JPS6329012A - 自動車用ラジエ−タキヤツプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用ラジェータの注水口パイプに嵌着せ
しめられるラジェータキャップに関するものである。

〔従来の技術〕

従来のラジェータキャンプを示すものとして、例えば米
国特許第３．２６５，０４８号明細書がある。

この明細書に示されるラジェータキャンプでは、ラジェ
ータタンク内の圧力が一定値以上になったら閉弁する正
圧弁体が、コイルスプリングの付勢力によって注水口の
シール座面に着座している。

この正圧弁体はラジェータタンク内の冷却水の沸点を上
昇させるためのもので、冷却水の温度が大気圧時の沸点
に達し、ラジェータタンク内がそれ相応の圧力（以下、
沸点相応圧力と呼ぶ）になっても正圧弁体は開弁じない
。そして、さらに圧力が上昇して初めて開弁じ、ラジェ
ータタンク内の圧力蒸気を開放している。

この正圧弁体の略中心部には、連通孔が穿設されており
、この連通孔を開閉する圧力調整弁が正圧弁体に配され
ている。

この圧力調整弁はラジェータタンク内の圧力が所定圧力
以下（少なくとも沸点相応圧力以下）の時にはこの圧力
を連通孔より開放し、ラジェータタンク内の大気圧に保
っておくことを目的としているもので、通常はその自重
により開弁位置に移動している。そして、ラジェータタ
ンク内の蒸気圧力が上昇し、圧力調整弁を閉弁方向に移
動させようとする力が圧力調整弁の自重より勝ると、圧
力調整弁は閉弁して前記連通孔を遮断する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

通常、ラジェータタンク内の圧力はエンジンの運転時間
に応じて徐々に上昇していくものであるが、エンジンの
急加速時あるいは空吹かし時には、冷却水を循環させて
いるウォータポンプが急回転し、ラジェータタンク内の
冷却水の動圧が瞬間的に上昇してしまうという現象が生
じる。

このような現象が生じるなかにあって、従来のラジェー
タキャンプでは、次のような問題がある。

すなわち、ラジェータタンク内の瞬間的な圧力上昇によ
り圧力調整弁が閉弁してしまい、その瞬間的な圧力上昇
が消滅した後でも圧力調整弁は閉弁したままとなってし
まう。ラジェータタンク内の圧力はエンジン運転時にお
いては通常大気圧以上となっているので、−旦、圧力調
整弁が瞬間的な圧力上昇によって閉弁してしまうと、ラ
ジェータタンク内の通常圧力によって閉弁したままとな
っているのである。

このように、ラジェータタンク内の圧力が上記所定圧力
になるまでに、圧力調整弁が閉弁してしまうと、本来、
連通孔より外部に解放されるべき圧力がラジェータタン
ク内に残留したままとなり、この残留圧力がラジェータ
タンク壁や比較的薄肉板より成形されるチューブ壁に圧
力ダメージとして作用してしまうという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は上記問題点を解決するために、連通孔を
開閉させる圧力調整弁に、この圧力調整弁を所定の力で
開弁方向に付勢する圧力調整弁付勢スプリングを配した
。

〔作用〕

したがって、圧力調整弁は所定の力で開弁方向に付勢さ
れているので、ラジェータタンク内の圧力が瞬間的に上
昇しても閉弁することはなく、上述の所定圧力値以下の
時にはラジェータタンク内の圧力を連通孔を介して外部
に解放する。

〔発明の効果〕

よって、ラジェータタンク内に余分な圧力が残留するこ
とがないので、ラジェータタンク壁やチューブ壁に及ぼ
す圧力ダメージといった心配はなく、ひいては各壁の薄
肉化をより一層おしすすめることができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図に基づき説明する。

第２図は自動車用ラジェータを示す正面図で、複数本並
設されたチューブ１の両端部には端板３゜４を介して上
タンク５、下タンク６が連結されている。複数本のチュ
ーブ１の間には、波形状をなすフィン２がロウ付等の手
段により接合されておリ、チューブ１内を流れるエンジ
ン冷却水とチューブ１外の大気との熱交換を促進させて
いる。

上タンク５にはエンジン（省図示）からの冷却水を導入
するための導入パイプ７、エンジン冷却水を補給するた
めの注水口パイプ９が形成されている。注水口パイプ９
には、注水口バイブ９内部とリザーブタンク（省図示）
とを結ぶためのパイプ１０が形成されており、さらに注
水口パイプ９の開口端にはキャップ１００が嵌着せしめ
られている。

下タンク６には、チューブ１内を流れて下タンク６内に
集合した冷却水を、再びエンジン側に導くための導出バ
イブ８が形成されている。

第１図は第２図の１−１断面図を示す図で、この図に基
づきながらキャップ１００及び注水口９の形状について
説明する。

注水口９は上タンク５に接続される内筒体２０１と、こ
の内筒体２０１の中間外壁に接続され内筒体２０１の外
周を囲むように配される外筒体２０３とからなる。

内筒体２０１の開口端は円環状の正圧シール座面２０２
を形成し、また外筒体２０３の開口端は円環状の嵌着シ
ール座面２０４を形成している。

そして、嵌着シール座面２０４は正圧シール座面２０２
より上方に位置している。また、外筒体２０３の開口端
には、径方向外方に突出する円環状のフランジ部２０５
が形成されている。

キャンプ１００の外蓋１０１は受は皿形状をなし、その
外周部には側壁部１０３を有し、さらに、この側壁部１
０３の先端の一部には、中心に向けて折り曲がっている
折り曲げ爪部１０５を有している。この側壁部１０３が
フランジ部２０５の外周を覆い、折り曲げ爪部１０５が
フランジ部２０５に係合することにより、キャップ１０
０が注水口パイプ９に嵌着される。

尚、円環状のフランジ部２０５の一部には切り欠き部（
省図示）が形成されており、この切り欠き部に折り曲げ
爪部１０５が位置するよう外蓋１０１を回転させること
により、キャップ１００が注水口パイプ９より取りはず
される。

外蓋１０１の内方には、内蓋１０７が配されている。こ
の内蓋１０７も受は皿形状をなしており、その外周部に
は側壁部１０９を有し、さらに側壁部１０９の先端側に
は内方に向って突出する保合突出部１１１を有している
。

外蓋１０１の略中心部には円形孔１０２が形成されてお
り、また内蓋１０７の略中心部には円形窪み１０８が形
成されている。この円形孔１０２と円形窪み１０８とが
対向するように、外蓋１０１と内Ｍ１０７とを重ね合せ
、抑え板１１３によって両者を接合させる。

抑え板１１３は外周端にフランジを有するコツプ形状を
なしており、その底面は外蓋１０１の円形孔１０２を通
って内蓋１０７の円形富み１０８にスポット溶接されて
いる。従って、抑え板１１３と内蓋１０７とは相対移動
できないように溶接されているが、外蓋１０１は抑え仮
１１３のフランジと内蓋１０７とにより挟持されている
のみであるから、外蓋１０１は内蓋１０７及び抑え仮１
１３に対して回転自在となっている。

外蓋１０１と内蓋１０７との間には、金属製薄板よりな
るばね板１１４が挾持されている。この板ばね１１４も
ただ単に挾持されるのみであるから、外蓋１０１及び内
蓋１０７に対して回転自在となっている。また、この板
ばね１１３の内面にはゴム材よりなる円環状の押さえパ
ツキン１１５が貼着されており、キャップ１００を注水
口パイプ９に嵌着せしめた時、この押さえパツキン１１
５は板ばね１１３の付勢力によって嵌着シール座面２０
４に着座するようになっている。

内蓋１０７の内方には、正圧弁体であるボトムプレート
１２０が配されている。このボトムプレート１２０は、
段付コツプ形状をなすもので、内蓋１０７と向い合うよ
うに配されている。

ボトムプレート１２０は、底面部１２１、この底面部１
２１の外縁より垂直に起立する側壁部１２３、この側壁
部１２３の端部より水平に延びる平面部１２５、この平
面部１２５の外縁より垂直に起立するフランジ部１２７
、このフランジ部１２７の先端部より水平方向に突出す
る係止部１２９を有する。

底面部１２１及び側壁部１２３の外径は、内筒′　　体
２０１の内径よりも小さく設定されており、底面部１２
１及び側壁部１２３は内筒体２０１の内部に位置してい
る。

平面部１２５は、内筒体２０１の外径より若干量外方に
拡がっており、平面部１２５の底面側であるシール部材
接合面にはゴム材よりなる円環状の正圧パツキン１３１
が貼着されている。そして、この正圧バ・ノキン１３１
が正圧シール座面２０２に着座することになる。

フランジ部１２７の外径は内蓋１０７の係合突出部１１
１内径より微小量小さく設定されており、また、係止部
１２９の外径は内蓋１０７の側壁部１０９内径より微小
量小さく設定されている。その結果、フランジ部１２７
及び係止部１２９は内蓋１０７の側壁部１０９内に位置
することとなり、係止部１２９は側壁部１０９の内壁を
案内面とし、保合突出部１１１はフランジ部１２７の外
壁と案内面としながら、ボトムプレート１２０が内蓋１
Ｏ７内を上下に相対移動可能となる。

また、ボトムプレート１２０は、係止部１２９が係合突
出部１１１に係合することにより下方への抜は落ちが防
止されている。

底面部１２１の略中心部には、上下面を貫通する貫通孔
が穿設されており、この底面部１２１の内蓋１０７側の
面には前記貫通孔を囲むようにして略円筒状の中央壁１
３３が形成されている。この中央壁１３３は上方に向っ
て延びており、その上方端には貫通孔の内方に向って延
びる円環状の係止部１３４が形成されている。

水平部１２５、側壁部１２３、底面部１２１、中央壁１
３３の内蓋１０７に対向する面には、ボトムプレート１
２０の強度を上げるために複数本のリブ１３５が形成さ
れている。

内１１１０７とボトムプレート１２０との間には、ボト
ムプレート１２０を内筒体２０１に向けて付勢するコイ
ルスプリング１３７が配されている。

このコイルスプリング１３７の一端は、内蓋の内壁面に
当接し、他端は底面部１２１の上面壁に当接している。

ボトムプレート１２０の下面側には、圧力調整弁１４０
が配されている。圧力調整弁１４０は、円板状の平板部
１４１と、この平板部１４１の中心部に突出する中心棒
部１４３とからなる。平板部１４１のボトムプレート１
２０側の面には、調圧パツキン１４７が貼着されている
。また、中心棒部１４３は先端にいくほど細くなる２段
先細り形状をなしており、中央壁１３３内に所定間隙を
介して挿入されている。

中心棒部１４３の先端部には止め板１４５が嵌着されて
おり、圧力調整弁１４０が中央壁１３３内部より抜は落
ちるのを防止している。

中心棒部１４３の外径は、中央壁１３３の内径より所定
量小さくなっているので、両者の間には所定間隙が確保
されており、この所定間隙が上タンク５内部とボトムプ
レート１２０上面とを連通ずる連通路１５０を形成して
いる。

中央壁１３３の係止部１３４の下面と、２段先細り形状
をなす中心棒部１４３の段肩部との間には、圧力調整弁
１４０を開弁方向（第１図中下方）に向って付勢する圧
力調整弁付勢スプリング１４８が配されている。この圧
力調整弁付勢スプリング１４日は比較的弱いバネ力しか
有しておらず、上タンク５内の圧力が約０．４〜０．６
ｋｇ／ｃｎ１以上になると、この圧力に打ち負けて、圧
力調整弁１４０が閉弁方向に移動する。尚、エンジンを
急加速、空吹かしした時には、冷却水を循環させるウォ
ータポンプ（省図示）が急回軸し、これにより上タンク
５内の圧力が瞬間的に約０．４〜０．６　ｋｇ　／　ｃ
Ｉｉｌ上昇するものである。

また、圧力調整弁１４０が図中上方に押しあげられ、調
圧パツキン１４７が底面部１２１の下面に着座している
時には、連通路１５０の連通は遮断される。

上タンク５の開口端である足部５１は、コアプレート３
の外周部に形成された溝部内に０リング５３を介して嵌
入されており、この嵌入部を外方より絞めプレート５５
で包むようにして絞め下降することによりコアプレート
３と上タンク５との連結がなされている。

尚、下タンク６とコアプレート４とも、同様にして連結
されている。

次に、本実施例の作動について説明する。ボトムブレー
）１２０の図中上方の空間は、パイプ１０によって図示
しないリザーブタンクに連通しているので、常に大気圧
に保たれている。

そこで、上タンク５内の圧力が圧力調整弁１４０を押し
上げる圧力より、それ以下に低下すると、圧力調整弁１
４０は図中下方に移行し、調圧バフキンン１４７がボト
ムプレート１２０の底面部１２１より開離する。その結
果、圧力調整弁１４０の中心棒部１４３と中央壁１３３
との間に形成されている連通路１５０が連通ずる。そし
てさらに上タンク５内の圧力が大気圧以下に低下すると
、リザーブタンク内に蓄えられている冷却水がパイプ１
０．ボトムプレート１２０上方空間、連通路１５０を介
して、上タンク５内に吸い込まれる。

一方、エンジンが始動するなどして、上タンク５内の圧
力及び連通路１５０を通る圧力蒸気によって圧力調整弁
１０４を上方に吸い上げる力が圧力調整弁付勢スプリン
グの付勢力に相当する圧力より高くなると、圧力調整弁
１４０はボトムプレート１２０の底面部１２１に向けて
移動する。すなわち、調圧パツキン１４７が底面部１２
１に密着し、連通路１５０が遮断される。

さらに、上タンク５内の圧力が上昇し、この圧力によっ
てボトムプレート１２０が図中上方に向けて受ける力が
、コイルスプリング１３７によって図中下方に向けて受
ける力より大きくなると、ボトムプレート１２０は図中
上方に移動する。

すなわち、ボトムプレート１２０に貼着されている正圧
パツキン１３１が、内筒体２０１の正圧シール座面２０
２より開離し、上タンク５内の高圧になった蒸気が、正
圧パツキン１３１と正圧シール座面２０２との間を通過
し、さらに外筒体２０３と内筒体２０１との間の空間、
及びパイプ９を介してリザーブタンクへと流出する。

エンジン（省図示）の急加速した場合や、空吹かしした
時に、エンジン冷却水を循環させるウォータポンプが急
回転し、その結果、上タンク５内も含むラジェータ内の
系統圧が瞬間的に上昇することがある。しかし、本例で
はこの上昇圧力に対しては圧力調整弁１４０が圧力調整
弁付勢スプリング１４８の付勢力によって閉弁すること
はな（開弁じたままとなっているので、上タンク５内の
上昇圧力は連通路１５０を通ってリザーブタンク側に逃
がされる。

次に、本実施例における正圧弁体（ボトムプレーｌ−１
２０）に作用する力を、従来例と比較しながら説明する
。

第３図は従来の正圧弁体と注水口端面とを模式的に示す
図で、符号５０１が注水口の端面、符号５０３が正圧弁
体、矢印Ｆ０が、コイルスプリングが正圧弁体５０３に
及ぼす付勢力である。

コイルスプリングの付勢力Ｆ０は、正圧弁体５０３の表
面５０５に対し、常に鉛直方向に作用しているので、正
圧弁体５０３が第３図に示す様、点Ｏを中心として偏開
きした場合、正圧弁体５０３の表面５０５には、その表
面５０５と平行な分力Ｆ、が作用することになる。

正圧弁体５０３の偏開き角をθ、正圧弁体５０３の表面
５０５からシール５０７までの距離をＤとすると、分力
Ｆ１は、 Ｆ、＝Ｆｏｓｉｎ　θ　　　　　　　トナリ、また、点
０に関して、 ＭＯ＝ＦＩ　ＸＤ という回転モーメントが、図中矢印Ｒ方向に作用する。

この回転モーメントはＭｏが、矢印Ｒ方向に作用すると
いうことは、正圧弁体５０３を開弁方向に付勢させると
いうことである。すわなち、本来付勢力Ｆ６は正圧弁体
５０３を閉弁方向に付勢するものであるにもかかわらず
、その分力Ｆ、が開弁方向に作用することとなり、その
結果として、正圧弁体５０３の着座性が損なわれるとい
う問題が生じるのである。

第４図は、本実施例のラジェータキャップの正圧弁体と
、注水口端面を模式的に示す図である。

コイルスプリングと正圧弁体６０３との当接点が、正圧
弁体６０３のシール面６０７より匣内蓋側、すなわち図
中下方に位置しているので、コイルスプリングの付勢力
Ｆ０の作用点も正圧弁体６０３のシール面より下方に位
置する。

第３図の説明で述べたのと同様、正圧弁体６゜３の表面
６０５には、表面６０５と平行方向に付勢力Ｆ０の分力
Ｆ、が作用している。正圧弁体６０３の表面６０５から
シール面６０７の延長線までの垂直距離をり、とすると
、点０を中心にＭ、＝Ｆ、ＸＤ。

という回転モーメントが矢印Ｐ方向に作用する。

すなわち、正圧弁体６０３に対して閉弁方向の回転力が
作用することになる。

このように本実施例のラジェータキャップでは正圧弁体
が偏開きした場合、正圧弁体を閉弁方向に付勢するコイ
ルスプリングの付勢力は、常に正圧弁体に対し閉弁方向
への回転力として作用するので、正圧弁体は常に良好に
着座することとなり、着座性の向上を図ることができる
。

正圧弁体の着座性が向上するということは、正圧弁体が
常に同じ位置で注水口パイプのシール座面に着座すると
いうことであり、正圧弁体に接合されているシール部材
が常に同じ位置で注水口パイプのシール座面に当接する
ということである。

シール部材は、注水口パイプのシール座面との当接によ
り、その表面に当接溝が永久歪みとして形成されるので
、もしシール部材とシール座面との当接位置が閉弁のた
びごとに異なると、当接点以外の箇所に当接溝が位置す
ることとなり、シール部材とシール座面との間のシール
が損なわれるという問題が生じるが、本実施例ではこの
ような問題はない。

尚、上述の実施例では、圧力調整弁１４０に貼着せしめ
る調圧パツキン１４７を、平板状の円環パツキンとした
が、このような形状に限られるものではなく、例えば従
来公知の０リング４０１としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は一第１実施例を示す断面図で、第２図のＩ−１
断面図、第２図は自動車用ラジェータを示す正面図、第
３図は従来例を示す模式図、第４図は本発明実施例を示
す模式図である。 ５・・・上タンク、１０１・・・外蓋、１０７・・・内
蓋。 １２０・・・コイルプレート（正圧弁体）、１３７・・
・コイルスプリング、１４０・・・圧力調整弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車用ラジエータのタンク部に形成された注水
   口パイプに嵌着せしめられるラジエータキャップであっ
   て、 前記注水口パイプに係合する外蓋と、 この外蓋の内方であって、この外蓋と相対回転自在に接
   合される内蓋と、 この内蓋に相対する位置に軸方向移動自在に配され、前
   記内蓋とは反対側の面にシール部材を接合するためのシ
   ール部材接合面を有する正圧弁体と、 この正圧弁体のシール部材接合面に接合され、前記注水
   口パイプのシール座面に着座するシール部材と、 前記正圧弁体を前記注水口パイプのシール座面に向けて
   付勢するスプリング手段と、 前記正圧弁体に設けられ、前記正圧弁体の上方空間と下
   方空間とを結ぶ連通孔の連通・遮断を行う圧力調整弁と
   、 この圧力調整弁を所定の力で開弁方向に付勢する圧力調
   整弁付勢スプリングとを備える自動車用ラジエータキャ
   ップ。
2. （２）前記スプリングの手段の一端は前記内蓋に当接し
   、他端は前記正圧弁体のシール部材接合面の延長面上、
   もしくは、この延長面より前記内蓋の反対側位置にて前
   記正圧弁に当接している特許請求の範囲第１項記載の自
   動車用ラジエータキャップ。