JP4672463B2 - 燃料タンク構造 - Google Patents

Description

この発明は、車両用の燃料タンク構造に関する。

従来、車両用の樹脂製燃料タンクにおいて、そのタンク本体の開口部にカバー部材（例えば燃料ポンプを保持するポンプホルダ等）を配置し、該カバー部材の結合座部を開口部外周の結合座部に溶着したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１１４１９号公報

上記従来の燃料タンク構造においては、タンク本体とカバー部材との溶着時の押し付け荷重（圧着荷重）が、タンク本体の外板に入力されることとなり、該外板の剛性を圧着荷重支持用に高めなければならないことがあった。
また、前記カバー部材は、内外周層の材料が異なる二層構造とされ、タンク本体に溶着可能な外周層が前記結合座部を形成すると共に、耐燃料性を有する内周層が燃料導出部（例えば燃料配管用の継手部）の内側まで延びて燃料通路を形成しているが、このような構成に対し、前記継手部を二層とすることなくその小型化を図り、かつカバー部材の材料費を低減できるようなものが期待されている。
そこでこの発明は、タンク本体の外板の剛性を適正化できると共に、燃料配管継手部を小型化し、かつカバー部材の材料費を低減できる燃料タンク構造を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、内燃機関（例えば実施例のエンジン１６）に燃料を送る燃料ポンプ（例えば実施例の燃料ポンプ３１）をポンプホルダ（例えば実施例のポンプホルダ３５，６３）によって内部に保持する樹脂製の燃料タンク（例えば実施例の燃料タンク３０，６０）の構造において、前記燃料ポンプを内側に臨むタンク開口部（例えば実施例のタンク開口部３４，６２）と、該タンク開口部に設けられるタンク側結合座部（例えば実施例のタンク側結合座部５２，６７）と、該タンク側結合座部に対応して前記ポンプホルダに設けられるホルダ側結合座部（例えば実施例のホルダ側結合座部５１，６９）とを備え、前記タンク側結合座部がフランジ部（例えば実施例のフランジ部５４，６８）を有し、該フランジ部に前記ホルダ側結合座部が溶着され、前記ポンプホルダにコネクタジョイント（例えば実施例のコネクタジョイント４９）が差し込まれて溶着されると共に、その差込溶着部（例えば実施例の差込溶着部５８）がテーパ形状を有することを特徴とする。

この構成によれば、フランジ部を治具等で支持した状態で燃料タンクとポンプホルダとを溶着することが可能となり、該溶着時の燃料タンク外板への圧着荷重が小さくなるため、燃料タンク外板に圧着荷重支持用の補強等を設けることなく、その剛性を適正化して設計の合理化を図ることができる。
また、コネクタジョイントをポンプホルダに差し込む際、テーパ形状の差込溶着部がガイドになってコネクタジョイントのセンタリングがなされると共に、コネクタジョイントをポンプホルダ側に押し込むことで、差込溶着部とポンプホルダとの間に圧着荷重が有効に作用するため、均一でシール性の良好な溶着を容易に行うことができる。また、燃料配管継手部としてのコネクタジョイントを別体構成とすることで、ポンプホルダを単層にして材料費の減少を図ると共にコネクタジョイントの小型化を図ることができる。

請求項２に記載した発明は、前記各結合座部の少なくとも一方が、これらの溶着部の外周を覆う障立部（例えば実施例の障立部５５，７０）を有することを特徴とする。

この構成によれば、各結合座部同士の溶着部を隠すことができるため、外観性を向上させることができる。

請求項１に記載した発明によれば、燃料タンク外板に圧着荷重支持用の補強等を設けることなく、その剛性を適正化して設計の合理化を図ることができる。また、差込溶着部とポンプホルダとの間において均一でシール性の良好な溶着を容易に行うことができる。
請求項２に記載した発明によれば、各結合座部同士の溶着部を隠して外観性を向上させることができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１に示すように、自動二輪車１は、車体フレーム２と、車体フレーム２のヘッドパイプ３に取り付けたフロントフォーク４と、該フロントフォーク４に取り付けた前輪５と、フロントフォーク４に連結したハンドル６と、車体フレーム２の後部に上下にスイング可能に取り付けたユニットスイングエンジン７と、該ユニットスイングエンジン７に取り付けた後輪８と、ユニットスイングエンジン７の後端部を懸架したリアクッションユニット９と、車体フレーム２の後部上側に取り付けた収納ボックス１０と、該収納ボックス１０の上部開口を開閉可能なシート１１とを有してなる。

車体フレーム２は、ヘッドパイプ３を一体に形成したアルミダイキャスト製のフロントフレーム１２と、その後方の同じくアルミダイキャスト製のリアフレーム１３とを、低床フロア部１４の後部内側に位置する連結部１５にて連結した構成を有する。
ユニットスイングエンジン７は、エンジン（内燃機関）１６と遠心クラッチ付きベルトコンバータ無段変速機１７とを有する。エンジン１６は水冷式四サイクルエンジンであり、そのシリンダ部分を収納ボックス１０底部と低床フロア部１４内側の燃料タンク３０との間に臨ませるように略水平に傾斜させる。

車体フレーム２の周囲を覆うボディカバー１８は、ヘッドパイプ３周辺を前方から覆うフロントカバー１９と、ヘッドパイプ３周辺を後方から覆うと共に運転者の脚部前方に張り出すレッグシールド２０と、運転者の足を乗せる前記低床フロア部１４上面のステップフロア２１と、ステップフロア２１の両側縁から下方に延びるフロアサイドカバー２２と、両フロアサイドカバー２２の下縁間を覆うアンダーカバー２３と、シート１１下回りの前部を覆うシート下部カバー２４と、シート１１下回りの後部及び後輪８の上方を覆うリアカバー２５と、シート１１下両側を覆う左右のサイドカバー２６とを有する。前記燃料タンク３０及びこれに内蔵される燃料ポンプ３１は、ステップフロア２１下に配置されている。

図２に示すように、フロントフレーム１２の下部は、低床フロア部１４の骨格部材である左右一対のフロアサイドフレーム１２ｓとして構成され、該両フロアサイドフレーム１２ｓ間の空間内に入り込むように燃料タンク３０が配置される。この燃料タンク３０の前端部及び後部両側部には、該燃料タンク３０をフロントフレーム１２にラバーマウントするためのマウント部３２が突設される。

燃料タンク３０は、そのタンク本体３３の上壁部中央のやや左側にタンク開口部３４を有し、該タンク開口部３４に前記燃料ポンプ３１を支持するポンプホルダ３５が一体に取り付けられると共に、上壁部後側の給油口３６には、フィラーキャップ３７が着脱可能に取り付けられて密閉された構成を有する。
図３に示すように、タンク本体３３は、例えば高密度ポリエチレンを原料としてブロー成形により中空一体に形成されるもので、その内部にタンク開口部３４から燃料ポンプ３１を挿入可能である。

燃料ポンプ３１は、ポンプケース３８内に収容された状態でポンプホルダ３５に支持される。ポンプケース３８は、ポンプホルダ３５の下方に連接されるケースアッパ３９とその下方のケースロア４０とに分割構成され、これらが燃料ポンプ３１を上下から挟み込むようにして互いに係合してなる。ポンプケース３８（燃料ポンプ３１）の底部はタンク本体３３の底壁部に近接し、これらの間に配されたダンパーラバー４１により弾性支持されることで、燃料ポンプ３１が安定して支持されると共にその振動が緩和される。なお、図中符号４２は燃料ポンプ３１の燃料吸引口に装着されるサクションフィルタ、４３は燃料切れ検出ユニットを、４４は燃料切れ検出用フロートをそれぞれ示す。

ポンプホルダ３５は、そのホルダ本体４５が例えば変性ポリオレフィンを原料としてインジェクション成形により円板状に形成されるもので、このホルダ本体４５上には吐出ノズル部４６が突設される。この吐出ノズル部４６は、燃料ポンプ３１の吐出口から上方へ延びる燃料通路を形成する上方延出部４７と、前記燃料通路の上端部から後方へ延びる燃料通路を形成する後方延出部４８とを有してなる。この吐出ノズル部４６の後方延出部４８には、前記エンジン１６に向けて延びる燃料配管接続用のコネクタジョイント４９が取り付けられる。また、ホルダ本体４５上には、燃料ポンプ３１及び燃料切れ検出ユニット４３とメインハーネスとの接続用のカプラ５０が一体に設けられる。

ここで、ポンプホルダ３５は、その外周部がタンク本体３３のタンク開口部３４に溶着されることで、タンク本体３３に一体に固定されている。ポンプホルダ３５の外周部には、フランジ状のホルダ側結合座部５１が設けられると共に、タンク本体３３のタンク開口部３４には、その外縁から上方に延びる円筒状のリブ部５３及び該リブ部５３の上縁から外方に延びるフランジ部５４からなるタンク側結合座部５２が設けられる。

ホルダ側結合座部５１とタンク側結合座部５２のフランジ部５４とは上下方向で対向しており、ホルダ側結合座部５１下面とタンク側結合座部５２のフランジ部５４上面とが加熱した状態で互いに当接し圧着されることで、これらが一体に溶着される。ここで、ホルダ側結合座部５１の外縁には、タンク側結合座部５２との溶着部分を外方から覆うべく下方に延びる円筒状の障立部５５が設けられる。

コネクタジョイント４９は、前後方向に沿うノズル状のもので、例えばガラス繊維入り樹脂（強化ナイロン１２）を原料としてなる。このコネクタジョイント４９は、吐出ノズル部４６の後方延出部４８の後端から後方へ延びて燃料配管を差込可能とする配管差込部５６と、該配管差込部５６の基端外周に設けられる位置決めフランジ５７と、配管差込部５６の基端から前方に延びて後方延出部４８内に差し込まれると共にこれに溶着される差込溶着部５８とを有してなり、該差込溶着部５８が後方延出部４８に溶着されることで、コネクタジョイント４９がホルダ本体４５に一体に固定される。

図４を併せて参照して説明すると、後方延出部４８後端の燃料通路開口の周縁には座刳り部５９が設けられており、後方延出部４８にコネクタジョイント４９を取り付けた状態において、差込溶着部５８の基端部外周には、座刳り部５９と位置決めフランジ５７とに挟まれた環状空間５９ａが形成される。また、差込溶着部５８は、前方に向けて先細りとなるテーパ形状を有しており、このような差込溶着部５８のテーパ状の外周面に整合するように、後方延出部４８の内周面も先細りのテーパ状とされている。

この実施例における燃料タンク３０は上述の構成を有しており、次に、ホルダ本体４５にコネクタジョイント４９を溶着固定する手順について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、ホルダ本体４５をホルダ固定治具ＨＪに取り付けて固定すると共に、コネクタジョイント４９をジョイント固定治具ＪＪに取り付ける。このとき、コネクタジョイント４９とホルダ本体４５の後方延出部４８とは同一軸線上に配置される。

次いで、図５（ｂ）に示すように、コネクタジョイント４９の差込溶着部５８を差込可能な加熱部Ｈ１及びホルダ本体４５の後方延出部４８内に差込可能な加熱部Ｈ２を有するヒータＪＨを用いて、差込溶着部５８外周及び後方延出部４８内周を同時に加熱する。

その後、図５（ｃ）に示すように、ヒータＪＨを退避させて差込溶着部５８を後方延出部４８内に差し込む。このとき、差込溶着部５８の外周面及び後方延出部４８の内周面が互いに整合するテーパ状をなしているため、コネクタジョイント４９を後方延出部４８側に押し込むことで、差込溶着部５８と後方延出部４８とが押し付けられ、これらの間に圧着荷重が生じて良好に溶着される。

ジョイント固定治具ＪＪは、コネクタジョイント４９の燃料通路内に挿通されるガイドロッドＧＲを有する。このガイドロッドＧＲは、配管差込部５６の先端から差込溶着部５８の先端まで貫通してさらに突出する長さを有しており、差込溶着部５８と後方延出部４８との間に圧着荷重が作用した際にも燃料通路を縮小させることなく、かつ差込溶着部５８の先端開口への溶融樹脂の回り込みを防止してその孔形状を維持する。

コネクタジョイント４９は、その位置決めフランジ５７が後方延出部４８後端に当接するまで押し込まれる。このとき、差込溶着部５８と後方延出部４８とが圧着される際にはみ出す余剰樹脂は、差込溶着部５８先端側においては上方延出部４７の燃料通路内に、位置決めフランジ５７側においては前記環状空間５９ａ内に流入することとなり、ポンプホルダ３５外部には漏出しないようになっている（図６参照）。

次に、タンク本体３３にポンプホルダ３５を溶着する際の手順について説明する。
まず、図７（ａ）及び図８に示すように、タンク本体３３のタンク側結合座部５２外周に整合する半円状の切り欠き部（以下、フランジ支持部ＦＳという）を有する一対のタンク固定治具ＴＪを用いて、そのフランジ支持部ＦＳをフランジ部５４下に差し込むと共にタンク側結合座部５２外周に整合させるようにしてこれを挟み込むことでタンク本体３３を固定する。

次いで、図７（ｂ）及び図８に示すように、半円状の加熱部Ｈ３を有する二分割ヒータＨＨを用いて、その加熱部Ｈ３をタンク側結合座部５２とホルダ側結合座部５１とで挟み込むようにしてポンプホルダ３５をタンク本体３３のタンク開口部３４に装着し、加熱部Ｈ３下面をフランジ部５４上面に当接させると共に上面をホルダ側結合座部５１下面に当接させることで、フランジ部５４とホルダ側結合座部５１とを同時に加熱する。

その後、図７（ｃ）及び図８に示すように、二分割ヒータＨＨを退避させ、フランジ部５４上面とホルダ側結合座部５１下面とを当接させてこれらを互いに押し付けて圧着する。このとき、フランジ部５４下にフランジ支持部ＦＳが差し込まれてこれを支持しているので、前記圧着時の荷重がタンク本体３３の外板に入力されることはない。
最後に、タンク固定治具ＴＪを退避させてポンプホルダ３５が一体に溶着されたタンク本体３３を取り出すことで、これらの溶着工程が完了する。

以上説明したように、上記実施例における燃料タンク構造は、エンジン１６に燃料を送る燃料ポンプ３１をポンプホルダ３５によって内部に保持する樹脂製の燃料タンク３０に適用されるものであって、燃料ポンプ３１を内側に臨むタンク開口部３４と、該タンク開口部３４に設けられるタンク側結合座部５２と、該タンク側結合座部５２に対応してポンプホルダ３５に設けられるホルダ側結合座部５１とを備え、タンク側結合座部５２がフランジ部５４を有し、該フランジ部５４にホルダ側結合座部５１が溶着されるものである。

この構成によれば、フランジ部５４を治具等で支持した状態で燃料タンク３０とポンプホルダ３５とを溶着することが可能となり、該溶着時の燃料タンク３０外板への圧着荷重が小さくなるため、燃料タンク３０外板に圧着荷重支持用の補強等を設けることなく、その剛性を適正化して設計の合理化を図ることができる。

また、上記燃料タンク構造においては、ホルダ側結合座部５１が、タンク側結合座部５２との溶着部外周を覆う障立部５５を有することで、各結合座部同士の溶着部を隠すことができるため、外観性を向上させることができる。なお、障立部５５はタンク側結合座部５２に設けてもよく、また両結合座部５１，５２に設けた構成であってもよい。

さらに、上記燃料タンク構造においては、ポンプホルダ３５にコネクタジョイント４９が差し込まれて溶着されると共に、その差込溶着部５８がテーパ形状を有することで、コネクタジョイント４９をポンプホルダ３５に差し込む際、テーパ形状の差込溶着部５８がガイドになってコネクタジョイント４９のセンタリングがなされると共に、コネクタジョイント４９をポンプホルダ３５側に押し込むことで、差込溶着部５８とポンプホルダ３５との間に圧着荷重が有効に作用するため、均一でシール性の良好な溶着を容易に行うことができる。

次に、この発明の第二実施例について説明する。
この実施例は、前記第一実施例に対して、タンク本体上壁部を全面に渡って開放するタンク開口部とし、該タンク開口部を閉塞するべくタンク本体上壁部を構成するポンプホルダを設けた点を主として異なるもので、前記第一実施例と対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図９に示すように、この実施例における燃料タンク６０のタンク本体６１は、例えば高密度ポリエチレンを原料としてインジェクション成形により中空に形成されるものである。一方、タンク本体６１のタンク開口部６２に取り付けられるポンプホルダ６３は、そのホルダ本体６４が例えば変性ポリオレフィンを原料としてインジェクション成形により中空扁平状に形成されるものである。

ポンプホルダ６３の略中央下方には、ポンプケース３８を介して燃料ポンプ３１が支持される。燃料ポンプ３１の底部は、タンク本体６１の底壁部に一体形成された中空の台座部６５により支持される。そして、タンク本体６１及びポンプホルダ６３が燃料ポンプ３１を収容した状態で一体に溶着されることで、密閉された燃料タンク６０が構成される。

ホルダ本体４５における燃料ポンプ３１の吐出口に対応する部位には、コネクタジョイント４９が一体に溶着固定される吐出ノズル部６６が設けられる。該吐出ノズル部６６におけるコネクタジョイント４９の差込溶着部５８が差し込まれる部位の内周面は、差込溶着部５８のテーパ状の外周面に整合するべく先細りのテーパ状とされている。なお、この構成が奏する作用効果は前記第一実施例と同様のものとしてその説明は省略する。

タンク本体６１のタンク開口部６２には、フランジ部６８としてのタンク側結合座部６７が設けられると共に、ポンプホルダ６３の外周部には、タンク側結合座部６７（フランジ部６８）と上下方向で対向するフランジ状のホルダ側結合座部６９が設けられる。そして、タンク側結合座部６７上面とホルダ側結合座部６９下面とが加熱した状態で互いに当接し圧着されることで、これらが一体に溶着される。ここで、ホルダ側結合座部６９のフランジ部６８の外縁には、タンク側結合座部６７との溶着部分を外方から覆うべく下方に延びる障立部７０が設けられる。

タンク本体６１にポンプホルダ６３を溶着する際には、前記第一実施例と同様、タンク固定治具を用いてタンク本体６１をタンク側結合座部６７（フランジ部６８）下から支持し、ヒータを用いてタンク側結合座部６７上面とホルダ側結合座部６９下面とを加熱した後、タンク側結合座部６７とホルダ側結合座部６９とを互いに押し付けて圧着する。このときの圧着荷重は、前記タンク固定治具に支持されてタンク本体６１外板に入力されることはない。

以上説明したように、上記第二実施例における燃料タンク構造においても、タンク本体６１とポンプホルダ６３との溶着時の燃料タンク６０外板への圧着荷重が小さくなるため、燃料タンク６０外板の剛性を適正化して設計の合理化を図ることができると共に、各結合座部６７，６９同士の溶着部を隠して外観性を向上させることができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば図１０に示す燃料タンク３０’のように、例えば前記ポンプホルダ３５及びポンプケース３８において、前記カプラ５０から燃料ポンプ３１及び検出ユニット４３に至る配線ＨＮをインサート成形すると共にカプラ５０等をも一体成形した構成とすれば、これらの組み立て工数を大幅に削減することが可能である。このとき、ポンプホルダ３５及びポンプケース３８は、導電性がよく帯電し難い変性ポリエチレンであることが好ましい。ここで、上記燃料タンク３０’は第一実施例の燃料タンク３０に対応するものとしたが、これを第二実施例の燃料タンク６０に対応するものとしてもよい。

また、上記各実施例においては、タンク本体３３，６１及びホルダ本体４５，６４をポリエチレンやポリオレフィンからなる単層構造としたが、これを例えば内周層をナイロン、外周層をポリエチレンとした二層構造としてもよい。
そして、上記各実施例における構成はこの発明の一例であり、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例における自動二輪車の側面図である。 上記自動二輪車の燃料タンク搭載部位を示す斜視図である。 上記燃料タンクの断面説明図である。 図３の要部拡大図である。 上記燃料タンクのポンプホルダにコネクタジョイントを溶着する際の工程説明図であり、（ａ）は第一工程、（ｂ）は第二工程、（ｃ）は第三工程をそれぞれ示す。 図５（ｃ）の要部拡大図である。 上記燃料タンクのタンク本体にポンプホルダを溶着する際の工程説明図であり、（ａ）は第一工程、（ｂ）は第二工程、（ｃ）は第三工程をそれぞれ示す。 図７（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 この発明の第二実施例における燃料タンクの断面説明図である。 上記各実施例の応用例を示す図３に相当する断面説明図である。

符号の説明

１６ エンジン（内燃機関）
３０，６０ 燃料タンク
３１ 燃料ポンプ
３４，６２ タンク開口部
３５，６３ ポンプホルダ
４９ コネクタジョイント
５１，６９ ホルダ側結合座部
５２，６７ タンク側結合座部
５４，６８ フランジ部
５５，７０ 障立部
５８ 差込溶着部

Claims (2)

1. 内燃機関（１６）に燃料を送る燃料ポンプ（３１）をポンプホルダ（３５，６３）によって内部に保持する樹脂製の燃料タンク（３０，６０）の構造において、前記燃料ポンプ（３１）を内側に臨むタンク開口部（３４，６２）と、該タンク開口部（３４，６２）に設けられるタンク側結合座部（５２，６７）と、該タンク側結合座部（５２，６７）に対応して前記ポンプホルダ（３５，６３）に設けられるホルダ側結合座部（５１，６９）とを備え、前記タンク側結合座部（５２，６７）がフランジ部（５４，６８）を有し、該フランジ部（５４，６８）に前記ホルダ側結合座部（５１，６９）が溶着され、前記ポンプホルダ（３５，６３）にコネクタジョイント（４９）が差し込まれて溶着されると共に、その差込溶着部（５８）がテーパ形状を有することを特徴とする燃料タンク構造。
2. 前記各結合座部（５２，６７，５１，６９）の少なくとも一方が、これらの溶着部の外周を覆う障立部（５５，７０）を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク構造。

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