(57)【要約】【課題】どのような構造のリザーブタンクにも適用可能なエア流出防止機構を提供する。【解決手段】液体を貯留するリザーブタンク（１ａ）であって、液体を供給するための出口開口（１０２ａ）が当該リザーブタンクの底部に設けられており、出口開口（１０２ａ）を閉塞可能な形状を有し、液体より比重の低いフロート（１００）が遊動自在に設けられている。フロート（１００）が液面低下に応じて確実に出口開口（１０２ａ）を閉塞するため、エアの流出が防止される。【選択図】    図１
2004255927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留するリザーブタンクであって、
前記液体を供給するための出口開口が当該リザーブタンクの底部に設けられており、
前記出口開口を閉塞可能な形状を有し、前記液体より比重の低いフロートが遊動自在に設けられていることを特徴とするリザーブタンク。
【請求項２】
前記フロートの動きを、前記出口開口を含む所定空間に拘束する拘束構造を備える、請求項１に記載のリザーブタンク。
【請求項３】
前記拘束手段は、前記液体の流速を減少させるための隔壁構造を兼ねている、請求項２に記載のリザーブタンク。
【請求項４】
少なくとも前記出口開口の周辺において、当該出口開口に向けて先細りの形状を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のリザーブタンク。
【請求項５】
前記フロートは第１の直径を有する球形に成形されており、
前記出口開口は、前記第１の直径より小さい第２の直径の開口面を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のリザーブタンク。
【請求項６】
前記フロートは、前記出口開口を閉塞可能な形状を有するフロート本体と、フロート本体に一端が取り付けられたガイド棒と、を備え、
前記ガイド棒の他端は、当該リザーブタンク上部に設けられたガイド孔に往復動自在に挿通している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のリザーブタンク。
【請求項７】
前記ガイド棒には、前記液体の貯留量に応じた表示を行う指標が設けられている、請求項６に記載のリザーブタンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ冷却用リザーブタンクに係り、特に、液面変動時の気泡の発生やエア混入を防止する空気流出防止機構を設けたリザーブタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には各種の液体を貯留するためいくつかのリザーブタンクが設けられている。何らの事情で液体内にエアが入り込むと動作不良を起こすことがあるため、従来から、エア流入を防止するための機構が開発されていた。
【０００３】
例えば、実開平６−２５６２８号公報には、クラッチマスタシリンダに対する作動液の供給構造において、ジョイント等から混入したエアをリザーブタンクに移動する前に排出する弁付きブリーザパイプが開示されている（特許文献１）。特開平１１−５９３９４号公報には、フルードを溜めるリザーブタンクにおいて、ある程度以上傾かないように成形されたプレート状の液面変化抑制フロートにより、フルード液面の傾斜を抑制する技術が開示されている（特許文献２）。この技術によれば、液面が傾いた場合に、リザーブタンク内に設けられた円筒壁に液面変化抑制フロートの開口部が引っかかりそれ以上に動かなくなることを利用して液面を保持していた。
【０００４】
【特許文献１】
実開平６−２５６２８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−５９３９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエア流出防止機構は、必ずしも一般的なリザーブタンクには適用できる考案ではなかった。例えば、上記特許文献１に開示されているエア抜き構造は、クラッチ周辺のジョイントから混入したエアをリザーブタンクエアに連通するパイプ内で排気してしまうという、エア流入を防止する機構であり、リザーブタンク内の液面が傾いた場合のエア流出を防止する構造ではなかった。また、上記特許文献２では、リザーブタンク内に円筒壁等の構造物が無いと同様の作用が望めず、例えば、インバータ用冷却水を貯留するリザーブタンクのように小型のリザーブタンクには適用が難しいものであった。特に、既に流速を制御するための隔壁を備えるリザーブタンクではこの技術を適用することは困難であった。また液体の粘性が低い場合には、液面変化抑制フロートの端部とリザーブタンクの壁面との間隙から液体が溢れ出すため、液面変化抑制効果が充分に望めなくなる可能性があった。
【０００７】
【課題を解決する手段】
そこで本発明は、どのような構造のリザーブタンクにもどのような貯留液体にも適用可能なエア流出防止機構を提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、液体を貯留するリザーブタンクであって、液体を供給するための出口開口が当該リザーブタンクの底部に設けられており、出口開口を閉塞可能な形状を有し、液体より比重の低いフロートが遊動自在に設けられている。
【０００９】
上記構成によれば、液体の貯留量がある程度以上あり、加速や傾斜により液面が傾いていない場合には、フロートは比重が低いため液面に浮遊しており、液体は出口開口から供給可能になっている。加速や傾斜が生じ、出口開口方向に液面が下がるとフロートもその液面の低下に伴ってリザーブタンクの底部に移動する。そして液面がさらに下がってフロートの底部が出口開口に位置するようになった場合、フロートは出口開口を閉塞する形状を有しているので、当該出口開口を閉鎖することになる。このため液面が下がる時に気泡が発生したりエアが出口開口から流出したりすることが防止される。
【００１０】
本発明において「リザーブタンク」には限定はなく、各種の液体を貯留し供給可能になっている構造一般を意味する。「底部」とは利用時に適する置き方において底部（下部）に位置する部分をいう。「閉塞可能」とは本発明の目的であるエアの流出を防止し得る程度に塞ぐことをいう。「閉塞可能な形状」とは、蓋をするように開口を閉じうることをいい、例えば、出口開口の形状とフロートの液面断面形状が相似であることが好ましい。但し出口開口の面積が小さいのであれば、開口形状とフロートの液面断面形状とが相似であることを要しない。
【００１１】
本発明において、フロートの動きを、出口開口を含む所定空間に拘束する拘束構造を備えることは好ましい。このような構造によれば、フロートは常に所定空間内に位置するため出口開口から離れない範囲で遊動するため、急激な液面の変化があっても僅かな動きで出口開口を塞ぎうる位置に移動できるからである。
【００１２】
ここで「拘束構造」に限定はなく、液体のある程度自由な移動とフロートの移動の制限とを両立し得るような構造をいう。例えばフロートがとおり得ない程度の幅の格子構造であれば当該目的を達成しうる。また、開口部を有する隔壁の場合には、その開口部は少なくともフロートの最大幅部分が超えない程度の大きさにしておく必要がある。
【００１３】
このような拘束手段は、液体の流速を減少させるための隔壁構造を兼ねていてもよい。このような構造によれば、開口部を除き隔壁となっているためリザーブタンク内が複数の部屋に分離される。隔壁構造で隔てられる部屋間の液体の移動は開口部を介するため時間がかかることになり、当該隔壁構造は液体の流速を制限するように作用する。すなわち当該液体の急速な流出を防ぐ働きを有する。
【００１４】
本発明において、少なくとも出口開口の周辺において、当該出口開口に向けて先細りの形状を備えることは好ましい。当該構造によれば、液面の低下が始まるにつれ先細りになっているため水準面から見てフロートと出口開口との距離が自然に縮まっていく。このため急激な液面の変化があってもフロートは確実に出口開口に接近していき確実に閉塞することとなる。
【００１５】
例えば、本発明におけるフロートは第１の直径を有する球形に成形されている。このとき出口開口は、第１の直径より小さい第２の直径の開口面を有することになる。当該構造によれば、フロートの液面断面は円であり出口開口の開口面も円であって相似である。そして少なくともフロートは出口開口の開口面を塞ぐに充分な直径を備えているので、確実に出口開口が閉塞される。
【００１６】
また例えば、フロートは、出口開口を閉塞可能な形状を有するフロート本体と、フロート本体に一端が取り付けられたガイド棒と、を備えるように構成してもよい。このときガイド棒の他端は、当該リザーブタンク上部に設けられたガイド孔に往復動自在に挿通している。当該構造によれば、フロート本体はガイド孔に挿通するガイド棒により大凡出口開口の上部に拘束され液面の変化に従って上下動を行うようになる。液面が充分に下がるとフロート本体が出口開口を閉塞する。
【００１７】
このとき、ガイド棒には、液体の貯留量に応じた表示を行う指標が設けられていることは好ましい。当該構造によれば、ガイド棒は液面の変化に応じて動くフロート本体に設けられているため、液面の高さに連動する。したがって液体の貯留量の指針となるような指標（目盛り、色分け等）を付けておけば、当該指標を参照することによってリザーブタンク内の液体量を知ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態は、インバータ用冷却水を供給するリザーブタンクに係り、特に球形フロートに関するものである。図１に本発明の第１実施形態のリザーブタンクを説明する側面断面図、図２に第１実施形態のリザーブタンク１ａを説明する正面断面図、図３に第１実施形態のリザーブタンク１ａを説明する平面断面図を示す。図２は図１及び図３の側面断面図におけるＡ−Ａ切断面を示すものであり、図３は図２におけるＢ−Ｂ切断面を示すものである。
【００２０】
リザーブタンク１ａは、例えばハイブリッド車両のインバータを冷却するための冷却水を貯留するものであり、インバータに隣接して冷却水をインバータ内に循環させることが可能なように設けられるものである。リザーブタンク１ａは、リザーブタンク本体１０と覆い蓋１１とをシール部１４で密閉して構成されている。覆い蓋１１の上部には蓋１７によって開放・閉鎖が可能な注ぎ口１６が開口しており、冷却水などの液体を適宜タンク内に供給することができるようになっている。
【００２１】
リザーブタンク１ａ内には、隔壁１０１Ａ〜Ｃが設けられており、タンク内に４つの小部屋Ｒ１〜Ｒ４が形成されている。各隔壁１０１Ａ〜Ｃには、主として液体を流通させるための開口部１０４と小部屋間のエアの流通を確保するエア抜き孔１０５が設けられている。当該隔壁１０１Ａ〜Ｃは、リザーブタンクを構造上強くするための補強構造になっており、また液体の急激な移動を防止するための液体流速制御構造にもなっている。
【００２２】
リザーブタンク本体１０の小部屋Ｒ４底部には入口開口１０３が設けられており、循環してきた液体が流入する流入パイプ１３が連通している。リザーブタンク本体１０の小部屋Ｒ１底部には出口開口１０２ａが設けられており、液体を供給するための供給パイプ１２が連通している。供給パイプ１２の内径ｄ０は、出口開口１０２ａの直径ｄｍと同等の径であるが、出口開口の直径より大きな直径になっていてもよい。また、図２に示すように、リザーブタンク本体１０は少なくとも小部屋Ｒ１の部分において出口開口１０２ａに向けて先細りするような形状に成形されている。
【００２３】
小部屋Ｒ１には、直径Ｄのフロート１００が遊動自在に設けられている。フロート１００を遊動自在にするため、小部屋Ｒ１は少なくともフロートの直径Ｄより大きい幅を有するように形成されている。またフロート１００の直径Ｄは、少なくとも出口開口１０２ａの開口面直径ｄｍより大きくなっている。このような大小関係であれば、液面低下時にフロート１００が出口開口１０２ａを閉塞しうるからである。
【００２４】
フロート１００は冷却液より比重が小さく冷却水に浮くようになっている。フロート１００の構造には限定はなく空洞構造であっても内密な構造であっても問題無い。出口開口１０２ａを塞ぐ際に、気泡やエアの移動を遮断できるような材料で構成することが好ましい。例えば樹脂やゴム等の弾性材料により、出口開口端部との境目における凹凸を塞ぎうるようなものであることは好ましい。
【００２５】
図２に示すように、隔壁に設けられる開口部１０４は、短径ｄ２、長径ｄ１の大きさの長円形をしており、小部屋間の流体の移動をこの開口に制限することにより液体の流速を制限している。少なくとも開口部１０４の短径ｄ２はフロート１００の直径Ｄより小さくなるよう形成されている。このようなサイズに形成しておけば、フロート１００が開口部１０４を通過して隣室に移動することを阻止し、フロートの移動範囲を小部屋Ｒ１に拘束しておくことが可能だからである。
【００２６】
上記構成において、フロート１００は、リザーブタンク本体１０と隔壁１０１Ａとにより囲まれている小部屋Ｒ１の範囲に拘束されながら遊動自在になっている。図２及び図３に示すように、液体の液面が標準位Ｌａに存在する場合のフロート１００ａは、小部屋Ｒ１の領域一杯に液面上を遊動可能である。このような状態ではエアの流出の心配はなく、液体は出口開口１０２ａ経由で供給パイプ１２からインバータ内部を循環してインバータを冷却する。冷却後の冷却水等の液体は、流入パイプ１３経由で入口開口１０３から小部屋Ｒ４に流入する。液体の流出と流入により、小部屋間Ｒ１〜Ｒ４に液面の差が生じるが、小部屋Ｒ１〜Ｒ４間に液面の差が生じると、開口部１０４から隣室へと液面の平衡を取るように液体が移動し、液体容積変化に伴う気圧差がエア抜き孔１０５を介して緩和され、各小部屋Ｒ１〜４における液面は同じ高さに調整される。
【００２７】
さて当該リザーブタンク１ａを備える車両が加速したり坂道を登坂したりすると、その加速の程度や斜度により、リザーブタンク１ａ内の液面が傾き始める。例えば僅かな傾きであれば、図２の液面Ｌｂのような位置に小部屋Ｒ１の液面が下がる。ことのき液面の低下に連れてフロート１００ｂも下がる。さらに加速が強くなったり傾斜が強くなったりすると、図２の液面Ｌｃのような位置に液面が下がる。ここで、リザーブタンク１ａは先細りするような形状に成形されているため、液面の低下に伴って液面位における正面左右方向の壁面が狭まり、フロート１００ｃが動ける範囲が制限されてくる。
【００２８】
さて、さらに車両の加速が非常に強くなったり傾斜が非常に強くなったりした場合、図１のような液面Ｌｄになる。従来であると、このような場合には開口出口付近の液面が切れ気泡が発生したりエアが供給パイプ１２の方に流出したりする場合があった。しかし、当該実施形態では、最終的にリザーブタンク１ａは出口開口１０２ａにまで先細りしているので、フロート１００ｃは自然に出口開口１０２ａの方に近寄っていくようになる。そして図１に示すように、液面位Ｌｄまで液面が下がると、フロート１００ｄが出口開口１０２ａをほぼ完全に閉塞するようになる。出口開口１０２ａの開口面形状とフロート１００の液面断面形状が相似であり、しかもフロートの直径の方が出口開口１０２ａの開口径より大きいからである（Ｄ＞ｄｍ）。したがって液面Ｌｄが下がってもリザーブタンク１ａ内の空気の流通は供給パイプ１２側と遮断され、エアが流出することが防止される。
【００２９】
以上第１実施形態の構造によれば、液面が下がった場合にフロート１００が出口開口１０２ａを閉塞可能に構成されているので、加速や傾斜により液面が傾いた場合にリザーブタンク１ａ内に気泡が発生したりリザーブタンク１ａ内のエアが出口開口１０２ａから流出したりすることが防止される。
【００３０】
そのため、気泡やエアが循環する冷却水に入り込むことにより生ずる、冷却水と被冷却部材との接触面積が減少することに伴う冷却性能の低下、エアや気泡が混入することによる異音の発生、冷却水を循環させるウォーターポンプの空転等が防止される。
【００３１】
本第１実施形態の構造によれば、隔壁１０１Ａがフロート１００を小部屋Ｒ１内に拘束するためフロート１００は出口開口１０２ａから離れない範囲で遊動する。このため、急激な液面の変化があっても僅かな動きで出口開口１０２ａを塞ぎうる位置にフロート１００が移動でき、確実に気泡やエアの混入を防止できる。
【００３２】
本第１実施形態の構造によれば、開口部１０４を備えた隔壁１０１Ａ〜Ｃを備えているので隔壁１０１で隔てられる小部屋Ｒ１〜４間の液体の移動が開口部１０４を介するため時間がかかることになり、液体の流速を制限し、液体の急速な流出を防ぐことができる。
【００３３】
本第１実施形態の構造によれば、少なくとも出口開口１０２ａの周辺において、小部屋Ｒ１が出口開口１０２ａに向けて先細りの形状を備えているので、急激な液面の変化があってもフロート１００は確実に出口開口１０２ａに接近していき当該出口開口を確実に閉塞することができる。
【００３４】
本第１実施形態の構造によれば、出口開口１０２ａの直径ｄｍがフロート１００の直径Ｄより小さく、かつ、出口開口の開口面がフロート１００の液面断面と相似の円になっているので、確実に出口開口が閉塞される。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は上記第１実施形態と同様のインバータ用冷却水を供給するリザーブタンクに係るが、特にフロート形状の変形例に関する。
【００３６】
図４に本発明の第２実施形態のリザーブタンク１ｂを説明する側面断面図、図５に第２実施形態のリザーブタンク１ｂを説明する正面断面図を示す。図５は図４の側面断面図におけるＡ−Ａ切断面を示すものである。
【００３７】
本実施形態におけるリザーブタンク１ｂの構造は、フロート１１０を除き、上記第１実施形態とほぼ同じものである。但し、小部屋Ｒ１における出口開口１０２ｂの開口面直径ｄｍ２は、当該フロート１１０の最大直径Ｄ２より小さくなっており、開口面形状はフロート１１０の液面断面形状と相似になっている。また、小部屋Ｒ１の上部にはフロート１１０のガイド棒１１１が挿通されるガイド孔１５が設けられている。その他の構想については上記第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付することとし基本的な説明は省略する
フロート１１０は、厚い平板状のフロート本体１１１にガイド棒１１２が固定されている。フロート本体１１１は冷却液より比重が小さくガイド棒１１２の重量が加重されてなお冷却水に浮くようになっている。フロート本体１１１の構造には限定はなく空洞構造であっても内密な構造であっても問題無い。出口開口１０２ｂを塞ぐ際に、気泡やエアの移動を遮断できるような材料で構成することが好ましい。例えば樹脂やゴム等の弾性材料により、出口開口端部との境目における凹凸を塞ぎうるようなものであることは好ましい。
【００３８】
ガイド棒１１２は、ガイド孔１５に挿通されて往復道自在に保持され、フロート本体１１１の動きを妨げることのないように、ガイド孔１５の直径より小さい、余裕を持った直径を有している。ガイド棒１１２には目盛り１１３が設けられている。ガイド孔１５は平面図上、出口開口１０２ｂの開口面である円と同心になるよう設けられている。
【００３９】
上記構成において、フロート１１０は、リザーブタンク本体１０と隔壁１０１Ａとにより囲まれている小部屋Ｒ１の範囲に拘束されながら、ガイド孔１５の遊動により上下動自在になっている。図４及び図５に示すように、液体の液面が標準位Ｌｆにある場合のフロート１１０ｆは、ガイド棒１１２は上方に押し出されたようになる。目盛り１１３の表示「ＦＵＬＬ」がこのときガイド孔１５の少し上に見えるように設けられている。ユーザはこの表示によってリザーブタンク１ｂの冷却水が適量であることを知ることができる。このような状態ではエアの流出の心配はなく、液体は出口開口１０２ｂ経由で供給パイプ１２からインバータ内部を循環してインバータを冷却する。冷却後の冷却水等の液体は、流入パイプ１３経由で入口開口１０３から小部屋Ｒ４に流入する。隔壁１０１Ａ〜Ｃにより小部屋間Ｒ１〜Ｒ４に生じる液面の差が緩和される点は上記第１実施形態と同様である。
【００４０】
もしも冷却水の量が少なくなり、適正な冷却が行えなくなった場合、例えば図４及び図５のＬｌで示されるような液面位になったとする。このときフロート本体１１０ｌもこの液面位に対応して下がっているため、ガイド孔１５のすぐ上に示されている目盛りは「ＬＯＷ」を示すようになる。この表示によりユーザは冷却水の量が不足していることを認識することができる。ユーザは蓋１７を開け、再び「ＦＵＬＬ」の表示がガイド孔１５から見えるようになるまで冷却水を補充すればよい。
【００４１】
次に、リザーブタンク１ｂを備える車両が加速したり坂道を登坂したりすると、その加速の程度や斜度により、リザーブタンク１ａ内の液面が傾き始める。この液面位の低下に対応してフロート１１０は低下していく。さらに車両の加速が非常に強くなったり傾斜が非常に強くなったりした場合、図４のような液面Ｌｄになる。従来であると、このような場合には開口出口付近の液面が切れ気泡が発生したりエアが供給パイプ１２の方に流出したりする場合があった。しかし、当該実施形態では、フロート１１０ｄが出口開口１０２ｂをほぼ完全に閉塞するようになる。出口開口１０２の開口面形状とフロート本体１１１の液面断面形状が相似であり、しかもフロート本体の直径Ｄ２の方が出口開口１０２ｂの開口径ｄｍ２より大きいからである（Ｄ２＞ｄｍ２）。したがって液面Ｌｄが下がってもリザーブタンク１ｂ内の空気の流通は供給パイプ１２側と遮断され、エアが流出することが防止される。
【００４２】
以上、本第２実施形態の構造によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することが可能である。
【００４３】
特に、本第２実施形態の構造によれば、ガイド棒１１２が挿通するガイド孔１５によってフロート本体１１１の平面上の動きが大凡出口開口１０２ｂ付近に拘束されるので、液面が急に下がっても確実にフロート本体１１１が出口開口１０２ｂを閉塞することができる。
【００４４】
また本第２実施形態の構造によれば、ガイド棒は液面の高さに連動して動き、そのガイド棒１１２に液体の貯留量の指針となるような目盛り１１３が設けられているので、ユーザは当該目盛り１１３を参照することによってリザーブタンク１ａ内の液体量が適正であるか不足しているかを知ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、液体を供給するための出口開口に対し、フロートが当該出口開口を閉塞可能な形状を有し、液面低下に応じて確実に出口開口を閉塞するので、どのような構造のリザーブタンクにも適用可能なエア流出防止機構を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のリザーブタンクを説明する側面断面図。
【図２】第１実施形態のリザーブタンクを説明する正面断面図。
【図３】第１実施形態のリザーブタンクを説明する平面断面図。
【図４】本発明の第２実施形態のリザーブタンクを説明する側面断面図。
【図５】第２実施形態のリザーブタンクを説明する正面断面図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ…リザーブタンク、１０…リザーブタンク本体、１１…覆い蓋、１２…供給パイプ、１３…流入パイプ、１４…シール部、１５…ガイド孔、１６…注ぎ口、１７…蓋、１００ａ〜ｄ、１１０ｆ、１１０ｌ、１１０ｄ…フロート、１０１Ａ〜Ｃ…隔壁、１０２ａ、ｂ…出口開口、１０４…開口部、１０５…エア抜き孔、１１１…フロート本体、１１２…ガイド棒、１１３…目盛り（指標）
【図１】
2004255927.tif 000003
【図２】
2004255927.tif 000004
【図３】
2004255927.tif 000005
【図４】
2004255927.tif 000006
【図５】
2004255927.tif 000007