(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の樹脂製中間成形品の周縁部を重ねて溶着する中空樹脂容器の製造方法であって、
周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、前記複数の中間成形品の周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を前記他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すことにより、溶着部の容器内側のみに凸部を形成することを特徴とする中空樹脂容器の製造方法。
【請求項２】
前記内側面を溶融する温度を、前記接合面を溶融する温度より高く設定したことを特徴とする請求項１に記載の中空樹脂容器の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面との境に凹部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の中空樹脂容器の製造方法。
【請求項４】
該シート材の縁部を前記凹部まで延設することを特徴とする請求項３記載の中空樹脂容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中空樹脂容器の製造方法に係り、特に、自動車に搭載されるフューエルタンク等の中空樹脂容器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空樹脂容器の製造方法の一つとして、分割成形された複数の樹脂製中間成形品を、互いの接合面を溶着することによって中空状の一体に成形する方法があり、その一例を次に説明する。
【０００３】
図１０に示される如く、この中空樹脂容器の製造方法では、中間成形品１００の接合部１００Ａと中間成形品１０２の接合部１０２Ａとを溶融するための熱板１０４が、中間成形品１００、１０２の内側に位置する内側加熱部１０６と、この内側加熱部１０６とＴ字状に交わる接合面加熱部１０８とで構成されている。このため、熱板１０４の接合面加熱部１０８によって、中間成形品１００の接合面１００Ｂと中間成形品１０２の接合面１０２Ｂとの双方を溶融すると共に、熱板１０４の内側加熱部１０６によって、中間成形品１００の内面１００Ｃのうち接合面１００Ｃに隣接する部位１００Ｄと、中間成形品１０２の内面１０２Ｃのうち接合面１０２Ｂに隣接する部位１０２Ｄとの双方を溶融した後、互いの接合面を溶着するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な中空樹脂容器の製造方法では、中間成形品１００の接合部１００Ａと中間成形品１０２の接合部１０２Ａにおいて溶融した樹脂が、上治具１１０と下治具１１２による圧縮によって、容器内側と容器外側の双方に膨出し、溶着部における容器内側の部位に、図１１に示される様な根元部にくびれ１１８を有する小さいバリ１２０が発生する。この結果、中空樹脂容器はこのバリ１２０を起点にして破断し易くなり、溶着強度が低下する。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、溶着部強度を向上できる中空樹脂容器の製造方法を得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、複数の樹脂製中間成形品の周縁部を重ねて溶着する中空樹脂容器の製造方法であって、
周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、前記複数の中間成形品の周縁部溶着時に前記複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を前記他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すことにより、溶着部の容器内側のみに凸部を形成することを特徴とする。
【０００９】
従って、製造時に樹脂層の接合部同士を溶着する際に、周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、複数の中間成形品の周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すことにより、溶着部の容器内側には凸部が形成されるため、溶着部の容器内側には、根元部にくびれを有する小さなバリが発生しない。この結果、このバリを起点とする溶着部の破断が発生しないため、溶着部強度を向上することができる。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の中空樹脂容器の製造方法において、前記内側面を溶融する温度を、前記接合面を溶融する温度より高く設定したことを特徴とする。
【００１３】
従って、請求項１記載の内容に加えて、製造時に樹脂層の接合部同士を溶着する際に、樹脂製中間成形品の周縁部の各接合部の内側面を溶融する温度が、接合面を溶融する温度より高くなるため、溶着部の内側面の樹脂が溶融する範囲を広げることができる。この結果、溶着部の容器内側には凸部が形成されるため、溶着部の容器内側には、根元部にくびれを有する小さなバリが発生しない。従って、このバリを起点とする溶着部の破断が発生しないため、溶着部強度を向上することができる。
【００１４】
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の中空樹脂容器の製造方法において、前記樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面との境に凹部を形成したことを特徴とする。
【００１５】
従って、請求項１記載の内容に加えて、製造時に樹脂層の接合部同士を溶着する際に、接合部の接合面と内側面との境に凹部を形成したため、溶着部の内側面の樹脂の膨出量を少なくすることができる。この結果、溶着部の容器内側には凸部が形成されるため、溶着部の容器内側には、根元部にくびれを有する小さなバリが発生しない。従って、このバリを起点とする溶着部の破断が発生しないため、溶着部強度を向上することができる。
【００１６】
請求項４記載の本発明は、請求項３記載の中空樹脂容器の製造方法において、複数の樹脂製中間成形品の内周面にシート材を配設し、該シート材の縁部を前記凹部まで延設することを特徴とする。
【００１７】
従って、請求項３記載の内容に加えて、樹脂層の接合部同士を溶着する際に、シート材の縁部を各接合部の間の挟持し、同時に溶着することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器（本実施形態では、自動車用フューエルタンク）の製造方法を図１〜図６に従って詳細に説明する。
【００１９】
図２に示される如く、本実施形態では、凹状でかつ開口周縁部を有する樹脂製中間成形品１０、１２を溶着プレスするための一対の上治具１４と下治具１６にそれぞれセットする。なお、樹脂製中間成形品１０、１２はそれぞれ射出成形等により成形されており、上側の中間成形品１０には、カットオフバルブ１８等の付属部品が配設されている。
【００２０】
図３に示される如く、カットオフバルブ１８は上部側中間成形品１０と下部側中間成形品１２とからなる中空樹脂容器２０としてのフューエルタンクにインレットパイプ２２を通して燃料を入れていくときフューエルタンク内の上部に溜まる気体を抜くためのパイプであり、燃料がバルブ位置まで上がってくると閉まり、燃料液面がバルブ位置より下にあると開いた状態になる。なお、カットオフバルブ１８から逃がされる気体は、燃料ポンプ装着開口部２４を挿通しているパイプ（図示省略）を通して外部に逃がされるようになっている。
【００２１】
なお、図３に示される如く、下部側中間成形品（フューエルタンク下部品）１２に形成する付属部品であるサブタンク２６及びセパレータ２８は下部側中間成形品成形時に一体成形されている。
【００２２】
図１（Ａ）に示される如く、中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとは、互いに対向するフランジ部となっており、接合部１０Ａ、１２Ａの容器外側端部には、それぞれ離間する側、即ち、接合部１０Ａでは紙面上側、接合部１２Ａでは紙面下側へ向けて凸部１０Ｂ、１２Ｂが形成されている。
【００２３】
中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとの間には、熱板３０が配設されており、この熱板３０によって、中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとの双方を溶融するようになっている。なお、各図面では中間成形品１０、１２の溶融部分を斑点付きハッチングによって示している。
【００２４】
熱板３０の側断面形状はＴ字状となっており、中間成形品１０、１２の内側に位置し、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃを溶融する立ち壁部３０Ａ、３０Ｂと、この立ち壁部３０Ａ、３０ＢとＴ字状に交わり接合面１０Ｄ、１２Ｄを溶融する水平部３０Ｃとで構成されている。このため、熱板３０を加熱すると、熱板３０の水平部３０Ｃによって、中間成形品１０、１２の接合面１０Ｄ、１２Ｄの双方が溶融すると共に、熱板３０の立ち壁部３０Ａ、３０Ｂによって、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃがそれぞれ溶融するようになっている。
【００２５】
また、熱板３０の立ち壁部３０Ａ、３０Ｂの温度は、熱板３０の水平部３０Ｃの温度より高くなるように設定されており、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃにおいて、溶融する樹脂の範囲を広げることができるようになっている。
【００２６】
また、中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１２Ａの接合面１０Ｄ、１２Ｄと内側面１０Ｃ、１２Ｃとの境には、凹部としての面取り部１０Ｅ、１２Ｅが形成されている。即ち、図４に示される如く、中間成形品１０の接合部１０Ａに面取り部１０Ｅを形成すると共に、図２に示される如く、中間成形品１２の接合部１２Ａに面取り部１２Ｅを形成することで、図５（Ｂ）に示すように、溶着部３５の内側面での樹脂の膨出量Ｓ１が、図５（Ａ）に示すように、面取り部を形成しない場合（図４に二点鎖線で示す形状）の溶着部３５の内側面での樹脂の膨出量Ｓ２に比べ少なくなる。この結果、溶着部３５の内側面に形成される凸部３７周縁のｒ径を大きくすることができる（ｒ１＞ｒ２）。なお、図６に示される如く、面取り部１０Ｅ、１２Ｅを大きくすると所定値までは、溶着部３５の内側面に形成される凸部３７周縁のｒ径が大きくなるようになっている。
【００２７】
図１（Ａ）に示される如く、上治具１４の外周部には、中間成形品１０の接合部１０Ａの根元部近傍を保持する凸部１４Ａと、中間成形品１０の接合部１０Ａの凸部１０Ｂを保持する凹部１４Ｂとが形成されており、凸部１４Ａと凹部１４Ｂとの間では、上治具１４と接合部１０Ａとの間に隙間３１が形成されている。
【００２８】
同様に、下治具１６の外周部には、中間成形品１２の接合部１２Ａの根元部近傍を保持する凸部１６Ａと、中間成形品１２の接合部１２Ａの凸部１２Ｂを保持する凹部１６Ｂとが形成されており、凸部１６Ａと凹部１６Ｂとの間では、下治具１６と接合部１６Ａとの間に隙間３３が形成されている。
【００２９】
また、下治具１６には、凹部１６Ｂの外側部に、上治具１４に向けてシール部１６Ｃが立設しており、図１（Ｂ）に示される如く、中間成形品１０の接合部１０Ａと中間成形品１２の接合部１２Ａとを溶着する際に、上治具１４と下治具１６を接近させると、シール部１６Ｃの先端部が、上治具１４の外周部１４Ｃの外側に重なるようになっている。なお、図１（Ｂ）に符号１５で示す隙間は無くても良い。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３１】
本実施形態では、熱板３０によって中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１２Ａの溶融が完了した後に、上治具１４と下治具１６とともに、中間成形品１０と中間成形品１２を離間する方向へ所定距離移動し、熱板３０を容器外方向（図１（Ａ）の矢印Ａ方向）へ引き抜く。その後、上治具１４と下治具１６とともに、中間成形品１０と中間成形品１２を接近する方向（例えば、上治具１４を図１（Ｂ）の矢印Ｂ方向）へ移動し、図１（Ｂ）に示す状態にする。その後、さらに中間成形品１０と中間成形品１２を接近する方向（例えば、上治具１４を図１（Ｃ）の矢印Ｂ方向）へ移動し、図１（Ｃ）に示す状態にする。その後、図１（Ｄ）に示される如く、中空樹脂容器に内圧（図１（Ｄ）の矢印Ｃ）をかけた状態で冷却した後、上治具１４と下治具１６とから中空樹脂容器２０を取り出す。
【００３２】
この際、本実施形態では、下治具１６には、凹部１６Ｂの外側部に、上治具１４に向けてシール部１６Ｃが立設されており、圧縮された樹脂が図１（Ｃ）の矢印Ｗに示される如く、容器の内側のみに流れる。このため、溶着部３５の容器内側には凸部３７が形成されるため、溶着部３５の容器内側には、根元部にくびれを有する小さなバリが発生しない。この結果、このバリを起点とする溶着部３５の破断が発生しないため、溶着部強度を向上することができる。
【００３３】
また、中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１２Ａの接合面１０Ｄ、１２Ｄと内側面１０Ｃ、１２Ｃとの境には、面取り部１０Ｅ、１２Ｅが形成されている。このため、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃでの樹脂の膨出量を少なくすることができる。この結果、溶着部３５の内側面に形成される凸部３７周縁のｒ径を大きくすることができる。従って、凸部３７周縁を起点とする破損を低減できるため、溶着部強度を更に向上できる。
【００３４】
また、本実施形態では、熱板３０の立ち壁部３０Ａ、３０Ｂの温度が、熱板３０の水平部３０Ｃの温度より高く設定されている。このため、溶着部３５の内側において、溶融する樹脂の範囲を広げることができるので、溶着部３５の内側面に形成される凸部３７周縁のｒ径を大きくすることができる。従って、凸部３７周縁を起点とする破損を低減でき、溶着部強度を更に向上できる。
【００３５】
なお、熱板３０の立ち壁部３０Ａ、３０Ｂの温度を、熱板３０の水平部３０Ｃの温度より高くする構成の一例としては、図７に示される如く、熱板３０の立ち壁部３０Ａ、３０Ｂを専用に加熱するヒータ４０を追加する構成が考えられる。また、熱板３０の立ち壁部３０Ａ、３０Ｂに代えて、図８に示される如く、内側面１０Ｃ、１２Ｃと非接触に配設する遠赤外線ヒータ４２によって、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃを加熱する構成としても良い。また、接合部１０Ａ、１２Ａの内側面１０Ｃ、１２Ｃに加えて、接合面１０Ｄ、１２Ｄも遠赤外線ヒータで加熱する構成としても良い。
【００３６】
次に、本発明の中空樹脂容器の製造方法の第２実施形態を図９（Ａ）〜（Ｄ）に従って詳細に説明する。
【００３７】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
本実施形態では、図９（Ａ）〜（Ｄ）に示される如く、中間成形品１０、１２の内周面に、燃料漏れを防止するためのシート材４６が配設されている。また、これらのシート材４６の縁部４６Ａは、面取り部１０Ｅ、１２Ｅまで延設されており、先端部は、接合面１０Ｄ、１２Ｄに達している。
【００３９】
従って、本実施形態では、第１実施形態の作用に加えて、中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１２Ａ同士を溶着する際に、シート材４６の縁部４６Ａを各接合部１０Ａ、１２Ａの間の挟持し、同時に溶着することができるため、組付作業性が向上する。
【００４０】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、前記各実施形態では、中間成形品１０、１２の接合部１０Ａ、１２Ａの接合面１０Ｄ、１２Ｄと内側面１０Ｃ、１２Ｃとの境に、凹部としての面取り部１０Ｅ、１２Ｅを形成したが、面取り部１０Ｅ、１２Ｅに代えて、コーナをＲ形状にする等の他の構成によって凹部を形成しても良い。また、前記各実施形態では、中空樹脂容器２０として自動車のフューエルタンクを例にとったが、中空樹脂容器２０は自動車のフューエルタンクに限定されず他の中空樹脂容器でも良い。また、前記各実施形態では、中空樹脂容器２０が樹脂製中間成形品１０、１２に二分割されているが、中空樹脂容器は３個以上の樹脂製中間成形品に分割されていても良い。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、複数の樹脂製中間成形品の周縁部を重ねて溶着する中空樹脂容器の製造方法であって、周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面とを溶融させた後、複数の中間成形品の周縁部溶着時に複数の樹脂製中間成形品の各接合部を支持する上下治具の一方の治具に他方の治具に向けて立設したシール部を他方の治具の外周部の外側に重ね各接合部に圧力をかけることで、圧縮された溶融樹脂を容器内側に流すことにより、溶着部の容器内側のみに凸部を形成するため、溶着部強度を向上できるという優れた効果を有する。
【００４４】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の中空樹脂容器の製造方法において、内側面を溶融する温度を、接合面を溶融する温度より高く設定したため、溶着部強度を向上できるという優れた効果を有する。
【００４５】
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の中空樹脂容器の製造方法において、樹脂製中間成形品の各接合部の接合面と内側面との境に凹部を形成したため、溶着部強度を向上できるという優れた効果を有する。
【００４６】
請求項４記載の本発明は、請求項３記載の中空樹脂容器の製造方法において、複数の樹脂製中間成形品の内周面にシート材を配設し、シート材の縁部を凹部まで延設するため、請求項３記載の効果に加えて、組付性が向上するという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程を順に示した、中空樹脂容器の接合部と装置を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程の加熱時を示した、中空樹脂容器の接合部と装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法で製造された容器を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法における中間成形品の面取り部を示す拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法における面取り部を形成しない場合の溶着部を示す拡大断面図でおり、（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法における中空樹脂容器における面取り部を形成した場合の溶着部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法における面取り部の大きさとｒ径の大きとの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程の加熱時を示した、中空樹脂容器の接合部とヒータを示す断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の他の変形例に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程の加熱時を示した、中空樹脂容器の接合部とヒータを示す断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第２実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程を順に示した、中空樹脂容器の接合部と装置を示す拡大断面図である。
【図１０】従来の実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程の加熱時を示した、中空樹脂容器と装置を示す断面図である。
【図１１】従来の実施形態に係る中空樹脂容器の製造方法の中間成形品接合工程における中間成形品の接合部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０    樹脂製中間成形品
１０Ａ    中間成形品の接合部
１０Ｃ    接合部の内側面
１０Ｄ    接合部の接合面
１０Ｅ    接合部の面取り部（凹部）
１２    樹脂製中間成形品
１２Ａ    中間成形品の接合部
１２Ｃ    接合部の内側面
１２Ｄ    接合部の接合面
１２Ｅ    接合部の面取り部（凹部）
１４    上治具
１６    下治具
１６Ｃ    下治具のシール部
２０    中空樹脂容器
３０    熱板
３０Ａ    熱板の立ち壁部
３０Ｂ    熱板の立ち壁部
３０Ｃ    熱板の水平部
４０    ヒータ
４２    遠赤外線ヒータ
４６    シート材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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