JP5814779B2 - ブロー成形装置およびブロー成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームをブロー成形して容器を成形するブロー成形装置およびブロー成形方法に関するものであり、特には、ブロー成形型内に配置された支持ピンを用いて、プリフォームが延伸される際の芯ずれを防止するとともに、プリフォームの樹脂が支持ピンの側面に回り込むのを防止したブロー成形装置およびブロー成形方法に関するものである。

プリフォームをブロー成形して容器を成形するブロー成形装置としては、例えば、特許文献１には、ブロー成形用の金型と、プリフォームを延伸させる延伸ロッドと、プリフォームの底部をプリフォームの外側から支持する支持ピンと、を有し、支持ピンの先端が凸形状となっているブロー成形装置が開示されている。

特開２００４−１２２４５７号公報

上述した従来のブロー成形装置では、支持ピンの先端が凸形状となっているため、支持ピンのみでは、プリフォームの底部を安定して支持することができず、プリフォームがブローされる際に芯ずれが発生するおそれがある。また、プリフォームの底部から支持ピンの側面にプリフォームの樹脂が回り込み、容器の底部の厚さが所期したものにならない、もしくは、破れ、皺等の成形不良が発生するおそれがある。

それゆえ、本発明は、プリフォームがブローされる際の芯ずれを防止するとともに、プリフォームの樹脂の回り込みを防止したブロー成形装置およびブロー成形方法を提案することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされものであり、本発明のブロー成形装置は、有底筒状に形成されたプリフォームをブロー成形型内でブロー成形して容器を成形するブロー成形装置において、前記ブロー成形型内に支持ピンが配置され、前記支持ピンは、前記プリフォームの底部を前記プリフォームの外側から支持するヘッドと、前記ヘッドに接続され前記プリフォームの軸方向に昇降可能なシャフトと、を具え、前記ヘッドは、前記プリフォームの底部を支持する一端に、前記プリフォームの底部の少なくとも一部を受容するための凹部が形成され、前記凹部の外側に、他端に向かって末広がりに延びる傾斜面が形成されてなり、
前記支持ピンは、その上昇姿勢にてブロー成形前もしくは成形過程のタイミングで前記プリフォームの底部を支持し、ブロー成形による前記プリフォームの変形に応じて下降するように構成されており、
前記支持ピンの下降時に前記プリフォームに抵抗を付与する抵抗付与手段を具え、
前記傾斜面の、他端側の縁部の直径は、前記シャフトの直径より大きく、
前記ヘッドには、前記凹部と前記傾斜面との間に、平坦部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明のブロー成形方法は、有底筒状に形成されたプリフォームをブロー成形型内でブロー成形して容器を成形するブロー成形方法において、前記ブロー成形型内に支持ピンが配置されたブロー成形装置であって、前記支持ピンは、前記プリフォームの底部を前記プリフォームの外側から支持するヘッドと、前記ヘッドに接続され前記プリフォームの軸方向に昇降可能なシャフトと、を具え、前記ヘッドは、前記プリフォームの底部を支持する一端に、前記プリフォームの底部の少なくとも一部を受容するための凹部が形成され、前記凹部の外側に、他端に向かって末広がりに延びる傾斜面が形成されてなり、前記傾斜面の、他端側の縁部の直径は、前記シャフトの直径より大きく、前記ヘッドには、前記凹部と前記傾斜面との間に、平坦部が形成されているブロー成形装置を用い、前記支持ピンにより、その上昇姿勢にてブロー成形前もしくは成形過程のタイミングで前記プリフォームの底部を支持し、ブロー成形による前記プリフォームの変形に応じて前記支持ピンを下降させ、ブロー成形時に前記プリフォームに抵抗を付与しながら前記支持ピンを下降させることを特徴とするものである。

本発明のブロー成形装置によれば、支持ピンのヘッドに、プリフォームの底部を受容するための凹部を形成することにより、プリフォームがブローされる際の芯ずれを防止するとともに、末広がりに延びる傘状の傾斜面を形成することにより、プリフォームの樹脂が支持ピンの側面に回り込むことを防止することができ、容器底部における肉厚のばらつき（偏肉）、破れ、皺等の成形不良の発生を抑制できる。

本発明のブロー成形装置の一例について、プリフォームを取り付けた状態を示す図である。 本発明のブロー成形装置の一例について、プリフォームをブロー成形した状態を示す図である。 本発明のブロー成形装置の支持ピンの一部拡大図である。 本発明のブロー成形装置の支持ピンの各種変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、飲料用の容器（ボトル）を成形するブロー成形装置として説明するが、この実施の形態に限られることはなく、本発明のブロー成形装置は、化粧品用の容器、薬品用の容器等その他の容器を成形することができる。

図１および図２は、プリフォームをブロー成形により延伸して容器を成形するブロー成形装置の一例を示す図である。図１はブロー成形装置１０に、有底筒状（試験管状）に予備形成されたプリフォームＰ０を取り付けた状態を示すものであり、図２は、図１の状態からプリフォームＰ０の口部を通じてエアー等を吹き込み容器Ｐ１にブロー成形した状態を示すものである。

ブロー成形装置１０は、ブロー成形型として本体割金型１および底部金型３を具え、さらに、ブロー成形型内に支持ピン５を具えている。本体割金型１は、プリフォームＰ０の胴部上端を挟持している。なお、図示例の本体割金型１および底部金型３は一例であり、その他の構成、例えば、本体割金型１および底部金型３を一体とすることもできる。

支持ピン５は、底部金型３の中央に配置されている。支持ピン５は、プリフォームＰ０の底部をプリフォームＰ０の外側から支持するヘッド５ａと、ヘッド５ａに接続されプリフォームＰ０の軸方向に昇降可能なシャフト５ｂと、を具えている。
図３に、支持ピン５の一部拡大図を示すように、ヘッド５ａは、上側の一端５ａＥ１でプリフォームＰ０の底部を支持し、下側の他端５ａＥ２でシャフト５ｂに接続されている。ヘッド５ａは、その中央に、プリフォームＰ０の底部に対応した形状を有し、プリフォームＰ０の底部の少なくとも一部を受容するための凹部５ａ１が形成されている。さらに、ヘッド５ａは、凹部５ａ１の径方向外側に、他端５ａＥ２に向かって末広がりに延びる傘状の傾斜面５ａ２が形成されている。
なお、この実施の形態では、ヘッド５ａとシャフト５ｂとは一体に構成されているが、別体とすることもできる。

支持ピン５は、その上昇姿勢（図１の状態）にてブロー成形前もしくは成形過程のタイミングでプリフォームＰ０の底部を支持する。
図１は、プリフォームＰ０に対し支持ピン５を上昇姿勢で接触させた状態を表した図であるが、支持ピン５の位置を下げた状態でプリフォームＰ０との隙間を設け、成形過程（延伸途中）でプリフォームＰ０の底部を支持してもよい。
図１の状態から、プリフォームＰ０の口部からプリフォームＰ０の内部に高圧空気または液体を吹き込み、プリフォームＰ０を軸方向に延伸させるとともにプリフォームＰ０を径方向に膨張させ、図２に示す状態にする。このとき、ブロー成形によるプリフォームＰ０の軸方向への変形（延伸）に応じて、すなわち、プリフォームＰ０内の高圧空気等の圧力により、支持ピン５を、底部金型３の方向に下降させる。ここで、ブロー成形装置１０は、支持ピン５の下降時にプリフォームＰ０に抵抗を付与する抵抗付与手段（図示省略）を具えることが好ましい。抵抗付与手段としては、例えば、サーボモータ、油圧、ばね等が挙げられる。このように、抵抗付与手段を設けることにより、延伸ロッドを用いない場合において、軸方向および径方向の延伸を調整することができる。
なお、容器Ｐ１は図２の状態から、成形金型内での所定のヒートセット、冷却等の熱処理操作後、本体割金型１の開放等の型開き、離型工程を経て製品として取り出される。

本発明では、支持ピン５のヘッド５ａに、プリフォームＰ０の底部を受容するための凹部５ａ１を形成することにより、プリフォームＰ０が延伸される際に中心位置が径方向に変位する芯ずれを防止することができる。また、支持ピン５のヘッド５ａに、末広がりに延びる傘状の傾斜面５ａ２を形成することにより、支持ピン５をシャフト５ｂのみから構成した場合に問題となりうるプリフォームＰ０の樹脂がシャフト５ｂの側面に回り込む（巻き込まれる）ことを防止することができる。

さらに、本発明のブロー成形装置１０の支持ピン５を用いると、延伸ロッドを用いなくてもブロー成形が可能であるという効果を有している。延伸ロッドを用いる場合、プリフォームＰ０の口部の開口面積から延伸ロッドの断面積を引いた面積で、ブロー流体をプリフォームＰ０の口部から流入させるが、延伸ロッドを用いない場合、プリフォームＰ０の口部の全開口面積で、ブロー流体を流入させることができる。それゆえ、昇圧スピードを上げることができ、その結果、成形時間を短縮することができる。
ただし、本発明のブロー成形装置１０は、延伸ロッドを用いてブロー成形を行うこともできる。延伸ロッドを用いた場合であっても、上述したプリフォームＰ０の芯ずれおよび樹脂の回り込みを防止することができる。

再び図３を参照すると、傾斜面５ａ２の、他端５ａＥ２側の縁部の直径Ｄは、シャフト５ｂの直径Ｄ５ｂより大きいことが好ましい。この構成により、プリフォームＰ０の樹脂が、シャフト５ｂの側面に回り込むことをより一層防止することができる。

また、ヘッド５ａには、凹部５ａ１と傾斜面５ａ２との間に、円環状の平坦部５ａ３が形成されていることが好ましい。この構成により、鋭角に突出する部分がヘッド５ａに形成されなくなるとともに、ヘッド５ａを用いて成形した容器Ｐ１の底部にも鋭角に窪む部分がなくなるため、ブロー成形時にプリフォームＰ０の底部を滑らかにヘッド５ａの上面に追従させることができ、ブロー成形した容器Ｐ１の底部の形状を安定させることができるとともに容器Ｐ１の底部の強度を向上させることができる。

次に、図４を参照しながら、支持ピン５の各種変形例を説明する。
図４（ａ）に示すように、支持ピン５のヘッド５ａを伏椀形状として、傾斜面５ａ２を、ヘッド５ａの内側に中心が存在する曲率を有する曲面とすることもできるし、図４（ｂ）に示すように、傾斜面５ａ２を、ヘッド５ａの外側に中心が存在する曲率を有する曲面とすることもできる。
また、ヘッド５ａは、上述した例のように円錐形状の頂部を除いた形状の他、図４（ｃ）に示すように、角錐形状の頂部を除いた形状とすることもできる。なお、図４（ｃ）では、六角錐を示しているが、側面は任意の数にすることができる。
また、図４（ｄ）に示すように、傾斜面５ａ２をかさ歯車のような形状とすることもできる。
また、上述した例では、凹部５ａ１はヘッド５ａの中央に形成されているが、図４（ｅ）に示すように、凹部５ａ１はヘッド５ａの中央から偏芯した位置に形成することもできる。すなわち、プリフォームＰ０と、凹部５ａ１およびシャフト５ｂの中心軸が一致していれば、図４（ｅ）に示すような傾斜面５ａ２を偏芯させて設けることもできる。

本発明により、プリフォームが延伸される際の芯ずれを防止するとともに、プリフォームの樹脂の回り込みを防止したブロー成形装置およびブロー成形方法を提案することが可能となった。

１ 本体割金型
３ 底部金型
５ 支持ピン
５ａ ヘッド
５ａ１ 凹部
５ａ２ 傾斜面
５ａ３ 平坦部
５ｂ シャフト
１０ ブロー成形装置
Ｐ０ プリフォーム
Ｐ１ 容器

Claims (2)

1. 有底筒状に形成されたプリフォームをブロー成形型内でブロー成形して容器を成形するブロー成形装置において、
   前記ブロー成形型内に支持ピンが配置され、
   前記支持ピンは、前記プリフォームの底部を前記プリフォームの外側から支持するヘッドと、前記ヘッドに接続され前記プリフォームの軸方向に昇降可能なシャフトと、を具え、
   前記ヘッドは、前記プリフォームの底部を支持する一端に、前記プリフォームの底部の少なくとも一部を受容するための凹部が形成され、前記凹部の外側に、他端に向かって末広がりに延びる傾斜面が形成されてなり、
   前記支持ピンは、その上昇姿勢にてブロー成形前もしくは成形過程のタイミングで前記プリフォームの底部を支持し、ブロー成形による前記プリフォームの変形に応じて下降するように構成されており、
   前記支持ピンの下降時に前記プリフォームに抵抗を付与する抵抗付与手段を具え、
   前記傾斜面の、他端側の縁部の直径は、前記シャフトの直径より大きく、
   前記ヘッドには、前記凹部と前記傾斜面との間に、平坦部が形成されていることを特徴とするブロー成形装置。
2. 有底筒状に形成されたプリフォームをブロー成形型内でブロー成形して容器を成形するブロー成形方法において、
   前記ブロー成形型内に支持ピンが配置されたブロー成形装置であって、
   前記支持ピンは、前記プリフォームの底部を前記プリフォームの外側から支持するヘッドと、前記ヘッドに接続され前記プリフォームの軸方向に昇降可能なシャフトと、を具え、
   前記ヘッドは、前記プリフォームの底部を支持する一端に、前記プリフォームの底部の少なくとも一部を受容するための凹部が形成され、前記凹部の外側に、他端に向かって末広がりに延びる傾斜面が形成されてなり、前記傾斜面の、他端側の縁部の直径は、前記シャフトの直径より大きく、前記ヘッドには、前記凹部と前記傾斜面との間に、平坦部が形成されているブロー成形装置を用い、
   前記支持ピンにより、その上昇姿勢にてブロー成形前もしくは成形過程のタイミングで前記プリフォームの底部を支持し、ブロー成形による前記プリフォームの変形に応じて前記支持ピンを下降させ、
   ブロー成形時に前記プリフォームに抵抗を付与しながら前記支持ピンを下降させることを特徴とするブロー成形方法。

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