JP4178463B2 - 樹脂製コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製の容器の開口を囲むように溶着され、先端にホースが圧入固定される樹脂製コネクタに関する。本発明の樹脂製コネクタは、樹脂製燃料タンクに設けられるカットオフバルブ用のコネクタ、ブリーザチューブ用のコネクタなどに用いることができる。

自動車等に搭載される燃料タンクは、軽量化の観点から樹脂化が進んでいる。燃料タンクにおいては燃料の透過を規制する必要があり、ガスバリア性に優れた樹脂材料を用いる必要がある。このようにガスバリア性に優れた樹脂としてはポリアミド樹脂が知られているが、ポリアミド樹脂は耐衝撃性などの強度が不足するという短所がある。そこで例えば特開2002−160537号公報には、ガスバリア性に優れたポリアミド樹脂と、耐衝撃性に優れ他部品との溶着性にも優れたポリエチレン樹脂との二層構造とした燃料タンクが記載されている。この二層構造の燃料タンクでは、ポリアミド樹脂を内層とし、ポリエチレン樹脂をその外層としている。

ところで自動車の燃料タンクには、カットオフバルブ、満タン検知バルブ、フィラーパイプ、ブリーザパイプなど、種々の樹脂部品を固定する必要がある。そこで外層にポリエチレン樹脂層を有する樹脂タンクとし、樹脂部品の少なくとも燃料タンクに固定される部分をポリエチレン樹脂から形成すれば、樹脂部品を燃料タンクに溶着固定することができ、シール性が格段に向上するので好ましい。

このような樹脂部品としては、例えば特開2002−293144号公報に開示されているように、ポリアミド樹脂などバリア性樹脂からなる本体の一部を高密度ポリエチレン樹脂などの接着性樹脂材料で被覆したものが知られている。この樹脂部品は、接着性樹脂材料の被覆層が燃料タンクに溶着され、バリア性樹脂からなるコネクタ部がホースに圧入されて用いられる。また特開平06−270701号公報には、タンクに溶着される部分を高密度ポリエチレン樹脂で構成し、その先端にポリアミド樹脂からなる継手部を接合したパイプ継手が記載されている。これらのように構成することで、樹脂部品を燃料タンクに溶着固定することができ、固定部位からの燃料の透過を確実に防止することができる。またポリアミド樹脂は耐クリープ性に優れているので、継手部あるいはコネクタ部がホースなどに圧入された使用時に高い信頼性を長期間維持することができる。

ところがコネクタ部などがポリアミド樹脂から形成された樹脂部品は、燃料透過に対する規制が厳しい場合には、ホースを圧入しただけではシール性が不足する。そのため従来は、コネクタ部の先端にＯリングを保持し、Ｏリングがホースとコネクタ部とに圧接されることでシール性を確保しているのが一般的である。

しかしながらコネクタ部の先端にＯリングを保持した構造では、ホースへの圧入初期から圧入後期までＯリングが摩擦されることとなるため、Ｏリングに捻れが生じたり傷が着いたりする場合がある。そのためＯリングの厚さを小さくする、あるいは異形断面形状とするなどの工夫が成されているが、そうすると締めしろが小さくなってシール性の更なる向上は望めず、規格Ｏリングが適用できないことによるコストアップの問題が生じる。

またポリアミド樹脂からなるコネクタ部では、耐衝撃性などが低いために、コネクタ部が燃料タンクの表面に対して直角に突出するような樹脂部品では、コネクタ部の根元に応力が集中して破損する場合があるため、設計上の制限が多いという問題がある。そこでコネクタ部の表面を靱性の高いポリエチレン樹脂などで被覆することが考えられるが、その場合にはポリエチレン樹脂層のヘタリによってホースの抜き荷重が徐々に低下するという問題があった。
特開2002−160537号 特開2002−293144号 特開平06−270701号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、Ｏリングによって高いシール性を発現させるとともにＯリングの捻れ及び傷付きを防止することを第１の課題とする。また本発明は、ホースの抜き荷重の低下を抑制することを第２の課題とし、コネクタ部の破損を防止することを第３の課題とする。

上記課題を解決する本発明の樹脂製コネクタの特徴は、樹脂製の容器の開口を囲むように溶着されるフランジ状の基部と基部から延びるファーツリー形状の筒部とからなり、筒部の外周にホースが圧入固定され筒部の外周表面とホースの内周表面との間に配置されたＯリングでシールされる樹脂製のコネクタであって、
基部の外周部及び基部と連続する筒部の根元部の外周部は容器と溶着可能な第１樹脂から形成され、筒部の根元部の内周部及び根元部から先は第１樹脂より剛性が高い第２樹脂から形成され、筒部の根元部近傍表面あるいは根元部表面にＯリング溝が形成され、第１樹脂がＯリング溝の底部まで覆い、
ホースの圧入初期から中期にはホースはＯリングと接触せず、圧入後期にのみＯリングが摩擦されることにある。

基部の外周部は第１樹脂から形成し、基部の内周部は第２樹脂から形成することが望ましい。

本発明の樹脂製コネクタによれば、筒部の根元部近傍表面あるいは根元部表面に形成されたＯリング溝にＯリングが装着される。したがってホースの圧入時において、圧入初期から中期にはホースはＯリングと接触せず、圧入後期にのみＯリングが摩擦されることになるため、Ｏリングの摩擦時間が短縮され捻れや傷付きを防止することができ、高いシール性が発現される。

根元部の外周部を第１樹脂から形成し、内周部を第２樹脂から形成している。靱性の高い第１樹脂を採用することで根元部の破損を防止することができる。また万一根元部の第２樹脂が破損しても、第１樹脂で覆われた状態が維持されるので、燃料の漏れなどの不具合を回避することができる。

さらに、基部の外周部を第１樹脂から形成し、基部の内周部を第２樹脂から形成すれば、燃料タンクなど容器への溶着を可能としつつ、高いガスバリア性などを発現させることができる。

そして第１樹脂がＯリング溝の底部まで覆っている構造としているため、靱性の高い第１樹脂によってシール性がさらに向上する。

本発明の樹脂製コネクタは、樹脂製の容器の開口を囲むように溶着されるフランジ状の基部と、基部から延びるファーツリー形状の筒部とからなり、筒部の外周にホースが圧入固定され筒部の外周面とホースの内周面との間に配置されたＯリングでシールされる。そして、少なくとも基部の外周部及び基部と連続する筒部の根元部の外周表面は容器と溶着可能な第１樹脂から形成され、少なくとも筒部の根元部から先は第１樹脂より剛性の高い第２樹脂から形成され、筒部の根元部近傍表面あるいは根元部表面にＯリング溝が形成されている。

ここで根元部とは筒部の一部を意味し、筒部の基部に隣接する部分をいう。

第１樹脂としては、容器と溶着可能で第２樹脂より剛性が低いものが用いられる。例えば容器が自動車の樹脂製燃料タンクである場合には、その表面の樹脂と同種の樹脂が望ましく、高密度ポリエチレン樹脂、酸変性ポリエチレン樹脂などを用いることができる。少なくとも基部の外周部及び基部と連続する筒部の根元部の外周表面は、この第１樹脂から形成される。基部の外周部を第１樹脂から形成することで、燃料タンクの開口を囲むように基部を溶着することができ、高いガスバリア性が発現される。また根元部の外周表面を第１樹脂から形成することで、根元部の破損を防止することができ、根元部の内周部が万一破損してもガスが漏れるのを防止することができる。

また第２樹脂としては、第１樹脂より剛性の高い第２樹脂を用いることができる。例えば容器が自動車の樹脂製燃料タンクである場合には、高密度ポリエチレン樹脂、酸変性ポリエチレン樹脂などの第１樹脂より高剛性であり、ガスバリア性に優れ、しかも第１樹脂と化学的に接合するポリアミド樹脂を用いることが望ましい。そして筒部の根元部から先を第２樹脂から形成することで、筒部に圧入されたホースの締め付けによってもヘタリが防止され、ホースの抜き荷重の低下を防止することができる。

基部は、外周部は第１樹脂から形成することが必要であるが、内周部はガスバリア性に優れた第２樹脂から形成することが望ましい。外周部を除く全体を第２樹脂から形成することもできるが、筒部の根元部の外周表面は第１樹脂から形成する必要があることから、基部の内周部は、根元部の外周表面に連続する表面を第１樹脂で構成し、反対側の表面を第２樹脂から構成した二層構造とすることが望ましい。

Ｏリング溝は、筒部の根元部近傍の第２樹脂のみで形成されている表面に形成してもよいが、外周表面が第１樹脂から形成された根元部表面に形成することが望ましい。このようにすれば、各樹脂材料の界面のタンク外側端部がＯリングによりシールされているので、シールの信頼性が更に向上する。

基部からＯリング溝までの長さは、５〜20mm、さらに望ましくは10〜15mmとすることが望ましい。この長さが短すぎるとＯリングへのホースの掛かり代が小さくなり、ホースによる締め付け力が低く所定のシール性が確保できない場合がある。またこの長さが長すぎると、筒部全長が長くなり成形性が悪くなる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例では、自動車の燃料タンクに固定されるカットオフバルブ用のコネクタ、ブリーザチューブ用のコネクタなどに本発明を適用している。

（実施例１）
図１に本実施例の樹脂製コネクタを燃料タンク３に固定し、かつＯリング４を装着してホース５を圧入した状態の断面図を示す。図２には、Ｏリング４を装着した状態の要部拡大断面図を示している。

このコネクタは、フランジ状の基部１と、基部１から突出するファーツリー形状の筒部２とから構成されている。基部１の外周部10は、酸変性ポリエチレン樹脂のみから形成されている。また基部１の内周部は、燃料タンク３に向かう基部内層11がポリアミド樹脂から形成され、基部外層12が酸変性ポリエチレン樹脂から形成されている。基部内11は筒状に形成され、カットオフバルブのハウジングなどの機能部品６が溶着接合されている。筒部２の根元部20は、根元内層21がポリアミド樹脂から形成され、根元外層22が酸変性ポリエチレン樹脂から形成されている。また筒部２の根元部20以外の先端部23は、ポリアミド樹脂のみから形成されている。

そして根元部20の先端表面に、リング状のＯリング溝24が形成されている。Ｏリング溝24は、底面と一方の壁面が酸変性ポリエチレン樹脂から形成され、他方の壁面がポリアミド樹脂で形成されている。

このコネクタは、いわゆる２色成形により形成された。すなわち、先ず酸変性ポリエチレン樹脂を用いて基部１の外周部10、基部外層12及び根元外層22を射出成形により形成し、その半成形品を金型に配置した状態で、ポリアミド樹脂を用いて基部内層11、根元内層21及び筒部２の先端部23を射出成形により形成する。この時、溶融したポリアミド樹脂の熱により酸変性ポリエチレン樹脂とポリアミド樹脂とが化学接着し、両樹脂が一体的に接合した樹脂製コネクタが形成される。

得られた樹脂製コネクタは、基部１の外周部10が、表面が酸変性ポリエチレン樹脂で形成された燃料タンク３に溶着固定される。そしてＯリング溝24にＯリング４が装着され、筒部２が先端部23からホース５に圧入される。Ｏリング溝24は根元部20に形成されているので、圧入初期から中期にはホース５はＯリング４と接触せず、圧入後期にのみＯリング４が摩擦されることになるため、Ｏリング４の摩擦時間が短縮される。したがってＯリング４の捻れや傷付きを防止することができ、高いシール性が発現される。

またＯリング溝24の底部は靱性の高い酸変性ポリエチレン樹脂で形成されているので、各樹脂材料の界面のタンク外側端部がＯリング24によりシールされることになる。したがってシールの信頼性が更に向上する。

さらにホース５は大部分がポリアミド樹脂製の筒部２の先端部23と圧接され、酸変性ポリエチレン樹脂製の根元外層22と圧接される部分は僅かである。したがってヘタリによる抜き荷重の低下が防止されている。また根元部20及び基部１の内周部表面は靱性の高い酸変性ポリエチレン樹脂で覆われているので、根元部20の付け根に応力が集中した場合の根元部20の破損が防止されている。さらに、根元部20のポリアミド樹脂製の根元内層21が万一破損したとしても、酸変性ポリエチレン樹脂製の根元外層22は破損しないので、燃料タンク３内のガスが漏れるような不具合も無い。

本発明の樹脂製コネクタは、第１樹脂と第２樹脂を適宜選択することによって、燃料タンク用ばかりでなく種々の用途に利用可能である。

本発明の一実施例の樹脂製コネクタを燃料タンクに固定し、かつＯリングを装着してホースを圧入した状態で示す断面図である。 本発明の一実施例の樹脂製コネクタを、Ｏリングを装着した状態で示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１：基部 ２：筒部 ３：燃料タンク（容器）
４：Ｏリング ５：ホース 20：根元部
24：Ｏリング溝

Claims (2)

1. 樹脂製の容器の開口を囲むように溶着されるフランジ状の基部と該基部から延びるファーツリー形状の筒部とからなり、該筒部の外周にホースが圧入固定され該筒部の外周表面とホースの内周表面との間に配置されたＯリングでシールされる樹脂製のコネクタであって、
   該基部の外周部及び該基部と連続する該筒部の根元部の外周部は該容器と溶着可能な第１樹脂から形成され、該筒部の該根元部の内周部及び該根元部から先は該第１樹脂より剛性が高い第２樹脂から形成され、該筒部の該根元部近傍表面あるいは該根元部表面にＯリング溝が形成され、該第１樹脂が該Ｏリング溝の底部まで覆い、
   該ホースの圧入初期から中期には該ホースは該Ｏリングと接触せず、圧入後期にのみ該Ｏリングが摩擦されることを特徴とする樹脂製コネクタ。
2. 前記基部の内周部は前記第２樹脂から形成されている請求項１に記載の樹脂製コネクタ。

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