JP2014199018A - ラジエータキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数が少なくなって構造が単純になるとともに、負圧時の開弁機能に不具合が生じることを防止できるラジエータキャップを提供すること。
【解決手段】 注水口１８に取り付けられるラジエータキャップ２０を、注水口１８を閉塞するキャップ本体２１と、中央部に上部吸引孔２４ａが形成された加圧プレート２４と、ガスケット２６と、加圧ばね２５ａ，２５ｂとで構成した。ガスケット２６は、上部吸引孔２４ａを塞いだ状態で加圧プレート２４の下面に設置され、加圧プレート２４から離れたときに上部吸引孔２４ａと連通する下部吸引孔２６ｄを備えている。加圧ばね２５ａ，２５ｂは、加圧プレート２４を介してガスケット２６を細径環状部１８ｂに押圧し、圧力によって押し返されると収縮して細径環状部１８ｂとガスケット２６との間に隙間を形成させる。加圧プレート２４とガスケット２６との間に空間部２８が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ラジエータやリザーブタンクなどからなる冷却水を収容する容器の上部に設けられた筒状の注水口に取り付けられるラジエータキャップに関する。

従来から、エンジンの冷却に使用されるラジエータや、ラジエータに接続されたリザーブタンクの上部には、筒状の注水口が設けられており、この注水口にラジエータキャップが着脱可能に取り付けられている。（例えば、特許文献１参照）。このラジエータキャップ（圧力調整キャップ）は、オーバーフローパイプによってリザーブタンクに接続されたラジエータの注水口に取り付けられている。そして、このラジエータキャップには、リザーブタンクから冷却水を導入するための吸水口と、ラジエータの冷却水または空気をオーバーフローさせるための出水口とが形成されたキャップ本体が備わっている。また、キャップ本体の開口付近の内部側には、連通穴を備えた環状の内壁が形成され、その内壁の上に、円板状の加圧プレートと、加圧プレートの下面に固着された円板状のゴム部材とからなる加圧弁が配置されている。

加圧弁の中央には、上下に貫通する穴が形成されており、その穴に環状のリテーナが取り付けられている。また、キャップ本体と加圧弁との間には、加圧弁を内壁に押圧するばねが介装され、加圧弁の下には、円板状のゴム部材とそのゴム部材の外周に固着された可撓部材とからなる負圧弁が配置されている。そして、負圧弁には、上下に貫通する複数の連通穴と、ゴム部材の中央からリテーナ内を貫通して上方に延びる軸部とが形成されており、軸部の上端にはフランジが形成されている。このフランジとリテーナとの間には、負圧弁を加圧弁に圧接させるばねが介装されている。また、負圧弁の周縁は、キャップ本体の開口周縁（内壁の下方）に固定されている。

このため、ラジエータ内の圧力が上昇すると、負圧弁の連通穴を介して加圧弁に圧力が加わり、加圧弁が上方に押し上げられる。このとき、ラジエータ内の冷却水は、負圧弁の連通穴から、加圧弁と内壁との隙間およびリテーナと軸部との隙間を通り、出水口を通過してリザーブタンクに流れていく。また、ラジエータ内が負圧になると、負圧弁が下方に引っ張られて加圧弁から離れる。これによって、リザーブタンク内の冷却水は、出水口から内壁の連通穴およびリテーナと軸部との隙間を通り、負圧弁の連通穴を通過してラジエータ内に流れていく。

特開平６−１０９１６５号公報

しかしながら、前述した従来のラジエータキャップでは、ラジエータ内を所定の高圧状態に維持するために設けた、加圧弁およびキャップ本体と加圧弁との間に配置されたばねの他、ラジエータ内を所定の負圧状態に維持するために設けた、負圧弁、上端にフランジが形成された軸部、リテーナ、およびフランジとリテーナとの間に配置されたばねなどが必要になる。このため、部品点数が多くなり、構造も複雑になるという問題がある。また、前述した従来のラジエータキャップでは、加圧弁と負圧弁とが固着して、負圧時の開弁機能に不具合が生じることがある

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、部品点数が少なくなって構造が単純になるとともに、負圧時の開弁機能に不具合が生じることを防止できるラジエータキャップを提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

前述した目的を達成するため、本発明に係るラジエータキャップの構成上の特徴は、冷却水を収容する容器（１０，１１）の上部に設けられ、側部に外部に連通する通路（１７）が形成され、内周面下部に細径環状部（１８ｂ）が形成された筒状の注水口（１８）に取り付けられるラジエータキャップ（２０）であって、注水口の上部に着脱可能に取り付けられて注水口の上端開口を閉塞するキャップ本体（２１）と、細径環状部とキャップ本体との間に上下移動可能に配置され、中央部に上下に貫通する上部吸引孔（２４ａ）が形成された加圧プレート（２４）と、上部吸引孔を塞いだ状態で加圧プレートの下面に設置され、加圧プレートにおける上部吸引孔の外周側部分に対向して上下に貫通する複数の下部吸引孔（２６ｄ，２９ｄ，３６ｄ）が円周方向に間隔を保って形成され、上部吸引孔を介して所定の圧力を受けることにより下方に撓んで、上部吸引孔と下部吸引孔とを連通させるゴム製のガスケット（２６，２９，３６）と、キャップ本体と加圧プレートとの間に配置され、加圧プレートを介してガスケットを細径環状部に押圧することにより細径環状部の上端開口を閉塞し、容器内の圧力が所定値をこえると収縮して細径環状部とガスケットとの間に隙間を形成させ、細径環状部の上端開口と通路とを連通させる加圧ばね（２５ａ，２５ｂ）とを備え、加圧プレートとガスケットとの間における上部吸引孔の周縁部と外周部との間に空間部（２４ｇ，２８）が形成されていることにある。

本発明に係るラジエータキャップでは、ガスケットを可撓性を有するゴムで構成し、このガスケットを加圧プレートを介して加圧ばねで注水口の細径環状部に押し付けることにより容器を閉塞するようにしている。このため、ガスケットを上方に押し上げようとする容器内の圧力が加圧ばねの押圧力よりも小さいときには、容器は閉塞状態に維持される。そして、容器内の圧力が加圧ばねの押圧力以上になると、容器内の圧力によってガスケットは加圧プレートに押し付けられ、加圧ばねの押圧力に抗して加圧プレートを上昇させる。これによって、容器内の冷却水、水蒸気または空気からなる流体が細径環状部の上端開口とガスケットとの間を通過して通路から外部に放出される。

また、容器内の圧力が外部の圧力よりも低い負圧の場合には、ガスケットは容器の内部側に吸引される。このとき、容器内の負圧による吸引力が、ガスケットを変形させるために必要な力よりも小さいときには、容器は閉塞状態に維持される。そして、容器内の負圧による吸引力が、ガスケットを変形させるために必要な力よりも大きくなると、容器内からの吸引力によってガスケットの中央側部分が下方に撓んで加圧プレートから離れていく。これによって、外部から通路に入った流体が、加圧プレートの上部吸引孔およびガスケットの下部吸引孔を通過して容器内に吸引される。

このように、容器内の圧力に応じて、容器内から流体を外部に放出したり、容器内に外部から流体を吸引したりすることにより、容器内の圧力を一定の範囲に調整することができる。これによって、容器が破損することを防止できる。また、本発明では、ガスケットを加圧プレートに押し付けて上部吸引孔を閉塞させたり、ガスケットの中央側部分を加圧プレートの下面から離して上部吸引孔と下部吸引孔とを連通させたりするために、ばねやそのばねを取り付けるための部材を用いない。このため、ラジエータキャップを構成する部品の点数が少なくなるとともに、ラジエータキャップの構造が単純になる。すなわち、本発明は、負圧弁を省略するとともに、負圧用のばねに代えてゴムからなるガスケットの弾性を利用したものである。

また、本発明に係るラジエータキャップでは、加圧プレートとガスケットとの間における上部吸引孔の周縁部と外周部との間に空間部が形成されている。このため、加圧プレートとガスケットとの接触面積が小さくなって加圧プレートとガスケットとの間に固着が生じ難くなる。これによって、負圧時に開弁機能が不能になることを防止できる。特に、冷却水中に不凍液等の液体が混在している場合等に、加圧プレートとガスケットとの接触面積が大きいと、ガスケットが加圧プレートに固着し易くなるが、加圧プレートとガスケットとの間に互いの接触面積を小さくするための空間部を設けることによって、この固着の発生を防止できる。この場合の空間部は、ガスケットの上面に凹部や凸部を設けることにより形成してもよいし、加圧プレートの下面に凹部を設けることにより形成してもよい。また、ガスケットの上面と加圧プレートの下面との双方に凹部を設けることにより形成してもよい。

また、本発明に係るラジエータキャップは、例えば、リザーブタンクの上部空間が外部に連通した簡易密閉式ラジエータ装置のラジエータや、リザーブタンクが外部に対して密閉された完全密閉式ラジエータ装置のリザーブタンクに取り付けることができる。そして、ラジエータにラジエータキャップを取り付けたときには、リザーブタンクが本発明に係る外部となり、リザーブタンクにラジエータキャップを取り付けたときには、大気中が本発明に係る外部となる。

なお、本発明に係るラジエータキャップは、ラジエータ装置のリザーブタンクに取り付けることがより好ましい。リザーブタンクの場合、冷却水の上方には空気や水蒸気が入っており、ラジエータキャップを通過してリザーブタンクに出入りするのは殆どが空気である。このため、リザーブタンクに設けられるラジエータキャップはより敏感に作動して開閉することが好ましい。本発明に係るラジエータキャップは、ばねに代えてゴムからなるガスケットの弾性を利用して弁を開閉するためより効果的に作動するようになり、リザーブタンクに設けるラジエータキャップとして好適なものである。また、キャップ本体と加圧ばねとの間に配置される加圧ばねは、キャップ本体と加圧プレートとに直接接した状態で配置されていてもよいし、他の部材を介して配置されていてもよいものとする。

本発明に係るラジエータキャップの他の構成上の特徴は、空間部が、ガスケットに少なくとも上面が凹部になった薄肉部（２６ｃ，２９ｃ）を設けることにより形成されていることにある。この場合の薄肉部は、ガスケットの上面に凹部を設けることにより形成してもよいし、ガスケットの上下両面に凹部を設けることにより形成してもよい。本発明によると、加圧プレートとガスケットとの間に空間部を形成することにより加圧プレートとガスケットとの接触面積が小さくなって固着が生じ難くなるとともに、ガスケットに薄肉部を設けることによって、ガスケットの中央部分が負圧時に下方に撓み易くなる。これによって、負圧時に良好な開弁機能を発揮できるようになる。

本発明に係るラジエータキャップの他の構成上の特徴は、空間部（２４ｇ）が、加圧プレートの下面に複数のリブ（２４ｂ，２４ｄ）を間隔を保って設けることにより形成されていることにある。この場合の複数のリブは、径方向に延びるものであってもよいし、円周方向に延びるものであってもよい。また、径方向に延びるリブと、円周方向に延びるリブとの双方を用いてもよい。これによると、加圧プレートの下面に複数のリブで区分けされた複数の空間部が形成されるようになり、加圧プレートとガスケットとに固着が生じ難くなる。

本発明に係るラジエータキャップのさらに他の構成上の特徴は、周面部（２７ａ）と下面支持部（２７ｂ）と上面支持部（２７ｃ）とを備えたリング状部材（２７）で、加圧プレートの外周縁部とガスケットの外周縁部とが組み付けられていることにある。本発明によると、ガスケットが脱落したり位置ずれしたりすることを防止した状態で、ガスケットを加圧プレートに組み付けることができる。

本発明の第１実施形態に係るラジエータキャップが取り付けられたリザーブタンクとラジエータとからなる完全密閉式ラジエータ装置をエンジンに接続した状態を示した概略図である。 ラジエータキャップが注水口に取り付けられた状態を示した断面図である。 リテーナを示した斜視図である。 ガスケットを示した斜視図である。 図４に示したガスケットの断面図である。 ラジエータキャップが注水口に取り付けられた状態の要部を示した断面図である。 加圧時の状態の要部を示した断面図である。 高圧時に開弁した状態の要部を示した断面図である。 負圧時に開弁した状態の要部を示した断面図である。 変形例に係るラジエータキャップに備わったガスケットを示した斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るラジエータキャップに備わったガスケットを示した斜視図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るラジエータキャップ２０が取り付けられたリザーブタンク１０とラジエータ１１とからなる完全密閉式ラジエータ装置を、エンジン１２に接続した状態を示している。ラジエータ１１の下部とエンジン１２の内部に設けられた冷却水路（図示せず）の入口との間は、冷却水配管１３ａで接続されており、冷却水配管１３ａの中間部にウォーターポンプ１４が設けられている。また、エンジン１２の冷却水路の出口とラジエータ１１の上部との間は、エンジン１２を冷却した冷却水をエンジン１２からラジエータ１１に送る冷却水配管１３ｂで接続されている。

このため、ウォーターポンプ１４が作動すると、ラジエータ１１内の冷却水が冷却水配管１３ａを通ってエンジン１２の冷却水路に送られエンジン１２を冷却する。そして、エンジン１２を冷却することによって熱を吸収した冷却水は、冷却水配管１３ｂを通ってラジエータ１１に戻され、ラジエータ１１内を通過する。その間に、冷却水は、ラジエータ１１に設けられた前後に貫通する複数の隙間を通過する風、および、ラジエータ１１に設けられたフィン（図示せず）によって効果的に冷却される。

また、ラジエータ１１の上部は、オーバーフローパイプ１５でリザーブタンク１０の上部に接続されている。リザーブタンク１０内の下部には冷却水が収容され、リザーブタンク１０内の上部は空間になっている。そして、リザーブタンク１０の下部からは、２本の連結パイプ１６ａ，１６ｂが外部に延びており、連結パイプ１６ａの先端は、ウォーターポンプ１４に連結され、連結パイプ１６ｂの先端は、冷却水配管１３ｂに連結されている。また、リザーブタンク１０の上端には、側部に通気口１７（図２参照）が形成された注水口１８が設けられており、この注水口１８にラジエータキャップ２０が着脱自在に取り付けられている。

リザーブタンク１０の注水口１８は、図２に示したように、上部が下部よりも大径になった略円筒状に形成されており、その内周面の上部に、ねじ１８ａが形成されている。また、注水口１８の内周面下部には、注水口１８の大径部分の内周面と間隔を保って上方に突出する細径環状部１８ｂが形成されている。この細径環状部１８ｂの内周面は、下部側から上部側にいくほど直径が大きくなるテーパ面で構成されており、細径環状部１８ｂの上端はねじ１８ａよりも下方に位置している。このため、リザーブタンク１０の内部は、細径環状部１８ｂの内部、注水口１８の上部空間および注水口１８の大径部分の内周面と細径環状部１８ｂの外周面との間を介して通気口１７に連通している。なお、リザーブタンク１０およびラジエータ１１は、それぞれ樹脂材料で構成されている。

この注水口１８に取り付けられるラジエータキャップ２０は、キャップ本体２１と、ガイド部２２と、リテーナ２３と、加圧ばね２５ａ，２５ｂと、ガスケット２６と、リング状部材２７とを備えている。キャップ本体２１は、樹脂を一体成形した部材で構成されており、円板状の天井部２１ａと、天井部２１ａの周縁部から下方に延びる環状の周壁部２１ｂと、周壁部２１ｂの内周面と間隔を保って天井部２１ａの下面から下方に延びる環状の係合部２１ｃとからなっている。係合部２１ｃの外周面には、注水口１８のねじ１８ａに螺合できるねじ２１ｄが形成されており、ラジエータキャップ２０は、このねじ２１ｄをねじ１８ａに螺合させることにより、注水口１８に着脱可能に取り付けられる。このとき、注水口１８の上部は、周壁部２１ｂと係合部２１ｃとの間に位置する。また、係合部２１ｃの内周面下部には、内部側に突出する複数の係合段部２１ｅが円周に沿って一定間隔で形成されている。

ガイド部２２は、樹脂材料で構成されており、天井部２２ａと、外周係合部２２ｂと、ばね支持部２２ｃとで構成されている。天井部２２ａは略円板状に形成されており、その外周縁部に下方に延びる外周係合部２２ｂが形成され、下面の中央部分に下方に延びる筒状のばね支持部２２ｃが形成されている。また、外周係合部２２ｂの下端の所定部分からは、下方に延びたのちに内側に突出し、さらに屈曲して上方に延びる複数の係合片２２ｄが円周方向に間隔を保って形成されており、この係合片２２ｄの内周面における上下方向の中央部に内周側に突出する突部２２ｅが形成されている。

ばね支持部２２ｃは、中央側に位置する筒状部２２ｆと、筒状部２２ｆの外周面と天井部２２ａの下面との間に形成された段部２２ｇとで構成されている。そして、筒状部２２ｆの外周面と段部２２ｇの下面および段部２２ｇの外周面と天井部２２ａの下面とがそれぞれ交差する角部近傍部分で加圧ばね２５ａ，２５ｂの上端部が支持される。このように構成されたガイド部２２は、係合部２１ｃ内に押し込まれて外周係合部２２ｂの下端部を係合段部２１ｅに係合させることにより、キャップ本体２１に組み付けられている。

リテーナ２３は、樹脂材料で構成されており、加圧プレート２４および加圧プレート２４の上部にそれぞれ設けられた被ガイド部２３ａとばね支持部２３ｂとで構成されている。被ガイド部２３ａは、横断面形状が円弧状の４つの板状部分を円周方向に間隔を保って配置することにより略円筒状に形成されており、一部の外面上端には、外側に突出する係合突部２３ｃが形成されている。ばね支持部２３ｂは、ばね支持部２２ｃと直径が同じで、軸方向の長さが少し短い円筒状に形成されており、中央側に位置する筒状部２３ｄと、筒状部２３ｄの外周面下部に形成された段部２３ｅとで構成されている。段部２３ｅは、加圧プレート２４の上面における被ガイド部２３ａの内周側に凹部を設けることにより形成されている。そして、筒状部２３ｄの外周面と段部２３ｅの上面および段部２３ｅの外周面と凹部の底面とがそれぞれ交差する角部近傍部分で加圧ばね２５ａ，２５ｂの下端部が支持される。

加圧プレート２４は、中央に上下に貫通してばね支持部２３ｂの内部空間に連通する上部吸引孔２４ａが形成された円板状に形成されている。そして、図３に示したように、加圧プレート２４の下面における上部吸引孔２４ａの周囲には下方に突出する環状のリブ２４ｂが形成され、そのリブ２４ｂの下面に下方に突出する内周側シール部２４ｃが形成されている。また、リブ２４ｂの外周側には、径方向に延びる８個のリブ２４ｄが円周方向に等間隔で形成されている。

このリブ２４ｄの下面は、内周側から外周側に行くほど高くなって外周側の端部が加圧プレート２４の下面に連なるテーパ状に形成されており、加圧プレート２４の下面における中心と外周部との中間付近まで延びている。この加圧プレート２４の下面と、リブ２４ｂと、リブ２４ｄとで囲まれる複数の空間２４ｇで本発明に係る加圧プレート２４の下面の空間が構成される。また、加圧プレート２４の下面における外周側には下方に突出する外周側シール部２４ｅが円周に沿って形成されている。そして、加圧プレート２４の上面と外周面との間には、傾斜面２４ｆが形成されており、これによって、加圧プレート２４の外周部は、他の部分よりも徐々に外周に向かって薄肉になっている。

このように構成されたリテーナ２３は、被ガイド部２３ａを、係合片２２ｄの内部側に入れて、係合突部２３ｃを突部２２ｅの上方に位置させることにより、被ガイド部２３ａが係合片２２ｄから外れることを防止した状態でガイド部２２に組み付けられている。このため、リテーナ２３は、被ガイド部２３ａの上端部が、天井部２２ａに当接する上昇位置と、係合突部２３ｃが突部２２ｅに当接する下降位置との間で、ガイド部２２に対して昇降できる。

そして、互いに組み付けられたガイド部２２とリテーナ２３とにおけるばね支持部２２ｃとばね支持部２３ｂとの間に、金属製のコイルばねからなる加圧ばね２５ａ，２５ｂが取り付けられている。この加圧ばね２５ａ，２５ｂによって、リテーナ２３は、ガイド部２２に対して下方に付勢されている。また、加圧ばね２５ａ，２５ｂを設けたことによって、前述したリテーナ２３の上昇位置は、加圧ばね２５ａ，２５ｂが最少長さまで収縮した位置で規制されるようになる。

ガスケット２６は、ゴムからなる円板体で構成されており、加圧プレート２４の下面に設置されている。このガスケット２６は、図４および図５に示したように、中央部分２６ａと外周部分２６ｂとの間に、中央部分２６ａや外周部分２６ｂよりも薄肉になった薄肉部２６ｃを円周に沿って形成して構成されており、その薄肉部２６ｃに、上下に貫通する４つの円形の下部吸引孔２６ｄが円周方向に等間隔を保って形成されている。

このガスケット２６は、中央部分２６ａを内周側シール部２４ｃに対向させて上部吸引孔２４ａを閉塞し、薄肉部２６ｃをリブ２４ｄに対向させ、外周部分２６ｂに外周側シール部２４ｅを圧接させた状態で、加圧プレート２４の下面に設置され、加圧ばね２５ａ，２５ｂの付勢力によって、注水口１８の細径環状部１８ｂの上端部に押し付けられている。また、ガスケット２６における薄肉部２６ｃの上方と、前述した加圧プレート２４の下面との間には空間部２８が形成されており、この空間部２８で本発明に係る空間部が構成される。

リング状部材２７は、ガスケット２６が加圧プレート２４から外れることを防止するための部材であり、金属で構成されている。このリング状部材２７は、加圧プレート２４の傾斜面２４ｆを除いた外周部とガスケット２６の合計の厚みよりも少し長い上下方向の長さを備えたリング状の周面部２７ａと、周面部２７ａの下端から内部側に向かって突出するフランジ状の下面支持部２７ｂとを備えている。そして、周面部２７ａの上端には、上方内周側に突出する複数の上面支持部２７ｃが周方向に間隔を保って形成されている。このリング状部材２７は、加圧プレート２４とガスケット２６との外周側に下方から押し上げて組み付け、下面支持部２７ｂをガスケット２６の下面に係合させたのちに、上面支持部２７ｃを折り曲げて加圧プレート２４の傾斜面２４ｆに係合させることにより、加圧プレート２４とガスケット２６とに組み付けられている。また、このリング状部材２７は、樹脂材料で構成してもよい。

なお、キャップ本体２１、ガイド部２２およびリテーナ２３を構成する樹脂材料としては、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂などを用いることができる。特に、加圧プレート２４を含むリテーナ２３については、耐久性を要することからポリフェニレンサルファイド樹脂で構成することが好ましい。また、ガスケット２６を構成するゴムとしては、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）やＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）を用いることが好しいが、フッ素ゴム、シリコンゴム、水素アクリロニトル・ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴムなどのゴムやエラストマ樹脂などを用いることもできる。

この構成において、エンジン１２の作動により、エンジン１２の温度が上昇して、サーモスタット（図示せず）が作動すると、ウォーターポンプ１４が作動する。その後、ラジエータ１１の圧力が所定値を超えると、ラジエータ１１内の冷却水が、リザーブタンク１０内に送られ、さらに、リザーブタンク１０の圧力が所定値を超えると、リザーブタンク１０内の空気や水蒸気がラジエータキャップ２０から大気中に放出される。また、ラジエータ１１とリザーブタンク１０との圧力が所定の負圧になると、大気中の空気がラジエータキャップ２０からリザーブタンク１０の内部に吸引される。

このときのラジエータキャップ２０作動状態を、図６ないし図９を用いて説明する。なお、図６ないし図９は、ラジエータキャップ２０の要部を簡略化して示したものであり、図２に示したラジエータキャップ２０とは多少異なっている部分もある。まず、図６に示した状態から、リザーブタンク１０内の圧力が上昇したときには、ガスケット２６はリザーブタンク１０内の圧力によって加圧プレート２４に押し付けられ、ガスケット２６の上面における中央部分２６ａは内周側シール部２４ｃに圧接し、外周部分２６ｂは外周側シール部２４ｅに圧接する。これによって、リザーブタンク１０は、図７に示した密閉状態に維持される。そして、リザーブタンク１０内の圧力がさらに上昇して、例えば、１０８ｋＰａに達すると、リザーブタンク１０内の圧力が加圧ばね２５ａ，２５ｂの付勢力に抗してガスケット２６をリテーナ２３とともに上昇させる。

これによって、図８に示したように、細径環状部１８ｂの上端部とガスケット２６との間に隙間が生じて、リザーブタンク１０内の膨張した空気や水蒸気が、矢印ａで示したように、細径環状部１８ｂの内部空間から、細径環状部１８ｂの上端とガスケット２６との間を通過していく。そして、その空気や水蒸気は、通気口１７を通過して外部に放出される。これにより、リザーブタンク１０内の圧力が異常に高くなってリザーブタンク１０が破損することが防止される。この場合、ガスケット２６が、内周側シール部２４ｃと外周側シール部２４ｅとに圧接されることによって、加圧プレート２４とガスケット２６との間から水蒸気が漏れ出ることがなくなる。

また、エンジン１２の停止などにより、ラジエータ１１内の温度が低下し、そのためラジエータ１１やリザーブタンク１０内の圧力が負圧になると、その負圧によってガスケット２６はリザーブタンク１０の内部側に吸引される。このとき、負圧による吸引力が小さいと、ガスケット２６の中央部分２６ａは内周側シール部２４ｃに接した状態を維持し、ガスケット２６の外周部分２６ｂは細径環状部１８ｂの上端部に圧接して、リザーブタンク１０は密閉状態に維持される。そして、リザーブタンク１０内の圧力がさらに低下して、例えば、５ｋＰａに達すると、リザーブタンク１０内の負圧がガスケット２６の弾性力に抗してガスケット２６の中央部分２６ａを下方に向かって撓ませる。

これによって、図９に示したように、内周側シール部２４ｃから中央部分２６ａが離れて、加圧プレート２４の上部吸引孔２４ａとガスケット２６の下部吸引孔２６ｄとが連通する。そして、外部から通気口１７を介して吸い込まれる空気が、矢印ｂで示したように、リザーブタンク１０内に送られる。これによって、リザーブタンク１０内の圧力が異常に低くなってリザーブタンク１０が破損することが防止される。この場合、ガスケット２６の中央部分２６ａと外周部分２６ｂとの間には薄肉部２６ｃが形成されているため、ガスケット２６の中央部分２６ａは、リザーブタンク１０内の圧力の変化に敏感に反応して撓むようになる。

以上のように、本実施形態に係るラジエータキャップ２０では、ガスケット２６を加圧プレート２４に押し付けて上部吸引孔２４ａを閉塞したり、ガスケット２６の中央部分２６ａを加圧プレート２４の下面から離して上部吸引孔２４ａと下部吸引孔２６ｄとを連通させたりするために、負圧用の弁やばねおよびそれらを取り付けるための部材を用いない。このため、ラジエータキャップ２０を構成する部品の点数が少なくなるとともに、ラジエータキャップ２０の構造が単純になる。

また、本実施形態に係るラジエータキャップ２０では、加圧プレート２４の下面に複数の空間２４ｇを形成するとともに、ガスケット２６に薄肉部２６ｃを形成して、加圧プレート２４とガスケット２６との間に空間部２８を形成している。これによって、加圧プレート２４とガスケット２６との接触面積が小さくなって加圧プレート２４とガスケット２６との間に固着が生じ難くなり、負圧時に開弁機能が不能になることを防止できる。また、負圧時に、ガスケット２６の中央部分２６ａが下方に撓み易くなり、良好な開弁機能を発揮できるようになるとともに、これによってもさらに加圧プレート２４とガスケット２６との間に固着が生じ難くなる。

また、ラジエータキャップ２０では、加圧プレート２４の下面に内周側シール部２４ｃと外周側シール部２４ｅとを設けて、空気や水蒸気を外部に放出する際に、これらに、ガスケット２６が圧接するようにしている。このため、ガスケット２６と加圧プレート２４との間から空気や水蒸気が流れ出ることがなくなり、ガスケット２６に一定の圧力がかかったときに、細径環状部１８ｂの上端部とガスケット２６との間に隙間が生じて水蒸気が外部に放出されるようになる。また、本実施形態に係るラジエータキャップ２０では、加圧プレート２４とガスケット２６との外周縁部をリング状部材２７で組み付けている。このため、ガスケット２６が加圧プレート２４から脱落したり位置ずれしたりすることを防止できる。

また、前述したラジエータキャップ２０の変形例として、図１０に示したガスケット２９を用いることができる。このガスケット２９では、薄肉部２９ｃを平面状でなく、断面形状における内周側が下方に突出し、外周側が上方に突出するダイヤフラム形状に形成している。これによると、薄肉部２９ｃを延ばしてテーパ状に傾斜させたときの幅が長くなる。このため、外周部分２９ｂを加圧プレート２４の下面外周側部分に対して固定した状態で、中央部分２９ａを下方に付勢する力が加わると、薄肉部２９ｃが容易に変形して中央部分２６ａは下方に移動するようになる。

この結果、負圧時の開弁機能がさらに良好になるとともに、ガスケット２９が加圧プレート２４に固着することがより確実に防止されるようになる。また、薄肉部２９ｃをダイヤフラム形状に形成することにより、ガスケット２９が膨潤した場合に、薄肉部２９ｃがガスケット２９の変形を吸収できるようになる。この結果、中央部分２９ａと外周部分２９ｂとの平面度を保つことができ、ガスケット２９の膨潤によりシール性が劣化することを防止できる。なお、このガスケット２９においても下部吸引孔２９ｄは薄肉部２９ｃに形成されている。

（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態に係るラジエータキャップに備わったガスケット３６を示している。このガスケット３６は、全体が均一な厚みになった円板状に形成されており、薄肉部は形成されていない。そして、ガスケット３６の中心部と外周部との略中間部分に、円弧状の長穴からなる６つの下部吸引孔３６ｄが円周に沿って等間隔で形成されている。このガスケット３６を備えたラジエータキャップのそれ以外の部分の構成は、前述したラジエータキャップ２０と同一であり、ラジエータキャップ２０と同様の使用方法で用いられる。

本実施形態によると、ガスケット３６の製造が容易になるとともに、ガスケット３６の強度が増すようになる。本実施形態においては、ガスケット３６に薄肉部は設けられていないが、ガスケット３６の上方には、加圧プレート２４の下面、リブ２４ｂおよびリブ２４ｄで囲まれる複数の空間２４ｇが設けられているため、ガスケット３６が加圧プレート２４に固着することを防止しながら、負圧時の開弁機能も良好な状態に維持できる。このガスケット３６を備えたラジエータキャップのそれ以外の作用効果は、前述したラジエータキャップ２０の作用効果と同様である。また、ガスケット３６の変形例として、下部吸引孔を複数の円形の穴で構成することもできる。

本発明に係るラジエータキャップは、前述した実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、ラジエータキャップ２０等を完全密閉式ラジエータ装置のリザーブタンク１０に取り付けているが、これに代えて簡易密閉式ラジエータ装置のラジエータにラジエータキャップ２０を取り付けてもよい。これによると、水蒸気や空気に換えて、主として冷却水がラジエータとリザーブタンクとの間を行き来するようになるが、この場合も、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、前述した第１実施形態では、加圧プレート２４の下面にリブ２４ｂおよび複数のリブ２４ｄを形成することによって複数の空間２４ｇを設けているが、このリブ２４ｂおよびリブ２４ｄを省略して、加圧プレート２４の下面を空間２４ｇのない平面状に形成してもよい。この場合、ガスケット２６の薄肉部２６ｃの上方に空間部が形成されるため、この空間部によって、加圧プレート２４とガスケット２６とが固着することが防止される。さらに、前述した実施形態等では、ラジエータキャップ２０に含まれるキャップ本体２１、ガイド部２２およびリテーナ２３などの各部材を樹脂材料としているが、これらは、金属で構成してもよい。また、本発明に係るラジエータキャップのそれ以外の部分の構成についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。

１０…リザーブタンク、１１…ラジエータ、１７…通気口、１８…注水口、１８ｂ…細径環状部、２０…ラジエータキャップ、２１…キャップ本体、２４…加圧プレート、２４ａ…上部吸引孔、２４ｂ，２４ｄ…リブ、２４ｇ…空間、２５ａ，２５ｂ…加圧ばね、２６，２９，３６…ガスケット、２６ｃ，２９ｃ…薄肉部、２６ｄ，２９ｄ，３６ｄ…下部吸引孔、２７…リング状部材、２７ａ…周面部、２７ｂ…下面支持部、２７ｃ…上面支持部、２８…空間部。

Claims (4)

1. 冷却水を収容する容器の上部に設けられ、側部に外部に連通する通路が形成され、内周面下部に細径環状部が形成された筒状の注水口に取り付けられるラジエータキャップであって、
   前記注水口の上部に着脱可能に取り付けられて前記注水口の上端開口を閉塞するキャップ本体と、
   前記細径環状部と前記キャップ本体との間に上下移動可能に配置され、中央部に上下に貫通する上部吸引孔が形成された加圧プレートと、
   前記上部吸引孔を塞いだ状態で前記加圧プレートの下面に設置され、前記加圧プレートにおける前記上部吸引孔の外周側部分に対向して上下に貫通する複数の下部吸引孔が円周方向に間隔を保って形成され、前記上部吸引孔を介して所定の圧力を受けることにより下方に撓んで、前記上部吸引孔と前記下部吸引孔とを連通させるゴム製のガスケットと、
   前記キャップ本体と前記加圧プレートとの間に配置され、前記加圧プレートを介して前記ガスケットを前記細径環状部に押圧することにより前記細径環状部の上端開口を閉塞し、前記容器内の圧力が所定値をこえると収縮して前記細径環状部と前記ガスケットとの間に隙間を形成させ、前記細径環状部の上端開口と前記通路とを連通させる加圧ばねとを備え、
   前記加圧プレートと前記ガスケットとの間における前記上部吸引孔の周縁部と外周部との間に空間部が形成されていることを特徴とするラジエータキャップ。
2. 前記空間部が、前記ガスケットに少なくとも上面が凹部になった薄肉部を設けることにより形成されている請求項１に記載のラジエータキャップ。
3. 前記空間部が、前記加圧プレートの下面に複数のリブを間隔を保って設けることにより形成されている請求項１または２に記載のラジエータキャップ。
4. 周面部と下面支持部と上面支持部とを備えたリング状部材で、前記加圧プレートの外周縁部と前記ガスケットの外周縁部とが組み付けられている請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載のラジエータキャップ。

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