特許 7592931 燃料タンクの製造装置及び燃料タンクの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】燃料タンクの製造装置及び燃料タンクの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 49/18 20060101AFI20241125BHJP

   B29C 49/28 20060101ALI20241125BHJP

   B29C 49/66 20060101ALI20241125BHJP

   B29C 33/04 20060101ALI20241125BHJP

   B60K 15/077 20060101ALI20241125BHJP

【ＦＩ】

B29C49/18

B29C49/28

B29C49/66

B29C33/04

B60K15/077 B

B60K15/077 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024517925

(86)(22)【出願日】2023-04-03

(86)【国際出願番号】 JP2023013778

(87)【国際公開番号】W WO2023210263

(87)【国際公開日】2023-11-02

【審査請求日】2024-07-03

(31)【優先権主張番号】P 2022071723

(32)【優先日】2022-04-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390023917

【氏名又は名称】マザーサンヤチヨ・オートモーティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】諸岡 和義

(72)【発明者】

【氏名】松崎 徹

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０２５８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３９５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１６５２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１３７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５８２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３９５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６８３７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－１３１５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２９３８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０１５７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１４３３９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４９／１８

Ｂ２９Ｃ ４９／２８

Ｂ２９Ｃ ４９／４８

Ｂ２９Ｃ ３３／４２

Ｂ６０Ｋ １５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形型と冷却型とを備えた燃料タンクの製造装置であって、
前記成形型は、成形面に凸条部を備え、外面に凹部を有するようにビード形状部を成形しつつ１次成形品を成形し、
前記冷却型は、前記成形型で成形後、当該冷却型に設置した前記１次成形品において、冷却ブロー圧によって前記ビード形状部を潰し込んでリブ形状部へと変形させつつ前記１次成形品を冷却することを特徴とする燃料タンクの製造装置。

【請求項2】

前記冷却型は、負圧部を備え、
前記負圧部によって前記１次成形品の外面側から前記ビード形状部に負圧を発生させ、前記ビード形状部の側壁同士が近接するように変形させることを特徴とする請求項１記載の燃料タンクの製造装置。

【請求項3】

前記冷却型では、前記１次成形品の融点より低く、かつ、変形可能な温度の時に前記ビード形状部を前記リブ形状部へと変形させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクの製造装置。

【請求項4】

成形型で、外面に凹部を有するようにビード形状部を成形しつつ１次成形品を成形する成形工程と、
前記成形工程で成形された前記１次成形品を冷却型に設置し、冷却ブローを行う冷却工程と、を含み、
前記冷却工程では、冷却ブロー圧によって前記ビード形状部を潰し込んでリブ形状部へと変形させつつ前記１次成形品を冷却することを特徴とする燃料タンクの製造方法。

【請求項5】

前記冷却型に負圧部を設け、
前記冷却工程では、前記負圧部によって前記１次成形品の外面側から前記ビード形状部に負圧を発生させ、前記ビード形状部の側壁同士が近接するように変形させることを特徴とする請求項４記載の燃料タンクの製造方法。

【請求項6】

前記冷却工程では、前記１次成形品の融点より低く、かつ、変形可能な温度の時に前記ビード形状部を前記リブ形状部へと変形させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の燃料タンクの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料タンクの製造装置及び燃料タンクの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、対向する一対のスライダを設けたブロー金型が開示されている。当該ブロー金型を用いた燃料タンクの製造方法では、パリソンを一対のスライダによって押し込み、対向するパリソン同士を溶着させる。一対のスライダを退避させた後、ブロー圧によって変形させてリブを形成するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００５２１８７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の製造方法では、燃料タンクの内部にリブを形成するためにブロー金型に一対のスライダを設ける必要がある。このため、ブロー金型の構造や制御が複雑化するとともに、ブロー金型のコストが増大したり、製造のサイクルタイムが長くなったりするという問題がある。

【0005】

本発明は、このような観点から創案されたものであり、リブ形状部を備えた燃料タンクを製造する際の製造コストの低減及び製造のサイクルタイムの短縮を図ることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するため、本発明は、成形型と冷却型とを備えた燃料タンクの製造装置であって、前記成形型は、成形面に凸条部を備え、外面に凹部を有するようにビード形状部を成形しつつ１次成形品を成形し、前記冷却型は、前記成形型で成形後、当該冷却型に設置した前記１次成形品において、冷却ブロー圧によって前記ビード形状部を潰し込んでリブ形状部へと変形させつつ前記１次成形品を冷却することを特徴とする。
また、本発明は、成形型で、外面に凹部を有するようにビード形状部を成形しつつ１次成形品を成形する成形工程と、前記成形工程で成形された前記１次成形品を冷却型に設置し、冷却ブローを行う冷却工程と、を含み、前記冷却工程では、冷却ブロー圧によって前記ビード形状部を潰し込んでリブ形状部へと変形させつつ前記１次成形品を冷却することを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、成形型にスライダ等の複雑な構造を設けることなく、簡易な構造で燃料タンク内にリブ形状部を形成することができる。また、スライダ等を用いないため、リブ形状部を形成するために成形時にスライダを燃料タンク内に押し込んだり、退避させたりする工程を省略できる。これにより、製造コストの低減及び製造のサイクルタイムの短縮を図ることができる。また、リブ形状部はビード形状部と比較して燃料タンク内の占有体積が小さいため、燃料タンクの容量低下を防ぐことができる。

【0008】

また、前記冷却型は、負圧部を備え、前記負圧部によって前記１次成形品の外面側から前記ビード形状部に負圧を発生させ、前記ビード形状部の側壁同士が近接するように変形させることが好ましい。
また、前記冷却型に負圧部を設け、前記冷却工程では、前記負圧部によって前記１次成形品の外面側から前記ビード形状部に負圧を発生させ、前記ビード形状部の側壁同士が近接するように変形させることが好ましい。

【0009】

本発明によれば、リブ形状部の成形精度を高めることができる。

【0010】

また、前記冷却型では、前記１次成形品の融点より低く、かつ、変形可能な温度の時に前記ビード形状部を前記リブ形状部へと変形させることが好ましい。
また、前記冷却工程では、前記１次成形品の融点より低く、かつ、変形可能な温度の時に前記ビード形状部を前記リブ形状部へと変形させることが好ましい。

【0011】

このようにすると、ビード形状部からリブ形状部への変形を最適化することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、リブ形状部を備えた燃料タンクを製造する際の製造コストの低減及び製造のサイクルタイムの短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る燃料タンクの内部を上方から透視したときの斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る燃料タンクの製造装置の成形型を示す断面図である。

【図3】第１実施形態に係る燃料タンクの製造装置の冷却型を示す断面図である。

【図4】第１実施形態に係る燃料タンクの製造方法のパリソン配置工程を示す断面図である。

【図5】第１実施形態に係る燃料タンクの製造方法の成形工程を示す断面図である。

【図6】第１実施形態に係る燃料タンクの製造方法の脱型工程（成形後）を示す断面図である。

【図7】第１実施形態に係る燃料タンクの製造方法の設置工程を示す断面図である。

【図8】第１実施形態に係る燃料タンクの製造方法の冷却工程を示す断面図である。

【図9】第１実施形態に係る燃料タンクの製造方法の脱型工程（冷却後）を示す断面図である。

【図10】第２実施形態に係る燃料タンクの製造方法の成形工程を示す断面図である。

【図11】第２実施形態に係る燃料タンクの製造方法の冷却工程を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の第１実施形態に係る燃料タンクの製造装置及び燃料タンクの製造方法について図面を参照して説明する。なお、下記の実施形態はあくまで例示であって、本発明を限定するものではない。また、各実施形態は適宜組み合わせて構成することができる。

【0015】

［第１実施形態］
＜燃料タンク＞
図１は、第１実施形態に係る燃料タンクの内部を上方から透視したときの斜視図である。図１に示す燃料タンクＴは、樹脂製であり内部にガソリン等の燃料を貯留し、自動車やバイク並びに船舶等の移動手段に搭載される。燃料タンクＴは、幅広で上下方向の厚みが薄型のタイプである。燃料タンクＴはバリア層を含んだ熱可塑性樹脂で形成されている。

【0016】

燃料タンクＴは、燃料タンク本体１と、ポンプ取付孔２と、リブ形状部３，３とを備えている。ポンプ取付孔２は、円柱状を呈し、燃料タンク本体１の天面１ｂに貫通して形成されている。ポンプ取付孔２には、燃料を燃料タンクＴ外へ汲み出すポンプ（図示せず）が取り付けられる。

【0017】

リブ形状部３，３は、燃料タンク本体１の底面１ａに立設し、上方に延在する板状の部位である。リブ形状部３，３の形状は特に限定されないが、本実施形態では側面視及び平面視共に矩形状になっている。リブ形状部３，３により、燃料タンクＴの耐変形性および強度を向上させることができるとともに、燃料が揺動した際の波消しを行うことができる。なお、燃料タンク本体１の内部には、他の内蔵部品を備えていてもよい。

【0018】

＜燃料タンクの製造装置＞
本実施形態に係る燃料タンクの製造装置は、図２に示す成形型１０と、図３に示す冷却型４０とを含んで構成されている。成形型１０及び冷却型４０は、図示しない制御部と電気的に接続されており、制御部からの信号に基づいて稼働し、燃料タンクＴを製造することができる。

【0019】

図２に示すように、成形型１０は、第１成形型１０ａと、第２成形型１０ｂとを備えている。第１成形型１０ａには、成形面１１ａと、孔部成形面１２と、ブローピン１３とが設けられている。成形面１１ａは、燃料タンク本体１を成形する部位である。孔部成形面１２は、ポンプ取付孔２を成形する部位である。ブローピン１３は、成形時に空気を供給する管である。

【0020】

第２成形型１０ｂは、成形面１１ａに対して対向して配置される。第２成形型１０ｂには、成形面１１ｂと、凸条部１４，１４とが設けられている。成形面１１ｂは、燃料タンク本体１を成形する部位である。凸条部１４は、成形面１１ｂから第１成形型１０ａに向けて延設されており、後記するビード形状部２１を成形する部位である。凸条部１４は、断面台形状であり、板状を呈する。凸条部１４は、脱型する際に、後記する１次成形品３０が第２成形型１０ｂから抜けるように（離間するように）、先端側から基端側に向けて幅広となるように傾斜している。

【0021】

図３に示すように、冷却型４０は、第１冷却型４０ａと、第２冷却型４０ｂとを備えている。第１冷却型４０ａには、対向面４１ａと、孔部対向面４２と、ブローピン４３とが設けられている。対向面４１ａは、燃料タンク本体１の外面が対向する部位である。孔部対向面４２は、ポンプ取付孔２が対向する部位である。ブローピン４３は、冷却時に空気を供給する管である。

【0022】

第２冷却型４０ｂは、対向面４１ａに対して対向して配置される。第２冷却型４０ｂには、対向面４１ｂと、複数の連通孔４５とが設けられている。対向面４１ｂは、燃料タンク本体１の外面が対向する部位である。連通孔４５は、対向面４１ｂから外部に連通する孔である。連通孔４５と、図示しない吸引機械とを含んで負圧部を構成している。負圧部は、燃料タンク本体１の外面から後記するビード形状部２１に負圧を発生させ、側壁同士が近接するように変形させる部位である。つまり、負圧部は、ビード形状部２１の変形を促進させる装置である。第１冷却型４０ａ及び第２冷却型４０ｂは、凸条部１４及び連通孔４５の有無以外は、第１成形型１０ａと第２成形型１０ｂと概ね同じ形態になっている。

【0023】

＜燃料タンクの製造方法＞
燃料タンクの製造方法では、パリソン配置工程と、成形工程と、脱型工程（成形後）と、設置工程と、冷却工程と、脱型工程（冷却後）と、を行う。

【0024】

パリソン配置工程は、図４に示すように、第１成形型１０ａと第２成形型１０ｂとの間にシート状のパリソン２０，２０を配置する工程である。パリソン２０は、バリア層を含んだ熱可塑性樹脂であって、燃料タンク本体１を構成する材料である。パリソン２０は、当該材料の融点と同じか、それよりも高い温度になっており、変形（成形）可能になっている。なお、パリソン２０は、円筒状であってもよい。

【0025】

成形工程は、図５に示すように、成形型１０を用いてブロー成形を行う工程である。成形工程では、第１成形型１０ａと第２成形型１０ｂとを型締めし、ブローピン１３を介して内部に空気を供給する。成形工程によってパリソン２０の内側から外側に向けてブロー圧が作用するため、パリソン２０が成形面１１ａ，１１ｂ、孔部成形面１２及び凸条部１４に転写され、成形される。凸条部１４，１４によって、ビード形状部２１，２１が成形される。ビード形状部２１は、断面台形状を呈し、板状を呈する。

【0026】

脱型工程（成形後）は、図６に示すように、第１成形型１０ａと第２成形型１０ｂとを離間させる工程である。これにより、内部が中空となる１次成形品３０が成形される。１次成形品３０の外面において、ビード形状部２１，２１に対応する位置には凹部３１，３１が形成されている。

【0027】

設置工程は、図７に示すように、１次成形品３０を、第１冷却型４０ａ及び第２冷却型４０ｂの内部に設置する工程である。１次成形品３０の外面は、対向面４１ａ，４１ｂ、孔部対向面４２に対向して設置される。対向面４１ｂと凹部３１との間には空間が形成されている。

【0028】

冷却工程は、図８に示すように、冷却型４０を用いて冷却ブローを行う工程である。冷却工程では、ブローピン４３を介して１次成形品３０の内部に空気を供給する。当該空気の温度は、適宜設定すればよく、ブロー成形時の温度と同じであってもよいし、それよりも低い温度であってもよい。この時の１次成形品３０の温度は、１次成形品（パリソン）３０の融点より低く、かつ、変形可能な温度になっている。冷却工程では、１次成形品３０の内部から外側に向けて冷却ブロー圧が作用するため、ビード形状部２１を構成する側壁同士が互いに近接する方向に押圧されることにより（白抜き矢印参照）、リブ形状部３が成形される。換言すると、ビード形状部２１の高さは概ね変わらないまま、側壁同士が近接する方向に潰し込まれリブ形状部３となる。また、冷却ブローを行いつつ、負圧部の連通孔４５を介して凹部３１内の空気を吸引するため、ビード形状部２１の側壁同士が近接する方向に変形しやすくなる。

【0029】

脱型工程（冷却後）は、図９に示すように、第１冷却型４０ａと第２冷却型４０ｂとを離間させる工程である。これにより、２次成形品６０が成形される。最後に、バリを切除することにより、燃料タンクＴが形成される。

【0030】

以上説明した本実施形態に係る燃料タンクの製造装置及び燃料タンクの製造方法によれば、成形型１０にスライダ等の複雑な構造を設けることなく、簡易な構造で燃料タンクＴ内にリブ形状部３，３を形成することができる。また、スライダを用いないため、リブ形状部３，３を形成するために成形時にスライダを燃料タンクＴ（１次成形品３０）内に押し込んだり、退避させたりする工程を省略できる。これにより、製造コストの低減及び製造のサイクルタイムの短縮を図ることができる。また、リブ形状部３，３はビード形状部２１，２１と比較して燃料タンクＴ内の占有体積が小さいため、燃料タンクＴの容量低下を防ぐことができる。

【0031】

また、冷却型４０に負圧部を備えているため、ビード形状部２１の変形を促進することができる。これにより、リブ形状部３の成形精度を高めることができる。

【0032】

また、冷却型４０では、１次成形品３０の融点より低く、かつ、変形可能な温度の時にビード形状部２１をリブ形状部３へと変形させる。これにより、ビード形状部２１からリブ形状部３への変形を最適化することができる。

【0033】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る燃料タンクの製造装置及び燃料タンクの製造方法について説明する。第２実施形態では、リブ形状部３が燃料タンク本体１の底面に設けられるとともに、リブ形状部４が燃料タンク本体１の天面に設けられ、さらに両者が突き合わされている点で第１実施形態と主に相違する。第２実施形態の説明の際、第１実施形態と重複する説明は省略し、相違点について説明する。

【0034】

＜燃料タンクの製造装置＞
図１０は、第２実施形態に係る燃料タンクの製造方法の成形工程を示す断面図である。
図１１は、第２実施形態に係る燃料タンクの製造方法の冷却工程を示す断面図である。本実施形態に係る燃料タンクの製造装置は、成形型１０Ａと、冷却型４０Ａとを備えている。

【0035】

図１０に示すように、成形型１０Ａは、第１成形型１０ａと、第２成形型１０ｂとを備えている。第１成形型１０ａには、成形面１１ａと、孔部成形面１２と、ブローピン１３と、凸条部１５，１５が設けられている。凸条部１５は、成形面１１ａから第２成形型１０ｂに向けて延設されており、後記するビード形状部２２を成形する部位である。凸条部１５は、断面台形状であり、板状を呈する。また、凸条部１５，１５は、凸条部１４，１４とそれぞれ対向する位置に設けられている。一方、第２成形型１０ｂは、第１実施形態と同じである。

【0036】

図１１に示すように、冷却型４０Ａは、第１冷却型４０ａと、第２冷却型４０ｂとを備えている。第１冷却型４０ａには、対向面４１ａと、孔部対向面４２と、ブローピン４３と、連通孔４５とが設けられている。連通孔４５は、対向面４１ａから外部に連通する孔である。連通孔４５と、図示しない吸引機械とを含んで負圧部を構成している。負圧部は、燃料タンク本体１の外面からビード形状部２２に負圧を発生させ、側壁同士が近接するように変形させる部位である。つまり、負圧部は、ビード形状部２２の変形を促進させる装置である。一方、第２冷却型４０ｂは、第１実施形態と同じである。

【0037】

＜燃料タンクの製造方法＞
本実施形態に係る燃料タンクの製造方法では、パリソン配置工程と、成形工程と、脱型工程（成形後）と、設置工程と、冷却工程と、脱型工程（冷却後）と、を行う。なお、パリソン配置工程、脱型工程（成形後）、設置工程、脱型工程（冷却後）は、第１実施形態と同じである。

【0038】

成形工程は、図１０に示すように、成形型１０Ａを用いてブロー成形を行う工程である。成形工程では、第１成形型１０ａと第２成形型１０ｂとを型締めし、ブローピン１３を介して内部に空気を供給する。成形工程によってパリソン２０の内側から外側に向けてブロー圧が作用するため、パリソン２０が成形面１１ａ，１１ｂ、孔部成形面１２及び凸条部１４，１５に転写され、成形される。成形工程によって、ビード形状部２１，２１，２２，２２が成形される。また、対向するビード形状部２１，２２同士は当接している。

【0039】

冷却工程は、図１１に示すように、冷却型４０Ａを用いて冷却ブローを行う工程である。冷却工程では、ブローピン４３を介して１次成形品７０の内部に空気を供給する。当該空気の温度は、適宜設定すればよく、ブロー成形時の温度と同じであってもよいし、それよりも低い温度であってもよい。この時の１次成形品７０の温度は、１次成形品（パリソン）の融点より低く、かつ、変形可能な温度になっている。冷却工程では、１次成形品７０の内部から外側に向けて冷却ブロー圧が作用するため、ビード形状部２１，２２を構成する側壁同士が互いに近接する方向に押圧されることにより（白抜き矢印参照）、リブ形状部３，４が成形される。また、冷却ブローを行いつつ、負圧部によって１次成形品７０の外面側から空気を吸引するため、ビード形状部２１，２２の側壁同士が近接する方向に変形しやすくなる。

【0040】

以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態と略同様の効果を奏する。特に、第２実施形態によれば、成形型にスライダ等の複雑な構造を設けることなく、簡易な構造で上下に対向するリブ形状部３，４を形成することができる。リブ形状部３，４が互いに当接することで、燃料タンクＴの強度及び耐変形性をより高めることができる。

【0041】

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨を変更しない範囲で適宜設計変更が可能である。例えば、リブ形状部が成形可能であれば、負圧部は省略してもよい。また、第２実施形態では、リブ形状部３，４同士が当接するようにしたが、離間させてもよい。

【符号の説明】

【0042】

Ｔ 燃料タンク
１ 燃料タンク本体
１ａ 底面
１ｂ 天面
２ ポンプ取付孔
３，４ リブ形状部
１０ 成形型
１１ａ，１１ｂ 成形面
１３ ブローピン
１４ 凸条部
１５ 凸条部
２０ パリソン
２１，２２ ビード形状部
３０，７０ １次成形品
３１ 凹部
４０ 冷却型
４１ａ，４１ｂ 対向面
４３ ブローピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】