JP6758777B2 - 射出吹込成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形によりパリソンを成形する射出成形機と、ブロー成形によりパリソンから中空成形品を成形するブロー成形機とが一体化された射出吹込成形機に関するものである。

樹脂製の中空容器の多くはブロー成形法により成形されている。ブロー成形法は、例えば二つ割の金型を使用し、金型には成形品の外側を形成するためのキャビティが形成されている。このような二つ割の金型によって、加熱した中空の樹脂すなわちパリソンを挟み込み、パリソンの内側に空気を吹き込む。そうするとパリソンは膨張してキャビティに押し付けられる。すなわち中空成形品が得られる。樹脂が冷却固化したら金型を開いて中空成形品を取り出す。ところでパリソンには、いわゆるダイレクトブロー成形法において押し出されて出てくるパイプ状のパリソンもあるが、有底のパリソンもある。有底のパリソンは射出成形によって成形することができる。射出成形によりパリソンを成形し、このパリソンからブロー成形する方法は、インジェクションブロー成形法と呼ばれている。さらに射出成形したパリソンを冷却せずに速やかにブロー成形する場合は、ホットパリソン・インジェクションブロー成形法と呼ばれることもある。

ホットパリソン・インジェクションブロー成形法は、パリソンを冷却せずに使用するので、換言するとパリソンを再加熱せずに使用するのでエネルギーの無駄が少なく優れている。ホットパリソン・インジェクションブロー成形法を効率よく実施できる装置として、射出吹込成形機が知られている。射出吹込成形機は射出成形機とブロー成形機が一体化されたような構造からなり、例えば特許文献１に代表的な構造が記載されている。

特開２００６−３５６６７号公報

特許文献１に記載されているような代表的な射出吹込成形機は、固定盤と可動盤とこれらの間に設けられている中間盤とを備えている。可動盤は型開閉機構によって駆動されるようになっており、中間盤は、固定盤側に設けられている所定の中間盤開閉機構によって駆動されるようになっている。固定盤には射出成形用金型が設けられ、固定盤の背面に設けられている射出装置のノズルが射出成形用金型のスプルにタッチしている。固定盤と中間盤とが型閉じされると、射出成形用金型と中間盤の所定の部分とによってパリソンを成形するためのキャビティが形成されるようになっている。一方、可動盤には可動盤上でスライドする二つ割のブロー成形用金型が設けられている。中間盤と可動盤とが型閉じされ、そして二つ割のブロー成形用金型がスライドして一体化するとブロー成形用のキャビティが形成されるようになっている。特許文献１に記載の射出吹込成形機においては、中間盤には中間盤に対して回転する回転枠と回転枠によって移動される成形品把持装置が設けられている。射出成形用金型と中間盤との間で射出成形されたパリソンは、成形品把持装置によって把持されて回転枠によって回転し、中間盤の反対側の面、すなわち可動盤側に移動するようになっている。特許文献１に記載の射出吹込成形機においては、次のように中空成形品を成形する。まず中間盤開閉機構によって中間盤と固定盤とを型閉じし、そして型開閉機構により可動盤を駆動して可動盤と中間盤とを型閉じする。射出装置から樹脂を射出すると、固定盤と中間盤の間で型閉じされている射出成形用金型内のキャビティにパリソンが成形される。型開閉機構を駆動して可動盤を開き、そして中間盤開閉機構を駆動して中間盤を固定盤に対して開く。そうするとパリソンが中間盤に残る。回転枠を回転すると成形品把持装置によってパリソンが中間盤の反対側の面に移動する。再び、前記したようにして中間盤と固定盤とを型閉じし、そして可動盤と中間盤とを型閉じする。可動盤に設けられている二つ割のブロー成形用金型をスライドして一体化させると、成形品把持装置によって移動されたパリソンをブロー成形用金型で挟み込んだ状態になる。ブロー成形を実施して中空成形品を成形する。このとき射出装置から樹脂を射出して、射出成形用金型において次のパリソンを成形する。可動盤を開き、そして中間盤を固定盤に対して開き、中空成形品を得る。回転枠を回転して射出成形されたパリソンを中間盤の反対側の面に移動する。以下、同様にして成形する。

なお、射出吹込成形機によっては、中間盤が反転的に回転するようになっているものもある。このような射出吹込成形機においては、中間盤と固定盤とを型閉じし、そして型開閉機構により可動盤を駆動して可動盤と中間盤とを型閉じて射出成形する。可動盤を開いて中間盤を固定盤から開くと、パリソンが中間盤に残る。次いで中間盤を反転させると、パリソンは可動盤側に移動する。つまり可動盤と対向することになる。この状態で、中間盤と固定盤とを型閉じし、そして型開閉機構により可動盤を駆動して可動盤と中間盤とを型閉じし、二つ割のブロー成形用金型を一体化させると、パリソンがブロー成形用金型によって挟み込まれることになる。これによってブロー成形が実施できる。

特許文献１に記載の射出吹込成形機によっても、あるいは中間盤が反転的に回転するようになっている射出吹込成形機によっても、射出成形により成形されたパリソンを速やかにブロー成形に利用することができ、そして装置全体がコンパクトになっており優れている。しかしながら解決すべき問題も見受けられる。具体的には、射出装置のメンテナンスが困難であるという問題がある。固定盤と可動盤との間に中間盤を備えている射出吹込成形機においては、可動盤は射出成形機に利用されている型締機構、例えばトグル式型締機構や油圧式型締機構によって駆動することができるが、中間盤は他の機構によって駆動する必要がある。中間盤の開閉は固定位置を基準として駆動することが技術的に自然であり、固定されて位置が不変の固定盤に中間盤開閉機構を設け、この中間盤開閉機構によって中間盤を駆動するようにしている。従って、精度良くかつ安全に中間盤を固定盤に対して開閉できるようになっている。また金型保護の面でも中間盤開閉機構を固定盤に設ける意味は大きい。型開き状態から型閉じするときは、最初に中間盤開閉機構により中間盤を固定盤に型閉じして中間盤を静止状態にしておき、この状態で型締機構を駆動して可動盤を中間盤に対して型閉じする型閉じ順序を守れば、そして型閉じ状態から型開きするときは型締機構を駆動して可動盤を開いてから中間盤開閉機構を駆動して中間盤を開く型開き順序を守れば、射出成形用金型もブロー成形用金型も保護できるからである。しかしながら、固定盤の背面には射出装置が設けられており、中間盤開閉機構は射出装置の近傍に配置されるので射出装置のメンテナンスの妨げになる問題がある。射出装置は、パージ等のメンテナンスが定期的に必要であるが、近傍に中間盤開閉機構があるのでメンテナンスし難い。

本発明は、上記したような問題点を解決した、射出吹込成形機を提供することを目的としており、具体的には射出装置のメンテナンスが容易な射出吹込成形機を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、型盤装置が固定盤と、トグル機構により型開閉される可動盤と、固定盤と可動盤の間に設けられている中間盤とからなり、固定盤には射出成形用金型が、可動盤にはブロー成形用金型がそれぞれ設けられている射出吹込成形機を対象とする。このような射出吹込成形機は、型盤装置を型閉じし、射出装置から樹脂を射出すると射出成形用金型においてパリソンが成形され、型開きするとパリソンは中間盤に残されるようになっている。そして中間盤を反転させることによりあるいは所定の手段により中間盤のパリソンは可動盤に対向する。再び型盤装置を型閉じし、ブロー成形用金型によりブロー成形するとパリソンから中空成形品が成形されるようになっている。本発明はこのような射出吹込成形機において、可動盤にボールネジ機構と該ボールネジ機構を駆動するサーボモータとからなる中間盤開閉機構を設ける。中間盤開閉機構を駆動すると、中間盤が可動盤に対して型開閉されるように構成する。

かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、型盤装置が固定盤と、トグル機構により型開閉される可動盤と、前記固定盤と前記可動盤の間に設けられている中間盤とからなり、前記固定盤には射出成形用金型が前記可動盤にはブロー成形用金型がそれぞれ設けられ、前記型盤装置を型閉じし、射出装置から樹脂を射出すると前記射出成形用金型においてパリソンが成形され、型開きするとパリソンは前記中間盤に残され、そして前記中間盤を反転させることによりあるいは所定の手段により前記中間盤のパリソンを前記可動盤に対向させ、前記型盤装置を型閉じし、前記ブロー成形用金型によりブロー成形するとパリソンから中空成形品が成形されるようになっている射出吹込成形機であって、前記可動盤にボールネジ機構と該ボールネジ機構を駆動するサーボモータとからなる中間盤開閉機構が設けられ、前記中間盤が前記可動盤に対して型開閉されるようになっており、前記型盤装置を型開状態から型閉じするとき、前記中間盤開閉機構が駆動されて前記可動盤と前記中間盤とが型閉じされ、次いで前記トグル機構が駆動されて前記可動盤と前記中間盤とが一体的にスライドして前記中間盤と前記固定盤とが型閉じされるようになっており、前記型盤装置を型開きするとき、前記トグル機構が駆動されて前記中間盤が前記固定盤から型開きされ、次いで前記中間盤駆動機構が駆動されて前記中間盤が前記可動盤から型開きされるようになっていることを特徴とする射出吹込成形機として構成される。

以上のように、本発明は、型盤装置が固定盤と、トグル機構により型開閉される可動盤と、固定盤と可動盤の間に設けられている中間盤とからなり、固定盤には射出成形用金型が可動盤にはブロー成形用金型がそれぞれ設けられている射出吹込成形機を対象としている。そして本発明によると、可動盤にボールネジ機構と該ボールネジ機構を駆動するサーボモータとからなる中間盤開閉機構が設けられ、中間盤が可動盤に対して型開閉されるようになっている。つまり射出装置が設けられている固定盤には、中間盤開閉機構は設けられていない。そうすると射出装置において定期的に実施するパージ等のメンテナンスの妨げにはならない。ところで中間盤開閉機構が設けられている可動盤には型開閉機構が設けられている。型開閉機構もメンテナンスする必要はあるが、一般的に型開閉機構のメンテナンスの頻度は、射出装置のメンテナンスの頻度に比して格段に小さい。従って中間盤開閉機構が可動盤に設けられていることによるデメリットは実質的にない。そして本発明によると、型盤装置を型開状態から型閉じするとき、中間盤開閉機構が駆動されて可動盤と中間盤とが型閉じされ、次いでトグル機構が駆動されて可動盤と中間盤とが一体的にスライドして中間盤と固定盤とが型閉じされるようになっており、型盤装置を型開きするとき、トグル機構が駆動されて中間盤が固定盤から型開きされ、次いで中間盤駆動機構が駆動されて中間盤が可動盤から型開きされるようになっている。従って型盤装置や中間盤開閉機構を痛めずに型開閉できる。

本発明の実施の形態に係る射出吹込成形機を模式的に示す図であり、その（ア）は型盤装置を型開きした状態における、その（イ）は型閉じした状態における、射出吹込成形機の正面図である。 本発明の実施の形態に係る射出吹込成形機において中空成形品を成形する方法を模式的に説明する図で、その（ア）〜（エ）は射出吹込成形機の一部をそれぞれの工程において示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る射出吹込成形機において中空成形品を成形する方法を模式的に説明する図で、その（ア）〜（エ）は射出吹込成形機の一部をそれぞれの工程において示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る射出吹込成形機において中空成形品を成形する方法を模式的に説明する図で、その（ア）〜（エ）は射出吹込成形機の一部をそれぞれの工程において示す正面図である。

以下、本実施の形態について説明する。本実施の形態に係る射出吹込成形機１は、図１の（ア）、（イ）に示されているように、型盤装置２と、射出装置３と、図に示されていない高圧空気供給装置とから概略構成されている。型盤装置２は、ベッドに固定されている固定盤５と、ベッドに対してスライドして型開閉されるようになっている可動盤６と、固定盤５と可動盤６の間に設けられベッドに対してスライドするようになっている中間盤８と、型締ハウジング１０と、４本のタイバー１１、１１、…と、型締機構１３と、後で説明する本実施の形態に係る中間盤開閉機構１４とから構成されている。タイバー１１、１１、…は固定盤５と型締ハウジング１０を連結しており、可動盤６と中間盤８は、タイバー１１、１１、…に挿通されている。型締機構１３は型締ハウジング１０と可動盤６の間に設けられており、本実施の形態においてはクロスヘッド１５を備えたトグル機構１６からなる。クロスヘッド１５は、型開閉モータ１８とボールネジ機構１９とによって駆動され、クロスヘッド１５を駆動するとトグル機構１６が伸張して可動盤６が前後にスライドされる。すなわち型開閉されるようになっている。

固定盤５には、射出成形用金型２１が設けられている。射出成形用金型２１にはパーティングラインに複数個の凹部２１ａ、２１ｂ、…が明けられている。これらはブロー成形に使用される樹脂の有底の中空体、すなわちパリソンを射出成形により成形するための凹部２１ａ、２１ｂ、…になっている。図１においては凹部２１ａ、２１ｂ、…は３個だけが示されているが、実際には多数の凹部が設けられている。例えば縦方向に８個、横方向に８個の全部で６４個の凹部が形成されている。この場合、同時に６４個のパリソンが成形されることになる。固定盤５には背面に射出装置３が設けられ、射出装置３の射出ノズル３ａが射出成形用金型２１の図示されていないスプルに当接している。

可動盤６には、複数対のブロー成形用金型２３Ａ、２３ａ、２３Ｂ、２３ｂ、…が設けられている。それぞれ一対のブロー成形用金型２３Ａ、２３ａは、２つ割状の金型２３Ａ、２３ａからなり、可動盤６上をスライドして互いに離間したり一体化するようになっている。一対の金型２３Ａ、２３ａには、内部に凹部が形成されており、一対の金型２３Ａ、２３ａをスライドして一体化すると、これらの凹部から、中空成形品の外周面を形成するためのキャビティが構成されるようになっている。ブロー成形用金型２３Ａ、２３ａ、２３Ｂ、２３ｂ、…の対の個数は、射出成形用金型２１の凹部２１ａ、２１ｂ、…の個数と同数になっている。従って、射出成形用金型２１において一度に射出成形されるパリソンの個数と同数の中空成形品を一度にブロー成形できるようになっている。

本実施の形態において中間盤８は反転的に回転するようになっている。詳しく説明すると、中間盤８はタイバー１１、１１、…に沿ってスライドする外側の枠体部２５と、この枠体部２５の内側に設けられ枠体部２５に対して回転自在に支持されている本体部２６とからなる。この本体部２６が図１の（ア）において、矢印２８で示されているように反転的に回転する。このような中間盤８の本体部２６にはその両面にコア３０、３０、…が設けられている。これらのコア３０、３０、…は、型盤装置２が型閉じされるとき固定盤５に対向している面のコア３０、３０、…が射出成形用金型２１の凹部２１ａ、２１ｂ、…のそれぞれに挿入され、パリソン成形用のキャビティが構成されるようになっている。また、可動盤６に対向している面のコア３０、３０、…は、パリソンが設けられた状態でそれぞれの組のブロー成形用金型２３Ａ、２３ａ、２３Ｂ、２３ｂ、…の間に挿入されるようになっている。コア３０、３０、…は先端に空気の噴出部が形成されており、高圧空気供給装置からの高圧空気が先端から噴出されるようになっている。

本実施の形態に係る射出吹込成形機１は、中間盤８を開閉させる中間盤開閉機構１４の取付け場所に特徴がある。具体的には、中間盤開閉機構１４は可動盤６に設けられている。中間盤開閉機構１４は、ボールネジ機構３２とこれを回転するサーボモータ３３とから構成されている。詳しく説明すると、ボールネジ機構３２のボールナット３５は中間盤８の枠体部２５に固定され、これがボールネジ３６に螺合している。サーボモータ３３は可動盤６に設けられており、ボールネジ３６を回転するようになっている。従って、サーボモータ３３を駆動してボールネジ３６を回転させると中間盤８が可動盤６に対して開閉することになる。

本実施の形態に係る射出吹込成形機１は、型盤装置２による型開閉の順序にも特徴がある。この特徴について説明しつつ、射出吹込成形機１によって中空成形品を成形する方法を説明する。図２の（ア）に示されているように、型盤装置２が型開きされた状態から説明する。型盤装置２を型閉じする。まず、中間盤開閉機構１４を駆動して中間盤８を可動盤６に対して型閉じさせる。そうすると中間盤８は、図２の（イ）に示されているように、左方にスライドする。中間盤８と可動盤６上のブロー成形用金型２３Ａ、２３ａとが型閉じされたら、型締機構１３を駆動して型閉じする。そうすると図２の（ウ）に示されているように、可動盤６と中間盤８とが一体的に右方にスライドして中間盤８と固定盤５上の射出成形用金型２１とが型閉じされる。型盤装置２の型閉じを完了する。この説明からわかるように型盤装置２を型閉じするとき、中間盤８は一度左方にスライドした後に右方にスライドすることになる。中間盤８のスライド方向が変化する分だけ一見動作が無駄に見えるが、このように型閉じすることで型盤装置２や金型２１、２３Ａ、２３ａ、そして中間盤開閉機構１４を痛めずに安全に型閉じできる。

型閉じされた状態において、射出成形用金型２１の凹部２１ａと中間盤８のコア３０とによってキャビティが形成される。射出装置３から樹脂を射出すると、図２の（エ）に示されているように、パリソン４０が成形される。

型盤装置２を型開きする。まず型締機構１３を駆動して、固定盤５に対して可動盤６と中間盤８とを型開きする。そうすると図３の（ア）に示されているように、射出成形されたパリソン４０は中間盤８のコア３０に残った状態で型開きされる。次いで中間盤開閉機構１４を駆動して、図３の（イ）に示されているように、中間盤８を可動盤６に対して型開きする。型開きを完了する。このことから分かるように型盤装置２を型開きするときも、中間盤８は一度左方にスライドした後に右方にスライドすることになる。つまり型閉じと同様に、中間盤８のスライド方向は変化する。一見動作が無駄に見えるが、このように型開きすることで中間盤開閉機構１４等を痛めずに安全に型開きできる。

型開き状態で中間盤８を反転する。すなわち枠体部２５に対して本体部２６を１８０°回転する。そうすると図３の（ウ）に示されているように、パリソン４０はブロー成形用金型２３Ａ、２３ａに対向する。既に説明した順序で型盤装置２を型閉じする。そうするとパリソン４０は、図３の（エ）に示されているように、一対のブロー成形用金型２３Ａ、２３ａの間に配置される。図４の（ア）に示されているように、一対のブロー成形用金型２３Ａ、２３ａをスライドして一体化する。高圧空気供給装置を駆動してコア３０から高圧空気を吹き込むと、図４の（イ）に示されているように、中空成形品４１が成形される。このとき、同時に射出成形用金型２１に樹脂を射出してパリソン４０を成形する。既に説明した順序で型盤装置２を型開きする。そうすると図４の（エ）に示されているように中空成形品４１が得られ、パリソン４０が中間盤８に残された状態で型開きされる。以下同様に成形する。

本実施の形態に係る射出吹込成形機１は、色々な変形が可能であり、例えば中間盤８の反転方向を変形することができる。本実施の形態において中間盤８は、図１の（ア）に示されているように、垂直な軸周りに反転するようになっている。しかしながら、水平な回転軸周りに反転するようにしてもよい。

１ 射出吹込成形機 ２ 型盤装置
３ 射出装置 ５ 固定盤
６ 可動盤 ８ 中間盤
１０ 型締ハウジング １１ タイバー
１３ 型締機構 １４ 中間盤開閉機構
２１ 射出成形用金型 ２１ａ 凹部
２３Ａ、２３ａ ブロー成形用金型
２５ 枠体部 ２６ 本体部
３０ コア ３２ ボールネジ機構
３３ サーボモータ ３５ ボールナット
３６ ボールネジ ４０ パリソン
４１ 中空成形品

Claims (1)

1. 型盤装置が固定盤と、トグル機構により型開閉される可動盤と、前記固定盤と前記可動盤の間に設けられている中間盤とからなり、前記固定盤には射出成形用金型が前記可動盤にはブロー成形用金型がそれぞれ設けられ、前記型盤装置を型閉じし、射出装置から樹脂を射出すると前記射出成形用金型においてパリソンが成形され、型開きするとパリソンは前記中間盤に残され、そして前記中間盤を反転させることによりあるいは所定の手段により前記中間盤のパリソンを前記可動盤に対向させ、前記型盤装置を型閉じし、前記ブロー成形用金型によりブロー成形するとパリソンから中空成形品が成形されるようになっている射出吹込成形機であって、
   前記可動盤にボールネジ機構と該ボールネジ機構を駆動するサーボモータとからなる中間盤開閉機構が設けられ、前記中間盤が前記可動盤に対して型開閉されるようになっており、
   前記型盤装置を型開状態から型閉じするとき、前記中間盤開閉機構が駆動されて前記可動盤と前記中間盤とが型閉じされ、次いで前記トグル機構が駆動されて前記可動盤と前記中間盤とが一体的にスライドして前記中間盤と前記固定盤とが型閉じされるようになっており、
   前記型盤装置を型開きするとき、前記トグル機構が駆動されて前記中間盤が前記固定盤から型開きされ、次いで前記中間盤駆動機構が駆動されて前記中間盤が前記可動盤から型開きされるようになっていることを特徴とする射出吹込成形機。

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