JP5175477B2 - ブロー成形機の型締め装置 - Google Patents

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Description

本発明はブロー成形機の型締め装置に関する。
特許文献1には、進退可能に対向配置された一対の型開閉盤と、左右に逆方向にねじ切りした雄ねじ部を有し、前記雄ねじ部が前記型開閉盤に形成したねじ穴に貫通螺合する型開閉用スクリューと、各型開閉盤に支持された複数個の型締め用ねじ軸と、前記型閉め用ねじ軸が螺合するナット部材が設置された型取付板と、各型開閉盤が型開き方向に移動しないようにロックするロック機構を備えたブロー成形機が記載されている。このブロー成形機では、型締めに当たり、型開閉用電動機により型開閉用スクリューを回転させて、両型開閉盤を型閉め完了位置(型締め開始位置)まで前進させ、ここで両型開閉盤が開かないようにロックし、続いて、各型開閉盤に設置した型締め用電動機により前記型締め用ねじ軸を回転させ、両型取付板を前進させて食い切りを伴う型締めを行っている。
特許文献2には、本体部に前後摺動自在に水平支持されたタイバーと、タイバーの両端部に固定されたフロント及びリアのプラテンと、タイバーの中間位置に摺動自在に支持された可動プラテンと、前記フロントプラテンと可動プラテンに対向設置された一対の分割金型と、リアプラテンと可動プラテンを同時に反対方向に移動させるクランク機構を備えたブロー成形機が記載されている。このブロー成形機では、型締めに当たり、電動モータによりクランク機構を作動させてフロントプラテンと可動プラテンを互いに接近させ、型閉め及び食い切りを伴う型締めを連続的に行うようになっている。
特開平10−193445号公報 特開平9−94873号公報
特許文献1のブロー成形機では、金型の型締め装置として、各一対の型開閉盤及び型取付板、型開閉用スクリューと駆動用の型開閉用電動機、各型開閉盤に設置された複数個の型締め用ねじ軸と各型取付板に設置されたナット部材、及び駆動用の2個の型締め用電動機、さらに一対の型開閉盤を型閉め完了位置(型締め開始位置)にロックするロック機構を必要とし、部品点数が多く型締め装置の構造が大変複雑になっている。
また、上記構造に起因して、型締め時において、バックラッシュや、ロック装置等の各部品の伸縮が生じ、そのため型開閉用スクリューに過大な荷重が掛かり、該型開閉用スクリューが破損する虞がある。加えて、型締め時において、バックラッシュや各部品の伸縮により、型締め用電動機の型締め力が金型に作用し金型の型締め力が設定値に上昇するまでに時間ロスが生じ、そのため食い切り歯によるパリソンの切れが悪く食い切り部が肉厚となり、バリのカットオフ性が低下する。
さらに、型閉め後の食い切りを伴う型締めは、毎回のブロー成形において同じ前進速度で行うことが、パリソンの食い切り部に安定した溶着性を得るうえで望ましく、また、毎回のブロー成形において食い切り完了時の両金型の位置が一定であることが、ブロー成形体の精度向上のために望ましいが、両方の型取付盤を別の電動機で前進させる場合、ブロー成形ごとに両金型の前進速度及び食い切り完了時の位置にばらつきができやすい。仮に食い切りを伴う型締めに際し、両方の型取付盤をラック−ピニオンあるいはチェーンのような同期装置で連結して1つの電動機で同時に前進させるようにしても、バックラッシュのため微低速での前進速度を同期させ、かつ食い切り完了時の位置を一定にすることは難しい。そのため、ブロー成形体のピンチオフ部の溶着が不安定となり、また精度が向上しない。
特許文献2のブロー成形機は、型締め装置が比較的簡単であり、クランク機構によりリアプラテンと可動プラテンを同時に反対方向に移動させるため、特許文献1の装置に比べれば、型締め時の金型の前進速度及び型締め完了時の位置にばらつきが出にくい。しかし、特許文献1に記載されたものと同様に、型締め時のバックラッシュ、長いタイバーやクランク機構の伸縮により、クランクの型締め力が金型に作用し型締め力が設定値に上昇するまでに時間ロスが生じ、バリのカットオフ性が低下する。さらに、可動プラテンの中央部の一点にクランクの型締め力が集中して加わるので、可動プラテンのたわみが大きく、これも型締め力の上昇に時間ロスが生じる原因となっている。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、型締め装置の部品点数を減らして装置の構造を簡単なものとし、かつ食い切りを伴う型締めを行う場合に、金型の前進速度及び型締め完了時の位置にばらつきが出るのを防止するとともに、食い切りのとき型締め力が金型に作用し型締め力が設定値に上昇するまでの時間ロスを低減して、バリのカットオフ性を改善することを目的とする。
本発明に係るブロー成形機の型締め装置は、進退方向に対し垂直に対向配置され、それぞれブロー成形用金型が設置される一対の型板と、前記型板の進退方向に対し平行に配置されて前記型板を貫通する複数本のタイバーと、前記型板に設置され前記型板を貫通する前記タイバーに面接触してこれを摺動自在に支持するスリーブと、前記タイバーを軸回りに正逆回転させる1つの駆動手段と、前記駆動手段の駆動力を前記タイバーに伝達して各タイバーを同時に等速で回転させる伝動機構を備え、前記タイバーはそれぞれ長さ方向に間隔を置いて互いに逆方向にねじ切りされた雄ねじ部を有し、前記型板にナット部材が固定され、前記雄ねじ部がそれぞれ前記ナット部材と嵌り合っている。前記駆動手段により各タイバーを回転させ、前記一対の型板を前進させて前記金型の型閉めを行うとともに、引き続き前記駆動手段により各タイバーを回転させ、前記一対の型板を前進させてパリソンの食い切りを伴う型締めを行う。
また、本発明に係る別の型締め装置は、進退方向に対し垂直に対向配置され、それぞれブロー成形用金型が設置される第1,第2型板と、前記第1,第2型板の進退方向に対し平行に配置されて前記第1,第2型板を貫通する複数本のタイバーと、前記型板に設置され前記型板を貫通する前記タイバーに面接触してこれを摺動自在に支持するスリーブと、前記タイバーを軸回りに正逆回転させる1つの型閉め駆動手段と、前記型閉め駆動手段の駆動力を前記タイバーに伝達して各タイバーを同時に等速で回転させる型閉め伝動機構を備え、前記タイバーはそれぞれ長さ方向に間隔を置いて互いに逆方向にねじ切りされた第1,第2雄ねじ部を有し、前記第1型板に第1ナット部材が固定され、前記第2型板に第2ナット部材が回転可能に設置され、前記第1雄ねじ部が前記第1ナット部材と嵌り合い、前記第2雄ねじ部が前記第2ナット部材と嵌り合い、さらに前記第2ナット部材を正逆回転させる1つの型締め駆動手段と、前記型締め駆動手段の駆動力を前記第2ナット部材に伝達して各第2ナット部材を同時に等速で回転させる型締め伝動機構を備える。前記型閉め駆動手段により各タイバーを回転させ、前記第1,第2型板を前進させて前記金型の型閉めを行い、引き続き前記型締め駆動手段により前記第2ナット部材を回転させ、前記第2型板を前記第1型板に向けて前進させてパリソンの食い切りを伴う型締めを行う。
本発明に係る型締め装置において、前記ナット部材がボールねじナット、前記雄ねじ部がボールねじナットに対応するボールねじ軸であり、両者によりボールねじ機構が構成されていることが望ましい。
本発明によれば、ブロー成形機において部品点数が少なく構造の簡単な型締め装置を提供でき、かつ、毎回のブロー成形において型締め時(食い切り時)の前進速度及び金型停止位置のばらつきが少なく、それにより製品精度が向上し、かつピンチオフ部において安定して高い溶着強度が得られるようになり、同時に食い切りのとき型締め力が金型に作用し型締め力が設定値に上昇するまでの時間ロスが低減し、バリのカットオフ性を改善することができる。
以下、図1〜図6を参照して、本発明に係るブロー成形機の型締め装置について説明する。
図1及び図2に示す型締め装置は、機台1上に鉛直に配置された一対の型板(第1型板2、第2型板3)と、水平に配置されて型板2,3を垂直に貫通するタイバー4,5と、タイバー4,5を回転駆動するサーボモータ6等からなる。型板2,3の対向する面にブロー成形金型7(仮想線で示す)が内向きに固定される。
型板2,3は、それぞれ下端部に一対の足部8を有し、それぞれ上端の対称位置に突出部9が形成されている。足部8の下面は機台1上に水平に設置されたレール10に嵌り、型板2,3は該レール10に沿って進退可能に対向配置されている。
型板2,3の突出部9及び一方の足部8に貫通穴が形成され、その穴の内部にタイバー4,5に面接触してこれを摺動自在に支持するスリーブ11が嵌め込み固定されている。また、型板2,3の外側にスリーブ11と同軸にボールねじナット(第1ボールねじナット12、第2ボールねじナット13)が固定されている。
タイバー4,5は、型板2,3に固定されたスリーブ11内を貫通しかつ該スリーブ11に摺動(回転、軸方向移動とも)自在に支持され、基端部(図1において右側)がそれぞれギアボックス14,15内に嵌入している。ギアボックス14,15は、機台1上に立設するフレーム16に取り付けられている。タイバー4,5には先端部及びその近傍と基端部近傍(型板2,3が位置する辺り)に逆方向にねじ切りされた雄ねじ部(第1雄ねじ部17、第2雄ねじ部18)が形成され、第1雄ねじ部17は第1ボールねじナット12と、第2雄ねじ部18は第2ボールねじナット13とそれぞれ嵌り合っている。従って、第1雄ねじ部17と第2雄ねじ部18はボールねじ軸であり、これがそれぞれ第1ボールねじナット12、第2ボールねじナット13と共に周知のボールねじ機構を構成する。なお、第1雄ねじ部17と第2雄ねじ部18、第1ボールねじナット12と第2ボールねじナット13のねじのピッチはそれぞれ同一である。
サーボモータ6は機台1上に立設するフレーム16に固定され、サーボモータ6とギアボックス14,15の間に伝動機構19が設置されている。伝動機構19は、それぞれフレーム16に設置されたギアボックス21,22、及びサーボモータ6と各ギアボックス14,15,21,22を連結する複数個の継ぎ手23及び伝動軸24からなり、サーボモータ6の駆動力はギアボックス21に入り、2つに分岐して、1つは伝動軸24を介してギアボックス14に伝達され、もう1つはギアボックス22を介してギアボックス15に伝達される。
なお、図1,2において、27,28はタイバー4,5のカバー、29はオイルシールである。
上記型締め装置を用いた型締め(型閉め及び食い切り)及び型開きは、例えば次のように行われる。
(1)金型7,7は始め型開きした状態で型閉め開始点にある。サーボモータ6を駆動させると、タイバー4,5が同時に等速で回転し、ボールねじ機構(第1雄ねじ部17と第1ボールねじナット12、第2雄ねじ部18と第2ボールねじナット13)を介して型板2,3が同時に等速で前進して型閉めが開始される。金型7,7が接近して所定位置に達したときサーボモータ6の回転を落とし、型板2,3を微速前進させる。この微速前進の開始位置を型閉め低速開始点ともいい、この時点で金型7,7は例えば片側25〜30mm開いている。
(2)型板2,3を微速前進させ、金型7,7によりパリソンの食い切りが始まったところで反力が急に大きくなり、これに伴いサーボモータ6のトルクを増大させる。トルクを増大させる位置を型閉め完了点ともいい、この時点で金型7,7は例えば片側1〜2mm開いている。
(3)型閉め完了点以降は食い切り(型閉め完了点以降を型締めということがある)が行われる。パリソンの食い切りが完了する(食い切り完了点ともいう)とともにサーボモータ6を停止させ、これで型締め(型閉め及び食い切り)のプロセスが完了する。食い切り完了点ではサーボモータ6にブレーキを掛け(又はサーボモータ6にトルクが掛かったままにし)、ブロー成形の加圧力により型板2,3が後退する(ブロー成形用金型7,7が開く)のを防止する。
(4)ブロー成形が終了すると、サーボモータ6を逆に回転させて型開きし、型板2,3及び金型7,7を元の位置まで後退させる。
この型締め装置には次のような利点がある。
(a)型板2,3を支持する型開閉盤がなく、型板4,5を支持するタイバー4,5により該型板2,3を直接進退させ、かつ型閉め開始から食い切り完了までの型締め工程を1つのサーボモータ6で行うことができ、装置としての構成が極めて簡単になっている。
(b)逆向きのねじが形成されたタイバー4,5を回転させて型板2,3を進退させるので、パリソンの食い切り時にも両金型2,3の前進速度が常に同期し、食い切り完了点での金型の停止位置がブロー成形ごとに変動せず一定となる。
(c)型閉め開始点から食い切り完了点までのプロセスで、型板2,3には常に同方向の荷重が掛かるためバックラッシュが生じず、タイバー4,5が短くて済むため型締め力によるタイバーの伸びが小さく、またサーボモータ6の型締め力が型板4,5へ複数箇所に分散して付加されるため、型板4,5のたわみが軽減される。これにより、型閉め完了点から食い切りが始まる際、食い切りに必要な大きい型締め力が瞬時に金型に作用し(時間ロスが少ない)、バリのカットオフ性が改善される。また、バックラッシュに基づく装置の破損も生じない。
なお、従来の型締め装置(油圧式、電動式)とこの型締め装置において、所定の型締め力に達するまでに要する時間(16トン型締め装置において13トンの型締め力に達するまでの時間)を測定したところ、従来装置は油圧式で4秒、電動式で2.5秒であったが、この型締め装置では0.5秒に短縮された。
(d)タイバー4,5を両者に共通のサーボモータ6により同時に回転させ、かつタイバー4,5は型板2,3に固定されたスリーブ11に摺動自在に面接触しているから、仮に金型7,7及び型板2,3に対し不均等な荷重が掛かっても、型板2,3同士が常に平行を保ち、型閉め開始からパリソンの食い切り完了までの型締め工程を精度よく行うことができる。
図3,4に示す型締め装置は、パリソンの食い切りのための型締め機構が付設された点等で、図1,2に示す型締め装置と異なる。図3,4において、図1,2に示す型締め装置と実質的に同じ部位には同じ番号を付与している。
型締め機構は、第2ボールねじナット13,13に固定されたタイミングプーリ31,32、第2型板3に取り付けられた型締め用サーボモータ34、型締め用サーボモータ34の駆動軸に固定されたタイミングプーリ35、補助プーリ36、及び各プーリ31,32,35,36に巻き掛けられたタイミングベルト37からなる。第2型板3側の第2ボールねじナット13,13は、第2型板3に固定されず、それぞれ第2型板3と該第2型板に固定されたフレーム33の間に回転可能かつ軸方向に移動しないように設置されている。サーボモータ34の駆動力は、タイミングベルト37及びタイミングプーリ31,32を介して第2ボールねじナット13,13に伝達され、これらを同時に等速で回転させる。なお、タイミングプーリ31,32,35、補助プーリ36及びタイミングベルト37が、本発明でいう型締め伝動機構を構成する。
上記型締め装置を用いた型締め(型閉め及び食い切り)及び型開きは、例えば次のように行われる。
(1)金型7,7は型開きした状態で型閉め開始点にある。図1,2に示す型締め装置と同じく、サーボモータ6を駆動させると、タイバー4,5が同時に等速で回転し、ボールねじ機構を介して型板2,3が同時に等速で前進して型閉めが開始される。このとき第2ボールねじナット13,13が回転しないように、型締め用サーボモータ34にはブレーキが掛かっている。金型7,7が接近して所定位置に達したときサーボモータ6の回転を落とし、型板2,3を微速前進させる。この微速前進の開始位置は型閉め低速開始点である。
(2)型板2,3を微速前進させ、金型7,7によりパリソンの食い切りが始まったところでサーボモータ6を停止させ、ブレーキを掛ける(又はサーボモータ6にトルクが掛かったままにする)。ここが型閉め完了点であり、続いて型締め用サーボモータ34を回転させる。
(3)型締め用サーボモータ34を回転させると、前記型締め伝動機構を介して第2ボールねじナット13,13が回転し、このときサーボモータ6にブレーキが掛かりタイバー4,5は回転しないため、第2型板3(及びブロー成形用金型7)が微速前進する。パリソンの食い切り完了(食い切り完了点)とともに型締め用サーボモータ34を停止させ、これで型締め(型閉め及び食い切り)のプロセスが完了する。食い切り完了点では、型締め用サーボモータ34にブレーキを掛け(又はサーボモータ34にトルクが掛かったままにし)、ブロー成形の加圧力により型板2,3が後退する(ブロー成形用金型7,7が開く)のを防止する。
(4)ブロー成形が終了すると、型締め用サーボモータ34を逆に回転させ、続いてサーボモータ6を逆に回転させて型開きし、第1,第2型板2,3を元の位置まで後退させる。
この型締め装置には、図1,2に示す型締め装置と同様の利点があるほか、次のような特有の利点がある。
(a)パリソンの食い切りのため、図1,2に示す型締め装置に型締め機構を付加したが、型締め機構のサーボモータ34は1個で済むなど、従来装置に比べると装置としての構成が極めて簡単である。
(b)サーボモータ34により片側の型板3のみを前進させるから、食い切り時の金型の前進速度及び停止位置のばらつきが少ない。
図5,6に示す型締め装置は、装置全体として水平方向に移動可能に構成されている点等で、図1,2に示す型締め装置と異なる。図5,6において、図1,2に示す型締め装置と実質的に同じ部位には同じ番号を付与している。
この型締め装置は、フレーム41上に水平に固定支持された一対のスライドバー42,43と、スライドバー42,43に鉛直にかつ摺動自在に支持された一対の型板(第1型板2、第2型板3)と、水平に配置されて型板2,3を垂直に貫通する一対のタイバー4,5と、タイバー4,5を回転駆動するサーボモータ6等からなる。なお、スライドバー42,43は、図1に示す型締め装置のレール10に相当し、型板2,3はスライドバー42,43に沿って進退可能に対向配置されている。
型板2,3の下半部には左右上下に貫通穴が形成され、下側の穴の内側にスライドバー42,43を摺動自在に支持するスリーブ44が嵌め込まれ、上側の穴の内側にタイバー4,5に面接触するスリーブ11が嵌め込まれ固定されている。また、型板2,3の外側にブッシュ11と同軸にボールねじナット12,13(第1ボールねじナット12、第2ボールねじナット13)が固定されている。
タイバー4,5は、型板2,3内のスリーブ11を貫通しかつ該スリーブ11に回転自在かつ摺動自在に支持され、基端部(図5において右側)がそれぞれフレーム16に取り付けられたギアボックス14,15内に嵌入し、かつフレーム41に回転自在に支持されている。タイバー4,5には先端部及びその近傍と基端部近傍(型板2,3が位置する辺り)に逆方向にねじ切りされた雄ねじ部(第1雄ねじ部17、第2雄ねじ部18)が形成され、第1雄ねじ部17は第2ボールねじナット12と、第2雄ねじ部18は第2ボールねじナット13と嵌り合っている。
サーボモータ6はフレーム41に固定され、サーボモータ6とギアボックス14,15の間に伝動機構19が設置されている。伝動機構19は、フレーム41に設置されたギアボックス21、及び各ギアボックス14,15,21間を連結する複数個の継ぎ手23からなり、サーボモータ6の駆動力はギアボックス21に入り、2つに分岐して、ギアボックス14,15に伝達される。
さらに、この型締め装置は、フレーム41ごと、水平方向に移動自在とされている。すなわち、フレーム41に一対の軸受部材45,45が固定され、各軸受部材45にスライドバー42,43に対し垂直に設置された水平バー46が嵌り込み、図示しない駆動装置により、フレーム41及び型締め装置が適宜のタイミングで水平バー46に沿って水平方向に往復移動する。
型板2,3の下端位置にストッパー26が設置されている。
図5は型開きした状態であり、この状態からの型締め(型閉め及び食い切り)及び型開き自体は図1に示す型締め装置と同様に行われる。ただし、図1に示す型締め装置では、2本のタイバー4,5がブロー成形金型7,7を挟むように斜交いに配置されていたが、図5に示す型締め装置では、2本のタイバー4,5がいずれもブロー成形金型7,7の下方位置に配置されているので、ブロー成形金型7,7に大きい負荷が掛かって型板2,3が上広がりに反り、ブロー成形金型7,7が傾斜しないように、上下の荷重バランスをとる意味で食い切り完了点においてストッパー26,26が互いに当接するようになっている。
また、図5に示す型締め装置は、図5のように型開きした状態で、図示しない駆動装置によりパリソンの押出装置の下(パリソン受取位置)に水平移動し、ここでパリソンを受け入れて型締めした後、元の位置(成形及び製品取出位置)に復帰してここでブロー成形を行い、続いて、型開きしてブロー成形体を取出し、これを繰り返す。2台の型締め装置を水平バー46に沿って水平移動可能とし、交代でパリソン受取位置と成形及び製品取出位置の間を往復動させることにより、高い生産性でブロー成形体を製造することができる。
本発明に係る型締め装置の正面断面図である。 その左側面図(a)及び右側面図(b)である。 本発明に係る別の型締め装置の正面断面図である。 その左側面図(a)及び右側面図(b)である。 本発明に係る別の型締め装置の正面断面図である。 その左側面図(a)及び右側面図(b)である。
符号の説明
2 第1型板
3 第2型板
4,5 タイバー
6,34 サーボモータ
7 金型
11 ブッシュ
12 第1ボールねじナット
12 第2ボールねじナット
17 第1雄ねじ部
18 第2雄ねじ部
31 タイミングプーリ
37 タイミングベルト

Claims (3)

  1. 進退方向に対し垂直に対向配置され、それぞれブロー成形用金型が設置される一対の型板と、前記型板の進退方向に対し平行に配置されて前記型板を貫通する複数本のタイバーと、前記型板に設置され前記型板を貫通する前記タイバーに面接触してこれを摺動自在に支持するスリーブと、前記タイバーを軸回りに正逆回転させる1つの駆動手段と、前記駆動手段の駆動力を前記タイバーに伝達して各タイバーを同時に等速で回転させる伝動機構を備え、前記タイバーはそれぞれ長さ方向に間隔を置いて互いに逆方向にねじ切りされた雄ねじ部を有し、前記型板にナット部材が固定され、前記雄ねじ部がそれぞれ前記ナット部材と嵌り合っており、前記駆動手段により各タイバーを回転させ、前記一対の型板を前進させて前記金型の型閉めを行うとともに、引き続き前記駆動手段により各タイバーを回転させ、前記一対の型板を前進させてパリソンの食い切りを行うようにしたことを特徴とするブロー成形機の型締め装置。
  2. 進退方向に対し垂直に対向配置され、それぞれブロー成形用金型が設置される第1,第2型板と、前記第1,第2型板の進退方向に対し平行に配置されて前記第1,第2型板を貫通する複数本のタイバーと、前記型板に設置され前記型板を貫通する前記タイバーに面接触してこれを摺動自在に支持するスリーブと、前記タイバーを軸回りに正逆回転させる1つの型閉め駆動手段と、前記型閉め駆動手段の駆動力を前記タイバーに伝達して各タイバーを同時に等速で回転させる型閉め伝動機構を備え、前記タイバーはそれぞれ長さ方向に間隔を置いて互いに逆方向にねじ切りされた第1,第2雄ねじ部を有し、前記第1型板に第1ナット部材が固定され、前記第2型板に第2ナット部材が回転可能に設置され、前記第1雄ねじ部が前記第1ナット部材と嵌り合い、前記第2雄ねじ部が前記第2ナット部材と嵌り合い、さらに前記第2ナット部材を正逆回転させる1つの型締め駆動手段と、前記型締め駆動手段の駆動力を前記第2ナット部材に伝達して各第2ナット部材を同時に等速で回転させる型締め伝動機構を備え、前記型閉め駆動手段により各タイバーを回転させ、前記第1,第2型板を前進させて前記金型の型閉めを行い、引き続き前記型締め駆動手段により前記第2ナット部材を回転させ、前記第2型板を前記第1型板に向けて前進させてパリソンの食い切りを行うことを特徴とするブロー成形機の型締め装置。
  3. 前記ナット部材がボールねじナットであり、前記雄ねじ部がボールねじ軸であることを特徴とする請求項1又は2に記載されたブロー成形機の型締め装置。
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