JP5999820B2 - ブロー型ユニット及びブロー成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームをブロー成形するためのブロー型ユニット及びブロー成形装置に関する。

例えば、合成樹脂製の薄肉の包装容器の成形方法として、射出成形あるいは押出し成形により得られたプリフォームをブロー型内に位置させ、プリフォームを縦方向及び横方向に膨張させ、二軸延伸ブローにより最終容器を得る技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

二軸延伸ブローの工程においては、高圧のブローエアーによりプリフォームを延伸し、延伸されたプリフォームを一対の割型からなるブロー型のキャビティ面に押し付ける。これにより、ブロー型のキャビティ面の形状に対応した形の最終容器が得られる。従って、一対の割型からなるブロー型は、型締め状態を確実に維持する必要がある。

従来から知られている二軸延伸ブロー成形装置では、各割型を型締めする際、キャビティ面側の端面（パーティング面）に対してブロー圧に対向する力を作用させている。即ち、油圧アクチュエータやトグル等の型締機構によって一対の割型を型締めし、パーティング面に高い締め付け圧を作用させている。

一対の割型を備えたブロー型の場合、上記のようにパーティング面に高い締め付け圧を作用させることで、型締め状態を確実に維持することができる。そして、割型の開閉移動を精度よく管理することで、一対の割型の型締め状態を確実に維持することができ、パーティング面の締め付け圧を高く保つことができる。特許文献２には、ブロー型側方にガイド部材を設け、このガイド部材によって割型の開閉方向への動きを許容しつつ割型の上方への動きを規制できるようにしたブロー成形装置が開示されている。また、特許文献３には、ブロー型側方に型開き防止機構を設けた成形装置が開示されている。

特開２００６−３１５２６６号公報 特開平６−３４４４２８号公報 特開平６−２６２６７１号公報

特許文献２に記載のブロー成形装置は、ブロー型の側面にガイド溝、機台側のガイド部材にガイド突起が設けられており、ブロー型の型開閉動作時に両者が係合するようになっている。これにより、型開閉・型締め時におけるブロー型の動きを規制し、ブロー型のせり上がりを防止している。

しかしながら、特許文献２に記載の装置は、ガイド突起がガイド溝内を移動するように構成されている関係上、ガイド溝とガイド突起との間には、少なくとも０．０５ｍｍ程度のクリアランスを設ける必要がある。このため、型開閉・型締め時に、クリアランスの分だけブロー型が上方へ移動してしまい、ブロー型の上方において型開きが依然生じていた。また、ガイド部材は窒化処理等で耐摩耗性が高められているものの、ガイド突起のガイド溝の内面への接触に起因する金属粉の発生は避けられなかった。この金属粉の発生は、衛生面上で問題となる虞がある。

特許文献３の成形装置では、ブロー型の側面にエアシリンダ等で進退可能な施錠部材が固定され、ブロー成形時にはこの施錠部材の突起部をブロー型側面の凹部に係合させることで、型開きを防止している。この方式を採用することで、確かに型開きは防止できるかもしれない。しかしながら、この方式を採用した場合、ブロー型の形状、ひいては成形品の形状に制限が出てしまう上、コストが上昇してしまうという問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な機構により一対の割型の開閉移動を精度良く行うことができ、割型の型締め状態を確実に維持することができるブロー型ユニット及びブロー成形装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、基盤の上に開閉自在に支持される一対の割型を備えたブロー型と、開閉方向に沿った部位における前記割型に設けられる被案内部材と、前記基盤に設けられ一対の割型の開閉に伴って前記被案内部材が相対的に転動するように接触する案内部材と、を備え、前記被案内部材は、前記割型の開閉方向に直交する軸周りで回転する回転部材であり、前記案内部材は、前記回転部材が転動することで、前記割型の開閉方向に交差する方向の前記割型の移動を規制する転動面を有していることを特徴とするブロー型ユニットにある。

かかる第１の態様では、被案内部材が案内部材に対し、転がりにより案内されるため、クリアランスがない状態で一対の割型の開閉移動を案内することができる。したがって、一対の割型の開閉方向以外の動きを規制した状態で開閉移動が案内され、金属同士の摺動接触による異物の発生をなくして一対の割型の位置精度を向上させることができる。

また比較的簡単な機構により、一対の割型の開閉移動を精度良く行い、割型の型締め状態を確実に維持することが可能になる。

また、ローラが案内部材の転動面に直接接触して回転し、開閉方向以外の方向の移動が規制された状態で一対の割型の開閉移動が案内される。

本発明の第２の態様は、第１の態様のブロー型ユニットにおいて、前記回転部材の回転中心軸は、前記割型の開閉方向とは直交する方向に沿って延設され、前記案内部材は、前記割型の開閉方向と前記回転部材の回転中心の延設方向とを含む面に平行な底面を有する案内ブロックであり、前記転動面は、前記案内ブロックの底面であることを特徴とするブロー型ユニットにある。

かかる第２の態様では、開閉移動の際に、一対の割型の上下の移動（上方への移動）が規制され、型締め状態が確実に維持される。したがって、プリフォームの形状に拘わらず一対の割型の上側の型開きが確実に阻止される。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様のブロー型ユニットを備えることを特徴とするブロー成形装置にある。

かかる第３の態様では、金属同士の摺動接触による異物の発生をなくして一対の割型の位置精度を向上させたブロー成形装置を実現できる。

かかる本発明によれば、比較的簡単な機構により一対の割型の開閉移動を精度良く行うことができ、割型の型締め状態を確実に維持することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る成形装置の一例を説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係るブロー型ユニットを備えるブロー成形装置の側面図である。 本発明の一実施形態に係るブロー型ユニットを備えるブロー成形装置の側面図である。 本発明の一実施形態に係るブロー型ユニットを備えるブロー成形装置の平面図である。 図２中のＶ−Ｖ線矢視図である。 案内ロールと案内ブロックの関係を説明する外観図である。 本発明の一実施形態に係るブロー型ユニットを備えるブロー成形装置の他の例を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るブロー型ユニットを備えるブロー成形装置の他の例を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るブロー型ユニットを備えるブロー成形装置の他の例を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るブロー型ユニットを備えるブロー成形装置の他の例を示す側面図である。

まずは図１に基づいて成形装置の全体構成について説明する。図１に示すように、成形装置１は、機台２に配置された射出成形装置３、温調装置４、ブロー成形装置５、取出し装置６を備えている。これら射出成形装置３、温調装置４、ブロー成形装置５及び取出し装置６の上側には回転盤７が備えられている。回転盤７は、機台２に対して、例えば、反時計回り方向に間欠的に回転可能となっている。

射出成形装置３には射出装置のノズル１０が連結され、射出成形装置３ではプリフォームが成形される。温調装置４ではプリフォームの温度が所望温度に調整され、ブロー成形装置５では温度が調整されたプリフォームが二軸延伸ブロー成形されて成形品が作製される。成形品は取出し装置６により外部に取出される。

回転盤７の周方向の４箇所にはリップ型８が設けられている。プリフォーム及び成形品は、このリップ型８に保持されて回転盤７の間欠回転により順次所定の装置に搬送される。

次に、図２から図６に基づいてブロー型ユニットを備えるブロー成形装置について説明する。

図２はブロー成形装置の側面図であり、ブロー型ユニットの割型が開いている状態を示す図である。図３はブロー成形装置の側面図であり、ブロー型ユニットの割型が閉じている状態を示す図である。図４はブロー成形装置の平面図であり、ブロー型ユニットの割型が開いている状態を示す図である。図５は図２中のＶ−Ｖ線矢視図である。図６は案内ロールと案内ブロックとの関係を説明する外観図である。

図２から図４に示すように、ブロー成形装置５は機台２上に設けられている。ブロー成形装置５は、一対のブロー型を有するブロー型ユニット５ａと、ブロー型ユニット５ａを駆動させるためのブロー型機構部５ｂとで構成されている。具体的には、機台２には、ブロー型機構部５ｂを構成する一対の油圧アクチュエータ１１が所定間隔をあけて相対向して設置されている。油圧アクチュエータ１１の駆動ロッド１２の先端（対向部）には型締板１３がそれぞれ固定されている。型締板１３の対向面（駆動ロッド１２が固定されている面の反対側の面）にブロー型ユニット５ａが固定されている。具体的に型締板１３の対向面には、固定板５１を介してブローキャビティ割型１４がそれぞれ固定されている。ブローキャビティ割型１４は圧受け板５２に挟まれて保持されている。型締板１３及びブローキャビティ割型１４（圧受け板５２）の下面に亘りスライドメタル１５がそれぞれ固定されている。スライドメタル１５は、例えば、含油金属で形成され、機台２上で型締板１３及びブロー型ユニット５ａを開閉させる際の摩擦抵抗を低減するために用いられる。上記構成においては、ブローキャビティ割型１４、圧受け板５２及び固定板５１がブロー型ユニット５ａを構成する。

ブローキャビティ割型１４のパーティング面２１側には、最終成形品の外形に応じた少なくともひとつのキャビティ面２２を有する。ブローキャビティ割型１４の両側には圧受け板５２が設けられる。ブローキャビティ割型１４と圧受け板５２はボルト等の固定部材にて固定板５１に固定される。更に、このブロー型が機械側の型締板１３にボルト等の固定部材にて連結される。そして、これらブローキャビティ割型１４及び圧受け板５２のパーティング面２１同士が当接し、型締め力を圧受けする。

またブローキャビティ割型１４の下部には底型機構２３が備えられている（図５参照）。一方、ブローキャビティ割型１４の上方に配された回転盤７には、リップ板６１が回転盤７に連結されたリップ板支持プレート（ガイドレール）を介してスライド可能に固定されている。リップ板６１はリップ型８（ネック型）を開閉可能に支持している。このリップ型８にプリフォーム６２が保持されている。そして、図３に示すように、リップ型８を挟んで一対のブローキャビティ割型１４が型締めされてパーティング面２１同士が当接し、底型機構２３が上昇することで、リップ型８、キャビティ面２２及び底型機構２３とによってプリフォーム６２をブロー成形するための空間であるブローキャビティが形成される。そして、このブローキャビティ内にプリフォーム６２が配される。この状態で、リップ型８に挿入されたブローノズル６３を介してプリフォーム６２にエアーを供給することでブロー成形が行われる。

底型機構２３の具体的構成は以下のとおりである。ブローキャビティ割型１４の各々の下方には、成形品の底部形状を規定する底板７１が設けられている。各々の底板７１は底方固定板７２の第１面に固定され、この第１面とは対向する第２面側に機械側の昇降装置（昇降ロッド）７３が連結される。なお、底方固定板７２と昇降装置７３とは必ずしも連結されていなくてもよい。例えば、底方固定板７２の第２面からロッドを垂下させ、このロッドを機械側の昇降装置で押圧するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、固定板５１の直下に型ブロック３１（スペーサー部材）を設けている。この型ブロック３１はブロー型ユニット５ａの一部を構成する。このようにブローキャビティ割型１４とは別体である型ブロック３１を設けることで、ブローキャビティ割型１４の高さを容易に変更でき、鉛直方向の型締め位置の調整を比較的簡単に行うことができる。具体的には、型ブロック３１と固定板５１の間にシム板を挿入したり、型ブロック３１のみを研磨して薄くしたりすることで、ブローキャビティ割型１４の高さ調整を比較的容易に行うことができる。

また図２から図４に示すように、スライドメタル１５は機台２の上面に往復移動自在に支持されている。このスライドメタル１５は、油圧アクチュエータ１１の駆動により駆動ロッド１２が伸縮動することで、型締板１３、ブローキャビティ割型１４が一体となったブロー型ユニット５ａを構成する各ブロー型を接近・離反移動する（開閉する）。これにより、型締板１３を介してブローキャビティ割型１４が水平面内で型締め・型開きされる（矢印Ｙ方向）。

なお、スライドメタル１５は、本実施形態では型締板１３の下方端面からブロー型ユニット５ａの下方まで一体的に延設されているが、型締板１３とブロー型ユニット５ａとにそれぞれ独立して設けられていてよい。

ところで、ブローキャビティ割型１４の上方に設けられるリップ型８はテーパ状になっている。このため、型締め時にはリップ型８の近傍、つまりブローキャビティ割型１４の上方にて型開き方向の力が発生し易い。また、高圧のブローエアーが導入されたプリフォーム６２にはキャビティ面２２を押圧するが、口径が大きく全高が低い容器（以下、広口容器）の成形時には、成形位置がブローキャビティの上方に極端に偏ってしまう。つまりブローキャビティ割型１４の上方のみがプリフォーム６２によって押圧されて型開き方向の力が発生し易い。そして、このようなブローキャビティ割型１４の上方における型開き方向の力の発生に伴い、ブローキャビティ割型１４がパーティングラインに沿ってせり上がりが発生してしまう虞がある。

このようなブローキャビティ割型１４の移動（せり上がり）は、例えば、特開平５−３８７５０号公報に示されるようなタイバーを設けることで、防止することが可能である。反面、機械のコストアップにつながったり、タイバーの設置場所によっては、成形品の搬送に制限が生じたりする場合もある。

さらに、成形品の底部が内側方向に著しく窪んだ、いわゆるシャンペン底の容器を生成する場合がある。この際、底板７１は、ブローキャビティ割型１４が型閉じした後にブローキャビティ割型１４側へ高速で上昇して、ブローキャビティ割型１４の段差部と当接して、型締めされる。ブローキャビティ割型１４との当接時の衝撃は大きく、また、ブロー成形中にわたりブローキャビティ割型１４を下方より押圧し続ける。このため、成形品の底部の形状によっては、ブローキャビティ割型１４がさらにパーティング面に沿ってせり上がり易い状態となる。

そこで、本発明では、以下に説明するように、ブロー型ユニット５ａにブローキャビティ割型１４のせり上がりを規制する機構を設け、ブローキャビティ割型１４の上方における型開きの発生を抑制している。

図２から図６に示すように、型締板１３、固定板５１の下面側のスライドメタル１５との間には、上述したように型ブロック３１が固定されている。型ブロック３１の側面（図４中上下の面、図５中左右の面）には被案内部材（回転部材）としてのローラ３２が回転自在に支持されている。またローラ３２は、圧受け板５２の側面よりも外側に突出する位置に設けられている。このローラ３２の回転中心軸（Ｘ軸）は、ブローキャビティ割型１４の開閉方向（水平面内の矢印Ｙ方向）とは水平面内で直交する方向に延設されている。つまり回転部材であるローラ３２は、Ｘ軸を中心として回転する。ローラ３２は、金属製、樹脂製、硬質ゴム製等、耐久性や潤滑性、使用環境等を考慮して種々の材質で形成することができる。なおローラ３２を支持する型ブロック３１は、本実施形態では平面視で略コ字状になっているが、型ブロック３１の形状に限定されない。

一方、パーティング面２１同士が当接する部位におけるブローキャビティ割型１４の側部の機台２には、案内部材３５がボルト等の固定部材にて固定されている。案内部材３５はブローキャビティ割型１４の開閉方向に沿って延びる案内ブロック３６と、この案内ブロック３６と機台２とを連結する支柱部材３７と、を備えている。案内ブロック３６は、その中央部が支柱部材３７によって支持されており、支柱部材３７の両側には転動面および保持面としての底面３８が設けられている。案内ブロック３６の底面３８は、ブローキャビティ割型１４の開閉方向とローラ３２の回転中心の延設方向とを含む面に平行な面を備えている。つまり本実施形態においては、案内ブロック３６の底面３８は水平な面（保持面）を備えている。

主に、図３、図６に示すように、一対のブローキャビティ割型１４が型締め方向に駆動されると、型ブロック３１に支持されたローラ３２が案内ブロック３６の底面３８に直接接触して転動する。つまりこれらローラ３２が案内ブロック３６の底面３８の表面を転動することで、開閉方向以外の方向の移動が規制された状態でブローキャビティ割型１４の開閉移動が案内される。その後、ブローキャビティ割型１４のパーティング面が当接すると、ローラ３２は案内ブロック３６の保持面にてストップする。これにより、ブローキャビティ割型１４は案内ブロック３６に対しクリアランスがない状態で型締めされる。したがって、クリアランスが必須な従来技術と比べてブローキャビティ割型１４のせり上がりがより確実に規制される。ひいては、ブローキャビティ割型１４の上方の型開きも抑制することができる。

また本実施形態では、ブローキャビティ割型１４の型締め時にローラ３２が接触を開始する部位の案内ブロック３６の底面３８に、傾斜面が形成されている。すなわちローラ３２はこの傾斜面から底面３８への接触を開始する。このため、ローラ３２や案内ブロック３６の組み立て精度の管理を比較的容易にした状態で、ローラ３２を案内ブロック３６の底面３８に確実に転動させることができる。また、底面３８を型締め方向に向かい漸次下方に傾斜させることで、一対のブローキャビティ割型１４の型締めに応じてブローキャビティ割型１４を積極的に下方に付勢することもできる。

そして、ローラ３２が転動する面は、案内ブロック３６（案内部材３５）の底面３８であるため、ブローキャビティ割型１４が開閉方向以外の方向で規制される移動の方向は鉛直方向となる。更に、ブローキャビティ割型１４が型閉じする際、ローラ３２は案内ブロック３６の平坦部となる保持面にて支持される。これにより、一対のブローキャビティ割型１４が型締めされた際に、一対のブローキャビティ割型１４の上下の移動（上方への移動）がより確実に規制される。

案内ブロック３６は、金属製、樹脂製、硬質ゴム製等、耐久性や潤滑性、使用環境等を考慮して種々の材質で形成することができる。また、案内ブロック３６は、底面３８を構成する一部が交換可能に取り外し自在に構成することも可能である。

次に、上述したブロー成形装置５の動作について説明する。

射出成形装置３（図１参照）で成形されて温度調整されたプリフォームが、ブロー成形装置５を構成する一対のブローキャビティ割型１４の間に搬送される。次いで、油圧アクチュエータ１１等の型開閉（型締め）機構の駆動により型締板１３を介して一対のブローキャビティ割型１４を型締めする。ブローキャビティ割型１４が閉じられる過程で、ローラ３２が案内ブロック３６の底面３８に直接接触して転動する。これにより、ブローキャビティ割型１４は案内ブロック３６に対しクリアランスがない状態で上方への移動が規制され、一対のブローキャビティ割型１４の型締め移動が案内される。

このようにローラ３２が案内ブロック３６の底面３８を転動させることで、型締め時の金属同士の摺動接触がなくなる。したがって、摺動による異物（金属粉）の発生をなくして一対のブローキャビティ割型１４の位置精度を向上させることができる。

またローラ３２が案内ブロック３６に接触していることで、ブロー成形時に一対のブローキャビティ割型１４が加圧されてもブローキャビティ割型１４の上方への移動が確実に規制される。それに伴い、ブローキャビティ割型１４の水平方向の型締め状態も確実に維持されて位置精度が維持される。したがって、例えば、プリフォームが広口短小の形状等であっても（プリフォーム・成形品の形状に拘わらず）、最終成形品を精度良く形成することができる。

また上述したように本実施形態に係るブロー型ユニット５ａを備えるブロー成形装置５は、比較的簡単な機構により、一対のブローキャビティ割型１４の開閉移動を精度良く行うことができ、またブローキャビティ割型１４の型締め状態を確実に維持することが可能になる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、ローラ３２の配置は、各種成形品に応じて最適位置に調節することができる、例えば、上述の実施形態では、順応面で優位な型ブロック３１にローラ３２を配置するようにしたが、ローラ３２の配置は、成形品の大小、形状、機械側の空きスペース等に応じて適宜決定されればよい。具体的には、図７に示すように、ブローキャビティ割型１４の更なるせり上がり防止を目的として、型ブロック３１より上方の圧受け板５２にローラ３２を設けるようにしてもよい。また図８に示すように、ローラ３２は、より汎用的に機械側の型締板１３に設けられていてもよい。この場合、案内ブロック３６を型締板１３の側部まで延設する必要がある。

さらに、ローラ３２は、ブローキャビティ割型１４の上方のブロースペースに対応する部位に配置することも可能である。例えば、図９に示すように、圧受け板５２の上部に支持部材３９を立設し、この支持部材３９にローラ３２を設けるようにしてもよい。このような構成の場合、案内ブロック３６は、図９（ａ）に示すように、ローラ３２が接触する案内ブロック３６を回転盤７の下面に固定してもよいし、図９（ｂ）に示すように、リップ板６１の側面（ブロー型の開閉方向）に固定してもよい。また例えば、図１０に示すように、型締板１３の上部に支持部材３９を立設し、この支持部材３９にローラ３２を設けるようにしてもよい。勿論、この構成の場合にも、案内ブロック３６はリップ板６１の側面に固定されていてもよい。このようにブローキャビティ割型１４の上方にローラ３２を設けることで、加圧部位に隣接した部位でブローキャビティ割型１４の型開きを阻止することができる。

また、一対のブローキャビティ割型１４に案内部材を設け、機台２側にローラを設けることで、一対のブローキャビティ割型１４の開閉に伴って被案内部材が相対的に転動するように接触する案内部材を備えた構成とすることも可能である。ただし、この場合には、案内部材の上面をローラが転動する構成とする必要がある。

また、上述の実施形態では、成形装置１として、４つの装置（ステーション）を備えた構成を例示したが、成形装置１の構成はこれに限定されるものではない。成形装置１は、割型を有するブロー型ユニットを有するブロー成形装置を備えたものであれば、ステーションの数は任意のものを適用することができる。例えば、成形装置１は、射出成形装置とブロー成形装置の２つのステーションを備えた構成としてもよい。

１ 成形装置
２ 機台
３ 射出成形装置
４ 温調装置
５ ブロー成形装置
６ 取出し装置
７ 回転盤
８ リップ型
１１ 油圧アクチュエータ
１２ 駆動ロッド
１３ 型締板
１４ ブローキャビティ割型
１５ スライドメタル
２１ パーティング面
２２ キャビティ面
２３ 底型機構
３１ 型ブロック
３２ ローラ
３５ 案内ブロック
３６ 案内部材
３７ 底面
５１ 固定板
５２ 圧受け板
６１ リップ板
６２ プリフォーム
６３ ブローノズル
７１ 底型
７２ 底型固定板
７３ 昇降装置

Claims (3)

1. 基盤の上に開閉自在に支持される一対の割型を備えたブロー型と、
   開閉方向に沿った部位における前記割型に設けられる被案内部材と、
   前記基盤に設けられ一対の割型の開閉に伴って前記被案内部材が相対的に転動するように接触する案内部材と、を備え、
   前記被案内部材は、前記割型の開閉方向に直交する軸周りで回転する回転部材であり、
   前記案内部材は、前記回転部材が転動することで、前記割型の開閉方向に交差する方向の前記割型の移動を規制する転動面を有している
   ことを特徴とするブロー型ユニット。
2. 請求項１に記載のブロー型ユニットにおいて、
   前記回転部材の回転中心軸は、前記割型の開閉方向とは直交する方向に沿って延設され、
   前記案内部材は、前記割型の開閉方向と前記回転部材の回転中心の延設方向とを含む面に平行な底面を有する案内ブロックであり、
   前記転動面は、前記案内ブロックの底面である
   ことを特徴とするブロー型ユニット。
3. 請求項１又は２に記載のブロー型ユニットを備えることを特徴とするブロー成形装置。

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