JP3457139B2

JP3457139B2 - 同時充填中空成形機の液体充填方法および充填ノズル

Info

Publication number: JP3457139B2
Application number: JP05790097A
Authority: JP
Inventors: 高明加藤
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2017-03-12
Also published as: JPH10250701A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同時充填中空成形
機の液体充填方法および充填ノズルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】先に本出願人は特願平７−２１４６３
９号によって、次のような構成および作用を有する同時
充填中空成形機の液体充填方法および装置を提案してい
る。すなわち、図７に示すように、液体充填装置は液体
圧送系Ａと液体充填系Ｂとから構成されている。

【０００３】前記液体圧送系Ａは、液体貯蔵タンク５１
とポンプ５２と熱交換器５３とからなり、それらがパイ
プなどの管路を介して直列に接続されている。前記熱交
換器５３からの管路は二つに分岐され、一方の管路は液
体充填系Ｂと接続され、その接続管路には圧力計５４と
温度計５５が取り付けられている。他方の管路は前記ポ
ンプ５２の吸い込み側と接続されている。前記圧力計５
４は、前記ポンプ５２と前記熱交換器５３との間の管路
に設けられているダイヤフラム弁５６に接続され、前記
温度計５５は、前記熱交換器５３の冷却水または熱媒体
配管の入口側に設けられているダイヤフラム弁５７に接
続されている。

【０００４】前記液体充填系Ｂは、定量充填用の電磁弁
５８と滴下防止用の電磁弁５９および充填ノズル２１と
からなり、それらが管路を介して直列に接続されてい
る。なお、前記定量充填用の電磁弁５８は液体圧送系Ａ
との接続回路に接続されている。前記定量充填用の電磁
弁５８は、その電磁弁５８に設けられているタイマーに
よって一定量の液体を充填可能とされている。前記タイ
マーは数値で設定可能、かつメモリー可能とされてい
る。また、この電磁弁５８は高応答性のものを使用して
いるので、高精度の充填精度が繰返し得られる。前記滴
下防止用の電磁弁５９は、その内部の流路の体積を増加
して、充填直後の充填ノズル２１の先端の液滴を、充填
ノズル２１内に吸引するために使用される。

【０００５】前記充填ノズル２１は、充填ノズル昇降装
置４１と接続され、ノズル支持板４３のボールナット４
４に螺合されているボールネジ４５をモータ４６で回転
することにより、充填するときには下降してその先端が
成形品に挿入され、充填が終ると上方に引き上げられ
る。

【０００６】先に本出願人は特願平８−３０９４４７号
によって、上述した液体充填装置に適した充填ノズルを
提案している。

【０００７】図８は３連包品を製造するための充填ノズ
ルを示す構成図であり、図８（ａ）は図８（ｂ）のＡ−
Ａ線断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）をＢ方向から見た
要部断面図である。

【０００８】図８に示すように、充填ノズル２１は、ノ
ズル２２と、このノズル２２を保持しているノズルホル
ダー２３と、ノズル２２の外側に同心に設けられている
外筒２４とから構成されている。なお、外筒２４は、ノ
ズル２２の先端よりも短くされている。また、ノズル２
２は、ノズルホルダー２３の側部に形成されている充填
液入口２５と連通している。

【０００９】ノズルホルダー２３の内部のノズル２２の
周囲には空気溜２６が形成されている。この空気溜２６
の下部は、前記外筒２４とノズル２２との隙間に連通
し、その上部は、ノズルホルダー２３の上端部に形成さ
れたクリーンエアー入口２７に連通している。前記空気
溜２６は、各ノズル２２共通とされていてもよいし、各
ノズル２２に各々独立して設けられていてもよい。な
お、空気溜２６には圧力計２８が取り付けられ、クリー
ンエアーの圧力をコントロール可能とされている。な
お、このクリーンエアーは、ノズル２２の下降および上
昇時に流され、ノズル２２の表面に雑菌あるいは異物が
付着するのを防止する。

【００１０】つぎに、液体充填方法について説明する。

【００１１】液体圧送系Ａで、液体貯蔵タンク５１の液
体は、ポンプ５２を経て熱交換器５３に送られる。この
熱交換器５３で定温（約20〜25℃の範囲の任意温度）と
され、粘度が一定とされた液体は、ポンプ５２の入口に
戻り循環される。なお、液体の温度は、液体圧送系Ａと
液体充填系Ｂとの接続管路に設けられている温度計５５
で検出し、前記熱交換器５３の冷却水または熱媒体配管
の入口側に設けられているダイヤフラム弁５７を制御し
て定温に保たれる。液体の圧力は、液体圧送系Ａと液体
充填系Ｂとの接続管路に設けられている圧力計５４で検
出し、前記ポンプ５２と前記熱交換器５３との間の管路
に設けられているダイヤフラム弁５６を制御して定圧
（0.1〜2kgf/cm²の範囲の任意圧力）に保たれる。前記
液体圧送系Ａで、定温、定圧に保たれた液体は、液体充
填系Ｂの定量充填用の電磁弁５８が開くと、この電磁弁
５８に設けられたタイマーによって一定量、充填ノズル
２１から成形品の内部に充填される。また、この電磁弁
５８は、高応答性（応答性が5〜10ms)であるので高精度
の充填精度が得られる。

【００１２】たとえば、５ml以下の充填を行う場合は、
充填圧力１kgf/cm²以下、充填精度５ml±３%以下、充填
ノズル径２mm以下、充填時間２sec以下で充填される。

【００１３】定量充填用の電磁弁５８が閉じて充填が終
了すると、滴下防止用の電磁弁５９が励磁され、この弁
５９の流路の体積を増加して、充填直後の充填ノズル２
１の先端の液滴を充填ノズル２１内に吸引する。この液
滴の吸引により、充填ノズル２１の先端に付着した液滴
が、充填ノズル２１が上昇するときの振動などにより、
成形品内に落下することを防止することができる。特
に、充填量が少ないものほど効果があり、充填量のバラ
ツキを防止することができる。

【００１４】上述した液体充填方法および装置により、
例えば、図９に示すような５mlまたは１０ml／１包の小
容量の充填品Ｄである３連包品を製造することができ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の同時充填中空成
形機の液体充填方法および装置は、以上のように構成さ
れているため、次のような課題が存在していた。すなわ
ち、同一の装置で、小容量の多連包品と、輸液ボトルの
ような大容量の充填品とを製造する場合、小容量に合わ
せて定量充填用の電磁弁を決めた場合、大容量充填する
場合には充填する時間が長くなり、充填成形サイクルが
長く、生産性が上がらない。

【００１６】また、大容量に合わせた場合には、電磁弁
のサイズが大きく、応答性が悪いので、充填量にバラツ
キが大きく、充填精度が悪く製品が製造できないし、ま
た製造できたとしても、電磁弁の個数が少ないので多連
包品を多数個同時に製造できない。

【００１７】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであって、同一の装置で、小容量の
多連包品と大容量の充填品を容易に製造することができ
る同時充填中空成形機の液体充填方法および充填ノズル
を提供することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明により上述した課
題を次のようにして解決した。すなわち、充填ノズルと
金型を組み替えて、定量充填用の複数個の電磁弁からの
液体を、管路を介して充填ノズルの複数のノズルにそれ
ぞれ供給して小容量の多連包品を製造する。これによ
り、同一の装置で、容易に小容量の多連包品と大容量の
充填品を容易に製造することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明による同時充填中空成形機
の液体充填方法は、定量充填用の複数個の電磁弁からの
液体を少数の充填ノズルの少数のノズルに供給して大容
量の充填品を製造することを特徴とする。

【００２０】本発明による同時充填中空成形機の液体充
填方法は、定量充填用の複数個の電磁弁からの液体を、
少数の充填ノズルの少数のノズルに供給して大容量の充
填品を製造し、また他ケースとして複数の電磁弁からの
液体を複数の充填ノズルの複数のノズルにそれぞれ供給
して小容量の充填品を製造することを特徴とする。

【００２１】本発明による同時充填中空成形機の充填ノ
ズルは、ノズルホルダーとノズル部とから構成されてい
る同時充填中空成形機の充填ノズルであって、前記ノズ
ルホルダーには、複数の電磁弁が管路を介して接続され
る複数の充填液入口と、該入口と連通する各流路を集合
して下部中央に開口させるマニホールドが形成され、前
記ノズル部は、前記ノズルホルダーの下部中央に取り付
けられ前記マニホールドと連通される管状のノズルと、
上部にフランジ部を有する複数の管が隙間を有して組み
立てられてなる多重管部とからなり、該多重管部はノズ
ルホルダーの下部にフランジ部を介して固定されている
ことを特徴とする。

【００２２】前記各隙間にはエアー吹込口、エアー排気
口、冷却水入・出口がそれぞれ連通されていることを特
徴とする。

【００２３】前記電磁弁は定量充填用の電磁弁であるこ
とが好ましい。

【００２４】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。図１は本発明に係る同時充填中空成形機の概略構
成図である。

【００２５】同図において、押出機６２の先端部にはク
ロスヘッド６３が取り付けられ、このクロスヘッド６３
の直下には、クロスヘッド６３から吐出されるパリソン
６４を切断するパリソン切断装置６５が設けられてい
る。前記クロスヘッド６３に並列して下部に充填ノズル
１を有する充填ノズル昇降装置４１が架台６１上に設け
られている。前記クロスヘッド６３と充填ノズル１の下
方には、その間を型移送装置６６によって往復動し、金
型３１を開閉する型締装置６７が設けられている。

【００２６】前記充填ノズル昇降装置４１には、次に述
べる液体充填装置が接続されている。液体充填装置は、
図２に示すように、液体圧送系Ａと液体充填系Ｂとから
構成されている。なお、前記液体圧送系Ａは、従来の技
術の欄に記載した構成と同一なのでその説明を省略す
る。

【００２７】前記液体充填系Ｂは、大容量の充填品の製
造に適しており、定量充填用の電磁弁５８と滴下防止用
の電磁弁５９とを直列に設けた複数列の管路と、この複
数列の管路が接続される充填ノズル１とから構成されて
いる。なお、この実施例では３列の管路が接続されてい
る。

【００２８】前記各定量充填用の電磁弁５８の一端は、
液体圧送系Ａに接続され、その他端は滴下防止用の電磁
弁５９を介して充填ノズル１に接続されている。

【００２９】前記定量充填用の電磁弁５８は、その電磁
弁５８に設けられているタイマーによって一定量の液体
を充填可能とされている。前記タイマーは数値で設定可
能、かつメモリー可能とされている。また、この電磁弁
５８は高応答性のものを使用しているので、高精度の充
填精度が繰返し得られる。前記滴下防止用の電磁弁５９
は、その内部の流路の体積を増加して、充填直後の充填
ノズル１の先端の液滴を、充填ノズル１内に吸引するた
めに使用される。

【００３０】前記充填ノズル１は、充填ノズル昇降装置
４１と接続され、ノズル支持板４３のボールナット４４
に螺合されているボールネジ４５をモータ４６で回転す
ることにより、充填するときには下降してその先端が成
形品に挿入され、充填が終ると上方に引き上げられる。

【００３１】図３および図４は上述した充填ノズルを示
す構成図であり、図４は図３の縦断面図である。

【００３２】図３および図４に示すように、充填ノズル
１は、ノズル部２と、ノズル部２を保持しているノズル
ホルダー３とから構成されている。

【００３３】前記ノズルホルダー３の側部には、複数
（例えば３または６個）の充填液入口４が形成され、各
充填液入口４は、マニホールド５を介して中央下部に形
成された通路に連通されている。また、ノズルホルダー
３には、その中央上部から下部に向けてエアー吹込穴６
が形成されている。

【００３４】前記ノズル部２は、前記ノズルホルダー３
の中央下部に取り付けられ前記マニホールド５を介して
充填液入口４と連通する管状のノズル８と、上部にフラ
ンジ９を有する複数の管１０が隙間を有して組み立てら
れてなる多重管部７とからなり、この多重管部７は、前
記ノズル８の外周部に隙間を有して組み立てられ、ノズ
ルホルダー３の下部に固定されている。なお、多重管部
７は、ノズル８の先端よりも短くされている。

【００３５】上記各隙間などによって、多重管部７の内
部には、内側から充填液を供給する充填液路１６、前記
エアー吹込穴６に連通されクリーンエアーをパリソン内
に吹込み、ボトルの成形を行なうためのエアー吹込路１
３、フランジ９の側部に形成されたエアー排気口１１に
連通され液体が充填される際にクリーンエアーを排出す
るエアー排気路１４、およびフランジ９の側部に形成さ
れた冷却水入・出口１２に連通され、特に多重管７の先
端部を冷却する水冷溝１５が形成されている。

【００３６】小容量の多連包品を製造する場合は従来の
技術の欄で説明した、図７と図８に示す液体充填系Ｂと
充填ノズル２１が適している。この場合、液体充填系Ｂ
は、定量充填用の電磁弁５８と滴下防止用の電磁弁５９
とを直列に設けた複数列の管路と、この複数列の管路に
それぞれ接続される複数のノズル２２を有する充填ノズ
ル２１とから構成されている。なお、本例では電磁弁５
８を設けた３列の管路が、充填ノズル２１のそれぞれの
ノズル２２に接続されて３連包品を製造するように構成
されている。

【００３７】次に、上述した同時充填中空成形機の液体
充填方法について説明する。

【００３８】まず、大容量の充填品の製造工程につい
て、図５を基に、図１〜図４を参照して説明する。 (a) クロスヘッド６３から筒状のパリソン６４が所定の
長さ押出されると、金型３１がパリソン受取位置に前進
する。次に金型３１を閉じ、型締してパリソン６４を金
型本体３２内に保持し、パリソン切断装置６５でパリソ
ン６４の上部を切断する。 (b) 金型３１が図中右側に移動して充填位置で停止す
る。パリソン６４の上部をパリソン吸引板３３に密着さ
せ、充填ノズル１のノズル８をパリソン６４内に挿入す
る。その際、多重管７の先端部が高温の溶融樹脂（例え
ば、ＬＤ−ＰＥでは約１７５℃）に触れて加熱されると
樹脂が付着し、成形不良が発生するので、多重管７の先
端部は水冷却されている。 (c) 多重管７のエアー吹込穴６、エアー吹込路１３から
パリソン６４内にクリーンエアーを吹込み、ボトルの成
形を行なう。 (d) 複数列の電磁弁５８からの液体がノズルホルダー３
のマニホールド５で集合されて、ノズル８からパリソン
６４内に充填される。その際、パリソン６４内のクリー
ンエアーはエアー排気路１４を通して排出される。 (e) 充填後に、ノズル８が上方に逃げると共に、圧着シ
ール金型３４が閉じて、成形品の口部を圧着力で融着シ
ールする。 (f) 成形品を密封した後に、金型３１が開き、液体が充
填された成形品が金型本体３２内から取り出される。

【００３９】上述した液体充填方法により、図６に示す
ような大容量の充填品Ｃである輸液用ボトル成形品（充
填液２５０ｍml入）が製造される。

【００４０】次に、小容量の多連包品の製造工程につい
て、図５を基にして、図１、図７、図８を参照して説明
する。 (a) クロスヘッド６３から筒状のパリソン６４が所定の
長さ押出されると、金型３１がパリソン受取位置に前進
する。次に金型３１を閉じ、型締してパリソン６４を金
型本体３２内に保持し、パリソン切断装置６５でパリソ
ン６４の上部を切断する。 (b) 金型３１が図中右側に移動して充填位置で停止す
る。パリソン６４の上部をパリソン吸引板３３に密着さ
せる。 (c) 金型本体３２に形成されたキャビティ面３２ａにパ
リソン６４が真空吸引され、所定形状の樹脂容器が成形
され、冷却固化される。なお、本出願人は、特願平7-15
1677号によって、前記パリソン６４を真空吸引する金型
３１について提案している。 (d) 液体を充填するノズル２２が金型の上方より挿入さ
れ、複数列の電磁弁５８からの液体が、それぞれのノズ
ル２２に供給されて、パリソン６４内に充填される。 (e) 充填後に、ノズル２２が上方に逃げると共に、圧着
シール金型３４が閉じて、成形品の口部を圧着力で融着
シールする。 (f) 成形品を密封した後に、金型３１が開き、液体が充
填された成形品が金型３１から取り出される。

【００４１】本実施例では、図９に示すような５mlまた
は１０ml／１包の小容量の充填品Ｄである３連包品が製
造される。

【００４２】なお、液体圧送系Ａの動作については、従
来の技術の欄で説明した内容と同様なので説明を省略す
る。

【００４３】上述したように、本発明では、充填ノズル
１，２１と金型３１、必要に応じて充填ノズル昇降装置
４１のノズル支持板４３を組み替えることにより、同一
の装置で、容易に小容量の多連包品と大容量の充填品を
製造することができる。

【００４４】前記電磁弁５８は、小サイズ、すなわち開
度が小さい程、応答性がよい。従って、充填量の精度を
良くするには、大サイズの電磁弁を１個使用するより
も、多数個の小サイズの電磁弁５８を使用した方がよ
い。なお、当然ながら、１０mlでの±１％と１００mlで
の±１％では、その許容量に大きな違いがあり、１０ml
の方が許容値に入れることが難しくなる。従って、本発
明のように、大容量の充填に小サイズの電磁弁を多数個
使って充填することは、精度的に有利となり、充填液の
むだを防ぎ、ひいては充填品のコストダウンを図ること
ができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、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、 (a) 大容量の充填品の充填精度が向上する。 (b) 同一の装置で、充填ノズルと金型を組み替えて、小
容量の多連包品と輸液ボトルのような大容量の充填品を
容易に製造することができるので、稼働率の向上が図れ
る。また、設備費の低減を図ることができる。 (c) 液体充填系に高応答性の電磁弁を使用しているの
で、大、小容量とも高精度１の充填量が繰返し安定して
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る同時充填中空成形機の概略構成図
である。

【図２】本発明による液体充填装置の全体構成図であ
る。

【図３】本発明による大容量の充填品を製造するための
充填ノズルを示す構成図である。

【図４】図３の縦断面図である。

【図５】充填品の製造工程を示す図である。

【図６】大容量の充填品の外形図であり、図６（ａ）は
正面図、図６（ｂ）は側面図である。

【図７】従来の液体充填装置の全体構成図である。

【図８】３連包品を製造するための充填ノズルを示す構
成図であり、図８（ａ）は図８（ｂ）のＡ−Ａ線断面
図、図８（ｂ）は図８（ａ）をＢ方向から見た要部断面
図である。

【図９】３連包品の外形図であり、図９（ａ）は正面
図、図（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１、２１充填ノズル２ノズル部３、２３ノズルホルダー４充填液入口５マニホールド６エアー吹込穴７多重管８、２２ノズル９フランジ１０管１１エアー排気口１２冷却水入・出口１３エアー吸込路１４エアー排気路１５水冷却溝１６充填液路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】定量充填用の複数個の電磁弁（５８）か
らの液体を、少数の充填ノズル（１）の少数のノズル
（８）に供給して大容量の充填品（Ｃ）を製造し、また
他のケースとして複数の電磁弁（５８）からの流体を複
数の充填ノズル（２１）の複数のノズル（２２）にそれ
ぞれ供給して小容量の充填品（Ｄ）を製造することを特
徴とする同時充填中空成形機の液体充填方法。
【請求項２】ノズルホルダー（３）とノズル部（２）
とから構成されている同時充填中空成形機の充填ノズル
（１）において、前記ノズルホルダー（３）には、複数
の電磁弁（５８）が管路を介して接続される複数の充填
液入口（４）と、該入口（４）と連通する各流路を集合
して下部中央に開口させるマニホールド（５）が形成さ
れ、前記ノズル部（２）は、前記ノズルホルダー（３）
の下部中央に取り付けられ前記マニホールド（５）と連
通される管状のノズル（８）と、上部にフランジ（９）
を有する複数の管（１０）が隙間を有して組み立てられ
てなる多重管部（７）とからなり、該多重管部（７）は
ノズルホルダー（３）の下部にフランジ（９）を介して
固定されていることを特徴とする同時充填中空成形機の
充填ノズル。
【請求項３】各隙間にはエアー吹込穴（６）、エアー
排気口（１１）、冷却水入・出口（１２）がそれぞれ連
通されていることを特徴とする請求項２記載の同時充填
中空成形機の充填ノズル。
【請求項４】前記電磁弁（５８）は定量充填用の電磁
弁であることを特徴とする請求項２または３記載の同時
充填中空成形機の充填ノズル。