JP6355261B2 - 圧力容器の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力容器の製造装置に関するものである。

特許文献１には、支持部材によって鉛直方向上向きに支持されて口金を保持するロッドと、ロッドと口金を包囲するようにパリソンを鉛直方向下向きに押し出すブロー成形機と、パリソンと非接触の型開き位置とパリソンを挟む型閉め位置との間で水平移動する一対の金型とを備えた製造装置が開示されている。金型を型閉め位置へ移動させてパリソンを口金の外周に密着させ、加圧空気を供給してパリソンを膨張させることにより、ライナーがブロー成形されるとともにライナーと口金が一体化されて圧力容器が製造されるようになっている。

特開２０１２−１８９１０６号公報

ロッドは、その下端部を支持部材で支持されているだけであるから、下端部を支点として揺れ動くことが懸念される。ロッドが揺動すると、口金の位置が定まらなくなるため、型閉め行程で口金が金型と干渉する虞がある。

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、口金を支持するロッドの揺動を抑制することを目的とする。

本発明の圧力容器の製造装置は、
軸線を鉛直方向に向けた合成樹脂製のライナーと、前記ライナーの端部内周に固着された口金とを備える圧力容器を製造する装置であって、
支持部材と、
軸線を鉛直方向に向けて下端部を前記支持部材に支持され、前記口金を保持するロッドと、
前記ロッドと前記口金を包囲するようにパリソンを鉛直方向下向きに押し出すブロー成形機と、
前記パリソンと非接触の型開き位置と前記パリソンを挟む型閉め位置との間で水平移動可能であり、型閉め位置へ移動させることにより前記パリソンを前記口金の外周に密着させるとともに、空気圧により膨張した前記パリソンを成形して前記ライナーとする一対の金型と、
前記ロッドの外周のうち前記口金より低い部分に対し、当接可能に対向する揺動抑制部材とを備えているところに特徴を有する。

ロッドが揺動抑制部材に当接することにより、ロッドの揺動が抑制される。

実施例１の製造装置において金型を型閉めした状態をあらわす断面図 金型を型閉めする直前の状態をあらわす断面図 製造装置の断面図 図１のＸ−Ｘ線断面図 図２のＹ−Ｙ線断面図 圧力容器の断面図

（１）本発明は、前記揺動抑制部材が、前記ロッドを挟んで前記一対の金型の移動方向と略直交する方向に対向する一対の対向部を備えていてもよい。ロッドが金型と干渉するのは、ロッドが金型の移動経路外へ外れたときである。したがって、一対の対向部の対向方向を、一対の金型の移動方向と略直交する方向とすることにより、ロッドと金型との干渉を確実に防止することができる。

（２）本発明は、（１）において、前記揺動抑制部材には、前記一対の対向部を一定の位置関係を保つことにより、前記金型の移動方向と略平行な溝部が形成されていてもよい。この構成によれば、ロッドが金型の移動方向に揺動していても、ロッドを一対の対向部の間に配し、そのロッドが金型の移動方向と交差する方向へ揺動することを抑制できる。尚、ロッドが溝内で金型の移動方向と平行に揺動しても、一対の金型が口金を挟み込むように接近することによって、ロッドの揺動を抑制できる。

（３）本発明は、（２）において、前記揺動抑制部材が、前記金型に対し一体に移動し得るように取り付けられていてもよい。この構成によれば、揺動抑制部を移動させるための専用の駆動機構が不要となる。

（４）本発明は、（２）又は（３）において、前記溝部のうち前記ロッドが入出する開口端部には、外方に向かって幅広となるガイド部が形成されていてもよい。この構成によれば、ロッドに対する溝部の嵌合を動作が安定する。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図６を参照して説明する。

＜圧力容器Ａ＞
図６に示すように、本実施例１の圧力容器Ａは、構造的には、合成樹脂製のライナー１０と、上下一対の口金１３とを備えて構成されている。ライナー１０は、容器本体部１１と、容器本体部１１の外面側へ突出した上下一対の筒状部１２とを構成している。容器本体部１１は、軸線を鉛直方向（上下方向）に向け円筒状をなしている。筒状部１２は、軸線を鉛直方向に向けて、容器本体部１１と同心状をなしている。口金１３は、軸線を鉛直方向に向けた円筒状をなし、筒状部１２の内周に同心状に固着されている。

ライナー１０は、後述するようにブロー成形によって所定形状に成形されると同時に、口金１３に固着されている。ライナー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）の混合樹脂を用いることができる。

また、圧力容器Ａは、機能的には、内部に流体（図示省略）を貯留するための貯留部１４と、貯留部１４に対する流体の流入出経路となる上下一対の口金構造１５とを備えて構成されている。貯留部１４は、容器本体部１１と、容器本体部１１の表面を覆う外層体（図示省略）とからなる２層構造となっている。外層体の材料の一例として、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用いることができる。口金構造１５は、筒状部１２と口金１３とを備えて構成されている。口金１３の中心孔（図示省略）には、バルブ（図示省略）が取り付けられるようになっている。口金１３には、筒状部１２と口金１３を密着状態に保持するためのリテーナ１６が取り付けられている。

＜製造装置Ｂ＞
圧力容器Ａを製造する際に用いられる製造装置Ｂは、図３に示すように、口金１３を保持するロッド２０と、ロッド２０を支持する支持部材２２と、ブロー成形機２８と、一対の金型３０Ｌ，３０Ｒと、揺動抑制部材３３とを備えて構成されている。

ロッド２０は、軸線を鉛直方向（上下方向）に向けた姿勢で、その下端部のみを支持部材２２によって支持されている。つまり、ロッド２０は、支持部材２２から鉛直方向上向きに突出する形態で支持されており、ロッド２０の上端部は他の部材によって支持されない自由端部となっている。ロッド２０の内部には、エア流路（図示省略）が形成されている。エア流路の下流端は、ロッド２０の外周面においてエア吐出口として開口している。

ロッド２０の上端部には、上側の口金１３が、その中心孔を上から嵌め込むようにして保持される。ロッド２０の下端部には、下側の口金１３を所定高さに保持するためのフランジ部２１が形成されている。下側の口金１３は、上方からロッド２０に嵌め込まれ、中心孔にロッド２０を貫通させてフランジ部２１に載置された状態で、ロッド２０に保持される。

支持部材２２は、シリンダ装置２３と、支持体２６とを備えて構成されている。シリンダ装置２３は、固定して設けたシリンダ本体２４と、シリンダ本体２４から鉛直方向上向きに突出して伸縮するピストンロッド２５とを備えている。ピストンロッド２５の上端部には支持体２６が固着されている。支持体２６は、上面に開口する収容凹部２７を有している。ロッド２０は、その下端部を収容凹部２７に差し込むことにより、鉛直上向きに支持されている。支持体２６には、ロッド２０のエア流路に加圧空気を供給するためのエア供給路（図示省略）が形成されている。エア供給路は、図示しないコンプレッサに接続されている。

ブロー成形機２８は、支持部材２２の上方に配置されており、ライナー１０の材料となる円筒状のパリソン２９を、ロッド２０と同軸に鉛直方向下向きに押し出すものである。押し出されたパリソン２９は、ロッド２０と、ロッド２０に保持された上下２つの口金１３を同心状に包囲する。

一対の金型３０Ｌ，３０Ｒは、パリソン２９を成形することによってライナー１０を得るとともに、ライナー１０と口金１３を一体化させるものである。一対の金型３０Ｌ，３０Ｒは、容器本体部１１を成形するための第１成形面３１と、筒状部１２を成形するとともにその筒状部１２を口金１３の外周に密着させるための上下一対の第２成形面３２とを備えている。一対の金型３０Ｌ，３０Ｒは、成形面３１，３２を互いに対向させた状態でロッド２０を挟むように位置している。

一対の金型３０Ｌ，３０Ｒは、型開き位置（図２，３を参照）と型閉め位置（図１を参照）との間で、成形面３１，３２の対向方向（便宜上、左右方向とする）と平行に水平移動するようになっている。型開き位置は、一対の金型３０Ｌ，３０Ｒがパリソン２９と接触しないように退避する位置である。型閉め位置は、一対の金型３０Ｌ，３０Ｒが接近し、パリソン２９を口金１３の外周に密着させる位置である。

揺動抑制部材３３は、下側の口金１３よりも下方であり、且つ支持部材２２の支持体２６よりも上方の高さに配されている。揺動抑制部材３３は、単一部品であり、左側の金型３０Ｌに対し一体的に移動し得るように取り付けられている。つまり、金型３０Ｌ，３０Ｒが型開き位置にあるときには、揺動抑制部材３３が退避位置（図２，３，５を参照）にあり、金型３０Ｌ，３０Ｒが型閉め位置に移動すると、揺動抑制部材３３が抑制位置（図１，４を参照）へ移動する。揺動抑制部材３３は、揺動抑制部材３３の位置に関わらず前後方向に対向する位置関係に固定された一対の対向部３４を有している。

揺動抑制部材３３が抑制位置にあるときには、一対の対向部３４が、ロッド２０を前後方向（つまり、金型３０Ｌ，３０Ｒの移動方向と直交する方向）に挟むように位置する。また、一対の対向部３４の間の空間は、揺動抑制部材３３の移動方向と平行（つまり、左右方向）に細長く延びた溝部３５となっている。溝部３５は、ロッド２０を貫通させるために、上下両方向に開放されている。また、溝部３５の左右両端部のうち右側（揺動抑制部材３３の退避位置から抑制位置への移動方向前方側）の端部は、右方に向かって開口された開口端部となっている。この開口端部の対向面は、右方（溝部３５の外方）に向かって次第に幅広となる前後対称な一対のガイド部３６となっている。

次に、本実施例１の作用を説明する。圧力容器Ａを製造する際には、一対の金型３０Ｌ，３０Ｒが型開き位置にある状態で、ロッド２０の下端部を支持部材２２の収容凹部２７に嵌入するとともに、２つの口金１３をロッド２０に取り付ける。ロッド２０を支持部材２２に取り付ける工程と、ロッド２０の口金１３を取り付ける工程は、どちらを先に行ってもよい。この後、ブロー成形機２８からパリソン２９を押し出す。

パリソン２９が押し出されたら、図１に示すように、一対の金型３０Ｌ，３０Ｒを型閉め位置へ移動させる。金型３０Ｌ，３０Ｒが移動すると、第２成形面３２が、パリソン２９のうち筒状部１２となる上下２つの領域を口金１３の外周に密着させる。この時点で、第１成形面３１はパリソン２９に接触していない。パリソン２９のうち筒状部１２となる部分が上下両口金１３に密着すると、パリソン２９のうち上下両口金１３の間の領域の内部空間が、ほぼ気密状態となる。

この状態で、ロッド２０内のエア流路を通してパリソン２９内に加圧空気を供給する。すると、パリソン２９が、径方向（水平方向）に膨張して第１成形面３１に密着する。そして、パリソン２９が冷却固化すると、ライナー１０が成形されるとともに、ライナー１０と口金１３が一体化される。この後、金型３０Ｌ，３０Ｒが型開き位置へ移動し、ライナー１０と口金１３とロッド２０が、図示しない移送装置により支持部材２２から取り外され、リテーナ１６の組付け工程、ロッド２０の離脱工程等へ進む。

金型３０Ｌ，３０Ｒを型閉め位置へ移動させる過程では、揺動抑制部材３３が左側の金型３０Ｌと一体に右方（つまり、ロッド２０に接近する方向）へ平行移動する。金型３０Ｌが型閉め位置に到達する過程では、一対のガイド部３６が、ロッド２０に対し左方から接近しながら前後両側から挟むような位置関係となり、ロッド２０が溝部３５内に進入していく。この時、ロッド２０が前後方向に揺動していると、ロッド２０が一方又は両方のガイド部３６に当接することにより、揺動の振幅が小さくなる。

この後、さらに揺動抑制部材３３の移動が進むのに伴い、一対の対向部３４が、ロッド２０に対し前後両側から挟むように対向する位置関係となる。このとき、ロッド２０の前後方向の揺動が続いていた場合は、ロッド２０が一方又は両方の対向部３４に当接することにより、ロッド２０の前後方向の揺動が更に抑制される。このようにロッド２０の前後方向の揺動が抑制されることにより、ロッド２０に保持されている口金１３は、前後方向への動きが抑制され、金型３０Ｌ，３０Ｒの移動経路の延長線上で待機する。したがって、金型３０Ｌ，３０Ｒが型閉め位置に到達する時点で、第２成形面３２と口金１３が前後方向に位置ずれせず、第２成形面３２はパリソン２９を確実に口金１３の外周に押圧することができる。

上述のように本実施例の製造装置Ｂは、軸線を鉛直方向に向けた合成樹脂製のライナー１０と、ライナー１０の端部内周に固着された口金１３とを備える圧力容器Ａを製造する装置であって、支持部材２２と、ロッド２０と、ブロー成形機２８と、左右一対の金型３０Ｌ，３０Ｒと、揺動抑制部材３３とを有する。ロッド２０は、口金１３を保持した状態で、軸線を鉛直方向に向けて下端部を支持部材２２に支持される。ブロー成形機２８は、ロッド２０と口金１３を包囲するようにパリソン２９を鉛直方向下向きに押し出す。一対の金型３０Ｌ，３０Ｒは、パリソン２９と非接触の型開き位置とパリソン２９を挟む型閉め位置との間で水平移動可能であり、型閉め位置へ移動させることによりパリソン２９を口金１３の外周に密着させるとともに、空気圧により膨張したパリソン２９を成形してライナー１０とする。

揺動抑制部材３３は、ロッド２０の外周のうち下側の口金１３より低い部分に対し、当接可能に対向する。この当接位置は、上下２つの口金１３のうち支持部材２２に近い下側の口金１３よりも、更に支持部材２２（ロッド２０の揺動支点）に近い部分である。したがって、ロッド２０が揺動していても、ロッド２０のうち揺動支点に近い部分が揺動抑制部材３３に当接することにより、ロッド２０の揺動が抑制される。

また、揺動抑制部材３３は、ロッド２０を挟んで一対の金型３０Ｌ，３０Ｒの移動方向と略直交する前後方向に対向する一対の対向部３４を備えている。ロッド２０が金型３０Ｌ，３０Ｒと干渉するのは、ロッド２０が金型３０Ｌ，３０Ｒの移動経路外へ外れたとき、つまり左右方向に移動する金型３０Ｌ，３０Ｒに対して前後方向に揺動しているときである。したがって、一対の対向部３４の対向方向を、一対の金型３０Ｌ，３０Ｒの移動方向と略直交する方向とすれば、ロッド２０と金型３０Ｌ，３０Ｒとの干渉を確実に防止することができる。

また、揺動抑制部材３３には、一対の対向部３４を一定の位置関係を保つことにより、金型３０Ｌ，３０Ｒの移動方向と略平行な溝部３５が形成されている。この構成によれば、ロッド２０が金型３０Ｌ，３０Ｒの移動方向に揺動していても、ロッド２０を一対の対向部３４の間に配し、そのロッド２０が金型３０Ｌ，３０Ｒの移動方向と交差する方向へ揺動することを抑制できる。尚、ロッド２０が溝内で金型３０Ｌ，３０Ｒの移動方向と平行に揺動しても、一対の金型３０Ｌ，３０Ｒが口金１３を挟み込むように接近することによって、ロッド２０の揺動を抑制できる。

また、揺動抑制部材３３が、左側の金型３０Ｌに対し一体に移動し得るように取り付けられているので、揺動抑制部材３３を移動させるための専用の駆動機構が不要となる。また、溝部３５のうちロッド２０が入出する開口端部には、外方に向かって幅広となるガイド部３６が形成されているので、ロッド２０に対する溝部３５の嵌合を動作が安定する。

＜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）上記実施例では、揺動抑制部が、ロッドを挟むように対向する一対の対向部を備えているが、揺動抑制部は、平面視形状が略Ｌ字形又は略Ｖ字形をなしていてもよい。
（２）上記実施例では、揺動抑制部を、金型の移動方向と平行に移動させたが、揺動抑制部は金型の移動方向と交差する方向に移動させてもよい。
（３）上記実施例では、揺動抑制部を金型と一体に移動させたが、揺動抑制部は、金型とは独立して移動させてもよい。
（４）上記実施例では、一対の対向部が互いに連なって単一の揺動抑制部材を構成しているが、一対の対向部は、互いに異なる２つの部品に形成されていてもよい。この場合、２つの対向部が一定の位置関係を保ったまま移動してもよく、２つの対向部が互いに独立して移動し得るようにしてもよい。また、２つの対向部が互いに独立して移動する場合の移動方向は、２つの対向部の対向方向と平行な方向、対向方向に対して斜め方向、対向方向と平行な方向のいずれであってもよい。
（５）上記実施例では、支持部材が鉛直方向に伸縮するシリンダであるが、支持部材は伸縮動作を行わないものであってもよい。

Ａ…圧力容器
Ｂ…製造装置
１０…ライナー
１３…口金
２０…ロッド
２２…支持部材
２８…ブロー成形機
２９…パリソン
３０Ｌ，３０Ｒ…金型
３３…揺動抑制部材
３４…対向部
３５…溝部
３６…ガイド部

Claims (5)

1. 軸線を鉛直方向に向けた合成樹脂製のライナーと、前記ライナーの端部内周に固着された口金とを備える圧力容器を製造する装置であって、
   支持部材と、
   軸線を鉛直方向に向けて下端部を前記支持部材に支持され、前記口金を保持するロッドと、
   前記ロッドと前記口金を包囲するようにパリソンを鉛直方向下向きに押し出すブロー成形機と、
   型閉め位置へ水平移動させることにより前記パリソンを前記口金の外周に密着させるとともに、空気圧により膨張した前記パリソンを成形して前記ライナーとする一対の金型と、
   前記ロッドの外周のうち前記口金より低い部分に対し、当接可能に対向する揺動抑制部材とを備えていることを特徴とする圧力容器の製造装置。
2. 前記揺動抑制部材が、前記ロッドを挟んで前記一対の金型の移動方向と略直交する方向に対向する一対の対向部を備えていることを特徴とする請求項１記載の圧力容器の製造装置。
3. 前記揺動抑制部材には、前記一対の対向部を一定の位置関係を保つことによって溝部が形成されており、
   前記揺動抑制部材が前記金型の移動方向と平行に移動することにより、前記溝部が前記ロッドに嵌合されるようになっていることを特徴とする請求項２記載の圧力容器の製造装置。
4. 前記揺動抑制部材が、前記金型に対し一体に移動し得るように取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の圧力容器の製造装置。
5. 前記溝部のうち前記ロッドが入出する開口端部には、外方に向かって幅広となるガイド部が形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の圧力容器の製造装置。

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