(57)【要約】【課題】本発明は、貯留タンク内の液体の凍結膨張時におけるレべリングパイプ、貯留タンクの変形が抑えられるレべリングパイプ構造を提供する。【解決手段】本発明は、貯留タンク１１と、貯留タンクを貫通して設けられ、一端部がタンク内部の上層の所定位置αに臨み、貯留タンク内の液体の液面が所定位置に達するにしたがい一端部の開口が液面で塞がれるレべリングパイプ１７とを備えたレべリングパイプ構造において、レべリングパイプ１７は、一端部が所定位置から上方向へ可動可能な可動パイプ部材１９と、通常時は可動パイプ部材の一端部が所定位置に止まり、貯留タンク内の液体の凍結時、凍結によって膨張する液面が可動パイプ部材の一端部と干渉したとき可動パイプ部材の一端部の可動を許す可動機構２１とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水を受けて液体が貯留される貯留タンクと、
前記貯留タンクの壁部を貫通して設けられ、一端部が当該貯留タンク内に突き出てタンク内部の上層の所定位置に臨み、前記貯留タンク内の液体の液面が前記所定位置に達するにしたがい前記一端部の開口が当該液面で塞がれるレべリングパイプと
を備えて構成されるレべリングパイプ構造において、
前記レべリングパイプは、
前記一端部が前記所定位置から上方向へ可動可能に構成された可動パイプ部材と、
通常時は前記可動パイプ部材の一端部が前記所定位置に止まり、前記貯留タンク内の液体の凍結時、凍結によって膨張する液面が前記可動パイプ部材の一端部と干渉したとき前記可動パイプ部材の一端部の可動を許す可動機構と
を有して構成されることを特徴とするレべリングパイプ構造。
【請求項２】
前記可動パイプ部材は、小径パイプ部材と大径パイプ部材とを摺動自在に嵌挿させて構成され、前記一端部を前記所定位置から上方向へ収縮可能とした二重パイプを有し、
前記可動機構は、前記小径パイプ部材および前記大径パイプ部材が伸長する方向へ所定の付勢力を付与する付勢力付与部から構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のレべリングパイプ構造。
【請求項３】
前記可動パイプ部材は、前記一端部を前記所定位置から上方向へ変位可能とした可撓性のホース部材を有し、
前記可動機構は、前記ホース部材の一端部を前記所定位置に止めるよう所定の付勢力を付与する付勢力付与機構から構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のレべリングパイプ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レべリングパイプを用いて、貯留タンクの液位の規制を行うレべリングパイプ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車(車両)に搭載されている貯留タンクの多くは、給水口部を備えて構成され、貯留タンク内の貯留液体が不足すると、給水口部から、給水ガンなどで補給（給水）が行われるようにしている。こうしたタンクは、尿素水を貯留する尿素水タンク（尿素ＳＣＲシステムを採用したディーゼル車）や、エンジン駆動用の燃料を貯留する燃料タンクなどに用いられる。
【０００３】
こうした貯留タンクには、満水量を規制する構造として、レべリングパイプを用いたレべリングパイプ構造が据え付けられることが多い。同レべリングパイプ構造には、特許文献１にも開示されているように貯留タンクの壁部を貫通して、レべリングパイプをタンク内外を連通するように配置し、同レべリングパイプの、タンク内の一端部をタンク内部の上層のうち、満水の液面位置(所定位置)に対応して配置して、タンク内の圧力が、レべリングパイプを通じて外部に抜き出せる構造が用いられている。
【０００４】
すなわち、レべリングパイプは、一端部の開口を満水の液面位置に臨ませて配置する構造が用いられる。これにより、補給（給水）の際、貯留液体が満水位置に達し、レべリングパイプの一端部が液面に浸る状態になると満タン状態となるようにしてある。つまり、レべリングパイプの一端部の開口は、タンク内の液面で塞がれ、タンク内の圧力の抜き出しができなく、それ以上の補給(給水)ができなくなるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３２８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、貯留タンクに貯留された液体は、凍結することがある。例えば尿素水は、凝固点が−１１℃なので、−１１℃を下回る低温下では凍結する。
このとき、貯留タンク内の尿素水は膨張し、尿素水の液面は上方へ盛り上がるように変形する。
ところが、この尿素水の凍結が、満水量の液面位置の付近まで貯留されているときに生じると、レべリングパイプの一端部と、凍結時の上方へ盛り上がる液面とが干渉することがある。干渉が生じると、レべリングパイプ端は、盛り上がる凍結液面にて上方へ持ち上げられる。このためレべリングパイプは、加わる力により変形が生ずる。また同レベリングパイプを介して伝わる力にて、貯留タンクの壁部が変形したりする。しかも、この凍結時の液面との干渉が、べリングパイプパイプ自体の損傷に繋がるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、貯留タンク内の液体の凍結膨張時におけるレべリングパイプや貯留タンクの変形が抑えられるレべリングパイプ構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様は、給水を受けて液体が貯留される貯留タンクと、貯留タンクの壁部を貫通して設けられ、一端部が貯留タンク内に突き出てタンク内部の上層の所定位置に臨み、貯留タンク内の液体の液面が所定位置に達するにしたがい一端部の開口が当該液面で塞がれるレべリングパイプとを備えて構成されるレべリングパイプ構造において、レべリングパイプは、一端部が所定位置から上方向へ可動可能に構成された可動パイプ部材と、通常時は可動パイプ部材の一端部が所定位置に止まり、貯留タンク内の液体の凍結時、凍結によって膨張する液面が可動パイプ部材の一端部と干渉したとき可動パイプ部材の一端部の可動を許す可動機構とを有して構成されるものとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレべリングパイプ構造によれば、レべリングパイプを構成する可動パイプ部材の一端部は、貯留タンク内の液体の凍結時、可動パイプ部材の一端部と、盛り上がる凍結液面とが干渉したとき可動して、凍結膨張時の液面の変形を許容する。
したがって、貯留タンク内の液体の凍結膨張時におけるレべリングパイプや、貯留タンクの変形を抑えることができ、レべリングパイプの損傷を防ぐことができる。しかも、可動パイプ部材の一端部は、通常時は所定位置に止まるよう規制されるから、給水時、液面の浮き上がりや液面の搖動が生じても、レベリングパイプ端は所定位置を保ち続けることができ、レべリングパイプの性能を損なうことはない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る態様となる尿素水タンク（貯留タンク）におけるレべリングパイプ構造を、尿素ＳＣＲシステムと共に示す構成図。
【図２】図１中のＡ部におけるレべリングパイプ構造を拡大した断面図。
【図３】同レべリングパイプ構造において、尿素水の凍結膨張時、液面が膨張したときにおける可動パイプ部材の挙動を示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る態様となるレべリングパイプ構造の断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る態様となるレべリングパイプ構造の断面図。
【図６】同レべリングパイプ構造において、尿素水の凍結膨張時、液面が膨張したときにおける可動パイプ部材の挙動を示す断面図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る態様となるレべリングパイプ構造の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図１から図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は自動車(車両)、例えば尿素ＳＣＲシステムを採用した排気ガス浄化装置の概略を示している。
図１中の符号１は、例えば車両に搭載されたディーゼルエンジンのエキゾーストマニホルド（いずれも図示せず）から延びた排気路、３は同排気路１に介装された酸化触媒（前段階）、５は同酸化触媒３の下流に介装されたＳＣＲ触媒、７は同ＳＣＲ触媒５の下流に介装された酸化触媒（後段階）、９は酸化触媒３（前段階）とＳＣＲ触媒５間の排気路部分に設けられた尿素水噴射用のインジェクタである。
【００１２】
一方、図１中の符号１１は、尿素水ａ（液体）を貯留する車載の尿素水タンク（本願の貯留タンクに相当）である。尿素水タンク１１は、上部に尿素水ａを受け入れる給水口体１２ａ（給水口部）と、タンク内の尿素水を外部へ送水するポンプ１２ｂとを有したタンク、例えば合成樹脂製のタンクで構成される。ちなみに給水口部１２ａの開口部は、蓋体１２ｃで開閉自在に閉塞してある。つまり、尿素水タンク１１は、例えば給水ガン（図示しない）などを用いて、給水口体１２ａを通じ、尿素水ａを給水することにより、尿素水ａが貯留されるものである。
【００１３】
ポンプ１２ｂの吐出側は、送液路１３を介して上記インジェクタ９に接続され、排気路１を流れる排ガスに尿素水が噴射されるようにしている。つまり、尿素の添加により、排ガス中のＮＯｘを、水と窒素に還元するためのアンモニアが生成される構造にしてある（尿素ＳＣＲシステム）。
また尿素水タンク１１の壁部、例えば上壁部１１ａには、尿素水の満タン量を規定するレべリングパイプ装置１５（本願のレべリングパイプ構造に相当）が設けられている。このレべリングパイプ装置１５には、レべリングパイプ１７を用いた構造が用いられている。
【００１４】
すなわち、レべリングパイプ１７には、例えば上壁部１１ａを上下方向から貫通して、尿素水タンク１１の内外を連通するパイプが用いられる。レべリングパイプ１７のうち、尿素水タンク１１内に配置される一端部１７ａは、尿素水タンク１１内に突き出て、同タンク内部の上層における所定位置に配置されている。
具体的には、上方から尿素水タンク１１内へ突き出るレべリングパイプ部分１７ｘの下端でなるレべリングパイプ１７の一端部１７ａは、上層に形成される空気層のうち、尿素水タンク１１における満水の液面位置α(図２に図示：所定位置に相当)に対応して位置決められる。また尿素水タンク１１外に配置されるレべリングパイプ１７の他端部１７ｂは、例えば給水口体１２ａの途中に開口され、尿素水ａの補給の際、レべリングパイプ１７を通じて、尿素水タンク１１内の圧力（空気）が外部に抜け出る。これにより、補給される尿素水ａが満水位置α（所定位置）に達し、レべリングパイプ１７の一端部１７ａが尿素水の液面に浸る状態になると、尿素水タンク１１は満タン状態となる。つまり、レべリングパイプ１７の一端部１７ａの開口が、タンク内の液面で塞がれると、タンク内の圧力の抜き出しができなく、それ以上の補給(給水)ができなくなる。
【００１５】
このレべリングパイプ装置１５には、尿素水ａが凍結したときの液面の膨張を要因としたレべリングパイプ１７や尿素水タンク１１の変形が防げる構造が設けられている。同構造が図２および図３に示されている。
同構造は、例えば図２に示されるように尿素水タンク１１内に配置されるレべリングパイプ部分１７ｘを上方へ可動可能な可動パイプ部材１９から構成して、同可動パイプ部材１９の下端部がなすレべリングパイプ１７一端部１７ａを満水の液面位置α（所定位置）から上方向へ可動可能にする構造と、通常時は上記一端部１７ａを満水の液面位置α（所定位置）に止め(規制)、尿素水ａの凍結時、膨張する尿素水の液面(盛り上がる液面)が可動パイプ部材１９の下端部（一端部１７ａ）と干渉したとき、可動パイプ部材１９の下端部の可動を許す可動機構２１とから構成される。
【００１６】
例えば可動パイプ部材１９は、例えば図２および図３に示されるような二重パイプ２５が用いられる。二重パイプ２５は、例えばレベリングパイプ部分１７ｘの下端部分と、それ以外の基端側のパイプ部分とに分け、下端部分を大径のパイプ部材１８ａ（大径パイプ部材に相当）から構成し、基端側のパイプ部分をそれより小径なパイプ部材１８ｂ（小径パイプ部材に相当）から構成し、小径のパイプ部材１８ｂの先端部に大径のパイプ部材１８ａを摺動自在に嵌挿させる構造となっている。パイプ部材１８ａ，１８ｂの相互端には、通常時、レべリングパイプ１７の一端部をなす大径のパイプ部材１８ａ端が、満水の液面位置αに位置決められるよう係止構造部２３（係止部）が設けられ、レべリングパイプ１７の一端部１７ａを、通常位置である満水の液面位置αを基準として、同位置αから上方向へ収縮可能としている。
【００１７】
可動機構２１には、例えば図２および図３に示されるようなスプリング構造で構成された付勢力付与部が用いられる。例えば付勢力付与部は、例えば小径なパイプ部材１８ｂに巻装したコイルスプリング部材２７で構成され、パイプ部材１８ａ，１８ｂが伸長される方向へ所定の付勢力を付与する。すなわちコイルスプリング部材２７は、大径なパイプ部材１８ａ端と尿素水タンク１１の上壁部１１ａとの間に圧縮状態で介装され、コイルスプリング部材２７の弾性力で、二重パイプ２５（パイプ部材１８ａ，１８ｂ）を伸長する方向へ付勢し、一端部１７ａであるパイプ部材１８ｂの下端部を満水の液面位置αに止めている。
【００１８】
コイルスプリング部材２７から付与される付勢力は、尿素水ａの補給時、尿素水ａの液面の浮き上がりや液面の搖動が生じてもパイプ部材１８ａの位置の変化はなく、尿素水ａの凍結時、凍結液面がパイプ部材１８ａ端と干渉したとき（図３）、パイプ部材１８ａの上方向への可動（変位）を許すように設定される。つまり、コイルスプリング部材２７の弾性力により、通常時は、満タン量の規制が行われ、尿素水ａの凍結膨張時は、膨張する液面変形を許容する構造となっている。
【００１９】
つぎに、このように構成されたレべリングパイプ構造の作用を図２および図３を参照して説明する。
尿素水タンク１１に設けられた可動パイプ部材１９（レべリングパイプ１７）の下端部は、コイルスプリング部材２７の弾性力により、通常時、満水の液面位置αに止まるよう位置決められる。このため、尿素水ａの補給(尿素水タンク１１)が行われる場合、可動パイプ部材１９の下端部が尿素水ａの液面に浸り、下端部の開口が尿素水タンク１１内の液面で塞がれるまで補給されると、尿素水タンク１１内の圧力（空気）の抜き出しができなくなる。つまり、レべリングパイプ１７により、それ以上の補給(給水)ができなく、尿素水タンク１１は満タン状態となる。
【００２０】
尿素水ａの補給（給水）中、可動パイプ部材１９の下端部は、コイルスプリング部材２７の弾性力によって、満水の液面位置α(定位置)を保ち続けているから、補給時（給水時）における液面の浮き上がりや液面の搖動を受けても、レベリングパイプ１７は満水の液面位置α（所定位置）を保ち続ける。
一方、尿素水タンク１１が−１１℃を下回る低温となり、同タンク１１内の尿素水ａが凍結し、例えば図３中の矢印ｓに示されるように尿素水タンク１１内の液面が盛り上がるよう凍結変形し、凍結液面が可動パイプ部材１９端に干渉したとする。
【００２１】
すると、可動パイプ部材１９端を構成するパイプ部材１８ａは、図３に示されるようにコイルスプリング部材２７の弾性力に抗して、盛り上がる凍結液面にならい、上方へスライド変位（可動）する。この二重パイプ２５の収縮方向の変位により、液面の変形は吸収（許容）され、レベリングパイプ１７に加わる力を逃がす。
それ故、可動パイプ部材１９と可動機構２１を用いて、レベリングパイプ１７の一端部１７ａを所定位置から上方向へ可動可能にしたことにより、凍結膨張時の凍結液面がもたらすレべリングパイプ１７の変形を抑えることができる。可動パイプ部材１９端に加わる力は、尿素水タンク１１へは伝わらないので、凍結液面による影響はなく、尿素水タンク１１（貯留タンク）の変形も抑えられる。
【００２２】
しかも、可動パイプ部材１９の下端部（一端部１７ａ）は、コイルスプリング部材２７（可動機構２１）の弾性力により、満水の液面位置α（所定位置）に配置され続けるから、尿素水ａの補給時（給水時）、液面の浮き上がりや液面の搖動が生じても、レベリングパイプ１７の性能を損なうことはない。
図４は、本発明の第２の実施形態を示す。
【００２３】
本実施形態は、付勢力付与部（可動機構）をコイルスプリング部材でなく、錘体３１から構成したものである。
すなわち、可動パイプ部材１９を構成するパイプ部材１８ａに、コイルスプリング部材の弾性力に相当する重量をもつ錘体３１を設けて、凍結膨張時に生ずる凍結液面の変形を吸収しようとしたものである。このようにしても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００２４】
図５および図６は、本発明の第３の実施形態を示す。
本実施形態は、尿素水タンク１１内に配置されるレべリングパイプ部分１７ｘを、可撓性を有するホース部材３３から構成し、ホース部材３３に、ホース部材３３の下端部を満水の液面位置α（所定位置）に止めるよう付勢力を付与する付勢力付与機構３５(可動機構２１)を設けたものである。
【００２５】
例えばレべリングパイプ部分１７ｘは、下端部分２８ａと基端部分２８ｂとだけを残し、これら下端部分２８ａと基端部分２８ｂとをホース部材３３で接続した構造で構成される。そして、ホース部材３３は、下端部分２８ａと尿素水タンク１１の上壁部１１ａとの間をリンク部材３７で回動自在に連結したリンク機構によって、下端部分２８ａの姿勢はそのままに鉛直方向に変位可能に支持してある。このホース部材３３の支持構造のうち、例えばリンク部材３７端を支持するブラケット部材３９には、リンク部材３７との干渉（規制）によって下端部分２８ａの位置（ホース部材３３の下端部）を満水の液面位置α（所定位置）に規定するストッパ部４１が設けられている。これにより、ホース部材３３の下端部は、満水の液面位置α（所定位置）に臨む位置に位置決められたり、同位置αから上方向へ可動されるようにしている。つまり、ホース部材３３にて、上方向へ可動可能な可動パイプ部材１９を構成している。
【００２６】
付勢力付与機構３５は、例えばホース部材３３の下端部に錘体４５を設けて構成され、第２の実施形態と同様、錘体４５の重量にて、ホース部材３３の下端部をなす下端部分２８ａに所定の付勢力を付与して、ホース部材３３の下端部が満水の液面位置α（所定位置）に止まる構造としている。
こうしたレべリングパイプ構造により、図６に示されるようにホース部材３３の下端部に、変形した凍結液面が干渉したときは、ホース部材３３の下端部が上方向へ変位して、凍結液面の変形を吸収（許容）する。このようにしても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００２７】
図７は、本発明の第３の実施形態を示す。
本実施形態は、第２の実施形態の変形例で、錘体でなく、ブラケット部材３９とリンク部材３７との間にねじりばね部材４９を架け渡して、ねじりばね部材４９の弾性力にて、ホース部材３３の下端部に、同下端部が満水の液面位置α（所定位置）に止まるための所定の付勢力が付与されるようにしたものである。このようにしても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００２８】
但し、図４〜図７において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
なお、上述した実施形態における各構成およびそれの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、上述した実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば上述の実施形態では、尿素水を貯留する尿素水タンクに本発明を適用した例を挙げたが、これに限らず、燃料を貯留する燃料タンクに本発明を適用してもよく、液体を貯留する貯留タンクであればよい。
【符号の説明】
【００２９】
１１  尿素水タンク（貯留タンク）
１７  レべリングパイプ
１９  可動パイプ部材
２１  可動機構
α  満水の液面位置（所定位置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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