JP5650265B2

JP5650265B2 - キャップとフィラーネックとの取付構造

Info

Publication number: JP5650265B2
Application number: JP2013050693A
Authority: JP
Inventors: 小室　朗; 朗小室
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2033-03-13
Also published as: JP2014177873A

Description

本発明は、ラジエータキャップが、樹脂製のキャップ本体と弁本体とを有し、それら両者が溶着によって接続されるものに関し、より詳しくは、その溶着部又は樹脂成型部が仮に分離しても、弁本体がタンク本体内に落下することなく、弁機能を維持するものである。

本出願人はすでに、特許文献１のラジエータの樹脂製キャップを提案している。これは、上端閉塞の筒状のキャップ本体と、その下端開口に接続される弁本体とを有する。
このラジエータキャップは、ラジエータのタンク本体の上端に突出されたフィラーネックに着脱自在に取付られるものである。ところで、キャップ本体と弁本体とはともに複雑な形状を有するため、成形の都合上、両者をそれぞれ単独で射出成形し、その後、両者を溶着接合することが好ましい。
そこで、図５に示す如く、キャップ本体３と弁本体７とを溶着部17で接合し、キャップ本体３に把持部材14を被嵌して、それらをフィラーネック２に螺着締結することができる。

特開２０１２−２３３４５２号公報

ところが、その溶着部17又は樹脂成型部が分離した場合、弁本体７がフィラーネック２から、タンク本体１内に落下するおそれがある。すると、弁機能を損なうと共に、タンク内に落下した弁本体７の回収が極めて面倒になる。そこで、溶着部17又は樹脂成型部が仮に分離しても、タンク内に落下することがなく、且つ弁機能を保つことができる、信頼性の高いキャップを提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、ラジエータのタンク本体(1)の頂部に突設されるフィラーネック(2)に樹脂製のキャップが着脱自在に取り付けられるキャップとフィラーネックとの取付構造であって、
そのキャップは、上端閉塞の筒状体からなるキャップ本体(3)と、
そのキャップ本体(3)の下端開口からその本体(3)内に、その上端部の外周が嵌入し、その中間部の内周に内フランジ状の弁座(4)を有すると共に、その中間部に連通孔(6)を有する筒状の弁本体(7)と、を具備し、
キャップ本体(3)の内周と弁本体(7)の上部外周とが溶着により接合され、
弁本体(7)がタンク本体(1)内に落下するのを防止するため、前記フィラーネック(2)は、弁本体(7)の下面に対向して、フィラーネック(2)のネック部(8)とタンク本体(1)との付根から、そのネック部(8)の半径方向の内側に爪部(9b)を設けて弁本体(7)の受け部(9)を形成することを特徴とするキャップとフィラーネックとの取付構造である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のキャップとフィラーネックとの取付構造において、
前記受け部(9)として、前記爪部(9b)の周方向に離間した位置に段差部(9a)を設けたことを特徴とするキャップとフィラーネックとの取付構造である。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載のキャップとフィラーネックとの取付構造において、
前記キャップ本体(3)の軸方向の中間部外周に上側環状溝(10)が形成され、前記弁本体(7)の軸方向の下部外周に下側環状溝(11)が形成され、
上側環状溝(10)に第１シールリング(12)が嵌着されて、その第１シールリング(12)がフィラーネック(2)の開口部内周であって、フィラーネック(2)の出入口パイプ(5)より上方位置で圧接され、
下側環状溝(11)に第２シールリング(13)が嵌着されて、その第２シールリング(13)がフィラーネック(2)のネック部(8)の内周に圧接され、
その第１シールリング(12)と第２シールリング(13)と、フィラーネック(2)の内周面との間に形成されたシール空間の内側で、キャップ本体(3)の内周と弁本体(7)の上部外周とが溶着により接合されたことを特徴とするキャップとフィラーネックとの取付構造である。

本発明のキャップとフィラーネックとの取付構造は、キャップ本体３の内周と弁本体７の上部外周とが溶着により接合され、弁本体７の下面に対向して、フィラーネック２の付根に受け部９としてネック部８の半径方向の内側に爪部9bを設けたものである。そのため、キャップ本体３と弁本体７との溶着部又は樹脂成型部が分離したとしても、その爪部9bに阻止されて、弁本体７がタンク本体１内に落下するのを防止できる。
また、請求項２に記載の発明のように、上記構成に加えて、爪部9bの周方向に離間した位置に段差部9aを設けて、それらを併用して受け部９を形成してもよい。
さらに、請求項３に記載の発明のように、上記構成に加えて、第１シールリング12と第２シールリング13との内側で、キャップ本体３の内周と弁本体７の上部外周とを溶着した場合には、キャップ本体３と弁本体７との溶着部が分離しても、キャップの正圧弁、負圧弁の機能を保つことができ、信頼性の高いキャップとフィラーネックとの取付構造となる。

本発明のキャップとフィラーネックとの取付構造の縦断面図。同分解斜視図。図２のIII−III矢視図。図２のIV−IV矢視図。本発明のキャップとフィラーネックとの取付構造との比較説明図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき、説明する。
図１〜図４は、本発明の実施例のキャップとフィラーネックとの取付構造である。
この実施例の取付構造は、ラジエータのタンク本体１の上端に設けられたフィラーネック２に着脱自在に取り付けられる樹脂製キャップ有し、そのキャップは上から順に把持部材14とキャップ本体３と弁本体７とを有する。なお、フィラーネック２は、タンク本体１との付根に断面が縮小するネック部８を有し、その付根の上縁が内フランジ状に形成され、その内フランジ部から上方に拡大する筒部が形成され、その開口の内周に雌ネジが形成されている。筒部とネック部８との付根には、出入口パイプ５が一体的に突設されている。この例のフィラーネック２は、図１に示す如く、その中心線がタンク本体１の中心から図におきて、左にずれている。

次に、キャップ本体３は、上端閉塞の筒状体からなり、全体がカップ状である。
そして、弁本体７は、筒状に形成され、その上端部の外周がキャップ本体３の下端部開口に嵌入して、両者間が溶着固定されるものである。
最上端の把持部材14は、上端外周にフランジ部を有する浅いカップ状で、その内周にキャップ本体３の上端部が圧入され、把持部材14の係合部23がキャップ本体３の係止部24に係合して両者間が接続されるものである。その把持部材14の外周には雄ネジである螺着部27が形成され、それがフィラーネック２の開口の雌ネジに着脱自在に螺着される。把持部材14の上面の中心には外周が四角または六角の工具嵌着部が突設されている。

キャップ本体３の中間部外周に上側環状溝10が形成され、弁本体７の下端部外周に下側環状溝11が形成され、それらの溝10，11にシール用の第１シールリング12、第２シールリング13が嵌着される。
弁本体７の下端の中心には、バネ座29が設けられている。そのバネ座29の外周に放射状のリブが突設し、そのリブの先端が弁本体７の筒状部に接続されている。
その弁座部29に正圧弁20が環状シール板22を介して着脱自在に着座する。さらに、弁本体７の中間部には、その半径方向外側に連通孔６が設けられている。

環状シール板22は、その上面が正圧弁20に接続され、その下面に負圧弁21のフランジ部上面が着脱自在に接触する。この負圧弁21の底面とバネ座29との間には第２スプリング19が介装される。また、正圧弁20とキャップ本体３の上端閉塞面との間には、第１スプリング18が介装される。
キャップ本体３の第１シールリング12は、フィラーネック２の開口部内周であって、前記出入口パイプ５より上方位置で圧接され、弁本体７の第２シールリング13は、フィラーネック２のネック部８の内周に圧接される。
その結果、第１シールリング12と第２シールリング13と、フィラーネック２の内周面との間にはシール空間が形成される。そして、そのシール空間の内側で、キャップ本体３の内周と弁本体７の上部外周とが溶着により接合される。

次に、本発明の溶着によるキャップ本体３と弁本体７の接続構造につき説明する。
図１はキャップ本体３の内周と、弁本体７の上部外周との溶着状態を示すものである。
溶着前では、キャップ本体３の軸線上の断面の内周は、その下端部が拡開する段つきに形成され、その下端部に末広がりの第１テーパ部を有する。その第１テーパ部は軸線に対し角αのテーパである。
弁本体７の軸線上の断面外周は、その上端部の外周が上方に先細りの第２テーパ部を有する。第２テーパ部と軸線とのなす角はβであり、その角度はキャップ本体３の前記αよりも小である。

キャップ本体３の中間部の内面側には、環状溝部15が凹陥する。その環状溝部15に略整合するように、弁本体７の上端部に環状凸部16が形成されている。
また、弁本体７の第２テーパ部の下端外周には仮組用の環状凸部26が形成され、その凸部26がキャップ本体３の下端内周に突設された同仮組用の係止爪28内に下方から圧入される。

そして、超音波溶着を開始すると共に、キャップ本体３は弁本体７側に押圧され、その溶着点が次第に下方に移動する。そして、弁本体７とキャップ本体３との間に溶着部17が形成される。そして、溶着部17は図１の黒塗り部となる。
次に、フィラーネック２は、弁本体７の下端面に対向して、二種の受け部９が形成されている。即ち、図２において、フィラーネック２の付根の左端に第１の受け部９として段差部9aが設けられている。さらに、フィラーネック２の付根の開口に第２の受け部９として、図２〜図４に示す、円弧状に中心側に突設した爪部9bが設けられている。
これらの受け部９は、弁本体７とキャップ本体３との溶着部17が分離したとき、その弁本体７を受け、それがタンク本体１内に落下することを防止する。なお、二種の受け部９は、いずれか一方でもよい。

このラジエータキャップは、把持部材14の上端中心にスパナ等の螺回工具が嵌着され、それを回転することにより、把持部材14の螺着部27が、フィラーネック２の上端開口に螺着締結される。そして、スプリングの付勢力により、正圧弁20と負圧弁21とが閉じられ、タンク本体１の内部を密閉状態にする。タンク本体１の冷却水温度が設定温度以上になると、正圧弁20が第１スプリング18の付勢力に抗して上昇し、タンク内の蒸気および冷却水が連通孔６を介し、出入口パイプ５から図示しないサージタンクに導かれる。それにより、タンク本体１の内圧が低下すると、正圧弁20が閉塞する。
次いで、エンジンが停止し、タンク本体１の内部の冷却水温度が低下し、そのタンク内が負圧になると、第２スプリング19の付勢力に抗して負圧弁21が下方に移動し、図示しないサージタンク内の冷却水が出入口パイプ５、連通孔６を介し負圧弁21の隙間からタンク本体１内に戻されるものである。

次に、本発明のラジエータキャップにおいて、キャップ本体３と弁本体７との溶着部17にシール不全があったとする。この場合においても、第１シールリング12とフィラーネック２の筒部内周面との気密は保たれる。それとともに、第２シールリング13とネック部８との気密も保たれる。
その結果、タンク本体１の温度上昇時には、正圧弁20が正常に機能して上昇し、内部が負圧になると負圧弁21が下降する。そのため、本発明のキャップは、溶着部にシール不全があっても、ラジエータキャップの機能をそのまま維持することができる。
また、仮に溶着部17又は樹脂成型部が分離し、弁本体７が下方に下がったとしても、その弁本体７がフィラーネック２の受け部９である、段差部9aと円弧状の爪部9bに当接してその弁本体７がそれ以上、下方に移動することがない。この場合にも、シール性を損なうことなく、キャップの機能を維持できる。

１タンク本体
２フィラーネック
３キャップ本体
４弁座
５出入口パイプ
６連通孔
７弁本体
８ネック部
９受け部
9a 段差部
9b 爪部

10 上側環状溝
11 下側環状溝
12 第１シールリング
13 第２シールリング
14 把持部材
15 環状溝部
16 環状凸部
17 溶着部
18 第１スプリング
19 第２スプリング

20 正圧弁
21 負圧弁
22 環状シール板
23 係合部
24 係止部
26 環状凸部
27 螺着部
28 係止爪
29 バネ座

Claims

ラジエータのタンク本体(1)の頂部に突設されるフィラーネック(2)に樹脂製のキャップが着脱自在に取り付けられるキャップとフィラーネックとの取付構造であって、
そのキャップは、上端閉塞の筒状体からなるキャップ本体(3)と、
そのキャップ本体(3)の下端開口からその本体(3)内に、その上端部の外周が嵌入し、その中間部の内周に内フランジ状の弁座(4)を有すると共に、その中間部に連通孔(6)を有する筒状の弁本体(7)と、を具備し、
キャップ本体(3)の内周と弁本体(7)の上部外周とが溶着により接合され、
弁本体(7)がタンク本体(1)内に落下するのを防止するため、前記フィラーネック(2)は、弁本体(7)の下面に対向して、フィラーネック(2)のネック部(8)とタンク本体(1)との付根から、そのネック部(8)の半径方向の内側に爪部(9b)を設けて弁本体(7)の受け部(9)を形成することを特徴とするキャップとフィラーネックとの取付構造。
請求項１に記載のキャップとフィラーネックとの取付構造において、
前記受け部(9)として、前記爪部(9b)の周方向に離間した位置に段差部(9a)を設けたことを特徴とするキャップとフィラーネックとの取付構造。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載のキャップとフィラーネックとの取付構造において、
前記キャップ本体(3)の軸方向の中間部外周に上側環状溝(10)が形成され、前記弁本体(7)の軸方向の下部外周に下側環状溝(11)が形成され、
上側環状溝(10)に第１シールリング(12)が嵌着されて、その第１シールリング(12)がフィラーネック(2)の開口部内周であって、フィラーネック(2)の出入口パイプ(5)より上方位置で圧接され、
下側環状溝(11)に第２シールリング(13)が嵌着されて、その第２シールリング(13)がフィラーネック(2)のネック部(8)の内周に圧接され、
その第１シールリング(12)と第２シールリング(13)と、フィラーネック(2)の内周面との間に形成されたシール空間の内側で、キャップ本体(3)の内周と弁本体(7)の上部外周とが溶着により接合されたことを特徴とするキャップとフィラーネックとの取付構造。