JP5108479B2 - 燃料タンクにおける溶着ジョイント - Google Patents

Description

この発明は樹脂製の燃料タンクにおける配管用のチューブ又はコネクタ接続のための樹脂製のジョイント、詳しくは燃料タンクに熱溶着されて接続部を構成する樹脂製の溶着ジョイントに関する。

自動車に搭載される燃料タンクには、給油口から注入された燃料を燃料タンクに導くためのチューブ或いはコネクタ等を接続するためのジョイントが一体に設けられている。
ここで例えば給油口からの燃料を燃料タンクに導くチューブの場合、従来にあってはゴム製のチューブ（ゴムホース）が用いられて来たが、近年、環境保全の観点から燃料がホースを通じて外部に透過することを規制する環境規制が厳しくなって来ており、そこで配管用のチューブとして、ゴムホースに低燃料透過性の樹脂のバリア層を複合化したゴム樹脂複合チューブ，低燃料透過性を有するフッ素ゴムから成るゴムチューブ，或いは樹脂のみの樹脂チューブが採用されるに到っている。
従来、これらチューブの燃料タンクに対する接続構造として、例えば図１２に示すような接続構造が採用されている。

図１２において２００は樹脂製の燃料タンクで、２０２は同じく樹脂製の溶着ジョイントである。溶着ジョイント２０２は熱溶着により燃料タンク２００に一体化されている。
溶着ジョイント２０２は、チューブ差込部としての筒状部２０４を有しており、その筒状部２０４の外周面上に突出する状態で環状の鍔状部２０６が設けられている。
２０８は給油口から注入された燃料を燃料タンク２００に導くための樹脂チューブで、図１２（Ｂ）に示しているように可撓性を付与するために蛇腹部２１０が設けられている。

図１２（Ｂ）及び図１３において、２１２はコネクタ（クイックコネクタ）で、樹脂チューブ２０８はこのコネクタ２１２を介して溶着ジョイント２０２に接続される。
コネクタ２１２は樹脂製のコネクタ本体２１４と、同じく樹脂製のリテーナ２１６とで構成されている。

コネクタ本体２１４は軸方向の一方の側にニップル部２１８を備えており、また他方の側にリテーナ２１６を弾性的に挿入させて保持するソケット状のリテーナ保持部２３０を備えている。

ニップル部２１８は、樹脂チューブ２０８を外嵌状態に圧入させてこれを固定する部分であって、外周面に環状突起２３２を軸方向に隔てて複数有する、断面形状が鋸歯状をなす抜止部が形成されている。また内周側には複数のＯリング（シールリング）２３４が保持されている。
一方ソケット状のリテーナ保持部２３０には円弧状の窓部２３６が設けられており、また対応した円弧形状をなす部分リング状部２３８が設けられている。

リテーナ２１６は全体的に径方向に弾性変形可能とされており、リテーナ保持部２３０における部分リング状部２３８に弾性的に嵌り合う円弧状の溝２４０と、溶着ジョイント２０２側の鍔状部２０６を軸方向に挿入ガイドするとともにリテーナ２１６全体を弾性的に拡径させるためのテーパ状のガイド面２４２と、鍔状部２０６を係入させる円弧形状の係入凹部２４４とを備えている。

この接続構造では、コネクタ本体２１４のニップル部２１８に樹脂チューブ２０８の端部を強制的に圧入して固定しておく。
その際、樹脂チューブ２０８の端部はニップル部２１８への圧入によって図１２（Ｂ）に示しているように拡径変形し、強い緊締力でニップル部２１８を径方向に締め付ける。
そしてその締付力と、ニップル部２１８に設けた環状突起２３２の食込作用とで、樹脂チューブ２０８の端部がコネクタ本体２１４に固定状態となる。

これと併せてリテーナ２１６をコネクタ本体２１４に装着保持させておき、その状態でコネクタ２１２を溶着ジョイント２０２の筒状部２０４に外挿する。
このとき、コネクタ本体２１４に保持されたリテーナ２１６が鍔状部２０６によって弾性的に拡径変形させられ、そして鍔状部２０６が係入凹部２４４に到ったところで再び弾性的に縮径変形して、鍔状部２０６と係入凹部２４４とが係合状態となる。
これと同時に、筒状部２０４の鍔状部２０６より先端側の部分が、コネクタ本体２１４の内周側のＯリング２３４に嵌り合った状態となって、筒状部２０４とコネクタ本体２１４との間が気密にシールされる。

一方これとは別に、上記コネクタ２１２を介することなく樹脂チューブ２０８を溶着ジョイント２０２の筒状部２０４に直接に（ダイレクトに）差し込み、接続を行うことが構想されている。
かかるコネクタ（クイックコネクタ）を接続し又は燃料配管用のチューブを直接接続するための溶着ジョイントは、上記のように燃料タンクに対して熱溶着により一体に接合されるが、溶着ジョイントを燃料タンクに熱溶着により一体に接合してチューブの接続部を構成する場合、次のような問題が生ずる。

従来、燃料タンクの外層材としてはＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）樹脂が用いられており、従ってこれに一体化される溶着ジョイントはこの燃料タンクに溶着可能であることが求められる。

その溶着のため、筒状部を含む溶着ジョイント全体を同材質のＨＤＰＥ樹脂で構成することが考えられるが、ＨＤＰＥ樹脂の場合、燃料タンクに対する溶着性は優れているものの、耐燃料透過性（低燃料透過性）は不十分で、そこから燃料が外部に透過してしまう問題を生ずる。

この低燃料透過性についての問題の解決を目的としたものとして、下記特許文献１には、燃料タンクとの溶着性を有する外層材と、低燃料透過性（バリア性）を有する樹脂材で構成した内層材とを径方向に積層して溶着ジョイントを構成する点が開示されている。

図１４はその具体例を示している。
図１４において、２４６は樹脂製の燃料タンクでＨＤＰＥ樹脂から成る外層２４６-１と内層２４６-３及び低燃料透過性に優れたＥＶＯＨ（エチレン―ビニルアルコール共重合体）樹脂のバリア層２４６-２を積層して構成してある。
２４８はこの燃料タンク２４６に溶着一体化された樹脂製の溶着ジョイントで、この溶着ジョイント２４８はチューブ２５８の接続部（差込部）となる筒状部２５２と、その基端部の溶着部２５０とを有しており、その溶着部２５０において燃料タンク２４６に熱溶着されている。
筒状部２５２は外層２５４と内層２５６とが別の樹脂材から成っている。詳しくは外層２５４が溶着部２５０と同じ樹脂材で、また内層２５６がこれよりも低燃料透過性に優れたＰＡ（ポリアミド）樹脂等のバリア材で構成されている。
尚２６０はチューブ２５８を嵌込状態にクランプするホースバンドである。

この構造の溶着ジョイント２４８において、筒状部２５２における外層２５４と溶着部２５０とを燃料タンク２４６に対して溶着性の高い、同材質のＨＤＰＥ樹脂で構成すると、このＨＤＰＥ樹脂は低燃料透過性が十分でなく（そのために図１４に示す溶着ジョイント２４８では筒状部２５２の内層２５６がバリア材で構成されている）、従って筒状部２５２については低燃料透過性は確保できたとしても、ＨＤＰＥ樹脂から成る溶着部２５０については言わば剥き出しの状態となっており、燃料タンク２４６内の燃料がこの溶着部２５０を通じて外部に透過してしまうといった問題が内在している。

そこで本出願人は、先の特許願（下記特許文献２）において、図１５に示しているように溶着ジョイント２６２の全体を、詳しくは筒状部２６４と、燃料タンク２４６に溶着される溶着部２６６とを含む溶着ジョイント２６２の全体を、ＥＶＯＨの水酸基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を単独で若しくはＨＤＰＥとともにＥＶＯＨとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成したものを提案している。

ＥＶＯＨは、従来からガスバリア性に優れた材料として知られており、かかるＥＶＯＨに対して上記の変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともにアロイ化して成る樹脂アロイ材は、そこに含有されるＨＤＰＥによって燃料タンク２４６に対し優れた溶着性を有しているとともに、ＥＶＯＨによる極めて優れた低燃料透過性（バリア性）も併せて有しており、従って図１５に示すように筒状部２６４及び溶着部２６６を含む溶着ジョイント２６２全体を単一の材料で構成し得て、これにより成形に要する工数を少なくでき、溶着ジョイント２６２を安価となし得る利点の他に、筒状部２６４及び溶着部２６６に良好な低燃料透過性を付与することができるとともに、併せて溶着部２６６に高い溶着性を付与することが期待できる。なお、ＰＡもＥＶＯＨと同様にガスバリア性に優れた材料であり、ＰＡのアミン基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともにＰＡとアロイ化した樹脂アロイ材を用いて溶着ジョイント２６２を形成しても、同様の利点が期待できる。

しかしながら、このような溶着ジョイント２６２を燃料タンク２４６に対して溶着試験したところ、実際には燃料タンク２４６に対する溶着ジョイント２６２の溶着強度が、各種の溶着条件により、例えば溶着時における溶着ジョイント２６２や燃料タンク２４６の樹脂の溶融温度，溶融時間，溶融代（溶融厚み），溶着のときの加圧力，溶着時間等の条件によってばらつきを生じ、安定した溶着強度が必ずしも十分に得られないことが判明した。

上記の樹脂アロイ材を用いて構成した図１５の溶着ジョイント２６２の溶着部２６６は、これをＥＶＯＨ単独で構成した場合に比べて溶着性は高まっているものの、ＨＤＰＥ樹脂ほどには溶着性は高くなく、そのため溶着ジョイント２６２を溶着部２６６で樹脂製の燃料タンク２４６に溶着したとき、溶着条件の如何によって溶着が強かったり不足したりする等の溶着のばらつきを生じてしまうのである。そして、ＥＶＯＨやＰＡ以外の燃料低透過性樹脂を用いた場合も同様の事態が生じるものと考えられる。

特開２００２−２５４９３８号公報 特開２００６−１４３１７２号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、少なくとも溶着部を変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに、例えばＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成した場合においても、溶着部を安定した且つ十分な溶着強度で樹脂製の燃料タンクに溶着することのできる燃料タンク用の溶着ジョイントを提供することを目的としてなされたものである。

この目的を達成するための本発明の燃料タンクにおける溶着ジョイントは、配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、少なくとも前記溶着部が、燃料低透過性のバリヤ樹脂と親和性を有する変性ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を単独で若しくはＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）とともに該バリヤ樹脂とアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部に、該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層が構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてある燃料タンクにおける溶着ジョイント、あるいは、配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、少なくとも前記溶着部が、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール共重合体）の水酸基又はＰＡ（ポリアミド）のアミン基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該ＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部に、該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層が構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてある燃料タンクにおける溶着ジョイントである。ここでは、少なくとも溶着部を、ＥＶＯＨの水酸基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該ＥＶＯＨとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成できる。また、ＰＡのアミン基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該ＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いても構成できる。

本発明では、配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、少なくとも前記溶着部が、燃料低透過性のバリヤ樹脂と親和性を有する変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該バリヤ樹脂とアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の全体が全周に亘り該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層にて構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるもの、あるいは、配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、少なくとも前記溶着部が、ＥＶＯＨの水酸基又はＰＡのアミン基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該ＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の全体が全周に亘り該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層にて構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるものとすることができる。

本発明ではまた、配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、少なくとも前記溶着部が、燃料低透過性のバリヤ樹脂と親和性を有する変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該バリヤ樹脂とアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の外周側部分若しくは内周側部分又はそれらの間の中間部分が全周に亘り部分的に該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層として構成してあり、前記溶着部の前記樹脂アロイ材から成る部分の先端面及び該高溶着層の先端面を溶着面として該溶着部が前記燃料タンクに溶着されるもの、あるいは、配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、少なくとも前記溶着部が、ＥＶＯＨの水酸基又はＰＡのアミン基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該ＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の外周側部分若しくは内周側部分又はそれらの間の中間部分が全周に亘り部分的に該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層として構成してあり、前記溶着部の前記樹脂アロイ材から成る部分の先端面及び該高溶着層の先端面を溶着面として該溶着部が前記燃料タンクに溶着されるものとすることができる。

請求項５のものは、請求項３において、前記高溶着層の外周面が、前記燃料タンク側の前記先端面から前記筒状部の側に離れるに従って漸次小径となるテーパ面となしてあることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項４において、前記高溶着層には、前記樹脂アロイ材を用いて前記溶着ジョイントを成形する成形型に予め成形した該高溶着層をセットした状態で該成形型の成形面に当接し、該樹脂アロイ材を該成形型に注入して成形する際に該高溶着層を変形防止する支持部が放射状に設けてあることを特徴とする。

請求項７のものは、請求項１〜６の何れかのおいて、前記高溶着層を除く前記溶着部及び前記筒状部の全体が単一の前記樹脂アロイ材を用いて構成してあることを特徴とする。

以上のように本発明は、溶着部の燃料タンク側の先端部に、該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層を構成し、例えば、溶着部の燃料タンク側の先端部の全体を全周に亘り燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層にて構成し、溶着ジョイントの溶着部を高溶着層の部分で燃料タンクに溶着するようになしたもので、本発明によれば、上記の樹脂アロイ材を用いて構成した溶着部により一層高い溶着性能を付与することができ、これにより溶着ジョイントを燃料タンクに溶着する際の溶着条件の如何に拘らず、十分に安定した且つ強い溶着強度で溶着ジョイントを燃料タンクに溶着することが可能となる。

一方、請求項４は溶着部における燃料タンク側の先端部の外周側部分若しくは内周側部分又はそれらの間の中間部分を全周に亘り部分的に上記の高溶着層にて構成し、溶着部の上記樹脂アロイ材から成る部分の先端面及び高溶着層の先端面を溶着面として、溶着部を燃料タンクに溶着するようになしたもので、この場合においても高溶着層の働きによって、溶着ジョイントの溶着部を安定した強い溶着強度で燃料タンクに溶着することが可能となる。

またこの請求項４では、溶着部の樹脂アロイ材から成る部分も燃料タンク側の先端面を溶着面として燃料タンクに全周に亘り溶着するようになしているため、請求項３に比べて燃料タンク内の燃料が高溶着層を通じて外部に透過してしまうのをより良好に抑制することができる。

次に請求項５は、請求項３における高溶着層の形状を、その外周面が燃料タンク側の先端面から筒状部の側に離れるに従って漸次小径となるテーパ面を成す形状としたものである。

請求項３において、溶着ジョイントを成形するに際しては高溶着層を予め成形しておき、これを成形型の内部にセットした状態で成形型の内部に樹脂アロイ材を注入し、溶着部を成形することとなるが、このとき成形型の内部への樹脂アロイ材の注入の圧力で成形型の内部にセットしてある高溶着層がめくれ上がりを生じ、高溶着層が予定した位置で溶着部に良好に２色成形にて一体化されないおそれがある。

しかるに請求項５に従って高溶着層の外周面を燃料タンク側の先端面から筒状部の側に離れるに従って漸次小径となるテーパ面となしておくことで、樹脂アロイ材の注入時に高溶着層が上記のようなめくり上がりを生ずるのが防止される。
従ってこの請求項５によれば、高溶着層を予定した位置で溶着部に良好に２色成形にて一体化することができる。

次に請求項６は、高溶着層を請求項４に従って構成した場合において、かかる高溶着層を成形型にセットした状態で樹脂アロイ材を成形型に注入して成形する際、成形型の成形面に当接して高溶着層を変形防止する支持部を放射状に設けたもので、この場合においても高溶着層を溶着部に良好に２色成形にて一体化することができる。

本発明では、上記高溶着層を除く溶着部及び上記筒状部の全体を単一の上記樹脂アロイ材を用いて構成することができる（請求項７）。
このようにすれば、溶着ジョイント全体を実質的に単一の樹脂材で構成でき、成形のための工数を少なくでき、溶着ジョイントのコストを安価となすことができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は樹脂製の燃料タンクで、ＨＤＰＥ樹脂から成る外層１０-１と内層１０-３とで、ＥＶＯＨ樹脂から成る低燃料透過性に優れるバリア層１０-２をサンドイッチ状に挟んだ積層構造をなしている。

１２は樹脂製の溶着ジョイントで、配管用のチューブ（以下単にチューブ）の接続部となる筒状部１４と、その基端部の溶着部１６とを有している。
配管用のチューブはこの筒状部１４に外嵌状態に圧入され、かかる溶着ジョイント１２を介して燃料タンク１０に接続される。

筒状部１４の外周面には、環状突起１８を軸方向に間隔を隔てて複数有する、断面形状が鋸刃形状の抜止部１９が設けられている。
この抜止部１９は、先端が鋭角を成す各環状突起１８をチューブの内面に食い込ませてチューブの抜止作用をなす。

筒状部１４にはまた、その先端側に環状のＯリング溝２０が形成されていて、そこにシール材としての弾性を有するＯリングが嵌め込まれるようになっている。
また筒状部１４には、抜止部１９の図中左側の位置に略環状を成すストッパ部２２が形成されている。
このストッパ部２２はチューブを筒状部１４に挿し込んだときに、チューブの先端に当接してその挿込量を規定する働きをなす。

上記溶着部１６は、略円盤状のフランジ部２４と、その外周端から燃料タンク１０側に向って立ち下がり、燃料タンク１０の開口部２８周りに環状を成す立下り部２６とを有しており、その立下り部２６において燃料タンク１０の開口部２８の周縁部、具体的には外層１０-１に対し熱溶着により一体化されている。
溶着ジョイント１２にはまた、立下り部２６の内側において燃料タンク１０側に突出する円環状の突出部３０が一体に形成されている。ここで突出部３０は、燃料タンク１０内に配置されるバルブ等の樹脂製のハウジング３２との連結用に用いられる。

図２及び図３に、溶着ジョイント１２の燃料タンク１０に対する溶着前の形状が示してある。
図２に示しているようにこの実施形態では溶着部１６、詳しくは立下り部２６の、燃料タンク１０側の先端部の全体が、開口部２８周りに全周に亘って、燃料タンク１０への溶着性の高い高溶着層３４にて構成してあり、かかる高溶着層３４が、立下り部２６の主部３６の先端面に全面に亘って２色成形により一体に積層成形されている。
尚この実施形態において、高溶着層３４はその厚みが２ｍｍとされている（尚溶着時の溶着代は２ｍｍである）。

溶着部１６は、この高溶着層３４の先端面を溶着面３８として燃料タンク１０に熱溶着される。
本実施形態では、この高溶着層３４を除く溶着ジョイント１２の全体、詳しくは溶着部１６における立下り部２６の主部３６及びフランジ部２４、更に筒状部１４を含む全体が以下の材料、即ちＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール）の水酸基に対して親和性の高い官能基を導入した変性ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を単独で若しくは通常のＨＤＰＥとともにＥＶＯＨとアロイ化して成る樹脂アロイ材、あるいは、ＰＡのアミン基に対して親和性の高い官能基を導入した変性ＨＤＰＥを単独で若しくは通常のＨＤＰＥとともにＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材にて構成されている。

一方高溶着層３４は、かかる樹脂アロイ材よりも燃料タンク１０に対し溶着性の高い、詳しくは外層１０-１に対し溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂が用いられている。
尚この高溶着層３４として上記の変性ＨＤＰＥ樹脂又は通常のＨＤＰＥ樹脂と変性ＨＤＰＥ樹脂との混合材を用いても良い。

ここで高溶着層３４は、図２（Ｂ）に示しているようにこの実施形態では図中下面と上面、即ち燃料タンク１０側の溶着面３８と反対側の面とが燃料タンク１０の外面と平行な面をなしており、またその外周面が主部３６の外周面を下方に延長した面、詳しくは燃料タンク１０の外面に対しほぼ直角の面とされ、更に内周面が主部３６の内周面を燃料タンク１０側に延長した面、詳しくはここでは図中上下方向に対し僅かに傾斜した面とされている。

本実施形態において、ＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化するための材料として通常のＨＤＰＥではなく変性ＨＤＰＥを用いているが、これは次の理由による。
通常のＨＤＰＥはＥＶＯＨ又はＰＡに対して親和性に乏しく、従って単にこれをＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化しようとしても、それらの非親和性によってＥＶＯＨ又はＰＡやＨＤＰＥが大きな塊となって部分的に偏在した状態となってしまう。

この場合、ＥＶＯＨ又はＰＡ自体は低燃料透過性に優れてはいるものの、それが大きな塊となって互いに離れてＨＤＰＥのマトリックス中に偏在するため（但しＨＤＰＥがマトリックスとなる場合）、燃料ガスは容易にそれらＥＶＯＨ又はＰＡの塊の間を通って外部へと抜けてしまう。

これはＥＶＯＨやＰＡとＨＤＰＥとが非相溶材の組合せであることから、これを物理的に混合してみても両者が相分離してしまって親和性の乏しい界面を形成することによる。
この結果、この混合材（ブレンド材）は大きなＥＶＯＨ又はＰＡの塊をあたかも異物として含んだような状態となって強度的にも弱くなり（ボロボロの状態となる）、また両者の界面で剥離を生じ易くなったりする。

これに対して本実施形態では、ＥＶＯＨ又はＰＡとのアロイ化材として、ＥＶＯＨの水酸基に対して化学反応性（主として水素結合、共有結合）を有する官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥ樹脂、又はＰＡのアミン基に対して化学反応性（主として水素結合、共有結合）を有する官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥ樹脂、を用いているため、ＥＶＯＨ又はＰＡとＨＤＰＥとが均一に混合分散し、両者が互いに融合した状態となる。
これにより良好な溶着性（燃料タンク１０への溶着性）と低燃料透過性（バリア性）がともに実現される。

このようにＥＶＯＨ又はＰＡとＨＤＰＥとが均一に混合分散して互いに融合した均質の相を形成するのは、ＨＤＰＥが官能基の導入による変性によってＥＶＯＨ又はＰＡに対し高い親和性を有するに到ったことによる。

またＥＶＯＨ又はＰＡと変性ＨＤＰＥとをアロイ化して成る樹脂アロイ材は、両者が均一に混合分散して均質の相を形成することから、材料の強度と併せて耐衝撃性も高くなる。

ここで上記の変成基、即ちＨＤＰＥに導入する官能基としてはカルボン酸基，カルボン酸無水物，エポキシ基，アクリレート基，メタクリレート基，酢酸ビニル基，アミノ基等を例示することができる。
またＨＤＰＥの比率を上げることにより溶着強度を強くし、ＥＶＯＨ又ＰＡの比率を上げることにより低燃料透過性を向上させることができる。このように比率を調整して、溶着強度と低燃料透過性の向上の何れにでも対応することができる。比率としてはＥＶＯＨ又はＰＡ／変性ＨＤＰＥを容量比率で８０／２０〜１５／８５とすることができる。
なお、ＥＶＯＨ、ＰＡ及び変性ＨＤＰＥはそれぞれ、ＭＦＲ（メルトマスフローレイト）値が１０（ｇ／１０分）以下（ＪＩＳ Ｋ７２１０）であり、溶着ジョイント１２の成形時に樹脂アロイ材の流れ性が良好で、成形性にも優れている。

また、上記配合に相溶化材を含有させなくて良いことも低燃料透過性を高められる要因となる。尤も必要に応じて樹脂アロイ材中に相溶化材，無機系充填材等を配合しても良い。但し相溶化材は入れ過ぎると基材の結晶性を低下させ、透過性が増加（バリア性が落ちる）するため、要求されるバリア性能が確保できる範囲内で添加する。
また変性ＨＤＰＥを単独でＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化する外、通常のＨＤＰＥと変性ＨＤＰＥとの両者を用いてＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化しても良い。通常のＨＤＰＥもＭＦＲ値が１０（ｇ／１０分）以下（ＪＩＳ Ｋ７２１０）であり、このＨＤＰＥを含んだ樹脂アロイ材も流れ性が良好で、成形性にも優れている。

本実施形態において、上記樹脂アロイ材はＥＶＯＨ又はＰＡ，変性ＨＤＰＥの何れか一方を海，他方を島とする海島構造とすることができる。

図４は、図２及び図３に示す溶着ジョイント１２を燃料タンク１０に対し溶着する際の手順を示している。
溶着ジョイント１２を燃料タンク１０に熱溶着し一体化するには、図４（Ｉ）及び（II）に示すように燃料タンク１０とは別体に成形された溶着ジョイント１２と燃料タンク１０との間に熱板４０を挟み込んで、溶着ジョイント１２における立下り部２６の先端面、詳しくはここでは高溶着層３４の溶着面３８と、燃料タンク１０の外層１０-１の被溶着面とを加熱溶融する。

そして図４（III）に示しているように熱板４０を取り除いて、溶着ジョイント１２の溶着面３８を燃料タンク１０に重ね合わせ、図中下向きに力を加えて、溶着ジョイント１２を燃料タンク１０に熱溶着し一体化する（図４（IV））。

図５は本発明の他の実施形態を示している。
具体的にはここでは高溶着層３４の形状が、上記実施形態とは異なった形状とされている。
詳しくはこの実施形態では高溶着層３４の外周面が、燃料タンク１０側の先端面から図中上向き、即ち筒状部１４側に離れるに従って漸次小径となるテーパ面４２となしてある。尚、他の部分については上記実施形態と同様の形状である。

図６〜図８は図５に示す高溶着層３４の形状的な効果を、溶着ジョイント１２の成形方法とともに示したものである。
これらの図において４４は溶着ジョイント１２の成形型で、４６はその成形型４４に備えられた成形キャビティであり、４８は溶着部１６における立下り部３６の成形部である。
また４８-１は立下り部２６の外周面の成形面を、４８-２は内周面の成形面を、４８-３はその先端面即ち立下り部２６における溶着面３８の成形面を表している。

図６（Ｂ）は図２に示す溶着ジョイント１２を成形する場合を表しており、ここでは先ず全体として板状且つリング状を成す高溶着層３４を予め成形しておき、これを成形キャビティ４６内部、詳しくは立下り部２６の成形部４８にセットする。このとき成形面４８-１と４８-２と４８-３とに、高溶着層３４の外周面と内周面及び図中下面即ち溶着面３８となる下面を接するように配置する。

但し予め成形した高溶着層３４は、成形部４８内部に確実にこれを挿入しセットできるように、図中の左右寸法を成形部４８における高溶着層３４の挿入箇所よりも若干小寸法としておく。
従って、厳密には高溶着層３４を成形部４８に挿入セットした状態で、その外周面と成形面４８-１との間には僅かな隙間が生じる。

この状態で横向の注入口５０から、溶着ジョイント１２の材料である樹脂アロイ材を図中右向きに注入し、そしてこれを成形キャビティ４６に充填して高溶着層３４と、それ以外の部分とを一体に２色成形する。
このとき、図２（Ｂ）に示す形状の高溶着層３４の場合、注入口５０から注入された樹脂アロイ材の圧力によって、図７（Ａ）に示すように高溶着層３４がめくれ上がりを生じてしまう可能性がある。
このような現象が生じると高溶着層３４は、図２（Ｂ）に示す予定した正規の位置に形成されなくなってしまう。

これに対して図５に示す高溶着層３４の場合、その外周面がテーパ面４２とされているため、これを成形部４８にセットした状態で注入口５０から上記の樹脂アロイ材を注入したとき、図７（Ｂ）に示すようにその圧力によってテーパ面４２が下向きに押され、その結果として成形部４８にセットされた高溶着層３４が、図７（Ａ）に示すようなめくれ上がりを生じず、成形面４８-３に密着せしめられる。

そしてその状態で溶着ジョイント１２全体が樹脂アロイ材にて成形され且つ同時に高溶着層３４が２色成形により一体化される。
従って図５に示す形状で高溶着層３４を形成した場合、高溶着層３４を含む溶着ジョイント１２を２色成形にて成形したとき、高溶着層３４を予定した位置に且つ正しい向き及び形状でこれを形成することができる。

以上のような本実施形態によれば、樹脂アロイ材を用いて構成した溶着部１６により一層高い溶着性能を付与することができ、これにより溶着ジョイント１２を燃料タンク１０に溶着したとき、その溶着条件の如何に拘らず十分に安定した強い溶着強度で溶着ジョイント１２を燃料タンク１０に溶着することが可能となる。

図８及び図９は本発明の更に他の実施形態を示している。
図９に示しているようにこの例は、溶着部１６における立下り部２６の燃料タンク１０側の先端部のうち、略半分の内周側部分のみを上記と同じ材料の高溶着層３４にて構成した例である。

この実施形態の場合、溶着ジョイント１２を燃料タンク１０に溶着したとき、立下り部２６の先端部で内周側の高溶着層３４が溶着面３８で燃料タンク１０に溶着し、また外周側部分、つまり樹脂アロイ材で構成した主部３６が溶着面３８で燃料タンク１０に溶着する。
この場合においても高溶着層３４の働きによって、燃料タンク１０に対する溶着ジョイント１２の溶着強度を樹脂アロイ材単独から成る場合に比べて高強度となすことができる。

また外周側部分では樹脂アロイ材が燃料タンク１０に溶着されて燃料ガスの透過に対して耐透過性の壁を形成するため、図２及び図５に示すものに比べて立下り部２６の先端部における低燃料透過性をより一層高くすることができる。

立下り部２６の先端部の外周側部分は、内周側部分の高溶着層３４に比べてより優れた低燃料透過性を有する樹脂アロイ材にて構成されているため、たとえ高溶着層３４を燃料ガスが外周側に透過して来ることがあっても燃料ガスを外周側部分で透過遮断でき、燃料タンク１０内部からの燃料ガスが先端部を通じて外部に漏れるのを効果的に抑制することができる。

図１０は、図９（Ｂ）の高溶着層３４を予め成形しておいて、これをインサート材として成形部４８内に挿入セットしたときの状態を表している。
この状態で溶着部１６を（つまり溶着ジョイント１２全体を）樹脂アロイ材で成形するに際し、注入口５０から樹脂アロイ材を図中右向きに注入すると、環状の成形部４８を図中左側から右向きに周り込んだ樹脂アロイ材が、注入圧力によってリング状を成す高溶着層３４の内側に潜り込み、更にその圧力で高溶着層３４の図中右側部分を成形面４８-３から引き離すように押し広げ、そして高溶着層３４と成形面４８-３との間に樹脂アロイ材が入り込んだまま高溶着層３４が変形状態で溶着部１６に一体化されてしまうおそれがある。

図１１はこのような問題に対する高溶着層３４の対策形状を示している。
図示のようにここでは高溶着層３４を成形部４８にセットした状態で外周面の成形面４８-１に当接する支持部５４が、リング状をなす高溶着層３４に放射状に突出する形状で周方向に沿って所定間隔ごとに複数設けてある。

このようにしておけば、注入口５０から樹脂アロイ材を注入したとき、その注入圧力によって高溶着層３４が図１０（Ｂ）に示すような変形を生じるのを防止でき、従ってこの図１１に示す形状の高溶着層３４を用いることで、かかる高溶着層３４を目的とする位置に良好に溶着部１６に一体化することができる。成形された溶着ジョイント１２では、支持部５４の先端は、立下り部２６又は立下り部２６の先端部の外周まで達している。

以上では立下り部２６の先端部のうち、内周側の略半分のみを高溶着層３４にて構成しているが、場合によって立下り部３６の外周側の略半分を高溶着層３４にて構成すること、或いは外周側の部分と内周側の部分との間の中間部分を高溶着層３４にて構成するといったことも可能であり、これらの場合においても上記と同様の効果を奏することができる。
また場合によってリング状をなす高溶着層３４を外周面と内周面との間の複数箇所に分割して配置しておくといったことも可能である。

尚、高溶着層３４を立下り部３６における先端部の外周側に設ける場合には、支持部５４を内周側の成形面４８-３側に向って放射状に突出せしめ、それらを成形面４８-３に対して当接させる。ここでは、成形された溶着ジョイント１２では、支持部５４の先端は、立下り部２６又は立下り部２６の先端部の内周まで達している。
また外周側と内周側との中間部分に高溶着層３４を部分的に設ける場合には、内周側と外周側との両方に上記のような支持部５４を放射状に突出形成しておき、それらを成形面４８-１と４８-３とのそれぞれに当接させるようになしておくことができる。ここでは、成形された溶着ジョイント１２では、支持部５４の先端は、立下り部２６又は立下り部２６の先端部の内周及び外周まで達している。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示である。例えば本発明は高溶着層を除く溶着ジョイント１２の全体を単一の上記の樹脂アロイ材で構成しておくことが望ましいが、場合によって筒状部の内面や外面に別の材料を一体成形しておくといったことも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態の溶着ジョイントを燃料タンクへの溶着状態で示す図である。 図１の溶着ジョイントを溶着前の状態で示す図である。 図２の溶着ジョイントの斜視図である。 同実施形態における溶着工程の説明図である。 本発明の他の実施形態を示す要部拡大図である。 溶着ジョイントの成形方法の説明図である。 図５の実施形態の利点の説明図である。 本発明の更に他の実施形態を示す図である。 図８の溶着ジョイントの溶着前の状態を示す図である。 同実施形態における成形の際の問題点の説明図である。 本発明の更に他の実施形態の要部を示す図である。 樹脂チューブの燃料タンクに対する従来の接続方式を示す説明図である。 図１２の接続構造を各部材に分解して示す図である。 従来公知の溶着ジョイントの構成例を示す図である。 図１４とは異なる従来の溶着ジョイントの例を示す図である。

符号の説明

１０ 燃料タンク
１２ 溶着ジョイント
１４ 筒状部
１６ 溶着部
３４ 高溶着層
３８ 溶着面
４２ テーパ面
４４ 成形型
４８ 成形部
５４ 支持部

Claims (6)

1. 配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、
   少なくとも前記溶着部が、燃料低透過性のバリヤ樹脂と親和性を有する変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該バリヤ樹脂とアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部に、該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層が構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてあり、
   該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の全体が全周に亘り前記高溶着層にて構成され、
   前記高溶着層の外周面全体が、前記燃料タンク側の前記先端面から前記筒状部の側に離れるに従って漸次小径となるテーパ面となしてあることを特徴とする燃料タンクにおける溶着ジョイント。
2. 配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、
   少なくとも前記溶着部が、ＥＶＯＨの水酸基又はＰＡのアミン基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該ＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部に、該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層が構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてあり、
   該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の全体が全周に亘り前記高溶着層にて構成され、
   前記高溶着層の外周面全体が、前記燃料タンク側の前記先端面から前記筒状部の側に離れるに従って漸次小径となるテーパ面となしてあることを特徴とする燃料タンクにおける溶着ジョイント。
3. 配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、
   少なくとも前記溶着部が、燃料低透過性のバリヤ樹脂と親和性を有する変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該バリヤ樹脂とアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部に、該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層が構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてあり、
   該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の外周側部分若しくは内周側部分又はそれらの間の中間部分が全周に亘り部分的に前記高溶着層として構成してあり、前記溶着部の前記樹脂アロイ材から成る部分の先端面及び該高溶着層の先端面を溶着面として該溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてあることを特徴とする燃料タンクにおける溶着ジョイント。
4. 配管用のチューブ又はコネクタの接続部としての筒状部と基端部の溶着部とを有し、該溶着部において樹脂製の燃料タンクの開口部の周縁部に熱溶着されて一体化される溶着ジョイントであって、
   少なくとも前記溶着部が、ＥＶＯＨの水酸基又はＰＡのアミン基に対して親和性の高い官能基を導入して成る変性ＨＤＰＥを単独で若しくはＨＤＰＥとともに該ＥＶＯＨ又はＰＡとアロイ化して成る樹脂アロイ材を用いて構成してあるとともに、該溶着部における前記燃料タンク側の先端部に、該燃料タンクへの溶着性の高いＨＤＰＥ樹脂又は／及び変性ＨＤＰＥ樹脂から成る高溶着層が構成してあり、該高溶着層の先端面を溶着面として前記溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてあり、
   該溶着部における前記燃料タンク側の先端部の外周側部分若しくは内周側部分又はそれらの間の中間部分が全周に亘り部分的に前記高溶着層として構成してあり、前記溶着部の前記樹脂アロイ材から成る部分の先端面及び該高溶着層の先端面を溶着面として該溶着部が前記燃料タンクに溶着されるようになしてあることを特徴とする燃料タンクにおける溶着ジョイント。
5. 請求項３又は請求項４において、前記高溶着層には、前記樹脂アロイ材を用いて前記溶着ジョイントを成形する成形型に予め成形した該高溶着層をセットした状態で該成形型の成形面に当接し、該樹脂アロイ材を該成形型に注入して成形する際に該高溶着層を変形防止する支持部が放射状に設けてあることを特徴とする燃料タンクにおける溶着ジョイント。
6. 請求項１〜５何れかにおいて、前記高溶着層を除く前記溶着部及び前記筒状部の全体が単一の前記樹脂アロイ材を用いて構成してあることを特徴とする燃料タンクにおける溶着ジョイント。

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