２５】
シリンダヘッド１の一方の側面１ａにおいて、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２と、最も近接する排気ポート４ａは複数の気筒２の端の排気ポート４である。排気マニホールド１２は、エンジンの小型化および排気マニホールド１２に連結する排気ガス用触媒（図示せず）の早期暖機のためにできるだけ隣接する排気管６同士を近接させるように形成する。
【００２６】
従って、端の気筒２ａの排気ポート４ａは、燃焼室の出口から隣の気筒２ｂの排気ポート４ｂに接近するように曲形部４ｓを有して形成される。言い換えると、気筒２ａの中心線２ａｃと排気ポート６ａの中心線６ａｃは一致せず、ずれている。例えば、気筒２ｂの中心線２ｂｃと排気ポート６ｂの中心線６ｂｃは一致する。
【００２７】
従って、燃焼室から出た排気ガスは、排気ポート４ａに設けられた曲形部４ｓに沿って排気ポート４ａの開口４ａｏ（図２参照）に向かう。
【００２８】
本発明のＥＧＲ装置１０では、端の気筒２ａの排気ポート４ａの曲形部４ｓに、一方の側面１ａから貫通孔２４を設ける。この貫通孔２４は、鋳型で成形したシリンダヘッド１にドリルによる後加工でも形成することができる。もちろん、この貫通孔２４はドリルではなく、他の方法で形成された貫通孔２４であってもよい。貫通孔２４はＥＧＲガスを排気ポート４ａから取り出すための孔である。そこで、貫通孔２４の排気ポート４ａ側の開口は貫通孔２４の入口２４ｉ（図２参照）とよび、シリンダヘッド１の一方の側面１ａ側の開口を貫通孔２４の出口２４ｏと呼ぶ。
【００２９】
シリンダヘッド１の一方の側面１ａにおいて、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２から貫通孔２４までには、凹み溝２６が形成される。凹み溝２６は、その一端にＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を含み、他端に貫通孔２４の出口２４ｏを含む。
【００３０】
ここで、図３を参照する。図３はシリンダヘッド１を一方の側面１ａから見た図である。排気ポート４の開口は３つ分（４ａｏ、４ｂｏ、４ｃｏ）を示している。並設された排気ポート４の端の排気ポート４ａの側面１ｃ側（これを排気ポート４ａの「外側」と呼ぶ）には貫通孔２４が設けられている。ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２は、シリンダヘッド１の一方の側面１ａの端部に形成される。ここで一方の側面１ａの端部とは、貫通孔２４の出口２４ｏとシリンダヘッド１の他の側面１ｃの間を指す。
【００３１】
凹み溝２６は、貫通孔２４の出口２４ｏとＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を両端に含む領域として形成される。凹み溝２６の幅２６ｗは、貫通孔２４の出口２４ｏおよびＥＧＲガス還流通路２０の入口２２の径を含めば、特に限定されるものではない。例えば、貫通孔２４の出口２４ｏからＥＧＲガス還流通路２０の入口２２まで同一幅でなくてもよい。ただし、ＥＧＲガスの流れに対して抵抗となるような形状は好ましくない。例えば、途中で凹み溝２６の幅２６ｗが急に狭く形成される等である。
【００３２】
なお、凹み溝２６は、シリンダヘッド１の一方の側面１ａに形成されるので、クランク軸方向に形成されると言える。この場合、クランク軸方向とは、一方の側面１ａ内に排気ポート４ａの外側に向かって形成されていればよく、シリンダヘッドの上面１ｅ若しくは下面１ｆに向かって傾斜していてもよい。
【００３３】
再び図１および図２を参照し、凹み溝２６の深さ２６ｄ（図２参照）は、凹み溝２６の断面積が、貫通孔２４の断面積以上であるように設定されるのが望ましい。ＥＧＲガスの流れに対してできるだけ流れ抵抗を少なくするためである。なお、凹み溝２６の深さ２６ｄとは、シリンダヘッド１の一方の側面１ａの表面から凹み溝２６の底２６ｂまでの距離をいう。
【００３４】
シリンダヘッド１と排気マニホールド１２との間には、ガスケット１６、１８が挟持される。ガスケット１６、１８はシリンダヘッド１と排気マニホールド１２の間の気密を確保するための部材で、ステンレスで形成された厚さ０．５〜１ｍｍ程度のシート状の部材である。本発明のＥＧＲ装置１０においては、ガスケットは２枚（１６、１８）用いられる。なお、本実施の形態では、ガスケットが２枚の場合について説明するが、ガスケットは少なくとも２枚あればよく、３枚以上であってもよい。
【００３５】
２枚のガスケット（１６、１８）はシリンダヘッド１の一方の側面１ａの表面に近い側から第１のガスケット１６および第２のガスケット１８と呼ぶ。第１及び第２のガスケット（１６、１８）は、排気ポート４の開口４ｏに対応する部分にほぼ開口４ｏと同径の孔（１６ｂ、１８ａ、１８ｂ等）が設けられている。なお、後述するように第１のガスケット１６は気筒２ａ側に切欠き１６ｚが設けられているため、排気ポート４ａの開口４ａｏとほぼ同径の孔はない。
【００３６】
第２のガスケット１８において、シリンダヘッド１の一方の側面１ａに形成された凹み溝２６に対応する部分には孔は形成されていない。第２のガスケット１８で凹み溝２６を覆う蓋をすることで、ＥＧＲガスの通り道を形成するためである。凹み溝２６に対応するガスケットの部分を第２ガスケット蓋部１８ｍとする。第１のガスケット１６には、後述する切欠き１６ｚが形成されているので、第１ガスケット蓋部はない。また、ＥＧＲガスの通り道を、ＥＧＲガス連通路３０と呼ぶ。言い換えると、ＥＧＲガス連通路３０は凹み溝２６と第２のガスケット１８の第２ガスケット蓋部１８ｍによって、貫通孔２４の出口２４ｏとＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を連通するＥＧＲガスの通り道である（図２参照）。
【００３７】
第１のガスケット１６は、貫通孔２４の出口２４ｏから隣接する排気ポート４ａの開口４ａｏに至る切欠き１６ｚが設けられている。つまり、貫通孔２４の出口２４ｏと隣接する排気ポート４ａの開口４ａｏは、もともとは排気ポート４ａ内で連通しているが、一方の側面１ａ側でも切欠き１６ｚによって連通している。すなわち、第１のガスケット１６の切欠き１６ｚは、排気ポート４ａの開口４ａｏと貫通孔２４を前記一方の側面１ａ側から連通する連通隙間を形成する。この連通隙間は、連通手段である。
【００３８】
図３を参照して、第１のガスケット１６における切欠き１６ｚの幅１６ｚｗは貫通孔２４の出口２４ｏから排気ポート４ａの開口４ａｏに向けて同一幅であってもよいし、同一幅でなくてもよい。なお、第２のガスケット１８には、このような切欠きは設けられていない。また、切欠き１６ｚは、排気ポート４ａの開口４ａｏと貫通孔２４を連通する連通隙間を形成できるだけの長さがあればよい。しかし、図３で示すように、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を含む長さまで延長されていてもよい。
【００３９】
再び図１、図２を参照して、排気マニホールド１２は、ガスケット１６、１８を、シリンダヘッド１の一方の側面１ａとの間で挟持するように締結される。排気マニホールド１２は、上述したように連結用フランジ１４と排気管６からなる。連結用フランジ１４には、シリンダヘッド１の凹み溝２６とガスケット蓋部を覆う蓋体部１４ｍが形成されている。蓋体部１４ｍは、凹み溝２６を覆う広さを有するので、この部分で剛性が低下する。
【００４０】
図３を参照して、連結用フランジ１４の締結用ボルト１５は、凹み溝２６をとり囲むように配置される。図３のＡ−Ａ断面を図４に示す。図４では、シリンダヘッド１の一方の側面１ａに形成した凹み溝２６と、排気マニホールド１２の連結用フランジ１４と、それらの間に挟持された２枚のガスケット１６、１８の断面を示す。
【００４１】
ガスケット（１６、１８）と連結用フランジ１４は締結用ボルト１５でシリンダヘッド１に締結される。連結用フランジ１４の凹み溝２６に対応する箇所である蓋体部１４ｍは、断面山形のビードが形成される。このように凹み溝２６が形成されている部分の連結用フランジ１４（蓋体部１４ｍ）を断面山形に形成することで、剛性を向上させることができる。
【００４２】
なお、図３および図４を同時に参照して、連結用フランジ１４の周辺部はシリンダヘッド１の一方の側面１ａの表面に対して垂直方向に折り曲げた折り返し部１４ｇが設けられている。このようにすることで、連結用フランジ１４自体の剛性をも向上させることができる。
【００４３】
再び図１、図２を参照して、本発明のＥＧＲ装置１０の動作について説明する。本発明のＥＧＲ装置１０は、複数の気筒のうちの１つの気筒２の排気ポート４から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出す。具体的には気筒２ａの排気ポート４ａの貫通孔２４からＥＧＲガスを採取する。気筒２ａからの排気ガスは燃焼サイクル毎に排出されるため、脈動を有する。言い換えると、脈動を有する排気ガスが、貫通孔２４からＥＧＲガス連通路３０（凹み溝２６）に導入され、ＥＧＲガス連通路３０に沿って流れ、ＥＧＲガス還流通路２０の入口２２からＥＧＲガス還流通路２０を流れる。
【００４４】
ここで、凹み溝２６を密閉空間とし、ＥＧＲガス連通路３０としているのは、第２のガスケット（１８）である。しかし、第２のガスケット１８はシリンダヘッド１内に設けられた貫通孔２４などのＥＧＲガスが流れる部分よりははるかに剛性が低い。そのため、高温高圧のＥＧＲガスがＥＧＲガス連通路３０に流入する毎に圧力変形を受ける。この圧力変形は周期的であるため、特定の周波数の異音として認識される。
【００４５】
しかし、本発明のように、第１のガスケット１６に凹み溝２６と排気ポート４ａの開口４ａｏの間を連通する切欠き１６ｚ（連通隙間：連通手段）が設けられていると、貫通孔２４の出口２４ｏからＥＧＲガス連通路３０（凹み溝２６）に流入したＥＧＲガスの一部が排気ポート４ａの開口４ａｏ側に逃げるため、第２のガスケット（１８）は変形せず、特定周波数の異音も発生しない。
【００４６】
また、第２のガスケット１８がＥＧＲガス連通路３０と連結用フランジ１４の特に蓋体部１４ｍを分離しているので、ＥＧＲガス連通路３０内に凝縮水が発生し、排気ガスによって強酸性の液体になっても、連結用フランジ１４が腐食することはない。つまり、連結用フランジ１４は、ステンレスのような耐腐食性の強い高価な材料を使用しなくてもよく、例えば鉄材といった安価な材料を使用することができ、コストダウンに寄与することとなる。
【００４７】
以上のように、本発明のＥＧＲ装置１０は、シリンダヘッド１内にＥＧＲガス連通路３０を設けているので、ＥＧＲガスの取り回しのための部材を省略することができ、組み立て工数を少なくすることが出来る。また、ＥＧＲガスを取り出すために排気ポート４に設けた貫通孔２４と、シリンダヘッド１に設けたＥＧＲガス還流通路２０の入口２２を連通させるＥＧＲガス連通路３０（凹み溝２６）と排気ポート４ａの開口４ａｏを、連通手段（連通隙間）で連通させる構造としたので、ＥＧＲガスが、凹み溝２６の蓋である第２のガスケット蓋部１８ｍ等に衝突しまたは共鳴等によって発生する特定周波数の異音を解消することができる。
【００４８】
なお、本発明は貫通孔２４と排気ポート４をシリンダヘッド１の一方の側面１ａ側で連通させることで、脈動するＥＧＲガスによって発生する「鳴り」を抑える点がポイントである。従って第１のガスケット１６に切欠き１６ｚを入れるかわりに、シリンダヘッド１の表面部を一部切削し、凹み溝２６と排気ポート４ａの開口４ａｏが連通するように連通隙間を構成してもよい。
【００４９】
この場合、連通手段（連通隙間）は、切欠きのない第１のガスケット１７と、シリンダヘッド１の一方の側面１ａ上に設けられた凹み溝２６と排気ポート４ａを繋ぐ連通溝２８である（図５参照）。また、シリンダヘッド１の一部を切削することで、連通溝２８を形成するので、第１のガスケット１７は切欠きを設ける必要はない。従って、第１のガスケット１７には凹み溝２６に対応する第１ガスケット蓋部１７ｍが形成されていてもよい。さらに、この場合は、ガスケット自体１枚でもよく、第２のガスケット１８は省略してもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
図６に本実施の形態に係るＥＧＲ装置を示す。図２と同じ部分は同じ符号を使用する。本実施の形態では、連通手段は、すべてのガスケットに切欠きが施されることで形成される。図６では、切欠きのある第１のガスケット１６と、切欠き（１９ｚ）のある第２のガスケット１９がガスケットとして用いられている状態を示す。
【００５１】
第２のガスケット１９に施される切欠き１９ｚは、第１の切欠き１６ｚと同形状であってよい。また、異なる形状であってもよい。ただし、凹み溝２６と排気ポート４ａの開口４ａｏを連通させる連通手段（連通隙間）の部分は、少なくとも両方のガスケットに切欠きが施されている。
【００５２】
このように２枚のガスケットの両方に切欠きを入れることで、凹み溝２６と排気ポート４を連通させる連通手段（ここでは切欠き１６ｚと切欠き１９ｚによって形成される連通隙間）の断面積が広くなる。すると、貫通孔２４を抜けてきた排気ガスがより多く排気ポート４側に抜けることができる。そのため、排気ガスの圧力が高くても、異音の発生を抑制することができる。
【００５３】
なお、このような構成にすると、連通隙間は、シリンダヘッド１の一方の側面１ａと、連結用フランジ１４の内面１４ｉによって形成される。この連結用フランジ１４の内面１４ｉは、切欠き（１６ｚ、１９ｚ）に対向する面であり、排気ガスに直接曝される。そのため、このような構成にする場合は、排気ガスに曝される部分について、防錆処理を行う。防錆処理は、連結用フランジ１４の内面１４ｉに、メッキや塗布によって防錆層を形成することで実施する。また、防錆処理は、蓋体部１４ｍの内面１４ｍｉにまで及んでもよい。
【００５４】
若しくは、連結用フランジ１４を全部ステンレス材といった防錆性を有する材料を用いて形成してもよい。すなわち、ここで「防錆処理が施される」とは、防錆性の素材で連結フランジ１４を形成することも含む。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明はＥＧＲ装置を搭載するエンジンに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ シリンダヘッド
１ａ （シリンダヘッドの）一方の側面
２ 気筒
３ クランク軸配置方向
４ 排気ポート
４ｓ 排気ポートの曲形部
４ａｏ等 排気ポートの開口
５ 吸気ポート
６ 排気管
７ 接合点
１０ ＥＧＲ装置
１２ 排気マニホールド
１４ 連結用フランジ
１４ｉ （連結用フランジの）内面（切欠きに対抗する面）
１４ｇ 折り返し部
１４ｍ 蓋体部
１４ｍｉ 蓋体部の内面
１６ 第１のガスケット
１６ｚ 切欠き
１６ｚｗ 切欠きの幅
１６ｍ 第１ガスケット蓋部
１７ （切欠きのない第１のガスケット）
１８ 第２のガスケット
１８ｍ 第２ガスケット蓋部
１９ （切欠きのある第２のガスケット）
１９ｚ 切欠き
２０ ＥＧＲガス還流通路
２２ ＥＧＲガス還流通路の入口
２４ 貫通孔
２４ｉ 貫通孔の入口
２４ｏ 貫通孔の出口
２６ 凹み溝
２６ｂ 凹み溝の底
２６ｄ 凹み溝の深さ
２８ 連通溝
３０ ＥＧＲガス連通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ポートが開口する側面に、排気ポートと連通する貫通孔を有し、前記貫通孔からクランク軸方向に凹み溝が延設され、
前記凹み溝の端部には、前記側面からＥＧＲバルブが配置された側面に向かって形成されたＥＧＲガス還流通路の入り口が設けられたシリンダヘッドと、
前記凹み溝を覆う蓋部を有するガスケットと、
前記ガスケット上に配置され、排気管を固定し、前記凹み溝を覆う蓋体部が設けられた連結用フランジとを有するＥＧＲ装置であって、
前記排気ポートと前記貫通孔を前記側面側から連通する連通手段が設けられたことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔をヘッド側面側から連通するように設けられた切欠きであり、
前記排気管の連通用フランジの内面で、少なくとも前記切欠きに対向する面に防錆処理が施されたことを特徴とする請求項１に記載されたＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記ガスケットは、前記側面側から重ねて配される第１および第２のガスケットを含む少なくとも２枚以上のガスケットであり、
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔を、前記側面側から連通する前記第１のガスケットに設けられた切欠きであることを特徴とする請求項１に記載されたＥＧＲ装置。
【請求項１】
排気ポートが開口する側面に、排気ポートと連通する貫通孔を有し、前記貫通孔からクランク軸方向に凹み溝が延設され、
前記凹み溝の端部には、前記側面からＥＧＲバルブが配置された側面に向かって形成されたＥＧＲガス還流通路の入り口が設けられたシリンダヘッドと、
前記凹み溝を覆う蓋部を有するガスケットと、
前記ガスケット上に配置され、排気管を固定し、前記凹み溝を覆う蓋体部が設けられた連結用フランジとを有するＥＧＲ装置であって、
前記排気ポートと前記貫通孔を前記側面側から連通する連通手段が設けられたことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔をヘッド側面側から連通するように設けられた切欠きであり、
前記排気管の連通用フランジの内面で、少なくとも前記切欠きに対向する面に防錆処理が施されたことを特徴とする請求項１に記載されたＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記ガスケットは、前記側面側から重ねて配される第１および第２のガスケットを含む少なくとも２枚以上のガスケットであり、
前記連通手段は、前記排気ポートと前記貫通孔を、前記側面側から連通する前記第１のガスケットに設けられた切欠きであることを特徴とする請求項１に記載されたＥＧＲ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７６３９６（Ｐ２０１３−７６３９６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０１９５７（Ｐ２０１２−１０１９５７）
【出願日】平成２４年４月２７日（２０１２．４．２７）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２７日（２０１２．４．２７）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]