JP2000062013A - 延伸ブロー成形機及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】目的とする成形品を製作するのに最適な、延伸
ブロー成形機における圧力の設定値を、短時間に内に求
めることを課題とする。 【解決手段】設定された圧力に基づいて、プリフォーム
１２内部に吹き込む空気の圧力を制御する圧力制御装置
３と、延伸ロッド１３に備えられた圧力センサ１４の出
力信号を受け取り、圧力制御装置３に設定された各圧力
ごとに、プリフォーム１２内部の圧力の時間変化を測定
する圧力測定装置４と、プリフォーム１２内部の圧力の
時間変化をシミュレーションし、その結果及びそれら測
定結果を比較して、プリフォーム１２の変形を支配する
因子と圧力制御装置３に設定された圧力の関係を把握す
ることによって、目的とする成形を行うのに最適な圧力
を圧力制御装置３に設定する演算装置２とを具備する延
伸ブロー成形機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、延伸ブロー成形機
及び方法に関し、特に、目的とする成形品を作るために
必要な圧力の設定値を短時間に得ることができる延伸ブ
ロー成形機及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、有底筒状のプリフォームを延伸
ロッドで押し延ばすと共に加圧空気を吹き込む延伸ブロ
ー成形において、目的とする形状、肉厚分布を有する成
形品を製作するための成形条件の決定は、困難であっ
た。これは、プリフォームの初期形状、プリフォームの
初期温度分布、延伸ロッドの速度、プリフォーム内部の
圧力などの成形条件が成形過程において、複雑に相互依
存しているためである。その結果、試行錯誤によって、
成形条件を決定せざるを得なくなり、その決定に費やす
時間は膨大であり、特に複雑な形状の成形品を作る場合
には更に膨らむ。

【０００３】一方、延伸ブロー成形機では、一般に、プ
リフォームに吹き込む空気の圧力を設定することによっ
て、プリフォーム内部の圧力を調節する。このためプリ
フォーム内部の圧力は、他の成形条件と比較すると、容
易に調節できる。従って、延伸ブロー成形機で、最適な
圧力を設定して、目的とする成形品が製造できることが
望ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、目
的とする成形品を製作するのに最適な、延伸ブロー成形
機における圧力の設定値を、短時間に内に求めることを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

【０００６】本発明において上記課題を達成するため
に、まず請求項１の発明では、有底筒状のプリフォーム
を延伸ロッドで押し延ばすと共に加圧空気を吹き込む延
伸ブロー成形機において、設定された圧力に基づいて、
プリフォーム内部に吹き込む空気の圧力を制御する圧力
制御装置と、圧力センサを備えた延伸ロッドと、圧力セ
ンサの出力信号を受け取り、圧力制御装置に設定された
各圧力ごとに、プリフォーム内部の圧力の時間変化を測
定する圧力測定装置と、目的とする成形品を作るために
最適なプリフォーム内部の圧力の時間変化を算出するシ
ミュレーションを行い、そのシュミレーション結果及び
それら測定結果を比較して、プリフォームの変形を支配
する因子と圧力制御装置に設定された圧力の関係を把握
することによって、目的とする成形を行うのに最適な圧
力を圧力制御装置に設定する演算装置と、を具備するこ
とを特徴とする延伸ブロー成形機としたものである。

【０００７】また請求項２の発明では、有底筒状のプリ
フォームを延伸ロッドで押し延ばすと共に加圧空気を吹
き込む延伸ブロー成形において、計算機シミュレーショ
ンを用いて、目的とする成形品を作るために最適なプリ
フォーム内部の圧力の時間変化を算出し、延伸ブロー成
形機で設定する各圧力ごとに、圧力センサを備えた延伸
ロッドを用いてプリフォーム内部の圧力の時間変化を測
定し、シュミレーション結果及びそれら測定結果を比較
して、プリフォームの変形を支配する因子と延伸ブロー
成形機で設定する圧力の関係を把握することによって、
目的とする成形を行うのに最適な圧力を延伸ブロー成形
機に設定して成形を行う、ことを特徴とする延伸ブロー
成形方法としたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。

【０００９】本発明の延伸ブロー成形機の構成を、図１
に示す。本発明の延伸ブロー成形機は、延伸ブロー成形
部１０において、プリフォーム１２を加熱しながら、延
伸ロッド１３で押し延ばすと共に、圧力を加えて空気を
プリフォーム１２内部に吹き込み、その内部を加圧する
ことによってプリフォーム１２を金型１１に押し付けて
成形する。圧力制御装置３は、演算装置２を介して設定
された圧力に従って、プリフォーム１２内部に吹き込む
空気の圧力を調節することによって、プリフォーム１２
内部の圧力を調節する。本明細書では、説明を簡便にす
るために、演算装置２を介して、圧力制御装置３に設定
される圧力を、設定圧力と呼ぶことにする。

【００１０】圧力測定装置４は、延伸ロッド１３に取り
付けた圧力センサ１４の出力信号を受け取り、演算装置
２に保管する。そして、演算装置２は、モニタ１に、プ
リフォーム１２内部の圧力の時間変化を表示する。ま
た、演算装置２は、計算機であり、プリフォーム１２を
目的とする成形品に成形するために最適な、プリフォー
ム１２内部の圧力の時間変化を、シュミレーションする
ことにも用いられ、その結果もモニタ１に表示される。

【００１１】本発明の延伸ブロー成形方法の手順を、図
２のフローチャートを用いて説明する。

【００１２】ＳＴＥＰ１；演算装置２でシュミレーショ
ンを行うことにより、プリフォーム１２を目的の成形品
にするのに最適な、プリフォーム１２内部における圧力
の時間変化を求め、そのシミュレーション結果を演算装
置２に保管する。

【００１３】ＳＴＥＰ２；演算装置２によって、圧力制
御装置３の圧力を設定する。

【００１４】ＳＴＥＰ３；プリフォーム１２を延伸ブロ
ー成形する間、プリフォーム１２内部の圧力の時間変化
を測定し、その測定結果を演算装置２に保管する。

【００１５】ＳＴＥＰ４；シミュレーション結果と、設
定圧力を変えることにより得られた様々な測定結果と
を、モニタ１に表示することにより、それらを比較す
る。この比較によって、プリフォーム１２の変形を支配
する因子と設定圧力との関係を把握し、最適な設定圧力
を求めることを試みる。

【００１６】ＳＴＥＰ５；最適な設定圧力が求めること
ができたならば、ＳＴＥＰ６に進む。他方、最適な設定
圧力を求めることができなければ、ＳＴＥＰ２に戻る。

【００１７】ＳＴＥＰ６；演算装置２によって、圧力制
御装置３に最適な圧力を設定し、プリフォーム１２の成
形を行う。

【００１８】このようにして、プリフォーム１２から目
的とする成形品を製作するのに最適な、圧力制御装置３
の設定圧力を短時間の内に求めることが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下に、２つの実施例を説明する。

【００２０】＜実施例１＞実施例１は、図１のように目
的とする成形品の形状が複雑でない場合の例である。ま
ず、延伸ブロー成形部１０によって、プリフォーム１２
から目的とする成形品を製作するのに理想的な、プリフ
ォーム１２内部の圧力の時間変化を求めるために、演算
装置２を使った計算機シミュレーションを行う。図３に
示すように、このシミュレーション結果では、プリフォ
ーム１２内部の圧力が、時間と共に一定の勾配φで上昇
した後に、時間に依存しない定常値になる。

【００２１】そこで、設定圧力を、シミュレーション結
果から得られた圧力の定常値に設定してみる。この設定
圧力でプリフォーム１２を成形したときにおける、プリ
フォーム１２内部の圧力の時間変化を測定した結果を、
シミュレーション結果と共に図３に示してある。明らか
に、シミュレーション結果と測定結果は異なっている。

【００２２】様々な設定圧力で、プリフォーム１２内部
の圧力の時間変化を測定し、それらの測定結果とシミュ
レーション結果を比較する。すると、プリフォーム１２
の変形を支配する因子は、プリフォーム１２内部の圧力
の時間変化における初期の圧力勾配（図３のθ）であっ
て、初期の圧力勾配θは設定圧力が大きいほど大きいこ
とが分かってくる。

【００２３】そこで、図４のように、初期の圧力勾配を
シミュレーション結果のそれ（図３のφ）と一致させる
ために、設定圧力を、シミュレーション結果から得られ
た定常値よりも低い値に設定して、プリフォーム１２を
成形することになる。

【００２４】＜実施例２＞実施例２は、目的とする成形
品の形状が、図５のように、くびれを有する複雑なもの
である場合の例である。実施例２でも、まず、延伸ブロ
ー成形部１０によって、プリフォーム１２から目的とす
る成形品を製作するのに理想的な、プリフォーム１２内
部の圧力の時間変化を求めるために、演算装置２を使っ
た計算機シミュレーションを行う。このシミュレーショ
ン結果は、実施例１と同様に、プリフォーム１２内部の
圧力の時間変化が、時間と共に一定の勾配で上昇した後
に、時間に依存しない定常値になるというものである。

【００２５】既に、実施例１の結果から、プリフォーム
１２の変形を支配する因子は、プリフォーム１２内部の
圧力の時間変化における初期の圧力勾配であることが分
かっているので、図４のように、初期の圧力勾配をシミ
ュレーション結果のそれと一致させる設定圧力を設定す
る。

【００２６】しかし、プリフォーム１２を、くびれを有
する複雑な形状に成形する場合には、初期の圧力勾配を
シミュレーション結果のそれと一致させるだけでは、肉
厚が均一にならないことが分かる。そこで、初期の圧力
勾配をシミュレーション結果のそれと一致させる設定圧
力の前後で、設定圧力を変化させてみる。

【００２７】すると、プリフォーム１２内部の圧力の時
間変化において、圧力が初めて極大となる時刻Ｔ（図６
参照）において、延伸ロッド１３の先端が、図５の延伸
距離１５に位置していると、成形品の肉厚が均一になる
ことが分かってくる。すなわち、プリフォーム１２を、
くびれを有する複雑な形状に成形する場合には、プリフ
ォーム１２の変形を支配している因子は、時刻Ｔに延伸
ロッド１３の先端が延伸距離１５に位置していることな
のである。

【００２８】そこで、時刻Ｔにおいて、延伸ロッド１３
の先端が延伸距離１５に位置するように、設定圧力を設
定する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の延伸ブロー
機及び方法には、目的とする成形品を作るための圧力に
関する成形条件を短時間で決定することができるという
効果がある。この効果は、目的とする成形品がくびれを
有する複雑な形状のものであっても、存在する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の延伸ブロー成形機の構成図である。

【図２】本発明の延伸ブロー成形方法の手順を説明する
フローチャートである。

【図３】設定圧力をシミュレーション結果から得られた
圧力の定常値にしたときの、プリフォーム内部の圧力の
時間変化を示すグラフである。

【図４】最適な設定圧力にしたときの、プリフォーム内
部の圧力の時間変化を示すグラフである。

【図５】プリフォームを、くびれを有する複雑な形状に
成形する場合の説明図である。

【図６】プリフォーム内部の圧力の時間変化における、
圧力の初めての極大を説明する図である。

【符号の説明】

１…モニタ ２…演算装置 ３…圧力制御装置 ４…圧力測定装置 １０…延伸ブロー成形部 １１…金型 １２…プリフォーム １３…延伸ロッド １４…圧力センサ １５…延伸距離 θ…初期の圧力勾配 φ…初期の圧力勾配 Ｔ…時刻

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有底筒状のプリフォームを延伸ロッドで押
   し延ばすと共に加圧空気を吹き込む延伸ブロー成形機に
   おいて、 設定された圧力に基づいて、プリフォーム内部に吹き込
   む空気の圧力を制御する圧力制御装置と、 圧力センサを備えた延伸ロッドと、 圧力センサの出力信号を受け取り、圧力制御装置に設定
   された各圧力ごとに、プリフォーム内部の圧力の時間変
   化を測定する圧力測定装置と、 目的とする成形品を作るために最適なプリフォーム内部
   の圧力の時間変化を算出するシミュレーションを行い、
   そのシュミレーション結果及びそれら測定結果を比較し
   て、プリフォームの変形を支配する因子と圧力制御装置
   に設定された圧力の関係を把握することによって、目的
   とする成形を行うのに最適な圧力を圧力制御装置に設定
   する演算装置と、 を具備することを特徴とする延伸ブロー成形機。
2. 【請求項２】有底筒状のプリフォームを延伸ロッドで押
   し延ばすと共に加圧空気を吹き込む延伸ブロー成形にお
   いて、 計算機シミュレーションを用いて、目的とする成形品を
   作るために最適なプリフォーム内部の圧力の時間変化を
   算出し、 延伸ブロー成形機で設定する各圧力ごとに、圧力センサ
   を備えた延伸ロッドを用いてプリフォーム内部の圧力の
   時間変化を測定し、 シュミレーション結果及びそれら測定結果を比較して、
   プリフォームの変形を支配する因子と延伸ブロー成形機
   で設定する圧力の関係を把握することによって、目的と
   する成形を行うのに最適な圧力を延伸ブロー成形機に設
   定して成形を行う、 ことを特徴とする延伸ブロー成形方法。