JP7405413B2

JP7405413B2 - 構造部材および燃料タンク

Info

Publication number: JP7405413B2
Application number: JP2020048024A
Authority: JP
Inventors: 達也坂巻; 俊輔牧野
Original assignee: Ｓｒｄホールディングス株式会社
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2040-03-18
Also published as: JP2021113036A

Description

本発明は構造部材および燃料タンクに関する。

燃料タンクの如き容器には、その内側及び外側に種々の部材が取り付けられる。このような部材の取り付け方法として種々の技術が開示されている。また、燃料タンクは、従来は金属製のものが用いられてきたが、近年は軽量化等の理由から、熱可塑性樹脂の如き樹脂により成形される樹脂燃料タンクが用いられるようになっている。このような事情に鑑み、部品の燃料タンクなどのへの取り付け方法についても新たな技術が提案されている。

特許文献１は、壁部と支柱部材との結合部への応力の集中を抑制しながら変形を抑制することができる車両用燃料タンクを開示している。燃料タンク本体内には、上壁から底壁へ延設されると共に、長手方向のフランジ部が突出部にそれぞれ溶着された支柱部材が設けられている。支柱部材には、支柱部材における一対の突出部の近傍に変形起点部がそれぞれ設けられていることから、燃料タンク本体の上壁及び底壁が変形しようとする際に応力を支柱部材と壁部における突出部との結合部よりも変形起点部へ集中させることができる。これにより、突出部と支柱部材との結合部への応力の集中を抑制しながら変形を抑制することができる。

特許文献２は、複雑な機構を要することなく、しかも燃料タンクの肉厚の局部的な変化を抑制した樹脂燃料タンクの製造方法を提供する。凹部に対して進退自在に構成されたロッドの先端に弾性体入子が取り付けられている。先ず、ロッドを凹部から後退させることにより、弾性体入子が凹部に密着され、この状態で溶融樹脂からなるシート体を賦形することにより、シート体が凹部に密着された弾性体入子上に配置される。さらに、弾性体入子と凹部との間に空気を供給することによって、弾性体入子の周端部側が膨張変形して取付座本体の下面の外周部にシート体を密着させ、シールする。続いて、ロッドを凹部内に前進させることによって、取付座本体の下面に突出形成されたアンダーカット形状部に溶融樹脂（シート体）が供給され、カシメ部が形成される。

特開２０１８－１１１３７０号公報特開２０１７－１４９０５３号公報

特許文献１は、燃料タンク本体の上壁及び底壁が変形しようとする際に応力を変形起点部へ集中させ、突出部と支柱部材との結合部への応力の集中を抑制しながら変形を抑制することができる。これにより、燃料タンク本体全体の変形量を小さくし、外形を安定させることを図っているが、燃料タンク本体と支柱部材の接合の強度を上げることを目的としたものではない。

特許文献２は、燃料タンクに内蔵部品を取りつける技術に関するものであり、燃料タンクそのものの強度を向上させる構造部材に関するものではない。また、実際の燃料タンク製造には複雑な構造の型を要するものである。

また、特許文献１では、燃料タンクの内圧の上昇によるタンク変形時に発生する応力を変位起点部へ集中させているが、車両衝突時のような、水平方向からの衝撃荷重が燃料タンクに負荷された場合については考慮されていなかった。

本発明は、燃料タンクとの接続の強度向上を図る構造部材、そのような構造部材を採用した燃料タンクに関する。

本発明の構造部材は、燃料タンクの内部空間に配置されて、当該燃料タンクの壁を支持可能な構造部材であって、前記構造部材において、前記壁を支持する方向に沿う軸方向と、当該軸方向とは垂直な垂直方向を定義し、当該構造部材は、前記軸方向の少なくとも一端の側から見て、前記壁を構成する壁部材と接続可能な第１接続部及び当該第１接続部に隣接しつつ、当該第１接続部より前記一端から離れた位置に存在する第２接続部を少なくとも有し、前記第１接続部は、前記第２接続部よりも前記垂直方向において前記構造部材の中心側へ突出する突出部を備える。

本発明の構造部材において、例えば前記突出部は、前記垂直方向が存在する面において前記第１接続部の全周に渡って形成される。

本発明の構造部材において、例えば前記第２接続部において、前記垂直方向に沿って前記構造部材の内部から外部に貫通するガス通過路が形成される。

本発明の構造部材において、例えば、前記第１接続部及び第２接続部をそれぞれ有する１対の接続部と、前記１対の接続部間に配置される支柱胴部と、を備え、前記支柱胴部は、前記接続部との結合部分にノッチ部を有する。

本発明の構造部材において、例えば、前記ノッチ部は、前記接続部との結合部分の前記支柱胴部の断面積が徐々に減少するように、テーパ形状に切欠かれる。

本発明の構造部材において、例えば、前記ノッチ部は、軸方向において、前記燃料タンクの外形をなす主面から前記内部空間の側に窪んだ凹部の底部から３０ｍｍ以下の位置に形成される。

本発明の構造部材において、例えば、前記支柱胴部は、前記第２接続部との結合部分まで前記軸方向にそれぞれ延びる複数の起立壁を有し、前記第２接続部との結合部分における前記複数の起立壁の前記垂直方向の最小断面積は、前記ノッチ部を有しない前記複数の起立壁の前記垂直方向の断面積の５０％～７０％の範囲である。

本発明は、構造部材と、前記壁部材から構成され、前記内部空間を画定する本体と、を備える燃料タンクであって、前記壁部材は、前記燃料タンクの外形をなす主面から前記内部空間の側に窪んだ凹部を備え、前記凹部の底部において、前記壁部材は前記第１接続部および前記第２接続部と接続する。

本発明の燃料タンクにおいて、例えば前記第２接続部との接続領域において前記底部において露出した面の少なくとも一部が、前記第１接続部との接続領域において前記底部において露出した面の少なくとも一部より、前記構造部材の前記垂直方向において外側に存在する。

本発明の燃料タンクにおいて、例えば前記壁部材は第１の壁部材と、前記内部空間を隔てて前記第１の壁部材に対向した第２の壁部材を含み、前記構造部材は、前記第１の壁部材および前記第２の壁部材に接続する。

本発明の構造部材においては、第２接続部よりも壁部材側に近い第１接続部において、垂直方向に突出する突出部が設けられているため、燃料タンクとの強固な接続を確保することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る構造部材を用いた樹脂燃料タンクを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。図２は、樹脂燃料タンク内に設けられた構造部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、樹脂燃料タンクの製造工程を示す図であり、（ａ）は第１工程、（ｂ）は第２工程、（ｃ）は第３工程、（ｄ）は第４工程を示す。図４は、図３（ａ）のＰ領域の拡大図を示す。図５は、図３（ｃ）、（ｄ）の第３、第４工程、すなわち構造部材とパリソンとの接続の工程を詳細に説明する図であり、（ａ）は第１工程、（ｂ）は第２工程、（ｃ）は第３工程、（ｄ）は第４工程を示す。図６は、図５（ｂ）のＱ領域の拡大図を示す。図７は、第１実施形態の変形例の構造部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は構造部材の上部の側面図を示す。図８は、図７（ａ）のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った一部の領域であって、図７（ｂ）のＲ領域の拡大図を示す。図９は、第１実施形態の樹脂燃料タンクを示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）内部空間から上向きの力が作用したときの変形を示す断面図を示す。図１０は、凹部が存在しない樹脂燃料タンクを示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）内部空間から上向きの力が作用したときの変形を示す断面図を示す。図１１は、本発明の第２実施形態に係る樹脂燃料タンク内に設けられた構造部材を示す図である。図１２は、（ａ）は、図１１のＸＩＩＡ－ＸＩＩＡ線に沿った断面図であり、（ｂ）は、図１１のＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、図１１のＸＩＩＣ－ＸＩＩＣ線に沿った断面図である。図１３は、本発明の一実施形態に係る構造部材に設けられたノッチ部を説明するための図であり、（ａ）は図１１のＸＩＩＩＡ部拡大図であり、（ｂ）は図１１のＸＩＩＩＢ部拡大図である。第２実施形態に係る構造部材における応力の影響を説明するための図である。

以下、発明を実施するための形態に基づいて、本発明の詳細およびその他の特徴について説明する。

（第１実施形態）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る構造部材を用いた樹脂燃料タンクの一例の斜視図、断面図である。樹脂燃料タンク１００は、自動車等に取り付けられる燃料タンクであり、軽量化等の観点から、本体６０は熱可塑性樹脂の如き樹脂により成形されている。また、本体６０の内部空間には構造部材１が配置され、構造部材１が、本体６０の対向する二つの壁を接続することにより、樹脂燃料タンク１００の形状を維持する役割を果たす。構造部材１は、本体６０の上壁（第１の壁）を構成する第１の壁部材６１に形成された凹部６２の底部６２ａと、下壁（第２の壁）を構成する第２の壁部材６３の凹部６４の底部６４ａとを接続している。

すなわち、樹脂燃料タンク（燃料タンク）１００は、壁部材から構成され、内部空間Ｓを画定する本体と、内部空間Ｓに配置された構造部材１とを備える。壁部材は、内部空間Ｓを隔てて対向した第１の壁部材６１、第２の壁部材６３を含み、第１の壁部材６１は、樹脂燃料タンク１００の外形をなす主面から内部空間Ｓの側に窪んだ凹部６２を備え、第２の壁部材６３は、樹脂燃料タンク１００の外形をなす主面から内部空間Ｓの側に窪んだ凹部６４を備える。構造部材１は、凹部６２、６４が存在する箇所において第１の壁部材６１および第２の壁部材６３を接続しており、樹脂燃料タンク１００の強度を確保する。

図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る構造部材１の拡大図を示す。構造部材１は、内部空間Ｓに配置され、本体６０の壁を支持する方向（図では上下方向）に沿う軸方向Ｚと、軸方向Ｚとは垂直な垂直方向Ｘ、Ｙ（図では水平方向）によって定義される全体形状が略円筒形を呈する。構造部材１は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリアミド等の合成樹脂により成形され得るが特にその素材は限定されない。

また、構造部材１は、軸方向Ｚの少なくとも一端において、本体６０の壁を構成する第１の壁部材６１（または第２の壁部材６３）と接続可能な１対の接続部１８と、１対の接続部１８間に配置される支柱胴部２５と、を有している。本実施形態においては、構造部材１は第１の壁部材６１および第２の壁部材６３の両方に接続しているため、接続部１８は両端に存在する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように接続部１８は、凹部６２、６４の底部６２ａ，６４ａに接続している。

接続部１８は第１接続部１３と第２接続部１５とを備える。第１接続部１３は、構造部材１の最も端の部分に存在し、図２（ｂ）に示すように平坦な円環形状を呈している。第２接続部１５は、軸方向Ｚにおいて第１接続部１３に隣接しつつ、第１接続部１３より一端から離れた位置に存在する複数のリブ１５ａと、第１接続部１３と軸方向反対側で複数のリブ１５ａに隣接し、第１接続部１３と同じ外径を有する円盤状部１５ｂと、を有する。

第１接続部１３は、第２接続部１５よりも垂直方向Ｘ、Ｙにおいて構造部材１の中心側へ突出する突出部１３ａを備える。第２接続部１５は複数のリブ１５ａによって構成されており、リブ１５ａの一部は突出部１３ａと同様に、構造部材１の中心側へ突出している（図２（ｂ）では中央の二つのリブ）。ただし、少なくとも第１接続部１３における突出部１３ａは、垂直方向Ｘ、Ｙが存在する面、すなわち図２（ｂ）の面において、少なくとも一部で第２接続部１５よりも垂直方向Ｘ、Ｙにおいて構造部材１の中心側へ突出する。特に本実施形態において突出部１３ａは、垂直方向が存在する面において第１接続部１３の全周に渡って形成される。第１接続部１３、第２接続部１５については後に詳述する。

さらに第２接続部１５において、垂直方向Ｘ、Ｙに沿って構造部材１の内部から外部に貫通するガス通過路１１が形成されている。ガス通過路１１は、樹脂燃料タンク１００の製造工程において発生するガスを矢印Ｇの流れに沿って通過させる役割を果たし、その詳細は後述する。

支柱胴部２５は、軸方向Ｚの両側で、第２接続部１５との結合部分である円盤状部１５ｂまで軸方向にそれぞれ延び、且つそれぞれ連結される複数の起立壁２８を有する１対の支柱胴部端部２６と、１対の支柱胴部端部２６間に位置する支柱胴部中央部２７と、を有する。なお、第１実施形態において、支柱胴部２５は、１対の接続部１８間に配置され、１対の接続部１８と連続して成形されるものであれば、他の形状であってもよい。

図３は、樹脂燃料タンクの製造工程を示す図であり、（ａ）は第１工程である樹脂押出し工程、（ｂ）は第２工程である１次転写工程、（ｃ）は第３工程であるパーツ取付け工程、（ｄ）は第４工程である２次転写工程をそれぞれ示す。図３（ａ）の第１工程では、シート状の２枚の樹脂製のパリソン３１、３２（第１の壁部材６１、第２の壁部材６３の元となる）を押し出し、上側金型４１と中型５１の間にパリソン３１、中型５１と下側金型４２の間にパリソン３２を配置する。図３（ｂ）の第２工程では、上側金型４１と下側金型４２によって中型５１を挟み込み、中型５１を介して空気を吹き込むことによりパリソン３１、３２を上側金型４１、下側金型４２へ転写させる。

図３（ｃ）の第３工程では、中型５１を移動させた後、構造部材１を保持したパーツ圧着ツール５２を上側金型４１と下側金型４２の間に配置する。図３（ｄ）の第４工程では、パーツ圧着ツール５２を下側に移動させ、構造部材１を下側金型４２に転写されたパリソン３２に接続する。

図４は、図３（ａ）のＰ領域の拡大図を示す。上側金型４１は、金型本体４６と、凸部４３と、先端部４４とを備えており、第１の壁部材６１（パリソン３１）を加工するものである。金型本体４６は樹脂燃料タンク１００の外形となる第１の壁部材６１の主面を形成する。凸部４３は凹部６２を形成する。先端部４４は第１の壁部材６１と、構造部材１の接続部１８との接続を確実にする役割を果たす。下側金型４２も同じ構造を有しており、第２の壁部材６３（パリソン３２）を加工する。

図５は、図３（ｃ）、（ｄ）の第３、第４工程、すなわち構造部材１とパリソン３２との接続の工程を詳細に説明する図であり、（ａ）は第１工程、（ｂ）は第２工程、（ｃ）は第３工程、（ｄ）は第４工程を示す。ただし、本図では図３（ｃ）、（ｄ）とは異なり、上側金型４１により、構造部材１とパリソン３１を接続する例を挙げて説明する。

図５（ａ）の第１工程では、上側金型４１と上側金型４１に転写したパリソン３１が、構造部材１から離れて配置されており、図３（ｃ）に対応した状態である。図５（ｂ）の第２工程では、構造部材１を矢印Ａの様に上側に移動させパリソン３１に接触させると、所定の温度をもって流動体の状態（半固化状態）にあるパリソン３１が、構造部材１の接続部１８に流れ込み、冷えて固化することにより、パリソン３１と構造部材１が接続する。この工程については図６を用いて更に詳細に説明する。図５（ｃ）の第３工程では、上側金型４１を矢印Ｂの様に上側に移動させ、パリソン３１から上側金型４１を引き離す。この結果、図４（ｄ）の第４工程では、互いに接続したパリソン３１と構造部材１が残り、図３（ｄ）に対応した状態になる。尚、下側金型４２もパリソン３２、構造部材１に対して同様の作用をする。

図６は、図５（ｂ）のＱ領域の拡大図を示す。すなわち、構造部材１をパリソン３１に接触させると、所定の温度をもって流動体の状態（半固化状態）にあるパリソン３１が、矢印Ｃで示す方向に沿って構造部材１の接続部１８に流れ込み、冷えて固化することにより、パリソン３１により構成される第１の壁部材６１と構造部材１が接続する。尚、図６は、図５（ｂ）のＱ領域の拡大図であるが、図２（ｂ）におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った部分を示しており、便宜上本来は現れない第１接続部１３の断面を図示している。第２接続部１５を構成するリブ１５ａは本図には現れていないが、実際は断面を示した第１接続部１３の下に第２接続部１５を構成するリブが存在しており、図６ではその部分を指し示している。

上記のようなプロセスを経た結果、第１の壁部材６１には、樹脂燃料タンク１００の外形をなす主面から内部空間Ｓの側に窪んだすり鉢状の凹部６２が形成されることになる。また、凹部６２の底部６２ａにおいて、第１の壁部材６１は構造部材１の第１接続部１３および第２接続部１５と接続することになる。ここで第１の壁部材６１の側から見ると、第１接続部１３、第２接続部１５が順番に位置し、第１接続部１３は、第２接続部１５よりも垂直方向Ｘ、Ｙにおいて構造部材１の中心側へ突出する突出部１３ａを備える。詳しくは図２（ｂ）で示したように、第２接続部１５を構成する複数のリブ１５ａのうち一部を除いて、第１接続部１３は、第２接続部１５よりも垂直方向Ｘ、Ｙにおいて構造部材１の中心側へ突出する。すなわち、第１の壁部材６１の側から見て第１接続部１３と第２接続部１５はいわゆるアンダーカット構造を呈し、第１の壁部材６１は、第１接続部１３の下側に潜り込むように形成される。これにより、第１の壁部材６１と構造部材１は接続部１８において強固に接続される。

また、上述したように第２接続部１５において、垂直方向Ｘ、Ｙに沿って構造部材１の内部から外部に貫通するガス通過路１１が形成されている。このため図５（ｂ）のプロセスでは、流動体であるパリソン３１が矢印Ｃに従って第１接続部１３の下側に流れ込む際に、不可避的に発生するガスが、図６の矢印Ｇで示すようにガス通過路１１を通って、構造部材１の内部から外部に排出される。これにより、ガスが接続部１８に残留することを抑制し、第１の壁部材６１と構造部材１との接続を安定化させることができる。

さらに、上側金型４１の突出部４３は凹部６２を形成し、先端部４４は底部６２ａを形成し、かつ、上記のようなパリソン３１の流れを促進して第１の壁部材６１と、構造部材１の接続部１８との接続を確実にする。さらに先端部４４の周囲には先端部４４の垂直方向に突出した凸状の周縁部４５が設けられている。周縁部４５が突出する方向は、構造部材１の垂直方向Ｘ、Ｙと一致しており、周縁部４５は第１接続部１３および第２接続部１５によって実現されるアンダーカット構造の方向へ延びている。このような構成により、流動体であるパリソン３１の矢印Ｃ方向への流れが促進され、第１の壁部材６１と構造部材１との接続がより強固なものとなる。このような金型を採用した結果、完成した樹脂燃料タンク１００の凹部６２においては、第２接続部１５との接続領域において底部６２ａにおいて露出した面Ｒ２の少なくとも一部が、第１接続部１３との接続領域において底部６２ａにおいて露出した面Ｒ１の少なくとも一部より、構造部材１の垂直方向Ｘ、Ｙにおいて外側に存在することになる。

図７は、第１実施形態の変形例の構造部材１を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は構造部材１の上部の側面図を示す。図８は、図７（ａ）のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った一部の領域であって、図７（ｂ）のＲ領域の拡大図を示す。本実施形態の構造部材１においては、他のガス通過路１２が構造部材１の軸方向にも設けられており、ガス通過路１１が第１のガス通過路と定義すると、ガス通過路１２は第２のガス通過路と定義される。

すなわち第２接続部１５において、第１のガス通過路１１に加えて、軸方向Ｚに沿って構造部材１の上部から下部へ貫通する第２のガス通過路１２が形成されている。このため図５（ｂ）のプロセスでは、発生したガスが、第１のガス通過路１１のみならず第２のガス通過路１２を通って構造部材１の下方へ排出される。これにより、ガスが接続部１８に残留することを抑制し、第１の壁部材６１と構造部材１との接続をさらに安定化させることができる。

図９は、本実施形態の樹脂燃料タンク１００を示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）は内部空間Ｓから上向きの力Ｄが作用したときの変形を示す断面図を示す。内部空間Ｓに貯留した燃料から発生したガス等により、このような力が発生することがあり得る。本実施形態においてはすり鉢状の凹部６２が形成されており、たとえ樹脂燃料タンク１００が変形しても、構造部材１と第１の壁部材６１との接続部１８周辺の形状は維持されやすい。よって、接続部１８の周辺に過大な応力が発生するのを防止することができる。尚、図６～９で述べた作用効果は、第２の壁部材６３においても同様である。

一方、図１０は、凹部が存在しない樹脂燃料タンクを示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）は内部空間Ｓから上向きの力Ｄが作用したときの変形を示す断面図を示す。このような形状においては、変形時に接続部１８の周辺に過大な応力がかかりやすく、接続部１８、構造部材１の破損につながりやすいと考えられる。

尚、本体６０、構造部材１を形成する素材は特に限定されない。本体６０は、変性ポリエチレン、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂により成形され得るが、特に素材は限定されない。また、構造部材１は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリアミド等の合成樹脂により成形され得るが、特に素材は限定されない。本体６０と構造部材１を同じ素材により成形してもよい。また、図２（ｂ）に示すように実施形態では突出部１３ａは、垂直方向が存在する面において第１接続部１３の全周に渡って形成されるが、突出部は必ずしも全周に渡って形成される必要はなく、一部欠けた個所があっても構造部材と壁部材の必要な強度が確保されれば問題はない。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る構造部材について、図１１～図１４を参照して説明する。なお、第１実施形態の構造部材と同等な構造については、同一符号または相当符号を付して、説明を省略または簡略化する。

本実施形態においても、構造部材１ａは、１対の接続部１８と、支柱胴部２５とが連続して成形され、支柱胴部２５は、軸方向Ｚの両側で、第２接続部１５との結合部分である円盤状部１５ｂまで軸方向にそれぞれ延び、且つそれぞれ連結される複数の起立壁２８を有する１対の支柱胴部端部２６と、１対の支柱胴部端部２６間に位置する支柱胴部中央部２７と、を有する。具体的に、図１２（ｃ）に示すように、複数の起立壁２８は、中央位置で互いに交差して連結する第１、第２の起立壁２８ａ，２８ｂと、第２の起立壁２８ｂの径方向両端部で連結され、第１の起立壁２８ａと平行に延び、外面が円弧状の第３の起立壁２８ｃと、を有する。
なお、本実施形態では、複数の起立壁２８はそれぞれ連結されて、接続部１８と支柱胴部中央部２７に軸方向両側で結合されているが、複数の起立壁２８の一部は、他の起立壁２８と連結されずに、接続部１８と支柱胴部中央部２７に軸方向両側で結合されてもよい。

また、本実施形態では、支柱胴部２５は、接続部１８との結合部分にノッチ部２１を有する。即ち、ノッチ部２１は、第２接続部１５の円盤状部１５ｂとの結合部分に、当該結合部分の支柱胴部２５の断面積が徐々に減少するように、テーパ形状に切欠かれる。
より具体的には、図１３に示すように、第１の起立壁２８ａは、円盤状部１５ｂとの結合部分において、Ｘ、Ｙ方向において、断面略三角形のテーパ形状に切欠かれる。また、第３の起立壁２８ｃは、円弧状の外面が、断面略三角形で円錐テーパ形状に切欠かれる。
なお、ここでは、ノッチ部２１の形状を、応力を受けた際の破断の起点になりやすい断面略三角形としているが、これに限定されない。また、ノッチ部２１を形成する起立壁２８の箇所は、いずれでもよく、例えば、第１～第３の起立壁２８ａ～２８ｃのすべてに設けてもよい。

ノッチ部２１は、軸方向において、第１の壁部材６１の凹部６２の底部６２ａから３０ｍｍ以下の位置に形成される。即ち、凹部６２の底部６２ａから第２接続部１５の円盤状部１５ｂとの間の距離Ｌは、３０ｍｍ以下に設定される。したがって、衝撃荷重が印加される壁部材６１，６３に比較的近い位置にノッチ部２１が形成されるので、衝撃荷重が印加された際に応力集中がノッチ部２１に働き、この部分で破断し易くなる。

また、図１２（ｂ）に示す、第２接続部１５との結合部分における複数の起立壁２８の垂直方向の最小断面積は、図１２（ｃ）に示す、ノッチ部２１を有しない部分での複数の起立壁２８の垂直方向の断面積の５０％～７０％の範囲に設定される。即ち、ノッチ部２１における上記最小断面積は、通常時には、燃料タンクの変形を抑制して、燃料タンクを補強する機能を保持しつつ、車両衝突時には、ノッチ部２１が破断しやすいように設計される。

このように形成された構造部材１ａを有する燃料タンクでは、図１４に示すように、車両衝突時には、第１の壁部材６１または第２の壁部材６３に垂直方向から衝突荷重Ｆが印加される。このとき、構造部材１にノッチ部２１がない構成の場合には、衝突荷重Ｆによって、壁部材６１，６３が点線で示すように変形し、構造部材と壁部材との結合部Ｐに高い応力が集中し、壁部材６１，６３に亀裂が発生する可能性がある。

一方、構造部材１ａがノッチ部２１を有する場合には、応力集中部がノッチ部２１に移るため、ノッチ部２１で構造部材１ａが積極的に破断する。これにより、壁部材６１，６３に亀裂が発生する可能性を抑制することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
また、上記の説明に用いた「第１」「第２」といった表現は、説明を行うために便宜上用いた表現であり、これにより発明の内容を限定することを意図するものではない。

例えば、上記実施形態では、構造部材１が、図３に示す、ツインシート成形法で使用される場合について説明したが、本発明の構造部材は、樹脂燃料タンクの他の製造方法においても適用可能である。
また、本発明のノッチ部を有する構造部材は、本実施形態の接続部の第１接続部が、第２接続部よりも垂直方向において構造部材の中心側へ突出する突出部を有する構成に限らず、接続部が任意の構造を有する場合にも適用可能である。
即ち、本発明の構造部材は、燃料タンクの壁を構成する壁部材と接続する１対の接続部と、１対の接続部間に配置される支柱胴部と、を備え、支柱胴部は、接続部との結合部分にノッチ部を有する。これにより、衝撃荷重によって、壁部材と構造部材との結合部において、燃料タンクの壁部材に亀裂が発生する可能性を抑制することができる。特に、薄肉の壁部材を有する燃料タンクにおいて、壁部材に穴あきが生じるのを確実に抑制できる。

１構造部材
１１（第１の）ガス通過路
１２（第２の）ガス通過路
１３第１接続部
１３ａ突出部
１５第２接続部
１８接続部
２１ノッチ部
２５支柱胴部
２８，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ起立壁
３１パリソン
３２パリソン
４１上側金型
４２下側金型
５１中型
５２パーツ圧着ツール
６０本体
６１第１の壁部材
６２凹部
６３第２の壁部材
６４凹部
１００樹脂燃料タンク（燃料タンク）

Claims

燃料タンクの内部空間に配置されて、当該燃料タンクの壁を支持可能な構造部材であって、
前記構造部材において、前記壁を支持する方向に沿う軸方向と、当該軸方向とは垂直な垂直方向を定義し、当該構造部材は、
前記軸方向の少なくとも一端の側から見て、前記壁を構成する壁部材と接続可能な第１接続部及び当該第１接続部に隣接しつつ、当該第１接続部より前記一端から離れた位置に存在する第２接続部を少なくとも有し、
前記第１接続部は、前記第２接続部よりも前記垂直方向において前記構造部材の中心側へ突出する突出部を備え、
前記第２接続部は、前記軸方向において前記第１接続部に隣接しつつ、当該第１接続部より前記一端から離れた位置に存在する複数のリブと、前記第１接続部と軸方向反対側で前記複数のリブに隣接し、前記第１接続部と同じ外径を有する円盤状部と、を有し、前記壁部材と接続可能である、
構造部材。
請求項１に記載の構造部材であって、
前記突出部は、前記垂直方向が存在する面において前記第１接続部の全周に渡って形成される、
構造部材。
燃料タンクの内部空間に配置されて、当該燃料タンクの壁を支持可能な構造部材であって、
前記構造部材において、前記壁を支持する方向に沿う軸方向と、当該軸方向とは垂直な垂直方向を定義し、当該構造部材は、
前記軸方向の少なくとも一端の側から見て、前記壁を構成する壁部材と接続可能な第１接続部及び当該第１接続部に隣接しつつ、当該第１接続部より前記一端から離れた位置に存在する第２接続部を少なくとも有し、
前記第１接続部は、前記第２接続部よりも前記垂直方向において前記構造部材の中心側へ突出する突出部を備え、
前記第２接続部において、前記垂直方向に沿って前記構造部材の内部から外部に貫通するガス通過路が形成される、
構造部材。
燃料タンクの内部空間に配置されて、当該燃料タンクの壁を支持可能な構造部材であって、
前記構造部材において、前記壁を支持する方向に沿う軸方向と、当該軸方向とは垂直な垂直方向を定義し、
当該構造部材は、
前記軸方向の少なくとも一端の側から見て、前記壁を構成する壁部材と接続可能な第１接続部及び当該第１接続部に隣接しつつ、当該第１接続部より前記一端から離れた位置に存在する第２接続部をそれぞれ有する１対の接続部と、
前記１対の接続部間に配置される支柱胴部と、
を備え、
前記第１接続部は、前記第２接続部よりも前記垂直方向において前記構造部材の中心側へ突出する突出部を備え、
前記支柱胴部は、前記接続部との結合部分にノッチ部を有し、
前記ノッチ部は、前記接続部との結合部分の前記支柱胴部の断面積が徐々に減少するように、テーパ形状に切欠かれる、
構造部材。
請求項４に記載の構造部材であって、
前記ノッチ部は、軸方向において、前記燃料タンクの外形をなす主面から前記内部空間の側に窪んだ凹部の底部から３０ｍｍ以下の位置に形成される、
構造部材。
燃料タンクの内部空間に配置されて、当該燃料タンクの壁を支持可能な構造部材であって、
前記構造部材において、前記壁を支持する方向に沿う軸方向と、当該軸方向とは垂直な垂直方向を定義し、
当該構造部材は、
前記軸方向の少なくとも一端の側から見て、前記壁を構成する壁部材と接続可能な第１接続部及び当該第１接続部に隣接しつつ、当該第１接続部より前記一端から離れた位置に存在する第２接続部をそれぞれ有する１対の接続部と、
前記１対の接続部間に配置される支柱胴部と、
を備え、
前記第１接続部は、前記第２接続部よりも前記垂直方向において前記構造部材の中心側へ突出する突出部を備え、
前記支柱胴部は、前記接続部との結合部分にノッチ部を有し、
前記支柱胴部は、前記第２接続部との結合部分まで前記軸方向にそれぞれ延びる複数の起立壁を有し、
前記第２接続部との結合部分における前記複数の起立壁の前記垂直方向の最小断面積は、前記ノッチ部を有しない前記複数の起立壁の前記垂直方向の断面積の５０％～７０％の範囲である、
構造部材。
請求項１から６のいずれか１項に記載の構造部材と、
前記壁部材から構成され、前記内部空間を画定する本体と、
を備える燃料タンクであって、
前記壁部材は、前記燃料タンクの外形をなす主面から前記内部空間の側に窪んだ凹部を備え、
前記凹部の底部において、前記壁部材は前記第１接続部および前記第２接続部と接続する、燃料タンク。
請求項７に記載の燃料タンクであって、
前記第２接続部との接続領域において前記底部において露出した面の少なくとも一部が、前記第１接続部との接続領域において前記底部において露出した面の少なくとも一部より、前記構造部材の前記垂直方向において外側に存在する、
燃料タンク。
請求項７または８に記載の燃料タンクであって、
前記壁部材は第１の壁部材と、前記内部空間を隔てて前記第１の壁部材に対向した第２の壁部材を含み、
前記構造部材は、前記第１の壁部材および前記第２の壁部材に接続する、
燃料タンク。
燃料タンクの内部空間に配置されて、当該燃料タンクの壁を支持可能な構造部材であって、前記構造部材において、前記壁を支持する方向に沿う軸方向と、当該軸方向とは垂直な垂直方向を定義し、当該構造部材は、前記軸方向の少なくとも一端の側から見て、前記壁を構成する壁部材と接続可能な第１接続部及び当該第１接続部に隣接しつつ、当該第１接続部より前記一端から離れた位置に存在する第２接続部を少なくとも有し、前記第１接続部は、前記第２接続部よりも前記垂直方向において前記構造部材の中心側へ突出する突出部を備える、構造部材と、
前記壁部材から構成され、前記内部空間を画定する本体と、
を備える燃料タンクであって、
前記壁部材は、前記燃料タンクの外形をなす主面から前記内部空間の側に窪んだ凹部を備え、
前記凹部の底部において、前記壁部材は前記第１接続部および前記第２接続部と接続し、
前記第２接続部との接続領域において前記底部において露出した面の少なくとも一部が、前記第１接続部との接続領域において前記底部において露出した面の少なくとも一部より、前記構造部材の前記垂直方向において外側に存在する、
燃料タンク。