JP5513335B2

JP5513335B2 - 金型装置のファンネルおよびガラス容器成形用の金型装置

Info

Publication number: JP5513335B2
Application number: JP2010212301A
Authority: JP
Inventors: 堅一米谷; 明宏佐藤
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: JP2012066958A

Description

この発明は、ガラス製品を製造するための金型装置において、ゴブと称される溶融ガラスの塊を受け入れて金型内へ導くためのファンネルと、そのファンネルが用いられたびんなどのガラス容器成形用の金型装置とに関する。

例えば、ガラスびんを製造するための典型的な製びん機は、粗型装置と仕上型装置とを含んでおり、粗型工程と仕上型工程とを順次実施してガラスびんを成形するものである。ガラスびんの成形には、ブローアンドブロー方式、プレスアンドブロー方式、ナロー・ネック・プレスアンドブロー方式などが知られており、いずれの方式も、粗型内に導入された溶融ガラスの塊（以下「ゴブ」という。）より半製品としてのパリソンを成形した後、このパリソンを粗型から仕上型へ移し、仕上型内でパリソンに空気を吹き込んでびんを成形するものである（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−１２６２９５号公報

図１０（１）〜（４）は、ブローアンドブロー方式によりゴブＧからパリソンＰを成形する手順を示している。同図中、１００は粗型、１０１，１０２は粗型１００の下方に配置される口型およびプランジャ、１０３，１０４は粗型１００上にセットされるファンネルおよびバッフルである。ファンネル１０３をガイドとして粗型１００内にゴブＧが導入されると（図１０（１））、つぎにファンネル１０３上にセットされたバッフル１０４の送気孔１０５より粗型１００内へ空気が吹き込まれてゴブＧが押圧される（図１０（２））。この空気の吹込みは「セッツルブロー」と呼ばれ、この工程によりゴブＧが粗型１００の下部位置まで押圧され、口型１０１とプランジャ１０２との間でパリソンＰの口部が形作られる。

つぎに、ファンネル１０３を待機位置へ戻し、バッフル１０４を粗型１００上にセットした後、降下させたプランジャ１０２の送気孔１０６よりパリソンＰの口部の空洞内へ空気が吹き込まれる。この空気の吹込みは「カウンターブロー」と呼ばれ、この工程により空洞が拡張しつつゴブＧが押され、溶融ガラスが粗型１００内に行きわたることにより、粗型１００とバッフル１０４との間でパリソンＰの胴部および底部とが形作られる（図１０（３））。

パリソンＰの成形が終わると、粗型１００が開放され、パリソンＰは口型１０１で支えられた状態で反転装置１０７により上下反転させられて仕上型１０８へ移される（図１０（４））。仕上型１０８ではパリソンＰに対する最終の空気の吹込みが行われてガラスびんの成形が完了する。

上記した粗型工程において、ゴブＧがファンネル１０３に受け入れられると、図１１に示すように、ゴブＧはファンネル１０３を上下に貫通するゴブ案内通路１０９を落下して粗型１００内に送り込まれるが、ゴブＧの落下とともに、粗型１００内に溜まっていたガス１１０が粗型１００内を上方へ押し出され、ゴブＧの周囲の粗型１００との間の隙間ｓおよびファンネル１０３との間の隙間ｔを通って外部へ排出される。

ところが、ゴブＧがファンネル１０３のゴブ案内通路１０９へ真っ直ぐに入り込まずに落下中の姿勢が傾くなどすると、ファンネル１０３のゴブ案内通路１０９ではゴブＧの周囲に均一かつ十分な隙間ｓが形成されず、粗型１００内に溜まっていたガスが抜け切れずに排気不十分となる。ガスが残留する結果、粗型１００内でのゴブＧのおさまりが悪く不安定となり、パリソンＰ、さらには、成形されたガラスびんの胴部の肉厚が場所によって不均一となったり、口部の形態が楕円状に歪んだりして、ガラスびんの品質を低下させたり不良品を発生させたりする要因となっている。

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、ゴブの落下中の姿勢が傾くなどしてゴブ案内通路においてゴブの周囲に均一かつ十分な隙間が形成されなくても、金型内に溜まっていたガスを確実に排出させて金型内でのゴブのおさまりを良好となすことにより、成形品の品質を低下させず、不良品の発生を防止した金型装置のファンネルおよびガラス容器成形用の金型装置を提供することを目的とする。

この発明は、ゴブを受け入れて金型内へ導くためのファンネルにおいて、上下方向に貫通し上下各面にそれぞれ開口するゴブ案内通路と、ゴブ案内通路の周囲に形成された複数のガス抜き孔とを有するものである。ゴブ案内通路のゴブの入口側の開口部にはバッフルの下端部が嵌合可能な嵌合面、ゴブ案内通路のゴブの出口側の開口部には金型の上面に当接される下面に対して段をなす開放端面がそれぞれ形成されるとともに、前記開放端面に各ガス抜き孔の入口が開口されている。

上記した構造を有するファンネルでは、ゴブがファンネルのゴブ案内通路へ真っ直ぐに入り込まずに落下中の姿勢が傾くなどして、ゴブ案内通路においてゴブの周囲に均一かつ十分な隙間が形成されなくても、金型内に溜まっていたガスはガス抜き孔を通って円滑に外部へ排出される。その結果、金型内でのゴブのおさまりが不安定にならず、成形品の肉厚が場所によって不均一となったり、口部の形態が楕円状に歪んだりするのを防止できる。

この発明の好ましい実施態様においては、各ガス抜き孔は、ゴブ案内通路の周囲の等角度位置にゴブ案内通路に沿って設けられている。この実施態様によると、金型内に溜まっていたガスはいずれかのガス抜き孔より確実に抜かれ、ガスの一部が金型内に残留するおそれがない。また、隣り合うガス抜き孔に一定の間隔が設けられているので、ガス抜き孔を形成することでファンネルの強度が損なわれることもない。

この発明のさらに好ましい実施態様においては、各ガス抜き孔の出口は、ゴブ案内通路のゴブの入口側の開口部を外周方向へ押し拡げて形成された傾斜面に開口されている。この実施態様によると、ゴブが受け入れられる部分に各ガス抜き孔の出口が開口するものの、ゴブ案内通路の中心から離れて位置するので、ゴブを受け入れる位置が多少ずれても、ゴブによってガス抜き孔の出口が塞がれる可能性は低い。

この発明の他の好ましい実施態様においては、各ガス抜き孔の出口は、リング状のアームにより支持される外周面に開口されている。この実施態様によると、ゴブが受け入れられる部分に各ガス抜き孔の出口が開口されていないので、ガス抜き孔の出口がゴブにより塞がれるおそれが全くない。この実施態様では、アームの内周面に各ガス抜き孔の出口と連通する溝を周設するとともに、アームの内部に溝と外部とを連通させる連通路を形成する。

この発明によるガラス容器成形用の金型装置はゴブよりパリソンを成形するものであって、上記したいずれかの態様のファンネルと、セッツルブロー時は下端部がファンネルの嵌合面に嵌められてゴブ案内通路のゴブの入口側の開口部を塞ぎ、カウンターブロー時は下面が粗型の上面に当接されて粗型の上面の開口部を塞ぐバッフルとを有するものであって、バッフルを介して粗型内へ吹き込まれた空気によりゴブを押圧して口型およびプランジャとの間でパリソンの口部を形成し、プランジャを介してパリソンの口部の空洞内へ吹き込まれた空気によりゴブを押圧して粗型とバッフルとの間でパリソンの胴部および底部を形成するものである。

上記した金型装置によると、ゴブがファンネルのゴブ案内通路から粗型内へ入るとき、粗型内に溜まっていたガスはファンネルの各ガス抜き孔を通って外部へ確実に排出されるので、粗型内にガスが残留せず、ゴブのおさまりが不安定にならず、その粗型で成形されたパリソン、およびそのパリソンから得られるガラス容器は胴部の肉厚が場所によって不均一となったり、口部の形態が楕円状に歪んだりするのを防止できる。

この発明によると、ゴブの落下中の姿勢が傾くなどしてゴブ案内通路においてゴブの周囲に均一かつ十分な隙間が形成されなくても、金型内に溜まっていたガスが確実に抜かれるので、金型内でのゴブのおさまりが良好となり、ガラスびんなどのガラス容器の品質を低下させず、不良品の発生を防止できる。

この発明の一実施例であるガラスびん成形用の粗型装置の正面図である。この発明の一実施例であるファンネルの構造を示す断面図である。図２に示したファンネルの平面図である。この発明の他の実施例であるファンネルの構造を示す断面図である。この発明の実施例によるパリソン成形手順を説明するための断面図である。ガラスびんの肉厚のバラツキを検査したときの肉厚測定箇所を示すびんの胴部の断面図である。従来の粗型装置で成形されたガラスびんとこの発明による粗型装置で成形されたガラスびんについての肉厚測定結果を示す説明図である。ガラスびんの口部の歪み度合を検査したときのガラスびんの口外径測定箇所を示すびんの口部の断面図である。従来の粗型装置で成形されたガラスびんとこの発明による粗型装置で成形されたガラスびんについての口外径測定結果を示す説明図である。従来のガラスびん成形用の粗型装置によるパリソン成形手順を説明するための断面図である。従来のガラスびん成形用の粗型装置の断面図である。

図１は、この発明の一実施例であるガラスびん成形用の粗型装置１の外観を示すもので、粗型２上にファンネル３がセットされてゴブＧの投入に待機している。ファンネル３はゴブＧを受け入れて粗型２内へ導くためのもので、下方に向けて細くなっている筒状の本体部３０の上端にフランジ３１が一体形成されている。図中、９は本体部３０を嵌めてフランジ３１を支えるためのリング状のアームであり、アーム９はファンネル３を支持して粗型２上と待機位置との間を往復動する。

図２および図３は、この発明の一実施例であるファンネル３の構造を示している。図示例のファンネル３は、上下方向に貫通し上下各面３３，３４にそれぞれ開口する真っ直ぐなゴブ案内通路３５と、ゴブ案内通路３５の周囲にゴブ案内通路３５に沿って形成された複数のガス抜き孔４とを有するものである。ファンネル３が粗型２上に位置決めされてセットされたとき、ゴブ案内通路３５および各ガス抜き孔４は粗型２内と連通している。ゴブＧはゴブ案内通路３５を通過して粗型２内へ導かれるもので、このとき、粗型２内に溜まっていたガスはゴブＧに押し上げられガス抜き孔４より外部へ排出される。

ゴブ案内通路３５の内径は、ゴブＧがゴブ案内通路３５の中心線に沿って真っ直ぐに落下するとき、ゴブＧがゴブ案内通路３５の通路壁に触れないように、ゴブＧの径よりわずかに大きめに設定されている。また、各ガス抜き孔４は粗型２内に溜まっていたガスが円滑かつ一挙に排出し得るような内径に設定される。なお、ガス抜き孔４の個数はこの実施例では８個に設定しているが、これに限られるものではない。

ゴブ案内通路３５の上面３３の開口部はゴブＧを受け入れる入口側であり、下面３４の開口部はゴブＧを粗型２内へ導出する出口側である。ゴブ案内通路３５は上方から下方に向けて次第に通路径が細くなっている。入口側の開口部は外周方向へ径が押し拡げられて形成された漏斗状の傾斜面３６になっている。この傾斜面３６の上端部分はバッフル５の下端部が嵌合可能な嵌合面３６ａであり、この嵌合面３６ａに緩やかな傾斜の棚状部３６ｂが続いている。

ゴブ案内通路３５の出口側の開口部には、粗型２の上面２０に当接されるフラットな下面３４に対して段をなす開放端面３７が一周形成されている。開放端面３７と下面３４との間には段差があり、粗型２の上面２０にファンネル３の下面３４が当接したとき、粗型２の上面２０の内周縁に沿う一定幅がはみ出て開放端面３７と対向するもので、両者間には段差に相当する隙間部分３８が形成される。

各ガス抜き孔４は、ゴブ案内通路３５の周囲の等角度位置にゴブ案内通路３５とほぼ平行に直線状に形成されている。この実施例では、合計８個のガス抜き孔４が４５度等角の位置に配置されているが、例えば、合計６個のガス抜き孔４を６０度等角の位置に配置するなど、種々の設計変更が可能である。各ガス抜き孔４の入口４１はゴブ案内通路３５の出口側の開口部内の前記開放端面３７に開口している。また、各ガス抜き孔４の出口４２はゴブ案内通路３５の入口側の開口部内の前記棚状部３６ｂに開口している。

なお、ガス抜き孔４の出口４２は、図４に示す実施例のように、ファンネル３の外周面に開口させてもよく、図示していないが、フランジ３１の外周面に開口させてもよい。図４に示す実施例では、各ガス抜き孔４は入口４１からゴブ案内通路３５に沿って真っ直ぐに延び、途中で外周方向へ方向転換して出口４２に至っている。各ガス抜き孔４はアーム９の内周面によって塞がれるので、アーム９の内周面に各ガス抜き孔４の出口４２と連通する溝９１が周設されるとともに、アーム９の内部に溝９１と外部とを連通させる連通路９２が形成されている。なお、図４の実施例では、セッツルブロー時に粗型２内へ吹き込まれた空気がガス抜き孔４より漏れ出るのを防止するために、セッツルブローのタイミングに合わせて、例えばアーム９の連通路９２を塞ぐようにする。

図５は、上記のファンネル３が用いられた粗型装置によりブローアンドブロー方式によってパリソンＰを成形する手順を示している。
図５（１）において、粗型２の下方には口型６とプランジャ７とが位置し、粗型２上にファンネル３がセットされている。トラフ、スクープなどのゴブ搬送部材によってゴブＧが供給されると、ゴブＧはファンネル３に受け入れられ、ファンネル３のゴブ案内通路３５を落下し、粗型２内に送り込まれる（図５（２））。

ゴブＧがファンネル３のゴブ案内通路３５を理想状態で真下へ落下すれば、粗型１００内に溜まっていたガスは、ゴブＧの落下に伴って押圧され、ゴブＧの周囲の粗型２との間の隙間およびファンネル３との間の隙間を通って粗型１００内より外部へ排出されるが、ゴブＧの落下中の姿勢が傾くなどすると、ゴブ案内通路３５を落下するゴブＧの周囲に均一かつ十分な隙間が形成されず、粗型２内に溜まっていたガスｇはファンネル３のガス抜き孔４を通って外部へ排出される（図５（２）中、矢印で示す）。その結果、粗型２内でのゴブＧのおさまりが不安定にならず、パリソンＰは胴部の肉厚が場所によって不均一となったり、口部の形態が楕円状に歪んだりするのが防止される。

次に、ファンネル３上にバッフル５がセットされてゴブの入口側の開口部が塞がれ、バッフル５の送気孔５０より空気ａがファンネル３のゴブ案内通路３５を経て粗型２内へ吹き込まれてゴブＧが押圧される（図５（３））。このセッツルブローによりゴブＧは粗型２の下方へ押され、口型６とプランジャ７との間でパリソンＰの口部が形作られる。
つぎに、ファンネル３を待機位置に戻し、図５（４）に示すように、バッフル５を粗型２上に再度セットして粗型２の上面の開口部を塞いだ後、プランジャ７をわずかに降下させてプランジャ７を介してパリソンＰの口部の空洞内へ空気が吹き込まれる。このカウンターブローによって空洞が拡張しつつゴブＧが押され、溶融ガラスが粗型２内に行きわたることにより、粗型２とバッフル５との間でパリソンＰの胴部と底部とが形作られる。パリソンＰが成形されると、パリソンＰは図示しない反転装置により上下反転させられて仕上型へ移され、仕上型内で最終の空気の吹込みが行われてガラスびんが得られる。

図６は、ガラスびんの胴部Ａの肉厚を周方向に沿う複数箇所で測定して肉厚のバラツキを検査する実験例を示している。この実験例は、４５度等角の８箇所で肉厚ｄ_１〜ｄ_８を測定するもので、従来の粗型装置で成形されたガラスびんとこの発明にかかる粗型装置で成形されたガラスびんについて、それぞれのガラスびんを２本づつサンプル抽出し、２本のガラスびんについて、異なる複数の高さ位置について、それぞれ周囲８箇所の肉厚ｄ_１〜ｄ_８をデータ取得し、その測定データの平均値、最大値、最小値、および標準偏差を算出している。

図７（１）は、従来の粗型装置で成形された型番２つのガラスびんについて測定された肉厚ｄ_１〜ｄ_８の平均値、最大値、最小値、および標準偏差を示し、図７（２）は、この発明にかかる粗型装置で成形されたガラスびんについて測定された肉厚ｄ_１〜ｄ_８の平均値、最大値、最小値、および標準偏差を示している。
図７（１）（２）の演算結果を比較すると、この発明にかかる粗型装置で成形されたガラスびんの胴部についての肉厚の方が、従来の粗型装置で成形された２本のガラスびんの胴部についての肉厚よりも、バラツキが小さいことがわかる。

図８は、ガラスびんの口部Ｂの口外径の最大値（長径Ｒ１）と最小値（短径Ｒ２）（ただし、Ｒ２＜Ｒ１）とを測定して口部の歪みを検査する実験例を示している。この実験例は、従来の粗型装置で成形されたガラスびんとこの発明にかかる粗型装置で成形されたガラスびんについて、それぞれのガラスびんを４本づつサンプル抽出し、４本のガラスびんについて、長径Ｒ１、短径Ｒ２、および両者の差（Ｒ１−Ｒ２）を２回づつ測定し、合計８個の測定データの平均値、最大値、最小値、および標準偏差を算出するものである。

図９（１）は従来の粗型装置で成形された４本のガラスびんについての長径Ｒ１、短径Ｒ２、および両者の差（Ｒ１−Ｒ２）の平均値、最大値、最小値、および標準偏差を示し、図９（２）はこの発明にかかる粗型装置で成形されたガラスびんについての長径Ｒ１、短径Ｒ２、および両者の差（Ｒ１−Ｒ２）の平均値、最大値、最小値、および標準偏差を示している。なお、上記の各ガラスびんは、口外径寸法の基準値が２４．９ｍｍであり、図９（１）（２）における長径Ｒ１および短径Ｒ２の平均値、最大値、および最小値の各データは基準値と比較した値（実測値と基準値との差）である。
図９（１）（２）の演算結果を比較すると、この発明にかかる粗型装置で成形された４本のガラスびんについてのびんの口部の歪み度合（長径Ｒ１と短径Ｒ２との差）の方が、従来の粗型装置で成形された４本のガラスびんについてのびんの口部の歪み度合（長径Ｒ１と短径Ｒ２との差）よりも小さいことがわかる。

１粗型装置
２粗型
３ファンネル
４ガス抜き孔
５バッフル
３５ゴブ案内通路
３７開放端面
４１入口
４２出口

Claims

ゴブを受け入れて金型内へ導くためのファンネルにおいて、上下方向に貫通し上下各面にそれぞれ開口するゴブ案内通路と、ゴブ案内通路の周囲に形成された複数のガス抜き孔とを有し、ゴブ案内通路のゴブの入口側の開口部にはバッフルの下端部が嵌合可能な嵌合面、ゴブ案内通路のゴブの出口側の開口部には金型の上面に当接される下面に対して段をなす開放端面がそれぞれ形成されるとともに、前記開放端面に各ガス抜き孔の入口が開口されて成る構造を有する金型装置のファンネル。
各ガス抜き孔は、ゴブ案内通路の周囲の等角度位置にゴブ案内通路に沿って設けられている請求項１に記載された金型装置のファンネル。
各ガス抜き孔の出口は、ゴブ案内通路のゴブの入口側の開口部を外周方向へ押し拡げて形成された傾斜面に開口されている請求項１または２に記載された金型装置のファンネル。
各ガス抜き孔の出口は、リング状のアームにより支持される外周面に開口されている請求項１または２に記載された金型装置のファンネル。
ゴブよりパリソンを成形するガラス容器成形用の金型装置であって、請求項１〜４のいずれかに記載された構造を有するファンネルと、セッツルブロー時は下端部がファンネルの嵌合面に嵌められてゴブ案内通路のゴブの入口側の開口部を塞ぎ、カウンターブロー時は下面が粗型の上面に当接されて粗型の上面の開口部を塞ぐバッフルとを有し、バッフルを介して粗型内へ吹き込まれた空気によりゴブを押圧して口型およびプランジャとの間でパリソンの口部を形成し、プランジャを介してパリソンの口部の空洞内へ吹き込まれた空気によりゴブを押圧して粗型とバッフルとの間でパリソンの胴部および底部を形成するガラス容器成形用の金型装置。