JP2015101394A - タンク及びタンクの補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のタンク形成部材が接合されることにより流体を収容可能な中空の収容部が内部に形成されたタンク本体の補強を容易に実現することができるタンク、及び、その補強方法を提供する。【解決手段】タンクの一種である燃料タンク１１は、筒体１６及び板体１７からなる複数のタンク形成部材同士が接合されることにより燃料油等の流体を収容可能な中空の収容部１８が内部に形成されたタンク本体１５と、タンク本体１５の外面のうち少なくとも筒体１６と板体１７との接合部１９を被覆する被覆部２０と、を備え、その被覆部２０がポリウレア系樹脂を含んで構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、液体や気体等の流体を収容可能なタンク及びそのようなタンクの補強方法に関する。

従来から、例えば燃料油等の液体や燃料ガス等の気体を収容可能な中空の収容部を内部に有するタンクとして、自動車等の移動体に当該移動体の走行用燃料を収容した状態にて搭載される燃料タンク、備蓄基地等に設置される据置タイプの貯留タンク、及び人手等で運搬可能とされる可搬タンクなど、種々のタンクが知られている。また、こうしたタンクは鋼鉄製又は樹脂製のタンクであることが多く、その構造としては、例えば筒体の開口部に板体を接合することで内部に中空の収容部を形成したり、一対のシェル部材の凹面同士を対向させた状態にて互いの周縁同士を接合することで内部に中空の収容部を形成したりする構造が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１１−１１５７１号公報

ところで、タンクを搭載した移動体が衝突事故を起こしたり、タンクを設置した地域が地震等の天災に巻き込まれたりした場合には、そのタンクに対して外部から大きな衝撃力が加わることがある。そして、その際の衝撃力によりタンクが変形した場合には、内部に収容されている液体や気体等の流体がタンク内で移動してタンクの内面に圧力を及ぼすため、そのタンクの一部が破断し、タンクの内部から液体や気体等の流体をタンク外に漏出させる虞があった。特に、タンクの一部が複数のタンク形成部材同士を溶接や巻き締め等により接合した接合部であって、当該タンクにおける他の部分よりも衝撃力に対して脆弱になっている場合には、そのような接合部において破断が生じ易いという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のタンク形成部材が接合されることにより流体を収容可能な中空の収容部が内部に形成されたタンク本体の補強を容易に実現することができるタンク、及び、その補強方法を提供することにある。

上記課題を解決するタンクは、複数のタンク形成部材同士が接合されることにより流体を収容可能な中空の収容部が内部に形成されたタンク本体と、前記タンク本体の外面のうち少なくとも前記タンク形成部材同士の接合部を被覆する被覆部と、を備え、前記被覆部がポリウレア系樹脂を含んで構成されている。

この構成によれば、例えばタンク本体に外部から衝撃力が加わった場合でも、タンク本体は、その外面のうち相対的に他の部分よりも脆弱となるタンク形成部材同士の接合部が柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂を含んで構成された被覆部により被覆されているため、その強度が補強されて破断が抑制される。

また、上記タンクにおいて、前記被覆部は、前記タンク本体を包み込むように当該タンク本体の外面全体を被覆する樹脂層を含んでいることが好ましい。
この構成によれば、タンク本体は、相対的に脆弱部とされる接合部を含めた外面全体がポリウレア系樹脂の樹脂層により包み込まれた状態になる。そのため、例えば衝突事故時等において、あらゆる方向からタンクに対して物が衝突するような場合でも、タンク本体の外面全体を包み込んでいるポリウレア系樹脂の樹脂層により、タンク本体の保護を多面的に図ることができる。

また、上記タンクにおいて、前記被覆部は、前記タンク本体の外面における前記接合部を被覆する第１被覆部と前記接合部以外の面部位を被覆する第２被覆部とを有し、前記第１被覆部における樹脂層の厚さの方が前記第２被覆部における樹脂層の厚さよりも厚いことが好ましい。

この構成によれば、タンク本体は、相対的に脆弱部とされるタンク形成部材同士の接合部の補強が他の部分よりも強化されているので、タンク本体に外部から衝撃力が加わった場合にタンク形成部材同士の接合部において破断が生じる虞を更に低減できる。

また、上記タンクにおいて、前記樹脂層の厚さは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
この構成によれば、ポリウレア系樹脂の樹脂層の厚さが０．５ｍｍ未満でないため、タンク本体が衝撃を受けて変形した際に樹脂層が破れる虞を低減できる一方、その樹脂層の厚さが１０ｍｍを越えないため、樹脂層を吹き付け等により形成するのに費やす時間が多大となって製造コストが増大する虞を低減できる。

さらに、上記課題を解決するタンクの補強方法は、複数のタンク形成部材同士が接合されることにより流体を収容可能な中空の収容部が内部に形成されたタンク本体の外面のうち少なくとも前記タンク形成部材同士の接合部を含む面部位に対して、当該面部位を被覆するようにポリウレア系樹脂を吹き付け又は塗布する工程と、その工程の後に前記ポリウレア系樹脂を乾燥させることにより、前記タンク本体を補強可能に被覆する被覆部を形成する工程とを備える。

この構成によれば、タンク本体の外面に対してポリウレア系樹脂を吹き付け又は塗布するという簡単な作業をするだけで、タンク本体の補強を図ることができる。

本発明によれば、複数のタンク形成部材が接合されることにより流体を収容可能な中空の収容部が内部に形成されたタンク本体の補強を容易に実現することができる。

（ａ）は第１実施形態のタンクである燃料タンクを車両の底部に取り付けた状態を示す模式正面図、（ｂ）はその模式断面図。 （ａ）は比較例の燃料タンクの模式破断面図、（ｂ）は本実施形態における樹脂層の厚さが３ｍｍの場合の燃料タンクの模式破断面図、（ｃ）は同じく樹脂層の厚さが５ｍｍの場合の燃料タンクの模式破断面図。 タンクの試験体を落下させる落下衝撃試験設備の概要を示す模式図。 落下高さ３ｍの落下試験を経た各試験体を並べて示す写真であり、（ａ）は樹脂層の被覆無しの試験体の写真、（ｂ）は厚さ３ｍｍの樹脂層で外面が被覆された試験体の写真、（ｃ）は厚さ５ｍｍの樹脂層で外面が被覆された試験体の写真。 落下高さ５ｍの落下試験を経た各試験体を並べて示す写真であり、（ａ）は樹脂層の被覆無しの試験体の写真、（ｂ）は厚さ３ｍｍの樹脂層で外面が被覆された試験体の写真、（ｃ）は厚さ５ｍｍの樹脂層で外面が被覆された試験体の写真。 落下高さ８ｍの落下試験を経た各試験体を並べて示す写真であり、（ａ）は樹脂層の被覆無しの試験体の写真、（ｂ）は厚さ３ｍｍの樹脂層で外面が被覆された試験体の写真、（ｃ）は厚さ５ｍｍの樹脂層で外面が被覆された試験体の写真。 落下衝撃試験による各試験体の損傷比較を示す表。 （ａ）は第１実施形態での第１変形例の燃料タンクの模式破断面図、（ｂ）は第１実施形態での第２変形例の模式破断面図。 （ａ）は第２実施形態のタンクである可搬タンクを示す模式斜視図、（ｂ）はその模式破断面図。 （ａ）は第２実施形態での第１変形例の可搬タンクの模式破断面図、（ｂ）は第２実施形態での第２変形例の可搬タンクの模式破断面図。 （ａ）は第３実施形態のタンクである貯留タンクを示す模式斜視図、（ｂ）はその模式破断面図。 （ａ）は第３実施形態での第１変形例の貯留タンクの模式破断面図、（ｂ）は第３実施形態での第２変形例の模式破断面図。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態のタンクである燃料タンクについて、その燃料タンクの補強方法と共に、図を参照して説明する。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係るタンクの一例としての燃料タンク１１は、自動車やトラック等の移動体における車体１２の底部１２ａに対して、金属製固定バンド等の固定部材１３を用いて固定されている。すなわち、燃料タンク１１は、トラック等の移動体の車体１２に対して、その燃料タンク１１の側面が車体１２の外部に露出する状態で搭載されている。なお、燃料タンク１１の側面には、その燃料タンク１１内にガソリン等の燃料油（液体）を給油する際に用いるキャップ付き給油口１４が設けられている。

図１（ｂ）に示すように、燃料タンク１１は、筒体形状をなすタンク本体１５を備えている。このタンク本体１５は、両端に開口を有する鋼鉄製の筒体１６と、その筒体１６の開口を閉塞可能な形状の同じく鋼鉄製の板体１７とを備え、板体１７の周縁部が筒体１６の開口縁に接合されている。すなわち、本実施形態では、筒体１６と板体１７という複数のタンク形成部材同士が接合されることにより、タンク本体１５の内部に液体や気体等の流体（本実施形態ではガソリン等の燃料油）を収容可能な収容部１８が形成されている。

また、図１（ｂ）に示すように、筒体１６の開口縁と板体１７の周縁部とは、二重巻き締め構造をなす接合態様で接合されている。その結果、タンク本体１５の外面において、筒体１６の開口縁と板体１７の周縁部とが接合された箇所には、タンク本体１５における他の部分よりも衝撃力に対して脆い脆弱部となる接合部１９が形成される。なお、図示はしないが、タンク本体１５内には、収容部１８が収容している燃料油をエンジン等の内燃機関に供給する際に駆動されるポンプユニット等が配設されている。

また、図１（ｂ）に示すように、燃料タンク１１は、タンク本体１５の外面全体がポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０により被覆されている。この被覆部２０は、タンク本体１５の外面における筒体１６と板体１７との接合部１９を被覆する第１被覆部２０ａと、接合部１９以外の面部位を被覆する第２被覆部２０ｂとを有し、タンク本体１５のほぼ全体を包み込んでいる。なお、本実施形態における被覆部２０を構成する樹脂層の厚さは、第１被覆部２０ａと第２被覆部２０ｂとで略同一の厚さとなるように設定されている。

被覆部２０の樹脂層の材料としては、イソシアネート成分とポリアミン成分とを含む超速硬化型のポリウレア系樹脂であって、例えば、LINE-X LLC（所在地：米国アラバマ州ハンツビル）製の「LINE-X・XS-100」や「LINE-X・XS-350」が好適に用いられる。勿論、ポリウレア系樹脂であれば、LINE-X LLC製の「LINE-X・XS-100」及び「LINE-X・XS-350」以外の他のポリウレア系樹脂を用いることも可能である。

因みに、「LINE-X・XS-100」は、イソシアネート混合物のLINE-X・XS-100・Ａ剤（硬化剤）とポリオール・芳香族ジアミン混合物であるLINE-X・XS-100・Ｂ剤（樹脂）を加熱混合したポリウレア・ポリウレタン混成のエラストマー（ゴムのような高弾性を示す高分子物質）である。一方、「LINE-X・XS-350」は、イソシアネート混合物のLINE-X・XS-350・Ａ剤（硬化剤）とポリオール・芳香族ジアミン混合物であるLINE-X・XS-350・Ｂ剤（樹脂）を加熱混合した100%ポリウレアのエラストマーである。

そして、これらのポリウレア系樹脂の物性（ＡＳＴＭ規格）について、例えば引っ張り強度（試験方法：ＡＳＴＭ Ｄ４１２）については、１０〜５０Ｎ／ｍｍ^２程度であることが好ましく、「LINE-X・XS-100」の場合が１４．８０Ｎ／ｍｍ^２である一方、「LINE-X・XS-350」の場合は２３．７Ｎ／ｍｍ^２である。同様に、引き裂き強さ（試験方法：ＡＳＴＭ Ｄ６２４）については、３０〜１５０Ｎ／ｍｍであることが好ましく、「LINE-X・XS-100」の場合が５１．７Ｎ／ｍｍである一方、「LINE-X・XS-350」の場合は１３８．２Ｎ／ｍｍである。つまり、被覆部２０は、これらを材料とする樹脂層で構成されているため、燃料タンク１１におけるタンク本体１５を補強するのに十分な強度を有しているといえる。

なお、被覆部２０として、これらのポリウレア系樹脂でタンク本体１５の外面を被覆する樹脂層の厚みは０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であれば更に好ましい。その理由は、厚みが３ｍｍ未満であると、例えば衝突事故時など大きな衝撃力が加わった場合に生じるタンク本体１５の内圧変化に伴う破断を抑制可能な強度が十分に得られなかったりするからであり、その厚みが０．５ｍｍ未満であると、タンク本体１５が衝撃を受けて変形した際に樹脂層が破れる虞があるからである。その一方、厚みが５ｍｍを超えると、タンク本体１５の補強機能を有する樹脂層を形成するのに必要十分以上のポリウレア系樹脂を使用することになるからであり、その厚みが１０ｍｍを越えると、樹脂層を吹き付け等により形成するのに費やす時間も多大となって製造コストが増大するからである。

以上のように、燃料タンク１１は、タンク本体１５の外面がポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０で被覆されることにより強度が補強されるが、そのような補強構造を形成する方法、すなわち、タンクの補強方法は以下のとおりである。

まず、筒体１６と板体１７など複数のタンク形成部材同士が接合されることにより流体（燃料油等の液体や燃料ガス等の気体）を収容可能な中空の収容部１８が内部に形成されたタンク本体１５を準備する。そして、そのタンク本体１５の外面のうち少なくとも筒体１６と板体１７との接合部１９などタンク形成部材同士の接合部を含む面部位（本実施形態では、外面全体）に対して、当該面部位を被覆するようにポリウレア系樹脂を吹き付けて被覆部２０の樹脂層を形成する工程を実施する。

そして、その後にポリウレア系樹脂を乾燥させる工程を実施する。この場合、ポリウレア系樹脂は超速硬化するため、タンク本体１５の外面に対する樹脂層からなる被覆部２０の形成作業は迅速に完了する。なお、この場合における樹脂層の厚さは、前述したように０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であれば更に好ましい。そして、以上の作業が終了すると、タンク本体１５の外面が補強機能を有する被覆部２０としての樹脂層によって被覆された燃料タンク１１が得られる。

次に、上記のように構成された本実施形態の燃料タンクの強度について、比較例の燃料タンクと比較をしながら説明する。
まず、図２（ａ）に示す比較例の燃料タンク１１Ａは、図２（ｂ）（ｃ）に示す本実施形態の燃料タンク１１Ｂ，１１Ｃの場合と同様に、筒体１６の開口縁に板体１７の周縁部が二重巻き締め構造の接合部１９により接合されたタンク本体１５を有している。但し、この比較例の燃料タンク１１Ａは、その外面がポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０で被覆されていない。すなわち、比較例の燃料タンク１１Ａは、そのタンク本体１５が被覆部２０による被覆無しの燃料タンクである。

その一方、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、本実施形態の二種類の燃料タンク１１Ｂ，１１Ｃは、タンク本体１５の外面が接合部１９の部分も含めて全体的に被覆部２０により被覆されている。但し、図２（ｂ）に示す燃料タンク１１Ｂは、その外面を被覆する被覆部２０の樹脂層の厚さが３ｍｍのものであり、図２（ｃ）に示す燃料タンク１１Ｃは、その外面を被覆する被覆部２０の樹脂層の厚さが５ｍｍのものである。すなわち、本実施形態の二種類の燃料タンク１１Ｂ，１１Ｃは、タンク本体１５の補強力に関係する樹脂層の厚さが異なる以外は互いに同一構成である。

そして、以上の各燃料タンク１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各強度を比較するに際しては、例えば図３に示すような落下衝撃試験設備３０と、各燃料タンク１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと同様の構成を有する試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃとが用いられる。落下衝撃試験設備３０は、所定高さ（一例として１０ｍ程度）の位置に足場パイプ等からなる支持部３１を有し、その支持部３１から垂下された紐部材３２により各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃを所定の高さに吊り下げ保持可能とされている。また、支持部３１の真下となる位置には基礎コンクリート版３３ａに山型鋼３３ｂを格子状に配列して固定した衝突部３３が設けられている。そして、試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃを吊り下げ保持した状態にある紐部材３２を鋏等の切断部材３４で切断することにより、各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃを衝突部３３に向けて落下させるようになっている。

なお、試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、市販の１８リットルの缶体（通称：一斗缶、高さ３５０ｍｍ、断面２４０ｍｍ×２４０ｍｍの直方体、ＵＮ仕様、ＪＦＥ製缶株式会社製造）でタンク本体１５を構成したものであり、その缶体の材質はティンフリースチール（ＪＩＳＧ３３１５）、その板厚は０．３２ｍｍである。さらに、各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す各燃料タンク１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのように、予め缶体内を流体（例えば、水）でほぼ満タン状態とし、注水口蓋をエポキシ樹脂により接着固定したものである。

因みに、各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃのうち、試験体１１ａは、図２（ａ）に示す比較例の燃料タンク１１Ａと同様の構成、すなわち、その外面がポリウレア系樹脂の樹脂層で被覆されていない被覆無しの試験体である。また、試験体１１ｂは、図２（ｂ）に示す燃料タンク１１Ｂと同様の構成、すなわち、その外面が厚さ３ｍｍの樹脂層で被覆された３ｍｍ被覆の試験体である。また、試験体１１ｃは、図２（ｃ）に示す燃料タンク１１Ｃと同様の構成、すなわち、その外面が厚さ５ｍｍの樹脂層で被覆された５ｍｍ被覆の試験体である。

そして、以上のような各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃを用いた落下衝撃試験は、その落下高さが異なる複数回の試験を行った。すなわち、落下衝撃試験設備３０の紐部材３２に吊り下げ保持された各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃと衝突部３３との鉛直方向の距離を落下高さとした場合、その落下高さが３ｍ、５ｍ、８ｍの各々の場合について、紐部材３２を切断して衝突部３３上に各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃを落下させる試験を各々実施した。

まず、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、落下高さが３ｍの落下衝撃試験を経たものである。この図４において各々の外観を比較してみると、一番右側の被覆無しの試験体１１ａには、衝突部３３の山型鋼３３ｂが局所的に食い込んだ跡が形成され、その食い込みによる部分的な変形が缶体に生じている。これに対して、３ｍｍ被覆の試験体１１ｂと５ｍｍ被覆の試験体１１ｃには、山型鋼３３ｂの食い込みの跡は殆ど見られず、また缶体の変形も殆どない。また、全ての試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおいて、それぞれの缶体に破断（亀裂）は見当たらない。但し、被覆無しの試験体１１ａにおいては、エポキシ樹脂で接着固定していた注水口蓋が落下衝突時の缶体の変形により生じた缶体内の水圧変化で吹き飛ばされている。

次に、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、落下高さが５ｍの落下衝撃試験を経たものである。この図５において各々の外観を比較してみると、一番右側の被覆無しの試験体１１ａは、その缶体が山型鋼３３ｂの食い込みにより大きく変形し、その缶体における他の部分よりも脆弱な接合部に大きな亀裂（破断）３５を生じさせている。これに対して、３ｍｍ被覆の試験体１１ｂと５ｍｍ被覆の試験体１１ｃには、山型鋼３３ｂの食い込みの跡が若干見られるものの、その食い込みは缶体に大きな亀裂（破断）を生じさせる程のものではなく、缶体の変形も僅かなものである。但し、３ｍｍ被覆の試験体１１ｂにおいては、何回か落下衝撃試験を繰り返す中で、この図５等では視認できない程度の極小さな亀裂が生じることもあった。

更に、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、落下高さが８ｍの落下衝撃試験を経たものである。この図６において各々の外観を比較してみると、一番右側の被覆無しの試験体１１ａは、その缶体が山型鋼３３ｂの食い込みにより原型を止めない程に押し潰され、その複数箇所に亀裂（破断）３５を生じさせて大きく変形している。これに対して、３ｍｍ被覆の試験体１１ｂには、山型鋼３３ｂが局所的に食い込んだ跡が見られ、その缶体は相対的に脆弱部となる接合部において部分的な亀裂（破断）３５を生じさせて変形している。また、一番左側の５ｍｍ被覆の試験体１１ｂには、依然として、山型鋼３３ｂの食い込みの跡は殆ど見られず、また缶体の変形も殆どない。

以上の各落下衝撃試験の試験結果について図７を参照して説明する。
図７に示すように、まず、落下高さが３ｍの場合は、各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおいて目立った亀裂（破断）は視認されないものの、Ｎｏ．１の被覆無し（図７では塗膜厚なし）試験体１１ａでは、水漏れが発生している。これは、衝突部３３との落下衝突時に缶体の注水口蓋が吹き飛ばされたことで、その開放された注水口から水が漏れたこともあるが、缶体が直接的に衝突部３３の山型鋼３３ｂと衝突することで目に見えないほどの微細なクラックが生じている可能性もある。なお、Ｎｏ．２とＮｏ．３の被覆有り試験体１１ｂ，１１ｃの場合は亀裂（破断）も水漏れも発生していない。

次に、落下高さが５ｍの場合は、Ｎｏ．４の被覆無し試験体１１ａとＮｏ．５の３ｍｍ被覆の試験体１１ｂにおいて、それぞれ亀裂（破断）と水漏れが認められるものの、その亀裂（破断）の程度は、被覆無しの方が６３０ｍｍと遙かに大きく、その一方、３ｍｍ被覆の方は１０ｍｍという僅かなもので、その差は明確である。なお、Ｎｏ．６の５ｍｍ被覆の試験体１１ｃの場合は亀裂（破断）も水漏れも発生していない。

また、落下高さが８ｍの場合は、Ｎｏ．７〜Ｎｏ．９の全ての試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおいて、それぞれ亀裂（破断）と水漏れが認められるものの、その亀裂（破断）の長さは、被覆無しの試験体１１ａの場合が９７０ｍｍと断然大きく、３ｍｍ被覆の試験体１１ｂでは３６０ｍｍ、そして５ｍｍ被覆の試験体１１ｃでは更に小さな１００ｍｍとなっている。すなわち、被覆無しの場合よりは被覆有りの場合の方が、また、被覆の厚さが薄い場合よりは被覆の厚さが厚い場合の方が、亀裂（破断）は小さくなっている。

なお、図７の表には入れていないが、例えば被覆有りの試験体において、その樹脂層の厚さ（塗膜厚）を０．５ｍｍ未満（例えば０．４ｍｍ）にした場合には、落下高さが３ｍの場合において缶体の変形は僅かであったものの、その薄い樹脂層に破れが生じてしまうことがあった。その一方、樹脂層の厚さを１０ｍｍ超（例えば１５ｍｍ）にした場合には、落下高さが８ｍの場合でも缶体に亀裂（破断）が生じることは殆どなかった。但し、この場合は、そのような厚みのある樹脂層を形成するための時間が多大なものとなった。

また同様に、図７の表には入れていないが、被覆無しの試験体１１ａと、厚さ２ｍｍの樹脂層で外面が被覆された２ｍｍ被覆の試験体と、３ｍｍ被覆の試験体１１ｂとの各々について、落下高さが４ｍの落下衝撃試験を実施した。そして、この場合の各試験体での亀裂（破断）の発生状況等を比較してみると、被覆無しの試験体１１ａと２ｍｍ被覆の試験体において、それぞれ亀裂（破断）と水漏れが認められたものの、その亀裂（破断）の程度は被覆無しの方が３６０ｍｍと遙かに大きく、その一方、２ｍｍ被覆の方は１０ｍｍという僅かなもので、その差は明確であった。なお、３ｍｍ被覆の試験体１１ｂの場合は、亀裂（破断）も水漏れも発生していなかった。したがって、タンク本体１５の外面を被覆する樹脂層の厚さに関しては、３ｍｍ以上であることが亀裂（破断）の発生を阻止する点では好ましいものの、２ｍｍ以上であれば、被覆無しの場合や０．５ｍｍ未満の場合との比較において、十分な強度を得ることができるということを確認できた。

以上の落下衝撃試験の結果に基づき、次のようなことが考察される。
すなわち、比較例の燃料タンク１１Ａ及び本実施形態の二種類の燃料タンク１１Ｂ，１１Ｃと各々対応した構成の各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、その外面がポリウレア系樹脂の樹脂層で被覆されている場合の方が衝撃を受けたときの損傷の程度が軽減される。これは、樹脂層の被覆無し試験体１１ａの場合は、缶体が衝突時の衝撃力に抵抗できずに大きく塑性変形するのに対して、樹脂層の被覆有り試験体１１ｂ，１１ｃの場合は、衝突時に缶体に伝達されるはずの衝撃力が被覆部２０となる樹脂層で吸収されて緩和されることから、缶体の塑性変形が抑制されるものと推察される。

さらに、その場合の被覆部２０の樹脂層の厚さに関しては、例えばハイスピードカメラ（撮影速度：１２００コマ／秒）で撮影した落下衝撃試験時の各試験体１１ａ，１１ｂ，１１ｃの跳ね返り高さから、次のように考察される。

すなわち、ハイスピードカメラでの撮影結果より、樹脂層の被覆がある試験体１１ｂ，１１ｃの場合は、樹脂層の被覆無し試験体１１ａの場合とは異なり、圧縮変形の最下点においてもポリウレア系樹脂の樹脂層が有する引っ張り強度や伸び特性により、落下して衝突部３３に衝突した後の跳ね返りを確認することができた。そして、この場合の跳ね返り高さについては、樹脂層が３ｍｍ被覆の試験体１１ｂよりも５ｍｍ被覆の試験体１１ｃの方が大きかった。これは、樹脂層が５ｍｍ被覆の試験体１１ｃの方が３ｍｍ被覆の試験体１１ｂよりも引っ張り抵抗力が大きくなるので、衝撃力を受けて変形しようとする缶体に対する変形拘束力が強く働くからと推察される。したがって、被覆部２０を構成する樹脂層の厚さは、使用する樹脂量が増えるという点はあるものの、一応、薄いよりは厚い方が衝撃を受けたときの損傷の程度を軽減できるものと考察される。

次に、以上のように構成された本実施形態の燃料タンク１１の作用について、特に燃料タンク１１に衝突などで衝撃力が加わった場合の作用に着目して以下説明する。
さて、図１に示すように移動体の車体１２の底部１２ａに搭載された燃料タンク１１に対して、移動体が衝突事故を起こした場合等において、そのタンク本体１５を変形させるような衝撃力が加わったとする。この場合、その燃料タンク１１が図２（ａ）に示す燃料タンク１１Ａのようにポリウレア系樹脂の樹脂層の被覆部２０で被覆されていない場合には、そのタンク本体１５に対して衝撃力が直接的に作用し、タンク本体１５を大きく塑性変形させて破断させる虞がある。

これに対し、その燃料タンク１１が図２（ｂ）（ｃ）に示す燃料タンク１１Ｂ，１１Ｃのようにポリウレア系樹脂の樹脂層の被覆部２０で被覆されている場合には、そのタンク本体１５に伝達される衝撃力が樹脂層の被覆部２０で吸収される。すなわち、タンク本体１５には減衰されて緩和された衝撃力が伝わることになり、燃料タンク１１は、ポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０で強度が補強される。そのため、そのタンク本体１５に亀裂（破断）が生じることが抑制され、内部の収容部１８に収容されている燃料油等の流体がタンク外に漏出する虞が低減される。

なお、図８（ａ）に示すように、燃料タンクは、タンク本体１５において他の部分よりも脆弱部となる接合部１９の部分だけがポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０で被覆された燃料タンク１１１であってもよい。この場合も、タンク本体１５の外面のうち衝撃力を受けた場合に破断しやすい脆弱部である接合部１９が柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂の樹脂層による被覆部２０（２０ａ）で被覆されているため、衝撃力に対する燃料タンク１１１の強度が補強されている。

また、図８（ｂ）に示すように、燃料タンクは、相対的に脆弱な接合部１９を被覆する第１被覆部２０ａにおける樹脂層の厚さの方が、他の部分を被覆する第２被覆部２０ｂにおける樹脂層の厚さよりも厚く形成された燃料タンク２１１であってもよい。すなわち、この場合も、タンク本体１５の外面のうち衝撃力を受けた場合に破断しやすい脆弱部である接合部１９は柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂の樹脂層による被覆部２０（２０ａ）で被覆されているため、衝撃力に対する燃料タンク１１１の強度が補強されている。

上記実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）例えば燃料タンク１１のタンク本体１５に外部から衝撃力が加わった場合でも、タンク本体１５は、その外面のうち相対的に他の部分よりも脆弱部となる筒体１６と板体１７との接合部１９が柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂を含んで構成された被覆部により被覆されているため、その強度が補強されて破断が抑制される。

（２）燃料タンク１１のタンク本体１５は、相対的に脆弱部とされる接合部１９を含めた外面全体が被覆部２０を構成するポリウレア系樹脂の樹脂層により包み込まれた状態になる。そのため、例えば衝突事故時等において、あらゆる方向から燃料タンク１１に対して外部から物が衝突するような場合でも、タンク本体１５の外面全体を包み込んでいるポリウレア系樹脂の樹脂層により、タンク本体１５の保護を多面的に図ることができる。

（３）例えば図８（ｂ）に示す燃料タンク２１１のように、第１被覆部２０ａの樹脂層の厚さが第２被覆部２０ｂの樹脂層よりも厚くされたタンク本体１５の場合は、相対的に脆弱部とされるタンク形成部材同士の接合部１９の補強が他の部分よりも強化されることになる。そのため、タンク本体１５に外部から衝撃力が加わった場合に、筒体１６と板体１７というタンク形成部材同士の接合部１９において破断が生じる虞を更に低減できる。

（４）燃料タンク１１は、被覆部２０となるポリウレア系樹脂の樹脂層の厚さが０．５ｍｍ未満でないため、タンク本体１５が衝撃を受けて変形した際に樹脂層が破れる虞を低減できる一方、その樹脂層の厚さが１０ｍｍを越えないため、樹脂層を吹き付け等により形成するのに費やす時間が多大となって製造コストが増大する虞を低減できる。

（５）燃料タンク１１の補強方法に関しては、タンク本体１５の外面に対してポリウレア系樹脂を吹き付けるという簡単な作業をするだけで、タンク本体１５の補強を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のタンクである可搬タンクについて、主として第１実施形態の燃料タンク１１との相違点に着目して説明する。

図９（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態に係るタンクの一例としての可搬タンク４１は、タンク形成部材となる一対のシェル部材４６，４７の凹面同士を対向させた状態にて互いの周縁同士を接合することで内部に中空の収容部４８を形成したタンク本体４５を有している。なお、本実施形態では、一対のシェル部材４６，４７の周縁同士を溶接することにより、そのタンク本体４５に接合部４９が形成されている。また、その可搬タンク４１の上面と側面が交差する角部には、その可搬タンク４１内に燃料油（液体）等を給油する際に用いるキャップ付き給油口４４が設けられると共に、その上面には、人手で運搬する際に手を掛けるための取手５０が設けられている。

そして、この可搬タンク４１においても、燃料タンク１１の場合と同様に、タンク本体４５の外面全体が当該タンク本体４５のほぼ全体を包み込むポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０により被覆されている。また、本実施形態における被覆部２０を構成する樹脂層の厚さも、第１実施形態の燃料タンク１１の場合と同様に、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であれば更に好ましい。

なお、図１０（ａ）に示すように、可搬タンクは、タンク本体４５において他の部分よりも脆弱部となる接合部４９の部分だけがポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０で被覆された可搬タンク１４１であってもよい。この場合も、タンク本体４５の外面のうち衝撃力を受けた場合に破断しやすい脆弱部である接合部４９が柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂の樹脂層による被覆部２０（２０ａ）で被覆されているため、衝撃力に対する可搬タンク１４１の強度が補強されている。

また、図１０（ｂ）に示すように、可搬タンクは、相対的に脆弱な接合部４９を被覆する第１被覆部２０ａにおける樹脂層の厚さの方が、他の部分を被覆する第２被覆部２０ｂにおける樹脂層の厚さよりも厚く形成された可搬タンク２４１であってもよい。すなわち、この場合も、タンク本体４５の外面のうち衝撃力を受けた場合に破断しやすい脆弱部である接合部４９は柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂の樹脂層による被覆部２０（２０ａ）で被覆されているため、衝撃力に対する可搬タンク２４１の強度が補強されている。

この第２実施形態の可搬タンク４１，１４１，２４１においても、第１実施形態の燃料タンク１１，１１１，２１１の場合と同様の構成を有しているので、上記第１実施形態における（１）〜（５）と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態のタンクである貯留タンクについて、主として第１実施形態の燃料タンク１１との相違点に着目して説明する。

図１１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施形態に係るタンクの一例としての貯留タンク６１は、タンク形成部材となる複数のパネル部材６６，６７の端縁同士を接合することで内部に中空の収容部６８を形成したタンク本体６５を有している。この貯留タンク６１は据置タイプのタンクであり、そのタンク本体６５は例えばコンクリート製の基礎部６２上に設置される。

なお、本実施形態では、タンク本体６５の側壁を構成する複数のパネル部材６７の端縁同士が溶接されると共に、その側壁の上下両端の各パネル部材６７の端縁とタンク本体６５の上壁及び底壁を構成する各パネル部材６６の端縁とが巻き締め接合されることにより、脆弱部となる接合部６９が形成されている。また、その貯留タンク６１の側壁にはタンク本体６５の収容部６８内から燃料油等の流体を流出させたり、その収容部６８内に外部から燃料油等の流体を流入させたりするためのパイプ６３が設けられている。

そして、この貯留タンク６１においても、燃料タンク１１の場合と同様に、タンク本体６５の外面全体が当該タンク本体６５のほぼ全体を包み込むポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０により被覆されている。また、本実施形態における被覆部２０を構成する樹脂層の厚さも、第１実施形態の燃料タンク１１の場合と同様に、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であれば更に好ましい。

なお、図１２（ａ）に示すように、貯留タンクは、タンク本体６５において他の部分よりも脆弱部となる接合部６９の部分だけがポリウレア系樹脂の樹脂層からなる被覆部２０で被覆された貯留タンク１６１であってもよい。この場合も、タンク本体６５の外面のうち衝撃力を受けた場合に破断しやすい脆弱部である接合部６９が柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂の樹脂層による被覆部２０（２０ａ）で被覆されているため、衝撃力に対する貯留タンク１６１の強度が補強されている。

また、図１２（ｂ）に示すように、貯留タンクは、相対的に脆弱な接合部６９を被覆する第１被覆部２０ａにおける樹脂層の厚さの方が、他の部分を被覆する第２被覆部２０ｂにおける樹脂層の厚さよりも厚く形成された貯留タンク２６１であってもよい。すなわち、この場合も、タンク本体６５の外面のうち衝撃力を受けた場合に破断しやすい脆弱部である接合部６９は柔軟性及び耐衝撃性に優れるポリウレア系樹脂の樹脂層による被覆部２０（２０ａ）で被覆されているため、衝撃力に対する貯留タンク２６１の強度が補強されている。

この第３実施形態の貯留タンク６１，１６１，２６１においても、第１実施形態の燃料タンク１１，１１１，２１１の場合と同様の構成を有しているので、上記第１実施形態における（１）〜（５）と同様の効果を得ることができる。

なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・ポリウレア系樹脂は、タンク本体１５，４５，６５の外面に対して、吹き付けるのではなく、塗布することにより、被覆部２０の樹脂層を形成するようにしてもよい。

・予めポリウレア系樹脂からなるシート状被覆部材を所定の膜厚（例えば３ｍｍ〜５ｍｍ）で形成しておき、そのシート状被覆部材をタンク本体１５，４５，６５の外面に貼付して被覆部２０を形成するようにしてもよい。

・タンク本体１５，４５，６５を形成する複数のタンク形成部材同士の接合方法については、巻き締め接合や溶接による方法の他に、接着する方法やねじ締め結合による方法等でもよい。

・タンク本体１５，４５，６５を形成するタンク形成部材の材質は鋼鉄製以外に例えば樹脂製であってもよい。
・タンク本体１５，４５，６５の外面を被覆する被覆部２０の構成要素としては、ポリウレア系樹脂の樹脂層に加えて、例えば炭素繊維やアラミド繊維などの強化繊維を樹脂層の内側又は外側に重ねて設けるようにしてもよい。このようにすれば、更に一層、タンク本体１５，４５，６５の補強を図ることができる。

・ポリウレア系樹脂で構成された被覆部２０は、タンク本体１５，４５，６５の外面のうち脆弱部とされる接合部１９，４９，６９の部分を被覆するものであれば、必ずしも、そのタンク本体１５，４５，６５の外面全体を包み込むように被覆していなくてもよい。

・被覆部２０において、接合部１９，４９，６９を被覆する第１被覆部２０ａの厚さは他の部分を被覆する第２被覆部２０ｂの厚さよりも薄くてもよい。但し、その場合も第１被覆部２０ａの厚さは０．５ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍであることが更に好ましい。

・ポリウレア系樹脂で構成された被覆部２０の厚さは、１０ｍｍを越える厚さであってもよい。この場合、製造コストは嵩むものの、タンク本体１５，４５，６５の強度を一層向上できる。

・タンク本体１５，４５，６５の形状は、各実施形態の燃料タンク１１、可搬タンク４１、貯留タンク６１の形状に限らず、例えばガスタンク等のように球体形状であったり、円筒形状であったり、任意である。また、可搬タイプのタンクとしては、ドラム缶や灯油缶などに適用することも可能である。

１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１１，２１１…燃料タンク（タンク）、１５，４５，６５…タンク本体、１６…筒体（タンク形成部材）、１７…板体（タンク形成部材）、１８，４８，６８…収容部、１９，４９，６９…接合部、２０…被覆部、２０ａ…第１被覆部、２０ｂ…第２被覆部、４１，１４１，２４１…可搬タンク（タンク）、４６，４７…シェル部材（タンク形成部材）、６１，１６１，２６１…貯留タンク（タンク）。

Claims (5)

1. 複数のタンク形成部材同士が接合されることにより流体を収容可能な中空の収容部が内部に形成されたタンク本体と、前記タンク本体の外面のうち少なくとも前記タンク形成部材同士の接合部を被覆する被覆部と、
   を備え、
   前記被覆部がポリウレア系樹脂を含んで構成されていることを特徴とするタンク。
2. 前記被覆部は、前記タンク本体を包み込むように当該タンク本体の外面全体を被覆する前記ポリウレア系樹脂の樹脂層を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のタンク。
3. 前記被覆部は、前記タンク本体の外面における前記接合部を被覆する第１被覆部と前記接合部以外の面部位を被覆する第２被覆部とを有し、前記第１被覆部における樹脂層の厚さの方が前記第２被覆部における樹脂層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項２に記載のタンク。
4. 前記樹脂層の厚さは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項２又は３に記載のタンク。
5. 複数のタンク形成部材同士が接合されることにより流体を収容可能な中空の収容部が内部に形成されたタンク本体の外面のうち少なくとも前記タンク形成部材同士の接合部を含む面部位に対して、当該面部位を被覆するようにポリウレア系樹脂を吹き付け又は塗布する工程と、その工程の後に前記ポリウレア系樹脂を乾燥させることにより、前記タンク本体を補強可能に被覆する被覆部を形成する工程とを備えることを特徴とするタンクの補強方法。