JP6859290B2

JP6859290B2 - 燃料タンクの製造方法

Info

Publication number: JP6859290B2
Application number: JP2018081163A
Authority: JP
Inventors: 一広大滝
Original assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Current assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2038-04-20
Also published as: JP2019188895A

Description

本発明は、燃料タンクの製造方法に関する。

例えば、特許文献１には、燃料タンク本体と、その中に配置される内蔵部品としての柱状部材とを備えた燃料タンクが開示されている。当該柱状部材の両端は、成形時に燃料タンク本体の対向する内面に溶着により固定されている。燃料タンク本体に溶着される内蔵部品としては、柱状部材以外にも、例えば、波消し板、ブラケット等が挙げられる。

米国特許第７４５５１９０号明細書

従来技術のように燃料タンク本体の成形時に内蔵部品を溶着させる場合、パリソンが保有する温度で内蔵部品を溶着させなければならない。パリソンが保有する温度で内蔵部品を確実に溶着させるために内蔵部品の溶着面には突起部あるいは溝部といった溶融しやすい形状が設けられる。しかしながら、その形状設計は、溶着による燃料タンク本体と内蔵部品との接合強度を十分に確保することを考慮しなければならず、非常に難しいという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、設計の自由度が高く、製造が容易である燃料タンクの製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、燃料タンクの製造方法であって、ネジ孔を有する内蔵部品を準備する第一工程と、前記ネジ孔が形成された部分を樹脂製のパリソンに押し付け、当該パリソンを前記ネジ孔に充填させて充填部を形成する第二工程と、を有し、前記第二工程では、成形後に所定以上の内圧が作用した場合あるいは所定以上の外力を受けた場合、前記充填部の基端が破断し、タンク本体と前記内蔵部品とが分離するように前記充填部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、内蔵部品に設けるネジ孔の個数、長さ、孔径等を適宜変更するだけで、所定の固定強度を確保できるため、設計の自由度を高めることができるとともに燃料タンクを容易に製造することができる。また、成形時にパリソンがネジ孔のネジ山の間に入り込むため、固定強度を高めることができる。また、ネジ山の先端部分が溶融し易いため、パリソンが保有する限られた温度であっても内蔵部品を容易に溶着させることができる。また、タンク本体側に亀裂が進展するのを防ぐことができる。

また、前記内蔵部品は、前記タンク本体に固定される固定部を有し、前記第二工程では、前記固定部を貫通する前記ネジ孔に、前記パリソンを充填することが好ましい。
このようにすると、エアーが抜けやすくなり、ネジ孔にパリソンを導入しやすくなる。

本発明の燃料タンクによれば、設計の自由度が高く、製造が容易である。

本発明の実施形態に係る燃料タンクの概略断面図である。内蔵部品の外観斜視図である。内蔵部品のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における燃料タンクの拡大断面図である。本発明の実施形態に係る燃料タンクの製造方法を説明するための図である。

≪実施形態に係る燃料タンクの構成≫
図１に示す燃料タンクＴは、自動車やバイク並びに船舶等の移動手段に搭載されるものであり、タンク本体１と、タンク本体１の内部に取り付けられる内蔵部品２と、で主に構成されている。

タンク本体１は、ガソリン等の燃料を貯溜する樹脂製の中空容器であり、例えばバリア層を含んだ複数層構造になっている。タンク本体１は、例えば、ポリエチレン、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を主な材料としている。タンク本体１は、例えばブロー成形等によって成形される。

内蔵部品２は、タンク本体１の製造時にその内部に取り付けられる部品であり、例えば熱可塑性樹脂で形成されている。本実施形態では内蔵部品２として燃料タンクＴの強度を保つための柱状の補強部材を例示するが、内蔵部品２はバルブや波消し板、ブラケットなどであってもよい。

図２を参照して、内蔵部品２の構成について説明する。内蔵部品２は、円柱状の本体部２ａと、本体部２ａの両端に形成される固定部２ｂ，２ｂとを備えて構成されている。内蔵部品２の構造は、左右（紙面上下）が鏡面対称になっている。そのため、ここでは、明示しない限り、片側だけ説明する。また、内蔵部品２の説明において、本体部２ａ側に臨む面を「裏面」と称し、反対側の面を「表面」と称する。

図２に示す本体部２ａは、タンク本体１（図１参照）に作用する力（特に負圧）に対抗する部位であり、本体部２ａの中心である軸心Ｏを含む前後方向軸に対して鏡面対称になっている。本体部２ａには複数の肉抜き穴２ｅが形成されている。肉抜き穴２ｅは、軽量化を図ると共に燃料タンクＴ（図１参照）の容量を大きくするために形成されている。

図２に示す固定部２ｂは、内蔵部品２をタンク本体１（図１参照）に固定するための部位であり、表面２ｆがタンク本体１の内面に接触する。ここでの固定部２ｂは、円板状を呈し、固定部２ｂの外径は本体部２ａの外径よりも大きくなっている。固定部２ｂには、周方向に等間隔に並んで四つのネジ孔２ｈが形成されている。ネジ孔２ｈは、内周面に雌ネジが形成されており、成形時にタンク本体１（図１参照）の前駆体であるパリソンＳ（図４参照）が入り込む部位である。ネジ孔２ｈ内のパリソンＳが成形後に冷却されることで、図３に示す充填部１ａとなる。充填部１ａは、タンク本体１の壁部１ｂから一体的に伸びており、充填部１ａの外周面には、ネジ孔２ｈに対応した雄ネジが形成される。つまり、充填部１ａのネジ山とネジ孔２ｈのネジ山とが螺接した状態になっている。

図３に示すネジ孔２ｈは、内周面に螺旋状のネジ山が形成されるものであればよく、ネジ山の形状および各種寸法についても特に限定されない。換言すると、ネジ孔２ｈは、タンク本体１（図１参照）の前駆体であるパリソンＳ（図４参照）が入り込む空間を有するものであればよく、例えば、内壁に傾斜や段差が形成されるものも含む。また、ネジ孔２ｈは、固定部２ｂを貫通していなくてもよいが、貫通させることによりエアーが抜けやすくなり、ネジ孔２ｈにパリソンＳを導入しやすくなる。

また、ネジ孔２ｈのネジ山は、パリソンＳが入り込む部分に少なくとも形成されていればよく、必ずしも全領域に形成されていなくてもよい。例えば、固定部２ｂが厚い場合などでは、表面２ｆ側にのみネジ山が形成され、裏面２ｇ側にはネジ山が形成されなくてもよい。また、固定部２ｂの形状や大きさ、ネジ孔２ｈの数や配置場所についても特に限定されない。

図３に示す燃料タンクＴは、ネジ孔２ｈを形成する条件によって固定強度の調整が可能である。固定強度の考え方は、一般的なネジの設計と同様である。例えば、ネジ孔２ｈを形成する数を増やしたり、ネジ孔２ｈの長さや有効径を大きくすることで固定強度が大きくなる。また、ネジ孔２ｈに入り込むパリソンＳ（図４参照）の量が多くなる程、原則としてタンク本体１と内蔵部品２との固定強度が大きくなる。製造方法については後記するが、図４に示すように、内蔵部品２をパリソンＳに決められた力で押し付けることを想定した場合、固定部２ｂの表面２ｆの面積（受圧面積）を小さくした方が、内蔵部品２をパリソンＳに深く押し込むことができるので、ネジ孔２ｈに入り込むパリソンＳの量が増加する。なお、ネジ孔２ｈに入り込んだパリソンＳの一部が固定部２ｂの裏面２ｇ側に露出してもよい。つまり、図３に示す充填部１ａの先端が固定部２ｂの裏面２ｇよりも内側に位置してもよい。

燃料タンクＴに所定以上の内圧（特に、正圧）が作用した場合、図３に示す充填部１ａは、破断するように形成されていることが好ましい。ここでの所定以上の内圧とは、例えば、タンク本体１と内蔵部品２とを固定している部分に亀裂が発生する程度のものである。あえて充填部１ａを破断させることにより、タンク本体１側に亀裂が進展するのを防ぐことができる。破断する箇所は、応力の大きさにもよるが、例えば充填部１ａの基端側で破断するように形成されていることが好ましい。燃料タンクＴが所定以上の外力を受けた場合についても同様に、充填部１ａが破断するように設定することが好ましい。なお、充填部１ａが破断する個数は適宜設定すればよい。例えば、一方の固定部２ｂの四つの充填部１ａが全て破断するようにしてもよいし、特定の充填部１ａのみが破断するようにしてもよい。

≪実施形態に係る燃料タンクの製造方法≫
次に、図４を参照して（適宜、図１ないし図３参照）、本実施形態の燃料タンクＴの製造方法について説明する。なお、燃料タンクＴの製造は種々の方法で行うことが可能であり、以下ではその一例を示すものである。そのため、燃料タンクＴの製造方法は、ここで示すものに限定されない。

＜一次成形工程＞
シート状のパリソンＳ，Ｓを開いた状態の第１成形型３および第２成形型４の内側に搬送し、図示しない負圧付与手段を用いて、第１成形型３および第２成形型４内に負圧を発生させる。これにより、シート状のパリソンＳ，Ｓは、第１成形型３および第２成形型４の内側に形成される成形部に押し付けられて転写される。

＜内蔵部品の投入工程＞
次に、ロボットアーム５が内蔵部品２を保持した状態で上昇し、さらに、図４に示すように、内蔵部品２を第１成形型３の方向に移動させて、一方の固定部２ｂの表面２ｆを転写されたパリソンＳに押し付ける。これにより、一方の固定部２ｂに形成されたネジ孔２ｈにパリソンＳが入り込み、ネジ孔２ｈの一部または全部がパリソンＳで充填される。そして、ロボットアーム５は内蔵部品２を離した状態で降下し、初期位置まで退避する。

＜二次成形工程（ブロー成形工程）＞
次に、第１成形型３および第２成形型４は、互いに対向する方向に移動し、第１成形型３および第２成形型４が型締めされる。その際に、第２成形型４に転写されたパリソンＳに他方の固定部２ｂの表面２ｆが押し付ける。これにより、他方の固定部２ｂに形成されたネジ孔２ｈにパリソンＳが入り込み、ネジ孔２ｈの一部または全部がパリソンＳで充填される。そして、図示しない正圧付与手段を用いて、第１成形型３および第２成形型４内のパリソンＳ，Ｓの内側から正圧を付与し、第１成形型３および第２成形型４にパリソンＳを確実に転写させる。

＜仕上げ工程＞
次に、第１成形型３および第２成形型４を開いて成形品を取り出し、両端に形成される不要なバリを切断することで燃料タンクＴ（図１参照）が完成する。なお、パリソンＳに内蔵部品２を押し当てる方法も前記の方法に限定されるものではない。例えば、ロボットアーム５に代えて、第１成形型３と第２成形型４の間にシリンダを備えたセンター型を配置して固定部２ｂをパリソンＳに押し付けてもよい。

以上説明した本実施形態によれば、内蔵部品２に設けるネジ孔２ｈの個数、長さ、孔径等を適宜変更するだけで、所定の固定強度を確保できるため、設計の自由度を高めることができるとともに燃料タンクＴを容易に製造することができる。つまり、ネジの設計と同じような方法で容易に溶着構造を構築できる。

また、成形時にパリソンＳがネジ孔２ｈのネジ山の間に入り込むため、固定強度を高めることができる。また、ネジ孔２ｈのネジ山の先端部分が特に溶融し易いため、パリソンＳが保有する限られた温度であっても内蔵部品２を確実に溶着させることができる。

ここで、燃料タンクＴに所定以上の内圧が作用した場合あるいは所定以上の外力を受けた場合、溶着界面に発生する亀裂がタンク本体１のバリア層に達すると、損害が大きくなるおそれがある。この点、本実施形態では、燃料タンクＴに所定以上の内圧が作用した場合あるいは所定以上の外力を受けた場合、充填部１ａの一部（例えば、基端）が破断し、タンク本体１と内蔵部品２の一部が分離するように形成されている。これにより、タンク本体１側に亀裂が進展するのを防ぐことができるため、損害を最小限に留めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１タンク本体
１ａ充填部
１ｂ壁部
２内蔵部品
２ａ本体部
２ｂ固定部
２ｈネジ孔
３第１成形型
４第２成形型
５ロボットアーム
Ｔ燃料タンク

Claims

燃料タンクの製造方法であって、
ネジ孔を有する内蔵部品を準備する第一工程と、
前記ネジ孔が形成された部分を樹脂製のパリソンに押し付け、当該パリソンを前記ネジ孔に充填させて充填部を形成する第二工程と、を有し、
前記第二工程では、成形後に所定以上の内圧が作用した場合あるいは所定以上の外力を受けた場合、前記充填部の基端が破断し、タンク本体と前記内蔵部品とが分離するように前記充填部を形成することを特徴とする燃料タンクの製造方法。
前記内蔵部品は、前記タンク本体に固定される固定部を有し、
前記第二工程では、前記固定部を貫通する前記ネジ孔に、前記パリソンを充填することを特徴とする請求項１に記載の燃料タンクの製造方法。