JP2022037525A

JP2022037525A - Tank holding device

Info

Publication number: JP2022037525A
Application number: JP2020141711A
Authority: JP
Inventors: 学藤井; Manabu Fujii
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2022-03-09

Abstract

To provide a technology of a tank holding device which can suppress vibration of a tank by having a plurality of kinds of pressing elements having mutually different natural frequencies so that the vibration in resonance can be made smaller than a case of having the same natural frequency.SOLUTION: A tank holding device comprises a band-shaped member arranged along the outer periphery of a tank. The band-shaped member includes a plurality of kinds of pressing elements having mutually different natural frequencies. The plurality of kinds of pressing elements are arranged in a constant repeating pattern.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、タンク保持装置
に関する。 The present disclosure relates to a tank holding device.

車両にタンクを保持するための手段として、特許文献１にて、１つのタンクの外周に、タンクの半周にわたって配される２つのバンドと、各バンドの一端を固定する固定器具と、バンドの他端に接続され、バンドに張力を与えるコイルスプリングとを備えるタンクの保持装置が提示されている。一方のバンドを固定する固定器具と、他方のバンドを固定する固定器具は、タンクを挟んで反対側に位置している。また、一方のバンドに接続されるコイルスプリングと、他方のバンドに接続されるコイルスプリングは、タンクを挟んで反対側に位置している。車両に衝撃が加わることによりタンクが浮き上がろうとする力が作用すると、２つのバンドは互いに逆方向に向かって揺れ動こうとする。この結果、一方のバンドの内面に沿って回転しようとするタンクの回転方向と、他方のバンドの内面に沿って回転しようとするタンクの回転方向が逆方向になる。そのため、タンクが浮き上がろうとする力が作用しても、タンクの回転は抑制される。 As a means for holding the tank in the vehicle, in Patent Document 1, two bands arranged on the outer circumference of one tank over half the circumference of the tank, a fixing device for fixing one end of each band, and other bands. A tank holding device with a coil spring connected to the end and tensioning the band is presented. The fixing device for fixing one band and the fixing device for fixing the other band are located on opposite sides of the tank. Further, the coil spring connected to one band and the coil spring connected to the other band are located on opposite sides of the tank. When a force is applied to the vehicle to lift the tank, the two bands try to swing in opposite directions. As a result, the rotation direction of the tank that tries to rotate along the inner surface of one band and the rotation direction of the tank that tries to rotate along the inner surface of the other band are opposite. Therefore, even if a force that tries to lift the tank acts, the rotation of the tank is suppressed.

特開２０１６－７０４６７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-070467

本開示の発明者は、特許文献１に代わる保持装置として、タンクの外周に沿って、弾性変形してタンクを押圧する複数の押圧要素を備えるバンドを配置する保持装置を考案した。発明者は、この保持装置において、複数の押圧要素の、それぞれの固有振動の周波数が同一であると、タンクの振動の周波数と押圧要素の固有振動の周波数が一致した際に、共振が生じ、押圧要素の振動に応じてタンクが大きく振動する可能性があることを見出した。そのため、バンドの形状について、さらなる改良が求められた。 As an alternative to Patent Document 1, the inventor of the present disclosure has devised a holding device in which a band having a plurality of pressing elements elastically deformed to press the tank is arranged along the outer periphery of the tank. In this holding device, if the frequency of the natural vibration of each of the plurality of pressing elements is the same, resonance occurs when the frequency of the vibration of the tank and the frequency of the natural vibration of the pressing element match. It has been found that the tank may vibrate significantly in response to the vibration of the pressing element. Therefore, further improvement in the shape of the band was required.

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be realized in the following forms.

（１）本開示の一形態によれば、タンク保持装置が提供される。このタンク保持装置は、前記タンクの外周に沿って配された帯状の部材を備え、前記帯状の部材は、互いに異なる固有振動数を有する複数の種類の押圧要素を含み、前記複数の種類の押圧要素は、一定の繰り返しパターンで配されている。
この形態のタンク保持装置によれば、全ての押圧要素が同一の固有振動数を有する場合と比べて、共振の際の振動のエネルギーが小さくなる。そのため、タンクの振動を抑制することができる。 (1) According to one embodiment of the present disclosure, a tank holding device is provided. The tank holding device comprises a band-shaped member arranged along the outer circumference of the tank, and the band-shaped member includes a plurality of types of pressing elements having different natural frequencies from each other, and the plurality of types of pressing. The elements are arranged in a constant repeating pattern.
According to this form of the tank holding device, the energy of vibration at the time of resonance is smaller than that in the case where all the pressing elements have the same natural frequency. Therefore, the vibration of the tank can be suppressed.

タンク保持装置がタンクに配置された状態を説明する図。The figure explaining the state which the tank holding device is arranged in the tank. 図１のＩＩ－ＩＩ断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 押圧要素の機能を説明するための図。The figure for demonstrating the function of a pressing element. タンクが、図２のタンクよりも収縮した状態の図。The figure of the state which the tank contracted more than the tank of FIG. 押圧要素の種類を説明する図。The figure explaining the type of a pressing element. 集合部の共振の特性を表した図。The figure which showed the characteristic of the resonance of the gathering part.

Ａ．本実施形態：
Ａ１．本実施形態の構成：
図１は、タンク保持装置１０がタンク３０に配置された状態を説明する図である。図１において、タンク保持装置１０およびタンク３０の各構成要素の数と形状は、正確ではない。タンク３０は、内部にガスが貯蔵される。ガスは、例えば水素ガスや液体天然ガス等の高圧ガスを用いることができる。タンク３０は、図示しないライナと、２つの口金３１、３２と、補強層３３と、を有している。ライナは、高圧ガスを密封するための空間を形成する、樹脂製の中空の部材である。ライナは、タンク３０の最内層に位置しており、外表面を補強層３３によって覆われている。ライナは、例えばポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂によって形成されている。２つの口金３１、３２は、ライナの両端に設けられた開口に接続し、タンク３０への高圧ガスの充填、またはタンク３０から外部へのガスの放出のために用いられる。補強層３３は、ライナの周囲を覆うことで、ライナを補強する層である。補強層３３は、例えばエポキシ樹脂やポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の熱硬化性樹脂に、炭素繊維やガラス繊維等の繊維が含侵されたものが用いられる。 A. This embodiment:
A1. Configuration of this embodiment:
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which the tank holding device 10 is arranged in the tank 30. In FIG. 1, the number and shape of each component of the tank holding device 10 and the tank 30 are not accurate. Gas is stored in the tank 30. As the gas, a high-pressure gas such as hydrogen gas or liquid natural gas can be used. The tank 30 has a liner (not shown), two bases 31 and 32, and a reinforcing layer 33. The liner is a hollow resin member that forms a space for sealing the high-pressure gas. The liner is located in the innermost layer of the tank 30, and the outer surface is covered with the reinforcing layer 33. The liner is made of a thermoplastic resin such as polyethylene, nylon, polypropylene, polyester and the like. The two caps 31 and 32 are connected to openings provided at both ends of the liner and are used for filling the tank 30 with high-pressure gas or discharging gas from the tank 30 to the outside. The reinforcing layer 33 is a layer that reinforces the liner by covering the periphery of the liner. As the reinforcing layer 33, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a polyester resin, or a polyamide resin impregnated with fibers such as carbon fibers and glass fibers is used.

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。なお、図２のタンク保持装置１０の各構成要素の位置と数及び形状は正確ではない。図２のタンク３０において、ライナと口金３２の図示は省略し、補強層３３の外輪郭のみを表している。本実施形態では、１つのタンク保持装置１０により、タンク３０が保持されている。なお、１つのタンク３０に用いることができるタンク保持装置１０の数は１つに限定されることはなく、タンク３０の大きさやタンク３０が配置される環境等に応じて、１つ以上に変更することができる。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. The position, number, and shape of each component of the tank holding device 10 in FIG. 2 are not accurate. In the tank 30 of FIG. 2, the liner and the base 32 are not shown, and only the outer contour of the reinforcing layer 33 is shown. In the present embodiment, the tank 30 is held by one tank holding device 10. The number of tank holding devices 10 that can be used in one tank 30 is not limited to one, and may be changed to one or more depending on the size of the tank 30 and the environment in which the tank 30 is arranged. can do.

図２に示すように、タンク保持装置１０は、バンド１１、１２と、４つの補強板１３と、を備える。バンド１１は、タンク３０を保持する。バンド１１は、帯状の部材である（図１参照）。バンド１１は、一部がタンク３０の外周に沿って配されている。バンド１１の幅方向は、タンク３０の中心軸ＣＡ方向と一致し、バンド１１の長さ方向は、タンク３０の中心軸ＣＡと垂直な方向と一致する。 As shown in FIG. 2, the tank holding device 10 includes bands 11 and 12, and four reinforcing plates 13. The band 11 holds the tank 30. The band 11 is a band-shaped member (see FIG. 1). A part of the band 11 is arranged along the outer circumference of the tank 30. The width direction of the band 11 coincides with the direction of the central axis CA of the tank 30, and the length direction of the band 11 coincides with the direction perpendicular to the central axis CA of the tank 30.

図１に示すように、バンド１１は、基部１１１と、複数の押圧要素２０を有している。基部１１１は、タンク３０の外周に沿って配される、バンド１１の基礎となる部分である。基部１１１は、帯状の形状を有している。基部１１１は、２つの第１部分１１１ａと、１つの第２部分１１１ｂと、２つの第１孔１１１ｃと、２つの第２孔１１１ｄと、を有している。第１部分１１１ａは、補強板１３が重なる部位である。第１部分１１１ａは、第２部分１１１ｂよりも幅方向の寸法が大きい。第２部分１１１ｂは、補強板１３と重ならない部分である。第２部分１１１ｂは、タンク３０の外周に配される部位である。第１孔１１１ｃと第２孔１１１ｄは、第１部分１１１ａに設けられている。第１孔１１１ｃに、バンド１１、１２を連結するボルト４０が配される（図２参照）。これにより、２つのバンド１１、１２の間にタンク３０が挟まれる。第２孔１１１ｄは、固定部材５０を固定するためのボルト６０が通される。なお、図１において、ボルト４０と、固定部材５０と、ボルト６０の図示を省略している。第１孔１１１ｃと第２孔１１１ｄは、後述する補強板１３の第１連通孔１３２と第２連通孔１３３に対応する位置に設けられている。バンド１２は、バンド１１と同一の形状であり、同一の機能を有しているため、詳細な説明を省略する。バンド１２について説明する際には、バンド１１と同一の符号を用いて説明する。押圧要素２０については、後述する。 As shown in FIG. 1, the band 11 has a base 111 and a plurality of pressing elements 20. The base 111 is a base portion of the band 11 arranged along the outer circumference of the tank 30. The base 111 has a band shape. The base 111 has two first portions 111a, one second portion 111b, two first holes 111c, and two second holes 111d. The first portion 111a is a portion where the reinforcing plate 13 overlaps. The first portion 111a has a larger dimension in the width direction than the second portion 111b. The second portion 111b is a portion that does not overlap with the reinforcing plate 13. The second portion 111b is a portion arranged on the outer periphery of the tank 30. The first hole 111c and the second hole 111d are provided in the first portion 111a. A bolt 40 connecting the bands 11 and 12 is arranged in the first hole 111c (see FIG. 2). As a result, the tank 30 is sandwiched between the two bands 11 and 12. A bolt 60 for fixing the fixing member 50 is passed through the second hole 111d. In FIG. 1, the bolt 40, the fixing member 50, and the bolt 60 are not shown. The first hole 111c and the second hole 111d are provided at positions corresponding to the first communication hole 132 and the second communication hole 133 of the reinforcing plate 13 described later. Since the band 12 has the same shape as the band 11 and has the same function, detailed description thereof will be omitted. When the band 12 is described, the same reference numerals as those of the band 11 will be used. The pressing element 20 will be described later.

図２に示すように、補強板１３は、バンド１１、１２の接触部位を挟み、バンド１１、１２の安定性を高める。補強板１３は、バンド１１、１２の、基部１１１の第１部分１１１ａの一方の面に配置される。補強板１３の幅方向の寸法は、補強板１３が配置される部分における第１部分１１１ａの幅方向の寸法と略同一である（図１参照）。補強板１３の幅方向は、バンド１１の幅方向と同じである。補強板１３の長さ方向の寸法は、２つのバンド１１、１２が重なる範囲を含む寸法である（図２参照）。具体的には、補強板１３は、２つのバンド１１、１２が重なる部分から、２つのバンド１１、１２が離れる部分にわたって延びている。これにより、安定して、タンク３０を固定することができる。補強板１３は、大きなスペースを占有することを避ける観点から、薄く、かつ高い強度を有する材料であることが好ましい。補強板１３は、湾曲部１３１と第１連通孔１３２と第２連通孔１３３を有している（図１参照）。 As shown in FIG. 2, the reinforcing plate 13 sandwiches the contact portion of the bands 11 and 12 to enhance the stability of the bands 11 and 12. The reinforcing plate 13 is arranged on one surface of the first portion 111a of the base 111 of the bands 11 and 12. The widthwise dimension of the reinforcing plate 13 is substantially the same as the widthwise dimension of the first portion 111a in the portion where the reinforcing plate 13 is arranged (see FIG. 1). The width direction of the reinforcing plate 13 is the same as the width direction of the band 11. The dimension in the length direction of the reinforcing plate 13 is a dimension including the range where the two bands 11 and 12 overlap (see FIG. 2). Specifically, the reinforcing plate 13 extends from a portion where the two bands 11 and 12 overlap to a portion where the two bands 11 and 12 are separated from each other. As a result, the tank 30 can be stably fixed. The reinforcing plate 13 is preferably a thin and high-strength material from the viewpoint of avoiding occupying a large space. The reinforcing plate 13 has a curved portion 131, a first communication hole 132, and a second communication hole 133 (see FIG. 1).

図２に示すように、湾曲部１３１は、補強板１３の、バンド１１、１２が離れる部分と接する部分に、設けられている。湾曲部１３１は、厚さ方向に湾曲した形状を有している。湾曲部１３１によって、タンク３０が振動した際に、バンド１１、１２が補強板１３の端部に強く接触することを抑制することができ、補強板１３の端部でバンド１１、１２が傷つくことを防止することができる。 As shown in FIG. 2, the curved portion 131 is provided at a portion of the reinforcing plate 13 in contact with a portion where the bands 11 and 12 are separated from each other. The curved portion 131 has a shape curved in the thickness direction. The curved portion 131 can prevent the bands 11 and 12 from coming into strong contact with the ends of the reinforcing plate 13 when the tank 30 vibrates, and the bands 11 and 12 are damaged at the ends of the reinforcing plate 13. Can be prevented.

第１連通孔１３２は、補強板１３の厚さ方向に貫通する孔である。第１連通孔１３２にボルト４０が通されることによって、２つのバンド１１が連結され、タンク３０に接した状態で固定される。第１連通孔１３２は、補強板１３の長さ方向において、湾曲部１３１と反対側の端部に設けられている。第２連通孔１３３には、固定部材５０を固定するためのボルト６０が通される。なお、図１においては、ボルト６０の図示を省略している。第２連通孔１３３は、長さ方向に延び、厚さ方向に貫通した形状を有している（図１及び図２参照）。 The first communication hole 132 is a hole that penetrates the reinforcing plate 13 in the thickness direction. By passing the bolt 40 through the first communication hole 132, the two bands 11 are connected and fixed in contact with the tank 30. The first communication hole 132 is provided at an end portion opposite to the curved portion 131 in the length direction of the reinforcing plate 13. A bolt 60 for fixing the fixing member 50 is passed through the second communication hole 133. In FIG. 1, the bolt 60 is not shown. The second communication hole 133 has a shape extending in the length direction and penetrating in the thickness direction (see FIGS. 1 and 2).

固定部材５０は、タンク３０を設備に固定する。第２連通孔１３３に、ボルト６０が通されることにより、固定部材５０と、バンド１１、１２と、補強板１３とが連結される。固定部材５０は、図示しない設備と連結されている。これにより、タンク３０が設備に固定される。タンク３０が設備に固定されることで、タンク３０の膨張、収縮に伴う補強板１３の長手方向の移動が制限される。 The fixing member 50 fixes the tank 30 to the equipment. By passing the bolt 60 through the second communication hole 133, the fixing member 50, the bands 11 and 12, and the reinforcing plate 13 are connected. The fixing member 50 is connected to equipment (not shown). As a result, the tank 30 is fixed to the equipment. By fixing the tank 30 to the equipment, the movement of the reinforcing plate 13 in the longitudinal direction due to the expansion and contraction of the tank 30 is restricted.

Ａ２．押圧要素２０の機能：
図３は、押圧要素２０の機能を説明するための図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。図３のタンク３０は、ガスによって膨張した状態である。押圧要素２０は、タンク３０が膨張または収縮した際に、弾性変形することにより一定の範囲の力でタンク３０の表面を押圧しつつ、タンク３０を保持する部位である。押圧要素２０は、互いに異なる固有振動数を有する複数の種類の押圧要素２０に分類される。押圧要素２０の種類の詳細は後述する。以下において、全ての押圧要素２０に共通する形状と機能について、説明する。押圧要素２０は、基部１１１の、第２部分１１１ｂの長さ方向に並んで配列されている（図１参照）。押圧要素２０は、弾性を有する素材によって形成されている。本実施形態では、押圧要素２０の材料として、ステンレス鋼を用いている。なお、適切な弾性を得るために、押圧要素２０の材料、厚さを変更することができる。押圧要素２０は、２つのバネ部２１を有している。 A2. Function of pressing element 20:
FIG. 3 is a diagram for explaining the function of the pressing element 20. FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. The tank 30 in FIG. 3 is in a state of being expanded by gas. The pressing element 20 is a portion that holds the tank 30 while pressing the surface of the tank 30 with a force within a certain range by elastically deforming when the tank 30 expands or contracts. The pressing element 20 is classified into a plurality of types of pressing elements 20 having different natural frequencies from each other. Details of the types of pressing elements 20 will be described later. Hereinafter, the shape and function common to all the pressing elements 20 will be described. The pressing elements 20 are arranged side by side in the length direction of the second portion 111b of the base 111 (see FIG. 1). The pressing element 20 is made of an elastic material. In this embodiment, stainless steel is used as the material of the pressing element 20. The material and thickness of the pressing element 20 can be changed in order to obtain appropriate elasticity. The pressing element 20 has two spring portions 21.

２つのバネ部２１は、基部１１１の第２部分１１１ｂを挟み、バンド１１の幅方向において対向する。バネ部２１は、根本部２１ａと、先端部２１ｂを有している。根本部２１ａは、第２部分１１１ｂに連結し、バンド１１の幅方向に延びる。根本部２１ａは、第２部分１１１ｂから離れるにつれて、タンク３０に近づくように傾斜されている。図１に示すように、第２部分１１１ｂの長さ方向を、根本部２１ａの幅方向としたときに、根本部２１ａの幅の寸法は、第２部分１１１ｂから先端部２１ｂに向かって小さくなる。これにより、根本部２１ａの幅の寸法が小さくならない形状と比べて、先端部２１ｂに対し強い力が働いた際のバネ部２１の変形量が、小さくなる。 The two spring portions 21 sandwich the second portion 111b of the base portion 111 and face each other in the width direction of the band 11. The spring portion 21 has a root portion 21a and a tip portion 21b. The root portion 21a is connected to the second portion 111b and extends in the width direction of the band 11. The root portion 21a is inclined toward the tank 30 as it moves away from the second portion 111b. As shown in FIG. 1, when the length direction of the second portion 111b is the width direction of the root portion 21a, the width dimension of the root portion 21a decreases from the second portion 111b toward the tip portion 21b. .. As a result, the amount of deformation of the spring portion 21 when a strong force is applied to the tip portion 21b is smaller than that of the shape in which the width dimension of the root portion 21a is not reduced.

先端部２１ｂは、根本部２１ａに連結し、タンク３０と接触する。先端部２１ｂは、自由端である。先端部２１ｂの板厚は、根本部２１ａの板厚と略同一である。バンド１１がタンク３０の外周に配置された状態において、押圧要素２０の先端部２１ｂがタンク３０の外周に接し、根本部２１ａと基部１１１が、タンク３０の外周から離れた位置に配される形状となる。 The tip portion 21b is connected to the root portion 21a and comes into contact with the tank 30. The tip portion 21b is a free end. The plate thickness of the tip portion 21b is substantially the same as the plate thickness of the root portion 21a. In a state where the band 11 is arranged on the outer circumference of the tank 30, the tip portion 21b of the pressing element 20 is in contact with the outer circumference of the tank 30, and the root portion 21a and the base portion 111 are arranged at positions away from the outer circumference of the tank 30. It becomes.

タンク３０が押圧要素２０を押圧すると、押圧要素２０の先端部２１ｂに矢印Ａ方向の力が加わり、先端部２１ｂが矢印Ａ方向に変位する。そして、先端部２１ｂが変位すると同時に、先端部２１ｂから伝わった力により、根本部２１ａが変位及び変形する。弾性変形によってバネ部２１が元の形に戻ろうとして、先端部２１ｂがタンク３０を矢印Ａとは逆方向に押圧する。これにより、バンド１１がタンク３０の外周に密着した状態が維持されるとともに、タンク３０を安定して保持することができる。図２のように、タンク３０が膨張している場合には、膨張する前と比べて押圧要素２０の変形が大きくなるため、タンク３０に対する押圧力が大きくなり、タンク３０を安定して保持することができる。 When the tank 30 presses the pressing element 20, a force in the direction of arrow A is applied to the tip portion 21b of the pressing element 20, and the tip portion 21b is displaced in the direction of arrow A. Then, at the same time that the tip portion 21b is displaced, the root portion 21a is displaced and deformed by the force transmitted from the tip portion 21b. As the spring portion 21 tries to return to its original shape due to elastic deformation, the tip portion 21b presses the tank 30 in the direction opposite to the arrow A. As a result, the band 11 is maintained in close contact with the outer periphery of the tank 30, and the tank 30 can be stably held. As shown in FIG. 2, when the tank 30 is inflated, the deformation of the pressing element 20 is larger than that before the expansion, so that the pressing force on the tank 30 is increased and the tank 30 is stably held. be able to.

図４は、タンク３０が、図２のタンク３０よりも収縮した状態の図である。図４は図２に対応する。図４のタンク３０は、図２のタンク３０と比べて、ガスの充填量が少ない。そのため、図４の、バンド１１、１２とタンク３０の間の空隙Ｑは、図２のバンド１１、１２とタンク３０の間の空隙Ｒよりも大きい。なお、図２及び図４において、空隙Ｑと空隙Ｒにハッチングを施している。このような場合においても、押圧要素２０がタンク３０と接触することで、タンク３０を安定して保持することができる。以上のように、膨張と収縮のいずれの状態においても、押圧要素２０の弾性変形によってタンク３０を保持することができる。そのため、従来のように、タンク３０の周囲のスペースを占有するコイルスプリングを設置する必要がなく、タンク３０の周囲のスペースを有効に利用することが可能である。 FIG. 4 is a diagram showing a state in which the tank 30 is contracted more than the tank 30 of FIG. FIG. 4 corresponds to FIG. The tank 30 of FIG. 4 has a smaller filling amount of gas than the tank 30 of FIG. Therefore, the gap Q between the bands 11 and 12 and the tank 30 in FIG. 4 is larger than the gap R between the bands 11 and 12 and the tank 30 in FIG. In addition, in FIGS. 2 and 4, the void Q and the void R are hatched. Even in such a case, the pressing element 20 comes into contact with the tank 30, so that the tank 30 can be stably held. As described above, the tank 30 can be held by the elastic deformation of the pressing element 20 in both the expansion and contraction states. Therefore, unlike the conventional case, it is not necessary to install a coil spring that occupies the space around the tank 30, and the space around the tank 30 can be effectively used.

図５は、押圧要素２０の種類を説明する図である。図５は、図１の一部を拡大した図である。図５において、バンド１１の大きさを誇張して表している。本実施形態において、複数の押圧要素２０は、第１押圧要素２１１、第２押圧要素２１２、第３押圧要素２１３のいずれかに分類される。以下において、第１押圧要素２１１、第２押圧要素２１２、第３押圧要素２１３に共通する構成要素である根本部２１ａと先端部２１ｂについて、同じ符号を用いる。第１押圧要素２１１と、第２押圧要素２１２と、第３押圧要素２１３は、それぞれ形状が異なる。具体的には、第１部分１１１ａと連結する根本部２１ａの端部の幅方向の寸法が、第１押圧要素２１１の寸法Ｗ１、第２押圧要素２１２の寸法Ｗ２、第３押圧要素２１３の寸法Ｗ３の順に、大きくなる。また、根本部２１ａの長さ方向の寸法が、第３押圧要素２１３の寸法Ｌ３、第２押圧要素２１２の寸法Ｌ２、第１押圧要素２１１の寸法Ｌ１の順に、大きくなる。 FIG. 5 is a diagram illustrating the types of pressing elements 20. FIG. 5 is an enlarged view of a part of FIG. In FIG. 5, the size of the band 11 is exaggerated. In the present embodiment, the plurality of pressing elements 20 are classified into any one of the first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213. In the following, the same reference numerals are used for the root portion 21a and the tip portion 21b, which are components common to the first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213. The first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213 have different shapes. Specifically, the dimension in the width direction of the end portion of the root portion 21a connected to the first portion 111a is the dimension W1 of the first pressing element 211, the dimension W2 of the second pressing element 212, and the dimension of the third pressing element 213. It increases in the order of W3. Further, the dimension of the root portion 21a in the length direction increases in the order of the dimension L3 of the third pressing element 213, the dimension L2 of the second pressing element 212, and the dimension L1 of the first pressing element 211.

上述したように先端部２１ｂは自由端であるため、押圧要素２０のバネ部２１は、片持ち梁である。そして、バネ部２１は、先端部２１ｂがタンク３０と接触するため、先端部２１ｂに荷重が集中する。片持ち梁において、以下の数式１ないし数式４が成り立つことが知られている。固有振動数をｆ、円振動数をωとすると、数式１に示すように、固有振動数ｆは、円振動数ωに比例する。 Since the tip portion 21b is a free end as described above, the spring portion 21 of the pressing element 20 is a cantilever. Since the tip portion 21b of the spring portion 21 comes into contact with the tank 30, the load is concentrated on the tip portion 21b. It is known that the following formulas 1 to 4 hold for the cantilever. Assuming that the natural frequency is f and the circular frequency is ω, the natural frequency f is proportional to the circular frequency ω as shown in Equation 1.

片持ち梁の剛性をＫ、質量をＭとすると、数式２に示すように、円振動数ωは、片持ち梁の剛性Ｋ／質量Ｍの１／２乗に比例する。

Assuming that the rigidity of the cantilever is K and the mass is M, the circular frequency ω is proportional to the rigidity K / mass M of the cantilever to the 1/2 power, as shown in Equation 2.

断面２次モーメントをＩ、片持ち梁の長さの寸法をＬ、ヤング率をＥとすると、数式３に示すように、片持ち梁の剛性Ｋは、断面２次モーメントＩに比例し、片持ち梁の長さの寸法Ｌの３乗に反比例する。

Assuming that the moment of inertia of area is I, the dimension of the length of the cantilever is L, and the Young's modulus is E, the rigidity K of the cantilever is proportional to the moment of inertia of area I, as shown in Equation 3. It is inversely proportional to the cube of the dimension L of the length of the beam.

片持ち梁の板幅の寸法をｂ、板厚をｈとすると、数式４において、断面２次モーメントＩは、板幅の寸法ｂに比例し、板厚ｈの３乗に比例する。

Assuming that the plate width dimension of the cantilever is b and the plate thickness is h, the moment of inertia of area I in Equation 4 is proportional to the plate width dimension b and proportional to the cube of the plate thickness h.

以上の数式１ないし４を整理すると、片持ち梁の固有振動数ｆは、片持ち梁の質量Ｍの１／２乗と、片持ち梁の幅方向の寸法ｂの１／２乗と、片持ち梁の長さ方向の寸法Ｌの３／２乗と、片持ち梁の板厚ｈの３／２乗に比例する。各要素の数値を変更することで、異なる固有振動数ｆを有する弾性部材を形成することができる。 Summarizing the above formulas 1 to 4, the natural frequency f of the cantilever is the mass M of the cantilever to the 1/2 square and the widthwise dimension b of the cantilever to the 1/2 square. It is proportional to the 3/4 power of the dimension L in the length direction of the cantilever and the 3/4 power of the plate thickness h of the cantilever. By changing the numerical value of each element, it is possible to form an elastic member having a different natural frequency f.

本実施形態において、根本部２１ａの幅方向の寸法と、根本部２１ａの長さ方向の寸法を、第１押圧要素２１１と第２押圧要素２１２、及び第３押圧要素２１３のそれぞれにおいて異なる寸法とすることで、各押圧要素２０の固有振動数ｆを異なるものとしている。コイニング技術によって、弾性部材の板厚を変化させることは可能である。しかし、金属の板厚を変化させるためには、高いプレス荷重が必要となる。また、板厚を変化させたとしても、弾性部材の端部付近が薄くなる可能性がある。上述の通り、片持ち梁の固有振動数ｆは弾性部材の質量Ｍの１／２乗に比例するため、押圧要素２０の共振の特性への影響が小さい。これらの理由により、本実施形態では、押圧要素２０の生産性を向上させるために、調整が容易な長さ方向と、幅方向の寸法を変化させている。幅方向の寸法よりも長さ方向の寸法のほうが、押圧要素２０の共振の特性への影響が大きいため、長さ方向の寸法を変化させ、補足的に幅方向の寸法を変化させることで、より効果的に共振の特性を変化させることができる。 In the present embodiment, the width direction dimension of the root portion 21a and the length direction dimension of the root portion 21a are different in each of the first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213. By doing so, the natural frequency f of each pressing element 20 is made different. It is possible to change the plate thickness of the elastic member by the coining technique. However, a high press load is required to change the metal plate thickness. Further, even if the plate thickness is changed, the vicinity of the end portion of the elastic member may become thin. As described above, since the natural frequency f of the cantilever is proportional to the 1/2 power of the mass M of the elastic member, the influence on the resonance characteristics of the pressing element 20 is small. For these reasons, in the present embodiment, in order to improve the productivity of the pressing element 20, the dimensions in the length direction and the width direction, which are easy to adjust, are changed. Since the dimension in the length direction has a greater influence on the resonance characteristics of the pressing element 20 than the dimension in the width direction, the dimension in the length direction is changed and the dimension in the width direction is supplementarily changed. The resonance characteristics can be changed more effectively.

本実施形態において、各押圧要素２０は、図５の矢印Ｂ方向に向かって、第１押圧要素２１１、第２押圧要素２１２、第３押圧要素２１３の順に並びんでいる。そして、タンク３０に沿って、この順を繰り返して配されている。第１押圧要素２１１と第２押圧要素２１２と第３押圧要素２１３が１つずつ含まれ、矢印Ｂ方向に向かってこの順に並んだ部分を、「集合部２２」とよぶ。図２に示すように、集合部２２は、バンド１１の一方の端部１１Ａ側から、他方の端部１１Ｂ側に向かって繰り返し配されている。 In the present embodiment, each pressing element 20 is arranged in the order of the first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213 in the direction of the arrow B in FIG. Then, along the tank 30, this order is repeated and arranged. A portion in which the first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213 are included one by one and arranged in this order in the direction of arrow B is referred to as "aggregate portion 22". As shown in FIG. 2, the gathering portion 22 is repeatedly arranged from one end 11A side of the band 11 toward the other end 11B side.

図２において、タンク３０の中心軸ＣＡを中心として、矢印Ｃ方向の力が加えられた際、タンク３０の荷重を受け止めて弾性変形する押圧要素２０が分布する角度を、角度θ１とする。本実施形態では、第１押圧要素２１１、第２押圧要素２１２、第３押圧要素２１３のそれぞれが、角度θ１において、予め定められた一定の割合で配されている。角度θ１は、バンド１１、１２が連結されている合わせ面を含まない、タンク３０の中心軸ＣＡ周りの角度である。 In FIG. 2, the angle θ1 is defined as the angle at which the pressing element 20 that receives the load of the tank 30 and elastically deforms when a force in the direction of the arrow C is applied about the central axis CA of the tank 30 is distributed. In the present embodiment, each of the first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213 is arranged at a predetermined constant ratio at the angle θ1. The angle θ1 is an angle around the central axis CA of the tank 30 that does not include the mating surface to which the bands 11 and 12 are connected.

一つの集合部２２が占める角度範囲の大きさを角度θ２とすると、角度θ２の端付近の押圧要素２０は、タンク３０の変位方向と、押圧要素２０の変位方向との角度差が大きくなる。角度差が大きくなると、角度θ２の端付近の押圧要素２０の共振の特性が、角度θ２の中央の押圧要素２０の共振の特性と異なることがある。そのため、角度θ２は小さい角度が望ましい。 Assuming that the size of the angle range occupied by one gathering portion 22 is the angle θ2, the angle difference between the displacement direction of the tank 30 and the displacement direction of the pressing element 20 becomes large in the pressing element 20 near the end of the angle θ2. When the angle difference becomes large, the resonance characteristic of the pressing element 20 near the end of the angle θ2 may be different from the resonance characteristic of the pressing element 20 at the center of the angle θ2. Therefore, it is desirable that the angle θ2 is small.

図６は、集合部２２の共振の特性を表した図である。図６の横軸は、振動数を表す。図６の縦軸は、押圧要素２０の振動から得られた出力エネルギーを、入力エネルギーで除した値を表す。図６の破線Ｄ１が、第１押圧要素２１１のみが３つ並んでいる場合の特性を表し、破線Ｄ２が第２押圧要素２１２のみが３つ並んでいる場合の特性を表し、破線Ｄ３が第３押圧要素２１３のみが３つ並んでいる場合の特性を表している。実線Ｄ４は、集合部２２の特性を表す。 FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of resonance of the collecting portion 22. The horizontal axis of FIG. 6 represents the frequency. The vertical axis of FIG. 6 represents a value obtained by dividing the output energy obtained from the vibration of the pressing element 20 by the input energy. The broken line D1 in FIG. 6 represents the characteristic when only three first pressing elements 211 are lined up, the broken line D2 represents the characteristic when only three second pressing elements 212 are lined up, and the broken line D3 represents the first. 3 Shows the characteristics when only three pressing elements 213 are lined up. The solid line D4 represents the characteristics of the gathering portion 22.

図６に示すように、破線Ｄ１ないし破線Ｄ３において、押圧要素２０が共振する振動数の幅が狭い分、固有振動数における振動のエネルギーが大きい。そのため、タンク３０の振動数と、押圧要素２０の固有振動数が一致した場合、共振によってタンク３０が大きく振動することになる。このように、押圧要素が同一の固有振動数を有する単純な構成のバンドの場合、タンクが振動し、その振動数が押圧要素の明確な固有振動数と一致した際に、振動のゲインの増大が顕著となる。このような状況においては、タンク周辺の配置物に対してタンクが干渉しないように、タンク周辺のスペースを大きく確保する必要がある。また、振動によって、押圧要素が破損する可能性がある。 As shown in FIG. 6, in the broken line D1 to the broken line D3, the vibration energy at the natural frequency is large because the width of the frequency at which the pressing element 20 resonates is narrow. Therefore, when the frequency of the tank 30 and the natural frequency of the pressing element 20 match, the tank 30 vibrates greatly due to resonance. Thus, in the case of a band with a simple configuration in which the pressing element has the same natural frequency, the gain of vibration increases when the tank vibrates and the frequency matches the clear natural frequency of the pressing element. Becomes noticeable. In such a situation, it is necessary to secure a large space around the tank so that the tank does not interfere with the arrangement around the tank. In addition, the pressing element may be damaged by the vibration.

一方、実線Ｄ４が示すように、集合部２２の場合、破線Ｄ１ないしＤ３と比べ、共振する振動数の範囲が広くなる分、固有振動数における振動のエネルギーが小さくなる（図６のＶＨｚ参照）。これにより、タンク３０の振動数と、集合部２２の固有振動数が一致した場合であっても、破線Ｄ１ないし破線Ｄ３の場合と比べ、振動のゲインの増大を抑制することができる。この結果、タンク３０の周囲のスペースを、全ての押圧要素２０が同じ固有振動数を有する場合と比べて小さくすることができる。また、振動が抑制されることにより、１つ１つの押圧要素２０に発生する応力が小さくなるため、押圧要素２０の弾性変形による劣化が抑制され、バンド１１、１２の破損を防ぐことができる。さらに、応力が小さくなることにより、押圧要素２０の板厚を薄くすることが可能となり、タンク保持装置１０の生産コストを低減することができる。 On the other hand, as shown by the solid line D4, in the case of the gathering portion 22, the vibration energy at the natural frequency becomes smaller as the range of the resonating frequency becomes wider than that of the broken lines D1 to D3 (see VHz in FIG. 6). .. As a result, even when the frequency of the tank 30 and the natural frequency of the collecting portion 22 match, it is possible to suppress an increase in the vibration gain as compared with the case of the broken line D1 to the broken line D3. As a result, the space around the tank 30 can be made smaller than when all the pressing elements 20 have the same natural frequency. Further, since the stress generated in each pressing element 20 is reduced by suppressing the vibration, deterioration of the pressing element 20 due to elastic deformation is suppressed, and damage to the bands 11 and 12 can be prevented. Further, by reducing the stress, the plate thickness of the pressing element 20 can be reduced, and the production cost of the tank holding device 10 can be reduced.

タンク３０は、内部の内容物の充填と放出によって、質量が変化する。タンク３０自体の質量公差と、内容物の質量の変化量を考慮して、どのような場合であっても押圧要素２０とタンク３０の共振を回避する必要がある。本実施形態のタンク保持装置１０においては、共振の際の振動を抑制することができる。そのため、タンクの径、肉厚等の違いにより異なる質量を有するタンクに対して、同一のタンク保持装置１０を用いることができる。また、製造の際に、１つのプレス型を造ることで対応することができるため、同じ形状の押圧要素のみのタンク保持装置の場合と比べ、工程数を増やす必要がない。そのため、タンク保持装置１０の生産性を低下させることなく、タンク３０の振動を抑制することができる。 The mass of the tank 30 changes depending on the filling and discharging of the contents inside. In any case, it is necessary to avoid resonance between the pressing element 20 and the tank 30 in consideration of the mass tolerance of the tank 30 itself and the amount of change in the mass of the contents. In the tank holding device 10 of the present embodiment, vibration at the time of resonance can be suppressed. Therefore, the same tank holding device 10 can be used for tanks having different masses due to differences in tank diameter, wall thickness, and the like. Further, since it can be handled by manufacturing one press mold at the time of manufacturing, it is not necessary to increase the number of steps as compared with the case of a tank holding device having only a pressing element having the same shape. Therefore, the vibration of the tank 30 can be suppressed without lowering the productivity of the tank holding device 10.

Ｂ．他の実施形態：
Ｂ１）上記実施形態では、押圧要素２０は、第１押圧要素２１１、第２押圧要素２１２、第３押圧要素２１３の３種類に分類される。もとより、押圧要素は、互いに異なる固有振動数を有する複数の種類の押圧要素が含まれていてもよい。例えば、押圧要素は上記の３種類に加えて、複数の第４押圧要素を含んでいてもよく、第１押圧要素と第２押圧要素のみを含んでいてもよい。 B. Other embodiments:
B1) In the above embodiment, the pressing element 20 is classified into three types: a first pressing element 211, a second pressing element 212, and a third pressing element 213. Of course, the pressing element may include a plurality of types of pressing elements having different natural frequencies from each other. For example, the pressing element may include a plurality of fourth pressing elements in addition to the above three types, or may include only a first pressing element and a second pressing element.

集合部は、図５の矢印Ｂ方向に向かって、第１押圧要素２１１、第２押圧要素２１２、第３押圧要素２１３の順に並んでいる。もとより、集合部は、第２押圧要素、第１押圧要素、第３押圧要素の順に並ぶなど、他の並び順で並んでいてもよい。また、例えば集合部は、２つの第１押圧要素と、１つの第２押圧要素で構成されており、第１押圧要素、第１押圧要素、第２押圧要素の順に並ぶことで、共振の特性を変化させてもよい。 The gathering portion is arranged in the order of the first pressing element 211, the second pressing element 212, and the third pressing element 213 toward the arrow B direction in FIG. Of course, the gathering portion may be arranged in another order such as the second pressing element, the first pressing element, and the third pressing element in this order. Further, for example, the gathering portion is composed of two first pressing elements and one second pressing element, and by arranging the first pressing element, the first pressing element, and the second pressing element in this order, the resonance characteristic. May be changed.

また、例えば図５の矢印Ｂ方向に向かって、第１押圧要素、第２押圧要素、第３押圧要素、第３押圧要素、第２押圧要素、第１押圧要素の順に並ぶなど、複数の種類の押圧要素が、上記実施形態の繰り返しとは異なる、一定の繰り返しパターンで配されていてもよい。 Further, for example, a plurality of types are arranged in the order of the first pressing element, the second pressing element, the third pressing element, the third pressing element, the second pressing element, and the first pressing element in the direction of arrow B in FIG. The pressing elements of may be arranged in a constant repeating pattern different from the repetition of the above embodiment.

Ｂ２）上記実施形態では、図２のタンク３０は、タンク３０が膨張した状態を表し、図４のタンク３０は、タンク３０が収縮した状態を表す。もとより、図２のタンクと図４のタンクは、径が異なるタンクの比較としてもみることができる。押圧要素が弾性変形するため、異なる径の大きさのタンクを、同じタンク保持装置によって保持することができる。そのため、タンク保持装置の生産コストを低減させることができる。 B2) In the above embodiment, the tank 30 in FIG. 2 represents a state in which the tank 30 is expanded, and the tank 30 in FIG. 4 represents a state in which the tank 30 is contracted. Of course, the tank of FIG. 2 and the tank of FIG. 4 can be seen as a comparison of tanks having different diameters. Due to the elastic deformation of the pressing element, tanks of different diameters can be held by the same tank holding device. Therefore, the production cost of the tank holding device can be reduced.

Ｂ３）上記実施形態では、押圧要素２０の幅方向と長さ方向の寸法を異なるものとしていた。もとより、長さ方向、幅方向のいずれか一方を異なる寸法としてもよく、上述のコイニング技術によって、板厚を変化させることで、異なる固有振動数を有する複数の押圧要素を形成してもよい。板厚は、さらに、バネ部の部位によって、異なる厚さであってもよい。 B3) In the above embodiment, the dimensions of the pressing element 20 in the width direction and the length direction are different. Of course, either the length direction or the width direction may have different dimensions, and a plurality of pressing elements having different natural frequencies may be formed by changing the plate thickness by the above-mentioned coining technique. The plate thickness may be further different depending on the portion of the spring portion.

Ｂ４）上記実施形態では、タンク３０は２つの口金３１、３２を有していた。もとより、タンクは１つの口金を有していてもよい。 B4) In the above embodiment, the tank 30 has two caps 31 and 32. Of course, the tank may have one base.

Ｂ５）上記実施形態では、タンク保持装置１０は補強板１３と固定部材５０を有していた。もとより、タンク保持装置は補強板と固定部材を有していなくてもよい。 B5) In the above embodiment, the tank holding device 10 has a reinforcing plate 13 and a fixing member 50. Of course, the tank holding device does not have to have a reinforcing plate and a fixing member.

Ｂ６）上記実施形態では、第１連通孔１３２は、補強板１３の長さ方向において、湾曲部１３１と反対側の端部に設けられている。もとより、第１連通孔は他の部位に設けられてもよい。例えば、補強板の長さ方向に第１連通孔が設けられていることによって、タンクを配置するスペースが確保できない場合は、補強板の幅方向における一方の端の一部を突出させ、第１連通孔を設けるなどしてもよい。 B6) In the above embodiment, the first communication hole 132 is provided at the end opposite to the curved portion 131 in the length direction of the reinforcing plate 13. Of course, the first communication hole may be provided in another part. For example, if the space for arranging the tank cannot be secured due to the provision of the first communication hole in the length direction of the reinforcing plate, a part of one end in the width direction of the reinforcing plate is projected to be the first. A communication hole may be provided.

Ｂ７）上記実施形態では、タンク保持部材は２つのバンド１１、１２を備えていた。もとより、タンク保持装置は１つのバンドを備えていてもよい。また、２つのバンドのうち、一方のバンドが、互いに異なる固有振動数を有する複数の種類の押圧要素を含んでいてもよい。 B7) In the above embodiment, the tank holding member includes two bands 11 and 12. Of course, the tank holding device may include one band. Further, one of the two bands may include a plurality of types of pressing elements having different natural frequencies from each other.

本開示は、上述の実施形態や実施形態、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, embodiments, and modifications, and can be realized with various configurations within a range not deviating from the gist thereof. For example, the technical features in the embodiments, embodiments, and modifications that correspond to the technical features in each of the embodiments described in the summary of the invention are for solving some or all of the above problems, or. , Can be replaced or combined as appropriate to achieve some or all of the above effects. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be appropriately deleted.

１０…タンク保持装置、１１、１２…バンド、１３…補強板、２０…押圧要素、２１…バネ部、２１ａ…根本部、２１ｂ…先端部、２２…集合部、３０…タンク、３１、３２…口金、３３…補強層、４０、６０…ボルト、５０…固定部材、１１１…基部、１１１ａ…第１部分、１１１ｂ…第２部分、１１１ｃ…第１孔、１１１ｄ…第２孔、１３１…湾曲部、１３２…第１連通孔、１３３…第２連通孔、２１１…第１押圧要素、２１２…第２押圧要素、２１３…第３押圧要素、ＣＡ…中心軸、Ｑ、Ｒ…空隙、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…寸法 10 ... tank holding device, 11, 12 ... band, 13 ... reinforcing plate, 20 ... pressing element, 21 ... spring part, 21a ... root part, 21b ... tip part, 22 ... gathering part, 30 ... tank, 31, 32 ... Mouthpiece, 33 ... Reinforcing layer, 40, 60 ... Bolt, 50 ... Fixing member, 111 ... Base, 111a ... First part, 111b ... Second part, 111c ... First hole, 111d ... Second hole, 131 ... Curved part , 132 ... 1st communication hole 133 ... 2nd communication hole, 211 ... 1st pressing element, 212 ... 2nd pressing element, 213 ... 3rd pressing element, CA ... central axis, Q, R ... void, W1, W2 , W3, L1, L2, L3 ... Dimensions

Claims

It is a tank holding device
A band-shaped member arranged along the outer circumference of the tank is provided.
The strip-shaped member is
Contains multiple types of pressing elements with different natural frequencies
The plurality of types of pressing elements are arranged in a constant repeating pattern.
Tank holding device.