JP5350086B2 - 樹脂製燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、液体燃料を貯留するタンク本体を備え、前記タンク本体の上面に設けられる上面側凹部と、前記タンク本体の下面に設けられる下面側凹部とが一体化された接合部位を設ける樹脂製燃料タンクに関する。

内燃機関に燃料を供給するために、燃料タンクが用いられている。この燃料タンク内では、燃料が気化した蒸発燃料（べーパ）が発生しており、前記蒸発燃料が不要に大気に拡散することを阻止するために、密閉燃料タンクシステムが採用される場合がある。

その際、燃料タンクの内圧上昇が発生し易く、前記燃料タンクの変形量の増加やシール部の変形による燃料漏れ等が惹起されるおそれがある。特に、エンジン運転の頻度が低下し易いハイブリッド車では、燃料タンクの内圧上昇が顕著になる。このため、板厚の大きな金属製タンクを採用することが考えられるが、これによって燃料タンク自体が相当な重量物になってしまう。従って、燃料タンクの軽量化による燃費向上が容易に図られないという問題がある。

そこで、比較的軽量な樹脂製燃料タンクを使用する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１では、図１２に示すように、樹脂製の燃料タンク１を自動車車体Ｓに固定するための支持構造２を備えている。

燃料タンク１は、天板３と、この天板３に対応する底板４とが、図示しない周壁によって連結されることにより、中空の扁平矩形容器状に形成されている。天板３には、車体前後方向に沿うブラケット溝５が設けられる一方、底板４には、略円形の凹部６が設けられている。ブラケット溝５の溝底部５ａから凹部６の底板部６ａには、貫通孔７が設けられている。

タンク支持構造２は、ブラケット溝５に配置されるブラケット２ａと、凹部６に配置される支持プレート２ｂとを備え、前記ブラケット２ａ及び前記支持プレート２ｂは、ボルト２ｃ及びウエルドナット２ｄを介して固定されている。ブラケット２ａは、溝底部５ａに配置されるクッションゴム８に接触するとともに、自動車車体Ｓに固定されている。

特開２００６−１１１１６６号公報

ところで、上記の支持構造２では、ブラケット２ａが燃料タンク１の溝底部５ａに当接する一方、支持プレート２ｂが前記燃料タンク１の底板部６ａに当接して、前記燃料タンク１を保持している。このため、燃料タンク１の内圧が上昇した際に、天板３の上面及び底板４の下面の変形を抑制することができない。これにより、燃料タンク１の剛性が低下するとともに、シール性の低下による燃料漏れ等が惹起するという問題がある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、燃料タンクの薄肉化及び軽量化を図るとともに、剛性を向上させて密閉燃料タンクに良好に適用することが可能な樹脂製燃料タンクを提供することを目的とする。

本発明は、液体燃料を貯留するタンク本体を備え、前記タンク本体の上面に設けられる上面側凹部と、前記タンク本体の下面に設けられる下面側凹部とが一体化された接合部位を設ける樹脂製燃料タンクに関するものである。

この樹脂製燃料タンクは、タンク本体内の内圧変化による前記タンク本体の変形を抑制するタンク変形抑制部材を備えている。そして、タンク変形抑制部材は、上面側凹部から上面に沿って配設される上面側プレート部と、下面側凹部から下面に沿って配設される下面側プレート部と、接合部位を貫通し、前記上面側プレート部と前記下面側プレート部とを互いに固定する固定部材とを有している。

また、タンク本体の上面側プレート部及び下面側プレート部に接する面に沿う断面形状で、前記上面側プレート部及び前記下面側プレート部は、前記断面形状の最上面及び最下面に沿って配置されることが好ましい。

さらに、接合部位は、複数設けられるとともに、タンク変形抑制部材は、各接合部位に応じて複数の上面側プレート部及び複数の下面側プレート部を備え、少なくとも前記上面側プレート部同士又は前記下面側プレート部同士は、互いに連結されることが好ましい。

さらにまた、上面側プレート部と下面側プレート部とは、タンク本体の側面に沿って配設される側面側プレート部を介して一体に結合されることが好ましい。

また、タンク本体には、開口部が設けられるとともに、タンク変形抑制部材は、前記開口部を周回して配置されるリング部を設けることが好ましい。

さらに、開口部には、液体燃料を内燃機関に供給するための燃料ポンプが配置されることが好ましい。

本発明では、樹脂製燃料タンクの上面側凹部から上面に沿って上面側プレート部が配設されるとともに、前記樹脂製燃料タンクの下面側凹部から下面に沿って下面側プレート部が配設されている。このため、タンク変形抑制部材は、樹脂製燃料タンクの変形抑制範囲を拡大させることができ、前記樹脂製燃料タンクの内圧変化による該樹脂製燃料タンクの変形を確実且つ良好に抑制することが可能になる。しかも、通常、肉薄になり易い燃料タンクの接合部位は、タンク変形抑制部材により有効に保持されて変形の抑制が容易に図られる。

これにより、樹脂製燃料タンクの薄肉化及び軽量化を図るとともに、剛性を向上させて密閉燃料タンクに良好に適用することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る樹脂製燃料タンクの斜視説明図である。 前記燃料タンクの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。 前記燃料タンクの一部拡大分解断面図である。 前記燃料タンクの接合部位に孔部を形成する際の説明図である。 前記孔部を形成する際の説明図である。 前記接合部位に別の方式で前記孔部を形成する際の説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る樹脂製燃料タンクの斜視説明図である。 前記燃料タンクの、図７中、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る樹脂製燃料タンクの概略断面説明図である。 本発明の第４の実施形態に係る樹脂製燃料タンクの斜視説明図である。 本発明の第５の実施形態に係る樹脂製燃料タンクの概略断面説明図である。 特許文献１に開示されているタンク支持構造の説明図である。

図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施形態に係る樹脂製燃料タンク１０は、液体燃料Ｆを貯留するタンク本体１２を備える。

タンク本体１２は、例えば、樹脂材料で形成されたパイプ（パリソン）を、合わせ型間に挟持した状態で、ブロー成形することにより一体成形される。タンク本体１２は、タンク上面１４及びタンク下面１６を有する。

タンク上面１４には、１以上、例えば２つの上面側凹部１８ａ、１８ｂが設けられる一方、タンク下面１６には、前記上面側凹部１８ａ、１８ｂに対応して２つの下面側凹部２０ａ、２０ｂが設けられる（図２及び図３参照）。上面側凹部１８ａ、１８ｂを構成する凹部底面２２ａ、２２ｂと下面側凹部２０ａ、２０ｂを構成する凹部底面２４ａ、２４ｂとは、上記のブロー成形時に、互いに一体化されて接合部位２６ａ、２６ｂを構成する。接合部位２６ａ、２６ｂには、上下方向に貫通して孔部２８ａ、２８ｂが形成される。

タンク本体１２を構成する樹脂材料には、燃料透過を抑制する機能を有するバリア層３０が積層されるとともに、孔部２８ａ、２８ｂの形成形態として、以下の形態が採用される。

図４に示すように、タンク本体１２の凹部底面２２ａ、２２ｂ及び２４ａ、２４ｂが一体化された接合部位２６ａ、２６ｂには、孔開け加工が施される。その際、バリア層３０にも、孔開け加工が行われることにより、孔部２８ａ、２８ｂが形成される（図５参照）。

なお、図６に示すように、上記のブロー成形時に、予め孔部２８ａ、２８ｂに対応して型（図示せず）を配置することにより、孔開け加工を行うことがなく、孔部２８ａ、２８ｂを成形してもよい。

図２及び図３に示すように、タンク本体１２には、タンク上面１４の略中央に開口部１４ａが形成される。この開口部１４ａからタンク本体１２の内部には、燃料ポンプモジュール３２が配設される。燃料ポンプモジュール３２は、タンク本体１２内の液体燃料Ｆを吸引し、前記液体燃料Ｆを燃料配管３４から図示しない内燃機関（エンジン）に供給する。

タンク本体１２には、このタンク本体１２内の内圧変化による該タンク本体１２の変形を抑制するタンク変形抑制部材４０が取り付けられる。タンク変形抑制部材４０は、接合部位２６ａ、２６ｂに対応して、上面側プレート部４２ａ、４２ｂと、下面側プレート部４４ａ、４４ｂと、前記接合部位２６ａ、２６ｂを貫通して前記上面側プレート部４２ａ、４２ｂと前記下面側プレート部４４ａ、４４ｂとを固定する固定部材、例えば、ボルト４６ａ、４６ｂ及びナット４８ａ、４８ｂとを有する（図２参照）。なお、固定部材としては、パイプやプレス成形品等が採用可能である。

上面側プレート部４２ａ、４２ｂ及び下面側プレート部４４ａ、４４ｂは、金属材料、例えば、鉄系材料で構成される略長尺板形状を有する。

上面側プレート部４２ａ、４２ｂは、凹部底面２２ａ、２２ｂに配置される底面部位５０ａ、５０ｂと、前記凹部底面２２ａ、２２ｂからタンク上面１４側に向かって傾斜する傾斜部位５２ａ、５２ｂと、前記タンク上面１４に沿って延在する上面部位５４ａ、５４ｂとを一体に有する。

下面側プレート部４４ａは、同様に、凹部底面２４ａ、２４ｂに配置される底面部位５６ａ、５６ｂと、タンク下面１６に向かって傾斜する傾斜部位５８ａ、５８ｂと、前記タンク下面１６に沿って延在する下面部位６０ａ、６０ｂとを一体に有する。

下面側プレート部４４ａ、４４ｂは、互いに近接する方向に延在する下面部位６０ａ、６０ｂを一体に連結して構成されているが、上面側プレート部４２ａ、４２ｂと同様に、互いに離間して配置してもよい。

図２に示すように、タンク本体１２の上面側プレート部４２ａ、４２ｂ及び下面側プレート部４４ａ、４４ｂに接する面に沿う断面形状において、前記上面側プレート部４２ａ、４２ｂ及び前記下面側プレート部４４ａ、４４ｂは、前記断面形状の最上面（タンク上面１４の最上位置）及び最下面（タンク下面１６の最下位置）に沿って配置される。

このように構成される燃料タンク１０では、樹脂製のタンク本体１２を備えるとともに、このタンク本体１２の上面側凹部１８ａ、１８ｂからタンク上面１４に沿って上面側プレート部４２ａ、４２ｂが配設されるとともに、前記タンク本体１２の下面側凹部２０ａ、２０ｂからタンク下面１６に沿って下面側プレート部４４ａ、４４ｂが配設されている。

このため、タンク変形抑制部材４０は、タンク本体１２の変形抑制範囲を拡大させることができ、前記タンク本体１２の内圧上昇等による該タンク本体１２の変形を確実且つ良好に抑制することが可能になる。

その際、タンク本体１２の上面側プレート部４２ａ、４２ｂ及び下面側プレート部４４ａ、４４ｂに接する面に沿う断面形状において、前記上面側プレート部４２ａ、４２ｂ及び前記下面側プレート部４４ａ、４４ｂは、前記断面形状の最上面及び最下面に沿って配置されている。従って、タンク本体１２の変形を可及的に抑制することができる。

しかも、通常、肉薄になり易いタンク本体１２の接合部位２６ａ、２６ｂは、タンク変形抑制部材４０、すなわち、上面側プレート部４２ａ、４２ｂと、下面側プレート部４４ａ、４４ｂと、固定部材であるボルト４６ａ、４６ｂ及びナット４８ａ、４８ｂとにより有効に保持されている。このため、接合部位２６ａ、２６ｂの変形の抑制が図られる。

これにより、樹脂製のタンク本体１２の薄肉化及び軽量化が容易に図られるとともに、剛性を向上させることができ、密閉型の燃料タンク１０に良好に適用することが可能になるという効果が得られる。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る樹脂製燃料タンク７０の斜視説明図であり、図８は、前記燃料タンク７０の、図７中、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。

なお、第１の実施形態に係る燃料タンク１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態以降においても同様に、その詳細な説明は省略する。

燃料タンク７０は、タンク変形抑制部材７２を備えるとともに、前記タンク変形抑制部材７２は、タンク本体１２の開口部１４ａを周回して配置されるリング部７４を設ける。

リング部７４は、円板状フランジ部７６に一体成形されており、このフランジ部７６はタンク本体１２のタンク上面１４上に載置され、前記リング部７４は、開口部１４ａを周回して上方に立設される。フランジ部７６上には、上面側プレート部４２ａ、４２ｂの互いに近接する方向に延在する上面部位５４ａ、５４ｂの先端縁部が重なり合って、前記フランジ部７６を保持する。

なお、フランジ部７６と上面部位５４ａ、５４ｂとは、必要に応じて溶接により固着してもよく、あるいは、リング部７４を上面側プレート部４２ａ、４２ｂに一体に形成してもよい。

このように構成される第２の実施形態では、タンク本体１２のタンク上面１４に、燃料ポンプモジュール３２が配置される開口部１４ａを周回してリング部７４が配置されている。そして、このリング部７４を設けるフランジ部７６には、上面側プレート部４２ａ、４２ｂが重畳（接合）されている。

従って、燃料ポンプモジュール３２は、リング部７４により円周方向に保持されるため、前記燃料ポンプモジュール３２が傾くことを確実に抑制することができるという利点がある。

さらに、燃料ポンプモジュール３２が配置される開口部１４ａは、比較的大きな開口であるため、変形量が他の部位に比べて大きくなる。一方、燃料ポンプモジュール３２自体も、通常、樹脂タンクを用いており、変形に対応できるように、ストローク可能な構成を採用するとともに、ばね反力が作用した状態で組み付けられている。このため、タンク本体１２内が密閉状態では、特に前記タンク本体１２を膨らませる側に大きな圧力が発生すると、変形が増加し易くなる。

その際、第２の実施形態では、開口部１４ａを周回してリング部７４が配置されるため、変形し易い部位を良好に補強することができ、変形を抑制することが可能になる。これにより、燃料ポンプモジュール３２が傾くことを抑制するとともに、ガタの発生や重力の増大による前記燃料ポンプモジュール３２の破損を抑制し、しかもシール不良による漏れの発生を抑制することができる。

図９は、本発明の第３の実施形態に係る樹脂製燃料タンク８０の概略断面説明図である。

燃料タンク８０は、タンク変形抑制部材８２を備える。タンク変形抑制部材８２は、上面側プレート部４２ａと下面側プレート部４４ａとを一体的に結合させるとともに、タンク本体１２の側面に沿って配設される側面側プレート部８４を有する。

これにより、第３の実施形態では、上面側プレート部４２ａと下面側プレート部４４ａとが、側面側プレート部８４を介して一体に結合されるため、タンク本体１２の変形をより一層確実に抑制することが可能になるという効果が得られる。

なお、上面側プレート部４２ａ、４２ｂと凹部底面２２ａ、２２ｂとの間、及び下面側プレート部４４ａ、４４ｂと凹部底面２４ａ、２４ｂとの間には、干渉防止及び製品寸法ばらつきを吸収するためのラバー部材８６を介装してもよい。

図１０は、本発明の第４の実施形態に係る樹脂製燃料タンク９０の斜視説明図である。

燃料タンク９０は、タンク変形抑制部材９２を備える。タンク変形抑制部材９２は、上面側プレート部９４ａ、９４ｂと下面側プレート部９６ａ、９６ｂとを設ける。上面側プレート部９４ａは、平面視略円形状を有するとともに、第１の実施形態の上面側プレート部４２ａと同様に、底面部位５０ａ、傾斜部位５２ａ及び上面部位５４ａを一体に有する。なお、上面側プレート部９４ｂ及び下面側プレート部９６ａ、９６ｂも、第１の実施形態と同様に構成される。

このように構成される第４の実施形態では、平面視略円形状の上面側プレート部９４ａ、９４ｂ及び下面側プレート部９６ａ、９６ｂを有している。これにより、樹脂製のタンク本体１２の変形抑制範囲を有効に拡大させることができ、前記タンク本体１２の変形を確実且つ良好に抑制することが可能になる等、上記の第１〜第３の実施形態と同様の効果が得られる。

図１１は、本発明の第５の実施形態に係る樹脂製燃料タンク１００の概略断面説明図である。

燃料タンク１００は、タンク変形抑制部材１０２を備える。タンク変形抑制部材１０２は、上面側プレート部４２ａ、４２ｂと下面側プレート部４４ａ、４４ｂとを設けるとともに、前記上面側プレート部４２ａ、４２ｂの互いに近接する方向に延在する上面部位５４ａ、５４ｂが、一体に連結して構成されている。なお、図示しないが、燃料ポンプモジュール３２は、上面部位５４ａ、５４ｂの延長上から離間した位置に配置されている。

従って、第５の実施形態では、上記の第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。

１０、７０、８０、９０、１００…燃料タンク
１２…タンク本体 １４…タンク上面
１６…タンク下面 １８ａ、１８ｂ…上面側凹部
２０ａ、２０ｂ…下面側凹部
２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ…凹部底面
２６ａ、２６ｂ…接合部位 ２８ａ、２８ｂ…孔部
３０…バリア層 ３２…燃料ポンプモジュール
４０、７２、８２、９２、１０２…タンク変形抑制部材
４２ａ、４２ｂ、９４ａ、９４ｂ…上面側プレート部
４４ａ、４４ｂ、９６ａ、９６ｂ…下面側プレート部
４６ａ、４６ｂ…ボルト ４８ａ、４８ｂ…ナット
５０ａ、５０ｂ、５６ａ、５６ｂ…底面部位
５２ａ、５２ｂ、５８ａ、５８ｂ…傾斜部位
５４ａ、５４ｂ…上面部位 ６０ａ、６０ｂ…下面部位
７４…リング部 ７６…フランジ部

Claims (5)

1. 液体燃料を貯留するタンク本体を備え、前記タンク本体の上面に設けられる上面側凹部と、前記タンク本体の下面に設けられる下面側凹部とが一体化された接合部位を有し、前記タンク本体の上面には燃料ポンプモジュールを配設するための開口部が形成された樹脂製燃料タンクであって、
   前記タンク本体内の内圧変化による該タンク本体の変形を抑制するタンク変形抑制部材を備え、
   前記タンク変形抑制部材は、前記上面側凹部から前記上面に沿って配設される上面側プレート部と、
   前記下面側凹部から前記下面に沿って配設される下面側プレート部と、
   前記接合部位を貫通し、前記上面側プレート部と前記下面側プレート部とを互いに固定する固定部材と、
   を有し、
   前記上面側プレート部は、前記上面側凹部の底面に配置される上面側底面部位と、前記上面側凹部の底面から前記タンク本体の上面側に向かって傾斜する上面側傾斜部位と、前記タンク本体の上面に沿って延在する上面部位と、を有し、
   前記下面側プレート部は、前記下面側凹部の底面に配置される下面側底面部位と、前記底面から前記タンク本体の下面側に向かって傾斜する下面側傾斜部位と、前記タンク本体の下面に沿って延在する下面部位と、を有し、
   前記上面側凹部及び前記下面側凹部は前記開口部近傍に設けられ、前記上面側プレート部の前記上面部位が前記開口部側に延びていることを特徴とする樹脂製燃料タンク。
2. 請求項１記載の樹脂製燃料タンクにおいて、前記タンク本体の前記上面側プレート部及び前記下面側プレート部に接する面に沿う断面形状で、前記上面側プレート部及び前記下面側プレート部は、前記断面形状の最上面及び最下面に沿って配置されることを特徴とする樹脂製燃料タンク。
3. 請求項１又は２記載の樹脂製燃料タンクにおいて、前記接合部位は、複数設けられるとともに、
   前記タンク変形抑制部材は、各接合部位に応じて複数の前記上面側プレート部及び複数の前記下面側プレート部を備え、
   少なくとも前記上面側プレート部同士又は前記下面側プレート部同士は、互いに連結されることを特徴とする樹脂製燃料タンク。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂製燃料タンクにおいて、前記上面側プレート部と前記下面側プレート部とは、前記タンク本体の側面に沿って配設される側面側プレート部を介して一体に結合されることを特徴とする樹脂製燃料タンク。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂製燃料タンクにおいて、
   前記タンク本体の上面には、前記開口部を周回して上方に立設されるリング部が設けられ、
   前記リング部は、前記タンク変形抑制部材の上面に沿って延在する前記上面部位と一体に設けられることを特徴とする樹脂製燃料タンク。

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