(57)【要約】【課題】マンホール体を取り付ける位置が制限されにくいマンホール付きタンクの製造方法を提供する。【解決手段】樹脂製で円筒状のタンク１の胴壁１０に、樹脂製で環状のフランジ部２１を備えるマンホール体２を取り付けるマンホール付きタンク１００の製造方法であって、胴壁１０に貫通した開孔１１を形成する開孔工程と、胴壁１０の外表面における開孔１１の周囲１１０を熱溶融させる胴壁溶融工程と、フランジ部２１の一面であり、胴壁１０に沿うように形成された曲面である融着面２１０を熱溶融させるフランジ溶融工程と、開孔１１の周囲１１０と融着面２１０とを融着させる融着工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製で円筒状のタンクの胴壁に、樹脂製で環状のフランジ部を備えるマンホール体を取り付けるマンホール付きタンクの製造方法であって、
前記胴壁に貫通した開孔を形成する開孔工程と、
前記胴壁の外表面における前記開孔の周囲を熱溶融させる胴壁溶融工程と、
前記フランジ部の一面であり、前記胴壁に沿うように形成された曲面である融着面を熱溶融させるフランジ溶融工程と、
前記開孔の周囲と前記融着面とを融着させる融着工程と、を含む、
マンホール付きタンクの製造方法。
【請求項２】
前記胴壁溶融工程において、前記開孔の縁から放射状に熱溶融させる、
請求項１に記載のマンホール付きタンクの製造方法。
【請求項３】
前記胴壁溶融工程において、前記胴壁よりも曲率半径が大きい曲面を有するヒーターを、前記開孔の周囲に押し当てることで、前記開孔の周囲を熱溶融させる、
請求項２に記載のマンホール付きタンクの製造方法。
【請求項４】
前記融着面の曲率半径は、前記胴壁の曲率半径よりも大きい、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のマンホール付きタンクの製造方法。
【請求項５】
前記胴壁溶融工程と、前記フランジ溶融工程とを同時に行う、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマンホール付きタンクの製造方法。
【請求項６】
前記タンクはポリエチレン樹脂製であり、
前記マンホール体は前記タンクと同種のポリエチレン樹脂製である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のマンホール付きタンクの製造方法。
【請求項７】
樹脂製で円筒状のタンクの胴壁に取り付けられる、樹脂製のマンホール体であって、
環状のフランジ部を備え、
前記フランジ部の一面が融着面であり、
前記融着面が、前記胴壁に沿うように形成された曲面である、
マンホール体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マンホール付きタンクの製造方法及びマンホール体に関する。詳細には、本開示は、胴壁が曲面である樹脂製のタンクの胴壁にマンホール体を取り付けるマンホール付きタンクの製造方法と、マンホール体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
大型のタンクの内部を清掃するために、人が出入りするためのマンホールをタンクに形成することがある。人の身長を遥かに超える大型のタンクの場合、タンクの頂面にマンホールを形成すると、タンクの内部に人が入りにくい。このため、タンクの内部に人が入りやすいように、タンクの胴壁にマンホールを形成することが行われる。
【０００３】
例えば特許文献１には、ポリエチレン製の大型タンクの胴壁に、平面をなす座部を形成し、内端面が平面を成し、外端部に蓋を取り付けるフランジを同時成形したポリエチレン製のマンホール体を、融着機によりこのタンクの胴壁の座部に融着し、次いでマンホール体内でこの胴壁に、人の通れる孔を開設することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５３２１４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、マンホール体を取り付けられる位置が、タンクの胴壁の座部が形成されている平面部分に制限される。
【０００６】
本開示の目的は、マンホール体を取り付ける位置が制限されにくいマンホール付きタンクの製造方法と、マンホール体とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係るマンホール付きタンクの製造方法は、樹脂製で円筒状のタンクの胴壁に、樹脂製で環状のフランジ部を備えるマンホール体を取り付けるマンホール付きタンクの製造方法であって、開孔工程と、胴壁溶融工程と、フランジ溶融工程と、融着工程と、を含む。前記開孔工程では、前記胴壁に貫通した開孔を形成する。前記胴壁溶融工程では、前記胴壁の外表面における前記開孔の周囲を熱溶融させる。前記フランジ溶融工程では、前記フランジ部の一面であり、前記胴壁に沿うように形成された曲面である融着面を熱溶融させる。前記融着工程では、前記開孔の周囲と前記融着面とを融着させる。
【０００８】
本開示の一態様に係るマンホール体は、樹脂製で円筒状のタンクの胴壁に取り付けられる、樹脂製のマンホール体であって、環状のフランジ部を備え、前記フランジ部の一面が融着面であり、前記融着面が、前記胴壁に沿うように形成された曲面である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様に係るマンホール付きタンクの製造方法では、マンホール体を取り付ける位置が制限されにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａは、本開示の一実施形態に係るマンホール付きタンクの一例を示す概略の斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示すマンホール付きタンクの要部の拡大図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｄは、同上のマンホール付きタンクの製造方法の一例を示す概略の断面図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に係るマンホール体を示す概略の斜視図である。
【図４】図４Ａは、同上のマンホール体の製造に使用される金型を示す概略の斜視図である。図４Ｂは、図４Ａに示す金型の要部を示す概略の断面図である。
【図５】図５は、同上のマンホール付きタンクの製造方法における胴壁溶融工程で使用されるタンク側ヒータを示す概略の斜視図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、同上のマンホール付きタンクの製造方法における胴壁溶融工程を示す概略の断面図である。
【図７】図７は、同上のマンホール付きタンクの製造方法におけるフランジ溶融工程で使用されるマンホール側ヒータを示す概略の斜視図である。
【図８】図８は、同上のマンホール付きタンクの製造方法におけるフランジ溶融工程を示す概略の断面図である。
【図９】図９は、同上のマンホール付きタンクの製造方法における胴壁溶融工程及びフランジ溶融工程を示す概略の側面図である。
【図１０】図１０Ａは、同上のマンホール付きタンクの製造方法における融着工程を示す概略の断面図である。図１０Ｂは、同上のマンホール付きタンクの製造方法における融着工程を示す概略の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．概要
本開示の一実施形態に係るマンホール付きタンク１００の製造方法では、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、樹脂製で円筒状のタンク１の胴壁１０に、樹脂製で環状のフランジ部２１を備えるマンホール体２を取り付ける。
【００１２】
本実施形態のマンホール付きタンク１００の製造方法は、開孔工程と、胴壁溶融工程と、フランジ溶融工程と、融着工程と、を含む。開孔工程では、図２Ａに示すように、胴壁１０に貫通した開孔１１を形成する。胴壁溶融工程では、図２Ｂに示すように、胴壁１０の外表面における開孔１１の周囲１１０を熱溶融させる。フランジ溶融工程では、図２Ｃに示すように、フランジ部２１の一面であり、胴壁１０に沿うように形成された曲面である融着面２１０を熱溶融させる。融着工程では、図２Ｄに示すように、開孔１１の周囲１１０と融着面２１０とを融着させる。
【００１３】
本実施形態のマンホール付きタンク１００の製造方法では、タンク１の胴壁１０の任意の位置に開孔１１を形成し、この開孔１１の周囲１１０と、マンホール体２のフランジ部２１の融着面２１０とを融着させることにより、胴壁１０にマンホール体２を取り付けている。このため、本実施形態のマンホール付きタンク１００の製造方法では、マンホール体２を取り付ける位置が制限されにくい。また本実施形態のマンホール付きタンク１００の製造方法では、胴壁１０に沿うように形成された曲面である融着面２１０を、胴壁１０の開孔１１の周囲１１０とを融着させているため、融着面積を確保しやすく、胴壁１０とマンホール体２との融着強度を向上させやすい。
【００１４】
２．詳細
２−１．マンホール付きタンクの概要
マンホール付きタンク１００は、タンク１とマンホール体２とを備える。マンホール体２は、タンク１の胴壁１０に取付られている。図１Ａでは、タンク１に、一つのマンホール体２が取り付けられているが、これに限定されない。例えば、タンク１に二つ以上のマンホール体２が取り付けられていてもよい。以下、タンク１とマンホール体２の構成を説明する。
【００１５】
（１）タンクについて
本実施形態のタンク１は、図１Ａに示すように大型の円柱状である。このため、胴壁１０は、曲面で構成される。タンク１の容量は、特に限定されないが、例えば３０００Ｌ以上１０００００Ｌ以下である。
【００１６】
タンク１は樹脂製である。タンク１は、熱可塑性樹脂製であることが好ましい。タンク１は、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）からなる群から選択される一種以上の樹脂から作製することができる。ポリエチレン樹脂は、軽量であり、焼却しても有毒ガスが発生しにくく、リサイクルが容易であり、耐油性・耐薬品性に優れ、衝撃強度に優れるため、タンク１は、ポリエチレン樹脂製であることが特に好ましい。ポリエチレン樹脂の例には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、側鎖分枝低密度ポリエチレン（ＨＰ−ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が含まれる。タンク１は、これらのポリエチレン樹脂から選択される一種以上の樹脂から作製されることが好ましい。またタンク１は、射出成形、ブロー成形等の成形法で作製されてもよいが、タンク１が大型である場合には、タンク１が回転成形で作製されることが好ましい。タンク１を射出成形又はブロー成形で作製すると、樹脂の配向が生じることがあり、タンク１が熱によって変形しやすくなる。これに対して、タンク１を回転成形で作製すると、角部分の樹脂が厚くなるため、同樹脂量では回転成形品の方が衝撃に強い成形品ができる。また、厚肉成形にも容易に作製することができ、樹脂の配向が生じにくく、タンク１の熱による変形を抑制することができる。特に、本実施形態のマンホール付きタンク１００の製造方法では、胴壁１０の開孔１１の周囲１１０を熱溶融させるため、タンク１の熱による変形を抑制するために、タンク１が回転成形によって作製されることが好ましい。
【００１７】
（２）マンホール体について
マンホール体２は、タンク１の胴壁１０に取り付けられることで、胴壁１０に設けられた開孔１１を補強するための部材である。またマンホール体２は、胴壁１０に設けられた開孔１１に、図１Ｂに示す蓋２３を取り付けるための部材でもある。蓋２３は、タンク１の開孔１１を塞ぐことができる部材である。
【００１８】
マンホール体２は、図３に示すように、挿入部２０と、フランジ部２１と、蓋取付部２２とを備える。
【００１９】
挿入部２０は、図３に示すように円筒状であり、開孔が形成されている。挿入部２０は、胴壁１０に設けられた開孔１１に挿入できるように形成されている。挿入部２０の内径は、タンク１の内部に人が入り易い大きさであれば特に限定されない。挿入部２０の外径は、開孔１１の内径と同じ、又は開孔１１の内径よりも小さいことが好ましい。
【００２０】
フランジ部２１は、図３に示すように、環状であり、開孔が形成されている。フランジ部２１の開孔と挿入部２０の開孔とは繋がっている。フランジ部２１は挿入部２０の一端に設けられている。フランジ部２１の形状は、胴壁１０に設けられ開孔１１の形状に応じて適宜設定される。例えば開孔１１が円形であれば、フランジ部２１の形状は円環状である。フランジ部２１の外径は、挿入部２０よりも大きい。すなわちフランジ部２１の外径は、開孔１１の内径よりも大きい。フランジ部２１の外径は、胴壁溶融工程において溶融された開孔１１の周囲１１０と同じであることが好ましい。これはフランジ部２１の融着面２１０と、開孔１１の周囲１１０と、が融着されるためである。
【００２１】
フランジ部２１は、図３に示すように融着面２１０を備える。融着面２１０は、フランジ部２１の一面であり、開孔１１の周囲１１０と融着される面である。融着面２１０は、曲面であり、胴壁１０の曲面に沿うように形成されている。具体的には、フランジ部２１の厚みは、図３に示す上端部２１１及び下端部２１２付近で最も小さくなり、図３に示す側端部２１３及び側端部２１４で最も大きくなっている。また融着面２１０は、上端部２１１及び下端部２１２付近で最もへこみ、側端部２１３及び側端部２１４付近で最も突出している。このように、融着面２１０が、胴壁１０の曲面に沿うように形成されることにより、胴壁１０と融着面２１０との融着面積を大きくすることができ、タンク１とマンホール体２との融着強度を向上させることができる。
【００２２】
蓋体取付部２２は、図３に示すように環状の部材であり、開孔が形成されている。蓋取付部２２の開孔は、フランジ部２１の開孔と繋がっており、このため挿入部２０の開孔とも繋がっている。蓋体取付部２２から挿入部２０まで連なる開孔は、蓋体取付部２２側から挿入部２０側に向かって直径が大きくなる逆テーパー形状である（図２Ｃ及び図２Ｄ参照）。この開孔が蓋体取付部２２側から挿入部２０側に向かって直径が小さくなるテーパー形状であると、タンク１の胴壁１０にマンホール体２を取り付けられた状態でタンク１内に貯められた液体等を排出する際に、開孔内に液体が残存することがある。これに対して、開孔が逆テーパー形状であることにより、タンク１内に貯められた液体等を排出する際に、開孔内に液体が残存しにくくすることができる。蓋取付部２２は、蓋２３が取り付けられる取付面２２０と、取付面２２０よりも外径が小さく、全周に設けられた固定用溝２２１とを備える。取付面２２０には複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、固定用溝２２１まで貫通している。蓋取付部２２への蓋２３の取り付けは、例えば、以下のように行うことができる。まず、取付面２２０上に蓋２３を配置する（図１Ｂ参照）。次に、固定用溝２２１から取付面２２０及び蓋２３の貫通孔にボルトを通し、ボルトの先端を蓋２３から突出させる。次に、蓋２３から突出したボルトにナットを取り付ける。これにより、蓋取付部２２に、蓋２３を取り付けることができる。なお、蓋取付部２２と蓋２３との固定方法は、ボルト及びナットを用いた密閉式に限られず、ねじ込み式であってもよく、ハッチ式であってもよい。
【００２３】
マンホール体２は、樹脂製である。マンホール体２は、熱可塑性樹脂製であることは好ましい。マンホール体２は、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）からなる群から選択される一種以上の樹脂から作製することができる。ポリエチレン樹脂は、軽量であり、焼却しても有毒ガスは発生しにくく、リサイクルが容易であり、耐油性・耐薬品性に優れ、衝撃強度に優れるため、マンホール体２は、ポリエチレン樹脂製であることが特に好ましい。ポリエチレン樹脂の例には、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、側鎖分枝低密度ポリエチレン（ＨＰ−ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が含まれる。マンホール体２は、これらのポリエチレン樹脂から選択される一種以上の樹脂から作製されることが好ましい。特にマンホール体２は、タンク１と同種のポリエチレン樹脂製であることが好ましい。例えば、タンク１が高密度ポリエチレン樹脂製である場合は、マンホール体２も高密度ポリエチレン樹脂製であることが好ましい。このように、タンク１の樹脂の密度（架橋密度）と、マンホール体２の樹脂の密度（架橋密度）とが近似している場合、開孔１１の周囲１１０で熱溶融した樹脂と、マンホール体２の融着面２１０で溶融した樹脂との相溶性を向上させることができる。その結果、タンク１とマンホール体２との融着強度を向上させることができる。
【００２４】
マンホール体２はタンク１に人が出入りするための部材であることから、マンホール体２はそれに応じた大きさを有する。このため、マンホール体２を射出成形、ブロー成形等では作成し難い。例えばマンホール体２は、図４Ａ及び図４Ｂに示すような、金型５及び蓋体５３から作製される。
【００２５】
金型５は、内壁部５０と、外壁部５１と、底部５２とを備える。内壁部５０は、円筒状の部材である。外壁部５１は、内壁部５０よりも大きい円筒状の部材である。底部５２は、内壁部５０と外壁部５１とを接続している。蓋体５３は円盤状の部材である。蓋体５３は、内壁部５０と外壁部５１との隙間にはまるように構成されており、内壁部５０、外壁部５１及び底部５２と、蓋体５３とによって閉じられた空間を作成することができる。
【００２６】
本実施形態のマンホール体２を作製する場合、例えば、以下のようにして作製することができる。まず、金型５の内壁部５０、外壁部５１及び底部５２によって形成される空間内に溶融した樹脂を流し込む。この際、樹脂中の気泡を取り除くことが好ましい。次に、蓋体５３を設置して密閉状態にし、樹脂に圧力をかける。次に、樹脂を徐々に冷却して硬化させる。次に、金型５を分解して、硬化した樹脂を取り出す。さらに、開孔の内側を旋盤加工により、逆テーパー形状にする。以上の工程により、図３に示すマンホール体２が得られる。
【００２７】
本実施形態のマンホール体２では、フランジ部２１の融着面２１０が、曲面であり、胴壁１０の曲面に沿うように形成されている。このため、融着面２１０に対応する底部５２の融着面形成部５２０も曲面である（図４Ｂ参照）。融着面形成部５２０を旋盤加工等で形成することは加工コスト高騰のため非常に難しい。このため本実施形態の金型５では、底部５２と、内壁部５０及び外壁部５１と、を別部材とすることで、融着面形成部５２０を形成しやすくしている。またタンク１の胴壁１０の曲面に応じて、底部５２の融着面形成部５２０の形状を変更することが容易となる。また底部５２をアルミニウム製とすることで、底部５２を鉄製とする場合よりも、融着面形成部５２０を形成しやすくしている。内壁部５０、外壁部５１及び蓋体５３の材質は、金属製であれば特に限定されないが、例えば鉄製である。
【００２８】
２−２．マンホール付きタンクの製造方法について
上述の通り、本実施形態に係るマンホール付きタンク１００の製造方法には、開孔工程、胴壁溶融工程、フランジ溶融工程、及び融着工程が含まれる。これらの工程について、各工程ごとに詳細に説明する。
【００２９】
（１）開孔工程
上述の通り、開孔工程では、タンク１の胴壁１０に貫通した開孔１１を形成する。胴壁１０に開孔１１を形成する方法は、特に限定されない。例えば胴壁１０の外表面１２に切削加工等を施すことによって、開孔１１を形成することができる。また例えばタンク１の作製時に予め開孔１１を形成しておいてもよいが、この場合、マンホール体２を取り付ける場所が、開孔１１が予め設けられた位置に制限される。このため、胴壁１０の外表面１２に切削加工等を施すことによって、開孔１１を形成する方が好ましい。
【００３０】
開孔１１の直径は、特に限定されず、タンク１内に入る人の身体の大きさ、タンク１内への入り易さ等に応じて、適宜設定される。胴壁１０における開孔１１を形成する位置は、特に限定されない。
【００３１】
（２）胴壁溶融工程
胴壁溶融工程では、胴壁１０の外表面１２の開孔１１の周囲１１０を、ヒータ３によって熱溶融させる。本実施形態では、図５に示すタンク側ヒータ３１によって、開孔１１の周囲１１０を溶解させる。このため、タンク側ヒータ３１は、開孔１１の周囲１１０を溶融できるように発熱することができる。タンク側ヒータ３１は、それ自体が発熱する機能を有していてもよく、別部材によって発せられた熱がタンク側ヒータ３１に伝えられてもよい。タンク側ヒータ３１は、図５に示すように、筒状部３１０及び胴壁加熱部３１１を備える。
【００３２】
筒状部３１０は、円筒状の部材である。筒状部３１０の外径は、開孔１１の内径と同じ、又は開孔１１の内径よりも小さいことが好ましい。胴壁加熱部３１１は、筒状部３１０の一端に設けられた円盤状の部材である。筒状部３１０の長さは、タンク１の厚みと同じであってもよく、タンク１の厚みよりも大きくてもよい。
【００３３】
胴壁加熱部３１１は、円盤状の部材である。胴壁加熱部３１１の外径は、筒状部３１０の外形よりも大きい。すなわち胴壁加熱部３１１の外径は、開孔１１の内径よりも大きい。タンク側ヒータ３１によって開孔１１の周囲１１０を熱溶融させる場合、胴壁加熱部３１１の筒状部３１０側の面である胴壁加熱面３１２が開孔１１の周囲１１０と接触する。このため、胴壁加熱面３１２の大きさ（外径）によって、開孔１１の周囲１１０を熱溶融させる範囲が決まる。すなわち胴壁加熱面３１２の大きさ（外径）は、開孔１１の周囲１１０を熱溶融させる範囲に応じて、適宜設定される。また胴壁加熱面３１２は、胴壁１０の曲面に沿うように形成されている。具体的には、胴壁加熱部３１１の厚みは、図５に示す上端部３１３及び下端部３１４付近で最も小さくなり、図５に示す側端部３１５及び側端部３１６で最も大きくなっている。また胴壁加熱面３１２は、上端部３１３及び下端部３１４付近で最もへこみ、側端部３１５及び側端部３１６で最も突出するように構成されている。このため、胴壁加熱面３１２は、胴壁１０の曲面に沿う様に形成された曲面である。
【００３４】
胴壁溶融工程では、図２Ｂに示すように、開孔１１の周囲１１０が熱溶融される。詳細には、図６Ａに示すように、開孔１１内にタンク側ヒータ３１の筒状部３１０を挿入すると共に、胴壁加熱面３１２を開孔１１の周囲１１０と接触させることで、開孔１１の周囲１１０を熱溶融させることができる。胴壁溶融工程において、タンク側ヒータ３１による加熱温度は、タンク１の材質等に応じて適宜設定される。例えばタンク１がポリエチレン樹脂製である場合、タンク側ヒータ３１による加熱温度は、１５０℃以上２８０℃以下が好ましく、２００℃以上２５０℃以下がより好ましい。また胴壁溶融工程において、タンク側ヒータ３１による加熱時間は、タンク１の材質等に応じて適宜設定される。例えばタンク１がポリエチレン樹脂製である場合、タンク側ヒータ３１による加熱時間は、１０秒以上６００秒以下が好ましく、２４０秒以上３６０秒以下がより好ましい。タンク側ヒータ３１による加熱温度及び加熱時間がこれらの条件を満たす場合、開孔１１の周囲１１０を十分に溶融させながら、胴壁１０における開孔１１付近の変形を抑制しやすい。
【００３５】
本実施形態では、胴壁加熱面３１２の曲率半径は、胴壁１０の曲率半径よりも大きいことが好ましい。すなわちヒータ３は、胴壁１０よりも曲率半径が大きい曲面（胴壁加熱面３１２）を有することが好ましい。胴壁加熱面３１２の曲率半径が、胴壁１０の曲率半径よりも小さい場合、胴壁加熱面３１２の外縁付近から胴壁１０に接触することになる。この場合、開孔１１の縁１１１付近でエアーの巻き込みが生じ、樹脂が十分に熱溶融されないこと（未溶融）がある。これに対して、胴壁１０よりも曲率半径が大きい曲面（胴壁加熱面３１２）を有するヒータ３を、開孔１１の周囲に押し当てることで、開孔１１の周囲を熱溶融させると、胴壁加熱面３１２が開孔１１の縁１１１付近から接触する。これにより、開孔１１の縁１１１から放射状（図６Ｂに示す矢印の方向）に周囲１１０が熱溶融される。そのため、開孔１１の縁１１１付近で樹脂の未溶融が生じることを抑制することができる。また開孔１１の周囲１１０全体が溶融した際には、タンク側ヒータ３１の胴壁加熱面３１２の外縁付近から樹脂があふれ出す。このあふれ出した樹脂によって、開孔１１の周囲１１０全体が溶融したことの目安とすることができる。また、胴壁加熱面３１２の外縁付近から樹脂があふれ出すまでタンク側ヒータ３１による加熱を継続させることにより、開孔１１の周囲１１０全体を確実に溶融させることができる。
【００３６】
（３）フランジ溶融工程
フランジ溶融工程では、マンホール体２のフランジ部２１の融着面２１０を、ヒータ３によって熱溶融させる。本実施形態では、図７に示すマンホール側ヒータ３２によって、フランジ部２１の融着面２１０を熱溶融させる。このため、マンホール側ヒータ３２は、フランジ部２１の融着面２１０を熱溶融できるように発熱することができる。マンホール側ヒータ３２は、それ自体が発熱する機能を有していてもよく、別部材によって発せられた熱がマンホール側ヒータ３２に伝えられてもよい。
【００３７】
マンホール側ヒータ３２は、マンホール体２の融着面２１０を熱溶融できるように発熱することができる。マンホール側ヒータ３２は、図７に示すように円筒状の部材である。マンホール側ヒータ３２は、加熱面３２０を有する。加熱面３２０は、マンホール体２の融着面２１０と接触することにより、融着面２１０を熱溶融させる面である。このため、加熱面３２０は、曲面であり、融着面２１０と密着できる形状を有する。加熱面３２０の外径は、マンホール体２の融着面２１０よりも大きいことが好ましい。
【００３８】
フランジ溶融工程では、図２Ｃに示すように、フランジ部２１の融着面２１０が溶融される。詳細には、図８示すように、マンホール側ヒータ３２の加熱面３２０と、マンホール体２の融着面２１０を密着させた状態で、マンホール側ヒータ３２を発熱させることにより、融着面２１０を熱溶融させることができる。フランジ溶融工程において、マンホール側ヒータ３２による加熱温度は、マンホール体２の材質等に応じて適宜設定される。例えばマンホール体２がポリエチレン樹脂製である場合、マンホール側ヒータ３２による加熱温度は、１５０℃以上２８０℃以下が好ましく、２１０℃以上２６０℃以下がより好ましい。またフランジ溶融工程において、マンホール側ヒータ３２による加熱時間は、タンク１の材質等に応じて適宜設定される。例えばタンク１がポリエチレン樹脂製である場合、マンホール側ヒータ３２による加熱時間は、３０秒以上７００秒以下が好ましく、３００秒以上４２０秒以下がより好ましい。マンホール側ヒータ３２による加熱温度及び加熱時間がこれらの条件を満たす場合、マンホール体２の融着面２１０を十分に溶融させながら、フランジ部２１の変形を抑制しやすい。
【００３９】
本実施形態では、上述の胴壁溶融工程と、フランジ溶融工程とを同時に行うことが好ましい。具体的には、図９に示すように、タンク側ヒータ３１と、マンホール側ヒータ３２と、タンク側ヒータ３１及びマンホール側ヒータ３２を接続する接続部材３３とを備えるヒータ３を使用する。接続部材３３は筒状の部材であり、接続部材３３の一方の端面にタンク側ヒータ３１が取り付けられ、接続部材３３の他方の端面にマンホール側ヒータ３２が取付られている。例えば、胴壁溶融工程を行った後にフランジ溶融工程を行うと、フランジ溶融工程の間に、熱溶融した開孔１１の周囲１１０が一部硬化してしまうことがある。またフランジ溶融工程を行った後に胴壁溶融工程を行うと、胴壁溶融工程の間に、熱溶融したマンホール体２の融着面２１０が一部硬化してしまうことがある。これに対して、図９に示すヒータ３を使用して、タンク１の開孔１１の周囲１１０と、マンホール体２の融着面２１０とを同時に溶融させることにより、周囲１１０の硬化又は融着面２１０の硬化を抑制することができる。また図９に示すヒータ３を用いて、胴壁溶融工程及びフランジ溶融工程を同時に行った後に、ヒータ３を取り除くことによって、タンク１の胴壁１０とマンホール体２の融着面２１０との融着に、効率良く取り掛かることができる。すなわち、胴壁溶融工程及びフランジ溶融工程から、融着工程への移行をスムーズに行うことができる。
【００４０】
本実施形態では、胴壁溶融工程において、タンク側ヒータ３１の胴壁加熱面３１２を、開孔１１の周囲１１０に押し当てることで、開孔１１の周囲１１０を熱溶融させているが、胴壁加熱面３１２を開孔１１の周囲１１０に押し当てる力を、均一にすることが好ましい。この場合、開孔１１の周囲１１０を均一に熱溶融させることができる。またフランジ溶融工程では、マンホール側ヒータ３２の加熱面３２０をフランジ部２１の融着面２１０に押し当てることで融着面２１０を熱溶融させているが、この加熱面３２０を融着面２１０に押し当てる力を、均一にすることが好ましい。この場合、融着面２１０を均一に溶融させることができる。本実施形態では、図９に示すように、マンホール体２の蓋取付部２２に押当機３４を取り付けている。押当機３４は、取付部３４０と、押当部３４１とを備える。取付部３４０は、マンホール体２の取付面２２０に取付可能な円盤状の部材である。押当部３４１は、取付部３４０に向かって力を加える機能を有する。取付部３４０から複数の固定具３４２が突出している。固定具３４２は例えばボルトである。複数の固定具３４２は、押当部３４１に設けられた複数の孔に挿入され、かつ、ナットで固定されている。取付部３４０と押当部３４１との間には、複数の弾性体３４３が設けられており、複数の固定具３４２はそれぞれ弾性体３４３を貫通している。弾性体３４３は例えばバネである。押当部３４１から取付部３４０に向かって力を加えると、複数の弾性体３４３は押し縮められる。これらの弾性体３４３の反力により、マンホール体２の取付面２２０が取付部３４０で押される。また取付面２２０が押されることにより、マンホール側ヒータ３２の加熱面３２０が、マンホール体２の融着面２１０に押し当てられる。このように、押当部３４１から取付部３４０に向かって加わる力は、複数の弾性体３４３を介して、マンホール体２の取付面２２０に伝わるため、マンホール側ヒータ３２の加熱面３２０を融着面２１０に押し当てる力を均一にすることができる。また本実施形態では、接続部材３３によってタンク側ヒータ３１とマンホール側ヒータ３２とが接続されているため、押当機３４によってマンホール体２に伝わる力は、タンク側ヒータ３１にも伝わる。このため、タンク側ヒータ３１の胴壁加熱面３１２を開孔１１の周囲１１０に押し当てる力も均一にすることができる。
【００４１】
（４）融着工程
融着工程では、図２Ｄに示すように、胴壁１０の開孔１１の周囲１１０と、マンホール体２の融着面２１０とを融着させる。具体的には、胴壁溶融工程において熱溶融された開孔１１の周囲１１０と、フランジ溶融工程において熱溶融されたフランジ部２１の融着面２１０とを、熱溶融した状態のまま押し付ける。これにより、開孔１１の周囲１１０と、融着面２１０とが融着して一体化される。また融着工程では、開孔１１の周囲１１０及びマンホール体２の融着面２１０が溶融した状態である間に、開孔１１の周囲１１０と融着面２１０とを融着させる必要がある。このため、胴壁溶融工程及びフランジ溶融工程の完了後、融着工程を開始するまでの時間は、短い方が好ましい。融着工程を開始するまでの時間の上限は、特に限定されないが、胴壁溶融工程でタンク側ヒータ３１の胴壁加熱面３１２の外縁付近からあふれ出した樹脂が硬化するまでに融着工程を開始することが好ましい。
【００４２】
本実施形態では、マンホール体２の融着面２１０の曲率半径が、胴壁１０の曲率半径よりも大きいことが好ましい。融着面２１０の曲率半径が胴壁１０の曲率半径よりも小さい場合、融着面２１０の外縁付近から胴壁１０に接触することになる。この場合、開孔１１の縁１１１付近で十分に融着されないこと（未融着）があった。これに対して、融着面２１０の曲率半径が、胴壁１０の曲率半径よりも大きい場合、融着面２１０が開孔１１の縁１１１付近から接触することになる（図１０Ａ参照）。そのため、開孔１１の縁１１１付近で未融着が生じることを抑制することができる。また融着面２１０全体が開孔１１の周囲１１０に接触した際には、融着面２１０の外縁付近から樹脂があふれ出す。このあふれ出した樹脂によって、融着面２１０全体が開孔１１の周囲１１０に接触したことの目安とすることができる。あふれ出した樹脂は、開孔１１の周囲１１０由来でもよく、融着面２１０由来でもよく、開孔１１の周囲１１０及び融着面２１０由来であってもよい。
【００４３】
また開孔１１の周囲１１０と融着面２１０とを融着させる際には、開孔１１の周囲１１０に融着面２１０を押し当てるが、開孔１１の周囲１１０に融着面２１０を押し当てる力を均一にすることが好ましい。この場合、開孔１１の周囲１１０と融着面２１０との融着強度を向上させることができる。本実施形態では、図９に示す押当機３４を用いることにより、開孔１１の周囲１１０に融着面２１０を押し当てる力を均一にすることができる。具体的には、図１０Ｂに示すように、マンホール体２の蓋取付部２２に押当機３４を取り付けた状態で、この押当機３４によって、マンホール体２をタンク１の胴壁１０に向かって押している。押当部３４１から取付部３４０に向かって力を加えると、複数の弾性体３４３は押し縮められ、これらの弾性体３４３の反力により、マンホール体２の取付面２２０が取付部３４０で押される。取付面２２０が押されることにより、マンホール体２の融着面２１０が、胴壁１０の開孔１１の周囲１１０に押し当てられる。このように、押当部３４１から取付部３４０に向かって加わる力は、複数の弾性体３４３を介して、マンホール体２の取付面２２０に伝わるため、開孔１１の周囲１１０に融着面２１０を押し当てる力を均一にすることができる。図１０Ｂに示す状態は、図９に示す状態から、ヒータ３を取り外した状態ともいえる。胴壁溶融工程及びフランジ溶融工程を同時に行った後に、ヒータ３を取り外して融着工程を行うことにより、胴壁溶融工程及びフランジ溶融工程が完了してから融着工程を開始するまでの時間を短縮することができる。これにより、熱溶融した開孔１１の周囲１１０及びマンホール体２の融着面２１０が硬化してしまうことを抑制することができる。
【００４４】
以上の工程により、タンク１の胴壁１０にマンホール体２が取り付けられたマンホール付きタンク１００を製造することができる。
【実施例】
【００４５】
（実施例）
まず、ポリエチレン製の５００００Ｌのタンクを用意した。
【００４６】
次に、タンクと同種のポリエチレンから作製した図３に示すマンホール体を用意した。このマンホール体は、内径が５２５ｍｍであり、重量が２５ｋｇであった。
【００４７】
次に、上記と同様の開孔工程を行い、タンクの胴壁に直径５７５ｍｍの貫通した開孔を形成した。
【００４８】
次に、上記と同様の胴壁溶融工程を行い、タンクの胴壁の開孔の周囲を熱溶融させた。また同時に、上記と同様のフランジ溶融工程を行い、マンホール体のフランジ部の融着面を熱溶融させた。
【００４９】
次に、上記と同様の融着工程を行い、タンクの胴壁の開孔の周囲と、マンホール体のフランジ部の融着面とを融着させた。
【００５０】
（比較例）
まず、ポリエチレン製の５００００Ｌのタンクを用意した。このタンクの胴壁には、予め、平坦な台座を形成しておいた。
【００５１】
次に、融着面が平面であること以外は図３に示すマンホール体と同様の形状を有するマンホール体を用意した。
【００５２】
次に、タンクの胴壁の台座の表面を熱溶融した。また同時に、マンホール体の融着面を熱溶融した。
【００５３】
次に、タンクの胴壁の台座の表面と、マンホール体の融着面とを融着させた。
【００５４】
次に、タンクの胴壁におけるマンホール体が融着された部分に、貫通した開孔を形成した。
【００５５】
（評価）
タンクの胴壁に融着されたマンホール体を、下記の表１に示す力で引っ張り、破断状況を確認した。そして、融着面では破断せず、胴壁で破断した場合を〇と評価し、融着面で破断した場合を×と評価した。その結果を下記の表１に示す。
【００５６】
【表１】
2020070032.tif 000003
【００５７】
比較例のマンホール付きタンクでは、３，７ｔｏｎの力で融着面の破断が生じたが、実施例のマンホール付きタンクでは、３．７ｔｏｎの力では破断が生じず、１３．５ｔｏｎの力で破断が生じた。これは、タンクの胴壁に設けられた平坦な台座に、平面からなる融着面を融着した比較例では、タンク胴壁とヒーターとの間でエアー噛みが生じ、溶融不良より、融着面からの破断が生じたと考えられる。胴壁の曲面に沿うように形成された融着面を胴壁に融着した実施例の方が、融着面積が大きく、溶融不良を起こしにくいため、融着強度を確保できたと考えられる。また実施例のマンホール付きタンクでは、２１．０ｔｏｎまで引っ張り試験を行ったが、融着面での破断は生じず、胴壁で破断が生じた。これは、実施例のマンホール付きタンクでは、融着面が胴壁の曲面に沿うように形成されることで、十分な融着強度が確保されているため、融着面で破断が生じずに、胴壁のせん断破断が生じたと考えられる。
【符号の説明】
【００５８】
１      タンク
１０    胴壁
１１    開孔
１１０  周囲
１１１  縁
２      マンホール体
２１    フランジ部
２１０  融着面
３      ヒータ
１００  マンホール付きタンク
【図１】
2020070032.tif 000004
【図２】
2020070032.tif 000005
【図３】
2020070032.tif 000006
【図４】
2020070032.tif 000007
【図５】
2020070032.tif 000008
【図６】
2020070032.tif 000009
【図７】
2020070032.tif 000010
【図８】
2020070032.tif 000011
【図９】
2020070032.tif 000012
【図１０】
2020070032.tif 000013