(57)【要約】【課題】蓄熱性能を有しかつ耐振性を向上させた車両用蓄熱器を提供する。【解決手段】外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ外側タンクと内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、外側タンクと内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、外側タンクの開口と内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、外側タンクの底面において、他の部分よりも剛性の低い部分を設けている。【選択図】　　　図１
2004124929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ前記外側タンクと前記内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、
前記外側タンクと前記内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、前記外側タンクの開口と前記内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、前記外側タンクの底面において、他の部分よりも剛性の低い部分を設けたことを特徴とする車両用蓄熱器。
【請求項２】
前記低剛性部分は、前記接合部を包囲するように前記内側タンク側に突出している環状突出部分であることを特徴とする請求項１に記載の車両用蓄熱器。
【請求項３】
前記低剛性部分は、前記接合部を包囲するように延びている環状蛇腹部分であることを特徴とする請求項１に記載の車両用蓄熱器。
【請求項４】
前記低剛性部分は、前記接合部を包囲するように延びている環状薄肉部分であることを特徴とする請求項１に記載の車両用蓄熱器。
【請求項５】
外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ前記外側タンクと前記内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、
前記外側タンクと前記内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、前記外側タンクの開口と前記内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、前記接合部内には、冷却水を前記内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ前記内側タンクをシールする栓が挿入されており、前記車両用蓄熱器は、前記外側タンクの側面に連結するブラケットを介して車両用ボディに取り付けられ、前記栓と前記外側タンクの底面の最外周部分が連結部材によって連結されていることを特徴とする車両用蓄熱器。
【請求項６】
外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ前記外側タンクと前記内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、
前記外側タンクと前記内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、前記外側タンクの開口と前記内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、前記接合部内において、冷却水を前記内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ前記内側タンクをシールする栓が挿入されており、前記車両用蓄熱器は、前記外側タンクの側面に連結するブラケットを介して車両ボディに取り付けられ、前記栓と前記外側タンクの側面が連結部材によって連結されていることを特徴とする車両用蓄熱器。
【請求項７】
外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ前記外側タンクと前記内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、
前記外側タンクと前記内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、前記外側タンクの開口と前記内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、前記接合部内において、冷却水を前記内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ前記内側タンクをシールする栓が挿入されており、前記車両用蓄熱器は、前記外側タンクの側面に連結するブラケットを介して車両ボディに吊り下げられ、前記栓と前記ブラケットは連結部材によって連結されていることを特徴とする車両用蓄熱器。
【請求項８】
外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ前記外側タンクと前記内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、
前記外側タンクと前記内側タンクは、それぞれ、底面を有し、前記底面は、内周縁及び外周縁を有する環状部と、前記環状部の前記内周縁から下方に突出しかつ先端において開口を有する筒状部とを有し、
前記外側タンクの開口と前記内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、前記接合部内において、冷却水を前記内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ前記内側タンクをシールする栓が挿入されており、
前記外側タンク及び前記内側タンクの前記底面の前記環状部は、前記環状部の前記内周縁から前記外周縁に向けて上方に傾斜しており、前記環状部の水平に対する傾斜角度は、それぞれ、約１０〜５０度の範囲であることを特徴とする車両用蓄熱器。
【請求項９】
前記外側タンクの前記環状部の傾斜角度は約２０〜３０度の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１０】
前記外側タンクの前記環状部の傾斜角度は約２５度であることを特徴とする請求項９に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１１】
前記内側タンクの前記環状部の傾斜角度は約２０〜３０度の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１２】
前記内側タンクの前記環状部の傾斜角度は約２５度であることを特徴とする請求項９に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１３】
前記外側タンク及び前記内側タンクの環状部は、それぞれ、少なくとも一部分において円錐形状部分を有することを特徴とする請求項８に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１４】
前記外側タンク及び前記内側タンクの環状部の断面は、それぞれ、曲線状であることを特徴とする請求項８に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１５】
前記外側タンク及び前記内側タンクの底面の環状部の傾斜角度は、それぞれ、前記環状部の前記内周縁から前記外周縁に向かうにつれて漸進的に大きくなっていることを特徴とする請求項１４に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１６】
前記内側タンクの環状部の傾斜角度は、前記外側タンクの環状部の傾斜角度よりも約３０度未満の所定角度だけ大きいことを特徴とする請求項８に記載の車両用蓄熱器。
【請求項１７】
前記所定角度は約５度であることを特徴とする請求項８に記載の車両用蓄熱器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用蓄熱器に関する。とりわけ、本発明は、耐振性を向上させた車両用蓄熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水冷式内燃機関（エンジン）の暖機促進を図るためにエンジンから流出する高温の冷却水をエンジン再始動時にエンジンに導入するために、冷却水を保温貯蔵するタンク状の蓄熱器を冷却水回路に配設するのが一般的である。蓄熱器は、外側タンクと内側タンクの二重構造であり、外側タンクと内側タンクの間を真空に保つことにより、内側タンク内で冷却水の効率的に保温している。より一層効果的に保温するために、蓄熱器の外側タンクと内側タンクの接触面積を可能な限り小さくすることが好ましく、従来では、外側タンクと内側タンクは、各々が有する開口の周縁全体で接合された部分のみで接続されている。
【０００３】
ところで、蓄熱器は、例えば、車両のサイドメンバーにブラケットを介して片持ち式や吊り下げ式で取り付けられている。そのため、車両運転中に発生する振動は、比較的に容易にサイドメンバー及びブラケットを介して蓄熱器に伝播する。その結果、外側タンクの内部で内側タンクが振動する結果、両タンクの接合部には、引張り応力が繰り返して発生し、この接合部を起点として疲労破壊が生じて内側タンク内の冷却水が漏れる、すなわち、蓄熱器が破損する危険があるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記問題点を解決するために、本発明は、蓄熱性能を有しかつ耐振性を向上させた車両用蓄熱器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ外側タンクと内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、外側タンクと内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、外側タンクの開口と内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、外側タンクの底面において、他の部分よりも剛性の低い部分を設けている。これにより、車両運転中、外側タンクの内部における内側タンクの振動で生じる慣性力を外側タンクに設けた低剛性部分で受けさせ、外側タンクと内側タンクの接合部に生じる応力を低減することができ、接合部を起点とした疲労破壊を防ぎ、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。
【０００６】
請求項２に係る車両用蓄熱器によれば、低剛性部分は、接合部を包囲するように内側タンク側に突出している環状突出部分である。これにより、外側タンクの内部における内側タンクの振動で生じる慣性力を環状突出部の環状の頂部で受けさせ、外側タンクと内側タンクの接合部に生じる応力を低減することができる。
【０００７】
請求項３に係る車両用蓄熱器によれば、低剛性部分は、接合部を包囲するように延びている環状蛇腹部分である。これにより、外側タンクの内部における内側タンクの振動で生じる慣性力を環状蛇腹部の複数の環状の頂部で受けさせ、外側タンクと内側タンクの接合部に生じる応力を低減することができる。
【０００８】
請求項４に係る車両用蓄熱器によれば、低剛性部分は、接合部を包囲するように延びている環状薄肉部分である。これにより、外側タンクの内部における内側タンクの振動で生じる慣性力を環状薄肉部で受けさせ、外側タンクと内側タンクの接合部に生じる応力を低減することができる。
【０００９】
請求項５に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ外側タンクと内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、外側タンクと内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、外側タンクの開口と内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、接合部内には、冷却水を内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ内側タンクをシールする栓が挿入されており、車両用蓄熱器は、外側タンクの側面に連結するブラケットを介して車両用ボディに取り付けられ、栓と外側タンクの底面の最外周部分が連結部材によって連結されている。これにより、ブラケットに近い外側タンクの部分と、接合部内の栓を連結することにより、車両ボディからブラケットを介して外側タンクの側面に伝播する振動とほぼ同じ振動を連結部材を介して栓、延いては内側タンクに伝播させ、すなわち、外側タンクの振動と内側タンクの振動を略同期させ、外側タンク内における内側タンクの振幅を低減し、外側タンクと内側タンクの接合部に生じる応力を低減し、接合部を起点とした疲労破壊を防ぎ、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。
【００１０】
請求項６に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ外側タンクと内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、　外側タンクと内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、外側タンクの開口と内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、接合部内において、冷却水を内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ内側タンクをシールする栓が挿入されており、車両用蓄熱器は、外側タンクの側面に連結するブラケットを介して車両ボディに取り付けられ、栓と外側タンクの側面が連結部材によって連結されている。これにより、請求項５と同様であるが、外側タンクのブラケットにさらに近い部分と、接合部内の栓を連結することにより、外側タンクと内側タンクの振動の同期性をさらに高め、外側タンクと内側タンクの接合部に生じる応力をより低減し、蓄熱器の耐振性をさらに向上させることができる。
【００１１】
請求項７に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ外側タンクと内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、外側タンクと内側タンクはそれぞれの底面において開口を有し、外側タンクの開口と内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、接合部内において、冷却水を内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ内側タンクをシールする栓が挿入されており、車両用蓄熱器は、外側タンクの側面に連結するブラケットを介して車両ボディに吊り下げられ、栓とブラケットは連結部材によって連結されている。これにより、請求項５及び６とほぼ同様であるが、接合部内の栓をブラケットに直接的に連結することにより、外側タンクの振動と内側タンクの振動の同期性をさらに高め、外側タンクと内側タンクの接合部に生じる応力をさらに低減し、蓄熱器の耐振性をより一層向上させることができる。
【００１２】
請求項８に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンクと内側タンクの二重構造を有しかつ外側タンクと内側タンクの間が真空である車両用蓄熱器において、外側タンクと内側タンクは、それぞれ、底面を有し、底面は、内周縁及び外周縁を有する環状部と、環状部の内周縁から下方に突出しかつ先端において開口を有する筒状部とを有し、外側タンクの開口と内側タンクの開口がそれらの周全体で共に接合されており、接合部内において、冷却水を内側タンクの内外へ通すための冷却水通路を有しかつ内側タンクをシールする栓が挿入されており、外側タンク及び内側タンクの底面の環状部は、環状部の内周縁から外周縁に向けて上方に傾斜しており、環状部の水平に対する傾斜角度は、それぞれ、約１０〜５０度の範囲である。これにより、各タンクの環状部を傾斜させてタンクで発生する応力を低減し、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。その一方で、傾斜角度の上限を制限することにより、タンクの容量を大きくし、蓄熱器の性能を良好にすることができる。
【００１３】
請求項９に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンクの環状部の傾斜角度は約２０〜３０度の範囲である。これにより、外側タンクで発生する応力をより一層低減して蓄熱器の耐振性をより一層向上させると共に、内側タンクの容量をより大きくして蓄熱器の性能をより良好にすることができる。
【００１４】
請求項１０に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンクの底面の環状部の傾斜角度は約２５度である。これにより、外側タンクの傾斜角度を、外側タンクで発生する応力の最小化とタンク容量の最大化を両立する角度に特定し、蓄熱器の耐振性と性能を良好にすることができる。
【００１５】
請求項１１に係る車両用蓄熱器によれば、内側タンクの環状部の傾斜角度は約２０〜３０度の範囲である。これにより、内側タンクで発生する応力をより一層低減して蓄熱器の耐振性をより一層向上させると共に、内側タンクの容量をより大きくして蓄熱器の性能をより良好にすることができる。
【００１６】
請求項１２に係る車両用蓄熱器によれば、内側タンクの底面の環状部の傾斜角度は約２５度である。これにより、内側タンクの傾斜角度を、内側タンクで発生する応力の最小化とタンク容量の最大化を両立する角度に特定し、蓄熱器の耐振性と性能を良好にすることができる。
【００１７】
請求項１３に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンク及び内側タンクの環状部は、それぞれ、少なくとも一部分において円錐形状部分を有する。これにより、タンクの底面の環状部を円錐形状とし、タンクを容易に製造することができる。
【００１８】
請求項１４に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンク及び内側タンクの環状部の断面は、それぞれ、曲線状である。これにより、タンクの底面の環状部の断面形状を曲線状とし、環状部で発生する応力を低減することができる。
【００１９】
請求項１５に係る車両用蓄熱器によれば、外側タンク及び内側タンクの底面の環状部の傾斜角度は、それぞれ、環状部の内周縁から外周縁に向かうにつれて漸進的に大きくなっている。これにより、タンクの底面の環状部で発生する応力を一層低減することができる。
【００２０】
請求項１６に係る車両用蓄熱器によれば、内側タンクの環状部の傾斜角度は、外側タンクの環状部の傾斜角度よりも約３０度未満の所定角度だけ大きい。これにより、内側タンクで発生する応力は常に外側タンクで発生する応力よりも小さく保たれ、内側タンクが先に疲労破壊して冷却水が漏れることを防ぐことができる。
【００２１】
請求項１７に係る車両用蓄熱器によれば、所定角度は約５度である。これにより、外側タンク及び内側タンクの底面の環状部の傾斜角度をさらに特定している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。最初に本発明の第一実施例について説明する。図１は本発明の第一実施例の車両用蓄熱器１０の断面図である。蓄熱器１０は、外側タンク２と内側タンク３の二重構造である。外側タンク２及び内側タンク３の各々は、底面において開口を有し、これら開口は、例えば溶接によって周全体で接合されて接合部６を形成する。外側タンク２と内側タンク３はこの接合部６のみで接触し、かつ外側タンク２と内側タンク３の間の空間において真空状態を保っているので、内側タンク３内に貯蔵する冷却水の熱を外側タンク２へほとんど伝えないことが保証されている。
【００２３】
次に内側タンク３に設ける栓４について説明する。内側タンク３の開口部をシールするために蓄熱器１０の接合部６の内部に栓４を圧接させて接合部６の周全体と内側タンク３の間をシールしている。また、より効果的にシールするために、このシール部の上方すなわち内側タンク３と栓４の間にＯリング７を挿入する。また、栓４を通して内側タンク３内外へ冷却水を流すために、内燃機関の冷却水回路の一部である流入管８を貫通させるための孔と、冷却水回路の一部である流出管９を貫通させるための孔とが栓４に形成されている。栓４は、栓４を外側タンク２に連結部材１１で連結するために、連結部材１１をボルト１２で留めるための孔を有するフランジ部４ａを有している。連結部材１１は、栓４にボルト留めされ、外側タンク２の底面に例えば溶接などで接合されている。
【００２４】
蓄熱器１０の取付方法について説明する。蓄熱器１０を車両ボディ１に取り付けるためにブラケット５を用いている。ブラケット５は、その一端で外側タンク２の周縁全体を包囲して蓄熱器１０を保持し、その他端で車両ボディ１のサイドメンバー１に取り付けられるように構成されている。図１に示すように、蓄熱器１０は、本実施例では二つのブラケット５を介して車両ボディ１に片持ち式で取り付けられている。
【００２５】
次に従来の車両用蓄熱器１０の振動時の挙動について説明する。車両運転時には主に路面の凹凸により上下動するタイヤを介して車両の各部が振動する。特に、車両用蓄熱器にはサイドメンバー１及びブラケット５を介して振動が伝播する。このような場合において、蓄熱器１０の外側タンク２と内側タンク３は前述のように接合部６のみで接合されているために振動剛性が低いので、内側タンク３が外側タンク２の内部で振動し、外側タンク２と内側タンク３の接合部６において引張り応力が繰り返し発生することとなる。この引張り応力の大きさは疲労破壊が起こりうる疲労限度を越えているので、引張り応力の繰り返す数が一定数に達すると疲労破壊が生じて内側タンク３内の冷却水が漏れる、すなわち蓄熱器１０が破損する可能性があり、従来の蓄熱器１０は耐振性に乏しいという問題がある。
【００２６】
これに対して、本発明によれば、第一実施例から第三実施例において、接合部６や外側タンク２の底面の他の部分よりも剛性の低い低剛性部分を外側タンク２に設けることにより、また、第四実施例から第六実施例において、ブラケット５近傍の部分と接合部６内の栓４を連結して外側タンク２と内側タンク３の振動を略同期させることにより、接合部６に生じる引張り応力を常に疲労限度未満に低減することにより、蓄熱器１０の接合部６を疲労破壊させない、すなわち蓄熱器１０の耐振性を向上させることができる。なお、第一実施例から第三実施例の構成と第四実施例から第六実施例の構成を組み合わせて相乗的な効果を得ることができる。
【００２７】
最初に第一実施例について説明する。図１に示すように、本実施例では、外側タンク２の底面において、接合部６を包囲するように内側タンク３側に突出している環状突出部１３の形態の低剛性部分を設けている。これにより、車両運転中、外側タンク２内における内側タンク３の振動で生じる慣性力は、環状突出部１３の環状の頂部に集中し、接合部６に及ぶ力が低減され、すなわち、接合部６の応力が低減される。
【００２８】
接合部６の応力の低減について図２を参照しつつ説明する。図２は内側タンク３の振動の周波数ｆに対する接合部６の引張り応力σの関係を示したグラフである。従来の蓄熱器では、点線に示す応力曲線Ａに示すように、特定の周波数域において疲労限度σｗを越えているので疲労破壊が生じる可能性があるが、本発明の蓄熱器では、実線に示す応力曲線Ｂは、低剛性部分に力が集中することにより、任意の周波数域において疲労限度σｗよりも小さな値に低減することができる。すなわち、接合部を起点とした疲労破壊を防ぐことができる。また、仮に低剛性部分を起点として疲労破壊が起こるとしても、栓４による接合部６のシールを維持することが保証されている、すなわち、内側タンク３内で貯蔵している冷却水を漏らさないことが保証されているので、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。
【００２９】
次に第二実施例について説明する。図３は本発明の第二実施例の車両用蓄熱器の断面図である。図３に示すように、第二実施例では、外側タンク２の底面において、接合部６を包囲するように延びている環状蛇腹部分１４の形態の低剛性部分を設けている。これにより、第一実施例と同様に、車両運転中において外側タンク２内における内側タンク３の振動で生じる慣性力は、環状蛇腹部分１４の複数の環状頂部に集中するので、接合部６の応力をより一層低減することができ、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。
【００３０】
次に第三実施例について説明する。図４は本発明の第三実施例の車両用蓄熱器の外側タンクの拡大断面図である。図４に示すように、第三実施例では、外側タンク２の底面において、接合部６を包囲するように延びている環状薄肉部分１５の形態の低剛性部分を設けている。環状薄肉部分１５は、外側タンク２の内面及び外面の一方又は両方において急激に又は緩やかに窪んでいる。これにより、車両運転中において外側タンク２内における内側タンク３の振動で生じる慣性力は、環状薄肉部分１５に集中するので、接合部６の応力を低減することができ、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。
【００３１】
次に第四実施例について説明する。図５は本発明の第四実施例の車両用蓄熱器の断面図である。本実施例では、外側タンク２と内側タンク３の振動を同期させることにより、外側タンク２内の内側タンク３の振動の低減を図っている。本実施例では、図５に示すように、連結部材１１により栓４と外側タンク２の底面の最外周部分を連結している。これにより、車両ボディからブラケット５を介して外側タンク２に伝播する振動とほぼ同じ振動を連結部材１１を介して接合部６内の栓４、延いては内側タンク３に伝播する。すなわち、外側タンク２の振動と内側タンク３の振動を略同期させ、外側タンク２内の内側タンク３の振動を低減することができ、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。なお、この連結部材１１の形態は、外側タンク２の全周を覆う円錐台形状部材であっても、複数の線状部材であってもよい。
【００３２】
次に第五実施例について説明する。図６は本発明の第五実施例の車両用蓄熱器の断面図である。第五実施例は、図６に示すように、第四実施例とほぼ同様であるが、連結部材１１が外側タンク２の側面に連結されている点のみが異なっている。このように連結部材１１をブラケット５により近い位置に連結することにより、外側タンク２の振動と内側タンク３の振動の同期性をさらに高めて外側タンク２内の内側タンク３の振動をより低減し、蓄熱器の耐振性をさらに向上させることができる。
【００３３】
次に第六実施例について説明する。図７は本発明の第六実施例の車両用蓄熱器の断面図である。図７に示すように、本実施例では、車両用蓄熱器１０は、外側タンク２の側面に連結するブラケット５を介して車両ボディ１に吊り下げられている。接合部６に挿入された栓４とブラケット５が連結部材１１によって直接的に連結されている。このように、接合部６内の栓４がブラケット５に直接的に連結されているので、外側タンク２の振動と内側タンク３の振動の同期性をさらに高めて外側タンク２内の内側タンク３の振動をより一層低減することができ、蓄熱器の耐振性を向上させることができる。
【００３４】
最後に第七実施例について説明する。図８は本発明の第七実施例の車両用蓄熱器の断面図である。本実施例の車両用蓄熱器は、以下に詳細に説明するように、第一から第六の実施例の蓄熱器とは、外側タンク２と内側タンク３のみが異なっているので、図８において、外側タンク２及び内側タンク３のみを示している。本実施例では、外側タンク２及び内側タンク３の剛性を高めることにより、蓄熱器の耐振性を向上させている。図８に示すように、外側タンク２及び内側タンク３は、それぞれ、上面２ａ、３ａと、側面２ｂ、３ｂと、底面とを有する。これら底面は、それぞれ、側面２ｂ、３ｂに隣接する外周縁と内周縁を有する環状部２ｃ、３ｃと、環状部２ｃ、３ｃの内周縁から下方に突出しかつ先端において開口を有する筒状部２ｄ、３ｄとを有している。従来では、環状部２ｃは水平であるので、車両運転中に蓄熱器１０に振動が伝播する時に環状部２ｃ、３ｃがうねって振動してしまう可能性があるが、本実施例では、環状部２ｃ、３ｃは、内周縁から外周縁に向けて、すなわち半径外方向に向けて上方に傾斜した形状、例えば円錐形状となっている。それゆえ、この環状部２ｃ、３ｃの水平に対する傾斜角度θとタンクに発生する応力の関係を示す図９のグラフを参照すると、点線で示す外側タンクと実線で示す内側タンクは、共にその傾斜角度θが増すにつれて各タンクに発生する応力が小さくなる傾向があるということが理解される。すなわち、傾斜角度θを１０度以上とすれば、タンクに発生する応力が疲労限度を下回り、タンク２、３が疲労破壊に至らないことが保証される。このように、環状部２ｃ、３ｃを傾斜させることにより、環状部２ｃ、３ｃの剛性を高め、タンク２、３、すなわち蓄熱器１０の耐振性を向上させることができる。なお、さらなる応力緩和のために、環状部２ｃと筒状部２ｄの間の環状の境界部分２ｅと、環状部２ｃと側面２ｂの間の環状の境界部分２ｆは、比較的に大きな曲率の湾曲形状の断面を有してもよい。
【００３５】
このような円錐形状の環状部２ｃ、３ｃは、製造が比較的に容易であるという利点があるが、環状部２ｃ、３ｃの形状は、内周縁から外周縁まで一定の傾斜角度θである円錐形状でなく、環状部２ｃ、３ｃの曲率を大きくとって応力緩和させることができるように環状部の断面を曲線状にしてもよい。例えば、図１０に示すように、内周縁から外周縁に向かうにつれて傾斜角度θが漸進的に大きくなる形状でもよい。このように環状部２ｃ、３ｃが大きく傾斜していることにより、環状部２ｃ、３ｃで発生する応力を一層低減させることができるという利点がある。
【００３６】
一方、タンク２、３の環状部２ｃ、３ｃの傾斜角度θを著しく大きくすると、冷却水を貯蔵する内側タンク３の容量が小さくなって蓄熱器の性能を制限してしまうという不利な点がある。そこで、内側タンク３の環状部３ｃの傾斜角度θとタンク容量の関係を示す図１１のグラフを参照して、必要容量を満たす傾斜角度θの最大値を確定する必要がある。本実施例では、必要容量２５００ｍｍ３に対して傾斜角度θの最大値が５０度に確定される。これにより、タンク２、３の強度及び容量の確保の点から、環状部２ｃ、３ｃの傾斜角度θを１０〜５０度の範囲で定めることができる。
【００３７】
さらに、タンク２、３の強度及び容量をさらに高めるために、安全率を約２程度となる発生応力に低減し、かつタンク２、３の容量をより大きくするべく、環状部２ｃ、３ｃの傾斜角度θを好ましくは約２０〜３０度、さらに好ましくは約２５度に定めることができる。
【００３８】
次に本発明の車両用蓄熱器のフェイルセーフ構造について説明する。以上のように、タンク２、３の底面の環状部２ｃ、３ｃを傾斜させることにより、タンク２、３の疲労破壊を防止することを保証しているが、仮にタンク２、３に疲労破壊が起きる事態に備えて蓄熱器をフェイルセーフ構造とすることがより一層好ましい。そのため、内側タンク３が先に疲労破壊して冷却水が漏れてしまう事態の危険度よりも、外側タンク２が先に疲労破壊すると外側タンク２と内側タンク３の間で真空が保持されなくなる事態の危険度の方が著しく小さいことを考慮して、仮に疲労破壊するとしても、内側タンク３よりも先に外側タンク２が先となるようにする。内側タンク３に発生する応力を外側タンク２に発生する応力よりも小さくする。図９を参照して、外側タンク２の傾斜角度θは、１０〜５０度の範囲内で、内側タンク３の傾斜角度θよりも３０度未満の所定角度、好ましくは５度だけ大きい角度とする。これにより、仮に外側タンク２が疲労破壊した場合でも、冷却水が漏れる事態にはならず、外側タンク２と内側タンク３の間に真空が保たれなくなった状態を検出した信号が車両の計器盤に表示され、車両運転手は蓄熱器の故障を認識して修理する機会を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の車両用蓄熱器の断面図である。
【図２】内側タンクの振動周波数ｆに対する接合部の引張り応力σの関係を示したグラフである。
【図３】本発明の第二実施例の車両用蓄熱器の断面図である。
【図４】本発明の第三実施例の車両用蓄熱器の外側タンク部分の拡大断面図である。
【図５】本発明の第四実施例の車両用蓄熱器の断面図である。
【図６】本発明の第五実施例の車両用蓄熱器の断面図である。
【図７】本発明の第六実施例の車両用蓄熱器の断面図である。
【図８】本発明の第七実施例の車両用蓄熱器の断面図である。
【図９】各タンクの底面の環状部の水平に対する傾斜角度と各タンクに発生する応力の関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第七実施例の車両用蓄熱器のタンクの断面図である。
【図１１】内側タンクの底面の環状部の水平に対する傾斜角度と内側タンクの容量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２…外側タンク
３…内側タンク
６…接合部
１３…低剛性部分
１４…低剛性部分
１５…低剛性部分
【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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【図１１】
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