JP7253115B2 - 燃料タンク製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク製造装置に関する。

自動車の燃料タンク等のブロー成形品にバルブ等の構成部品を内蔵部品として取り付ける方法が知られている。例えば特許文献１には、頭部、首部および肩部を備えた内蔵部品を内蔵した燃料タンクの製造方法が記載されている。この燃料タンクの製造方法では、タンク本体成形時にパリソンの外側から空気を送り込むことによってパリソンを首部に沿って賦形することで内蔵部品をタンク本体に固定する。

国際公開第２０１８／２２５４１３号

従来技術では、パリソンが狭隘な首部に入り込み難いため、パリソンを首部に沿って賦形させることが困難となる。引用文献１では、パリソンを首部に入り込ませるため、頭部の外側から首部に向けて空気圧を付与していた。しかし、この形態であると、頭部及び首部付近のパリソンが局所的に薄くなるとともに、頭部上面に配置されるパリソンが賦形に寄与しづらいので、パリソンの厚さにばらつきが発生したり、バリア層が破断したりするという問題があった。

本発明は、このような観点から創案されたものであって、内蔵部品へパリソンを賦形する際に、パリソンの肉厚にばらつきが生じるのを防ぐことを目的（課題）とする。

前記課題を解決するため、本発明は、頭部、首部、肩部を有する内蔵部品のうち前記頭部から前記首部に亘って、タンク本体成形時にパリソンを回り込ませることで前記内蔵部品をタンク本体に固定させて燃料タンクを製造する燃料タンク製造装置であって、ブロー成形により前記パリソンが転写される一対の成形型と、前記成形型に設けられる賦形装置と、を備え、前記賦形装置は、成形時に前記内蔵部品の前記頭部及び前記首部を収納すると共に前記肩部で覆われる凹部と、前記凹部の底面のうち前記頭部に対応する範囲内に設けられ、前記頭部に向けて空気圧を付与する空気孔と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、凹部の底面のうち頭部に対応する位置に空気孔を設けることで、頭部に対して、空気圧を付与することができるため、成形型と頭部との間に位置するパリソンを所定の厚さに維持しつつ、頭部の径方向外側及び首部にパリソンを配置させることができるため、パリソンの肉厚にばらつきが生じるのを抑制することができるとともに、バリア層が破断するのを防ぐことができる。

また、前記空気孔は、スリット状の開口部を複数備えて構成されることを特徴とする。

本発明によれば、成形時にパリソンが空気孔に入り込み、パリソンが突起状に賦形されるのを抑制することができる。

本発明に係る燃料タンク製造装置は、内蔵部品へパリソンを賦形する際に、パリソンの肉厚にばらつきが生じるのを防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る燃料タンクの概略断面図である。 燃料タンク製造装置の概略縦断面図である。 賦形装置の斜視図である。 賦形装置の平面図である。 成形時において内蔵部品の端部周りにおけるパリソンの転写状況を説明するための図である。 成形時において内蔵部品の端部周りにおけるパリソンの転写状況を説明するための図である。 従来の成形時において内蔵部品の端部周りにおけるパリソンの転写状況を説明するための図である。 燃料タンク製造装置における燃料タンクの製造方法を説明するための図であり、（ａ）はパリソンの射出工程を示し、（ｂ）は内蔵部品の投入工程を示し、（ｃ）は内蔵部品の仮セット工程を示す。 燃料タンク製造装置における燃料タンクの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は成形型の閉鎖工程を示し、（ｂ）はブロー成形工程を示し、（ｃ）はパリソンの冷却工程を示し、（ｄ）は成形型の開放工程を示す。

≪実施形態に係る燃料タンク≫
図１に示す燃料タンクＴは、自動車やバイク並びに船舶等の移動手段に搭載されるものであり、タンク本体Ｔａと、内蔵部品６とで主に構成されている。図１に示すように、本実施形態では内蔵部品６として燃料タンクＴの強度を保つための柱状の補強部材を例示するが、内蔵部品６はバルブや波消し板などであってもよい。以下の説明における「上下」、「左右」は図１の矢印に従う。当該方向は、説明の便宜上定めるものであり、本発明を限定するものではない。なお、図１の左右方向は、燃料タンクＴを製造する一対の成形型の開閉方向に対応している。

タンク本体Ｔａは、ガソリン等の燃料を貯溜する樹脂製の中空容器であり、例えばバリア層を含んだ複数層構造になっている。タンク本体Ｔａは、例えば、ポリエチレン、高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を主な材料としている。タンク本体Ｔａは、例えばブロー成形等によって形成される。

＜燃料タンク製造装置１＞
次に、燃料タンクＴを作る燃料タンク製造装置について説明する。
図２に示す燃料タンク製造装置１は、円筒状のパリソンＳをブロー成形して内蔵部品６を有する燃料タンクＴ（図１参照）を製造する装置である。なお、燃料タンクＴは、シート状のパリソン（図示せず）を成形して製造することもできる。

図２に示すように、燃料タンク製造装置１は、ダイ２と、一対をなす第１成形型３および第２成形型４と、第１成形型３および第２成形型４それぞれに備えられる、賦形装置３０，４０と、第１成形型３および第２成形型４の間を昇降する昇降機５と、を主に備えている。

ダイ２は、第１成形型３および第２成形型４の上部に配置され、第１成形型３および第２成形型４にパリソンＳを供給する供給手段である。パリソンＳは、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＥＶＯＨ（エチレン－ビニルアルコール共重合体）及び接着層などにより多層断面構造になっており、燃料タンクＴ（図１参照）を構成するタンク本体Ｔａの前駆体である。

第１成形型３および第２成形型４は、燃料タンクＴ（図１参照）を型締め成形する成形手段である。第１成形型３および第２成形型４は向かい合って配置されており、対向面には凹状の成形部３ａ，４ａが形成されている。第１成形型３および第２成形型４は左右方向に移動することで開閉可能であり、第１成形型３および第２成形型４を開いた状態でパリソンＳが供給される。また、第１成形型３および第２成形型４は、第１成形型３および第２成形型４内に空気を送り込むための図示しないブローピンを備えており、図示しない第１正圧付与手段によって第１成形型３および第２成形型４内の空気圧（ブロー圧）は適切に調整される。第１正圧付与手段によって、成形部３ａ，４ａにパリソンＳが転写される。

第１成形型３は、分離するように構成されており、本体部３ｂと、本体部３ｂから分離可能な賦形装置３０を備えている。同様に、第２成形型４は、分離するように構成されており、本体部４ｂと、本体部４ｂから分離可能な賦形装置４０とを備えている。

＜賦形装置３０，４０＞
図３乃至図４を参照して、賦形装置３０の構成について説明する。なお、ここでは、賦形装置３０について説明するが、賦形装置４０の構造および作用は、賦形装置３０と同様であるため、以降の説明では、賦形装置３０を中心に説明する。図３に示すように賦形装置３０は、端面３０ａに凹部３０ｂが形成され、円柱状を呈する。

賦形装置３０には、内蔵部品６の両端部分の形状に対応した凹部３０ｂが形成されており、成形時に内蔵部品６の端部を収納することができる。凹部３０ｂは、本実施形態では、中空部が円錐台形状となっている。また、凹部３０ｂの底面３０ｆには、凹部３０ｂ内に空気を送り込むための空気孔３０ｄが形成されている。凹部３０ｂ内の空気圧（ブロー圧）は、第２正圧付与手段（図示省略）によって適正に調整される。また、賦形装置３０の側面３０ｃには、空気注入孔３０ｇが形成されている。空気注入孔３０ｇは、空気孔３０ｄに連通しており、第２正圧付与手段によって空気が供給される。

図４に示すように、凹部３０ｂの底面３０ｆには、空気孔３０ｄが形成されている。空気孔３０ｄは、内蔵部品６の頭部６ｄに対応する範囲内に形成されている。これにより、成形時に凹部３０ｂ内に頭部６ｄが収納されたときに、パリソンＳを介して頭部６ｄに対して空気圧（ブロー圧）を付与することができる。また、「頭部６ｄに対応する範囲」とは、頭部６ｄの径方向内側に収まる範囲である。

また、空気孔３０ｄの形状は制限されないが、本実施形態ではスリット状の開口部３０ｅを複数備えている。ここで、ブロー成形時においては、タンク本体Ｔａ側に付与するブロー圧と、賦形装置３０側に付与するブロー圧を制御するが、当該制御によってはパリソンＳが空気孔３０ｄ内に入り込み、パリソンＳが突起状に賦形されるおそれがある。しかし、本実施形態によれば、スリット状の開口部３０ｅを備えているため、このような不具合を防ぐことができる。なお、スリット状の開口部３０ｅの大きさ（幅）は、パリソンＳが入り込まない程度に適宜設定することができる。

＜昇降機５＞
昇降機５は、内蔵部品６を取付け位置まで移動させる移動手段である。ここでの取付け位置は、円筒状のパリソンＳの内側であって、賦形装置３０，４０の間である。

次に、燃料タンク製造装置１の動作について説明する。燃料タンク製造装置１による燃料タンクＴ（図１参照）の製造方法の全工程を説明する前に、内蔵部品６および内蔵部品６の端部周りの転写状況について説明する。

＜内蔵部品６＞
内蔵部品６は、タンク本体Ｔａの前駆体であるパリソンＳ（図２参照）と溶着可能な材料（例えばＰＥ（ポリエチレン）等の熱可塑性樹脂）、溶着不可能な材料（例えばPOM、金属等）のどちらが用いられてもよい。パリソンＳは、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＥＶＯＨ（エチレン－ビニルアルコール共重合体）及び接着層などにより多層断面構造になっている。

内蔵部品６は、図５に示すように、胴部６ａと、胴部６ａの両端に形成される肩部６ｂと、肩部６ｂの外側に形成される首部６ｃと、頭部６ｄとを備えて構成されている。肩部６ｂは板状を呈する。首部６ｃ及び頭部６ｄは、円柱状を呈する。各部位の外径の大きさは、首部６ｃ、頭部６ｄ、肩部６ｂの順に大きくなっている。内蔵部品６の構造は、左右が鏡面対称になっている。

また、図５に示す、肩部６ｂは、賦形装置３０の凹部３０ｂを覆う部位である。肩部６ｂの形状やサイズは、凹部３０ｂの全部を覆うことができればよく、特に限定されるものではない。

＜内蔵部品の端部周りの転写状況＞
図５および図６を参照しつつ、成形時において内蔵部品６の端部周りにおけるパリソンＳの転写状況について説明する。なお、ここでは第１成形型３について説明するが、第２成形型４についても同様である。
燃料タンク製造工程において、図５に示すように、賦形装置３０を内蔵部品６側に移動させて型締めすることにより、パリソンＳと共に内蔵部品６の首部６ｃおよび頭部６ｄが賦形装置３０の凹部３０ｂ内に押し込まれる。

図６に示すように、肩部６ｂがパリソンＳに接触して賦形装置３０の凹部３０ｂの開口部を覆い、凹部３０ｂに首部６ｃおよび頭部６ｄが完全に押し込まれたら（収納されたら）、第１成形型３内に空気を送り込むことでパリソンＳ内に正圧Ｐ１（第１の正圧）を発生させ、第１成形型３にパリソンＳを転写させる。また、凹部３０ｂに形成される空気孔３０ｄから凹部３０ｂ内に収容されている、頭部６ｄに対して、空気を送り込むことで凹部３０ｂ内に正圧Ｐ２（第２の正圧）を発生させ、肩部６ｂと頭部６ｄとの間の隙間６ｊ（図５参照）にパリソンＳを入り込ませて転写させる。首部６ｃに回り込ませたパリソンＳに相当する部分を「パリソン相当部Ｗ」とする。パリソン相当部Ｗは首部６ｃの周囲にわたって形成される。

またこのとき、パリソンＳが肩部６ｂと第１成形型３との間で押し付けられて、パリソンＳと肩部６ｂとが溶着されてもよい。また、正圧Ｐ２によってパリソンＳが頭部６ｄに押し付けられて、パリソンＳと頭部６ｄとが溶着されてもよい。

ここで、図７は、従来の成形時において内蔵部品の端部周りにおけるパリソンの転写状況を説明するための図である。図７に示すように、従来の方法では、狭隘な首部６ｃの周囲にパリソンＳを入り込ませるために、凹部３０ｂの底面３０ｆのうち、頭部６ｄに対応する範囲外（頭部６ｄの径方向外側）に空気孔３０ｈを設定していた。ところが、この従来の方法でパリソンＳの賦形を行うと、頭部６ｄの径方向外側に位置するパリソンＳが流動して、頭部６ｄの径方向外側及び首部６ｃ付近のパリソンが局所的に薄くなるという問題がある。また、頭部６ｄに空気圧が付与されないため、頭部６ｄの上面（頭部６ｄと底面３０ｆの間）に配置されるパリソンＳが厚くなってしまい、頭部６ｄ付近に賦形されるパリソンＳの厚みにばらつきが生じてしまう。

これに対し、図６の本実施形態の賦形装置３０によれば、頭部６ｄの上面のパリソンＳに空気圧を付与することで、頭部６ｄの上面のパリソンＳが厚くなるのを抑えることができる。また、頭部６ｄの上面のパリソンＳに空気圧を付与することで、頭部６ｄの上面のパリソンＳを保持することができるため、当該パリソンＳが薄くなるのを防ぐことができる。これにより、頭部６ｄの上面のパリソンＳの厚さを所定の厚さ（所望の厚さ）に維持した状態で、パリソンＳが頭部６ｄの径方向外側及び首部６ｃの周囲に流動するため、パリソンＳが局所的に肉薄に賦形されるのを防ぐことができる。これにより、パリソンＳの厚さにばらつきが生じるのを防ぐことができる。

次に、燃料タンク製造装置１の全体の工程について説明する。
＜パリソンの射出工程＞
図８（ａ）に示すように、ダイ２は、開いた状態の第１成形型３および第２成形型４の間に円筒状のパリソンＳを射出する。

＜内蔵部品の投入工程＞
次に、図８（ｂ）に示すように、昇降機５は内蔵部品６を保持した状態で上昇し、内蔵部品６を取付け位置まで移動させる。ここで取付け位置は、パリソンＳの内側であって、賦形装置３０，４０の間である。

＜内蔵部品の仮セット工程＞
次に、図８（ｃ）に示すように、第１成形型３および第２成形型４の賦形装置３０，４０は、互いに対向する方向に移動し、内蔵部品６を両端側から挟み込むように保持する。そして、昇降機５は内蔵部品６を離した状態で降下し、初期位置まで退避する。昇降機５の初期位置は、第１成形型３および第２成形型４の本体部３ｂ，４ｂを閉じた場合に干渉しない位置であればよい。

＜成形型の閉鎖工程＞
次に、図９（ａ）に示すように、第１成形型３および第２成形型４の本体部３ｂ，４ｂは、互いに対向する方向に移動し、第１成形型３および第２成形型４が型締めされる。

＜ブロー成形工程＞
次に、図９（ｂ）に示すように、図示しない第１正圧付与手段は、第１成形型３および第２成形型４内のパリソンＳの内側から正圧Ｐ１（第１の正圧）を付与する。これにより、パリソンＳは、第１成形型３および第２成形型４の成形部３ａ，４ａに押し付けられて転写される。
また、空気孔３０ｄから付与される、空気（第２の正圧）は、第１成形型３および第２成形型４の凹部３０ｂ，４０ｂ（図６参照）内のパリソンＳの外側から正圧Ｐ２（第２の正圧）を付与する。これにより、パリソンＳは、内蔵部品６の首部６ｃに沿って賦形される（図６参照）。なお、正圧Ｐ１、正圧Ｐ２を付与する順番は特に限定されるものではない。正圧Ｐ２は正圧Ｐ１よりも高く設定されているのが好ましい。

＜パリソンの冷却工程＞
次に、図９（ｃ）に示すように、図示しない冷却手段を用いて第１成形型３および第２成形型４内で冷却空気Ｃを循環させる。これにより、パリソンＳは冷やされて硬化する。

＜成形型の開放工程＞
次に、図９（ｄ）に示すように、第１成形型３および第２成形型４を開いて成形品Ｕを取り出す。そして、両端に形成される不要なバリを切断することで燃料タンクＴ（図１参照）が完成する。

以上説明した実施形態によれば、底面３０ｆの頭部６ｄに対応する範囲内に空気孔３０ｄを設けることで、頭部６ｄに対して空気圧を付与することができる。これにより、頭部６ｄの上面のパリソンＳの厚さを所定の厚さに維持した状態で、パリソンＳが頭部６ｄの径方向外側及び首部６ｃの周囲に流動するため、パリソンＳが局所的に肉薄に賦形されるのを防ぐことができる。よって、パリソンＳの厚さのばらつきを抑制するとともに、バリア層が破断又は損傷するのを防ぐことができる。また、空気孔３０ｄから付与された空気は、凹部３０ｂの底面３０ｆ及び側面に沿って進むため、パリソンＳを首部６ｃ方向に押し込むことができる。これにより、周方向にバランス良くパリソン相当部Ｗを形成することができる。なお、肩部６ｂ及び首部６ｃには、賦形する際の首部６ｃ周りの空気をタンク本体Ｔａ側に流出させる連通孔（図示省略）が形成されている。これにより、首部６ｃ周りにパリソンＳをより確実に賦形させることができる。

また、空気孔３０ｄは、スリット状の開口部３０ｅを複数備えることで、パリソンＳを賦形する際にパリソンＳが、空気孔３０ｄ内へ入るのを防ぐことができる。そのため、パリソンＳが突起状に賦形されるのを防ぐことができる。

以上発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。本実施形態の空気孔３０ｄは、スリット状の開口部３０ｅを複数備えて構成される形状としたが、これに限定されるものではない。例えば、円形や多角形の小さな穴を複数設ける構成や、周方向に沿って複数の円形スリット状の開口部を設けるような構成としてもよい。

３０，４０ 賦形装置
３０ａ，４０ａ 端面
３０ｂ，４０ｂ 凹部
３０ｃ，４０ｃ 側面
３０ｄ，４０ｄ 空気孔
３０ｅ 開口部
３０ｆ，４０ｆ 底面
３０ｇ 空気注入孔
６ 内蔵部品
Ｓ パリソン
Ｔ 燃料タンク
Ｔａ タンク本体
３ 第１成形型（成形型）
４ 第２成形型（成形型）

Claims (2)

1. 頭部、首部、肩部を有する内蔵部品のうち前記頭部から前記首部に亘って、タンク本体成形時にパリソンを回り込ませることで前記内蔵部品をタンク本体に固定させて燃料タンクを製造する燃料タンク製造装置であって、
   ブロー成形により前記パリソンが転写される一対の成形型と、
   前記成形型に設けられる賦形装置と、を備え、
   前記賦形装置は、成形時に前記内蔵部品の前記頭部及び前記首部を収納すると共に前記肩部で覆われる凹部と、
   前記凹部の底面のうち前記頭部に対応する範囲内に設けられ、前記頭部に向けて空気圧を付与する空気孔と、を備えることを特徴とする燃料タンク製造装置。
2. 前記空気孔は、スリット状の開口部を複数備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク製造装置。

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