JP2015020644A - 部品の取付構造及び部品の取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく溶着することができるとともに、溶着強度の管理が容易な部品の取付構造を提供することを課題とする。
【解決手段】燃料タンク２と、燃料タンク２の壁部１０に埋設された突起体４を介して燃料タンク２に取り付けられる部品３と、有し、燃料タンク２の成形段階において突起体４の一部が溶融されて燃料タンク２に溶着されている部品の取付構造１であって、突起体４は、先端側に形成され、壁部１０の取付面に対して平行な第一対向面２２と、第一対向面２２よりも基端側に形成され、取付面に対して平行な第二対向面３２と、を有するとともに、突起体４の側断面には、３つ以上の凸状の角部が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、熱可塑性樹脂製の燃料タンクの内壁に部品を溶着する際における部品の取付構造及び部品の取付方法に関する。

熱可塑性樹脂製の燃料タンクの内壁に、バッフルプレートやバルブ等の燃料タンク用部品を取り付ける部品の取付方法として、例えば、特許文献１の発明が知られている。特許文献１に係る発明は、燃料タンクをブロー成形する際に、燃料タンクを成形しつつ燃料タンク用部品を一体的に取り付けるものである。当該発明では、ブロー成形時に、部品の端部に形成された複数の突起体をパリソンに押し込んで、溶着により部品を取り付けている。突起体の形状や個数は、取り付ける部品に応じて適宜設定される。

ここで、図８の（ａ）は従来の部品の取付方法Ａにおける突起体の側断面図であり、（ｂ）は従来の部品の取付方法Ｂにおける突起体の側断面図である。図８の（ａ）に示すように、燃料タンクに取り付ける部品１００の端面には、パリソンＰに押入される突起体１０１が形成されている。

突起体１０１は、パリソンＰに押入されるとパリソンＰの熱によってその一部が溶融された後、冷却されることによって燃料タンクの壁部に部品１００が固定される。突起体１０１は円柱状を呈する。突起体１０１の平断面は円形を呈し、その側断面は長方形を呈する。また、図８の（ｂ）に示すように、従来の部品の取付方法Ｂにおける突起体１０２は三角錐状を呈する。突起体１０２の平断面及び側断面はいずれも三角形状を呈する。

特開２０１１−１８９８８７号公報

図８の（ａ）に示す突起体１０１は、単一の円筒面と円形の端面とで構成されている。そのため、パリソンＰからの熱は当該突起体１０１の円筒面に平均的に伝達する。これにより、突起体１０１では、表面の一部に熱を集中させることが困難となり、突起体１０１の溶融に多くの熱エネルギーや加熱時間が必要となる。そのため、パリソンの温度を上昇させなければならなかったり、成形サイクルが長くなったりするという問題がある。

一方、突起体をパリソンＰに押し込む際、パリソンＰの肉厚や温度条件等によって、パリソンＰと突起体との押込み量（接触面積）が変化するため、溶着強度を安定させることが困難となる。特に、図８の（ｂ）に示す突起体１０２のように、側断面が三角形であると、パリソンＰからの熱を突起体１０２の先端に集中させやすいという利点はあるものの、パリソンＰへの押込み量が変化すると溶着強度のバラつきが大きくなるという問題がある。

例えば、図８の（ｂ）の突起体１０２の平断面Ｓ１まで押し込んだ場合と、平断面Ｓ２まで押し込んだ場合とでは突起体１０２とパリソンＰとの接触面積が大きく異なるため溶着強度も大きく異なる。これにより、当該部品の溶着強度が安定せず、溶着強度の管理が困難となる。そもそも、突起体１０２のように側断面が三角形であると、突起体１０２とパリソンＰとの接触面積が小さくなるため、溶着強度が小さいという問題がある。

本発明は、前記した事情に鑑みて創作されたものであり、効率よく溶着することができるとともに、溶着強度の管理が容易な部品の取付構造及び部品の取付方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、樹脂成形品と、前記樹脂成形品の壁部に埋設された突起体を介して前記樹脂成形品に取り付けられる部品と、を有し、前記樹脂成形品の成形段階において前記突起体の一部が溶融されて前記樹脂成形品に溶着されている部品の取付構造であって、前記突起体は、先端側に形成され、前記壁部の取付面に対して平行な第一対向面と、前記第一対向面よりも基端側に形成され、前記取付面に対して平行な第二対向面と、を有するとともに、前記突起体の側断面には、３つ以上の凸状の角部が形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、端部に突起体が形成された部品を準備する準備工程と、前記突起体を溶融した樹脂に押し込んで、前記突起体の一部を溶融させて溶着により前記部品を取り付ける押入工程と、を含む部品の取付方法であって、前記準備工程において、前記突起体には、先端側に形成された第一対向面と、前記第一対向面よりも基端側に設けられ前記第一対向面に対して平行な第二対向面と、が形成されるとともに、その側断面には、３つ以上の凸状の角部が形成されており、前記押入工程では、前記樹脂の取付面と前記第一対向面及び前記第二対向面とが平行となるように押入することを特徴とする。

かかる構成によれば、角部を多く備えることにより、当該角部に局所的に熱を集中させることができ、結果的に従来よりも短時間で突起体を溶融させることができる。これにより、溶融した樹脂の昇温を行う必要がなく、また、成形サイクルも向上する。さらに、第一対向面及び第二対向面の溶融さえ確保できれば所定の溶着強度が保障されるので溶着強度の管理も容易となる。

また、前記突起体の側断面は、前記壁部の取付面に垂直な軸線を挟んで線対称になっていることが好ましい。かかる構成によれば、突起体を樹脂に押入する際に、バランスよく押し込むことができるため、溶着強度をより安定させることができる。

本発明の部品の取付構造及び部品の取付方法によれば、効率よく溶着することができるとともに、溶着強度の管理が容易となる。

第一実施形態に係る部品の取付構造を示す断面図である。 第一実施形態に係る部品及び突起体を示す斜視図である。 （ａ）は第一実施形態に係る突起体を示す側断面図であり、（ｂ）は第一実施形態に係る突起体を示す平面図である。 （ａ）は第二実施形態に係る突起体を示す側断面図であり、（ｂ）は第二実施形態に係る突起体を示す平面図である。 （ａ）は第一変形例に係る突起体を示す側断面図であり、（ｂ）は第一変形例に係る突起体を示す平面図である。（ｃ）は第二変形例に係る突起体を示す側断面図であり、（ｄ）は第二変形例に係る突起体を示す平面図である。（ｅ）は第三変形例に係る突起体を示す側断面図であり、（ｆ）は第三変形例に係る突起体を示す平面図である。 （ａ）は他の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。 （ａ）は第四変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は第五変形例を示す斜視図であり、（ｃ）は第六変形例を示す斜視図であり、（ｄ）は第七変形例を示す斜視図である。 （ａ）は従来の部品の取付方法Ａにおける突起体の側断面図であり、（ｂ）は従来の部品の取付方法Ｂにける突起体の側断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る部品の取付構造及び部品の取付方法について図面を参照して説明する。図１に示すように、第一実施形態に係る部品の取付構造１では、燃料タンク２に、部品３を固定する場合を例示する。部品３を取り付ける樹脂成形品は、燃料タンク２に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂で形成された他の構造物であってもよい。また、部品３は、本実施形態ではバルブ、ポンプ等燃料タンク２内に固定される部品を例示するが、樹脂成形品に取り付けられる他の構造物であってもよい。

燃料タンク２は、燃料を貯留する中空容器であって、熱可塑性樹脂で形成されている。燃料タンク２は、熱可塑性樹脂層、バリヤ層、接着層等を積層させた複数層構造になっている。燃料タンク２の壁部１０の内壁１１には、部品３が取り付けられている。内壁１１は、部品３が取り付けられる取付面となる部位である。外壁１２は、外部に露出する部位である。

部品３は、燃料タンク２の内部に取り付けられる構造物である。図２に示すように、部品３は、本実施形態では、例えば、略円柱状を呈する。部品３のうち、内壁１１と対向する端面１３には、複数の突起体４（本実施形態では９個）が形成されている。突起体４の設置個数は限定されるものではない。

突起体４は、壁部１０に押し込まれて壁部１０に溶着される部位である。突起体４は、本実施形態では、熱可塑性樹脂で形成されている。突起体４の材料は、壁部１０の材料と同じでもよいし、後記するパリソンＰの熱によって溶融し溶着可能であれば他の材料であってもよい。

図１に示すように、突起体４は、先端側に設けられる先端部２１と、基端側に設けられる基端部３１とで構成されている。先端部２１及び基端部３１は、本実施形態ではいずれも直方体を呈する。基端部３１は、先端部２１よりも一回り大きく形成されている。突起体４の大部分は、壁部１０の内部に埋設されている。突起体４の表面と壁部１０とは溶着により強固に接合されている。

先端部２１に形成された第一対向面２２と内壁１１の取付面（内面）とは実質的に平行になっている。突起体４の側断面において、第一対向面２２の両端には第一角部２４，２４が形成されている。

基端部３１の第二対向面３２と前記取付面とは実質的に平行になっている。突起体４の側断面において、第二対向面３２の両端には第二角部３４，３４が形成されている。つまり、突起体４の側断面には、４つの角部が形成されている。突起体４の詳細形状については後記する。

次に、本実施形態に係る部品の取付方法について説明する。本実施形態に係る部品の取付方法では、ブロー成形を行う際に、パリソンＰの内側に部品３を取り付ける場合を例示する。本実施形態では、ブロー成形を例示するが、他の成形方法であっても本発明を適用することができる。本実施形態に係る部品の取付方法では、準備工程と、押入工程とを行う。

準備工程では、端面１３に突起体４が形成された部品３を用意する工程である。突起体４は、先端側に形成された先端部２１と、基端側に形成された基端部３１とを有する。

図３に示すように、先端部２１は、第一対向面２２と、第一対向面２２に対して垂直な４つの第一側面２３とで構成されている。また、図３の（ａ）に示すように、先端部２１の側断面には、第一対向面２２の両端に形成された第一角部２４，２４が形成されている。第一角部２４は、外側に凸となるように形成されている。先端部２１は、基端部３１よりも一回り小さくなっている。図３の（ｂ）に示すように、先端部２１の第一対向面２２には、四つの頂点２６が形成されている。頂点２６は、第一対向面２２と二つの第一側面２３，２３とが重なる部位である。

基端部３１は、第二対向面３２と、第二対向面３２に対して垂直な４つの第二側面３３とで構成されている。第二対向面３２は、第一対向面２２と平行になっている。また、図３の（ａ）に示すように、基端部３１の側断面には、第二対向面３２の両端に形成された第二角部３４，３４が形成されている。第二角部３４は、外側に凸となるように形成されている。第一側面２３と第二対向面３２とは垂直になっており、入隅部２５，２５が形成されている。基端部３１の底面は、部品３の端面１３に取り付けられている。図３の（ｂ）に示すように、基端部３１の第二対向面３２には、四つの頂点３６が形成されている。頂点３６は、第二対向面３２と二つの第二側面３３，３３とが重なる部位である。

図３の（ａ）に示すように、本実施形態に係る突起体４の側断面には、第一角部２４，２４及び第二角部３４，３４の４つの凸状の角部が形成されている。本発明では、突起体４の側断面における凸状の角部は３つ以上形成されていることが好ましい。角部が２つ以下であると溶着する際の熱の集中箇所が少なく好ましくない。第一対向面２２及び第二対向面３２の面積は、パリソンＰとの溶着の際に、第一対向面２２及び第二対向面３２が溶着することで所望の溶着強度が確保されるように設定することが好ましい。

押入工程では、パリソンＰに突起体４を押入する工程である。パリソンＰは、熱可塑性樹脂で形成されており、高温の状態で図示しない成形型に対してドローダウンされる。パリソンＰは、円筒形又はシート状になっている。成形型にパリソンＰが転写された後、例えば、アクチュエータ等によって部品３をパリソンＰに向かって前進させて、突起体４をパリソンＰに押入する。この際、パリソンＰの取付面に対して、第一対向面２２及び第二対向面３２が実質的に平行となるように押入する。アクチュエータ等の部品を取り付けるための装置は、成形型の型締めの前に成形型の外部に退避させる。

パリソンＰは冷却されることによって燃料タンク２の壁部１０となる。また、突起体４は、パリソンＰの熱によってその一部が溶融するとともに、冷却されることによって壁部１０に突起体４が溶着される。これにより、燃料タンク２の内部に部品３が取り付けられる。

以上説明した本実施形態に係る部品の取付構造１によれば、突起体４の側断面において、３つ以上の凸状の角部を備えることにより、押入工程において突起体４が溶融する際に、当該角部に局所的に熱を集中させることができ、結果的に従来よりも短時間で突起体を溶融させることができる。これにより、パリソンＰの昇温を行う必要がなく、また、成形サイクルも向上する。さらに、第一対向面２２及び第二対向面３２の溶融さえ確保できれば所定の溶着強度が保障されるので溶着強度の管理も容易となる。

本実施形態では、先端部２１及び基端部３１ともに直方体を呈するため、頂点２６及び頂点３６に最も熱が集中する。これにより、頂点２６，３６周りが特に溶融しやすくなっており、溶着効率を向上させることができる。

また、本実施形態に係る突起体４は、パリソンＰの取付面に対して垂直な軸線Ｃに対して左右対称になっている。これにより、突起体４をパリソンＰに押入する際に、溶融した樹脂が均等に流れるため、バランスよく押し込むことができ、溶着強度をより安定させることができる。また、部品３の位置決め精度を向上させることができる。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る部品の取付方法について説明する。図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第二実施形態に係る部品の取付方法では、突起体４Ａの形状が第一実施形態と相違する。突起体４Ａは、先端部２１Ａと、中間部３１Ａと、基端部４１Ａとで構成されている。先端部２１Ａ、中間部３１Ａ及び基端部４１Ａはいずれも円柱状を呈する。先端部２１Ａ、中間部３１Ａ及び基端部４１Ａは、同心で積層されており、この順番で直径が大きくなるように形成されている。

先端部２１Ａは、第一対向面２２と、第一対向面２２に対して垂直な第一側面２３とで構成されている。図４の（ａ）に示すように、先端部２１Ａの側断面において、第一対向面２２の両端には、凸状となる第一角部２４，２４が形成されている。

中間部３１Ａは、第二対向面３２と、第二対向面３２に対して垂直な第二側面３３とで構成されている。図４の（ａ）に示すように、中間部３１Ａの側断面において、第二対向面３２の両端には、凸状となる第二角部３４，３４が形成されている。

基端部４１Ａは、第三対向面４２と、第三対向面４２に対して垂直な第三側面４３とで構成されている。図４の（ａ）に示すように、基端部４１Ａの側断面において、第三対向面４２の両端には、凸状となる第三角部４４，４４が形成されている。

このように、突起体４Ａでは、第一角部２４，２４、第二角部３４，３４及び第三角部４４，４４の６つの角部が形成されている。第二実施形態に係る部品の取付方法は、第一実施形態と略同等であるため、説明を省略する。

第二実施形態に係る部品の取付方法（部品の取付構造）によれば、突起体４Ａの側断面において、６つの凸状の角部を備えることにより、押入工程において突起体４Ａが溶融する際に、当該角部に局所的に熱を集中させることができ、結果的に従来よりも短時間で突起体を溶融させることができる。これにより、パリソンＰの昇温を行う必要がなく、また、成形サイクルも向上する。さらに、第一対向面２２、第二対向面３２及び第三対向面４２の溶融さえ確保できれば所定の溶着強度が保障されるので溶着強度の管理も容易となる。

また、本実施形態に係る突起体４Ａは、パリソンＰの取付面に対して垂直な軸線Ｃに対して左右対称になっている。これにより、突起体４ＡをパリソンＰに押入する際に、溶融した樹脂が均等に流れるため、バランスよく押し込むことができ、溶着強度をより安定させることができる。また、部品３の位置決め精度を向上させることができる。

〔変形例〕
次に、本発明の変形例について説明する。変形例では突起体の形状が前記した実施形態と異なるため、相違する部分を中心に説明する。図５の（ａ）及び（ｂ）に示す第一変形例、図５の（ｃ）及び（ｄ）に示す第二変形例及び図５の（ｅ）及び（ｆ）に示す第三変形例では、角部が３つである点及び側断面形状が、取付面に垂直な軸線Ｃに対して非対称である点で前記した実施形態と相違する。

図５の（ａ）及び（ｂ）に示す第一変形例の突起体４Ｂは、第一対向面２２及び第二対向面３２を備えている。突起体４Ｂの側断面には、第一角部２４，２４と、第二角部３４が形成されている。第一角部２４，２４及び第二角部３４は、いずれも直角である。

突起体４Ｂによっても、第一角部２４，２４と第二角部３４のように３つの角部が形成されているため、効率よく溶着することができる。また、第一対向面２２及び第二対向面３２を備えているため、溶着強度の管理を容易に行うことができる。

図５の（ｃ）及び（ｄ）に示す第二変形例の突起体４Ｃは、第一対向面２２及び第二対向面３２を備えている。突起体４Ｃの側断面には、第一角部２４，２４’と第二角部３４が形成されている。

第一角部２４’の内角は鈍角になっている。また、第一側面２３と第二対向面３２とのなす外角も鈍角になっている。第一角部２４及び第二角部３４は、いずれも直角である。

一方、図５の（ｅ）及び（ｆ）に示す第三変形例の突起体４Ｄは、第一対向面２２及び第二対向面３２を備えている。突起体４Ｄの側断面には、第一角部２４，２４’’と第二角部３４が形成されている。

第一角部２４’’の内角は鋭角になっている。また、第一側面２３と第二対向面３２とのなす外角も鋭角になっている。第一角部２４及び第二角部３４は、いずれも直角である。

第二変形例に係る突起体４Ｃ及び第三変形例に係る突起体４Ｄによっても、角部の角度が鈍角又は鋭角になっているものの３つの角部が形成されているため、効率よく溶着することができる。また、第一対向面２２及び第二対向面３２を備えているため、溶着強度の管理を容易に行うことができる。

図６の（ａ）は他の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。図６の（ａ）及び（ｂ）に示す他の変形例では、突起体４が円環状になっている点で、第一実施形態と相違する。このように突起体４は、連続的に形成されていてもよい。また、当該変形例における突起体４は円環状であるが、楕円環状や、三角環状、四角環状等他の多角環状で形成されてもよい。

図７の（ａ）に示すように、第四変形例では、突起体４Ｅの平面形状がクロス状になっている。また、図７の（ｂ）に示すように、第五変形例では、突起体４Ｆの平面形状が星型（ギヤ型）になっている。また、図７の（ｃ）に示すように、第六変形例では、突起体４Ｇの平面形状が三角形になっている。第四変形例〜第六変形例では、先端部と基端部の平面形状は相似になっている。

一方、図７の（ｄ）に示すように、第七変形例では、突起体４Ｈの先端部２１Ｈは、直方体であるのに対し、基端部３１Ｈは円柱になっている。このように、本発明は、先端部と基端部の平面形状が異なるように形成してもよい。第四変形例〜第七変形例の突起体であっても、第一対向面及び第二対向面を備えるとともに、これらの側断面にはそれぞれ４つの角部が形成されるこれにより、第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。

１ 部品の取付構造
２ 燃料タンク
３ 部品
４ 突起体
１０ 壁部
２１ 先端部
２２ 第一対向面
２３ 第一側面
２４ 第一角部
３１ 基端部
３２ 第二対向面
３３ 第二側面
３４ 第二角部

Claims (3)

1. 樹脂成形品と、前記樹脂成形品の壁部に埋設された突起体を介して前記樹脂成形品に取り付けられる部品と、を有し、前記樹脂成形品の成形段階において前記突起体の一部が溶融されて前記樹脂成形品に溶着されている部品の取付構造であって、
   前記突起体は、
   先端側に形成され、前記壁部の取付面に対して平行な第一対向面と、
   前記第一対向面よりも基端側に形成され、前記取付面に対して平行な第二対向面と、を有するとともに、
   前記突起体の側断面には、３つ以上の凸状の角部が形成されていることを特徴とする部品の取付構造。
2. 前記突起体の側断面は、前記壁部の取付面に垂直な軸線を挟んで線対称になっていることを特徴とする請求項１に記載の部品の取付構造。
3. 端部に突起体が形成された部品を準備する準備工程と、
   前記突起体を溶融した樹脂に押し込んで、前記突起体の一部を溶融させて溶着により前記部品を取り付ける押入工程と、を含む部品の取付方法であって、
   前記準備工程において、前記突起体には、先端側に形成された第一対向面と、前記第一対向面よりも基端側に設けられ前記第一対向面に対して平行な第二対向面と、が形成されるとともに、その側断面には、３つ以上の凸状の角部が形成されており、
   前記押入工程では、前記樹脂の取付面と前記第一対向面及び前記第二対向面とが平行となるように押入することを特徴とする部品の取付方法。

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