JP2017164939A - Method of manufacturing liner - Google Patents
Method of manufacturing liner Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017164939A JP2017164939A JP2016050818A JP2016050818A JP2017164939A JP 2017164939 A JP2017164939 A JP 2017164939A JP 2016050818 A JP2016050818 A JP 2016050818A JP 2016050818 A JP2016050818 A JP 2016050818A JP 2017164939 A JP2017164939 A JP 2017164939A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liner
- dome
- liner part
- welding
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ライナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liner.
ライナーは、高圧ガスタンクのコア材として用いられ、複数のライナーパーツを溶着して一体化されている(例えば、特許文献1)。 The liner is used as a core material of a high-pressure gas tank, and is integrated by welding a plurality of liner parts (for example, Patent Document 1).
この特許文献では、ライナーパーツとは別体の環状部材をライナーパーツ同士の接合部分の内周に配置することで、溶着端面の溶着面積を増やして強度確保を図っているものの、次のような問題点が指摘されるに到った。環状部材とライナーパーツ端面は、ライナー軸に対して面一であり、ほぼ垂直な面であるので、ライナーパーツ端面の接合の際に位置ズレが発生するおそれがあった。 In this patent document, an annular member separate from the liner part is arranged on the inner periphery of the joint part between the liner parts, thereby increasing the welding area of the welding end face to ensure strength, but the following The problem has been pointed out. Since the annular member and the end face of the liner part are flush with the liner axis and are substantially perpendicular, there is a possibility that displacement occurs when the end faces of the liner part are joined.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、ライナーの製造方法が提供される。このライナーの製造方法は、複数の樹脂製のライナーパーツを接合箇所でお互いに位置合わせして一体的に接合してなるライナーの製造方法であって、接合の対象となる第1のライナーパーツと第2のライナーパーツのうちの前記第1のライナーパーツを、接合箇所となる第1ライナーパーツ端部からライナーパーツ中心軸の軸方向において突出するよう第1ライナーパーツ周壁に配設され、接合時の加熱によって溶けない程度の耐熱性を有する耐熱プレートを有するライナーパーツとして、且つ、前記第2のライナーパーツを、接合箇所となる第2ライナーパーツ端部における第2ライナーパーツ周壁の内壁面の半径がライナーパーツ中心軸から前記耐熱プレートの外周面までの隔たり以上とされたライナーパーツとして、準備する工程(1)と、前記第2ライナーパーツ周壁が前記第1のライナーパーツの前記耐熱プレートを覆うように、前記耐熱プレートをガイドとして前記第1ライナーパーツ端部と前記第2ライナーパーツ端部とを位置合わせする工程(2)と、前記第1ライナーパーツ端部と前記第2ライナーパーツ端部とを加熱して軟化した状態で接合する工程(3)とを備える。 (1) According to one form of this invention, the manufacturing method of a liner is provided. The liner manufacturing method is a method for manufacturing a liner in which a plurality of resin liner parts are aligned with each other at a joint portion and integrally joined, and the first liner part to be joined Of the second liner parts, the first liner part is disposed on the peripheral wall of the first liner part so as to protrude in the axial direction of the central axis of the liner part from the end of the first liner part that is a joining position. Radius of the inner wall surface of the peripheral wall of the second liner part as a liner part having a heat-resistant plate that does not melt by heating, and the second liner part at the end of the second liner part that becomes a joint location Steps to prepare as a liner part with a gap between the central axis of the liner part and the outer peripheral surface of the heat-resistant plate (1 And aligning the first liner part end and the second liner part end with the heat resistant plate as a guide so that the peripheral wall of the second liner part covers the heat resistant plate of the first liner part. And a step (3) of joining the end portion of the first liner part and the end portion of the second liner part in a heated and softened state.
この形態のライナーの製造方法では、第1のライナーパーツのライナーパーツ端部からライナーパーツ中心軸の軸方向において突出する耐熱プレートをガイドにして第2のライナーパーツを位置合わせするので、ライナーパーツ同士の径方向の位置ズレを容易に抑制できる。また、耐熱プレートは第1、第2のライナーパーツの接合時の加熱によって溶けないため、両ライナーパーツの接合・溶着時にもガイドとして機能させることができる。 In this form of the liner manufacturing method, the second liner part is aligned using the heat-resistant plate protruding in the axial direction of the central axis of the liner part from the end of the liner part of the first liner part as a guide. The positional deviation in the radial direction can be easily suppressed. In addition, since the heat-resistant plate does not melt by heating at the time of joining the first and second liner parts, it can function as a guide when joining and welding both liner parts.
(2)上記の形態において、前記工程(1)では、前記耐熱プレートを前記第1ライナーパーツ周壁の周方向に連続したリング形状として、前記第1のライナーパーツを準備するようにしてもよい。こうすれば、第2のライナーパーツをライナーパーツ端部の全域において容易に案内できると共に、第1と第2のライナーパーツの接合・溶着部位であるライナーパーツ端部におけるライナー形状を金属プレートのリング形状に倣った円形形状とできる。また、次のような利点もある。 (2) In the above aspect, in the step (1), the first liner part may be prepared by forming the heat-resistant plate in a ring shape continuous in the circumferential direction of the first liner part peripheral wall. In this way, the second liner part can be easily guided over the entire area of the end of the liner part, and the shape of the liner at the end of the liner part, which is the joining / welding part of the first and second liner parts, can be changed to the ring of the metal plate. It can be a circular shape following the shape. There are also the following advantages.
この形態の製造方法では、第1と第2のライナーパーツがライナーパーツ端部で接合・溶着される際、溶着に伴う溶着ビートは、リング形状をなす耐熱プレートに重なる第2のライナーパーツの第2ライナーパーツ周壁と耐熱プレートとの間隙、或いは耐熱プレートの周囲領域に広がると共に、溶着部位であるライナーパーツ端部の端面のライナー内周壁側は、溶着ビートのビート根元と共に耐熱プレートで覆われる。この結果、この形態のライナーの製造方法によれば、リング形状をなす耐熱プレートにより、ライナー内周壁の側においてノッチを発現し難くできる。 In the manufacturing method of this embodiment, when the first and second liner parts are joined and welded at the end of the liner part, the welding beat accompanying the welding is the second liner part overlapping the heat-resistant plate having a ring shape. 2 The liner inner peripheral wall side of the end surface of the end of the liner part, which is the welding part, is covered with the heat resistant plate together with the beat root of the welding beat while spreading in the gap between the peripheral wall of the liner part and the heat resistant plate or the peripheral region of the heat resistant plate. As a result, according to the liner manufacturing method of this embodiment, the ring-shaped heat-resistant plate can make it difficult to develop a notch on the liner inner peripheral wall side.
(3)上記の形態において、前記工程(1)では、複数の前記耐熱プレートが前記第1ライナーパーツ周壁に前記ライナーパーツ中心軸の軸回りに点在して配設された前記第1のライナーパーツを準備するようにしてもよい。こうすれば、耐熱プレートによるガイド箇所がライナーパーツ中心軸の軸回りの複数箇所となるので、第2のライナーパーツの案内機能を確実に担保できる。 (3) In the above aspect, in the step (1), the first liner in which a plurality of the heat-resistant plates are arranged on the peripheral wall of the first liner part so as to be scattered around the axis of the liner part central axis. Parts may be prepared. By doing so, the guide location by the heat-resistant plate becomes a plurality of locations around the axis of the liner part central axis, so that the guide function of the second liner part can be reliably ensured.
(4)上記のいずれかの形態において、前記工程(1)では、前記耐熱プレートを前記第2ライナーパーツ周壁に重なる部位に貫通孔を有する形状として、前記第1のライナーパーツを準備するようにしてもよい。こうすれば、溶着に伴う溶着ビートを耐熱プレートの貫通孔に充填でき、貫通孔に充填された溶着ビートがいわゆるアンカー効果を奏するので、第1と第2のライナーパーツのライナーパーツ中心軸に沿った引っ張りに対する機械的な強度を高めることができる。 (4) In any one of the above forms, in the step (1), the first liner part is prepared in such a manner that the heat-resistant plate has a shape having a through hole in a portion overlapping the second liner part peripheral wall. May be. In this way, the welding beat accompanying the welding can be filled in the through hole of the heat-resistant plate, and the welding beat filled in the through hole has a so-called anchor effect, so that the first and second liner parts are aligned along the central axis of the liner part. The mechanical strength against tension can be increased.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、ライナーやライナーの製造装置の形態で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various modes. For example, it can be realized in the form of a liner or a liner manufacturing apparatus.
図1は本実施形態の製造方法で得られたライナー10の概略構成を示す説明図である。ライナー10は、中空のタンク容器であり、複数の樹脂製のライナーパーツとして、長手方向の両端のドーム部20と、その間のシリンダー部30とを備え、これらライナーパーツを一体的に接合してなる。ドーム部20は、ナイロン系樹脂等の適宜な樹脂にて型成形された型成形品であり、シリンダー部30は、ナイロン系樹脂等の適宜な樹脂を円筒形状に押出成形した成形品である。そして、この両ライナーパーツを接合箇所でお互いに位置合わせした上で、パーツ端部で接合・溶着して一体化することで、ライナー10が形成される。このパーツ一体化を経て、ライナー10は、円筒状のシリンダー部30の両側に球面形状のドーム部20を備えたガスバリア性の樹脂製中空容器となる。なお、図1以降の各図は、各ライナーパーツを概略的に示すものであり、各パーツをその実寸を反映させて示すものではない。
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a
ライナー10は、一方のドーム部20の頂上箇所に口金40を備え、他方のドーム部20の頂上箇所に口金50を備える。こうして装着された口金40と口金50の両口金は、アルミニウムまたはその合金といった軽量金属で形成され、口金40は、図示しないバルブの装着のために高圧シール仕様のテーパネジの貫通孔を備える。口金50は、ライナー外側および内側に同心の有底孔を備える。この両口金は、ライナー製造時には、図示しないドーム保持治具と共に、ドーム部20を片持ち支持し、タンク製造時には、ライナー外周への繊維強化樹脂層の形成や各種測定の際のライナー10の回転軸回りの受け具として機能する。口金40の貫通孔と口金50のライナー外側の有底孔は、ライナー製造時の片持ち支持の受け部として、或いはタンク製造時の回転軸回りの受け部として用いられる。
The
ドーム部20とシリンダー部30とは、溶着の対象となる第1と第2のライナーパーツであり、両ライナーパーツのうちの第1のライナーパーツであるドーム部20は、耐熱プレートたる金属リングプレート22Rを介在させて、第2のライナーパーツであるシリンダー部30と溶着されている。金属リングプレート22Rの形状やその配設の様子、並びに溶着の様子等については、後述の製造工程において詳述する。
The
図2は本実施形態のライナー製造方法におけるライナー10の製造工程を概略的に示す工程図である。図2に示すように、ライナー10の製造に当たっては、ライナーパーツである二つのドーム部20とシリンダー部30の準備(工程110)、両ライナーパーツの位置合わせ(工程120)、ライナーパーツ端部の加熱(工程130)、およびライナーパーツの溶着(工程140)が、順次、次のように実行される。
FIG. 2 is a process diagram schematically showing the manufacturing process of the
ライナーパーツの準備工程:工程110;
図3は準備されるドーム部20をシリンダー部30と合わせて概略的に示す説明図であり、図4は準備されるドーム部20を単品の状態で概略的に示す説明図であり、図5は図3における5−5線断面を拡大して示す拡大断面図であり、図6は金属リングプレート22Rをインサート成形にて有するドーム部20の型成形の要部の様子を示す説明図である。
Liner part preparation step: step 110;
3 is an explanatory view schematically showing the
工程110で準備されるドーム部20は、ドーム開口側端部20eに金属リングプレート22Rを備える。金属リングプレート22Rは、ドーム開口側端部20eにおけるドーム周壁20sに配設され、ドーム開口側端部20eからライナー中心軸CXに沿って外方に突出している。金属リングプレート22Rは、ステンレス(SUS316)やアルミ合金(A6061)等の耐食性と耐熱性とを有する金属鋼板の平板プレートの両端をリング形状をなすよう連結して構成され、インサート成形によってドーム部20に一体的に組み込み配設されている。金属リングプレート22Rが配設されるドーム周壁20sは、200〜400mm程度の内径で、肉厚が2〜5mm程度とされている。なお、ドーム開口側端部20eは、本発明における第1ライナーパーツ端部に該当し、ドーム周壁20sは、第1ライナーパーツ周壁に該当する。また、ライナー中心軸CXは、完成品としてのライナー10の中心軸であると共に、ドーム部20やシリンダー部30のライナーパーツ中心軸でもある。
The
ドーム部20は、溶着前であることから、図5に示すように、ドーム開口側端部20eの端面を溶着端面21から迫り出した溶着前端面20esとし、この溶着前端面20esと溶着端面21との間を溶着に伴う溶融軟化部位20yとする。溶着端面21は、第2のライナーパーツであるシリンダー部30の溶着端面31の溶着対象面であり、ドーム部20は、上記の両溶着端面と溶融軟化部位20yを含む後述の溶着部位YS(図8参照)に亘って、シリンダー部30に溶着・固定される。なお、溶着部位YSでは、ライナー製造の過程で、溶着端面21を含むドーム部20の溶融軟化部位20yの溶融軟化、および溶着端面31を含むシリンダー部30の後述の溶融軟化部位30yの溶融軟化が起きるので、完成品としてのライナー10においては、溶着端面21と溶着端面31が判別できるわけではない。よって、図5では、溶着端面21と溶着端面31を仮想線で示している。図5以降の断面視においても同様である。
Since the
ドーム部20は、その溶着前の単品の状態において、金属リングプレート22Rを、ドーム開口側端部20eの溶着前端面20esからライナー中心軸CXに沿って外方に突出させている。本実施形態では、40〜50mm程度の幅の金属リングプレート22Rを溶着前端面20esから約5〜10mmの長さで突出させた。金属リングプレート22Rは、インサート成形時および後述のパーツ溶着時において形状維持が可能な強度を有するよう、0.5〜2.0mmの範囲の板厚とされ、複数個の基部側貫通孔24を等ピッチで備える。金属リングプレート22Rは、図6に示す第1金型K1と第2金型K2に組み込まれる。金型に組み込まれる金属リングプレート22Rは、上記幅の平板プレートの両端が溶接や接着剤等により連結してリング形状をなすものでよいほか、金型への組み込み状態において、平板プレートの両端が接していたり近接していたりした状態でリング形状をなすものでもよい。こうして金属リングプレート22Rが組み込まれた金型のキャビティー20Caに流し込まれた溶融樹脂によって、ドーム部20が金属リングプレート22Rと一体にインサート成形される。よって、金属リングプレート22Rの基部側貫通孔24は、ドーム部20を形成する樹脂にて充填された状態となる。本実施形態では、基部側貫通孔24の位置を次のように規定した。
The
第1金型K1におけるキャビティー端面K1eは、図5に示すドーム部20のドーム開口側端部20eにおける溶着前端面20esを規定する。この溶着前端面20esから溶着端面21(図5参照)までの溶融軟化部位20yの長さは、樹脂の溶融軟化を起こす領域として設計上、規定済みである。よって、本実施形態では、溶着端面21から基部側貫通孔24が離れるよう、溶着前端面20es(キャビティー端面K1e)から基部側貫通孔24の孔周縁までの間隔24dを3.5mm以上確保するようにした。また、基部側貫通孔24の孔径については、樹脂充填の確保とプレートサイズから、0.5〜10mmの範囲の孔径とした。
The cavity end surface K1e in the first mold K1 defines a pre-welding end surface 20es in the dome opening
金属リングプレート22Rは、ドーム部20にインサート成形により一体的に組み込まれた状態において、ライナー中心軸CXから金属リングプレート22Rの外周面までの隔たり、換言すれば、ライナー中心軸CXからのプレート外周面までのプレート離間距離22rを、ドーム部20への溶着対象となるシリンダー部30を得る上で規定する。この点については、シリンダー部30と合わせて説明する。
The
第2のライナーパーツであるシリンダー部30は、所定長さの円筒形状の押出成形品として準備され、シリンダー開口側端部30eの開口端面を、ドーム部20の溶着端面21の溶着対象面となる溶着端面31とする。そして、シリンダー部30は、図3や図5に示すように、その外径がシリンダー開口側端部30eを含めてドーム部20のドーム開口側端部20eの外径とほぼ同寸とされる。また、ライナー中心軸CXに沿った長さについては、溶着前であることから、シリンダー開口側端部30eの端面を溶着端面31から迫り出した溶着前端面30esとし、この溶着前端面30esと溶着端面31との間を溶着に伴う溶融軟化部位30yとする。この溶融軟化部位30yの長さにあっても、溶融軟化部位20yと同様、樹脂の溶融軟化を起こす領域として設計上、規定済みである。また、工程110では、シリンダー部30は、シリンダー開口側端部30eにおけるシリンダー周壁30sの内壁面の半径が既述したプレート離間距離22r以上とされた円筒形状の押出成形品として準備される。よって、準備されたドーム部20における金属リングプレート22Rの外周面とシリンダー部30のシリンダー周壁30sの内壁面とは、ギャップ30sdを隔てることになる。本実施形態では、ギャップ30sdが0.5〜2.0mmとなるように、金属リングプレート22Rのプレート離間距離22rおよびシリンダー部30のシリンダー周壁30sの内壁面半径を規定した。なお、シリンダー開口側端部30eは、本発明における第2ライナーパーツ端部に該当し、シリンダー周壁30sは、第2ライナーパーツ周壁に該当する。
The
ライナーパーツの位置合わせ工程:工程120;
図7はドーム部20に対するシリンダー部30の位置合わせの様子を概略的に示す説明図である。
Liner part alignment step: step 120;
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing how the
工程110でのパーツ準備に続く工程120の位置合わせ工程では、まず、図7の上段に示すように、向かい合うドーム部20の間に、シリンダー部30を配置する。この際、向かい合うドーム部20は、それぞれのドーム部におけるライナー中心軸CXが一致するよう、口金40および口金50を片持ち受け部として図示しない水平保持治具に片持ち保持されている。こうした状態で、ドーム部20をシリンダー部30の側に、或いはシリンダー部30をドーム部20の側に相対移動させる。この相対移動の際、図7の下段に示すように、シリンダー部30は、ドーム部20の金属リングプレート22Rをシリンダー周壁30sが覆うように、金属リングプレート22Rをガイドとしてドーム部20に位置合わせされる。この位置合わせの完了時点での各パーツの位置関係は、図7の拡大視に示されており、シリンダー部30のシリンダー開口側端部30eにおける溶着前端面30esは、ドーム部20のドーム開口側端部20eにおける溶着前端面20esに接合し、シリンダー周壁30sは金属リングプレート22Rを覆った上で、シリンダー周壁30sの内壁面と金属リングプレート22Rの上面との間にギャップ30sdを形成する。なお、図7の拡大図においても、既述したように溶着端面21と溶着端面31を仮想線で示している。
In the alignment step of step 120 following the part preparation in step 110, first, as shown in the upper part of FIG. 7, the
ライナーパーツの加熱工程:工程130;
図8はライナーパーツ端部の加熱の様子を概略的に示す説明図である。
Liner part heating step: step 130;
FIG. 8 is an explanatory view schematically showing how the liner part end is heated.
工程120での位置合わせに続く工程130の加熱工程では、ドーム部20のドーム開口側端部20eとシリンダー部30のシリンダー開口側端部30eを含む溶着部位YS、詳しくは図8の拡大図に示した溶融軟化部位20yと溶融軟化部位30yに向けて赤外溶着装置Hmから赤外線を照射する。赤外線放射は、溶融軟化部位20yと溶融軟化部位30yにおいて樹脂の溶融軟化が起きると規定された所定の時間(放射時間)に亘って継続して実行される。この赤外線放射により、ドーム部20の溶着前端面20esを含む溶融軟化部位20yとシリンダー部30の溶着前端面30esを含む溶融軟化部位30yが加熱されて、これら部位において樹脂が溶融軟化する。
In the heating step of step 130 following the alignment in step 120, the welding portion YS including the dome opening
ライナーパーツの溶着工程:工程140;
図9はライナーパーツ端部の溶着の様子を概略的に示す説明図である。
Liner part welding step: step 140;
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a state of welding at the end of the liner part.
工程130での加熱に続く工程140の溶着工程は、赤外線の放射時間が経過した後に赤外溶着装置Hmが停止されて、実行される。この工程140では、図示しない押圧治具を用いて、シリンダー部30の両側のドーム部20がライナー中心軸CXに沿ってシリンダー部30の側に押圧され、その押圧状態が保持される。この押圧は、図8に示す加熱済みのドーム部20の溶融軟化部位20yとシリンダー部30の溶融軟化部位30yを含む溶着部位YSの溶融樹脂の混じり合いを引き起こし、この樹脂の混じり合いを経てドーム部20の溶着端面21とシリンダー部30の溶着端面31とが密着する。そして、図9の拡大図に示すように、溶着端面21を含んで溶融軟化済みのドーム開口側端部20eと溶着端面31を含んで溶融軟化済みのシリンダー開口側端部30eとが、工程140における上記の押圧により、図示する溶着部位YSにおいて溶着する。この溶着に伴い溶着ビートYBが、シリンダー周壁30sと金属リングプレート22Rの外周面の間のギャップ30sd(図7参照)を埋めた上で、金属リングプレート22Rの周囲領域に広がると共に、溶着部位YSを含むシリンダー周壁30sは、溶着ビートYBのビート根元と共に金属プレートで覆われる。なお、図9の拡大図においても、既述したように溶着端面21と溶着端面31を仮想線で示している。
The welding process in step 140 following the heating in step 130 is performed after the infrared radiation time has elapsed and the infrared welding apparatus Hm is stopped. In this step 140, using a pressing jig (not shown), the
工程140では、上記した押圧を、所定時間、具体的には、溶着部位YSの樹脂冷却が完了するまでの時間に亘り保持し、その後、冷却・養生を図る。そして、冷却・養生の後、用いた各種治具を取り外すことで、シリンダー部30の両端にドーム部20を有するライナー10が得られる。なお、治具の取り外しに前後して、ライナー10の外表面におけるドーム部20とシリンダー部30の溶着箇所に残った溶着ビートYB(図視略)を、切削バイトを用いて切削除去したり、研磨ローラーを用いて研削除去することで、最終製品としてのライナー10が得られる。なお、上記した工程130と工程140は、連続して実施されることから、両工程を一つの工程として捉えることで、ドーム部20のドーム開口側端部20eとシリンダー部30のシリンダー開口側端部30eとが加熱されて軟化した状態で接合する工程となる。
In step 140, the above-described pressing is held for a predetermined time, specifically, the time until the resin cooling of the welded portion YS is completed, and then cooling and curing are performed. And the
以上説明した本実施形態のライナー10の製造方法では、溶着の対象となるドーム部20とシリンダー部30と溶着して一体化するに当たり、ドーム部20のドーム開口側端部20eからライナー中心軸CXに沿って外方に突出する金属リングプレート22Rをガイドにして、シリンダー部30をドーム部20に対して位置合わせする。このため、本実施形態のライナー10の製造方法によれば、溶着対象となるドーム部20とシリンダー部30との位置ズレを、金属リングプレート22Rによるガイド機能により容易に抑制できる。しかも、ガイド機能を金属リングプレート22Rの全周域で発揮するので、ドーム部20に対してシリンダー部30をより容易に、且つ正確に位置決めできる。また、ガイドに用いる金属リングプレート22Rは、既述した金属材料を用いて形成されていることから、ドーム部20とシリンダー部30の両ライナーパーツの溶着を伴う接合時の加熱によって溶けない耐熱性を備える。よって、本実施形態のライナー10の製造方法によれば、ドーム部20とシリンダー部30の両ライナーパーツの溶着を伴う接合時にもガイドとして好適に機能させることができる。
In the manufacturing method of the
本実施形態のライナー10の製造方法では、ドーム開口側端部20eからライナー中心軸CXに沿って突出する金属リングプレート22Rを有するドーム部20を準備するに当たり、金属リングプレート22Rをインサート成形により一体的に組み込んだので、金属リングプレート22Rが脱落し難いドーム部20を容易に得ることができる。しかも、金属リングプレート22Rが等ピッチで複数備えるそれぞれの基部側貫通孔24にドーム部20の形成樹脂を充填させたので、基部側貫通孔24に充填された樹脂により、より一層、金属リングプレート22Rを脱落し難くできるばかりか、ドーム部20に金属リングプレート22Rを強固に固定して金属リングプレート22Rをドーム部20に保持できる。この結果、シリンダー部30の位置合わせの際にシリンダー部30が金属リングプレート22Rと接触しても、金属リングプレート22Rの脱落が起き難くなり、シリンダー部30の位置合わせ作業にさほどの支障を来さないようにできる。
In the manufacturing method of the
また、ドーム部20とシリンダー部30の溶着部位YSの樹脂は、加熱により溶融軟化するが、その溶融軟化した樹脂を、ドーム開口側端部20eおよびシリンダー開口側端部30eにおいて金属リングプレート22Rのリング形状に倣って高精度の円形形状に硬化させることができる。これに加え、次の利点も得られる。
Further, the resin at the welded portion YS of the
金属リングプレート22Rを有するドーム部20を用いた製造方法によれば、ドーム部20とシリンダー部30とが溶着部位YSで溶着される際、溶着に伴う溶着ビートYBを、リング形状をなす金属リングプレート22Rに重なるシリンダー周壁30sと金属リングプレート22Rとの間隙、或いは金属リングプレート22Rの周囲領域に広げると共に、溶着部位YSであるシリンダー周壁30sの側を、溶着ビートYBのビート根元と共に金属リングプレート22Rで円周全領域に亘って覆うようにする。この結果、金属リングプレート22Rを有するドーム部20を用いた製造方法によれば、リング形状をなす金属リングプレート22Rを用いたことにより、溶着部位YSであるシリンダー周壁30sの円周全領域に亘ってノッチを発現し難くでき、溶着強度の向上を図ることができる。換言すれば、溶着部位YSの溶着端面21と溶着端面31の接合箇所に溶着ビートYBを残存させないので、ノッチの発現に伴う溶着部位YSの強度低下を招かないようにでき、溶着強度を高めることができる。
According to the manufacturing method using the
本実施形態のライナー10の製造方法では、既存構成のドーム部20に、ドーム開口側端部20eからライナー中心軸CXに沿って外方に突出するよう金属リングプレート22Rを設け、シリンダー部30については、シリンダー開口側端部30eにおけるシリンダー周壁30sの内壁面の半径を金属リングプレート22Rについてのプレート離間距離22r以上とすればよい。よって、ライナー10を、ドーム部20とシリンダー部30の位置ズレを抑制し得ると共に、ライナー中心軸CXの軸回りの位置決め自由度が高いライナーとして、容易に製造できる。
In the method for manufacturing the
図10は第2実施形態の製造方法で準備するドーム部20Aを単品の状態で概略的に示す説明図であり、図11は第2実施形態の製造方法で準備するドーム部20Aに対するシリンダー部30の位置決めの様子を概略的に示す説明図であり、図12はライナーパーツ端部の加熱の様子とその後の押圧・保持によるパーツ溶着の様子を順を追って概略的に示す説明図である。このドーム部20Aは、インサート成形により一体的に組み込む金属リングプレート22Rを、基部側貫通孔24に加え溶着側貫通孔25を備えたものとする。溶着側貫通孔25は、既述した基部側貫通孔24と同様、0.5〜10mmの範囲の孔径とされ、既述した溶着前端面20esから溶着端面21までの溶融軟化部位20yの長さを考慮して、溶着前端面20es(図6:キャビティー端面K1e参照)から溶着側貫通孔25の孔周縁までの間隔25dを0.5〜5.0mmとした。このように間隔25dを規定することで、溶着側貫通孔25は、既述した位置合わせ後のパーツ溶着の過程(図2,図9の工程140)において、溶着部位YSにおけるシリンダー部30のシリンダー周壁30sに重なる部位に位置することになる。よって、溶着側貫通孔25を有する金属リングプレート22Rを一体的に組み込んだドーム部20Aを用いた製造方法によれば、図12に示すように、溶着に伴う溶着ビートYBを金属リングプレート22Rの溶着側貫通孔25に充填でき、この溶着側貫通孔25に充填された溶着ビートYBが奏するいわゆるアンカー効果により、ドーム部20Aとシリンダー部30との溶着強度を向上できることに加え、ドーム部20Aとシリンダー部30のライナー中心軸CXに沿った引っ張りに対する機械的な強度についても、これを高めることができる。
FIG. 10 is an explanatory view schematically showing the
図13は第3実施形態の製造方法で準備するドーム部20Bを単品の状態で概略的に示す説明図であり、図14は図13におけるB方向から見た金属プレート22の形状と寸法規定の様子を概略的に説明する説明図である。ドーム部20Bは、リング形状をなした金属リングプレート22Rに代わり、四つの金属プレート22を、ライナー中心軸CXの軸回りに等ピッチで点在するようドーム開口側端部20eのドーム周壁20sに備え、それぞれの金属プレート22を、ドーム開口側端部20eの溶着前端面20esからライナー中心軸CXに沿って外方に突出させている。金属プレート22は、既述した金属リングプレート22Rとほぼ同じ板厚の金属鋼板を用いてドーム部20のドーム開口側端部20eの弧状開口に倣って円弧状に湾曲した長方形状のプレートとできるほか、長方形状の平板プレートとすることもできる。金属プレート22は、図13に示すように、二つの基部側貫通孔24を有することから、それぞれの基部側貫通孔24の孔周縁からプレート周縁までのプレート部位確保、両貫通孔間のプレート部位確保のため、長方形状の短辺に当たるプレート幅は、基部側貫通孔24の孔径の5倍程度とされている。例えば、基部側貫通孔24の孔径が2mmであれば、金属プレート22の幅は10mm以上とされる。このプレート幅は、基部側貫通孔24の孔径や個数に応じて、適宜変更可能である。また、長方形状の長辺に当たるプレート長さは、金属リングプレート22Rの幅と同様、40〜50mm程度とされ、金属プレート22は、溶着前端面20esから約5〜10mmの長さで突出する。
FIG. 13 is an explanatory view schematically showing the
本実施形態では、ライナー中心軸CXから金属プレート22の外周面までの隔たり(プレート離間距離22r)を、金属プレート22の形状に応じて次のように規定した。図14に示すように、金属プレート22が円弧プレートであれば、プレート離間距離22rを、ドーム周壁20sに埋没したプレート外周面の円弧の半径とする。その一方、金属プレート22が平板プレートであれば、プレート離間距離22rを、ライナー中心軸CXから最も離間したプレート上面角部を通過する円弧の半径とした。この第3実施形態の製造方法であっても、等ピッチの金属プレート22がライナー中心軸CXの軸回りにおいてシリンダー部30のガイド機能を果たすので、ドーム部20とシリンダー部30との位置ズレを容易に抑制できる。また、金属プレート22は、金属リングプレート22Rと同様に基部側貫通孔24を備えるので、ドーム部20Bから脱落し難い。なお、金属プレート22を、基部側貫通孔24に加えて溶着側貫通孔25を有するようにしてもよい他、平板プレートの金属プレート22であれば、プレート上面角部を傾斜状に面取りしてもよい。
In the present embodiment, the distance from the liner central axis CX to the outer peripheral surface of the metal plate 22 (
上記した金属プレート22を有するドーム部20Bの溶着対象となるシリンダー部30は、シリンダー周壁30sを、その半径がプレート離間距離22rより大きい円形状の周壁として備えるものとできるほか、図14に二点鎖線で示すように、シリンダー周壁30sを凹所として備えるようにもできる。シリンダー周壁30sを凹所とするシリンダー部30では、四つの金属プレート22の配設ピッチに合わせて、シリンダー開口側端部30eに凹所形状のシリンダー周壁30sを設ければよい。こうすれば、凹所形状のシリンダー周壁30s以外の部位の肉厚を厚くできるので、シリンダー部30の強度を高めることができ、ライナー全体としての強度も高まる。
The
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above-described effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
既述した実施形態では、金属リングプレート22Rや金属プレート22をドーム開口側端部20eから単に突出するようにしたが、次のように変形できる。図15は第1変形例の金属プレート22を有するよう準備されたドーム部20を単品の状態で概略的に示す説明図であり、図16は第2変形例の金属プレート22を有するよう準備されたドーム部20を単品の状態で概略的に示す説明図である。これらの変形例では、金属プレート22がシリンダー部30の側にコーナーアール部22crやテーパー部20ctを有するので、シリンダー部30の位置決めに伴うシリンダー部30の挿入性を高めることができる。この他、金属リングプレート22Rを僅かに傾斜したリング面を有するものとし、小径側がドーム開口側端部20eから突出するように、ドーム部20に設けてもよい。或いは、金属プレート22を、ドーム開口側端部20eから内径側に僅かに傾斜するよう斜めに配設してもよい。なお、金属リングプレート22Rについても、コーナーアール部22crやテーパー部20ctを有するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
既述した実施形態では、シリンダー部30を円筒形状の押出成形品としたが、次のように変形できる。図17は第3変形例のライナーパーツ端部の溶着の様子を概略的に示す説明図である。第3変形例のシリンダー部30は、シリンダー周壁30sをシリンダー開口側端部30eにおいて既述したようにプレート離間距離22rより大きな半径の円周壁とした上で、シリンダー周壁30sよりライナー中心軸CXに沿った内側の円筒部位肉厚を、金属プレート22と同程度とした。こうすれば、凹所形状のシリンダー周壁30s以外の部位の肉厚を厚くできるので、シリンダー部30の強度を高めることができ、ライナー全体としての強度も高まる。また、溶着ビートYBをシリンダー周壁30sの周壁と金属リングプレート22Rの端面との間に制限して残存させる用にできる。
In the above-described embodiment, the
既述した実施形態では、ライナー10を、シリンダー部30の両側にドーム部20を溶着したスリーパーツ品としたが、これに限らない。例えば、ドーム部20を、その開口端からシリンダー部30の半分の長さに想到する円筒体を延在させたライナーパーツとし、円筒体を有するドーム部20を円筒体端部の側で溶着するツーパーツ品としてもよい。この場合には、いずれか一方のドーム部20における円筒体の開口端側に金属プレート22や金属リングプレート22Rを設け、他方の側のドーム部20における円筒体の開口端側の円筒体周壁の内周面半径を、既述したプレート離間距離22r以上とすればよい。
In the above-described embodiment, the
既述した実施形態では、赤外溶着装置Hmからの赤外線放射によりドーム部20とシリンダー部30とを溶着端面21,31の側で溶融したが、加熱ヒーターによる加熱・溶融や、レーザー光照射による加熱・溶融を図るようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
既述した実施形態では、四つの金属プレート22を等ピッチでドーム部20に配設したが、三つの金属プレート22を、或いは五つ以上の金属プレート22を等ピッチ、不等ピッチで配設してもよい。また、等ピッチで配設した金属プレート22のドーム開口側端部20eからの突出長さを、長短変えるようにしてもよい。こうすれば、突出長が長い金属プレート22で最先にガイド機能を果たして、シリンダー部30の大まかな位置合わせが可能となり、突出長の短い他の金属プレート22では、その後のシリンダー部30とドーム部20との相対移動において、随時、シリンダー部30のガイド機能を発揮できる。
In the embodiment described above, the four
既述した実施形態では、四つの金属プレート22を等ピッチでドーム部20に配設したが、ドーム部20とシリンダー部30の位置合わせの際のガイドとしとして機能すれば、単品の金属プレート22とできる。例えば、ドーム部20におけるドーム周壁20sの1/3〜1/2の周壁範囲に倣って湾曲した金属プレート22であれば、広範囲の湾曲部位においてガイド機能を果たすので、単品の湾曲した金属プレート22とできる。
In the above-described embodiment, the four
既述した実施形態では、金属リングプレート22Rおよび金属プレート22をステンレスやアルミ合金等の金属鋼板を用いて形成したが、ドーム部20とシリンダー部30の接合時の加熱期間において溶けない程度の耐熱性を有する材料を用いてもよい。例えば、アルミナ等のセラミックや、接合時の加熱期間に亘って約300℃程度の耐熱性を備えるエンジニアリングプラスチックを用いて、金属リングプレート22Rや金属プレート22に代わるリングプレートや平板状プレートを形成してもよい。なお、接合時の加熱温度は、ドーム部20やシリンダー部30の樹脂材料の性状により変わるので、採用した樹脂の溶融軟化が起きる温度では溶けない程度の耐熱性を有する材料であればよい。
In the above-described embodiment, the
既述した実施形態では、金属プレート22や金属リングプレート22Rをインサート成形によりドーム部20に一体的に組み込んだが、複数の金属プレート22を、ドーム開口側端部20eにおけるドーム周壁20sに接着剤で接着したり、金属プレート22の形状に合わせて形成した凹所に金属プレート22を嵌合してもよい。金属リングプレート22Rについては、ドーム周壁20sに嵌合するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
既述した実施形態では、ライナーパーツの加熱工程(工程130)とライナーパーツの溶着工程(工程140)とを、連続して行うようにしたが、両工程の一連化をより図るようにしてもよい。例えば、加熱と溶着に先立つライナーパーツの位置合わせ(工程120)の完了後に、押圧治具によるシリンダー部30とドーム部20とのライナー中心軸CXに沿った押圧と、溶着部位YSに向けた赤外溶着装置Hmからの赤外線照射とを同時並行的に実行する。こうすれば、シリンダー部30とドーム部20とを押圧しながら、溶着部位YSの加熱と溶融・軟化が起きるので、ドーム部20のドーム開口側端部20eとシリンダー部30のシリンダー開口側端部30eは、加熱して溶融・軟化した状態で接合(溶着)することになる。
In the above-described embodiment, the liner part heating step (step 130) and the liner part welding step (step 140) are performed continuously. Good. For example, after completion of alignment of the liner parts prior to heating and welding (step 120), pressing along the cylinder center axis CX between the
10…ライナー
20、20A、20B…ドーム部
20Ca…キャビティー
20ct…テーパー部
20e…ドーム開口側端部
20es…溶着前端面
20s…ドーム周壁
20y…溶融軟化部位
21…溶着端面
22…金属プレート
22R…金属リングプレート
22cr…コーナーアール部
22r…プレート離間距離
24…基部側貫通孔
24d…間隔
25…溶着側貫通孔
25d…間隔
30…シリンダー部
30e…シリンダー開口側端部
30es…溶着前端面
30s…シリンダー周壁
30sd…ギャップ
30y…溶融軟化部位
31…溶着端面
40…口金
50…口金
CX…ライナー中心軸
Hm…赤外溶着装置
K1…第1金型
K1e…キャビティー端面
K2…第2金型
YB…溶着ビート
YS…溶着部位
DESCRIPTION OF
Claims (4)
接合の対象となる第1のライナーパーツと第2のライナーパーツのうちの前記第1のライナーパーツを、接合箇所となる第1ライナーパーツ端部からライナーパーツ中心軸の軸方向において突出するよう第1ライナーパーツ周壁に配設され、接合時の加熱によって溶けない程度の耐熱性を有する耐熱プレートを有するライナーパーツとして、且つ、前記第2のライナーパーツを、接合箇所となる第2ライナーパーツ端部における第2ライナーパーツ周壁の内壁面の半径がライナーパーツ中心軸から前記耐熱プレートの外周面までの隔たり以上とされたライナーパーツとして、準備する工程(1)と、
前記第2ライナーパーツ周壁が前記第1のライナーパーツの前記耐熱プレートを覆うように、前記耐熱プレートをガイドとして前記第1ライナーパーツ端部と前記第2ライナーパーツ端部とを位置合わせする工程(2)と、
前記第1ライナーパーツ端部と前記第2ライナーパーツ端部とを加熱して軟化した状態で接合する工程(3)とを備える
ライナーの製造方法。 A method for producing a liner in which a plurality of liner parts made of resin are aligned with each other at a joining point and integrally joined,
The first liner part of the first liner part and the second liner part to be joined is protruded from the end of the first liner part to be joined in the axial direction of the central axis of the liner part. As a liner part having a heat-resistant plate that is disposed on the peripheral wall of one liner part and has a heat resistance that does not melt by heating at the time of joining, the second liner part is used as a joining part. A step (1) of preparing as a liner part in which the radius of the inner wall surface of the second liner part peripheral wall is greater than the distance from the center axis of the liner part to the outer peripheral surface of the heat-resistant plate;
A step of aligning the end of the first liner part and the end of the second liner part with the heat-resistant plate as a guide so that the peripheral wall of the second liner part covers the heat-resistant plate of the first liner part ( 2) and
A step (3) of joining the first liner part end and the second liner part end in a softened state by heating.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016050818A JP2017164939A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Method of manufacturing liner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016050818A JP2017164939A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Method of manufacturing liner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017164939A true JP2017164939A (en) | 2017-09-21 |
Family
ID=59912390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016050818A Pending JP2017164939A (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Method of manufacturing liner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017164939A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021112842A (en) * | 2020-01-17 | 2021-08-05 | トヨタ自動車株式会社 | Infrared welding device |
KR102432466B1 (en) * | 2021-08-19 | 2022-08-19 | 주식회사 대흥정공 | Liner assembly for pressure vessel made of composite and manufacturing method thereof |
-
2016
- 2016-03-15 JP JP2016050818A patent/JP2017164939A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021112842A (en) * | 2020-01-17 | 2021-08-05 | トヨタ自動車株式会社 | Infrared welding device |
JP7215434B2 (en) | 2020-01-17 | 2023-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | Infrared welding equipment |
KR102432466B1 (en) * | 2021-08-19 | 2022-08-19 | 주식회사 대흥정공 | Liner assembly for pressure vessel made of composite and manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5462107B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing hollow molded article | |
JP4466559B2 (en) | Gas container manufacturing method | |
WO2019131737A1 (en) | High-pressure tank liner and method of manufacturing same | |
US10293570B2 (en) | Resin tube, and method of manufacture thereof | |
JP2017164939A (en) | Method of manufacturing liner | |
JP2010207850A (en) | Welding joining member and welding joining method | |
CN107073620A (en) | Solder and the method for manufacturing component by the sealed connection of material | |
JP2010167695A (en) | Method of manufacturing pressure vessel | |
KR101866021B1 (en) | Pressure container having the liner welding and the manufacture method for the same | |
JP6859290B2 (en) | How to make a fuel tank | |
JP2010094730A (en) | Welding method and weld structure welded by the method | |
JPH0716945A (en) | Method and mold for molding hollow product | |
JP2012080966A (en) | Body fluid cleaning column, method for manufacturing the same, and manufacturing device | |
JP5195307B2 (en) | Injection molding apparatus and injection molding method | |
JP4825550B2 (en) | Worm wheel manufacturing method and worm wheel | |
WO2019003394A1 (en) | Resinous tube member, method for manufacturing resinous tube member, resinous tube fitting, and resinous piping | |
JP7215712B2 (en) | Manufacturing method of tank with manhole and manhole body | |
JP6920671B2 (en) | Resin tube | |
JP5262954B2 (en) | Injection molding apparatus, method for manufacturing molded body, and molded body | |
JP2017057890A (en) | liner | |
KR101774115B1 (en) | Forming apparatus of plastic fuel tank and forming method of plastic fuel tank by apparatus thereof | |
JP4302127B2 (en) | Hollow molded product | |
JP5856672B2 (en) | Tubular one-piece electrofused joint and manufacturing method thereof | |
JP5677098B2 (en) | Tubular one-piece electrofusion joint | |
CN218593702U (en) | A butt fusion device that is used for FDM3D printer printing silk consumptive material |