JP6963138B1 - 金型装置及び、射出成形システム - Google Patents

Abstract

【課題】開口端部の外面に突起部分が形成された容器形状の成形品を成形することができる金型装置を提供する。【解決手段】この発明の金型装置１０１は、射出側凹型部１１２を有する射出成形用金型１１１と、吹込み側凹型部１２２を有する吹込み成形用金型１２１と、型締状態で射出側凹型部１１２内または吹込み側凹型部１２２内に配置される凸型部１３２を有する中間金型１３１とを備えるものであって、型締状態で、射出側凹型部１１２と凸型部１３２との間に区画される射出成形キャビティ１４１が、開口端部２０３を有する容器形状のプリフォーム２０１に対応する形状であり、吹込み側凹型部１２２と凸型部１３２との間に区画される吹込み成形キャビティ１５１が、外面に突起部分２１５が形成された開口端部２１３を有する容器形状の成形品２１１に対応する形状であるものである。【選択図】図５

Description

この発明は、インジェクションブロー成形に用いられる金型装置及び、射出成形システムに関するものである。

インジェクションブロー成形は、射出吹込成形機に所定の金型装置を取り付けて行うことがある。この金型装置としては、射出側凹型部を有する射出成形用金型と、吹込み側凹型部を有する吹込み成形用金型と、型締状態で射出側凹型部内または吹込み側凹型部内に配置される凸型部を有する中間金型とを備えるものを用いることがある。

射出吹込成形機を用いたインジェクションブロー成形では、型締状態で射出側凹型部と凸型部との間に射出成形キャビティを区画し、この射出成形キャビティで成形材料を射出してプリフォームを成形する。その後、型締状態で吹込み側凹型部と凸型部との間に吹込み成形キャビティを区画し、吹込み成形キャビティに配置されたプリフォームを、空気などの流体の供給により膨張させ、成形品を成形する。

これに関連する技術としては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。

特開２０１８−１６７５７９号公報

ところで、上述したようなインジェクションブロー成形では、開口端部の外面に、ねじ部分等の突起部分が形成された容器形状の成形品を成形できるようになることに対するニーズが存在する。

この発明は、このようなことを課題とするものであり、その目的は、開口端部の外面に突起部分が形成された容器形状の成形品を成形することができる金型装置及び、射出成形システムを提供することにある。

上述した課題を解決することができる一の金型装置は、射出側凹型部を有する射出成形用金型と、吹込み側凹型部を有する吹込み成形用金型と、型締状態で射出側凹型部内または吹込み側凹型部内に配置される凸型部を有する中間金型とを備えるものであって、型締状態で、射出側凹型部と凸型部との間に区画される射出成形キャビティが、開口端部を有する容器形状のプリフォームに対応する形状であり、吹込み側凹型部と凸型部との間に区画される吹込み成形キャビティが、外面に突起部分が形成された開口端部を有する容器形状の成形品に対応する形状であるものである。
一の射出成形システムは、上記の金型装置と、前記金型装置を取り付けた射出吹込成形機とを備えるものである。

上記の金型装置によれば、開口端部の外面に突起部分が形成された容器形状の成形品を成形することができる。

この発明の一の実施形態の金型装置を取り付けることができる射出吹込成形機の一例を、当該金型装置とともに示す断面図である。 図１の金型装置の型開状態を示す側面図及び、そのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１の金型装置の型締状態を示す側面図及び、そのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 一の実施形態の金型装置により成形される成形品及びプリフォームを示す、中心軸を隔てた径方向の半部を切断除去した側面図である。 一の実施形態の金型装置が備える射出成形用金型の射出側凹型部、吹込み成形用金型の吹込み側凹型部及び、中間金型の凸型部を示す、金型幅方向に沿う断面図である。 図５の金型装置の射出側凹型部、吹込み側凹型部及び凸型部の型締状態及び型開状態をそれぞれ示す、金型幅方向に沿う断面図である。 他の実施形態の金型装置が備える射出成形用金型の射出側凹型部、吹込み成形用金型の吹込み側凹型部及び、中間金型の凸型部を示す、金型幅方向に沿う断面図である。 図７の金型装置により成形される成形品及びプリフォームを示す、中心軸を隔てた径方向の半部を切断除去した側面図である。 図７の金型装置が備える中間金型の凸型部を示す、金型幅方向に沿う断面図である。 図７の金型装置が備える吹込み成形用金型の吹込み側凹型部及び、中間金型の凸型部の要部拡大断面図である。 金型装置の中間金型の凸型部又は、射出成形用金型の射出側凹型部の変形例を示す、金型幅方向に沿う断面図である。

以下に図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に例示する射出吹込成形機１は、この発明の実施形態の金型装置１０１が取り付けられたものであり、概して、成形材料を溶融させて金型装置１０１内に向けて射出する射出装置２１と、射出装置２１を金型装置１０１に対して前進・後退変位させる移動装置２６と、固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃを有し、金型装置１０１を型締状態と型開状態との間で開閉する型締装置３１とを備える。

射出吹込成形機１は、インジェクションブロー成形に用いられるものである。インジェクションブロー成形では、金型装置１０１の射出成形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、金型装置１０１の吹込み成形キャビティでプリフォームに、空気等の気体その他の流体を供給してプリフォームを膨張させ、成形品を成形する。

（金型装置）
金型装置１０１には、固定プラテン３２ａ側に取り付けられる射出成形用金型１１１と、可動プラテン３２ｂ側に取り付けられる吹込み成形用金型１２１と、射出成形用金型１１１と吹込み成形用金型１２１との間で中間金型支持枠３２ｃに支持され、図２及び３に示すように、中間金型支持枠３２ｃの回転軸部４１により回転される中間金型１３１とが含まれる。

このように金型装置１０１が射出吹込成形機１に取り付けられたとき、射出成形用金型１１１は、図２（ｂ）に示すように、中間金型１３１と対向する表面側に、射出側凹型部１１２が設けられている。また、吹込み成形用金型１２１は、中間金型１３１と対向する表面側に、図３（ｂ）に示すように、吹込み側凹型部１２２が設けられる。そしてまた、中間金型１３１には、射出成形用金型１１１と対向する表面及び、吹込み成形用金型１２１と対向する表面の両面側のそれぞれに、型締状態で射出側凹型部１１２内または吹込み側凹型部１２２内に配置される凸型部１３２が設けられる。

図３に示す型締状態では、射出側凹型部１１２と凸型部１３２との間に射出成形キャビティが区画され、そこで成形材料が射出されてプリフォーム２０１が成形される。射出成形キャビティでプリフォーム２０１が成形された後、金型装置１０１が、図２に示すように型開状態になり、凸型部１３２はプリフォーム２０１を保持しつつ、回転軸部４１による中間金型１３１の回転とともに反転し、吹込み成形用金型１２１と対向する。そして再度、金型装置１０１が、図３に示すように型締状態になると、吹込み側凹型部１２２と、プリフォーム２０１を保持した凸型部１３２との間に、吹込み成形キャビティが区画される。吹込み成形キャビティでは、プリフォーム２０１は、その内側から流体が吹き込まれて膨張し、成形品２１１になる。金型装置１０１の型締状態で、射出側凹型部１１２又は吹込み側凹型部１２２と、射出成形用金型１１１側及び吹込み成形用金型１２１側の両面側のそれぞれに設けられた凸型部１３２とで区画される射出成形キャビティ及び吹込み成形キャビティでは、このような射出成形及び吹込み成形が同時進行で行われる。

なお、図示の例では、射出成形用金型１１１の射出側凹型部１１２、中間金型１３１の凸型部１３２及び、吹込み成形用金型１２１の吹込み側凹型部１２２はそれぞれ、金型幅方向に二個並ぶとともに、高さ方向（図２（ａ）及び図３（ａ）の上下方向）に六個配列された計十二個としているが、その個数は適宜変更され得る。

ところで、この実施形態の金型装置１０１によれば、図４（ａ）に示すような底付き筒状である容器形状の成形品２１１を成形することができる。この成形品２１１は、図４（ｂ）に示す底付き筒状である容器形状のプリフォーム２０１を経ることにより得られる。

より詳細には、図４（ａ）に示す成形品２１１は、円筒等の筒状本体部２１２と、筒状本体部２１２の軸方向（図４では左右方向）の一端側に位置して開口する開口端部２１３と、筒状本体部２１２の軸方向の他端側に位置して底部２１４ａで密閉された密閉端部２１４とを有するものである。そして、開口端部２１３の外面には、その外面から突出し、たとえば当該外面上で周方向に旋回しつつ軸方向に延びる螺旋状等の形状を有する突起部分２１５が形成されている。螺旋状の突起部分２１５としたときは、その開口端部２１３に、それに対応する螺旋状の溝部が内面に設けられた図示しないキャップを螺合することにより、当該キャップを着脱させることが可能になる。

この成形品２１１では、筒状本体部２１２は、密閉端部２１４に連続して一定の内外径を有する円筒等の筒状の胴部２１２ａ、及び、開口端部２１３に向けて内外径が漸減して胴部２１２ａを開口端部２１３につなげるテーパ部２１２ｂを含む。開口端部２１３の、テーパ部２１２ｂ寄りの部分には、上述した突起部分２１５に含まれる円環等の環状のフランジ部２１６が形成されている。なお、開口端部２１３よりも軸方向の外側の最外端は、開口端部２１３よりも若干厚みが厚く外周側に僅かに隆起する肉盛部２１７としているが、この肉盛部２１７は突起部分２１５とはみなさない。ここでは、軸方向でフランジ部２１６から、一端側の最外端に至る手前までの領域を、開口端部２１３とする。成形品２１１は、開口端部２１３の外面に突起部分２１５が形成されたものであれば、他の形状は特に問わない。

成形品２１１を得るべく吹込み成形に供されるプリフォーム２０１は、図４（ｂ）に示すように、軸方向の一端側に向けて内外径が漸増する筒状本体部２０２と、筒状本体部２０２の軸方向の一端側に位置して開口する開口端部２０３と、筒状本体部２０２の軸方向の他端側に位置して底部２０４ａで密閉された密閉端部２０４とを有する。このプリフォーム２０１でも、開口端部２０３の最も軸方向外側の最外端に肉盛部２０７が存在するが、成形品２１１及びプリフォーム２０１の肉盛部２１７、２０７は省略してもよい。このプリフォーム２０１の、肉盛部２０７を含まない開口端部２０３の外面は、平滑に形成されている。

上述したようなプリフォーム２０１及び成形品２１１を成形することが可能な金型装置１０１は、より詳細には、図５に示す構造の射出成形用金型１１１、吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１を有するものである。図５に示すものでは、型締状態のときは、同図及び図６（ａ）に示すように、射出成形用金型１１１の射出側凹型部１１２内に、中間金型１３１の一方の表面側の凸型部１３２が挿入されて配置され、それらの間に射出成形キャビティ１４１が区画される。また、このとき、吹込み成形用金型１２１の吹込み側凹型部１２２内には、中間金型１３１の他方の表面側の凸型部１３２が挿入配置されて、そこに吹込み成形キャビティ１５１が区画される。なおここでは、プリフォーム２０１及び成形品２１１の図示を省略している。

射出成形キャビティ１４１は、先に述べた開口端部２０３を有する容器形状のプリフォーム２０１の形状に対応する形状の空間になる。また、吹込み成形キャビティ１５１は、これも先に述べたような、外面に突起部分２１５が形成された開口端部２１３を有する容器形状の成形品２１１の形状に対応する形状の空間である。

このうち、吹込み成形キャビティ１５１にて成形品２１１の外面に対応する吹込み側凹型部１２２の内周面で、成形品２１１の開口端部２１３の外面に対応する箇所には、図５及び６から解かるように、突起部分２１５に対応する窪み部分１２３が形成されている。これにより、吹込み成形キャビティ１５１で、凸型部１３２の周囲に保持されたプリフォーム２０１が流体の供給によって膨張し、吹込み側凹型部１２２の内周面に押し付けられると、上記の窪み部分１２３により、成形品２１１の開口端部２１３の外面には、窪み部分１２３の形状に応じた形状の突起部分２１５が形成される。この例では、成形品２１１の開口端部２１３の外面に螺旋状の突起部分２１５を形成するため、その突起部分２１５に対応させて、吹込み側凹型部１２２の内周面には、吹込み側凹型部１２２の内周面上で延びる螺旋状の窪み部分１２３を設けている。

なお、金型装置１０１の各金型の構造及び形状は適宜変更することができるが、図示の例では、射出成形用金型１１１は、図５に示すように、型本体１１３と、型本体１１３の中間金型１３１側を向く表面側に挿入して取り付けた凹型区画部材１１４とを有する。凹型区画部材１１４は、型本体１１３から露出する部分が、型本体１１３に挿入した部分よりも大きい内外径を有する底のある筒状をなす。射出側凹型部１１２は、この凹型区画部材１１４の内側に設けられる。射出側凹型部１１２の内周面の、プリフォーム２０１の開口端部２０３の外面に対応する表面領域は平滑に形成されている。射出側凹型部１１２が設けられた凹型区画部材１１４は、割型を有しない。
射出側凹型部１１２は、凹型区画部材１１４における射出側凹型部１１２の最深部に設けたゲート１１５を介して、射出装置２１のシリンダ２２のノズル２２ｂと連通される。これにより、射出成形時には、溶融状態の成形材料がシリンダ２２から、射出側凹型部１１２内に区画される射出成形キャビティ１４１に供給される。

中間金型１３１は、回転軸部４１に取り付けられるプレート状等のコア座１３１ａと、コア座１３１ａ上に設けられた環状の基部１３４と、基部１３４に挿入されて取り付けられ、基部１３４から突出するとともに先端に向かうに従って外径が漸減する突出部１３５とを有するものとしている。突出部１３５は、曲面状の先端面を有する。それらの基部１３４及び突出部１３５により、凸型部１３２が構成されている。
型締状態では、図５に示すように、凹型区画部材１１４の型本体１１３から露出する部分の内周側の段差部１１４ａが、中間金型１３１の基部１３４の外周側の段差部１３４ａと整合する。またここでは、基部１３４の射出成形用金型１１１側の表面に設けた環状溝部１３６と、凹型区画部材１１４の段差部１１４ａとの間に、プリフォーム２０１の肉盛部２０７を形成する空間が区画される。

また、吹込み成形用金型１２１は、この実施形態では、金型幅方向に開閉可能な割型１２４を有するものとしている。これにより、軸方向で底部２１４ａ側が大きい成形品２１１の、吹込み側凹型部１２２からの良好な取出しが可能になる。後述する割型開閉機構６２により、図５及び６に示すように閉じられた割型１２４の内側には、成形品２１１の外面形状に応じた形状の吹込み側凹型部１２２が区画される。型締状態で割型１２４の、中間金型１３１の基部１３４と接触する部分には、基部１３４の段差部１３４ａと整合する段差部１２４ａが設けられている。

上述したような金型装置１０１では、吹込み成形時に、プリフォーム２０１の開口端部２０３を、その内側への流体の供給により、図５に示すような、吹込み側凹型部１２２の内周面に設けた窪み部分１２３に押し付けることにより、成形品２１１の開口端部２１３の突起部分２１５が形成される。このとき、プリフォーム２０１の開口端部２０３の一部の成形材料が、窪み部分１２３内に充填されることに起因して、成形品２１１の開口端部２１３の内面に、その内面から凹むヒケが発生するおそれがある。このような成形品２１１は、キャップ等が取り付けられ得る開口端部２１３で強度が不足し、品質不良になる可能性がある。

これを抑制するため、図７に示す実施形態のように、射出成形キャビティ３４１には、図８（ｂ）に示すプリフォーム４０１の開口端部４０３に対応する箇所の少なくとも一部で部分的に空間が広くなる肉厚形成スペース３４２を設けることが好ましい。肉厚形成スペース３４２により、射出成形キャビティ３４１で成形されるプリフォーム４０１は、開口端部４０３の少なくとも一部で、筒状本体部４０２等の他の部分に比して部分的に厚みが増大する肉厚箇所４０８が形成される。このプリフォーム４０１を用いて吹込み成形を行った場合、吹込み成形キャビティ３５１では、プリフォーム４０１の開口端部４０３の一部の成形材料が、吹込み側凹型部３２２の窪み部分３２３に充填されるも、当該開口端部４０３に余分な肉厚箇所４０８が形成されているので、その後に得られる成形品４１１で、開口端部４１３の内面へのヒケの発生が抑制される。その結果として、成形品４１１の開口端部４１３の強度不足、品質不良を有効に防止することができる。

図７に示す実施形態では、上述したような肉厚形成スペース３４２を設けるため、中間金型３３１の凸型部３３２（より詳細には突出部３３５）の外周面におけるプリフォーム４０１の開口端部４０３に対応する箇所に、図９に拡大して示すように、その外周面から窪む凹状部分３３７を形成している。このように凸型部３３２側に凹状部分３３７を形成することによって肉厚形成スペース３４２を設けることは、型締状態から、射出成形用金型３１１が中間金型３３１から離れる型開状態になる際に、中間金型３３１側で凸型部３３２に保持されるプリフォーム４０１へのアンダーカットのおそれがない点で好ましい。このプリフォーム４０１では開口端部４０３に、その内面から隆起する隆起部４０９を含む肉厚箇所４０８が形成される。

成形品４１１の開口端部４１３の外面に設ける突起部分４１５の形状等にもよるが、凹状部分３３７は、凸型部３３２の外周面上で、その全周にわたって形成することが好適である。それにより、成形品４１１の開口端部４１３の内面へのヒケの発生を、全周にわたって有効に抑制することができる。

ここでは、成形品４１１の開口端部４１３の外面に設ける螺旋状のねじ部分等の突起部分４１５に対応させて、中間金型３３１の凸型部３３２の外周面に、その外面上で周方向に旋回しつつ軸方向に延びる螺旋状の凹状部分３３７を形成している。この場合、プリフォーム４０１の開口端部４０３の肉厚箇所４０８の内面には、螺旋状の隆起部４０９が形成される。そのような螺旋状の隆起部４０９を含む肉厚箇所４０８は、吹込み成形キャビティ３５１での吹込み成形時に、吹込み側凹型部３２２の螺旋状の窪み部分３２３への成形材料の良好な充填をもたらし、成形品４１１の開口端部４１３の内面でのヒケの発生をより一層効果的に抑制するべく機能する。なお、この例では、凸型部３３２の外周面には、上述した螺旋状の凹状部分３３７の他、成形品４１１の開口端部４１３の外面に設ける管状のフランジ部４１６及び、それに応じた吹込み側凹型部３２２の環状の窪み部分に対応する環状の凹状部分も設けている。

凸型部３３２の外周面上に凹状部分３３７を設けるにときの凹状部分３３７の形成位置に関し、吹込み成形キャビティ３５１で、図１０に拡大図で示すように、凸型部３３２の外周面上での凹状部分３３７の形成領域Ｒｐと、吹込み側凹型部３２２の内周面上での窪み部分３２３の形成領域Ｒｄとは、軸方向（図１０の左右方向）の少なくとも一部で重複することが好ましい。凸型部３３２の凹状部分３３７でプリフォーム４０１の開口端部４０３の外面上に形成される隆起部４０９により、吹込み側凹型部３２２の窪み部分３２３を成形材料で有効に充填するためである。より好ましくは、吹込み成形キャビティ３５１において軸方向にて、吹込み側凹型部３２２の窪み部分３２３の形成領域Ｒｄの全体がカバーされるように、それと同等か又はそれよりも広い形成領域Ｒｐで凸型部３３２の外周面上に凹状部分３３７を設ける。凸型部３３２の凹状部分３３７の深さ等の他の寸法は、成形品４１１の開口端部４１３に設ける突起部分４１５、吹込み側凹型部３２２の窪み部分３２３の寸法等に応じて適宜決定することができる。

図７に示す実施形態は、凸型部３３２の外周面上に螺旋状の凹状部分３３７を有するものであるが、凹状部分３３７の形状はこれに限らない。たとえば図１１（ａ）に示す凸型部５３２では、その外周面の、プリフォームの開口端部の内面に対応する箇所に、軸方向のある程度の領域にわたって窪んで周方向に一周する環状の凹状部分５３７を設けている。このような凹状部分５３７により、肉厚形成スペース５４２を設けてもよい。
また図示は省略するが、成形品の開口端部の外周面には、螺旋状のみならず様々な突起部分を設けることが可能であり、それに応じて吹込み側凹型部に形成する窪み部分の形状は変更され得る。

また、凸型部の外周面に凹状部分を形成することに代えて、又は、それに加えて、図１１（ｂ）に示すように、射出成形用金型６１１の射出側凹型部６１２の内周面上に、任意の形状の凹状部分６３７を形成することができる。これによっても、射出成形キャビティが肉厚形成スペース６４２を有するものになり、プリフォームに肉厚箇所を形成することが可能である。

以上に述べたような金型装置１０１は、製造しようとする成形品の形状等に応じて適宜、射出吹込成形機１に取り付けられ、また交換され得るものである。それ故に、ここでは、金型装置１０１は、射出吹込成形機１に含まれず、射出吹込成形機１とは別の装置であるものとみなす。射出吹込成形機１と、射出吹込成形機１に取り付けられた金型装置１０１とを備えるものを、ここでは射出成形システムという。

（型締装置）
上述したような金型装置１０１は、射出吹込成形機１の型締装置３１に取り付けられる。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と、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、吹込み成形用金型１２１の割型１２４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及び３を参照しながら後述する。

金型保持機構３２は、射出装置２１及び金型装置１０１の相互間に位置する固定プラテン３２ａと、固定プラテン３２ａとの間で金型装置１０１を隔てて位置し、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な可動プラテン３２ｂと、固定プラテン３２ａと可動プラテン３２ｂとの間に配置され、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な中間金型支持枠３２ｃとを含む。また、型締装置３１には、固定プラテン３２ａから後述のリヤプラテン３４側に延びて固定プラテン３２ａとリヤプラテン３４とを連結する一本又は複数本のタイバー３２ｄが設けられている。可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃは、この例では、タイバー３２ｄにより固定プラテン３２ａに対する離隔・接近変位がガイドされるものとしているが、タイバー３２ｄでガイドされない場合もある。

金型保持機構３２のうち、固定プラテン３２ａは、ベースフレーム２上に固定して取り付けられる。一方、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃはそれぞれ、ベースフレーム２上に敷設されたガイド部材３２ｅ上に配置され、互いに独立して、固定プラテン３２ａに対して離隔する方向及び接近する方向にスライドすることができる。

なお、固定プラテン３２ａに対して可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃが離隔する位置では、金型装置１０１の吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１が射出成形用金型１１１から開いた型開状態となる。この離隔位置から可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａに向けて接近させることで、吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１が射出成形用金型１１１に対して閉じた型閉状態となるとともに、さらに可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃをそれぞれ固定プラテン３２ａにて接近させて、吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１が射出成形用金型１１１に対して押し付けられた型締状態となる。ここでは、金型装置１０１の射出成形用金型１１１が取り付けられる固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。型締装置３１の固定プラテン３２ａを除く多くの部分については、図１では、固定プラテン３２ａに接近する右向きが前方側になり、固定プラテン３２ａから離隔する左向きが後方側になる。

図示の中間金型支持枠３２ｃは、正面視で矩形等の枠状を有し、水平面に平行な平面内で前後方向に直交する金型幅方向（図２（ｂ）及び図３（ｂ）では上下方向）に延びる回転軸部４１が回転可能に設けられている。回転軸部４１は、中間金型１３１が取り付けられ、これを支持する。この例では、回転軸部４１の軸方向を水平方向と平行な方向にしているが、回転軸部の軸方向はこれに限らず、たとえば鉛直方向と平行な方向等とすることも可能である。竪型の射出吹込成形機としてもよい。

また、中間金型支持枠３２ｃには、回転軸部４１を回転駆動し、それとともに中間金型１３１を回転させる中間金型回転機構が設けられる。この中間金型回転機構は、図示は省略するが、中間金型支持枠３２ｃに設けたモータ等とすることができる。なお、中間金型１３１と中間金型支持枠３２ｃとの間で、回転軸部４１の周囲には筒状部材４２が設けられている。

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は、たとえば、図２及び３に示すように、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、モータにより駆動される液圧ポンプで作動する液圧シリンダ６１ａ及びピストンロッド６１ｂ等で構成することができる。この例では、金型幅方向で射出成形用金型１１１及び中間金型１３１の外側に位置する二対の液圧シリンダ及びピストンロッドを設けているが、一対又は三対以上としてもよい。なお、図示は省略するが、中間金型移動機構は、液圧シリンダ等を固定プラテンではなく可動プラテンに取り付けることにより、可動プラテンに対して中間金型支持枠を進退させるものとしてもよい。

型締装置３１のプラテン移動機構３３は、図１に示すように、ベースフレーム２上に配置されたリヤプラテン３４と、リヤプラテン３４上に設けた型締モータ３５と、型締モータ３５の回転運動を、可動プラテン３２ｂの変位方向の直線運動に変換する運動変換機構３６と、運動変換機構３６に伝達された力を増大させて可動プラテン３２ｂに伝えるトグル機構３７とを備えるものである。

このうち、運動変換機構３６は、回転運動を直線運動に変換できる種々の機構とすることができるが、この例では、型締モータ３５により回転駆動されるねじ軸３６ａ及び、ねじ軸３６ａに螺合するナット３６ｂを含んで構成されるものとしている。運動変換機構３６は、ボールねじとすることも可能である。そして、運動変換機構３６からの伝達力を増大させるトグル機構３７は、上記の運動変換機構３６のナット３６ｂと可動プラテン３２ｂとをつなぐ複数のリンク３７ａ〜３７ｃを、ジョイントで揺動可能に接続してなるものである。リンク及びジョイントの個数ならびにその形状は適宜変更することが可能であるが、図１に示すところでは、ナット３６ｂに接続されて上下方向に延びるクロスヘッド３７ｄに、該クロスヘッド３７ｄを隔てて上下に位置するリンク３７ａ〜３７ｃからなる一対のリンク群が、揺動可能に接続されて設けられている。

なお、リヤプラテン３４上には、上述した型締モータ３５の他、型厚調整モータ３８も設けることができる。この型厚調整モータ３８は、先述の金型保持機構３２の各タイバー３２ｄの延長部分に接続されたねじ軸及びナットに回転駆動力を付与することにより、固定プラテン３２ａと、ベースフレーム２上で移動可能に載置されたリヤプラテン３４との間の間隔を調整するべく機能する。これにより、金型装置１０１の交換や、温度変化に起因する金型装置１０１の厚みの変更等の際にも、金型装置１０１に所期したとおりの型締力を与えることができるように型厚の調整を行うことができる。図示は省略するが、ベースフレーム２上で固定プラテン側を移動可能とし、リヤプラテン側を固定としても、型厚の調整を実現可能である。

また、この型締装置３１は、図２及び３に示すように、ピストンロッド６２ａ及び液圧シリンダ６２ｂ等を有し、これにより吹込み成形用金型１２１の割型１２４を金型幅方向に進退駆動して開閉する割型開閉機構６２を備えるものである。なお、吹込み成形用金型１２１の割型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で連結され得る。

図示の型締装置３１は、可動プラテン３２ｂの移動方向が水平方向と平行な横型のものであるが、該移動方向を垂直方向とした竪型のものとすることも可能である。

（射出装置）
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。

なおここでは、金型装置１０１の射出成形用金型１１１が取り付けられる型締装置３１の固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。したがって、図１では固定プラテン３２ａの右側に位置する射出装置２１について見ると、固定プラテン３２ａに接近する左向きが前方側となり、固定プラテン３２ａから離隔する右向きが後方側になる。

シリンダ２２は、後方側でモータボックス２５の手前に、成形材料をシリンダ２２内に投入するためのホッパーが取り付けられ得る供給口２２ａが設けられる。また、金型装置１０１に近接するシリンダ２２の先端部には、その前方側で横断面積が小さくなるノズル２２ｂが設けられている。なお、供給口２２ａの近傍には水冷等による水冷シリンダ２２ｃを設けることができる。

ノズル２２ｂの周囲を含むシリンダ２２の周囲に配置されるヒータ２４は、たとえば図示のように、シリンダ軸線方向で複数の部分に分割されて、各ヒータ部分の内側のシリンダ２２の内部を異なる温度で加熱できるものとすることができる。各ヒータ部分には、温度検出器を設けることができる。

スクリュ２３の先端側は、その外径を部分的に小さくして設けた括れ部の周囲に、スクリュ２３とともに前進及び後退変位してそれより前方側に送られた成形材料の後方側への逆流を防止する図示しない逆流防止リングが配置され得る。この逆流防止リングは、たとえば、それより前方側もしくは後方側に位置する成形材料から受ける圧力に応じて、スクリュ２３に対して前後に変位し、それにより後方側から前方側に向かう成形材料の流れのみを許容するものである。

このような構成を有する射出装置２１によれば、供給口２２ａからシリンダ２２の内部に投入された成形材料は、シリンダ２２の外周側のヒータ２４による加熱の下、計量モータで駆動されるスクリュ２３の回転に基づいて溶融されつつ、シリンダ２２の内部で前方側に向けて送られて、シリンダ２２の先端部に蓄積される。この際に、スクリュ２３は射出モータにより後退変位させられて、シリンダ２２の先端部に、成形材料が蓄積される空間を形成する。

その後、スクリュ２３を前進変位させることにより、シリンダ２２の先端部の成形材料は、ノズル２２ｂを経て金型装置１０１に向けて射出される。さらにその後、シリンダ２２の先端部に残留している成形材料を通じて、金型装置１０１のキャビティに充填された成形材料に圧力を作用させる保圧を行う。このとき、金型装置１０１の射出成形キャビティで成形材料の冷却収縮に起因して不足した成形材料を補充することができる。

なお、この射出吹込成形機１はインラインスクリュ式のものであるが、可塑化シリンダ及び可塑化スクリュと、射出シリンダ及び射出プランジャーとに構造及び機能上分離させたプリプラ式の射出成形機とすることも可能である。

（移動装置）
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。

この移動装置２６は、上述した液圧ポンプ２７、ポンプ作動用モータ２８及び液圧シリンダ２９が取り付けられたスライドベース２６ａ、ならびに、ベースフレーム２上に敷設されて該スライドベース２６ａの直線運動を案内するガイド２６ｂをさらに含む。それにより、スライドベース２６ａの上部に載置された射出装置２１の進退変位を実現する。

移動装置２６により、射出装置２１を金型装置１０１から離隔させたり、また、射出装置２１を金型装置１０１に接近させて、射出装置２１のシリンダ２２のノズル２２ｂを所定の圧力で金型装置１０１に押し付ける、いわゆるノズルタッチを行ったりすることが可能になる。

（射出成形機の動作）
以上に述べた射出吹込成形機１では、次に述べる各工程を行うように動作する。
図２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。

次いで、前回の成形時の後述する計量で既に射出装置２１の内部に成形材料が所定の量で蓄積されて配置された状態で、型締装置３１を用いて、図３に示すように、金型装置１０１を型締状態とする型締工程が行われる。型締工程では、射出成形用金型１１１と中間金型１３１との間に、射出成形キャビティ１４１が区画され、吹込み成形用金型１２１と中間金型１３１との間に、吹込み成形キャビティ１５１が区画される。

そして、スクリュ２３の前進により上記の成形材料を、金型装置１０１の射出成形キャビティ１４１に向けて射出し、成形材料を射出成形キャビティ１４１に充填する射出工程を行う。射出工程では、射出成形キャビティ１４１への成形材料の充填後に、スクリュ２３をさらに前進させて射出装置２１の先端部の内部にある成形材料を所定の圧力に保持する保圧が行われる。しかる後、射出成形キャビティ１４１に充填された成形材料を冷却させて固化させる。これにより、射出成形キャビティ１４１にプリフォーム２０１が成形される。なおこの際に、射出装置２１内に別途投入した成形材料を、ヒータ２４による加熱下でスクリュ２３の回転により射出装置２１の先端部に向けて送りながら溶融させ、所定の量の成形材料を先端部に配置する計量が行われる。

上記の射出工程と並行して、吹込み成形キャビティ１５１では吹込み工程が行われる。吹込み成形キャビティ１５１には、中間金型１３１の反転前に射出成形キャビティ１４１で既に成形されたプリフォーム２０１が配置されている。吹込み工程では、当該プリフォーム２０１に対して空気その他の気体等の流体を供給し、吹込み成形キャビティ１５１でプリフォーム２０１を膨張させて、成形品２１１を成形する。

その後は、型締装置３１のプラテン移動機構３３及び中間金型移動機構６１を作動させて、可動プラテン３２ｂ及び中間金型支持枠３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａから離れる側に移動させ、金型装置１０１を開く型開工程を行う。

型開工程の後は、割型開閉機構６２を用いて、吹込み成形用金型１２１の割型１２４を開いて成形品２１１を取り出した後、吹込み成形用金型１２１の割型１２４を閉じる割型開閉工程を行う。
またここでは、中間金型回転機構により中間金型１３１を反転させる中間金型回転工程を行う。これにより、割型開閉工程で成形品２１１が回収された側における中間金型１３１のコア金型の凸型部１３２が、射出成形用金型１１１の射出側凹型部１１２側を向くことになる。一方、射出工程でプリフォーム２０１が成形された側における中間金型１３１のコア金型の凸型部１３２は、プリフォーム２０１を保持した状態で、吹込み成形用金型１２１の吹込み側凹型部１２２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。

射出吹込成形機１を用いた射出成形では、上述したような型閉工程、型締工程、射出工程、吹込み工程、型開工程、割型開閉工程及び中間金型回転工程が繰り返し行われる。

１ 射出吹込成形機
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
２８ ポンプ作動用モータ
２９ 液圧シリンダ
３１ 型締装置
３２ 金型保持機構
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
４２ 筒状部材
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
１０３ｂ 割型
１１１、３１１、６１１ 射出成形用金型
１１２、３１２、６１２ 射出側凹型部
１１３、３１３ 型本体
１１４、３１４ 凹型区画部材
１１４ａ 段差部
１１５、３１５ ゲート
１２１、３２１ 吹込み成形用金型
１２２、３２２ 吹込み側凹型部
１２３、３２３ 窪み部分
１２４、３２４ 割型
１２４ａ 段差部
１３１、４１３ 中間金型
１３１ａ、３３１ａ コア座
１３２、３３２、５３２ 凸型部
１３４、３３４ 基部
１３４ａ 段差部
１３５、３３５ 突出部
１３６ 環状溝部
３３７、５３７、６３７ 凹状部分
１４１、３４１ 射出成形キャビティ
３４２、５４２、６４２ 肉厚形成スペース
１５１、３５１ 吹込み成形キャビティ
２０１、４０１ プリフォーム
２０２、４０２ 筒状本体部
２０３、４０３ 開口端部
２０４、４０４ 密閉端部
２０４ａ、４０４ａ 底部
２０７、２１７ 肉盛部
２１１、４１１ 成形品
２１２、４１２ 筒状本体部
２１２ａ 胴部
２１２ｂ テーパ部
２１３、４１３ 開口端部
２１４、４１４ 密閉端部
２１４ａ、４１４ａ 底部
２１５、４１５ 突起部分
２１６、４１６ フランジ部
Ｒｄ 吹込み側凹型部での窪み部分の形成領域
Ｒｐ 凸型部での凹状部分の形成領域

Claims (10)

1. 射出側凹型部を有する射出成形用金型と、
   吹込み側凹型部を有する吹込み成形用金型と、
   型締状態で射出側凹型部内または吹込み側凹型部内に配置される凸型部を有する中間金型と
   を備える金型装置であって、
   型締状態で、射出側凹型部と凸型部との間に区画される射出成形キャビティが、開口端部を有する容器形状のプリフォームを成形する空間であり、吹込み側凹型部と凸型部との間に区画される吹込み成形キャビティが、外面に突起部分が形成された開口端部を有する容器形状の成形品を成形する空間であり、
   前記開口端部の外面への前記突起部分の形成が、前記吹込み成形キャビティで行われる金型装置。
2. 前記吹込み側凹型部の内周面が、成形品の前記開口端部の前記外面に対応する箇所に、前記突起部分に対応する窪み部分を有する請求項１に記載の金型装置。
3. 前記射出成形キャビティが、プリフォームの前記開口端部の厚みをその少なくとも一部で部分的に増大させる肉厚形成スペースを有する請求項１又は２に記載の金型装置。
4. 前記凸型部の外周面が、プリフォームの前記開口端部の内面を形成する箇所に、該外周面から窪む凹状部分を有する請求項３に記載の金型装置。
5. 前記凹状部分が、前記凸型部の外周面の全周にわたって形成されてなる請求項４に記載の金型装置。
6. 前記窪み部分が、吹込み側凹型部の内周面上で延びる螺旋状であり、前記凹状部分が、凸型部の外周面上で延びる螺旋状である請求項４又は５に記載の金型装置。
7. 前記吹込み成形キャビティにて、凸型部の外周面上での前記凹状部分の形成領域と、吹込み側凹型部の内周面上での前記窪み部分の形成領域とが、軸方向の少なくとも一部で重複する請求項４〜６のいずれか一項に記載の金型装置。
8. 前記射出側凹型部の内周面の、プリフォームの前記開口端部の外面を形成する表面領域が平滑である請求項４〜７のいずれか一項に記載の金型装置。
9. 射出成形用金型、吹込み成形用金型及び中間金型のうち、吹込み成形用金型だけが割型を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の金型装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の金型装置と、前記金型装置を取り付けた射出吹込成形機とを備える射出成形システム。

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