JP4036163B2 - リザーバタンク - Google Patents

Description

本発明は、流体圧作動機器の作動流体、例えば自動車の油圧式パワーステアリング装置の作動油等を貯留する合成樹脂製のリザーバタンクに関する。

この種の合成樹脂製のリザーバタンクには、上部に注入口が形成された合成樹脂製の上部タンクの下縁の全周に外向きのフランジ部を形成するとともにこのフランジ部の下面に円周方向に沿って環状の溶着座面を形成し、合成樹脂製の下部タンク（中間部材を含む）の外周部に形成した環状の上側溶着突起の先端部を溶着座面に当接し、加熱溶融して押圧することにより上部タンクと下部タンクを液密に溶着し、上部タンクの下部には液体を導入する流入パイプを接線方向に設け、下部タンクの下部には液体を送り出す流出パイプを設けたものがある。また作動油は冬季など低温の場合は粘性が高く、通常は流入パイプと流出パイプの間に設けられているストレーナを通過しにくいので、上述したリザーバタンクでは流入パイプが取り付けられる上部タンクの下部内にバッフラを設け、流入パイプから流入する作動油の流速エネルギを圧力エネルギに変換して、作動油の粘性が高い場合でも容易にストレーナを通過できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

このようなバッフラを設けたものにおいては、上部タンクのフランジ部の下面の溶着座面よりも内側となる環状面には流入パイプが設けられた部分を含む範囲に下部タンクとは反対側に段状に折曲された段差面を形成し、この段差面と下部タンクの上端面との間にバッフラの鍔部を挟んで流入パイプからの作動油が流入される整流区域を下部タンク側から遮断している。また流入パイプ内に形成される管路が通る部分では、この段差面は切り欠かれて取り除かれている（例えば、特許文献２参照）。なおバッフラは寒冷地向けの仕様の場合にのみ取り付けられるものであり、通常は取り付けられないが、その場合でも部品共通化のために、段差面が形成された上部タンクが使用される。

この特許文献２の技術を図１及び図４〜図７によりさらに詳述すれば、このリザーバタンクは、上部に注入口１２が形成され開放された下縁の全周に外向きのフランジ部１３が形成された合成樹脂製で筒状の上部タンク１０と、外周部２１ｂに環状の上側溶着突起２２ａが形成された合成樹脂製の下部タンク２０よりなるもので、フランジ部１３の下面１４に円周方向に沿って形成された環状の溶着座面１５に当接した上側溶着突起２２ａの先端部を加熱溶融し押圧することにより上部タンク１０と下部タンク２０は液密に溶着されている。上部タンク１０の下部にはその内部に作動機器から戻される作動油を導入する流入パイプ１６が接線方向に設けられ、下部タンク２０の下部にはその内部の作動油を作動機器に送り出す流出パイプ２６が設けられている。

図４に示すように、上部タンク１０のフランジ部１３の下面１４の溶着座面１５よりも内側となる環状面１４ａには、２つの縦段部１４ｂ１，１４ｂ２（図４参照）の間、すなわち流入パイプ１６が設けられた部分を含む範囲に、下部タンク２０とは反対側に段状に折曲された段差面１４ｂが形成されている。この段差面１４ｂのうち流入パイプ１６内に形成される管路１６ａが通る部分は、段差面１４ｂを形成する部分が薄肉化するのを嫌って、切欠き１を設けることにより取り除かれている。また下部タンク２０は、図１及び図５〜図７に示すように、外周部に溶着座面２７が形成された下部部材２５と、上部タンク１０の溶着座面１５と下部部材２５の溶着座面２７にそれぞれ溶着される環状の上側溶着突起２２ａと下側溶着突起２２ｂが形成された環状のストレーナ部材２１よりなるもので、下側溶着突起２２ｂの先端部を下部部材２５の溶着座面２７に当接し加熱溶融して押圧することによりこの下部部材２５とストレーナ部材２１を一体的に固着したものである。ストレーナ部材２１には、上部タンク１０と下部部材２５の各内部を作動油が流通可能に仕切るストレーナ２１ｄが設けられている。

次に上部タンク１０と下部タンク２０の溶着方法につき説明する。図５(a) に示すように、下部部材２５の外周部の溶着座面２７の上にストレーナ部材２１の下側溶着突起２２ｂの先端部を当接し、ストレーナ部材２１の外周部２１ｂの上側溶着突起２２ａの先端部に上部タンク１０のフランジ部１３の下面１４の溶着座面１５を当接し、バイブレーション溶着機にセットして、下部部材２５に対しフランジ部１３を押圧しながらこの両者に相対的な振動を加えれば、各溶着突起２２ａ，２２ｂと溶着座面１５，２７の各当接部は摩擦により加熱され、溶融された合成樹脂は溶着ばり２２ａ１，２２ａ２及び溶着ばり２２ｂ１，２２ｂ２となって各当接部の内外両側に張り出され、各当接部は溶着される。この溶着ばり２２ａ１，２２ａ２及び溶着ばり２２ｂ１，２２ｂ２は、図５(b) に示すように、周囲の部材により形成されたばり溜まり内に入って巻き込まれ、不規則に折り畳まれ、あるいは固まり状に押し潰される。そして下部部材２５の下面とフランジ部１３の上面の寸法が所定値となったところで振動及び押圧を停止して、上部タンク１０と下部タンク２０が溶着されたリザーバタンクをバイブレーション溶着機から取り出す。
特開２００１−１３８９３４号公報（段落〔００１１〕、段落〔００１７〕〜〔００２３〕、段落〔００３６〕〜〔００４５〕、図１〜図８） 特開２０００−２８３１０２号公報（段落〔００２６〕〜〔００２８〕、図２〜図４）

上述した従来技術では、図４の５−５断面と６−６断面に相当する部分は、図５(b) 及び図６に示すように特に問題なく溶着され、張り出された各溶着ばり２２ａ１，２２ａ２，２２ｂ１，２２ｂ２は長く延びることなく、小さくなってばり溜まり内に入る。しかし、図４の７−７断面に相当する流入パイプ１６の管路１６ａの中心軸線に沿った断面では、前述のように切欠き１により段差面１４ｂが取り除かれているので、溶着座面１５の内縁は、図７に示すように直ちに流入パイプ１６内の管路１６ａに向かって切り上げられている。従って溶着突起２２ａのこの付近から内側に張り出す溶着ばり２２ａ１は、上向きに向かった場合は切欠き１内に入り、何にも邪魔されずにそのまま伸びて、符号２に示すように流入パイプ１６内に形成される管路１６ａを塞ぎ、これにより流入パイプ１６内に形成される管路１６ａの抵抗が増大し作動機器の背圧が増大して作動機器の作動に影響を及ぼすという問題を生じる。

本発明は、流入パイプ１６内に形成される管路１６ａが通る部分にも段差面１４ｂを形成することにより溶着突起２２ａの先端部から内側に張り出す溶着ばり２２ａ１が流入パイプ１６内の管路１６ａを塞ぐことがないようにして、このような問題を解決することを目的とする。

本発明によるリザーバタンクは、上部に注入口が形成され開放された下縁の全周に外向きのフランジ部が形成された合成樹脂製で筒状の上部タンクと、全周に外向きの外周部が形成された合成樹脂製の下部タンクと、互いに対向される上部タンクのフランジ部の下面と下部タンクの外周部の何れか一方に円周方向に沿って形成された環状の溶着座面と、これら下面と外周部の他方に円周方向に沿って形成され溶着座面に当接された先端部が加熱溶融され押圧されて液密に溶着されることにより上部タンクと下部タンクを一体的に結合する溶着突起と、上部タンクの下部に接線方向に設けられて同上部タンク内に液体を導入する流入パイプと、下部タンクの下部に設けられて同下部タンク内の液体を送り出す流出パイプを備えてなり、フランジ部の下面の溶着座面または溶着突起よりも内側となる環状面には流入パイプが設けられた部分を含む範囲に下部タンクとは反対側に段状に折曲された段差面を形成したリザーバタンクにおいて、段差面は流入パイプ内に形成される管路が通る部分にも形成したことを特徴とするものである。

前項に記載のリザーバタンクは、段差面の溶着座面または溶着突起側に大きい半径の凹円弧状面を形成することが好ましい。

前２項に記載のリザーバタンクは、溶着座面に対する溶着突起の溶着をバイブレーション溶着により行うことが好ましい。

前３項に記載のリザーバタンクの下部タンクは、流出パイプが設けられた下部部材と、この下部部材の外周部に溶着されて上部タンクと下部タンクの各内部を液体が流通可能に仕切るストレーナを備えた環状のストレーナ部材からなることが好ましい。

前項に記載のリザーバタンクは、下部タンクを上部タンクに溶着する溶着突起はストレーナ部材の外周部に形成され、下部部材の外周部はストレーナ部材の下側に液密に溶着されていることが好ましい。

本発明のリザーバタンクによれば、段差面は流入パイプ内に形成される管路が通る部分にも形成したので、流入パイプの管路の中心軸線に沿った断面でも、溶着座面の内側には段差面が形成されている。溶着突起のこの付近から内側に張り出す溶着ばりは、上向きに向かった場合でもこの段差面に当接してそれ以上伸びることが妨げられ、部分的にも流入パイプ内の管路を塞ぐことはない。従って流入パイプ内に形成される管路の抵抗が増大することはないので、このような抵抗の増大により作動機器の作動に悪影響を及ぼすという問題はなくなる。

段差面の溶着座面側に、大きい半径の凹円弧状面を形成した請求項２のリザーバタンクによれば、流入パイプ内の管路が通る部分の段差面を形成するフランジ部の一部は先端部は薄肉になるが根本部は大きい半径の凹円弧状面を形成することにより肉厚が増大されるので、段差面に薄肉化による問題が生じることはない。

溶着座面に対する溶着突起の溶着をバイブレーション溶着により行うようにした請求項３のリザーバタンクによれば、溶着部が広い場合でも全面において確実に液密に溶着することが容易になる。

下部タンクを、流出パイプが設けられた下部部材と、この下部部材の外周部に溶着されて上部タンクと下部タンクの各内部を液体が流通可能に仕切るストレーナを備えた環状のストレーナ部材からなるものとした請求項４のリザーバタンクによれば、リザーバタンクに対するストレーナの取り付けを確実に行うことができる。

下部タンクを上部タンクに溶着する溶着突起はストレーナ部材の外周部に形成され、下部部材の外周部がストレーナ部材の下側に液密に溶着されるようにした請求項５のリザーバタンクによれば、下部部材とストレーナ部材を溶着して下部タンクを形成するのと同時に、上部タンクと下部タンクを溶着することができるので、製造工程を簡略化することができる。

以下に、図１〜図３に示す実施形態より、本発明によるリザーバタンクを実施するための最良の形態の説明をする。この実施形態のリザーバタンクは、主として図１に示すように、何れも合成樹脂製の上部タンク１０と下部タンク２０よりなるもので、上部タンク１０は筒部１１の上部にキャップにより開閉される注入口１２が形成され、開放された下縁の全周に外向きに円環状のフランジ部１３が形成されており、下部タンク２０は全周に外向きの外周部２１ｂが形成されている。上部タンク１０のフランジ部１３の下面１４には円周方向に沿って環状の溶着座面１５が形成され、下部タンク２０の外周部２１ｂにはこの溶着座面１５と対向する面に環状の上側溶着突起（溶着突起）２２ａが形成され（図５(a) 参照）、溶着座面１５に当接した上側溶着突起２２ａの先端部を加熱溶融し押圧して液密に溶着することにより、上部タンク１０と下部タンク２０は一体的に結合されるようになっている。

図１及び図２に示すように、上部タンク１０の筒部１１は円筒の一側部を下部の膨出部１１ａを除き凹ませたもので、膨出部１１ａには作動機器から戻される作動油を上部タンク１０内に導入する流入パイプ１６が接線方向に設けられている。なお下部タンク２０内の作動油を作動機器に送り出す流出パイプ２６は下部タンク２０の下部に設けられている。上部タンク１０のフランジ部１３の下面１４の溶着座面１５よりも内側となる環状面１４ａには、２つの縦段部１４ｂ１，１４ｂ２の間、すなわち流入パイプ１６が設けられた部分を含む範囲に、下部タンク２０とは反対側に段状に折曲された段差面１４ｂが形成されている。この段差面１４ｂは、環状面１４ａとの間の段差が一定である点は図４に示す特許文献２の例と同じであるが、流入パイプ１６内に形成される管路１６ａが通る部分にも形成されている点は異なっている。またこの段差面１４ｂの一部は筒部１１の中心側となる管路１６ａの母線の延長上に沿って延びて案内フィン１６ｂを形成している。図３に示すように（図６も参照）、段差面１４ｂの溶着座面１５側には、溶着座面１５の内縁から内側への段差面１４ｂ（案内フィン１６ｂを除く）の突出量に近い大きい半径の凹円弧状面が形成されている。これにより流入パイプ１６内の管路１６ａが通る部分となる段差面１４ｂを形成するフランジ部１３の一部は、段差面１４ｂの先端部では薄肉になるが根本部は大きい半径の凹円弧状面により肉厚が増大される。フランジ部１３の外周部には、下方に突出する小さい筒状部１３ａが形成されている。

また下部タンク２０は、図１及び図３に示すように、内周部２１ａとそれより外方に突出する外周部２１ｂよりなる環状のストレーナ部材２１と、外周部の上側に溶着座面２７が形成され下部に流出パイプ２６が連結された漏斗状の下部部材２５よりなるものである。ストレーナ部材２１には、外周部２１ｂの上側に前述した上側溶着突起２２ａが形成され、下側に環状の筒状突起２３が形成され、内周部２１ａの下側には下側溶着突起２２ｂが形成されている。またストレーナ部材２１の内周部２１ａにはナイロン等の網よりなるストレーナ２１ｄの外周部がインサートにより固着されて取り付けられ、ストレーナ２１ｄの途中に取り付けられる幅狭な環状の隔壁２１ｃは複数の半径方向リブ（図示省略）により内周部２１ａに取り付けられている。下部部材２５には、外周部の溶着座面２７の内側に環状突起２８が形成されている。

上部タンク１０と下部タンク２０の溶着方法は、図５及び図６により説明した特許文献２の場合と同様、下部部材２５の外周部の溶着座面２７の上にストレーナ部材２１の下側溶着突起２２ｂの先端部を当接し、ストレーナ部材２１の外周部２１ｂの上側溶着突起２２ａの先端部に上部タンク１０のフランジ部１３の下面１４の溶着座面１５を当接した状態でバイブレーション溶着機にセットして、下部部材２５に対しフランジ部１３を押圧しながらこの両者に相対的な振動を加える。この振動により、各溶着突起２２ａ，２２ｂと溶着座面１５，２７の各当接部は相対的に移動して摩擦により加熱され、溶融された合成樹脂は溶着ばり２２ａ１，２２ａ２及び溶着ばり２２ｂ１，２２ｂ２となって各当接部の内外両側に張り出され、各当接部は溶着される。これによりストレーナ部材２１と下部部材２５は一体的に溶着されて下部タンク２０となり、これと同時に下部タンク２０は上部タンク１０に溶着される。この溶着ばり２２ａ１，２２ａ２及び溶着ばり２２ｂ１，２２ｂ２は、筒状部１３ａ、内周部２１ａ、筒状突起２３、環状突起２８などの周囲の部材により形成されるばり溜まり内に入って巻き込まれ、不規則に折り畳まれ、あるいは固まり状に押し潰される。そして下部部材２５の下面とフランジ部１３の上面の寸法が所定値となったところで振動及び押圧を停止して、上部タンク１０と下部タンク２０が溶着されたリザーバタンクをバイブレーション溶着機から取り出す。

この実施形態では、フランジ部１３の下面１４の溶着座面１５よりも内側となる環状面１４ａに設ける段差面１４ｂは、流入パイプ１６の管路１６ａの中心軸線に沿った断面でである図３に示すように、流入パイプ１６内に形成される管路１６ａが通る部分にも形成されている。上側溶着突起２２ａのこの付近から内側に張り出す溶着ばり２２ａ１は、上向きに向かった場合でもこの段差面１４ｂに当接してそれ以上伸びることが妨げられ、巻き込まれ、不規則に折り畳まれ、あるいは固まり状に押し潰されるなどにより小さくなってストレーナ部材２１の内周部２１ａと段差面１４ｂの間に形成されるばり溜まり内に入り、部分的にも流入パイプ１６内の管路１６ａを塞ぐことはない。従って流入パイプ１６に形成される管路１６ａの抵抗が増大することはないので、このような抵抗の増大により作動機器の作動に悪影響を及ぼすという問題はなくなる。

上述した実施形態では、段差面１４ｂの溶着座面１５側に、大きい半径の凹円弧状面を形成しており、このようにすれば、流入パイプ１６内の管路１６ａが通る部分の段差面１４ｂを形成するフランジ部１３の一部は先端部は薄肉になるが根本部は大きい半径の凹円弧状面を形成することにより肉厚が増大されるので、段差面１４ｂに薄肉化による問題が生じることはない。

上述した実施形態では、各溶着座面１５，２７に対する各溶着突起２２ａ，２２ｂの溶着をバイブレーション溶着により行っており、バイブレーション溶着では溶着部が広い場合でも全面において均一に加熱することができるので、溶着部を確実に液密に溶着することができる。しかし本発明はこれに限られるものではなく、均一に加熱するための適当な手段を講じれば、超音波溶着や高周波溶着を用いて実施することも可能である。

また上述した実施形態では、下部タンク２０を、流出パイプ２６が設けられた下部部材２５と、この下部部材の外周部に溶着されて上部タンク１０と下部タンク２０の各内部を液体が流通可能に仕切るストレーナ２１ｄを備えた環状のストレーナ部材２１からなるものとしており、このようにすればストレーナ部材２１は環状であるので、リザーバタンクに対するストレーナ２１ｄの取り付けを確実に行うことができる。

さらに上述した実施形態では、下部タンク２０を上部タンク１０に溶着する上側溶着突起２２ａはストレーナ部材２１の外周部２１ｂに形成され、下部部材２５の外周部がストレーナ部材２１の下側に液密に溶着されるようにしており、このようにすれば、下部部材２５とストレーナ部材２１を溶着して下部タンク２０を形成するのと同時に、上部タンク１０と下部タンク２０を溶着することができるので、製造工程を簡略化することができる。

なお、図１の二点鎖線に示すようにバッフラ１９を取り付ける寒冷地仕様のリザーバタンクの場合には、バッフラ１９の鍔部１９ａを下面１４の段差面１４ｂとストレーナ部材２１の内周部２１ａと隔壁２１ｃの上面の間に挟んで、流入パイプ１６からの作動油が流入される整流区域を下部タンク２０側から遮断している。

また上述した実施形態では、上側溶着突起２２ａと下側溶着突起２２ｂは何れもストレーナ部材２１に形成し、これが溶着される溶着座面１５と溶着座面２７を上部タンク１０と下部部材２５に形成しているが、本発明はこれに限られるものではなく、溶着座面１５と溶着座面２７の一方または両方をストレーナ部材２１に形成し、これに溶着される上側溶着突起２２ａと下側溶着突起２２ｂを上部タンク１０または下部部材２５に形成するようにして実施することも可能である。

本発明が対象とするリザーバタンクの全体構造を示す縦断面図である。 本発明によるリザーバタンクの最良の形態の上部タンクを示す下面図である。 図２の３−３線に沿った部分拡大断面図である。 従来技術によるリザーバタンクの図２に相当する上部タンクの下面図である。 図４の５−５線に沿った部分拡大断面図である。 図４の６−６線に沿った部分拡大断面図である。 図４の７−７線に沿った部分拡大断面図である。

符号の説明

１０…上部タンク、１２…注入口、１３…フランジ部、１４…下面、１４ａ…環状面、１４ｂ…段差面、１５…溶着座面、１６…流入パイプ、１６ａ…管路、２０…下部タンク、２１…ストレーナ部材、２１ｂ…外周部、２１ｄ…ストレーナ、２２ａ…溶着突起（上側溶着突起）、２５…下部部材、２６…流出パイプ。

Claims (5)

1. 上部に注入口が形成され開放された下縁の全周に外向きのフランジ部が形成された合成樹脂製で筒状の上部タンクと、全周に外向きの外周部が形成された合成樹脂製の下部タンクと、互いに対向される前記上部タンクのフランジ部の下面と前記下部タンクの外周部の何れか一方に円周方向に沿って形成された環状の溶着座面と、前記下面と前記外周部の他方に円周方向に沿って形成され前記溶着座面に当接された先端部が加熱溶融され押圧されて液密に溶着されることにより前記上部タンクと下部タンクを一体的に結合する溶着突起と、前記上部タンクの下部に接線方向に設けられて同上部タンク内に液体を導入する流入パイプと、前記下部タンクの下部に設けられて同下部タンク内の液体を送り出す流出パイプを備えてなり、前記フランジ部の下面の前記溶着座面または溶着突起よりも内側となる環状面には前記流入パイプが設けられた部分を含む範囲に前記下部タンクとは反対側に段状に折曲された段差面を形成したリザーバタンクにおいて、前記段差面は前記流入パイプ内に形成される管路が通る部分にも形成したことを特徴とするリザーバタンク。
2. 請求項１に記載のリザーバタンクにおいて、前記段差面の前記溶着座面または溶着突起側に大きい半径の凹円弧状面を形成したことを特徴とするリザーバタンク。
3. 請求項１または請求項２に記載のリザーバタンクにおいて、前記溶着座面に対する前記溶着突起の溶着はバイブレーション溶着により行うことを特徴とするリザーバタンク。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のリザーバタンクにおいて、前記下部タンクは、前記流出パイプが設けられた下部部材と、この下部部材の外周部に溶着されて前記上部タンクと下部タンクの各内部を液体が流通可能に仕切るストレーナを備えた環状のストレーナ部材からなることを特徴とするリザーバタンク。
5. 請求項４に記載のリザーバタンクにおいて、前記下部タンクを前記上部タンクに溶着する前記溶着突起は前記ストレーナ部材の外周部に形成され、前記下部部材の外周部は前記ストレーナ部材の下側に液密に溶着されていることを特徴とするリザーバタンク。
   

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