JP6133770B2 - ガス混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路を流れる排気ガスを、吸気通路を流れる新気ガスに、混合するガス混合装置に関する。

特許文献１のＥＧＲ拡散ユニットは、吸気通路と、外周通路と、を備えている。吸気通路は、外周通路の径方向内側に配置されている。吸気通路と、外周通路と、は隔壁により仕切られている。隔壁には、複数のＥＧＲ出口が配置されている。外周通路に導入された排気ガスは、複数のＥＧＲ出口を介して、吸気通路に流れ込む。排気ガスは、吸気通路を流れる新気ガスに、混合される。ここで、複数のＥＧＲ出口は、吸気通路の周方向に沿って、一列に並んでいる。このため、吸気通路に排気ガスを導入する際、周方向における導入量のばらつきを抑制することができる。

特開２０１１−６４１６３号公報

しかしながら、複数のＥＧＲ出口の通路長方向位置（吸気通路の通路長方向位置）は、一致している。すなわち、複数のＥＧＲ出口は、通路長方向に互いにずれて配置されていない。このため、吸気通路に排気ガスを導入する際、通路長方向における導入量のばらつきを抑制することができなかった。したがって、排気ガスと、新気ガスと、を充分に混合することができなかった。そこで、本発明は、吸気通路の周方向および通路長方向における排気ガスの導入量のばらつきを抑制可能なガス混合装置を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のガス混合装置は、新気ガスが流れる吸気通路と、該吸気通路に排気ガスを導入するＥＧＲ通路と、を有するハウジングと、該ＥＧＲ通路と該吸気通路との間に配置され、該吸気通路に開口する複数の分流孔を有する隔壁部と、を備え、複数の該分流孔は、該吸気通路の通路長方向および周方向に対して、交差する方向に並んでいることを特徴とする。

ここで、「新気ガス」とは、本発明のガス混合装置から排気ガスが合流する前のガスをいう。例えば、本発明のガス混合装置の上流側に別のガス混合装置があり、当該ガス混合装置から既に新気ガスに排気ガスが混合されている場合は、排気ガス混合済みの新気ガスが、本発明のガス混合装置における新気ガスに相当する。

排気ガスは、隔壁部の複数の分流孔を介して、ＥＧＲ通路から吸気通路に、導入される。ここで、複数の分流孔は、吸気通路の通路長方向に対して、交差する方向に並んでいる。すなわち、複数の分流孔は、吸気通路の通路長方向に沿って、並んでいない。このため、本発明のガス混合装置によると、吸気通路の周方向における排気ガスの導入量のばらつきを抑制することができる。

並びに、複数の分流孔は、吸気通路の周方向に対して、交差する方向に並んでいる。すなわち、複数の分流孔は、吸気通路の周方向に沿って、並んでいない。このため、本発明のガス混合装置によると、吸気通路の通路長方向における排気ガスの導入量のばらつきを抑制することができる。また、新気ガスが、吸気通路を、上流側から下流側に流動するのに従って、段階的に排気ガスを新気ガスに混合することができる。

このように、本発明のガス混合装置によると、吸気通路の周方向および通路長方向における排気ガスの導入量のばらつきを抑制することができる。このため、排気ガスと、新気ガスと、を充分に混合することができる。

また、排気ガスは、新気ガスに対して、高温である。このため、排気ガスが混合された新気ガスには、温度ムラが発生しやすい。この点、本発明のガス混合装置によると、分流孔が単一の場合と比較して、排気ガスを小さな塊状に分割して、吸気通路に導入することができる。このため、新気ガスに対する排気ガスの伝熱面積が大きくなる。したがって、排気ガスが混合された新気ガスに、温度ムラが発生しにくくなる。

（２）上記（１）の構成において、前記吸気通路の上流側の方が下流側よりも、該吸気通路に対する前記分流孔の開口面積が大きい構成とする方がよい。ここで、「開口面積」とは、上流側または下流側に、複数の分流孔が配置されている場合は、複数の分流孔の吸気通路に対する開口面積の総和をいう。

吸気通路においては、上流側の分流孔から導入された排気ガスの方が、下流側の分流孔から導入された排気ガスよりも、新気ガスとの接触時間が長くなる。このため、上流側の分流孔から導入された排気ガスの方が、下流側の分流孔から導入された排気ガスよりも、新気ガスと混合されやすい。

この点、本構成によると、吸気通路の上流側の分流孔の方が下流側の分流孔よりも、排気ガスの導入量が大きくなる。このため、排気ガスの導入量が大きいほど、新気ガスとの接触時間を長くすることができる。したがって、排気ガスと、新気ガスと、を充分に混合することができる。また、排気ガスが混合された新気ガスに、温度ムラが発生しにくくなる。

（３）上記（１）または（２）の構成において、前記ハウジングは、前記吸気通路と前記隔壁部とが径方向内側に収容される収容室を有し、前記ＥＧＲ通路は、該収容室に径方向外側から接続される構成とする方がよい。

本構成によると、隔壁部が、収容室つまりハウジングの内部に収容されている。このため、外部からの衝撃から、隔壁部を保護することができる。また、ＥＧＲ通路は、収容室に、径方向外側から接続されている。このため、吸気通路の通路長方向に対して交差する方向から、排気ガスを収容室に導入することができる。したがって、吸気通路の周方向における排気ガスの導入量のばらつきを抑制することができる。

（４）上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記吸気通路に対する前記分流孔からの前記排気ガスの流出方向を規制する規制部を備える構成とする方がよい。本構成によると、分流孔からの排気ガスの流出方向を、所望の方向（吸気通路の通路長方向、周方向、径方向のうち、少なくとも一つが含まれる任意の方向）に、配向させることができる。

（５）上記（４）の構成において、前記規制部は、前記吸気通路の上流側の方が下流側よりも、前記排気ガスの前記流出方向が周方向を向くように、該流出方向を規制する構成とする方がよい。

本構成によると、吸気通路の上流側において、主に、排気ガスを、新気ガスの径方向外側部分（外層部分）に、導入することができる。また、吸気通路の下流側において、主に、排気ガスを、新気ガスの径方向内側部分（内層部分）に、導入することができる。

（６）上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記吸気通路に接続される吸気管を備え、前記隔壁部は、前記ハウジングと一体の第一隔壁と、該吸気管と一体の第二隔壁と、が合体することにより形成される構成とする方がよい。

本構成によると、ハウジングと吸気管とを組み付けることにより、第一隔壁と、第二隔壁と、を合体させることができる。このため、組付と同時に、隔壁部を設置することができる。

（７）上記（６）の構成において、複数の前記分流孔は、前記第一隔壁と、前記第二隔壁と、の境界に形成される構成とする方がよい。本構成によると、第一隔壁と第二隔壁とを合体させることにより、分流孔を設置することができる。このため、第一隔壁単体、または第二隔壁単体に分流孔を開設する場合と比較して、分流孔を簡単に設置することができる。

（８）上記（１）ないし（７）のいずれかの構成において、前記ハウジングは、前記ＥＧＲ通路から前記吸気通路に流入する前記排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブアセンブリのハウジングである構成とする方がよい。

本構成によると、ガス混合装置とＥＧＲバルブアセンブリとで、ハウジングを共用化することができる。このため、ガス混合装置とＥＧＲバルブアセンブリとで、別々にハウジングを設ける場合と比較して、部品数が少なくなる。

本発明によると、吸気通路の周方向および通路長方向における排気ガスの導入量のばらつきを抑制可能なガス混合装置を提供することができる。

本発明の一実施形態であるガス混合装置が配置される吸排気システムの模式図である。 同ガス混合装置の斜視断面図である。 図２の隔壁部付近の吸気通路方向断面図である。 図２の隔壁部付近の弁軸方向断面図である。 図２の隔壁部付近の透過図である。 図５のハウジングと前側の吸気管との分解図である。 図４の枠ＶＩＩ内の拡大図である。 隔壁部の内周面の周方向展開図である。 その他の実施形態（その１）のガス混合装置の隔壁部の内周面の周方向展開図である。 その他の実施形態（その２）のガス混合装置の隔壁部の内周面の周方向展開図である。

以下、本発明のガス混合装置の実施の形態について説明する。

＜吸排気システムの構成＞
まず、本実施形態のガス混合装置が配置される吸排気システムの構成について説明する。図１に、本実施形態のガス混合装置が配置される吸排気システムの模式図を示す。図１に示すように、吸排気システム９は、吸気系９０と、排気系９１と、ＨＰＬ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｏｏｐ）−ＥＧＲ系９２と、ＬＰＬ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｏｏｐ）−ＥＧＲ系９３と、を備えている。

吸気系９０は、吸気側ターボバイパスバルブ９００と、インタークーラー切換バルブ９０１と、インタークーラー９０２と、スロットルバルブ９０３と、を備えている。吸気系９０は、エンジン９４に、新気ガスＧ３を供給している。

排気系９１は、排気側ターボバイパスバルブ９１０と、排気ブレーキバルブ９１１と、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）９１２と、排気絞りバルブ９１３と、を備えている。排気系９１は、エンジン９４から、排気ガスＧ２を排出している。吸気系９０と排気系９１との間には、第一ターボチャージャー９５と、第二ターボチャージャー９６と、が配置されている。

ＨＰＬ−ＥＧＲ系９２は、エンジン９４の排気側と、吸気系９０（具体的にはスロットルバルブ９０３下流側）と、の間に配置されている。ＨＰＬ−ＥＧＲ系９２は、ＥＧＲクーラー切換バルブ９２０と、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ９２１と、ＥＧＲクーラー９２２と、を備えている。ＨＰＬ−ＥＧＲ系９２は、排気ガスＧ２の一部を吸気系９０に戻している。

ＬＰＬ−ＥＧＲ系９３は、排気系９１（具体的にはＤＰＦ９１２の下流側）と、吸気系９０（具体的には第二ターボチャージャー９６の上流側）と、の間に配置されている。ＬＰＬ−ＥＧＲ系９３は、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ９３１と、ＥＧＲクーラー９３２と、を備えている。ＬＰＬ−ＥＧＲ系９３は、排気ガスＧ２の一部を吸気系９０に戻している。

上記吸排気システム９における複数のバルブのうち、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ９３１付近に、本実施形態のガス混合装置が配置されている。

＜ガス混合装置の構成＞
次に、本実施形態のガス混合装置の構成について説明する。図２に、本実施形態のガス混合装置の斜視断面図を示す。図３に、図２の隔壁部付近の吸気通路方向断面図を示す。図４に、図２の隔壁部付近の弁軸方向断面図を示す。図５に、図２の隔壁部付近の透過図を示す。図６に、図５のハウジングと前側の吸気管との分解図を示す。図７に、図４の枠ＶＩＩ内の拡大図を示す。図８に、隔壁部の内周面の周方向展開図を示す。

図２〜図８に示すように、本実施形態のガス混合装置１は、ハウジング２と、隔壁部３と、規制部７ａ〜７ｃと、吸気管７０、７１と、を備えている。なお、ハウジング２は、後述するＥＧＲバルブアセンブリ８（図１に示すＬＰＬ−ＥＧＲバルブ９３１に対応）のハウジングと共用化されている。

［ハウジング２、規制部７ａ〜７ｃ］
ハウジング２は、収容室２０と、ＥＧＲ通路２１と、スプリング収容室２２と、を備えている。収容室２０は、前後方向に延在している。収容室２０の径方向断面は、真円状を呈している。収容室２０の内部には、吸気通路２０２が配置されている。吸気通路２０２は、前後方向に延在している。吸気通路２０２の径方向断面は、真円状を呈している。吸気通路２０２は、後述する隔壁部３の径方向内側に配置されている。吸気通路２０２の前端（軸方向一端、上流端）には、新気ガス流入口２００が配置されている。新気ガス流入口２００には、後述する吸気管７０から、新気ガスＧ１が流入する。一方、吸気通路２０２の後端（軸方向他端、下流端）には、新気ガス流出口２０１が配置されている。新気ガス流出口２０１からは、排気ガスＧ２が混合された新気ガス（新気ガスＧ１と排気ガスＧ２との混合ガス）Ｇ３が流出する。

図４に示すように、収容室２０の径方向中心Ａ１と、吸気通路２０２（後述する隔壁部３）の径方向中心Ａ２と、は上下方向にずれている。すなわち、吸気通路２０２は、収容室２０に対して、上側に偏心している。一方、収容室２０の上端と、吸気通路２０２の上端と、は一致している。

ＥＧＲ通路２１は、上下方向に延在している。ＥＧＲ通路２１の径方向断面は、真円状を呈している。ＥＧＲ通路２１は、収容室２０から、下側に分岐している。ＥＧＲ通路２１の下端（軸方向一端、上流端）には、排気ガス流入口２１０が配置されている。排気ガス流入口２１０は、図１に示すＬＰＬ−ＥＧＲ系９３の、ＥＧＲクーラー９３２の下流側に接続されている。排気ガス流入口２１０には、排気ガスＧ２が流入する。一方、ＥＧＲ通路２１の上端（軸方向他端、下流端）には、合流口２１１が配置されている。図３、図５に示すように、合流口２１１は、収容室２０の前後方向中間部（軸方向中間部）に開口している。スプリング収容室２２は、収容室２０の上側に配置されている。図２に示すように、スプリング収容室２２には、後述するＥＧＲバルブアセンブリ８のスプリング８２が収容されている。

図３、図４、図６、図７に示すように、規制部７ａ、左右一対の規制部７ｂ、左右一対の規制部７ｃは、各々、収容室２０の内周面に形成されている。規制部７ａ〜７ｃについては、後で詳しく説明する。

［吸気管７０、７１］
図２、図３、図５、図６に示すように、吸気管７０は、ハウジング２の前側に配置されている。吸気管７０は、本発明の「吸気管」の概念に含まれる。吸気管７０は、図１に示す吸気系９０の、吸気口９３０の下流側に接続されている。吸気管７０の内部には、吸気通路７００が形成されている。吸気通路７００は、前後方向に延在している。吸気通路７００の径方向断面は、真円状を呈している。吸気通路７００は、新気ガス流入口２００に連通している。

図２、図３、図５に示すように、吸気管７１は、ハウジング２の後側に配置されている。吸気管７１は、図１に示す吸気系９０の、第二ターボチャージャー９６の上流側に接続されている。吸気管７１の内部には、吸気通路７１０が形成されている。吸気通路７１０は、前後方向に延在している。吸気通路７１０の径方向断面は、真円状を呈している。吸気通路７１０は、新気ガス流出口２０１に連通している。

［隔壁部３］
図２〜図７に示すように、隔壁部３は、収容室２０の内部に配置されている。隔壁部３は、合流口２１１を上側から覆っている。隔壁部３は、合流口２１１と吸気通路２０２とを仕切っている。隔壁部３は、第一隔壁３５と、第二隔壁３６と、を備えている。

図６に示すように、第一隔壁３５は、ハウジング２の収容室２０の内周面の、合流口２１１が開口する部分よりも後側の部分から、径方向内側に突出している。第一隔壁３５は、円弧壁状を呈している。第一隔壁３５は、前側に突出している。第一隔壁３５の前端は、凹凸状を呈している。

図６に示すように、第二隔壁３６は、吸気管７０の吸気通路７００の内周面に形成されている。第二隔壁３６は、部分円弧壁状を呈している。第二隔壁３６は、後側に突出している。第二隔壁３６は、収容室２０の内部に進入している。第二隔壁３６の後端は、凹凸状を呈している。図５に示すように、第一隔壁３５と、第二隔壁３６と、が合体することにより、隔壁部３が形成される。図３、図４に示すように、第一隔壁３５の前端と、第二隔壁３６の後端と、が当接することにより、第一隔壁３５と第二隔壁３６との境界に、分流孔３０ａと、左右一対の分流孔３０ｂと、左右一対の分流孔３０ｃと、弁軸挿通孔３１と、が形成される。分流孔３０ａ〜３０ｃは、各々、ＥＧＲ通路２１と、吸気通路２０２と、を連通している。分流孔３０ａ〜３０ｃについては、後で詳しく説明する。弁軸挿通孔３１には、後述するＥＧＲバルブアセンブリ８のポペット弁８０の弁軸８００が、上下方向に移動可能に挿通されている。

＜ＥＧＲバルブアセンブリの構成＞
次に、本実施形態のガス混合装置とハウジングを共用するＥＧＲバルブアセンブリの構成について簡単に説明する。図２に示すように、ＥＧＲバルブアセンブリ８は、ガス混合装置１と共用のハウジング２と、ポペット弁８０と、弁座８１と、スプリング８２と、モータ８３と、を備えている。

弁座８１は、ＥＧＲ通路２１の合流口２１１の下側に配置されている。ポペット弁８０は、弁軸８００と、弁体８０１と、を備えている。弁体８０１は、弁座８１に対して、下側から、着座、離座可能である。弁軸８００は、弁体８０１の上面から上側に突設されている。弁軸８００は、上下方向に延在している。弁軸８００は、スプリング収容室２２からＥＧＲ通路２１まで、収容室２０を径方向に横切って、延在している。弁軸８００の上端には、フランジ部８００ａが配置されている。スプリング８２は、ハウジング２のスプリング収容室２２の底面と、弁軸８００のフランジ部８００ａと、の間に介装されている。スプリング８２は、弁軸８００、つまりポペット弁８０を、上側に付勢している。モータ８３は、スプリング収容室２２を上側から覆っている。モータ８３は、ギア（図略）と、モータ側シャフト８３０と、を備えている。モータ８３は、ギアを回転駆動する。ギアは、モータ側シャフト８３０を、上下方向に往復動させる。モータ側シャフト８３０の下端は、弁軸８００の上端に、当接している。

閉弁状態から図２に示す開弁状態に切り換える場合は、モータ８３を駆動し、スプリング８２の付勢力に抗して、弁軸８００を下降させる。弁体８０１は、弁座８１から離座する。一方、図２に示す開弁状態から閉弁状態に切り換える場合は、モータ８３を停止し、スプリング８２の付勢力により、弁軸８００を上昇させる。弁体８０１は、弁座８１に着座する。

＜分流孔、規制部について＞
次に、本実施形態のガス混合装置の分流孔３０ａ〜３０ｃ、規制部７ａ〜７ｃについて説明する。

［分流孔３０ａ〜３０ｃ］
図４に示すように、前側から見て、収容室２０の径方向中心Ａ１と、吸気通路２０２の径方向中心Ａ２と、を通る上下方向直線、つまり合流口２１１の径方向中心Ｌ１に対して、分流孔３０ａ〜３０ｃは、左右対称に配置されている。

図８に示すように、隔壁部３の内周面の展開図において、収容室２０の径方向中心Ａ１（吸気通路２０２の径方向中心Ａ２）に対して、分流孔３０ａ〜３０ｃは、左右対称に配置されている。すなわち、隔壁部３の下端を０°位置として、前側から見て時計回り方向に角度が進行する場合、９０°位置を経由した場合の０°位置から１８０°位置までの構成（時計回り）と、２７０°位置を経由した場合の０°位置から１８０°位置までの構成（反時計回り）と、は左右対称である。

図８に示すように、分流孔３０ａ〜３０ｃは、０°位置を挟んで、前側から後側に向かって尖るＶ字階段状に配置されている。すなわち、分流孔３０ａ〜３０ｃは、前後方向に対して交差する方向に並んでいる。また、分流孔３０ａ〜３０ｃは、周方向に対して交差する方向に並んでいる。吸気通路２０２に対する分流孔３０ａ〜３０ｃの開口面積は、「分流孔３０ａ＞一対の分流孔３０ｂの総和＞一対の分流孔３０ｃの総和」となるように、設定されている。

［規制部７ａ〜７ｃ］
図４に示すように、前側から見て、収容室２０の径方向中心Ａ１と、吸気通路２０２の径方向中心Ａ２と、を通る上下方向直線、つまり合流口２１１の径方向中心Ｌ１に対して、規制部７ａ〜７ｃは、左右対称に配置されている。

図３、図８に点線ハッチングで示すように、規制部７ａは分流孔３０ａに、規制部７ｂは分流孔３０ｂに、規制部７ｃは分流孔３０ｃに、各々対応している。規制部７ａ〜７ｃは、各々、収容室２０の内周面に配置されている。

図７に示すように、規制部７ａは、収容室２０の内周面の一部である。規制部７ａは、分流孔３０ａから吸気通路２０２への、排気ガスＧ２の流出方向を規制している。規制部７ｂは、収容室２０の内周面から、径方向内側に突出している。規制部７ｂは、分流孔３０ｂから吸気通路２０２への、排気ガスＧ２の流出方向を規制している。規制部７ｃは、収容室２０の内周面から、径方向内側に突出している。規制部７ｃは、分流孔３０ｃから吸気通路２０２への、排気ガスＧ２の流出方向を規制している。

排気ガスＧ２の流出方向は、周方向（吸気通路２０２の周方向）成分と、径方向（吸気通路２０２の径方向）成分と、を有している。排気ガスＧ２の流出方向の周方向成分は、「分流孔３０ａ＞分流孔３０ｂ＞分流孔３０ｃ」となるように、設定されている。三つの分流孔３０ａ〜３０ｃのうち、最も周方向を向いているのは、最上流に配置された分流孔３０ａである。また、排気ガスＧ２の流出方向の径方向成分は、「分流孔３０ｃ＞分流孔３０ｂ＞分流孔３０ａ」となるように、設定されている。収容室２０の接線方向と、規制部７ｂの始端ａ１と終端ｂ１とを結ぶ直線と、の挟角をθ１、収容室２０の接線方向と、規制部７ｃの始端ａ２と終端ｂ２とを結ぶ直線と、の挟角をθ２とすると、θ１＜θ２である。三つの分流孔３０ａ〜３０ｃのうち、最も径方向中心を向いているのは、最下流に配置された分流孔３０ｃである。

＜ガス混合装置の動き＞
次に、本実施形態のガス混合装置の動きについて説明する。図２に示す開弁状態においては、ポペット弁８０の弁体８０１が、弁座８１から離間している。このため、弁体８０１と弁座８１との隙間を介して、ＥＧＲ通路２１から吸気通路２０２に、排気ガスＧ２が導入される。

具体的には、図４、図７、図８に示すように、排気ガスＧ２は、排気ガス流入口２１０から、ＥＧＲ通路２１、合流口２１１、分流孔３０ａ〜３０ｃ、弁軸挿通孔３１を介して、吸気通路２０２に流れ込む。この際、排気ガスＧ２は、分流孔３０ａ〜３０ｃにより、複数の流れに分流される。

すなわち、図８に示すように、最前方（最上流側）の１８０°位置付近からは、開口面積最大の分流孔３０ａを介して、排気ガスＧ２が吸気通路２０２に流れ込む。また、最後方（最下流側）の８０°位置付近、２８０°位置付近からは、開口面積最小の一対の分流孔３０ｃを介して、排気ガスＧ２が吸気通路２０２に流れ込む。また、前後方向中央の１００°位置付近、２６０°位置付近からは、開口面積中程度の一対の分流孔３０ｂを介して、排気ガスＧ２が吸気通路２０２に流れ込む。また、弁軸挿通孔３１を介して、排気ガスＧ２が吸気通路２０２に流れ込む。このように、排気ガスＧ２は、複数の流れに分流して、吸気通路２０２に流れ込む。

流れ込んだ排気ガスＧ２は、吸気通路２０２において、新気ガスＧ１と合流する。排気ガスＧ２が混合された新気ガスＧ３は、新気ガス流出口２０１から、吸気管７１の吸気通路７１０に流出する。新気ガスＧ３は、図１に示す吸気系９０を介して、エンジン９４に導入される。

＜作用効果＞
次に、本実施形態のガス混合装置の作用効果について説明する。図８に示すように、排気ガスＧ２は、隔壁部３の複数の分流孔３０ａ〜３０ｃを介して、合流口２１１つまりＥＧＲ通路２１から吸気通路２０２に、導入される。ここで、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃは、前後方向（吸気通路２０２の通路長方向）に対して、交差する方向に並んでいる。すなわち、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃは、前後方向に沿って、並んでいない。このため、本実施形態のガス混合装置１によると、吸気通路２０２の周方向における排気ガスＧ２の導入量のばらつきを抑制することができる。

並びに、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃは、吸気通路２０２の周方向に対して、交差する方向に並んでいる。すなわち、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃは、吸気通路２０２の周方向に沿って、並んでいない。このため、本実施形態のガス混合装置１によると、前後方向における排気ガスＧ２の導入量のばらつきを抑制することができる。また、新気ガスＧ１が、吸気通路２０２を、前側（上流側）から後側（下流側）に流動するのに従って、段階的に排気ガスＧ２を新気ガスＧ１に混合することができる。

このように、本実施形態のガス混合装置１によると、吸気通路２０２の周方向および通路長方向における排気ガスＧ２の導入量のばらつきを抑制することができる。このため、排気ガスＧ２と、新気ガスＧ１と、を充分に混合することができる。

また、排気ガスＧ２は、新気ガスＧ１に対して、高温である。このため、排気ガスＧ２が混合された新気ガスＧ３には、温度ムラが発生しやすい。この点、本実施形態のガス混合装置１によると、分流孔３０ａ〜３０ｃが単一の場合と比較して、排気ガスＧ２を小さな塊状に分割して、吸気通路２０２に導入することができる。このため、新気ガスＧ１に対する排気ガスＧ２の伝熱面積が大きくなる。したがって、排気ガスＧ２が混合された新気ガスＧ３に、温度ムラが発生しにくくなる。

また、吸気通路２０２においては、上流側の分流孔（例えば３０ａ）から導入された排気ガスＧ２の方が、下流側の分流孔（例えば３０ｂ）から導入された排気ガスＧ２よりも、新気ガスＧ１との接触時間（排気ガスＧ２が新気ガスＧ１に接触してから、図１に示すエンジン９４に導入されるまでの時間）が長くなる。このため、上流側の分流孔（例えば３０ｂ）から導入された排気ガスＧ２の方が、下流側の分流孔（例えば３０ｃ）から導入された排気ガスＧ２よりも、新気ガスＧ１と混合されやすい。

この点、本実施形態のガス混合装置１によると、図８に示すように、前側の方が後側よりも、分流孔３０ａ〜３０ｃの開口面積が大きい。すなわち、吸気通路２０２に対する分流孔３０ａ〜３０ｃの開口面積は、「分流孔３０ａ＞一対の分流孔３０ｂの総和＞一対の分流孔３０ｃの総和」となるように、設定されている。このため、吸気通路２０２に対する排気ガスＧ２の導入量は、「分流孔３０ａ＞一対の分流孔３０ｂの総和＞一対の分流孔３０ｃの総和」となる。したがって、排気ガスＧ２の導入量が大きいほど、新気ガスＧ１との接触時間を長くすることができる。よって、排気ガスＧ２と、新気ガスＧ１と、を充分に混合することができる。また、排気ガスＧ２が混合された新気ガスＧ３に、温度ムラが発生しにくくなる。

また、図４、図５に示すように、隔壁部３は、収容室２０つまりハウジング２の内部に収容されている。このため、外部からの衝撃から、隔壁部３を保護することができる。また、図３、図６に示すように、ＥＧＲ通路２１は、合流口２１１を介して、収容室２０に径方向外側から接続されている。このため、吸気通路２０２の通路長方向に対して直交する方向から、排気ガスＧ２を収容室２０に導入することができる。したがって、吸気通路２０２の周方向における排気ガスＧ２の導入量のばらつきを抑制することができる。

また、図３、図４、図６〜図８に示すように、収容室２０の内周面には、規制部７ａ〜７ｃが配置されている。このため、吸気通路２０２に対する排気ガスＧ２の流出方向を、所望の方向（吸気通路２０２の通路長方向、周方向、径方向のうち、少なくとも一つが含まれる任意の方向）に、配向させることができる。

また、図７に示すように、排気ガスＧ２の流出方向の周方向成分は、「分流孔３０ａ＞分流孔３０ｂ＞分流孔３０ｃ」となるように、設定されている。また、排気ガスＧ２の流出方向の径方向成分は、「分流孔３０ｃ＞分流孔３０ｂ＞分流孔３０ａ」となるように、設定されている。すなわち、規制部７ａ〜７ｃは、吸気通路２０２の上流側の方が下流側よりも、排気ガスＧ２の流出方向が周方向を向くように、流出方向を規制している。このため、吸気通路２０２の上流側において、主に、排気ガスＧ２を、新気ガスＧ１の径方向外側部分（外層部分）に、導入することができる。また、吸気通路２０２の下流側において、主に、排気ガスＧ２を、新気ガスＧ１の径方向内側部分（内層部分）に、導入することができる。このように、本実施形態のガス混合装置１によると、吸気通路２０２の上流側から下流側に亘って、排気ガスＧ２の導入方向を、段階的に、径方向に振り分けることができる。

また、前述したように、吸気通路２０２に対する排気ガスＧ２の導入量は、「分流孔３０ａ＞一対の分流孔３０ｂの総和＞一対の分流孔３０ｃの総和」となる。この点、本実施形態のガス混合装置１によると、排気ガスＧ２の導入量が大きいほど、排気ガスＧ２の導入方向を周方向に向けることができる。すなわち、排気ガスＧ２の導入量が大きいほど、排気ガスＧ２と吸気通路２０２の内周面（つまり隔壁部３の内周面）との接触面積（つまり伝熱面積）を大きくすることができる。このため、排気ガスＧ２を冷却することができる。

また、図６に示すように、隔壁部３は、第一隔壁３５と第二隔壁３６とを備えている。第一隔壁３５は、ハウジング２と一体である。また、第二隔壁３６は、ハウジング２の上流側の吸気管７０と一体である。このため、図５に示すように、ハウジング２と吸気管７０とを組み付けることにより、第一隔壁３５と、第二隔壁３６と、を合体させることができる。したがって、ハウジング２と吸気管７０との組付と同時に、隔壁部３を設置することができる。また、ハウジング２と吸気管７０との組付と同時に、無端環状の分流孔３０ａ〜３０ｃ、弁軸挿通孔３１を、簡単に形成することができる。また、ハウジング２と吸気管７０との組付前にＥＧＲバルブアセンブリ８を作製しておくことにより、図５に示すように、組付と同時に、無端環状の弁軸挿通孔３１に、ポペット弁８０の弁軸８００を、挿通することができる。また、図６に示すように、第一隔壁３５および規制部７ａ〜７ｃは、ハウジング２と一体である。このため、規制部７ａ〜７ｃと、分流孔３０ａ〜３０ｃと、の位置ずれが起こりにくい。

また、図２に示すように、ハウジング２は、ガス混合装置１とＥＧＲバルブアセンブリ８とで、共用化されている。このため、ガス混合装置１とＥＧＲバルブアセンブリ８とで、別々にハウジング２を設ける場合と比較して、部品数が少なくなる。

また、図８に示すように、弁軸８００の径方向断面は真円状を呈している。また、弁軸挿通孔３１は、方形状を呈している。このため、弁軸挿通孔３１を介して、ＥＧＲ通路２１から吸気通路２０２に、排気ガスＧ２を導入することができる。図４に示すように、ＥＧＲ通路２１を流れる排気ガスＧ２のうち、弁軸８００付近を流れる部分は、流速が速い。このため、本実施形態のガス混合装置１によると、流速の速い排気ガスＧ２を、弁軸挿通孔３１を介して、吸気通路２０２に導入することができる。したがって、排気ガスＧ２と、新気ガスＧ１と、を充分に混合することができる。

また、弁軸挿通孔３１を介して導入される排気ガスＧ２は、吸気通路２０２の径方向中心Ａ２に向かって流動する。このため、流速の速い排気ガスＧ２を、径方向中心付近の新気ガスＧ１に、合流させることができる。この点においても、排気ガスＧ２と、新気ガスＧ１と、を充分に混合することができる。

また、図４に示すように、収容室２０の径方向中心Ａ１と、吸気通路２０２（隔壁部３）の径方向中心Ａ２と、は上下方向にずれている。すなわち、吸気通路２０２は、収容室２０に対して、上側に偏心している。一方、収容室２０の上端と、吸気通路２０２の上端と、は一致している。このため、収容室２０の内周面と、吸気通路２０２の内周面と、の曲率の差を利用して、収容室２０の内周面の一部を、分流孔３０ａ用の規制部７ａとして、利用することができる。

＜その他＞
以上、本発明のガス混合装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図９に、その他の実施形態（その１）のガス混合装置の隔壁部の内周面の周方向展開図を示す。なお、図８と対応する部位については、同じ符号で示す。図９に示すように、前側（通路長方向、軸方向）から見て、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃのうち、周方向に隣り合う分流孔３０ａ〜３０ｃの少なくとも一部が重複するように、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃを配置してもよい。すなわち、分流孔３０ａと分流孔３０ｂとの間に、周方向重複部Ｄ１を設定してもよい。また、分流孔３０ｂと分流孔３０ｃとの間に、周方向重複部Ｄ２を設定してもよい。

詳しく説明すると、特許文献１のＥＧＲ拡散ユニットの場合、複数のＥＧＲ出口の通路長方向位置（吸気通路の通路長方向位置）は、一致している。言い換えると、複数のＥＧＲ出口は、周方向に一列に並んでいる。この場合、周方向に隣り合うＥＧＲ出口同士が干渉しないように、複数のＥＧＲ出口各々の開口面積を小さくせざるを得ない。このため、複数のＥＧＲ出口を排気ガスが通過する際の圧損（圧力損失）が大きくなる。

これに対して、本実施形態のガス混合装置１によると、図９に示すように、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃは、周方向に一列に並んでいない。このため、前側から見て、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃのうち、周方向に隣り合う分流孔３０ａ〜３０ｃの少なくとも一部が重複するように、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃを配置することができる。こうすると、分流孔３０ａ〜３０ｃを、周方向に拡張することができる。このため、分流孔３０ａ〜３０ｃの開口面積を大きくすることができる。したがって、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃを排気ガスＧ２が通過する際の圧損を抑制することができる。

図１０に、その他の実施形態（その２）のガス混合装置の隔壁部の内周面の周方向展開図を示す。なお、図８と対応する部位については、同じ符号で示す。図１０に示すように、周方向から見て、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃのうち、前後方向（通路長方向、軸方向）に隣り合う分流孔３０ａ〜３０ｃの少なくとも一部が重複するように、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃを配置してもよい。すなわち、分流孔３０ａと分流孔３０ｂとの間に、軸方向重複部Ｄ３を設定してもよい。また、分流孔３０ｂと分流孔３０ｃとの間に、軸方向重複部Ｄ４を設定してもよい。

本実施形態のガス混合装置１によると、図１０に示すように、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃは、軸方向に一列に並んでいない。このため、周方向から見て、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃのうち、軸方向に隣り合う分流孔３０ａ〜３０ｃの少なくとも一部が重複するように、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃを配置することができる。こうすると、分流孔３０ａ〜３０ｃを、軸方向に拡張することができる。このため、分流孔３０ａ〜３０ｃの開口面積を大きくすることができる。したがって、複数の分流孔３０ａ〜３０ｃを排気ガスＧ２が通過する際の圧損を抑制することができる。

隔壁部３における分流孔３０ａ〜３０ｃの位置、寸法、範囲は特に限定しない。同様に、収容室２０における規制部７ａ〜７ｃの位置、寸法、範囲は特に限定しない。図８に示す、９０°位置を経由した場合の０°位置から１８０°位置までの区間（正方向区間）と、２７０°位置を経由した場合の０°位置から１８０°位置までの区間（逆方向区間）と、で分流孔３０ａ〜３０ｃの位置、寸法、範囲が異なっていてもよい。例えば、正方向区間だけ、または逆方向区間だけに、分流孔３０ａ〜３０ｃを偏在させてもよい。こうすると、吸気通路２０２に、排気ガスＧ２の旋回流を形成しやすくなる。このため、排気ガスＧ２と、新気ガスＧ１と、を充分に混合することができる。

また、収容室２０に第一隔壁３５を後向きに配置し、下流側の吸気管７１に第二隔壁３６を前向きに配置してもよい。すなわち、図５に示すガス混合装置１の前後方向（新気ガスＧ１、Ｇ３の流れ方向）を、逆転させた状態にしてもよい。また、上流側の吸気管７０に第一隔壁３５を後向きに配置し、下流側の吸気管７１に第二隔壁３６を前向きに配置してもよい。また、隔壁部３を、ハウジング２、吸気管７０、７１に対して、別体としてもよい。また、隔壁部３の外周面に、規制部７ａ〜７ｃを形成してもよい。また、図７に示す規制部７ａ〜７ｃは、曲面状でなくてもよい。例えば、規制部７ｂの始端ａ１〜終端ｂ１間、規制部７ｃの始端ａ２〜終端ｂ２間は、平面状であってもよい。

また、分流孔３０ａ〜３０ｃから吸気通路２０２への排気ガスＧ２の流出方向を、吸気通路２０２の通路長方向に規制してもよい。例えば、前向き（上流向き）に、排気ガスＧ２を流出させてもよい。こうすると、排気ガスＧ２と新気ガスＧ１との接触時間を長くすることができる。

また、ガス混合装置１は、ＥＧＲバルブアセンブリ８と別体であってもよい。この場合、ハウジング２は、例えば吸気管７０、７１のような、管状であってもよい。また、この場合、吸気通路２０２を有する管状のハウジング２の径方向外側に、ＥＧＲ通路２１を有するＥＧＲ管を、二重筒状に配置してもよい。そして、ハウジング２の管壁に、隔壁部３を配置してもよい。すなわち、ハウジング２の管壁に、分流孔３０ａ〜３０ｃを開設してもよい。また、ＥＧＲバルブアセンブリ８に配置されるバルブは、バタフライバルブであってもよい。

また、ガス混合装置１は、図１のＨＰＬ−ＥＧＲバルブ９２１付近に配置してもよい。この場合は、スロットルバルブ９０３出側の新気ガスＧ３が、本発明の「新気ガス」に相当する。また、ガス混合装置１の配置方向（吸気通路２０２、ＥＧＲ通路２１の延在方向）は特に限定しない。例えば、図２における上側が、下側、前側、後側、右側、左側などであってもよい。

１：ガス混合装置。
２：ハウジング、２０：収容室、２００：新気ガス流入口、２０１：新気ガス流出口、２０２：吸気通路、２１：ＥＧＲ通路、２１０：排気ガス流入口、２１１：合流口、２２：スプリング収容室。
３：隔壁部、３０ａ〜３０ｃ：分流孔、３１：弁軸挿通孔、３５：第一隔壁、３６：第二隔壁。
７ａ〜７ｃ：規制部、７０：吸気管、７００：吸気通路、７１：吸気管、７１０：吸気通路。
８：ＥＧＲバルブアセンブリ、８０：ポペット弁、８００：弁軸、８００ａ：フランジ部、８０１：弁体、８１：弁座、８２：スプリング、８３：モータ、８３０：モータ側シャフト。
９：吸排気システム、９０：吸気系、９００：吸気側ターボバイパスバルブ、９０１：インタークーラー切換バルブ、９０２：インタークーラー、９０３：スロットルバルブ、９１：排気系、９１０：排気側ターボバイパスバルブ、９１１：排気ブレーキバルブ、９１２：ＤＰＦ、９１３：排気絞りバルブ、９２：ＨＰＬ−ＥＧＲ系、９２０：ＥＧＲクーラー切換バルブ、９２１：ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ、９２２：ＥＧＲクーラー、９３：ＬＰＬ−ＥＧＲ系、９３０：吸気口、９３１：ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ、９３２：ＥＧＲクーラー、９４：エンジン、９５：第一ターボチャージャー、９６：第二ターボチャージャー。
Ｇ１：新気ガス、Ｇ２：排気ガス、Ｇ３：新気ガス、Ｄ１：周方向重複部、Ｄ２：周方向重複部、Ｄ３：軸方向重複部、Ｄ４：軸方向重複部。

Claims (7)

1. 新気ガスが流れる吸気通路と、該吸気通路に排気ガスを導入するＥＧＲ通路と、を有するハウジングと、
   該ＥＧＲ通路と該吸気通路との間に配置され、該吸気通路に開口する複数の分流孔を有する隔壁部と、
   を備え、
   複数の該分流孔は、該吸気通路の通路長方向および周方向に対して、交差する方向に並んでおり、
   前記吸気通路の上流側の方が下流側よりも、該吸気通路に対する前記分流孔の開口面積が大きいガス混合装置。
2. 前記ハウジングは、前記吸気通路と前記隔壁部とが径方向内側に収容される収容室を有し、
   前記ＥＧＲ通路は、該収容室に径方向外側から接続される請求項１に記載のガス混合装置。
3. 前記吸気通路に対する前記分流孔からの前記排気ガスの流出方向を規制する規制部を備える請求項１または請求項２に記載のガス混合装置。
4. 前記規制部は、前記吸気通路の上流側の方が下流側よりも、前記排気ガスの前記流出方向が周方向を向くように、該流出方向を規制する請求項３に記載のガス混合装置。
5. 前記吸気通路に接続される吸気管を備え、
   前記隔壁部は、前記ハウジングと一体の第一隔壁と、該吸気管と一体の第二隔壁と、が合体することにより形成される請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のガス混合装置。
6. 複数の前記分流孔は、前記第一隔壁と、前記第二隔壁と、の境界に形成される請求項５に記載のガス混合装置。
7. 前記ハウジングは、前記ＥＧＲ通路から前記吸気通路に流入する前記排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブアセンブリのハウジングである請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のガス混合装置。

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