JP2015033853A - 実装機能を有する容器 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロー成形行程中に接続パイプを作成する装置を提供する。【解決手段】容器を成形する装置が、開閉可能な型区分１４と、型区分１４が成形面の一部分を画定する凹領域２４を有し、型閉状態の型区分１４間で溶融プラスチックパリソン１６が伸長し、パリソン１６の一部分が凹領域２４に進入する時、凹領域２４に向かって、パリソン１６の反対側より進入するヘッド４４を有する装置１０。ヘッド４４の内部にはブロー成形中のパリソン１６の壁を越えて侵入するピン４２を有する装置１０。【選択図】図１

Description

本発明は一般に容器の製造に関する。

容器がその内部容積内にまたはその外部に接続される構成要素を有する。たとえば典型的には、車両用の燃料タンクが、タンクに接続される燃料フィラーパイプを備え、それを介して燃料がタンクに供給される。また、容器が、燃料タンクに載置されるキャリアまたは他のサポートに実装される構成要素を有するか、または前記構成要素が、すでに形成されている燃料タンク壁にたとえばクランプや溶接などで固定されるフランジに装着されても良い。

容器を形成する方法が、形成面および形成面の一部分を画定する凹領域を有する型を供給し、型を開口するように分離されかつ型を閉じるように一緒に閉じられる区分を有する工程を有する。型が開口しているときに溶融プラスチックパリソンが型の中に供給され、型が閉じてパリソンが形成面に対して伸長して、パリソンの一部分が凹領域に進入する。凹領域のパリソンの一部分が、補助形成部を型に対して動かすことで形成されて金型部を画定する。

容器を形成する別の方法が、形成面、および通路並びに該通路に開口し、形成面を画定する通路およびカウンタボアを有する型を供給し、分離して型を開けかつ一緒に閉じて型を閉じる区分を有する工程を有する。この方法が、型に対して主本体を動かしカウンタボアに隣接するパリソンの一部分へ動かして通路内のパリソンの一部分を形成し、主本体および型間に実装機能を画定し、パリソンが容器を画定するように形成される形成面の一部分を画定する工程をさらに有する。

添付の図面を参照しながら以降の詳細に説明して例示の実施形態および最良のモードを明らかにする。

プラスチック容器を形成する装置の一部の概略および部分図であって、容器および容器上の実装機能を形成する補助形成部を形成する型の一部分を示す図である。 図１と同様に、主本体が進んで実装機能を形成している第２位置の補助形成部を示す図である。 図１と同様に、ピンが主本体に対して進んで容器の材料に孔を貫通させている第３位置の補助形成部を示す図である。 図１と同様に、ピンが退行している第４位置の補助形成部を示す図である。 図１と同様に、主本体が退行している第５位置の補助形成部を示す図である。 補助形成部を有して良いツールの部分斜視図であって、容器を形成するための型の一部分の部分区分を示す図である。 図６に示すツールおよび型の拡大部分図である。 図６および７に示す型の一部分の拡大部分図である。 燃料タンクの実装特徴部へ装着された燃料フィラーネックを有する燃料タンクの平面図である。 金型分割によって保持されるネック形成装置を有する金型分割の内側の側面図である。 金型の一部および補助形成部およびブローピンを含むツールの部分断面図である。

図面を詳細に参照すると、図１〜８がプラスチック容器１２（図９）形成するための装置１０および方法を示す。容器１２が中空内側を有し、１つの例として、ブロー金型処理で形成される。そのような処理において、プラスチック材料の溶融パリソン１６が、容器１２の所望の外形形状を画定する輪郭のキャビティを集合して形成される。１つまたは複数の型区分１４が他の型区分１４に対して移動して型を開けて、パリソン１６をキャビティに受ける。その後、型区分１４が一緒に閉じるときに、流体たとえば空気などが加圧下でパリソンの内側に供給され、パリソンを型キャビティに係合するまで膨張させる。

金型処理の間、最終的に冷却されて形成される前に、パリソン材料が切断、割断、さもなくば分離されて、容器の内側が露出しても良い。金型区分１４が開口しまたは分離して部分形成容器１２の内側が露出した状態で、種々のデバイスが容器の内側に挿入され、次いで金型区分１４が閉じて、容器の部分と再び合わさり、容器１２がさらに形成または冷却されて、少なくともある実施においては、液体が受容される実質的に完全な筐体を画定する。液体が、これに限らないが、自動車に用いられるような燃料を有して、内燃機関に動力を供給する。

容器１２を形成するのに用いられるパリソン１６が異なる材料の多層を有する。必要ならば、層が同時押出しで、異なる特性や性能を容器に供給して良い。自動車の燃料タンクの例において、容器１２またはタンクが１つまたは複数の構造層（たとえばＨＤＰＥ）、蒸発障壁層（たとえばＥＶＯＨ）、および１つまたは複数の接着層で形成されて、構造および蒸発障壁層を一緒に接着するのを促進するようにして良い。一般の容器金型処理およびこれによって形成される例示の容器が２００９年６月２５日出願の米国特許公開第１２／４９１，９６４号に開示され、該出願が本明細書に参照して援用される。

さらに詳細には、図１〜５が容器１２および補助形成特徴部２０を形成する金型組立の一部を示す。金型組立が、１つまたは複数の容器を形成する材料の外装によって係合するように構成された内側金型表面によって確定されるキャビティを有する金型区分１４（ときには２つまたは半分）、および開口２２を有して良い。開口２２が通路２６を画定する凹領域２４によって部分的に延在するか画定される。また、凹領域２４が通路２６に開口する第１カウンタボア２８を有して良く、通路が今度は第２カウンタボア３０に繋がる。インサート３２が第２カウンタボア３０内に配設される。インサート３２が環状であり、また第２カウンタボア３０の少なくとも一部分を画定し、インサート３２の下流に（形成表面からさらに隔離された）ステップ３４が設けられる。この例示の実施において、パリソン１６の材料が、図１に示すように、通路２６内におよび内側表面およびカウンタボア２８、３０に対して圧入される。開口３３が金型区分１４に設けられて、金型区分１４の中に、そこからおよび／またはそれに対して、補助形成部の少なくとも一部分が移動する。

通路２６およびカウンタボア２８、３０（図６〜８参照）を含む凹領域が、図示のように、パリソン１６および最終的に最終形成容器１２の中に、実装特徴部３６を画定し、容器１２が形成された後に該実装特徴部に対して構成要素が容器１２へ接続される。１つの実施形態で、実装特徴部３６が容器１２と共にそれの一体部分として一点で形成され、通路２６で画定された細長いネック３８およびカウンタボア２８、３０で画定された接続特徴部またはショルダを有するフィルスパッド（fill spud）を有する。使用には、フィラーネック３７（図９）がフィルスパッドに連結され、フィラーネックおよびフィルスパッドを介して液体が容器１２の中に供給される。他の実装特徴部３６が１つまたは複数のバルブ（ベントバルブ、ロールオーババルブ（roll-over valve））または液体および／または蒸気が貫通する管／導管を受ける。接続機能部が、容器１２の構成要素の物理的な接続をクランプや溶接、などによって促進するショルダまたは他の輪郭を提供する。

補助形成特徴部２０が、金型１４および容器１２を形成するのに用いられる関連装置の部分としてまたはそれから分離して供給される。補助形成特徴部２０が用いられて望むならば容器１２の形成中に実装特徴部３６をさらに形成して良い。この例示の実施において、補助形成特徴部が主本体４０およびピン４２を有する。

主本体４０が第１位置（退行）から第２位置（進行）へ移動するが、金型区分１４の動きと関係なく動いて良い。この第１位置において、図１のように、主本体４０が、通路２６およびカウンタボア２８、３０から、図２に示すように第２位置にあるときよりもさらに離れて良い。第２位置または進行位置において、主本体４０がパリソン１６の部分に係合し、金型１４（ここではカウンタボア２８、３０として示される）内の隣接表面に対してパリソン材料をさらに形成する。図示の実施において、主本体４０が通路２６の軸に平行な直線通路に移動する。もちろん、主本体４０が直線でない通路に沿って移動して該通路が通路２６に対して如何なるように配向されていても良い（たとえば、それに平行でなくて良い）。主本体４０が空力や電力、水力などで駆動される。

パリソン１６を所望の通りに形成するのに、主本体４０が、凹領域２４に対向し、所望の大きさ、形状および配向の形成特徴部を有するヘッド４４を含んで良い。図示の実施形態において、ヘッド４４が、環状の典型的に軸方向伸長凹部４６、切断または分離エッジ４８、接続特徴部５０、およびパリソン１６および最終容器１２の中に径方向および軸方向に段差表面を画定する１つまたは複数の段差環状リム５２、５４を有する。凹４６およびリム５２、５４が容器材料に段差およびショルダを画定し、同様の形状の構成要素によって、構成要素の径方向軸方向重なり部分に係合し、実装特徴部３６および構成要素間の強固な結合を促進する。図示の実施形態において、接続機能が、主本体４０の側面５６の径方向内側に伸長する周辺溝５０などの１つまたは複数の隙間を含む。この溝５０がパリソン材料をいくらか受けるように構成されて材料と主本体４０間の物理的強度を促進する。ヘッド４４および主本体４０が環状でピン４２が貫通する通路５８を供給する。

ピン４２が切断または貫通端６０および円筒体６２を有する。ピン４２が通路５８内に受けられて図２に示す第１または退行位置から図３に示す第２または進行位置へ移動する。その退行位置において、ピン４２がパリソン材料から離れかつ係合しない。その進行位置において、ピン４２が主本体４０の通路５８や通路２６、金型１４のカウンタボア２８、３０に及ぶ何れの材料と係合する。ピン４２が通路２６または５８の部分に拡がるまたはふさぐ材料に置き換わり（たとえば、貫通する、退ける、あるいは移動する／除去する）、パリソンおよび容器１２の開口６４（図４および５）を画定する。開口６４が金型１４の通路２６に並列するかあるいは連通して、実装機能部３６が容器１２に通じる開口通路６５を含む。ピン４２が別にあるいは主本体４０と一緒に駆動される。加圧流体がピンを貫通して供給され、望めば、金型をブローしまたは容器１２を形成し、パリソン１６を形成面に対した保持し、および／またはパリソン／容器材料の冷却を促進する。

実装機能３６を形成するのに、金型区分１４が開口し、溶融パリソン１６が金型内に受容され、金型区分１４が閉じて、パリソン１６が金型区分１４の形成表面の中におよびそれに対して伸長する。パリソン材料のいくらかが、図１に示すように、通路２６およびカウンタボア２８、３０の中に入る。パリソン１６が伸長しながらまたは後で、主本体４０が第１位置から第２位置へ、図１および２に示すように、移動する。この移動の間、先導端またはヘッド４４が未だ少なくとも幾ばくか溶融するパリソン材料のいくらかと係合し、材料を通路２６に向かって後退させる。パリソン材料が凹部４６を充填し、ヘッド４４上の他の機能（リム５２、５４など）に適合する。その完全な進行位置において、切断縁４８が金型区分１４に係合するかまたはほとんどそうして、パリソン材料の部分を分断するか少なくとも薄くし弱化させる。ヘッド４４に設けられた切断縁に加えまたはその代わりに、縁または他の機能が金型区分１４に供給される。ヘッド４４の残りが金型区分１４から分離されて金型機能部３６の所望の厚さおよび様々な機能（段差、カウンタボアなど）を供給する。

主本体４０の側壁５６およびインサート３２間隙間がパリソン１６の材料で充填されるか含まれる。この材料が切断縁４８の外側（outboard）で良く、処理が完了したときのスクラップ材料６８を画定する。このスクラップ材料６８のいくつかが周辺溝５０の少なくともいくらかを満たし、インサート３２がスクラップ材料が溝５０に入るのを確実にする大きさで良い。したがって、主本体４０の完全進行位置において、パリソンの部分が主本体４０、および金型区分１４並びにインサート３２の両方の間に閉じ込められて、金型機能部３６の所望の構造を供給する。パリソン材料のいくつかが主本体４０の通路５８に拡がり、その結果、金型の通路２６の全てまたは一部分を遮るか閉じる。

図３に示すように、金型の通路２６を開けてさらに開口の、環状で、典型的には実装機能部３６の円筒ネックを画定するのに、ピン４２がその進行位置に移動して通路２６に拡がるかまたは少なくとも部分的に遮る材料と置き換わる。この材料のいくつかが外側に向けて押し出され、その領域の他の材料と一緒にネック３８の中に押される。ピン４２が退行すると、図４に示すように、通路６５が開口し、形成された容器１２の内装へ実装機能部３６を介して至る。

ピン４２が第１位置に退行した後、または同時に、主本体４０がその第１位置に向けて退行する。この移動の間、スクラップ材料６８が破かれてパリソン１６の残りから分離されるか、スクラップ材料６８がすでにパリソン１６から切断縁４８によって分離されている場合はスクラップ材料６８が主本体４０とたとえば溝５０を介して接続されることによって、スクラップ材料６８が実装機能部３６から離れる。換言するなら、主本体４０が軸方向に退行するので、スクラップ材料６８が溝５０（またはある他の機能）によってそれに接続され、そしてスクラップ材料６８がやはり実装機能部３６から引かれるか離される。

表示の実施において、カウンタボア２８、３０が通路２６の直径よりも直径で大きいので、金型区分１４が好ましくは通路２６およびカウンダボア２８、３０を貫通する面に沿って開口し、容器１２の金型からの除去を促進する。このように、通路２６の部分およびカウンタボア２８、３０が異なる金型区分１４で形成され、その結果、金型が開くと通路２６の部分が互いに分離し、金型が閉じて容器を形成するときに通路が再び画定される。さらには、実装特徴部３６から外されたスクラップ材料６８が、金型が開いた時に金型から外される。

多層パリソン材料の例において、たとえば、自動車燃料タンク用途などで、実装特徴部３６がやはり容器の残部分として同じ多層材料から形成されて良い。好ましくは、このことが意味するのは、蒸発障壁層が実装特徴部３６全体に、実装特徴部３６の露出面または自由端までも伸長し、蒸気が実装機能部を貫通するのを防ぐことである。

さらに、主本体４０が第２位置に向けて進行するとき、通路２６に拡がる材料が、通路２６およびカウンダボア２８、３０をすでに並んでいる材料を押すか畳んで、パリソン材料の２層を供給し、ここで、２層それぞれが材料の多層を含む。これが実装機能部３６の領域において２つの蒸気障壁層を供給し、蒸気の貫通を下げるか防ぐのに役立つ。また、これが実装機能部３６の自由端で材料の外層を露出させ、溶接さもなくば構成要素を実装機能部へ接続するのを促進する。これがやはり多層パリソン材料の内側または中間層の剥がれる危険を軽減するか無くする。以前に、輪郭ネックまたは実装機能部を供給するのに、材料の内層がブローピンの周りで外方向にずれて、構成要素が溶接された材料の内層が露出した。さらに、ブローピンを使用するので、実装機能部の位置を金型区分間、および金型の底側に制限された。補助形成機能の場合、フラッシュが顕著に軽減され、実装機能部がブローピンの位置に関係なく形成でき（実装機能部が金型の側部か上部に設けられる）、多重実装機能部がタンクに形成される。もちろん、この達成可能な項目は包括的でなく、これら達成可能の何れの組合せまたは１つが特別な実施では達成されないこともある。

さらには、ヘッド４４が所望の形状を提供し、実装機能部３６に対して相対的に複雑で、その領域に十分な壁厚を未だ維持しつつ、構成要素を容器１２に溶接するか装着するのを促進する。実装機能の細長のネック３８の改善された厚さが実装機能部３６の形状および大きさに大きな自由度を与え、その領域において材料を過度に薄くすることなく形成できる。さらに、補助形成機能部２０が主本体４０およびピン４２を単一ユニットとして含み、ツール交換を促進する、すなわち、これら構成要素が望むなら外されて単一ユニットとして組み付けられる。

図１０および図１１が１つまたは両方の金型区分１４によって保持される補助形成特徴部１００を示す（２つの分割金型の１つのみが図１０および１１に示される）。図面の説明および参照を促すため、構成要素の同じか類似する以前の図にあるように、同じ参照番号をこれらの図に用いる。図示のように、補助形成特徴部１００が１つの金型区分１４によって保持される。この限定されない例において、補助形成特徴部１００がハウジング１０２を含み、該ハウジングがボルトまたはスクリュのような１つまたは複数の機械的固定具によって金型区分１４の周辺または支持部へ固定される。このように、補助形成特徴部１００が金型区分用の支持１２２、または補助形成特徴部用の分離支持構造よりもむしろ、少なくとも１つの金型区分によって直接に保持される。また、（特別の金型区分が容器形成処理中に移動するならば）接続される金型区分が移動すると補助形成特徴部１００が移動する。

アクチュエータ組立１０４が、該アクチュエータ組立１０４によって駆動されるツール１０６であるように、ハウジング１０２によって保持される。ツール１０６が主本体１０８内に受けられる主本体１０８およびピン４２を含む。ピンおよび主本体が図１〜８について説明されたように、または何れの好適な構造および配置とされる。示された例において、主本体が、開放端スロットまたはノッチのように示される隙間１１０を有し、それが凹部４６の領域に側壁に形成される。隙間１１０が容器形成処理中のパリソン材料で充填され容器の実装特徴部における対応突起を画定する。突起が構成要素を実装機能部に実装する際に補助し、実装機能部に実装された構成要素用に回転防止機能を供給し、および／または他の可能な使用の中で、実装特徴部で構成要素を保持する際に補助する。ヘッド４４および特徴（たとえば凹部４６、縁４８など）が図１１に示されるように交換可能および／または置換可能に内側チューブ１１４およびカラーまたはコネクタ１１６に嵌合されるスリーブ１１２として供給される。図示のように、スリーブ１１２の末端がたとえば相手ネジによってカラー１１６に連結される。このように、ヘッド４４が千切れても、補助形成特徴部１００の何れの重要部分を替える必要なく容易に置換される。

アクチュエータ組立１０４が、限定されない例のように、金型区分に対して主本体１０８およびピン４２の両方を置き換える水力または空気式装置を含む。２つのアクチュエータが、組立１０４に主本体１０８に連結された第1アクチュエータ１１８、およびピン４２に連結された第２アクチュエータ１２０を備える。このように、主本体およびピンが互いに関係なくまたは相対して駆動され、すなわち同調して一緒に動くことの必要がない。

1つの例において、主本体１０８が最初に金型１４に対して移動し容器の金型区分に形成されるときに、最初にネックや他の特徴を形成し、ピン４２がその後に主本体１０８および金型区分１４に対して移動する。もちろん、この移動のすべてまたは一部分が望めば同時に発生する。ピン４２が容器および加圧空気または他の気体などの流体に開口を貫通し、上述のようにピンを経由して容器の中に導入される。

補助形成特徴部１００およびアクチュエータ組立１０４を容器の形成される金型に直接に実装することで、金型区分に対して補助形成特徴の配置を維持、制御するのに必要なものを無くし、金型から分離されたこれらデバイス用の何れの保持構造を無くす。さらに、ツールおよびアクチュエータが望むようにさらに容易にサービスされ交換できる。また正確に配置された補助形成特徴部が金型区分に対して進行または退行する必要が無く、金型区分の通常動作中に金型区分が閉じるかほとんど閉じるときにいつでも、正位置にあって動作準備にあるので、サイクルタイムが抑制される。すなわち、補助形成特徴部全体およびそれが固定される金型区分間での相対移動が無い。金型区分に実装されない形成特徴の場合、実装特徴が金型区分に対して移動を必要とし、形成処理において別の工程を必要とし、容器を形成するのに時間および処理の複雑さが増大する。

本明細書に開示された発明の態様が現在好適な実施形態を構成するが、他の多くが可能である。発明の可能な等価な態様または改良をすべてここに開示するものでない。ここに用いた用語が限定するよりもむしろ単に説明用であること、発明の主旨や範囲から逸脱することなく様々な変態が為されるのは理解されよう。

Claims (12)

1. 金型で成形される容器を成形する装置であって、
   開位置および閉位置を画定する２つの位置間に移動可能な金型区分を有し、前記容器が成形される成形面を画定し、かつ該金型面の一部分を画定する凹領域を有する型と、
   前記金型区分の少なくとも１つによって保持され、前記少なくとも１つの金型区分に対して移動可能な本体を有し、前記容器の一部分が成形される前記型の成形面の一部分を画定するヘッドを有する補助形成特徴部であって、該ヘッドが前記凹領域に対向し、前記凹領域から退行する第１位置から前記凹領域に近接して進行する第２位置に移動して前記容器の一部分を形成する補助形成特徴部と、
   を備えたことを特徴とする装置。
2. 前記ヘッドが、前記本体の外側に開口する接続特徴部を有し、該接続特徴部が、前記容器が成形される材料の一部分を受けて前記材料の一部分を前記本体へ接続することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記材料の一部分がスクラップ材料とされ、
   前記本体の前記第２位置から前記第１に向かって離れる動きによって、前記本体の前記スクラップ材料が少なくともいくらか前記凹領域から分離されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記補助形成特徴部のよって保持されるピンをさらに有し、該ピンが第１位置から第２位置間で前記本体に対して移動可能で、かつ該ピンの端部が前記本体を超えて伸長することを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 前記本体が、前記ピンが受けられる通路を有していることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記補助形成特徴部が金型区分に固定されるハウジングを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記補助形成特徴部が、前記ハウジングが固定される前記金型区分に対して前記本体を移動させるアクチュエータを有し、該アクチュエータがハウジングに保持されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記補助形成特徴部が、金型区分によって保持されるハウジング、該ハウジングが固定される前記金型区分に対して前記本体を移動させかつ前記ハウジングに保持されるアクチュエータ、および、前記本体に対してピンを移動させかつ前記ハウジングによって保持される第２アクチュエータ、とを有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
9. 前記補助形成特徴部が、前記金型区分の少なくとも１つに固定されるハウジングを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 前記本体を移動させるアクチュエータを有し、該アクチュエータが前記ハウジングに保持されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記補助形成特徴部によって保持されるピンを有し、該ピンが前記本体に対して第１位置から第２位置間で移動し、該ピンの端部が前記本体を超えて伸長し、かつ該ピンを移動させるアクチュエータをさらに備え、該アクチュエータが前記ハウジングによって保持されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
12. 前記ハウジングが機構固定具によって前記金型区分に固定されることを特徴とする請求項９に記載の装置。

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