JP5026447B2 - 自動車用燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、燃料、特に炭化水素と接触することが意図された少なくとも２つの構成要素の組立体に関する。

一般に、燃料タンクは、燃料を貯蔵することが意図されたケーシング以外に、他の機能、より詳しくはガス抜き、タンク内の燃料レベルの測定、エンジンへの燃料の供給、およびタンクを出る燃料の圧力の調整を遂行することが意図された幾つかの要素を有している。
これらの機能を遂行可能にする種々の要素は、一般に、タンクのケーシングに直接溶着されるか、ナットのような保持部材により組付けられるが、この状況は、炭化水素エミッションに関連するレギュレーションに関して完全に満足できるものではない。

実開昭６１−１９６８１９号公報 特開２００１−３４２９２２号公報

本発明は、特に、燃料タンクの種々の要素の組立てを簡単化し、かつ組立ての信頼性をより高めることを目的とする。
また本発明は、炭化水素エミッションを低減できるようにすることを目的とする。

本発明の上記目的は、炭化水素と接触することが意図された少なくとも２つの構成要素の組立体であって、一方の構成要素は燃料タンクケーシングまたは該ケーシングに固定される保持部材を備え、他方の構成要素はケーシングの内部に取付けられる取付け要素を備え、組付けられる前記２つの構成要素の各々が、一方の構成要素を他方の構成要素に保持すべく相互作用できる少なくとも１つの固定部品を備えている組立体において、少なくとも一方の前記構成要素が前記炭化水素の作用により膨潤できる材料から作られ、前記固定部品は、前記炭化水素の作用による少なくとも１つの固定部品の膨潤が両構成要素の相互保持の強化に寄与するように構成されていることを特徴とする新規な組立体により達成される。

保持部材は任意の適当な手段によりケーシングに固定され、良い結果を呈する保持手段が溶着される。
取付け要素は、タンクに組込むことができる任意の要素で構成できる。例えば、この取付け要素として、弁または燃料ゲージがある。

本発明によれば、２つの構成要素は、簡単な態様、例えばラッチングにより組立てられる。このため、例えば炭化水素と接触する一方または両方の構成要素の膨潤により得られるロッキングにより、車両が走行しているときの振動によって後で離脱する危険が生じることがない。
適当である場合には、本発明により、燃料に対するバリヤを形成する少なくとも１つの層をもつタンクのケーシングを製造し、次にバリヤ形成層を破壊することなく取付け要素をこのケーシングに固定でき、これにより炭化水素エミッションを低減できる。
構成要素は、特殊工具を用いることなく手作業で組付けられる。

本発明の一実施形態では、固定部品を作るのに使用される材料の燃料接触膨潤特性は異なっており、このため、例えば、燃料と接触して組立を進行する方法を一層容易に制御することができる。
ケーシングまたは保持部材は、取付け要素が作られる材料より大きい膨潤傾向をもつ材料から作られるのが好ましい。
２つの構成要素の各々は、ボールジョイントの機能をもつ固定部品を形成すべく相互作用できる単一固定部品、例えば球状部分または球状キャビティのみで構成できる。
また、２つの構成要素は１つ以上の固定部品で構成できる。この場合の好ましい実施形態は、各構成要素が２つの固定部品を支持する形態である。

本発明の好ましい実施形態では、固定部品は同じポリマー物質からなる材料で作ることもできるが、材料の充填材の量は異ならせることもできる。
かくして、固定部品は、それぞれ、充填材（より詳しくはガラス繊維またはタルク）を含有しないＨＤＰＥおよび充填材を含有するＨＤＰＥから作ることができる。
他の材料、より詳しくはポリアセタール、ポリアミドまたはＰＢＴを使用することもできる。
固定部品はまた、異なるポリマー物質、例えばそれぞれＨＤＰＥおよびポリアセタールからなる材料から作ることができる。

変更形態として、固定部品を作るのに使用される材料は同一である。
一方の構成要素がタンクのケーシングに溶着される保持部材を備える場合には、該保持部材およびケーシングは、実質的に同じ膨潤特性をもつ材料、例えば同じ材料（より詳しくはＨＤＰＥ）から作られる。かくして、保持部材およびケーシングは、燃料の作用を受けたときに同様の挙動を呈し、このため、ケーシング上での保持部材の保持を弱化する傾向を引起こす、これらの２つの要素間の異なる変形が制限される。
一方の固定部品には例えば少なくとも２つの外側支持面を設けることができ、両構成要素が組立てられるときに、これらの外側支持面の間でこれらの外側支持面に接触して、他の固定部品に属する２つの内側支持面が固定される。

本発明の一例示実施形態では、少なくとも４つの外側支持面が対をなしてグループ化され、同じ対の外側支持面は互いに対向して配置される。また、他の固定部品の少なくとも４つの内側支持面が対をなしてグループ化され、同じ対の外側支持面が互いに対向して配置される。一方の固定部品の各内側支持面は、他方の固定部品の外側支持面に係合できる。
一方の固定部品は、例えば特殊工具を用いないで手動で摺動させることにより、他方の固定部品に固定できる。
組立体の一方の構成要素が弁であるときは、この摺動運動は、例えば弁をホースに連結すべくノズルの軸線に対して平行であり、これは、弁を配置するときに弁の取扱いを容易にできる。
例えばタンクのケーシングに形成される内側支持面は上記のように対をなしてグループ化される。また、同じ対内で各内側支持面には、他方の内側支持面とは反対方向を向いて曲げられた少なくとも１つの湾曲部分を設けることができる。

外側支持面には、内側支持面の湾曲部分が係合できる溝を設けることができる。
これらの溝の少なくとも１つは、２つの平行リブの間に形成できる。
変更形態として、これらの溝の少なくとも１つは、外側支持面の湾曲部分と、この支持面が連結される壁との間に形成される。
一方の構成要素には、組付け運動（これは、前述のように例えば摺動運動である）の終時に他方の構成要素上にラッチングできる少なくとも１つのラッチングレリーフを設けることができる。
レリーフ（単一または複数）は１つの固定部品により支持され、該レリーフは例えば上記溝の一端に設けられる。またレリーフは、例えば、外側または内側支持面またはレリーフの支持面が連結される壁に形成される。
ここで問題としているレリーフ（単一または複数）は、組付け中に一方の固定部品が他方の固定部品に対して移動されるときに容易に乗越えられる傾斜フランクと、該傾斜フランクが乗越えられた後は両構成要素が分解されることを防止する真直フランクとで構成できる。

一方の構成要素には、上記のような少なくとも１つのラッチングレリーフ以外に、組付け運動の終時に他方の構成要素が当接する少なくとも１つのストッパを設けることができる。
このようなストッパは、例えば上記溝の端部に形成して、構成要素の一部構造を一体化すべく機能させることもできる。
一方の構成要素が弁であるときは、内側支持面はタンクのケーシングの凹部に形成できかつ前記凹部の底を形成する平坦壁に連結されるように構成できる。
一方の構成要素が燃料ゲージ支持体であるときは、内側支持面はタンクのケーシングの内面に突出部を形成しかつ前記内面に実質的に垂直に延びるリブに形成することができる。

本発明の一例示実施形態では、組立体の固定部品は、ラッチングにより相互作用して、一方の構成要素を他方の構成要素上に保持するように構成される。
一方の固定部品には、他方の構成要素上にラッチングできる少なくとも１つの弾性変形可能タブを設けることができる。
一方の構成要素が保持部材を備えるときは、保持部材は、一端がタンクのケーシングに溶着されかつ他端が半径方向外方を向いた環状膨出部を備えた管状壁で形成し、取付け要素の弾性変形可能タブがこの膨出部に当接するように構成できる。
取付け要素は、保持部材の管状壁に係合できる内側スカートと、弾性変形可能タブが連結される外側スカートとで構成できる。
この例示実施形態では、ラッチング運動は保持部材の管状壁の軸線に対して平行である。

本発明の特定実施形態では、一方の構成要素は、両構成要素が組付けられるときに、一方の構成要素が他方の構成要素に対して回転することを防止できる少なくとも１つのレリーフを有している。
より詳しくは、一方の固定部品がタンクのケーシングに形成されるときは、他方の固定部品は２対のリブで形成できる。これらのリブは、タンクのケーシングに当接することが意図されたリブ、より詳しくは、一方の構成要素が他方の構成要素上に配置される方向に平行な第一の対のリブ、および一報の構成要素が他方の構成要素上に配置される方向に実質的に垂直な方向を向いて第一の対のリブの両側に配置される第二の対のリブである。

本発明の他の要旨は、上記組立体を有し、第二構成要素が弁および燃料ゲージから選択される取付け要素を備えることを特徴とする自動車用燃料タンクである。
タンクのケーシングは、熱可塑性プラスチック材料の射出成形またはブロー成形または回転成形により製造できる。
タンクのケーシングは、例えば、熱可塑性プラスチック材料の射出成形により成形されかつ溶着により組立てられる２つのハーフシェルで構成できる。

本発明の他の要旨は自動車用燃料タンクの製造方法であり、本発明の方法は次の段階すなわち、
ａ）タンクの２つの構成要素を燃料に接触させる前にこれらの構成要素を組立てる段階を有し、２つの構成要素の各々が固定部品を有し、該固定部品は一方の構成要素を他方の構成要素上に保持すべく相互作用でき、少なくとも一方の構成要素は燃料の作用により膨潤できる材料から作られ、
ｂ）構成要素を燃料に接触させて少なくとも一方の固定部品を膨潤させ、一方の構成要素の他方の構成要素上での保持力を強化する段階を更に有する。
本発明の他の特徴および長所は、本発明の非制限的な例示実施形態および添付図面に示す例に関して述べる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明による燃料タンクケーシングを示す部分概略斜視図である。 図１のタンクに装着することを意図した弁を示す概略斜視図である。 タンクのケーシングに図２の弁を組付けた状態を示す部分概略斜視図である。 図３のIV−IV線に沿う部分概略断面図であり、組立体の２つの段階の１つを示すものである。 図３のIV−IV線に沿う部分概略断面図であり、組立体の２つの段階の他の１つを示すものである。 図１のケーシングに装着することを意図した弁の他の形態を示す部分概略斜視図である。 図５の弁が装着されたケーシングを示す部分概略斜視図である。 燃料ゲージの支持体として機能することを意図したリブを示す部分概略斜視図である。 図７のリブに取付けることを意図したゲージ支持体を示す部分概略斜視図である。 燃料ゲージ支持体が装着されたリブを示す部分概略斜視図である。 タンクのケーシングに溶着された保持部材と弁との組立体の軸線方向断面を示す部分概略図である。

図１は、自動車用燃料タンクのケーシング１の一部を示すものである。
燃料は任意の種類の燃料、より詳しくは炭化水素および／またはアルコールを使用できる。
ここに説明する例では、このケーシング１は充填材非含有ＨＤＰＥ（non-filled HDPE）を射出成形することにより製造され、内側には炭化水素に対するバリヤを形成する層、例えばＥＶＯＨ層を設けることができる。

ケーシング１は平らな底壁を備えた凹部４を有し、底壁には２対のタブ２（３ａ、３ｂ）が連結されている。
同じ対のタブ２（３ａまたは３ｂ）は互いに対面して配置され、同じ対のタブ２同士は互いに整合している。
対のタブ２（３ａまたは３ｂ）の各々は、ケーシング１に対して垂直に連結された直立部分２ａと、対の他方のタブ２とは反対方向を向いている湾曲部分すなわち湾曲部分２ｂとを有している。

タブ２は、ケーシング１上に、取付け要素５（ここに説明する例では、図２に分離して示す弁からなる）を保持することを意図している。
ここに説明する例では、弁５は、ガラス繊維またはタルクが充填されたＨＤＰＥで作られている。
弁５はＸ軸線をもつ管状本体６を有し、該本体６は、その一端が、Ｘ軸線に垂直なプレート７に連結されている。
このプレート７は、本体６とは反対側に、パイプ（図示せず）を受入れることを意図したノズル１０を支持しており、該ノズル１０は、Ｘ軸線に対して垂直なＹ軸線を有している。

プレート７はまた、本体６とは反対側に２対のタブ１５（１４ａ、１４ｂ）を支持している。各対のタブ１５（１４ａまたは１４ｂ）は、Ｘ軸線およびＹ軸線を含む中間平面の両側で互いに対面して配置されている。対のタブ１５（１４ａ、１４ｂ）はＹ軸線の方向に互いに整合している。
各タブ１５は、プレート７に対して垂直に連結された直立部分１５ａを有している。
各直立部分１５ａは、同じ対の他方のタブの方向を向いた面に、Ｙ軸線に平行な２つのリブ１５ｂを有し、これらのリブ１５ｂの間には、タブ２の湾曲部分２ｂを受入れることができるＹ軸線方向の溝１６が形成されている。
本発明の意義において、タブ２は内側支持面を構成し、タブ１５は外側支持面を構成する。
各タブ１５は、隣接タブ１５の方向の溝１６の端部に、ケーシング１のタブ２の後ろでラッチングできる歯２０を有している。

弁５は、次のようにしてケーシング１に取付けられる。
弁のタブ１５は、湾曲部分２ｂを溝１６内に滑り込ませることによりケーシング１のタブ２に係合される。
かくして、この摺動運動はＹ軸線に平行に行なわれる。

図４ａおよび図４ｂに示すように、歯２０は、弁５が取付けられる間に、湾曲部分２ｂが弾性変形することにより乗越えられる。
摺動運動の終時に、歯２０は、タブ２の間に入り、かつＹ軸線に沿うケーシング１に対する弁５の直線運動を或る位置まで妨げるストッパを形成する。
後で燃料がタンク内に導入されると、タブ２、１５は燃料に接触する。
ケーシング１およびタブ２は充填材非含有ＨＤＰＥで作られているので、燃料に接触して膨潤を受ける。
この膨潤により、湾曲部分２ｂはリブ１５ｂ内で不動化される。タブ１５は充填材含有ＨＤＰＥ（filled HDPE）で作られているので、これらのリブ１５ｂは、ケーシングの膨潤に比べて全く膨潤を受けないか、比較的小さい膨潤を受けるに過ぎない。
このようにして得られる不動化により、ケーシング１上での弁５の保持が強化される。
本発明の範囲を逸脱することなく、弁を組付ける部品の形状を変更できる。

図５には、第一の対の対面タブ３１および第二の対の対面タブ３２を有する弁５’が示されており、これらのタブ３１、３２は前述の例の４つのタブ１５と同様に配置されているが、これらのタブ１５とは異なる構造を有している。
各タブ３１はプレート７に対して垂直に連結された第一の部分３１ａを有し、該第一の部分３１ａは、他方のタブ３１の方向を向いた第二の湾曲部分３１ｂにより延長されている。
各タブ３１の第一の部分３１ａおよび第二の部分３１ｂは、プレート７と協働して、Ｙ軸線に沿って長手方向に延びている溝３３を形成している。
プレート７上で、各溝３３の端部には、タブ３２の方向を向いたラッチングレリーフ３５が形成されている。

各ラッチングレリーフ３５は、弁がケーシング上で移動される間に湾曲部分２ｂが乗越える傾斜フランク３５ａと、次に、溝３３内に係合した湾曲部分２ｂが引出されることを防止する真直フランク３５ｂとを有している。
各タブ３２は第一および第二の部分３１ａ、３１ｂと同様な第一および第二の部分３２ａ、３２ｂを有し、各タブ３２には、湾曲部分２ｂを受入れることを意図した、Ｙ軸線に沿って延びている溝３８が形成されている。
各タブ３２はまた、タブ３１の方向の溝３８の端部に配置されたストッパ４０を有している。
各ストッパ４０は第一および第二の部分３２ａ、３２ｂおよびプレート７に連結されており、これによりタブ３２の構造が強化される。
プレート７には更に１対のリブ４２が支持されており、該リブ４２はプレート７に対して垂直に連結されかつＹ軸線の両側で該Ｙ軸線に平行に延びている。

リブ４２は、弁５’がケーシング１上に配置されたときにリブ４２がケーシング１の内面上に当接できるように選択された高さを有し、これにより、弁５’は、Ｘ軸線およびＹ軸線に対して垂直なＺ軸線の回りで回転することが防止される。
またプレート７には、該プレート７に対して垂直に連結された１対のリブ４５が支持されており、各リブ４５は２つのタブ３１、３２の間に配置されかつＺ軸線に沿って延びている。
これらのリブ４５は、弁５’がケーシング１に対してＹ軸線の回りで回転することを防止できる。

弁５’は、タブ２の湾曲部分２ｂを、タブ３１、３２により形成された溝３３、３８内に滑り込ませることによりケーシング１上に取付けられる。
この摺動運動の終時に、溝３３内に滑り込んだ湾曲部分２ｂはラッチングレリーフ３５の背後に係合して真直フランク３５ｂに当接し、かつ溝３８内に滑り込んだ湾曲部分２ｂはストッパ４０に当接する。
これにより、弁５’がケーシング１に対してＹ軸線に沿って移動しないように或る程度不動化される。

この場合、前述の例示実施形態と同じ態様で、ケーシング１の膨潤によりケーシングに対する弁５’の不動化が更に向上する。
組立体の２つの構成要素は、充填材の量が異なる同じプラスチックから作るのではなく、異なるプラスチックから作ることもできる。
他の変更形態では、組立体の２つの構成要素を同じプラスチック（例えばＨＤＰＥ）から作り、少なくとも一方の構成要素を、プラスチックの膨潤が、他の構成要素をもつ組立体に不動化効果を与えるように構成できる。

図７〜図９を参照して、タンクのケーシングのリブ５１への燃料ゲージ５０の組付けを説明する。
リブ５１は２つの対面タブ５５、５６を支持しており、該タブ５５、５６はそれぞれ直立部分５５ａ、５６ａを備えている。これらの直立部分は、リブ５１に対して垂直に連結されている。
それぞれの直立部分５５ａ、５６ａの上端部は、それぞれタブ５６、５５から離れる方向を向いた湾曲部分５５ｂ、５６ｂにより延長されている。
燃料ゲージ５０は、ポリアセタールで作られた支持体６０を有し、図８に単独で示されている。
この支持体６０は、弁５’のタブと同様な２つのタブ３１および２つのタブ３２を有し、各タブ３１、３２には湾曲部分５５ｂまたは５６ｂを受入れることを意図した溝３３、３８が形成されている。

支持体６０は、弁５’をケーシング１に組付けるのと同様にして、リブ５１に組付けられる。
この組付けの後、図９に示すように、フロート（図示せず）を支持するロッド７０が支持体６０に固定される。
変更形態として、このロッド７０は、支持体６０がリブ５１に取付けられる前に支持体６０に固定できる。
燃料ゲージ５０をタブ５５、５６にロッキングする最終段階は、組立体を燃料に接触させることにより行なわれる。
もちろん、本発明は上記説明に係る例示実施形態に限定されるものではない。

ケーシングには、特に、弁または燃料ゲージ以外の任意の種類の取付け要素（例えばポンプまたはフィルタ）を固定できる。
また本発明は、ケーシングとは別体の２つの構成要素をタンクに組付けるのに適用できる。
このような組立体を図１０を参照して説明する。この組立体は、タンクのケーシング１に溶着された保持部材８０と、弁により形成された取付け要素８１とを有する。
ここに説明する例では、保持要素８０はＨＤＰＥから作られ、取付け要素８１はＰＯＭから作られる。
保持部材８０は、軸線Ｘ’の軸対称管状壁８２と、該管状壁８２の軸線方向端部８４から比較的小さい距離を隔てたところに位置する横断壁８３とを有している。
保持部材８０は、その上端部８４がケーシング１に溶着されている。

管状壁８２は、その下端部８５に、半径方向外方を向いた環状膨出部９０を有している。
管状壁８２および横断壁８３はハウジング９１を形成している。該ハウジング９１は下方が開口しており、取付け要素８１の上方部分を受入れることができる。取付け要素８１は、軸線Ｘ’をもつ外側スカート９６と、弾性変形可能タブ９８とを有し、これらのタブ９８は膨出部９０に当接する。
弁８１は更に、軸線Ｘ’をもつ内側スカート１００を有し、該スカート１００は管状壁８２内に係合しかつ横断壁８３に当接する。

弁８１には、内側スカート１００および外側スカート９６を通って横方向に延びる連結ノズル１０５が設けられている。
弁８１は、Ｘ’軸線に沿ってラッチングすることにより保持部材８０上に取付けられ、このとき、タブ９８は弾性変形することにより膨出部９０を乗越える。
後でタンク内に燃料が導入されると、タブ９８および膨出部９０が燃料に接触する。
膨出部９０はＨＤＰＥで作られているので、燃料に接触すると膨潤され、膨出部９０の後方に係合するタブ９８に不動化力を付与する。これにより、保持部材８０上での弁８１の保持が強化される。

Claims (9)

1. 炭化水素と接触することが意図された少なくとも２つの構成要素の組立体であって、一方の構成要素は燃料タンクケーシング（１）または該ケーシングに固定される保持部材（８０）を備え、他方の構成要素はケーシングの内部に取付けられる取付け要素を備え、組付けられる前記２つの構成要素の各々が、一方の構成要素を他方の構成要素に保持すべく相互作用できる少なくとも１つの固定部品（２、１５；３１、３２；５５、５６；９０、９８）を備えている組立体において、少なくとも一方の前記構成要素が前記炭化水素の作用により膨潤できる材料から作られ、前記固定部品は、前記炭化水素の作用による少なくとも１つの固定部品の膨潤が両構成要素の相互保持の強化に寄与するように構成されており、
   前記一方の構成要素は、前記燃料タンクケーシング（１）又は前記保持部材の面に略平行な方向への摺動組付け動作の終時に、前記他方の構成要素にラッチングできる少なくとも１つのラッチングレリーフ（２０、３５）を備え、前記ラッチングレリーフは前記固定部品によって支持されていることを特徴とする組立体。
2. 前記保持部材は、溶着によりケーシング（１）に固定されることを特徴とする請求項１記載の組立体。
3. 前記取付け要素は、弁（５、５’）および燃料ゲージ（５０）から選択されることを特徴とする請求項１または２記載の組立体。
4. 前記固定部品（２、１５；３１、３２；５５、５６）を作るのに使用される材料の膨潤特性は異なっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の組立体。
5. 前記ケーシング（１）または保持部材（８０）は、取付け要素が作られる材料より大きい膨潤傾向をもつ材料から作られることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の組立体。
6. 前記固定部品を作るのに使用される材料は同一であることを特徴とする請求項１記載の組立体。
7. 前記一方の構成要素は前記タンクケーシングに溶着される保持部材からなり、該保持部材および前記ケーシングは実質的に同じ膨潤特性をもつ同じＨＤＰＥ材料から作られることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の組立体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項記載の組立体を有し、第二の構成要素は弁（５、５’）および燃料ゲージ（５０）から選択されることを特徴とする自動車用燃料タンク。
9. タンクの２つの構成要素を燃料に接触させる前にこれらの構成要素を組立てる段階を有し、２つの構成要素の各々が少なくとも１つの固定部品を有し、該固定部品は一方の構成要素を他方の構成要素上に保持すべく相互作用でき、少なくとも一方の構成要素は燃料の作用により膨潤できる材料から作られ、
   構成要素を燃料に接触させて少なくとも一方の固定部品を膨潤させ、一方の構成要素の他方の構成要素上での保持力を強化する段階を更に有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の自動車用燃料タンクの製造方法。

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