JP6764559B2 - パリソン肉厚調整装置及びパリソン肉厚調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、パリソンの肉厚を自在に調整して成形される製品の肉厚を均一化し得るパリソン肉厚調整装置及びパリソン肉厚調整方法に関するものである。

自動車用エンジン内ダクト等のように、中空で長さの長い成形体を成形する技術として、いわゆるサクションブローが提案されている。サクションブローは、型締めした金型のキャビティ開口端からキャビティ内に円筒状のパリソンを挿入し、ブロー成形する技術であり、屈曲する成形体を簡単に成形することができるという利点を有する。

サクションブローでは、例えば特許文献１に開示されるように、上端部及び下端部に開口部を有するとともに、屈曲した円筒状のキャビティを形成し、加熱装置を内蔵した一対の金型と、キャビティの上端開口部上に設置され、加熱エアーの供給口を有する上部シャッター機構を備えた加熱エアー供給装置と、金型のキャビティの下端部に接続する下部シャッター機構を有する吸引装置とを有するブロー成形装置を用いる。

ところで、この種のブロー成形においては、円筒状のパリソンをダイヘッドの円環状のスリットから押し出して供給するが、パリソンの厚さを調整して、製品の厚さを均一化することが求められている。屈曲部を有する製品の場合、製品の形状に合わせパリソンの厚さを自在に調整可能とし、成形品（製品）の厚さを均一化する必要がある。

このような状況から、パリソンの肉厚を調整するための偏肉調整装置が種々提案されている。例えば、特許文献２には、ダイと、その貫通穴内にすき間を有する状態に配置されるコアと、ダイを半径方向に移動させることが可能な複数のダイ位置調整ボルトとを有し、ダイとコアとの間に形成されたすき間から押出成形されるパリソンの偏肉を調整するパリソンの偏肉調整装置が開示されている。特許文献２に記載される偏肉調整装置では、サーボモータを駆動して４つのダイ位置調整ボルトをストロークさせることによりコアとダイとの半径方向の相対位置を変化させ、コアに対するダイの同心度を所望のものとしている。

ただし、特許文献２に記載されるような４つの駆動機構を配置する構成では、装置の構成が複雑なものとなり、コストの大幅な増加を招くおそれがある。そこで、駆動機構をより簡略化した偏肉調整装置も提案されている（例えば特許文献３や特許文献４等を参照）。

特許文献３に開示される偏肉調整装置では、偏肉調整機構を、周方向の複数箇所でダイを内方へ付勢するための付勢手段と、これらの付勢手段に対向してダイを内方へ押圧するための進退可能な押圧手段とで構成している。

特許文献４に記載されるパリソン肉厚調整装置では、直線駆動装置を、複数ポイント式パリソン肉厚制御装置に電気接続された肉厚制御用の油圧シリンダ装置と、ダミーの油圧シリンダ装置とで構成している。

これら特許文献３や特許文献４に開示される装置では、駆動機構が２つで済み、特許文献１記載の装置に比べて半減させることができ、装置構成を大幅に簡略化することができる。

特開平５−１０４６１３号公報 特公平６−３５１４５号公報 特開平１１−１６５３４６号公報 登実第３１７９１０８号公報

前述の通り、特許文献３，４に記載される装置では、駆動機構を半減することができ、装置構成を簡略化する上では有効であるが、偏肉調整のためのダイの駆動を円滑にできないという問題が新たに生じている。

例えば特許文献３に記載される偏肉調整装置の場合、互いに直交する２組の偏肉調整機構において、一方の押圧手段を駆動してダイを調整しようとする際にも、他方の付勢手段によってダイに押圧力が加わることになる。直交方向に押圧力が加わった状態では、押圧手段の動きに支障をきたし、ダイを円滑に調整することは難しい。特許文献４に記載されるパリソン肉厚調整装置においても、ダミーの油圧シリンダによりダイが一定圧力で押圧されているので、同様の問題が生ずる。

本発明は、上述した従来の実情に鑑みてなされたものであり、駆動機構を削減することができ、しかも肉厚調整を円滑に行うことが可能なパリソン肉厚調整装置を提供することを目的とし、さらにはパリソン肉厚調整方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明のパリソン肉厚調整装置は、ダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給するダイヘッドにおいて、前記ダイを押圧する一対の加圧機構が互いに対向するように配置され、これら一対の加圧機構において、一方の加圧機構が前進すると他方の加圧機構が後退するように連動して制御されることを特徴とする。

また、本発明のパリソン肉厚調整方法は、ダイヘッドのダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給するに際し、前記ダイを押圧する一対の加圧機構を互いに対向するように配置し、これら一対の加圧機構において、一方の加圧機構が前進すると他方の加圧機構が後退するように連動して制御することを特徴とする。

本発明においては、対向する一対の加圧機構を連動させ、これら一対の加圧機構を例えば１系統の油圧ユニットにより駆動するようにしているので、４つの加圧機構に対して２つの駆動機構を設置すればよい。また、対向する一対の加圧機構を連動させているので、駆動する加圧機構と直交する加圧機構において、ダイに対して加圧力が加わることはない。

本発明によれば、駆動機構を削減して装置構成を簡略化することができ、しかも不必要な加圧力が加わることがないので肉厚調整を円滑に行うことが可能である。

サクションブロー成形装置の一例を示すものであり、パリソン挿入前の状態を示す図である。 サクションブロー成形装置の一例を示すものであり、パリソンの挿入状態を示す図である。 ダイヘッドを模式的に示す図である。 ダイヘッドの肉厚調整機構の構成例を示す図である。 ダイヘッドにおける肉厚調整を説明する図である。

以下、本発明を適用したパリソン肉厚調整装置及びパリソン肉厚調整方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、サクションブローを実施するためのブロー成形装置のダイヘッドに適用したものであり、先ず、サクションブロー成形装置について説明する。

図１は、サクションブロー成形装置の一例を簡略化して示すものである。サクションブロー成形装置は、図１に示すように、一対の金型１，２を型締めし、それにより形成される金型キャビティ３内にパリソン４を挿入した後、パリソン４の上端及び下端を封止し、パリソン４内に空気を吹き込んでブロー成形を行う。

金型キャビティ３は、製品形状に応じて屈曲部等を有し、パリソン４は、金型キャビティ３の入り口である上方の開口端３ａから金型キャビティ３内へと挿入する。図２は、パリソン４を金型キャビティ３へ挿入した状態を示すものである。

パリソン４は、熱可塑性樹脂を溶融した溶融樹脂を樹脂押出ヘッドから円筒状（チューブ状）に押し出すことにより形成されるものである。使用する熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではなく、成形が可能なものであれば如何なるものであってもよく、例示するならば、例えばポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂の他、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル等のエンジニアリング・プラスチック等が好適である。

前述の通り、サクションブローにおいては、パリソン４の上端及び下端を封止し、パリソン４内に空気を吹き込んでブロー成形を行う。そのため、例えば、金型１，２の下端の開口部には、パリソン４を封止するためのシャッタ機構５が設けられている。このシャッタ機構５を開閉操作することで、パリソン４を閉塞する。

前述のサクションブロー成形装置においては、ダイヘッド１０よりパリソン４が供給される。図３は、ダイヘッド１０の概略構成を示すものであり、ダイヘッド１０は、円環状のダイ１１と、その中央に配されるコア１２とから構成され、これらダイ１１とコア１２の間の環状スリット１３を溶融樹脂が通過することにより、円環状のパリソン４が押し出される。

ここで、ダイ１１とコア１２の間の環状スリット１３の間隔を調整することで、パリソンの肉厚を調整することができ、製品の形状に合わせパリソンの厚さを調整することで、成形品（製品）の厚さを均一化することができる。本実施形態のパリソン肉厚調整装置は、この環状スリット１３の間隔を自在に調整可能とするものであり、これによりパリソン４の肉厚を製品形状等に合わせ最適化可能とするものである。以下、本実施形態のパリソン肉厚調整装置の構成について詳述する。

図３に示すように、ダイヘッド１０は、円環状のダイ１１と、その中央に配されるコア１２とから構成され、これらダイ１１とコア１２の間に環状スリット１３が形成されている。本実施形態のパリソン肉厚調整装置は、４つの加圧機構２１〜２４を前記ダイ１１の外周面に突き当て、これを押圧することで前記環状スリット１３の間隔を調整する。

４つの加圧機構２１〜２４のうち、一対の加圧機構２１，２３は、互いに対向する位置に配置され、例えばＸ軸方向においてダイ１１の位置を調整する。もう一対の加圧機構２２，２４は、これとは直交する方向において対向する位置に配置され、Ｘ軸と直交するＹ軸方向においてダイ１１の位置を調整する。すなわち、本実施形態のパリソン肉厚調整機構においては、２組の加圧機構が互いに直交して配置されている。

図４は、加圧機構の具体的構成を示す図であり、各加圧機構２１〜２４は、それぞれ加圧シリンダ２１Ａ〜２４Ａ、押圧部２１Ｂ〜２４Ｂ、及びこれらを繋ぐピストンロッド２１Ｃ〜２４Ｃとから構成されている。例えば加圧機構２１において、加圧シリンダ２１Ａの加圧力は、ピストンロッド２１Ｃを介して押圧部２１Ｂに伝達され、ダイ１１の外周面を所定方向に押圧する。また、直交する２組の加圧機構には、それぞれ位置検出センサ２５，２６が設置されており、ダイ１１の位置を検出するようになっている。

各加圧機構２１〜２４の加圧シリンダ２１Ａ〜２４Ａは、通常はそれぞれ１系統の油圧ユニット（サーボ弁）により駆動されるが、それでは４系統の油圧ユニットが必要である。そこで、本実施形態のパリソン肉厚調整装置では、対向する一対の加圧シリンダが１系統の油圧ユニットにより駆動されるようにしている。すなわち、一対の加圧シリンダ２１Ａ，２３Ａが１つのサーボ弁３３によって駆動され、直交する一対の加圧シリンダ２２Ａ，２４Ａが１つのサーボ弁３４によって駆動される。これにより２系統の油圧ユニット（サーボ弁）で済む。

サーボ弁３３，３４は、左右のいずれか一方から油を加圧シリンダに送り込み、その動作を制御するものである。通常は、一方の油圧経路（配管）が加圧シリンダのヘッド側（ピストンロッドが出ている側）に接続され、他方の油圧経路が同じ加圧シリンダのキャップ側（ピストンロッドが出ていない側）に接続される。この接続状態でキャップ側に油を送り込めば、ヘッド側の油が押し出され、ピストンロッドがヘッド側に押し出される。ヘッド側から押し出された油は、油圧経路を通ってサーボ弁の他方に戻る。

本実施形態のパリソン肉厚調整装置では、サーボ弁３３の一方の油圧経路が加圧シリンダ２１Ａのキャップ側に接続され、他方の油圧経路が加圧シリンダ２３Ａのキャップ側に接続されている。また、加圧シリンダ２１Ａのヘッド側２１ａと加圧シリンダ２３Ａのヘッド側２３ａが配管３１によって接続されている。同様に、サーボ弁３４の一方の油圧経路が加圧シリンダ２２Ａのキャップ側に接続され、他方の油圧経路が加圧シリンダ２４Ａのキャップ側に接続されている。また、加圧シリンダ２２Ａのヘッド側２２ａと加圧シリンダ２４Ａのヘッド側２４ａが配管３２によって接続されている。

次に、前記接続状態とされたパリソン肉厚調整装置における動作を説明する。例えば図５（Ａ）に示すように、ダイ１１の位置が左方向にずれて環状スリット１３の左側位置における間隔が大きくなっている場合、サーボ弁３４によって加圧シリンダ２１Ａのキャップ側に油を送り込む。すると、加圧シリンダ２１Ａのヘッド側２１ａの油が押し出される。この結果、加圧シリンダ２１Ａのピストンロッド２１Ｃが図中右方向に前進し、押圧部２１Ｂに図中右方向の押圧力が加わる。

一方、押し出された油は、配管３１を通って対向する加圧シリンダ２３Ａのヘッド側２３ａに流れ込み、ピストンロッド２３Ｃを押し込む。その結果、加圧シリンダ２３Ａのキャップ側の油が押し出され、サーボ弁３４を通ってタンクへと戻される。したがって、加圧シリンダ２３Ａにおいては、ピストンロッド２３Ｃがキャップ側（図中右方向）へと後退し、これに伴って押圧部２３Ｂも図中右方向に後退する。その結果、ダイ１１が図中右方向に押され、図５（Ｂ）に示すように、環状スリット１３の間隔が均一化された状態に調整される。

逆に、図５（Ｃ）に示すように、ダイ１１の位置が右方向にずれて環状スリット１３の右側位置における間隔が大きくなっている場合、サーボ弁３４によって加圧シリンダ２３Ａのキャップ側に油を送り込む。すると、加圧シリンダ２３Ａのヘッド側２３ａの油が押し出される。この結果、加圧シリンダ２３Ａのピストンロッド２３Ｃが図中左方向に前進し、押圧部２３Ｂに図中左方向の押圧力が加わる。

一方、押し出された油は、配管３１を通って対向する加圧シリンダ２１Ａのヘッド側２１ａに流れ込み、ピストンロッド２１Ｃを押し込む。その結果、加圧シリンダ２１Ａのキャップ側の油が押し出され、サーボ弁３４を通ってタンクへと戻される。したがって、加圧シリンダ２１Ａにおいては、ピストンロッド２１Ｃがキャップ側（図中左方向）へと後退し、これに伴って押圧部２１Ｂも図中左方向に後退する。その結果、ダイ１１が図中左方向に押され、図５（Ｂ）に示すように、環状スリット１３の間隔が均一化された状態に調整される。

ダイ１１が上下方向にずれた場合には、もう１組の加圧機構２２，２４において、同様の調整を行えばよい。なお、パリソンの肉厚調整としては、製品の肉厚分布によっては、逆に図５（Ｂ）の状態から図５（Ａ）あるいは図５（Ｃ）の状態になるように、積極的にずらす方向の制御を行う場合もある。

以上の構成を有するパリソン肉厚調整装置では、互いに直交する２組の加圧機構において、一組の加圧機構の動作時に、これと直交して配置されるもう１組の加圧機構によりダイ１１に加圧力が加わることがないので、動作に支障をきたすことがなく、円滑な調整が可能である。また、油圧回路が２系統で済む等、油圧回路を簡略化することができ、応答性の向上や、ダイヘッド１０への負荷低減等の効果を得ることもできる。

以上、本発明を適用した実施形態について説明してきたが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、減圧弁やカウンタバランス弁等を必要に応じて設置することも可能である。加圧機構の加圧シリンダに減圧弁を設け、非動作時にヘッド側からキャップ側へ弱い力を働かせるようにすれば、ダイへの負荷を減らすことができる。カウンタバランス弁は、急激な圧力変化が起きた場合等に、圧を逃がすためのものである。

１，２ 金型
３ 金型キャビティ
４ パリソン
１０ ダイヘッド
１１ ダイ
１２ コア
１３ 環状スリット
２１〜２４ 加圧機構
２１Ａ〜２４Ａ 加圧シリンダ
２１Ｂ〜２４Ｂ 押圧部
２１Ｃ〜２４Ｃ ピストンロッド
３１，３２ 配管
３３，３４ サーボ弁

Claims (4)

1. ダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給するダイヘッドにおいて、前記ダイを押圧する一対の加圧機構が互いに対向するように配置され、これら一対の加圧機構において、一方の加圧機構が前進すると他方の加圧機構が後退するように連動して制御されることを特徴とするパリソン肉厚調整装置。
2. ２組の加圧機構が互いに略直交して配置されることを特徴とする請求項１記載のパリソン肉厚調整装置。
3. 前記加圧機構はそれぞれ油圧シリンダを有しており、対向する一対の加圧機構の油圧シリンダのヘッド側が配管により連通され、これら一対の加圧機構が１系統の油圧ユニットにより駆動されることを特徴とする請求項１または２記載のパリソン肉厚調整装置。
4. ダイヘッドのダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給するに際し、前記ダイを押圧する一対の加圧機構を互いに対向するように配置し、これら一対の加圧機構において、一方の加圧機構が前進すると他方の加圧機構が後退するように連動して制御することを特徴とするパリソン肉厚調整方法。

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