JP2007314072A - 燃料タンク - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンク構成体を重ね合わせた合わせ部から貫通孔に至る部分の燃料耐透過性を向上させることが可能な燃料タンクを得る。
【解決手段】燃料タンクのフランジ部２６を接合した接合部２８には貫通孔が形成され、さらに貫通孔の周囲には、フランジ部２６を厚み方向に圧縮した圧縮部３２が形成されており、この部分でバリアー層２４Ａ、２４Ｂの距離が短くなっている。バリアー層２４Ａ、２２Ｂ間での樹脂層２２Ｃ、２２Ｄの厚みも薄くなっているので、燃料の透過量が少なくなり、耐燃料透過性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に備えられる燃料タンクに関する。

自動車等の車両に備えられる燃料タンクには、樹脂製のものがある。たとえば特許文献１では、燃料タンクを構成する半体とがそれぞれポリマーシート間にバリアー層が設けられ、この半体に設けたフランジ部を互いにシールして、タンクを結合する構成が記載されている。

ところで、このように燃料タンク構成体（半体）を重ね合わせた部分に、たとえば燃料タンク支持用の支持構成体等を挿入するために貫通孔を形成すると、バリアー層の間を経由して貫通孔から燃料が透過するおそれがあるため、これを防止すべく、フランジ部の長さを長くする必要が生じる。
特開２００４−２３１１７４号公報

本発明は上記事実を考慮し、燃料タンク構成体を重ね合わせた合わせ部から貫通孔に至る部分の燃料耐透過性を向上させることが可能な燃料タンクを得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、樹脂層と、この樹脂層よりも燃料の透過性が低い材料によって樹脂層と重層されたバリアー層と、を備えた複数の燃料タンク構成体と、複数の前記燃料タンク構成体を部分的に重ね合わせた合わせ部と、前記合わせ部に前記燃料タンク構成体の厚み方向に貫通して形成された貫通孔と、前記貫通孔の周囲の少なくとも一部において前記合わせ部の前記バリアー層間の前記樹脂層が厚み方向に圧縮された圧縮部と、を有することを特徴とする。

すなわち、この燃料タンクでは、合わせ部によって燃料タンク構成体が部分的に重ね合わされ、さらにこの合わせ部に、貫通孔が形成されている。

貫通孔の周囲の少なくとも一部には、合わせ部においてバリアー層間の樹脂層が厚み方向に圧縮された圧縮部が形成されている。これにより、バリアー層の間隔が短くなり、バリアー層間を燃料が透過するときの樹脂層の断面積が小さくなるので、燃料耐透過性が向上する。

なお、貫通孔には、たとえば合わせ部どうしを接合するためのボルトやリベット等の接合部材を挿入してもよいが、たとえば請求項２に記載のように、前記貫通孔に、燃料タンクを他部材に支持させるための支持構成体を挿入すれば、簡単な構造で燃料タンクを他部材に支持させることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記支持構成体が、前記貫通孔の内周に接触される弾性体、を有することを特徴とする。

これにより、燃料タンクの他部材に対する振動が弾性体によって吸収され、防振性能が向上する。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記弾性体に、この弾性体を局所的に薄肉とする薄肉部が形成されていることを特徴とする。

薄肉部によって弾性体のバネ定数が小さくなるので、防振性能をより向上させることができる。

本発明は上記構成としたので、燃料タンク構成体を重ね合わせた合わせ部から貫通孔に至る部分の燃料耐透過性を向上させることができる。

図１には、本発明の第１実施形態の燃料タンク１２が示されている。本実施形態の燃料タンク１２は、一例として、略直方体状の燃料タンク本体１４が、略上半分の燃料タンク構成体１６と、略下半分の燃料タンク構成体１８とを、接合部２８で接合することで構成されたものを挙げている。

燃料タンク構成体１６は、たとえば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製の２つの樹脂層２２Ａ、２２Ｃと、これら樹脂層２２Ａ、２２Ｃの間のバリアー層２４Ａとが重層され、図示しない接着層により接着されて構成されている。バリアー層２４Ａは、たとえば、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール）等、樹脂層２２Ａ、２２Ｃよりも燃料透過性の低い（燃料が透過しづらい）材料で構成されている。また、もう一方の燃料タンク構成体１８も同様に、２つの樹脂層２２Ｂ、２２Ｄと、この間のバリアー層２４Ｂとが重層され、図示しない接着層により接着されて構成されている。以下では、これら樹脂層２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを特に区別する必要がないときは、樹脂層２２として説明する。同様に、バリアー層２４Ａ、２４Ｂを特に区別する必要がないときは、バリアー層２４として説明する。

図１から分かるように、燃料タンク構成体１６、１８の接合部２８からは、燃料タンク１２を構成したときに外側に向かって延出されたフランジ部２６が、燃料タンク構成体１６、１８のそれぞれで全周にわたって形成されている。フランジ部２６は、燃料タンク構成体１６、１８が部分的に面接触した状態で接合されており、面接触部分の樹脂層２２Ｃ、２２Ｄが加熱等により融着されて、接合部２８となっている。

図３に詳細に示すように、フランジ部２６の延出方向の略中央には、フランジ部２６を板厚方向に貫通する貫通孔３０が形成されている。そして、貫通孔３０の周囲では、フランジ部２６が厚み方向に圧縮されて圧縮部３２が構成されている。圧縮部３２では、２つのバリアー層２４Ａ、２４Ｂの間隔が短くなっており、バリアー層２４Ａ、２４Ｂの間の樹脂層２２Ｃ、２２Ｄの厚みも薄くなっている。また、フランジ部２６の圧縮部３２が形成されていない部分（これを非圧縮部３３とする）と圧縮部３２の間には、これらに斜めに連なるフランジテーパー面２６Ｔが形成されている。

この貫通孔３０には、図２に示すように防振ゴム体３４が配設されている。防振ゴム体３４は、同一形状とされた２つの防振ゴム３６を互いに上下反転させた状態で、貫通孔３０の上側及び下側に配置することで構成されている。図４（Ａ）及び（Ｂ）に詳細に示すように、それぞれの防振ゴム３６は扁平な略円筒状に形成されており、一定の径を有する大径部３８と、この大径部３８から連続して径が直線的に漸減するテーパー部４０と、を有しており、それぞれに対応する軸方向の端面が大径端面４２及び小径端面４４とされている。大径部３８は、フランジ部２６のフランジテーパー面２６Ｔの最大径と略同一の径を有しており、この大径部３８の部分が貫通孔３０に入り込むことはない。これに対し、テーパー部４０の外周の防振ゴムテーパー面４０Ｔは、フランジテーパー面２６Ｔに対し全周に渡って面接触する形状とされている。

そして、このような形状の防振ゴム３６が１つの貫通孔３０に対して２つ用意され、テーパー部４０が向き合う方向（小径端面４４が対向する方向）で、フランジ部２６に上下から配置される。配置された状態では、２つの防振ゴム３６の間（小径端面４４の間）に隙間Ｄ１が生じている。

防振ゴム３６の防振ゴムテーパー面４０Ｔには、図４（Ｂ）にも示すように、複数の環状溝４６が同芯で、且つ異径となるように形成されている。環状溝が形成された部分では防振ゴム３６が部分的に薄肉となる薄肉部が構成されており、防振ゴム３６の少なくとも軸方向のバネ定数が低下されている。なお、このように防振ゴム３６のバネ定数を低下させることが可能であれば、環状溝４６は１つでもよいが、本実施形態では３本形成している。

図２に示すように、防振ゴム体３４の内側には、カラー５２が挿入されている。カラー５２は、防振ゴム体３４の内側に挿入される円筒部５４と、この円筒部５４の軸方向一端（図２では上端）から外側へ延出され、防振ゴム３６の大径端面４２に接触するフランジ片５６と、を有している。円筒部５４の軸方向他端には、外側に突出する凸部５８が形成され、防振ゴム３６には、この凸部５８を収容する段付き部４８が形成されている。なお、円筒部５４の他端（図２では下端）側にも、フランジ片５６と略同一形状のフランジ板６０が配置されている。

カラー５２のフランジ片５６の上面には、燃料タンク１２を支持するブラケット６２の一部が接触配置され、ボルト６６及びナット６８によってカラー５２に締結されている。すなわち、フランジ部２６に締結部６４が構成されており、この締結部６４によって、燃料タンク１２がフランジ部２６においてブラケット６２に取り付けられている。

次に、燃料タンク１２をブラケット６２に取り付けて支持させる方法、及び本実施形態の作用を説明する。

燃料タンク１２のフランジ部２６としては、まず、図５に示すように、貫通孔３０を形成したり圧縮部３２を形成したりする前の状態に構成される。この状態のフランジ部２６に対し、まず図６に示すように、貫通孔３０（図３参照、図６では二点鎖線でその位置を示す）よりも大径となるように圧縮部３２を形成する。この圧縮部３２の形成は、たとえば金型によってフランジ部２６を局所的に厚み方向に圧縮する（押しつぶす）だけで、容易に形成できる。このとき、圧縮部３２の周囲に、フランジテーパー面２６Ｔも形成される。そして、圧縮部３２の形成後に、貫通孔３０を形成することで、図３に示す形状のフランジ部２６が得られる。

燃料タンク１２をブラケット６２に取り付けるには、まず、燃料タンク１２のフランジ部２６に防振ゴム体３４及びカラー５２を先付けしておく。すなわち、２つの防振ゴム３６を、それぞれの防振ゴムテーパー面４０Ｔがフランジテーパー面２６Ｔに面接触するようにフランジ部２６の上下から配置する。そして、上方又は下方（本実施形態では上方）から、カラー５２の円筒部５４を防振ゴム体３４内に挿入する。このとき、カラー５２に形成された凸部５８が防振ゴム３６に引っかかるが、防振ゴム３６の間に構成された隙間Ｄ１によって防振ゴム３６の上下圧縮荷重が低減されており、しかも環状溝４６によって防振ゴム３６は上下方向に圧縮されやすくなっているので、防振ゴム３６を凸部５８で撓ませつつ、円筒部５４を挿入でき、生産性が向上する。挿入後は、凸部５８が段付き部４８に引っかかって不用意に抜けなくなるので、この点においても生産性が向上する。

その後、カラー５２の他端側（本実施形態では下側）にフランジ板６０を配置し、さらに、ブラケット６２に対してボルト６６及びナットでフランジ部２６を締結して、燃料タンク１２がブラケット６２に取り付けられる。

このようにしてブラケット６２に取り付けられた本実施形態の燃料タンク１２では、図２からも分かるように、貫通孔３０に周囲に圧縮部３２が形成されており、この部分ではバリアー層２４Ａ、２４Ｂの距離が、圧縮部３２が形成されていない部分と比較して短くなっている。そして、バリアー層２４Ａ、２２Ｂ間での樹脂層２２Ｃ、２２Ｄの厚みも薄くなっている。

ここで、図７には、樹脂層２２と同一の材料に対する、燃料の透過面積（透過方向と直交する方向の断面積）と、透過量との関係が示されている。この図７から、材料に対する燃料の透過面積が小さくなるほど、透過量も少なくなることが分かる。本実施形態では上記のように、バリアー層２４Ａ、２４Ｂ間に位置する樹脂層２２Ｃ、２２Ｄ、すなわち、実際に燃料が透過してバリアー層２４Ａ、２４Ｂ間を抜ける可能性がある部分におけるこれら樹脂層２２Ｃ、２２Ｄの断面積を小さくしているので、燃料の透過量が少なくなり、耐燃料透過性が向上する。

また、本実施形態では、貫通孔３０とカラー５２との間に防振ゴム体３４を配置しているので、燃料タンク１２を防振した状態でブラケット６２に支持させることができる。特に、フランジテーパー面２６Ｔに、防振ゴム３６の防振ゴムテーパー面４０Ｔを接触させている。これにより、このようなテーパー面が形成されていない構成と比較して、フランジ部２６とカラー５２の間の空間を有効に利用して、防振ゴム３６として体積の大きなものを配置することが可能になっている。このため、防振ゴム体３４の防振効果をより大きく発揮させることができる。

しかも本実施形態では、防振ゴム３６のそれぞれの防振ゴムテーパー面４０Ｔに環状溝４６を形成し、バネ定数を低下させている。これにより、防振ゴム３６の上下方向、左右方向（水平方向）の防振効果をさらに向上させることができる。

さらに本実施形態では、燃料タンク１２に作用した荷重を、上下方向、左右方向（水平方向）のいずれの方向であっても防振ゴム体３４が受けて、この荷重を吸収する作用を奏する。ここで、上記したように、本実施形態の防振ゴム体３４としてはその体積が大きいものを適用して、効果的に荷重を吸収できる。防振ゴム体３４と、この防振ゴム体３４に直接的に荷重を作用される貫通孔３０の内面やフランジテーパー面２６Ｔとの間の距離、すなわち荷重作用時の防振ゴム体３４の圧縮方向の距離を大きく確保する必要がないので、締結部を小型化できる。

しかも、防振ゴム３６に形成した環状溝４６によって、防振ゴム３６の荷重吸収効果が高くなるので、燃料タンク１２に衝撃的な荷重が作用した場合でもフランジ部２６へのこの荷重の入力が防振ゴム体３４によって緩和される。すなわち、燃料タンク１２に衝撃的な荷重が作用した場合のフランジ部２６の負担が軽減されるので、耐久性能が向上する。

なお、上記では、防振ゴム３６のバネ定数を低減させるための構造として、防振ゴムテーパー面４０Ｔに形成された環状溝４６を上げたが、環状溝４６を形成する位置は、これに限定されない。たとえば、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す防振ゴム５０のように、大径端面４２に、同芯で且つ異径の複数の環状溝７０を形成してもよい。また、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す防振ゴム５１のように、防振ゴム３６の内周面に、同径で且つ軸方向に異なる位置で複数の環状溝７２を形成してもよい。要するに、防振ゴムを軸方向に見たとき、部分的にその材質（ゴム）が存在していない部分、いわゆる肉抜き部分があれば、バネ定数を低減することができる。

図１０には、本発明の第２実施形態の燃料タンクが、締結部７４の近傍を拡大して示されている。以下では、第２実施形態が第１実施形態と異なっている点のみ説明し、第１実施形態と同一の構成については、説明を省略する。

第２実施形態では、防振ゴム体７６として、フランジ部２６の上下に配置された２つの防振ゴム７８と、これら防振ゴム７８の間に配置された中間ゴム８０と、で構成されている。

第２実施形態の防振ゴム７８は、第１実施形態の防振ゴム３６と同様の大径部３８及び防振ゴムテーパー面４０Ｔを有しているが、小径端面４４が第１実施形態の防振ゴム７８よりも大径端面４２に近い位置に形成されている。そして、２つの防振ゴム７８の小径端面４４の間に、中間ゴム８０が配置されている。

中間ゴム８０の軸方向両端面は、防振ゴム７８の小径端面４４に面接触する接触端面８２とされている。また、軸方向の中央には、圧縮部３２が内側からはめ込まれことで、この圧縮部３２の内端面に圧着する嵌合溝８４が形成されている。

また、中間ゴム８０の内周面には、図にも示すように、複数の凸部８６が形成されている。凸部８６は、軸方向の略中央で、且つ径方向には一定の間隔（中心角）で複数形成されており、この凸部８６の先端を結ぶ円の直径は、カラー５２の円筒部５４の外径より小さくなるように設定されている。

したがって、中間ゴム８０は凸部８６によってカラー５２の円筒部５４に圧着すると共に、その反力を受けて、嵌合溝８４が圧縮部３２に圧着して、圧縮部３２の内端面３２Ｔをシールしている。すなわち、中間ゴム８０自体の有する押し付け力は小さくでも、圧縮部のバリアー層２４に対する高い面圧を確保でき、嵌合溝８４が圧縮部３２の内端面３２Ｔに圧着した状態を維持できる。これにより、さらに耐燃料透過性を向上させることができる。たとえば、カラー５２がフランジ部２６に対して傾斜した場合でも、嵌合溝８４はこの影響を受けづらくなり、耐燃料透過性を高く維持できる。

なお、図１２、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２実施形態において、一方の防振ゴム７８と中間ゴム８０とが一体化された防振ゴム９０を構成し、部品点数が少なくなるように構成してもよい。

なお、上記では、防振ゴムに環状溝が形成されることで、部分的に薄肉となる薄肉部が構成されたものを例に挙げたが、このような薄肉部が構成されていない防振ゴム（弾性体）であってもよい。薄肉部が構成されていると、上記したように防振ゴムのバネ定数が低下するので、防振効果が高くなる。

本発明の第１実施形態の燃料タンクの全体的構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクの接合部及びその近傍をブラケットへの取り付け状態で拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクの接合部及びその近傍をカラー装着前の状態で拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクに係る防振ゴムを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクの接合部及びその近傍を圧縮部及び貫通孔の形成前の状態で示す断面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクの接合部及びその近傍を圧縮部形成後で貫通孔形成前の状態で示す断面図である。 燃料が樹脂材料を透過する際の透過面積と透過量との関係を定性的に示すグラフである。 本発明の第１実施形態の燃料タンクに適用可能な防振ゴムの例を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。 本発明の第１実施形態の燃料タンクに適用可能な防振ゴムのさらに別の例を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。 本発明の第２実施形態の燃料タンクの接合部及びその近傍をブラケットへの取り付け状態で拡大して示す断面図である。 本発明の第２実施形態の燃料タンクに係る中間ゴムを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。 本発明の第２実施形態の変形例の燃料タンクの接合部及びその近傍をブラケットへの取り付け状態で拡大して示す断面図である。 本発明の第２実施形態の変形例の燃料タンクに係る防振ゴムを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図である。

符号の説明

１２ 燃料タンク
１４ 燃料タンク本体
１６ 燃料タンク構成体
１８ 燃料タンク構成体
２２ 樹脂層
２２Ａ 樹脂層
２２Ｂ 樹脂層
２２Ｃ 樹脂層
２４ バリアー層
２４Ａ バリアー層
２４Ｂ バリアー層
２６ フランジ部（合わせ部）
２６Ｔ フランジテーパー面
２８ 接合部
３０ 貫通孔
３２ 圧縮部
３３ 非圧縮部
３４ 防振ゴム体
３６ 防振ゴム
３８ 大径部
４０ テーパー部
４０Ｔ 防振ゴムテーパー面
４２ 大径端面
４４ 小径端面
４６ 環状溝
４８ 段付き部
５０ 防振ゴム
５１ 防振ゴム
５２ カラー
５４ 円筒部
５６ フランジ片
５８ 凸部
６０ フランジ板
６２ ブラケット
６４ 締結部
６６ ボルト
６８ ナット
７０ 環状溝
７２ 環状溝
７４ 締結部
７６ 防振ゴム体
７８ 防振ゴム
８０ 中間ゴム
８２ 接触端面
８４ 嵌合溝
８６ 凸部
９０ 防振ゴム

Claims (4)

1. 樹脂層と、この樹脂層よりも燃料の透過性が低い材料によって樹脂層と重層されたバリアー層と、を備えた複数の燃料タンク構成体と、
   複数の前記燃料タンク構成体を部分的に重ね合わせた合わせ部と、
   前記合わせ部に前記燃料タンク構成体の厚み方向に貫通して形成された貫通孔と、
   前記貫通孔の周囲の少なくとも一部において前記合わせ部の前記バリアー層間の前記樹脂層が厚み方向に圧縮された圧縮部と、
   を有することを特徴とする燃料タンク。
2. 前記貫通孔に、燃料タンクを他部材に支持させるための支持構成体が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
3. 前記支持構成体が、前記貫通孔の内周に接触される弾性体、を有することを特徴とする請求項２に記載の燃料タンク。
4. 前記弾性体に、この弾性体を局所的に薄肉とする薄肉部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料タンク。

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