内燃机的冷却水通路装置 技术领域 本发明涉及适合在通过使冷却水在形成于内燃机内的流体通路与散热器之间循 环、 进行内燃机 （以下也称作发动机） 的冷却的冷却装置中使用的冷却水通路装置。
背景技术 在这种发动机冷却装置中， 通过使冷却水在形成于内燃机内的流体通路与散热器 之间循环、 不仅进行发动机的冷却、 还将冷却水也向具备制暖用的加热器芯的加热器循环 流路供给， 最近也提出了将来自发动机的冷却水也用于 ATF 加温器及 EGR 冷却器中的方案。
因而， 为了如上述那样对各部循环或供给冷却水， 需要在各自上使用分支管连接 配管， 由此配管变得复杂， 导致发动机的维护性恶化的问题。
所以， 为了使上述各管的连接简单化， 在以下所示的现有技术文献中公开了直接 连结在发动机的冷却水排放口上、 在内部中收容热敏阀、 使各管的连接口集中的冷却水通 路装置。
专利文献 1 ： 特公平 4 － 16610 号公报 在上述现有技术文献所公开的冷却水通路装置中， 具备直接连结在 V 型发动机的一对 缸体上而取入冷却水并使其集合的集合管及旁通通路、 通向散热器的冷却水的送出口、 来 自散热器的冷却水的取入口、 以及通向水泵的配管连接口等， 为相当复杂的结构。
在这样的冷却水通路装置中， 由于使用金属材料成形出整体， 所以存在成形加工 不容易， 在成型加工中导致成本上升、 而且导致重量的增加等的问题。
发明内容 本发明是着眼于以合成树脂为材料成形出冷却水通路装置的整体这一点而提出 的， 其目的是提供一种内燃机的冷却水通路装置， 能够发挥树脂成形的容易性而实现轻量 化及成本降低、 并且在需要的部分能够实现充分的加工精度、 并且能够使作用的应力由装 置整体吸收、 分散、 对于因发动机的热膨胀造成的应力以及因发动机与冷却水通路装置的 热膨胀系数的差异造成的连结部的偏差也能够有效地应对。
为了解决上述问题而提出的有关本发明的内燃机的冷却水通路装置是在形成于 V 型内燃机内的流体通路与散热器之间形成有冷却水的循环流路的内燃机的冷却装置中 使用、 设在上述内燃机的冷却水出口部与上述散热器的冷却水入口部之间的冷却水通路装 置， 其特征在于， 上述冷却水通路装置通过将分别单独成形的多个树脂成形体接合而形成， 并且至少形成有分别取入来自上述 V 型内燃机的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水 取入管、 以及对上述散热器输送冷却水的通向散热器的连通管 ； 上述一对冷却水取入管一 体成形在上述多个树脂成形体中的一个树脂成形体上。
在此情况下， 在优选的一个技术方案中， 上述树脂成形体由第 1 主体和第 2 主体的 两个树脂成形体构成， 上述第 1 主体与第 2 主体的接合面形成为平行于沿着上述内燃机的 曲柄轴的轴向的面。
此外， 在优选的另一技术方案中， 上述树脂成形体由第 1 主体和第 2 主体的两个树 脂成形体构成， 上述第 1 主体与第 2 主体的接合面形成为平行于与上述内燃机的曲柄轴的 轴向正交的面。
例如， 发动机也能够以不是垂直而倾斜的状态设置， 此外， 只要是在上述一对冷却 水取入管之间没有设置接合面的构造就可以。
在上述任一种结构中均是在上述冷却水通路装置内形成有使一对冷却水取入管 连通而使冷却水集合的集合路， 经由该集合路形成通向上述散热器的连通管。
另一方面， 在优选的一个技术方案中， 由与连结上述第 1 主体与第 2 主体的接合部 的平面正交、 通过上述一对冷却水取入管的中心轴线的各个垂直面包围的范围中的上述第 1 主体与第 2 主体的接合部从冷却水通路装置上部观察形成为直线状。
此外， 优选的是， 上述一对冷却水取入管呈与分别连结各管的中心轴线的平面正 交的方向上的内径较大、 连结上述中心轴线的面方向上的内径较小地成形的椭圆形状。
进而， 优选的是， 分别包围上述一对冷却水取入管的开口而形成帽檐状的连结部， 在各个连结部上， 沿着从曲柄轴朝向左右的发动机头的横倾角形成有螺栓插通用的长孔。
有关该发明的内燃机的冷却水通路装置由于是通过将分别单独成形的多个树脂 成形体接合而形成， 分别取入来自 V 型内燃机的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水取 入管一体成形在上述多个树脂成形体中的一个树脂成形体上的结构， 所以能够有效地防止 通过 V 型内燃机的热膨胀产生的应力集中在树脂成形体的接合部上。 并且， 冷却水通路装置通过将分别单独成形的多个树脂成形体接合而形成， 所以 在树脂成形时， 能够采用没有勉强的脱模等的成形形态。 此外， 能够发挥树脂成形的特性而 实现进一步的成本降低和轻量化。
进而， 通过采用由第 1 主体和第 2 主体构成树脂成形体、 将其接合部的特定的部分 形成为直线状， 将上述一对冷却水取入管的截面形状分别构成为椭圆形， 和在对冷却水取 入管的开口实施的帽檐状的连结部上沿着从曲柄轴朝向左右的发动机头的横倾角形成螺 栓插通用的长孔等的形态， 能够提供对于因伴随着冷却水的升温的 V 型内燃机的热膨胀及 与发动机头的热膨胀量的差产生的应力也能够有效地应对的冷却水通路装置。
通过如上述那样将冷却水通路装置树脂化， 例如容易增设通向 EGR 冷却器、 ATF 加 温器等的各设备的连结部。并且， 在由铝等的金属材料成形出冷却水通路装置的情况下必 须另外压入接合连接用的管的地方是树脂制成的， 所以也可以发挥能够将上述管一体成形 的特性。
附图说明
图 1 是将有关本发明的冷却水通路装置的第 1 实施方式在分离为第 1 和第 2 主体 的状态下表示的立体图 ； 图 2 是该冷却水通路装置的俯视图 ； 图 3 是其正视图 ； 图 4 是其后视图 ； 图 5 是说明 V 型发动机的热膨胀的状况的示意图 ； 图 6 是表示冷却水通路装置的另一实施方式的正视图 ；图 7 是说明冷却水取入管的优选方式的示意图 ； 图 8 是表示冷却水通路装置的再一实施方式的正视图 ； 图 9 是图 8 所示的实施方式的部分放大剖视图。
附图标记说明 ： 10 ： 冷却水通路装置， 21 ： 第 1 主体， 21a ： 接合部， 22 ： 第 2 主体， 22a ： 接合部， 23、 24 ： 冷 却水取入管， 25、 26 ： 连结部 （凸缘） ， 25a、 26a ： 长孔， 27 ： 集合路， 30 ： 通向散热器的连通管， 30a ： 通向散热器的连通开口， 31a ： 通向加热器芯的连通开口， 33 ： 水温传感器， 36a ： 通向 ATF 加温器的连通开口， 38a ： 通向 EGR 冷却器的连通开口。 具体实施方式
以下， 基于图示的实施方式对有关本发明的冷却水通路装置进行说明。 图 1 至图 4 是表示第 1 实施方式的图。另外， 在该实施方式中， 按照应用在 V 型发动机中、 构成为使来 自左右的发动机头的冷却水在上述冷却水通路装置 10 中集合的例子进行说明。
图 1 是将构成上述冷却水通路装置 10 的由合成树脂成形的第 1 主体 21 和第 2 主 体 22 分别用立体图表示的图。在上述第 1 主体 21 和第 2 主体 22 上， 相互具备开口缘状的 接合部 21a、 22a， 沿着该接合部 21a、 22a， 分别形成有以面状形成的环状的熔接部 （用与接 合部 21a、 22a 相同的附图标记表示） 。
上述第 1 主体 21 和第 2 主体 22 作为一优选的形态是使上述接合部 21a、 22a 以重 合的状态熔接接合、 形成为一个箱体状。上述接合部 21a、 22a 优选的是通过振动熔接、 也可 以通过其他螺栓的螺合、 粘接剂等相互接合。
图 2 ～图 4 是将通过上述振动熔接或粘接剂一体接合成形的冷却水通路装置 10 用俯视图、 正视图、 以及后视图表示的图。以下， 基于将相同部位用相同的附图标记表示的 各图说明冷却水通路装置 10 的整体结构。
在构成上述冷却水通路装置 10 的第 1 主体 21 中， 形成有分别取入来自 V 型发动机 的左右的发动机头的冷却水的一对冷却水取入管 23、 24， 该一对冷却水取入管 23、 24 朝向 相同的方向， 将上述一对冷却水取入管 23、 24 的开口部包围而形成有帽檐状的连结部 （凸 缘） 25、 26。
上述一对冷却水取入管 23、 24 如图 1 所示， 在冷却水通路装置 10 内连通， 形成使 来自一对冷却水取入管 23、 24 的冷却水集合的集合路 27。另外， 该集合路 27 以将上述第 2 主体 22 的空间内几乎全部占用的方式形成。
在上述第 2 主体 22 的上述集合路 27 的大致中央部， 以连通到集合路 27 的状态形 成有通向未图示的散热器的连通管 30。即， 通向散热器的连通管 30 形成为其连通开口 30a 朝向与上述冷却水取入管 23、 24 的开口相同方向。因而， 在将冷却水通路装置 10 利用上述 连结部 25、 26 安装到 V 型发动机的头上的情况下， 将上述连通管 30 与上述散热器连结的未 图示的连接管配置在 V 型发动机的左右的发动机头间。
另一方面， 在上述冷却水通路装置 10 的上述集合路 27 的大致中央部， 如图 2 及图 3 所示， 形成有具备达到作为室内制暖用的热交换器使用的未图示的加热器芯部的连通开 口 31a 的连通管 31。该连通管 31 形成在以上述的集合路 27 为中央而与上述通向散热器 的连通管 30 相反的一侧， 该连通管 31 以从第 2 主体 22 的中央部朝上弯曲为直角的状态形成。 另外， 在该实施方式中， 在从第 2 主体 22 的中央部朝上弯曲为直角的上述连通管 31 的内部中配置有水温传感器 33（参照图 3） 。并且， 图 2 及图 4 所示的附图标记 34 表示 安装在第 2 主体 22 的外侧的上述水温传感器 33 的连接器。
此外， 在上述第 2 主体 22 的一端部、 即上述冷却水取入管 23 的配置侧， 以与上述 管 23 相反朝向， 连通到上述集合路 27 而形成有具备通向 ATF 加温器的连通开口 36a 的连 通管 36。它如公知的那样， 是为了缩短自动变速箱 AT 的预热运转时间、 实现启动后的燃耗 改善而使用的。
进而， 在上述第 2 主体 22 的另一端部、 即上述冷却水取入管 24 的配置侧的下底部 上， 连通到上述集合路 27 而形成有具备通向 EGR 冷却器的连通开口 38a 的连通管 38。另 外， 通向上述 EGR 冷却器的连通开口 38a 从第 2 主体 22 的上述另一端部朝向外侧形成。它 如公知的那样， 是为了将发动机的 EGR 气体冷却而使用的。
这样， 根据上述实施方式， 形成在冷却水通路装置 10 中的冷却水取入管 23、 24、 通 向散热器的连通管 30、 通向夹装有加热器芯部的分支通路的连通管 31、 通向 ATF 加温器的 连通管 36、 通向 EGR 冷却器的连通管 38 分别避开上述第 1 主体与第 2 主体的接合部地形 成。由此， 能够将各连通管及各开口部以较高的尺寸精度分别成形。
此外， 根据上述实施方式， 由于将一对冷却水取入管 23、 24 仅在一个主体、 即第 1 主体 21 上一体地形成， 所以在将其直接连结到 V 型发动机上的情况下， 因伴随的 V 型内燃 机的热膨胀及因发动机头与冷却水通路装置的热膨胀的差异产生的应力仅作用在一体成 形后的第 1 主体 21 一侧， 不会集中作用在两个主体的接合部上。由此， 能够有效地防止对 冷却水通路装置带来损伤。
接着， 图 5 以后是说明有关该发明的冷却水通路装置的另一实施方式的图。有关 该实施方式的冷却水通路装置为直接连结在 V 型发动机上的结构， 所以承受因 V 型发动机 的热膨胀带来的应力。在此情况下， 如图 5 中示意地表示的那样， V 型发动机 40 的一对头 （缸体） 41、 42 通过运转时的升温而主要产生箭头 E、 E 所示方向的热膨胀。
因而， 直接连结在形成于发动机 40 的两缸体上的冷却水的出口部 43、 44 上的冷却 水通路装置 10 承受冷却水取入管 23、 24 被向左右牵拉的方向、 即后述的图 7 所示的 F 方向 的应力。另外， 图 5 中的 40a 表示曲柄轴的配置位置。
假如在一对冷却水取入管之间设有接合面的情况下， 冷却水取入管 23、 24 被向左 右牵拉， 所以应力集中在接合部而有可能断裂。 为了提高能承受它的接合强度， 需要增加接 合面积或变更接合形状等的对策， 会导致成本上升或形状及构造变得复杂。
在图 1 ～图 4 所示的第 1 实施方式中， 例如如图 2 所示， 第 1 主体 21 和第 2 主体 22 成形为在其大致中央部稍稍弯曲的状态。 由此， 应力集中在上述弯曲部， 受到应力的反复 作用， 在上述弯曲部受到损伤的程度变大。
所以， 在图 6 所示的第 2 实施方式中， 为了应对上述应力， 去掉冷却水通路装置 10 的上述弯曲部， 由此构成为不是仅特定的部位作用有应力。即， 图 6 表示从上面观察冷却水 通路装置 10 的状态， 将与已经说明的图 2 所示的各部相当的部分用相同的附图标记表示。
在图 6 所示的结构中， 被正交于将上述第 1 主体 21 与第 2 主体 22 的接合部 21a、 22a 连结的平面、 通过上述一对冷却水取入管 23、 24 的中心轴线 L1、 L2 的各自的垂直面包
围的范围中的上述第 1 主体与第 2 主体的接合部从冷却水通路装置上部观察形成为直线状 （用附图标记 S1、 S2 表示） 。
根据图 6 所示的上述结构， 即使受到应力、 在冷却水取入开口 23、 24 的中心轴线 L1、 L2 间被相互向外侧牵拉的图 7 所示的 F 方向上受到作用， 也由于其之间的接合部形成 为直线状， 所以能够防止仅在第 1 主体 21 或第 2 主体 22 的一部分上作用上述应力带来的 牵引力。由此， 即使受到反复作用的上述应力， 也能够提高对它的强度， 能够提高耐久性及 可靠性较高的冷却水通路装置。
接着， 图 7 是表示有关该发明的冷却水通路装置的第 3 实施方式的图， 它将冷却水 取入管 23、 24 的形态用例如从图 2 的 A － A 线向箭头方向观察的剖视图表示。如上所述， 由 V 型发动机的热膨胀带来的应力向将冷却水取入管 23、 24 向左右牵拉的方向、 即在图 7 中作为箭头 F、 F 表示的方向作用。
另外， 该冷却水通路装置由于安装在 V 型内燃机的左右的发动机头上， 所以即使 发动机头向图 5 所示的 E 方向热膨胀， 由于冷却水通路装置一体地向同方向、 即在图 5 中向 上方移动， 所以冷却水通路装置也在铅直方向上几乎不受到应力。
因而， 在将冷却水取入管 23、 24 预先成形为正圆形的情况下， 由于刚性较高， 所以 不能由管吸收力， 应力向其他部分集中。该管 23、 24 当作用有应力时大致为正圆形在压力 损失的方面是优选的。所以， 上述管 23、 24 优选的是在常温时形成为与上述 F、 F 方向正交 的方向上的内径较大的椭圆形状 （图 7 中用实线表示的形状） 。 通过这样做成椭圆形状， 能够承受上述 F、 F 方向的应力而成为由点划线表示那样 的大致正圆状态。即， 通过之前为椭圆侧面部分承受应力而成为正圆形， 将该应力吸收， 能 够防止 （缓和） 应力向装置的其他部分 （例如上述各主体间的接合部、 管的根部分等） 作用。
通过上述理由， 上述一对冷却水取入管 23、 24 优选地是呈与分别连结该一对管的 中心轴线 L1、 L2 的平面正交的方向上的内径 D1 较大、 连结上述中心轴线的面方向上的内径 D2 较小地形成的椭圆形状。由此， 能够减轻对发动机升温时的冷却水的流动带来压力损失 的程度。
接着， 图 8 是表示有关该发明的冷却水通路装置的第 4 实施方式的图。即， 图8将 冷却水通路装置 10 以从正面观察的状态表示， 将相当于已经说明的图 3 所示的各部的部分 用相同的附图标记表示。在该实施方式中， 在分别包围冷却水取入管口 23、 24 的开口部而 形成的帽檐状的连结部 （凸缘） 25、 26 上形成有螺栓插通用的长孔 25a、 26a。 即， 该长孔 25a、 26a 形成为其长度方向沿着图 5 所示的从曲柄轴 40a 朝向左右的发动机头 41、 42 的横倾角 E。
另外， 在图 8 所示的实施方式中， 分别将长孔 25a、 26a 形成为使其沿着 V 型发动机 的一对横倾角 E 的方向， 但它们也可以左右沿水平方向形成。
图 9 是用放大剖视图表示利用其一个长孔 25a、 通过螺栓 47 在发动机 40 的头上连 结冷却水通路装置的例子的图。如图 9 所示， 通过插通在长孔 25a 中的螺栓 47 将帽檐状的 连结部 25 压接安装在发动机 40 上。 并且， 通过发动机升温带来的热膨胀， 连结在发动机 40 的头上的螺栓 47 沿形成在上述连结部 25 上的长孔 25a 的长度方向进行方向滑动。由此， 能够将作用在冷却水通路装置上的应力释放。
此外， 根据上述第 4 实施方式， 与内径较大的冷却水取入管 23、 24 相比， 能够扩大
带阶差的螺栓 47 的连结座面， 所以能够防止树脂特有的蠕变的发生。
另外， 在以上说明的实施方式中， 将构成冷却水通路装置的各主体的接合部形成 为与沿着发动机的曲柄轴向的面平行， 但这在搭载有关该发明的冷却水通路装置的内燃机 呈纵置 （曲柄轴的长度方向是车的行进方向） 的 FR 车的情况下优选地采用。
在上述 FR 车的情况下， 在发动机舱的前后方向上有空间的富余， 所以冷却水取入 管 23、 24 可以采用如实施方式所示那样弯折为 L 字状的结构， 因而， 在此情况下， 优选的是 第 1 与第 2 主体 21、 22 间的接合部沿水平的面方向形成。
此外， 在内燃机为横置 （曲柄轴的长度方向是车的宽度方向） 的 FF 车的情况下， 在 发动机舱的左右方向上没有空间的富余， 所以需要尽量减少冷却水通路装置的前后方向的 尺寸而设计。为此， 上述第 1 与第 2 主体 21、 22 间的接合面优选的是形成为平行于与上述 内燃机的曲柄轴的轴向正交的面。
在上述实施方式中， 对通过将由合成树脂成形的第 1 主体 21 与第 2 主体 22 接合 而构成冷却水通路装置 10 的情况进行了说明， 但这也可以根据需要而通过将分为 3 个以上 的树脂成形体接合而形成冷却水通路装置。
此外， 上述 ATF 加温器、 加热器、 EGR 冷却器等的辅助类的连通部的形状也并不限 定于此， 当然也可以是各种形状。