JP7249085B2 - Saddle-shaped resin fuel tank - Google Patents
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Description
本発明は、成形サイクル時間を短縮する、特に、鞍型の樹脂製の燃料タンクに関する。 The present invention particularly relates to a saddle-shaped resin fuel tank that reduces molding cycle time.
自動車の燃料タンクとして、軽量化と車内空間の拡大に寄与する樹脂製のものが利用され、この樹脂製燃料タンクは、主にブロー成形により製造されている。また、材料としては、高密度ポリエチレン(HDPE)を主材とし、燃料の透過性の極めて少ないバリヤ層には、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EvOH)を使用している。そして、その構造は、燃料タンクの内側から、主材/接着材層/バリヤ層/接着材層/主材の3種5層や、主材/接着材層/バリヤ層/接着材層/再生材層/主材構造の4種6層の構造となっている。燃料タンク内には、バルブ類や燃料の流動音を抑制するためのバッフルプレート等の内蔵部品を設ける場合がある。 BACKGROUND ART Resin fuel tanks are used as fuel tanks for automobiles because they contribute to weight reduction and expansion of the interior space of the vehicle. These resin fuel tanks are mainly manufactured by blow molding. As for the material, high-density polyethylene (HDPE) is used as the main material, and ethylene-vinyl alcohol copolymer (EvOH), for example, is used for the barrier layer with extremely low fuel permeability. And the structure is, from the inside of the fuel tank, 5 layers of 3 types of main material / adhesive layer / barrier layer / adhesive layer / main material, main material / adhesive layer / barrier layer / adhesive layer / recycled It has a structure of 4 types and 6 layers of material layer / main material structure. Internal parts such as valves and baffle plates for suppressing fuel flow noise may be provided in the fuel tank.
ブロー成形による樹脂製燃料タンクの製造方法としては、特許文献1によれば、開閉面に樹脂成型品を形成するキャビティが形成され、パーティングラインで分割された成形割金型を用い、上記成形割金型をパーティングラインで開き、パリソンをダイコアから中空状に押出して、キャビティ上に配置した後に、パリソンの間に内蔵部品を取付けた内蔵部品保持装置を挿入し、内蔵部品をパリソンの内面に取付け、内蔵部品保持装置を抜去の後に成形割金型を閉じてブロー成形を行う方法が開示されている。
As a method for manufacturing a resin fuel tank by blow molding, according to
一方、ブロー成形は、パリソン等の被成形体を成形する際に、被成形体の外側に金型が接しているので、成形後に被成形体の冷却に長い時間を要し、効率的に冷却することが難しい課題を有していた。そこで、特許文献2には、図5に示すように、クロスヘッド500から吐出されるパリソン又はパリソンを切断した一対のシート又は一対のシートからなる被成形体510の内側に内側冷却用金型520を挿入した状態(A)で、被成形体510の外側に位置する外側金型530を閉じ(B)、被成形体510を冷却後、外側金型530を開き(C)、内側冷却用金型520を被成形体510の内側から離脱させ(D)、その後、再び外側金型530を閉じて被成形体510を成形する(E)ことにより、成形サイクル時間を短縮する方法が開示されている。
On the other hand, in blow molding, since the mold is in contact with the outside of the object to be molded, such as a parison, it takes a long time to cool the object after molding. had a difficult task. Therefore, in
ところで、一般に、自動車のフロントエンジン・リアドライブ方式のFR車や、4輪駆動(4WD、AWD)車では、エンジンの駆動力をリア・デファレンシャル・ギアボックスへ伝達するプロペラシャフトが車体下部に延在している。そして、駆動系統のバランスをとるためにプロペラシャフトは通常、車体センターに配置される。そのため、後部座席の下等に配置される燃料タンクは、プロペラシャフトと干渉しないように、タンク底面の略中央部を上方に突出させて燃料室を左右に分割させた、いわゆる鞍型状に形成される。 By the way, in general, in front-engine, rear-drive type FR vehicles and four-wheel drive (4WD, AWD) vehicles, a propeller shaft that transmits the driving force of the engine to the rear differential gearbox extends at the bottom of the vehicle body. are doing. And the propeller shaft is usually placed in the center of the vehicle body to balance the driveline. For this reason, the fuel tank, which is placed under the rear seats, is formed in a so-called saddle shape, in which the fuel chamber is divided into left and right parts by protruding approximately in the center of the bottom surface of the tank so as not to interfere with the propeller shaft. be done.
図6に示すように、車両に搭載される鞍型の樹脂製燃料タンク100は、樹脂製燃料タンク100の下部壁部120の中央部140が上方に円弧状に突出した鞍状部200と、鞍状部200を挟んで車幅方向に、燃料を貯留する第1室300および第2室400から構成されている(特許文献3)。
As shown in FIG. 6, a saddle-shaped
なお、鞍型の樹脂製燃料タンクにおける鞍状部200の上部壁部110の断面形状については、図6に示すような、鞍状部200の上部壁部110が、第1室300の上部壁部110、および第2室400の上部壁部110に対して鉛直方向に盛り上がっているタイプの他に、第1室の上部壁部、および第2室の上部壁部と略同一面を形成しているタイプや、鞍状部200の上部壁部110が、第1室の上部壁部、および第2室の上部壁部に比べて、鉛直方向に凹んでいるタイプがある。
Regarding the cross-sectional shape of the
ところで、図6のような鞍型の樹脂製燃料タンク100をブロー成形によって製造する場合、樹脂製燃料タンク100の中央部140に形成される下部壁部120の深く絞られた領域150の、特に、頂部の弧状部160の膜厚が、パリソンの伸長度合いが局部的に異なることにより、他の部分に比較して厚く成形される。その結果、冷却時間が長くなり、成形時間が長くなる問題が発生した。
By the way, when the saddle-shaped
上記の特許文献2における内側冷却用金型520を鞍型の樹脂製の燃料タンクに適用することは難しく、また、適用できたとしても内側冷却用金型520の費用およびそれを用いた成形時間などコストアップの要因になる。
It is difficult to apply the
そこで、本発明は、成形サイクル時間を短縮する鞍型の樹脂製の燃料タンクを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a saddle-shaped resin fuel tank that shortens the molding cycle time.
上記課題を解決するために請求項1の本発明は、車両に搭載された内燃機関に供給する燃料を、第1室および第2室の間に鞍状部を有する室内に貯留する鞍型の樹脂製燃料タンクであって、鞍状部には、断面において、車両の上下方向に関し、上方向側の山部と下方向側の谷部が交互に複数連続的に接続される波形状部を有し、前記鞍状部の前記波形状部は、前記鞍状部の深く絞られた領域の頂部の弧状部に形成されることを特徴とする鞍型の樹脂製燃料タンクである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention of
鞍型の樹脂製燃料タンクでは、プロペラシャフト等を跨ぐ関係上、鞍状部の下部壁部には、上方に突出した深く絞られた領域が形成され、プロペラシャフト等の断面形状を反映して、深く絞られた領域の上端部分(奥行き先端部分)、すなわち、頂部には弧状部が形成される。そして、この弧状部において膜厚が他の部分に比較して厚く形成される。
請求項1の本発明では、車両に搭載されたエンジン等の内燃機関に供給する燃料を、第1 室および第2室の間に鞍状部を有する室内に貯留する鞍型の樹脂製燃料タンクであって、鞍状部には、断面において、車両の上下方向に関し、上方向側の山部と下方向側の谷部が交互に複数連続的に接続される波形状部を有し、鞍状部の波形状部は、鞍状部の深く絞られた領域の頂部の弧状部に形成されるので、パリソンの伸長度合いの局部的な変動が緩和される。その結果、樹脂製燃料タンクの略中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域の頂部の膜厚が他の部分とほぼ同じ膜厚まで伸ばされて薄くなり、さらに、波形状に形成されることにより、冷却される金型との接触面積が増加するので、冷却時間を短縮することができる。
また、波形状部により、樹脂製燃料タンクの略中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域の機械的強度が増大する。
ここで、波形状部における谷部と山部とは、波形状部における2つの頂部のうち、鞍型 の樹脂製燃料タンクを車両に搭載したときに、車体の上下方向に関し、車体の下方向側の 波形状部の頂部を谷部、車体の上方向側の波形状部の頂部を山部という。
In a saddle-shaped resin fuel tank, since it straddles the propeller shaft, etc., the lower wall of the saddle-shaped part is formed with a deeply constricted area that protrudes upward, reflecting the cross-sectional shape of the propeller shaft. , an arc-shaped portion is formed at the upper end portion (depth tip portion) of the deeply drawn region, that is, at the top. The thickness of the arc-shaped portion is formed thicker than that of other portions.
In the first aspect of the present invention, a saddle-shaped resin fuel tank stores fuel supplied to an internal combustion engine such as an engine mounted on a vehicle in a chamber having a saddle-shaped portion between the first chamber and the second chamber. The saddle portion has a corrugated portion in which a plurality of ridges on the upper side and troughs on the lower side are alternately and continuously connected with respect to the vertical direction of the vehicle . The corrugation of the saddle is formed in the arcuate portion at the top of the deeply drawn region of the saddle, so that local variations in the degree of elongation of the parison are mitigated. As a result, the film thickness at the top of the deeply constricted region formed in the substantially central saddle-shaped portion of the resin fuel tank is stretched to approximately the same film thickness as the other portions and becomes thinner, and furthermore, it becomes wavy. Since the contact area with the mold to be cooled is increased by being formed, the cooling time can be shortened.
In addition, the corrugated portion increases the mechanical strength of the deeply constricted region formed in the substantially central saddle portion of the resin fuel tank.
Here, the troughs and crests of the corrugated portion refer to the downward direction of the vehicle body when the saddle-shaped resin fuel tank is mounted on the vehicle. The crest of the corrugated portion on the side of the vehicle body is called the trough portion, and the crest portion of the corrugated portion on the upper side of the vehicle body is called the peak portion.
さらに、波形状部により、樹脂製燃料タンクの中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域の機械的強度が増大する結果、従前よりも高い温度で成形割金型を開いて、次工程、例えば、穴あけ加工、内蔵部品の取付等に移行することが可能になり、樹脂製燃料タンクの製造時間を短縮することができる。 Furthermore, the corrugated portion increases the mechanical strength of the deeply drawn region formed in the central saddle portion of the resin fuel tank. It is possible to proceed to the next process, such as drilling holes and mounting of built-in parts, so that the manufacturing time of the resin fuel tank can be shortened.
なお、波形状とは、波のように上下にうねる形をいい、波が伝わるときの一定の位置での物理量の時間的変化、または一定の時刻での物理量の空間的変化をグラフで示したもの、例えば、正弦波や三角波の他に、上に凸の円弧と下に凸の円弧が連続的に接続される形状をいう。 A wave shape is a shape that undulates up and down like a wave, and it is a graph showing the temporal change in physical quantity at a fixed position when the wave propagates, or the spatial change in physical quantity at a fixed time. For example, in addition to sine waves and triangular waves, it refers to a shape in which an upwardly convex circular arc and a downwardly convex circular arc are continuously connected.
請求項2の本発明は、鞍状部の波形状部における膜厚は、波形状部の谷部が波形状部の山部に比べて薄く形成されている鞍型の樹脂製燃料タンクである。請求項2の本発明では、鞍状部の波形状部における膜厚は、パリソンの伸長度合いの局部的な変動が緩和された結果、波形状部の谷部が波形状部の山部に比べて薄く形成されるので、波形状部内に断続的に薄肉部が形成され、冷却時間をさらに短縮することができる。なお、波形状部内に断続的に薄肉部が形成された場合であっても、波形状部によって、鞍状部の機械的強度が増大するので、鞍型の樹脂製燃料タンク全体としての剛性については問題ない。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a saddle-shaped resin fuel tank in which the film thickness of the corrugated portion of the saddle is formed such that the troughs of the corrugated portion are thinner than the crests of the corrugated portion. . According to the second aspect of the present invention, the film thickness of the corrugated portion of the saddle portion is such that the troughs of the corrugated portion are smaller than the crests of the corrugated portion as a result of the local variation in the degree of elongation of the parison being relaxed. Since the corrugated portion is formed to be thin, intermittent thin portions are formed in the corrugated portion, and the cooling time can be further shortened. Even if thin portions are intermittently formed in the corrugated portion, the mechanical strength of the saddle portion increases due to the corrugated portion. is no problem.
鞍型の樹脂製燃料タンクにおいて、鞍状部には、断面において、車両の上下方向に関し、上方向側の山部と下方向側の谷部が交互に複数連続的に接続される波形状部を有し、鞍状部の波形状部は、鞍状部の深く絞られた領域の頂部の弧状部に形成されるので、パリソンの伸長度合いの局部的な変動が緩和され、樹脂製燃料タンクの略中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域の頂部の弧状部の膜厚が他の部分とほぼ同じまで伸ばされて薄くなり、さらに、波形状になることにより、冷却される金型との接触面積が増加するので、冷却時間を短縮することができる。 In the saddle -shaped resin fuel tank, the saddle-shaped portion has a corrugated portion in which a plurality of upward peaks and downward valleys are alternately and continuously connected with respect to the vertical direction of the vehicle in cross section. and the corrugated portion of the saddle portion is formed in the arcuate portion at the top of the deeply constricted region of the saddle portion. The film thickness of the arc-shaped portion at the top of the deeply drawn region formed in the saddle-shaped portion in the approximate center of the is stretched to be almost the same as that of the other portions and becomes thinner, and furthermore, it becomes wavy, so that it is cooled. Since the contact area with the metal mold increases, the cooling time can be shortened.
波形状部により、樹脂製燃料タンクの略中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域の機械的強度が増大する。また、鞍状部の機械的強度が増大する結果、従前よりも高い温度で成形割金型を開き、次工程における穴あけ加工、内蔵部品の取付等に移行することが可能になり、樹脂製燃料タンクの製造時間を短縮することができる。 The corrugated portion increases the mechanical strength of the deeply constricted region formed in the substantially central saddle portion of the resin fuel tank. In addition, as a result of the increased mechanical strength of the saddle-shaped part, it becomes possible to open the molding split mold at a higher temperature than before, and move on to the next process such as drilling holes and mounting internal parts, and the resin fuel It is possible to shorten the manufacturing time of the tank.
鞍状部の波形状部における膜厚は、パリソンの伸長度合いの局部的な変動が緩和されて波形状部の谷部が波形状部の山部に比べて薄く形成されているので、波形状部内に断続的に薄肉部が形成され、冷却時間をさらに短縮することができる。 The film thickness at the corrugated portion of the saddle portion is such that local fluctuations in the degree of elongation of the parison are alleviated and the trough portions of the corrugated portion are formed thinner than the crest portions of the corrugated portion. A thin portion is intermittently formed in the portion, and the cooling time can be further shortened.
図1から図4に基づき、本発明の実施形態の鞍型の樹脂製燃料タンク1について説明する。なお、図4は、写真を元にして作成した図である。
鞍型の樹脂製燃料タンク1は図1および図2に示すように、メインタンク部である第1室3と、サブタンク部である第2室4と、これらを中央部14で接続する鞍状部2とからなる。第1室3、第2室4、および鞍状部2の外壁は、上部壁部11と下部壁部12に分割された成形割金型(図示しない)を用い、ブロー成形によって成形され、上部壁部11と下部壁部12は、側面において接続部13で接続されている。
A saddle-shaped
As shown in FIGS. 1 and 2, the saddle-shaped
鞍状部2の下部壁部12は、樹脂製燃料タンク1の内側に上方に円弧状に突出しており、鞍状部2の下方には、プロペラシャフト42やエンジン41からの排気管(図示せす)を配置するための空間を形成している。鞍状部2の上部壁部11には満タン検知バルブ44が配置されている。また、鞍状部2の下部壁部12には、上方に円弧状に突出し、深く絞られた領域15があり、深く絞られた領域15の頂部の弧状部16には、図3(鞍状部2における深く絞られた領域15と波形状部20の位置関係を示す模式断面図)に示すように、波形状部20が形成されている。なお、本実施形態では、波形状部20は、車両の車幅方向に形成した。波形状部20については、後に詳述する。
A
メインタンク部である第1室3には、燃料43をエンジン41に移送するための燃料ポンプ45が配置されている。また、エンジン41と第1室3の間の配管にはジェットポンプ46が配置され、ジェットポンプ46からの配管は、さらに、第2室4に延びている。
A
エンジン41の始動に伴い燃料ポンプ45が稼働すると、第1室3内の燃料43がエンジン41に移送される。これと同時に、燃料ポンプ45によってエンジン41に移送される燃料の流速を利用してジェットポンプ46が稼働し、ベンチュリー効果によって、第2室4からも燃料43が吸い上げられて、燃料43がエンジン41に移送される。
When the
鞍型の樹脂製燃料タンク1は、高密度ポリエチレン(HDPE)を主材とし、燃料の透過性の極めて少ないバリヤ層には、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EvOH)を用い、樹脂製燃料タンク1の内側から、主材/接着材層/バリヤ層/接着材層/再生材層/主材構造の4種6層構造で構成されている。なお、主材/接着材層/バリヤ層/接着材層/主材の3種5層であってもよい。
The saddle-shaped
鞍型の樹脂製燃料タンク1は、特許文献1と同様に、開閉面に樹脂成型品を形成するキャビティ31が形成され、パーティングラインで分割された成形割金型30を用い、上記金型をパーティングラインで開き、上記構造のパリソンをダイコアから中空状に押出して、キャビティ31上に配置した後に、上記パリソンの間に内蔵部品を取付けた内蔵部品保持装置を挿入し、内蔵部品をパリソンの内面に取付け、内蔵部品保持装置を抜去の後に成形割金型30を閉じてブロー成形を行うことによって製造される。なお、内蔵部品については、成形後に、鞍型の樹脂製燃料タンク1の上部壁部11に穴を開け、その穴から挿入することにより組み付けてもよい。
The saddle-shaped
図4に示すように、鞍型の樹脂製燃料タンク1の下部壁部12の波形状部20を形成するための成形割金型30のキャビティ31には、周期が25mm、幅(振幅)が5mmの正弦波形状が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
上記の成形割金型30を用いて、従前と同じ条件でブロー成形を行った結果、図4に示すように、波形状部20には、膜厚の厚い部分(約8mm)と膜厚の薄い部分(約5mm)ができていることが分かる。また、波形状部20における膜厚の厚い部分の厚さは、図4の右側の直線部分の膜厚と同じであることが分かる。
Blow molding was performed using the
図4において、膜厚の厚い部分は波形状部20の山部21に、膜厚の薄い部分は波形状部20の谷部22に該当する。これは、上記の通り、波形状部における谷部と山部とは、波形状部における2つの頂部のうち、鞍型の樹脂製燃料タンクを車両に搭載したときに、車体の上下方向に関し、車体の下方向側の頂部を谷部、車体の上方向側の頂部を山部というからである。
In FIG. 4 , the thick portion corresponds to the
なお、成形割金型30のキャビティ31において、正弦波形状を用いる場合、周期については、10mmから50mmが望ましく、幅(振幅)は、5mmから20mmが望ましい。周期が10mm未満の場合、若しくは50mmを超える場合は、パリソンの伸長度合いの局部的な変動が十分緩和されず、本発明の効果が得難く、鞍状部2内側に上方に円弧状に突出した頂部の山部21の膜厚は、従前と同様に厚く形成される。
When a sine wave shape is used in the
また、幅(振幅)が、5mm未満の場合は、本発明の効果が得難く、20mmを超える場合は、樹脂製燃料タンク1を構成するパリソンの伸長度合いの局部的な変動が大きくなり、波形状部20の山部21の膜厚が薄くなり、所定の膜厚が得られなくなる。なお、これらの周期や振れ幅については、三角波の場合や、上に凸の円弧と下に凸の円弧が連続的に接続される場合もほぼ同様な傾向を示す。
When the width (amplitude) is less than 5 mm, it is difficult to obtain the effect of the present invention. The film thickness of the
この結果、樹脂製燃料タンクの中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域におけるパリソンの伸長度合いの局部的な変動が緩和され、深く絞られた領域の膜厚が伸ばされて、他の部分とほぼ同じ、若しくはさらに薄い部分が断続的に形成されることにより、波形状部がない場合に比較して、冷却時間を約2割短縮することができた。 As a result, local fluctuations in the degree of elongation of the parison in the deeply drawn region formed in the central saddle-shaped portion of the resin fuel tank are alleviated, and the film thickness of the deeply drawn region is stretched. By intermittently forming portions that are substantially the same as or thinner than other portions, the cooling time can be shortened by about 20% compared to the case where there is no corrugated portion.
また、波形状部により、樹脂製燃料タンクの中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域の機械的強度が増大するので、車両の車幅方向においては、鞍状部を中心に、鞍状部の左右に形成された第1室および第2室が車両の下方向に撓むことを抑制することができた。なお、車両の前後方向に波形状部を形成してもよく、この場合は、車両のねじれに起因する樹脂製燃料タンクのねじれに対する強度も増大する。 In addition, the corrugated portion increases the mechanical strength of the deeply constricted region formed in the central saddle portion of the resin fuel tank. , the first and second chambers formed on the left and right sides of the saddle-shaped portion can be prevented from flexing in the downward direction of the vehicle. Note that the corrugated portion may be formed in the longitudinal direction of the vehicle. In this case, the strength against twisting of the resin fuel tank due to the twisting of the vehicle is also increased.
加えて、波形状部により、樹脂製燃料タンクの中央部の鞍状部に形成される深く絞られた領域の機械的強度が増大するので、従前よりも高い温度で成形割金型を開き、次工程における穴あけ加工、内蔵部品の取付に移行することが可能になり、樹脂製燃料タンクの製造時間をさらに短縮することができた。 In addition, the corrugated portion increases the mechanical strength of the deeply drawn region formed in the central saddle portion of the resin fuel tank, so that the split mold can be opened at a higher temperature than before, It became possible to move on to the next process of drilling holes and attaching built-in parts, further shortening the manufacturing time of the plastic fuel tank.
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。 The implementation of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the object of the present invention.
上記の本発明の実施形態では、鞍状部2の下部壁部12は、樹脂製燃料タンク1の内側に上方に円弧状に突出して形成されているが、プロペラシャフト42やエンジン41からの排気管(図示せす)の配置によっては、鞍状部2の下部壁部12の樹脂製燃料タンク1の内側に上方に突出する形状が、円弧状でなく、他の弧状の場合や、弧状に一部直線部分が加わった形状になる場合がある。この場合も、波形状部20がない状態で成形したときに、鞍状部2の下部壁部12の樹脂製燃料タンク1の内側に上方に突出した部分(深く絞られた領域15)の膜厚が他の部分に比較して厚くなる場合には、本発明が適用できる。
In the above-described embodiment of the present invention, the
上記の本発明の実施形態では、鞍型の樹脂製燃料タンク1に関し、鞍状部2が、第1室3の上部壁部11、および第2室4の上部壁部11と同一面を形成しているタイプの下部壁部12に形成された鞍状部2内側に、深く絞られた領域15の頂部の弧状部16に波形状部20にしたが、図6に示すような、第1室300の上部壁部110、および第2室400の上部壁部110と比べて、鉛直方向に盛り上がっているタイプや第1室300の上部壁部110、および第2室400の上部壁部110と比べて、鉛直方向に凹んでいるタイプの上部壁部110に形成された鞍状部200にも適用することができる。
In the embodiment of the present invention described above, regarding the saddle-shaped
1、100 鞍型の樹脂製燃料タンク
2、200 鞍状部
3、300 第1室
4、400 第2室
11、110 上部壁部
12、120 下部壁部
13 接続部
14、140 中央部
15、150 深く絞られた領域
16、160 弧状部
20 波形状部
21 山部
22 谷部
30 成形割金型
31 キャビティ
41 エンジン
42 プロペラシャフト
43 燃料
44 満タン検知バルブ
45 燃料ポンプ
46 ジェットポンプ
1, 100 saddle-shaped
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