JP2015059482A - 車両用タンク - Google Patents

Abstract

【課題】供給経路内に気泡が存在する場合であっても、内部に貯留されている液体を供給対象に対して適切に供給することができる車両用タンクを提供する。
【解決手段】冷却水供給装置は、内部に冷却水が貯留されるリザーブタンク２０と、同リザーブタンク２０とラジエータ３０とを接続するホース４０と、を備えている。そして、リザーブタンク２０の底壁から下方に突出するポート２２は、同ポート２２の中心軸線１００を挟んだ一方側と他方側とで形状の異なる非対称に構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、供給対象に供給する液体が貯留される車両用タンクに関する。

この種の車両用タンクを備える装置の一例として、車両用タンクの一例であるリザーブタンク内の冷却水を供給対象であるラジエータ内に供給する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。こうした従来装置において、リザーブタンク内の冷却水をラジエータに供給するための供給経路は、その一端がリザーブタンクの底壁から下方に突出する円筒形状のポートに接続され、その他端がラジエータに接続されている。そして、リザーブタンク内の冷却水は、ポートを通じて供給経路内に流出し、同供給経路内を自重によって流下してラジエータに供給されるようになっている。

特開２００７−２３０５１９号公報

ところで、ラジエータ内に冷却水を供給する場合、ラジエータ内の空気が冷却水と置き換わるように供給経路内に流出される。すると、供給経路内では、こうした空気に基づいた気泡が、浮力によって供給経路内を上方、すなわちリザーブタンクのポートに向けて上昇する。

リザーブタンクのポート内の通路断面積は、供給経路の通路断面積よりも狭い。そのため、供給経路内の気泡は、ポートと供給経路との接続部分に溜まりやすい。このように接続部分に滞留している気泡が比較的大きいと、気泡に作用している浮力と冷却水の自重とが釣り合い、ポート内からの供給経路内への冷却水の流出が気泡によって阻害され、ラジエータ内に冷却水を供給することができなくなるおそれがある。

本発明の目的は、供給経路内に気泡が存在する場合であっても、内部に貯留されている液体を供給対象に対して適切に供給することができる車両用タンクを提供することにある。

上記課題を解決するための車両用タンクは、内部に液体が貯留されるとともに、下方に突出するポートを有し、同ポートに、供給対象に接続されている供給経路の一端が接続されてなるものを前提としており、ポートは、同ポートの中心軸線を挟んだ一方側と他方側とで形状の異なる非対称に構成されている。

上記構成では、車両用タンク内の液体は、ポートから供給通路内に流出され、同供給通路を通じて供給対象に供給される。このとき、供給通路とポートとの接続部分の近傍に滞留する気泡は、同ポートの中心軸線を挟んだ一方側に偏るようになる。すると、ポート内では、中心軸を挟んだ他方側に液体が偏るようになる。その結果、液体の自重と気泡に作用する浮力のバランスを崩すことができ、液体が、気泡を避けるように流下するようになる。これにより、上記の接続部分近傍に滞留している気泡に阻害されることなく、車両用タンク内の液体を、ポートを通じて供給経路内に流出させることができる。したがって、供給経路内に気泡が存在する場合であっても、車両用タンク内の液体を供給対象に対して適切に供給することができるようになる。

また、上記課題を解決するための車両用タンクは、内部に液体が貯留されるとともに、下方に突出するポートを有し、同ポートに、供給対象に接続されている供給経路の一端が接続されてなるものを前提としており、ポートの内壁には、液体が流下する溝が設けられている。

上記構成によれば、ポートの内壁に設けられている溝内には、ポートと供給経路との接続部分に滞留する気泡が入り込みにくい。すなわち、同接続部分に滞留する気泡が比較的大きくても、車両用タンク内から流下する液体の経路を確保することができる。その結果、ポート内では、液体が外側に集まる一方で、気泡が内側に集まるようになる。その結果、液体の自重と気泡に作用する浮力のバランスを崩すことができ、液体が、気泡を避けるように流下するようになる。これにより、上記の接続部分近傍に滞留している気泡に阻害されることなく、車両用タンク内の液体を、ポートを通じて供給経路内に流出させることができる。したがって、供給経路内に気泡が存在する場合であっても、車両用タンク内の液体を供給対象に対して適切に供給することができるようになる。

車両用タンクの第１の実施形態であるリザーブタンクを備える冷却水供給装置を示す模式図。 第１の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。 第１の実施形態のリザーブタンクから冷却水が流下する様子を示す作用図。 第２の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。 （ａ）は図４に示す第１の切断位置でポートを切断した場合の断面形状を示す図、（ｂ）は図４に示す第２の切断位置でポートを切断した場合の断面形状を示す図。 第３の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。 第３の実施形態のリザーブタンクにおいて、ポートの拡大部分を中心軸線と直交する平面に沿って切断した場合の断面の一部を示す図。 第３の実施形態のリザーブタンクから冷却水が流下する様子を示す作用図。 第４の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。 第４の実施形態のリザーブタンクのポートを下方から見た様子を示す平面図。 第５の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。 第６の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。 別の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。 他の別の実施形態のリザーブタンクのポートの概略形状を示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、車両用タンクを具体化した第１の実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１には、本実施形態の車両用タンクの一例であるリザーブタンク２０を備える冷却水供給装置１０が図示されている。図１に示すように、冷却水供給装置１０は、リザーブタンク２０に加え、供給対象の一例であるラジエータ３０と、一端がリザーブタンク２０に接続されるとともに他端がラジエータ３０に接続される供給経路の一例であるホース４０とを備えている。

リザーブタンク２０には、ラジエータキャップ２１が着脱可能に設けられている。こうしたリザーブタンク２０内には、液体の一例である冷却水が貯留されている。また、リザーブタンク２０の底壁には下方に突出する筒状のポート２２が設けられており、このポート２２にホース４０が接続されている。そして、リザーブタンク２０内の冷却水は、ポート２２を通じてホース４０内に流入するようになっている。

ホース４０は、リザーブタンク２０のポート２２との接続部分から鉛直方向下側に延びる延伸部分４１を有している。こうしたホース４０は、ラジエータ３０の接続ポート３１に接続される。この接続ポート３１は、リザーブタンク２０のポート２２よりも鉛直方向下側に配置されている。そして、ホース４０内を流れる冷却水は、接続ポート３１を通じてラジエータ３０内に供給されるようになっている。

次に、図２を参照して、リザーブタンク２０のポート２２の形状について説明する。
図２に示すように、ポート２２は、円筒体の下端を斜めに切断した形状となっており、ポート２２の下部２２１では、ポート２２の中心軸線１００よりも図中左側の部位が同中心軸線１００よりも図中右側の部位よりも上側に位置している。すなわち、ポート２２は、ポート２２の中心軸線１００を挟んだ一方側と他方側とで形状の異なる非対称となるように構成されている。

次に、図３を参照して、冷却水供給装置１０の作用について説明する。
ラジエータ３０への冷却水の供給に伴ってラジエータ３０内からホース４０内に流出された気体（空気）は、気泡となってホース４０の延伸部分４１内を浮力によって上昇する。そして、こうした気泡は、ホース４０とリザーブタンク２０のポート２２との接続部分に達する。

このとき、図３に示すように、気泡は、ポート２２の下部２２１において上方に位置する部分（図３では左側部分）に偏るようになる。そのため、ポート２２内においては、冷却水が、図中右側を流れようとする。その結果、リザーブタンク２０内からポート２２内に流入した冷却水に作用する自重と気泡に作用する浮力とのバランスが崩れる。その結果、リザーブタンク２０内の冷却水は、ポート２２内における図中右側を流下してホース４０内に流出され、同ホース４０を通じてラジエータ３０内に供給される。

以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ポート２２は、その中心軸線１００を挟んだ一方側と他方側とで形状の異なる非対称に構成されているため、ポート２２内を流下する冷却水に作用する自重と、ホース４０とポート２２との接続部分に滞留する気泡に作用する浮力とのバランスを崩すことができる。その結果、同接続部分に気泡が滞留する場合であっても、リザーブタンク２０内の冷却水を、ポート２２を通じてホース４０内に流出させることができる。したがって、ホース４０内に気泡が存在する場合であっても、リザーブタンク２０内の冷却水をラジエータ３０内に適切に供給することができる。

（第２の実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、冷却水供給装置１０の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態においては、リザーブタンク２０のポートの形状が第１の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

図４に示すように、リザーブタンク２０のポート２２Ａは円筒形状をなしている。こうしたポート２２Ａ内には、鉛直方向上側に位置する小径部分２５と、鉛直方向下側に位置し、内径が小径部分２５よりも大きい大径部分２６とが設けられている。また、ポート２２Ａ内において小径部分２５と大径部分２６との間には、小径部分２５と大径部分２６とを接続する拡大部分２７が設けられている。この拡大部分２７の通路断面積は、鉛直方向下側に向かうに連れて広くなる。

図４及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、ポート２２Ａを中心軸線１００を含む平面で切断した場合、切断した周方向位置によって、拡大部分２７の断面の曲率半径Ｒが異なっている。図５（ａ）は、図４に二点鎖線で示す第１の切断位置Ｘ１で拡大部分２７を切断した場合における断面を示し、図５（ｂ）は、図４に二点鎖線で示す第２の切断位置Ｘ２で拡大部分２７を切断した場合における断面を示している。

また、拡大部分２７と小径部分２５との接続部位２８Ａにおいて図４における右端に位置する第１の位置Ａ１を含むように切断した場合の拡大部分２７の断面の曲率半径Ｒは「０（零）」であり、図４における左端に位置する第２の位置Ａ２を含むように切断した場合の拡大部分２７の断面の曲率半径Ｒは所定曲率半径Ｒｍａｘ（＞０（零））である。そして、こうした拡大部分２７の断面の曲率半径Ｒは、中心軸線１００を中心とする周方向に沿って第１の位置Ａ１から第２の位置Ａ２に近づくに連れて次第に大きくなる。

そのため、第１の切断位置Ｘ１で拡大部分２７を切断した場合における断面の曲率半径Ｒは、「０（零）」よりも大きく、且つ第２の切断位置Ｘ２で拡大部分２７を切断した場合における断面の曲率半径よりも小さい第１の曲率半径Ｒ１となる。また、第２の切断位置Ｘ２で拡大部分２７を切断した場合における断面の曲率半径Ｒは、所定曲率半径Ｒｍａｘよりも小さく、且つ第１の曲率半径Ｒ１よりも大きい第２の曲率半径Ｒ２となる。

すなわち、ポート２２Ａは、中心軸線１００を挟んだ一方側と他方側とで形状の異なる非対称となるように構成されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。

リザーブタンク２０のポート２２Ａとホース４０との接続部分の近傍に滞留する気泡は、拡大部分２７の断面の曲率半径Ｒの小さい部分（図４では右側部分）に偏るようになる。そのため、ポート２２Ａ内においては、冷却水が、図４における左側を流れようとする。その結果、リザーブタンク２０内からポート２２Ａ内に流入した冷却水に作用する自重と気泡に作用する浮力とのバランスを崩すことができる。これにより、リザーブタンク２０内の冷却水は、ポート２２Ａ内の図４における左側を流下してホース４０内に流出され、同ホース４０を通じてラジエータ３０内に供給される。

したがって、本実施形態によれば、上記（１）と同等の効果を得ることができる。
（第３の実施形態）
次に、図６〜図８を参照して、冷却水供給装置１０の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態においては、リザーブタンク２０のポートの内部形状が第２の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第２の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第２の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

図６及び図７に示すように、ポート２２Ａ１の拡大部分２７において接続部位２８Ａの第１の位置Ａ１と同一周方向位置を含む一部には、凹部２９が設けられている。この凹部２９の周方向における両端は、所定角度α（例えば９０°）の位相差を有する。こうした凹部２９を中心軸線１００と直交する平面で切断した場合の断面の曲率半径Ｒｂは、大径部分２６を中心軸線１００と直交する平面で切断した場合の断面の曲率半径Ｒａと同等となっている。そして、凹部２９内は大径部分２６と連続している。

次に、図８を参照して、本実施形態の作用について説明する。
リザーブタンク２０のポート２２Ａ１とホース４０との接続部分の近傍に滞留する気泡は、拡大部分２７の断面の曲率半径Ｒの小さい部分（図８では右側部分）に偏るようになる。このとき、図８に示すように、同気泡が凹部２９に引っ掛かり、ポート２２Ａ内では、冷却水が図８における左側をより流れやすくなる。その結果、リザーブタンク２０内の冷却水は、ポート２２Ａ１内の図８における左側を流下してホース４０内に流出され、同ホース４０を通じてラジエータ３０内に供給される。

以上、上記構成及び作用によれば、上記（１）と同等の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
（２）上記の接続部分に滞留する気泡が凹部２９に引っ掛かるため、ポート２２Ａ１内では、中心軸線１００を挟んだ凹部２９の反対側を冷却水が流下しやすくなる。そのため、ホース４０内に気泡が存在する場合であっても、ラジエータ３０内への冷却水を効率的に供給することができる。

（第４の実施形態）
次に、図９及び図１０を参照して、冷却水供給装置１０の第４の実施形態について説明する。なお、第４の実施形態においては、リザーブタンク２０のポートの形状が第１〜第３の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１〜第３の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１〜第３の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

図９及び図１０に示すように、リザーブタンク２０のポート２２Ｂは円筒形状をなしている。こうしたポート２２Ｂ内には、鉛直方向上側に位置する小径部分２５と、鉛直方向下側に位置し、内径が小径部分２５よりも大きい大径部分２６とが設けられている。また、ポート２２Ａ内において小径部分２５と大径部分２６との間には、小径部分２５と大径部分２６とを接続する拡大部分２７が設けられている。この拡大部分２７の通路断面積は、鉛直方向下側に向かうに連れて広くなる。

小径部分２５と拡大部分２７との接続部位２８Ｂにおいて図９及び図１０における右端を第１の位置Ｂ１とするとともに左端を第２の位置Ｂ２としたとき、第１の位置Ｂ１が第２の位置Ｂ２よりも下側に位置している。すなわち、拡大部分２７の図９における上下方向における長さは、第１の位置Ｂ１を含む周方向位置で最も短く、第２の位置Ｂ２を含む周方向位置で最も長くなっている。

なお、拡大部分２７の周面の中心軸線１００を中心とする曲率半径は、小径部分２５の周面の曲率半径よりも大きい。すなわち、こうした小径部分２５と拡大部分２７との接続部位２８Ｂには、段差が設けられている。そして、この段差が、周方向に沿って第１の位置Ｂ１から第２の位置Ｂ２に向かうに連れて次第に上方に位置するようになっている。すなわち、ポート２２Ｂは、中心軸線１００を挟んだ一方側と他方側とで形状の異なる非対称に構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
リザーブタンク２０のポート２２Ｂとホース４０との接続部分に滞留する気泡は、小径部分２５と拡大部分２７との接続部位２８Ｂにおいて、中心軸線１００よりも図９における左側に偏るようになる。そのため、ポート２２内においては、冷却水が、図９における右側を流れようとする。すなわち、リザーブタンク２０内からポート２２内に流入した冷却水に作用する自重と気泡に作用する浮力とのバランスを崩すことができる。その結果、リザーブタンク２０内の冷却水は、ポート２２内の図９における右側を流下してホース４０内に流出され、同ホース４０を通じてラジエータ３０内に供給される。

したがって、本実施形態によれば、上記（１）と同等の効果を得ることができる。
（第５の実施形態）
次に、図１１を参照して、冷却水供給装置１０の第５の実施形態について説明する。なお、第５の実施形態においては、リザーブタンク２０のポートの形状が第４の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第４の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１〜第３の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

図１１に示すように、ポート２２Ｃ内の小径部分２５には、図中上下方向である鉛直方向に延びる複数の溝５０が設けられている。これら各溝５０は、中心軸線１００を中心とする周方向に沿って配置されており、上端から下端に向かうに連れて次第に深くなるように形成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
リザーブタンク２０のポート２２Ｃとホース４０との接続部分に滞留する気泡は、小径部分２５と拡大部分２７との接続部位２８Ｂにおいて、中心軸線１００よりも図１１における左側に偏るようになる。そのため、ポート２２Ｃ内においては、冷却水が、図１１における右側を流れようとする。

また、ポート２２Ｃの小径部分２５の全方位に形成された溝５０内には上記の気泡が入り込みにくい。そのため、リザーブタンク２０内の冷却水は、ポート２２Ｃ内の図９における左側だけではなく、各溝５０内を流下するようになる。そして、溝５０内を流下した冷却水は、ポート２２Ｃからホース４０内に流出され、同ホース４０を通じてラジエータ３０内に供給される。

以上、上記構成及び作用によれば、上記（１）と同等の効果に加え、以下に示す効果を得ることができる。
（３）気泡が入り込みにくい溝５０をポート２２Ｃの内周面に設けることにより、同溝５０を通じて冷却水が流下するようになる。したがって、ラジエータ３０内に冷却水をより効率的に供給することができる。

（第６の実施形態）
次に、図１２を参照して、冷却水供給装置１０の第６の実施形態について説明する。なお、第６の実施形態においては、リザーブタンク２０のポートの形状が第１〜第５の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第１〜第５の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第１〜第５の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。

図１２に示すように、リザーブタンク２０のポート２２Ｄは円筒形状をなしている。こうしたポート２２Ｄ内の鉛直方向上部は小径部分２５であり、ポート２２Ｄ内の鉛直方向下部は、内径が小径部分よりも大きい大径部分２６となっている。そして、ポート２２Ｄ内において小径部分２５と大径部分２６との間には、鉛直方向において下側に向かうに連れて次第に拡径される拡径部分２７Ａが設けられている。そして、ポート２２Ｄの周壁には、鉛直方向に延びる複数の溝５０Ｄが全方位に設けられている。これら各溝５０Ｄは、中心軸線１００を中心とする周方向に沿って全方位に配置されている。

こうした溝５０Ｄ内には、浮力によって上昇する気泡が入り込みにくい。そのため、溝５０Ｄ内では、リザーブタンク２０からポート２２Ｃ内に流入した冷却水が下方に常に流れることとなる。その結果、ポート２２Ｃ内では、冷却水が外側に集まる一方で、気泡が内側に集まるようになる。その結果、冷却水の自重と気泡に作用する浮力のバランスを崩すことができ、冷却水が、気泡を避けるように流下するようになる。よって、リザーブタンク２０のポート２２Ｄとホース４０との接続部分の近傍に気泡が滞留する場合であっても、リザーブタンク２０内の冷却水が、ホース４０を通じてラジエータ３０内に供給される。

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（４）ポート２２Ｃの内周壁に冷却水が流下する溝５０Ｄを設けることにより、ポート２２Ｃ内では、冷却水が外側に集まる一方で、気泡が内側に集まるようになる。その結果、冷却水の自重と気泡に作用する浮力のバランスを崩すことができ、冷却水が、気泡を避けるように流下するようになる。これにより、上記の接続部分近傍に滞留している気泡に阻害されることなく、リザーブタンク２０内の冷却水を、ポート２２Ｃを通じてホース４０内に流出させることができる。したがって、ホース４０内に気泡が存在する場合であっても、リザーブタンク２０内の冷却水をラジエータ３０内に適切に供給することができる。

なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第６の実施形態では、図１３に示すように、ポート２２Ｄの内周面には全方位ではなく周方向における一部にのみ溝５０Ｄを設けるようにしてもよい。

・また、リザーブタンク２０は、冷却水が自重によって流下する溝がポートの内周面に設けられた構成であれば、鉛直方向に延びる溝以外の他の形状の溝が内周面に設けられたポートを備えたものであってもよい。例えば、図１４に示すように、リザーブタンク２０は、中心軸線１００を中心として螺旋状をなす溝５０Ｅが内周面に設けられたポート２２Ｅを備えたものであってもよい。この場合、螺旋状の溝５０Ｅには、ポート２２Ｅとホース４０との接続部分の近傍に滞留する気泡が入り込みにくい。そのため、溝５０Ｅ内では、リザーブタンク２０からポート２２Ｃ内に流入した冷却水が下方に常に流れることとなる。そして、溝５０Ｅ内を流下した冷却水は、ポート２２Ｅからホース４０内に流出され、同ホース４０を通じてラジエータ３０内に供給される。したがって、上記の接続部分の近傍に気泡が滞留する場合であっても、リザーブタンク２０内の冷却水をラジエータ３０内に供給することができる。

・車両の液体供給装置は、車両用タンク内の液体を供給対象に供給する装置であれば、上記の冷却水供給装置１０以外の他の装置に具体化してもよい。この場合、車両用タンク内に貯留する液体は、供給対象が必要とする液体であれば冷却水以外の他の液体（例えば、オイル）などであってもよい。

２０…車両用タンクの一例であるリザーブタンク、２２，２２Ａ〜２２Ｅ，２２Ａ１…ポート、３０…供給対象の一例であるラジエータ、４０…供給通路としてのホース、５０，５０Ｅ，５０Ｄ…溝、１００…中心軸線。

Claims (2)

1. 内部に液体が貯留されるとともに、下方に突出するポートを有し、
   同ポートに、供給対象に接続されている供給経路の一端が接続されてなる車両用タンクにおいて、
   前記ポートは、同ポートの中心軸線を挟んだ一方側と他方側とで形状の異なる非対称に構成されている
   ことを特徴とする車両用タンク。
2. 内部に液体が貯留されるとともに、下方に突出するポートを有し、
   同ポートに、供給対象に接続されている供給経路の一端が接続されてなる車両用タンクにおいて、
   前記ポートの内壁には、液体が流下する溝が設けられている
   ことを特徴とする車両用タンク。