JPH0726537B2 - 自動車用ラジエータキヤツプ - Google Patents

Description

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

〔従来の技術〕

従来のラジエータキャップを示すものとして、例えば特
開昭55−41391号公報、特開昭58−172419号公報があ
る。

これらの公報に示されるものでは、正圧弁体を閉弁方向
に付勢するコイルスプリングが、正圧シール面より上方
位置にて当接しているので、正圧弁体が偏開きした場
合、正圧弁体の着座性が不安定になるという問題があ
る。

この問題について、さらに詳細に説明する。第３図は正
圧弁体と注水口端面とを模式図に示す図で、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、正圧弁対50
3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F₁が作用することになる。

正圧弁体505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 F₁＝F₀sinθとなり、 また、点Ｏに関して、 M₀＝F₁×Ｄ 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M₀が、矢印Ｒ方向に作用するとい
うことは、正圧弁体503開弁方向に付勢させるというこ
とである。すなわち、本来付勢力F₀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
F₁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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明では、上述した様な正圧弁体の着座性が不安定に
なるという問題を解決するものであり、正圧弁体が偏開
きした場合でも、良好に着座できるようにすることを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明では次の様な手段
を講じた。

すなわち、正圧弁体とコイルスプリングとの当接点を、
正圧弁体のシール部材接合面より反内蓋側に位置せし
め、圧力調整弁を球状弁体とした。

〔作用〕

本発明の作用を第４図に基づいて説明する。第４図は、
本発明ラジエ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60
との当接点が、正圧弁体603のシール面607より反内蓋
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603の表面605
には、表面605と平行方向に付勢力F₀の分力F₁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D₁とすると、点Ｏを中心に M₁＝F₁×D₁ 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。

一方、圧力調整弁は球状弁体よりなるので、連通孔を開
閉する際に連通孔を通過する圧力蒸気流れによって回転
せしめられる。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明のラジエータキャップを用いれ
ば、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、当接点以外の個
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、本発明ではこのような問題はない。

また、圧力調整弁は球状弁体より構成され、圧力蒸発流
れによって回転せしめられるので、連通孔の開口縁と当
接面が一定ではなく、変化する。よって、圧力調整弁の
偏当りによる偏摩耗を防止することができ、常に良好な
シールを行うことができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図に基づき説明する。

第２図は自動車用ラジエ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り、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５、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、注水口パイプ内部とリザーブタンク（省図示）と
を結ぶためのパイフ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パ
イプ８が形成されている。

第１図は第２図のＩ−Ｉ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2
04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2
03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。

キャップ100の外蓋101は受け皿形状をなし、その外周部
には側壁部130を有し、さらに、この側壁部103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100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も受け皿形状をなしており、その外周部には側壁部1
09を有し、さらに側壁部109の先端側には内方に向って
突出する係合突出部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ト円形窪み108とが対向するように、
外蓋101と内蓋107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ップ形状をな
しており、その底面は外蓋101の円形孔102を通って内蓋
107の円形窪み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は抑え板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及び抑え板113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板ば
ね113が挟持されている。この板ばね113もただ単に挟持
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ッキン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、この押さえパッキン115は板ばね113の付勢力によっ
て嵌着シール座面204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、段付コッ
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121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121及び側壁部123は
内円筒体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ッキン131が貼着され
ている。そして、この正圧パッキン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111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内径より微少量小さく設定され
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内に位置することになり、係止部129は
側壁部129の内壁を案内面とし、係合突出部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107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11
1に係合することにより下方への抜け落ちが防止されて
いる。

底面部121の略中心部にはボトムプレート120の上下面を
貫通する連通孔122が形成されている。この連通孔122
は、底面部121の上面に一体的に形成された円筒状の連
通孔形成壁133によって区画形成されるもので、この連
通孔122内には球状をなす圧力調整弁140が配されてい
る。

連通孔122の上タンク５側に位置する下方開口端122a
は、その開口縁が一部切り欠いた状態となっており（第
１図では明示されず）、第１図に示す様に圧力調整弁14
0が下方開口端122aに当接している状態では、上記切り
欠きを介して連通孔122は開放状態となっている。

一方、圧力調整弁140が第１図図示状態から図中上方に
移動し、連通孔122の上方開口端122bに当接すると、圧
力調整弁140は上方開口端122bの開口縁を完全に閉塞
し、連通孔122を遮断した状態となさしめる。

水平部125、側壁部123、底面部121、中央壁132の内蓋10
7に対向する面には、ボトムプレート120の強度を上げる
ために複数本のリブ135か形成されている。

内蓋107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13
7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。

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Ｏ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めプレート55で包む
ようにしてめ加工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。ボトムプレー
ト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内の圧力が大気圧、もしくはそれ以
下の時には、圧力調整弁140は図中下方に移行し、連通
孔122の下方開口端122aに当接する。この状態では上述
の如く連通孔122は開放状態であるのでリザーブタンク
内に蓄えられている冷却水がパイプ10、ボトムプレート
120上方空間、連通孔122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
力が大気圧より高くなると、この圧力を圧力調整弁140
が受圧し、さらに圧力調整弁140の周りを流れる蒸気流
れによって圧力調整弁140を上方に吹き上げる力と相俟
って、連通孔122の上方開口端122bに向けて圧力調整弁1
40が押しつけられる。すなわち、連通孔122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
ッキン131が、内筒体201の正圧シール座面202より開難
し、上タンク５内の高圧になった蒸気が、正圧パッキン
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19を介してリ
ザーブタンクへと流出する。

尚、上述の例ではボトムプレート120を樹脂材料より形
成し、圧力調整弁140も樹脂材料もしくは金属材料より
形成した。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を示す断面図で、第２図のＩ−Ｉ断
面図、第２図は自動車用ラジエータを示す正面図、第３
図は従来例を示す模式図、第４図は本発明を示す模式図
である。 ５……上タンク,101……外蓋,107……内蓋,120……ボト
ムプレート（正圧弁体）,137……コイルスプリング,140
……圧力調整弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、 この外蓋の内方にあって、この外蓋と相対回転自在に接
   合される内蓋と、 この内蓋に相当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前記注水口パイプのシール座面
   に着座するシール面を有する正圧弁体と、 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、 前記内蓋と前記正圧弁体との間に配されるものであっ
   て、一端が前記内蓋に当接し、他端が前記正圧弁体に当
   接し、前記正圧弁体を前記内蓋とは反対側に付勢するコ
   イルスプリングとを備え、 前記コイルスプリングの他端は、前記正圧弁体のシール
   面より前記内蓋の反対側位置にて前記正圧弁体に当接し
   ており、 前記圧力調整弁は前記連通孔の開口縁をその自重にて閉
   塞可能な球状弁体である自動車用ラジエータキャップ。