JPS61249825A - 自動車燃料タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一般的に自動車燃料タンクにして、タンク内燃
料送出器組立体と共働するようになった一体構造の燃料
貯蔵器を有する自動車燃料タンクに関する。ざらに詳述
すれば本発明は自動車燃料タンクにして、一体構造の燃
料貯蔵器を形成する流体圧加熱成形タンク壁を有する自
動車燃料タンクに関する。

（従来の技術） 自動車燃料タンクは典型的には金属または合成材料より
なるタンク壁と、燃料送出型組立体（燃料取入れ組立体
とも称される）にして、燃料タンク内に装架されかつ自
動車エンジンに燃料を送給するようになった燃料送出型
組立体とよりなっている。一般的にはエンジンに供給さ
れる燃料の借は気化器によって制御され、該気化器は典
型的には気化器ボール、すなわち気化器内に配置される
燃料貯蔵器を有している。このような燃料貯蔵器は、燃
料タンク内の燃料レベルが低下した時に、燃料送出型組
立体による燃料の供給が中断されるようになるために必
要とされる。このことは特に自動車が加速されたり、旋
回せしめられたりする時に言える。最近においては自動
車エンジンに対して、気化器ボール燃料貯蔵器を持たな
い電子的燃料噴射装置が使用されるようになった。した
がって燃料タンクの中に貯蔵器を設け、低燃料時におい
てタンク内燃料送出器組立体により燃料の連続的供給が
確実に行われるようにする必要がある。

もし燃料送出量組立体に燃料が供給されないようになれ
ばエンジンは失速するに至る。技術的には多くのタンク
内燃料貯蔵器の設計が知られている。

しかしながらこれらの設計は典型的に多くの構成部材よ
りなる組立体を含み、したがって組立費が高くなると共
に重量が不当に大となる。ヘニングおよび他の米国特許
第４，３０５．４１６号はこのような条部材組立体の典
型的なものである。この特許には燃料タンクにして、バ
ックアップタンク組立体および関連構成部材が該燃料タ
ンク内に装架されるようになった燃料タンクが記載され
ている。

在来においてはタンクの底面内に一体的に塑造された貯
蔵器を有する燃料タンク壁を流体圧加熱成形法によって
形成し、すなわち加熱成形を行う時に包旋状の底壁が得
られるようにし、それによって燃料貯蔵器を形成せんと
する試みがなされたが、満足すべき結果は得られなかっ
た。ここに言う流体圧加熱成形とは加熱された熱可塑性
加工物の表面に空気〈または他のガスあるいは液体）圧
力を加え、該加工物をその下に位置する成形工具の形状
に適合させることである。流体圧加熱成形技術の周知の
例は吹込み成形であり、この成形技術においては溶融さ
れた熱可塑性材料のバリソンを形成し、これを塑造室の
中に封入する。バリソンの端部は密封され、かつ該バリ
ソンの中に流体圧力が噴射され、このバリソンが塑造室
の表面に対して外向きに拡張せしめられる。流体圧加熱
成形技術の他の例としては真空成形があり、この技術に
おいては成形工具の表面から真空を作用させて大気圧を
作動せしめ、加工物を成形工具の表面に適合させるよう
になっている。このような流体圧加熱成形技術によって
形成された自動車燃料タンクは他の材料を使用して他の
方法によって形成された燃料タンクに比し、費用および
重量の点において相当優れかつ設計の融通性においても
有利である。しかしながら在来においては適当に効果的
な一体構造の燃料貯蔵器を備え、しかも重量的にも他の
方法と競争し得るような燃料タンクを、不当に薄いタン
ク壁部分を発生（貯蔵器を形成するために壁材料を伸張
せしめることに起因する）せしめることなくかつ他の許
容し難い構造的な欠点を伴なうことなく、流体圧加熱成
形法によって形成することはできなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は流体圧加熱成形法によって形成し得る燃
料タンクにして、タンク壁内に一体構造の流体貯、ｉ！
器を有する燃料タンクを供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば自動車燃料タンクは流体圧加熱成形法に
よって形成されたタンク壁を有し、該タンク壁が底壁と
、該底壁と一体的に形成され、かつこの底壁から上向き
に延びた相対する側壁とよりなっている。前記燃料タン
クはタンク壁と一体的に形成された燃料貯蔵器を有し、
かつ前記底壁の面からタンク内に上向きに延びた二つの
相対する実質的にＣ字形の隆起、すなわち壁よりなって
いる。前記各隆起は側壁の対応する一つと一体をなす第
１端部において特定の高さを有し、かつこの第１端部か
ら相対する側壁の方に向って第２端部に延びている。各
隆起はその第２端部から遠い方の点から、なるべくは該
隆起が他の隆起に近づきはじめる点からタンクの底壁の
面に至るまでその高さが実質的に連続して減少している
。これら二つの隆起は共働して前記底壁の前記表面域の
一部分を部分的に囲繞し、それによってタンクの中に燃
料貯蔵器を形成するようになっている。各隆起の第２端
部は他の隆起から離れ、すなわち各隆起および他の隆起
の第２端部の間にはチャンネルが生じ、該チャンネルは
実質的に燃料タンクの底壁の面内に位置し、低燃料状態
においても燃料を燃料タンクの残余の部分から、前記燃
料貯蔵器内に流入せしめ得るようになっている。

本発明の他の特色によれば、一体構造の燃料貯蔵置を備
えた前記の如き自動車燃料タンクを形成する好適な方法
が得られる。特にこのような方法は咎溶融熱可塑性材料
のバリソンを形成する段階と：■前記バリソンが溶融状
態にある間にこれを塑造室内に吹込んで成形する段階に
して、該塑造室の塑造面が燃料タンクの所要外部輪郭に
対応し、かつ前記燃料貯蔵器のＣ字形隆起に対応する貯
蔵器形成隆起を供するようになった段階と：（Ｃ）前記
熱可塑性材料が冷却した後に前記塑造室から燃料タンク
を取外す段階とよりなっている。

本発明によれば自動車燃料タンクを流体圧加熱成形技術
により、熱可塑性材料から形成することができ、該燃料
タンクは壁厚の均一な一体構造の燃料貯蔵器を有し、貯
蔵容積が大であり、失われるタンク容積（貯蔵器壁がタ
ンク容積内に突入することに起因する）が小さく、かつ
在来に較べてその製作費が少なくて済む。事実本発明の
出現以前においては一体構造の燃料貯蔵器を有する流体
圧加熱成形燃料タンクは、たとえば旅客用自動車に対し
ては工業的に形成することは不可能であつた。本発明の
出現した今日においては燃料タンクにして、適当な容積
の燃料貯蔵器を備えているばかりでなく、貯蔵器壁自体
の容積が許容し得る程度に小さく（貯蔵器壁の容積はタ
ンク内の燃料容積を小さくする）、シかも貯蔵器壁の形
成時におけるタンク壁材料の厚さを適当に維持し得るこ
とによって他の材料、設計および製造技術を使用する場
合と比肩し得るようになる。本発明の他の特色および利
点は添付図面によって次に説明する好適な実施例によっ
て明らかとなる。

（実施例） 第１図〜第５図において、燃料タンク１０は底壁１）、
側壁１２ａ　、　１２ｂ　１端壁１３ａ、１３ｂおよび
頂壁１４よりなり、これら壁はすべて集約的に燃料タン
ク壁と称することとする。図示の好適な実施例によって
明らかな如く、底壁１）は段１５ａ、１５ｂを有し、こ
れら段の間における底壁の内面は残余の底壁内面部分よ
り低くなるように形成されている。前記実施例において
は燃料貯蔵器に隣接する底壁の表面部分は押下げられて
おり、底壁の面と言う場合には底壁表面部分のこのよう
に押下げられた部分の面を意味する。燃料貯蔵器内の底
壁の表面部分は該燃料貯蔵器の外方底部の表面部分より
低くすることができる。

図示の燃料タンクにおいてはタンク壁は相互に一体的に
形成され、かつ燃料貯蔵器２０はこれらの壁と一体的に
形成されている。この燃料貯蔵器は図示の如く実質的に
Ｃ字形の二つの相対する隆起２１ａ、２１ｂよりなって
いる。これら二つの燃料貯蔵器隆起は実質的に同じ形状
を有している。

各隆起は底壁の面から上向きに燃料タンクの中に延び、
かつ一つの側壁から他の側壁に向って、実質的に底壁の
面と平行となるように横方向に延びている。さらに詳述
すれば各隆起はある高さを有する第１端部２２ａ、２２
ｂからはじまり、該第１端部はそれぞれ前記側壁１２ａ
、１２ｂの対応するものと一体をなしている。隆起の高
さはその第１部分においては実質的に一定にとどまり、
次に隆起の第２端部２３ａ、２３ｂの方に向って実質的
に連続して減少し、該第２端部のこの点において燃料タ
ンク底壁面の中に広がるようにすることが望ましい。前
記二つの隆起、すなわち二つの燃料貯蔵器壁は共働して
燃料タンク底壁の部分２４を部分的に囲繞する。各燃料
貯蔵器壁の端部と、他の燃料貯蔵器壁との間にはチャン
ネルが形成される。このようなチャンネル２５ａ、２５
ｂは底壁面と共面をなし、タンク内のレベルが下がった
時においても、該燃料タンクの残余の部分から燃料貯蔵
器の中に燃料が流入し得るようにする。

以上の説明によって明らかな如く、燃料は燃料貯蔵器壁
によって該燃料貯蔵器の中に捕えられる。

したがって車輌が加速される時、傾斜路面を昇降する時
および同様な車輌の動力学的状態においては燃料は貯蔵
器内に保持され、燃料送出器組立体に対して使用し得る
ようになる。この燃料送出器組立体（図示せず）は熟練
技術者には周知である種々の設計によるものとなすこと
ができる。典型的には前記燃料送出組立体はタンク内に
装架されたまたはタンクから離れて位置するポンプとさ
れ、さらにタンク内の燃料の表面に浮くように装架ざれ
た燃料取入れ口とされる。燃料のレベルが低下した時に
はこの燃料取入れ口が燃料と共に下降し、燃料貯蔵器部
分に入る。したがってこの燃料貯蔵器が作動し、燃料タ
ンクから車輌エンジンに至る燃料供給の中断を阻止する
ようになる。

燃料貯蔵器の壁の高さが、第２端部２３ａ〜２３ｂから
遠い方の点から、なるべくは前記壁が他の壁に近づきは
じめる点から低くなるようにされていることが特に本発
明の重要な性質である。各壁はその第２端部において底
壁の面と一緒になる。

このようになすことによって貯蔵器の容積を著しく増加
せしめ、かつ燃料レベルの低い状態において貯蔵器の燃
料保持力を著しく高め得ることがわかった。事実もし貯
蔵器壁の高さが他の壁に近づく時に減少せず、その第２
端部に至るまで同じ高さにとどまれば、チャンネル２５
ａ　、２５ｂを横切って材料の膜状化が生じるために適
当なタンクを形成し難くなることがわかった。すなわち
このような設計による時は燃料タンクの壁に強い応力が
加わり、それによって前記チャンネルを横切つて材料の
望ましからざる膜状化またはしわが発生するようになる
。このような膜またはしわはもちろんダムとして作用し
、燃料貯蔵器部分に対する燃料の流入を阻止する。この
材料伸張に起因する膜状化は低粘性の材料を使用しても
、流体圧加熱成形法を行う時に高い流体圧（適度なレベ
ル範囲内にある）を使用しても避けることはできない。

この膜状化は貯蔵器の壁が他の貯Ｒ器壁から遠く離れた
点で終るようにすれば、すなわち二つの壁の間のチャン
ネルを拡げるようにすれば避けることができるが、これ
は燃料貯蔵器の容積を著しく減少せしめかつ低燃料状態
において車輌が動力学的に作動する時の貯蔵器燃料捕捉
能力を低下させる原因となるから望ましいことではない
。同様な　　　　゛ことは他の燃料貯蔵器壁の第２端部
に近接する部域において各燃料貯蔵器壁の高さを減少せ
しめることにより、燃料貯蔵器間のチャンネルを横切っ
て発生する前述の伸張に起因する膜状化を避けんとする
場合についても言える。

本発明の好適な実施例によれば図示の如く、燃料貯蔵器
壁の第１端部２２ａ、２２ｂはそれぞれ燃料タンクの側
壁１２ａ、１２ｂに対してほぼ９０度の角度をなしてい
る。もし燃料貯蔵器壁がこれ以外の角度で前記側壁と出
会えば、貯蔵器壁はその片側において鋭角によって交差
するようになる。熟練技術者の容易に理解し得る如く、
このように鋭角で交差する時には加熱成形行程において
材料に大きな応力を発生させることとなる。これを避け
るには交差部分における曲率半径を大にするか、または
側壁と交差する点において貯蔵器壁の高さを減少せしめ
る以外に方法はない。曲率半径を大とすれば必然的に貯
蔵器壁の全容積は増加し、これはもちろん燃料タンクの
全燃料体積が対応して減少することを意味する。側壁と
の交差点における燃料貯蔵器壁の高さが小さい時に生じ
る大きな欠点に関しては前に説明した。

本発明による燃料タンクの大きな利点はタンク壁に薄い
部分の生じるのを避は得ることである。

すなわち本発明の流体圧加熱成形燃料タンクにおいては
、他の形状による場合に必要とされるよりは薄い開始材
料を使用することにより、所要の如く壁の厚さを最も薄
くすることができる。このようにタンク壁を所要の如く
最も薄くすることは厚い開始材料を使用することによっ
ても可能であるが、この場合は重量の点で不都合が生じ
、自動車の燃料効率を低下させる。

前述の如く流体圧加熱成形には吹込み成形および真空成
形の如き技術が含まれる。本発明の方法によれば燃料タ
ンクは前述の如く真空成形法によって形成され、さらに
好適には技術的に周知の吹込み成形法によって形成され
る。このような燃料タンクの吹込み成形はバリソン、す
なわち溶融熱可塑性材料のチューブを形成する段階と、
前記バリソンを塑造工具の室内に封入する段階とを有し
ている。バリソンの端部は実質的に気密チューブを形成
するように相互にはさまれ、このチューブの中に流体圧
力が噴射される。この流体圧力は燃料タンクの所要の外
部輪郭に対応する成形工具の表面に対してバリソンを拡
張させる。この成形工具はなお燃料貯蔵器のＣ字形隆起
に対応する貯蔵器壁成形隆起となるようにされる。吹込
み成形された燃料タンクは次に、典型的にはある程度冷
却された後に、吹込み成形室から取出される。本発明に
より吹込み成形された燃料タンクにおいてはタンク壁は
完全に一体をなし、燃料貯蔵器を形成する底壁内に包旋
形部分を有するようになることがわかる。

以上の説明から熟練技術者にとって明らかな如く、種々
の適当な熱可塑性材料を使用することができる。一般的
にはもし燃料タンクを旅客用自動車に対して使用する場
合には、材料の伸張および引張り強さの関数であるすぐ
れた“粘り強さ”が得られる。この粘り強さは低温粘り
強さを含むものであり、この点については特に使用材料
は運転時に燃料タンクが受ける最低温度より低いガラス
遷移温度を有するものとすべきである。材料はなお燃料
タンクによって搬送すべき燃料および運転中に燃料タン
クがさらされる腐食性の化学的物質に対して十分に不活
性であることが必要とされる。

現在好んで使用されるのは密度がほぼ０．９４５−０．
９５２グラム／立方センチメートル（ＡｓＴＭ　　Ｄ−
７９２によって測定した）の高密度熱可塑性ポリエチレ
ンで、溶融インデックスが１０分間当りほぼ１２グラム
以下（ＡＳＴＭ　　Ｄ−１２３８によって測定、状態下
は重−２１，６キログラムを使用）、引張強さが少なく
とも１８２゜８キログラム／平方センチメートル（２６
００ボンド／平方インチ’）（ＡＳＴＭ　　Ｄ−６３８
による、タイプ４、ｓ　ｐｅｃ　　ｏ　ｉｅ″Ｃ”５０
立方センチメートル／分）、伸びが少なくともほぼ２０
０パーセント（ＡＳＴＭ　　Ｄ−６３８によって測定、
タイプ４．３ｐｅｃ　　［）ｉｅ″Ｃ”５０立方センチ
メートル／分）のもので、カーボンブラックをほぼ０．
７５〜１．２５重量パーセントを含んでいる。

以上の説明により熟練技術者は他の適当な材料を容易に
知ることができる。材料の適合性は主として燃料タンク
の使用目的によるものであることがわかる。燃料タンク
壁を透過することによる揮発性炭化水素燃料の放射を減
少させるための適当な手段は技術的に周知である。この
ような手段としてはたとえば燃料タンクの内面をフッ素
ガスによって処理する方法および少なくともポリエチレ
ン材料の場合にある種のバリヤーレシンを混合する方法
がある。

真空成形技術によって製造する時には、燃料タンクは典
型的には二つの半部分として、すなわち二つの殻体とし
て形成され、下方手部分が燃料貯蔵器を有する底壁より
なり、かつ第２半部分が頂壁と、側壁および端壁の一部
分とよりなるようにすることができる。前記二つの半部
分は燃料タンク形成技術に周知の方法によって相互に密
封される。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車燃料タンクの透視図（燃料送出各組立体
と、同様な装置および付属具を削除し、一部を点線で表
わした）で、タンクの底壁に一体的に形成された燃料貯
蔵器を示したもの、第２図は第１図に示された燃料貯蔵
器および燃料タンクの囲１）壁部分の平面図、第３図は
第２図の燃料貯蔵器の側面図で、線３−３に沿って取ら
れた断面を表わしたものであり、タンクの底壁内におい
て燃料貯蔵器壁を形成する包施形を示す、第４図は第２
図の燃料貯蔵器の側面図で１）４−４に沿って取られた
断面を表わしたものであり、燃料貯蔵器壁を形成する燃
料タンク底壁内の包施形を示す、第５図は第２図の燃料
貯蔵器の端面図で、線５−５に沿って取られた断面を表
わしたものであり、燃料貯蔵器壁を形成する底壁の包施
形を示す。 １０：燃料タンク、１）：底壁、１２：側壁、１３：端
壁、１４：頂壁、１５：段、２０：燃料貯蔵器、２１：
隆起、２２：第１端部、２３：第２端部、２５：チャン
ネル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）自動車燃料タンクにして、流体圧を加えかつ加熱
   して形成されたタンク壁を有し、該壁が底壁と、この底
   壁と一体的に形成されかつこの底壁から上向きに延び、
   相対するように形成された側壁とよりなつている燃料タ
   ンクにおいて、前記タンク壁と一体的に形成された燃料
   貯蔵器にして、前記底壁の面から前記タンク内に上向き
   に延びる実質的にＣ字形の二つの相対する隆起よりなる
   燃料貯蔵器を有し、前記各隆起が前記側壁の対応する一
   つと一体をなす第１端部において特定の高さを有し、か
   つ相対する側壁の方に向つて第２端部に延び、前記隆起
   が前記第２端部から遠い方の点からほぼ前記底壁の面に
   至るまでその高さが実質的に連続して減少し、前記隆起
   が共働して前記底壁の前記表面域の一部分を部分的に囲
   繞するようになつており、前記各隆起の第２端部および
   前記他の隆起間のチャンネルが実質的に前記底壁の面内
   を延び、燃料を該底壁の表面域の残余の部分から前記部
   分的に囲繞された表面域に流入せしめ得るようになつて
   いることを特徴とする燃料タンク。 （２）特許請求の範囲第１項記載の燃料タンクにおいて
   、前記各隆起の前記第１端部が該端部の発出する側壁と
   ほぼ９０度の角度をなし、該第１端部の前記特定の高さ
   が実質的に前記隆起の最大高さと等しくなるようにされ
   ている燃料タンク。 （３）特許請求の範囲第１項記載の燃料タンクにおいて
   、前記タンク壁が高密度熱可塑性ポリエチレンにして、
   密度がほぼ０．９４５と０．９５２との間、溶融インデ
   ックスが毎１０分当りほぼ１２グラム以下、引張強さが
   少なくともほぼ １８２．８キログラム／平方センチメートル（２，６０
   ０ポンド／平方吋）、伸びが少なくともほぼ２００％、
   カーボングラック含有量が０．７５重量％と１．２５重
   量％との間にある高密度熱可塑性ポリエチレンよりなつ
   ている燃料タンク。 （４）特許請求の範囲第１項記載の燃料タンクにおいて
   、前記底壁表面の部分的に囲繞された部分が該底面表面
   域の前記残余部分の少なくとも一部分より小となるよう
   にされている燃料タンク。 （５）特許請求の範囲第１項記載の燃料タンクにおいて
   、前記タンク壁が真空によつて形成されるようになつて
   いる燃料タンク。 （６）特許請求の範囲第１項記載の燃料タンクにおいて
   、さらに相対する端壁と、前記底壁と相対する頂壁とよ
   りなり、前記端壁および前記頂壁が前記底壁および前記
   側壁と一体をなしている燃料タンク。 （７）特許請求の範囲第６項記載の燃料タンクにおいて
   、前記タンク壁が吹込み成形法によつて形成されるよう
   になつている燃料タンク。 （８）自動車燃料タンクにして、一体に形成されたタン
   ク壁を有し、該壁が底壁と、該底壁から上向きに延びか
   つ相対する側壁とよりなつている燃料タンクにおいて、
   前記タンク壁と一体をなす燃料貯蔵器にして、前記底壁
   の面から前記タンク内に上向きに延びる実質的にＣ字形
   の二つの相対する隆起よりなる燃料貯蔵器を有し、前記
   各隆起が前記側壁の対応する一つと一体をなす第１端部
   において特定の高さを有し、かつ相対する側壁の方に向
   つて第２端部に延び、前記隆起が前記第２端部から遠い
   方の点からほぼ前記底壁の面に至るまでその高さが実質
   的に連続して減少し、前記隆起が共働して前記底壁の表
   面域の一部分を部分的に囲繞するようになつており、前
   記各隆起の第２端部および他の隆起間のチャンネルが実
   質的に前記底壁の面内を延び、燃料を該底壁の表面域の
   残余の部分から前記部分的に囲繞された表面域に流入せ
   しめ得るようになつている燃料タンクを形成する方法に
   おいて、 （Ａ）溶融熱可塑性材料のバリソンを形成する段階と、 （３）前記バリソンが溶融状態にある間にこれを塑造室
   内に吹込んで成形する段階にして、該塑造室の塑造面が
   前記燃料タンクの外部輪郭に対応し、かつ前記燃料貯蔵
   器の前記Ｃ字形隆起に対応する貯蔵器壁形成隆起を形成
   するようになつている段階と、 （Ｃ）前記熱可塑性材料が冷却した後に前記塑造室から
   前記燃料タンクを取外す段階 とを有する方法。 （９）特許請求の範囲第８項記載の方法において、前記
   熱可塑性材料が高密度熱可塑性ポリエチレンにして、密
   度がほぼ０．９４５と０．９５２との間、溶融インデッ
   クスが毎１０分間当りほぼ１２グラム以下、引張強さが
   少なくともほぼ １８２．８キログラム／平方センチメートル、（２，６
   ００ボンド／平方インチ）、伸びが少なくともほぼ２０
   ０％、カーボンブラック含有量がほぼ０．７５重量％と
   １．２５重量％との間にある高密度熱可塑性ポリエチレ
   ンよりなつている方法。