JP2009293582A - ラジエータの給水口構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 圧力調整弁付きキャップ(ラジエータキャップ)を容易に取り外せる。
【解決手段】 本発明は、圧力調整弁付きキャップ22によって閉栓される給水口66と、該給水口66の内部下方に配置されて前記圧力調整弁76と離間可能に当接する弁座86とを備える給水口部材20を有し、ラジエータに冷却水を給水するラジエータの給水口構造であって、前記給水口部材20は、前記弁座86を開口縁とする始端側開口から下方に延びてラジエータ内部に連通する給水用通路50と、前記給水口66と弁座86との間の部分に始端側開口を備え、該開口から前記給水用通路50に沿って下方に延びてリザーブタンク内部に連通する圧力調整用通路52とを有する。
【選択図】 図5

Description

本発明は、ラジエータにエンジン冷却水を給水する給水口構造に関し、自動車のエンジンの技術分野に属する。
エンジンを冷却して高温となった冷却水を走行風や冷却ファンを利用して冷却するラジエータを含むエンジンの冷却系統には、通常リザーブタンクが備えられ、冷却水が運転中のエンジンによって高温高圧になったときに、その一部をリザーブタンクに逃がすことにより、該冷却系統が圧損することや、該冷却系統の構成要素間からの水漏れを防いでいる。そして、リザーブタンク内に逃がされた冷却水は、エンジンが停止して冷却水の温度が低下すると、冷却系統内の圧力が低下することにより、ラジエータ内部に自動的に戻される。
このようなラジエータとリザーブタンクは、ラジエータへの給水のために該ラジエータのアッパータンクに連通する給水口部材を介して接続されている。また、ラジエータとリザーブタンクとの間には、給水口部材の給水口を閉栓するラジエータキャップの裏側に設けられた圧力調整弁が介在しており、通常閉弁している圧力調整弁がラジエータ内の冷却水が高温高圧になったときにその圧力に押されて開弁することにより、冷却水の一部がラジエータからリザーブタンクに移動する。したがって、リザーブタンクと接続する給水口部材の接続部は、給水口を閉栓しているラジエータキャップの近傍に位置する。例えば、特許文献1に記載している給水口部材は、ラジエータキャップのすぐ下方で水平に延びる、リザーブタンクとチューブを介して接続するための接続管(符号35)が設けられている。
特開2005−307839号公報
ところが、特許文献1に記載されているリザーブタンクとチューブを介して接続される接続管は、ラジエータキャップのすぐ下方に水平に向けて設けられているため、該キャップを給水口部材に対して取り外し難いことがある(および/または取り付け難いことがある。)。例えばキャップを深く握って該キャップを回転させるときに、指が接続管に接触して、該キャップの回転操作の邪魔になることがある。
そこで、本発明は、リザーブタンクをラジエータに設けた給水口部材に接続する給水口構造において、リザーブタンクと接続される接続部に影響されることなく、容易に給水口部材に対してラジエータキャップの取り外しができるラジエータの給水口構造を提供することを課題とする。
上述の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、圧力調整弁付きキャップによって閉栓される給水口と、該給水口の内部下方に配置されて前記圧力調整弁と離間可能に当接する弁座とを備える給水口部材を有し、ラジエータに冷却水を給水するラジエータの給水口構造であって、
前記給水口部材は、
前記弁座を開口縁とする始端側開口から下方に延びてラジエータ内部に連通する給水用通路と、
前記給水口と弁座との間の部分に始端側開口を備え、該開口から前記給水用通路に沿って下方に延びてリザーブタンク内部に連通する圧力調整用通路とを有することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のラジエータの給水口構造において、
前記圧力調整弁付きキャップは、平面視した場合、円形の基部と、該円形基部から水平方向に突出してキャップ回転操作時に指が掛かる指掛け部とからなり、
平面視した場合、前記圧力調整用通路を構成する通路壁の外面は、前記円形基部の外周囲内に位置することを特徴とする。
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のラジエータの給水口構造において、
前記圧力調整用通路は、樹脂製の給水口部材内部に一体に形成されていることを特徴とする。
さらにまた、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のラジエータ給水口構造において、
前記給水口部材はブラケットを備え、
前記圧力調整用通路は、前記ブラケットを支持するリブ内に形成されていることを特徴とする。
加えて、請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載のラジエータの給水口構造において、
前記給水口部材は、ほぼL字形状であって、
前記給水用通路は、ほぼL字形状の通路であってラジエータに接続される終端側開口がほぼ水平方向に指向し、
前記圧力調整用通路は、前記給水口部材の下部から下方向に延びている突出部内を通過し、その先端にリザーブタンクに接続される下方向に指向する終端側開口を備えることを特徴とする。
加えてまた、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のラジエータの給水口構造において、
前記突出部には、これより下方に位置するリザーブタンクの開口から延びる管部材が接続されることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、リザーブタンク内部に連通する圧力調整用通路は、給水口と該給水口の内部下方に配置されている弁座との間に始端側開口を備え、そこから給水用通路に沿って下方向に延びている。この圧力調整用通路は、給水口部材の給水口を閉栓する圧力調整弁付きキャップのすぐ下方から水平に延びているわけではないので、該給水口部材に対するキャップの取り外しを妨害することがない。したがって、キャップを給水口部材に対して容易に取り外しできる。
また、請求項2に記載の発明によれば、圧力調整弁付きキャップは、平面視した場合、円形の基部と、該円形基部から水平方向に突出してキャップ回転操作時に指が掛かる指掛け部とからなり、圧力調整用通路を構成する通路壁の外面は、平面視した場合、この円形基部の外周囲内に位置する。これにより、圧力調整弁付きキャップの回転操作時に、指掛け部に掛かる指が圧力調整用通路を構成する通路壁に妨害されることがない。したがって、キャップを給水口部材に対して容易に取り外しできる。
さらに、請求項3に記載の発明によれば、圧力調整用通路は、樹脂製の給水口部材内部に一体に形成されている。これにより、例えば、圧力調整用通路と給水口部材を別部材で作製し、それらを接合する場合に比べて、製造コストを低く抑えることができる。
さらにまた、請求項4に記載の発明によれば、給水口部材はブラケットを備え、圧力調整用通路はブラケットを支持するリブ内に形成されている。これにより、ブラケットを給水口部材に対して強固に固定支持するリブが該給水口部材に形成されている場合、リブ内に圧力調整用通路を形成することにより、別途圧力調整用通路を形成するための部分、例えば肉厚な部分を給水口部材に形成する必要がなくなる。
加えて、請求項5に記載の発明によれば、給水口部材は、ほぼL字形状であって、また、給水用通路は、ほぼL字形状の通路であってラジエータに接続される終端側開口がほぼ水平方向に指向し、さらに、圧力調整用通路は、給水口部材の下部から下方向に延びている突出部内を通過してその先端にリザーブタンクに接続される下方向に指向する終端側開口を備えている。給水用通路の終端側開口、すなわちラジエータと接続される開口がほぼ水平方向に指向し、圧力調整用通路の終端側開口、すなわちリザーブタンクと接続される開口が給水口部材の下部から下方向に延びる突出部の先端に形成されて下方向に指向しているため、言い換えると両者の終端側開口が異なる方向に指向して且つ距離が離れているため、給水口部材とラジエータの接続と、給水口部材とリザーブタンクの接続とが、互いに干渉することなく容易にできる。
加えてまた、請求項6に記載の発明によれば、前記突出部には、これより下方に位置するリザーブタンクの開口から延びる管部材が接続される。突出部が下方向に突出しているため、管部材の長さは他の方向に突出している場合に比べて短くて済む。
図1は、本発明の一実施形態に係るラジエータの給水口構造を含む、自動車の後側(運転者)から見た、ラジエータを中心とする冷却系統の構成要素の一部を示している。
図1に示すように、ラジエータ10の背面側(運転者側であって、図面手前側)には、ラジエータ10に走行風を呼び込む2台のファン12a、12bを搭載するファンシュラウド14が配置されている。ラジエータ10は、アッパータンク16を備えており、このアッパータンク16には、冷却水を内部に取り入れる2つの取入口18a、18bとが設けられている。
取入口18aは、走行中のエンジン(図示せず)を冷却して高温になった、エンジンから流れ出た冷却水を取り込むためのものである。一方、取入口18bは、ラジエータ10に外部から冷却水を給水するためのものである。冷却水の給水は、給水口部材20を介して行われる。
給水口部材20は、図1を部分的に拡大した図2に示すように、ほぼL字形状の樹脂製部材であって、上部に給水口を閉栓するラジエータキャップ(請求の範囲に記載の「圧力調整弁付きキャップ」に対応。)22が取り付けられる。また、給水口部材20には、図2の矢印X方向から見た図3(給水口部材20の側面図)、または図2の矢印Y方向から見た図4(給水口部材20の平面図)に示すように、水平方向に広がる板形状のブラケット24が設けられている。このブラケット24は、図1に示すように、正面(自動車前方側面)と背面を残してラジエータ10を囲って支持する、枠形状のシュラウドフレームSFに給水口部材20をボルトBLを介して固定するためのものである。
さらに、給水口部材20は、3つの接続部30、32、34を備える。接続部30は、図2に示すように水平に延びており、図1に示すようにホース36を介してラジエータ10の取入口18bに接続される。これにより、給水口部材20からラジエータ10に冷却水が給水される。
接続部32は、図2に示すように、ほぼL字形状の給水口部材20の下部から下方向に延びた突出部で構成されており、具体的には、図3に示すように板形状のブラケット24を給水口部材20に対して強固に固定支持するためのリブ38に連続して形成されている。また、接続部32は、図1に示すように、ラジエータ10の背面側に配置されたリザーブタンク40の接続部(請求の範囲に記載の「開口」に対応。)42に、ホース44を介して接続されている。これにより、給水口部材20とリザーブタンク40との間を冷却水が移動できる。
接続部34は、図2や図3に示すようにブラケット24と対向する位置にあって、エンジンから流出した冷却水(取入口18aに流入する冷却水)に含まれる空気を給水口部材20内に取り込むためのものである。すなわち、エンジンの冷却水出力ポート(図示せず)から流れ出た冷却水に含まれる空気を重力分離などにより該冷却水から分離して給水口部材20内に送り、空気がほぼ除かれた冷却水を取入口18aを介してラジエータ10のアッパータンク16に送るためのものである。これにより、ラジエータ10のアッパータンク16内に空気が入ることがほぼなくなり、ラジエータ10の冷却水の冷却効率が高く維持される。言い換えると、自然に時間をかければラジエータ10を含む冷却系統の最上部に位置する給水口部材20内に移動する空気を、すばやく強制的に給水口部材20内に移動させている。
次に、給水口部材20の内部構造について説明する。図5は、図3に示す給水口部材20の断面図である。
図5に示すように、給水口部材20の内部空間は、3つの空間50、52、54とで構成されている。
空間50は、接続部30、ホース36、取入口18bと順に介してラジエータ10のアッパータンク16内部に連通する、給水用通路である。空間52は、接続部32、ホース44、接続部42と順に介してリザーブタンク40内部に連通する、圧力調整用通路である。空間54は、ラジエータキャップ22の裏側に設けられた圧力調整弁機構56が収容される、給水用通路50と圧力調整用通路52との間に介在する空間である。
給水用通路50は、給水口部材20のL字形状に対応するほぼL字形状の通路であって、図4に示す給水口部材20の断面図である図6に示すように、接続部34内を通過して給水口部材20内に取り込まれる空気が流れる空気路58が接続されている。
圧力調整用通路52は、給水用通路50に沿って空間54から下方向に延びており、リブ38内と接続部32内とを通過するように形成されている。そして、接続部32の先端に開口(請求の範囲に記載の「終端側開口」に対応、「始端側開口」は空間54と圧力調整用通路52との接続部に該当。)を備える。また、圧力調整用通路52は、図6に示すように、平面視した場合、構成する通路壁の外面がラジエータキャップ22の円形基部60の外周囲内に位置するように給水口部材20に形成されている。
空間54は、ラジエータキャップ22が給水口部材20に取り付けられているとき、その裏側に設けられた圧力調整弁機構56が収容される空間である。
このラジエータキャップ22について説明すると、ラジエータキャップ22は、図4に示すように(平面視で見た場合)、円形の基部60と、該円形基部60から水平方向に突出してキャップ回転操作時に指が掛かる指掛け62部とからなるキャップ部64と、図5に示すように、その裏側に設けられた圧力調整弁機構56とで構成されている。
ラジエータキャップ22は、図4や図5に示すように、給水口部材20とバヨネット係合により、具体的に言えば、給水口部材20の給水口66の外周に形成されたバヨネット係止部68a、68bそれぞれにキャップ部64に形成された爪70が係ることにより、給水口部材20に固定される。取り付け手順としては、まず、爪70をバヨネット係止部68a、68bの間を通してキャップ22を給水口66の縁部上に置き、その後、キャップ部64を回転操作することより、爪70をバヨネット係止部68a、68bの下面に沿って移動させる。
また、ラジエータキャップ22のキャップ部64の裏側には、給水口66の口縁部と当接することにより、給水口66を閉栓するシール部材72が設けられている。このシール部材72は可撓性のプレート74を介してキャップ部64に支持されており、このプレート74が撓んでシール部材72を給水口66の口縁部に押し当てることにより、給水口66を液密にシールしている。
ラジエータキャップ22に設けられた圧力調整弁機構56は、給水用通路50内、すなわちラジエータ10を含む冷却系統の圧力を調整するためのものである。そのために、圧力調整弁機構56は、圧力調整弁の弁体として2つの弁体76、78を有する。
弁体76は、有底円筒形状であって、筒形状の基体80によって上下方向に移動を規制されている。また、弁体76は、基体80内に収容されたばね82によって給水用通路50に向かって付勢されて給水用通路50と圧力調整用通路52とを断絶している。具体的に言うと、弁体76の給水用通路50側の面にシール部材84が備えられており、そのシール部材84が給水用通路50の始端側の開口縁でもある弁座86に当接することにより、給水用通路50と圧力調整用通路52とを断絶している。
一方、弁体78は、皿形状であって、弁体76に形成された孔88を貫通するロッド90の給水用通路50側の先端に支持されており、ロッド90の他方の先端をラジエータキャップ22側に付勢するばね92によって弁体76のシール部材84に押し当てられている。
この圧力調整弁機構56の動作について説明すると、走行中のエンジンにより冷却水が温められて給水用通路50内の圧力が所定圧力を超えると、すなわちその圧力がばね82が弁体76を給水用通路50側に付勢する力に勝ると、図7(a)に示すように、弁体76が弁座86から離間し、給水用通路50が空間54を介して圧力調整用通路52に連通される。そして、ラジエータ10のアッパータンク16内の冷却水の一部が、給水用通路50と圧力調整用通路52を介してリザーブタンク40に移動する。このように、冷却水が運転中のエンジンによって高温高圧になったときに、その一部をリザーブタンク40に逃がすことにより、ラジエータ10を含む冷却系統が圧損することや、該冷却系統の構成要素例間からの水漏れ、例えばラジエータ10の取入口18bとホース36との継ぎ目からの水漏れなどを防いでいる。なお、このとき、弁体78は弁体76のシール部材84に当接した状態である。
走行が終了(エンジンが停止)してしばらく時間が経過すると、すなわち冷却水の温度が下がって給水用通路50内の圧力が所定圧力に比べて低くなると、ばね82の付勢力が圧力より勝り、弁体76が弁座86に当接する。これにより、給水用通路50と圧力調整用通路52とが断絶される。
さらに時間が経過すると、すなわち冷却水の温度がさらに下がってラジエータ10内の圧力がリザーブタンク40内の圧力に比べて低くなると(給水用通路50内の圧力が圧力調整用通路52内の圧力に比べて低くなると)、図7(b)に示すように、弁体78がばね92の付勢力に勝るその圧力差によって給水用通路50内に向かって押圧される。そして、弁体78が弁体76のシール部材84から離間して給水用通路50と圧力調整用通路52とが貫通孔88を介して連通される。これにより、リザーブタンク40内の冷却水がラジエータ10内に戻る。なお、これを可能とするのは、基体80と弁体76との間に隙間(ガタ)があって該基体80内と空間54が連続しているからである。
本実施形態によれば、リザーブタンク40内部に連通する圧力調整用通路52は、図5に示すように、給水口66と該給水口66の内部下方に配置されている弁座86との間に始端側開口を備え、そこから給水用通路50に沿って下方向に延びている。この圧力調整用通路52は、給水口部材20の給水口66を閉栓するラジエータキャップ22のすぐ下方から水平に延びているわけではないので、該給水口部材20に対するキャップ22の取り外しを妨害することがない。したがって、キャップ22を給水口部材20に対して容易に取り外しできる。
また、ラジエータキャップ22は、平面視した場合(図6に示すように)、円形の基部60と、該円形基部60から水平方向に突出してキャップ回転操作時に指が掛かる指掛け部62とからなり、圧力調整用通路52を構成する通路壁の外面は、平面視した場合、この円形基部60の外周囲内に位置している。これにより、圧力調整弁付きキャップ22の回転操作時に、指掛け部62に掛かる指が圧力調整用通路52を構成する通路壁に妨害されることがない。したがって、キャップ22を給水口部材20に対して容易に取り外しできる。
さらに、圧力調整用通路52は、図5に示すように、樹脂製の給水口部材20内部に一体に形成されている。これにより、例えば、圧力調整用通路52と給水口部材20を別部材で作製し、それらを接合する場合に比べて、製造コストを低く抑えることができる。
さらにまた、圧力調整用通路52は、図5に示すように、ブラケット24を支持するリブ38内に形成されている。これにより、ブラケット24を給水口部材22に対して強固に固定支持するリブ38が該給水口部材20に形成されている場合、リブ38内に圧力調整用通路52を形成することにより、別途圧力調整用通路52を形成するための部分、例えば肉厚な部分を給水口部材20に形成する必要がなくなる。
加えて、給水口部材20は、図2に示すように、ほぼL字形状であって、また、給水用通路50は、ほぼL字形状の通路であってラジエータ10にホース36を介して接続される終端側開口(接続部30先端に設けられた開口)がほぼ水平方向に指向し、さらに、圧力調整用通路52は、給水口部材20の下部から下方向に延びている突出部32内を通過してその先端にリザーブタンク40にホース44を介して接続される下方向に指向する終端側開口を備えている。給水用通路50の終端側開口、すなわちラジエータ10と接続される開口がほぼ水平方向に指向し、圧力調整用通路52の終端側開口、すなわちリザーブタンク40と接続される開口が給水口部材20の下部から下方向に延びる接続部32の先端に形成されて下方向に指向しているため、言い換えると両者の終端側開口が異なる方向に指向して且つ距離が離れているため、給水口部材20とラジエータ10の接続(ホース36を介する接続)と、給水口部材20とリザーブタンク40の接続(ホース44を介する接続)とが、互いに干渉することなく容易にできる。
加えてまた、図1に示すように、接続部32には、これより下方に位置するリザーブタンク40の接続部42から延びるホース44が接続されているが、このホース44の長さは接続部32が下方向に突出しているため、その長さは他の方向に突出している場合に比べて短くて済む。
ここまで、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されない。
例えば、上述の実施形態の場合、図1に示すように、リザーブタンク40に接続されたホース44は、下方向に延びる圧力調整用通路52の終端の接続部32に接続されるが、この接続部32は、給水口部材の下部、広義にはラジエータキャップの回転操作を妨害しない部分であれば、その延びる向きは下方向に限らなくてもよい。ただし、リザーブタンクと接続するためのホースが、上述の実施形態のホース44に比べて長くなる可能性がある。
また、上述の実施形態の場合、図2に示すように、給水口部材20はL字形状であって、その内部の給水用通路50もL字形状の通路であったが、これらはストレート形状であってもよい。ただし、圧力調整用通路の終端のリザーブタンクと接続される接続部が下方向に延びている場合、給水口部材に対するラジエータやリザーブタンクのホースを介する取り付け性が、上述の実施形態に比べて悪化する可能性がある。
さらに、上述の実施形態の場合、図5に示すように、圧力調整用通路52はブラケット24を固定支持するリブ38内に形成されているが、これに限らない。例えば、ブラケットが存在せずリブも存在しない場合は、給水用通路を構成する通路壁内に圧力調整用通路を形成してもよい。
さらにまた、上述の実施形態の場合、図5に示すように、圧力調整用通路52は給水口部材20内に一体に形成されているが、一体にすることが困難な場合は、例えば圧力調整用通路と給水口部材とを別部品で作製して、これらを接合してもよい。ただし、一体に作製する場合に比べて、製造コストが高くなる可能性がある。
最後に確認すると、本発明は、圧力調整弁付きキャップによって閉栓される給水口と、該給水口の内部下方に配置されて前記圧力調整弁と離間可能に当接する弁座とを備える給水口部材を有し、ラジエータに冷却水を給水するラジエータの給水口構造であって、給水口部材は、弁座を開口縁とする始端側開口から下方に延びてラジエータ内部に連通する給水用通路と、給水口と弁座との間の部分に始端側開口を備え、該開口から給水用通路に沿って下方に延びてリザーブタンク内部に連通する圧力調整用通路とを有することを特徴とするものであり、言い換えると、圧力調整用通路は、圧力調整弁付きキャップの回転操作を妨害しうる部分である該キャップ近傍では下方向に延びているものであって、全通路において下方向に延びている必要はない。
以上のように、本発明に係るラジエータの給水口構造は、リザーブタンクと接続される接続部に影響されることなく、容易に給水口部材に対してラジエータキャップの取り外しができる。したがって、リザーブタンクをラジエータに設けた給水口部材に接続する給水口構造を有する自動車の製造産業の分野において好適に利用される可能性がある。
本発明の一実施形態に係るラジエータの給水口構造を含む、自動車の後側から見た、ラジエータを中心とする冷却系統の構成要素の一部を示している。 図1の給水口部材を拡大した図である。 図2の矢印X方向から見た給水口部材を示す図である。 図2の矢印Y方向から見た給水口部材を示す図である。 図3に示す給水口部材の断面図である。 図4に示す給水口部材の断面図である。 圧力調整弁機構の動作を説明するための図である。
符号の説明
20 給水口部材
22 圧力調整弁付きキャップ(ラジエータキャップ)
50 給水用通路
52 圧力調整用通路
66 給水口
76 圧力調整弁(弁体)
86 弁座

Claims (6)

  1. 圧力調整弁付きキャップによって閉栓される給水口と、該給水口の内部下方に配置されて前記圧力調整弁と離間可能に当接する弁座とを備える給水口部材を有し、ラジエータに冷却水を給水するラジエータの給水口構造であって、
    前記給水口部材は、
    前記弁座を開口縁とする始端側開口から下方に延びてラジエータ内部に連通する給水用通路と、
    前記給水口と弁座との間の部分に始端側開口を備え、該開口から前記給水用通路に沿って下方に延びてリザーブタンク内部に連通する圧力調整用通路とを有することを特徴とするラジエータの給水口構造。
  2. 請求項1に記載のラジエータの給水口構造において、
    前記圧力調整弁付きキャップは、平面視した場合、円形の基部と、該円形基部から水平方向に突出してキャップ回転操作時に指が掛かる指掛け部とからなり、
    平面視した場合、前記圧力調整用通路を構成する通路壁の外面は、前記円形基部の外周囲内に位置することを特徴とするラジエータの給水口構造。
  3. 請求項1または2に記載のラジエータの給水口構造において、
    前記圧力調整用通路は、樹脂製の給水口部材内部に一体に形成されていることを特徴とするラジエータの給水口構造。
  4. 請求項3に記載のラジエータ給水口構造において、
    前記給水口部材はブラケットを備え、
    前記圧力調整用通路は、前記ブラケットを支持するリブ内に形成されていることを特徴とするラジエータの給水口構造。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載のラジエータの給水口構造において、
    前記給水口部材は、ほぼL字形状であって、
    前記給水用通路は、ほぼL字形状の通路であってラジエータに接続される終端側開口がほぼ水平方向に指向し、
    前記圧力調整用通路は、前記給水口部材の下部から下方向に延びている突出部内を通過し、その先端にリザーブタンクに接続される下方向に指向する終端側開口を備えることを特徴とするラジエータの給水口構造。
  6. 請求項5に記載のラジエータの給水口構造において、
    前記突出部には、これより下方に位置するリザーブタンクの開口から延びる管部材が接続されることを特徴とするラジエータの給水口構造。
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