JP5152269B2 - 貯湯タンクユニット等のケーシングユニット - Google Patents

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Description

この発明は、重量物として湯を貯留する貯湯タンクを内蔵する貯湯タンクユニット等のケーシングユニットに関する。
貯湯タンクユニットは、湯を貯留する貯湯タンクと、貯湯タンクを覆う略直方体のケーシングとを備えている。より具体的には、貯湯タンクは、上記ケーシング内において、温水の保温のために断熱材によって覆われている。また、貯湯タンクは、当該貯湯タンクの脚部を介して上記ケーシングの下部側の下パネルに固定されている。上記ケーシング自体は、当該ケーシングの脚部によって支持され、所定の据付場所に設置されるようになっている。
上記のように構成された貯湯タンクユニットは、重量物である貯湯タンクが最も重く、輸送時や据付時に衝撃が加わると、貯湯タンクとケーシングとが別々に動こうとする加速度が発生する。一般的に薄板で形成されるケーシングは、その強度が弱いため、貯湯タンクユニットに衝撃が加わった際に変形する可能性がある。
従来、例えば特許文献1には、側部ケーシングの内側に、貯湯タンクユニットの左右方向に延びる断面コ字状の補強ステーを設けた構成が開示されている。また、例えば特許文献2には、貯湯タンクと上部ケーシングとを締結する腕を備えた構成が開示されている。
実開昭59−161452号公報 特開2004−144447号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載の構成のように、ケーシングに補強材を追加する手法では、ケーシングの重量が大きくなり、側部ケーシングと下部ケーシングとを固定するネジなどの固定具への衝撃が増加する可能性がある。また、上記特許文献2に記載の構成のように、ケーシングと貯湯タンクとの結合を強化する手法では、衝撃が貯湯タンクにおけるケーシングとの固定部に直接加わり、貯湯タンクが破損する可能性が高くなる。その結果、本来、貯湯タンクを保護するためのケーシングの役割からすると、本末転倒となってしまう。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ケーシングユニットに衝撃荷重が作用した際に、内蔵された重量物の保護とケーシング自体の破損または変形防止の両方を可能とする構造を有するケーシングユニットを得ることを目的とする。
この発明に係るケーシングユニットは、重量物を内蔵するケーシングユニットであって、重量物の上部を覆う板状の上部ケーシングと、重量物と離れた位置で重量物の側部を覆う板状の側部ケーシングと、重量物が固定され、重量物の下部を覆う板状の下部ケーシングと、重量物と上部ケーシングとの間に設置された緩衝材と、ケーシングユニットに衝撃荷重が作用した場合に、側部ケーシングと下部ケーシングとの固定部に作用する応力を緩和させる応力緩和構造と、を備えたものである。
この発明によれば、ケーシングユニットに衝撃荷重が作用した際に、内蔵された重量物の保護とケーシング自体の破損または変形防止の両方を可能とする構造を有するケーシングユニットを得ることができる。
本発明の実施の形態1における貯湯タンクユニットを示す斜視図である。 図1に示す貯湯タンクユニットの構成を模式的に示す正面断面図である。 側部ケーシングと下部ケーシングとの固定部近傍の構成をより詳しく示す断面図である。 本発明の実施の形態2の貯湯タンクユニットにおける特徴部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態3の貯湯タンクユニットにおける特徴部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態4における貯湯タンクユニットの全体を示す斜視図である。 図6に示す貯湯タンクユニットにおける特徴部を表した図である。
実施の形態1.
以下、図1乃至図3を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における貯湯タンクユニット1を示す斜視図である。図1に示す貯湯タンクユニット1は、重量物として湯を貯湯する貯湯タンク2を内蔵するケーシングユニットであり、貯湯タンク2を収容するためのケーシング3を備えている。より具体的には、ケーシング3は、貯湯タンク2の上部を覆う板状の上部ケーシング3aと、貯湯タンク2の側部(前面3b1、背面3b2および両側面3b3からなる四面)を覆う板状の側部ケーシング3bと、貯湯タンク2の下部を覆う板状の下部ケーシング3cとからなる。
図2は、図1に示す貯湯タンクユニット1の構成を模式的に示す正面断面図である。図2に示すように、貯湯タンク2は、タンク断熱材2aによってその外周が覆われている。また、貯湯タンク2は、その脚部2bを介して下部ケーシング3cに固定されている。そして、貯湯タンク2と上部ケーシング3aとの間には、緩衝材5が設置されている。また、下部ケーシング3cには、ケーシング3を支持するための脚部6が固定されている。
図2においては、一部のケーシング固定ネジ4のみを図示しているが、上部ケーシング3aと側部ケーシング3bの各側面3b3とは、両者が接合した部位において複数のケーシング固定ネジ4を用いてそれぞれ固定されている。同様に、側部ケーシング3bの各側面3b3と下部ケーシング3cとについても、複数のケーシング固定ネジ4を用いて固定されている。尚、ここでは図示を省略しているが、側部ケーシング3bの前面3b1と上部ケーシング3a、側部ケーシング3bの前面3b1と下部ケーシング3c、側部ケーシング3bの背面3b2と上部ケーシング3a、側部ケーシング3bの背面3b2と下部ケーシング3c、側部ケーシング3bの前面3b1と各側面3b3、および、側部ケーシング3bの背面3b2と各側面3b3についても、同様に、複数のケーシング固定ネジ4を用いて固定されているものとする。
図3は、側部ケーシング3bの各側面3b3と下部ケーシング3cとの固定部7近傍の構成をより詳しく示す断面図である。図3に示すように、下部ケーシング3cにおける側部ケーシング3bの各側面3b3側の端部には、先端が下向きとなる略コ字型で形成された折り曲げ部3c1が設けられている。下部ケーシング3cは、この折り曲げ部3c1よりも先端側に位置する部位において、ケーシング固定ネジ4を用いて側部ケーシング3bの側面3b3と固定されている。尚、ここでは図示を省略しているが、側部ケーシング3bの前面3b1および背面3b2のそれぞれと下部ケーシング3cとの固定部の周辺においても、上記折り曲げ部3c1と同様の折り曲げ部が下部ケーシング3cに設けられているものとする。
以上のように構成された貯湯タンクユニット1が真下方向に落下した場合、貯湯タンク2およびケーシング3には、下方へと加速度が加わる。その後、脚部6が接地すると、下部ケーシング3c、脚部2bおよび貯湯タンク2は、強固に結合されているため静止するが、上部ケーシング3aおよび側部ケーシング3bは下方へ落下しようとする。ここで、上部ケーシング3aおよび側部ケーシング3bに加わった力は、緩衝材5へと伝達され、該緩衝材5が圧縮変形することで緩和される。このとき、上部ケーシング3aおよび側部ケーシング3bは完全には停止できないため、側部ケーシング3bと、これとケーシング固定ネジ4によって締結された下部ケーシング3cの固定部7には、下向きに力が加わる。
上記のように貯湯タンクユニット1に落下による衝撃荷重が作用した場合には、ケーシング固定ネジ4とネジ穴3b4、3c2との接触部(固定部7)は、接触面積が小さいため、本来的には大きな応力が加わり易い部位となる。しかしながら、本実施形態では、略コ字型に形成された折り曲げ部3c1を、側部ケーシング3bと下部ケーシング3cとの周辺に備えている。このような構造によれば、上記衝撃荷重が貯湯タンクユニット1に作用した場合に、折り曲げ部3c1が変形し、下部ケーシング3cに対する側部ケーシング3bの上下動が許容される。つまり、折り曲げ部3c1によって上記固定部7に作用する応力を緩和させる応力緩和構造が実現されている。
以上のように、本実施形態の構成によれば、貯湯タンクユニット1に上記衝撃荷重が作用した際に、内蔵された貯湯タンク2の保護とケーシング3自体の破損または座屈変形の防止の両方を可能とする構造を得ることができる。その結果、外観不良によるケーシング3の取替えや貯湯タンク2の不具合による取替えに伴う無駄な資源使用を抑制することができる。また、一般に耐衝撃性を向上させるためには、ケーシング3を厚い材料で形成したり、あるいは、輸送用梱包材を多量に用いる必要があるが、これらを避けることができて、資源消費や輸送コストを低減することができる。
また、本実施形態では、下部ケーシング3cの折り曲げ部3c1をその先端が下向きとなる略コ字型で形成しているので、これとは逆に折り曲げ部の先端が上向きとなる略コ字型である場合と異なり、折り曲げ部に水が溜まらないようにすることができる。
ところで、上述した実施の形態1においては、下部ケーシング3cの折り曲げ部3c1の先端が下向きになる態様で、下部ケーシング3cと側部ケーシング3bとが締結されている。しかしながら、本発明においては、このような構成に代え、折り曲げ部の折り返し回数を増やして、折り曲げ部の先端が上向きになる態様で、下部ケーシングと側部ケーシングとが固定されるようにしてもよい。
また、本発明における折り曲げ部は、下部ケーシングにおける側部ケーシングの近傍に形成されているものに限らず、より貯湯タンクの脚部に近い側に形成されていてもよい。また、側部ケーシングと下部ケーシングとの固定方法は、図2、3のようにケーシング固定ネジ4を用いた締結によるものに限らず、例えば、ビス止め、差込みなどの嵌め合せ、および溶接などの他の方法であってもよい。ただし、貯湯タンクユニットのメンテナンスのために、側部ケーシングの前面あるいは側面が容易に取り外せるようになっていることが望ましい。
また、本貯湯タンクユニットは、屋外で風雨に晒される場所に設置されることが多いため、上部ケーシングと側部ケーシングとの固定部、および、側部ケーシングと下部ケーシングとの固定部は、雨水などを浸入しにくくするために、図2等に示すように、上方側のケーシングが外側になるように構成することが望ましい。
また、本実施形態では、上記折り曲げ部3c1等の折り曲げ部を、下部ケーシング3cと接する側部ケーシング3bのすべての面に対して設けるようにしている。しかしながら、例えば、上記衝撃荷重が作用した際に応力の集中する固定部が事前に分かるような場合には、上記のような構成に代え、応力の集中する特定の固定部の周辺にのみ、上記折り曲げ部を備えるようにしてもよい。
実施の形態2.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。図4は、本発明の実施の形態2の貯湯タンクユニット11における特徴部の構成を示す断面図である。尚、貯湯タンクユニット11において、図3の構成に対する図4の構成の相違点以外については、図1、2に示す貯湯タンクユニット1と同様に構成されているものとする。
図4に示すように、本実施形態では、折り曲げ部13は、下部ケーシング12cではなく、側部ケーシング12bの側面12b3における下部ケーシング12cとの固定部14の近傍に形成されている。より具体的には、本実施形態における折り曲げ部13は、側部ケーシング12bの側面12b3における上記固定部14の上方において、ケーシング内側に向けて入り込むように略コ字型で形成されている。尚、ここでは図示を省略しているが、側部ケーシング12bの前面および背面のそれぞれと下部ケーシング12cとの固定部の周辺においても、上記折り曲げ部13と同様の折り曲げ部が側部ケーシング12bの前面および背面にそれぞれ設けられているものとする。
以上の構成によれば、真下方向への落下により貯湯タンクユニット11に衝撃荷重が作用した場合に、緩衝材5が圧縮変形することによって上記固定部14に作用する応力を緩和することができ、更に、側部ケーシング12bの側面12b3に設けられた折り曲げ部13が変形することによって、上記固定部14に作用する応力を緩和させることができる。つまり、本実施形態では、折り曲げ部13によって上記固定部14に作用する応力を緩和させる応力緩和構造が実現されている。
ところで、上述した実施の形態2においては、折り曲げ部13をケーシング内側に向けて入り込むように略コ字型で形成することにより、製品に突起が生じない構成としている。しかしながら、略コ字型に形成したことにより得られる折り曲げ部13の凹部13aは、その内部に雨水などが溜まらないように、凹部13aの断面が丸みを帯びていたり、あるいは、凹部13aにおける下方側の面がケーシング外側に向かうにつれて下方に傾斜するように形成されていることが望ましい。
また、本発明における折り曲げ部は、上記のような構成に代え、ケーシング外側に向けて突き出すように略コ字型で形成されたものであってもよい。更に付け加えると、本実施形態において側部ケーシング12bの側面12b3に設けた折り曲げ構造は、側部ケーシング12bの捻り方向の強度を高めるものであるため、斜め角度をもって落下した際には、ケーシング変形を抑制する効果がある。
また、本実施形態では、上記折り曲げ部13等の折り曲げ部を、下部ケーシング12cと接する側部ケーシング12bのすべての面にそれぞれ設けるようにしている。しかしながら、例えば、上記衝撃荷重が作用した際に応力の集中する固定部が事前に分かるような場合には、上記のような構成に代え、応力の集中する特定の固定部の周辺にのみ、上記折り曲げ部を備えるようにしてもよい。
実施の形態3.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。図5は、本発明の実施の形態3の貯湯タンクユニット21における特徴部の構成を示す断面図である。尚、貯湯タンクユニット21において、図3の構成に対する図5の構成の相違点以外については、図1、2に示す貯湯タンクユニット1と同様に構成されているものとする。
図5に示すように、本実施形態においても、側部ケーシング22bの側面22b3と下部ケーシング22cとは、側部ケーシング22bの側面22b3側のネジ穴(貫通穴)22b4と下部ケーシング22c側のネジ穴(貫通穴)22c2とを貫通するケーシング固定ネジ4を用いて締結されている。そのうえで、本実施形態では、側部ケーシング22bの側面22b3側のネジ穴22b4が、貯湯タンクユニット21の上下方向に長い長穴として形成されている。
また、長穴として形成されたネジ穴22b4に対向する下部ケーシング22cの端部は、長穴のネジ穴22b4と重なる(覆い隠す)ように形成された(延在する)部位22c1を有している。更に、側部ケーシング22bの側面22b3と下部ケーシング22cとは、長穴のネジ穴22b4の下方寄りの部位にてケーシング固定ネジ4を介して締結されている。尚、ここでは図示を省略しているが、側部ケーシング22bの前面および背面側のネジ穴についても、上記ネジ穴22b4と同様に、貯湯タンクユニット21の上下方向に長い長穴として形成されているものとする。
以上の構成によれば、真下方向への落下により貯湯タンクユニット21に衝撃荷重が作用した場合に、緩衝材5が圧縮変形することによって上記固定部23に作用する応力を緩和することができる。更に、以上説明したように、側部ケーシング22bの側面22b3側のネジ穴22b4を長穴で形成することにより、真下方向への落下により貯湯タンクユニット21に衝撃荷重が作用した場合に、側部ケーシング22bの側面22b3が下部ケーシング22cに対してずれることが可能となる。より具体的には、長穴のネジ穴22b4の下方寄りの部位を利用して側部ケーシング22bの側面22b3と下部ケーシング22cとが締結されているので、上記衝撃荷重が作用した場合に、側部ケーシング22bの側面22b3が下部ケーシング22cに対して下方に移動可能となる。これにより、固定部23(すなわち、ケーシング固定ネジ4とネジ穴22b4、22c2との接触部)に、過剰な応力が加わることを抑制することができるので、当該固定部23周辺においてケーシング22に座屈による変形が生ずるのを防ぐことができる。つまり、本実施形態では、側部ケーシング22bの側面22b3側のネジ穴22b4を貯湯タンクユニット21の上下方向に長い長穴で形成したことによって、上記固定部23に作用する応力を緩和させる応力緩和構造が実現されている。
また、長穴のネジ穴22b4に対向する下部ケーシング22cの端部に、長穴のネジ穴22b4と重なるように形成された部位22c1を設けたことにより、長穴のネジ穴22b4を介してケーシング内部に雨水や小動物が入り込む隙間が生じないようにすることができる。
ところで、上述した実施の形態3においては、側部ケーシング22bの側面22b3側のネジ穴22b4を、貯湯タンクユニット21の上下方向に長い長穴として形成している。しかしながら、このような構成に代え、下部ケーシング側のネジ穴(貫通穴)を、貯湯タンクユニットの上下方向に長い長穴として形成してもよい。また、この場合には、下部ケーシング側のネジ穴の上方寄りの部位にて、側部ケーシングと下部ケーシングと固定具を介して固定することが好ましい。また、この場合には、下部ケーシング側の長穴のネジ穴に対向する側部ケーシングの端部を、長穴のネジ穴と重なる(覆い隠す)ように形成する(延在させる)ことが好ましい。また、長穴のネジ穴22b4を利用した本実施形態の応力緩和構造に対して、上述した実施の形態1または2の折り曲げ部3c1または13を利用した応力緩和構造を適宜組み合わせてもよい。このようにすることで、緩衝材5、あるいは折り曲げ部3c1または13において衝撃を緩和しきれない場合において有効である。
また、本実施形態では、側部ケーシング22bのすべての面において下部ケーシング22cとの固定のために設けられたネジ穴のすべてを、貯湯タンクユニット21の上下方向に長い長穴として形成している。しかしながら、例えば、上記衝撃荷重が作用した際に応力の集中する固定部が事前に分かるような場合には、上記のような構成に代え、応力の集中する特定の固定部におけるネジ穴のみを上記のような長穴で形成するようにしてもよい。また、長穴のネジ穴22b4は、真っすぐ上下の穴ではなく、斜めに形成されていてもよく、これによって、直下方向の応力を別の方向に変化させることができ、応力集中を避けることができる。
実施の形態4.
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。図6は、本発明の実施の形態4における貯湯タンクユニット31の全体を示す斜視図である。図6に示すように、板状の側部ケーシング32bの前面32b1には、配管接続部33が設けられている。この配管接続部33における配管接続の工事性をよくするために、側部ケーシング32bの各側面32b3には、切り欠き部34が設けられている。このような切り欠き部34を有している場合には、落下により衝撃荷重が貯湯タンクユニット31に作用すると、切り欠き部34に応力が集中し、ケーシング32が変形しやすいという問題がある。
図7は、図6に示す貯湯タンクユニット31における特徴部を表した図である。より具体的には、図7(A)は、貯湯タンクユニット31を上方から見下ろした図であり、図7(B)は、貯湯タンクユニット31の側面図である。上記の問題を解消するために、本実施形態では、図7に示すように、側部ケーシング32bの各側面32b3において切り欠き部34の近傍に形成されたケーシング固定ネジ4のためのネジ穴(貫通穴)32b4(図7に示す例では、計6つ)が、貯湯タンクユニット31の上下方向に長い長穴として形成されている。また、上述した実施の形態3と同様に、長穴のネジ穴32b4の下方寄りの部位にて、側部ケーシング32bの各側面32b3と下部ケーシング32cとがケーシング固定ネジ4を用いて締結されている。
以上の構成によれば、真下方向への落下により貯湯タンクユニット31に衝撃荷重が作用した場合に、緩衝材5が圧縮変形することによって上記固定部35に作用する応力を緩和することができる。更に、以上説明したように、切り欠き部34の近傍のネジ穴32b4を長穴で形成することにより、落下により貯湯タンクユニット31に衝撃荷重が作用した場合に、切り欠き部34の周辺における局所的なケーシング変形を防止することができる。つまり、本実施形態では、側部ケーシング32bの各側面32b3における切り欠き部34近傍のネジ穴32b4を長穴で形成したことにより応力の集中する切り欠き部34の周囲に応力緩和構造を設けることによって、切り欠き部34の近傍の固定部35に作用する応力の集中を緩和させることができる。
また、側部ケーシング32bの各側面32b3のネジ穴のすべてを長穴にすると、大きな衝撃以外の輸送中の微振動や、長期間にわたる設置中のネジの緩みなどによって、側部ケーシング32bの各側面32b3がずれやすくなることが懸念される。このため、本実施形態のように、大衝撃時にケーシング変形が起こりやすい一部分(すなわち、切り欠き部34の近傍)だけを、応力集中の緩和のために長穴のネジ穴32b4にする構成とすることが好ましい。
ところで、上述した実施の形態4においては、側部ケーシング32bの各側面32b3における切り欠き部34の近傍のネジ穴32b4を長穴で形成するようにしている。しかしながら、本発明は、このような構成に代え、下部ケーシング32cにおける切り欠き部34の近傍のネジ穴が長穴で形成されたものであってもよい。
また、上述した実施の形態1〜4では、貯湯タンク2を内蔵する貯湯タンクユニット1、11、21、31を対象とした説明を行った。しかしながら、本発明の対象となるケーシングユニットは、貯湯タンクユニットに限定されるものではなく、例えば、大型の空調装置のように、重量物である本体と略箱状のケーシングとの組み合わせからなる製品に対しても、本発明を同様に適用することが可能である。これによって、外観上の不具合による取替えや、梱包過剰などの無駄な資源使用を抑制することができる。
1、11、21、31 貯湯タンクユニット
2 貯湯タンク
2a タンク断熱材
2b 貯湯タンクの脚部
3、12、22、32 ケーシング
3a 上部ケーシング
3b、12b、22b、32b 側部ケーシング
3b1、32b1 側部ケーシングの前面
3b2 側部ケーシングの背面
3b3、12b3、22b3、32b3 側部ケーシングの側面
3b4、3c2、22b4、32b4 ネジ穴
3c、12c、22c、32c 下部ケーシング
3c1、13 折り曲げ部
4 ケーシング固定ネジ
5 緩衝材
6 ケーシングの脚部
7、14、23、35 固定部
13a 凹部
33 配管接続部
34 切り欠き部

Claims (9)

  1. 重量物を内蔵するケーシングユニットであって、
    前記重量物の上部を覆う板状の上部ケーシングと、
    前記重量物と離れた位置で当該重量物の側部を覆う板状の側部ケーシングと、
    前記重量物が固定され、前記重量物の下部を覆う板状の下部ケーシングと、
    前記重量物と前記上部ケーシングとの間に設置された緩衝材と、
    前記ケーシングユニットに衝撃荷重が作用した場合に、前記側部ケーシングと前記下部ケーシングとの固定部に作用する応力を緩和させる応力緩和構造と、
    を備えたことを特徴とするケーシングユニット。
  2. 前記応力緩和構造は、前記固定部の近傍に形成された前記下部ケーシングの折り曲げ部であることを特徴とする請求項1に記載のケーシングユニット。
  3. 前記応力緩和構造は、前記固定部の近傍に形成された前記側部ケーシングの折り曲げ部であることを特徴とする請求項1に記載のケーシングユニット。
  4. 前記固定部は、前記側部ケーシングと前記下部ケーシングとを固定する固定具を備え、
    前記応力緩和構造は、前記ケーシングユニットの上下方向に長い長穴として前記側部ケーシングまたは前記下部ケーシングに形成された前記固定具のための貫通穴の少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載のケーシングユニット。
  5. 前記長穴の前記貫通穴に対向する前記側部ケーシング側または前記下部ケーシング側の前記固定部に、前記長穴の前記貫通穴と重なるように形成された部位を備えたことを特徴とする請求項4に記載のケーシングユニット。
  6. 前記側部ケーシングの一部に設けられた切り欠き部を備え、
    前記応力緩和構造は、前記切り欠き部の近傍において、前記ケーシングユニットの上下方向に長い長穴として前記側部ケーシングまたは前記下部ケーシングに形成された前記固定具のための貫通穴の全部ではない少なくとも一つであることを特徴とする請求項4に記載のケーシングユニット。
  7. 前記長穴の前記貫通穴が前記側部ケーシングに形成されている場合において、前記長穴の下方寄りの部位にて前記側部ケーシングと前記下部ケーシングとが前記固定具を介して固定されていることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のケーシングユニット。
  8. 前記長穴の前記貫通穴が前記下部ケーシングに形成されている場合において、前記長穴の上方寄りの部位にて前記側部ケーシングと前記下部ケーシングとが前記固定具を介して固定されていることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のケーシングユニット。
  9. 前記ケーシングユニットは、前記重量物として湯を貯留する貯湯タンクを内蔵する貯湯タンクユニットであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のケーシングユニット。
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