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公開番号2024132110
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023042771
出願日2023-03-17
発明の名称水素タンク用パイプ材の切断装置及び切断方法
出願人フクビ化学工業株式会社,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類B26D 3/16 20060101AFI20240920BHJP(切断手工具;切断;切断機)
要約【課題】水素タンクのライナーとして用いられる樹脂製のパイプ材を、その変形を抑止しながら効率的に切断する。
【解決手段】切断装置1は、超音波振動しながらパイプ材50の周面に押し付けられる超音波カッター2と、超音波カッター2がパイプ材50の周面に沿って相対的に円運動するように、超音波カッター2及びパイプ材50の少なくとも一方をパイプ材50の軸心回りに回転させる回転機構3とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
水素タンクのライナーとして用いられる樹脂製のパイプ材を切断する装置であって、
超音波振動しながら前記パイプ材の周面に押し付けられる超音波カッターと、
前記超音波カッターが前記パイプ材の周面に沿って相対的に円運動するように、前記超音波カッター及び前記パイプ材の少なくとも一方を前記パイプ材の軸心回りに回転させる回転機構とを備えた、水素タンク用パイプ材の切断装置。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
請求項１に記載の水素タンク用パイプ材の切断装置において、
前記パイプ材の周面に沿って並ぶ複数の前記超音波カッターを備え、
前記回転機構は、複数の前記超音波カッターを同時に前記パイプ材の周面に沿って相対的に円運動させる、水素タンク用パイプ材の切断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水素タンク用パイプ材の切断装置において、
前記パイプ材の外側に配置されかつ前記パイプ材の中心を挟んで相対向する一対の前記超音波カッターを備えた、水素タンク用パイプ材の切断装置。
【請求項４】
請求項２に記載の水素タンク用パイプ材の切断装置において、
複数の前記超音波カッターは、前記パイプ材の外側において周方向に並ぶように配置され、
前記回転機構は、複数の前記超音波カッターを保持するとともに前記パイプ材と同心に配置されたリング状の保持部材と、当該保持部材を軸回りに回転させる回転駆動部とを含む、水素タンク用パイプ材の切断装置。
【請求項５】
水素タンクのライナーとして用いられる樹脂製のパイプ材を、超音波振動しながら前記パイプ材の周面に押し付けられる超音波カッターを用いて切断する方法であって、
前記超音波カッターが前記パイプ材の周面に沿って相対的に円運動するように、前記超音波カッター及び前記パイプ材の少なくとも一方を前記パイプ材の軸心回りに回転させる、水素タンク用パイプ材の切断方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素タンクのライナーとして用いられる樹脂製のパイプ材を切断する技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等の車両に搭載される燃料電池システムには、燃料としての水素ガスの供給源として高圧の水素タンクが用いられる。この水素タンクとして、下記特許文献１のものが公知である。具体的に、特許文献１の水素タンク（ガスタンク）は、略楕円筒を呈する二層構造のタンクであって、内側の樹脂ライナーと、当該樹脂ライナーの外面を覆う補強層としてのＦＲＰ層とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４５５２１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の水素タンクの樹脂ライナーは、例えば、所定長さに切り出された樹脂製のパイプ材を用いて製造され得る。一方で、水素タンクの樹脂ライナーの肉厚は、タンク容量の確保のためにできるだけ薄くすることが望まれる。このため、樹脂ライナーの製造時には、これに対応する非常に薄肉の樹脂製パイプ材を切断する作業が必要になる場合がある。しかしながら、薄肉の樹脂製パイプ材は、剛性が低いため、これをきれいに切断することは必ずしも容易ではない。
【０００５】
例えば、ギロチン方式の切断機によりパイプ材を切断した場合には、刃物がパイプ材に強く押し付けられる結果、パイプ材の断面が変形したり、切断面に割れや欠けが生じたりするおそれがある。また、回転式の鋸刃を用いるチップソー切断機によりパイプ材を切断した場合には、切断面に線状の傷（ショックマーク）が生じる可能性がある他、大量の切粉が発生して材料の歩留まりが低下することが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、水素タンクのライナーとして用いられる樹脂製のパイプ材を、その変形を抑止しながら効率的に切断することが可能な切断装置及び切断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】
【０００７】
前記課題を解決するためのものとして、本発明の一局面に係る切断装置は、水素タンクのライナーとして用いられる樹脂製のパイプ材を切断する装置であって、超音波振動しながら前記パイプ材の周面に押し付けられる超音波カッターと、前記超音波カッターが前記パイプ材の周面に沿って相対的に円運動するように、前記超音波カッター及び前記パイプ材の少なくとも一方を前記パイプ材の軸心回りに回転させる回転機構と、を備えたものである。
【０００８】
超音波振動する超音波カッターは、微視的に非常に高速でパイプ材に繰り返し接触、摺動し、高い摩擦熱を発生させる。本発明では、このような超音波カッターがパイプ材の周面に押し付けられながら相対的に円運動するので、パイプ材を軟化（溶融）させながら円周状にカットすることができる。このため、超音波カッターをパイプ材に押し付ける力（加工力）を大きくしなくても材料を分離させることができ、パイプ材の変形を抑止しながらパイプ材を切断することができる。また、パイプ材の切断面に割れや欠けが生じるのを抑止でき、切断面を円滑に仕上げることができる。さらに、切断時に発生する切粉の量を十分に低減でき、材料の歩留まりを高めることができる。
【０００９】
好ましくは、前記切断装置は、前記パイプ材の周面に沿って並ぶ複数の前記超音波カッターを備え、前記回転機構は、複数の前記超音波カッターを同時に前記パイプ材の周面に沿って相対的に円運動させる。
【００１０】
このように、パイプ材に対し複数の超音波カッターを同時に相対円運動させるようにした場合には、パイプ材の全周をカットするのに必要な各超音波カッターの周方向の相対移動量が少なく済むので、パイプ材の切断作業を効率化することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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