(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のタンクと、該タンクの穴に取付けられる樹脂製キャップ本体とを溶着させるための樹脂製枠体の射出成形方法であって、盤状に広がる部分を有するランナーを通し、更に該ランナーの前記盤状部分の周縁に設けられ、前記樹脂製枠体の内周面に沿って配置されると共に、前記盤状部分の周縁から前記樹脂製枠体形成用のキャビティに至る長さが２〜３ｍｍで、開口幅が０．２〜０．３ｍｍとされ、かつ、前記盤状部分よりも肉薄とされたゲートを通して、前記樹脂製枠体形成用のキャビティの全内周から同時に樹脂を射出することにより、前記ランナー内で固化して前記樹脂製枠体に連結した不要部を、樹脂製枠体に対して打ち込むことにより、前記ゲート内で固化したゲート部をカットできる成形体を得ることを特徴とする樹脂製枠体の射出成形方法。
【請求項２】
前記樹脂が極性官能基を有する変性ポリオレフィン系樹脂である請求項１記載の樹脂製枠体の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂タンクにキャップ等を溶着するための樹脂製枠体の成形方法に関し、更に詳しくは、例えば自動車等の樹脂製の燃料タンクと、外側に配管等を接続するための燃料タンク用キャップ等との間に介在する樹脂製枠体の射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料タンクには、給油口に接続された給油管、エンジンに接続された供給管、キャニスタに接続された蒸気排出管などの各種の配管が接続される。これらの配管接続のため、管接続口を有するキャップが、燃料タンクの穴を塞ぐように装着されている。特にキャニスタに接続された蒸気排出管を接続するキャップには、燃料の液面が上昇したとき管接続口の通路を閉じるフロートバルブ等が装着されている。
【０００３】
ここで、燃料タンク本体の材質としては、軽量性、成形性、耐燃料性等の点から高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）単体容器、又は、近年では燃料非透過性の材料として高密度ポリエチレン層等を外層および内層とし、中間層にエチレン・ビニルアルコール共重合体などのバリア層を設けた多層容器等の、いわゆる樹脂タンクが多く使用されている。
【０００４】
一方、これに接続するキャップ本体の材質としては、強度や燃料非透過性の点より、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセタール等、またはこれらの繊維強化材料等が多く用いられている。このため、両者を密封接続する際、燃料タンク本体とキャップ本体の樹脂材質が異なるので相互には相溶性がなく、そのまま熱融着させることができないという問題が生じる。
【０００５】
上記の問題点を解決する従来技術として、例えば、特開２０００−８９８１号公報には、燃料タンクの上壁の穴を通して、フロート弁を内蔵したケース本体を挿入し、このケース本体の上面に管接続口を設けると共に、上記ケース本体上面の周縁をフランジ状に延出させ、このフランジ部下面を、極性官能基を添加した変性オレフィン系樹脂からなる環状溶着部を介して、燃料タンク本体に溶着してなる燃料遮断弁が開示されている。
【０００６】
この場合、環状溶着部の材質は、無極性のオレフィン系樹脂に極性官能基を添加した変性オレフィン系樹脂からなり、燃料タンク本体及びケース本体の双方に溶着可能な樹脂材料であるので、これを介在させることにより、両者の密封接続を可能とするものである。
【０００７】
このように、燃料タンク本体とキャップ本体とを環状溶着部を介して溶着することが知られている。図５〜７には、上記のような環状溶着部を形成するための従来の射出成形装置の一例が示されている。
【０００８】
この射出成形装置は、溶融した樹脂を射出するためのシリンダ５０と、このシリンダ５０から射出された樹脂を成形するための金型４０とを有している。シリンダ５０は、ノズル５１を有し、このノズル５１が金型４０に当接したときに、溶融した樹脂が射出されるようになっている。
【０００９】
金型４０は、前記ノズル５１から射出された樹脂を通すランナー６０と、このランナー６０の末端に形成されたゲート７０と、目的とする成形品に適合する空間形状のキャビティ８０とを有している。なお、４１は基台、４２は成形品取出し用のピンである。
【００１０】
この例の場合、ゲート７０は、環状空間を構成するキャビティ８０の上面３箇所に設けられており、上記３箇所のゲート７０からキャビティ８０内に樹脂を射出するようになっている。なお、金型４０から取出した成形品には、ランナー６０で固化した枝状の樹脂が連結されているので、これらをゲート部で切断することによって環状の樹脂製枠体３０ａが得られる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図５〜７に示した従来の射出成形装置においては、キャビティ８０の上面に設けた３箇所のゲート７０から樹脂を射出するので、図６の破線矢印の概念図に示されるように、射出された樹脂はキャビティ８０内を回り込み、接合部３３で合流する。このとき、合流点で樹脂の二つの流れが完全に融合しないと、接合部３３に線状のむらである、いわゆるウエルドラインが生じることになる。なお、３１はゲートスポットである。
【００１２】
その結果、図７（ａ）に示すように、成形された樹脂製枠体３０ａは、表面に凹凸のないきれいに成形された環状枠体をなしているが、樹脂製の燃料タンクと接合するために再度加熱すると、図７（ｂ）に示すように、ウエルドラインの部分で収縮が発生して引け部３４が発生し、変形した樹脂製枠体３０ｂになってしまう。
【００１３】
その結果、燃料タンクに溶着させたとき、燃料タンクと樹脂製枠体３０ｂとの接合面に微小な隙間ができて、燃料タンクに対する気密性が損なわれる虞れがあり、燃料蒸気等がこの隙間から透過してしまうという不具合が発生する可能性があった。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、樹脂製のタンク本体と、タンクの穴に取付けられるキャップ本体とを溶着させるための樹脂製枠体を成形するにあたり、ウエルドラインの発生を防止することにより、タンク本体に気密性よく溶着できるようにした樹脂製枠体の射出成形方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、樹脂製のタンクと、該タンクの穴に取付けられる樹脂製キャップ本体とを溶着させるための樹脂製枠体の射出成形方法であって、盤状に広がる部分を有するランナーを通し、更に該ランナーの前記盤状部分の周縁に設けられ、前記樹脂製枠体の内周面に沿って配置されると共に、前記盤状部分の周縁から前記樹脂製枠体形成用のキャビティに至る長さが２〜３ｍｍで、開口幅が０．２〜０．３ｍｍとされ、かつ、前記盤状部分よりも肉薄とされたゲートを通して、前記樹脂製枠体形成用のキャビティの全内周から同時に樹脂を射出することにより、前記ランナー内で固化して前記樹脂製枠体に連結した不要部を、樹脂製枠体に対して打ち込むことにより、前記ゲート内で固化したゲート部をカットできる成形体を得ることを特徴とする樹脂製枠体の射出成形方法を提供するものである。
【００１６】
上記発明によれば、ランナーに盤状に広がる部分を設け、この盤状部分の周縁に設けたゲートを通して、キャビティの全周から同時に樹脂を射出することにより、キャビティに流入した樹脂が主として径方向に移動してキャビティ内に充填されるので、前記図６に示したようなウエルドラインが形成されることがない。このため、樹脂タンク本体に溶着する際に部分的な引け等が発生することなく、気密性よく溶着することができ、燃料蒸気の透過をより確実に防止することができる。
また、ゲートを樹脂製枠体の内周面に配置することにより、射出成形後のゲート部の切り離し等の後処理が容易となり、また、使用する金型の形状が簡素になり、金型の点数を減らすことができるので、生産性に優れた成形方法が提供できる。
【００１７】
本発明の第２は、前記第１の発明において、前記樹脂が極性官能基を有する変性ポリオレフィン系樹脂である樹脂製枠体の射出成形方法を提供するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜４を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明に用いられる射出成形装置の一例を示す部分断面図、図２はキャビティ内に射出された樹脂の流動方向を示す概念図、図３は本発明の射出成形方法により得られた樹脂製枠体の一例を示す斜視図、図４は本発明の方法により得られた樹脂製枠体を用いて樹脂タンクとキャップ本体とを溶着させた状態の断面図である。
【００２０】
図１に示すように、この射出成形装置は、溶融した樹脂を射出するためのシリンダ５０と、樹脂を成形固化させるための金型４０とを有している。シリンダ５０は先端にノズル５１を有し、所定のタイミングで金型４０に当接して溶融した樹脂をノズル５１から金型４０内に射出する。
【００２１】
金型４０は、この実施形態では、４つのブロック４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと、基台４１とから構成されている。なお、成形品を取出すときの金型の開閉は、上記ブロック４０ｂと、４０ｃとの間でなされる。そして、基台４１には成形品取出し用のピン４２が立設され、その先端はブロック４０ｄ、４０ｃを貫通して、キャビティ８０の内周に位置されている。成形品を取出すとき、このピン４２がキャビティ８０に挿入され、キャビティ８０内の成形品を押出すようにする。
【００２２】
金型４０内には、上記ノズル５１から射出される樹脂を通すランナー６０と、このランナー６０の先端に形成されたゲート７０と、ゲート７０から流入する樹脂を目的とする成形品形状にするためのキャビティ８０とが設けられている。この場合、上記ランナー６０は、ノズル５１の吐出口からテーパ状に広がりながら伸びる柱状部６０ａと、この柱状部６０ａの下端から円盤状に広がる盤状部６０ｂとを有している。
【００２３】
そして、ゲート７０は、上記盤状部６０ｂの周縁に形成され、環状をなすキャビティ８０の内周に沿ってループ状に開口している。なお、盤状部６０ｂの周縁からキャビティ８０に至るゲート７０の長さ（ゲートランド）は、２〜３ｍｍである。また、ゲート７０の開口幅は、後処理でのゲート部分の切り離し作業を容易にする点から０．２〜０．３ｍｍである。
【００２４】
キャビティ８０の形状は、目的とする樹脂製枠体の形状に合わせて形成すればよく、この実施形態では上下面がフラットな環状をなしているが、例えば角形の枠形状をなしていてもよく、キャップ本体を成形するときにインサート成形できるようにするためのリブ等を有する形状であってもよい。
【００２５】
次に、樹脂製枠体の射出成形方法について説明する。
まず、図１に示すように、金型４０の各ブロック４０ａ〜４０ｄを閉じてセットすると、ブロック４０ｂと４０ｃの間に樹脂製枠体を成形するためのキャビティ８０が形成される。そして、シリンダ５０のノズル５１が金型４０に当接すると、シリンダ５０内で加圧された溶融樹脂は、ノズル５０からランナー６０へ射出される。
【００２６】
ここで、射出成形用樹脂としては、樹脂タンク１０およびキャップ本体２０の双方に接着可能な樹脂を用いることが必要であり、例えば極性官能基を添加した変性ポリオレフィン系樹脂が好ましく用いられる。このような変性ポリオレフィンとしては、「モディック・AP」（商品名、三菱化学株式会社製）、「アドマー」（商品名、三井化学株式会社製）などが好適に使用できる。
【００２７】
ノズル５０から射出された溶融樹脂は、ランナー６０の柱状部６０ａを介して盤状部６０ｂに到達し、更に、盤状部６０ｂの周縁に設けられたゲート７０を介してキャビティ８０内に流入し、キャビティ８０内での成形固化が行われる。
【００２８】
このとき、図２に示すように、射出樹脂は、ランナー６０の盤状部６０ｂの周縁に形成されたゲート７０からキャビティ８０内に射出されるので、キャビティ８０の内周に沿ってループ状に形成されたゲート７０から同時に樹脂が射出される。この射出樹脂は、図２の破線矢印の方向に示されるように、キャビティ空間８０の内周面から外周面に向かって全周均一にキャビティ８０内に広がる。したがって、キャビティ８０の周方向に沿った樹脂の接合面は存在しないのでウエルドラインが形成されることはない。
【００２９】
そして、射出工程終了後、図示しない冷却水を用いて冷却された金型内で、射出樹脂は冷却固化され成形される。その後に、ブロック４０ｂと４０ｃとの間で金型４０を開き、ピン４２をキャビティ８０内に押し込んで成形体９０を金型４０内から抜き出す。
【００３０】
こうして取出された成形体９０は、図３（ａ）に示すように、キャビティ８０内に充填されて成形された樹脂製枠体９１と、ランナー６０内で固化して前記樹脂製枠体９１に連結された状態で取出される不要部９２とを有している。不要部９２は、ランナー６０の柱状部６０ａに充填されてできた柱状部９２ａと、盤状部６０ｂに充填されてできた盤状部９２ｂとで構成され、不要部９２と樹脂製枠体９１との間は、ゲート７０内で固化したゲート部９３をなしている。
【００３１】
そして、図３（ｂ）に示すように、この成形体９０からゲート部９３の部分をカットして不要部９２を除去することにより、目的とする樹脂製枠体９１を得ることができる。この場合、不要部９２の盤状部９２ｂの周縁が、肉薄のゲート部９３を介して樹脂製枠体９１の内周に連結しているので、不要部９２を打ち込む等の簡単な手段によってゲート部９３をカットすることができ、不要部９２を容易に除去することができる。
【００３２】
なお、本発明においては、前記ゲート部での切り離し工程は、成形体９０を金型４０から取出した後に別途行ってもよく、また、金型４０内で切り離しを行ってしまうことも可能である。
【００３３】
次に、本発明の射出成形方法により得られた樹脂製枠体９１の使用方法について説明する。図４は樹脂製枠体９１を用い、樹脂タンク１０とキャップ本体２０を溶着させた状態を示している。
【００３４】
樹脂タンク１０には、キャップ本体２０を取付けるための穴１１が設けられている。ここで、樹脂タンク１０としては、各種のものが適用できるが、特に自動車等の燃料タンクが好適である。また、樹脂タンク１０の材質としては、前述の如く、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）単体容器、または高密度ポリエチレン層を外層および内層とし、中間層にエチレン・ビニルアルコール共重合体などの燃料非透過性に優れるバリア層を設けた多層容器が好ましく用いられる。
【００３５】
キャップ本体２０は、例えば自動車等の燃料タンクに用いる場合には、給油口に接続される給油管、エンジンに接続される供給管、キャニスタに接続される蒸気排出管などの各種の配管を接続するために使用される。これらの配管接続のため、管接続口を有するキャップ本体２０は、樹脂タンク１０の穴１１を塞ぐように装着される。なお、例えばキャニスタに接続される蒸気排出管を接続するキャップには、燃料の液面が上昇したとき管接続口の通路を閉じるフロートバルブ等が装着される。
【００３６】
キャップ本体２０の材質としては、特に限定されないが、例えば燃料タンクに適用する場合には、燃料非透過性及び機械的強度に優れた樹脂、例えばポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、脂肪族ポリケトンから選ばれた１種が好ましく使用される。これらの樹脂は、樹脂単独のみならず、ガラス繊維、炭素繊維等で強化された繊維強化材料であってもよい。
【００３７】
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂としては、例えば「ジェラネックス」（商品名、ポリプラスチック株式会社製）、「ルミコン」（商品名、東レ株式会社製）などが使用でき、エチレン・ビニルアルコール共重合体としては、例えば「エバール」（商品名、クラレ株式会社製）などが使用でき、脂肪族ポリケトンとしては、例えば「カリロン」（商品名、シェル化学株式会社製）などが好ましく使用できる。
【００３８】
キャップ本体２０はフランジ部２１を有しており、その下面が樹脂製枠体９１を介して樹脂タンク１０の穴１１の開口部周縁に溶着される。この場合、キャップ本体２０と樹脂製枠体９１との溶着と、樹脂製枠体９１と樹脂タンク１０との溶着を同時に行うこともできるが、予め樹脂製枠体９１をキャップ本体２０に溶着させておき、その状態で樹脂製枠体９１を樹脂タンク１０に溶着することが好ましい。
【００３９】
また、より好ましい態様として、キャップ本体２０を成形するときに、予め成形した樹脂製枠体９１を金型にインサートしておき、樹脂製枠体９１とキャップ本体２０とを一体成形することもできる。その場合には、樹脂製枠体９１を単なる環状に成形するのではなく、キャップ本体２０内に入り込むような環状のリブ等を有する形状に成形することが好ましい。
【００４０】
そして、このキャップ本体２０を、樹脂タンク１０の穴１１を通して樹脂タンク１０内に挿入し、フランジ部２１の下面に装着された樹脂製枠体９１を樹脂タンク１０の外壁に当接させ、加熱溶着させることによって、キャップ本体２０を樹脂タンク１０に接合することができる。このとき、前述のように樹脂製枠体９１にはウエルドラインがないので、溶着面が平滑で均一な面をなし、このため十分な気密性を維持することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂製枠体を射出成形によってウエルドラインの発生がないように均一に成形可能であり、これにより、樹脂製枠体を介して、樹脂タンクとキャップ本体とを確実に熱溶着できるので、樹脂タンクと樹脂製枠体の界面に隙間が発生することがなく、燃料蒸気の透過等をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる射出成形装置の一例を示す部分断面図である。
【図２】本発明による樹脂製枠体の射出成形時のキャビティ内に射出された樹脂の流動方向を示す概念図である。
【図３】本発明の射出成形方法により得られた樹脂製枠体の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の射出成形方法により得られた樹脂製枠体を用いて樹脂タンクとキャップ本体とを溶着させた状態の断面図である。
【図５】樹脂製枠体を成形するための一般的な従来の射出成形装置を示す部分断面図である。
【図６】同射出成形装置において、成形時のキャビティ内での樹脂の流動方向を示す概念図である。
【図７】従来の射出成形方法により得られた樹脂製枠体の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  樹脂タンク
１１  穴
２０  キャップ本体
２１  フランジ部
４０  金型
５０  シリンダ
５１  ノズル
６０  ランナー
６０ａ  柱状部
６０ｂ  盤状部
７０  ゲート
８０  キャビティ
９０  成形体
９１  樹脂製枠体
【図１】
0004112185.tif 000002
【図２】
0004112185.tif 000003
【図３】
0004112185.tif 000004
【図４】
0004112185.tif 000005
【図５】
0004112185.tif 000006
【図６】
0004112185.tif 000007
【図７】
0004112185.tif 000008