JP5969442B2

JP5969442B2 - 中空成形品の製造装置及び製造方法

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Publication number: JP5969442B2
Application number: JP2013180887A
Authority: JP
Inventors: 隆俊渡邉; 一広大滝; 真広新堀; 肇工藤
Original assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Current assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: US20160167285A1; CN105636761A; WO2015029616A1; CN105636761B; JP2015047776A

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の製造装置及び製造方法に関する。

中空成形品としての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場合、取り付け作業の手間等を考えると、完成後の燃料タンクに内蔵部品を後付けするよりも、燃料タンクの製造工程において取り付けることが好ましい。

燃料タンクの製造工程において内蔵部品を取り付ける従来技術として、例えば特許文献１に記載の製造装置がある。この製造装置によれば次のように燃料タンクが製造される。まず、シート状のパリソンを２枚形成し、これらパリソンを、内蔵部品を備えたセンタ型の両側に１枚ずつ垂らして配置する。そして、一対の成形型の凹部側で、両側のパリソンを介してセンタ型を挟み、成形型が近接する方向に押し付けて密閉する。

この閉じられた成形型の内部で真空引きを行って凹部にパリソンを転写しつつ、この転写したパリソンにセンタ型のアクチュエータで内蔵部品を取り付ける。この後、各成形型を互いに離間する方向に移動させつつ、センタ型を退避させる。最後に、２つの成形型の凹部側を合わせて接合すると、パリソンによる密閉空間が形成される。これにより、内蔵部品を備えた燃料タンクが得られる。

特開２０１２−１８７８４３号公報

しかし、特許文献１の製造装置は、センタ型を備えているため、装置全体の大型化を招来している。また、センタ型を退避させるためのスペースも必要である。このため、製造装置の広い設置スペースを必要とする問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、中空成形品の製造装置の小型化を実現し、製造装置を設置する場所の省スペース化を図ることができる中空成形品の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明の中空成形品の製造装置は、平面状に配置されたシート状パリソンを挟んで対向して配設された一対の凹状成形型及び成形型を備え、当該一対の凹状成形型及び成形型によって前記シート状パリソンを所定形状に成形する第１成型手段と、前記第１成型手段に並設されるとともに前記シート状パリソンを挟んで対向して配設された一対の凹状成形型及び成形型を備え、当該一対の凹状成形型及び成形型によって前記シート状パリソンの成形された部分と異なる部分を所定形状に成形する第２成型手段と、前記第１成型手段及び前記第２成型手段の少なくともいずれか一方において、前記凹状成形型に対向する前記成形型に設けられ、成形されたシート状パリソンに部品を固定する固定手段と、前記シート状パリソンの、前記第１成型手段による成形部分と前記第２成型手段による成形部分との間を切断する切断手段と、前記切断の後に、前記第１成型手段の前記凹状成形型と前記第２成型手段の前記凹状成形型とが対向し、これらの凹状成形型が型締めされるように、当該第１成型手段と当該第２成型手段とを相対移動させる移動手段と、を備え、前記第１成型手段及び前記第２成型手段は、前記シート状パリソンを各前記凹状成形型に転写させる真空引き手段及びエアブロー手段の少なくともいずれか一方を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、成形型に設けられた固定手段がシート状パリソンを介して凹状成形型に対向して配置される。このため、固定手段で、凹状成形型に転写されるシート状パリソンに部品を適正に固定することができる。また、対向する成形型の間に、従来のような大型のセンタ型が不要となるので、その分、製造装置を小型化することができる。また、大型のセンタ型が不要となるので、そのセンタ型を退避させるためのスペースも不要となる。従って、製造装置を設置する場所の省スペース化を図ることができる。

また、本発明の中空成形品の製造方法は、第１成型手段の凹状成形型と成形型とで、平面状に配置されたシート状パリソンを、当該第１成型手段に設けられた真空引き手段で真空引き、又は当該第１成型手段に設けられたエアブロー手段でエアブローしながら当該凹状成形型及び成形型によって所定形状に成形する工程と、前記第１成型手段に併設された第２成型手段の凹状成形型と成形型とで、前記シート状パリソンの成形された部分と異なる部分を、当該第２成型手段に設けられた真空引き手段で真空引き、又は当該第２成型手段に設けられたエアブロー手段でエアブローしながら当該凹状成形型及び成形型によって所定形状に成形する工程と、前記第１成型手段及び前記第２成型手段の少なくともいずれか一方であり、かつ、前記凹状成形型に対向する前記成形型に設けられた固定手段により前記シート状パリソンの成形部分に部品を固定する工程と、前記シート状パリソンの、前記第１成型手段による成形部分と前記第２成型手段による成形部分との間を切断する工程と、前記切断する工程の後に、前記第１成型手段の前記凹状成形型と前記第２成型手段の前記凹状成形型とを対向させるとともにこれらの前記凹状成形型を型締めする工程と、を行うことを特徴とする。

かかる方法によれば、成形型に設けられた固定手段はシート状パリソンを介して凹状成形型に対向して配置されている。第１成型手段及び第２成型手段の少なくともいずれか一方において、固定手段で、凹状成形型に転写されるシート状パリソンに部品を適正に固定できる。この後、第１成型手段及び第２成型手段の凹状成形型同士を対向させて型締めしてシート状パリソンによる成形品を製作することができる。また、従来のような大型のセンタ型が無くても中空成形品を製造することができるので、その製造装置を小型化することができる。また、大型のセンタ型を退避させるためのスペースも不要となる。従って、製造装置を設置する場所の省スペース化を図ることができる。

本発明によれば、中空成形品の製造装置の小型化を実現し、製造装置を設置する場所の省スペース化を図ることができる中空成形品の製造装置及び製造方法を提供することができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係る中空成形品の製造装置の構成を示す正面図、（ｂ）は製造装置に内蔵部品を装填した際の正面図である。製造装置において、（ａ）両側成形型の間にシート状パリソンを吊り下げた状態を示す正面図、（ｂ）各成形型にシート状パリソンを転写した状態を示す正面図、（ｃ）シート状パリソンを中央で切断した状態を示す正面図である。製造装置において、（ａ）シート状パリソン転写後に両側成形型の間隔を開けた状態を示す正面図、（ｂ）両側成形型を上下移動して所定成形型を対向させた状態を示す正面図、（ｃ）対向成形型を型締めした状態を示す正面図である。（ａ）成形型から取出した中空成形品を示す断面図、（ｂ）中空成形品のバリを取った状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１（ａ）は本発明の実施形態に係る中空成形品の製造装置の構成を示す正面図、（ｂ）は製造装置に内蔵部品を装填した際の正面図である。但し、凹状成形型１７ａ，１７ｂは凹部部分を断面図として示してある。これは後述の図２及び図３においても同様である。

図１（ａ）に示す製造装置１０は、中空成形品としての自動車の燃料タンクを形成するものである。この製造装置１０は、水平面に対して垂直状態に配置されるレール面が、向かい合わせで平行に配置された２本の外側レール部１１，１２と、一方の外側レール部１１のレール上に上下に所定間隔離して配列された２つの移動台１４ａ，１４ｂと、他方の外側レール部１２のレール上に上下に所定間隔離して配列された２つの移動台１５ａ，１５ｂとを備える。

更に、製造装置１０は、一方の外側レール部１１の上側の移動台１４ａに固定され、この固定面と反対側の面に凹部を有する凹状成形型（成形型）１７ａと、下側の移動台１４ｂに固定され、この固定面と反対側の面にアクチュエータとしてのピストン部１９を２本有する成形型１８ｂと、他方の外側レール部１２の上側の移動台１５ａに固定され、この固定面と反対側の面にピストン部１９を２本有する成形型１８ａと、下側の移動台１５ｂに固定され、この固定面と反対側の面に凹部を有する凹状成形型１７ｂとを備えて構成されている。

このような構成において、各外側レール部１１，１２の上側の凹状成形型１７ａと成形型１８ａとは所定間隔離れて対向し、これと同様に、下側の成形型１８ｂと凹状成形型１７ｂとも所定間隔離れて対向している。この所定間隔離れた隙間Ｇに、シート状パリソンＰが外側レール部１１，１２の下端付近まで吊り下げられている。なお、隙間Ｇは、シート状パリソンＰを他に接触せず吊り下げることができる間隔であるとする。

上側の凹状成形型１７ａと成形型１８ａとがシート状パリソンＰを挟んで対向状態に配置されて一対を成す第１成型手段となり、下側の成形型１８ｂと凹状成形型１７ｂとがシート状パリソンＰを挟んで対向状態に配置されて一対を成す第２成型手段となる。

なお、各凹状成形型１７ａ，１７ｂ及び各成形型１８ａ，１８ｂは、移動台１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂに対して着脱自在となっている。

また、シート状パリソンＰは、バリア層及び熱可塑性樹脂層等を含む多層構造の樹脂シートとなっている。このシート状パリソンＰは、図示はしないが、水平面に対して垂直方向に円筒状に垂下するパリソンを、垂下方向の１切断線に沿って切断し、これを広げて１枚のシート状パリソンとして成形される。また、公知の成型装置によって、１枚のシート状パリソンを成形することもできる。

各成形型１８ａ，１８ｂの各々のピストン部１９は、矢印Ｙ１又はＹ２で示す対向方向及びこの逆方向に移動可能である。各ピストン部１９には、図１（ｂ）に示すように、内蔵部品２０ａ，２０ｂが装填される。この装填は、図示せぬロボットアーム等によって自動的に行われる。なお、図１（ａ）はピストン部１９が前進している状態を示している。図１（ｂ）はピストン部１９が後退している状態を示している。

内蔵部品２０ａ，２０ｂは、燃料タンクの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、タンク付随の各種部品等である。

また、図１（ｂ）に示すように、各凹状成形型１７ａ，１７ｂには、成形型１８ａ，１８ｂとの対向方向に、複数の小径の貫通孔２２が平行に形成されている。貫通孔２２には図示せぬ真空ポンプ（真空引き手段）が接続され、真空ポンプにより真空引きが行われるようになっている。

各成形型１８ａ，１８ｂには、凹状成形型１７ａ，１７ｂとの対向方向に、複数並列に枝分かれした矢印２３で示すエアの通路（以降、通路にも符号２３を付す）が形成されている。通路２３には、図示せぬエアコンプレッサ（エアブロー手段）が接続され、エアコンプレッサのエアブローにより通路２３を通って対向方向にエアを吹出すようになっている。

各外側レール部１１，１２に配列された移動台１４ａ，１４ｂ及び移動台１５ａ，１５ｂは、各外側レール部１１，１２に沿って、矢印Ｙ３，Ｙ４で示すように上下何れの方向にも移動可能であり、所定位置で停止可能となっている。但し、各移動台１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂの移動は、リニアモータ機構や、ラック・アンド・ピニオン機構等による直線的な移動機構によって行われる。

各外側レール部１１，１２は、矢印Ｙ１，Ｙ２で示す対向方向及びこの逆方向に移動可能であり、所定位置で停止可能となっている。この各外側レール部１１，１２も直線的な移動機構によって移動するようになっている。

なお、このような移動機構に組み込まれて移動する各外側レール部１１，１２及び各移動台１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂによって、移動手段が構成されている。

各移動台１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと、各外側レール部１１，１２との移動及び停止の制御は、図示せぬ制御装置によって行われる。この制御装置は、ピストン部１９の移動及び停止も制御する。なお、制御装置は、例えば図示せぬＣＰＵ(Central Processing Unit)や、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及びＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の記憶手段を備え、ＣＰＵが記憶手段に書き込まれたプログラムを実行して、上記の移動及び停止の制御を行うようになっている。

また、製造装置１０には、図２（ｃ）に示すように、シート状パリソンＰを水平方向に切断するカッタ（切断手段）２５が備えられている。カッタ２５は、例えば図示せぬ切断装置内から外へ突き出し、更に図２（ｃ）に示す位置に移動してシート状パリソンＰを水平方向に切断し、切断後に切断装置内に収容されるようになっている。

＜実施形態の動作＞
このような構成の製造装置１０による中空成形品としての燃料タンクの製造動作を、図２〜図４を参照して説明する。

但し、図２に示した各移動台１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂと、各外側レール部１１，１２と、ピストン部１９との移動及び停止制御は、図示せぬ制御装置により行われるものとする。また、図２に示すように、一方の外側レール部１１の移動台１４ａ，１４ｂには凹状成形型１７ａと成形型１８ｂが固定され、他方の外側レール部１２の移動台１５ａ，１５ｂには成形型１８ａと凹状成形型１７ｂが固定されているものとする。なお、図２及び図３では、図１（ｂ）に示した各凹状成形型１７ａ，１７ｂの貫通孔２２及び、各成形型１８ａ，１８ｂの通路２３は省略してある。

まず、図２（ａ）に示すように、各成形型１８ａ，１８ｂの各ピストン部１９に、図示せぬロボットアームにより内蔵部品２０ａ，２０ｂを装填する。

次に、各外側レール部１１，１２を矢印Ｙ１，Ｙ２で示す対向方向又はこの逆方向に移動して、上側の凹状成形型１７ａと成形型１８ａとが隙間Ｇを介して対向すると共に、下側の成形型１８ｂと凹状成形型１７ｂとが同隙間Ｇを介して対向するように位置決めを行う。この後、隙間Ｇに、図示せぬ装置によって、シート状パリソンＰを外側レール部１１，１２の下端付近まで吊り下げる。

次に、図２（ｂ）に示すように、各外側レール部１１，１２を矢印Ｙ１，Ｙ２で示すように対向方向に移動させ、上側の凹状成形型１７ａと成形型１８ａ、並びに、下側の成形型１８ｂと凹状成形型１７ｂが、シート状パリソンＰを挟んで当接する状態とする。

その状態において、矢印Ｙ６，Ｙ７で示すように、図示せぬ真空ポンプにより真空引きを行って、各凹状成形型１７ａ，１７ｂの凹部にシート状パリソンＰを転写する。この転写状態が図２（ｂ）に表現してある。但し、その転写は、図示せぬエアコンプレッサのエアブローにより実施してもよく、真空引き及びエアブローの少なくとも一方で実施すればよい。

この転写後、各成形型１８ａ，１８ｂの各ピストン部１９を押し出し、内蔵部品２０ａ，２０ｂをシート状パリソンＰに押し付けて取り付ける。この取り付けは、内蔵部品２０ａ，２０ｂがパリソン熱によりシート状パリソンＰに溶着したり、内蔵部品２０ａ，２０ｂをシート状パリソンＰに所定深さ埋設したりする等の処理で行われる。

次に、図２（ｃ）に示すように、図示せぬ切断装置から突き出したカッタ２５を、上側の凹状成形型１７ａ及び成形型１８ａと、下側の成形型１８ｂ及び凹状成形型１７ｂとの間に移動させ、シート状パリソンＰを水平方向に切断する。この切断により、シート状パリソンＰは、上側のシート状パリソンＰ１と、下側のシート状パリソンＰ２とに分離する。また、切断後、カッタ２５は切断装置内に収容される。

次に、図３（ａ）に示すように、各外側レール部１１，１２を矢印Ｙ１ａ，Ｙ２ａで示すように対向方向と逆方向に移動させ、一方の外側レール部１１に配列された凹状成形型１７ａ及び成形型１８ｂと、他方の外側レール部１２に配列された成形型１８ａと凹状成形型１７ｂとを、離間状態とする。この際、各凹状成形型１７ａ，１７ｂの凹部側には、シート状パリソンＰ１，Ｐ２及び内蔵部品２０ａ，２０ｂが装着状態となっている。

次に、図３（ｂ）に示すように、一方の外側レール部１１の各移動台１４ａ，１４ｂを矢印Ｙ４で示す下方向に移動すると共に、他方の外側レール部１２の各移動台１５ａ，１５ｂを矢印Ｙ３で示す上方向に移動して、各凹状成形型１７ａ，１７ｂを対向状態に配置する。

次に、図３（ｃ）に示すように、各外側レール部１１，１２を矢印Ｙ１，Ｙ２で示すように対向方向に移動させ、各凹状成形型１７ａ，１７ｂの凹部側をシート状パリソンＰ１，Ｐ２を挟んで当接させる。この際、各外側レール部１１，１２を対向方向に更に所定以上の力で移動することにより、各凹状成形型１７ａ，１７ｂの凹部の周辺部でシート状パリソンＰ１，Ｐ２が押圧されて型締めされる。この際、各凹状成形型１７ａ，１７ｂの凹部が対向状態に合わさって閉じたシート状パリソンＰ１，Ｐ２の中空部に図示せぬエアコンプレッサでエアをブローしてもよい。これによって、シート状パリソンＰ１，Ｐ２が型締めされた中空成形品Ｐ３が形成される。

この後、各外側レール部１１，１２を対向方向と逆方向に移動させ、各凹状成形型１７ａ，１７ｂを離間状態として、図４（ａ）に示す中空成形品Ｐ３を取り出す。この中空成形品Ｐ３の上下に突き出たバリ部分を図示せぬカッタ等で除去することにより、図４（ｂ）に示す燃料タンクＰ４となる。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の中空成形品の製造装置１０は、平面状に配置されたシート状パリソンＰを挟んで配設された一対の成形型１７ａ，１８ａを備え、シート状パリソンＰを所定形状に成形する第１成型手段と、第１成型手段に並設されるとともにシート状パリソンＰを挟んで配設された一対の成形型１８ｂ，１７ｂを備え、シート状パリソンＰの上記成形された部分と異なる部分を所定形状に成形する第２成型手段とを備える。

更に、製造装置１０は、第１成型手段及び第２成型手段の少なくともいずれか一方に設けられ、上記成形されたシート状パリソンＰに部品を固定する固定手段としてのピストン部１９と、シート状パリソンＰの、第１成型手段による成形部分と第２成型手段による成形部分との間を切断する切断手段としてのカッタ２５と、その切断後に、第１成型手段の成形型と第２成型手段の成形型とが対向し、これらの成形型が型締めされるように、当該第１成型手段と当該第２成型手段とを相対移動させる移動手段としての各外側レール部１１，１２及び各移動台１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂとを備える構成とした。

従って、本実施形態の製造装置１０では、対向する成形型の間に、従来のような大型のセンタ型が不要となるので、その分、製造装置１０を小型化することができる。また、センタ型が不要となるので、その大型であるセンタ型を退避させるためのスペースも不要となる。従って、製造装置１０を設置する場所の省スペース化を図ることができる。

また、従来では、センタ型を挟んで対向する成形型を対向方向に移動させる場合、センタ型が介在する分、当該成形型の移動距離が短くなるため、設計の自由度が低下していた。

しかし、本実施形態では、センタ型が存在しない分、成形型の凹部の深さを大きくすることが可能になるとともに、成形型の対向方向への移動距離を長くすることも可能となる。これにより、容量の大きい燃料タンクを形成することができ、さらには、燃料タンクの容量を大きくできるので、大型の内蔵部品（燃料タンクの高さ方向に大きいもの）が搭載可能となる。

また、第１成型手段及び第２成型手段は、シート状パリソンＰを各成形型１７ａ，１７ｂに転写させる真空引き手段としての真空ポンプ及びエアブロー手段としてのエアコンプレッサの少なくともいずれか一方を備える構成とした。

この構成によれば、シート状パリソンＰを各成形型１７ａ，１７ｂの凹部に引き付けるか、押し付ける、又はその双方を行うことができるので、各成形型１７ａ，１７ｂの凹部にシート状パリソンＰをより適正に転写することができる。これによって、成形精度を高めることができる。

なお、上記の実施形態では、中空成形品としての燃料タンクＰ４の外形は、概略直方体であるが、各成形型１７ａ，１７ｂの凹部の形状を変えることにより、概略円柱形や楕円形柱型等、各種形状の中空成形品である燃料タンクや他の製品を形成することが可能となる。

また、本実施形態では、シート状パリソンＰに対して、上下方向に第１成型手段と第２成型手段を並設させたが、シート状パリソンＰに対して、横方向（図１の紙面手前と奥行き方向）に第１成型手段と第２成型手段を並設させてもよい。

１０製造装置
１１，１２外側レール部
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ移動台
１７ａ，１７ｂ凹状成形型（成形型）
１８ａ，１８ｂ成形型
１９ピストン部
２０ａ，２０ｂ内蔵部品
２２貫通孔
２３通路

Claims

平面状に配置されたシート状パリソンを挟んで対向して配設された一対の凹状成形型及び成形型を備え、当該一対の凹状成形型及び成形型によって前記シート状パリソンを所定形状に成形する第１成型手段と、前記第１成型手段に並設されるとともに前記シート状パリソンを挟んで対向して配設された一対の凹状成形型及び成形型を備え、当該一対の凹状成形型及び成形型によって前記シート状パリソンの成形された部分と異なる部分を所定形状に成形する第２成型手段と、
前記第１成型手段及び前記第２成型手段の少なくともいずれか一方において、前記凹状成形型に対向する前記成形型に設けられ、成形されたシート状パリソンに部品を固定する固定手段と、
前記シート状パリソンの、前記第１成型手段による成形部分と前記第２成型手段による成形部分との間を切断する切断手段と、
前記切断の後に、前記第１成型手段の前記凹状成形型と前記第２成型手段の前記凹状成形型とが対向し、これらの凹状成形型が型締めされるように、当該第１成型手段と当該第２成型手段とを相対移動させる移動手段と、を備え、
前記第１成型手段及び前記第２成型手段は、前記シート状パリソンを各前記凹状成形型に転写させる真空引き手段及びエアブロー手段の少なくともいずれか一方を備えることを特徴とする中空成形品の製造装置。
第１成型手段の凹状成形型と成形型とで、平面状に配置されたシート状パリソンを、当該第１成型手段に設けられた真空引き手段で真空引き、又は当該第１成型手段に設けられたエアブロー手段でエアブローしながら当該凹状成形型及び成形型によって所定形状に成形する工程と、
前記第１成型手段に併設された第２成型手段の凹状成形型と成形型とで、前記シート状パリソンの成形された部分と異なる部分を、当該第２成型手段に設けられた真空引き手段で真空引き、又は当該第２成型手段に設けられたエアブロー手段でエアブローしながら当該凹状成形型及び成形型によって所定形状に成形する工程と、
前記第１成型手段及び前記第２成型手段の少なくともいずれか一方であり、かつ、前記凹状成形型に対向する前記成形型に設けられた固定手段により前記シート状パリソンの成形部分に部品を固定する工程と、
前記シート状パリソンの、前記第１成型手段による成形部分と前記第２成型手段による成形部分との間を切断する工程と、
前記切断する工程の後に、前記第１成型手段の前記凹状成形型と前記第２成型手段の前記凹状成形型とを対向させるとともにこれらの前記凹状成形型を型締めする工程と、を行うことを特徴とする中空成形品の製造方法。