JPWO2010016157A1 - リザーバタンク - Google Patents

Abstract

タンクが激しく振動しても冷却水が注入口から液漏れすることを防止できるリザーバタンクを提供する。また、リザーバタンクのスペース効率を改善する。エンジン冷却水系に接続されるリザーバタンクにおいて、冷却水注入口１２の下端部からタンク内側下方に向かって延在するように、筒状の水漏れ防止部材２が一体に取り付けられ、水漏れ防止部材２の下端が、タンクに所定量の冷却水を入れた際の液面Ｌよりも下側となるようにされ、かつ、水漏れ防止部材２には、前記液面Ｌよりも上側となる位置に水漏れ防止部材２の内側と外側を連通するような貫通孔２３が設ける。

Description

本発明はリザーバタンクに関する。特にタンクの振動による冷却水の液漏れを防止できるリザーバタンクに関する。

自動車等の内燃機関には冷却水を循環させる冷却系が備えられることが多く、それら冷却系においては、冷却水の温度変化による体積変化や、蒸発などによる冷却水の減少に対応するために、リザーバタンクと呼ばれる冷却水の補充用タンクが設けられることが通例である。このようなリザーバタンクにおいては、リザーバタンク内部がパイプなどによって冷却系に接続されるとともに、冷却水の移動に伴うリザーバタンク内部の気圧変化を防ぐために、リザーバタンクの冷却水注入口や注入キャップに通気孔を設けることが多い。

そのようなリザーバタンクとして、特許文献１に開示されるような技術が例示される。特許文献１の技術においては、車両の振動などにより、リザーバタンク内部で波立った冷却水が注入口やキャップに達して、通気孔から漏れ出すことを防止するために、注入口がタンク内部に向けて開口する開口部付近に略円盤状の傾斜部材を設けて、冷却水の漏れ出しを防止することが開示されている。

また、特許文献２には、リザーブタンクなどに使用される水溜め容器において、タンク本体の上面からタンク内側下方に向かって円筒状の防御壁を一体に成形した技術が開示されている。この技術においては、防御壁の働きにより、冷却水がタンク溶着部に到達することを防止できることが開示されている。
特開平７−３３２０８７号公報 実用新案登録第２５９３１０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のリザーバタンクにおいては、車両の振動が激しくなるとタンク壁をつたうようにタンク上部に激しく波立った冷却液が注入口に到達すると、その進入を阻止できず、結果冷却水が液漏れしてしまうおそれがあり、液漏れ防止性を更に高めることが望まれていた。

また、特許文献２に記載のリザーバタンクにおいては、防御壁は溶着部への冷却水の到達は阻止しうるものの、冷却水注入口への到達と注入口付近からの水漏れを阻止しうるものではなかった。また、特許文献２に記載のリザーバタンクにおいては、防御壁の外面とタンクの内面で画定される空間には空気がたまってしまって、冷却水を充填することができないので、省スペースを要求される自動車のエンジンルーム内において、さらにスペース効率を高めることが望まれていた。

従って、本発明の目的は、激しく振動しても冷却水が注入口から液漏れすることを防止できるリザーバタンクを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、リザーバタンクのスペース効率を改善することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、リザーバタンクにおいて、冷却水注入口の下端部に筒状の水漏れ防止部材を一体に取り付けて、水漏れ防止部材の下端が、タンクの冷却水液面よりも下側となるようするとともに、水漏れ防止部材の前記液面よりも上側となる位置に貫通孔を設けると、上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、パイプによってエンジン冷却水系に接続されて、冷却水系と冷却水をやり取りするとともに、タンク上部に設けられた筒状の冷却水注入口の上端部にはキャップが取り付けられ、キャップ取り付け部付近にタンク内部空間を外気に連通する通気孔が設けられたリザーバタンクであって、冷却水注入口の下端部からタンク内側下方に向かって延在するように、筒状の水漏れ防止部材が一体に取り付けられ、タンク内部空間と外部とが注入口内部空間と水漏れ防止部材の内部空間を介して連絡するようにされるとともに、水漏れ防止部材の下端が、タンクに所定量の冷却水を入れた際の液面よりも下側となるようにされ、かつ、水漏れ防止部材には、前記液面よりも上側となる位置に水漏れ防止部材の内側と外側を連通するような貫通孔が設けられていることを特徴とするリザーバタンクである。

本発明のリザーバタンクにおいては、水漏れ防止部材の内部空間の断面積が冷却水注入口の内部空間の断面積と略等しくなるようにすることが好ましい（請求項２）。
また、本発明のリザーバタンクは、ブロー成形されるリザーバタンクに対して、予め成形された水漏れ防止部材を、冷却水注入口にインサート成形することによって一体化したものであることが好ましい（請求項３）。

本発明によれば、筒状の水漏れ防止部材の働きにより、水漏れ防止部材の内部では波立ちが抑えられ、水漏れが抑えられる。また水漏れ防止部材の外部で波立ちが激しく起こっても、水漏れ防止部材が防御壁となって注入口に波が到達するのを阻止して、水漏れを抑制できる。
また、水漏れ防止部材には、所期の液面よりも上側となる位置に貫通孔を設けたので、水漏れ防止部材下端よりも上側まで冷却水をタンクに入れることができ、冷却水保持容量を高め、スペース効率を向上できる。

また、注入口の断面積と水漏れ防止部材の断面積を略等しくした場合には、冷却水の波立ちによる液もれがより効果的に抑えられるとともに、リザーバタンクへの冷却水の注水が能率的に行え、注水時に作業者が注水レベルを知ることもできる。

ブロー成形されるリザーバタンクに対して、予め成形された水漏れ防止部材をインサート成形により一体化した場合には、ブロー成形により液密性の高いタンク本体を提供しつつ、水漏れ防止部材を確実に注入口下端に一体化した本発明のリザーバタンクを能率的・経済的に提供できる。

本発明のリザーバタンクの実施形態を示す断面図である。 本発明のリザーバタンクの実施形態を示す部分断面図である。 本発明のリザーバタンクの製造工程を示す図である。 本発明のリザーバタンクの製造工程を示す図である。 本発明のリザーバタンクの製造工程を示す図である。 水漏れ防止部材の他の実施形態を示す断面図である。 水漏れ防止部材の他の実施形態を示す断面図である。 本発明のリザーバタンクの他の実施形態を示す断面図である。 水漏れ防止部材の他の実施形態を示す一部断面図である。

符号の説明

１ タンク本体
１１ タンク部分
１２ 注入口
２ 水漏れ防止部材
２１ 筒部
２２ フランジ
２３ 貫通孔
２５ 邪魔板
３０ パイプ
４０ キャップ
４１ 通気孔
５０ 冷却水
６１ 空気吹出しノズル
６２ ブロー成形金型
７０ パリソン

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明のリザーバタンクの実施形態を示す断面図である。リザーバタンクはパイプ３０が貫通するように固定されたキャップ４０をタンク本体１の冷却水注入口１２に螺着して構成されており、その内部に冷却水５０を保持する。パイプ３０は、その先端がタンク本体１の底面付近まで冷却水５０内に入れられるとともに、他端が自動車用エンジンの冷却系回路の減圧弁を介した大気圧側の回路に接続されており、冷却水温度の上昇／下降などにより冷却水体積が膨張／縮小した際には、それを補うように、リザーバタンク内の冷却水５０が冷却系に供給され／戻されるようにやり取りされる。

キャップ４０には、リザーバタンク内部空間と外部（大気）とを連通する通気孔４１が設けられている。通気孔４１によって、冷却水系との水のやり取りによりリザーバタンク内部の冷却水が増水／減水しても、それを補うように空気が排気／給気されて、リザーバタンク内部の圧力が一定に保たれるようになっている。通気孔４１は必ずしもキャップ４０に設けられる必要はなく、キャップ４０が螺着されるタンク本体の注入口１２の上端部に設けても良く、要はキャップ取り付け部付近に通気孔４１が設けられていれば良い。

図２は、タンク本体１の要部断面図を示し、タンク本体１は、その内部に冷却水５０を貯留するよう袋状に形成されたタンク部分１１と、タンク部分１１の上端部から上方に突き出すように設けられた略円筒状の注入口１２とが一体成形された部材に、別途成形された水漏れ防止部材２が接合一体化されて構成されている。水漏れ防止部材２は、注入口１２と略同等な直径を有する円筒状に形成された部材であり、注入口１２がタンク部分１１の上端面に接続される注入口下端部から、タンク内側下方に向かって延在するように取り付けられている。従って、タンクの内部空間と外部とは、水漏れ防止部材２の内部空間と注入口１２の内部空間を介して連絡されている。

ここで、水漏れ防止部材２は、その下端部２４が、リザーバタンクに所定量の冷却水５０を入れた際の液面Ｌよりも下側になり、下端部２４が冷却水５０に浸かるような長さに設けられている。更に、水漏れ防止部材２の筒部２１には、前記液面Ｌよりも上側となる位置（特にタンク上面との接続部付近が好ましい）に、水漏れ防止部材２の内側と外側を連通する円形断面の貫通孔２３が設けられている。また、水漏れ防止部材２の上端部にはフランジ２２が半径方向外側に向けて広がるように設けられており、該フランジ２２が注入口１２の下端部と互いに噛み合うように注入口１２が形成されて、水漏れ防止部材２が注入口１２に接合一体化されている。

タンク部分１１や注入口１２は冷却水５０に侵されない様な熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）やポリプロピレン樹脂（ＰＰ）などにより構成される。水漏れ防止部材２は、冷却水５０に侵されない様な熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）やポリプロピレン樹脂（ＰＰ）などにより構成しても良いし、メッキ鋼板などの金属板により構成しても良い。

本発明のリザーバタンクの製造方法は、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、金属板の塑性加工や熱可塑性樹脂の射出成形などによって、貫通孔２３を備える円筒状の水漏れ防止部材２を予め製造しておく。次に、タンク部分１１と注水口１２をブロー成形により一体成形しながら、水漏れ防止部材２をインサート成形によって接合一体化する。以下、図３〜図５によりその工程を説明する。なお、以下の工程においては、リザーバタンクは注入口が下側になるような姿勢、すなわち、使用時とは上下さかさまの姿勢で成形される。まず、図３に示すように、ブロー成形装置の成形金型６２、６２を型開きした状態で、空気吹き込みノズル６１の先端に水漏れ防止部材２を仮保持させる。仮保持は部材の弾発力を利用するなどすればよい。その状態でノズル６１と水漏れ防止部材２を取り囲むように、半溶融状態の円筒状のパリソン７０を押し出して（図４）、金型６２，６２を型閉じする。型閉じによって、水漏れ防止部材２に設けられたフランジ部２２が半溶融状態のパリソンに取り囲まれるようになり、水漏れ防止部材２が注水口１２に接合一体化される。型閉じ後にノズル６１から空気を吹き込んでパリソンを膨張させて（図５）、金型６２，６２の内面形状に対応する形状のタンク部分１１及び注水口１２を一体に形成する。膨張後に冷却を行った後に、型開きして、成形された部品を上方に引き抜いて、バリ取りを行えば、タンク部分１１、注水口１２、水漏れ防止部材２が強固に一体化されたタンク本体１を得ることができる。

本発明のリザーバタンクの作用効果を説明する。本発明においては、所定の冷却水液面Ｌに到達する長さの水漏れ防止部材２が注入口１２に一体化されているので、激しい振動がリザーバタンクに与えられても、リザーバタンクの通気孔４１から水漏れすることが抑制される。すなわち、水漏れ防止部材２の外側では、振動とタンク壁面の相互作用によって液面が激しく波立つことがあろうとも、注入口に直結している水漏れ防止部材２の内側においては、比較的液面が平静に保たれて、冷却液が通気孔４１に達することが抑制される。また、水漏れ防止部材２の外部で液面が激しく波立っても、水漏れ防止部材２が防護壁として働いて、冷却液が通気孔４１に達することを防止する。

また、本発明によれば、水漏れ防止部材２の筒部２１に貫通孔２３を設けたので、リザーバタンクのスペース効率を高めることができる。即ち、貫通孔２３がない場合には、タンクに注水する際に、冷却水液面Ｌが筒部２１の下端に達した時点で、筒部２１の外面とタンク部分１１の上側内面と液面Ｌとで囲まれる空間Ｓが閉じた空間となるために、それ以上冷却水を注入することができなくなる。従って、貫通孔２３がないと、タンク部分１１の上側の空間を有効に活用することができなくなり、十分な冷却水容量を確保できない。一方、本発明によれば、貫通孔２３によって、上記空間Ｓと注入口１２や水漏れ防止部材２の内部空間とが連通しているので、空間Ｓにたまった空気を貫通孔２３から排気することができて、その結果、貫通孔２３が設けられた高さまで空間Ｓ内にも冷却水を充填することができる。従って、本発明によれば、タンク部分１１の上端付近まで冷却水が充填でき、冷却水を多く蓄えることができてスペース利用効率が高い。

従って、本発明においては、水漏れ防止部材２の筒部２１に設けられる貫通孔２３は、タンク部分１１の上端面よりも下側であって、所定量の冷却水を入れた際の液面よりも上側あるいは液面と等しい高さに設けられるとともに、筒部２１においてタンク部分１１の上端面に近い側に設けられることが好ましい。

水漏れの抑制効果をより高めるためには、水漏れ防止部材２の筒部２１に設けられた貫通孔２３が小径である事が好ましく、好ましくは直径５ｍｍ以下であることが好ましい。また、貫通孔は、略水平方向に、あるいは、水漏れ防止部材２の外側から内側に向かって、下方に傾斜するように設けられることが、水漏れの抑制効果をより高めるために好ましい。

さらに、本発明の実施形態としては、筒状の水漏れ防止部材２の内部空間の断面積が注入口１２の内部空間断面積と略等しくなるように設けられていることが好ましい。ここで、両者の断面積が略等しいとは、一方が他方の３０％〜３００％、より好ましくは５０％〜２００％、更に好ましくは７０％〜１５０％の関係にあることを言う。筒状の水漏れ防止部材２の断面積がそのようにされていることにより、タンク部分１１の内部空間の大きさに比べて水漏れ防止部材２の内部空間の大きさを十分に小さくすることができ、水漏れ防止部材２の内部で液面が激しく波立つことが、より確実に抑制される。

また、筒状の水漏れ防止部材２の断面積が注入口１２の断面積と略等しくされていることにより、冷却水を注水する際に冷却水が水漏れ防止部材２の部分で滞ることなく、注水を効率的に行うことができる。また、タンク部分１１の断面積に比べ、水漏れ防止部材２の断面が小さくなるので、注水を行っていって、液面が水漏れ防止部材２の下端に達した時点で、水漏れ防止部材２及び注入口１２の内部を液面が急に上昇するようになり、注水作業者は水漏れ防止部材２の下端まで冷却水が入ったことを知ることができる。なお、本発明においては、水漏れ防止部材２の内側で一旦上昇した液面は、その後貫通孔２３から空間Ｓの空気が排出されるに従って下がっていき、図２に示すような水漏れ防止部材２の内側と外側とが同じ液面高さとなる状態に落ち着く。

水漏れ防止部材２や注水口１２の大きさは、注水が行いやすく、キャップ４０の取り付けが行いやすいように決定されるが、通常はその直径が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。貫通孔２３の好ましい大きさは直径１ｍｍ〜１０ｍｍであり、注水口１２や水漏れ防止部材２の断面積の１／１０００〜１／４程度の断面積を有するように決定する。貫通孔２３の大きさを変更することにより、注水レベルの検知性や注水の効率性を調整できる。

本発明のリザーブタンクは、上記したように、予め成形された水漏れ防止部材２が冷却水注入口１２に接合一体化されるようにインサートして、タンク本体をブロー成形して製造することが好ましい。このような製造方法によれば、複雑なタンク形状を有する中空のタンク部分１１と注水口１２及び、タンク内側下方に向かって延出する水漏れ防止部材２を一体に成形し、かつ、水漏れ防止部材２の筒部２１に略水平方向に貫通孔２３を設けるという、非常に複雑な形状を有するリザーブタンクを、確実かつ能率的に製造できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その性質を大きく変えない範囲で、種々の改変を加えたものも包含するものである。

例えば、水漏れ防止部材２の筒部２１は円筒形状に限らず、例えば四角形断面を有する角筒でも良い。また、筒部２１は、必ずしも均一な断面を有するものには限定されず、例えばテーパ状になるなど、軸方向にその断面が変化するものであっても良い。

また、上記実施形態においては、水漏れ防止部材２の筒部２１が、上端や下端部が開放された円筒形状であるものについて説明したが、図６や図７に示したように、筒部２１の下端部や中間部に、邪魔板２５を設けることも好ましい実施形態である。邪魔板２５は、中央部にパイプ３０を通すための貫通孔が設けられた円盤状の部材で、筒部２１の内部に一体成形される。邪魔板２５を設けることで、水漏れ防止部材２の内部の液面変化や冷却水が上方にはね上がることが抑制されるので、水漏れをより確実に抑制できる。なお、邪魔板２５は筒部の中央部あるいは下端部に設けたほうが、インサート成形の際の仮保持が行いやすい。

また、水漏れ防止部材２に設けられる貫通孔２３の形状は円形の孔に限定されるものではなく、長円状、楕円状、スリット状、角穴状などの形態とすることもできる。例えば図９に示すように、水漏れ防止部材２の筒部２１の軸方向に沿うようなスリット状の貫通孔２３としてもよい。スリット状の貫通孔として、筒部２１の下端部にスリットが達するようにすれば、水漏れ防止部材２を樹脂の射出成形で製造するのに都合が良い。なお、貫通孔を長円状やスリット状にする場合には、図９に示すように、その長手方向が筒部２１の軸方向に沿うようにするとともに、貫通孔２３の貫通方向が筒部２１の半径方向と所定の角度θをなし、貫通孔が筒部２１の内周面に沿うような方向に向かって設けられることが好ましい。角度θは２０°〜７０°、より好ましくは３０°〜６０°に設けられる。角度θを設けることにより、スリット状の貫通孔２３から水漏れ防止部材２の内側に侵入しようとする波立った冷却水が、筒部２１の内周に沿うように方向に変更されるので、冷却水がキャップ部分に達することがより効果的に防止できる。

また、本発明のリザーブタンクの製造方法は、上記インサートブロー成形法に限定されるものではなく、他の製造方法によっても良い。例えば、上下に半割れ状に射出成形により成形した半割れ体を熱溶着や接着などにより一体化してリザーブタンクを製造してもよい。また、例えば図８に示すように、注水口１２とタンク部分１１をブロー成形により一体成形した後に、別途製造した水漏れ防止部材２’を注水口１２の内部に挿入・固定して、本発明のリザーブタンクを製造してもよい。この実施形態のように、注水口１２の内側に水漏れ防止部材２’の一部が内嵌されるようにしても良い。なお、水漏れ防止部材２’の外周面には、部材の脱落を防止するために、突起や抜け止めなどを設けておくことが好ましい。

本発明のリザーブタンクは、例えば自動車用エンジンの冷却水系のリザーブタンクに利用でき、激しい振動が与えられても通気孔からの水漏れを抑制することができる他、タンクの上端近くまで冷却水を満たすことが出来るためスペース利用効率が高く、産業上の利用価値が高い。

Claims (3)

1. パイプによってエンジン冷却水系に接続されて、冷却水系と冷却水をやり取りするとともに、タンク上部に設けられた筒状の冷却水注入口の上端部にはキャップが取り付けられ、キャップ取り付け部付近にタンク内部空間を外気に連通する通気孔が設けられたリザーバタンクであって、
   冷却水注入口の下端部からタンク内側下方に向かって延在するように、筒状の水漏れ防止部材が一体に取り付けられ、タンク内部空間と外部とが注入口内部空間と水漏れ防止部材の内部空間を介して連絡するようにされるとともに、
   水漏れ防止部材の下端が、タンクに所定量の冷却水を入れた際の液面よりも下側となるようにされ、
   かつ、水漏れ防止部材には、前記液面よりも上側となる位置に水漏れ防止部材の内側と外側を連通するような貫通孔が設けられていることを特徴とするリザーバタンク。
2. 水漏れ防止部材の内部空間の断面積が冷却水注入口の内部空間の断面積と略等しくなるようにされたことを特徴とする請求項１に記載のリザーバタンク。
3. ブロー成形されるリザーバタンクに対して、予め成形された水漏れ防止部材を、冷却水注入口にインサート成形することによって一体に取り付けたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のリザーバタンク。

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