JP2022151516A - 射出吹込成形機および成形不良の検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吹込成形時に成形不良が発生した場合に、成形不良品が発生したことを検知することが可能な、射出吹込成形機および成形不良の検知方法を提供する。【解決手段】本発明の射出吹込成形機は、固定金型と、中間金型と、可動金型とが取り付けられ、可動金型は、キャビティ空間を形成する可動側凹型部を有し、可動側凹型部は、可動側凹型部の外部とキャビティ空間内とを連通する連通孔と、を有し、射出吹込成形機は、連通孔に流体を供給する流体供給機構と、連通孔内に流体を供給した際の流体の圧力を検知する検知機構を備える。また、本発明の成形不良の検知方法は、上記の射出吹込成形機を用いて成形した成形品の成形不良を検知する方法であって、成形品を吹込成形した後、流体供給機構により連通孔に供給した流体の圧力を検知機構で検知する工程を含む。【選択図】図７

Description

本発明は、射出吹込成形機および成形不良の検知方法に関する。

従来より、例えば飲料物や食品などの内容物を収容する容器、その他の成形品を成形する装置として、射出吹込成形機が用いられている。射出吹込成形機では、中間成形体であるプリフォームの射出成形と、プリフォームを膨張させて成形品を得るための吹込成形とを、同時に同一の成形機で行えることから、成形品を効率よく大量に製造可能である。

ところで、射出吹込成形機を用いてプリフォームを吹込成形する際、吹込不足により成形不良品が発生することがある。そして、成形不良品が良好な成形品の中に混ざった状態で後工程に搬出されてしまうと、成形工程後の工程において混合状態から成形不良品だけを取り除く作業を要することとなっていた。したがって、吹込成形時において、吹込不足などの成形不良品が発生した場合にそれを検知することが求められている。

そこで、本発明は、吹込成形時に成形不良が発生した場合に、成形不良品が発生したことを検知することができる、射出吹込成形機および成形不良の検知方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決することのできる一の射出吹込成形機は、固定金型と、中間金型と、可動金型とが取り付けられる射出吹込成形機であって、
前記可動金型は、キャビティ空間を形成する可動側凹型部を有し、
前記可動側凹型部は、当該可動側凹型部の外部とキャビティ空間内とを連通する連通孔と、を有し、
前記射出吹込成形機は、前記連通孔に流体を供給する流体供給機構と、当該連通孔内に流体を供給した際の流体の圧力を検知する検知機構を備える。

また、上述した課題を解決することのできる一の成形不良の検知方法は、上記の射出吹込成形機を用いて成形した成形品の成形不良を検知する成形不良の検知方法であって、
前記可動側凹型部内のキャビティ空間で成形品を吹込成形した後、前記流体供給機構により前記連通孔に供給した流体の圧力を前記検知機構で検知する工程を含む。

本発明によれば、吹込成形時に成形不良が発生した場合に、成形不良品が発生したことを検知することが可能な、射出吹込成形機および成形不良の検知方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る射出吹込成形機及び、射出吹込成形機に取り付けた金型装置の一例を示す断面図である。 図１に示す金型装置を型開完了時の状態で示す図である。 図２のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。 図１に示す金型装置を型締時の状態で示す図である。 図４のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 図５に示す金型装置の固定金型と中間金型との一部を示す拡大断面図である。 図５に示す金型装置の可動金型と中間金型との一部を示す拡大断面図である。 図１に示す射出吹込成形機を用いた成形方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」という。）を詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

〔射出吹込成形機〕
本実施形態の射出吹込成形機は、固定金型と、両面に複数のコア金型を配設し回転及び摺動可能の中間金型と、可動金型とを備える金型装置が取り付けられた、図１に示すような射出吹込成形機である。本実施形態の射出吹込成形機により成形可能な成形品は、特に限定されないが例えば、飲料物や食品などの内容物を収容する容器などが挙げられる。
射出吹込成形機を用いた成形品の製造は、射出成形用キャビティに成形材料を射出してプリフォームを成形した後、吹込成形用キャビティでプリフォームに気体等の流体を供給してプリフォームを膨張させ、成形品を製造するという工程で行われる。

〔金型装置〕
本実施形態の射出吹込成形機に取り付けられる金型装置１０１は、図１～図７に示すように、固定金型１０２と、可動金型１０３と、両面に複数のコア金型１０４ａが配設され、当該コア金型１０４ａが当該固定金型１０２および当該可動金型１０３と型締可能な中間金型１０４と、を備えている。
なお、図２は、図１に示す金型装置１０１を、射出吹込成形機に取り付けて型開完了時の状態で、横方向から視た図である。図３は、図２のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。また、図４は、金型装置１０１を、射出吹込成形機に取り付けて型締時の状態で横方向から視た図である。図５は、図４のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。また、図６および図７は、図５の断面図を拡大した断面図である。

金型装置１０１は、固定金型１０２が固定プラテン３２ａ側に取り付けられ、可動金型１０３が可動プラテン３２ｂ側に取り付けられる。そして、金型装置１０１の中間金型１０４は、中間金型支持枠３２ｃに設けられた回転軸部４１に取り付けられ、回転軸部４１により回転される。固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃを有する型締装置３１の詳細については後述する。

固定金型１０２は、図５および図６に示すように、金型装置１０１の型締状態で、中間金型１０４のコア金型１０４ａと協働して射出成形用のキャビティ空間を形成する固定側凹型部１０２ａを有する。キャビティ空間は吹込成形前の中間成形体であるプリフォームＰＦの所望の形状に対応する形状となっており、キャビティ空間内に溶融状態の成形材料が射出されることで、プリフォームＰＦが成形される。なお、図６に示す例では、キャビティ空間にはプリフォームＰＦが形成されている。

固定側凹型部１０２ａは、図６に示すように、固定側凹型部１０２ａの開口部１０２ｂとは軸線Ａに沿う方向（以下軸線方向とも称す。）で逆側である底部にゲート１０２ｃを有しており、射出装置２１より溶融した成形材料が、当該ゲート１０２ｃを介してキャビティ空間へ流入する。
なお、固定金型１０２の固定側凹型部１０２ａ、また、後述の可動金型１０３の可動側凹型部１０３ａ、中間金型１０４のコア金型１０４ａにおいては、キャビティ空間を形成する表面の形状や金型の外表面の形状を、円柱状にすることができる。また、固定側凹型部１０２ａ、可動側凹型部１０３ａ、コア金型１０４ａの中心には仮想線としての軸線Ａが存在するものとする。
図示の例では、固定側凹型部１０２ａは金型装置１０１の高さ方向に６つ並ぶことで列を形成し、その列は金型装置１０１の幅方向に間隔をおいて２つ設けられる。なお、射出成形用の固定側凹型部１０２ａの数は特に限定されない。

また、固定金型１０２、後述する可動金型１０３、中間金型１０４においては、射出吹込成形の各工程で適切な温度に調整されることが必要になる。そのため、固定金型１０２、可動金型１０３、中間金型１０４は、油もしくは水等の液体その他の加熱用等の熱媒体を流動させることが可能な流路（図示せず）を内部に有することができる。また、固定金型１０２、可動金型１０３、中間金型１０４には、熱電対等の温度検出素子等（図示せず）を設けることができる。

可動金型１０３は、図５および図７に示すように、金型装置１０１の型締状態で、中間金型１０４のコア金型１０４ａと協働して吹込成形用のキャビティ空間を形成する可動側凹型部１０３ａを有する。具体的には、可動側凹型部１０３ａは、可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄとは軸線方向逆側（開口部１０３ｄよりも内側）に位置する底型部１０３ｃと、当該底型部１０３ｃに軸線方向開口部側に隣接し、軸線方向に直交する径方向（金型幅方向）に分割可能である複数の割型部１０３ｂ（図示の例では２つの割型部）と、を有することができる。可動側凹型部１０３ａは、底型部１０３ｃと割型部１０３ｂとが組み合わされ、中間金型１０４のコア金型１０４ａが挿入されることで、可動側凹型部１０３ａの内部にキャビティ空間が形成される。また、可動側凹型部１０３ａのキャビティ空間を形成する表面は、成形品ＭＰの外表面の形状に対応する形状となっている。つまり、吹込成形で膨張したプリフォームＰＦの当該膨張を可動側凹型部１０３ａの表面が規制し、その結果として、可動側凹型部１０３ａの表面の形状が成形品ＭＰの外表面の形状として成形品ＭＰに転写して、成形品ＭＰの所望の形状が形成される。なお、図７に示す例では、コア金型１０４ａの表面上にプリフォームＰＦが存在し、吹込成形を行う前の状態であり、吹込成形を行うことで、図中の破線で示す位置に成形品ＭＰが成形されることとなる。

また、図示の例では、吹込成形用の可動側凹型部１０３ａが、底型部１０３ｃと２つの割型部１０３ｂとで形成されている。当該可動側凹型部１０３ａが金型装置１０１の高さ方向に６つ並ぶことで列を形成し、当該列が金型装置１０１の幅方向に間隔をおいて２つ設けられる。なお、可動側凹型部１０３ａの数は特に限定されない。
また、割型部１０３ｂは、後述する割型開閉機構６２により開閉させることができる。可動金型１０３の割型部１０３ｂは、割型開閉機構６２によって金型幅方向で同じ向きに動かすものどうしが、割型連結部材６３ａ、６３ｂで連結され得、それにより、それぞれの割型部１０３ｂが同時に作動することができる。

なお、図示の例では、可動側凹型部１０３ａは、底型部１０３ｃと複数の割型部１０３ｂとを有しているが、底型部１０３ｃを有さず、複数の割型部１０３ｂだけを有することもできる。

ここで、本実施形態において可動側凹型部１０３ａは、図７に示すように、可動側凹型部１０３ａの外部（図示の例では可動金型１０３の外部）とキャビティ空間内とを連通する連通孔１０３ｆを有する。可動金型１０３が連通孔１０３ｆを有することにより、例えば可動側凹型部１０３ａのキャビティ空間でプリフォームＰＦを用いて吹込成形した際、後述する流体供給機構によって空気などの流体を供給することで、得られた成形品ＭＰが適切に成形されたものか否かを検知することができる。具体的には、適切に吹込成形された成形品ＭＰの場合には、図７の破線で示す位置までプリフォームＰＦが膨張して成形品ＭＰが成形されることになる。そして、成形品ＭＰが成形された後、流体供給機構によって流体を供給すると、連通孔１０３ｆの開口部が成形品ＭＰによって塞がれ、流体のキャビティ空間内への流入が妨げられる。
しかし、仮に、プリフォームＰＦが吹込不足などによりキャビティ空間内で適切に膨張せず成形不良となった場合やプリフォームＰＦの成形不良（射出不良）によって成形品ＭＰも成形不良となった場合、この状態で流体供給機構によって流体を供給すると、連通孔１０３ｆを通流した流体がキャビティ空間内に少なくとも一部流入する。すなわち、成形不良品が発生すると、流体供給機構によって供給した連通孔１０３ｆ内での流体の圧力が、適切に吹込成形されたときとは異なる圧力の挙動を示すこととなる。
したがって、可動金型１０３が連通孔１０３ｆを有することにより、吹込成形時に成形不良が発生した場合に、成形不良品が発生したことを検知することができる。

なお、吹込不足などの成形不良は、特に限定されないが例えば次のような要因で起こり得ると推測される。すなわち、当該要因としては、プリフォームを射出成形した際に生じ得る、吹込成形時に気体を吹き込むための吹込スリットの成形材料による閉塞、または、プリフォームの充填不良が挙げられる。これらが生じると、その後、吹込成形を行うときにおいて、吹込不足が生じて吹込成形用金型内の隅々までプリフォームが十分に膨張しにくくなると推測される。
そして、このように成形不良が発生し得る要因が吹込成形前に生じた場合には、射出吹込成形機では射出成形と吹込成形とを同時に行っていることから、吹込成形を行う前に成形不良が発生し得る要因を検知しにくい傾向がある。

ここで、本実施形態において、連通孔１０３ｆの位置は特に限定されず、成形品ＭＰの形状などに合わせて任意に配置することができる。本実施形態においては、連通孔１０３ｆは、図７に示すように、当該可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄよりも内側（軸線方向の底型部１０３ｃ側）の部分に開口することが好ましい。より具体的には、可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄよりも内側の部分に対応する表面を第１表面１０３ｅとするとき連通孔１０３ｆは第１表面１０３ｅに開口する。これにより、仮に、プリフォームＰＦが吹込不足などによりキャビティ空間内で適切に膨張せず成形不良となり、図７の破線で示す位置に成形品ＭＰが成形されない場合になっても、後述する流体供給機構によって空気などの流体を連通孔に供給することで、得られた成形品ＭＰが適切に成形されたものか否かを検知することができる。

また、本実施形態においては、連通孔１０３ｆの開口部が可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄよりも内側に存在し、且つ、当該連通孔１０３ｆの開口部の、可動側凹型部１０３ａでの径方向位置が、可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄの径方向内側端の位置よりも径方向外側に存在することが好ましい。成形不良品中の具体的に吹込不足になる部分は、プリフォームＰＦを膨張させた際、膨張終了付近に膨張する部分、具体的には、成形品ＭＰ中で、外径が大きい部分や角となる部分である傾向がある。そして、成形品ＭＰ中のこのような部分の、可動側凹型部１０３ａに対応する位置としては、可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄの径方向内側端の位置よりも径方向外側に位置する傾向があり、そのためそのような位置に連通孔１０３ｆの開口部を位置させることが好ましい。
また、連通孔１０３ｆの第１表面１０３ｅへの開口部の位置は、より好ましくは、プリフォームＰＦを膨張させた際、プリフォームＰＦの最後に膨張される部分に対応する位置であることが好ましい。
なお、本実施形態においては、連通孔１０３ｆの開口部は、可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄに存在させることもでき、これにより、仮に、プリフォームＰＦの成形不良（射出不良）によって成形品ＭＰも成形不良となった場合であっても、本実施形態の射出吹込成型機では成形不良品が発生したことを検知することができる。

なおここで、可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄとは、図７に示すように、プリフォームＰＦおよび成形品ＭＰの口部（図示の例では口部がフランジを有している）や首部に対応する部分である。吹込成形では、通常、プリフォームＰＦを全体として膨張させるが、プリフォームＰＦの口部や首部については吹込成形で大きな膨張が抑制される。可動側凹型部１０３ａの開口部１０３ｄは、このようなプリフォームＰＦの口部や首部の大きな膨張を抑制する部分とすることができる。

また、図示の例のように、可動金型１０３の可動側凹型部１０３ａが、底型部１０３ｃと割型部１０３ｂとを有する場合には、連通孔１０３ｆの開口部（連通孔１０３ｆの第１表面１０３ｅへの開口部）は、底型部１０３ｃに配設させることが好ましい。連通孔１０３ｆを割型部１０３ｂ内に設けることも可能であるが、割型開閉機構６２により開閉される割型部１０３ｂよりも底型部１０３ｃに設けることがより容易であるためである。また、底型部１０３ｃにおいて、吹込不足になりやすい部分である成形品ＭＰの角となる部分（例えば、成形品ＭＰの側壁と底との間の角など）が存在する傾向があるためである。

さらに、連通孔１０３ｆの開口部の内径は、成形不良品が発生したことを検知しやすくしつつ、径が大きすぎることによる成形品ＭＰへの影響が生じるおそれを低減する大きさとするのが好ましい。

本実施形態において、連通孔１０３ｆを通流させる流体としては、液体や気体であっても特に限定されないが、例えば、空気などの気体を用いることができる。
また、連通孔１０３ｆは、第１表面１０３ｅへ開口していれば、当該開口部以外の可動金型１０３内の流路は任意に配置することができ、また、その形状、大きさも任意にすることができる。なお図示の例では、連通孔１０３ｆが、第１表面１０３ｅへの開口部側で窄まる形状を有している。

中間金型１０４は、図２～図５に示すように、板状に形成される板状部１０４ｂと、板状部１０４ｂの一方側の主面に設けられるコア金型１０４ａ（一方側のコア金型１０４ａと称す）と、板状部１０４ｂの他方側の主面に設けられるコア金型１０４ａ（他方側のコア金型１０４ａと称す）とを有する。一方側のコア金型１０４ａと、他方側のコア金型１０４ａとは、板状部１０４ｂを挟んで対称に配設される。一方側のコア金型１０４ａ、他方側のコア金型１０４ａは、射出成形用の固定側凹型部１０２ａや吹込成形用の可動側凹型部１０３ａと同数設けられる。

中間金型１０４のコア金型１０４ａは、図６、図７に示すように、略円柱状である。その根元部１０４ｃには、コア金型１０４ａが可動側凹型部１０３ａに挿入されて形成されるキャビティ空間内でプリフォームＰＦを吹込成形するため、吹込スリット１０４ｄが形成されている。当該吹込スリット１０４ｄは、根元部１０４ｃの表面に開口し、中間金型１０４の外部と連通し、外部よりプリフォームＰＦを膨張させるための流体（特に気体）を吹き込むことができる。

〔流体供給機構、検知機構〕
本実施形態において、射出吹込成形機１は、連通孔１０３ｆに流体を供給する流体供給機構（図示せず）と、当該連通孔１０３ｆ内に流体を供給した際の当該流体の圧力を検知する検知機構（図示せず）を備える。本実施形態において、射出吹込成形機１が流体供給機構と検知機構とを備えることにより、上述の連通孔１０３ｆを用いた吹込成形時の成形不良品の検知を行うことができる。

流体供給機構としては、特に限定されないが例えば、液体または気体を吐出可能なポンプとすることができる。流体供給機構は、射出吹込成形機１において任意に配置することができる。
流体供給機構は、例えば、吹込成形において、プリフォームＰＦ内への気体の所定の圧力、所定の時間の吹込が終了した後に流体の供給を開始し、そして所定時間（例えば吹込が終了してから可動側凹型部１０３ａの割型部１０３ｂの型開きを開始するまでの時間）の供給状態（加圧状態）を維持した後、流体の供給が停止される。具体的には、流体供給機構の動作開始は、吹込成形においてプリフォームＰＦへの吹込が終了した際、例えば、射出吹込成形機１内の射出吹込成形を制御する制御部から発信される信号、具体的には流体供給機構を動作させて流体を連通孔１０３ｆに供給させるための信号を受信することにより、実行され得る。また、流体供給機構の動作停止については、例えば予め設定した時間だけ動作させることもできるし、後述する、検知機構が発信し得る、動作停止の信号の受信後に停止することもできる。

流体供給機構による流体の供給圧力は、その上限値として、例えば可動金型１０３内の成形品ＭＰが良品である場合に当該成形品ＭＰに影響を与えない程度の大きさとすることができる（例えば吹込成形した成形品ＭＰが変形されない圧力）。また、流体の供給圧力は、その下限値として、可動金型１０３内の成形品ＭＰが不良品である場合に、連通孔１０３ｆからキャビティ空間内に流体が少なくとも一部流入可能な程度の圧力とすることができる。

検知機構は、連通孔１０３ｆ内に流体を通流させた際の当該流体の圧力を検知することができ、特に限定されないが例えば、圧力センサを有することができる。圧力センサは、流体供給機構から連通孔１０３ｆの第１表面１０３ｅへの開口部までの間に設けることができる。
検知機構は、常時、流体の圧力を検知する状態とすることもできるが、例えば、上記の流体供給機構が動作した際（流体を供給開始した際）に圧力の検知を開始し、流体供給機構が停止した際（流体を供給停止した際）に圧力の検知を停止することができる。また、検知機構は、射出吹込成形機１が流体の圧力を表示可能な表示部を備える場合には、当該表示部に検知結果を出力することができる。

そして、検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合や、検知した圧力のピーク圧が所定の閾値よりも下回った場合に、制御部に、射出吹込成形の停止を指示することができる。具体的には、吹込成形時において適切に成形品ＭＰが成形された場合には、流体供給機構による流体の供給が行われると、成形品ＭＰによって、連通孔１０３ｆの開口部からキャビティ内への流体の流入を抑えることができるので、検知機構が検知する圧力は比較的高くなる。一方、吹込成形時において成形不良品が成形された場合には、流体供給機構による流体の供給に対して、成形不良品では、連通孔１０３ｆの開口部からキャビティ内への流体の流入が抑えられない、または、僅かにしか抑えられない。したがって、検知機構が検知する圧力は、流体供給機構が動作している間のほとんどで、比較的低くなる。
したがって、流体供給機構による流体の供給が行われた後、所定時間に亘って圧力が上がっていない状態、つまり、圧力が低い状態となって所定の閾値を下回った場合やピーク圧が所定の閾値よりも下回った場合には、成形品ＭＰが不良品であると判断できる。そして、検知機構は、制御部に、射出吹込成形の停止を指示することで、成形不良品が、適切に成形された成形良品と混合状態で搬出されることを防止し、また、さらなる成形不良品の発生を防ぐことができる。

なお、検知機構が検知した圧力と対比する所定の閾値は、吹込成形時において適切に成形された成形品ＭＰが可動金型１０３内に存在する際に検知機構が検知する圧力を考慮した閾値を設定することができる。また、検知機構が制御部に射出吹込成形の停止を指示する判定条件中の「所定の時間に亘って」とは、一時的に低い圧力状態が発生してしまった場合に成形品ＭＰが不良品と判定されないようにすることを意図している。例えば流体供給機構が動作開始した直後には検知した圧力が低くなることがあり、閾値を下回ることがあり得るためである。そして、「所定の時間」は、使用する金型装置、成形品、成形条件等を考慮して任意に設定することができる。

また、上記では、検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合、制御部に対して吹込成形を停止させる指示を行うものとしたが、制御部への指示を次のように替えることもできる。すなわち、射出吹込成形機１が、例えば成形不良の成形品ＭＰが射出吹込成形機１から搬出されるのを防止し回収するための回収機構を備える場合において、検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回ったとき、制御部に、当該回収機構による回収を指示することができる。また、或いは、射出吹込成形機１の後工程機として、例えば成形品ＭＰを外部に搬出するための搬出器を備える場合において、検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回ったとき、制御部に、当該搬出器による成形品ＭＰの搬出を停止させる指示を行うことができる。これらにより、射出吹込成形を停止することなく成形不良品が搬出されることを防止することができる。

〔射出装置〕
射出装置２１は主に、金型装置１０１に向けて延びる円筒状等のシリンダ２２と、シリンダ２２の内部にそれと中心軸線を平行にして配置されて、周囲にフライトが螺旋状に設けられたスクリュ２３と、シリンダ２２の外周側にその周囲を取り囲んで配置されたバンド状等のヒータ２４と、シリンダ２２及びスクリュ２３の後方側に配置されたモータボックス２５とを備える。図示は省略するが、モータボックス２５内には、シリンダ２２の先端部に所定の量の成形材料を蓄積させるため、スクリュ２３を中心軸線周りに回転させる計量モータや、金型装置１０１に接近する方向及び金型装置１０１から離れる方向の各方向へのスクリュ２３の前進及び後退変位を行う射出モータ、スクリュ２３が成形材料から受ける圧力を検出する圧力検出センサ等が配置されている。

なおここでは、金型装置１０１の固定金型１０２が取り付けられる型締装置３１の固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。したがって、図１では固定プラテン３２ａの右側に位置する射出装置２１について見ると、固定プラテン３２ａに接近する左向きが前方側となり、固定プラテン３２ａから離隔する右向きが後方側になる。

シリンダ２２は、後方側でモータボックス２５の手前に、成形材料をシリンダ２２内に投入するためのホッパーが取り付けられ得る供給口２２ａが設けられる。また、金型装置１０１に近接するシリンダ２２の先端部には、その前方側で横断面積が小さくなるノズル２２ｂが設けられている。なお、供給口２２ａの近傍には水冷等による水冷シリンダ２２ｃを設けることができる。

ノズル２２ｂの周囲を含むシリンダ２２の周囲に配置されるヒータ２４は、たとえば図示のように、シリンダ軸線方向で複数の部分に分割されて、各ヒータ部分の内側のシリンダ２２の内部を異なる温度で加熱できるものとすることができる。各ヒータ部分には、温度検出器を設けることができる。

スクリュ２３の先端側は、その外径を部分的に小さくして設けた括れ部の周囲に、スクリュ２３とともに前進及び後退変位してそれより前方側に送られた成形材料の後方側への逆流を防止する図示しない逆流防止リングが配置され得る。この逆流防止リングは、たとえば、それより前方側もしくは後方側に位置する成形材料から受ける圧力に応じて、スクリュ２３に対して前後に変位し、それにより後方側から前方側に向かう成形材料の流れのみを許容するものである。

このような構成を有する射出装置２１によれば、供給口２２ａからシリンダ２２の内部に投入された成形材料は、シリンダ２２の外周側のヒータ２４による加熱の下、計量モータで駆動されるスクリュ２３の回転に基づいて溶融されつつ、シリンダ２２の内部で前方側に向けて送られて、シリンダ２２の先端部に蓄積される。この際に、スクリュ２３は射出モータにより後退変位させられて、シリンダ２２の先端部に、成形材料が蓄積される空間を形成する。

その後、スクリュ２３を前進変位させることにより、シリンダ２２の先端部の成形材料は、ノズル２２ｂを経て金型装置１０１に向けて射出される。さらにその後、シリンダ２２の先端部に残留している成形材料を通じて、金型装置１０１のキャビティに充填された成形材料に圧力を作用させる保圧を行う。このとき、金型装置１０１の射出成形用キャビティで成形材料の冷却収縮に起因して不足した成形材料を補充することができる。

なお、この射出吹込成形機１はインラインスクリュ式のものであるが、可塑化シリンダ及び可塑化スクリュと、射出シリンダ及び射出プランジャーとに構造及び機能上分離させたプリプラ式の射出吹込成形機とすることも可能である。

〔移動装置〕
移動装置２６は、たとえば射出装置２１のモータボックス２５の下部等に設けられ、固定プラテン３２ａに対して射出装置２１を前進及び後退変位させる進退駆動機構である。
移動装置２６を構成する進退駆動機構としては種々の機構を採用することができるが、図示の移動装置２６は、油圧等の液圧ポンプ２７と、液圧ポンプ２７を作動させる電動等によるポンプ作動用モータ２８と、液圧ポンプ２７から作動液が供給されて、先端が固定プラテン３２ａに固定されたピストンロッド６１ｂを押出・引込運動させる複動型の液圧シリンダ２９とを含んで構成されている。

この移動装置２６は、上述した液圧ポンプ２７、ポンプ作動用モータ２８及び液圧シリンダ２９が取り付けられたスライドベース２６ａ、ならびに、ベースフレーム２上に敷設されて該スライドベース２６ａの直線運動を案内するガイド２６ｂをさらに含む。それにより、スライドベース２６ａの上部に載置された射出装置２１の進退変位を実現する。

移動装置２６により、射出装置２１を金型装置１０１から離隔させたり、また、射出装置２１を金型装置１０１に接近させて、射出装置２１のシリンダ２２のノズル２２ｂを所定の圧力で金型装置１０１に押し付ける、いわゆるノズルタッチを行ったりすることが可能になる。

〔型締装置〕
型締装置３１は、固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃを有する金型保持機構３２の他、固定プラテン３２ａに対して中間金型支持枠３２ｃを動かす中間金型移動機構６１と、固定プラテン３２ａに対して可動プラテン３２ｂを動かすプラテン移動機構３３と、可動金型１０３の割型を開閉する割型開閉機構６２とを有する。中間金型移動機構６１及び割型開閉機構６２については、図２～図５を参照しながら後述する。

金型保持機構３２は、射出装置２１及び金型装置１０１の相互間に位置する固定プラテン３２ａと、固定プラテン３２ａとの間で金型装置１０１を隔てて位置し、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な可動プラテン３２ｂと、固定プラテン３２ａと可動プラテン３２ｂとの間に配置され、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な中間金型支持枠３２ｃとを含む。また、型締装置３１には、固定プラテン３２ａから後述のリヤプラテン３４側に延びて固定プラテン３２ａとリヤプラテン３４とを連結する一本又は複数本のタイバー３２ｄが設けられている。可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃは、この例では、タイバー３２ｄにより固定プラテン３２ａに対する離隔・接近変位がガイドされるものとしているが、タイバー３２ｄでガイドされない場合もある。

金型保持機構３２のうち、固定プラテン３２ａは、ベースフレーム２上に固定して取り付けられる。一方、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃはそれぞれ、ベースフレーム２上に敷設されたガイド部材３２ｅ上に配置され、互いに独立して、固定プラテン３２ａに対して離隔する方向及び接近する方向にスライドすることができる。

なお、固定プラテン３２ａに対して可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃが離隔する位置では、金型装置１０１の可動金型１０３及び中間金型１０４が固定金型１０２から開いた型開状態となる。この離隔位置から可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａに向けて接近させることで、可動金型１０３及び中間金型１０４が固定金型１０２に対して閉じた型閉状態となるとともに、さらに可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃをそれぞれ固定プラテン３２ａにて接近させて、可動金型１０３及び中間金型１０４が固定金型１０２に対して押し付けられた型締状態となる。ここでは、金型装置１０１の固定金型１０２が取り付けられる固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。型締装置３１の固定プラテン３２ａを除く多くの部分については、図１では、固定プラテン３２ａに接近する右向きが前方側になり、固定プラテン３２ａから離隔する左向きが後方側になる。

図示の中間金型支持枠３２ｃは、正面視で矩形等の枠状を有し、水平面に平行な平面内で前後方向に直交する金型幅方向（図１では前後方向）に延びる回転軸部４１が回転可能に設けられている。この例では、回転軸部４１の軸方向を水平方向と平行な方向にしているが、回転軸部４１の軸方向はこれに限らず、たとえば鉛直方向と平行な方向等とすることも可能である。

また、中間金型支持枠３２ｃには、回転軸部４１を回転駆動し、それとともに中間金型１０４を回転させる中間金型回転機構が設けられる。この中間金型回転機構は、図示は省略するが、たとえば、回転軸部４１の端部に設けることができ、この例では、一方側の端部４２ａ側に設けることができる。

固定プラテン３２ａに対して中間金型支持枠３２ｃを動かす中間金型移動機構６１は、たとえば、図２～図５に示すように、固定プラテン３２ａ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれに取り付けられて、モータにより駆動される液圧ポンプで作動する液圧シリンダ６１ａ及びピストンロッド６１ｂ等で構成することができる。この例では、金型幅方向で固定金型１０２及び中間金型１０４の外側に位置する二対の液圧シリンダ６１ａ及びピストンロッド６１ｂを設けているが、一対又は三対以上としてもよい。
なお、図示の例では中間金型移動機構６１は、固定プラテン３２ａ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれに取り付けられているが、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれに取り付けることもできる。

型締装置３１のプラテン移動機構３３は、図１に示すように、ベースフレーム２上に配置されたリヤプラテン３４と、リヤプラテン３４上に設けた型締モータ３５と、型締モータ３５の回転運動を、可動プラテン３２ｂの変位方向の直線運動に変換する運動変換機構３６と、運動変換機構３６に伝達された力を増大させて可動プラテン３２ｂに伝えるトグル機構３７とを備えるものである。

このうち、運動変換機構３６は、回転運動を直線運動に変換できる種々の機構とすることができるが、この例では、型締モータ３５により回転駆動されるねじ軸３６ａ及び、ねじ軸３６ａに螺合するナット３６ｂを含んで構成されるものとしている。運動変換機構３６は、ボールねじとすることも可能である。そして、運動変換機構３６からの伝達力を増大させるトグル機構３７は、上記の運動変換機構３６のナット３６ｂと可動プラテン３２ｂとをつなぐ複数のリンク３７ａ～３７ｃを、ジョイントで揺動可能に接続してなるものである。リンク及びジョイントの個数ならびにその形状は適宜変更することが可能であるが、図１に示すところでは、ナット３６ｂに接続されて上下方向に延びるクロスヘッド３７ｄに、該クロスヘッド３７ｄを隔てて上下に位置するリンク３７ａ～３７ｃからなる一対のリンク群が、揺動可能に接続されて設けられている。

なお、リヤプラテン３４上には、上述した型締モータ３５の他、型厚調整モータ３８も設けることができる。この型厚調整モータ３８は、先述の金型保持機構３２の各タイバー３２ｄの延長部分に接続されたねじ軸３６ａ及びナット３６ｂに回転駆動力を付与することにより、固定プラテン３２ａと、ベースフレーム２上で移動可能に載置されたリヤプラテン３４との間の間隔を調整するべく機能する。これにより、金型装置１０１の交換や、温度変化に起因する金型装置１０１の厚みの変更等の際にも、金型装置１０１に所期したとおりの型締力を与えることができるように型厚の調整を行うことができる。図示は省略するが、ベースフレーム２上で固定プラテン側を移動可能とし、リヤプラテン側を固定としても、型厚の調整を実現可能である。

また、この型締装置３１は、図２～図５に示すように、液圧シリンダ６２ｂ及びピストンロッド６２ａ等を有し、これにより可動金型１０３の割型を金型幅方向に進退駆動して開閉する割型開閉機構６２を備えるものである。

図示の型締装置３１は、可動プラテン３２ｂの移動方向が水平方向と平行な横型のものであるが、該移動方向を垂直方向とした竪型のものとすることも可能である。

〔射出吹込成形機の動作〕
以上に述べた射出吹込成形機１は、一例として、図８のフローチャートに示すような工程を行うように動作することができる。
図２、図３に示す金型装置１０１の型開状態で、プラテン移動機構３３により可動プラテン３２ｂを固定プラテン３２ａ側に移動させるとともに、中間金型移動機構６１により中間金型支持枠３２ｃを固定プラテン３２ａ側に移動させる型閉工程を行う（ステップＳ１０）。

次いで、前回の成形時の後述する計量で既に射出装置２１の内部に成形材料が所定の量で蓄積されて配置された状態で、型締装置３１を用いて、図４、図５に示すように、金型装置１０１を型締状態とする型締工程が行われる（ステップＳ２０）。型締工程では、固定金型１０２と中間金型１０４との間に、射出成形用キャビティが区画され、可動金型１０３と中間金型１０４との間に、吹込成形用キャビティが区画される。

そして、スクリュ２３の前進により上記の成形材料を、金型装置１０１の射出成形用キャビティに向けて充填する射出工程を行う（ステップＳ３０）。射出工程では、射出成形用キャビティへの成形材料の充填後に、スクリュ２３をさらに前進させて射出装置２１の先端部の内部にある成形材料を所定の圧力に保持する保圧が行われる。しかる後、射出成形用キャビティに充填された成形材料を冷却させて固化させる。これにより、射出成形用キャビティにプリフォームＰＦが成形される。なおこの際に、射出装置２１内に別途投入した成形材料を、ヒータ２４による加熱下でスクリュ２３の回転により射出装置２１の先端部に向けて送りながら溶融させ、所定の量の成形材料を先端部に配置する計量が行われる。

上記の射出工程と並行して、吹込成形用キャビティでは吹込工程が行われる。吹込成形用キャビティには、中間金型１０４の反転前に射出成形用キャビティで既に成形されたプリフォームＰＦが配置されている。吹込工程では、当該プリフォームＰＦに対して空気その他の気体等の流体を供給し、吹込成形用キャビティでプリフォームＰＦを膨張させて、成形品ＭＰを成形する。

そして、この吹込工程では、成形品ＭＰを成形した後、流体供給機構により連通孔１０３ｆに流体を供給し、検知機構により、当該連通孔１０３ｆ内に流体を通流させた際の当該流体の圧力を検知する検知工程を行う（ステップＳ３１）。
次いで、検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回ったかどうかを判定する（ステップＳ３２）。検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合（ステップＳ３２－ＹＥＳ）、検知機構は、制御部に射出吹込成形の停止を指示して（ステップＳ３３）、制御部は射出吹込成形を停止する。なお、制御部が検知機構より射出吹込成形の停止の指示を受信したときには、射出吹込成形機１が表示部を備える場合には、制御部は表示部に不良品が発生した旨の警報を表示させることができる。
一方、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回ることがなかった場合（ステップＳ３２－Ｎｏ）、検知機構は、制御部に射出吹込成形の停止を指示することなく、後述の工程（ステップＳ４０）に進む。

つづいて、型締装置３１のプラテン移動機構３３及び中間金型移動機構６１を作動させて、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａから離れる側に移動させ、固定金型１０２と中間金型１０４とを開くと共に、中間金型１０４と可動金型１０３とを開く型開工程を行う（ステップＳ４０）。

型開工程の後は、割型開閉機構６２を用いて、可動金型１０３の割型を開いて成形品ＭＰを取り出した後、可動金型１０３の割型を閉じる割型開閉工程を行う（ステップＳ５０）。
またここでは、中間金型回転機構により中間金型１０４を反転させる中間金型回転工程を行う（ステップＳ６０）。これにより、割型開閉工程で成形品ＭＰが回収された側における中間金型１０４のコア金型１０４ａが、固定金型１０２の固定側凹型部１０２ａ側を向くことになる。一方、射出工程でプリフォームＰＦが成形された側における中間金型１０４のコア金型１０４ａは、プリフォームＰＦを保持した状態で、可動金型１０３の可動側凹型部１０３ａを向く。
なお、中間金型回転工程は、割型開閉工程とほぼ同時期又は、割型開閉工程の前もしくは後に行うことができる。

射出吹込成形機１を用いた射出成形では、上述したような型閉工程、型締工程、射出工程、吹込工程、型開工程、割型開閉工程及び中間金型回転工程が繰り返し行われる。
また、本実施形態の成形不良の検知方法では、上記のステップＳ３１の検知工程を行うことにより、吹込成形時に成形不良が発生した場合に、成形不良品が発生したことを検知することができる。

１ 射出吹込成形機
２ ベースフレーム
２１ 射出装置
２２ シリンダ
２２ａ 供給口
２２ｂ ノズル
２２ｃ 水冷シリンダ
２３ スクリュ
２４ ヒータ
２５ モータボックス
２６ 移動装置
２６ａ スライドベース
２６ｂ ガイド
２７ 液圧ポンプ
２９ 液圧シリンダ
３１ 型締装置
３２ａ 固定プラテン
３２ｂ 可動プラテン
３２ｃ 中間金型支持枠
３２ｄ タイバー
３２ｅ ガイド部材
３３ プラテン移動機構
３４ リヤプラテン
３５ 型締モータ
３６ 運動変換機構
３６ａ ねじ軸
３６ｂ ナット
３７ トグル機構
３７ａ～３７ｃ リンク
３７ｄ クロスヘッド
３８ 型厚調整モータ
４１ 回転軸部
４２ａ 一方側の端部
６１ 中間金型移動機構
６１ａ 液圧シリンダ
６１ｂ ピストンロッド
６２ 割型開閉機構
６２ａ ピストンロッド
６２ｂ 液圧シリンダ
６３ａ、６３ｂ 割型連結部材
１０１ 金型装置
１０２ 固定金型
１０２ａ 固定側凹型部
１０２ｂ （固定側凹型部の）開口部
１０２ｃ ゲート
１０３ 可動金型
１０３ａ 可動側凹型部
１０３ｂ 割型部
１０３ｃ 底型部
１０３ｄ （可動側凹型部の）開口部
１０３ｅ 第１表面
１０３ｆ 連通孔
１０４ 中間金型
１０４ａ コア金型
１０４ｂ 板状部
１０４ｃ 根元部
１０４ｄ 吹込スリット
ＰＦ プリフォーム
ＭＰ 成形品

Claims (6)

1. 固定金型と、中間金型と、可動金型とが取り付けられる射出吹込成形機であって、
   前記可動金型は、キャビティ空間を形成する可動側凹型部を有し、
   前記可動側凹型部は、当該可動側凹型部の外部とキャビティ空間内とを連通する連通孔と、を有し、
   前記射出吹込成形機は、前記連通孔に流体を供給する流体供給機構と、当該連通孔内に流体を供給した際の流体の圧力を検知する検知機構を備える、射出吹込成形機。
2. 前記射出吹込成形機が、射出吹込成形を制御する制御部を備え、
   前記検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合、前記制御部に、射出吹込成形の停止を指示する、請求項１に記載の射出吹込成形機。
3. 前記射出吹込成形機が、射出吹込成形を制御する制御部を備え、
   前記検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合、前記制御部に、搬出器による成形品の搬出を停止させる指示を行う、請求項１に記載の射出吹込成形機。
4. 前記連通孔の開口部は前記可動側凹型部の開口部よりも内側に存在し、且つ、当該連通孔の開口部の径方向位置は、当該可動側凹型部の開口部の径方向内側端の位置よりも径方向外側に存在する、請求項１～３のいずれかに記載の射出吹込成形機。
5. 前記可動側凹型部は、底型部と当該底型部に隣接する複数の割型部とを有し、
   前記連通孔の開口部は、前記底型部に配設される、請求項１～４のいずれかに記載の射出吹込成形機。
6. 請求項１～５のいずれかに記載の前記射出吹込成形機を用いて成形した成形品の成形不良を検知する成形不良の検知方法であって、
   前記可動側凹型部内のキャビティ空間で成形品を吹込成形した後、前記流体供給機構により前記連通孔に供給した流体の圧力を前記検知機構で検知する工程を含む、成形不良の検知方法。

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