JP2020133541A - 自動車用ラジエータの弁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 プッレッシャバルブを有する自動車用ラジエータの弁構造において、その上側タンク２の上面２ａからの高さを可能な限り低くして、熱交換器全体をコンパクトにすること。【解決手段】 上側タンク２の上面２ａと環状フランジ部２ｄとの間で、上面２ａより下方位置に弁体収納部２ｃを形成し、その弁体収納部２ｃに弁体５を収納すると共に、弁体収納部２ｃからその上面２ａ又は側面２ｂに逃がしパイプ６を突設する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用ラジエータの弁構造に関する。

自動車用ラジエータの上側タンクには、図５に示す如く、その上面２ａにフィラーネック１１が突設され、そのフィラーネック１１に給水キャップ１０及び弁体５が取付けられている。
この弁体５は、上側タンク２の内圧が上昇したとき、その圧力および膨張水をサージタンクに逃がすための正圧弁と、内部圧力が低下したとき、冷却水をサージタンクから戻す負圧弁とを有する。

特開２０１２−２３３４５２号公報 実開平４−１１７１４６号公報

従来、図５に示す如く、弁体５を有する給水キャップ１０を採用すると、上タンク２の上面から突出するフィラーネック１１の高さＨを弁体５の高さの分、高くする必要があり、熱交換器の省スペース化の妨げとなっている。
即ち、自動車のボンネット内にラジエータを収納したとき、弁体５の高さ分、ラジエータから突出するフィラーネック１１の上端が高くなるため、そのフィラーネック１１の高さＨの分を考慮して、ラジエータ全体の高さを低く設計するか、ボンネット高さを高くせざるを得ない欠点があった。
そこで、本発明は係る問題点を解決することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、ラジエータのコア１の上下に上側タンク２と下側タンクとが接続され、その上側タンク２に取付けられて、冷却水の出入を制御する自動車用ラジエータの弁構造において、
上側タンク２は、上面２ａとその周縁を取り囲む側面２ｂとで細長い箱状に形成され、前記コア１側にヘッダプレート取付け用の環状フランジ部２ｄが形成され、その上面２ａと前記環状フランジ部２ｄとの間で、前記上面２ａより下方位置の内部に弁体収納部２ｃが形成され、その弁体収納部２ｃから前記上面２ａまたは側面２ｂの外側にサージタンクへの逃がしパイプ６が突設され、
その弁体収納部２ｃに、正圧弁５ａおよび負圧弁５ｂからなる弁体５が収納された自動車用ラジエータの弁構造。

請求項２に記載の本発明は、前記上側タンク２の前記上面２ａまたは側面２ｂに、開口２ｅが形成され、その開口２ｅに整合する蓋材７の内側に前記正圧弁５ａおよび負圧弁５ｂよりなる弁体５取付けられ、その蓋材７と前記開口２ｅとの間が接合された請求項１に記載の自動車用ラジエータの弁構造である。

請求項１に記載の発明は、上側タンク２の上面２ａと前記環状フランジ部２ｄとの間の内部に弁体収納部２ｃが形成され、その弁体収納部２ｃから前記上面２ａまたは側面２ｂの外側に逃がしパイプ６が突設され、
その弁体収納部２ｃに、正圧弁５ａおよび負圧弁５ｂよりなる弁体５が収納され、逃がしパイプ６が側面２ｂまたは上面２ａから外側に突出されたものである。
そのため、弁体５は上側タンク２の上面２ａより下方の上側タンク２の内側の弁体収納部２ｃに収納され、それが邪魔になることない。本発明のフィラーネック１１には給水の機能のみあればよいので、弁体５を収納しなくてよいため、フィラーネック１１の高さを従来技術のフィラーネックの高さよりも、低く形成することができる。すなわち、上側タンク２の上端を低くすることができるので、上側タンク２をコンパクトに形成できる。
これは、従来の給水キャップの給水の機能と、弁の機能とを分離したことにより、達成できたものである。

請求項２に記載の発明は、上側タンク２の上面２ａまたは側面２ｂに、開口２ｅが形成され、その開口２ｅに整合する蓋材７の内側に弁体５が取付けられ、その蓋材７と前記開口２ｅとの間が接合されるものである。そのため、上側タンク２の弁体収納部２ｃ内に弁体５を容易に収納できる。

本発明の自動車用ラジエータの弁構造の第１実施例を示す要部の一部切断斜視図。 同構造の縦断面図（Ａ）及び横断面図（Ｂ）であって、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図。 本発明の第２実施例の縦断面図（Ａ）、同平面図（Ｂ）、同側面図（Ｃ）。 本発明の第３実施例の縦断面図（Ａ）、同平面図（Ｂ）、同側面図（Ｃ）。 従来型自動車用ラジエータの弁構造の縦断面図（Ａ）、同平面図（Ｂ）、同側面図（Ｃ）。

次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。
本発明の実施例はいずれも、フィラーネックを有するラジエータのような熱交換器に適用されるものであり、給水機能を担う部分と弁機能を担う部分とを、上側タンク２に分離して配置したものである。

図１，図２は本発明の第１実施例であり、図１はその一部断面の要部斜視図、図２は同実施例の縦断面図（Ａ）及び横断面図（Ｂ）である。
この例は、図２に示す如く、並列された多数の偏平チューブ１ａとそれらの間に配置されるコルゲートフィン１ｂとからなるコア１の上下に、皿状のヘッダプレート１４を介して上側タンク２及び下側タンク（省略）が配置されている。上下のタンクは、例として、樹脂により形成することができる。
上側タンク２は、上面２ａとその外周に形成された側面２ｂとにより細長い箱状に形成され、側面２ｂの端部に環状フランジ部２ｄが形成されている。そして、コア１の各偏平チューブ１ａの両端が挿通される皿状のヘッダプレート１４の周縁に環状溝が形成され、その環状溝にパッキン１５を介して、環状フランジ部２ｄが取りつけられ、その環状フランジ部２ｄの周縁がヘッダプレート１４に形成された爪をカシメることにより固定されている。
環状フランジ部２ｄ（タンクの側面２ｂの端部）およびヘッダプレート１４は、設計上、必要なければ設ける必要がない。

上側タンク２の上面２ａには、給水キャップ８のみを取付けるための比較的高さの低いフィラーネック１１が一体に突設され、それにＯリング１３を介して給水キャップ８が着脱自在に螺着されている。そして、上側タンク２のフィラーネック１１の位置から離れた位置であり、上面２ａと上側タンク２の側面２ｂの端部（環状フランジ部２ｄ）との間で、該上面２ａより下方位置の内部には弁体収納部２ｃが形成され、その弁体収納部２ｃに弁体５が収納される。
弁体５は、筒状の弁本体５ｃの内部に比較的大きなコイル状のスプリング１２を介して正圧弁５ａが収納され、その正圧弁５ａの中心に比較的小さなコイル状のスプリング１２を介して負圧弁５ｂが配置されているものである。
この例では、弁体収納部２ｃは、側面２ｂに設けられた開口２ｅと、その開口２ｅから上側タンク２の内部側に向けて凹陥して形成される壁部と、その壁部の端部に設けられる内フランジ状のストッパ部２ｆとから形成されている。弁体収納部２ｃの内部は、上側タンク２の内部と連通している。弁体５は、上側タンク２の環状のストッパ部２ｆで位置決めされた状態で、弁体収納部２ｃに介装され、側面２ｂの開口２ｅに蓋材７の外周が接合されることで、弁体５が弁体収納部２ｃに収納される。
この例では、蓋材７の外周が側面２ｂの開口２ｅに、超音波溶着により接合されている。図２（Ｂ）に示す如く、側面２ｂの外周と蓋材７の外面を略面一に形成することができる。

そして、上側タンク２の上面２ａには弁体収納部２ｃと連通する逃がしパイプ６が垂直に立ち上がっている。この逃がしパイプ６は、上側タンク２の内部の加圧蒸気及び冷却水を図示しないサージタンクにゴムホースを介して移動させるものである。そのため、比較的小径のパイプで形成されている。
即ち、ラジエータの稼働中、上側タンク２内の圧力が所定以上になると、正圧弁５ａがスプリング１２に抗して蓋材７側に移動し、上側タンク２内の蒸気及び冷却水を逃がしパイプ６から図示しないサージタンクに移動させる。
また、エンジンの停止時において、上側タンク２内が冷却し内部が負圧になると、負圧弁５ｂがストッパ部２ｆ側に移動し、サージタンク内の冷却水が逃がしパイプ６から上側タンク２内に戻されるものである。

この実施形態は、逃がしパイプ６が上面２ａの上面に垂直に立ち上がり形成されている。それにより、上側タンク２内の蒸気及び冷却水が弁体収納部２ｃに滞ることなくサージタンクに円滑に導かれる。
また、上側タンク２内が負圧になると、サージタンク内の冷却水が上側タンク２内に戻されるものである。

次に、図３は本発明の第２実施例であり、この例が前記第１実施例と異なる点は、逃がしパイプ６の突出方向である。
この実施例では、逃がしパイプ６が上側タンク２の側面２ｂの上端で、上側タンク２の長手方向に平行な水平方向に突出されている。そして、他の構成は前記第１実施例と同一である。

次に、図４は本発明の第３実施例であり、この例は上側タンク２の上面２ａに開口２ｅが形成され、そこに蓋材７の外周が嵌着して開口２ｅと蓋材７とが溶着されたものである。
この例では、逃がしパイプ６が側面２ｂの上端部において上側タンク２の幅方向に突設されている。

第１〜第３実施例において、何れの実施例にも共通する点は、上側タンク２のフィラーネック１１の位置から離れた位置にあり、上側タンク２の上面２ａよりも下方位置に、弁体収納部２ｃが上側タンク２の内部側に向けて凹陥するように形成され、その弁体収納部２ｃ内に弁体５が配置されている点、及びその弁体収納部２ｃに連通する逃がしパイプ６が設けられている点である。つまり、フィラーネック１１には給水キャップ１０が取付けられ、給水機能のみ担うことになり、弁体収納部２ｃに弁体５取付けられ、弁機能がフィラーネックから分離されている。
それにより、図５の従来のフィラーネックの高さと比べ、弁体５の高さ分、フィラーネックの高さを低くすることができ、また、弁機能を分離することは、図５のフィラーネック１１から弁体５及び逃がしパイプ６を除くことができるため、フィラーネック１１の構造が単純化し、上側タンク２の製造が容易になる。そして、弁体５が上側タンク２の上面２ａよりも上方に突出することがなく、上側タンク２をコンパクトに形成することができる。そして、上側タンク２がコンパクト化することで、ラジエータのコアの高さを変更せずに、ラジエータ全体をコンパクト化することができ、その収納スペースを小さくすることができる。それにより、ボンネット高さを高くしなくても、ラジエータを無理なく車体に搭載することができる。

１ コア
１ａ 偏平チューブ
１ｂ コルゲートフィン
２ 上側タンク
２ａ 上面
２ｂ 側面
２ｃ 弁体収納部
２ｄ 環状フランジ部
２ｅ 開口
２ｆ ストッパ部
５ 弁体
５ａ 正圧弁
５ｂ 負圧弁
５ｃ 弁本体

６ 逃がしパイプ
７ 蓋材
８ 給水キャップ
９ 給水口
１０ 給水キャップ
１１ フィラーネック
１２ スプリング
１３ Ｏリング
１４ ヘッダプレート
１５ パッキン
Ｈ 上面高さ

Claims (2)

1. ラジエータのコア（１）の上下に上側タンク（２）と下側タンクとが接続され、その上側タンク（２）に取付けられて、冷却水の出入を制御する自動車用ラジエータの弁構造において、
   上側タンク（２）は、上面（２ａ）とその周縁を取り囲む側面（２ｂ）とで細長い箱状に形成され、前記コア（１）側にヘッダプレート取付け用の環状フランジ部（２ｄ）が形成され、その上面（２ａ）と前記環状フランジ部（２ｄ）との間で、前記上面（２ａ）より下方位置の内部に弁体収納部（２ｃ）が形成され、その弁体収納部（２ｃ）から前記上面（２ａ）または側面（２ｂ）の外側に連通するサージタンクへの逃がしパイプ（６）が突設され、
   その弁体収納部（２ｃ）に、正圧弁（５ａ）および負圧弁（５ｂ）からなる弁体（５）が収納された自動車用ラジエータの弁構造。
2. 前記上側タンク（２）の前記上面（２ａ）または側面（２ｂ）に、開口（２ｅ）が形成され、その開口（２ｅ）に整合する蓋材（７）の内側に前記正圧弁（５ａ）および負圧弁（５ｂ）よりなる弁体（５）取付けられ、その蓋材（７）と前記開口（２ｅ）との間が接合された請求項１に記載の自動車用ラジエータの弁構造。

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