JP6634691B2 - ロータリー式のブロー成形装置及びブロー成形方法 - Google Patents

ロータリー式のブロー成形装置及びブロー成形方法 Download PDF

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Description

本発明は、ロータリー式のブロー成形装置及びブロー成形方法に関する。
ロータリー式のブロー成形装置では、回転輪を回転させながら、押出機からパリソンを押し出し、回転輪に設けた複数の金型のそれぞれにおいてパリソンをブロー成形することより、成形品を連続的に形成することができる。従来、このように量産性に優れたロータリー式のブロー成形装置に関し、各種の技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、回転台に設けられた金型の型締めなどのタイミングをレール(カム板)により機械的に制御する技術が開示される。また、特許文献2には、金型に対する型締め力を得るため、金型を開閉動作するエアシリンダーに加え、型締め用のロック機構をさらに備えるロータリー式のブロー成形装置が開示される。また、特許文献3には、ロータリー式のブロー成形装置を用い、不要部分(バリ)を介して連結された中空容器の連続体を形成し、この中空容器の連続体を巻き取り、その後、不要部分を除去する技術が開示される。
特公昭37−000094号公報 特開平06−278198号公報 特開平07−148827号公報
ところで、近年、様々な分野で利用される小型容器をより効率的に生産したいとの要望がある。しかしながら、従来のロータリー式のブロー成形装置においては、小型容器に適した機構を取り入れるという観点はなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型容器を製造するのに適したロータリー式のブロー成形装置及びブロー成形方法を提供することにある。
本発明は、以下の構成によって把握される。
(1)本発明に係る第1の観点は、ロータリー式のブロー成形装置であって、回転輪と、前記回転輪の周囲に配設された複数の型締機構と、各型締機構に取り付けられ、第1の金型と、キャビティ面に収容部を有する第2の金型とを含む1組の金型と、各型締機構に前記第2の金型と近接して回動可能に設けられ、成形品を前記1組の金型から取り出すアームと、を備え、前記アームが、前記収容部内に配置された状態で前記第2の金型の前記キャビティ面の一部を構成するように形成されており、前記型締機構によって前記第1の金型を前記第2の金型に対して相対的に移動して型締めされ、型開きされて前記成形品を取り出すときには、前記成形品を保持した状態で前記アームが前記第2の金型の前記収容部から離脱することを特徴とする。
(2)上記(1)の構成において、前記アームは、前記型締機構から延在する上腕部と、前記上腕部から前記第2の金型の側に向かって延在する前腕部と、を有し、前記前腕部の一端が前記第2の金型の前記キャビティ面を構成するとともに前記成形品を保持する保持部を有してもよい。
(3)上記(2)の構成において、前記保持部は、前記成形品を係止して取り出せるように、前記成形品を構成する樹脂が入り込むことが可能な凹部を有してもよい。
(4)本発明に係る第2の観点は、ロータリー式のブロー成形方法であって、回転輪の周囲に配設された複数の型締機構と、各型締機構に取り付けられた第1の金型と第2の金型とを含む1組の金型と、各型締機構に前記第2の金型と近接して回動可能に設けられたアームとを準備するステップ(A)と、前記アームを前記第2の金型のキャビティ面の一部を構成するように前記第2の金型の前記キャビティ面に形成された収容部に配置するステップ(B)と、前記1組の金型の間にパリソンを配置した状態で、前記型締機構により前記第1の金型と前記第2の金型を相対的に移動させて型閉じを行うステップ(C)と、前記パリソン内に圧力流体を導入し、賦形するとともに回転する間に成形品を冷却するステップ(D)と、前記型締機構に型開きを行うステップ(E)と、前記アームを回動させて前記収容部から離脱させることにより、前記成形品を前記第2の金型から取り出すステップ(F)と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、小型の成形品を次から次へと製造しなくてはならない場合においても、巻き取り可能な連続体として形成することなく、装置からの成形品の取り出しをアームにより効率よく行うことができ、小型容器を製造するのに適した小型のロータリー式のブロー成形装置及びブロー成形方法を提供することができる。
本発明の実施形態に係る成形品の正面図であり、成形品の内部を見せるため成形品を部分的に破断して示した図である。 実施形態に係るロータリー式のブロー成形装置の正面図である。 実施形態に係るロータリー式のブロー成形装置の断面図であって、回転輪と取付け板との間で切断し、回転輪側を見た図である。 図2のA−A線断面図である。 実施形態に係る型締機構及び金型を含む要部の斜視図である。 実施形態に係るアームの周辺の構成を説明する図であり、金型の内部を見せるため金型を部分的に破断して示した図である。 図6のB部拡大図である。 実施形態に係るブロー成形方法のステップ(B)の説明図である。 実施形態に係るブロー成形方法のステップ(C),(D)の説明図である。 実施形態に係るブロー成形方法のステップ(E)の説明図である。 実施形態に係るブロー成形方法のステップ(F)の説明図である。
(実施形態)
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と称する)について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
まず、実施形態に係るロータリー式のブロー成形装置に先立ち、製造対象である成形品の構成を図1に基づいて説明する。
図1に示すように、成形品10は、液状の薬品や液状の食品などを収容する小型容器11(例えば、目薬容器)を向い合せで2つ連ねた中空の樹脂成形品である。各小型容器11は、有底筒状の胴部12及び胴部12に通じる口部13を有しており、2つの小型容器11は、それらの口部13を突き合わせた状態で、筒状の連結部15を介して連結される。2つの口部13の間の連結部15は、成形品10から切除される不要部分であり、切除されることで各口部13を開口させる。
次に、実施形態に係るロータリー式のブロー成形装置(以下、単に「ブロー成形装置」と称する)を図2〜図7に基づいて説明する。
図2に示すように、ブロー成形装置20は、フレーム21と、このフレーム21に軸受22を介して回転可能に支持される回転軸23と、回転軸23に設けられ、回転軸23を中心に回転する回転輪25と、回転軸23に設けられ、回転輪25と対向する取付け板26とを備える。なお、フレーム21の上部には、装置上部を覆うカバー21aを設けてもよい。
図3に示すように、ブロー成形装置20は、回転輪25の周囲に配設された複数(この例では、周方向に等間隔に並ぶ8つ)の型締機構30を備える。図4に示すように、さらに、ブロー成形装置20は、各型締機構30に取り付けられる分割形式の1組の金型40と、各型締機構30に回動可能に設けられるアーム50と、を備える。
取付け板26は、回転軸23に少なくとも1枚設けられており、取付け板26には、複数の位置検出手段27が設けられる。複数の位置検出手段27は、回転輪25の回転方向における各金型40の位置を検出する。制御手段(図示省略)は、複数の位置検出手段27により検出された各金型40の位置に基づいて、各型締機構30の動作を制御し、金型40の型閉じ、型締め、型開きの動作のタイミングや速度を制御する。位置検出手段27の種類は、回転輪25の回転方向における各金型40の位置を検出できる手段(例えば、光センサや近接センサなどの各種センサ)であれば、任意である。
なお、このブロー成形装置20では、押出機28からのパリソン16(図2参照)が連続的に押し出され、各金型40に供給されるが、各金型40で形成された成形品10は、隣り合う2組の金型40の間では繋がっていない形態であり、ここでは、連続しない個々の成形品10が製造される。
図5に示すように、型締機構30は、支持盤33と、この支持盤33の下部に一方の端部が固定され、互いに平行に延びる2本のタイバー35と、2本のタイバー35の他方の端部が固定される第1の型盤31と、下部に2本のタイバー35が貫通し、2本のタイバー35に沿ってスライド可能な第2の型盤32と、支持盤33に固定され、第2の型盤32を第1の型盤31に対して進退する方向に移動させる電動式のシリンダユニット36とを備える。
電動式のシリンダユニット36は、電動モータ(図示省略)によってロッド36bを駆動するように構成されており、ロッド36bを駆動する送りねじとしてボールねじを採用したもの(例えば、株式会社アイエイアイ製のロボシリンダ)である。シリンダユニット36は、電動モータ、ボールねじ等を収容するシリンダ本体36aと、駆動用の送りねじによってシリンダ本体36aに対して進退するように直線運動するロッド36bとを備える。シリンダユニット36は、支持盤33に固定され、ロッド36bは、その先端部が第2の型盤32に固定される。
1組の金型40は、第1の金型41及び第2の金型42を備える。
第1の金型41は、第1の型盤31に固定されており、その背面には、管状のピン挿入部45が設けられる。このピン挿入部45には、ブローピン(図示省略)が挿入される。ブローピンは、第1の金型41及び第2の金型42に挟まれたパリソン16における連結部15を形成する部分を突き破り、圧縮空気を吹き込む。
第2の金型42は、第2の型盤32に固定される。第2の金型42は、成形品10(図1参照)の半部を形成するキャビティ面43を有する。このキャビティ面43の中央部分、すなわち、連結部15(図1参照)を形成する部分には、収容部46が設けられる。この収容部46は、キャビティ面43に形成される下側収容部46aと、下側収容部46aの上端から第2の金型42の合わせ面を上方に向けて延び、第2の金型42の上面に通じる上側収容部46bとからなる。収容部46は溝状、凹状などアーム50の形状に応じてアーム50が収容可能な形状とすることができる。
図6に示すように、アーム50は、第2の金型42に近接して型締機構30に回動可能に設けられる。この例では、アーム50は、第2の型盤32の上部に設けられる取付け部材51に、回動軸52を介して回動可能に取り付けられており、回動軸52から延在する上腕部53と、この上腕部53から第2の金型42の側に向かって延在する前腕部55と、を有する。このように、アーム50を上腕部53及び前腕部55からなる屈曲した形状に形成することにより、小さい回動角度でも、アーム50の前腕部55の先端部(後述する保持部56)を大きく回動させることができる。
前腕部55は、先端部を含む一端が第2の金型42のキャビティ面43の一部を構成するように下側収容部46a及び上側収容部46bと調和した形状を有しており、第2の金型42のキャビティ面43を構成するとともに成形品10の連結部15を保持可能な保持部56を有する。
図7に示すように、保持部56は、型開きの際、成形品10を第2の金型42側に残し、かつ、成形品10を係止して取り出すための凹部57を有する。凹部57には、成形品10の成形材料(溶融樹脂)がブロー成形時に入り込むことが可能であり、また、凹部57は、第2の金型42においてアンダカットとなる部分を形成する。この例では、第2の金型42の開閉方向に対して斜め方向に突出するアンダカット部17(図6参照)を成形品10に形成する。
なお、この例では、型開きの際、成形品10を第2の金型42側に残し、かつ、成形品10を係止して取り出すための構成として、凹部57を保持部56に設けた構成を例示したが、この他、保持部56としてはアーム50に真空吸引用の穴を設け、この真空吸引の負圧によって成形品10を吸着することで、成形品10を第2の金型42側に残したり、成形品10をアーム50に保持させたりすることもできる。
以上のように構成されるアーム50は、1組の金型40が型締機構30によって型閉じされて型締めされるときには、第2の金型42の収容部46に嵌合し、1組の金型40が型締機構30によって型開きされて成形品10を取り出すときには、第2の金型42の収容部46から離脱してエジェクタとして機能する。
続いて、実施形態に係るブロー成形方法を図8〜図11に基づいて説明する。このブロー成形方法は、ブロー成形装置20を用い、成形品10を製造する方法であって、以下のステップ(A)〜ステップ(F)を含む。まず、ステップ(A)において、上述したように、回転輪25の周囲に配設された複数の型締機構30と、各型締機構30に取り付けられ、第1の金型41と第2の金型42とを含む1組の金型40と、各型締機構30に第2の金型42と近接して回動可能に設けられたアーム50とを準備する。
次に、図8に示すように、ステップ(B)では、アーム50を第2の金型42側に下方に回動させ、第2の金型42のキャビティ面43の一部を構成するようにアーム50の前腕部55を第2の金型42の収容部46に嵌合する。
図9に示すように、ステップ(C)では、溶融樹脂からなる筒状のパリソン16を第1の金型41と第2の金型42の間に配置した状態で、シリンダ本体36aからロッド36bを前進させ、換言すれば第1の金型1と第2の金型42を相対的に移動させ、1組の金型40に対し型閉じを行う。ステップ(D)では、パリソン16を1組の金型40内で膨出させ、すなわちパリソン内に圧力流体を導入して賦形し、成形品10を型締めして形成する。この際、凹部57(図7参照)には、樹脂が入り込んでアンダカット部17(図6参照)が形成される。そして、回転する間に成形品10を金型40内で所定の温度まで冷却する。
図10に示すように、ステップ(E)では、シリンダ本体36a側にロッド36bを後退させることにより、1組の金型40を型開きする。この際、凹部57により形成されるアンダカット部17(図6参照)によって、成形品10は、第2の金型42側に残る。
図11に示すように、ステップ(F)では、アーム50を上方に回動させて、収容部46からアーム50の前腕部55を離脱させる。これにより、アーム50がエジェクタとして機能し、成形品10を保持部56に保持した状態で、第2の金型42から取り出す。取り出された成形品10は、別のロボットアーム(図示省略)などに受け渡され、連結部15を切除する工程など次工程に搬送される。
(実施形態の効果)
以上、説明した実施形態の効果について述べる。
本実施形態によれば、小型の成形品10を次から次へと製造しなくてはならない場合においても、成形品10を巻き取り可能な連続体として形成することなく、装置からの成形品10の取り出しをアーム50により効率よく行うことができ、小型容器11を製造するのに適した小型のロータリー式のブロー成形装置及びブロー成形方法を提供することができる。
また、回転輪25とは別の部材(取付け板26)に、各型締機構30の動作を制御するための複数の位置検出手段27を設け、型締めなどのタイミングを電気的に制御するため、回転輪に設けたレール(カム板)によって型締めなどのタイミングを制御する従来の機械的な制御に比べ、回転輪25の構造の簡素化を図ることができ、小型容器11の製造に、より適したブロー成形装置20を提供することができる。
さらに、ブロー成形装置20では、型締機構30の要素として電動式のシリンダユニット36を採用した。電動式のシリンダユニット36では、ロッド36bを進退させる送りねじに、ボールねじを採用していることから、電動モータを停止させても1組の金型40が開く方向に逆戻りすることがない。したがって、1組の金型40の型閉じ、型開きに加え、型締め用のロック機構がなくても、電動式のシリンダユニット36だけで十分な型締め力が得られる。結果、ロック機構がなくなる分、小型容器11の製造に適するよう、型締機構30及びブロー成形装置20の小型化を図ることができる。また、電動式のシリンダユニット36では、型締め時の速度調整も細かく制御できるため、成形品10の溶着部(1組の金型40の合わせ面に挟まれる部分)を綺麗に仕上げることもできる。
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またそのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
10 成形品
11 小型容器
15 連結部
16 パリソン
20 ブロー成形装置
23 回転軸
25 回転輪
30 型締機構
40 1組の金型
41 第1の金型
42 第2の金型
43 キャビティ面
46 収容部
50 アーム
52 回動軸
53 上腕部
55 前腕部
56 保持部
57 凹部

Claims (4)

  1. ロータリー式のブロー成形装置であって、
    回転輪と、
    前記回転輪の周囲に配設された複数の型締機構と、
    各型締機構に取り付けられ、第1の金型と、キャビティ面に収容部を有する第2の金型とを含む1組の金型であって、隣り合う1組の金型同士の間で繋がっていない成形品を製造する前記1組の金型と、
    各型締機構に取り付けられた前記1組の金型に含まれることにより前記回転輪の周囲に位置する前記第2の金型の前記回転輪の径方向外側に近接する取付け部材に回転軸を介して回動可能に設けられ、前記成形品を前記1組の金型から取り出すアームと、を備え、
    前記アームが、前記第2の金型側に回動して前記収容部内に配置された状態で前記第2の金型の前記キャビティ面の一部を構成するように形成されており、前記型締機構によって前記第1の金型を前記第2の金型に対して相対的に移動して型締めされ、型開きされて前記成形品を取り出すときには、前記アームが、前記取付け部材側に回動して前記成形品を保持した状態で前記第2の金型の前記収容部から離脱することを特徴とするブロー成形装置。
  2. ロータリー式のブロー成形装置であって、
    回転輪と、
    前記回転輪の周囲に配設された複数の型締機構と、
    各型締機構に取り付けられ、第1の金型と、キャビティ面に収容部を有する第2の金型とを含む1組の金型と、
    各型締機構に前記第2の金型と近接して回動可能に設けられ、成形品を前記1組の金型から取り出すアームと、を備え、
    前記アームが、前記収容部内に配置された状態で前記第2の金型の前記キャビティ面の一部を構成するように形成されており、前記型締機構によって前記第1の金型を前記第2の金型に対して相対的に移動して型締めされ、型開きされて前記成形品を取り出すときには、前記成形品を保持した状態で前記アームが前記第2の金型の前記収容部から離脱し、
    前記アームが、前記型締機構から延在する上腕部と、前記上腕部から前記第2の金型の側に向かって延在する前腕部と、を有し、前記前腕部の一端が前記第2の金型の前記キャビティ面を構成するとともに前記成形品を保持する保持部を有することを特徴とするブロー成形装置。
  3. 前記保持部が、前記成形品を係止して取り出せるように、前記成形品を構成する樹脂が入り込むことが可能な凹部を有することを特徴とする請求項2に記載のブロー成形装置。
  4. ロータリー式のブロー成形方法であって、
    回転輪の周囲に配設された複数の型締機構と、各型締機構に取り付けられた第1の金型と第2の金型とを含む1組の金型であって隣り合う1組の金型同士の間で繋がっていない成形品を製造する前記1組の金型と、各型締機構に取り付けられた前記1組の金型に含まれることにより前記回転輪の周囲に位置する前記第2の金型の前記回転輪の径方向外側に近接する取付け部材に回転軸を介して回動可能に設けられたアームとを準備するステップ(A)と、
    前記アームが前記第2の金型側に回動させて前記アームを前記第2の金型のキャビティ面の一部を構成するように前記第2の金型の前記キャビティ面に形成された収容部に配置するステップ(B)と、
    前記1組の金型の間にパリソンを配置した状態で、前記型締機構により前記第1の金型と前記第2の金型を相対的に移動させて型閉じを行うステップ(C)と、
    前記パリソン内に圧力流体を導入し、賦形するとともに回転する間に成形品を冷却するステップ(D)と、
    前記型締機構により型開きを行うステップ(E)と、
    前記アームを前記取付け部材側に回動させて前記成形品を保持した状態で前記収容部から離脱させることにより、前記成形品を前記第2の金型から取り出すステップ(F)と、を備えることを特徴とするブロー成形方法。
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