JP5493224B2 - 樹脂燃料タンク - Google Patents

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Description

本発明は、ブロー成形にて成形される、上椀部と下椀部とが組み合わされた中空形状からなる樹脂燃料タンクに関する。
近年、車両の低燃費化を目的として車両の軽量化が行われている。このような軽量化の方法の一つとして、燃料タンクが金属製のものから樹脂製のものに変更されてきた。一方、燃料タンクにはガソリン等の引火性の物質が貯留されることから、車両の衝突時において、破損しない構造にする必要がある。このような車両の衝突時においても燃料タンクが破損しないようにするために様々な形状が検討されてきた(例えば特許文献1など)。
特許文献1に記載のブロー成形樹脂容器は自動車用のガソリンタンクとして用いられ、樹脂を用いてブロー成形により形成される。このブロー成形樹脂容器は外方から加わる衝撃力を吸収するために容器表面に大きな凹状又は凸状の変形部が形成されている。
実開昭57−159614号公報
特許文献1に記載のブロー成形樹脂容器においては、上述の大きな凹状又は凸状の変形部が形成されるので、その分、燃料タンクとしての重量が重くなり、また製品としてのコストアップの要因となってしまう。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、コストアップや重量が重くなることなく、外方から加わる衝撃力を適切に吸収することが可能な樹脂製燃料タンクを提供することにある。
上記目的を達成するための第1発明に係る樹脂燃料タンクの特徴は、ブロー成形にて成形される、上椀部と下椀部とが組み合わされた中空形状からなる樹脂燃料タンクにおいて、筒状の中央部と、当該中央部の第1方向に沿う両端部に形成された側端部とを有し、複数の角錐面を備えた角錐部分を複数連ねて前記上椀部及び前記下椀部の少なくとも一部の内面及び外面が形成され、前記複数の角錐面の少なくとも1つが二等辺三角形であり、前記角錐部分の底面の各頂点と前記角錐部分の頭頂部とを結ぶ線の1つが、前記第1方向又は前記第1方向に直交する第2方向に沿って形成されてあり、前記角錐部分が、前記中央部分の前記第2方向の略全周に亘って形成され、前記側端部には形成されていない点にある。
上記第1発明の構成によれば、温度変化に基づく内圧の変化による変位や、外部から受ける荷重による変位を複数の角錐部分に分散することができるので、1つの部位で変位が集中することをなくすことができる。したがって、破損し難い構造とすることが可能となる。また、上述のような変位を複数の角錐部分に分散するので、板厚を薄くすることが可能となる。したがって、樹脂の使用量を減らすことができるので、材料費がコストアップすることなく、重量も軽くすることができる。また、この構成によれば、樹脂燃料タンクの中央部分で荷重を吸収することが可能となる。したがって、樹脂燃料タンクを車両の前後方向に沿って配設した場合には、車両の前後方向からの衝突に係る荷重を特に有効に吸収することができ、樹脂燃料タンクを車両の左右方向に沿って配設した場合には、車両の側面方向からの衝突に係る荷重を特に有効に吸収することができる。
第2発明に係る樹脂燃料タンクの特徴は、前記角錐部分が4つの二等辺三角形を角錐面とする四角である点にある。
上記第2発明の構成によれば、第1方向及び第2方向の双方からの荷重を吸収することができる。したがって、樹脂燃料タンクを備える車両が前方からの衝突、後方からの衝突、側方からの衝突の何れがあった場合でも、衝撃を吸収することができる。
第4発明に係る樹脂燃料タンクの特徴は、前記第1方向における前記上椀部及び前記下椀部の中央の前記第2方向での断面の内面が、前記上椀部及び前記下椀部の接続部分に接続されて前記上椀部及び前記下椀部の中央側に延出されると共に所定の半径からなる一対の第1円弧部と、前記所定の半径より大きい半径からなると共に前記一対の第1円弧部に亘って接続される第2円弧部と、を有して形成され、前記第2方向における前記上椀部及び前記下椀部の中央の前記第1方向での断面の内面が、前記上椀部及び前記下椀部の接続部分に接続されて前記上椀部及び前記下椀部の中央側に延出される一対の第3円弧部と、前記一対の第3円弧部に亘って接続される接続部と、を有して形成されてある点にある。
上記第4発明の構成によれば、樹脂燃料タンク内に貯留される燃料が揮発して圧力が高くなった場合、当該高くなった圧力を樹脂燃料タンクの内壁に均等に与えることができるので部分的に応力が集中することが少ない。このため、その分だけ全体的な板厚を薄くすることが可能となる。また、樹脂の使用量を減らすことができるので樹脂燃料タンクの低コスト且つ軽量化が実現可能である。
樹脂燃料タンクの上方斜視図である。 樹脂燃料タンクの上面図である。 樹脂燃料タンクの下面図である。 図2のIV−IV線断面を示す図である。 図2のV−V線断面を示す図である。 図2のVI−VI線断面を示す図である。 角錐部分の上面図である。 角錐部分の上方斜視図である。 その他の実施形態に係る角錐部分を示す図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明に係る樹脂燃料タンク100は、車両の内燃機関に供給される燃料(例えばガソリンや軽油等)を貯留しておく容器である。この樹脂燃料タンク100は、一般的には車両の乗員の目につかない位置(例えば後部座席下等)に備えられる。このような樹脂燃料タンク100が図1−図5に示される。
図1は樹脂燃料タンク100の上方斜視図である。また、図2は樹脂燃料タンク100の上面図であり、図3は樹脂燃料タンク100の下面図である。図2のIV−IV線断面が図4に示され、図2のV−V線断面が図5に示される。図1−図5に示されるように、樹脂燃料タンク100は上椀部51と下椀部52とが組み合わされた中空形状からなる。上椀部51とは図2に示される側の椀状部材であり、下椀部52とは図3に示される側の椀状部材である。樹脂燃料タンク100は、このような上椀部51及び下椀部52が夫々の椀状縁部を接続部分Z(図4及び図5参照)として内部に空間を有する中空形状で構成される。また、本樹脂燃料タンク100は平面視において、角のとれた横長の長方形状で形成される(図2及び図3参照)。もちろん、角のとれた正方形状で形成することも当然に可能である。
上椀部51及び下椀部52からなる樹脂燃料タンク100は、樹脂を用いてブロー成形により成形される。樹脂燃料タンク100に用いられる樹脂は機械的強度が強く、樹脂燃料タンク100内に貯留される燃料と反応しない特性を有するものを用いると好適である。ブロー成形とは熱可塑性樹脂の成形加工法の一つであり、その加工において空気圧が利用される。
ブロー成形はパリソンと呼ばれる原料を溶融させパイプ状にしたものを分割した金型内に押し出し、金型を閉じてからパリソン内に注射針を通じて空気を吹き込み成形する。パリソンは空気圧により膨らみ、外側の金型に押しつけられ、冷却されて中空状に固化するのでその後金型を開いて樹脂燃料タンク100を取り出すことが可能である。本樹脂燃料タンク100は、上述の上椀部51及び下椀部52が分離不能に一体成形される。したがって、上述の接続部分Zとは説明の便宜上の呼称であり、上椀部51と下椀部52とを別体で形成して接続する部分を示すものではない。
ここで、上椀部51及び下椀部52の筒状の中央部79に沿った方向を第1方向とする。中央部79とは上椀部51及び下椀部52を長筒状と見た場合において図1に示されるように所定の幅を有してなる中央部分である。中央部79に沿った方向とは、図1に示されるAの方向が相当する。したがって、以下の説明では第1方向を符号Aを付して説明する。また、後述する第2方向を符号Bを付して説明する。
第1方向Aにおける上椀部51及び下椀部52の中央の第1方向Aと直交する第2方向Bでの断面の内面が、上椀部51及び下椀部52の接続部分Zに接続されて上椀部51及び下椀部52の中央側に延出されると共に所定の半径r1からなる一対の第1円弧部71と、当該所定の半径r1より大きい半径R1からなると共に一対の第1円弧部71に亘って接続される第2円弧部72と、を有して形成される。第2方向Bは図1に示されるように第1方向Aと直交する方向である。第2方向Bでの断面とは、上椀部51及び下椀部52の中央部79における断面である。このような上椀部51及び下椀部52の第2方向Bでの断面が図4に示される。図4に示される断面は、図2におけるIV−IV線断面に相当する。
断面の内面とは、樹脂燃料タンク100の断面図における内壁に沿った面である。図4に示されるように、上椀部51及び下椀部52には供給口31、ポンプ取付口32、底部33が形成される。また、図2におけるIV−IV線から第1方向Aに沿ってポンプ取付口32から外れた位置の断面は、図4に示されるような一点鎖線のようになる。また、第1円弧部71の半径をr1とすると、第2円弧部72の半径はr1よりも大きい半径R1で形成される。このように、樹脂燃料タンク100は図4に示されるような断面視において、湯タンポ型(ラグビーボール型)の断面形状で形成される。
ここで、第1円弧部71の内面に沿った長さをβ、第2円弧部72の内面に沿った長さをαとすると、第1円弧部71及び第2円弧部72はα>βとなるように形成される。特にβがαの1/2程度(半分程度)となるように形成すると好適である。もちろん、α<βとなるように第1円弧部71及び第2円弧部72を形成することも当然に可能である。また、接続部分Zの内面に相当する符号γが付された部分(上椀部51の第1円弧部71と下椀部52の第1円弧部72とを繋ぐ部分)は、第1円弧部71の半径r1よりも小さい半径で形成すると好適である。また、このようなγで示される部分の長さは、上述のβとの関係において、β>γとなるように形成すると好適である。特にγがβの1/2程度(半分程度)となるように形成すると好適である。もちろん、γの部分を形成せずに長さβを有する2つの第1円弧部71を直接接続して形成することも当然に可能である。
第2方向Bにおける上椀部51及び下椀部52の中央の第1方向Aでの断面の内面が、上椀部51及び下椀部52の接続部分Zに接続されて上椀部51及び下椀部52の中央側に延出される一対の第3円弧部82と、当該一対の第3円弧部82に亘って接続される接続部81と、を有して形成される。第1方向Aでの断面が図5に示される。図5に示される断面は、図2におけるV−V線断面に相当する。
図5に示されるように、上椀部51及び下椀部52の第1方向Aでの断面の内面は、上椀部51及び下椀部52の接続部分Zから中央側に延出する一対の第3円弧部82が形成される。第3円弧部82は、第1円弧部71と同じ半径r1により形成すると好適である。また、一対の第3円弧部82の間には、接続部81が形成される。断面の内面とは、上述のように樹脂燃料タンク100の断面図における内壁に沿った形状である。上述のように、上椀部51及び下椀部52に形成される供給口31、ポンプ取付口32、底部33が図5に示されている。また、図2におけるV−V線から第2方向Bに沿ってポンプ取付口32から外れた位置の断面は、図5に示されるような一点鎖線のようになる。このように、樹脂燃料タンク100は図5に示されるような側面視において、偏平な薄型形状で形成される。
本樹脂燃料タンク100は、上述のように中央断面の内面が形成される。したがって、樹脂燃料タンク100内の燃料が揮発して圧力が高くなった場合でも均一に圧力を受けることが可能となるので、樹脂燃料タンク100の変形及び破損を防止できる。
ここで、上述のように第1円弧部71及び第3円弧部82は、共に半径がr1で形成すると好適である。このような構成とすると、上椀部51及び下椀部52の夫々の該当する部位は、半径をr1とする球体表面の一部と同様に形成される。これにより、樹脂燃料タンク100内で燃料が揮発して圧力が高まった場合でも均一に圧力を受けるので変形及び破損を防止効果を高めることができる。このように本樹脂燃料タンク100は、その全体形状が湯タンポ形状で形成される。
樹脂燃料タンク100の上面には、当該樹脂燃料タンク100に貯留する燃料の供給口31が形成される。本実施形態では、この供給口31は上椀部51の中央から外れた位置に形成されるように図示しているが、この位置に限定されるものではない。この供給口31は、車両の給油口(図示せず)に接続される給油管(図示せず)の取り回しにより他の位置に形成することも当然に可能である。供給口31は丸穴で形成され、給油管が接続される。
周囲に窪み41を有する開口部32が上椀部51の中央部79に形成される。この開口部32は、樹脂燃料タンク100内に貯留される燃料を吸い出すポンプ(図示せず)が取り付けられるポンプ取付口に相当する。したがって、以下の説明においては開口部32はポンプ取付口32として説明する。ポンプ取付口32の周囲に窪み41を設けることにより当該ポンプ取付口32を形成した部位の強度を高めることができる。なお、上述の供給口31と同様に、ポンプ取付口32も図示された位置に限定されるわけではない。ポンプ取付口32は丸穴で形成される。
樹脂燃料タンク100の下面、即ち下椀部52の接続部81には、当該樹脂燃料タンク100を車両に配設した場合に配設姿勢を維持可能なように平坦面を有する底部33が形成される。このような底部33を車両が有する平坦な面に当接することにより樹脂燃料タンク100を所期の姿勢で維持することが可能となる。
樹脂燃料タンク100は複数の取付部21が設けられる。図6は取付部21の拡大図(断面図)である。図6に示されるように、取付部21の略中央には貫通孔22が形成される。この貫通孔22と図示しない車両の保持部とをボルトで固定することにより樹脂燃料タンク100を固定することが可能となる。なお、この取付部21を形成する際、上椀部51及び下椀部52の取付部21の近傍部分の板厚が薄くならないように、つまみ部23の位置を所定の冶具(図示せず)で摘むことにより、上椀部51及び下椀部52の取付部21の近傍部分が取付部21と共に外方向に引っ張り出されないように形成される。これにより上椀部51及び下椀部52の取付部21の近傍部分の板厚を確保している。
樹脂燃料タンク100の上椀部51及び下椀部52の少なくとも一部の内面及び外面は、複数の角錐面78を備えた角錐部分77を複数連ねて形成される。角錐部分77とは角錐体に相当し、角錐面78とは当該角錐体が有する複数の三角形からなる面が相当する。したがって、角錐部分77はダイヤモンド型やピラミッド型の形状で形成される。なお、本実施形態においては、角錐部分77は樹脂燃料タンク100に対して内側に突出する形態で形成される。このような角錐部分77の上面図が図7に示され、角錐部分77の上方斜視図が図8に示される。なお、図8に示される角錐部分77は、説明を分かり易くするために高さ方向(上下方向)を誇張して記載したものであり、図8に示されるものに限定されるものではない。
図7及び図8に示されるように、三角形からなる複数の角錐面78の少なくとも1つは二等辺三角形で構成される。特に、本実施形態においては角錐部分77が4つの二等辺三角形を角錐面78とする四角錘であるとして説明する。したがって、複数の角錐面78とは、四角錘を構成する4つの角錐面78が相当する。上椀部51及び下椀部52は、このような角錐面78をその内面及び外面として、少なくとも一部が形成される。
角錐部分77の底面の各頂点76と角錐部分77の頭頂部80とを結ぶ線の1つが、上椀部51及び下椀部52の筒状の中央部79に沿った第1方向A又は当該第1方向Aに直交する第2方向Bに沿って形成される。筒状の中央部79とは、上椀部51及び下椀部52を筒状とした場合に、図1に示されるように第1方向Aに沿って所定の幅を有して形成される部分が相当する。
角錐部分77の底面とは4つの頂点76を結んで形成される四角形の面が相当する。角錐部分77の頭頂部80とは四角錘の先端が相当する。角錐部分77の底面の各頂点76と角錐部分77の頭頂部80とを結ぶ線の1つ(例えば線77A)が、第1方向Aに沿って形成される。ここで、上述のように本実施形態では角錐部分77は4つの二等辺三角形からなる角錐面78を備えて構成される。したがって、線77Aが第1方向Aに沿って形成された場合には、線78Bが第2方向Bに沿って形成されることとなる。このように角錐部分77を構成することにより、樹脂燃料タンク100が外部から荷重を受けた場合に、角錐部分77が荷重を吸収し、樹脂燃料タンク100が破損して燃料が漏れるのを防止することが可能となる。
図1−図3に示されるように、角錐部分77は、上椀部51及び下椀部52の第2方向Bの略全周に亘って形成され、上椀部51及び下椀部52の第1方向Aの中央部79に形成すると好適である。特に角錐部分77は、ポンプ取付口32やその周囲、及び底部33には形成されていないが、必要に応じて形成することは可能である。なお、略全周とは、上椀部51と下椀部52とを接続する接続部分Zにおいては角錐部分77を形成していないので略全周となる。しかしながら、上椀部51と下椀部52との接続部分Zにおいても、角錐部分77を形成することは当然に可能であるし、本発明の権利範囲である。
上述したように上椀部51及び下椀部52の少なくとも一部の内面及び外面が、複数の角錐面78を備えた角錐部分77を複数連ねて形成される。即ち、図4及び図5に示されるように上椀部51及び下椀部52の少なくとも一部の内面及び外面が凹凸を有するように形成される。
例えば樹脂燃料タンク100が備えられる環境温度が高くなると、燃料が樹脂燃料タンク100内で揮発し内圧が高くなる。一方、環境温度が低くなると環境温度が高い場合に比べて内圧は低くなる。このように環境温度の変動により、樹脂燃料タンク100内の圧力も変動する。
角錐部分77はこのような内圧の変動を吸収する機能を備えている。即ち、樹脂燃料タンク100の内圧が高くなった場合には角錐部分77の凹凸が広がり、その容積を大きくする。したがって、樹脂燃料タンク100の内圧が高くなりすぎることを防止する。一方、樹脂燃料タンク100の内圧が低くなった場合には角錐部分77の凹凸が狭まり、元の容積に戻る。したがって、樹脂燃料タンク100の内圧が低くなりすぎることを防止する。このように角錐部分77は、適宜、伸びと復帰とを繰り返すので樹脂燃料タンク100の割れを生じ難くすることができる。
このようにして角錐部分77は、樹脂燃料タンク100内の圧力を略一定に維持する機能も備えている。なお、角錐部分77は、樹脂燃料タンク100の内圧が高くなった場合を基準に形成すると好適である。
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、上椀部51の中央部79に周囲に窪み41を有する開口部(ポンプ取付口32)が形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。下椀部52の中央部79に、周囲に窪み41を有する開口部(ポンプ取付口32)を形成することも当然に可能である。
上記実施形態では、角錐部分77を構成する4つの角錐面78が二等辺三角形で形成し、係る場合には、線77A及び線77Bが、夫々第1方向A及び第2方向Bに沿って形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。角錐部分77の底面の各頂点76と角錐部分77の頭頂部80とを結ぶ線の1つが、上椀部51及び下椀部52の筒状の中央部79に沿った第1方向A又は当該第1方向Aに直交する第2方向Bに沿って形成することも当然に可能である。即ち、第1方向A及び第2方向Bのいずれか一方に形成することも当然に可能である。このような構成とすることにより、各頂点76と頭頂部80とを結ぶ前記線の1つに直交する側からの荷重を吸収することは当然に可能である。
上記実施形態では、角錐部分77は、上椀部51及び下椀部52の第2方向Bの略全周に亘って形成され、上椀部51及び下椀部52の第1方向Aの少なくとも中央部79に形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。角錐部分77は、上椀部51及び下椀部52の第1方向Aの略全周に亘って形成し、上椀部51及び下椀部52の第2方向Bの少なくとも中央部79に形成することも当然に可能である。このように角錐部分77を形成した場合であっても、上述した効果を得ることは当然に可能である。
上記実施形態では、角錐部分77は四角錘からなる部分であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものはない。例えば、角錐部分77を三角錐から構成することも当然に可能である。このような三角錐からなる角錐部分77を連ねたものが図9に示される。係る場合には、3つの頂点76を結んで形成された底面が正三角形で構成すると好適である。この頂点76と頭頂部80とを結ぶ線の1つ77Bが、第2方向Bに沿って形成すると好適である。このように形成することにより、第1方向Aから受ける荷重を角錐部分77が好適に吸収することが可能であるのは当然である。なお、角錐面77は全てが二等辺三角形で形成される必要はなく、図9に示されるハッチングを付した三角形のみ(即ち、線77Bを二等辺三角形を構成する3つの辺に含まない角錐面78)を二等辺三角形で形成するだけで良い。また、線77Bが第2方向Bに沿って形成することも当然に可能である。係る場合には、第2方向Bから受ける荷重を角錐部分77が好適に吸収することが可能となる。
上記実施形態では、上椀部51及び下椀部52の少なくとも一部の内面及び外面が、複数の角錐面78を備えた角錐部分77を複数連ねて形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。上椀部51及び下椀部52の内面及び外面の全てに亘って複数の角錐面78を備えた角錐部分77を複数連ねて形成することも当然に可能である。
上記実施形態では、角錐部分77は樹脂燃料タンク100の内側に突出する形態で形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。角錐部分77が樹脂燃料タンク100の外側に突出する形態で形成することも当然に可能である。
本発明は、ブロー成形にて成形される、上椀部と下椀部とが組み合わされた中空形状からなる樹脂燃料タンクに利用可能である。
51:上椀部
52:下椀部
76:頂点
77:角錐部分
78:角錐面
79:中央部
80:頭頂部
100:樹脂燃料タンク
A:第1方向
B:第2方向

Claims (3)

  1. ブロー成形にて成形される、上椀部と下椀部とが組み合わされた中空形状からなる樹脂燃料タンクにおいて、
    筒状の中央部と、当該中央部の第1方向に沿う両端部に形成された側端部とを有し、
    複数の角錐面を備えた角錐部分を複数連ねて前記上椀部及び前記下椀部の少なくとも一部の内面及び外面が形成され、
    前記複数の角錐面の少なくとも1つが二等辺三角形であり、
    前記角錐部分の底面の各頂点と前記角錐部分の頭頂部とを結ぶ線の1つが、前記第1方向又は前記第1方向に直交する第2方向に沿って形成されてあり、
    前記角錐部分が、前記中央部の前記第2方向の略全周に亘って形成され、前記側端部には形成されていない樹脂燃料タンク。
  2. 前記角錐部分が4つの二等辺三角形を角錐面とする四角である請求項1に記載の樹脂燃料タンク。
  3. 記第1方向における前記上椀部及び前記下椀部の中央の前記第2方向での断面の内面が、前記上椀部及び前記下椀部の接続部分に接続されて前記上椀部及び前記下椀部の中央側に延出されると共に所定の半径からなる一対の第1円弧部と、前記所定の半径より大きい半径からなると共に前記一対の第1円弧部に亘って接続される第2円弧部と、を有して形成され、
    前記第2方向における前記上椀部及び前記下椀部の中央の前記第1方向での断面の内面が、前記上椀部及び前記下椀部の接続部分に接続されて前記上椀部及び前記下椀部の中央側に延出される一対の第3円弧部と、前記一対の第3円弧部に亘って接続される接続部と、を有して形成されてある請求項1または2に記載の樹脂燃料タンク。
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