(57)【要約】【課題】蓄熱タンク本体と栓体との組付け時においてもガスケットの形状を保持することができ、シール性の高い蓄熱タンク用シール構造を提供する。【解決手段】ガスケット１９の介装される前記開口部１５ａと、前記栓体１６との対合面２１ａ、２１ｂには、略平行となるテーパ面を対応して形成するとともに、前記ガスケット１９は、栓体１６側の対合面２１ｂに沿って装着される幅広環状ベース部１９Ａと、該ベース部１９Ａの幅方向略中央部に隆起形成され、前記開口部１５ａ側の対合面２１ａに弾接される断面山形のビード部１９Ｂを形成している【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留し保温する蓄熱タンク本体の開口部に、弾性材製のガスケットを介して、栓体を螺装して該開口部を封蓋する構造の蓄熱タンクに用いるシール構造であって、
前記ガスケットの介装される前記開口部と、前記栓体との対合面には、略平行となるテーパ面を対応して形成するとともに、前記ガスケットは、栓体側の対合面に沿って装着される幅広環状ベース部と、該ベース部の幅方向略中央部に隆起形成され、前記開口部側の対合面に弾接される断面山形のビード部を形成している蓄熱タンクのシール構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記ガスケットの前記ビード部は略左右対称な山形であって、その対称中心線が栓体側の対合面に略垂直となるように形成されている蓄熱タンクのシール構造。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記ガスケットの前記ビード部の頂部は、円弧状に形成されている蓄熱タンクのシール構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ガスケットの前記ベース部の中心側には、前記栓体の小径筒部の周体に外嵌される円筒部が延設されている蓄熱タンクのシール構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記ガスケットのベース部の外周側に、前記ビード部の裾部に連なる平板部を形成している蓄熱タンクのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱タンクのシール構造に係り、詳しくは自動車用エンジンの始動性等を改善する自動車用内燃機関の始動補助装置等に搭載された蓄熱タンクのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の始動補助装置としては、水冷式エンジンと、このエンジンによって昇温された冷却水を貯留可能な蓄熱タンクと、蓄熱タンクに貯留されている冷却水をエンジンのシリンダボア周囲に形成されたウォータジャケットに強制移送させるポンプと、から構成されたものが一般的であり、例えば、特許文献１において開示されたものが知られている。
【０００３】
つまり、エンジンの熱によって高温となった冷却水を、断熱構造の蓄熱タンクに貯留しておき、次のエンジン始動時に、その蓄熱タンクに蓄えられている高温の冷却水をエンジンのウォータジャケットに流して予熱するシステムであり、始動性の改善や暖機運転の短縮化を図ることが可能となる利点がある。
【０００４】
このような内燃機関の始動補助装置に搭載される蓄熱タンクは、高温となった冷却水を貯留し保温する役割を担っているので、液体（冷却水）の洩れを防止することはもちろん、熱（空気）の洩れを防止し断熱性を高めるために、蓄熱タンクの開口部と栓体との間にガスケットを介装させてシールすることが行なわれている。
【０００５】
従来のこのような蓄熱タンクをシールする構造として、リップシールやＯリングによるものが採用されており、従来例を図５に示す。
【０００６】
従来の蓄熱タンク１００は、ステンレス鋼板による外及び内の容器１０１Ａ，１０１Ｂと、これらの間に形成された真空層１０１Ｃとで成る断熱構造の蓄熱タンク本体１０１と、この蓄熱タンク本体１０１内への冷却水の入口路１０３と出口路１０４とが形成されて、蓄熱タンク本体１０１の開口部１０１ａを密閉するための栓体１０２と、開口部１０１ａと栓体１０２との間に介装させるガスケット１０６とから構成されている。尚、１０５は混合防止板である。
【０００７】
図５（ａ）はリップシールによるシール構造の断面図、図５（ｂ）はＯリング１０６´によるシール構造の部分拡大図を示している。これらのシール構造は、従来より蓄熱タンクに限られず、配管や圧力容器などのような静止部分の密封によく用いられるものである。
【特許文献１】特開２００３−８３２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらシール構造を蓄熱タンクの開口部の封蓋に用いた場合、例えば図５（ａ）に示すようなリップシール構造では、面圧が低くシール内圧が大きいと洩れが発生しやすく、また振動に対して追従性がなく、シール性が悪い。また、図５（ｂ）に示すようなＯリング構造では、圧力をかけられた一側面をシールする構造であるため、組付けが悪く、Ｏリングの形状上、圧縮量を大きくとることができないため、Ｏリングによるシール性よりに期待するよりも蓄熱タンク１０１及び栓体１０２の成形の精度が要求される。また、シール性を高めるためにフランジ式（不図示）にし、ナットで締め付ける方法もあるが、振動に対して追従性がないため、やはりシール性が悪いという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、蓄熱タンク本体と栓体との組付け時においてもガスケットの形状を保持することができ、シール性の高い蓄熱タンク用シール構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために提案される請求項１の発明は、液体を貯留し保温する蓄熱タンク本体の開口部に、弾性材製のガスケットを介して、栓体を螺装して該開口部を封蓋する構造の蓄熱タンクに用いるシール構造であって、
前記ガスケットの介装される前記開口部と、前記栓体との対合面には、略平行となるテーパ面を対応して形成するとともに、前記ガスケットは、栓体側の対合面に沿って装着される幅広環状ベース部と、該ベース部の幅方向略中央部に隆起形成され、前記開口部側の対合面に弾接される断面山形のビード部を形成している。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ガスケットの前記ビード部は略左右対称な山形であって、その対称中心線が栓体側の対合面に略垂直となるよう形成されている。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記ガスケットの前記ビード部の頂部は、円弧状に形成されている。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記ガスケットの前記ベース部の中心側には、前記栓体の小径筒部の周体に外嵌される円筒部が延設されている。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記ガスケットの前記ベース部の外周側には、前記ビード部の裾部に連なる平板部とされている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、ガスケットが開口部及び栓体の互いに平行なテーパ面とされた対合面間に介在されることになるから、栓体をして螺装により開口部を封蓋する際、ガスケットがこの対合面間で均等に圧縮され、均一且つ大きな面圧で対合面間が密封され良好なシール性が維持される。
そして、ガスケットを栓体側のテーパ面とされた対合面に装着しているため、栓体に組付ける際に形状を保持することができ、組付け性がよい。またガスケットは、断面山形のビード部を形成しているため、部品公差の吸収性がよく、耐圧性、振動への追従性に優れている。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、ガスケットは、左右略対称なビード部の対称中心線が栓体側対合面に略垂直となるように形成されているため、両対合面間で垂直に圧縮され、圧縮量を大きくできるので、部品公差の吸収性がよく、耐圧性、振動への追従性に優れている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、ビード部の頂部は、円弧状に形成されているため、台形状のものに比べ抵抗が少なく面圧を高くすることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、環状ベース部の中心側に延設された円筒部が栓体の小径筒部の周体に外嵌されるから、ガスケットの組付け時において、ガスケットが所定位置に外れることなく安定保持され、また、ガスケットの、特にビード部の、変形を来たさずその形状を保持することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、栓体を開口部に螺装し組付ける際において、山形ビード部の裾部に連なる平板部の抗座屈作用（突っ支い作用）によって、ガスケットの倒れを防止することができる。またガスケットが、両対合面間で垂直に圧縮され、外に広がろうとするのを防ぎ、十分な面圧を発生させる。
【００２０】
以上の請求項１〜５に記載の発明によれば、自動車用エンジンの始動性等を改善する始動補助装置等に搭載された蓄熱タンクのシール構造に好適な組付け性、シール性をもっているため、その結果、エンジン始動性、排気エミッション、燃費等の向上に役立つ内燃機関の始動補助装置を一層強化されるものとして提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は自動車用内燃機関の始動補助装置全体の概略構成を示す系統図、図２は蓄熱タンクの搭載状態を示す自動車前端部の概略図、図３は蓄熱タンクの構造を示す縦断面図、図４は図３のＸ部拡大図である。
自動車用内燃機関の始動補助装置は、図１、図２に示すように、蓄熱システムＡと冷却システムＢとから構成されており、ボンネット１の内部に搭載されている。図２において、２は前輪、３はエンジン、４はフロントバンパー、５はラジエータ、６は前照灯である。
蓄熱システムＡは、水冷式エンジン３と、このエンジン３によって昇温された冷却水を貯留可能な蓄熱タンク７と、蓄熱タンク７に貯留されている冷却水をエンジン３のシリンダボア周囲に形成されたウォータジャケット８に強制移送させる第１ウォータポンプ９と、三方弁１０と、これらに冷却水を循環させるための経路である蓄熱回路１１等から構成されている。
【００２３】
冷却システムＢは、エンジン３、三方弁１０、ヒータコア１２、ラジエータ５、第２ウォータポンプ１３、及びこれらに冷却水を循環させるための経路である冷却回路１４等から構成されている。これら、蓄熱システムＡや冷却システムＢの基本構成は周知につき、簡単な構造説明に止める。
【００２４】
蓄熱システムＡの機能を説明すると、次のようである。エンジン３が運転されていることで生じる熱、即ち高温の冷却水を蓄熱タンク７に貯留させておき、冷間状態にあるエンジン３の始動時に、蓄熱タンク７に貯留されている高温の冷却水をウォータジャケット８に供給する。これにより、エンジン始動時であっても、できるだけシリンダボア周辺部分の温度を所定の高温状態に近づけることができ、冷間時であっても燃焼室に供給される燃料の霧化を促進して、エンジン始動性の改善、排気特性（エミッション）や燃費の改善を図るものである。
【００２５】
蓄熱タンク７は、図３に示すように、断熱構造の蓄熱タンク本体１５、この蓄熱タンク本体１５に対する冷却水の入口路１７と出口路１８とを有した状態で蓄熱タンク本体１５の開口部１５ａを密閉する栓体１６、及び混合防止板２２等から構成されている。
【００２６】
蓄熱タンク本体１５は、ステンレス鋼板製の外容器１５Ａと、同様の材料で成る内容器１５Ｂと、これら両容器１５Ａ，１５Ｂ間に形成された真空層１５Ｃとから成る真空断熱構造のものに構成されており、その下端部に開口部１５ａが形成されている。蓄熱タンク本体１５の開口部１５ａに螺装自在な栓体１６は、ナイロン系の発泡樹脂材で形成されており、熱伝導率が著しく小さく、断熱性に優れるものとされている。
【００２７】
参考に、栓体１６の主な材料の熱伝導率（単位：Ｗ／ｍｋ）を記載すると、アルミ（純固体）では２２９．１１、鉄（純固体）では７４．４３、ＰＰＳ（スーパ・エンジニアリング・プラスチックス）では０．３、第１ナイロン系発泡樹脂材（発泡倍率：２倍）では、０．０９６、第２ナイロン系発泡樹脂材（発泡倍率：２．４倍）では、０．０８４となっている。このように、発泡樹脂材の熱伝導率の低さは、他の材料に比べて突出している。尚、発泡樹脂としては、ナイロン系以外のものでも良い。
【００２８】
栓体１６は、型成形によって形成され、かつ、脱型時の急冷処理によって表面に緻密な円滑薄膜層（表面スキン層）１６ａが形成されたものとなっており、冷却水の栓体１６の材料内部への浸入を防いでいる。出口路１８は、上端開口部が蓄熱タンク本体１５内部の上端部に位置するパイプ材で構成されており、栓体１６に挿入支持されている。また、蓄熱タンク本体１５の開口部１５ａに、栓体１６を螺装する際に介在する空所をシールするため、断面が山状で円環形状の弾性材（ゴム材等）製ガスケット１９が介装されている。
【００２９】
蓄熱タンク本体１５の開口部１５ａには雌ねじ部（２３ａ）が形成され、この雌ねじ部（２３ａ）から蓄熱タンク本体１５の内部にかけての内壁は、その断面積が漸次縮減するテーパ面とされ、これが開口部側の対合面２１ａとされる。一方栓体１６には、上記雌ねじ部（２３ａ）に対応する大径の雄ねじ部（２３ｂ）が形成され、この雄ねじ部（２３ｂ）から蓄熱タンク本体１５の内部に臨む中実の小径筒部１６Ａにかけての周壁はその断面積が漸次縮減するテーパ面とされ、これが栓体側の対合面２１ｂとされる。上記雌ねじ部（２３ａ）及び雄ねじ部（２３ｂ）の螺合をして栓体１６を蓄熱タンク本体１５の開口部１５ａに螺装した時には、両対合面２１ａ、２１ｂが互いに平行に対面することになる。
【００３０】
ガスケット１９は、図３及び図４に示すように、栓体１６側の対合面２１ｂに沿って装着される幅広環状ベース部１９Ａと、該ベース部１９Ａの幅方向略中央部に隆起形成され、開口部１５ａ側の対合面２１ａに弾接される断面山形のビード部１９Ｂとよりなり、ビード部１９Ｂの頂部は円弧状に形成されている。
【００３１】
このように、ガスケット１９は栓体１６側の対合面２１ｂに装着されるが、対合面２１ｂがテーパ面であるため、組付け時に形状を保持することができ、組付け性がよく、ガスケット１９が劣化した場合でも栓体１６側に装着されていれば取替が容易である。またガスケット１９は、断面山形のビード部１９Ｂを形成しているため、部品公差の吸収性がよく、耐圧性、振動への追従性に優れている。さらにビード部１９Ｂの頂部は、円弧状に形成されているため、例えば頂部を台形とした場合と比べても、抵抗が少なく面圧を高くすることができる。
【００３２】
ガスケット１９のビード部１９Ｂは、略左右対称な山形であって、図４に示すように、その対称中心線Ｌが栓体１６側の対合面２１ｂに略垂直となるよう形成されている。
これによれば、栓体１６を上記開口部１５ａに螺装した時に、ガスケット１９のビード部１９Ｂが、対合面２１ｂに対して垂直に圧縮され、圧縮量を大きくできるので、部品公差の吸収性がよく、耐圧性、振動への追従性に優れたシール構造とすることができる。
【００３３】
ガスケット１９は、円形環状で弾性材のものであり、ベース部１９Ａの中心側には、前記栓体１６の小径筒部１６Ａの周体に外嵌される円筒部１９Ｄが延設されている。すなわち、ガスケット１９の円筒部１９Ｄは、対称中心線Ｌに略垂直となる対合面２１ｂに対し、所定の角度をもって形成される。この角度は、形状を保持することを考えると６０度の傾斜が好適とされる。従って、例えば円筒部１９Ｄが対合面２１ｂに対し６０度に傾斜して形成されているとすると、両対合面２１ａ、２１ｂの角度もおのずと３０度に決まる。
これによれば、ガスケット１９を前記栓体１６に装着させる際、円筒部１９Ｄを栓体１６の小径筒部１６Ａの周体に圧嵌めするよう外嵌一体とすることにより、ガスケット１９が所定位置に外れることなく安定保持され、ガスケット１９の形状を保持することができる。ガスケット１９は、対合面２１ｂに対して接着剤等により貼着一体とすることも可能であるが、このような円筒部１９Ｄを形成しておけば、接着剤を不要とし、その保持効果により外れる懸念もなく、交換等のメンテナンス性も向上する。
【００３４】
またベース部１９Ａの外周側は、ビード部１９Ｂの裾部に連なる平板部１９Ｃとされている。
これによれば、栓体１６を回転させながら螺装組付ける際において、上述のように該平板部１９Ｃの抗座屈作用（突っ支い作用）によって、ビード部１９Ｂの倒れを防止することができる。また、ビード部１９Ｂが、両対合面２１ａ，２１ｂ間で垂直に圧縮され外に広がろうとするのを防ぎ、十分な面圧を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】自動車用内燃機関の始動補助装置全体の概略構成を示す系統図である。
【図２】蓄熱タンクの搭載状態を示す自動車前端部の概略図である。
【図３】蓄熱タンクの構造を示す断面図である。
【図４】蓄熱タンクのシール構造を示す断面図である。
【図５】従来の蓄熱タンクのシール構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
７・・・蓄熱タンク
１５・・・蓄熱タンク本体
１５ａ・・・開口部
１６・・・栓体
１６Ａ・・・小径円筒部
１９・・・ガスケット
１９Ａ・・・ベース部
１９Ｂ・・・ビード部
１９Ｃ・・・平板部
１９Ｄ・・・円筒部
２１ａ・・・開口部側対合面（テーパー面）
２１ｂ・・・栓体側対合面（テーパー面）
Ｌ・・・・・対称中心線
【図１】
2005155819.tif 000003
【図２】
2005155819.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005155819.tif 000006
【図５】
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