(57)【要約】【解決手段】アダプタ（１６）が、物体をプラスチックに取り付けるために提供される。アダプタ（１６）は、少なくとも二つの足（３４）と結合されたボディ（３０）を有する。足（３４）は、プラスチックが溶融状態にあるときにそのプラスチックの表面に溶接可能である。アダプタ（１６）は更に、ボディ（３０）と結合された結合機構（３２）を有する。結合機構（３２）は、前記物体をアダプタ（１６）に結合するように作用可能である。【選択図】図１
2004505812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックが溶融状態にあるときにそのプラスチックに物体を取り付けるためのアダプタ（１６）において、そのアダプタは、
ボディ（３０）と、
前記ボディと結合され、前記ボディから異なる方向に遠ざかるように延び、前記プラスチックの表面に溶接可能な、少なくとも２個の足（３４）と、
前記ボディと結合された結合機構であって、前記物体を前記ボディに結合するように設けられた上記結合機構と、
を有することを特徴とするアダプタ。
【請求項２】
前記少なくとも２個の足の厚さが、前記ボディから前記少なくとも２個の足が遠ざかるにつれて薄くなっている請求項１記載のアダプタ。
【請求項３】
前記足は、前記アダプタと前記プラスチックの前記表面の間で生じる応力を吸収するように作用しうる請求項１のアダプタ。
【請求項４】
前記少なくとも２個の足はプラスチック樹脂を含む請求項１記載のアダプタ。
【請求項５】
前記少なくとも２個の足及び前記ボディは一つの連続的構造である請求項１乃至４の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項６】
前記少なくとも２個の足は、前記プラスチックの前記表面と共に溶融して表面溶接を形成するように作用しうる請求項１乃至４の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項７】
前記結合機構は、溶接、スナップ嵌め合い接合、ねじ接合、摩擦嵌め合い、クランプ、キーパ、ラッチ、前記物体にモールドするための手段、及び、前記物体にオーバモールドする手段の内の少なくとも一つを含む請求項１記載のアダプタ。
【請求項８】
前記少なくとも２個の足は、それらの間にスリット（４２）を保持しながら、遠ざかる方向に延びている請求項１乃至４の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項９】
前記少なくとも２個の足は、前記プラスチックの前記表面内への貫通深さを制限するように作用する請求項１乃至４の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項１０】
プラスチックが溶融状態にあるときにそのプラスチックに物体を取り付けるために使用されるアダプタ（１６）において、そのアダプタは、
それぞれが遠方端（４４）と近傍端（３８）とを有する複数のプラスチック製の足（３４）と、
前記プラスチック製の各足の前記遠方端に接合されたボディ（３０）であって、前記各足の前記近傍端が前記ボディから離れる方向に懸架されて、前記プラスチックの前記表面と係合するように溶接部（４６）を形成する上記ボディと、
前記ボディと結合される結合機構（３２）であって、前記物体と結合するように作用可能である上記結合機構と、
を有することを特徴とするアダプタ。
【請求項１１】
前記プラスチック製の各足の前記遠方端を形成する材料の厚さが、前記プラスチック製の各足の前記近傍端を形成する材料の厚さよりも薄い請求項１０記載のアダプタ。
【請求項１２】
前記遠方端の表面積が前記近傍端の表面積よりも小さい請求項１０記載のアダプタ。
【請求項１３】
前記プラスチック製の足が、前記アダプタの中心軸に平行でない方向に作用する力によって生じる応力を吸収するように作用できる請求項１０乃至１２の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項１４】
前記結合機構は、前記物体と一体的に形成されている請求項１０記載のアダプタ。
【請求項１５】
前記溶接部は、表面溶接を形成することによって、前記プラスチックの前記表面と係合するように操作可能である請求項１０乃至１２の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項１６】
前記溶接部は、リップ（４８）及び比較的平坦な表面を有し、そのリップ及び比較的平坦な表面は前記プラスチックの前記表面上に位置決め可能である請求項１０乃至１２の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項１７】
前記プラスチック製の各足は、花弁形状をなす請求項１０乃至１２の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項１８】
前記物体は前記プラスチックの前記表面と適合不可能な材料を含む請求項１０記載のアダプタ。
【請求項１９】
前記プラスチック製の足と前記プラスチックが適合可能な材料から形成されている請求項１０、１４及び１８の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項２０】
プラスチック燃料タンク（１２）の壁が溶融状態にあるときにその壁に燃料系統コンポーネント（１４）を取り付けるためのアダプタ（１６）において、そのアダプタは、
遠方端（３６）及び近傍端（３８）を有して長手方向に延びる中空のハウジングを形成するボディ（３０）を有し、
前記遠方端は前記燃料系統コンポーネントに結合するように作用可能な結合機構（３２）を有し、
前記ボディには複数のスリット（４２）があり、そのスリットは、前記近傍端から前記遠方端に向かって予め決められた距離だけ延びており、
前記スリットに隣接する前記ボディの一部が、前記近傍端の近くに溶接部（４６）を提供するように形成され、その溶接部は、前記壁の前記表面に溶接可能であることを特徴とするアダプタ。
【請求項２１】
前記ボディの前記一部が、前記ボディの中心軸（４０）に平行でない方向に作用する力に応じて変形するように作用可能な請求項２０記載のアダプタ。
【請求項２２】
前記溶接部を形成する前記プラスチック樹脂の厚さが、前記ボディの他の部分の厚さよりも薄い請求項２０記載のアダプタ。
【請求項２３】
前記ボディの隣接する複数の部分の間の均一な距離が前記スリットを形成する請求項２０記載のアダプタ。
【請求項２４】
前記ボディの各部分が前記ボディの中心軸（４０）から外側に離れる方向に延びている、請求項２０乃至２３の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項２５】
前記ボディの前記部分が一つの分割された漏斗の形を成す請求項２０乃至２３の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項２６】
前記溶接部は、前記スリットによって分断された環状のリングを形成する請求項２０乃至２３の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項２７】
前記溶接部は比較的平坦な表面とリップ（４８）とを有し、前記比較的平坦な表面は、溶接作業中に、前記アダプタが傾くこと又は前記壁の前記表面から離れることを抑制するように作用する請求項２０乃至２３の何れか１項記載のアダプタ。
【請求項２８】
ａ）プラスチックを溶融状態に加熱する工程と、
ｂ）ボディ（３０）と複数の足（３４）と結合機構（３２）とを有するアダプタ（１６）を提供する工程と、
ｃ）前記結合機構に物体を結合する工程と、
ｄ）前記足を前記プラスチックの表面に接触させて表面溶接を形成する工程と、
ｅ）前記プラスチックと前記アダプタとを冷却する工程と、
を有することを特徴とするプラスチックに物体を結合する方法。
【請求項２９】
前記工程ｄ）は、前記足と前記プラスチックの前記表面とを溶融する工程を有する請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記工程ｄ）は、前記プラスチックの前記表面に接触する前に前記足を加熱する工程を有する請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記工程ｅ）は、前記足と溶接された前記表面内の応力を吸収する工程を有する請求項２８又は２９記載の方法。
【請求項３２】
更に、ｆ）前記プラスチック及び前記アダプタに燃料を適用する工程と、
ｇ）前記プラスチック及び前記足の独立の膨張によって生じる応力を吸収する工程と、を有する請求項２８又は２９記載の方法。
【請求項３３】
前記工程ｂ）は、
前記アダプタを中空円筒ハウジングとして形成する工程と、
前記足を前記中空円筒ハウジングの一部として形成する工程と、
を有する請求項２８記載の方法。
【請求項３４】
前記工程ｄ）は、前記物体を環境温度に維持する工程を有する請求項２８乃至３０の何れか１項記載の方法。
【請求項３５】
前記工程ｃ）は、前記アダプタを前記物体にモールドする工程を有する請求項２８記載の方法。
【請求項３６】
前記工程ｃ）は、前記アダプタを前記物体の上にオーバモールドする工程を有する請求項２８記載の方法。
【請求項３７】
前記工程ｃ）は、前記アダプタを前記物体に機械的に結合する工程を有する請求項２８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明はプラスチックの製造及び成形に係り、特に、プラスチックの表面に物体を溶接するための設計及びプロセスに関する。
【背景技術】
多種類の剛性の物品がプラスチックから作られている。これらの物品の中には更に、プラスチックの表面に物体が取り付けられている物品も多く含まれている。そのような物品の例としてプラスチック製の燃料タンクがよく知られている。プラスチック製燃料タンクは、陸上用、水上用、航空用の交通機関で、エンジンその他の燃料消費装置のための燃料貯蔵用に用いられる。プラスチック製燃料タンクやその他の類似の物品は、ブローモールディング又は熱形成技術により、単一層又は合わせ射出の形態の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）プラスチックを用いて製造することができる。プラスチック製燃料タンクは、燃料及びそれに関連する蒸気が通り抜けるのを防止する炭化水素障壁も有している。
【０００２】
燃料系統を形成するためには、通常、プラスチック製燃料タンクに、燃料系統の複数のコンポーネントとして複数の物体が付加される。コンポーネントには、例えば、弁、ホース、ポンプ、液位センサ、構造的サポート等が含まれる。典型的には、これらのコンポーネントのうちのいくつかは、タンクにサービス穴を設けることによって、そのプラスチック製燃料タンクの内部に設置される。更に、コンポーネントのうちのいくつかは、タンクの外側に設置され、更なる穴、溝、及び／又は窪みを必要とする。
【０００３】
政府規則の最近の変更によって、燃料タンクからの燃料蒸気の放出の許容量が低減された。プラスチック製燃料タンクからの許容燃料蒸気放出量を減らす一つの方法は、炭化水素障壁の破壊を最小限にすることである。燃料系統のコンポーネントを内側に置くことによってプラスチック製燃料タンクの穴の数を減らすことは、破壊を最小限にする。更に、コンポーネントを内側に置くことによって、コンポーネント自体からの蒸気放出を炭化水素障壁内に封じ込めることになる。燃料系統のコンポーネントを内側に配置する一つの方法は、プラスチック製タンクの製造中にコンポーネントを挿入する方法である。
【０００４】
製造中に挿入される燃料系統のコンポーネントは、壁が溶融状態にあるときに、プラスチック製の燃料タンクの内壁に固定することもできる。この取付け方法は、高温板溶接プロセスと呼ばれる。このプロセスは、内壁内のコンポーネントの上に剛性のブラケットを埋め込む工程を含んでいる。ブラケットと壁の間の接着を保証するために、高温板によってブラケットを加熱する工程は、内壁への接触の前に行ってもよい。ブラケットは、厚手の平らな連続の板、又は、その上にワッフルパタンを有する平らな板である。板は、部分的又は完全に、壁を形成する溶融プラスチックの中に浸っている。コンポーネントは、プラスチック製燃料タンクが冷えて壁が剛性を持つようになるまで、その場に保持される。
【０００５】
プラスチック製燃料タンクが冷えていくとき、内壁とブラケットの間の温度差によって、ブラケットと内壁の間の境界で応力が発達するかもしれない。更に、製造後に、プラスチック製燃料タンクが燃料を保持しているとき、ブラケット及び内壁による燃料の吸収の結果として生じる非均一膨張が、同様の応力を生じさせるかもしれない。これらの応力は、ブラケットと壁の間に形成される結合に損傷を生じさせることもありうる。結合の損傷により、壁の破損や燃料系統のコンポーネントの壁からの離脱に至るかもしれない。
【０００６】
更に、ブラケットが内壁内に埋め込まれる製造工程の際に、壁を形成する材料が移動せられる。材料の移動によって、炭化水素障壁及び／又は壁の中の薄い点の破壊に至るかもしれない。更に、移動した材料が、内壁の上のブラケットに隣接する部分に、畝又はビードに似たノッチ形状を作る。このノッチ形状により、壁によって形成される連続であるべき面に不連続性が生成される。この不連続性によって、壁内の引張り・圧縮力に対して垂直な力が生じる。従って、壁が引張り又は圧縮荷重を受けるとき、ノッチ形状部分で、取付け部及び／又は内壁の損傷が生じるかもしれない。
【０００７】
従って、物体とプラスチックの間の結合部の応力を小さくし、プラスチックの構造的健全性を損なわないでプラスチックの表面に物体を取り付けるための方法及びシステムが所望されている。
【０００８】
【発明の開示】
本発明は各請求項によって定義されるものであって、ここに記載する事項によって、請求項に限定を加えるものと解釈してはならない。後述の実施形態は、プラスチックが溶融状態にあるときにプラスチックに物体を取り付けるためのアダプタを利用するシステム及び方法を含む。アダプタは、外力による応力のみならず、プラスチックとアダプタが独立に収縮したり膨張したりするときに生じる応力をも吸収することができる。更に、アダプタは、表面溶接によってプラスチックと結合される。表面溶接によって、ノッチ形状の生成や構造の健全性に有害な他の構造の生成を最小にするとともに、プラスチックの過度の移動を回避する。
【０００９】
アダプタは、一つのボディと、一つの結合機構と、少なくとも二つの足とを有する。ボディは、結合機構と足とを結合させる。結合機構は物体をアダプタに結合させる。足はボディから離れる方向に延び、プラスチックの表面に接触する溶接部を有する。溶接部は、プラスチックの表面に接触して配置され、昇温され、溶融状態に達する。溶融状態に達したとき、溶接部とプラスチックの表面は共に溶けて、物体をプラスチックに結合する。
【００１０】
一つの実施形態では、アダプタは、その壁で形成された炭化水素障壁の穴や他の破損を最小にするように、少なくとも一つの燃料系統コンポーネントをプラスチック燃料タンクの壁に結合する。この実施形態では、アダプタは、それに結合された燃料系統コンポーネントと共に、壁が溶融状態にあるときにその壁の表面に近づけられて接触せられる。各足の溶接部と壁が共に溶融しているとき、溶接境界面が形成される。アダプタは、壁と足が冷えていくときに生じる応力を最小化するだけでなく、燃料の存在のもとでの膨張が生じているときに生成される応力をも最小化する。
【００１１】
アダプタの一つの特徴は、足の形状と作用にある。足は、柔軟な材料からできていて、プラスチック及び／又はアダプタの独立な収縮と膨張によって生じる応力、及び動的荷重によって生じる応力を吸収する。一実施形態の足は、プラスチック樹脂で形成され、溶接部に向かって次第に薄く形成されている。溶接部の、足の比較的薄い部分は、熱容量が小さいために、急速に溶融状態に達する。これとは逆に、足の比較的厚い部分は、急速に溶融状態に達することはなく、従って、設置のとき、及びその後の冷却のときに比較的しっかりした構造的支持を提供する。
【００１２】
アダプタのもう一つの特徴は、溶接部である。各足の溶接部は、比較的平坦な表面とリップとを有する。前記比較的平坦な表面は、前記プラスチックの表面と相当の（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）接触をするしっかりした（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ）表面部を有する。しっかりした表面部による相当の接触によって、アダプタは、その表面上に保持され、一旦溶接がなされた後は、強い結合が得られる。更に、前記しっかりした表面部によって、アダプタがプラスチックの表面内に貫通する深さが制限され、アダプタに結合される物体の安定性が得られる。リップは、危害を与えないような端部とする（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ）ことによって、プラスチックの表面を傷付けるのを回避する。危害を与えないような端部は、ノッチ形状の形成と、その表面を形成する溶融プラスチックの移動の両方を最小化する。
【００１３】
本発明の更なる特徴及び利点は、好ましい実施形態との関連で後述する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ここに開示する実施形態は、プラスチックに物体を取り付けられるようなアダプタを有する。このアダプタは、柔軟で且つ剛性を有し、プラスチックの上でその物体の位置を維持するのに充分な強さを有する。アダプタは、プラスチックの表面の状態（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）を大きく変えることなしにその表面に接合される。アダプタの柔軟性によって、アダプタとプラスチックの間の接合部に生じるかもしれない応力が解放される。アダプタは更に、物体をアダプタに結合する能力を有し、それによって、その物体をプラスチックに剛性を持って取り付けることができる。このアダプタは、プラスチックが、溶融状態にまで加熱され、物体がそれに結合されるようないかなる用途にも使用できる。
【００１５】
ここで「溶融状態」という言葉は、プラスチックが液体状態にまで高温になっていて、成形可能で、適合可能で（ａｄａｐｔａｂｌｅ）、柔軟であって（ｐｌｉａｂｌｅ）、適当な（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）材料に対して溶接による接合が可能な状態と定義する。
【００１６】
アダプタの適用例は、プラスチック燃料タンク系統の分野のものである。図１は、プラスチック燃料タンク系統１０の一部の一つの実施形態を示す。プラスチック燃料タンク系統１０は、プラスチック燃料タンク１２の一つの断面部のプラスチックと、燃料系統コンポーネント１４である少なくとも一つの物体と、少なくとも一つのアダプタ１６とを含む。
【００１７】
プラスチック燃料タンク１２は、内壁２２と外壁２４とを有する容器である。プラスチック燃料タンク１２は、プラスチック又はプラスチック複合材料からできていて、典型的には、炭化水素の分子がプラスチック燃料タンク１２の外側に拡散するのを防ぐために、炭化水素障壁を有する。プラスチックは、単一層、合せ射出、複合層、その他のあらゆるプラスチック形成のタイプがありうる。
【００１８】
一つの実施形態では、プラスチックは熱可塑性であって、６層からなる。第１層は外側の層であって、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及びカーボンブラックを含む。第２層は、第１層の内側に隣接しており、再び粉にひいた（ｒｅｇｒｏｕｎｄ）熱可塑性材料を含んでいる。第３層は、第２層に隣接しており、やはり内側の層であって、粘着性の高分子を含んでいる。第４層は第３層に隣接し、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）を含む。この実施形態のＥＶＯＨ層は、熱可塑性材料を透過する炭化水素の放出を減らすための炭化水素障壁を提供するものである。第５層は第４層に隣接し、粘着性の高分子を含んでいる。第６層は第５層に隣接し、もう一つの外側層を形成し、ＨＤＰＥを含む。他の実施形態では、このプラスチックを形成するために、異なる構成、配置及び層の数を使用してもよい。
【００１９】
プラスチックは、例えばブローモールディングや２シート熱成形等の製造プロセスによって、プラスチック燃料タンク１２に形成される。ブローモールディングは、溶融プラスチックを作るために、連続射出プロセスを用いる。溶融プラスチックは、中空のパリソン（ｐａｒｉｓｏｎ）として射出され、型で形成される。２シート熱成形はプリフォームされて溶融状態にまで加熱された熱可塑性のシートを用いて型で形成される。
【００２０】
燃料系統コンポーネント１４は、プラスチック燃料タンク１２の上又は内部に取り付けられる物体で、どんな物でもよい。燃料系統コンポーネント１４の例としては、弁、ホース、ポンプ、カムロックリング、構造補強材（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ）やその他の燃料系統に関係する機構や構造物が含まれる。図示の実施形態では、燃料系統コンポーネント１４は弁であって、その弁を通る燃料を送るためのフィッティング２６とホース２８を有している。他の実施形態としては、燃料系統コンポーネント１４に代えて他のいかなる物体であってもよい。
【００２１】
この実施形態のアダプタ１６は、プラスチック燃料タンク１２と燃料系統コンポーネント１４の間に配置される。アダプタ１６は、プラスチック燃料タンク１２と燃料系統コンポーネント１４の間の距離を維持するための剛性のマウントを提供する。それに加えて、アダプタ１６は、プラスチック燃料タンク１２と燃料系統コンポーネント１４のある程度の独立な動きを許容するための柔軟なマウントを提供する。
【００２２】
図示の実施形態では、燃料系統コンポーネント１４とアダプタ１６は、プラスチック燃料タンク１２の内壁２２に取り付けられたものとして示されている。他の実施形態では、アダプタ１６はプラスチック燃料タンク１２の外壁２４に取り付けることもできる。更に他の実施形態では、アダプタ１６は、プラスチックから成形されたどんな物でも、その物の表面に何らかの物体を取り付けるために使用できる。アダプタ１６は、プラスチックに物体を取り付けるための機構を提供することに加えて、接合できない（ｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）材料即ちプラスチックとそれに取り付けられる物体の間の境界面を提供することもできる。
【００２３】
図２は、アダプタ１６の一実施形態の斜視図である。アダプタ１６は、一つのボディ３０と、一つの結合機構３２と、複数の足（ｆｅｅｔ）３４を有する。結合機構３２はアダプタ１６の遠方端３６を形成し、各足３４はアダプタ１６の各近傍端３８を形成する。一実施形態のアダプタ１６は、プラスチック燃料タンク１２（図１）を形成するプラスチック樹脂と類似のプラスチック樹脂から形成されている。他の実施形態では、アダプタ１６の形成に、プラスチック樹脂と他の材料、例えば、ナイロン、鋼、アルミニウム等の材料と組み合わせて使用してもよい。更に他の実施形態では、アダプタ１６は、結合機構３２に代えて、追加の複数の足３４を有してもよい。
【００２４】
一実施形態のアダプタ１６は、一つの連続構造物であって、その中に、一つのボディ３０と、一つの結合機構３２と、複数の足３４が、一体的な構成要素として形成されている。他の実施形態では、アダプタ１６を構成するボディ３０、結合機構３２及び複数の足３４は三つの別個の構成要素であって、これらが、例えば、接着剤、溶接、スナップ嵌め合い、摩擦嵌め合い、ねじ嵌め合い及び／又はその他の剛性接続が達成できる結合方法によって結合されたものである。この実施形態では、各構成要素は異なる材料からでも同じ材料からでも形成できる。
【００２５】
ボディ３０は中空でも中実でもよく、足３４に対する結合機構３２の位置を柔軟に維持できるような形状であればいかなる形状でもよい。図示の実施形態のボディ３０は、中空円筒形のハウジングであって、アダプタ１６の中心軸４０に沿って長手方向に延びている。
【００２６】
一つの実施形態では、ボディ３０、結合機構３２及び足３４が、連続的で一体的な構造の各構成要素をなしていて、ボディ３０は中空である。この実施形態では、ボディ３０は、遠方端３６が比較的厚い壁で形成され、近傍端３８で比較的薄い壁になるように、壁の厚さが漸次変化するようになっている。他の実施形態では、ボディ３０は均一な壁厚を有してもよい。更に他の実施形態では、遠方端３６と近傍端３８で壁が比較的薄く、ボディ３０の中央付近で比較的厚くなるように次第に変化してもよい。
【００２７】
結合機構３２は、例えば燃料系統コンポーネント１４（図１）等の物体をアダプタ１６に柔軟に取り付けるためのいかなる結合形態のものでもよい。図示の実施形態では、結合機構３２は、スナップ嵌め合い接合の雌側としてボディ３０と一体的に形成されている。他の実施形態では、結合機構３２は、スナップ嵌め合い接合の雄側でもよく、又、ねじ接合、摩擦嵌め合い、クランプ、キーパ、ラッチ又は、アダプタ１６を物体と機械的に結合できる他の機構でもよい。更に他の実施形態では、結合機構３２は、リベット止め、ステープル止め、溶接、熱止め（ｓｔａｋｉｎｇ）及び／又は物体に固定するための他のいかなる技術を採用できる形状であってもよい。他の実施形態の結合機構３２は、アダプタ１６を物体にモールドするための手段（ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｓ）を有する。更に他の実施形態では、結合機構３２は、単一ショットプロセスにおけるダイロック（ｄｉｅ−ｌｏｃｋ）状態を克服するために、物体にアダプタ１６をオーバモールディングするものでもよい。
【００２８】
足３４は、中心軸４０に平行に作用する力に対する剛性を与えることのできる形状に形成された少なくとも２個の部材である。更に、足３４は、中心軸４０に平行でない方向に作用する力に対しては横方向に柔軟性を有する。足３４は、例えばプラスチック燃料タンク１２（図１）等のプラスチックの表面に取り付けられるように形成されている。図示の実施形態では、足３４は、中心軸４０を中心として全体で「花弁」又は「セグメント分割された漏斗」の形状をなしている。各「花弁」又は「漏斗のセグメント」が一つずつの足３４となっている。足３４は、アダプタ１６が取り付けられたプラスチック表面と共に、全体として、アダプタ１６内に円錐形又は椀状のキャビティを形成する。他の実施形態では、足３４及びプラスチックの表面は、全体として、長方形、楕円形、正方形、又はその他の形状のキャビティを形成してもよい。
【００２９】
図示の実施形態では、足３４とボディ３０は、連続の構造物として一体的に形成されている。ボディ３０を初めに成形して、その後に足３４を成形してもよい。この実施形態では、ボディ３０は、遠方端３６と近傍端３８とを有する、一つの連続的な、長手方向に延びた中空のハウジングとして成形される。その後、ボディ３０は、足３４を形成するように加工される。より具体的には、ボディ３０内に、近傍端３８から遠方端３６に向かって所定の距離だけ延びた複数のスリット４２が形成される。
【００３０】
ボディ３０のスリット４２に隣接する部分は、中心軸４０から離れる方向に曲がって延びて、複数の足３４が形成される。従って、各足３４の大きさと形状は、スリット４２によって決定される。更に、スリット４２によって、足３４の十分な柔軟性が保証される。更に、スリット４２によって、アダプタ１６内の空気とアダプタ１６外の空気の間の液体（ｌｉｑｕｉｄ）による連絡が維持される。
【００３１】
他の実施形態では、足３４は、ボディ３０と結合される独立の構造として形成される。この実施の形態の足３４は、ボディ３０と独立に結合されてもよいし、ボディ３０との結合を提供する共通のフレームと結合されてもよい。足３４は、前述の実施形態と同様に、スリット４２によって分離され、ボディから離れる方向に延びている。
【００３２】
足３４は、好ましくは、プラスチックの表面と適合性のよい（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）材料からできている。一つの実施形態では、足３４を形成する材料は、前記プラスチックと類似のプラスチック樹脂である。プラスチック樹脂は、足３４の最も薄い部分が近傍端３８にあり、足３４が、中心軸４０に向かって次第に厚くなるように、厚さが順次変化するようにモールドしてもよい。そのような実施形態の一つでは、近傍端３８での各足３４の厚さは約１ｍｍであり、各足３４がスリット４２によって分離されなくなる場所での厚さは約３ｍｍである。好ましくは、足３４の最も薄い部分は、プラスチックの表面と接触できる表面積を最大にできるような形である。他の実施形態では、足３４は均一厚さである。更に他の実施形態では、足３４は、足３４の柔軟性及び／又は構造支持を高めるように、戦略的に厚さが変わる領域を持つように形成されている。
【００３３】
図３は、図２に示したアダプタの実施形態の底面図である。図示した実施形態では、４個の足３４が、アダプタ１６の中心軸４０から異なる方向に離れて延びるように等間隔に配置されている。他の実施形態では、より多い、又はより少ない足３４を有してもよい。図示の実施形態の足３４は、足３４がスリット４２によって分離される手前の領域にある遠方端４４と、近傍端３８とを有する。
【００３４】
足３４は更に、溶接部４６を有する。図示の実施形態の溶接部４６は一つの環状リングを形成し、このリングが、スリット４２によってところどころ中断されている。他の実施形態では、足３４の形状により、溶接部４６は、ところどころ中断されている他の形状をなしていてもよい。図示の実施形態の溶接部４６は、比較的平坦な表面であって、この表面が近傍端３８から、中心軸４０に対してほぼ垂直に、所定の距離だけ延びている。比較的平坦な表面は足３４の一部であって、プラスチックの表面に対して、平行にそして接触するように配置されるように意図されている。ここで「比較的平坦」という言葉は、表面の大部分にわたって、溶融プラスチックに接触するように、十分に滑らかで連続的な表面形状（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）を持つ表面を意味する。
【００３５】
他の実施形態では、溶接部４６が、近傍端３８の近くの足３４の予め決められた部分を中心軸４０に向けて折り返して延びるように形成されている。この実施形態では、中心軸４０に向かって延びる足３４の部分がフランジを形成する。このフランジは溶接部４６と、比較的平坦な表面を有する。比較的平坦な表面は、中心軸４０に対してほぼ垂直であって、プラスチックの表面に対して、平行にそして接触するように配置されるように意図されている。更に他の実施形態では、溶接部４６は、別個に形成されて、前述の複数の技術のいずれかによって足３４と結合される。
【００３６】
溶接部４６はリップ４８を有する。一つの実施形態では、リップ４８は、各足３４の近傍端３８の近くに配置される。リップ４８によって、プラスチックの表面への損傷を最小限にするべく、鋭利な端部をなくして滑らかで傷を付けない端部とすることができる。一つの実施形態では、リップ４８は、足３４の近傍端３８の近くの部分を上方に前記比較的平坦な表面から離れる方向に曲げることによって形成される。他の実施形態では、リップ４８は、各足３４の端部を丸めることによって形成される。
【００３７】
図１に最もよく示すように、図示の実施形態の溶接部４６（図３）は、アダプタ１６と、プラスチック燃料タンク１２の内壁２２の間の溶接境界面５０を形成する。図１及び図３に示すように、溶接部４６は、内壁２２に対して比較的平坦な表面を向けている（ｐｒｅｓｅｎｔｓ）。溶接部４６の比較的平坦な表面とリップ４８とで、溶接境界面５０のノッチ形状の生成が最小化される。足３４が、プラスチックの表面に保持され、内壁２２を形成するプラスチックの移動が最小化されるので、ノッチ形状の生成が最小化される。
【００３８】
更に、溶接部４６は、内壁２２に大きな表面積を与える。この大きな表面積によって、その結果の溶接の安定性と強度が改善される。更に、その大きな表面積が、溶接工程の間に、アダプタ１６が傾いたり、内面２２から離れたりすることへの抵抗になる。
【００３９】
アダプタ１６が内壁２２と接触するように動くとき、足３４が内壁２２に表面溶接される。表面溶接は、足３４が、内壁２２を形成する溶融プラスチックの表面に接して置かれたときに生じる。内壁２２内に含まれていた熱が伝達されることによって、溶接部４６内の足３４の部分が溶融状態にまで加熱される。その後、溶接部４６内の内壁２２と足３４が一緒に溶けて、溶接境界面５０で剛性の接合を形成する。
【００４０】
一つの実施形態では、溶接部４６内の足３４の厚さ（例えば低熱容量）によって、溶融状態は比較的急速に達成される。他の実施形態では、溶接部４６内の足３４の部分は、内壁２２に配置する前に高温度まで予熱しておく。溶接部４６の温度を、溶融状態を達成するのに必要な温度に近い温度にまで上げておくことによって、内壁２２からの熱伝達に必要な時間を短縮することができる。足３４は溶融状態にまでは予熱されないので、内壁２２と接触する位置に置かれたときに、足３４の形状は維持されている。更に、足３４は次第に厚く（例えば次第に高熱容量に）なっているので、溶接部４６の外側の足３４の部分は、溶融状態に達していなくともよく、従って、溶接工程の最中に足３４の形状が維持される。
【００４１】
溶接境界面５０が冷えるに従って、アダプタ１６は、溶接境界面５０に存在しうる応力の補償を提供する。応力は、例えば、内壁２２と足３４の異なる収縮によって生じうる。異なる収縮は、例えば、足３４と内壁２２の間の温度の違いによって生じうる。
【００４２】
図４は、比較的「低温」にあると表示されたアダプタ１６と、比較的「高温」に加熱されたと表示されていて溶融状態に達しているプラスチック片５２とが結合した状態を模式的に示している。図示のように、プラスチック片５２の長さはＬで、アダプタ１６の高さはＨである。図４では更に、冷却工程も矢印５４で示し、ここでは、プラスチック片５２が比較的「低温」に冷却される一方で、アダプタ１６は比較的「低温」に維持される。冷却の後に、プラスチック片５２は、その冷却によって生じる収縮の結果、長さが（Ｌ−αＬ）になる。
【００４３】
更に図４に示しているように、プラスチック片５２の収縮によって生じる応力は、アダプタ１６の柔軟性によって吸収される。より具体的には、アダプタ１６の足３４は、プラスチック５２の横方向の動きに応じて曲がるだけの十分な柔軟性を有する。足３４の曲がりによって、アダプタ１６の全体高さは（Ｈ＋ΔＨ）に増える。更に、図４に示し、図３の点線で示すように、足３４の間のスリット４２が狭くなり、溶接部４６によってできる環状リングの直径は小さくなる。従って、プラスチック片５２の表面と溶接部４６との間の溶接境界面５０に生じる局所応力は解放される。
【００４４】
更に、プラスチック片５２がプラスチック燃料タンク１２（図１）である場合は、燃料が存在する場合の、プラスチック片５２とアダプタ１６の非均一な膨張によって引き起こされる局所応力も又、足３４の柔軟な曲がりによって吸収される。更に、プラスチック燃料タンク１２の動作中に他の条件で生じる応力も吸収されうる。そのような応力には、例えば、プラスチック燃料タンク系統（図１）内の非均一な加熱及び冷却による過渡的な熱的不均衡が含まれる。応力の原因のもう一つの例は、燃料系統コンポーネント１４（図１）又はプラスチック燃料タンク１２内の燃料の横方向の動きによって引き起こされる動的荷重である。中心軸４０に平行でない方向の力がアダプタ１６及びプラスチック片５２に応力を与えるいずれの場合も、生じた応力を足３４が吸収することができる。
【００４５】
図１乃至４に示したように、上述のアダプタ１６の実施形態では、プラスチックが溶融状態にあるときに、そのプラスチックに物体を固定的に結合することができる。アダプタ１６は、比較的高い鉛直方向の剛性を提供すると同時に、アダプタ１６とプラスチックの間に形成された溶接境界面５０での応力を解放できるほどの横方向の柔軟性を提供する。更に、溶接境界面５０は、疲労破壊の可能性を低下させると共に、プラスチックの表面の削減（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ）を避けるための表面溶接になっている。アダプタ１６は物体を永久的に取り付けるために、プラスチックの表面と共に、充分に強く安定な結合を作る。更に、アダプタ１６は、プラスチックの表面に物体を固定的に結合するための取付け機構３２を有する。
【００４６】
一つの実施形態では、アダプタ１６は、プラスチック燃料タンク１２の製造段階で取り付けられると有利である。この実施形態では、アダプタ１６は、燃料系統コンポーネント１４を、プラスチック燃料タンク１２の内壁２２の表面に取り付ける。アダプタ１６は、製造過程でプラスチック燃料タンク１２の内側に配置され、炭化水素障壁を削る（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ）ことなしに内壁２２の表面に溶接される。従って、アダプタ１６によって、燃料系統コンポーネント１４を内部に配置し、プラスチック燃料タンク１２内部からの燃料蒸気の漏れ及び／又は浸透を最小にすることができる。
【００４７】
以上、種々の実施形態について本発明を説明したが、本発明の範囲から離れること無しに種々の変更や修正を加えることができることが理解できよう。例えば、アダプタ１６は、複数の物を取り付けることも可能であり、又、二つのプラスチック表面の間を構造的に支持する機能を与えることも可能である。従って、以上の詳細な説明は、本発明の現時点での好ましい実施形態を示すものであって、発明の定義を意図するものではない。本発明の範囲を定義するものは特許請求の範囲の記載と、これと均等な範囲だけである。
【図面の簡単な説明】
【図１】アダプタの一実施形態の一応用例を示す図である。
【図２】図１に示すアダプタの斜視図である。
【図３】図２に示すアダプタの底面図である。
【図４】図２のアダプタの一応用例の側面図であって、アダプタの応力解放特性を示す。
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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