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技術 燃料タンクおよび燃料タンクの製造方法

出願人 豊田合成株式会社
発明者 金子健一郎中川正幸西博
出願日 2001年3月27日 (20年9ヶ月経過) 出願番号 2001-090742
公開日 2002年10月3日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2002-285928
状態 特許登録済
技術分野 液体燃料の供給 推進装置の冷却,吸排気,燃料タンクの配置
主要キーワード 挟持効果 装着座 宙づり 内壁上面 溶着効果 内壁側面 サイド方向 挟持方向
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年10月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

従来の燃料タンクタンク上下方向の剛性が低かった。

解決手段

本発明の燃料タンク1は、燃料貯蔵するタンク本体10と、タンク本体10の内部に固着されバルブポンプなどの機能構成物22が一体的に配設されるモジュールと、を備える燃料タンク1であって、モジュールは、燃料タンク1の上下方向の剛性を高めるためにタンク本体10の内壁上面26と内壁下面27との間に立設される柱状モジュール20であることを特徴とする。またこの燃料タンク1の製造方法は、柱状モジュール20を作製する柱状モジュール作製工程と、柱状モジュール20をパリソン内周側に配置する柱状モジュール配置工程と、パリソンを挟持し柱状モジュール20をパリソン内周面に溶着する柱状モジュール溶着工程と、パリソンを膨張させて燃料タンク1のタンク本体10を形成するタンク本体形成工程と、を含んでなることを特徴とする。

概要

背景

自動車などの燃料タンクには、満量規制バルブ燃料ポンプなどの機能構成物が配設されている。これらの機能構成物はエンジンへの燃料の供給などを円滑に行うため不可欠である。

機能構成物は、通常、燃料タンクの外側からフランジなどを介して配設されている。しかしながら、フランジを介して機能構成物を配設すると、配設部の周縁気密性あるいは液密性を確保するために、Oリングなどのシール部材別途装着する必要がある。

そこで、特開平1−301227号公報には、フランジを用いずに機能構成物を配設する燃料タンクとして、機能構成物を燃料タンクの内壁側に配設する樹脂製燃料タンク紹介されている。

図4にこの燃料タンク108の断面図を示す。タンク本体107は中空直方体状を有している。またタンク本体107は樹脂製でありブロー成形により作製される。板状モジュール103は、樹脂製の基体109とこの基体109に配設される機能構成物100とからなる。このモジュール103は、タンク本体107の互いに対向する内壁側面間に橋設されている。

このように、従来は、機能構成物100を板状モジュール103に一体的に配設し、この板状モジュール103をタンク本体107内に架橋状に設置することにより、機能構成物を燃料タンクの内壁側に配設していた。

概要

従来の燃料タンクはタンク上下方向の剛性が低かった。

本発明の燃料タンク1は、燃料を貯蔵するタンク本体10と、タンク本体10の内部に固着されバルブやポンプなどの機能構成物22が一体的に配設されるモジュールと、を備える燃料タンク1であって、モジュールは、燃料タンク1の上下方向の剛性を高めるためにタンク本体10の内壁上面26と内壁下面27との間に立設される柱状モジュール20であることを特徴とする。またこの燃料タンク1の製造方法は、柱状モジュール20を作製する柱状モジュール作製工程と、柱状モジュール20をパリソン内周側に配置する柱状モジュール配置工程と、パリソンを挟持し柱状モジュール20をパリソン内周面に溶着する柱状モジュール溶着工程と、パリソンを膨張させて燃料タンク1のタンク本体10を形成するタンク本体形成工程と、を含んでなることを特徴とする。

目的

本発明の燃料タンクおよび燃料タンクの製造方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。すなわち本発明の目的は、上下方向の剛性の高い燃料タンクおよびこの燃料タンクの簡単な製造方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
8件

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請求項1

燃料貯蔵するタンク本体と、該タンク本体の内部に固着されバルブポンプなどの機能構成物が一体的に配設されるモジュールと、を備える燃料タンクであって、前記モジュールは、燃料タンクの上下方向の剛性を高めるために該タンク本体の内壁上面内壁下面との間に立設される柱状モジュールであることを特徴とする燃料タンク。

請求項2

前記柱状モジュールは円筒状である請求項1に記載の燃料タンク。

請求項3

前記柱状モジュールは、上下端に前記タンク本体の内壁上下面に埋設され該内壁上下面からの抜出を防止する抜け止めリブを備える請求項1に記載の燃料タンク。

請求項4

前記柱状モジュールは、外周面に前記機能構成物の配線収納され前記タンク本体の外部に延出するパイプ状の延出配管を備える請求項1に記載の燃料タンク。

請求項5

バルブやポンプなどの機能構成物が一体的に配設されるモジュールを内部に備える燃料タンクの製造方法であって、機能構成物を樹脂製の基体に固着させ柱状モジュールを作製する柱状モジュール作製工程と、該柱状モジュールの軸方向とチューブ状であって半溶融状態の樹脂からなるパリソンの直径方向とがほぼ平行となるように、該柱状モジュールを該パリソンの内周側に配置する柱状モジュール配置工程と、該パリソンを外周側であってかつ該柱状モジュールの軸方向両側から挟持し、該柱状モジュールの軸方向両端を該パリソンの内周面に挟持する柱状モジュール挟持工程と、該パリソンを膨張させて該容器型に押し広げ、次いで冷却して燃料タンクのタンク本体を形成するタンク本体形成工程と、を含んでなる燃料タンクの製造方法。

技術分野

0001

本発明はバルブポンプなどの機能構成物が一体的に配設されるモジュールを内部に備える燃料タンクおよびこの燃料タンクの製造方法に関する。

背景技術

0002

自動車などの燃料タンクには、満量規制バルブや燃料ポンプなどの機能構成物が配設されている。これらの機能構成物はエンジンへの燃料の供給などを円滑に行うため不可欠である。

0003

機能構成物は、通常、燃料タンクの外側からフランジなどを介して配設されている。しかしながら、フランジを介して機能構成物を配設すると、配設部の周縁気密性あるいは液密性を確保するために、Oリングなどのシール部材別途装着する必要がある。

0004

そこで、特開平1−301227号公報には、フランジを用いずに機能構成物を配設する燃料タンクとして、機能構成物を燃料タンクの内壁側に配設する樹脂製燃料タンク紹介されている。

0005

図4にこの燃料タンク108の断面図を示す。タンク本体107は中空直方体状を有している。またタンク本体107は樹脂製でありブロー成形により作製される。板状モジュール103は、樹脂製の基体109とこの基体109に配設される機能構成物100とからなる。このモジュール103は、タンク本体107の互いに対向する内壁側面間に橋設されている。

0006

このように、従来は、機能構成物100を板状モジュール103に一体的に配設し、この板状モジュール103をタンク本体107内に架橋状に設置することにより、機能構成物を燃料タンクの内壁側に配設していた。

発明が解決しようとする課題

0007

しかし、上記従来の燃料タンクでは、燃料タンクの上下方向の剛性補強することができない。すなわち、上記従来の燃料タンク108によると、タンク本体107の互いに対向する内壁側面間を架橋して板状モジュール103が配設されている。このため燃料タンク108の横方向の剛性は補強できても、上下方向の剛性を補強することはできない。むしろ、板状モジュール103はタンク本体107内において宙づりの状態であるため、自重により板状モジュール103がたわみ、却って上下方向の剛性が低下するおそれすらある。

0008

本発明の燃料タンクおよび燃料タンクの製造方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。すなわち本発明の目的は、上下方向の剛性の高い燃料タンクおよびこの燃料タンクの簡単な製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

(1)上記課題を解決するため請求項1に記載の燃料タンクは、燃料を貯蔵するタンク本体と、タンク本体の内部に固着されバルブやポンプなどの機能構成物が一体的に配設されるモジュールと、を備える燃料タンクであって、モジュールは、燃料タンクの上下方向の剛性を高めるためにタンク本体の内壁上面と内壁下面との間に立設される柱状モジュールであることを特徴とする。

0010

つまり、請求項1の燃料タンクは、機能構成物が配設されるモジュールを柱状モジュールとするものである。柱状モジュールは、燃料タンクの外殻をなすタンク本体の内壁上面と内壁下面との間に、柱のように設置されている。この柱状モジュールが、ちょうど衝返棒(つっかえぼう)のような役割を果たすことにより、燃料タンクの上下方向の歪みが抑制される。すなわち燃料タンクの上下方向の剛性を補強する。

0011

柱状モジュールの形状は、機能構成物を配設できさえすれば特に限定するものではない。例えば角筒状、円筒状などにすることができる。好ましくは、柱状モジュールを円筒状とする構成がよい。

0012

この構成によると柱状モジュールの外面は角部の無い円周面となる。このため柱状モジュールにより燃料タンク内における燃料の流動が妨げられることがない。

0013

また柱状モジュールの上下端に、柱状モジュールとタンク本体との接合強化する機構を設けてもよい。好ましくは、柱状モジュールを上下端にタンク本体の内壁上下面に埋設され内壁上下面からの抜出を防止する抜け止めリブを備える構成とする方がよい。

0014

つまりこの構成は、柱状モジュールの上端および下端に抜け止めリブを配置するものである。抜け止め防止リブは、タンク本体の内壁上面および内壁下面に埋設されている。そして、タンク本体に上下方向から引っ張り応力が加わる際、柱状モジュールが引き抜かれてしまうことを防止する役割を有している。このため抜け止めリブは、内周方向、外周方向にかかわらず柱状モジュールの径方向延出していればよい。また抜け止めリブの形状は特に限定するものではない。さらに抜け止めリブは、柱状モジュールの上端および下端の全周に渡って配置されている必要もない。例えば90度ごと、あるいは60度ごと、というように一定角度ごとに離間して配置されていてもよい。

0015

また機能構成物の駆動などに必要な配線配設場所も特に限定するものではない。好ましくは、柱状モジュールは外周面に機能構成物の配線が収納されタンク本体の外部に延出するパイプ状の延出配管を備える構成とする方がよい。

0016

つまりこの構成は柱状モジュールの外周面に延出配管を配置するものである。延出配管は、柱状モジュールの外周面からタンク本体の外部に延出している。この延出配管の内周側には機能構成物の配線が配置されている。すなわち延出配管は、機能構成物の配線を保護しながらタンク外部に導出する役割を有している。延出配管の長さ、径などは特に限定するものではない。また延出配管の素材は、燃料に不溶性の材料とすればよい。また延出配管は、例えばタンク本体のフィラーネックパイプから外部に延出させればよい。これにより、フィラーネックパイプ以外に外部との連通部がなくなるため、耐燃料透過性がよい。

0017

この構成によると、上下方向の圧縮応力のみならず引っ張り応力にも強い燃料タンクを提供することができる。またこの構成によると、機能構成物の配線を保護できる燃料タンクを提供することができる。

0018

(2)また、上記課題を解決するため請求項5に記載の燃料タンクの製造方法は、バルブやポンプなどの機能構成物が一体的に配設されるモジュールを内部に備える燃料タンクの製造方法であって、機能構成物を樹脂製の基体に固着させ柱状モジュールを作製する柱状モジュール作製工程と、柱状モジュールの軸方向とチューブ状であって半溶融状態の樹脂からなるパリソンの直径方向とがほぼ平行となるように、柱状モジュールをパリソンの内周側に配置する柱状モジュール配置工程と、パリソンを外周側であってかつ柱状モジュールの軸方向両側から挟持し、柱状モジュールの軸方向両端をパリソンの内周面に挟持する柱状モジュール挟持工程と、パリソンを膨張させて容器型に押し広げ、次いで冷却して燃料タンクのタンク本体を形成するタンク本体形成工程と、を含んでなることを特徴とする。

0019

樹脂製の燃料タンクは一般的にブロー成形により作製される。ブロー成形とは、まず半溶融状態の「パリソン」と呼ばれるチューブ状の中間成形体を作製し、次にこのパリソンの外周側に容器型を配置して閉型し、最後に閉型後のパリソンの内周側から空気などを吹き込むことによってパリソンを型に沿わせて風船のように膨らませ成形体を得る成形方法である。

0020

請求項5の製造方法は、このブロー成形法一連の工程の中に、柱状モジュールを配置して挟持する工程を組み込み、タンク本体の形成と柱状モジュールの挟持とを同期的に行うものである。具体的には、閉型前の段階でパリソンの内周側に柱状モジュールを挿入する。そして閉型時の容器型の押圧力により柱状モジュールをパリソンの内周面に挟持する。

0021

ここで、柱状モジュールの基体を形成する樹脂とパリソン(タンク本体)を形成する樹脂とは溶着性が良い方が好ましい。例えば柱状モジュールとパリソンとを同種樹脂により形成する場合のように、溶着性が良好だとパリソンで柱状モジュールを挟持する際に挟持効果に加えて溶着効果も得ることができる。このため成形後のタンク本体と柱状モジュールとの接合強度を上げることができる。

0022

また柱状モジュールの基体を形成する樹脂とパリソン(タンク本体)を形成する樹脂との溶着性が悪い場合であっても、柱状モジュールの上下端に径方向に延出する抜け止めリブを設け、この抜け止めリブをパリソン内壁に埋設させることにより接合強度を上げることができる。

0023

請求項5の製造方法によると、ブロー成形の工程の流れを妨げることなく、むしろ半溶融状態のパリソンを用いるというブロー成形の特質をうまく利用して、柱状モジュールの挟持を簡単に行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0024

以下、本発明の燃料タンクおよび燃料タンクの製造方法の実施の形態について説明する。

0025

(1)燃料タンク
図1に本実施形態の燃料タンクの断面図を示す。図1に示すように本実施形態の燃料タンク1は、タンク本体10と柱状モジュール20とからなる。

0026

タンク本体10は高密度ポリエチレン(HDPE)製であって、横方向に広い中空直方体状を有している。このタンク本体10の側壁には、円形のフィラーネックパイプ穴11が形成されている。

0027

一方、柱状モジュール20は円筒状を有している。柱状モジュール20は、HDPE製の基体21と、この基体21に固着される機能構成物22(図1中点線で示す部分)と、からなる。柱状モジュール20は、タンク本体10の内壁上面26と内壁下面27との間に立設されている。また柱状モジュール20の外周面の上端は内壁上面26に、下端は内壁下面27に埋設されている。そして柱状モジュール20の上端及び下端には、リング状の抜け止めリブ23が周設されている。この抜け止めリブ23はタンク本体10に上下方向から引っ張り応力が加わる際、柱状モジュール20がタンク本体10から抜けてしまうのを防いでいる。柱状モジュール20の外周面上部には、パイプ状の延出配管24が接続されている。この延出配管24は、タンク本体10の内壁上面に沿って横方向に延び、内壁側面に沿って下方向に延び、フィラーネックパイプ穴11からタンク本体10外に延出している。延出配管24の内部には、例えば機能構成物22からの電気信号を取り出すための電気配線などが配置されている。

0028

本実施形態の燃料タンクによると、フィラーネックパイプ穴11をそのまま延出配管24の経路として利用しているため、別途延出配管24専用の通孔などをタンク本体10に設ける必要がない。

0029

本実施形態の燃料タンクにおいては、柱状モジュール20の上端及び下端に抜け止めリブ23を設けたが、柱状モジュールが抜けるおそれがなければ抜け止めリブ23を設けない形態で実施することもできる。また柱状モジュールの上端および下端をタンク本体の内壁上面および内壁下面に埋設したが、埋設しない形態で実施してもよい。

0030

また柱状モジュール20の設置場所は、タンク本体10の内壁上面26と内壁下面27との間であれば特に限定しない。すなわち、柱状モジュール20の上端がタンク本体の内壁上面26に当接した状態で固定され、かつ柱状モジュール20の下端がタンク本体10の内壁下面27に当接した状態で固定されていればよい。

0031

なお柱状モジュール20に一体的に配設される機能構成物22としては、例えば燃料計センサープレッシャーレギュレーター、満量規制バルブ、過給油防止バルブロールオーバーバルブ、燃料ポンプなどがある。

0032

(2)燃料タンクの製造方法
本実施形態の燃料タンクの製造方法は、柱状モジュール作製工程と柱状モジュール配置工程と柱状モジュール挟持工程とタンク本体形成工程とからなる。

0033

まず、柱状モジュール作製工程について説明する。本工程では、基体と機能構成物とから柱状モジュールを作製する。基体はHDPE製であって射出成形により中空円筒状に成形されている。この基体の外周面上端および下端にはリング状の抜け止めリブが周設されている。一方基体の内周側には装着座が設置されている。この装着座にねじ締め、溶着などにより機能構成物を固着する。なお、機能構成物の電気配線などは、基体外周面上部から横方向にクランク状に延出するステンレス製の延出配管に通される。

0034

次に、柱状モジュール配置工程について説明する。本工程ではまず、図2に示すように、柱状モジュール20を横にして、パリソン成形機7の下方に配置する。このとき柱状モジュール20は、延出配管24がパリソン成形機7の下端に固定されることにより(図略)、宙吊り状態となっている。本工程では次に、チューブ状のパリソン30をパリソン成形機7から押し出す。なおパリソン30は多層構成を有し、最内外層はHDPE製である。またパリソン30は半溶融状態である。パリソン成形機7から押し出されることにより、パリソン30は宙吊りの柱状モジュール20の周囲まで垂下される。このとき柱状モジュール20の両端がパリソン30の内周面と接触しないようにする。また延出配管24のクランク端が、ちょうどパリソン30の径方向中央に位置するように調整する。

0035

次に、柱状モジュール挟持工程について説明する。本工程では図2に示すように、一対のサイド型40、41という一対の直方体状の容器型4で、サイド方向からパリソン30を挟持して閉型する。この挟持方向は、パリソン30内部の柱状モジュール20の軸方向と平行である。サイド型40、41の内壁には、それぞれ凹部400、410が形成されている。サイド型40、41を閉じると、これらの凹部400、410に柱状モジュール20の両端が配置される。そして柱状モジュール20の両端の抜け止めリブ23が、半溶融状態のパリソン30の内周面に沈み込む。また凹部400、410の周縁部分の半溶融樹脂が、抜け止めリブ23を覆うように回り込む。このようにして、柱状モジュール20の両端がパリソン30の内周面に埋設される。この状態で、パリソン30の熱が柱状モジュール20の両端に伝達される。そしてパリソン30に柱状モジュール20が挟持されるとともに溶着される。なお、容器型4を閉型すると、上方中央に開口が形成される。この開口には延出配管24のクランク端が配置される。

0036

次に、タンク本体形成工程について説明する。本工程では、図3に示すように、パリソン30の内周側に、閉型により形成された開口8からブローピン70を挿入し空気を圧入する。そしてパリソン30をキャビティに沿わせて直方体状に膨張させる。このときパリソン30は主に横方向(図3を描く紙面垂直方向)に膨張する。そしてパリソン30は容器型4の隅々まで押し広げられる。その後パリソン30は冷却、固化しタンク本体となる。最後に、容器型4の一対のサイド型40、41を開き、バリなどをカットする。こうして、内部に柱状モジュールが配置された燃料タンクを得る。

0037

本実施形態の製造方法においては、柱状モジュールの基体をHDPE製としたが、タンク本体との抜け止め構造を備えていれば、例えばPOM、PAなどの樹脂でもよい。

0038

また本実施形態の製造方法の柱状モジュール配置工程においては、柱状モジュールの両端がパリソンの内周面に接触しないように、予め配置された柱状モジュールのまわりにパリソンを垂下したが、その逆でもよい。また柱状モジュールの配置方法は、本実施形態の製造方法のように延出配管をパリソン成形機側から把持する方法の他、専用の保持具を設ける方法もある。

0039

また本実施形態の製造方法の柱状モジュール挟持工程においては、一対のサイド型という一対の容器型により成形を行ったが、容器型の型数は特に限定しない。パリソン内周側において柱状モジュール両端を挟持できれば、例えば4枚、6枚でもよい。

0040

また本実施形態の製造方法の柱状モジュール挟持工程においては、パリソン内周面に柱状モジュール両端の抜け止めリブを埋設したが、埋設しない形態で実施してもよい。

発明の効果

0041

本発明の燃料タンクによると上下方向の剛性の高い燃料タンクを提供することができる。また、本発明の燃料タンクの製造方法によると上下方向の剛性の高い燃料タンクを間単に作製できる製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0042

図1本発明の燃料タンクの断面図である。
図2本発明の製造方法において柱状モジュールを配置する様子を示す図である。
図3本発明の製造方法においてタンク本体をブロー成形する様子を示す図である。
図4従来の燃料タンクの断面図である。

--

0043

1:燃料タンク4:容器型7:パリソン成形機8:開口
10:タンク本体 11:フィラーネックパイプ穴 20:柱状モジュール
21:基体22:機能構成物 23:抜け止めリブ24:延出配管
26:内壁上面27:内壁下面 30:パリソン 40:サイド型
400:凹部 41:サイド型 410:凹部 70:ブローピン

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