JP5981289B2 - ブロー成形機の金型の型締め装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブロー成形品を成形するブロー成形機に使用する金型の型締め装置に関するものである。

従来、中空状のブロー成形品、例えば、自動車用等の燃料タンクの構造としては、金属製のものが用いられていたが、近年、車両の軽量化や、錆が発生しないこと、所望の形状に成形しやすいことなどによって中空状の熱可塑性合成樹脂製のものが用いられるようになってきた。

熱可塑性合成樹脂製の中空状の製品の製造は、中空体を成形することの容易性からブロー成形方法が多く用いられてきた。ブロー成形方法では、溶融した熱可塑性合成樹脂部材のパリソンを円筒状にして上から押出して、一対の開いた金型の間にパリソン垂下して、金型を閉じて、そのパリソンを一対の金型で挟みパリソン中に空気を吹き込み、中空体を製造していた。

この一対の金型でパリソンを挟みブロー成形するために、金型を型締めする装置が用いられている。例えば、図６に示すように、左フレーム１１４と右フレーム１１５にそれぞれ油圧シリンダ１２０、１２０を取付けて、タイバー１４０、１４０に左右方向に摺動可能に、左型締プレート１１２と右型締プレート１１３を取付ける。この左型締プレート１１２と右型締プレート１１３に一対のブロー成形金型のそれぞれを取付ける（例えば、特許文献１参照。）。

そして、パリソンが開いた金型の間に垂下されると、それぞれの油圧シリンダ１２０、１２０を働かせて、左型締プレート１１２と右型締プレート１１３が近接する方向に動かして、ブロー成形金型を型締めして、ブロー成形を行う。しかしながら、この場合には、油圧シリンダ１２０、１２０が２本必要であり、そのストロークが長く、油容量も多くなり、設備が大型化してしまうこととなる。

また、図７に示すように、左型締プレート２１２と右型締プレート２１３を、基台２１１上をタイバー２４０に沿って、左右方向に摺動可能に取付け、左型締プレート２１２と右型締プレート２１３にラックピニオンギヤ２１７を取付けて、互いに閉じあう方向と開く方向に移動可能としている。そして、右型締プレート１１３の裏面に３本の油圧シリンダ２２０、２２０、２２０を取付ける。

そして、パリソンが開いた金型の間に垂下されると、中央の油圧シリンダ２２０を働かせて、早送りした後に、３本の油圧シリンダ２２０、２２０、２２０を働かせて、右型締プレート２１３が左型締プレート２１２当接して型締めを行う。そうすると、ラックピニオンギヤ２１７が働き、左型締プレート２１２も右型締プレート２１３に近接する方向に動いて、ブロー成形金型が型締めされて、ブロー成形を行う。

この場合においても、油圧シリンダの数が多いとともに、そのストロークが長く、油容量も多くなり、設備が大型化してしまうこととなる。さらに、ラックピニオンギヤにより左型締プレート２１２と右型締プレート２１３を動かすために、金型を閉じたときの型締めの中心位置が固定されて、変更できないため、金型を変更する場合の取扱いが面倒であった。

また、図８に示すように、左型締プレート３１２と右型締プレート３１３にタイバー３４０を貫通させて、左型締プレート３１２と右型締プレート３１３にそれぞれボールねじナット３４１を取付け、タイバー３４０の外周の左型締プレート３１２と右型締プレート３１３の摺動部分に雄ねじ部３４２を形成する（例えば、特許文献２参照。）。

そして、サーボモータ３５０を作動させて、タイバー３４０の根元に設けたギヤボックス３５１によりタイバー３４０を回動させる。そうすると、雄ねじ部３４２とボールねじナット３４１が嵌合して、左型締プレート３１２と右型締プレート３１３が対向して接近するように移動して、ブロー成形金型が型締めされて、ブロー成形を行う。
この場合には、サーボモータ３５０による型締めのために、型締め力が弱く、大型の金型の場合には、大型のサーボモータ３５０が必要となってしまうこととなる。

特開２００８−２２１５８８号公報 特開平８−３２３８２８号公報

そのため、本発明は、設備を小型化できるとともに型締め中心位置の変更が可能なブロー成形機の金型の型締め装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１の本発明は、ブロー成形品を成形するブロー成形機に使用する左右に開閉する一対の金型の型締め装置において、
一対の金型をそれぞれ取付ける一対の型締めプレートを開閉方向に対して垂直に対向して配置し、開閉方向に平行に型締めプレートを貫通する複数のタイバーを設け、タイバーに対し一対の型締めプレートの少なくとも一方を摺動可能に設け、
一対の型締めプレートを左右方向に摺動させる一対の電動サーボモータを一対の型締めプレートにそれぞれ取付け、一対の電動サーボモータは、それぞれ型締めプレートの駆動を独立して制御可能に取付け、
上記一対の型締めプレートの一方に上記金型を型締めする油圧シリンダを取付け、油圧シリンダは、タイバーが中心を貫通するとともに、一方の先端がタイバーの所定位置に固定可能なロック機構を有し、他方の先端が一対の型締めプレートの一方に取付けられたことを特徴とするブロー成形機の金型の型締め装置である。

請求項１の本発明では、一対の金型をそれぞれ取付ける一対の型締めプレートを開閉方向に対して垂直に対向して配置し、開閉方向に平行に型締めプレートを貫通する複数のタイバーを設け、タイバーに対し一対の型締めプレートの少なくとも一方を摺動可能に設けた。このため、金型を取付ける型締めプレートをタイバーに沿って開閉自在の摺動させることができる。

一対の型締めプレートを左右方向に摺動させる一対の電動サーボモータを一対の型締めプレートにそれぞれ取付けた。このため、電動サーボモータにより速やかに型締めプレートを駆動させることができるとともに、一対の型締めプレートを別々に駆動させることができ、型締め中心の位置を変更することが容易である。
一対の電動サーボモータは、それぞれ型締めプレートの駆動を独立して制御可能に取付けたため、型締め中心の位置を容易に変更することができ、金型を交換した後に、型締めの中心の調整が不要であり、多種類の製品を容易に成形することができる。

一対の型締めプレートの一方に金型を型締めする油圧シリンダを取付けたため、大きな型締め力で金型を型締めすることができる。また、予め型締めプレートを電動サーボモータにより駆動させるため、油圧シリンダのストロークを短くすることができ、油容量も少なく、型締め装置を小さくすることができる。
油圧シリンダは、タイバーが中心を貫通するため、タイバーの周りに油圧シリンダを設けて、油圧シリンダを取付けるためのスペースを節約することができる。
油圧シリンダの一方の先端がタイバーの所定位置に固定可能なロック機構を有し、他方の先端が一対の型締めプレートの一方に取付けられたため、型締めを行うときに、油圧シリンダの型締め力を直接型締めプレートに伝達することができるとともに、タイバーの所定位置で油圧シリンダをロックして、型締めを行うことができる。従って、油圧シリンダの力を伝達する機構が不要となり、設備を小型化することができる。

請求項２の本発明は、一対の金型の型締めは、電動サーボモータを駆動して一対の金型を近接するまで移動させ、油圧シリンダにより一対の金型を閉じて押圧するブロー成形機の金型の型締め装置である。

請求項２の本発明では、一対の金型の型締めは、電動サーボモータを駆動して一対の金型を近接するまで移動させ、油圧シリンダにより一対の金型を閉じて押圧する。このため、金型を閉じるときに、金型が近接するまでは電動サーボモータで素早く移動させることができ、小さな設備で成形サイクルを短くすることができる。型締めの最後の部分で、油圧シリンダにより一対の金型を型締めすることができるため、油圧シリンダのストロークを短くして油圧シリンダを小さくするとともに、型締め力は大きくすることができる。

請求項３の本発明は、油圧シリンダは、タイバーに取付けられたブロー成形機の金型の型締め装置である。

請求項３の本発明では、油圧シリンダは、タイバーに取付けられたため、油圧シリンダを取付けるためのスペースを節約することができ、設備を小型化することができる。

請求項４の本発明は、油圧シリンダは、一対の型締めプレートの一方側に２個取付けられるとともに、型締めプレートの対角線上の位置にあるタイバーに取付けられたブロー成形機の金型の型締め装置である。

請求項４の本発明では、油圧シリンダは、一対の型締めプレートの一方側に２個取付けられたため、油圧シリンダを駆動する設備を集約することができる。
型締めプレートの対角線上の位置にあるタイバーに取付けられたため、型締め力をバランスよく加えることができ、均等に型締めすることができる。

請求項５の本発明は、油圧シリンダは、固定側シリンダがタイバー取付けられ、可動側シリンダが一対の型締めプレートの一方に取付けられたブロー成形機の金型の型締め装置である。

請求項５の本発明では、油圧シリンダの固定側シリンダがタイバー取付けられ、可動側シリンダが一対の型締めプレートの一方に取付けられたため、油圧シリンダの作動を直接型締めプレートに伝達することができる。

本件発明は、一対の電動サーボモータを一対の型締めプレートにそれぞれ取付けたため、電動サーボモータにより速やかに型締めプレートを駆動させることができるとともに、一対の型締めプレートを別々に駆動させることができ、型締め中心の位置を変更することが容易である。
一対の型締めプレートの一方に金型を型締めする油圧シリンダを取付けたため、大きな型締め力で金型を型締めすることができ、油圧シリンダのストロークを短くすることができ、油容量も少なく、油圧シリンダを小さくすることができる。

本発明の実施の形態であるブロー成形機の金型の型締め装置の正面図である。 本発明の実施の形態であるブロー成形機の金型の型締め装置の右側面図である。 本発明の実施の形態であるブロー成形機の金型の型締め装置に使用される左電動サーボモータと左型締めプレートの駆動部分の正面図である。 本発明の実施の形態であるブロー成形機の金型の型締め装置に使用される右電動サーボモータと左型締めプレートの駆動部分の正面図である。 本発明の実施の形態であるブロー成形機の金型の型締め装置に使用される油圧シリンダの断面図である。 従来のブロー成形機の金型の型締め装置の正面図である。 従来の他のブロー成形機の金型の型締め装置の正面図である。 従来の他のブロー成形機の金型の型締め装置の正面図である。

本発明の実施の形態のブロー成形品を成形するブロー成形機の左右に開閉する一対の金型の型締め装置について、図１〜図５に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態のブロー成形機の金型の型締め装置の正面図であり、図２は、ブロー成形機の金型の型締め装置の右側面図である。

図１に示すように、型締め装置１０は、基台１１に左右方向にそれぞれ摺動可能に左型締めプレート１２と右型締めプレート１３が設けられている。ブロー成形金型７０は、左金型７１と右金型７２から構成され、左金型７１は左型締めプレート１２に取付けられ、右金型７２は、右型締めプレート１３に取付けられる。左金型７１と右金型７２が型締めにより合体すると内部にキャビティーが形成され、キャビティー内でブロー成形品が成形される。

左型締めプレート１２の左金型７１を取付ける面と反対側には左フレーム１５が一体に取付けられている。左フレーム１５の上辺は上方に延設され、上部に設けられたタイバー４０の先端が固定されている。左フレーム１５の下辺は、下部に設けられたタイバー４０の先端が固定されている。図２に示すように、上部のタイバー４０と下部のタイバー４０は、左型締めプレート１２と左フレーム１５の対角線上に取付けられている。

図３に示すように、左型締めプレート１２の下部には左電動駆動部５０が設けられている。左電動駆動部５０は、左サーボモータ５１と、左ボールねじ５２と左ボールナット５３から構成され、左サーボモータ５１の回転を左ボールねじ５２に伝達する。左ボールナット５３は左ボールねじ５２が貫通するとともに、左型締めプレート１２の下部に固定され、左ボールねじ５２の回転により左型締めプレート１２を左右方向に移動させることができる。

右型締めプレート１３の右金型７２を取付ける面と反対側には右フレーム１６が一体に取付けられている。右フレーム１６の上辺は上方に延設され、上部に設けられたタイバー４０が摺動自在に貫通している。右フレーム１６の下辺は下部に設けられたタイバー４０が摺動自在に貫通している。上部のタイバー４０と下部のタイバー４０は、右型締めプレート１３と右フレーム１６の対角線上を貫通している。

上部のタイバー４０と下部のタイバー４０において、右フレーム１６にはそれぞれ第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０が、上部のタイバー４０と下部のタイバー４０が貫通するように取付けられている。第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０の構造については後述する。第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０に油圧を供給する油圧ポンプ１４が基台１１の右側端部に設けられている。

図４に示すように、右型締めプレート１３の下部には、左電動駆動部５０と同様に、右電動駆動部６０が設けられている。右電動駆動部６０は、右サーボモータ６１と、右ボールねじ６２と右ボールナット６３から構成され、右サーボモータ６１の回転を右ボールねじ６２に伝達する。右ボールナット６３は右ボールねじ６２が貫通するとともに、右型締めプレート１３の下部に固定され、右ボールねじ６２の回転により右型締めプレート１３を左右方向に移動させることができる。

上部のタイバー４０と下部のタイバー４０の右側先端にはタイバー保持フレーム１７が取付けられている。タイバー保持フレーム１７は、上部のタイバー４０と下部のタイバー４０の動きともに左右に移動することができる。

次に、図５に基づき第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０の構造について説明する。第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０の構造は同じであり、第１油圧シリンダ２０の構造を例にとり説明する。
第１油圧シリンダ２０は、円筒状に形成されて、中心をタイバー４０が摺動自在に貫通している。第１油圧シリンダ２０には、同心円状に形成された可動側シリンダ２１と固定側シリンダ２２を有する。

可動側シリンダ２１の左側先端は右フレーム１６にネジ止めされている。可動側シリンダ２１の筒状の内部には、固定側シリンダ先端部２５が摺動可能な押側油圧ストローク部２３が同心円状に形成されている。
固定側シリンダ先端部２５は、右端の外周部が階段状に凹んでおり、押側油圧ストローク部２３の内面との間に引側油圧ストローク部２４を形成している。即ち、押側油圧ストローク部２３と引側油圧ストローク部２４は、固定側シリンダ先端部２５の摺動により長くなったり短くなったりする。

固定側シリンダ２２の右側先端は、タイバーロック機構４２が取付けられている。タイバーロック機構４２は、タイバーロックシリンダ４３とタイバーロックピン４４から構成される。タイバーロックシリンダ４３によりタイバーロックピン４４が、タイバー４０の所定位置に形成されたタイバーロック溝４１に嵌合されて、タイバー４０が第１油圧シリンダ２０に対して、固定される。

つぎに、型締め装置１０の型締めの作動について説明する。
左型締めプレート１２に取付けられた左金型７１と右型締めプレート１３に取付けられた右金型７２の間にパリソンが垂下されると、型締めが行われる。
まず、左サーボモータ５１と右サーボモータ６１を駆動させて、左型締めプレート１２と右型締めプレート１３を互いに近接する方向に移動させる。そうすると、左金型７１と右金型７２は、近接することができる。

このため、左金型７１と右金型７２が近接するまでは左サーボモータ５１と右サーボモータ６１で素早く移動させることができ、第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０のストロークを短くすることができるため、小さな設備にすることができるとともに、成形サイクルを短くすることができる。

また、左サーボモータ５１と右サーボモータ６１は、それぞれ左型締めプレート１２と右型締めプレート１３の駆動を独立して制御可能に取付けられている。このため、型締め中心の位置を容易に変更することができ、異なるブロー成形品を成形するときに、金型を交換して、型締め中心の位置の調整が容易であり、多種類の製品を容易に成形することができる。

左型締めプレート１２の右方向の移動につれて、左フレーム１５の固定された上下のタイバー４０、４０は右方向に移動し、第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０の内部を摺動する。さらに、右型締めプレート１３は左方向に移動するため、右フレーム１６に固定された第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０は、上下のタイバー４０、４０に対して左方向に摺動する。

そして、図５に示すように、第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０は、上下のタイバー４０、４０に対して所定位置に到達したときに、タイバー４０、４０に形成されたタイバーロック溝４１、４１にタイバーロック機構４２、４２により固定される。このとき、例えば所定位置とは、金型閉じ位置から１２０ｍｍ程度手前にすることができる。
タイバーロック機構４２と第１油圧シリンダ２０と第２油圧シリンダ３０の作動はそれぞれ同じであるため、第１油圧シリンダ２０を例に説明する。

タイバーロック機構４２は、タイバーロックシリンダ４３とタイバーロックピン４４から構成され、タイバーロックシリンダ４３によりタイバーロックピン４４がタイバーロック溝４１に固定される。そうすると、第１油圧シリンダ２０の固定側シリンダ２２は、タイバー４０に固定される。

その後、油圧ポンプ１４から油圧が供給され、第１油圧シリンダ２０の押側油圧ストローク部２３に、油圧がかかる。そうすると、第１油圧シリンダ２０の可動側シリンダ２１は、左方向に移動して、可動側シリンダ２１が固定された右フレーム１６と同一剛体上の右型締めプレート１３を左方向に押圧する。そのとき左型締めプレート１２はタイバー４０の固定されているため、可動側シリンダ２１により、左金型７１と右金型７２が中心方向に対向して移動するため、型締め中心は保たれたまま、移動ができずその位置に固定されるため、左金型７１と右金型７２は強力に押圧されて型締めされることとなる。

そうすると、左金型７１と右金型７２の間に垂下されたパリソンは、左金型７１と右金型７２により、切り取られて、左金型７１と右金型７２のキャビティー内に置かれ、その後ブロー成形されて製品となる。
この様に、型締めの最後の部分で、第１油圧シリンダ２０により左金型７１と右金型７２を型締めすることができるため、第１油圧シリンダ２０のストロークを短くして第１油圧シリンダ２０を小さくするとともに、型締め力は大きくすることができる。

左金型７１と右金型７２を開く場合には、油圧ポンプ１４から油圧が供給され、第１油圧シリンダ２０の引側油圧ストローク部２４に、油圧がかかる。そうすると、第１油圧シリンダ２０の可動側シリンダ２１は、右方向に移動して、可動側シリンダ２１が固定された右型締めプレート１３を右方向に引っ張る。そのとき左型締めプレート１２はタイバー４０の固定されているため、可動側シリンダ２１の動きに合わせて左方向に移動し、左金型７１と右金型７２は開くこととなる。

その後、左サーボモータ５１と右サーボモータ６１を駆動させて、左型締めプレート１２と右型締めプレート１３を互いに離れる方向に移動させる。そうすると、左金型７１と右金型７２は、開くことができる。このため、左金型７１と右金型７２を左サーボモータ５１と右サーボモータ６１で素早く開くことができ、成形のサイクルタイムを短くすることができる。

１０ 型締め装置
１２ 左型締めプレート
１３ 右型締めプレート
２０ 第１油圧シリンダ
３０ 第２油圧シリンダ
４０ タイバー
４１ タイバーロック機構
５１ 左サーボモータ
６１ 右サーボモータ

Claims (5)

1. ブロー成形品を成形するブロー成形機に使用する左右に開閉する一対の金型の型締め装置において、
   上記一対の金型をそれぞれ取付ける一対の型締めプレートを開閉方向に対して垂直に対向して配置し、開閉方向に平行に該型締めプレートを貫通する複数のタイバーを設け、該タイバーに対し上記一対の型締めプレートの少なくとも一方を摺動可能に設け、
   上記一対の型締めプレートを左右方向に摺動させる一対の電動サーボモータを上記一対の型締めプレートにそれぞれ取付け、上記一対の電動サーボモータは、それぞれ型締めプレートの駆動を独立して制御可能に取付け、
   上記一対の型締めプレートの一方に上記金型を型締めする油圧シリンダを取付け、上記油圧シリンダは、上記タイバーが中心を貫通するとともに、一方の先端が上記タイバーの所定位置に固定可能なロック機構を有し、他方の先端が上記一対の型締めプレートの一方に取付けられたことを特徴とするブロー成形機の金型の型締め装置。
2. 上記一対の金型の型締めは、上記電動サーボモータを駆動して一対の金型を近接するまで移動させ、上記油圧シリンダにより一対の金型を閉じて押圧する請求項1に記載のブロー成形機の金型の型締め装置。
3. 上記油圧シリンダは、上記タイバーに取付けられた請求項1又は請求項２に記載のブロー成形機の金型の型締め装置。
4. 上記油圧シリンダは、上記一対の型締めプレートの一方側に２個取付けられるとともに、上記型締めプレートの対角線上の位置にある上記タイバーに取付けられた請求項1乃至請求項３のいずれか一項に記載のブロー成形機の金型の型締め装置。
5. 上記油圧シリンダは、固定側シリンダが上記タイバーに取付けられ、可動側シリンダが上記一対の型締めプレートの一方に取付けられた請求項３又は請求項４に記載のブロー成形機の金型の型締め装置。

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