(57)【要約】【課題】燃料タンク１０は、複数の樹脂層を積層して構成され、タンク装着部材を熱溶着可能であり、かつ薄肉化を実現したこと。【解決手段】燃料タンク１０は、ポリエチレンからなる内層２１と、内層２１上に積層され内層２１より耐燃料透過性に優れたバリア層２３と、バリア層２３と外層２６との間に介在しポリエチレンに微小中空体を混入した断熱層２５と、バリア層２３に積層されポリエチレンからなる外層２６とを備えている。断熱層２５の微小中空体は、空気層を形成するので、高い断熱性を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を貯留するタンク室（１２Ｓ）を有し、複数の樹脂層を積層した燃料タンクにおいて、
上記タンク室（１２Ｓ）に面し、ポリエチレンからなる内層と、
上記内層（２１）上に積層され、該内層（２１）より耐燃料透過性に優れたバリア層（２３）と、
上記バリア層（２３）に積層されポリエチレンからなる外層（２６）と、
上記バリア層（２３）と外層（２６）との間に介在し、ポリエチレンに微小中空体を混入した断熱層（２５）と、
を備えたことを特徴とする燃料タンク。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料タンクにおいて、
上記バリア層２３は、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）であり、
上記バリア層（２３）と上記断熱層（２５）との間には、マレイン酸変性されたポリエチレンにより形成され、上記バリア層（２３）と上記断熱層（２５）とを接着する接着層（２４）を備えている燃料タンク。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料タンクの外層（２６）の外面に熱溶着されるタンク装着部材を備えた燃料タンクの構造体において、
上記燃料タンクの上壁（２０ａ）にタンク開口（２０ｂ）を備え、
上記タンク装着部材は、上記外層（２６）に熱溶着される樹脂材料から形成された溶着端（３４ａ）を備え、該溶着端（３４ａ）が上記タンク開口（２０ｂ）の開口周縁部に熱溶着されている燃料タンクの構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の樹脂層を積層した燃料タンクおよび燃料タンクの外壁に継手や燃料遮断弁などのタンク装着部材を熱溶着した燃料タンクの構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料タンクの軽量化および成形性の観点から、樹脂製の燃料タンクが用いられるようになっている。こうした燃料タンクの上壁には、タンク開口を形成し、タンク開口の開口周縁部を囲みタンクと外部とを接続するタンク装着部材が熱溶着されている（特許文献１）。タンク装着部材を燃料タンクの上壁に熱溶着するには、タンク装着部材の溶着部を熱板などにより溶融するとともに、燃料タンクのタンク開口の開口周縁部に周囲に沿って熱板により溶融し、これらの溶融した部分を互いに押し付けることにより行なっている。
【０００３】
しかし、燃料タンクは、熱板で溶着しても、タンク装着部材で押されても変形しない大きな剛性を確保するために、肉厚を大きくする必要があり、樹脂材料量の増加や燃料タンク自体の重量の増加などを招くという問題があった。こうした問題を解決するために、タンク開口の周縁部を部分的に大きな肉厚にしたり、タンク開口の周縁部にリブを形成したりすることは、燃料タンクの製造にブロー成形方法を用いる場合に難しく、また射出成形で成形する場合にも金型の形状が複雑になるという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、タンク装着部材を熱溶着可能であり、かつ薄肉の樹脂製の燃料タンクおよび燃料タンクの構造体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】
上記課題を解決するためにされた本発明は、
燃料を貯留するタンク室を有し、複数の樹脂層を積層した燃料タンクにおいて、
上記タンク室に面し、ポリエチレンからなる内層と、
上記内層上に積層され、該内層より耐燃料透過性に優れたバリア層と、
上記バリア層に積層されポリエチレンかなる外層と、
上記バリア層と外層との間に介在し、ポリエチレンに微小中空体を混入した断熱層と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の燃料タンクにおいて、ポリエチレンからなる内層および外層の間にバリア層を介在させているので、タンク室内の燃料の外部への透過を低減することができる。また、バリア層と外層との間に配置された断熱層は、ポリエチレンに微小中空体を混入させた樹脂材料から形成されているので、微小中空体の空気層により断熱性が高くなる。よって、溶着継手を燃料タンクに溶着する際に、断熱層が内層へ熱を伝え難く、内層の肉厚が薄くても剛性および平面形状を維持する。よって、内層の厚さは、熱溶着性を考慮した厚さを重視する必要がなく、薄い内層で燃料タンクを構成することができ、材料量を減らすことができるとともに、燃料タンクの軽量化を図ることができる。
【０００８】
また、本発明の好適な態様として、上記バリア層は、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）であり、上記バリア層と上記断熱層との間に接着層を介在させることができる。接着層は、マレイン酸変性されたポリエチレンにより形成することができ、上記バリア層と上記断熱層とを接着する。変性ポリエチレンは、外層および断熱層と同じポリエチレンであるから互いに溶着するとともに、ＥＶＯＨと化学接着により接合することから、バリア層と断熱層とを強固に接着することができる。
【０００９】
さらに、本発明の好適な態様として、燃料タンクの外層の外面に熱溶着されるタンク装着部材を備えた燃料タンクの構造体において、上記燃料タンクの上壁にタンク開口を備え、上記タンク装着部材は、上記外層に熱溶着される樹脂材料から形成された溶着端を備え、該溶着端が上記タンク開口の開口周縁部に熱溶着されている構成をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【００１１】
（１）  燃料タンクの構造体の概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる自動車の燃料タンクの構造体を示す断面図である。燃料タンク１０は、燃料を貯留するタンク室１２Ｓを有するタンク本体２０を備え、複数の樹脂層を積層することにより構成されている。タンク本体２０の上壁２０ａには、タンク開口２０ｂ，２０ｃが形成され、このタンク開口２０ｂ，２０ｃの開口周縁部に溶着継手３０や燃料遮断弁４０などのタンク装着部材が熱溶着により取り付けられている。
【００１２】
（２）  燃料タンクの構造体の構成
次に、燃料タンクの構造体の各部の構成について説明する。
（２）−１  燃料タンク１０の構成
図２は溶着継手３０の付近を拡大した断面図、図３は図２の燃料タンク１０の上壁２０ａと溶着継手３０の接続箇所を拡大した断面図である。図３において、燃料タンク１０のタンク本体２０は、断熱性に優れた樹脂材料から形成された耐熱層や耐燃料透過性に優れた樹脂材料から形成されたバリア層を含む６層から形成されている。すなわち、タンク本体２０は、内層２１と、接着層２２と、バリア層２３と、接着層２４と、断熱層２５と、外層２６とを備え、パリソンを賦形するブロー成形方法により製造される。
【００１３】
内層２１は、燃料タンクの機械的強度を確保する構造材および燃料に対する耐性を主目的としており、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択している。
バリア層２３は、耐燃料透過性を主目的としており、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）またはポリアミド（ＰＡ）を選択することができる。
断熱層２５は、主として燃料タンクを断熱することを主目的としており、高密度ポリエチレンを主材料とし、微小中空体を混入した材料である。微小中空体は、ガラス、樹脂、セラミック、金属などからなるボール体内に断熱性に優れた空気を封止した構成である。ここで、微小中空体は、５〜３０重量％混入することが好ましい。これは、５重量％未満であると、断熱性の効果が得られず、一方、３０重量％を越えると、外層２６との接着性や成形性を損なうから、これ以下であることが好ましい。微小中空球状体としては、例えばスコッチライトグラスバブルズ（住友３Ｍ社製，粒径範囲１５〜１３５μｍ，平均粒径３０〜７０μｍ）の球状体を使用することができる。なお、スコッチライトグラスバブルズに限る必要はなく、他のガラス微小中空球状体としてもよいし、ガラス球以外にもセラミック球等の他の微小中空球状体としてもよい。さらに、微小中空体は、球状に限ることなく、空気を封止した構成であれば、中空管状体であってもよい。
なお、高密度ポリエチレンは、内層２１と同様の材料のほか、再生樹脂材を用いてもよい。
【００１４】
外層２６は、機械的強度を主目的としており、内層２１と同様な高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択している。
接着層２２，２４は、内層２１とバリア層２３、またはバリア層２３と断熱層２５との両方にそれぞれ接合することで、これらの層を接着するものである。こうした作用を果たす樹脂材料として、極性官能基としてのマレイン酸変性した変性ポリエチレン（ｍ−ＰＥ）を選択している。変性ポリエチレンは、同系のポリエチレンであるから内層２１および断熱層２５のＨＤＰＥに溶着するとともに、ＥＶＯＨと化学接着により接合することから、これらの層間を接着する作用がある。
【００１５】
また、燃料タンク１０の各層の肉厚は、上述した作用を果たすための一例として、内層２１が２ｍｍ、バリア層が０．１〜０．３ｍｍ、断熱層２５が２ｍｍ、外層２６が１．５ｍｍ、接着層２２，２４が０．５ｍｍとすることができる。
【００１６】
（２）−２  溶着継手３０の構成
図２において、溶着継手３０は、上壁２０ａのタンク開口２０ｂを塞ぐとともに、ホースＨに接続するための継手である。溶着継手３０は、閉止板３２と、閉止板３２の外周に形成されたフランジ部３４と、燃料タンク１０内と外部とを接続する接続通路３６ａを有するとともにホースＨを接続するための管体３６とを備えている。フランジ部３４の下端には、燃料タンク１０の上壁２０ａに溶着される環状の溶着端３４ａが形成されている。溶着継手３０を形成する樹脂材料は、燃料タンク１０との溶着性、耐燃料透過性などを考慮して定められており、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンなどを用いることができる。
【００１７】
（３）  燃料タンクの構造体の溶着作業
次に溶着継手３０を燃料タンク１０の上壁２０ａに装着する作業について説明する。図４において、溶着継手３０の溶着端３４ａの下端を熱板ＨＰにより溶融するとともに、上壁２０ａのタンク開口２０ｂの開口周縁部に沿って熱板ＨＰにより溶融して溶着部２０ｄとする。溶着部２０ｄに溶着端３４ａを押しつける。これにより、溶着端３４ａと溶着部２０ｄとが共にポリエチレンで形成されているので、冷却固化すると両者が互いに溶着する。この状態にて、図２に示すように、溶着継手３０の管体３６にホースＨを圧入してクランプＣＰで締め付けると、ホースＨは、接続通路３６ａを介して燃料タンク１０内に接続される。
【００１８】
（４）  実施例の作用・効果
本実施例にかかる燃料タンクの構造体により、以下の作用効果を奏する。
（４）−１  内層２１の外側に配置された断熱層２５は、微小中空体を混入させているので、微小中空体の空気層により断熱性が高くなる。断熱層２５は、溶着継手３０を燃料タンク１０に溶着する際に、内層２１へ熱を伝え難いから、内層２１の肉厚が薄くても剛性および平面形状を維持する。よって、内層２１の厚さは、熱溶着性を特に考慮した肉厚とする必要がなく、薄い内層２１で燃料タンク１０を形成することができ、材料量を減らすことができるとともに、燃料タンク１０の軽量化を図ることができる。
【００１９】
（４）−２  断熱層２５は、燃料タンク１０自体の断熱性を高くするので、耐火炎性を向上させることができる。
【００２０】
（４）−３ 断熱層２５は、外気からタンク室１２Ｓへの熱伝達を減らすので、ガソリンの温度上昇も防ぐことができる。よって、炎天下で駐車時に多く発生するガソリン蒸気の発生を抑制し、キャニスタへ流れる蒸気量を低減することができる。
【００２１】
（４）−４  燃料タンク１０は、ブロー成形工程においてパリソンを形成するときに、断熱層２５を形成する樹脂材料として、ポリエチレンに微小中空体を混入させる工程をとればよいから、成形費用を低減することができる。
【００２２】
（４）−５  燃料タンク１０は、溶着継手３０を熱溶着するために、該開口周縁部にリブを形成し、または肉厚を部分的に大きくして剛性を高める必要がないから、つまり開口周縁部が平面の金型構造でよく、ブロー成形により容易に製造することができる。
【００２３】
（４）−６  断熱層２５は、外層２６と同じポリエチレンを用いているから、両者も堅固に接合される。しかも、外層２６には、微小中空体が混入されていないポリエチレンであるから、溶着継手３０との熱溶着性を損なうこともない。
【００２４】
（５）  他の実施例
この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００２５】
（５）−１  上記実施例は、接着層２２，２４を用いて内層２１とバリア層２３および、バリア層２３と断熱層２５とを接着する構成について説明したが、これに限らず、内層２１および断熱層２５の樹脂材料として変性ＰＥを用いてバリア層２３との接着性を付与することで、接着層をなくすことができ、４層の簡単な構成とすることができる。
【００２６】
（５）−２  燃料タンクを外部に接続する箇所であれば、各種の継手に適用することができ、例えば、燃料タンクと外部とを通気するための燃料遮断弁などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例にかかる自動車の燃料タンクの構造体を示す断面図である。
【図２】溶着継手の付近を拡大した断面図である。
【図３】図２の燃料タンクの上壁と溶着継手の接続箇所を拡大した断面図である。
【図４】溶着継手を燃料タンクに熱溶着する作業を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０...燃料タンク
１２Ｓ...タンク室
１５...粒径範囲
２０...タンク本体
２０ａ...上壁
２０ｂ，２０ｃ...タンク開口
２１...内層
２２...接着層
２３...バリア層
２４...接着層
２５...断熱層
２６...外層
３０...溶着継手
３２...閉止板
３４...フランジ部
３４ａ...溶着端
３６...管体
３６ａ...接続通路
Ｈ...ホース
ＣＰ...クランプ
【図１】
2008030664.tif 000003
【図２】
2008030664.tif 000004
【図３】
2008030664.tif 000005
【図４】
2008030664.tif 000006