JP2017014953A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】インテークマニホールドに関し、ＥＧＲガスと吸気との混合性を向上させる。
【解決手段】エンジンの排気系から吸気系へと還流するＥＧＲガスの流路となるＥＧＲ通路４を設けるとともに、インタークーラー１０とエンジンとの間の吸気通路にＥＧＲ通路４を開放するＥＧＲ開口部５を設ける。また、インタークーラー１０とＥＧＲ通路４との間で、ＥＧＲ開口部５が形成された壁面１８から吸気通路に向かって突設され、吸気流を壁面１８から剥離させる剥離部８を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの吸気を冷却するインタークーラーが内蔵されたインテークマニホールドに関する。

従来、エンジンに導入される過給空気（吸気）を冷却するためのインタークーラーを、インテークマニホールドに内蔵させたエンジンが開発されている。すなわち、エンジンの吸気ポートに吸気が導入される直前に、その吸気を冷却するものである。水冷式のインタークーラーを採用した場合、冷媒としては例えばエンジン冷却水が使用される。このような冷却構造により、インタークーラーの冷媒配管を短縮，簡素化することができ、エンジンの車両搭載性を向上させることができる（特許文献１参照）。

特開2014-051907号公報

ところで、エンジンの排気ガスを排気系から吸気系へと再循環させることで、燃費や環境性能を改善するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムが知られている。すなわち、排気通路と吸気通路との間をＥＧＲ通路で接続し、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして、再び気筒内へと導入するものである。このようなＥＧＲシステムのＥＧＲ通路を上記のインテークマニホールドに接続すると、インテークマニホールドの内部へと流入するＥＧＲガスと吸気とが合流してからエンジンのシリンダに吸引されるまでの距離，時間が短くなるため、ＥＧＲガスと吸気との混合性が低下する場合がある。これにより、エンジンの燃焼安定性が低下し、あるいは排気性能が悪化しうる。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、インタークーラーが内蔵されたインテークマニホールドにおいて、ＥＧＲガスと吸気との混合性を向上させることである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示するインテークマニホールドは、エンジンの吸気を冷却するインタークーラーが内蔵されたインテークマニホールドである。このインテークマニホールドは、前記エンジンの排気系から吸気系へと還流するＥＧＲガスの流路となるＥＧＲ通路と、前記インタークーラーと前記エンジンとの間の吸気通路に前記ＥＧＲ通路を開放するＥＧＲ開口部とを備える。また、前記インタークーラーと前記ＥＧＲ開口部との間で、前記ＥＧＲ開口部が形成された壁面から前記吸気通路に向かって突設され、吸気流を前記壁面から剥離させる剥離部を備える。

（２）前記剥離部が、前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向に交差する方向へと壁状に延設されることが好ましい。
（３）前記剥離部が、前記ＥＧＲ開口部の縁に沿って延設されることが好ましい。
（４）前記ＥＧＲ通路が、前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向に交差する方向へと延設された延設部と、前記延設部へ流入する前記ＥＧＲガスの入口に配置され、前記延設部における前記ＥＧＲガスの流れを前記延設部の延設方向に交差する方向へと偏向させる偏向部とを有することが好ましい。

（５）前記ＥＧＲ開口部が、前記ＥＧＲ通路の中で、前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向における上流寄りの位置に配置されることが好ましい。この場合、前記偏向部が、前記ＥＧＲ通路の中で、前記吸気流通方向における下流寄りの位置に向かって、前記ＥＧＲガスの流れを偏向させることが好ましい。
（６）前記ＥＧＲ通路の内側に向かって膨出し、前記ＥＧＲガスの流れに乱れを生成する第一膨出部を備えることが好ましい。

（７）前記吸気が流通する吸気通路の内側に向かって膨出し、前記吸気の流れに乱れを生成する第二膨出部を備えることが好ましい。
（８）前記剥離部が、前記壁面からの突設寸法が周囲よりも小さい凹み部を有し、前記凹み部が、前記エンジンの気筒間部に対応する位置に設けられることが好ましい。

（９）前記ＥＧＲ通路が、前記インタークーラーのコアが挿入される開口部から離れるほど前記コアからも離れるように傾斜した形状に形成された第一壁面を有することが好ましい。また、前記ＥＧＲ通路が、前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向に沿った形状に形成されるとともに前記ＥＧＲ開口部が形成された第二壁面を有することが好ましい。

インタークーラーを通過した吸気は、コア内の通路に沿った方向に整流されているため、EGRガスと混合しにくくなりやすい。一方、インタークーラーとEGR開口部との間に剥離部を設けることで、壁面から剥離した吸気流とEGRガスとを衝突させることができる。これにより、吸気とEGRガスとの混合を促進することができ、エンジンの燃焼安定性や排気性能を改善することができる。

実施形態としてのインテークマニホールド（インマニ）が取り付けられるエンジンの構成図である。 インマニの斜視図である。 インマニの分解斜視図（図２のＡ−Ａ切断分解斜視図）である。 インマニの断面図（図２のＢ−Ｂ矢視断面図）である。 天板の裏面を示す斜視図である。 インマニの断面図（図３，図４のＣ−Ｃ矢視断面図）である。 インマニの断面図（図３，図４のＤ−Ｄ矢視断面図）である。 ＥＧＲ通路部の拡大断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）はＥＧＲガス，吸気の流れを示す概念図である。

図面を参照して、実施形態としてのインテークマニホールド（インマニ）について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。なお、以下の説明における「上流」，「下流」とは、吸気流や排気流の流通方向を基準とした方向を意味する。

［１．エンジン］
本実施形態のインマニ１は、図１に示すデュアルループＥＧＲシステムを具備したエンジン３０に適用される。図１中には、エンジン３０に設けられる四つのシリンダのうち、一つを例示する。このエンジン３０は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。シリンダの頂面を形成するシリンダヘッドの内部には、各シリンダに接続された吸気ポート３１及び排気ポート３２が設けられ、それぞれのポート開口に吸気弁，排気弁が設けられる。吸気ポート３１における上流側の端部開口部は、シリンダヘッドの側面において外部に開放される。

吸気ポート３１の端部開口部よりも上流側には、水冷式のインタークーラー１０を内蔵したインマニ１（Ｉ／Ｃ内蔵インマニ）が取り付けられる。本実施形態のインマニ１は、シリンダヘッドの側面に対して直付けされ、吸気ポート３１の端部開口部を覆うように取り付けられる。以下、シリンダヘッドの側面において、吸気ポート３１の端部開口部が列設された方向のことを「ポート並設方向Ｌ」と呼ぶ。ポート並設方向Ｌは、四気筒エンジンの場合、四つのシリンダが並ぶ方向（シリンダ列方向）と同一であり、エンジン３０のクランク軸中心に平行な方向である。

エンジン３０には、排気圧を利用して作動するターボチャージャー３３（過給機）が設けられる。ターボチャージャー３３は、タービン及びコンプレッサの回転軸が軸受を介して連結された構造を持ち、タービンが排気系に介装されるとともにコンプレッサが吸気系に介装される。吸気系には、吸気流の上流側から順に、エアクリーナー３４（フィルター），低圧スロットル弁３５，ターボチャージャー３３，高圧スロットル弁３６が設けられ、高圧スロットル弁３６の直下流にインマニ１が配置される。また、排気系には、排気流の上流側から順に、ターボチャージャー３３，排気浄化装置３７が設けられる。排気浄化装置３７には、ディーゼル酸化触媒やＮＯｘ還元触媒，ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルター）などが内蔵される。

このエンジン３０には、排気の一部を吸気側に再循環させるための二系統のＥＧＲ通路、すなわち、高圧ＥＧＲ通路３８，低圧ＥＧＲ通路３９が設けられる。高圧ＥＧＲ通路３８は、ターボチャージャー３３よりもシリンダに近い位置で吸気系と排気系とを連通するＥＧＲ通路である。一方、低圧ＥＧＲ通路３９は、排気系におけるターボチャージャー３３のタービンよりも下流側と、吸気系におけるターボチャージャー３３のコンプレッサよりも上流側とを連通するＥＧＲ通路である。高圧ＥＧＲ通路３８には、高圧ＥＧＲ弁４０が介装され、低圧ＥＧＲ通路３９には、低圧ＥＧＲ弁４１，ＥＧＲクーラー４２，ＥＧＲフィルター４３が介装される。本実施形態の高圧ＥＧＲ通路３８は、エンジン３０のエキマニとインマニ１とを接続するように設けられ、インタークーラー１０の下流側へとＥＧＲガスを供給する。

インタークーラー１０は、エンジン３０に導入される過給空気（吸気）を冷却する水冷式の冷却装置であり、例えばエンジン冷却水を冷媒とした冷却回路４４上に介装される。この冷却回路４４はエンジン３０を冷却するための回路とは別設されたものであり、インタークーラー１０用のラジエーター４５やポンプ４６が介装されてなる。ポンプ４６を作動させて冷媒を循環させることで、ラジエーター４５で冷却された冷媒がインタークーラー１０のコア２０に供給され、コア２０の内部を通過する吸気がその冷媒によって冷却される。

［２．Ｉ／Ｃ内蔵インマニ］
インマニ１の外観を図２に例示し、Ａ−Ａ断面で切断したインマニ１の分解斜視図を図３に示すとともに、Ｂ−Ｂ断面で切断したインマニ１の縦断面図を図４に示す。インマニ１の内部構造は、インタークーラー１０が装着される中央部５１と、その上流側の部位である上流部５２と、その下流側の部位である下流部５３と、ＥＧＲガスを吸気系に導入するための流路となるＥＧＲ通路部４との四部位に大別される。

中央部５１は、インタークーラー１０のコア２０が収容される箱状の部位である。中央部５１の上面には、コア２０が挿入される開口部２がほぼ矩形に穿孔され、その外周には平面状の縁部３が設けられる。本実施形態のコア２０は、ポート並設方向Ｌの寸法が最も大きい直方体状に形成され、その上面５５及び下面５８は閉塞される。また、他の四面のうち、最も面積の大きい二面が吸気の流入面５６及び流出面５７とされる。流入面５６から流出面５７へと向かう方向が、吸気の流通方向Ｆとなる。図３，図４中に吸気の流通方向Ｆを太矢印で示す。なお、流通方向Ｆに対して水平面内で垂直な方向が、コア２０の内部での冷媒の流通方向となる。

コア２０は、その下面５８が流入面５６から流出面５７に向かって下り勾配となるように取り付けられる。つまり、流入面５６が上流部５２に対してやや上向きに面し、流出面５７が下流部５３に対してやや下向きに面するように、インマニ１の中央部５１の内部に固定される。これにより、インタークーラー１０の内部で発生しうる結露水が流出面５７から下流部５３へと移動しやすくなり、水分の凍結によるコア２０の目詰まりや破損が抑制される。

上流部５２は、高圧スロットル弁３６を通過した吸気の流れを屈曲させながらインタークーラー１０のコア２０に導入する部位である。この上流部５２には、例えば吸気通路やスロットルボディが取り付けられる。上流部５２へと流入する吸気の流通方向Ｇは、吸気流がコア２０の流入面５６に向かって直進しないように、少なくとも上記の流通方向Ｆに対して非平行に設定される。本実施形態の上流部５２は、図３に示すように、インタークーラー１０の下方から上方に向かって吸気を流入させる構造となっている。

ＥＧＲ通路部４は、インタークーラー１０の下流側にＥＧＲガスを供給する筒状の部位である。このＥＧＲ通路部４は、インマニ１の上面視で流通方向Ｆと交わる方向に向かって延設される。本実施形態のＥＧＲ通路部４の延設方向は、ポート並設方向Ｌに対して平行に設定される。これにより、ＥＧＲ通路部４の内部を流通するＥＧＲガスの流通方向Ｅは、図３に示すように吸気の流通方向Ｆに対してほぼ垂直となる。

下流部５３は、コア２０の流出面５７から流出した吸気とＥＧＲガスとを混合しながら各吸気ポート３１に供給する部位である。図４に示すように、下流部５３の底面６３は、コア２０の流出面５７からやや下方に向かって下り勾配に形成される。吸気とＥＧＲガスとの混合気は、下流部５３でポート並設方向Ｌに広がりつつ各吸気ポート３１へと流入し、エンジン３０の吸気弁の開放状態に応じて各シリンダの内部へと導入される。なお、シリンダヘッドの側面に穿孔されている吸気ポート３１の端部開口部の数は、複数である。したがって、端部開口部の数や位置に合わせて、下流部５３を分岐させた形状としてもよい。

また、下流部５３には、インマニ１をエンジン３０のシリンダヘッドに締結固定するための固定部６６が設けられる。固定部６６には、締結固定具と螺合するネジ穴６７が形成される。この締結固定具の締結対象であるシリンダヘッドの側面にも、ネジ穴６７と同様の螺合穴が形成される。螺合穴は、吸気ポート３１の端部開口部よりも上方と下方とに別れて列設される。また、これに対応するように、インマニ１側の固定部６６も、吸気の出口部分を挟んで上方と下方とに列設される。

図３に示すように、上下二列に配置された固定部６６のうち下方の固定部６６は、下流部５３の外側（すなわち、インマニ１の外側）に配置される。これに対し、上方の固定部６６は、吸気が流通する下流部５３の内部に配置される。上方の固定部６６の位置は、エンジン３０の気筒間部に設定される。本実施形態における固定部６６の位置は、１番気筒と２番気筒との間、及び、３番気筒と４番気筒との間に設定される。

また、この固定部６６に締結固定具を取り付けるための作業用開口部６８が、上流部５２に設けられる。作業用開口部６８の位置は、図４に示すように、固定部６６から固定面に対する垂線を延ばした位置に設定される。なお、インマニ１は、インタークーラー１０が装着される前にシリンダヘッドに対して締結固定される。その後、作業用開口部６８は、図２に示すように蓋部材６９で密閉される。

［２−１．インタークーラー］
インタークーラー１０の構造について詳述する。図３に示すように、インタークーラー１０には、コア２０の上面５５に蝋付けされたフランジ１１が設けられるとともに、フランジ１１とは別体の天板１２が設けられる。フランジ１１は、コア２０の上面５５よりも大きな寸法の金属板であり、コア２０が開口部２に挿入されたときに開口部２の縁部３における外表面に（面一に）接触して固定される大きさに形成される。このフランジ１１は、コア２０の上面５５に沿って、その上面５５から外側に向かって面状に延出するように取付けられる。また、フランジ１１の外周部には、ボルトや長ネジなどの締結固定具５９を挿通するための孔６０が穿孔される。フランジ１１は、コア２０の内部を流通する冷媒によって冷却されうる。

天板１２は、フランジ１１とほぼ同一の大きさを持ち、かつ、フランジ１１よりも板厚の大きな金属板である。天板１２の外周部にも、締結固定具５９を挿通するための孔６０が穿孔される。また、これらの孔６０に対応するように、開口部２の縁部３にも締結固定具５９が固定されるネジ穴６１が設けられる。締結固定具５９をフランジ１１，天板１２の孔６０に挿通させた状態でネジ穴６１に螺合させることで、開口部２がフランジ１１，天板１２によって閉塞され、フランジ１１が縁部３の外表面に対して固定されるとともに、インタークーラー１０がインマニ１に固定される。本実施形態では、フランジ１１と開口部２の縁部３との間に金属製のガスケット１４を挟装した状態で、インタークーラー１０が取り付けられる。ガスケット１４は、フランジ１１よりも板厚の大きな天板１２でフランジ１１を介して押さえつけて取り付けられるため、ガスケット１４のシール面圧を向上させることが可能となる。なお、天板１２の板厚は、インタークーラー１０の固定強度や締結圧に応じて設定することができる。

本実施形態の天板１２は、開口部２を正面から見た（開口部２へコア２０を挿入する方向で見た）ときに、ＥＧＲ通路部４と重合する大きさに形成される。つまり、天板１２の一辺は、ＥＧＲ通路部４を部分的に被覆する大きさを有するものとされる。逆にいえば、ＥＧＲ通路部４は、天板１２の直下方を通過するように配置される。また、フランジ１１も同様であり、インタークーラー１０の上面視でＥＧＲ通路部４と重合する大きさに形成される。本実施形態の開口部２の縁部３は、ＥＧＲ通路部４を構成する壁体の一部として機能する。これにより、ＥＧＲ通路部４の内部を通過するＥＧＲガスは、フランジ１１，天板１２を介してインタークーラー１０のコア２０によって冷却されうる。

天板１２の上面は平面形状となっており、バキュームパイプ４８とソレノイドバルブ４９とが取り付けられる。バキュームパイプ４８は、ターボチャージャー３３のアクチュエータや制動倍力装置のマスターバックに導入される負圧の供給経路であり、ソレノイドバルブ４９はその供給経路上に介装された電磁開閉弁である。バキュームパイプ４８の一端には空気を吸引するバキュームポンプが設けられ、他端側にはターボチャージャー３３や制動倍力装置が接続される。ターボチャージャー３３は、圧力差を利用してタービンの可変ノズルを駆動し、過給圧を変更する機能を持つ。また、制動倍力装置は、負圧を利用してブレーキペダルの踏力を倍増させる機能を持つ。このように、バキュームパイプ４８，ソレノイドバルブ４９を天板１２の表面に取り付けることで、負圧供給経路内の空気を間接的に冷却することが可能となり、コストをかけずにターボチャージャー３３，制動倍力装置の制御性を改善できる。

天板１２の内部には、ヒーターとして機能する発熱部材４７（例えば、電力供給を受けて発熱するニクロム線やペルチェ素子）が配索される。発熱部材４７は、例えば極寒冷環境でエンジン３０を始動させる際に通電され、インタークーラー１０のフランジ１１やコア２０を昇温させるように機能する。これにより、冷態始動時におけるフランジ１１の過冷却が抑制されるとともに、水分の凍結によるコア２０の目詰まり，破損が抑制される。

図５に示すように、天板１２の表面のうち、フランジ１１との接触面である裏面６２には、その周囲よりも凹んだ形状に凹設された凹部６４と、溝状に凹設された溝部６５（例えば、凹みを線状に連設してなる部位）とが設けられる。これらの凹部６４，溝部６５は、フランジ１１と天板１２との締結圧を確保しつつ摩擦抵抗を小さくするための構造であり、フランジ１１の熱膨張及び熱収縮による変形を吸収するように機能する。凹部６４はおもに天板１２の中央部付近に設けられ、その外側に溝部６５が配置される。溝部６５の配列方向は、天板１２の中央部から外側に向かう方向に設定される。このように、天板１２の表面に凹部６４や溝部６５を設けることで、フランジ１１の温度変化によるわずかな変形（熱ひずみ）が許容され、フランジ１１に亀裂や破断が発生する可能性が減少する。なお、具体的な凹部６４，溝部６５の形状や配置については、フランジ１１の温度変化に伴う内部応力の分布状態に応じて適宜設定すればよい。

［２−２．ＥＧＲ通路部］
ＥＧＲ通路部４の構造について詳述する。図３に示すように、ＥＧＲ通路部４は開口部２に隣接して設けられ、縁部３の内表面に沿って配置される。すなわち、ＥＧＲ通路部４はインタークーラー１０のコア２０に隣接配置される。ＥＧＲ通路部４の延設方向は、吸気の流通方向Ｆに対して垂直な方向である。これにより、ＥＧＲ通路部４の内部におけるＥＧＲガスの流通方向Ｅは、吸気の流通方向Ｆに対して垂直な方向となり、コア２０の流出面５７に対してほぼ平行となる。したがって、コア２０の流出面５７から流出する吸気流に対し、上面視で幅方向に満遍なくＥＧＲガスが導入することが可能となり、吸気とＥＧＲガスとの混合性が向上する。

ＥＧＲ通路部４の水平断面形状を図６，図７に例示する。ＥＧＲ通路部４には、延設部１５と偏向部１６とが設けられる。延設部１５は、吸気の流通方向Ｆに対して垂直な方向へと直線状に延設された部位である。延設部１５の水平断面形状は、ＥＧＲ通路部４の奥へ進むに連れて流路が狭まる形状に形成される。また、延設部１５には、ＥＧＲガスをコア２０の下流側へと流出させるスリット５（ＥＧＲ開口部）が設けられる。スリット５は、ＥＧＲガスの流通方向Ｅに延在する細長形状の開口部であり、延設部１５の内部において吸気の流通方向Ｆの上流寄り（すなわち、コア２０により近い位置）に配置される。

偏向部１６は、ＥＧＲ通路部４へ流入するＥＧＲガスの入口に配置された部位であり、ＥＧＲガスの流れを延設部１５の延設方向（すなわち、ＥＧＲガスの流通方向Ｅ）に交差する方向へと偏向させる機能を持つ。偏向部１６の流路形状は、図６，図７に示すように、上面視でスリット５を避けるようにクランク状に屈曲した形状（換言すれば、Ｓ字型にカーブした形状）とされる。本実施形態では、スリット５が流通方向Ｆの上流寄りに配置されるのに対し、ＥＧＲガスが流通方向Ｆの下流寄り（すなわち、コア２０からより遠い位置）へと導入されるように、偏向部１６の流路形状が設定される。これにより、ＥＧＲガスの流れが、延設部１５の内部においてスリット５とは反対側に偏りやすくなり、ＥＧＲガスが延設部１５の奥まで行き届きやすくなる。

ＥＧＲ通路部４の断面形状は、図８に示すように、開口部２の縁部３を上底とした台形形状に形成される。すなわち、ＥＧＲ通路部４の断面形状は、縁部３，第一壁面１７，第二壁面１８，第三壁面１９で囲まれた台形形状に準えることができる。
第一壁面１７は、下方に向かって開口部２から離れるほど、コア２０からも離れるように傾斜した形状に形成された部位である。第一壁面１７には、コア２０の内部のうち開口部２に近い部分を通過した吸気が衝突しうる。また、第一壁面１７に衝突した吸気は、第一壁面１７の表面に沿って斜め下方に向かって流通する。
第二壁面１８は、台形形状の下底に相当する部位であり、吸気の流通方向Ｆに沿った形状に形成される。また、第二壁面１８には、上述のスリット５が形成される。
第三壁面１９は、台形形状の斜辺に相当する部位であり、第一壁面１７よりも吸気の流通方向Ｆの下流側において、第一壁面１７に対向して配置される。

延設部１５の内部には、スリット５に沿ってＥＧＲガスの流れに乱れを生成する第一膨出部６が膨出して設けられる。この第一膨出部６は、インタークーラー１０を中央部５１に装着するための締結固定具５９が固定されるネジ穴６１の周囲を、拡径方向に補強してなる筒状のボスの一部分である。またこのボスのうち、ＥＧＲ通路部４の外側にはみ出た部分を第二膨出部７と呼ぶ。第二膨出部７は、吸気の流れに乱れを生成するように機能する。第一膨出部６，第二膨出部７の配設位置は、図８に示すように、締結固定具５９の取付位置に対応する。なお、締結固定具５９は、開口部２を囲むように配置されており、コア２０の下流側だけでなく、コア２０の上流側にも配設されている。図３に示すように、コア２０の上流側に配設されるボスのことも、第二膨出部７と呼ぶ。

図８に示すように、スリット５よりも吸気の流通方向Ｆの上流側には、第二壁面１８から下方に向かって突設された剥離部８が設けられる。剥離部８は、吸気流を第二壁面１８から剥離させる機能を持つ部位であり、例えば第一壁面１７の表面に沿って流れてきた吸気流を、そのまま斜め下方へと直進させるように作用する。剥離部８の断面形状は、少なくとも第二壁面１８から吸気通路の内側に向かって突出した形状とされる。また、好ましくは、第一壁面１７をそのまま延長した斜面を持つ形状とされる。これにより、剥離部８よりも下流側に位置するスリット５の近傍における圧力がやや減少し、ＥＧＲ通路部４内のＥＧＲガスがスリット５から下方へと吸い込まれやすくなる。また、スリット５の近傍で吸気流の渦が生じやすくなり、ＥＧＲガスと吸気との混合性が向上する。

図３に示すように、剥離部８は、スリット５の縁に沿ってＥＧＲガスの流通方向Ｅに延設される。すなわち、剥離部８の延設方向は、吸気の流通方向Ｆに交差する方向（本実施形態では垂直方向）である。剥離部８は、上面視で吸気が流通する領域のほぼ全幅に渡って形成される。ただし、作業用開口部６８からこれに対応する固定部６６に至る範囲には、締結固定具を取り付けるための工具が挿入されうるため、工具と剥離部８との干渉を防止するための凹み部９が剥離部８に設けられる。すなわち、図３に示すように、下流部５３の内部に配置される固定部６６から固定面に対する垂線を延ばし、垂線と剥離部８とが干渉しないように、第二壁面１８からの突設寸法を部分的に小さくすることで凹み部９を形成する。これにより、吸気流に乱れが生じやすくなり、ＥＧＲガスと吸気との混合性が向上する。

［３．作用］
［３−１．インタークーラー］
上記のインマニ１に内蔵されるインタークーラー１０のフランジ１１は、コア２０を流通する冷媒によって冷却されやすく、比較的低温になる。一方、このインマニ１はエンジン３０のシリンダヘッドに取付けられることから、エンジン３０で発生する熱の影響も受けやすく、フランジ１１のうちシリンダヘッドに近い部分が比較的高温になる。このような熱的不均衡によってフランジ１１の内部で局所的な熱膨張や熱収縮が生じ、フランジ１１の亀裂，破断が発生しやすい環境となってしまう。特に、上記のインマニ１ではＥＧＲ通路部４がインタークーラー１０のコア２０に隣接配置されるため、ＥＧＲ通路部４の直上部に位置するフランジ１１が高温になりやすく、局所的な熱膨張が発生しやすい。

このような課題に対し、上記のインマニ１では、図３に示すように、インタークーラー１０の天板１２がコア２０に蝋付けされるフランジ１１とは別体に設けられ、天板１２とフランジ１１とが重ね合わされた状態で開口部２の上に締結固定される。これにより、たとえフランジ１１の温度が局所的に低温あるいは高温になったとしても、フランジ１１が天板１２に対して相対的に変形，移動することが許容されやすくなる。

また、上記の天板１２の裏面６２には、図５に示すように、凹部６４，溝部６５が凹設される。これらの凹部６４，溝部６５は、フランジ１１の熱膨張及び熱収縮による変形を吸収するように機能する。したがって、フランジ１１が天板１２に対して相対的に変形，移動することがより確実に許容される。また、フランジ１１と天板１２との締結圧を過度に低下させることなく摩擦抵抗が減少するため、インタークーラー１０の固定強度も確保される。

さらに、上記の天板１２は、上面視でＥＧＲ通路部４と重合する形状に形成される。つまり、ＥＧＲ通路部４の内部を流通するＥＧＲガスが、天板１２を介してインタークーラー１０に冷却されることになる。これにより、ＥＧＲガスの体積がより小さくなり、体積効率が改善される。また、エンジン３０の燃焼温度が低下することから、窒素酸化物の生成量が削減される。

［３−２．ＥＧＲ通路部］
上記のインマニ１に設けられるＥＧＲ通路部４には、図６に示すように、ＥＧＲガスを直線的に流通させる延設部１５と、ＥＧＲガスを屈曲させながら流通させる偏向部１６とが設けられる。偏向部１６は、ＥＧＲガスの流れをスリット５のない一側寄りに偏らせるように機能する。また、第三壁面１９が偏向部１６から延設部１５の奥に延びるにしたがって、対向する第一壁面１７に対して接近するように設けられ、ＥＧＲ通路部４（延設部１５）の奥へ進むに連れて流路が狭まる形状に形成されている。これにより、図９（Ａ）に示すように、ＥＧＲガスが延設部１５の奥まで行き届きやすくなり、スリット５のあらゆる部位から均等にＥＧＲガスが流出するようになる。したがって、ＥＧＲガスと吸気との混合性が改善される。

延設部１５の内側には第一膨出部６が設けられ、ＥＧＲガスの流れに乱れが生成される。例えば、図９（Ｂ）に示すように、ＥＧＲガスが第一膨出部６の近傍を流通すると、第一膨出部６よりもＥＧＲガスの下流側に渦状の乱れが発生する。これにより、乱れを含むＥＧＲガスの流れがスリット５を通過することになり、ＥＧＲガスと吸気との混合性が改善される。なお、本実施例では第一壁面１７に設けられた第一膨出部６の間の位置で第一壁面１７に対向する第三壁面１９上に、延設部１５の流路が狭まる始点が形成されている。

スリット５よりも吸気の流通方向Ｆの上流側には、剥離部８が設けられる。これにより、図９（Ｃ）中に白矢印で示すように、第一壁面１７の表面を流通した吸気の流れが第二壁面１８から剥離し、剥離部８よりも吸気の下流側に渦状の乱れが生じる。これにより、乱れを含む吸気の流れがＥＧＲガスと混ざり合うことになり、ＥＧＲガスと吸気との混合性がさらに改善される。

また、図３に示すように、剥離部８には第二壁面１８からの突設寸法が周囲よりも小さい凹み部９が設けられる。つまり、図９（Ｃ）中に破線白矢印で示すように、第一壁面１７の表面を流通した吸気の流れの一部は、第二壁面１８に沿って（すなわち、吸気の流通方向Ｆに向かって）流通する。一方、凹み部９が設けられていない部分ではこのような吸気の流れが阻害される。これにより、図９（Ａ）中に白矢印で示すように、凹み部９の両側に渦状の乱れが発生する。したがって、ＥＧＲガスと吸気との混合性がさらに改善される。

［４．効果］
（１）インタークーラー１０のコア２０を通過した吸気流は、コア２０内の通路に沿った方向に整流されているため、ＥＧＲガスと混合しにくくなりやすい。これに対し、インタークーラー１０とスリット５との間に剥離部８を設けることで、第二壁面１８から剥離した吸気流とＥＧＲガスとを衝突させることができる。これにより、吸気とＥＧＲガスとの混合を促進することができ、エンジン３０の燃焼安定性や排気性能を改善することができる。
（２）図３に示すように、剥離部８が吸気の流通方向Ｆに交差する方向へと壁状に延設されるため、インマニ１の上面視における吸気流の全幅に渡って、第二壁面１８から吸気流を効率よく剥離することができる。したがって、吸気とＥＧＲガスとの混合を促進することができる。

（３）また、剥離部８をスリット５の縁に沿って設けることで、スリット５の出口部分の圧力を低下させることができる。これにより、ＥＧＲガスが延設部１５から吸気流側へと吸い込まれやすくなり、ＥＧＲガスの還流量を増加させることができる。したがって、エンジン３０の燃費を改善することができる。また、スリット５と剥離部８との間の距離が長い場合と比較してその距離が短い方が、壁面から剥離した直後の吸気流とＥＧＲガスとを衝突させることができる。したがって、吸気とＥＧＲガスとの混合性を改善することができる。

（４）図６に示すように、ＥＧＲ通路４に延設部１５と偏向部１６とを設けることで、ＥＧＲガスの流れに偏りを生じさせることができる。つまり、図９（Ａ）に示すように、スリット５のないところをＥＧＲガスが流れるようにすることができる。これにより、ＥＧＲガスを延設部１５の奥まで流通させることができ、吸気とＥＧＲガスとの混合を促進することができる。また、ＥＧＲ通路４の中で、ＥＧＲガスが流れる領域とスリット５が配置される領域とを分離することで、ＥＧＲガスを均一にスリット５から供給することができ、吸気とＥＧＲガスとの混合を促進することができる。

（５）また、延設部１５の内部において、流通方向Ｆの上流寄りにスリット５を配置することで、吸気とＥＧＲガスとが混合される位置からシリンダまでの距離（すなわち、吸気系において吸気とＥＧＲガスとが混合される部位の長さ）を大きくすることができ、吸気とＥＧＲガスとの混合を促進することができる。

（６）延設部１５の内部に第一膨出部６を設けることで、ＥＧＲ通路部４の内部を流通するＥＧＲガスの流れに乱れを生成することができ、ＥＧＲガスと吸気との混合性を高めることができる。また、この第一膨出部６は、インタークーラー１０をインマニ１に取り付けるためのネジ穴６１の周囲を拡径方向に補強したボスである。このような既存のボスに乱流の生成機能を付与することで、新たな部材を追加せずにＥＧＲガスの冷却性と混合性を高めることができ、製品コストを低減させることができる。

（７）図３に示すように、吸気通路内に第二膨出部７を設けることで、吸気の流れに乱れを発生させることができ、ＥＧＲガスと吸気との混合性を高めることができる。また、第一膨出部６の場合と同様に、既存のボスを利用して第二膨出部７の機能を実現することで、新たな部材を追加せずに混合性を高めることができ、製品コストを低減させることができる。

（８）剥離部８に凹み部９を設けることで、部分的に剥離していない（流速の速い）吸気流を生成することができる。これにより、図９（Ａ）中に白矢印で示すように、剥離部８の延設方向に旋回する渦を生成することができる。したがって、吸気とＥＧＲガスとの混合をさらに促進することができる。

（９）エンジン３０の気筒間部に対応する位置に凹み部９を設けることで、流速の速い吸気流が直ちに吸気ポートへと流入することを防止でき、吸気とＥＧＲガスとの混合を促進することができる。また、図４に示すように、インマニ１をエンジン３０のシリンダヘッドに締結固定するためのボルトやボルト穴の位置が気筒間部に設定されている場合には、凹み部９を利用して締結工具をボルト，ボルト穴の近傍まで差し込むことができ、作業性を向上させることができる。さらに、作業時に締結工具と干渉しうる位置に凹み部９を配置することで、追加のコストをかけることなく混合性を高めることができ、製品コストを低減させることができる。

（１０）図８に示すように、ＥＧＲ通路４の第一壁面１７をコア２０の流出面５７に対して傾斜させることで、吸気がコア２０の内部を通過しやすくなるとともに、コア２０を通過した吸気流が第一壁面１７に沿って流通しやすくなり、吸気抵抗を削減することができる。
（１１）また、ＥＧＲ通路４の第二壁面１８を吸気の流通方向Ｆに沿った形状にすることで、図９（Ｃ）に示すように、剥離部８で剥離した吸気流によって生じる負圧領域（旋回流が生じる領域）を確保することができ、吸気とＥＧＲガスとの混合性を高めることができる。

［５．変形例］
上述の実施形態では、ディーゼル式のエンジン３０に取り付けられたインマニ１を例示したが、エンジン３０の種類はこれに限定されない。エンジン３０のＥＧＲシステムについても本件に必須の要素ではなく、適宜省略することができる。また、エンジン３０を基準としたインマニ１の取り付け角度は、任意に設定可能である。上述の実施形態では、インタークーラー１０のコア２０の下面５８が水平面に対して傾斜して設けられているが、インマニ１自体を水平面に対して傾斜させてもよいし、エンジン３０を水平面に対して傾斜させてもよい。

１ インマニ
２ 開口部
３ 縁部
４ ＥＧＲ通路部（ＥＧＲ通路）
５ スリット（ＥＧＲ開口部）
６ 第一膨出部
７ 第二膨出部
８ 剥離部
９ 凹み部
１０ インタークーラー
１１ フランジ
１２ 天板
１４ ガスケット
１５ 延設部
１６ 偏向部
２０ コア
４７ 発熱部材（ヒーター）
４８ バキュームパイプ
６４ 凹部
６５ 溝部

Claims (9)

1. エンジンの吸気を冷却するインタークーラーが内蔵されたインテークマニホールドにおいて、
   前記エンジンの排気系から吸気系へと還流するＥＧＲガスの流路となるＥＧＲ通路と、
   前記インタークーラーと前記エンジンとの間の吸気通路に前記ＥＧＲ通路を開放するＥＧＲ開口部と、
   前記インタークーラーと前記ＥＧＲ開口部との間で、前記ＥＧＲ開口部が形成された壁面から前記吸気通路に向かって突設され、吸気流を前記壁面から剥離させる剥離部と、
   を備えることを特徴とする、インテークマニホールド。
2. 前記剥離部が、前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向に交差する方向へと壁状に延設される
   ことを特徴とする、請求項１記載のインテークマニホールド。
3. 前記剥離部が、前記ＥＧＲ開口部の縁に沿って延設される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のインテークマニホールド。
4. 前記ＥＧＲ通路が、
   前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向に交差する方向へと延設された延設部と、
   前記延設部へ流入する前記ＥＧＲガスの入口に配置され、前記延設部における前記ＥＧＲガスの流れを前記延設部の延設方向に交差する方向へと偏向させる偏向部とを有する
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のインテークマニホールド。
5. 前記ＥＧＲ開口部が、前記ＥＧＲ通路の中で、前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向における上流寄りの位置に配置されるとともに、
   前記偏向部が、前記ＥＧＲ通路の中で、前記吸気流通方向における下流寄りの位置に向かって、前記ＥＧＲガスの流れを偏向させる
   ことを特徴とする、請求項４記載のインテークマニホールド。
6. 前記ＥＧＲ通路の内側に向かって膨出し、前記ＥＧＲガスの流れに乱れを生成する第一膨出部を備える
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のインテークマニホールド。
7. 前記吸気が流通する吸気通路の内側に向かって膨出し、前記吸気の流れに乱れを生成する第二膨出部を備える
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のインテークマニホールド。
8. 前記剥離部が、前記壁面からの突設寸法が周囲よりも小さい凹み部を有し、
   前記凹み部が、前記エンジンの気筒間部に対応する位置に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のインテークマニホールド。
9. 前記ＥＧＲ通路が、前記インタークーラーのコアが挿入される開口部から離れるほど前記コアからも離れるように傾斜した形状に形成された第一壁面と、前記インタークーラーよりも下流側の吸気流通方向に沿った形状に形成されるとともに前記ＥＧＲ開口部が形成された第二壁面とを有する
   ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載のインテークマニホールド。

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