JP2007009698A - ラジエータホースの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラジエータホース内のコイル状スプリングの移動を防止して、ウオータポンプの吸入負圧によるホースの凹み縮径を防止するラジエータホースの構造の提供。
【解決手段】 ラジエータ（２）の冷却水吐出口（５）とエンジン（３０）の吸水口（２０ａ）を連結させるための凹み防止用コイル状スプリング入りのラジエータホース（２８）の構造において、前記ラジエータホース（１）のホース部（２２）は前記冷却水吐出口（５）の近傍にラジエータ側の内径（Ｄ１）より小径の縮径部（２２ｂ）を設けて構成され、前記コイル状スプリングはラジエータ側の外径（ｄ１）がホース部（２２）の縮径部（２２ｂ）より大径に形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラジエータの冷却水吐出口とエンジンの冷却水吸入口を連結させるための凹み防止用コイル状スプリング入りのラジエータホースの構造に関する。

図４は、本発明のラジエータホースが使用される一般トラック用エンジンを例示しており、図においては過給機用インタークーラ４０を併置したラジエータ２を有するエンジン３０の冷却系を示したものである。
エンジン３０で加熱された冷却水はサーモスタット３２でエンジンの適温を保持するように制御され、例えば全負荷時には循環流量の全量がラジエータ２のアッパータンク３に流入され、ラジエータ２によってファン８と走行風による外気で冷却されてロアータンク４に到る。

ロアータンク４に到った冷却水は、冷却水吐出口５からラジエータホース１０を経由してエンジン３０の冷却水吸入口２０ａに導かれ、ウオータポンプ２０の吸入口から吐出口を経て冷却水系３０ｃに圧送される。
図４におけるＣｆは車枠（フレーム）を示し、符号Ｋｅはエンジン３０を懸架する弾性材であり、符号Ｋｒはラジエータ２を懸架する弾性材である。

本発明の対象とするラジエータホース１０は、編布とゴムで層状に構成されたホース１２と、ホース１２内に挿入されたコイル状スプリング１８とで構成されている。
図５及び図６は、ホース１２を示しており、ラジエータの冷却水吐出口５と嵌合する直管状の端部１２ａと、エンジン吸入口２０ａに嵌合する直管状の端部１２ｃと、その間の曲部を有する中央部１２ｂとで構成されている。

ホース１２は、布とゴムで柔軟な曲げが可能な層状になされていることと、曲部を有する中央部が曲げ剛性を低くしていることとが相俟ってラジエータホース１０の着脱を容易にし、かつエンジン運転時及び車両走行時のラジエータ２とエンジン３０との上下、左右、前後の相対変位を吸収するように構成されている。

このような柔軟な特性を備えているために、ホース１２の単体ではウオータポンプ２０の吸入負圧による凹み縮径に耐えることは容易でなく、コイル状スプリング１８で内径の保持をしている。

図７は、ホース１２内に挿入されているコイル状スプリング１８の自由状態を示している。
一方の端部１８ａと他方の端部１８ｃとは密着巻で形成され、その間を所定のピッチで螺旋状に形成した中央部１８ｂで一体とし、自由長でホース１２のほぼ全長を内方から支持するように構成されている。

図８及び図９は、ホース１２内に挿入されているコイル状スプリング１８の状態を示した説明図である。
ホース１２を直管状にして示した図８において、ラジエータの冷却水吐出口５とエンジンの吸入口２０ａとをホース１２で連結しており、ホース１２のラジエータ側の端部１２ａと、エンジン側の端部１２ｃとの間にコイル状スプリング１８が嵌着されている。この図８のコイル状スプリング１８の形態が正常な状態である。

図９は、エンジンの運転及び車両走行による振動によってラジエータホース１０の伸縮、曲げ、冷却水の脈動やウオータポンプの吸入負圧等によってコイル状スプリング１８がエンジン側に圧縮された状態を示している。
一旦、このような状態になると、例えば図９における冷却水吐出口側のホース１２は縮径防止の作用がなくなり、符号Ｓで示すように、凹み縮径されて流路面積が減少し、循環冷却水量が減少する。その結果、冷却水温度上昇やウオータポンプの吸入負圧増加によるキャビテーション発生等の問題が起きる恐れがある。

従来、吸入負圧によるラジエータホースの凹み縮径を防ぐ手段としては、コイル状スプリングの線径を太くしたり、螺旋ピッチを小さくしたりすることが一般に行われてきたが、ホース内のコイル状スプリングの移動については、コイル状スプリングの外径をホース内径よりやや大きくして押し込む方法がとられてきた。しかしこの方法ではコイル状スプリングの挿入が困難でかつ自由長にすることが困難な欠点があった。

その他の技術として、ラジエータのエンジン側に向かうホースを簡単に取り付け、配管スペースを小さくする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、この技術はラジエータ自体の構成にかかわるものであり、上述した問題を解決することができない。
特開２００１−３１０６４０号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ラジエータホース内のコイル状スプリングの移動を防止して、ウオータポンプの吸入負圧によるホースの凹み縮径を防止するラジエータホースの構造の提供を目的としている。

本発明のラジエータホースの構造は、ラジエータ（２）の冷却水吐出口（５）とエンジン（３０）の吸入口（２０ａ）とを連結させるための凹み防止用コイル状スプリング（２８）入りのラジエータホース（１）の構造において、前記ラジエータホース（１）のホース部（２２）は前記冷却水吐出口（５）の近傍にラジエータ側の内径より小径な縮径部（２２ｂ）を設けて構成され、前記コイル状スプリング（２８）はラジエータ側の外径（ｄ１）がホース部（２２）の縮径部（２２ｂ）の内径（Ｄ２）より大径に形成されて構成されたことを特徴としている（請求項１）。
上記において縮径部を設ける近傍とは凹み防止用コイル状スプリングのラジエータ側の端部近傍であり、縮径部の具体的実施に際しては、コイル状スプリングの形状に相応する縮径形状にすることが好ましい。

前記ホース部（２２）は、ラジエータ側の内径（Ｄ１）からエンジン側に緩やかに縮径されていることが好ましい（請求項２）。
上記における緩やかな縮径とは、例えば長さ１０ｍｍに対して縮径寸法が１〜５ｍｍ程度を言い、布とゴムで編み上げて製造する現行の製造手段で製造可能な形状が好ましい。

前記コイル状スプリング（２８）は、ラジエータ側の外径（ｄ１）からエンジン側の外径（ｄ２）に緩やかに縮径されていることが好ましい（請求項３）。
上記における緩やかな縮径とは、例えば長さ１０ｍｍに対して縮径寸法が１〜５ｍｍ程度を言う。コイル状スプリングの具体的形状は、ラジエータ側の外径をエンジン側の外径より大にした２段径としその段差を緩やか連結させて、かつホース部の縮径部形状に相応させることが好ましい。

前記コイル状スプリング（２８）は、ラジエータ側の端部（２８ａ）とエンジン側の端部（２８ｄ）とが複数の密着巻で形成され、中央部（２８ｃ）は等ピッチに形成され、かつラジエータ側の密着巻の端部（２８ａ）から中央部（２８ｃ）に緩やかに縮径されていることが好ましい（請求項４）。
上記における緩やかな縮径とは、例えば長さ１０ｍｍに対して縮径寸法が１〜５ｍｍ程度を言う。
上記における密着巻とはコイル線が重なった状態で巻かれていることを指している。したがって密着巻で形成される両端部は半径方向の圧縮剛性が高く凹みが生じない構成になっている。中央部のピッチは曲げ剛性を低く保持するために、ホースの形状及び耐負圧性に応じて決定されることがよい。本実施例ではピッチは２０ｍｍである。

前記コイル状スプリング（２８）は、縮径された中央部（２８ｃ）とエンジン側の密着巻の端部とが同径であることが好ましい（請求項５）。
外径が大小の２段形状なために、コイル状スプリングのホース部への着脱が容易である。

上述した様な構成を具備する本発明によれば、
（ａ）ラジエータホースのホース部は冷却水吐出口の近傍にラジエータ側の内径より小径になる縮径部を設けて構成され、コイル状スプリングはラジエータ側の外径がホース部の縮径部より大径に形成されているので（請求項１）、コイル状スプリングがエンジン側に移動することで吸入負圧によりホースが凹み縮径して循環冷却水量が減少する不具合が防止される利点がある。

（ｂ）ホース部は、ラジエータ側の内径からエンジン側に緩やかに縮径させれば（請求項２）、現行の製造手段で製造可能で設備の新設がなく、製造コストの上昇がない利点がある。

（ｃ）コイル状スプリングを、ラジエータ側の外径からエンジン側の外径に緩やかに縮径させれば（請求項３）、コイル状スプリングの製造が従来の方法と変わらない利点がある。

（ｄ）コイル状スプリングは、ラジエータ側とエンジン側の両端部が複数の密着巻で形成され、中央部は等ピッチに形成され、ラジエータ側の密着巻の端部と中央部との連結部で縮径させれば（請求項４）、両端の密着巻でホースの両端に固定させ、中央部で曲げ、伸縮性を持たせることができる利点があり、良好な着脱性と耐凹み縮径が得られる利点がある。

（ｅ）コイル状スプリングを、縮径された中央部とエンジン側の密着巻の端部とを同径にすれば（請求項５）、外径が大小の２段形状なために全体形状も単純でコストアップも少なく、コイル状スプリングの小径側をホース部へ装着させるので装着が容易な利点がある。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明のラジエータホースの構造の第１実施形態を示す側面図である。ラジエータホースの実際の形状は従来図の図５及び図６に示す曲部を有するベンド形状であるが、直管図によって発明の本質を説明する。

図１において、ラジエータホース１は弾性材を主材とするホース部２２とそのホース部２２の内部に嵌装されたコイル状スプリング２８とで構成されている。

ホース部２２は、大径の第1の直管部２２ａと、その第1の直管部２２ａの端部に連結される縮径部２２ｂと、その縮径部２２ｂの小径端に連結される小径の小径部２２ｃと、その小径部２２ｃの端部に連結される拡径部２２ｄと、その拡径部２２ｄの端部に連結される大径部２２ｅと、そしてその大径部２２ｅに連結される第２の直管部２２ｆとで一体に形成されている。

第１の直管部２２ａは、本実施例では７４ｍｍの内径Ｄ１にラジエータの吐出口５を約６０ｍｍ嵌着し、かつ後記するコイル状スプリング２８のラジエータ側の密着巻部２８ａを収容するように構成されている。

縮径部２２ｂは、ラジエータの冷却水吐出口５の近傍である第１の直管部２２ａの端部から、図においては直線的に、緩やかに縮径された裁頭円錐形の筒状に形成されている。
縮径の程度は縮径長さＢ１＝１０ｍｍに対して１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

小径部２２ｃは、後記するコイル状スプリング２８の小径部２８ｃを軽い締まり嵌めで嵌着する内径Ｄ２で形成されており、その端部が拡径部２２ｄに連結されている。

拡径部２２ｄは、前記小径部２２ｃから大径部２２ｅに緩やかに拡径された栽頭円錐形の筒状に形成されている。拡径の程度は、前記縮径部の縮径と同程度あるいはもっと緩やかであってもよい。

大径部２２ｅと第２の直管部２２ｆは内径がＤ３の同径であり、その内径Ｄ３は本実施例においては第１の直管部２２ａと同径に形成されており、大径部２２ｅはラジエータホース１の配置から通常は曲部を有することが多い。

第２の直管部２２ｆは、内径にエンジン３０の吸入口２０ａを本実施例においては約６０ｍｍ嵌着し、かつ後記するコイル状スプリング２８のエンジン側の端部２８ｄを収容するように構成されている。

コイル状スプリング２８は、大径の第1の端部２８ａと、その第1の端部２８ａの端部に連結される縮径部２８ｂと、その縮径部２８ｂの小径端に連結される小径の小径部２８ｃと、その小径部２８ｃの端部に連結される小径の第２の端部２８ｄとで直線状に一体で形成されている。

第１の端部２８ａは、外径ｄ１が前記ラジエータホース１の第１の直管部２２ａに緩い締まり嵌めで内挿され、かつ縮径部２２ｂを通過せぬ外径に、本実施例では５重の密着巻に形成されている。

縮径部２８ｂは、前記ホース部２２の縮径部２２ｂに相応する栽頭円錐形状に縮径されており、小径側の端部は小径部２８ｃに連結されている。
縮径部２８ｂと小径部２８ｃとは等ピッチで、本実施例では２０ｍｍに形成されている。

第２の端部２８ｄは、外径ｄ２が前記ラジエータホース１の第２の直管部２２ｆに遊び嵌めで内挿され、本実施例では５重の密着巻に形成されている。
第２の端部２８ｄと小径部２８ｃとは同径のｄ２に形成され、ホース部２２の小径部２２ｃの内径Ｄ２とほぼ同径に形成されている。

コイル状スプリング２８のホース部２２の内部への嵌装は、図１を参照して、コイル状スプリング２８の第２の端部２８ｄからホース部２２の第１の直管部２２ａに挿入され、第２の端部２８ｄが第２の直管部２２ｆ内に挿入され、かつ、第１の端部２８ａを縮径部２２ｂに当接するまで押し込み、その状態でコイル状スプリング２８が自由長となるように調整する。

図１のコイル状スプリング２８は、上記の嵌装状態であり、第１の端部２８ａと冷却水吐出口５との間に隙間があり、第２の端部２８ｄと冷却水吸入口２０ａとの間にも隙間があるように嵌装されている。

上記のラジエータホース１の作用は、冷却水吐出口５と冷却水吸入口２０ａとの間に装着されるに際して、コイル状スプリング２８が曲げ剛性を大きくしないホース部２２の曲げ柔軟性により容易に取り付けできる。

また、エンジン及び車両運転時に生じるウオータポンプ２０の負圧を有する吸入流水にコイル状スプリング２８が引き込まれるのを第１の端部２８ａで阻止され、かつエンジン及び車両振動によるエンジン３０とラジエータ２との相対変位によるコイル状スプリング２８の移動が阻止されてエンジン３０側に片寄ることがない。したがって、吸入負圧によるホース部２２の凹み縮径〜循環冷却水流量の減少〜冷却水温度上昇の発生が生じない。

図３は、本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態は特にホース部の縮径の形状が緩やかではなく、編布とゴムで層状に構成された従来のホースの製法では困難であるが、任意な形状を製造できる別の手段がコスト的課題を解決した場合にはホース形状の簡単さと、スプリング巻の容易さが利点となる形態である。

図３において、ラジエータホース１Ｚは弾性材を主材とするホース部２２Ｚとそのホース部２２Ｚの内部に嵌装されたコイル状スプリング２８Ｚとで構成されている。

ホース部２２Ｚは、大径の第1の直管部２２Ａと、その第1の直管部２２Ａの端部に連結される縮径部２２Ｂと、その縮径部２２Ｂの端部に連結される前記第1の直管部２２Ａと同径の中間部２２Ｅと、その中間部２２Ｅに連結される第２の直管部２２Ｆとが一体に形成されている。

第１の直管部２２Ａは、内径にラジエータの吐出口５を、本実施例においては約６０ｍｍ嵌着し、かつ後記するコイル状スプリング２８Ｚのラジエータ側の密着巻部２８Ａを収容するように構成されている。

縮径部２２Ｂは、ラジエータの冷却水吐出口５の近傍である前記第１の直管部２２Ａの端部から、図においては段付状に縮径されて形成されている。
なお、縮径の程度は１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

縮径部２２Ｂの端部に段付状に拡径された中間部２２Ｅが連結され、その中間部２２Ｅの端部に第２の直管部２２Ｆが連結されている。中間部２２Ｅは通常は曲部を有することが多い。

第２の直管部２２Ｆは、内径にエンジン３０の吸水口２０ａを、本実施例においては約６０ｍｍ嵌着し、かつ後記するコイル状スプリング２８Ｚのエンジン側の端部２８Ｄを収容するように構成されている。

コイル状スプリング２８Ｚは、大径の第1の端部２８Ａと、その第1の端部２８Ａの端部に段付き状に連結される小径部２８Ｂと、その小径部２８Ｂの端部に連結される同径の第２の端部２８Ｄとで直線状に一体で形成されている。

第１の端部２８Ａは、外径ｄ１Ａが前記ラジエータホース１Ｚの第１の直管部２２Ａに緩い締まり嵌めで内挿され、かつ小径部２２Ｂを通過せぬ外径にして本実施例では５重の密着巻に形成されている。

小径部２８Ｂは、前記ホース部２２Ｚの縮径部２２Ｂに緩く嵌入されるような外径に縮径されており、運転時にホース部２２Ｚを内側から叩打することのないように構成されている。
小径部２８Ｂは等ピッチで、本実施例では２０ｍｍに形成されている。

第２の端部２８Ｄは本実施例では５重の密着巻に形成されていて圧縮剛性が高く小径部２８Ｂの倒れを防止するように構成されている。

コイル状スプリング２８Ｚのホース部２２Ｚの内部への嵌装は、前記第１の実施形態と同様であり、エンジン及び車両運転時における作用効果も実質的に同じである。

以上の実施形態はロアーホースを対象にしたが、本発明の耐負圧構造は例えばアッパーホースにも適用でき、寒期の運転時にそれまで加圧状態にあったアッパーホースが運転停止で冷却水が体積減少して負圧になり、縮径してエンジンに循環冷却水が減少する対策にも適用が可能である。したがって、技術の範囲はラジエータのロアーホースに限定されないことを付記する。

本発明のラジエータホースの構造を示す第１実施形態の側断面図。 図１のラジエータホースに嵌装されているコイル状スプリングの側面図。 第２実施形態のラジエータホースの構造を示す側断面図。 本発明のラジエータホースが装着されるエンジンの冷却系を示す構成図。 従来のラジエータホースのホース部の側面図。 図５の上面図。 従来のラジエータホースのスプリングの側面図。 従来のラジエータホースの正常な装着状態を示す側面図。 ホース内のスプリングがエンジン側に移動した不正常な状態を示す側面図。

符号の説明

１、１０・・・ラジエータホース
２・・・ラジエータ
３・・・アッパータンク
４・・・ロアータンク
５・・・冷却水吐出口
２０・・・ウオータポンプ
２０ａ・・・吸水口
２２、２２Ｚ・・・ホース部
２２ａ・・・第１の直管部
２２ｂ・・・縮径部
２２ｃ・・・小径部
２２ｄ・・・拡径部
２２ｅ・・・大径部
２２ｆ・・・第２の直管部
２８、２８Ｚ・・・コイル状スプリング
２８ａ・・・コイル状スプリングのラジエータ側の端部（第１の端部）
２８ｂ・・・コイル状スプリングの縮径部
２８ｃ・・・コイル状スプリングの縮径された小径部
２８ｄ・・・コイル状スプリングのエンジン側の端部（第２の端部）
３０・・・エンジン
Ｄ１・・・ホース部のラジエータ側の内径
Ｄ２・・・ホース部の小径部の内径
Ｄ３・・・ホース部のエンジン側の内径

Claims (5)

1. ラジエータの冷却水吐出口とエンジンの吸入口とを連結させるための凹み防止用コイル状スプリング入りのラジエータホースの構造において、前記ラジエータホースのホース部は前記冷却水吐出口の近傍にラジエータ側の内径より小径な縮径部を設けて構成され、前記コイル状スプリングはラジエータ側の外径がホース部の縮径部の内径より大径に形成されて構成されたことを特徴とするラジエータホースの構造。
2. 前記ホース部は、ラジエータ側の内径からエンジン側の内径に緩やかに縮径されている請求項１のラジエータホースの構造。
3. 前記コイル状スプリングは、ラジエータ側の外径からエンジン側の外径に緩やかに縮径されている請求項１のラジエータホースの構造。
4. 前記コイル状スプリングは、ラジエータ側の端部とエンジン側の端部とが複数の密着巻で形成され、中央部は等ピッチに形成され、ラジエータ側の端部から中央部に緩やかに縮径されている請求項１〜３のいずれか１項のラジエータホースの構造。
5. 前記コイル状スプリングは、縮径された中央部とエンジン側の密着巻の端部とが同径である請求項１〜４のいずれか１項のラジエータホースの構造。

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