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

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。

Images