JP5980605B2 - 車載用水槽及び車載用水槽を備えた消防車輌 - Google Patents

Description

本発明は、特に消防車輌に搭載されて用いられる車載用水槽に関する。

消防車輌に搭載されて用いられる車載用水槽は、耐圧性が要求されることから、多くは金属で形成される。
しかし、車両総重量を軽くし、材料費を安くする上では、例えばポリプロピレンなどの樹脂タンクが従来の金属タンクよりも優れているが、従来の金属タンクと同性能とするためには、オーバーフローパイプの配管径は、樹脂パイプでは金属パイプよりも大きくなってしまう。樹脂タンクは、金属タンクに比べて耐圧性能が低いためである。

ところで、例えば特許文献１にも開示されているように、オーバーフローパイプは、一端を水槽上面に固定され、水槽上面から上方へ延ばした後に湾曲反転させて水槽底面を貫通し、ドレン口となる他端を水槽外部に連通している。
特許文献１では、オーバーフローパイプの一部が湾曲して水槽上方に突出することによって車高が高くなるという問題点を指摘している。
従って、オーバーフローパイプに樹脂パイプを用いると、配管径が大きくなるために水槽上方への突出量は更に大きくなってしまう。また、オーバーフローパイプの他端の配置スペースは、各種の車輌部品や車体フレームによって制約を受けているため、大きな配管径のオーバーフローパイプでは、取り付けスペースの確保が困難となってしまう。

そこで本発明者らは、金属タンクでは１本であったオーバーフローパイプを２本用いた比較例を試作してオーバーフローパイプの評価試験を行った。
図６は、２本のオーバーフローパイプを用いた比較例による車載用水槽の構成図である。
同図では、消防車輌の後部側要部を示している。
左右一対の後輪１の間には、車輌前後方向に延びる一対の車体フレーム２が配置され、車体フレーム２の上にサブフレーム３を介して車載用水槽１０が搭載されている。
車載用水槽１０には、点検口を閉塞するマンホール２１、積水パイプ２２、送水パイプ２３、及び吸水パイプ２４を設けている。

マンホール２１は、車載用水槽１０の水槽上面１１の中心から前方及び側方に片寄った位置に設けられている。
積水パイプ２２は、水槽外部から消火用水を水槽内部に取り込むためのものであり、車載用水槽１０内に配置されている。積水パイプ２２の一端は、車載用水槽１０の水槽側壁１２を貫通して開口を形成し、積水パイプ２２の他端側は、車載用水槽１０の水槽上面１１を貫通して水槽上面１１の上方で湾曲した後に再び水槽上面１１を貫通して車載用水槽１０内に挿入され、積水パイプ２２の他端は車載用水槽１０内部上方で開口している。積水パイプ２２は、車載用水槽１０の両水槽側壁１２にそれぞれ設けられている。
送水パイプ２３は、積水パイプ２２と同様に、水槽外部から消火用水を水槽内部に取り込むためのものであり、車載用水槽１０内に配置されている。送水パイプ２３の一端は、車載用水槽１０の水槽前壁１３を貫通して開口を形成し、送水パイプ２３の他端側は、車載用水槽１０の水槽上面１１を貫通して水槽上面１１の上方で湾曲した後に再び水槽上面１１を貫通して車載用水槽１０内に挿入され、送水パイプ２３の他端は車載用水槽１０内部上方で開口している。
吸水パイプ２４は、消防ポンプに接続され、消防ポンプの作動によって消火用水を放水するためのものであり、車載用水槽１０内に配置されている。吸水パイプ２４の一端は、車載用水槽１０の水槽底面１４を貫通して開口を形成し、吸水パイプ２４の他端は、消防ポンプに接続されている。

車載用水槽１０には、車輌の走行中の揺れによる水槽内部の液体の漏出を水槽外部に導くオーバーフローパイプ３０を水槽内部に備えている。
比較例では、オーバーフローパイプ３０として、第１のオーバーフローパイプ３１と、第２のオーバーフローパイプ３２とを有している。
第１のオーバーフローパイプ３１は、水槽上面１１から見て一方の側方であって前方に片寄って垂直方向に配置されている。
第２のオーバーフローパイプ３２は、水槽上面１１から見て一方の側方であって後方に片寄って垂直方向に配置されている。

第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａは、水槽上面１１に形成した第１の開口部１１ａよりも上方に突出させ、第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａは、水槽上面１１に形成した第２の開口部１１ｂよりも上方に突出させている。
第１のオーバーフローパイプ３１の他端３１ｂ、第２のオーバーフローパイプ３２の他端３２ｂは、それぞれ水槽底面１４を貫通して水槽外部に突出させている。
第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａと、第１の開口部１１ａとは、水槽上面１１に設けた第１のオーバーフロードーム４１で覆われている。
また、第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａと、第２の開口部１１ｂとは、水槽上面１１に設けた第２のオーバーフロードーム４２で覆われている。

第１の開口部１１ａには、第１の開口部１１ａから下方に延びる筒状の第１の波除部材５１を設けている。
また、第２の開口部１１ｂには、第２の開口部１１ｂから下方に延びる筒状の第２の波除部材５２を設けている。
水槽内部の液体は、第１の波除部材５１と第１のオーバーフローパイプ３１との間から第１のオーバーフロードーム４１内に導かれる。
また、水槽内部の液体は、第２の波除部材５２と第２のオーバーフローパイプ３２との間から第２のオーバーフロードーム４２内に導かれる。

特開２００９−５７９１号公報

比較例を用いて水槽オーバーフロー漏れ量測定試験を行った。
試験は、うねり走行、急制動、及び傾斜について行った。
うねり走行試験では、悪路において、うねり両輪１往復及び片側左右１往復づつ、それぞれを３往復行い、水量計によって漏れ水量を計測した。
急制動試験では、３５ｋｍ／ｈからの急停車を１０回、２セット行い、水量計によって漏れ水量を計測した。
傾斜試験では、車体を前後左右それぞれに水平面から車体５度（勾配８．７％）傾斜させ、その後前方のみに車体１０度（勾配１７．６％）傾斜させた後に、水量計によって漏れ水量を計測した。
比較形態１では、うねり走行試験及び傾斜試験において漏れ水量がタンク容量の１０％以内となり良好な結果を得ることができた。
しかし、急制動試験では、漏れ水量がタンク容量の１０％を上回る結果となった。
急制動によるオーバーフローのメカニズムは、以下のように推測される。
すなわち、急制動により、水槽内部の液体は、慣性力によって水槽前壁１３側に移動し、水槽前壁１３側では水圧が上昇し、第１のオーバーフローパイプ３１から液体が流出する。このとき、第２のオーバーフローパイプ３２側の上方には空気空間が形成され、空気空間が負圧になることで、第２のオーバーフローパイプ３２からは、水槽外部から空気が流入する。従って、水槽外部からの空気流入によって第１のオーバーフローパイプ３１からは更に液体が流出する。

そこで本発明は、複数のオーバーフローパイプを用いて配管径を小さくするとともに、特に急制動による漏水量を低減することを目的とする。

請求項１記載の本発明の車載用水槽は、車輌の走行中の揺れによる水槽内部の液体の漏出を水槽外部に導くオーバーフローパイプを前記水槽内部に備えた車載用水槽であって、前記オーバーフローパイプとして、少なくとも第１のオーバーフローパイプと、第２のオーバーフローパイプとを有し、前記第１のオーバーフローパイプの一端と前記第２のオーバーフローパイプの一端とを、水槽上面に形成した開口部よりも上方に突出させ、前記第１のオーバーフローパイプの他端と前記第２のオーバーフローパイプの他端とを、前記水槽外部に突出させ、前記第１のオーバーフローパイプの前記一端と、前記第２のオーバーフローパイプの前記一端と、前記開口部とを覆うオーバーフロードームを前記水槽上面に設けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車載用水槽において、前記開口部から下方に延びる筒状の波除部材を設け、前記水槽内部の前記液体が前記波除部材と前記オーバーフローパイプとの間から前記オーバーフロードーム内に導かれることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の車載用水槽において、前記オーバーフロードームで覆われる前記水槽上面にベントホールを設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の車載用水槽において、前記波除部材に開口部を設けたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の車載用水槽を搭載したことを特徴とする。

本発明によれば、複数のオーバーフローパイプを用いることで１本のオーバーフローパイプと比較して配管径を小さくでき、またオーバーフロードームで複数のオーバーフローパイプの一端を覆うことで特に高速走行からの急制動による漏水量を低減することができる。

本発明の実施例１による車載用水槽の構成図 実施例１による車載用水槽の構成を示す要部拡大図 本発明の実施例２による車載用水槽の構成を示す要部拡大図 本発明の実施例３、４による車載用水槽の構成を示す要部拡大図 本発明の実施例５、６による車載用水槽の構成を示す要部拡大図 ２本のオーバーフローパイプを用いた比較例による車載用水槽の構成図 高速制動試験の結果を示すグラフ 低速制動試験の結果を示すグラフ

本発明の第１の実施の形態による車載用水槽は、オーバーフローパイプとして、少なくとも第１のオーバーフローパイプと、第２のオーバーフローパイプとを有し、第１のオーバーフローパイプの一端と第２のオーバーフローパイプの一端とを、水槽上面に形成した開口部よりも上方に突出させ、第１のオーバーフローパイプの他端と第２のオーバーフローパイプの他端とを、水槽外部に突出させ、第１のオーバーフローパイプの一端と、第２のオーバーフローパイプの一端と、開口部とを覆うオーバーフロードームを水槽上面に設けたものである。本実施の形態によれば、複数のオーバーフローパイプを用いることで１本のオーバーフローパイプと比較して配管径を小さくでき、またオーバーフロードームで複数のオーバーフローパイプの一端を覆うことで特に高速走行からの急制動による漏水量を低減することができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による車載用水槽において、開口部から下方に延びる筒状の波除部材を設け、水槽内部の液体が波除部材とオーバーフローパイプとの間からオーバーフロードーム内に導かれるものである。本実施の形態によれば、波除部材を設けることで特に低速走行からの急制動による漏水量を低減することができる。

本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による車載用水槽において、オーバーフロードームで覆われる水槽上面にベントホールを設けたものである。本実施の形態によれば、水槽内部の空気をベントホールから排出することができるので水槽内部上方に空気を残留させることなく、水槽内部に液体を充填することができる。

本発明の第４の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態による車載用水槽において、波除部材に開口部を設けたものである。本実施の形態によれば、開口部から空気や液体を流通させることができ、走行中の揺れや急制動による波の影響を低減することができる。

本発明の第５の実施の形態による消防車輌は、第１から第４のいずれかの実施の形態による車載用水槽を搭載したものである。本実施の形態によれば、走行時の漏水量を低減し、水槽内部の消火水量を確保することができる。

以下本発明の一実施例による車載用水槽について説明する。
図１は実施例１による車載用水槽の構成図、図２は実施例１の要部拡大図である。比較例と同一構成には同一符号を付して説明を省略し、比較例との相違点について以下に説明する。

実施例１では、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａと、第１の開口部１１ａと、第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａと、第２の開口部１１ｂとは、水槽上面１１に設けたオーバーフロードーム４０で覆われている。
また、実施例１では、第１のオーバーフローパイプ３１は、水槽内部において水平パイプ３１ｃを接続することで、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａは、水槽上面１１から見て一方の側方に片寄り、前後方向では中央又は中央よりも後方側に片寄って配置されている。
また、実施例１では、オーバーフロードーム４０で覆われる水槽上面１１にベントホール１１ｃを設けている。実施例１では、後方側に２つのベントホール１１ｃを設けている。２つのベントホール１１ｃの総面積は、第１の波除部材５１とオーバーフローパイプ３１との隙間面積、又は第２の波除部材５２とオーバーフローパイプ３２との隙間面積より小さいことが好ましい。ベントホール１１ｃの総面積が大きくなると、第２の波除部材５２による効果が減少する。

図３は実施例２による車載用水槽の構成を示す要部拡大図である。
実施例２は、実施例１における第１の波除部材５１に代えて、複数の開口部５３ａを設けた第１の波除部材５３を設け、実施例１における第２の波除部材５２に代えて、複数の開口部５４ａを設けた第２の波除部材５４を設けたものである。
すなわち、第１の開口部１１ａには、第１の開口部１１ａから下方に延びる筒状の第１の波除部材５３を設けている。
また、第２の開口部１１ｂには、第２の開口部１１ｂから下方に延びる筒状の第２の波除部材５４を設けている。
第１の波除部材５３及び第２の波除部材５４は、下端部がリング状の有底部となっており、この有底部にも、それぞれ開口部５３ａ、５４ａを設けている。
なお、その他の構成は実施例１と同一であるため説明を省略する。

図４は実施例３、４による車載用水槽の要部構成図である。実施例１と同一構成には同一符号を付して説明を省略し、実施例１との相違点について以下に説明する。
図４（ａ）（ｂ）を用いて実施例３による車載用水槽を説明する。
実施例３では、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａと、第１の開口部１１ａと、第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａと、第２の開口部１１ｂと、水槽上面１１に設けたオーバーフロードーム４０とは、マンホール２１内の空間に配置している。
実施例３のように、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａと、第１の開口部１１ａと、第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａと、第２の開口部１１ｂとを覆うオーバーフロードーム４０を、マンホール２１内に設けることで、マンホール２１内の壁をオーバーフロードーム４０に利用することができる。
実施例３では、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａと第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａとを、マンホール２１内の前方に左右方向に併設し、マンホール２１内の前壁及び側壁をオーバーフロードーム４０に利用している。

図４（ａ）（ｃ）を用いて実施例４による車載用水槽を説明する。
実施例４では、実施例３の構成に加えて、マンホール２１の蓋内面をオーバーフロードーム４０の上面に利用している。
すなわち、実施例４におけるオーバーフロードーム４０の上面は開放されており、マンホール２１の蓋内面でオーバーフロードーム４０の上面を閉塞している。
実施例４のように、マンホール２１の蓋内面でオーバーフロードーム４０の上面を閉塞することで、マンホール２１を外すことでオーバーフロードーム４０内のメンテナンスを行うことができる。

図５は実施例５、６による車載用水槽の要部構成図である。実施例３と同一構成には同一符号を付して説明を省略し、実施例３、４との相違点について以下に説明する。
図５（ａ）（ｂ）を用いて実施例５による車載用水槽を説明する。
実施例５では、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａと第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａとを、マンホール２１内の側方に前後方向に併設し、マンホール２１内の前壁及び側壁をオーバーフロードーム４０に利用している。

図５（ａ）（ｃ）を用いて実施例６による車載用水槽を説明する。
実施例６では、実施例５の構成に加えて、マンホール２１の蓋内面をオーバーフロードーム４０の上面に利用している。
すなわち、実施例５におけるオーバーフロードーム４０の上面は開放されており、マンホール２１の蓋内面でオーバーフロードーム４０の上面を閉塞している。
実施例６のように、マンホール２１の蓋内面でオーバーフロードーム４０の上面を閉塞することで、マンホール２１を外すことでオーバーフロードーム４０内のメンテナンスを行うことができる。
なお、実施例３から実施例６についても、実施例２で説明した第１の波除部材５３及び第２の波除部材５４を適用できる。

次に、制動試験の結果を説明する。
図７は、高速制動試験の結果を示し、比較例での漏れ水量を１００とした場合の各実施例の漏れ水量の割合を示している。図７に示す急制動試験では、３５ｋｍ／ｈからの急停車を１０回、２セット行い、水量計によって漏れ水量を計測した。
実施例３は、実施例１の構成から、第１の波除部材５１、第２の波除部材５２を取り外したものである。
図７に示すように、実施例１では比較例に対して３７％の漏れ水量、実施例２では比較例に対して４０％の漏れ水量、実施例３では比較例に対して４７％の漏れ水量となり、いずれも良好な結果を得ることができた。

図８は、低速制動試験の結果を示し、実施例２での漏れ水量を１００とした場合の実施例１の漏れ水量の割合を示している。図８に示す急制動試験では、走行速度を５ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈ、１５ｋｍ／ｈの３段階で行い、各走行速度からの急停車を１０回、２セット行い、水量計によって漏れ水量を計測した。
図８に示すように、実施例１では実施例２に対して４０〜６０％の漏れ水量となり、いずれの低速走行でも良好な結果を得ることができた。

なお、比較例及び各実施例において、車載用水槽１０、積水パイプ２２、送水パイプ２３、吸水パイプ２４、及びオーバーフローパイプ３０は、ポリプロピレンなどの樹脂とすることが好ましいが、金属製であっても同様に効果がある。
実施例２では、実施例１におけるベントホール１１ｃを設けない場合を示しているが、実施例１と同様にベントホール１１ｃを設けてもよい。
比較例においては、ベントホール１１ｃを設けることが好ましい。
また実施例１では、ベントホール１１ｃを設けた場合を示しているが、ベントホール１１ｃを設けなくてもよい。

また、実施例１及び実施例２では、第１の開口部１１ａに対応して第１の波除部材５１、５３を設け、第２の開口部１１ｂに対応して第２の波除部材５２、５４を設けたものを示したが、一つの波除部材によって第１の開口部１１ａ及び第２の開口部１１ｂを覆うものであってもよい。
また、実施例１及び実施例２では、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａを、水槽上面１１から見て一方の側方に片寄り、前後方向では中央又は中央よりも後方側に片寄って配置したが、比較例に示す位置でもよい。すなわち、比較例において、第１のオーバーフローパイプ３１の一端３１ａと、第２のオーバーフローパイプ３２の一端３２ａとを１つのオーバーフロードーム４０で覆ってもよい。
また、比較例においても、実施例１から実施例３と同様に、複数のオーバーフローパイプ３０を用いることで１本のオーバーフローパイプ３０と比較して配管径を小さくできる。
また、比較例においても、波除部材５１、５２を設けることで特に低速走行からの急制動による漏水量を低減することができる。

なお、比較例及び各実施例で示すように、複数のオーバーフローパイプ３０を用いる場合、特に複数のオーバーフローパイプ３０を車輌の前後方向に配置する場合には、少なくとも一方のオーバーフローパイプ３０、特には少なくとも車輌の後方側のオーバーフローパイプ３０に、水槽内部の方向への流れを阻止する一方向弁を設けることが好ましい。このような一方向弁を設けることで水槽内部への空気流入を阻止できるので、水槽内部からの流体の流出を低減することができる。
比較例及び各実施例では、図示及び説明を省略したが、車載用水槽１０内は内部液体の移動を妨げない程度に、前後及び左右方向に配置された垂直板によって複数に区画されている。

本実施例によれば、オーバーフロードーム４０で複数のオーバーフローパイプ３０の一端を覆うことで特に高速走行からの急制動による漏水量を低減することができる。
また本実施例によれば、波除部材５１、５２、５３、５４を設けることで特に低速走行からの急制動による漏水量を低減することができる。
また本実施例によれば、水槽内部の空気をベントホール１１ｃから排出することができるので水槽内部上方に空気を残留させることなく、水槽内部に液体を充填することができる。
また本実施例によれば、開口部５３ａ、５４ａから空気や液体を流通させることができ、走行中の揺れや急制動による波の影響を低減することができる。

本発明は、特にポリプロピレンなどの樹脂で成形する車載用水槽に適している。

１０ 車載用水槽
１１ 水槽上面
１１ａ 第１の開口部
１１ｂ 第２の開口部
１１ｃ ベントホール
３０ オーバーフローパイプ
３１ 第１のオーバーフローパイプ
３１ａ 一端
３１ｂ 他端
３２ 第２のオーバーフローパイプ
３２ａ 一端
３２ｂ 他端
４０ オーバーフロードーム
５１ 第１の波除部材
５２ 第２の波除部材
５３ 第１の波除部材
５３ａ 開口部
５４ 第２の波除部材
５４ａ 開口部

Claims (5)

1. 車輌の走行中の揺れによる水槽内部の液体の漏出を水槽外部に導くオーバーフローパイプを前記水槽内部に備えた車載用水槽であって、
   前記オーバーフローパイプとして、少なくとも第１のオーバーフローパイプと、第２のオーバーフローパイプとを有し、
   前記第１のオーバーフローパイプの一端と前記第２のオーバーフローパイプの一端とを、水槽上面に形成した開口部よりも上方に突出させ、
   前記第１のオーバーフローパイプの他端と前記第２のオーバーフローパイプの他端とを、前記水槽外部に突出させ、
   前記第１のオーバーフローパイプの前記一端と、前記第２のオーバーフローパイプの前記一端と、前記開口部とを覆うオーバーフロードームを前記水槽上面に設けたことを特徴とする車載用水槽。
2. 前記開口部から下方に延びる筒状の波除部材を設け、前記水槽内部の前記液体が前記波除部材と前記オーバーフローパイプとの間から前記オーバーフロードーム内に導かれることを特徴とする請求項１に記載の車載用水槽。
3. 前記オーバーフロードームで覆われる前記水槽上面にベントホールを設けたことを特徴とする請求項２に記載の車載用水槽。
4. 前記波除部材に開口部を設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車載用水槽。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の車載用水槽を搭載したことを特徴とする消防車輌。