JP2007084092A - バリア材層を有する容器の構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】ブロー成形金型のピンチオフ部で燃料タンク等の容器にフランジを形成し、このフランジにボルト取付孔を穿設する構造において、ボルト取付孔からの透過燃料の放出量を低減できるバリア材層を有する容器の構造を提供する。
【解決手段】ブロー成形により形成され、バリア材層１Ｃおよびこのバリア材層１Ｃの内外に位置する内側熱可塑性樹脂層１Ａ、外側熱可塑性樹脂層１Ｆを含む多層断面構造を有し、ピンチオフ部で形成されるフランジ２を介してブラケット４にボルトＢにより取り付けられる燃料タンク１の構造であって、フランジ２において、多層断面形状が圧縮されるように薄肉部５を局所的に形成し、この薄肉部５にボルトＢを挿通させるボルト取付孔３を穿設した。
【選択図】 図２
【解決手段】ブロー成形により形成され、バリア材層１Ｃおよびこのバリア材層１Ｃの内外に位置する内側熱可塑性樹脂層１Ａ、外側熱可塑性樹脂層１Ｆを含む多層断面構造を有し、ピンチオフ部で形成されるフランジ２を介してブラケット４にボルトＢにより取り付けられる燃料タンク１の構造であって、フランジ２において、多層断面形状が圧縮されるように薄肉部５を局所的に形成し、この薄肉部５にボルトＢを挿通させるボルト取付孔３を穿設した。
【選択図】 図２
Description
本発明は、自動車に搭載される燃料タンク等、バリア材層を有する容器の構造に関するものである。
自動車に搭載される燃料タンクは、防錆性や軽量化等の観点から近年ではブロー成形による樹脂製のタイプのものが主流である。この樹脂製の燃料タンクでは、内部に貯留されるガソリン等の燃料の透過（主に燃料に含まれるＨＣ（炭化水素）の透過）を抑制すべく、その壁部がＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）等からなるバリア材層を有する場合が殆どであり、一般には、バリア材層と、このバリア材層を挟んで内側および外側に形成されるＰＥ（高密度ポリエチレン）等からなる熱可塑性樹脂層とを有した多層断面構造の壁部で構成されることが多い。例えば特許文献１には、ＨＣバリア材層と、このＨＣバリア材層を挟んで形成される熱可塑性樹脂層としての熱溶着可能層とを有した多層断面構造の燃料タンクが記載されている。
特開２００５−８２０１３号公報
樹脂製の燃料タンクを車体に取り付ける従来の技術として、帯状のバンド部材を燃料タンクの上部表面に緊張力が生ずるように掛け渡すことで燃料タンクを車体に押し付け固定する方法が挙げられる。しかし、この方法ではバンド部材を別途要することになるので、部品点数の増加や重量増加の問題につながり、燃料タンク周りのスペースとしてバンド部材の配置スペースも確保しなければならない。
これに対してブロー成形金型のピンチオフ部で燃料タンクの外面側にフランジを一体に形成し、このフランジにボルト取付孔を穿設する構造を採用すれば、バンド部材等の固定部材を要することなく、燃料タンクをフランジを介してボルトのみで車体に固定することができ、前記した問題が解消されるものと期待される。しかし、この構造では、フランジを貫通するボルト取付孔の内周面が外部に露出することとなり、換言すれば、バリア材層の層間に形成される熱可塑性樹脂層の一部が外部に露出することとなり、透過燃料がこの露出した熱可塑性樹脂層から外部に漏れるという問題がある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ブロー成形金型のピンチオフ部で燃料タンク等の容器にフランジを形成し、このフランジにボルト取付孔を穿設する構造において、簡易な構成により、ボルト取付孔からの透過燃料の放出量を低減できるバリア材層を有する容器の構造を提供することを目的としている。
本発明は、前記課題を解決するため、ブロー成形により形成され、バリア材層およびこのバリア材層の内外に位置する熱可塑性樹脂層を含む多層断面構造を有し、ピンチオフ部で形成されるフランジを介して取付対象物にボルトにより取り付けられる容器の構造であって、前記フランジにおいて、多層断面形状が圧縮されるように薄肉部を局所的に形成し、この薄肉部にボルトを挿通させるボルト取付孔を穿設したことを特徴とするバリア材層を有する容器の構造とした。
この構造によれば、バリア材層の内側に形成される熱可塑性樹脂層の露出面が薄肉部において形成されることとなるので、ボルト取付孔をフランジの厚肉部にそのまま穿設する構造に比して、前記熱可塑性樹脂層の露出面の表面積が小さくなる。これにより、前記熱可塑性樹脂層の露出面から漏れる単位時間当たりの透過燃料の放出量を低減させることができる。
また本発明においては、前記薄肉部は、ブロー成形時のブロー成形金型により形成されることを特徴とするバリア材層を有する容器の構造とした。
この構造によれば、容器のブロー成形時に薄肉部を同時に形成できるので、ブロー成形金型から容器を取り出した後に別途に薄肉部を圧縮加工する場合に比して、容器の生産性が向上する。
また本発明においては、前記容器は、車体に取り付けられる燃料タンクであって、バリア材がＥＶＯＨからなり、前記薄肉部におけるバリア材層の間隔寸法が０．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とするバリア材層を有する容器の構造とした。
試験の結果、ねじ径Ｍ８のボルト用としてボルト取付孔の径を約８ｍｍとした場合、前記間隔寸法を０．５ｍｍ以下に設定すれば、透過燃料の放出量を効果的に抑制できることが判明した。そして、通常、自動車の燃料タンクの固定用として使用されるボルトは取付強度の点からＭ８以上のものが使用されることが多いので、この点から、自動車の燃料タンクにあって、バリア材がＥＶＯＨからなる場合、前記間隔寸法をＭ８のボルトを基準とした値である０．５ｍｍ以下にすれば、透過燃料の放出量を効果的に抑制できる。
本発明によれば、簡易な構成により、ボルト取付孔からの透過燃料の放出量を低減できる。
本発明の適用対象となる容器を自動車に搭載される燃料タンクとした場合について説明する。図１は燃料タンクの部分外観斜視図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は図２の要部拡大図である。燃料タンク１はブロー成形により形成されるものであり、その側壁部の外面の一部には金型のピンチオフ部によって平板状のフランジ２が水平方向に沿って形成される。
燃料タンク１の壁部の層構成は、図２に示すように、タンク内側から順に、熱可塑性樹脂層（内側熱可塑性樹脂層１Ａという）、接着層（接着内層１Ｂという）、バリア材層１Ｃ、接着層（接着外層１Ｄという）、再生層１Ｅ、熱可塑性樹脂層（外側熱可塑性樹脂層１Ｆという）となっている。したがって、当該層構成の多層パリソンが重なって形成されることとなるフランジ２の層構成は、内側熱可塑性樹脂層１Ａを挟んで各一対の接着内層１Ｂ、バリア材層１Ｃ、接着外層１Ｄ、再生層１Ｅ、外側熱可塑性樹脂層１Ｆとなる。
内側熱可塑性樹脂層１Ａと外側熱可塑性樹脂層１Ｆとは互いに同一の材料からなり、例えば熱溶融性や成形性等に優れるＰＥ（高密度ポリエチレン）で形成される。接着内層１Ｂと接着外層１Ｄとは互いに同一の材料からなり、例えば三井化学（社）製アドマー（登録商標）などの接着性樹脂で形成される。バリア材層１Ｃは、例えば炭化水素の不透過性に優れたＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）で形成される。再生層１Ｅは、燃料タンク１の成形時のバリなどを回収して得られる再生材で形成される。
フランジ２の中央部付近には、ボルトＢを挿通させるためのボルト取付孔３が穿設されており、燃料タンク１は、図２に示すように、フランジ２を介して車体側のブラケット４（取付対象物）にボルトＢおよび図示しないナットにより締結固定される。このような燃料タンク１の取り付け構造では、発明が解決しようとする課題の欄でも述べたように、ボルト取付孔３の内周面において内側熱可塑性樹脂層１Ａ（本実施形態において厳密に言えば、内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび接着内層１Ｂ）が外部に露出することとなり、透過燃料がこの内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび接着内層１Ｂの露出面から外部に漏れることとなる。
本発明は、フランジ２において、多層断面形状が圧縮されるように薄肉部５を局所的に形成し、この薄肉部５に前記したボルト取付孔３を穿設したことを主な特徴とする。本発明において、薄肉部５はフランジ２の多層断面形状が圧縮されるように形成されることを要件とするものであるから、例えば座ぐり加工等の切削加工によって形成される薄肉部は本発明に含まれない。本実施形態の薄肉部５の層構成は、勿論、前記したように中央の内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび各一対の接着内層１Ｂ、バリア材層１Ｃ、接着外層１Ｄ、再生層１Ｅ、外側熱可塑性樹脂層１Ｆからなる。
本実施形態における薄肉部５は、フランジ２の中央部付近において円形に形成されている。また、図２では、フランジ２の板厚方向に関する薄肉部５の形成位置がフランジ２の板厚中心部にあるものとして示されている。ボルト取付孔３は薄肉部５の中心部に穿設されており、ボルトＢがボルト取付孔３に挿通された際、ボルトＢの頭部の下縁部（本実施形態では座金部Ｂａの下縁部）は薄肉部５周りの厚肉部に接する。
薄肉部５を形成する方法としては、燃料タンク１のブロー成形時のブロー成形金型により形成する場合（つまり、ブロー成形金型のピンチオフ部に薄肉部５用の凸部を形成する場合）と、ブロー成形金型から燃料タンク１を取り出してから別途に用意した圧縮加工の工程により形成する場合とに大別される。後者の場合、別途に圧縮加工の工程を要すること、材料が外気により冷却されて固化したうえでの圧縮加工となるため、大きな圧縮荷重を要することなどの問題があり、この点で前者による形成方法が有利である。
また、ボルト取付孔３を穿設する方法としても、燃料タンク１のブロー成形時のブロー成形金型により形成する場合（つまり、ブロー成形金型のピンチオフ部にボルト取付孔３用のピンを設ける場合）と、ブロー成形金型から燃料タンク１を取り出してから別途に用意したパンチング加工等の工程により形成する場合とに大別される。前者の方が、工程を別途設けなくて済む分、生産性が向上する。
以上のように、フランジ２において、多層断面形状が圧縮されるように薄肉部５を局所的に形成し、この薄肉部５にボルトＢを挿通させるボルト取付孔３を穿設する構成とすれば、内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび接着内層１Ｂの露出面が薄肉部５において形成されることになり、ボルト取付孔３をフランジ２の厚肉部にそのまま穿設する構造に比して、内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび接着内層１Ｂの露出面の表面積を小さくすることができる。これにより、内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび接着内層１Ｂの露出面から漏れる単位時間当たりの透過燃料の放出量を低減させることができる。
所定のボルト取付孔３の径に対して内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび接着内層１Ｂの露出面の表面積をより小さくするには、勿論、図３におけるバリア材層１Ｃ同士の間隔寸法Ｌを小さく設定すればよい。試験の結果、ねじ径Ｍ８のボルトＢ用としてボルト取付孔３の径を約８ｍｍとした場合、前記間隔寸法Ｌを０．５ｍｍ以下に設定すれば、透過燃料の放出量を効果的に抑制できることが判明した。
具体的には、フランジ２を４箇所設け、それぞれに径約８ｍｍのボルト取付孔３を穿設し、各前記間隔寸法Ｌを０．５ｍｍとしたとき、４つのボルト取付孔３からの透過燃料の総放出量が０．９１ｍｇ（１日当たり）となった。当該数値は、米国カリフォルニア大気資源局（ＣＡＲＢ）の燃料系のエバポ（燃料蒸発ガス）の規制値を容易に満たすものである。そして通常、自動車の燃料タンク１の固定用として使用されるボルトＢは取付強度の点からＭ８以上のものが使用されることが多いので、この点から、自動車の燃料タンク１にあって、バリア材がＥＶＯＨからなる場合、前記間隔寸法ＬをＭ８のボルトＢを基準とした値である０．５ｍｍ以下にすれば、透過燃料の放出量を概ね効果的に抑制できることになる。
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明においては、特に薄肉部５の形状について適宜に設計変更が可能である。例えば、図４は薄肉部５の形状変形例を示す側断面説明図であり、本変形例も、フランジ２において、多層断面形状が圧縮されるように薄肉部５が局所的に形成され、この薄肉部５に前記したボルト取付孔３が穿設されるという要件を満たす。本変形例は、フランジ２の他方の面（図では下面）側から多層断面形状が圧縮された状態の突出壁６が形成されるように、一方の面（図では上面）側に凹部７を形成した構造を示しており、この場合、突出壁６が薄肉部５を構成する。なお、突出壁６の形成も、燃料タンク１のブロー成形時のブロー成形金型により形成する場合と、ブロー成形金型から燃料タンク１を取り出してから別途に用意した圧縮加工の工程により形成する場合とに大別される。
そして、凹部７の底部８（図４において点線で示す）を切削加工等によりカット除去することでボルト取付孔３を形成する。以上のような構造においても、突出壁６の端面６ａにおいて、内側熱可塑性樹脂層１Ａおよび接着内層１Ｂの露出面の表面積が小さくなるので、単位時間当たりの透過燃料の放出量を低減させることができる。
また、本発明における容器は、自動車に搭載される燃料タンクに限定されず、ブロー成形により形成され、内部の貯留物の透過を抑制するバリア材層およびこのバリア材層の内外に位置する熱可塑性樹脂層を含む多層断面構造を有し、ピンチオフ部で形成されるフランジを介して取付対象物にボルトにより取り付けられる構造であれば、薬品貯留用のものなどいずれの技術分野でも適用可能となる。
１ 燃料タンク（容器）
１Ａ 内側熱可塑性樹脂層
１Ｃ バリア材層
１Ｆ 外側熱可塑性樹脂層
２ フランジ
３ ボルト取付孔
４ ブラケット（取付対象物）
５ 薄肉部
Ｂ ボルト
１Ａ 内側熱可塑性樹脂層
１Ｃ バリア材層
１Ｆ 外側熱可塑性樹脂層
２ フランジ
３ ボルト取付孔
４ ブラケット（取付対象物）
５ 薄肉部
Ｂ ボルト
Claims (3)
- ブロー成形により形成され、バリア材層およびこのバリア材層の内外に位置する熱可塑性樹脂層を含む多層断面構造を有し、ピンチオフ部で形成されるフランジを介して取付対象物にボルトにより取り付けられる容器の構造であって、
前記フランジにおいて、多層断面形状が圧縮されるように薄肉部を局所的に形成し、
この薄肉部にボルトを挿通させるボルト取付孔を穿設したことを特徴とするバリア材層を有する容器の構造。 - 前記薄肉部は、ブロー成形時のブロー成形金型により形成されることを特徴とする請求項１に記載のバリア材層を有する容器の構造。
- 前記容器は、車体に取り付けられる燃料タンクであって、バリア材がＥＶＯＨからなり、前記薄肉部におけるバリア材層の間隔寸法が０．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバリア材層を有する容器の構造。
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