(57)【要約】【課題】タンクの剛性が大きく、製造が容易で、コストの安い熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクを提供する。【解決手段】ブロー成形で形成された熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク１において、燃料タンク１の外壁から内部に向かって突出するビード部１０を形成する。ビード部１０は、内部に向かって突出する高さが高いビード部凸部１１と、内部に向かって突出する高さが低いビード部凹部１２とを交互に横方向に外壁に沿って連続して複数個形成する。ビード部凸部１１は、内部に燃料タンク１の外面に開口した中空部１３を有し、ビード部凹部１２は、内部の側面同士が融着して連結部１４が形成されたことを特徴とする熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロー成形で形成された熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクにおいて、
該燃料タンクの外壁から内部に向かって突出するビード部を形成し、該ビード部は、内部に向かって突出する高さが高いビード部凸部と、内部に向かって突出する高さが低いビード部凹部とを交互に横方向に上記外壁に沿って連続して複数個形成し、上記ビード部凸部は、内部に上記燃料タンクの外面に開口した中空部を有し、上記ビード部凹部は、内部の側面同士が融着して連結部が形成されたことを特徴とする熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク。
【請求項２】
上記ビード部は、ブロー成形金型の内面に突出して形成されたリブにより燃料タンクの内側に突出して形成され、上記リブは、所定の間隔を置いて山部と谷部が交互に形成され、該山部で上記ビード部凸部が形成され、上記谷部で上記ビード部凹部が形成された請求項１に記載の熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク。
【請求項３】
上記ビード部凹部の横幅は、上記ビード部凸部の横幅よりも小さい請求項１又は請求項２に記載の熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク。
【請求項４】
上記ビード部は、上記燃料タンクの上壁と下壁にそれぞれ形成された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク。
【請求項５】
上記外壁は、少なくとも外層、内層及びその間のバリヤ層を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロー成形で形成された熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用等の燃料タンクの構造としては、金属製のものが用いられていたが、近年、車両の軽量化や、錆が発生しないこと、所望の形状に成形しやすいことなどによって熱可塑性合成樹脂製のものが用いられるようになってきた。
合成樹脂製の自動車用燃料タンクの製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した熱可塑性合成樹脂部材のパリソンを円筒状にして上から押出して、そのパリソンを金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、自動車用燃料タンクを製造していた。
【０００３】
このブロー成形で形成された燃料タンク１０１には、その外壁の剛性を上げるために、外壁から内側に突出したビード部１１０を形成している。このビード部１１０を形成するためには、図８（ａ）に示すように、ブロー成形金型１２０の内面にブロー成形金型リブ１２１を突出させ、ブロー成形金型１２０の中に導入したパリソン８に空気を吹き込み膨らませて、パリソン８をブロー成形金型１２０のキャビティーとブロー成形金型リブ１２１に押付けて、燃料タンク１０１を成形すると同時に形成している。その後、ブロー成形金型１２０から燃料タンク１０１を取出すとともに、ブロー成形金型リブ１２１を燃料タンク１０１の外壁から取外して成形が完了する。
【０００４】
また、図８（ｂ）と（ｃ）に示すように、ブロー成形金型１２０のブロー成形金型リブ１２１をパリソン８から取出し易いように、ブロー成形金型リブ１２１をスライド駆動して、ブロー成形金型１２０の内面から後退させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このブロー成形金型１２０はスライド構造が複雑になり、金型の価格が上昇し、スライド時間のため成形時間も長くなり、コストが増加してしまうこととなる。
【０００５】
さらに、ビード部１１０には、ブロー成形金型リブ１２１により成形するため、その対応する部分に、燃料タンク１０１の外壁の外面に開口するビード部中空部１１３が形成されることとなる。
そして、燃料タンク１０１の外壁が変形するときに、ビード部中空部１１３が開いてしまい、ビード部１１０におけるビード部１１０との直角方向の剛性が低下してしまい、外壁の強度が低下する場合がある。
【０００６】
そこで、図９に示すように、ビード部２１０のビード部中空部２１３にインサート部材２１５を取付けて、ビード部中空部２１３の両側の側壁を連結してビード部中空部２１３が開かないようにすることも行われている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしこの場合は、インサート部材２１５を予め成形しておく必要があるとともに、そのインサート部材２１５をブロー成形金型の金型リブの先端に取付けてブロー成形する必要があり、手間がかかるとともに、コストも増加している。
【特許文献１】特開平５−３０５６５１号公報
【特許文献２】実開昭６３−２１１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そのため、本発明は、タンクの剛性が大きく、製造が容易で、コストの安い熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１の本発明は、ブロー成形で形成された熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクにおいて、
燃料タンクの外壁から内部に向かって突出するビード部を形成し、ビード部は、内部に向かって突出する高さが高いビード部凸部と、内部に向かって突出する高さが低いビード部凹部とを交互に横方向に外壁に沿って連続して複数個形成し、ビード部凸部は、内部に燃料タンクの外面に開口した中空部を有し、ビード部凹部は、内部の側面同士が融着して連結部が形成されたことを特徴とする熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクである。
【０００９】
請求項１の本発明では、燃料タンクの外壁から内部に向かって突出するビード部を形成したため、燃料タンクの外壁の強度を増加させることができ、燃料タンクの外部からの衝撃や、燃料タンクの内圧の増加による膨張等による変形を防止することができる。ビード部により燃料タンクの外壁の肉厚を薄くすることができ、タンク重量を軽減することができる。
また、ビード部が燃料タンクの内部に形成されているため、燃料タンクの取付スペースを節約することができるとともに、ビード部の破損を防止することができる。
【００１０】
ビード部は、内部に向かって突出する高さが高いビード部凸部と、内部に向かって突出する高さが低いビード部凹部とを交互に横方向に外壁に沿って連続して複数個形成した。このため、燃料タンクの外壁に所定の長さでブロー成形により、燃料タンクを形成すると同時に、ビード部を形成することができ、製造が容易であるとともに、外壁の広い長さに亘り強度を大きくすることができる。また、後述するように、ビード部の中空部分を所定の間隔で連結することができる。
ビード部凹部も燃料タンクの内部に向かって突出しており、ビード部として燃料タンクの外壁の補強効果を有しており、ビード部凸部とビード部凹部が一体的に連結しているため、ビード部凸部とビード部凹部を合わせてビード部全体で補強効果を奏することができる。
【００１１】
ビード部凸部は、内部に燃料タンクの外面に開口した中空部を有し、ビード部凹部は、内部の外壁が融着して連結部が形成されている。このため、連結部により燃料タンクの外壁が撓んだときにビード部の中空部の開口が開くことを防止でき、外壁の剛性を上げることができる。燃料タンクのビード部の形成と同時に中空部と連結部を所定の間隔で形成することができ、追加部品を必要とせず、製造が容易である。
【００１２】
請求項２の本発明は、ビード部は、ブロー成形金型の内面に突出して形成されたリブにより燃料タンクの内側に突出して形成され、リブは、所定の間隔を置いて山部と谷部が交互に形成され、山部で上記ビード部凸部が形成され、谷部でビード部凹部が形成された熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクである。
【００１３】
請求項２の本発明では、ビード部は、ブロー成形金型の内面に突出して形成されたリブにより燃料タンクの内側に突出して形成されるため、ブロー成形金型にスライド構造を使用することがなく、金型構造を簡単にすることができる。
リブは、所定の間隔を置いて山部と谷部が交互に形成され、山部で上記ビード部凸部が形成され、谷部でビード部凹部が形成されるため、リブの谷部を形成するのみで、ビード部凹部を形成し、ビード部連結部でビード部中空部の開口を連結することができる。
【００１４】
請求項３の本発明は、ビード部凹部の横幅は、ビード部凸部の横幅よりも小さい熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクである。
【００１５】
請求項３の本発明では、ビード部凹部の横幅は、ビード部凸部の横幅よりも小さいため、ビード部凹部の高さを所定の寸法以上に維持することができ、ビード部の補強効果を維持することができるとともに、ビード部凹部の連結部でビード部中空部の開口を連結することができる。
【００１６】
請求項４の本発明は、ビード部は、燃料タンクの上壁と下壁にそれぞれ形成された熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクである。
【００１７】
請求項４の本発明では、ビード部は、燃料タンクの上壁と下壁にそれぞれ形成されたため、燃料タンクの上壁と下壁の両方の剛性を増加させて、燃料タンク全体の強度を増加させることができる。
【００１８】
請求項５の本発明は、外壁は、少なくとも外層、内層及びその間のバリヤ層を有する熱可塑性合成樹脂製の燃料タンクである。
【００１９】
請求項５の本発明では、外壁は、少なくとも外層、内層及びその間のバリヤ層を有するため、外層に燃料タンクの強度を確保する材料を使用し、内層に耐燃料油性と強度を有する材料を使用し、バリヤ層に燃料透過防止性の材料を使用し、燃料タンクの強度を向上させ、燃料の浸透を防止することができる。バリヤ層に外層と内層との接着性の良い材料を使用すれば、３層が強固に接着した強度の大きい燃料タンクを得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、ビード部は、内部に向かって突出する高さが高いビード部凸部と、内部に向かって突出する高さが低いビード部凹部とを交互に横方向に外壁に沿って連続して複数個形成したため、燃料タンクを形成すると同時に、ビード部を形成することができ、製造が容易であるとともに、外壁の広い長さに亘り強度を大きくすることができる。
ビード部凸部は、内部に燃料タンクの外面に開口した中空部を有し、ビード部凹部は、内部の外壁が融着して連結部が形成されているため、燃料タンクの外壁が撓んでビード部の開口部が開くことを防止でき、外壁の剛性を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態である燃料タンクについて、自動車用燃料タンクを例にとり、図１〜図７に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態の燃料タンク１の上部からみた斜視図である。図２は、本発明の実施の形態の燃料タンク１の下半分を切断した後、上部からみた斜視図であり、図３は、本発明の実施の形態の燃料タンク１の全体を上部からみて、下部壁３にビード部１０を形成した部分を点線で表した斜視図である。図４は、図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図であり、燃料タンク１をブロー成形で成形したときのブロー成形金型２０と燃料タンク１の外壁の状態を示す断面図である。図５は、図４におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図６は、図４におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図７は、ブロー成形金型２０の片面の上方から見た斜視図である。
【００２２】
本発明の実施の形態では、熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク１は、ブロー成形で形成される。ブロー成形は、従来技術の図８で述べたように、ブロー成形金型２０のキャビティー２４にパリソン８を導入し、パリソン８に空気を吹き込み、膨らませて、キャビティー２４の内面に押圧して、燃料タンク１を成形する。燃料タンク１は、上部壁２と下部壁３が一体的に同時に形成される。
【００２３】
燃料タンク１の上部壁２の外壁には、図１に示すように、燃料ポンプ（図示せず）や他の装備品を内部に装着するための燃料タンク開口部４が形成され、さらに、外壁の内面には後述するビード部１０が形成され、ビード部１０に対応する外壁の外面には、後述するビード部中空部１３の開口が並んで形成されている。燃料タンク１の下部壁３の外壁にも同様に、ビード部１０が外壁の内面に、ビード部中空部１３の開口が外壁の外面に並んで形成されている。
【００２４】
燃料タンク１の外壁は、図４に示すように、外層５、内層６及び外層５と内層６との間に形成されるバリヤ層７の３層から構成されている。ブロー成形においては、上記の３層から構成されるパリソン８が使用される。
外層５と内層６は、強度が高く燃料油に対しても強度が維持される熱可塑性合成樹脂から形成され、バリヤ層７は、燃料油の透過が極めて少ない熱可塑性合成樹脂から形成されている。
【００２５】
外層５と内層６を構成する熱可塑性合成樹脂は、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドのうち少なくとも１種類の材料を使用することができる。
【００２６】
また、バリヤ層７を構成する熱可塑性合成樹脂は、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を使用することができる。
なお、上記エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等のバリヤ層７の両面に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等と接着性のよい層、例えば、変性ポリエチレン（ｍ−ＰＥ）等の接着層を介在させた多層パリソンを使用すると、３層間の接着性が向上して好ましい。
【００２７】
燃料タンク１の内部には、図２で示すように、燃料タンク１の外壁から内部に向かって突出するビード部１０を形成している。図２は、燃料タンク１の下部壁３を示しているが、上部壁２においても、同様に内部に向かってビード部１０が形成されている。このビード部１０は、後述するように、ブロー成形時に、同時に形成することができる。図２の実施態様では、下部壁３は屈曲しているが、屈曲面においても屈曲面に沿ってビード部１０が形成されている。
【００２８】
ビード部１０は、燃料タンク１の長手方向に一体的に連続して形成されている。また、ビード部１０は、複数本それぞれ並行に形成することが好ましい。図２に示す実施例では、長手方向に３本形成されている。これにより、燃料タンク１の長手方向に剛性を大きくすることができるとともに、燃料タンク１の外壁の全面に、幅広い外壁全体に亘り剛性を増加させることができる。
【００２９】
燃料タンク１の外壁の強度を増加させることにより、燃料タンク１へ外部からの衝撃が加わった場合や、燃料タンク１の内部の温度が上昇し、内圧の増加による膨張等の場合による燃料タンク１の変形を防止することができる。また、ビード部１０が燃料タンク１の内部に形成されているため、燃料タンク１を取付けた車体の取付スペースを節約することができるとともに、ビード部１０の破損を防止することができる。
【００３０】
ビード部１０は、図３に示すように、上部壁２と下部壁３は一体的に形成され、下部壁３には、ビード部１０が長手方向に４本形成されている。燃料タンク１の下部壁３は、平面状ではなく、段差３ｂを有している。ビード部１０は、この段差３ｂにおいても外壁に沿って連続して形成されている。上部壁２にも段差３ｂや曲面を形成することができ、この場合は、燃料タンク１の上部壁２も剛性を確保することができる。
【００３１】
ビード部１０は、図２及び図４に示すように、内部に向かって突出する高さが高いビード部凸部１１と、内部に向かって突出する高さが低いビード部凹部１２とを交互に横方向に外壁に沿って一体的に連続してそれぞれ複数個形成されている。ビード部凹部１２もビード部凸部１１と同様に、燃料タンク１の外壁から所定の高さを有しているため、ビード部凹部１２も燃料タンク１の外壁の撓みに対して剛性を有しており、ビード部凹部１２が低くても、ビード部１０全体として剛性を有することができ、外壁の広い長さに亘り強度を大きくすることができる。
【００３２】
ビード部凸部１１は、内部に燃料タンク１の外壁の外面に開口したビード部中空部１３を有している。ビード部凹部１２においては、内部の壁面が融着してビード部連結部１４が形成されている。そして、ビード部中空部１３とビード部連結部１４は、交互に連続して一体的に形成されている。このため、燃料タンク１の外壁に力が加わってもビード部連結部１４により、ビード部１０のビード部中空部１３の開口が開くことを防止でき、外壁の剛性を上げることができる。
【００３３】
このビード部１０の形成を図４〜図７に基づいて説明する。
ブロー成形金型２０は、２面が合わさってキャビティー２４を形成し、このキャビティー２４の中にパリソン８が導入され、パリソン８に空気を吹き込んで、キャビティー２４の内面にパリソン８が押圧され、燃料タンク１が形成される。
ブロー成形金型２０の内面には、燃料タンク１のビード部１０を形成するために、リブ２１が形成されている。
【００３４】
リブ２１は、図７に示すように、キャビティー２４の内面から突出して形成されている。リブ２１は、リブ谷部２２とリブ山部２３が交互に横方向に並んで形成されリブ山部２３の横幅は、リブ谷部２２の横幅よりも大きく形成されている。例えば、リブ山部２３の横幅は、２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に形成され、リブ谷部２２の横幅は、３ｍｍ〜８ｍｍ程度に形成されている。リブ山部２３の高さは１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。リブ谷部２２は、キャビティー２４の内面と略同じ高さに形成されている。リブ２１の肉厚は２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【００３５】
リブ２１は、キャビティー２４から単に突出して形成されているのみであり、ブロー成形金型２０にスライド構造を使用することがなく、金型構造を簡単にすることができる。このため、ブロー成形の成形サイクル時間を短くすることができるとともに、金型の価格を低くすることができる。
【００３６】
このブロー成形金型２０にパリソン８が導入され、空気を吹き込んで膨らませて、キャビティー２４の内面に押圧されると、図４に示すように、パリソン８がリブ２１の周りに押圧される。そうすると、図５に示すように、リブ山部２３の部分で、パリソン８がリブ山部２３を包んで、ビード部凸部１１が形成され、図６に示すように、リブ谷部２２の部分でビード部凸部１１と連続して、ビード部凹部１２が形成される。
【００３７】
リブ谷部２２の横幅は、リブ山部２３の横幅と比べて狭いので、ビード部凹部１２は、ビード部凸部１１よりも若干低く形成されるのみで、ビード部凸部１１と連続してビード部１０を形成し、ビード部１０の横方向からの圧縮又は引っ張りに対する強度を有することができる。ビード部凹部１２では、リブ２１がパリソン８の溶着を妨げることがないので、ビード部凹部１２の両側面が密着して溶着し、ビード部連結部１４を形成している。このため、ビード部凹部１２には中空部はない。
【００３８】
燃料タンク１が成形後に、ブロー成形金型２０から外されると、ビード部凸部１１においては、リブ山部２３が存在した部分にビード部中空部１３が形成される。ビード部中空部１３は、燃料タンク１の外壁の外面に開口して形成されている。このため、燃料タンク１の外面には、上部壁２も下部壁３も図１に示すように、ビード部中空部１３の開口部が並んで形成されている。
リブ山部２３の厚さは薄く形成されているので、ビード部中空部１３も大きくなく、ビード部１０が燃料タンク１内部に突出して形成されても、燃料タンク１の容量を減少させることが少ない。
【００３９】
ビード部凸部１１の両側面と頂部においても、図５に示すように、燃料タンク１の外壁は、パリソン８が崩れることなく、外層５、内層６及び、バリヤ層７の３層から構成されている。このため、ビード部凸部１１においても、燃料タンク１の強度も、耐燃料透過防止性も維持することができる。
【００４０】
リブ谷部２２の部分では、図６に示すように、パリソン８の外層５の部分が相互に溶着して、一体的に連結したビード部連結部１４を形成し、中空部分はない。ビード部連結部１４は、外層５が相互に溶着しているので、強度が大きく、ビード部連結部１４が開口することはない。このように、ビード部１０は、交互にビード部凸部１１とビード部凹部１２が形成されているため、燃料タンク１の外壁が撓んでも、ビード部連結部１４がビード部中空部１３の開口が開くことを防止することができる。
【００４１】
このため、ビード部１０の剛性を向上させることができ、燃料タンク１の外壁の強度を向上させて、外壁の肉厚を下げることができる。したがって、燃料タンク１の重量を軽減することができ、車両の軽量化に貢献することができる。
また、ビード部連結部１４は、燃料タンク１のブロー成形と同時に形成することができ、製造が容易である。
また、燃料タンク１の形状によっては、ビード部１０を燃料タンク１の短手方向に配置したり、燃料タンク１の斜め方向やハ字形に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態である燃料タンクの上部から見た斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の燃料タンクの下半分を切断した後、上部からみた斜視図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の燃料タンクの上部からみた斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の燃料タンクの成形時の図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の燃料タンクの図４におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】図４におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の実施に使用するブロー成形金型の一方の金型を開いた状態の斜視図である。
【図８】従来の燃料タンクのブロー成形金型の断面図である。
【図９】従来の他の燃料タンクのビード部の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  燃料タンク
２  外層
３  内層
４  バリヤ層
１０  ビード部
１１  ビード部凸部
１２  ビード部凹部
１３  ビード部中空部
１４  ビード部連結部
２０  ブロー成形金型
２１  リブ
２２  リブ谷部
２３  リブ山部  
【図１】
2009113704.tif 000003
【図２】
2009113704.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009113704.tif 000008
【図７】
2009113704.tif 000009
【図８】
2009113704.tif 000010
【図９】
2009113704.tif 000011