JP2014024370A

JP2014024370A - 中空容器及び中空容器製造装置

Info

Publication number: JP2014024370A
Application number: JP2012164053A
Authority: JP
Inventors: Ko Iwase; 航岩瀬; Kazuhiro Nakamura; 和広中村
Original assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Current assignee: Yachiyo Industry Co Ltd
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-02-06
Also published as: EP2689951A1; US20140027450A1

Abstract

【課題】内容物の透過を抑制することが可能な中空容器を提供する。
【解決手段】中空容器１Ａは、中空形状を呈するとともに開口部２ａを有する容器本体２Ａと、開口部２ａに取り付けられて、開口部２ａよりも外側において容器本体２Ａを密封する子部品３Ａと、を備え、容器本体２Ａは、中間にバリア層２ｘを含む複数層構造を呈しており、容器本体２Ａの開口部２ａ周縁は、容器本体２Ａにおいて子部品３Ａが当接する座面部２ｃよりも薄い薄肉部２ｂであることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空容器及び中空容器製造装置に関する。

自動車の燃料タンク等として用いられる中空容器を製造する際に、ブロー成形等によって製造された容器本体に、当該容器本体を貫通する子部品を溶着によって取り付ける場合、がある、この場合において、成形後の容器本体に開口部を形成し、かかる開口部を塞ぐように子部品を溶着等によって取り付けて密封することが行われている（特許文献１〜３）。

特表２００９−５３４２１５号公報特表２００８−５０７６５１号公報特開２００７−０９２６７８号公報

従来の中空容器の容器本体は、樹脂層を含むパリソンを成形することによって製造されるが、気化燃料が開口部断面から樹脂層を介して外部へ漏れる透過を抑制したいという要望がある。

本発明は、前記した事情に鑑みて創作されたものであり、内容物の透過を抑制することが可能な中空容器及び中空容器製造装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の中空容器は、中空形状を呈するとともに開口部を有する容器本体と、前記開口部に取り付けられて、前記開口部よりも外側において前記容器本体を密封する子部品と、を備える中空容器であって、前記容器本体は、中間にバリア層を含む複数層構造を呈しており、前記容器本体の前記開口部周縁は、当該容器本体において前記子部品が当接する座面部よりも薄い薄肉部であることを特徴とする。

かかる構成によると、開口部の周縁が薄肉部となっているので、中空部の内容物、例えば気化燃料がバリア層よりも外側の層を透過することを抑制することができる。

前記薄肉部は、圧縮によって薄肉化されている構成であってもよい。

かかる構成によると、薄肉部を容易に形成することができる。

また、前記課題を解決するため、本発明の中空容器製造装置は、中空形状を呈するとともに開口部を有する容器本体と、前記開口部に取り付けられる子部品と、を備える中空容器の前記容器本体をブロー成形によって製造する中空容器製造装置であって、中間にバリア層を含む複数層構造を呈するパリソンを圧縮することによって、前記開口部の形成予定場所を含むように、当該容器本体において前記子部品が当接する座面部よりも薄い薄肉部を形成する圧縮部を備えることを特徴とする。

かかる構成によると、内容物の透過を抑制することが可能な中空容器を製造することができる。
また、薄肉部を切断することによって開口部を形成することが可能なので、中空容器の製造が容易であり、生産性が向上する。
また、座面部の肉厚を確保することができるので、溶着等による座面部の変形を抑え、中空容器の内部から座面部をバックアップする装置等を用いることなく、容器本体に対する子部品の組付及び密封性の信頼性を確保することができる。

前記圧縮部は、成形型に対して前記パリソンを押圧する押圧部である構成であってもよい。

また、前記圧縮部は、前記パリソンに気体を噴射することによって前記薄肉部を形成する構成であってもよい。

本発明によれば、内容物の透過を抑制することが可能な中空容器及び中空容器製造装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の第一の実施形態に係る中空容器を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１部拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＸ２部拡大図である。（ａ）は本発明の第一の実施形態に係る中空容器製造装置を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ３部拡大図である。（ａ）〜（ｄ）は本発明の第一の実施形態に係る中空容器製造装置を用いた中空容器製造方法を説明するための図である。本発明の第二の実施形態に係る中空容器製造装置を示す断面図である。本発明の第三の実施形態に係る中空容器を示す要部断面図である。

以下、本発明の実施形態について、本発明の中空容器の容器本体をブロー成形によって成形する場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

＜第一の実施形態＞
まず、本発明の第一の実施形態に係る中空容器、中空容器製造装置及び中空容器製造方法について、図１〜図３を参照して説明する。

＜中空容器＞
図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係る中空容器１Ａは、容器本体２Ａと、当該容器本体２Ａに取り付けられる子部品３Ａと、容器本体２Ａの内部に取り付けられる内蔵部品４，４と、を備える。

＜容器本体＞
容器本体２Ａは、ブロー成形によって製造される樹脂製の中空部品であって、容器本体アッパ２ＵＡ及び容器本体ロア２Ｌを互いに接合することによって形成されている。
容器本体アッパ２ＵＡ及び容器本体ロア２Ｌは、それぞれ中間にバリア層２ｘを含む複数層構造を呈しており、本実施形態では、中間のバリア層２ｘと、その両面に設けられた樹脂層（例えば、高密度ポリエチレン層）２ｙ，２ｙと、を備える３層構造を呈する。なお、容器本体２Ａの複数層構造は、かかる３層構造に限定されず、接着層等を含む４層以上の構造であってもよい。

容器本体アッパ２ＵＡには、円形の貫通孔である開口部２ａが形成されており、開口部２ａの周縁部は、円環状を呈する薄肉部２ｂとなっている。薄肉部２ｂは、圧縮されることによって他の部位よりも薄く形成されている。薄肉部２ｂの外周部は、外側面に子部品３が当接する座面部２ｃであり、座面部２ｃの内側面には、環状の凸部２ｄが形成されている。すなわち、薄肉部２ｂの肉厚ｄ_１、座面部２ｃの肉厚ｄ_２、座面部２ｃのうち凸部２ｄが形成されている部位の肉厚ｄ_３は、以下の関係を満たしている。
ｄ_１＜ｄ_２＜ｄ_３

薄肉部２ｂにおける外側の樹脂層２ｙの断面積は、薄肉部２ｂを形成しなかった場合よりも小さくなっている。すなわち、中空容器１Ａの内容物が外側の樹脂層２ｙから外部へ透過しようとする際の透過断面積が減少しているため、内容物の透過が好適に抑制される。

＜子部品＞
子部品３Ａは、開口部２ａを貫通するように設けられて開口部２ａを密封する部品であって、内側の大径部３ａと、外側の小径部３ｂと、大径部３ａ及び小径部３ｂの間に形成されたフランジ部３ｃと、フランジ部３ｃの外周縁から内側に向けて立設する環状壁部３ｄと、を備える。大径部３ａの外径は、開口部２ａの内径よりも小さく、フランジ部３ｃの外径は、開口部２ａの内径よりも大きい。したがって、大径部３ａは、外側から開口部２ａに挿通可能であり、大径部３ａが開口部２ａに挿通された状態において、環状壁部３ｄの線端面が座面部２ｃの外側面に当接する。かかる子部品３Ａは、大径部３ａが容器本体２内に収容されるとともに小径部３ｂ、フランジ部３ｃ及び環状壁部３ｄが容器本体２Ａ外に露出した状態において、環状壁部３ｄの先端面が座面部２ｃの外側面に溶着によって接合されており、子部品３Ａが開口部２ａを密封している。

＜内蔵部品＞
内蔵部品４，４は、容器本体２Ａの内部に取り付けられる部品であって、一方の内蔵部品４は容器本体アッパ２ＵＡの内側面に所定の深さだけ埋設されており、他方の内蔵部品４は容器本体ロア２Ｌの内側面に所定の深さだけ埋設されている。

＜中空容器製造装置＞
続いて、中空容器１Ａの容器本体２Ａを製造するための中空容器製造装置について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、本発明の第一の実施形態に係る中空容器製造装置１０Ａは、中空容器１Ａの容器本体２Ａをブロー成形する成形装置であって、一対の成形型１１，１２と、センター型１３Ａと、を備える。

各パリソンＰは、矩形のシート状を呈している。ブロー成形品である中空容器１Ａが自動車搭載用の燃料タンクである場合には、パリソンＰは、例えば燃料の不透過性に優れた材質からなるバリア層２ｘを、少なくとも、タンク内面を形成する内側熱可塑性樹脂層２ｙとタンク外面を形成する外側熱可塑性樹脂層２ｙとで挟んだ多層断面構造を呈する。内側熱可塑性樹脂層２ｙ及び外側熱可塑性樹脂層２ｙは、例えば熱溶融性や成形性に優れるＰＥ（高密度ポリエチレン）を含んで構成されている。

センター型１３Ａと成形型１１，１２とが型締めされたとき、センター型１３Ａの合わせ面と成形型１１，１２の合わせ面とによりパリソンＰの縁周りがピンチオフ部として挟まれる。製造装置１０Ａは、内蔵部品４をパリソンＰの内面に取り付ける機能を備えており、センター型１３Ａには、パリソンＰに内蔵部品４を取り付けるアクチュエータとしてのシリンダ１５が備えられる。図２では、両側のパリソンＰのそれぞれに内蔵部品４を取り付ける例を示している。シリンダ１５によって移動するブラケットの先端にはクランプ機構１６が備えられ、このクランプ機構１６により内蔵部品４が保持される。

図２に示すように、センター型１３Ａには、治具１４Ａが立設されている。治具１４Ａは、当該治具１４Ａと対向する成形型１１の一部との間でパリソンＰの一部を挟む型である。治具１４Ａの先端面には、成形型１１に対してパリソンＰを押圧することによってパリソンＰを圧縮する押圧部として、環状、円状又はＣ字状（ここでは環状）の凸部１４ａが形成されている。

一方、成形型１１の成形面においては、治具１４Ａの凸部１４ａに対向する位置に環状、円状又はＣ字状（ここでは環状）の凸部１１ａが形成されている。成形型１１とセンター型１３Ａとが型締めされたときに、凸部１１ａ，１４ａがパリソンＰを押圧することによって圧縮し、パリソンＰに環状又は円状（ここでは環状）の薄肉部２ｂを形成する。

＜中空容器製造方法＞
続いて、中空容器製造装置１０Ａを用いた中空容器１Ａの製造方法について、図３を参照して説明する。
図３（ａ）は、一対のシート状のパリソンＰ，Ｐが搬送装置Ｔ，Ｔによりセンター型１３Ａと成形型１１，１２との間まで搬送された状態を示している。図３（ｂ）に示すように、一対の成形型１１，１２がパリソンＰ，Ｐを間に挟んでセンター型１３Ａを両側から閉じると、成形型１１，１２の成形面とパリソンＰ，Ｐの外面側とで囲まれた空間が密閉される。この状態で成形型１１，１２の真空孔（図示せず）から真空引きし、かつパリソンＰ，Ｐの内面側からブローピン（図示せず）によりエアを噴射することにより、パリソンＰ，Ｐが成形型１１，１２の成形面に転写される。

ここで、一方のパリソンＰには、凸部１１ａ，１４ａによる押圧によって、開口部２ａの形成予定場所を含むように、すなわち、少なくとも開口部２ａの内周面の形成予定場所から開口部２ａの径方向外側にわたって、他部位よりも圧縮された環状の薄肉部２ｂが形成される。この際に、薄肉部２ｂの樹脂が外側に逃げることによって、座面部２ｃの内側面に環状の凸部２ｄが形成される。かかる凸部２ｄは、座面部２ｃの剛性を向上させる。したがって、コストダウンのために座面部２ｃが薄肉化された場合にも、座面部２ｃの剛性を確保し、溶着等による変形を抑制することができ、従来の設備での製造が可能である。なお、薄肉部２ｂは、環状以外の円状、Ｃ字状等であってもよい。

また、転写工程とほぼ並行して内蔵部品４の取り付け工程が行われ、シリンダ１５の駆動により内蔵部品４が成形型１１，１２に向けて前進し、内蔵部品４の基端部がパリソンＰに押し付けられて所定の深さだけ埋設される。内蔵部品４の取り付け後、クランプ機構１６のクランプが外れたうえで図３（ｃ）に示すように成形型１１，１２が開く。続いて、例えば成形型１１，１２が紙面奥−手前方向に移動し、センター型１３Ａから外れた位置で図３（ｄ）に示すように成形型１１，１２同士が閉じ、ブローピン（図示せず）によるエアブローにより、パリソンＰが中空容器１Ａの容器本体２Ａとして成形される。

続いて、容器本体２Ａの薄肉部２ｂをカッター等を用いて切断することによって、開口部２ａが形成され、かかる開口部２ａに子部品３Ａを挿通した状態において子部品３Ａの環状凸部３ｃを座面部２ｃに溶着（例えば熱板溶着）することによって子部品３Ａが取り付けられ、中空容器１Ａが完成する。

本発明の第一の実施形態に係る中空容器１Ａは、開口部２ａの周縁が肉厚ｄ_１の薄肉部２ｂとなっているので、中空部１Ａの内容物、例えば気化燃料がバリア層２ｘよりも外側の樹脂層２ｙを透過することを抑制することができる。
特に、中空容器１Ａは、薄肉部２ｂのバリア層２ｘよりも外側の樹脂層２ｙの肉厚が薄くなっているので、バリア層２ｘよりも外側の樹脂層２ｙの透過断面積を減少させ、中空部１Ａの内容物、例えば気化燃料がバリア層２ｘよりも外側の樹脂層２ｙを透過することを抑制することができる。
より具体的には、外側の樹脂層２ｙが潰れ、バリア層２ｘが気層（大気）との境界により近づくことで、外側の樹脂層２ｙに進入する気化燃料の絶対量が軽減される結果、気化燃料の透過が抑制されることとなる。
また、中空容器１Ａは、薄肉部２ｂが圧縮によって形成されているので、薄肉部２ｂを容易に形成することができる。
また、中空容器１Ａは、環状の薄肉部２ｂを切断することによって開口部２ａを形成するので、製造が容易であり、生産性が向上する。
また、中空容器１Ａは、座面部２ｃの肉厚を確保することができるので、溶着による座面部の変形を抑え、中空容器１Ａの内部から座面部２ｃをバックアップする装置等を用いることなく、溶着の信頼性を確保することができる。

また、本発明の第一の実施形態に係る中空容器製造装置１０Ａは、内容物の透過を抑制することが可能な中空容器１Ａを製造することができる。
また、中空容器製造装置１０Ａは、環状の薄肉部を切断することによって開口部２ａを形成することが可能であるので、中空容器１Ａの製造が容易であり、生産性が向上する。
また、中空容器製造装置１０Ａは、座面部２ｂの肉厚ｄ_２を確保することができるので、溶着による座面部２ｃの変形を抑え、中空容器１Ａの内部から座面部２ｃをバックアップする装置等を用いることなく、溶着における組付及び密封性の信頼性を確保することができる。

＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係る中空容器製造装置について、第一の実施形態に係る中空容器製造装置１０Ａとの相違点を中心に説明する。図４に示すように、本発明の第二の実施形態に係る中空容器製造装置１０Ｂは、センター型１３Ａ及び治具１４Ａに代えてセンター型１３Ｂ及び治具１４Ｂを備えるとともに、ブロー部１７をさらに備える。

センター型１３Ｂには、流通孔１３ａが形成されている。治具１４Ｂには、先端面に開口する環状又は円状（ここでは環状）のブロー孔１４ｂと、ブロー孔１４ｂ及びセンター型の流通孔１３ａと連通する流通孔１４ｃと、が形成されている。ブロー部１７は、ブロー成形におけるブロー圧よりも高圧（高流速）の気体を流通孔１３ａへ供給する。供給された高圧の気体は、流通孔１３ａ及びブロー孔１４ｂを介してパリソンＰの内側面に噴射される。パリソンＰは、かかる気体噴射によって圧縮され、パリソンＰに環状の薄肉部が形成される。

本発明の第二の実施形態に係る中空容器製造装置１０Ｂは、第一の実施形態に係る中空容器製造装置１０Ａと同様の効果を奏することができる。

＜第三の実施形態＞
続いて、本発明の第三の実施形態に係る中空容器について、第一の実施形態に係る中空容器１Ａとの相違点を中心に説明する。図５に示すように、本発明の第三の実施形態に係る中空容器１Ｃは、容器本体２Ａ及び子部品３Ａに代えて容器本体２Ｃ及び子部品３Ｃを備えるとともに、Ｏリング５、カムロック６及びリテーナ７を備える。

容器本体２Ｃは、容器本体アッパ２ＵＡに代えて容器本体アッパ２ＵＣを備える。容器本体アッパ２ＵＣは、その外側面に形成された環状の凸部２ｅを備える。凸部２ｅは、Ｏリング５よりも大径であり、Ｏリング５の抜け止めとして機能する。

子部品３Ｃは、ポンプ等であって、環状壁部３ｄを備えていない。Ｏリング５は、容器本体２Ｃの座面部２ｃの外側面と子部品３Ｃのフランジ部３ｃの内側面との間に介設されている。カムロック６の一端部は、容器本体２Ｃの外側の樹脂層２ｙに突き刺して固定されている。また、カムロック６の他端部は、子部品３Ｃのフランジ部３ｃの外側面に設けられたリテーナ７と係合している。これにより、子部品３Ｃが容器本体２Ｃに固定されている。

本発明の第三の実施形態に係る中空容器１Ｃは、溶着以外の手法で子部品３Ｃを容器本体２へ取り付ける場合にも、中空容器１Ａと同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、前記実施形態では２枚のシート状のパリソンＰ，Ｐを用いて容器本体２Ａ，２Ｃを成形する構成を採用したが、円筒状のパリソンを用いて容器本体２Ａ，２Ｃを成形する構成であってもよい。また、薄肉部２ｂは、外側の樹脂層２ｙを切削等によって薄くすることによって形成されてもよい。また、中空容器製造装置は、型内に配置された筒状のパリソンＰを、型内に設けられた可動型によって型に押圧する等の手法を用いて圧縮することによって薄肉部を形成する圧縮部を備える構成であってもよい。

１Ａ，１Ｃ中空容器
２Ａ，２Ｃ容器本体
２ａ開口部
２ｂ薄肉部
２ｃ座面部
３Ａ，３Ｃ子部品
１０Ａ，１０Ｂ中空容器製造装置
１３ａ流通孔（圧縮部）
１４ａ凸部（圧縮部、押圧部）
１４ｂブロー孔（圧縮部）
１４ｃ流通孔（圧縮部）
１７ブロー部（圧縮部）

Claims

中空形状を呈するとともに開口部を有する容器本体と、
前記開口部に取り付けられて、前記開口部よりも外側において前記容器本体を密封する子部品と、
を備える中空容器であって、
前記容器本体は、中間にバリア層を含む複数層構造を呈しており、
前記容器本体の前記開口部周縁は、当該容器本体において前記子部品が当接する座面部よりも薄い薄肉部である
ことを特徴とする中空容器。
前記薄肉部は、圧縮によって薄肉化されている
ことを特徴とする請求項１に記載の中空容器。
中空形状を呈するとともに開口部を有する容器本体と、前記開口部に取り付けられる子部品と、を備える中空容器の前記容器本体をブロー成形によって製造する中空容器製造装置であって、
中間にバリア層を含む複数層構造を呈するパリソンを圧縮することによって、前記開口部の形成予定場所を含むように、当該容器本体において前記子部品が当接する座面部よりも薄い薄肉部を形成する圧縮部を備える
ことを特徴とする中空容器製造装置。
前記圧縮部は、成形型に対して前記パリソンを押圧する押圧部である
ことを特徴とする請求項３に記載の中空容器製造装置。
前記圧縮部は、前記パリソンに気体を噴射することによって前記薄肉部を形成する
ことを特徴とする請求項３に記載の中空容器製造装置。