JP2012031782A - 排気系のｅｇｒ配管接続部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】排気系に対してＥＧＲパイプを接続する部分の構造を改良することによって排気系の構成の簡素化を図ることが可能なＥＧＲ配管接続部構造を提供する。
【解決手段】触媒コンバータ２の直下流側に、ＥＧＲパイプ４を接続するためのＥＧＲパイプ接続口３４ａ及び排気管接続のためのフランジ部３２，３３を鋳造により一体成形して成るＥＧＲパイプ接続部材３を配設する。これにより、排気ガス取り出し口３４ａを触媒ケース２１に備えさせないことで、触媒ケース２１の両端部をコーン形状に形成するための加工としてスピニング加工が適用可能となり、触媒ケース２１を一部品で構成できる。その結果、排気系の部品点数の削減が図れ、その製造工程の削減及び製造コストの低廉化を図ることが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気系に対してＥＧＲ配管を接続する部分の構造に係る。特に、本発明は、排気系の構成の簡素化を図るための対策に関する。

従来より、例えば自動車用エンジン等にあっては、排気管内を流れる排気ガスの一部を排気再循環ガス（ＥＧＲガス）として吸気管内に導入し、このＥＧＲガスを吸入空気中に混入させることによって筒内最高燃焼温度を低下させ、排気ガス中に含まれる有害物質（例えば窒素酸化物：ＮＯｘ）の低減を図るようにした排気ガス再循環装置（以下、「ＥＧＲ装置」と呼ぶ場合もある）が備えられている。

このＥＧＲ装置は、エンジンの排気系と吸気系とを接続するＥＧＲ配管（以下、「ＥＧＲパイプ」と呼ぶ場合もある）と、このＥＧＲパイプ内に備えられて開度調整可能とされたＥＧＲバルブとを備えている。つまり、このＥＧＲバルブの開度を調整することによってＥＧＲパイプを流れるＥＧＲガスの還流量を調整するようになっている。

一般に、上記ＥＧＲパイプは、その一端が、エンジンの排気系に備えられた触媒コンバータの直下流側に接続され、この触媒コンバータを通過した排気ガスの一部を吸気系に還流するようになっている（下記の特許文献１及び特許文献２を参照）。

図６及び図７に、従来の一般的な排気系の構成（排気マニホールドａからＥＧＲパイプｄの接続部分までの構成）を示す。図６は排気系の平面図であり、図７は排気系の背面図（車両後方側から見た図）である。

これらの図に示すように、排気系には、排気マニホールドａ、触媒コンバータｂ、排気管接続フランジ部材ｃ等が備えられており、触媒コンバータｂの下流部分にＥＧＲパイプｄが接続されている。

排気マニホールドａにはフランジ部ａ１が設けられており、このフランジ部ａ１が図示しないガスケットを介してエンジンのシリンダヘッドに接続されている。また、この排気マニホールドａにおける各配管ａ２，ａ２，…の合流部の上面にはＡ／Ｆセンサ（図示省略）を取り付けるためのボスａ３が一体形成されている。

また、触媒コンバータｂは、略円筒形状の触媒ケースｂ１内に三元触媒が収容された構成となっている。この触媒ケースｂ１の構成としては、先端側（排気マニホールドａ側）がスピニング加工によって絞られた前側ケースｂ２と、この前側ケースｂ２の後側に溶接された後側ケースｂ３とを備えている。前側ケースｂ２は、その前端縁が上記排気マニホールドａの後端縁に溶接されている。また、後側ケースｂ３には、ＥＧＲパイプｄを接続するための取り付けボスｂ４が一体形成されている。具体的に、この後側ケースｂ３は、金属製板材が曲げ加工されて成る左右一対のケース部材ｂ３−１，ｂ３−２の２部材で成り、これらケース部材ｂ３−１，ｂ３−２の端縁同士を重ね合わせて溶接することでコーン形状（円錐台形状）に形成されたものである（この溶接部分を図６及び図７に符号ｅで示す）。このように溶接によって後側ケースｂ３を形成する理由は、上記ＥＧＲパイプｄを接続するための上記取り付けボスｂ４の配設箇所がこの後側ケースｂ３であるためであって、上述したスピニング加工（前側ケースｂ２の先端側に適用している絞り加工）が適用できないからである。

そして、この後側ケースｂ３には、図示しない排気管（下流側の排気管）を接続するための上記排気管接続フランジ部材ｃが一体的に溶接されている。この排気管接続フランジ部材ｃは、内部に排気流路ｃ１を有する管体で成り、その車幅方向（図６及び図７における左右方向）に延びるフランジｃ２，ｃ２が形成されており、これらフランジｃ２，ｃ２には車両前後方向に延びる貫通孔ｃ３，ｃ３がそれぞれ形成されている。より具体的には、上記触媒コンバータｂには球面継手（ボールジョイント）を介して排気管が接続されるため、この排気管接続フランジ部材ｃは、球面継手を接続するために利用される。つまり、球面継手に設けられたフランジに形成された貫通孔（共に図示省略）と上記排気管接続フランジ部材ｃのフランジｃ２，ｃ２に形成された貫通孔ｃ３，ｃ３とに亘ってボルトが挿入され、このボルトによって球面継手と排気管接続フランジ部材ｃとが一体的に締結される。

そして、ＥＧＲパイプｄの上流端（ＥＧＲガス流れ方向の上流端）が、上記後側ケースｂ３に形成されている上記取り付けボスｂ４に挿入されて、その挿入部分の全周囲が溶接され、これによってＥＧＲパイプｄが排気系に取り付けられている。

このような構成により、エンジンから排出されて触媒コンバータｂによって浄化された排気ガスは、その大部分が排気管接続フランジ部材ｃの排気流路ｃ１を流れて下流側の排気管に導出される一方、他の排気ガスは、後側ケースｂ３の取り付けボスｂ４側に分流され、ＥＧＲパイプｄに導出されて吸気系に還流されることになる。

尚、図６及び図７における符号ｆは、触媒コンバータｂを車体側に支持するための図示しないステーが締結されるステーブラケットである。

特開２００４−２７８３４２号公報 特開２００４−１７６５５４号公報

ところが、上述した従来の排気系の構成にあっては、部品点数の削減に限界があり、製造工程が多く且つ製造コストの高騰も招いていた。具体的には、上述した如く、ＥＧＲパイプｄを接続するための取り付けボスｂ４が触媒ケースｂ１（後側ケースｂ３）に形成されていることから、触媒ケースｂ１を、前側ケースｂ２と、後側ケースｂ３を構成する２つのケース部材ｂ３−１，ｂ３−２との３部材で構成せねばならず、また、後側ケースｂ３をコーン形状に形成するための溶接作業（ケース部材ｂ３−１，ｂ３−２同士を溶接する作業）や、この後側ケースｂ３の前端を前側ケースｂ２の後端に溶接するための溶接作業が必要であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気系に対してＥＧＲパイプを接続する部分の構造を改良することによって排気系の構成の簡素化を図ることが可能なＥＧＲ配管接続部構造を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、ＥＧＲガスを吸気系に還流するＥＧＲパイプを接続するための部位と排気管接続用のフランジ部とを一体化することで、排気系における部品点数の削減を図るようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の排気系にＥＧＲ配管を接続するＥＧＲ配管接続部の構造を対象とする。このＥＧＲ配管接続部の構造に対し、上記ＥＧＲ配管を接続するための排気ガス取り出し口を、上記排気系の配管部材同士を接続するためのフランジ部に一体成形した構成としている。

より具体的には、上記排気ガス取り出し口及びフランジ部を、鋳造により一体成形している。

また、排気系のより具体的な構成として、上記排気ガス取り出し口及びフランジ部を一体成形して成るＥＧＲ配管接続部材を、排気系における触媒装置の直下流側に配設している。

これらの特定事項により、従来では別部品であった排気ガス取り出し口とフランジ部とを一部品で構成することができる。また、排気ガス取り出し口を触媒ケース等の他の配管部品に備えさせないことで、この配管部品の製造が容易になる。例えば触媒ケースの両端部をコーン形状（円錐台形状）に形成する場合には、これら両端部をスピニング加工によって所定形状に成形することが可能になり、この触媒ケースも一部品で構成することが可能になる。その結果、排気系の部品点数の削減が図れ、その製造工程の削減及び製造コストの低廉化を図ることが可能になる。

上記ＥＧＲ配管接続部材の具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、このＥＧＲ配管接続部材に、排気ガス流れ方向下流側の排気管に向けて排気ガスを導出するためのメイン排気ガス流路を有するメイン配管部と、このメイン配管部に一体化され上記メイン排気ガス流路から上記排気ガス取り出し口に亘るＥＧＲガス抜き出し流路を有するＥＧＲ配管部とを備えさせる。そして、上記メイン排気ガス流路から排気ガス取り出し口に向かう上記ＥＧＲガス抜き出し流路の延長方向と、上記メイン排気ガス流路における排気ガスの流れ方向との間に９０°以上の角度差を設けた構成としている。

この構成によれば、メイン配管部のメイン排気ガス流路を流れている排気ガスがＥＧＲ配管部のＥＧＲガス抜き出し流路に流れ込む際には、その流れ方向を大きく変更（９０°以上に流れ方向の角度を変更）することになる。このため、メイン排気ガス流路において排気ガス中の水分が結露した場合であっても、この結露水は、その自重により流れ方向の変更角度には限界があるためＥＧＲガス抜き出し流路には流れ込み難いものとなる。このため、ＥＧＲ配管から吸気系に水分が流れ込んでしまうといった状況を効果的に回避することができる。

また、上記ＥＧＲ配管部を、上記メイン排気ガス流路から排気ガス取り出し口に向かうＥＧＲガス抜き出し流路の延長方向が上方に向くようにメイン配管部に接続した場合には、上記吸気系への水分の流れ込みを確実に回避することが可能となる。

また、上記ＥＧＲ配管接続部材を支持するためのステーが取り付けられるステー取付部もＥＧＲ配管接続部材に一体成形した場合には、排気系の部品点数のよりいっそうの削減化が図れることになる。

本発明では、ＥＧＲガスを吸気系に還流するＥＧＲ配管を接続するための排気ガス取り出し口と排気管接続用のフランジ部とを一体成形している。このため、排気系における部品点数の削減を図ることができる。

実施形態に係る排気系の平面図である。 実施形態に係る排気系の背面図である。 実施形態に係る排気系の側面図である。 ＥＧＲパイプ接続部材の斜視図である。 図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 従来例における排気系の平面図である。 従来例における排気系の背面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用ガソリンエンジンの排気系に本発明を適用した場合について説明する。

図１は本実施形態に係る排気系（排気マニホールド１からＥＧＲパイプ４の接続部分までの排気系）の平面図、図２はその排気系の背面図（車両後方側から見た図）、図３はその排気系の側面図（図１におけるＩＩＩ矢視図）である。

これらの図に示すように、排気系には、排気マニホールド１、触媒コンバータ（触媒装置）２、ＥＧＲパイプ接続部材（ＥＧＲ配管接続部材）３が備えられており、このＥＧＲパイプ接続部材３にＥＧＲパイプ（ＥＧＲ配管）４が接続されている。以下、各部材について説明する。

−排気マニホールド１−
排気マニホールド１は、配管部１１とフランジ部１２とを備えている。

上記配管部１１は、エンジンの各気筒に対応して設けられた複数の枝管（ブランチ管）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、これら枝管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの下流側端（排気ガス流れ方向の下流側端）が集合して成る集合管１１ｅとを備えている。

上記各枝管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ及び集合管１１ｄは、ステンレス製の上側シェル１３と下側シェル１４とが一体的に溶接されて構成されている。これら上側シェル１３及び下側シェル１４は、ステンレス鋼板を所定の３次元形状に板金成形（プレス加工等）して構成された部材であり、上記枝管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ及び集合管１１ｅとなる部位の側部には、溶接代１５，１５，…が形成されている。そして、これら溶接代１５，１５同士を重ね合わせるように上側シェル１３と下側シェル１４とを組み合わせ、溶接代１５，１５同士を溶接することによって排気マニホールド１の配管部１１が形成されている。

また、上記フランジ部１２には、上記各枝管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの前端（排気流れ方向の上流端）を挿入するための複数の開口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成されており、これら開口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに各枝管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの前端がそれぞれ挿入され、その周囲（開口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの内周縁と枝管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの外周縁）が溶接されることによって配管部１１とフランジ部１２とが一体化されている。また、このフランジ部１２は、図示しないガスケットを介してエンジンのシリンダヘッドに接続され、これによって、各枝管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがそれぞれ対応する気筒の排気ポートに連通するようになっている。

また、この排気マニホールド１における上記集合管１１ｅの上面にはＡ／Ｆセンサ（図示省略）を取り付けるためのボス１７が一体形成されている。

−触媒コンバータ２−
触媒コンバータ２は、上記排気マニホールド１の集合部１１ｅの下流端に接続されており、触媒ケース２１内に三元触媒（図示省略）が収容された構成となっている。

上記三元触媒は、酸素を貯蔵（吸蔵）するＯ₂ストレージ機能（酸素貯蔵機能）を有しており、この酸素貯蔵機能により、排気ガスの空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、ＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘを浄化することが可能となっている。即ち、空燃比がリーンとなって、三元触媒に流入する排気ガス中の酸素及びＮＯｘが増加すると、酸素の一部を三元触媒が吸蔵することでＮＯｘの還元・浄化を促進する。一方、空燃比がリッチになって、三元触媒に流入する排気ガスにＨＣ，ＣＯが多量に含まれると、三元触媒は内部に吸蔵している酸素分子を放出し、これらのＨＣ，ＣＯに酸素分子を与え、酸化・浄化を促進する。

各図に示す触媒コンバータ２は、排気系において上流側に位置しているスタート触媒（スタートキャタリティックコンバータ）と呼ばれるものであって、排気マニホールド１の直下流側（エンジンの燃焼室に近い側）に設けられているため、エンジンの始動後、短時間のうちに活性温度まで上昇するといった特徴を有するものとなっている。尚、この触媒コンバータ（スタート触媒）２の下流側には排気管を介して図示しないアンダーフロア触媒（アンダーフロアキャタリティックコンバータ）が配設されている。また、この触媒コンバータ（スタート触媒）２は、エンジンに接続された上記排気マニホールド１と、図示しないフロアパネルの下側に配設された排気管との間を接続するものであることから、図３に示すように排気流れ方向の下流側（図３における右側）に向かうに従って下側に傾斜する姿勢で配設されている。

一方、上記触媒ケース２１は、金属製（ステンレス製）筒状の部材であって、その軸線方向の両端部がスピニング加工によって絞られて成形されており、その前端（排気マニホールド１側の先端）が、上記排気マニホールド１の集合管１１ｅの下流端に挿入されて溶接されている一方、その後端（ＥＧＲパイプ接続部材３側の先端）が、ＥＧＲパイプ接続部材３に挿入されて溶接されている。

具体的には、この触媒ケース２１は、その軸線方向の中央部に位置するケース本体部２２と、このケース本体部２２の前側に連続形成され且つ上記スピニング加工によって絞られた前側コーン部２３と、ケース本体部２２の後側に連続形成され且つ上記スピニング加工によって絞られた後側コーン部２４とを備えている。

この触媒コンバータ２の製造作業としては、円筒状の金属ケース（内径寸法が上記ケース本体部２２の内径寸法とされた筒体）の内部に三元触媒が挿入され、この金属ケースの軸線方向の一端側及び他端側がそれぞれスピニング加工によって絞られる。これにより、スピニング加工がされていない金属ケース軸線方向の中央部分が上記ケース本体部２２となり、スピニング加工された金属ケース軸線方向の両端部分のうちの一方が上記前側コーン部２３として形成され、他方が後側コーン部２４として形成されることになる。

そして、上記前側コーン部２３の前端縁部が上記排気マニホールド１の集合管１１ｅの内部に挿入され、その周囲（排気マニホールド１の集合管１１ｅの内周縁と前側コーン部２３の前端縁部の外周縁）が溶接されることによって排気マニホールド１と触媒コンバータ２とが一体化されている。また、触媒ケース２１の後側コーン部２４はＥＧＲパイプ接続部材３に溶接されているが、この溶接部分の構成については後述する。

このように、本実施形態における触媒コンバータ２の触媒ケース２１は、その全体が一体構造となっている。つまり、一部材で触媒ケース２１が構成されている。その理由は、この触媒ケース２１にＥＧＲパイプ４を接続するための接続部（従来技術（図６に示すもの）における取り付けボスｂ４）を備えさせていないことに起因する。言い換えると、触媒ケース２１を、その軸線方向の全体に亘って断面円形（但し、上記ケース本体部２２と、前側コーン部２３及び後側コーン部２４とでは径寸法が異なっている）に形成していることから上記スピニング加工により全体を成形することが可能になり、複数部材により触媒ケース２１を形成するといった必要がなくなる。

−ＥＧＲパイプ接続部材３−
次に、本実施形態において特徴とする部材であるＥＧＲパイプ接続部材３について説明する。図４はＥＧＲパイプ接続部材３の斜視図（触媒コンバータ２が接続される側から見た斜視図）であり、図５は図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図（触媒コンバータ２の触媒ケース２１を仮想線で示している）である。

これらの図に示すように、ＥＧＲパイプ接続部材３は、金属の鋳造加工によって成形されており、メイン配管部３１、フランジ部３２，３３、ＥＧＲ配管部３４、ステー取付部３５が一体成形された構成となっている。以下、各部について説明する。

上記メイン配管部３１は、ＥＧＲパイプ接続部材３の中央に位置し且つ軸線方向の長さが比較的短く設定された管体で成っている。また、このメイン配管部３１は、その軸線方向に亘り、互いに形状が異なる３つの領域を備えている。具体的には、最も前側（触媒コンバータ２側）に位置する触媒接続部３１ａと、この触媒接続部３１ａに連続して後方側（排気ガス流れ方向の下流側）に延びるＥＧＲガス分流部３１ｂと、このＥＧＲガス分流部３１ｂに連続して後方側に延びる排気管接続部３１ｃとが備えられている。

上記触媒接続部３１ａは、その内径寸法が上記触媒ケース２１の後側コーン部２４の後端部の外径寸法に略一致している。また、上記ＥＧＲガス分流部３１ｂの内径寸法は、上記触媒接続部３１ａの内径寸法よりも僅かに小さく設定されており、この両者の境界部分には段部３６が形成されている。このため、上記後側コーン部２４の後端部の端面が、この段部３６に当接された状態、また、この段部３６に近接した状態で、この後側コーン部２４の後端部が触媒接続部３１ａに挿入され、その周囲（触媒接続部３１ａの内周縁と後側コーン部２４の後端部の外周縁）が溶接されることによって触媒コンバータ２とＥＧＲパイプ接続部材３とが一体化されている。

また、上記ＥＧＲガス分流部３１ｂは、その内径寸法が後方（図５における下方：排気ガス流れ方向の下流側）に向かうに従って小さくなるように成形されている。また、このＥＧＲガス分流部３１ｂには、その外周面に上記フランジ部３２，３３及びＥＧＲ配管部３４が一体成形されている。

具体的に、上記フランジ部３２，３３は、ＥＧＲガス分流部３１ｂの外面から外周側に向かい、メイン配管部３１の軸線に対して直交する方向に延びている。また、各フランジ部３２，３３には、その板厚方向（メイン配管部３１の軸線に沿う方向）に貫通する貫通孔３２ａ，３３ａが形成されている。このフランジ部３２，３３は、後方に設けられる図示しない球面継手（ボールジョイント）を接続するためのものである。つまり、球面継手にも同様のフランジ部が設けられており、この球面継手のフランジ部に形成された貫通孔と上記フランジ部３２，３３に形成された貫通孔３２ａ，３３ａとに亘って挿通されるボルトによって各フランジ部同士が連結されることによりＥＧＲパイプ接続部材３に球面継手が取り付けられることになる。この球面継手は、その後方に接続される排気管の軸線と触媒コンバータ２の軸線との相対角度を所定角度範囲内で変更可能とするためのものである。

上記ＥＧＲ配管部３４は、その一端（ＥＧＲガス流れ方向の上流側）が上記ＥＧＲガス分流部３１ｂの内面に開放している一方、他端（ＥＧＲガス流れ方向の下流側）では、その軸線方向が前方（車両前方）に変更され、前方に開放するＥＧＲパイプ接続口（排気ガス取り出し口）３４ａが形成されている。つまり、上記メイン配管部３１のＥＧＲガス分流部３１ｂに流れ込んだ排気ガス（ＥＧＲガス）の一部が、このＥＧＲガス分流部３１ｂからＥＧＲ配管部３４に分流され、上記ＥＧＲパイプ接続口３４ａに達する構成となっている。

より具体的には、上記ＥＧＲ配管部３４は、上記ＥＧＲガス分流部３１ｂに接続するＥＧＲガス抜き取り管部３４ｂと、このＥＧＲガス抜き取り管部３４ｂの下流側（ＥＧＲガス流れ方向の下流側）に連続するＥＧＲガス供給管部３４ｃとを備えている。上記ＥＧＲガス抜き取り管部３４ｂは、前後方向（図５では上下方向）の寸法が上下方向（図５では紙面に直交する方向）の寸法よりも短く設定された偏平形状の管体で成っている。また、このＥＧＲガス抜き取り管部３４ｂは、図５に示すように、ＥＧＲガス流れ方向の下流側に向かって車両前方側（図５では上方側）に傾斜するようにＥＧＲガス分流部３１ｂに接続されている。つまり、上記ＥＧＲガス分流部３１ｂからＥＧＲ配管部３４に流れ込むＥＧＲガスは、その流れ方向が反転（流線の角度を図中のαだけ反転）するようにしてＥＧＲパイプ接続口３４ａに流れ込むことになる（図５では、メイン配管部３１の内部空間であるメイン排気ガス流路Ａを排気管側に向かって流れる流線を矢印Ｉで示し、ＥＧＲガス分流部３１ｂで反転してＥＧＲ配管部３４の内部空間であるＥＧＲガス抜き出し流路Ｂを流れる排気ガスの流線を矢印ＩＩで示している。この反転角度αは９０°以上の角度に設定されており、本実施形態では約１２０°に設定されている。この値はこれに限定されるものではなく適宜設定が可能である。

また、上述した如く触媒コンバータ２は、排気流れ方向の下流側に向かうに従って下側に傾斜する姿勢で配設されているため（図３を参照）、このＥＧＲパイプ接続部材３も排気流れ方向の下流側に向かうに従って下側に傾斜する姿勢で配設されている。このため、上記反転するように流されるＥＧＲガスは、実際には斜め上方に反転するように流線を変更して上記ＥＧＲガス分流部３１ｂからＥＧＲパイプ接続口３４ａに流れ込むことになる。

また、上記ＥＧＲガス供給管部３４ｃは、その上流端が上記ＥＧＲガス抜き取り管部３４ｂに連通し、下流端が上記ＥＧＲパイプ接続口３４ａとなっている。このＥＧＲガス供給管部３４ｃは、流路形状が真円であって、上記ＥＧＲパイプ接続口３４ａの内径寸法は、上記ＥＧＲパイプ４の外径寸法に略一致している。このため、ＥＧＲパイプ４の上流端（ＥＧＲガス流れ方向の上流端）がＥＧＲパイプ接続口３４ａに挿入され、その周囲（ＥＧＲパイプ接続口３４ａの内周縁とＥＧＲパイプ４の外周縁）が溶接されることによってＥＧＲパイプ接続部材３に対してＥＧＲパイプ４が取り付けられている。

また、上記メイン配管部３１の排気管接続部３１ｃは、上記ＥＧＲガス分流部３１ｂの後方（図５における下方）に連続成形され、その後端面に上記球面継手が接続されるようになっている。具体的に、この排気管接続部３１ｃは、その内径寸法が上記ＥＧＲガス分流部３１ｂの後端縁の内径寸法に略一致しており、外径寸法が上記ＥＧＲガス分流部３１ｂの後端縁の外径寸法に対して小径に設定されている。

また、上記ステー取付部３５は、上記ＥＧＲガス分流部３１ｂの外面から外周側に向かって延びる円柱形状の部位であって、その中心部にはボルト孔３５ａが形成されている。そして、ＥＧＲパイプ接続部材３を車体側に吊り下げ支持するためのステー（図示省略）の一端に形成された貫通孔が上記ボルト孔３５ａに位置合わせされ、これら孔にボルトが挿入されてボルト孔３５ａにねじ込まれることによって、このステーによりＥＧＲパイプ接続部材３が車体側に吊り下げ支持されている。

上記ＥＧＲパイプ４は、上記ＥＧＲパイプ接続部材３に対する接続箇所から車両前方に向かって延びるように屈曲されており、その下流端には、例えばＥＧＲクーラ（図示省略）を接続するためのフランジ４１が設けられている。また、このＥＧＲパイプ４には、このフランジ４１の向きを可変とするべく蛇腹部４２が設けられている。

このような排気系の構成により、エンジンから排出されて触媒コンバータ２によって浄化された排気ガスは、その大部分が上記ＥＧＲパイプ接続部材３のメイン配管部３１内（上記メイン排気ガス流路Ａ）を流れ、下流側の排気管に導出されることになる（図５における矢印Ｉを参照）。

一方、他の排気ガスは、メイン配管部３１のＥＧＲガス分流部３１ｂで流入され、ＥＧＲ配管部３４に流れ込む。このＥＧＲ配管部３４に流れ込んだ排気ガス（ＥＧＲガス）は、上記ＥＧＲガス抜き取り管部３４ｂ及びＥＧＲガス供給管部３４ｃの内部空間（ＥＧＲガス抜き出し流路Ｂ）を経て、このＥＧＲガス供給管部３４ｃの下流端であるＥＧＲパイプ接続口３４ａからＥＧＲパイプ４に導出されて吸気系に還流されることになる。

以上説明したように、本実施形態では、ＥＧＲパイプ接続口３４ａを有するＥＧＲ配管部３４を、フランジ部３２，３３を有するＥＧＲパイプ接続部材３に一体成形したことにより、従来では別部品であったＥＧＲパイプ接続口３４ａとフランジ部３２，３３とを一部品で構成している。このため、ＥＧＲパイプ接続口３４ａを触媒ケース２１に備えさせないことで、この触媒ケース２１の製造が容易になる。つまり、触媒ケース２１の後端部をコーン形状（円錐台形状）に形成する場合に、この後端部をスピニング加工によって所定形状に成形することが可能になり、この触媒ケース２１を一部品で構成することが可能になる。その結果、排気系の部品点数の削減が図れ、その製造工程の削減及び製造コストの低廉化を図ることが可能になる。また、上記フランジ部３２，３３、ＥＧＲ配管部３４、ステー取付部３５を同一平面上（メイン配管部３１の軸線に対して直交する同一平面上）に配設することが可能となるため、排気マニホールド１の前端からＥＧＲパイプ接続部材３の後端までの寸法を従来構造に比べて短くすることができ、排気系のコンパクト化を図ることもできる。

また、上述した如くＥＧＲパイプ接続口３４ａをＥＧＲパイプ接続部材３に一体成形したことにより、このＥＧＲパイプ接続口３４ａの開口方向（ＥＧＲパイプ接続口３４ａの軸線方向）を安定的に得ることが可能となる。つまり、従来技術（図６及び図７に示すもの）にあっては、ケース部材ｂ３−１，ｂ３−２の端縁同士を重ね合わせて溶接することでコーン形状の後側ケースｂ３を成形していたため加工精度のバラツキに伴って取り付けボスｂ４の開口方向にもバラツキが生じやすいものとなっていた。この場合、取り付けボスｂ４にＥＧＲパイプを接続した際にＥＧＲパイプの延長方向にもバラツキが生じる可能性が高くなってしまう。これに対し、本実施形態によれば、ＥＧＲパイプ接続口３４ａをＥＧＲパイプ接続部材３に一体成形したことによりＥＧＲパイプ接続口３４ａの開口方向を安定的に得ることができ、ＥＧＲパイプ４を接続した際のその延長方向のバラツキが生じ難くなる。

また、本実施形態では、ＥＧＲガス流れ方向の下流側に向かって車両前方側（図５では上方側）に傾斜するように、ＥＧＲ配管部３４ｂをメイン配管部３１に接続している。このため、メイン配管部３１の内部を流れている排気ガスがＥＧＲ配管部３４に流れ込む際には、その流れ方向を大きく変更（９０°以上に流れ方向の角度を変更）することになる。その結果、メイン配管部３１の内部において排気ガス中の水分が結露した場合であっても、この結露水は、その自重により流れ方向の変更角度には限界があるためＥＧＲ配管部３４には流れ込み難いものとなっている。このため、ＥＧＲパイプ４から吸気系に水分が流れ込んでしまうといった状況を効果的に回避することができる。従来の一般的なＥＧＲパイプの接続構造では、結露水がＥＧＲガスと共に吸気系に流れ込む可能性が高く、燃焼室内での燃焼性の悪化などを招く可能性があった。本実施形態の構成によれば、吸気系への結露水の流れ込みが回避され、燃焼性の改善を図ることが可能である。また、この構成によれば、触媒コンバータ２の下流部分に酸素センサを配設する場合に、結露水による酸素センサへの悪影響を回避することも可能である。

−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車用ガソリンエンジンの排気系に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ディーゼルエンジンの排気系にも適用可能である。この場合、上記ＥＧＲパイプ接続部材３は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側に取り付けられることになる。また、自動車以外に使用されるエンジンの排気系に対しても本発明は適用可能である。更には、エンジンの気筒数としては４気筒に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、スタート触媒２の下流側にＥＧＲパイプを接続する構成に対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、上記アンダーフロア触媒の下流側にＥＧＲパイプを接続する構成に対しても適用可能である。

また、上記実施形態では、メイン配管部３１に対するＥＧＲ配管部３４の接続位置をＥＧＲパイプ接続部材３の側面としたが、これに限るものではない。例えば、ＥＧＲ配管部３４の接続位置をＥＧＲパイプ接続部材３の上面に設定した場合には、上記吸気系への水分の流れ込みを確実に回避することが可能となる。

更に、上記実施形態では、ＥＧＲパイプ接続部材３を鋳造により成形していたが、他の製法によって成形するようにしてもよい。例えば、プレス加工により成形された前側部材及び後側部材を一体的に組み付けることでＥＧＲパイプ接続部材を成形するようにしてもよい。

本発明は、自動車用エンジンの排気系に接続されるＥＧＲパイプの接続部分の構造として適用可能である。

１ 排気マニホールド
２ 触媒コンバータ（触媒装置）
２１ 触媒ケース
３ ＥＧＲパイプ接続部材（ＥＧＲ配管接続部材）
３１ メイン配管部
３２，３３ フランジ部
３４ ＥＧＲ配管部
３４ａ ＥＧＲパイプ接続口（排気ガス取り出し口）
３５ ステー取付部
４ ＥＧＲパイプ（ＥＧＲ配管）
Ａ メイン排気ガス流路
Ｂ ＥＧＲガス抜き出し流路

Claims (6)

1. 内燃機関の排気系にＥＧＲ配管を接続するＥＧＲ配管接続部の構造であって、
   上記ＥＧＲ配管を接続するための排気ガス取り出し口が、上記排気系の配管部材同士を接続するためのフランジ部に一体成形されていることを特徴とする排気系のＥＧＲ配管接続部構造。
2. 請求項１記載の排気系のＥＧＲ配管接続部構造において、
   上記排気ガス取り出し口及びフランジ部は、鋳造により一体成形されていることを特徴とする排気系のＥＧＲ配管接続部構造。
3. 請求項１または２記載の排気系のＥＧＲ配管接続部構造において、
   上記排気ガス取り出し口及びフランジ部を一体成形して成るＥＧＲ配管接続部材は、排気系における触媒装置の直下流側に配設されていることを特徴とする排気系のＥＧＲ配管接続部構造。
4. 請求項１、２または３記載の排気系のＥＧＲ配管接続部構造において、
   上記排気ガス取り出し口及びフランジ部を一体成形して成るＥＧＲ配管接続部材は、排気ガス流れ方向下流側の排気管に向けて排気ガスを導出するためのメイン排気ガス流路を有するメイン配管部と、このメイン配管部に一体化され上記メイン排気ガス流路から上記排気ガス取り出し口に亘るＥＧＲガス抜き出し流路を有するＥＧＲ配管部とを備えており、
   上記メイン排気ガス流路から排気ガス取り出し口に向かう上記ＥＧＲガス抜き出し流路の延長方向と、上記メイン排気ガス流路における排気ガスの流れ方向との間には９０°以上の角度差が設けられていることを特徴とする排気系のＥＧＲ配管接続部構造。
5. 請求項４記載の排気系のＥＧＲ配管接続部構造において、
   上記ＥＧＲ配管部は、上記メイン排気ガス流路から排気ガス取り出し口に向かうＥＧＲガス抜き出し流路の延長方向が上方に向くようにメイン配管部に接続されていることを特徴とする排気系のＥＧＲ配管接続部構造。
6. 請求項３、４または５記載の排気系のＥＧＲ配管接続部構造において、
   上記ＥＧＲ配管接続部材には、このＥＧＲ配管接続部材を支持するためのステーが取り付けられるステー取付部も一体成形されていることを特徴とする排気系のＥＧＲ配管接続部構造。

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