JP2833673B2 - ブロー成形機の型締制御方法および装置 - Google Patents

ブロー成形機の型締制御方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はブロー成形機の型締制御
方法および装置に係り，特に，ダイスから射出されるパ
リソンを適正に金型キャビティに対して位置合せし得る
ようにするとともに，できるだけ素早く型締してサイク
ルタイムを短縮し得るようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂によって中空製品を成形す
る一般的なブロー成形法では，押出機によって樹脂を可
塑化した後，射出装置によってダイスに押出し，ダイス
からチューブ状のパリソンを射出する。射出されたパリ
ソンはダイスから垂下し，ダイス下方に設置されて対向
している雄雌金型の間に垂下し，冷却固化しないうちに
型締される金型にはさみこまれ，内部に空気を吹込んで
膨張させ，金型のキャビティ内壁に押付けて冷却固化す
ることにより成形するようにしている。
【０００３】この種のブロー成形機では，ダイスから射
出されて垂下するパリソンを金型にはさみこむ際に，パ
リソンの下端が金型からはみ出るとバリの発生量が多く
なって歩留りが悪化し，逆に，パリソンの下端が充分に
垂下しないうちに型締を行うと成形不良品となってしま
う。このため，従来から型締が完了した時にパリソン下
端が型の外部に大きくはみ出ない程度の適正なバリ量と
なるように調整されている。
【０００４】型締タイミングの設定にために行われる従
来の最も一般的な方法は，図３に示すように，射出完了
後に型締開始を行わせるもので，射出指令（ステップ１
００）が出力されてから射出完了を射出装置のプランジ
ャ等の位置検出等によって行い（ステップ１１０），あ
らかじめ設定されている型締タイミングタイマを起動さ
せてカウントさせ（ステップ１２０），カウント値が所
定の値に達したかどうかを判定して（ステップ１３
０），型締開始指令を出力するようにしている（ステッ
プ１４０）。通常前記タイミングタイマの設定値は
「０」とされ，射出完了直後に型締を開始するようにな
っている。
【０００５】また，別の方法として，射出と型締を並行
に作動させることも考えられており，この方法では，射
出指令と同時に型締タイミングタイマを起動し，タイマ
のカウント値があらかじめ設定した値（射出時間１０〜
２０秒より数秒短い値）に達したことを検知して，型締
を開始するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが，上記従来の
方法では，いずれにしてもパリソンの射出信号を入力し
てカウントするタイマを用い，このタイムアップによっ
て型締開始を行わせるため，次のような問題があった。
【０００７】すなわち，最近，用途の拡大から多用され
ているエンジニアリングプラスチックの場合，一般的
に，ダイスから射出するパリソンの垂下速度が大きく，
しかも固化速度が大きいので，高速射出が行われてい
る。
【０００８】しかし，高速で射出すると，射出開始直後
からある時間経過した後のパリソン位置の誤差（ばらつ
き）が大きく，一義的に射出開始からのタイマカウント
によって金型の型締を開始したのではタイミングが合わ
ないことが多く，その結果，パリソンの下端位置に対し
て早く締め過ぎたり，逆に遅過ぎたりして，満足な成形
ができない問題があった。すなわち，従来法では，型締
タイミングを射出開始あるいは射出完了後からタイマカ
ウントする方式のため，射出速度が大きい場合や，エン
ジニアリングプラスチック等のように垂下しやすい樹脂
の場合のようにパリソン垂下速度が大きいと，実際のパ
リソンの位置や状態と無関係にタイマカウントで一義的
に型締を行うことにより，パリソンの位置に正確に対応
した型締がなされず，過剰のバリの発生や未充満による
成形不良を生じる原因となっていたものである。また，
型締開始のタイミングがとりにくく，そのため，成形サ
イクルタイムも自ずと長くなっていた。
【０００９】また，一方では，ダイスから押出されて垂
下するパリソンには，パリソン自体の重みのためにドロ
ーダウンが生じるという現象がある。しかも，このドロ
ーダウンは，形状が大きくなればなるほど大きくなると
ともに，下方に移動するにしたがって大きくなる。この
ようなことから，タイマの設定には非常に煩雑な設定作
業を必要とし，実際上は試行錯誤的に複数回のショット
を行って型締タイミングを設定しなければならなかっ
た。
【００１０】本発明は，上記従来の問題点に着目し，樹
脂素材の相違や金型交換に伴う個々の製品の成形毎に型
締タイミングを設定しなくても，正確にパリソンが適正
位置に達したときに型締が完了するようにして，煩雑な
準備作業をなくし，サイクルタイムを短縮させ，かつ，
製品歩留りを向上させるとともに良好な成形を行わせる
ことができるようにしたブロー成形機の型締制御方法お
よび装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明に係るブロー成形機の型締制御方法において
は，ブロー成形機のダイスから射出されるパリソンの垂
下経路の途中の上下方向の少なくとも３点の定位置で，
パリソン下端が前記各定位置を通過した時間を検知し，
これら検知時間に基づいてパリソン下端が金型キャビテ
ィの下端から所定距離離れた位置に達する時点を予測算
出し，この予測時点に型締途中の金型の内面がパリソン
の外面から所定距離離れた位置まで接近しているよう
に，前記予測時点に基づいて適正型締開始時点を算出
し，この算出型締開始時点に型締を開始するようにし
た。
【００１２】また，本発明に係るブロー成形機の型締制
御装置においては，ブロー成形機のダイスから射出され
るパリソンの垂下経路の途中の上下方向の少なくとも３
点の定位置にパリソン下端を検知する位置検出器を設
け，パリソン下端が前記各定位置を通過する時間を検知
する時間検知器を設け，この時間検知器で検知した時間
に基づいてパリソン下端が金型キャビティの下端から所
定距離離れた位置に達する時点を予測算出し，この予測
時点に型締途中の金型の内面がパリソンの外面から所定
距離離れた位置まで接近しているように前記予測時点に
基づいて適正型締開始時点を算出する演算装置を設け，
この演算装置による演算値に基づいて型締開始を指令す
る指令装置を設けた。
【００１３】
【作用】パリソンの垂下速度は，射出速度の設定値や樹
脂の種類，樹脂温度等によって変化し，また，ダイギャ
ップによっても変化する。しかも，垂下速度は個々のシ
ヨット毎にも変化することが多い。また，パリソンには
ドローダウン現象がともなう。本発明ではダイスから射
出されたパリソンのドローダウンも考慮した垂下状態が
検出されるので，個々に変化するパリソンの垂下状態を
直接把握することができる。パリソンの垂下状態の検出
は垂下方向に沿って配設された３個以上の光電センサに
よって実現されるが，これは磁気センサや超音波センサ
等によっても実現できる。
【００１４】パリソンの垂下状態が検出されると，これ
をはさみこむ金型は水平方向に可動であるが，垂下方向
に対しての位置は固定されており，パリソン下端が金型
キャビティ下端から所定の距離に到達する時間が容易に
算出される。一方，金型は所定位置に待機されており，
その位置から型締完了位置までの距離は初期値として与
えられている。また，パリソン下端が金型キャビティの
下端から所定距離離れた位置に到達したとき，型締途中
の金型の内面をパリソンの外面からどれだけの距離まで
接近させておくかは，あらかじめ設定されている。ま
た，金型に型締動作を与える油圧シリンダへの油圧経路
には開閉弁や流量調整弁が装備され，この開弁動作によ
って型締を完了する時間が決定されるとともに，型締速
度が決定される。制御手段は前記パリソンがキャビティ
下端から所定の距離に到達する時間に基づいて演算し，
開閉弁の開弁指令の出力時期を前後調整して型締開始時
点を制御したり，または，流量調整弁の開度を指令して
初期型締速度を制御することができ，これによって常に
パリソンの下端が金型キャビティの下端を経過した直後
にすみやかに型締を完了するように制御する。
【００１５】したがって，上記発明構成ではパリソンの
実際の垂下状態によって型締開始時点や型締速度が制御
され，射出速度や樹脂温度等の変化によってパリソン垂
下速度やドローダウン状態が変動しても正確に型締が行
われ，型締の設定作業が非常に簡易になるだけでなく，
バリの発生による歩留り低下を防止し，キャビティ未充
満等に起因する成形不良の発生率を大幅に改善すること
ができるし，かつ，成形サイクルタイムを短縮すること
ができる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明に係るブロー成形機の型締制御
方法および装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に
説明する。図１は実施例に係る型締装置を備えたブロー
成形機の正面図およびブロック線図である。ブロー成形
機は図示しない射出装置から溶融樹脂の供給を受けるダ
イス部１を有し，このダイス部１の下面に開口する孔型
からチューブ状にパリソン２を押出して垂下させるよう
にしている。ダイス部１の下方位置にはパリソン２の垂
下経路を挾んで一対の雌雄金型３が対向配置され，これ
らは雌雄金型３の両者が型締接合することによって形成
されるキャビティ（図示せず）内に前記パリソン２をは
さみこむことができるようになっている。
【００１７】上記一対の金型３は背面にそれぞれプラテ
ン４が取付けられ，さらにその背面には金型３を相互に
接離動作させるための油圧シリンダ装置５が連結されて
いる。このため，油圧シリンダ装置５に圧油を給排させ
ることにより，一対の金型３を互いに接近させて型締を
し，あるいは，型開を行わせるようになっている。金型
３の接離方向はパリソン２の垂下方向に直交する水平移
動が可能とされ，このため各プラテン４にはベース６上
を走行する台車７が取付けられ，油圧シリンダ装置５も
ベース６の両端に立設された支柱フレーム８に支持さ
れ，油圧シリンダ装置５の作動によって各プラテン４ひ
いては金型３を水平移動させて型締および型開を行わせ
るようにしている。
【００１８】金型３の型締と型開を行わせるために，各
油圧シリンダ装置５には配管９，１０が電磁式の４方切
替弁１１を介してポンプ１２とタンク１３に接続され，
配管９中には電磁比例式の流量調整弁１４が設けられて
いる。切替弁１１は切替信号により金型３の位置保持，
型締方向への圧油供給，型開方向への圧油供給を選択切
替えするように油圧シリンダ装置５のロッド駆動を行
い，流量調整弁１４は開度の変更により型締速度を制御
する。１５はリリーフ弁である。
【００１９】このようなブロー成形機において，型締を
適正に行わせるために，パリソン２の垂下経路の途中の
上下方向の少なくとも３点の定位置で，パリソン２の下
端が前記各位置を通過したことを検知する光電センサ１
６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが一定の高さ位置に取付
けられている。ここで，３点以上で検知するようにした
のは，ドローダウン現象があっても，パリソン２の下端
が金型キャビティの下端から所定距離離れた位置に達す
る時点を正確に予測算出し得るようにしたためである。
各センサ１６ａ，１６ｂ，…はベース６に固定した取付
板１７にそれぞれ取付けられており，それぞれパリソン
２通過位置をはさんだ対応位置に配された発光素子と受
光素子からなっている。パリソン２の下端がこれらの位
置を通過したという信号はパリソン通過時点検知部１８
へ送られる。また，１９はタイマであり，ここでは射出
開始と同時に計時が開始され，計時信号がパリソン通過
時点検知部１８へ送られることにより，前記各センサ１
６ａ，１６ｂ，…がある各定位置をパリソン２の下端が
通過した時間をそれぞれ検知する。
【００２０】２０はパリソン所定量垂下時点演算部であ
るが，この演算部２０では，パリソン２の所定垂下位置
設定器２１に設定された各センサ１６ａ，１６ｂ，…の
位置の信号と，パリソン通過時点検知部１８で検知した
パリソン２の下端が少なくとも３点以上の各所定位置を
通過した時間の信号によって演算し，パリソン２の下端
が金型キャビティの下端から所定距離下がった位置，例
えば，金型の下端位置に到達する時点を予測算出する。
ここで，少なくとも３点以上の各所定位置で測定した時
間に基づいて演算するのは，パリソン２の垂下にはドロ
ーダウン現象がともない，パリソン２の垂下状態は，例
えば，図２に示すように，最初はほぼ同一速度で垂下し
ているが，やがて，パリソン２自体の自重によりパリソ
ン２の下方が伸び始め，その結果，パリソン２の下端は
時間当りの垂下距離が次第に大きくなり，その移動軌跡
は放物線を画くからである。したがって，３点の位置と
時間を検知すれば，演算により，自ずと前記したパリソ
ン２の下端が金型キャビティの下端から所定距離下がっ
た位置に到達する時間は演算で求められる。
【００２１】図２においては，横軸に，パリソン２がダ
イス部１から出始めた時点ｔ０からの経過時間ｔをと
り，左側の縦軸に，ダイス部１のダイスの出口から金型
キャビティの下端から所定距離下がった所定位置までの
長さ，すなわち，パリソン２がダイス部１から出始めて
パリソン２の下端が前記所定位置に到達するまでに移動
するときのパリソン下端位置Ｉを１００等分して示し
た。図２においては，ｔ−Ｉ線図は，実線Ａで示すよう
に表われる。なお，細線Ｂはドローダウンが生じないと
仮定した場合の線で，この場合のｔ−Ｉ線図は直線にな
る。パリソン２の下端が前記したように金型キャビテイ
の下端から所定量下がった位置Ｉ１００に到達した時間
ｔ１は演算部２０で直ちに求められる。
【００２２】パリソン２の下端が位置Ｉ１００まで垂下
した時点ｔ１に，型締途中の金型３の内面がパリソン２
の外面から所定距離Ｓｘだけ離れた位置Ｓｔ１まで接近
しているように，パリソン所定量垂下時点の型締位置設
定器２２で，距離Ｓｘを設定しておく。距離Ｓｘは例え
ば１０ｍｍとする。図２において，右側の縦軸には型締
シリンダ５による型締ストロークＳを１００等分して示
した。
【００２３】適正な型締を行うのに，例えば次に示すよ
うに，２つの制御方法が考えられる。１つは，パリソン
２の垂下状態に対する型締開始時点ｔ２をあらかじめ定
めておいて，型締の初期速度ｖ１を決めるやり方であ
り，今１つは，型締速度を全ストロークで一定の最大速
度ｖ２になるよう設定しておいて，型締開始時点ｔ３を
決めるやり方である。
【００２４】パリソン２の垂下状態に対する型締開始時
点ｔ２をあらかじめ定めておいて，型締の初期速度ｖ１
を決めるやり方では，パリソン所定量垂下時点の型締位
置設定器２２にＳｘを設定し，型締ストローク設定器２
３に，型締開始位置Ｓ０から，金型３の内面がパリソン
２の外面から所定距離Ｓｘ離れた位置Ｓｔ１に到達する
までの距離Ｓｔ１を設定し，パリソン２に対応する型締
開始点設定器２４に，例えば，Ｉ７０のようにＩｘを設
定する。Ｉｘ，Ｉ７０は，パリソン２の下端が金型キャ
ビティの下端より所定距離下へ下がった位置に到達する
までのｘ％または７０％の値であり，パリソン２の下端
が例えば７０％垂下したときに型締動作を開始するとす
るものである。この場合，型締開始時点ｔ２は型締開始
時点演算部２５で求める。
【００２５】上記信号Ｓｘ，Ｓｔ１，ｔ２は，初期型締
速度演算部２６に入力され，ここで演算されて，型締開
始してＳｔ１位置に達するまでの初期速度ｖ１が求めら
れる。初期型締速度演算部２６での演算が終れば，流量
調整指令器２７に，初期型締速度ｖ１に相当する信号が
送られ，流量調整指令器２７からの出力信号は流量調整
弁１４に送られ，流量調整弁１４は所望の初期型締速度
ｖ１に相当する開度に調整される。
【００２６】この調整が終れば，流量調整指令器２７か
ら型締開始指令器２８に型締開始指令が送られ，型締開
始指令器２８から切替弁１１のソレノイドに型締開始指
令信号が送られ，切替弁１１が切替わることによって型
締が開始される。勿論，型締初期は，速度ｖ１で型締が
行われる。型締ストロークＳがＳｔ１位置に達したら，
型締速度設定器２９に設定しておいた所望の型綿速度Ｖ
２，例えば，型締シリンダ５の最大型締速度ｖ２で型締
が行われる。ｔ４は型締終了時点である。
【００２７】一方，型締速度を全ストロークで一定の最
大速度ｖ２に設定しておいて，型締開始時点ｔ３を決め
るやり方では，パリソン所定量垂下時点の型締位置設定
器２２にＳｘを設定し，型締ストローク設定器２３にＳ
ｔ１を設定し，型締速度設定器２９にｖ２を設定してお
く。流量調整弁１４の開度は，最大型締速度ｖ２になる
ように，流量調整指令器２７を介して調整される。上記
Ｓｘ（Ｓｔ１が設定されていれば，Ｓｘは必ずしも必要
はない），Ｓｔ１，ｖ２に相当する信号が型締開始時点
演算部３０に入力され，ここで適正な型締開始時点ｔ３
が演算される。したがって，時間がｔ３になれば，型締
開始指令器２８に信号が送られ，切替弁１１が切替わっ
て，型締が開始され，最大型締速度ｖ２で型締動作が行
われる。この状態を図２に点線と実線で示した。
【００２８】流量調整指令器２７，型締開始指令器２８
からの出力信号はメモリ３１に記憶させておき，適宜取
出して使用することができる。３２は制御装置の主要部
である。
【００２９】上記の検知，演算，制御はコンピュータや
パソコンを用いれば，極めて短時間で行うことができる
ので，前記実施例では，ブロー成形の１サイクル中にフ
ィードバック制御によって行うこととして説明したが，
これは，勿論，次回のブロー成形時に指示，制御するよ
うにすることもできる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように，本発明において
は，ブロー成形機のダイスから射出されるパリソンの垂
下経路の途中の上下方向の少なくとも３点の定位置で，
パリソン下端が前記各定位置を通過した時間を検知し，
これら検知時間に基づいてパリソン下端が金型キャビテ
ィの下端から所定距離離れた位置に達する時点を予測算
出し，この予測時点に型締途中の金型の内面がパリソン
の外面から所定距離離れた位置まで接近しているよう
に，前記予測時点に基づいて適正型締開始時点を算出
し，この算出型締開始時点に型締を開始するようにした
ので，パリソンの垂下中に，ドローダウンをともなうパ
リソンの垂下状態を検知し，この垂下状態に応じて，適
正な型締開始タイミングや型締速度等の型締条件を自動
的に演算し，指示することができる。したがって，効率
の良いブロー成形を行うことができる。
【００３１】また，成形条件や環境の相違，樹脂素材の
相違，および，金型交換に伴う個々の製品の成形毎に型
締タイミングを設定しなくても，正確にパリソンが適正
位置に達したときに型締が完了するようにして，煩雑な
準備作業をなくし，かつ製品歩留りを向上させるととも
に良好な成形を行わせることができる。
【００３２】そして，例えば，エンジニアリングプラス
チック等のようにドローダウンの大きい樹脂に対して
も，型締タイミングを精度良くとることができ，成形の
失敗や歩留り低下を防ぐことができる。
【００３３】さらに，適正な型締タイミングで型締を効
率良く行うことができるので，ブロー成形に要する１サ
イクルタイムも短縮することができ，能率的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施するための装置の１実施例
を示す正面図およびブロック線図である。
【図２】本発明の制御におけるパリソンの垂下状態と型
締状態の関連を示す線図である。
【図３】本発明に類した従来の１例を示す型締処理のフ
ローチャートである。
【符号の説明】
１ ダイス部 ２ パリソン ３ 金型 ４ プラテン ５ 型締シリンダ装置 １１ 切替弁 １４ 流量調整弁 １６ａ センサ １８ パリソン通過時点検知部 １９ タイマ ２０ パリソン所定量垂下時点演算部 ２１ パリソンの所定垂下位置設定器 ２２ パリソン所定量垂下時点の型締位置設定器 ２３ 型締ストローク設定器 ２４ パリソンに対応する型締開始点設定器 ２５ 型締開始時点演算部 ２６ 初期型締速度演算部 ２７ 流量調整指令器 ２８ 型締開始指令器 ２９ 型締速度設定器 ３０ 型締開始時点演算部 ３１ メモリ ３２ 制御装置の主要部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−30020（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−197731（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 49/00 - 49/80 B29C 33/20 - 33/28 B29L 22:00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブロー成形機のダイスから射出されるパ
    リソンの垂下経路の途中の上下方向の少なくとも３点の
    定位置で，パリソン下端が前記各定位置を通過した時間
    を検知し，これら検知時間に基づいてパリソン下端が金
    型キャビティの下端から所定距離離れた位置に達する時
    点を予測算出し，この予測時点に型締途中の金型の内面
    がパリソンの外面から所定距離離れた位置まで接近して
    いるように，前記予測時点に基づいて適正型締開始時点
    を算出し，この算出型締開始時点に型締を開始するよう
    にしたブロー成形機の型締制御方法。
  2. 【請求項２】 ブロー成形機のダイスから射出されるパ
    リソンの垂下経路の途中の上下方向の少なくとも３点の
    定位置にパリソン下端を検知する位置検出器を設け，パ
    リソン下端が前記各定位置を通過する時間を検知する時
    間検知器を設け，この時間検知器で検知した時間に基づ
    いてパリソン下端が金型キャビティの下端から所定距離
    離れた位置に達する時点を予測算出し，この予測時点に
    型締途中の金型の内面がパリソンの外面から所定距離離
    れた位置まで接近しているように前記予測時点に基づい
    て適正型締開始時点を算出する演算装置を設け，この演
    算装置による演算値に基づいて型締開始を指令する指令
    装置を設けたブロー成形機の型締制御装置。
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EP0511637B1 (en) 1996-09-04
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