JP5871280B2 - 構成部品の取り付け方法 - Google Patents

Description

本発明の開示は、他の構成部品に対して構成部品を取り付けるための配置に関する。

容器は、その容器内部に構成部品、または、その容器の外側に連結される構成部品、を有する場合がある。例えば、車両用の燃料タンクは、一般的に、燃料ポンプ、１つ以上のバルブ、燃料計、および、燃料タンク内に設けられたさまざまな構成部品を有している。その構成部品は、燃料タンクに設けられたキャリアや他の支持物に取り付けられ、または、クランプやネジなどの接続で燃料タンクの壁にすでに固定されたフランジに取り付けられている。

請求項１記載の構成部品を成形品に連結する方法は、（ａ）成形される前記成形品の壁に隣接して構成部品を配置する工程と、（ｂ）前記壁がまだ少なくとも部分的に溶融している間に、前記構成部品の一部を前記成形品の壁の一部に重ね合わせる工程と、（ｃ）前記成形品の壁を、前記成形品の壁の一部と重なり合った前記構成部品の一部と共に冷却する工程と、を有する。前記物品が形成された後、前記物品に対してしっかりと構成部品を保持するために、前記構成部品の一部が、成形される物品の壁の近くで、２つの側面と重なり合うことが望ましい。

請求項７に記載の成形品を前記成形品に取り付けられる構成部品と共に形成する方法は、
（Ａ）溶融パリソンを少なくとも２つの金型によって画定される金型キャビティに提供する工程と、
（Ｂ）前記パリソンを前記金型キャビティで形成する工程と、
（Ｃ）前記パリソンの少なくとも一部を切断する工程と、
（Ｄ）切断された前記パリソンを分割して、前記パリソンの内部を露出させるために、前記少なくとも２つの金型を分割する工程と、
（Ｅ）前記パリソンの壁に隣接して構成部品を配置する工程と、
（Ｆ）前記壁がまだ少なくとも溶融している間に、前記構成部品の一部を前記パリソンの壁の一部に重ね合わせる工程と、
（Ｇ）密閉された金型キャビティを画定し、前記パリソンの切断された部分を再度一緒に接合するために、前記少なくとも２つの金型を閉じる工程と、を有する。このような方法で、パリソンは、パリソンの内部に１つ以上の構成部品を収容するために、開くことができると共に、切断されたパリソン部分を密閉して、最終的な形成または硬化するために、閉じることができる。

１つの実施形態では、構成部品を容器に取り付けるためのシステムは、前記容器が成形される成形面の部分を画定する金型と、前記成形面に開口する少なくとも１つのツールキャビティと、前記ツールキャビティ内に少なくとも部分的に配置され、前記成形面に関連して初期位置から前進位置に移動するツールと、を有することができる。少なくとも前記ツールが、前記前進位置に移動した際に、前記ツールが、前記容器を形成する材料と係合する作業面を有する。また、前記構成部品の一部が、前記容器を形成する材料と重ね合わせられ、前記構成部品が、前記容器に関連する位置で保持される。

本発明の好ましい実施例については、明細書に添付した図面に基づいて詳細に説明する。

容器を形成するために用いられるブロー成形装置の一実施形態の断面図である。 分割された分割パリソンの間に位置付けられ、分割パリソンに連結される構成部品と、ブロー成形と、を説明するための図１のブロー成形装置の断面図である。 金型の凹部に設けられた構成部品、および、パリソンと係合する前のツールを示す部分的な断面の側面図である。 構成部品の一部をパリソンに重ね合わせるために、パリソンと係合しするツールを示す、図３Ａと同様の部分的な断面の側面図である。 一実施形態のパリソン構造の部分断面図である。 ツールの異なる実施形態を示す概略平面図である。 ツールの異なる実施形態を示す概略平面図である。 ツールの異なる実施形態を示す概略平面図である。 ツールの異なる実施形態を示す概略平面図である。 ツールの異なる実施形態を示す概略平面図である。 ツールの異なる実施形態を示す概略平面図である。 構成部品の異なる実施形態を示す概略平面図である。 構成部品の別の異なる実施形態を示す概略平面図である。

図面をさらに詳細に参照すると、図１は、溶融パリソン１２から物品を形成するために用いられるブロー成形装置１０を説明する図である。実施形態では、その物品が、車両燃料システムで用いられる燃料タンクのような容器である。もちろん、その容器は、燃料以外の何かを入れるために使用することもできる。燃料タンクの１つの例としては、燃料タンクは、燃料が入る内部容積１６を画定する１つ以上の壁１４を有している。燃料タンクの壁１４は、適した材料で形成されている。１つの例として、燃料タンクは、高分子材料で作られたいくつかの層から形成されており、「多層」燃料タンクと呼ばれている。図４に示すように、多層燃料タンクは、１つ以上の構造層から成る。その構造層は、高密度ポリエチレン（HDPE）などから生成される内層１７および外層１８、１つ以上の接着剤層２０、１つ以上のバリア層２２、を備えている。バリア層２２は、炭化水素、別の蒸気、または、燃料タンク内に含まれる液体と関連する液体などの浸透に対する所望の耐性を有する。例となるバリア層の材料としては、ナイロンやエチレンビニルアルコール（EVOH）などがあるが、他の材料を用いてもよい。また、燃料タンクが、単一物質から形成されていてもよく、ここで詳細に記載されている材料以外で形成することも可能である。

燃料タンクのような中空容器を形成する場合、パリソンが、金型キャビティを有するブロー成形装置１０に導入される。金型キャビティは、１つ以上の金型２４、２６によって画定され、また、その金型２４、２６によって成形面２８が、画定される。パリソン１２は、ブローピンを通して圧力ガスの導入によって成形面２８に対して膨張される。１つの実施形態によれば、２００９年６月２５日に提出された米国特許出願第１２／４９１，９６４号に記載された装置および方法を利用することができ、また、その明細書の開示された内容を完全に参照することにより本明細書に組み込まれる。一般的に、パリソン１２は、最初にブロー成形され、そして、適切なカッター３２で２つに分割される。その後、図２に示すように、切断された分割パリソンをそれぞれ有する金型２４、２６は、開かれる。この位置では、分割パリソンを結合して最終的な容器を形成する前に、構成部品が、分割された金型の分割パリソンの間に挿入される。このように、さまざまな構成部品３４を容器の内部容積内に配置することができ、また、金型２４、２６の適切な調整で、その構成部品３４を容器内部に配置することができる。また、さまざまな構成部品を容器の外側に配置したり、容器の外側まで運んだりすることが可能である。

１つの実施形態では、図２および図３（図３A、図３B）に示すように、金型２４、２６の少なくとも１つが、凹部３６を有する。凹部３６は、容器に連結させるために、構成部品３４の少なくとも一部分を収容するように構成される。また、金型２４、２６は、凹部３６に開口する１つ以上の開口部またはツール通路３８を有してもよい。凹部３６は、金型の成形面２８に形成され、金型の成形面の一部分を画定する。ツール通路３８は、金型の内部に直接または軸方向に開口するように、金型２４、２６を貫通して形成されている。また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ツール通路３８は、ブラインドボア（blind bore）であってもよく、あるいはその反対に、凹部３６に放射状に通常開口する終点部を有していてもよい。また、図３Aおよび図３Bに示すように、ツール通路３８は、内部に延びるフランジ４０を画定してもよい。この形状では、ツール通路３８は、成形面２８のように、金型２４、２６の反対側から形成されることもできる。また、ツール通路３８は、凹部３６に重なったり、交わったり、開口したりしてもよい。凹部３６は、適切な円筒状のブラインドボアによって形成されているが、他の形状や位置で形成されていてもよい。また、ツール通路３８は、凹部３６に平行に開口するまっすぐなボアによって形成することもできる。もちろん、別の配置でツール通路を設けることもできる。

１つの実施形態では、図２および図３Ａ，３Ｂに示すように、構成部品３４が、端面３７と、放射状に外側に延びているフランジ４２と、を有している。フランジ４２は、フランジ４２に隣接するアンダーカット（undercut）、凹部、または、空隙の一部を画定する。構成部品３４は、第２フランジ４６、または、２つのフランジ４２、４６の間に設けられたネック４８を確定する他の面、を備えていてもよい。金型２６に設けられた凹部３６は、フランジ４２を少なくとも部分的に凹部３６に収容することができ、かつ、構成部品３４の空隙４４を少なくとも部分的に凹部３６に配置することができるように、十分に深く形成されている。構成部品３４は、実質的にどんな形状でも有することができる。例えば、図３、１１および１２で、構成部品３４のいくつか代表的な形状が示されているが、さまざまな形状で構成部品を形成することが可能である。フランジ４２は、円周方向に続く必要はない。また、フランジ４２やフランジ４６を設けなくてもよい。構成部品３４に設けられ、パリソン材料を少なくとも部分的に動かす空隙４４は、円周方向に続いていたり、構成部品の一周に延びていたりする必要はない。さらに、その空隙は、１つ以上のキャビティ、アンダーカット、溝、または、スロットなどを有することができる。それらは、ツールで動かされ、パリソン材料を収容するために、構成部品に設けることができる。また、そのような空隙は、所望の配置で構成部品の外側と間隔をあけて設けることもできる。

１つ以上のツール５０は、ツール通路３８（または、通路）に配置され、凹部３６に隣接し凹部３６に関連して動く。各ツール５０は、アーム５２と、作業端５４と、を有する。作業端５４は、アーム５２によって運ばれ、パリソン１２を結合するために構成されている。ツール５０は、図３Ａに示す構成部品３４から離れた第１位置（初期位置）から、図３Ｂに示す構成部品３４に近づく第２位置（前進位置）まで移動する。ツール５０は、１つ以上のアクチュエータ５６によって、ツール５０が前進する位置および後退する位置の間で動かされる。もちろん、ツール５０は、手動で操作することもできる。ツール５０は、凹部３６の軸５８と垂直である線形経路に沿って動かされてもよい。あるいは、ツール５０が、上述した前進位置と初期位置との間の適切な経路に沿って動かされてもよい。例えば、そのツールが、必要に応じて、弓状の経路に沿って回転することもでき、または、動作の複数の経路のいくつかの組合せで回転することもできる。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、構成部品３４を凹部３６に挿入することにより、構成部品３４の端部３７がパリソンと係合される。そして、まだ少なくとも部分的に溶融し曲げやすいパリソン１２の一部が、凹部３６に移動し、ツール５０に隣接する。その後、ツール５０が、図３Ａに示す第１位置（初期位置）から図３Ｂに示す第２位置（前進位置）まで進むと、パリソン１２の一部が、ツール５０によって、構成部品３４に対して構成部品３４の空隙４４に移動する。このため、構成部品３４の一部が、パリソン１２の一部に重なり合う。つまり、構成部品３４の少なくとも一部が、隣接して向かい合う表面、または、構成部品の壁の側面、に配置されているパリソンの一部と共に、パリソンの２つの部分の間に挟み込まれる、または、閉じ込められるように、パリソンの一部が、構成部品の一部上で折り曲げられる。パリソンの材料は、適切な互換の高分子材料で形成されている構成部品３４の材料に対して、パリソンの材料の接合または溶接に影響を及ぼすように十分に加熱してもよい。もちろん、そのような溶接または接合は、構成部品３４をパリソン１２に効果的に連結するために必ずしも必要ではない。最終的に、パリソンの壁が構成部品に重なり合うような少なくとも上述のような方法で、容器を形成することができればよい。

パリソン１２を最終的に形成し冷却すると同時に、完成される容器と関連して構成部品３４の位置を保持するために、構成部品３４は、少なくとも部分的にパリソンの壁で閉じ込められる、または、重なり合う。さらに、図２および図３Ａ、図３Ｂに示されている実施形態では、構成部品３４が、容器の内部容積に延びて、その内部容積に通じるように、構成部品３４が、パリソンの壁１２の内面に隣接して取り付けられている。第２位置（前進位置）で所望の時間経過した後、ツール５０は、第１位置（初期位置）に動かされる。このため、ツール５０の作業端５４が、パリソン１２および構成部品３４から離れ、凹部３６および金型２６から、前記構成部品が取り付けられたパリソンを除去することができる。分割されたパリソンは、容器または他の品物を形成するために、その後、溶接することにより一緒に結合される。または、ツール５０が、第１位置（初期位置）に動かされる前や他のときに、分割されたパリソンを結合することができる。

図５および図６に示すように、構成部品に関連してパリソンの一部を動かすために、１つ以上のツール５０（スライダ）を設けることもできる。１つ以上のツール５０は、より確実に構成部品をパリソンに連結させるために、間隔をあけて配置されたパリソンの一部を構成部品の１つ以上の空隙に移動させる。図５には、２つのツール５０が示されており、また、図６には、３つのツール５０が示されているが、本発明はこれに限定されない。ツール５０は、構成部品３６とパリソン１２との連結を達成するために、必要に応じていくつでも用いることが可能である。また、ツール５０は、必要に応じて、均一に、または、不規則に円周方向に間隔を置いて配置することができる。図７〜９は、異なる形状の作業端５４、または、構成部品に関連して異なる方法でパリソン材料を移動することができる面、を備えたツールを示す。作業端５４は、パリソン材料の所望の動作や、パリソン材料に構成部品３４を閉じ込めることを提供するために、複数のツールで用いることができることに加えて、さまざまな形状を有することができる。異なる形状の端面を備えたツール５０を用いることによって、構成部品の非常に小さな部分が、パリソン材料と重なり合うことができる。あるいは、実質的に、全てのフランジ、または、構成部品の他の部分を、必要に応じて、パリソン材料内に閉じ込めることができる。さらに、図１０には、軸方向で異なる形状または構成を有する作業端５４を示す。つまり、図１０に示された作業端５４は、構成部品と関連してパリソン材料のより大きな軸の長さを動かすために、比較的薄くフラットな作業端に比べて、より大きな厚みを有している。このような方法で、構成部品３４およびツール５０は、成形プロセスの間、構成部品をパリソンの壁に取り付けるのを容易にするために、多種多様な形状と配置で、構成されることができる。

したがって、構成部品を成形品に連結する方法は、成形される物品の壁に隣接して構成部品を配置する工程と、前記壁がまだ少なくとも部分的に溶融している間に、構成部品の一部にパリソンの壁の一部を折り曲げる工程と、成形品の壁を、前記壁で重なり合った構成部品の一部と共に冷却する工程と、を有する。成形品は、実質的にどんな形状およびどんな配置でもすることができる。また、成形品は中空あるいは完全な中空である必要はない。実施形態でブロー成形された容器の記載は、方法および装置を適用することができるアプリケーションおよび配置を限定することを目的としていない。構成部品は、多くの形状で形成することができ、また、単に別の構成部品を支持するだけのブラケットや他の装置を有することもできる。

ここで開示された本発明の形状は、好ましい実施例として記載したが、さまざまな構成に変更することが可能である。例えば、金型２６に設けられた凹部３６は、必ずしも設けなくてもよい。凹部３６が設けられていない場合には、構成部品がパリソンの壁に隣接して配置されるまで、ツール５０が最初に後退されていてもよい。そして、ツールは、構成部品に向かって進み、構成部品の縁部の周りでパリソンの壁の一部を動かして、パリソンの材料を構成部品の空隙または構成部品の縁部の周りに内側に向かって折り曲げることができる。その後、ツールは、その初期位置に戻る。ツールは、さまざまな方法で、回転経路または弓状の経路に沿って、直線的に前進したり後退したりする。例えば、ツールは、構成部品に向かって前進する第１線形動作、および、構成部品から後退する第２線形動作を行うことができる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１２ パリソン
１４ 壁（パリソンの壁）
２４、２６ 金型
２８ 成形面
３４ 構成部品
３６ 凹部
３８ ツール通路
４４ 空隙
４２、４６ フランジ
５０ ツール
５２ アーム
５４ 作業端
５６ アクチュエータ

Claims (14)

1. 構成部品を成形品に連結する方法において、
   （ａ）ブロー成形される前記成形品の壁に隣接して空隙を有する構成部品を配置すると共に、金型の成形面に設けられた凹部に前記構成部品の空隙を配置する工程と、
   （ｂ）前記成形品の壁がまだ少なくとも部分的に溶融している間に、前記構成部品の一部を前記成形品の壁の一部に重ね合わせる工程と、
   （ｃ）前記構成部品と前記成形品の壁との接続を保つために、前記成形品の壁を、前記成形品の壁の一部と重なり合った前記構成部品の一部と共に冷却する工程と、を有し、
   前記（ｂ）の工程において、前記構成部品と関連して少なくとも１つのツールを動かすことにより、
   前記成形品の壁の一部が前記構成部品の一部に重なり合うまで、前記ツールが、前記成形品の壁の一部と係合して前記成形品の壁の一部を動かし、
   前記成形品の壁の一部が、少なくとも部分的に前記空隙に動かされる
   ことを特徴とする構成部品を成形品に連結する方法。
2. 前記ツールが、前記凹部の軸と垂直である方向に動く
   ことを特徴とする請求項１に記載の、構成部品を成形品に連結する方法。
3. 前記構成部品の前記空隙が、１つ以上のキャビティ、アンダーカット、溝、スロット、または、凹部、を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の、構成部品を成形品に連結する方法。
4. 前記構成部品が、フランジを有し、
   前記成形品の壁の一部が前記フランジの対向する２つの側面上を覆い、かつ、前記フランジが前記成形品の壁の一部で挟み込まれるように、前記成形品の壁の一部が、前記フランジの周りで折り曲げられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の、構成部品を成形品に連結する方法。
5. 前記少なくとも１つのツールが、間隔をおいて配置された少なくとも２つのツール手段を有し、
   前記少なくとも２つのツール手段が、前記構成部品と関連して前記成形品の壁の異なる部分を動かすために構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の、構成部品を成形品に連結する方法。
6. 前記（ａ）の工程は、前記構成部品の端面を前記成形品の壁に押し付けて、前記成形品の壁の一部を移動させることによって、達成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の、構成部品を成形品に連結する方法。
7. 成形品を前記成形品に取り付けられる構成部品と共に形成する方法において、
   （Ａ）溶融パリソンを少なくとも２つの金型によって画定される金型キャビティに提供する工程と、
   （Ｂ）前記パリソンを前記金型キャビティで形成する工程と、
   （Ｃ）前記パリソンの少なくとも一部を切断する工程と、
   （Ｄ）切断された前記パリソンを分割して、前記パリソンの内部を露出させるために、前記少なくとも２つの金型を分割する工程と、
   （Ｅ）前記パリソンの壁に隣接して構成部品を配置する工程と、
   （Ｆ）前記パリソンの壁がまだ少なくとも溶融している間に、前記構成部品の一部を前記パリソンの壁の一部に重ね合わせる工程と、
   （Ｇ）密閉された金型キャビティを画定し、前記パリソンの切断された部分を再度一緒に接合するために、前記少なくとも２つの金型を閉じる工程と、を有し、
   前記金型の少なくとも１つの成形面には、凹部が形成されており、
   前記（Ｅ）の工程が、構成部品の表面を前記パリソンの壁に押し付けて、前記パリソンの一部を前記凹部に移動させることによって、達成され、
   少なくとも１つのツールが、前記凹部に隣接して設けられ、
   前記（Ｆ）の工程が、前記ツールを前記構成部品に向かって前進させて、前記パリソンの壁の一部を前記構成部品の周りに移動させることによって、達成される
   ことを特徴とする成形品を前記成形品に取り付けられる構成部品と共に形成する方法。
8. 前記パリソンの壁を、前記パリソンの壁の一部と重なり合った構成部品の一部と共に冷却する工程、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の、成形品を前記成形品に取り付けられる構成部品と共に形成する方法。
9. 前記ツールが、前記凹部の軸と垂直である方向に動く
   ことを特徴とする請求項７に記載の、成形品を前記成形品に取り付けられる構成部品と共に形成する方法。
10. 少なくとも１つの金型が、ツールを有し、
    前記（Ｆ）の工程が、前記ツールを前記構成部品に向かって前進させて、前記パリソンの壁の一部を前記構成部品の周りに移動させることによって、達成される
    ことを特徴とする請求項７に記載の、成形品を前記成形品に取り付けられる構成部品と共に形成する方法。
11. 複数のツールが、前記構成部品の複数の部分を前記パリソンの壁の一部に重ね合わせるために、用いられ、
    前記複数のツールが、前記構成部品に向かって前進し、
    前記パリソンの壁の異なる部分が、前記構成部品の周りで移動される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の、成形品を前記成形品に取り付けられる構成部品と共に形成する方法。
12. 構成部品を容器に取り付けるシステムにおいて、
    前記容器がブロー成形される成形面の部分を画定するブロー金型と、
    前記金型に設けられ、前記成形面に開口する少なくとも１つのツールキャビティと、
    前記ツールキャビティ内に少なくとも部分的に配置され、前記成形面に関連して初期位置から前進位置に移動するツールと、を備え、
    少なくとも前記ツールが前記前進位置まで移動した際に、前記ツールが、前記容器を形成するブロー成形材料と係合する作業面を有し、
    前記金型の成形面には、前記容器が成形される成形面の一部を画定する凹部が形成されており、
    前記凹部には、前記ツールキャビティと、前記ツールキャビティ内で移動可能な前記ツールと、が設けられ、
    前記ツールによって、前記材料が前記構成部品の一部に対して動かされて、前記構成部品が前記容器に関連する位置で保持される
    ことを特徴とする構成部品を容器に取り付けるシステム。
13. 前記ツールが、前記凹部の軸と垂直である方向に動く
    ことを特徴とする請求項１２に記載の、構成部品を容器に取り付けるシステム。
14. 前記凹部が、前記構成部品の端面を収容するサイズで形成され、かつ、前記端面に隣接して配置される前記容器を形成する材料で、構成されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の、構成部品を容器に取り付けるシステム。

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