JP2017149053A

JP2017149053A - 樹脂燃料タンクの製造方法

Info

Publication number: JP2017149053A
Application number: JP2016034638A
Authority: JP
Inventors: 樹木村; Miki Kimura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-25
Also published as: JP6583051B2

Abstract

【課題】複雑な機構を要することなく、しかも燃料タンクの肉厚の局部的な変化を抑制した樹脂燃料タンクの製造方法を提供する。【解決手段】凹部４６に対して進退自在に構成されたロッド５４の先端に弾性体入子５６が取り付けられている。先ず、ロッド５４を凹部４６から後退させることにより、弾性体入子５６が凹部４６に密着され、この状態で溶融樹脂からなるシート体１００を賦形することにより、シート体１００が凹部４６に密着された弾性体入子５６上に配置される。さらに、弾性体入子５６と凹部４６との間に空気を供給することによって、弾性体入子５６の周端部側が膨張変形して取付座本体２６の下面の外周部にシート体１００を密着させ、シールする。続いて、ロッド５４を凹部４６内に前進させることによって、取付座本体２６の下面に突出形成されたアンダーカット形状部２８に溶融樹脂（シート体１００）が供給され、カシメ部３８が形成される。【選択図】図７

Description

本発明は、樹脂燃料タンクの製造方法に関する。

従来、自動車用の樹脂燃料タンクを製造する場合には、上型、下型のキャビティに対して賦形された溶融樹脂からなるシート体に対して内蔵部品を取り付けることが行なわれている。この場合、内蔵部品の取付座に形成された孔部にシート体（溶融樹脂）の一部を挿入して押し広げることが行なわれている。取付座の上部に位置する押し広げた部分と取付座の下部に位置するシート体で取付座を挟持することによって、内蔵部品をシート体に取り付けていた（以下、この挟持部分を「カシメ部」という場合がある）。この場合、カシメ部を形成するためにシート体（溶融樹脂）の一部を周囲から集めて取付座の孔部に挿入しているため、シート体（燃料タンク）の肉厚が局部的に変化するおそれがあった。

そこで、シート体をキャビティに賦形させる前に反対方向にプリブローすることによって、シート体に余長部分を確保し、余長部分を確保したシート体をキャビティに賦形した後でキャビティに対して可動部材を突出させ、内蔵部品の取付座の孔部にシート体の一部（余長部分）を挿入し、その後、可動部材を退避させると共に反対側から加圧部材で押圧することで挿入されたシート体の頂部を押し広げ、カシメ部を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように、予めシート体に余長部分を形成しておけば、取付座の孔部にシート体の一部を挿入しても燃料タンクの肉厚の局部的な変化を抑制することができる。

特開２０１５−８５９１６号公報

しかし、上記のように構成した場合には、可動部材や加圧部材を駆動するための駆動機構やヒータが分割金型と中子にそれぞれ必要になり、金型の構成が複雑になると共にコストが高くなるという不都合がある。

本発明は上記事実を考慮し、複雑な機構を要することなく、しかも燃料タンクの肉厚の局部的な変化を抑制した樹脂燃料タンクの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、樹脂燃料タンクに対して内蔵部品を取り付ける樹脂燃料タンクの製造方法であって、分割金型のキャビティの底面の内蔵部品取付位置に形成された凹部の外周部に周端部が固定され、中央部が前記凹部に対して進退自在なロッドの先端に固定されて前記凹部を閉塞している、弾性変形可能な弾性体入子を用い、前記ロッドを前記凹部内から後退させて前記弾性体入子を前記凹部に密着させる第１工程と、前記第１工程の後で、前記キャビティと前記凹部に溶融樹脂からなるシート体を賦形する第２工程と、前記第２工程の後で、底面にアンダーカット形状部が突出形成された内蔵部品の取付部を前記凹部上に配置する第３工程と、前記第３工程の後で、前記シート体と前記弾性体入子との密着状態を維持しつつ、前記凹部と前記弾性体入子の間に空気を供給することで前記弾性体入子を変形させ、前記シート体を前記取付部の外周部に当接させる第４工程と、前記第４工程の後で前記ロッドを前記凹部内に前進させることで前記弾性体入子をさらに変形させ、前記シート体を構成する溶融樹脂を前記取付部のアンダーカット部の周囲に供給する第５工程と、を備える。

この構成によれば、キャビティの底面の内蔵部品取付位置には凹部が形成されている。また、凹部に対して進退自在にされたロッドの先端に中央部が固定された弾性体入子は、周端部が凹部の外周部に固定され、凹部を閉塞している。

先ず、ロッドが凹部から後退させられることにより、弾性体入子が弾性変形して凹部に密着する。この状態でキャビティ及び凹部に溶融樹脂からなるシート体が賦形されることにより、シート体がキャビティ及び凹部に密着する。シート体の凹部内（の弾性体入子）に賦形された部分が余長部分となる。

ここで、底面にアンダーカット形状部が形成された内蔵部品の取付部を凹部上に賦形されたシート体上に配置する。

次に、シート体と弾性体入子の密着状態を維持しつつ、弾性体入子と凹部との間に空気を供給することで、凹部内から後退しているロッドの先端に固定された弾性体入子の周端部が膨張変形し、取付部の底面の外周部側にシート体が密着させられる。

この後、ロッドが凹部内に前進することにより、既に取付部の底面と密着していた外周側の内側にあるアンダーカット形状部にシート体を構成する溶融樹脂が供給される。この際、取付部の底面に形成されたアンダーカット形状部の裏側までシート体の余長部分を構成する溶融樹脂が回り込んで充填される。この結果、アンダーカット形状部の両面が溶融樹脂で挟持されることになり、取付部（内蔵部品）が樹脂燃料タンクに固定される。

このように、本発明の製造方法では、シート体を凹部に賦形することでシート体に余長部分を設け、この余長部分を構成する溶融樹脂を、内蔵部品の取付部に形成したアンダーカット形状部に供給することにより、内蔵部品を取り付けているので、燃料タンクの板厚が局部的に変化することを抑制できる。

また、ロッドを凹部から後退させた状態で、凹部と弾性体入子の間に空気を供給することによって、弾性体入子に密着されたシート体を取付部の外周部側から密着させてシールしているため、アンダーカット形状部に溶融樹脂を供給する際に溶融樹脂が凹部の外側に流出すること等が防止され、燃料タンクの板厚が局部的に変化することを一層抑制できる。

さらに、シート体に内蔵部品の取付部を取り付けるのに、凹部に対するロッドの進退と、弾性体入子と凹部の間への空気の供給によって弾性体入子を変形させるだけで良いので、分割金型間の中子にアクチュエータで駆動される入子を設ける必要がなく、装置構成が簡略化される。

請求項１記載の発明の樹脂燃料タンクの製造方法は、上記構成としたので、複雑な機構を要することなく、しかも燃料タンクの肉厚の局部的な変化を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る樹脂燃料タンクを示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係る樹脂燃料タンクのカシメ部を示す要部斜視断面図である。本発明の一実施形態に係る取付機構の要部縦断面図であり、初期状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る取付機構の要部縦断面図であり、シート体賦形前状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る取付機構の要部縦断面図であり、シート体賦形状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る取付機構の要部縦断面図であり、内蔵部品のセット状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る取付機構の要部縦断面図であり、外周部シール状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る取付機構の要部縦断面図であり、アンダーカット形状部に対する溶融樹脂供給状態を示す図である。

本発明の一実施形態に係る樹脂燃料タンクの製造方法について図１〜図８を参照して説明する。なお、各図は模式的なものであり、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。

先ず、本実施形態に係る樹脂燃料タンク１０（以下、「燃料タンク１０」という）について簡単に構造について説明した後、その製造装置４０について説明する。

燃料タンク１０は、図１に示すように、底面１２と、底面１２の端部から上方に延在する側面１４と、側面１４の上端から幅方向に延在する上面１６とを備えている。燃料タンク１０の内部には、例えば、底面１２に内蔵部品１８が固定されている。内蔵部品１８は、図１及び図２に示すように、内蔵部品本体２０と、底面１２に固定される取付座２２と、取付座２２と内蔵部品本体２０とを連結する連結部材２４とを備えている。取付座２２は、図２に示すように、円板状の取付座本体２６と、取付座本体２６の下面（底面）中央から下方に突出形成されたアンダーカット形状部２８とを備えている。アンダーカット形状部２８は、取付座本体２６の下面中央から下方に突出形成された円柱状の首部３０と、首部３０の下端から径方向に突出形成された取付座本体２６よりも小径の円板状のツバ部３２とを備えている。

なお、アンダーカット形状部２８が底面１２を構成する樹脂体の内部に挿入（係止）された部分をカシメ部３８という。また、内蔵部品１８は、後述するシート体１００（溶融樹脂）に融着しないように、溶融樹脂よりも融点の高い材料から形成されている。

次に、製造装置４０について説明する。図３に示すように、製造装置４０は、複数の分割金型４２（１つの分割金型の一部のみを図示している。）を備え、分割金型４２にはキャビティ（凹部）４４が形成されている。キャビティ４４の底面４４Ａにおける内蔵部品１８（取付座２２）の取付位置には、逆円錐形状の凹部４６が形成されている。

分割金型４２において、凹部４６の下方には、上下方向に延在する孔部５０が形成されている。また、孔部５０の先端側は縮径しており、縮径した孔部５２によって凹部４６と連通している。この凹部４６と孔部５０、５２にカシメ部成形ユニット４８が配設されている。なお、孔部５０は、図示しない空気供給源に連通されており、凹部４６に空気を供給可能とされている。

カシメ部成形ユニット４８は、孔部５０の内部に配設され、孔部５２を挿通可能で凹部４６に対して進退自在に構成されているロッド５４と、ロッド５４の先端に装着された略円板状の弾性体入子５６とを備えている。.

ロッド５４は、孔部５２の内径と略同径に形成されており、内部に軸方向に延在する真空通路５８が形成されている。真空通路５８は、図示しない負圧供給源と連通しており、後述する弾性体入子５６の真空通路６２を介して凹部４６に負圧を供給可能とされている。

また、弾性体入子５６は、略円板状の円板部５９と、円板部５９の下面中央に形成されロッド５４に取り付けられる略円錐台形状の取付部６０とを備え
ている。

取付部６０には、下面中心部に上部が拡径された凹部６１が形成されている。一方、ロッド５４の先端には、頭部が拡径された係止部６３が形成されており、この係止部６３が凹部６１に嵌合されている。これにより、弾性体入子５６がロッド５４の先端に固定されている。また、取付部６０には、ロッド５４に形成された真空通路５８に連通する真空通路６２が形成されており、その先端が円板部５９の上面に開口している。

一方、円板部５９の下面の外周側には、周回する嵌合用の凸部６４が突出形成されており、分割金型４２の凹部４６の外周部に形成された周回する凹部６６に嵌合されている。これにより、弾性体入子５６の外周側が分割金型４２に固定されている。

また、図３に示すように、分割金型４２において、凹部６６の外周側に、さらに周回する凹部６８が形成されており、断面が略Ｌ字形の固定リング７０が凹部６８に嵌合されている。固定リング７０の内周側に突出形成されたフランジ部７２が弾性体入子５６（円板部５９）の上面周端部をシールすることにより、弾性体入子５６の凸部６４が凹部６６から脱落することが防止されている。このように、弾性体入子５６の周端部が分割金型４２に固定されることにより、弾性体入子５６が凹部４６を閉塞することになる。

なお、キャビティ４４の底面４４Ａには、シート体１００を賦形するためにキャビティ４４に負圧を供給する真空通路７４が形成されている。

続いて、このように構成された製造装置４０を用いた樹脂燃料タンクの製造方法について説明する。
図３に示すように、カシメ部成形ユニット４８は、初期状態において、ロッド５４を凹部４６内に前進させておくことにより、弾性体入子５６が円板状の形状とされている。

次に、図４に示すように、ロッド５４を凹部４６内から下降（後退）させ、ロッド５４を孔部５２に収容する。これにより、ロッド５４の先端に固定された弾性体入子５６の取付部６０も孔部５２に収容される。この結果、周端部が分割金型４２に固定されている弾性体入子５６の円板部５９が凹部４６に沿うように弾性変形して、凹部４６に密着する。

続いて、図５に示すように、真空通路７４からキャビティ４４に、真空通路６２から弾性体入子５６とシート体１００との空間にそれぞれ負圧を供給することにより、分割金型４２に供給された溶融樹脂からなるシート体１００をキャビティ４４の底面４４Ａ及び凹部４６（弾性体入子５６の円板部５９）に密着（真空賦形）させる。ここで、シート体１００のうち、凹部４６（円板部５９）に密着した部分が余長部分１０２となる。

さらに、内蔵部品１８をキャビティ４４の底面４４Ａに賦形されたシート体１００の所定位置に設置する。この際、図６に示すように、内蔵部品１８の取付座２２を凹部４６上（のシート体１００上）に設置する。

また、取付座本体２６の下面には、アンダーカット形状部２８が突出形成されているが、凹部４６に弾性体入子５６を介して密着されたシート体１００は、キャビティ４４の底面４４Ａから下側に窪んでいる（底面４４Ａよりも低く形成されている）ので、アンダーカット形状部２８がシート体１００と干渉することはない。

このように内蔵部品１８の設置が終了した後、図７に示すように、図示しない空気供給源から孔部５０、孔部５２とロッド５４との隙間を介して凹部４６と弾性体入子５６の円板部５９の間に空気が供給される（図７、破線矢印参照）。この場合、弾性体入子５６の取付部６０は孔部５２に収容されているため、円板部５９の中央側の変形は抑制され、周端部側が膨張変形する。しかも、凹部４６は逆円錐形状であるため、外周側ほど取付座本体２６の下面との距離が短い。したがって、シート体１００は、図７に示すように、取付座本体２６の下面の外周部側から密着（シール）されていく。この結果、最後までシート体１００から離間しているのは、取付座本体２６の下面の中央側に形成されたアンダーカット形状部２８となる。

さらに、図８に示すように、凹部４６と弾性体入子５６の間に空気を供給した状態のまま（図８、破線矢印参照）、ロッド５４を前進させることにより、弾性体入子５６に密着していたシート体１００（余長部分１０２）は、ロッド５４の前進により変形した弾性体入子５６に押圧されて取付座本体２６の下面に押し付けられる。この結果、シート体１００は、取付座本体２６の下面に密着させられると共に、取付座本体２６の下面から突出形成されていたアンダーカット形状部２８に密着される。この際、アンダーカット形状部２８を構成するツバ部３２の裏面側まで溶融樹脂（シート体１００）が回り込み、首部３０の周囲まで充填される。

これにより、アンダーカット形状部２８（ツバ部３２）は、両側から溶融樹脂に挟持され、シート体１００に内蔵部品１８（取付座２２）が固定される。内蔵部品１８がシート体１００に取り付けられた状態で、分割金型４２を型閉じし、賦形されたシート体同士を接合することで、燃料タンク１０が製造される。

このように、本実施形態に係る燃料タンク１０の製造方法では、図８に示すように、取付座本体２６の下部に形成されたアンダーカット形状部２８（ツバ部３２）の上側と下側に溶融樹脂が充填され、ツバ部３２を挟持した状態で溶融樹脂が固化されてカシメ部３８が形成されるため、燃料タンク１０に内蔵部品１８を簡単に固定することができる。

また、シート体１００を変形させてアンダーカット形状部を形成するのではなく、内蔵部品１８（取付座２２）にアンダーカット形状部２８を形成し、シート体１００を凹部４６に賦形することによって形成された余長部分１０２の溶融樹脂をアンダーカット形状部２８に充填することによってカシメ部３８を形成しているため、燃料タンク１０の肉厚が局部的に大きく変化することを防止又は抑制できる。

特に、シート体１００がキャビティ４４に賦形される際、キャビティ４４の底面４４Ａに形成された凹部４６にも賦形させるだけで、シート体１００に簡単に余長部分１０２を形成することができる。

さらに、シート体１００を取付座本体２６の下面に密着させる際、ロッド５４を凹部４６から後退させた状態で弾性体入子５６と凹部４６の間に空気を供給することによって、取付座本体２６の下面の外周側からシート体１００を密着させてシールしているため、最後にアンダーカット形状部２８に溶融樹脂を供給する際、溶融樹脂が凹部４６からキャビティ４４側に流出することが防止される。すなわち、燃料タンク１０の肉厚が局部的に大きく変化することが抑制されると共に、カシメ部３８を形成するために用いられる溶融樹脂（余長部分１０２）の量を最小限に抑制することができる。

また、シート体１００を取付座本体２６の下面に密着させるのに、弾性体入子５６と凹部４６の間に空気を供給することによって弾性体入子５６を膨張変形させているため、シート体１００に対する当接部分（円板部５９）が段差のない連続的な形状のまま変形する。したがって、シート体１００を取付座本体２６の下面に密着させる際に、シート体１００に段差が形成されることが防止又は抑制される。すなわち、燃料タンク１０に応力が集中するおそれがある段差が形成されることが防止又は抑制できる。

さらに、ロッド５４及び弾性体入子５６に真空通路５８、６２を設けると共に、空気供給源から孔部５０、孔部５２とロッド５４との隙間を介して凹部４６と弾性体入子５６の間に空気を供給可能としているため、シート体１００を弾性体入子５６に密着させたまま、弾性体入子５６を変形させて、取付座本体２６の下面の外周部にシート体１００を密着させることができる。

また、カシメ部３８を形成するためのカシメ部成形ユニット４８は、キャビティ４４の底面４４Ａに形成された凹部４６に対して進退自在とされたロッド５４の先端に弾性体入子５６を取り付け、弾性体入子５６と凹部４６の間に空気を供給する構成なので、分割金型間の中子にカシメ部３８形成用の入子等を設ける必要がなく、装置構成が簡略化される。

なお、本実施形態では、取付座本体２６を円形に形成したが、これに限定されるものではない。ただし、シート体１００（溶融樹脂）の伸展性において、取付座本体２６を円板状にすることが好ましい。

また、本実施形態では、取付座２２にアンダーカット形状部２８を設けたが、内蔵部品本体２０の底面にアンダーカット形状部を設けても良い。

１０樹脂燃料タンク
１８内蔵部品
２２取付座（取付部）
２８アンダーカット形状部
４２分割金型
４４キャビティ
４４Ａ底面
４６凹部
５４ロッド
５６弾性体入子
１００シート体

Claims

樹脂燃料タンクに対して内蔵部品を取り付ける樹脂燃料タンクの製造方法であって、
分割金型のキャビティの底面の内蔵部品取付位置に形成された凹部の外周部に周端部が固定され、中央部が前記凹部に対して進退自在なロッドの先端に固定されて前記凹部を閉塞している、弾性変形可能な弾性体入子を用い、前記ロッドを前記凹部内から後退させて前記弾性体入子を前記凹部に密着させる第１工程と、
前記第１工程の後で、前記キャビティと前記凹部に溶融樹脂からなるシート体を賦形する第２工程と、
前記第２工程の後で、底面にアンダーカット形状部が突出形成された内蔵部品の取付部を前記凹部上に配置する第３工程と、
前記第３工程の後で、前記シート体と前記弾性体入子との密着状態を維持しつつ、前記凹部と前記弾性体入子の間に空気を供給することで前記弾性体入子を変形させ、前記シート体を前記取付部の外周部に当接させる第４工程と、
前記第４工程の後で前記ロッドを前記凹部内に前進させることで前記弾性体入子をさらに変形させ、前記シート体を構成する溶融樹脂を前記取付部のアンダーカット部の周囲に供給する第５工程と、
を備える樹脂燃料タンクの製造方法。