JP2019052574A

JP2019052574A - キャップ

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Publication number: JP2019052574A
Application number: JP2017176728A
Authority: JP
Inventors: 良暢建島; Yoshinobu Tateshima; 知宏曽根; Tomohiro Sone
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-04-04
Anticipated expiration: 2037-09-14
Also published as: CN111094716A; WO2019054439A1; CN111094716B; JP6763840B2

Abstract

【課題】気液を分離して液体の放出を防止することが可能なキャップを提供する。【解決手段】キャップ３９は、開口４６からタンク３５内に進入して、タンク３５内の空間から隔てられる副室４７を区画し、空間に副室４７を接続する接続孔５５を副室４７の底板５４に有する筒体４８と、筒体４８に連結されて、筒体４８の上端との間に間隙を有しつつ副室４７の上端を覆って筒体４８の上端よりも外側に位置する下縁を有するドーム形の天井壁６３とを備え、筒体４８の側壁４８ａには、底板５４の外周の近傍に戻し孔５７が形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、液体を収容するタンクのキャップ口に装着されるキャップに関する。

ラジエーターの冷却水の高温化による空気の体積膨張を吸収し、車両走行時の振動による液面の変動に対して外部への高温冷却水の放出を防ぐためにリザーバータンクにはエア抜き構造を有するキャップが設けられる。特許文献１は従来のエア抜き構造を開示する。エア抜き構造はリザーバータンクのキャップ口に装着されるキャップを備える。キャップは、キャップ口の開口を塞いてキャップ内にタンク内の空間から隔てられる副室を区画するパッキンを備える。パッキンには、タンク内の空間に形成された副室とタンク内の空間とを接続する接続孔が区画される。

特開２０１３−１７０５１０号公報

従来のキャップに設けられたエア抜き構造では、キャップは、副室を区画するパッキンに向き合う位置に、外気に通じるパイプの開口を臨ませる。そのパイプは、キャップ口の軸線に沿って延びて、キャップの天井壁を貫通する垂直管と、天井壁の上方で垂直管の上端から径方向に延びる水平管とからなるため、副室内で跳ね上がった冷却水は簡単にパッキンに対向する開口から垂直管内に進入してしまうという不都合がある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、気液を分離して液体の放出を防止することが可能なキャップを提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、開口からタンク内に進入して、タンク内の空間から隔てられる副室を区画し、前記空間に前記副室を接続する接続孔を前記副室の底板に有する筒体と、前記筒体に連結されて、前記筒体の上端との間に間隙を有しつつ前記副室の上端を覆って前記筒体の上端よりも外側に位置する下縁を有するドーム形の天井壁とを備え、前記筒体の側壁には、前記底板の外周の近傍に戻し孔が形成されるキャップは提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、キャップは、前記筒体の上端から連続して、上方にいくにつれて外側に広がる漏斗形状の傾斜壁と、前記天井壁の外周から前記傾斜壁に向き合いながら外側に広がる対向面に形成されて、前記対向面から下向きに延びて前記傾斜壁に下端で向き合う筒壁とを備える。

第３側面によれば、第２側面の構成に加えて、前記筒壁は、内筒壁と、前記内筒壁の外側に配置される外筒壁とを含む。

第４側面によれば、第１〜第３側面のいずれかの構成に加えて、キャップは、前記天井壁の外周よりも外側で、前記外周よりも上方に位置して、前記副室内の空間から連続する空間を区画する突出部を備え、前記突出部の上端に外気連通孔が設けられる。

第５側面によれば、第１〜第４側面のいずれかの構成に加えて、前記筒体は下方にいくにつれて縮小する断面を有する。

第６側面によれば、第１側面の構成に加えて、キャップは、前記タンクで前記開口を区画するキャップ口を囲んで、前記キャップ口の外周に形成される雄ねじ溝に結合される雌ねじ溝を有し、前記筒体に一体化されるキャップ筒と、前記キャップ筒に樹脂性の可撓ヒンジで連結されて、前記天井壁を一体に有し、前記キャップ筒に嵌め合わせられて前記筒体に対して前記天井壁を位置づけるカバー部材とを備える。

第７側面によれば、第６側面の構成に加えて、キャップは、前記筒体の上端から連続して、上方にいくにつれて外側に広がる漏斗形状の傾斜壁と、前記天井壁の外周から前記傾斜壁に向き合いながら外側に広がる対向面に形成されて、前記対向面から下向きに延びて前記傾斜壁に下端で向き合う筒壁とを備える。

第１側面によれば、タンク内の気体は筒体の接続孔や戻し孔から副室内に進入する。副室内の気体は筒体と天井壁との間を通り抜けて副室外に放出される。その一方で、タンク内の液体は跳ね上がっても副室の底板で跳ね返される。接続孔から副室に進入する液体はドーム形の天井壁で跳ね返されて副室内に留まる。副室内の液体は重力の作用で接続孔や戻し孔からタンク内の空間に戻る。こうして液体の漏れを回避しつつ確実に気液分離は実現される。

第２側面によれば、天井壁に付着する液体は重力の作用で筒壁を伝って傾斜壁に落下する。液体は傾斜壁から筒体の内壁を伝って接続孔や戻し孔からタンク内の空間に戻る。こうして気液分離は促進される。

第３側面によれば、内筒壁および外筒壁は副室内で跳ね上がる液体に対してラビリンス機能を果たす。内筒壁や外筒壁に付着する液体は重力の作用で傾斜壁に落下する。液体は傾斜壁を伝って副室内に導かれる。こうして液体の漏れは確実に防止されることができる。

第４側面によれば、外気連通孔は天井壁の外周からさらに遠ざかることから、気液分離の機能はさらに高められることができる。しかも、外気連通孔の大きさや個数に応じて様々なタンクの仕様に合わせられることができ、キャップの汎用性は高められることができる。

第５側面によれば、キャップ口の軸線方向に対して筒体の側壁は傾斜するので、タンク内から跳ね上がる液体との接触面積が増加し、気液分離の機能は向上する。

第６側面によれば、キャップ筒にカバー部材が嵌め合わせられると、筒体に対して天井壁は配置される。キャップは構成される。キャップ筒とカバー部材とは樹脂性の可撓ヒンジ（リビングヒンジ）で一体化されるので、キャップ筒、筒体およびカバー部材は１部品として取り扱われることができ、キャップ筒とカバー部材とが分離される場合に比べて、組み立て作業は効率化されることができる。その一方で、筒体と天井壁とが間隙で分離されても、筒体と天井壁とはそれぞれ個別に上型および下型に挟まれるので、キャップは確実に樹脂材から射出成型されることができる。

第７側面によれば、天井壁に付着する液体は重力の作用で筒壁を伝って傾斜壁に落下する。液体は傾斜壁から筒体の内壁を伝って接続孔や戻し孔からタンク内の空間に戻る。こうして気液分離は促進される。傾斜壁はキャップ筒および筒体に一体に射出成型されることができ、筒壁はカバー部材に一体に射出成型されることから、組み立て作業は効率化されることができる。

一具体例に係る自動二輪車の全体像を概略的に示す側面図である。リザーブタンクの拡大側面図である。キャップの拡大垂直断面図である。キャップの拡大平面図である。嵌め合わせ以前の結合部材およびカバー部材を概略的に示す拡大斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

図１は一実施形態に係る鞍乗り型車両すなわち自動二輪車の全体像を概略的に示す。自動二輪車１１は、車両の骨格を構成する車体フレーム１２を備える。車体フレーム１２は、ヘッドパイプ１３と、該ヘッドパイプ１３から後ろ下がりに延びる左右１対のメインフレーム１４と、メインフレーム１４の後端に結合されるピボットフレーム１５と、メインフレーム１４の下方でヘッドパイプ１３から下方に延びて、中間域で水平方向に湾曲し、後端でピボットフレーム１５に連結される左右１対のダウンフレーム１６と、個々のメインフレーム１４から後上がりに延びる左右１対のシートフレーム１７と、ダウンフレーム１６の後端から連続してシートフレーム１７の下方で後上がりに延びて、後端でシートフレーム１７に結合されるリアフレーム１８とを有する。燃料タンクの後方でシートフレーム１７上には乗員シート１９が搭載される。

ヘッドパイプ１３には操向自在にフロントフォーク２１が支持される。フロントフォーク２１には車軸２２回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク２１の上端には操向ハンドル２３が連結される。

車両の後方で車体フレーム１２にはピボット２４回りで上下に揺動自在にスイングアーム２５が連結される。スイングアーム２５の後端に車軸２６回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間で車体フレーム１２には内燃機関ユニット２７が搭載される。内燃機関ユニット２７は、ダウンフレーム１６に支持されて、後輪ＷＲに伝達される駆動力を生成する内燃機関２８を備える。

内燃機関ユニット２７は、内燃機関２８に接続されて、冷却水に基づき内燃機関２８の熱エネルギーを外気に放出する水冷装置３１を備える。水冷装置３１は、冷却水および外気の間で熱エネルギーを交換する熱交換器を形成するラジエーター３２と、ラジエーター３２に各気筒周りの水路を接続する配管３３と、内燃機関２８の後方でメインフレーム１４の後端同士を結ぶクロスメンバーに支持されるリザーブタンク３５と、ラジエーター３２のフィラーキャップ３６にリザーブタンク３５を接続するチューブ３７と、リザーブタンク３５のキャップ口３８に装着されるキャップ３９とを備える。冷却水は、各気筒周りの水路で内燃機関２８から熱を奪い、ラジエーター３２で外気に熱を放出する。冷却水は、内燃機関２８とラジエーター３２との間を循環して内燃機関２８を冷却する。

図２に示されるように、リザーブタンク３５は、リザーブ用の冷却水を貯水するタンク本体４１と、タンク本体４１の底板に沿って開口し、チューブ３７に接続される流通管４２と、タンク本体４１の天井壁から立ち上がって、開口を区画するキャップ口３８を上端に形成する注水管４３とを備える。注水管４３の開口からタンク本体４１内に冷却水は補充されることができる。リザーブタンク３５は例えば樹脂材からブロー成型される。

キャップ３９は、注水管４３に結合される結合部材４４と、結合部材４４に上方から嵌め合わせられるカバー部材４５とを備える。図３に示されるように、結合部材４４は、キャップ口３８の開口４６からリザーブタンク３５内に進入して、リザーブタンク３５内の空間から隔てられる副室４７を区画する筒体４８と、筒体４８の上端から連続して、上方にいくにつれて外側に広がる漏斗形状の傾斜壁４９と、傾斜壁４９の外周から連続してキャップ口３８を囲んで、キャップ口３８の外周に形成される雄ねじ溝５１に結合される雌ねじ溝５２を有するキャップ筒５３とを備える。こうしてキャップ筒５３は筒体４８に一体化される。

筒体４８は副室４７の底板５４を有する。底板５４には、リザーブタンク３５内の空間に副室４７を接続する接続孔５５が区画される。筒体４８は下方にいくにつれてすぼまる側壁４８ａを有する。キャップ口３８の軸線５６に直交する断面は下方にいくにつれて縮小する。筒体４８の側壁４８ａには、底板５４の外周の近傍位置で、筒体４８の外周面に開口する戻し孔５７ａと、底板５４の外周縁に開口する戻し孔５７ｂとが連続して断面Ｌ字形に上下方向に開口する戻し孔５７が複数箇所に形成される。

筒体４８とキャップ筒５３との間で傾斜壁４９にはキャップ口３８の上端に向き合う水平面５８が区画される。水平面５８とキャップ口３８の上端との間にはパッキン５９が挟まれる。パッキン５９はキャップ筒５３の内側に嵌め込まれる。傾斜壁４９の外周にはキャップ筒５３の軸線（ここでは、キャップ口５６の軸線に一致）に同軸の円筒面６１が区画される。円筒面６１の下端には径方向内側に窪む環状溝６２が区画される。

カバー部材４５は、筒体４８の上端との間に間隙を有しつつ副室４７の上端を覆って筒体４８の上端よりも外側に位置する下縁を有するドーム形の天井壁６３と、天井壁６３の下縁から外側に向かって広がって、天井壁６３の外周から傾斜壁４９に向き合いながら外側に広がる対向面６４ａを区画する上板６４と、上板６４の外周から下方に連続して、傾斜壁４９の外周を囲む嵌め合い筒６５と、上板６４の対向面６４ａに形成されて、対向面６４ａから下向きに延びて傾斜壁４９に下端で向き合う筒壁６６とを備える。筒壁６６は、内筒壁６６ａと、内筒壁６６ａの外側に内筒壁に同軸に配置される外筒壁６６ｂとを含む。嵌め合い筒６５の内面には、傾斜壁４９の外周に接触する内向きの円筒面６７と、円筒面６７の下端に形成されて、環状溝６２に進入する環状突起６８とが区画される。このようにカバー部材４５は天井壁６３を一体に有する。

上板６４には、天井壁６３の外周よりも外側で、キャップ筒５３の軸線回りの周方向に部分的に突出部６９が区画される。突出部６９は、外周よりも上方に位置して、副室４７内の空間から連続する空間を区画する。突出部６９の上端には外気連通孔７１が設けられる。外気連通孔７１は突出部６９の内部空間と外部空間とを接続する。図４に示されるように、外気連通孔７１の大きさや個数は適宜に設定されることができる。

図５に示されるように、カバー部材４５はキャップ筒５３に樹脂性の可撓ヒンジ（リビングヒンジ）７２で連結される。すなわち、結合部材４４およびカバー部材４５は樹脂材から一体成型される。環状突起６８はカバー部材４５の弾性変形に応じて径方向に拡張し、傾斜壁４９の外周に沿って下降する。環状突起６８が環状溝６２に進入すると、カバー部材４５がキャップ筒５３に嵌め合わせられる。こうしてカバー部材４５は筒体４８に対して天井壁６３を位置づける。

次に本実施形態に係るキャップの作用を説明する。本実施形態に係るキャップ３９では、リザーブタンク３５内の気体は筒体４８の接続孔５５や戻し孔５７から副室４７内に進入する。副室４７内の気体は筒体４８と天井壁６３との間を通り抜けて副室４７外に放出される。その一方で、リザーブタンク３５内の液体は跳ね上がっても副室４７の底板５４で跳ね返される。接続孔５５から副室４７に進入する液体はドーム形の天井壁６３で跳ね返されて副室４７内に留まる。副室４７内の液体は重力の作用で接続孔５５や戻し孔５７からリザーブタンク３５内の空間に戻る。こうして液体の漏れを回避しつつ確実に気液分離は実現される。

本実施形態に係るキャップ３９は、筒体４８の上端から連続して、上方にいくにつれて外側に広がる漏斗形状の傾斜壁４９と、天井壁６３の外周から傾斜壁４９に向き合いながら外側に広がる対向面６４ａに形成されて、対向面６４ａから下向きに延びて傾斜壁４９に下端で向き合う筒壁６６とを備える。天井壁６３に付着する液体は重力の作用で筒壁６６を伝って傾斜壁４９に落下する。液体は傾斜壁４９から筒体４８の内壁を伝って接続孔５５や戻し孔５７からリザーブタンク３５内の空間に戻る。こうして気液分離は促進される。

筒壁６６は、内筒壁６６ａと、内筒壁６６ａの外側に配置される外筒壁６６ｂとを含む。内筒壁６６ａおよび外筒壁６６ｂは副室４７内で跳ね上がる液体に対してラビリンス機能を果たす。内筒壁６６ａや外筒壁６６ｂに付着する液体は重力の作用で傾斜壁４９に落下する。液体は傾斜壁４９を伝って副室４７内に導かれる。こうして液体の漏れは確実に防止されることができる。

カバー部材４５は、天井壁６３の外周よりも外側で、天井壁６３の外周よりも上方に位置して、副室４７内の空間から連続する空間を区画する突出部６９を備える。突出部６９の上端に外気連通孔７１が設けられる。外気連通孔７１は天井壁６３の外周からさらに遠ざかることから、気液分離の機能はさらに高められる。しかも、外気連通孔７１の大きさや個数に応じて様々なリザーブタンク３５の仕様に合わせられることができ、キャップ３９の汎用性は高められることができる。

筒体４８の側壁４８ａは下方にいくにつれてすぼまり、筒体４８の断面は下方にいくにつれて縮小する。キャップ口３８の軸線方向に対して筒体４８の側壁４８ａは傾斜するので、リザーブタンク３５内から跳ね上がる液体との接触面積が増加し、気液分離の機能は向上する。さらに、戻し孔５７は、その筒体４８の下部で底板５４の外周近傍で側壁４８ａに開口するので、落下する液体を側壁４８ａに沿って円滑に戻し孔５７に導きことができ、気液分離の液体回収機能も向上する。

前述のように、筒体４８に一体化されるキャップ筒５３を含む結合部材４４に、カバー部材４５は樹脂性の可撓ヒンジ７２で連結される。キャップ筒５３にカバー部材４５が嵌め合わせられると、筒体４８に対して天井壁６３は配置される。キャップ３９は構成される。キャップ筒５３とカバー部材４５とは樹脂性の可撓ヒンジ（リビングヒンジ）で一体化されるので、キャップ筒５３、筒体４８およびカバー部材４５は１部品として取り扱われることができ、キャップ筒５３とカバー部材４５とが分離される場合に比べて、組み立て作業は効率化される。その一方で、筒体４８と天井壁６３とが間隙で分離されても、筒体４８と天井壁６３とはそれぞれ個別に上型および下型に挟まれるので、キャップ３９は確実に樹脂材から射出成型されることができる。傾斜壁４９はキャップ筒５３および筒体４８に一体に射出成型され、筒壁６６はカバー部材４５に一体に射出成型されることから、組み立て作業は効率化されることができる。

なお、本実施形態では自動二輪車のラジエーターのリザーブタンクの例を示したものの、それに限られず、車両用や動力機器用電機機器、家電、日用品等の液体収容タンクであれば本実施形態に係るキャップを適用することができる。

３５…タンク（リザーブタンク）、３８…キャップ口、３９…キャップ、４５…カバー部材、４６…（キャップ口の）開口、４７…副室、４８…筒体、４８ａ…側壁、４９…傾斜壁、５１…雄ねじ溝、５２…雌ねじ溝、５３…キャップ筒、５４…底板、５５…接続孔、５７…戻し孔、６３…天井壁、６４ａ…対向面、６６…筒壁、６６ａ…内筒壁、６６ｂ…外筒壁、６９…突出部、７１…外気連通孔、７２…可撓ヒンジ（リビングヒンジ）。

Claims

開口（４６）からタンク（３５）内に進入して、タンク（３５）内の空間から隔てられる副室（４７）を区画し、前記空間に前記副室（４７）を接続する接続孔（５５）を前記副室（４７）の底板（５４）に有する筒体（４８）と、
前記筒体（４８）に連結されて、前記筒体（４８）の上端との間に間隙を有しつつ前記副室（４７）の上端を覆って前記筒体（４８）の上端よりも外側に位置する下縁を有するドーム形の天井壁（６３）とを備え、
前記筒体（４８）の側壁（４８ａ）には、前記底板（５４）の外周の近傍に戻し孔（５７）が形成される
ことを特徴とするキャップ。
請求項１に記載のキャップにおいて、
前記筒体（４８）の上端から連続して、上方にいくにつれて外側に広がる漏斗形状の傾斜壁（４９）と、
前記天井壁（６３）の外周から前記傾斜壁（４９）に向き合いながら外側に広がる対向面（６４ａ）に形成されて、前記対向面（６４ａ）から下向きに延びて前記傾斜壁（４９）に下端で向き合う筒壁（６６）と
を備えることを特徴とするキャップ。
請求項２に記載のキャップにおいて、前記筒壁（６６）は、内筒壁（６６ａ）と、前記内筒壁（６６ａ）の外側に配置される外筒壁（６６ｂ）とを含むことを特徴とするキャップ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャップにおいて、前記天井壁（６３）の外周よりも外側で、前記外周よりも上方に位置して、前記副室（４７）内の空間から連続する空間を区画する突出部（６９）を備え、前記突出部（６９）の上端に外気連通孔（７１）が設けられることを特徴とするキャップ。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャップにおいて、前記筒体（４８）は下方にいくにつれて縮小する断面を有することを特徴とするキャップ。
請求項１に記載のキャップにおいて、
前記タンク（３５）で前記開口（４６）を区画するキャップ口（３８）を囲んで、前記キャップ口（３８）の外周に形成される雄ねじ溝（５１）に結合される雌ねじ溝（５２）を有し、前記筒体（４８）に一体化されるキャップ筒（５３）と、
前記キャップ筒（５３）に樹脂性の可撓ヒンジ（７２）で連結されて、前記天井壁（６３）を一体に有し、前記キャップ筒（５３）に嵌め合わせられて前記筒体（４８）に対して前記天井壁（６３）を位置づけるカバー部材（４５）と、
を備えることを特徴とするキャップ。
請求項６に記載のキャップにおいて、
前記筒体（４８）の上端から連続して、上方にいくにつれて外側に広がる漏斗形状の傾斜壁（４９）と、
前記天井壁（６３）の外周から前記傾斜壁（４９）に向き合いながら外側に広がる対向面（６４ａ）に形成されて、前記対向面（６４ａ）から下向きに延びて前記傾斜壁（４９）に下端で向き合う筒壁（６６）と
を備えることを特徴とするキャップ。