JP5980606B2 - 車載用水槽及び車載用水槽を備えた消防車輌 - Google Patents

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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4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を水槽上面に形成した第1の開口部よりも上方に突出させ、前記第2のオーバーフローパイプの一端を前記水槽上面に形成した第2の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1の開口部とを覆う第1のオーバーフロードームを前記水槽上面に設け、前記第2のオーバーフローパイプの前記一端と前記第2の開口部とを覆う第2のオーバーフロードームを前記水槽上面に設け、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を左右方向に併設し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、前記第1の開口部から下方に延びる筒状の第1の波除部材を設け、前記第2の開口部から下方に延びる筒状の第2の波除部材を設け、前記水槽内部の前記液体が前記第1の波除部材と前記第1のオーバーフローパイプとの間から前記第1のオーバーフロードーム内に導かれ、前記水槽内部の前記液体が前記第2の波除部材と前記第2のオーバーフローパイプとの間から前記第2の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、前記第1のオーバーフロードームで覆われる前記水槽上面に第1のベントホールを設け、前記第2のオーバーフロードームで覆われる前記水槽上面に第2の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、前記第1の波除部材及び前記第2の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、また複数のオーバーフローパイプの一端を左右方向に併設することで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 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 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
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、また複数のオーバーフローパイプの一端を左右方向に併設することで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急制動による漏水量を更に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2のオーバーフローパイプ32の一端32aとが、左右方向に併設されている。ここで左右方向とは、一対の後輪1をつなぐ車軸方向と同じ方向であり、比較例に示すように車輌前後方向には配置しないことを意味する。すなわち、急制動により、水槽内部の液体が慣性力によって水槽前壁13側に移動することで、第1のオーバーフローパイプ31内が昇圧され、第2のオーバーフローパイプ32内が降圧されるような状態を生じないように併設する。
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であって後方に片寄って配置され、第2のオーバーフローパイプ32は、水槽内部において水平パイプ32cを接続することで、第2のオーバーフローパイプ32の一端32aは、水槽上面11から見て他方の側方であって後方に片寄って配置されている。
また、実施例1では、第1のオーバーフロードーム41で覆われる水槽上面11にベントホール11cを設け、第2のオーバーフロードーム42で覆われる水槽上面11にベントホール11dを設けている。ベントホール11cの面積は、第1の波除部材51と第1のオーバーフローパイプ31との隙間面積より小さく、ベントホール11dの面積は、第2の波除部材52と第2のオーバーフローパイプ32との隙間面積より小さいことが好ましい。ベントホール11c、11dの面積が大きくなると、第1の波除部材51、第2の波除部材52による効果が減少する。
図2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。
また、実施例1に示す第1のオーバーフロードーム41及び第2のオーバーフロードーム42に代えて、図示のように、オーバーフロードーム40を設けてもよい。
オーバーフロードーム40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とを覆っている。
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3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3(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2のオーバーフローパイプ32の一端32aとが、マンホール21内の空間で左右方向に併設されている。すなわち、水槽上面11に設けた第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42とが、マンホール21内の空間で左右方向に併設されている。
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とを覆う第1のオーバーフロードーム41を、マンホール21内に設けることで、マンホール21内の壁を第1のオーバーフロードーム41に利用することができる。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とを覆う第2のオーバーフロードーム42を、マンホール21内に設けることで、マンホール21内の壁を第2のオーバーフロードーム42に利用することができる。
実施例3では、第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42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第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42に利用している。
図3(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の蓋内面を第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42の上面に利用している。
すなわち、実施例4における第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42の上面は開放されており、マンホール21の蓋内面で第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42の上面を閉塞している。
実施例4のように、マンホール21の蓋内面で第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42の上面を閉塞することで、マンホール21を外すことで第1のオーバーフロードーム41と第2のオーバーフロードーム42内のメンテナンスを行うことができる。
なお、実施例3及び実施例4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5は、高速制動試験の結果を示し、比較例での漏れ水量を100とした場合の実施例1の漏れ水量の割合を示している。図5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。
図5に示すように、実施例1では比較例に対して24%の漏れ水量となり、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。
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と第2のオーバーフローパイプ32の一端32aとを、水槽上面11から見て後方に片寄って配置したが、水槽上面11から見て中央、又は前方に片寄って配置してもよい。
また、比較例においても、実施例1又は実施例2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を用いる場合には、少なくとも一方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、複数のオーバーフローパイプ30の一端を左右方向に併設することで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を設けることで急制動による漏水量を更に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、11d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、11d 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を水槽上面に形成した第1の開口部よりも上方に突出させ、
    前記第2のオーバーフローパイプの一端を前記水槽上面に形成した第2の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1の開口部とを覆う第1のオーバーフロードームを前記水槽上面に設け、
    前記第2のオーバーフローパイプの前記一端と前記第2の開口部とを覆う第2のオーバーフロードームを前記水槽上面に設け、
    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を左右方向に併設したことを特徴とする車載用水槽。
  2. 前記第1の開口部から下方に延びる筒状の第1の波除部材を設け、
    前記第2の開口部から下方に延びる筒状の第2の波除部材を設け、
    前記水槽内部の前記液体が前記第1の波除部材と前記第1のオーバーフローパイプとの間から前記第1のオーバーフロードーム内に導かれ、
    前記水槽内部の前記液体が前記第2の波除部材と前記第2のオーバーフローパイプとの間から前記第2の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. 前記第1のオーバーフロードームで覆われる前記水槽上面に第1のベントホールを設け、前記第2のオーバーフロードームで覆われる前記水槽上面に第2の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. 前記第1の波除部材及び前記第2の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。
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