JPWO2015046307A1 - 自動車用燃料タンクの製造方法 - Google Patents

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Abstract

タンク本体（１２）の外壁（１９）が多層構成からなる合成樹脂層により形成される自動車用燃料タンクにおいて、合成樹脂層は、バリヤ層（２６）が介装される内側本体層と外側本体層とを備える。外壁（１９）は、外側から内側に向かって順に、表皮層（２０）、外側ベース層（２２）、外側接着剤層（２４）、バリヤ層（２６）、内側接着剤層（２８）、内側ベース層（３０）、及び、構造体（３２）で形成されている。構造体（３２）は、内側本体層及び外側本体層の成形時に後付けで内側ベース層（３０）に対して溶着されて取り付けられる。

Description

本発明は、自動車用燃料タンクに関する。
例えば、特許文献１には、ブロー成形された成形品であるタンク本体の外表面に対して被覆材を溶着して被覆することで、タンク本体の外側に断熱層を形成することが可能な燃料タンク構造が開示されている。
すなわち、被覆材は、アッパハーフ及びロアハーフによって形成された中空繊維の編み物で構成され、この編み物によってタンク本体の外表面を被覆することで断熱層が形成されている。
特開２００９−１０４８号公報
しかしながら、特許文献１に開示された燃料タンク構造では、ブロー成形後にタンク本体の外表面に編み物を取り付ける工程が必要となり、製造工程が煩雑となる。
また、断熱性能を向上させるため、樹脂製のタンク本体の外側に断熱層を配置することが考えられるが、タンク本体の成形後の後加工が必要となり、同様に製造工程が煩雑となる。
本発明の一般的な目的は、簡素な構造によって断熱性を向上させることが可能な自動車用燃料タンクを提供することにある。
前記の目的を達成するために、本発明は、タンク本体の外壁が多層構成からなる合成樹脂層により形成される自動車用燃料タンクにおいて、前記合成樹脂層が、少なくともバリヤ層が介装される内側本体層と外側本体層とを備え、前記内側本体層には、内部に空気層を有する構造体が含まれることを特徴とする。
本発明によれば、構造体の内部に設けられた空気層によって断熱効果が得られることにより、簡素な構造によって断熱性を向上させ、蒸発燃料（ｖａｐｏｒ）の発生を抑制することができると共に、内側本体層に含まれる構造体が補強効果を発揮することにより、タンク本体の外壁の強度を向上させることができる。この結果、本発明では、構造体を内側本体層に含むことで、断熱効果と補強効果とを併有することができる。
また、本発明は、前記構造体が、前記内側本体層と同じ樹脂からなり、内部に前記空気層を備えることを特徴とする。
本発明によれば、タンク本体の外壁を構成する内側本体層に、内側本体層と同じ樹脂で内部に空気層を有する構造体を、後付工程で簡便に取り付けることができる。さらに、本発明によれば、構造体を内側本体層と同一樹脂（例えば、高密度ポリエチレン；ＨＤＰＦ）を用いて形成することで、内側本体層と外側本体層の成形時に内側本体層に対して構造体を容易に溶着することができる。この結果、内側本体層に対する構造体の取付作業を簡便に遂行することができる。
さらに、本発明は、前記構造体が、発泡層であり、前記内側本体層は、ベース層と、前記ベース層と同じ樹脂を発泡化させた前記発泡層とから形成されることを特徴とする。
本発明によれば、タンク本体の外壁を構成する内側本体層に発泡層（断熱層）を含むことにより、従来から行われているタンク本体の外側から断熱層を取り付ける等の後工程を省略することができる。この結果、本発明では、簡素な構造によって断熱性を向上させ、蒸発燃料の発生を抑制することができる。また、本発明によれば、ベース層と同じ樹脂（例えば、高密度ポリエチレン；ＨＤＰＦ）を用いて発泡化させることによって発泡層を形成することで、ベース層と発泡層とを容易に溶着することができる。さらに、ベース層と発泡層とを溶着して互いに密着させることで、耐久性を向上させることができる。
さらにまた、本発明は、前記構造体又は前記発泡層が、前記内側本体層及び前記外側本体層の成形時に前記内側本体層に溶着されて取り付けられることを特徴とする。
本発明によれば、タンク本体の外壁を構成する内側本体層に、構造体又は発泡層を、後付工程で簡便に取り付けることができる。
本発明では、簡素な構造によって断熱性を向上させることが可能な自動車用燃料タンクを得ることができる。
本発明の実施形態に係る燃料タンクの斜視図である。 図１の燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ツインシートブロー成形によって燃料タンクを成形する製造工程を示す説明図である。 変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、燃料タンクの他の製造工程を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図６の燃料タンクの製造工程の一例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、連続押し出し成形によって図６の燃料タンクを成形する製造工程を示す説明図である。 （ａ）は、他の連続押し出し成形によって図６の燃料タンクを成形する説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った横断面図、（ｃ）は、（ｂ）のＢ部分の拡大断面図である。 （ａ）は、他の実施形態の第１変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、（ｂ）は、他の実施形態の第２変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、（ｃ）は、他の実施形態の第３変形例に係る燃料タンクの製造方法を示す説明図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料タンクの斜視図、図２は、図１の燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。
燃料タンク（自動車用燃料タンク）１０は、図示しない自動車の車体に取り付けられて固定されている。この燃料タンク１０は、図１に示されるように、殻状のタンク本体１２を有し、タンク本体１２の上面には、図示しないポンプ等を取り付けるためのポンプ取付孔１４と、内部の燃料蒸気を回収するホース等を接続するための取付孔１６と、図示しないリターンパイプを接続するための取付孔１８とが設けられている。また、燃料タンク１０の側面には、図示しないインレットパイプから燃料を注入する燃料注入口（図示せず）が設けられている。
燃料タンク１０は、例えば、ブロー成形や押し出しシート成形等によって形成されるが、本実施形態では、後記する図３に示されるように、ツインシートブロー成形で成形される燃料タンク１０をその一例として説明する。
タンク本体１２の外壁１９は、図２に示されるように、外側から内側に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、内側ベース層（ベース層）３０、及び、構造体３２で形成されている。構造体３２の内部には、空気層３４が設けられている。また、構造体３２は、タンク本体１２内に供給される、例えば、ガソリン等の燃料油と接する内壁を構成するものである。図３に示されるツインシートブロー成形では、構造体３２を除いた前記の６層から形成されるフラットパリソン１０４が用いられている。図３の詳細については、後記する。
タンク本体１２の外壁１９は、前記した多層構成からなる合成樹脂層により形成され、バリヤ層２６が介装される内側本体層（内側接着剤層２８、内側ベース層３０、構造体３２）と、外側本体層（表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４）とによって構成されている。すなわち、タンク本体１２の外壁１９は、燃料の不透過性に優れた材質からなるバリヤ層２６を、少なくとも、タンク内面を形成する内側熱可塑性樹脂層とタンク外面を形成する外側熱可塑性樹脂層とで挟んだ多層断面構造で構成されている。
表皮層２０及び外側ベース層２２は、衝撃耐性が大きく燃料油に対して剛性が維持される熱可塑性合成樹脂によって形成されている。この熱可塑性合成樹脂は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。表皮層２０をポリエチレン樹脂とした場合、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；High Density Polyethylene）で形成されることが好ましい。
また、外側ベース層２２をポリエチレン樹脂とした場合、再生樹脂（Regrind Material）を用いることができる。例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を主材として含有する再生樹脂は、使用後に回収された燃料タンク１０や、製造工程で不良品と判定された燃料タンク等を破粋し、リサイクルして使用するとよい。
外側接着剤層２４は、外側ベース層２２とバリヤ層２６との間に設けられ、外側ベース層２２とバリヤ層２６とを接着する。この外側接着剤層２４に用いられる接着性の合成樹脂としては、例えば、変性ポリオレフィン樹脂等が挙げられ、特に、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン樹脂が好ましい。
なお、本実施形態では、表皮層２０、外側ベース層２２、及び、外側接着剤層２４により外側本体層を構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、外側ベース層２２及び外側接着剤層２４を無くして、表皮層２０とバリヤ層２６とを直接溶着するようにしてもよい。
バリヤ層２６は、燃料油の透過が極めて少ない熱可塑性合成樹脂で形成され、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ；Ethylene Vinylalcohol Copolymer）で形成されることが好ましい。バリヤ層２６としてエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）を用いることにより、ガソリンの透過防止性を向上させることができる。
内側接着剤層２８は、バリヤ層２６と内側ベース層３０との間に設けられ、バリヤ層２６と内側ベース層３０とを接着する。この内側接着剤層２８に用いられる接着性の合成樹脂としては、外側接着剤層２４と同様に、例えば、変性ポリオレフィン樹脂等が挙げられ、特に、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン樹脂が好ましい。
内側ベース層３０は、表皮層２０と同様に、熱可塑性合成樹脂によって形成されている。この熱可塑性剛性樹脂は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。内側ベース層３０をポリエチレン樹脂とした場合、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ；High Density Polyethylene）で形成されることが好ましい。
構造体３２は、タンク本体１２の外壁１９を構成する内側本体層の最も内側に配置され、内側ベース層３０と同じ材料、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成されることが好ましい。この構造体３２は、後記するように、内側本体層及び外側本体層の成形時に後付けで内側本体層に対して取り付けられる。
構造体３２は、内部に空気層３４を有して封止された密封体からなり、ガソリン等の燃料油と直接的に接する内側壁部３２ａと、内側ベース層３０と溶着される外側壁部３２ｂと、内側壁部３２ａと外側壁部３２ｂとを連結する側壁３２ｃとによって構成されている。相互に対向する内側壁部３２ａと外側壁部３２ｂとの間には、蛇腹状に屈曲して形成された板状部材３６が介装されている。板状部材３６は、例えば、薄肉で撓曲可能な平板状の板体で形成されるとよい。また、板状部材３６は、構造体３２と同様に、内側ベース層３０と同じ材料である、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成されることが好ましい。
なお、本実施形態では、内側接着剤層２８、内側ベース層３０、及び、構造体３２により内側本体層を構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、内側接着剤層２８を無くして、バリヤ層２６と内側ベース層３０とを直接溶着するようにしてもよい。この場合、内側本体層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成された内側ベース層３０と、この内側ベース層３０と同じ高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成された構造体３２とによって構成されることが好ましい。
本実施形態に係る燃料タンク１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその製造方法について説明する。
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、ツインシートブロー成形によって燃料タンクを成形する製造工程を示す説明図である。
図３（ａ）に示されるように、フォーミングダイ１００の図示しないノズルからシート状の２つのフラットパリソン１０４を略平行に所定長だけ下降させる。続いて、図３（ｂ）に示されるように、フォーミングダイ１００の下方に一対の成形金型１０２が開いて対向した状態に位置させた後、フラットパリソン１０４を成形金型１０２の内部に導入する。なお、図３（ｂ）は、図５（ｄ）に対応する状態を示している。
なお、２つのフラットパリソン１０４は、それぞれ、成形金型１０２に近接する側から離間する側に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、及び、内側ベース層３０を積層し、構造体３２を除いた６層で形成されている。なお、内部に空気層３４を有し内側壁部３２ａと外側壁部３２ｂとの間に板状部材３６が介装された構造体３２は、予め別途成形されているものとする。
真空引きしてフラットパリソン１０４を成形金型１０２のキャビティに沿って転写し凹部１０７を形成した状態において、図３（ｂ）に示されるように、ロボットアーム１０６の先端部に吸着されたシート状の構造体３２を、フラットパリソン１０４の内側から凹部１０７内に溶着する。
シート状の構造体３２を溶着した後、図３（ｃ）に示されるように、ロボットアーム１０６を用いてタンク本体１２内に内蔵される内蔵部品（子部品）１０８を構造体３２の内面に対して溶着する。本実施形態では、内側本体層への構造体３２の溶着と内蔵部品１０８の溶着とを同一工程で行うことができる。
内蔵部品１０８とは、例えば、タンク本体１２から燃料を取り出す燃料取り出し部や、余剰燃料をタンク本体１２へ戻す燃料戻し部や、ポンプ等からなり、タンク本体１２内に予め固着される部品をいう。
その後、図示しないカッター等の切断手段を用いてフラットパリソン１０４を切断すると共に、成形金型１０２を型締めした状態において、図示しないエアノズルから相互に対向するフラットパリソン１０４の内部にエアを吹き出してフラットパリソン１０４の外面を成形金型１０２に押圧し燃料タンク１０を成形する。成形金型１０２を型開きして、成形された燃料タンク１０が取り出される。
本実施形態では、タンク本体１２の外壁１９を構成する内側本体層に対し、内側ベース層３０と同じ材料で内部に空気層３４を有する構造体３２を、後付工程で簡便に取り付けることができる。本実施形態では、構造体３２の内部に設けられた空気層３４によって断熱効果が得られることにより、簡素な構造によって断熱性を向上させ、蒸発燃料（ｖａｐｏｒ）の発生を抑制することができると共に、内側本体層に取り付けられた構造体３２が内部に介装された板状部材３６を介して補強効果を発揮することにより、タンク本体１２の外壁１９の強度を向上させることができる。このように、本実施形態では、内側本体層に取り付けられた構造体３２によって、タンク本体１２の断熱効果と補強効果とを併有することができる。
また、本実施形態では、構造体３２を内側ベース層３０（内側本体層）と同一樹脂（例えば、高密度ポリエチレン；ＨＤＰＦ）を用いて形成することで、内側本体層と外側本体の成形時に内側ベース層３０に対して構造体３２を容易に溶着することができる。この結果、内側本体層に対する構造体３２の取付作業を簡便に遂行することができる。
さらに、本実施形態では、構造体３２を構成する内側壁部３２ａと外側壁部３２ｂとの間に板状部材３６を介装することで、タンク本体１２の補強効果を強化しつつ、断熱効果を高めることができる。
図４は、変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。
変形例に係る燃料タンク１０ａでは、構造体３２を構成する内側壁部３２ａと外側壁部３２ｂとの間に板状部材３６が介装されておらず、空洞からなる空気層３４によって構成されている点で図２に示す燃料タンク１０と異なっている。
なお、この燃料タンク１０ａでは、補強効果を高めるために、相互に対向する内側壁部３２ａと外側壁部３２ｂとの間に１以上の図示しない支柱を設けるようにしてもよい。
図５（ａ）〜図５（ｅ）は、燃料タンクの他の製造工程を示す説明図である。なお、以下の説明において、図１〜図３に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図示しない押し出し成形装置によって可塑化した樹脂を、フォーミングダイ２００のノズル２０２から円筒状のパリソン２０４として押し出す。この押し出された円筒状のパリソン２０４の上側をロボットハンド２０６の把持部２０８で把持し、図示しないカッター等の切断手段で切断することにより、上下方向に所定長の長さからなるパリソン２０４が得られる（図５（ａ）参照）。
なお、ロボットハンド２０６の把持部２０８によって把持されるパイプ状（チューブ状）のパリソン２０４は、外側（外径側）から内側（内径側）に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、及び、内側ベース層３０からなり、構造体３２を除いた６層で形成されている。また、後付けされる構造体３２は、別途成形されているものとする。
続いて、一対の成形金型２１０が型閉じされていない状態において、ロボットハンド２０６の把持部２０８でパリソン２０４の上端部を閉塞し、且つ、パリソン２０４の下端部をピンチプレート２１２で閉塞した状態で、パリソン２０４で閉塞された空間部２１４内に予めエアを供給してパリソン２０４を膨張（変形）させる。
次に、このようにして膨張したパリソン２０４を一対の成形金型２１０で挟み込み、パリソン２０４の上下部分を一対の成形金型２１０で閉じた状態（図５（ｂ）参照）で、パリソン２０４の空間部２１４内にエアを供給する。このエアによってパリソン２０４がさらに膨らんで成形金型２１０の内壁面に押圧される。
パリソン２０４が成形金型２１０の内壁面に押圧されて伸長されることで、中空の仮成形品２１６が成形される（図５（ｃ）参照）。この中空の仮成形品２１６を図示しないカッター等の切断手段で略中央部（成形金型の分割線）から鉛直方向に２つに分断した後、一対の成形金型２１０を互いに離間させた状態において、図５（ｄ）に示されるように、ロボットアーム１０６の先端部に吸着されたシート状の構造体３２を、成形金型２１０の内壁面に付着したパリソン２０４の内側から凹部内に溶着する。
シート状の構造体３２を溶着した後、図５（ｅ）に示されるように、ロボットアーム１０６を用いてタンク本体１２内に内蔵される内蔵部品（子部品）１０８を構造体３２の内面に対して溶着する。このように樹脂材料で円筒状のパリソン２０４を用い、図５（ａ）〜図５（ｅ）に示される製造工程によって燃料タンク１０を成形した場合であっても、内側本体層に構造体３２を溶着することで、構造体３２を後付けで容易に取り付けることができる。なお、図示しない連続押し出し成形装置から押し出された円筒状のパリソン２０４に対し、構造体３２を後付けで溶着するようにしてもよい。
最後に、互いに離間した一対の成形金型２１０を閉じて２つに分断された仮成形品２１６の分断面を溶着することで燃料タンク１０が製造される。
次に、本発明の他の実施形態に係る燃料タンク１０ｂについて、以下説明する。この他の実施形態に係る燃料タンク１０ｂは、外観上、図１に示される燃料タンク１０と同じ形状からなる。なお、図１〜図５に示される燃料タンク１０、１０ａと同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
図６は、本発明の他の実施形態に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大図である。
燃料タンク１０ｂの外壁１９は、図６に示されるように、外側から内側に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、内側ベース層（ベース層）３０、及び、発泡層（断熱層）３２ｄで形成されている。発泡層３２ｄは、内部に図示しない空気層を有する構造体として機能するものである。発泡層３２ｄは、タンク本体１２内に貯留される、例えば、ガソリン等の燃料油と接する層である。図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるツインシートブロー成形では、発泡層３２ｄを除いた前記の６層から形成されるフラットパリソン１０４が用いられている。
タンク本体１２の外壁１９は、多層構成からなる合成樹脂層により形成され、バリヤ層２６が介装される内側本体層（内側接着剤層２８、内側ベース層３０、発泡層（断熱層）３２ｄ）と、外側本体層（表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４）とによって構成されている。すなわち、タンク本体１２の外壁１９は、燃料の不透過性に優れた材質からなるバリヤ層２６を、少なくとも、タンク内面を形成する内側熱可塑性樹脂層とタンク外面を形成する外側熱可塑性樹脂層とで挟んだ多層断面構造で構成されている。
構造体として機能する発泡層３２ｄは、タンク本体１２の外壁１９を構成する内側本体層の最も内側（最内層）に配置され、内側ベース層３０と同じ樹脂を発泡させた、例えば、発泡高密度ポリエチレン（発泡ＨＤＰＥ）で形成されることが好ましい。発泡層３２ｄは、単泡（独立気泡）が好ましく、発泡層３２ｄへの燃料油の進入が抑制される。
なお、他の実施形態では、内側接着剤層２８、内側ベース層３０、及び、発泡層３２ｄにより内側本体層を構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、内側接着剤層２８を無くして、バリヤ層２６と内側ベース層３０とを直接溶着するようにしてもよい。この場合、内側本体層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で形成された内側ベース層３０と、この内側ベース層３０と同じ高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を発泡化させた発泡高密度ポリエチレン（発泡ＨＤＰＥ）で形成された発泡層３２ｄとによって構成されることが好ましい。
さらに、他の実施形態では、図６に示されるように、発泡層３２ｄがタンク本体１２の外壁１９を構成する内側本体層の最も内側（最内層）に配置された場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、発泡層３２ｄが内側本体層内に含まれていればよい。
他の実施形態に係る燃料タンク１０ｂは、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその製造方法について説明する。
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、図６の燃料タンクの製造工程の一例を示す説明図である。
図７（ａ）に示されるように、フォーミングダイ１００の図示しないノズルからシート状の２つのフラットパリソン１０４を略平行に所定長だけ下降させる。続いて、図７（ｂ）に示されるように、フォーミングダイ１００の下方に一対の成形金型１０２が開いて対向した状態に位置させた後、フラットパリソン１０４を成形金型１０２の内部に導入する。
なお、２つのフラットパリソン１０４は、それぞれ、成形金型１０２に近接する側から離間する側に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、及び、内側ベース層３０からなり、発泡層３２ｄを除いた６層で形成されている。また、発泡層３２ｄは、予め発泡化してシート状に別途成形されているものとする。
真空引きしてフラットパリソン１０４を成形金型１０２のキャビティに沿って転写し凹部１０７を形成した状態において、図７（ｂ）に示されるように、ロボットアーム１０６の先端部に吸着されたシート状の発泡層３２ｄを、フラットパリソン１０４の内側から凹部１０７内に溶着する。
シート状の発泡層３２ｄを溶着した後、図７（ｃ）に示されるように、ロボットアーム１０６を用いてタンク本体１２内に内蔵される内蔵部品（子部品）１０８を発泡層３２ｄの内面に対して溶着する。他の実施形態では、内側本体層への発泡層３２ｄの溶着と内蔵部品１０８の溶着とを同一工程で行うことができる。
その後、図示しないカッター等の切断手段を用いてフラットパリソン１０４を切断すると共に、成形金型１０２を型締めした状態において、図示しないエアノズルから相互に対向するフラットパリソン１０４の内部にエアを吹き出してフラットパリソン１０４の外面を成形金型１０２に押圧し燃料タンク１０を成形する。成形金型１０２を型開きして、成形された燃料タンク１０ｂが取り出される。なお、他の実施形態では、ツインシートブロー成形によって燃料タンク１０を成形しているが、後記するように連続押し出し成形によって燃料タンク１０ｂを成形してもよい。
他の実施形態では、タンク本体１２の外壁１９を構成する内側本体層に発泡層（断熱層）３２ｄを含むことにより、従来から行われているタンク本体１２の外側から断熱層を取り付ける等の後工程を省略することができる。この結果、他の実施形態では、簡素な構造によって断熱性を向上させ、蒸発燃料の発生を抑制することができる。
また、他の実施形態では、内側ベース層３０と同じ樹脂（例えば、高密度ポリエチレン；ＨＤＰＥ）を用いて予め別途発泡化させることによって発泡層３２ｄを形成することで、内側ベース層３０と発泡層３２ｄとを容易に溶着することができる。また、内側ベース層３０と発泡層３２ｄとを溶着して互いに密着させることで、耐久性を向上させることができる。
さらに、他の実施形態では、ツインシートブロー成形する際、内側本体層に対する発泡層３２ｄの溶着と、内蔵部品１０８の溶着とを同一工程内で行うことができる。この結果、他の実施形態では、製造工程を簡略化することができる。
さらにまた、他の実施形態では、発泡層３２ｄを内側本体層の最も内側に配置した場合であっても、発泡層３２ｄへの燃料油の進入が抑制される。
図８（ａ）〜図８（ｄ）は、連続押し出し成形によって燃料タンクを成形する製造工程を示す説明図である。なお、以下の説明において、図６及び図７に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図示しない押し出し成形装置によって可塑化した樹脂を、フォーミングダイ１００ａのノズル１０１から円筒状のパリソン１０４ａとして押し出す（図８（ａ）参照）。なお、パイプ状に形成されたパリソン１０４ａは、外側（外径側）から内側（内径側）に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、及び、内側ベース層３０からなり、発泡層３２ｄを除いた６層で形成されている。また、発泡層３２ｄは、予め発泡化してシート状に別途成形されているものとする。
続いて、パリソン１０４ａを一対の成形金型１０２で挟み込みパリソン１０４ａの上下部分を閉じた状態で、フォーミングダイ１００ａの中央部のエアノズル１０３からパリソン１０４ａの中空部１０５内にエアを吹き込む。このエアによってパリソン１０４ａが膨らんで成形金型１０２の内壁面に押圧される。
パリソン１０４ａが成形金型１０２の内壁面に押圧されて伸長されることで、中空の仮成形品１０９が成形される（図８（ｂ）参照）。この中空の仮成形品１０９を図示しないカッターで略中央部から鉛直方向に２つに分断した後、一対の成形金型１０２を互いに離間させた状態において、図８（ｃ）に示されるように、ロボットアーム１０６の先端部に吸着されたシート状の発泡層３２ｄを、成形金型１０２の内壁面に付着したパリソン１０４ａの内側から凹部１０７内に溶着する。
シート状の発泡層３２ｄを溶着した後、図８（ｄ）に示されるように、ロボットアーム１０６を用いてタンク本体１２内に内蔵される内蔵部品（子部品）１０８を発泡層３２ｄの内面に対して溶着する。連続押し出し成形で燃料タンク１０ｂを成形した場合であっても、内側本体層への発泡層３２ｄの溶着と内蔵部品１０８の溶着とを同一工程で行うことができる。
最後に、互いに離間した一対の成形金型１０２を閉じて２つに分断された仮成形品１０９の分断面を溶着することで燃料タンク１０ｂが製造される。
図９（ａ）は、他の連続押し出し成形によって図６の燃料タンクを成形する説明図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ線に沿った横断面図、図９（ｃ）は、図９（ｂ）のＢ部分の拡大断面図である。
他の連続押し出し成形では、図８（ａ）と同様に円筒状（パイプ状）のパリソン１０４ｂを用いて燃料タンク１０ｂをブロー成形する点で共通しているが、図８（ｃ）に示されるように、パイプ状に形成されたパリソン１０４ｂが、外側から内側に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、内側ベース層３０、及び、発泡層３２ｄからなる７層で形成されている点で異なっている。
他の連続押し出し成形では、予め、発泡層３２ｄをシート状に別途発泡させることがなく、溶融して発泡化した発泡層３２ｄをフォーミングダイ１００ａのノズル１０１から、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、及び、内側ベース層３０と一体的に、パリソン１０４ｂとして押し出している点に特徴がある。
次に、他の実施形態に係る燃料タンク１０ｂの変形例について説明する。図１０（ａ）は、他の実施形態の第１変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、図１０（ｂ）は、他の実施形態の第２変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、図１０（ｃ）は、他の実施形態の第３変形例に係る燃料タンクの製造方法を示す説明図である。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示される第１〜第３変形例では、発泡層３２ｄに対して燃料が染み込んで外気に浸透することを防止するためにバリヤ性に優れる保護層（保護体）を設けている点に特徴がある。
図１０（ａ）に示される第１変形例では、外側から内側に向かって順に、高密度ポリエチレンからなるＨＤＰＥ層４０、接着性樹脂からなるＡｄＰＥ層４２、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂からなるＥＶＯＨ層４４、接着性樹脂からなるＡｄＰＥ層４６、及び、高密度ポリエチレンからなるＨＤＰＥ層４８を順次積層して保護層を形成している。
この保護層は、発泡層３２ｄの内側に配置された内側保護層と、発泡層３２ｄの外側に配置された外側保護層とを有し、内側保護層及び外側保護層によって発泡層３２ｄが囲繞されるように構成している。内側保護層及び外側保護層は、それぞれ同じ構成からなり、発泡層３２ｄの内外に配置された内側保護層及び外側保護層がバリヤとなり、発泡層３２ｄに対して燃料が染み込まれることを防止することができる。内側保護層と外側保護層との間に発泡層３２ｄを介在させて連続押し出し成形されるとよい。
図１０（ｂ）に示される第２変形例では、発泡層３２ｄの内側に、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂からなるＥＶＯＨ層４４、接着性樹脂からなるＡｄＰＥ層４６、及び、高密度ポリエチレンからなるＨＤＰＥ層４８をそれぞれ積層して一体成形した一体成形層が設けられている。この一体成形層（ＥＶＯＨ層４４、ＡｄＰＥ層４６、ＨＤＰＥ層４８）を、成形時に発泡層３２ｄに対して溶着することで、発泡層３２ｄに対するバリヤ性を向上させることができる。
図１０（ｃ）に示される第３変形例では、袋状からなる封止体５０によって発泡層３２ｄを封止し、成形時に封止体５０を内側ベース層３０に対して溶着させることで、発泡層３２ｄに対するバリヤ性を向上させることができる。なお、封止体５０は、例えば、ＡｄＰＥナイロン、単にナイロン、単にポリフェニレンサルファイド樹脂（Poly Phenylene Sulfide Resin）、単にＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）樹脂等によって形成されるとよい。
１０、１０ａ、１０ｂ 燃料タンク（自動車用燃料タンク）
１２ タンク本体
１９ 外壁
２６ バリヤ層
３０ 内側ベース層（ベース層）
３２ 構造体
３２ｄ 発泡層（構造体）
３４ 空気層
本発明は、自動車用燃料タンクの製造方法に関する。
本発明の一般的な目的は、簡素な構造によって断熱性を向上させることが可能な自動車用燃料タンクの製造方法を提供することにある。
タンク本体の外壁が多層構成からなる合成樹脂層により形成される自動車用燃料タンクの製造方法において、前記合成樹脂層は、少なくともバリヤ層が介装される内側本体層と外側本体層とを備え、前記内側本体層には、内部に空気層を有する構造体が含まれ、前記構造体を除いた前記内側本体層及び前記外側本体層を形成した後、前記構造体は、前記タンク本体の内面を形成する前記内側本体層に対してのみ、内側から溶着されて取り付けられることを特徴とする。
さらにまた、本発明は、前記構造体を除いた前記内側本体層及び前記外側本体層を形成した後、前記発泡層が、前記タンク本体の内面を形成する前記内側本体層に対してのみ、内側から溶着されて取り付けられることを特徴とする。
本発明によれば、タンク本体の外壁を構成する内側本体層に、構造体である発泡層を、後付工程で簡便に取り付けることができる。
さらにまた、本発明は、前記構造体が、前記構造体を除いた前記内側本体層及び前記外側本体層を金型のキャビティに沿って転写する前に、前記構造体を除いた前記内側本体層に対してのみ、内側から溶着されて取り付けられることを特徴とする。
本発明では、簡素な構造によって断熱性を向上させることが可能な自動車用燃料タンクの製造方法を得ることができる。
本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された燃料タンクの斜視図である。 図１の燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ツインシートブロー成形によって燃料タンクを成形する製造工程を示す説明図である。 変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、燃料タンクの他の製造工程を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る製造方法によって製造された燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図６の燃料タンクの製造工程の一例を示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、連続押し出し成形によって図６の燃料タンクを成形する製造工程を示す説明図である。 （ａ）は、他の連続押し出し成形によって図６の燃料タンクを成形する説明図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った横断面図、（ｃ）は、（ｂ）のＢ部分の拡大断面図である。 （ａ）は、他の実施形態の第１変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、（ｂ）は、他の実施形態の第２変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、（ｃ）は、他の実施形態の第３変形例に係る燃料タンクの製造方法を示す説明図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された燃料タンクの斜視図、図２は、図１の燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図である。
次に、本発明の他の実施形態に係る製造方法によって製造された燃料タンク１０ｂについて、以下説明する。この他の実施形態に係る製造方法によって製造された燃料タンク１０ｂは、外観上、図１に示される燃料タンク１０と同じ形状からなる。なお、図１〜図５に示される燃料タンク１０、１０ａと同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
図６は、本発明の他の実施形態に係る製造方法によって製造された燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大図である。
燃料タンク１０ｂの外壁１９は、図６に示されるように、外側から内側に向かって順に、表皮層２０、外側ベース層２２、外側接着剤層２４、バリヤ層２６、内側接着剤層２８、内側ベース層（ベース層）３０、及び、発泡層（断熱層）３２ｄで形成されている。発泡層３２ｄは、内部に図示しない空気層を有する構造体として機能するものである。発泡層３２ｄは、タンク本体１２内に貯留される、例えば、ガソリン等の燃料油と接する層である。図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるツインシートブロー成形では、発泡層３２ｄを除いた前記の６層から形成されるフラットパリソン１０４が用いられている。
次に、他の実施形態に係る製造方法によって製造された燃料タンク１０ｂの変形例について説明する。図１０（ａ）は、他の実施形態の第１変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、図１０（ｂ）は、他の実施形態の第２変形例に係る燃料タンクの外壁の構造を示す部分拡大断面図、図１０（ｃ）は、他の実施形態の第３変形例に係る燃料タンクの製造方法を示す説明図である。

Claims (5)

  1. タンク本体の外壁が多層構成からなる合成樹脂層により形成される自動車用燃料タンクにおいて、
    前記合成樹脂層は、少なくともバリヤ層が介装される内側本体層と外側本体層とを備え、
    前記内側本体層には、内部に空気層を有する構造体が含まれることを特徴とする自動車用燃料タンク。
  2. 請求項１記載の自動車用燃料タンクにおいて、
    前記構造体は、前記内側本体層と同じ樹脂からなり、内部に前記空気層を備えることを特徴とする自動車用燃料タンク。
  3. 請求項２記載の自動車用燃料タンクにおいて、
    前記構造体は、前記内側本体層及び前記外側本体層の成形時に前記内側本体層に溶着されて取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
  4. 請求項１記載の自動車用燃料タンクにおいて、
    前記構造体は、発泡層であり、
    前記内側本体層は、ベース層と、前記ベース層と同じ樹脂を発泡化させた前記発泡層とから形成されることを特徴とする自動車用燃料タンク。
  5. 請求項４記載の自動車用燃料タンクにおいて、
    前記発泡層は、前記内側本体層及び前記外側本体層の成形時に前記内側本体層に溶着されて取り付けられることを特徴とする自動車用燃料タンク。
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