JP7041833B2 - 成形用金型及び成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるカセット式の成形用金型に関するものであり、さらには、成形用金型を備えた成形装置に関する。

いわゆるロータリー型のブロー成形装置は、一方向に回転駆動される円盤と、この円盤の外周に沿って周方向に配列固定した複数個のカセット式の成形用金型を備え、各成形用金型に順次パリソンを供給し、連続低にブロー成形を行うものであり、効率的な成形が可能な成形装置として知られている（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。

このロータリー型のブロー成形装置に用いられるカセット式の成形用金型は、円盤の回転方向の一側にヒンジが設けられ開閉自在とした外枠金型と、この外枠金型に装着されて互いに開閉自在とされ、外枠金型の開閉操作により型締めが行われる金型本体とからなり、円盤の回転にしたがって順次パリソンを挟み込みながら外枠金型を操作することで金型本体を閉じ、その後、移動する間に金型本体内でブロー成形を行い、次いで外枠金型を操作することで金型本体を開けて成形品を順次取り出すようになっている。

特開昭６１－２０９１２５号公報 特開平１１－３３３９１５号公報

前述のロータリー型のブロー成形装置は、装置構成が大掛かりであるため、成形品の種類毎に新たな装置を設置することは現実的ではない。そこで、前記カセット式の成形用金型において、金型本体を交換することで多様な成形品に対応することが検討されている。例えば、金型本体の外形は変えずにキャビティ形状等を変更すれば、成形品の形態を簡単に変更することができ、複数種類の金型本体を用意しておき、これを選択的に外枠金型に装着すれば、複数種類の成形品の成形が可能になる。

ただし、この場合、外枠金型と金型本体との整合性を取る必要があり、特に、冷却媒体（冷却水）を循環させる冷媒流路を確立することが大きな課題となる。

プラスチック中空容器等のブロー成形に用いるブロー成形用金型は、その内部に成形品を速やかに冷却するための冷却媒体（冷却水）を循環させる冷媒流路を備えている。前述のカセット式の成形用金型も例外ではなく、金型本体内に冷却媒体を流動させるための内部配管を配設し、背面に設けた接続口から冷却媒体を給排出するように構成されている。また、前記金型本体は、外枠金型に装着されて使用されるため、外枠金型の金型本体との対向面に前記接続口に対応して水路口を設け、前記接続口と前記水路口とを接続することで、外部の給水管、排水管と接続するようにしている。

金型本体を変更した場合、金型本体の接続口の位置が変更になる場合があり、外枠金型の水路口の設置位置とずれてしまい、接続口と水路口を一致させて冷媒流路を連通させることができなくなるおそれがある。例えば容器を成形するためのカセット式の成形用金型は、例えば口部型、本体部型、底部型を組み合わせて構成されるが、容器の形態が変更になれば、キャビティ形状のみならず、各部のサイズも変更になる。その結果、外枠金型の水路口が各部の継ぎ目と干渉する等、水路形成ができなくなることがある。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、金型本体の接続口の位置が変更された場合にも、確実に金型本体の接続口と外枠金型の水路口の位置を一致させることができ、水路を構築することが可能な成形用金型及び成形装置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、本発明の成形用金型は、冷却媒体を流動させるための内部配管を有する金型本体と、該金型本体を保持する外枠金型とを有し、前記金型本体は、前記内部配管の接続口を有するとともに、前記外枠金型は、前記金型本体の接続口と接続される水路口を有し、前記外枠金型には溝部及び当該溝部に設けられたスリットを有し、前記水路口を有する水路駒が前記溝部内にスライド可能に挿入され、前記外枠金型の水路口が可動とされていることを特徴とすることを特徴とする。

本発明の成形用金型では、外枠金型の水路口が可動であることから、金型本体の接続口の位置に応じて水路口の位置を移動させることで、水路口と接続口を一致させることができる。そのため、金型本体を変更した場合にも、確実に水路が構築される。

本発明によれば、金型本体の種類の変更に伴って接続口の位置が変更された場合にも、確実に金型本体の接続口と外枠金型の水路口の位置を一致させることができ、冷却媒体を流動させるための水路を構築することが可能である。

ロータリー型のブロー成形装置の一例を示す概略平面図である。 カセット式の成形用金型における開閉操作を示す図であり、（ａ）は開状態、（ｂ）は閉操作状態、（ｃ）は型閉じ状態をそれぞれ示す。 カセット式の成形用金型を分解した状態を示す概略斜視図である。 外枠金型への金型本体の取り付け構造を分解して示す図である。 金型本体を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略背面図である。 外枠金型の水路口部分を示す図である。 外枠金型の水路口を可動とするための組み付け構造の一例を一部破断して示す概略斜視図である。 図８に示す組み付け構造の組み立て状態を示す図である。

以下、本発明を適用した成形用金型及び成形装置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。

先ず、ロータリー型のブロー成形装置の構成について説明する。図１は、ロータリー型のブロー成形装置全体の構成を示すもので、複数の金型ユニットＥを放射状に支持する輪帯状の台座１が図示しない回転軸によって回転駆動され、各金型ユニットＥを環状の移動路に沿って、矢印で示す方向にパリスン供給ゾーンＲ１、吹込ゾーンＲ２、冷却ゾーンＲ３、成形品取り出しゾーンＲ４の順に移送する。

パリスン供給ゾーンＲ１においては、各金型ユニットＥの両分割金型１０，２０が型開き状態にあり、押出ヘッドＢから押し出されたパリスンＰが分割金型１０，２０の間に供給され、パリスンＰを挟み込んで可動型である他方の分割金型２０がヒンジ３１のまわりに回動し、一方の分割金型１０が閉蓋状態となる型閉じが行なわれる。

吹込ゾーンＲ２においてパリスンＰの中空成形が行なわれ、冷却ゾーンＲ３においては、冷媒流路を流動する冷却媒体によって成形品が冷却される。成形品取り出しゾーンＲ４においては、他方の分割金型２０が前記と逆向きに回動して型開きが行なわれ、連続した成形品Ｓが取り出され、図示しない分離装置によって個々の成形品に分離される。

図２（ａ）～図２（ｃ）は、金型ユニットＥの開閉動作を示すものである。図２（ａ）に示すように、各金型ユニットＥは、パーティングラインに沿って２分割された一対の分割金型１０，２０とからなり、一方の分割金型１０分割金型１０は、ロータリー型のブロー成形装置の回転軸に支持された輪帯状の台座１の外周面に固定された固定型であり、可動型である他方の分割金型２０は、ヒンジ３１によって一方の分割金型１０に枢着されており、図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、ヒンジ開閉式の型閉機構によって開閉操作される。

成形に際しては、図２（ａ）に示す型開きの状態でパリスンＰが分割金型１０，２０の間に供給され、図２（ｂ）に示すように他方の分割金型２０がヒンジ３１のまわりに回動する。分割金型１０，２０の型閉じ動作は、可動型である他方の分割金型２０と一体である連結杆３２に保持されたカムローラ３３を輪帯状の台座１に沿って配設されたカム３４に追従させることによって、ヒンジ３１のまわりに分割金型２０を回動させる。

型閉じは、図２（ｃ）に示すように、固定型である分割金型１０に枢着された係合爪３５を第２のカムローラ３６とカム３７によって駆動して、所定のタイミングで他方の分割金型２０の係止部３８に係合爪３５を係合させ、両分割金型１０，２０を固定することによって行なわれる。両分割金型１０，２０の型開き動作は、他方の分割金型２０と係合爪３５を上記の逆に駆動することによって行なわれる。

図３は、各金型ユニットＥを分解して示すものである。前記の通り、各金型ユニットＥは、一対の分割金型１０，２０を備えており、これら分割金型１０，２０を開閉操作することで成形が行われる。また、各分割金型１０，２０は、それぞれ成形品の形状に応じたキャビティＣを有する金型本体１１，２１と、これら金型本体１１，２１を保持する外枠金型１２，２２とから構成されている。

各外枠金型１２，２２は、いずれも金型本体１１，２１を収容するための凹部１２ａ，２２ａを有しており、金型本体１１，２１は、これら凹部１２ａ，２２ａ内に収容される形で装着され、これらが一体化されることで各分割金型１０，２０として機能する。

図３において、本例では、固定側の分割金型１０を構成する外枠金型１２の金型本体１１との対向面に冷却媒体を金型本体１１内に流通させるための一対の水路口４１，４２が設けられるとともに、開閉操作される可動側の分割金型２０の金型本体２１にも冷媒流路が形成されていることに対応して、可動側の外枠金型２２の金型本体２１との対向面にも冷媒流通用の水路口を設けている。なお、金型構成によっては、外枠金型１２，２２のいずれか一方にのみ水路口４１，４２が設けられる構成であってもよい。

また、前記外枠金型１２，２２の下方からは、外部から冷却媒体を導入・導出するための給排出管４０が金型本体１１に向けて挿入されており、その先端の水路口４１，４２が外枠金型１２，２２の金型本体１１，２１との対向面に露呈するように外枠金型１２，２２に取り付けられている。

図４は、各金型ユニットＥの固定側の分割金型１０の組み付け状態を示すものである。一方の分割金型１０は、前述の台座１と一体である外枠金型本体１２と、該外枠金型本体１２の収容部である凹部１２ａにそれぞれ嵌合固着されるキャビティ形成部材である金型本体１１とから構成されており、外枠金型１２の凹部１２ａの所定位置に金型本体１１を嵌合させ、これらを押え部材１５，１６によって外枠金型１２に固定する。このようにして、ボトルの外形を２分割した形状のキャビティが形成される。押え部材１５，１６はそれぞれ、ボルト１５ａ，１６ａによって外枠金型１２に着脱自在に締結され、押え部材１５，１６を取りはずすことで、金型本体１１が外枠金型１２から分離できるように構成されている。従って、金型本体１１を必要に応じて交換することが可能であり、種類の異なる金型本体１１を外枠金型１２に装着すれば、形状の異なるボトル等を任意に成形することができる。また、損傷した金型ユニットＥについてのみ金型本体１１を交換することで再使用が可能であるから、金型コストを大幅に低減できる。可動側の分割金型２０についても同様である。

次に、成形品の形状に応じたキャビティを有する金型本体１１の構造について説明すると、金型本体１１は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、キャビティ形成部材である口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂおよび底部型１１Ｃを有する。口部型１１Ａと胴部型１１Ｂと底部型１１Ｃは、成形品であるボトルの口部、胴部、底部をそれぞれ形成するキャビティ形成面である口部形状部１１ａ、胴部形状部１１ｂ、底部形状部１１ｃを備えており、外枠金型１２の凹部１２ａの所定位置に口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃを互いに接合一体化した状態で嵌合させて、これらを押え部材１５，１６によって外枠金型１２に固定されている。このようにして、ボトルの外形を２分割した形状のキャビティが形成される。

口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃはそれぞれ、冷却媒体を流動させるための内部配管６１を有し、内部配管６１は、各部に対応して配管部６１ａ，６１ｂ，６１ｃを有する。これらの配管部６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃを上記のように外枠金型１２に組み込んだときに、これらの接合面で互いに連通し、連続した冷媒流路を形成するように構成されている。また、内部配管６１の冷媒流路の接続口（出入口）６２ｄ，６２ｅは、口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃのうちの１つ、例えば胴部型１１Ｂに配設される。

また、外枠金型１２は、前記冷媒流路の内部配管６１と給排出管４０とを連通する一対の水路口４１，４２を備えており、これらは、金型本体１１の背面側に開口する接続口６２ｄ，６２ｅに接続される。

なお、金型本体１１の接続口６２ｄ，６２ｅや、外枠金型１２の水路口４１，４２は、金型本体１１や外枠金型１２の端部に沿って形成されており、特に本実施形態の場合、外枠金型１２のヒンジ３１形成側の端部に沿って形成されている。また、接続口６２ｄ，６２ｅや水路口４１，４２の配列方向は、成形される成形品（容器）の中心軸方向である。勿論これに限らず、例えば接続口６２ｄ，６２ｅや水路口４１，４２の配列方向は、前記中心軸と直交する方向としてもよい。

口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃの接合面（すなわち分割面）には、これらの配管部６１ａ，６１ｂ，６１ｃの継ぎ目をシールするためのシール材（図示は省略する）が設けられ、漏水を防ぐように構成されている。口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃのそれぞれの配管部６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、口部形状部１１ａ、胴部形状部１１ｂ、底部形状部１１ｃに近接する位置に冷却媒体を流動させることで、冷却効率を出来るだけ高めるように構成されている。その一方で、口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃ内に連続した冷媒流路を形成するものであるから、冷却媒体の出入口を１カ所に設けるだけですみ、複数のキャビティ形成部材に個別に冷却媒体の出入口を必要とする場合に比べて、ブロー成形用金型の周囲の配管設備を大幅に簡略化できる。これによって、装置全体の簡単化、小型化、省スペースおよび配管のメンテナンス等の作業の簡素化等に大きく貢献できる。

固定型である一方の分割金型１０と同様に、可動型である他方の分割金型２０も、上記と同様の型本体に着脱自在に組み込まれた口部型と胴部型と底部型を有し、内部配管を有する場合には、各配管部が互いに連通して１本の冷媒流路を形成するように構成される。

前述の通り、に型閉じ状態の分割金型１０，２０の内部でブロー成形された成形品は、各分割金型１０，２０のキャビティ形成面の近傍を流れる冷却媒体によって速やかに冷却されたうえで、ブロー成形用金型から取り出される。

以上のような構成の金型ユニットＥでは、種類の異なる成形品を成形することが検討されており、この場合には、種類（キャビティ形状）の異なる金型ユニットＥを用いる必要がある。例えば、金型本体１１，２１の外形寸法を共通化し、外枠金型１２，２２に装着される金型本体１１，２１を交換することで、異なる成形品を成形することが可能になる。

この場合、金型本体１１，２１に設けられる接続口６２ｄ，６２ｅの位置も変更になる場合がある。前記のように、金型本体１１が口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃから構成される場合、成形品に応じて各部のサイズも変更になることがあり、この場合、接続口６２ｄ，６２ｅの位置を固定すると、口部型１１Ａ、胴部型１１Ｂ、底部型１１Ｃの接合位置と接続口６２ｄ，６２ｅの位置が干渉してしまう可能性がある。このように接続口６２ｄ，６２ｅの位置が変更になり、外枠金型１２，２２に設けられた水路口４１，４２の位置と一致しなくなると、これらを接続することができず、水路が形成できなくなってしまうおそれがある。

そこで、本実施形態の成形用金型、成形装置では、外枠金型１２，２２に設けられる水路口４１，４２を可動とし、接続口６２ｄ，６２ｅの位置が変更になった場合にも、これを移動させて一致させることを可能としている。

図６は、可動とした水路口４１，４２の概略構成を模式的に示す図である。水路口４１，４２は、それぞれ矩形板状の水路駒１０１，１０２の中央に開口する形で形成されているが、これら水路駒１０１，１０２が外枠金型１２（２２）の金型本体１１（２１）との対向面に形成された溝部１１０内にスライド可能に挿入されている。また、前記溝部１１０の中央には、外枠金型１２（２２）を貫通する細長いスリット１２０が形成されており、水路駒１０１，１０２に接続される給排出管４０が水路駒１０１，１０２に追従して移動し得るように構成されている。

前記水路駒１０１，１０２を溝部１１０内にスライド可能に挿入することで、金型本体１１（２１）の接続口６２ｄ，６２ｅの位置が変更になった場合にも、各水路駒１０１，１０２を図中矢印方向にスライドさせることで、水路口４１，４２の位置を接続口６２ｄ，６２ｅの位置に一致させることが可能となる。

図７及び図８は、水路駒１０１（１０２）をスライドさせるためのスライド機構の一例を示すものである。

水路駒１０１は、図７に示すように、直方体形状の頭部１０１ａと、その中央に形成される水路口４１とを有して構成され、水路口４１の背面側には、給排出管４０と接続される管状部１０１ｂを有している。

一方、外枠金型１２（２２）の金型本体１１（２１）との対向面に形成された溝部１１０は、前記水路駒１０１の頭部１０１ａの下面を支持する段差面１１０ａを有しており、その中央部には、前記水路駒１０１の管状部１０１ｂを挿通させるためのスリット１２０が形成されている。

また、前記スリット１２０を挟んで両側に形成される段差面１１０ａの下方には、方形の固定ナット１３０を挿入するための挿入溝１４０がそれぞれ形成されており、段差面１１０ａには、この挿入溝１４０にボルト１６０を挿入するための固定溝１５０が形成されている。

水路駒１０１を位置決め固定するには、水路駒１０１を溝部１１０内において段差面１１０ａ上を滑らせ、金型本体１１に設けられた接続口６２ｄの位置に一致させる。そして、前記挿入溝１４０内に固定ナット１３０を挿入し、水路駒１０１の頭部１０１ａの両側に設けられたボルト孔１０１ｃを通してボルト１６０を挿入し、固定ナット１３０に固定する。これにより、金型本体１１（２１）に設けられた接続口６２ｄの位置に一致させた状態で水路駒１０１が位置決め固定される。水路駒１０２についても同様である。

以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

１ 台座
１０，２０ 分割金型
１１，２１ 金型本体
１２，２２ 外枠金型
３１ ヒンジ
４０ 給排水管
４１，４２ 水路口
６１ 内部配管
６２ｄ，６２ｅ 接続口
１０１ 水路駒
１１０ 溝部
１２０ スリット
１３０ 固定ナット
１４０ 挿入溝
Ｂ 押出ヘッド
Ｅ 金型ユニット

Claims (4)

1. 冷却媒体を流動させるための内部配管を有する金型本体と、該金型本体を保持する外枠金型とを有し、
   前記金型本体は、前記内部配管の接続口を有するとともに、前記外枠金型は、前記金型本体の接続口と接続される水路口を有し、
   前記外枠金型には溝部及び当該溝部に設けられたスリットを有し、前記水路口を有する水路駒が前記溝部内にスライド可能に挿入され、
   前記外枠金型の水路口が可動とされていることを特徴とする成形用金型。
2. 前記溝部には、２つの水路駒がスライド可能に挿入されていることを特徴とする請求項１記載の成形用金型。
3. 前記スリットを挟んで両側に形成される段差面の下方には方形の固定ナットを挿入するための挿入溝がそれぞれ形成されており、前記段差面には前記挿入溝にボルトを挿入するための固定溝が形成されており、
   前記挿入溝内に固定ナットを挿入するとともに、水路駒の頭部の両側に設けられたボルト孔を通してボルトを挿入し、前記ボルトが固定ナットに固定され水路駒が固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の成形用金型。
4. 成形用金型を複数備え、これら成形用金型に順次パリソンが供給され、成形が行われる成形装置であって、
   前記成形用金型は、冷却媒体を流動させるための内部配管を有する金型本体と、該金型本体を保持する外枠金型とを有し、
   前記外枠金型には、種類の異なる金型本体が装着され、
   前記金型本体は、前記内部配管の接続口を有するとともに、前記外枠金型は、前記金型本体の接続口と接続される水路口を有し、
   前記外枠金型の水路口が可動であり、金型本体の交換により前記接続口の位置が変更になった場合にこれを移動させて一致させることを特徴とする成形装置。

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