JP2010048142A - 自動車における液体排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】緩みによる液漏れが発生する恐れがなく、コンパクトに構成でき、かつ作業性の良い自動車における液体排出装置を提供する。
【解決手段】筒状の排液口２２に挿入配置され、かつ挿入状態での軸方向の滑り移動によって閉位置と開位置とに切り替わるドレンプラグ２３を設け、ドレンプラグ２３が閉位置に位置した状態で軸方向と直交する方向の両側から排液口２２及びドレンプラグ２３に対して係合して軸方向の相対移動を規制するクリップ体３１を設け、ドレンプラグ２３が開位置に位置した状態でそれ以上に外側に抜け出すのを阻止する規制ピン３３を排液口２２に設け、クリップ体３１は一端部が開閉可能に開放された形状でその一端側から排液口２２に対して軸方向と直交する方向に挿脱可能とし、かつ軸方向から見てクリップ体３１の開放された一端部間に規制ピン３３を配置した。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車における液体排出装置に関し、特に排液口を開閉するドレンプラグの緩みを防止できる自動車における液体排出装置に関するものである。

従来、自動車において、その冷却水循環系統から冷却水を排出する冷却水排出装置５０は、図６に示すように、内燃機関４１のシリンダブロック４２における冷却水ジャッケット（図示せず）の下部、具体的にはサーモスタットケース４３よりも若干上部位置に配設されていた。サーモスタットケース４３は、ラジエータ（図示せず）からの冷却水が流入するラジエータ水入口４３ａと、ヒータ（図示せず）を通った冷却水が流入するヒータ水入口４３ｂと、流入した冷却水をチェーンケース４４に配設されたウォータポンプ４５の吸入口に向けて流出する出口４３ｃとを備え、冷却水温度が低い間はラジエータ水入口４３ａを閉じてラジエータを通さずに冷却水を循環させ、冷却水温度が所定温度以上になるとラジエータ水入口４３ａを開いて冷却水をラジエータに通して循環させるように構成されている。

冷却水排出装置５０は、図７に示すように、シリンダブロック４２に形成された排水口５１に、ドレンコックボディ５２を螺合固定し、このドレンコックボディ５２にドレンプラグ５３を螺合した構成とされていた。というのは、ドレンプラグ５３のシール構成が、ドレンコックボディ５２に設けたシール座５４に、ドレンプラグ５３の先端のシール面５５を圧接させてシールするメタルタッチ方式であるため、アルミ合金製のシリンダブロック４２に直接ドレンプラグ５３を螺合する構成とすることができないためである。ドレンコックボディ５２は、テーパ状のシール座５４を介して形成された径大部５２ａの内周に雌ねじ５６が形成されており、ドレンプラグ５３は先端にシール面５５が形成されるとともに、小径部５７を介してドレンコックボディ５２の雌ねじ５６に螺合する雄ねじ５８と回転操作用の六角頭部５９と排出ホース（図示せず）を接続するホース接続口６０とが設けられ、かつ軸芯部に流出通路６１が穿孔され、その先端に小径部５７の外周に開口する連通口６２が設けられている。

この冷却水排出装置においては、ドレンコックボディ５２にドレンプラグ５３をねじ込むことで、ドレンコックボディ５２のシール座５４にドレンプラグ５３の先端のシール面５５が圧接してシール状態が確保されている。冷却水を排出する際には、ドレンプラグ５３を緩めることで、シール座５４からシール面５５が離間し、冷却水はそれらの間の隙間を通り、ドレンプラグ５３の先端部の小径部５７に形成された連通口６２から流出通路６１に流れ出し、ホース接続口６０に接続された排出ホース（図示せず）を介して適宜トレイ（図示せず）に回収される。

なお、ラジエータにおけるドレンコックの構成として、下部タンクの下面から筒状の排水口を突設するとともに、その内周に小径孔部と開口端部に雌ねじを形成した大径孔部とを設け、この排水口に挿入配置されるドレンプラグに、排水口の小径孔部に嵌合する小径軸部と大径孔部に嵌合するとともに中間部に雌ねじに螺合する雄ねじを形成した大径軸部を設け、かつ大径軸部の軸芯部に流出通路を設けるとともに小径軸部と大径軸部の間の段面に流出通路に連通する連通口を開口し、小径軸部と大径軸部の先端部外周にシール用のＯリングを配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このドレンコックにおいても、ドレンプラグをねじ込むことで、排水口の小径孔部にドレンプラグの小径軸部が嵌合し、それらの間に介装されたＯリングにてシール状態が確保されている。冷却水を排出する際には、ドレンプラグを緩めて小径孔部から小径軸部を離脱させることで、冷却水は小径孔部を通り、ドレンプラグの連通口を介して流出通路に流れ出し、外部に排出される。

また、ラジエータからの冷却水が流入するラジエータ水入口と、ラジエータをバイパスさせた冷却水が流入するバイパス水入口と、流入した冷却水をウォータポンプの吸入口に向けて流出する出口とを備えたサーモスタットケースにドレン抜きソケットを設け、このドレン抜きソケットに、ねじによって開閉操作するドレンコックを設けたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
実公昭６３−４７７５０号公報 実開昭５７−１１２２６号公報

ところが、図７に記載の冷却水排出装置では、ドレンプラグ５３をねじ込んでシールを確保するようにした構成であるため、自動車の運転中の振動や繰り返しの温度変化によって緩んで、冷却水漏れが発生する恐れがあるという問題がある。特に、ドレンプラグ５３あるいはドレンコックボディ５２が樹脂製の場合に前記緩みの発生頻度が高く、冷却水漏れの恐れが一層大であるという問題がある。また、同じくねじ込み式のドレンプラグを適用している特許文献１や特許文献２においても同様の問題がある。

さらに、図７に記載の冷却水排出装置５０においては、サーモスタットケース４３よりも若干上部位置に配設されているので、冷却水を排出した後の残水率が高く、またドレンプラグ５３とは別にドレンコックボティ５２が必要となるので、部品点数が多く、コスト高になり、またドレンプラグ５３を緩めて排水するので、緩めすぎるとドレンプラグ５３が脱落して冷却水をトレイに回収できずに周囲に漏れてしまう場合があって作業性が悪く、さらに長手方向の十分なスペースが必要であるなどの問題もある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、緩みによる冷却水漏れなどの排液漏れが発生する恐れがなく、コンパクトに構成でき、かつ作業性の良い自動車における液体排出装置を提供することを目的とする。

本発明の自動車における液体排出装置は、自動車における液体排出系統の所要箇所に筒状の排液口を設け、筒状の排液口に挿入配置され、かつ挿入状態での軸方向の滑り移動によって閉位置と開位置とに切り替わるドレンプラグを設け、ドレンプラグが開位置に位置した状態でドレンプラグに形成された規制部に係合してドレンプラグが排液口の外側に抜け出すのを阻止する規制片を排液口に設け、ドレンプラグが閉位置に位置した状態で軸方向と直交する方向の両側から排液口及びドレンプラグに対して係合してドレンプラグと排液口の軸方向の相対移動を規制するクリップ体を設け、クリップ体は一端が開閉可能に開放された形状でその一端側から排液口に対して軸方向と直交する方向に挿脱可能とし、かつ軸方向から見てクリップ体の開放された一端間に規制片を配置したものである。

この構成によると、ドレンプラグが閉位置に位置した状態でクリップ体を介して排液口に軸方向に係合しているので、振動や繰り返し温度変化によってドレンプラグが軸方向に移動して液漏れを発生する恐れがなく、高い信頼性を確保でき、かつ液体を排出する時には、クリップ体を軸方向と直交する方向に引いてその一端を開いて離脱させた後、ドレンプラグを開位置まで軸方向にスライド移動させることで、液体を排出することができるとともに、その開位置で排液口に設けた規制片がドレンプラグの規制部に係合してドレンプラグのそれ以上の抜け出しが阻止されるので、液体が意図外に排出される恐れがなく、また緊急に排出を停止する際にはドレンプラグを単純に閉位置に向けて押し込み又は引き出して軸方向にスライドさせるだけで良いので作業性が良く、さらに軸方向から見てクリップ体の開放された一端間に規制片が配置されているので、規制片とクリップ体の配置位置を軸方向に重なった位置に配置しても規制片とクリップ体が干渉しないので、排液口を長く設定する必要がなく、コンパクトな構成とすることができ、またドレン開放時も省スペースを図ることが可能である。

また、閉位置で、クリップ体の一部がドレンプラグに周方向に設けられた溝に収容されて軸方向に係合し、閉位置と開位置の間で、排液口に設けられた規制片の一部がドレンプラグに軸方向に設けられたガイド溝に収容されて軸方向に移動自在に周方向に係合し、開位置で、規制片の一部が前記ガイド溝端から成る規制部に軸方向に係合するようにすると、ドレンプラグの閉位置でその周方向の溝にクリップ体が係合することでドレンプラグの移動が確実に阻止されて液漏れが発生せず、ドレンプラグが閉位置と開位置の間で移動する間は規制片がガイド溝に係合して回転することがないので、排液口とドレンプラグの間からの液漏れが発生しにくく、かつ開位置で規制片がガイド溝の溝端に係合し、ドレンプラグがそれ以上に移動して排液口から抜け出すのを防止でき、排液が適切に回収できずに漏れ出すのを防止できる。

また、自動車における冷却水系統の最下部に配設されたサーモスタットケースに排液口を設け、クリップ体を上方に開いた状態で排液口に取り付けると、サーモスタットケースを兼用できて部品点数を少なくでき、また冷却水系統の最下部に位置するサーモスタットケースから排水するので残水率を低下させることができ、さらにクリップ体を着脱するのに、作業者が車両の下方からエンジンルーム内に手を入れることで、内燃機関の最下部付近に位置する排液口に対して容易にクリップ体を着脱できて作業性も良い。

本発明によれば、ドレンプラグが閉位置に位置した状態でクリップ体を介して排液口に軸方向に係合しているので、振動や繰り返し温度変化によってドレンプラグが軸方向に移動して液漏れを発生する恐れがなく、高い信頼性を確保でき、かつ液体を排出する時には、クリップ体を離脱させた後、ドレンプラグを開位置まで軸方向にスライド移動させることで、液体を排出することができるとともに、その開位置で排液口に設けた規制片がドレンプラグの規制部に係合してドレンプラグのそれ以上の抜け出しが阻止されるので、液体が意図外に排出される恐れがなくて作業性が良く、さらに軸方向から見てクリップ体の開放された一端間に規制片が配置されているので、排液口を長く設定しなくても規制片とクリップ体が干渉することがなくコンパクトに構成することができ、またドレン開放時も省スペースを図ることが可能である。

以下、本発明の一実施形態である自動車の冷却水排出装置について、図１〜図５を参照して説明する。

図１において、１は内燃機関であり、２はそのシリンダブロック、３はシリンダブロック２の上面に接合されたシリンダヘッド、４はシリンダブロック２の下面に接合されたオイルパン、５はシリンダヘッド３とシリンダブロック２とオイルパン４の間にわたってそれらの前面に接合されたチェーンケース、６はシリンダヘッド３とチェーンケース５の上面を覆うシリンダヘッドカバーである。チェーンケース５には、シリンダブロック２の下部一側に対応する位置に冷却水を循環させるウォータポンプ７が配設されている。このウォータポンプ７の車両後方に向けて開口した吸入口にサーモスタットケース８が接合されている。

サーモスタットケース８は、ラジエータ（図示せず）からの冷却水が流入するラジエータ水入口８ａと、ヒータ（図示せず）を通った冷却水が流入するヒータ水入口８ｂと、流入した冷却水をウォータポンプ７の吸入口に向けて流出する出口８ｃとを備え、冷却水温度が所定温度より低い間はラジエータ水入口８ａを閉じてラジエータ（図示せず）を通さずに冷却水を循環させ、冷却水温度が所定温度以上になるとラジエータ水入口８ａを開いて冷却水をラジエータ（図示せず）に通して循環させるように構成されている。このサーモスタットケース８の下部に冷却水排出装置（液体排出装置）９が配設されている。

冷却水排出装置９を配設されたサーモスタットケース８の構成を、図２〜図５を参照して説明する。サーモスタットケース８は、図２、図３に示すように、筒状本体部１０の一端に筒状本体部１０よりも小径のドーム状部１１を形成して構成されている。筒状本体部１０の他端は開口されて出口８ｃを形成しており、その外周にウォータポンプ７に対する接合フランジ１２が形成され、かつ出口８ｃの周囲を取り囲むようにシール材を配置するシール溝１３が設けられている。ドーム状部１１には、ラジエータ水入口８ａを形成する筒状の接続口１４が周壁から略接線方向に突設されている。また、筒状本体部１０の周壁のドーム状部１１に隣接する部分には、ヒータ水入口８ｂを形成する筒状の接続口１５が突設されている。この接続口１５は、筒状本体部１０の軸心に向かいかつ出口８ｃに向かって傾斜した姿勢で形成されている。

筒状本体部１０とドーム状部１１の間にはシール座１６を構成する傾斜段面が形成されている。筒状本体部１０のドーム状部１１に隣接する部分には、サーモスタット機構１７が配設されている。サーモスタット機構１７は、シール座１６に対して圧接・離間動作する弁体１８と、弁体１８をシール座１６に向けて移動付勢するばね１９と、ヒータ（図示せず）からの冷却水の温度が所定温度以上になるとばね１９の付勢力に抗して弁体１８をシール座１６から離間させる感温部２０と、ばね１９と感温部２０を支持する支持部材２１にて構成されている。接続口１５は、ヒータ（図示せず）からの冷却水が感温部２０に効果的に接触して流通するように形成されている。また、支持部材２１の外周部は、筒状本体部１０の周壁に固定されている。

以上の構成のサーモスタットケース８の筒状本体部１０の他端近傍に冷却水排出装置９が配設されている。冷却水排出装置９は、図３〜図５に示すように、筒状本体部１０の周壁から突出形成された筒状の排水口（排液口）２２と、排水口２２に挿入配置され、かつ挿入状態での軸方向の滑り移動によって閉位置と開位置とに切り替わるドレンプラグ２３にて構成されている。排水口２２は、筒状本体部１０の内部に臨む小径孔部２２ａとその外側の大径孔部２２ｂとを有し、ドレンプラグ２３は、小径孔部２２ａに嵌合する小径軸部２３ａと大径孔部２２ｂに嵌合する大径軸部２３ｂとを有している。また、大径軸部２３ｂの端部には操作鍔部２４が設けられるとともに、操作鍔部２４から排水ホース（図示せず）を接続する筒状の接続口２５が突設されている。

ドレンプラグ２３には、その軸心部に一端が小径軸部２３ａの基部側半部に達し、他端が接続口２５の先端で開口する流出通路２６が形成されている。また、小径軸部２３ａの先端側半部の外周に小径孔部２２ａとの間をシールするＯリングなどのシール材２７ａが配置され、大径軸部２３ｂの小径軸部２３ａ側の端部外周に大径孔部２２ｂとの間をシールするＯリングなどのシール材２７ｂが配置されている。流出通路２６の一端は、径方向に貫通する連通路２８を介して小径軸部２３ａの大径軸部２３ｂ側半部の外周面に開口されている。

かくして、図３、図４に示すように、ドレンプラグ２３を排水口２２に挿入して奥端の閉位置まで押し込むと、小径孔部２２ａに小径軸部２３ａが嵌合するとともに両者間がシール材２７ａにてシールされ、冷却水が外部に流出することはない。一方、操作鍔部２４を利用してドレンプラグ２３を軸方向に滑り移動させ、ドレンプラグ２３を排水口２２に対して開位置まで引き出すと、小径軸部２３ａが小径孔部２２ａから完全に抜き出した状態となり、冷却水は小径孔部２２ａを通って大径孔部２２ｂ内に流出し、さらにドレンプラグ２３に形成した連通路２８と流出通路２６を通って流出し、接続口２５に必要に応じて接続した排水ホース（図示せず）を介して適所に配置したトレイ内に回収することができる。

そして、ドレンプラグ２３が閉位置に位置した状態で、不測にドレンプラグ２３が抜け出し方向に移動して冷却水が漏れ出すのを防止するため、排水口２２の先端近傍位置の両側部に周方向のスリット溝２９が形成されるとともに、ドレンプラグ２３の対応した位置に環状の係合溝３０が形成され、一端部が開閉可能に開放された略Ｕ字状のクリップ体３１が、これらスリット溝２９と係合溝３０に両側から嵌入係合されている。クリップ体３１はばね材にて構成され、クリップ体３１を排水口２２の下方から押し込むことで容易に装着できるとともに、装着状態が保持されるように、一端部３１ａがハ字状に開き、中間部にドレンプラグ２３の係合溝３０の底面に圧接状態で嵌合する円弧部３１ｂが形成されている。

また、ドレンプラグ２３が閉位置から開位置に向けて移動する時に回転することなくスライド移動するように、ドレンプラグ２３に、閉位置と開位置との間の距離に対応した長さのガイド溝３２が環状の係合溝３０からドレンプラグ２３の一端側に向けて上下に形成されるとともに、排水口２２において、係合溝３０に隣接するガイド溝３２の端部位置に対応する位置の上面からガイド溝３２内に侵入するように規制片としての規制ピン３３が打ち込まれている。これにより、ドレンプラグ２３が開位置まで引き出されると、ガイド溝３２の溝端３２ａに規制ピン３３が係合することで、ドレンプラグ２３が不測に開位置からさらに引き出されるのを阻止している。また、規制ピン３３は、軸方向から見てクリップ体３１の開放された一端部３１ａ、３１ａ間に配置されて相互に干渉することが無いので、側方から見て規制ピン３３とクリップ体３１は、軸方向に少しオフセットしているがほぼ同じ位置に重なるように配置され、排水口２２が軸方向にコンパクトな構成とされている。なお、下方の軸方向溝３２は機能的には不要であるが、製造上の理由からドレンプラグ２３を対称形に形成するために形成されたものである。

以上の構成の冷却水排出装置９によれば、図３、図４に示すように、ドレンプラグ２３が閉位置に位置した状態では、ドレンプラグ２３の小径軸部２３ａが排水口２２の小径孔部２２ａに嵌合するとともに両者間がシール材２７ａにてシールされているので、サーモスタットケース８の筒状本体部１０内を流通する冷却水が外部に流出することはない。また、その状態でクリップ体３１が排水口２２に形成したスリット溝２９とドレンプラグ２３に形成した係合溝３０の両者に嵌入係合し、排水口２２とドレンプラグ２３がクリップ体３１を介して軸方向に相互に係合しているので、振動や繰り返し温度変化によってドレンプラグ２３が軸方向に移動して水漏れを発生する恐れがなく、冷却水排出装置９からの水漏れに対して高い信頼性を確保できる。

また、冷却水排出装置９から冷却水を排出する時には、クリップ体３１を軸方向と直交する下方向に引き、その一端３１ａを開いてスリット溝２９及び係合溝３０から離脱させた後、操作鍔部２４を利用してドレンプラグ２３を開位置まで軸方向にスライド移動させることで、冷却水は小径孔部２２ａを通って大径孔部２２ｂ内に流出し、さらにドレンプラグ２３に形成した連通路２８と流出通路２６を通して流出するので、接続口２５に必要に応じて接続した排水ホース（図示せず）を介して適所に排出することができる。また、ドレンプラグ２３を開位置まで引き出した状態で、排水口２２に設けた規制ピン３３がドレンプラグ２３に設けたガイド溝３２の溝端３２ａに係合してドレンプラグ２３のそれ以上の抜け出しが阻止され、不測に脱落して冷却水が意図外に排出される恐れがないので作業性が良い。また、冷却水の排出中に緊急に排出を停止する必要が生じた場合には、ドレンプラグ２３を単純に閉位置に向けて押し込んで軸方向にスライドさせるだけで良いのでさらに作業性が良い。

また、規制ピン３３を、排水口２２及びドレンプラグ２３の軸方向から見て、クリップ体３１の開放された一端３１ａ、３１ａ間に配置されるように排水口２２の上面からガイド溝３２に嵌入するように打ち込んで配置し、規制ピン３３とクリップ体３１を軸方向に重なった位置に配置しても規制ピン３３とクリップ体３１が干渉しないように構成しているので、排水口２２を長く設定する必要がなく、冷却水排出装置９をコンパクトな構成とすることができる。

また、ドレンプラグ２３が閉位置と開位置の間で移動する間に、排水口２２に設けた規制ピン３３がドレンプラグ２３に軸方向に設けられたガイド溝３２に軸方向に移動自在に周方向に係合するので、ドレンプラグ２３が閉位置と開位置の間で移動する間に回転することがなく、排水口２２の大径孔部２２ｂとドレンプラグ２３の大径軸部２３ｂの間に介装したシール材２７ｂのシール作用が確実に得られて水漏れが発生する恐れがない。

また、本実施形態では、内燃機関１における冷却水系統の最下部に配設されたサーモスタットケース８に排水口２２を形成して冷却水排出装置９を配設しているので、冷却水排出装置９の構成要素の一部をサーモスタットケース８と兼用できて部品点数を少なくでき、かつ排出後の残水率を低下させることができる。また、冷却水系統の最下部に配設されたサーモスタットケース８の排水口２２に対して上方に開いたクリップ体３１を下方から挿脱するようにしているので、クリップ体３１を着脱するのに、作業者が車両の下方からエンジンルーム内に手を入れることで、内燃機関１の最下部付近に位置する排水口２２に対して容易にクリップ体３１を着脱できて作業性が良い。

以上の実施形態の説明では、液体排出装置（冷却水排出装置）９をサーモスタットケース８に配設した例を示したが、本発明に係る液体排出装置はサーモスタットケース８に配設したものに限定されるものではなく、自動車における冷却水循環系統等の液体排出系統の適当な箇所、例えばラジエータ等に配設すれば良く、特に液体排出系統の最下位置に配設すれば、残水率が低下するので好適である。

本発明は、自動車の冷却水排出装置に好適に利用できる外、オイルパン、変速機、オイルクーラ、オイルウォーマ等の潤滑油循環系統の液体排出装置、燃料電池車の排水ドレンの液体排出装置などにも好適に利用することができる。

本発明の一実施形態の冷却水排出装置を備えた内燃機関の概略構成を示す部分正面図。 同実施形態の冷却水排出装置を備えたサーモスタットケースの部分断面正面図。 図２のＡ−Ａ矢視断面図。 図２のＢ−Ｂ矢視断面図。 （ａ）は図２のＣ−Ｃ矢視図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図。 従来例の冷却水排出装置を備えた内燃機関の概略構成を示す部分正面図。 従来例の冷却水排出装置の縦断側面図。

符号の説明

１ 内燃機関
８ サーモスタットケース
９ 冷却水排出装置
２２ 排水口（排液口）
２３ ドレンプラグ
２９ スリット溝
３０ 係合溝
３１ クリップ体
３１ａ 一端部
３２ ガイド溝
３２ａ 溝端（規制部）
３３ 規制ピン（規制片）

Claims (3)

1. 自動車における液体排出系統の所要箇所に筒状の排液口を設け、
   筒状の排液口に挿入配置され、かつ挿入状態での軸方向の滑り移動によって閉位置と開位置とに切り替わるドレンプラグを設け、
   ドレンプラグが開位置に位置した状態でドレンプラグに形成された規制部に係合してドレンプラグが排液口の外側に抜け出すのを阻止する規制片を排液口に設け、
   ドレンプラグが閉位置に位置した状態で軸方向と直交する方向の両側から排液口及びドレンプラグに対して係合してドレンプラグと排液口の軸方向の相対移動を規制するクリップ体を設け、
   クリップ体は一端が開閉可能に開放された形状でその一端側から排液口に対して軸方向と直交する方向に挿脱可能とし、かつ軸方向から見てクリップ体の開放された一端間に規制片を配置した
   ことを特徴とする自動車における液体排出装置。
2. 閉位置で、クリップ体の一部がドレンプラグに周方向に設けられた溝に収容されて軸方向に係合し、
   閉位置と開位置の間で、排液口に設けられた規制片の一部がドレンプラグに軸方向に設けられたガイド溝に収容されて軸方向に移動自在に周方向に係合し、
   開位置で、規制片の一部が前記ガイド溝端から成る規制部に軸方向に係合する
   ことを特徴とする請求項１記載の自動車における液体排出装置。
3. 自動車における冷却水系統の最下部に配設されたサーモスタットケースに排液口を設け、クリップ体を上方に開いた状態で排液口に取り付けた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の自動車における液体排出装置。

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