JPS63128933A - 樹脂製圧力容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ターボチャージャー付きエンジンの耐圧サー
ジタンクなどに利用される樹脂製圧力容器の製造方法に
関するものである。

［従来の技術］ 近年、車両用エンジンに搭載されるサージタンクは、軽
量化とコストダウンを図る目的で、従来の金属製のもの
に代え、軽くて強いナイロン等の高分子材料を利用した
樹脂製のものを使用する傾向にある。この樹脂製サージ
タンクは、一体成形が困難であるため、現状ではその分
割成形品を接合して一体化する製法により作られている
。この際、一般に樹脂材料同士の接合には種々の溶着方
法の適用が考えられるものの、本発明者等の研究結果に
よると、この種タンクの接合には振動溶着や熱板溶着が
有用で実用的なものと推測される。

そして、更に評言すれば、振動溶着ではその接合面に脱
落し易いパリを発生する欠点を伴うため、熱板溶着が最
も望ましい接合手段と考えられる。

この熱板溶着は、接合しようとする分割成形品の溶着面
を数百度に加熱した熱板の近傍で該熱板を挟み対向配置
し、各溶着面が熱板からの輻射熱により加熱されて半溶
融状に軟化したならば、両者を加圧衝合して適当な圧着
状の下に接合する、というプロセスによるものである。

［発明が解決しようとする。問題点］ ところが、この熱板溶着により接合したサージタンクに
おいても、その接合部の強度に今一つ欠ける問題があり
、特にターボチャージャー仕様エンジンのように内圧の
大きい耐圧サージタンクの用途に適用する場合には強度
不足を否めない。具体的には、ターボ用サージタンクで
はあらゆる条件下において最大的１．２Ｋｇ／ｃ−の圧
力が掛かることがあり、耐久性を考慮すると初期室温破
壊圧が５゜０Ｋｇ／ｃＪ　〜１５．ＯＫｇ／ｃ−必要と
なるが、これに対し現用品（ノンターボ用）では、その
初期室温破壊圧が１．５〜２．０Ｋｇ／ｃＪの範囲にと
どまるものが実用化されているにすぎない。

このような破壊圧の低さは、勿論その接合部分での接合
強度の不足に負うものであるが、かかる接合強度低下原
因の一つに、分割成形品の溶着フランジ面（分割面）・
における皮りの発生が考えられる。この種のサージタン
クは、通常耐圧性向上のためガラス繊維等の添加物が混
入され、接合前の分割成形品は各々金型成形により成形
される。

ところが、−側に給気管等を一体に突設する分割成形品
を金型成形により製作すると、「ひけ」を生じるととも
に、ガラス繊維の配向により「反り」を不可避的に生じ
るものとなる。しかるに、このような原因で溶着面に「
反り」を生じたものでは、前記熱板溶着によりその全周
に亙り高い接合強度を得ることができない。つまり、他
の溶着法、例えば前記の振動溶着であれば、仮台その溶
着面に多少の「反り」があっても加圧して振動すること
によりその変形分を吸収することができるが、熱板溶着
による場合、その溶着面を熱板の近傍に平行に配置して
該熱板からの熱輻射によりその全周を同時に加熱溶融す
るようにしなければならないため、溶着面にある限度（
例えば０．５ｍｍ）を超える程の「反り」がやると、熱
板に対する「そい」が悪くなって以後の溶着不良を来た
す。より詳しくは、熱板に対する溶着面各部の等高が前
記の限度を超える。と、溶着面の反り四部が熱板から離
れて当該部分での溶融不良を引き起こし、この状態で溶
着面を圧着してもこの部分での溶着が不完全となって十
分な接合強度が得られなくなるためである。

この対策して、熱板加熱時における溶着面の溶融不足を
低減するように溶着面の加熱度合を増すことが考えられ
るが、こうすると熱板に近接する側で過熱による酸化劣
化を招き好ましくない。また、分割片の変形を拘束する
リブを内外に付加して、溶着面の「反り」発生を軽減す
ることも考えられる。しかし、分割成形品にかかる糸内
部を付けることは、サージタンク内部の吸気抵抗の増大
・を招くことあるいはコンパクトスペースの要求を満た
す上から制約され−る。さらに、多少の「反り」は成形
後加熱することにより矯正することができるが、熱溶着
の際に「反り」が復元し、前述のような溶融不良を引き
起こし十分な接合強度が得られない。

本発明は、こめような独自の研究、考察結果を基に、耐
圧サージタンクのような樹脂製圧力容器を熱板溶着によ
り一体に接合するにさいし、その樹脂成形品の溶着面に
おける「反り」発生の問題を、簡単な手段により未然に
防止できるようにした改良された製造方法を提供しよう
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点の解決手段として、少なくとも２
分割以上のガラス繊維を含んだ樹脂成形品を熱溶着接合
して圧力容器を製造するものにおいて、各分割面にフラ
ンジ部を構成すると共に、このフランジ部を徐変肉厚と
したことを特徴とするものである６ ［作用］ すなわち、本発明者等の研究によると、その樹脂成形品
を金型成形により成形した場合、成形後これを脱型する
と、分割成形品が部分的に変形して、その溶着面に一定
のパターンで「反り」を生じることが確かめられている
。そこで本発明によると、溶着面における「反り」の最
も少ない部位を基準位置とし、「反り」の著しい部位に
連続した徐変肉盛りができるように、金型のフランジ部
を掘り込む構造とすることにより、金型から分割成形品
を脱型した後にそれが変形しても、その変形した状態で
溶着面が丁度フラットな面をなすものに矯正することが
できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面の簡単な説明する。

第１図は、圧力容器がサージタンクである場合について
、本発明に係る製法−例の概要を図示している。ここに
樹脂製サージタンクは、ターボエンジンに搭載する耐圧
用のもので、全体が６，６ナイロン等のガラス繊維強化
プラスチックで形成されるとともに、その分割位置を工
夫した上下二側りの分割成形品１１■を熱板溶着により
接合一体化してつくられる。これらの分割成形品工、■
は偏平異形状のサージタンクを、その上方偏在位置で略
矩形をなす横断面に切断するようにしたものである。す
なわち、上部の蓋部成形品Ｉは上壁−辺の部分とその近
傍部とを形成しており、その上壁成形品側の部分には２
本の給気管接続部ｄ７、ｄ２　（一方はインターターラ
経由用）を一体に突設している。他方下部の主央成形品
■は、蓋部成形品Ｉの部分を除いた残りのタンク本体部
分を一体に形成しており、その下部の一側にはキャブレ
ータに給気を導通する給気口Ｃを設けている。このよう
な偏在位置で分割成形品工、■を接合するようにしたも
のでは、その接合面に大きな引張応力が作用せず内圧に
対し強固な剛体構造のものが実現されるという利点があ
る。そして、分割成形品工、■にはその溶着面（分割面
）ｓｌ、ｓｌにフランジを一体に設けて溶着フランジ部
Ｆ１、Ｆ２を構成し、各々金型成形により成形される。

このような分割成形品Ｉ、■を熱板溶着により互いに接
合して一体化するにさいし、本発明では、金型成形後に
変形して特に大きな「反り」を生じる一方の分割成形品
即ち蓋部成形品Ｉについては、その溶着フランジ部Ｆ１
の特定部位に、第１図に誇張して示すように、その縦長
を増すように突出させる肉盛部Ｂ（図示ハツチング部分
）を形成するようにしている。すなわち、この肉盛部Ｂ
が無い従前の蓋部成形品Ｉでは、金型成形後の変形でそ
の溶着フランジ部Ｆ＋（溶着面ｓｌ）が同図に破線で示
すように、長辺部ＬＰの中央部を基準とした場合、その
短辺部ＳＰが反り上がる「反りＪを発生するものとなっ
ているが、この改良後の蓋部成形品Ｉでは、その溶着フ
ランジ部Ｆ＋　　（溶着面ｓ１）の短辺部ＳＰに、変形
により長辺部ＬＰとの間で生じる等高に対応する縦長の
肉盛りを形成している。この肉盛部Ｂは、短辺部ＳＰで
高さが最大で、ここから長辺部ＬＰに向かう部分Ｌａ。

Ｌｂで徐々に薄くなり、長辺部ＬＰの中央部りには付加
されていない。そして、その短辺部ＳＰにおける余肉の
最大高さｈは、通常０．５〜１．０ｍｍ程度で足るもの
である。

しかして、かかる肉盛部Ｂを形成したものであると、短
辺部ＳＰの各部に金型成形後の変形で反り上がる高さ分
だけ予め肉盛りしているため、蓋部成形品Ｉをその特定
パターンでフリーに変形させると、変形後の状態で図示
の如く溶着フランジ部Ｆ、の下面の溶着面ｓ１には全周
にわたりフラット面がつくり出されることになる。従っ
て、この状態で対向する主央成形品■の溶着フランジ部
Ｆ２　　（溶着面ｓ２）との間に熱板（図示省略）を介
在し熱板加熱すれば、その溶着面Ｓｌが全周に亙り均等
に加熱できて、溶融度合に過不足を生じることがない。

かくして、蓋部成形品Ｉと主央成形品■とを圧着すれば
、両者の接合面には溶融不足による部分的な弱点の無い
均一で高い接合強度が保証できる。ちなみに、本発明に
係る図示例タイプの樹脂製サージタンクでは、その内圧
に対する初期破壊強度に５．０Ｋｇ／ｃＪ以上、最大１
０Ｋｇ／ｃＪを超える非常に高い接合強度が得られるこ
とが実証されている。

なお、この製法により熱板溶着した樹脂製サージタンク
では、その蓋部成形品Ｉを自由に変形させた状態で主夫
成形品■と接合するため、蓋部成形品Ｉの部分は初期の
金型成形寸法から全体が多少変形したものとなる。しか
し、前述した約０．５ｍｍ程度の反り上がりは、熱板溶
着の施工上では非常な不都合を来たすものの、サージタ
ンクの部分的な形状変化として見た場合には性能上何ら
問題なく、無視できる程度の僅かなものである。

次いで、上記製法の熱板溶着に供する肉盛りした分割成
形品、即ち蓋部成形品Ｉの製造方法についても簡単に言
及しておく。溶着面（分割面）Ｓ、の短辺部ＳＰにかか
る肉盛部Ｂを付加形成する目的には種々の肉盛り手段が
案出されるが、最も簡単には該蓋部成形品Ｉの金型成形
時にこれを一体に成形しておくようにすればよい。本発
明ではこのような考え方から、その蓋部成形品工を成形
する金型にのコア側に、第３図、第４図に示すように、
成形後の変形を見込んで、その両側の短辺部ＳＰを成形
する部分Ｌａ％Ｌｂのフランジ成形キャビティＦＣに、
最大深さｈからテーパ面ｔａ。

ｔｂをなす付加凹部Ｃａ、ｃｂを形成するようにしてい
る。すなわち、このようにすると、既存のこの種金型に
その所要部分で掘削加工を加えるだけで必要な蓋部成形
・品Ｉを入手することができる。

以上、一実施例を基に説明したが、本発明を適用する圧
力容器（樹脂製サージタンク）は、必ずしも第１図に示
す分割形態のものに限らないし、その肉盛部の高さも例
示の範囲に限るものではない。なお上記実施例の場合、
その分割成形品（工夫成形品）■の金型成形品には余り
「反り」を生じないため、他方の分割成形品（蓋部成形
品）■の溶着面Ｓ、のみ肉盛部Ｂを付けるようにしたが
、圧力容器（サージタンク）の分割位置、換言すれば分
割成形品の形状によっては、双方に肉盛りを付けるよう
にしてもよい。

［発明の効果］ 本発明は、以上に述べたように、接合する樹脂成形品の
少なくとも片方の溶着面に部分的な肉盛部を形成すると
いう簡便な手段により、溶着面の反りを防止し、熱板溶
着時に溶着面を均一に加熱溶融することができるから、
その部分的な接合不良による強度不足の問題を有効に解
決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る樹脂製サージタンクの
製造方法を示す正面図である。第２図はその蓋部成形品
の平面図である。第３図と第４図は蓋部成形品成形用金
型を示し、第３図は第２図のＸ−Ｘ線断面に相当する断
面図であり、第４図は同Ｙ−Ｙ線断面に相当する断面図
である。 Ｉ・・・分割成形品（蓋部成形品） ■・・・分割成形品（工夫成形品） Ｆ、　、Ｆ２・・・溶着フランジ部 ＳＩ、Ｓ２・・・溶着面 ｓｐ・・・短辺部 ＬＰ・・・長辺部 Ｂ・・・肉盛部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも２分割以上のガラス繊維を含んだ樹脂成形品
   を熱溶着接合して圧力容器を製造するものにおいて、各
   分割面にフランジ部を構成すると共に、このフランジ部
   を徐変肉厚としたことを特徴とする樹脂製圧力容器の製
   造方法。