JP5977832B2 - 作動流体容器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の作動流体容器に関する。

本出願の意義において、作動流体容器という用語は、いわゆる二次流体容器または燃料容器を指すことができる。内燃機関の直接運転には不要である作動流体を収容するそれらの作動流体容器は、二次流体容器と呼ばれる。この関連において、好適な作動流体容器は、例えば、フロントガラス洗浄液容器、オイル容器、二次オイル容器、空調システム用の冷却流体容器、またはいわゆるＳＣＲ容器である。ＳＣＲ容器は、排出ガスの触媒還元用の尿素水溶液を収容する容器である。このような容器は、ディーゼル車の場合のエミッション制御の過程で大きな役割を果たす。尿素水溶液は、特に大気中の酸素と接触すると不快な臭気を発生させるので、容器のいわゆるサービシング能力も大きな役割を果たし、特に乗用車の容器の場合、容器の保守および補充は、可能な限り工場にてサービシング要員によって行われるべきである。したがって、容器の容積は、現在では通常の検査間隔に応じて設計される。容器容積の増大の際、容器の開発は、安定性基準に従って、そして例えば車両運動の力学によって誘発される流体運動の結果として生じるスロッシングとサージングによるノイズに関連して設計されなければならない。

本発明に係る作動流体容器は、勿論、燃料を搬送するための取付部とこの目的のために通常設けられる通気および曝気用の手段を有する燃料容器として使用することもできる。

本発明の目的は、より大きな流体容量の場合において特に安定性とサージノイズの発生とに関して改善された自動車用の作動流体容器を提供することである。

この目的は、自動車用の作動流体容器であって、前記容器が、互いに相補的である熱可塑性プラスチック材料の少なくとも２つのシェルから組み立てられる容器本体を含み、シェルのそれぞれが、例えば、容器内で形成される流体波の制限をもたらすように容器の自由容積内に延在する一体成形された構造を有し、２つのシェルの各々の構造の少なくともいくつかが、ほぼ容器の接合平面で少なくとも部分的に互いに溶接される作動流体容器によって達成される。

本発明による作動流体容器は、好ましくは熱可塑性プラスチック材料の射出成形容器として実現される。有利には、密閉容器を形成するために、射出成形によって得られた２つのハーフシェルが少なくとも周辺で互いに溶接される。

射出成形法を用いて容器を製造する利点は、一体成形構造をシェルのそれぞれに比較的簡単に設けることができることである。この代わりとして、本発明による容器は、熱可塑性プラスチック材料の深絞り成形されたハーフシェルから組み立てられるものでも可能である。

本発明によれば、ハーフシェルの周縁側の溶接に加えて、容器の自由容積内に適切に延在する構造によって前記ハーフシェルが少なくとも点状に強化され、次に、前記構造によって、一方では、互いに若干分離される区画への容器の自由容積の分割が達成され、他方では、容器の安定性が著しく増大される。次に、前記構造によって、一方では、互いに若干分離される区画への容器自由容積の分割が達成され、他方では、容器の安定性が著しく増大される。容器内に適切に延在する構造同士の溶接は、より高レベルの圧縮強度を容器全体に与え、特に、より多量の流体が容器に収容された際の重力方向におけるより高い耐荷重性能を与える。

本発明による作動流体容器の好適な実施形態においては、少なくとも２つのシェルに、それぞれ１つの一体成形されたサージ防壁要素（surge wall element／Schwallwandelement）が設けられ、前記２つの相補的シェルのサージ防壁要素は、接合平面で少なくとも点状に互いに溶接される。本発明の意義において接合平面という用語は、必ずしも、単一の２次元平面を指すのものではなく、接合平面はオフセットされることができるか、またはシェルは、適用可能であれば設置位置に対して斜めに延在することもできる複数の接合平面を有することが可能である。

このようにして、容器内で漂遊する流体のスロッシング運動の低減は、このことが、容器の追加の取付部によって生じる重量の増大をもたらすことなく、効果的に達成することができる。さらにこれは、既に上述したように、安定性の著しい増大ももたらす。

容器の異なる領域内における迅速な水平化を可能にするために、および大きな流動抵抗なしに容器からの迅速な流体除去を可能にするために、サージ防壁要素には開口部が少なくとも部分的に設けられていることが有利である。

サージ防壁要素は、関連する容器壁に必ずしも直線的に結合する必要はなく、前記サージ防壁要素には、容器壁に当接する領域にブリッジを形成する開口部を設けることができる。この代わりとして、サージ防壁要素が、流体の衝突における特定の可逆変形性を有するように、個々のウェブによって前記サージ防壁要素を容器壁に接続することができる。

本発明による作動流体容器の好ましい変形例においては、相補的シェルの２つのサージ防壁要素が、互いに接続される前記サージ防壁要素が互いの間に流路を形成すように設けられている。サージ防壁要素の少なくとも一方に、上述のように、開口部をさらに設けることができる。

本発明による作動流体容器の特に好ましい実施形態においては、異なるシェルのサージ防壁要素同士が、それらの突出部において接合平面上で交差し、その交差点の領域においてのみ互いに当接するように設けられている。

このようにして、流路は、サージ防壁要素によって形成された容器の領域の間に、且つ流体中に予想される波伝播に対して横断方向に、すなわち容器の設置位置における略垂直に延びるように形成される。

異なるシェルのサージ防壁要素同士が、それらの交差点の領域において接合平面で互いに溶接される場合は特に有利である。

これに加えて、または代わりとして、シェルは、それぞれ容器の容積内に延在する少なくとも１つのドームを有することができ、シェル同士はドームによって互いに支持される。前記ドームは、例えば端面で互いに溶接することができ、ドームの間に延在する防サージ構造部（surge fittings/Schwalleinbautesn）用の柱部をそれぞれ形成することができる。

本発明による作動流体容器の好適な発展形態においては、シェル同士が少なくとも２つのドームによって互いにセンタリングされるように構成されている。

ドームは、この場合、広い面積の容器壁領域の間の予め定められた間隔を互いに対して保証し、容器内に圧力変動が生じた場合に容器を安定化させ、容器内に設けられるべき防サージ構造部用の締結点／固着点として機能し、防サージ構造部は、一体成形され得るか、またはさらには、ハーフシェルを互いに接合する前にドームに締結されることが可能である。これに加えて、前記ドームは、接合作業中に、すなわちシェルの溶接時に、シェル同士を互いにセンタリングする機能を果たす。

ドームは、例えば容器壁の反転陥入部としてそれぞれ実現することができる。このようにして、可能な限り最小量の材料を用いた支持部／柱／ドームによる容器の安定化を達成することができる。ドームは必ずしも杭形状である必要はなく、他の形状を有することができる。また、ドームは必ずしも容器の反転部として実現されなくてもよく、容器内壁に射出成形された断面十字状または角柱状支持部をドームの代わりに設けることもできる。

本発明による作動流体容器の特に有利な実施形態においては、少なくとも１つのケーブルおよび／または配線用のダクトが少なくとも１つのサージ防壁側面に設けられる。このために、例えば鍵穴状の開口部を例えばサージ防壁側面に設けることができ、この開口部を通して、シェルの組立中にケーブルおよび／または配線を所定位置に締め付けるかまたは圧入することができる。配線および／またはケーブルの予め定められた位置が容器の容積内部で保証されるように、相補的シェルが容器へと補完された時にサージ防壁側面の関連する開口部が閉じられる。

容器壁には、リブ、ハニカム等の補強構造を少なくとも部分的に設けることができる。

しかし、これに加えて、容器壁を弾性マットで被覆することもできる。このような構成は固体伝播音の伝搬を吸収する機能を果たす。これらのタイプのマットは、例えば接着によって、すなわち容器内壁に接着剤を介在させることによって配置することができる。この代わりとして、マット状の構造を容器の内壁に射出成形することができる。

作動流体容器の非常に有利な変形例においては、好ましくは流体動力によって波打可能でかつ浮動可能、すなわち少なくとも限定的に流体の波状運動に追従可能な少なくとも１つの可撓性マットが、容器の容積内部に延在する。

このような可撓性マットは容器の接合平面に対してほぼ平行に延在することができる。例えば、サージマットが、複数のドームの間にクランプされて、流体動力によってドームに対して持ち上げられるように、前記ドームによって貫通されることができる。

本発明による作動流体容器の好適な発展形態においては、シェル同士が周縁フランジによって互いに溶接され、該フランジは、それによって例えば熱シールド、断熱要素等の装着を可能とするアンダーカット外周縁部として実現される。

容器内の流体によって発生するサージノイズに起因する固体伝播音の伝搬を低減するために、弾性ブッシュが挿入される締結鳩目／締結穴を容器の例えば縁部に設けることができる。例えば、弾性ブッシュは一体的に射出成形することができる。この代わりに、鳩目／穴は、弾性材料、例えば熱可塑性エラストマーによって、オーバーモールド成形することができる。

図面に示した実施形態を用いて、本発明を以下に説明する。

本発明による容器の斜視図を示す。 本発明による容器の側面図を示す。 本発明による容器の上側シェルの断面図を示す。 本発明による容器の下側シェルの断面図を示す。 図３Ｂの線ＩＶ−ＩＶに沿った図を示す。 容器周縁の断面図を示す。 容器周縁の断面図を示す。 本発明による容器の別の部分断面図を示す。 図７の細部ＶＩＩＩの詳細斜視図を示す。 容器壁（図７の位置ＩＸ）の詳細図を示す。 図７の位置ＩＸによる容器壁の別の詳細図を示す。

本発明による作動流体容器１は、本質的に、ディーゼル車の排気ガスを触媒還元するための流体である尿素水溶液を収容するための容器として設けられている。既に上述したように、当然、本発明による作動流体容器を燃料容器として実現することもできる。

前記作動流体容器は、本質的に熱可塑性プラスチック材料から成り、それぞれ射出成形によって形成された２つのシェル２ａ、２ｂを備え、これらのシェルは、密閉容器を形成するために周縁フランジ３に沿って互いに溶接されている。

作動流体容器１は、例えば、取り出しラインのための注入口４、ならびに動作時及び補給時の通気用の接続ニップル５を有する。

作動流体容器１の下側シェル２ｂには、別の作動構成要素を有する搬送モジュール（図示せず）を挿入するための底部開口部６が設けられている。

特に図３および図４を共に見たときにわかるように、少なくとも１つのサージ防壁要素７がシェル２ａ、２ｂの各々に一体的に成形されている。下側シェル２ｂに設けられたサージ防壁要素は、例えば、波線状に延在するように実現され、これに対して、上側シェル２ａのサージ防壁要素７は作動流体容器１の容積内にほぼ直線状に延在している。これらのサージ防壁要素は、勿論、異なる形状を形成することができ、例えばジグザグ状にまたは湾曲状に延在して配置することができる。これらサージ防壁要素７の両方は、周縁フランジ３によって接合される接合平面８とほぼ同一平面上で閉じられるように実現される。図示した実施形態の場合には、接合平面８は、ほぼ水平で平らにシェル２ａ、２ｂの間に延在している。勿論、前記接合平面８を水平な設置位置に対して偏らせることができる。

シェル２ａ、２ｂが組み立てられることにより、シェル２ａ、２ｂの両サージ防壁要素７は、作動燃料容器１の内部に２つの区画９ａ、９ｂを形成するように接合平面８で互いに当接する。区画間における流体交換は、一方では、サージ防壁要素７の開口部１０を通して行われることができ、他方で、サージ防壁要素７は、区画９ａ、９ｂの間における流体交換も可能にする横方向ダクト１１が形成されるように、フランジ３の直径方向で対向する２点の間にわたって完全に延在していない。

これに加えて、２つのシェル２ａ、２ｂのサージ防壁要素７は、特に図８に見られるように、点状にのみ互いに当接するように接合平面８に配置され、その結果、接合平面８に延在する窓状の開口部１３が、接合平面８に設けられた溶接点の間に形成され、前記開口部は、シェル２ａ、２ｂの接合方向に対して横断方向への、すなわち、設置位置において流体の波状運動に対してほぼ垂直方向及び横断方向への流体の交換および通過を可能にする。

上側シェル２ａに設けられたサージ防壁要素７を見ることができる図３を再び参照されたい。前記サージ防壁要素７は、材料ブリッジ１４を介してシェル２ａ上に射出成形されている。一方では、これによって流体交換を可能にする開口部１０が形成され、その結果として、他方では、シェル２ａに関連するサージ防壁要素７は、固体伝播音の伝搬の理由ならびに作動流体容器１の安定性上の理由から望ましいある可撓性を得る。

図３からもわかるように、上側シェル２ａに設けられたサージ防壁要素７には、配線および／またはケーブル用の鍵穴状の収容手段１５が設けられている。ケーブルまたは配線は、概略的に示したように、シェル２ａ、２ｂを互いに取り付ける前に、挿入スロット１６を通して収容手段１５に圧入することができる。シェル２ａ、２ｂが互いに接合されたとき、関連する配線は、収容手段１５に捕捉的に保持され、作動流体容器１の耐用年数の間、所定の位置に確実に固定される。

次に、シェル２ａ、２ｂのフランジ３の拡大断面図が示されている図５および図６を参照されたい。

図からわかるように、シェル２ａ、２ｂのフランジ３はアンダーカット取合せ縁部として実現され、このアンダーカット取合せ縁部の周縁領域でシェル２ａ、２ｂが溶接される。前記アンダーカット取合せ縁部は、フランジ３がブラケット等の保持手段によって包囲されことを可能にする。このようにして、例えば、熱シールド手段（図示せず）によって下側シェル２ｂを補強することができる。

これに代えて又はこれに加えて、シェル２ａ、２ｂが締め付けストラップによってフランジ３で包囲されるようにすることができる。フランジ３は、外部絶縁体を作動流体容器１に設けるために役立つこともできる。

上述のサージ防壁要素７に加えて、スロッシングおよびサージングによるノイズを防止するために、他の構造を作動流体容器１の自由容積内に設けることができる。

例えば、ハニカム構造（図示せず）を作動流体容器１内に配置することができる。

これに代わって、作動流体容器の自由容積が開孔発泡体または他のスポンジ状の構造によって充填されるようにすることができる。

作動流体容器１の付加的な安定化は、シェル２ａ、２ｂの反転陥入部によってそれぞれ得られている柱状のドーム１７によって達成される。

特に図７からわかるように、ドーム１７は、シェル２ａ、２ｂ同士が接合されたときに、互いに当接するようにシェル２ａ、２ｂに配置されている。これは、端面において鈍角で行うことができ、次いで、ドームは、その領域において互いに溶接される。これに代えて、それぞれ端面が、例えば、スナップボタン原理によってそしてシェル２ａ、２ｂのまたはそれらの大きな壁領域の位置合わせおよび支持の両方を互いに実行するために、シェル２ａ、２ｂを互いにセンタリングしてインターロックするように成形されたドーム１７を実現することが可能である。

図示した実施形態の場合、作動流体容器内に１つだけストラット／支持部／支柱が存在するように、シェル２ａ、２ｂの各々に１つのみのドーム１７が設けられている。

勿論、例えば、可撓性のサージマット１８を固定するのに役立つ複数のドーム１７が、シェル２ａ、２ｂにそれぞれ設けられることが可能である。前記サージマット１８は図７に概略的にのみ示されている。サージマット１８には、例えば、ほぼ環状でありかつ締結目穴として働く複数の開口部を設けることができる。前記開口部は複数のドーム１７によって貫通されることができ、次に、これらのドーム１７は、流体の波状運動によってサージマット１８を持ち上げることができるようにサージマット１８用の締結支柱として働く。

サージマット１８は、密閉マットとして、および格子状／網目状またはふるい構造としての両方で実現することができる。

本発明による作動流体容器１には、その容器壁に補強材が部分的に有利に設けられる。例えば、容器壁の内面をハニカムとして実現することができる。このようなハニカムは例えば図９に示されている。

これに代えて又はこれに加えて、例えば図１０に概略的に示したように、容器の内壁には強化用のリブを設けることができる。

図１からわかるように、上側シェル２ａおよび下側シェル２ｂの両方において、作動流体容器１は、車体に連結するのに役立つ締結孔２０を有する締結タブ１９を備えている。車体に対して作動流体容器１の衝撃緩和のために、エラストマーブッシュを締結孔２０に挿入することができる。このような締結孔２０は射出成形することもできる。

１ 作動流体容器
２ａ、２ｂ シェル
３ フランジ
４ 注入口
５ 接続ニップル
６ 底部開口部
７ サージ防壁要素
８ 接合平面
９ａ、９ｂ 区画
１０ 開口部
１１ 横方向ダクト
１２ 溶接点
１３ 開口部
１４ 材料ブリッジ
１５ 収容手段
１６ 挿入スロット
１７ ドーム
１８ サージマット
１９ 締結タブ
２０ 締結孔

Claims (13)

1. 自動車用の作動流体容器（１）であって、互いに相補的であるプラスチック材料の少なくとも２つのシェル（２ａ、２ｂ）からなる容器本体を備え、
   前記シェル（２ａ、２ｂ）のそれぞれが、前記容器内に形成された流体波の制限をもたらすように容器の自由容積内に容器と一体に延在する構造体を有し、
   前記２つのシェル（２ａ、２ｂ）の各々の前記構造体の少なくともいくつかが、ほぼ前記容器の接合平面（８）に少なくとも部分的に互いの溶接部を有するものであり、
   それぞれ１つのサージ防壁要素（７）が、少なくとも２つのシェル（２ａ、２ｂ）に一体に設けられ、２つの相補的シェル（２ａ、２ｂ）の前記サージ防壁要素（７）が前記接合平面（８）に少なくとも点状に互いの溶接部を有しており、
   異なるシェル（２ａ、２ｂ）の前記サージ防壁要素（７）が、それらの突出部において前記接合平面（８）で交差し、この交差点の領域においてのみ互いに当接することを特徴とする作動流体容器（１）。
2. 相補的シェル（２ａ、２ｂ）の２つのサージ防壁要素（７）は、前記接合平面（８）で互いに隣接し、互いの間に流路を形成していることを特徴とする請求項１に記載の作動流体容器。
3. 少なくとも１つのサージ防壁要素（７）には開口部（１０）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の作動流体容器。
4. 異なるシェル（２ａ、２ｂ）の前記サージ防壁要素（７）が、前記接合平面（８）において前記交差点の領域で互いの溶接部を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の作動流体容器。
5. 前記シェル（２ａ、２ｂ）が、前記容器の容積内に延在する少なくとも１つのドーム（１７）をそれぞれ有し、前記シェル（２ａ、２ｂ）が前記ドーム（１７）によって互いに支持されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作動流体容器。
6. 前記シェル（２ａ、２ｂ）が少なくとも２つのドーム（１７）によって互いにセンタリングされることを特徴とする請求項５に記載の作動流体容器。
7. 前記ドーム（１７）は、容器壁の反転間入部としてそれぞれ実現されていることを特徴とする請求項５または６に記載の作動流体容器。
8. 円形、角形または十字状の断面を有する容器壁に、支持部が、ドーム（１７）としてそれぞれ一体に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の作動流体容器。
9. 少なくとも１つのケーブルおよび／または配線用ダクトが少なくとも１つのサージ防壁要素（７）に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の作動流体容器。
10. 容器壁には、ハニカムおよび／またはリブからなる補強構造が少なくとも部分的に設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の作動流体容器。
11. 前記容器の前記接合平面（８）に対して平行に延在する少なくとも１つの可撓性マットがサージマット（１８）として前記容器の容積内部に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の作動流体容器。
12. 前記サージマット（１８）は、複数のドーム（１７）の間に締結され、流体運動によって前記ドーム（１７）に対して持ち上げられるように前記ドームによって貫通されていることを特徴とする請求項１１に記載の作動流体容器。
13. 前記シェル（２ａ、２ｂ）は、周縁フランジ（３）に互いの溶接部を有し、前記フランジ（３）がアンダーカット取合せ縁部として実現されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の作動流体容器。

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