(57)【要約】【課題】内燃機関の通常運転時および異常運転時に冷却回路の内圧を安定させることができ、内燃機関の冷却性能が悪化するのを防止することができるラジエータを提供すること。【解決手段】ラジエータ６は、圧力調整弁１３が内蔵されたキャップ１４にオーバーフロー配管１５を介して接続されたリザーブタンク１６を備え、ラジエータタンク１０が、冷却水の導入と空気抜きとを兼用し、閉止部材によって閉止される開口１０ｂを有し、開口１０ｂよりも上方のラジエータ６の上部に空気溜まり部２５が形成され、空気溜まり部２５および開口１０ｂに対して、キャップ１４とラジエータタンク１０との接続部３７および冷却水導入口９ａが鉛直方向下方に設置されるように構成される。【選択図】図１
2014234800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に上流側配管および下流側配管を介して接続され、前記上流側配管および前記下流側配管と共に前記内燃機関に冷却水を循環させる冷却回路を構成するラジエータであって、
上方に前記上流側配管が接続される冷却水導入口を有し、前記上流側配管から冷却水が導入される上流側タンクと、延在方向一端部が前記上流側タンクに接続され、前記上流側タンクから分配される冷却水を通過させるラジエータコアと、前記ラジエータコアの延在方向他端部に接続されるとともに、下方に前記下流側配管が接続される冷却水排出口を有し、前記ラジエータコアを通過する冷却水を前記下流側配管に排出する下流側タンクと、前記上流側タンクまたは前記下流側タンクに接続され、所定圧力で開弁する圧力調整弁付きキャップと、前記圧力調整弁付きキャップにオーバーフロー配管を介して接続されたリザーブタンクとを備え、
前記上流側タンクまたは前記下流側タンクの一方が、冷却水の導入と空気抜きとを兼用し、閉止部材によって閉止される開口を有し、
前記開口よりも上方の前記上流側タンク、前記下流側タンクおよび前記ラジエータの上部に空気溜まり部が形成され、
前記空気溜まり部および前記開口に対して、前記圧力調整弁付きキャップと前記上流側タンクとの接続部または前記圧力調整弁付きキャップと前記下流側タンクとの接続部と、前記冷却水導入口とが鉛直方向下方に設置されることを特徴とするラジエータ。
【請求項２】
前記冷却水排出口よりも上流側の前記下流側タンクの内周一側面に複数の第１の凸部が設けられるとともに、前記冷却水排出口よりも上流側でかつ、前記内周一側面に対向する前記下流側タンクの内周他側面に複数の第２の凸部が設けられ、
前記第１の凸部は、前記内周一側面から前記内周他側面に向かって突出し、
前記第２の凸部は、前記内周他側面から前記内周一側面に向かって突出し、
前記第１の凸部の突出方向先端部と前記第２の凸部の突出方向先端部とが隙間を介して互い違いに重なることにより、前記第１の凸部および前記第２の凸部によって前記ラジエータコアから排出される冷却水が流れるラビリンス形状の冷却水通路が形成されることを特徴とする請求項１に記載のラジエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータに関し、特に、車両に搭載される内燃機関を冷却するラジエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関を冷却する冷却回路としては、内燃機関、ラジエータおよび内燃機関とラジエータとを接続する配管からなる冷却回路が知られており、この冷却回路は、ラジエータによって冷却された冷却水をウォータポンプによって内燃機関に強制循環させるとともに、圧力調整弁を用いることで、内燃機関の運転中の温度上昇により体積が増加する冷却水を加圧して冷却水の沸点を高めるようにしている。
従来の冷却回路としては、冷却水温が高いときには体積増加分の冷却液をリザーブタンク側に導入して貯留し、冷却水温が低下したときに圧力調整弁を通してリザーブタンク側からラジエータ内に冷却水を戻すオープン式のものが知られている。
【０００３】
ところで、オープン式のラジエータは、冷却水温が上昇したときに圧力調整弁を介して冷却水が空気と共にリザーブタンクに排出されるため、冷却回路内の圧力変動が大きく、冷却回路内の圧力が急激に降下して冷却水が沸騰してしまうおそれがある。
これに対して、圧力調整弁付きのキャップをリザーブタンクの上部に配置し、リザーブタンク内に冷却水の温度変化による体積変化を吸収可能な空気溜まり部を形成することで、圧力調整弁の開閉頻度を少なくして冷却回路の内圧の安定性を向上させるとともに、冷却回路内で生じる気泡をリザーブタンク内で冷却液から効率良く気液分離できるようにした完全密閉式の冷却回路が知られている。
【０００４】
従来の完全密閉式の冷却回路に設けられたラジエータとしては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されるラジエータは、横流れタイプのラジエータにおいて、ラジエータコアの上部にラジエータコアの左右に設けられたラジエータタンクに連通するリザーブタンクを設けるとともに、リザーブタンクの上部に圧力調整弁付きのキャップを設け、冷却水の温度変化による体積変化を空気溜まり部で吸収することにより、冷却回路の圧力を安定させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３８９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来のラジエータにあっては、ラジエータコアの上部にラジエータコアの左右に設けられたラジエータタンクに連通するリザーブタンクが設けられているため、上流側のラジエータタンクに流入した冷却水の一部がラジエータコアをバイパスし、リザーブタンクを通して下流側のラジエータタンクに流れ込んでしまうおそれがある。このため、ラジエータコアを流通しない高温の冷却水が内燃機関に導入されてしまい、内燃機関の冷却性能が悪化してしまうおそれがある。
【０００７】
また、空気溜まり部となるリザーブタンクの上部に圧力調整弁付きのキャップが設けられているため、何らかの理由で内燃機関の異常が発生して冷却回路内の冷却水の圧力が上昇する場合に、リザーブタンクからキャップを通して空気のみが大気に放出されてしまい、冷却回路内の圧力が低下してしまう。
このため、冷却水温の上昇時と降下時とで圧力差が大きくなってしまい、冷却回路内の圧力が低い場合に、例えば、アクセルペダルを急激に踏み込むと、冷却水が沸騰してしまうおそれがあり、内燃機関の冷却性能がより一層悪化してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、内燃機関の通常運転時および異常運転時に冷却回路の内圧を安定させることができ、内燃機関の冷却性能が悪化するのを防止することができるラジエータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、内燃機関に上流側配管および下流側配管を介して接続され、上流側配管および下流側配管と共に内燃機関に冷却水を循環させる冷却回路を構成するラジエータであって、上方に上流側配管が接続される冷却水導入口を有し、上流側配管から冷却水が導入される上流側タンクと、延在方向一端部が上流側タンクに接続され、上流側タンクから分配される冷却水を通過させるラジエータコアと、ラジエータコアの延在方向他端部に接続されるとともに、下方に下流側配管が接続される冷却水排出口を有し、ラジエータコアを通過する冷却水を下流側配管に排出する下流側タンクと、上流側タンクまたは下流側タンクに接続され、所定圧力で開弁する圧力調整弁付きキャップと、圧力調整弁付きキャップにオーバーフロー配管を介して接続されたリザーブタンクとを備え、上流側タンクまたは下流側タンクの一方が、冷却水の導入と空気抜きとを兼用し、閉止部材によって閉止される開口を有し、開口よりも上方の上流側タンク、下流側タンクおよびラジエータの上部に空気溜まり部が形成され、空気溜まり部および開口に対して、圧力調整弁付きキャップと上流側タンクとの接続部または圧力調整弁付きキャップと下流側タンクとの接続部と、冷却水導入口とが鉛直方向下方に設置されるものから構成されている。
【００１０】
本発明の第２の態様としては、冷却水排出口よりも上流側の下流側タンクの内周一側面に複数の第１の凸部が設けられるとともに、冷却水排出口よりも上流側でかつ、内周一側面に対向する下流側タンクの内周他側面に複数の第２の凸部が設けられ、第１の凸部は、内周一側面から内周他側面に向かって突出し、第２の凸部は、内周他側面から内周一側面に向かって突出し、第１の凸部の突出方向先端部と第２の凸部の突出方向先端部とが隙間を介して互い違いに重なることにより、ラジエータコアから排出される冷却水が流れるラビリンス形状の冷却水通路が形成されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
このように上記の第１の態様によれば、上流側タンクまたは下流側タンクの一方が、冷却水の導入と空気抜きとを兼用し、閉止部材によって閉止される開口を有し、開口よりも上方の上流側タンク、下流側タンクおよびラジエータの上部に空気溜まり部が形成される。
このため、ラジエータにリザーブタンクを設けた場合であっても、完全密閉型のラジエータと同様に上流側配管、下流側配管およびラジエータからなる冷却回路内を密閉することができる。したがって、冷却水温の変化に対して空気溜まり部の空気層が冷却水の体積変化を吸収することで、冷却水温の変化に対する冷却回路の圧力変動を小さくすることができ、冷却回路の内圧を安定させることができる。
【００１２】
また、空気溜まり部および開口に対して、圧力調整弁付きキャップと上流側タンクとの接続部または圧力調整弁付きキャップと下流側タンクとの接続部と、冷却水導入口とが鉛直方向下方に設置されるので、冷却回路内の圧力が異常に上昇する場合に、圧力調整弁付きキャップを開放して冷却水のみをリザーブタンクに排出することができ、冷却回路内の冷却水の圧力が異常に上昇するのを抑制することができる。
したがって、空気溜まり部の空気量を一定に維持して、冷却水温の上昇時と降下時の冷却回路内の圧力差および圧力変動を小さくすることができ、例えば、アクセルペダルが急激に踏み込まれて冷却水温が上昇する状況であっても、冷却水が沸騰するのを防止することできる。
【００１３】
また、上述のように空気溜まり部および開口に対して、圧力調整弁付きキャップと上流側タンクとの接続部または圧力調整弁付きキャップと下流側タンクとの接続部と、冷却水導入口とが鉛直方向下方に設置されるので、空気溜まり部に溜まった空気が冷却水導入口に侵入するのを防止することができ、上流側タンクに流れ混んだ冷却水に空気が混入するのを防止することができる。このため、上流側タンクからラジエータコアおよび下流側タンクに空気が混入した冷却水が流れるのを防止することができ、結果的に内燃機関に空気が混入した冷却水が流れるのを防止することができる。
これに加えて、冷却水の一部が上流側タンクから空気溜まり部を通して下流側タンクに流れてしまうのを防止することができ、冷却水をラジエータコアによって確実に冷却することができる。
【００１４】
このように第１の態様のラジエータは、内燃機関の通常運転時や、異常運転時に冷却回路内の圧力差や圧力変動を小さくして冷却回路の内圧を安定させることができることに加えて、内燃機関を流れる冷却水に空気が侵入するのを防止することができるため、内燃機関の冷却性能が悪化するのを防止することができる。
また、上述のように空気溜まり部および開口に対して、圧力調整弁付きキャップと上流側タンクとの接続部または圧力調整弁付きキャップと下流側タンクとの接続部と、冷却水導入口とが鉛直方向下方に設置されるので、圧力調整弁付きキャップをラジエータの上面よりも鉛直方向下方に設置することができる。このため、ラジエータの上方の空間に圧力調整弁付きキャップを設置する必要がなく、ラジエータの上方の空間に他の車載部品を設置することができ、車両の設計の自由度を高めることができる。
【００１５】
上記の第２の態様によれば、第１の凸部の突出方向先端部と第２の凸部の突出方向先端部とが隙間を介して互い違いに重なることにより、ラジエータコアから排出される冷却水が流れるラビリンス形状の冷却水通路が形成されるので、下流側タンクの冷却水通路の経路長を長くすることができるとともに、冷却水を第１の凸部および第２の凸部に交互に衝突させることができる。
【００１６】
すなわち、車両が左右方向に傾いて空気溜まり部内の空気が上流側タンクまたは下流側タンクに侵入した場合に、経路長の長い冷却水通路を流れる途中で冷却水を第１の凸部および第２の凸部に交互に衝突させて、空気を冷却水から気液分離することができる。
このため、空気が下流側タンクから内燃機関に侵入するのを防止することができ、内燃機関の冷却性能が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明のラジエータの第１の実施形態を示す図であり、ラジエータを備えた車両の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明のラジエータの第１の実施形態を示す図であり、圧力調整弁付きキャップの断面図である。
【図３】図３は、本発明のラジエータの第２の実施形態を示す図であり、ラジエータの概略構成図である。
【図４】図４は、本発明のラジエータの第３の実施形態を示す図であり、ラジエータの概略構成図である。
【図５】図５は、本発明のラジエータの第３の実施形態を示す図であり、下流側のラジエータタンクの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るラジエータの実施形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１、図２は、本発明に係る第１の実施形態のラジエータを示す図である。
まず、構成を説明する。図１において、車両１は、内燃機関としてのガソリンエンジン、あるいは、ディーゼルエンジン等からなるエンジン２を備えており、このエンジン２は、内部に図示しない複数のシリンダを備えている。
このエンジン２の内部には冷却水が流れるウォータジャケット３が設けられており、このウォータジャケット３を流れる冷却水によってシリンダを含んだエンジン２の各部が冷却されるようになっている。
【００１９】
ウォータジャケット３の一端部には上流側配管４を介してラジエータ６が接続されており、ウォータジャケット３の他端部には下流側配管５を介してラジエータ６が接続されている。上流側配管４にはウォータポンプ７が設けられており、このウォータポンプ７は、エンジン２のウォータジャケット３、上流側配管４、ラジエータ６および下流側配管５の間で冷却水を循環させるようになっている。なお、図１では、冷却水の流れを矢印で示している。
ウォータポンプ７は、例えば、エンジン２の図示しないクランクシャフトから動力を受けて駆動されるトロコイドポンプあるいはギヤポンプ等から構成されており、クランクシャフトの回転数が増大するのに比例して冷却水の吐出量を増大させるようになっている。なお、ウォータポンプ７は、電動ポンプであってもよい。
【００２０】
ラジエータ６は、ラジエータコア８を備えており、このラジエータコア８は、車両１の左右方向に延在し、車両１の前方から後方に走行風を受けるようになっている。ラジエータコア８の延在方向一端部である車両１の左方向端部には上流側タンクとしてラジエータタンク９が設けられており、このラジエータタンク９の上方には冷却水導入口９ａが設けられている。冷却水導入口９ａには上流側配管４の下流端が接続されており、ラジエータタンク９には冷却水導入口９ａを通して上流側配管４を流れる高温の冷却水が導入される。
ラジエータコア８には車両１の上下方向に離隔するとともに、車両１の左右方向に延在する複数のチューブ１１と、チューブ１１の間に設けられた放熱フィン１２とが設けられており、ラジエータタンク９に導入された冷却水は、ラジエータタンク９からチューブ１１に分配されながら車両１の左方から右方に流れることにより、冷却されるようになっている。すなわち、本実施形態のラジエータ６は、冷却水が車両１の左右方向に流れる横流れタイプである。
【００２１】
ラジエータコア８の延在方向他端部である車両１の右方向端部には下流側タンクとしてラジエータタンク１０が設けられており、このラジエータタンク１０の下方には冷却水排出口１０ａが設けられている。この冷却水排出口１０ａには下流側配管５の上流端が接続されており、ラジエータコア８を流れる低温の冷却水は、冷却水排出口１０ａを通して下流側配管５に排出された後に、エンジン２のウォータジャケット３に導入され、エンジン２が冷却されるようになっている。
また、ラジエータタンク１０には、図２に示すように、圧力調整弁１３が内蔵されたキャップ１４、すなわち、圧力調整弁付きキャップが設けられている。なお、キャップ１４は、ラジエータタンク９に設けられてもよい。キャップ１４にはオーバーフロー配管１５を介してリザーブタンク１６が接続されており、リザーブタンク１６の内部は、空気が混入されないように密閉されている。
【００２２】
図２に示すように、キャップ１４は、ラジエータタンク１０に連通する第１の冷却水通路１８および第２の冷却水通路１８から分岐される第２の冷却水通路１９を有するキャップ本体１７を備えている。
第１の冷却水通路１８にはチェックボール２０とチェックボール２０を弁座１８ａに押し付けるコイルスプリング２１とが設けられており、ラジエータ６内の冷却水の圧力が所定圧力以上の正圧になると、コイルスプリング２１の付勢力に抗してチェックボール２０が弁座１８ａから離隔することにより、ラジエータタンク１０から第１の冷却水通路１８およびオーバーフロー配管１５を通してリザーブタンク１６に冷却水が排出される。
【００２３】
第２の冷却水通路１９にはチェックボール２２とチェックボール２２を弁座１９ａに押し付けるコイルスプリング２３とが設けられており、ラジエータ６内の冷却水の圧力が大気圧よりも低い所定圧力以上の圧力となると、コイルスプリング２３の付勢力に抗してチェックボール２２が弁座１９ａから離隔することにより、リザーブタンク１６からオーバーフロー配管１５および第２の冷却水通路１９を通してラジエータタンク１０に冷却水が還流される。
【００２４】
すなわち、本実施形態のキャップ１４は、チェックボール２０およびコイルスプリング２１を備えた正圧弁と、チェックボール２２およびコイルスプリング２３を備えた負圧弁とを備えた圧力調整弁１３を内蔵している。
図１において、ラジエータタンク１０の上部には開口１０ｂが形成されており、この開口１０ｂは、キャップ１４とラジエータタンク１０との接続部２４および冷却水導入口９に対して鉛直方向上方に形成されている。
【００２５】
この開口１０ｂは、ラジエータタンク１０を通してラジエータ６内に冷却水を導入する機能と、上流側配管４、下流側配管５およびラジエータ６を含んだ冷却回路２６の内部とエンジン２のウォータジャケット３の内部とから空気を抜く機能とを有している。すなわち、開口１０ｂは、冷却水の導入用の開口と空気抜き用の開口とを兼用するものであり、開口１０ｂは、ラジエータ６内に冷却水を導入して空気抜き作業が終了したときに、図示しない閉止部材としてのプラグ等によって閉塞されるものである。
また、開口１０ｂよりも上方のラジエータ６の内部、すなわち、ラジエータコア８およびラジエータタンク９、１０の上部には空気溜まり部２５が形成されており、この空気溜まり部２５には空気層が形成されている。また、ラジエータ６内の冷却水の水面Ｗは、開口１０ｂの内周下端よりも下方あるいは同一平面上に位置しており、この水面Ｗに対して上方が空気溜まり部２５となる。
また、本実施形態のラジエータ６は、空気溜まり部２５および開口１０ｂに対して、キャップ１４とラジエータタンク１０の接続部２４および冷却水導入口９ａが鉛直方向下方に設置されている。
【００２６】
次に、作用を説明する。
ラジエータ６のラジエータタンク１０の上部には冷却水の導入と空気抜きとを兼用し、閉止部材によって閉止される開口１０ｂが形成されており、開口１０ｂよりも上方のラジエータ６の上部に空気溜まり部２５が形成されているため、ラジエータ６にリザーブタンク１６を設けた場合であっても、完全密閉型のラジエータと同様に冷却回路２６の内部を密閉することができる。
したがって、冷却水温の変化に対して空気溜まり部２５の空気層が冷却水の体積変化を吸収することで、冷却水温の変化に対する冷却回路２６の圧力変動を小さくすることができ、冷却回路２６の内圧を安定させることができる。
例えば、エンジン２の高回転、高負荷運転時等のように冷却水温が高くなる状態において、冷却水が膨張して冷却水の水面Ｗが上昇すると、空気溜まり部２５の空気層が圧縮することにより、冷却水を加圧して冷却水の沸点を高めることができる。
【００２７】
また、ラジエータ６は、空気溜まり部２５および開口１０ｂに対して、キャップ１４とラジエータタンク１０との接続部２４および冷却水導入口９ａが鉛直方向下方に設置されるので、冷却回路２６内の冷却水の圧力が異常に上昇し、空気溜まり部２５の空気層の圧縮が許容範囲を超えてラジエータ６内の冷却水の圧力が所定圧力以上の正圧になると、コイルスプリング２１の付勢力に抗してチェックボール２０が弁座１８ａから離隔する。このため、ラジエータ６内の冷却水のみがラジエータタンク１０から第１の冷却水通路１８およびオーバーフロー配管１５を通してリザーブタンク１６に排出され、冷却回路２６内の冷却水の圧力が異常に上昇するのを抑制することができる。
したがって、空気溜まり部２５の空気量を一定に維持して、冷却水温の上昇時と降下時の圧力差および圧力変動を小さくすることができ、例えば、アクセルペダルが急激に踏み込まれて冷却水温が上昇する状況であっても、冷却水が沸騰するのを防止することできる。
【００２８】
また、エンジン２の冷機運転時等に冷却水温が低下して冷却回路２６の内圧が大気圧よりも低い所定圧力以上の圧力となると、コイルスプリング２３の付勢力に抗してチェックボール２２が弁座１９ａから離隔することにより、リザーブタンク１６からオーバーフロー配管１５および第２の冷却水通路１９を通してラジエータタンク１０に冷却水が還流され、冷却回路２６に冷却水が補充される。
このため、冷却回路２６内の冷却水量が少なくなってエンジン２の冷却性能が低下するのを抑制することができる。
【００２９】
また、ラジエータ６は、空気溜まり部２５および開口１０ｂに対して、キャップ１４とラジエータタンク１０との接続部２４が鉛直方向下方に設置されるので、空気溜まり部２５に溜まった空気が冷却水導入口９ａに侵入するのを防止することができ、ラジエータタンク９に流れ混んだ冷却水に空気が混入するのを防止することができる。このため、ラジエータタンク９からラジエータコア８およびラジエータタンク１０に空気が混入した冷却水が流れるのを防止することができ、結果的にエンジン２に空気が混入した冷却水が流れるのを防止することができる。
これに加えて、冷却水の一部がラジエータタンク９から空気溜まり部２５を通してラジエータタンク１０に流れてしまうのを防止することができ、冷却水をラジエータコア８によって確実に冷却することができる。
【００３０】
このように本実施形態のラジエータ６は、エンジン２の通常運転時や、異常運転時に冷却回路２６の冷却水の圧力差や圧力変動を小さくして冷却回路２６の内圧を安定させることができることに加えて、エンジン２を流れる冷却水に空気が侵入するのを防止することができるため、エンジン２の冷却性能が悪化するのを防止することができる。
また、本実施形態のラジエータ６は、空気溜まり部２５および開口１０ｂに対して、キャップ１４とラジエータタンク１０との接続部２４が鉛直方向下方に設置されるので、キャップ１４をラジエータの上面に対して鉛直方向下方に設置することができる。このため、ラジエータ６の上方の空間にキャップ１４を設置する必要がなく、ラジエータ６の上方の空間に他の車載部品２７を設置することができ、車両１の設計の自由度を高めることができる。
（第２の実施形態）
図３は、本発明に係る第２の実施形態のラジエータを示す図であり、第１の実施形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
図３において、ウォータジャケット３の一端部には上流側配管４を介してラジエータ３１が接続されているとともに、ウォータジャケット３の他端部には下流側配管５を介してラジエータ３１が接続されており、上流側配管４に設けられたウォータポンプ７がエンジン２のウォータジャケット３、上流側配管４、ラジエータ３１および下流側配管５の間で冷却水を循環させるようになっている。
【００３１】
ラジエータ３１は、ラジエータコア３２を備えており、このラジエータコア３２は、車両の左右方向に延在し、車両の前方から後方に走行風を受けるようになっている。ラジエータコア３２の延在方向一端である車両の上端部には上流側タンクとしてアッパタンク３３が設けられており、このアッパタンク３３の左方には冷却水導入口３３ａが設けられている。冷却水導入口３３ａには上流側配管４の下流端が接続されており、アッパタンク３３には冷却水導入口３３ａを通して上流側配管４を流れる高温の冷却水が導入される。
ラジエータコア３２には車両の左右方向に離隔するとともに、車両の上下方向に延在する複数のチューブ３５と、チューブ３５の間に設けられた放熱フィン３６とが設けられており、アッパタンク３３に導入された冷却水は、アッパタンク３３からチューブ３５に分配されながら車両の上方から下方に流れることにより、冷却されるようになっている。すなわち、本実施形態のラジエータ３１は、冷却水が車両の上下方向に流れる縦流れタイプである。
【００３２】
ラジエータコア３２の延在方向他端部である車両の下端部には下流側タンクとしてロアタンク３４が設けられており、このロアタンク３４の右方には冷却水排出口３４ａが設けられている。この冷却水排出口３４ａには下流側配管５の上流端が接続されており、ラジエータコア３２を流れる冷却水は、冷却水排出口３４ａを通して下流側配管５に排出された後に、エンジン２のウォータジャケット３に導入され、エンジン２が冷却されるようになっている。
また、アッパタンク３３には圧力調整弁１３が内蔵されたキャップ１４が設けられている。なお、キャップ１４は、ロアタンク３４に設けられてもよい。なお、キャップ１４の構成は、図２と同一であり、キャップ１４の機能については、図２を用いて説明する。
【００３３】
一方、アッパタンク３３には半球状の天井部３８が形成されており、この天井部３８は、アッパタンク３３の上面３３ｂから上方に突出している。天井部３８には開口３８ａが形成されており、この開口３８ａは、キャップ１４とアッパタンク３３との接続部３７および冷却水導入口３３ａに対して鉛直方向上方に形成されている。
この開口３８ａは、アッパタンク３３を通してラジエータ３１内に冷却水を導入する機能と、上流側配管４、下流側配管５およびラジエータ３１を含んだ冷却回路３９とエンジン２のウォータジャケット３とから空気を抜く空気抜きの機能を有する。すなわち、開口３８ａは、冷却水の導入用の開口と空気抜き用の開口とを兼用するものであり、開口３８ａは、ラジエータ３１内に冷却水を導入して空気抜き作業が終了したときに、図示しない閉止部材としてのプラグ等によって閉塞されるものである。
【００３４】
また、開口３８ａよりも上方のラジエータ３１の内部、すなわち、アッパタンク３３の上面３３ｂよりも上方の天井部３８内には空気溜まり部４０が形成されており、この空気溜まり部４０には空気層が形成されている。また、ラジエータ３１内の冷却水の水面Ｗは、開口３８ａの内周下端よりも下方あるいは同一平面上に位置しており、この水面Ｗに対して上方が空気溜まり部４０となる。
また、本実施形態のラジエータ３１は、空気溜まり部４０および開口３８ａに対して、キャップ１４とロアタンク３４の接続部３７および冷却水導入口３３ａが鉛直方向下方に設置されている。
【００３５】
次に、作用を説明する。
ラジエータ３１のロアタンク３４の上部には冷却水の導入用と空気抜きとを兼用し、閉止部材によって閉止される開口３８ａが形成されており、開口３８ａよりも上方のラジエータ３１の上部に空気溜まり部４０が形成されているため、ラジエータ３１にリザーブタンク１６を設けた場合であっても、完全密閉型のラジエータと同様に冷却回路３９の内部が密閉される。
このため、冷却水温の変化に対して空気溜まり部４０の空気層が冷却水の体積変化を吸収することで、冷却水温の変化に対する冷却回路３９の圧力変動を小さくすることができ、冷却回路３９の内圧を安定させることができる。
【００３６】
また、ラジエータ３１は、空気溜まり部４０および開口３８ａに対して、キャップ１４とロアタンク３４の接続部３７および冷却水導入口３３ａが鉛直方向下方に設置されるので、冷却回路３９内の冷却水の圧力が異常に上昇し、空気溜まり部４０の空気層の圧縮量が許容範囲を超えてラジエータ３１内の冷却水の圧力が所定圧力以上の正圧になると、コイルスプリング２１の付勢力に抗してチェックボール２０が弁座１８ａから離隔する。このため、ラジエータ３１内の冷却水のみがロアタンク３４からオーバーフロー配管１５を介してリザーブタンク１６に排出され、冷却回路３９内の冷却水の圧力が異常に上昇するのを抑制することができる。
したがって、空気溜まり部４０の空気量を一定に維持して、冷却水温の上昇時と降下時の圧力差および圧力変動を小さくすることができ、例えば、アクセルペダルが急激に踏み込まれて冷却水温が上昇する状況であっても、冷却水が沸騰するのを防止することできる。
【００３７】
また、エンジン２の冷機運転時等に冷却水温が低下して冷却回路３９の内圧が大気圧よりも低い所定圧力以上の圧力となると、コイルスプリング２３の付勢力に抗してチェックボール２２が弁座１９ａから離隔することにより、リザーブタンク１６からオーバーフロー配管１５を介してロアタンク３４に冷却水が還流され、冷却回路３９に冷却水が補充される。
このため、冷却回路３９内の冷却水量が少なくなってエンジン２の冷却性能が低下するのを抑制することができる。
【００３８】
また、ラジエータ３１は、空気溜まり部４０および開口３８ａに対して、キャップ１４とロアタンク３４との接続部３７および冷却水導入口３３ａが鉛直方向下方に設置されるので、空気溜まり部４０に溜まった空気が冷却水導入口３３ａに侵入するのを防止することができ、アッパタンク３３に流れ混んだ冷却水に空気が混入するのを防止することができる。このため、アッパタンク３３からラジエータコア３２およびロアタンク３４に空気が混入した冷却水が流れるのを防止することができ、結果的にエンジン２に空気が混入した冷却水が流れるのを防止することができる。
これに加えて、冷却水の一部がアッパタンク３３から空気溜まり部４０を通してロアタンク３４に流れてしまうのを防止することができ、冷却水をラジエータコア３２によって確実に冷却することができる。
このように本実施形態のラジエータ３１は、エンジン２の通常運転時や、異常運転時に冷却回路３９の冷却水の圧力差や圧力変動を小さくして冷却回路３９の内圧を安定させることができることに加えて、エンジン２を流れる冷却水に空気が侵入するのを防止することができるため、エンジン２の冷却性能が悪化するのを防止することができる。
（第３の実施形態）
図４、図５は、本発明に係る第３の実施形態のラジエータを示す図であり、第１の実施形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。
図４、図５において、ラジエータタンク１０の内部には複数の第１の凸部５１および第２の凸部５２が形成されている。第１の凸部５１は、冷却水排出口１０ａよりも上流側のラジエータタンク１０の内周一側面１０ｃに設けられており、第２の凸部５２は、冷却水排出口１０ａよりも上流側でかつ、内周一側面１０ｃに対向するラジエータタンク１０の内周他側面１０ｄに設けられている。
【００３９】
第１の凸部５１は、ラジエータタンク１０の内周一側面１０ｃから内周他側面１０ｄに向かって突出しており、第２の凸部５２は、内周他側面１０ｄから内周一側面１０ｃに向かって突出している。
また、第１の凸部５１の突出方向先端部５１ａと第２の凸部５２の突出方向先端部５２ａとが隙間５３を介して互い違いに重なることにより、ラジエータコア３２から排出される冷却水が流れるラビリンス形状の冷却水通路５４が形成される。
【００４０】
このため、本実施形態のラジエータ６は、ラジエータタンク１０の冷却水通路５４の経路長を長くすることができるとともに、経路長の長い冷却水通路５４を流れる途中で冷却水を凸部５１および第２の凸部５２に交互に衝突させることができる。
すなわち、車両１が左右方向に傾いて空気溜まり部２５内の空気がラジエータタンク９またはラジエータタンク１０に侵入した場合に、経路長の長い冷却水通路５４を冷却水が流れるときに、矢印で示すように冷却水を第１の凸部５１および第２の凸部５２に交互に衝突させて、空気を冷却水から気液分離することができる。
このため、空気がラジエータタンク１０からエンジン２に侵入するのを防止することができ、エンジン２の冷却性能が低下するのを防止することできる。
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００４１】
２…エンジン（内燃機関）、４…上流側配管、５…下流側配管、６…ラジエータ、８，３２…ラジエータコア、９…ラジエータタンク（上流側タンク）、９ａ，３３ａ…冷却水導入口、１０，３１…ラジエータタンク（下流側タンク）、１０ａ，３４ａ…冷却水排出口、１０ｂ，３８ａ…開口、１０ｃ…内周一側面、１０ｄ…内周他側面、１３…圧力調整弁、１４…キャップ（圧力調整弁付きキャップ）、１５…オーバーフロー配管、１６…リザーブタンク、２４，３７…接続部、２５，４０…空気溜まり部、２６，３９…冷却回路、３３…アッパタンク（上流側タンク）、３４…ロアタンク（下流側配管）、５１…第１の凸部、５１ａ、５２ａ…突出方向先端部、５２…第２の凸部、５３…隙間、５４…冷却水通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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