(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂により構成され内部に燃料を収容可能な燃料タンク本体と、
前記燃料タンク本体から内側に向けて形成された凸部と、
前記燃料タンク本体の内面において、前記凸部と、該凸部と対向する対向面の少なくとも一方に設けられ、燃料タンク本体を構成する熱可塑性樹脂よりも融点の高い材料で構成された高融点部材と、
を有する燃料タンク構造。
【請求項２】
前記燃料タンク本体に設けられ内側に変形することで燃料タンク本体の容積を減少させる内変形部、を有し、
前記凸部及び前記対向面の少なくとも一方が前記内変形部に設けられている請求項１に記載の燃料タンク構造。
【請求項３】
前記内変形部が、前記燃料タンク本体の上壁及び下壁の少なくとも一方に設けられている請求項２に記載の燃料タンク構造。
【請求項４】
前記高融点部材が、前記凸部及び前記対向面の双方に設けられている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【請求項５】
前記高融点部材が、前記凸部においては先端部のみに設けられている請求項４に記載の燃料タンク構造。
【請求項６】
前記高融点部材が、樹脂により構成されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の燃料タンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に備えられる燃料タンク構造では、燃料タンクの一部を内側へ向けて凸部を形成したものがある。たとえば特許文献１に記載されている燃料タンクでは、タンク本体の上壁及び下壁から位置規制部が垂下又は起立した構造となっている。位置規制部により、燃料タンクの内寸が局所的に短い部位が存在している。
【０００３】
樹脂材料（熱可塑性樹脂）により構成された燃料タンクでは、燃料タンク成型時において、樹脂材料が溶融状態となっていることがある。上記したような内側への凸部が形成された燃料タンクでは、凸部の変形により、凸部の先端どうし、あるいは凸部先端と燃料タンクにおける他の部分とが接触して溶着されてしまうおそれがある。実際には、このような溶着を避けるために凸部の突出長を短くする等の必要があり、燃料タンクの形状設定の自由度が低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９５１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、熱可塑性材料製の燃料タンク本体を有する燃料タンク構造において内側に向けて形成された凸部の溶着を抑制可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、熱可塑性樹脂により構成され内部に燃料を収容可能な燃料タンク本体と、前記燃料タンク本体から内側に向けて形成された凸部と、前記燃料タンク本体の内面において、前記凸部と、該凸部と対向する対向面の少なくとも一方に設けられ、燃料タンク本体を構成する熱可塑性樹脂よりも融点の高い材料で構成された高融点部材と、を有する。
【０００７】
この燃料タンク構造では、燃料タンク本体から、内側に向けて凸部が形成されており、燃料タンク本体における凸部と対向する部分が対向面とされている。燃料タンク本体の内面において、凸部と対向面の少なくとも一方には、燃料タンク本体を構成する熱可塑性樹脂よりも融点の高い材料で構成された高融点部材が設けられている。したがって、燃料タンク本体をブロー成型等により製造する際に、燃料タンク本体は溶融し、高融点部材は溶融しない温度設定とすれば、高融点部材どうし、あるいは高融点部材と凸部又は対向面が接触しても、これらの溶着が抑制され、凸部の溶着も抑制される。
【０００８】
なお、燃料タンク本体には、２つの凸部が互いに対向するように設けられていてもよく、この構成では、任意の一方の凸部に対し、他方の凸部が対向部分（対向面を有する）となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記燃料タンク本体に設けられ内側に変形することで燃料タンク本体の容積を減少させる内変形部、を有し、前記凸部及び前記対向面の少なくとも一方が前記内変形部に設けられている。
【００１０】
したがって、たとえば燃料タンク本体内が周囲よりも低圧になったとき等に、内変形部が変形することで、燃料タンク本体の容積を減少させることが可能となる。
【００１１】
また、凸部及び対向面の少なくとも一方が内変形部に設けられているので、内変形部の変形を、凸部と対向面との接触により所定範囲に制限できる。
【００１２】
凸部と対向面の少なくとも一方には高融点部材が設けられているので、燃料タンク本体の製造時における溶着が抑制される。これにより、凸部の先端と対向面との距離をあらかじめ短く設定しておくことも可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記内変形部が、前記燃料タンク本体の上壁及び下壁の少なくとも一方に設けられている。
【００１４】
したがって、燃料タンク本体の内変形部を上下方向に移動させて、燃料タンク本体の容積を減少させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記高融点部材が、前記凸部及び前記対向面の双方に設けられている。
【００１６】
このように高融点部材を凸部と対向面の双方に設けることで、これらの一方のみに設けた構成と比較して、より効果的に溶着を抑制することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記高融点部材が、前記凸部においては先端部のみに設けられている。
【００１８】
したがって、凸部の全体に高融点部材を設けた構成と比較して、高融点部材を設ける範囲を狭くすることができ、コストを低減することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記高融点部材が、樹脂により構成されている。
【００２０】
したがって、高融点部材として樹脂以外の材料を用いた構成と比較して、加工性が高くなる。燃料タンク本体を構成している熱可塑性樹脂に対し熱膨張率が近い材料を用いて、燃料タンク本体を構成している熱可塑性樹脂との接合性を高めることも可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、熱可塑性材料製の燃料タンク本体を有する燃料タンク構造において内側に向けて形成された凸部の溶着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造が適用された燃料タンクを示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の燃料タンク構造の製造工程を（Ａ）〜（Ｄ）へと順に示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態の燃料タンク構造が適用された燃料タンクを示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の燃料タンク構造の製造工程の一部を示す説明図である。
【図５】本発明の第３実施形態の燃料タンク構造が適用された燃料タンクを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンク構造１２が適用された燃料タンク１０が示されている。この燃料タンク１０は、内部に燃料を収容することが可能な燃料タンク本体１４を有している。燃料タンク本体１４の形状は特に限定されないが、本実施形態では、直方体の略箱状に形成されている。
【００２４】
燃料タンク本体１４は、熱可塑性樹脂（たとえばＰＥ）で構成された上タンク構成部材１４Ｕと下タンク構成部材１４Ｌとを有している。これらのタンク構成部材の周囲が接合されることで、略箱状の燃料タンク本体１４が構成されている。
【００２５】
燃料タンク本体１４の上壁１４Ｔには、上方から見て閉曲線状（たとえば円形あるいは四角形）の薄肉部１６が形成されている。薄肉部１６は、上壁１４Ｔを構成している周囲の部分（板状の部分）よりも薄肉で、且つ上下方向に波打つ蛇腹状とされており、変形しやすくなっている。
【００２６】
薄肉部１６の内側部分は、薄肉部１６の変形により下方に変位する容積可変部１８となっている。すなわち、容積可変部１８が下方に変位することで、燃料タンク本体１４の容積が減少する。さらに、本実施形態では、容積可変部１８が上方に変位することで、燃料タンク本体１４の容積を増加させることも可能とされている。すなわち、燃料タンク本体１４内の蒸発燃料の量に応じて、容積を変化させることができる。
【００２７】
容積可変部１８（特に本実施形態では、燃料タンク本体１４を上方から平面視したときの容積可変部１８の略中央）には、下方へと凸状に延出された変形制限凸部２０が形成されている。変形制限凸部２０は、本発明の凸部の一例である。
【００２８】
これに対し、燃料タンク本体１４の下壁１４Ｂにも、変形制限凸部２０と対向する位置で上方へと凸状に延出されたに変形制限台部２２が形成されている。変形制限台部２２は、変形制限凸部２０と上下方向に対向しており、本発明の対向部分の一例となっている。特に、変形制限台部２２の中央は変形制限凸部２０と対向する対向面２４となっている。
【００２９】
燃料タンク本体１２の内面には、変形制限凸部２０の少なくとも下端を含む部分に、溶着シート材２６が配置されている。また、変形制限台部２２の対向面２４にも溶着シート材２８が配置されており、上側の溶着シート材２６と対向している。
【００３０】
図２（Ｂ）にも示すように、溶着シート材２６、２８は、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌと同一の材料で構成されたシート基部３０と、このシート基部３０と同形状とされ、シート基部３０の一方の面に接合された薄膜層３２と、を有する２層構造とされている。
【００３１】
薄膜層３２は、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌよりも融点の高い材料（本実施形態では、たとえばフッ素樹脂やＰＡ、ＰＰＳの樹脂）で構成されている。そして、変形制限凸部２０に対して、溶着シート材２６のシート基部３０が溶着されている。また、変形制限台部２２にも、溶着シート材２８のシート基部３０が溶着されている。したがって、上側の溶着シート材２６と下側の溶着シート材２８とが、それぞれの薄膜層３２を部分的に対面させて、所定の間隔Ｄ１をあけて上下に対向配置されている。溶着シート材２６、２８は全体として薄膜状とされているので、この間隔Ｄ１は、実質的に変形制限凸部２０と変形制限台部２２の間隔に等しい。
【００３２】
燃料タンク１０内が負圧になると、薄肉部１６が変形して容積可変部１８が下方に移動し、燃料タンク１０の容積が縮小される。これにより、燃料タンク１０内が過度の負圧になることが抑制される。また、容積可変部１８の下方への移動量が所定量に達すると、変形制限凸部２０の先端と変形制限台部２２の対向面２４（厳密には、溶着シート材２６、２８の薄膜層３２どうし）が接触し、容積可変部１８の過度の変位が抑制される。
【００３３】
このような構成とされた第１実施形態の燃料タンク構造１２では、製造時において、以下に詳述するように、変形制限凸部２０と変形制限台部２２とが不用意に溶着してしまう事態が抑制されている。
【００３４】
第１実施形態に係る燃料タンク１０を製造する場合、まず、図２（Ａ）に示すように、上タンク構成部材１４Ｕを構成する上シート材３４Ｕと、下タンク構成部材１４Ｌを構成する下シート材３４Ｌを用意する。上シート材３４Ｕ及び下シート材３４Ｌは、いずれもＰＥ製であり、成型前の段階では、平坦状とされている。
【００３５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、上シート材３４Ｕの下面のうち、成型後に変形制限凸部２０の下端を含む位置（本実施形態では、上シート材３４Ｕの下面の中央）に、溶着シート材２６を配置する。このとき、シート基部３０が上シート材３４Ｕと対向する（上になる）向きとする。同様に、下シート材３４Ｌの上面のうち、成型後に対向面２４となる部分を含む位置に（本実施形態では、下シート材３４Ｌの上面の中央）に、溶着シート材２８を配置する。このとき、シート基部３０が下シート材３４Ｌと対向する（下になる）向きとする。
【００３６】
そして、シート基部３０と上シート材３４Ｕとを、これらの溶融温度よりも高く、薄膜層３２の溶融温度よりも低い温度で溶着しておく。同様に、シート基部３０と下シート材３４Ｌとを、これらの溶融温度よりも高く、薄膜層３２の溶融温度よりも低い温度で溶着しておく。
【００３７】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、上シート材３４Ｕ及び下シート材３４Ｌを、上型３６Ｕ及び下型３６Ｕを有する金型３６内に投入してブロー成型を行う。まず、上型３６Ｕ及び下型３６Ｕを型締めして、上シート材３４Ｕ及び下シート材３４Ｌの周縁部分を溶着させる。次に、金型３６内に圧縮空気を吹き込んで上シート材３４Ｕ及び下シート材３４Ｌを燃料タンク本体１４の形状に成型する。このときの温度は、上シート材３４Ｕ及び下シート材３４Ｌの溶融温度よりも高く、薄膜層３２の溶融温度よりも低い温度とされている。これにより、図２（Ｄ）に示すように、薄膜層３２を溶融させることなく、所望の形状の燃料タンク１０が得られる。
【００３８】
成型直後の段階では、上シート材３４Ｕ及び下シート材３４Ｌは溶融温度以上になっているので、たとえば、変形制限凸部２０が垂れ下がる等により、変形制限凸部２０と変形制限台部２２とが接近することが想定される。しかし、本実施形態では、変形制限凸部２０及び変形制限台部２２に溶着された溶着シート材２６、２８が、それぞれの薄膜層３２で対向している。成型温度は、薄膜層３２の融点に達しておらず、薄膜層３２は溶融されていないので、変形制限凸部２０と変形制限台部２２とが接近して薄膜層３２が接触しても、溶着されない。
【００３９】
このように、本実施形態の燃料タンク構造１２が適用された燃料タンク１０では、変形制限凸部２０と変形制限台部２２の対向面２４とが接近していても、成型時（溶融状態）でこれらの変形に伴う溶着が抑制されるため、燃料タンク１０の形状として、本来的な形状（所望の形状）とすることが可能である。
【００４０】
また、変形制限凸部２０と変形制限台部２２の間隔Ｄ１を短く設定しても、これらの溶着を抑制することが可能となるので、所望の間隔（より短い距離）でこれらの形状を設定することも可能となり、燃料タンク１０の形状の自由度が高くなる。
【００４１】
さらに、第１実施形態の燃料タンク構造では、溶着シート材２６を溶着した部位については、実質的に、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌが厚くなるので、より高剛性になる。これにより、容積可変部１８が下方へ移動して変形制限凸部２０と変形制限台部２２とが接触した場合に、接触部分及びその近傍が変形しづらくなり、変形制限凸部２０及び変形制限台部２２の本来的な作用（変形を抑制する作用）をより高く発揮させることが可能になる。
【００４２】
図３には、本発明の第２実施形態の燃料タンク構造５２が適用された燃料タンク５０が示されている。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４３】
第２実施形態では、第１実施形態の溶着シート材２６、２８に代えて、コーティング層５４、５６が形成されている。コーティング層５４、５６はそれぞれ、第１実施形態の薄膜層３２と同様に、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌよりも融点の高い材料（たとえばフッ素樹脂やＰＡ、ＰＰＳ等の樹脂）で構成されている。
【００４４】
なお、第２実施形態の燃料タンク５０を製造するにあたっては、図２（Ｂ）に示す工程に代えて、図４に示すように、吹き付け装置５８（あるいは塗布装置等）を用いて、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌの所定部分に、コーティング層５４、５６をコーティングすればよい。必要に応じて、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌと同一の材料を最初にコーティングして溶着性を高めた後、コーティング層５４、５６をコーティングしてもよい。これ以外は、第１実施形態と同様の製造工程で燃料タンク５０を製造することができる。
【００４５】
上記の構成とされた第２実施形態の燃料タンク５０においても、第１実施形態の燃料タンク１０と同様に、変形制限凸部２０と変形制限台部２２の対向面２４とが接近していても、成型時の溶着が抑制される。また、変形制限凸部２０と変形制限台部２２の間隔を短く設定する等も可能で、燃料タンク５０の形状の自由度が高くなる。
【００４６】
図５には、本発明の第３実施形態の燃料タンク構造７２が適用された燃料タンク７０が示されている。第３実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４７】
第３実施形態では、第１実施形態の溶着シート材２６、２８や第２実施形態のコーティング層５４、５６に代えて、非溶融薄膜７４、７６が取り付けられている。非溶融薄膜７４、７６は、金属等により薄膜状に形成されており、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌよりも融点が高い。
【００４８】
本実施形態では、非溶融薄膜７４、７６の周縁には、上タンク構成部材１４Ｕ及び下タンク構成部材１４Ｌに埋め込まれる埋め込み片７８が形成されている。埋め込み片７８がアンカーとして作用することで、上タンク構成部材１４Ｕや下タンク構成部材１４Ｌに対する位置ずれや脱落が抑制されている。
【００４９】
上記の構成とされた第３実施形態の燃料タンク７０においても、第１実施形態の燃料タンク１０や第２実施形態の燃料タンク５０と同様に、変形制限凸部２０と変形制限台部２２の対向面２４とが接近していても、成型時の溶着が抑制される。また、変形制限凸部２０と変形制限台部２２の間隔を短く設定する等も可能で、燃料タンク５０の形状の自由度が高くなる。
【００５０】
なお、第２実施形態及び第３実施形態では、第１実施形態と比較して、溶着シート材２６のシート基部３０が不要となるため、燃料タンクの軽量化を図ることが可能である。
【００５１】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、本発明の高融点部材として樹脂を用いているので、第３実施形態のように後融点部材として金属を用いた構成と比較して、加工性が高い。また、高融点部材を構成する樹脂の熱膨張率として、上タンク構成部材１４Ｕや下タンク構成部材１４Ｌを構成する熱可塑性樹脂の熱膨張率と近い材料を選択することも可能であり、これにより、上タンク構成部材１４Ｕや下タンク構成部材１４Ｌの変形に対する高融点部材の追従性を高めることも可能となる。
【００５２】
上記では、本発明の凸部の例として、変形制限凸部２０を挙げたが、凸部としてはこれに限定されない。たとえば、内部に、燃料の流動を抑制するための壁部材（バッフル）が形成されたタイプの燃料タンクがあるが、このような燃料タンクにおいて、バッフルの先端とその対向面に、上記の溶着シート材２６、２８や、コーティング層５４、５６、非溶融薄膜７４、７６等を設けてもよい。
【００５３】
さらに、変形制限台部２２がない構成でもよい。すなわち、１つの凸部に対し、たとえ変形制限台部２２のような部位が形成されていなくても、凸部との対向面は燃料タンクの内部に存在する。したがって、凸部の先端と、対向面との少なくとも一方に溶着シート材２６、２８や、コーティング層５４、５６、非溶融薄膜７４、７６等を設けた構成としてもよい。
【００５４】
溶着シート材２６、２８、コーティング層５４、５６、非溶融薄膜７４、７６は組み合わせて用いることも可能である。たとえば、変形制限凸部２０の先端には溶着シート材２６を溶着し、変形制限台部２２の対向面２４には、コーティング層５６や非溶融薄膜７６を設けてもよい。
【００５５】
高融点部材（溶着シート材２６、２８や、コーティング層５４、５６、非溶融薄膜７４、７６）は、凸部及びその対向面の双方に設けるのが、上記した溶着を抑制する観点からは好ましいが、いずれか一方に設けてもよい。ただし、いずれか一方に設けると、凸部と対向面とが溶融状態で高融点部材を介して接触したときに、高融点部材が設けられていない凸部又は対向面が変形しやすい。これに対し、高融点部材を凸部及びその対向面の双方に設けると、凸部と対向面とが溶融状態で高融点部材を介して接触したとき、双方の接触部分における局所的な変形を抑制することができる。
【００５６】
また、高融点部材を、凸部の先端及びその対向面だけでなく、より広い範囲に設けてもよい。ただし、薄肉部１６を形成して容積可変部１８を下方に移動させる構成の燃料タンク（上記第１〜第３実施形態の燃料タンク１０、５０、７０）では、薄肉部１６に高融点部材を設けると、薄肉部１６の変形の抵抗になることがある。したがって、薄肉部１６のような変形させたい部位を避けて、高融点部材を設けることが好ましい。特に、変形制限凸部２０において先端部のみに高融点部材を設けると、実質的な高融点部材の面積が狭くなり、材料の量が低減できるため、コストを低減することができる。
【００５７】
本発明に係る燃料タンクとしても、上記では、容積可変部１８が形成された構造の燃料タンクを挙げているが、このような容積可変部１８が形成されていない燃料タンクに対しても本発明を適用可能である（上記した壁部材が形成された燃料タンクは、その一例である）。
【００５８】
容積可変部１８（内変形部）は、下壁１４Ｂに設けられていてもよく、上壁１４Ｔと下壁１４Ｂの双方に設けられていてもよい。さらに、側壁に内変形部が設けられた構造の燃料タンクにも、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  燃料タンク
１２  燃料タンク構造
１４  燃料タンク本体
１４Ｕ      上タンク構成部材
１４Ｌ      下タンク構成部材
１４Ｔ      上壁
１４Ｂ      下壁
１６  薄肉部
１８  容積可変部（内変形部）
２０  変形制限凸部
２２  変形制限台部
２４  対向面
２６  溶着シート材
２８  溶着シート材
３０  シート基部
３２  薄膜層（高融点部材）
５０  燃料タンク
５２  燃料タンク構造
５４  コーティング層（高融点部材）
５８  吹き付け装置
７０  燃料タンク
７２  燃料タンク構造
７４、７６  非溶融薄膜（高融点部材）
【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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