(57)【要約】【課題】上側分体と下側分体とが精度高く溶着一体化され、耐久性に優れた燃料タンクを提供する。【解決手段】燃料タンクの上側分体と下側分体とに、それぞれ開口周縁部のうち燃料タンクの一般側壁よりも外方側にずれた位置に設けられ周方向に延びる接合部を設け、接合部のうち上側分体と下側分体とを溶着する際に加圧される加圧中心から開口内周側端部までの長さＷ１と、加圧中心から開口外周側端部までの長さＷ２とが、Ｗ１：Ｗ２＝４：６〜６：４の関係を満たすようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料よりなり、箱状の上側分体と箱状の下側分体とが互いに開口を対向させつつ気密に溶着一体化されてなる燃料タンクであって、
該上側分体と該下側分体とは、それぞれ開口周縁部のうち燃料タンクの一般側壁よりも外方側にずれた位置に設けられ周方向に延びる接合部を持ち、
該接合部のうち、該上側分体と該下側分体とを溶着する際に加圧される加圧中心から開口内周側端部までの長さＷ１と、該加圧中心から開口外周側端部までの長さＷ２とが、Ｗ１：Ｗ２＝４：６〜６：４の関係になっていることを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
前記接合部と前記一般側壁面との境界部分は、緩やかに湾曲している請求項１記載の燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に配置される樹脂製の燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の燃料タンクとしては、金属や樹脂等の種々の材料で形成されているものが知られている。このうち樹脂材料で形成された燃料タンクは、金属材料で形成されたものに比べて重量が軽いために、車両の燃費向上に効果がある。
【０００３】
ところで、これら樹脂製の燃料タンクは、一般には、箱状の上側分体と箱状の下側分体とからなり、この二つの分体が互いに開口を対向させつつ溶着一体化されて形成される。そして、上側分体の箱内部と下側分体の箱内部とが中空空間を形成し、この中空内部に燃料が収容される。
【０００４】
このような燃料タンクは、上側分体の開口周縁部と下側分体の開口周縁部とを接合部とし、この接合部を溶着するのが一般的である。従来の燃料タンクを模式的に表す断面図を図６に示し、図６に示される燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図を図７に示す。
【０００５】
この従来の燃料タンクは、上側分体１００と下側分体２００とをもつ。各々の分体の開口周縁部１０１，２０１は、一般側壁３００に対して軸方向に同位置に形成されている。そして、この開口周縁部１０１，２０１が接合部（１０２，２０２）を構成する。上側分体１００のうち接合部１０２（開口周縁部１０１）よりも上側の位置には、レール状の加圧端部１０３が設けられている。この加圧端部１０３は、接合部１０２（開口周縁部１０１）よりも外方側にずれた位置に設けられている。また、下側分体２００のうち接合部２０２（開口周縁部２０１）よりも下側の位置にも、接合部２０２（開口周縁部２０１）よりも外方側にずれた位置に加圧端部２０３が設けられている。この加圧端部１０３，２０３は、上側分体１００と下側分体２００とを溶着する際に接合部１０２，２０２に加圧力を加えるための部分である。ここで、接合部１０２，２０２を溶着するためには、上側分体１００のうち接合部１０２よりも上方側の位置から下方側に向けて加圧し、下側分体２００のうち接合部２０２よりも下側の位置から上方側に向けて加圧する必要がある。しかし、図６に示されるように、接合部１０２よりも上方側の位置および接合部２０２よりも下方側の位置には一般側壁３００が連続しているため、接合部１０２、２０２を直接（近接した位置から）押圧することができない。したがって、図６および７に示される従来の燃料タンクでは、接合部１０２よりも上方側の位置であって接合部１０２よりも外方側にずれた位置に加圧端部１０３を設け、接合部２０２よりも下方側の位置であって接合部２０２よりも外方側にずれた位置に加圧端部２０３を設けて、この加圧端部１０３を下方側に向けて加圧するとともに加圧端部２０３を上方側に向けて加圧することで、接合部１０２，２０２を間接的に加圧する。
【０００６】
この図に示される従来の燃料タンクを製造する際には、上側分体１００の接合部１０２と下側分体２００の接合部２０２とを熱板にて加熱して溶融させる。そして、上側分体１００と下側分体２００とを対面させ、接合部同士（１０２，２０２）を当接させた状態で上側分体１００と下側分体２００とを溶着する。このとき、加圧端部１０３，２０３の溝内部に治具４００を当接させて、加圧端部１０３には下側分体２００方向に加圧力を加え、加圧端部２０３には上側分体１００方向に加圧力を加えて、上側分体１００と下側分体２００とを溶着する。
【０００７】
ここで、このような燃料タンクでは、上側分体１００の加圧端部１０３を下側分体２００方向に加圧し、下側分体２００の加圧端部２０３を上側分体１００方向に加圧する際には、接合部１０２，２０２には、矢印Ａに示される曲げ方向のモーメントが働く。これは、加圧端部１０３，２０３を加圧する際の加圧中心ａと接合部１０２，２０２とがずれた位置に配されていることによる。接合部１０２，２０２に曲げ方向のモーメントが働くと、上側分体１００と下側分体２００とを強固に溶着接合できない場合があった。すなわち、この場合には接合部１０２，２０２に作用する加圧力は部位毎に異なり、接合部同士（１０２，２０２）が溶着接合される強度（接合強度）には部位毎にムラが生じる。また、上側分体１００の接合部１０２と下側分体２００の接合部２０２とがずれて溶着され、接合部分の面積が充分に確保されない場合もある。これらの場合には、高い接合強度が得られない。燃料タンクは吸気脈動に伴って変形するために、接合強度が低い部分があると、変形の際に接合強度の低い部分から剥離する可能性があり、燃料タンクの使用条件等によっては、高い耐久性が発揮されない可能性があった。
【０００８】
上側分体１００および下側分体２００を構成する樹脂材料や溶着接合の条件によっては、接合部１０２と接合部２０２とを充分な強度で接合できる。しかし、最適な樹脂材料や溶着接合の条件は燃料タンクの形状や燃料タンクが用いられる環境などによって種々に異なる。このため、充分な接合強度を発揮するための樹脂材料や溶着接合の条件を選択するのには多大な時間を要し、形状や使用環境が異なる多種の燃料タンクを容易に製造し難い問題があった。
【０００９】
これに対して、上側分体１００の接合部１０２（開口周縁部１０１）と下側分体２００の接合部２０２（開口周縁部２０１）をとを共に各々の分体の外方側に向けてフランジ状に延設し、接合部（１０２，２０２）に直接加圧力を作用させる方法もある（例えば特許文献１）。フランジ状の接合部を持つ燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図を図８に示す。
【００１０】
図８に示される燃料タンクでは、各々の分体を溶着接合する際には、上側分体１００の接合部１０１と下側分体２００の接合部２０２とのうち、互いに溶着接合される接合面（１０４，２０４）と対向する面（加圧面１０５，２０５）に各々治具４００を当接させて、接合部（１０２，２０２）に直接加圧力を作用させる。このため、この図８に示される燃料タンクでは、各々の分体を溶着接合する際にも図７の矢印Ａに示される曲げ方向のモーメントが生じ難く、上側分体１００の接合部１０２と下側分体２００の接合部２０２とがずれ難い利点がある。
【００１１】
しかし、この場合においても、接合部（１０２，２０２）のうち燃料タンクの中空内部側の部分（図８中点線部分）には治具４００からの加圧力が充分に伝わり難く、接合部（１０２，２０２）に作用する加圧力には、依然部分毎にムラが生じる。そして、加圧力が不足している部分では、上側分体１００の接合部１０２と下側分体２００の接合部２０２とが充分に溶着せず、上側分体１００と下側分体２００とが一様な接合強度で溶着一体化されないおそれがある。上側分体１００と下側分体２００とが一様な接合強度で溶着一体化されない場合には、上述した燃料タンクの変形の際に、溶着されている接合部１０２，２０２が接合強度の低い部分から剥離する可能性がある。したがって、上述のものと同様に、充分な接合強度を発揮するための樹脂材料や溶着接合の条件を選択するのには多大な時間を要し、形状や使用環境が異なる多種の燃料タンクを容易に製造し難い問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２３５７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、上側分体と下側分体とが精度高く溶着一体化され、耐久性に優れた燃料タンク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】
上記課題を解決する本発明の燃料タンクは、樹脂材料よりなり、箱状の上側分体と箱状の下側分体とが互いに開口を対向させつつ気密に溶着一体化されてなる燃料タンクであって、上側分体と下側分体とは、それぞれ開口周縁部のうち燃料タンクの一般側壁よりも外方側にずれた位置に設けられ周方向に延びる接合部を持ち、接合部のうち、上側分体と下側分体とを溶着する際に加圧される加圧中心から開口内周側端部までの長さＷ１と、加圧中心から開口外周側端部までの長さＷ２とが、Ｗ１：Ｗ２＝４：６〜６：４の関係になっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の燃料タンクにおいて、上記接合部と上記一般側壁面との境界部分は、緩やかに湾曲していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の燃料タンクでは、上側分体の接合部と下側分体の接合部とは、それぞれ開口周縁部のうち燃料タンクの一般側壁よりも外方側にずれた位置に設けられている。このため、接合部の上方（又は下方）側の位置には一般側壁が連続しておらず、上述した図８に示す従来の燃料タンクと同様に接合部に直接加圧力を作用させることができる。したがって、上述した図６および図７に示される従来の燃料タンクのように溶着一体化する際に接合部に曲げ方向のモーメントが作用する不具合が生じることはない。このため、接合部同士がずれて溶着される等の不具合が回避され、上側分体と下側分体とが精度高く溶着一体化される。そして、接合部が加圧される加圧中心から接合部の開口内周側端部までの長さＷ１と、加圧中心から接合部の開口外周側端部までの長さＷ２とがＷ１：Ｗ２＝４：６〜６：４の関係になっていることで、接合部全体に均一に加圧力が加わる。このため、接合部全体が均一な接合強度で一体化され、燃料タンクに高い耐久性が付与される。
【００１６】
また、接合部と一般側壁面との境界部分を緩やかに湾曲させて形成する場合には、燃料タンクが変形して燃料タンクの壁面に曲げ負荷がかかった際には、湾曲した部分に応力が分散する。従って、接合部同士が溶着している部分に応力が集中することはなく、互いに溶着された接合部が剥離する等の不具合が回避される。このため、燃料タンクにさらに優れた耐久性が付与される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の燃料タンクは、車両に応じた種々の形状に形成できる。上側分体と下側分体の２分体のみから構成することもできるし、その他の分体を含めた３以上の分体から構成しても良い。樹脂材料としては、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）等に代表される、燃料タンクに用いられる一般的な樹脂材料を用いればよい。上側分体と下側分体とは、同じ樹脂材料から形成しても良いし、異なる樹脂材料から形成しても良い。異なる樹脂材料から形成する場合には互いに相溶性の高い材料同士を選択すればよい。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の燃料タンクを図面を基に説明する。
【００１９】
（実施例１）
本実施例の燃料タンクを模式的に表す断面図を図１に示し、図１に示される燃料タンクを製造している様子を表す要部拡大断面図を図２に示す。
【００２０】
本実施例の燃料タンクは、上側分体１と下側分体２との２つの分体からなる。上側分体１と下側分体２とは各々箱状に形成されており、開口がほぼ同径になっている。下側分体２には、下底２０から中空内部５に向けて渦巻き状の立壁からなるサブタンク６が設けられている。上側分体１には、下側分体２のサブタンク６に対向する位置に、図示しない燃料ポンプが取付される。上側分体１と下側分体２とは、共に、燃料バリア性の高い樹脂材料からなる。
【００２１】
上側分体１と下側分体２とは、開口を対向させつつ気密に溶着一体化されている。そして、各々の分体の側壁である一般側壁３は各々略鉛直方向に延びている。上側分体１の開口周縁部１０の一部を構成する接合部８と、下側分体２の開口周縁部２０の一部を構成する接合部９ともまたほぼ同径に形成されている。各々の分体の接合部８，９は、開口の周縁に沿って周方向に設けられている。接合部８（９）のうち、他の分体の接合部９（８）と接合する接合面８０（９０）は、略水平に延びている。換言すると、各々の分体の接合部８，９は略環状に形成され、一般側壁３よりも開口端側の位置に配されている。
【００２２】
本実施例の燃料タンクでは、上側分体１の接合部８と下側分体２の接合部９とは、各々燃料タンクの一般側壁３よりも外方にずれた位置に設けられている。すなわち、接合部８，９のうち開口内周側に位置する部分である開口内周側端部８１，９１は、一般側壁３のうち開口内周側の面である内周側面３０よりも外方側に配されている。
【００２３】
そして、一般側壁３と接合部８，９とは各々斜壁３１で連絡され、斜壁３１と一般側壁３との境界部分と、斜壁３１と接合部８，９との境界部分とは各々緩やかに湾曲して接続されている。このため、接合部８，９と一般側壁３との境界部分は緩やかに湾曲した形状に設けられ、接合部８，９と一般側壁３とを滑らかに接続している。このうち、斜壁３１と一般側壁３との境界部分１５，２５は弧面を開口内周側に向けて湾曲し、斜壁３１と接合部８，９との境界部分１６，２６は弧面を開口外周側に向けて湾曲している。
【００２４】
各々の分体の接合部８，９のうち、接合面８０，９０に対向する押圧面１７，２７には、略環溝状の治具溝１８，２８が設けられている。各々の治具溝１８，２８は、押圧用の治具４の先端部よりも僅かに大径に形成され、外周側の溝壁である外周壁１９，２９が略鉛直に延びている。この外周壁１９，２９は治具４を治具溝１８，２８内部に当接させる際に、治具４の位置決めをする部分となる。なお、本実施例の燃料タンクでは、各々の接合部８，９のうち、治具溝１８，２８の中心部に対して鉛直方向に同位置となる部分が、上側分体１と下側分体２とを溶着する際に加圧される中心部分、すなわち加圧中心７となる。
【００２５】
また、接合部８，９のうち開口外周側に位置する部分である開口外周側端部８２，９２は、各々開口端側の部分が開口内周側に向けて緩やかに凹んだ形状になっている。
【００２６】
本実施例の燃料タンクでは、加圧中心から開口内周側端部８１，９１までの長さＷ１と、加圧中心から開口外周側端部８２，９２までの長さＷ２とが同じ長さになっており、Ｗ１とＷ２とがＷ１：Ｗ２＝４：６〜６：４の関係を満たしている。
【００２７】
上側分体１と下側分体２とを溶着一体化して本実施例の燃料タンクを製造する際には、先ず、上側分体１の治具溝１８と下側分体２の治具溝２８とに各々治具４を挿入し、上側分体１の接合面８０と下側分体２の接合面９０とを共に熱板で加熱して溶融させる。そして、上側分体１の接合部８と下側分体２の接合部９とを対向させつつ互いの接合面８０，９０を接触させて治具４を他方の治具４方向に押圧することで、接合部８，９を加圧する。接合部８，９が加圧されると、接合部８，９のうち溶融している部分同士が相溶する。その後、接合部８，９の相溶している部分を冷却固化することで、上側分体１と下側分体２とが溶着一体化された本実施例の燃料タンクが製造される。
【００２８】
本実施例の燃料タンクでは、上側分体１の接合部８と下側分体２の接合部９とが、それぞれ一般側壁３よりも外方側にずれた位置に設けられているため、接合部８，９に直接加圧力を作用させることができる。したがって、溶着一体化する際に接合部８，９に曲げ方向のモーメントが作用することがなく、上側分体１と下側分体２とが精度高く溶着一体化される。
【００２９】
そして、接合部８，９のうち加圧中心から開口内周側端部８１，９１までの長さＷ１と、加圧中心から開口外周側端部８２，９２までの長さＷ２とが同じ長さであり、Ｗ１：Ｗ２＝４：６〜６：４の関係を満たしているため、接合部８，９のうち開口内周側端部８１，９１と開口外周側端部８２，９２とに同じ大きさの加圧力が作用する。したがって、接合部８，９全体が均一な接合強度で一体化され、燃料タンクに高い耐久性が付与される。
【００３０】
また、本実施例の燃料タンクでは、接合部８，９と一般側壁３面との境界部分が緩やかに湾曲しているため、燃料タンクが変形した際に、例えば図２中矢印Ｂ方向の曲げ負荷がかかった際には、湾曲した部分１５，１６に応力が分散する。したがって、接合部８，９同士が溶着している部分に応力が集中することが回避される。このため、本実施例の燃料タンクでは、互いに溶着された接合部８，９が剥離する等の不具合が回避され、燃料タンクに非常に優れた耐久性が付与される。
【００３１】
なお、本実施例の燃料タンクでは、各々の接合部８，９の開口外周側端部８２，９２のうち開口端側の部分に、予め凹みを設けてある。また、接合部８，９の開口内周側端部８１，９１は、一般側壁３の内周側面３０よりも外方側に配されており、接合部８，９の開口内周側端部８１，９１もまた凹んだ形状になっている。このため、接合部を溶着する際に溢れた溶融樹脂が固化した部分（所謂溶着バリ３２）が燃料タンクの内部又は外部に張り出すことはなく、溶着バリ３２が燃料タンクの内部に配設される各種装置や燃料タンクの外部に隣接して配設される各種装置に干渉することがない。
【００３２】
さらに、本実施例の燃料タンクでは、接合部８，９のうち治具溝１８，２８の中心部に対して鉛直向に同位置となる部分が加圧中心となっているが、加圧中心はこれに限定されず、接合部や治具溝や治具等の形状、上側分体と下側分体とを溶着する際に加圧する方向等によって適宜決定される。一般には、溶着の際の加圧力が接合部に作用する作用点が加圧中心となる。
【００３３】
（実施例２）
実施例２の燃料タンクは、Ｗ１とＷ２とがＷ１：Ｗ２＝６：４の関係になっていること以外は、実施例１のものと同じである。本実施例の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図を図３に示す。
【００３４】
本実施例の燃料タンクは、実施例１のものよりも接合部８，９の外方への突出長さが小さくなっている。このため、加圧中心から開口内周側端部８１，９１までの長さＷ１と加圧中心から開口外周側端部８２，９２までの長さＷ２とが、Ｗ１：Ｗ２＝６：４の関係となっている。したがって、開口内周側端部８１，９１に作用する加圧力は、開口外周側端部８２，９２に作用する加圧力よりもやや小さくなっている。
【００３５】
しかし、Ｗ１とＷ２とがＷ１：Ｗ２＝６：４〜４：６の関係を満たし、Ｗ１とＷ２とはほぼ同長といえるために、開口内周側端部８１，９１と開口外周側端部８２，９２とに作用する加圧力は、実質的には大差ない。したがって、本実施例の燃料タンクにおいても、接合部８，９全体がほぼ均一な接合強度で一体化され、燃料タンクに高い耐久性が付与される。
【００３６】
また、本実施例の燃料タンクでも、接合部８，９と一般側壁３との境界部分が緩やかに湾曲しているため、実施例１の燃料タンクと同様に、燃料タンクの壁面に曲げ負荷がかかった際には、湾曲した部分に応力が分散する。このため、本実施例の燃料タンクでも、互いに溶着された接合部８，９が剥離する等の不具合がより確実に回避され、燃料タンクにさらに優れた耐久性が付与される。
【００３７】
なお、本実施例の燃料タンクでは、加圧中心から開口外周側端部８２，９２までの長さがやや短く設けられているために、燃料タンクの外径が小さくなり、燃料タンクを小型化できる利点がある。
【００３８】
（実施例３）
実施例２の燃料タンクは、Ｗ１とＷ２とがＷ１：Ｗ２＝４：６の関係になっていること以外は、実施例１のものと同じである。本実施例の燃料タンクを模式的に表す断面図を図４に示す。
【００３９】
本実施例の燃料タンクは、実施例１のものよりも接合部８，９の外方への突出長さが大きくなっており、加圧中心から開口内周側端部８１，９１までの長さＷ１と加圧中心から開口外周側端部８２，９２までの長さＷ２とが、Ｗ１：Ｗ２＝４：６の関係となっている。このため、開口外周側端部８２，９２に作用する加圧力は、開口内周側端部８１，９１に作用する加圧力よりもやや小さくなっている。
【００４０】
しかし、Ｗ１とＷ２とがＷ１：Ｗ２＝６：４〜４：６の関係を満たし、Ｗ１とＷ２とはほぼ同長といえるために、開口内周側端部８１，９１と開口外周側端部８２，９２とに作用する加圧力は、実質的には大差ない。したがって、本実施例の燃料タンクにおいても、実施例１および実施例２のものと同様に、接合部８，９全体がほぼ均一な接合強度で一体化されて燃料タンクに高い耐久性が付与される。
【００４１】
なお、本実施例の燃料タンクでは、加圧中心から開口内周側端部８１，９１までの長さがやや短く設けられており、接合部８，９の外方への突出長さが大きくなっているために、溶着バリ３２が燃料タンクの中空内部に突出する量が小さくなり、燃料タンク内に配設される各種装置への溶着バリ３２の干渉がより確実に回避される利点がある。
【００４２】
（実施例４）
実施例４の燃料タンクは、接合部８，９と一般側壁３との境界部分の形状以外は実施例１のものと同じである。なお、実施例４の燃料タンクは、Ｗ１とＷ２とがＷ１：Ｗ２＝１：１の関係になっている。本実施例の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図を図５に示す。
【００４３】
本実施例の燃料タンクでは、接合部８，９と一般側壁３との境界部分が実施例１〜３の燃料タンクのように緩やかに湾曲していない。このため、実施例１〜３の燃料タンクのように、湾曲した部分に応力が分散する効果は発揮されない。
【００４４】
しかし、Ｗ１とＷ２との関係がＷ１：Ｗ２＝１：１であり、Ｗ１：Ｗ２＝４：６〜６：４の関係を満たすために、実施例１〜３の燃料タンクと同様に、接合部８，９全体がほぼ均一な接合強度で一体化され、燃料タンクに高い耐久性が付与される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１の燃料タンクを模式的に表す断面図である。
【図２】実施例１の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
【図３】実施例２の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
【図４】実施例３の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
【図５】実施例４の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
【図６】従来の燃料タンクを模式的に表す断面図である。
【図７】従来の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
【図８】従来の燃料タンクを製造している様子を模式的に表す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：上側分体  ２：下側分体  １０：上側分体の開口周縁部  ８：上側分体の接合部  ２０：下側分体の開口周縁部  ９：下側分体の接合部  ３：一般側壁  ８１：上側分体の開口内周側端部  ９１：下側分体の開口内周側端部  ７：加圧中心
【図１】
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【図２】
2006168436.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006168436.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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