JP2008238727A

JP2008238727A - 中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法及び装置

Info

Publication number: JP2008238727A
Application number: JP2007085249A
Authority: JP
Inventors: Yukio Fujiwara; 幸雄藤原; Toshimitsu Okuoka; 俊光奥岡
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】本発明は、ダイを複数のアクチュエータを用いて偏芯させ、吐出中のパリソンの偏肉制御を行い、複雑な形状の中空成形品を歩留まりよく成形することを目的とする。
【解決手段】本発明による中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法及び装置は、ダイ(1)の周面(1a)をアクチュエータ(7)駆動の押圧棒体(6)で押圧して偏芯させ、ダイ(1)から下方へ吐出するパリソン(4)の偏肉を時間軸に沿って制御する方法と構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法及び装置に関し、特に、ダイをアクチュエータで偏芯させることにより、ダイから吐出中のパリソンの円周及び長手方向の肉厚を時間軸に対し、予め設定された設定通りに制御することにより、肉厚を自在に制御し、各種形状の中空成形品に自在に対応するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のパリソン偏肉調整としては、周知のフレキシブルリング方式、セグメント方式、分割リング方式等があるが、文献としては、これらの方式の他の従来構成として、例えば、特許文献１から３で示される構成を挙げることができる。
すなわち、特許文献１の中空成形機のダイヘッド構造においては、筒状に形成されたダイの外周に１ヶ所の位置調節ボルトが設けられ、この位置調節ボルトの出没によってダイの偏芯状態を調節する構成である。

また、特許文献２の偏肉調整が容易な押出し成形ダイとその偏肉調整装置においては、マンドレル芯体をＸ軸又はＹ軸方向に自動的に変位させることにより、オリフィスダイ開口部を調整可能に形成して偏肉調整が容易な押出しダイの構成である。

また、特許文献３の中空成形機のパリソン偏肉調整制御方法においては、ダイヘッドから吐出されたパリソンの曲がりをカメラで検出し、曲がりの量を演算し、その演算結果に応じてダイを動かすことにより、パリソンの偏肉を調整制御する構成である。

特開２０００−３７７６８号公報特開平１１−１０７０６号公報特開平９−９９４８１号公報

従来のパリソンの偏肉調整方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の何れの従来構成においても、ダイとコアの出口の同心を最初に調整し、吐出中にはダイを動かすことにより偏肉制御を行うことはなく、パリソンの肉厚を均一にして偏肉のない直線状のパリソンを得ることを目的としているため、例えば、図８に示される凹凸のある複雑な形状の中空成形品を得る場合には、部分的にバリが発生することがある。
また、前述の各従来方法とは、別の従来方法として、円周方向の肉厚調整を行うためのラジアル肉調方法が周知であり、円周方向の肉厚が決められる部分において強制的に隙間を変化させて成形品の肉厚制御を行い、成形品の均一化を行う方法であるが、この場合、肉厚変化位置が固定されると云う問題点から成形品に対する自由度が低く、その構造もその装置専用で製作する必要があり、コストが高く、極めて複雑化していると共に、既設の中空成形機に適用することは不可能であった。

本発明による中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法は、クロスヘッドのダイとコア間に形成されるダイギャップから金型に吐出されるパリソンの肉厚を、前記ダイを偏芯させることにより調整して中空成形品を得るようにした中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法において、前記ダイの周面に接し、前記周面を半径方向に押圧可能な複数の押圧棒体と、前記各押圧棒体の押圧を制御するため前記各押圧棒体に接続された複数のアクチュエータと、を用い、前記パリソンを下方へ吐出中に時間軸に対し前記ダイを偏芯させ、前記ダイの長さ方向に沿って肉厚を変える方法であり、また、前記パリソンの肉厚は、前記中空成形品の形状に合わせたアキシャル方向及びラジアル方向の肉厚調整を同時に行う方法であり、また、前記ダイを偏芯させるための前記各アクチュエータの動作は、前記中空成形品の形状に合わせて予め設定された設定値に従って前記各アクチュエータを数値制御する方法であり、また、前記各アクチュエータは、エンコーダを有するモータエンコーダからなる方法であり、また、本発明による中空成形機におけるパリソン偏肉制御装置は、クロスヘッドのダイとコア間に形成されるダイギャップから金型に吐出されるパリソンの肉厚を、前記ダイを偏芯させることにより調整して中空成形品を得るようにした中空成形機におけるパリソン偏肉制御装置において、前記ダイの周面に接し、前記周面を半径方向に押圧可能な複数の押圧棒体と、前記各押圧棒体の押圧を制御するため前記各押圧棒体に接続された複数のアクチュエータと、を備え、前記パリソンを下方へ吐出中に時間軸に対し前記ダイを偏芯させ、前記ダイの長さ方向に沿って肉厚を変える構成であり、また、前記パリソン肉厚は、前記中空成形品の形状に合わせたアキシャル方向及びラジアル方向の肉厚調整を同時に行う構成であり、また、前記ダイを偏芯させるための前記各アクチュエータの動作は、前記中空成形品の形状に合わせて予め設定された設定値に従って前記各アクチュエータを数値制御する構成であり、また、前記各アクチュエータは、エンコーダを有するモータエンコーダからなる構成である。

本発明による中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ダイから吐出中のパリソンの円周方向及び長手方向の肉厚を時間軸に対し、予め設定された設定通りに制御することにより、肉厚を自在に制御し、各種形状の中空成形品に自在に対応するようにしているため、パリソンを吐出しつつパリソンの長さ方向の厚さを分割制御することができ、凹凸が形成された中空成形品に対する自由度の高い成形を行うことができる。
また、前述のように、パリソンの所要部分を故意に偏肉させることができ、例えば、湾曲した中空成形品等への対応が可能となり、成形条件の幅を広げることができる。
また、ダイを偏芯させるアクチュエータはモータエンコーダを用いた場合、モータエンコーダによる数値制御ができると共に、予め設定した設定値による自在な肉厚及び偏肉制御が可能となる。
また、ダイを偏芯させるためのアクチュエータ等の偏肉制御装置は、既存の中空成形機に対して後付けが可能であり、安価な費用によって既存の中空成形機の機能向上を達成することができる。

本発明は、ダイをアクチュエータで偏芯させることにより、ダイから吐出中のパリソンの円周及び長手方向の肉厚を時間軸に対し、予め設定された設定通りに制御することにより、肉厚を自在に制御し、各種形状の中空成形品に自在に対応できるようにした中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法及び装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において、符号１で示されるものは、図示しないクロスヘッドのダイホルダ２に設けられたダイであり、このダイ１の内側に設けられたコア３と前記ダイ１との間には、パリソン４を下方に吐出するためのダイギャップ５が形成されている。

前記ダイ１の周面１ａには、この周面１ａに当接してダイ１の半径方向に押圧自在な複数の押圧棒体６が９０度毎に配設されている。
前記各押圧棒体６は、図４及び図５に示されるように基台１０に配設されていると共に、各押圧棒体６はアクチュエータによって矢印Ａ（図１に図示）の方向、すなわち、前記ダイ１の半径方向に沿って前記ダイ１を押圧することができるように構成されている。

前記各アクチュエータ７は、例えば、数値制御可能なモータエンコーダで構成され、各モータエンコーダ７は、周知のように、図示しないボールねじとナットとからなる回転／直動変換機構を有し、各モータエンコーダ７の作動によって各押圧棒体６の矢印Ａ方向に沿う出没に伴う押圧を行うことができるように構成されている。

前記各押圧棒体６は、図１では概略的に示しているが、実際に使用する中空成形機に用いられる場合には、前述の図４及び図５で示されるように構成されており、前記基台１０に各アクチュエータ７が設けられ、各一対の自在接手１１を介して各押圧棒体６が前記各アクチュエータ７に接続されていると共に、前記ダイ１の周面１ａに対して９０度毎に前記各押圧棒体６が配設されている。
尚、前記アクチュエータ７としては、モータエンコーダの他に、油圧モータ、油圧シリンダ、リニアアクチュエータ、リニアモータ等を用いることができる。また、各押圧棒体６は前進でダイ１を押すのみで、各押圧棒体６を後退させるとダイ１は動くことはない。

次に、動作について説明する。前述のように、４個のアクチュエータ７と押圧棒体６とを用い、コア３に対するダイ１の偏芯状態を制御する場合、まず、前述の各アクチュエータ７を作動させてダイ１の周面１ａに接触して当接している各押圧棒体６を選択的に押圧することにより、ダイ１が偏芯し、前記ダイギャップ５から下方へ吐出されるパリソン４を時間軸即ち長手方向に沿って肉厚（偏肉）を自在に制御することができる。

尚、図２はダイ１が左側へ、図３はダイ１が右側へ寄った状態のパリソン４の偏肉調整状態を示している。
また、前述の場合、各アクチュエータ７の動作により、前記ダイ１を原点位置（通常は同心）を設定し、パリソン４の偏芯プロファイルを中空成形品に合わせて予め設定して各アクチュエータ７を作動させ、中空成形品の形状に合わせたアキシャル、ラジアル方向の肉厚調整が同時に可能となる。

次に、前述の４本の押圧棒体６を用いた実際のダイ１の偏芯動作について述べる。この場合、各押圧棒体６は、説明を容易化するためａ，ｂ，ｃ，ｄに区別して説明する。
前記ダイ１の位置制御（サーボモータエンコーダ）は、押圧棒体ａ，ｂ，ｃ，ｄ全てにおいて行うが、前述の通り各押圧部材ａ，ｂ，ｃ，ｄはダイ１に直結していないため、抜き方向での位置制御はできない。よって移動する側の押圧棒体を引き方向で位置出しし、反対側の押圧棒体を押し方向に回して押し当てる（トルク制限をかけ、モータ回転が停止するところで、押し当てたと判断する）。そのとき、移動方向の押圧棒体（引き方向へ移動する押圧棒体）のモータトルクに対し反移動方向（押し方向へ移動する押圧棒体）のモータトルクは低い制限値とし、移動方向（引き方向）押圧棒体の位置は変化しない（押し側押圧棒体によって位置を狂わされない）ようにする。
次に、目標位置を設定し、その数値を基に位置制御する押圧棒体（２本）を決定しその位置制御を行う。また、反対側の押圧棒体（位置制御をしない２本）はただ単に押し当てによって、ダイ１を押圧棒体の先端に当てて位置出しをするものとする。

次に、図６に示すように、より具体的な偏芯動作について述べる。まず、ダイ１がセンターにあるとする。
例えば、ダイ１を押圧棒体Ａからθ°反時計方向へずれた位置にＳｍｍ偏芯させるとすると、押圧棒体ＡをＳｃｏｓθｍｍ抜き方向へ回し、押圧棒体ＢはＳｓｉｎθｍｍ抜き方向へ回す。そのまま、押圧棒体Ｃ，Ｄを押圧棒体Ａ，Ｂの移動速度より若干遅い速度にて更に低いトルク（押圧棒体Ａ，Ｂ回転トルクより低い値）にて押し当ててやると、ダイ１は目標位置へ移動することになる。

そこから、押圧棒体ｃ，ｄ方向へ移動する場合は、上記とは逆に、押圧棒体ｃ，ｄ，を位置制御し、押圧棒体ａ，ｂを追従するように押し当てて回転させればよい。
ダイ偏芯の動きは上述の通りであるが、この動きをパリソン４吐出中に時間軸に対し、決められた設定通りに連続的に動作させるものとする。
例えば、図７のようなデータテーブルを作成し、パリソン４が流れ始めたところを０秒とし、それから時間が経過する毎に図７のストローク・角度に従い、ダイ１を偏芯方向へ移動することにより、例えば図９で示されるような予め設定した偏肉に制御されたパリソン４を得ることができ、複雑な形状の中空成形品５０の場合でもバリ等の発生の少ない安定した肉厚の中空成形機品５０を得ることができる。

本発明による中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法及び装置を示す平面構成図である。図１の構成のダイの偏芯状態を示す構成図である。図１の構成のダイの偏芯状態を示す構成図である。図１の構成の実機を示す平面図である。図４の正面図である。図１の構成によるダイの実際の偏芯動作を示す構成図である。図６のダイ偏芯の数値制御の設定したデータテーブルである。従来の中空成形品の形状とパリソンの肉厚の状態を示す説明図である。本発明の中空成形品の形状とパリソンの偏肉の状態を示す説明図である。

符号の説明

１ダイ
１ａ周面
２ダイホルダ
３コア
４パリソン
５ダイキャップ
６押圧棒体（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）
７アクチュエータ（モータエンコーダ）
１０基台
１１自在接手
５０中空成形品

Claims

クロスヘッドのダイ(1)とコア(3)間に形成されるダイギャップ(5)から金型に吐出されるパリソン(4)の肉厚を、前記ダイ(1)を偏芯させることにより調整して中空成形品を得るようにした中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法において、
前記ダイ(1)の周面(1a)に接し、前記周面(1a)を半径方向に押圧可能な複数の押圧棒体(6)と、前記各押圧棒体(6)の押圧を制御するため前記各押圧棒体(6)に接続された複数のアクチュエータ(7)と、を用い、
前記パリソン(4)を下方へ吐出中に時間軸に対し前記ダイ(1)を偏芯させ、前記ダイ(1)の長さ方向に沿って肉厚を変えることを特徴とする中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法。
前記パリソン(4)の肉厚は、前記中空成形品の形状に合わせたアキシャル方向及びラジアル方向の肉厚調整を同時に行うことを特徴とする請求項１記載の中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法。
前記ダイ(1)を偏芯させるための前記各アクチュエータ(7)の動作は、前記中空成形品の形状に合わせて予め設定された設定値に従って前記各アクチュエータ(7)を数値制御することを特徴とする請求項１又は２記載の中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法。
前記各アクチュエータ(7)は、エンコーダを有するモータエンコーダからなることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の中空成形機におけるパリソン偏肉制御方法。
クロスヘッドのダイ(1)とコア(3)間に形成されるダイギャップ(5)から金型に吐出されるパリソン(4)の肉厚を、前記ダイ(1)を偏芯させることにより調整して中空成形品を得るようにした中空成形機におけるパリソン偏肉制御装置において、
前記ダイ(1)の周面(1a)に接し、前記周面(1a)を半径方向に押圧可能な複数の押圧棒体(6)と、前記各押圧棒体(6)の押圧を制御するため前記各押圧棒体(6)に接続された複数のアクチュエータ(7)と、を備え、
前記パリソン(4)を下方へ吐出中に時間軸に対し前記ダイ(1)を偏芯させ、前記ダイ(1)の長さ方向に沿って肉厚を変えることを特徴とする中空成形機におけるパリソン偏肉制御装置。
前記パリソン(4)の肉厚は、前記中空成形品の形状に合わせたアキシャル方向及びラジアル方向の肉厚調整を同時に行うことを特徴とする請求項５記載の中空成形機におけるパリソン偏肉制御装置。
前記ダイ(1)を偏芯させるための前記各アクチュエータ(7)の動作は、前記中空成形品の形状に合わせて予め設定された設定値に従って前記各アクチュエータ(7)を数値制御することを特徴とする請求項５又は６記載の中空成形機におけるパリソン偏肉制御装置。
前記各アクチュエータ(7)は、エンコーダを有するモータエンコーダからなることを特徴とする請求項５ないし７の何れかに記載の中空成形機におけるパリソン偏肉制御装置。