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発明の名称 リザーブタンク
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−9752(P2007−9752A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−189220(P2005−189220)
出願日 平成17年6月29日(2005.6.29)
代理人 【識別番号】100075258
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 研二
発明者 山藤 考弘 / 伊庭 茂
要約 課題
冷却水の交換時間を短縮することができるリザーブタンクを提供する。

解決手段
冷却水を貯留するタンク本体10に、タンク本体10内に冷却水を注入するための注入口11と、タンク本体10内から冷却水経路100に冷却水を流出させるための流出口13と、冷却水経路100からタンク本体10内に冷却水を流入させるための流入口14とが設けられてなるリザーブタンク1において、タンク本体10内を液面に応じて上下動可能であり、上下動の下端において流出口13または流入口14のいずれか一方の口を閉塞するフロート20と、上記一方の口の外側の流路とタンク本体10とを連通させ、冷却水経路100内のエアをタンク本体10内に逃がすエアバイパス経路30と、を設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】
冷却水を貯留するタンク本体に、当該タンク本体内に前記冷却水を注入するための注入口と、当該タンク本体内から冷却水経路に前記冷却水を流出させるための流出口と、前記冷却水経路から当該タンク本体内に前記冷却水を流入させるための流入口とが設けられてなるリザーブタンクであって、
前記タンク本体内を液面に応じて上下動可能であり、上下動の下端において前記流出口または前記流入口のいずれか一方の口を閉塞するフロートと、
前記一方の口の外側の流路と前記タンク本体とを連通させ、前記冷却水経路内のエアを前記タンク本体内に逃がすエアバイパス経路と、
が設けられたことを特徴とするリザーブタンク。
【請求項2】
請求項1に記載のリザーブタンクであって、
前記タンク本体は、互いに貫通孔を介して連通する、前記流出口が設けられた室と、前記注入口が設けられた室と、前記流入口が設けられた室とに分かれており、
前記フロートは、前記一方の口が設けられた室に収容され、当該室内に拘束されることを特徴とするリザーブタンク。
【請求項3】
請求項2に記載のリザーブタンクであって、
前記一方の口が設けられた室と前記注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端は、他方の口が設けられた室と前記注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端よりも、高い位置に設定されていることを特徴とするリザーブタンク。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷却水を貯留するリザーブタンクに関する。
【背景技術】
【0002】
図3は、従来のリザーブタンク200の側断面図である。このリザーブタンク200は、例えばハイブリッド車両のモータ、ジェネレータ、インバータ、エンジン等を冷却するための冷却水(LLC)を貯留するものである。なお、図3には、リザーブタンク200の側断面図に加えて、当該リザーブタンク200に接続される冷却水経路300の模式図も示されている。図3において、リザーブタンク200は、冷却水を貯留するタンク本体210を備えている。このタンク本体210には、タンク本体210内に冷却水を注入するための注入口211と、タンク本体210内から冷却水経路300に冷却水を流出させるための流出口213と、冷却水経路300からタンク本体210内に冷却水を流入させるための流入口214とが設けられている。流出口213と流入口214との間には、ウォータポンプ301、冷却対象302、およびラジエータ303を含む冷却水経路300が接続されている。
【0003】
図4は、特許文献1に開示されているリザーブタンク400の側断面図である。このリザーブタンク400は、タンク本体410に注入口411、流出口413、および流入口414が設けられてなるという基本的構成は上記と同様であるが、液面が傾いた場合における流出口413からのエア流出を防止するために、流出口413を閉塞可能な形状を有するフロート420が遊動自在に設けられていることを特徴とする。
【0004】
【特許文献1】特開2004−255927号公報
【特許文献2】特開平9−158723号公報
【特許文献3】実開昭63−182262号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、図3に示される従来のリザーブタンク200には次の問題がある。すなわち、冷却水を交換する際、冷却水排出後、注入口211から冷却水を注入すると、流出口213および流入口214の両方から冷却水が冷却水経路300に流入し、冷却水経路300内部のエアがリザーブタンク200にスムーズに流れ出てこない。このため、冷却水の冷却水経路300へのスムーズな流入が阻害され、注入速度が遅くなってしまう。また、冷却水経路300中に(特に経路中の高い部分に)エア溜まりが発生し、エア抜き(ウォータポンプ301を作動させてエアをリザーブタンク200に逃がす作業)に時間を要してしまう。これらにより、冷却水の交換(注入)時間が長くなってしまう。
【0006】
図4に示されるリザーブタンク400では、注入の初期段階においては、フロート420が流出口413を閉塞しているので、冷却水の冷却水経路への流入を流入口414側からに制限することができる。しかし、冷却水が流入口414側から冷却水経路に流入したとき、反対側の流出口413はフロート420で閉鎖されているので、エアの逃げ道がなく、冷却水経路内のエア圧が高くなる。このため、注入速度が遅い、途中でフロート420が浮いてしまう、といった問題があり、やはり冷却水の交換時間が長くなってしまう。
【0007】
そこで、本発明は、冷却水の交換時間を短縮することができるリザーブタンクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るリザーブタンクは、冷却水を貯留するタンク本体に、当該タンク本体内に前記冷却水を注入するための注入口と、当該タンク本体内から冷却水経路に前記冷却水を流出させるための流出口と、前記冷却水経路から当該タンク本体内に前記冷却水を流入させるための流入口とが設けられてなるリザーブタンクであって、前記タンク本体内を液面に応じて上下動可能であり、上下動の下端において前記流出口または前記流入口のいずれか一方の口を閉塞するフロートと、前記一方の口の外側の流路と前記タンク本体とを連通させ、前記冷却水経路内のエアを前記タンク本体内に逃がすエアバイパス経路と、が設けられたことを特徴とする。
【0009】
本発明の好適な態様では、前記タンク本体は、互いに貫通孔を介して連通する、前記流出口が設けられた室と、前記注入口が設けられた室と、前記流入口が設けられた室とに分かれており、前記フロートは、前記一方の口が設けられた室に収容され、当該室内に拘束されることを特徴とする。
【0010】
上記態様において、前記一方の口が設けられた室と前記注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端は、他方の口が設けられた室と前記注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端よりも、高い位置に設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、冷却水の交換時間を短縮することができるリザーブタンクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【0013】
図1は、本実施の形態に係るリザーブタンク1の側断面図である。このリザーブタンク1は、冷却水の循環経路に介在し、冷却水を貯留するものである。図1には、リザーブタンク1の側断面図に加えて、当該リザーブタンク1に接続される冷却水経路100が模式的に示されている。ここでは、リザーブタンク1は、内燃機関および電動モータを駆動源とするハイブリッド車両に搭載されており、モータおよびジェネレータを冷却するための冷却水を貯留するものとする。ただし、リザーブタンクは、他の冷却水を貯留するものであっても構わない。なお、本件明細書において、リザーブタンクに関する「上」、「下」とは、リザーブタンクの使用時の設置状態における、例えばリザーブタンクが車両に搭載された状態における、上、下を意味する。
【0014】
図1において、リザーブタンク1は、冷却水を貯留するタンク本体10を備えている。このタンク本体10の上部(より具体的には天面)には、外部からタンク本体10内に冷却水を注入するための注入口11が設けられている。この注入口11は、不図示の蓋によって開放・閉鎖が可能となっている。
【0015】
タンク本体10の下部(より具体的には底部近傍)には、タンク本体10内から冷却水経路100に冷却水を流出させるための流出口13と、冷却水経路100からタンク本体10内に冷却水を流入させるための流入口14とが設けられている。
【0016】
タンク本体10には、流出口13と連通する出口継手管15と、流入口14と連通する入口継手管16とが突設されている。これらの出口継手管15および入口継手管16は、リザーブタンク1を冷却水経路100に接続するための継手であり、出口継手管15と入口継手管16との間には、冷却水経路100が接続される。図1に示される例では、出口継手管15、ウォータポンプ101、冷却対象(モータおよびジェネレータ)102、ラジエータ103、入口継手管16が、この順に冷却水配管を介して接続されている。
【0017】
タンク本体10内には隔壁17,18が設けられており、これによりタンク本体10は、流出口13が設けられた室R1と、注入口11が設けられた室R2と、流入口14が設けられた室R3とに、この順に分けられている。隔壁17は室R1と室R2とを仕切っており、隔壁18は室R2と室R3とを仕切っている。隔壁17,18には、それぞれ、室間で冷却水を流通させるための貫通孔17a,18aが設けられているとともに、貫通孔17a,18aより上方の位置に(好適には隔壁17,18の上端近傍に)、室間のエアの流通を確保するためのエア抜き孔17b、18bが設けられている。当該隔壁17,18は、リザーブタンク1を構造上強くするための補強構造になっており、また冷却水の急激な移動を防止するための冷却水流速制御構造にもなっている。
【0018】
先述したとおり、冷却水交換の際の冷却水注入時、流出口13および流入口14の両方から冷却水が冷却水経路100に流入可能であると、冷却水経路内部のエアがスムーズに出ることができず、冷却水の交換時間が長くなってしまう。そこで、本実施の形態では、冷却水経路への冷却水の流入を一方向に制限するため、タンク本体10内を液面に応じて上下動可能であり、上下動の下端において流出口13または流入口14のいずれか一方の口を閉塞するフロート20を設けることとする。なお、以下の説明においては、流出口13および流入口14のうち、フロート20が設定された一方を「一方の口」と称し、他方を「他方の口」と称す。図1においては、流入口14が設けられた室R3に、上下動の下端において流入口14を閉塞するフロート20が設けられている。ここでは、フロート20が貫通孔18aまたはエア抜き孔18bを通過して隣室R2に移動することを阻止するため、すなわちフロート20の可動範囲を室R3内に限定するため、フロート20の大きさは、貫通孔18aおよびエア抜き孔18bを通過不可能な大きさに設定されている。なお、フロート20としては、上述のとおり動作するものであれば、適宜のものを採用することができ、形状、材質、構造等は特に限定されない。例えば、フロート20は、空洞構造であっても内密な構造であってもよい。また、フロート20は、室R3内を自由に浮遊できるように設けられてもよいし、所定軌道上を移動するようにタンク本体10に支持されてもよい。
【0019】
また、先述したとおり、上記フロート20を設けただけでは、エアの逃げ道がなく、冷却水経路100内のエア圧が高くなり、注入速度が遅い、途中でフロート20が浮き上がる、といった問題が生じる。そこで、本実施の形態では、エアの逃げ道を確保するため、フロート20が設定された一方の口の外側の流路とタンク本体10とを連通させ、冷却水経路100内のエアをタンク本体10内に逃がすエアバイパス経路30を設けることとする。ここで、一方の口の外側とは、当該一方の口からみてタンク本体10側と反対側を意味する。図1においては、流入口14が設けられた室R3にフロート20が設定されているので、流入口14の外側の流路とタンク本体10との間にエアバイパス経路30が設定されている。具体的には、タンク本体10および入口継手管16には、それぞれ継手管31、32が突設されており、両継手管31、32の間には、一端が継手管31に接続され他端が継手管32に接続されたエア流通管33が設けられている。ここで、タンク本体10側の継手管31は、少なくとも流入口14より上方に設置され、好ましくは、タンク本体10からエアバイパス経路30を通って冷却水が冷却水経路100に流出することを防止する観点より、タンク本体10の上端近傍に設置される。一方、入口継手管16側の継手管32は、冷却水経路100内のエアをスムーズにタンク本体10に逃がす観点より、入口継手管16の上側に設置されることが好ましい。
【0020】
また、本実施の形態では、冷却水交換の際の冷却水注入時において他方の口(冷却水が流出する口)に優先的に冷却水が供給されるようにするため、一方の口が設けられた室(フロート20が設定された室)と注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端を、他方の口が設けられた室と注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端よりも、高い位置に設定する。図1においては、室R3にフロート20が設けられているので、室R3と室R2との間の貫通孔18aの下端は、室R1と室R2との間の貫通孔17aの下端よりも高い位置に設定されている。
【0021】
次に、上記構成を有するリザーブタンク1の作用について、冷却水循環経路全体の作用とともに説明する。
【0022】
通常時、タンク本体10には十分に冷却水が充填されており、タンク本体10における冷却水の液面は、例えば図1の実線Lのようになっている。フロート20は、図1の実線で示されるように冷却水に浮いており、流入口14は開放されている。この状態において、ウォータポンプ101が駆動されると、タンク本体10内の冷却水は、流出口13から流出して冷却対象(モータおよびジェネレータ)102に送られ、冷却対象102から熱を奪った後、ラジエータ103に送られる。そして、ラジエータ103において外気と熱交換して冷却された後、流入口14を通ってタンク本体10内に流入する。このように、冷却水は、リザーブタンク1を含む冷却水循環経路を循環し、冷却対象102を冷却する。
【0023】
冷却水の交換の際には、まず、冷却水循環経路すなわちリザーブタンク1および冷却水経路100内の冷却水が、冷却水循環経路中に設けられた不図示の排水口から外部に排出される。このとき、タンク本体10の液面が下がっていき、これに伴ってフロート20が下降していく。そして、最終的にタンク本体10は空になり、フロート20は、図1の破線で示されるように、上下動の下端に達して流入口14を閉鎖する。
【0024】
冷却水の排出が完了すると、注入口11から冷却水が注入される。このとき、流入口14はフロート20によって閉鎖されているので、冷却水は流出口13の方から冷却水経路100に流入する。すなわち、冷却水の流入方向は、図1の矢線Xの方向に規制される。冷却水経路100内に冷却水が流入してくると、冷却水経路100内のエアは、エアバイパス経路30を通ってタンク本体10内に抜ける。すなわち、冷却水の流入方向と同一方向に、エア逃がし方向が形成される。また、貫通孔18aの下端が貫通孔17aの下端よりも高い位置に設定されているので、注入口11から注入された冷却水は、流出口13の方に優先的に供給される。
【0025】
冷却水経路100が冷却水で満たされると、タンク本体10の液面は、上昇していって実線Lのレベルまで到達する。このとき、フロート20は、浮力によって浮かび上がり、液面に応じて上昇する。
【0026】
以上のとおり、本実施の形態では、冷却水を貯留するタンク本体に、当該タンク本体内に冷却水を注入するための注入口と、当該タンク本体内から冷却水経路に冷却水を流出させるための流出口と、冷却水経路から当該タンク本体内に冷却水を流入させるための流入口とが設けられてなるリザーブタンクにおいて、「タンク本体内を液面に応じて上下動可能であり、上下動の下端において流出口または流入口のいずれか一方の口を閉塞するフロート」と、「上記一方の口の外側の流路とタンク本体とを連通させ、冷却水経路内のエアをタンク本体内に逃がすエアバイパス経路」と、を設ける。このため、冷却水交換の際の冷却水注入時に、冷却水の流れる方向を一方向に制限することができ、かつ冷却水経路内のエアをスムーズに逃がすことができる。別言すれば、流出口および流入口のうち、一方から冷却水を入れ、他方からエアを出すことができる。この結果、注入速度をアップさせることができ、またエア抜き時間を短縮することができ、交換(注入)作業時間を短縮することができる。
【0027】
また、本実施の形態では、タンク本体は、互いに貫通孔を介して連通する、流出口が設けられた室と、注入口が設けられた室と、流入口が設けられた室とに分かれており、フロートは、上記一方の口が設けられた室に収容され、当該室内に拘束される。このため、本実施の形態によれば、リザーブタンクの強度向上とともに、フロートを上記一方の口近傍に拘束することができ、フロートの閉塞不良の可能性を低減させることができる。
【0028】
また、本実施の形態では、上記一方の口が設けられた室と注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端は、他方の口が設けられた室と注入口が設けられた室とを連通させる貫通孔の下端よりも、高い位置に設定されている。このため、注入口から注入された冷却水を他方の口(冷却水が冷却水経路に流入する方の口)に優先的に供給することができ、より注入の迅速化を図ることができる。また、一方の口が設けられた室に冷却水が流入するタイミングを遅らせることができ、フロートが浮き上がるタイミングを遅らせることができる。
【0029】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。例えば、エアバイパス経路は、上記実施の形態では入口継手管16とタンク本体10との間に設けられているが、図2に示されるように入口継手管16に接続された冷却水配管104とタンク本体10との間に設けられてもよい。図2では、冷却水配管104に継手管34が突設されており、継手管31,34の間にエア流通管33が設けられている。同様に、フロート20が室R1に設けられている場合、エアバイパス経路は、出口継手管15とタンク本体10との間に設けられてもよいし、出口継手管15に接続された冷却水配管とタンク本体10との間に設けられてもよい。すなわち、エアバイパス経路の分岐の一方は、リザーブタンク1に設定されてもよいし、リザーブタンク1前後の経路に設定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】実施の形態に係るリザーブタンクの側断面図である。
【図2】エアバイパス経路の変形例を示す図である。
【図3】従来のリザーブタンクの側断面図である。
【図4】特許文献1に開示されているリザーブタンクの側断面図である。
【符号の説明】
【0031】
1 リザーブタンク、10 タンク本体、11 注入口、13 流出口、14 流入口、15 出口継手管、16 入口継手管、17,18 隔壁、17a,18a 貫通孔、17b,18b エア抜き孔、20 フロート、30 エアバイパス経路、31,32 継手管、33 エア流通管、100 冷却水経路、101 ウォータポンプ、102 冷却対象(モータおよびジェネレータ)、103 ラジエータ、104 冷却水配管、R1,R2,R3 室。




 

 


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