JP3365772B2 - 回転プラスチックブロー成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、ホイールタイプのプラスチックブロー成形
機に関する。

背景技術 従来技術の多くのホイールタイプのブロー成形機にお
いて、カムのような機械的ハードウエアが、金型半部の
開閉のような、ブロー成形作業の種々の局面を制御する
のに用いられる。これらの成形機が作業を微調整し且つ
製品品質を保証するように運転されるとき、このタイプ
の機械的ハードウエアは頻繁な調整を必要とする。

典型的には、カムの磨耗、公差の緩み等を補償するた
めに、機械のまさに最初の運転サイクルから、その後、
成形機の寿命中、これらの調整が必要とされる。しかし
ながら、必然的に、これらの調整は、オペレタがブロー
成形機を停止させることを必要とする。これらのブロー
成形機は、典型的には、連続的に運転されるので、いか
なる作業休止時間も大きな経済的損失をもたらす。

例えば、シンプソン等（Simpson et al）の米国特許
第3,310,834号明細書、ワテルロ（Waterloo）の米国特
許第3,764,250号明細書は、各々、水平軸線を中心に回
転可能に基部で支持されたフレームを有するホイールを
備え、複数の成形ステーションを前記回転軸線の回りで
前記ホイールフレームに取付け、一対の金型部分をそれ
ぞれ取付けるための一対の金型支持体が、金型の開位置
と閉位置との間で前記回転軸線と平行に移動するように
なっているプラスチックブロー成形機を、開示する。こ
のようなブロー成形機は、普通、閉鎖ステーションを有
し、ここで、金型支持体が金型部分を閉位置に動かして
射出された高温プラスチックパリソンを金型キャビティ
内に密閉し、金型の形状にブロー成形し、引き続いて冷
却を行い、そして、ホイールの回転の約４分の３後の開
放ステーションで開放する。

又、シェルビ（Shelby et al）の米国特許第4,698,01
2号明細書は、成形機内で円形列で連続状態で角度的に
配置された、複数の分割可能な金型を有する多ステーシ
ョン回転ブロー成形機を開示する。各金型は一対の金型
部分を有し、この金型部分の各々は、接合されたとき、
金型部分が成形品の外形を構成するような内部キャビテ
ィを有する。金型部分は、金型フレームの中心シャフト
の軸線とほぼ平行な方向に互いに離接可能に金型フレー
ムに取付けられ、成形作業或いは清掃作業の間、必要に
応じて。別々に、開閉する。この金型部分は、定置支持
フレームに取付けられたカムと、回転金型フレームで支
えられ、金型部分の各対と関連したカムフォロワと、カ
ムフォロワの各々を、そのそれぞれの金型部分に連結す
るためのリンク仕掛とを有する。

発明の開示 本発明の目的は、ホイールの回転軸線の回りに配置さ
れ、電子的に制御される複数の金型ステーションを有す
るホイールタイプのプラスチックブロー成形機を提供す
ることである。

本発明の上記の目的及び他の目的を達成するために、
基部と、回転軸線を中心に回転可能に基部に取付けられ
たホイールとを有するプラスチックブロー成形機を提供
する。ホイールは、回転軸線の回りでホイールに位置決
めされた複数の金型ステーションを有し、各金型ステー
ションは高温プラスチックパリソンを受け入れる開位置
と、ブロー成形のためにパリソンを金型ステーション内
に閉じ込める閉位置との間で移動できる金型を有する。
ブロー成形機は、更に、ホイールと共に回転可能にホイ
ールに取付けられ、且つ、成形機の作動を制御するため
に金型ステーションに接続されたプログラマブルロジッ
ク手段を有する。

プラスチックブロー成形機は、成形機の作動中ホイー
ルが回転したときにホイールの作動パラメータを検出す
るための少なくとも１つのセンサを更に有するのが好ま
しい。又、プラスチックブロー成形機は、ホイールと共
に回転可能にホイールに取付けられ、且つ、プログラマ
ブルロジック手段に接続され、ホイールが基部上で回転
したとき各金型ステーションの少なくとも１つの作動パ
ラメータを検出しこれと関連した作動信号を発生させる
検出手段を更に有するのが好ましい。プログラマブルロ
ジック手段は、検出された作動信号を処理し、該信号に
応答して成形機の作動を制御する。

又、プラスチックブロー成形機は、基部とホイールと
の間の回転カップリングと、該回転カップリングの基部
側に配置された制御手段とを有するのが好ましい。この
制御手段は、成形機の作動を制御するために、少なくと
も１つの電気的制御信号を回転カップリングを介してホ
イールのプログラマブルロジック手段に出すように作動
する。この制御手段は成形機オペレタコンソールを有し
てもよく、成形機オペレタコンソールと第２のプログラ
マブルロジックコンソールとを有するのが最も好まし
い。

プラスチックブロー成形機は、又、前記プログラマブ
ルロジック手段とブロー成形機を作動するための制御手
段とによって制御される作動手段を有する。検出手段が
少なくとも１つの変換器及び少なくとも１つの近接スイ
ッチを有するのが好ましい。

更に、本発明の上記及び他の目的を達成するために、
基部と、回転軸線を中心に回転可能に基部に取付けられ
たホイールとを有し、ホイールが回転軸の回りに位置決
めされた複数の金型ステーションを有する、プラスチッ
クブロー成形機の制御方法を提供する。この方法は、プ
ログラマブルロジック手段を、ホイールと共に回転可能
にホイールに取付けたホイールを回転させ、関連した金
型ステーション作動パラメータに基づいて少なくとも１
つの電気的作動信号を発生させることによって、行われ
る。前記方法は、又、電気的作動信号をホイールのプロ
グラマブルロジック手段で処理し、又、処理された電気
的作動信号に応答してプログラマブルロジック手段によ
って成形機の作動を制御する、ことを含む。

ホイールが基部とホイールとの間の回転カップリング
と共に回転され、そして、回転カップリングの基部側に
配置された制御手段が、成形機の作動を制御するために
回転カップリングを介してホイールのプログラマブルロ
ジック手段に電気的制御信号を出すように作動されるの
が好ましい。又、金型ステーションのキャビティ空気圧
のような金型ステーション作動パラメータが、ホイール
と共に回転するようにホイールに取付けられた検出手段
によって検出されるのが好ましい。制御手段は、成形機
オペレタコンソール及び第２のプログラマブルロジック
手段を有するのが好ましい。

本発明のブロー成形機及び方法から生じる利点は非常
に多い。例えば、複数の金型ステーションを有するプラ
スチックブロー成形機を電子的に制御でき、その結果、
ブロー成形機は、メインテナンス関連の休止時間をより
短くして、より多くの生産量を有する。

本発明の上述及び他の目的及び特徴は、以下の添付図
面と関連してみたとき、本発明を実施する最良の態様の
以下の詳細な説明から、当業者にとって容易に明らかに
なるであろう。

図面の簡単な説明 図１は、ホイール式のものであり、本発明に従って複
数の金型ステーションを制御するための、ホイールに取
付けしたコンピュータを有するように構成されたプラス
チックブロー成形機の側面図である。

図２は、金型ステーションの開閉を図示するために３
つの金型ステーションのみを示した、図１の２−２線の
方向からの正面図である。

図３は、図１及び図２に示すプラスチックブロー成形
機を制御するための制御装置を示す環境図である。

図４は、図１及び図２のプラスチックブロー成形機用
の回転カップリングの斜視図である。

図5aは、図１に示す金型ステーションの、部分開放の
金型半部の立面図である。

図5bは、閉位置にあり、ロックピンスイッチを作動し
ている図5aに示す金型ステーションの正面図である。

図６は、ホイール上の金型位置近接スイッチ機構とフ
レーム上のスイッチ作動子との取付けを示す、ブロー成
形ホイールとフレームの部分図である。

図７は、ブロー成形品を関連した金型ステーションの
金型から排出する、ボトル排出用ソレノイドの賦勢を示
すブロック図である。

図８は、ニードルソレノイドを賦勢して、ブロー成形
作業に先立って、ブローニードルを高温パリソンの中に
延ばすのを示すブロック図である。

図９は、個々の金型ステーションは示さずに、ホイー
ルに取付けられた制御包囲体と該制御包囲体内に取付け
られた制御用ハードウエアとを示す、本発明に従った成
形機ホイールの拡大線図。

図10は、インプット／アウトプット（I/O）データ及
び制御データの流れを示す、図３の制御装置のブロック
図である。

図11は、本発明のプラスチックブロー成形機の最初の
４回のホイール回転を示す、タイムチャートである。

図12は、本発明のプラスチックブロー成形機用の調整
された駆動速度制御のブロック図である。

図13は、各ホイール回転で起こるパリソンモールドシ
ーケンスサイクルを示すタイムチャートである。

図14は、金型内ラベラのために金型キャビティ内に真
空を作るためのPLCで制御される電磁弁及びベーン型真
空ポンプの使用を示すブロック図である。

図15は、冷却目的で複数の金型ステーションに水を供
給する、PLCで制御される水供給用電磁弁と分配リング
とを示すブロック図である。

発明を実施するための最良の形態 図１及び図２を参照すると、全体を参照番号20で示
す、プラスチックブロー成形機が図示されている。この
プラスチックブロー成形機20は、基部22と、仮想線表示
で示されたハウジング25内で回転軸線Ａを中心に回転可
能に基部に取付けられたホイール24とを有する。図示す
るように、このブロー成形機は、駆動機構28で駆動され
る駆動歯車26を有する。駆動機構28はモータ30を有し、
このモータは駆動カップリング32を介して減速歯車装置
34を駆動する。減速歯車装置34の出力ギア36は、ホイー
ル24を回転させるために駆動歯車26と噛み合う。

図１に最も良く示すように、このプラスチックブロー
成形機20は、回転軸線Ａを中心にホイール24と一緒に回
転できるようにホイール24に取付けられた複数の金型ス
テーション40を有する。図示するように、ホイール24
は、S1乃至S24で識別された24台の金型ステーション40
を有するのが好ましく、これらは、従来のブロー成形機
に比べると比較的多数の金型ステーションであり、この
結果、成形機作動中、比較的大きい生産高を提供する。
後で詳細に説明するように、金型ステーション40は、開
放ステーション41においてカムで開放され、閉鎖ステー
ション43においてカムで閉鎖される。

図２に最も良く示すように、各金型ステーション40
は、後により詳細に説明するように、成形機作動中、回
転軸線Ａとほぼ平行な方向に開閉する一対の、金型半部
44を有する。金型半部44が閉じられたとき、金型キャビ
ティが構成され、その中でブロー成形が行われる。金型
ステーション40の作動を含むブロー成形機20の作動は、
図３に示す制御装置70によって制御される。

図３を参照すると、ホイール及び金型ステーション作
動パラメータに基づいてプラスチックブロー成形機20を
制御するための制御装置70の環境図が示されている。好
ましい実施例では、制御装置70は、成形機の基部側に配
置されたオペレタコンソール72及びメインプログラマブ
ルロジックコントローラ（PLC）74と、分散させたホイ
ール上制御装置76とを有するのが好ましい。オペレタコ
ンソール72は、該オペレタコンソールに収容され制御プ
ログラムを実行する（仮想線表示で示す）処理コンピュ
ータ73と、プリンタ80と、ディスプレイ82とを有するの
が好ましい。オペレータコンソール72は、複数の“ハー
ドボタン”即ちスイッチ（特に図示せず）を有し、オペ
レタはこのボタンを介して、メインPLC74とインターフ
ェイスし、分散させたホイール取付け制御装置76がイネ
ーブルになる。成形機のオペレタにメニュを表示するの
が好ましいモニタ82は、複数の“ソフトボタン”をスク
リーン上に有し、オペレタはこのボタンを介してメニュ
選択を行い、コントロール装置70にデータをインプット
し、後述するように、成形機20の作動を制御する。

図３を続けて参照すると、制御装置70は、ホイール24
及び押出機78のための複数のDC駆動装置（特に図示せ
ず）と、パリソンサーボ弁85を有するパリソンプログラ
ムポンプ弁84と、押出機78及び該押出機とホイール24と
の間の下流領域を加熱・冷却するためのヒータ130及び
熱電対132のような温度制御装置とを制御するのが好ま
しい。

図３及び図４を合わせて参照すると、ブロー成形機20
は、ホイール24の両側に配置された回転カップリング42
を有する。回転カップリング42は、回転する金型ステー
ション及びこれと関連した入出力（I/O）及び作動装置
から、実質的には成形機20の基部側に配置された制御装
置に延びる電線、流体及び空気の供給を通す回転カップ
リングとして機能するのが好ましい。冷却水用配管と金
型ステーション及び制御装置70を接続する低圧用電線と
が一方の回転カップリング42内に配置され、ホイールの
構成部品を作動させる高圧用電線が他方の回転カップリ
ング42内に配置されているのが最も好ましい。

各金型ステーション40は、複数の関連したI/O及び作
動装置を有するのが好ましい。このI/O装置は、ホイー
ル上プログラマブルロジックコントローラ（PLC）100を
有する制御装置70に感知情報を出し、このPLCについて
は図９に示し、後に詳細に説明する。この作動装置は、
感知情報に応答して、成形機20の作動を制御するように
機能する。各金型ステーション40は、（図5a、図5bに示
す）ロックピンスイッチ50と、スイッチ機構52aと静止
作動子52bとを有する（図６に示す）金型位置スイッチ5
2と、（図７に示す）ボトル排出用電磁作動弁54と、
（図８に示す）フラッパ弁56と、（図８に示す）電磁ニ
ードル弁58と、（図８に示す）高圧空気用電磁弁60と低
圧空気用電磁弁61と、（図８に示す）エアブロー圧力変
換器62とを有するのが好ましい。

図5a及び図5bを参照すると、金型ステーション40が閉
じて、金型ステーション40のロック機構51に固定された
ロックピンスイッチ50を作動するときの金型ステーショ
ン40のシーケンスが示されている。ロックピンスイッチ
50は、近接スイッチであるのが好ましい。金型部分44
が、図5aに示す矢印の方向に、互いに向かって図5bに示
す閉位置まで移動するとき、ロック機構51が係合し、ロ
ックピン49がロック機構の中を通して延び、スイッチ50
がロック機構を通して延びたロックピンを検知する。従
って、ロックピンスイッチ50は、安全な特徴として機能
し、制御装置70が金型半部44の位置を検出させ、従って
ブロー成形作業を制御させる。金型半部が閉じられ且つ
フロー成形作業を続行させるとき、ロックピンスイッチ
の出力信号が“ハイ（HIGH）”にあるのが好ましい。

図６に最も良く示すように、金型位置スイッチ52は、
スイッチ機構52aと静止作動子52bとを有する接近スイッ
チであり、このスイッチ機構52aと静止作動子52bは、成
形機作動中ホイール24が回転したときに、協働して制御
装置に各金型ステーション40の位置をモニタさせる。金
型位置スイッチ機構52aが各金型ステーションに固定さ
れ、作動子52bがホイールフレームの部材に固定され、
各金型ステーション40が回転して、図３に示すようにホ
イール24を見て３時位置を通過したときに、スイッチ機
構を作動するようになっているのが好ましい。

図７を参照すると、ボトル排出用電磁弁54は、ボトル
のようなブロー成形品を、（図13に示し、後に詳述す
る）パリソンモールドシーケンスサイクルの排出サイク
ル中に、金型ステーション40から排出するためのアクチ
ュエータである。ブロー成形作業が完了した後、PLC100
は、電磁弁54を賦勢し、この電磁弁により、圧縮空気が
ボトル排出シリンダ55に向けられる。次いで、シリンダ
55が延び、ブロー成形されたボトルを金型から排出す
る。

図８に最も良く示すように、ニードル電磁弁58は、実
際のブロー成形作業に先立って、ブローニードル59を高
温パリソンプラスチックの中へ挿入するためのアクチュ
エータとして機能する。電磁弁58は、ホイール上PLC100
からの制御信号によって作動され、ニードル59が仮想線
で示すようにパリソンの中へ延びる。異なった空気圧を
ブロー成形サイクルの種々の段階でニードル59を通して
パリソンの中に与えるために、低圧空気及び高圧空気が
電磁弁58に送られる。フラッパ弁56は、高圧用電磁弁60
と低圧用電磁弁61と流体連通しているのが好ましい。弁
60、61は、上述した回転カップリングを介してホイール
に通じた加圧空気供給装置に連結されているのが好まし
い。先ず、低圧空気（即ち、約30psi）が、低圧用電磁
弁61及びフラッパ弁56を経て供給され、高温パリソンが
ブロー成形作業に先立ってその形状を保つのを確保す
る。次いで、高圧空気（即ち、約80psi）が高圧用電磁
弁60及びフラッパ弁56を介して供給される。フラッパ弁
56は、高圧空気がニードル59に供給されているときに、
低圧空気の供給を遮断する内部“フラップ”を有する。
高圧空気はニードル59の中を通り、後に詳細に説明する
ように、パリソンを金型キャビティの形状まで膨張させ
る。

図８を続けて参照すると、エアブロー圧力変換器62が
フラッパ弁56と金型ステーション40との間で空気供給ラ
イン63に連結されているのが示されている。エアブロー
圧力変換器62は、空気供給ライン63と流体的に連通し、
アナログ信号を制御装置に出し、その信号の大きさは、
金型を閉じたときに金型キャビティ内でブロー成形され
るパリソン内の空気圧の関数である。従って、制御装置
は、金型キャビティ内の空気圧を、後に詳細に説明する
ように、工程制御の目的のために、ブロー成形作業中、
モニタすることができる。

図３を再び参照すると、好ましい実施例では、メイン
PLC74は、米国テキサス州ダラスのテキサスインスツル
メント社のモデルNo.545として購入可能であり、オペレ
タコンソール72の処理コンピュータ及び制御装置76と通
じている。メインPLC74は、成形機20の作動と関連した
複数のパラメータ、例えば、金型クランプ圧力、ロック
ピン圧力、冷却水温度、空気供給圧、ホイール速度をモ
ニタするのが好ましい。（特に図示しない）複数の変換
器が、これらのパラメータをモニタするために用いら
れ、アナログ出力信号を発生させ、これらの信号はメイ
ンPLC74に送られるのに先立って、対応する０−10のVDC
信号に“調整される”。PLC74は、上述したように、回
転カップリング42を通る電線を介して、分散させたホイ
ール上制御装置76に接続されるのが好ましい。

図３及び図９に最も良く示すように、分散させたホイ
ール上制御装置76は、複数の制御包囲体90、92、94、9
6、98を有し、後述するよううに、これらの各々は、メ
インPLC74と協働して成形機の作動を制御するための制
御用ハードウエアを収容する。ホイール制御装置のブロ
ック図である図10は、オペレタコンソール72とメインPL
C74と分散させたホイール上制御装置76との間のI/Oデー
タ及び制御データ信号の“流れ”を図示する。

好ましい実施例では、図９に示すように、制御包囲体
90、92、94、96、98は、NEMA−12タイプの包囲体であ
る。この包囲体は、該ホイールとともに回転できるよう
にホイールに固定されている。一般的に、これらの包囲
体は、構成部品への容易なアクセスと、共通の接地電位
と、埃及び塵に対する防護を提供し、かつ又、電磁シー
ルドとして機能する。

図９を続けて参照すると、制御包囲体90は、PLC100
と、I/Oモジュール102と、電源104と、シリアルインタ
ーフェイスモジュール106と、ディスクリートアウトプ
ットモジュール108とを有するのが好ましいい。PLC100
は、テキサスインスツルメント社からモデルNo.545−11
91として購入可能である。PLC100はデータを受け、金型
ステーションのI/O装置を制御し、金型キャビティの空
気圧をモニタし、そして、ロックピンスイッチの故障を
モニタする。従って、メインPLC74及びオペレタコンソ
ール72の処理コンピュータと接続されているPLC100は、
後に詳細に説明するように、図７に示すボトル排出用ソ
レノイド54のようなアクチュエータの作動及びこのプラ
スチックブロー成形機の他の局面を制御する。I/Oモジ
ュールは、主にそれらの位置に応じて、ローカルカテゴ
リとリモートカテゴリとにグループ分けされるのが好ま
しい。モジュール102は、PLC100と同じ包囲体内に配置
されるので、ローカルI/Oモジュールとみなされる。モ
ジュール102は４つのスロットを有し、PLC100とさまざ
まな金型ステーションのI/O装置とからのデータの二方
交換を可能にする。シリアルインターフェイスモジュー
ル106は、テキサスインスツルメント社からモデルNo.50
5−7339として購入可能であり、ブロー成形機の制御を
行うために、分散させたホイール上制御装置76とメイン
PLC及びオペレタコンソールとをリンクさせるように機
能するのが好ましい。情報及び制御データは、PLC100の
シリアルコミュニケーションポートを通して、ホイール
上制御装置76とメインPLCとコンソールとの間で交換さ
れる。ディスクリートアウトプットモジュール108は、
テキサスインスツルメント社からモデルNo.505−4732と
して購入可能であり、複数のアウトプット回路を有し、
I/Oモジュールからボトル排出用ソレノイドのようなさ
まざまなI/O装置に供給すべきDC電圧を受ける。モジュ
ール108は、I/Oモジュール102の使用可能なスロット内
に設置されのが好ましい。電源104は、テキサスインス
ツルメント社からモデルNo.505−6660として購入可能で
あり、包囲体90内の他の構成部品に電力を供給する。電
源104は、PLC100及びI/Oモジュール102による用途のた
めに、＋5VDCと−CVDCの可変電力を供給するのが好まし
い。

図９に示すように、好ましい実施例では、制御包囲体
92は、I/Oモジュール102と、電源104と、ディスクリー
トアウトプットモジュール108と、ディスクリートイン
プットモジュール110と、リモートベースコントローラ1
12とを有する。上述したように、電源104は、包囲体92
内のハードウエア構成部品に電力を供給する。ディスク
リートインプットモジュール110は、テキサスインスツ
ルメント社からモデルNo.505−4332として購入可能であ
り、複数のインプット回路を有し、ロックピンスイッチ
50のようなさまざまのI/O装置からのDC電圧信号を受け
る。モジュール110は、関連したI/Oモジュール102の使
用可能なスロット内に設置されるのが好ましい。リモー
トベースコントローラ（RBC）112は、テキサスインスツ
ルメント社からモデルNo.505−6851といて購入可能であ
り、包囲体90内のPLC100と包囲体92内の制御用ハードウ
エアとの間の通信リンクとして機能する。特に、包囲体
92、94内のI/Oモジュール102は、RBC112を介して、包囲
体90内のPLC100と通じている。RBC112は、I/Oモジュー
ル102からの全ての情報を、PLC100のI/Oポートに直接送
る。各RBC112は、遮蔽撚り線を用い、PLC100から3300フ
ィート以内に配置されていたとすれば最良に機能するの
が好ましい。

図９に示すように、制御包囲体94は、I/Oモジュール1
02と、電源104と、アナログI/Oモジュール114と、RBC11
2とを有するのが好ましい。アナログI/Oモジュールは、
テキサスインスツルメント社からモデルNo.505−7012と
して購入可能である８−入力、４−出力モジュールであ
るのが好ましく、包囲体94内のI/Oモジュール102の任意
の使用可能なスロット内に設置されるのが好ましい。か
くして、モジュール114は、エアブロー圧力変換器のよ
うなホイール上I/O装置とPLC100との間のアナログイン
ターフェイスとして機能する。

図９を続けて参照すると、制御包囲体96は、米国カリ
フォルニア州サンディエゴのアクションインスツルメン
ト社から購入可能であるモデルNo.4051/4251のような複
数の信号アイソレータ／コンディショナ116を有するの
が好ましい。コンディショナ116は、必要なブリッジ励
振をエアブロー圧力変換器に提供し、変換器のアナログ
出力を対応する０−10VDC信号に調整する。次いで、こ
れらのDC信号は、特に図示しない電線によって、アナロ
グI/Oモジュール114に送られる。変換器は、各金型の空
気圧プロフィールの傾斜信号をPLC100に送るのが好まし
い。合格品質のボトルと関連した圧力プロフィールを、
後の圧力プロフィールとの比較のための基準線として用
いるのことができる。工程制御の目的のため、このプロ
フィールを、単なる視覚検査では検出できない構造的な
弱さ等を有するブロー成形ボトルを発見するのに用いる
ことができる。ブロー成形中、測定される基準線と圧力
プロフィールの両方を、モニタに表示するのが好まし
い。もちろん、オペレタは、プリンタを使って、このプ
ロフィールのハードコピーを得てもよい。

図９に示すように、制御包囲体98は、ロックピンスイ
ッチ等のような全てのホイール上I/O装置に電力を供給
する単相24VDC電源118を有するのが好ましい。24のワイ
ヤ即ち導線ケーブル（TWENTY−FOUR WIRE OR CONDUCTOR
CABLING）を包囲体間の電気的接続を行うのに用いるの
が好ましい。かくして、PLC100は、ホイール上制御装置
76の一部として、メインPLCとオペレコンソールとのた
めの分配器として機能する。PLC100をホイール24に（即
ち、制御包囲体90に）配置することにより、ホイール外
メインPLCとオペレタコンソールから、回転カップリン
グを通って金型ステーション及びこれと関連したI/O装
置に延びる電線等を最小にできる。かくして、多数の金
型ステーションを備えるブロー成形機が可能である。ホ
イール外静止制御装置によって全体的に制御される同様
な大きさの成形機は、回転するホイールに電線を設ける
問題のために、実現不可能である。

図11を参照すると、プラスチックブロー成形機20の最
初の４つのホイールサイクルを示すタイミングチャート
が示されている。オペレタコンソール内の処理コンピュ
ータが制御プログラムを実行し、後に詳細に説明するよ
うに、ブロー成形機の作動を制御する。ブロー成形機
は、ラン（RUN）即ちブロー成形モード或いはジョグ（J
OG）モードのいずれかで作動する。オペレタが図３に示
すオペレタコンソール72のジョグボタンの１つを押した
ときに、ジョグモードに入る。成形機がジョグモードに
あるとき、ボトル排出用ソレノイドだけが作動可能であ
る。ホイール“前方ジョグ”ボタンと、押出機“前方ジ
ョグ”ボタンと、ホイールジョグ逆転ボタンとがあるの
が好ましい。ジョグ速度基準レベルは、それぞれのホイ
ール駆動装置及び押出機駆動装置において調整できる。
駆動装置がランモードで作動しているときには、いずれ
の駆動装置のジョグモードも不可能である。

図12を参照すると、制御装置によって実行される、ラ
ンモードで用いる調整駆動速度制御のブロック図が示さ
れている。図示するように、全ての４つの駆動装置（即
ち、３つの押出機駆動装置と１つのホイール駆動装置）
は、メインPLCからの主基準信号によって同時に制御さ
れる。この主基準信号は、共通の０−10VDC信号を駆動
装置に出し、０％から100％まで変化する値を有する。
かくして全ての駆動装置の速度は同時に変化する。押出
機駆動装置とホイール駆動装置との間の速度関係は、４
つの個別の比率設定を用いて、オペレタによって制御さ
れる。比率設定は、０％から100％まで設定することが
でき、これは“K"として表示され、かくして、この比率
によってオペレタが各駆動装置への主基準信号を更に調
整できる。

図12に示すように、ホイール駆動装置を、押出機駆動
から独立して、更に制御することができる。この独立し
た駆動制御は、ディスプレイ上のCOORD/INDファンクシ
ョンソフトボタンと単独に調整可能なホイール基準信号
とによって実行される。ユーザによって、主基準値、ホ
イール基準値、比率値を、図12に上向きに矢印及び下向
き矢印で示すようにディスプレ上の“ソフトキー”で変
更することができる。好ましい実施例では、ジョグ機能
を除く全ての駆動制御オペレタ機能は、図３に示すディ
スプレ上の“ソフトボタン”を使って実行される。上述
したように、ジョグ機能は、オペレタコンソール上のハ
ードワイヤ（HARD−WIRED）ボタンで実行される。駆動
制御オペレタ機能は、ホイール及び押出機のイネーブル
／ディスエーブル（ENABLE/DISABLE）機能、全ての使用
可能な押出機駆動装置及びホイール駆動装置をスタート
させるスタート機能、停止機能、COORD/IND機能を含
む。又、オペレタ機能は、主基準設定値、駆動比率設定
値、ホイール基準設定値及び関連したパーセントの最大
設定値（０％乃至100％）数値表示のためのRAISE/LOWER
機能を有するのが好ましい。

作動のシーケンス 図３及び図11を参照すると、制御プログラムが、複数
の押出機及びホイールの“初期条件”についてチェック
し、ブロー成形機20が時間Ｔ＝Ａで作動を始める前に、
これらの条件が満たされていることを保証するのが好ま
しい。例えば、メインPLC74は、押出機をパージし、前
回の成形機動作からの全てのプラスチック材料を取り除
き、押出機と関連したヒータ130を作動し、押出機を適
当な運転温度に加熱し、次いで押出機を停止する。押出
機78と関連した熱電対132が、メインPLC74に温度フィー
ドバックを行う。押出機の材料供給ビンは、樹脂供給ス
イッチ134を作動るるのに十分な樹脂を備えるべきであ
る。

更に、後に詳細に説明するエアー排出用電磁弁、空気
供給用電磁弁、真空供給用電磁弁、水供給用電磁弁は、
最初、動力を供給されないのが好ましい。ポンプ付きモ
ータと、樹脂用リザーバとを有するホイールから離れた
組立体であるパリソンプログラムポンプ弁84は、動力を
供給されるのが好ましい。パリソンプログラムポンプ弁
84により、オペレタが、“パリソンプログラミング”を
行うことができる。パリソンプログラミングは、押出さ
れるパリソンの壁の厚さを大きく及び／或いは小さくし
て、金型へのプラスチック量を変化させる。後に詳細に
説明する金型内パリソンスイッチ（PIM）137は、“オ
フ”（即ち、パリソンを検知していない）であるべきで
ある。又、押出機78内の温度をブロー成形に先立って均
等にするソークタイマは、“一定時間後にオフになる”
（即ち、温度が均等にされる）べきであり、ブロー成形
作業に先立って金型にラベルを設置するために用いられ
る金型内ラベラは“オフ”であるべきである。ホイール
駆動装置は止められ、ブロー成形機の安全ドアは閉じら
れているべきである。更に、制御プログラムは、成形機
作動に先立って、緊急停止（Ｅ−STOP）条件が存在して
いないことを確かめる。好ましい実施例では、Ｅ−STOP
条件は、メインPLC74によってモニタされる。緊急停止
のシーケンスは、複数条件、例えば、成形機作動中、オ
ペレタ安全ドアが開かれたこと又はボトルをホイールサ
イクルの終了後に金型内で検知したこと又は金型内ラベ
ラー及びカム安全スイッチが作動されたことに基づいて
開始される。Ｅ−STOP手順を開示させる追加の条件は、
押出機停止、制御プログラム停止、又は、成形機への空
気或いは水の供給圧低下を含む。

好ましい実施例では、Ｅ−STOPシーケンスが開始され
ると、ホイール駆動装置及び押出機駆動装置を直ちに停
止させ、ニードル電磁弁意外の全ての電磁弁は消勢され
る。成形機がランモード（即ち、ブロー成形）にあるな
らば、ニードル電磁弁は、排気できるように、２秒後に
消勢される。成形機がジョグモードにあるなら、ボトル
排出用空気シリンダのみが作動可能に維持される。成形
機の作動を再度始めるためには、緊急停止を引き起こし
た条件が認識され且つ取り除かれた後に、オペレタコン
トロール72に配置されたＥ−STOPリセット用ハードボタ
ンを押さなければならない。

図３及び図11を続けて参照すると、初期条件が満たさ
れ且つＥ−STOP条件が存在しないならば、ブロー成形機
20を作動できる。作動を開始するために、オペレタは、
オペレタコンソール72のジョグボタンを使用し、図３に
最も良く示すように、“S24"の金型ステーションがホイ
ールホームポシジョン（即ち、ほぼ３時の時計位置）に
最も近くなるまで、ホイールを動かす即ち回転させる。
図示するように、ホイールの回転は、反時計回り方向で
あるのが好ましい。金型ステーションS24がホームポシ
ジョンにあるとき、金型ステーションS1は、パリソンプ
ログラムポンプ弁84に最も接近し、ホイールホームスイ
ッチの時間線の立ち上がりで示されるように、時間Ｔ＝
Ａに、（特に図示しない）ホイールホームスイッチが作
動される。明確化のために、ブロー成形作業に関する以
下の議論は、金型ステーションS1のみに言及する。好ま
しい実施例では、ホイールホームスイッチは光検出器で
ある。金型位置近接スイッチ52と同様に、ホイールホー
ムスイッチは、スイッチ機構と、反射器のような金型ス
テーション24Sに取付けられた作動子とを有する。スイ
ッチ機構は、図３に示すように、金型ステーションS24
が回転して３時位置を過ぎたとき、スイッチ機構が作動
し電気信号が出るように、ホイールフレームに取付けら
れている。かくして、ホイールホームスイッチが作動さ
せられたとき、ホイールは“ホーム”位置にあり、金型
ステーションS1は、時間Ｔ＝Ｂにおけるブローサイクル
の開始のために高温パリソンを受け入れるのに適当な位
置ある。

図11に示すように、時間Ｔ＝Ｂで始まる最初のホイー
ル回転に先立って、オペレタがディスプレ上のホイール
ランイネーブル“ソフトボタン”及び押出機スタート
“ソフトボタン”を選択するのが好ましい。ホイールが
イネーブル即ち作動可能になると、ブロー成形機はラン
（運転）モードに入り、処理コンピュータが、基部に取
付けられているような、ホイール外に配置されている空
気及び真空供給用電磁弁を賦勢する。これら供給用電磁
弁は、ボトル排出シリンダ空気供給と、低圧空気供給
と、高圧空気供給と、真空供給とを含み、回転カップリ
ング42の中を通る流体配管を経て各金型ステーションへ
の高空気圧及び低空気圧と真空の補助装置をなす。図示
するように、これらの電磁弁は、その後のホイール回転
の間、賦勢されたままである。

図11に示すように、ホイール駆動装置は、ホイールラ
ン（運転）の時間線に立ち上がりで示すように、時間Ｔ
＝Ｂで、賦勢される。このとき、パリソンは、流れヘッ
ド（FLOWHEAD）から、金型S1の開放した金型半部の位置
へ上昇し、金型内パリソン（PIM）光検出器によって検
知される。上述したホイールホームスイッチ光検出器と
ほぼ同じこのPIM検出器は、静止スイッチ機構光検出器
を有する。しかしながら、金型スイッチS24に取付けら
れた単一反射器を有するホイールホームスイッチと異な
り、PIM光検出器は各金型ステーションに取付けられた
反射器を有する。ブロー成形機は連続押出工程で用いら
れるので、このPIM光検出器の時間線は、その後のホイ
ール回転中ずっと、“ハイ（HIGH）”（即ち、パリソン
検知）のままである。ホイール回転が続き、金型ステー
ションS24がホームポシジョンを去るとき、ホイールホ
ームスイッチの時間線に立ち下がりで示すように、ホイ
ールホームスイッチは解放される。

図11を続けて参照すると、好ましい実施例では、空気
排出用ソレノイド（それ自身は特に図示しない）も、
又、時間Ｔ＝Ｂで、賦勢される。空気排出用電磁弁は、
ブロー成形機から物理的に下流に配置され、出口コンベ
ヤに取付けられ、賦勢されたとき、低品質のブロー成形
ボトルをコンベヤから“スクラップ”領域にそらせる。
ブロー成形機を始動させた後、１回目のホイール回転
中、ブロー成形ボトルが製造される。１回目のホイール
回転中に製造されたブロー成形ボトルは、２回目のホイ
ール回転が始まった時、成形機20から排出され始める。
同様に、２回目のホイール回転中に製造されたブロー成
形ボトルは、３回目のホイール回転が始まったとき、排
出され始める。典型的には、最初の２回にホイール回転
中に製造されたボトルの品質は、不合格である。従っ
て、３回目のホイール回転がスタートするまで、金型内
ラベラを作動させない。３回目の回転が始ったとき、１
回目のホイール回転のボトルは、丁度、下流のスクラッ
プボトルそらし領域に達している。従って、４回目のホ
イール回転が始まったとき、２回目のホイール回転から
のボトルが丁度下流に達する。従って、図11に示すよう
に、４回目のホイール回転の終わりまで空気排出用電磁
弁を賦勢しなければならない。

図13を参照すると、パリソンモールドシーケンスサイ
クルのタイムチャートが示され、このパリソンモールド
シーケンスサイクルは図11に示すホイール回転の各々の
間に一度起こる。パリソンモールドシーケンスサイクル
は各回転の間に起こるので、このサイクルのスタート
は、実際には、図11のＴ＝Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応する。
各パリソンモールドシーケンスサイクルの始めには、時
間Ｔ＝Ｂで、関連した時間線に立ち上がりで示すよう
に、金型ステーションS1用の金型位置近接スイッチと、
（図４に示し、後に詳細に説明する）パリソンプロフィ
ール同期スイッチ140とが作動する。上述したように、
各金型ステーションは金型位置近接スイッチを有するの
が好ましい。金型が閉じ且つ金型位置近接スイッチから
の信号が存在しているかぎり、ブローサイクルは時間Ｔ
＝Ｂでスタートする。かくして、金型位置近接スイッチ
は、各金型のブローシーケンスを制御し、（時間Ｔ＝
Ｂ）でブローサイクルスタート信号を、（時間Ｔ＝Ｊ
で）排気サイクルスタート信号を、（時間Ｔ＝Ｌで）排
出サイクルスタート信号を停止させるフラグとして機能
する。このシーケンスは、ブロー成形作業が起こる前に
パリソンが確実につぶれず或いはたれないようにするの
を助ける。

図14を更に参照すると、金型内ラベラ真空電磁弁138
とパリソンプロフィール同期スイッチ140とが、時間Ｔ
＝Ｂで賦勢される。加えて、金型ステーションと真空ベ
ーンポンプ或いはこれに類するものが真空電磁弁138を
介して流体連通されている。ホイール上PLCが真空電磁
弁138を賦勢したとき、真空ベーンポンプと金型ステー
ションとの間の直接空気流通路が形成される。ベーンポ
ンプが、空気を、金型キャビティから金型面の複数のオ
リフィスを通して引くと、金型キャビティ内に“真空”
が作られ、ブロー成形作業に先立ってそしてブロー成形
作業の一部の間、ラベルを適所に保持する。

図４に戻ると、パリソンプロフィール同期スイッチ14
0が、好ましくは、回転カップリング42の近くでホイー
ルから外れて配置され、そして、磁化した歯車リング46
と協働する。歯車リング46は、回転カップリングととも
に回転できるように回転カップリングに取付けられ、ホ
イール回転の間、同期スイッチ140を作動するための24
枚の歯48が、歯車リング46のまわりに配置されている。
取付け部品46が回転すると、スイッチ140は、回転する
歯車48によって引き起こされた磁場変化を検出する。ス
イッチ140の24回の作動は、パリソンプログラムサイク
ル時間（即ち、金型ステーション間の測定時間間隔）
を、パリソンプログラムポンプ弁84に提供する。もちろ
ん、この時間間隔は、ホイール速度及び押出速度に基づ
いて変化する。

図３及び図13を参照すると、時間Ｔ＝Ｇで、ステーシ
ョンS1の金型半部がパリソンの回りに閉じられ、これに
よって、ロックピンスイッチの時間線に立ち上がりで示
すように、（上述し図5a、図5bに示すように）ロックピ
ンスイッチ50が作動される。図示するように、ロックピ
ンスイッチ50は、ブロー成形作業の後に金型が開かれる
まで、作動したままである。金型を閉じると、（上述し
図８に示すように）ニードル電磁弁58が賦勢され、ブロ
ー成形作業の準備のためにニードルがパリソン内に挿入
される。ニードルがパリソン内に挿入されると、低圧空
気用電磁弁61が賦勢され、ほぼ20−30psiの空気がニー
ドルを通してパリソンに注入され、ブロー成形作業ま
で、パリソンの形状を保つ。この低圧空気吹きつけの持
続時間は、約0.2秒であるのが好ましい。

図13を続けて参照すると、パリソンモールドシーケン
スサイクルの時間ｔ＝Ｈにおいて、高圧空気用電磁弁60
が賦勢され、ブロー成形作業が行われる。高圧空気用電
磁弁60が賦勢されると、ほぼ80−100psiの空気がニード
ルを通してパリソン内に注入され、パリソンを膨張させ
金型キャビティと一致させる。図13に示すように、この
高圧空気の吹きつけの持続時間は、約２秒を超えるのが
好ましく、図14に示す金型ラベラ真空ソレノイド138の
消勢を遅らせるように機能する。

図13に示すように、ラベルがブロー成形品に固定され
ているので、高圧空気の２秒後、時間Ｔ＝Ｉで、金型内
ラベラ真空ソレノイド138は消勢される。時間Ｔ＝Ｊ
で、金型ステーションS1と関連した金型位置近接スイッ
チが作動するので、パリソンモールドシーケンスの排気
サイクルが開始される。静止フラグのような排気サイク
ル用のスイッチ作動子は、ほぼ７時位置でホイールフレ
ームに取付けられているのが好ましい。金型位置スイッ
チ52が作動されたとき、排気サイクルに入り、制御装置
は、低圧空気用電磁弁61及び高圧空気用電磁弁60を消勢
する。好ましい実施例では、約1.5秒後、時間Ｔ＝Ｋ
で、ニードルソレノイドを消勢し、ニードルが引っ込め
られる。約0.5秒後、金型ステーションS1の金型半部が
開かれ、ロックピンスイッチが、ロックピンスイッチの
時間線に立下がりで示すように、解放される。

図13を続けて参照すると、時間Ｔ＝Ｌで、金型ステー
ションS1と関連した金型位置近接スイッチが作動される
と、パリソンモールドシーケンスサイクルの排出サイク
ルが開始される。静止フラグのような、排出サイクル用
のスイッチ作動子は、図３の示すようにホイール24を見
たときのほぼ５時位置でホイールフレームに取付けられ
ているのが好ましい。ボトル排出ソレノイドが、時間Ｔ
＝Ｌで賦勢され、そして、関連した（特に図示しない）
ボトル排出シリンダが延び、金型からブロー成形したボ
トルを排出するのが好ましい。ボトル排出ソレノイドの
約１秒の賦勢時間は、ボトルを排出するのに十分な時間
である。１秒後、時間Ｔ＝Ｍで、制御装置は、金型内ボ
トル（BIM）スイッチの状態を検出する。BIMスイッチ
は、金型内のブロー成形品の存在によって作動される。
BIMスイッチが作動されるならば、上述したように、緊
急停止シーケンスが開始される。BIMが作動されないな
らば、ボトルは金型からうまく排出され、金型ステーシ
ョンS1のパリソンモールドシーケンスサイクルは完了す
る。

図11を参照すると、ホイールは、時間Ｔ＝Ｃ、Ｔ＝Ｄ
及びＴ＝Ｅで、それぞれ、２回目、３回目及び４回目の
ホイール回転に入る。図示するように、これらのホイー
ル回転は、１回目のホイール回転を参照して上述したよ
うに、金型ステーションS24がホイールホームポジショ
ンに戻るとき、ホイールホームスイッチの作動によって
開始される。図11及び図13を合わせて参照すると、２回
目、３回目及び４回目のホイール回転は、上述した１回
目のホイール回転とほぼ同様に進み、上述したようなパ
リソンモールドシーケンスサイクルが、各ホイール回転
中に起こる。しかしながら、時間Ｔ＝Ｄで３回目のホイ
ール回転の開始で、金型内ラベラ及び水供給用電磁弁が
賦勢される。知られているように金型ラベラは、ブロー
成形作業に先立って、１又は２以上のラベルを金型に送
り、各ラベルが、ブロー成形作業中、ブロー成形ボトル
に固定される。上述したように、金型には、このましく
は、複数の通気孔が配置されており、これら通気孔は、
これと関連した金型内ラベラ用電磁弁138と協働し、電
磁弁が賦勢されたとき、金型内に真空を作り、これによ
って、ブロー成形作業が起こるまで各ラベルを適所に保
持する。

図15を参照すると、好ましい実施例では、水供給用電
磁弁150が、ホイール24の外部に配置され、加圧水供給
源に連結された電動ボール弁である。メインPLC74が、
電磁弁150を賦勢したとき、水が、分配リングに供給さ
れ、分配リングから金型ステーション40に延びるホース
を経て金型ステーション40の各々に分配される。典型的
には、水供給ソレノイドの時間線に３回目のホイール回
転の最初（即ち、時間Ｔ＝Ｄ）の立ち上がりで示すよう
に、ホイール24は、金型ステーション40が冷却を必要と
する前に、２回の完全な回転を続行することができる。
金型の冷却は、その後、ホイールが回転している間づっ
と続く。

図11に最も良く示し、上述したように、空気排出ソレ
ノイドは、４回目のホイール回転の完了した時間Ｔ＝Ｆ
で、消勢されるのが好ましい。このとき、１回目のホイ
ール回転からのボトルは、全て“スクラップ”へとそら
されてしまっている。この後に製造されたボトルは、ラ
ベル貼りされ、予め設定可能なボトル計数を満し始める
程に、高品質のものである。

本明細書で示し且つ説明した本発明の形態が本発明の
好ましい実施例を構成するが、これが本発明のすべての
可能な形態を示すことを意図したものではないことが勿
論理解される。又、使用された用語は、限定ではなく説
明の用語であり、開示された本発明の本質及び範囲から
逸脱することなく、種々の変更を行えることが理解でき
るであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 49/36 B29C 49/78

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチックブロー成形機であって、 基部と、 回転軸線を中心に回転可能に前記基部に取付けられ、前
   記回転軸線を中心に前記ホイールに位置決めされた複数
   の金型を備えたホイールとを備え、 前記各金型は、高温プラスチックパリソンを受け入れる
   開位置と、ブロー成形のためにパリソンを金型内に閉じ
   込める閉位置との間で移動でき、 前記プラスチックブロー成形機は、さらに、 前記基部と前記ホイールとの間のカップリングと、 前記ホイールと共に回転できるように該ホイールに取付
   けられ且つ前記金型に接続され前記金型内でのブロー成
   形を制御するプログラマブルロジック手段と、 該回転カップリングの基部側に配置され、前記金型内で
   のブロー成形を制御する少なくとも１つの電気的制御信
   号を前記カップリングを通して前記ホイールに取り付け
   られたプログラマブルロジック手段に出すように作動さ
   れる制御手段と、を備えている、 ことを特徴とするプラスチックブロー成形機。
2. 【請求項２】前記ホイールと共に回転できるように該ホ
   イールに取付けられ且つ前記プログラマブルロジック手
   段に接続されて、前記ホイールが前記基部上で回転した
   とき各金型の少なくとも１つの作動パラメータを検出
   し、且つ、これに関連した作動信号を発生させる検出手
   段と、を備え、 前記プログラマブルロジック手段は、検出した作動信号
   を処理し該信号に応答して前記金型内でのブロー成形を
   制御する、 請求の範囲第１項に記載のプラスチックブロー成形機。