JP6184743B2 - 樹脂製中空容器 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製中空容器に関する。

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。

特許文献１に係る発明では、ブロー成形型のピンチオフ部で燃料タンクの外面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形成している。従来の樹脂製中空容器には、フランジが４つ形成されている。これにより、燃料タンクを、フランジを介してボルトで車体に固定することができる。

ところが、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し、バリア材層の内側に位置する比較的ＨＣの透過の多い層の露出面積が多いため、この露出部分からＨＣが透過する量が増加するという問題がある。そこで、特許文献１に係る発明では、当該ボルト取付孔の開口縁に、薄肉となる薄肉部を形成してボルト取付孔からのＨＣの放出量を低減している。

特許第４４６０５１３号公報

従来の樹脂製中空容器の製造方法では、ブロー成形時に薄肉部及びボルト取付孔を同時に成形する場合と、ブロー成形時に薄肉部のみを形成した後、当該薄肉部に二次加工的にボルト取付孔を形成する場合とがある。いずれの場合においても、複数のボルト取付孔と車体側に形成された複数のボス孔とを各位置で連通させる必要があるため、ボルト取付孔の穿設作業には高い位置精度が要求される。

しかし、前者の方法では、ブロー成形の成形型に高い精度が要求されるため、成形型の設計・製造に時間を要するとともに、樹脂製中空容器の量産時の管理面においても費用が嵩むという問題がある。一方、後者の方法では、例えば、大きな薄肉部を形成した後に、二次加工時に複数のボルト取付孔間ピッチを調整しながらその薄肉部の範囲でボルト取付孔を形成することで高い位置精度が得られるが、フランジの強度が低下するという問題がある。特に、フランジに大きな薄肉部が形成されていると、ボルトに対してボルト取付孔の径方向の力が作用した際に、ボルトが径方向にずれやすくなるという問題があった。

本発明は、前記した事情に鑑みて創作されたものであり、ＨＣの放出量を低減するとともに成形精度の高い製品を容易に製造することができる樹脂製中空容器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、バリア材層と前記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締結部材により取り付けられる樹脂製中空容器であって、前記フランジは、前記締結部材を挿通させる締結部材取付孔と、前記締結部材取付孔から離間して形成されるとともに前記締結部材取付孔の外周において前記多層断面構造を厚さ方向に圧縮して形成された凹溝とを有することを特徴とする。

かかる構成によれば、フランジにおいて、多層断面構造を厚さ方向に圧縮して形成された凹溝を設けることで、他の部位よりも薄肉となる部位が形成される。当該薄肉部分でＨＣの流通が遮られるため、締結部材取付孔からのＨＣの放出量を低減することができる。また、締結部材取付孔の外周に凹溝を設けることで、当該凹溝の内側の範囲内で締結部材取付孔の位置の微調整を行うことができる。これにより、成形精度の高い樹脂製中空容器を容易に製造することができる。また、凹溝は、締結部材取付孔の外周に設けるだけであるため、フランジの強度低下を抑制することができる。

また、前記凹溝は、前記締結部材取付孔の外周の全周に亘って連続的に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、ＨＣの放出量をより低減することができる。

また、前記凹溝は、前記締結部材取付孔の外周において断続的に複数個形成されていることが好ましい。また、前記凹溝は、前記フランジの表裏に配設されるとともに、表裏に形成された前記凹溝同士が周方向に対向する位置に形成されていることが好ましい。また、前記凹溝は、前記フランジの表裏に配設されるとともに、表裏に形成された前記凹溝同士が周方向にずれた位置に形成されていることが好ましい。

かかる構成によれば、ＨＣの放出量を低減するとともにフランジの強度低下を抑制することができる。

また、前記凹溝は、平面視Ｕ字状を呈し、前記フランジの外縁の一部から前記締結部材取付孔を回って前記外縁の他部まで連続して形成されていることが好ましい。

かかる構成によれば、ＨＣの放出量を低減するとともに容易に製造することができる。

また、前記締結部材と前記フランジとの間に剛体部材が取り付けられていることが好ましい。かかる構成によれば、フランジを補強することができる。

本発明によれば、ＨＣの放出量を低減するとともに成形精度の高い樹脂製中空容器を容易に製造することができる。

本発明の第一実施形態に係る樹脂製中空容器の全体斜視図である。 第一実施形態に係るフランジを示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は図２（ｂ）のI-I断面図であり、（ｂ）は図２（ｂ）のII−II断面図である。 （ａ）図２（ｂ）のIII-III断面図であり、（ｂ）は比較例であり、（ｃ）は図６のIV-IV断面図である。 本発明の樹脂製容器の製造方法において、（ａ）は型締め工程を示し、（ｂ）はブロー成形後の成形品を示す。 第一実施形態の変形例を示す平面図である。 （ａ）は図６のI-I断面図であり、（ｂ）は図６のII-II断面図であり、（ｃ）は図６のIII-III断面図である。 本発明の第二実施形態に係るフランジを示す斜視図である。 図８のI-I断面図である。

［第一実施形態］
以下、本発明の実施形態について、樹脂製中空容器をブロー成形する場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、樹脂製中空容器１は、容器本体２と、複数のフランジ３とで構成されている。容器本体２は、複数層の樹脂で形成された中空体であって、内部に燃料を貯留する。

図２の（ａ）に示すように、フランジ３は、締結部材（ボルト）Ｂを介して車体に締結される部位である。フランジ３は、容器本体２の側面から側方に張り出している。フランジ３の設置数は特に制限されないが、本実施形態では、４箇所に形成されている。フランジ３の面外方向は、容器本体２の高さ方向を向くようになっている。図２及び図３に示すように、フランジ３には、締結部材取付孔１１と、表面側に形成された複数の凹溝１２と、裏面側に形成された複数の凹溝１３とで構成されている。

図３の（ａ）に示すように、フランジ３は、内側熱可塑性樹脂層２Ａ，２Ａと、外側熱可塑性樹脂層２Ｂ，２Ｂと、内側熱可塑性樹脂層２Ａと外側熱可塑性樹脂層２Ｂとの間に形成されたバリア層２Ｃ，２Ｃとで構成されている。バリア層２Ｃの表裏は、接着剤を介して隣接する層に接着されている。内側熱可塑性樹脂層２Ａ及び外側熱可塑性樹脂層２Ｂは、例えば、ＰＥ（高密度ポリエチレン）で構成される。また、バリア層２Ｃは、例えば、炭化水素等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）で構成される。また、樹脂製中空容器の製造時に発生するバリ等を回収して得られる再生材層を積層させてもよい。

凹溝１２は、フランジ３の表面３ａにおいて締結部材取付孔１１の外周に等間隔で複数個（本実施形態では６個）形成されている。凹溝１２は、全て同じ形状になっており、平面視円弧状を呈している。複数の凹溝１２は、同一円上に配置されている。複数の凹溝１２で形成される円の直径（内径）は、締結部材取付孔１１よりも大きくなっている。凹溝１２の断面形状は特に制限されないが、本実施形態では台形状になっている。

図２及び図３に示すように、凹溝１３は、フランジ３の裏面３ｂにおいて、締結部材取付孔１１の外周に等間隔で複数個（本実施形態では６個）形成されている。本実施形態では、凹溝１３は全て同じ形状になっている。凹溝１３は、表面側に形成された凹溝１２と対応する位置（平面視した場合に両者がぴったり重なる位置）に形成されている。図３の（ａ）に示すように、フランジ３の外縁３ｃにおいては、バリア層２Ｃ，２Ｃはほぼ接触する程度に接近している。凹溝１２，１３は、フランジ３を厚さ方向に圧縮することにより、局所的に薄肉となるように形成されている。凹溝１２，１３間における、バリア層２Ｃ，２Ｃ間の距離であるバリア層間距離ｃの寸法は、凹溝１２，１３が無い部位におけるバリア層２Ｃ，２Ｃ間の距離であるバリア層間距離ｂの寸法よりも小さくなっている。

締結部材Ｂは、締結部材取付孔１１及び車体Ｓのボス孔Ｓａに挿入されつつ、ナットＮに締結されている。これにより、樹脂製中空容器１は、車体Ｓに固定される。

ここで、図２の（ｂ）及び図４の（ａ）に示すように、隣り合う凹溝１２，１２間に形成された部位を非凹溝部１４とする。また、隣り合う凹溝１３，１３間に形成された部位を非凹溝部１５とする。非凹溝部１４の幅ａの寸法及び非凹溝部１５の幅ａ（以下、「凹溝間距離ａ」とも言う）の寸法は、フランジ３の厚さ及び強度等に応じて適宜設定すればよい。非凹溝部１４及び非凹溝部１５を含む断面においては、バリア層２Ｃ，２Ｃで囲まれた断面Ｍ１（図４の（ａ）の網掛け部分）が透過領域となる。

仮に、図４の（ｂ）に示すように、凹溝間距離ａの寸法をバリア層間距離ｂ（図３参照）の寸法よりも大きく設定すると、非凹溝部１４及び非凹溝部１５を含む断面においては、バリア層２Ｃ，２Ｃで囲まれた断面Ｍ２（図４の（ｂ）の網掛け部分）が透過領域となる。断面Ｍ２の面積は、断面Ｍ１の面積よりも大きくなっている。このように、凹溝間距離ａの寸法をバリア層間距離ｂ（図３参照）の寸法よりも大きく設定すると透過領域が大きくなり、ＨＣの放出量が増加してしまう。したがって、凹溝間距離ａは、フランジ３の十分な強度を確保しつつバリア層間距離ｂ以下に設定することが好ましい。

次に、本実施形態に係る樹脂製中空容器１の製造方法について説明する。本実施形態にでは、ブロー成形にて樹脂製中空容器１を製造する。本実施形態に係る製造方法では、ブロー工程と、二次加工工程と、を行う。

図５の（ａ）に示すように、ブロー工程では、供給された筒状のパリソンＰを金型Ｋ１，Ｋ１で型締めし、パリソンＰの内側に挿入されたブローピン（図支省略）から空気を供給する。空気が供給されることによって、パリソンＰが金型Ｋ１，Ｋ１の内面に転写される。パリソンＰは、内側熱可塑性樹脂層２Ａ、外側熱可塑性樹脂層２Ｂ及びバリア層２Ｃ等を含んで層状に供給される。具体的な図示は省略するが、金型Ｋ１，Ｋ１の端面Ｋ１ａ，Ｋ１ａには複数の凹溝１２，１３に対応する凸条（図示省略）が形成されている。

図５の（ｂ）に示すように、ブロー工程が終わったら金型Ｋ１，Ｋ１から成形品１００を取り出してバリＶを切削除去する。ブロー工程によって成形された成形品１００は、ロワー部１００Ａとアッパー部１００Ｂとで構成されている。また、成形品１００の側面には、側方に張り出したピンチオフ部１０１が形成されている。ピンチオフ部１０１には、厚さ方向に圧縮することにより、局所的に薄肉となる複数の凹溝１２，１３が形成されている。

二次加工工程では、ピンチオフ部１０１に締結部材取付孔１１を穿設してフランジ３を形成する。具体的には、複数の凹溝１２の中央付近に締結部材取付孔１１を形成する。以上により、樹脂製中空容器１が形成される。

以上説明した本実施形態に係る樹脂製中空容器によれば、フランジ３の表面３ａに凹溝１２を形成し、裏面３ｂに凹溝１３を形成することにより、フランジ３が厚さ方向に押し潰されて、バリア層間距離ｃの寸法が凹溝が無い部位のバリア層間距離ｂの寸法よりも局所的に小さくなる。これにより、凹溝１２と凹溝１３の間の薄肉部分でＨＣの流通が遮られるため、当該薄肉部分で囲まれた領域内にある締結部材取付孔１１からのＨＣの放出量を低減することができる。

また、複数の凹溝１２，１３で囲まれた領域内で締結部材取付孔１１を穿設することができる。つまり、複数の凹溝１２，１３で囲まれた領域内で締結部材取付孔１１の位置の微調整が可能となり、締結部材取付孔１１自体の孔径や、締結部材取付孔１１間ピッチ等の位置精度を高めることができる。これにより、成形精度の高い樹脂製中空容器１を容易に製造することができる。

また、複数の凹溝１２，１３は、締結部材取付孔１１の外周に設けるだけであるため、フランジ３の所定領域全体を薄肉にする場合に比べてフランジ３の強度低下を抑制することができる。また、凹溝１２，１３を断続的に設けたことにより、ＨＣの放出量を低減させつつ、フランジ３の強度低下を抑制することができる。また、フランジ３の強度低下を抑制することで、ボルトＢの径方向のずれを抑制することができる。

また、図３の（ａ）に示すように、製造工程において、脱型するときにパリソンＰを食い切ることにより、ピンチオフ部１０１が形成される。本実施形態では、このピンチオフ部１０１をフランジ３として形成するため、フランジ３の外縁３ｃにおいてバリア層３Ｃ，３Ｃのバリア層間距離を極小とすることができる。これにより、ＨＣの放出量をより低減することができる。

［第一変形例］
次に、本発明の第一変形例について説明する。図６に示すように、第一変形例に係る樹脂製中空容器１Ｘは、凹溝１２，１３の配設位置が第一実施形態と相違する。

凹溝１２は、フランジ３の表面３ａにおいて、等間隔で複数個（本変形例では６個）形成されている。一方、凹溝１３は、フランジ３の裏面３ｂにおいて、等間隔で複数（本実施形態では６個）形成されている。表裏に形成された凹溝１２，１３同士は、周方向にずれた位置に形成されている。

図７の（ａ）に示すように、凹溝１２，１３が形成された部位のバリア層間距離cの寸法は、凹溝１２，１３が無い部位のバリア層間距離ｂの寸法よりも小さくなっている。また、図７の（ｂ）に示すように、裏面３ｂのみに凹溝１３，１３がある場合や、図７の（ｃ）に示すように、表面３ａのみに凹溝１２，１２がある場合におけるバリア層間距離ｄは、凹溝１２，１３が無い部位のバリア層間距離ｂの寸法よりも小さくなっている。

表面３ａのみに凹溝１２がある部位又は裏面３ｂのみに凹溝１３がある部位であっても、バリア層間距離ｄの寸法がバリア層間距離ｂの寸法よりも小さくなっているため、ＨＣの放出量を低減しつつ、フランジ３の強度を確保することができる。

また、第一変形例では、フランジ３の表面３ａに形成された凹溝１２と、裏面３ｂに形成された凹溝１３とが周方向にずれた位置に形成されている。図４の（ｃ）に示すように、隣り合う凹溝１２，１２間で形成された部位を非凹溝部１４とする。また、隣り合う凹溝１３，１３間に形成された部位を非凹溝部１５とする。非凹溝部１４及び非凹溝部１５の幅ａは、バリア層間距離ｂ以下に設定されており、かつ、非凹溝部１４及び非凹溝部１５の位置が周方向にずれて形成されているため、非凹溝部１４（又は非凹溝部１５）を含む断面においては、バリア層２Ｃ，２Ｃで囲まれた断面Ｍ３，Ｍ３（図４の（ｃ）の網掛け部分）が透過領域となる。

図４の（ａ）の第一実施形態と（ｃ）の第一変形例とを対比すると、非凹溝部１４（又は非凹溝部１５）の幅ａの寸法をそれぞれ同等に設定したならば、断面Ｍ３の面積は、断面Ｍ１の面積よりも小さくなる。また、凹溝１２及び凹溝１３の周方向の位置をずらした分、ＨＣが浸透しにくくなるため、よりＨＣの放出量を低減できる。

なお、前記した第一実施形態及び第一変形例では、締結部材取付孔１１の外周に断続的に複数の凹溝１２を設けたが、締結部材取付孔１１の外周の全体に亘って連続する凹溝を設けてもよい。また、凹溝は、フランジ３の表面３ａ及び裏面３ｂの少なくとも一方の面に配設するだけでもよい。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る樹脂製中空容器について説明する。図８及び図９に示すように、第二実施形態に係る樹脂製中空容器１Ｙは、凹溝２２，２３の平面形状及び剛体部材３０を備えている点が第一実施形態と相違する。第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。

フランジ３は、締結部材取付孔１１と、フランジ３の表面３ａに形成された凹溝２２と、裏面３ｂに形成された凹溝２３とで構成されている。凹溝２２，２３は、平面視Ｕ字状を呈し、フランジ３の外縁３ｃの一部から締結部材取付孔１１を回って外縁３ｃの他部まで連続して配設されている。凹溝２２，２３の断面はいずれも矩形になっている。

図９に示すように、フランジ３の裏面３ｂには、金属製の剛体部材３０が形成されている。剛体部材３０は、締結部材Ｂとフランジ３との間に介設されている。剛体部材３０には、締結部材Ｂが挿通する挿通孔３０ａが形成されている。なお、剛体部材３０は、ナットＮとフランジ３との間に設けてもよい。

第二実施形態のように、凹溝２２，２３が平面視Ｕ字状であっても、第一実施形態と同等の効果を得ることができる。また、第一実施形態であると図２に示すように、フランジ３の先端側からもＨＣが回り込み、締結部材取付孔１１から放出される可能性があるが、第二実施形態では、凹溝２２，２３がフランジ３の外縁３ｃの一部から締結部材取付孔１１を回って外縁３ｃの他部まで連続して配設されているため、フランジ３の先端側から締結部材取付孔１１にＨＣが回り込むのを防ぐことができる。これにより、締結部材取付孔１１からのＨＣの放出をより防ぐことができる。

また、第二実施形態の凹溝２２，２３等の連続した凹溝を設ける場合、フランジ３の断面積が減少するため、締結部材Ｂの当たり面だけでは凹溝への応力集中が懸念される。しかし、本実施形態のように凹溝２２，２３の全体をカバーする範囲で剛体部材３０を取り付けることにより、フランジ３の強度低下を抑制することができる。

なお、本実施形態では、フランジ３の表面３ａ及び裏面３ｂの両方に凹溝を設けたが、片方のみに凹溝を設けるだけでもよい。また、締結部材Ｂは、本実施形態ではボルトを用いたが、車体Ｓとフランジ３とを締結可能であれば他の部材を用いてもよい。

また、剛体部材３０は、必要に応じて第一実施形態や第一変形例で用いてもよい。

１ 樹脂製中空容器
２ 容器本体
３ フランジ
３ａ 表面
３ｂ 裏面
１１ 締結部材取付孔
１２ 凹溝
１３ 凹溝
２２ 凹溝
２３ 凹溝
３０ 剛体部材
１０１ ピンチオフ部
Ｂ 締結部材（ボルト）
Ｓ 車体

Claims (7)

1. バリア材層と前記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締結部材により取り付けられる樹脂製中空容器であって、
   前記フランジは、前記締結部材を挿通させる締結部材取付孔と、前記締結部材取付孔から離間して形成されるとともに前記締結部材取付孔の外周において前記多層断面構造を厚さ方向に圧縮して形成された凹溝とを有することを特徴とする樹脂製中空容器。
2. 前記凹溝は、前記締結部材取付孔の外周の全周に亘って連続的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製中空容器。
3. 前記凹溝は、前記締結部材取付孔の外周において断続的に複数個形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製中空容器。
4. 前記凹溝は、前記フランジの表裏に配設されるとともに、表裏に形成された前記凹溝同士が周方向に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂製中空容器。
5. 前記凹溝は、前記フランジの表裏に配設されるとともに、表裏に形成された前記凹溝同士が周方向にずれた位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂製中空容器。
6. 前記凹溝は、平面視Ｕ字状を呈し、前記フランジの外縁の一部から前記締結部材取付孔を回って前記外縁の他部まで連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製中空容器。
7. 前記締結部材と前記フランジとの間に剛体部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の樹脂製中空容器。

Images