合成樹脂製タンクの冷却装置及び合成樹脂製タンクの冷却方法
【課題】設備にかかるコストを低減するとともに、短時間で効率よくタンクを冷却する。
【解決手段】熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクＴを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置１であって、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクＴに外接する形状保持部材２５，２６を備えた治具２と、治具２に装着され、タンクＴの外面に当該タンクＴの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段３と、治具２に装着され、タンクＴの内面に当該タンクＴの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段４と、を有する。
【解決手段】熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクＴを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置１であって、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクＴに外接する形状保持部材２５，２６を備えた治具２と、治具２に装着され、タンクＴの外面に当該タンクＴの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段３と、治具２に装着され、タンクＴの内面に当該タンクＴの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や船舶の燃料タンクとして用いられる熱可塑性合成樹脂材によって中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置及び合成樹脂製タンクの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱可塑性合成樹脂材のブロー成型などによって中空に形成されたタンクが、自動車や船舶の燃料タンクとして用いられることが一般化している。このブロー成型法は、押出機から押し出された溶融樹脂材料を金型ならびに型締め機によって挟み込み、圧縮空気を吹き込んで溶融樹脂材料を膨らませて金型内面に転写し、さらに冷却するというものである。従来は、金型から取り出したタンク（成型品）が外力を加えても変形しないように、タンクが十分に硬化するまで金型内で冷却していた。そのため、金型のサイクルタイムが長くなりがちであり、金型の回転率を高めて生産性を上げることは困難であった。このような不都合を回避し、金型の回転率を高めるための手法として、型開き以前にパリソン内へ冷媒を注入し、成型品の金型内での冷却時間の短縮を企図した技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、この技術によると、金型構造の複雑化を招き、設備費用が増大しがちである上、冷媒として液体を用いた場合は、成型品内に付着した冷媒を除去することが厄介である。金型から取り出した後に二次加工が可能な程度にまでさらにタンクを冷却するための手法として、タンクを水槽に水没させて冷却する手法や、タンク内に冷却するを注入する手法も知られているが、前者は浮力や水圧でタンクに歪みが生ずることが懸念される上、水流を起こしたり、製品を揺らしたりして常に新鮮な冷却水をタンクに接触させないと思ったほどに冷却効率が高まらないという欠点がある。また、後者の手法は、冷却時間の短縮化には優れているものの、排水に長時間を要するという欠点があり、トータル的に見るとさほど生産性を高める上で有利にはならない。
このような問題を解決する手段として、タンク内部に冷却気を吹き込みつつ、タンク外側に冷却水をシャワー状に吹きかける方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−３２８５５１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０２７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献２のような方法によると、冷却のために大量の液体（水）が必要であり、回収した液体を冷却する設備（熱交換器・クーリングタワーなど）が必要である。また、この設備は冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、設備全体をオイルパンやカバーなどで囲む必要があり、また、冷却液による発錆によって設備の劣化が進むことを防ぐため、設備自体をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がある。また、タンクの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が必要である。また、タンクの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクに設けられた開口からタンク内に連通可能な給排気管の、前記開口の周囲に当接する部分に、タンク内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がある。よって、タンクを短時間で効率よく冷却するために必要な設備が増大し、設備にかかるコストが高騰するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、設備にかかるコストを低減するとともに、短時間で効率よくタンクを冷却することができる合成樹脂製タンクの冷却装置及び合成樹脂製タンクの冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段と、タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、高湿度の冷却空気とは、その冷却空気に含まれる水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な湿度をいう。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付ける吹付手段と、タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、霧状の水を含む冷却空気には、その冷却空気に含まれる霧状の水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な量の水が含まれている。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置において、前記送気手段により前記タンクの内面に送気される冷却空気として、ボルテックスクーラーにより冷却された空気を使用することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、高湿度の冷却空気とは、その冷却空気に含まれる水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な湿度をいう。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、霧状の水を含む冷却空気には、その冷却空気に含まれる霧状の水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な量の水が含まれている。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、治具に備えられた形状保持部材によりタンクが保持された状態で、吹付手段によりタンクの外面から高湿度の冷却空気を吹き付けることで、タンクの外面に付着した水分が空気の流動により気化し、その際の気化熱によりタンクの熱を奪い、タンクの外面は冷却され、送気手段によりタンクの内面に冷却空気を送気することによりタンクの内面は冷却される。
これにより、タンクは外面からも内面からも気体である空気により冷却されるので、従来のようにタンクの外側に吹きかけた冷却液を回収する設備が不要となり、設備を簡素化できる。また、冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、吹付手段や送気手段等の設備全体をオイルパンやカバー等で囲む必要がなく、設備を簡素化できる。
【００１６】
また、冷却液によって設備が錆びることを防ぐため、設備をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がなく、設備を簡素化でき、設備の材料コストを低減できる。
また、タンクの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクに設けられた開口からタンク内に連通可能な給排気管の、前記開口の周囲に当接する部分に、タンク内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がないため、設備を簡素化できる。
また、回収した冷却液を冷却する設備（クーリングタワーなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、治具に備えられた形状保持部材によりタンクが保持された状態で、吹付手段によりタンクの外面から霧状の水を含む冷却空気を吹き付けることで、タンクの外面に付着した水分が空気の流動により気化し、その際の気化熱によりタンクの熱を奪い、タンクの外面は冷却され、送気手段によりタンクの内面に冷却空気を送気することによりタンクの内面は冷却される。
これにより、タンクは外面からも内面からも気体である空気により冷却されるので、従来のようにタンクの外側に吹きかけた冷却液を回収する設備が不要となり、設備を簡素化できる。また、冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、吹付手段や送気手段等の設備全体をオイルパンやカバー等で囲む必要がなく、設備を簡素化できる。
【００１８】
また、冷却液によって設備が錆びることを防ぐため、設備をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がなく、設備を簡素化でき、設備の材料コストを低減できる。
また、タンクの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクに設けられた開口からタンク内に連通可能な給排気管の、前記開口の周囲に当接する部分に、タンク内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がないため、設備を簡素化できる。
また、回収した冷却液を冷却する設備（クーリングタワーなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、冷却液を吹き付ける場合に比べて使用する水の量が少なくて済むので、冷却後の処理や設備のメンテナンス等を簡素化できる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、送気手段により送気される冷却空気をボルテックスクーラーにより生成することで、フロン又は代替フロン等を使用しないので、環境に優しい冷却装置を構成できる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、取出工程において、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度でタンクを成型金型から取り出す。次いで、装着工程において、形状保持部材にタンクの外面を当接させて当該タンクを治具に装着する。そして、冷却工程において、吹付手段によりタンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、送気手段によりタンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気してタンクを冷却する。
【００２１】
これにより、タンクは外面と内面から同時に冷却された気体である空気によって冷却されるので、タンクに冷却液等を付着させることなく冷却することができる。よって、冷却後のタンクに付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクを外面と内面から同時に冷却することにより、タンクの外部と内部の気温差によってタンクが膨張したり収縮して寸法誤差の拡大による品質の低下を防止できる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、取出工程において、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度でタンクを成型金型から取り出す。次いで、装着工程において、形状保持部材にタンクの外面を当接させて当該タンクを治具に装着する。そして、冷却工程において、吹付手段によりタンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付けると同時に、送気手段によりタンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気してタンクを冷却する。
【００２３】
これにより、タンクは外面と内面から同時に冷却された気体である空気によって冷却されるので、タンクに冷却液等を付着させることなく冷却することができる。よって、冷却後のタンクに付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクを外面と内面から同時に冷却することにより、タンクの外部と内部の気温差によってタンクが膨張したり収縮して寸法誤差の拡大による品質の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、合成樹脂製タンクの冷却装置及び合成樹脂製タンクの冷却の冷却方法の最良の形態について詳細に説明する。
＜合成樹脂製タンクの冷却装置の構成＞
図１は、合成樹脂製タンクの冷却装置１（以下、冷却装置１という）の概略構成を示す図である。冷却装置１は、冷却時に熱可塑性合成樹脂製タンクＴ（以下、タンクＴという）を保持する治具２と、この治具２に装着され、タンクＴの外面に当該タンクＴの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段としての冷気吹付装置３と、治具２に装着され、タンクＴの内面に当該タンクＴの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段としての冷気送気装置４と、を備えている。
【００２５】
（治具）
治具２は、作業場の床上に設けられた土台Ｆに載置される下部治具フレーム２１と、この下部治具フレーム２１の上方に当該下部治具フレーム２１に対して一端が回動自在に連結された上部治具フレーム２２と、を備えている。
下部治具フレーム２１は、底部２１ａと、この底部２１ａに立設された壁部２１ｂと、を備えている。壁部２１ｂの上端の一部には、上部治具フレーム２２が回動自在に設けられている。壁部２１ｂの外面のうち、上部治具フレーム２２の回動支点２２ｐに対向する位置には、上部治具フレーム２１で下部治具フレーム２１の内部に蓋をしたときの上部治具フレーム２２と下部治具フレーム２１に連結させて上部治具フレーム２２の回動を防止するクランプ機構２３が設けられている。
【００２６】
クランプ機構２３は、シリンダ装置２４を備えており、このシリンダ装置２４は、ピストンロッド２４ａが上下方向に沿って進退自在となるように設けられている。ピストンロッド２４ａの先端には、下部治具フレーム２１の壁部２１ｂに設けられた支持部材２４ｂによって端部が上下方向に回動自在とされた連結部材２４ｃの一端に連結されている。連結部材２４ｃの中央近傍は支持部材２４ｂに回動自在に連結され、連結部材２４ｃの他端は、ピストンロッド２４ａが上方に進出した際に、下方に移動して上部治具フレーム２２の一部を上方から押さえつけるとともに、ピストンロッド２４ａが下方に後退した際に、上方に移動して上部治具フレーム２２の押さえつけを解放し、上部治具フレーム２２の回動を許容することができるように構成されている。
【００２７】
下部治具フレーム２１の底部２１ａには、タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクＴに外接する複数の形状保持部材２５が設けられている。形状保持部材２５は、タンクＴの外縁が湾曲する箇所や他の部品の取り付け場所のように、タンクＴの比較的高い精度が要求される場所を保持するように設けられている。ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクＴの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
形状保持部材２５は、底部２１ａに対して直角に立設され、その上端は、成型されるタンクＴに密着できるようにタンクＴの形状に合わせた形状となるように形成されている。
【００２８】
上部治具フレーム２２は、閉じた際に下部治具フレーム２１に対向し、下部治具フレーム２１の内部空間を上方から覆う天井部２２ａと、この天井部２２ａに下方に向けて立設された壁部２２ｂと、を備えている。壁部２２ｂの下端の一部には、下部治具フレーム２１が回動自在に設けられている。壁部２２ｂの外面のうち、上部治具フレーム２２の回動支点２２ｐに対向する位置には、クランプ機構３により押さえつけられる外部に向けて突出形成された突部２２ｃが形成されている。
【００２９】
上部治具フレーム２２の天井部２２ａには、タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクＴに外接する複数の形状保持部材２６が設けられている。
形状保持部材２６は、天井部２２ａに対して下方、すなわち、下部治具フレーム２１の底部２１ａに向かうように直角に立設され、その下端は、成型されるタンクＴに密着できるようにタンクＴの形状に合わせた形状となるように形成されている。形状保持部材２６のうち、一部の形状保持部材２６は、その上下方向、すなわち、下方の下部治具フレーム２１の底部２１ａに向かって伸縮自在に構成され、成型されたタンクＴを変形させることができるようになっている。
【００３０】
（冷気吹付装置）
冷気吹付装置３は、霧状の水を含む空気を生成するミスト生成装置３１と、このミスト生成装置３１にて生成された霧状の水を含む空気をタンクＴの外面に吹き付ける複数のエアーブローノズル３２と、を備えている。
ミスト生成装置３１は、下部治具フレーム２１の壁部２１ｂの外部側に設けられ、外部のコンプレッサーから供給される圧縮空気と水源から供給される水を混合させて微細な霧状の水を含む冷却空気を生成する。ここで、ミスト生成装置３１で生成される冷却空気には、霧状の水を十分に含ませ、通常の空気に対して高湿度の空気となっている。具体的に、高湿度の冷却空気とは、その冷却空気に含まれる水分がタンクＴの外面に接触した際に気化熱によりタンクＴの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な湿度をいう。従って、タンクＴの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクＴの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、生成される冷却空気に求められる湿度は変化することとなるが、周囲環境の空気に対して湿度を高くする必要があるのは当然である。例えば、比熱０．３９、質量８ｋｇの合成樹脂から成型されたタンクＴを６０℃冷却（１００℃から４０℃まで冷却）するときに放出される熱量は、水３４８ｇの気化熱に相当するため、吹き付けられる冷気に同量程度の水をミスト状にして含ませておくことが必要である。
【００３１】
エアーブローノズル３２は、下部治具フレーム２１の底部２１ａに立設され、タンクＴの存在する上方に向けてミスト生成装置３１で生成された冷却空気をタンクＴに吹き付けることができるように構成されている。
また、エアーブローノズル３２は、下部治具フレーム２１の壁部２１ｂにも立設され、タンクＴの存在する側方に向けてミスト生成装置３１で生成された冷却空気を吹き付けることができるように構成されている。
また、エアーブローノズル３２は、上部治具フレーム２２の天井部２２ａにも立設され、タンクＴの存在する下方に向けてミスト生成装置３１で生成された冷却空気を吹き付けることができるように構成されている。
【００３２】
従って、エアーブローノズル３２は、タンクＴの周囲から冷却空気を吹き付けるように配置されており、タンクＴのほぼ全方位から冷却空気を吹き付けることでタンクＴの外面を均等に冷却できるようになっている。
各エアーブローノズル３２は、それぞれエアー配管３３によりミスト生成装置３１に連結され、ミスト生成装置３１にて生成された高湿度の冷却空気はエアー配管３３を介して各エアーブローノズル３２に送られる。なお、エアー配管３３は、下部治具フレーム２１及び上部治具フレーム２２内に埋設してもよいし、下部治具フレーム２１及び上部治具フレーム２２の内面に沿わせるように設けてもよい。
【００３３】
（冷気送気装置）
冷気送気装置４は、上部治具フレーム２２に設けられ、外部のコンプレッサーから供給された圧縮空気を熱気と冷気に分離させるボルテックスクーラー４１と、このボルテックスクーラー４１により分離された冷気をタンクＴ内に送気する送気ノズル４２と、を備えている。
ボルテックスクーラー４１は、筒状に形成されたゼネレータ４１ａにより、そのゼネレータ４１ａの内部で供給された圧縮空気を渦状に高速回転させることにより、二つに分岐された排出口のうち、一方の熱気排出口４３から周囲環境の気温よりも高温の熱気を排出し、他方の冷気排出口４４から周囲環境の気温よりも低温の冷気を排出するように構成されている。
【００３４】
送気ノズル４２は、冷気排出口４４に連結されるとともに上部治具フレーム２２に取り付けられた送気管４５の先端に設けられており、上部治具フレーム２２をクランプ機構２３により下部治具フレーム２１に連結した際に、タンクＴ内に挿入される。
【００３５】
＜タンクのブロー成型処理及び冷却処理＞
次に、熱可塑性合成樹脂材により成型されるタンクＴのブロー成型処理及び冷却装置１によるタンクＴの冷却処理について説明する。
熱可塑性合成樹脂材からタンクＴを成型する際には、図２（ａ）に示すように、押し出し機１００により、熱が加えられて可塑化した樹脂を押し出し機１００の吐出口となるダイ１０１で円筒状のパリソンＰとして押し出す。
次いで、図２（ｂ）に示すように、パリソンＰを一対の合わせ金型１０２，１０２で挟み、パリソンＰの上下を閉じてから、空気を吹き込む吹き込みノズル１０３を通じてパリソンＰ内に空気を吹き込み、パリソンＰを膨らませて金型１０２，１０２の内面に押しつける。内部に空気が吹き込まれたパリソンＰは、金型１０２，１０２に押しつけられ、金型１０２，１０２の内面形状に従ったタンクＴが形成される。
【００３６】
図２（ｃ）に示すように、金型１０２，１０２により成型されたタンクＴは、当該タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度であるときに金型１０２，１０２から取り出される（取出工程）。
金型１０２，１０２から取り出されたタンクＴは、図３（ａ）に示すように、冷却装置１内に収容される。タンクＴを冷却装置１内に収容する際には、クランプ機構３を解除して上部治具フレーム２１を回動させ、上部治具フレーム２２と下部治具フレーム２１との間からタンクＴを収容する。収容させるタンクＴは、予めタンクＴの形状に合わせて形成された形状保持部材２５に装着される（装着工程）。
タンクＴを形状保持部材２５に保持させた後は、図３（ｂ）に示すように、上部治具フレーム２２を回動させて、再度クランプ機構３により下部治具フレーム２１と連結する。すると、上部治具フレーム２２に設けられた形状保持部材２６がタンクＴの外面に当接してタンクＴを保持するとともに、タンクＴを成型することができる。また、一部の形状保持部材２６を、その上下方向、すなわち、下方の下部治具フレーム２１の底部２１ａに向かって伸ばすことにより、成型されたタンクＴを変形させることができる。
【００３７】
そして、形状保持部材２６によりタンクＴの成型を行った後は、冷気吹付装置３のミスト生成装置３１にて生成された霧状の水を含む空気を各エアーブローノズル３２からタンクＴの外面に吹き付ける（冷却工程）。また、同時に、冷気送気装置４のボルテックスクーラー４１により分離された冷気を送気ノズル４２からタンクＴ内に送気する（冷却工程）。送気ノズル４２から送気された冷気はタンクＴに予め形成された換気口ｈやその他の複数の孔からタンクＴの外に排出され、タンクＴ内外の温度が均一になるように調整され、タンクＴの片面のみの膨張や収縮を防止することができる。
冷気吹付装置３及び冷気送気装置４によるタンクＴの冷却により、タンクＴは、当該タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度から低下して固化した状態となる。
タンクＴが固化した後は、図３（ｃ）に示すように、クランプ機構３を解除して上部治具フレーム２２を回動させ、形状保持部材２５に保持された冷却後のタンクＴを取り出す。
【００３８】
＜作用効果＞
実施形態における合成樹脂製タンクＴの冷却装置１によれば、治具２に備えられた形状保持部材２５によりタンクＴが保持された状態で、冷気吹付装置３によりタンクＴの外面から霧状の水を含んだ高湿度の冷却空気を吹き付けることで、タンクＴの外面に付着した水分が空気の流動により気化し、その際の気化熱によりタンクＴの熱を奪い、タンクＴの外面は冷却され、冷気送気装置４によりタンクＴの内面に冷却空気を送気することによりタンクＴの内面は冷却される。
【００３９】
これにより、タンクＴは外面からも内面からも気体である空気により冷却されるので、従来のようにタンクＴの外側に吹きかけた冷却液を回収する設備が不要となり、設備を簡素化できる。また、冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、冷気吹付装置３や冷気送気装置４等の設備全体をオイルパンやカバー等で囲む必要がなく、設備を簡素化できる。
【００４０】
また、冷却液によって設備が錆びることを防ぐため、設備をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がなく、設備を簡素化でき、設備の材料コストを低減できる。
また、タンクＴの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクＴの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクＴに設けられた開口からタンクＴ内に連通可能な送気ノズル４２の、開口の周囲に当接する部分に、タンクＴ内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がないため、設備を簡素化できる。
また、回収した冷却液を冷却する設備（クーリングタワーなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
【００４１】
また、冷気送気装置４により送気される冷却空気をボルテックスクーラー４１により生成することで、フロン又は代替フロン等を使用しないので、環境に優しい冷却装置１を構成できる。
【００４２】
また、合成樹脂製タンクＴの冷却方法によれば、取出工程において、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度でタンクＴを成型金型から取り出す。次いで、装着工程において、形状保持部材２５，２６にタンクＴの外面を当接させて当該タンクＴを治具２に装着する。そして、冷却工程において、冷気吹付装置３によりタンクＴの外面に当該タンクＴの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、冷気送気装置４によりタンクＴの内面に当該タンクＴの内面を冷却する冷却空気を送気してタンクＴを冷却する。
【００４３】
これにより、タンクＴは外面と内面から同時に冷却された気体である空気によって冷却されるので、タンクＴに冷却液等を付着させることなく冷却することができる。よって、冷却後のタンクＴに付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクＴを外面と内面から同時に冷却することにより、タンクＴの外部と内部の気温差によってタンクＴが膨張したり収縮して寸法誤差の拡大による品質の低下を防止できる。
また、タンクＴの内部に冷気を送気することにより、タンクＴ内の内圧がわずかに上昇するので、タンクＴは外側に押し広げられ、形状保持部材２５，２６に押し当てた状態が維持される。
なお、上記実施形態において、冷気吹付装置３及び冷気送気装置４は治具２に装着されているが、必ずしも治具２に装着する必要はなく、その他の支持手段により安定した状態で冷気の吹き付け及び送気を行うことができるように支持されていれば、その取り付け方法は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】冷却装置の概要を示す図。
【図２】（ａ）はパリソンの押し出し工程を示す図、（ｂ）はパリソン内に空気を注入してタンクを成型する工程を示す図、（ｃ）は成型されたタンクの金型からの取り出す工程を示す図。
【図３】（ａ）はタンクの冷却装置への装着工程を示す図、（ｂ）はタンクの冷却工程を示す図、（ｃ）は冷却後のタンクの冷却装置からの取り出し工程を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１ 合成樹脂製タンクの冷却装置
２ 治具
３ 冷気吹付装置（吹付手段）
４ 冷気送気装置（送気手段）
２５ 形状保持部材
２６ 形状保持部材
４１ ボルテックスクーラー
Ｔ タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や船舶の燃料タンクとして用いられる熱可塑性合成樹脂材によって中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置及び合成樹脂製タンクの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱可塑性合成樹脂材のブロー成型などによって中空に形成されたタンクが、自動車や船舶の燃料タンクとして用いられることが一般化している。このブロー成型法は、押出機から押し出された溶融樹脂材料を金型ならびに型締め機によって挟み込み、圧縮空気を吹き込んで溶融樹脂材料を膨らませて金型内面に転写し、さらに冷却するというものである。従来は、金型から取り出したタンク（成型品）が外力を加えても変形しないように、タンクが十分に硬化するまで金型内で冷却していた。そのため、金型のサイクルタイムが長くなりがちであり、金型の回転率を高めて生産性を上げることは困難であった。このような不都合を回避し、金型の回転率を高めるための手法として、型開き以前にパリソン内へ冷媒を注入し、成型品の金型内での冷却時間の短縮を企図した技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、この技術によると、金型構造の複雑化を招き、設備費用が増大しがちである上、冷媒として液体を用いた場合は、成型品内に付着した冷媒を除去することが厄介である。金型から取り出した後に二次加工が可能な程度にまでさらにタンクを冷却するための手法として、タンクを水槽に水没させて冷却する手法や、タンク内に冷却するを注入する手法も知られているが、前者は浮力や水圧でタンクに歪みが生ずることが懸念される上、水流を起こしたり、製品を揺らしたりして常に新鮮な冷却水をタンクに接触させないと思ったほどに冷却効率が高まらないという欠点がある。また、後者の手法は、冷却時間の短縮化には優れているものの、排水に長時間を要するという欠点があり、トータル的に見るとさほど生産性を高める上で有利にはならない。
このような問題を解決する手段として、タンク内部に冷却気を吹き込みつつ、タンク外側に冷却水をシャワー状に吹きかける方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平６−３２８５５１号公報
【特許文献２】特開２００４−２０２７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献２のような方法によると、冷却のために大量の液体（水）が必要であり、回収した液体を冷却する設備（熱交換器・クーリングタワーなど）が必要である。また、この設備は冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、設備全体をオイルパンやカバーなどで囲む必要があり、また、冷却液による発錆によって設備の劣化が進むことを防ぐため、設備自体をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がある。また、タンクの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が必要である。また、タンクの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクに設けられた開口からタンク内に連通可能な給排気管の、前記開口の周囲に当接する部分に、タンク内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がある。よって、タンクを短時間で効率よく冷却するために必要な設備が増大し、設備にかかるコストが高騰するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、設備にかかるコストを低減するとともに、短時間で効率よくタンクを冷却することができる合成樹脂製タンクの冷却装置及び合成樹脂製タンクの冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段と、タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、高湿度の冷却空気とは、その冷却空気に含まれる水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な湿度をいう。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付ける吹付手段と、タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、霧状の水を含む冷却空気には、その冷却空気に含まれる霧状の水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な量の水が含まれている。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置において、前記送気手段により前記タンクの内面に送気される冷却空気として、ボルテックスクーラーにより冷却された空気を使用することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、高湿度の冷却空気とは、その冷却空気に含まれる水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な湿度をいう。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
また、霧状の水を含む冷却空気には、その冷却空気に含まれる霧状の水分がタンクの外面に接触した際に気化熱によりタンクの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な量の水が含まれている。従って、タンクの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、吹付手段から吹き付けられる冷却空気に求められる湿度は異なることとなる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、治具に備えられた形状保持部材によりタンクが保持された状態で、吹付手段によりタンクの外面から高湿度の冷却空気を吹き付けることで、タンクの外面に付着した水分が空気の流動により気化し、その際の気化熱によりタンクの熱を奪い、タンクの外面は冷却され、送気手段によりタンクの内面に冷却空気を送気することによりタンクの内面は冷却される。
これにより、タンクは外面からも内面からも気体である空気により冷却されるので、従来のようにタンクの外側に吹きかけた冷却液を回収する設備が不要となり、設備を簡素化できる。また、冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、吹付手段や送気手段等の設備全体をオイルパンやカバー等で囲む必要がなく、設備を簡素化できる。
【００１６】
また、冷却液によって設備が錆びることを防ぐため、設備をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がなく、設備を簡素化でき、設備の材料コストを低減できる。
また、タンクの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクに設けられた開口からタンク内に連通可能な給排気管の、前記開口の周囲に当接する部分に、タンク内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がないため、設備を簡素化できる。
また、回収した冷却液を冷却する設備（クーリングタワーなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、治具に備えられた形状保持部材によりタンクが保持された状態で、吹付手段によりタンクの外面から霧状の水を含む冷却空気を吹き付けることで、タンクの外面に付着した水分が空気の流動により気化し、その際の気化熱によりタンクの熱を奪い、タンクの外面は冷却され、送気手段によりタンクの内面に冷却空気を送気することによりタンクの内面は冷却される。
これにより、タンクは外面からも内面からも気体である空気により冷却されるので、従来のようにタンクの外側に吹きかけた冷却液を回収する設備が不要となり、設備を簡素化できる。また、冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、吹付手段や送気手段等の設備全体をオイルパンやカバー等で囲む必要がなく、設備を簡素化できる。
【００１８】
また、冷却液によって設備が錆びることを防ぐため、設備をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がなく、設備を簡素化でき、設備の材料コストを低減できる。
また、タンクの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクに設けられた開口からタンク内に連通可能な給排気管の、前記開口の周囲に当接する部分に、タンク内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がないため、設備を簡素化できる。
また、回収した冷却液を冷却する設備（クーリングタワーなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、冷却液を吹き付ける場合に比べて使用する水の量が少なくて済むので、冷却後の処理や設備のメンテナンス等を簡素化できる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、送気手段により送気される冷却空気をボルテックスクーラーにより生成することで、フロン又は代替フロン等を使用しないので、環境に優しい冷却装置を構成できる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、取出工程において、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度でタンクを成型金型から取り出す。次いで、装着工程において、形状保持部材にタンクの外面を当接させて当該タンクを治具に装着する。そして、冷却工程において、吹付手段によりタンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、送気手段によりタンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気してタンクを冷却する。
【００２１】
これにより、タンクは外面と内面から同時に冷却された気体である空気によって冷却されるので、タンクに冷却液等を付着させることなく冷却することができる。よって、冷却後のタンクに付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクを外面と内面から同時に冷却することにより、タンクの外部と内部の気温差によってタンクが膨張したり収縮して寸法誤差の拡大による品質の低下を防止できる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、取出工程において、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度でタンクを成型金型から取り出す。次いで、装着工程において、形状保持部材にタンクの外面を当接させて当該タンクを治具に装着する。そして、冷却工程において、吹付手段によりタンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付けると同時に、送気手段によりタンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気してタンクを冷却する。
【００２３】
これにより、タンクは外面と内面から同時に冷却された気体である空気によって冷却されるので、タンクに冷却液等を付着させることなく冷却することができる。よって、冷却後のタンクに付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクを外面と内面から同時に冷却することにより、タンクの外部と内部の気温差によってタンクが膨張したり収縮して寸法誤差の拡大による品質の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、合成樹脂製タンクの冷却装置及び合成樹脂製タンクの冷却の冷却方法の最良の形態について詳細に説明する。
＜合成樹脂製タンクの冷却装置の構成＞
図１は、合成樹脂製タンクの冷却装置１（以下、冷却装置１という）の概略構成を示す図である。冷却装置１は、冷却時に熱可塑性合成樹脂製タンクＴ（以下、タンクＴという）を保持する治具２と、この治具２に装着され、タンクＴの外面に当該タンクＴの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段としての冷気吹付装置３と、治具２に装着され、タンクＴの内面に当該タンクＴの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段としての冷気送気装置４と、を備えている。
【００２５】
（治具）
治具２は、作業場の床上に設けられた土台Ｆに載置される下部治具フレーム２１と、この下部治具フレーム２１の上方に当該下部治具フレーム２１に対して一端が回動自在に連結された上部治具フレーム２２と、を備えている。
下部治具フレーム２１は、底部２１ａと、この底部２１ａに立設された壁部２１ｂと、を備えている。壁部２１ｂの上端の一部には、上部治具フレーム２２が回動自在に設けられている。壁部２１ｂの外面のうち、上部治具フレーム２２の回動支点２２ｐに対向する位置には、上部治具フレーム２１で下部治具フレーム２１の内部に蓋をしたときの上部治具フレーム２２と下部治具フレーム２１に連結させて上部治具フレーム２２の回動を防止するクランプ機構２３が設けられている。
【００２６】
クランプ機構２３は、シリンダ装置２４を備えており、このシリンダ装置２４は、ピストンロッド２４ａが上下方向に沿って進退自在となるように設けられている。ピストンロッド２４ａの先端には、下部治具フレーム２１の壁部２１ｂに設けられた支持部材２４ｂによって端部が上下方向に回動自在とされた連結部材２４ｃの一端に連結されている。連結部材２４ｃの中央近傍は支持部材２４ｂに回動自在に連結され、連結部材２４ｃの他端は、ピストンロッド２４ａが上方に進出した際に、下方に移動して上部治具フレーム２２の一部を上方から押さえつけるとともに、ピストンロッド２４ａが下方に後退した際に、上方に移動して上部治具フレーム２２の押さえつけを解放し、上部治具フレーム２２の回動を許容することができるように構成されている。
【００２７】
下部治具フレーム２１の底部２１ａには、タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクＴに外接する複数の形状保持部材２５が設けられている。形状保持部材２５は、タンクＴの外縁が湾曲する箇所や他の部品の取り付け場所のように、タンクＴの比較的高い精度が要求される場所を保持するように設けられている。ここで、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能とは、熱可塑性合成樹脂材が融点に近い温度のため軟らかくなっているもののその温度によりタンクＴの形状が崩れることなく一定の状態で維持することが可能な状態をいう。
形状保持部材２５は、底部２１ａに対して直角に立設され、その上端は、成型されるタンクＴに密着できるようにタンクＴの形状に合わせた形状となるように形成されている。
【００２８】
上部治具フレーム２２は、閉じた際に下部治具フレーム２１に対向し、下部治具フレーム２１の内部空間を上方から覆う天井部２２ａと、この天井部２２ａに下方に向けて立設された壁部２２ｂと、を備えている。壁部２２ｂの下端の一部には、下部治具フレーム２１が回動自在に設けられている。壁部２２ｂの外面のうち、上部治具フレーム２２の回動支点２２ｐに対向する位置には、クランプ機構３により押さえつけられる外部に向けて突出形成された突部２２ｃが形成されている。
【００２９】
上部治具フレーム２２の天井部２２ａには、タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクＴに外接する複数の形状保持部材２６が設けられている。
形状保持部材２６は、天井部２２ａに対して下方、すなわち、下部治具フレーム２１の底部２１ａに向かうように直角に立設され、その下端は、成型されるタンクＴに密着できるようにタンクＴの形状に合わせた形状となるように形成されている。形状保持部材２６のうち、一部の形状保持部材２６は、その上下方向、すなわち、下方の下部治具フレーム２１の底部２１ａに向かって伸縮自在に構成され、成型されたタンクＴを変形させることができるようになっている。
【００３０】
（冷気吹付装置）
冷気吹付装置３は、霧状の水を含む空気を生成するミスト生成装置３１と、このミスト生成装置３１にて生成された霧状の水を含む空気をタンクＴの外面に吹き付ける複数のエアーブローノズル３２と、を備えている。
ミスト生成装置３１は、下部治具フレーム２１の壁部２１ｂの外部側に設けられ、外部のコンプレッサーから供給される圧縮空気と水源から供給される水を混合させて微細な霧状の水を含む冷却空気を生成する。ここで、ミスト生成装置３１で生成される冷却空気には、霧状の水を十分に含ませ、通常の空気に対して高湿度の空気となっている。具体的に、高湿度の冷却空気とは、その冷却空気に含まれる水分がタンクＴの外面に接触した際に気化熱によりタンクＴの熱を奪ってタンクが所定時間内に所望する状態まで冷却されるのに必要な湿度をいう。従って、タンクＴの大きさ、凹凸の数により変動する表面積、タンクＴの肉厚、熱可塑性合成樹脂材の材料特性（融点等）によって、生成される冷却空気に求められる湿度は変化することとなるが、周囲環境の空気に対して湿度を高くする必要があるのは当然である。例えば、比熱０．３９、質量８ｋｇの合成樹脂から成型されたタンクＴを６０℃冷却（１００℃から４０℃まで冷却）するときに放出される熱量は、水３４８ｇの気化熱に相当するため、吹き付けられる冷気に同量程度の水をミスト状にして含ませておくことが必要である。
【００３１】
エアーブローノズル３２は、下部治具フレーム２１の底部２１ａに立設され、タンクＴの存在する上方に向けてミスト生成装置３１で生成された冷却空気をタンクＴに吹き付けることができるように構成されている。
また、エアーブローノズル３２は、下部治具フレーム２１の壁部２１ｂにも立設され、タンクＴの存在する側方に向けてミスト生成装置３１で生成された冷却空気を吹き付けることができるように構成されている。
また、エアーブローノズル３２は、上部治具フレーム２２の天井部２２ａにも立設され、タンクＴの存在する下方に向けてミスト生成装置３１で生成された冷却空気を吹き付けることができるように構成されている。
【００３２】
従って、エアーブローノズル３２は、タンクＴの周囲から冷却空気を吹き付けるように配置されており、タンクＴのほぼ全方位から冷却空気を吹き付けることでタンクＴの外面を均等に冷却できるようになっている。
各エアーブローノズル３２は、それぞれエアー配管３３によりミスト生成装置３１に連結され、ミスト生成装置３１にて生成された高湿度の冷却空気はエアー配管３３を介して各エアーブローノズル３２に送られる。なお、エアー配管３３は、下部治具フレーム２１及び上部治具フレーム２２内に埋設してもよいし、下部治具フレーム２１及び上部治具フレーム２２の内面に沿わせるように設けてもよい。
【００３３】
（冷気送気装置）
冷気送気装置４は、上部治具フレーム２２に設けられ、外部のコンプレッサーから供給された圧縮空気を熱気と冷気に分離させるボルテックスクーラー４１と、このボルテックスクーラー４１により分離された冷気をタンクＴ内に送気する送気ノズル４２と、を備えている。
ボルテックスクーラー４１は、筒状に形成されたゼネレータ４１ａにより、そのゼネレータ４１ａの内部で供給された圧縮空気を渦状に高速回転させることにより、二つに分岐された排出口のうち、一方の熱気排出口４３から周囲環境の気温よりも高温の熱気を排出し、他方の冷気排出口４４から周囲環境の気温よりも低温の冷気を排出するように構成されている。
【００３４】
送気ノズル４２は、冷気排出口４４に連結されるとともに上部治具フレーム２２に取り付けられた送気管４５の先端に設けられており、上部治具フレーム２２をクランプ機構２３により下部治具フレーム２１に連結した際に、タンクＴ内に挿入される。
【００３５】
＜タンクのブロー成型処理及び冷却処理＞
次に、熱可塑性合成樹脂材により成型されるタンクＴのブロー成型処理及び冷却装置１によるタンクＴの冷却処理について説明する。
熱可塑性合成樹脂材からタンクＴを成型する際には、図２（ａ）に示すように、押し出し機１００により、熱が加えられて可塑化した樹脂を押し出し機１００の吐出口となるダイ１０１で円筒状のパリソンＰとして押し出す。
次いで、図２（ｂ）に示すように、パリソンＰを一対の合わせ金型１０２，１０２で挟み、パリソンＰの上下を閉じてから、空気を吹き込む吹き込みノズル１０３を通じてパリソンＰ内に空気を吹き込み、パリソンＰを膨らませて金型１０２，１０２の内面に押しつける。内部に空気が吹き込まれたパリソンＰは、金型１０２，１０２に押しつけられ、金型１０２，１０２の内面形状に従ったタンクＴが形成される。
【００３６】
図２（ｃ）に示すように、金型１０２，１０２により成型されたタンクＴは、当該タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度であるときに金型１０２，１０２から取り出される（取出工程）。
金型１０２，１０２から取り出されたタンクＴは、図３（ａ）に示すように、冷却装置１内に収容される。タンクＴを冷却装置１内に収容する際には、クランプ機構３を解除して上部治具フレーム２１を回動させ、上部治具フレーム２２と下部治具フレーム２１との間からタンクＴを収容する。収容させるタンクＴは、予めタンクＴの形状に合わせて形成された形状保持部材２５に装着される（装着工程）。
タンクＴを形状保持部材２５に保持させた後は、図３（ｂ）に示すように、上部治具フレーム２２を回動させて、再度クランプ機構３により下部治具フレーム２１と連結する。すると、上部治具フレーム２２に設けられた形状保持部材２６がタンクＴの外面に当接してタンクＴを保持するとともに、タンクＴを成型することができる。また、一部の形状保持部材２６を、その上下方向、すなわち、下方の下部治具フレーム２１の底部２１ａに向かって伸ばすことにより、成型されたタンクＴを変形させることができる。
【００３７】
そして、形状保持部材２６によりタンクＴの成型を行った後は、冷気吹付装置３のミスト生成装置３１にて生成された霧状の水を含む空気を各エアーブローノズル３２からタンクＴの外面に吹き付ける（冷却工程）。また、同時に、冷気送気装置４のボルテックスクーラー４１により分離された冷気を送気ノズル４２からタンクＴ内に送気する（冷却工程）。送気ノズル４２から送気された冷気はタンクＴに予め形成された換気口ｈやその他の複数の孔からタンクＴの外に排出され、タンクＴ内外の温度が均一になるように調整され、タンクＴの片面のみの膨張や収縮を防止することができる。
冷気吹付装置３及び冷気送気装置４によるタンクＴの冷却により、タンクＴは、当該タンクＴを形成する熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度から低下して固化した状態となる。
タンクＴが固化した後は、図３（ｃ）に示すように、クランプ機構３を解除して上部治具フレーム２２を回動させ、形状保持部材２５に保持された冷却後のタンクＴを取り出す。
【００３８】
＜作用効果＞
実施形態における合成樹脂製タンクＴの冷却装置１によれば、治具２に備えられた形状保持部材２５によりタンクＴが保持された状態で、冷気吹付装置３によりタンクＴの外面から霧状の水を含んだ高湿度の冷却空気を吹き付けることで、タンクＴの外面に付着した水分が空気の流動により気化し、その際の気化熱によりタンクＴの熱を奪い、タンクＴの外面は冷却され、冷気送気装置４によりタンクＴの内面に冷却空気を送気することによりタンクＴの内面は冷却される。
【００３９】
これにより、タンクＴは外面からも内面からも気体である空気により冷却されるので、従来のようにタンクＴの外側に吹きかけた冷却液を回収する設備が不要となり、設備を簡素化できる。また、冷却液が設備外へ流出・漏出したり、飛び散ったりすることを防ぐために、冷気吹付装置３や冷気送気装置４等の設備全体をオイルパンやカバー等で囲む必要がなく、設備を簡素化できる。
【００４０】
また、冷却液によって設備が錆びることを防ぐため、設備をステンレス素材で製造するなど防錆仕様とする必要がなく、設備を簡素化でき、設備の材料コストを低減できる。
また、タンクＴの外側に付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクＴの内部に冷却気を流通させるべく、当該タンクＴに設けられた開口からタンクＴ内に連通可能な送気ノズル４２の、開口の周囲に当接する部分に、タンクＴ内へ冷却液が侵入することを防ぐためのシール手段を設ける必要がないため、設備を簡素化できる。
また、回収した冷却液を冷却する設備（クーリングタワーなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
【００４１】
また、冷気送気装置４により送気される冷却空気をボルテックスクーラー４１により生成することで、フロン又は代替フロン等を使用しないので、環境に優しい冷却装置１を構成できる。
【００４２】
また、合成樹脂製タンクＴの冷却方法によれば、取出工程において、熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度でタンクＴを成型金型から取り出す。次いで、装着工程において、形状保持部材２５，２６にタンクＴの外面を当接させて当該タンクＴを治具２に装着する。そして、冷却工程において、冷気吹付装置３によりタンクＴの外面に当該タンクＴの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、冷気送気装置４によりタンクＴの内面に当該タンクＴの内面を冷却する冷却空気を送気してタンクＴを冷却する。
【００４３】
これにより、タンクＴは外面と内面から同時に冷却された気体である空気によって冷却されるので、タンクＴに冷却液等を付着させることなく冷却することができる。よって、冷却後のタンクＴに付着した冷却液を取り除く設備（拭き取り装置や、水切り用噴射ノズルなど）が不要となり、設備を簡素化できる。
また、タンクＴを外面と内面から同時に冷却することにより、タンクＴの外部と内部の気温差によってタンクＴが膨張したり収縮して寸法誤差の拡大による品質の低下を防止できる。
また、タンクＴの内部に冷気を送気することにより、タンクＴ内の内圧がわずかに上昇するので、タンクＴは外側に押し広げられ、形状保持部材２５，２６に押し当てた状態が維持される。
なお、上記実施形態において、冷気吹付装置３及び冷気送気装置４は治具２に装着されているが、必ずしも治具２に装着する必要はなく、その他の支持手段により安定した状態で冷気の吹き付け及び送気を行うことができるように支持されていれば、その取り付け方法は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】冷却装置の概要を示す図。
【図２】（ａ）はパリソンの押し出し工程を示す図、（ｂ）はパリソン内に空気を注入してタンクを成型する工程を示す図、（ｃ）は成型されたタンクの金型からの取り出す工程を示す図。
【図３】（ａ）はタンクの冷却装置への装着工程を示す図、（ｂ）はタンクの冷却工程を示す図、（ｃ）は冷却後のタンクの冷却装置からの取り出し工程を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
１ 合成樹脂製タンクの冷却装置
２ 治具
３ 冷気吹付装置（吹付手段）
４ 冷気送気装置（送気手段）
２５ 形状保持部材
２６ 形状保持部材
４１ ボルテックスクーラー
Ｔ タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、
タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段と、
タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却装置。
【請求項２】
熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、
タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付ける吹付手段と、
タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却装置。
【請求項３】
前記送気手段により前記タンクの内面に送気される冷却空気として、ボルテックスクーラーにより冷却された空気を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置。
【請求項４】
請求項１に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、
前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、
前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却方法。
【請求項５】
請求項２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、
前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、
前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却方法。
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、
タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付ける吹付手段と、
タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却装置。
【請求項２】
熱可塑性合成樹脂材により中空に形成されたタンクを冷却する合成樹脂製タンクの冷却装置であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で成型金型から取り出したタンクに外接する形状保持部材を備えた治具と、
タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付ける吹付手段と、
タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気する送気手段と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却装置。
【請求項３】
前記送気手段により前記タンクの内面に送気される冷却空気として、ボルテックスクーラーにより冷却された空気を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置。
【請求項４】
請求項１に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、
前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、
前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する高湿度の冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却方法。
【請求項５】
請求項２に記載の合成樹脂製タンクの冷却装置を用いた合成樹脂製タンクの冷却方法であって、
前記熱可塑性合成樹脂材の融点よりやや低く、当該熱可塑性合成樹脂材が自己保形可能な温度で前記タンクを成型金型から取り出す取出工程と、
前記形状保持部材に前記タンクの外面を当接させて当該タンクを前記治具に装着する装着工程と、
前記吹付手段により前記タンクの外面に当該タンクの外面を冷却する霧状の水を含む冷却空気を吹き付けると同時に、前記送気手段により前記タンクの内面に当該タンクの内面を冷却する冷却空気を送気して前記タンクを冷却する冷却工程と、
を有することを特徴とする合成樹脂製タンクの冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２６１１６４（Ｐ２００７−２６１１６４Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９１０４５（Ｐ２００６−９１０４５）
【出願日】平成１８年３月２９日（２００６．３．２９）
【出願人】（０００００５１９７）株式会社不二越 (625)
【出願人】（３９４０２６１５０）日研プラント株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２９日（２００６．３．２９）
【出願人】（０００００５１９７）株式会社不二越 (625)
【出願人】（３９４０２６１５０）日研プラント株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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