JP2010275902A - リザーブタンク用キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】リザーブタンクに装着されたときにリザーブタンク内の圧力の調整と共にリザーブタンクからの冷却液の漏出の抑制との両立を図る。
【解決手段】リザーブタンク２０の圧力が負圧であるときには第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間が正圧弁４０の貫通孔を介して連通し、リザーブタンク２０の圧力が正圧で第１圧力Ｐ１未満のときには第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間や第１連通室３４と第２連通室３６との間を遮断し、リザーブタンク２０の圧力が第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２未満のときには第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間および第１連通室３４の端部３４ｃと第２連通室３６の外部側端部３６ｂとの間を連通するよう負圧弁４６，正圧弁４０，５０，通気防水フィルタ３８を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、リザーブタンク用キャップに関し、詳しくは、装置を冷却するための冷却液を貯留するリザーブタンクの上部に形成された開口に着脱可能に装着されるリザーブタンク用キャップに関する。

従来、この種のリザーブタンク用キャップとしては、冷却液を貯留するタンクに装着され、キャップで封止しているタンク内の圧力が所定のレベル以上に上昇すると開弁してタンク内部とタンク外部とを連通する流路を形成する正圧弁と、タンク内の圧力が所定のレベルを超えて負圧状態になると開弁してタンク内部とタンク外部とを連通する流路を形成する負圧弁とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このリザーブタンク用キャップでは、タンク内の圧力が所定のレベル以上に上昇すると正圧弁が開いてタンク内の圧力を解放し、タンク内の圧力が所定のレベルを超えて負圧状態となると負圧弁が開弁してタンク外部からタンク内部へ空気又は冷却液を導入することにより、タンク内の圧力を所定レベルに維持している。

特開２００７−３０３３６３号公報

しかしながら、上述のリザーブタンク用キャップでは、正圧弁が開弁してタンク内の空気室が無くなると冷却液が漏出してしまい、タンク内の冷却液の量が減少したり、タンク外部に冷却液が飛散して見た目の意匠性が損なわれることがある。したがって、タンク内の圧力の調整と冷却液の漏出の抑制との両立を図ることが望ましい。

本発明のリザーブタンク用キャップは、リザーブタンクに装着されたときにリザーブタンク内の圧力の調整とリザーブタンクからの冷却液の漏出の抑制との両立を図ることを主目的とする。

本発明のリザーブタンク用キャップは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のリザーブタンク用キャップは、
装置を冷却するための冷却液を貯留するリザーブタンクの上部に形成された開口に着脱可能に装着されるリザーブタンク用キャップにおいて、
前記リザーブタンクに装着される際に該リザーブタンクと前記リザーブタンク用キャップの外部とを連通し、前記リザーブタンク用キャップの外部側の端部である第１外部側端部に所定の通気性能を有すると共に所定の防水性能を有する通気防水膜が設けられた第１連通室と、
該第１連通室と前記リザーブタンク用キャップの外部とを連通する第２連通室と、
前記第１連通室内に配置され、前記リザーブタンクに装着される際に前記第１連通室の前記リザーブタンク側の端部であるタンク側端部の圧力が外気に対して正圧であるときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間の第１経路を遮断すると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間の第２経路を遮断して前記タンク側端部の圧力が外気に対して負圧であるときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間を前記第１経路で連通させると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間を前記第２経路で連通させるよう形成された負圧弁と、
前記第１連通室内に配置され、前記タンク側端部の圧力が正圧である第１圧力未満のときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間の前記第１経路と異なる第３経路を遮断すると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間の前記第２経路と異なる第４経路を遮断して前記タンク側端部の圧力が前記第１圧力以上であるときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間を前記第３経路で連通させると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間を前記第４経路で連通させるよう形成された第１正圧弁と、
前記第２連通室内に配置され、前記第１連通室側の端部の圧力が前記第１圧力より高い第２圧力未満であるときには前記第１連通室側の端部と前記第２連通室の前記リザーブタンク用キャップの外部側の端部である第２外部側端部との間を遮断して前記第１連通室側の端部の圧力が前記第２圧力以上であるときには前記第１連通室側の端部と前記第２外部側端部との間を連通させるよう形成された第２正圧弁と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のリザーブタンク用キャップでは、タンク側端部の圧力が外気に対して負圧であるときには、負圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間を第１経路で連通すると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間を第２経路で連通し、第１正圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間の第３経路を遮断すると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間の第４経路を遮断し、第２正圧弁が第１連通室側の端部と第２外部側端部との間を遮断する。これにより、キャップ外部からの空気をリザーブタンク内に導入することができ、リザーブタンク内の圧力の下降を抑制することができる。また、第１連通室のタンク側端部の圧力が正圧であり且つ第１圧力未満のときには、負圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間の第１経路を遮断すると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間を遮断し、第１正圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間の第３経路を遮断すると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間の第４経路を遮断し、第２正圧弁が第１連通室側の端部と第２外部側端部との間を遮断する。これにより、リザーブタンク内の圧力を正圧であり且つ第１圧力未満とした状態で冷却液の外部への漏出を遮断することができる。さらに、タンク側端部の圧力が第１圧力以上第２圧力未満であるときには、負圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間の第１経路を遮断すると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間の第２経路を遮断し、第１正圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間を第３経路で連通させると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間を第４経路で連通させ、第２正圧弁が第１連通室側の端部と第２外部側端部との間を遮断する。これにより、リザーブタンク内の空気を第１外部側端部から外部へ放出することができ、リザーブタンク内の圧力の上昇を抑制することができる。そして、リザーブタンクの圧力が第２圧力以上のときには、負圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間の第１経路を遮断すると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間の第２経路を遮断し、第１正圧弁がタンク側端部と第１外部側端部との間を第３経路で連通させると共にタンク側端部と第２連通室側の端部との間を第４経路で連通させ、第２正圧弁が第１連通室側の端部と第２外部側端部との間を連通させる。これにより、第１外部側端部および第２外部側端部からリザーブタンクの空気を外部へ排出することができると共に第２外部側端部から冷却液を漏出されることができ、リザーブタンク内の圧力の上昇を抑制することができる。また、第１外部側端部に通気防水膜が設けられているから、リザーブタンクの圧力が第２圧力以上となり第１連通室のタンク側端部と第２連通室の第２外部側端部との間が連通するまで冷却液が漏出しない。この結果、リザーブタンクの圧力の調整と冷却液の漏出の抑制との両立を図ることができる。

本発明の一実施例としてのキャップ３０が装着されたリザーブタンク２０の構成の概略を示す説明図である。 キャップ３０を装着している部位Ａの断面を拡大した断面拡大図である。 キャップ３０を図２における上方向から見たときの平面図である。 キャップ３０を図２における下方向から見たときの平面図である。 リザーブタンク２０内の圧力が外気に対して負圧となったときの負圧弁４６，正圧弁４０，５０の様子を示す説明図である。 リザーブタンク２０内の圧力が第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２未満であるときの負圧弁４６，正圧弁４０，５０の様子を示す説明図である。 リザーブタンク２０内の圧力が第２圧力Ｐ２以上となったときの負圧弁４６，正圧弁４０，５０の様子を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのキャップ３０が装着されたリザーブタンク２０の構成の概略を示す説明図であり、図２はキャップ３０を装着している部位Ａの断面を拡大した断面拡大図であり、図３はキャップ３０を図２における上方向から見たときの平面図であり、図４はキャップ３０を図２における下方向から見たときの平面図である。実施例のリザーブタンク２０は、エンジンなど車両に搭載され熱を発生する装置を冷却するための冷却液を予め定められた通常動作圧力範囲、すなわち、外気圧（例えば、１００ｋＰａなど）から外気圧に対して１００ｋＰａ程度高い圧力の範囲内に加圧した状態で密封して循環させる加圧密封型冷却サイクルとして構成された冷却ユニット６０を循環する冷却液を貯留し、上部に形成された開口２２にキャップ３０が着脱可能に装着されている。開口２２の周辺部には、リザーブタンク２０とキャップ３０との間隙に連通するドレイン２４，２６と、ドレイン２６と連通するドレインホース２８とが設けられている。

リザーブタンク２０の開口２２に装着されているキャップ３０の本体３２には、リザーブタンク２０とキャップ３０の外部とを連通する第１連通室３４と、第１連通室３４とキャップ３０の外部とを連通する第２連通室３６とが形成されており、第１連通室３４の外部に連通する外部側端部３４ａには空気を良好に通過させる通気性能を有すると共に冷却液の通過を阻害する防水性能を有する材料（例えば、商品名「ミクロテックス（登録商標）」：日東電工株式会社製）により形成された通気防水フィルタ３８が設けられている。なお、本体３２には、リザーブタンク２０の開口２２に装着されたときにリザーブタンク２０と本体３２との間から冷却液が漏出しないようＯリング３３が設けられている。

第１連通室３４は、略円筒形状でリザーブタンク２０と連通するタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間に内径が小さい小内径部３４ｄを有するよう形成されており、中心部に貫通孔を有する環状の正圧弁（ガスケット）４０と、正圧弁４０に取り付けられたワッシャ４２と、ワッシャ４２に取り付けられ正圧弁４０をリザーブタンク２０側へ付勢するスプリング４４と、正圧弁４０の貫通孔に挿入され外径が貫通孔の内径より小さい軸の下端に円盤状の部材が取り付けられた釘型形状の負圧弁４６と、負圧弁４６に取り付けられ負圧弁４６を正圧弁４０へ付勢するスプリング４８とが設けられている。正圧弁４０は、外部側端部３４ａとタンク側端部３４ｂとの間を遮断できるよう第１連通室３４の小内径部３４ｄより外径が大きく且つ正圧弁４０と本体３２との間に冷却液と空気を良好に流通可能な空隙が形成できる外径となるよう形成されている。スプリング４４の付勢力は、第１通気室３４のリザーブタンク２０側の端部であるタンク側端部３４ｂの圧力が第１圧力Ｐ１（例えば、外気圧に対して３０ｋＰａ程度高い圧力など）以上高くなったときに正圧弁４０に作用するスプリング４４の下向きの付勢力よりタンク側端部３４ｂの圧力による上向きの力が大きくなって正圧弁４０が上昇するよう調整されている。また、スプリング４８の付勢力は、タンク側端部３４ｂの圧力が外気に対して負圧になったときに負圧弁４６に作用するスプリング４８の上向きの付勢力よりタンク側端部３４ｂの圧力による下向きの力が大きくなって負圧弁４６が下降するよう調整されている。

第２連通室３６には、円盤状に形成され正圧弁（ガスケット）５０と、正圧弁５０に取り付けられたワッシャ５２と、ワッシャ５２に取り付けられ正圧弁５０を第１連通室３４側の端部３６ａに押圧するスプリング５４とが設けられている。正圧弁５０は、第１連通室３４と第２連通室３６との間を遮断できるよう端部３６ａを閉塞できる外径に形成されている。スプリング５４の付勢力は、端部３６ａの圧力が第１圧力Ｐ１より大きく冷却ユニット６０の耐圧より若干低い圧力として実験や解析などにより予め設定された第２圧力Ｐ２（例えば、外気圧に対して１００ｋＰａ高い圧力など）以上高くなったときに正圧弁５０に作用するスプリング５４の付勢力より端部３６ａの圧力による上向きの力が大きくなって正圧弁５０が上昇するよう調整されている。

こうしたキャップ３０が装着されたリザーブタンク２０では、リザーブタンク２０内の圧力が外気に対して正圧であり且つ第１圧力Ｐ１未満であるとき、つまり、リザーブタンク２０内の圧力が冷却ユニット６０の通常動作圧力範囲内であるときには、図２に示すように、キャップ３０の負圧弁４６が正圧弁４０に押圧されると共に第１連通室３４の小内径部３４ｄにより正圧弁４０の下降が妨げられ、第１連通室３４の外部側端部３４ａとタンク側端部３４ｂとの間およびタンク側端部３４ｂと第２連通室３６側の端部３４ｃとの間が遮断される。これにより、リザーブタンク２０内の空気および冷却液が密封された状態になるから、冷却液が漏出するのを防ぐことができる。このとき、リザーブタンク２０内の圧力は、上述した冷却ユニット６０の通常動作圧力範囲であるから、冷却ユニット６０を適正に動作させることができる。

続いて、こうしたキャップ３０が装着されたリザーブタンク２０内の圧力が冷却ユニット６０の通常動作圧力範囲外となったときの様子について説明する。図５は、リザーブタンク２０内の圧力が外気に対して負圧となったときの負圧弁４６，正圧弁４０，５０の様子を示す説明図である。リザーブタンク２０内の圧力が通常動作圧力範囲から外れて外気に対して負圧となると、図示するように、負圧弁４６は下降して正圧弁４０から離間し、正圧弁４０は第１連通室の小内径部３４ｄにより下降が妨げられ、正圧弁５０が第１連通室３４側に押圧されて第２連通室３６の端部３６ａが閉塞される。これにより、第１連通室３４の外部側端部３４ａとタンク側端部３４ｂとの間が正圧弁４０と本体３２との間隙と正圧弁４０の貫通孔とを介する第１経路で連通して、図中矢印で示すように、外気を外部側端部３４ａからリザーブタンク２０に流入させることができ、リザーブタンク２０内の圧力を外気圧に近づけることができる。また、第１連通室３４の外部側端部３４ａに通気防水フィルタ３８を設けているから、外部からリザーブタンク２０への水の流入を防ぐことができる。なお、このとき、タンク側端部３４ｂと端部３４ｃとの間が正圧弁４０の貫通孔を介する第２経路で連通するが、正圧弁５０が第２連通室３６の端部３６ａを閉塞するため、第２連通室３６の外部に連通する外部側端部３６ｂから外気が流入されないことになる。

図６は、リザーブタンク２０内の圧力が第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２未満であるときの負圧弁４６，正圧弁４０，５０の様子を示す説明図である。リザーブタンク２０内の圧力が通常動作圧力範囲から上昇して第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２未満となると、図示するように、負圧弁４６が正圧弁４０へ押圧されて正圧弁４０の貫通孔が負圧弁４６により閉塞され、正圧弁４０が上昇して外部側端部３４ａを開放し、正圧弁５０が第１連通室３４側に押圧されて第２連通室３６の端部３６ａが閉塞される。これにより、主として、第１連通室３４の外部側端部３４ａとタンク側端部３４ｂとの間が正圧弁４０の貫通孔を介さない第３の経路で連通し、図中矢印で示すように、リザーブタンク２０内の空気を外部側端部３４ａから放出することができ、リザーブタンク２０内の圧力の上昇を抑制することができる。また、外部側端部３４ａに通気防水フィルタ３８を設けているから、リザーブタンク２０内の冷却液の液面が上昇してキャップ３０に接触した場合でもキャップ３０の本体３２とリザーブタンク２０との間隙に冷却液が漏出したりドレイン２４からリザーブタンク２０外部に冷却液が漏出するのを防ぐことができる。

図７は、リザーブタンク２０内の圧力が第２圧力Ｐ２以上となったときの負圧弁４６，正圧弁４０，５０の様子を示す説明図である。リザーブタンク２０内の圧力が更に上昇して第２圧力Ｐ２以上となると、図示するように、負圧弁４６が正圧弁４０へ押圧されて正圧弁４０の貫通孔を閉塞し、正圧弁４０が上昇して外部側端部３４ａを開放し、正圧弁５０が上昇して端部３６ａを開放する。これにより、第１連通室３４の外部側端部３４ａとタンク側端部３４ｂとの間が第３経路で連通し、第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと端部３４ｃとの間が第４経路で連通し、第１連通室３４と第２連通室３６との間が連通して、図中矢印で示すように、第１連通室３４の外部側端部３４ａおよび第２連通室３６の外部側端部３６ｂからリザーブタンク２０の空気を放出することができ、リザーブタンク２０内の圧力の上昇を抑制することができる。このとき、リザーブタンク２０内の冷却液の液面が上昇して本体３２に接触すると、第２連通室３６の外部側端部３６ｂから冷却液を漏出させたりドレイン２６，ドレインホース２８からリザーブタンク２０の外部に冷却液を漏出させることができ、リザーブタンク２０内の圧力の上昇を抑制することができる。また、第１連通室３４の外部側端部に通気防水フィルタ３８を設けているから、リザーブタンク２０内の圧力が第２圧力Ｐ２未満の範囲で上昇しても冷却液が漏出しないから、冷却液の漏出を抑制することができる。したがって、リザーブタンク２０の圧力の調整と冷却液の漏出の抑制との両立を図ることができる。

以上説明した実施例のリザーブタンク２０によれば、リザーブタンク２０の圧力が負圧であるときには、第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間が第１経路で連通するからキャップ３０の外部からの空気を外部側端部３４ａからリザーブタンク２０内に導入することができる。また、リザーブタンク２０の圧力が正圧であり且つ第１圧力Ｐ１未満のときには、第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間や第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと端部３４ｃとの間を遮断するから、リザーブタンク２０内の空気および冷却液を密封することができる。さらに、リザーブタンク２０の圧力が第１圧力Ｐ１以上第２圧力Ｐ２未満のときには第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間を第３経路で連通するからリザーブタンク２０の空気を外部側端部３４ａから排出することができる。これにより、リザーブタンク２０内の圧力の上昇を抑制することができる。そして、リザーブタンク２０の圧力が第２圧力Ｐ２以上のときには第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと外部側端部３４ａとの間および第１連通室３４のタンク側端部３４ｂと第２連通室３６の外部側端部３６ｂとの間が連通するからリザーブタンク２０内の空気を外部側端部３４ａから外部へ排出することができると共にリザーブタンク２０内の空気と冷却液とを外部側端部３６ｂから外部へ排出することができる。これにより、リザーブタンク２０内の圧力の上昇を抑制することができる。また、第１連通室３４の外部側端部３４ａに通気防水フィルタ３８を設けているから、外部側端部３４ａに通気防水フィルム３８が設けられていないものに比して冷却液が漏出することを抑制することができる。したがって、リザーブタンク２０内の圧力の調整と冷却液の漏出の抑制との両立を図ることができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、リザーブタンク２０が「リザーブタンク」に相当し、通気防水フィルタ３８が「通気防水膜」に相当し、第１連通室３４が「第１連通室」に相当し、第２連通室３６が「第２連通室」に相当し、負圧弁４６とスプリング４８とが「負圧弁」に相当し、正圧弁４０とスプリング４４とが「第１正圧弁」に相当し、正圧弁５０とスプリング５４とが「第２正圧弁」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、リザーブタンク用キャップの製造産業などに利用可能である。

２０ リザーブタンク、２２ 開口、２４，２６ ドレイン、２８ ドレインホース、３０ キャップ、３２ 本体、３３ Ｏリング、３４ 第１連通室、３４ａ，３６ｂ 外部側端部、３４ｂ タンク側端部、３４ｃ，３６ａ 端部、３４ｄ 小内径部、３６ 第２連通室、３８ 通気防水フィルタ、４０，５０ ガスケット（正圧弁）、４２，５２ ワッシャ、４４，４８，５４ スプリング、４６ 負圧弁、６０ 冷却ユニット。

Claims (1)

1. 装置を冷却するための冷却液を貯留するリザーブタンクの上部に形成された開口に着脱可能に装着されるリザーブタンク用キャップにおいて、
   前記リザーブタンクに装着される際に該リザーブタンクと前記リザーブタンク用キャップの外部とを連通し、前記リザーブタンク用キャップの外部側の端部である第１外部側端部に所定の通気性能を有すると共に所定の防水性能を有する通気防水膜が設けられた第１連通室と、
   該第１連通室と前記リザーブタンク用キャップの外部とを連通する第２連通室と、
   前記第１連通室内に配置され、前記リザーブタンクに装着される際に前記第１連通室の前記リザーブタンク側の端部であるタンク側端部の圧力が外気に対して正圧であるときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間の第１経路を遮断すると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間の第２経路を遮断して前記タンク側端部の圧力が外気に対して負圧であるときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間を前記第１経路で連通させると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間を前記第２経路で連通させるよう形成された負圧弁と、
   前記第１連通室内に配置され、前記タンク側端部の圧力が正圧である第１圧力未満のときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間の前記第１経路と異なる第３経路を遮断すると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間の前記第２経路と異なる第４経路を遮断して前記タンク側端部の圧力が前記第１圧力以上であるときには前記タンク側端部と前記第１外部側端部との間を前記第３経路で連通させると共に前記タンク側端部と前記第２連通室側の端部との間を前記第４経路で連通させるよう形成された第１正圧弁と、
   前記第２連通室内に配置され、前記第１連通室側の端部の圧力が前記第１圧力より高い第２圧力未満であるときには前記第１連通室側の端部と前記第２連通室の前記リザーブタンク用キャップの外部側の端部である第２外部側端部との間を遮断して前記第１連通室側の端部の圧力が前記第２圧力以上であるときには前記第１連通室側の端部と前記第２外部側端部との間を連通させるよう形成された第２正圧弁と、
   を備えるリザーブタンク用キャップ。

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