JP2000130276A - 内燃機関の排気導入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＧＲ装置の排気還流路から吸気中に導入さ
れる排気の温度を十分に低下させることにより、インテ
ークマニホールドへの熱的影響を防止できる内燃機関の
排気導入装置の提供。 【解決手段】 排気導入装置８では、排気還流路からの
排気は、流入口４０から筒状部材３０の壁部３４内にあ
る環状の排気流路３６へ導入され、排気流路３６内を周
方向に流動しつつ、導入口３８から吸気通路３２内に出
てゆく。排気流路３６は環状に形成されているため、表
面積が非常に広く、しかも理論的には周方向において無
限長の排気流路３６が筒状部材３０の壁部３４内に形成
されていることと同じになり、排気は壁部３４の内面に
て十分に吸熱される。そして、このように十分に冷却さ
れた排気が導入口３８から吸気中に導入されるので、下
流のインテークマニホールド１６に熱的影響を与えるこ
とが防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気還流路から排
気を吸気中に導入する内燃機関の排気導入装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気中の窒素酸化物を低減す
るために、排気を吸気中に誘導する排気再循環装置（以
下、ＥＧＲ装置と称する）が知られている。このＥＧＲ
装置においては、排気は、通常、スロットルボディとイ
ンテークマニホールドとの間に戻して吸気と混合させて
いる。

【０００３】ところで、近年、内燃機関の軽量化のため
インテークマニホールドを樹脂等の軽量な材料にて形成
することが検討されている。しかし、このようなインテ
ークマニホールドにＥＧＲ装置を適用した場合、排気は
高温であるため、インテークマニホールドが樹脂等の耐
熱性の低い材料にて形成された場合には、ＥＧＲ装置に
よりインテークマニホールドの上流に導入された高温の
排気がインテークマニホールドの内面に接触して、イン
テークマニホールドに対して熱変形・溶損などの熱劣化
を生じさせるおそれがある。

【０００４】この熱劣化を防止する従来技術として、特
開平１０−４７１７０号公報では、排気を導入するため
の筒状部材に冷却水を導入することにより、筒状部材内
を通過する排気を冷却してインテークマニホールドに対
する熱的影響を低減させようとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、筒状部材内に形成されている排気経路は必要最小
限のものであるため排気が筒状部材内で流動する距離は
極めて短く、筒状部材が冷却されていても排気が十分に
冷却されないまま、吸気通路に出てそのままインテーク
マニホールドへ流れる。このため、インテークマニホー
ルドは排気の熱により高温化するおそれがあり、インテ
ークマニホールドへの熱的影響は未だ解消されたとはい
えない。

【０００６】本発明は、排気還流路から吸気中に導入さ
れる排気の温度を十分に低下させることにより、インテ
ークマニホールドへの熱的影響を防止できる内燃機関の
排気導入装置の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の内燃機関
の排気導入装置は、排気還流路から排気を吸気中に導入
する内燃機関の排気導入装置であって、スロットルボデ
ィとインテークマニホールドとの間に介在し、内部に形
成された吸気通路により、前記スロットルボディ側から
の吸気を前記インテークマニホールド側へ導く筒状部材
と、前記吸気通路を包囲する前記筒状部材の壁部内に前
記吸気通路の周方向に環状に形成され、前記排気還流路
からの排気を流動させる排気流路と、前記筒状部材に設
けられ前記排気還流路からの排気を前記排気流路内に流
入させる流入口と、前記筒状部材に設けられ前記排気流
路内にて流動する排気を前記吸気通路内に導入する導入
口とを備えたことを特徴とする。

【０００８】本排気導入装置では、排気還流路からの排
気は、まず流入口から筒状部材の壁部内にある環状の排
気流路へ導入される。環状の排気流路へ入った排気は、
この排気流路内を流れつつ、導入口から吸気通路内に出
てゆく。排気流路は環状に形成されているため、表面積
が非常に広く、かつ理論的には無限長の排気流路が筒状
部材の壁部内に形成されることになり、排気は壁部の内
面にて十分に吸熱されることとなる。そして、このよう
に十分に冷却された排気が導入口から吸気中に導入され
るので、下流のインテークマニホールドに熱的影響を与
えることが防止できる。

【０００９】請求項２記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項１記載の構成に対して、前記壁部は、空冷ま
たは水冷にて冷却されることを特徴とする。このように
筒状部材の壁部は、空冷または水冷にて冷却することに
より、多くの熱を排気から奪うことができる。特に水冷
にすることにより、より多くの熱を排気から奪うことが
できる。このことにより、吸気中に導入される排気の温
度を十分に低下させて、インテークマニホールドへの熱
的影響を一層低下させることができる。

【００１０】請求項３記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項１または２記載の構成に対して、前記導入口
は、前記壁部の内周面にて前記吸気通路の周方向に環状
に形成され、排気誘導方向がほぼ吸気流動方向となるよ
うにされていることを特徴とする。

【００１１】このように、筒状部材の壁部内にある環状
の排気流路から吸気通路内に導入する導入口の形状を環
状として、しかも排気誘導方向が吸気流動方向であるた
め、導入口から吸気通路に吹き出した排気は、スロット
ルボディ側から流入してくる吸気の周囲を取り囲むよう
にして、インテークマニホールド側に送り出される。

【００１２】このことにより、流速の十分にある排気が
吸気通路の内壁面側を勢い良く流れ、この勢い良く流れ
る排気の中心部に吸気が包まれることになる。このた
め、単に吸気が流れている場合あるいは従来技術のごと
く単に吸気の流れに排気が直交するごとく流入する場合
に比較して、吸気通路の壁面抵抗に抗して吸気全体の流
速を高くすることができる。したがって、内燃機関の体
積効率を向上させることができる。

【００１３】請求項４記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項１〜３のいずれか記載の構成に対して、前記
流入口の排気誘導方向は、前記環状の排気流路のほぼ接
線方向となるように形成されていることを特徴とする。

【００１４】このように、環状の排気流路に流入する排
気の方向を、排気流路のほぼ接線方向となるようにする
ことにより、排気を高速に排気流路内の周方向に流動さ
せることができ、排気流路内での排気の淀みを無くして
排気流路内全体に行き渡らせ、十分に冷却された排気を
導入口から吸気通路内に導入することができる。

【００１５】請求項５記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項１〜４のいずれか記載の構成に対して、前記
排気流路内には、前記筒状部材の軸方向にほぼ沿った方
向を軸とするスパイラル状の排気誘導フィンが形成され
ていることを特徴とする。

【００１６】このようなスパイラル状の排気誘導フィン
が排気流路内に形成されていることにより、排気を誘導
して排気流路内にて周方向に円滑に流動させることがで
き、排気流路内での排気の淀みを無くして排気流路内全
体に行き渡らせることができる。しかもすべての排気が
排気誘導フィンに沿って移動されることにより強制的に
冷却距離を長くされる。このことにより十分に冷却され
た排気を導入口から吸気通路内に導入することができ
る。

【００１７】請求項６記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項１〜５のいずれか記載の構成に対して、前記
壁部は、前記排気流路よりも内側に配置された内壁部と
前記排気流路よりも外側に配置された外壁部とを備えた
ことを特徴とする。

【００１８】このように筒状部材の壁部としては、内壁
部と外壁部とを設けることにより、壁部内に吸気通路の
周方向に環状に排気流路を形成することが容易にでき
る。請求項７記載の内燃機関の排気導入装置は、請求項
６記載の構成に対して、前記外壁部の外周面には冷却フ
ィンが形成されていることを特徴とする。

【００１９】このように外周面に冷却フィンが形成され
ていることにより、放熱面積が大きくなり、更に効率的
に排気を冷却することができる。請求項８記載の内燃機
関の排気導入装置は、請求項６または７記載の構成に対
して、前記外壁部により、スロットルボディとインテー
クマニホールドとが連結されていることを特徴とする。

【００２０】このように外壁部によりスロットルボディ
とインテークマニホールドとが連結されていることによ
り、前記排気流路と前記導入口とを容易に形成すること
ができる。

【００２１】請求項９記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項８記載の構成に対して、前記外壁部は、変形
可能であることを特徴とする。このように外壁部がスロ
ットルボディとインテークマニホールドとを連結した状
態にあり、かつ外壁部が変形可能であると、インテーク
マニホールド側からの内燃機関の振動がスロットルボデ
ィ側に伝達されにくいので、振動防止効果を生じる。

【００２２】請求項１０記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項９記載の構成に対して、前記外壁部は、蛇腹
状に形成されていることを特徴とする。このように外壁
部を蛇腹状に形成することにより、外壁部を振動に対し
て柔軟に変形できることになる。このため高い振動防止
効果を生じる。

【００２３】請求項１１記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項１〜１０のいずれか記載の構成に対して、前
記吸気通路において前記導入口より上流側に、逆流する
排気によるデポジットを阻止するデポジット阻止部が設
けられていることを特徴とする。

【００２４】このようにデポジット阻止部を設けること
により、内燃機関の種類や運転状態によって吸気が逆流
して、排気が導入口より上流側へ流れてスロットルボデ
ィにデポジットが堆積するおそれがある場合に、デポジ
ット阻止部にて優先的に排気中のデポジット成分を堆積
させることができる。このためスロットルボディ側のデ
ポジット堆積を抑制することができる。

【００２５】請求項１２記載の内燃機関の排気導入装置
は、請求項１１記載の構成に対して、前記デポジット阻
止部は前記スロットルボディと前記筒状部材との間に配
置されたガスケットに対して一体に形成されていること
を特徴とする。

【００２６】このようにデポジット阻止部をガスケット
の一部として構成することにより、部品点数も増加せず
製造工程も簡略化することができ、製造コストが抑制で
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、上述し
た発明が適用された排気導入装置を組み込んだ自動車駆
動用４気筒ガソリンエンジンの概略構成図である。ここ
で、図示していないエアクリーナから取り入れられた吸
気（図では点線白抜き矢印で示されている）は吸気管２
内に取り入れられてスロットルボディ４に導入される。
スロットルボディ４では内部のスロットルバルブ６にて
吸気量が調整された後、吸気は排気導入装置８に流れ込
む。

【００２８】この排気導入装置８には、吸気内にエンジ
ン１０の運転状態に応じて排気還流路１２を介してエキ
ゾーストマニホールド１４から排気が導入される。そし
て、吸気は排気導入装置８からインテークマニホールド
１６に流れ込み、サージタンク１８を介してエンジン１
０の各シリンダ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに導入
される。

【００２９】各シリンダ１０ａ〜１０ｄ内にては、図示
していない燃料噴射バルブから直接シリンダ１０ａ〜１
０ｄ内に燃料が噴射されることで混合気が形成され、次
いで図示していない点火プラグにて混合気に点火される
ことで、エンジン１０に回転トルクを発生させ、自動車
の駆動力としている。

【００３０】燃焼後の排気は各シリンダ１０ａ〜１０ｄ
から点線黒矢印のごとく排出されてエキゾーストマニホ
ールド１４にて集合され、図示していない三元触媒やマ
フラー等を介して外部に排出される。なお、この排気の
一部は前述したごとく必要に応じて排気還流路１２によ
り排気導入装置８側に戻される。

【００３１】なお、排気還流路１２の途中には排気還流
バルブ（以下、ＥＧＲバルブと称する）２０が配置され
ている。このＥＧＲバルブ２０の開度は、図示していな
い各種センサによりエンジン１０の運転状態を検出して
いる電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）２２によ
り、エンジン１０の運転状態に応じて適切なＥＧＲ率
（吸気中における排気の割合）となるように制御されて
いる。

【００３２】また、排気還流路１２の一部１２ａは、ア
イドルスピードコントロールのためにスロットルバルブ
６を迂回する吸気迂回路２４の一部を兼ねている。吸気
迂回路２４にはアイドルスピードコントロールバルブ２
６が設けられて、エンジン１０がアイドル状態にある時
に、ＥＣＵ２２によりその開度の調整がなされて、アイ
ドル時のエンジン１０の回転数が制御される。

【００３３】なお、スロットルボディ４および排気導入
装置８は金属製（例えば、主としてアルミニウムまたは
アルミニウム合金が用いられる）であり、インテークマ
ニホールド１６は主として樹脂製である。また、スロッ
トルボディ４のフランジ部４ａと排気導入装置８の上流
側フランジ部７ａとの間にはメタルガスケット５が配置
され、排気導入装置８の下流側フランジ部７ｂとインテ
ークマニホールド１６のフランジ部１６ａとの間には断
熱パッキン９が配置されている。

【００３４】次に、排気導入装置８の詳細な構成につい
て説明する。図２は排気導入装置８の断面構成図を示し
ている。排気導入装置８はほぼ全体を構成する筒状部材
３０を有している。この筒状部材３０の中心には吸気通
路３２が形成され、スロットルボディ４側からの吸気が
インテークマニホールド１６側へ流れるように誘導して
いる。

【００３５】吸気通路３２を取り巻く壁部３４内には、
吸気通路３２の周方向に環状に形成された排気流路３６
が形成されている。この排気流路３６の下流側は吸気通
路３２の全周にわたって連続的に開口している環状の導
入口３８が形成されている。また、排気流路３６の上流
側には流入口４０が形成されている。この流入口４０に
は筒状部材３０の外周面に設けられた管部材８ａを介し
て、排気還流路１２の一部１２ａが接続されている。こ
のことにより、排気還流路１２からの排気は流入口４０
から排気流路３６へ導入可能とされている。

【００３６】排気導入装置８は上述したごとく構成され
ていることにより、エンジン１０の運転中にＥＣＵ２２
の制御によりＥＧＲバルブ２０が開けられると、エキゾ
ーストマニホールド１４に排出されたエンジン１０の排
気の一部が、排気還流路１２を介して流入口４０から排
気流路３６内に流れ込む。そして、排気流路３６が環状
をなしているため、排気は筒状部材３０全体に回り込む
ように周方向に流動して、排気流路３６内を流れ、最後
に、環状の導入口３８の全体から、吸気通路３２内に流
れ込む。

【００３７】この時、排気流路３６の下流側先端部３６
ａは、吸気の下流方向に向かって吸気通路３２の内周面
に鋭角となる方向に形成されている。このことにより、
下流側先端部３６ａによる排気誘導方向は、ほぼ、吸気
通路３２内を流れる吸気の流動方向となる。

【００３８】更に、導入口３８が環状に吸気通路３２の
全周を取り囲んでいることから、導入口３８から吸気通
路３２に出た排気は、スロットルボディ４側から流入し
てきた吸気を中心として、この吸気を取り囲むようにし
て吸気通路３２の内周面に沿って流れる。

【００３９】以上説明した本実施の形態１によれば、以
下の効果が得られる。 （イ）．本排気導入装置８では、排気還流路１２からの
排気は、流入口４０から筒状部材３０の壁部３４内にあ
る環状の排気流路３６へ導入される。環状の排気流路３
６へ入った排気は、この排気流路３６内を周方向に流動
しつつ、導入口３８から吸気通路３２内に出てゆく。排
気流路３６は環状に形成されているため、表面積が非常
に広く、しかも理論的には周方向において無限長の排気
流路３６が筒状部材３０の壁部３４内に形成されている
ことと同じになり、排気は壁部３４の内面にて十分に吸
熱されることとなる。そして、このように十分に冷却さ
れた排気が導入口３８から吸気中に導入されるので、下
流のインテークマニホールド１６に熱的影響を与えるこ
とが防止できる。

【００４０】（ロ）．筒状部材３０の壁部３４内にある
環状の排気流路３６から吸気通路３２内に導入する導入
口３８の形状を環状とするとともに、排気誘導方向をほ
ぼ吸気流動方向としているため、導入口３８から吸気通
路３２に吹き出した排気は、スロットルボディ４から流
入してくる吸気の周囲を取り囲むようにして、インテー
クマニホールド１６側に送り出される。このことによ
り、流速の十分にある排気がアシストエアーとして吸気
通路３２の内壁面を勢い良く流れ、この勢い良く流れる
排気の中心部に吸気が包まれた状態となる。このため図
３に流速分布を示すごとく、排気導入装置８からインテ
ークマニホールド１６側へ流れ込む吸気の速度は、吸気
通路３２の内壁面部分も高くなり、吸気の流速が全体的
に高速となる。したがって、単に吸気が流れている場合
あるいは従来技術のごとく単に吸気の流れに排気が直交
するごとく流入する場合に比較して、吸気通路３２の壁
面抵抗に抗して流速を高くすることができ、エンジン１
０の体積効率を向上させることができる。

【００４１】（ハ）．筒状部材３０の壁部３４の内、導
入口３８よりも下流の部分は、排気流路３６が存在しな
いので、中実状態で十分な質量の金属から構成されてい
る。このため導入口３８から吸気通路３２内に導入され
る排気から、更に熱量を迅速に奪うことができ、インテ
ークマニホールド１６側へ流れる吸気の温度を一層低減
させることができる。

【００４２】［実施の形態２］実施の形態２の排気導入
装置１０８を図４の断面図に示す。この排気導入装置１
０８が前記実施の形態１と異なるのは、筒状部材１３０
の外周面に冷却用フィン１３０ａが設けられている点で
ある。なお、導入口１３８付近より下流側の壁部部分１
３４ａは実施の形態１よりは薄くされているが、実施の
形態１と同じように厚く形成してもよい。他の構成につ
いては実施の形態１と同じである。

【００４３】以上説明した本実施の形態２によれば、以
下の効果が得られる。 （イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ
効果が得られる。 （ロ）．筒状部材１３０の外周面に筒状部材１３０の外
周面に冷却用フィン１３０ａが設けられていることによ
り、壁部１３４は空冷にて冷却される。このことによ
り、流入口１４０から流入し排気流路１３６内を周方向
に流動する排気から壁部１３４を介して多くの熱を奪う
ことができる。こうして吸気通路１３２に流れる吸気中
に導入される排気の温度を低下させて、インテークマニ
ホールド１６への熱的影響を一層低下させることができ
る。

【００４４】［実施の形態３］実施の形態３の排気導入
装置２０８を図５の断面図に示す。また、図５のＡ−Ａ
断面図を図６に示す。この排気導入装置２０８が前記実
施の形態１と異なるのは、筒状部材２３０の壁部が金属
製の３つの円筒部材２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃから
なる点である。この内、第１円筒部材２３４ａはフラン
ジ部２３５ａ以外は小径に形成されている。また第２円
筒部材２３４ｂは上流側が大径に形成され、下流側は第
１円筒部材２３４ａと同じ小径に形成されている。第２
円筒部材２３４ｂの大径部分は第１円筒部材２３４ａを
内部に収納している。第３円筒部材２３４ｃはフランジ
部２３５ｃ以外は、第２円筒部材２３４ｂの大径部分と
同じ大径に形成されており、内部に第２円筒部材２３４
ｂの小径部分を収納している。

【００４５】上述したごとくに組み合わされた３つの円
筒部材２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃは、第２円筒部材
２３４ｂの上流端部が第１円筒部材２３４ａのフランジ
部２３５ａにロウ付けされ、第３円筒部材２３４ｃの上
流端部が第２円筒部材２３４ｂの大径部分の下流端部に
ロウ付けされ、第２円筒部材２３４ｂの小径部分の下流
端部が第３円筒部材２３４ｃのフランジ部２３５ｃにロ
ウ付けされている。このことで、３つの円筒部材２３４
ａ，２３４ｂ，２３４ｃは一体化されて、筒状部材２３
０の壁部を形成している。

【００４６】なお、第１円筒部材２３４ａの下流端部は
第２円筒部材２３４ｂには接続されておらず、その間隙
が導入口２３８を形成している。また、第１円筒部材２
３４ａと第２円筒部材２３４ｂの大径部分との間には間
隙が設けられ、排気流路２３６を形成している。この排
気流路２３６内にはスパイラル状の排気誘導フィン２４
４が配置されている。

【００４７】このスパイラル状の排気誘導フィン２４４
は、図７に示すごとく、第１円筒部材２３４ａの外周面
にテープ状金属板のロウ付けにより形成されているもの
であり、筒状部材２３０の軸方向を軸としてスパイラル
状に形成されている。

【００４８】更に、第２円筒部材２３４ｂの小径部分と
第３円筒部材２３４ｃとは水密状空間が形成されて水冷
室２５０を形成している。水冷室２５０は通水管２５０
ａ，２５０ｂによりエンジン１０の冷却水が分配されて
還流している。

【００４９】更に、前記実施の形態１と異なる点は、排
気還流路１２の一部１２ａから排気を流入させる管部材
２０８ａが、図６に示すごとく、第１円筒部材２３４ａ
に対して、第１円筒部材２３４ａの軸に直交する平面上
でかつ周面に対する接線方向に形成されている点であ
る。このことにより、排気流路２３６へは流入口２４０
を介して管部材２０８ａから流れ込む排気の勢いがその
まま排気流路２３６内部の周方向への速度となり、高速
な排気の旋回流を生み出す。

【００５０】他の構成については実施の形態１と同じで
ある。以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効
果が得られる。 （イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ
効果が得られる。

【００５１】（ロ）．環状の排気流路２３６に流入する
排気の方向を、前述したごとく管部材２０８ａが取り付
けられていることにより、排気流路２３６のほぼ接線方
向となるようにすることができる。このことにより、排
気流路２３６内にて排気を高速に周方向に旋回流動させ
ることができ、排気流路２３６内での排気の淀みを無く
して、十分に冷却された排気を導入口２３８から吸気通
路２３２内に導入することができる。

【００５２】（ハ）．前述したごとくのスパイラル状の
排気誘導フィン２４４が排気流路２３６内に形成されて
いることにより、排気を誘導して排気流路２３６内にて
周方向に円滑に流動させることができ、排気流路２３６
内での排気の淀みを更に効果的に無くせる。しかもすべ
ての排気が排気誘導フィン２４４に沿って移動されるこ
とにより強制的に冷却距離を長くされる。このことか
ら、十分に冷却された排気を導入口２３８から吸気通路
２３２内に導入することができる。

【００５３】（ニ）．更に、導入口２３８の下流側の筒
状部材２３０の内周面が、水冷室２５０により、強制的
に冷却されるので、空冷の場合よりも一層強力に排気が
冷却される。更にインテークマニホールド１６側が水冷
室２５０により冷却されるので、隣接するインテークマ
ニホールド１６側に伝導熱による悪影響も十分に防止で
きる。

【００５４】（ホ）．排気誘導フィン２４４は金属製で
あることから、この排気誘導フィン２４４を介して第２
円筒部材２３４ｂ側へ、排気の熱を排出できるので、よ
り迅速に排気の温度を低下させることができる。

【００５５】（ヘ）．本排気導入装置２０８は、（イ）
〜（ホ）に述べたごとく極めて高い冷却性能を示すこと
から、筒状部材２３０とインテークマニホールド１６と
の間には、断熱パッキン９の代わりに、安価な通常のＯ
リングを用いることができ、製造コストを低減させるこ
とができる。

【００５６】［実施の形態４］実施の形態４の排気導入
装置３０８を図８の断面図に示す。この排気導入装置３
０８が前記実施の形態１と異なるのは、筒状部材３３０
が金属製の３つの壁部３３４ａ，３３４ｂ，３３４ｃか
らなる点である。この内、内壁部３３４ａはフランジ部
３３５ａ以外は小径に形成されている。また補助壁部３
３４ｂは上流側が大径に形成され、下流側は内壁部３３
４ａと同じ小径に形成されている。補助壁部３３４ｂの
大径部分は内壁部３３４ａの下流側の一部を内部に収納
している。外壁部３３４ｃは蛇腹状に形成され、内壁部
３３４ａと補助壁部３３４ｂとの両者を覆っている。ま
た、外壁部３３４ｃの両端にはそれぞれリング状のフラ
ンジ部３３５ｂ，３３５ｃがロウ付けされている。

【００５７】上述したごとくに組み合わされた３つの壁
部３３４ａ，３３４ｂ，３３４ｃは、外壁部３３４ｃの
上流端部のフランジ部３３５ｂが内壁部３３４ａのフラ
ンジ部３３５ａにロウ付けされている。更に、補助壁部
３３４ｂの上流端部は外壁部３３４ｃの内側にロウ付け
されている。このことで、３つの壁部３３４ａ，３３４
ｂ，３３４ｃは一体化されて、筒状部材３３０の壁部を
形成している。

【００５８】なお、内壁部３３４ａの下流端部は補助壁
部３３４ｂには接続されておらず、その間隙が導入口３
３８を形成している。また、内壁部３３４ａと外壁部３
３４ｃとの間、および内壁部３３４ａと補助壁部３３４
ｂの大径部分との間には間隙が設けられ、排気流路３３
６を形成している。

【００５９】外壁部３３４ｃには管部材３０８ａが接続
されており、この管部材３０８ａを介して排気還流路１
２の一部１２ａから排気を排気流路３３６内に導入して
いる。したがって、管部材３０８ａから流入した排気は
排気流路３３６を流動して導入口３３８から吸気通路３
３２内に導入される。

【００６０】他の構成については実施の形態１と同じで
ある。以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効
果が得られる。 （イ）．前記実施の形態１の（イ）および（ロ）と同じ
効果が得られる。

【００６１】（ロ）．筒状部材３３０の壁部３３４ａ，
３３４ｂ，３３４ｃにおいては、その最も外側の外壁部
３３４ｃは蛇腹状の金属板で構成されている。このため
外界に対する放熱面積が大きく冷却能力が高い。このこ
とから、十分に冷却された排気を導入口３３８から吸気
通路３３２内に導入することができる。

【００６２】（ハ）．排気導入装置３０８において、ス
ロットルボディ４とインテークマニホールド１６とを連
絡するものは外壁部３３４ｃのみである。そしてこの外
壁部３３４ｃは蛇腹状であり、剛直でなく変形可能であ
るため、フローティング構造が形成されている。このた
めエンジン１０の振動を外部に伝達しにくく、防振効果
を生じさせることができる。

【００６３】［実施の形態５］実施の形態５の排気導入
装置４０８を図９の断面図に示す。この排気導入装置４
０８は、前記実施の形態４とは、内壁部４３４ａのフラ
ンジ部４３５ａとスロットルボディ４のフランジ部４ａ
との間に配置されているメタルガスケット４０５の形状
が異なる。他の構成は実施の形態４と同じである。

【００６４】メタルガスケット４０５は、図１０に示す
ごとく、リング状のガスケット部４０５ａとその中心孔
の周縁にリング状に配置されているデポジット阻止部４
０５ｂとから形成されている。スロットルボディ４のフ
ランジ部４ａと内壁部４３４ａのフランジ部４３５ａと
に挟持されるのは、ガスケット部４０５ａであり、デポ
ジット阻止部４０５ｂは吸気通路４３２の内周面から突
出している。

【００６５】デポジット阻止部４０５ｂは、パンチング
メタル等の金属製ネットであり、表面積が大きい部材か
ら構成されている。以上説明した本実施の形態５によれ
ば、以下の効果が得られる。

【００６６】（イ）．前記実施の形態４の（イ）〜
（ハ）と同じ効果が得られる。 （ロ）．エンジン１０の種類や運転状態によっては、吸
気通路４３２内を吸気が逆流する場合がある。このよう
な場合は、導入口４３８から吸気通路４３２内に導入さ
れた排気がスロットルボディ４側に到達することがあ
る。排気が直接スロットルボディ４の各部に到達する
と、デポジットの付着が生じて、図１に示した構成など
ではＥＣＵ２２によるスロットルバルブ６の開度制御が
困難となるおそれがある。

【００６７】本実施の形態５では、導入口４３８から吸
気通路４３２の内周面に沿って逆流する排気は、一旦デ
ポジット阻止部４０５ｂを通過することになる。この通
過時に排気中のデポジット成分がデポジット阻止部４０
５ｂに付着する。このため、スロットルバルブ６へのデ
ポジットの付着は抑制され、スロットルバルブ６の開度
制御動作を正常に維持することができる。

【００６８】なお、デポジット阻止部４０５ｂは吸気通
路４３２の周辺のみであり、ネット状でもあることか
ら、吸気効率にはほとんど影響しない。 （ハ）．またデポジット阻止部４０５ｂはガスケット部
４０５ａと一体に形成されている。このデポジット阻止
部４０５ｂはリング状の金属板の中心孔周縁部をパンチ
ング加工してネット状にすれば容易に製造でき、部品点
数も増加せず製造工程を簡略化できるので製造コストも
抑制できる。

【００６９】［その他の実施の形態］・前記実施の形態
１〜５においてはガソリンエンジンの例を示したが、デ
ィーゼルエンジンでも同様に適用できる。

【００７０】・前記実施の形態２において、空冷の代わ
りに前記実施の形態３に示したごとく水冷室を設けて水
冷としてもよい。 ・前記実施の形態３において、スパイラル状の排気誘導
フィン２４４は第１円筒部材２３４ａの外周面にロウ付
けにより固定したが、第２円筒部材２３４ｂの内周面側
に固定してもよい。このようにすると排気誘導フィン２
４４から第２円筒部材２３４ｂへの熱伝導が迅速となり
排気の温度を一層迅速に低下できる。またスパイラル状
の排気誘導フィン２４４は、下流側に倒した状態にして
固定したが、上流側に倒した状態で形成してもよい。更
に排気誘導フィン２４４は右ネジと同じ方向のスパイラ
ル状態としたが、左ネジと同じスパイラル状態としても
よい。

【００７１】・前記実施の形態３において、スパイラル
状の排気誘導フィン２４４は用いずに、管部材２０８ａ
の取り付け方向を排気流路２３６のほぼ接線方向となる
ようするのみでもよい。逆に、管部材２０８ａは実施の
形態１，２と同様に取り付け、スパイラル状の排気誘導
フィン２４４のみ用いるようにしてもよい。

【００７２】・前記実施の形態１〜５においては、排気
還流路１２の一部１２ａはスロットルバルブ６を迂回す
るアイドルスピードコントロールのための吸気迂回路２
４の一部を兼ねていたが、単独で排気還流路を形成して
もよい。なお、スロットルバルブ６の全開時にエンジン
１０の出力トルクを向上させるために、アイドルスピー
ドコントロールバルブ２６を開けて、アシストエアとし
て吸気を導入口から高速に吹き出させて体積効率を上げ
るようにしてもよい。

【００７３】・前記実施の形態１〜５において導入口は
すべて切れ目のない環状に形成されていたが、部分円周
状の導入口やスポット状の導入口を吸気通路の周方向に
環状に配列したものでもよい。

【００７４】・ＥＧＲバルブ２０を開くのはエンジン１
０の中負荷中回転時であり、通常はスロットルバルブ６
の全開時にはＥＧＲバルブ２０は閉じるが、前記各実施
の形態１〜５のごとく導入口から吸気通路に吹き出す排
気はアシストエアとして吸気の速度を速めて体積効率を
高める作用があることから、スロットルバルブ６の全開
時にもＥＧＲバルブ２０を開く制御をＥＣＵ２２に行わ
せてもよい。

【００７５】・前記実施の形態５では、デポジット阻止
部４０５ｂとして金属製ネットを用いた。これ以外に、
優先的にデポジットを付着させることによりスロットル
バルブ６側へのデポジットの堆積を阻止する構成として
は、例えば、図１１に示すメタルガスケット５０５を設
けてもよい。図１１ではネット状でなく多数の突起５０
５ｃが中心孔の周縁に配列して形成されている。この突
起５０５ｃが逆流する排気に接触することにより、排気
中のデポジット成分が付着する。このため、スロットル
バルブ６へのデポジットの付着は抑制され、スロットル
バルブ６の開度制御動作を正常に維持することができ
る。この突起５０５ｃは吸気通路の周辺のみに突出する
ものであり、突起５０５ｃ間に隙間も存在することか
ら、吸気効率にはほとんど影響しない。またプレス製造
等により製造コストも抑制できる。なお、突起として
は、もっと細い針状の突起であってもよいし、毛状の柔
軟な突起を設けてもよい。

【００７６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載
した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実
施形態を有するものであることを付記しておく。

【００７７】（１）．アイドルスピードコントロールバ
ルブにより、スロットルバルブを迂回して供給される吸
気の導入口を兼ねることを特徴とする請求項１〜１２の
いずれか記載の内燃機関の排気導入装置。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の内燃機関の排気導入装置
においては、排気還流路からの排気は、まず流入口から
筒状部材の壁部内にある環状の排気流路へ導入される。
環状の排気流路へ入った排気は、この排気流路内を流れ
つつ、導入口から吸気通路内に出てゆく。排気流路は環
状に形成されているため、表面積が非常に広く、かつ理
論的には無限長の排気流路が筒状部材の壁部内に形成さ
れることになり、排気は壁部の内面にて十分に吸熱され
ることとなる。そして、このように十分に冷却された排
気が導入口から吸気中に導入されるので、下流のインテ
ークマニホールドに熱的影響を与えることが防止でき
る。

【００７９】請求項２記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、請求項１記載の構成に対して、筒状部材の壁
部は、空冷または水冷にて冷却することにより、多くの
熱を排気から奪うことができる。特に水冷にすることに
より、より多くの熱を排気から奪うことができる。この
ことにより、吸気中に導入される排気の温度を十分に低
下させて、インテークマニホールドへの熱的影響を一層
低下させることができる。

【００８０】請求項３記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、筒状部材の壁部内にある環状の排気流路から
吸気通路内に導入する導入口の形状を環状として、しか
も排気誘導方向が吸気流動方向であるため、導入口から
吸気通路に吹き出した排気は、スロットルボディ側から
流入してくる吸気の周囲を取り囲むようにして、インテ
ークマニホールド側に送り出される。このことにより、
流速の十分にある排気が吸気通路の内壁面側を勢い良く
流れ、この勢い良く流れる排気の中心部に吸気が包まれ
ることになる。このため、単に吸気が流れている場合あ
るいは従来技術のごとく単に吸気の流れに排気が直交す
るごとく流入する場合に比較して、吸気通路の壁面抵抗
に抗して吸気全体の流速を高くすることができる。した
がって、内燃機関の体積効率を向上させることができ
る。

【００８１】請求項４記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、請求項１〜３のいずれか記載の構成に対し
て、環状の排気流路に流入する排気の方向を、排気流路
のほぼ接線方向となるようにすることにより、排気を高
速に排気流路内の周方向に流動させることができ、排気
流路内での排気の淀みを無くして排気流路内全体に行き
渡らせ、十分に冷却された排気を導入口から吸気通路内
に導入することができる。

【００８２】請求項５記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、請求項１〜４のいずれか記載の構成に対し
て、スパイラル状の排気誘導フィンが排気流路内に形成
されていることにより、排気を誘導して排気流路内にて
周方向に円滑に流動させることができ、排気流路内での
排気の淀みを無くして排気流路内全体に行き渡らせるこ
とができる。しかもすべての排気が排気誘導フィンに沿
って移動されることにより強制的に冷却距離を長くされ
る。このことにより十分に冷却された排気を導入口から
吸気通路内に導入することができる。

【００８３】請求項６記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、請求項１〜５のいずれか記載の構成に対し
て、筒状部材の壁部としては、内壁部と外壁部とを設け
ている。このため壁部内に吸気通路の周方向に環状に排
気流路を形成することが容易にできる。

【００８４】請求項７記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、請求項６記載の構成に対して、外周面に冷却
フィンが形成されている。このことにより、放熱面積が
大きくなり、更に効率的に排気を冷却することができ
る。

【００８５】請求項８記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、請求項６または７記載の構成に対して、外壁
部によりスロットルボディとインテークマニホールドと
が連結されている。このことにより、前記排気流路と前
記導入口とを容易に形成することができる。

【００８６】請求項９記載の内燃機関の排気導入装置に
おいては、請求項８記載の構成に対して、前記外壁部
は、変形可能であることとしている。このように外壁部
がスロットルボディとインテークマニホールドとを連結
した状態にあり、かつ外壁部が変形可能であると、イン
テークマニホールド側からの内燃機関の振動がスロット
ルボディ側に伝達されにくいので、振動防止効果を生じ
る。

【００８７】請求項１０記載の内燃機関の排気導入装置
においては、請求項９記載の構成に対して、外壁部を蛇
腹状に形成している。このことにより、外壁部を振動に
対して柔軟に変形できることになる。このため高い振動
防止効果を生じる。

【００８８】請求項１１記載の内燃機関の排気導入装置
においては、請求項１〜１０のいずれか記載の構成に対
して、前記吸気通路において前記導入口より上流側に、
逆流する排気によるデポジットを阻止するデポジット阻
止部が設けられている。このようにデポジット阻止部を
設けることにより、逆流した排気が導入口より上流側へ
流れてスロットルボディにデポジットを堆積するおそれ
がある場合に、デポジット阻止部にて優先的に排気中の
デポジット成分を堆積させることができる。このためス
ロットルボディ側のデポジット堆積を抑制することがで
きる。

【００８９】請求項１２記載の内燃機関の排気導入装置
においては、請求項１１記載の構成に対して、デポジッ
ト阻止部をガスケットの一部として構成している。この
ことにより、部品点数も増加せず製造工程も簡略化する
ことができ、製造コストが抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１としての自動車駆動用ガソリン
エンジンの概略構成図。

【図２】 実施の形態１における排気導入装置の断面構
成図。

【図３】 実施の形態１の排気導入装置における吸気の
流速分布説明図。

【図４】 実施の形態２における排気導入装置の断面構
成図。

【図５】 実施の形態３における排気導入装置の断面構
成図。

【図６】 図５のＡ−Ａ断面図。

【図７】 実施の形態３における排気誘導フィンの配置
状態を示す説明図。

【図８】 実施の形態４における排気導入装置の断面構
成図。

【図９】 実施の形態５における排気導入装置の断面構
成図。

【図１０】 実施の形態５におけるメタルガスケットの
正面図。

【図１１】 他の実施の形態におけるメタルガスケット
の正面図。

【符号の説明】

２…吸気管、４…スロットルボディ、４ａ…フランジ
部、５…メタルガスケット、６…スロットルバルブ、７
ａ…上流側フランジ部、７ｂ…下流側フランジ部、８…
排気導入装置、８ａ…管部材、９…断熱パッキン、１０
…エンジン、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…シリン
ダ、１２…排気還流路、１２ａ…排気還流路の一部、１
４…エキゾーストマニホールド、１６…インテークマニ
ホールド、１６ａ…フランジ部、１８…サージタンク、
２０…排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）、２２…電子制
御ユニット（ＥＣＵ）、２４…吸気迂回路、２６…アイ
ドルスピードコントロールバルブ、３０…筒状部材、３
２…吸気通路、３４…壁部、３６…排気流路、３６ａ…
下流側先端部、３８…導入口、４０…流入口、１０８…
排気導入装置、１３０…筒状部材、１３０ａ…冷却用
フィン、１３２…吸気通路、１３４…壁部、１３４ａ…
下流側の壁部部分、１３６…排気流路、１３８…導入
口、１４０…流入口、２０８…排気導入装置、２０８ａ
…管部材、２３０…筒状部材、２３２…吸気通路、２３
４ａ…第１円筒部材、２３４ｂ…第２円筒部材、２３４
ｃ… 第３円筒部材、２３５ａ…フランジ部、２３５ｃ
…フランジ部、２３６…排気流路、２３８…導入口、２
４０…流入口、２４４…排気誘導フィン、２５０…水冷
室、２５０ａ，２５０ｂ…通水管、３０８…排気導入装
置、３０８ａ…管部材、３３０…筒状部材、３３２…吸
気通路、３３４ａ…内壁部、３３４ｂ…補助壁部、３３
４ｃ… 外壁部、３３５ａ…フランジ部、３３５ｂ，３
３５ｃ…フランジ部、３３６…排気流路、３３８…導入
口、４０５…メタルガスケット、４０５ａ…ガスケット
部、４０５ｂ…デポジット阻止部、４０８… 排気導入
装置、４３２…吸気通路、４３４ａ…内壁部、４３５ａ
… フランジ部、４３８…導入口、５０５…メタルガス
ケット、５０５ｃ…突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片平 奈津彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 CA06 ED04 ED10 GA02 GA10 GA12 GA23

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気還流路から排気を吸気中に導入する
   内燃機関の排気導入装置であって、 スロットルボディとインテークマニホールドとの間に介
   在し、内部に形成された吸気通路により、前記スロット
   ルボディ側からの吸気を前記インテークマニホールド側
   へ導く筒状部材と、 前記吸気通路を包囲する前記筒状部材の壁部内に前記吸
   気通路の周方向に環状に形成され、前記排気還流路から
   の排気を流動させる排気流路と、 前記筒状部材に設けられ前記排気還流路からの排気を前
   記排気流路内に流入させる流入口と、 前記筒状部材に設けられ前記排気流路内にて流動する排
   気を前記吸気通路内に導入する導入口と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の排気導入装置。
2. 【請求項２】 前記壁部は、空冷または水冷にて冷却さ
   れることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気導
   入装置。
3. 【請求項３】 前記導入口は、前記壁部の内周面にて前
   記吸気通路の周方向に環状に形成され、排気誘導方向が
   ほぼ吸気流動方向となるようにされていることを特徴と
   する請求項１または２記載の内燃機関の排気導入装置。
4. 【請求項４】 前記流入口の排気誘導方向は、前記環状
   の排気流路のほぼ接線方向となるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の内燃機
   関の排気導入装置。
5. 【請求項５】 前記排気流路内には、前記筒状部材の軸
   方向にほぼ沿った方向を軸とするスパイラル状の排気誘
   導フィンが形成されていることを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか記載の内燃機関の排気導入装置。
6. 【請求項６】 前記壁部は、前記排気流路よりも内側に
   配置された内壁部と前記排気流路よりも外側に配置され
   た外壁部とを備えたことを特徴とする請求項１〜５のい
   ずれか記載の内燃機関の排気導入装置。
7. 【請求項７】 前記外壁部の外周面には冷却フィンが形
   成されていることを特徴とする請求項６記載の内燃機関
   の排気導入装置。
8. 【請求項８】 前記外壁部により、スロットルボディと
   インテークマニホールドとが連結されていることを特徴
   とする請求項６または７記載の内燃機関の排気導入装
   置。
9. 【請求項９】 前記外壁部は、変形可能であることを特
   徴とする請求項８記載の内燃機関の排気導入装置。
10. 【請求項１０】 前記外壁部は、蛇腹状に形成されてい
    ることを特徴とする請求項９記載の内燃機関の排気導入
    装置。
11. 【請求項１１】 前記吸気通路において前記導入口より
    上流側に、逆流する排気によるデポジットを阻止するデ
    ポジット阻止部が設けられていることを特徴とする請求
    項１〜１０のいずれか記載の内燃機関の排気導入装置。
12. 【請求項１２】 前記デポジット阻止部は前記スロット
    ルボディと前記筒状部材との間に配置されたガスケット
    に対して一体に形成されていることを特徴とする請求項
    １１記載の内燃機関の排気導入装置。