JP6746319B2 - 締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、締結構造に関する。

ディーゼルエンジンやガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略称する）を冷やすために、ラジエータが設けられ、ラジエータとエンジンとの間に冷却水が循環される。冷却水は、不凍液やロングライフクーラント（ＬＬＣ）とも呼ばれる。

ラジエータは、冷却水が流れる多数のチューブおよび放熱用フィンを有するラジエータコアと、ラジエータコアの上部に配置されるアッパータンクと、ラジエータコアの下部に配置されるロアータンクとを備える。
軽量化やコスト低減の観点から、アッパータンクとロアータンクとが樹脂材料により形成される。

樹脂製容器としてのアッパータンクの天井部にはブリーザーパイプが立設される。アッパータンクとブリーザーパイプとが一体的に形成される。ブリーザーパイプにはブリーザータンクなどが接続される。冷却水はエンジンからアッパータンクに送り込まれる。冷却水には空気が含まれる。冷却水中の空気は、ブリーザーパイプからブリーザータンクなどに送られる。その為、ブリーザーパイプはブリーザータンクなどの位置に合せ適正な向きにする必要がある。従来の樹脂製容器の様に、ブリーザーパイプが一体に形成されていると、ブリーザーパイプの向きをブリーザータンクなどの位置に合せて、自由に変更できない。

そこで、ブリーザーパイプの材料を樹脂から金属に変更し、ブリーザーパイプの向きを自由に変更することが考えられるが、金属製部品としてのブリーザーパイプを、樹脂製容器としてのアッパータンクに締結することが提案される。

特開２００１−２７０３３７号公報

上記の提案に係る技術の一例を図１に示す。
図１に示すように、樹脂製容器としてのアッパータンク３内に嵌合凹部３ａが設けられる。嵌合凹部３ａに金属製のインサートナット５が埋め込まれる。インサートナット５に雌ねじ部５ａが設けられる。金属製部品としてのブリーザーパイプ４の一端部に雄ねじ部４ａが設けられる。雌ねじ部５ａに雄ねじ部４ａを螺合させることにより、ブリーザーパイプ４がアッパータンク３に締結される。

また、例えば、特許文献１には、容器である燃料タンク内に筒状部が設けられ、筒状部の周壁に雌ねじ部が設けられる。筒状部の開口のフランジ（周縁）にはシール部材が設けられる。開口を塞ぐように蓋板が設けられる。押さえリングの周囲には、筒状部の雌ねじ部に螺合する雄ねじが設けられる。雌ねじ部に雄ねじ部を螺合させることにより、蓋板の周縁部を開口のフランジ側に押し付けて、蓋板の周縁部と開口のフランジとの間にシール部材を挟み込み、シール性を得る技術が開示されている。

近年、シール性を向上させることが可能な締結構造が要望される。

本発明の目的は、シール性を向上させることが可能な締結構造を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係る締結構造は、
液体としての内容物を収容する樹脂製容器に金属製部品を締結するための締結構造において、
前記樹脂製容器は、当該樹脂製容器の外部に突出され、前記樹脂製容器の内部と前記外部とに連通する筒状部と、当該筒状部の先端部から前記筒状部の軸と直交する両方向にそれぞれ離間して設けられた先端部を有する第１のフランジと、を備え、
前記金属製部品は、中空部を有するパイプ状部と、当該パイプ状部から前記パイプ状部の中心軸と直交する両方向にそれぞれ離間して設けられた先端部を有する第２のフランジと、を備え、
前記筒状部と前記パイプ状部とが位置合わせされた状態で、前記第１のフランジの先端部に前記第２のフランジの先端部が締結された。

本発明によれば、樹脂製容器の第１のフランジの先端部に金属製部品の第２のフランジの先端部が締結される。位置合わせされた筒状部およびパイプ状部の両側位置でフランジ同士が締結されることにより、シール性を向上させることができる。

提案に係る技術の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るアッパータンクを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るアッパータンクを示す背面図である。 本発明の実施の形態に係るアッパータンクを示す部分拡大斜視図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図２は本発明の実施の形態に係るアッパータンクを示す斜視図である。図３は本発明の実施の形態に係るアッパータンクを示す背面図である。以下の説明において、車両前方方向および車両後方方向をＤ１およびＤ２で表し、車幅方向をＤ３で表す。

ラジエータ１の車両後方方向Ｄ２にはエンジン（図示略）が配置される。ラジエータ１とエンジンとの間には冷却水が循環される。ラジエータ１は、ラジエータコア２、アッパータンク３およびロアータンク（図示略）を有する。ラジエータコア２の上部における車幅方向Ｄ３の全部の領域にアッパータンク３が配置される。アッパータンク３の天井部３ｃには、ブリーザーパイプ４が立設されている。

アッパータンク３は、例えば、ポリアミド系の樹脂により形成され、耐加水解性、耐水性、耐熱性および機械的な強度を有する。アッパータンク３には管状部３ｂが車両後方方向Ｄ２に突設される。管状部３ｂには、冷却水をエンジン側からアッパータンク３側に送るホースが連結される。

図４は本発明の実施の形態に係るアッパータンク３を示す部分拡大斜視図である。図５は図３のＡ−Ａ断面図である。

図４および図５に示すように、アッパータンク３は、筒状部３２と、第１のフランジ３４と、一対の脚部３５とを備えている。

筒状部３２は、アッパータンク３の天井部３ｃから外部（上方）に突出され、アッパータンク３の内部と外部とに連通する。筒状部３２の上端部には連通口３２ａが設けられる。

第１のフランジ３４は、筒状部３２の上端部から筒状部３２の軸と直交する車両前方方向Ｄ１、車両後方方向Ｄ２の両方向にそれぞれ離間して設けられた両側先端部３４２を有する。

一対の脚部３５は、天井部３ｃから立設され、第１のフランジ３４における車幅方向Ｄ３の両側縁を支えている。第１のフランジ３４と天井部３ｃと一対の脚部３５とにより、断面矩形状の構造が構成される。この構造により、第１のフランジ３４の剛性を上げることができる。なお、この構造は、車両前方方向Ｄ１および車両後方方向Ｄ２に開放された開口部を有する。

第１のフランジ３４の先端部３４２には第１下穴３４２ａが設けられる。第１下穴３４２ａには、環形状を有する金属製のカラー部材６が圧入される。カラー部材６は、第１のフランジ３４の板厚と同じ寸法の高さを有している。カラー部材６は、アルミニウム、アルミニウム合金または鉄系材料により形成される。

第１のフランジ３４は、筒状部３２に近い側の基端部３４４から遠い側の先端部３４２にわたって、第２のフランジ４４（後述する）を嵌め込むための嵌合溝３４８が設けられる。

嵌合溝３４８は一定の深さを有する。嵌合溝３４８は、第２のフランジ４４が載置される平らな底面する。また、嵌合溝３４８の溝形状と第２のフランジ４４の外形形状とはほぼ同一である。これにより、第２のフランジ４４が嵌合溝３４８に嵌め込まれることにより、筒状部３２とブリーザーパイプ４とが位置合わせされる。

図５に示すように、第１のフランジ３４の基端部３４４における嵌合溝３４８は、筒状部３２を取り囲むように環状溝３４９を有する。環状溝３４９にはＯリング７が嵌め込まれる。Ｏリング７は、第１のフランジ３４と第２のフランジ４４とが締結された時に、第１のフランジ３４の基端部３４４と第２のフランジ４４との間に挟み込まれる。これにより、仮に、冷却水が第１のフランジ３４と第２のフランジ４４との間の隙間に浸入した場合、冷却水がＯリング７によって、第１のフランジ３４の基端部３４４の位置で遮断されるため、第１のフランジ３４の先端部３４２および第２のフランジ４４の先端部４４２とが締結された部分に浸入しない。また、Ｏリング７が筒状部３２を取り囲むように配置されるため、冷却水が第１のフランジ３４と第２のフランジ４４との間の隙間の途中でＯリング７によって遮断され、シール性を確保することができる。

第１のフランジ３４における第２のフランジ４４が載置される面と反対の裏面側の位置であって、裏面側から第１下穴３４２ａを臨む位置にナット８を保持するナット保持部３６を有する。ナット８は、例えば、四角や六角のように、互いに対向する二面が平行となる外形形状を有する。なお、本実施の形態に係る締結構造では、ナット８として四角の外形形状を有するナットが用いられるものとして説明する。

ナット保持部３６は、外部の方向（図５に示す車両前方方向Ｄ１および車両後方方向Ｄ２）に開放された開口３６１を有する。ナット保持部３６は、天井壁３６２、側壁３６４、奥壁３６５および底面壁３６６を有する。天井壁３６２と底面壁３６６との距離は、ナット８の高さとほぼ同じである。これにより、ナット８のネジ軸を、ナット保持部３６内で傾かせず、ナット８のネジ軸を第１下穴３４２ａの中心を向けさせるように保持することが可能となる。また、両側壁３６４間の距離は、ナット８の対角距離よりも短く、ナット８の二面幅より長い。これにより、ナット８をナット保持部３６内でネジ軸回りに回転させないように保持することが可能となる。

ブリーザーパイプ４は、冷却水中の空気をアッパータンク３からブリーザータンク（図示略）へ導出するための金属製部品である。ブリーザーパイプ４は、中空部を有し、アルミニウム、アルミニウム合金または鉄系材料により形成される。

ブリーザーパイプ４は、中空部を有するパイプ状部４２と、パイプ状部４２の下端部からパイプ状部４２の中心軸と直交する両方向にそれぞれ離間して設けられた先端部４４２を有する第２のフランジ４４と、を備えている。パイプ状部４２と第２のフランジ４４とは、鑞付けにより接合されている。なお、パイプ状部４２と第２のフランジ４４とは、プレス加工などの金属加工により一体的に形成されてもよい。

第２のフランジ４４の先端部４４２には、第２下穴４４２ａが設けられる。また、前述したように、第２のフランジ４４の外形形状と嵌合溝３４８の溝形状とはほぼ同一である。第２のフランジ４４が嵌合溝３４８に嵌め込まれることにより、第１下穴３４２ａと第２下穴４４２ａとが位置合わせされる。
嵌合溝３４８にはめ込まれた第２のフランジ４４の高さ方向の位置は、天井部３ｃの最も高い所の位置と同じである。

本実施の形態では、図５に示すように、カラー部材６および第２下穴４４２ａに通されたボルト９と、ボルト９に螺合するナット８とにより、カラー部材６と第２のフランジ４４の先端部４４２とが締結される。つまり、本実施の形態では、カラー部材６を介して第１のフランジ３４の先端部３４２と第２のフランジ４４の先端部４４２とが締結される。

一般的に樹脂は金属よりも強度などの面で劣り、締め過ぎにより材料が変形したまま形状が戻らない場合が多いため、締結力を上げる際に十分に配慮が必要となる。本実施の形態では、第１のフランジ３４の第１下穴３４２ａに金属製のカラー部材６を介し、ボルト９およびナット８によりカラー部材６および第２のフランジ４４を締結する金属締結とする。この金属締結による締結力は、第１のフランジ３４（樹脂製）と第２のフランジ４４とを締結したときの締結力により上げることができる。

ボルト９およびナット８でカラー部材６と第２のフランジ４４とを締結することにより、パイプ状部４２は、アッパータンク３の天井部から上方に突設される。

次に、アッパータンク３にブリーザーパイプ４が締結される手順について説明する。

まず、ナット８を外部からナット保持部３６に進入させ、ナット保持部３６に保持させる。次に第１下穴３４２ａにカラー部材６を進入させる

以上のカラー部材６およびナット８の組立工程後に、アッパータンク３は、天井部３ｃを上にして次工程に移される。
次工程で、Ｏリング７を環状溝３４９に嵌め込む。

次に、嵌合溝３４８に第２のフランジ４４を嵌合させる。第２のフランジ４４が嵌合溝３４８に嵌め込まれることにより、筒状部３２とブリーザーパイプ４とが位置合わせされる。また、第１下穴３４２ａと第２下穴４４２ａとが位置合わせされる。これにより、作業者による位置合わせを不要となり、組立作業性を向上させる。

次に、カラー部材６と第２下穴４４２ａとにボルト９を通し、ボルト９をナット８に螺合させる。第１下穴３４２ａと第２下穴４４２ａとの位置合わせ、および、ナット８の位置合わせが既に行われているため、作業者は、ボルト９をナット８に螺合させていくだけで、第１のフランジ３４の先端部３４２と第２のフランジ４４の先端部４４２とを締結することが可能となる。これにより、組立作業性を向上させる。

また、作業者がボルト９をナット８に螺合させていくとき、第２のフランジ４４がボルト９の軸回りに回転しようとするが、第２のフランジ４４が嵌合溝３４８に嵌合されていて、嵌合溝３４８が第２のフランジ４４の回り止めとなるため、締結時に第２のフランジ４４が回らないように押さえることがない。これにより、組立作業性をさらに向上させる。また、第１のフランジ３４と第２のフランジ４４とを締結するとき、第１のフランジ３４と第２のフランジ４４とでＯリング７を挟み込むことができる。このため、Ｏリング７の組立を別途行う必要がない。

本実施の形態に係る締結構造によれば、ボルト９およびナット８により、第１のフランジ３４の先端部３４２と第２のフランジ４４の先端部４４２とが締結され、アッパータンク３とブリーザーパイプ４との締結部分が、アッパータンク３内に配置されない。これにより、シール性に影響を与えない場所に締結部分を設けることができる。

また、ブリーザーパイプ４を金属製部品としたことにより、ブリーザーパイプ４の形状を加工により容易に変更することができる。

さらに、本実施の形態では、金属製のカラー部材６を第１のフランジ３４の第１下穴３４２ａに介し、ボルト９およびナット８によりカラー部材６および第２のフランジ４４を締結した金属締結とする。これにより、その締結力を、第１のフランジ３４（樹脂製）と第２のフランジ４４とを締結したときの締結力により向上させることができる。

さらに、第１のフランジ３４の両方の先端部３４２と第２のフランジ４４の両方の先端部４４２とが締結される。これにより、樹脂製容器と金属製部品の合せ部のシール性をさらに向上させることができる。

なお、本実施の形態では、天井壁３６２を第１のフランジ３４と同じものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、天井部３６２を第１のフランジ３４と別個に設けてもよい。同じく、奥壁３６５を筒状部３２の外壁と同じものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、奥壁３６５を筒状部３２の外壁と別個に設けてもよい。

また、上記の実施の形態では、第１のフランジ３４の先端部３４２と第２のフランジ４４の先端部４４２とを、第１のフランジ３４の保持部３６に保持されたナット８、つまり、第１のフランジ３４側のナット８と、ボルト９とにより締結したものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、第１のフランジ３４側のボルト９、例えば、第１のフランジ３４に埋設されたボルト９と、ナット８とにより締結してもよい。

さらに、上記実施の形態では、ナット８を外部からナット保持部３６に進入させるものを説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、ナット８を外部から第１のフランジ３４の裏面に沿わせてナット保持部３６に導くガイド部を設けてもよい。これにより、ナット８をナット保持部３６に進入し易くして、組立作業性を向上させることが可能となる。

さらに、上記実施の形態では、内容物を外部に漏らさないためのシール部材として
Ｏリング７を設けたが、本発明はこれに限らず、例えば、耐加水解性、耐水性、耐熱性および復元性（弾性）を有し、シール性を得られるものであればよく、例えば、パッキンのようなものであってもよい。

本発明は、シール性を向上させることが可能な締結構造として有用である。

１ ラジエータ
２ ラジエータコア
３ アッパータンク
３ｂ 管状部
３２ 筒状部
３４ 第１のフランジ
３４２ 先端部
３４２ａ 第１下穴
３４４ 基端部
３４８ 嵌合溝
３４９ 環状溝
３６ ナット保持部
３６１ 開口
３６２ 天井壁
３６４ 側壁
３６５ 奥壁
３６６ 突片部（底面壁）
４ ブリーザーパイプ
４２ パイプ状部
４４ 第２のフランジ
４４２ 先端部
４４２ａ 第２下穴
６ カラー部材
７ Ｏリング
８ ナット
９ ボルト

Claims (3)

1. 液体としての内容物を収容する樹脂製容器に金属製部品を締結するための締結構造において、
   前記樹脂製容器は、当該樹脂製容器の外部に突出され、前記樹脂製容器の内部と前記外部とに連通する筒状部と、当該筒状部の先端部から前記筒状部の軸と直交する両方向にそれぞれ離間して設けられた先端部を有し、当該先端部に第１下穴が配置される第１のフランジと、を備え、
   前記金属製部品は、中空部を有するパイプ状部と、当該パイプ状部から前記パイプ状部の中心軸と直交する両方向にそれぞれ離間して設けられた先端部を有し、当該先端部に第２下穴が配置される第２のフランジと、を備え、
   前記第１下穴に圧入され、環形状を有し、前記第１のフランジの板厚と同じ寸法の高さを有する金属製のカラー部材を備え、
   前記第１のフランジは、前記第２のフランジを嵌め込むための嵌合溝を有し、
   前記第２のフランジが前記嵌合溝に嵌め込まれることにより、前記筒状部と前記パイプ状部とが位置合わせされた状態で、前記カラー部材および前記第２下穴に通されたボルトと当該ボルトに螺合させたナットとにより、前記カラー部材および前記第２のフランジが挟み込まれて、前記第１のフランジの先端部に前記第２のフランジの先端部が締結された締結構造。
2. 前記樹脂製容器は、前記第１のフランジにおける前記第２のフランジが取り付けられる面と反対の裏面側の位置であって、当該裏面側から前記第１下穴を臨む位置に前記ナットを保持するナット保持部を有する、請求項１に記載の締結構造。
3. 前記第１のフランジにおける前記先端部と反対側の基端部と、前記第２のフランジにおける前記先端部と反対側の基端部との間に、前記内容物を外部に漏らさないためのシール部材をさらに備える、請求項１または２に記載の締結構造。

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