JP7029337B2 - ブロー成形体の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブロー成形体の製造装置及び製造方法に関するものである。

特許文献１には、ブロー成形体を製造する方法が開示されている。ブロー成形では、押出器から押し出された筒状のパリソンを、パリソンの軸線と交差する方向に型開きされる一対の金型内に収容し、収容したパリソンを、膨らませることによって金型の成形面に押し付け、所定の形状に成形する。金型内でブロー成形体が硬化し始めてブロー成形体の形状が安定すると、その段階で、金型を型開きしてブロー成形体を取り出し、取り出したブロー成形体を金型の外部で冷却する。ブロー成形体を金型の外部で冷却するようにすれば、１つのブロー成形体を冷却している間に、空いた金型によって次のブロー成形を行うことができるので、タクトタイムを短縮して製造効率の向上を図ることができる。

特開平０７－２１４６５３号公報

ブロー成形体において、その軸線方向端部の歯車状の溝に口金を挿入し、ライナーと口金を同期して回転させようとする場合、歯車状の溝がアンダーカットとなる。このようなアンダーカット部を形成する場合、金型の一部をスライド型とし、スライド型の成形面によってアンダーカット部を形成する。しかし、スライド型を用いた場合は、以下の理由により、ブロー成形体を金型の外部で冷却させることができない。

一対の金型を型締めすると、パリソンの一部が金型により扁平に押し潰されて溶着され、パリソンのうち溶着部に連なる部分が、ブロー成形体の軸線方向端部を構成する。軸線方向端部はアンダーカット部が形成される部位なので、アンダーカット部を形成するスライド型が、パリソンの溶着部を挟むことになる。そのため、ブロー成形体が十分に硬化していない状態でスライド型を型開きすると、スライド型に挟まれている溶着部が、ブロー成形体の軸線方向端部を引っ張って不正な形状に変形させてしまう。これを回避するためには、型開きを開始する前に、ブロー成形体を、金型の内部で充分に冷却し変形の虞がない状態まで固化させる必要があるため、タクトタイムが長くなってしまう。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、アンダーカット部が形成されたブロー成形体の製造においてタクトタイムの短縮を図ることを目的とする。

第１の発明に係るブロー成形体の製造装置は、
材料となるパリソンを包囲することによって円筒状の胴部の軸線方向端部からドーム部を膨出させた形状のブロー成形体を成形するとともに、前記パリソンの一部を偏平に潰して溶着部を形成する一対の金型を備え、
前記ドーム部を前記パリソンのうち前記溶着部に連なる部分によって形成し、前記ドーム部に筒状部と前記筒状部を包囲するアンダーカット部を形成する製造装置であって、
前記一対の金型が、
前記パリソンの軸線方向と交差する方向に型開きされる一対の金型本体と、
前記溶着部の全領域を挟み付けた状態で前記筒状部及び前記アンダーカット部を形成する一対の入れ子とを備えて構成され、
前記一対の入れ子は、前記ブロー成形体が未固化又は未硬化の状態において、前記ドーム部及び前記溶着部と一体をなすように、且つ前記溶着部を挟み付けた状態のままで前記一対の金型本体から離脱可能であるところに特徴を有する。

第２の発明に係るブロー成形体の製造方法は、
材料となるパリソンを包囲することによって円筒状の胴部の軸線方向端部からドーム部を膨出させた形状のブロー成形体を成形するとともに、前記パリソンの一部を偏平に潰して溶着部を形成する一対の金型を用い、
前記ブロー成形体の軸線方向端部を前記パリソンのうち前記溶着部に連なる部分によって形成し、前記軸線方向端部にアンダーカット部を形成する製造方法であって、
前記一対の金型を、前記パリソンの軸線方向と交差する方向に型開きされる一対の金型本体に対し、一対の入れ子が着脱可能な構成とした上で、
前記一対の入れ子により、前記溶着部の全領域を挟み付けた状態で前記アンダーカット部を形成し、
前記ブロー成形体が未固化又は未硬化の状態において、前記一対の入れ子と前記ドーム部及び前記溶着部とを、一体の状態で、且つ前記一対の入れ子が前記溶着部を挟み付けた状態のままで前記一対の金型本体から離脱させ、
前記ブロー成形体が固化又は硬化した後に、前記一対の入れ子を前記ブロー成形体から離脱させるところに特徴を有する。

一対の金型を型締めしてパリソンを成形した後、ブロー成形体が固化する前に、入れ子とブロー成形体を一体の状態のままで金型本体から離脱させ、冷却する。この間、ブロー成形体の軸線方向端部に連なる溶着部は、ブロー成形体と一体の入れ子によって挟まれた状態に保たれるので、ブロー成形体を金型本体から離脱させても、ブロー成形体の軸線方向端部が不正な変形を生じることはない。入れ子は、ブロー成形体が冷却されて固化した後にブロー成形体から離脱させればよい。ブロー成形体を冷却している間、金型本体に別の入れ子を取り付けることによって別のブロー成形体の製造を同時進行させることができるので、タクトタイムを短縮させることができる。

実施例１において金型を型開きし、パリソンを押し出した状態をあらわす一部切欠正面図 金型を型締めしてブロー成形体を成形している状態をあらわす正断面図 金型を型締めしてブロー成形体を成形している状態をあらわす側断面図 ブロー成形体と入れ子を一体化して金型本体から離脱させた状態をあらわす一部切欠正面図 ブロー成形体から入れ子を離脱させた状態をあらわす一部切欠正面図

第１及び第２の発明は、前記入れ子に、冷媒を流動させるための冷却流路が設けられていてもよい。この構成によれば、ブロー成形体の軸線方向端部を冷却して硬化させるのに要する時間を短縮できるので、タクトタイムの更なる短縮を図ることができる。

第１及び第２の発明は、前記金型本体には、前記入れ子に係止して前記入れ子を前記金型本体に対し所定の取付け位置に保持可能な保持部材が設けられていてもよい。この構成によれば、入れ子を金型本体に対して適正な位置に位置決めできるので、ブロー成形体を高い精度で成形することができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１～図５を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図１～５にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。尚、上下方向と軸線方向は同義で用いる。また、左右方向については、図１，２，４，５にあらわれる向きを、そのまま左方、右方と定義する。

本実施例のブロー成形体１０は、製造装置２０を用いたブロー成形方法によって製造され、圧力容器のライナーとして用いられる部材である。ブロー成形体１０の材料の一例として、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）の混合樹脂を用いることができる。ブロー成形体１０は、円筒状の胴部１２と、胴部１２の上端から上方へ膨出した形態のドーム部１３（請求項に記載の軸線方向端部）と、胴部１２の下端から下方へ膨出した形態のドーム部１３（請求項に記載の軸線方向端部）とから構成されている。胴部１２は、軸線を上下方向（鉛直方向）に向けた円筒形をなしている。

上側のドーム部１３の中心部には、口金（図示省略）を取り付けるための筒状部１４が、上方へ突出した形態で形成されている。上側のドーム部１３のうち筒状部１４を同心状に包囲する領域には、平面視が円環形をなし、下方へ凹んだ形態のアンダーカット部１５が形成されている。このアンダーカット部１５は、ブロー成形体１０の軸線方向端部に形成され、例えば、歯車状の溝となっている。アンダーカット部１５に口金（図示省略）を嵌合することで、ブロー成形体１０と口金を同期して回転させことができる。下側のドーム部１３の中心部にも、口金（図示省略）を取り付けるための筒状部１４が、下方へ突出した形態で形成されている。下側のドーム部１３のうち筒状部１４を同心状に包囲する領域にも、底面視が円環形をなし、上方へ凹んだ形態のアンダーカット部１５が形成されている。

製造装置２０は、ブロー成形機２１と左右対称な一対の金型２２とを備えて構成されている。ブロー成形機２１は、金型２２よりも上方に配置されており、ブロー成形体１０の材料となる円筒状のパリソン１１を、鉛直方向下向きに押し出すものである。

一対の金型２２は、型締め状態でパリソン１１を所定形状のブロー成形体１０に成形するものである。一対の金型２２は、一対の金型本体２３と二対の入れ子３２とを備えて構成されている。一対の金型本体２３は、金型２２の型締め及び型開き方向と平行に対向する。各金型本体２３には、相手側の金型本体２３との対向面を凹ませた形態のキャビティ２４が形成されている。キャビティ２４の内面は、胴部１２の外周面における全領域と、ドーム部１３の外面における外周縁部を所定形状に成形するための第１成形面２５となっている。一対の金型本体２３は、左右方向に接近することによってパリソン１１と同心状に型締めされ、左右方向に離間することによって型開きされる。

各金型本体２３の上端部と下端部には、夫々、相手側の金型本体２３との対向面を凹ませた形態の収容凹部２６が形成されている。上端側の収容凹部２６は、キャビティ２４の上方に配され、キャビティ２４の上端部に連通している。下端側の収容凹部２６は、キャビティ２４の下方に配され、キャビティ２４の下端部に連通している。収容凹部２６には、入れ子３２が収容されるようになっている。

金型本体２３の上端部と下端部には、夫々、金型本体２３の外面から収容凹部２６まで水平方向に貫通する第１支持孔２７と、金型本体２３の外面から収容凹部２６まで上下方向に貫通する第２支持孔２８とが形成されている。各第１支持孔２７には、夫々、ピン状の第１保持部材２９（請求項に記載の保持部材）が取り付けられ、各第２支持孔２８には、夫々、ピン状の第２保持部材３０（請求項に記載の保持部材）が取り付けられている。第１保持部材２９と第２保持部材３０は、各保持部材の先端部を収容凹部２６内に進出させる係止位置（図１，２を参照）と、収容凹部２６内に進出せずに金型本体２３の内部に退避する退避位置（図示省略）との間で移動可能である。

入れ子３２は、金型２２の型締め及び型開き方向と平行に対向するもの同士が対をなす。各入れ子３２は、金型本体２３に対して個別に着脱可能な部材であり、収容凹部２６内に嵌合された状態で金型本体２３に取り付けられる。入れ子３２は、収容凹部２６に取り付けられた状態でキャビティ２４に臨む第２成形面３３を有している。第２成形面３３の外周縁は、第１成形面２５の上端又は下端に連なっている。第２成形面３３は、ドーム部１３の外面のうち外周縁部よりも中心側の全領域を所定形状に成形する。具体的には、アンダーカット部１５の全領域と、筒状部１４とを成形する。

各入れ子３２のうち、その入れ子３２と対をなす相手側の入れ子３２と対向する面は、挟圧面３４となっている。挟圧面３４は、金型２２の型開き及び型締め方向と直交する平面からなる。挟圧面３４は、第２成形面３３に対し直角に近い角度をなして連なっている。また、挟圧面３４の幅寸法（パリソン１１の軸線と直交する水平方向の寸法）は、パリソン１１の周長の１／２より大きい寸法に設定されている。

入れ子３２には、収容凹部２６に嵌合した状態で第１支持孔２７と同軸状に連通する水平な第１係止孔３５と、収容凹部２６に嵌合した状態で第２支持孔２８と同軸状に連通する水平な第２係止孔３６とを有する。入れ子３２が収容凹部２６内における適正位置に取り付けられた状態では、第１係止孔３５に第１保持部材２９の前端部が嵌入可能であり、第２係止孔３６に第２保持部材３０の前端部が嵌入可能である。また、入れ子３２には、金型本体２３に形成した流路（図示省略）と連通する冷却流路３７が形成されている。冷却流路３７には、入れ子３２を冷却するための冷媒（例えば、冷却水）が流動するようになっている。

次に、ブロー成形体１０の製造手順を説明する。図１に示すように、各金型２２においては、各金型本体２３の収容凹部２６に、夫々、入れ子３２を収容し、第１保持部材２９の先端部を第１係止孔３５に嵌入するとともに、第２保持部材３０の先端部を第２係止孔３６に嵌入する。各保持部材２９，３０と各係止孔３５，３６の嵌合により、入れ子３２は、金型本体２３に対し、正規位置に位置決めされて組み付けられるとともに、金型本体２３からの離脱を規制された状態に保持される。これにより、金型２２の成形準備が整う。

この後、金型２２を型開きした状態で、両金型２２の間にパリソン１１を押し出す。所定長さのパリソン１１が押し出されたら、一対の金型２２を互いに接近させて型締めする。このとき、金型本体２３と、金型本体２３に取り付けた２つの入れ子３２とが、一体となって水平移動する。型締めされると、パリソン１１が、一対の金型２２によって包囲され、ハウジング内に収容される。

型締めした後、キャビティ２４内のパリソン１１を、図示しない給気手段によって膨らませ、第１成形面２５と第２成形面３３に押し付ける。これにより、所定形状に成形されたブロー成形体１０が得られる。パリソン１１を第１成形面２５と第２成形面３３に押し付けた直後は、ブロー成形体１０は充分に硬化しないので、外力を受けると変形し得る状態である。しかし、冷却流路３７を流れる冷媒によって入れ子３２が冷却されるので、ブロー成形体１０のうち入れ子３２に接するドーム部１３は、冷却される。

冷却によりブロー成形体１０の形状が有る程度安定したら、第１保持部材２９と第２保持部材３０を退避位置へ移動させて第１係止孔３５と第２係止孔３６から外し、一対の金型本体２３のみを左右へ離間するように型開きさせる。但し、パリソン１１を第１成形面２５と第２成形面３３に押し付けてから型開きを行うまでの時間は、比較的短い。したがって、型開きの時点でのブロー成形体１０の硬化度は、ブロー成形体１０に外力が受けるとブロー成形体１０が容易に変形し得る程度である。

そのため、金型本体２３を型開きする際には、入れ子３２は、ブロー成形体１０から離脱させず、ドーム部１３と一体のままにしておく。入れ子３２とブロー成形体１０を一体のままにする理由は、次の通りである。金型２２を型締めすると、パリソン１１の一部（キャビティ２４より上方の部位とキャビティ２４より下方の部位）が、対をなす入れ子３２の挟圧面３４の間で左右に挟み付けられることにより、偏平に押し潰されて溶着される。このパリソン１１の溶着部１６は、ドーム部１３に連なっていて、ドーム部１３の外面から軸線方向又は径方向へ板状に張り出した形態である。

したがって、充分に硬化していない状態のブロー成形体１０（ドーム部１３）から入れ子３２を離脱させようとすると、入れ子３２の間で挟み付けられている溶着部１６が、ドーム部１３を引っ張ることになるので、ブロー成形体１０（ドーム部１３）が不正に変形してしまう。このような事態を回避するため、ブロー成形体１０の硬化が充分に進んでいない状態では、金型本体２３だけを型開きすることとし、入れ子３２はドーム部１３と一体化させたままにしておくのである。

ブロー成形体１０は、入れ子３２をドーム部１３及び溶着部１６と一体にしたままの状態（図４を参照）で、金型本体２３から取り出して冷却ブース（図示省略）へ移動させ、時間を掛けて冷却する。ブロー成形体１０が充分に冷却されて固化した後、入れ子３２をブロー成形体１０から軸線方向（上方又は下方）へ離脱させる。以上により、ブロー成形体１０の製造工程が完了する。

ブロー成形体１０を冷却している間は、型開き状態の金型本体２３に別の入れ子３２を取り付けることによって金型２２を構成し、この金型２２によって、別のパリソン１１に対する成形を行うことができる。つまり、ブロー成形体１０の冷却工程と、ブロー成形体１０を金型２２内で成形する工程とを、同時進行させることができる。

本実施例のブロー成形体１０の製造装置２０は、ブロー成形体１０の材料であるパリソン１１を包囲して成形するとともに、パリソン１１の一部を偏平に潰して溶着部１６を形成する一対の金型２２を備えている。そして、本実施例の製造方法によれば、製造装置２０を用いることにより、ブロー成形体１０のドーム部１３（軸線方向端部）をパリソン１１のうち溶着部１６に連なる部分によって形成するとともに、ドーム部１３にアンダーカット部１５を形成する。

一対の金型２２は、パリソン１１の軸線方向と交差する左右方向に型開きされる一対の金型本体２３と、溶着部１６の全領域を挟み付けた状態でアンダーカット部１５を形成する二対の入れ子３２とを備えて構成されている。そして、二対の入れ子３２は、十分に硬化していない状態のブロー成形体１０と一体の状態のままで、一対の金型本体２３から離脱させることが可能となっている。

本実施例の製造装置２０及び製造方法によれば、一対の金型２２を型締めしてパリソン１１を成形した後、ブロー成形体１０が固化する前に、入れ子３２とブロー成形体１０を一体の状態のままで金型本体２３から離脱させ、冷却する。この間、ブロー成形体１０のドーム部１３に連なる溶着部１６は、ブロー成形体１０と一体の入れ子３２によって挟まれた状態に保たれるので、ブロー成形体１０を金型本体２３から離脱させても、ドーム部１３が不正な変形を生じることはない。入れ子３２は、ブロー成形体１０が冷却されて固化した後にブロー成形体１０から離脱させればよい。ブロー成形体１０を冷却している間、金型本体２３に別の入れ子３２を取り付けることによって別のブロー成形体１０の製造を同時進行させることができるので、タクトタイムを短縮させることができる。

また、入れ子３２には、冷媒を流動させるための冷却流路３７が設けられているので、ブロー成形体１０のドーム部１３を冷却して硬化させるのに要する時間を短縮できる。これにより、タクトタイムの更なる短縮を図ることができる。また、金型本体２３には、入れ子３２に係止することにより、入れ子３２を金型本体２３に対し所定の取付け位置に保持可能な保持部材２９，３０が設けられている。この構成によれば、入れ子３２を金型本体２３に対して適正な位置に位置決めし、第１成形面２５と第２成形面３３との位置関係を高い精度で適正に保てるので、ブロー成形体１０を高い精度で成形することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、金型本体に入れ子を位置決めするための保持部材を設けたが、このような保持部材を設けず、入れ子を金型本体の溝部や凹部に嵌め込むようにしてもよい。
（２）上記実施例では、入れ子を冷却するための冷却流路を金型本体に形成したが、冷却流路は保持部材に形成してもよい。
（３）上記実施例では、金型に、入れ子を冷却するための冷却流路を設けたが、金型は冷却流路を有しない形態であってもよい。
（４）上記実施例では、一対の入れ子と一対の金型本体とが一体となって型締めされるようにしたが、一対の入れ子でパリソンを挟んで溶着部を形成し、その後に、一対の金型本体を型締めするようにしてもよい。
（５）上記実施例では、一対の入れ子を、ブロー成形体から軸線方向と平行に離脱させるようにしたが、一対の入れ子をブロー成形体から離脱させる方向は、一対の金型本体の型開き方向とブロー成形体の軸線方向の両方向に対して交差する方向であってもよい。
（６）上記実施例では、一対の金型本体に二対の入れ子を取り付けたが、一対の金型本体に取り付ける入れ子は、一対だけであってもよい。

１０…ブロー成形体
１１…パリソン
１３…ドーム部（軸線方向端部）
１５…アンダーカット部
１６…溶着部
２０…製造装置
２２…金型
２３…金型本体
３２…入れ子
２９…第１保持部材（保持部材）
３０…第２保持部材（保持部材）
３７…冷却流路

Claims (4)

1. 材料となるパリソンを包囲することによって円筒状の胴部の軸線方向端部からドーム部を膨出させた形状のブロー成形体を成形するとともに、前記パリソンの一部を偏平に潰して溶着部を形成する一対の金型を備え、
   前記ドーム部を前記パリソンのうち前記溶着部に連なる部分によって形成し、前記ドーム部に筒状部と前記筒状部を包囲するアンダーカット部を形成する製造装置であって、
   前記一対の金型が、
   前記パリソンの軸線方向と交差する方向に型開きされる一対の金型本体と、
   前記溶着部の全領域を挟み付けた状態で前記筒状部及び前記アンダーカット部を形成する一対の入れ子とを備えて構成され、
   前記一対の入れ子は、前記ブロー成形体が未固化又は未硬化の状態において、前記ドーム部及び前記溶着部と一体をなすように、且つ前記溶着部を挟み付けた状態のままで前記一対の金型本体から離脱可能であることを特徴とするブロー成形体の製造装置。
2. 前記入れ子に、冷媒を流動させるための冷却流路が設けられていることを特徴とする請求項１記載のブロー成形体の製造装置。
3. 前記金型本体には、前記入れ子に係止して前記入れ子を前記金型本体に対し所定の取付け位置に保持可能な保持部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のブロー成形体の製造装置。
4. 材料となるパリソンを包囲することによって円筒状の胴部の軸線方向端部からドーム部を膨出させた形状のブロー成形体を成形するとともに、前記パリソンの一部を偏平に潰して溶着部を形成する一対の金型を用い、
   前記ブロー成形体の軸線方向端部を前記パリソンのうち前記溶着部に連なる部分によって形成し、前記軸線方向端部にアンダーカット部を形成する製造方法であって、
   前記一対の金型を、前記パリソンの軸線方向と交差する方向に型開きされる一対の金型本体に対し、一対の入れ子が着脱可能な構成とした上で、
   前記一対の入れ子により、前記溶着部の全領域を挟み付けた状態で前記アンダーカット部を形成し、
   前記ブロー成形体が未固化又は未硬化の状態において、前記一対の入れ子と前記ドーム部及び前記溶着部とを、一体の状態で、且つ前記一対の入れ子が前記溶着部を挟み付けた状態のままで前記一対の金型本体から離脱させ、
   前記ブロー成形体が固化又は硬化した後に、前記一対の入れ子を前記ブロー成形体から離脱させることを特徴とするブロー成形体の製造方法。

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