(57)【要約】【課題】内蔵部品に外力が作用しても樹脂タンクの内壁に過大な応力が生じるのを抑制できる樹脂タンクの内蔵部品を提供する。【解決手段】樹脂タンクの内蔵部品２４は、樹脂タンク２０内に配置される部品本体３６と、部品本体に設けられ、樹脂タンクの内壁に溶着される座面３８と、座面の外周端３８Ａから座面の溶着方向Ｗに対し斜め方向に延び、外周端から先端４０Ａに向かうにつれて外周端までの溶着方向に沿った距離Ｌが長くなる環状の延長座面４０と、を備える。【選択図】図２
2018058633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂タンク内に配置される部品本体と、
前記部品本体に設けられ、前記樹脂タンクの内壁に溶着される座面と、
前記座面の外周端から前記座面の溶着方向に対し斜め方向に延び、前記外周端から先端に向かうにつれて前記外周端までの前記溶着方向に沿った距離が長くなる環状の延長座面と、
を備える樹脂タンクの内蔵部品。
【請求項２】
前記部品本体は、前記座面が形成される座部と、前記座部の外周から張り出し、前記延長座面が形成される環状の延長座部と、を有し、
前記延長座部の根元部の曲げ剛性が前記延長座部の他の部分よりも低い、請求項１に記載の樹脂タンクの内蔵部品。
【請求項３】
前記延長座部は、厚み方向で前記延長座面と反対側の面の前記根元部に凹部が形成され、前記根元部の厚みが前記他の部分よりも薄い、請求項２に記載の樹脂タンクの内蔵部品。
【請求項４】
前記延長座面は、前記座面に対する傾斜角が前記外周端側と前記先端側で同じ又は前記外周端側よりも前記先端側で大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂タンクの内蔵部品。
【請求項５】
樹脂材料で形成されたタンク本体と、
前記タンク本体内に部品本体が配置され、前記タンク本体の内壁に座面及び延長座面が溶着された請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂タンクの内蔵部品と、
を備える樹脂タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂タンクの内蔵部品及び樹脂タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、樹脂タンク内に配置され、円板状とされた座部の座面（板面）がタンク内壁に溶着される内蔵部品が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１４−５１６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、樹脂タンクに内蔵部品を溶着する場合、溶融状態のタンク内壁に内蔵部品の座面を押し付けて溶着する。内蔵部品として特許文献１に開示された内蔵部品を用いる場合、タンク内壁に対する座面の押し付けによって座面外側へ押し出された溶融樹脂が座面の外周端を起点に盛り上がり、座面の周囲に盛上り部が形成される。内蔵部品が溶着されたタンク内壁では、座面が溶着された部分と盛上がり部が形成された部分において断面剛性が上昇するため、座面が溶着された部分と盛上がり部との境界部分の断面剛性が相対的に低くなる。このため、内蔵部品に外力が作用した場合、タンク内壁の上記境界に過大な応力が生じ、破断の起点となる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、内蔵部品に外力が作用しても樹脂タンクの内壁に過大な応力が生じるのを抑制できる樹脂タンクの内蔵部品及び樹脂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】
【０００６】
本発明の第１態様の樹脂タンクの内蔵部品は、樹脂タンク内に配置される部品本体と、前記部品本体に設けられ、前記樹脂タンクの内壁に溶着される座面と、前記座面の外周端から前記座面の溶着方向に対し斜め方向に延び、前記外周端から先端に向かうにつれて前記外周端までの前記溶着方向に沿った距離が長くなる環状の延長座面と、を備える。
【０００７】
第１態様の樹脂タンクの内蔵部品では、溶融状態の樹脂タンクの内壁（以下、適宜「タンク内壁」と記載する。）に座面を押し付けると、座面の押付力によって溶融樹脂が座面下から該押付力と直交する方向に押し出される。押し出された溶融樹脂は、タンク内壁と延長座面との間に流れ込み、座面の周囲に盛上がり部が形成される。
ここで、延長座面を、座面の外周端から該座面の溶着方向に対し斜め方向に延ばし、外周端から先端に向かうにつれて該外周端までの溶着方向に沿った距離を長くする構成としていることから、内壁と延長座面との間に流れ込んだ溶融樹脂が延長座面に沿いながら流動して盛上がり部が形成される。これにより、延長座面とタンク内壁との境界面（溶着面）の端が盛上り部上に位置するため、例えば、境界面の端が座面の外周端（盛上り部の根元）に位置する構成と比べて、境界面の端における断面剛性が向上する。このため、内蔵部品に外力が作用した場合、タンク内壁の上記境界面の端を起点とした変形が抑制されるため、上記境界面の端に過大な応力が生じるのが抑制される。
【０００８】
本発明の第２態様の樹脂タンクの内蔵部品は、第１態様の樹脂タンクの内蔵部品において、前記部品本体は、前記座面が形成される座部と、前記座部の外周から張り出し、前記延長座面が形成される環状の延長座部と、を有し、前記延長座部の根元部の曲げ剛性が前記延長座部の他の部分よりも低い。
【０００９】
第２態様の樹脂タンクの内蔵部品では、延長座部の根元部の曲げ剛性（断面剛性）を他の部分の曲げ剛性よりも低くしているため、内蔵部品に外力が作用した場合、延長座部が根元部で曲がり、延長座面と内壁の境界面に生じる応力（剥離力）が低減される。これにより、応力が集中しやすい境界面の端に過大な応力が生じるのが抑制される。
【００１０】
本発明の第３態様の樹脂タンクの内蔵部品は、第２態様の樹脂タンクの内蔵部品において、前記延長座部は、厚み方向で前記延長座面と反対側の面の前記根元部に凹部が形成され、前記根元部の厚みが前記他の部分よりも薄い。
【００１１】
第３態様の樹脂タンクの内蔵部品では、延長座部の根元部の厚みが他の部分よりも薄くなるように延長座部の厚み方向で延長座面と反対側の面の根元部に凹部を形成する簡易な構造で境界面の端に過大な応力が生じるのが抑制される。
【００１２】
本発明の第４態様の樹脂タンクの内蔵部品は、第１態様〜第３態様のいずれか一態様の樹脂タンクの内蔵部品において、前記延長座面は、前記座面に対する傾斜角が前記外周端側と前記先端側で同じ又は前記外周端側よりも前記先端側で大きい。
【００１３】
第４態様の樹脂タンクの内蔵部品では、延長座面の座面に対する傾斜角を外周端側と先端側で同じ又は外周端側よりも先端側で大きくしている。このため、上記内蔵部品では、例えば、上記傾斜角を外周端側よりも先端側で小さくする構成と比べて、流動する溶融樹脂が延長座面の先端よりも外側へ溢れ出すのが抑制される。
【００１４】
本発明の第５態様の樹脂タンクは、樹脂材料で形成されたタンク本体と、前記タンク本体内に部品本体が配置され、前記タンク本体の内壁に座面及び延長座面が溶着された請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂タンクの内蔵部品と、を備える。
【００１５】
第５態様の樹脂タンクでは、第１態様〜第４態様のいずれか一態様の樹脂タンクの内蔵部品の部品本体がタンク本体内に配置され、座面及び延長座面がタンク本体の内壁に溶着される。これにより、内蔵部品に外力が作用しても、タンク内壁の上記境界部分に過大な応力が生じるのが抑制されるため、タンク本体に不具合が生じるのが長期に亘って抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、内蔵部品に外力が作用しても樹脂タンクの内壁に過大な応力が生じるのを抑制できる樹脂タンクの内蔵部品及び樹脂タンクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る樹脂タンクの内蔵部品及び樹脂タンクを示す縦断面図である。
【図２】図１の矢印２で指し示す部分の拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る樹脂タンクに内蔵部品を溶着する前の状態を示す要部の拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る樹脂タンクに内蔵部品を押し付けた状態を示す要部の縦断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る樹脂タンクに内蔵部品を溶着させた状態を示す要部の縦断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る内蔵部品に外力が作用した状態を示す要部の縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る樹脂タンクの内蔵部品を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る内蔵部品に外力が作用した状態を示す要部の縦断面図である。
【図９】本発明のその他の実施形態に係る樹脂タンクの内蔵部品及び樹脂タンクの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る樹脂タンクの内蔵部品及び樹脂タンクについて図１〜図６に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示されるように、本実施形態の樹脂タンク２０（以下、適宜「タンク２０」と記載する。）は、車両に搭載される燃料タンクとして用いられる。このタンク２０は、内部に燃料を収容可能な箱形状のタンク本体２２と、タンク本体２２の内部に配設される内蔵部品２４とを備えている。なお、各図面における矢印Ｕは、タンク２０を車両に搭載したときのタンク上方を示している。
【００２０】
タンク本体２２は、樹脂（本実施形態では、熱可塑性樹脂）で形成されている。具体的には、タンク本体２２は、樹脂層と、この樹脂層よりも燃料透過性の低い（燃料が透過しづらい）バリアー層とを含んで構成されている。樹脂層を構成する樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いてもよい。また、バリアー層を形成する材料としては、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）を用いてもよい。
【００２１】
なお、タンク本体２２には、配管を接続するための開口部などが形成されているが、開口部などについては図示省略している。
【００２２】
また、タンク本体２２は、上下に分割された２つのタンク構成部材２６及びタンク構成部材２８の外周縁部を接合（溶着）することで箱形状とされている。なお、タンク構成部材２６は全体として上に凸となる形状（図１に示される形状）とされている。一方、タンク構成部材２８は全体として下に凸となる形状（図１に示される形状）とされている。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、タンク本体２２の底部２２Ａ（タンク構成部材２８の底部）には、タンク内側（本実施形態では上方）に向かって突出する突出部３０が形成されている。この突出部３０は、タンク本体２２の底部２２Ａの一部をタンク内側に押し出して形成されている。
【００２４】
図２に示されるように、突出部３０の頂部３０Ａは、内蔵部品２４の後述する座面３８が溶着された平坦部３２と、平坦部３２の周囲に形成された環状の盛上がり部３４（詳細は後述する）とを有している。
【００２５】
図２及び図３に示されるように、内蔵部品２４は、タンク本体２２内に配置される部品本体３６と、部品本体３６に設けられ、タンク本体の内壁である底面（底部内面）２２Ｃに溶着される座面３８と、座面３８の外周端３８Ａから座面３８の溶着方向Ｗに対し斜め方向に延びる環状の延長座面４０と、を備えている。
【００２６】
図１に示されるように、部品本体３６は、円柱状とされており、内蔵部品２４をタンク本体２２に配設した状態では、軸方向とタンク上下方向が一致しているが、本発明はこの構成に限定されない。
【００２７】
図２に示されるように、部品本体３６の下部には、円板状の座部４２が形成されており、座部４２の平坦な下面が座面３８とされている。また、部品本体３６の上部には、円板部３９（図１参照）が形成されている。この円板部３９の上面は、タンク本体２２の天井面（天井部内面）に対向して配置されている。
【００２８】
また、図２及び図３に示されるように、座部４２の下部には、座部４２の外周から径方向外側へ張り出す環板状の延長座部４４が形成されている。具体的には、延長座部４４は、円環板状とされ、溶着方向Ｗに対し斜め方向に張り出している。また、延長座部４４の後述する他の部分４４Ｂの板厚Ｔ１は、座部４２の板厚Ｔ２よりも薄くされている。この延長座部４４の平坦な下面が延長座面４０とされている。
【００２９】
延長座部４４の根元部４４Ａの曲げ剛性（断面剛性）が延長座部４４の他の部分４４Ｂよりも低くなっている。具体的には、図５に示されるように、延長座部４４は、板厚方向（厚み方向）で延長座面４０と反対側の面４１の根元部４４Ａに凹部４６が形成されており、根元部４４Ａの板厚Ｔ３が他の部分４４Ｂの板厚Ｔ１よりも薄くなっている。
【００３０】
図２及び図５に示されるように、延長座面４０は、外周端３８Ａから先端４０Ａに向かうにつれて外周端３８Ａまでの溶着方向Ｗに沿った距離Ｌが長くなっている。また、延長座面４０は、座面３８に対する傾斜角θが外周端３８Ａ側と先端４０Ａ側で同じ角度とされている。言い換えると、延長座面４０は、座面３８に対して一定の角度で傾斜している。
【００３１】
また、延長座面４０には、盛上り部３４の内周側が溶着されている。具体的には、盛上り部３４の内周には延長座面４０に沿った形状の支持面３４Ａが形成されている。この支持面３４Ａは、盛上り部３４の延長座面４０が溶着された部分である。
【００３２】
本実施形態の内蔵部品２４は、樹脂の一体成形品であり、タンク本体２２と同種の樹脂材料で形成されている。なお、本発明は、上記構成に限定されない。内蔵部品２４を構成する樹脂材料は、タンク本体２２と相溶可能な材料であれば、特に限定されない。
【００３３】
本実施形態の内蔵部品２４は、タンク本体２２の強度低下を抑制する補強部材として用いられる。具体的には、本実施形態の内蔵部品２４は、例えば、タンク本体２２の内圧が低下してタンク本体２２の天井部２２Ｂ（タンク構成部材２６の天井部）が底部２２Ａに接近した場合、天井部２２Ｂと円板部３９の上面とが当接し、部品本体３６で天井部２２Ｂを支持することで、タンク本体２２の過度の変形を抑制して、タンク本体２２の強度低下を抑制することができる。
【００３４】
次に、本実施形態の樹脂タンク２０の製造方法について説明する。
【００３５】
まず、シート状の溶融樹脂をタンク構成部材２６に成形するための成形用型（図示省略）にシート状の溶融樹脂をセットしてタンク構成部材２６を成形する。また、シート状の溶融樹脂をタンク構成部材２８に成形するための成形用型４８にシート状の溶融樹脂Ｒをセットしてタンク構成部材２８を成形する。なお、成形用型４８のキャビティ４８Ａには、溶融状態のタンク構成部材２８を押し上げて押上部５２を形成するための凸部５０が設けられている。
【００３６】
次に、図４に示されるように、内蔵部品２４の座面３８を下にして溶融状態のタンク構成部材２８に形成された押上部５２の頂部５２Ａ上に配置すると共に下方に向かって押し付ける。この座面３８からの押付力Ｆ１と凸部５０の反力Ｆ２によって溶融樹脂Ｒには、押付力Ｆ１と直交する方向へ押し出される力（押出力Ｆ３）が作用して座面３８下から上記直交する方向に押し出される。押し出された溶融樹脂Ｒは、座面３８の外周端３８Ａよりも外側に達すると、延長座面４０とタンク構成部材２８の底面２２Ｃ（タンク本体２２の内壁）との間に流れ込み、座面３８の周囲に盛上がり部３４が形成される。
ここで、延長座面４０を、座面３８の外周端３８Ａから座面３８の溶着方向Ｗに対し斜めに方向に延ばし、外周端３８Ａから先端４０Ａに向かうにつれて外周端３８Ａまでの溶着方向Ｗに沿った距離を長くする構成としていることから、延長座面４０と底面２２Ｃとの間に流れ込んだ溶融樹脂Ｒが延長座面４０に沿いながら流動する。このようにして、溶融状態のタンク構成部材２８の押上部５２の頂部５２Ａに座面３８が溶着された平坦部３２と、平坦部３２の周囲に盛上り部３４が形成されて、押上部５２が突出部３０となる。
【００３７】
溶融状態のタンク構成部材２６及びタンク構成部材２８が冷却固化した後は、タンク構成部材２６の外周縁部とタンク構成部材２８の外周縁部とを重ね合わせて接合（例えば、溶接）することで、タンク本体２２が形成される。
なお、溶融状態でタンク構成部材２６の外周縁部とタンク構成部材２８の外周縁部とを重ね合わせて接合（溶接）する構成であってもよい。
【００３８】
次に、本実施形態の内蔵部品２４及びタンク２０の作用効果について説明する。
図５に示されるように、内蔵部品２４では、延長座面４０と底面２２Ｃ（タンク本体２２の内壁）との境界面の端Ｚが盛上り部３４上に位置するため、例えば、境界面の端Ｚが座面３８の外周端３８Ａ（言い換えると、盛上り部３４の根元）に位置する構成と比べて、境界面の端Ｚにおける断面剛性（断面二次モーメント）が大きくなる。このため、図６に示されるように、内蔵部品２４に外力Ｆ４が作用した場合、境界面の端Ｚを起点とした変形が抑制されるため、底面２２Ｃの境界面の端Ｚに過大な応力が生じるのが抑制される。これにより、境界面の端Ｚを起点とした変形による破断が抑制される。特に、本実施形態では、延長座面４０と盛上がり部３４とでなす会合角αが、例えば、延長座面４０を備えず、座面３８の外側に盛上り部が形成される構成における座部外周と盛上がり部とでなす会合角と比べて、大きくなるため、境界面の端Ｚを起点とした変形による破断が効果的に抑制される。
【００３９】
また、内蔵部品２４では、延長座部４４の根元部４４Ａの曲げ剛性（断面剛性）を他の部分４４Ｂの曲げ剛性よりも低くしているため、内蔵部品２４に外力Ｆ４が作用した場合、延長座部４４が根元部４４Ａで曲がり、延長座面４０と底面２２Ｃの境界面に生じる応力（剥離力）が低減される。これにより、応力が集中しやすい境界面の端Ｚに過大な応力が生じるのが抑制される。また、突出部３０が変形する部分は、延長座部４４の根元部４４Ａに対応する部分、すなわち、延長座部４４と一体となった部分のため、破断などの起点になりにくい。
【００４０】
さらに、内蔵部品２４では、延長座部４４の根元部４４Ａの板厚Ｔ３が他の部分４４Ｂの板厚Ｔ１よりも薄くなるように延長座部４４の板厚方向で延長座面４０と反対側の面４１の根元部４４Ａに凹部４６を形成する簡易な構造で境界面の端Ｚに過大な応力が生じるのが抑制される。
【００４１】
またさらに、内蔵部品２４では、延長座面４０の座面３８に対する傾斜角θを外周端３８Ａ側と先端４０Ａ側で同じ角度にしている。このため、内蔵部品２４では、例えば、傾斜角θを外周端３８Ａ側よりも先端４０Ａ側で小さくする構成と比べて、流動する溶融樹脂Ｒが延長座面４０の先端４０Ａよりも外側へ溢れ出すのが抑制される。
【００４２】
また、内蔵部品２４では、延長座部４４の他の部分４４Ｂの板厚Ｔ１を座部４２の板厚Ｔ２よりも薄くしている、すなわち、被熱体積を小さくしているため、溶融状態のタンク構成部材２８からの受熱で延長座面４０が溶けやすくなる。これにより、延長座面４０と底面２２Ｃとを強固に溶着できる。
【００４３】
タンク２０では、内蔵部品２４に外力Ｆ４が作用した場合、タンク内壁の境界部分に過大な応力が生じるのが抑制される。これにより、タンク２０の内蔵部品２４に関わる不具合が長期に亘り抑制される。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る樹脂タンクの内蔵部品及び樹脂タンクについて図７及び図８に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態では、内蔵部品６２の延長座部６４及び延長座面６６の構成が第１実施形態と異なるため、以下では、延長座部６４及び延長座面６６とこれらに関わる構成のみ説明する。
【００４５】
図７及び図８に示されるように、内蔵部品６２の延長座部６４は、座部４２の下部外周から径方向外側へ張り出している。具体的には、延長座部６４は、円環板状とされ、溶着方向Ｗに対し斜め方向に凸となるように湾曲しながら張り出している。
【００４６】
延長座面６６は、外周端３８Ａから先端６６Ａに向かうにつれて外周端３８Ａまでの溶着方向Ｗに沿った距離Ｌが長くなっている。また、延長座面６６は、座面３８に対する傾斜角θが外周端３８Ａ側よりも先端６６Ａ側で大きくなっている。
【００４７】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成で得られる作用効果については、その説明を省略する。
【００４８】
内蔵部品６２では、延長座面６６の座面３８に対する傾斜角θを外周端３８Ａ側よりも先端６６Ａ側で大きくしているため、例えば、傾斜角θを外周端３８Ａ側よりも先端６６Ａ側で小さくする構成と比べて、流動する溶融樹脂Ｒが延長座面６６の先端６６Ａよりも外側へ溢れ出すのが抑制される。なお、流動する溶融樹脂Ｒが延長座面６６の先端６６Ａよりも外側へ溢れ出した場合、盛上がり部の境界面の端に対応する部分がく字状に凹むため会合角αが小さくなり、この凹む部分に応力が集中しやすくなる。しかし、流動する溶融樹脂Ｒが延長座面６６の先端６６Ａよりも外側へ溢れ出すのを抑制することで、盛上がり部の境界面の端に位置する部分に応力が集中し難くなる。
【００４９】
第１実施形態では、内蔵部品２４の部品本体３６の下部に座部４２を形成し、上部に円板部３９を形成する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図９に示されるその他の実施形態の内蔵部品７０のように、部品本体３６の上部にも座部４２及び延長座部４４を形成し、タンク本体２２の天井面（天井部内面）２２Ｄに座面３８及び延長座面４０を溶着して樹脂タンク７４を形成してもよい。この場合には、溶融状態のタンク構成部材２６の底面２２Ｃに内蔵部品７０の座面３８を押し付けて溶着した後、溶融状態のタンク構成部材２８の天井面２２Ｄを内蔵部品７０の座面３８に押し付けて溶着することで、樹脂タンク７４が形成される。部品本体３６の上部及び下部に座部４２及び延長座部４４をそれぞれ設ける構成については、第２実施形態に適用してもよい。
【００５０】
前述の実施形態では、樹脂タンクを車両の燃料タンクとして用いているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、樹脂タンクは、水などの液体が貯留される液体タンクとして用いてもよい。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
２０    タンク（樹脂タンク）
２２    タンク本体
２４    内蔵部品
３６    部品本体
３８    座面
３８Ａ  外周端
４０    延長座面
４０Ａ  先端
４１    面（延長座面と反対側の面）
４２    座部
４４    延長座部
４４Ａ  根元部
４４Ｂ  他の部分
４６    凹部
６２    内蔵部品
６４    延長座部
６６    延長座面
６６Ａ  先端
７０    内蔵部品
７４    樹脂タンク
θ      傾斜角
Ｌ      距離
Ｔ１    板厚（延長座部の根元部の厚み）
Ｔ３    板厚（延長座部の他の部分の厚み）
Ｗ      溶着方向
【図１】
2018058633.tif 000003
【図２】
2018058633.tif 000004
【図３】
2018058633.tif 000005
【図４】
2018058633.tif 000006
【図５】
2018058633.tif 000007
【図６】
2018058633.tif 000008
【図７】
2018058633.tif 000009
【図８】
2018058633.tif 000010
【図９】
2018058633.tif 000011