ラジエーターキャップ｜圧力保持で沸点上げ冷却安定化

ラジエーターキャップ

ラジエーターキャップは、エンジン冷却系の圧力を管理する小型の弁付き栓である。内部に圧力弁（リリーフバルブ）と負圧弁（真空弁）を備え、冷却系の内圧を所定値に維持してクーラントの沸点を引き上げ、過熱や沸騰を抑えるとともに、冷却時の体積収縮で生じる負圧を緩和して外気やリザーバータンクからのクーラント回収を可能にする。適正な作動はオーバーヒートの予防、ホース・ラジエーターコアの保護、冷却水量の安定に直結するため、定期点検と適切な圧力規格の選定が不可欠である。

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ラジエーターキャップ

構造と作動原理

ラジエーターキャップは、金属キャップ本体、シールガスケット、スプリングを介した圧力弁、別体の負圧弁で構成される。冷却系内圧が設定値（例：80〜110kPa程度）に達すると圧力弁が開き、リザーバータンク側へクーラントと蒸気を逃がして内圧を一定に保つ。エンジン停止後は液温低下に伴う体積収縮で負圧が生じ、負圧弁が開くことでタンク側からクーラントを吸い戻し系内を満たす。この二方向の弁作動により、走行中の圧力安定と停車後の自動補液が両立する。

役割と機能

沸点上昇：加圧（例：+100kPa前後）によりクーラントの沸点を高め、キャビテーションやベーパーロックを抑制する。
圧力安全弁：過圧時に開弁し、ホースやラジエーターコアの破損を回避する。
負圧対策：冷却収縮でホースが潰れるのを防ぎ、タンクからの回収で液量を復元する。
シール：口元シールが蒸気漏れを防ぎ、冷却性能の安定に寄与する。

規格・表示と互換性

ラジエーターキャップには、公称開弁圧（kPa または psi）、適合車種・口金形状、向き（LOCK/OPEN）などが刻印される。開弁圧は車両設計の冷却系強度・熱負荷に合わせて定められており、安易な高圧品への変更はホース、樹脂タンク、コア継手へのストレス増大を招く。互換性は口金径・爪の形状・シート高さが合致することが前提で、同一開弁圧での純正同等品を選ぶのが基本である。

点検・交換の要点

外観：キャップ座面の傷、ゴムシールの硬化・亀裂、腐食・錆を確認する。
作動：専用テスターで開弁圧と保持圧を測定し、規格からの外れを判断する。
ホース状態：潰れ跡や膨らみは弁不良・過圧の兆候になり得る。
交換周期：高温高圧下で劣化が進むため、走行条件に応じて定期交換が推奨される。
安全：高温時は絶対に開けない。完全冷却後、布などで覆ってゆっくり開放する。

故障症状と診断の勘所

圧力弁の弱りやシール不良では、早期に沸騰しやすく、オーバーヒート、アッパータンク付近の湿り、蒸気漏れ臭が出る。負圧弁の固着では、冷却後にラジエーターホースが潰れ、リザーバータンクからの回収不良で液量が不安定になる。過圧状態が続くと樹脂タンクのクラックやホース抜けを招く。これらの兆候があれば、まずラジエーターキャップと周辺の漏れ・詰まり（タンクホース、ジョイント）を点検する。

選定とチューニングの注意点

スポーツ走行で高温域が常態化する車両では、設計が許す範囲でわずかに高い開弁圧のラジエーターキャップが用いられる場合があるが、冷却系の総合強度（ホース、クランプ、ラジエーター、ウォーターポンプ軸封）を上回る設定は禁物である。熱交換器の容量向上、ダクト整流、冷却ファン制御の最適化など、系全体のバランス改善を優先し、キャップは最後に適正値を確認する姿勢が望ましい。EV/HEVの電子機器用ループでも、同様の圧力管理機構が用いられており、部品仕様に従うことが肝要である。

取り扱い上のリスク管理

走行直後の開放は噴出の危険があるため厳禁である。必ず完全冷却を待ち、タオルで覆いながら徐々に圧を逃がす。クーラント補充は推奨液（LLC/HT-LLCなど）を用い、濃度と混合を守る。交換後はリザーバータンクのMIN〜MAXを合わせ、試運転後に液面とホース形状を再確認する。キャップ口金やシート部に付着したスケールは漏れの原因となるため、清掃または部品交換で対処する。