(57)【要約】【課題】燃料タンクの半体の結合部でガスが基本的に漏洩しないようにするタンク構造を提供する。【解決手段】ポリマー製燃料タンクが第一・第二ボディを有し、それらは燃料室を形成し、その燃料室は略連続したバリアー層に囲まれている。第一ボディは、その壁が自由端を有し、その自由端で第一係合面を有する。第一バリアー層が第一ボディの壁内面に隣接して固定される。第二ボディは、その壁が自由端を有し、その自由端で第二係合面を有し、その第二係合面は第一係合面と係合する。第二バリアー層が第二ボディの壁内面に隣接して固定される。少なくとも一つの溶着部が、第一係合面を第一係合面に結合させ、第一バリアー層を第二バリアー層に結合させる。各ボディのバリアー層は、その結合部では少なくとも部分的に露出していて、第一・第二バリアー層が直接結合して、燃料タンク内で略連続的なバリアー層を形成する。【選択図】図３
2004231174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクであって、
ポリマー製第一ボディと、該第一ボディの壁が内面を有し、該内面は第一係合面を備え、
第一バリアー層と、該第一バリアー層は該第一ボディの該内面に隣接しており、
ポリマー製第二ボディと、該第二ボディの壁が内面を有し、該内面は第二係合面を備え、該第二係合面は該第一ボディの該第一係合面と係合して燃料室を形成し、
第二バリアー層と、該第二バリアー層は該第二ボディの該内面に隣接しており、該第二バリアー層の少なくとも一部は該第一バリアー層の少なくとも一部に隣接して配置され、
少なくとも一つの溶着部と、
を備え、
該溶着部は、該第一係合面を該第二係合面に結合させ、少なくとも該第一・第二バリアー層が隣接する領域で該第一バリアー層を該第二バリアー層に結合させて、該燃料室を囲む基本的に連続したバリアー層を形成した、
ことを特徴とする蒸気燃料タンク。
【請求項２】
前記第一ボディは赤外線が透過する材料で形成された請求項１記載の燃料タンク。
【請求項３】
前記第二ボディは赤外線を吸収する材料で形成された請求項１記載の燃料タンク。
【請求項４】
前記第一ボディは二股の自由端を有して、外側リップと内側リップを形成し、それらリップの間に溝が形成された請求項１記載の燃料タンク。
【請求項５】
前記第二ボディは前記溝に挿入される自由端を有する請求項４記載の燃料タンク。
【請求項６】
前記第二ボディの前記自由端は前記溝に挿入し易いようにテイパー面を有する請求項４記載の燃料タンク。
【請求項７】
前記第一バリアー層は前記第一ボディの前記内側リップの周りまで延設され、少なくとも部分的に前記溝内に延設された請求項４記載の燃料タンク。
【請求項８】
前記第一ボディは第一成分の第一材料で構成され、前記第二ボディは第二成分の第二材料で構成され、該第一成分は該第二成分とは異なる請求項１記載の燃料タンク。
【請求項９】
前記第一ボディは前記係合面から概して外側に延びる肩部を有し、該肩部は、前記第一ボディを前記第二ボディに心合わせする請求項１記載の燃料タンク。
【請求項１０】
前記第一バリアー層は少なくとも部分的に前記第一ボディの前記肩部の周りに延設された請求項９記載の燃料タンク。
【請求項１１】
前記第二バリアー層は少なくとも部分的に前記第二ボディの前記自由端の周りに延設され、前記第一バリアー層が前記第二バリアー層と接触係合するように構成された請求項１０記載の燃料タンク。
【請求項１２】
前記第二バリアー層は少なくとも部分的に前記第二ボディの自由端の周りに延設された請求項１記載の燃料タンク。
【請求項１３】
燃料タンクの製作方法であって、
ポリマー製第一ボディを提供する工程と、該第一ボディは、その自由端まで延設された内面と、該自由端付近に第一係合面と、第一バリアー層とを備え、該第一バリアー層は該第一ボディの該内面に隣接しており、
ポリマー製第二ボディを提供する工程と、該第二ボディは、その自由端まで延設された内面と、該自由端付近に第二係合面と、第二バリアー層とを備え、該第二バリアー層は該第二一ボディの該内面に隣接しており、
該第一ボディの該第一係合面を該第二ボディの該第二係合面に隣接させて、燃料室を形成する工程と、
該第一・第二係合面との間、及び、該第一・第二バリアー層の間に、少なくとも一つの溶着部を形成して、該第一・第二ボディが結合し、該燃料室を囲む基本的に連続したバリアー層を形成する工程とを、
含むことを特徴とする上記方法。
【請求項１４】
前記溶着部が赤外線エルギー源を使用して形成される工程を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第一係合面と前記第二係合面を結合する前に、前記第一・第二係合面の少なくとも一つを加熱する工程を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記第一・第二係合面の少なくとも一つに凹凸を形成して、前記第一係合面を前記第二係合面に溶着し易くする工程を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
前記第一ボディの前記第一係合面から概して外側に延びる肩部を設けて、前記第一ボディと前記第二ボディに心合わせし易くする工程を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
前記第一バリアー層を前記第一ボディの前記肩部の周りに少なくとも部分的に延設する工程を含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第二バリアー層を前記第二ボディの前記自由端の周りに少なくとも部分的に延設する工程を含む請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料タンクに関し、より詳しくは少なくとも二つの合体される部分を有する燃料タンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
二つの分離したタンク半体を互いに接着して、一体の燃料タンクを形成することは公知である。一般的には、複数の開口がそれら燃料タンクに開けられて、燃料ポンプ、電気コネクタ、ベント弁等の種々の構成品を燃料タンク内部と連結し通じる。図１に示したように、二つのタンク半体１、２を互いに接着する前に、各半体は多層ポリマーシート４、５から熱成形される。一対のポリマーシート４、５の間にバリアー層３ａ又は３ｂが設けられている。これらの熱成形されたタンクの結合は、典型的には、タンクの各半体１、２の外側に延設されたフランジ６、７を互いにシールして行われる。
【０００３】
バリアー層３ａ又は３ｂはシート４、５の間に挟まれているので、フランジ６、７が結合されても、バリアー層３ａ、３ｂの間のスペースが漏洩路を形成する。二つのバリアー層３ａ、３ｂ間のその漏洩路は、燃料蒸気をフランジ６、７の結合部を通って大気に逃がす。又、又その接着された結合部は、各フランジが９０°に曲げられて、二つの半体が接合される部分であり、応力が集中する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明によるポリマー燃料タンクは、第一・第二ボディを有し、それらは燃料室を形成し、その燃料室は略連続したバリアー層に囲まれている。第一ボディは、その壁が自由端を有し、その自由端で第一係合面を有する。第一バリアー層が第一ボディの壁内面に隣接して固定される。第二ボディは、その壁が自由端を有し、その自由端で第二係合面を有し、その第二係合面は第一係合面と係合する。第二バリアー層が第二ボディの壁内面に隣接して固定される。少なくとも一つの溶着部が、第一係合面を第一係合面に結合させ、第一バリアー層を第二バリアー層に結合させる。好ましくは、各ボディのバリアー層は、その結合部では少なくとも部分的に露出していて、第一・第二バリアー層が直接結合して、燃料タンク内で連続的なバリアー層を形成する。
【０００５】
この発明の目的・特徴・優位性には、以下の事項を含む。即ち、この発明が提供する燃料タンク構造は、タンクの半体の結合部でガスが基本的に漏洩しないようにし、ポリマー燃料タンクに要求される機械的試験に耐えることができ、タンクの製作が比較的容易で経済的であり、タンク半体の溶接結合部表面の酸化を減らし、結合するタンクの半体の構造設計に柔軟性があり、タンク半体の結合部強度を改善し、燃料タンクの製作誤差において改良されている。
【０００６】
この発明のこれらの目的・特徴・優位性は、前述のものだけでなく、この技術の熟練者は、この明細書の開示全体から、他の目的・特徴・優位性を把握できる。
【０００７】
この発明のこれらの目的・特徴・優位性は、好適実施例と最適例の詳細な以下の説明、請求項の記載、添付図により明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に好適実施例にしたがって構成された燃料タンクが、図２に図示されていて、符号１０が付してある。燃料タンク１０は、ここではカバーである第一ボディ１２と、ここではベースである第二ボディ１４とを備えている。第一・第二ボディ１２、１４は互いに固定され、それらの間には結合部１６が形成される。第一・第二ボディ１２、１４の各々は第一・第二バリアー層４４又は５６を有して、第一・第二ボディ１２、１４が互いに結合されると、燃料タンク１０は燃料タンク１０内に燃料室１５を囲む略連続したバリアー層を形成する。好ましくは、第一・第二バリアー層４４、５６は両方とも結合部１６で少なくとも部分的に露出していて、結合部１６が形成されると第一・第二バリアー層４４、５６が互いに連結する。又、結合部１６は第一・第二ボディ１２、１４の分離を防ぎ、特に結合部１６内にクラックが発生して広がるのを防ぐ。
【０００９】
図３に明瞭に示したように、第一ボディ１２の壁板１８は、外面２０と内面２２を備える。図２に明瞭に示したように、第一ボディ１２は壁板１８を貫通する複数の開口２４、２６を有して、マニホールド２８と電気コネクタ３０とをそれぞれ収容する。マニホールド２８は燃料ライン、ベントライン、一般的には電気を通すコネクタを有する。電気コネクタ３０は、一般的には、燃料ポンプ、燃料圧センサ、及び／又は、燃料レベルセンサの（図示せず）ための電気接続を行ない、自動車ユーザーにフィードバックシステムを提供する。第一ボディ１２の構造において、その開口はできるだけ少なくして、燃料タンク１０から燃料蒸気が漏れる潜在要因を無くすのが望ましいことが分かる。
【００１０】
壁板１８は自由端縁３６まで延設され、第一ボディ１２の外周の回りに延びている。自由端縁３６に隣接して、好ましくは第一ボディ１２の外周の回りに、外側に広がるリップ部３８が設けられて、第一係合面４０と第一係合面４０から概して外側に延びる肩部４２とを形成する。第一係合面４０はここでは、略平坦面に仕上げられているが、第一ボディ１２が第二ボディ１４に溶着し易いように起伏の有る面に仕上げることもある。
【００１１】
好ましくは、第一ボディ１２は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で構成され、一般的には、それは白色である。ＨＤＰＥ製のそのボディは、赤外線エルギーを良く透過させ、第一ボディ１２に照射される赤外線エルギーの約３０％を吸収し、残りは第一ボディ１２を通過する。
【００１２】
好ましくは、第一バリアー層４４は第一ボディ１２の内面２２に隣接して固定される。第一バリアー層４４は内面２２に、接合または接着、又は用途に適した機構や方法により取り付けられる。図３に明瞭に図示したように、第一バリアー層４４は好ましくは少なくとも部分的に肩部４２の回りに延設され、そこに固定される。第一バリアー層４４は、燃料タンク１０の燃料室１５内の燃料蒸気を略透過させない材料製であり、その材料はエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、液体ポリマー結晶（ＬＣＰ）等である。
【００１３】
第二ボディ１４の壁板４６は、外側面４８と内側面５０とを有する。壁板４６は自由縁５２まで延設され、自由縁５２に続く第二係合面５４を有し、第二ボディ１４の外周に延びている。好ましくは、第一・第二係合面４０、５４の少なくとも一つは凹凸のある構造であり、ここでは第二係合面５４は凹凸がある。しかし、第一・第二係合面４０、５４は略平坦のままでも良い。好ましくは、第二バリアー層５６は壁板４６の内側面５０に固定され、好ましくは自由縁５２まで少なくとも部分的に延びてそこに固定される。第二バリアー層５６は、燃料室内の燃料蒸気が漏洩しない材料製であり、その材料はエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、液体ポリマー結晶（ＬＣＰ）等である。
【００１４】
第二ボディ１４は、好ましくは、第一成分とは異なる第二成分で構成され、好ましくは、着色顔料を有する高密度ポリエチレン製であり、赤外線エネルギー吸収に適しており、例えば、カーボンブラック顔料である。カーボンブラック顔料は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を黒に着色し、ＨＤＰＥの約０．０７〜５．００重量％であり、好ましくは、ＨＤＰＥの約０．１０〜０．５０重量％である。５％の上限は、材料特性に悪影響がなければ超えても良い。カーボンブラック入ＨＤＰＥは約９０％の赤外線エネルギーを吸収し得る。同様に、他の色の顔料が、例えば、赤、青などが採用されても良い。
【００１５】
図５〜８に示したように、第一ボディ１２と第二ボディ１４は共に押しつけられて、それは好ましくは自動工程により、第一ボディ１２の第一係合面４０が第二ボディ１４の第二係合面５４に隣接させる。又、第二ボディ１４の自由縁５２は、好ましくは第一ボディ１２の肩部４２に心が合い、第一ボディ１２が第二ボディ１４に対して適切に心が合うようにする。その場合、第一バリアー層４４が自由縁５２の肩部４２の領域で第二バリアー層５６と係合接触する。図５に明瞭に図示したように、第一・第二ボディ１２、１４が互いに対向して配置され、第一・第二ボディ１２、１４は好ましくは、赤外線ランプ５８で予め加熱される。赤外線ランプ５８は石英−ハロゲンや石英−タングステン等で構成される。その赤外線ランプは様々な形態で良く、放射パターンに合うようにする。第一係合面４０と第二係合面５４はそれらが互いに合わされる前に予加熱され、二つの面を溶着すると生じる酸化を防ぐことができ、製作誤差が高精度となる。
【００１６】
赤外線ランプ５８は好ましくは第一・第二ボディ１２、１４から所定距離だけ離間していて、好ましくは赤外線ランプ５８と第一・第二ボディ１２、１４の間に集光シールド６０が配置される。集光シールド６０は好ましくは、金属シートからなり、好ましくは、その内面６２がクロム仕上げされ、赤外線の照射を反射して方向づける。
【００１７】
赤外線ランプ５８からの赤外線照射は、集光シールド６０を通り第一ボディ１２のリップ部３８と第二ボディ１４の第二係合面５４とに集束される。照射の約３０％が第一ボディ１２により吸収され、照射の約７０％が通過して第二ボディ１４に至る。その約９０％が第二係合面５４に吸収される。照射は、好ましくはリップ部３８が柔らかくなるまで、第一・第二ボディ１２、１４の各部分を熱する。好ましくは、第二ボディ１４の壁板４６は反発性が残り、変形に抵抗できて、溶着処理を促進する。
【００１８】
図６に明瞭に示すように、押圧体、ここではゴムリング６４がリップ部３８に対して押しつけられて、第一係合面４０を第二係合面５４に押しつける。それらの面は互いに接触して、第一係合面４０と第二係合面５４は効果的に互いに溶着する。ロール、空気圧シリンダのような適切な手段により、第一係合面４０が第二係合面５４と係合するように押圧される。
【００１９】
第一係合面４０が第二係合面５４に溶着し始めると、図７に明瞭に示したように、赤外線ランプ５８により好ましくは加熱が追加されて、溶着工程を完了する。赤外線により熱が伝達され、溶着されるそれらの面は互いに接触しているので、それらの面の温度は熱伝導で均一になる。図８に明瞭に示したように、係合面４０、５４が再度過熱された後に、ゴムリング６４により好ましくは再度押圧されて、燃料タンク１０の最終形状への組立てを溶着により完了する。
【００２０】
第一ボディ１２を第二ボディ１４に溶着すると同時に、第一バリアー層４４と第二バリアー層５６とが互いに接触し溶着して、略連続したバリアー層が形成されて、燃料タンク１０の燃料室１５を囲む。その連続バリアー層は燃料蒸気の漏洩路を略無くして、燃料蒸気が燃料タンク１０の壁板１８、４６を通って大気に漏れるのを防ぐ。
【００２１】
燃料タンク１１０の置換実施例を図４に図示している。その置換実施例では、前述の実施例に対して、部分的に変わった要素は前述の符号に１００を加えている。符号が同じものは、前述の要素と略同じものを示す。
【００２２】
第一ボディ１１２の壁板１１８は内面１２２を有し、その内面は二股に分岐して自由端縁１３６まで延びている。第一ボディ１１２は結合部１１６で第二ボディ１１４に結合される。自由端縁１３６は外側リップ部６６と内側リップ部６８とを形成する。外側リップ部６６は第一係合面１４０を有し、内側リップ部６８は面７４を有して、第一係合面１４０と面７４との間に溝７０を形成する。外側リップ部６６を更に支持するために、好ましくは、リブ７２は第一ボディ１１２の外面１２０から外側リップ部６６まで延設される。リブ７２は好ましくは、外面１２０に対して傾斜していて、リブ７２と外面１２０との間に応力が集中するのを防いで、燃料タンク１１０を構造的に補完する。
【００２３】
第一バリアー層１４４は第一ボディ１１２の内面１２２に固定され、好ましくは内側リップ部６８の自由端縁１３６の周りまで延びていて、少なくとも部分的に溝７０内に延設されている。第一バリアー層１４４は第一実施例の第一・第二バリアー層４４、５６と同じ材料製である。
【００２４】
第二ボディ１１４の壁板１４６は外側面１４８と内側面１５０とを有する。壁板１４６は自由縁１５２まで延設され、自由縁１５２に連続する第二係合面１５４を有する。内側面１５０は、好ましくは自由縁１５２に向かって傾斜していて、第一ボディ１１２の溝７０内に組み付け易くなっている。第二バリアー層１５６は第二ボディ１１４の内側面１５０に隣接してそこに固定され、少なくとも部分的に自由縁１５２の周りまで延設されている。
【００２５】
組み立てる際に、自由縁１５２が溝７０内に挿入されると、第二係合面１５４は外側リップ部６６の第一係合面１４０と接触係合する。又、第二バリアー層１５６は第一バリアー層１４４と接触係合して、内面１２２と第二ボディ１１４が結合されると、燃料室を囲む略連続したバリアー層を形成する。
【００２６】
加熱して、面７４を外側面１４８に押しつける作業は、第一ボディ１２を第二ボディ１４に組み付ける前述の作業と略同じである。したがって、第一ボディ１１２と第二ボディ１１４の組立・溶着についての詳細な説明は省く。
【００２７】
ここで説明し図示した第一ボディ１２、１１２と第二ボディ１４、１１４の自由端の構造については、他の形態を使用できることが分かる。これら実施例は現在好適と思われる例を示していて、これら実施例だけが、第一・第二ボディ１２、１４、第一・第二ボディ１１２、１１４の間の漏洩止めシールと燃料タンク内の燃料蒸気に関する略連続したバリアー層を形成するものではない。
【００２８】
前述の開示から多くの変化例・置換例が可能なのは明白である。それ故、請求項記載の発明の範囲内で、前述した実施例以外のものが具現し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来技術の燃料タンクの係合半体における、部分横断面図である。
【図２】この発明の一実施例である燃料タンクの破断斜視図である。
【図３】図２の線３−３に沿った部分横断面図である。
【図４】図３と同様の部分横断面図であり、燃料タンクの他の実施例を示す。
【図５】燃料タンクの組立時における、予加熱工程を示す説明図である。
【図６】燃料タンクの組立時における、押圧工程を示す説明図である。
【図７】燃料タンクの組立時における、再加熱工程を示す説明図である。
【図８】燃料タンクの組立時における、最終押圧工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０、１１０    燃料タンク
１２、１１２    第一ボディ
１４、１１４    第二ボディ
１５    燃料室
１６、１１６    結合部
１８、１１８    壁板
２０、１２０    外面
２２、１２２    内面
２４、２６    開口
２８    マニホールド
３０    電気コネクタ
３６、１３６    自由端縁
３８    リップ部
４０、１４０    第一係合面
４２    肩部
４４、１４４    第一バリアー層
４６、１４６    壁板
４８、１４８    外側面
５０、１５０    内側面
５２、１５２    自由縁
５４、１５４    第二係合面
５６、１５６    第二バリアー層
５８    赤外線ランプ
６４    ゴムリング
６６    外側リップ部
６８    内側リップ部
７０    溝
７２    リブ
【図１】
2004231174.tif 000003
【図２】
2004231174.tif 000004
【図３】
2004231174.tif 000005
【図４】
2004231174.tif 000006
【図５】
2004231174.tif 000007
【図６】
2004231174.tif 000008
【図７】
2004231174.tif 000009
【図８】
2004231174.tif 000010