JP2002347104A - ブロー成形用金型装置 - Google Patents

ブロー成形用金型装置

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JP2002347104A JP2001154031A JP2001154031A JP2002347104A JP 2002347104 A JP2002347104 A JP 2002347104A JP 2001154031 A JP2001154031 A JP 2001154031A JP 2001154031 A JP2001154031 A JP 2001154031A JP 2002347104 A JP2002347104 A JP 2002347104A
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和道 西岡
Naonari Fukuhara
直成 福原
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尚明 橘
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型の急速加熱及び急速冷却が可能で、サイ
クルタイムが短縮でき、エネルギー消費量も少ないブロ
ー成形用金型装置を得る。 【解決手段】 ブロー成形用金型２の裏面とそこに密着
して配置されたバックアップ材４との間に断面が偏平な
流体流通溝１１が複数個構成され、そこに加熱用流体又
は冷却用流体が流通して金型の加熱又は冷却が行われ
る。各流体流通溝１１には流体の流入口１２及び流出口
１３が形成され、流体供給用マニホールド１４を通して
加熱用又は冷却用流体が各流体流通溝１１に供給され、
流体排出用マニホールドを通して排出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加熱又は／及び冷却
手段を備えるブロー成形用金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ブロー
成形において高転写性及び高速成形が要求される場合、
金型に加熱及び冷却手段が設置される。すなわち、前記
加熱手段によりパリソン供給前に金型を加熱しておき、
軟化状態のパリソンの外面を加熱された金型内面に接触
させて高転写性を得るとともに、接触後は前記冷却手段
により金型を強制的に冷却し、ブロー成形体を急速に硬
化させて取り出し、サイクルタイムを短縮する。金型の
急速加熱及び急速冷却が可能であれば、サイクルタイム
を短縮することができる。
【０００３】このような加熱及び冷却手段として、次の
ものが知られている。 金型の裏面にパイプを這わせ、そのパイプに加熱流体
（例えば高温水、高温蒸気）と冷却流体（例えば冷却
水）を交互に流通させて金型の加熱、冷却を行うもの。
この場合、パイプをその全長にわたり金型の裏面に密着
させて這わせるのが難しく、またパイプは丸いため金型
との接触面積も小さいので、熱交換効率が悪く、加熱及
び冷却速度が上がらない。 金型を鋳込む際に鋳型内にパイプ（金型より融点の高
い金属からなる）を配置し、金型壁内にパイプを鋳ぐる
みするもの。この場合、使用中に鋳ぐるみしたパイプと
金型の間に隙間ができ、かつパイプは丸くその断面積の
割に金型との接触面積も小さいため、熱交換効率が悪
く、加えて、金型の厚みを大きくとる必要があるため金
型の熱容量が大きくなり、加熱及び冷却速度が上がらな
い。
【０００４】金型の裏面側から金型壁内にドリルで穴
を縦横に形成して互いに連通させ、その穴に加熱又は冷
却流体を流通させるもの。この場合、加熱又は冷却流体
が直接金型に接触するという利点があるが、ドリルの穴
は丸く断面積の割に金型と流体との接触面積が小さいた
め、熱交換効率が悪い。加えて金型の厚みを大きくする
必要があるため金型の熱容量が大きくなり、またドリル
の穴は直線的にしか開けられないため金型の形状によっ
ては必要な数の穴が形成できず、加熱及び冷却速度が上
がらない。 金型の裏面側に空間を設け、その空間に加熱又は冷却
流体を流入させて金型の加熱、冷却を行うもの（特開平
９−１６４５８３号公報参照）。この場合、大きい空間
に加熱又は冷却媒体を流入させるため多量の流体が必要
であり、空間を囲む金型全体の熱容量も大きくなり、大
量のエネルギーを消費する。加えて、空間内に流体が滞
る（流速が遅い）ため熱交換効率が悪く、加熱及び冷却
速度が上がらない。
【０００５】本発明は、従来の加熱及び冷却手段におけ
る上記の問題点に鑑みてなされたもので、金型の十分な
急速加熱及び急速冷却が可能で、エネルギー消費量も少
ないブロー成形用金型装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るブロー成形
用金型装置は、金型裏面とそこに密着して配置されたバ
ックアップ材との間に断面が偏平な流体流通溝が構成さ
れ、そこに加熱用流体又は冷却用流体が流通して金型の
加熱又は冷却が行われることを特徴とする。なお、いう
までもないが、上記流体流通溝は、金型裏面に沿って偏
平とされている。望ましくは、前記流体流通溝が複数個
形成され、各流体流通溝に流体の流入口及び流出口が形
成される。さらに、各流体流通溝の流入口が流体供給用
マニホールドに連通し、流出口が流体排出用マニホール
ドに連通する。このマニホールドを金型裏面側の金型構
体内に配置し、これを外部流体源に連通させるとよい。
なお、バックアップ材は金型より熱伝導率の低い材質が
望ましい。
【０００７】上記ブロー成形金型装置において、金型の
加熱又は冷却の一方のみを行うこともできるし、加熱及
び冷却のサイクルを繰り返すこともできる。パリソン供
給前に加熱用流体（例えば高温水、高温蒸気）を供給し
て金型の加熱を行い、軟化状態のパリソンの外面を加熱
した金型の内面に接触させることで、高転写性を得るこ
とができる。一方、パリソンが金型内面に接触後、冷却
用流体（例えば冷却水）を供給して加熱された金型を冷
却すると、ブロー成形体が急速に冷却、硬化し、早く取
り出すことができるので、サイクルタイムが短縮され高
速成形が可能となる。そして、加熱及び冷却を交互に行
うことで、高転写性と高速成形の両方が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照して、本
発明に係るブロー成形用金型装置について具体的に説明
する。図１に示すブロー成形用金型装置１（片側のみ示
す）は、キャビティ部３を有する金型２、その裏面側の
金型構体内に配置されたバックアップ材４と、金型２の
後部を支持する背板５、背板５を支持し開閉機構等に連
結した補強部材６を備える。前記キャビティ部３はピン
チオフ部７、８に挟まれた範囲であり、金型本体部の左
右端には当て部９、１０が形成されている。ピンチオフ
部７、８はパリソンの食い切りが行われる部位であり、
当て部９、１０はこの金型２に対向配置された金型（図
示せず、一対で１つのキャビティ空間を構成））の当て
部に当接して、両金型の最接近位置を画定するものであ
る。当て部９、１０は、ピンチオフ部７、８が対向配置
された金型のピンチオフ部に当たって損傷するのを防止
する役割ももつ。なお、このブロー成形用金型装置１で
は、パリソンは紙面に垂直に配置される。
【０００９】バックアップ材４は、その表面が金型２の
裏面に密着し、かつ金型構体内いっぱいに配置されてい
る。その表面には、図３にも示すように、ほぼ左右全長
にわたり多数の偏平な凹溝１１が互いにほぼ平行に形成
され、かつそれらが互いに接近して配置されている。各
凹溝１１には、その一端に流入口１２及び他端に流出口
１３が形成され、各流入口１２はバックアップ材４内に
形成された流体供給用マニホールド１４に連通し、各流
出口１３は同じくバックアップ材４内に形成された流体
排出用マニホールド１５に連通している。なお、マニホ
ールド１４、１５は、各流入口１２又は流出口１３につ
ながる配管部１４ａ、１５ａと、各配管部１４ａ、１５
ａが連通する共通の集合室１４ｂ、１５ｂからなり、該
集合室１４ｂ、１５ｂは背板５により密閉され、かつ導
管１６、１７を介して外部に連通している。また、バッ
クアップ材４には、金型２のベント穴（後述）に連通す
るベントマニホールド１８が形成されている。ベントマ
ニホールド１８は、配管部１８ａとそれらが連通する共
通の集合室１８ｂからなり、該集合室１８ｂは背板５に
より密閉され、かつ図示しない導管を通して外部に通じ
ている。
【００１０】金型２のキャビティ部３には小さいベント
穴１９が形成されて内面側に通じ、そのベント穴１９は
金型２内の配管部２０を介して前記ベントマニホールド
１８の配管部１８ａに連通している。なお、金型２のベ
ント穴１９、配管部２０、及びベントマニホールド１８
の配管部１８ａは、図３に示すように、バックアップ材
４の凹溝１１の間に配置されている。金型２の厚さは、
急速加熱及び急速冷却、さらにエネルギー消費量の観点
からは、薄く形成することが望ましい。一方、余りに薄
いと金型２の表面において加熱又は冷却ムラが起こりや
すく、またブロー成形の加圧力がかかったとき変形して
所要の形状のキャビティ形状を維持できなくなる。これ
らの点を勘案して金型２の厚さが設定されるが、アルミ
ニウム合金であれば、例えば４〜１５ｍｍの範囲内で、
そのキャビティ部形状及びサイズ等も勘案して設定すれ
ばよい。金型２の厚さをこのように薄く設定すること
で、熱容量が少なくなり急速加熱及び急速冷却が可能と
なり、エネルギー消費量も少なくなる。
【００１１】金型２の裏面とバックアップ材４の表面が
密着して凹溝１１の断面が閉鎖され、偏平な流体流通溝
が構成される。この流体流通溝（＝凹溝１１）の深さ
は、熱交換される熱量を勘案して適宜設定されるが、流
体を高速で通すと熱交換の効率が高く、その割に流体量
も少なくエネルギー消費量が少なくなるので、例えば１
〜７ｍｍの範囲で選択される。その幅についても適宜設
定すればよいが、例えば１０〜５０ｍｍの範囲で選択さ
れる。流体流通溝からの流体の漏れを防止するため、必
要であれば、金型２の裏面とバックアップ材４の表面の
間の凹溝１１の周囲にガスケットを介在させてもよい。
また、マニホールド１４、１５の集合室１４ｂ、１５ｂ
からの流体の漏れを防止するため、バックアップ材４と
背板５の間の集合室１４ｂ、１５ｂの周囲にガスケット
を介在させてもよい。
【００１２】上記金型装置１において、加熱用流体又は
冷却用流体は外部の供給装置から導管１６を通して流体
供給用マニホールド１４の集合室１４ｂに入り、各配管
部１４ａに分配され、各配管部１４ａから各流入口１２
を通って各流体流通溝に入り、金型２の裏面に沿って高
速で流れ、このあいだ金型２との間で急速な熱交換が行
われる。各流体流通溝の端部に達した流体は、各流出口
１３を通って流体排出用マニホールド１５の各配管部１
５ａに流出し、集合室１５ｂに入り、導管１７を通して
外部に排出される。なお、流体供給用マニホールド１４
は各流体流通溝に流体を均等に分配する役割を有し、流
体排出用マニホールド１５は各流体流通溝から排出され
る流体を集めるほか、冷却時に熱い金型裏面に接して気
化した蒸気の圧力を逃がす役割を有する。
【００１３】上記金型装置１において、ベントマニホー
ルド１８の集合室を真空吸引装置に連通させ、バキュー
ムをかけることができる。その場合、仮に流体流通溝か
ら流体漏れがあっても、配管部１８ａを通して排出する
ことができる。あるいは、金型２の配管部２０とベント
マニホールド１８の配管部１８ａの接触部について、そ
の周囲にＯリング等を介在させ、空気の漏れなどを防止
することもできる。さらに、上記の例では、配管部２０
及び配管部１８ａを凹溝１１の間に配置したが（図３参
照）、これを凹溝１１内に配置することもできる。その
場合、加熱用流体又は冷却用流体が配管部２０及び配管
部１８ａに入らないように、配管部２０及び配管部１８
ａを流体流通溝から密閉する必要がある。
【００１４】上記の例では、バックアップ材を金型構体
内に配置し、該バックアップ材自体に流体供給用マニホ
ールドと流体排出用マニホールドを形成し、さらにベン
トマニホールド等も形成したが、図４に示すように、バ
ックアップ材の役割を金型の裏面との間で流体流通溝を
構成するという一点に限定することもできる。すなわ
ち、図４（ａ）は金型３２の裏面に偏平な凹溝３３を前
記凹溝１１と同様の形態で形成し、該凹溝３３を板状の
バックアップ材３４で覆って流体流通溝（＝凹溝３３）
を構成している。図４（ｂ）は金型２と同様の金型４２
の裏面に、前記凹溝１１と同様の形態の凹溝４３を有す
る板状のバックアップ材４４を配置し、流体流通溝（＝
凹溝４３）を構成している。なお、これらの例では、流
体流通溝に流体を供給する流体供給用マニホールド及び
流体流通溝から流体を排出する流体排出用マニホールド
を別途設置して、流体流通溝に連通させる必要がある。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、偏平な流体流通溝をブ
ロー成形用金型とその裏面に密着するバックアップ材で
構成することから、金型の裏面に加熱用流体又は冷却用
流体が直接接触し、かつ流体流通溝を金型裏面に密集し
て配置することも容易であるので、金型と流体の接触面
積を大きくとることができ優れた熱交換効率が得られ
る。また、金型の厚さを薄くしても流体流通溝の構成に
支障がない（つまり、従来例、のように流体を通す
ために金型を厚くする必要がない）ため、金型を薄くし
その熱容量を小さくすることができる。従って、従来例
に比べて、金型の急速加熱及び急速冷却が可能で、サイ
クルタイムを短縮でき、エネルギー消費量も少なくする
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るブロー成形金型装置の水平断面
図（図３のＩ−Ｉ断面）である。
【図２】 別の箇所の水平断面図（図３のＩＩ−ＩＩ断
面）である。
【図３】 バックアップ材の側面図である。
【図４】 流体流通溝を構成する他の方法を説明する断
面図である。
【符号の説明】
１ ブロー成形用金型装置 ２ ブロー成形用金型 ４ バックアップ材 １１ 凹溝 １２ 流入口 １３ 流出口 １４ 流体供給用マニホールド １５ 流体排出用マニホールド １８ ベントマニホールド １９ ベント穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘 尚明 岡山県赤磐郡山陽町下市447番地 みのる 化成株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AK01 AK02 CA15 CB01 CN01 CN05 CN13 CN22

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブロー成形用金型の裏面とそこに密着し
    て配置されたバックアップ材との間に断面が偏平な流体
    流通溝が構成され、そこに加熱用流体又は冷却用流体が
    流通して金型の加熱又は冷却が行われることを特徴とす
    るブロー成形用金型装置。
  2. 【請求項２】 前記流体流通溝が複数個形成され、各流
    体流通溝に流体の流入口及び流出口が形成されているこ
    とを特徴とする請求項１に記載されたブロー成形用金型
    装置。
  3. 【請求項３】 各流体流通溝の流入口が流体供給用マニ
    ホールドに連通し、流出口が流体排出用マニホールドに
    連通することを特徴とする請求項２に記載されたブロー
    成形用金型装置。
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