JP2009502565A - 中空構成部品の一部を成形するためのプロセス及び燃料タンクに中空部品を固定する方法 - Google Patents

Abstract

プラスチック製の中空構成部品の少なくとも１部を成形するためのプロセスが開示されており、このプロセス中に、前記部分はコア及びキャビティーを備えている金型内で、コアとキャビティーとの間のくう劇中において成形することによって製造され、よって成形された部分はシールと接触されるように意図されたその表面に分割線も有することはない。そのような構成部品を燃料タンク内の開口部の周囲に固定する方法も開示されている。

Description

本発明の主題は、プラスチック製の中空構成部品の少なくとも１部を成形するためのプロセス及び燃料タンクにプラスチック製の中空部品を固定するためのプロセスに関する。

様々な種類の産業に使用される、又は様々な種類の乗り物内に搭載された液体タンク及びガスタンクは通常、液体タンク及びガスタンクが設計された種類の使用に対するシール及び浸透の基準を満たさなければならず、同様に環境要求に従わなければならない。許可された排出レベルは非常に低いので、構成部品／タンクの界面における漏れによる損失は、界面タンク／付属システムの合計の損失より相対的に重要となってきている。

構成部品とタンクとの間の界面での浸透性を低減するために、構成部品は、タンクに対して密封するためのシールを有する構成部品の一部を提供することによって、燃料タンクにおける開口部の周囲に固定することができる。しかしながら、射出成形された構成部品にとって、前記構成部品（及び、特にシールを担持するように意図された構成部品のその部分）は通常、２つの部分又は半体のシェルからなる金型によって製造される。

したがって、２つの部分からなる金型による成形は、シールと溝の表面との間に接触領域内に分割線を作り出し、それ故に、金型の２つの半体のシェルの間の接合領域における分割線の２つの痕跡を作り出す。この分割線の痕跡は、たとえ最小であっても、漏れ経路の発端となる場合があり、それ故にシールと溝との間の接触領域内でシールの低下の発端となる場合があり、構成部品／タンクの界面での蒸発損失の増加に寄与する。

本発明の目的は、構成部品を成形するためのプロセスであって、構成部品がシールと接触している構成部品の表面上に分割線を有さないプロセスと、構成部品／タンクとの界面で生じる改善されたシールによって、この不利点を改善することである。

この目的のために、本発明は、請求項１に記載されたプロセスに関する。

“中空構成部品”という用語は、例えば流路のように中身のない部分を備えている任意の部材を意味し、構成部品の少なくとも２つの端部を接続し、よって、流体が部材の端部間を流れ得る部材を意味するものと理解される。

本発明によるプロセスにおいて、構成部品の一部は、シールを支持するように意図され、キャビティー及びコアを備える金型内で製造される。キャビティーは、金型の外側部分を構成している移動可能な部材である。コアは通常、金型の内側で少なくとも部分的に移動可能であるピンである。キャビティー及びコアは、好ましくは、レリーフにおいて補完部分を有し、レリーフは構成部品の前記部分に所望される形状を与えるように意図される。２つの部分は通常、プラスチックの工程条件（温度及び圧力）に耐久可能である材料からなる。

本発明によれば、前記構成部品の部分は、コアとキャビティーとの間の空間に成形され、好ましくは圧力下で溶解された材料を射出することによって成形される。コア及びキャビティーの相対的な位置は、成形空間の寸法を定め、よって成形される構成部品のその部分に対する所望された厚みを得るように調整される。

本発明によれば、プロセスは、成形された部分がシールと接触されるように意図された表面に分割線を有さないように実行される。“分割線”という用語は、部材を成形する間に作り出された表面上のレリーフを意味すると理解される。キャビティー及びコア、様々な部分を成す一の部分又は好ましくは他の部分を備えている金型を使用する成形プロセスにおいて、このレリーフが（成形された構成部品の内部表面上のレリーフに対して）コアの少なくとも２つの部分の間、又は（前記構成部品の外側表面上のレリーフに対して）キャビティーの少なくとも２つの間で接触面内に作り出される。それ故に、現在のプロセスにおいては、構成部品の前記部分はコア及びキャビティーによって成形され、コア及びキャビティーは、シールが配置されるように意図される領域におけるいくつかの部分で構成されることはない。

プロセスを実施する１つの特定のモードにおいて、成形された部分は、シールを収容するために意図された溝を含む。その場合において、（シールと接触されるものであるので、）溝の外側表面は１つの分割線も有していない。一般的に、溝はＵ字状の輪郭を有する。

好ましくは、溝は可撓性の部分を含む。すなわち、可撓性の性質を有する（Ｕ字状の輪郭である）溝の一部又は延在部を含む。この可撓性の部分は、成形の工程条件を変化することによって、又は成形後の適切な弾性の性質を有する材料を選択することによって、又は所望される弾性を得るために成形された部分に適切な厚さを与えることによって、等により溝の成形中に得られる。好ましい実施形態によれば、可撓性は、部材を不連続に形成することによって（例えば、部材を切り取り、部材の中に孔を設けることによって）増加される。

実施形態の１つの特定のモードにおいて、コアはキャビティー内に配置され、それによって、コア及びキャビティーのレリーフ内に２つの補完部分の間の空間を作り出す。溝を含む構成部品の一部はこの空間内で成形される。次いで、コアはキャビティーから取り外され、溝を含む成形された部分はキャビティーを移動することによって離型され、それによって溝の可撓性の部分を屈曲し、キャビティー上のレリーフ内の部分が溝の可撓性の部分に対して逆テーパー（reverse taper）を形成する。すなわち、溝の可撓性の部分は湾曲されなければならず、それによって成形された部分を離型することができる。

またより好ましくは、シールを保持するための環状座部及び少なくとも２つの可撓性のリップを備える溝が製造される。これらリップは、湾曲されるのにより適切に、成形された部分上に不連続な壁を形成する。より良い結果は、少なくとも４つのリップである場合、さらに好ましくは少なくとも６つのリップである場合、さらにより好ましくは少なくとも８つのリップである場合に得られる。実際、シールの性能は、可撓性の部分が不連続な環状のリップのようである場合に増大される。（それを貫通する切り取り部を有し、この切り取り部が溝の周囲で均等に設置された別個のリップを最終的に画定することができる）

本発明はまた、シールを設けられたプラスチック製の中空構成部品の少なくとも１部分を成形するための装置であって、前記装置は少なくとも１つの移動可能なキャビティー及び少なくとも１つの移動可能なコアを備え、前記部分を成形するための空間を境界づけるレリーフ内に２つの補完部分を有し、成形空間の幾何学形状は、前記部分が離型された後、キャビティー上のレリーフ内の部分が前記部分に対して逆テーパーを構成するようにされていることを特徴とする装置に関する。コア及びキャビティーのそれぞれもまた、成形空間内に単一部材を構成する。

さらに、本発明は、燃料タンクのための中空構成部品に関し、この中空構成部品は、シールを備えた少なくとも１つの部分を含み、プラスチックをベースにしており、且つ分割線を含まない。構成部品は、燃料タンクの内側と外側との間の流体連通を一般的に提供する。好ましくは、流体は（例えば、燃料蒸気）ガス又は液体（例えば、燃料）である。

それらで限定するわけではないが有利には、構成部品は導管、末端部、ダクト、バルブ、又はノズルから選択することができる。

“燃料タンク”という用語は、様々な形状の密封された容器を意味し、通常外側に対して密封され、できる限り内部付属品又は外枠の壁を貫通する付属品を備える容器を意味すると理解される。タンクは任意の種類の液体燃料を含有することができる。特に、タンクは、自動車の内燃機関に供給するための燃料、特にガソリン及びディーゼルを含有することができる。

好ましくは、シールは溝内に設置され、その溝がシールと接触するように意図されたその表面上に分割線も含まない（通常は、分割線が外側の表面にある。）。

シールは通常、タンクとタンクに固定された構成部品の固定部分との間の界面での密封された封止を達成することを可能にする。“密封された封止”という用語は、タンクの操作状態における通常の温度及び圧力下で、構成部品又はタンクと外側との間の液体及び／又はガスの連通を防ぐことができるものを意味すると理解される。

有利には、シールはエラストマーからなり、好ましくはフッ素性のエラストマー（fluoroelastomer）からなり、この材料は液体燃料又はガス状の形態の燃料との接触において良好な耐化学薬品特性を有する。

シールは様々な形態とすることができる。例えば、シールは、Ｏ−リング状のシールとされる場合がある。環状の断面のＯ−リング状のシールは、良好な結果を示す。

本発明によれば、構成部品は本質的にプラスチック材料からなり、充填剤、強化粒子、又は繊維などの通常の添加物を最終的に含有している。

本発明による燃料タンクもまた、好ましくは、プラスチック材料の壁と共に製作される。

“プラスチック”という用語は、熱可塑性であれ熱硬化性であれ、任意の合成重合体材料、又はそれらの材料の少なくとも２つの混合物を意味し、この合成重合体材料は環境条件下で固体状態になる合成重合体材料を意味すると理解される。意図された重合体は、単独重合体及び共重合体（特に、二元共重合体又は三元共重合体）の両方を備える。そのような共重合体の例は、制限されるわけではないが、ランダム共重合体であり、直鎖ブロック共重合体（linear block copolymers）及び他のブロック共重合体、並びにグラフト共重合体（graft copolymers）である。熱可塑性エラストマーを含んでいる熱可塑性の重合体及びその混合物が好ましい。

融解温度が分解温度以下である任意の種類の熱可塑性の重合体又は共重合体が好適である。少なくとも１０℃以上に広がる融解温度を有する熱可塑性は、特に好適である。このような材料の例は、材料の分子量における多分散性を示す材料を含む。

しばしば使用される１つの重合体は、ポリエチレンである。優れた結果が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）によって得られる。

一般に、ポリオレフィン、グラフトポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド、及びそれらの共重合体が、構成部品に一般的に見られる。構成部品の材料としてＰＯＭ（又は、ポリオキシメチレン）を使用することは有利である。

有利には、タンクの壁は多層構造を有しており、この多層構造は、熱可塑性材料の少なくとも１つの層及びバリアー材料、すなわち一般的に重合体の性質の材料からなり、それによってタンクは液体及びガスを含有するための非常に高い水準の不浸透性を有する少なくとも１つの層を備えている。

バリアー材料はタンクの壁の複数の層のうちの１つの層に組み込むことができるか、又はバリアー材料からなる特定の追加の層は、構造の内側に挿入することができる。好ましくは、バリアー材料を本質的に構成している追加の層は構造の内側に挿入される。

制限するわけではないが、バリアー材料は、例えば、ポリアミド又はコポリアミドベースの樹脂、エチレン／ビニルアルコールランダム共重合体（ＥＶＯＨ）、及び、ｐ−ヒドロキシ安息香酸のコポリエルテル及び６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸(6-hydroxy-2-naphthoic acid)又はテレフタル酸及び（例えば、ＸＹＤＡＲ（登録商標）で販売された共重合体のような）４，４’−ビフェニル（4,4’-biphenol）のような、サーモトロピック液晶高重合体（thermotropic liquid-crystal polymers）である。

構成部品は、好適な機械強度及び（燃料に対する）耐化学薬品性を有する任意の材料から製作することができる。本発明によれば、構成部品はプラスチックから製作される。任意の種類のプラスチックが好適であるとすることができる。好ましくは、寸法安定性が、数１０℃付近の温度変化にさらされる媒体（medium）中において良好であるプラスチックが選択される。寸法安定性が、タンク内に収容されるべき液体及びガスとの接触によってほとんど影響されず、タンク内に収容されるべき液体及びガスに対してほとんど透過性を有さないプラスチックを選択することも好ましい。ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、及びハロゲン化ポリビニルは、良好な結果を示す。非常に好適なプラスチックはポリアセタールであり、特にＰＯＭ（又は、ポリオキシメチレン）である。特に好ましくは、構成部品は射出成形されたプラスチック、すなわち、材料が圧力下で金型内に射出される射出成形技術によって形成されたプラスチックからなる。

好ましくは、構成部品がポリエチレンベースである場合、構成部品は構成部品の浸透性を低減するように処理される。例えば、処理は、構成部品の硫黄処理（sulphonating）又は構成部品のフッ素処理（fluorinating）から構成される。

タンクがバリアー層を含む場合、シールは好ましくは前記バリアー層に接触する。シールがタンクの壁のバリアー層に接触するという事実は、構成部品とタンクとの間の界面でガス漏れ又は液体漏れを低減することを可能にする。

また、本発明は燃料タンクの開口部の周囲にプラスチック製の中空構成部品の少なくとも１部を固定するための方法に関する。この方法中に、構成部品の一部は上述されるような成形プロセスにより製造される。

次いで、シールは成形された部分上に配置され、その成形された部分の表面上には分割線がない。特定の実施形態において、このシールは、構成部品の周辺面上に、好ましくは溝内に配置されたＯリング状のシールである。

次いで、構成部品はタンクに固定され、それによってシールは成形された部分とタンクにおける開口部の周囲との間を密封する。当業者に周知である任意の固定技術が予想され、例えば、タンクの壁に構成部品を固定するための溶接手段が予想され、又は、タンクの開口部の周囲に固定される他の固定手段とそれらの固定手段との協働が予想される。

開口部は任意の周知の技術、例えばタンクの壁を切り取ることによって製造することができる。

以下の図面は、本発明を図示する目的のために与えられ、その技術的範囲を制限することはない。

図１は、先行技術による構成部品を図示し、この先行技術のシール（１１）は、その周囲における溝内に配置され、溝の環状座部（９）に接触する状態である。シール（１１）は、構成部品の剛性を有する部分（１０’）によって保持される。

この構成部品は、図２（の（３’）及び（３’’））に図示されるように、いくつかのキャビティーを備えている金型内で構成部品を成形することによって製造される。キャビティー（３’）とキャビティー（３’’）との間の接合面において、分割線（１２）が環状座部（９）上のレリーフ内で、成形中に形成される。

図３は、本発明による実施形態を図示し、この実施形態においては、シール（１１）が溝内に位置し、溝の壁の一部が可撓性のリップ（１０）を構成する。分割線は環状座部（９）、すなわち、シール（１１）との接触領域内に存在しない。

図４及び図５は、構成部品の一部を成形するためのプロセスの２つのステップを示し、この構成部品は（図３に図示されるように、）シール（１１）のための溝を含む。キャビティー（３）は単一の部材からなる。図５は、キャビティー（３）の移動による成形された部分の離型を示し、可撓性のリップ（１０）が撓みを被り、それによってキャビティー（３）から離型される。

図６は、構成部品（４）の一部の成形中の金型の部分の配置を図示し、構成部品（４）は燃料タンクに固定されるように意図される。部材（１）は移動可能なコアに対応する一方、部材（２）及び部材（３）は中間部材（２）及び金型のキャビティー（３）に対応する。構成部品（４）はその成形された部分（５）を有し、その成形された部分（５）は、部材（１）、部材（２）、及び部材（３）によって形成された金型の内側に今までどおりタンクに固定されるように意図される。

図７は、これらの部材及び構成部品（４）の分解図を示し、構成要素（４）は離型された成形された部分（５）を有している。成形された部分（５）は溝を含み、溝は環状座部（９）及び一組の可撓性のリップ（１０）を備えており、環状座部（９）及びひと組の可撓性のリップ（１０）の意図は（示されないが）シールを保持するためである。

図８は、キャビティー（３）上のレリーフ内の部分（６）及び部分（７）がそれぞれ示される他の分解図を示している。矢印（８）は、離型中のコア（１）、中間部材（２）及びキャビティー（３）の移動方向を指し示す。離型はいくつかのステップで行われる。すなわち、コア（１）及びキャビティー（３）によって境界づけられた空間に材料を射出した後、コア（１）が矢印（８）によって指し示された方向にキャビティー（３）から取り除かれるステップと、次いで、中間部材（２）が同一方向に移動されるステップと、最後に、成形された部分が矢印（８）によって指し示されたのと同一方向にキャビティー（３）を移動することによって離型されるステップと、である。

先行技術による構成部品を図示する図である。 先行技術による構成部品を図示する図である。 本発明の好ましい変形の原理を図示する図である。 本発明の好ましい変形の原理を図示する図である。 本発明の好ましい変形の原理を図示する図である。 そのような変形体の特定の実施形態を示す図である。 そのような変形体の特定の実施形態を示す図である。 そのような変形体の特定の実施形態を示す図である。

符号の説明

１ コア
２ 中間部材
３ キャビティー
３’ キャビティー
３’ ’ キャビティー
４ 構成部品
５ 成形された部分
６ 部分
７ 部分
８ 矢印
９ 環状座部
１０ リップ
１０’ リップ
１１ シール
１２ 分割線

Claims (7)

1. 燃料タンク内の開口部の周囲にシール（１１）と共に接触されるように意図された表面を有しているプラスチック製の中空構成部品（４）の少なくとも一部分（５）を加工し、且つ固定するためのプロセスであって、
   ・コア（１）及びキャビティー（３）を備える金型内に前記構成部品（４）の前記部分（５）を、前記コア（１）と前記キャビティー（３）との間の空間内で成形することによって生産するステップであって、前記シール（１１）と接触されるように意図された前記成形された部分（５）の前記表面が分割線を有さない、ステップと、
   ・前記表面上に前記成形された部分（５）の上方に前記シール（１１）を配置するステップと、
   ・前記タンクに前記構成部品（４）を固定し、前記シールが前記成形された部分（５）と前記タンク内の前記開口部の前記周囲との間を密封するステップと、
   を備えていることを特徴とするプロセス。
2. 前記成形された部分（５）が前記シール（１１）を収容するために意図された溝を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
3. 前記溝が可撓性の部分（１０）を含んでいることを特徴とする請求項２に記載のプロセス。
4. ・前記キャビティー（３）内に前記コア（１）を配置し、前記コア（１）及び前記キャビティー（３）のレリーフ内に２つの補完部分（６，７）間の空間を生み出すステップと、
   ・この空間内に前記溝を含む前記構成部品（４）の前記部分（５）を成形するステップと、
   ・前記キャビティー（３）から前記コア（１）を取り外すステップと、
   ・前記キャビティー（３）を移動することによって前記溝を含む前記成形された部分を離型し、よって前記溝の前記可撓性の部分（１０）を湾曲し、前記キャビティー（３）上のレリーフにおける前記部分（６）が前記溝の前記可撓性の部分（１０）に対する逆テーパーを形成するステップと、
   を備えていることを特徴とする請求項３に記載のプロセス。
5. 前記溝は、前記シール（１１）のための少なくとも１つの環状座部（９）及び２つの保持リップ（１０）を備えていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
6. 前記溝が、少なくとも４つの保持リップ（１０）を備えていることを特徴とする請求項５に記載のプロセス。
7. 前記構成部品（４）が、導管、末端部、ダクト、バルブ、又はノズルから選択されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロセス。

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