JP2010076297A - ブロー成形品の開口部形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】開口部を容易に形成し、開口部の形状が正確に形成することができるブロー成形品の開口部形成方法を提供する。
【解決手段】開口部１０をブロー成形金型２０内で形成するブロー成形品の開口部形成方法において、ブロー成形金型２０は、キャビティー２５の内外にスライド可能で開口部面に対して回転可能に円筒状の回転刃３０を設け、回転刃の先端部３３の一部に先端部から突出する突出部３４を形成し、回転刃３０の先端部３３を若干キャビティー２５内に張出して位置させて、ブロー成形を行い、パリソンの少なくとも表面が固化した後、回転刃３０を、キャビティー２５内から外側にスライドさせ、次に、回転刃３０を回転させつつ突出部３４がブロー成形品の外壁を切断して開口部１０を形成するブロー成形品の開口部形成方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱可塑性合成樹脂で形成されたブロー成形品の開口部形成方法に関するものである。

従来、自動車用等の燃料タンク等の中空体の構造としては、金属製のものが用いられていたが、近年、車両の軽量化や、錆が発生しないこと、所望の形状に成形しやすいことなどによって熱可塑性合成樹脂製のものが用いられるようになってきた。
熱可塑性合成樹脂製の中空体の製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した熱可塑性合成樹脂部材のパリソンを円筒状にしてブロー成形機のダイスから押出して、そのパリソンを金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、自動車用燃料タンク等の中空体であるブロー成形品を製造していた。

このブロー成形品には、中空体の内部に装着する部品の出し入れのために開口部が形成されている。この開口部の形成は、ブロー成形品１０１をブロー成形で形成すると同時に、開口部１１０を一体的に形成することが行なわれている。
その開口部１１０の形成方法は、例えば、図８〜図１０に示すように、ブロー成形金型１２０にスライド可能な刃付工具１３０を設け、ブロー成形品１０１の外壁を打ち抜くものがある（例えば、特許文献１参照。）。

この開口部１１０の形成方法は、図８と図９に示すように、刃付工具１３０の先端に刃先１３１を形成し、その刃先１３１を予めブロー成形金型１２０の型面よりも内部に入り込んだ状態でブロー成形して、刃先１３１に樹脂パリソンを密着させて、ブロー成形品１０１を形成する。その後、図１０に示すように、刃付工具１３０をブロー成形金型１２０内にスライドさせ、開口部１１０を刃先１３１で打ち抜くものである。
しかしながら、この方法では、刃先１３１を単にスライドさせるのみであり、ブロー成形品１０１の開口部１１０の切除部分が必ずしも平滑にならなかった。また、燃料タンク等の外壁が厚肉の場合には、打ち抜きが困難な場合も合った。

また、図１１に示すように、ブロー成形金型２２０に回転刃２３０を設けて、開口部２１０を形成する方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
即ち、ブロー成形金型２２０内でブロー成形品２０１を成形した後に、ブロー成形金型２２０の一部のスライド部２２１をスライドさせ、回転刃２３０をブロー成形品２０１の開口部２１０を形成する部分に当接させて、回転刃２３０を回転させて、開口部２１０を形成するものもある。

しかしながら、燃料タンク等の肉厚の厚い外壁を有するブロー成形品２０１の開口部２１０を形成する場合には、通常の成形時間内ではまだ外壁の内部は充分に固化していない場合が多く、回転刃２３０を回転させて開口部２１０を形成するとその周囲が変形してしまうことがある。また、外壁の内部まで完全に固化するのを待つと、成形工程のサイクルタイムが長くなり、生産性が著しく低下することになる。
特開平１１−３４８１１号公報 特開２００３−２２０８４０号公報

そのため、本発明は、燃料タンク等の外壁の厚いブロー成形品においても、開口部を容易に形成し、開口部の形状が正確に形成することができるブロー成形品の開口部形成方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１の本発明は、ブロー成形により形成された成形品の開口部をブロー成形金型内で形成する合成樹脂のブロー成形品の開口部形成方法において、
ブロー成形金型は、ブロー成形品の開口部に対応する部分に、キャビティーの内外にスライド可能で開口部面に対して回転可能に円筒状の回転刃を設け、回転刃の先端部の一部に先端部から突出する突出部を形成し、
回転刃の先端部を若干キャビティー内に張出して位置させて、パリソンをブロー成形金型で挟持してブロー成形を行い、
パリソンの合成樹脂の少なくとも表面が固化した後、回転刃を、キャビティー内から外側にスライドさせ、次に、回転刃を回転させつつキャビティー内にスライドさせることで突出部がブロー成形品の外壁を切断して開口部を形成することを特徴とするブロー成形品の開口部形成方法である。

請求項１の本発明では、ブロー成形金型は、ブロー成形品の開口部に対応する部分に、キャビティーの内外にスライド可能で開口部面に対して平行に回転可能に円筒状の回転刃を設けている。このため、ブロー成形品の開口部をブロー成形金型内部で、円筒状の回転刃を回転させることにより形成することができ、ブロー成形と同時に開口部を形成することができる。

回転刃の先端部の一部に先端部から突出する突出部を形成したため、回転刃をブロー成形金型内で回転させて開口部を形成するときに、突出部のみがブロー成形品の外壁を削ることができ、ブロー成形品の外壁と回転刃との切削抵抗が少なくなり、回転を円滑に、且つ、容易にすることができる。また、回転刃の回転により開口部を切削するため、切削面を平滑にすることができる。

回転刃の先端部を若干キャビティー内に張出して位置させて、パリソンをブロー成形金型で挟持してブロー成形を行うため、ブロー成形品の開口部の周囲を形成する部分には、内部方向に突出したフランジ部を形成することができ、開口部の周囲の剛性を高くすることができ、開口部に部品、例えば燃料タンクの場合には燃料給油パイプやベントバルブの溶着や取付が容易となる。

パリソンの合成樹脂の少なくとも表面が固化した後、キャビティー内から外側にスライドさせる。このため、回転刃の先端部と開口部の間には隙間が生じて、回転刃が円滑に回転することができ、回転刃の先端部と開口部の合成樹脂壁との接触がなく、突出部が自由に回転でき、突出部のみが開口部を形成する部分の合成樹脂に当接して、容易に切削することができる。また、開口部の切削部分に過大な応力がかからないため、開口部が完全に固化されるまで待たなくても、開口部の切削をすることができる。

次に、回転刃を回転させつつ突出部がブロー成形品の外壁を切断して開口部を形成したため、パリソンの合成樹脂の少なくとも表面がある程度固化した時点で、回転刃をスライドさせ、回転して切断して開口部を形成し、ブロー成形と開口部の形成が同時にできる。ブロー成形品がある程度固化した時点で開口部の形成ができ、開口部の変形がなく、成形サイクルを早くすることができ生産性がよい。

請求項２の本発明は、回転刃が開口部を形成した後、ブロー成形金型を開いて、ブロー成形品を取出すブロー成形品の開口部形成方法である。

請求項２の本発明では、回転刃が開口部を形成した後、ブロー成形金型を開いて、ブロー成形品を取出すため、開口部の形成中はブロー成形品はブロー成形金型に保持されており、開口部の切断が容易である。

請求項３の本発明は、開口部は、開口部の周囲にフランジ部が形成され、フランジ部はブロー成形品の内部方向に突出して形成されたブロー成形品の開口部形成方法である。

請求項３の本発明では、開口部は、開口部の周囲にフランジ部が形成されたため、開口部の周囲の強度を高くして、開口部の衝撃を吸収することができ、開口部に部品を熱板溶着等で取付けても開口部が変形することがない。さらに、フランジ部がブロー成形品の内部方向に突出して形成されたため、開口部の上面を平滑にすることができ、開口部に部品を取付けることが容易である。

請求項４の本発明は、回転刃は、先端部をブロー成形金型のキャビティー内に２ｍｍ〜７ｍｍ突出させて、ブロー成形を行うブロー成形品の開口部形成方法である。

請求項４の本発明では、回転刃は、先端部をブロー成形金型のキャビティー内に２ｍｍ〜７ｍｍ突出させて、ブロー成形を行うため、開口部に形成されるフランジ部が２ｍｍ〜７ｍｍ以上の高さでブロー成形品の内部方向に突出して形成することができ、開口部が充分な強度を有することができる。

請求項５の本発明は、回転刃の突出部が１乃至２個形成されたブロー成形品の開口部形成方法である。

請求項５の本発明では、回転刃の突出部が１乃至２個形成されたため、突出部が１乃至２個所でブロー成形品の開口部を形成する部分を切削するため、切削の力が少なくすることができ、開口部１０の形成が円滑に行うことができる。

請求項６の本発明は、ブロー成形品の外壁を切断して開口部を形成した後、開口部のために外壁を切断した部分を、ブロー成形金型に保持して取出すブロー成形品の開口部形成方法である。

請求項６の本発明では、ブロー成形品の外壁を切断して開口部を形成した後、開口部のために外壁を切断した部分を、ブロー成形金型に保持して取出すため、ブロー成形品の外壁を切断した部分を自動的に排出することができる。

請求項７の本発明は、回転刃の先端部と突出部は、その刃先が開口部のフランジ部の内面に沿って回転し、スライドするブロー成形品の開口部形成方法である。

請求項７の本発明では、回転刃の先端部と突出部は、その刃先が開口部のフランジ部の内面に沿って回転し、スライドするため、開口部のフランジ部の内面を平坦に円滑にすることができ、開口部の後加工が不要であり、開口部に部品を取付けた場合には、開口部のシール性を向上させることができる。

本発明では、パリソンの合成樹脂の少なくとも表面が固化した後、回転刃を、少なくとも突出部が、先端部が位置した部分に位置するまでキャビティー内から外側にスライドさせるため、回転刃の先端部と開口部の間には隙間が生じて、回転刃が円滑に回転することができ、突出部のみが開口部を形成する部分の合成樹脂に当接して、容易に切削することができる。
パリソンの合成樹脂の表面が固化した時点で、回転刃をスライドさせ、回転して切断して開口部を形成し、その後ブロー成形品を取出すことができ、ブロー成形と開口部の形成が同時にでき、ブロー成形品がある程度固化した時点で開口部の形成ができ、成形サイクルを早くすることができ生産性がよい。

本発明の実施の形態であるブロー成形品の開口部形成方法について、ブロー成形品である自動車用燃料タンクの開口部形成方法を例にとり、図１〜図７に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態で形成した開口部１０を有する燃料タンク１の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態で使用するブロー成形金型２０の断面図である。図３は、本発明の実施の形態で使用するブロー成形金型２０に組付けられる回転刃３０の底面図である。図４〜図７は、ブロー成形品の開口部形成における、回転刃３０により開口部１０を形成する工程を示すブロー成形金型２０の開口成形部分の断面図である。

本発明の実施の形態では、燃料タンク１は、図１に示すように、その本体に燃料ポンプ（図示せず）等を出し入れするために開口部１０が形成されている。
燃料タンク１は、ブロー成形で形成され、その外壁は、１層のみ、あるいは、外層、内層及び外層と内層との間に形成される中間層の３層から構成されている。ブロー成形においては、上記の１層又は３層から構成されるパリソンが使用される。
３層の場合は、外層と内層は、強度が高く燃料油に対しても強度が維持される熱可塑性合成樹脂から形成され、中間層は、燃料油の透過が極めて少ない熱可塑性合成樹脂から形成されている。

図１に示すように、開口部１０は、燃料タンク１の上面に形成され、開口部１０は燃料ポンプ等が組付けられるために開口部１０のままにして、組付け後に、蓋体が取付けられ、係止されている場合や、開口部１０に、燃料給油パイプ４やベントバルブ３等が溶着されている場合もある。

次に、ブロー成形品である燃料タンク１を成形するブロー成形金型２０について図２及び図３に基づき説明する。
ブロー成形金型２０は、通常、ブロー成形金型２０の上部に位置するブロー成形機（図示せず）のノズルから溶融状態で下方へ出される合成樹脂のパリソンを挟み、内部のキャビティー２５で成形するように左右２つに分かれたブロー成形金型本体２１で形成されている。

本発明で使用されるブロー成形金型２０の開口部１０を形成する部分は、燃料タンク１の上部を形成する側のブロー成形金型本体２１に開口部１０と略同じ直径を有する金型本体開口２６を形成し、金型本体開口２６をキャビティー２５の面に対して略垂直に円柱状の開口部形成型部２４を設ける。開口部形成型部２４と金型本体開口２６の間には、後述する回転刃３０の先端の刃先が摺動、回転可能に刃先用空間２２が形成されている。

ブロー成形金型本体２１の金型本体開口２６の奥には、金型本体開口２６よりも若干大きな直径の円筒上の空間であるスライド空間２３が形成されている。スライド空間２３と金型本体開口２６との間は、階段状に形成されている。

スライド空間２３と金型本体開口２６には回転刃３０が軸方向にスライド可能に、且つ、回転刃３０の円周方向に回転可能に取付けられている。
回転刃３０は、円筒状に形成され、根元部分は肉厚に形成された回転刃本体３１と、回転刃本体３１から軸方向に延設され、薄肉に形成された回転刃刃部３２から形成される。回転刃本体３１と回転刃刃部３２は、開口部形成型部２４の周囲を回転可能に内面は段差がなく中空状に形成され、外面は、回転刃本体３１と回転刃刃部３２の間に段差が形成されている。

回転刃刃部３２は、先端が円周状に段差がなく同一平面形成されるとともに、とがった回転刃先端部３３が形成されている。回転刃先端部３３は、その刃先の断面が外周側が尖って形成されることが好ましい。
回転刃刃部３２は、スライド機構（図示せず）により、刃先用空間２２の間からブロー成形金型２０のキャビティー２５内に進退自在に取付けられている。

回転刃先端部３３の一部に、回転刃先端部３３から突出する回転刃突出部３４が形成されている。このため、後述するように、回転刃３０をブロー成形金型２０内で回転させて開口部１０を形成するときに、回転刃突出部３４のみが燃料タンク１の外壁を削ることができ、燃料タンク１の外壁と回転刃３０との切削抵抗が少なくなり、回転を円滑に、且つ、容易にすることができる。

回転刃突出部３４は、１つ又は複数個設けることができる。
回転刃突出部３４を１乃至２個形成した場合には、回転刃突出部３４が１乃至２個所で燃料タンク１の開口部１０を形成する部分を切削するため、切削の力が少なくすることができ、開口部１０の形成が円滑に行うことができる。

次に、図４〜図７に基づき開口部１０の形成方法について説明する。
まず、図４に示すように、回転刃３０の回転刃先端部３３がブロー成形金型２０のキャビティー２５内に２ｍｍ〜７ｍｍ突出させる。このとき、回転刃突出部３４はさらに回転刃先端部３３よりもキャビティー２５内に突出している。

そして、ブロー成形機から排出されたパリソンをブロー成形金型２０で挟み、キャビティー２５内のパリソンに空気を吹き込み、パリソンをキャビティー２５の壁面に密着させる。そうすると、図４に示すように、キャビティー２５の面に沿って燃料タンク１のタンク本体外壁２が形成される。このとき、回転刃先端部３３と回転刃突出部３４は、キャビティー２５内に突出しているため、タンク本体外壁２の開口部１０が形成される部分では、タンク本体外壁２が回転刃先端部３３と回転刃突出部３４の突出する寸法にその肉厚を加えた高さに突出している。

そして、図５に示すように、パリソンであるタンク本体外壁２の少なくとも表面が固化した後、回転刃３０を、少なくとも回転刃突出部３４が、回転刃先端部３３が位置した部分に位置するまでキャビティー２５内から外側にスライドさせる。タンク本体外壁２の固化は、完全に固化する必要はなく、表面が固化して、その形状が保持できればよい。回転刃３０のスライドは、回転刃突出部３４が、回転刃先端部３３が位置した部分までスライドさせることが好ましいが、それ以上にスライドさせてもよい。

パリソンであるタンク本体外壁２を形成する合成樹脂の表面がある程度固化した時点で、回転刃３０をスライドさせ、回転して切断して開口部１０を形成する。後述するように、開口部１０を形成後に、燃料タンク１をブロー成形金型２０から取出すことができ、燃料タンク１のブロー成形と開口部１０の形成が同時にできる。タンク本体外壁２が完全に固化する前に開口部１０の形成ができ、成形サイクルを早くすることができ生産性がよい。

回転刃３０をスライドさせると、回転刃３０の回転刃先端部３３とタンク本体外壁２の開口部１０を形成するための突出した部分の外面との間には、隙間１５が生じて、回転刃先端部３３も回転刃突出部３４もタンク本体外壁２に接触することなく、円滑に回転することができる。そうして、次に、回転刃突出部３４が開口部１０を形成する部分のタンク本体外壁２に当接するまで内側にスライドさせる。

次に、図６に示すように、回転刃３０を円周方向に回転させて、回転刃突出部３４によりタンク本体外壁２を切削しつつ徐々に、燃料タンク１の内部方向に下降させる。そうすると、回転刃３０は、回転刃突出部３４のみがタンク本体外壁２に接触するため、回転刃３０の回転がスムースであり、開口部１０の切削と形成が容易である。また、回転刃３０の回転によりタンク本体外壁２を切削するため、開口部１０に過大な応力がかからず、パリソンの冷却時間を長く取らなくても開口部の変形を防止することができる。

次に、図７に示すように、回転刃３０を回転させつつ回転刃突出部３４がタンク本体外壁２を切断して開口部１０を形成した後、回転刃３０を外側にスライドさせて、ブロー成形金型２０を開いて、燃料タンク１を取出す。このとき、開口部１０を形成した跡の開口部切除部１４は、ブロー成形金型２０の開口部形成型部２４に保持されることが好ましい。この保持は、開口部形成型部２４から開口部切除部１４を吸引しても密着させてもよく、あるいは、開口部形成型部２４にアンダーカット部分を形成して、開口部切除部１４を係止してもよい。

この場合には、開口部切除部１４をブロー成形金型２０に保持して、燃料タンク１をブロー成形金型２０から取出した後に、吸引を止めたり、押し出しピンで開口部形成型部２４から外したりして、開口部切除部１４を取出すため、自動成形が可能であり、開口部切除部１４を自動的に排出することができる。また、開口部切除部１４が燃料タンク１内部に残留することがないため、後加工が不要である。

上記のように開口部１０を形成すると、ブロー成形のパリソンが回転刃先端部３３と回転刃突出部３４により、キャビティー２５内に突出して形成されるため、開口部１０は、開口部１０の周囲にフランジ部１１が形成される。フランジ部１１ため、開口部１０の周囲の強度を高くして、部品等を熱板溶着した場合に変形を防止して、外部から開口部１０に衝撃が加わった場合に、その衝撃を吸収することができる。さらに、フランジ部１１が燃料タンク１の内部方向に突出して形成されたため、開口部１０の外面である上面１３を平滑にすることができ、開口部１０に部品を取付けたり、蓋をネジ締めしたりすることが容易である。

回転刃３０は、回転刃先端部３３をブロー成形金型２０のキャビティー内に２ｍｍ〜７ｍｍ突出させて、ブロー成形を行うことが好ましい。この場合には、開口部１０に形成されるフランジ部１１が２ｍｍ〜７ｍｍ以上の高さで燃料タンク１の内部方向に突出して形成することができ、開口部１０が充分な強度を有することができる。

ブロー成形金型２０の回転刃３０は、タンク本体外壁２の開口部１０に対応する部分であるフランジ部１１の内壁面１２に、スライド可能で開口部１０の内壁面１２に対して平行にスライド可能に設けている。そして、回転刃３０の回転刃先端部３３と回転刃突出部３４は、刃先の外側が尖って形成されているためその刃先が開口部１０のフランジ部１１の内面に沿って回転し、スライドして、開口部１０のフランジ部１１の内面を平坦に円滑にすることができる。そのため、開口部１０の後加工が不要であり、開口部１０に部品を取付けた場合には、開口部１０のシール性を向上させることができる。また、部品の熱板溶着も容易である。

本発明の実施の形態である開口部を有する燃料タンクの斜視図である。 本発明の実施の形態に使用するブロー成形金型の断面図である。 本発明の実施の形態に使用するブロー成形金型に組付けられる回転刃の底面図である。 本発明の実施の形態に使用するブロー成形金型の開口成形部分の断面図であり、回転刃がキャビティーに挿入されてブロー成形された状態を示す図である。 本発明の実施の形態に使用するブロー成形金型の開口成形部分の断面図であり、ブロー成形後に、回転刃がキャビティースライドした状態を示す図である。 本発明の実施の形態に使用するブロー成形金型の開口成形部分の断面図であり、回転刃が回転して開口部を切除した状態を示す図である。 本発明の実施の形態に使用するブロー成形金型の開口成形部分の断面図であり、開口部を除去してブロー成形品を取出した状態を示す図である。 従来のブロー成形金型の開口成形部分の断面図である。 従来のブロー成形金型の開口成形部分の刃付工具部分の拡大断面図である。 従来のブロー成形金型の開口成形部分の刃付工具部分において、刃付工具が開口部を切除した状態の拡大断面図である。 従来の他のブロー成形金型の開口成形部分の断面図である。

符号の説明

１ 燃料タンク
２ タンク本体外壁
１０ 開口部
１１ 開口部フランジ部
２０ ブロー成形金型
２４ 開口部形成型部
２５ キャビティー
３０ 回転刃
３２ 回転刃刃部
３３ 回転刃先端部
３４ 回転刃突出部

Claims (7)

1. ブロー成形により形成された成形品の開口部をブロー成形金型内で形成する合成樹脂のブロー成形品の開口部形成方法において、
   上記ブロー成形金型は、ブロー成形品の開口部に対応する部分に、キャビティーの内外にスライド可能で上記開口部面に対して回転可能に円筒状の回転刃を設け、該回転刃の先端部の一部に該先端部から突出する突出部を形成し、
   上記回転刃の先端部を若干キャビティー内に張出して位置させて、パリソンをブロー成形金型で挟持してブロー成形を行い、
   上記パリソンの合成樹脂の少なくとも表面が固化した後、上記回転刃を、上記キャビティー内から外側にスライドさせ、次に、上記回転刃を回転させつつ上記キャビティー内にスライドさせることで上記突出部が上記ブロー成形品の外壁を切断して開口部を形成することを特徴とするブロー成形品の開口部形成方法。
2. 上記回転刃が開口部を形成した後、上記ブロー成形金型を開いて、上記ブロー成形品を取出す請求項1に記載のブロー成形品の開口部形成方法。
3. 上記開口部は、開口部の周囲にフランジ部が形成され、該フランジ部はブロー成形品の内部方向に突出して形成された請求項1又は請求項２に記載のブロー成形品の開口部形成方法。
4. 上記回転刃は、先端部を上記ブロー成形金型のキャビティー内に２ｍｍ〜７ｍｍ突出させて、ブロー成形を行う請求項1乃至請求項３のいずれか１項に記載のブロー成形品の開口部形成方法。
5. 上記回転刃は、上記突出部が１乃至２個形成された請求項1乃至請求項４のいずれか１項に記載のブロー成形品の開口部形成方法。
6. 上記ブロー成形品の外壁を切断して開口部を形成した後、上記開口部のために上記外壁を切断した部分を、上記ブロー成形金型に保持して取出す請求項1乃至請求項５のいずれか１項に記載のブロー成形品の開口部形成方法。
7. 上記回転刃の先端部と突出部は、その刃先が上記開口部のフランジ部の内面に沿って回転し、スライドする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載のブロー成形品の開口部形成方法。

Images