(57)【要約】【課題】冷却水配管から分岐するヒータ用配管に気泡が流入し難く、異音の発生を抑制できる内燃機関の冷却水配管の分岐構造を提供する。【解決手段】内燃機関の冷却水配管の分岐構造１は、内燃機関を冷却した冷却水を内燃機関からラジエータに送る冷却水配管１００と、冷却水配管１００から冷却水の一部をヒータコアに送るヒータ用配管２００と、冷却水配管１００の途中に設けられ、冷却水の一部をヒータ用配管２００に分流する分岐部１０と、を備える。分岐部１０は、内燃機関からラジエータへの第１流路４１を形成する内側配管２０と、内側配管２０の外側に設けられ、内側配管２０との間に環状の第２流路４２を形成する外側配管３０と、内側配管の下側に形成され、第２流路４２に連通する内側開口部２５と、外側配管３０の上側に形成され、ヒータ用配管２００が接続されてヒータ用配管２００に連通する外側開口部３５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を冷却した冷却水を前記内燃機関からラジエータに送る冷却水配管と、
前記冷却水配管から前記冷却水の一部をヒータコアに送るヒータ用配管と、
前記冷却水配管の途中に設けられ、前記冷却水の一部を前記ヒータ用配管に分流する分岐部と、を備える内燃機関の冷却水配管の分岐構造であって、
前記分岐部は、
前記内燃機関から前記ラジエータへの第１流路を形成する内側配管と、
前記内側配管の外側に設けられ、前記内側配管との間に環状の第２流路を形成する外側配管と、
前記内側配管の下側に形成され、前記第２流路に連通する内側開口部と、
前記外側配管の上側に形成され、前記ヒータ用配管が接続されて前記ヒータ用配管に連通する外側開口部と、を備える内燃機関の冷却水配管の分岐構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を冷却した冷却水を内燃機関からラジエータに送る冷却水配管の途中に冷却水の一部をヒータ用配管に分流する分岐部を備える内燃機関の冷却水配管の分岐構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷式の内燃機関が搭載された自動車などの車両では、内燃機関を冷却して高温になった冷却水をラジエータに送り、ラジエータで冷却して内燃機関に戻すと共に、高温になった冷却水の一部をヒータコアに還流して、車室内の暖房の熱源に利用している（特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１には、内燃機関のシリンダヘッドに、ラジエータへの冷却水の出口（冷却液アウトレットポート）とヒータコアへの冷却水の出口（冷却液供給ポート）を設け、ヒータコアへの冷却水出口をラジエータへの冷却水の出口より低い位置にすることが開示されている。特許文献１では、内燃機関にラジエータ用とヒータコア用の２つの冷却水出口を設け、それぞれの出口に配管が接続される構成である。
【０００４】
また、内燃機関の冷却水をヒータコアに送る別の手段として、例えば図３に示すように、冷却水を内燃機関からラジエータに送る冷却水配管１００の途中にヒータコアに冷却水の一部を送るヒータ用配管２００を接続することがある。つまり、冷却水配管１００からヒータ用配管２００を分岐する構造であり、内燃機関からラジエータへの流路となる冷却水配管１００に流れる冷却水の一部がヒータ用配管２００に分流される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷却水に空気が混入してしまうことがあり、気泡を含んだ冷却水がヒータコアに供給されると、ヒータコアで異音が発生する場合がある。したがって、冷却水中に含まれる気泡に起因する異音の発生を抑制することが望まれる。特に、車両の完成直後や冷却水の交換直後などは、冷却水に空気が混入して比較的多くの気泡が含まれていることがあるため、異音が発生する可能性が高い。
【０００７】
図３に示す従来の冷却水配管の分岐構造では、冷却水配管１００におけるヒータ用配管２００が接続される分岐部が内燃機関の上方に配置されることが多い。冷却水配管１００の下方には内燃機関の構成部品（例えば、内燃機関から排出された排気ガスを集合させるエキゾーストマニホールドなど）が配置されているため、通常、冷却水配管１００の上側にヒータ用配管２００が接続される。つまり、冷却水配管１００の上側にヒータ用配管２００に連通する開口部が形成されている。冷却水配管１００に流れる冷却水に気泡が含まれている場合、気泡は冷却水配管１００の上側に集中するため、冷却水配管１００の上側に接続されたヒータ用配管２００に冷却水と一緒に気泡が流入し易い。したがって、従来の冷却水配管の分岐構造では、冷却水配管１００から分岐するヒータ用配管２００に気泡が流入し易く、ヒータコアにおいて気泡に起因する異音の発生が起き易い。
【０００８】
また、ヒータ用配管２００への気泡の流入を抑制するため、冷却水配管１００の下側にヒータ用配管２００を接続することが考えられる。しかし、冷却水配管１００の下側にヒータ用配管２００を接続する場合、ヒータ用配管２００が接続される分岐部の下方には上述したように内燃機関が存在するため、ヒータ用配管２００が内燃機関の構成部品と干渉することがある。したがって、スペースの制約上、ヒータ用配管の取り回しが困難で、コストアップを招くこともある。
【０００９】
本発明の目的の一つは、冷却水配管から分岐するヒータ用配管に気泡が流入し難く、異音の発生を抑制できる内燃機関の冷却水配管の分岐構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の一態様に係る内燃機関の冷却水配管の分岐構造は、内燃機関を冷却した冷却水を前記内燃機関からラジエータに送る冷却水配管と、前記冷却水配管から前記冷却水の一部をヒータコアに送るヒータ用配管と、前記冷却水配管の途中に設けられ、前記冷却水の一部を前記ヒータ用配管に分流する分岐部と、を備える。前記分岐部は、前記内燃機関から前記ラジエータへの第１流路を形成する内側配管と、前記内側配管の外側に設けられ、前記内側配管との間に環状の第２流路を形成する外側配管と、前記内側配管の下側に形成され、前記第２流路に連通する内側開口部と、前記外側配管の上側に形成され、前記ヒータ用配管が接続されて前記ヒータ用配管に連通する外側開口部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
上記内燃機関の冷却水配管の分岐構造は、冷却水配管からヒータ用配管への分岐部において、内燃機関からラジエータへの第１流路を形成する内側配管と、内側配管との間に環状の第２流路を形成する外側配管とを備え、二重管構造になっている。そして、内側配管の下側には内側開口部が設けられると共に、外側配管の上側にはヒータ用配管に連通する外側開口部が設けられている。
【００１２】
上記内燃機関の冷却水配管の分岐構造によれば、内側配管から冷却水の一部が、内側開口部、内側配管と外側配管との間に形成される第２流路、外側開口部を通って、ヒータ用配管に送られる。具体的には、内側配管（第１流路）に流れる冷却水の一部が、内側開口部を通って第２流路に流出し、第２流路から外側開口部を通ってヒータ用配管に分流される。内側開口部は内側配管の下側に設けられていることから、内側配管に流れる冷却水に気泡が含まれている場合であっても、第２流路に気泡が流入することが少なく、ヒータ用配管に気泡が流入し難い。よって、ヒータコアへの気泡の流入を阻止して、気泡に起因する異音の発生を効果的に抑制できる。
【００１３】
また、上記内燃機関の冷却水配管の分岐構造によれば、分岐部においてヒータ用配管が外側配管の上側に接続されているため、分岐部が内燃機関の上方に配置される場合であっても、スペース上の制約を受けることが少なく、ヒータ用配管の取り回しが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る内燃機関の冷却水配管の分岐構造の概略横断面図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した内燃機関の冷却水配管の分岐構造の概略縦断面図である。
【図３】従来の内燃機関の冷却水配管の分岐構造を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る内燃機関の冷却水配管の分岐構造の具体例を、図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明において、「上」とは、鉛直方向の上（図１、図２の紙面における上）、「下」とは、鉛直方向の下（図１、図２の紙面における下）、のことを指す。図１は、分岐部１０（内側配管２０及び外側配管３０）の中心軸を通る鉛直面で切断した縦断面図であり、図２は、分岐部１０の中心軸に直交する直交面で切断した横断面図である。
【００１６】
［実施形態１］
＜内燃機関の冷却水配管の分岐構造＞
図１、図２を参照して、実施形態１に係る内燃機関の冷却水配管の分岐構造１を説明する。分岐構造１は、図１に示すように、冷却水配管１００と、ヒータ用配管２００と、分岐部１０とを備える。冷却水配管１００は、水冷式の内燃機関（図示せず）を冷却した冷却水を内燃機関からラジエータ（図示せず）に送る配管である。ヒータ用配管２００は、冷却水配管１００から冷却水の一部をヒータコア（図示せず）に送る配管である。分岐部１０は、冷却水配管１００の途中に設けられ、冷却水の一部をヒータ用配管２００に分流する部分である。分岐構造１は、分岐部１０の構成に特徴がある。以下では、分岐構造１の特徴点である分岐部１０の構成を中心に説明する。
【００１７】
（分岐部）
この例に示す分岐構造１では、図１に示すように、冷却水配管１００が途中で分断され、上流側に位置する上流側配管１１０と下流側に位置する下流側配管１２０とを有する。上流側配管１１０は内燃機関の冷却水の出口に接続され、下流側配管１２０はラジエータの冷却水の入口に接続される。分岐部１０は上流側配管１１０と下流側配管１２０との間に設けられている。上流側配管１１０と下流側配管１２０とは分岐部１０を介して連通している。この例では、分岐部１０を含む箇所が内燃機関のエキゾーストマニホールド（図示せず）の上方に配置されている。分岐部１０は、図１、図２に示すように、内側配管２０と、外側配管３０と、内側開口部２５と、外側開口部３５とを備える。
【００１８】
（内側配管）
内側配管２０は図１に示すように、分岐部１０において、内燃機関からラジエータへの第１流路４１を形成する部分である。この例では、内側配管２０が上流側配管１１０の内燃機関側とは反対側の端部に取り付けられている。具体的には、内側配管２０の一端側が上流側配管１１０の内側に挿通され、上流側配管１１０に密着して接続されている。内側配管２０の一端側の端部には、径方向外方に突出する凸部２１が周方向に設けられており、上流側配管１１０の内周面には、内側配管２０の凸部２１と係合する凹部１１１が形成されている。内側配管２０の凸部２１と上流側配管１１０の凹部との係合により、内側配管２０が上流側配管１１０に接続されている。一方、内側配管２０の他端側は下流側配管１２０の内側に挿通され、下流側配管１２０に密着している。
【００１９】
（外側配管）
外側配管３０は図１、図２に示すように、内側配管２０の外側に設けられ、内側配管２０との間に環状の第２流路４２を形成する部分である。つまり、分岐部１０において、内側配管２０と外側配管３０の二重管構造になっており、内側配管２０の外周面と外側配管３０の内周面との間に周方向に連通する環状の第２流路４２が形成されている。この例に示す外側配管３０は内側配管２０と同軸に所定の間隔をあけて配置されている（図２参照）。この例では、外側配管３０が下流側配管１２０のラジエータ側とは反対側の端部に一体に形成されている。具体的には、外側配管３０が下流側配管１２０端部から上流側配管１１０側に向かって延び、内側配管２０の少なくとも一部に重複し、かつ、外側配管３０の径が部分的に内側配管２０よりも大きくなるように形成されている。また、内側配管２０の中央部には、径方向外方に突出する接合部２２が周方向に設けられており、外側配管３０の先端が例えばロー付けや溶接などにより内側配管２０の接合部２２に接合されている。
【００２０】
（内側開口部）
内側開口部２５は図１、図２に示すように、内側配管２０の下側に形成され、内側配管２０と外側配管３０との間に形成される第２流路４２に連通する。ここでいう「下側」とは、内側配管２０の内側開口部２５が形成された位置における中心軸を通る水平面よりも鉛直方向の下側に位置する部分（即ち、内側配管２０の下側半周分の範囲）を指し、この例では、内側配管２０の略真下に内側開口部２５が形成されている。
【００２１】
（外側開口部）
外側開口部３５は図１、図２に示すように、外側配管３０の上側に形成され、ヒータ用配管２００が接続されてヒータ用配管２００に連通する。ここでいう「上側」とは、外側配管３０の外側開口部３５が形成された位置における中心軸を通る水平面よりも鉛直方向の上側に位置する部分（即ち、外側配管３０の上側半周分の範囲）を指し、この例では、外側配管３０の略真上に外側開口部３５が形成されている。
【００２２】
＜分岐部での冷却水の流れ＞
分岐部１０での冷却水の流れを説明する。内燃機関を冷却した冷却水は、図１に示すように、上流側配管１１０から内側配管２０（第１流路４１）を通って下流側配管１２０に向かって流れ、ラジエータに送られる。このとき、内側配管２０（第１流路４１）に流れる冷却水の一部が内側開口部２５から第２流路４２に流出する。そして、内側開口部２５から流出した冷却水の一部が、図２に示すように、第２流路４２の周方向に沿って下方から上方に向かって流れ、第２流路４２を通って外側開口部３５からヒータ用配管２００に送られ、ヒータコアに供給される。したがって、分岐部１０において、内側配管２０から冷却水の一部がヒータ用配管２００に分流される。
【００２３】
＜作用効果＞
上述した実施形態１の分岐構造１は、次の作用効果を奏する。
【００２４】
（１）内側配管２０の下側に内側開口部２５が設けられていることから、内側配管２０に流れる冷却水に気泡が含まれている場合であっても、第２流路４２に気泡が流入することが少なく、ヒータ用配管２００に気泡が流入し難い。よって、ヒータコアへの気泡の流入を阻止して、気泡に起因する異音の発生を効果的に抑制できる。
【００２５】
（２）外側配管３０の上側にヒータ用配管２００が接続されているため、分岐部１０が内燃機関の上方に配置されている場合であっても、ヒータ用配管２００が内燃機関の構成部品と干渉することが少なく、ヒータ用配管２００の取り回しが容易である。したがって、ヒータ用配管２００が接続される分岐部１０を省スペース化でき、低コストで実現できる。
【００２６】
（３）上述したように、分岐部１０が内燃機関のエキゾーストマニホールドの上方に配置されている場合、外側配管３０にエキゾーストマニホールドの熱を伝えることができる。そのため、エキゾーストマニホールドの熱によって第２流路４２に流れる冷却水が加熱され、ヒータ用配管２００に送られる冷却水の温度が上昇して、ヒータコアの暖房性能が向上する。一方、分岐部１０では内側配管２０と外側配管３０の二重管構造になっているため、内側配管２０にはエキゾーストマニホールドの熱が伝わり難く、第１流路４１に流れる冷却水の温度上昇は抑制される。よって、ラジエータに送られる冷却水の温度上昇が抑制されるため、ラジエータの冷却効率の低下を抑制できる。分岐部１０をエキゾーストマニホールドの上方に配置する場合、内側配管２０と外側配管３０の二重管構造となる部分がエキゾーストマニホールドの熱を効率的に受熱できるように配置されていることが好ましく、二重管構造となる部分の長さがエキゾーストマニホールドから効率的に受熱できる範囲に設定されていることが好ましい。
【００２７】
本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の内燃機関の冷却水配管の分岐構造は、水冷式の内燃機関を備える自動車に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  内燃機関の冷却水配管の分岐構造
１００  冷却水配管
１１０  上流側配管
１１１  凹部
１２０  下流側配管
２００  ヒータ用配管
１０  分岐部
２０  内側配管
２１  凸部
２２  接合部
２５  内側開口部
３０  外側配管
３５  外側開口部
４１  第１流路
４２  第２流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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