JP2012247228A

JP2012247228A - フロート

Info

Publication number: JP2012247228A
Application number: JP2011117363A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Inagaki; 秀幸稲垣
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-12-13
Also published as: CN102795098A

Abstract

【課題】燃料タンクの内圧に対して優れた耐久性を発揮し得るフロートを提供する。
【解決手段】カップ体２２と蓋体２３とが溶着されてなるフロート２１であって、カップ体２２に設けられたカップ側リブ３４と、蓋体２３に設けられた環状の蓋側リブ４７とが、該蓋体２３に外力が作用しない状態で離間し、前記外力が作用した状態で蓋体２３の弾性変形によって接触するように形成されたものである。かかる構成によれば、蓋体２３に外力が作用したときに生ずる蓋体２３のたわみ量を抑制でき、該蓋体２３に作用する応力や溶着部に作用する応力を低減できるため、蓋体２３や溶着部の強度を向上できる。また、カップ体２２と蓋体２３とが溶着の際に接触しないことから、両者を精度良く位置決めでき、溶着品質を高め得るため、溶着部の強度を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガスや液体等の燃料を貯留する燃料タンクに配設され、該燃料の液面高さに従って浮動するフロートに関する。

例えば、液化石油ガス（以下、ＬＰＧという）やジメチルエーテル（以下、ＤＭＥという）等の液化ガス燃料を貯留する燃料タンクには、液面計や過充填防止装置等が配設されている。液面計や過充填防止装置は、一般的に、タンク内に貯留する燃料の液面高さに伴って浮動するフロートを備えている。

このようなフロートとして、例えば特許文献１の構成が提案されている。この従来構成のフロートは、一端を開口し且つ他端を閉鎖した円筒状のカップ体に、前記開口を閉鎖する蓋体を溶着してなる中空体であり、カップ体の内部にはリブが形成されている。このフロートでは、リブの形成によりカップ体の強度を向上させている。

特開２００９−５６８９７号公報

上述したフロートにおいて、さらなる強度向上が求められる場合には、カップ体だけでなく蓋体の強度向上も必要である。また、カップ体と蓋体とを溶着した溶着部の強度向上も必要である。

本発明は、より高い強度を発揮し得るフロートを提供するものである。

本発明は、少なくとも一端に開口部を有する円筒状のカップ体と、該カップ体に溶着されて開口部を閉鎖する円板状の蓋体とから構成され、燃料タンク内に貯留する燃料の液面高さに伴って浮動する中空状のフロートにおいて、前記カップ体は、その内部にカップ側リブを備え、前記蓋体は、蓋内面からカップ体側へ突成された蓋側リブを備え、前記蓋体に外力が作用しない状態で、カップ側リブと蓋側リブとが離間し、外力が作用した状態で、蓋体の弾性変形によってカップ側リブと蓋側リブとが接触するように、カップ側リブと蓋側リブとが形成されていることを特徴とするフロートである。

かかる構成では、蓋側リブを設けることにより蓋体自体の強度を向上できる。また、蓋体に外力が作用すると該蓋体が弾性変形してたわみ、蓋体とカップ体との溶着部に作用する応力が高くなる。本構成では、蓋体が弾性変形すると蓋側リブとカップ側リブとが接触することから、蓋体に外力が作用したときに生ずる蓋体のたわみ量を抑制し、蓋体に作用する応力や前記溶着部に作用する応力が高くなりすぎることを抑制できる。これにより、蓋体や溶着部の強度を向上させることができる。

また、外力が作用しない状態でカップ側リブと蓋側リブとが接触しないことから、カップ体と蓋体とを溶着する際に、カップ体に対する蓋体の位置決めを精度良く行うことができる。この精度良い位置決めにより、カップ体と蓋体とを正確かつ十分に接触している状態で溶着できるため、適切な溶着を安定して行うことができる。尚仮に、カップ側リブと蓋側リブとがそれぞれの高さ寸法のバラツキによって接触してしまう場合には、前記位置決めを精度良く行うことが難しい。この場合、カップ体と蓋体とを正確かつ十分に接触していない状態で溶着するため、溶着が不十分となって溶着部の強度が低下してしまう。これに対し、本構成では、前記のように精度の良い位置決めができることにより正確かつ十分に溶着でき、カップ体と蓋体との溶着品質を高めることができる。これにより、溶着部の強度を向上させることができる。

上述した本発明のフロートにおいて、蓋側リブは、蓋内面からカップ体側へ環状に突成されている構成が提案される。

かかる構成では、蓋側リブが環状に形成されていることから、蓋体とカップ体との周方向位置関係に関わらず、蓋体の弾性変形によって蓋側リブとカップ側リブとが接触する。そのため、蓋体とカップ体とを周方向の任意位置で溶着しても、蓋体のたわみ量を抑制して蓋体に作用する応力や上記溶着部に作用する応力を低減して蓋体や溶着部の強度を向上させる効果を発揮できる。

上述した本発明のフロートにおいて、カップ側リブは、該カップ体の径方向中央部から径方向外方へ放射状に形成されている構成が提案される。

かかる構成では、放射状のカップ側リブにより、燃料タンクの内圧によって蓋体が弾性変形した場合に、環状の蓋側リブと放射状のカップ側リブとが周方向で分散して接触することから、蓋体に作用する応力や蓋体とカップ体との溶着部に作用する応力が局所的に大きくなることを抑制できる。これにより、蓋体や溶着部の強度を向上させることができる。

上述した本発明のフロートにおいて、蓋側リブは、該蓋側リブよりも径方向外側にある蓋内面の面積と径方向内側にある蓋内面の面積とが略一致するように形成されている構成が提案される。

かかる構成では、蓋側リブにより区画される径方向内側の面積と径方向外側の面積とが略一致することから、燃料タンクの内圧によって該径方向内側の面と径方向外側の面とに作用する荷重が略等しくなる。これにより、蓋体や溶着部に作用する応力をより適切に分散させることができ、蓋体や溶着部の強度を向上させることができる。

上述した本発明のフロートにおいて、蓋体は、蓋内面からカップ体側に突成された放射状のリブをさらに備えている構成が提案される。

かかる構成では、放射状のリブによって蓋体の強度をより向上させることができる。また、蓋体を樹脂により成形する場合に、成形の際にヒケの発生を抑制できる。

本発明のフロートは、上述したように、カップ体に設けられたカップ側リブと、蓋体に設けられた蓋側リブとが、該蓋体に外力が作用しない状態で離間し、前記外力が作用した状態で蓋体の弾性変形によって接触するように形成されたものであるから、蓋体に外力が作用したときに生ずる蓋体のたわみ量を抑制でき、蓋体に作用する応力や蓋体とカップ体との溶着部に作用する応力を低減できる。これにより、蓋体や溶着部の強度を向上させることができる。また、カップ体と蓋体とを溶着する際にカップ側リブと蓋側リブとが接触しないことから、カップ体に対する蓋体の位置決めを精度良く行うことができ、カップ体と蓋体とを正確かつ十分に接触している状態で溶着できるため、カップ体と蓋体との溶着品質を高めることができる。これにより、溶着部の強度を向上させることができる。

燃料タンク１の部分断面図である。フロート２１の部分断面図である。（Ａ）カップ体２２の平面図と、（Ｂ）図３（Ａ）におけるＭ−Ｍ断面図である。（Ａ）蓋体２３の底面図と、（Ｂ）図４（Ａ）におけるＰ−Ｐ断面図である。蓋体２３が外力によってたわんでいる状態を示す説明図である。

本発明の実施例を添付図面を用いて詳述する。
本実施例は、液化ガス燃料により駆動するエンジンを動力としたトラックなどの車両に配設される燃料タンク１である。ここで、液化ガス燃料には例えばＬＰＧ（液化石油ガス）燃料やＤＭＥ（ジメチルエーテル）燃料が用いられる。

燃料タンク１は、図１のように、タンク本体２、該タンク本体２に配設されて液化ガス燃料の充填口として弁の開閉を行うバルブ装置５、タンク本体２に配設されて液化ガス燃料の液面位置を計測するための液面計６、タンク本体２の内部に設けられバルブ装置５と接続されて液化ガス燃料の所定量以上の充填を防止する過充填防止装置７などから構成されている。ここで、液面計６と過充填防止装置７とは、液化ガス燃料の液面に従って浮動するフロート２１，２１と各フロート２１，２１に連結されたアーム８，９とを夫々に備え、該フロート２１が燃料タンク１内に貯留する液化ガス燃料の液面に従って浮動することにより機械的に作動する構成である。これら液面計６や過充填防止装置７は、従来から用いられているものを適用できるため、その詳細については省略する。このような燃料タンク１は、例えばトラックの車体側面下部に横置きに配設されるものであり、図示しない固定部材により車両に固定される。

次に、本発明の要部にかかる上記フロート２１について説明する。
フロート２１は、図２のように、カップ体２２と蓋体２３とが溶着されてなる中空体である。本実施例では、カップ体２２と蓋体２３とをポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳ樹脂）により成形している。

カップ体２２は、図３のように、中心軸線Ｌに沿って円筒状に形成された内周部３１と、該内周部３１と同心かつ同じ長さ寸法で径寸法の大きい円筒状に形成された外周部２５と、内周部３１と外周部２５の各端部のうちで同じ向きの一方の端部間を接続するように形成された底部２６とを備え、さらに内周部３１、外周部２５および底部２６とを接続する複数のカップ側リブ３４を備えてなる。これら内周部３１、外周部２５、底部２６およびカップ側リブ３４とは、夫々に所定の肉厚で形成されている。カップ体２２には、底部２６と対向する側に開口される開口部３０が設けられており、この開口部３０側の内周部３１と外周部２５との各端部には上記蓋体２３を嵌め合わせるための段差が設けられている。ここで、開口部３０側の内周部３１には、前記段差を構成する段部３１ａが該内周部３１の外径よりも小さい径寸法で形成されており、開口部３０側の外周部２５には、前記段差を構成する段部２５ａが、該外周部２５の内径よりも大きい径寸法で形成されている。これら段部３１ａおよび段部２５ａの中心軸線Ｌ方向の長さ寸法は、蓋体２３の高さ寸法とほぼ同等に設定されている。また、前記カップ側リブ３４は、中心軸線Ｌを中心とする放射状に形成されており、周方向に均等間隔で四箇所に設けられている。さらにまた、前記内周部３１には中心軸線Ｌに沿って貫通する孔３２が設けられており、上記した液面計６と過充填防止装置７とを構成する状態では上記したアーム８，９がこの孔３２に嵌入して取り付けられる。

一方、蓋体２３は、図４のように、カップ体２２と同様に、中心軸線Ｌに沿って円筒状に形成された内周部４１と、該内周部４１と同心かつ同じ長さ寸法で径寸法の大きい円筒状に形成された外周部４２と、内周部４１と外周部４２の各端部のうちで同じ向きの一方の端部間を接続するように形成された底部４０とを備え、さらに内周部４１、外周部４２および底部４０とを接続する複数の蓋側リブ４７を備えてなる。これら内周部４１、外周部４２、底部４０および蓋側リブ４７とは、夫々に所定の肉厚で形成されている。そして、蓋体２３は、上記カップ体２２に比して中心軸線Ｌ方向の長さ寸法が短く設定されている。また、蓋体２３は、内周部４１と外周部４２とが夫々にカップ体２２の段部３１ａ，２５ａに嵌め合わされるように形成されている。

上記の蓋側リブ４７は、中心軸線Ｌを中心とする放射状に形成され周方向に均等間隔で八箇所に設けられたリブ４７ａと、中心軸線Ｌと中心として円環状に形成されたリブ４７ｂとが一体的に構成されてなる。この蓋側リブ４７は、その放射状に形成されたリブ４７ａによって蓋体２３自体の強度を向上させる効果があると共に、蓋体２３をＰＰＳ樹脂により成形する際のヒケの発生を抑制できる。

フロート２１は、図２のように、蓋体２３の蓋側リブ４７が形成された側をカップ体２２の開口部３０側に向けて、蓋体２３の内周部４１と外周部４２とを夫々にカップ体２２の段部３１ａと段部２５ａとに嵌め合わせ、これら嵌め合わせた部位を接合することによって形成される。ここで、カップ体２２と蓋体２３とは、両者を嵌め合わせた部位を全周に亘って超音波溶着することにより接合される。これにより、フロート２１には、その内部に密閉された内部空域が形成される。尚、超音波溶着については、従来から使用されている溶着方法を適用できるため、その詳細については省略する。

カップ体２２のカップ側リブ３４と蓋体２３の蓋側リブ４７とは、フロート２１において蓋体２３に外力が作用しない状態でカップ側リブ３４と蓋側リブ４７とが離間し、蓋体２３に外力が作用した状態で蓋体２３の弾性変形によってカップ側リブ３４と蓋側リブ４７とが接触するように、夫々に形成されている。フロート２１は、燃料タンク１の内部で、燃料タンク１に貯留される液化ガス燃料に曝されると共に、燃料タンク１の内圧を受けて蓋体２３はこの内圧による外力を受ける。ここで、図５に、蓋体２３が外力によりたわんでいる状態を示す。図５のように、蓋体２３に外力が作用すると、該蓋体２３が弾性変形してたわみ、蓋体２３とカップ体２２との溶着部に作用する応力が高くなる。本実施例のフロート２１では、蓋体２３が弾性変形すると蓋側リブ４７とカップ側リブ３４とが接触するように形成されていることから、蓋体２３に外力が作用したときの蓋体２３のたわみ量を抑制し、蓋体２３に作用する応力や溶着部に作用する応力が高くなりすぎることを抑制できる。これにより、蓋体２３や溶着部の強度を向上できる。

また、カップ体２２のカップ側リブ３４と蓋体２３の蓋側リブ４７とは、上述したように蓋体２３に外力が作用しない状態でカップ側リブ３４と蓋側リブ４７とが離間するように夫々に形成されていることから、カップ体２２と蓋体２３とを溶着する際に、カップ体２２に対する蓋体２３の位置決めを精度良く行うことができる。こうした精度の良い位置決めにより、カップ体２２と蓋体２３とが正確かつ十分に接触した状態で溶着されることから、適切な溶着が安定して行われ得る。尚仮に、カップ側リブ３４と蓋側リブ４７とが夫々の高さ寸法のバラツキによって接触してしまう場合には、蓋体２３の内周部４１および外周部４２とカップ体２２の段部３１ａ，２５ａとの嵌め合わせがしっかりと行われなくなることから、位置決めを精度良く行うことが難しくなる。この場合には、カップ体２２と蓋体２３とが正確かつ十分に接触しない状態で溶着されることから、溶着が不十分となって溶着部の強度が低下してしまう。これに対し、本実施例のフロート２１では、精度の良い位置決めができることにより正確かつ十分な溶着が可能となり、カップ体２２と蓋体２３との溶着品質と高めることができる。これにより、溶着部の強度を向上できる。

また、蓋側リブ４７は、上述したように中心軸線Ｌを中心とする円環状のリブ４７ｂを備えていることから、図５のように蓋体２３が外力によって弾性変形してたわんだ場合に、蓋体２３とカップ体２２との周方向位置関係に関わらず、蓋側リブ４７とカップ側リブ３４とが接触する。これにより、カップ体２２と蓋体２３とを周方向の任意位置で溶着しても、上述した蓋体２３や溶着部の強度を向上するという作用効果を発揮できる。

さらに、本実施例の蓋側リブ４７を構成する円環状のリブ４７ｂは、当該リブ４７ｂよりも径方向外側にある蓋内面４０ａの面積と径方向内側にある蓋内面４０ａの面積とが略一致するように形成されている。これにより、燃料タンク１の内圧によって蓋体２３に外力が作用する場合に、円環状のリブ４７ｂによって区画される径方向内側の面と径方向外側の面とに作用する荷重が略等しくなる。そのため、蓋体２３や溶着部に作用する応力をより適切に分散させることができ、蓋体２３や溶着部の強度を向上できる。

加えて、本実施例では、上述したようにカップ側リブ３４が放射状に形成されていることから、燃料タンク１の内圧によって蓋体２３が弾性変形した場合に、蓋側リブ４７を構成する円環状のリブ４７ｂと放射状のカップ側リブ３４とが周方向で分散して接触する。そのため、蓋体２３に作用する応力や上記用着部に作用する応力が局所的に大きくなることを抑制できる。これにより、蓋体２３や溶着部の強度を向上できる。

上述した本実施例のフロート２１によれば、燃料タンク１の内圧によって蓋体２３が弾性変形すると蓋側リブ４７とカップ側リブ３４とが接触することから、蓋体２３に外力が作用したときに生ずる蓋体２３のたわみ量を抑制し、該蓋体２３に作用する応力や上記用着部に作用する応力が高くなりすぎることを抑制できる。これにより、蓋体２３や溶着部の強度を向上できる。また、蓋体２３に外力が作用しない状態では蓋側リブ４７とカップ側リブ３４とが接触しないことから、カップ体２２と蓋体２３とを溶着する際に、該カップ体２２に対する蓋体２３の位置決めを精度良く行うことができる。こうした精度の良い位置決めにより、カップ体２２と蓋体２３とを正確かつ十分に接触した状態で溶着できることから、適正な溶着を安定して行うことができ、カップ体２２と蓋体２３との溶着品質を高めることができる。これにより、溶着部の強度を向上できる。

本実施例では、カップ側リブ３４は中心軸線Ｌを中心とする放射状に形成され且つ周方向に均等間隔で四箇所に設けられているものとしたが、このカップ側リブの配設個数は適宜変更可能である。また、蓋側リブ４７を構成する放射状のリブ４７ａは中心軸線Ｌを中心とする放射状に形成され且つ周方向に均等間隔で八箇所に設けられているものとしたが、この放射状のリブの配設個数は適宜変更可能である。

一方、このようなフロート２１は、上述したように蓋体２３および溶着部の強度が向上する効果を発揮できるものであり、浸食性の高いＤＭＥ燃料を貯留する燃料タンク１に配設した場合にも前記強度の向上効果を発揮できる。そのため、本実施例のフロート２１は、ＤＭＥ燃料を貯留する燃料タンク１に好適に用いることができる。

上述した実施例では、カップ体および蓋体をＰＰＳ樹脂により成形しているが、ＰＰＳ樹脂に強化繊維を含有した材料により成形することもできる。この強化繊維としては、ガラス繊維やカーボン繊維の短繊維が好適に用いられる。特に、比強度および比弾性率の高いカーボン繊維が好ましい。強化繊維を含有したＰＰＳ樹脂により成形することによって、カップ体および蓋体の強度をさらに向上できる。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、実施例以外の構成についても本発明の趣旨の範囲内で適宜実施可能である。

１燃料タンク
２タンク本体
２１フロート
２２カップ体
２３蓋体
３０開口部
３４カップ側リブ
４０ａ蓋内面
４７蓋側リブ

Claims

少なくとも一端に開口部を有する円筒状のカップ体と、該カップ体に溶着されて開口部を閉鎖する円板状の蓋体とから構成され、燃料タンク内に貯留する燃料の液面高さに伴って浮動する中空状のフロートにおいて、
前記カップ体は、その内部にカップ側リブを備え、
前記蓋体は、蓋内面からカップ体側へ突成された蓋側リブを備え、
前記蓋体に外力が作用しない状態で、カップ側リブと蓋側リブとが離間し、外力が作用した状態で、蓋体の弾性変形によってカップ側リブと蓋側リブとが接触するように、カップ側リブと蓋側リブとが形成されていることを特徴とするフロート。
蓋側リブは、蓋内面からカップ体側へ環状に突成されていることを特徴とする請求項１に記載のフロート。
カップ側リブは、該カップ体の径方向中央部から径方向外方へ放射状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフロート。
蓋側リブは、該蓋側リブよりも径方向外側にある蓋内面の面積と径方向内側にある蓋内面の面積とが略一致するように形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のフロート。
蓋体は、蓋内面からカップ体側に突成された放射状のリブをさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフロート。