JP5740027B2 - 中空成形品の製造装置および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に搭載される燃料タンク等の中空成形品を製造する装置および方法に関する。

自動車の燃料タンクには、バルブやポンプに関する部品、燃料タンクの強度を確保する部品、燃料の波立ちを抑制する部品等、タンク付随の各種の部品が内蔵される。これら内蔵部品を燃料タンクの内壁に取り付けるにあたっては、組み付け作業の手間等を考えた場合、完成後の燃料タンクに後付けする方法よりも燃料タンクの製造工程を利用してこの工程内に取り付ける方法を採ることが好ましい。

燃料タンクの製造工程を利用して内蔵部品を取り付ける技術の従来例として特許文献１に記載の方法が挙げられる。同文献には、コアに内蔵部品を装填する工程と、予めパリソンが押圧されているダイ間にコアを導入する工程と、コアを利用して内蔵部品をパリソンに固定する工程と、コアを取り出してから再度ダイを閉じて燃料タンクを成形する工程と、ダイから燃料タンクを取り出す工程とを有する燃料タンクの製造方法について記載されている。さらに、コアを、コアに内蔵部品を装填する第１のコア停止位置と、第１のコア停止位置とダイとの間に位置し、コアに装填された内蔵部品の予備過熱や検査を行う第２のコア停止位置と、ダイによって閉じられる位置である第３のコア停止位置とにわたり移動可能に設ける技術が記載されている。

同文献の技術は、パリソンの押出し装置の下方までダイとコアとを移動させてダイとコアとでパリソンを挟んで閉じ、その状態で第３のコア停止位置まで戻って内蔵部品を取り付ける工程を有するものと思われる。

特表２００９−５２５２０４号公報

特許文献１に記載の技術によれば、コアが往復動するとともにダイもコアの移動方向に沿って往復動する構造となることから、両者の動きを連動して制御する制御装置が必要となり、その制御回路が複雑になりやすいという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、型の制御が簡単となる中空成形品の製造装置および製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明に係る中空成形品の製造装置は、一端側から順に、パリソンを形成するパリソン形成ステーションと、内蔵部品を備えたセンター型の両側をパリソンを挟んで一対の成形型で閉じ、該成形型に転写したパリソンに前記内蔵部品を取り付ける内蔵部品取付ステーションと、前記成形型を閉じて中空成形品を成形する成形ステーションと、が並設され、前記センター型が前記内蔵部品取付ステーションにおいて固定して設けられ、前記成形型が前記内蔵部品取付ステーションと前記成形ステーションとの間で往復動可能に設けられることを特徴とする。

また、本発明に係る中空成形品の製造方法は、パリソンを、内蔵部品を備えた固定式のセンター型の両側まで一方向に搬入するパリソン搬入工程と、前記センター型を前記パリソンを挟んで一対の成形型で閉じ、該成形型に転写したパリソンに前記内蔵部品を取り付ける内蔵部品取付工程と、前記内蔵部品の取り付け後、前記成形型を所定位置まで前記一方向に移動させる成形型移動工程と、前記所定位置において前記成形型を閉じて中空成形品を成形する成形工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る中空成形品の製造装置または製造方法によれば、成形型とセンター型の内で成形型のみを往復動させることから、型の制御が容易となり、簡単な制御装置で中空成形品を製造できる。また、可動部分が少なくなるため、型の構造が簡単となって型の製造コストも抑えられ、型のメンテナンス作業も簡易化される。

また、本発明に係る中空成形品の製造装置は、前記パリソン形成ステーションと前記内蔵部品取付ステーションとの間で往復動可能に設けられ、前記パリソン形成ステーションで形成されたパリソンを把持して前記センター型の両側まで搬入するパリソン搬入手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構造でパリソンの搬入を行えることとなり、装置の製造コストを抑えることができる。

本発明によれば、型の制御が容易となり、簡単な制御装置で中空成形品を製造できる。また、可動部分が少なくなるため、型の構造が簡単となって型の製造コストも抑えられ、型のメンテナンス作業も簡易化される。

本発明に係る中空成形品の製造装置の構成を示す側面図である。 （ａ）〜（ｆ）は内蔵部品取付工程を示す断面図であり、（ｇ）は成形工程を示す断面図である。 本発明に係る中空成形品の製造装置の動作を示す側面図である。

本発明の対象となる中空成形品は、例えば自動車に搭載される燃料タンク等のブロー成形品である。図１に示すように、本発明に係る中空成形品の製造装置１は、一端側から順に、パリソンＰを形成するパリソン形成ステーションＳ１と、内蔵部品２を備えたセンター型３の両側をパリソンＰを挟んで一対の成形型４で閉じ、成形型４に転写したパリソンＰに内蔵部品２を取り付ける内蔵部品取付ステーションＳ２と、成形型４を閉じて中空成形品Ｗ（図２）を成形する成形ステーションＳ３と、成形型４から中空成形品Ｗを取り出し搬送する搬送ステーションＳ４とが直線状に並設された構成である。

「パリソン形成ステーションＳ１」
パリソン形成ステーションＳ１にはパリソン押出し装置５が設けられる。パリソン押出し装置５から押し出されるパリソンＰは、最終的にセンター型３と左右の成形型４との間に供されるようにそれぞれ略平板状を呈する一対のパリソンＰ（図２参照）として形成される。パリソン押出し装置５としては、例えば、溶融樹脂を中央のマンドレルと外側のダイとの間に形成される環状の樹脂通路からパリソンＰを円筒状に押し出す汎用構造のものを用いることができる。この場合には、パリソン押出し装置５の直下にカッターを設けるなどして円筒状に垂下してくるパリソンＰを中央で分断し、平断面半円状となった各切片をローラ等を用いてそれぞれ略平板状にならして垂下形成させるなどの措置がとられる。環状の樹脂通路ではなく、一対の直線状の樹脂通路を有して、各樹脂通路からパリソンＰを初めから平板状に押し出す構造のパリソン押出し装置５を用いてもよい。

中空成形品Ｗが自動車の燃料タンクである場合、パリソンＰは、燃料の不透過性に優れた材質からなるバリア層を、少なくとも、タンク内面を形成する内側熱可塑性樹脂層とタンク外面を形成する外側熱可塑性樹脂層とで挟んだ多層断面構造からなる。内側熱可塑性樹脂層および外側熱可塑性樹脂層の材質は、例えば熱溶融性や成形性に優れるＰＥ（高密度ポリエチレン）である。

「内蔵部品取付ステーションＳ２」
内蔵部品取付ステーションＳ２にはセンター型３が設けられている。このセンター型３は固定式である。センター型３は、図２に示すように左右に合わせ面３Ａが形成されており、中空の内部にはパリソンＰに内蔵部品２を取り付けるアクチュエータとしてのシリンダ６が備えられる。図２では、両側のパリソンＰのそれぞれに内蔵部品２を取り付ける例を示している。シリンダ６のロッドの先端にはクランプ機構７が備えられ、このクランプ機構７により内蔵部品２がシリンダ６のロッドに保持される。クランプ機構７の詳細な説明は本発明の趣旨から外れるので省略する。

図１において、パリソン形成ステーションＳ１と内蔵部品取付ステーションＳ２との間には、両ステーション間を往復動可能であって、パリソン形成ステーションＳ１で形成されたパリソンＰを把持してセンター型３の両側まで搬入するパリソン搬入手段８が備えられる。パリソン搬入手段８は、例えば、センター型３よりも上方の位置においてパリソン形成ステーションＳ１と内蔵部品取付ステーションＳ２とに掛けて架設された直線状のガイドレール９と、このガイドレール９を走行するパリソン搬送装置１０とを備える。パリソン搬送装置１０は図２（ａ）に示すように各パリソンＰの上部を把持する一対の把持機構１１を備える。パリソン形成ステーションＳ１においてパリソン押出し装置５から垂下しているパリソンＰを把持機構１１が把持すると、カッター(図示せず)が把持機構１１の把持部よりも上方の部位にてパリソンＰを上下に分断するようになっており、パリソン搬送装置１０は分断された下側のパリソンＰを把持してセンター型３の両側まで搬入する。

「成形ステーションＳ３」
図１において、成形ステーションＳ３は成形型４を閉じて中空成形品Ｗを成形するエリアである。成形型４は、敷設されたガイドレール（図示せず）に沿って内蔵部品取付ステーションＳ２と成形ステーションＳ３との間を直線状に往復動可能に設けられる。符号１２は前記図示しないガイドレールに沿って移動する基台を、符号１３は成形型４を支持する架材を示す。

「搬送ステーションＳ４」
搬送ステーションＳ４には、成形型４から中空成形品Ｗを取り出し搬送する成形品搬送手段１４が備えられる。成形品搬送手段１４は、例えば、成形型４よりも上方の位置において成形ステーションＳ３と搬送ステーションＳ４とに掛けて架設された直線状のガイドレール１５と、このガイドレール１５を走行する成形品搬送装置１６とを備える。成形品搬送装置１６は、図２（ｇ）に示すように成形型４からはみ出たピンチオフ部の上部を把持する把持機構１７を備える。

以上の製造装置１を用いた中空成形品Ｗの製造方法を説明する。
「パリソン搬入工程」
図３（ａ）において、パリソン押出し装置５から中空成形品Ｗの成形に要する分量のパリソンＰが押し出された状態で、パリソン搬送装置１０は把持機構１１を介してパリソンＰを把持し、内蔵部品２を備えたセンター型３の両側まで一方向（Ｑ方向）に搬入する（図３（ｂ）の状態）。成形型４もパリソンＰの搬入と同時に若しくは前後してセンター型３の両側に位置している。

「内蔵部品取付工程」
図２を参照して説明すると、前記パリソン搬入工程によって図２（ａ）に示すようにパリソンＰがセンター型３の両側まで搬入されると、図２（ｂ）に示すように左右の成形型４がパリソンＰを間に挟んでセンター型３を両側から閉じる。成形型４の合わせ面４Ａとセンター型３の合わせ面３ＡとによりパリソンＰの縁部全周を挟むことにより、成形型４の成形面とパリソンＰとで囲まれた空間が密閉されることとなり、この状態で成形型４の成形面側から真空引きしてブローすることにより、図２（ｃ）に示すようにパリソンＰが成形型４の成形面に転写される。次いで図２（ｄ）に示すように、シリンダ６のロッドが所定長さだけ前進し、内蔵部品２の基端がパリソンＰに押し付けられて所定の深さだけ埋設されることにより、パリソンＰに対する内蔵部品２の取り付けがなされる。内蔵部品２の取り付け後、クランプ機構７のクランプが外れて図２（ｅ）に示すようにシリンダ６のロッドが縮退する。

「成形型移動工程」
内蔵部品２の取り付け後、成形型４は図２（ｆ）に示すように左右に開いたうえで、図３（ｃ）に示すように成形ステーションＳ３（所定位置）まで前記一方向、すなわちＱ方向に移動する。

「成形工程」
次いで、成形ステーションＳ３において図２（ｇ）に示すように成形型４が閉じて内部にエアがブローされることによりパリソンＰが中空成形品Ｗとして成形される。

なお、この成形工程の間に、例えばセンター型３に次の中空成形品Ｗ用の内蔵部品２が装填される。装填手段としては例えばロボットアーム等を用いて内蔵部品２をセンター型３内のクランプ機構７に自動装填する等である。ロボットアームを用いれば装填時間にさほど時間はかからず、センサ等による装填状態の検査時間を含めても成形工程の間に完了させておくことが可能である。勿論、場合によっては人手により内蔵部品２をセンター型３内に装填する方法を用いてもよい。

「搬送工程」
前記成形工程で成形型４が閉じた状態において、成形品搬送装置１６は把持機構１７を介して成形型４からはみ出たピンチオフ部の上部を把持している。したがって、成形型４が左右に開くことにより離型した中空成形品Ｗは、図３（ｄ）に示すようにそのまま把持機構１７に把持された状態で前記一方向、すなわちＱ方向に搬送されて次工程へと送られる。成形型４は再びセンター型３の両側まで移動する。

以上のように本発明の製造装置１は、一端側から順に、パリソンＰを形成するパリソン形成ステーションＳ１と、内蔵部品２を備えたセンター型３の両側をパリソンＰを挟んで一対の成形型４で閉じ、成形型４に転写したパリソンＰに内蔵部品２を取り付ける内蔵部品取付ステーションＳ２と、成形型４を閉じて中空成形品Ｗを成形する成形ステーションＳ３と、成形型４から中空成形品Ｗを取り出し搬送する搬送ステーションＳ４とが並設され、センター型３が内蔵部品取付ステーションＳ２において固定して設けられ、成形型４が内蔵部品取付ステーションＳ２と成形ステーションＳ３との間で往復動可能に設けられた構成である。この構成によれば、前記したパリソン搬入工程と内蔵部品取付工程と成形型移動工程と成形工程と搬送工程とを有する中空成形品Ｗの製造方法を構築できることとなり、次のような効果が奏される。

（１）成形型４とセンター型３の内で成形型４のみを往復動させることから、型の制御が容易となり、簡単な制御装置で中空成形品Ｗを製造できる。また、可動部分が少なくなるため、型の構造が簡単となって型の製造コストも抑えられ、型のメンテナンス作業も簡易化される。

（２）本発明は、センター型３が内蔵部品取付ステーションＳ２において固定して設けられ、成形型４が内蔵部品取付ステーションＳ２と成形ステーションＳ３との間で往復動可能に設けられている。仮にセンター型３を往復動可能とし、成形型４を固定した構造を想定すると、この構造に比して本発明はパリソンＰの搬入経路が短くて済む。
すなわち、センター型３を往復動可能、成形型４を固定としたとき、内蔵部品２をパリソンＰに取り付けた後にセンター型３を成形型４から退避移動させるにあたっては、搬送ステーションＳ４側に退避させると中空成形品Ｗの搬送スペースと干渉することから、パリソン形成ステーションＳ１側に退避させざるを得ない。そして、センター型３をパリソン形成ステーションＳ１まで退避させるとパリソンＰの押出し工程と内蔵部品２の装填工程の併行ができなくなるので、パリソン形成ステーションＳ１と成形型４との間にセンター型３を退避させることとなる。つまり、パリソン形成ステーションＳ１と成形型４との間にセンター型３の退避スペースを要するレイアウトとなるので、パリソン形成ステーションＳ１から成形型４までのパリソンＰの搬入経路はセンター型３の退避スペースを跨いだ長い経路となる。
これに対して本発明は、図３（ａ）、（ｂ）から明らかなように、パリソンＰの搬入経路がパリソン形成ステーションＳ１からこれに隣設する内蔵部品取付ステーションＳ２までの短い経路で済むことになる。パリソンＰはその温度管理の点から外気に触れる時間が短いほどよく、本発明によればパリソンＰの温度管理やその解析が行いやすくなる。

また、パリソン形成ステーションＳ１と内蔵部品取付ステーションＳ２との間で往復動可能に設けられ、パリソン形成ステーションＳ１で形成されたパリソンＰを把持してセンター型３の両側まで搬入するパリソン搬入手段８を備える製造装置１とすれば、簡単な構造でパリソンＰの搬入を行えることとなり、装置の製造コストを抑えることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は図面に記載したものに限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な設計変更が可能である。

１ 中空成形品の製造装置
２ 内蔵部品
３ センター型
４ 成形型
５ パリソン押出し装置
８ パリソン搬入手段
１４ 成形品搬送手段
Ｐ パリソン
Ｓ１ パリソン形成ステーション
Ｓ２ 内蔵部品取付ステーション
Ｓ３ 成形ステーション
Ｓ４ 搬送ステーション
Ｗ 中空成形品

Claims (3)

1. 一端側から順に、
   パリソンを形成するパリソン形成ステーションと、
   内蔵部品を備えたセンター型の両側をパリソンを挟んで一対の成形型で閉じ、該成形型に転写したパリソンに前記内蔵部品を取り付ける内蔵部品取付ステーションと、
   前記成形型を閉じて中空成形品を成形する成形ステーションと、
   が並設され、
   前記センター型が前記内蔵部品取付ステーションにおいて固定して設けられ、
   前記成形型が前記内蔵部品取付ステーションと前記成形ステーションとの間で往復動可能に設けられることを特徴とする中空成形品の製造装置。
2. 前記パリソン形成ステーションと前記内蔵部品取付ステーションとの間で往復動可能に設けられ、前記パリソン形成ステーションで形成されたパリソンを把持して前記センター型の両側まで搬入するパリソン搬入手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の中空成形品の製造装置。
3. パリソンを、内蔵部品を備えた固定式のセンター型の両側まで一方向に搬入するパリソン搬入工程と、
   前記センター型を前記パリソンを挟んで一対の成形型で閉じ、該成形型に転写したパリソンに前記内蔵部品を取り付ける内蔵部品取付工程と、
   前記内蔵部品の取り付け後、前記成形型を所定位置まで前記一方向に移動させる成形型移動工程と、
   前記所定位置において前記成形型を閉じて中空成形品を成形する成形工程と、
   を有することを特徴とする中空成形品の製造方法。

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