JP6800554B2 - 中空タンク支持アセンブリ及び中空タンクの成型方法 - Google Patents

Description

本発明は、中空タンク支持アセンブリに関し、具体的には、中空タンク支持アセンブリ及び中空タンクの製造方法に関し、燃料タンクの製造に係る技術分野に属する。

現在の一般的なプラスチック燃料タンクがライフサイクル内で耐え得る内部圧力範囲は、一般的に−2kPa〜6kPaであるが、自動車技術の発展に伴い、ある特別な場合、例えば、ハイブリット自動車の場合、プラスチック燃料タンクに対して、より高い耐圧能力を有することが求められ、耐えなければならない内部圧力範囲は、−15kPa〜40kPaに拡大する。このような場合に、一般的なプラスチック燃料タンクの伝統的な構造設計の強度は、新しい耐圧需要を満たすには程遠かったため、歪みや割れが発生しやすくなり、燃料漏れによる深刻な安全上の問題をもたらす。一般的なプラスチック燃料タンクの構造の強度を向上させるためには、従来技術における方法は、燃料タンクの外部に網目構造を一層巻き付けることであるが、このような構造設計は、内部の加圧膨張によるボックスの歪みを抑えることができる一方、ボックスの内部が負圧を受けると、ボックスの内部への収縮による構造の歪みを抑制することができない。中空タンクの強度を向上させる他の通常の方法は、中空タンク内に中空タンクの上下の内壁に接続されるいくつかのピラーを配置することであり、十分な高い圧力に耐え得るのに十分な高い強度を持たせるように、ピラーの中間に金具が含まれていることが多い。このような金具を含むピラーは、製造コストが高く、静電気防止処理を行う必要があり、ピラーの中間部分には金属が含まれ、両端よりも強度が大きいので、ピラーの両端の接続部分が機能できなくなりやすい。なお、金属は密度が大きいので、中空タンクの重量を大きく増大させることになる。当業者は、新しい方案を試みているが、当該問題は未だに解決されていない。

本発明は、従来技術の設計に存在している問題について、中空タンクの高い過圧と低い負圧による歪みに抗し、製品全体の形状安定性を高めることができるとともに、中空タンクの使用材料量を少なくし、軽量で低コストである中空タンク支持アセンブリ及び中空タンクの製造方法を提供する。

前記目的を実現するために、本発明は、支持体と、支持体の両端に設けられている支持端と、を備え、前記支持端に、支持体に接続されている階段式遷移アセンブリが設けられている中空タンク支持アセンブリという技術方案を採用する。

本発明の改良として、前記支持体は中空構造に設けられている。

本発明の改良として、前記支持体は、支持本体とベースとを備える。

本発明の改良として、前記支持本体は、円筒体構造、又は中間に波状構造を有する円筒体に設けられている。

本発明の改良として、ベース孔が設けられている前記ベースは、円形状、楕円形状、又は角形状に設けられている。縁部にスルホールが等間隔で並び、支持端と接続されると、支持端における一部の溶融材料は、これらのスルホールを貫通し、材料が冷却した後、抜止め構造を形成することができ、支持端と支持体との間の接続強度をさらに向上させる。

本発明の改良として、前記支持端は、凸構造が設けられている、円形状、楕円形状、又は角形状の端面を有し、前記端面の支持体との接続部分に、支持端階段式構造が設けられている。

本発明の改良として、前記支持本体の両端の支持端との接続箇所に、支持端階段式構造とマッチする階段式遷移アセンブリを形成する支持体階段式構造が設けられている。支持体は、両側の支持端との接続部分に、支持端における「階段式」構造とマッチする径方向に延びる「階段式」縁部が設けられている。前記支持体は、プラスチック、例えばPOM、HDPE、PA、PPA、PBT、PPS、PEEK、及びステンレス金属のうちの1つであってもよく、支持端は、プラスチック、例えばHDPEであってもよい。

本発明の改良として、前記支持本体にV型、U型、又は半円形状に設けられている凹溝が設けられ、前記支持本体の両側の端部の近くに開孔が設けられている。よって、中空タンク内の液体が流出入可能となることが保証されるため、中空体内部に占める液体貯蔵空間が小さい。中空円筒に、筒体を貫通する複数の開孔を設けてもよい。中空円筒における凹溝と貫通孔の構造により、タンクが落下すると、凹溝及び貫通孔の箇所が応力の集中する部分になり最初に破断することを確保でる。このように、支持構造とタンクの壁との接続部分の割れを回避し、タンクの壁の完全性を確保することができる。タンクの壁が引き裂かれると、内部に貯蔵されている燃料が漏れるようになり、重大な事故が発生しやすくなる。

支持アセンブリを有する中空タンクの成型方法は、
1）2枚のパリソンが打ち抜かれるステップと、
2）予備成型の型板装置を金型の中に移動させるステップと、
3）打抜きを完成した後、半型と予備成型の型板とが型閉され、内部に高圧ブローし、シェルを予め成型しておくステップと、
4）プリブロー成型を一定時間行った後、金型を型開するステップと、
5）中間予備成型の型板装置を取り出すとともに、アセンブリ内蔵機構を金型中の所定の位置に入り込ませるステップと、
6）アセンブリ内蔵機構は、内部接続構造の一方側の接続部材の端面をパリソンの所定の位置に接続するステップと、
7）アセンブリ内蔵機構を取り出すステップと、
8）金型を再び型閉し、内部接続構造の他方側の接続部材の端面を他方側のパリソンの所定の位置に接続するステップと、
9）高圧ブローにより、中空タンク本体の最終成型を完了させるステップと、
10）金型を型開し、製品を取り出すステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の改良として、前記ステップ6）における内部接続構造は、支持アセンブリと、防波板構造とを備え、支持アセンブリがアセンブリ内蔵装置によって中空タンクの内壁に接続される際に、支持アセンブリの一方側の接続部材の端面を予熱しておき、中空タンクの内壁との十分な接続を確保することができる。

従来技術に対して、本発明の利点は、以下のとおりである。1）中空タンク支持アセンブリの支持体は、中空円筒構造を採用し、この構造は、長時間にわたり外部圧力の作用を受けても歪みが生ずることがなく、且つ、当該構造は、成型しやすく、成型工具に対する開発要求が低く、時間を節約し、開発コストを削減する。2）円筒形状の支持本体には、複数の凹溝が分布し、この凹溝構造は、V型、U型又は半円形状であってもよい。なお、支持体の両側の端部の近くに開孔が設けられ、中空タンク内の液体が流出入可能であることが保証されるため、中空体内部に占める液体貯蔵空間が小さい。中空円筒に、筒体を貫通する複数の開孔を設けてもよい。中空円筒における凹溝と貫通孔の構造により、タンクが落下すると、凹溝及び貫通孔の箇所が応力の集中する部分になり最初に破断することを確保できる。このように、支持構造とタンクの壁との接続部分の割れを回避し、タンクの壁の完全性を確保することができる。タンクの壁が引き裂かれると、内部に貯蔵されている燃料が漏れるようになり、重大な事故が発生しやすくなる。3）支持体は、両側の支持端との接続部分に、支持端における「階段式」構造とマッチする径方向に延びる「階段式」縁部が設けられている。縁部にスルホールが等間隔で並び、支持端と接続されると、支持端における一部の溶融材料は、これらのスルホールを貫通し、材料が冷却した後、抜止め構造を形成することができ、支持端と支持体との間の接続強度をさらに向上させる。4）当該技術方案は低コストであるので、幅広い普及、応用が容易になる。

本発明による支持構造の模式図である。 本発明による支持端構造の模式図である。 本発明による異なる支持体構造の模式図である。 2枚のパリソンの製造過程の模式図である。

本発明をさらに理解し認識するために、以下、本発明について、実施例によりさらに述べて説明する。

実施例1：図1〜図5を参照すると、中空タンク支持アセンブリは、支持体2と、支持体の両端に設けられている支持端1と、を備え、前記支持端に、支持体に接続されている階段式遷移アセンブリが設けられている。前記支持体2は中空構造に設けられている。前記支持体は、支持本体5とベース6とを備える。前記支持端1は、凸構造3が設けられている、円形状、楕円形状、又は角形状の端面を有する。凸構造の数及び各凸構造の横断面の大きさは、実際の接続強度の必要に応じて設定されている。当該構造設計によって、支持端とシェルの壁との間を簡単かつ速やかに接続でき、且つ、強度の高い接続性能を満足することを前提とする最少の製品材料を使用し、高性能で低コストかつ軽量の目的を達成することができる。当該技術方案において、支持体は中空構造に設けられ、軽量で構造が安定になり、使用材料量が少なくなり、中空タンクの高い過圧と低い負圧による歪みに抗することができる。

実施例2：図3を参照すると、本発明の改良として、前記支持本体5は、円筒体構造、又は中間に波状構造を有する円筒体に設けられている。当該構造は、長時間にわたり外部圧力の作用を受けても歪みが生ずることがなく、且つ、当該構造は、成型しやすく、成型工具に対する開発要求が低く、時間を節約し、開発コストを削減する。

実施例3：図3を参照すると、本発明の改良として、ベース孔7が設けられている前記ベース6は、円形状、楕円形状、又は角形状に設けられている。縁部にスルホールが等間隔で並び、支持端と接続されると、支持端における一部の溶融材料は、これらのスルホールを貫通し、材料が冷却した後、抜止め構造を形成することができ、支持端と支持体との間の接続強度をさらに向上させる。

実施例4：図3を参照すると、本発明の改良として、前記端面の支持体との接続部分に、支持端階段式構造4が設けられており、前記支持本体の両端の支持端との接続箇所に、支持端階段式構造とマッチする階段式遷移アセンブリを形成する支持体階段式構造5が設けられている。支持体は、両側の支持端との接続部分に、支持端における「階段式」構造とマッチする径方向に延びる「階段式」縁部が設けられている。このように設計すると、支持端と支持体との間の接触面積を増大させるとともに、製品材料も節約される。支持端は、射出プロセスによって支持体の両側を包んで覆う。当該構造設計は、支持端と支持体との間の接続強度を向上させるとともに、製品の重量を低減する。

実施例5：図4を参照すると、本発明の改良として、前記支持本体に、V型、U型、又は半円形状に設けられている凹溝8が設けられ、前記支持本体の両側の端部の近くに開孔9が設けられている。よって、中空タンク内の液体が流出入可能となることが保証されるため、中空体内部に占める液体貯蔵空間が小さい。図5に示すように、中空円筒に、筒体を貫通する複数の開孔を設けてもよい。中空円筒における凹溝と貫通孔の構造により、タンクが落下すると、凹溝及び貫通孔の箇所が応力の集中する部分になり最初に破断することを確保できる。このように、支持構造とタンクの壁との接続部分の割れを回避し、タンクの壁の完全性を確保することができる。タンクの壁が引き裂かれると、内部に貯蔵されている燃料が漏れるようになり、重大な事故が発生しやすくなる。前記支持体は、プラスチック、例えばPOM、HDPE、PA、PPA、PBT、PPS、PEEK、及びステンレス金属のうちの1つであってもよく、支持端は、タンクの上下の壁とより良好に接続されるように、プラスチック、例えばHDPEであってもよい。

実施例6：図6〜10を参照すると、支持アセンブリを有する中空タンクの成型方法は、
1）図6に示すように、2枚のパリソンが打ち抜かれるステップと、
2）図7に示すように、予備成型の型板装置を金型の中に移動させるステップと、
3）図7に示すように、打抜きを完成した後、半型10と予備成型の型板とが型閉され、内部に高圧ブローし、シェルを予め成型しておくステップと、
4）図8に示すように、プリブロー成型した後、金型を型開するステップと、
5）図9に示すように、中間予備成型の型板11装置を取り出すとともに、アセンブリ内蔵機構を金型中の所定の位置に入り込ませるステップと、
6）図9に示すように、アセンブリ内蔵機構は、内部接続構造の一方側の接続部材の端面をパリソンの所定の位置に接続し、内部接続構造の配置動作をロボットによって完成してもよいステップと、
7）図10に示すように、アセンブリ内蔵機構を取り出すステップと、
8）金型を再び型閉し、内部接続構造の他方側の接続部材の端面を他方側のパリソンの所定の位置に接続するステップと、
9）高圧ブローにより、中空タンク本体の最終成型を完了させるステップと、
10）金型を型開し、製品を取り出すステップと、を備える。

前記ステップ6）における内部接続構造は、支持アセンブリ、防波板等の構造を備え、支持アセンブリがアセンブリ内蔵装置によって中空タンクの内壁に接続される際に、支持アセンブリの一方側の接続部材の端面を予熱しておき、中空タンクの内壁との十分な接続を確保することができる。
本発明では、実施例2、3、4、5に記載の前記技術的特徴と実施例1とを組み合わせて、新しい実施形態を形成することもできる。

説明すべきなのは、上述した実施例は、本発明の保護範囲を限定するためのものではなく、前記技術方案に基づく均等な変形又は置換は、何れも本発明の特許請求の範囲の保護範囲に入ることである。

1 : 支持端
2 : 支持体
3 : 凸構造
4 : 支持端階段式構造
5 : 支持本体
6 : ベース
7 : ベース孔
8 : 凹溝
9 : 開口
10 : 金型半体
11 : 予備成型の型板
14 : アセンブリ内蔵機構
15 : 支持体階段式構造
16 : 波状構造の円筒体

Claims (4)

1. 支持体と、支持体の両端に設けられている支持端と、を備え、前記支持端に、支持体と接続される階段式遷移アセンブリが設けられ、
   前記支持体は、中空構造であり、支持本体とベースとを備え、前記支持本体は、円筒体構造、又は中間に凹溝構造を有する円筒体であり、前記ベースは、円形状、楕円形状、又は角形状であり、ベース孔が設けられており、
   前記支持端は、円形状、楕円形状、又は角形状の端面を有し、一方の端面に凸構造が設けられ、他方の端面の前記支持体との接続部分に支持端階段式構造が設けられ、
   前記支持本体の両端の前記支持端との接続部分に前記支持端階段式構造とマッチする支持体階段式構造が設けられ、
   前記支持端階段式構造と前記支持体階段式構造が階段式遷移アセンブリを形成する中空タンク支持アセンブリ。
2. 前記支持本体の円筒体の周方向に沿って、V型、U型、又は半円形状である前記凹溝構造が設けられ、前記支持本体の両側の端部の近くに開孔が設けられ、前記支持体は、POM、HDPE、PA、PPA、PBT、PPS、PEEK、及びステンレス金属のうちの1つであり、支持端は、HDPEである、ことを特徴とする請求項1に記載の中空タンク支持アセンブリ。
3. 請求項1又は2に記載の支持アセンブリを有する中空タンクの成型方法であって、
   1）2枚のパリソンが打ち抜かれるステップと、
   2）予備成型の型板装置を金型の中に移動させるステップと、
   3）打抜きを完成した後、半型と予備成型の型板とが型閉され、内部に高圧ブローし、シェルを予め成型しておくステップと、
   4）プリブロー成型を一定時間行った後、金型を型開するステップと、
   5）中間予備成型の型板装置を取り出すとともに、アセンブリ内蔵機構を金型中の所定の位置に入り込ませるステップと、
   6）アセンブリ内蔵機構は、内部接続構造の一方側の接続部材の端面をパリソンの所定の位置に接続するステップと、
   7）アセンブリ内蔵機構を取り出すステップと、
   8）金型を再び型閉し、内部接続構造の他方側の接続部材の端面を他方側のパリソンの所定の位置に接続するステップと、
   9）高圧ブローにより、中空タンク本体の最終成型を完了させるステップと、
   10）金型を型開し、製品を取り出すステップと、を備えることを特徴とする支持アセンブリを有する中空タンクの成型方法。
4. 前記ステップ6）における内部接続構造は、支持アセンブリと、防波板の構造とを備え、支持アセンブリがアセンブリ内蔵装置によって中空タンクの内壁に接続される際に、支持アセンブリの一方側の接続部材の端面を予熱しておき、中空タンクの内壁との十分な接続を確保することができる、ことを特徴とする請求項３に記載の支持アセンブリを有する中空タンクの成型方法。