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発明の名称 タンク構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−45419(P2007−45419A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2005−228749(P2005−228749)
出願日 平成17年8月5日(2005.8.5)
代理人 【識別番号】110000291
【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所
発明者 竹田 秀行 / 舟橋 実
要約 課題
本発明は、タンク本体の変形量を抑えシール性を維持することができ、容易に組み立てることができ、最小の設置面積に収めることのできるタンク構造を提供することを目的とする。

解決手段
本発明は、流体を貯蔵するタンク本体11と、タンク本体11に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える上部外装部材12と平面部を備える下部外装部材13とを有し、タンク本体11は上部外装部材12の平面部と下部外装部材13の平面部に対応する平面部を備え、タンク本体11は上部外装部材12と下部外装部材13とで狭持されるものであることを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、
平面部を備える第1外装部材と平面部を備える第2外装部材とを有し、
前記タンク本体は前記第1外装部材の平面部と前記第2外装部材の平面部に対応する平面部を備え、
前記タンク本体は前記第1外装部材の下面と前記第2外装部材の上面との間で狭持されるものであること、
を特徴とするタンク構造。
【請求項2】
流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、
平面部を備える第1外装部材を有し、
前記タンク本体は前記第1外装部材の平面部に対応する平面部を備え、
前記タンク本体は前記第1外装部材の下面と前記タンク本体が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであること、
を特徴とするタンク構造。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載するタンク構造において、
前記第1外装部材と前記第2外装部材の材質として、前記タンク本体の材質と比較して強度が大きいものを使用すること、
を特徴とするタンク構造。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3に記載するいずれか一つのタンク構造において、
前記第1外装部材と前記第2外装部材とを締結する、または前記第1外装部材と前記タンク本体が配置されるベースの取付面とを締結する締結部材を有し、
前記締結部材の頭部と前記第1外装部材との間には、弾性部材が配置されること、
を特徴とするタンク構造。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4に記載するいずれか一つのタンク構造において、
前記制御機器は、前記第1外装部品の上面に取り付けること、
を特徴とするタンク構造。
【請求項6】
請求項1乃至請求項5に記載するいずれか一つのタンク構造において、
前記制御機器は、前記第1外装部品の上面の面積内で取り付けられること、
を特徴とするタンク構造。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、タンク本体の変形量を抑制するための部材が設けられたタンク構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1では、図11のような断面図で表されるプラスチック圧送容器111の口部を有するタンク構造101が開示されている。タンク構造101では、締結ねじ115により蓋体112と締結リング113を締結している。そして、蓋体112と締結リング113の間には、プラスチック圧送容器111の口部に設けられた口部フランジ114が挟まれている。これにより、プラスチック圧送容器111の口部シール構造を形成しているとする。
【0003】
特許文献2では、図12のような断面図で表される樹脂容器211の口部を有する薬液容器201が開示されている。薬液容器201では、ナット214により押さえリング212とボルト立てリング213を締結している。そして、押さえリング212とボルト立てリング213の間には、押さえキャップ216が挟まれている。これにより、樹脂容器211内を内蓋215により密封することとしている。
【0004】
特許文献3では、図13のような断面図で表されるタンク構造301が開示されている。タンク構造301では、鏡板312とタンク缶体313との内側には耐食樹脂ライニング311が施工されており、鏡板312とタンク缶体313は導電性ボルト314により結合されている。また、チューブ316が耐食樹脂ライニング311と溶接部315にて溶接されている。
【特許文献1】特開平11−310258号公報(段落0021、0028、0029、第4図)
【特許文献2】特開平11−91866号公報(段落0025、第2図)
【特許文献3】特開平9−286490号公報(段落0011、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に開示されているタンク構造101では、プラスチック圧送容器111が内圧により変形した場合には、プラスチック圧送容器111の口部と蓋体112との間に隙間が生じシール性が低下するおそれがある。
【0006】
また、特許文献2に開示されている薬液容器201では、樹脂容器210が内圧により変形した場合には、樹脂容器202の口部と内蓋215との間に隙間が生じシール性が低下するおそれがある。
【0007】
また、特許文献3に開示されているタンク構造301では、導電性ボルト314により鏡板312とタンク缶体313とを結合させている。しかし、図13に示すように、導電性ボルト314は耐食樹脂ライニング311の一部分において鏡板312とタンク缶体313を結合させているに過ぎないので、耐食樹脂ライニング311の一部分にのみ締結力が加わるに過ぎない。そのため、耐食樹脂ライニング311内の圧力が変化して耐食樹脂ライニング311が変形した場合であっても、鏡板312とタンク缶体313はその追従性がなく、耐食樹脂ライニング311の変形量を抑えることができない。従って、耐食樹脂ライニング311内の圧力が変化して耐食樹脂ライニング311が変形した場合には、耐食樹脂ライニング311とチューブ316との間の溶接部315の溶接が剥がれるなどのおそれがあり、シール性が低下するおそれがある。
【0008】
ここで、本出願の出願人は、先にした出願(出願番号:特願2005−130056)において以下のような発明を提案している。図10にこのタンク構造51の外観斜視図を示す。このタンク構造51は、外装部材63にバルブや流体継手を備えた集積ユニット62が配置され、この外装部材63をタンク本体61の上部に搭載して溶接により接合している。また、外装部材64をタンク本体61の下部に配置して溶接により接合している。
【0009】
しかしながら、本出願の出願人が先にした出願(出願番号:特願2005−130056)においては、以下のような課題が存在する。図10のようなタンク構造51では、タンク本体61の内圧によりタンク本体61が膨張して変形するおそれがある。そのため、外装部材63とタンク本体61の間の溶接部において溶接が剥がれ、シール性が低下するおそれがある。特に、タンク本体61が樹脂からなるものである場合には、タンク本体61の変形量が大きくなるので、外装部材63とタンク本体61の間の溶接部において溶接が剥がれ、シール性が低下するおそれが増大する。
【0010】
また、タンク構造51の設置場所によっては、タンク本体61の形状の変更を余儀なくされる場合が生じる。そこで、縦方向の寸法を抑制して横方向の寸法を広げ、横方向の表面積を広げて必要な容積を確保する場合も考えられる。この場合、タンク本体61の表面積が広がる分、タンク本体61の内圧の変化量が大きくなり、タンク本体61の変形量が大きくなる。
【0011】
また、複数のバルブや流体継手から構成される集積ユニット62は、部品点数が多くなり組み立てに手間が掛かってしまう。さらに、図10に示すように、集積ユニット62のバルブや流体継手がタンク本体61の横方向について、タンク本体61の設置面積からはみ出してしまっている。そのため、タンク構造51の設置面積が大きくなってしまう。
【0012】
そこで本発明は、タンク本体の変形量を抑えシール性を維持することができ、容易に組み立てることができ、最小の設置面積に収めることのできるタンク構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前記目的を達成するために、本発明は以下のようなことを特徴とする。
(1)本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第1外装部材と平面部を備える第2外装部材とを有し、前記タンク本体は前記第1外装部材の平面部と前記第2外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第1外装部材と前記第2外装部材とで狭持されるものであることを特徴とする。
【0014】
(2)本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第1外装部材を有し、前記タンク本体は前記第1外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第1外装部材の下面と前記タンク本体が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであることを特徴とする。
【0015】
(3)本発明は、(1)または(2)に記載するタンク構造において、前記第1外装部材と前記第2外装部材の材質として、前記タンク本体の材質と比較して強度が大きいものを使用することを特徴とする。
【0016】
(4)本発明は、(1)乃至(3)に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記第1外装部材と前記第2外装部材とを締結する、または前記第1外装部材と前記タンク本体が配置されるベースの取付面とを締結する締結部材を有し、前記締結部材の頭部と前記第1外装部材との間には、弾性部材が配置されることを特徴とする。
【0017】
(5)本発明は、(1)乃至(4)に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第1外装部品の上面に取り付けることを特徴とする。
【0018】
(6)本発明は、(1)乃至(5)に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第1外装部品の上面の面積内で取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
このような特徴を有する本発明は、以下のような作用・効果を有する。
(1)本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第1外装部材と平面部を備える第2外装部材とを有し、前記タンク本体は前記第1外装部材の平面部と前記第2外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第1外装部材と前記第2外装部材とで狭持されるものであるので、第1外装部材と第2外装部材とによりタンク本体の変形量が抑制されることからタンク本体のシール性を維持することができる。
【0020】
(2)本発明は、流体を貯蔵するタンク本体と、前記タンク本体に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える第1外装部材を有し、前記タンク本体は前記第1外装部材の平面部に対応する平面部を備え、前記タンク本体は前記第1外装部材の下面と前記タンク本体が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであるので、第1外装部材とベースとによりタンク本体の変形量が抑制されることからタンク本体のシール性を維持することができる。
【0021】
(3)本発明は、(1)または(2)に記載するタンク構造において、前記第1外装部材と前記第2外装部材の材質として、前記タンク本体の材質と比較して強度が大きいものを使用するので、(1)または(2)に記載する効果よりもさらに、第1外装部材と第2外装部材とにより、または第1外装部材とベースとによりタンク本体の変形量が抑制されることから、より確実にタンク本体のシール性を維持することができる。
【0022】
(4)本発明は、(1)乃至(3)に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記第1外装部材と前記第2外装部材とを締結する、または前記第1外装部材と前記タンク本体が配置されるベースの取付面とを締結する締結部材を有し、前記締結部材の頭部と前記第1外装部材との間には、弾性部材が配置されるので、(1)乃至(3)に記載する効果に加えて、熱によりタンク本体が膨張した時には寸法変化を抑制し、あるいは低温流体などによりタンク本体が収縮した時でも弾性部材の弾性力で寸法変化を吸収することができる。
【0023】
(5)本発明は、(1)乃至(4)に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第1外装部品の上面に取り付けるので、タンク本体に制御部品を取り付けるための部品が必要なくなり、また、制御機器は一方向からの取り付けで足りることから、タンク構造を容易に組み立てることができる。
【0024】
(6)本発明は、(1)乃至(5)に記載するいずれか一つのタンク構造において、前記制御機器は、前記第1外装部品の上面の面積内で取り付けられるので、タンク構造の設置面積を必要最小限に収めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明の実施例について説明する。
<本発明のタンク構造の構成>
まず、本発明のタンク構造1の外観構成について説明する。
図1は、本発明のタンク構造1の外観斜視図である。図2は、本発明のタンク構造1の上面図である。図3は、本発明のタンク構造1の側面図である。図1から図3に示すように、本発明のタンク構造1は、おおまかにタンク本体11、上部外装部材12、下部外装部材13などから構成されている。
【0026】
まず、タンク本体11について説明する。図5は、図2のB−B断面図である。タンク本体11の材質は樹脂であり、図5に示すように、樹脂製の箱型の容器11aに樹脂製の蓋部11bを被せて溶接部11cで溶接を施すことにより、タンク本体11は横方向の寸法が縦方向の寸法よりも大きい略直方体の形状に形成されている。
【0027】
次に、上部外装部材12について説明する。図1から図3に示すように、上部外装部材12は、形状が四角形の平板状に形成されており、材質としてはタンク本体11の材質よりも強度のある樹脂(例えば、PVC塩化ビニル)、金属(例えば、SUS304)、セラミックなどを用いる。上部外装部材12の四隅の4箇所には、ボルト14を挿入するための締結孔12a(図8参照)を備えている。また、図7は、各種制御機器を取り付ける前におけるタンク構造の上面図を示している。図7に示すように、上部外装部材12の上面には、各種制御機器の入出力ポートなどを挿入するための挿入孔(31、32、33)や、各種制御機器を固定するための取付孔(34、35、36)が形成されている。そして、図1に示すように、タンク構造1において上部外装部材12の上面には、マニホールドバルブ21、排液用バルブ22、センサポート23などの各種制御機器が搭載されている。
【0028】
次に、下部外装部材13について説明する。図1から図3に示すように、下部外装部材13は、前記の上部外装部材12と同様に、形状が四角形の平板状に形成され、材質としてはタンク本体11の材質よりも強度のある樹脂、金属、セラミックなどを用いる。図1に示すように、下部外装部材13の四隅の4箇所には、内周面にタップが形成される(図8参照)円柱状の締結受け部13aを備えている。
【0029】
このようなタンク本体11、上部外装部材12、下部外装部材13について、上部外装部材12の下面と下部外装部材13の上面の間にタンク本体11を挟み込む。そして、上部外装部材12の締結孔12aからボルト14を挿入して、下部外装部材13の締結受け部13aにボルト14を締結することにより、上部外装部材12と下部外装部材13とをボルト14により締結している。
【0030】
図8は、タンク構造1の側面図であり、ボルト14の部分のみを断面図で示したものである。また、図9は、ボルト14の頭部付近(図8の円で囲んだAの部分)を拡大した図である。図8と図9から分かるように、ボルト14の頭部14aの下面には、中心部にボルト14を通す孔を備えカップ状に形成された略円筒形状の皿ばね押さえ15が、カップを上下反対にしたような状態で配置されている。そして、皿ばね押さえ15の内周側には、弾性部材として複数の中空円盤形状の皿ばね16が配置され、皿ばね押さえ15は皿ばね16に覆い被さるようにした状態で配置されている。
【0031】
次に、タンク構造1の流体制御に関する構成部分について説明する。図4は、図2におけるA−A断面図である。図4に示すように、マニホールドバルブ21のポート21aおよびポート21bがタンク本体11の内部と連通している。
【0032】
図5に示すように、上部外装部材12の上面に配置される排液用バルブ22のポート22aやセンサポート23がタンク本体11の内部と連通している。排液用バルブ22のポート22aは、タンク本体11の底面近くまで伸びている。
【0033】
図6は、図4におけるC−C断面図である。図6に示すように、マニホールドバルブ21は複数のポート(ポートA、ポートB、ポートC、ポートD)、複数のバルブ(41、42、43、44)を有している。
【0034】
<本発明のタンク構造の流体制御に関する作用>
このような構成を有するタンク構造1は、その流体制御に関して以下のように作用する。図6に示すマニホールドバルブ21に備えられるポートA、ポートBから流体が供給される。そして、バルブ41の作用により、図4に示すポート21aからタンク本体11の内部に流体を供給する。また、ポートDからは、タンク本体11内の圧力を調整するための窒素ガスが供給される。センサポート23には、高位置液面センサ(不図示)および低位置液面センサ(不図示)がそれぞれ取り付けられる。ポートDを通りバルブ44から供給される窒素ガスによりタンク本体11内の圧力を高くして、ポート21bからバルブ43の作用により流体をポートCから排出する。なお、排液はポート22aを通り排液用バルブ22の作用によりポートEから排出される。
【0035】
<本発明のタンク構造の特徴点>
本発明のタンク構造1の特徴点について説明する。前記のように、ポートDから供給される窒素ガスによりタンク本体11の内圧が高くなる。このとき、材質が樹脂からなるタンク本体11は、何も外装部材がなければ膨張して変形しやすい。しかし、本発明のタンク構造1では、タンク本体11の上面に上部外装部材12を配置し、タンク本体11の下面に下部外装部材13を配置して、上部外装部材12と下部外装部材13とをボルト14で締結している。
【0036】
そして、前記のように上部外装部材12と下部外装部材13は四角形の平板状に形成されている。また、締結部材14は、上部外装部材12と下部外装部材13の四隅に4箇所配置されている。これにより、締結部材14による締結力が上部外装部材12と下部外装部材13の全面にわたり均等に作用する。そのため、締結部材14による締結力が、タンク本体11の上面および下面の全体にも均等に作用する。
【0037】
このように、締結部材14による締結力がタンク本体11の上面および下面の全体に均等に作用するため、タンク本体11が膨張して変形する量を吸収することができる。従って、タンク本体11の溶接部11cに負荷が掛かることがないことから溶接が剥がれるおそれがないので、タンク本体11のシール性を維持することができる。
【0038】
さらに、図9に示すように、皿ばね押さえ15の内周側には、弾性部材として複数の中空円盤形状の皿ばね16が配置されている。そのため、皿ばね16の弾性力により、タンク本体11が膨張して変形するのをより確実に抑えることができる。そして、配置する皿ばね16の数を調整することにより、皿ばね16の弾性力を調整することができる。そのため、タンク本体11の内圧の大きさに応じて皿ばね16の弾性力により、タンク本体11が膨張して変形する量をより確実に抑えることができる。
【0039】
また、タンク本体11と制御機器との間のシール性を維持するため、図14に示すように、タンク本体11と上部外装部材12との間にシール部材23aを配置し、軸方向にシールさせる場合も考えられる。この場合、皿ばね16の弾性力により、上部外装部材12がタンク本体11側に押し付けられているので、シール部材23aにより常にシール性が維持される。
【0040】
また、上部外装部材12の上面にマニホールドバルブ21、排液用バルブ22、センサポート23などの各種制御機器を搭載するだけでよいので、タンク構造1は容易に組み立てることができる。
【0041】
また、上部外装部材12の上面側から見ると、マニホールドバルブ21、排液用バルブ22、センサポート23などの各種制御機器は、上部外装部材12の範囲内に納まっている。そのため、設置面積は上部外装部材12の面積よりもやや大きい下部外装部材13の面積だけを確保すれば足りる。従って、タンク構造1の設置面積を必要最小限に納めることができる。
【0042】
なお、上部外装部材12と下部外装部材13は、タンク本体11と対応する平面部を有する限り、その形状は平板状に限られない。例えば、両端部分を折り曲げて断面をコの字型にした形状のものなどを使用してもよい。
【0043】
また、タンク本体11の下面には下部外装部材13を配置せずに、上部外装部材12とタンク本体11が配置されるベースとをボルト14で締結してもよい。
【0044】
以上のような実施例により以下のような効果が得られる。
(1)本実施例は、流体を貯蔵するタンク本体11と、タンク本体11に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える上部外装部材12と平面部を備える下部外装部材13とを有し、タンク本体11は上部外装部材12の平面部と下部外装部材13の平面部に対応する平面部を備え、タンク本体11は上部外装部材12と下部外装部材13とで狭持されるものであるので、上部外装部材12と下部外装部材13とによりタンク本体11の変形量が抑制されることからタンク本体11のシール性を維持することができる。
【0045】
(2)本発明は、流体を貯蔵するタンク本体11と、タンク本体11に貯蔵する流体を供給しまたは吐出する制御機器とを有するタンク構造において、平面部を備える上部外装部材12を有し、タンク本体11は上部外装部材12の平面部に対応する平面部を備え、タンク本体11は上部外装部材12の下面とタンク本体11が配置されるベースの取付面との間で狭持されるものであるので、上部外装部材12とベースとによりタンク本体11の変形量が抑制されることからタンク本体11のシール性を維持することができる。
【0046】
(3)本発明は、(1)または(2)に記載するタンク構造において、上部外装部材12と下部外装部材13の材質として、タンク本体11の材質と比較して強度が大きいものを使用するので、(1)または(2)に記載する効果よりもさらに、上部外装部材11と下部外装部材13とにより、または上部外装部材12とベースとによりタンク本体11の変形量が抑制されることから、より確実にタンク本体11のシール性を維持することができる。
【0047】
(4)本発明は、(1)乃至(3)に記載するいずれか一つのタンク構造において、上部外装部材12と下部外装部材13とを締結する、または上部外装部材12とタンク本体11が配置されるベースの取付面とを締結するボルト14を有し、ボルト14の頭部と上部外装部材12との間には、皿ばね16が配置されるので、(1)乃至(3)に記載する効果に加えて、熱によりタンク本体11が膨張した時には寸法変化を抑制し、あるいは低温流体などによりタンク本体11が収縮した時でも皿ばね16の弾性力で寸法変化を吸収することができる。
【0048】
(5)本発明は、(1)乃至(4)に記載するいずれか一つのタンク構造において、制御機器は、上部外装部品12の上面に取り付けるので、タンク本体11に制御部品を取り付けるための部品が必要なくなり、また、制御機器は一方向からの取り付けで足りることから、タンク構造を容易に組み立てることができる。
【0049】
(6)本発明は、(1)乃至(5)に記載するいずれか一つのタンク構造において、制御機器は、上部外装部品12の上面の面積内で取り付けられるので、タンク構造の設置面積を必要最小限に収めることができる。
【0050】
尚、本発明は前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範囲で様
々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明のタンク構造の外観斜視図である。
【図2】本発明のタンク構造の上面図である。
【図3】本発明のタンク構造の側面図である。
【図4】図2におけるA−A断面図である。
【図5】図2におけるB−B断面図である。
【図6】図4におけるC−C断面図である。
【図7】各制御機器を取り付ける前の本発明のタンク構造の上面図である。
【図8】締結部材による締結状態を示す図である。
【図9】締結部のボルトと皿ばね押さえと皿ばねの配置の様子を示す図である。
【図10】本出願人による特許出願のタンク構造の外観斜視図である。
【図11】特許文献1に開示されるタンク構造の図である。
【図12】特許文献2に開示されるタンク構造の図である。
【図13】特許文献3に開示されるタンク構造の図である。
【図14】本発明のタンク構造のセンサポート部分の一例を示す図である。
【符号の説明】
【0052】
1 タンク構造
11 タンク本体
12 上部外装部材
13 下部外装部材
14 ボルト
15 皿ばね押さえ
16 皿ばね




 

 


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