JP2018144586A - 自動車用燃料タンク - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用燃料タンクの内圧の上昇と下降を吸収する自動車用燃料タンクを提供する。【解決手段】熱可塑性合成樹脂で形成されたタンク外壁７を有する自動車用燃料タンク１において、タンク外壁７から燃料タンク１の内側に突出してビード１０を形成し、ビードは一体的に平行して少なくとも２本形成される。ビード１０の断面形状は略三角形で、ビード１０の一方の斜面２１とタンク外壁７とのなす角度Ｘは、他方の斜面２２とタンク外壁７とのなす角度Ｙよりも小さく形成された。【選択図】図３

Description

本発明は、熱可塑性合成樹脂で形成されたタンク外壁を有する自動車用燃料タンクに、タンク外壁から内部にビードを形成する自動車用燃料タンクに関するものである。

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。
熱可塑性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。

燃料タンク１０１の内部の圧力は、気温の上昇等により上昇し、熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク１０１は、内圧により膨張や収縮をすることとなる。その場合には、燃料タンク１０１が取付けられた車体や他の部品と接触することがないように、燃料タンク１０１と車体や他の部品との間に空間が必要となり、取付場所について制約が生じる。

そのため、図５と図６に示すように、燃料タンク１０１の内圧を測定する圧力センサを設け、内圧が規定値以上になると、制御弁を開き、規定値以下になると制御弁を閉じるとともに、タンク外壁１１０の上壁１１１に、変異部位１１２を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

変異部位１１２は、周囲を２重のビード１１３で囲まれてビード１１３の部分で変形することができる。
しかしながら、この場合には、圧力センサ、制御弁及びこれらを作動させる内圧制御システムが必要であり、ビード１１３の形状は、断面がＵ字形に形成され、ビード１１３の変形によるのみでは、内圧の変化の吸収は困難であった。

特許第５４４５６８４号公報

そのため、本発明は、熱可塑性合成樹脂で形成された外壁を有する自動車用燃料タンクにおいてタンク外壁からの内部に突出する所定の形状のビードを設け、自動車用燃料タンクの内圧の上昇と下降を吸収する自動車用燃料タンクを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１の本発明は、熱可塑性合成樹脂で形成されたタンク外壁を有する自動車用燃料タンクにおいて、
タンク外壁から燃料タンクの内側に突出してビードを形成し、ビードは一体的に平行して少なくとも２本形成されるビードを形成し、
ビードの断面形状は略三角形で、ビードの一方の斜面とタンク外壁とのなす角度Ｘは、他方の斜面とタンク外壁とのなす角度Ｙよりも小さく形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンクである。

請求項１の本発明では、熱可塑性合成樹脂で形成されたタンク外壁を有する自動車用燃料タンクにおいて、タンク外壁から燃料タンクの内側に突出してビードを形成し、ビードは一体的に平行して少なくとも２本形成されている。このため、タンク外壁を成形するときに、同時にビードを形成することができ、燃料タンクの成形が容易であり、部品点数を増加させることがない。平行な２本のビードが燃料タンクの内圧の変化により変形して、燃料タンクの内部容量を変化させて、内圧による燃料タンクの形状変化を制御して、車体や他部品との接触を防止することができる。

ビードの断面形状は略三角形で、ビードの一方の斜面とタンク外壁とのなす角度Ｘは、他方の斜面とタンク外壁とのなす角度Ｙよりも小さく形成されている。このため、ビードの一方の斜面とタンク外壁とのなす角度Ｘが小さく形成された側のビードの斜面とタンク外壁の連続部分を起点として、ビードの斜面が撓み、それに応じて他方の斜面とタンク外壁とのなす角度が大きく形成された側のビードの斜面が撓むことにより、２本のビードで挟まれたタンク外壁の部分が平行移動することができ、タンク外壁の膨張と収縮の形状変化を制御することができる。

請求項２の本発明は、平行して少なくとも２本形成されるビードとビードの間のタンク外壁は略平面状に形成された自動車用燃料タンクである。

請求項２の本発明では、平行して少なくとも２本形成されるビードとビードの間のタンク外壁は略平面状に形成されたため、ビートの変形に応じて、略平面状に形成されたタンク外壁がそのままの平行移動的に膨張と収縮をして、タンク外壁の膨張と収縮の形状変化を制御することができる。

請求項３の本発明は、平行に形成された一方のビードの斜面とタンク外壁とのなす角度が他方の角度より大きい斜面が、平行に形成された他方のビード側に形成され、ビードの斜面とタンク外壁とのなす角度が他方の角度より小さい斜面が、タンク外壁の側壁側に形成された自動車用燃料タンクである。

請求項３の本発明では、平行に形成された一方のビードの斜面とタンク外壁とのなす角度が他方の角度より大きい斜面が、平行に形成された他方のビード側に形成され、ビードの斜面とタンク外壁とのなす角度が他方の角度より小さい斜面が、タンク外壁の側壁側に形成されている。このため、ビードの斜面とタンク外壁とのなす角度が他方の角度より小さい斜面とタンク外壁の連続部分が、ビードの変形の起点となり、ビードの変形とビードとビードの間の面の平行移動を確実に大きくすることができるとともに、タンク外壁の膨張と収縮の形状変化を制御することができる。

請求項４の本発明は、ビードは、タンク外壁の上壁又は下壁に形成された自動車用燃料タンクである。

請求項４の本発明では、ビードは、タンク外壁の上壁又は下壁に形成されたため、ビードの変形とビードとビードの間のタンク外壁の面の変形を確実に大きくすることができるとともに、タンク外壁の膨張と収縮の形状変化を制御することができる。

請求項５の本発明は、ビードは、タンクの長手方向に平行に形成された自動車用燃料タンクである。

請求項５の本発明では、ビードは、タンクの長手方向に平行に形成されたため、ビードの変形とビードとビードの間のタンク外壁の面の平行移動の面積を大きくすることができ、タンク内圧の変化を大きく吸収することができる。

平行な２本のビードが燃料タンクの内圧の変化により変形して、燃料タンクの内部容量を変化させて、内圧による燃料タンクの形状変化を制御して、車体や他部品との接触を防止することができる。
ビードの一方の斜面とタンク外壁とのなす角度が小さく形成された側のビードとタンク外壁の連続部分を起点として、２本のビードで挟まれたタンク外壁の部分が変形することができ、タンク外壁の膨張と収縮の形状変化を制御することができる。

本発明の実施の形態である燃料タンクの平面図である。 本発明の実施の形態である燃料タンクの裏面図である。 本発明の実施の形態である燃料タンクの断面図である。 本発明の実施の形態である燃料タンクのビードの拡大断面図である。 従来の燃料タンクの平面図である。 従来の燃料タンクのバッフルの断面図である。

本発明の実施の形態である自動車用の燃料タンク１について、図１〜図４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の平面図である。
熱可塑性合成樹脂製の燃料タンク１のタンク外壁７は単層又は多層構造の構成を有することができる。燃料タンク１は、ブロー成形で形成され、タンク外壁７の上壁７ａと下壁７ｂ及び側壁７ｃは、一体的に形成される。

本発明の実施の形態で製造される燃料タンク１は、図１に示すように、その燃料タンク１に燃料ポンプ（図示せず）等を出し入れするためにポンプユニット取付孔４が上面に形成されている。また、燃料タンク１の側壁７ｃ又は上壁７ａには、インレットパイプ（図示せず）から燃料を注入する燃料注入孔５が形成されている。

ポンプユニット取付孔４には、ポンプユニット蓋４ａが取付けられて、ポンプユニット蓋４ａには、ポンプユニット５０が取付けられて、燃料タンク１の内部にポンプユニット５０が設けられている。ポンプユニット５０以外にも、他の部材が燃料タンク１の内部に取付けられている。

また、燃料タンク１の側壁７ｃには全周に亘り外周リブ２が全周に亘り形成されており、外周リブ２のコーナー部等の所定箇所には、数箇所に亘り取付用孔３が形成され、取付用孔３と車体をボルト締めすることにより、燃料タンク１を車体に取付けている。本実施の形態では、４個所に取付用孔３が形成されているが、その数は適宜選択できる。
さらに、燃料タンク１の上面には、内部の燃料蒸気を回収するホース等を接続する各所の取付孔６が形成されている。

そして、図２と図３に示すように、燃料タンク１のタンク外壁７には、タンク外壁７の下壁７ｂからビード１０が燃料タンク１の内部に向かって、一体的に形成されている。本実施の形態では、ビード１０は、第１ビード２０と第２ビード３０の２本が形成されている。なお、ビード１０は、２本以上設けることもできる。
本実施の形態では、タンク外壁７の下壁７ｂからビード１０が形成されているが、タンク外壁７の側壁７ｃ又は上壁７ａにもビード１０を設けることができる。

熱可塑性合成樹脂で形成された燃料タンク１において、タンク外壁７から燃料タンク１の内側に突出して形成される第１ビード２０と第２ビード３０は、タンク外壁７から連続的に、一体的に平行して形成されている。このため、タンク外壁７を成形するときに、ブロー成形によりタンク外壁７を成形するときと同時に、第１ビード２０と第２ビード３０を形成することができ、燃料タンク１の成形が容易であり、部品点数を増加させることがない。

本実施の形態で形成される第１ビード２０と第２ビード３０は、燃料タンク１の長手方向に平行に形成されている。長手方向とは、燃料タンク１の平面図における長さが長い方向であり、短い方向は幅方向である。
第１ビード２０と第２ビード３０が燃料タンク１の長手方向に平行に形成されたため、第１ビード２０と第２ビード３０をタンク外壁７の下壁７ｂの長手方向に沿って長く形成することができるとともに、第１ビード２０と第２ビード３０の間に形成された、後述するビード間平面部４０の変形の面積を大きくすることができ、燃料タンク１の内圧の変化を大きく吸収することができる。

上述のように、２本のビード１０である第１ビード２０と第２ビード３０は、略平行に形成され、第１ビード２０と第２ビード３０の間のタンク外壁７の下壁７ｂは略平面状に形成されて、ビード間平面部４０を形成している。
後述するように、燃料タンク１の内圧が上昇したときに、第１ビード２０と第２ビード３０が変形するとともに、第１ビード２０と第２ビード３０の変形に応じて、ビード間平面部４０は、第１ビード２０と第２ビード３０とともに平行移動的に膨張と収縮をして、タンク外壁７の膨張と収縮の形状変化を制御することができる。

図３は、燃料タンク１の断面図であり、図１のＡ−Ａ線に沿った燃料タンク１の内圧の変化に応じた断面図である。
図３の中央の実線が、燃料タンク１の内圧が外気圧と同じ状態の断面形状を示し、内側の２点鎖線が、燃料タンク１の内圧が外気圧よりも低い状態の断面形状を示し、外側の点線が燃料タンク１の内圧が外気圧よりも高い状態の断面形状を示している。

上述のように、タンク外壁７の下壁７ｂには、２本のビード１０である第１ビード２０と第２ビード３０と、その間にビード間平面部４０が設けられている。
第１ビード２０と第２ビード３０の断面形状は、略三角形をなしている。第１ビード２０と第２ビード３０の断面形状は、略三角形に形成されている。第１ビード２０と第２ビード３０の断面形状は、左右対称形に形成されている。

ビード１０の断面形状を、第１ビード２０を例にとり、図４に基づき説明する。
第１ビード２０の断面三角形の図４における左側の斜面である第１ビード傾斜壁２１は、タンク外壁７の下壁７ｂとなす角度（図４においてＸで示す。）が、第１ビード２０の断面三角形の図４における右側の壁である第１ビード縦壁２２がタンク外壁７の下壁７ｂとなす角度（図４においてＹで示す。）よりも小さく形成されている。

第１ビード傾斜壁２１がタンク外壁７の下壁７ｂとなす角度（図４においてＸで示す。）は、１０〜４０度程度であり、第１ビード縦壁２２がタンク外壁７の下壁７ｂとなす角度（図４においてＹで示す。）は、６０〜９０度程度である。
また、第１ビード傾斜壁２１の先端と第１ビード縦壁２２と先端が連続する部分である第１ビード頂部２３は、円弧状に形成されているが、その第１ビード傾斜壁２１と第１ビード縦壁２２のなす角度は６０〜９０度程度である。

また、第１ビード２０の底辺の幅である、第１ビード傾斜壁２１がタンク外壁７の下壁７ｂと連続する部分である第１ビード傾斜壁根元部２４と、第１ビード縦壁２２がタンク外壁７の下壁７ｂと連続する部分である第１ビード縦壁根元部２５の間の幅は、３０〜１００ｍｍ程度である。

第１ビード２０及び第２ビード３０の幅が３０ｍｍ未満の場合には、第１ビード２０及び第２ビード３０のたわみ量が少なく、燃料タンク１の内圧の増加を十分に吸収することができなくなり、幅が１００ｍｍを超える場合には、タンク外壁７の撓み量が大きくなり撓み形状の制御が難しくなるからである。

第１ビード２０の高さである第１ビード頂部２３とタンク外壁７の下壁７ｂとの間は、２０〜５０ｍｍ程度である。
さらに、第１ビード２０の長手方向の長さは、２００〜３５０ｍｍ程度である。
なお、第２ビード３０も対称形の同様の形状である。

第１ビード２０及び第２ビード３０の高さが２０ｍｍ未満の場合には、第１ビード２０及び第２ビード３０のたわみ量が少なく、燃料タンク１の内圧の増加を十分に吸収することができなくなり、高さが５０ｍｍを超える場合には、燃料タンク１の容量の減少が大きくなり過ぎるからである。

第１ビード２０及び第２ビード３０の長手方向の長さが２００ｍｍ未満の場合には、ビード間平面部４０の面積が小さく、ビード間平面部４０の平行移動による体積の増加が少なく、燃料タンク１の内圧の増加を十分に吸収することができなくなり、長さが３５０ｍｍを超える場合には、ビード間平面部４０の面積が大きくなり、ビード間平面部４０自体が撓んでしまうからである。

次に、燃料タンク１の内圧が増加した場合について説明する。
燃料タンク１の内圧が増加すると、燃料タンク１は膨張し、図３に示す最も外側の点線で示す形状になる。
第１ビード傾斜壁２１とタンク外壁７とのなす角度（Ｘ）は、第１ビード縦壁２２とタンク外壁７とのなす角度（Ｙ）よりも大きく形成されている。このため、燃料タンク１の内圧が増加すると、第１ビード傾斜壁２１の第１ビード傾斜壁根元部２４を起点として、回動する。
即ち、第１ビード傾斜壁根元部２４を起点にして第１ビード傾斜壁２１は燃料タンク１の外側方向に回動する。そのときに、第２ビード３０の第２ビード傾斜壁根元部３４を起点にして第２ビード傾斜壁３１は燃料タンク１の外側方向に回動する。

そのため、ビード間平面部４０は、第１ビード頂部２３と第２ビード頂部３３が若干開きながら、第１ビード縦壁２２と第２ビード縦壁３２に保持されて、平面形状を維持しつつ、ほぼ平行に燃料タンク１の外側の方向に膨らむ。
これにより、燃料タンク１のタンク外壁７の膨張の形状変化を制御することができる。従って、燃料タンク１の膨張時に燃料タンク１は、異常変形することなく、車体等と当接しないために必要な燃料タンク１と車体の間の隙間を所定の範囲内に制御して、燃料タンク１を取付けるための空間を減少させることができる。

第１ビード２０と第２ビード３０の長手方向の長さは、２００〜３５０ｍｍ程度であるため、ビード間平面部４０が十分な面積を有しているため、第１ビード２０と第２ビード３０が撓んで、その間にあるビード間平面部４０が形状を維持しつつ平行移動して膨らむときに、十分な体積分が膨らむことができ、燃料タンク１の膨張を制御しつつ、燃料タンク１の内圧の上昇を低減できる。

上述のように、第１ビード２０と第２ビード３０の長手方向の長さが３５０ｍｍを超える場合には、ビード間平面部４０自体が膨らむように変形して、燃料タンク１のタンク外壁７の膨張の形状を制御することができない恐れがある。また、第１ビード２０と第２ビード３０の長手方向の長さが２００ｍｍ未満の場合には、ビード間平面部４０の移動によっても内圧の減少を吸収する体積に変化が少なく、燃料タンク１の内圧の上昇を十分に低減できないからである。

次に、燃料タンク１の内圧が減少する場合について説明する。
燃料タンク１の内圧が減少すると、燃料タンク１は収縮し、図３に示す最も内側の２点鎖線で示す形状になる。
即ち、第１ビード傾斜壁根元部２４を起点にして第１ビード傾斜壁２１は燃料タンク１の内側方向に回動する。そのときに、第２ビード３０の第２ビード傾斜壁根元部３４を起点にして第２ビード傾斜壁３１は燃料タンク１の内側方向に回動する。

そのため、ビード間平面部４０は、第１ビード頂部２３と第２ビード頂部３３が若干閉じながら、第１ビード縦壁２２と第２ビード縦壁３２に保持されて、平面形状を維持しつつ、ほぼ平行に燃料タンク１の内側の方向に膨らむ。
これにより、燃料タンク１のタンク外壁７の収縮の形状変化を制御することができるため、燃料タンク１の膨張のために、燃料タンク１と車体の間の隙間を所定の範囲内に制御して、燃料タンク１を取付けるための空間を減少させることができる。

第１ビード２０と第２ビード３０の長手方向の長さは、２００〜３５０ｍｍ程度であるため、第１ビード２０と第２ビード３０が撓んで、その間にあるビード間平面部４０が形状を維持しつつ平行移動して縮小することができ、燃料タンク１の収縮を制御しつつ、燃料タンク１の内圧の下降を低減できる。

１ 燃料タンク
７ タンク外壁
１０ ビード
２０ 第１ビード
２１ 第１ビード傾斜壁
２２ 第１ビード縦壁
３０ 第２ビード
３１ 第２ビード傾斜壁
３２ 第２ビード縦壁

Claims (5)

1. 熱可塑性合成樹脂で形成されたタンク外壁を有する自動車用燃料タンクにおいて、
   上記タンク外壁から上記燃料タンクの内側に突出してビードを形成し、該ビードは、一体的に平行して少なくとも２本形成され、
   上記ビードの断面形状は略三角形で、上記ビードの一方の斜面と上記タンク外壁とのなす角度は、他方の斜面と上記タンク外壁とのなす角度よりも小さく形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンク。
2. 平行して少なくとも２本形成される上記ビードとビードの間の上記タンク外壁は略平面状に形成された請求項１に記載の自動車用燃料タンク。
3. 平行に形成された一方の上記ビードの斜面と上記タンク外壁とのなす角度が他方の角度より大きい斜面が、平行に形成された他方のビード側に形成され、上記ビードの斜面と上記タンク外壁とのなす角度が他方の角度より小さい斜面が、上記タンク外壁の側壁側に形成された請求項１又は請求項２に記載の自動車用燃料タンク。
4. 上記ビードは、上記タンク外壁の上壁又は下壁に形成された請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された自動車用燃料タンク。
5. 上記ビードは、上記タンクの長手方向に平行に形成された請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された自動車用燃料タンク。

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