JP2002234057A - 樹脂製枠体の射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 金型４０のランナー６０は、柱状部分６
０ａと、盤状部分６０ｂとを有し、この盤状部分６０ｂ
の周縁にゲート７０が設けられている。樹脂製枠体を成
形するためのキャビティ８０の内周に沿って、ゲート７
０はループ状に開口している。そして、このゲート７０
を介して、溶融樹脂をキャビティ８０の全周から同時に
射出して、ウエルドラインのない樹脂製枠体を得る。

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、４
１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周から同時に樹脂を射出すること
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。

【００１７】本発明の第２は、前記第１の発明におい
て、前記樹脂製枠体の内周面に沿って前記ゲートが位置
する樹脂製枠体の射出成形方法を提供するものである。

【００１８】上記発明によれば、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。

【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、特に限定されないが、好ましくは２〜３
ｍｍである。また、ゲート７０の開口幅も、特に限定さ
れないが、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の範囲が好ましい。

【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４
０ｂ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９
２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９２
ｂの周縁が、肉薄のゲート部９３を介して樹脂製枠体９
１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１
０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９
１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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   キャビティの全周から同時に樹脂を射出することを特徴
   とする樹脂製枠体の射出成形方法。
2. 【請求項２】 前記樹脂製枠体の内周面に沿って前記ゲ
   ートが位置する請求項１記載の樹脂製枠体の射出成形方
   法。