专利名称：具有冷却剂入口的管道的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有冷却剂入口的管道的结构。
背景持术近年来，在混合动力车辆等中，已经开发了经济行驶系统(也称作怠速停止系统等)，其当车辆在路口处停车时自动使发动机停机，并当驾驶员进行重启动车辆的操作时重启动发动机。
在此系统中，需要将电力供应到辅机(空调、头灯、音频系统等)并供应到可运转来重启动发动机的电动发电机。因此，安装了具有不同电压的两个电源(12V蓄电池、36V蓄电池和200V蓄电池或更高)以及包括逆变器和变压器的PCU(电力控制单元)。PCU经由电缆连接到这两个电源，并且还连接到安装在发动机这一侧上的电动发电机。
为了防止由PCU内的电路引起的温度升高，由冷却剂来冷却PCU。用于PCU的此冷却剂提供了具有冷却剂循环通路的冷却系统，其中通过电动水泵和散热器实现与外部空气的热交换，该系统与用于发动机的冷却剂分离设置。
不仅在上述PCU中所采用的冷却系统中，而且在通常使用冷却剂的上述冷却系统中，都在作为存储冷却剂的区域并定期填充冷却剂的循环通路中设置了具有冷却剂入口的管道。此具有冷却剂入口的管道是能够临时积蓄冷却剂的箱形，且设置有用于将箱中的冷却剂输送到冷却剂循环通路的输送端口、用于将循环通过冷却剂循环通路的冷却剂返回到箱中的返回端口、以及用于将冷却剂注入到箱中的入口。在日本专利早期公开No.2004-082921中公开了使用了这种具有冷却剂入口的管道的冷却剂循环通路的一个示例。
但是，在具有上述构造的使用了具有冷却剂入口的管道的冷却剂循环通路中，存在这样的问题，即当使用电动水泵来使冷却剂循环时，空气混入到该通路中或者在该通路中产生空气的问题。尤其是，在车辆等中，用于布置冷却剂循环通路的空间通常受到限制。于是，在保持水泵容量的情况下减小了冷却剂循环通路和具有冷却剂入口的管道的尺寸，结果冷却剂循环通路变得复杂。这易于增大在冷却剂循环通路中混入空气的可能性。
空气混入到冷却通路中会导致诸如水泵异常噪声、水泵耐久性下降、以及为了去除冷却通路中的空气而缩短工作循环之间的间隔等问题。而且，还建议将冷却剂循环通路完全密封以避免空气混入。但是在此情况下，已知的是具有冷却剂入口的管道应该增大尺寸，这与减小具有冷却剂入口的管道的尺寸的需求相背。此外，考虑到其他设备的布置，也难以对冷却剂循环通路进行修改。
发明内容
本发明所要解决的问题是当使用冷却剂循环通路通过使冷却剂循环来冷却冷却目标时，由于冷却剂循环通路和具有冷却剂入口的管道的尺寸减小以及由此导致的复杂的冷却剂循环通路，使得空气混入到冷却系统中的情况趋于增多。因此，本发明的目的是提供一种具有冷却剂入口的管道，其具有能够将冷却剂循环通路中产生的空气有效去除的结构。
根据本发明结合在使冷却剂循环以冷却待冷却设备的冷却剂循环通路中的具有冷却剂入口的管道包括储液器，其用于存储所述冷却剂；输送端口，其设置在所述储液器中并用于将所述储液器中的所述冷却剂输送到所述冷却剂循环通路中；返回端口，其设置在所述储液器中并用于将通过所述冷却剂循环通路循环的所述冷却剂返回到所述储液器中；分隔壁，其设置在所述储液器中以界定具有U形转弯区域的流动通路，所述U形转弯区域使所述冷却剂的流动方向改变约180°的角度，使得所述输送端口布置在所述流动通路的一端上且所述返回端口布置在所述流动通路的另一端上；和入口，其使所述分隔壁的面对所述U形转弯区域的端部以及所述U形转弯区域的一部分暴露，并用于将所述冷却剂注入到所述储液器中。
根据本发明的具有冷却剂入口的管道，可以认为从返回端口返回到储液器中的冷却剂沿着形成在储液器内的U形流动通路朝向输送端口流动。首先，从返回端口返回到储液器中的冷却剂被认为包含大量空气。从返回端口返回到储液器中的冷却剂中所包含的空气大多将在引导到U形转弯区域的区域中上浮。而且，因为分隔壁的面对U形转弯区域的端部以及U形转弯区域的一部分在入口处被暴露，所以上浮的空气经过此入口进一步向上以释放到储液器的外部。去除了空气的冷却剂将接着朝向输送端口流动，并通过冷却剂循环通路来循环。
于是，按照根据本发明的具有冷却剂入口的管道，可以有效地去除在冷却剂循环通路内产生的空气，并且即使在冷却剂循环通路和具有冷却剂入口的管道的尺寸缩减而使得冷却剂循环通路的结构复杂的情况下，也可以防止空气混入到冷却剂循环通路中。
根据与附图结合对本发明进行的以下详细描述，本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加清楚。
图1是解释车辆的PCU冷却系统的构造的图，其采用了根据本发明第一实施例的具有冷却剂入口的管道。
图2是示出本发明第一实施例中具有冷却剂入口的管道的总体立体图。
图3是沿着图2的箭头线III-III所取的剖视图。
图4是沿着图2的箭头线IV-IV所取的剖视图。
图5是沿着图2的箭头线V-V所取的剖视图。
图6是沿着图2的箭头线VI-VI所取的剖视图。
图7是与图2的箭头线VI-VI对应的剖视图，其示出根据本发明第二实施例的具有冷却剂入口的管道。
具体实施例方式
下面将参考附图对根据本发明的每个实施例中的具有冷却剂入口的管道进行说明。每个实施例中相同或对应的部件由相同标号来表示，并不再重复其说明。以下实施例将解释作为本发明应用示例的情况，其中根据本发明的具有冷却剂入口的管道应用到用于冷却车辆PCU的冷却剂循环通路。但是，本发明不限于用于车辆PCU的冷却剂循环通路。可以将本发明应用到广泛用于相似冷却目的的冷却剂循环通路。
第一实施例将参考图1至5描述第一实施例中的具有冷却剂入口的管道100。
首先，将参考图1描述用于PCU 200的冷却系统。此冷却系统包括具有冷却剂入口的管道100、设置在车辆前部中用于PCU 200的散热器300、设置在PCU 200下方的电动水泵400和电动发电机401、作为待冷却设备的PCU 200、以及用于连接这些元件并使作为冷却剂的冷却剂循环的管路500、501、502、503。
PCU 200的冷却剂返回端口206连接有管路502，管路502连接到散热器300的下箱管路314。从下箱312注入的冷却剂被输送到PCU 200。此散热器300是竖流式的。PCU 200的冷却剂输送端口208连接有管路503，管路503耦合到具有冷却剂入口的管道100的冷却剂返回端口。具有冷却剂入口的管道100的冷却剂输送端口连接有管路500，管路500耦合到电动水泵400和电动发电机401。电动发电机401连接有管路501，管路501耦合到散热器300的上箱管路304。冷却剂通过此上箱管路304输送到上箱302。
现在，将参考图2至6描述具有冷却剂入口的管道100的具体构造。此具有冷却剂入口的管道100具有主体部分101，主体部分101充当用于存储冷却剂的储液器。近似圆筒形状的此主体部分101包括圆筒鼓部分101a、设置在鼓部分101a的一端上与鼓部分101a具有相同外周的圆形侧壁101b、设置在鼓部分101a的另一端上从鼓部分101a的外周径向向外突出的圆形凸缘形状的侧壁101c。
在主体部分101的侧壁101b上，引导到主体部分101中的连通孔102h耦合到返回管路102以构成冷却剂返回端口202。而且，在此侧壁101b上，引导到主体部分101中的连通孔104h耦合到输送管路104以构成冷却剂输送端口204。此外，输送管路104耦合有分支管路103，用于使从输送管路104输送的冷却剂流返回。
连通孔102h在侧壁101b中低于其中心的部分处开口。返回管路102在其相对于水平面向下倾斜的状态下附装到侧壁101b。于是，在图4的剖视图中清楚可见，返回管路102在其向下倾斜的状态下附装到侧壁101b。
在主体部分101中，设置分隔壁110以分隔连通孔102h和连通孔104h。此分隔壁110的一端连接到侧壁101b的内表面以将连通孔102h与连通孔104h分离。分隔壁的上端和下端也连接到鼓部分101a的内表面以将鼓部分101a的内部空间分为左侧和右侧。分隔壁110的另一端具有端部110t，端部110t不接触侧壁101c以在作为主体部分101另一端的侧壁101c侧上形成U形转弯区域110U(见图6)。这样，分隔壁110设置在主体部分101中，从而界定了具有U形转弯区域110U的流动通路R1，以在具有冷却剂入口的管道100中将冷却剂的流动方向改变约180度，其中冷却剂输送端口204布置在流动通路R1的一端上且冷却剂返回端口202布置在流动通路R1的另一端上。
此外，在侧壁101c附近的鼓部分101a的上侧上，设置了入口105h用于将冷却剂注入到主体部分101中。此入口105h具有注入管路105和耦合到其的广口管路106。广口管路106可拆卸地附装有盖107，用于关闭广口管路106。入口105h定位为使得分隔壁110的面向U形转弯区域110U的端部110t和流动通路R1中U形转弯部分110U的一部分被暴露。此外，分隔壁110的端部110t的上端设置有台阶部分110a，其从端部110t朝向冷却剂返回端口202凹入。
如图4至6可以清楚地看到，侧壁101c的与分隔壁110的端部110t相对的内表面壁形成为凹形101r，且例如在本实施例中，其形成为半球形。此外，如图4和5可以清楚地看到，在流动通路R1的上侧上，设置了向上倾斜到入口105的倾斜表面101d。
根据具有上述构造的具有冷却剂入口的管道100，首先如图3至5所示，冷却剂存储到由L1表示的水平。在使冷却剂循环时，如图6的箭头所示，从返回管路102和连通孔102h返回到主体部分101中的冷却剂将沿着形成在主体部分101内的U形转弯通路R1向着连通孔104h和输送管路104流动。
假设从返回管路102和连通孔102h返回到主体部分101的冷却剂中包含大量空气。但是从连通孔102h返回到主体部分101的冷却剂中所包含的空气大多将在引导到U形转弯区域110U的区域中上浮。而且，因为分隔壁面向U形转弯区域110的端部110t和U形转弯部分110U的一部分在入口105h处暴露，所以上浮的空气将经过此入口105h进一步向上释放到箱的外部。此后，去除了空气的冷却剂向着输送端口流动并通过冷却剂循环通路循环。
结果，根据本实施例中的具有冷却剂入口的管道100，可以有效地将冷却剂循环通路中产生的空气去除到外部，并且即使在冷却剂循环通路和具有冷却剂入口的管道的尺寸缩减使得冷却剂循环通路的结构复杂的情况下，也可以防止空气混入到冷却剂循环通路中。
在流动通路R1的上侧上，设置了向上倾斜到入口105的倾斜表面101d。这促进了上浮的空气向着入口105的流动。根据冷却剂系统的构造，如果产生了较少量的空气，则可以在不设置倾斜表面101d的情况下从入口105充分地释放空气。
此外，连通孔102h在侧壁101b中低于其中心的部分处开口，且返回管路102在其相对于水平面向下倾斜的状态下附装到侧壁101b。这允许返回到管路101中的冷却剂加入到存储在管路101中的冷却剂，从而防止由于冷却剂的冲击而产生空气。但是，在空气量可能不会引起任何问题的情况下，设置连通孔102h和将返回管路102附装到侧壁101b的方式不受具体限制。
此外，为了促进冷却剂通过U形转弯区域110U的流动并避免由冷却剂对侧壁101c的冲击而产生空气，侧壁101c的内表面壁形成为半球形。但是，在通过流动通路R1流动的冷却剂的流速相对较低且冷却剂对侧壁101c的冲击产生空气不会引起任何问题的情况下，侧壁101c的内表面壁可以是平坦的。
第二实施例现在，将参考图7描述第二实施例中具有冷却剂入口的管道100A。
根据上述第一实施例中具有冷却剂入口的管道100，在主体部分101内的流动通路R1中，设置分隔壁110以形成一个U形转弯区域110U。但是，在本实施例的具有冷却剂入口的管道100A的主体部分101内的流动通路R2中，设置分隔壁210a、210b以形成两个U形转弯区域210U、211U。
具体地，连接到侧壁101c并设置为向着侧壁101b延伸的分隔壁210a、以及连接到侧壁101b并设置为向着侧壁101c延伸的分隔壁210b被交错布置。界定了具有两个U形转弯区域210U、211U的流动通路R2，每个U形转弯区域都使冷却剂的流动方向改变约180度，冷却剂输送端口204布置在流动通路R2的一端上，且冷却剂返回端口202布置在流动通路R2的另一端上。因此，在上述第一实施例中，冷却剂返回端口202和冷却剂输送端口204布置在主体部分101的相同端面上，而在本实施例中，冷却剂返回端口202和输送端口204分别布置在主体部分101的相对端面上。
而且，对于在侧壁101c的附近设置在鼓部分101a的上侧上用于将冷却剂注入到主体部分101中的入口105h，在本实施例中，可以在两个位置处设置两个入口105h，使得分隔壁210a、210b的分别面对U形转弯区域210U、211U的每个端部210t和流动通路R2中每个U形转弯区域210U、211U的一部分被暴露。此外，侧壁101b、101c的与分隔壁210a、211b的各自端部210t相对的内表面壁形成为凹形210r，并在本实施例中也可以形成为半球形。对于此实施例的其他部分，可以采用与上述第一实施例相似的构造。
具有上述构造的具有冷却剂入口的管道100A可以实现与上述具有冷却剂入口的管道100相同的效果。而且，本实施例中具有冷却剂入口的管道100A允许设置较长的流动通路R2来产生两个将空气释放到外部的入口105h。因此，可以有效地从冷却剂去除空气。
从上述第一和第二实施例所示的具有冷却剂入口的管道100、100A可以看到，本发明的特性在于，在箱中的流动通路处设置了用于将冷却剂的流动方向改变约180°的U形转弯区域，以将空气从此区域释放到外部。因此，分隔壁的数量可以基于本发明的构造来选择，而不限于上述实施例。
虽然已经详细解释和描述了本发明，但是应该清楚地理解的是，这仅作为解释和示例，而不是作为限制，本发明的精神和范围仅由所附权利要求的项限制。
本非临时申请基于2005年6月2日递交到日本专利局的日本专利申请No.2005-162672，其整个内容通过引用而被包含于此。
权利要求
1.一种具有冷却剂入口的管道(100)，所述具有冷却剂入口的管道包括在冷却剂循环通路中，所述冷却剂循环通路使冷却剂循环以冷却待冷却设备(200)，所述具有冷却剂入口的管道包括储液器(101)，其用于存储所述冷却剂；输送端口(204)，其设置在所述储液器(101)中并用于将所述储液器(101)中的所述冷却剂输送到所述冷却剂循环通路中；返回端口(202)，其设置在所述储液器(101)中并用于将通过所述冷却剂循环通路循环的所述冷却剂返回到所述储液器(101)中；分隔壁(110、210a、210b)，其设置在所述储液器(101)中以界定具有U形转弯区域(110U、210U、211U)的流动通路(R1、R2)，所述U形转弯区域使所述冷却剂的流动方向改变约180°的角度，使得所述输送端口(204)布置在所述流动通路(R1、R2)的一端上且所述返回端口(202)布置在所述流动通路(R1、R2)的另一端上；和入口(105h)，其使所述分隔壁(110、210a、210b)的面对所述U形转弯区域(110U、210U、211U)的端部(110t、210t)和所述U形转弯区域(110U、210U、211U)的一部分暴露，并用于将所述冷却剂注入到所述储液器(101)中。
2.如权利要求1所述的具有冷却剂入口的管道，其中所述储液器(101)的与所述分隔壁(110、210a、210b)的所述端部(110t、210t)相对的内表面壁形成为凹形(101r、210r)。
3.如权利要求1所述的具有冷却剂入口的管道，其中所述流动通路(R1、R2)的上侧设置有向上倾斜到所述入口(105h)的倾斜表面(101d)。
4.如权利要求1所述的具有冷却剂入口的管道，其中所述返回端口(202)附装到所述储液器(101)以使得所述返回端口(202)相对于水平面向下倾斜。
5.如权利要求1所述的具有冷却剂入口的管道，其中所述储液器(101)是近似圆筒形，所述输送端(204)和所述返回端口(202)设置在所述储液器(101)的一端上，设置在所述储液器(101)内的所述分隔壁(110)的一端连接到所述储液器(101)的内壁以分隔所述储液器(101)的一端上的所述输送端口(204)与所述返回端口(202)，且所述分隔壁(110)的另一端界定所述端部(110t)以在所述储液器(101)的另一端上形成所述U形转弯区域(110U)。
全文摘要
本发明公开了一种具有冷却剂入口的管道，其在主体部分内设置有分隔壁(110)。在主体部分中，界定了具有U形转弯区域(110U)的流动通路，该U形转弯区域将冷却剂的流动方向改变180°。从连通孔(102h)返回到主体部分的冷却剂中包含的空气大多在引导到U形转弯区域(110U)的区域中上浮，并从入口(105h)释放到外部。使用此构造，可以提供一种具有冷却剂入口的管道，其具有能够将冷却剂循环通路中产生的空气有效释放的结构。
文档编号H05K7/20GK1873235SQ20061008362
公开日2006年12月6日 申请日期2006年5月29日 优先权日2005年6月2日
发明者秋山忠史, 大野友浩 申请人:丰田自动车株式会社