JP2009132200A - 燃料タンク用溶着継手 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、逆止弁２０を組みつけることが可能な形状とすることができるとともに、部品点数を減らすことができる燃料タンク用溶着継手を提供すること。
【解決手段】燃料タンク用溶着継手１０は、外筒部１２ａの一端から環状に突設された溶着端１２ｃを有するタンク用溶着部材１２と、外筒部１２ａに内装され通路１５Ｐを形成する内筒部１５と、内筒部１５の端部から延設された通路延設部１７とを有する通路形成部材１４とを備えている。タンク用溶着部材１２は、燃料タンクに溶着される変性ポリエチレンから形成され、通路形成部材１４は、変性ポリエチレンと反応接着するポリアミドから形成されている。タンク用溶着部材１２および通路形成部材１４は、両部材を組み付けた後に、密着した部位で溶着して両部材を一体化した溶着箇所Ｗｐ１，Ｗｐ２を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料タンクのタンク壁に溶着され、燃料タンク内と外部とを接続する通路を有する燃料タンク用溶着継手に関する。

従来、この種の燃料タンク用溶着継手のうち、燃料供給系に使用されている構成について説明する。自動車の燃料タンクには、燃料を供給するためのインレットパイプが使用されている。インレットパイプは、ホースなどを介して燃料タンクに溶着された燃料タンク用溶着継手に接続されている（特許文献１，２）。従来の燃料タンク用溶着継手は、燃料タンクの壁面に熱溶着される溶着端を有するタンク用溶着部材と、タンク用溶着部材の内側を被覆するバリア層とからなる継手本体と、継手本体の端部に溶着され燃料タンク内に突入する管体とを備えている。さらに燃料タンク用溶着継手の管体の端部には、タンク内圧により燃料が戻されて外部に流出するのを防止するための逆止弁が装着されている。

こうした、燃料タンク用溶着継手は、タンク用溶着部材とバリア層とを２色成形により一体成形し、さらに別に形成した管体を継手本体の端部に溶着することにより一体化している。しかし、従来の燃料タンク用溶着継手では、２色成形によって形成しているために成型技術上、製品の形状が制約されるという問題や、継手本体と別に形成した管体を用いているために部品点数が増加するという問題があった。

特開２００５−９８２２９号公報 特開２００５−１５３６９３号公報

本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、逆止弁などを組みつけることが可能な形状とすることができるとともに、部品点数を減らすことができる燃料タンク用溶着継手を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
適用例１は、燃料タンクに溶着される燃料タンク用溶着継手において、
外部管体に接続される外筒部と、該外筒部の一端から環状に突設された溶着端とを有するタンク用溶着部材と、
上記外筒部が環状に密着した部位を有するように内装されかつ上記外部管体に接続される通路を形成する内筒部と、該内筒部の端部から延設され上記通路に接続される通路を形成する通路延設部とを有する通路形成部材と、
を備え、
上記タンク用溶着部材は、上記燃料タンクに溶着される変性ポリエチレンから形成され、
上記通路形成部材は、上記変性ポリエチレンより耐燃料透過性に優れかつ該変性ポリエチレンと反応接着するポリアミドから形成され、
上記タンク用溶着部材および上記通路形成部材は、該両部材を組み付けた後に、上記環状に密着した部位で溶着して両部材を一体化した溶着箇所を有すること、を特徴とする。

適用例１に記載の燃料タンク用溶着継手は、タンク用溶着部材と通路形成部材とを一体化した２部材から形成されており、タンク用溶着部材の溶着端で燃料タンクに溶着され、通路形成部材に形成された通路を通じて、外部管体と燃料タンクとの間に燃料を流通させる。

タンク用溶着部材は、変性ポリエチレンから形成され、通路形成部材は、変性ポリエチレンに反応接着するポリアミドから形成されているが、両部材は、２色成形で形成されるのではなく、組み付けた後に両部材の密着した部位に、外部からエネルギを与えて溶着箇所を形成することで一体化している。このように、タンク用溶着部材と通路形成部材とを一体化するのに、互いに反応接着する材料を用いても、２色成形によらずに、それぞれ別の金型で射出成形しているから、通路形成部材は、タンク用溶着部材の形状に制約を受けず、複雑な形状とすることができる。

また、通路形成部材は、タンク用溶着部材と別の部材で形成することで複雑な形状にできることを利用して、内筒部に通路延設部を一体に成形することで、従来の技術と比べて、部品点数を減らすことができ、生産性を向上できる。また、通路延設部は、タンク用溶着部材の形状に制約されず、その全長を長くすることも容易である。
［適用例２］
適用例２は、タンク用溶着部材がカーボンブラックを０．１〜２．０重量部含有し、溶着箇所がレーザ光を、通路形成部材を透過させてタンク用溶着部材の密着した部位に照射して該密着した部位を溶融・固化することにより形成されている。このように、溶着箇所を形成する手段として、レーザ溶着の他に、両部材の密着した部位に外部からエネルギを加えることができる手段であれば、摺動熱を利用したスピン溶着などの手段もとることができる。

［適用例３］
適用例３は、上記通路延設部の端部に、該通路延設部の流出口を開閉する逆止弁を備えている構成である。通路形成部材の通路延設部は、タンク用溶着部材と別の部材であるから、逆止弁を装着する形状とすることも容易である。

（１） 給油装置ＦＳの概略構成
図１は自動車の燃料タンクＦＴに燃料を供給するための給油装置ＦＳを示す概略図である。図１に示すように、給油装置ＦＳは、燃料タンクＦＴに接続され、給油ガン（図示省略）から供給される燃料を燃料タンクＦＴに送るものであり、燃料キャップＦＣにより開閉される注入口を有するフィラーネックＦＮと、フィラーネックＦＮの一端に接続され金属製または樹脂製のインレットパイプＩＰと、インレットパイプＩＰに接続されゴム製のインレットホースＨ（外部管体）と、インレットホースＨの一端に接続されかつ燃料タンクＦＴに溶着された燃料タンク用溶着継手１０と、燃料タンク用溶着継手１０に装着された逆止弁２０とを備えている。インレットホースＨは、燃料タンク用溶着継手１０に圧入されるとともにクランプＣＰにより締結されている。なお、フィラーネックＦＮには、図示しないブリーザパイプが燃料タンクＦＴに接続されている。上記給油装置ＦＳの構成により、給油時に燃料キャップＦＣを外して、給油ガンから燃料をフィラーネックＦＮに注入すると、燃料は、インレットパイプＩＰ、インレットホースＨ、燃料タンク用溶着継手１０を流れて、さらに逆止弁２０を開いて燃料タンクＦＴ内に供給される。一方、給油ストップ時では、逆止弁２０は、閉弁状態にあるから、上昇したタンク内圧により燃料が押し戻されて外部へ流出するのを防止する。

（２） 各部の構成および作用
以下、各部の構成について説明する。
（２）−１ 燃料タンクＦＴ
燃料タンクＦＴは、耐燃料透過性に優れたエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）から形成されたバリア層と、ポリエチレン（ＰＥ）から形成された外層とを含む複数の樹脂層から形成されている。燃料タンクＦＴの側壁の上部には、タンク開口ＦＴａが形成されており、このタンク開口ＦＴａを囲むように燃料タンク用溶着継手１０が溶着されている。

（２）−２ 燃料タンク用溶着継手１０
図２は燃料タンクＦＴの燃料タンク用溶着継手１０および逆止弁２０を拡大した断面図である。燃料タンク用溶着継手１０は、タンク用溶着部材１２と、通路形成部材１４とを備え、これらを別々に射出成形した後に溶着により一体化している。

タンク用溶着部材１２は、外筒部１２ａと、外筒部１２ａの一端外周から拡張されたフランジ１２ｂと、フランジ１２ｂの一端面に環状に突設された溶着端１２ｃとを備えている。また、外筒部１２ａの一端は、該外筒部１２ａの外周端から拡張されることでインレットホースＨ（図１）を抜止するための抜止拡張部１２ｄになっている。タンク用溶着部材１２は、燃料タンクＦＴに熱溶着可能である変性ポリエチレンから形成されている。変性ポリエチレンは、ポリエチレン（ＰＥ）に極性官能基、例えばマレイン酸変性された官能基を付加した樹脂材料であり、ポリアミド（ＰＡ）と溶着接合時に熱により反応接着する材料である。また、タンク用溶着部材１２は、後述するレーザ溶着するためにカーボンブラックを０．１〜２．０重量部含有している。

通路形成部材１４は、円筒状の内筒部１５と、内筒部１５の一端から延設された通路延設部１７と、内筒部１５と通路延設部１７との間に径方向に形成されたフランジ１９とを備えている。内筒部１５は、インレットホースＨに接続される流入口１５Ｐａを有する通路１５Ｐを有している。通路延設部１７は、通路１５Ｐに接続されかつ同じ通路面積の通路１７Ｐを有し、その通路１７Ｐの燃料タンクＦＴ側が流出口１７Ｐａになっている。フランジ１９は、タンク用溶着部材１２のフランジ１２ｂと密着する箇所である。通路形成部材１４は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）から形成され、変性ポリエチレンと反応接着する材料である。
通路形成部材１４の内筒部１５およびフランジ１９は、タンク用溶着部材１２と嵌合するとともに、２箇所の溶着箇所Ｗｐ１，Ｗｐ２でレーザ溶着され、その間隙から燃料蒸気が漏れるのを防止している。

（２）−３ 逆止弁２０の構成
逆止弁２０は、通路延設部１７の一端に装着されかつ流出口１７Ｐａを開閉する弁プレート３０を備えている。図３は通路延設部１７に弁プレート３０を組み付ける前の状態を拡大して示す断面図である。通路延設部１７の流出口１７Ｐａの外周縁部に沿って、弁プレート３０が着離するシート段部２６がほぼ環状に形成されている。シート段部２６は、通路延設部１７の端面がシート面２６ａに、その外周部が外周面２６ｂになっている。また、通路延設部１７の流出口１７Ｐａの外周部には、弁プレート３０を取り付けるための取付部２７が突設されている。

図４は弁プレート３０を示す平面図、図５は図４の矢印ＡＤから見た図である。弁プレート３０は、金属製の薄板をプレス切断することにより、閉止部３１、アーム部３２，３２、連結部３３，３３および被取付部３４を一体的に板ばねとして形成したものである。
閉止部３１は、図３に示すシート段部２６の外形とほぼ同一の形状であり、通路延設部１７の流出口１７Ｐａを開閉するものであり、つまりシート段部２６のシート面２６ａに着離するように形成されている。
アーム部３２，３２は、閉止部３１の外周部のほぼ半円を囲むように形成されている。アーム部３２，３２の一端部の各々は、連結部３３，３３を介して閉止部３１にそれぞれ連結され、他端部の各々は、被取付部３４により連結されている。被取付部３４は、図３に示す取付部２７に挿入されることにより、閉止部３１を開閉可能に支持する部位であり、閉止部３１に対して折曲されている。

（２）−４ 逆止弁２０の動作
次に、逆止弁２０の動作について説明する。図６に示すように、給油時に、通路形成部材１４の流入口１５Ｐａから入った燃料は、通路１５Ｐ，１７Ｐを通って流出口１７Ｐａに達し、弁プレート３０の閉止部３１を押す。弁プレート３０は、被取付部３４で通路延設部１７に取り付けられているから、被取付部３４を支点として開弁する。すなわち、燃料により閉止部３１が押されると、閉止部３１は、連結部３３，３３を中心にアーム部３２，３２に対して傾斜して、流出口１７Ｐａとの間に間隙を形成し、燃料が流出する。

（３） 燃料タンク用溶着継手１０の製造・組付工程
（３）−１ 燃料タンク用溶着継手１０の溶着工程
図７に示すように、タンク用溶着部材１２および通路形成部材１４を射出成形によりそれぞれ形成する。なお、通路形成部材１４は、内筒部１５がタンク用溶着部材１２の外筒部１２ａに内嵌されるとともに、内筒部１５および通路延設部１７が射出成形により簡単に一体成形できるように通路１５Ｐおよび通路１７Ｐが同じ通路形状に型取りされている。その後に、通路形成部材１４とタンク用溶着部材１２とを溶着する工程を行なう。図８はレーザ溶着工程を説明する説明図である。レーザ溶着工程は、図示しない駆動装置に回転可能な支持台ＳＴと、支持台ＳＴの外側に配置されたレーザ照射装置ＬＤとを備えている。タンク用溶着部材１２と通路形成部材１４とを熱溶着するには、タンク用溶着部材１２と通路形成部材１４とを仮組し、その組付体を支持台ＳＴに載置する。この状態にて、駆動装置の駆動により支持台ＳＴを回転しつつ、レーザ照射装置ＬＤからレーザ光を組付体の密着箇所に向けて照射する。レーザ光は、通路形成部材１４を透過し、タンク用溶着部材１２の溶着部に当たる。タンク用溶着部材１２はカーボンブラックを０．１〜２．０重量部含有しているので、レーザ光を吸収し、タンク用溶着部材１２の表面の一部が溶融するとともに、その熱で通路形成部材１４の内側表面の一部が溶融する。溶融した部分の樹脂材料は、反応接着により溶着箇所Ｗｐ１，Ｗｐ２を形成して接合される。このような溶着作業において、タンク用溶着部材１２と通路形成部材１４とを仮組みした際に、両部材の溶着したい部位に隙間があると、溶着不良が生じやすいことから、溶着箇所Ｗｐ１の部分では、通路形成部材１４の外径をタンク用溶着部材１２の内径より僅かに大きくして圧入組み付けすることが望ましく、溶着箇所Ｗｐ２では、タンク用溶着部材１２と通路形成部材１４とを治具などで密着させることが好ましい。

（３）−２ 燃料タンクＦＴへの組付
図１に示すように、燃料タンク用溶着継手１０を燃料タンクＦＴに固定するには、燃料タンク用溶着継手１０の溶着端１２ｃおよび燃料タンクＦＴのタンク開口ＦＴａの周縁部を熱板などにより溶融し、その後、溶着端１２ｃをタンク開口ＦＴａの周縁部に押圧する。燃料タンクＦＴの外層は、ポリエチレンから形成されているので、変性ポリエチレンから形成されたタンク用溶着部材１２の溶着端１２ｃと熱溶着する。

（４） 実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、上述した効果のほか、以下の効果を奏する。
（４）−１ タンク用溶着部材１２は、変性ポリエチレンから形成され、通路形成部材１４は、変性ポリエチレンに反応接着するポリアミドから形成されているが、両部材は、２色成形で形成されるのではなく、組み付けた後に両部材の密着した部位に、外部からエネルギを与えて溶着箇所Ｗｐ１，Ｗｐ２を形成することで一体化している。このように、タンク用溶着部材１２と通路形成部材１４とを一体化するのに、互いに反応接着する材料を用いても、２色成形によらずに、それぞれ別の金型で射出成形しているから、通路形成部材１４は、タンク用溶着部材１２の形状に制約を受けず、逆止弁２０を組みつけることができる複雑な形状とすることができる。

（４）−２ 通路形成部材１４は、タンク用溶着部材１２と別の部材で形成することで複雑な形状にできることを利用して、内筒部１５に通路延設部１７を一体に成形することで、従来の技術と比べて、部品点数を減らすことができ、生産性を向上できる。また、通路延設部１７は、タンク用溶着部材１２の形状に制約されず、その全長を長くすることも容易である。

（４）−３ 通路形成部材１４とタンク用溶着部材１２との溶着箇所Ｗｐ１，Ｗｐ２がレーザ溶着により全周にわたって形成されてシールされるので、シール部材を用いることなく、高いシール性を確保することができる。

（５） 他の実施例
この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（５）−１ 上記実施例では、燃料タンク用溶着継手として、燃料タンクの給油装置について説明したが、これに限らず、燃料タンク内の燃料が所定液以上になった場合に外部への燃料の流出を防止する燃料遮断弁や、燃料タンク内をキャニスタなどの外部に接続する継手などに適用することができる。
（５）−２ 上記実施例における溶着手段として、レーザ溶着について説明したが、これに限らず、摩擦熱を利用したスピン溶着や超音波溶着であってもよい。
（５）−３ 上記実施例では、タンク用溶着部材１２を形成する変性ポリエチレンにカーボンブラックを添加したが、これに限らず、通路形成部材１４を形成するポリアミドにカーボンブラックを添加しても同様に溶着することができる。
（５）−４ 上記実施例において、図１に示す外筒部１２ａの外周部は、クランプＣＰでインレットホースＨを締結できる円筒に形成したが、これに限らず、外筒部の外周部に環状突起を１以上設けて、インレットホースＨの内壁に食い込むことで締結する構成であってもよい。

自動車の燃料タンクに燃料を供給するための給油装置を示す概略図である。 燃料タンク用溶着継手および逆止弁を拡大した断面図である。 通路延設部に弁プレートを組み付ける前の状態を拡大して示す断面図である。 弁プレートを示す平面図である。 図４の矢印ＡＤから見た図である。 燃料タンク用溶着継手の給油時の作用を説明する説明図である。 燃料タンク用溶着継手の製造工程を説明する説明図である。 燃料タンク用溶着継手のレーザ溶着工程を説明する説明図である。

符号の説明

１０…燃料タンク用溶着継手
１２…タンク用溶着部材
１２ａ…外筒部
１２ｂ…フランジ
１２ｃ…溶着端
１２ｄ…抜止拡張部
１４…通路形成部材
１５…内筒部
１５Ｐ…通路
１５Ｐａ…流入口
１７…通路延設部
１７Ｐ…通路
１７Ｐａ…流出口
１９…フランジ
２０…逆止弁
２６…シート段部
２６ａ…シート面
２６ｂ…外周面
２７…取付部
３０…弁プレート
３１…閉止部
３２…アーム部
３３…連結部
３４…被取付部
ＣＰ…クランプ
ＦＣ…燃料キャップ
ＦＮ…フィラーネック
ＦＳ…給油装置
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク開口
Ｈ…インレットホース
ＩＰ…インレットパイプ
ＬＤ…レーザ照射装置
ＳＴ…支持台
Ｗｐ１，Ｗｐ２…溶着箇所

Claims (3)

1. 燃料タンクに溶着される燃料タンク用溶着継手において、
   外部管体に接続される外筒部（１２ａ）と、該外筒部（１２ａ）の一端から環状に突設された溶着端（１２ｃ）とを有するタンク用溶着部材（１２）と、
   上記外筒部（１２ａ）が環状に密着した部位を有するように内装されかつ上記外部管体に接続される通路（１５Ｐ）を形成する内筒部（１５）と、該内筒部（１５）の端部から延設され上記通路（１５Ｐ）に接続される通路（１７Ｐ）を形成する通路延設部（１７）とを有する通路形成部材（１４）と、
   を備え、
   上記タンク用溶着部材（１２）は、上記燃料タンクに溶着される変性ポリエチレンから形成され、
   上記通路形成部材（１４）は、上記変性ポリエチレンより耐燃料透過性に優れかつ該変性ポリエチレンと反応接着するポリアミドから形成され、
   上記タンク用溶着部材（１２）および上記通路形成部材（１４）は、該両部材を組み付けた後に、上記環状に密着した部位で溶着して両部材を一体化した溶着箇所（Ｗｐ１，Ｗｐ２）を有すること、
   を特徴とする燃料タンク用溶着継手。
2. 請求項１に記載の燃料タンク用溶着継手において、
   上記タンク用溶着部材（１２）は、カーボンブラックを０．１〜２．０重量部含有し、
   上記溶着箇所（Ｗｐ１，Ｗｐ２）は、レーザ光を、上記通路形成部材（１４）を透過させて上記タンク用溶着部材（１２）の密着した部位に照射して該密着した部位を溶融・固化することにより形成されている、燃料タンク用溶着継手。
3. 請求項１または請求項２に記載の燃料タンク用溶着継手において、
   上記通路延設部（１７）の端部に、該通路延設部（１７）の流出口（１７Ｐａ）を開閉する逆止弁（２０）を備えている燃料タンク用溶着継手。

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