JP4077616B2 - 樹脂部品の溶着構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、燃料タンクとの取り付けを確実に行うとともに、燃料タンク内の燃料等が流出することがない樹脂部品の溶着構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
燃料タンク、特に自動車用の燃料タンクでは、走行中及び停車中にかかわらず周囲に放出される炭化水素ガス量を抑えるため、燃料タンク系統の気密性に関する要求が益々厳しくなっている。このように燃料タンク系統全体の気密性に対する要請が更に厳しくなると、燃料タンクは勿論のこと、燃料タンクに直接乃至間接的に取り付けられる各部品、即ち、例えば連結パイプ、弁部材、ポンプ、或いは濾過器等の取り付け箇所等から漏洩する燃料の量を低減することは重要な課題となっている。
【0003】
また、自動車は軽量化ならびに低コスト化の要求も厳しくなっており、その燃料タンクもプラスティック化が図られ、現在では、防錆ならびに軽量化等で優れた高密度ポリエチレン樹脂からなるタンクが主流になっている。また、燃料タンクに直接乃至間接的に取り付けられる各部品もそれに合わせて樹脂化が図られ、燃料タンクとの取り付けを容易にするために、各部品の燃料タンクとの取り付け部には、燃料タンクと同じ材質の樹脂が用いられ、両者を熱溶着して接合する手段が採用されるようになっている。
【0004】
このような現状を踏まえ、燃料タンクならびに燃料タンクに取り付けられる各部品として以下に述べるようなものが知られている。
【0005】
即ち、燃料タンクは、軽量化等の要請で樹脂を用いてブロー成形により一体成形されているところ、その成形には、ブロー成形に適し、価格が安く、且つ耐衝撃性に優れた高密度ポリエチレン樹脂(HDPE)が用いられる。ところが、該高密度ポリエチレン樹脂は、僅かではあるが、炭化水素ガスを透過することが知られており、近年の環境汚染問題の高まりを受け、僅かな透過であっても何等かの対策が望まれるようになり、その対策に答えるものとして、図12に示すような燃料タンク壁の積層構造が提案されている。
【0006】
この燃料タンクaは、基本的にはタンクの内側部分を構成するインナシェルbと、タンクの外側部分を構成するアウタシェルcと、両シェルb、c間に介在される炭化水素ガスの透過を防止するバリア層dの3層構造からなるが、該バリア層dと前記両シェルb、c間には、更にそれぞれの樹脂の接着を確実にするための接着層e,eが介在される5層構造からなる。
【0007】
具体的には、前記インナシェルb及びアウタシェルcは、従来の高密度ポリエチレン樹脂を用い、前記接着層e,eは、高密度ポリエチレン樹脂を高機能化し、接着性を有する変性高密度ポリエチレン樹脂(接着性を有するが、炭化水素ガスは透過する。)を用い、前記バリア層dは、炭化水素ガスの透過を防止する樹脂、例えば、株式会社クラレ製のEVOH樹脂(エバール)等がある。このように燃料タンクでは、炭化水素ガス対策はほぼ完璧に行われているといえる。
【0008】
ところで、燃料タンクに取り付けられる部品であって、軽量化ならびにその取り付けを確実に行い、燃料の漏れを低減するものとして例えば特開平10−71861号公報のものが知られている。このものを図13に示す。この発明は、自動車が転倒等した時に燃料タンクからの燃料の流出を防止する燃料流出防止弁に関するものである。
【0009】
即ち、この樹脂部品pは、弁筒部分q及び取付部分rからなり、それぞれ材質の異なる2部材から形成される。弁筒部分qは、剛性に富み、寸法精度よく成形できるポリアセタール樹脂で形成され、取付部分rに一体的にインサート成形される円盤部hと、燃料流出防止弁fを収納する弁筒gとからなる。取付部分rは、燃料タンクaと同じ材質の高密度ポリエチレン樹脂からなり、燃料タンクaとの当接部には、フランジjが形成されるとともに、該フランジjとの対向側には、接続パイプmに接続されるパイプ部kが形成される。そして弁筒部分q及び取付部分rは、弁筒部分qの円盤部hを金型内に入れ、取付部分rをインサート成形することにより両者q、rを一体成形し、樹脂部品pとして構成したものであり、燃料タンクaの開口i内に弁筒gを挿入し、燃料タンクaの上面と取付部分rのフランジj下面とを熱溶着により強固に固定したものである。
【0010】
ところが、このものは、弁筒部分q及び取付部分rは、異材の樹脂であるため、たとえ両者q、rを一体成形したとしてもその後の使用による振動、温度変化による収縮或いは経年変化等の原因により、両者q、r間に隙間が生じる可能性がある。そして隙間が生じるとこの弁が機能する自動車の転倒時等には、本来タンク内の燃料の流出は遮断されるはずのところを燃料が流出することが懸念される。
【0011】
それとともに、前記取付部分rは、燃料タンクaと同じ材質の高密度ポリエチレン樹脂から形成されているため、炭化水素ガスが透過し、外部に放出されてしまう。
【0012】
また、樹脂部品が単なる接続パイプに関するものとして特開平6−270701号公報に記載されるものが知られている。このものは図14に示すように、接続パイプをポリアミド樹脂からなる第1の部材sと、変性高密度ポリエチレン樹脂からなる第2の部材tから形成され、該第2の部材tを変性高密度ポリエチレン樹脂から形成することにより、フレキシブルなパイプが構成されるとともに、燃料タンクとの取り付けが容易になる。更に、該第2の部材tは粘着性を有するため、第1の部材sとの連結部wでの結合が向上するというように多くの利点を有するものである。
【0013】
ところが、この発明のものにおいても第2の部材tが高密度ポリエチレン樹脂から形成されるため、前記した従来例のものと同様な、第2の部材tから炭化水素ガスが透過し、外部に放出されてしまう。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の目的は、燃料タンクに接続される樹脂部品からの燃料ならびに炭化水素ガスの放出を防止してなる樹脂部品の溶着構造を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願発明は、以下のような構成を採用してなる。
【0016】
請求項1に係る発明においては、樹脂製のインナシェルと樹脂製のアウタシェルとを燃料透過防止層を介して積層してなる燃料タンクと、該燃料タンクに取り付けられる樹脂部品との溶着構造において、前記樹脂部品は、炭化水素に対して前記アウタシェルより低透過性の樹脂で成形される本体と、前記本体の少なくとも前記燃料タンクの溶着部にインサート成形される前記アウタシェルと同じ材質の樹脂であって、前記溶着部で前記燃料タンクと溶着されるインサート成形樹脂と、前記溶着部と前記本体の間で前記インサート成形樹脂に覆われて、前記本体に固着される炭化水素に対する低透過性パッキンと、からなる構成。
【0017】
そしてこのような構成により、燃料タンクと樹脂部品との固着が強固になる。更に、燃料の漏れ、炭化水素ガスの透過が低減する。
【0018】
請求項2に係る発明においては、前記パッキンは、前記インサート成形樹脂と同じ樹脂からなる止めリングで固定される構成。そしてこのような構成により、請求項1に係る発明の作用に加え、樹脂部品の本体とインサート成形樹脂との界面とのシール性が向上するため、たとえパッキンを介在する界面より上流側の界面に接合不良、或いは経年変化による剥離があり、燃料が流出しようとしてもこのパッキンの設置箇所より下流側への燃料の流出がなくなる。
【0019】
請求項3に係る発明においては、前記パッキンを複数配置する構成。そしてこのような構成により、請求項1、2に係る発明の作用をより確実にすることができる。
【0020】
請求項4に係る発明においては、前記本体に凹凸部を設ける構成。そしてこのような構成により、パッキンと凹凸部による総和的作用により、請求項1ないし3に係る発明の作用を更により確実にすることができる。
【0021】
請求項5に係る発明においては、前記凹凸部を前記燃料タンクとの接合部側の面に設けるとともに、該凹部に前記パッキンを配置する構成。そしてこのような構成により、パッキンと凹凸部による相乗作用により、請求項4に係る発明の作用を更により確実にすることができる。
【0023】
そしてこのような構成により、燃料タンクと樹脂部品との固着が強固になる。更に、燃料の漏れ、炭化水素ガスの透過が低減するとともに、燃料タンクと樹脂部品との接合面積を低減することができ、軽量化されるとともに、生産コストが低減する。そして請求項1に係る発明のパッキンような別体の部品を用いる必要がないためそれだけコストが低減する。
【0024】
請求項7に係る発明においては、前記突起部を前記燃料透過防止層の上面に積層される接着層にまで挿入してなる構成。そしてこのような構成により、請求項6に係る発明の作用に加え、突起部が接着層で接着するため、そこでの界面が剥離することがなく、炭化水素ガスの透過を低減し、また燃料の流出をより確実に防止する。
【0025】
請求項8に係る発明においては、前記突起部を前記燃料透過防止層にまで挿入してなる構成。そしてこのような構成により、請求項6,7に係る発明の作用に加え、バリアー層まで突起部が伸びているため、界面剥離による燃料の流出は勿論、炭化水素ガスの透過も防ぐことができる。
【0026】
請求項6に係る発明においては、樹脂製のインナシェルと樹脂製のアウタシェルとを燃料透過防止層を介して積層してなる燃料タンクと、該燃料タンクに取り付けられる樹脂部品との溶着構造において、前記樹脂部品は、炭化水素に対して前記アウタシェルより低透過性の樹脂で成形される本体と、前記本体の少なくとも前記燃料タンクの溶着部にインサート成形される前記アウタシェルと同じ材質の樹脂であって、前記溶着部で前記燃料タンクと溶着されるインサート成形樹脂と、前記溶着部と前記本体の間で前記インサート成形樹脂に覆われて、前記本体に固着される炭化水素に対する低透過性パッキンと、該本体の燃料タンクとの溶着部側の面に一体に形成され、前記燃料タンクとの溶着時に前記燃料タンクのアウタシェル内に食い込んでなる先端が尖った突起部と、からなる構成。そしてこのような構成により、燃料タンク系統が軽量化されるとともに、燃料タンクと樹脂部品との固着が強固になる。更に、燃料乃至炭化水素ガスの漏れが請求項1ないし5に係る発明に比べより低減するとともに、燃料タンクと樹脂部品との接合面積を低減することができ、生産コストが低減する。
【0027】
請求項10に係る発明においては、前記パッキンは、前記インサート成形樹脂と同じ樹脂からなる止めリングで固定される構成。そしてこのような構成により、請求項9に係る発明の作用に加え、樹脂部品の本体とインサート成形樹脂との界面とのシール性が向上するため、たとえパッキンを介在する界面より上流側の界面に接合不良があり、燃料が流出しようとしてもこのパッキンの設置箇所より下流側への燃料の流出がなくなる。更に炭化水素の透過抑制も可能となる。
【0028】
請求項11に係る発明においては、前記突起部を前記燃料透過防止層にまで挿入してなる構成。そしてこのような構成により、請求項9,10に係る発明の作用に加え、バリア層まで突起部が伸びているため、界面剥離による燃料の流出は勿論、炭化水素ガスの透過も防ぐことができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
図1ないし図7は、本願発明の第1の実施の形態に関する樹脂部品の溶着構造であり、図1は、部品の本体に低透過性パッキンを取り付けた状態を示す断面図、図2は、低透過性パッキンに止めリングを固定した状態を示す断面図、図3は、燃料タンクと同じ樹脂をインサート成形した状態を示す断面図、図4は、樹脂部品を燃料タンクに熱溶着した状態を示す断面図、図5は、図4のものにおける燃料及び炭化水素ガスの流れを模式的に示す一部拡大断面図、図6は、低透過性パッキンを複数配置した状態を示す断面図、図7は、樹脂本体側部に更に凹凸部を設けた状態を示す断面図である。
【0030】
本願発明の樹脂部品は、燃料タンクに取り付ける部品、例えば、連結パイプ、或いは弁部材、ポンプ、濾過器等を収納配置する部材を対象にし、その本体は、連結パイプであればパイプ部及び燃料タンクとの取付部全体を含み、弁部材、ポンプ、濾過器等を収納配置する部材であれば、パイプ部、燃料タンクとの取付部及び弁部材、ポンプ、濾過器等を収納配置するケース等を含む。
【0031】
図1ないし図4は、樹脂部品としての本体を燃料タンクに取り付けるまでの手順の概略を示す。図に示すように、本体1は、一体的に形成される。該本体1は、炭化水素を透過し難い材質であるポリアミド(PA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)及びポリアセタール(POM)等からなる。この本体1は、すべての実施の形態において弁部材、ポンプ、濾過器等を収納配置することができる筒部を有するもので説明するが、この筒部を有しない単なる連結パイプのようなものであっても良い。
【0032】
即ち、本体1は、その先端2aに図示しない連結管が結合されるパイプ部2,その下面に燃料タンクとの溶着部を有するフランジ3、及び該フランジ3の中央下面に垂設され、燃料カット弁等の弁部材、ポンプ、濾過器等の部材が収納配置される筒部4から一体的に形成される。また、前記フランジ3の下面には、リング状の外側リブ5及び内側リブ6が垂下され、その底面に凹凸部8を形成している。これらリブ5,6は、パッキンの取り付け並びに後記のインサート成形樹脂との接合を良好にするのに役立つ。
【0033】
そして、前記フランジ3の下面に設けられる内側リブ6の外側には、Oリング等のパッキン7が狭持される。該パッキン7は、炭化水素ガスを透過し難い、例えばフッ素ゴム等からなり、フランジ3の下面並びに内側リブ6の側面に圧着する形態で取り付けられており、漏れ燃料を確実にシールする。なお、外側リブ5及び内側リブ6は、あるものとして説明したが、なくても良い。この場合には、パッキン7を仮止めするための手段、例えば、接着材を用いる等の手段が必要であることは言うまでもない。更に、前記パッキン7が当接するフランジ3の下面或いは内側リブ6の側面にパッキン7の外形に合った形状の凹みを設けておけばシール効果をより高めることができる。
【0034】
図2は、図1の状態のものにおいて、低透過性のパッキン7の固着を確実にするためにリング状の止めリング9を圧着固定した状態を示す。該止めリング9は、燃料タンクの材質と同じ高密度ポリエチレン樹脂からなり、その外周部に後記の高密度ポリエチレン樹脂をインサート成形することにより、インサート成形樹脂と一体化する。その結果、前記パッキン7は、緩むことなく確実、且つ強固にフランジ3の下面に圧着固定される。
【0035】
図3は、図2に示す状態の本体1の外周上に、燃料タンクの材質と同じ高密度ポリエチレン樹脂10をインサート成形した状態を示す。図では、インサート成形樹脂10を本体1のほぼ全周に設けたものを示しているが、該インサート成形樹脂10は、主として燃料タンクとの溶着を容易にするために設けるものであり、フランジ3の下面にのみ、それもフランジ3の下面の一部の燃料タンク11との溶着部10aのみに設けるものであっても良い。なお、図では、止めリング9を点線で示しているが、実際には、インサート成形樹脂10をインサート成形することにより一体化し、両者9,10間には境目はなくなる。
【0036】
次いでこのように形成した本体1を、燃料タンクに熱溶着した状態を図4に示す。燃料タンク11は、従来例として説明したものと同様な積層構造を有する。即ち、燃料タンク11は、燃料タンク11の内側部分となるインナシェル12と、燃料タンク11の外側部分となるアウタシェル13と、両シェル12,13間に介在される炭化水素ガスの透過を防止する燃料透過防止層としてのバリア層14、及びインナシェル12とバリア層14間、並びにアウタシェル13とバリア層14間にそれぞれ介在される上部接着層15a及び下部接着層15bの5層構造からなる。
【0037】
具体的には、前記インナシェル12及びアウタシェル13は、従来の高密度ポリエチレン樹脂からなり、前記上部接着層15a及び下部接着層15bは、高密度ポリエチレン樹脂を高機能化した接着性を有する変性高密度ポリエチレン樹脂(接着性を有するが、炭化水素ガスは透過する。)からなるとともに、前記バリア層14は、炭化水素ガスの透過を防止する樹脂、例えば、株式会社クラレ製のEVOH樹脂(エバール)等からなる。このように燃料タンクでは、炭化水素ガス対策は充分に行われている。図5で言えば、燃料タンク11内の炭化水素は、黒矢印▲7▼として示す方向で燃料タンク11のインナシェル12内を透過するが、バリア層14によって遮断され、黒矢印▲8▼のように透過して外部に流出するものはほとんどなくなる。
【0038】
この燃料タンク11と図3で示す本体1との熱溶着は次のように行われる。即ち、燃料タンク11に設ける開口17内に本体1の筒部4を挿入し、燃料タンク11と本体1の溶着部16を近接させる。そして両者1,11の溶着部16に図示しない熱板を介在させ、両者1,11の溶着部16を加熱する。両者1,11の溶着部16が加熱し溶着可能になった時点で、前記熱板を取り去り、本体1を燃料タンク11に押し付け、両者1,11を溶着結合する。図の溶着部16の点線は、溶着する前の本体1の溶着部10a(図3参照。)を示す。この溶着結合は、熱板を用いるもの以外には、例えば、振動溶着或いは超音波溶着等を用いても良いことは勿論である。
【0039】
本願発明は、このような溶着構造を採用することにより、燃料の洩れならびに炭化水素ガスの透過を防止するものであり、その状態を図5により説明する。
【0040】
燃料タンク11内の炭化水素ガスが燃料タンク壁を介して排出されないことは、黒矢印▲7▼、▲8▼を用いて前記で説明したとおりであり、更に本体1は、炭化水素に対する低透過性樹脂で成形され、該本体1を介しての炭化水素ガスの透過流出もないとともに、本体1と燃料タンク11との溶着は、例えば、本体1の溶着部10と燃料タンク11を同じ樹脂とすると、溶着後はほぼ完全に一体化してその後に剥離することはないため、この箇所からの燃料の洩れもない。
【0041】
しかしながら、本体1の筒部4と燃料タンク11の開口17との間は、密閉されていないため、燃料タンク11内の燃料並びに炭化水素ガスは開口17より黒矢印▲1▼、▲3▼で示すように流れ出てその上方の空間である上部空間30に流出する。そして黒矢印▲1▼の流れで上部空間30に至った炭化水素ガスは、本体1を透過して黒矢印▲2▼のように流出しようとするが、本体1は、前記したように、低透過性の樹脂で形成されているため、黒矢印▲2▼のように透過して流出するものはほとんどない。なお、図5で黒矢印は、炭化水素ガスの流れを、白矢印は、燃料の流れをそれぞれ模式的に示したものである。
【0042】
ところで、前記したように本体1とインサート成形樹脂10とは異なる樹脂からなるため、たとえインサート成形により両者の接合を十分にしたとしても、振動、温度変化による収縮率の相違、更には経年変化等により両者の接合が剥離する場合がある。そのような場合、黒矢印▲3▼で示す流れにより上部空間30に流出した燃料は、両者1,10の剥離部分を通って白矢印▲4▼で示すように流れ、外部に流出しようとするが、その経路にはパッキン7が介在しているとともに、凹凸部8も形成されており、パッキン7の後方側に流出することはなくなる。しかしながら、前記したようにインサート成形樹脂10は炭化水素ガスを透過させるため、黒矢印▲5▼で示すような経路で炭化水素ガスが透過して流出し、更に燃料タンク11のアウタシェル13も炭化水素ガスを透過させるため、黒矢印▲6▼で示すような経路で炭化水素ガスが透過して流出することになるが、その量はごく一部である。
【0043】
図6のものは、低透過性パッキンを複数配置した図4の変形例であり、フランジ3下面の内側リブ6の内側面に更にOリングからなるパッキン7aを設けたものであり、このように内側リブ6の内外側面に2つのパッキン7,7aを設けることにより、これら2つのパッキン7,7aとフランジ3下面の凹凸部8とが相まって、更にシール効果を高めることができる。
【0044】
図7のものは、図6のものの更なる変形例であり、本体1のパイプ部2の側壁部にリング状のリブ18を設けたものである。即ち、パイプ部2の側壁部にリング状のリブ18を設けることにより、その側壁部に凹凸部19が形成され、図5で白矢印▲4▼で示すように仮にパイプ部2の側壁部にまで燃料が流出したとしても、凹凸部19でのラビリンス効果により、該箇所より後方側への流出を防止することができる。
【0045】
(第2の実施の形態)
図8は、本願発明の第2の実施の形態に関する樹脂部品の溶着構造である。その特徴は、第1の実施の形態である図4のものにおけるパッキンに代え、内側リブを突起部とし、該突起部にパッキンと同様な機能を持たせたものであり、その他の構成は同じである。
【0046】
即ち、本体1は、炭化水素を透過し難い材質であるポリアミド(PA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)及びポリアセタール(POM)等から形成されるとともに、その先端2aに図示しない連結管が結合されるパイプ部2,その下面に燃料タンクとの溶着部を有するフランジ3、及び該フランジ3の中央下面に垂設され、燃料カット弁等の弁部材、ポンプ、濾過器等の部材が収納配置される筒部4から一体的に形成される。
【0047】
前記フランジ3の下面には、リング状の外側リブ5及びリング状の突起部20が垂下され、その底面に凹凸部8を形成している。また前記外側リブ5は、その底面がほぼ平坦であるに対し、突起部20の先端21は尖っており、その断面は楔状を呈しているとともに、該尖端21は、インサート成形後においてもそのインサート成形樹脂より外方に突出される。これら外側リブ5及び突起部20は、インサート成形樹脂との接合を良好にするのに役立つ。
【0048】
例えば、符号10は、本体1の外周上に設けられる燃料タンクの材質と同じ高密度ポリエチレン樹脂で、インサート成形によって設けられるインサート成形樹脂である。図では、インサート成形樹脂10を本体1のほぼ全周に設けたものを示しているが、該インサート成形樹脂10は、燃料タンクとの溶着を容易にするために設けるものであり、フランジ3の下面にのみ、それもフランジ3の下面の一部の溶着面16のみに設けるものであっても良い。
【0049】
燃料タンク11は、第1の実施の形態として説明したものと同様な積層構造を有する。即ち、燃料タンク11は、燃料タンク11の内側部分となるインナシェル12と、燃料タンク11の外側部分となるアウタシェル13と、両シェル12,13間に介在される炭化水素ガスの透過を防止する燃料透過防止層としてのバリア層14、及びインナシェル12とバリア層14間、並びにアウタシェル13とバリア層14間にそれぞれ介在される上部接着層15a及び下部接着層15bの5層構造からなる。
【0050】
具体的には、前記インナシェル12及びアウタシェル13は、従来の高密度ポリエチレン樹脂からなり、前記上部接着層15a及び下部接着層15bは、高密度ポリエチレン樹脂を高機能化した接着性を有する変性高密度ポリエチレン樹脂(接着性を有するが、炭化水素ガスは透過する。)からなるとともに、前記バリア層14は、炭化水素ガスの透過を防止する樹脂、例えば、株式会社クラレ製のEVOH樹脂(エバール)等からなる。
【0051】
この燃料タンク11と本体1との溶着は次のように行われる。即ち、燃料タンク11に設ける開口17内に本体1の筒部4を挿入し、燃料タンク11と本体1の溶着部16を近接させる。そして両者1,11の溶着部16に図示しない熱板を介在させ、両者1,11の溶着部16を加熱する。両者1,11の溶着部16が加熱し溶着可能になった時点で、前記熱板を取り去り、本体1を燃料タンク11に押し付け、両者1,11を溶着結合する。この場合、本体1の突起部20の尖端21は、インサート成形樹脂10より外方に突出しているため、燃料タンク11との溶着時には、該突起部20の尖端21は、燃料タンク11の外壁を構成するアウタシェル13内に食い込むことになる。なお、溶着結合は、熱板を用いるもの以外には、例えば、振動溶着或いは超音波溶着等を用いても良いことは勿論である。
【0052】
本願発明は、このような溶着構造を採用することにより、仮に本体1とインサート成形樹脂10とが振動、温度変化による収縮率の相違、更には経年変化により剥離したとしても、図に示すように、突起部20の尖端21は、燃料タンク11のアウタシェル13内に食い込んでいるため、その部分で燃料の漏れを低減することができるとともに、例え突起部20の尖端21とアウタシェル13との接合も充分でなかったとしても該突起部20により大きな迂回路が形成されることになり、燃料の漏れを低減することができる。
【0053】
また、炭化水素ガスの透過の問題にしても、図5で示す黒矢印▲5▼の流れは完全に防ぐことができるとともに、アウタシェル13内を流れる黒矢印▲6▼の流れもその多くを防止することができる。なお、その他の流れについては第1の実施の形態で述べた通りである。
【0054】
ところで、この第2の実施の形態のものでは、突起部20の尖端21は、燃料タンク11のアウタシェル13内までしか食い込んでいないため、前記したように、突起部20の尖端21とアウタシェル13との接合、及び本体1とインサート成形樹脂10との接合に不備ないし剥離が生じた場合には、そこから燃料の漏れが生じることがあり、更には図5での黒矢印▲6▼の流れ(突起部20の尖端21と上部接着層15との間のアウタシェル13ではあるが、)で示す炭化水素ガスの透過が考えられる。
【0055】
これら問題のうち、燃料の漏れについては、突起部20の尖端21を上部接着層15aまで伸ばすことが考えられ、その考えを具体化したものが請求項7に係る発明である。即ち、突起部20の尖端21を上部接着層15aまで伸ばすと、その尖端21が上部接着層15aと接着するため、その尖端21の接合に不備が生じたり、或いは剥離が生じる可能性は大幅に低減する。しかしながら、上部接着層15aは前記したように変性高密度ポリエチレン樹脂であるため炭化水素ガスを透過するため、突起部20の尖端21とバリア層14上面間の上部接着層15aから炭化水素ガスが黒矢印▲6▼のように透過することになるが、その量は極僅かである。
【0056】
図9は、図8の変形例であり、突起部20の尖端21を上部接着層15aを越えてバリア層14まで延長したもので、請求項8に対応するものである。このような構成により、前記した突起部20の尖端21とバリア層14上面間の上部接着層15aから透過する炭化水素ガス量を更に低減することができる。即ち、バリア層14は、炭化水素ガスの透過を防止する樹脂であるとともに、該尖端21は、上部接着層15a内を通ってバリア層14まで突出しているため、該上部接着層15a部分の突起部20はこの上部接着層15aと固く接着することになり、燃料の漏れも大幅に低減することになる。
【0057】
図10は、図9の更なる変形例であり、上部接着層15aを越えてバリア層14まで延長した突起部20を複数、この例では2個設けたものである。このような構造により、燃料の漏れ及び炭化水素ガスの透過の問題を更に大幅に低減することができる。
【0058】
(第3の実施の形態)
図11は、本願発明の第3の実施の形態に関する樹脂部品の溶着構造である。その特徴は、第1の実施の形態の特徴であるパッキン等及び第2の実施の形態の特徴である突起部とを併用したものであり、その他の構成は第1の実施の形態のもの、或いは第2の実施の形態のものと同じである。
【0059】
即ち、本体1は、炭化水素を透過し難い材質であるポリアミド(PA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)及びポリアセタール(POM)等から形成されるとともに、その先端2aに図示しない連結管が結合されるパイプ部2,その下面に燃料タンクとの溶着部を有するフランジ3、及び該フランジ3の中央下面に垂設され、燃料カット弁等の弁部材、ポンプ、濾過器等の部材が収納配置される筒部4から一体的に形成される。
【0060】
前記パイプ部2の側壁部には、側面リブ18が設けられ、該側壁部に凹凸部19を形成している。また、フランジ3の下面には、リング状の外側リブ5及びリング状の突起部20が垂下され、その底面に凹凸部8を形成している。前記外側リブ5は、その底面がほぼ平坦であるに対し、突起部20の先端21は尖っており、その断面は楔状を呈しているとともに、該尖端21は、インサート成形後においてもそのインサート成形樹脂より外方に突出される。これら外側リブ5及び突起部20は、パッキンの取り付け、或いはインサート成形樹脂との接合を良好にするのに役立つ。
【0061】
例えば、符号10は、本体1の外周上に設けられる燃料タンクの材質と同じ高密度ポリエチレン樹脂で、インサート成形によって設けられるインサート成形樹脂である。図では、インサート成形樹脂10を本体1のほぼ全周に設けたものを示しているが、該インサート成形樹脂10は、燃料タンクとの溶着を容易にするために設けるものであり、フランジ3の下面にのみ、それもフランジ3の下面の一部の溶着面16のみに設けるものであっても良い。
【0062】
燃料タンク11は、第1の実施の形態として説明したものと同様な積層構造を有する。即ち、燃料タンク11は、燃料タンク11の内側部分となるインナシェル12と、燃料タンク11の外側部分となるアウタシェル13と、両シェル12,13間に介在される炭化水素ガスの透過を防止する燃料透過防止層としてのバリア層14、及びインナシェル12とバリア層14間、並びにアウタシェル13とバリア層14間にそれぞれ介在される上部接着層15a及び下部接着層15bの5層構造からなる。
【0063】
具体的には、前記インナシェル12及びアウタシェル13は、従来の高密度ポリエチレン樹脂からなり、前記上部接着層15a及び下部接着層15bは、高密度ポリエチレン樹脂を高機能化した接着性を有する変性高密度ポリエチレン樹脂(接着性を有するが、炭化水素ガスは透過する。)からなるとともに、前記バリア層14は、炭化水素ガスの透過を防止する樹脂、例えば、株式会社クラレ製のEVOH樹脂(エバール)等からなる。
【0064】
この燃料タンク11と本体1との溶着は次のように行われる。即ち、燃料タンク11に設ける開口17内に本体1の筒部4を挿入し、燃料タンク11と本体1の溶着部16を近接させる。そして両者1,11の溶着部16に図示しない熱板を介在させ、両者1,11の溶着部16を加熱する。両者1,11の溶着部16が加熱し溶着可能になった時点で、前記熱板を取り去り、本体1を燃料タンク11に押し付け、両者1,11を溶着結合する。この場合、本体1の突起部20の尖端21は、インサート成形樹脂10より外方に突出しているため、燃料タンク11との溶着時には、該突起部20の尖端21は、燃料タンク11の外壁を構成するアウタシェル13及び上部粘着層15aを突き抜け、バリア層14内に食い込むことになる。なお、溶着結合は、熱板を用いるもの以外には、例えば、振動溶着或いは超音波溶着等を用いても良いことは勿論である。
【0065】
本願発明は、このような溶着構造を採用することにより、仮に本体1とインサート成形樹脂10とが振動、温度変化による収縮率の相違、更には経年変化により剥離したとしても、図に示すように、突起部20の尖端21は、燃料タンク11のバリア層14内に食い込んでおり、突起部20と上部粘着層15aとが固く結合されるとともに、側壁部に設ける凹凸部19及び底壁部に設ける凹凸部8の作用により、燃料の漏れをほぼ確実に防止することができる。
【0066】
更に、炭化水素ガスの透過の問題にしても、突起部20の尖端21を上部接着層15aを越えてバリア層14まで延設しているので、燃料タンク11のアウタシェル13及び粘着層15aからの炭化水素ガスの透過をほぼ確実に防止することができる。
【0067】
本願発明は、上記実施の態様の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能であることは勿論である。
【0068】
【発明の効果】
請求項1に係る発明においては、樹脂部品を、炭化水素に対する低透過性樹脂で成形される本体と、該本体に固着される炭化水素に対する低透過性パッキンと、前記本体の少なくとも前記燃料タンクの接合部にインサート成形される樹脂であって、前記燃料タンクと溶着可能な樹脂とで形成することにより、両者の熱溶着を容易、且つ確実に行うことができる。
【0069】
更に、樹脂部品を燃料タンクとは異質な樹脂、即ち、炭化水素ガスに対して低透過性の樹脂で上記した従来例のような取付部分と弁筒部分とを一体的に形成することができるため、炭化水素ガスの透過を確実に低減することができる。また、本体とインサート成形される樹脂との界面に設けるパッキンにより燃料の漏れをも確実に低減することができる。
【0070】
請求項2に係る発明のように、パッキンをインサート成形樹脂と同じ樹脂からなる止めリングで固定したり、請求項3に係る発明のように、パッキンを複数配置することにより、請求項1に係る発明の効果に加え、樹脂部品の本体とインサート成形樹脂との界面との接合が強固になるため、たとえパッキンを介在する界面より上流側の界面に接合不良があり、燃料が流出しようとしても1つ以上のパッキンの設置箇所でより確実に遮断できるため、外部への漏れをより確実に防止することができる。
【0071】
また、請求項4に係る発明のように、本体に凹凸部を設けたり、請求項5に係る発明のように、凹凸部を前記燃料タンクとの接合部側の面に設けることにより、請求項1ないし3に係る発明の効果を相乗的に高めることができる。
【0072】
請求項6に係る発明においては、樹脂部品を、炭化水素に対する低透過性樹脂で成形される本体と、該本体の燃料タンクとの接合部側の面に設けられ、前記燃料タンク取り付け時に前記燃料タンクのアウタシェルに挿入される突起部と、前記本体の少なくとも前記燃料タンクの接合部にインサート成形される樹脂であって、前記燃料タンクと溶着可能な樹脂とで形成することにより、両者の熱溶着を容易、且つ確実に行うことができる。その結果、両者の接合面積をより低減することができるため、生産コストを低減することができる。
【0073】
更に、樹脂部品を燃料タンクとは異質な樹脂、即ち、炭化水素ガスに対して低透過性の樹脂で上記した従来例のような取付部分と弁筒部分とを一体的に形成することができるため、炭化水素ガスの透過を確実に低減することができる。また、本体に設ける突起部により燃料の漏れをも確実に低減することができる。そして請求項1に係る発明のパッキンような別体の部品を用いる必要がないため、それだけコストを更に低減することができる。
【0074】
請求項7に係る発明のように、突起部を前記燃料透過防止層の上面に積層される接着層にまで挿入したり、請求項8に係る発明のように、突起部を前記燃料透過防止層にまで挿入することにより、請求項6に係る発明の効果に加え、界面剥離による燃料の流出、或いは炭化水素ガスの透過をより確実に防止することができる。
【0075】
請求項9に係る発明においては、樹脂部品を、炭化水素に対する低透過性樹脂で成形される本体と、該本体に固着される炭化水素に対する低透過性パッキンと、前記本体の燃料タンクとの接合部側の面に設けられ、前記燃料タンク取り付け時に前記燃料タンクのアウタシェルに挿入される突起部と、前記本体の少なくとも前記燃料タンクの接合部にインサート成形される樹脂であって、前記燃料タンクと溶着可能な樹脂とで形成することにより、両者の熱溶着を容易、且つ確実に行うことができる。その結果、両者の接合面積をより低減することができるため、生産コストを低減することができる。
【0076】
更に、樹脂部品を燃料タンクとは異質な樹脂、即ち、炭化水素ガスに対して低透過性の樹脂で上記した従来例のような取付部分と弁筒部分とを一体的に形成することができるため、炭化水素ガスの透過を確実に低減することができる。また、本体に設けるパッキン及び突起部により請求項1ないし8に係る発明に比べ燃料の漏れをより確実に低減することができる。
【0077】
請求項10に係る発明においては、パッキンを、前記インサート成形樹脂と同じ樹脂からなる止めリングで固定ことにより、請求項9に係る発明の効果に加え、樹脂部品の本体とインサート成形樹脂との界面とのシール性が向上するため、たとえパッキンを介在する界面より上流側の界面に接合不良があり、燃料が流出しようとしてもこのパッキンの設置箇所で遮断することができるため、それより下流側への燃料の流出を確実に防止することができる。
【0078】
請求項11に係る発明においては、突起部を前記燃料透過防止層にまで挿入することにより、請求項9,10に係る発明の効果に加え、界面剥離による燃料の流出は勿論、炭化水素ガスの透過も確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の燃料タンク取り付け部品の本体に低透過性パッキンを取り付けた状態を示す断面図。
【図2】図1のものの低透過性パッキンに止めリングを固定した状態を示す断面図。
【図3】図2のものに燃料タンクと同じ樹脂をインサート成形した状態を示す断面図。
【図4】本願発明の燃料タンク取り付け部品(図3のもの)を燃料タンクに熱溶着した状態を示す断面図。
【図5】図4のものにおける燃料及び炭化水素ガスの流れを模式的に示す一部拡大断面図。
【図6】図4の実施の形態のものの変形例で低透過性パッキンを複数配置した状態を示す断面図。
【図7】図4の実施の形態のものの更なる変形例で本体側部に凹凸部を設けた状態を示す断面図。
【図8】本願発明の他の実施の形態の燃料タンク取り付け部品を燃料タンクに熱溶着した状態を示す断面図。
【図9】図8の実施の形態のものの変形例で突起部を燃料透過防止層にまで挿入した状態を示す断面図。
【図10】図8の実施の形態のものの更なる変形例で燃料透過防止層にまで挿入する突起部を複数設けた状態を示す断面図。
【図11】本願発明の更に他の実施の形態の燃料タンク取り付け部品を燃料タンクに熱溶着した状態を示す断面図。
【図12】燃料タンクの一部拡大断面図。
【図13】従来の燃料タンクと燃料タンク取り付け部品との断面図。
【図14】従来の燃料タンクと他の燃料タンク取り付け部品との断面図。
【符号の説明】
1…本体 2…パイプ部
3…フランジ 4…筒部
5…外側リブ 6…内側リブ
7,7a…パッキン 8,19…凹凸部
9…止めリング 10…インサート成形樹脂
11…燃料タンク 12…インナシェル
13…アウタシェル 14…バリア層
16…溶着面 17…開口
18…側面リブ 20…突起部
21…尖端 30…上部空間
10a,16…溶着部 15a…上部粘着層
15b…下部接着層
Claims (8)
- 樹脂製のインナシェルと樹脂製のアウタシェルとを燃料透過防止層を介して積層してなる燃料タンクと、該燃料タンクに取り付けられる樹脂部品との溶着構造において、
前記樹脂部品は、炭化水素に対して前記アウタシェルより低透過性の樹脂で成形される本体と、
前記本体の少なくとも前記燃料タンクの溶着部にインサート成形される前記アウタシェルと同じ材質の樹脂であって、前記溶着部で前記燃料タンクと溶着されるインサート成形樹脂と、
前記溶着部と前記本体の間で前記インサート成形樹脂に覆われて、前記本体に固着される炭化水素に対する低透過性パッキンと、からなることを特徴とする樹脂部品の溶着構造。 - 前記パッキンは、前記インサート成形樹脂と同じ樹脂からなる止めリングで固定されることを特徴とする請求項1記載の樹脂部品の溶着構造。
- 前記パッキンを複数配置することを特徴とする請求項1または2記載の樹脂部品の溶着構造。
- 前記本体に凹凸部を設けることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の樹脂部品の溶着構造。
- 前記凹凸部を前記燃料タンクとの溶着部側の面に設けるとともに、該凹部に前記パッキンを配置することを特徴とする請求項4記載の樹脂部品の溶着構造。
- 樹脂製のインナシェルと樹脂製のアウタシェルとを燃料透過防止層を介して積層してなる燃料タンクと、該燃料タンクに取り付けられる樹脂部品との溶着構造において、
前記樹脂部品は、炭化水素に対して前記アウタシェルより低透過性の樹脂で成形される本体と、
前記本体の少なくとも前記燃料タンクの溶着部にインサート成形される前記アウタシェルと同じ材質の樹脂であって、前記溶着部で前記燃料タンクと溶着されるインサート成形樹脂と、
前記溶着部と前記本体の間で前記インサート成形樹脂に覆われて、前記本体に固着される炭化水素に対する低透過性パッキンと、
該本体の燃料タンクとの溶着部側の面に一体に形成され、前記燃料タンクとの溶着時に前記燃料タンクのアウタシェル内に食い込んでなる先端が尖った突起部と、からなることを特徴とする樹脂部品の溶着構造。 - 前記パッキンは、前記インサート成形樹脂と同じ樹脂からなる止めリングで固定されることを特徴とする請求項6記載の樹脂部品の溶着構造。
- 前記突起部は、前記燃料透過防止層にまで食い込んでなることを特徴とする請求項6または7記載の樹脂部品の溶着構造。
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