JP5055422B2 - 熱可塑性プラスチック製押出ブロー成形品 - Google Patents

Description

本発明は、壁部に少なくとも一つの凹部を有する熱可塑性プラスチック製押出ブロー成形品であって、前記凹部が該凹部に対して相補的な形状の固定要素を収容するための少なくとも一つのネジ形状部を有する有底盲孔として形成されている熱可塑性押出ブロー成形品に関するものである。

本発明はまた、係る押出ブロー成形品を製造する方法にも関する。

ネジ切り加工した盲孔を壁部に備えた熱可塑性プラスチック製押出ブロー成形品は、例えば独国特許出願公開第２４５３０６０号明細書で知られている。独国特許出願公開第２４５３０６０号明細書は、熱可塑化状態で変形可能な平面又は曲面状のプラスチック壁に雌ネジ形状の貫通プラグ接続口を設ける方法を述べている。この雌ネジ付き貫通プラグ接続口はプラスチック製容器の内部へ向かって突出しており、該容器を成形する際に拡開可能なモールドコアを用いて形成される。この場合、先ず壁部に外側へ向かってのみ開口した雌ネジ付き接続口を形成するため、熱可塑化状態で変形可能なプラスチック壁にモールドコアが垂直に当てられてコア長手方向へ押し込まれる。これにより雌ネジ付き接続口は一旦は有底盲孔として成形され、次いで接続口の円形底面が径方向に押し広げられて穿孔される。最終後にモールドコアがプラスチックの固化後に取り外され、このようにして、プラスチック製押出ブロー成形容器のブロー成形中に雌ネジ付き接続口が簡単に形成される。

押出ブロー成形品、特に容器の製造に際して、ブロー成形によって複数のインサートを封入することにより容器内にネジ部を設けることも原理的に知られている。

熱可塑性プラスチックからネジ付きブッシュを備えた中空体を製造するための方法は西独国特許第１２５１００９号明細書で知られている。この方法では、モールドの内部でパリソンが既知のやり方に従って膨張される。パリソンの膨張によりネジ付きブッシュがパリソン壁で囲繞され、ブロー成形で埋め込まれる。

このようにして、ネジ付きブッシュのネジ部と螺合接続可能な固定要素を装着できるような外壁構造を有する押出ブロー成形品が得られる。この成形品に埋め込まれたネジ付きブッシュにより、適合するネジ部を備えた固定要素を簡単に装着することが可能となる。

しかしながら、上述の方法は、ネジ付きブッシュを別工程で製作する部品として用意する必要があるので比較的複雑である。例えば、ネジ付きブッシュは容器壁に溶接可能な材料で射出成形により製作される。製作したネジ付きブッシュを取り外し不能に容器壁に固定するためにブロー成形によってネジ付きブッシュを容器壁に埋め込むことは不利な面が多い。例えば複数の固定部を有する工業用部品を製作しようとする場合、上述の方法では法外な努力をしないと目的は達成できない。

独国特許出願公開第２４５３０６０号明細書 西独国特許第１２５１００９号明細書

従って本発明の課題は、固定要素を取り外し不能に成形品に固定することができるように押出ブロー成形品を改良することであり、そうすることによって溶接又は接着等で得られる接合形の接続部を可能な限り排除することを意図している。また、インサートを使用することなく固定要素の接続を簡単に可能とする形態を提供することも意図している。

この課題を達成するための本発明による熱可塑性プラスチック製押出ブロー成形品は壁部に少なくとも一つの凹部を有し、この凹部が該凹部に対して相補的な形状の固定要素（６）を収容するための少なくとも一つのネジ形状部（４）を有する有底盲孔（２）として形成されている熱可塑性プラスチック製の押出ブロー成形品（１）であって、
前記有底盲孔（２）の入口（３）の周囲の領域に前記固定要素（６）側に設けられている係合形状部に対する相補的な形状で互いに嵌合する少なくとも一つの凹凸形状部が設けられ、
前記凹凸形状部の回転度位置は、前記有底盲孔（２）のネジ形状部に対して、前記係合形状部への嵌合がプラスチック材の弾性変形範囲内による部品同士を回転動作させることにより生成される軸方向の引張り力に対して対抗可能となるように選択されることを特徴とする。

本発明によれば、有底盲孔と固定要素はバヨネット嵌合方式で互いに嵌合し、且つ押込ロック状態となるように協働する。バヨネット嵌合は、二つの部品間で押込ロック及び経常的な嵌合を果たすための一般的に着脱可能な連結機構である。これら二部品は少なくとも連結部でそれぞれ回転対称であり、一方の部品を他方の部品へ軸方向に挿入しながら相互に回動させることにより一体に連結ロックされる。

本発明による押出ブロー成形品は種々の固定要素と協働でき、例えば成形品である中空容器の壁部に穿孔を施す必要はなく、また別成形部品を溶接や接着剤で接合して容器に損傷を与えることもないので有利である。このような成形品は壁部に複数の凹部を備えていてもよい。例えば工業部品としての燃料タンクとして係る成形品を用意する場合、係る凹部は、製造可能な変形タイプの数を同様に比較的廉価に増やせるように種々の位置に配置することができる。特に燃料タンクを製造する場合、例えばタンクへ取り付けられる各種装備品や付属品を装着可能な各種の車種に応じた種々の変形タイプの燃料タンクを製造することが可能となる。

本発明の一変形態様に係る成形品においては、有底盲孔の入口端面に複数の凹凸形状部を互いに離間して配置することができる。各凹凸形状部は、固定要素側の対応する相補的な係合形状部と嵌合可能である。

この場合、各凹凸形状部は、固定要素が有効盲孔との間で引っ張り力を増加させながらねじ込まれたときに、各凹凸形状部と固定要素側の対応する各係合形状部とが互いに嵌合又はスナップ嵌合に達するように配置されていることが好ましい。

本発明の好適な一実施形態による押出ブロー成形品は固定要素を備えており、該固定要素は有底盲孔のコア内径に対応するコア外径のネジ付きステムを有し、該ネジ付きステムには少なくとも部分的にネジ形状部の無いシャンク部が隣接して形成されている。

本発明の別の好適な一実施形態による押出ブロー成形品においては、有底盲孔の入口が該有底盲孔のコア内径より大きい内径を有し、この入口の開口面形状は非回転対称形状であって、固定要素のシャンク部がその長手方向の少なくとも一部に亘って有底盲孔の入口の開口面形状に一致する断面外形を有している。このように、固定要素及び有底盲孔間で相対回動させて接合する際、固定要素のシャンク部の断面が有底盲孔の入口に挿入されると部分的に減少された軸方向の引っ張り力が作用する。この入口部分が適正な深さのへこみ形状を呈する場合、有底盲孔内での固定要素の押込嵌合による固定が果たされる。

本発明においては、有底盲孔にへこみ形状を設ける代わりに、成形品の壁部に対応する凸部を設けても良く、この凸部も固定要素のシャンク部の相補的な外形と協働することになる。

有底盲孔は二つのネジ形状部を有していることが好ましく、これらのネジ形状部は固定要素側の対応する相補的な二つのネジ形状部と螺合する。

ネジ形状部は比較的急峻とし、盲孔の軸心に対して例えば３０度以上、好ましくは約４５度以上のピッチ角とすると特に有利である。これにより、比較的大きな軸方向の相対変位により比較的小さな回転角でのねじ込み嵌合が得られ、固定要素は例えば４分の１（９０度）回転で完全にネジ込まれて固定されることになる。

本発明による押出ブロー成形品は、例えば実質的に閉じられた容器の形態とすることも可能である。本発明による成形品は、特に自動車用燃料タンクとして好適に構成される。自動車用燃料タンクには、その外周部に各種の装備品、突出物、又はホースなどを取り付ける必要がある。従来技術で知られる自動車用燃料タンクにおいて、このような突出物、ホース及びその他の取付装備品は、一般的にタンクの外壁に溶接で固定されている。自動車用燃料タンクでは、邪魔にならず、損傷を受けない形態の外壁構造を備えていることが特に重要である。この理由から、取付装備品、突出物又はホース等を固定するために容器壁にスナップイン又はバヨネット連結部を設けることが特に好ましい。これらのスナップイン又はバヨネット連結部は、取り付け部品を簡単且つ素早く装着するという理由からも特に要求されている。

本発明において、有底盲孔の配置位置及びそれと協働する固定要素の配置位置は最重要とは考えるべきではないが、これらは容器内に設けることもできる。また有底盲孔は、容器の外壁面に設けておくと好都合であることが多い。

本発明は更に、前述の課題を解決するために上述の構造形式の押出ブロー成形品を製造する方法も提供する。本発明による方法では、可塑化された熱可塑性プラスチックからなるパリソンをブロー成形用分割金型内に押し出し、前記金型内に配置されて該金型のキャビティ内に対して伸長・退避可能な少なくとも一つのモールドコアを併用して前記金型内で前記パリソンを膨張させることを特徴とする。

モールドコアとしては、例えば複数の分割コアからなる多分割モールドコアを用いることができ、この場合、多分割モールドコアの少なくとも一部のコア形状が前記固定要素の外形に対応していることが好ましい。

本発明の一変形態様による方法においては、パリソンはキャビティ内で伸長状態のモールドコアに対抗して膨張され、成形品の成形直後又は金型からの前記成形品の取り出し中にモールドコアが取り除かれる。

これに代えて、金型のキャビティ内で膨張した後のパリソンの未だ可塑化状態にある壁部にモールドコアを押し込み、或いはネジ込むことで対応形状のネジ形状部を有する有底盲孔を成形することも可能である。この場合、金型のキャビティからモールドコアを退避させるには例えば同様に回動操作で行うことができ、これは、特にモールドコアが多分割構造のものである場合に有利であり、それによってモールドコアを簡単に取り除くことが可能である。

別の代替方法として、金型内で膨張した成形品が適度に固化した後、モールドコアを強制的に、すなわち成形品の壁部の弾性変形限界内で強制的に取り除いてもよい。

本発明の特徴と利点を図示の実施形態に基づいて詳述すれば以下の通りである。

固定要素とその収容部分の本発明による成形品の要部断面図である。 固定要素を挿入した状態の本発明による成形品の要部断面図である。 別の実施形態による固定要素の斜視図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。 図１のＶ−Ｖ線矢視図である。 更に別の実施形態による本発明の成形品を図４と同様に示す図である。 図１に示す実施形態の固定要素の端面を図５と同様に示す図である。

符号１で示すのは、本発明による熱可塑性プラスチック製押出ブロー成形品である。この成形品１は、例えば複数層の熱可塑性プラスチックを押出成形してなる燃料タンクである。この燃料タンクは、単一部品構造としても良い。従来は、前述の通り燃料タンクの内面又は外面に各種装備品を溶接で固定することが行われていた。このため、タンクに取り付けられる装備品は、少なくとも取付部についてはタンクに対する溶接濡れ性を考慮して相溶性の適合するプラスチック材で作製する必要があった。例えば、従来から複数層の共押出成形される燃料タンクの内層と外層は、熱可塑性プラスチックであるポリエチレンからなる。これに対して、ＡＢＳ、ポリオキシメチレン、又は類似の材料からなる取付部はポリエチレンに対して相溶性ではなく、従って直接的には溶接できない。このため係る取付部を備えた装備品は保持クリップを用いて燃料タンクに固定され、この保持クリップが燃料タンクの壁面に溶接されていた。

図１は、上述のタイプの押出ブロー成型品１の壁部の断面を示す。有底盲孔２が成形品１の壁部に設けられ、この有底盲孔の入口３は外方を向いている。

有底盲孔２は成形品１の押出ブロー成形の間に成形され、これにはブロー成形金型の成形キャビティ内に対して伸長・退避可能に配置されたモールドコアが使用される。有底盲孔２は二つの雌ネジ形状部４を有し、これらの雌ネジ形状部には、固定要素６に対応して形成されている二つの雄ネジ形状部５が螺合可能である。固定要素６は二つの雄ねじ形状部５を有するネジ付きステム１７を先端部に備え、該ステムのコア外径８は、有底盲孔２のコア内径８に僅かな嵌合間隙で嵌入可能な対応寸法である。ネジ付きステム１７のネジ付き部７は、図１の例では非回転対称形状の断面形状を有するネジ無し部９に隣接している。ネジ無し部９は、径方向に対向する二つの側面が同一幅の扁平部１０ａに形成されている。

ネジ無し部９は、ネジ付き部７の反対側で固定要素の図示しない本体部に隣接する。この本体部は、例えばホースや電線、或いはその他の装備品のための保持クリップの形状を呈する。固定要素６のこの領域はどのような形態にも構成できるので、図示していない。固定要素６は、例えば成形品１に更に連結される別の容器の基部を構成してもよい。

特に図１及び図４から明確なように、有底盲孔２の入口３の周囲端面部分、即ちコア内径８の有底盲孔２を囲む入口周囲部分における内径は、有底盲孔２のコア内径８を外側から囲む周辺段部１１が形成されるようにコア内径８よりも大きい。外側から視ると、段部１１は成形品１の有底盲孔２を囲んで外壁面１２に形成された窪みを構成している。

図１に示す例において、有底盲孔２の入口３の周囲で端面に形成された段部１１は回転対称形状ではなく、径方向に互いに対向する二つの扁平部１０ｂを備えている。入口３の周囲領域における段部１１の開口形状は、固定要素６のネジ無し部９の断面形状に対応している。

有底盲孔２の入口３の周囲領域における段部１１の扁平部１０ｂは、図６に示すように正面から視て雌ネジ形状部の傾斜凹面１３に対して９０度ずれた角度配置となっている。固定要素６は、該固定要素６のネジ付き部７を有底盲孔２内にネジ込んだときに、固定要素６を僅かに回動させると、先ず固定要素６のネジ無し部９の端面１４が成形品の外壁面１２に当接するように構成されている。次いで固定要素６が更に回動されると、ネジ込み方向に抗する軸方向の引っ張り力が作用する。プラスチック材の弾性変形限界内でこの引っ張り力に打ち勝つように固定要素を更に回動させると、段部１１の外形に対して相補的な外形を有する固定要素６の端面１４が該段部１１に嵌合し、両者は相対回動不能な状態となる。このようにして相互の形状的な嵌合が果たされ、固定要素６の端面１４の外形と段部１１の外形との間で形成される押込嵌合により確実な連結状態が得られる。

扁平部１０ａは、さらに有利なことに、例えば対応する形状のスパナヘッドなど、工具と係合可能である。

図１及び図４に示す例では、有底盲孔２の入口領域の窪みは回転対称形状ではなく、固定要素６の端面１４の外形も相補的な非回転対称形状であるが、これに代えて、図６及び図７に例示するように、スナップイン凹部１６を段部１１の底面に設け、この凹部に対して或る特定の回動角度位置のみで嵌合相補的なスナップイン凸部１５を固定要素６のネジ無し部９の端面１４に設けてもよい。この場合、段部１１と固定要素６の端面１４の両方とも、回転対称形状の外形としてもよい。

有底盲孔２の雌ネジ形状部４は、固定要素が１／４回転で完全に奥までネジ込まれ、或いは逆方向の１／４回転でネジが外れるように、ネジのピッチ角を考慮して寸法付けられている。

１） 押出ブロー成形品
２） 有底盲孔
３） 入口
４） 雌ネジ形状部
５） 雄ネジ形状部
６） 固定要素
７） ネジ付き部
８） コア内径又はコア外径
９） ネジ無し部
１０ａ、ｂ）扁平部
１１） 段部
１２） 壁部
１３） 傾斜凹面
１４） 端面
１５） スナップイン凸部
１６） スナップイン凹部
１７） ネジ付きステム

Claims (11)

1. 壁部に少なくとも一つの凹部を有し、この凹部が該凹部に対して相補的な形状の固定要素（６）を収容するための少なくとも一つのネジ形状部（４）を有する有底盲孔（２）として形成されている熱可塑性プラスチック製の押出ブロー成形品（１）であって、
   前記有底盲孔（２）の入口（３）の周囲の領域に前記固定要素（６）側に設けられている係合形状部に対する相補的な形状で互いに嵌合する少なくとも一つの凹凸形状部が設けられ、
   前記凹凸形状部の回転度位置は、前記有底盲孔（２）のネジ形状部に対して、前記係合形状部への嵌合がプラスチック材の弾性変形範囲内による部品同士を回転動作させることにより生成される軸方向の引張り力に対して対抗可能となるように選択されることを特徴とする押出ブロー成形品。
2. 有底盲孔の入口（３）の周辺の端面に互いに離間して配置された複数の凹凸形状部としてのスナップイン凹部（１６）が、固定要素（６）側の対応する相補的な係合形状部としてのスナップイン凸部（１５）と嵌合可能であることを特徴とする請求項１に記載の押出ブロー成形品。
3. 前記有底盲孔（２）のコア内径（８）が、前記固定要素（６）のネジ付きステム（１７）の少なくとも部分的にネジ部の無いシャンク部に隣接して形成されたコア外径（８）に対応して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の押出ブロー成形品。
4. 有底盲孔（２）の入口（３）が該有底盲孔のコア内径（８）より大きい内径を有し、この入口（３）の開口面形状が非回転対称形状であって、固定要素（６）のシャンク部がその長手方向の少なくとも一部に亘って有底盲孔（２）の入口（３）の開口面形状に一致する断面外形を有していることを特徴とする請求項３に記載の押出ブロー成形品。
5. 有底盲孔（２）が二つネジ形状部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の押出ブロー成形品。
6. 有底盲孔のネジ形状部（４）が３０度以上のピッチ角を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の押出ブロー成形品。
7. 単一部品構造で閉じた容器又は自動車用燃料タンクの形態を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の押出ブロー成形品。
8. 有底盲孔（２）が前記容器又はタンクの外壁面に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の押出ブロー成形品。
9. 可塑化された熱可塑性プラスチックからなるパリソンをブロー成形用分割金型内に押し出し、前記金型内に配置されて該金型のキャビティ内に対して伸長・退避可能な少なくとも一つのモールドコアを併用して前記金型内で前記パリソンを膨張させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の押出ブロー成形品を製造する方法。
10. モールドコアとして複数の分割コアからなる多分割モールドコアを用い、該多分割モールドコアの少なくとも一部の形状が前記固定要素の外形に対応していることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記パリソンをキャビティ内で伸長状態のモールドコアに対抗して膨張させ、前記成形品の成形直後又は金型からの前記成形品の取り出し中に前記モールドコアを取り除くことを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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