(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスティック材料から製造されるタンクであって、該タンクは補強部材を備え、該補強部材は、
‐前記タンクの前記プラスティック材料に溶着可能な第１の材料からなる第１の部分と、
‐前記第１の材料の降伏点における引張応力より３〜９倍大きな破断時の引張応力を有する第２の材料からなる第２の部分と、
を備え、
前記第２の部分は、少なくとも１つの貫通孔を備え、前記第１の材料が、前記少なくとも１つの貫通孔の中及び前記少なくとも１つの貫通孔に隣接する前記第２の部分の両側に延在する、タンク。
【請求項２】
前記第２の材料は、前記第１の材料の降伏点における引張応力より４〜８倍大きな破断時の引張応力を有することを特徴とする請求項１に記載のタンク。
【請求項３】
前記第１の材料は前記第２の部分上にオーバーモールドされ、前記第２の部分は、前記第１の部分に前記少なくとも１つの貫通孔を通じて結合していることを特徴とする請求項１又は２に記載のタンク。
【請求項４】
前記補強部材は、接続平面に沿ってタンクの内面に接続され、前記少なくとも１つの貫通孔は、前記接続平面に実質的に平行に配置されている軸を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項５】
前記接続平面と前記少なくとも１つの貫通孔との間の距離は、３０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項４に記載のタンク。
【請求項６】
前記第１の材料は、２３℃において１５〜３０ＭＰａの降伏点における引張応力を有し、前記第２の材料は、２３℃において４５〜２７０ＭＰａの破断点における引張応力を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項７】
前記第１の材料は、ポリエチレン材料又はポリアミド材料であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項８】
前記第２の材料は、次の材料：
ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）ポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、金属、のうちのいずれか１つ以上を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項９】
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記補強部材と前記タンクの内面との間の接続平面に平行な断面、又は前記接続平面に対して鋭角に位置する断面において見たときに、前記第１の材料によって占有される表面積が、前記断面の全表面積の６５〜９０％であり、前記第２の材料によって占有される表面積が、前記断面の全表面積の１０〜３５％であるように、形成され、寸法を決められていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項１０】
複数の貫通孔が前記補強部材の異なる層に延在し、前記層は、前記補強部材と、前記タンクとの間の接続平面に平行に延び、前記層それぞれは、その層における貫通孔の中心を通じて通過する中央断面を有し、前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記複数の層を通じた前記中央断面の重ね合わせにおいて見たときに、前記第１の材料によって占有される表面積が、前記重ね合わせの全表面積の６５〜９０％であり、前記第２の材料によって占有される表面積が、前記重ね合わせの全表面積の１０〜３５％であるように、形成され、寸法を決められていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項１１】
第１のシェル及び第２のシェルを備え、
前記第１のシェル及び第２のシェルの端縁が相互に接続され、それによって前記第１のシェル及び第２のシェルが一緒に、内部容積を画定する容器を形成し、
接続部材が前記タンクの内側に設けられ、前記接続部材が、前記第１のシェルと、前記第２のシェルと、の間に延在し、
前記接続部材が前記補強部材を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項１２】
前記補強部材は、前記第１のシェル及び／又は前記第２のシェルに溶着されることを特徴とする請求項１１に記載のタンク。
【請求項１３】
プラスティック材料から製造されるタンクのための補強部材を製造する方法であって、前記方法が、
‐少なくとも１つの貫通孔を備える、第２の材料からなる第２の部分を提供するステップと、
‐前記第２の部分を第１の材料でオーバーモールドするステップであって、それによって、前記第１の材料が、前記少なくとも１つの貫通孔の中と、前記少なくとも１つの貫通孔に隣接する前記第２の部分の両側と、において延在する、ステップと、
を備え、
前記第１の材料及び前記第２の材料が、前記第２の材料が前記第１の材料の降伏点における引張応力より３〜９倍大きな、破断点における引張応力を有し、前記第１の材料が前記タンクの前記プラスティック材料に溶着可能であるように選択されている、方法。
【請求項１４】
前記補強部材は、接続平面に沿って、前記タンクの内面に接続され、前記接続平面と、前記少なくとも１つの貫通孔と、の間の距離が、３０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記補強部材は、接続平面に沿って、前記タンクの内面に接続され、前記少なくとも１つの貫通孔は、前記接続平面に対して実質的に平行に、又は鋭角に配置されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
タンクを組み立てる方法であって、
第１のシェルと、第２のシェルと、を提供するステップと、
前記第１のシェル及び第２のシェルの端縁を互いに接触させて、前記シェルが一緒に内部容積を画定する容器を形成するように前記端縁を相互に接続するステップと、
前記第１のシェルに、前記第１のシェルの内面から内側に延びる接続部材を設けるステップであって、前記接続部材が、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法に従って製造されている補強部材を備える、ステップと、
前記接続部材を前記第２のシェルに接続するステップと、
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強部材を備えるタンク、特に自動車の燃料タンク又は添加剤タンクと、そのような補強部材を製造する方法と、に関する。また、本発明は、タンクの中での使用のための補強部材及びタンクの組み立ての方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのプラスティックのシェルから組み立てられた燃料タンクが知られており、この燃料タンクは、タンクの内部容積中に固定カラム又は壁を備えて、タンクの変形を制限することができる。伝統的に、乗用車における燃料システムは、周囲圧力と本質的に同じ圧力において特定の量の液体燃料を保持するように設計されている。潜在的に燃料を使用することなく数か月間作動することができるように設計されているハイブリッド車両、より具体的にはプラグインハイブリッド車両の導入に伴い、概日周期による活性炭キャニスタを通じて潜在的に流出する可能性のある排出量を制限するために燃料タンク内部の圧力を維持することが、システム設計者の利益となる。また、圧力を維持することは、燃料の成分が貯蔵の間、維持されることを確実にする。しかし、タンクはこの内部圧力に耐えるように作られなければならない。したがって、内部接続部材を使用して２つの対向するタンク表面を互いに連結することによって、タンクの補強を実現することができる。
【０００３】
第１のピラー又は壁部品を使用した、ピラー又は壁の形状の固定接続部材を形成することが知られている。
【０００４】
ピラーは、例えばＨＤＰＥとの親和性を有する第１の材料からなる第１の部分と、制限された変形及び／又はクリープを有する第２の材料からなる第２の部分と、を備える２つの材料から構成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の目的は、体積及び／又は材料の使用及び／又は長期間にわたる応力抵抗力の観点での改善された設計を有する補強部材を有するタンクを提供することである。さらなる目的は、タンク中での使用のためのそのような補強部材を製造する改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、プラスティック材料から製造されたタンクが提供される。タンクは補強部材を備える。補強部材は、タンクのプラスティック材料に溶着可能な第１の材料からなる第１の部分、及び第１の材料の降伏点における引張応力よりも３〜９倍大きな破断点における引張応力を有する第２の材料からなる第２の部分を備える。第２の部分は少なくとも１つの貫通孔を備え、第１の材料は前記少なくとも１つの貫通孔の中及び前記少なくとも１つの貫通孔に近接する前記第２の部分の両側において延在する。
【０００７】
そのような実施形態は、タンク、例えば密閉された燃料システムの燃料タンク内に生じる場合のある常在する応力に抵抗することができる十分に強靭な補強部材をもたらす。少なくとも１つの貫通孔の存在によって、第１の材料と第２の材料との間の良好な結合（interlocking）が得られ、それによって補強部材を比較的軽くすることができるとともに、タンクの重量を減少することができる。より高い引張応力を有する第２の材料を導入することによって、たとえ補強部材が、例えば常在するタンクの内部圧力によって生成される常在の応力に曝されるとしても、補強部材の伸び／縮みを減少させることができる。第１の材料の降伏点における引張応力よりも３〜９倍の破断点における引張応力を有する第２の材料を使用することによって、衝撃試験では目的が、そのような衝撃の後の燃料の漏れを防止するために補強部材を破壊することであることを考慮して、この良好な常在するタンクの内部圧力に対する耐性と、燃料タンクの良好な耐衝撃性と、の間の良好な折衷が提供される。タンクのこのような改善された耐衝撃性は、車の全体的な耐破壊性を改善する。
【０００８】
好ましくは、第２の材料は、第１の材料の降伏点における引張応力よりも４〜８倍の破断点における引張応力を有する．驚くべきことに、本発明の発明者は、第１の材料と第２の材料との引張応力の間のそのような比が、耐衝撃性とタンクの耐久性とに関する最適な結果を提供することを見い出した。
【０００９】
好ましい実施形態では、第１の材料は第２の部分の上にオーバーモールドされ、第２の部分は少なくとも１つの貫通孔を通じて第１の部分と結合する。言い換えると、貫通孔は、貫通孔を備える結合領域における第１の部分と第２の部分との結合を確実にする。好ましくは、補強部材はタンクの内面に接続面に沿って接続され、少なくとも１つの貫通孔は、接続面に実質的に平行に配置されるか又は接続面に対して鋭角より小さな角度（under a sharp angle）に配置される軸を有する。好ましくは、接続面と少なくとも１つの貫通孔との間の距離は、３０ｍｍ未満、より好ましくは２０ｍｍ未満である。
【００１０】
好ましくは、第１の材料は２３℃における１５〜３０ＭＰａの、好ましくは２３℃における２０〜２５ＭＰａの降伏点における引張応力を有し、第２の材料は２３℃における４５〜２７０ＭＰａの、好ましくは２３℃における８０〜２００ＭＰａの破断点における引張応力を有する。第１の材料は、以下の材料：ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、好ましくはガラス繊維及び／又はアラミドカーボン強化型ＰＯＭのような繊維強化ＰＯＭ、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、好ましくは繊維強化型ＰＰＡ、ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）ポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、金属、のいずれか一以上を備えることができる。
【００１１】
好ましくは、第２の部分は複数の貫通孔を有する壁部分であり、第１の部分は前記壁部分の周り及び前記貫通孔の中に延在する。例示の実施形態において、第２の部分は外面、内面、及び前記外面と内面との間の少なくとも１つ貫通孔を有する筒状部分であり、第１の材料は前記内面及び外面を覆う。
【００１２】
可能な実施形態では、第１の部分及び第２の部分は、強化部材とタンクの内面との間の接続面に平行な、又は接続面に対して鋭角より小さな断面において見た際に、第１の材料によって占有された表面積が前記断面の全表面積の６５％〜９０％、好ましくは全表面積の７５％〜８５％であり、第２の材料によって占有されている表面積が前記全表面積の１０〜３５％、好ましくは全表面積の１５〜２０％であるように形作られ、かつ寸法を決められている。別の可能な実施形態では、補強部材の異なる層に延びる複数の貫通孔が設けられてもよく、前記層は補強部材とタンクとの間の接続面に平行に延び、層それぞれに対してその層の貫通孔の中心を貫通する中心断面を規定することができる。そのような実施形態では、第１の部分及び第２の部分は、前記複数の層を通じた前記中心断面の重ね合わせ（overlay）において見て、第１の材料によって占有される表面積は、前記重ね合わせの全表面積の６５〜９０％、好ましくは全表面積の７５〜８５％であり、第２の材料によって占有される表面積は、前記重ね合わせの前記全表面積の１０〜３５％、好ましくは全表面積の１５〜２５％であるように、形成されるとともに寸法を決められている。言い換えると、そのような実施形態では、異なる中心断面の重ね合わせが作られ、パーセンテージは重ね合わせ断面における第２の材料の合計の表面積に対して計算されている。図５Ａ〜Ｅの実施形態もまた参照のこと。好ましくは、接続面と中心断面それぞれとの間の距離は３０ｍｍ未満、好ましくは２０ｍｍ未満である。
【００１３】
本発明の第２の観点によれば、プラスティック材料から製造されたタンクが提供され、前記タンクは補強部材を備える。補強部材は、タンクのプラスティック材料に溶着可能な第１の材料からなる第１の部分；及び第１の材料より大きなヤング率及び／又は第１の材料の降伏点における引張応力よりも大きな破断点における引張応力を有する少なくとも１つの第２の材料からなる少なくとも１つの第２の部分を備える。第１の部分及び第２の部分は、強化部材の所定の断面において見た際に、第１の材料によって占有された表面積が前記断面の全表面積の６５％〜９０％であり、少なくとも１つの第２の材料によって占有されている表面積が前記全表面積の１０〜３５％であるように形作られ、かつ寸法を決められている。
【００１４】
そのような実施形態は、タンク、例えば密閉された燃料システムの燃料タンク内に生じる場合のある常在する応力に抵抗することができる十分に強靭な補強部材をもたらす。第２の強靭な材料、例えばＰＯＭの比較的低いパーセンテージによって、補強部材は比較的軽くすることができ、それによってタンクの重量を軽くすることができ、したがって、そのようなタンクを含む自動車の排出量を削減することができる。また、第２の材料の低いパーセンテージを導入することによって、たとえ補強部材が、例えば常在するタンクの内部圧力によって生成される常在の応力に曝されるとしても、補強部材の伸び／縮みを減少させることができる。引張強度又は最大強度とも呼ばれる破断時の引張応力は、材料が破損する又は破断する前に引き伸ばされる又は引っ張られる間に耐えることができる応力である。破断時の引張応力は通常、引っ張り試験を行うこと及び応力対歪曲線を記録することによってわかる。破断時の引張応力、降伏時応力、及び弾性係数は、応力対歪曲線から得ることができる。好ましい実施形態においては、第１の材料は、２３℃で２００〜１６００ＭＰａの弾性係数と、２３℃で１５〜３０ＭＰａの破断時の引張応力を有し、第２の材料は、２３℃で２０００〜３５００ＭＰａの弾性係数と、２３℃で４５〜２７０ＭＰａの破断時の引張応力を有する。例示の実施形態では、第１の材料は例えば９００ＭＰａの弾性係数と２３℃で１５〜３０ＭＰａの破断時引張応力とを有するＨＤＰＥであり、第２の材料は例えば２３℃で１００〜２００ＭＰａの破断時引張応力を有する強化ＰＯＭ材料である。
【００１５】
好ましくは、少なくとも１つの第２の部分は、結合領域において第１の部分と結合し、前記断面は、前記結合領域における平面を通じた断面である。本発明の文脈において、結合との用語は、第１の部分と第２の部分との形状が、第１の部分と第２の部分とを引き離すことに抵抗するようであるとの事実を参照する。第１／第２の材料の変形の場合には、変形は結合によって減少させられる。さらに、第１の材料の量と第２の材料の量との間の比を考慮すると、十分な強度が、２つの材料の存在によって補強部材に導入された応力を制限しつつ得られる。
【００１６】
可能な実施形態において、少なくとも１つの第２の部分は複数の貫通孔を有する壁部を備え、第１の部分はその壁部の周り及びそれら貫通孔の中に延在する。言い換えると、貫通孔は、貫通孔を備える結合領域における第１の部分と第２の部分との結合を確実にする。所定の可能な実施形態では、少なくとも１つの第２の部分は、外面及び内面、並びに前記外面から前記内面に延びる複数の貫通孔を有する筒状部分を備え、第１の部分は、内面及び外面の周り、並びに貫通孔の中に延びる。また、そのような実施形態では、貫通孔は、貫通孔を備える結合領域における第１の部分と第２の部分との結合を確実にする。好ましくは、第１の材料／第２の材料の上述に与えられた比を有する断面は、複数の貫通孔のうちの少なくとも所定の数の貫通孔を通じた断面である。
【００１７】
好ましくは、補強部材はタンクの内面に接続面に沿って接続され、断面はこの接続面に実質的に平行な面内に延びる。好ましくは、接続面と断面との間の距離は３０ｍｍ未満であり、より好ましくは２０ｍｍ未満である。好ましくは、補強部材はタンクの内側に所定の長さに亘って延び、前記長さの少なくとも一部分に沿って、補強部材の断面において見たときに、第１の材料によって占有された表面積は、前記断面の全表面積の６５〜９０％であり、少なくとも１つの第２の材料によって占有される表面積は前記全表面積の１０〜３５％である。言い換えると、第１及び第２の材料間の上述の比が、最小高さを有する補強部材の薄片に対して適用されると、好都合である。この最小高さは好ましくは１ｍｍより大きい。
【００１８】
好ましくは、補強部材は全高さを有し、少なくとも１つの第２の部分はこの全高さの少なくとも８０％に亘って延びる。上述した比は、少なくとも１つの第２の部分の高さ全体に対して変化させることができるが、補強部材の望ましい特性に依存して、第２の部分の薄片のみに対して、有効とすることもできる。
【００１９】
好ましい実施形態においては、第１の部分及び少なくとも１つの第２の部分は、補強部材の断面において見るときに、第１の材料によって占有される表面積が、全表面積の７５〜８５％、より好ましくは全表面積の７８〜８４％であり、少なくとも１つの第２の材料によって占有される表面積が、全表面積の１５〜２５％、より好ましくは全表面積の１６〜２２％であるように、形成され、寸法を決められる。
【００２０】
好ましい実施形態では、第１のシェルはタンクの頂部シェルであり、第２のシェルはタンクの底部シェルである。
【００２１】
本発明の実施形態は、特にガソリン燃料タンクに有益であり、それはそのようなタンクに影響を及ぼす場合のある高圧による。しかし、本発明の実施形態は、他の燃料タンク、添加剤タンク、尿素タンク等のような特にディーゼル添加剤用タンクにもまた使用することができる。また、減圧が生じる場合がある用途において、本発明の実施形態によるタンクは有益である。
【００２２】
用語「燃料タンク」は、多様な変化する環境の下、及び使用の条件下に燃料を貯蔵することができる、実質的に不透過性を有するタンクを意味するものと理解される。本発明による燃料タンクは、好ましくはプラスティックからなる、すなわち、少なくとも１つの合成樹脂ポリマを備える材料からなる。「熱可塑性材料」との用語は、熱可塑性エラストマ、及びそれらの混合物を含むいずれかの熱可塑性ポリマを意味するものと理解される。「ポリマ」との用語は、ホモポリマ及びコポリマ（特に二元共重合体、又は三元共重合体）の両方を意味するものとして理解される。そのようなコポリマの例は：ランダムコポリマ、リニアブロックコポリマ、他のブロックコポリマ、及びグラフトコポリマである。採用されることが多いポリマの一つは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。しかし、優れた結果がポリアミドでも得られた。好ましくは、タンクもまた、例えばＥＶＯＨ（部分的に加水分解されたエチレン／ビニルアセテートコポリマ）のような燃料不透過性樹脂の層を備える。代替的に、タンクは燃料に対して不透過性にする目的で表面処理（フッ素化、スルホン化）を施される場合がある。ＥＶＯＨ層を２つのＨＤＰＥ層の間に備える多層の燃料タンクは、本発明の枠内で成功裏に使用された。
【００２３】
好ましい実施形態においては、接続部材はタンクの２つの対向する壁部分、すなわち互いに面する壁部分、すなわち第１のシェルの一部分である第１の壁部分と、第２のシェルの一部分である第２の壁部分と、を接続する。好ましくは、これらは下部壁部分（車において下方に面して取り付けられ、燃料の重みによってクリープ変形を起こしやすい部分）と、上部壁部分（上方に面して取り付けられ、使用中はクリープ変形を殆ど又は全く起こさない部分）である。
【００２４】
この接続部材（１つ以上の補強部材を備えるか、又は補強部材から構成される）は本質的に硬く、すなわち、タンクの寿命期間中ずっと、数ｍｍ以上変形することはなく、理想的には１ｍｍ未満しか変形しない。「変形」は実際には、２つのタンクシェルを離間させる、又は近づけるという意味で、それらの長さの変化を意味する。
【００２５】
本発明のまた別の観点によれば、プラスティック材料から製造されるタンク用の補強部材を製造する方法が提供される。この方法は、少なくとも１つの貫通孔を備える第２の材料からなる第２の部分を提供するステップと、前記第２の部分を第１の材料に、前記第１の材料が前記少なくとも１つの貫通孔の中、及び前記少なくとも１つの貫通孔に隣接する前記第２の部分の両側に延びるようにオーバーモールドするステップと、を備える。第１の材料と第２の材料とは、前記第２の材料が前記第１の材料の降伏時の引張応力の３〜９倍大きな破断時の引張応力を有するように、かつ前記第１の材料がタンクの前記プラスティック材料に溶着可能であるように、選択される。
【００２６】
好ましくは、補強部材は、タンクの内面に、接続平面に沿って接続され、接続平面と少なくとも１つの貫通孔との間の距離は３０ｍｍ未満、好ましくは２０ｍｍ未満である。有利な実施形態では、補強部材はタンクの内面に、接続平面に沿って接続され、少なくとも１つの貫通孔は接続平面に実質的に平行に、又は接続平面に対して鋭角より小さな角度で配置されている。
【００２７】
典型的な実施形態では、少なくとも１つの第２の材料は、壁部分の１つ以上の断面に亘って規則的に分散された複数の貫通孔を有する壁部分の形で提供され、第１の材料は、壁部分の周り及び複数の貫通孔の中にオーバーモールドされている。
【００２８】
好ましい実施形態において、第２の部分は、強化部材とタンクの内面との間の接続面に平行な断面において、又は接続面に対して鋭角より小さな角度で見た際に、第１の材料によって占有された表面積が前記断面の全表面積の６５％〜９０％、好ましくは全表面積の７５％〜８５％であり、第２の材料によって占有されている表面積が前記全表面積の１０〜３５％、好ましくは全表面積の１５〜２５％であるように、第１の材料でオーバーモールドされている。別の可能な実施形態では、補強部材の異なる層に延びる複数の貫通孔が設けられてもよく、前記層は補強部材とタンクとの間の接続面に平行に延び、層それぞれに対してその層の貫通孔の中心を貫通する中心断面を規定することができる。そのような実施形態では、第１の部分及び第２の部分は、前記複数の層を通じた前記中心断面の重ね合わせにおいて見て、第１の材料によって占有される表面積は、前記重ね合わせの全表面積の６５〜９０％、好ましくは全表面積の７５〜８５％であり、第２の材料によって占有される表面積は、前記重ね合わせの前記全表面積の１０〜３５％、好ましくは全表面積の１５〜２５％であるように、形成されるとともに寸法を決められている。
【００２９】
第１の材料及び第２の材料は、タンクの実施形態に関連して上記に開示された特性を有することができる。
【００３０】
本発明のまた別の観点によれば、プラスティック材料から製造されたタンクのための補強部材を製造する方法が提供される。この方法は、第１の材料と少なくとも１つの第２の材料を提供するステップを備え、第２の材料それぞれは第１の材料の降伏点における応力よりも大きな破断における引張応力を有し、及び／又は第１の第２の材料より大きなヤング率を有し、前記第１の材料はタンクの前記プラスティック材料に溶着可能である。少なくとも１つの第２の材料は、オーバーモールドすることによって第１の材料に接続され、それによって補強部材を得、オーバーモールドは、得られた補強部材の断面において見て、第１の材料によって占有される表面積が、前記断面の全表面積の６５〜９０％であり、少なくとも１つの第２の材料によって占有される表面積が、全表面積の１０〜３５％であるように行われる。
【００３１】
好ましい実施形態では、第１の材料及び少なくとも１つの第２の材料は、前記第１の材料と前記少なくとも１つの第２の材料との間の結合が結合領域において得られ、その断面は結合領域の平面を通じた断面である。
【００３２】
可能な実施形態では、少なくとも１つの第２の材料を、複数の貫通孔を有する壁部分の形態で提供することができ、第１の材料は壁部分の周り及び複数の貫通孔の中にオーバーモールドされる。可能な実施形態では、少なくとも１つの第２の材料は、外面及び内面、並びに前記外面から前記内面に延びる複数の貫通孔を有する筒状部分の形状で提供され、第１の材料は内面及び外面上、及び貫通孔の中にオーバーモールドされる。好ましくは、断面は、複数の貫通孔の少なくとも複数の貫通孔を通じた断面である。
【００３３】
好ましい実施形態では、補強部材はタンクの内面に接続平面において接続、例えば溶着され、断面は、接続平面に実質的に平行な平面に好ましくは接続平面から３０ｍｍより小さい距離で延びる。好ましくは、補強部材は、タンクの内側に所定の長さに亘って延び、前記長さの少なくとも一部に沿って、接続平面に平行な補強部材の断面において見たときに、第１の材料によって占有される表面積が全表面積の６５〜９０％であり、少なくとも１つの第２の材料によって占有される表面積は全表面積の１０〜３５％である。
【００３４】
好ましい実施形態において、オーバーモールドは、補強部材の所定の断面において見たときに、第１の材料によって占有される表面積が全表面積の７０〜８５％、より好ましくは全表面積の７８〜８４％であり、少なくとも１つの第２の材料によって占有される表面積が、全表面積の１５〜３０％、より好ましくは全表面積の１６〜２２％であるように行われる。
【００３５】
特定の実施形態では、第２の材料からなる第２の部分は、第１の材料の降伏点における引張応力より３〜９倍大きい、破断における引張応力を有し、第１及び第２の部分は、補強部材の断面において見るときに、第１の材料によって占有される表面積が、前記断面の全表面積の６５〜９０％であり、少なくとも１つの第２の材料によって占有される表面積が前記全表面積の１０〜３５％であるように、形成され、寸法を決められている。上記に与えられた関係は、副産物（by-product）によって表現することができ、この副産物の上限は、第２の材料の破断における最大引張応力と、第２の材料によって占有される最大表面積との間に製品によって与えられ、その下限は、第２の材料の破断における小さい引張応力と、第２の材料によって占有される小さい表面積との間に製品によって与えられる。この特定の実施形態では、副産物は０．３〜３．１５である。
【００３６】
また、本発明は、第１のシェルと第２のシェルとを提供するステップと、第１及び第２のシェルの端縁を互いに接触させ、前記端縁を、第１及び第２のシェルが一緒に内部容積を画定する容器を形成するように、相互に接続するステップと、第１のシェルに、第１のシェルの内面から内側に延びる接続部材を設けるステップであって、前記接続部材が、本方法の上述に開示された実施形態のいずれか一つに従って製造された補強部材を備える、ステップと、接続部材を第２のシェルに接続するステップと、を備えるタンクを組み立てる方法にも関する。シェルの端縁は、好ましくはフランジによって形成される。典型的にはシェルはプラスティックから成り、典型的にはシェルの端縁は互いに溶着される。
【００３７】
また別の観点によれば、本発明は、上述に開示された組立方法のいずれか一つに従って組み立てられたタンクに関する。
【００３８】
最後に、本発明は、タンクの中での使用のため、又はタンクを製造する方法における使用のための補強部材に関し、この補強部材には、上述に開示された特徴のいずれかを設けることができる。
【００３９】
添付の図面は、本発明の装置の限定するわけではない、現時点で好ましい例示の実施形態を図示するために使用されている。添付の図面に関連して読むときに、以下の詳細な説明から、本発明の特徴及び目的の上述の及び他の利点がより明白となり、本発明はより良く理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】本発明の（オーバーモールディング前の）補強部材の第１の実施形態の第２の部分の側面図である。
【図１Ｂ】第１及び第２の部分を含む（オーバーモールディング後の）補強部材の、図１ＡのＢＢに沿った断面図である。
【図２Ａ】本発明の（オーバーモールディング前の）補強部材の第２の実施形態の第２の部分の側面図である。
【図２Ｂ】第１及び第２の部分を含む（オーバーモールディング後の）補強部材の、変形体（クリップを有するもの）に対する図２ＡのＢＢに沿った断面図である。
【図２Ｃ】第１及び第２の部分を含む（オーバーモールディング後の）補強部材の、変形体（クリップを有しないもの）に対する図２ＡのＢＢに沿った断面図である。
【図３Ａ】本発明の（オーバーモールディング前の）補強部材の第３の実施形態の第２の部分の側面図である。
【図３Ｂ】第１及び第２の部分を含む（オーバーモールディング後の）補強部材の、図１ＡのＢＢに沿った断面図である。
【図４Ａ】本発明の（オーバーモールディング前の）補強部材の第４の実施形態の第２の部分の斜視図である。
【図４Ｂ】第１及び第２の部分を含む（オーバーモールディング後の）補強部材の、図４ＡのＢＢに沿った断面図である。
【図４Ｃ】本発明の補強部材の第４の実施形態の斜視図である。
【図５Ａ】本発明の第５の実施形態による補強部材の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの補強部材のＢＢに沿った断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａの補強部材のＣＣに沿った断面図である。
【図５Ｄ】図５Ａの補強部材のＤＤに沿った断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｂ〜Ｄの断面図の重ね合わせを示す図である。
【図６】補強部材の第６の実施形態の断面図である。
【図７】２つの補強部材を含むタンク組立体の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の、プラスティック材料から製造されたタンク、特に燃料タンク又は添加剤タンクに対する、補強部材１００の第１の実施形態を図に示している。補強部材１００は、タンクのプラスティック材料に溶着可能な第１の材料Ｍ１からなる第１の部分１１０、及び第１の材料Ｍ１より大きな破断における引張応力及び／又はヤング率を有する第２の材料Ｍ２からなる第２の部分１２０を備える。図１Ａはピラーの形状の筒状部分である第２の部分１２０のみを示している。このピラー１２０は第１の材料Ｍ１によってオーバーモールドされて、補強部材１００を形成する。これは図１Ｂの断面図にみることができ、図１Ｂは、第１の材料Ｍ１が第２の部分１２０の外面及び内面上、並びにピラー１２０の貫通孔１２２の中にオーバーモールドされていることを示す。図示されているように、ピラー１２０には補強リブ１２１が設けられて、追加的な強度を提供している。
【００４２】
貫通孔１２２の提供は、結果として第１の部分１１０と第２の部分１２０との間の結合機能を生じさせる。実際に、貫通孔１２２のおかげで第２の部分１２０は第１の部分１１０の外側スカート１１１と、内側スカート１１２と、の間にしっかりと固定される。第１の部分１１０及び第２の部分１２０の寸法は、結合部の高さ（level）、すなわち複数の貫通孔１２２の高さにおける断面において見ると、第１の材料Ｍ１によって占有される表面積は断面の全表面積の６５〜９０％、好ましくは７５〜８５％（例えば略８０％）であり、第２の材料Ｍ２によって占有される表面積は、全表面積の１０〜３５％、好ましくは１５〜２５％（例えば略２０％）であるように選択される。驚くべきことに、発明者は、そのような比が、第１の部分と第２の部分との間の応力を制限しつつ良好な強度を提供することを発見した。
【００４３】
補強部材１００の第１のオーバーモールドされた端部部分１２３は、タンクの内面に、接続平面に沿って接続されることを意図されており、第２の端部部分１２４は、タンクの対向する内面に接続されることを意図されている。好ましくは、貫通孔１２２は、接続平面に実質的に平行に延びる。
【００４４】
図２Ａ〜２Ｃは、タンクのための補強部材２００の第２の実施形態を図示している。補強部材は、第１の材料Ｍ１からなる第１の部分２１０、及び第１の材料Ｍ１より大きな破断における引張応力及び／又はヤング率を有する第２の材料Ｍ２からなる第２の部分２２０を備える。第２の実施形態では、第２の部分２２０は中央凹部を有する壁部分の形態をとる。上部部分２２４及び下部部分２２３には、壁部分２２０の幅に沿って一定の間隔を離間された複数の貫通孔２２２が設けられている。また、壁部分２２０には補強リブ２２１、２２５が設けられている。この壁部分２２０は、第１の材料Ｍ１によってオーバーモールドされて、補強部材２００を形成する。このことは、図２Ｂ及び図２Ｃの断面図に見ることができ、図２Ｂ及び図２Ｃは、第１の部分２１０が壁部分２２０の周り及び貫通孔２２２の中に延びていることを示している。
【００４５】
第１の実施形態におけるのと同様に、貫通孔の提供は、結果的に、第１の部分２１０と第２の部分２２０との間の結合機能をもたらす。実際に、貫通孔２２２のおかげで第２の部分２２０は、第１の部分２１０の第１及び第２の外層間にしっかりと固定される。第１の部分２１０及び第２の部分２２０の寸法は、結合部の高さ（level）、すなわち下部部分２２３又は上部部分２２４における複数の貫通孔２２２の高さにおける断面において見ると、第１の材料Ｍ１によって占有される表面積が断面の全表面積の６５〜９０％、好ましくは７５〜８５％（例えば８１〜８４％）であり、第２の材料Ｍ２によって占有される表面積は、全表面積の１０〜３５％、好ましくは１５〜２５％（例えば略１６〜１９％）であるように選択される。このことは結果的に、優れた長期間の応力抵抗力を有する小型の補強部材をもたらす。
【００４６】
第２の実施形態では、補強部材２００はその側部に、隣接する補強部材２００を相互に接続するためのクリップを設けられている。そのようにして、同じタンク中に多数の相互に連結された補強部材２００を提供することができる。
【００４７】
図３Ａ及び図３Ｂに示された第３の実施形態は、クリップが設けられていないという差異を有して第２の実施形態と類似している。第２の実施形態におけるように、補強部材３００は、第２の材料Ｍ２からなる第２の部分３２０を覆う、第１の材料Ｍ１からなるオーバーモールドされた部分として形成された第１の部分を備え、第２の部分３２０には貫通孔３２２と補強リブ３２１とが設けられている。
【００４８】
図４Ａ〜Ｃは、タンクの内側での使用のための補強部材４００の第４の実施形態を示す。補強部材４００は、第２の材料Ｍ２からなる第２の部分４２０と、あまり強靱ではない材料Ｍ１からなる第１の部分４１０と、を備える。第２の部分４２０は図４Ａに示されており、長方形の断面を有する筒状部分の形態をとっている。筒状部分４２０は、上端部に２列の貫通孔４２２を設けられ、列それぞれは、筒状部分４２０の周領域に沿って一定の間隔で分散された複数の貫通孔４２２を備える。第２の部分４２０は高さｈ１を有する。オーバーモールドされた補強部材４００は高さｈ２を有する。図４Ｃを参照のこと。好ましくは、高さｈ１は高さｈ２の少なくとも８０％である。第４の実施形態では、補強部材の上部部分のみに貫通孔４２２の結果としての結合領域が設けられている。そのような補強部材４００は、接続部材が下部部材に接続された上部部材によって形成されているタンクにおいて有益である場合があり（図７もまた参照のこと）、第１の補強部材４００は、タンクの上部シェルに接続することができ、第２の補強部材４００は、下部シェルに接続することができる。
【００４９】
図５Ａ〜Ｅは、タンクの内側で使用するための補強部材５００の第５の実施形態を示している。補強部材５００は、第２の材料Ｍ２からなる第２の部分５２０（図５Ａには示されていない）と、あまり強靭でない第１の材料Ｍ１からなる第１の部分５１０と、を備える。補強部材の異なる層（層Ｂ、Ｃ、Ｄ）に延在する複数の貫通孔（図示されていない）が設けられており、前記層は補強部材をタンクの内壁に接続するための接続平面５３０に平行に延びている。層Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれに対して、層Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれの貫通孔５２２Ａ、５２２Ｂ、５２２Ｃの中心を通過する中央断面（図５Ｂ、５Ｃ、５Ｄに示す）を規定することができる。そのような実施形態では、第１の部分５１０及び第２の部分５２０を、前記中央断面の重ね合わせ（図５Ｅ）において見たときに、第１の材料Ｍ１によって占有される表面積が重ね合わせの全表面積の６５〜９０％、好ましくは全表面積の７５〜８５％であり、第２の材料Ｍ２によって占有される表面積は、重ね合わせの全表面積の１０〜３５％、好ましくは全表面積の１５〜２５％、より好ましくは１７〜２３％であるように選択される。第２の材料の表面積は、すべての結合層における第２の材料の全ての部分（図５Ｅにおける７つの正方形）を考慮する。実際、これら部分全てが耐衝撃性及び耐久性に影響し、第２の材料の表面積は、重ね合わせにおけるすべての部分の合計を考慮して計算される。
【００５０】
第５の実施形態では、補強部材の上部部分のみに複数の結合層を有する結合領域が設けられるが、当業者は、下部部分にも結合領域を第１、第２、及び第３の実施形態のように設けることができることを理解する。さらに、上部部分における結合領域は、下部部分における結合領域と同じにするか、又は異ならせることができる。
【００５１】
図６は、第１の材料Ｍ１からなる第１の部分によって取り囲まれた、第２の材料Ｍ２からなる筒状の第２の部分を備える第６の実施形態を示す。結合は、蟻継ぎ接続（dovetail connection）を通じて達成される。示された実施形態においては、第２の部分には蟻継ぎリブが設けられるが、当業者は、第２の部分にはまた、蟻継ぎ溝を設けることもできることを理解する。
【００５２】
図７は、第１のシェル７０１及び第２のシェル７０２を備えるタンク組立体を図示し、前記第１及び第２のシェルの端縁７０３が相互に接続、典型的には溶着され、それによって前記第１及び第２のシェルが一緒に内部容積を画定する容器を形成する。タンクの内側には、第１のシェル７０１と第２のシェル７０２との間に延びる接続部材７００ａ、７００ｂが設けられる。図示されている実施形態では、接続部材は、第２の部分７２０ａを有する上部補強部材７００ａと、第２の部分７２０ｂを有する下部補強部材７００ｂと、を備える。下部補強部材７００ｂは、下部シェル７０２の内面に接続された下端部７２３ｂを有し、上部補強部材７００ａは、上部シェル７０１の内面に接続された上部部分７２４ａを有する。組み立てられた状態では、上部補強部材７００ａの下部部分７２３ａは、下部補強部材７００ｂの上部部分７２４ｂに接続される。代替的に、接続部材は１つの補強部材から構成することができる。補強部材は、上述に開示された実施形態のいずれか１つに従って設計することができる。タンクの第１のシェル及び／又は第２のシェルは、次の技術：射出成型、圧縮成型、射出‐圧縮成形、熱成形、ブロー成形、押し出しブロー成形、共射出成型のいずれか１つ又はそれら技術の組み合わせによって成形することができる。
【００５３】
上述に開示された実施形態では、タンクの材料は例えばポリエチレン材料とすることができ、第１の材料Ｍ１もまたポリエチレン材料とすることができる。第２の材料Ｍ２は、例えば次の材料：ＰＯＭ、ＰＰＳ、ＰＰＡ、ＰＥＥＫ、ＰＡＩ、ＰＡＥＫ、金属、のうちのいずれか１つとすることができ、これら材料のいずれかは任意に繊維強化することができる。
【００５４】
最後に、本発明の実施形態は、タンクの中に接続部材を配置するために従来技術と組み合わせることができる。たとえば、本発明の実施形態に従ってタンクの中に第１の補強部材を配置し、第２の補強部材を、第１のシェルに接続された端部部分を有する第１のシェルとともに一体的に成形することができる。
【００５５】
本発明の原理が、特定の実施形態に関連して上述に説明されてきたが、この説明は例示の方法によって単に行われたものであり、添付の特許請求の範囲によって規定される保護の範囲の限定として行われているわけではないことを理解すべきである。
【符号の説明】
【００５６】
１００          補強部材
１１０          第１の部分
１１１          外側スカート
１１２          内側スカート
１２０          第２の部分
１２１          補強リブ
１２２          貫通孔
１２３          端部部分
１２４          第２の端部部分
Ｍ１            第１の材料
Ｍ２            第２の材料
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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