JP2014162232A - 吹き込み成形プロセス及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガソリンタンクへの内部部品取付を簡単に行える方法を提供する。
【解決手段】少なくとも幾つかの実施例において、吹き込み成形プロセスは、パリソン２６の各部が吹き込み成形金型部品に設けた又は隣接した１つ以上のクランプ装置によって係合するステップと、吹き込み成形金型を開いて、パリソン２６をクランプ装置の間で引き裂いて２つ以上の断片にするステップを提供する。他の実施例において、パリソン２６を引き裂くためにクランプ装置は吹き込み成形金型に対して移動するか、又は吹き込み成形金型部品とクランプ装置の組み合わされた移動によってパリソン２６は引き裂かれる。
【選択図】図１

Description

参考文献の相互参照
本出願は、２０１３年２月２５日出願の独国特許出願第１０２０１３２０３０８５．１号明細書、および２０１３年１２月１９日出願の米国特許出願第１４／１３４，６０７号明細書の優先権を主張し、それらを参照により本書に援用する。

本開示は全体的に、幾つかの実施例においては車両用燃料タンクであるところの、流体容器を形成するための吹き込み成形プロセスと装置に関するものである。

吹き込み成形は、プラスチック製品、具体的には例えば燃料タンクのような容器又は中空の胴体を形成するための既知のプロセスである。このプロセスは、通常、異なる材料の複数の層からなるパリソンを押出し成形するステップと、まだ熱いパリソンを開いた吹き込み成形金型の半分ずつの間に移すステップと、を備えている。次に、半分ずつの吹き込み成形金型はその間にパリソンを保持した状態で閉じられて、パリソンの内部は加圧媒体にさらされることによって、パリソンの材料が吹き込み成形金型の内壁にくっつくように膨張させて、内壁の形状に従って成形される。

燃料タンクの場合は特に、タンク自身を形成するだけでなく、タンクの内側に燃料システムのコンポーネント、例えば燃料ポンプ、燃料フィルタ、邪魔板などを位置付けて、車両の動作中の燃料のスロッシングを防いだり又は減じたり、燃料ホースや通気や、燃料ポンプへの電力供給のためのケーブルなどを位置付けたいという要望がある。これは、幾つかの実際的な課題を提起している。

少なくとも幾つかの実施例において、吹き込み成形プロセスは、パリソンの各部分を吹き込み成形金型に設けられたか隣接した１つ以上のクランプ装置と係合させ、そして吹き込み成形金型を開いて、及び／又は、１つ以上のクランプ装置を移動させて、パリソンを２つ以上の断片になるようにクランプ装置の間で引き裂く。クランプ装置は吹き込み成形金型と一体化しており、切断機構より簡単な機械的設計でできている。パリソンを引き裂くことは、既知の切断機構を用いる場合より迅速であり、総プロセス時間が削減されて、このプロセスの生産性が向上する。また、引き裂きは複雑な形状の輪郭に沿って行われる。少なくとも幾つかの実施例において、このプロセスの追加のステップは、パリソンの引き裂かれた断片間に少なくとも１つの備品、例えば少なくとも１つの燃料システムコンポーネントのための搬送手段、例えば燃料ポンプ、通気バルブ、邪魔板、ホース、及び他の一般的に燃料タンクの内側で使用される備品を配置するステップが含まれる。

各半分の吹き込み成形金型に設けられたクランプ装置はそれぞれ溝を備え、パリソンがガス状加圧媒体にさらされると、その溝に対してパリソンの材料がビーズ態様で（bead-like manner）押圧される。また、クランプ装置はそれぞれクランプ部材を備え、クランプ部材は吹き込み成形金型部品の開放方向及び閉鎖方向に移動し、クランプ部材に対向して停止面が設けられている。溝はクランプ部材と停止面の間に形成されている。パリソンの材料のクランプを容易にするため、クランプ部材が停止面の方向に移動するか、又は停止面が吹き込み成形金型に向かって移動する。

少なくとも幾つかの実施例において、各半分の吹き込み成形金型は、互いに対して移動し、押出成形機が吹き込み成形金型に隣接して設けられて、押出成形機がパリソンのプラスチック材料を押出して、吹き込み成形金型に導入される。特に、押出成形機が吹き込み成形金型の上に位置していなくて、パリソンが重力によって吹き込み成形金型に導入されない場合、パリソンは保持装置によって吹き込み成形金型に導入される。保持装置は例えば空気圧の吸引部材によってパリソンを保持し、吹き込み成形金型へ運ぶ。

予備成形したタンクを引き裂いた後に、パリソンの断片を最終形状である中空の胴体に対応させて形成するために、パリソンの断片は吹き込み成形金型部品にくっつけて位置付けられ、断片と吹き込み成形金型部品の間の空間が真空引きされるか、又はパリソンの内部空間が、吹き込み成形金型が閉じた状態で加圧媒体にさらされる。

都合の良いことに、吹き込み成形金型部品が閉じる前に、燃料ポンプのような備品が、形状適合態様又は摩擦適合態様で、少なくとも特定の位置において、断片の少なくとも１つの壁の内側と接触する。このために、パリソンの断片の少なくとも１つと溶接、クランプ、その他によって接続可能なように、備品は少なくとも部分的にプラスチック材料で構成されている。備品の残りの部分は、用途に応じた材料で構成することができ、例えば燃料タンクの場合、燃料に耐久性のある材料で構成することができる。

次のプロセスステップにおいて、吹き込み成形金型部品にくっついて完全に形成された後に、パリソンの断片は対向する縁部領域のところで材料的に互いに結合しており、この領域はまだ溶融しているくらい熱いか、又は吹き込み成形金型部品を互いに対し移動させて、再加熱される。次に最終製品は吹き込み成形金型から取り外されて、必要に応じて次のプロセスに移る。

吹き込み成形プロセスによって、具体的には燃料タンクのような中空の胴体を形成する装置が、相補的に互いに対向する縁部領域を有する少なくとも２つの部品を備えた吹き込み成形金型と、吹き込み成形金型の内側領域に向いて、前記縁部領域に設けられたクランプ装置と、を備え、各クランプ装置が、クランプ部材によって幅方向に可変の溝を有している。

少なくとも幾つかの実施例において、クランプ部材は溝の開放位置とクランプ位置に対応した第一位置と第二位置の間を移動する。ここで溝の有効寸法は、クランプした状態で開放位置より狭い。溝は、開放位置で溶融している程度に熱いパリソンの材料を収容するように構成されており、クランプ部材はクランプ装置の停止面に向かって移動するように構成されて、それによりクランプ位置でパリソン材料を形状適合態様及び／又は摩擦適合態様で保持する。代替的に、停止面を吹き込み成形金型の方向に移動させることによってクランプしてもよく、又は停止面とクランプ部材の両方を互いに向かって移動させることでクランプしてもよい。クランプ装置がそのクランプ位置にある状態で、吹き込み成形金型部品は互いから離れるように構成されており、それによってパリソンを２つ以上の断片に引き裂く。

代替的に、クランプ部材が吹き込み成形金型部品に対して移動自在な１つ以上のスライダに支持されて、スライダを吹き込み成形金型部品に対して移動させることによって、パリソンが引き裂かれてもよい。少なくとも幾つかの実施例において、このような引き裂きは吹き込み成形金型部品の付随した移動なしに達成される。

吹き込み成形プロセスによって中空の胴体、具体的には燃料タンクを形成するための装置は、開放位置と閉鎖位置の間を互いに対して移動するように構成された少なくとも２つの部品を備えて、押出されたプラスチック材料からなるパリソンを少なくとも２つの断片に引き裂く。パリソン断片の縁部は、形成される中空の胴体の外側領域（例えばパリソンのスクラップにする領域）の複数の位置に設けられた吹き込み成形金型部品の突起の上に配置することで、吹き込み成形金型部品の開放位置で個別の断片が反らないようにしている。据え付け、補修、又は置換を容易にするために、突起は吹き込み成形金型部品のネジ穴にねじ込まれたピンで構成されている。

図１ａないし図１ｃは、吹き込み成形金型内でパリソンをクランプし引き裂くためのクランプ装置の側面図である。 図２は、クランプ装置の領域にある半分の吹き込み成形金型の断面図である。 図３は、２つの縁部領域にクランプ装置を取り付けた半分の吹き込み成形金型の斜視図である。 図４は、スライダが吹き込み成形金型部品に対して移動してパリソンを引き裂くようになっているクランプ装置の側面図である。

２００９年７月２５日に出願された米国特許出願公開第１２／４９１，９６２号明細書には、押出されたパリソンを吹き込み成形することで高分子材料からなる容器を形成する装置とプロセスが開示されている。この出願の内容全体は、参照することで本書に組み込まれ、プラスチックパリソンの押出や吹き込み成形金型への設置や圧力下でパリソン材料を膨張させるプロセスの詳細は、ここには記載しない。このプロセスは、一般的に容器の最終形状を画定する２つ以上の吹き込み成形金型部品を備えた装置で実行され、この金型部品内でパリソンは膨張して吹き込み成形金型部品の形状に一致する。図示の実施例において、２つの吹き込み成形金型部品８（図２、図３）が用いられ、それぞれが容器の約半分を形成する。

図１に示したクランプ装置は、吹き込み成形金型のスライダ１０、１２を備えている。スライダ１０、１２は吹き込み成形金型部品８に支持されているか、又は隣接している。スライダ１０、１２はアクチュエータ２８、３０によって吹き込み成形金型部品８に対して移動するように駆動される。1つの実施例において、パリソン２６は吹き込み成形金型部品８で形成された空洞３６に収容され、吹き込み成形金型部品８は部分的に閉じられる。スライダ１０、１２は、部分的に閉じた吹き込み成形金型部品８の間の残った間隙の少なくとも一部を閉じるように駆動される。次に、加圧媒体がパリソン２６内に導入されて、予備吹き込み成形ステップと称されることもある、空洞３６内での初期膨張を行わせる。

各スライダ１０、１２は、吹き込み成形金型の内部領域に向かって開くように配向した溝１４，１６を備えている。各溝１４、１６に隣接して、溝内を横方向に移動可能なクランプ部材１８，２０が設けられている。このようにして、クランプ部材１８，２０とスライダの停止面２２，２４の間に、可変幅の間隙が形成され、パリソンが部分的に膨張するステップ（例えば予備吹き込み成形ステップ）において、この間隙にパリソン２６の溶融材料が進入する。次に、クランプ部材１８，２０は停止面２２，２４の方向に移動して、クランプ部材の間にパリソン２６の材料を確保する。例えば油圧シリンダ又は空気圧シリンダからなるアクチュエータ２８、３０が吹き込み成形金型部品８の外部に設けられ、吹き込み成形金型部品８に支持されて、クランプ部材１８，２０を移動させる。吹き込み成形金型が開かれて（図１ｃ）、クランプ部材１８，２０がパリソン材料と係合していると、パリソン２６の材料はクランプ装置の輪郭（図３）に沿ったクランプされた部分の間で引き裂かれる。

オプションとして、図４に示すように、スライダ１０、１２は吹き込み成形金型部品８とは別個に動いてパリソン２６を引き裂いても良く、又は引き裂き動作は、吹き込み成形金型部品８とスライダ１０、１２の移動の組み合わせで行っても良い。また、スライダ１０、１２は各吹き込み成形金型部品８と関連付けられて、スライダの幾つかのみが他のスライダに対して移動してパリソン２６を引き裂いても良い（例えば、図４で、右手側のスライダ１０のみが移動する、両方のスライダが移動する、又は１つのスライダと対向する吹き込み成形金型部品が移動する、など）。即ち、パリソン２６の２つの部分間の相対的な移動が、引き裂きを生じさせることができ、スライダ１０、１２と吹き込み成形金型部品８のいずれかの独立した又は組み合わせた移動によって達成される。

図２は、スライダ１０の領域にある半分の吹き込み成形金型部品の一部の断面を示す（クランプ部材１８のためのアクチュエータは図示していない）。パリソンの引き裂きはパリソン２６の領域３２のところで生じ、一方で２つの半分のタンクのはめ合いは参照符号３４で示された領域で生じ、そこはいわゆるピンチライン（pinch line）を形成する。従って、引き裂きは、パリソン２６の一部から剥がれた領域で生じ、そこは後に最終のタンクを形成し、また形成されたタンクから後に取り除かれる領域で生じる。少なくとも幾つかの実施例において、引き裂かれた領域３２はパリソンの内部に対するピンチラインの外側である（即ち、ピンチラインに対してパリソン内部と反対側である）。結果的に、少なくとも幾つかの実施例において、引き裂かれた材料は最終燃料タンクの一部を形成しないので、パリソンを通る引き裂かれたラインの品質に関する厳格な要求は無い。

図３に示す吹き込み成形金型部品８の下半分は、空洞３６を備えており、その輪郭は対応する半分のタンクの形状を形成している。略矩形のスライダ１０、１２の対向する２辺には、それぞれ１つ以上のクランプ部材１８、２０が細長く起伏のある棒状に設けられている。この棒は、空気圧駆動か油圧駆動によるアクチュエータによって移動されるように構成されている。パリソンの最初の部分的な膨張の間に、溶融材料はクランプ部材１８，２０とスライダ１０、１２の間に形成された間隙に進入して、次にクランプ部材を動かすことによってその間に確保される。第二の半分の吹き込み成形金型（図示せず）も、同様に形成されて、対応するスライダとクランプ装置を備えている。このようにパリソン２６の材料を確保した後、吹き込み成形金型部品８の各半分は互いに離れて、２つの半分の断片にパリソンを引き裂く（本実施例では２つだが、他の実施例では２つより多い）。ひとたびパリソン２６が２つ以上の断片に分離すると、これらの断片の内部には１つ以上の備品４０（図４）及び／又は燃料システムコンポーネントが取り付けられ、塗布又は他の処理又は別の内部表面を形成して（例えば何かを表面に押圧する）、構造的又は他の理由から、内部表面の少なくともある部分に異なる輪郭を与える。

また、図３には空洞３６の周辺領域に設けられた複数のネジ穴３８を示す。これらのネジ穴は、半分の吹き込み成形金型部品の表面から突出したネジピン３９を受け入れることを目的としている。パリソン材料又は半分の断片は、引き裂きステップの前後で、これらピン３９によって固定され、特に吹き込み成形金型を開いた時に、吹き込み成形金型部品８の所定の位置に保持される。ネジ穴３８とネジピン３９を記載したが、ネジ接続は必須ではなく、他の構成を用いることもできる。

従って、中空の胴体、具体的には燃料タンクを形成するための吹き込み成形プロセスは、以下のステップを備えている。パリソンを吹き込み成形金型部品の間に配置するステップと、吹き込み成形金型を部分的に閉じるステップと、気密態様でパリソンの端部領域を閉じるステップと、パリソンの内部空間をガス状加圧媒体にさらすステップである。それによって、パリソンは少なくとも部分的に吹き込み成形金型部品の内面に対抗して押圧されて、中空の胴体が予備成形される。パリソンの各部は吹き込み成形金型部品上に設けられたクランプ装置と係合して、吹き込み成形金型を開くと、パリソンはクランプ装置の間で引き裂かれて、２つの半分の断片が形成される。代替的に、又は吹き込み成形金型部品の動きと組み合わせて、スライダのうちの少なくとも幾つかが吹き込み成形金型の少なくとも幾つかに対して移動して、パリソンを効果的に引き裂く。

吹き込み成形金型を部分的に閉じると、隣接した吹き込み成形金型部品間に空間が形成され、１つ以上のスライダ１０、１２がこの空間に位置して、上述のようにクランプ装置（例えば溝とクランプ部材）はパリソン材料を収容するように配向する。隣接する吹き込み成形金型部品８から延在するスライダ１０、１２は、少なくとも部分的に吹き込み成形金型部品８間の空間を閉じて、パリソン材料がスライダの間を流出するのを防ぐ。このように、スライダ１０、１２は、予備吹き込み成形ステップの間にパリソン２６が中で膨張する筐体又は空洞の一部を形成する。この延長されたスライダ位置を図１ａ、図１ｂに示す。それに続く最終吹き込み成形ステップは、吹き込み成形金型部品８が互いに閉じて、スライダ１０、１２が吹き込み成形金型部品８に対して後退した時に始まり、スライダは容器の最終成形形状を形成する最終吹き込み成形空洞３６の一部をも形成しない。代わりに、これらの実施例において、最終吹き込み成形空洞３６は、完全に吹き込み成形金型部品８によってのみ形成される。この後退したスライダ位置を、図１ｃと図３に示す。これらの実施例において、最終吹き込み成形空洞の体積は、部分的にスライダによって形成された予備吹き込み成形空洞の体積より小さい。

少なくとも特定の実施例において、吹き込み成形金型部品８は上端部４２と下端部４４と、これら上下端部の間に延在する対向辺部４６、４８を備えている。スライダ１０、１２の移動によってパリソン２６の側面の引き裂きが生じるように、スライダ１０、１２は吹き込み成形金型の辺部４６、４８に沿って設けられている。必要に応じて、吹き込み成形金型部品の上下端部に隣接した同様のスライダをパリソンの上下端部を引き裂くために用いることができるし、又はパリソンの上下端部は切断してもよい（例えば、刃による切断）。パリソンの断片の内部に接触可能な時に、１つ以上の備品４０を形成されたタンク内に少なくとも部分的に含めるために配置される。備品は少なくとも１つのパリソン断片の内面と結合して、タンクの最終吹き込み成形後に、この備品は少なくとも部分的に又は完全に形成されたタンク内に残る。備品は燃料システムコンポーネント（例えばポンプ、バルブ、邪魔板、管、等）又は、タンク形成前にタンクに取り付けられるかタンク形成後にタンクに取り付けられる例えば燃料ポンプのような少なくとも１つの燃料システムコンポーネントのための搬送手段である。

ここに開示した発明の形態は、現在のところの好ましい実施例を構成するが、他の多くの形態が可能である。本発明のすべての等価な形態又は効果をここに記載することは意図していない。当然のことながら、ここで用いた用語は単に説明のためであり、限定を目的としたものではなく、本発明の精神と範囲を逸脱することなく種々の変形が可能である。

Claims (14)

1. 中空の胴体、特に燃料タンクを形成するための吹き込み成形プロセスであって、
   吹き込み成形金型の各部品の間にパリソンを配置するステップと、
   少なくとも部分的に前記吹き込み成形金型を閉じることで、気密態様で前記パリソンの端部領域が閉じられるステップと、
   前記パリソンの内部空間を加圧媒体にさらすことで、前記パリソンが少なくとも部分的に吹き込み成形部品に押圧されて、前記中空の胴体が予備成形されるステップと、
   前記パリソンの各部分をクランプ装置と係合させるステップと、
   前記吹き込み成形金型の部品の１つ又は両方を互いに移動させるか、又は少なくとも１つの前記クランプ装置を前記吹き込み成形金型部品に対して移動させることで、前記クランプ装置の間で前記パリソンが引き裂かれるステップと、からなる吹き込み成形プロセス。
2. 前記吹き込み成形プロセスが、少なくとも１つの物体を前記パリソンの引き裂かれた断片の間に配置するステップをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の吹き込み成形プロセス。
3. 前記物体が、例えば燃料ポンプのような、少なくとも１つの燃料システムコンポーネントに対する移送手段として形成されていることを特徴とする請求項２に記載の吹き込み成形プロセス。
4. 前記クランプ装置がそれぞれ、前記パリソンが前記加圧媒体にさらされた時に、前記パリソンの溝材料を収容する溝を備えていることを特徴とする請求項１に記載の吹き込み成形プロセス。
5. 前記クランプ装置がそれぞれ、前記吹き込み成形金型部品に対して設けられたクランプ部材と、前記クランプ部材と対向する停止面とを備え、
   前記溝が前記クランプ部材と前記停止面の間に形成され、
   前記クランプ部材と前記停止面のうちの１つ又は両方が他方に対して移動して、パリソン材料のクランプを容易にすることを特徴とする請求項４に記載の吹き込み成形プロセス。
6. 少なくとも１つの前記クランプ装置が移動して、二つの前記クランプ装置の間にあるパリソンを、前記吹き込み成形金型部品の対応する移動なしに引き裂くことを特徴とする請求項１に記載の吹き込み成形プロセス。
7. ２つの前記クランプ装置がそれぞれ互いから離れる反対方向に移動して、二つの前記クランプ装置の間にあるパリソンの一部を引き裂くことを特徴とする請求項６に記載の吹き込み成形プロセス。
8. 前記パリソンの引き裂かれた断片が、前記吹き込み成形金型部品にくっつけて置かれ、前記吹き込み成形金型が閉じられている間に、前記断片と吹き込み成形金型部品の間の空間が真空排気されるか、又は前記パリソンの内部空間が前記加圧媒体にさらされて、前記中空の胴体の最終形状に対応した前記パリソンの前記断片の成形が行われることを特徴とする請求項１に記載の吹き込み成形プロセス。
9. 前記吹き込み成形金型部品にくっついて完全に成形された後、前記パリソンの断片は、対向する縁部領域で材料的に互いに融合しており、この領域は吹き込み成形金型部品を互いに対向して移動しても、溶融状態を維持する程度に熱いか、又は再加熱されることを特徴とする請求項１に記載の吹き込み成形プロセス。
10. 相補的に互いに対向する縁部領域を有する少なくとも２つの部品を備えた吹き込み成形金型と、
    前記吹き込み成形金型の内側領域に向いて、前記縁部領域に設けられたクランプ装置と、を備えた吹き込み成形プロセスによって中空の胴体を作成する装置であって、
    各クランプ装置が、クランプ部材によって幅方向に可変の溝を有し、
    前記クランプ部材が開放位置とクランプ位置の間を動いて、前記溝内に収容されたパリソンの一部と係合することを特徴とする装置。
11. 吹き込み成形金型部品が、前記クランプ装置の前記クランプ位置から離れるように移動することによって、少なくとも２つの前記クランプ装置間に挟まれた前記パリソンが引き裂かれることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記吹き込み成形金型部品が開放位置に移動した時に、前記吹き込み成形金型部品に対して前記パリソンの引き裂かれた断片を保持するために、作成される中空の胴体の外側領域に複数設けられた前記吹き込み成形金型部品の突起をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
13. 少なくとも１つの前記クランプ装置が別の前記クランプ装置に対して移動することで、前記移動自在のクランプ装置に隣接する前記パリソンの一部を引き裂くことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
14. 前記移動自在のクランプ装置が１つの吹き込み成形金型部品に支持されるか又は隣接し、この吹き込み成形金型部品と独立にこの吹き込み成形金型部品に対して移動自在であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。

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