(57)【要約】【課題】  樹脂製ラジエータキャップのキャップ本体と弁本体との溶着構造において、樹脂溶融材がキャップ内部に流出しないようにするとともに、キャップ全体の外直径を可能な限り小さくコンパクトにすること。【解決手段】  キャップ本体３の内周の中間部に軸線に平行な中間筒部3aを形成し、その中間筒部3aの下端部に末広がりの第１テーパ部６を形成し、弁本体５の断面の外周に、その中間部の外周が先細りの第２テーパ部７を形成し、その上端部に薄肉筒部８を形成し、その薄肉筒部８の外周に、環状凸部９を残して、環状に凹陥した溶融材収納部10が設けられ、第１テーパ部６の傾斜角αを、第２テーパ部７の傾斜角βより大きく形成し、溶着の進行に伴い、生じる溶融体12a の一部を溶融材収納部10に保持し、それが前記隙間11からは流出しないように構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエータタンク(1)のフィラネック(2) に着脱自在に取付られる樹脂製のキャップであって、
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)の下端部の開口に外周が嵌入して、そのキャップ本体(3)に固定され、中間部および上部が筒状の弁本体(5)とを具備し、
そのキャップ本体(3)の下端部内周と弁本体(5)の中間部外周とが溶着により接合される樹脂製ラジエータキャップの溶着構造において、
前記キャップ本体(3)の軸線上の断面の内周は、その中間部に軸線に平行な中間筒部(3a)を有し、その下端部に末広がりの第１テーパ部(6)を有し、
前記弁本体(5)の軸線上の断面の外周は、その中間部の外周が上方に先細りの第２テーパ部(7)を有し、その弁本体(5)の上端部にキャップ本体(3)の前記中間筒部(3a)に略整合する薄肉筒部(8)を有し、
その薄肉筒部(8)はその外周に、上端の環状凸部(9)を残して、その環状凸部(9)から下側に環状に凹陥した溶融体収納部(10)が設けられ、
その環状凸部(9)の外周と前記中間筒部(3a)の内周との間に僅かの隙間(11)が形成され、
軸線に対する前記第１テーパ部(6)の傾斜角αが、第２テーパ部(7)の軸線に対する傾斜角βより大きく形成され、
その溶着前には、キャップ本体(3)の第１テーパ部(6)の上端のみが、弁本体(5)の第２テーパ部(7)の上端に着座し、溶着の進行に伴いその着座位置が下方に移動し、そのとき生じる溶融体(12a)の一部が前記溶融体収納部(10)に保持され、それが前記隙間(11)からは流出しないように構成したことを特徴とする樹脂製ラジエータキャップの溶着構造。
【請求項２】
請求項１に記載の溶着構造において、
前記溶着前の状態で、キャップ本体(3)の第１テーパ部(6)の上端と、その中間筒部(3a)の下端との交差部(3b)が、弁本体(5)の第２テーパ部(7)の上端と薄肉筒部(8)との交差部と整合するように形成した樹脂製ラジエータキャップの溶着構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の溶着構造において、
弁本体(5)の溶融体収納部(10)の半径方向の深さが、その上端ほど深くなるように構成した樹脂製ラジエータキャップの溶着構造。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の溶着構造において、
弁本体(5)の第２テーパ部(7)の外面と溶融体収納部(10)の外面とが連続的に傾斜する樹脂製ラジエータキャップの溶着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータキャップがそれぞれ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ラジエータキャップの溶着構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人はすでに、特願２０１１−１０３９６６号のラジエータの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、ラジエータタンクの上端に突出されたフィラ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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、弁本体とキャップ本体とを超音波等により溶着すると、その樹脂溶融体が隙間から流出して、固化し、弁機能を阻害するおそれがある。それを防止するためには、樹脂溶融体の収納部を設ける必要がある。すると、その分だけキャップ全体の直径が大きくなり、コンパクト性に欠ける欠点がある。
そこで、本発明は弁本体とキャップ本体とを溶着する場合において、弁機能を保ちつつ、コンパクトなキャップを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の本発明は、ラジエータタンク(1)のフィラネック(2) に着脱自在に取付られる樹脂製のキャップであって、
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)の下端部の開口に外周が嵌入して、そのキャップ本体(3)に固定され、中間部および上部が筒状の弁本体(5)とを具備し、
そのキャップ本体(3)の下端部内周と弁本体(5)の中間部外周とが溶着により接合される樹脂製ラジエータキャップの溶着構造において、
前記キャップ本体(3)の軸線上の断面の内周は、その中間部に軸線に平行な中間筒部(3a)を有し、その下端部に末広がりの第１テーパ部(6)を有し、
前記弁本体(5)の軸線上の断面の外周は、その中間部の外周が上方に先細りの第２テーパ部(7)を有し、その弁本体(5)の上端部にキャップ本体(3)の前記中間筒部(3a)に略整合する薄肉筒部(8)を有し、
その薄肉筒部(8)はその外周に、上端の環状凸部(9)を残して、その環状凸部(9)から下側に環状に凹陥した溶融体収納部(10)が設けられ、
その環状凸部(9)の外周と前記中間筒部(3a)の内周との間に僅かの隙間(11)が形成され、
軸線に対する前記第１テーパ部(6)の傾斜角αが、第２テーパ部(7)の軸線に対する傾斜角βより大きく形成され、
その溶着前には、キャップ本体(3)の第１テーパ部(6)の上端のみが、弁本体(5)の第２テーパ部(7)の上端に着座し、溶着の進行に伴いその着座位置が下方に移動し、そのとき生じる溶融体(12a)の一部が前記溶融体収納部(10)に保持され、それが前記隙間(11)からは流出しないように構成したことを特徴とする樹脂製ラジエータキャップの溶着構造である。
【０００５】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の溶着構造において、
前記溶着前の状態で、キャップ本体(3)の第１テーパ部(6)の上端と、その中間筒部(3a)の下端との交差部(3b)が、弁本体(5)の第２テーパ部(7)の上端と薄肉筒部(8)との交差部と整合するように形成した樹脂製ラジエータキャップの溶着構造である。
【０００６】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の溶着構造において、
弁本体(5)の溶融体収納部(10)の半径方向の深さが、その上端ほど深くなるように構成した樹脂製ラジエータキャップの溶着構造である。
【０００７】
請求項４に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の溶着構造において、
弁本体(5)の第２テーパ部(7)の外面と溶融体収納部(10)の外面とが連続的に傾斜する樹脂製ラジエータキャップの溶着構造である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、キャップ本体３の内周の中間部に軸線に平行な中間筒部3aを有し、その下端部に末広がりの第１テーパ部６を有し、弁本体５の断面の外周は、その中間部の外周が先細りの第２テーパ部７を有し、その上端部に薄肉筒部８を有し、その薄肉筒部８の外周に、環状凸部９を残して、環状に凹陥した溶融体収納部10が設けられ、第１テーパ部６の傾斜角αが、第２テーパ部７の傾斜角βより大きく形成され、溶着の進行に伴い、生じる溶融体12aの一部が溶融体収納部10に保持され、それが前記隙間11からは流出しないように構成したものである。
【０００９】
本発明は、環状凸部９付きの溶融体収納部10を弁本体５の薄肉筒部８に設けたので、結果的にラジエータキャップの外直径を小さくして、コンパクトなキャップを提供できる。
それと共に、環状凸部９により溶着時の樹脂溶融物を確実に溶融体収納部10に閉じ込めて、それが弁側に流出することを防止し、精度の高いキャップとなる。また、弁本体５の外周に環状に凹陥した溶融体収納部10を設ければ足りるので、金型構造が単純になり、キャップを安価に提供できる。
【００１０】
上記構成において、請求項２に記載の発明のように、溶着前に、キャップ本体３の第１テーパ部６の上端と、弁本体５の第２テーパ部７の上端とを整合するように形成した場合には、溶着前のキャップ本体３と弁本体５の位置決めを正確に行い、溶融の開始位置を特定して精度の高いキャップを提供できる。
【００１１】
上記構成において、請求項３に記載の発明のように、弁本体５の溶融体収納部10の半径方向の深さを、その上端ほど深くなるように構成した場合には、溶融体をより確実に溶融体収納部10に閉じ込めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図。
【図２】図１の要部拡大図であり、溶着前の状態を示す。
【図３】図２の溶着後の状態を示す図。
【図４】本発明の第２実施例を示す縦断面図。
【図５】本発明の第３実施例を示す縦断面図。
【図６】本発明の第４実施例を示す縦断面図。
【図７】比較例の第１形態を示す要部縦断面図。
【図８】比較例の第２形態を示す要部縦断面図。
【図９】比較例の第３形態を示す要部縦断面図。
【図１０】比較例の第４形態を示す要部縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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３は、本発明の第１実施例のラジエータキャップである。
なお、図７〜図10は、後述する本発明との比較例を示すキャップの溶着構造である。
【００１４】
この実施例の樹脂製ラジエータキャップは、ラジエータタンク１の上端に設けられたフィラネック２に着脱自在に取り付けられる樹脂製キャップであって、キャップ本体３と把持部材４と弁本体５とを有する。
キャップ本体３は、上端閉塞の筒状体からなる。そして、弁本体５はそ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。把持部材４は、キャップ本体３の上端部が圧入して、係止部23を介して両者間が係止されるものである。その把持部材４の外周には雄ネジが形成され、それがフィラネック２の雌ネジに着脱自在に螺着される。
【００１５】
キャップ本体３の下端部外周及び弁本体５の下端部外周には環状溝が形成され、そこにシール用のＯリング18が嵌着される。弁本体５は筒状に形成され、その下端に環状の着座部25が設けられるとともに、その半径方向外側に連通孔19が設けられている。さらに、弁本体５内周面には内フランジ状の着座部26が設けられ、そこに正圧弁16の環状シール板20が着脱自在に着座する。
【００１６】
その環状シール板20は、その上面が正圧弁16に接合され、下面に負圧弁17のフランジ部上面が着脱自在に接触する。この負圧弁17の底面と弁本体５の着座部25との間には第２スプリング15が介装される。また、正圧弁16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14が介装される。
【００１７】
つぎに、本発明の溶着構造の要部につき説明する。
図１はキャップ本体３の下端内周と、弁本体５の中間部外周との溶着状態を示すものである。そして、図２はその溶着前の状態を示し、図３はその溶着後を示す。
図２において、キャップ本体３の軸線上の断面の内周は、その中間部から拡開する段つきで且つ軸線に平行な中間筒部3aを有し、その下端部に末広がりの第１テーパ部６を有する。その第１テーパ部６は同図に示すごとく、軸線に対し角αのテーパである。
弁本体５の軸線上の断面外周は、その中間部の外周が上方に先細りの第２テーパ部７を有する。第２テーパ部７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。
【００１８】
弁本体５の上端部は、キャップ本体３の中間筒部3aにほぼ整合する薄肉筒部８を有する。そして、その薄肉筒部８はその外周に上端の環状凸部９を残して、その環状凸部９の下側に環状の凹陥した溶融体収納部10が設けられている。この溶融体収納部10は、その半径方向の深さが下端から上端に向かい次第に深くなる。また、環状凸部９の外周と中間筒部3aの内周との間に僅かに隙間11が形成される。
【００１９】
そして、中間筒部3aの第１テーパ部６の上端の交差部3bが、第２テーパ部７の上端に着座する。そして、図２の状態で超音波溶着により、キャップ本体３の交差部3bを始点として溶着が開始される。そのときキャップ本体３は弁本体５側に押圧され、溶着点は次第に下方に移動し、図３のごとくキャップ本体３が相対的に弁本体５に対して下方に移動する。そして、弁本体５とキャップ本体３との間に溶着部12が形成され、超音波の電源を切ることによりそれが硬化し、弁本体５とキャップ本体３との間が溶着される。このとき、溶融体収納部10内に溶融した余分な樹脂材が浸入する。その上端には環状凸部９が設けられているため、環状凸部９の下側の顎で溶融樹脂が下方に戻される。そのため、樹脂は隙間11から外部に流出することはない。隙間11が僅かだからである。そのため、弁本体５の内面側に溶融樹脂が付着することがない。
【００２０】
次に、図４は本発明の第２実施例であって、その溶融前の状態を示す。
この例が前記第１実施例と異なる点は、キャップ本体３の第１テーパ部６の上端の交差部3bが第２テーパ部７の中間部に着座する点及び、弁本体５の薄肉筒部８に設けられた溶融体収納部10が軸線に平行に形成されている点のみである。
次に、図５は本発明の第３実施例であり、この例が図４の実施例と異なる点は、弁本体５の溶融体収納部10の半径方向の深さが、０から上端ほど深くなっている点である。
次に、図６は本発明のさらに他の実施例であり、この例が第１実施例と異なる点は、薄肉筒部８の溶融体収納部10の半径方向の深さが一定である点のみである。
【００２１】
（比較例）
図７は、本発明の溶着構造との比較例であり、この例は溶融体収納部10をキャップ本体３側に設け、それを環状の中空に形成したものである。その溶融体収納部10の内周側には環状の内壁が形成されることになる。キャップ本体３と弁本体５との溶着の際、その溶融体12ａは溶融体収納部10に収納される。
この例の欠点は、溶融体収納部10の内側に内壁部を設ける必要から、キャップ本体３の厚みが厚くなり、結果として、キャップ全体の外直径が大きくなる点である。なお、図７（Ｂ）は溶融前の状態であり、（Ｃ）は溶融後の状態を示す。
【００２２】
次に、図８（Ａ）、（Ｂ）は比較例の第２実施例であり、この例が本発明の第１実施例と異なる点は、キャップ本体３の内周面に凹嵌部を設け、そこに溶融体収納部10を形成した点である。そして、溶融前は（Ａ）の状態に位置決めされ、溶融後に（Ｂ）の状態になる。この比較例の欠点は、溶融体収納部10を形成するための環状凹嵌部をキャップ本体３の内周面に設ける必要があるため、樹脂成形金型にアンダーカット部が生じ、その金型構造が極めて複雑になる点である。
【００２３】
次に図９（Ａ）、（Ｂ）は、さらに他の比較例であり、この例は弁本体５の外周面が上端までテーパに形成されている点である。そして、溶着前の（Ａ）の状態から、溶着後の（Ｂ）の状態に移る。この時、溶着にともない流出した溶融体12ａは、薄肉筒部８の上端から外部に流出するおそれがある。
【００２４】
次に、図10はさらに他の比較例であり、この例は図９の例に加えてキャップ本体３の中間筒部3a上端部に段付き部を形成し、溶融前（Ａ）の状態から溶融後（Ｂ）の状態に弁本体５を移動させるものである。この例も、溶融体12ａが薄肉筒部８上端と中間筒部3aの段付き部の隙間から外部に流出するおそれがある。
【符号の説明】
【００２５】
１  ラジエータタンク
２  フィラネック
３  キャップ本体
3a  中間筒部
3b  交差部
４  把持部材
５  弁本体
６  第１テーパ部
７  第２テーパ部
【００２６】
８  薄肉筒部
９  環状凸部
10  溶融体収納部
11  隙間
12  溶着部
12a 溶融体
13  螺着部
14  第１スプリング
15  第２スプリング
【００２７】
16  正圧弁
17  負圧弁
18  Ｏリング
19  連通孔
20  環状シール板
21  孔
22  孔
23  係止部
25  着座部
26  着座部  
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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