JPH09166023A - エンジンの冷却装置に用いられるヘッダタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】冷却水交換時の冷却水の給水を短時間に行うこ
とができる。 【解決手段】補給水を貯えるヘッダタンク１９がエンジ
ン内の冷却水位より高い位置に設けられ、このタンク１
９はその底部に補給水をエンジンの冷却水系に供給する
供給口１９ａを有する。またタンク１９の上部には、圧
力蓋と、エンジンの冷却水系で発生した気泡を含む気泡
含有水を導入する導入口１９ｃ，１９ｄとを有する。タ
ンク１９は圧力蓋を介して予備冷却水を貯えたリザーバ
タンクに連通する。供給口１９ａがヘッダタンク１９底
面に対して所定の角度傾斜してタンク１９底面より管状
に突出して形成された突出管であって、タンク１９底面
に臨む供給口１９ａを形成する突出管の開口面積がこの
突出管の長手方向に直交する管断面積より大きく形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］本発明は車両、特にキャブオーバ
型トラックのエンジンの冷却装置に用いられるヘッダタ
ンクに関するものである。 ［従来の技術］この種の車両の中にはキャブのフロアパ
ネルの形状によりラジエータがエンジン内の冷却水位よ
り低い位置に設けられているものがある。こうした車両
ではエンジンの冷却水系に冷却水を満たすためにエンジ
ン内の冷却水位より高い位置にヘッダタンクが設けられ
る。このヘッダタンクの底部には補給水を冷却水系に供
給する供給口が設けられ、上部にはエンジンの冷却水系
で発生した気泡を含む気泡含有水をヘッダタンクに導入
する導入口が設けられる。またヘッダタンクの上部には
圧力蓋が取付けられ、ヘッダタンク内には補給水量の下
限を検出する水位警報センサが取付けられる。このよう
に構成されたヘッダタンクは各種車両部品のレイアウト
の関係で、キャブのバックパネルと車両のリヤボディと
の間に設けられている。エンジン始動時に発生する気泡
がヘッダタンク内に溜まり、ヘッダタンク内の圧力が所
定圧以上に上昇するとヘッダタンクの上部に設けられた
圧力蓋が開いて溜った気体は大気中に放出され、かつ体
積膨張した補給水はオーバフローして大気中に排出され
る。しかし、このような位置にヘッダタンクを設ける
と、ヘッダタンクは車両の進行方向の厚さを薄くして鉛
直方向に扁平に形成せざるを得ず、しかも冷却水の水位
点検や補給作業をヘッダタンクで行うため、リヤボディ
をバックパネルに密着して架装することができない問題
点があった。またヘッダタンクに溜まった水蒸気や体積
膨張した補給水は大気に放出されるため、ヘッダタンク
内の補給水が目減りしてヘッダタンク内にエアスペース
が形成され、冷却水系にエアが混入、エンジンのウオー
タポンプへ悪影響を及ぼし、冷却性能を低下させること
があった。これらの点を改善するために、ヘッダタンク
をキャブのフロアパネル下方のバックパネル近傍に設
け、シャシフレームの車体外側よりの給水作業性のよい
位置にリザーバタンクを取付け、リザーバタンクをヘッ
ダタンクの圧力蓋に連通してリザーバタンク内に予備的
に貯水した冷却水をヘッダタンクへ補給できるようにし
た冷却水補給装置が提案されている（実開昭５７−３３
２１９）。この装置は、エンジン始動時にはヘッダタン
ク内に溜まった気泡がヘッダタンク内の圧力上昇により
圧力蓋を開いて又はリザーバタンクを介して大気中に放
出され、体積膨張した冷却水がリザーバタンクに貯えら
れるようになっている。またエンジンが停止したとき又
はエンジン稼働中であっても冷却水がクーリングファン
等により冷却されたときには、冷却水は体積収縮しヘッ
ダタンク内が負圧になり、この負圧により冷却水はリザ
ーバタンクからヘッダタンクに逆流する。エンジン稼働
中は冷却水の膨張収縮が絶えず繰返され、ヘッダタンク
とリザーバタンク間を冷却水は往復する。 ［発明が解決しようとする課題］上記従来の冷却水補給
装置では、冷却水を補給するときにはリザーバタンクに
補給すれば済むけれども、長期間使用し汚れて古くなっ
た冷却水を新しい冷却水に交換するときには、上記公報
には記載されていないが、通常キャブをチルトさせ、ヘ
ッダタンクの圧力蓋を外しラジエータの下端に設けられ
た排出口より古い冷却水を排出した後、圧力蓋を外した
蓋取付部からヘッダタンク内に新しい冷却水を供給し、
エンジンのジャケット、ラジエータ及びヘッダタンク内
を新しい冷却水で満たす。これにより比較的短時間で冷
却水を交換できる。しかし、上記従来の冷却水補給装置
では、圧力蓋を外してヘッダタンクに給水するときに、
冷却水系中のエアが冷却水に完全に置き換わる前に、ヘ
ッダタンク内が見かけ上満水状態になって、冷却水系に
残ったエアがヘッダタンク内に上昇してヘッダタンク内
の補給水を溢れさせる不具合があった。本発明の目的
は、冷却水交換時の冷却水の給水を短時間に行うことの
できるヘッダタンクを提供することにある。 ［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため
の本考案の構成を、実施例に対応する第１図及び第７図
を用いて説明する。本発明は、補給水を貯え、エンジン
１３内の冷却水位より高い位置に設けられ、底部に補給
水をエンジン１３の冷却水系に供給する供給口１９ａを
有し、上部に圧力蓋２２とエンジン１３の冷却水系で発
生した気泡を含む気泡含有水を導入する導入口１９ｃ，
１９ｄとを有し、かつ圧力蓋２２を介して予備冷却水を
貯えたリザーバタンク３８に連通するエンジンの冷却装
置に用いられるヘッダタンクの改良である。その特徴あ
る構成は、供給口１９ａがヘッダタンク１９底面に対し
て所定の角度傾斜してタンク１９底面より管状に突出し
て形成された突出管であって、タンク１９底面に臨む供
給口１９ａを形成する突出管の開口面積がこの突出管の
長手方向に直交する管断面積より大きく形成されたとこ
ろにある。 ［作 用］古くなった冷却水を新しい冷却水に交換する
ときには、エンジン１３の冷却水系及びヘッダタンク１
９内の古い冷却水を全て排出した後、エンジン１３の冷
却水系内及びヘッダタンク１９内を新しい冷却水で満た
す。このときヘッダタンク１９の供給口１９ａを形成す
る突出管の開口面積がこの突出管の長手方向に直交する
管断面積より大きく形成されているため、エンジン１３
の冷却水系中の水が吹返すことなく、その中のエアは冷
却水にスムーズに置き換わる。 ［実施例］次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。第１図〜第８図に示すように、キャブオー
バ型トラック１０のフロアパネル１１の下方のシャシフ
レーム１２にはエンジン１３及びラジエータ１４が搭載
される。この例ではラジエータ１４はエンジン１３のジ
ャケット（図示せず）内の冷却水位より低い位置に設け
られる。ラジエータ１４の下部はウォータポンプ１６を
介してエンジン１３のジャケットに連通し、ラジエータ
１４の上部はサーモスタット１７を介してエンジン１３
のジャケットに連通する。またポンプ１６はサーモスタ
ット１７にバイパス管路１５を介して連通して接続され
る（第２図）。エンジン１３のジャケット内の冷却水位
より高い位置に補給水を貯えるヘッダタンク１９が設け
られる。この例ではヘッダタンク１９は水平方向に扁平
に形成され、バックパネル１８に近接したフロアパネル
１１の下方のフレーム１２より立設されたブラケット１
２ａに取付けられる。ヘッダタンク１９の底部には補給
水を冷却水系に供給する供給口１９ａが設けられ、供給
口１９ａはウォータ・サプライ・パイプ２１を介してポ
ンプ１６に接続される。タンク１９の上部には蓋取付部
１９ｂを介して圧力蓋２２が取付けられる（第７図及び
第８図）。またタンク１９にはエンジン１３の冷却水系
で発生した気泡を含む気泡含有水を導入する導入口１９
ｃ及び１９ｄが設けられ、エア・エスケープ・パイプ２
３及び２４を介してそれぞれサーモスタット１７の上端
及びラジエータ１４の上端に接続される（第２図）。ま
たタンク１９はそれぞれ合成樹脂により成形されたタン
クロア部材２６とタンクアッパ部材２７からなる。ロア
部材２６及びアッパ部材２７の内部には複数のロアバッ
フルプレート２８ａ及びアッパバッフルプレート２８ｂ
がそれぞれ一体的に設けられる。またロア部材２６及び
アッパ部材２７はそれぞれ開口部を対向させた状態で、
開口部の周縁及びプレート２８ａ，２８ｂの端縁が熱板
溶着により接合されてヘッダタンク１９が形成される
（第１図）。タンク１９内は、バッフルプレート２８に
よりトラック１０の進行方向の前から後に向って順に気
泡含有水導入室２９，３０、緩衝室３１、補給水供給室
３２が形成される。導入室２９，３０には導入口１９
ｃ，１９ｄがそれぞれ位置し、供給室３２には供給口１
９ａが位置する。プレート２８の上部及び下部には上記
４室２９〜３２を連通する小径の通気孔２８ｃと大径の
通水孔２８ｄがそれぞれ設けられる。またタンクアッパ
部材２７の頂面には勾配が設けられ、トラック１０の進
行方向の前側に位置する導入室２９の容積を最も小さ
く、後方に向うに従って容積が大きく、供給室３２の容
積が最も大きく形成される（第１図）。またタンクロア
部材２６とタンクアッパ部材２７を接合する前に、補助
パイプ３４，３５の基端が導入口１９ｃ，１９ｄにそれ
ぞれ挿入され、これらの先端がアッパ部材２７の頂面近
傍にそれぞれ位置するように折曲げて形成される。更に
パイプ３４，３５はロア部材２６に形成されたリブ２９
ａ，３０ａの先端の凹溝にそれぞれ挿着され、これらの
凹溝をアッパ部材２７に形成されたリブ２９ｂ，３０ｂ
により塞いでパイプ３４，３５が固定される（第４図及
び第５図）。緩衝室３１の底部には所定の冷却水量以下
になると作動する水位警報センサ３６が取付けられる
（第３図及び第６図）。このセンサ３６はキャブ内に設
けられた図示しない水位警報回路に接続される。本実施
例の特徴ある構成は、供給口１９ａがヘッダタンク１９
底面に対して所定の角度傾斜してタンク１９底面より管
状に突出して形成された突出管であって、タンク１９底
面に臨む供給口１９ａを形成する突出管の開口面積がこ
の突出管の長手方向に直交する管断面積より大きく形成
される。上記所定の角度はこの例では２５゜である。ま
た上記突出管の長手方向に直交する管断面における孔形
状は円形であり、タンク１９底面に臨む突出管の開口形
状は楕円である（第３図及び第７図）。また前述したよ
うに供給室３２の上部、即ちタンク１９の最も高い頂部
に形成された蓋取付部１９ｂには圧力蓋２２が取付けら
れる（第３図、第７図及び第８図）。蓋２２はばね２２
ａの弾性力により蓋取付部１９ｂのロアシート１９ｅに
密着可能なプレッシャバルブ２２ｂを備える。バルブ２
２ｂの中央には貫通孔２２ｃが設けられ、この貫通孔２
２ｃにはばね２２ｄの弾性力によりバルブ２２ｂの底面
に密着可能なバキュームバルブ２２ｅが挿着される。蓋
２２の閉止時には蓋２２のトップシール２２ｆが蓋取付
部１９ｂのトップシート１９ｆに密着して気密を保ち、
蓋２２からタンク１９内の気体が漏れないように構成さ
れる（第８図）。キャブ１０ａの前面にはフロントリッ
ド３７が開閉可能に設けられる。このリッド３７の内側
にはリザーバタンク３８がタンク１９と同一レベルに収
納設置される。タンク３８内には予備冷却水が貯えら
れ、タンク３８はホース３９を介して蓋取付部１９ｂに
連通して接続される。またタンク３８の上部には大気と
連通するオーバフローチューブ３８ａと給水用蓋３８ｂ
が配設される。更にバックパネル１８の背面には近接し
でリヤボディ４１が設けられる（第２図）。このように
構成されたエンジンの冷却装置の作用を説明する。エン
ジン１３を始動させたときには、冷却水系には蒸気等の
気泡が発生し、ラジエータ１４内の上部やサーモスタッ
ト１７の上部に溜まる。この気泡はエア・エスケープ・
パイプ２３，２４及び補助パイプ３４，３５を介してヘ
ッダタンク１９内の気泡含有水導入室２９，３０に導入
される。ほとんどの気泡は導入室２９，３０の上部に溜
まり、通気孔２８ｃを通って補給水供給室３２の上部に
至る。また導入室２９，３０で上昇しきれず補給水に混
入している気泡は緩衝室３１から供給室３２に向うに従
って補給水の流速が低下するので、気泡上昇時間を稼ぐ
ことができ、供給室３２ではほぼ完全に気水が分離され
る。冷却水温の上昇に伴ってヘッダタンク１９内の圧力
が上昇し、ヘッダタンク１９内の圧力が所定の圧力以上
になるとバキュームバルブ２２ｅが閉じたままプレッシ
ャバルブ２２ｂが開いて（第８図）、気泡はホース３９
を通ってリザーバタンク３８に送出される。また古い冷
却水を新しい冷却水に交換するときには、先ずキャブ１
０ａをチルトさせ、圧力蓋２２を外した状態で、ラジエ
ータ１４の下端に設けられた排出口（図示せず）より古
い冷却水を排出する。次に上記排出口を閉止した後、圧
力蓋２２を外した蓋取付部１９ｂから新しい冷却水を供
給して、エンジン１３のジャケット（図示せず）、ラジ
エータ１４及びタンク１９内を新しい冷却水で満たす。
このとき供給口１９ａがヘッダタンク１９底面に対して
２５度傾斜してタンク１９底面より管状に突出して形成
された突出管であって、タンク１９底面に臨む供給口１
９ａを形成する突出管の開口面積がこの突出管の長手方
向に直交する管断面積より大きく形成されているので、
エンジン１３のジャケット及びラジエータ１４中の水が
吹返すことなく、その中のエアは冷却水にスムーズに置
き換わる。更にキャブ１０ａを戻し、フロントリッド３
７を開けてリザーバタンク３８に新しい冷却水を供給す
る。またエア・エスケープ・パイプ２３，２４の内径が
小さいので、気泡含有水はジェット流となって導入室２
９，３０に噴射され、導入室２９，３０内の補給水には
上下方向に水流が発生する。また供給室３２にはウォー
タポンプ１６に補給水を供給する供給口１９ａが底面に
設けられているため、供給口１９ａに向う水流が発生す
る。しかし、緩衝室３２はバッフルプレート２８により
導入室２９，３０及び供給室３２と区画されているた
め、緩衝室３１内の補給水は上下方向の移動が少ないの
で、水位警報センサ３６は的確に水位を検出し誤動作し
ない。更に補助パイプ３４，３５がジェット水流となる
気泡含有水を導入室２９，３１の頂部近傍に導くので、
より完全に気水分離が行える。なお、実施例ではヘッダ
タンク内をバッフルプレートにより４室に区画したが、
これは一例であってバッフルプレートにより２室、３室
又は５室以上にヘッダタンク内を区画してもよい。ま
た、供給口である突出管をタンク底面に対して２５度傾
斜して形成したが、これは一例であってこの角度に限定
されるものではない。更に、実施例ではエンジンのジャ
ケット内の冷却水位より低い位置にラジエータを設けた
が、ヘッダタンクをラジエータより高い位置に設ければ
ジャケット内の冷却水位と同じか又はこの水位より高い
位置にラジエータを設けてもよい。 ［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、供
給口がヘッダタンク底面に対して所定の角度傾斜してタ
ンク底面より管状に突出して形成された突出管であっ
て、タンク底面に臨む供給口を形成する突出管の開口面
積をこの突出管の長手方向に直交する管断面積より大き
く形成したので、古くなった冷却水を全て排出した後、
ヘッダタンクに新しい冷却水に供給すると、エンジンの
冷却水系中の水が吹返すことなく、その中のエアが冷却
水にスムーズに置き換わる。この結果、冷却水の給水を
短時間に行うことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明一実施例のヘッダタンクの組立斜視図。
第２図はそのヘッダタンクを含むエンジンの冷却装置の
要部構成図。第３図はそのヘッダタンクの平面図。第４
図は第３図のＡ−Ａ線断面図。第５図は第３図のＢ−Ｂ
線断面図。第６図は第３図のＣ−Ｃ線断面図。第７図は
第３図のＤ−Ｄ線断面図。第８図はそのヘッダタンク内
の圧力が上昇しプレッシャバルブが開いた状態を示す圧
力蓋の拡大断面図。 １３：エンジン、 １９：ヘッダタンク、 １９ａ：供給口、 １９ｃ，１９ｄ：導入口、 ２２：圧力蓋、 ３８：リザーバタンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）補給水を貯え、エンジン（１３）内の冷却水位より
   高い位置に設けられ、底部に前記補給水を前記エンジン
   （１３）の冷却水系に供給する供給口（１９ａ）を有
   し、上部に圧力蓋（２２）と前記エンジン（１３）の冷
   却水系で発生した気泡を含む気泡含有水を導入する導入
   口（１９ｃ，１９ｄ）とを有し、かつ前記圧力蓋（２
   ２）を介して予備冷却水を貯えたリザーバタンク（３
   ８）に連通するエンジンの冷却装置に用いられるヘッダ
   タンク（１９）において、 前記供給口（１９ａ）が前記ヘッダタンク（１９）底面
   に対して所定の角度傾斜して前記タンク（１９）底面よ
   り管状に突出して形成された突出管であって、 前記タンク（１９）底面に臨む前記供給口（１９ａ）を
   形成する突出管の開口面積がこの突出管の長手方向に直
   交する管断面積より大きく形成されたことを特徴とする
   エンジンの冷却装置に用いられるヘッダタンク。