JP6949263B1 - 射出吹込成形機および成形不良の検知方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記可動金型は、キャビティ空間を形成する可動側凹型部を有し、
前記可動側凹型部は、当該可動側凹型部の外部とキャビティ空間内とを連通する連通孔と、を有し、
前記射出吹込成形機は、前記連通孔に流体を供給する流体供給機構と、当該連通孔内に流体を供給した際の流体の圧力を検知する検知機構を備える。
前記可動側凹型部内のキャビティ空間で成形品を吹込成形した後、前記流体供給機構により前記連通孔に供給した流体の圧力を前記検知機構で検知する工程を含む。
本実施形態の射出吹込成形機は、固定金型と、両面に複数のコア金型を配設し回転及び摺動可能の中間金型と、可動金型とを備える金型装置が取り付けられた、図1に示すような射出吹込成形機である。本実施形態の射出吹込成形機により成形可能な成形品は、特に限定されないが例えば、飲料物や食品などの内容物を収容する容器などが挙げられる。
射出吹込成形機を用いた成形品の製造は、射出成形用キャビティに成形材料を射出してプリフォームを成形した後、吹込成形用キャビティでプリフォームに気体等の流体を供給してプリフォームを膨張させ、成形品を製造するという工程で行われる。
本実施形態の射出吹込成形機に取り付けられる金型装置101は、図1〜図7に示すように、固定金型102と、可動金型103と、両面に複数のコア金型104aが配設され、当該コア金型104aが当該固定金型102および当該可動金型103と型締可能な中間金型104と、を備えている。
なお、図2は、図1に示す金型装置101を、射出吹込成形機に取り付けて型開完了時の状態で、横方向から視た図である。図3は、図2のI−I線に沿った断面図である。また、図4は、金型装置101を、射出吹込成形機に取り付けて型締時の状態で横方向から視た図である。図5は、図4のII−II線に沿った断面図である。また、図6および図7は、図5の断面図を拡大した断面図である。
なお、固定金型102の固定側凹型部102a、また、後述の可動金型103の可動側凹型部103a、中間金型104のコア金型104aにおいては、キャビティ空間を形成する表面の形状や金型の外表面の形状を、円柱状にすることができる。また、固定側凹型部102a、可動側凹型部103a、コア金型104aの中心には仮想線としての軸線Aが存在するものとする。
図示の例では、固定側凹型部102aは金型装置101の高さ方向に6つ並ぶことで列を形成し、その列は金型装置101の幅方向に間隔をおいて2つ設けられる。なお、射出成形用の固定側凹型部102aの数は特に限定されない。
また、割型部103bは、後述する割型開閉機構62により開閉させることができる。可動金型103の割型部103bは、割型開閉機構62によって金型幅方向で同じ向きに動かすものどうしが、割型連結部材63a、63bで連結され得、それにより、それぞれの割型部103bが同時に作動することができる。
しかし、仮に、プリフォームPFが吹込不足などによりキャビティ空間内で適切に膨張せず成形不良となった場合やプリフォームPFの成形不良(射出不良)によって成形品MPも成形不良となった場合、この状態で流体供給機構によって流体を供給すると、連通孔103fを通流した流体がキャビティ空間内に少なくとも一部流入する。すなわち、成形不良品が発生すると、流体供給機構によって供給した連通孔103f内での流体の圧力が、適切に吹込成形されたときとは異なる圧力の挙動を示すこととなる。
したがって、可動金型103が連通孔103fを有することにより、吹込成形時に成形不良が発生した場合に、成形不良品が発生したことを検知することができる。
そして、このように成形不良が発生し得る要因が吹込成形前に生じた場合には、射出吹込成形機では射出成形と吹込成形とを同時に行っていることから、吹込成形を行う前に成形不良が発生し得る要因を検知しにくい傾向がある。
また、連通孔103fの第1表面103eへの開口部の位置は、より好ましくは、プリフォームPFを膨張させた際、プリフォームPFの最後に膨張される部分に対応する位置であることが好ましい。
なお、本実施形態においては、連通孔103fの開口部は、可動側凹型部103aの開口部103dに存在させることもでき、これにより、仮に、プリフォームPFの成形不良(射出不良)によって成形品MPも成形不良となった場合であっても、本実施形態の射出吹込成型機では成形不良品が発生したことを検知することができる。
また、連通孔103fは、第1表面103eへ開口していれば、当該開口部以外の可動金型103内の流路は任意に配置することができ、また、その形状、大きさも任意にすることができる。なお図示の例では、連通孔103fが、第1表面103eへの開口部側で窄まる形状を有している。
本実施形態において、射出吹込成形機1は、連通孔103fに流体を供給する流体供給機構(図示せず)と、当該連通孔103f内に流体を供給した際の当該流体の圧力を検知する検知機構(図示せず)を備える。本実施形態において、射出吹込成形機1が流体供給機構と検知機構とを備えることにより、上述の連通孔103fを用いた吹込成形時の成形不良品の検知を行うことができる。
流体供給機構は、例えば、吹込成形において、プリフォームPF内への気体の所定の圧力、所定の時間の吹込が終了した後に流体の供給を開始し、そして所定時間(例えば吹込が終了してから可動側凹型部103aの割型部103bの型開きを開始するまでの時間)の供給状態(加圧状態)を維持した後、流体の供給が停止される。具体的には、流体供給機構の動作開始は、吹込成形においてプリフォームPFへの吹込が終了した際、例えば、射出吹込成形機1内の射出吹込成形を制御する制御部から発信される信号、具体的には流体供給機構を動作させて流体を連通孔103fに供給させるための信号を受信することにより、実行され得る。また、流体供給機構の動作停止については、例えば予め設定した時間だけ動作させることもできるし、後述する、検知機構が発信し得る、動作停止の信号の受信後に停止することもできる。
検知機構は、常時、流体の圧力を検知する状態とすることもできるが、例えば、上記の流体供給機構が動作した際(流体を供給開始した際)に圧力の検知を開始し、流体供給機構が停止した際(流体を供給停止した際)に圧力の検知を停止することができる。また、検知機構は、射出吹込成形機1が流体の圧力を表示可能な表示部を備える場合には、当該表示部に検知結果を出力することができる。
したがって、流体供給機構による流体の供給が行われた後、所定時間に亘って圧力が上がっていない状態、つまり、圧力が低い状態となって所定の閾値を下回った場合やピーク圧が所定の閾値よりも下回った場合には、成形品MPが不良品であると判断できる。そして、検知機構は、制御部に、射出吹込成形の停止を指示することで、成形不良品が、適切に成形された成形良品と混合状態で搬出されることを防止し、また、さらなる成形不良品の発生を防ぐことができる。
射出装置21は主に、金型装置101に向けて延びる円筒状等のシリンダ22と、シリンダ22の内部にそれと中心軸線を平行にして配置されて、周囲にフライトが螺旋状に設けられたスクリュ23と、シリンダ22の外周側にその周囲を取り囲んで配置されたバンド状等のヒータ24と、シリンダ22及びスクリュ23の後方側に配置されたモータボックス25とを備える。図示は省略するが、モータボックス25内には、シリンダ22の先端部に所定の量の成形材料を蓄積させるため、スクリュ23を中心軸線周りに回転させる計量モータや、金型装置101に接近する方向及び金型装置101から離れる方向の各方向へのスクリュ23の前進及び後退変位を行う射出モータ、スクリュ23が成形材料から受ける圧力を検出する圧力検出センサ等が配置されている。
移動装置26は、たとえば射出装置21のモータボックス25の下部等に設けられ、固定プラテン32aに対して射出装置21を前進及び後退変位させる進退駆動機構である。
移動装置26を構成する進退駆動機構としては種々の機構を採用することができるが、図示の移動装置26は、油圧等の液圧ポンプ27と、液圧ポンプ27を作動させる電動等によるポンプ作動用モータ28と、液圧ポンプ27から作動液が供給されて、先端が固定プラテン32aに固定されたピストンロッド61bを押出・引込運動させる複動型の液圧シリンダ29とを含んで構成されている。
型締装置31は、固定プラテン32a、可動プラテン32b及び中間金型支持枠32cを有する金型保持機構32の他、固定プラテン32aに対して中間金型支持枠32cを動かす中間金型移動機構61と、固定プラテン32aに対して可動プラテン32bを動かすプラテン移動機構33と、可動金型103の割型を開閉する割型開閉機構62とを有する。中間金型移動機構61及び割型開閉機構62については、図2〜図5を参照しながら後述する。
なお、図示の例では中間金型移動機構61は、固定プラテン32a及び中間金型支持枠32cのそれぞれに取り付けられているが、可動プラテン32b及び中間金型支持枠32cのそれぞれに取り付けることもできる。
以上に述べた射出吹込成形機1は、一例として、図8のフローチャートに示すような工程を行うように動作することができる。
図2、図3に示す金型装置101の型開状態で、プラテン移動機構33により可動プラテン32bを固定プラテン32a側に移動させるとともに、中間金型移動機構61により中間金型支持枠32cを固定プラテン32a側に移動させる型閉工程を行う(ステップS10)。
次いで、検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回ったかどうかを判定する(ステップS32)。検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合(ステップS32−YES)、検知機構は、制御部に射出吹込成形の停止を指示して(ステップS33)、制御部は射出吹込成形を停止する。なお、制御部が検知機構より射出吹込成形の停止の指示を受信したときには、射出吹込成形機1が表示部を備える場合には、制御部は表示部に不良品が発生した旨の警報を表示させることができる。
一方、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回ることがなかった場合(ステップS32−No)、検知機構は、制御部に射出吹込成形の停止を指示することなく、後述の工程(ステップS40)に進む。
またここでは、中間金型回転機構により中間金型104を反転させる中間金型回転工程を行う(ステップS60)。これにより、割型開閉工程で成形品MPが回収された側における中間金型104のコア金型104aが、固定金型102の固定側凹型部102a側を向くことになる。一方、射出工程でプリフォームPFが成形された側における中間金型104のコア金型104aは、プリフォームPFを保持した状態で、可動金型103の可動側凹型部103aを向く。
なお、中間金型回転工程は、割型開閉工程とほぼ同時期又は、割型開閉工程の前もしくは後に行うことができる。
また、本実施形態の成形不良の検知方法では、上記のステップS31の検知工程を行うことにより、吹込成形時に成形不良が発生した場合に、成形不良品が発生したことを検知することができる。
2 ベースフレーム
21 射出装置
22 シリンダ
22a 供給口
22b ノズル
22c 水冷シリンダ
23 スクリュ
24 ヒータ
25 モータボックス
26 移動装置
26a スライドベース
26b ガイド
27 液圧ポンプ
29 液圧シリンダ
31 型締装置
32a 固定プラテン
32b 可動プラテン
32c 中間金型支持枠
32d タイバー
32e ガイド部材
33 プラテン移動機構
34 リヤプラテン
35 型締モータ
36 運動変換機構
36a ねじ軸
36b ナット
37 トグル機構
37a〜37c リンク
37d クロスヘッド
38 型厚調整モータ
41 回転軸部
42a 一方側の端部
61 中間金型移動機構
61a 液圧シリンダ
61b ピストンロッド
62 割型開閉機構
62a ピストンロッド
62b 液圧シリンダ
63a、63b 割型連結部材
101 金型装置
102 固定金型
102a 固定側凹型部
102b (固定側凹型部の)開口部
102c ゲート
103 可動金型
103a 可動側凹型部
103b 割型部
103c 底型部
103d (可動側凹型部の)開口部
103e 第1表面
103f 連通孔
104 中間金型
104a コア金型
104b 板状部
104c 根元部
104d 吹込スリット
PF プリフォーム
MP 成形品
Claims (6)
- 固定金型と、中間金型と、可動金型とが取り付けられる射出吹込成形機であって、
前記可動金型は、キャビティ空間を形成する可動側凹型部を有し、
前記可動側凹型部は、当該可動側凹型部の外部とキャビティ空間内とを連通する連通孔と、を有し、
前記射出吹込成形機は、前記連通孔に流体を供給する流体供給機構と、当該連通孔内に流体を供給した際の、当該流体を供給した連通孔内の流体の圧力を検知する検知機構を備える、射出吹込成形機。 - 前記射出吹込成形機が、射出吹込成形を制御する制御部を備え、
前記検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合、前記制御部に、射出吹込成形の停止を指示する、請求項1に記載の射出吹込成形機。 - 前記射出吹込成形機が、射出吹込成形を制御する制御部を備え、
前記検知機構は、検知した圧力が所定の時間に亘って所定の閾値を下回った場合、前記制御部に、搬出器による成形品の搬出を停止させる指示を行う、請求項1に記載の射出吹込成形機。 - 前記連通孔の開口部の径方向位置は、前記可動側凹型部の開口部の径方向内側端の位置よりも径方向外側に存在する、請求項1〜3のいずれかに記載の射出吹込成形機。
- 前記可動側凹型部は、底型部と当該底型部に隣接する複数の割型部とを有し、
前記連通孔の開口部は、前記底型部に配設される、請求項1〜4のいずれかに記載の射出吹込成形機。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の前記射出吹込成形機を用いて成形した成形品の成形不良を検知する成形不良の検知方法であって、
前記可動側凹型部内のキャビティ空間で成形品を吹込成形した後、前記流体供給機構により前記連通孔に供給した流体の圧力を前記検知機構で検知する工程を含む、成形不良の検知方法。
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