JP4204308B2

JP4204308B2 - プリフォームの冷却装置

Info

Publication number: JP4204308B2
Application number: JP2002367831A
Authority: JP
Inventors: 寿和平田; 雅樹山口
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: CN1508001A; JP2004195826A; CN1307037C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形されたプリフォームを追加冷却するためのプリフォームの冷却装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来のプリフォームを追加冷却するためのプリフォームの冷却装置は、例えば、射出成形された複数のプリフォームを射出成形金型の型開中に型締板間から取り出す取出装置と、取出装置によって取り出された複数のプリフォームを冷却手段に受け渡すための搬送手段と、搬送手段によって受け渡された複数のプリフォームを追加冷却する冷却手段と、を有するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
一般に、射出成形されたプリフォームは、円筒状の胴部と、胴部を閉塞する底部と、底部に数ミリ例えば４ｍｍ程度突出する円錐台形状のゲート部とが形成される。ゲート部は、ホットランナから射出金型へ溶融樹脂を射出する流路によって形成されるものであり、本来、製品としては不要な部分である。
【０００４】
従来のプリフォームの冷却装置は、射出成形装置により射出成形されたプリフォームを受取位置と取出位置の間で移動させる取出装置を有している。そして、取出装置によって射出成形装置の外に取り出されたプリフォームは、その上方に配置された搬送手段によって抜き出され、抜き出されたプリフォームは、その位置でゲートカット装置によってゲートを切り落としている。ゲートカットされたプリフォームは、搬送手段によって搬送方向へ移動させ、冷却手段の冷却ブロックに差し込んで、追加冷却を行っている。
【０００５】
冷却ブロックは、射出成形サイクル３回分、例えば４８個のプリフォームを収容することができる収容部を有している。冷却ブロックの収容部が一杯になった時点で、最初に差し込まれたプリフォームは、搬送手段によって冷却装置の外へ排出する排出部へ搬送され、排出するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２８９０９８（第１−７頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなプリフォームの冷却装置にあっては、プリフォームが射出成形装置から取り出された後であって、かつ、冷却手段へ挿入するまでの間でゲートカットを行っていたため、迅速にプリフォームを冷却手段へ挿入することができなかった。また、ゲートカット装置を冷却手段と射出成形金型の間に配置しなければならなかった。
【０００８】
本発明の目的は、ゲートカットを行いながらも射出成形されたプリフォームを素早く冷却手段へ挿入することができるプリフォームの冷却装置を提供することにある。また、省スペースを実現したゲートカット装置を有するプリフォームの冷却装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の一態様のプリフォームの冷却装置は、射出成形されたプリフォームを射出成形装置から取り出す取出装置と、取り出された前記プリフォームを冷却する冷却手段と、前記取出装置から前記冷却手段へ前記プリフォームを受け渡す搬送手段と、を有するプリフォームの冷却装置において、
前記冷却手段は、前記プリフォームの胴部と底部の少なくとも一部と接触する内面を有する収容部と、前記収容部を冷却する冷却媒体を流通させる冷却流路と、を有し、
前記収容部は、該収容部の上端に前記プリフォームの胴部を挿通可能な第１開口部と、該収容部の下端に前記プリフォームの底部に形成されたゲート部を該収容部から突出させる第２開口部と、を備え、
前記冷却手段の下方には、前記第２開口部から突出した前記ゲート部を切除するためのゲートカット装置が配置される。
【００１０】
本発明の一態様によれば、射出成形装置から取り出されたプリフォームのゲートカットを待つことなく、プリフォームを取出手段から冷却手段に受け渡すことができ、迅速にプリフォームの冷却を開始することができる。また、第２開口部から突出したゲート部をゲートカット装置によって切除するため、ゲート部を切除する間もプリフォームを継続的に冷却することができる。さらに、ゲートカット装置を冷却手段の下方に配置することができるので、射出成形装置と冷却手段との間にゲートカット装置を配置するスペースが必要なく、省スペース化できる。またさらに、冷却手段の下方にゲートカット装置を配置したことで、切除されたゲート部が冷却手段内に飛び込むことで、次サイクルのプリフォームが完全に冷却手段内に挿入できないということもない。
【００１１】
ここで、本発明の一態様のプリフォームの冷却装置において、前記射出成形装置は、１サイクルでＮ個の前記プリフォームを同時に成形する射出金型を有し、
前記冷却手段は、Ｎ×ｎ（ｎ≧２）個の前記収容部を有することができる。
【００１２】
このような構成とすることで、射出成形されたプリフォームを冷却手段によって冷却する時間を十分にとることができる。特に、ゲートカット装置を冷却手段の下方に配置させたので、射出成形装置と冷却手段との間のスペースを有効に利用して、従来より多くのプリフォームを収容することができる。
【００１３】
さらに、本発明の一態様のプリフォームの冷却装置において、前記冷却手段は、前記収容部を水平移動させる第１の水平移動手段を有し、前記ゲートカット装置は、前記ゲート部を切除する刃を備えたゲートカッタと、該ゲートカッタを前記第２開口部から突出した前記ゲート部に対して昇降させる昇降手段とを有することができる。
【００１４】
このような構成とすることで、冷却手段は、搬送手段から冷却手段へプリフォームを受け渡す際に、第１の水平移動手段によって冷却手段を移動できるので、受け渡し位置の自由度が高くなる。
【００１５】
ここで、本発明の一態様のプリフォームの冷却装置において、前記射出成形装置は、１サイクルでＮ個の前記プリフォームを同時に成形する射出金型を有し、
前記冷却手段は、Ｎ×ｎ（ｎ≧２）個の前記収容部を有し、
前記ゲートカット装置は、Ｎ個のゲートカッタと、前記ゲートカッタを前記第２開口部から突出した前記ゲート部に対応する位置へ水平移動する第２の水平移動手段を有することができる。
【００１６】
このような構成とすることで、ゲートカッタを第２の水平移動手段によってゲート部を切除されていないプリフォームの位置に移動でき、したがって収容部より少ない数のゲートカッタを用意するだけで、ゲート部を確実にカットすることができる。
【００１７】
本発明の一態様のプリフォームの冷却装置は、射出成形されたプリフォームを冷却する冷却手段を有し、
前記冷却手段は、前記プリフォームの胴部と底部の少なくとも一部と接触する内面を有する収容部と、前記収容部を冷却する冷却媒体を流通させる冷却流路と、を有し、
前記収容部は、該収容部の上端に前記プリフォームの胴部を挿通可能な第１開口部と、該収容部の下端に前記プリフォームのゲート部を該収容部から突出させる第２開口部と、を備え、かつ、前記プリフォームの底部の少なくとも一部と接触してプリフォームを支持する。
【００１８】
本発明の一態様によれば、収容部は、プリフォームの底部の少なくとも一部と接触してプリフォームを支持しつつ、ゲート部を第２開口部から突出させることができる。したがって、収容部から突出したゲート部をゲートカット装置等によって切除することができるので、ゲート部を切除する間もプリフォームを支持しつつ冷却することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１〜図８は、本発明の一実施の形態に係るプリフォームの冷却装置１２を示す図である。
【００２１】
図１は、射出成形装置１０にプリフォームの冷却装置１２を取り付けた状態を示す一部切欠き側面図である。図２〜図５は、プリフォームの冷却装置１２の動作を説明する図である。図６は、プリフォームの冷却装置１２の一部切欠き正面図である。図７は、冷却手段６０の収容部６１ｃの断面図、図８は、その一部拡大図である。
【００２２】
射出成形装置１０は、図１に示すように、合成樹脂例えばポリエチレンテレフタレート樹脂を溶融し射出する射出装置２２と、下部型締板１６と、をベッド１４上に固定している。そして、射出成形装置１０は、この下部型締板１６に対し、ベッド１４内に配置した図示せぬ型締シリンダにより、４本のタイバー１８を介し昇降可能にされた上部型締板２０とを有している。下部型締板１６上には、射出装置２２と接続されるホットランナブロック２４が設置され、このホットランナブロック２４上にプリフォーム３６の搬送方向Ａと直交する方向にわたって複数例えば１列１２個のプリフォーム３６を搬送方向Ａに４列成形するための４８個のキャビティを有する射出キャビティ型２６が設置されている。上部型締板２０の下面側には、射出キャビティ型２６の各キャビティ対応位置に４８個の射出コア型２８とそれぞれ割型からなるネックキャビティ型３０が取り付けられている。
【００２３】
そして、図示せぬ型締シリンダにより、タイバー１８を介し、上部型締板２０を下降させ、射出キャビティ型２６に対し射出コア型２８およびネックキャビティ型３０を下降させて型締し、射出装置２２より射出キャビティ型２６内に溶融樹脂を射出することで４８個のプリフォーム３６を射出成形する。その後、上部型締板２０を上昇させてプリフォーム３６を射出キャビティ型２６から離型させ、さらに、プリフォーム３６と射出コア型２８とを離型させ、ネックキャビティ型３０を開くことによりプリフォーム３６を落下させて取り出す。
【００２４】
一般に、射出キャビティ型２６、射出コア型２８およびネックキャビティ型３０からなる射出金型内でプリフォーム３６を冷却する時間を短縮することで、射出成形装置のサイクルタイムを短縮させ、プリフォームの生産能力を向上させる。その短縮された冷却時間を補うものが、プリフォームの冷却装置１２である。プリフォーム３６は、図７に示すように、開口するネック部３６ａと、円筒状の胴部３６ｂと、胴部３６ｂを閉じる半球状の底部３６ｃと、底部３６ｃから突出するゲート部３６ｄと、を有している。
【００２５】
プリフォームの冷却装置１２は、図１に示すように、射出成形装置１０のベッド１４上であって、下部型締板１６の左側に固定される。プリフォームの冷却装置１２は、射出成形装置１０により射出成形されたプリフォーム３６を取り出す取出装置４０と、プリフォーム３６を冷却する冷却手段６０と、プリフォーム３６を取出装置４０から冷却手段６０へと搬送して受け渡す搬送手段５０とを有している。また、プリフォームの冷却装置１２は、冷却後のプリフォーム３６を装置外へ排出する排出部７０を有し、搬送手段５０は、冷却後のプリフォーム３６を冷却手段６０から排出部７０へと搬送する。なお、図１は、プリフォームの冷却装置１２の手前側にあるフレーム等の一部を切り欠いて、各動作部を説明しやすくしている。
【００２６】
取出装置４０は、プリフォーム３６の搬送方向Ａに延びる第１のフレーム４３に進退自在に取り付けられている取出板４１と、取出板４１を進退させる駆動装置４６とを有している。取出板４１を進退させる駆動装置４６は、電動モータからなる第１のモータ４５と、第１のモータ４５によって駆動される複数の無端状のベルトを連結してなる第１のベルト４４とを有している。第１のモータ４５を回転させることで、第１のベルト４４に固定された取出板４１は、第１のフレーム４３に設けられた図示せぬガイドレールに沿って射出成形装置１０の受取位置と、プリフォーム冷却装置１２の取出位置との間を進退移動する。
【００２７】
取出板４１は、射出成形装置１０で同時成形される４８個のプリフォーム３６を受容可能な４８個の孔を有している。取出板４１は、図１及び図２に示すように、射出成形装置内に進入し、４８個の孔の上面にプリフォーム３６のネック部３６ａ下端のサポートリング３６ｅを載せ、図３に示すように、プリフォーム３６をプリフォームの冷却装置１２の取出位置まで後退する。そして、４８個のプリフォーム３６は、搬送手段５０によって、冷却手段６０に受け渡される。
【００２８】
搬送手段５０は、プリフォーム３６を取出板４１から冷却手段６０に受け渡す第１の把持機構５１と、プリフォーム３６を冷却手段６０から排出部７０に移動させる第２の把持機構５２と、これら第１の把持機構５１および第２の把持機構５２を往復移動させる駆動手段５６と、を有する。第１の把持機構５１および第２の把持機構５２は、４８個のプリフォーム３６のネック部３６ａを把持する把持部材５１ａ，５２ａと、把持部材５１ａ，５２ａを昇降させる昇降手段５１ｂ、５２ｂ、例えばエアシリンダと、を有している。
【００２９】
第１の把持機構５１および第２の把持機構５２を往復移動させる駆動手段５６は、電動モータからなる第２のモータ５５と、第２のモータ５５によって駆動される複数の無端状のベルトを連結してなる第２のベルト５４とを有している。第２のモータ５５を回転させることで、第２のベルト５４に固定された第１の把持機構５１および第２の把持機構５２は、第２のフレーム５３に設けられた図示せぬガイドレールに沿ってプリフォーム３６の搬送方向に往復移動する。
【００３０】
搬送手段５０の動作については、図２〜図５を参照して説明する。まず、図２に示すように、第１の把持機構５１および第２の把持機構５２は、プリフォーム３６を保持せずに待機位置にある。次に、図３に示すように、取出板４１が４８個のプリフォーム３６を取出位置まで取り出してくると、第１の把持機構５１が下降して、プリフォーム３６を把持するとともに、第２の把持機構５２が下降して、４サイクル時間の間冷却された最初のプリフォーム３６を把持する。
【００３１】
次に、図４に示すように、第１の把持機構５１および第２の把持機構５２が上昇し、取出板４１と冷却手段６０からプリフォーム３６を抜き出す。さらに、図５に示すように、第１の把持機構５１および第２の把持機構５２は、第２のモータ５５を回転させることで、第２のベルト５４によって、プリフォームの搬送方向Ａに移動する。そして、第１の把持機構５１は、下降し、把持していたプリフォーム３６を、第２の把持機構５２によってプリフォーム３６を抜き出すことによって空いた冷却手段６０の収容部６１ｃに挿入し、プリフォーム３６を開放する。また、同時に第２の把持機構５２に把持されたプリフォーム３６は、排出部７０のシュータ７１上でプリフォーム３６を開放し、プリフォーム３６を外部へ排出する。そして、第１の把持機構５１および第２の把持機構５２は、図２の待機位置へと戻る。
【００３２】
冷却手段６０は、図１に示すように、プリフォーム３６を冷却する冷却ブロック６１と、冷却ブロック６１をプリフォームの搬送方向Ａに沿って往復移動させる第１の水平移動手段６５とを有している。冷却ブロック６１は、は、搬送方向Ａと直交する方向に一列１２個の冷却筒６１ａを１６列有している。したがって、冷却ブロック６１は、複数サイクル分、例えば４サイクル分の射出成形個数（１９２個）のプリフォーム３６を冷却する。図７に示すように、収容筒６１ａは、プリフォーム３６を挿通可能な第１開口部６１ｂと、プリフォーム３６の外面に接触して保持する収容部６１ｃと、プリフォーム３６のゲート部６３ｄを挿通する第２開口部６１ｄを有している。さらに、収容筒６１ａは、内部に冷却水を循環させる冷却水路６１ｅを有している。
【００３３】
収容部６１ｃは、プリフォーム３６の胴部３６ｂと底部３６ｃの外形とほぼ同じ大きさに形成されている。プリフォーム３６の胴部３６ｂの内ネック部３６ａ下方の薄肉部を除く外表面は、収容部６１ｃと接触して冷却される。また、プリフォーム３６の底部３６ｃの外表面は、収容部６１ｃの底部３６ｃ対応表面と接触して冷却されるとともに、収容部６１ｃの底部３６ｃ対応表面によって保持されることでプリフォーム３６全体を支持している。
【００３４】
第２開口部６１ｄは、図８に拡大して示すように、プリフォーム３６のゲート部３６ｄの最大外径よりも多少大きな外径に形成されている。ゲートカット後に底部３６ｃに残る短いゲート部３６ｄと第２開口部６１ｄの隙間は狭く、切除されたゲート部３６ｄが入りこむことができない。また、第２開口部６１ｄの高さは、ゲート部３６ｄのほとんど全長を収容筒６１ａから突出できるように、非常に低く形成されている。したがって、ゲート部３６ｄの根元（すなわち底部３６ｃとの接続部分）付近までゲートカッタ８１によって、切除することができる。なお、プリフォーム３６の底部３６ｃの外表面は、収容部６１ｃの底部３６ｃ対応表面と接触しているので、切除されたゲート部３６ｄが収容部６１ｃ内に入りこんで、次サイクルのゲートカット不良を起こすことがない。
【００３５】
冷却ブロック６１をプリフォームの搬送方向Ａに沿って往復移動させる第１の水平移動手段６５は、例えば電動モータからなる第３のモータ６４と、第３のモータ６４によって回転するねじ軸によって冷却ブロックを移動させるボールねじ機構６３と、第３のフレーム６２上に設置された図示せぬガイドレールと、を含んでいる。すなわち、第３のモータ６４を回転させることで、ボールねじ機構６３のねじ軸が回転し、ねじ軸に螺合するボールナットと一体の冷却ブロック６１が第３のフレーム６２に沿って水平移動する。そして、冷却ブロック６１を水平移動することにより、搬送手段５０の受渡し位置を一定としても、少ないスペースであっても複数位置で冷却ブロック６１にプリフォーム３６を受け渡すことができる。また、取出板４１と冷却ブロック６１を高さ方向で干渉しない位置に設定することで、取出板４１の水平移動するスペースの下方まで冷却ブロック６１を移動させることができ、省スペースを達成しながら、多くのプリフォーム３６を同時に冷却ブロック６１で収容・冷却することができる。
【００３６】
ゲートカット装置８０は、図１及び図６に示すように、冷却ブロック６１の下方に設置されている。そして、ゲートカット装置８０は、ニッパ状の刃８１ａ（図８参照）によってプリフォーム３６のゲート部を切除するゲートカッタ８１と、ゲートカッタ８１を冷却ブロック６１に対して昇降させる昇降手段である昇降シリンダ８２と、ゲートカッタ８１及び昇降シリンダ８２をプリフォームの搬送方向Ａに沿って移動させる第２の水平移動手段である水平移動シリンダ８３と、を有している。昇降シリンダ８２と水平移動シリンダ８３は、例えば低圧エアで駆動するエアシリンダであり、特に水平移動シリンダ８３は、ロッドレスシリンダである。ゲートカッタ８１は、図１に示すように、冷却ブロック６１に収容されたプリフォーム３６に対応する様に２列（図６に示すように１列は１２個）設けられている。したがって、射出成形された新しいプリフォーム３６が冷却ブロック６１に運ばれてくると、図５に示すように、まず射出成形装置１０側の２列のプリフォーム３６のゲート部３６ｄに対して、ゲートカッタ８１を昇降シリンダ８２によって上昇させ、ゲート部３６ｄを切除し、ゲートカッタ８１を下降させる。次に、残りの２列のプリフォーム３６のゲート部３６ｄの下方へ水平移動シリンダ８３によってゲートカッタ８１を移動させ、ゲートカッタ８１を昇降シリンダ８２によって上昇させ、ゲート部３６ｄを切除し、ゲートカッタ８１を下降させる。このように、１サイクル分（４列）のプリフォーム３６のゲート部３６ｄを切除するために、２回のゲートカット工程が行われる。
【００３７】
ゲートカッタ８１によって切り落とされたゲート部３６ｄは、エアブローによって図６に示すシュータ８４に押し出され、装置外へ排出される。
【００３８】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の形態に変形可能である。
【００３９】
例えば、前記実施の形態では、ゲートカッタ８１は、ニッパ状の刃８１ａで構成されていたが、刃付き円板を回転させるタイプでも、レーザーカッターのタイプでもよい。
【００４０】
また、ゲートカッタ８１の個数は、射出成形によって同時に成形されるプリフォーム３６の半分であったが、１サイクル分のゲートカッタ８１を用意してもよく、その場合、水平移動シリンダ８３は必要ない。
【００４１】
さらに、前記実施の形態では、取出板４１は、単にプリフォームを搬送するだけであったが、冷却水によって冷却された円筒状の冷却筒を用いることで、取出の際にもプリフォームを冷却することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプリフォームの冷却装置を射出成形装置に取り付けた状態を示す一部切欠き側面図である。
【図２】取出板が射出成形装置内でプリフォームを受け取る状態を示す概略側面図である。
【図３】搬送手段がプリフォームを受け取る状態を示す概略側面図である。
【図４】搬送手段がプリフォームを保持して上昇した状態を示す概略側面図である。
【図５】搬送手段がプリフォームを冷却ブロックに受渡し、かつプリフォームを排出する状態を示す概略側面図である。
【図６】排出部側から見たプリフォームの冷却装置の一部切欠き正面図である。
【図７】冷却手段の収容部の断面図である。
【図８】冷却手段の収容部の断面図の拡大図である。
【符号の説明】
１０射出成形装置
１２プリフォームの冷却装置
３６プリフォーム
３６ｄゲート部
４０取出装置
４１取出板
５０搬送手段
５１第１把持機構
５２第２把持機構
６０冷却手段
６１冷却ブロック
６１ａ収容筒
６１ｂ第１開口部
６１ｃ収容部
６１ｄ第２開口部
８０ゲートカット装置
８１ゲートカッタ
８２昇降シリンダ
８３水平移動シリンダ

Claims

射出成形されたプリフォームを射出成形装置から取り出す取出装置と、取り出された前記プリフォームを冷却する冷却手段と、前記取出装置から前記冷却手段へ前記プリフォームを受け渡す搬送手段と、を有するプリフォームの冷却装置において、
前記冷却手段は、前記プリフォームの胴部と底部の少なくとも一部と接触する内面を有する収容部と、前記収容部を冷却する冷却媒体を流通させる冷却流路と、を有し、
前記収容部は、該収容部の上端に前記プリフォームの胴部を挿通可能な第１開口部と、該収容部の下端に前記プリフォームのゲート部を該収容部から突出させる第２開口部と、を備え、
前記冷却手段の下方には、前記第２開口部から突出した前記ゲート部を切除するためのゲートカット装置が配置され、
前記冷却手段は、前記収容部を水平移動させる第１の水平移動手段を有し、
前記ゲートカット装置は、前記ゲート部を切除する刃を備えたゲートカッタと、該ゲートカッタを前記第２開口部から突出した前記ゲート部に対して昇降させる昇降手段とを有することを特徴とするプリフォームの冷却装置。
請求項１において、
前記射出成形装置は、１サイクルでＮ個の前記プリフォームを同時に成形する射出金型を有し、
前記冷却手段は、Ｎ×ｎ（ｎ≧２）個の前記収容部を有し、
前記ゲートカット装置は、Ｎ個のゲートカッタと、前記ゲートカッタを前記第２開口部から突出した前記ゲート部に対応する位置へ水平移動する第２の水平移動手段を有することを特徴とするプリフォームの冷却装置。