JP6140126B2 - ブロー成形方法及びブロー成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、ブロー成形方法及びブロー成形用金型に関する。

例えば、特許文献１には、金型内面にシート部材を備えることが開示されている。このシート部材は、エアの吹き込みによって膨張したパリソンの所定部分が他の部分よりも早く金型内面に接触する傾向にあるとき、所定部分が金型内面に接触した後、当該所定部分の一部分を金型内面に沿って他の部分の方向へ移動させるためのものである。

シート部材は、弾性部材からなり、弾性部材を引き伸ばすための駆動源を備えている。特許文献１では、このシート部材によってパリソンの所定部分の一部を金型内面に沿って他の部分の方向へ移動させることで、パリソンの肉厚の均一化を図ることができる、としている。

特許第３７６５２９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたブロー成形方法では、エアの吹き込みによって膨張したパリソンの一部を直接的に移動させるためのシート部材や、シート部材を移動させるための駆動源等が必要となり、成形工程が煩雑となる。

また、例えば、形状が異なる種々の成形品（例えば、燃料タンク）をブロー成形する場合、燃料タンクの形状に対応した複数のシート部材が必要になると共に、シート部材の管理が煩雑となる。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、可動型を使用することにより、肉厚の均一化を達成することが可能なブロー成形方法及びブロー成形用金型を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、金型の内面に対して筒状のパリソンを押圧するブロー成形方法において、前記金型は、成形面が複数個に分割された分割成形面を有し変位可能に設けられた複数の分割金型で構成され、前記パリソンを射出し、型締めを行なった後、前記パリソン内にエアを吹き込んで前記パリソンを前記金型の内面側へ膨出させる工程と、前記パリソンが膨張して前記分割成形面に接触した後、少なくとも一部の分割金型を変位させて前記分割成形面を可動させる工程と、前記分割成形面に対して前記パリソンが密着した後、前記パリソンを冷却すると共に、前記パリソンへのエアの吹き込みを停止して、成形品を取り出す工程と、を有し、前記分割成形面を可動させる工程において、前記複数の分割金型のうち、一部の分割金型の変位量は、前記一部を除いた他の分割金型の変位量よりも大きく設定されることを特徴とする。

本発明によれば、パリソンが膨張して分割成形面に接触した後、少なくとも一部の分割金型を変位させて分割成形面を可動させることにより、従来のブロー成形方法と比較してパリソンの伸び量を減少させることができる。この結果、本発明では、従来技術のようなパリソンを直接移動させるシート部材を不要として、ブロー成形品の肉厚の均一化を達成することができる。

また、本発明は、前記成形品が、前記パリソンの軸方向に沿った一端と他端との間で膨らんだ形状を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、燃料タンク等の中空容器をブロー成形した場合の容器本体の肉厚管理を容易に行うことができる。

さらに、本発明は、金型の内面に対して筒状のパリソンを押圧するブロー成形用金型において、前記金型は、成形面が複数個に分割された分割成形面を有し変位可能に設けられた複数の分割金型で構成され、前記複数の分割金型のうち、一部の分割金型の変位量は、前記一部を除いた他の分割金型の変位量よりも大きく設定されることを特徴とする。

本発明によれば、一部の分割金型の変位量を、前記一部を除いた他の分割金型の変位量よりも大きく設定している。この結果、本発明では、従来技術のようなパリソンを直接移動させる部材や装置を用いることがなく、ブロー成形品の凹凸形状に対応して一部の分割金型の変位量と一部を除いた他の分割金型の変位量とをそれぞれ異ならせることで、ブロー成形品の肉厚の均一化を達成することができる。

なお、分割金型の変位量をそれぞれ異ならせる際、一部の分割金型と他の分割金型との両方をそれぞれ変位させる場合と、一部の分割金型のみを変位させる場合の両者が含まれる。

本発明では、可動型を使用することにより、肉厚の均一化を達成することが可能なブロー成形方法及びブロー成形用金型を得ることができる。

本発明の実施形態に係るブロー成形方法を実施するブロー成形装置の概略構成図である。 分割金型の模式正面拡大図である。 本実施形態における複数の分割金型を簡略化した模式断面図である。 比較例における金型の模式断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来のブロー成形方法の工程を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るブロー成形方法の基本原理を示す模式図である。 図１の状態に連続する本実施形態に係るブロー成形方法の工程を示す説明図である。 図７の状態に連続する本実施形態に係るブロー成形方法の工程を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態における分割金型を用いたブロー成形工程の説明図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るブロー成形方法を実施するブロー成形装置の概略構成図、図２は、分割金型の模式正面拡大図である。

図１に示されるように、ブロー成形装置１０は、左右に２分割された一対の成形金型（ブロー成形用金型）１２と、略ドーナツ状に形成されたフォーミングダイ１４と、フォーミングダイ１４の下部に設けられ、円筒状（パイプ状）のパリソンＰを成形金型１２のキャビティに向かって導出する略円筒状のダイヘッド１６と、フォーミングダイ１４の一側面に設けられ、可塑化した樹脂をフォーミングダイ１４に向かって押し出す押出機１８とを備えて構成されている。

左右に対向して配置される一対の成形金型１２は、それぞれ同じ構造からなる。各成形金型１２は、左右の横方向及び上下の縦方向に変位可能に設けられた複数の分割金型２０と、複数の分割金型２２を可動可能に保持するホルダ２１で構成されている。成形金型１２の内面を構成する各分割金型２０の先端は、円筒状のパリソンＰの軸方向及び軸方向と直交する方向に沿って複数個に分割された略矩形状の分割成形面２２を有する。

各分割金型２０は、図２に示されるように、矩形状の分割成形面２２の四隅角部において、隣接する他の分割金型２０と関節２４によって可動可能（回動可能）に繋ぎ合わされている。関節２４は、分割金型２０の分割成形面２２に近接する位置に配置され、例えば、ばね部材等の弾性体やヒンジ等によって構成される。

また、各分割金型２０は、図示しないアクチュエータ及びアームを介して、パリソンＰに接近する前方及びパリソンＰから離間する後方に向かって進退可能に設けられている。なお、図示しないアクチュエータを設けることがなく、作業者の手動操作によって任意の分割金型２０を進退動作させるようにしてもよい。

図３は、本実施形態における複数の分割金型を簡略化した模式断面図、図４は、比較例における金型の模式断面図である。

比較例における金型Ａでは、図４に示されるように、通常の使用範囲（網点部分）におけるパリソンＰの軸方向の長さＬ１に対して、金型Ａの断面円弧状に内側に窪んだ成形面の長さＬ１´となる。この結果、金型Ａの成形面の長さＬ１´からパリソンＰの軸方向の長さＬ１を減算した（Ｌ１´−Ｌ１）＝ΔＬ１が、エア注入時におけるパリソンＰの伸び量となる。

これに対して、本実施形態における分割金型２０では、図３に示されるように、通常の使用範囲（網点部分）におけるパリソンＰの軸方向の長さＬ２に対して、分割金型２０の断面円弧状に内側に窪んだ分割成形面２２全体の長さがＬ２´となる。この結果、分割成形面２２全体の長さＬ２´からパリソンＰの軸方向の長さＬ２を減算した（Ｌ２´−Ｌ２）＝ΔＬ２が、エア注入時におけるパリソンＰの伸び量となる。

図３に示されるように、本実施形態における複数の分割金型２０は、例えば、分割金型Ｄ１、分割金型Ｄ２、及び、分割金型Ｄ３で構成されている。隣接する分割金型間には、関節２４が設けられ、関節２４を回動支点として回動可能に繋ぎ合わされている。この分割金型Ｄ１〜Ｄ３は、可動前の展開状態において、隣接する分割金型Ｄ１〜Ｄ３の側壁が当接してクリアランス２６が零に形成されている。

各関節２４を回動支点として分割金型Ｄ１〜Ｄ３が矢印方向に回動すると、隣接する分割金型Ｄ１〜Ｄ３の側壁が離間して隣接する分割金型Ｄ１〜Ｄ３間にクリアランス２６が形成される。この結果、本実施形態の分割金型Ｄ１〜Ｄ３では、回動前における分割金型２０の分割成形面２２全体の長さＬ２´をＬ１´と比較して大きくすることができる（Ｌ１´＜Ｌ２´）。

パリソンＰの伸び量は、ΔＬ１＞ΔＬ２の関係となっている。このため、本実施形態では、比較例よりもパリソンＰの伸び量が小さくなり、後記するように、駄肉（余分な肉厚）を削減してパリソンＰの伸び量を好適に調整することができる。

本実施形態に係るブロー成形装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

先ず、従来のブロー成形方法について説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は、従来のブロー成形方法の工程を示す説明図である。なお、成形品として樹脂製の燃料タンクを成形する場合を、その一例として以下説明する。また、本実施形態に係るブロー成形装置１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

フォーミングダイ１４のダイヘッド１６から押し出された円筒状のパリソンＰを左右に対向して配置された一対の金型Ａの間に臨ませた状態（図５（ａ）参照）で型締めした後、図示しないエアノズルからパリソンＰの閉塞された空間部２８内にエアを供給する。空間部２８内にエアが供給されてパリソンＰが膨張（変形）し、金型Ａの内面に押圧される（図５（ｂ）参照）。

この場合、エアの供給によって膨張するパリソンＰのうち、金型Ａの内面に形成された窪み部の深さの大小に対応して、金型Ａの内面に早く接触する部分Ｂ１と遅く接触する部分Ｂ２とがある。金型Ａの内面の窪み部の深さが小さい部位では、膨張したパリソンＰが金型Ａの内面に早く接触する。これに対して金型Ａの内面の窪み部の深さが大きい部位では、膨張したパリソンＰが金型Ａの内面に遅く接触するため、その部位ではパリソンＰの伸び量が大きくなって薄肉となる。

従来のブロー成形方法では、金型Ａの内面に早く接触する部分Ｂ１において、パリソンＰの伸び量が小さく厚肉になると共に、金型Ａの内面に遅く接触する部分Ｂ２において、パリソンＰの伸び量が大きくなって薄肉となる（図５（ｃ）参照）。この結果、成形品（燃料タンク）の全体において厚肉部位と薄肉部位とが混在して、タンク本体の肉厚を均一にすることが困難であった。

次に、本実施形態に係るブロー成形方法について説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るブロー成形方法の基本原理を示す模式図である。

本実施形態に係るブロー成形方法の基本原理を図６（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
先ず、成形金型１２を構成する複数の分割金型２０のうち、一部の分割金型２０ａをパリソンＰの軸線方向に沿って平坦に伸びた状態、すなわち、一部の分割金型２０ａが展開された状態にしておく（図６（ａ）参照）。続いて、一部の分割金型２０ａの分割成形面２２に対してパリソンＰを接触（密着）させる（図６（ｂ）参照）。なお、図６（ｂ）において、「Ｌ３」は、通常の使用範囲におけるパリソンＰの軸方向の長さを示している。

さらに、パリソンＰを外方に膨張（変形）させながら、関節２４を回動支点として一部の分割金型２０ａを略円弧状に回動（変位）させる。なお、図６（ｃ）において、「Ｌ３´」は、一部の分割金型２０ａを可動させた後のパリソンＰの円弧状の長さを示している。

本実施形態では、分割成形面２２にパリソンＰが接触した状態を保持したまま、略平坦に展開された一部の分割金型２０ａを略円弧状に変形させただけである。このため、一部の分割金型２０ａの可動前のパリソンＰの長さＬ３と、可動後のパリソンＰの長さがＬ３´とは、同じ長さである（Ｌ３＝Ｌ３´）。よって、本実施形態では、パリソンＰの肉厚を薄くすることがなく、ブロー成形体Ｃに膨出部３０を形成することができる。

図７は、図１の状態に連続する本実施形態に係るブロー成形方法の工程を示す説明図、図８は、図７の状態に連続する本実施形態に係るブロー成形方法の工程を示す説明図である。

本実施形態では、従来のブロー成形方法においてパリソンＰが金型Ａの内面に遅く接触する部分Ｂ２に対応する一部の分割金型２０ａの分割成形面２２を、従来のブロー成形方法においてパリソンＰが金型Ａの内面に早く接触する部分Ｂ１と比較して、予めパリソンＰに近接する前方に僅かに突出させた状態（前進状態）にしておく（図１参照）。一部の分割金型２０ａの分割成形面２２を他の分割金型２０の分割成形面２２と比較して前方に突出させることで、一部の分割金型２０ａの分割成形面２２に対してパリソンＰを容易に接触させることができるからである。

複数の分割金型２０、２０ａのうち、一部の分割金型２０ａを上記のように設定した状態において、フォーミングダイ１４のダイヘッド１６から押し出された円筒状のパリソンＰを左右に対向して配置された一対の成形金型１２の間に臨ませて型締めした後、図示しないエアノズルからパリソンＰの閉塞された空間部２８内にエアを供給する。

図示しないエアノズルからパリソンＰの閉塞された空間部２８内にエアが供給されると、エアによってパリソンＰが成形金型１２の内面側に向かって押圧されてパリソンＰが膨張（変形）する。この結果、パリソンＰが分割金型２０の分割成形面２２に対して貼り付いた状態となる。

パリソンＰ側に向かって突出する一部の分割金型２０ａの分割成形面２２を含む成形金型１２の内面にパリソンＰが接触した後、図示しないアクチュエータを駆動させて突出する一部の分割金型２０ａをパリソンＰから離間する後方に向かって後退（変位）させる（図７参照）。この場合、予め、前進状態にある一部の分割金型２０ａの分割成形面２２には、空間部２８内に供給されるエアの押圧作用によってパリソンＰが接触しているため、一部の分割金型２０ａの分割成形面２２にパリソンＰが接触した状態を保持したまま、一部の分割金型２０ａを後退させることができる。

予め前進状態にある一部の分割金型２０ａが後退すると、隣接する分割金型２０ａの側壁との間でクリアランス２６が発生し、成形金型全体の高さ寸法が詰まった状態となる。このため、一部の分割金型２０ａが変位した後の成形金型１２全体の高さ寸法Ｈ２（図８参照）は、一部の分割金型２０ａが前進状態にある初期状態の成形金型１２の高さ寸法Ｈ１（図７参照）よりも小さくなる（Ｈ１＞Ｈ２）。

一部の分割金型２０ａが後退することで、分割成形面２２に接触していたパリソンＰは、外側に向かってさらに膨出（変形）する。換言すると、図８に示されるように、パリソンＰから離間する方向に後退する一部の分割金型２０ａにより、その分割成形面２２に接触したままパリソンＰが外側に引っ張られて外側に膨出（変形）する。この結果、成形品Ｃであるタンク本体には、他の部位と比較して外側に向かって大きく膨らんだ膨出部３０が形成される。

本実施形態では、外側に膨出するパリソンＰの伸び量（ΔＬ２）が、従来のパリソンＰの伸び量（ΔＬ１）と比較して小さくなっている（図３参照）。従って、本実施形態では、パリソンＰの外側に膨出する部位が薄肉となることを回避して、成形品Ｃの全体における肉厚を均一化することができる。この結果、本実施形態では、従来と比較して、成形品（燃料タンク）Ｃの駄肉を削減することが可能となる。

閉塞されたパリソンＰの空間部２８内に供給されるエアの押圧作用によってパリソンＰが分割金型２０、２０ａの各分割成形面２２に対して密着した後、パリソンＰを冷却して固化させる。パリソンＰが固化した後、空間部２８内へのパリソンＰのエアの供給を停止すると共に、左右の成形金型１２を型開きして成形品Ｃを取り出す。

このように、本実施形態に係るブロー成形方法では、パリソンＰが膨張して一部の分割金型２０ａの分割成形面２２に接触した後、一部の分割金型２０ａをパリソンＰから離間する方向に後退（変位）させて分割成形面２２を可動させることにより、従来のブロー成形方法と比較してパリソンＰの伸び量（ΔＬ２）を減少させることができる。この結果、本実施形態では、従来技術のようなパリソンＰを直接移動させるシート部材を不要として、ブロー成形品Ｃの肉厚の均一化を達成することができる。

本実施形態に係るブロー成形方法によって成形された成形品Ｃは、パリソンＰの軸方向に沿った一端と他端との間で膨らんだ中空形状に形成される。この結果、本実施形態では、例えば、燃料タンク等の中空容器をブロー成形した場合、成形品Ｃであるタンク本体の肉厚管理を容易に行うことができる。

さらに、従来技術に係る金型Ａを用いてブロー成形を行なった場合、金型Ａの内面がパリソンＰと遅く接触することによりパリソンの伸び量（ΔＬ１）が大きくなり、成形品において薄肉となる。本実施形態では、従来技術においてパリソンＰと遅く接触する部分Ｂ２を成形する一部の分割金型２０ａの変位量を、従来技術においてパリソンＰと早く接触する部分Ｂ１を成形する他の分割金型２０の変位量よりも大きく設定している。

この結果、本実施形態では、従来技術のようなパリソンＰを直接移動させるシート部材や装置を用いることがなく、一部の分割金型２０の変位量と他の分割金型２０ａの変位量をそれぞれ異ならせることで、ブロー成形品Ｃの肉厚の均一化を達成することができる。

次に、分割金型の他の実施形態を説明する。
図９（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態における分割金型を用いたブロー成形工程の説明図である。

他の実施形態の分割金型２０ｂでは、断面が略等脚台形状となり、長さが短い上底が分割成形面２２ａとなり、長さが長い下底側に隣接する分割金型２０ｂを繋ぐ関節２４が設けられている点で異なっている。また、隣接する台形の脚と脚との間には、クリアランス２６が設けられ、分割金型２０ｂが関節２４を回動支点として回動することで、クリアランス２６が零となり、分割成形面２２ａが略円弧状に連続して形成されてタンク本体の膨出部３０を形成することができる。なお、図９（ａ）〜（ｃ）中では、円筒状のパリソンＰの軸方向に沿った一部断面のみを示している。

図９（ａ）は、略平坦に展開された一部の分割金型２０ｂに対して、パリソンＰが臨む状態を示している。図９（ｂ）は、型締めされた状態において、空間部２８内に供給されたエアによってパリソンＰが膨張（変形）し、一部の分割金型２０ｂの分割成形面２２ａに対してパリソンＰが接触した状態を示している。図９（ｃ）は、図示しないアクチュエータによって一部の分割金型２０ｂをパリソンＰから離間する後方に向かって後退させ、隣接する分割金型２０ｂ間のクリアランス２６が零となった状態を示している。

１０ ブロー成形装置
１２ 成形金型（ブロー成形用金型）
２０、２０ａ、２０ｂ 分割金型
２２、２２ａ 分割成形面
２４ 関節
Ｐ パリソン

Claims (3)

1. 金型の内面に対して筒状のパリソンを押圧するブロー成形方法において、
   前記金型は、成形面が複数個に分割された分割成形面を有し変位可能に設けられた複数の分割金型で構成され、
   前記パリソンを射出し、型締めを行なった後、前記パリソン内にエアを吹き込んで前記パリソンを前記金型の内面側へ膨出させる工程と、
   前記パリソンが膨張して前記分割成形面に接触した後、少なくとも一部の分割金型を変位させて前記分割成形面を可動させる工程と、
   前記分割成形面に対して前記パリソンが密着した後、前記パリソンを冷却すると共に、前記パリソンへのエアの吹き込みを停止して、成形品を取り出す工程と、
   を有し、
   前記分割成形面を可動させる工程において、前記複数の分割金型のうち、一部の分割金型の変位量は、前記一部を除いた他の分割金型の変位量よりも大きく設定されることを特徴とするブロー成形方法。
2. 請求項１記載のブロー成形方法において、
   前記成形品は、前記パリソンの軸方向に沿った一端と他端との間で膨らんだ形状を有することを特徴とするブロー成形方法。
3. 金型の内面に対して筒状のパリソンを押圧するブロー成形用金型において、
   前記金型は、成形面が複数個に分割された分割成形面を有し変位可能に設けられた複数の分割金型で構成され、
   前記複数の分割金型のうち、一部の分割金型の変位量は、前記一部を除いた他の分割金型の変位量よりも大きく設定されることを特徴とするブロー成形用金型。

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