JP7364458B2 - 樹脂製フィラーチューブ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂製フィラーチューブ及びその製造方法に関するものである。
特許文献1には、燃料タンクの開口穴の外側周縁とフィラーチューブのフランジとを、クランプリングによって固定することが記載されている。燃料タンクの開口穴の内周面とフィラーチューブの外周面との間には、シールするためのOリングが配置されている。
特許文献2には、樹脂製の燃料タンクの開口穴の外側周縁と樹脂製フィラーチューブのフランジの軸方向端面とが溶着によって接合されることが記載されている。当該樹脂製フィラーチューブの外面は、全長に亘って、最外層材料により成形された最外層を有しており、フランジにおける当該最外層が、燃料タンクに溶着されている。さらに、最外層材料を溶着特性の良好な材料とすることで、溶着面の溶着強度等の性能を高くすることができる。
特許文献3にも、燃料タンクの開口穴の外側周縁とフィラーチューブのフランジの軸方向端面とが溶着により接合されることが記載されている。
国際公開第2010/015295号 特開2018-118498号公報 特開2018-69786号公報
ここで、特許文献2には、押出機により押出成形された筒状素材を、複数の分割金型の内面に密着させることにより、フランジの外面を全長に亘って最外層材料により成形することが記載されている。そして、十分な溶着強度を確保するために、フランジの厚みは、樹脂製フィラーチューブの筒状本体(フランジに軸方向に隣接する筒状部分)の厚みに比べて厚い。
当該製造方法において、フランジの厚みを筒状本体の厚みより厚くするためには、例えば、フランジの部分を成形する際における分割金型の移動速度を遅くすることにより行われる。つまり、分割金型の移動速度を、筒状本体を成形する際の速度から、フランジの部分を成形する際の速度となるように、低減させる必要がある。または、分割金型の移動速度を、フランジの部分を成形する際の速度から、筒状本体を成形する際の速度となるように、増加させる必要がある。
ここで、当該製造方法において、樹脂製フィラーチューブの厚みの瞬時に変化させることはできず、徐々に変化させることになってしまう。そのため、筒状本体におけるフランジ寄りの位置の厚みが、徐変することになる。筒状本体の徐変箇所における厚みが厚くなると、筒状本体の徐変箇所において径方向内方に肉が盛られることになり、筒状本体の徐変箇所の内径が小さくなってしまう。筒状本体の内径は、燃料の流通性能に影響を及ぼすため、重要な要素である。従って、筒状本体の内径を考慮して、フランジを成形することが重要となる。
本発明は、フランジの近傍において、内径が基準となる筒状本体の内径以上にすることができる樹脂製フィラーチューブ及びその製造方法を提供することを目的とする。
(1.樹脂製フィラーチューブ)
樹脂製フィラーチューブは、燃料タンクの開口穴の外側周縁に溶着される樹脂製フィラーチューブであって、最外層材料により成形された最外層、及び、内層材料により成形された1以上の内層を有する筒状本体と、前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記筒状本体の外径よりも大径に形成され、前記筒状本体の厚みよりも厚く形成され、軸方向に所定幅を有し、軸方向の第一端面が前記燃料タンクの前記開口穴の前記外側周縁との溶着面を構成するフランジと、前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記筒状本体における前記燃料タンク側の端と前記フランジの外周面における前記燃料タンクとは反対側の端とを接続し、前記フランジ側に向かって拡径するテーパ状に形成される基端側テーパ部と、を備え、前記基端側テーパ部の内径は、軸方向の全範囲において、前記筒状本体の内径以上に形成され、前記基端側テーパ部は、前記筒状本体における前記燃料タンク側の端に接続され、前記フランジ側に向かって拡径する第一段テーパ部と、前記第一段テーパ部の端と前記フランジの外周面における前記燃料タンクとは反対側の端とを接続し、前記フランジ側に向かって拡径し、前記第一段テーパ部の外周面のテーパ角度よりも大きなテーパ角度の外周面を有する第二段テーパ部と、を備える
上記の樹脂製フィラーチューブは、基端側テーパ部を備えている。基端側テーパ部が、筒状本体とフランジとの軸方向間において厚みが徐変する領域として機能する。従って、基端側テーパ部の内径が、軸方向の全範囲において、筒状本体の内径以上に形成されることを実現できる。その結果、筒状本体からフランジに至る範囲において、フランジの近傍における内径が基準となる内径(筒状本体の内径)より小さくなることを抑制できる。従って、フランジの近傍が燃料の流通性能に影響を及ぼすことを回避でき、樹脂製フィラーチューブとしての燃料の流通性能が所望値を発揮することができる。
(2.樹脂製フィラーチューブの製造方法)
樹脂製フィラーチューブの製造方法は、上述した樹脂製フィラーチューブの製造方法であって、押出機により複数層を有する筒状素材を押し出す工程と、複数の分割金型のそれぞれを前記筒状素材の押出方向に順次移動させながら、前記複数の分割金型により形成される内面に前記筒状素材を密着させることによって、当該内面を転写した外面を有する前記樹脂製フィラーチューブを成形する工程とを備える。
前記成形する工程において、前記分割金型における前記筒状本体を成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を第一速度とすることにより、前記筒状本体を所定の厚みとする。また、前記成形する工程において、前記分割金型における前記フランジを成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を前記第一速度より遅い第二速度とすることにより、前記フランジの厚みを前記筒状本体の厚みより厚くする。さらに、前記成形する工程において、前記分割金型における前記基端側テーパ部を成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を前記第一速度から前記第二速度に変化させることにより、前記基端側テーパ部の厚みを変化させる。
当該製造方法により、上述した樹脂製フィラーチューブを製造することができる。その結果、上述した効果を奏することができる。
燃料ラインの図である。 図1のフィラーチューブの軸方向断面図であり、直線状の状態のフィラーチューブの図である。 フィラーチューブの第二端部の第一例であって、図2のIII部分の拡大断面図を示し、フィラーチューブのフランジを燃料タンクの開口穴の外側周縁に溶着させた状態を示す。 フィラーチューブの第二端部の第二例であって、図2のIII部分の拡大断面図を示し、フィラーチューブのフランジを燃料タンクの開口穴の外側周縁に溶着させた状態を示す。 タンクユニット(燃料タンク、フィラーチューブ、チェックバルブ)の製造方法を示すフローチャートである。 フィラーチューブの製造装置を示す平面図である。 図6のVII-VII断面図である。
(1.燃料ライン1の構成)
燃料ライン1の構成について図1を参照して説明する。燃料ライン1は、自動車において、給油口10から燃料タンク20を介して内燃機関(図示せず)までの経路である。ただし、本例においては、燃料ライン1における、給油口10から燃料タンク20までの部分について説明する。
燃料ライン1は、少なくとも、給油口10、燃料タンク20、樹脂製のフィラーチューブ30、及び、チェックバルブ40を備える。本例では、燃料ライン1は、さらに、ブリーザライン50を備える。
給油口10は、自動車の外面付近に設けられ、給油ノズル(図示せず)を挿入可能に構成される。給油口10は、樹脂又は金属により形成される。給油口10には、給油キャップが装着されるタイプと、給油キャップが装着されないキャップレスタイプとが存在し、何れも適用することができる。
燃料タンク20は、熱可塑性樹脂により成形され、ガソリンなどの液体燃料を貯留する。燃料タンク20は、例えば、複数種の樹脂層により形成されている。燃料タンク20に貯留された液体燃料は、図示しない内燃機関へ供給され、内燃機関を駆動するために用いられる。燃料タンク20は、燃料供給用の開口穴21を備える。燃料供給用の開口穴21は、例えば、燃料タンク20の上面や側面等に形成される。
フィラーチューブ30は、熱可塑性樹脂により成形され、給油口10と燃料タンク20とを接続する。フィラーチューブ30は、配策するために、1以上の屈曲部位を有することが一般的である。フィラーチューブ30は、1つの部材により形成してもよいし、複数の部材を接合することにより形成してもよい。本例では、フィラーチューブ30は、1つの部材により形成され、全長に亘って一体に形成される場合を例示する。
フィラーチューブ30の第一端部31は、給油口10の筒部11に圧入により嵌め込まれる。フィラーチューブ30の第二端部32は、燃料タンク20の外面のうち開口穴21の外側周縁に溶着される。本例では、第二端部32の一部が、燃料タンク20の開口穴21に挿入されている。
給油口10に給油ノズルが挿入されて、給油ノズルから液体燃料が供給されることにより、液体燃料がフィラーチューブ30を通過して燃料タンク20に貯留される。ここで、燃料タンク20に液体燃料が満タンになると、フィラーチューブ30に液体燃料が貯留され、給油ノズルの先端に液体燃料が触れることにより、給油ノズルによる液体燃料の供給が自動的に停止される。
チェックバルブ40は、燃料タンク20の開口穴21近傍に配置されている。チェックバルブ40は、フィラーチューブ30の第二端部32に固定されるようにしてもよいし、フィラーチューブ30と燃料タンク20の開口穴21との間に挟まれることで固定されるようにしてもよい。そして、液体燃料がフィラーチューブ30から燃料タンク20に供給される際に、液体燃料がチェックバルブ40を通過する。この場合、フィラーチューブ30から燃料タンク20に液体燃料が供給された場合に、燃料タンク20内の液体燃料がフィラーチューブ30側に逆流することが防止される。
ブリーザライン50は、給油口10と燃料タンク20とを接続しており、フィラーチューブ30と並行に配置される。ブリーザライン50は、液体燃料がフィラーチューブ30を介して燃料タンク20に供給される際に、燃料タンク20内の燃料蒸気を燃料タンク20の外に排出するためのラインである。
(2.フィラーチューブ30の構成の概要)
フィラーチューブ30の構成の概要について、図2を参照して説明する。フィラーチューブ30は、異種の熱可塑性樹脂による複数層構造を有する。フィラーチューブ30は、図2に示すように、筒軸方向の一方端部に形成された第一端部31、筒軸方向の他方端部に形成された第二端部32、第一端部31と第二端部32とを接続する中間部33を備える。
第一端部31は、円筒状に形成されており、給油口10の筒部11の外面に対して嵌合されている。第一端部31は、給油口10の筒部11よりも変形しやすく形成されているため、拡径変形した状態で給油口10の筒部11に嵌め込まれている。
第二端部32は、筒状に形成されており、燃料タンク20の開口穴21の外側周縁に溶着される。第二端部32は、筒状本体32aから径方向外方に向かって全周に亘って張り出したフランジ32bを備える。フランジ32bが、燃料タンク20に溶着される。つまり、第二端部32のフランジ32bは、燃料タンク20との十分な溶着面積を確保するために機能する。第二端部32は、さらに、フランジ32bよりもフィラーチューブ30の先端側に延在した先端筒部32dを備える。先端筒部32dの一部が、燃料タンク20の開口穴21に挿入される。先端筒部32dの内周面には、チェックバルブ40が取り付けられている。
中間部33は、給油口10と燃料タンク20との相対位置、距離、周辺装置のレイアウト等に応じた経路を形成可能とするために、適宜設計されている。本例においては、中間部33は、非蛇腹状の第一筒部33a、蛇腹部33b、及び、非蛇腹状の第二筒部33cを備える。第一筒部33aは、第一端部31に接続されており、筒軸方向の途中において予め屈曲形成されている。蛇腹部33bは、第一筒部33aに接続されており、任意に屈曲可能な蛇腹筒状に形成されている。第二筒部33cは、蛇腹部33bに接続され、且つ、第二端部32に接続されている。第二筒部33cは、ほぼ円筒状に形成されている。
なお、上記の他に、フィラーチューブ30の中間部33は、例えば、複数の蛇腹部分を備えるようにしてもよいし、全てを蛇腹状としてもよいし、蛇腹部分を1か所も備えないようにしてもよい。また、第一筒部33aは、非蛇腹状であって屈曲形成されているが、直線状に形成してもよい。
(3.フィラーチューブ30の層構成)
フィラーチューブ30の層構成について、図3及び図4を参照して説明する。図3及び図4は、図2のIII部分の拡大断面図であって、フィラーチューブ30の第二端部32の第一例及び第二例を示す軸方向断面図である。ただし、フィラーチューブ30の層構成は、全長に亘って同様であるため、フィラーチューブ30の第二端部32以外の部位であっても、同様である。つまり、フィラーチューブ30は、第一端部31、第二端部32及び中間部33の全てにおいて、同様の層構成を有する。
図3及び図4に示すように、フィラーチューブ30は、異種の熱可塑性樹脂による複数層構造を有する。フィラーチューブ30は、例えば、内層側から順に、最内層61、内側接着層62、中間層63、外側接着層64、及び、最外層65を備える。フィラーチューブ30は、全長に亘って、当該複数層構造を有している。なお、フィラーチューブ30は、上記5層構造に限られるものではなく、4層以下としてもよいし、6層以上としてもよい。
ここで、最外層65を除く他の層61-64は、総称して、内層と称する。内層61-64は、内層材料により成形されており、最外層65は、最外層材料により成形されている。内層61-64は、1以上存在していればよい。本例では、フィラーチューブ30は、4つの内層61-64を有する。以下、各層ついて説明する。
最内層61は液体燃料(ガソリン)に触れる面であるため、最内層61の最内層材料(内層材料の1つ)として、耐ガソリン性を有する材料を用いるとよい。また、第一端部31が給油口10の筒部11に圧入された状態において、最内層61は、給油口10の筒部11に対して軸方向の引っ掛かり力(抜け防止力)を有するとよい。この場合、最内層61の最内層材料には、シール性を有する材料を用いるとよい。最内層61の最内層材料は、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)を主体として形成される。ただし、最内層61は、上記性能を有する材料であれば、他の材料を用いることもできる。
中間層63は、最内層61の外周側に配置される。中間層63の中間層材料(内層材料の1つ)は、例えば、耐燃料透過特性を有する。中間層63において、耐燃料透過特性を有する中間層材料には、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)及びポリアミド(PA)系の何れかを主体とする材料を用いるとよい。ただし、中間層63は、上記性能を有する材料であれば、他の材料を用いることもできる。
最外層65は、中間層63の外周側に配置され、中間層63を保護する。最外層65は、フィラーチューブ30の最外面を形成する。そのため、最外層65の最外層材料には、例えば、耐衝撃性、耐候性、耐薬品性を有する材料を用いるとよい。この場合、最外層65において、最外層材料には、高密度ポリエチレン(HDPE)及びポリアミド(PA)系の何れかを主体とする材料を用いるとよい。
さらに、本例においては、最外層65が、燃料タンク20に溶着される層を構成する。そのため、最外層65の最外層材料には、燃料タンク20の外面の材料と溶着特性の良好な材料を用いるとよい。特に、最外層65の最外層材料には、燃料タンク20の外面の材料と同種の材料が好適である。ただし、最外層65は、上記性能を有する材料であれば、他の材料を用いることもできる。
内側接着層62は、最内層61の外周面と中間層63の内周面とを接着する層である。外側接着層64は、中間層63の外周面と最外層65の内周面とを接着する層である。内側接着層62の内側接着層材料(内層材料の1つ)及び外側接着層64の外側接着層材料(内層材料の1つ)には、例えば、変性ポリエチレン(変性PE)を主体とする材料を用いるとよい。ただし、最内層61及び中間層63の少なくとも一方が、他方に対する接着性能を有する場合には、内側接着層62は不要となる。また、中間層63及び最外層65の少なくとも一方が、他方に対する接着性能を有する場合には、外側接着層64は不要となる。
(4.燃料タンク20の層構成)
燃料タンク20の層構成について、図3及び図4を参照して説明する。図3及び図4は、燃料タンク20の開口穴21付近の断面図を示している。燃料タンク20は、異種の熱可塑性樹脂による複数層構造を有する。燃料タンク20は、例えば、フィラーチューブ30と同様に、5層構造(最内層、内側接着層、中間層、外側接着層、最外層)を有するようにしてもよい。
図3及び図4においては、燃料タンク20は、3層構造、すなわち、最内層20a、中間層20b、最外層20cを備える。最内層20a、中間層20b、及び、最外層20cは、例えば、フィラーチューブ30の最内層61、中間層63、及び、最外層65のそれぞれと同様に構成されるようにしてもよい。なお、燃料タンク20は、上記3層構造に限られるものではなく、2層としてもよいし、4層以上としてもよい。
(5.フィラーチューブ30の第二端部32の第一例)
次に、フィラーチューブ30の第二端部32の第一例について、図3を参照して説明する。第二端部32は、筒状本体32a、フランジ32b、基端側テーパ部32c、先端筒部32d、及び、先端側テーパ部32eを備える。
筒状本体32aは、筒状に形成されている部分であって、第二端部32における第一端部31側及び中間部33側の部位を構成する。つまり、筒状本体32aの一旦(図示しないが図3のさらに右側の端部)は、フィラーチューブ30の中間部33に接続される。ここで、筒状本体32aにおける少なくとも第二端部32の先端側(燃料タンク20側)の部分は、円筒状に形成されている。もちろん、筒状本体32aは、全長に亘って同径の円筒状に形成されるようにしてもよい。筒状本体32aは、図3において、内周面における位置P1よりも図の右側の範囲の部分である。
筒状本体32aは、内面から外面に向かって、上述した複数層構造(61乃至65)を有する。筒状本体32aは、外径Doa及び内径Diaを有する。ここで、筒状本体32aの内径Diaが、第二端部32において、燃料の流通性能を規定する基準の内径となる。つまり、第二端部32の内径は、全長に亘って、当該基準の内径Dia以上となるようにすることが要求される。
フランジ32bは、筒状本体32aよりも燃料タンク20側に位置しており、筒状本体32aよりも径方向外方に向かって、且つ、全周に亘って張り出している。フランジ32bの外面は、軸方向の第一端面32b1、外周面32b2を有する。ここで、本例におけるフランジ32bは、軸方向範囲Bに含まれる部分である。つまり、図3において、フランジ32bは、内周面における位置P3とP4との範囲の部分である。
フランジ32bの第一端面32b1は、燃料タンク20の開口穴21の外側周縁との溶着面を構成する。第一端面32b1は、フィラーチューブ30の第二端部32の中心軸に対して、ほぼ直交する平面状に形成されている。フランジ32bの外周面32b2は、ほぼ円筒状に形成されている。
そして、フランジ32bは、内面から外面に向かって、筒状本体32aと同種の複数層構造(61乃至65)を有する。従って、フランジ32bを構成する第一端面32b1及び外周面32b2は、全て、最外層材料のみにより成形されている。つまり、第一端面32b1における溶着による溶融部位は、最外層材料のみにより構成されている。
フランジ32bの外周面32b2は、筒状本体32aの外径Doaよりも大きな外径Dobを有する。ここで、フランジ32bは、第一端面32b1において燃料タンク20と溶着する径方向範囲において、全範囲に亘って充填された状態に形成されている。フランジ32bは、筒状本体32aの厚みよりも厚く形成されている。
フランジ32bの最大内径は、Dibである。そして、本例では、フランジ32bの最大内径Dibは、燃料タンク20の開口穴21の内径Ditよりも小さい。ただし、フランジ32bの対象範囲の大部分が充填されていればよい。この場合、フランジ32bの最大内径Dibは、燃料タンク20の開口穴21の内径Ditよりも僅かに大きくなるようにしてもよい。
そして、フランジ32bにおいて最小厚みは、「(Dob-Dib)/2」となり、筒状本体32aの厚み「(Doa-Dia)/2」よりも大きい。フランジ32bは、軸方向に所定の幅(軸方向範囲Bの長さ)を有する。フランジ32bの幅は、最小厚み「(Dob-Dib)/2」よりも小さい。
基端側テーパ部32cは、筒状本体32aとフランジ32bとを接続する。詳細には、基端側テーパ部32cは、筒状本体32aにおける燃料タンク20側(第二端部32の先端側)の端とフランジ32bの外周面32b2における燃料タンク20とは反対側の端とを接続する。本例における基端側テーパ部32cは、軸方向範囲Cに含まれる部分である。つまり、図3において、基端側テーパ部32cは、内周面における位置P1とP3との範囲の部分である。
ここで、基端側テーパ部32cの軸方向範囲Cの長さは、フランジ32bの軸方向範囲Bの長さよりも長い。また、基端側テーパ部32cは、内面から外面に向かって、筒状本体32aと同種の複数層構造(61乃至65)を有する。
基端側テーパ部32cは、フランジ32b側に向かって拡径するテーパ状に形成されている。詳細には、基端側テーパ部32cの外周面は、軸方向の全範囲において、筒状本体32aからフランジ32bに向かって拡径するテーパ状に形成されている。基端側テーパ部32cの厚みは、筒状本体32aからフランジ32bに向かって厚くなっている。
基端側テーパ部32cの内径は、軸方向の全範囲において、筒状本体32aの内径Dia以上に形成されている。そして、基端側テーパ部32cの内周面は、筒状本体32aからフランジ32bに向かって拡径するテーパ状の部位Ti1,Ti2を有する。従って、内周面におけるテーパ状の部位Ti1の拡径開始位置Ps1は、軸方向において、基端側テーパ部32cの範囲に含まれており、フランジ32bよりも筒状本体32aの方に位置する。
基端側テーパ部32cは、複数のテーパ部を備える。本例では、基端側テーパ部32cは、第一段テーパ部32c1及び第二段テーパ部32c2を備える。筒状本体32a側から、第一段テーパ部32c1、第二段テーパ部32c2の順に位置する。なお、基端側テーパ部32cは、3以上のテーパ部を有するようにしてもよい。
第一段テーパ部32c1は、筒状本体32aにおける燃料タンク20側の端に接続され、フランジ32b側に向かって拡径する。第一段テーパ部32c1は、軸方向範囲C1に含まれる部分である。つまり、図3において、第一段テーパ部32c1は、内周面における位置P1とP2との範囲の部分である。第一段テーパ部32c1の軸方向範囲C1の長さは、フランジ32bの軸方向範囲Bの長さよりも長い。また、内周面における拡径開始位置Ps1は、第一段テーパ部32c1の軸方向範囲C1に位置する。つまり、第一段テーパ部32c1において、位置P1から拡径開始位置Ps1までは、筒状本体32aの内径Diaと同一内径に形成されている。
第一段テーパ部32c1の外周面のテーパ角度fc1は、筒状本体32aの中心軸に対する為す角度(鋭角)を45°以下に設定されている。特に、第一段テーパ部32c1の外周面のテーパ角度fc1は、30°以下、さらには20°以下に設定されている。また、第一段テーパ部32c1の内周面におけるテーパ状の部位Ti1のテーパ角度は、外周面のテーパ角度fc1より僅かに小さい。従って、第一段テーパ部32c1の厚みは、筒状本体32aからフランジ32bに向かって厚くなっている。
第二段テーパ部32c2は、第一段テーパ部32c1の端とフランジ32bの外周面における燃料タンク20とは反対側の端とを接続する。第二段テーパ部32c2は、軸方向範囲C2に含まれる部分である。つまり、図3において、第二段テーパ部32c2は、内周面における位置P2とP3との範囲の部分である。第二段テーパ部32c2の軸方向範囲C2の長さは、フランジ32bの軸方向範囲Bの長さと同程度、又は、軸方向範囲Bの長さよりも僅かに長い。
第二段テーパ部32c2は、フランジ32b側に向かって拡径している。さらに、第二段テーパ部32c2は、第一段テーパ部32c1の外周面のテーパ角度fc1よりも大きなテーパ角度fc2の外周面を有する。第二段テーパ部32c2の外周面のテーパ角度fc2は、筒状本体32aの中心軸に対する為す角度(鋭角)を45°以上に設定されている。特に、第二段テーパ部32c2の外周面のテーパ角度fc2は、50°以上、さらには55°以上に設定されている。
また、第二段テーパ部32c2の内周面におけるテーパ状の部位Ti2のテーパ角度は、外周面のテーパ角度fc2より僅かに小さい。従って、第二段テーパ部32c2の厚みは、フランジ32bに向かって厚くなっている。
先端筒部32dは、フィラーチューブ30の先端側に位置する。先端筒部32dの内周面には、チェックバルブ40が取り付けられている。先端筒部32dは、内面から外面に向かって、筒状本体32aと同種の複数層構造(61乃至65)を有する。
先端筒部32dの外径Dodは、全長に亘って、燃料タンク20の開口穴21の内周面の内径Ditより小さく形成されている。つまり、先端筒部32dの外周面と開口穴21の内周面との間には、周方向全周に亘って隙間を有している。
先端筒部32dは、全長に亘って同径の円筒状に形成してもよいし、複数の径を有する筒状に形成してもよいし、テーパ部を有する筒状に形成してもよい。本例では、先端筒部32dは、同径の円筒状に形成している。そして、先端筒部32dの内径Didは、筒状本体32aの内径Dia(基準の内径)と同一径とされている。また、先端筒部32dの外径Dodは、筒状本体32aの外径Doaと同一径とされている。
また、先端筒部32dは、燃料タンク20の開口穴21の径方向内方、又は、燃料タンク20の内壁面よりもさらに内側に位置する。図3においては、先端筒部32dは、燃料タンク20の内壁面よりもさらに内側に位置する場合を示す。
先端側テーパ部32eは、フランジ32bの径方向内方の部位と先端筒部32dにおける筒状本体32a側の端とを接続する。本例における先端側テーパ部32eは、軸方向範囲Eに含まれる部分である。つまり、図3において、先端側テーパ部32eは、内周面における位置P4とP5との範囲の部分である。
ここで、先端側テーパ部32eの軸方向範囲Eの長さは、フランジ32bの軸方向範囲Bの長さよりも長い。また、先端側テーパ部32eは、内面から外面に向かって、筒状本体32aと同種の複数層構造(61乃至65)を有する。
先端側テーパ部32eは、フランジ32b側に向かって拡径するテーパ状に形成されている。詳細には、先端側テーパ部32eの外周面は、軸方向の全範囲において、先端筒部32dからフランジ32bに向かって拡径するテーパ状に形成されている。先端側テーパ部32eは、1つのテーパ状に形成してもよいし、2段以上のテーパ状に形成してもよい。
先端側テーパ部32eの内径は、軸方向の全範囲において、先端筒部32dの内径Did以上に形成されている。そして、先端側テーパ部32eの内周面は、先端筒部32dからフランジ32bに向かって拡径するテーパ状の部位Ti3を有する。従って、内周面におけるテーパ状の部位Ti3の拡径開始位置Ps3は、軸方向において、先端側テーパ部32eの範囲に含まれており、フランジ32bよりも先端筒部32dの方に位置する。
先端側テーパ部32eの外周面のテーパ角度feは、筒状本体32aの中心軸に対する為す角度(鋭角)を45°以下に設定されている。特に、先端側テーパ部32eの外周面のテーパ角度feは、35°以下、さらには30°以下に設定されている。例えば、先端側テーパ部32eの外周面のテーパ角度feは、基端側テーパ部32cの第一段テーパ部32c1のテーパ角度fc1と同一に形成されるようにしてもよい。また、先端側テーパ部32eの外周面のテーパ角度feは、全範囲に亘って、基端側テーパ部32cの外周面のテーパ角度fc1,fc2よりも小さく形成されるようにしてもよい。
また、先端側テーパ部32eの内周面におけるテーパ状の部位Ti3のテーパ角度は、外周面のテーパ角度feより僅かに小さい。従って、先端側テーパ部32eの厚みは、先端筒部32dからフランジ32bに向かって厚くなっている。
(6.第二端部32の第一例による効果)
上述したように、フィラーチューブ30の第二端部32は、基端側テーパ部32cを備えている。基端側テーパ部32cが、筒状本体32aとフランジ32bとの軸方向間において厚みが徐変する領域として機能する。従って、基端側テーパ部32cの内径は、軸方向の全範囲において、筒状本体32aの内径Dia以上に形成されることを実現できる。筒状本体32aからフランジ32bに至る範囲において、フランジ32bの近傍における内径が基準となる内径Dia(筒状本体32aの内径Dia)より小さくなることを抑制できる。従って、フランジ32bの近傍が燃料の流通性能に影響を及ぼすことを回避でき、フィラーチューブ30としての燃料の流通性能が所望値を発揮することができる。
さらに、基端側テーパ部32cは、複数段のテーパ部32c1,32c2を備えている。このように、複数段のテーパ部32c1,32c2を備えることにより、筒状本体32aから第一段テーパ部32c1への角度の変化を小さくすることができ、且つ、第一段テーパ部32c1から第二段テーパ部32c2への角度の変化を小さくすることができる。その結果、厚みを徐変させることにも寄与する。特に、筒状本体32aから第一段テーパ部32c1への角度の変化を小さくすることで、第一段テーパ部32c1の内径が、筒状本体32aの内径Dia以上に形成されることがより実現できる。
さらに、第二端部32は、先端側テーパ部32eを備えている。先端側テーパ部32eが、フランジ32bと先端筒部32dとの軸方向間において厚みが徐変する領域として機能する。従って、先端側テーパ部32eの内径は、軸方向の全範囲において、先端筒部32dの内径Did以上に形成されることを実現できる。フランジ32bから先端筒部32dに至る範囲において、先端筒部32dの内径Didより小さくなることを抑制できる。特に、先端筒部32dの内径Didが筒状本体32aの内径Diaと同一である場合には、フランジ32bの近傍における内径が基準となる内径Dia(筒状本体32aの内径Dia)より小さくなることを抑制できる。
(7.フィラーチューブ30の第二端部32の第二例)
次に、第二端部32の第二例について、図4を参照して説明する。第二端部32は、筒状本体32a、フランジ32b、基端側テーパ部132c、先端筒部32d、及び、先端側テーパ部32eを備える。ここで、第二例において、筒状本体32a、フランジ32b、先端筒部32d、及び、先端側テーパ部32eは、第一例と同一構成からなり、基端側テーパ部132cが相違する。以下、第二例において、第一例と相違する点について説明する。
図4に示すように、基端側テーパ部132cは、筒状本体32aとフランジ32bとを接続する。詳細には、基端側テーパ部132cは、筒状本体32aにおける燃料タンク20側の端からフランジ32bの外周面における燃料タンク20とは反対側の端に至る範囲において、所定の1つのテーパ角度により形成されている。本例における基端側テーパ部132cは、軸方向範囲Cに含まれる部分である。つまり、図4において、基端側テーパ部132cは、内周面における位置P1とP3との範囲の部分である。
ここで、基端側テーパ部132cの軸方向範囲Cの長さは、フランジ32bの軸方向範囲Bの長さよりも長い。また、基端側テーパ部132cは、内面から外面に向かって、筒状本体32aと同種の複数層構造(61乃至65)を有する。
基端側テーパ部132cは、フランジ32b側に向かって拡径するテーパ状に形成されている。詳細には、基端側テーパ部132cの外周面は、軸方向の全範囲(両端の接続部分を除く主要部分)において、筒状本体32aからフランジ32bに向かって拡径する1つのテーパ角度によるテーパ状に形成されている。ただし、基端側テーパ部132cにおいて、筒状本体32aとの接続部位、及び、フランジ32bとの接続部位は、滑らかに接続されている。
基端側テーパ部132cの外周面のテーパ角度fc11は、筒状本体32aの中心軸に対する為す角度(鋭角)を45°以下に設定されている。特に、基端側テーパ部132cの外周面のテーパ角度fc11は、40°以下、さらには35°以下に設定されている。また、基端側テーパ部132cの外周面のテーパ角度fc11は、20°以上、特に25°以上に設定されている。
また、基端側テーパ部132cの内周面におけるテーパ状の部位Ti11のテーパ角度は、外周面のテーパ角度fc11より僅かに小さい。従って、基端側テーパ部132cの厚みは、筒状本体32aからフランジ32bに向かって厚くなっている。なお、先端側テーパ部32eの外周面のテーパ角度feは、全範囲に亘って、基端側テーパ部132cの外周面のテーパ角度fc11より小さく形成されている。
基端側テーパ部132cの内径は、軸方向の全範囲において、筒状本体32aの内径Dia以上に形成されている。そして、基端側テーパ部132cの内周面は、筒状本体32aからフランジ32bに向かって拡径するテーパ状の部位Ti11を有する。従って、内周面におけるテーパ状の部位Ti11の拡径開始位置Ps1は、軸方向において、基端側テーパ部132cの範囲に含まれており、フランジ32bよりも筒状本体32aの方に位置する。つまり、基端側テーパ部132cにおいて、位置P1から拡径開始位置Ps1までは、筒状本体32aの内径Diaと同一内径に形成されている。
(8.第二端部32の第二例による効果)
上述したように、フィラーチューブ30の第二端部32は、基端側テーパ部132cを備えている。基端側テーパ部132cが、筒状本体32aとフランジ32bとの軸方向間において厚みが徐変する領域として機能する。従って、基端側テーパ部132cの内径は、軸方向の全範囲において、筒状本体32aの内径Dia以上に形成されることを実現できる。筒状本体32aからフランジ32bに至る範囲において、フランジ32bの近傍における内径が基準となる内径Dia(筒状本体32aの内径Dia)より小さくなることを抑制できる。従って、フランジ32bの近傍が燃料の流通性能に影響を及ぼすことを回避でき、フィラーチューブ30としての燃料の流通性能が所望値を発揮することができる。
(9.タンクユニット(20,30,40)の製造方法)
次に、燃料タンク20、フィラーチューブ30、及び、チェックバルブ40を含むタンクユニット(20,30,40)の製造方法について、図5を参照して説明する。
まず、フィラーチューブ30を製造する(S1:「フィラーチューブ製造工程」)。フィラーチューブ30は、押出成形によって成形される。従って、フィラーチューブ製造工程S1においては、押出成形によって一次素材30a(図6に示す)を成形し(S11)、コルゲート成形によって二次素材30b(図6に示す)を成形し(S12)、最後に二次素材30bを切断することによりフィラーチューブ30が成形される(S13)。なお、フィラーチューブ30の詳細な製造方法については後述する。
また、燃料タンク20を準備(製造)する(S2:「燃料タンク準備工程」)。また、チェックバルブ40を準備する(S3:「チェックバルブ準備工程」)。続いて、チェックバルブ40をフィラーチューブ30の第二端部32に取り付ける(S4:「チェックバルブ取付工程」)。続いて、フィラーチューブ30の第二端部32を、燃料タンク20の開口穴21の位置(溶着初期位置)に配置する(S5:「初期位置配置工程」)。続いて、フィラーチューブ30の第二端部32のフランジ32bと燃料タンク20の開口穴21の外側周縁とを溶着する(S6:「溶着工程」)。なお、溶着後にチェックバルブ40を取り付けることができる場合には、ステップS4をステップS6の後に行うようにしてもよい。
(10.フィラーチューブ30の製造装置100の構成)
次に、フィラーチューブ30を製造するための製造装置100の構成について、図6及び図7を参照して説明する。フィラーチューブ30は、図6に示す製造装置100により製造される。製造装置100は、押出機110と、押出機110に連続して配列されたコルゲート成形機120と、コルゲート成形機120に連続して配列された切断機130とを備える。
つまり、押出機110により筒状の一次素材30aが成形され(図5のS11)、コルゲート成形機120により筒状の二次素材30bが成形し(図5のS12)、切断機130によりフィラーチューブ30が成形される(図5のS13)。
押出機110は、筒状の一次素材30aを押出成形する。一次素材30aは、図3及び図4に示すような複数層構造(61乃至65)を有しており、軸方向に亘って同一の内径及び同一の外径を有する円筒状に形成されている。つまり、一次素材30aは、全体として一定の径方向厚みに形成されており、各層も一定の径方向厚みに形成されている。押出機110は、押出速度を任意に調整可能である。
コルゲート成形機120は、複数の分割金型123,124のそれぞれを一次素材30aの押出方向に順次移動させながら、複数の分割金型123,124により形成される内面に一次素材30aを密着させることによって、当該内面を転写した外面を有するフィラーチューブ30に相当する二次素材30bを成形する。
コルゲート成形機120は、押出機110により押出成形された一次素材30aの形状を変える部位に適用できる。本例においては、主として、コルゲート成形機120は、蛇腹部33bの成形、及び、第二端部32の成形を行う。なお、コルゲート成形機120は、円筒状の部分であっても、一次素材30aの外径を変更するように成形することもできる。
コルゲート成形機120は、ガイド台121、吸引装置122、複数の分割金型123,124、及び、駆動歯車125を備える。ガイド台121の上面には、長円形状の第一ガイド溝121aと、第一ガイド溝121aの隣に同一形状の第二ガイド溝121bとが形成される。さらに、ガイド台121には、図7に示すように、第一ガイド溝121a及び第二ガイド溝121bに連通する連通孔121cが形成されている。吸引装置122は、図7に示すように、ガイド台121の連通孔121cに接続され、連通孔121cに連通される空間の空気を吸引する。
複数の第一分割金型123は、フィラーチューブ30を軸方向に2つに切断した一方部分を賦形するための金型である。複数の第一分割金型123は、ガイド台121の第一ガイド溝121a上に沿って順次移動する。つまり、複数の第一分割金型123のそれぞれが順次移動することで、フィラーチューブ30の半分が形成される。ここで、複数の第一分割金型123の各々における上面には、ラック歯が形成される。
また、複数の第二分割金型124は、フィラーチューブ30を軸方向に切断した他方部分を賦形するための金型である。複数の第二分割金型124は、ガイド台121の第二ガイド溝121b上に沿って順次移動する。つまり、複数の第二分割金型124のそれぞれが順次移動することで、フィラーチューブ30の残りの半分が形成される。ここで、複数の第二分割金型124の各々における上面には、ラック歯が形成される。
第一分割金型123の一部及び第二分割金型124の一部には、蛇腹部33bに対応する賦形面を有する。また、第一分割金型123の他の一部および第二分割金型124の他の一部には、第二端部32に対応する賦形面を有する。
そして、複数の第一分割金型123と複数の第二分割金型124とが合わさる金型対のうち押出機110側の位置には、押出機110のノズル111の吐出口が位置する。つまり、一次素材30aは、当該位置に位置する金型対123,124の内周面に吸引されることにより賦形される。
駆動歯車125は、複数の第一分割金型123及び複数の第二分割金型124を移動させるピニオン歯車である。駆動歯車125は、複数の第一分割金型123と複数の第二分割金型124とが合わさる金型対のうち、押出機110側に配置される。そして、駆動歯車125が、第一分割金型123及び第二分割金型124に噛合し、駆動歯車125が回転駆動することによって、複数の第一分割金型123及び複数の第二分割金型124が順次移動される。
さらに、駆動歯車125の回転速度を変更することにより、複数の分割金型123,124の移動速度を変更することができる。複数の分割金型123,124の移動速度を速くすると、押出機110のノズル111付近に位置する分割金型123,124に対応する部分のフィラーチューブ30の径方向厚みが薄くなる。一方、複数の分割金型123,124の移動速度を遅くすると、押出機110のノズル111付近に位置する分割金型123,124に対応する部分のフィラーチューブ30の径方向厚みが厚くなる。
具体的には、分割金型123,124の移動速度を第一速度とすることにより、筒状本体32aを所定の厚みとする。そして、分割金型123,124の移動速度を第一速度より遅い第二速度とすることにより、フランジ32bの厚みを筒状本体32aの厚みより厚くする。さらに、分割金型123,124の移動速度を第一速度から第二速度に徐々に増加させることにより、基端側テーパ部32c,132cの厚みを徐々に増加させる。
また、分割金型123,124の移動速度を、第二速度より速い第三速度とすることにより、先端筒部32dの厚みをフランジ32bの厚みより薄くする。さらに、分割金型123,124の移動速度を第二速度から第三速度に徐々に減少させることにより、先端側テーパ部32eの厚みを徐々に減少させる。
ここで、コルゲート成形機120から出力される二次素材30bは、軸方向に連続した形状である。つまり、連続した二次素材30bは、複数のフィラーチューブ30が連結された形状を有する。そこで、切断機130が、コルゲート成形機120により賦形された連続した二次素材30bを所定長さに切断することにより、個々のフィラーチューブ30が成形される。
当該製造方法により、上述したフィラーチューブ30を製造することができる。特に、押出成形された一次素材30aをコルゲート金型123,124により賦形することにより、二次素材30bを成形している。
当該製造方法においては、フィラーチューブ30の厚みの瞬時に変化させることはできず、徐々に変化させることになってしまう。そのため、筒状本体32aからフランジ32bに向かって、厚みが徐々に増加することになる。当該徐変部位には、基端側テーパ部32c,132cが位置する。従って、基端側テーパ部32c,132cの存在によって、厚みを徐々に増加させつつ、筒状本体32aとフランジ32bとの間において、径方向内方へ肉が盛られることを防止できる。従って、基端側テーパ部32c,132cの内径は、筒状本体32aの内径Dia以上とすることができる。
また、フランジ32bから先端筒部32dに向かって、厚みが徐々に減少することになる。当該徐変部位には、先端側テーパ部32eが位置する。従って、先端側テーパ部32eの存在によって、厚みを徐々に減少させつつ、フランジ32bと先端筒部32dとの間において、径方向内方へ肉が盛られることを防止できる。従って、先端側テーパ部32eの内径は、先端筒部32dの内径Did以上とすることができる。
1:燃料ライン、10:給油口、20:燃料タンク、21:開口穴、30:フィラーチューブ、30a:一次素材(筒状素材)、30b:二次素材、31:第一端部、32:第二端部、32a:筒状本体、32b:フランジ、32b1:第一端面、32b2:外周面、32c,132c:基端側テーパ部、32c1:第一段テーパ部、32c2:第二段テーパ部、32d:先端筒部、32e:先端側テーパ部、33:中間部、40:チェックバルブ、61-64:内層、65:最外層、100:製造装置、110:押出機、120:コルゲート成形機、123,124:分割金型、125:駆動歯車、130:切断機

Claims (14)

  1. 燃料タンクの開口穴の外側周縁に溶着される樹脂製フィラーチューブであって、
    最外層材料により成形された最外層、及び、内層材料により成形された1以上の内層を有する筒状本体と、
    前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記筒状本体の外径よりも大径に形成され、前記筒状本体の厚みよりも厚く形成され、軸方向に所定幅を有し、軸方向の第一端面が前記燃料タンクの前記開口穴の前記外側周縁との溶着面を構成するフランジと、
    前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記筒状本体における前記燃料タンク側の端と前記フランジの外周面における前記燃料タンクとは反対側の端とを接続し、前記フランジ側に向かって拡径するテーパ状に形成される基端側テーパ部と、
    を備え、
    前記基端側テーパ部の内径は、軸方向の全範囲において、前記筒状本体の内径以上に形成され
    前記基端側テーパ部は、
    前記筒状本体における前記燃料タンク側の端に接続され、前記フランジ側に向かって拡径する第一段テーパ部と、
    前記第一段テーパ部の端と前記フランジの外周面における前記燃料タンクとは反対側の端とを接続し、前記フランジ側に向かって拡径し、前記第一段テーパ部の外周面のテーパ角度よりも大きなテーパ角度の外周面を有する第二段テーパ部と、
    を備える、樹脂製フィラーチューブ。
  2. 前記第一段テーパ部の外周面のテーパ角度は、前記筒状本体の中心軸に対する為す角度を45°以下に設定される、請求項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  3. 燃料タンクの開口穴の外側周縁に溶着される樹脂製フィラーチューブであって、
    最外層材料により成形された最外層、及び、内層材料により成形された1以上の内層を有する筒状本体と、
    前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記筒状本体の外径よりも大径に形成され、前記筒状本体の厚みよりも厚く形成され、軸方向に所定幅を有し、軸方向の第一端面が前記燃料タンクの前記開口穴の前記外側周縁との溶着面を構成するフランジと、
    前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記筒状本体における前記燃料タンク側の端と前記フランジの外周面における前記燃料タンクとは反対側の端とを接続し、前記フランジ側に向かって拡径するテーパ状に形成される基端側テーパ部と、
    前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記樹脂製フィラーチューブの先端側に位置し、前記燃料タンクの前記開口穴の径方向内方又は前記燃料タンクの内壁面より内側に位置する先端筒部と、
    前記筒状本体と同種の複数層を有し、前記フランジの径方向内方の部位と前記先端筒部における前記筒状本体側の端とを接続し、前記フランジ側に向かって拡径するテーパ状に形成される先端側テーパ部と、
    を備え、
    前記基端側テーパ部の内径は、軸方向の全範囲において、前記筒状本体の内径以上に形成され
    前記先端側テーパ部の内径は、軸方向の全範囲において、前記先端筒部の内径以上に形成されている、樹脂製フィラーチューブ。
  4. 前記先端側テーパ部の内周面は、前記フランジ側に向かって拡径するテーパ状の部位を有する、請求項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  5. 前記筒状本体の内径と前記先端筒部の内径とは、同一径である、請求項3又は4に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  6. 前記先端側テーパ部の外周面のテーパ角度は、全範囲に亘って、前記基端側テーパ部の外周面のテーパ角度より小さく形成されている、請求項3-5の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  7. 前記基端側テーパ部の外周面は、前記筒状本体における前記燃料タンク側の端から前記フランジの外周面における前記燃料タンクとは反対側の端に至る範囲において、所定の1つのテーパ角度により形成されている、請求項3-6の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  8. 前記基端側テーパ部の外周面のテーパ角度は、前記筒状本体の中心軸に対する為す角度を45°以下に形成される、請求項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  9. 前記基端側テーパ部の内周面は、前記フランジ側に向かって拡径するテーパ状の部位を有する、請求項1-8の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  10. 前記基端側テーパ部における軸方向の長さは、前記フランジにおける軸方向の長さよりも長い、請求項1-の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  11. 前記筒状本体における少なくとも前記燃料タンク側の部分は、円筒状に形成されている、請求項1-10の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  12. 前記先端筒部は、円筒状に形成されている、請求項3-8の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブ。
  13. 請求項1-12の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブの製造方法であって、
    押出機により複数層を有する筒状素材を押し出す工程と、
    複数の分割金型のそれぞれを前記筒状素材の押出方向に順次移動させながら、前記複数の分割金型により形成される内面に前記筒状素材を密着させることによって、当該内面を転写した外面を有する前記樹脂製フィラーチューブを成形する工程と、
    を備え、
    前記成形する工程において、前記分割金型における前記筒状本体を成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を第一速度とすることにより、前記筒状本体を所定の厚みとし、
    前記成形する工程において、前記分割金型における前記フランジを成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を前記第一速度より遅い第二速度とすることにより、前記フランジの厚みを前記筒状本体の厚みより厚くし、
    前記成形する工程において、前記分割金型における前記基端側テーパ部を成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を前記第一速度から前記第二速度に変化させることにより、前記基端側テーパ部の厚みを増加させる、樹脂製フィラーチューブの製造方法。
  14. 請求項3-8の何れか1項に記載の樹脂製フィラーチューブの製造方法であって、
    前記成形する工程において、前記分割金型における前記先端筒部を成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を前記第二速度より速い第三速度とすることにより、前記先端筒部の厚みを前記フランジの厚みより薄くし、
    前記成形する工程において、前記分割金型における前記先端側テーパ部を成形する部位に前記筒状素材を密着させる際の前記分割金型の移動速度を前記第二速度から前記第三速度に変化させることにより、前記先端側テーパ部の厚みを減少させる、請求項13に記載の樹脂製フィラーチューブの製造方法。
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