JP4606154B2

JP4606154B2 - 自動車用燃料タンク

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Publication number: JP4606154B2
Application number: JP2004375495A
Authority: JP
Inventors: 奨英小林
Original assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; FTS Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006182093A

Description

本発明は、分割して射出成形された一対の成形品、即ち、アッパータンクとロアタンクを接合して形成する自動車用燃料タンクおよびその製造方法である。

従来、自動車用燃料タンクの構造としては、金属製のものが用いられていたが、近年、車両の軽量化や、錆が発生しないこと、所望の形状に成形しやすいことなどによって熱可塑性合成樹脂製のものが用いられるようになってきた。
合成樹脂製の自動車用燃料タンクの製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した合成樹脂のパリソンを円筒状にして上から押出して、そのパリソンを金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、自動車用燃料タンクを製造していた。

しかし、この方法では、自動車用燃料タンクのような大型の合成樹脂製中空製品の場合は、パリソンの全体の重量が大きくなり、また、自動車用燃料タンクの強度が必要な場合に、強度増加のため厚肉の自動車用燃料タンクを製造するときにもパリソンの重量が増加して、溶融状のパリソンを成形機の上部から金型に入れるときに下方に垂れるため、上部の肉厚が下部の肉厚よりも薄くなる場合があった。
また、自動車用燃料タンクのような複雑な形状をした製品の場合は、パリソンを金型内で膨張させたときに、パリソンの膨張の割合が製品の部位によって異なる場合があり、製品の肉厚にバラツキが生じる場合があった。

ブロー成形製の自動車用燃料タンクは、内部にリブや梁等を設けることも難しく、また、パリソンの膨張の割合が製品の部位によって異なる場合があり、タンクの肉厚にバラツキが生じる場合があった。従って、肉厚管理、品質管理に多大な労力を要していた。さらに、燃料タンク内に燃料バルブ等の付属品を取付けることも困難であった。
そのため合成樹脂製中空体を上下に分割して、それぞれ別に射出成形等により成形して、その後そのアッパータンクとロアタンクを突き合せ部にて衝合して燃料タンクを形成していた。

このような、アッパータンクとロアタンクを成形する方法においては、例えば、内面材、透過防止膜と外面材からなるシート状の積層体をプレス成形して、上下分割体を形成し、その後その上下分割体を溶着接合するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、アッパータンクとロアタンクのそれぞれについて、透過防止機能を有するフィルムを真空成形して賦形し、その後外面の保護層を射出成形して形成し、その後溶着接合するものもある（例えば、特許文献２参照。）。

上記のような、アッパータンクとロアタンクを別々に成形し、その後その開口周縁部を溶着、接合する必要がある場合においては、燃料タンク等については、この接合面の完全な溶着を保証し、接合部分の強度を確保することが必要である。
このため、溶着する接合面に熱板を直接接触させずに、少し離して輻射熱で溶融し、接合面を均一に加熱し、溶融する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかし、この場合は、接合面を加熱する時間がかかり生産性がよくなく、大型樹脂製品である燃料タンクでは、設備が巨大となってしまう場合がある。

また、均一な溶着を保証するために、合成樹脂を接合する場合に、振動溶着を使用し、振動溶着の接合面に加圧方向に対して均一な高さのリブを設けて、溶けるバリの量を均一として、均等に溶着することが提案されている（例えば、特許文献４参照。）。しかし、振動溶着を燃料タンクのような大型の樹脂製品に適用することは、この場合においても設備が巨大となり、均一な振動を与えることが困難であり、充分に均一な接合を得ることができなかった。
特開平５−１６９３８号公報特開平１０−１５７７３８号公報特開平１−３４７２２号公報特開平５−１０４５５２号公報

そのため、燃料タンクをアッパータンクとロアタンクに分割して形成し、そのアッパータンクとロアタンクの開口周縁部を均一に充分な強度で接合した、製造の容易な自動車用燃料タンクが求められていた。

上記課題を解決するための請求項１の本発明は、熱可塑性合成樹脂により分割して成形された自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体し、加圧して、一体的に接合して形成した自動車用燃料タンクにおいて、
アッパータンクとロアタンクのそれぞれの上記開口周縁部はその先端に、互いに当接して、溶着、合体する接合面を設け、接合面は、アッパータンクとロアタンクの側壁の壁の厚さ方向に直線で形成され、溶着時の加圧方向には少なくとも一部が曲線で形成され、接合面は、少なくとも一部分がアッパータンクとロアタンクの溶着時の加圧方向に垂直な平面から構成される面上に形成されるとともに、少なくとも一部分が傾斜面から構成される面上に形成され、傾斜面は加圧方向に垂直な平面に対し傾斜角度が４５度以下であり、
アッパータンクとロアタンクのそれぞれの接合面は、開口周縁部のいずれにおいて形成された部分においても、開口周縁部は、接合面から加圧方向に一定寸法において、開口周縁部の壁の厚さが一定の肉厚となるように上記壁の両面が平行に形成され、
それぞれの開口周縁部には開口周縁部の外周に、全周に亘り接合面から一定寸法離れて外周フランジ部を設け、アッパータンクとロアタンクの外周フランジ部は、それぞれ対向するように形成され、フランジ部は、断面形状が接合面に対し逆方向に屈曲するＬ字形であり、開口周縁部との間でフランジ凹部を形成し、フランジ凹部の底面はフランジ凹部押圧面を形成し、開口周縁部のいずれにおいて形成された部分においてもフランジ凹部押圧面と接合面との加圧方向の距離は同一に形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンクである。

請求項１の本発明では、熱可塑性合成樹脂により分割して成形された自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体し、加圧して、一体的に接合して形成した自動車用燃料タンクである。そのため、アッパータンクとロアタンクとを別々に成形することができ、それぞれを射出圧縮成形で成形して、寸法精度の高い、強度の強いアッパータンクとロアタンクを得ることができる。従って、アッパータンクとロアタンクとを組み合わせて形成された合成樹脂製燃料タンクは、寸法精度の高い精密な、かつ強度の高い製品を得ることができる。

アッパータンクとロアタンクの開口周縁部を互いに合体し、一体的に接合したため、分割成形された上下のタンクを容易に確実に一体化でき、強固な、溶着部分から液体等がもれ無い燃料タンクを得ることができる。アッパータンクとロアタンクは同じ材料を使用するので、接合は強固である。
また、アッパータンクとロアタンクの内部及び外側に補強リブや内蔵部品等を取付けることが容易にできる。

アッパータンクとロアタンクのそれぞれの上記開口周縁部はその先端に、互いに当接して、溶着、合体する接合面を設け、接合面は、アッパータンクとロアタンクの側壁の壁の厚さ方向に直線で形成され、溶着時の加圧方向には少なくとも一部が曲線で形成されている。このため、アッパータンクとロアタンクのそれぞれに凹面や燃料等の供給孔を設けるが、この凹面や燃料等の供給孔の位置を避けて、アッパータンクとロアタンクの接合面を自由に形成することができ、その形状、給油口等の位置を設計しやすくなり、設計の自由度が向上する。

アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部には開口周縁部の外周に、全周に亘り接合面から一定寸法離れて外周フランジ部を設け、その外周フランジ部は、それぞれ対向するように形成される。このため、このため、フランジ部を押圧することにより容易に開口周縁部の全周に亘り加圧することができる。さらに、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの外周フランジ部を相互に対向して、開口周縁部の全体を一定の距離だけ押すように加圧することにより、均一に接合面に押圧力を与えることができ、接合面が各部分において均一に溶融し、均一な接合をすることができる。

請求項１の本発明では、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部の接合面の少なくとも一部分が、溶着時の加圧方向に垂直な平面から構成される面上に形成される。このため、この溶着時の加圧方向に垂直な平面を基準面として、加圧時の接合面の移動距離を制御することにより、開口周縁部の溶着代を管理し、均一な接合をすることができる。

請求項１の本発明では、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部の接合面は、少なくとも一部分が傾斜面から構成される面上に形成され、傾斜面は加圧方向に垂直な平面に対し傾斜角度が４５度以下である。このため、開口周縁部を加圧して溶着するときに、接合面がその傾斜面に沿ってずれることがなく、確実に接合面を加圧でき、開口周縁部を強固に接合することができる。

請求項１の本発明では、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの接合面は、開口周縁部のいずれにおいて形成された部分においても、開口周縁部は、接合面から加圧方向に一定寸法において、開口周縁部の壁の厚さが一定となるように、その壁の両面が平行に形成されたため、加圧時に開口周縁部の接合面が移動する距離にばらつきが生じても、加圧方向に垂直な断面である溶融する面積は一定であり、溶融面にはみだしが出ることがなく、均一な溶融接合が得られる。
フランジ部は、断面形状が接合面に対し逆方向に屈曲するＬ字形であり、開口周縁部との間でフランジ凹部を形成した。このため、フランジ凹部に治具を挿入することにより、アッパータンクとロアタンクの開口周縁部の接合面を全周に亘り相互に確実に押圧することができ、フランジ凹部と接合面の距離は一定であるため、アッパータンクまたはロアタンクの移動により、接合面を均一に加圧をすることができる。
フランジ凹部の底面は、フランジ凹部押圧面を形成し、開口周縁部のいずれにおいて形成された部分においてもフランジ凹部押圧面と接合面との加圧方向の距離は同一に形成された。このため、溶着時に加圧治具の移動距離を、すべての接合面で加圧方向に対し同じにすることができ、溶着時の加圧の移動距離制御を容易にすることができる。

請求項６の本発明は、フランジ部は、断面形状が接合面に対し逆方向に屈曲するＬ字形であり、開口周縁部との間でフランジ凹部を形成した自動車用燃料タンクである。

請求項６の本発明では、フランジ部は、断面形状が接合面に対し逆方向に屈曲するＬ字形であり、開口周縁部との間でフランジ凹部を形成した。このため、フランジ凹部に治具を挿入することにより、アッパータンクとロアタンクの開口周縁部の接合面を全周に亘り相互に確実に押圧することができ、フランジ凹部と接合面の距離は一定であるため、アッパータンクまたはロアタンクの移動により、接合面を均一に加圧をすることができる。

アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部には開口周縁部の外周に、全周に亘り接合面から一定寸法離れて外周フランジ部を設け、その外周フランジ部は、それぞれ対向するように形成される。このため、フランジ部を押圧することにより容易に開口周縁部の全周に亘り加圧することができ、外周フランジ部を相互に対向して、開口周縁部の全体を一定の距離だけ押すように加圧することにより、接合面が各部分において均一に溶融し、均一な接合をすることができる。

また、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部はその先端に、接合面を設け、その接合面は、アッパータンクとロアタンクの側壁の壁の厚さ方向に直線で形成され、溶着時の加圧方向には少なくとも一部が曲線で形成されている。このため、アッパータンクとロアタンクの凹面や燃料等の供給孔の位置を避けて、アッパータンクとロアタンクの接合面を自由に形成することができ、その形状、給油口等の位置を設計しやすくなり、設計の自由度が向上する。

本発明の実施の形態である自動車用燃料タンク１について、図１〜図９に基づき説明する。
図１は、燃料タンク１を斜め上方から見た斜視図である。図２は平面図であり、図３は右側面図である。図４は、燃料タンク１の右側面に直角方向（図２におけるＡ方向）から見た側面図である。図５は、図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

燃料タンク１は、分割して成形されたアッパータンク１０とロアタンク２０からなる。燃料タンク１の分割は２個ばかりでなく３個以上に分割することも可能である。アッパータンク１０とロアタンク２０は、１層の合成樹脂で成形されることが好ましい。この場合、耐燃料油性と耐衝撃性の高い合成樹脂から形成することが好ましい。

燃料タンク１は、平面形状が前方が短辺で後方が長辺である台形で形成されているが、長方形等の任意の形状に形成することができる。なお、燃料タンク１のコーナー部は、丸みを帯びて曲面に形成される。
アッパータンク１０の内面には、図５に示すように、内面からの突出部である内側リブ１０ｃが燃料タンク１の内部方向に向けて一体的に形成されている。アッパータンク１０の外面には、外面からの突出部である一体的に外側リブ等を燃料タンク１の外部方向に向けて一体的に形成してもよい。

アッパータンク１０には、バルブユニット取付孔１８が形成されている。バルブユニット取付孔１８は、燃料タンク１内部にバルブユニット（図示せず）を取付けるための孔である。
アッパータンク１０のバルブユニット取付孔１８の前方側の中央部には、前側に傾斜した傾斜面１９が形成されている。この傾斜面１９は、燃料タンク１が車体に組みつけられたときに、車体や他の部品との干渉を防止するために、燃料タンク１に凹部を形成する場合に形成される。この傾斜面１９は、燃料タンク１と車体や他部品等との干渉防止のために複数設けることができる。なお、傾斜面１９は、平面以外にも曲面に形成することもできる。

アッパータンク１０は、ロアタンク２０との接合部分には全周に亘り開口周縁部１１が形成され、開口周縁部１１の端面は、後述する接合面１３となる。接合面１３から一定距離だけ離れて開口周縁部１１から外側に突出してその全周に後述する環状の外周フランジ部１２が形成される。内側リブ１０ｃには燃料バルブ等がロアタンク２０との溶着前に取付けられている。

ロアタンク２０は、アッパータンク１０と同様に、１層の合成樹脂で成形されることが好ましい。この場合は、耐燃料油性と耐衝撃性の高い合成樹脂から形成することが好ましい。
アッパータンク１０とロアタンク２０は、それぞれ同一の材料で形成される。

ロアタンク２０の内面には、図５に示すように、内面からの突出部である内側リブ２０ｃが燃料タンク１の内部方向に向けて一体的に形成されている。ロアタンク２０の外面には、外面からの突出部である外側リブ等が、燃料タンク１の外部方向に向けて一体的に形成してもよい。
ロアタンク２０の側面には、燃料を供給する給油口２８が形成されている。ロアタンク２０には、給油口２８以外にも、他の注入口、排出口、部品取付部材等を設けることができる。

ロアタンク２０は、アッパータンク１０と同様に、アッパータンク１０との接合部分には全周に亘り開口周縁部２１が形成され、開口周縁部２１の端面は、後述する接合面２３となる。接合面２３から一定距離だけ離れて開口周縁部２１から外側に突出してその全周に環状の外周フランジ部２２が形成される。外周フランジ部２２については、後述する。内側リブ２０ｃにはポンプユニット等がアッパータンク１０との溶着前に取付けられている。

上記のようにアッパータンク１０には、傾斜面１９が形成され、ロアタンク２０には、後述するように燃料を供給する給油口２８が形成されている。このため、図３と図４に示すように、アッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部１１，２１の端面である接合面１３、２３は、これらの部分を避けるように形成される。したがって、開口周縁部１１、２１の接合面１３、２３の全体を同一平面上に形成することができないため、後述するように、曲面状に変化させたり、複数の平面を組み合わせてそれらの平面を傾斜面と曲面でスムースに連続させている。

アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの接合面１３、２３は、アッパータンク１０とロアタンク２０の側壁の壁の厚さ方向に直線で形成されているため、側壁の壁の厚さ方向には平面状である。また、接合面１３、２３は、溶着時の加圧方向、タンク側壁の上下方向に、傾斜面や少なくとも一部が曲線で形成されているため、同じ幅の帯状に上下方向に曲線状や傾斜面状に変化した面を含んで形成されている。
アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの接合面１３、２３は、開口周縁部１１、２１のいずれにおいて形成された部分においても、接合面１３、２３の壁の厚さ方向の幅は同一である。

また、例えば図３と図４に示すように、アッパータンク１０とロアタンク２０の接合面１３、２３が、平面と傾斜面とそれらの面と連続する曲面から構成される面上に形成することもできる。
この接合面１３、２３が形成される平面と傾斜面について、まず図６に基づき説明する。図６は、アッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部１１，２１が接合して、溶着したときに形成される、溶着面３０を構成するそれぞれの面を模式的に示した図である。

溶着面３０は、ロアタンク２０の給油口２８の上部に平面状に形成された上部溶着面３１と、アッパータンク１０の傾斜面１９の下部に平面状に形成された下部溶着面３２と、上部溶着面３１と下部溶着面３２の間に傾斜して平面状に形成された傾斜部溶着面３３と、上部溶着面３１と傾斜部溶着面３３の間をスムースに連結する曲面状の上部曲面３４と、傾斜部溶着面３３と下部溶着面３２の間をスムースに連結する曲面状の下部曲面３５から形成されている。

この溶着面３０の面上にアッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部１１，２１の先端面である接合面１３、２３が形成される。
アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれに部品との干渉防止のために凹面や、燃料等の供給孔を設けるが、この凹面や燃料等の供給孔の位置を避けて、アッパータンク１０とロアタンク２０の接合面１３、２３を形成する。そのため、開口周縁部１１，２１の接合面１３，２３は、一つの平面上には形成することができずに、この凹面や燃料等の供給孔の位置を避けて、曲面や、段差のある複数の平面３１、３２上に形成される。この段差のある複数の平面３１、３２をスムースに連結するために、傾斜面３３を設け、その傾斜面３３、上部曲面３４及び下部曲面３５上にも連続して、開口周縁部１１，２１の接合面１３，２３を形成する。これによって、アッパータンク１０とロアタンク２０の形状、給油口等の設計の自由度が向上する。

本実施の形態では、アッパータンク１０の上面とロアタンク２０の下面は平行に形成されているため、上部溶着面３１と下部溶着面３２は、アッパータンク１０の上面とロアタンク２０の下面に対し平行な水平面に形成されている。アッパータンク１０の上面とロアタンク２０の下面が平行に形成されていない場合は、溶着するときの加圧方向に垂直に近い方のアッパータンク１０の上面又はロアタンク２０の下面を基準面として、その基準面に対して、上部溶着面３１と下部溶着面３２は平行に形成されることが好ましい。

アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの開口周縁部１１，２１の接合面１３，２３の少なくとも一部が曲面を形成する場合は、少なくとも他の一部は平面から構成される面上に形成される面上に形成され、その平面は、アッパータンク１０とロアタンク２０の溶着時の加圧方向に垂直な面である。また、接合面１３，２３が複数の平面３１、３２上に形成される場合は、平面のうち少なくとも一つの平面は、アッパータンク１０とロアタンク２０の溶着時の加圧方向に垂直な面を有する。このため、この溶着時の加圧方向に垂直な面を基準面として、アッパータンク１０またはロアタンク２０を押圧する治具の加圧時の移動距離を制御することにより、開口周縁部１１，２１の接合面１３，２３の圧着代と溶着代を管理し、均一な接合をすることができる。この場合に、後述する接合面１３，２３ののどの部分においても治具により同じ移動距離移動するため制御が容易である。

次に、溶着面３０を形成するアッパータンク１０の開口周縁部１１と外周フランジ部１２及びロアタンク２０の開口周縁部２１と外周フランジ部２２について、図３〜図９に基づいて説明する。
本発明の実施の形態では、アッパータンク１０の開口周縁部１１の端面は、溶着面３０を形成するように、上部溶着面３１に沿ってアッパータンク１０の上面と平行に水平面上に上部接合面１３ａが形成され、傾斜部溶着面３３に沿って傾斜して傾斜部接合面１３ｃが形成され、下部溶着面３２に沿ってロアタンク２０の下面と平行に水平面上に下部接合面１３ｂが形成される。

接合面１３，２３から一定距離の開口周縁部１１、２１の壁は、一定肉厚である。即ち、図８（ａ）において、接合面１３ａ，２３ａからそれぞれ外周フランジ部１２、２２の付け根付近までの開口周縁部１１、２１の壁の内面と外面は平行に形成され、幅方向の肉厚が一定である。このため、加圧時に移動する距離にばらつきが生じても、加圧されて溶融する位置が異なってもそれぞれの部分で面積は一定であり、接合面１３，２３にはみだしが出ることがなく、均一な溶融接合が得られる。
なお、接合面１３，２３付近の開口周縁部１１，２１は、加圧方向に垂直な断面が略一定の幅であるのであるが、成形加工上の若干の抜き勾配が設けられてもよい。しかし、通常の抜き勾配（２〜３度）よりも少ない。

ロアタンク２０においても、アッパータンク１０と同様に、上部溶着面３１、傾斜部溶着面３３、下部溶着面３２に沿って、それぞれ上部接合面２３ａ、傾斜部接合面２３ｃ及び下部接合面２３ｂが形成される。そして、アッパータンク１０の上部接合面１３ａ、傾斜部接合面１１ｃ及び下部接合面１１ｂと、ロアタンク２０の上部接合面２３ａ、傾斜部接合面２３ｃ及び下部接合面２３ｂがそれぞれ当接し、溶着する。

アッパータンク１０の傾斜部接合面１１ｃとロアタンク２０の傾斜部接合面２３ｃは基本的に接合面の厚さ方向に対し、図８（ｂ）に示すように、開口周縁部１１、２１の向きにより接合面の厚さ方向の水平面に対して傾斜面（傾斜角Ｚ）となる場合がある。本実施の形態においては、開口周縁部１１、２１の傾斜部溶着面３３の角度と開口周縁部１１、２１の向きを制限することにより、その傾斜面の傾斜角Ｚの値を２０度以下にすことができる。このため、開口周縁部１１、２１を加圧して溶着するときに、傾斜部接合面１３ｃ、２３ｃが燃料タンク１の内側や外側方向（板厚方向）にずれることがなく、確実に開口周縁部１１、２１を接合することができる。

アッパータンク１０の開口周縁部１１には、図７と図８に示すように、接合面１３からの一定距離、例えば５ｍｍ程度上の外周に全周に亘り横方向に外周フランジ部１２が形成される。従って、外周フランジ部１２は、図３に示すように、上部溶着面３１に沿った部分では、アッパータンク１０の外面と平行に水平面上に、上部外周フランジ部１２ａが形成され、傾斜部溶着面３３に沿って傾斜状に傾斜部外周フランジ部１２ｃが形成され、ロアタンク２０の下面と平行に水平面上に下部外周フランジ部１２ｂが形成される。

ロアタンク２０においても、アッパータンク１０と同様に、上部溶着面３１、傾斜部溶着面３３、下部溶着面３２に沿って、それぞれ上部外周フランジ部２２ａ、傾斜部外周フランジ部２２ｃ及び下部外周フランジ部２２ｂが形成される。そして、アッパータンク１０の上部外周フランジ部１２ａ、傾斜部外周フランジ部１２ｃ及び下部外周フランジ部１２ｂに対して、ロアタンク２０の上部外周フランジ部２２ａ、傾斜部外周フランジ部２２ｃ及び下部外周フランジ部２２ｂがそれぞれ当接し、溶着する。

外周フランジ部１２、２２は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、断面形状がＬ字形で形成される。アッパータンク１０の外周フランジ部１２は、Ｌ字形の一方の端が開口周縁部１１に一体的に接合され、他方の端が上方に向いて形成される。このため外周フランジ部１２と開口周縁部１１の間にフランジ凹部１２ｄが形成される。このフランジ凹部１２ｄは、開口周縁部１１の全周に亘り形成され、アッパータンク１０とロアタンク２０の接合時に、このフランジ凹部１２ｄに治具を挿入し、圧着することができ、強固な圧着ができる。

フランジ凹部１２ｄの底面は、フランジ凹部押圧面１２ｆを形成し、このフランジ凹部押圧面１２ｆと開口周縁部１１の接合面１３との溶着時の加圧方向の断面の距離Ｘを、図９に示すように、すべての外周フランジ部１２の部分で同じとすることにより、溶着時に加圧治具の移動距離を、すべての接合面１３、２３で加圧方向に対し同じにすることができ、溶着時の加圧の移動距離制御を容易にすることができる。

アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの開口周縁部１１、２１は、曲面、平面と傾斜面のいずれにおいて形成された部分においても、接合面１３，２３の幅は、同一であり、接合面１３，２３と外周フランジ１２、２２のフランジ凹部押圧面１２ｆ、２２ｆとの距離は同一である。このため、アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの開口周縁部１１，２１を治具（押圧部材）で均等に相互に同じ距離だけ押圧すると、平面１３ａ、１３ｂも傾斜面１３ｃも同様に接合面が均等に加圧されて、接合されることができる。また、接合面１３、２３は、溶着時の加圧方向に垂直方向の幅が同一であるため、加圧方向に同じ距離だけ移動させると均一な加圧と溶融代が得られて、均一な溶融接合が得られる。この均一な溶融接合は、接合面１３、２３が加圧方向に曲面であっても同様である。

ロアタンク２０の外周フランジ部２２も、アッパータンク１０の外周フランジ部１２と同様に、断面形状がＬ字形で形成される。ロアタンク２０の外周フランジ部２２は、Ｌ字形の一方の端が開口周縁部２１に一体的に接合され、他方の端が下方に向いて形成される。このため外周フランジ部２２と開口周縁部２１の間にフランジ凹部２２ｄが形成される。このフランジ凹部２２ｄは、開口周縁部２１の全周に亘り形成され、アッパータンク１０とロアタンク２０の接合時に、このフランジ凹部２２ｄに治具を挿入し、上記のアッパータンク１０のフランジ凹部１２ｄと対向して圧着することができ、強固な圧着ができる。
なお、アッパータンク１０とロアタンク２０は、耐燃料油性、耐衝撃性の優れた高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等から形成することができる。

次に、この燃料タンク１の製造方法について説明する。燃料タンク１はアッパータンク１０とロアタンク２０を別々に成形し、その後、アッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部１１，２１の接合面１３，２３を溶着して製造する。まず、アッパータンク１０とロアタンク２０の製造方法について説明する。アッパータンク１０とロアタンク２０の製造方法は、それぞれ別の金型により成形されるが略同様である。
アッパータンク１０の成形は、アッパータンク１０の成形の金型に耐燃料油性の合成樹脂を射出する。ロアタンク２０の成形は、アッパータンク１０の成形と同様に、ロアタンク２０の金型を使用する。

次に、アッパータンク１０とロアタンク２０を一体に溶着する工程を説明する。
まず、アッパータンク１０とロアタンク２０をそれぞれアッパータンク成形金型とロアタンク成形金型から取出し、アッパータンク１０とロアタンク２０の保持治具（図示せず）にそれぞれ固定する。その後、アッパータンク１０の開口周縁部１１の接合面１３を熱板等で溶融し、ロアタンク２０の開口周縁部２１の接合面２３と合体し、相互に圧着する。ロアタンク２０の接合面２３も同時に熱板で溶融してもよい。これによってアッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部１１、２１が溶着して、一体化し、燃料タンク１が形成される。

そのとき、アッパータンク１０とロアタンク２０の保持治具の先端は、アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの外周フランジ部１２、２２のフランジ凹部１２ｄ、２２ｄに挿入されて、フランジ凹部押圧面１２ｆ、２２ｆに当接して、開口周縁部１１、２１の接合面１３、２３を相互に加圧する。この加圧方向は、燃料タンク１の特定の面、例えば、本実施の形態では、ロアタンク２０の底面が平面状に形成されているため、この底面を基準面として、この基準面に対して垂直方向に加圧する。

この加圧操作は、ロアタンク２０を保持治具に固定して、アッパータンク１０の保持治具を一定距離だけ加圧方向、即ち、基準面に垂直方向にロアタンク２０側に移動させる。
このとき、溶着面３０のうち上部溶着面３１と下部溶着面３２に対応するアッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部１１、２１の接着面１３、２３は、一定距離だけ垂直に移動すれば、同一の加圧力が得られて、接合面１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂでは溶着時に同一の溶融代が得られる。

しかしながら、傾斜部溶着面３３では外周フランジ部１２と傾斜部接合面１１ｃの距離を傾斜面に対して直角方向の距離において同一とした場合には、加圧方向にアッパータンク１０の全体が移動すると、傾斜部溶着面３３に対しては斜め方向に移動することとなり、加圧力と溶融量が平面の部分と異なり、均一な溶着が達成できない。このため、傾斜部溶着面３３では、図９に示すように、加圧方向における外周フランジ部１２と傾斜部溶着面３３との距離（ｘ）を、平面である上部溶着面３１と下部溶着面３２の外周フランジ部１２と接合面１１ａとの間の距離と同一にした。

これによって、アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの開口周縁部１１、２１は、平面と傾斜面のいずれにおいても、接合面１３は溶着時の加圧方向の断面形状が同一であり、接合面１３と外周フランジ１２の距離は同一である。このため、アッパータンク１０とロアタンク２０のそれぞれの開口周縁部１１、２１を治具（押圧部材）で均等に相互に同じ距離だけ押圧すると、上部接合面１３ａ、下部接合面１３ｂと傾斜部接合面１３ｃとは、同様に接合面に均等に加圧されて、接合されることができる。また、接合面１３付近の開口周縁部１１の壁は、内面と外面が平行であり、壁の肉厚（幅）が同一であるため、加圧方向に同じ距離だけ移動させると、移動距離がばらついても、平行のため幅が変化せず、均一な加圧が得られて、均一な溶融接合が得られる。
これによってアッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部の外周接合フランジ部１７、２７が溶着して、一体化し、燃料タンク１が形成される。

なお、燃料タンク１内に燃料バルブ等の内蔵構成部品を取付ける場合には、接合する前にアッパータンク１０あるいはロアタンク２０に取付ける。これによって、燃料タンク１内に容易に構成部品を取付けることができる。

本発明の実施の形態である燃料タンクを斜め上方から見た斜視図である。本発明の実施の形態である燃料タンクの平面図である。本発明の実施の形態である燃料タンクの右側面図である。本発明の実施の形態である燃料タンクを図２の矢印Ａの方向から見た側面図である。本発明の実施の形態である燃料タンクの図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本発明の実施の形態である燃料タンクの溶着面を構成する複数の平面を示す模式図である。本発明の実施の形態である燃料タンクの溶着された開口周縁部の断面図である。本発明の実施の形態である燃料タンクの溶着された外周フランジ部の拡大断面図である。本発明の実施の形態である燃料タンクの開口周縁部の傾斜部の拡大模式図である。

符号の説明

１燃料タンク
１０アッパータンク
１１、２１開口周縁部
１２、２２外周フランジ部
１２ｄ、２２ｄ外周フランジ凹部
１３，２３接合面
１３ａ、２３ａ上部接合面
１３ｂ、２３ｂ下部接合面
１３ｃ、２３ｃ傾斜部接合面
３０溶着面
３１上部溶着面
３２下部溶着面
３３傾斜部溶着面

Claims

熱可塑性合成樹脂により分割して成形された自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体し、加圧して、一体的に接合して形成した自動車用燃料タンクにおいて、
上記アッパータンクとロアタンクのそれぞれの上記開口周縁部はその先端に、互いに当接して、溶着、合体する接合面を設け、該接合面は、上記アッパータンクとロアタンクの側壁の壁の厚さ方向に直線で形成され、溶着時の加圧方向には少なくとも一部が曲線で形成され、上記接合面は、少なくとも一部分が上記アッパータンクとロアタンクの溶着時の加圧方向に垂直な平面から構成される面上に形成されるとともに、少なくとも一部分が傾斜面から構成される面上に形成され、該傾斜面は加圧方向に垂直な平面に対し傾斜角度が４５度以下であり、
上記アッパータンクとロアタンクのそれぞれの上記接合面は、上記開口周縁部のいずれにおいて形成された部分においても、上記開口周縁部は、上記接合面から加圧方向に一定寸法において、開口周縁部の壁の厚さが一定の肉厚となるように上記壁の両面が平行に形成され、
それぞれの上記開口周縁部には上記開口周縁部の外周に、全周に亘り上記接合面から一定寸法離れて外周フランジ部を設け、アッパータンクとロアタンクの上記外周フランジ部は、それぞれ対向するように形成され、上記フランジ部は、断面形状が上記接合面に対し逆方向に屈曲するＬ字形であり、上記開口周縁部との間でフランジ凹部を形成し、該フランジ凹部の底面はフランジ凹部押圧面を形成し、上記開口周縁部のいずれにおいて形成された部分においても該フランジ凹部押圧面と上記接合面との加圧方向の距離は同一に形成されたことを特徴とする自動車用燃料タンク。