JP4877896B2 - 樹脂製燃料容器 - Google Patents

Description

この発明は、液体又は気体の燃料を収容するための燃料容器、特に多層樹脂構造体によって構成された樹脂製燃料容器に関する。

図７は、この発明の対象である樹脂製燃料容器の一例としてのガソリンタンクのタンク本体１を示す。このタンク本体１は、図８に示す多層樹脂構造体２によって構成されている。多層樹脂構造体２は、タンク本体１の内側から外側に向かって順次配置された内層２ａ、バリア層２ｂ及び外層２ｃを有している。内層２ａ及び外層２ｃは、タンク本体１の剛性及び／又は靭性（機械的強度）を確保するためのものであり、バリア層２ｂより弾性係数及び／又は靭性（以下、樹脂強度という。）が高い樹脂、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）によって構成されている。一方、バリア層２ｂは、タンク本体１内のガソリンが多層樹脂構造体２を透過してタンク本体１の外部に気体となって漏出するのを防止するためのものであり、ガソリン等の燃料に対する透過阻止製が高い樹脂、例えばエチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）によって構成されている。内層２ａとバリア層２ｂとは、接着剤２ｄによって接着固定され、バリア層２ｂと外層２ｃとは接着剤２ｅによって接着固定されている。

上記タンク本体１は、三次元中空成形法（例えばブロー成形法）によって製造されている。ブロー成形法は、周知のように、まず図９において想像線で示すパリソン３を成形した後、そのパリソン３を一対の金型Ｋ１，Ｋ２によって挟み付ける。その状態でパリソン３内に加圧空気を導入することによってパリソン３を金型Ｋ１，Ｋ２の内面に押し付ける。これにより、内部に燃料を収容する収容空間（この空間は、最終的に密閉空間になる。）を有するタンク本体１を成形するものである。

タンク本体１をブロー成形した場合には、パリソン３のうち、金型Ｋ１，Ｋ２の上下の端部によって挟持された部分がピンチオフ部３ａになり、金型Ｋ１，Ｋ２から外側に突出した部分がバリ３ｂになる。バリ３ｂは、成形完了後に切除されるが、ピンチオフ部３ａは、タンク本体１の外面に残る（図７参照）。ピンチオフ部３ａは、多層樹脂構造体２，２を外側に突出させ、それぞれの内層２ａ，２ａどうしを互いに溶着ないしは融着（この発明においては両者を合わせて溶着と称する。）することによって形成されている。したがって、ピンチオフ部３ａは、図１０に示すように、互いに溶着されて一体化した内層２ａ，２ａ、この内層２ａ，２ａの外側に存するバリア層２ｂ，２ｂ及びバリア層２ｂ，２ｂの外側に存する外層２ｃ，２ｃによって構成されている。なお、図８においては、接着剤２ｄ，２ｅが省略されている。

ピンチオフ部３ａにおいては、バリア層２ｂ，２ｂがそれらの間に存在する内層２ａ，２ａによってタンク本体１の周方向に互いに離間させられておりその離間した部分がバリア層２ｂ，２ｂの不連続部になっている。このような不連続部が形成されると、タンク本体１内のガソリンが不連続部を通って、つまりバリア層２ｂ，２ｂ間に存在する内層２ａ，２ａを透過してタンク本体１から外部に漏出してしまう。

バリア層２ｂ，２ｂ間の不連続部からのガソリンの漏出をできる限り少なくするために、下記特許文献１に記載のものにおいては、ピンチオフ部３ａの先端部の幅を狭くし、それによってピンチオフ部３ａの先端面におけるバリア層２ｂ，２ｂ間の間隔Ｗ、つまり不連続部の間隔Ｗを狭くしている。このようにすると、ガソリンの透過通路となる内層２ａ，２ａの断面積が小さくなり、その分だけガソリンの透過量を少なくし、ひいては漏出量を少なくすることができるからである。

特開２００１−９７０５３

上記特許文献１に記載のものにおいては、ピンチオフ部３ａにおけるバリア層２ｂの不連続部の間隔Ｗをいかに狭くしたとしても、不連続部が現実に存在している。したがって、ピンチオフ部３ａからガソリンの漏出量を少なくすることができるものの、未だ十分なものとは言い難かった。そこで、ガソリンの漏出量のより一層の低減が望まれていた。

また、図７及び図１１に示すように、タンク本体１には多層樹脂構成体２を貫通する貫通孔１ａが形成される。この貫通孔１ａが形成されることにより、タンク本体１にバリア層２ｂが連続しない不連続部が形成される。ここで、貫通孔１ａ自体は、そこに挿入固定された燃料部品Ｂによって遮蔽されるが、燃料タンク１内のガソリンは、図１１において矢印で示すように、貫通孔１ａの内周面と燃料部品Ｂの外周面との間を通り、貫通孔１ａに臨む外層２ｃに入り込む。そして、外層２ｃを透過してタンク本体１の外部に気体となって漏出する。そこで、貫通孔１ａが形成されることに伴う燃料の漏出についても低減することが要望されていた。

上記の問題を解決するために、この発明の第１の態様は、燃料に対する透過阻止性が高い樹脂からなるバリア層、及びこのバリア層を構成する樹脂より樹脂強度が高い樹脂からなり、上記バリア層の外側に積層された外層を有する多層樹脂構造体により、内部に上記燃料を収容する収容空間が形成された容器本体を備え、上記容器本体の一部に上記バリア層の不連続部が形成された樹脂製燃料容器において、上記容器本体の外面に、上記不連続部を囲むように環状に延びる突出部が形成され、この突出部とその内部に位置する上記容器本体の外面とによって収容凹部が形成され、この収容凹部内に上記燃料に対する透過阻止性が高い材料からなる被覆部が設けられ、この被覆部によって上記収容凹部の底面をなす上記容器本体の外面が被覆され、上記収容凹部の底面をなす上記容器本体の外面のうち 、上記突出部に隣接する部位に、上記外層を貫通して上記バリア層に達する溝部が環状に 形成され、上記溝部が上記不連続部を囲むように配置され、上記溝部に上記被覆部を構成 する材料が充填されていることを特徴としている。
また、上記の問題を解決するために、この発明の第２の態様は、燃料に対する透過阻止性が高い材料からなるバリア層、並びにこのバリア層を構成する樹脂より樹脂強度が高い樹脂からなり、上記バリア層の内側と外側とにそれぞれ積層された内層及び外層を有する多層樹脂構造体により、内部に上記燃料を収容する収容空間が形成された容器本体を備え、上記容器本体の外面に上記多層樹脂構造体の内層どうしが溶着されることにより、上記容器本体の外面から突出する突条の形態をなすピンチオフ部が形成された樹脂製燃料容器において、上記容器本体の外面に上記ピンチオフ部を囲むように環状に延びる突出部が形成され、上記突出部とこの突出部の内部に位置する上記容器本体の外面とにより、内部に上記ピンチオフ部を収容する収容凹部が形成され、この収容凹部内に上記燃料に対する透過阻止性が高い材料からなる被覆部が設けられ、この被覆部内に上記ピンチオフ部が埋設されていることを特徴としている。
この場合、上記容器本体の外面からの上記突出部の高さが上記ピンチオフ部の高さより高く設定されていることが望ましい。

上記特徴構成を有する第１の態様に係る発明によれば、容器本体の収容空間に収容されたガソリン等の燃料は、バリア層の不連続部を通過した後、外層に浸透する。そして、外層を透過してその外面から容器本体の外部に気体となって漏出しようとする。しかるに、この発明においては、不連続部を囲む突出部の内側に存在する容器本体の外面が燃料に対する透過阻止性が高い材料からなる被覆部によって被覆されているから、外層に浸透した燃料は、被覆部によって被覆された範囲内においては外層の外面から外部に漏出することができず、被覆部による被覆範囲の外側に達するまで外部に漏出することができない。つまり、不連続部を囲む突出部内に被覆部が設けられることにより、燃料が外層内を透過して外部に漏出するまでの透過経路長が長くなる。この結果、燃料の漏出量が減少するのである。
また上記特徴構成を有する第２の態様に係る発明によれば、被覆部内にピンチオフ部が埋没しているから、ピンチオフ部の先端面におけるバリア層の不連続部が被覆部によって覆われる。したがって、ピンチオフ部から燃料が漏出することをほとんど阻止することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、図７に示すタンク本体（容器本体）１にこの発明を適用したものである。そこで、タンク本体１及びタンク本体１を構成する多層樹脂構造体２の構成についてはその説明を省略する。勿論、この発明はタンク本体１以外の他の樹脂製燃料容器の容器本体にも適用可能である。また、多層樹脂構造体に関しても、第１の態様に係る発明の場合にはバリア層２ａ及び外層２ｃを有するという条件を満たす限り、また第２の態様に係る発明の場合にはバリア層２ｂ、内層２ａ及び外層２ｃを有するという条件を満たす限り、多層樹脂構造体２以外の他の多層樹脂構造体を用いてもよい。

図１は、第１の態様に係る発明の第１実施の形態を示す。この実施の形態においては、上記タンク本体１に貫通孔１ａが形成されている。この貫通孔１ａの内部がバリア層２ｂの不連続部になっている。貫通孔１ａには、バルブ等の燃料部品３が貫通状態で挿入されている。燃料部品３は、高密度ポリエチレン等の機械的強度が高い樹脂からなるものであり、燃料部品３の外側の一部は貫通孔１ａからタンク本体１の外部に突出している。タンク本体１の外部に突出した燃料部品３のうち、タンク本体１近傍の外周面には、フランジ部３ａが形成されている。このフランジ部３ａのタンク本体１の外面と対向する面には、環状突出部３ｂが形成されている。この環状突出部３ｂは、貫通孔１ａより大径に形成されており、貫通孔１ａの開口部を囲うように配置されている。そして、環状突出部３ｂの先端面がタンク本体１の外面に溶着又は接着等の手段によって固着されている。これよって、燃料部品３がタンク本体１に固定されている。勿論、燃料部品３は、他の固定手段、例えばビス等によってタンク本体１に固定してもよい。燃料部品３がタンク本体１に固定された状態においては、貫通孔１ａの外側の開口部が燃料部品３によって遮蔽されている。燃料部品３の貫通孔１ａから外部に突出した部分のうちの所定の範囲、すなわちフランジ部３ａの外周面の中間部から外側の範囲には、ポリアミド樹脂等の燃料に対する透過阻止性が高い樹脂からなる被覆層３ｃが設けられている。

タンク本体１の外面（外層２ｃの外面）には、突出部１ｂが形成されている。突出部１ｂは、環状に延びており、その内部に燃料部品３のフランジ部３ａを収容している。したがって、突出部１ｂは、貫通孔１ａの外側の開口部を囲っている。この結果、タンク本体１の外面には、突出部１ｂと、燃料部品３のフランジ部３ａ及び環状突出部３ｂと、それらの間に位置するタンク本体１の外面とにより、貫通孔１ａを囲むリング状の収容凹部４が区画形成されている。

収容凹部４内には、ガソリン等の燃料に対する透過阻止性が高い樹脂（材料）からなる被覆部５が設けられている。被覆部５を構成する樹脂としては、例えば６ナイロン等のポリアミド系樹脂、シアノアクリレート等のアクリレート系樹脂、ヒドリン・ビスフェノールＡ共重合体等のエポキシ系樹脂、メタキシレンジアミン・アジピン酸共重合体等の芳香族系樹脂、テトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体等のポリオール系樹脂が用いられる。また、被覆部５は、例えばそれらの樹脂を溶融状態で収容凹部４内に充填した後、固化させることによって形成することができる。この被覆部５は、突出部１ｂの収容凹部４に臨む面、燃料部品３のフランジ部３ａ、環状突出部３ｂ及び被覆層３ｃのうちのフランジ部３ａを覆う部分の各外周面、並びに収容凹部４に臨むタンク本体１の外面を被覆している。

収容凹部４に臨むタンク本体１の外面には、微小な凹凸や絞（いずれも図示せず）が形成されている。これにより、当該外面が粗面とされ、タンク本体１の外面に対する被覆部５の付着性の向上が図られている。

上記のように構成されたタンク本体（容器本体）１を有するガソリンタンク（樹脂製燃料容器）において、仮に被覆部５が形成されていないと、タンク本体１内の収容空間に収容されたガソリン（燃料）は、図１において破線で示すように、貫通孔１ａの内周面と燃料部品３の外周面との間を通り、燃料部品３のフランジ部３ａ及び環状突出部３ｂを透過し、あるいは外層２ｃ内を透過してタンク本体１の外部に漏出しようとする。しかるに、このタンク本体１においては、フランジ部３ａ及び環状突出部３ｂの外周面が被覆部５によって覆われているので、それらの外周面からガソリンが漏出することはほとんどない。また、貫通孔１ａ近傍におけるタンク本体１の外面が被覆部５によって覆われているので、貫通孔１ａ近傍におけるタンク本体１の外面からガソリンが漏出することがほとんどなく、図１において実線で示すように、ガソリンは外層２ｃ内を突出部１ｂより外側まで浸透した後でなければタンク本体１の外面から外部に漏出することがない。この結果、外層２ｃを透過して外部に漏出する際のガソリンの経路長が長くなる。したがって、外層２ｃを透過して外部に漏出するガソリンの量を大幅に減らすことができる。
なお、燃料部品３が金属等の燃料が透過しない材料で構成されている場合には、燃料が燃料部品３内を透過して外部に漏出することに関しては全く考慮する必要がない。

図２は、第１の態様に係る発明の第２実施の形態を示す。この実施の形態においては、収容凹部４に臨むタンク本体１の外面に溝部１ｃが形成されている。この溝部１ｃは、突出部１ｂに沿って環状に延びており、貫通孔１ａを囲っている。しかも、溝部１ｃは、外層２ｃを貫通してバリア層２ｂに達している。この溝部１ｃにも、被覆部５を構成する樹脂が充填されている。換言すれば、溝部１ｃ内の樹脂も被覆部５の一部を構成している。その他の構成は、図１に示す実施の形態と同様である。

この実施の形態のタンク本体１によれば、外層２ｃ内を突出部１ｂより外側まで透過しようとするガソリンは、溝部１ｃに充填された樹脂によってほとんど止められる。したがって、ガソリンが外層２を透過して外部に漏出することがほとんど阻止される。よって、ガソリンの漏出量を第１実施の形態に比してより一層確実に減らすことができる。また、溝部１ｃ内に被覆部５の一部を構成する樹脂が充填されることにより、被覆部５とタンク本体１との接合強度を向上させることができる。

図３は、第１の態様に係る発明の第３実施の形態を示す。この実施の形態においては、収容凹部４に被覆部５に代わる被覆部５Ａが設けられている。被覆部５Ａは、母材５ａとこの母材５ａに分散配置された多数のバリア体５ｂとから構成されている。母材５ａは、例えば、ポリエチレン等の樹脂又はブタジエンゴム系接着剤等の安価な材料によって構成されている。一方、バリア体５ｂは、燃料に対する透過阻止性が高い材料によって構成されている。そのような材料としては、ポリアミド系樹脂やエチレンービニルアルコール共重合体等の樹脂、あるいは雲母、ガラス繊維、石英、無機珪酸塩等の異方性無機物質がある。バリア体５ｂは、層状をなしており、収容凹部４に臨むタンク本体１の外面とほぼ平行に指向した状態で分散配置されている。しかも、バリア体５ｂは、被覆部５をタンク本体１の内外方向(突出部１ｂの高さ方向)に見たとき、互いの一部が重なり合うように配置されている。その他の構成は、図１に示す実施の形態と同様である。なお、収容凹部４に被覆部５Ａを設けるという構成は、図２に示す実施の形態に対しても適用可能である。

この実施の形態のタンク本体１によれば、収容凹部４に臨むタンク本体１の外面から漏れ出る燃料は、被覆部５Ａの母材５ａ内を透過して外部に出ようとする。このとき、バリア体５ｂが燃料に対する透過阻止性の高い材料によって構成されているので、燃料は、母材５ａ中を直線的に透過することができず、バリア体５ｂを迂回しながら透過する。したがって、母材５ａの厚さが実際の厚さより大幅に厚くなったような状況になり、母材５ａ中を透過する燃料の透過経路長が長くなる。よって、燃料の漏出を低減することができる。

図４は、第２の態様に係る発明の第１実施の形態を示す。この実施の形態は、タンク本体１のピンチオフ部３ａからガソリンが外部に漏出するのを防止するようにしたものであり、タンク本体１の外面には、ピンチオフ部３ａを囲むようにして環状に延びる突出部１ｂが形成されている。この突出部１ｂの高さ、つまりタンク本体１の外面からの突出部１ｂの高さは、ピンチオフ部３ａより高くなっている。突出部１ｂとその内部に存在するタンク本体１の外面とによって収容凹部４が区画されている。この収容凹部４内の中央部にピンチオフ部３ａが収容されている。

収容凹部４の内部には、図１に示す実施の形態において述べた樹脂を充填して固化させることにより被覆部５が設けられている。この被覆部５の内部にピンチオフ部３ａが埋没されている。特に、この実施の形態では、突出部３ｂの高さがピンチオフ部より高い上に、被覆部５が突出部３ｂより若干高くなっているので、ピンチオフ部３ａは、被覆部５内により一層深く埋没されている。これにより、被覆部５のうちの、ピンチオフ部３ａの先端面（図４において上端面）を覆う部分の厚さが厚くされている。

収容凹部４を区画するタンク本体１の外面には、ピンチオフ部３ａより高さが低く、かつ幅が狭い突条１ｄが多数形成されている。突条１ｄは、突出部１ｂとピンチオフ部３ａとの間をピンチオフ部３ａと交差ないしは直交する方向に延びている。このような多数の突条１ｄが形成されることにより、収容凹部４を区画するタンク本体１の外面が凹凸状に形成され、それによってタンク本体１の外面に対する被覆部５の接合強度の向上が図られている。被覆部５の接合強度の向上は、前述したように、タンク本体の外面を粗面とすることによって達成してもよい。

上記構成のタンク本体１においては、ピンチオフ部３ａの先端面が被覆部５によって覆われているので、タンク本体１内のガソリンがピンチオフ部３ａの先端面に露出する内層２ａ、つまりバリア層２ｂ，２ｂ間の不連続部に存在する内層２ａを透過して外部に漏出することを防止することができる。

図５は、第２の態様に係る発明の第２実施の形態を示す。この実施の形態においては、被覆部５のタンク本体１に対する接合強度を向上させるために、突条１ｄに代えて溝部１ｅが形成されている。この溝部１ｅは、ピンチオフ部３ａを囲むよう、突出部１ｂに沿って環状に形成されている。溝部１ｅ内には、被覆部５の一部を構成する樹脂が充填されている。溝部１ｅは、外層２ｃを貫通してバリア層２ｂに達しているが、外層２ｃの厚さ方向（図５において上下方向）における中間部において止めてもよい。その他の構成は、図４に示す実施の形態と同様である。

図６は、第２の態様に係る発明の第３実施の形態を示す。この実施の形態は、図４に示す実施の形態の変形例であり、収容凹部４内に被覆部５に代わる被覆部５Ａが設けられている。被覆部５Ａは、図３に示す実施の形態の被覆部５Ａと同一構造を有しており、母材５ａとバリア体５ｂとから構成されている。勿論、バリア体５ｂは、収容凹部４に臨むタンク本体１の外面とほぼ平行な方向に指向した状態で分散配置されている。被覆部５Ａを用いることは、図５に示す実施の形態に適用してもよい。

第１の態様に係る発明の第１実施の形態の要部を示す断面図である。 第１の態様に係る発明の第２実施の形態の要部を示す断面図である。 第１の態様に係る発明の第３実施の形態の要部を示す断面図である。 第２の態様に係る発明の第１実施の形態の要部を示す断面図である。 第２の態様に係る発明の第２実施の形態の要部を示す断面図である。 第２の態様に係る発明の第３実施の形態の要部を示す断面図である。 この発明の対象となる燃料容器の一例としてのガソリンタンクのタンク本体を示す斜視図である。 図７に示すタンク本体を構成する積層樹脂構造体の一例を示す拡大断面図である。 図７に示すタンク本体をブロー成形する際の概略構成を示す図である。 ブロー成形されたタンク本体に形成されるピンチオフ部の拡大断面図である。 燃料部品が装着される貫通孔が形成されたタンク本体から燃料が外部に漏れる状況を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ タンク本体（容器本体）
１ａ 貫通孔
１ｂ 突出部
１ｃ 溝部
２ 多層樹脂構造体
２ａ 内層
２ｂ バリア層
２ｃ 外層
３ 燃料部品
４ 収容凹部
５ 被覆部
５Ａ 被覆部

Claims (3)

1. 燃料に対する透過阻止性が高い樹脂からなるバリア層、及びこのバリア層を構成する樹脂より樹脂強度が高い樹脂からなり、上記バリア層の外側に積層された外層を有する多層樹脂構造体により、内部に上記燃料を収容する収容空間が形成された容器本体を備え、上記容器本体の一部に上記バリア層の不連続部が形成された樹脂製燃料容器において、
   上記容器本体の外面に、上記不連続部を囲むように環状に延びる突出部が形成され、この突出部とその内部に位置する上記容器本体の外面とによって収容凹部が形成され、この収容凹部内に上記燃料に対する透過阻止性が高い材料からなる被覆部が設けられ、この被覆部によって上記収容凹部の底面をなす上記容器本体の外面が被覆され、
   上記収容凹部の底面をなす上記容器本体の外面のうち、上記突出部に隣接する部位に、上 記外層を貫通して上記バリア層に達する溝部が環状に形成され、上記溝部が上記不連続部 を囲むように配置され、上記溝部に上記被覆部を構成する材料が充填されていることを特徴とする樹脂製燃料容器。
2. 燃料に対する透過阻止性が高い材料からなるバリア層、並びにこのバリア層を構成する樹脂より樹脂強度が高い樹脂からなり、上記バリア層の内側と外側とにそれぞれ積層された内層及び外層を有する多層樹脂構造体により、内部に上記燃料を収容する収容空間が形成された容器本体を備え、上記容器本体の外面に上記多層樹脂構造体の内層どうしが溶着されることにより、上記容器本体の外面から突出する突条の形態をなすピンチオフ部が形成された樹脂製燃料容器において、
   上記容器本体の外面に上記ピンチオフ部を囲むように環状に延びる突出部が形成され、上記突出部とこの突出部の内部に位置する上記容器本体の外面とにより、内部に上記ピンチオフ部を収容する収容凹部が形成され、この収容凹部内に上記燃料に対する透過阻止性が高い材料からなる被覆部が設けられ、この被覆部内に上記ピンチオフ部が埋設されていることを特徴とする樹脂製燃料容器。
3. 上記容器本体の外面からの上記突出部の高さが上記ピンチオフ部の高さより高く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の樹脂製燃料容器。

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