JP2016043890A - 燃料タンク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を複雑にすることなく、溶着部品と燃料タンク本体との接続部分の耐燃料透過性を向上させた燃料タンク及びその製造方法を提供する。【解決手段】燃料タンク本体１２に対して溶着部品１４を接合する際、溶着部品１４のバリア層２４が燃料タンク本体１２のバリア層１８を貫通する。この結果、燃料タンク本体１２と溶着部品１４との接合（接続）部分において、バリア層１８とバリア層２４が接続されることになる。すなわち、燃料タンク本体１２と溶着部品１４との接続部分において、バリア層１８とバリア層２４の間に隙間が形成されることがなくなる。この結果、製造工程を複雑化することなく、燃料タンク１０の耐燃料透過性を向上させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンク及びその製造方法に関する。

燃料タンクには、軽量な点や成形性から樹脂成形されたものがある。樹脂製の燃料タンクには開口部が形成され、開口部に溶着部品を接合することによって、燃料タンク内部に内蔵部品を配設している。

ところで、燃料タンクの成形に用いられるポリエチレン（ＰＥ）は、燃料（ガス）の透過性がある。そこで、燃料タンク本体及び溶着部品には、それぞれポリエチレンよりも燃料透過性の低い材料からなるバリア材がポリエチレン層に取り付けられており、燃料タンクの耐燃料透過性の向上が図られている。

この場合、燃料タンク本体と溶着部品の接続（接合）部分で双方のバリア材の接続が良好になされないと、当該部分で燃料タンクの耐燃料透過性が局所的に低下するおそれがあった。そこで、例えば、特許文献１のように、燃料タンク本体の開口部に燃料タンク本体のバリア材がテーパ面を形成し、そのテーパ面に溶着部品のバリア材が当接されることによって、燃料タンク本体と溶着部品の接続部分における耐燃料透過性の向上を図ったものがある。

特開２００７−３３１４３２号公報

しかしながら、上記先行技術のように、燃料タンク本体の孔部にバリア材のテーパ面を形成するのは、製造工程が複雑になる。また、燃料タンク本体の孔部に形成されたバリア材のテーパ面に、溶着部品のバリア材の先端に形成されたテーパ面を位置合わせしなければならず、接合時に位置決め精度が必要となる。

本発明は上記事実を考慮し、溶着部品と燃料タンク本体との接続部分の耐燃料透過性を向上させた燃料タンクを提供することを目的とする。また、製造工程を複雑にすることなく、溶着部品と燃料タンク本体との接続部分の耐燃料透過性を向上させた燃料タンクの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明に係る燃料タンクは、内部に燃料が貯留される燃料タンク本体の外壁面を構成する第１基材と、前記燃料タンク本体の内壁面を構成する第２基材と、前記第１基材と前記第２基材との間に配設され、前記第１基材及び前記第２基材よりも耐燃料透過性が高い第１バリア層と、前記燃料タンク本体に形成された孔部を閉塞するように接合され、前記燃料タンク本体の内部に部品を配設する溶着部品の外壁面を構成する第３基材と、前記溶着部品において前記第３基材よりも内側に配設されると共に前記第３基材よりも耐燃料透過性が高く、前記溶着部品と前記燃料タンク本体との接続部分において、前記第１基材を貫通し、前記第１バリア層に少なくとも食い込んでいる第２バリア層と、を備える。

この燃料タンクは、燃料タンク本体の孔部を閉塞するように燃料タンク本体に接合された溶着部品と燃料タンク本体との接続部分において、溶着部品の第２バリア層が、燃料タンク本体の外壁面を構成する第１基材を貫いて第１バリア層に少なくとも食い込んでいる。したがって、燃料タンク本体と溶着部品の接続部分において、第１バリア層と第２バリア層の間に隙間が形成され難く、燃料タンクの耐燃料透過性が向上する。

なお、ここで「少なくとも食い込んでいる」とは、第２バリア層が第１バリア層に食い込んでいる、又は貫通していることをいう。

請求項２記載の本発明に係る燃料タンクは、請求項１記載の発明において、前記溶着部品と前記燃料タンク本体との接続部分において、前記第２バリア層は、前記第１バリア層を貫通している。

この燃料タンクは、燃料タンク本体と溶着部品との接続部分において、溶着部品の第２バリア層が燃料タンク本体の第１バリア層を貫通しているため、第１バリア層と第２バリア層が確実に接続される。したがって、燃料タンク本体と溶着部品の接続部分において、第１バリア層と第２バリア層の間に隙間が形成され難く、燃料タンクの耐燃料透過性の向上が達成される。

請求項３記載の本発明に係る燃料タンクは、請求項１又は２記載の発明において、前記第２バリア層の先端は、先鋭形状である。

この燃料タンクは、第２バリア層の先端が先鋭形状されているため、燃料タンク本体に溶着部品を接合させる際に、第１バリア層に対して第２バリア層が容易に食い込み、あるいは、第２バリア層が第１バリア層を容易に貫通する。

請求項４記載の本発明に係る燃料タンクの製造方法は、外壁面を構成する第１基材と、内壁面を構成する第２基材と、前記第１基材と前記第２基材の間に前記第１基材及び前記第２基材よりも耐燃料透過性が高い第１バリア層が配設されている燃料タンク本体の接合部位を加熱する工程と、外壁面を構成する第３基材と前記第３基材の内側に配設され、接合部位側の先端が先鋭形状とされた第２バリア層を有する溶着部品の接合部位を加熱する工程と、前記溶着部品の接合部位を前記燃料タンク本体の接合部位に押圧して両者を接合させると共に、前記第２バリア層を前記第１バリア層に少なくとも食い込ませる工程と、を備える。

この燃料タンクの製造方法は、燃料タンク本体の接合部位と溶着部品の接合部位をそれぞれ加熱し、燃料タンク本体の接合部位と溶着部品の接合部位を相互に押圧して両者を接合する。この際、接合部位側の先端が先鋭形状に形成された第２バリア層が第１バリア層に容易に食い込む、あるいは貫通する。この結果、燃料タンク本体と溶着部品の接合部位において、第１バリア層と第２バリア層が確実に接合する。すなわち、燃料タンク本体と溶着部品の接続部分において、第１バリア層と第２バリア層の間に隙間が形成され難く、燃料タンクの耐燃料透過性の向上を図ることができる。

請求項１又は２記載の発明の燃料タンクは、上記構成としたので、耐燃料透過性を向上させることができる。

請求項３記載の発明の燃料タンクは、上記構成としたので、溶着部品のバリア層が燃料タンク本体のバリア層に容易に食い込む、又は貫通することができる。したがって、燃料タンクの耐燃料透過性を容易に向上させることができる。

請求項４記載の発明の燃料タンクの製造方法は、製造工程を複雑にすることなく、燃料タンクの耐燃料透過性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る燃料タンクの概略縦断面図ある。 本発明の一実施形態に係る燃料タンク本体と溶着部品の接合部位を示す要部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る接合前の燃料タンク本体と溶着部品を示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態に係る燃料タンク本体と溶着部品の接合部位を示す要部縦断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、溶着部品のバリア層の先端形状のバリエーションを示す側面図である。

本発明の一実施形態に係る燃料タンクについて図１〜図５を参照して説明する。以下、各図面において、車両上方を矢印ＵＰ、車両幅方向を矢印Ｗで示す。

先ず、燃料タンク１０の全体について図１を参照して説明する。なお、図１では図の見易さを優先してハッチングを省略している。

燃料タンク１０は、図１に示すように、内部に燃料が貯留される燃料タンク本体１２と、燃料タンク本体１２に対して接合される溶着部品１４とを備える。

燃料タンク本体１２は、外壁面を構成する樹脂層１６Ａと、内壁面を構成する樹脂層１６Ｂと、これらの樹脂層１６Ａ、１６Ｂの間に全域にわたって配設されたバリア層１８とが積層されて形成されている。なお、樹脂層１６Ａ、１６Ｂ、バリア層１８は、それぞれ本発明の第１基材、第２基材、第１バリア層に相当する。

樹脂層１６Ａ、１６Ｂは、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等、バリア層１８よりも溶融温度が低い樹脂材料で形成されている。バリア層１８は、例えばＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール）等、樹脂層１６Ａ、１６Ｂよりも燃料透過性の低い（耐燃料透過性の高い）材料で形成されている。

燃料タンク本体１２の上面１２Ｕには、溶着部品１４を取り付けるための取付孔２０が形成されている。

一方、溶着部品１４は、図１に示すように、燃料タンク本体１２の取付孔２０の周囲に取付孔２０を閉塞するように接合されるものであり、取付孔２０から燃料タンク本体１２の内部に内蔵部品（不図示）を配設するものである。溶着部品１４は、外壁面を構成する外層２２と、外層２２の内側に露出して配設されたバリア層２４とを備える。なお、外層２２、バリア層２４は、それぞれ本発明の第３基材、第２バリア層に相当する。

外層２２は、燃料タンク本体１２の樹脂層１６Ａと接合可能でバリア層２４よりも溶融温度が低い樹脂材料（例えば、樹脂層１６Ａと同じＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）等）で形成されている。

バリア層２４は、外層２２よりも耐燃料透過性の高い材料（燃料タンク本体１２のバリア層１８と同じ材料でも良いし、異なる材料でも良い）、例えばナイロンで外層２２の内側に全域にわたって配設されている。また、バリア層２４の先端２４Ａは、図２、図３に示すように、側面視三角形の先鋭形状とされている。ここで、「先鋭形状」とは、先端２４Ａに向かって断面積が減少していく形状をいう。さらに、図３に示すように、接合前、バリア層２４の先端２４Ａは、外層２２の先端部分２２Ａよりも上部に位置、すなわち、外層２２よりも引っ込んだ位置に配設されている。

続いて、このように形成された燃料タンク本体１２と溶着部品１４を接合させて燃料タンク１０を製造する方法を説明する。

燃料タンク本体１２に溶着部品１４を接合させる場合には、図３に示すように、先ず、燃料タンク本体１２の接合部位である、上面１２Ｕにおける取付孔２０の周囲の領域を加熱する。また、溶着部品１４の接合部位である、外層２２の先端部分２２Ａを加熱する。この際、加熱温度は、燃料タンク本体１２の樹脂層１６Ａが溶融してもバリア層１８が溶融しない温度であり、外層２２が溶融してもバリア層２４が溶融しない温度とされる。

次に、燃料タンク本体１２の上面１２Ｕの加熱領域に対して、溶着部品１４の加熱領域である外層２２の先端部分２２Ａを押圧する。これによって、燃料タンク本体１２の上面１２Ｕの加熱領域（樹脂層１６Ａ）と溶着部品１４の外層２２の加熱領域（先端部分２２Ａ）が溶融し、溶着部品１４のバリア層２４の先端２４Ａが外層２２の先端部分よりも下方に突出する（図３、図２参照）。この結果、図２に示すように、溶着部品１４のバリア層２４の先端２４Ａは、燃料タンク本体１２の樹脂層１６Ａを貫通し、さらにバリア層１８を貫通して、樹脂層１６Ｂまで到達する。また、燃料タンク本体１２の取付孔２０を閉塞するように溶着部品１４が燃料タンク本体１２に接合される。

次に、このようにして製造された燃料タンク１０およびその製造方法の作用について説明する。

図２に示すように、燃料タンク１０は、燃料タンク本体１２と溶着部品１４の接合（接続）部分において、溶着部品１４のバリア層２４の先端２４Ａが燃料タンク本体１２のバリア層１８を貫通している。したがって、燃料タンク本体１２と溶着部品１４の接続部分において、バリア層２４とバリア層１８が確実に接続することになる。この結果、燃料タンク本体１２と溶着部品１４の接続部分において、バリア層２４とバリア層１８が離間して、その隙間（例えば、樹脂層１６Ａ）から燃料タンク本体１２内に貯留されている燃料（ガス）が透過していくことを抑制できる。すなわち、燃料タンク本体１２と溶着部品１４との接続部分において樹脂層１６Ａ、外層２２よりも耐燃料透過性の高いバリア層１８とバリア層２４が隙間を作ることなく連続しているので、燃料タンク１０の耐燃料透過性を向上させることができる。

また、燃料タンク１０の製造時には、従来と略同様の構成の溶着部品１４を燃料タンク本体１２に接合する時に使用する熱量や押圧力を変更するだけで、バリア層２４をバリア層１８に貫通させることができる。すなわち、製造工程を複雑化させることなく、燃料タンク１０の耐燃料透過性を向上させることができる。特に、バリア層２４の先端２４Ａを先端に向かって断面積が減少する先鋭形状としているため、バリア層２４の先端２４Ａが燃料タンク本体１２の樹脂層１６Ａ、バリア層１８、樹脂層１６Ｂに挿入される際の挿入抵抗が低減され、バリア層１８の貫通が容易になる。

なお、本実施形態では、溶着部品１４のバリア層２４の先端２４Ａが燃料タンク本体１２のバリア層１８を貫通する構成としたが、バリア層１８に食い込んでいる構成でも良い。ここで、「バリア層１８に食い込む」とは、図４のように、溶着部品１４のバリア層２４の先端２４Ａが、燃料タンク本体１２のバリア層１８を貫通せずに、押圧して変形させた状態をいう。このように、バリア層２４の先端２４Ａがバリア層１８を押圧変形させた状態で当接しているため、バリア層１８とバリア層２４の間に隙間が形成されることが抑制され、その隙間の樹脂層１６Ａ等から燃料が透過していくことを抑制できる。

また、バリア層２４の先端形状は、先端２４Ａに向かって断面積が減少いく形状であれば良い。したがって、バリア層２４の先端形状は、例えば、図５（Ａ）に示すように、側面視で片側のみ傾斜面３０が形成された形状や、図５（Ｂ）に示すように先端２４Ａに向かって細くなる楕円形状でも、図５（Ｃ）に示すように先端部分にのみ小さい三角形状の凸部３２が形成されている形状でも良い。

さらに、これらの実施形態では、バリア層２４の先端が先鋭形状とされたが、これに限定されるものではない。バリア層２４の先端形状が先鋭形状でなくても、例えば断面積が一定でも、バリア層１８に食い込ませることは十分に対応可能である。

１０ 燃料タンク
１２ 燃料タンク本体
１４ 溶着部品
１６Ａ 樹脂層（第１基材）
１６Ｂ 樹脂層（第２基材）
１８ バリア層（第１バリア層）
２０ 取付孔(孔部)
２２ 外層（第３基材）
２４ バリア層（第２バリア層）
２４Ａ 先端

Claims (4)

1. 内部に燃料が貯留される燃料タンク本体の外壁面を構成する第１基材と、
   前記燃料タンク本体の内壁面を構成する第２基材と、
   前記第１基材と前記第２基材との間に配設され、前記第１基材及び前記第２基材よりも耐燃料透過性が高い第１バリア層と、
   前記燃料タンク本体に形成された孔部を閉塞するように接合され、前記燃料タンク本体の内部に部品を配設する溶着部品の外壁面を構成する第３基材と、
   前記溶着部品において前記第３基材よりも内側に配設されると共に前記第３基材よりも耐燃料透過性が高く、前記溶着部品と前記燃料タンク本体との接続部分において、前記第１基材を貫通し、前記第１バリア層に少なくとも食い込んでいる第２バリア層と、
   を備える燃料タンク。
2. 前記溶着部品と前記燃料タンク本体との接続部分において、前記第２バリア層は、前記第１バリア層を貫通している請求項１記載の燃料タンク。
3. 前記第２バリア層の先端は、先鋭形状である請求項１又は２記載の燃料タンク。
4. 外壁面を構成する第１基材と、内壁面を構成する第２基材と、前記第１基材と前記第２基材の間に前記第１基材及び前記第２基材よりも耐燃料透過性が高い第１バリア層が配設されている燃料タンク本体の接合部位を加熱する工程と、
   外壁面を構成する第３基材と前記第３基材の内側に配設され、接合部位側の先端が先鋭形状とされた第２バリア層を有する溶着部品の接合部位を加熱する工程と、
   前記溶着部品の接合部位を前記燃料タンク本体の接合部位に押圧して両者を接合させると共に、前記第２バリア層を前記第１バリア層に少なくとも食い込ませる工程と、
   を備える燃料タンクの製造方法。

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