JP4732942B2 - 燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、燃料の貯留量に応じて変形することで容積が増減する樹脂製の燃料タンクに関するものである。

自動車に搭載される燃料タンクにおいて、タンク内の燃料蒸気の発生を抑制するため、その発生要因となる液面上の空間の容積を常に小さく維持させる技術が公知であり、例として特許文献１や特許文献２に記載のものが挙げられる。両文献には、液面上の空間の容積が常に小さくなるように、伸縮性を有する壁や膜を燃料の貯留量に応じて変形させる旨が記載されている。
特許第３３６２５４０号公報 特許第３３９２７４６号公報

燃料タンク内の燃料をエンジンに供給するための燃料ポンプの配設場所に関して、燃料タンクの内部に配したものが広く実用化されており、これによれば、燃料タンクの外部に配する場合に比して燃料ポンプに関する省スペース化が図れる等のメリットが奏される。このような燃料ポンプを燃料タンクに内蔵させる構造は、変形を伴わない燃料タンクへの適用は容易であるが、前記した変形タイプの燃料タンクに適用しようとすると、壁や膜が変形することによる燃料ポンプの配設空間周りへの影響を考慮する必要がある。なお、前記両特許文献は共に、変形する燃料タンクの外部に燃料ポンプを位置させた技術に関するものである。

本発明は、内部に燃料ポンプを配し、かつタンク筐体の変形を伴う樹脂製の燃料タンクであって、タンク筐体が変形しても燃料ポンプの固定部等、燃料ポンプの配設空間周りへの影響が生じにくい燃料タンクを提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するため、ブロー成形されるタンク筐体を備え、このタンク筐体が燃料の貯留量に応じて変形することで容積が増減可能であり、かつ燃料ポンプが内部において前記タンク筐体に固定される燃料タンクであって、前記タンク筐体は、単体のパリソンによって一体に成形されパリソンの押し出し方向に並設される、前記燃料ポンプの固定部を含む燃料ポンプエリアと、燃料の貯留量に応じて変形する可変容量エリアとを備え、前記可変容量エリアは、前記燃料タンクの壁部のうち上面部と下面部とが燃料の減少にともないへこむように構成され、前記両エリアのタンク筐体の板厚寸法の関係について、燃料ポンプエリアの板厚寸法が可変容量エリアの板厚寸法よりも大きく設定され、前記燃料ポンプエリアの板厚寸法は一定であり、この燃料ポンプエリア側から前記可変容量エリア側に向けて板厚が漸次薄くなる板厚変化エリアを設けたことを特徴とする燃料タンクとした。

この燃料タンクによれば、可変容量エリアの板厚の薄肉化に拘わらず、燃料ポンプの固定部周りの板厚を厚肉として確保できる。したがって、燃料ポンプの固定部周りの変形を、別途に変形規制用の部材を設けることなく抑制することができ、燃料ポンプの取り付け剛性の低下を防止することができる。
また、この燃料タンクによれば、板厚がゆるやかに変化する板厚変化エリアを介在させた分、ブロー成形時に押し出されるパリソンの形状が安定しやすくなり、可変容量エリア側に近い燃料ポンプエリアの板厚寸法の精度のばらつきを抑えることができる。したがって、燃料ポンプの取り付け剛性の低下を防止するにあたっての品質管理性が向上する。

また、本発明においては、前記可変容量エリアにおける前記上面部と下面部とは、パリソンの押し出し方向における前記燃料ポンプエリアと反対側の端部に向かうにしたがい、互いに近づくように共に傾斜していることを特徴とする燃料タンクとした。

また、本発明においては、外部から前記タンク筐体内へ燃料を給油するための燃料給油バルブが、前記燃料ポンプエリアに取り付けられていることを特徴とする燃料タンクとした。

この燃料タンクによれば、燃料給油バルブの取り付け剛性の低下を効果的に防止することができる。

本発明によれば、燃料ポンプの固定部周りの変形を、別途に変形規制用の部材を設けることなく簡易な構造で抑制することができ、燃料ポンプの取り付け剛性の低下を防止することができる。

以下、自動車に搭載される燃料タンクについて説明する。図１は燃料タンクの分解斜視図、図２は燃料タンクの側断面説明図、図３は燃料給油バルブ周りの側断面説明図、図４はタンク筐体の平面説明図、図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、シール部材、燃料ポンプおよびキャップを取り付けた状態での図４におけるＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。

図１において、燃料タンク１は、単体のパリソンによりブロー成形されるタンク筐体２を備える。タンク筐体２は、横方向の寸法（奥行き寸法や幅寸法を意味する）に対して縦方向の寸法（高さ寸法）が小さく形成された扁平形状を呈した容器となっている。平面視した場合のタンク筐体２の形状は、一辺の中央部付近が局所的に外方に突設されている点を除けば概ね矩形状を呈している。この局所的に突設された部位と矩形状の部位は、それぞれ燃料ポンプエリア３１、可変容量エリア４１を構成する。図４からも判るように、燃料ポンプ４の固定部を含むエリアが燃料ポンプエリア３１であり、この燃料ポンプエリア３１と、燃料の貯留量に応じて変形するエリアとなる可変容量エリア４１とは、パリソンの押し出し方向に並設される。

なお、タンク筐体２の壁部（パリソン）は多層断面構造となっており、例えば、図示はしないが、タンク内側から順に熱可塑性樹脂層、接着層、バリア材層、接着層、再生層、熱可塑性樹脂層を形成した４種６層構造として構成される。熱可塑性樹脂層は例えばＰＥ（高密度ポリエチレン）で形成される。接着層は例えば三井化学（社）製アドマー（登録商標）などの接着性樹脂で形成される。バリア材層は例えば炭化水素の不透過性に優れたＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）で形成される。再生層は、燃料タンク１の成形時のバリなどを回収して得られる再生材で形成される。

図１において、燃料ポンプエリア３１におけるタンク筐体２の壁部は、上面部３１Ａ、下面部３１Ｂおよび側面部３１Ｃによって構成される。可変容量エリア４１におけるタンク筐体２の壁部は、上面部４１Ａ、下面部４１Ｂ、燃料ポンプエリア３１側が形成される側面である側面部４１Ｃ、この側面部４１Ｃに対向する側面部４１Ｄ、残りの一対の側面部４１Ｅによって構成される。燃料タンク１が図示しない車体に取り付けられた状態において、上面部３１Ａ、下面部３１Ｂは水平状に位置するように形成されており、上面部４１Ａ、下面部４１Ｂは図２にも示すように、側面部４１Ｄ側に向かうに従い互いに近づくように傾斜状に形成されている。

図１において、タンク筐体２の四隅部には、図示しない車体側にボルトによりタンク筐体２を締結固定するための平板状のフランジ３が形成されている。各フランジ３の中央部付近にはボルトを貫通させるためのボルト孔３ａが穿設されている。フランジ３は、例えばブロー成形金型のピンチオフ部によって形成されるものである。

燃料ポンプエリア３１の上面部３１Ａには円筒部３１Ｄが上方に向けて突設されており、その外周面には雄ねじ３１Ｅが形成されている。ブロー成形後の後工程において、円筒部３１Ｄの上面には開口部３１Ｆが形成される。

燃料ポンプ４は、円筒形状を呈する本体４ａと、この本体４ａの上部に形成される円板状のフランジ部４ｂとを有した構成からなり、本体４ａが前記開口部３１Ｆを介して燃料ポンプエリア３１に挿入される。なお、燃料ポンプ４と円筒部３１Ｄとの間には環状の弾性体からなるシール部材５が介設される。以上のシール部材５、燃料ポンプ４を装着したうえで、前記雄ねじ３１Ｅに、内周面に雌ねじが螺設されたキャップ６を螺合することで、燃料ポンプ４がタンク筐体２に対して堅固に固定される。以上の説明から判るように、雄ねじ３１Ｅを形成した円筒部３１Ｄが、請求項に記載の「燃料ポンプの固定部」に相当する。燃料ポンプ４の上面には、エンジン側に連通するパイプ等が取り付けられているが、図では省略している。

タンク筐体２には、外部からタンク筐体２内へ燃料を給油するための燃料給油バルブ７が取り付けられる。燃料給油バルブ７は、図３に示すように、タンク筐体２の側面部（本実施形態では燃料ポンプエリア３１の側面部３１Ｃ）に形成された貫通孔３１Ｇを貫通するように取り付けられ、タンク筐体２の外部に位置する一端側はフィラーチューブＴに接続する接続部７ａ、タンク筐体２の内部に位置する他端側は図示しない燃料逆流防止用のバルブ機構を内蔵したバルブ部７ｂをそれぞれ構成する。燃料給油バルブ７は、そのフランジ部７ｃを介してタンク筐体２の外面に熱溶着によって固定される。

さて、図１等に示した可変容量エリア４１は燃料の貯留量に応じて変形するエリアであり、タンク筐体２に貯留された燃料が減少すると、その減少容積分、図２に示すように、可変容量エリア４１の上面部４１Ａや下面部４１Ｂがそれぞれタンク筐体２の内側に向けてへこむようになっている。これにより、燃料液面上の空間が小さく維持され、タンク筐体２内における燃料蒸気の発生が抑制される。

ここで上面部４１Ａや下面部４１Ｂを効果的に変形させるにおいては、その板厚を薄くすることが重要であるが、一方で、この板厚の薄肉化は燃料ポンプ４の固定部に影響を及ぼしやすくなる。つまり、燃料ポンプ４の固定部周りの板厚が薄くなると、この固定部周りも燃料の貯留量に応じて変形しやすくなり、燃料ポンプ４の取り付け剛性の低下を招くおそれがある。

この問題に対し、本発明では、図５に示すように燃料ポンプエリア３１の板厚寸法ｔ１を可変容量エリア４１の板厚寸法ｔ２よりも大きく設定している。燃料ポンプエリア３１とは、前記したように燃料ポンプ４の固定部（本実施形態では円筒部３１Ｄ）を含むエリアを指し、したがって、燃料ポンプエリア３１の板厚寸法ｔ１とは、パリソンの押し出し方向に垂直な面でのタンク筐体２の断面形状が円筒部３１Ｄを含んでいる場合の上面部３１Ａ、下面部３１Ｂおよび側面部３１Ｃの板厚寸法である。また、可変容量エリア４１の板厚寸法ｔ２とは、具体的には図１に示した上面部４１Ａ、下面部４１Ｂおよび一対の側面部４１Ｃの板厚寸法を意味する。

図５において、燃料ポンプエリア３１の板厚寸法ｔ１、可変容量エリア４１の板厚寸法ｔ２の設定は、ブロー成形時におけるパリソンの押し出し量や押し出し速度等を途中で変化制御することにより行われる。本実施形態では、燃料ポンプエリア３１の板厚寸法ｔ１は一定であり、この燃料ポンプエリア３１側から可変容量エリア４１側に向けて板厚が漸次薄くなる板厚変化エリア５１を設けた構成としている。パリソンの押し出し方向に関する板厚変化エリア５１の長さ寸法Ｌは板厚寸法ｔ１、ｔ２の設定値により適宜に決定される。例としては、板厚寸法ｔ１、ｔ２の各目標値を８ｍｍ、３ｍｍとした場合、板厚変化エリア５１の長さ寸法Ｌを８０〜１００ｍｍの間にとれば、板厚寸法ｔ１、ｔ２を精度良く寸法出しすることができる。なお、本実施形態においては、板厚寸法ｔ２の値も一定である。

以上のように、燃料ポンプエリア３１の板厚寸法ｔ１を可変容量エリア４１の板厚寸法ｔ２よりも大きく設定すれば、可変容量エリア４１の板厚の薄肉化に拘わらず、燃料ポンプ４の固定部周りの板厚を厚肉として確保できる。したがって、燃料ポンプ４の固定部周りの変形を、別途に変形規制用の部材を設けることなく抑制することができ、燃料ポンプ４の取り付け剛性の低下を防止することができる。

また、燃料ポンプエリア３１の板厚寸法ｔ１を一定とし、この燃料ポンプエリア３１側から可変容量エリア４１側に向けて板厚が漸次薄くなる板厚変化エリア５１を設ける構成とすれば、板厚がゆるやかに変化する板厚変化エリア５１を介在させた分、押し出されるパリソンの形状が安定しやすくなり、可変容量エリア４１側に近い燃料ポンプエリア３１の板厚寸法ｔ１の精度のばらつきを抑えることができる。したがって、燃料ポンプ４の取り付け剛性の低下を防止するにあたっての品質管理性が向上する。

また、外部からタンク筐体２内へ燃料を給油するための燃料給油バルブ７を、板厚寸法の小さい可変容量エリア４１側ではなく、板厚寸法の大きい燃料ポンプエリア３１におけるタンク筐体２に取り付ける構成とすれば、燃料給油バルブ７の取り付け剛性の低下を効果的に防止することができる。

以上、本発明に係る燃料タンク１の好適な実施形態について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。説明した形態は、タンク筐体２の一端側に燃料ポンプエリア３１、他端側に可変容量エリア４１を形成した場合であるが、例えば、中央部に燃料ポンプエリア３１を形成し、この燃料ポンプエリア３１をパリソンの押し出し方向に挟むように一対の可変容量エリア４１を形成した場合であっても本発明は適用可能である。

本発明に係る燃料タンクの分解斜視図である。 本発明に係る燃料タンクの側断面説明図である。 燃料給油バルブ周りの側断面説明図である。 タンク筐体の平面説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、シール部材、燃料ポンプおよびキャップを取り付けた状態での図４におけるＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ 燃料タンク
２ タンク筐体
４ 燃料ポンプ
７ 燃料給油バルブ
３１ 燃料ポンプエリア
３１Ｄ 円筒部（燃料ポンプの固定部）
４１ 可変容量エリア
５１ 板厚変化エリア
ｔ１ 燃料ポンプエリアの板厚寸法
ｔ２ 可変容量エリアの板厚寸法

Claims (3)

1. ブロー成形されるタンク筐体を備え、このタンク筐体が燃料の貯留量に応じて変形することで容積が増減可能であり、かつ燃料ポンプが内部において前記タンク筐体に固定される燃料タンクであって、
   前記タンク筐体は、単体のパリソンによって一体に成形されパリソンの押し出し方向に並設される、前記燃料ポンプの固定部を含む燃料ポンプエリアと、燃料の貯留量に応じて変形する可変容量エリアとを備え、
   前記可変容量エリアは、前記燃料タンクの壁部のうち上面部と下面部とが燃料の減少にともないへこむように構成され、
   前記両エリアのタンク筐体の板厚寸法の関係について、燃料ポンプエリアの板厚寸法が可変容量エリアの板厚寸法よりも大きく設定され、
   前記燃料ポンプエリアの板厚寸法は一定であり、この燃料ポンプエリア側から前記可変容量エリア側に向けて板厚が漸次薄くなる板厚変化エリアを設けたことを特徴とする燃料タンク。
2. 前記可変容量エリアにおける前記上面部と下面部とは、パリソンの押し出し方向における前記燃料ポンプエリアと反対側の端部に向かうにしたがい、互いに近づくように共に傾斜し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. 外部から前記タンク筐体内へ燃料を給油するための燃料給油バルブが、前記燃料ポンプエリアに取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料タンク。

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