JP2002086568A - 樹脂製バキュームタンク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄製に比べて軽量であり、しかもタンク内に
異物が混入するおそれがない。 【解決手段】 樹脂製バキュームタンク１は、タンクを
略半分に分割した形状の第１及び第２半割部材１０，２
０と、両半割部材１０，２０の接合部位にあたる溶着部
３０とを備えている。溶着部３０は、第１半割部材１０
の凸条１３の上面１３ａと第２半割部材２０の受け溝２
３の底面２３ａとが熱板溶着により接合された箇所であ
る。この溶着部３０は、熱板溶着によりタンク内側及び
タンク外側にそれぞれ内バリ３０ａ及び外バリ３０ｂが
発生しているが、内バリ３０ａは受け溝２３を成す内側
立壁２３ｂによりタンク内に落下するのが防止され、外
バリ３０ｂは受け溝２３を成す外側立壁２３ｃにより外
側からは見えないように覆い隠されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製バキューム
タンク及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載されるバキュームタンク
は、例えば自動車の制動時にドライバの操作力を軽減す
るために用いられる倍力装置の負圧源として用いられた
り、あるいは、２輪駆動と４輪駆動の切替を行うアクチ
ュエータに対して負圧を付与する負圧源として用いられ
たりしている。また、サージタンクは、エンジンの吸気
脈動を防止することにより、吸気量を測定するエアフロ
ーメータの精度を上げたり、各気筒の吸気干渉を防止し
たりするものであるが、これもバキュームタンクの一種
である。このような自動車搭載用のバキュームタンク
は、鉄製（板金製）のものが主流であり、タンクを略半
分に割った形状の一対の鉄製半割部材をロー付けしたも
のが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄製の
バキュームタンクは重いため、近年の自動車軽量化の流
れに反するという問題があった。このような問題に鑑
み、本発明者は、一対の樹脂製半割部材の開口縁同士を
溶着して樹脂製バキュームタンクを製造することを試み
た。当初、開口縁の接触面を振動させて溶着させる振動
溶着を試みたが、この場合、接触面が擦り合わされて粉
状物が発生し、その粉状物がバキュームタンク内に入り
込み、バキュームタンクに接続されるチェックバルブに
侵入してその機能を損なわせるおそれがあった。このた
め、バキュームタンクとして相応しくないと判断した。
また、開口縁の接触面を熱板により加熱したあと加圧し
て溶着させる熱板溶着を試みたが、この場合、タンク内
に向かって発生したバリがタンク内に落下するおそれが
あり、やはりチェックバルブの機能障害を惹起するおそ
れがあった。このため、バキュームタンクとして相応し
くないと判断した。

【０００４】本発明は上記問題点を解決することを課題
とするものであり、鉄製に比べて軽量であり、しかもタ
ンク内に異物が混入するおそれのない樹脂製バキューム
タンク及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明は、タンクを略半分に割った形
状の樹脂製の第１及び第２半割部材を溶着することによ
り形成した樹脂製バキュームタンクであって、前記第１
半割部材の開口縁に沿って設けられた凸条と、前記第２
半割部材の開口縁に沿って設けられ、前記凸条を受ける
形状であって少なくともタンク内側に立壁を有する受け
溝と、前記凸条の上面と前記受け溝の底面とが熱板溶着
されて形成された溶着部とを備えたことを特徴とする。

【０００６】本発明の樹脂製バキュームタンクは鉄製に
比べて軽量である。また、凸条の上面と受け溝の底面と
が熱板溶着により一体化されているため、振動溶着時の
ような粉状物が発生するおそれがなく、また、熱板溶着
時にタンクの内側に向かってバリが発生したとしても、
タンク内側に立設する立壁はそのバリがタンク内に落下
するのを防止している。したがって、タンク内に異物が
混入するおそれもない。なお、熱板溶着とは、熱板によ
って加熱し軟化乃至溶融させた樹脂同士を互いに密着さ
せることにより一体化する技術をいう。

【０００７】本発明の樹脂製バキュームタンクにおい
て、受け溝は、タンク外側にも立壁を有する凹溝である
ことが好ましい。この場合、熱板溶着時にタンク外側に
向かってバリが発生したとしても、タンク外側に立設す
る立壁はそのバリを覆い隠すため、外観つまり見栄えが
悪くなることはなく、商品価値が高い。

【０００８】本発明の樹脂製バキュームタンクにおい
て、第１及び第２半割部材は、グラスファイバ入りの樹
脂製であることが好ましい。この場合、薄肉であっても
十分な強度を有するため、軽量化と耐真空性の両方を実
現できる。本発明の樹脂製バキュームタンクを製造する
に当たっては、以下の加熱工程と溶着工程を含んでなる
製造方法を採用することが好ましい。即ち、加熱工程で
は、第１半割部材の開口縁に沿って設けられた凸条の上
面を加熱して軟化乃至溶融させると共に、第２半割部材
の開口縁に沿って設けられ、前記凸条を受ける形状であ
って少なくともタンク内側に立壁を有する受け溝の底面
を加熱して軟化乃至溶融させる。溶着工程では、加熱工
程後の前記第１半割部材と前記第２半割部材とを、前記
凸条と前記受け溝とが向かい合うように配置し、両者が
密着する方向に加圧して前記凸条の上面と前記受け溝の
底面とを溶着させる。

【０００９】このように、軟化乃至溶融した凸条の上面
と、軟化乃至溶融した受け溝の底面とを加圧して溶着さ
せるため、振動溶着時のような粉状物が発生するおそれ
がなく、また、溶着時にタンクの内側に向かってバリが
発生したとしても、タンク内側に立設する立壁はそのバ
リがタンク内に落下するのを防止している。したがっ
て、タンク内に異物が混入するおそれもない。なお、加
熱工程においては、一つの熱板の表裏を利用して一度に
凸条の上面と受け溝の底面を加熱乃至溶融させてもよい
が、二つの熱板を利用して凸条の上面と受け溝の底面を
別々に加熱乃至溶融させてもよい。

【００１０】このような製造方法において、受け溝は、
タンク外側にも立壁を有する凹溝であることがタンク外
側に向かって発生するバリを覆い隠して外観をよくする
点でで好ましく、また、第１及び第２半割部材はグラス
ファイバ入りの樹脂製であることが軽量化と耐真空性を
良好に両立させる点で好ましい。

【００１１】ところで、加熱工程では、一方の面で凸条
の上面を加熱しつつ他方の面で受け溝の底面を加熱する
熱板を使用するのが一般的である。しかし、この場合、
受け溝は、底面のみならず立壁（特に先端側）も軟化乃
至溶融してしまうおそれがある。そこで、熱板のうち受
け溝に対向する面には、受け溝に入り込む形状の加熱用
突起を設け、その加熱用突起以外の部分を遮熱化するこ
とが好ましい。このようにすれば、受け溝の底面は加熱
用突起により確実に加熱される一方、受け溝の立壁は熱
板のうち遮熱化された部分により熱の影響が回避され
る。このため、選択的に受け溝の底面だけが軟化乃至溶
融される。

【００１２】また、溶着工程では、第２半割部材に設け
られた立壁が第１半割部材に設けられた凸条の基端周辺
に突き当たるまで加圧して溶着させることが好ましい。
この場合、予め立壁の高さを定めておけば、大量生産す
る場合に溶着し過ぎたりあるいは溶着不足になったりす
ることがなく、均一な製品を提供できるため好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の樹脂製
バキュームタンクの斜視図、図２は縦断面図（円内は溶
着部の部分拡大図）である。

【００１４】本実施形態の樹脂製バキュームタンク１
は、自動車に搭載されるものであり、倍力装置の負圧源
として吸気バルブ又は真空ポンプなどが発生する負圧を
内部空間に蓄えるものである。この樹脂製バキュームタ
ンク１は、タンクを略半分に分割した形状、ここではハ
ット型つまり山高帽型に形成された第１半割部材１０
と、同じくハット型に形成された第２半割部材２０と、
両半割部材１０，２０の接合部位にあたる溶着部３０
と、第２半割部材２０の頂面に形成された第１ポート２
８及び第２ポート２９とを備えている。

【００１５】第１半割部材１０は、グラスファイバ入り
の樹脂製（例えばグラスファイバ入りのナイロン６６樹
脂製）であり、内面には縦横に補強用リブ１１が設けら
れている。この第１半割部材１０の略楕円形の開口縁に
はフランジ１２が形成され、このフランジ１２には開口
縁に沿って凸条１３が形成されている。

【００１６】第２半割部材２０も、第１半割部材１０と
同様、グラスファイバ入りの樹脂製であり、内面には縦
横に補強用リブ２１が設けられている。この第２半割部
材２０の略楕円形の開口縁にもフランジ２２が形成さ
れ、このフランジ２２には開口縁に沿って凹状の受け溝
２３が形成されている。すなわち、受け溝２３は、底面
２３ａ（フランジ面）と、タンク内側に立設する内側立
壁２３ｂと、タンク外側に立設する外側立壁２３ｃとを
備え、底面２３ａと両立壁２３ｂ，２３ｃによって囲ま
れた空間が凸条１３を受け入れる受入空間を形成してい
る。

【００１７】溶着部３０は、第１半割部材１０の凸条１
３の上面１３ａと第２半割部材２０の受け溝２３の底面
２３ａとが熱板溶着により接合された箇所である。この
溶着部３０には、熱板溶着によりタンク内側及びタンク
外側にそれぞれ内バリ３０ａ及び外バリ３０ｂが発生し
ているが、内バリ３０ａは受け溝２３を成す内側立壁２
３ｂによりタンク内に落下するのを阻止され、外バリ３
０ｂは受け溝２３を成す外側立壁２３ｃにより外側から
は見えないように覆い隠されている。

【００１８】第１ポート２８は吸気バルブ又は真空ポン
プなどの負圧源に接続されるポートであり、第２ポート
２９は倍力装置に負圧を供給するポートである。次に、
本実施形態の樹脂製バキュームタンク１の使用例を簡単
に説明する。第１ポート２８を負圧源に接続し、第２ポ
ート２９を倍力装置に接続する。すると、樹脂製バキュ
ームタンク１の内部空間には負圧が蓄積されるため、例
えば運転者のブレーキ操作に応じて第２ポート２９と倍
力装置との接続・切断を制御することにより、ブレーキ
力を制御する。なお、樹脂製バキュームタンク１の溶着
部３０は熱板溶着されているため漏れの心配はなく、ま
た、グラスファイバ製であるうえ補強用リブ１１，２１
が形成されているため、薄肉であっても強度的に問題は
ない。

【００１９】次に、本実施形態の樹脂製バキュームタン
ク１の製造例を説明する。まず、加熱工程で使用する熱
板について説明する。この熱板４０は、図３に示すよう
に、ヒータを内蔵する金属製円盤（ヒータ内蔵）であっ
て、表面４０ａには環状の加熱用突起４１が設けられて
いるが、裏面４０ｂはフラットなままである。この加熱
用突起４１は、第２半割部材２０の受け溝２３に入り込
むことができるような形状に設計されている。また、熱
板４０の表面４０ａのうち加熱用突起４１以外の部分
は、断熱性に優れた材質のカバー４２によって遮熱化さ
れている。したがって、熱板４０の表面４０ａのうち、
加熱用突起４１の周辺は高熱に曝されるが、カバー４２
によって遮熱化された部分の周辺は高熱に曝されること
はない。

【００２０】さて、図４は製造手順を表す説明図であ
る。樹脂製バキュームタンク１を製造するに当たり、ま
ず、熱板４０に内蔵されたヒータに通電することにより
熱板４０を加熱する。このときの熱板４０の温度は、両
半割部材１０，２０に使用している樹脂が軟化乃至溶融
する温度、例えば５００〜６００℃である。

【００２１】次いで、図４（ａ）に示すように、この熱
板４０の表面４０ａに設けた加熱用突起４１を第２半割
部材２０の受け溝２３に入れ込み、加熱用突起４１の先
端と受け溝２３の底面２３ａとがほぼ接触する状態に保
つが、場合によっては接触させても構わない。本実施形
態では接触させる。これにより、受け溝２３の底面２３
ａは加熱用突起４１によって加熱されるため軟化乃至溶
融し始めるが、受け溝２３の内側立壁２３ｂ及び外側立
壁２３ｃはカバー４２によって遮熱化されているため、
高熱の影響をほとんど受けない。

【００２２】そして、所定時間ｔ１（例えば１０〜２０
秒）が経過した後、図４（ｂ）に示すように、加熱用突
起４１を受け溝２３に入れ込んだまま、更に熱板４０の
裏面４０ｂと第１半割部材１０の凸条１３の上面１３ａ
とをほぼ接触させるが、場合によっては接触させても構
わない。本実施形態では数ｍｍ離間した状態を保つ。こ
れにより、凸条１３の上面１３ａは軟化乃至溶融し始め
る。

【００２３】そして、所定時間ｔ２（例えば３５〜４５
秒）が経過した後、図４（ｃ）に示すように、第１半割
部材１０と第２半割部材２０とを離間し、熱板４０を両
半割部材１０，２０の間から抜き去る。この結果、受け
溝２３の底面２３ａはｔ１＋ｔ２だけ加熱されて軟化乃
至溶融され、凸条１３の上面１３ａはｔ２だけ加熱され
て軟化乃至溶融されたことになる。このように受け溝２
３の底面２３ａを凸条１３の上面１３ａよりも長く加熱
したのは、加熱用突起４１の先端の温度が裏面４０ｂの
温度よりも上がりにくいので、その分加熱時間を長くし
て温度差を補ったためである。

【００２４】その後、図４（ｄ）に示すように、所定の
加圧力（例えば１〜１．３ｋＮ）により第１半割部材１
０と第２半割部材２０とを密着させる。このとき、凸条
１３が受け溝２３に入り込み、更に凸条１３の上面１３
ａが受け溝２３の底面２３ａに押し当てられるが、上面
１３ａ及び底面２３ａは軟化乃至溶融しているため、両
者は溶着される。

【００２５】加圧していくと、図４（ｅ）に示すよう
に、ついには受け溝２３の両立壁２３ｂ，２３ｃが凸条
１３の基端周辺つまりフランジ１２の上面に達するた
め、両立壁２３ｂ，２３ｃがストッパとなって、これ以
上第１半割部材１０と第２半割部材２０が接近すること
はない。この溶着時には、内バリ３０ａ及び外バリ３０
ｂが発生するが、内バリ３０ａは受け溝２３の内側立壁
２３ｂによりタンク内に入り込むのを阻止され、外バリ
３０ｂは受け溝２３の外側立壁２３ｃにより外面に表れ
るのを阻止される。

【００２６】以上詳述したように、本実施形態の樹脂製
バキュームタンク１及びその製造方法によれば以下の効
果が得られる。 樹脂製であるため、従来の鉄製バキュームタンクに比
べて軽量である。 凸条１３の上面１３ａと受け溝２３の底面２３ａとが
熱板溶着により一体化されているため、振動溶着時のよ
うな粉状物が発生するおそれがなく、また、熱板溶着時
にタンク内側に向かって発生する内バリ３０ａは、受け
溝２３の内側立壁２３ｂによりタンク内に落下するのを
阻止されるため、タンク内に異物が混入するおそれがな
い。

【００２７】熱板溶着時にタンク外側に向かって発生
する外バリ３０ｂは受け溝２３の外側立壁２３ｃにより
覆い隠されるため、外観つまり見栄えが悪くなることは
なく、商品価値が高い。 第１及び第２半割部材１０，２０は、グラスファイバ
入りの樹脂製であるため、薄肉であっても十分な強度を
有し、軽量化と耐真空性の両方を実現できる。

【００２８】加熱工程では、熱板４０の表面４０ａに
は加熱用突起４１を設け、その加熱用突起４１以外の部
分をカバー４２により遮熱化したため、受け溝２３の底
面２３ａは加熱用突起４１により確実に加熱される一
方、受け溝２３の両立壁２３ｂ，２３ｃは遮熱化された
部分により熱の影響が回避される。このため、選択的に
受け溝２３の底面２３ａだけが軟化乃至溶融される。

【００２９】溶着工程では、第２半割部材２０に設け
られた受け溝２３の両立壁２３ｂ，２３ｃが第１半割部
材１０に設けられた凸条１３の基端周辺に突き当たるま
で加圧して溶着させるため、予め両立壁２３ｂ，２３ｃ
の高さを定めておけば、大量生産する場合に溶着し過ぎ
たりあるいは溶着不足になったりすることがなく、均一
な製品を提供できる。

【００３０】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、上記実施形態では、樹脂製バキュームタン
ク１を倍力装置の負圧源として利用した例を紹介した
が、その他に２輪駆動と４輪駆動の切替を行うアクチュ
エータの駆動源として利用してもよいし、あるいは、サ
ージタンクとして利用してもよい。更には、自動車搭載
用に限らず、負圧を蓄える空間として使用するのであれ
ばどのような用途に使用してもよい。

【００３１】また、受け溝２３は外側立壁２３ｃを省略
してもよい。この場合、外バリ３０ｂが外観に表れるた
め見栄えがよくないが、内バリ３０ａは内側立壁２３ｂ
によりタンク内に落下するのを阻止されているため、バ
キュームタンクとしての性能上問題はない。

【００３２】更に、熱板４０の表面４０ａは加熱用突起
４１以外の部分をカバー４２で覆うことにより遮熱化し
たが、更に、加熱用突起４１の先端以外の部分をカバー
で覆うことにより遮熱化してもよい。受け溝２３の底面
２３ａを加熱するには、加熱用突起４１の先端のみ高熱
になれば十分だからである。なお、この場合であって
も、加熱用突起４１は受け溝２３に入り込むように設計
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の樹脂製バキュームタンクの斜視
図である。

【図２】 本実施形態の樹脂製バキュームタンクの縦断
面図である。

【図３】 本実施形態の樹脂製バキュームタンクを製造
する際に使用する熱板の斜視図である。

【図４】 本実施形態の樹脂製バキュームタンクの製造
手順を表す説明図である。

【符号の説明】

１・・・樹脂製バキュームタンク、１０・・・第１半割
部材、１１・・・補強用リブ、１２・・・フランジ、１
３・・・凸条、１３ａ・・・上面、２０・・・第２半割
部材、２１・・・補強用リブ、２２・・・フランジ、２
３・・・受け溝、２３ａ・・・底面、２３ｂ・・・内側
立壁、２３ｃ・・・外側立壁、２８・・・第１ポート、
２９・・・第２ポート、３０・・・溶着部、３０ａ・・
・内バリ、３０ｂ・・・外バリ、４０・・・熱板、４０
ａ・・・表面、４０ｂ・・・裏面、４１・・・加熱用突
起、４２・・・カバー。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンクを略半分に割った形状の樹脂製の
   第１及び第２半割部材を溶着することにより形成した樹
   脂製バキュームタンクであって、 前記第１半割部材の開口縁に沿って設けられた凸条と、 前記第２半割部材の開口縁に沿って設けられ、前記凸条
   を受ける形状であって少なくともタンク内側に立壁を有
   する受け溝と、 前記凸条の上面と前記受け溝の底面とが熱板溶着されて
   形成された溶着部とを備えたことを特徴とする樹脂製バ
   キュームタンク。
2. 【請求項２】 前記受け溝は、タンク外側にも立壁を有
   する凹溝である請求項１記載の樹脂製バキュームタン
   ク。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２半割部材は、グラスフ
   ァイバ入りの樹脂製である請求項１又は２記載の樹脂製
   バキュームタンク。
4. 【請求項４】 タンクを略半分に割った形状の樹脂製の
   第１及び第２半割部材を溶着することにより樹脂製バキ
   ュームタンクを製造する方法であって、 前記第１半割部材の開口縁に沿って設けられた凸条の上
   面を加熱して軟化乃至溶融させると共に、前記第２半割
   部材の開口縁に沿って設けられ、前記凸条を受ける形状
   であって少なくともタンク内側に立壁を有する受け溝の
   底面を加熱して軟化乃至溶融させる加熱工程と、 前記加熱工程後の前記第１半割部材と前記第２半割部材
   とを、前記凸条と前記受け溝とが向かい合うように配置
   し、両者が密着する方向に加圧して前記凸条の上面と前
   記受け溝の底面とを溶着させる溶着工程とを含んでなる
   ことを特徴とする樹脂製バキュームタンクの製造方法。
5. 【請求項５】 前記受け溝は、タンク外側にも立壁を有
   する凹溝である請求項４記載の樹脂製バキュームタンク
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２半割部材はグラスファ
   イバ入りの樹脂製である請求項４又は５記載の樹脂製バ
   キュームタンクの製造方法。
7. 【請求項７】 前記加熱工程では、一方の面で前記凸条
   の上面を加熱しつつ他方の面で前記受け溝の底面を加熱
   する熱板を使用し、該熱板のうち前記他方の面には前記
   受け溝に入り込む形状の加熱用突起が設けられ、該他方
   の面のうち前記加熱用突起以外の部分は遮熱化されてい
   る請求項４〜６のいずれかに記載の樹脂製バキュームタ
   ンクの製造方法。
8. 【請求項８】 前記溶着工程では、前記第２半割部材に
   設けられた前記立壁が前記第１樹脂製半割部材に設けら
   れた前記凸条の基端周辺に突き当たるまで加圧して溶着
   させる請求項４〜７のいずれかに記載の樹脂製バキュー
   ムタンクの製造方法。