説明

コンポーネントを密閉するためのアセンブリ及び方法

第1の筒状キャビティまたはチャネルを少なくとも部分的に形成する第1コンポーネントを有するアセンブリが提供される。バリア層が、第1コンポーネット内に埋設され、この第1コンポーネントを内側層と外側層に分離する。第1第1コンポーネントは、バリア層が第1キャビティに露出される位置にターミナル端を有する。第2コンポーネントは、第2キャビティを少なくとも部分的に形成し、第1キャビティが第2キャビティと連通するように第1キャビティに対して配置される。シールが、バリア層の位置で第2コンポーネントを第1コンポーネントに対して密閉するのに用いられる。バリア層とシールは、これにより、第1コンポーネントの少なくとも一部分で、第1コンポーネントからの浸透を阻止する。また、この方法が提供される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、1つのコンポーネントを密閉するためのアセンブリ、及び複数のコンポーネント、特にブロー成形された複数のコンポーネントを密閉する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
システム内に密閉保持される炭化水素燃料等の液体と蒸気に接触するコンポーネントの利用において、種々の材料を用いることができる。いくつかのプラスチック材料は、他の材料よりも浸透性がある。比較的高い浸透性を有する材料が、より低い浸透性の材料と組み合わされるとき、炭化水素の蒸気及び液体が、アセンブリを通過する最も抵抗の少ない径路を求めることになるので、アセンブリを通過する全体の浸透率は、最も浸透性のある材料に応じることになる。
【0003】
プラスチック部品は、しばしばブロー成形される。ブロー成形処理中、圧力が、金型内でプラスチックを外側に押圧し、プラスチックが金型の形状に合せて形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
炭化水素の蒸気等の望まない物質の浸透に対して異種材料による密閉効果を高めるアセンブリが提供される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
特に、少なくとも部分的に第1の筒状キャビティ又はチャネルを形成する第1コンポーネントを有するアセンブリが提供される。この第1コンポーネント内にバリア層が埋設され、このバリア層により、第1コンポーネントを内側層と外側層に分離する。第1コンポーネントは、バリア層が第1キャビティに露出する部分にターミナル端を有する。第2コンポーネントが、少なくとも部分的に第2キャビティを形成する。この第2コンポーネントは、第1コンポーネントに対して、第1キャビティが第2キャビティに連通するように配置される。第2コンポーネントを第1コンポーネントに対して、バリア層の位置で密閉するために、環状となるシールが用いられる。これにより、バリア層とシールは、第1コンポーネントの少なくともある部分で、第1キャビティからの浸透を阻止する。
【0006】
さらに、多層ブロー成形されたコンポーネントの筒状部分を切断する工程を含む方法が、与えられており、この方法では、ブロー成形されたコンポーネント内に蒸気バリア層が埋設されている。この蒸気バリア層は、ブロー成形されたコンポーネントよりも浸透性が低くなっている。次に、この方法は、ブロー成形されたコンポーネントに対して第2コンポーネントを密閉する工程を含み、シールをバリア層に隣接配置させ、第2コンポーネントとブロー成形されたコンポーネントとを接触させ、これにより、第1キャビティからブロー成形されたコンポーネントを通って蒸気が浸透しないようにする。
【0007】
本発明の上記特徴及び利点、更に他の特徴及び利点は、添付する図面に関連して、本発明を実施するための最善の方法を以下に詳細に記述したことから容易に明らかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】図1は、内部に埋設されたバリア層を有するブロー成形された筒状コンポーネントの断面を示した概略断面図である。
【図2】図2は、燃料タンクに連結して作動する注入管アセンブリの断面を示し、図1のブロー成形された筒状コンポーネントを含み、バリア層に露出するターミナル端を形成するために、筒状コンポーネントを切断した後、筒状コンポーネントに密閉された第2コンポーネントを有する注入管アセンブリの断面図である。
【図3】図3は、燃料タンクに連結して作動する注入管アセンブリの別の実施形態を示す概略断面図である。
【図4】図4は、別のコンポーネントに密閉される筒状コンポーネントを有する注入管アセンブリの別の実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
図面において、同等の参照番号は、同等の構成部品を表し、図1は、ブロー成形された第1コンポーネント10を示している。第1コンポーネント10は、内側層または内側部分14と外側層または外側部分16を有し、この内外層の間にバリア層18を有している。
【0010】
内側層と外側層14,16は、高密度ポリエチレン(HDPE)材料等のプラスチック材料とすることができる。バリア層18は、金型(図示略)内のバリア層の両側に形成される内側層14と外側層16の材料をブロー成形することによって、内部に埋設される。こうして、バリア層18が、第1コンポーネント10の縦方向に沿って埋設される。このバリア層18は、薄い膜であって、内側部分14及び外側部分16(また、内側層及び外側層ともいう。)の材料よりも炭化水素の浸透性が少なくなる。
【0011】
こうして、バリア層18は、内側層14に浸透する炭化水素が、バリア層18を通って外側層16に浸透するのを防止する。特に、バリア層18は、エチレンビニールアルコール共重合体(EVOH)材料、または炭化水素蒸気の浸透性が比較的少ない他の材料とすることができる。ブロー成形後、第1コンポーネント10は、ライン20に沿って切断されて第1コンポーネントの閉端部を除去し(図1に上端部として図示されている)、図2において、端部表面24を形成している。また、第1コンポーネント10は、ライン20に沿って切断するのと同一のステップあるいは別個のステップの何れかによって、表面24において、面取りまたは他の形に機械加工され、図2に示すように、外側に傾斜した端部表面を形成する。
【0012】
一度切断が行われると、第1コンポーネント10の内側表面30によって形成される筒状キャビティ又はチャネル28は、第1端部32(図2に部分的に見られる)と第2端部34(第1図に図示されている)において開いている。その結果、第1コンポーネント10は、チューブ10Aとして示され、端部32,34間に所定の長さ36を有している。
【0013】
バリア層18は、図2に示すように端部表面26で露出している。再び、図1に戻ると、第1コンポーネント10は、金型内でブロー成形され、その結果、第1コンポーネント10の外側表面38に、周辺突起部40を有している。
【0014】
図2において、チューブ10Aは、注入管アセンブリ42内に包含される。この注入アセンブリ42は、燃料キャップを用いる、キャップなしの注入管アセンブリ又は1つの注入管とすることができる。いずれの場合も、チューブ10Aの端部32の近くに取り付けられる構成部品が、キャップ付きまたはキャップなしのアセンブリであるかについては図示されていない。チューブ10Aは、図2において、破線45で示されている付加的なチューブまたは通路によって燃料タンク44に接続されて作動する。
【0015】
この実施形態におけるチューブ10Aは、燃料タンクのための注入管であるが、他のコンポーネント、例えば、燃料タンクと共に一体形成されるボス又は筒状延長部等、及び燃料タンク用換気弁又は他の燃料システム部品にまで延長されて略筒状を形成するものは、本発明の範囲内に包含されるものと考えられる。
例えば、チューブ10Aは、燃料タンク44の一体延長部分とすることができ、また、燃料タンク44と共にブロー成形され、さらに、燃料タンク44内に開口する端部34を有する。また、燃料システムに関係しないブロー成形されたプラスチック部品は、本発明の範囲内にあると考えられる。
【0016】
注入管アセンブリ42は、また、第2コンポーネントを含み、この第2コンポーネントは、燃料ノズル(図示略)が燃料タンク44に注入される際の注入カップ48である。この注入カップ48は、金属またはプラスチック等のいずれの材料でもよく、これらの材料は、ポリフェニレン硫化物(PPS)、ポリメチレン(POM)、ポリフタラミド(PPA)、又は他の低浸透性プラスチックを含む。この材料は、チューブ10Aの内側層14及び外側層16よりも低い蒸気浸透性を有するものであればよい。
【0017】
注入カップ48は、内側環状延長部50と外側環状延長部52を有する。内側環状延長部50は、チューブ10Aのチャネル28と流体連通し、このチャネルとオーバーラップする第2の内部キャビティ54を形成する。外側環状延長部52は、タブ延長部56を有し、このタブ延長部は、内側に延びるように形成または曲げられ、注入カップ48をチューブ10Aに接続するためにチューブ10Aの突起部40と干渉しないように構成されている。
【0018】
炭化水素の蒸気をキャビティ28から外側の蒸気バリア層18を通過して外側に浸透させないために、本実施形態では、環状のシール60(ここでは、環状シールという。)が、露出したバリア層18上の端部表面26及び注入カップ48に接触して配置されている。
【0019】
この環状シール60は、フッ化炭素ゴム(FKM)材料とすることができる。環状シール60は、注入カップ48と端部表面26との間で押圧され、環状シール60は、注入カップ48とチューブ10Aとの間に大きな足跡(即ち、接触領域)を有する。こうして、露出したバリア層18の正確な位置が、コンポーネント間でわずかに変化したとしても、使用中の環状シール60の大きな接触領域により、シール接触を確実にする。
【0020】
端部表面26に付けられたテーパーは、注入カップ48とチューブ10Aの間のシール位置に環状シール60をしっかりとバリア層18全体にわたって押し込めるのに役立つ。その結果、注入カップ48、環状シール60、及びチューブ10Aが整合して接触することにより、これらの部品を通って外側に炭化水素の蒸気が浸透するのを防止する。例えば、注入カップ48、環状シール60、及びバリア層18により、炭化水素の蒸気がチューブ10Aの外側部分に到達するのを防止する。注入管アセンブリ42からの炭化水素の浸透は、1日当たり2mg以下となるように期待される。これに対して、バリア層18がない同様のアセンブリ、またはバリア層18及び注入カップ48に対して、ここに記載されるように配置されたシール60がない場合には、より高い炭化水素の浸透率を有することになる(例えば、1日当たり20mg以上)。
【0021】
例えば、内側部分14及び外側部分16のために用いられる材料であるHDPEは、40℃のCE10燃料に対して、1日当たり概略56gm−mm/m2の燃料透過率を有する。バリア層18のために用いられる材料であるEVOHは、40℃のCE10燃料に対して、1日当たり概略2gm−mm/m2の燃料透過率を有する。環状シール60のために用いられる材料であるFKMは、40℃のCE10燃料に対して、1日当たり概略20gm−mm/m2の燃料透過率を有する。
【0022】
内側部分14が、特にプラスチックである場合には、液体燃料をベースとする炭化水素またはその蒸気と接触したとき内側部分14が膨張することが予想される。内側環状延長部50は、内側部分14の膨張によるチューブ10Aのクリープを制御するために、内側部分14との間に小さな径方向ギャップ58を有して非常に近接して形成されている。
【0023】
図3を参照すると、注入管アセンブリ142の別の実施形態が図示されており、このアセンブリは、注入カップ48に類似した注入カップ148、環状シール60に類似した環状シール160、及びチューブ10Aとバリア層18に類似したバリア層118を有するチューブ110(即ち、第1コンポーネント)を含んでいる。異なる点は、テーパー付き端部表面126が外側に傾斜するよりも内側に傾斜していることである。
【0024】
この注入管アセンブリ142は、破線145で示すように、付加的なチューブ又は通路によって燃料タンク144に連結されて作動する。代わりに、チューブ110は、タンク144と共にブロー成形された、タンク144と一体形状の延長部とし、かつタンク144の壁内にバリア層118を埋設することもできる。
注入カップ148、環状シール160、及びバリア層118の接触により、チューブ110の内側層すなわち内側部分114から外側層すなわち外側部分116への炭化水素の浸透が防止される。
【0025】
図4は、燃料タンク244に連結して作動する注入管アセンブリ242の別の実施形態を示している。この注入管アセンブリ242は、チューブ210とも呼ばれるブロー成形された第1コンポーネントを含み、さらに、このチューブ210の内側層すなわち内側部分214から外側層すなわち外側部分216の間に埋設されたバリア層218を有する。
注入管アセンブリ242は、また、第2コンポーネントを含み、この第2コンポーネントは、チューブ210よりも少ない浸透性を有するプラスチック、金属、または他の材料からなるチューブ248である。
【0026】
チューブ248は、キャップ等の別の部品243と連結され、また、破線245にて図示された、付加的なチューブまたは通路によって燃料タンク244に連結されて作動するキャップレス燃料システム、弁ハウジング、又は他の構成部品に連結される。バリア層218は、チューブ210がブロー成形後、切断されるチューブ210の端部表面224に露出している。また、チューブ210は、端部表面224で面取り加工あるいは他の機械加工がなされる。同一のステップあるいは別個のステップの何れかによって、端部表面224を外側にテーパー付けされた端部表面226を形成する。この外側にテーパー付けされた端部表面226は、第1コンポーネント210の回りに金属チューブ248を配置する際の組み付けを容易にする。チューブ210の内側表面230によって形成されるチャネル228は、第1端部232と第2端部234で開放され、その端部232,234巻に所定長さ236を有している。代わりに、チューブ210は、タンク244と一体形成された延長部として、タンク244と共にブロー成形され、さらに、タンク244の壁内に埋設されたバリア層218を有することもできる。
【0027】
バリア層218は、チューブ210の内側部分214および外側部分216に用いられる材料より炭化水素の浸透性がより小さいものであり、かつチャネル228内の炭化水素の蒸気が、内側部分214を通り、バリア層218を介して外側部分216に浸透するのを防止するのに役立つ。
【0028】
金属チューブ248の炭化水素の浸透性は、チューブ210の炭化水素の浸透性よりも小さい。例えば、チューブ248が金属の場合、炭化水素の浸透性は、ほぼゼロである。このチューブ248は、チャネル228と連通しかつオーバーラップするキャビティ254を形成している。チューブ210は、チューブ248と物理的に干渉する突起部240を有する。
【0029】
チューブ210は、この実施形態では環状であるシール260が配置されている環状凹部264を有する。環状シール260は、チューブ210とチューブ248との間で圧縮可能である。環状凹部264は、チューブ210のブロー成形後、機械加工により形成することができる。環状凹部264は、バリア層218に接触するか、あるいは、バリア層218に密着して内側に向けて伸びている。その結果、シール260がこの凹部264内にあると、バリア層218、シール260、及び金属チューブ248が整合して、炭化水素が、内側部分214を通って外側部分216に浸透するのを防止する。部品間の製造公差により、環状凹部264に対してチューブ210内のバリア層218の径方向位置に変動が生じる場合、環状凹部264は、バリア層218の内側にまで完全に伸びていないことがある。このような場合、環状シール260が環状凹部264内にあるとき、環状シール260はバリア層218に接触することができないが、それでも、環状シール260とバリア層218との間の蒸気が浸透して外側部分216に露出するのを減少させることになる。
【0030】
本発明の実施に対する最善の方法を詳細に述べてきたが、当業者であれば、この発明は、添付の特許請求の範囲内で実施するための種々の代替構造及び実施例を受け入れることができるであろう。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の筒状キャビティ(28,228)を少なくとも部分的に形成する第1コンポーネント(10,110,210)と、
該第1コンポーネット内に埋設され、この第1コンポーネントを内側層(14,114,210)と外側層(16,116,216)に分離するためのバリア層(18,118,218)と、を含むアセンブリ(42,142,242)であって、
前記第1コンポーネントは、前記バリア層が第1キャビティに露出される位置に、端部表面(26,126,226)を有するターミナル端(32,232)を有しており、
さらに、前記アセンブリが、
第2キャビティ(54,254)を少なくとも部分的に形成し、前記第1キャビティが前記第2キャビティと連通するように前記第1キャビティに対して配置される第2コンポーネント(48,148,248)と、
前記第2コンポーネントを前記第1コンポーネントに対して密閉させ、前記第1、第2コンポーネントと前記バリア層を接触し、前記バリア層と共に、第1コンポーネントの外側層の少なくとも一部分が、前記第1キャビティからの蒸気の浸透を阻止するようにしたシール(60,160,260)と、を含んでいることを特徴とするアセンブリ。
【請求項2】
前記シールは、環状シール(260)であり、前記第1コンポーネントは、前記バリア層を囲む凹部(264)を有する外側表面を有することを特徴とする請求項1記載のアセンブリ。
【請求項3】
前記シール(60,160)は、前記端部表面(26,126)で前記バリア層(18,118)に接触することを特徴とする請求項1記載のアセンブリ。
【請求項4】
前記第1コンポーネント(10,110)は、突起部(40)を有する外側表面(38)を有し、前記第2コンポーネント(48,148)は、前記第1コンポーネントを前記第2コンポーネントに連結するために前記突起部に係合するように構成されている延長部(56)を有することを特徴とする請求項1記載のアセンブリ。
【請求項5】
前記第2コンポーネント(48,148)は、前記第1キャビティ(28)内に内側環状延長部(50)と前記第1コンポーネントを少なくとも部分的に取り囲む外側環状延長部(52)とを有することを特徴とする請求項1記載のアセンブリ。
【請求項6】
燃料タンク(44,144,244)と組み合わされ、前記第1コンポーネントが前記燃料タンクの延長部であることを特徴とする請求項1記載のアセンブリ。
【請求項7】
内側表面(30,230)と外側表面(38)とを有し、前記内側表面がある長さ(36,236)を有する細長いチャネル(28,228)を形成する第1コンポーネント(10,110,210)と、
前記内側表面と外側表面との間で前記長さに沿って前記第1コンポーネント内にあり、前記第1コンポーネントより浸透性が少ない蒸気バリア層(18,118,218)と、を含むアセンブリ(42,142,242)であって、
前記第1コンポーネントは、前記蒸気バリア層が前記チャネルに露出される位置に、端部表面(26,126,226)を有するターミナル端を有しており、
さらに、前記アセンブリが、
内部キャビティを形成し、前記第1コンポーネントよりも浸透性が少なく、かつ前記チャネルが前記内部キャビティとオーバーラップするように、前記第1コンポーネントに隣接配置される第2コンポーネント(48,148,248)と、
前記第2コンポーネントと前記蒸気バリア層に隣接する前記第1コンポーネントとが接触して密閉状態に配置され、前記チャネルからの炭化水素が、前記蒸気バリア層と前記外側表面の間の前記第1コンポーネントの少なくと一部分を通って浸透しないように制限するシール(60,160,260)と、を含んでいることを特徴とするアセンブリ。

【請求項8】
前記第1コンポーネントは、前記蒸気バリア層を囲む外側表面内に凹部(264)を有することを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項9】
前記シール(60,160)は、前記端部表面で前記蒸気バリア層と接触することを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項10】
前記端部表面(126)は、前記チャネルに向けて内側にテーパー付けられていることを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項11】
前記端部表面(26)は、前記チャネルから離れるように外側にテーパー付けられていることを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項12】
前記第1コンポーネント(10,110)は、外側表面に突起部(40)を有し、前記第2コンポーネント(48,148)は、さらに前記第2コンポーネントを前記第1コンポーネントに連結するために、前記突起部に係合するように構成される延長部(56)を有することを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項13】
前記第2コンポーネント(48,148,248)は、金属であることを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項14】
前記第2コンポーネント(48,148)は、ポリフェニレン硫化物、ポリメチレン、ポリフタラミドの1つであることを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項15】
燃料タンク(44,144,244)と組み合わされ、前記第1コンポーネント(10,110,210)が前記燃料タンクの延長部であることを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項16】
前記前記第2コンポーネント(48)は、前記チャネル内に内側環状延長部(50)と、前記第1コンポーネントを取り囲む外側環状延長部(52)とを有することを特徴とする請求項7記載のアセンブリ。
【請求項17】
多層ブロー成形されたコンポーネント(10,110,210)の筒状部分を切断して、前記ブロー成形されたコンポーネントによって形成された第1キャビティ(28,228)を露出させ、さらに、ブロー成形されたコンポーネント内に埋設された蒸気バリア層(18,118,218)を露出させ、
シール(60,160,260)を前記蒸気バリア層に隣接して配置することによって、前記第2コンポーネントと前記ブロー成形されたコンポーネントとを接触させ、少なくとも部分的に、前記第1キャビティから前記ブロー成形されたコンポーネントを通る浸透を防止するようにして、前記ブロー成形されたコンポーネントに対して第2コンポーネントを密閉することを特徴とする方法。
【請求項18】
前記密閉する前に、前記ブロー成形されたコンポーネントに凹部(264)を機械加工し、そして、前記シール(260)を前記凹部に配置することを特徴とする請求項17記載の方法。
【請求項19】
前記切断の前に、前記蒸気バリア層(18,118,218)の両側にプラスチック(14,16;114,116;214,216)を配置してブロー成形し、前記プラスチック内に前記蒸気バリア層を埋設し、ブロー成形されたコンポーネント(10,110,210)を形成することを特徴とする請求項17記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2011−511906(P2011−511906A)
【公表日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−534560(P2010−534560)
【出願日】平成20年11月20日(2008.11.20)
【国際出願番号】PCT/IB2008/003146
【国際公開番号】WO2009/066156
【国際公開日】平成21年5月28日(2009.5.28)
【出願人】(390033020)イートン コーポレーション (290)
【氏名又は名称原語表記】EATON CORPORATION
【Fターム(参考)】