JP2007045419A - タンク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、タンク本体の変形量を抑えシール性を維持することができ、容易に組み立てることができ、最小の設置面積に収めることのできるタンク構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、流体を貯蔵するタンク本体１１と、タンク本体１１に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える上部外装部材１２と平面部を備える下部外装部材１３とを有し、タンク本体１１は上部外装部材１２の平面部と下部外装部材１３の平面部に対応する平面部を備え、タンク本体１１は上部外装部材１２と下部外装部材１３とで狭持されるものであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タンク本体の変形量を抑制するための部材が設けられたタンク構造に関するものである。

特許文献１では、図１１のような断面図で表されるプラスチック圧送容器１１１の口部を有するタンク構造１０１が開示されている。タンク構造１０１では、締結ねじ１１５により蓋体１１２と締結リング１１３を締結している。そして、蓋体１１２と締結リング１１３の間には、プラスチック圧送容器１１１の口部に設けられた口部フランジ１１４が挟まれている。これにより、プラスチック圧送容器１１１の口部シール構造を形成しているとする。

特許文献２では、図１２のような断面図で表される樹脂容器２１１の口部を有する薬液容器２０１が開示されている。薬液容器２０１では、ナット２１４により押さえリング２１２とボルト立てリング２１３を締結している。そして、押さえリング２１２とボルト立てリング２１３の間には、押さえキャップ２１６が挟まれている。これにより、樹脂容器２１１内を内蓋２１５により密封することとしている。

特許文献３では、図１３のような断面図で表されるタンク構造３０１が開示されている。タンク構造３０１では、鏡板３１２とタンク缶体３１３との内側には耐食樹脂ライニング３１１が施工されており、鏡板３１２とタンク缶体３１３は導電性ボルト３１４により結合されている。また、チューブ３１６が耐食樹脂ライニング３１１と溶接部３１５にて溶接されている。
特開平１１−３１０２５８号公報（段落００２１、００２８、００２９、第４図） 特開平１１−９１８６６号公報（段落００２５、第２図） 特開平９−２８６４９０号公報（段落００１１、第１図）

しかしながら、特許文献１に開示されているタンク構造１０１では、プラスチック圧送容器１１１が内圧により変形した場合には、プラスチック圧送容器１１１の口部と蓋体１１２との間に隙間が生じシール性が低下するおそれがある。

また、特許文献２に開示されている薬液容器２０１では、樹脂容器２１０が内圧により変形した場合には、樹脂容器２０２の口部と内蓋２１５との間に隙間が生じシール性が低下するおそれがある。

また、特許文献３に開示されているタンク構造３０１では、導電性ボルト３１４により鏡板３１２とタンク缶体３１３とを結合させている。しかし、図１３に示すように、導電性ボルト３１４は耐食樹脂ライニング３１１の一部分において鏡板３１２とタンク缶体３１３を結合させているに過ぎないので、耐食樹脂ライニング３１１の一部分にのみ締結力が加わるに過ぎない。そのため、耐食樹脂ライニング３１１内の圧力が変化して耐食樹脂ライニング３１１が変形した場合であっても、鏡板３１２とタンク缶体３１３はその追従性がなく、耐食樹脂ライニング３１１の変形量を抑えることができない。従って、耐食樹脂ライニング３１１内の圧力が変化して耐食樹脂ライニング３１１が変形した場合には、耐食樹脂ライニング３１１とチューブ３１６との間の溶接部３１５の溶接が剥がれるなどのおそれがあり、シール性が低下するおそれがある。

ここで、本出願の出願人は、先にした出願（出願番号：特願２００５−１３００５６）において以下のような発明を提案している。図１０にこのタンク構造５１の外観斜視図を示す。このタンク構造５１は、外装部材６３にバルブや流体継手を備えた集積ユニット６２が配置され、この外装部材６３をタンク本体６１の上部に搭載して溶接により接合している。また、外装部材６４をタンク本体６１の下部に配置して溶接により接合している。

しかしながら、本出願の出願人が先にした出願（出願番号：特願２００５−１３００５６）においては、以下のような課題が存在する。図１０のようなタンク構造５１では、タンク本体６１の内圧によりタンク本体６１が膨張して変形するおそれがある。そのため、外装部材６３とタンク本体６１の間の溶接部において溶接が剥がれ、シール性が低下するおそれがある。特に、タンク本体６１が樹脂からなるものである場合には、タンク本体６１の変形量が大きくなるので、外装部材６３とタンク本体６１の間の溶接部において溶接が剥がれ、シール性が低下するおそれが増大する。

また、タンク構造５１の設置場所によっては、タンク本体６１の形状の変更を余儀なくされる場合が生じる。そこで、縦方向の寸法を抑制して横方向の寸法を広げ、横方向の表面積を広げて必要な容積を確保する場合も考えられる。この場合、タンク本体６１の表面積が広がる分、タンク本体６１の内圧の変化量が大きくなり、タンク本体６１の変形量が大きくなる。

また、複数のバルブや流体継手から構成される集積ユニット６２は、部品点数が多くなり組み立てに手間が掛かってしまう。さらに、図１０に示すように、集積ユニット６２のバルブや流体継手がタンク本体６１の横方向について、タンク本体６１の設置面積からはみ出してしまっている。そのため、タンク構造５１の設置面積が大きくなってしまう。

そこで本発明は、タンク本体の変形量を抑えシール性を維持することができ、容易に組み立てることができ、最小の設置面積に収めることのできるタンク構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下のようなことを特徴とする。
（１）本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第１外装部材と平面部を備える第２外装部材とを有し、前記タンク本体は前記第１外装部材の平面部と前記第２外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第１外装部材と前記第２外装部材とで狭持されるものであることを特徴とする。

（２）本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第１外装部材を有し、前記タンク本体は前記第１外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第１外装部材の下面と前記タンク本体が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであることを特徴とする。

（３）本発明は、（１）または（２）に記載するタンク構造において、前記第１外装部材と前記第２外装部材の材質として、前記タンク本体の材質と比較して強度が大きいものを使用することを特徴とする。

（４）本発明は、（１）乃至（３）に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記第１外装部材と前記第２外装部材とを締結する、または前記第１外装部材と前記タンク本体が配置されるベースの取付面とを締結する締結部材を有し、前記締結部材の頭部と前記第１外装部材との間には、弾性部材が配置されることを特徴とする。

（５）本発明は、（１）乃至（４）に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第１外装部品の上面に取り付けることを特徴とする。

（６）本発明は、（１）乃至（５）に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第１外装部品の上面の面積内で取り付けられることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明は、以下のような作用・効果を有する。
（１）本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第１外装部材と平面部を備える第２外装部材とを有し、前記タンク本体は前記第１外装部材の平面部と前記第２外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第１外装部材と前記第２外装部材とで狭持されるものであるので、第１外装部材と第２外装部材とによりタンク本体の変形量が抑制されることからタンク本体のシール性を維持することができる。

（２）本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第１外装部材を有し、前記タンク本体は前記第１外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第１外装部材の下面と前記タンク本体が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであるので、第１外装部材とベースとによりタンク本体の変形量が抑制されることからタンク本体のシール性を維持することができる。

（３）本発明は、（１）または（２）に記載するタンク構造において、前記第１外装部材と前記第２外装部材の材質として、前記タンク本体の材質と比較して強度が大きいものを使用するので、（１）または（２）に記載する効果よりもさらに、第１外装部材と第２外装部材とにより、または第１外装部材とベースとによりタンク本体の変形量が抑制されることから、より確実にタンク本体のシール性を維持することができる。

（４）本発明は、（１）乃至（３）に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記第１外装部材と前記第２外装部材とを締結する、または前記第１外装部材と前記タンク本体が配置されるベースの取付面とを締結する締結部材を有し、前記締結部材の頭部と前記第１外装部材との間には、弾性部材が配置されるので、（１）乃至（３）に記載する効果に加えて、熱によりタンク本体が膨張した時には寸法変化を抑制し、あるいは低温流体などによりタンク本体が収縮した時でも弾性部材の弾性力で寸法変化を吸収することができる。

（５）本発明は、（１）乃至（４）に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第１外装部品の上面に取り付けるので、タンク本体に制御部品を取り付けるための部品が必要なくなり、また、制御機器は一方向からの取り付けで足りることから、タンク構造を容易に組み立てることができる。

（６）本発明は、（１）乃至（５）に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第１外装部品の上面の面積内で取り付けられるので、タンク構造の設置面積を必要最小限に収めることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
＜本発明のタンク構造の構成＞
まず、本発明のタンク構造１の外観構成について説明する。
図１は、本発明のタンク構造１の外観斜視図である。図２は、本発明のタンク構造１の上面図である。図３は、本発明のタンク構造１の側面図である。図１から図３に示すように、本発明のタンク構造１は、おおまかにタンク本体１１、上部外装部材１２、下部外装部材１３などから構成されている。

まず、タンク本体１１について説明する。図５は、図２のＢ−Ｂ断面図である。タンク本体１１の材質は樹脂であり、図５に示すように、樹脂製の箱型の容器１１ａに樹脂製の蓋部１１ｂを被せて溶接部１１ｃで溶接を施すことにより、タンク本体１１は横方向の寸法が縦方向の寸法よりも大きい略直方体の形状に形成されている。

次に、上部外装部材１２について説明する。図１から図３に示すように、上部外装部材１２は、形状が四角形の平板状に形成されており、材質としてはタンク本体１１の材質よりも強度のある樹脂（例えば、ＰＶＣ塩化ビニル）、金属（例えば、ＳＵＳ３０４）、セラミックなどを用いる。上部外装部材１２の四隅の４箇所には、ボルト１４を挿入するための締結孔１２ａ（図８参照）を備えている。また、図７は、各種制御機器を取り付ける前におけるタンク構造の上面図を示している。図７に示すように、上部外装部材１２の上面には、各種制御機器の入出力ポートなどを挿入するための挿入孔（３１、３２、３３）や、各種制御機器を固定するための取付孔（３４、３５、３６）が形成されている。そして、図１に示すように、タンク構造１において上部外装部材１２の上面には、マニホールドバルブ２１、排液用バルブ２２、センサポート２３などの各種制御機器が搭載されている。

次に、下部外装部材１３について説明する。図１から図３に示すように、下部外装部材１３は、前記の上部外装部材１２と同様に、形状が四角形の平板状に形成され、材質としてはタンク本体１１の材質よりも強度のある樹脂、金属、セラミックなどを用いる。図１に示すように、下部外装部材１３の四隅の４箇所には、内周面にタップが形成される（図８参照）円柱状の締結受け部１３ａを備えている。

このようなタンク本体１１、上部外装部材１２、下部外装部材１３について、上部外装部材１２の下面と下部外装部材１３の上面の間にタンク本体１１を挟み込む。そして、上部外装部材１２の締結孔１２ａからボルト１４を挿入して、下部外装部材１３の締結受け部１３ａにボルト１４を締結することにより、上部外装部材１２と下部外装部材１３とをボルト１４により締結している。

図８は、タンク構造１の側面図であり、ボルト１４の部分のみを断面図で示したものである。また、図９は、ボルト１４の頭部付近（図８の円で囲んだＡの部分）を拡大した図である。図８と図９から分かるように、ボルト１４の頭部１４ａの下面には、中心部にボルト１４を通す孔を備えカップ状に形成された略円筒形状の皿ばね押さえ１５が、カップを上下反対にしたような状態で配置されている。そして、皿ばね押さえ１５の内周側には、弾性部材として複数の中空円盤形状の皿ばね１６が配置され、皿ばね押さえ１５は皿ばね１６に覆い被さるようにした状態で配置されている。

次に、タンク構造１の流体制御に関する構成部分について説明する。図４は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、マニホールドバルブ２１のポート２１ａおよびポート２１ｂがタンク本体１１の内部と連通している。

図５に示すように、上部外装部材１２の上面に配置される排液用バルブ２２のポート２２ａやセンサポート２３がタンク本体１１の内部と連通している。排液用バルブ２２のポート２２ａは、タンク本体１１の底面近くまで伸びている。

図６は、図４におけるＣ−Ｃ断面図である。図６に示すように、マニホールドバルブ２１は複数のポート（ポートＡ、ポートＢ、ポートＣ、ポートＤ）、複数のバルブ（４１、４２、４３、４４）を有している。

＜本発明のタンク構造の流体制御に関する作用＞
このような構成を有するタンク構造１は、その流体制御に関して以下のように作用する。図６に示すマニホールドバルブ２１に備えられるポートＡ、ポートＢから流体が供給される。そして、バルブ４１の作用により、図４に示すポート２１ａからタンク本体１１の内部に流体を供給する。また、ポートＤからは、タンク本体１１内の圧力を調整するための窒素ガスが供給される。センサポート２３には、高位置液面センサ（不図示）および低位置液面センサ（不図示）がそれぞれ取り付けられる。ポートＤを通りバルブ４４から供給される窒素ガスによりタンク本体１１内の圧力を高くして、ポート２１ｂからバルブ４３の作用により流体をポートＣから排出する。なお、排液はポート２２ａを通り排液用バルブ２２の作用によりポートＥから排出される。

＜本発明のタンク構造の特徴点＞
本発明のタンク構造１の特徴点について説明する。前記のように、ポートＤから供給される窒素ガスによりタンク本体１１の内圧が高くなる。このとき、材質が樹脂からなるタンク本体１１は、何も外装部材がなければ膨張して変形しやすい。しかし、本発明のタンク構造１では、タンク本体１１の上面に上部外装部材１２を配置し、タンク本体１１の下面に下部外装部材１３を配置して、上部外装部材１２と下部外装部材１３とをボルト１４で締結している。

そして、前記のように上部外装部材１２と下部外装部材１３は四角形の平板状に形成されている。また、締結部材１４は、上部外装部材１２と下部外装部材１３の四隅に４箇所配置されている。これにより、締結部材１４による締結力が上部外装部材１２と下部外装部材１３の全面にわたり均等に作用する。そのため、締結部材１４による締結力が、タンク本体１１の上面および下面の全体にも均等に作用する。

このように、締結部材１４による締結力がタンク本体１１の上面および下面の全体に均等に作用するため、タンク本体１１が膨張して変形する量を吸収することができる。従って、タンク本体１１の溶接部１１ｃに負荷が掛かることがないことから溶接が剥がれるおそれがないので、タンク本体１１のシール性を維持することができる。

さらに、図９に示すように、皿ばね押さえ１５の内周側には、弾性部材として複数の中空円盤形状の皿ばね１６が配置されている。そのため、皿ばね１６の弾性力により、タンク本体１１が膨張して変形するのをより確実に抑えることができる。そして、配置する皿ばね１６の数を調整することにより、皿ばね１６の弾性力を調整することができる。そのため、タンク本体１１の内圧の大きさに応じて皿ばね１６の弾性力により、タンク本体１１が膨張して変形する量をより確実に抑えることができる。

また、タンク本体１１と制御機器との間のシール性を維持するため、図１４に示すように、タンク本体１１と上部外装部材１２との間にシール部材２３ａを配置し、軸方向にシールさせる場合も考えられる。この場合、皿ばね１６の弾性力により、上部外装部材１２がタンク本体１１側に押し付けられているので、シール部材２３ａにより常にシール性が維持される。

また、上部外装部材１２の上面にマニホールドバルブ２１、排液用バルブ２２、センサポート２３などの各種制御機器を搭載するだけでよいので、タンク構造１は容易に組み立てることができる。

また、上部外装部材１２の上面側から見ると、マニホールドバルブ２１、排液用バルブ２２、センサポート２３などの各種制御機器は、上部外装部材１２の範囲内に納まっている。そのため、設置面積は上部外装部材１２の面積よりもやや大きい下部外装部材１３の面積だけを確保すれば足りる。従って、タンク構造１の設置面積を必要最小限に納めることができる。

なお、上部外装部材１２と下部外装部材１３は、タンク本体１１と対応する平面部を有する限り、その形状は平板状に限られない。例えば、両端部分を折り曲げて断面をコの字型にした形状のものなどを使用してもよい。

また、タンク本体１１の下面には下部外装部材１３を配置せずに、上部外装部材１２とタンク本体１１が配置されるベースとをボルト１４で締結してもよい。

以上のような実施例により以下のような効果が得られる。
（１）本実施例は、流体を貯蔵するタンク本体１１と、タンク本体１１に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える上部外装部材１２と平面部を備える下部外装部材１３とを有し、タンク本体１１は上部外装部材１２の平面部と下部外装部材１３の平面部に対応する平面部を備え、タンク本体１１は上部外装部材１２と下部外装部材１３とで狭持されるものであるので、上部外装部材１２と下部外装部材１３とによりタンク本体１１の変形量が抑制されることからタンク本体１１のシール性を維持することができる。

（２）本発明は、流体を貯蔵するタンク本体１１と、タンク本体１１に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える上部外装部材１２を有し、タンク本体１１は上部外装部材１２の平面部に対応する平面部を備え、タンク本体１１は上部外装部材１２の下面とタンク本体１１が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであるので、上部外装部材１２とベースとによりタンク本体１１の変形量が抑制されることからタンク本体１１のシール性を維持することができる。

（３）本発明は、（１）または（２）に記載するタンク構造において、上部外装部材１２と下部外装部材１３の材質として、タンク本体１１の材質と比較して強度が大きいものを使用するので、（１）または（２）に記載する効果よりもさらに、上部外装部材１１と下部外装部材１３とにより、または上部外装部材１２とベースとによりタンク本体１１の変形量が抑制されることから、より確実にタンク本体１１のシール性を維持することができる。

（４）本発明は、（１）乃至（３）に記載するいずれか一つのタンク構造において、上部外装部材１２と下部外装部材１３とを締結する、または上部外装部材１２とタンク本体１１が配置されるベースの取付面とを締結するボルト１４を有し、ボルト１４の頭部と上部外装部材１２との間には、皿ばね１６が配置されるので、（１）乃至（３）に記載する効果に加えて、熱によりタンク本体１１が膨張した時には寸法変化を抑制し、あるいは低温流体などによりタンク本体１１が収縮した時でも皿ばね１６の弾性力で寸法変化を吸収することができる。

（５）本発明は、（１）乃至（４）に記載するいずれか一つのタンク構造において、制御機器は、上部外装部品１２の上面に取り付けるので、タンク本体１１に制御部品を取り付けるための部品が必要なくなり、また、制御機器は一方向からの取り付けで足りることから、タンク構造を容易に組み立てることができる。

（６）本発明は、（１）乃至（５）に記載するいずれか一つのタンク構造において、制御機器は、上部外装部品１２の上面の面積内で取り付けられるので、タンク構造の設置面積を必要最小限に収めることができる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。

本発明のタンク構造の外観斜視図である。 本発明のタンク構造の上面図である。 本発明のタンク構造の側面図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ断面図である。 図４におけるＣ−Ｃ断面図である。 各制御機器を取り付ける前の本発明のタンク構造の上面図である。 締結部材による締結状態を示す図である。 締結部のボルトと皿ばね押さえと皿ばねの配置の様子を示す図である。 本出願人による特許出願のタンク構造の外観斜視図である。 特許文献１に開示されるタンク構造の図である。 特許文献２に開示されるタンク構造の図である。 特許文献３に開示されるタンク構造の図である。 本発明のタンク構造のセンサポート部分の一例を示す図である。

符号の説明

１ タンク構造
１１ タンク本体
１２ 上部外装部材
１３ 下部外装部材
１４ ボルト
１５ 皿ばね押さえ
１６ 皿ばね

Claims (6)

1. 流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、
   平面部を備える第１外装部材と平面部を備える第２外装部材とを有し、
   前記タンク本体は前記第１外装部材の平面部と前記第２外装部材の平面部に対応する平面部を備え、
   前記タンク本体は前記第１外装部材の下面と前記第２外装部材の上面との間で狭持されるものであること、
   を特徴とするタンク構造。
2. 流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、
   平面部を備える第１外装部材を有し、
   前記タンク本体は前記第１外装部材の平面部に対応する平面部を備え、
   前記タンク本体は前記第１外装部材の下面と前記タンク本体が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであること、
   を特徴とするタンク構造。
3. 請求項１または請求項２に記載するタンク構造において、
   前記第１外装部材と前記第２外装部材の材質として、前記タンク本体の材質と比較して強度が大きいものを使用すること、
   を特徴とするタンク構造。
4. 請求項１乃至請求項３に記載するいずれか一つのタンク構造において、
   前記第１外装部材と前記第２外装部材とを締結する、または前記第１外装部材と前記タンク本体が配置されるベースの取付面とを締結する締結部材を有し、
   前記締結部材の頭部と前記第１外装部材との間には、弾性部材が配置されること、
   を特徴とするタンク構造。
5. 請求項１乃至請求項４に記載するいずれか一つのタンク構造において、
   前記制御機器は、前記第１外装部品の上面に取り付けること、
   を特徴とするタンク構造。
6. 請求項１乃至請求項５に記載するいずれか一つのタンク構造において、
   前記制御機器は、前記第１外装部品の上面の面積内で取り付けられること、
   を特徴とするタンク構造。

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