JP2014065196A

JP2014065196A - 中空成形機

Info

Publication number: JP2014065196A
Application number: JP2012211438A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sugiyama; 厚史杉山
Original assignee: Tahara Machinery Ltd
Current assignee: Tahara Machinery Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】横断面扁平形状の中空成形品を成形する場合、中空成形品の口部が若干扁平形状になる恐れがあり、口部矯正を行うことが望まれていた。
【解決手段】吹込ノズル８ａ，９ａが離脱して成形品ホルダ１６にて保持させた中空成形品の口部に挿入して口部を冷却する冷却ノズル２０，２１を設け、冷却ノズル離脱後の中空成形品のバリを除去するバリ分離装置３０を設け、バリ除去後の中空成形品をバリ分離装置３０外方へ移送させる取出し装置４０を設け、取出し移送した中空成形品の口部を口部矯正チャック５２にて挟み平面円形になるよう矯正する口部矯正装置５０を設けて構成した。これにより、成形後の中空成形品が樹脂収縮する前に予め口部の長手方向をつぶすことで、後で樹脂収縮により長手方向に伸びる量を補正して、所望の平面円形の口部を確実に形成することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、成形した中空成形品の扁形口部を円形口部に矯正する装置を備えた中空成形機に関する。

中空成形機は、加熱溶融した熱可塑性樹脂をダイヘッドから押し出して垂下したパリソンを成形金型の一対の割型にて挟みこみ、吹込ノズルから圧縮エアを吹込んで、閉じた一対の割型内で膨張させて中空成形品を成形する。

かかる中空成形機において、成形した中空成形品は、たとえば特許文献１に開示されているように成形金型および当該成形金型に設けた成形後の中空成形品を把持する支持部の開放とともに、一対の把持部を備えている製品ホルダで保持されて、回動しているベルトコンベア上またはシュータ上に移送される。

特開２００２−２５４５０３号

近時、成形サイクル時間の短時間化が進み、その対応が望まれている。さらに、たとえば幅方向（長手方向）に長く奥行方向（短手方向）に短い横断面扁平形状の中空成形品を成形する場合は、パリソン自体もある程度、横断面扁平形状に形成する必要があったり、中空成形品の口元の肩部分にバリ（余剰樹脂）が生じる場合があって金型の対応する肩部の冷却効率が下がり、成形金型取り出し後のパーティングライン方向の温度が高くなる現象があった。そのため、中空成形品口元の幅方向の温度が奥行方向の温度に比較して高く、樹脂収縮する際に温度の高い方に変形しやすい傾向があり、中空成形品の口部は、温度の高い方の幅方向に伸びて若干扁平形状になる恐れがあった。この対策として、成形サイクルを長くして変形を抑えたり、冷却効果を高める方法が採られていた。

本発明は、上記の課題を解消し、成形サイクル時間の短時間化に対応して、従来成形品の口部内径の冷却を吹込ノズルだけ行っていた工程に加え、別途冷却ノズルを設けて口部冷却化を促進し、かつ中空成形品が収縮する前にその口部をつぶすことで、後で樹脂収縮により幅方向（長手方向）に伸びる量を補正する中空成形機を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、押出機から押し出したパリソンを成形金型にて挟持し、該パリソン内に吹込ノズルから圧縮エアを吹き込んで中空成形品を形成する中空成形機において、前記吹込ノズルが離脱して成形品ホルダにて保持させた前記中空成形品の口部に挿入して該口部を冷却する冷却ノズルを前記吹込ノズルの数に対応させて設け、該冷却ノズルを離脱させた前記中空成形品それぞれのバリを除去するバリ分離装置を設け、バリを除去した前記中空成形品を前記バリ分離装置の外方へ移送させる取出し装置を設け、該取出し装置にて移送した中空成形品の口部を口部矯正チャックにて挟み平面円形になるよう矯正する口部矯正装置を設けたことを特徴とする中空成形機である。

また、第２の課題解決手段は、バリを除去した１個以上の中空成形品を中空成形機の外方へ移送させる取出し装置と、該取出し装置にて移送した前記中空成形品の口部を口部矯正チャックにて挟み平面円形になるよう矯正する口部矯正装置とを具備したことを特徴とする中空成形機用口部矯正機構である。

上記第１の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、冷却ノズルを前記吹込ノズルの数に対応させて設けたので、成形後の中空成形品の口部を迅速に冷却することができ、さらに口部矯正装置の口部矯正チャックにより中空成形品が収縮する前にその口部を予め長手方向をつぶすことで、後で樹脂収縮により長手方向に伸びる量を補正して、所望の平面円形の口部を確実に形成することができる。

第２の課題解決手段の作用は、口部矯正装置の口部矯正チャックにより中空成形品が収縮する前に予め口部の長手方向をつぶすことで、後で樹脂収縮により長手方向に伸びる量を補正して、所望の平面円形の口部を確実に形成することができる。さらに、この解決手段に係る口部矯正機構は、工場等に既存設置の中空成形機に後付けで取り付けることができるので、当該機構自体の汎用性を持たせることができる。

上述したような本発明に係る中空成形機によれば、成形サイクルの短時間化に対応でき、かつ上から見て円形形状の口部を持つ中空成形品を容易に成形することができる。しかも、同様な口部矯正効果を奏する本発明の口部矯正機構によれば、既存設置の中空成形機に後付けで取り付けることができるので、より一層の汎用性を持たせることができる。

図１は本発明の一実施形態に使用する中空成形機の正面図である。図２は図１に示した中空成形機の平面図である。図３は図１に示した中空成形機の一部を省略した側面図である。図４は図１に示した実施形態の要部を示す拡大正面図である。図５は図４に示した成形品ホルダの拡大平面図である。図６は図５に示した成形品ホルダの側面図である。図７はバリ分離装置の拡大正面図である。図８は図７に示したバリ分離装置の側面図である。図９は図４に示した取出し装置の拡大正面図である。図１０は図９に示した取出し装置の一部切欠きした平面図である。図１１は図４に示した口部矯正装置の拡大正面図である。図１２は図１１に示した口部矯正装置の側面図である。図１３は図１１に示した口部矯正装置の平面図である。図１４は成形品口部を矯正する状態の口部矯正装置の一部切欠きした背面図である。

本発明の一実施形態に使用する中空成形機は、いわゆるダブルステーション型のものであり、図中、同一動作を行う同一部材および同一装置についての説明を適宜省略する。図１ないし図３に示す成形作動部として、樹脂組成物を溶融して押し出すための主押出機１，第１副押出機２，第２副押出機３および第３副押出機４と、ダイヘッド５と、図示を省略したパリソン切断装置と、左右２個の成形金型６，７と、圧縮エアの左右吹込装置８，９と、成形金型６，７の開閉および型締を行う型締装置１０，１１と、成形金型６，７をそれらの併設方向へ横移動させる成形金型・型締装置の移動装置１２，１３と、などを具備している。図１ないし図３において、符号１５は成形機の前面に設けた透明板を具備した安全カバーを示す。

主・副押出機１，２，３，４はそれぞれ、樹脂組成物の投入用ホッパ１ａ，２ａ，３ａ，４ａと、これら押出機内部に樹脂組成物の移送・混練・溶融・吐出を行うための図示を省略したスクリュを設けている。

ダイヘッド５は、４頭用のものであり、押出機１ないし４の先端に接続してこれら押出機から供給された溶融樹脂組成物を用いて４本並べた筒状パリソンを形成するようになっている。

図示を省略したパリソン切断装置は、ダイヘッド５下端から垂下する筒状パリソンそれぞれの上部を切断するものであり、電熱カッタを有するカッタホルダを設けている。

左右の成形金型６，７はそれぞれ、成形品の外形形状に合わせたキャビティを持つ一対の割型を具備し、電動機を備えた成形金型・型締装置の移動装置１２、１３によって、ダイヘッド５の直下および左右の吹込装置８，９それぞれの４本並設吹込ノズル８ａ，９ａの直下の位置間にて、横方向に延びる一対のレール１４上を水平方向に交互に往復動するようになっている。

左右の型締装置１０，１１は、成形金型６，７を型閉・型締および型開するものであり、レール１４上を移動する左右の架台１０ａ，１１ａと、左右の前方プラテン１０ｂ，１１ｂおよび後方プラテン１０ｃ（左側の後方プラテンは図示略）と、これらプラテンをパーティングラインに対し相互に近接離反させて成形金型６，７を型締させる機構とを設けている。前方プラテン１０ｂ，１１ｂは成形金型６，７の一対の割型の前方割型を取り付け、右側後方プラテン１０ｃおよび左側後方プラテン（図示略）が成形金型６，７の他方の割型を取り付けている。

左右の吹込装置８，９は、成形金型６，７それぞれの一対の割型間に位置する４本のパリソン内に吹込ノズル８ａ，９ａを上方から挿入して圧縮エアを吹き込むものであり、これら吹込ノズル８ａ，９ａを上昇・下降させる吹込ノズル駆動装置８ｂ，９ｂを設けている。

左右の吹込ノズル８ａ，９ａの外側に、左右の冷却ノズル２０，２１を配設している。上述のように冷却ノズル２０，２１およびそれらの付帯装置であるエアシリンダ２２，２３ならびに続いて作用するユニット群は同一構造であるので、以下では主に右側の冷却ノズル２０および続いて作用するユニット群について詳述する。

冷却ノズル２０は、図４に示すように、４本の吹込ノズル８ａに対応させた数の本数を吹込ノズル８ａの打込昇降部８ｃに設けており、水冷却構造で成形後の中空成形品Ｐの口部を迅速に冷却するものである。圧縮エアが排気され成形金型６が型開きして吹込ノズル８ａに吊り下がった各中空成形品Ｐの胴部を成形品ホルダ１６により保持し、そして吹込ノズル８ａが上昇し分離して成形金型・型締装置の移動に伴い冷却ノズル２０の直下に移動した中空成形品Ｐの口部に冷却ノズル２０が下降して挿入し、水冷却された冷却ノズル２０にて製品口部内面を冷却するようになっている。４本の冷却ノズル２０は、エアシリンダ２２により上下動するようになっている。冷却ノズル２０は、吹込ノズル８ａと同一または同様な素材・構造からなるものであってもよいし、別素材のものであってもよい。

成形品ホルダ１６は、吹込成形終了後、型開きした成形金型６，７から離型した右側・左側の中空成形品Ｐを挟持するものであり、図５および図６に示すように、型締装置１０，１１の前方プラテンおよび後方プラテンの外向き側部に水平方向かつ外向きに延びた板状体に取り付けた上下一組のホルダ体１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを具備している。成形品ホルダ１６は、成形金型・型締装置の往復動に従って吹込ノズル８ａ，９ａの直下および冷却ノズル２０，２１の直下に位置するようになっている。

冷却ノズル２０による冷却後に冷却ノズル２０が離脱した有底中空成形品Ｐの口部バリ，肩部バリおよび底部バリを成形品ホルダ１６により挟持された状態にて切り取るため、図７および図８に示すように、バリ分離装置３０を設けている。バリ分離装置３０は、それぞれの中空成形品Ｐの口部バリおよび肩部バリを押し切る上部パンチング部材３１と、底部バリを押し切る下部パンチング部材３２と、これらパンチング部材を取り付けた背板３３と、背板３３とともにパンチング部材３１，３２を押し切る方向に高速押出しするエアシリンダ３４とを具備している。パンチング部材３１，３２はそれぞれ、口部バリ，肩部バリおよび底部バリを押し切れるよう、中空成形品の口部，肩部および底部の各外形形状に沿った形状を持つ刃部分３１ａ，３２ａを具備している。

図９および図１０に示した取出し装置４０は、バリ分離後の成形品Ｐをバリ分離装置３０からさらに外方へ搬出するものであり、上下一組のホルダ体１６ａ〜１６ｄ間の空間に進行する一対の棒状アーム４１，４２と、これらを支持するアーム支持体４３と、水平方向駆動系の第１サーボモータ４４およびアーム支持体４３に連結した第１ねじ棒（図示略）と、鉛直方向駆動系の第２サーボモータ４６およびアーム支持体４３に連結した第２ねじ棒（図示略）とを具備している。棒状アーム４１，４２は、中空成形品を確実に挟持できるよう弾性体パットまたは製外形形状に合わせた形状を持つゴムブロックなどの弾性支持体４１ａ，４２ａを具備している。

安全カバー１５のフレームに設けた第１サーボモータ４４および第１ねじ棒は、棒状アーム４１，４２およびアーム支持体４３を、図９および図１０にて実線と二点鎖線にて示すように、外方から内方へおよび内方から外方へと進退動させるようになっている。安全カバー１５のフレームに設けた第２サーボモータ４６および第２ねじ棒は、棒状アーム４１，４２およびアーム支持体４３を成形すべき中空成形品の高さ寸法に合わせて上下方向に昇降動させるようになっている。また、第２サーボモータ４６および第２ねじ棒は、口部矯正後の中空成形品を、図示を省略したベルトコンベア等を用いて成形機外部へ搬送するため、図９中、下側に二点鎖線に示すように当該ベルトコンベア等に下ろすように下降駆動させるようになっている。

棒状アーム４１，４２は、エアチャックの開閉機構４８により、図１０中、実線部分から二点鎖線へと示すように、中空成形品Ｐに対し外側から内側に移動して中空成形品Ｐを挟持するようになっている。

図１１ないし図１３に示した口部矯正装置５０は、中空成形品が収縮する前に中空成形品の口部を予め中空成形品の幅方向に口部中心に向け潰すことで、後で収縮により幅方向に伸びる量を補正するものである。口部矯正装置５０は、小型のエアシリンダ５１によりそれぞれ駆動される成形品の数に対応した一対の口部矯正チャック５２と、これらエアシリンダ５１および口部矯正チャック５２を支持する平面Ｔ字形状のチャック支持体５３と、チャック支持体５３を非作動時に起立した状態から作動時に水平状態に倒動させる回転シリンダ５４とを具備している。一対の口部矯正チャック５２は、成形すべき中空成形品の数に対応して設けている。小型エアシリンダ５１を口部クランプ位置に旋回させる回転シリンダ５４は、安全カバー１５のフレームに設けている。

一対の口部矯正チャック５２は、口部矯正を阻害しないよう、プラスチック材またはゴム弾性体などの素材からなり、成形品の口部を口部中心に向け潰すことができるような厚さ，幅および強度を持つ。図示例では、成形すべき中空成形品の口部の外径形状に沿わせた湾曲形状の口部矯正チャックを示しているが、この形状に限られるものではなく、たとえば一対の直方体からなるものであってもよい。

本発明の中空成形機は、図示例のダブルステーション型のものに限られるものではなく、一つの成形金型と一つの型締装置からなるいわゆるシングルステーション型の中空成形機およびその他の形式の中空成形機に適用できるものである。

本発明の他の実施形態は、上述の取出し装置４０および口部矯正装置５０を一ユニットとした口部矯正機構である。この口部矯正機構は、工場等の既存設置の中空成形機に後付けにて取り付けることができる。後付けの場合、１ユニットたる口部矯正機構は、既存設置の中空成形機に適当な取付け用アタッチメントを設け、当該アタッチメントに取り付けるようにしてもよいし、または、既存の中空成形機に、口部矯正機構の取付け具をたとえば安全カバーなどに予め設け、当該取付け具に取り付けるようにしてもよい。

次に、上記一実施形態の中空成形機による有底中空成形品の成形およびその後の取出し工程を述べる。まず、押出機１〜４のそれぞれから押し出された溶融樹脂はダイヘッド５に導入され、ダイヘッド５からパリソンが押し出される。押し出された４本のパリソンは、開放状態となっている成形金型６または７のキャビティ内に挿入され、これらパリソンの挿入と同時に成形金型６または７が閉鎖されてキャビティ内に挟持される。

その後、パリソンは、図示を省略したパリソン切断装置により切断され、成形金型６または７内に挟持された状態にて成形金型・型締装置の移動装置１２または１３により吹込装置８または９の吹込ノズル８ａまたは９ａの直下に移動する。移動した４本のパリソンの口部相当箇所に４本の吹込ノズル８ａまたは９ａが打ち込まれ、これらノズルから圧縮エアが吹き込まれてブロー成形が行われ、有底の中空成形品Ｐが成形される。

中空成形品Ｐが成形されると、成形金型６または７ならびに当該成形金型に対応する成形品ホルダ１６が開放されて、中空成形品Ｐは吹込ノズル８ａまたは９ａに付着して吊り下げられた状態となる。

ついで、空の状態の成形金型６または７ならびに当該成形金型に対応する成形品ホルダ１６は、成形金型・型締装置の移動装置１２または１３によりダイヘッド５の直下および吹込装置８または９の吹込ノズル８ａまたは９ａの直下に移動して、次に押し出されるパリソンを成形金型６または７内に挿入するとともに、成形品ホルダ１６は先に成形されて吹込ノズル８ａまたは９ａに付着している中空成形品Ｐそれぞれを、図５および図６に示すように、ホルダ体１６ａ〜１６ｄにて把持する。この状態で、吹込ノズル８ａまたは９ａが吹込ノズル駆動装置８ｂまたは９ｂの駆動により上昇し、中空成形品Ｐから離れる。

続いて再び、次に押し出されたパリソンが成形金型６または７に挟持された状態にて、成形金型・型締装置の移動装置１２または１３により吹込装置８または９の吹込ノズル８ａまたは９ａ直下に、一方、先に成形した中空成形品Ｐが成形品ホルダ１６にて把持された状態で４本の冷却ノズル２０または２１それぞれの直下に移動する。そして、上述と同様に吹込ノズル８ａまたは９ａがパリソンに打ち込んで、これらノズルから圧縮エアが吹き込まれてブロー成形が行われ、中空成形品Ｐが成形される。

併行して冷却ノズル２０または２１が、対応する作動エアシリンダ２２により下降して、先に成形した中空成形品Ｐのそれぞれの口部から挿入して口部を冷却する。冷却後、冷却ノズル２０または２１は、対応するエアシリンダ２２の作動により上昇する。

この状態にて、バリ分離装置３０の上部パンチング部材３１および下部パンチング部材３２がエアシリンダ３４の駆動により、図８に示すように、背板３３とともに中空成形品Ｐのバリに向かって高速で押し出されてこれらバリを切取り分離する。

続いて、取出し装置４０のアーム４１，４２が、図９に示すように、第１サーボモータ４４および第１ねじ棒により前進駆動して成形品ホルダ１６のホルダ体１６ａ〜１６ｄ間に挿入し、エアチャックの開閉機構４８の駆動により中空成形品Ｐの胴部を把持する。そして成形金型６または７ならびに当該成形金型に対応する成形品ホルダ１６が開いた後、第１サーボモータ４４および第１ねじ棒による後進駆動により、口部矯正装置５０に向け後退する。

成形金型６または７ならびに当該成形金型に対応する成形品ホルダ１６が開いた後、成形金型６または７は、成形金型・型締装置の移動装置１２または１３によりダイヘッド５の直下および吹込装置８または９の吹込ノズル８ａまたは９ａの直下に移動して、上述と同様に次に押し出されるパリソンを成形金型６または７内に挿入させるとともに、成形品ホルダ１６が先に成形されて吹込ノズル８ａまたは９ａに付着している中空成形品Ｐそれぞれをホルダ体１６ａ〜１６ｄにて把持する。この状態で、吹込ノズル８ａまたは９ａは、吹込ノズル駆動装置８ｂまたは９ｂの駆動により上昇し、中空成形品Ｐから離れる。

取出し装置４０のアーム４１，４２が後進して、口部矯正装置５０の４対の口部矯正チャック５２の下方に位置すると、チャック支持体５３が図１２において二点鎖線にて示した起立状態から倒れ、同図中実線にて示した水平状態になり、図１４に示すように、４対の口部矯正チャック５２が４本の中空成形品Ｐそれぞれの口部の長手方向両側から口部中心に向けつぶす。これにより後に樹脂収縮しても各中空成形品Ｐの口部は、平面円形となる。

口部矯正された中空成形品Ｐは、アーム４１，４２の把持から開放され、アーム４１，４２の下方の図示を省略したベルトコンベヤなどの搬送手段により中空成形機外へ移送される。

上述の工程を繰り返すことにより、口部矯正した中空成形品は所定の成形サイクルにて成形されることになる。

本発明に係る中空成形機は、成形サイクルの短時間化に対応でき、かつ上から見て円形形状の口部を持つ中空成形品を容易に成形することができ、産業上の利用性がある。また、同様な口部矯正効果を奏する本発明の口部矯正機構は、既存設置の中空成形機に後付けで取り付けることができ、産業上、より一層の汎用性を持たせることができる。

５ダイヘッド
６，７成形金型
８，９吹込装置
８ａ，９ａ吹込ノズル
１０，１１型締装置
１２，１３成形金型・型締装置の移動装置
１６成形品ホルダ
２０，２１冷却ノズル
３０バリ分離装置
３１上部パンチング部材
３２下部パンチング部材
４０取出し装置
４１，４２アーム
５０口部矯正装置
５２口部矯正チャック
５３チャック支持体

Claims

押出機から押し出したパリソンを成形金型にて挟持し、該パリソン内に吹込ノズルから圧縮エアを吹き込んで中空成形品を形成する中空成形機において、前記吹込ノズルが離脱して成形品ホルダにて保持させた前記中空成形品の口部に挿入して該口部を冷却する冷却ノズルを前記吹込ノズルの数に対応させて設け、該冷却ノズルを離脱させた前記中空成形品それぞれのバリを除去するバリ分離装置を設け、バリを除去した前記中空成形品を前記バリ分離装置の外方へ移送させる取出し装置を設け、該取出し装置にて移送した中空成形品の口部を口部矯正チャックにて挟み平面円形になるよう矯正する口部矯正装置を設けたことを特徴とする中空成形機。
バリを除去した１個以上の中空成形品を中空成形機の外方へ移送させる取出し装置と、該取出し装置にて移送した前記中空成形品の口部を口部矯正チャックにて挟み平面円形になるよう矯正する口部矯正装置とを具備したことを特徴とする中空成形機用口部矯正機構。