JP5171558B2 - 中空成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆる中空成形装置に関し、とりわけ、成形金型の形状等に応じて成形金型に必要な型締力を効果的に付与できるようにした中空成形装置の型締駆動機構の改良に関する。

概略を説明すれば、中空成形品を成形する中空成形装置は、押出機のヘッドから吐出されたパリソンを成形金型内に導入して、パリソン内にエアを吹き込んで成形金型の内面に刻設したキャビティにパリソンを膨出させて中空成形品を成形するものであり、成形金型を型閉あるいは型開するための型締装置を備えている。

たとえば以下の特許文献１に示すような型締装置は、図８に示すように、適宜の可動台１３２に複数のタイバー１３３，１３４，１３５を水平方向へ移動可能に挿通して、これらタイバー１３３，１３４，１３５の両端に前方支持プレート１３６および後方支持プレート１３７を固定し、前方支持プレート１３６に前方プラテン１４０を取り付けて、タイバー１３３，１３４に後方プラテン１４５を摺動自在に挿通し、これらプラテン１４０，１４５に成形金型をなす割型１４１，１４４のそれぞれを取り付けて、型締駆動機構１５６を後方プラテン１４５と後方支持プレート１３７の間に介装した構成となっている。型締駆動機構１５６は、前方プラテン１４０および後方プラテン１４５を、スライドカラー１４２，１４３，１４６，１４７に挿通したタイバー１３３，１３４を介して相対的に接近又は離反させることにより、対向する割型１４１，１４４の開閉や型締を行うようになっている。

型締駆動機構１５６は、スライドブロック１５７に回動自在に支持された軸１５８に回転ディスク１５５が設けられ、軸１５８が図外の電動モータの駆動軸に結合されて、一対のリンクアーム１５４，１６１の一端部が回転ディスク１５５の径方向の相対向した位置に回動自在に連結されている。スライドブロック１５７は、タイバー１３３，１３４を水平方向へ移動可能に嵌挿されたスライドカラー１５９，１６０上に、直立して固定されている。

リンクアーム１５４は、他端部が後方プラテン１４５の裏面に取り付けられたブラケット１５３に回動自在に支持されている。また、このリンクアーム１６１の他端部は、軸１６４ａによってシャフト１６５に回動自在に支持されている。シャフト１６５は、後方支持プレート１３７の上端部に設けられたボックス状の皿ばね配置部１６６に軸方向に移動可能に挿入されている。皿ばね配置部１６６内には、シャフト１６５に嵌挿した複数枚の皿ばね１６７が互いに緩・圧可能に凹面を向き合わせて収容配置されている。皿ばね１６７の前方に配置されたブッシュ１６８は、複数枚の皿ばね１６７を押圧して撓ませて皿ばね１６７に予圧を与えている。そして、その撓ませた皿ばね１６７の復元力をもって、水平方向に一直線状になって伸長する一対のリンクアーム１５４，１６１を介して後方プラテン１４５を前方プラテン１４０に向けて押圧して型締するようになっている。
特開平７−３２３６６号公報

しかしながら、かかる中空成形装置の型締装置にあっては、型締力の調整は、中空成形機の設計時、製造時あるいは組立時、試運転時に、使用者から成形する中空成形品および使用する成形金型の種類や形状、その成形条件などを聴取して、型締駆動機構の構造、皿ばねの種類や形状の選択、さらには皿ばねに対するブラケットの弾圧力の調整等により、皿ばねの圧縮変形に基づく復元力程度や型締力および保圧力の調節を行っている。そのため、調整された皿ばねの復元力を使用者が調整することは、極めて困難となっている。

本発明は、かかる従来に技術的課題に鑑みて案出されたものであって、成形金型の型締力が容易かつ確実に調整でき、しかも、成形金型の種類や形状の変更にも対応できる中空成形装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、水平方向へ延びるタイバーの両端部に固定された前方支持プレートおよび後方支持プレートと、該両プレート間に位置して前記前方支持プレートに取付けられた前方プラテンおよび前記タイバーに摺動自在に設けられた後方プラテンと、該両プラテンに一対の割型のそれぞれを取り付けてなる金型と、前記後方プラテンと前記後方支持プレートとの間に配設された一対のリンクアームを伸長・屈曲させることによって前記金型の開閉および型締めを行なう型締駆動機構とを備え、該型締駆動機構は、前記一対のリンクアームのうち前記後方支持プレート側のリンクアームの後端部を偏心リンクピンによって回動自在に支持するブラケットと、該ブラケットに先端部が固定され、前記後方支持プレートに軸心方向へ移動可能に支持されたシャフトと、該シャフトに弾圧嵌挿した、前記偏心リンクピンの偏心位置によって負荷能力を変化させて型締力を変化させる複数の皿ばねとを備えたことを特徴としている。

この発明によれば、偏心リンクピンを回転させて該偏心リンクピンの偏心位置を変更することで、ブラケットおよびシャフトが偏心量分だけシャフトの軸方向一端側へ移動することとなり、シャフトを付勢する付勢部材に対する負荷が変化する。これにより、付勢部材の付勢力が変化させることが可能となり、この結果、金型の型締力を変更することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ブラケットが前記偏心リンクピンを回動自在に支持する二叉軸受け部を有し、前記偏心リンクピンが前記二叉軸受け部に支持させた被支持軸部と、それら軸心に対し偏心した軸心を持つ偏心軸部とを有していることを特徴としている。

この発明によれば、偏心リンクピンにおいて偏心軸部の両端の被支持部をブラケットの二叉軸受け部に確実に支持させることで、偏心リンクピンの偏心切換を容易かつ確実に行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記型締駆動機構は、電動モータにより回転する長手端部対および短手端部対を有する回転子を備え、該回転子の各長手端部対に、前記回転子の回転中心に対して互いに対向して前記一対のリンクアームの端部が回動自在に連結されていることを特徴としている。

この発明によれば、一対のリンクアームに型締力を発生させる手段として電動モータを使用しているので、型締力を微調整することが可能となり、多様な型締力を確実かつ容易に発生させることができる。

本願発明によれば、偏心リンクピンを回転させるといった極めて容易な作業によって金型の型締力を調整することが可能となり、装置の分解など煩雑な作業を伴うことなく、金型の型締力の調整を容易かつ確実に行うことができる。

以下、本発明に係る中空成形装置の実施の形態について、図１〜図７に基づいて詳述する。

図１および図２に示すように、基台１の上面に左右一対のガイドレール２，２が互いに離間して敷設され、これらガイドレール２，２に可動台３が図１中の奥行き方向へ摺動自在に載設されている。そして、可動台３に３本のタイバー４，５，６が逆三角形の配置にて水平方向へ挿通支持され、これらタイバーの両端部に前方支持プレート７および後方支持プレート８がナットによってねじ止め固定されている。なお、タイバー５は、図１の図示においてタイバー４の背後に隠れているので、図中では符号５に括弧を付して示している。同様に、タイバー５等を支持する部材であって図面上隠れた部材についても、その符号に括弧を付して図示している。

前方支持プレート７の上端部には、前方プラテン９に取り付けられたブラケット１０が軸１１によって回動自在に支持されている。前方プラテン９は、成形金型１２をなす一対の割型のうちの一方の割型１２ａが取り付けられている。前方プラテン９の下部にはスライドカラー１３，１４が設けられ、タイバー４がスライドカラー１３に、またタイバー５がスライドカラー１４に、それぞれ摺動自在に挿通されている。

前方プラテン９に対向する位置には、後方プラテン１５が配設されている。後方プラテン１５は、成形金型１２の他方の割型締１２ｂが取り付けられていて、その下部にスライドカラー１６，１７が設けられ、タイバー４がスライドカラー１６に、またタイバー５がスライドカラー１７に、それぞれ摺動自在に挿通されている。

スライドカラー１３，１７には、それぞれブラケット１８，１９が設けられており、ブラケット１８には、第１ラック部材２０が水平方向へ延伸して設けられている。一方、ブラケット１９には、第２ラック部材２３が第１ラック部材２０と平行に水平方向へ延伸して設けられている。

なお、ラック部材２０，２３については、本実施の形態では板状のラック板を採用しているが、該ラック板に限定されるものではなく、例えば棒状に形成したラック棒であってもよい。これらラック部材２０，２３は、それぞれ可動台３に回転自在に軸支されていて、図外のピニオンに対面して噛合し、このピニオンの回転によって当該両ラック部材２０，２３がそれぞれ等長にて図１中の水平方向左右へ移動することにより、前方プラテン９および後方プラテン１５をそれぞれ当該両プラテン９，１５の中間にあるパーティングラインＰＬへ向けて移動させるようになっている。そして、パーティングライン保持機構２４が、ラック部材２０，２３と図外のピニオンにより、従来と同様の構造にて構成されている。

型締駆動機構３０は、後方プラテン１５と後方支持プレート８との間において一対のリンクアーム３１，３２の伸長および屈曲によって成形金型１２の開閉および型締を行なうものであり、以下に述べる構成からなる。

第１リンクアーム３１は、その一端が後方プラテン１５に取り付けられたブラケット３３に軸３４を介して回動自在に連結されている。一方、第１リンクアーム３１の他端部は、ほぼ菱形形状に形成された回転子３５の長手端部の一方に軸３６を介して回動自在に連結されている。第２リンクアーム３２は、その一端部が回転子３５の長手方向他端部に軸３７を介して回動自在に連結されている。

回転子３５は、スライドブロック３８に駆動軸３９によって回転自在に支持されている。スライドブロック３８は、タイバー４，５にそれぞれ嵌挿したスライドカラー４０，４１に直立して取り付けられている。回転子３５の駆動軸３９には、図２に示すように、電動モータ４２の出力軸４２ａがジョイント４３を介して結合されている。電動モータ４２は、減速機３９Ａを介してスライドブロック３８に固定されている。なお、電動モータ４２は、サーボモータのように回転制御が容易なものを使用することができる。

第２リンクアーム３２の他端部は、偏心リンクピン５１によって平面コ字形の二叉軸受け部を有するブラケット５２に回動自在に支持されている。ブラケット５２には、シャフト５３の一端部が固定されている。また、シャフト５３は、後方支持プレート８の上端部に設けられた中空のシリンダ５４にブッシュ５５を介して軸心方向へ移動可能に挿入されている。

そして、本発明の付勢部材である複数枚からなる皿ばね５６は、シリンダ５４内において、皿ばね予圧調整ナット５３ｂによってシャフト５３のカラー５３ａに弾圧されつつ、シャフト５３のシャフト本体に嵌挿した状態で収容されている。また、これらの皿ばね５６は、一部重ね合わせた状態で、かつ、それらを重ね合わせたものが互いに圧縮可能となるように凹面を向き合わせて組み合わせた状態で配設されている。また、これら皿ばね５６の後方部では、後方支持プレート８に固定された抜け止めブッシュ５７が皿ばね５６の復元力を受けるようになっている。

偏心リンクピン５１は、図２〜図４に示すように、同一軸心Ａを持つ第１の被支持軸部５１ａおよび第２の被支持軸部５１ｂを有していて、これら被支持軸部５１ａ，５１ｂ間に偏心軸部５１ｃが設けられている。また、この偏心リンクピン５１は、ブラケット５２の二叉片状軸受け部５２ａ，５２ｂにおいて第１の被支持軸部５１ａおよび第２の被支持軸部５１ｂがそれぞれ支持されている。偏心リンクピン５１の偏心軸５１ｃは、軸心Ａに対して所定寸法だけ偏心した軸心Ｂを持っている。この偏心寸法は、型締力によって異なるが、たとえば図５に示す型締力７０ｋＮ（キロニュートン、以下同じ）の場合には、軸心Ａに対して右側に１ｍｍさせるようにし、図６に示す型締力４０ｋＮの場合には、軸心Ａに対して左側に１ｍｍ偏心させるようになっている。

また、偏心リンクピン５１は、電動モータ５８によって回転駆動されるように構成されていて、二又ジョイント部５１ｄに電動モータ５８のモータ軸５８ａが軸６０を介して連結されている。なお、電動モータ５８は、サーボモータのように回転制御が容易なものを使用することができる。さらに、偏心リンクピン５１には、偏心軸５１ｃの軸心Ｂが軸心Ａに対し左右のいずれの位置に偏心しているかを視覚的に示す矢印形状の方位板５９が取り付けられている。なお、方位板５９の矢印は、図１に示すように右側を指している場合には、偏心軸５１ｃの軸心Ｂが軸心Ａに対して右側の位置に偏心していることを示し、反対側を指している場合には、偏心軸５１ｃの軸心Ｂが軸心Ａに対して左側の位置に偏心していることを示している。

以下に、本実施の形態に係る中空成形装置の動作について説明する。

まず、パーティングラインＰＬに垂下するパリソンを割型１２ａ，１２ｂ内に収納するため、図１に示す状態において、電動モータ４２を制御回転する。そうすると、出力軸４２ａに結合した駆動軸３９が回転して、回転子３５が回転することになり、この結果、図５や図６に示すように、一対のリンク３１，３２が同一水平線上に整列するまで伸長し、前方支持プレート７および後方支持プレート８がそれぞれ図１中の左方向へと移動するとともに、後方プラテン１５がスライドカラー１６（１７）を介して図１中右方向へと移動する。

そして、後方プラテン１５の図１中の右方向への移動と、前方支持プレート７の図１中の左方向への移動に伴う前方プラテン９の左方向への移動により、一対の第１ラック部材２０および第２ラック部材２３が互いに反対方向へと移動して図外のピニオンが回転し、これによって割型１２ａ，１２ｂの移動が等しく規制され、該割型１２ａ，１２ｂがパーティングラインＰＬに対して等距離で移動しながら接近して、図５または図６に示すような状態となる。

このようにして、割型１２ａ，１２ｂがパーティングラインＰＬにおいて互いに接触して型締めすると、パリソンが割型１２ａ，１２ｂのキャビティ内に収容されるとともに、スライドカラー４０，４１を介してスライドブロック３８がタイバー４，５に対して移動して、第２リンクアーム３２およびブラケット５２が図１中の左方向へ押されることとなり、シャフト５３の端部のナット５３ｃを抜け止めブッシュ５７の端面から離間させる。そして、図５、図６に示すように、シャフト５３のカラー５３ａが各皿ばね５６を押圧して撓み変形させることで、該撓み変形させた各皿ばね５６の復元力により、一直線状になった一対の第１リンクアーム３１および第２リンクアーム３２を介して後方プラテン１５を前方プラテン９側へ向けて押圧して型締めを行う。

したがって、割型１２ａ，１２ｂは、タイバー４，５，６のそれぞれの両端部に連結された前方支持プレート７と後方支持プレート８に挟まれることとなり、各皿ばね５６の圧縮変形に基づく復元力によって互いに型締めされるのである。ここで、型締力を発生させるときの前方支持プレート７，後方支持プレート８，タイバー４，５，６等の撓み変形に基づく弾性エネルギーは、各皿ばね５６を撓み変形させるエネルギーとつり合う。

続いて、割型１２ａ，１２ｂ内で成形された成形品を取り出すため、回転子３５を反対方向へ回転させると、第１リンクアーム３１が後方プラテン１５を図５、図６中の左方向へと引く一方、第２リンクアーム３２が後方支持プレート８を図５、図６中の右方向へと引き、パーティング保持機構２４によって割型１２ａ，１２ｂが互いに等距離で離間することにより、図１に示す状態へと復帰し、図外のブローピンに宙づりされた成形品を脱型する。

次に、かかる中空成形装置における成形金型の変更等に伴う型締力の調整操作について説明する。

まず、回転子３５および一対のリンクアーム３１，３２に発生する型締力を一定にした状態において、たとえば元の状態が型締力７０ＫＮの図１に示す場合、すなわち方位板５９の矢印先端が水平方向右向きに示すような偏心リンクピン５１の偏心軸５１ｃの軸心Ｂが軸心Ａに対して左側に偏心している状態であって、これを型締力が４０ＫＮの図６に示すような場合、すなわち方位板５９の矢印先端が水平方向左向きとなるように変更する場合には、図１に示す状態から、電動モータ５８を回転制御して、偏心リンクピン５１を回転させる。こうして、方位板５９の矢印先端が図６に示すような水平方向左向きとなると、偏心リンクピン５１の偏心軸５１ｃの軸心Ｂが軸心Ａに対して左側に偏心して、型締力４０ＫＮの保持状態となる。そして、電動モータ４２を回転させ、一対のリンクアーム３１，３２が互いに対向して直線状態になる伸長変化させると、図６に示すような状態となる。一方、図６に示す状態の型締力の保持力から図５に示す型締力の保持力に変更する場合には、上述とは逆の操作を行うことによって達成することができる。

なお、図７の（Ａ）は、図５に示す偏心リンクピン５１の回転位置における各皿ばね５６の圧縮状態を示し、図７の（Ｂ）は、図６に示す偏心リンクピン５１の回転位置における皿ばね５６の圧縮状態を示している。このとき、図７（Ａ）に示したシャフト５３のカラー５３ａの端面と図７（Ｂ）に示したシャフト５３のカラー５３ａの同端面とは、図中の寸法Ｌ分だけ、すなわち２ｍｍ離れた状態となっている。

本発明の実施の形態に係る中空成形装置の型開状態を示し、一部を断面で表した正面図である。 同中空成形装置の型締駆動機構を示し、一部を断面で表した平面図である。 偏心リンクピンを示す平面図である。 同偏心リンクピンを示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る中空成形装置における型締力が７０ｋＮの型締め状態を示し、一部を断面で表した正面図である。 本発明の実施の形態に係る中空成形装置における型締力が４０ｋＮの型締め状態を示し、一部を断面で表した正面図である。 （Ａ）図５に示す型締め状態における付勢手段を示す要部拡大断面図である。（Ｂ）図５に示す型締め状態における付勢手段を示す要部拡大断面図である。 従来の中空成形装置の概略を示す正面図である。

符号の説明

４，５，６…タイバー
７…前方支持プレート
８…後方支持プレート
９…前方プラテン
１２…成形金型
１５…後方プラテン
３０…型締駆動機構
３１…第１リンクアーム
３２…第２リンクアーム
３５…回転子
４２…電動モータ
５１…偏心リンクピン
５１ｃ…偏心軸
５２…ブラケット
５３…シャフト
５６…皿ばね

Claims (3)

1. 水平方向へ延びるタイバーの両端部に固定された前方支持プレートおよび後方支持プレートと、
   該両プレート間に位置して前記前方支持プレートに取付けられた前方プラテンおよび前記タイバーに摺動自在に設けられた後方プラテンと、
   該両プラテンに一対の割型のそれぞれを取り付けてなる金型と、
   前記後方プラテンと前記後方支持プレートとの間に配設された一対のリンクアームを伸長・屈曲させることによって前記金型の開閉および型締めを行なう型締駆動機構とを備え、
   該型締駆動機構は、前記一対のリンクアームのうち前記後方支持プレート側のリンクアームの後端部を偏心リンクピンによって回動自在に支持するブラケットと、
   該ブラケットに先端部が固定され、前記後方支持プレートに軸心方向へ移動可能に支持されたシャフトと、
   該シャフトに弾圧嵌挿した、前記偏心リンクピンの偏心位置によって負荷能力を変化させて型締力を変化させる複数の皿ばねとを備えたことを特徴とする中空成形装置。
2. 前記ブラケットが前記偏心リンクピンを回動自在に支持する二叉軸受け部を有し、前記偏心リンクピンが前記二叉軸受け部に支持させた被支持軸部と、それら軸心に対し偏心した軸心を持つ偏心軸部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の中空成形装置。
3. 前記型締駆動機構は、電動モータにより回転する長手端部対および短手端部対を有する回転子を備え、該回転子の各長手端部対に、前記回転子の回転中心に対して互いに対向して前記一対のリンクアームの端部が回動自在に連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の中空成形装置。

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