JP2007009752A - リザーブタンク - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却水を貯留するリザーブタンクに関する。

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。

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。

特開２００４−２５５９２７号公報 特開平９−１５８７２３号公報 実開昭６３−１８２２６２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

実施の形態に係るリザーブタンクの側断面図である。 エアバイパス経路の変形例を示す図である。 従来のリザーブタンクの側断面図である。 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

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。

Claims (3)

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。
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。
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。
   
   

Images