JP6287640B2 - タンク装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸込管によってタンク本体内の液体を吸い込むタンク装置であって、特に吸込管が樹脂製のものに関する。

例えば、特許文献１に記載のオイルタンクのように、タンク本体内の液体（オイル）を吸い込むための吸込管を具備したタンク装置が従来より存在する。このようなタンク装置が自動車や作業車両等に搭載される場合、運転中にタンク本体が傾くなどして、液面位置が変化することがある。液面位置が変化した場合でも空気を吸い込まないようにするため、吸込管の吸込口をタンク本体の底面に向け、かつ吸込口をできるだけ底面近傍に位置させるといった工夫がなされている（特許文献１の図７参照）。

特開２００３−４９８０１号公報

ところで、このような吸込管は金属製のものが一般的であるが、コストや成形性において金属よりも有利な樹脂の使用も昨今検討されている。しかしながら、樹脂の強度には温度依存性があり、液体の温度が高い場合には、熱の影響で樹脂製の吸込管の強度が低下するおそれがある。また、吸込管内には負圧が発生しているため、タンク本体の底面を向いて開口する吸込口が底面近傍に配置されていると、上記負圧により吸込口に底面側への引張力が作用する。熱の影響で吸込管の強度が低下しているところに、このような引張力が作用すると、吸込管が変形し、吸込口が底面との接触により閉塞されることで、吸込面積が減少することがある。吸込面積が減少すると、それに伴って液体の吸込量が減少し、その分、吸込管内における液体の圧力が低下する結果、キャビテーションが発生し、その際に異音が生じるおそれがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、樹脂製の吸込管を有するタンク装置において、キャビテーションによる異音の発生を防止することを目的とするものである。

本発明にかかるタンク装置は、液体を貯留するタンク本体と、前記タンク本体の底面を向いて開口する吸込口を有し、前記液体を前記吸込口から吸い込む樹脂製の吸込管と、を備え、前記吸込管および前記タンク本体のうち少なくともいずれか一方に、前記吸込管および前記タンク本体のうち他方に当接可能な当接部が設けられており、前記吸込口に前記底面側への引張力が作用したとき、前記吸込口が前記当接部により支持されることで、前記吸込口と前記底面との間に空間が確保されることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂製の吸込管の吸込口に、タンク本体の底面側への引張力が作用しても、吸込口が当接部により支持されることで、吸込口と底面との間に空間が確保される。このため、吸込口が底面により閉塞されて吸込面積が減少するということがなく、吸込面積の減少に起因するキャビテーションの発生を防止することができ、ひいてはキャビテーションによる異音の発生を防止することができる。

第１実施形態におけるタンク装置の全体を示す模式図である。 第１実施形態における吸込口を示す拡大断面図である。 第１実施形態の変形例における吸込口を示す拡大断面図である。 第２実施形態における吸込口を示す拡大断面図および斜視図である。 第３実施形態における吸込口周辺を示す斜視図である。 他の実施形態における吸込口の一例を示す拡大断面図である。

［第１実施形態］
以下、図面を参照しつつ、本発明にかかるタンク装置の実施形態について説明する。図１は、第１実施形態におけるタンク装置１の全体を示す模式図である。このタンク装置１は、フォークリフトに搭載されるオイルタンクであり、フォークリフトのマストを駆動させるシリンダ９２の作動油を貯留、供給するものである。ただし、本発明にかかるタンク装置は、フォークリフト以外の作業車両や自動車に搭載されるものであってもよいし、貯留する液体も作動油に限定されない。

（全体構成）
タンク装置１は、不図示のポンプやバルブ等が設けられた油圧回路９１を介してシリンダ９２に接続されている。タンク装置１は、作動油ＯＬを内部に貯留するタンク本体１０と、タンク本体１０内の作動油ＯＬを吸い込んでシリンダ９２へ供給する吸込管２０と、シリンダ９２から排出される作動油ＯＬをタンク本体１０へと戻す戻り管３０と、を具備して構成される。

（タンク本体）
タンク本体１０は、作動油ＯＬを貯留するための内部空間を有する、例えば直方体状の樹脂製容器である。ただし、タンク本体１０の形状は直方体状に限定されるものではないし、タンク本体１０は樹脂製ではなく金属製でもよい。タンク本体１０の側壁には、吸込管２０を挿入するための貫通孔１１、および戻り管３０を挿入するための貫通孔１２が、それぞれ形成されている。

（吸込管）
吸込管２０は、作動油ＯＬを吸い込むための円管状の樹脂製パイプであり、貫通孔１１に挿入された状態でタンク本体１０に取り付けられる。吸込管２０は、貫通孔１１からタンク本体１０の内部に向かって底面１３に沿って延びた後、底面１３に向かって斜めに折れ曲がる形状を有する。吸込管２０の先端は、底面１３を向いて開口する吸込口２１となっている。吸込口２１は、底面１３の近傍に配置されるとともに、平面視では底面１３の略中央に位置しており、作動油ＯＬの液面が変動した場合でも、できるだけ空気を吸い込むことがない配置となっている。吸込管２０のうち、タンク本体１０に取り付けられたときにタンク本体１０の外側に位置する部位は接続部２２となっており、この接続部２２は油圧回路９１を構成する不図示の配管に適宜接続される。

（戻り管）
戻り管３０は、作動油ＯＬをタンク本体１０に戻すための円管状の樹脂製パイプであり、貫通孔１２に挿入された状態でタンク本体１０に取り付けられる。戻り管３０は、吸込管２０と同様に、貫通孔１２からタンク本体１０の内部に向かって底面１３に沿って延びた後、底面１３に向かって斜めに折れ曲がる形状を有する。戻り管３０の先端は、底面１３を向いて開口する吐出口３１となっている。戻り管３０のうち、タンク本体１０に取り付けられたときにタンク本体１０の外側に位置する部位は接続部３２となっており、この接続部３２は油圧回路９１を構成する不図示の配管に適宜接続される。

（当接部）
図２は、第１実施形態における吸込口２１を示す拡大断面図であり、より詳細には、吸込管２０の軸方向に沿った断面図である。ａ図は、当接部２１ａが底面１３から離間している状態を示し、ｂ図は、当接部２１ａが底面１３に当接している状態を示す（以上、図３、図４、図６も同様）。

吸込口２１は、底面１３に対して傾斜しており、基端側から先端側に向かうにつれて上方に向かう傾斜面となっている。その結果、吸込管２０の軸方向に沿った断面において、吸込管２０の外面と傾斜面２１との間には、基端側に形成される鈍角部２１ａと、先端側に形成される鋭角部２１ｂとが存在するが、このうち鈍角部２１ａが、吸込口２１のうち底面１３に最も近接する部位である「当接部」となっている。

ａ図に示すように、当接部２１ａが底面１３から離間している状態において、吸込口２１に底面１３側への引張力が作用すると、ｂ図に示すように、当接部２１ａが最初に底面１３に当接する。その結果、吸込口２１が当接部２１ａにより支持された状態となり、それ以上吸込口２１が底面１３側へ移動することがないため、吸込口２１と底面１３との間に空間Ｓが確保される。

（効果）
このように、第１実施形態によれば、当接部２１ａによって吸込口２１と底面１３との間に空間Ｓが確保されることで、吸込口２１が底面１３により閉塞されるということがなく、吸込面積の減少に起因するキャビテーションの発生を防止することができ、ひいてはキャビテーションによる異音の発生を防止することができるという効果が得られる。しかも、第１実施形態によれば、吸込口２１を底面１３に対して傾斜する傾斜面とするだけで当接部２１ａを構成することができるので、新たな部材を追加することなく、低コストで、キャビテーションによる異音の発生を防止することができる。また、当接部２１ａが底面１３から離間している状態で吸込管２０をタンク本体１０に取り付ける方が、当接部２１ａが底面１３に当接している状態で吸込管２０をタンク本体１０に取り付けるよりも、タンク本体１０の組み立てが容易であり、各部品において許容される製造公差も大きくなる。

（変形例）
第１実施形態のように、吸込口２１を底面１３に対して傾斜させ、吸込口２１のうち底面１３に最も近接する部位を「当接部」とする場合、吸込口２１を傾斜させる方向はどのような方向であってもよい。例えば、図３に示すように、吸込口２１を、基端側から先端側に向かうにつれて下方に向かう傾斜面としてもよい。この場合、吸込管２０の軸方向に沿った断面において、吸込管２０の外面と傾斜面２１との間には、基端側に形成される鈍角部２１ｃと、先端側に形成される鋭角部２１ｄとが存在するが、このうち鋭角部２１ｄが、吸込口２１のうち底面１３に最も近接する部位である「当接部」となる。

ただし、当接部の強度を考慮すると、図２に示すように、鈍角部２１ａを当接部とするのが好ましい。というのも、図２の鈍角部（当接部）２１ａと図３の鋭角部（当接部）２１ｄとを比較した場合、鈍角部２１ａのほうが鋭角部２１ｄよりも管厚が大きくなり、底面１３に当接した状態で底面１３側への引張力が作用したとき、鈍角部２１ａのほうがより大きな引張力に対抗して吸込口２１を支持することができるからである。

なお、吸込口２１のうち鈍角部２１ａを底面１３に最も近接する部位とするためには、図２のｂ図に示すように、吸込管２０の先端部分が底面１３に対してなす角度をα［度］、傾斜面である吸込口２１が底面１３に対してなす角度をβ［度］とするとき、β＜９０−αの条件を満足するようにすればよい。

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態における吸込口２１を示す拡大断面図（ａ図、ｂ図）および斜視図（ｃ図）である。第１実施形態では、吸込口２１を底面１３に対して傾斜させることで「当接部」を構成したが、第２実施形態では、吸込管２０から底面１３側に突出する突出部２２を設け、この突出部２２を「当接部」としている。以下、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明を行う。

当接部としての突出部２２は、図４のｃ図に示すように、吸込管２０の先端、すなわち吸込口２１から底面１３側へと突出しており、吸込管２０の周方向において対向する位置（１８０度離れた位置）に２つ設けられている。なお、突出部２２の形状、個数、位置等の具体的形態は適宜変更することが可能であり、例えば突出部２２の個数は１つでも３つ以上でもよい。ただし、吸込口２１を安定的に支持するためには、突出部２２を複数設け、周方向に等間隔に配置することが好ましい。

ａ図に示すように、当接部２２が底面１３から離間している状態において、吸込口２１に底面１３側への引張力が作用すると、ｂ図に示すように、当接部２２が底面１３に当接する。その結果、吸込口２１が当接部２２により支持された状態となり、それ以上吸込口２１が底面１３側へ移動することがないため、吸込口２１と底面１３との間に空間Ｓが確保される。

（効果）
このように、第２実施形態によれば、当接部２２によって吸込口２１と底面１３との間に空間Ｓが確保されることで、吸込口２１が底面１３により閉塞されるということがなく、吸込面積の減少に起因するキャビテーションの発生を防止することができ、ひいてはキャビテーションによる異音の発生を防止することができるという効果が得られる。しかも、第２実施形態によれば、突出部２２の形状や配置を変更することで、吸込口２１の支持強度を調整することができる。特に、第２実施形態では、樹脂成形する際に突出部２２の成形に工数がかかるものの、突出部２２を吸込口２１から突出させているので、突出部２２を短くしても空間Ｓを確保することができるので好適である。また、突出部２２が底面１３から離間している状態で吸込管２０をタンク本体１０に取り付ける方が、突出部２２が底面１３に当接している状態で吸込管２０をタンク本体１０に取り付けるよりも、タンク本体１０の組み立てが容易であり、各部品において許容される製造公差も大きくなる。

（変形例）
本実施形態の突出部２２は、吸込管２０を樹脂成形する際に、同時に成形することが可能であるが、突出部２２を吸込管２０とは別部材として用意し、これを吸込管２０に接合するようにしてもよい。また、突出部２２を吸込管２０のうち吸込口２１以外の部位から底面１３側に突出させ、その下端が吸込口２１よりも底面１３側に位置するように構成することも可能である。

［第３実施形態］
図５は、第３実施形態における吸込口２１の周辺を示す斜視図である。第１実施形態および第２実施形態では、いずれも吸込管２０側に「当接部」を設けたが、第３実施形態では、タンク本体１０の底面１３から吸込口２１側に向けて突出するリブ１４を設け、このリブ１４を「当接部」とするように構成している。以下、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明を行う。

当接部としてのリブ１４は、図５に示すように、底面１３のうち吸込口２１と対向する領域に、吸込口２１側に向けて突出するように形成されており、基端・先端方向と直交する方向に沿って設けられている。また、タンク本体１０を樹脂で成形する際に、リブ１４も同時に容易に成形できるよう、リブ１４は型抜きがしやすい形状（例えば、断面形状が矩形、三角形、上辺が短い台形等）となっている。なお、リブ１４の形状、個数、位置等の具体的形態は適宜変更することが可能であり、例えばリブ１４を複数設けてもよいし、リブ１４の形成方向を基端・先端方向と直交する方向以外としてもよい。

吸込口２１がリブ１４から離間している状態において、吸込口２１に底面１３側への引張力が作用すると、吸込口２１がリブ１４に当接する。その結果、吸込口２１がリブ１４により支持された状態となり、それ以上吸込口２１が底面１３側へ移動することがないため、吸込口２１と底面１３との間に空間Ｓが確保される。なお、リブ１４による吸込口２１の支持安定性を向上させるために、吸込口２１を底面１３に投影させた領域を対称に分割する線上にリブ１４が形成されていることが好ましい。

（効果）
このように、第３実施形態によれば、当接部１４によって吸込口２１と底面１３との間に空間Ｓが確保されることで、吸込口２１が底面１３により閉塞されるということがなく、吸込面積の減少に起因するキャビテーションの発生を防止することができ、ひいてはキャビテーションによる異音の発生を防止することができるという効果が得られる。しかも、第３実施形態によれば、リブ１４に厚みを持たせることで当接部１４の強度を容易に向上させることができる。また、吸込口２１がリブ１４から離間している状態で吸込管２０をタンク本体１０に取り付ける方が、吸込口２１がリブ１４に当接している状態で吸込管２０をタンク本体１０に取り付けるよりも、タンク本体１０の組み立てが容易であり、各部品において許容される製造公差も大きくなる。

以上、各実施形態にて説明してきたように、本発明によれば、当接部（鈍角部２１ａ、鋭角部２１ｄ、突出部２２、リブ１４）によって吸込口２１と底面１３との間に空間Ｓが確保されることで、キャビテーションによる異音の発生を防止することが可能となる。

ところで、吸込口２１の閉塞を防止するため、例えば、タンク本体１０と吸込管２０のそれぞれに係合部を設け、これら係合部を互いに係合させることで、吸込管２０をタンク本体１０に対して位置決めし、吸込口２１の底面１３に対する位置を一定に維持するといった構成も考えられる。しかしながら、このような構成だと、タンク本体１０側に係合部を設けるために、タンク本体１０を分割して製作し、タンク本体１０の内部に係合部を設け、さらにこれに吸込管２０の係合部を係合させた後、分割したタンク本体１０を溶着するという手順を踏む必要があった。しかしながら、この方法だと、タンク本体１０の溶着工程が余計に必要となる分、製造コストが高くなるおそれがあった。

この点、本発明の第１、第２実施形態によれば、タンク本体１０への加工は不要であるため、タンク本体１０を分割、溶着する必要はなく、コストを抑えることができる。また、本発明の第３実施形態では、タンク本体１０にリブ１４を形成する必要があるものの、樹脂製のタンク本体１０をブロー成形や射出成形により成形する際（タンク本体１０が金属製の場合は鋳造により成形する際）に、同時にリブ１４も形成することができる形状としている。また、タンク本体１０と吸込管２０の係合部同士を係合させる必要もない。したがって、タンク本体１０を分割、溶着する必要はなく、コストを抑えることができる。

［他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。

例えば、第１、第２実施形態では、最初は当接部（鈍角部２１ａ、鋭角部２１ｄ、突出部２２）を底面１３から離間させておき、吸込口２１に底面１３側への引張力が生じた場合に、当接部が底面１３に当接することで、当接部により吸込口２１が支持されるようにした。しかしながら、最初から当接部を底面１３に当接させておくようにしても、同様の効果を得ることができる。また、第３実施形態においても同様に、当接部（リブ１４）と吸込口２１とを最初から当接させておくようにしてもよい。

また、上記実施形態では、吸込管２０の先端部分が底面１３に対して傾斜するようにしているが、吸込管２０の先端部分を底面１３に対して垂直になるようにしてもよい。また、吸込管２０は、円管状のものに限定されず、楕円管状や角管状のものであってもよい。

また、図６に示すように、吸込口２１を湾曲面とし、吸込口２１のうち底面１３に最も近接する複数の近接部位２１ｅ、２１ｆを「当接部」とすることも可能である。

１：タンク装置
１０：タンク本体
１３：底面
１４：リブ（当接部）
２０：吸込管
２１：吸込口
２１ａ：鈍角部（当接部）
２１ｄ：鋭角部（当接部）
２１ｅ：近接部位（当接部）
２１ｆ：近接部位（当接部）
２２：突出部（当接部）
Ｓ：空間

Claims (2)

1. 液体を貯留するタンク本体と、
   前記タンク本体の底面を向いて開口する吸込口を有し、前記液体を前記吸込口から吸い込む樹脂製の吸込管と、
   を備え、
   前記吸込管および前記タンク本体のうち少なくともいずれか一方に、前記吸込管および前記タンク本体のうち他方に当接可能な当接部が設けられており、
   前記吸込口に前記底面側への引張力が作用したとき、前記吸込口が前記当接部により支持されることで、前記吸込口と前記底面との間に空間が確保され、
   前記吸込口は前記底面に対して傾斜する傾斜面となっており、前記傾斜面のうち前記底面に最も近接する部位が前記当接部であり、
   前記吸込管の軸方向に沿った断面において、前記吸込管の外面と前記傾斜面との間に鈍角部が形成されており、前記鈍角部が前記当接部であることを特徴とするタンク装置。
2. 液体を貯留するタンク本体と、
   前記タンク本体の底面を向いて開口する吸込口を有し、前記液体を前記吸込口から吸い込む樹脂製の吸込管と、
   を備え、
   前記吸込管に、前記タンク本体に当接可能な当接部が設けられており、
   前記吸込口に前記底面側への引張力が作用したとき、前記底面から離間していた前記当接部が前記底面に当接し、前記吸込口が前記当接部により支持されることで、前記吸込口と前記底面との間に空間が確保され、
   前記吸込口は前記底面に対して傾斜する傾斜面となっており、前記傾斜面のうち前記底面に最も近接する部位が前記当接部であり、
   前記吸込管の軸方向に沿った断面において、前記吸込管の外面と前記傾斜面との間に鈍角部が形成されており、前記鈍角部が前記当接部であることを特徴とするタンク装置。