(57)【要約】【課題】  燃料透過防止性の高い、剛性を充分有する、製造が容易な自動車用燃料タンクとその製造方法を得る。【解決手段】分割して成形されたアッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部を合体させて、一体的に接合して形成した自動車用燃料タンクにおいて、アッパータンク１０とロアタンク２０は、それぞれ内面樹脂層１１、２１、燃料透過防止のためのバリヤ層１３，２３及び外面樹脂層１２，２２の３層から形成され、アッパータンクとロアタンクは、内面樹脂層からそれぞれタンク内方向に向かって突出部１５，２５が一体的に形成され、外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって突出部１６、２６が一体的に形成され、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部の外周接合フランジ部１７，２７は、互いに溶着しタンクを形成したことを特徴とする自動車用燃料タンクとその製造方法である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂により分割して成形された自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体させて、一体的に接合して形成した自動車用燃料タンクにおいて、
上記アッパータンクとロアタンクは、それぞれ内面樹脂層、燃料透過防止のためのバリヤ層及び外面樹脂層の３層から形成され、
上記アッパータンクとロアタンクは、上記内面樹脂層からそれぞれ上記タンク内方向に向かって突出部が一体的に形成され、上記外面樹脂層からそれぞれ上記タンク外方向に向かって突出部が一体的に形成され、
上記アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部には、互いに外周接合フランジ部を設け、該外周接合フランジ部は、互いに当接して、溶着、合体しタンクを形成したことを特徴とする自動車用燃料タンク。
【請求項２】
上記アッパータンクとロアタンクのそれぞれの外周接合フランジ部は、上記バリヤ層が互いに接近して接合されている請求項１に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項３】
上記アッパータンクとロアタンクの上記内面樹脂層と外面樹脂層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成され、バリヤ層は、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリアセタール、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイトのうち少なくとも１種類の材料からなる層を含む多層シート層である請求項１または請求項２に記載の自動車用燃料タンク。
【請求項４】
上記内面樹脂層からそれぞれ上記タンク内方向に向かって形成された上記突出部は、上記アッパータンクとロアタンクの内部に、幅方向に全周に亘り複数本形成された内側リブであり、上記外面樹脂層からそれぞれ上記タンク外方向に向かって形成された上記突出部は、上記アッパータンクとロアタンクの内部に、幅方向と長手のそれぞれの全周に亘り複数本形成された外側リブである請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の自動車用燃料タンク。
【請求項５】
上記内面樹脂層からそれぞれ上記タンク内方向に向かって形成された上記突出部には、少なくとも上記アッパータンクとロアタンクの一方に、燃料タンク内に装着される部品が取付けられ、上記外面樹脂層からそれぞれ上記タンク外方向に向かって形成された突出部には、少なくとも上記アッパータンクとロアタンクの一方に、燃料タンクの外面に装着される部品が取付けられた請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の自動車用燃料タンク。
【請求項６】
自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクをそれぞれ別々に型成形し、上記アッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体して一体的に融着して形成する自動車用燃料タンクの製造方法において、
上記アッパータンクとロアタンクのそれぞれの型成形は、金型が完全に閉じた状態から若干開いた状態で、下型に上記アッパータンクとロアタンクの内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入し、その後、金型を開き、燃料透過防止のための樹脂シートを、上記内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂の上の略全面に被せ、さらに、上記金型が完全に閉じた位置から若干開いた状態で金型を閉じ、上記樹脂シートの上に、上記アッパータンクとロアタンクの外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入し、その後、上記金型を完全に閉じて圧縮成形したことを特徴とする自動車用燃料タンクの製造方法。
【請求項７】
上記樹脂シートは、内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂の上に被せる前に予熱される請求項６に記載の自動車用燃料タンクの製造方法。
【請求項８】
上記外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入した後、上記金型を閉じて圧縮成形するときに、上型の外枠と下型で上記樹脂シートの周辺を押さえ、その後、上型の中型を下降させて圧縮成形する請求項６または請求項７に記載の自動車用燃料タンクの製造方法。
【請求項９】
上記外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入した後、上記金型を閉じて圧縮成形するときに、通常の圧縮成形の圧縮速度よりも遅く圧縮する請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の自動車用燃料タンクの製造方法。
【請求項１０】
上記金型の下型に、上記アッパータンクとロアタンクの内面樹脂層から内部方向に突出する突起部を形成する複数の凹部を、アッパータンクとロアタンクの内面の幅方向の全周にわたり設けた請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の自動車用燃料タンクの製造方法。
【請求項１１】
上記金型の上型に、上記アッパータンクとロアタンクの外面樹脂層からタンク外方向に突出する突起部を形成する複数の凹部を、アッパータンクとロアタンクの外面の幅方向と長手方向の全周にわたり設けた請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載の自動車用燃料タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分割して射出圧縮成形された一対の成形品、即ち、アッパータンクとロアタンクを接合して形成する自動車用燃料タンクおよびその製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用燃料タンクの構造としては、金属製のものが用いられていたが、近年、車両の軽量化や、錆が発生しないこと、所望の形状に成形しやすいことなどによって熱可塑性合成樹脂製のものが用いられるようになってきた。
合成樹脂製の自動車用燃料タンクの製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した合成樹脂のパリソンを円筒状にして上から押出して、そのパリソンを金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、自動車用燃料タンクを製造していた。
【０００３】
しかし、この方法では、自動車用燃料タンクのような大型の合成樹脂製中空製品の場合は、パリソンの全体の重量が大きくなり、また、自動車用燃料タンクの強度が必要な場合に、強度増加のため厚肉の自動車用燃料タンクを製造するときにもパリソンの重量が増加して、溶融状のパリソンを成形機の上部から金型に入れるときに下方に垂れるため、上部の肉厚が下部の肉厚よりも薄くなる場合があった。
また、自動車用燃料タンクのような複雑な形状をした製品の場合は、パリソンを金型内で膨張させたときに、パリソンの膨張の割合が製品の部位によって異なる場合があり、製品の肉厚にバラツキが生じる場合があった。
【０００４】
ブロー成形製の自動車用燃料タンクは、リブや梁等を設けることも難しく、また、パリソンの膨張の割合が製品の部位によって異なる場合があり、タンクの肉厚にバラツキが生じる場合があった。従って、肉厚管理、品質管理に多大な労力を要していた。さらに、燃料タンク内に燃料バルブ等の付属品を取付けることも困難であった。
そのため合成樹脂製中空体を上下に分割して、それぞれ別に射出成形等により成形して、その後そのアッパータンクとロアタンクを突き合せ部にて衝合して燃料タンクを形成していた。
【０００５】
このような、アッパータンクとロアタンクを成形する方法においては、例えば、内面材、透過防止膜と外面材からなるシート状の積層体をプレス成形して、上下分割体を形成し、その後その上下分割体を溶着接合するものがある（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、このシート状の積層体をプレス成形する場合は、積層体の肉厚を大きくすると成形が困難となり、充分な強度を有するタンクを製造することが難しく、内外面に突起部等を形成することも困難であった。
【０００６】
また、アッパータンクとロアタンクのそれぞれについて、透過防止機能を有するフィルムを真空成形して賦形し、その後外面の保護層を射出成形して形成し、その後溶着接合するものもある（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、上記のような製造方法においては、フィルム状の積層体に対し、射出成形するため、射出圧力と熱によりフィルム状の積層体が破れる場合があった。
さらに、基材層を射出成形した後に、バリヤ層を射出成形する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この場合は、タンク内部に、均一にバリヤ層を形成するために、射出成形工程が複雑になる場合があった。
【０００７】
さらに、透過防止膜と外側材を積層したものを完成品に近い形状に成形したのちに溶融した内側材を圧縮成形して形成する方法も提案されている（例えば、特許文献４参照。）。この場合は、積層体の肉厚を厚くすると、透過防止膜と外側材を積層したものを完成品に近い形状に成形することが困難であり、外面に突起部等を形成することも困難であった。
【特許文献１】特開平５−１６９３８号公報
【特許文献２】特開平１０−１５７７３８号公報
【特許文献３】特開２００４−９８８８６号公報
【特許文献４】特開平５−１０４５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、燃料タンク本体の内部と外面に突起部を容易に形成し、燃料透過防止性の高い、剛性を充分有する、製造が容易で品質の優れた、自動車用燃料タンクとその製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１の本発明は、熱可塑性合成樹脂により分割して成形された自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体させて、一体的に接合して形成した自動車用燃料タンクにおいて、
アッパータンクとロアタンクは、それぞれ内面樹脂層、燃料透過防止のためのバリヤ層及び外面樹脂層の３層から形成され、アッパータンクとロアタンクは、内面樹脂層からそれぞれタンク内方向に向かって突出部が一体的に形成され、外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって突出部が一体的に形成され、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部には、互いに外周接合フランジ部を設け、外周接合フランジ部は、互いに当接して、溶着、合体しタンクを形成したことを特徴とする自動車用燃料タンクである。
【００１０】
請求項１の本発明では、熱可塑性合成樹脂により分割して成形された自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体させて、一体的に接合して形成した自動車用燃料タンクである。そのため、アッパータンクとロアタンクとを別々に成形することができ、それぞれを射出圧縮成形で成形して、寸法精度の高い、強度の強いアッパータンクとロアタンクを得ることができる。従って、アッパータンクとロアタンクとを組み合わせて形成された合成樹脂製燃料タンクは、寸法精度の高い精密な、かつ強度の高い製品を得ることができる。また、アッパータンクとロアタンクの内部及び外側に補強リブや内蔵部品等を取付けることが容易にできる。
【００１１】
アッパータンクとロアタンクの開口周縁部は、互いに合体し、一体的に接合したため、アッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体することにより分割成形された上下のタンクを容易に確実に合体し一体化でき、強固な、溶着部から液体等がもれ無い燃料タンクを得ることができる。アッパータンクとロアタンクは同じ材料を使用するので、接合は強固である。
【００１２】
アッパータンクとロアタンクは、それぞれ内面樹脂層、燃料透過防止のためのバリヤ層及び外面樹脂層の３層から形成されている。このため、内面樹脂層、バリヤ層と外面樹脂層の３層によりタンク外壁の強度を強くすることができ、外部からの衝撃等が加わっても破損することはない。また、燃料透過防止のためのバリヤ層を内面樹脂層と外面樹脂層で被覆することにより、バリヤ層の破れを防止して、燃料透過防止性能を確保できる。タンクを溶着するときに、内面樹脂層同士を溶着することができ、強固にタンクの開口周縁部を溶着することができる。
【００１３】
アッパータンクとロアタンクは、内面樹脂層からそれぞれタンク内方向に向かってに突出部が一体的に形成され、外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって突出部が一体的に形成されている。このため、燃料タンクの強度を向上させるための内側リブや外側リブを形成することができるとともに、タンクの内部に燃料供給バルブ等の部品を取付けるための突出部や、タンクの外部にホース等の部品を取付けることが容易にできる。また、内面樹脂層と外面樹脂層を形成するときに一体的に形成することができるので、突出部を強固に形成することができる。
【００１４】
アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部には、互いに外周接合フランジ部を設け、外周接合フランジ部は、互いに当接して、溶着、合体しタンクを形成する。この外周接合フランジ部は、アッパータンクとロアタンクを成形するときに、金型の分割面に同時に形成することができ、金型を複雑にすることなく、成型することができる。また、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの開口周縁部に外周接合フランジ部を設けて、アッパータンクとロアタンクを溶着、合体するときに、上部と下部の外周接合フランジ部を両側から挟持して圧着することができ、溶着を確実にすることができる。また、溶着後は外周接合フランジ部が溶着部の外周に位置することができるため、溶着部を保護することができる。
【００１５】
請求項２の本発明は、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの外周接合フランジ部は、バリヤ層が互いに接近して接合されている自動車用燃料タンクである。
【００１６】
請求項２の本発明では、アッパータンクとロアタンクのそれぞれの外周接合フランジ部は、バリヤ層が互いに接近して接合されているため、アッパータンクとロアタンクを外周接合フランジ部で溶着したときに、溶着部分で燃料透過防止性能を有するバリヤ層同士が接近にして、燃料透過防止膜の間隔を狭くすることができ、外周接合フランジ部の溶着部分から燃料が透過することを防止することが容易である。
【００１７】
請求項３の本発明では、アッパータンクとロアタンクの内面樹脂層と外面樹脂層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成され、バリヤ層は、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリアセタール、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイトのうち少なくとも１種類の材料からなる層を含む多層シートである自動車用燃料タンクである。
【００１８】
請求項３の本発明では、アッパータンクとロアタンクの内面樹脂層と外面樹脂層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成されている。このため、強度が大きく、タンク壁を厚くしなくてもよく、燃料タンクの重量を低減することができる。また、耐候性に優れているので長期間その強度を維持することができる。更に、オレフィン系熱可塑性樹脂でありリサイクル利用ができる。
【００１９】
バリヤ層は、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリアセタール、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイトのうち少なくとも１種類の材料からなる層を含む多層シートである。このため、燃料透過防止性に優れており、燃料タンクからの燃料の透過を防止できる。また、多層シートであるため、燃料透過防止性に優れた層の上下を内面樹脂層と外面樹脂層との接着性に優れた層を設けることができ、内面樹脂層と外面樹脂層との接着を確実に行うことができる。
【００２０】
請求項４の本発明は、内面樹脂層からそれぞれタンク内方向に向かって形成された突出部は、アッパータンクとロアタンクの内部に、幅方向に全周に亘り複数本形成された内側リブであり、外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって形成された突出部は、アッパータンクとロアタンクの内部に、幅方向と長手のそれぞれの全周に亘り複数本形成された外側リブである自動車用燃料タンクである。
【００２１】
請求項４の本発明では、内面樹脂層からそれぞれタンク内方向に向かって形成された突出部は、アッパータンクとロアタンクの内部に、幅方向に全周に亘り複数本形成された内側リブである。このため、燃料タンク内部に全周にわたる内側リブを複数本形成でき幅方向の強度を向上させることができる。
外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって形成された突出部は、アッパータンクとロアタンクの内部に、幅方向と長手のそれぞれの全周に亘り複数本形成された外側リブである。このため、燃料タンク外面に全周にわたる幅方向と長手のそれぞれの外側リブを複数本形成でき幅方向と長手方向の両方の強度を向上させることができる。
内側リブと外側リブの両方の補強効果により、燃料タンクの壁の肉厚を薄くすることができ、車両の軽量化に貢献することができる。
【００２２】
請求項５の本発明は、内面樹脂層からそれぞれ上記タンク内方向に向かって形成された突出部には、少なくともアッパータンクとロアタンクの一方に、燃料タンク内に装着される部品が取付けられ、外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって形成された突出部には、少なくともアッパータンクとロアタンクの一方に、燃料タンクの外面に装着される部品が取付けられた自動車用燃料タンクである。
【００２３】
請求項５の本発明では、内面樹脂層からそれぞれ上記タンク内方向に向かってに形成された突出部には、少なくともアッパータンクとロアタンクの一方に、燃料タンク内に装着される部品が取付けられる。このため、特に、燃料タンク内に取付部分を溶着することなく、燃料タンク内の突出部に容易に、燃料供給バルブ等を装着することができる。
また、外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって形成された突出部には、少なくともアッパータンクとロアタンクの一方に、燃料タンクの外面に装着される部品が取付けられる。このため、特に、燃料タンクの外面に取付部分を溶着することなく燃料タンクの外面にホース等の部品を固定することができる。
【００２４】
請求項６の本発明は、自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクをそれぞれ別々に型成形し、アッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体して一体的に融着して形成する自動車用燃料タンクの製造方法において、
アッパータンクとロアタンクのそれぞれの型成形は、金型が完全に閉じた状態から若干開いた状態で、下型にアッパータンクとロアタンクの内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入し、その後、金型を開き、燃料透過防止のための樹脂シートを、内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂の上の略全面に被せ、さらに、金型が完全に閉じた位置から若干開いた状態で金型を閉じ、樹脂シートの上に、アッパータンクとロアタンクの外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入し、その後金型を完全に閉じて圧縮成形したことを特徴とする自動車用燃料タンクの製造方法である。
【００２５】
請求項６の本発明では、自動車用燃料タンクを構成するアッパータンクとロアタンクをそれぞれ別々に型成形し、アッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体して一体的に融着して形成した。このため、アッパータンクとロアタンクとを別々に成形することができるので、複雑な形状の中空状のタンクを容易に形成できる。型成形で成形することにより、寸法精度の高い、強度の強いアッパータンクとロアタンクを得ることができるため、アッパータンクとロアタンクとを組み合わせて形成された自動車用燃料タンクは、寸法精度の高い精密な、かつ強度の高い製品を得ることができる。
【００２６】
アッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体して一体的に融着して形成する。このため、アッパータンクとロアタンクの開口周縁部を合体して、アッパータンクとロアタンクの開口周縁部に形成されたフランジ部を相互に押圧して、アッパータンクとロアタンクを一体的に溶着する。このため、溶着をタンク開口周縁部の全周にわたり確実に行なうことができる。
【００２７】
アッパータンクとロアタンクのそれぞれの型成形は、金型が完全に閉じた位置から若干開いた状態で、下型にアッパータンクとロアタンクの内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入する。これによって、内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を必要量だけ、型成形の前の状態で下型の表面に射出または注入することができる。
その後、金型を開き、燃料透過防止のための樹脂シートを、内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂の上の略全面に被せる。これによって、内面樹脂層と外面樹脂層の間にバリヤ層を置くことができる。
【００２８】
さらに、金型が完全に閉じた位置から若干開いた状態で金型を閉じ、樹脂シートの上に、アッパータンクとロアタンクの外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入する。これによって、外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を必要量だけ、型成形の前の状態で樹脂シートの表面に射出または注入することができる。
その後金型を閉じて圧縮成形する。このため、内面樹脂層と外面樹脂層の間に樹脂シートを挟んで、型成形することができるとともに、圧縮成形のため、射出成形と比べて、樹脂シートに局所的に熱と圧力がかかることなく成形できるため、樹脂シートが破れることなく、燃料タンクを成形することができ、燃料透過を防止できる。また、型成形のため下型と上型によりアッパータンクとロアタンクの形状を精密に成形することができる。
【００２９】
請求項７の本発明は、樹脂シートは、内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂の上に被せる前に予熱される自動車用燃料タンクの製造方法である。
【００３０】
請求項７の本発明では、樹脂シートは、内面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂の上に被せる前に予熱されるため、圧縮成形時に、金型のキャビティの形状に沿って柔軟に変形することができ、圧縮成形中にバリヤ層が破れることがなく、アッパータンクとロアタンクの成形が容易である。
【００３１】
請求項８の本発明は、  外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入した後、金型を閉じて圧縮成形するときに、上型の外枠と下型で樹脂シートの周辺を押さえ、その後、上型の中型を下降させて圧縮成形する自動車用燃料タンクの製造方法である。
【００３２】
請求項８の本発明では、金型を閉じて圧縮成形するときに、上型の外枠と下型でバリヤ層の周辺を押さえる。このため、圧縮成形中に樹脂シートがずれることなく、内面樹脂層と外面樹脂層の間に位置することができる。また、上型の外枠で圧縮成形中に内面樹脂層と外面樹脂層の材料が、金型の外にはみ出ることを防止できる。
その後、上型の中型を下降させて圧縮成形するため、中型は、外枠にガイドされて内面樹脂層と外面樹脂層の材料を圧縮して、タンクの形状に成形することができる。
【００３３】
請求項９の本発明は、外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入した後、金型を閉じて圧縮成形するときに、通常の圧縮成形の圧縮速度よりも遅く圧縮する自動車用燃料タンクの製造方法である。
【００３４】
請求項９の本発明では、外面樹脂層を形成する熱可塑性合成樹脂を射出または注入した後、金型を閉じて圧縮成形するときに、通常の圧縮成形の圧縮速度よりも遅く圧縮するため、圧縮成形時に樹脂シートにかかる力を減少させることができ、樹脂シートの破れを防止することができる。また、内面樹脂層と外面樹脂層の樹脂の流れを確実にすることができ、先端部分まで樹脂を流すことができ、アッパータンクとロアタンクの寸法を正確に成形することができる。
【００３５】
請求項１０の本発明は、金型の下型に、アッパータンクとロアタンクの内面樹脂層から内部方向に突出する突起部を形成する複数の凹部を、アッパータンクとロアタンクの内面の幅方向の全幅にわたり設けた自動車用燃料タンクの製造方法である。
【００３６】
請求項１０の本発明では、金型の下型に、アッパータンクとロアタンクの内面樹脂層から内部方向に突出する突起部を形成する複数の凹部を、アッパータンクとロアタンクの内面の幅方向の全幅にわたり設けたため、アッパータンクとロアタンクの圧縮成形と同時に、内面樹脂層から内部方向に突出する複数の突起部を成形することができる。また、この凹部を、アッパータンクとロアタンクの内面の幅方向の全幅にわたり設けたため、圧縮成形時に内面樹脂層の材料がこの複数の凹部の中を流れることができ、内面樹脂層を均一に成型することができるとともに、燃料タンクの強度を増加させることができる。
【００３７】
請求項１１の本発明は、金型の上型に、上記アッパータンクとロアタンクの外面樹脂層からタンク外方向に突出する突起部を形成する凹部を、アッパータンクとロアタンクの外面の幅方向と長手方向の全幅にわたり設けた自動車用燃料タンクの製造方法である。
【００３８】
請求項１１の本発明では、金型の上型に、上記アッパータンクとロアタンクの外面樹脂層からタンク外方向に突出する突起部を形成する凹部を、アッパータンクとロアタンクの外面の幅方向と長手方向の全幅にわたり設けた。このため、アッパータンクとロアタンクの圧縮成形と同時に、外面樹脂層から外部方向に突出する突起部を成形することができる。また、この凹部を、アッパータンクとロアタンクの外面の幅方向と長手方向の全幅にわたり設けたため、圧縮成形時に外面樹脂層の材料がこの凹部の中を流れることができ、外面樹脂層を均一に成形することができるとともに、燃料タンクの強度を増加させることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の燃料タンクは、アッパータンクとロアタンクは、それぞれ内面樹脂層、燃料透過防止のためのバリヤ層及び外面樹脂層の３層から形成されている。このため、燃料透過防止のためのバリヤ層を内面樹脂層と外面樹脂層で被覆することにより、バリヤ層の破れを防止して、燃料透過防止性能を確保できる。内面樹脂層、バリヤ層と外面樹脂層の３層によりタンク外壁の強度を強くすることができ、外部からの衝撃等が加わっても破損することはない。アッパータンクとロアタンクは、内面樹脂層からそれぞれタンク内方向に向かってに突出部が一体的に形成され、外面樹脂層からそれぞれタンク外方向に向かって突出部が一体的に形成されている。このため、タンクの内部と外部に部品を取付けることが容易にできる。
【００４０】
本発明の燃料タンクの製造方法は、内面樹脂層と外面樹脂層の間に樹脂シートを挟んで、型成形することができるとともに、射出圧縮成形のため、射出成形と比べて、樹脂シートに局所的に熱と圧力がかかることなく成形できるため、樹脂シートが破れることなく、燃料タンクを成形することができ、燃料透過を防止できる。また、型成形のため下型と上型によりアッパータンクとロアタンクの形状を精密に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の実施の形態である自動車用燃料タンク１について、図１〜図４に基づき説明する。
図１は、燃料タンク１を斜め上方から見た斜視図である。図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図３は図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図４は、燃料タンク１の開口周縁部における接合部分の拡大断面図である。
【００４２】
燃料タンク１は分割して成形されたアッパータンク１０とロアタンク２０からなる。燃料タンク１の分割は２個ばかりでなく３個以上に分割することも可能である。アッパータンク１０は、内面樹脂層１１、バリヤ層１３及び外面樹脂層１２の３層から構成される。アッパータンク１０の内面には、内面樹脂層１１からの突出部である内側リブ１５が燃料タンク１の内部方向に向けて一体的に形成されている。アッパータンク１０の外面には、外面樹脂層１２からの突出部である一体的に外側リブ１６等が燃料タンク１の外部方向に向けて一体的に形成されている。
【００４３】
アッパータンク１０には、バルブユニット取付孔１８とパイプ取付孔１９が形成されている。バルブユニット取付孔１８は、燃料タンク１内部にバルブユニット２を取付けるための孔であり、パイプ取付孔１９は、燃料注入用のパイプを取付ける孔である。
アッパータンク１０の開口周縁部から外側に突出してその全周を環状の外周接合フランジ部１７が形成される。アッパータンク１０の内面において設けられた突起部は、図２に示すように、内側リブ１５等がある。内側リブ１５には燃料バルブ等がロアタンク２０との溶着前に取付けられている。
【００４４】
アッパータンク１０の外面において設けられた突出部は、図１に示すように、外側リブ１６とホースクランプ１４等がある。外側リブ１６は、外面樹脂層１２から一体的に形成され、アッパータンク１０の長手方向と幅方向にそれぞれ複数設けられる。この外側リブ１６によりアッパータンク１０の強度を向上させることができる。ホースクランプ１４も同様に、外面樹脂層１２から一体的に形成され、アッパータンク１０の表面に複数形成される。このホースクランプ１４に、燃料パイプ（図示せず）や燃料蒸発ガスの移送パイプ（図示せず）が固定される。
【００４５】
ロアタンク２０は、アッパータンク１０と同様に、内面樹脂層２１、バリヤ層２３及び外面樹脂層２２の３層から構成される。ロアタンク２０の内面には、内面樹脂層２１から突出部である内側リブ２５が燃料タンク１の内部方向に向けて一体的に形成されている。ロアタンク２０の外面には、外面樹脂層２２から突出部である一体的に外側リブ２６が燃料タンク１の外部方向に向けて一体的に形成されている。
ロアタンク２０の開口周縁部は、外側に突出して全周を環状の外周接合フランジ部２７が形成される。
【００４６】
アッパータンク１０の外周接合フランジ部１７とロアタンク２０の外周接合フランジ部２７は、製造方法で後述するように、外周接合フランジ部１７、２７同士を熱溶着されて、燃料タンク１を形成する。
外周接合フランジ部１７、２７は、図４に示すように、端部ではバリヤ層１３、２３が内面樹脂層１１、２１の表面近くまで偏在している。従って、熱溶着された外周接合フランジ部１７、２７の端部では、バリヤ層１３、２３同士が近接することができる。このため、燃料透過防止をするバリヤ層１３、２３の間隔が極めて狭くなり、外周接合フランジ部１７、２７の間から燃料が透過することを防止できる。
【００４７】
アッパータンク１０とロアタンク２０の接合部に形成された外周接合フランジ部１７、２７から燃料タンク１の外方向に突出して、ボルト孔を有するタンク取付部（図示せず）を設けることができる。このタンク取付部は、燃料タンク１を自動車に取付けるに必要な部分の数箇所に設けられている。このタンク取付部にボルトとナットを挿入して、燃料タンク１を自動車の車体に取付けることができる。
【００４８】
なお、アッパータンク１０とロアタンク２０の内面樹脂層１１、２１と外面樹脂層１２、２２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成することができ、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）以外でも耐燃料油性、耐衝撃性があり、強度の優れた熱可塑性合成樹脂を使用することができる。高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用する場合は、強度が大きく、アッパータンク１０とロアタンク２０の壁を厚くしなくてもよく、燃料タンク１の重量を低減することができる。また、耐候性に優れているので長期間その強度を維持することができ、オレフィン系熱可塑性樹脂でありリサイクル利用が容易である。
【００４９】
バリヤ層１３、２３としては、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリアセタール、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイトのうち少なくとも１種類の材料からなる層を含む多層シートである樹脂シートを使用することができる。ＥＶＯＨ等は、燃料油の透過防止機能に優れており、薄層であってもタンク壁から燃料油が透過して大気中に蒸発することを防止できる。
なお、バリヤ層１３、２３は、３層全体でその厚さが１ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、本実施の形態では２ｍｍのものを使用する。
【００５０】
例えば、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）を使用し、内面樹脂層１１、２１と外面樹脂層１２、２２を高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）する場合は、バリヤ層１３、２３の構成は上から順に、ＨＤＰＥ／接着剤／ＥＶＯＨ／接着剤／ＨＤＰＥとすることができる。このような構成とすることにより、バリヤ層１３、２３の上下の最外側層のＨＤＰＥと、内面樹脂層１１、２１と外面樹脂層１２、２２を構成するＨＤＰＥとの融着がアッパータンク１０とロアタンク２０の成形中に容易にすることができる。
なお、多層シートであるバリヤ層１３、２３におけるＥＶＯＨとＨＤＰＥとは接着剤により予め接着されているので、バリヤ層１３、２３自体が隔離することはなく、内面樹脂層１１、バリヤ層１３と外面樹脂層１２の３層を強固に接着することができる。
【００５１】
次に、この燃料タンク１の製造方法について説明する。燃料タンク１はアッパータンク１０とロアタンク２０を別々に成形し、その後、アッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部の外周接合フランジ部１７、２７を溶着して製造する。まず、アッパータンク１０とロアタンク２０の製造方法について説明する。アッパータンク１０とロアタンク２０の製造方法は、それぞれ別の金型により成形されるが略同様であり、主にアッパータンク１０の製造方法を例にとり説明する。
【００５２】
アッパータンク１０の成形は、図５に示すように、アッパータンク１０の成形の金型３０の上型３１と下型３４を完全に閉じなくて、少し開いた状態で上型３１のスプール３３ａから内面樹脂層１１を形成する熱可塑性樹脂、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を、内面樹脂層１１の形成に必要な量だけスプール３３ａから射出または注入する。このとき、熱可塑性樹脂は、下型３４の表面の中央部分に置かれるが、金型３０が完全には閉じていないため、熱可塑性樹脂はキャビティのアッパータンク１０の周縁開口部を構成する付近までは到達していない。但し、その後の内面樹脂層１１の熱可塑性樹脂の成形を容易にするため、下型３４の中央部のできるだけ広い面に置かれることが好ましい。このため、熱可塑性樹脂をスプール３３ａから帯状に射出してもよい。
【００５３】
次に、金型３０を開いて、内面樹脂層１１の熱可塑性樹脂の表面の全面と、キャビティのアッパータンク１０の周縁開口部を構成する末端までバリヤ層１３を形成する多層シートである樹脂シートを被せる。そして、図６に示すように、金型３０を完全に閉じた位置から少し上の位置である若干開いた状態まで閉じる。なお、上型３１は、キャビティを形成する中型３３とその中型３３の外周に摺動可能に形成され、中型３３とバネ３２ｂにより取付けられた外枠３２とから形成される。このため、金型３０を少し開き気味に閉じると、樹脂シート（バリヤ層）１３は、上型３１のバネ３２ｂの押し圧力で、外枠３２により、下型３４との間で挟持される。これにより、アッパータンク１０を成形中に樹脂シート１３がずれることを防止できる。
【００５４】
樹脂シート（バリヤ層）１３は、内面樹脂層１１を形成する熱可塑性合成樹脂の上に被せる前に、樹脂シートを構成する樹脂の溶融温度以下に、予熱することが好ましい。樹脂シートを予熱すると、圧縮成形時に、金型３０のキャビティの形状に沿って柔軟に変形することができるとともに、熱可塑性樹脂の流れに追従することができ、圧縮成形中に樹脂シートが破れることがなく、アッパータンク１０の成形が容易である。
【００５５】
そして、上型３１のスプール３３ａから外面樹脂層１２を形成する熱可塑性樹脂が、樹脂シート１３の上に射出または注入される。このとき、熱可塑性樹脂は、樹脂シート１３の表面の中央部分に置かれるが、金型３０が完全には閉じていないため、熱可塑性樹脂はキャビティのアッパータンク１０の周縁開口部を構成する付近までは到達していない。このとき、金型３０の開き具合は、例えば、アッパータンク１０の成形後の壁の肉厚を６ｍｍ程度の場合には、この段階でのキャビティ部分の隙間は１６ｍｍ程度にすると、内面樹脂層１１と外面樹脂層１２を形成する合成樹脂を適量射出、注入することができる。
但し、その後の内面樹脂層１１の熱可塑性樹脂の成形を容易にするため、その熱可塑性樹脂を樹脂シート１３の中央部のできるだけ広い面に置かれることが好ましい。このため、熱可塑性樹脂をスプール３３ａから帯状に射出してもよい。
【００５６】
次に、中型３３を下方に移動させ、下型３４と上型３１とで、内面樹脂層１１と外面樹脂層１２を構成する合成樹脂を、アッパータンク１０のキャビティを形成する厚さまで圧縮して、成形する。このとき、本実施の形態では、内面樹脂層１１、樹脂シート（バリヤ層）１３及び外面樹脂層１２の厚さはそれぞれ約２ｍｍ程度であり、合計して、アッパータンク１０の壁の厚さは、６ｍｍ程度である。
【００５７】
このとき、中型３３の移動速度は通常の圧縮成形の場合の移動速度よりも遅くすることが好ましい。例えば、通常の圧縮成形の場合の金型の移動速度が１０ｍｍ／秒〜２０ｍｍ／秒であるが、本発明の場合は、５ｍｍ／秒程度にすることが好ましい。このように、金型の移動速度を遅くすると、圧縮成形時に熱可塑性樹脂がキャビティ中を横方向に移動時に、樹脂シート１３にかかる力を減少させることができ、樹脂シート１３の伸びや破れを防止することができる。また、内面樹脂層１１と外面樹脂層１２の熱可塑性樹脂の流れを確実にすることができ、アッパータンク１０の開口周縁部の先端まで熱可塑性樹脂をいきわたらせることができ、アッパータンク１０の寸法を正確に成形することができる。
その後、冷却して、アッパータンク１０が成形されると、金型３０を開いてアッパータンク１０を取り出す。
【００５８】
内面樹脂層１１と外面樹脂層１２を構成するＨＤＥＰの通常の射出温度は１８０℃〜２６０℃であるが、本発明では、高温である２６０℃程度で射出または注入される。このため、多層シートである樹脂シート（バリヤ層）１３として、上から順に、ＨＤＰＥ／接着剤／ＥＶＯＨ／接着剤／ＨＤＰＥから構成されたシートを使用すると、中型が下降するときに、内面樹脂層１１と外面樹脂層１２を構成するＨＤＥＰは、射出または注入されたから短時間であり、樹脂温度が２６０℃程度の高温を維持しているため、成形中に樹脂シート（バリヤ層）１３の両外側のＨＤＰＥは、内面樹脂層１１と外面樹脂層１２を構成するＨＤＥＰと溶融して、内面樹脂層１１、外面樹脂層１２とバリヤ層１３の３層が強固に溶着することができる。
【００５９】
この中型３３の移動時には、外枠３２が下型３４に強く押えられているため、バリヤ層１３が強く挟持されると共に、内面樹脂層１１と外面樹脂層１２を構成する合成樹脂が金型３０のパーティング面から外へはみ出すことを防止できる。そして、アッパータンク１０の開口周縁部に外周接合フランジ部１７を形成することができる。
この外周接合フランジ部１７において、図４に示すように、バリヤ層１３が外枠３２に強く押えられているため、外周接合フランジ部１７の先端部分では、バリヤ層１３が内面樹脂層１１の表面付近まで位置することになる。
【００６０】
金型３０の下型３４に、アッパータンク１０の内面樹脂層１１から内部方向に突出する突起部を形成する凹部３４ｂを、アッパータンク１０の内面の幅方向の全幅にわたり設けることが好ましい。凹部３４ｂを設けると、アッパータンク１０の圧縮成形と同時に、内面樹脂層１１から熱可塑性樹脂が凹部３４ｂに充填されて、内部方向に突出する突起部を成型することができる。また、この凹部３４ｂを、アッパータンク１０の内面の幅方向の全幅にわたり設けたため、圧縮成形時に内面樹脂層の材料がこの凹部３４ｂの中を流れることができ、内面樹脂層１１を形成する熱可塑性樹脂の流れをスムースにすることができ、アッパータンク１０の壁を均一に成型することができるとともに、燃料タンク１の強度を増加させることができる。
【００６１】
さらに、金型３０の上型３１に、アッパータンク１０の外面樹脂層１２からタンク外方向に突出する突起部を形成する複数の凹部３３ｂを、アッパータンク１０の外面の幅方向と長手方向の全幅にわたり設けた。このため、アッパータンク１０の圧縮成形と同時に、その凹部３３ｂに外面樹脂層１２を形成する熱可塑性樹脂が充填され、外面樹脂層１２から外部方向に突出する外側リブ１６を成型することができる。また、この複数の凹部３３ｂを、アッパータンク１０の外面の幅方向と長手方向の全幅にわたり設けたため、圧縮成形時に外面樹脂層の材料がこの凹部３３ｂの中を流れることができ、外面樹脂層１２を均一に成型することができるとともに、燃料タンク１の強度を増加させることができる。
【００６２】
ロアタンク２０の成形は、アッパータンク１０の成形と同様に、ロアタンク２０の金型を使用する。ロアタンク２０の金型はアッパータンク１０の金型と同様に、上型と下型で形成され、キャビティを形成し、このキャビティに合成樹脂を射出してロアタンク２０を成形する。ロアタンク２０もアッパータンク１０と同様に、内面樹脂層２１と外面樹脂層２２は、熱可塑性樹脂で形成され、その間にバリヤ層２３が設けられる。ロアタンク２０の開口周縁部には、外周接合フランジ部２７が設けられる。
【００６３】
次に、アッパータンク１０とロアタンク２０を一体に溶着する工程を説明する。
まず、アッパータンク１０とロアタンク２０をそれぞれアッパータンク成形金型とロアタンク成形金型から取出し、アッパータンク１０の開口周縁部の外周接合フランジ部１７とロアタンク２０の開口周縁部の外周接合フランジ部２７を熱板等で溶融し、それぞれの外周接合フランジ部１７を合体し、相互に圧着する。これによってアッパータンク１０とロアタンク２０の開口周縁部の外周接合フランジ部１７、２７が溶着して、一体化し、燃料タンク１が形成される。
【００６４】
なお、燃料タンク１内に燃料バルブ等の内蔵構成部品を取付ける場合には、接合する前にアッパータンク１０あるいはロアタンク２０に取付ける。これによって、燃料タンク１内に容易に構成部品を取付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態である燃料タンクを斜め上方から見た斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図４】燃料タンクの溶着された外周接合フランジ部の拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態である燃料タンクの成形用の金型の要部模式断面図であり、内面樹脂層を射出した状態を示す。
【図６】本発明の実施の形態である燃料タンクの成形用の金型の要部模式断面図であり、内面樹脂層の上にバリヤ層を被覆した状態を示す。
【図７】本発明の実施の形態である燃料タンクの成形用の金型の要部模式断面図であり、外面樹脂層をバリヤ層の上に射出した状態を示す。
【図８】本発明の実施の形態である燃料タンクの成形用の金型の要部模式断面図であり、金型を閉じて、アッパータンク成形した状態を示す。
【符号の説明】
【００６６】
１  燃料タンク
１０  アッパータンク
１１、２１  内面樹脂層
１２、２２  外面樹脂層
１３、２３  バリヤ層（樹脂シート）
１７、２７  外周接合フランジ部
３０  金型
３１  上型
３２  外枠
３３  中型
３４  下型
【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】
2006143057.tif 000009
【図８】
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