JPH0820038B2 - プラスチック製圧力容器とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転成形法によって成
形された容器本体の端壁に口金がインサート固定してあ
る圧力容器、およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】容器本体を回転成形法で形成した圧力容
器は特開平１−２９９４００号公報に公知である。そこ
では、金属製の口金を容器本体の端壁の外面に密着固定
している。容器本体の外面には、例えばエポキシ樹脂が
含浸されたガラス繊維を巻き付けて補強層を形成する。
このとき口金のフランジ外面を補強層で覆って、口金を
固定保持する。特開平３−８９０９８号公報には、ブロ
ー成形法によって形成した容器本体の端壁に、口金をイ
ンサート固定した圧力容器が開示されている。口金は筒
軸の一端に漏斗状のスカート部を一体に形成したもので
あって、スカート部の大半を端壁の肉壁内に埋設してあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の圧力容器は、
図１および図２に示すように、容器本体１を回転成形法
によって形成し、その端壁３に口金４をインサート固定
する形態を採る。口金４は筒軸５と、筒軸５の一端から
張り出されたフランジ６とを有し、フランジ６と筒軸５
の基端部とを端壁３の肉壁内に埋設する。そのために、
容器本体１を成形する際に、図６に示すように筒軸５の
外面を成形用金型Ｄで保持固定して、フランジ６と成形
用金型Ｄとの間に、溶融した成形材の入り込みを許す隙
間Ｅを形成している。

【０００４】回転成形に使用する成形材は、成形用金型
Ｄに付着しやすいように調整されている。しかも、溶融
した成形材は自重で流動するのみで、外部から充填圧を
受けない。さらに、他の個所に比べて肉厚が大きい端壁
３の中央部付近は固化が遅れ、口金４の周辺で収縮変形
を生じやすい。そのため、筒軸５とフランジ６の隣接隅
部に沿って、非充填部２４が残る成形不良を生じやす
い。殆どの場合、非充填部２４は周回状に連続するの
で、口金４を確実に固定できず、圧力容器の破壊強度を
著しく低下させる。このように、回転成形法では非充填
部２４の発生を避けることが困難であるため、従来は非
充填部２４とその周辺の肉壁を旋削等により一旦除去
し、旋削跡にエポキシ樹脂等を流し込んで補修し、辛う
じて口金４の取り付け強度を維持していた。当然、補修
に要する追加工の分だけ圧力容器の製造コストが増え、
信頼性にも不安が残る。

【０００５】本発明の目的は、口金を容器本体の端壁の
肉壁内に非充填部を生じることなく確実に埋設して、耐
圧度や耐久性を十分に満足できる信頼性に優れた圧力容
器を、より低コストで製造できるようにすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の圧力容器は、回
転成形法で成形した容器本体１の端壁３の中央に、金属
製の口金４が配置してある。口金４は、容器本体１を内
外に連通する筒軸５と、筒軸５の一端から張り出された
フランジ６とを有し、フランジ６と筒軸５の基端部とを
端壁３の肉壁内に埋設してある。容器本体１の筒軸５の
周囲を囲む端壁３の外面側に非充填部２４を含む増肉部
２６を端壁３と一体に成形する。この増肉部２６を切削
除去して端壁３を形成する。具体的には、フランジ６の
複数所に、その外表面と内表面とを連通する通孔１０を
一定間隔置きに形成する。

【０００７】本発明の圧力容器の製造方法では、回転成
形される容器本体１の端壁３の中央に、金属製の口金４
をインサート固定する。口金４を成形用金型Ｄの側端壁
１５の中央に保持して回転成形を行う。その際に、口金
４のフランジ６の外表面と対向する、前記側端壁１５に
設けた凹部２５に溶融した成形材を導入して、非充填部
２４を含む増肉部２６と、容器本体１の端壁３とを一体
に形成する。そして、容器本体を離型した後、非充填部
２４を含む増肉部２６を切削除去する。具体的には、口
金４の筒軸５の基端部寄りに、非充填部２４を生じさせ
る段部９を設ける。段部９の周縁とフランジ６の外表面
とをなだらかな凹曲面９ａで連続させる。段部９より外
面側の増肉部２６を切削除去して容器本体１の端壁３を
形成する。

【０００８】

【作用】従来の成形形態では、容器本体１を回転成形す
るとき、筒軸５とフランジ６の隣接隅部に限って非充填
部２４を発生すること、さらに非充填部２４の発生を避
けることが技術的に困難であることが確認されている。
そこで本発明では、容器本体１の端壁３の厚みを必要量
確保したうえで、端壁３より外面側に非充填部２４を含
む増肉部２６を一体に形成する。そのために、フランジ
６の外表面と対向する成形用金型Ｄの側端壁１５に凹部
２５を設けている。溶融した成形材は、凹部２５および
口金４の表面に付着成長しながら、フランジ６と凹部２
５との間の隙間を埋める。この後、成形用金型Ｄを冷却
することで成形材が固化し、固化時の収縮作用によって
端壁３と口金４の接触部とくに筒軸５とフランジ６の隣
接隅部の側に非充填部２４が生じる。しかし、成形材の
固化は、凹部２５とフランジ６に近い側から始まるの
で、非充填部２４は、隙間の内奥端の、凹部２５とフラ
ンジ６の中途部に位置される。つまり、増肉部２６を余
分に設けることで、増肉部２６側に非充填部２４を生じ
させるのである。従って、離型後に増肉部２６を切削除
去すると、口金４がインサート固定された容器本体１を
成形欠陥のない状態で得ることができる。

【０００９】フランジ６に形成した通孔１０は、溶融し
た成形材をフランジ６と側端壁１５との間の隙間へ確実
に流動させて、非充填部２４の発生範囲を小さくするこ
とに役立つ。非充填部２４は隣接する二平面の交差部付
近、つまり入隅構造において発生しやすい。筒軸５の基
端寄りに段部９を設けるのは、段部９と筒軸５との間に
入隅構造部を形成して、いずれは切削除去される段部９
の外面側に非充填部２４を確実に発生させるためであ
る。

【００１０】

【発明の効果】本発明では、容器本体１の端壁３の外面
側に増肉部２６を端壁３と一体に成形して、非充填部２
４を端壁３より外面側で発生させるようにした。これに
より、容器本体１を回転成形し離型した後に、非充填部
２４が含まれる増肉部２６を切削除去することで、口金
４がインサート固定された容器本体１を成形欠陥のない
状態で形成でき、耐圧度や耐久性を十分に満足できる信
頼性に優れた圧力容器を得ることができる。従来の補修
が不可欠であった圧力容器に比べて、増肉部２６を切削
除去するだけで容器本体１を完成できるので、その分だ
け容器本体１の製造に要する費用を減らし、圧力容器の
製造コストを減少できる。

【００１１】

【実施例】図１ないし図４は本発明に係る圧力容器の実
施例を示す。図２において圧力容器は、回転成形装置で
成形した横長円筒状の容器本体１と、容器本体１の外面
に被覆した補強層２とからなる。容器本体１の左右端に
は、部分球殻状の端壁３・３を胴部と一体に設け、胴部
の筒軸中心線と交差する両端壁３・３の中央に口金４・
４を配置する。容器本体１は、ガスバリア性に優れるポ
リアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリオレフィン樹
脂、ポリスチレン樹脂などを成形材にして形成する。補
強層２はフィラメントワインディング処理を行って形成
する。樹脂が含浸された長繊維を容器本体１の外面に巻
き付けて積層し硬化させるのである。ガラス繊維、炭素
繊維、アラミド繊維等が長繊維の代表例であり、これに
含浸させる樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。容器端の
左右の口金４・４は、長繊維を巻き付ける際の掛止体と
して利用される。

【００１２】図４において、口金４はアルミニウム合
金、ステンレス鋼、銅合金、チタン合金などの金属旋削
物からなり、筒軸５の一端に円形のフランジ６を一体に
張り出し、筒軸５の内面にバルブや計器などの外装付属
品をねじ込み連結するための雌ねじ７と、シールリング
用の装填座８を形成する。筒軸５とフランジ６の隣接隅
部には、成形用金型（以下、単に金型という）Ｄで受け
止めるための段部９を膨出し、段部９の周縁とフランジ
６の外表面とをなだらかな凹曲面９ａで連続させる。な
お、段部９のフランジ６からの突出寸法は、容器本体１
を完成したときの端壁３の厚みに一致させる。フランジ
６の周縁寄りの周方向６個所には、等間隔置きに通孔１
０を貫通状に設ける。

【００１３】図３は容器本体１を回転成形するための金
型Ｄを示す。金型Ｄは円筒状の胴部型１２と、胴部型１
２の両端にフランジ接合される左右の端部型１３・１４
とからなり、両端部型１３・１４の側端壁１５の中央の
ボス１６・１６に口金４を固定保持する。詳しくは、図
４に示すように口金４の筒軸５を側端壁１５の内面側か
らボス１６の保持穴１６ａに内嵌し、ボス１６の外端面
に外接する止め金具１７で口金４をボス１６の側へ引き
寄せ固定する。止め金具１７は二重筒状に形成されてお
り、内筒１８の外面にねじ１９を形成し、このねじ１９
を口金４の雌ねじ７にねじ込む。符号２０は止め金具１
７をねじ込み操作するハンドル、２１は内筒１８の内面
に固定したガス抜き用のパイプ、２２は金型Ｄの全体を
回転させるための車輪である。

【００１４】上記のように、フランジ６と筒軸５の基端
部とを金型Ｄの内面に突出させて回転成形を行うことに
より、両者５・６を容器本体１の端壁３に埋設すること
ができる。このとき、空洞状の非充填部２４がフランジ
６の外面内縁に沿って生じるのを防ぐために、フランジ
６の外表面と対向する側端壁１５に凹部２５を形成して
いる。この凹部２５によって端壁３の外面側に増肉部２
６（図１参照）を一体に形成し、増肉部２６側に非充填
部２４を生じさせる。筒軸５とフランジ６の隣接部に段
部９を設けることも、増肉部２６の側に非充填部２４を
生じさせることに役立っている。非充填部２４は筒軸５
の周面と段部９とで形成される入隅構造部に生じやすい
からである。

【００１５】先に説明したように圧力容器は、容器本体
１の成形加工と、容器本体１に対する機械加工と、補強
層２を形成するためのフィラメントワインディング加工
などを順に行って製造する。成形加工は、両端部型１３
・１４に対する口金４の取り付けや、粉末状の成形材の
投入、および型締め等の準備工程と、金型Ｄを加熱しな
がら二軸まわりに回転ないしは揺振させて、溶融した成
形材を型内面に付着成長させる成形工程と、金型Ｄを冷
却したのち各型１３〜１４を分離して容器本体１を取り
出す離型工程などからなり、成形工程において増肉部２
６を端壁３の外面側に一体に形成する点に特徴を有す
る。

【００１６】機械加工は非充填部２４を含む増肉部２６
を旋盤やフライス盤等で切削除去して、端壁３の外形を
整えるために行う。補強層２による補強効果を充分なも
のとするためにも、この機械加工は省くことができな
い。成形時に筒軸５の内面に入り込んだ成形材を切削除
去する処理や、バリの除去なども併せて行われる。この
後にフィラメントワインディング加工を行うが、このこ
とは先に述べた通りであるので、説明を省略する。

【００１７】上記の実施例では口金４に段部９を設けた
が、その必要はない。図５に示すように、筒軸５の外端
寄りとフランジ６をなだらかな凹曲面２７で連続させる
と、非充填部２４を端壁３の外面より外方で発生させる
ことができるからである。金型Ｄは周方向に分割された
複数個の型で構成することができる。凹部２５の形状
は、フランジ６の大きさや断面形状の違い、および上記
の凹曲面２７および段部９の有無、あるいは成形材の流
動性などに応じて変更すべきであるから、その形成範囲
や断面形状は上記の実施例に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】口金の取り付け構造を示す断面図である。

【図２】圧力容器の一部破断正面図である。

【図３】成形用金型の断面図である。

【図４】図３におけるＡ部の拡大断面図である。

【図５】口金の変形例を示す正面図である。

【図６】従来の成形用金型と口金の関係構造を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ 容器本体 ３ 端壁 ４ 口金 ５ 筒軸 ６ フランジ ９ 段部 １５ 成形用金型の側端壁 ２４ 非充填部 ２５ 凹部 ２６ 増肉部 Ｄ 成形用金型

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転成形法で成形した容器本体１の端壁
   ３の中央に、金属製の口金４が配置されており、 口金４は、容器本体１を内外に連通する筒軸５と、筒軸
   ５の一端から張り出されたフランジ６とを有し、フラン
   ジ６と筒軸５の基端部とが、端壁３の肉壁内に埋設され
   ており、 容器本体１の筒軸５の周囲を囲む端壁３の外面側に非充
   填部２４を含む増肉部２６が端壁３と一体に成形されて
   おり、 増肉部２６を切削除去して端壁３を形成したプラスチッ
   ク製圧力容器。
2. 【請求項２】 フランジ６の複数所に、その外表面と内
   表面とを連通する通孔１０が一定間隔置きに形成してあ
   る請求項１記載のプラスチック製圧力容器。
3. 【請求項３】 回転成形される容器本体１の端壁３の中
   央に、金属製の口金４がインサート固定してある圧力容
   器の製造方法であって、 口金４を成形用金型Ｄの側端壁１５の中央に保持して回
   転成形を行い、 口金４のフランジ６の外表面と対向する、前記側端壁１
   ５に設けた凹部２５に溶融した成形材を導入して、非充
   填部２４を含む増肉部２６と、容器本体１の端壁３とを
   一体に形成し、 容器本体を離型した後、非充填部２４を含む増肉部２６
   を切削除去することを特徴とするプラスチック製圧力容
   器の製造方法。
4. 【請求項４】 口金４の筒軸５の基端部寄りに、非充填
   部２４を生じさせる段部９が設けられており、段部９の
   周縁とフランジ６の外表面とがなだらかな凹曲面９ａで
   連続されており、 段部９より外面側の増肉部２６を切削除去して容器本体
   １の端壁３を形成した請求項３記載のプラスチック製圧
   力容器の製造方法。