JP6646145B2 - ブロー成形金型 - Google Patents

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Description

本発明は、把手の係合突起を係合するための係合溝を有する容器本体をブロー成形するためのブロー成形金型に関する。
従来、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の合成樹脂材料を用いた容器として、取り扱いの容易さの向上を目的として把手(ハンドル)が取り付けられたものがある。
把手付き容器の製造方法としては、例えば、プリフォームと共に把手をキャビティー型内に配置し、この状態でプリフォームをブロー成形することで容器本体と把手とを一体化して把手付き容器とする方法が知られている。さらに、容器本体を把手とは別途ブロー成形により形成した後、容器本体に対して把手を後付けする方法も知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、容器本体に把手を後付けする場合、把手の係合突起を係合する係合溝を容器本体に形成する必要がある。この係合溝は、容器本体をブロー成形する際、キャビティー型内に配置された可動型(入れ子型)によって形成される。その際、キャビティー型内に各可動型をそれぞれ所定のタイミングで容器本体に向かって動かすことで、係合溝の賦形性を高めることができることが知られている。
そして、このような可動型の動作を実現するためのブロー成形金型が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この特許文献2に記載のブロー成形金型は、インサート(可動型)16,17が固定されたスライダ21,22が、ピン8,9によってカム3,4に係合され、このカム3,4を水平方向に移動させることで、インサート(可動型)16,17が上下動するように構成されている。
特開2000−177741号公報 国際公開第2010/086370号公報
特許文献2に記載のブロー成形金型では、上述のように各可動型を任意のタイミングで動かすことできる。したがって、容器本体に対し係合溝を良好に形成することができ、それに伴い把手の容器本体に対する取り付け強度を高めることができる。
しかしながら、特許文献2に記載のブロー成形金型は、構造が複雑であり、コストが高くなってしまうという問題や、メンテナンスに手間がかかるといった問題が生じてしまう虞がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な構造で、一対の可動型を任意のタイミングで動かすことができるブロー成形金型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、把手の係合突起を係合するための係合溝を有する容器本体をブロー成形するためのブロー成形金型であって、ャビティー型の内部に配されて前記係合溝を形成するための突起部を備える一対の可動型と、前記キャビティー型に設けられて前記可動型を待機位置と成形位置との間でそれぞれ進退させる進退機構部と、を有し、前記進退機構部は、前記可動型が固定されて前記キャビティー型に対して回転可能に支持される駆動軸と、前記駆動軸とは直交する方向で進退可能な直動軸を有すると共に前記キャビティー型に対して揺動可能に設けられたアクチュエータ装置と、一端側が前記キャビティー型の外側で前記駆動軸に固定されると共に、他端側が前記直動軸に連結されるリンク部材と、を備えることを特徴とするブロー成形金型にある。
本発明の第2の態様は、第1の態様のブロー成形金型において、前記進退機構部は、前記アクチュエータ装置の前記直動軸を前進させることで前記可動型の前記突起部が前記待機位置から前記成形位置まで揺動するように構成されていることを特徴とするブロー成形金型にある。
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様のブロー成形金型において、隣接して配置される複数の前記キャビティー型を備え、前記駆動軸は、複数の前記キャビティー型に亘って連続して設けられ、当該駆動軸には、各キャビティー型に対応する複数の前記可動型が固定されていることを特徴とするブロー成形金型にある。
本発明の第4の態様は、第3の態様のブロー成形金型において、各可動型は、前記駆動軸の先端側に配置されているものほど、前記成形位置から前記待機位置までの角度が小さくなるように前記駆動軸に固定されていることを特徴とするブロー成形金型にある。
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか一つの態様のブロー成形金型において、前記キャビティー型が、一対の割型で構成され、前記駆動軸は、前記割型の一方に、当該割型のパーティング面に沿って設けられていることを特徴とするブロー成形金型にある。
かかる本発明によれば、比較的簡単な構造で、一対の可動型を任意のタイミングで動かすことができるブロー成形金型を実現することができる。そして、かかるブロー成形金型を備えるブロー成形装置によって容器本体を形成することで、容器本体に対して係合溝を良好に形成(賦形)することができ、それに伴い把手の容器本体に対する取り付け強度を高めることができる。
本発明に係るブロー成形金型によって形成される把手付き容器の一例を示す図である。 容器本体と把手とを分離した状態を示す把手付き容器の部分拡大図である。 本発明に係るブロー成形金型の型開き状態を示す正面図である。 本発明に係るブロー成形金型を構成する割型の右側面図である。 本発明に係るブロー成形金型の型閉じ状態を示す背面図である。 本発明に係るブロー成形金型の可動型を説明する図であり、図4のA−A′断面図である。 本発明に係る進退機構部の構成を説明する概略図であり、(a)は正面図、(b)はその側面図である。 本発明に係る進退機構部の動作を説明する概略図である。 本発明に係るブロー成形金型の他の例を示す正面図である。 本発明に係るブロー金型の可動型を説明する示す図であり、(a)は図9のB−B′断面図であり、(b)は図9のC−C′断面図であり、(c)は図9のD−D′断面図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まずは本発明に係るブロー成形装置によって製造した把手付き容器の一例について説明する。なお、把手付き容器の形状は、既存のものであるため、ここでは簡単に説明する。
図1に示す把手付き容器1は、水等の内容物(液体)を充填するための容器であり、合成樹脂材料で形成される容器本体10及び把手20を備えている。これら容器本体10及び把手20は、合成樹脂材料によって形成されている。容器本体10は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂等で形成され、把手20は、例えば、ポリプロピレン(PP)やポリエチレン(PE)等で形成されている。
容器本体10は、上端に開口部11を有するネック部12と、筒状の胴部13と、ネック部12と胴部13とを繋ぎネック部12側から徐々に拡開する肩部14と、胴部13の一端を密封する底部15と、胴部13と底部15とを繋ぐヒール部16と、で構成されている。また図1及び図2に示すように、容器本体10には把手20を取り付けるための凹部17が形成されている。凹部17の上面17a及び下面17bには、一対の係合溝18A,18Bが上下方向に向かって形成されている。すなわち凹部17の上面17aには上方に向かって窪んだ係合溝18Aが形成され、凹部17の下面には、下方に向かって窪んだ係合溝18Bが形成されている。これらの係合溝18A,18Bには、後述するように把手20の係合突起が係合される。
把手20は、容器本体10の凹部17に、その上下方向に沿って配設されて使用者が把持する把持部21と、把持部21に対向する対向片部22と、把持部21と対向片部22とを繋ぐ上片部23及び下片部24と、を有する環状に形成されている。そして上片部23には上方に突出した係合突起25Aが設けられ、下片部24には下方に突出した係合突起25Bが形成されている。これらの係合突起25A,25Bが、容器本体10に形成された係合溝18A,18Bにそれぞれ係合されて、把手20が容器本体10に固定されている。
ここで、本実施形態に係る把手付き容器1は、容器本体10と把手20とが別々に形成された後、把手20を容器本体10に取り付けることによって形成される。まず、把手20は、射出成形により形成され、容器本体10は、射出成形にされたプリフォームをブロー成形することによって形成される。その後、把手20を容器本体10に組み付けることで、把手付き容器1が形成される。把手20の組み付け方法としては、例えば、図2に示すように、把手20を上下方向に押圧して変形させた状態で容器本体10の凹部17に運び、凹部17内で把手20の変形を解放する。これにより、把手20は上下方向に広がり、係合突起25A,25Bが係合溝18A,18Bに係合される。これにより把手20が容器本体10に固定されて把手付き容器1が形成される。
本願発明は、このような把手付き容器1を構成する容器本体10をブロー成形するブロー成形装置に関し、特に、ブロー成形装置が備えるブロー成形金型に特徴を有する。以下では、本願発明に係るブロー成形金型の構成について説明する。
図3〜図5に示すように、ブロー成形装置が備えるブロー成形金型30は、射出成形によって成形されたプリフォーム(図示なし)を倒立状態で保持し、この状態でプリフォームをブロー成形することによって容器本体10を形成するものである。
ブロー成形金型30は、一対の割型31A,31Bからなり、プリフォーム100(図5参照)を収容する空間であるキャビティー32を形成するキャビティー型33と、容器本体10の底部15を形成する底型34と、を備える。また図示は省略するが、ブロー成形金型30は、プリフォームのネック部を保持するネック型と、プリフォームの開口からエアを導入するためのブローコア型と、を備えている。
さらにブロー成形金型30は、容器本体10の係合溝18A、18Bを形成するための一対の可動型(入れ子型)35,36と、これらの可動型35,36をそれぞれ進退させるための進退機構部37,38と、を備えている。この例では、可動型35によって凹部17の上面17aに係合溝18Aを形成し、可動型36によって凹部17の下面17bに係合溝18Bを形成する。
可動型35,36は、キャビティー型33を構成する一方の割型31A内に配置されている。すなわち可動型35,36は、容器本体10の凹部17を形成する側の割型31A内に配置されている。詳しくは、図6の拡大断面図に示すように、割型31Aには、可動型35,36が収容される空間である収容部39,40が形成されている。可動型35,36は、進退機構部(回動機構部)37,38によってこの収容部39,40内で進退可能(回動可能)に収容されている。なお割型31Aは複数の金型を組み合わせることによって形成されている。
より詳しくは、これらの可動型35、36は、係合溝18A,18Bを形成(賦形)するための突起部(爪部)41を備えている。可動型35,36は、この突起部41が収容部39,40内に収容される待機位置P1(図6(a)参照)と、突起部41が収容部39,40からキャビティー32内に突出する成形位置P2(図6(b))との間で、回動可能に構成されている。
次に、可動型35,36を進退(回動)させる進退機構部37,38の構成について説明する。可動型35を進退(回動)させる進退機構部37と、可動型36を進退(回動)させる進退機構部38とは、それぞれ、駆動軸42と、アクチュエータ装置43と、リンク部材44とを備えている。なお、可動型35を進退させる進退機構部37と、可動型36を進退させる進退機構部38とは、同様の構成であるため、以下では、可動型35を進退(回動)させる進退機構部(回動機構部)37について説明する。
進退機構部37が備える駆動軸42は、キャビティー型33を構成する割型31Aに回転可能に保持されている。詳しくは、割型31Aには、駆動軸42が挿通される挿通孔45がパーティング面310A(310B)に沿って設けられている。この挿通孔45は、割型31Aの一方の側面から収容部39に連通し、収容部39の反対側まで連続して形成されている。なおパーティング面310Aは、割型31Aが開閉時に割型31Bと接触する面であり、パーティング面310Bは、割型31Bが開閉時に割型31Aと接触する面である(図参照)。これらのパーティング面310A(310B)は、キャビティー32が形成される部位を除いて略平坦面状に構成されている。割型31A,31B(キャビティー型33)の側面より視認できるパーティング面310A,310Bの痕跡がパーティングラインPLとなる(図5参照)。割型31A,31Bの側面は、パーティング面310A,310Bと直交して連接している。
駆動軸42は、この挿通孔45に挿通され、収容部39内に配置されている可動型35が固定されている。つまり可動型35は駆動軸42と一体化されており、駆動軸42と共に回転するようになっている。なお駆動軸42は、割型31Aの外側まで延設されており、割型31Aの外側でアクチュエータ装置43に連結されている。この駆動軸42の支持構造は特に限定されないが、本実施形態では、駆動軸42は、可動型35の両側及び割型31Aの外側に設けられた、例えば、ボールベアリングからなる軸受け部材46によって支持されている。
アクチュエータ装置43は、図7に示すように、駆動軸42とは直交する方向で進退可能な直動軸を有すると共にキャビティー型33に対して揺動可能に設けられている。このアクチュエータ装置43は、例えば、エアシリンダ等で構成され、割型31Aの一方の側面に取り付けられている。本実施形態では、アクチュエータ装置43は固定ピン47によって割型31Aの側面に固定されており、この固定ピン47を支点として回転可能(揺動可能)となっている。
詳しくは後述するが、割型31Aの側面に設けられたアクチュエータ装置43を作動させ、ロッド(直動軸)48を割型31Aの表面(側面)に沿って前進又は後退(進退)させることで、可動型35が収容部39内で回動するようになっている。
リンク部材44は、アクチュエータ装置43のロッド48と、駆動軸42とを繋ぐための部材である。このリンク部材44は、ロッド48とは交差する方向で割型31Aの表面に沿って配置され、その一端側には駆動軸42が固定される固定孔49が形成されている。駆動軸42は、この固定孔49に嵌め込まれており、リンク部材44は、駆動軸42及び可動型35と一体化されている。したがってリンク部材44を割型31Aの表面に沿って回転させると、それに伴い駆動軸42及び可動型35も回転することになる。
リンク部材44の他端側には、アクチュエータ装置43のロッド48が連結される連結孔50が形成されている。リンク部材44は、この連結孔50でロッド48に連結されている。すなわちリンク部材44とロッド48とは、この連結孔50で互いに揺動可能に連結されている。言い換えれば、リンク部材44は、アクチュエータ装置43の動きに伴い従動するようにロッド48に連結されている。リンク部材44とロッド48との連結構造は、特に限定されないが、本実施形態では、リンク部材44とロッド48とが、ナックル部材51及びヒンジピン52によって連結されている。
詳しくは、ナックル部材51は、内側にリンク部材44を配置する空間を備えた略U字状の部材である(図7(b)参照)。リンク部材44の連結孔50が形成された他端部が、このU字状のナックル部材51の内側に配置されている。そして、リンク部材44の連結孔50にヒンジピン52が遊嵌され、ヒンジピン52の両端部がナックル部材51に固定されている。これにより、リンク部材44とアクチュエータ装置43のロッド48とが、互いに揺動可能に連結されている。
ここで、本実施形態では、ヒンジピン52には、例えば、ボールベアリング等で構成され回転可能なローラーからなる当接部材53が固定されており、この当接部材53がリンク部材44の円形状の連結孔50に遊嵌されている。つまり連結孔50は、当接部材53の外径よりも若干大きい内径で形成されており、連結孔50に当接部材53が嵌め込まれた状態で、当接部材53とリンク部材44との間には若干の隙間Sが形成される。なお隙間Sの大きさは、特に限定されないが、連結孔50と当接部材53とが当接した状態で0.2mmから1.5mm程度であることが好ましく、好適には1.0mm程度である。また本実施形態では、当接部材53を介してリンク部材44とロッド48とが揺動可能に連結されているが、当接部材53は必ずしも設けられていなくてもよい。すなわち当接部材53を設けることなく、ヒンジピン52が連結孔50内に摺動可能に設けられていてもよい。
このような構成の進退機構部37を備えるブロー成形金型30では、図8(a)に示すように、アクチュエータ装置43を作動させていない状態(ロッド48が前進していない状態)では、可動型35Aは待機位置P1に配置されている(図6(a)参照)。このとき、当接部材53は、ロッド48の基端部側でリンク部材44に当接している。
そして、図8(b)に示すように、アクチュエータ装置43を作動させてロッド48を前進させると、リンク部材44を介して駆動軸42が回転する。その際、アクチュエータ装置43は、リンク部材44の回転に伴い、固定ピン47を中心として揺動する。これにより、駆動軸42と共に可動型35が回動して待機位置P1から成形位置P2まで移動する(図6(b))。なお、このとき当接部材53は、連通孔50の内周面を転動した後、ロッド48の先端側でリンク部材44に当接することになる。
また、可動型35が成形位置P2に配置された状態から(図6(b))、アクチュエータ装置43を作動させてロッド48を後退させると(図8(a))、可動型35は駆動軸42と共に逆方向に回転して再び待機位置P1まで移動する(図6(a))。
なお説明は省略するが、可動型36も、上述した可動型35と同様に、進退機構部38によって待機位置P1と成形位置P2との間で適宜回動可能となっている。
以上のように本実施形態に係るブロー成形金型30によれば、比較的簡単な構造で、一対の可動型35,36を任意のタイミングで適宜回動させることができる。また本実施形態に係るブロー成形金型30は、比較的簡単な構造であるため、装置の組立も比較的容易に行うことができる。例えば、アクチュエータ装置43のロッド48とリンク部材44とは、上述のように比較的大きな隙間Sが設けられた連結孔50に当接部材53を遊嵌することで連結できるため、組み立て作業が比較的容易である。なお本実施形態の構成によれば、当接部材53とリンク部材44との間に若干の隙間Sが形成されていても、固定ピン47を支点として揺動可能(回動可能)なアクチュエータ装置43によってロッド48が前進する距離や方向を調整でき、さらに隙間S内を当接部材53が転動して衝撃も緩和されるため、可動型35,36を適切に回動させることができる。
そして、かかるブロー成形金型30によって容器本体10を形成することで、容器本体10に対して係合溝18A,18Bを良好に形成(賦形)することができる。具体的には、プリフォーム100をブロー成形して容器本体10を形成する際、まずはネック部12に近い可動型36を待機位置P1から成形位置P2まで移動させる。これにより、可動型36によってプリフォーム100(樹脂材料)が適切に押圧されて係合溝18Aが形成(賦形)される。さらに、可動型36の移動から所定時間だけ遅れて可動型35を待機位置P1から成形位置P2まで移動させて、係合溝18Bを形成する。これにより、プリフォーム100が十分に膨張した状態で可動型35によって樹脂材料が押圧されて係合溝18Bが形成されるため、係合溝18Bの賦形性を高めることができる。
さらに、係合溝18A,18Bが良好に形成されることで、把手20の容器本体10に対する取り付け強度を高めることができる。なお可動型35,36を回動させるタイミングは、プリフォーム100の膨張速度等に合わせて適宜決定されればよい。
ところで、上述の実施形態では、ブロー成形金型30が一つのキャビティー型33を備える構成を例示したが、本発明に係るブロー成形金型30は、この構成に限定されるものではない。例えば、図9に示すように、ブロー成形金型30は、隣接して配置される複数(例えば、3つ)のキャビティー型33A,33B,33Cを備えていてもよい。この場合、各進退機構部37,38が備える駆動軸42を、複数のキャビティー型33A,33B,33Cに亘って連続して設け、この駆動軸42に対し、各キャビティー型33A,33B,33Cに対応する複数の可動型35,36を固定するようにしてもよい。
これにより、複数のキャビティー型33A,33B,33Cに対応する複数対の可動型35,36を、各進退機構部37,38が備える一組のアクチュエータ装置43によって回動させることができる。したがって、ブロー成形金型30の構造をより簡略化することができる。勿論、駆動軸42は、各キャビティー型33A,33B,33Cのそれぞれに独立して設けられていてもよい。
また、このように一本の駆動軸42に対して複数個の可動型35(35A,35B,35C),36(36A,36B,36C)を固定する場合、可動型35(35A,35B,35C),36(36A,36B,36C)は、それぞれ位相差をつけて駆動軸42に固定されていることが好ましい。具体的には、図9及び図10に示すように、各可動型35(35A,35B,35C),36(36A,36B,36C)は、駆動軸42の先端側に配置されているほど、上述した成形位置P2から待機位置P1までの角度が小さくなるように、駆動軸42に固定されていることが好ましい。すなわち、駆動軸42の先端側に配置された可動型35A,36Aの角度θ1と、可動型35A,36Aよりもアクチュエータ装置43側に配置された可動型35B,36Bの角度θ2と、可動型35B,36Bよりもアクチュエータ装置43側に配置された可動型35C,36Cの角度θ3とが、θ1<θ2<θ3の関係を満たしていることが好ましい。
これにより、可動型35,36によって係合溝18A,18Bをより高精度に形成することができる。容器本体10に係合溝18A,18Bを形成(賦形)する際、可動型35,36は、駆動軸42の先端側に配置されているものほど、プリフォーム100(樹脂材料)からの反力を受け易い。例えば、駆動軸42の最も先端側に配置された可動型35A,36Aで形成される係合溝18A,18Bは、形状が不安定になり易い。しかしながら、一本の駆動軸42に固定された複数の可動型35,36の角度が、上述した関係を満たすようにすることで、駆動軸42の何れの位置に固定された可動型35,36によっても、係合溝18A,18Bを良好に形成することができる。なお各可動型35,36の角度の大きさは、特に限定されず、適宜決定されればよい。
勿論、プリフォーム100からの反力が、係合溝18A,18Bの形状安定性に実質的に影響しない程度に小さい場合には、各可動型35,36の角度θ1,θ2,θ3は一致していてもよい。以上のことから、駆動軸42に配置された3組の可動型35,36の各々の角度は、θ1≦θ2≦θ3の関係を満たしていればよい。
またブロー成形金型が2組のブローキャビティー型を備える構成において2組の可動型を駆動軸に配置させる場合には、駆動軸の最も先端側に配置された可動型の角度θ1と、それよりもアクチュエータ装置側に配置された可動型の角度θ2とが、θ1≦θ2の関係を満たしていればよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能なものである。
1 把手付き容器
10 容器本体
17 凹部
17a 上面
17b 下面
18A,18B 係合溝
20 把手
21 把持部
22 対向片部
23 上片部
24 下片部
25A,25B 係合突起
30 ブロー成形金型
31A,31B 割型
32 キャビティー
33 キャビティー型
34 底型
35,36 可動型(入れ子型)
37,38 進退機構部(回動機構部)
39,40 収容部
41 突起部(爪部)
42 駆動軸
43 アクチュエータ装置
44 リンク部材
45 挿通孔
46 軸受け部材
47 固定ピン
48 ロッド
49 固定孔
50 連結孔
51 ナックル部材
52 ヒンジピン
53 当接部材
100 プリフォーム
310A,310B パーティング面
PL パーティングライン

Claims (5)

  1. 把手の係合突起を係合するための係合溝を有する容器本体をブロー成形するためのブロー成形金型であって、
    キャビティー型の内部に配されて前記係合溝を形成するための突起部を備える一対の可動型と、
    前記キャビティー型に設けられて前記可動型を待機位置と成形位置との間でそれぞれ進退させる進退機構部と、を有し、
    前記進退機構部は、
    前記可動型が固定されて前記キャビティー型に対して回転可能に支持され、前記可動型の回転を駆動する駆動軸と、
    前記駆動軸とは直交する方向で進退可能な直動軸を有すると共に前記キャビティー型に対して揺動可能に設けられ、前記駆動軸に連結されたアクチュエータ装置と、
    一端側が前記キャビティー型の外側で前記駆動軸に固定されると共に、他端側が前記直動軸に連結されるリンク部材と、を備えることを特徴とするブロー成形金型。
  2. 請求項1に記載のブロー成形金型において、
    前記進退機構部は、前記アクチュエータ装置の前記直動軸を前進させることで前記可動型の前記突起部が前記待機位置から前記成形位置まで揺動するように構成されていることを特徴とするブロー成形金型。
  3. 請求項1又は2に記載のブロー成形金型において、
    隣接して配置される複数の前記キャビティー型を備え、
    前記駆動軸は、複数の前記キャビティー型に亘って連続して設けられ、
    当該駆動軸には、各キャビティー型に対応する複数の前記可動型が固定されていること
    を特徴とするブロー成形金型。
  4. 請求項3に記載のブロー成形金型において、
    各可動型は、前記駆動軸の先端側に配置されているものほど、前記成形位置から前記待機位置までの角度が小さくなるように前記駆動軸に固定されていることを特徴とするブロー成形金型。
  5. 請求項1〜4の何れか一項に記載のブロー成形金型において、
    前記キャビティー型が、一対の割型で構成され、
    前記駆動軸は、前記割型の一方に、当該割型のパーティング面に沿って設けられていることを特徴とするブロー成形金型。
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