專利名稱：內(nèi)燃機的冷卻水通路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合在通過使冷卻水在形成于內(nèi)燃機內(nèi)的流體通路與散熱器之間循環(huán)、進行內(nèi)燃機(以下也稱作發(fā)動機)的冷卻的冷卻裝置中使用的冷卻水通路裝置。
背景技術(shù)：
在這種發(fā)動機冷卻裝置中，通過使冷卻水在形成于內(nèi)燃機內(nèi)的流體通路與散熱器之間循環(huán)、不僅進行發(fā)動機的冷卻、還將冷卻水也向具備制暖用的加熱器芯的加熱器循環(huán)流路供給，最近也提出了將來自發(fā)動機的冷卻水也用于ATF加溫器及EGR冷卻器中的方案。因而，為了如上述那樣對各部循環(huán)或供給冷卻水，需要在各自上使用分支管連接配管，由此配管變得復雜，導致發(fā)動機的維護性惡化的問題。所以，為了使上述各管的連接簡單化，在以下所示的現(xiàn)有技術(shù)文獻中公開了直接連結(jié)在發(fā)動機的冷卻水排放口上、在內(nèi)部中收容熱敏閥、使各管的連接口集中的冷卻水通路裝置。專利文獻1 特公平4 一 16610號公報
在上述現(xiàn)有技術(shù)文獻所公開的冷卻水通路裝置中，具備直接連結(jié)在V型發(fā)動機的一對缸體上而取入冷卻水并使其集合的集合管及旁通通路、通向散熱器的冷卻水的送出口、來自散熱器的冷卻水的取入口、以及通向水泵的配管連接口等，為相當復雜的結(jié)構(gòu)。在這樣的冷卻水通路裝置中，由于使用金屬材料成形出整體，所以存在成形加工不容易，在成型加工中導致成本上升、而且導致重量的增加等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于以合成樹脂為材料成形出冷卻水通路裝置的整體這一點而提出的，其目的是提供一種內(nèi)燃機的冷卻水通路裝置，能夠發(fā)揮樹脂成形的容易性而實現(xiàn)輕量化及成本降低、并且在需要的部分能夠?qū)崿F(xiàn)充分的加工精度、并且能夠使作用的應(yīng)力由裝置整體吸收、分散、對于因發(fā)動機的熱膨脹造成的應(yīng)力以及因發(fā)動機與冷卻水通路裝置的熱膨脹系數(shù)的差異造成的連結(jié)部的偏差也能夠有效地應(yīng)對。為了解決上述問題而提出的有關(guān)本發(fā)明的內(nèi)燃機的冷卻水通路裝置是在形成于 V型內(nèi)燃機內(nèi)的流體通路與散熱器之間形成有冷卻水的循環(huán)流路的內(nèi)燃機的冷卻裝置中使用、設(shè)在上述內(nèi)燃機的冷卻水出口部與上述散熱器的冷卻水入口部之間的冷卻水通路裝置，其特征在于，上述冷卻水通路裝置通過將分別單獨成形的多個樹脂成形體接合而形成， 并且至少形成有分別取入來自上述V型內(nèi)燃機的左右的發(fā)動機頭的冷卻水的一對冷卻水取入管、以及對上述散熱器輸送冷卻水的通向散熱器的連通管；上述一對冷卻水取入管一體成形在上述多個樹脂成形體中的一個樹脂成形體上。在此情況下，在優(yōu)選的一個技術(shù)方案中，上述樹脂成形體由第1主體和第2主體的兩個樹脂成形體構(gòu)成，上述第1主體與第2主體的接合面形成為平行于沿著上述內(nèi)燃機的曲柄軸的軸向的面。
此外，在優(yōu)選的另一技術(shù)方案中，上述樹脂成形體由第1主體和第2主體的兩個樹脂成形體構(gòu)成，上述第1主體與第2主體的接合面形成為平行于與上述內(nèi)燃機的曲柄軸的軸向正交的面。例如，發(fā)動機也能夠以不是垂直而傾斜的狀態(tài)設(shè)置，此外，只要是在上述一對冷卻水取入管之間沒有設(shè)置接合面的構(gòu)造就可以。在上述任一種結(jié)構(gòu)中均是在上述冷卻水通路裝置內(nèi)形成有使一對冷卻水取入管連通而使冷卻水集合的集合路，經(jīng)由該集合路形成通向上述散熱器的連通管。另一方面，在優(yōu)選的一個技術(shù)方案中，由與連結(jié)上述第1主體與第2主體的接合部的平面正交、通過上述一對冷卻水取入管的中心軸線的各個垂直面包圍的范圍中的上述第 1主體與第2主體的接合部從冷卻水通路裝置上部觀察形成為直線狀。此外，優(yōu)選的是，上述一對冷卻水取入管呈與分別連結(jié)各管的中心軸線的平面正交的方向上的內(nèi)徑較大、連結(jié)上述中心軸線的面方向上的內(nèi)徑較小地成形的橢圓形狀。進而，優(yōu)選的是，分別包圍上述一對冷卻水取入管的開口而形成帽檐狀的連結(jié)部， 在各個連結(jié)部上，沿著從曲柄軸朝向左右的發(fā)動機頭的橫傾角形成有螺栓插通用的長孔。有關(guān)該發(fā)明的內(nèi)燃機的冷卻水通路裝置由于是通過將分別單獨成形的多個樹脂成形體接合而形成，分別取入來自V型內(nèi)燃機的左右的發(fā)動機頭的冷卻水的一對冷卻水取入管一體成形在上述多個樹脂成形體中的一個樹脂成形體上的結(jié)構(gòu)，所以能夠有效地防止通過V型內(nèi)燃機的熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力集中在樹脂成形體的接合部上。并且，冷卻水通路裝置通過將分別單獨成形的多個樹脂成形體接合而形成，所以在樹脂成形時，能夠采用沒有勉強的脫模等的成形形態(tài)。此外，能夠發(fā)揮樹脂成形的特性而實現(xiàn)進一步的成本降低和輕量化。進而，通過采用由第1主體和第2主體構(gòu)成樹脂成形體、將其接合部的特定的部分形成為直線狀，將上述一對冷卻水取入管的截面形狀分別構(gòu)成為橢圓形，和在對冷卻水取入管的開口實施的帽檐狀的連結(jié)部上沿著從曲柄軸朝向左右的發(fā)動機頭的橫傾角形成螺栓插通用的長孔等的形態(tài)，能夠提供對于因伴隨著冷卻水的升溫的V型內(nèi)燃機的熱膨脹及與發(fā)動機頭的熱膨脹量的差產(chǎn)生的應(yīng)力也能夠有效地應(yīng)對的冷卻水通路裝置。通過如上述那樣將冷卻水通路裝置樹脂化，例如容易增設(shè)通向EGR冷卻器、ATF加溫器等的各設(shè)備的連結(jié)部。并且，在由鋁等的金屬材料成形出冷卻水通路裝置的情況下必須另外壓入接合連接用的管的地方是樹脂制成的，所以也可以發(fā)揮能夠?qū)⑸鲜龉芤惑w成形的特性。


圖1是將有關(guān)本發(fā)明的冷卻水通路裝置的第1實施方式在分離為第1和第2主體的狀態(tài)下表示的立體圖2是該冷卻水通路裝置的俯視圖； 圖3是其正視圖； 圖4是其后視圖5是說明V型發(fā)動機的熱膨脹的狀況的示意圖； 圖6是表示冷卻水通路裝置的另一實施方式的正視圖；圖7是說明冷卻水取入管的優(yōu)選方式的示意圖； 圖8是表示冷卻水通路裝置的再一實施方式的正視圖； 圖9是圖8所示的實施方式的部分放大剖視圖。附圖標記說明
10 冷卻水通路裝置，21 第1主體，21a 接合部，22 第2主體，22a 接合部，23、24 冷卻水取入管，25J6 連結(jié)部(凸緣)，25aJ6a 長孔，27 集合路，30 通向散熱器的連通管， 30a:通向散熱器的連通開口，31a:通向加熱器芯的連通開口，33 水溫傳感器，36a 通向 ATF加溫器的連通開口，38a 通向EGR冷卻器的連通開口。
具體實施例方式以下，基于圖示的實施方式對有關(guān)本發(fā)明的冷卻水通路裝置進行說明。圖1至圖4 是表示第1實施方式的圖。另外，在該實施方式中，按照應(yīng)用在V型發(fā)動機中、構(gòu)成為使來自左右的發(fā)動機頭的冷卻水在上述冷卻水通路裝置10中集合的例子進行說明。圖1是將構(gòu)成上述冷卻水通路裝置10的由合成樹脂成形的第1主體21和第2主體22分別用立體圖表示的圖。在上述第1主體21和第2主體22上，相互具備開口緣狀的接合部21a、22a，沿著該接合部21a、22a，分別形成有以面狀形成的環(huán)狀的熔接部(用與接合部2la、2 相同的附圖標記表示)。上述第1主體21和第2主體22作為一優(yōu)選的形態(tài)是使上述接合部21a、22a以重合的狀態(tài)熔接接合、形成為一個箱體狀。上述接合部21a、2h優(yōu)選的是通過振動熔接、也可以通過其他螺栓的螺合、粘接劑等相互接合。圖2 圖4是將通過上述振動熔接或粘接劑一體接合成形的冷卻水通路裝置10 用俯視圖、正視圖、以及后視圖表示的圖。以下，基于將相同部位用相同的附圖標記表示的各圖說明冷卻水通路裝置10的整體結(jié)構(gòu)。在構(gòu)成上述冷卻水通路裝置10的第1主體21中，形成有分別取入來自V型發(fā)動機的左右的發(fā)動機頭的冷卻水的一對冷卻水取入管23、24，該一對冷卻水取入管23J4朝向相同的方向，將上述一對冷卻水取入管23、24的開口部包圍而形成有帽檐狀的連結(jié)部(凸緣)25,260上述一對冷卻水取入管23J4如圖1所示，在冷卻水通路裝置10內(nèi)連通，形成使來自一對冷卻水取入管23、24的冷卻水集合的集合路27。另外，該集合路27以將上述第2 主體22的空間內(nèi)幾乎全部占用的方式形成。在上述第2主體22的上述集合路27的大致中央部，以連通到集合路27的狀態(tài)形成有通向未圖示的散熱器的連通管30。即，通向散熱器的連通管30形成為其連通開口 30a 朝向與上述冷卻水取入管23、24的開口相同方向。因而，在將冷卻水通路裝置10利用上述連結(jié)部25 J6安裝到V型發(fā)動機的頭上的情況下，將上述連通管30與上述散熱器連結(jié)的未圖示的連接管配置在V型發(fā)動機的左右的發(fā)動機頭間。另一方面，在上述冷卻水通路裝置10的上述集合路27的大致中央部，如圖2及圖 3所示，形成有具備達到作為室內(nèi)制暖用的熱交換器使用的未圖示的加熱器芯部的連通開口 31a的連通管31。該連通管31形成在以上述的集合路27為中央而與上述通向散熱器的連通管30相反的一側(cè)，該連通管31以從第2主體22的中央部朝上彎曲為直角的狀態(tài)形成。另外，在該實施方式中，在從第2主體22的中央部朝上彎曲為直角的上述連通管 31的內(nèi)部中配置有水溫傳感器33 (參照圖3)。并且，圖2及圖4所示的附圖標記34表示安裝在第2主體22的外側(cè)的上述水溫傳感器33的連接器。此外，在上述第2主體22的一端部、即上述冷卻水取入管23的配置側(cè)，以與上述管23相反朝向，連通到上述集合路27而形成有具備通向ATF加溫器的連通開口 36a的連通管36。它如公知的那樣，是為了縮短自動變速箱AT的預(yù)熱運轉(zhuǎn)時間、實現(xiàn)啟動后的燃耗改善而使用的。進而，在上述第2主體22的另一端部、即上述冷卻水取入管M的配置側(cè)的下底部上，連通到上述集合路27而形成有具備通向EGR冷卻器的連通開口 38a的連通管38。另外，通向上述EGR冷卻器的連通開口 38a從第2主體22的上述另一端部朝向外側(cè)形成。它如公知的那樣，是為了將發(fā)動機的EGR氣體冷卻而使用的。這樣，根據(jù)上述實施方式，形成在冷卻水通路裝置10中的冷卻水取入管23、24、通向散熱器的連通管30、通向夾裝有加熱器芯部的分支通路的連通管31、通向ATF加溫器的連通管36、通向EGR冷卻器的連通管38分別避開上述第1主體與第2主體的接合部地形成。由此，能夠?qū)⒏鬟B通管及各開口部以較高的尺寸精度分別成形。此外，根據(jù)上述實施方式，由于將一對冷卻水取入管23J4僅在一個主體、即第1 主體21上一體地形成，所以在將其直接連結(jié)到V型發(fā)動機上的情況下，因伴隨的V型內(nèi)燃機的熱膨脹及因發(fā)動機頭與冷卻水通路裝置的熱膨脹的差異產(chǎn)生的應(yīng)力僅作用在一體成形后的第1主體21 —側(cè)，不會集中作用在兩個主體的接合部上。由此，能夠有效地防止對冷卻水通路裝置帶來損傷。接著，圖5以后是說明有關(guān)該發(fā)明的冷卻水通路裝置的另一實施方式的圖。有關(guān)該實施方式的冷卻水通路裝置為直接連結(jié)在V型發(fā)動機上的結(jié)構(gòu)，所以承受因V型發(fā)動機的熱膨脹帶來的應(yīng)力。在此情況下，如圖5中示意地表示的那樣，V型發(fā)動機40的一對頭 (缸體)41,42通過運轉(zhuǎn)時的升溫而主要產(chǎn)生箭頭Ε、E所示方向的熱膨脹。因而，直接連結(jié)在形成于發(fā)動機40的兩缸體上的冷卻水的出口部43、44上的冷卻水通路裝置10承受冷卻水取入管23J4被向左右牽拉的方向、即后述的圖7所示的F方向的應(yīng)力。另外，圖5中的40a表示曲柄軸的配置位置。假如在一對冷卻水取入管之間設(shè)有接合面的情況下，冷卻水取入管23J4被向左右牽拉，所以應(yīng)力集中在接合部而有可能斷裂。為了提高能承受它的接合強度，需要增加接合面積或變更接合形狀等的對策，會導致成本上升或形狀及構(gòu)造變得復雜。在圖1 圖4所示的第1實施方式中，例如如圖2所示，第1主體21和第2主體 22成形為在其大致中央部稍稍彎曲的狀態(tài)。由此，應(yīng)力集中在上述彎曲部，受到應(yīng)力的反復作用，在上述彎曲部受到損傷的程度變大。所以，在圖6所示的第2實施方式中，為了應(yīng)對上述應(yīng)力，去掉冷卻水通路裝置10 的上述彎曲部，由此構(gòu)成為不是僅特定的部位作用有應(yīng)力。即，圖6表示從上面觀察冷卻水通路裝置10的狀態(tài)，將與已經(jīng)說明的圖2所示的各部相當?shù)牟糠钟孟嗤母綀D標記表示。在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，被正交于將上述第1主體21與第2主體22的接合部21a、 2 連結(jié)的平面、通過上述一對冷卻水取入管23、24的中心軸線Li、L2的各自的垂直面包圍的范圍中的上述第1主體與第2主體的接合部從冷卻水通路裝置上部觀察形成為直線狀 (用附圖標記Si、S2表示)。根據(jù)圖6所示的上述結(jié)構(gòu)，即使受到應(yīng)力、在冷卻水取入開口 23、24的中心軸線 Li、L2間被相互向外側(cè)牽拉的圖7所示的F方向上受到作用，也由于其之間的接合部形成為直線狀，所以能夠防止僅在第1主體21或第2主體22的一部分上作用上述應(yīng)力帶來的牽引力。由此，即使受到反復作用的上述應(yīng)力，也能夠提高對它的強度，能夠提高耐久性及可靠性較高的冷卻水通路裝置。接著，圖7是表示有關(guān)該發(fā)明的冷卻水通路裝置的第3實施方式的圖，它將冷卻水取入管23、24的形態(tài)用例如從圖2的A — A線向箭頭方向觀察的剖視圖表示。如上所述， 由V型發(fā)動機的熱膨脹帶來的應(yīng)力向?qū)⒗鋮s水取入管23、24向左右牽拉的方向、即在圖7 中作為箭頭F、F表示的方向作用。另外，該冷卻水通路裝置由于安裝在V型內(nèi)燃機的左右的發(fā)動機頭上，所以即使發(fā)動機頭向圖5所示的E方向熱膨脹，由于冷卻水通路裝置一體地向同方向、即在圖5中向上方移動，所以冷卻水通路裝置也在鉛直方向上幾乎不受到應(yīng)力。因而，在將冷卻水取入管23J4預(yù)先成形為正圓形的情況下，由于剛性較高，所以不能由管吸收力，應(yīng)力向其他部分集中。該管23、24當作用有應(yīng)力時大致為正圓形在壓力損失的方面是優(yōu)選的。所以，上述管23J4優(yōu)選的是在常溫時形成為與上述F、F方向正交的方向上的內(nèi)徑較大的橢圓形狀(圖7中用實線表示的形狀)。通過這樣做成橢圓形狀，能夠承受上述F、F方向的應(yīng)力而成為由點劃線表示那樣的大致正圓狀態(tài)。即，通過之前為橢圓側(cè)面部分承受應(yīng)力而成為正圓形，將該應(yīng)力吸收，能夠防止(緩和)應(yīng)力向裝置的其他部分(例如上述各主體間的接合部、管的根部分等)作用。通過上述理由，上述一對冷卻水取入管23J4優(yōu)選地是呈與分別連結(jié)該一對管的中心軸線L1、L2的平面正交的方向上的內(nèi)徑Dl較大、連結(jié)上述中心軸線的面方向上的內(nèi)徑 D2較小地形成的橢圓形狀。由此，能夠減輕對發(fā)動機升溫時的冷卻水的流動帶來壓力損失的程度。接著，圖8是表示有關(guān)該發(fā)明的冷卻水通路裝置的第4實施方式的圖。即，圖8將冷卻水通路裝置10以從正面觀察的狀態(tài)表示，將相當于已經(jīng)說明的圖3所示的各部的部分用相同的附圖標記表示。在該實施方式中，在分別包圍冷卻水取入管口 23、M的開口部而形成的帽檐狀的連結(jié)部(凸緣》5J6上形成有螺栓插通用的長孔25aJ6a。即，該長孔25a、 26a形成為其長度方向沿著圖5所示的從曲柄軸40a朝向左右的發(fā)動機頭41、42的橫傾角 E0另外，在圖8所示的實施方式中，分別將長孔25a、26a形成為使其沿著V型發(fā)動機的一對橫傾角E的方向，但它們也可以左右沿水平方向形成。圖9是用放大剖視圖表示利用其一個長孔25a、通過螺栓47在發(fā)動機40的頭上連結(jié)冷卻水通路裝置的例子的圖。如圖9所示，通過插通在長孔25a中的螺栓47將帽檐狀的連結(jié)部25壓接安裝在發(fā)動機40上。并且，通過發(fā)動機升溫帶來的熱膨脹，連結(jié)在發(fā)動機40 的頭上的螺栓47沿形成在上述連結(jié)部25上的長孔25a的長度方向進行方向滑動。由此， 能夠?qū)⒆饔迷诶鋮s水通路裝置上的應(yīng)力釋放。此外，根據(jù)上述第4實施方式，與內(nèi)徑較大的冷卻水取入管23、M相比，能夠擴大帶階差的螺栓47的連結(jié)座面，所以能夠防止樹脂特有的蠕變的發(fā)生。另外，在以上說明的實施方式中，將構(gòu)成冷卻水通路裝置的各主體的接合部形成為與沿著發(fā)動機的曲柄軸向的面平行，但這在搭載有關(guān)該發(fā)明的冷卻水通路裝置的內(nèi)燃機呈縱置(曲柄軸的長度方向是車的行進方向)的FR車的情況下優(yōu)選地采用。在上述FR車的情況下，在發(fā)動機艙的前后方向上有空間的富余，所以冷卻水取入管23J4可以采用如實施方式所示那樣彎折為L字狀的結(jié)構(gòu)，因而，在此情況下，優(yōu)選的是第1與第2主體21、22間的接合部沿水平的面方向形成。此外，在內(nèi)燃機為橫置(曲柄軸的長度方向是車的寬度方向)的FF車的情況下，在發(fā)動機艙的左右方向上沒有空間的富余，所以需要盡量減少冷卻水通路裝置的前后方向的尺寸而設(shè)計。為此，上述第1與第2主體21、22間的接合面優(yōu)選的是形成為平行于與上述內(nèi)燃機的曲柄軸的軸向正交的面。在上述實施方式中，對通過將由合成樹脂成形的第1主體21與第2主體22接合而構(gòu)成冷卻水通路裝置10的情況進行了說明，但這也可以根據(jù)需要而通過將分為3個以上的樹脂成形體接合而形成冷卻水通路裝置。此外，上述ATF加溫器、加熱器、EGR冷卻器等的輔助類的連通部的形狀也并不限定于此，當然也可以是各種形狀。
權(quán)利要求
1.一種冷卻水通路裝置，用于在形成于V型內(nèi)燃機內(nèi)的流體通路與散熱器之間形成冷卻水的循環(huán)流路的內(nèi)燃機的冷卻裝置中、設(shè)在上述內(nèi)燃機的冷卻水出口部與上述散熱器的冷卻水入口部之間，其特征在于，上述冷卻水通路裝置通過將分別單獨成形的多個樹脂成形體接合而形成，并且至少形成有分別取入來自上述V型內(nèi)燃機的左右的發(fā)動機頭的冷卻水的一對冷卻水取入管、以及對上述散熱器輸送冷卻水的通向散熱器的連通管；上述一對冷卻水取入管一體成形在上述多個樹脂成形體中的一個樹脂成形體上。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻水通路裝置，其特征在于，上述樹脂成形體由第1主體和第2主體的兩個樹脂成形體構(gòu)成，上述第1主體與第2主體的接合面形成為平行于沿著上述內(nèi)燃機的曲柄軸的軸向的面。
3.如權(quán)利要求1所述的冷卻水通路裝置，其特征在于，上述樹脂成形體由第1主體和第2主體的兩個樹脂成形體構(gòu)成，上述第1主體與第2主體的接合面形成為平行于與上述內(nèi)燃機的曲柄軸的軸向正交的面。
4.如權(quán)利要求1所述的冷卻水通路裝置，其特征在于，在上述冷卻水通路裝置內(nèi)形成有使一對冷卻水取入管連通而使冷卻水集合的集合路，經(jīng)由該集合路形成通向上述散熱器的連通管。
5.如權(quán)利要求2所述的冷卻水通路裝置，其特征在于，由與連結(jié)上述第1主體與第2主體的接合部的平面正交、通過上述一對冷卻水取入管的中心軸線的各個垂直面包圍的范圍中的上述第1主體與第2主體的接合部從冷卻水通路裝置上部觀察形成為直線狀。
6.如權(quán)利要求2 5中任一項所述的冷卻水通路裝置，其特征在于，上述一對冷卻水取入管呈與分別連結(jié)各管的中心軸線的平面正交的方向上的內(nèi)徑較大、連結(jié)上述中心軸線的面方向上的內(nèi)徑較小地成形的橢圓形狀。
7.如權(quán)利要求2 5中任一項所述的冷卻水通路裝置，其特征在于，分別包圍上述一對冷卻水取入管的開口而形成帽檐狀的連結(jié)部，在各個連結(jié)部上，沿著從曲柄軸朝向左右的發(fā)動機頭的橫傾角形成有螺栓插通用的長孔。
全文摘要
分別取入來自V型發(fā)動機的左右的發(fā)動機頭的冷卻水的一對冷卻水取入管(23、24)設(shè)在第1主體(21)一側(cè)，使冷卻水集合的集合路(27)、經(jīng)由上述集合路(27)的通向散熱器的連通開口(30a)、通向具備加熱器芯部的分支通路的連通開口(31a)等設(shè)在第2主體(22)一側(cè)，它們分別由樹脂成形。上述第1主體(21)和第2主體(22)例如通過熔接方法接合，形成冷卻水通路裝置(10)。
文檔編號F01P3/02GK102333940SQ20108000924
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者井上富士夫, 小山裕靖 申請人:豐田自動車株式會社, 日本恒溫器株式會社