JP2022090691A - Manufacturing apparatus for barrel split body - Google Patents

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優次 日高
Yuji Hidaka
優介 大脇
Yusuke Owaki
敦幸 大神
Atsuyuki Ogami
昌宜 高見
Masayoshi Takami
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Toyota Motor Corp
FTS Co Ltd
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Toyota Motor Corp
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Abstract

To provide a manufacturing apparatus for barrel split body that can suppress bulging at welding points.SOLUTION: A manufacturing apparatus 1 has a mandrel 20 and a welding block 40. An outer circumferential surface 21 of the mandrel 20 is a holding surface that holds a sheet member 70 so that it becomes cylindrical. The welding block 40 welds two ends 71, 72 of the sheet member 70 along an axial direction of the mandrel 20 by heating and pressurizing them from outer peripheral side.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、胴部分割体の製造装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a body split body.

特許文献1には、自動車などに搭載される水素ガス貯蔵タンクが開示されている。この水素ガス貯蔵タンクは、繊維強化プラスチックからなる内層と外層とを積層した構成となっている。内層は、型成形などによって作製される。外層は、公知のワインディング方法によって作製される。外層は、回転させた内層の上に連続長繊維束を連続的に巻き付けることによって作製される。 Patent Document 1 discloses a hydrogen gas storage tank mounted on an automobile or the like. This hydrogen gas storage tank has a structure in which an inner layer and an outer layer made of fiber reinforced plastic are laminated. The inner layer is produced by molding or the like. The outer layer is made by a known winding method. The outer layer is made by continuously winding a bundle of continuous length fibers over a rotated inner layer.

特開2008-291944号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-291944

特許文献1に開示されるような圧力容器において、胴部分割体とドーム部分割体とを合体させて製造する方法が知られている。胴部分割体の作製方法として、特許文献1に開示される方法を利用して、シート部材を用いて作製する方法が考えられる。すなわち、マンドレルにシート部材を筒状になるように巻き付け、シート部材の両端部を溶着させることで、筒状の胴部分割体を作製することができる。 In a pressure vessel as disclosed in Patent Document 1, there is known a method of combining a body divided body and a dome divided body to manufacture the pressure vessel. As a method for producing the body portion divided body, a method of producing using a sheet member by using the method disclosed in Patent Document 1 can be considered. That is, by winding the sheet member around the mandrel so as to form a cylinder and welding both ends of the sheet member, a tubular body split body can be produced.

しかしながら、このように作製された胴部分割体において、溶着箇所(シート部材の両端部)の厚みは、シート部材の重なり分、その他の部分に比べて厚くなってしまう。したがって、溶着箇所の膨らみを抑制し得る胴部分割体の製造装置が求められている。 However, in the body portion divided body produced in this way, the thickness of the welded portion (both ends of the seat member) is thicker than that of the overlapped portion of the seat member and other portions. Therefore, there is a demand for an apparatus for manufacturing a body split body that can suppress the swelling of the welded portion.

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、溶着箇所の膨らみを抑制し得る胴部分割体の製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a body split body capable of suppressing swelling of a welded portion.

本発明の胴部分割体の製造装置は、
胴部分割体とドーム部分割体を合体して構成される圧力容器用の前記胴部分割体を製造する製造装置であって、
外周面がシート部材を筒状になるように保持する保持面となっているマンドレルと、
前記マンドレルの軸方向に沿う前記シート部材の両端部を外周側から加熱および加圧することで溶着する溶着ブロックと、
を備える。
The body split body manufacturing apparatus of the present invention is
A manufacturing apparatus for manufacturing the body split body for a pressure vessel, which is formed by combining a body portion split body and a dome portion split body.
A mandrel whose outer peripheral surface is a holding surface that holds the sheet member in a cylindrical shape,
A welding block for welding by heating and pressurizing both ends of the sheet member along the axial direction of the mandrel from the outer peripheral side.
To prepare for.

本発明によれば、溶着ブロックによって外周側からマンドレルの軸方向に沿うシート部材の両端部(溶着箇所)を加圧することで、溶着ブロックとマンドレルとで溶着箇所を挟むことができる。そして、溶着ブロックによって溶着箇所を加熱することで、シート部材を筒状部材に形成することができる。このとき、溶着ブロックによって外周側からシート部材の両端部を加圧するため、溶着箇所の膨らみを抑制することができる。 According to the present invention, the welded portion can be sandwiched between the welded block and the mandrel by pressurizing both ends (welded portions) of the sheet member along the axial direction of the mandrel from the outer peripheral side by the welding block. Then, by heating the welded portion with the welding block, the sheet member can be formed into a tubular member. At this time, since both ends of the sheet member are pressed from the outer peripheral side by the welding block, swelling of the welded portion can be suppressed.

実施例1の圧力容器をあらわす斜視図である。It is a perspective view which shows the pressure vessel of Example 1. FIG. マンドレルにシート部材を巻き付けた状態をあらわす平面図である。It is a top view which shows the state which the sheet member was wound around a mandrel. 図2のA-A断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 溶着ブロックの斜視図である。It is a perspective view of a welding block. マンドレルに巻き付けられたシート部材に対して溶着ブロックを接触させた状態をあらわす平面図である。It is a top view which shows the state in which a welding block is brought into contact with a sheet member wound around a mandrel. 図5のB-B断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. シート部材の溶着が完了した状態における、図5のB-B断面相当図である。FIG. 5 is a cross-sectional corresponding view taken along the line BB in FIG. 5 in a state where welding of the sheet member is completed. シート部材の溶着が完了した状態における、図5のC-C断面相当図である。FIG. 5 is a cross-sectional corresponding view taken along the line CC of FIG. 5 in a state where welding of the sheet member is completed. マンドレルに巻き付けられたシート部材に対して、実施例1の溶着ブロックとは異なる溶着ブロックで溶着を完了させた状態をあらわす断面図である。It is sectional drawing which shows the state which completed the welding with the welding block different from the welding block of Example 1 with respect to the sheet member wound around a mandrel.

本発明は、前記マンドレルの前記保持面のうち前記溶着ブロックと対応する領域に、前記マンドレルの軸方向に沿って延びる断熱部を備えることが好ましい。この構成によれば、シート部材の溶着箇所とマンドレルとの間に断熱部が介在することによって、シート部材の溶着箇所からマンドレルに熱が逃げることを抑制することができる。 In the present invention, it is preferable that the region of the holding surface of the mandrel corresponding to the welding block is provided with a heat insulating portion extending along the axial direction of the mandrel. According to this configuration, by interposing the heat insulating portion between the welded portion of the sheet member and the mandrel, it is possible to suppress heat from escaping to the mandrel from the welded portion of the sheet member.

本発明は、前記シート部材において前記溶着ブロックによって加圧される部分とは異なる部分を前記マンドレルに押さえ付ける一対のストッパを備えることが好ましい。一対の前記ストッパは、前記溶着ブロックと一体であることが好ましい。一対の前記ストッパは、前記マンドレルの軸方向において前記溶着ブロックを挟んだ両側のみに配置されていることが好ましい。この構成によれば、一対のストッパによってシート部材の溶着箇所でない部分(加熱されない部分)をマンドレルに押さえ付けるため、ストッパとマンドレルとによって挟まれる部分が潰れることなく溶けずに一定の厚み(シート部材の厚み)を保つことができる。そして、ストッパが溶着ブロックと一体であるため、溶着ブロックもシート部材に対して一定の厚みを保つように加圧することができる。また、一対のストッパが、マンドレルの軸方向において溶着ブロックを挟んだ両側のみに配置されているため、マンドレルの周方向において溶着ブロックを挟んだ両側に配置される構成に比べて、シート部材を径方向内側に向かって押し易くなる。そのため、シート部材にしわができ難くなる。 The present invention preferably includes a pair of stoppers that press a portion of the sheet member different from the portion pressurized by the welding block against the mandrel. The pair of stoppers is preferably integrated with the welding block. It is preferable that the pair of stoppers are arranged only on both sides of the welding block in the axial direction of the mandrel. According to this configuration, since the portion of the sheet member that is not welded (the portion that is not heated) is pressed against the mandrel by the pair of stoppers, the portion sandwiched between the stopper and the mandrel does not melt and has a constant thickness (sheet member). Thickness) can be maintained. Since the stopper is integrated with the welding block, the welding block can also be pressed against the sheet member so as to maintain a constant thickness. Further, since the pair of stoppers are arranged only on both sides of the welding block in the axial direction of the mandrel, the diameter of the seat member is larger than that of the configuration in which the seat members are arranged on both sides of the welding block in the circumferential direction of the mandrel. It becomes easier to push inward in the direction. Therefore, it becomes difficult for the seat member to wrinkle.

<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1を図1~図9を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図3、図4、図6~図9にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。前後の方向については、図1、図2、図4、図5にあらわれる左方、右方を、前方、後方と定義する。左右の方向については、図3、図4、図6~図9にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。
<Example 1>
Hereinafter, Example 1 embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. In the following description, with respect to the vertical direction, the directions appearing in FIGS. 3, 4, 6 to 9 are defined as upward and downward as they are. Regarding the front-back direction, the left and right sides appearing in FIGS. 1, 2, 4, and 5 are defined as front and back. Regarding the left-right direction, the directions appearing in FIGS. 3, 4, 6 to 9 are defined as left and right as they are.

(胴部分割体の製造装置)
本実施例の製造装置1は、図1に示す圧力容器10の胴部分割体11を製造する装置である。圧力容器10は、例えば、車両に搭載され、高圧の水素ガスの充填容器として用いられる。圧力容器10は、円筒カプセル形状である。圧力容器10の材料の一例として、高密度ポリエチレン(HDPE)とエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)の混合樹脂などを用いることができる。
(Manufacturing equipment for split body)
The manufacturing apparatus 1 of this embodiment is an apparatus for manufacturing the body split body 11 of the pressure vessel 10 shown in FIG. The pressure vessel 10 is mounted on a vehicle, for example, and is used as a high-pressure hydrogen gas filling container. The pressure vessel 10 has a cylindrical capsule shape. As an example of the material of the pressure vessel 10, a mixed resin of high-density polyethylene (HDPE) and an ethylene / vinyl alcohol copolymer resin (EVOH) can be used.

圧力容器10は、胴部分割体11と、一対のドーム部分割体12と、を備えている。圧力容器10は、胴部分割体11と一対のドーム部分割体12を合体して構成される。 The pressure vessel 10 includes a body portion divided body 11 and a pair of dome portion divided bodies 12. The pressure vessel 10 is configured by combining the body portion divided body 11 and the pair of dome portion divided bodies 12.

胴部分割体11は、軸方向(軸線L1に沿う方向)に長い円筒状である。胴部分割体11の内径寸法は、前端から後端まで全長に亘って一定寸法であり、外径寸法も前端から後端まで全長に亘って一定寸法である。ドーム部分割体12は、胴部分割体11の長手方向の端部に連なる半球状の部分である。ドーム部分割体12は、胴部分割体11から離れるにつれて縮径している。ドーム部分割体12の頂部には、口金部13が設けられている。 The body split body 11 has a long cylindrical shape in the axial direction (direction along the axis L1). The inner diameter of the body portion 11 is a constant dimension over the entire length from the front end to the rear end, and the outer diameter dimension is also a constant dimension over the entire length from the front end to the rear end. The dome portion divided body 12 is a hemispherical portion connected to the end portion in the longitudinal direction of the body portion divided body 11. The diameter of the dome portion divided body 12 is reduced as the distance from the body portion divided body 11 increases. A base portion 13 is provided at the top of the dome portion divided body 12.

製造装置1は、図2、図3に示すマンドレル20および断熱部30と、図4に示す溶着ブロック40および一対のストッパ50と、を備えている。マンドレル20は、図2、図3に示すように、軸方向(軸線L2に沿う方向)に長い円柱状である。マンドレル20は、例えば金属材料によって形成されている。マンドレル20の外周面21は、シート部材70を筒状になるように保持する保持面となっている。外周面21の外径寸法は、前端から後端まで全長に亘って一定寸法である。シート部材70は、胴部分割体11の基材である。シート部材70は、高密度ポリエチレン(HDPE)とエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)の混合樹脂などの材料によって形成される。 The manufacturing apparatus 1 includes a mandrel 20 and a heat insulating portion 30 shown in FIGS. 2 and 3, a welding block 40 shown in FIG. 4, and a pair of stoppers 50. As shown in FIGS. 2 and 3, the mandrel 20 is a columnar shape long in the axial direction (direction along the axis L2). The mandrel 20 is made of, for example, a metal material. The outer peripheral surface 21 of the mandrel 20 is a holding surface that holds the seat member 70 in a cylindrical shape. The outer diameter dimension of the outer peripheral surface 21 is a constant dimension over the entire length from the front end to the rear end. The sheet member 70 is a base material of the body split body 11. The sheet member 70 is formed of a material such as a mixed resin of high-density polyethylene (HDPE) and an ethylene / vinyl alcohol copolymer resin (EVOH).

マンドレル20には、図2、図3に示すように、溝部22が設けられている。溝部22は、後述する断熱部30が組み付けられる。溝部22は、外周面21から軸線L2に向かって凹んでいる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the mandrel 20 is provided with a groove portion 22. The groove portion 22 is assembled with a heat insulating portion 30 described later. The groove portion 22 is recessed from the outer peripheral surface 21 toward the axis L2.

断熱部30は、図2、図3に示すように、マンドレル20に組み付けられている。断熱部30は、直方体に近い形状である。断熱部30の上面31は、上方に凸となるように湾曲している。上面31の曲率は、外周面21と同じ曲率である。断熱部30は、溝部22に嵌め込まれている。断熱部30は、溝部22の壁面に密着している。断熱部30は、マンドレル20の外周面21のうち、後述する溶着ブロック40と対応する領域に設けられている。断熱部30は、図6に示すように、マンドレル20において、後述する溶着ブロック40と上下方向に重なる位置に設けられている。断熱部30は、マンドレル20よりも熱伝導率の低い材料(例えばセラミック材料など)によって形成されている。 The heat insulating portion 30 is assembled to the mandrel 20 as shown in FIGS. 2 and 3. The heat insulating portion 30 has a shape close to a rectangular parallelepiped. The upper surface 31 of the heat insulating portion 30 is curved so as to be convex upward. The curvature of the upper surface 31 is the same as that of the outer peripheral surface 21. The heat insulating portion 30 is fitted in the groove portion 22. The heat insulating portion 30 is in close contact with the wall surface of the groove portion 22. The heat insulating portion 30 is provided in a region of the outer peripheral surface 21 of the mandrel 20 corresponding to the welding block 40 described later. As shown in FIG. 6, the heat insulating portion 30 is provided in the mandrel 20 at a position where it overlaps with the welding block 40 described later in the vertical direction. The heat insulating portion 30 is formed of a material having a lower thermal conductivity than that of the mandrel 20 (for example, a ceramic material).

断熱部30は、図2に示すように、マンドレル20の軸線L2と平行に延びている。断熱部30は、マンドレル20の長手方向の中心部分(長手方向の両端部を除く部分)に設けられている。断熱部30の左右方向のサイズは、図2に示すように、マンドレル20の左右方向のサイズ(径の大きさ)よりも小さい。断熱部30の左右方向のサイズは、マンドレル20の左右方向のサイズに対して、例えば3分の1程度の大きさである。断熱部30がマンドレル20に組み付けられた状態で、断熱部30の上面31が露出している。断熱部30の上面31は、マンドレル20の外周面21と面一になっている。 As shown in FIG. 2, the heat insulating portion 30 extends parallel to the axis L2 of the mandrel 20. The heat insulating portion 30 is provided at a central portion in the longitudinal direction of the mandrel 20 (a portion excluding both ends in the longitudinal direction). As shown in FIG. 2, the size of the heat insulating portion 30 in the left-right direction is smaller than the size (diameter size) of the mandrel 20 in the left-right direction. The size of the heat insulating portion 30 in the left-right direction is, for example, about one-third the size of the mandrel 20 in the left-right direction. The upper surface 31 of the heat insulating portion 30 is exposed in a state where the heat insulating portion 30 is assembled to the mandrel 20. The upper surface 31 of the heat insulating portion 30 is flush with the outer peripheral surface 21 of the mandrel 20.

図3に示すように、シート部材70をマンドレル20の外周面21に巻き付けた状態で、シート部材70の軸線L2に沿う両端部71,72は、上下方向で重なっている。両端部71,72は、軸線L2および断熱部30の上方に位置している。端部71は、断熱部30の上面31に接触している。 As shown in FIG. 3, in a state where the sheet member 70 is wound around the outer peripheral surface 21 of the mandrel 20, both end portions 71 and 72 along the axis L2 of the sheet member 70 overlap each other in the vertical direction. Both ends 71 and 72 are located above the axis L2 and the heat insulating portion 30. The end portion 71 is in contact with the upper surface 31 of the heat insulating portion 30.

図4に示すように、溶着ブロック40および一対のストッパ50は、一体であり、溶着ユニット60を構成している。溶着ブロック40は、シート部材70の両端部71,72を、外周側(マンドレル20の径方向において中心軸とは反対側)から加熱および加圧することで溶着する。溶着ブロック40は、例えば図示しないヒータによって熱せられる。溶着ブロック40は、前後方向に沿って延びる、直方体に近い形状である。溶着ブロック40の左右方向および前後方向のサイズは、断熱部30の左右方向および前後方向のサイズと同程度である。 As shown in FIG. 4, the welding block 40 and the pair of stoppers 50 are integrated to form a welding unit 60. The welding block 40 welds the both ends 71 and 72 of the sheet member 70 by heating and pressurizing from the outer peripheral side (the side opposite to the central axis in the radial direction of the mandrel 20). The welding block 40 is heated by, for example, a heater (not shown). The welding block 40 has a shape close to a rectangular parallelepiped extending along the front-rear direction. The size of the welding block 40 in the left-right direction and the front-back direction is about the same as the size of the heat insulating portion 30 in the left-right direction and the front-back direction.

溶着ブロック40の下面41は、図4に示すように、上方に凸となるように湾曲している。下面41は、前端から後端に亘って一定の高さとなる湾曲面である。下面41の曲率は、シート部材70の厚さ1枚分だけ、外周面21の曲率よりも小さい。すなわち、下面41の曲率半径は、シート部材70の厚さ1枚分だけ、外周面21の曲率半径よりも大きい。 As shown in FIG. 4, the lower surface 41 of the welding block 40 is curved so as to be convex upward. The lower surface 41 is a curved surface having a constant height from the front end to the rear end. The curvature of the lower surface 41 is smaller than the curvature of the outer peripheral surface 21 by the thickness of one sheet member 70. That is, the radius of curvature of the lower surface 41 is larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface 21 by the thickness of one sheet member 70.

ストッパ50は、図4に示すように、マンドレル20の軸方向(前後方向)において溶着ブロック40を挟んだ両側(前側及び後側)のみに配置されている。一対のストッパ50は、それぞれ溶着ブロック40に前後で連なっている。一対のストッパ50は、シート部材70において溶着ブロック40によって加圧される部分とは異なる部分を、マンドレル20に押さえ付ける。シート部材70において溶着ブロック40によって加圧される部分とは異なる部分とは、溶着ブロック40によって加圧される部分に前後方向で隣接する部分(以下、ストッパ領域73という)である。ストッパ50は、ヒータなどによって熱せられず、溶着ブロック40からも熱が伝達されないようになっている。 As shown in FIG. 4, the stoppers 50 are arranged only on both sides (front side and rear side) sandwiching the welding block 40 in the axial direction (front-back direction) of the mandrel 20. The pair of stoppers 50 are connected to the welding block 40 in the front-rear direction. The pair of stoppers 50 presses on the mandrel 20 a portion of the seat member 70 that is different from the portion pressed by the welding block 40. The portion of the sheet member 70 that is different from the portion pressurized by the welding block 40 is a portion adjacent to the portion pressed by the welding block 40 in the front-rear direction (hereinafter referred to as a stopper region 73). The stopper 50 is not heated by a heater or the like, and heat is not transferred from the welding block 40.

両方のストッパ50は、図4に示すように、同じ形状である。ストッパ50の下面51は、上方に凸となるように湾曲している。下面51は、前後方向に沿って一定の高さとなる湾曲面である。下面51の曲率は、溶着ブロック40の下面41の曲率より小さい。下面51の曲率は、シート部材70の厚さ2枚分だけ、外周面21の曲率よりも小さい。すなわち、下面51の曲率半径は、シート部材70の厚さ2枚分だけ、外周面21の曲率半径よりも大きい。ストッパ50の左右方向のサイズは、溶着ブロック40の左右方向のサイズと同程度である。 Both stoppers 50 have the same shape, as shown in FIG. The lower surface 51 of the stopper 50 is curved so as to be convex upward. The lower surface 51 is a curved surface having a constant height along the front-rear direction. The curvature of the lower surface 51 is smaller than the curvature of the lower surface 41 of the welding block 40. The curvature of the lower surface 51 is smaller than the curvature of the outer peripheral surface 21 by the thickness of two sheet members 70. That is, the radius of curvature of the lower surface 51 is larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface 21 by the thickness of the sheet member 70. The size of the stopper 50 in the left-right direction is about the same as the size of the welding block 40 in the left-right direction.

図4に示すように、溶着ブロック40の下面41とストッパ50の下面51との間には、段差45が設けられている。溶着ブロック40の下面41は、ストッパ50の下面51よりも高位置に設けられている。段差45の高さ(溶着ブロック40の下面41とストッパ50の下面51との間の上下方向の距離)は、例えばシート部材70の厚さ1枚分である。 As shown in FIG. 4, a step 45 is provided between the lower surface 41 of the welding block 40 and the lower surface 51 of the stopper 50. The lower surface 41 of the welding block 40 is provided at a position higher than the lower surface 51 of the stopper 50. The height of the step 45 (the vertical distance between the lower surface 41 of the welding block 40 and the lower surface 51 of the stopper 50) is, for example, one sheet thickness of the sheet member 70.

(胴部分割体の製造工程)
次に、製造装置1を用いた胴部分割体11の製造工程について説明する。まず、図2、図3に示すように、シート部材70をマンドレル20の外周面21に巻き付ける。シート部材70の軸線L2に沿う両端部71,72を、断熱部30の上方で重ねる。なお、シート部材70は、軸線L2と平行に延びる両端部71,72を有する。シート部材70の前後方向の両端部は、図2に示すように、断熱部30よりも外側(前後両側)にはみ出るように配される。
(Manufacturing process of body split body)
Next, a manufacturing process of the body split body 11 using the manufacturing apparatus 1 will be described. First, as shown in FIGS. 2 and 3, the sheet member 70 is wound around the outer peripheral surface 21 of the mandrel 20. Both ends 71 and 72 along the axis L2 of the sheet member 70 are overlapped above the heat insulating portion 30. The seat member 70 has both end portions 71 and 72 extending in parallel with the axis L2. As shown in FIG. 2, both ends of the sheet member 70 in the front-rear direction are arranged so as to protrude outside (both front and rear sides) from the heat insulating portion 30.

続いて、図5に示すように、溶着ユニット60を、外周側(マンドレル20の径方向において中心軸とは反対側)からシート部材70の両端部71,72上に接触させる。このとき、溶着ブロック40は、上下方向で断熱部30と重なるように配される。図6に示すように、溶着前の状態で、溶着ブロック40がシート部材70の端部72に接触している。一対のストッパ50は、ストッパ領域73に接触せず、ストッパ領域73の上方に位置している。 Subsequently, as shown in FIG. 5, the welding unit 60 is brought into contact with both ends 71 and 72 of the sheet member 70 from the outer peripheral side (the side opposite to the central axis in the radial direction of the mandrel 20). At this time, the welding block 40 is arranged so as to overlap the heat insulating portion 30 in the vertical direction. As shown in FIG. 6, the welding block 40 is in contact with the end portion 72 of the sheet member 70 in the state before welding. The pair of stoppers 50 do not come into contact with the stopper region 73 and are located above the stopper region 73.

続いて、図7に示すように、溶着ブロック40で、シート部材70の両端部71,72の一部の溶着箇所(以下、溶着領域74という)を、加熱および加圧する。溶着ブロック40によって外周側から溶着領域74を加圧することで、溶着ブロック40とマンドレル20(具体的には、断熱部30)とで溶着領域74を挟むことができる。溶着ブロック40は、上方からマンドレル20の中心軸(軸線L2)に向かって溶着領域74を押さえつける。これにより、シート部材70の両端部71,72がつぶされて溶着し、シート部材70が筒状になる。シート部材70の溶着領域74とマンドレル20との間に断熱部30が介在するため、溶着領域74からマンドレル20に熱が逃げることを抑制することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 7, the welding block 40 heats and pressurizes a part of the welded portions (hereinafter referred to as welding regions 74) of both ends 71 and 72 of the sheet member 70. By pressurizing the welding region 74 from the outer peripheral side by the welding block 40, the welding region 74 can be sandwiched between the welding block 40 and the mandrel 20 (specifically, the heat insulating portion 30). The welding block 40 presses the welding region 74 from above toward the central axis (axis L2) of the mandrel 20. As a result, both ends 71 and 72 of the sheet member 70 are crushed and welded, and the sheet member 70 becomes cylindrical. Since the heat insulating portion 30 is interposed between the welded region 74 of the sheet member 70 and the mandrel 20, it is possible to suppress heat from escaping from the welded region 74 to the mandrel 20.

溶着領域74の溶着時、図8に示すように、ストッパ50は、ストッパ領域73に接触し、ストッパ領域73を押さえつける。ストッパ50は、ヒータによって加熱されることがないので、ストッパ領域73を溶着しない。そのため、ストッパ50は、ストッパ領域73(より具体的には端部72)に接触した状態(図8に示す状態)で、それ以上下方に移動しなくなる。すなわち、ストッパ50は、シート部材70の2枚分の厚さを維持しつつ、ストッパ領域73に接触した状態となる。また、ストッパ50は、溶着ブロック40と一体となっているため、溶着ブロック40による溶着領域74の押しつぶしを途中で止めることができる。すなわち、段差45の高さがシート部材70の厚さ1枚分である場合、図7に示すように、溶着領域74をシート部材70の厚さ1枚分まで押しつぶすことになる。これにより、外周面に膨らみのない円筒状のシート部材70を形成することができる。 At the time of welding the welding region 74, as shown in FIG. 8, the stopper 50 comes into contact with the stopper region 73 and presses the stopper region 73. Since the stopper 50 is not heated by the heater, the stopper region 73 is not welded. Therefore, the stopper 50 does not move further downward in a state of being in contact with the stopper region 73 (more specifically, the end portion 72) (the state shown in FIG. 8). That is, the stopper 50 is in contact with the stopper region 73 while maintaining the thickness of two seat members 70. Further, since the stopper 50 is integrated with the welding block 40, the crushing of the welding region 74 by the welding block 40 can be stopped in the middle. That is, when the height of the step 45 is the thickness of one sheet member 70, the welding region 74 is crushed to the thickness of one sheet member 70 as shown in FIG. 7. This makes it possible to form a cylindrical sheet member 70 having no bulge on the outer peripheral surface.

例えば、溶着ユニットの構成として、図9に示すように、ストッパ250が溶着ブロック240の左右両側に設けられる構成も考えられる。しかしながら、このような構成では、ストッパ250は、シート部材70に対して、マンドレル20の周方向に向かう力(図9の矢印参照)を及ぼすことになる。そのため、シート部材70においてストッパ250に押される部分がマンドレル20に対して滑り易くなり、シート部材70にしわができ易くなる。一方で、本実施例では、一対のストッパ50が溶着ブロック40の前後に配置されているため、図9に示す構成に比べて、シート部材70を径方向内側に向かって(マンドレル20の軸線L2に向かって)押し易くなる。そのため、シート部材70にしわができ難くなる。以上のようにして、シート部材70を基材にした胴部分割体11が製造される。 For example, as a configuration of the welding unit, as shown in FIG. 9, a configuration in which stoppers 250 are provided on both the left and right sides of the welding block 240 can be considered. However, in such a configuration, the stopper 250 exerts a force (see the arrow in FIG. 9) toward the circumferential direction of the mandrel 20 on the seat member 70. Therefore, the portion of the seat member 70 that is pushed by the stopper 250 becomes slippery with respect to the mandrel 20, and the seat member 70 tends to wrinkle. On the other hand, in this embodiment, since the pair of stoppers 50 are arranged in front of and behind the welding block 40, the seat member 70 is moved inward in the radial direction (axis line L2 of the mandrel 20) as compared with the configuration shown in FIG. (Towards) easier to push. Therefore, the seat member 70 is less likely to wrinkle. As described above, the body split body 11 using the sheet member 70 as a base material is manufactured.

(本実施例の効果)
以下、本実施例1の効果について説明する。本実施例1の製造装置1によれば、溶着ブロック40によって外周側からマンドレル20の軸方向に沿うシート部材70の両端部71,72の溶着箇所(溶着領域74)を加圧する。そのため、溶着ブロック40とマンドレル20とで両端部71,72(溶着領域74)を挟むことができる。そして、溶着ブロック40によって両端部71,72(溶着領域74)を加熱することで、シート部材70を筒状部材に形成することができる。このとき、溶着ブロック40によって外周側からシート部材70の両端部71,72を加圧するため、溶着箇所の膨らみを抑制することができる。
(Effect of this example)
Hereinafter, the effect of the first embodiment will be described. According to the manufacturing apparatus 1 of the first embodiment, the welding block 40 pressurizes the welding points (welding region 74) of both ends 71 and 72 of the sheet member 70 along the axial direction of the mandrel 20 from the outer peripheral side. Therefore, both ends 71 and 72 (welding region 74) can be sandwiched between the welding block 40 and the mandrel 20. Then, the sheet member 70 can be formed into a tubular member by heating both ends 71 and 72 (welding region 74) with the welding block 40. At this time, since the welding blocks 40 pressurize both ends 71 and 72 of the sheet member 70 from the outer peripheral side, swelling of the welded portion can be suppressed.

また、本実施例1の製造装置1は、マンドレル20の外周面(保持面)21のうち溶着ブロック40と対応する領域に、マンドレル20の軸方向に沿って延びる断熱部30を備えている。シート部材70の溶着領域74とマンドレル20との間に断熱部30が介在することによって、シート部材70の溶着領域74からマンドレル20に熱が逃げることを抑制することができる。 Further, the manufacturing apparatus 1 of the first embodiment includes a heat insulating portion 30 extending along the axial direction of the mandrel 20 in a region of the outer peripheral surface (holding surface) 21 of the mandrel 20 corresponding to the welding block 40. By interposing the heat insulating portion 30 between the welding region 74 of the sheet member 70 and the mandrel 20, it is possible to prevent heat from escaping from the welding region 74 of the sheet member 70 to the mandrel 20.

また、本実施例1の製造装置1は、シート部材70において溶着ブロック40によって加圧される部分とは異なる部分をマンドレル20に押さえ付ける一対のストッパ50を備えている。一対のストッパ50は、溶着ブロック40と一体である。一対のストッパ50は、マンドレル20の軸方向において溶着ブロック40を挟んだ両側のみに配置されている。一対のストッパ50によってシート部材70の溶着箇所(溶着領域74)でない加熱されない部分(ストッパ領域73)をマンドレル20に押さえ付ける。そのため、ストッパ50とマンドレル20とによって挟まれる部分が潰れることなく溶けずに一定の厚み(シート部材70の厚み)を保つことができる。そして、ストッパ50が溶着ブロック40と一体であるため、溶着ブロック40もシート部材70に対して一定の厚みを保つように加圧することができる。また、一対のストッパ50が、マンドレル20の軸方向において溶着ブロック40を挟んだ両側のみに配置されている。そのため、マンドレル20の周方向において溶着ブロック40を挟んだ両側に配置される構成に比べて、シート部材70を径方向内側に向かって押し易くなる。これにより、シート部材70にしわができ難くなる。 Further, the manufacturing apparatus 1 of the first embodiment includes a pair of stoppers 50 that press the portion of the seat member 70 different from the portion pressed by the welding block 40 against the mandrel 20. The pair of stoppers 50 are integrated with the welding block 40. The pair of stoppers 50 are arranged only on both sides of the welding block 40 in the axial direction of the mandrel 20. The pair of stoppers 50 presses the unheated portion (stopper region 73) other than the welded portion (welded region 74) of the sheet member 70 against the mandrel 20. Therefore, the portion sandwiched between the stopper 50 and the mandrel 20 can be maintained at a constant thickness (thickness of the sheet member 70) without being crushed and melted. Since the stopper 50 is integrated with the welding block 40, the welding block 40 can also be pressed against the sheet member 70 so as to maintain a constant thickness. Further, a pair of stoppers 50 are arranged only on both sides of the welding block 40 in the axial direction of the mandrel 20. Therefore, the seat member 70 can be easily pushed inward in the radial direction as compared with the configuration in which the welding block 40 is arranged on both sides in the circumferential direction of the mandrel 20. This makes it difficult for the seat member 70 to wrinkle.

<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例1では、溶着ブロック40がマンドレル20に対して移動する(下方に移動する)ことで、シート部材70をマンドレル20に押さえつける構成であった。しかしながら、マンドレル20が溶着ブロック40に対して移動する(上方に移動する)構成や、マンドレル20と溶着ブロック40がともに移動する構成であってもよい。
(2)上記実施例1では、溶着ブロック40がマンドレル20に対して上方から溶着領域74を介して接触する構成であったが、その他の方向から接触する構成であってもよい。例えば、溶着領域74および断熱部30がマンドレル20の下端に配され、溶着ブロック40がマンドレル20に対して下方から溶着領域74を介して接触する構成であってもよい。
(3)上記実施例1では、溶着ブロック40の左右方向および前後方向のサイズが、断熱部30の左右方向および前後方向のサイズと同程度であったが、このような構成に限定されない。例えば、溶着ブロック40の左右方向のサイズが、断熱部30の左右方向のサイズより大きくてもよい。
(4)上記実施例1では、マンドレルが円柱状であったが、円筒状であってもよい。
(5)上記実施例1では、一対のストッパ50が溶着ブロック40の前後に設けられていたが、一方のストッパ50のみが設けられる構成であってもよい。
(6)上記実施例1において、溶着ブロック40とストッパ50との間に断熱部材が設けられる構成であってもよい。
(7)上記実施例1において、一対のストッパ50がそれぞれ溶着ブロック40に前後で連なっていたが、他部材を介して前後に隣接する構成であってもよい。
<Other Examples>
The present invention is not limited to the examples described in the above description and drawings, and for example, the following examples are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the first embodiment, the welding block 40 moves (moves downward) with respect to the mandrel 20 to press the sheet member 70 against the mandrel 20. However, there may be a configuration in which the mandrel 20 moves (moves upward) with respect to the welding block 40, or a configuration in which the mandrel 20 and the welding block 40 move together.
(2) In the first embodiment, the welding block 40 is in contact with the mandrel 20 from above via the welding region 74, but may be in contact with the mandrel 20 from any other direction. For example, the welding region 74 and the heat insulating portion 30 may be arranged at the lower end of the mandrel 20, and the welding block 40 may be in contact with the mandrel 20 from below via the welding region 74.
(3) In the first embodiment, the size of the welding block 40 in the left-right direction and the front-back direction is about the same as the size of the heat insulating portion 30 in the left-right direction and the front-back direction, but the configuration is not limited to this. For example, the size of the welding block 40 in the left-right direction may be larger than the size of the heat insulating portion 30 in the left-right direction.
(4) In Example 1 above, the mandrel was cylindrical, but it may be cylindrical.
(5) In the first embodiment, the pair of stoppers 50 are provided before and after the welding block 40, but only one of the stoppers 50 may be provided.
(6) In the first embodiment, a heat insulating member may be provided between the welding block 40 and the stopper 50.
(7) In the first embodiment, the pair of stoppers 50 are connected to the welding block 40 in the front-rear direction, but they may be adjacent to each other in the front-rear direction via another member.

1…製造装置(胴部分割体の製造装置)
10…圧力容器
11…胴部分割体
12…ドーム部分割体
20…マンドレル
21…外周面(保持面)
30…断熱部
40…溶着ブロック
50…ストッパ
60…溶着ユニット
70…シート部材
71,72…端部
73…ストッパ領域
74…溶着領域(溶着箇所)
1 ... Manufacturing equipment (manufacturing equipment for split body)
10 ... Pressure vessel 11 ... Body division 12 ... Dome division 20 ... Mandrel 21 ... Outer peripheral surface (holding surface)
30 ... Insulation part 40 ... Welding block 50 ... Stopper 60 ... Welding unit 70 ... Sheet members 71, 72 ... Ends 73 ... Stopper area 74 ... Welding area (welding location)

Claims (3)

胴部分割体とドーム部分割体を合体して構成される圧力容器用の前記胴部分割体を製造する製造装置であって、
外周面がシート部材を筒状になるように保持する保持面となっているマンドレルと、
前記マンドレルの軸方向に沿う前記シート部材の両端部を外周側から加熱および加圧することで溶着する溶着ブロックと、
を備える胴部分割体の製造装置。
A manufacturing apparatus for manufacturing the body split body for a pressure vessel, which is formed by combining a body portion split body and a dome portion split body.
A mandrel whose outer peripheral surface is a holding surface that holds the sheet member in a cylindrical shape,
A welding block for welding by heating and pressurizing both ends of the sheet member along the axial direction of the mandrel from the outer peripheral side.
A body split body manufacturing device comprising.
前記マンドレルの前記保持面のうち前記溶着ブロックと対応する領域に、前記マンドレルの軸方向に沿って延びる断熱部を備える請求項1に記載の胴部分割体の製造装置。 The apparatus for manufacturing a body split body according to claim 1, wherein a heat insulating portion extending along the axial direction of the mandrel is provided in a region of the holding surface of the mandrel corresponding to the welding block. 前記シート部材において前記溶着ブロックによって加圧される部分とは異なる部分を前記マンドレルに押さえ付ける一対のストッパを備え、
一対の前記ストッパは、前記溶着ブロックと一体であり、
一対の前記ストッパは、前記マンドレルの軸方向において前記溶着ブロックを挟んだ両側のみに配置されている請求項1または請求項2に記載の胴部分割体の製造装置。
A pair of stoppers for pressing a portion of the sheet member different from the portion pressurized by the welding block against the mandrel is provided.
The pair of stoppers is integrated with the welding block.
The apparatus for manufacturing a body split body according to claim 1 or 2, wherein the pair of stoppers are arranged only on both sides of the welding block in the axial direction of the mandrel.
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