JPWO2012029528A1 - 口部結晶化装置 - Google Patents

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Abstract

口径が大きい成形品の口部を結晶化する場合でも、機台の長辺／短辺比の増大を抑えて、チェーン等の無端状部材の撓みを低減し、搬送速度を速めてスループットを向上できる口部結晶化装置を提供する。口部結晶化装置は、平面視で長辺と短辺とを有する矩形の機台２０と、機台に配置された複数のスプロケット３０〜３４と、各スプロケットに掛け渡された無端状部材３５とを有する。無端状部材が配設される領域に形成される搬送路４０は、長辺の方向に沿って延び、短辺の方向で隣り合う２つの搬送方向が逆となる互いに平行な第１〜第４直線搬送路４１〜４４を含み、少なくとも第１〜第３直線搬送路に沿って配置され口部を加熱する複数の加熱部５０と、少なくとも第４直線搬送路に沿って配置され口部を冷却する冷却部６０と、加熱部よりも上流側で成形品を供給する成形品供給部７０と、冷却部と成形品供給部との間で成形品を取り出す成形品取出部８０とが設けられる。

Description

本発明は、特に広口容器に適した口部結晶化装置等に関する。
広口容器は、一般の飲料容器に多用されているＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトルのような細口容器に対して、胴部の外径に対する口部の外径の比率が大きく、口部外径が例えば４３ｍｍ以上の容器は、広口容器と称されている。広口容器は、充填物の取り出しが容易であることから、充填物は液体に限らず、ジャム等の固形物の容器にも多用されている。
特に、高温充填される広口容器は、口部を結晶化させて高密度とし、耐熱性を確保する必要がある。
ここで、成形品の口部（ネック部）を結晶化させる装置が提案されている（特許文献１，２）。特許文献１には、ブロー成形される前のプリフォームのネック部を結晶化し、特に加熱されたネック部に挿入される冷却コアにより、ネック部を冷却すると共に、搬送部材から抜き取られたプリフォームを搬送する技術が開示されている。特許文献２には、搬送部材に遮光部材を取り付けて、ヒーターからの熱がネック部以外に入射することを遮断する技術が開示されている。
特許第３８４２０６７号公報 特許第４２６６６８６号公報
特許文献１，２のいずれも、口部が結晶化される成形品の搬送路は、平面視で矩形の機台上にて、一つの駆動スプロケットと一つの従動スプロケットにチェーンを掛け渡すことで、矩形の長辺に平行な２本の直線搬送路を有するトラック状の搬送路であった。加熱部は、２本の直線搬送路に沿って配置される。
しかし、口部が結晶化される成形品の口径が大きくなるほど、トラック状の搬送路に配置できる成形品の数が減少し、しかも加熱部にて加熱される成形品の個数が減少するので、機台の長辺を長くしなければならない。こうすると、長辺／短辺比が増大して細長い装置となり、複数の装置が配置される工場内でのレイアウトが難しくなる。しかも、長辺が長くなると、プリフォームを搬送駆動するチェーン等の無端状部材は、駆動−従動スプロケットの間隔が長くなり、撓み防止対策等も必要となる。
特許文献１では、冷却部を円弧状搬送路に配置して、直線搬送路上にて加熱部を配置できる領域を確保しているとは言え、直線搬送路には少なくとも成形品供給部を配置しなければならないので、その分だけ加熱部の配置スペースは小さくなる。
成形品供給部等の存在によって直線搬送路上にて加熱部を配置できるスペースが狭くなることは、特許文献２の図１でも同様である。加えて、細口プリフォームが配列された特許文献１の図１と比較して、広口容器を配列した特許文献２の図１では、処理される成形品の個数はさらに減少していることが明らかである。加熱ゾーンを長くしない場合には、成形品の搬送速度を遅くするしかなく、そうすると口部結晶化のスループットが低下してしまう。
本発明の幾つかの態様によれば、口径が大きい成形品の口部を結晶化する場合でも、機台の長辺／短辺比の増大を抑えて、チェーン等の無端状部材の撓みを低減でき、搬送速度を速めてスループットを向上できる口部結晶化装置を提供することができる。
本発明の他の幾つかの態様によれば、無端状部材に固定された搬送部材の位置精度を高めて成形品の供給を円滑に行うことができる口部結晶化装置を提供することができる。
本発明のさらに他の幾つかの態様によれば、加熱部にて加熱される成形品を搬送台から離して熱分離すると共に、搬送台から離れた成形品をセンタリングする口部結晶化装置を提供することができる。
本発明のさらに他の幾つかの態様によれば、複数の加熱部での加熱時には成形品の口部にコアを挿入して口部の変形を防止すると共に、コアの挿入したまま加熱される成形品の好ましくない変形を抑制する口部結晶化装置を提供することができる。
本発明のさらに他の幾つかの態様によれば、成形品供給部から供給された成形品が搬送部材に正確に載置されない供給不良を検出し、供給不良品を搬送路から排除することができる口部結晶化装置を提供することができる。
本発明のさらに他の態様によれば、供給不良品に代えて新たな成形品を搬送路に再供給することができる口部結晶化装置を提供することができる。
（１）本発明の一態様に係る口部結晶化装置は、平面視で長辺と短辺とを有する矩形の機台と、前記機台に配置された複数のスプロケットと、
前記複数のスプロケットに水平に掛け渡された無端状部材と、
前記無端状部材が配設される領域に形成され、前記長辺の方向に沿って延び、前記短辺の方向で隣り合う２つの搬送方向が逆となる互いに平行な第１〜第４直線搬送路を含む搬送路と、
前記無端状部材に取り付けられ、口部を有する成形品をそれぞれ支持して前記搬送路に沿って搬送する複数の搬送部材と、
前記第１〜第４直線搬送路のうちの上流側の少なくとも前記第１〜第３直線搬送路に沿って配置され、前記の成形品の前記口部を加熱する複数の加熱部と、
前記複数の加熱部よりも下流側の少なくとも前記第４直線搬送路に沿って配置され、前記成形品の前記口部を冷却する冷却部と、
前記複数の加熱部よりも前記搬送路の上流側の位置にある少なくとも一つの搬送部材に少なくとも一つの成形品を供給する成形品供給部と、
前記冷却部と前記成形品供給部との間の前記搬送路上の位置にある少なくとも一つの搬送部材より少なくとも一つの成形品を取り出す成形品取出部と、
を有する。
本発明の一態様によれば、機台の長辺の方向に沿って延びる第１〜第４直線搬送路を含む搬送路の全長は、機台の長辺の長さを変えなくても、特許文献１，２等の従来装置よりも長く確保される。しかも、少なくとも第１〜第３直線搬送路に複数の加熱部を配置することができるので、成形品を搭載した搬送部材の搬送速度を速くしても加熱総量が確保でき、１台の口部結晶化装置にて口部結晶化される成形品の処理スループットが向上する。このように本発明の一態様では、搬送路の全長を従来よりも長く確保できるので、例えば広口容器のためのプリフォームのように、口径が大きいプリフォームであっても搬送個数を増大させることができる。しかも、無端状部材の全長が長くなっても、機台の長辺／短辺比の増大が抑えられ、複数のスプロケットとの噛み合いにより無端状部材の撓みも抑制できる。
（２）本発明の一態様では、前記複数のスプロケットは、単一の駆動スプロケットと、第１〜第４従動スプロケットとを含み、前記駆動スプロケットは、前記第１直線搬送路の上流端に配置され、前記第１従動スプロケットは、前記第１直線搬送路の下流端及び前記第２直線搬送路の上流端に配置され、前記第２従動スプロケットは、前記第２直線搬送路の下流端及び前記第３直線搬送路の上流端に配置され、前記第３従動スプロケットは、前記第３直線搬送路の下流端及び前記第４直線搬送路の上流端に配置され、前記第４従動スプロケットは、前記第４直線搬送路の下流端に配置されることができる。
上述したレイアウトでは計５つのスプロケットと無端状部材とで第１〜第４直線搬送路を形成でき、５つのスプロケットの一つを駆動スプロケットとし、他の４つを従動スプロケットとして、複数の搬送部材を搬送駆動することができる。
（３）本発明の一態様では、前記成形品供給部は、前記無端状部材の一部が前記駆動スプロケットに噛合している位置にて、前記無端状部材の一部に固定されている前記搬送部材に前記成形品を供給することができる。
こうすると、成形品が受け入れられる搬送部材は、駆動スプロケットに無端状部材が噛合している位置にあるので、搬送部材の位置精度が高められる。特に、第１〜第４直線搬送路を有する長い搬送路を形成する無端状部材は、唯一の駆動スプロケットの噛合している領域にて搬送部材の位置精度が高く、他の領域では搬送部材の位置精度は劣る。よって、位置精度の高い搬送部材に成形品を受け渡すことで、搬送路上への成形品の供給動作を円滑に行うことができる。
（４）本発明の一態様では、前記成形品供給部は、前記駆動スプロケットと同軸に配置され、前記成形品を回転搬送して前記搬送部材に受け渡す第１スターホイールと、外部より供給される前記成形品を前記第１スターホイールに受け渡す第２スターホイールと、前記駆動スプロケット、前記第１スターホイール及び前記第２スターホイールに共用される駆動源と、を有することができる。
第２スプロケットより成形品が受け渡される第１スプロケットは、無端状部材の一部が駆動スプロケットに噛合している位置にて、無端状部材の一部に固定されている搬送部材に成形品を受け渡すことができ、その搬送部材の位置精度が高められる。しかも、第１，第２スターホイールは駆動源を共用しているので、同期回転が容易に達成される。
（５）本発明の一態様では、前記機台は、前記第１〜第３従動スプロケットの少なくとも一つを、前記長辺と平行な方向にて異なる複数の位置の一つに選択して取り付ける取り付け部を有することができる。
こうすると、成形品の口部の口径等によって、口部結晶化装置の加熱ゾーンや冷却ゾーンの長さの変更に容易に対処することができる。
（６）本発明の一態様では、前記成形品は、前記口部に続く胴部と、前記口部と胴部と仕切るフランジと、前記胴部の一端を閉鎖する底部とを含み、
前記複数の搬送部材の各々は、
昇降ロッドと、
前記無端状部材に支持され、前記成形品の口部が下向きとなる倒立状態にて前記成形品を載置する搬送台と、
前記昇降ロッドが上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部と前記冷却部にて前記成形品を押し上げて前記搬送台と前記成形品とを非接触とする押上げ部材と、
前記昇降ロッドが前記上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部と前記冷却部にて前記成形品の前記口部に配置されるコアと、
前記昇降ロッドに設けられた第１カムフォロアと、
前記昇降ロッドに設けられ、前記昇降ロッドが上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部にて前記成形品を自転させる自転用スプロケットと、
を有し、
前記搬送路は、少なくとも前記複数の加熱部と前記冷却部にて前記第１カムフォロアを案内する第１カムと、少なくとも前記複数の加熱部にて前記自転用スプロケットに係合する固定チェーンとを有することができる。
この搬送部材によれば、成形品を倒立状態で搬送台により搬送し、しかも少なくとも複数の加熱部と冷却部にて押し上げ部材により成形品を押し上げて、搬送台と熱分離できる。また、少なくとも複数の加熱部と冷却部では、成形品の口部にコアが挿入される。加熱部にて自転されるプリフォームの口部を加熱する際に、コアが外部からの熱線を反射するか、またはコアの保有熱により、口部を内側から加熱することができる。さらにコアは、冷却部にて収縮する口部の変形を規制する。
（７）本発明の一態様では、前記成形品の前記胴部は、前記底部に向かうに従い径が小さくなるテーパー状の内周壁を有し、
前記押上げ部材は、前記成形品の前記内周壁を押し上げ駆動することができる。
口部を下向きとし底部ほ上向きとして倒立搬送される成形品を押上げ部材により押上げて、搬送部材から引き離す。この際、押上げ部材が成形品のテーパー状内周壁に当接して押し上げることで、加熱部にて加熱される成形品を搬送台から離して熱分離すると共に、搬送台から離れた成形品をセンタリングすることができる。よって、加熱部から各成形品までの距離をほぼ一定にすることができ、成形品間での均一加熱が可能となる。
（８）前記複数の加熱部の間の少なくとも一つの非加熱領域にて、前記第１カムにより前記第１カムフォロアを下降させて、前記コアを前記成形品の口部に対して非接触とさせることができる。
こうすると、複数の加熱部での加熱時には成形品の口部にコアを挿入して口部の変形を防止または矯正すると共に、コアの挿入し続けたまま加熱される場合にコアから外れた胴部に集中する不要な変形を抑制できる。
（９）本発明の一態様では、前記複数の搬送部材の各々は、前記昇降ロッドに対して昇降可能な昇降部材に支持され、前記昇降部材が上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部にて前記成形品の胴部を包囲する筒状の遮熱体と、前記遮熱体と連結された第２カロフォロアと、をさらに有し、前記搬送路は、少なくとも前記複数の加熱部にて前記第２カムフォロアを案内する第２カムフォロアをさらに有することができる。
このように、加熱部では遮熱体により成形品の胴部を包囲して、胴部が加熱されることを抑制できる。特に、遮熱体はコアや押し上げ部材とは独立して昇降できるので、遮熱が不要な冷却部ではコアや押し上げ部材を上昇維持させる一方で遮熱体は降下させることができる。
（１０）本発明の一態様では、前記成形品取出部と前記成形品供給部との間の前記搬送路に沿って配置され、前記複数の搬送部材の前記コアを予備加熱するコア予備加熱部をさらに有することができる。
こうすると、成形品取出部にて成形品を取り出した後は、コアが露出されるので、加熱部と同様な構造のコア予備加熱部によりコアを予備加熱することができる。これにより、複数の加熱部にて口部を内外方向から効率よく加熱することができる。
（１１）本発明の一態様では、前記第１スターホイールにより前記搬送部材の前記搬送台に載置される前記成形品の載置不良を検出する検出部と、前記検出部よりも前記搬送路の下流に配置され、前記検出部によって載置不良が検出された前記成形品を前記搬送路外に排出する排出部と、をさらに有することができる。
第１スターホイールにより供給不良があり、成形品が搬送部材の搬送台に正常に載置されずに例えば傾いて支持され場合には、その供給不良が検出部により検出される。検出部よりも下流にある排出部は、載置不良が検出された成形品を搬送路外に排出するので、供給不良の成形品が装置に与える悪影響を未然に防止できる。
（１２）本発明の一態様では、前記排出部と前記複数の加熱部との間の位置にて、前記排出部によって前記成形品が排出された前記搬送部材に、新たな成形品を再供給する再供給をさらに有することができる。
こうすると、空の搬送部材が複数の加熱部を通過することがなくなり、空の搬送部材の露出したコアが加熱部により過度に加熱されることを防止できる。
本発明の一態様では、前記再供給部は、前記搬送路上の前記搬送部材に前記新たな成形品を受け渡す搬送アームと、前記搬送アームを、前記搬送部材の搬送速度と同一速度にて循環搬送する循環搬送部と、前記循環搬送部によって循環搬送される前記搬送アームに前記新たな成形品を補充する補充部と、を有することができる。
こうして、予備の成形品を保持した搬送アームを循環搬送しているので、不規則に発生する供給不良に対処できる。しかも、連続搬送される搬送部材と同一速度で搬送アームを循環搬送しているので、しかも搬送部材での成形品の再受け入れ及び保持のための時間を確保することができる。
本発明の一態様では、前記駆動源は、前記循環搬送部に共用されてもよい。こうすると、搬送部材と搬送アームとを同一速度で搬送するための同期駆動を確実に行なうことができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る口部結晶化装置の平面図である。 図２は、図１に示す口部結晶化装置の搬送路に沿って搬送される搬送部材の正面図である。 図３は、図２に示す搬送部材の側面図である。 図４は、図２及び図３とは異なる状態に設定された搬送部材の正面図である。 図５は、成形品供給部、検出部及び排出部の平面図である。 図６は、加熱部の断面図である。 図７は、成形品取出部の断面図である。 図８は、図５に示す検出部の詳細を示す図である。 図９は、本発明の第２実施形態に係る口部結晶化装置の平面図である。 図１０は、成形品再供給部の平面図である。 図１１は、成形品再供給部の側面図である。 図１２（Ａ）（Ｂ）は、搬送アームの閉状態と開状態とを示す図である。 図１３は、共通駆動源とその動力伝達機構を示す正面図である。 図１４は、図１３の動力伝達機構を一部省略して示す平面図である。 図１５は、本発明の第３実施形態に係る口部結晶化装置の平面図である。 図１６は、口部結晶化方法の一例を示す温度特性図である。 図１７は、押上げ部材の変形例を示す図である。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
１．第１実施形態
１．１．口部結晶化装置の全体概要
図１は、口部結晶化装置の平面図である。図１において、口部結晶化装置１０Ａは、平面視で長辺２０Ａ，２０Ｂと短辺２０Ｃ，２０Ｄとを有する矩形の機台２０を有する。機台２０には、複数のスプロケット３０〜３４が配置される。本実施形態では、単一の駆動スプロケット３０と、第１〜第４従動スプロケット３１〜３４と、が設けられている。駆動スプロケット３０及び第１〜第４従動スプロケット３１〜３４には、無端状部材例えば駆動チェーン３５が水平に掛け渡されている。
駆動チェーン３５が配設される領域には、長辺２０Ａ，２０Ｂの方向に沿って延び、短辺２０Ｃ，２０Ｄの方向で隣り合う２つの搬送方向が逆となる互いに平行な第１〜第４直線搬送路４１〜４４を含む搬送路４０が設けられている。図１では図示されていない搬送部材１００（図２〜図４参照）は、駆動チェーン３５に支持され、成形品例えばプリフォームを支持して搬送路４０に沿って循環して搬送される。
第１〜第４直線搬送路４１〜４４のうちの上流側の少なくとも第１〜第３直線搬送路４１〜４３に沿って複数の加熱部５０が設けられている。また、複数の加熱部５０が配置される領域よりも下流の第３，第４直線搬送路４３，４４に沿って複数の冷却部６０が設けられている。
複数の加熱部５０よりも搬送路４０の上流側には、成形品を供給する成形品供給部７０が設けられている。さらに、複数の冷却部６０と成形品供給部７０との間の搬送路４０には、成形品取出部８０が設けられている。また、本実施形態では、成形品取出部８０よりも下流域の第４直線搬送路４４に、コア予備加熱部９０を設けている。
このように、口部結晶化装置１０Ａは、長辺２０Ａ，２０Ｂの方向に沿って延びる第１〜第４直線搬送路４１〜４４を含む搬送路４０を有するので、口部結晶化装置１０Ａの搬送路４０の全長を従来よりも長く確保することが容易となる。しかも、少なくとも第１〜第３直線搬送路４１〜４３に複数の加熱部５０を配置することができるので、成形品を搭載した搬送部材１００（図２〜図４参照）の搬送速度を速くしても加熱総量を確保でき、１台の口部結晶化装置１０Ａにて口部結晶化される成形品の処理スループットが向上する。口部結晶化装置１０Ａは、搬送路４０の全長を従来よりも長く確保できるので、例えば広口容器のためのプリフォームのように、口径が大きいプリフォームであっても搬送個数を増大させることができる。
ここで、駆動スプロケット３０は第１直線搬送路４１の上流端に配置される。第１従動スプロケット３１は、第１直線搬送路４１の下流端及び第２直線搬送路４２の上流端に配置される。第２従動スプロケット３２は、第２直線搬送路４２の下流端及び第３直線搬送路４３の上流端に配置される。第３従動スプロケット３３は、第３直線搬送路４３の下流端及び第４直線搬送路４４の上流端に配置される。第４従動スプロケット３４は、第４直線搬送路４４の下流端に配置される。
図１では、第１〜第３従動スプロケット３１〜３３の外径はＤ２で等しい。こうすると、第１〜第４直線搬送路４１〜４４を短辺２０Ｃ，２０Ｄに沿った方向にて等間隔で配置できる。この場合、第１，第４直線搬送路４１，４４間の距離Ｌは、Ｌ≒３×Ｄ２となる。つまり、第１，第４直線搬送路４１，４４間の距離Ｌ内に、第１〜第３従動スプロケット３１〜３３を配置する必要がある。一方、機台２０の短辺２０Ｃ側には、駆動スプロケット３０と第４従動スプロケット３４の２つが配置されれば良い。よって、第４従動スプロケット３４の外径を第１〜第３従動スプロケット３１〜３３の外径Ｄ２と等しいとしても、駆動スプロケット３０の外径Ｄ１を自由に設定できるスペースが確保されている。つまり、駆動スプロケット３０の外径Ｄ１は、第１〜第３従動スプロケット３１〜３３の外径Ｄ２に対して、Ｄ１＜Ｄ２、Ｄ１＝Ｄ２またはＤ１＞Ｄ２のいずれかを選択できる。なお、第４従動スプロケット３４の外径は、第１〜第３従動スプロケット３１〜３３の外径Ｄ２と同一である必要はなく、外径Ｄ２よりも小さくし、あるいは外径Ｄ２よりも大きくしても良い。
本実施形態のレイアウトでは、駆動スプロケット３０の外径Ｄ１を第１〜第３従動スプロケット３１〜３３の外径Ｄ２よりも例えば大きくしている。こうすると、単一の駆動スプロケット３０が駆動チェーン３５と同時に噛合する歯数が多く確保される。これにより、単一の駆動スプロケット３０だけで駆動チェーン３５を安定して走行駆動し易くなる。
次に、口部結晶化装置１０Ａの細部について説明する。なお、以下に説明する細部構造は、図１に示す口部結晶化装置１０Ａに好適であるが、必ずしも第１〜第４直線搬送路４１〜４４を有する口部結晶化装置に用いられるものに限定されず、一つの駆動スプロケットと少なくとも一つの従動スプロケットに無端状部材を掛け渡すことで搬送路を形成したものにも適用できる。つまり、特許文献１，２のように、一つの駆動スプロケットと一つの従動スプロケットにチェーンを掛け渡したトラック状搬送路であっても良い。
１．２．搬送部材
図２は搬送部材の正面図であり、図３は搬送部材の側面図である。図４は、図２及び図３とは異なる状態の搬送部材の部分正面図である。搬送部材１００が固定される駆動チェーン３５は、２つの内側プレート３６Ａ，３６Ａ間に２つのローラー３６Ｂ，３６Ｂをそれぞれ支持する複数の内側リンク３６と、隣接する２つの内側リンク３６Ａ同士を２つの外側プレート３７Ａにて挟んでそれぞれ連結する複数の外側リンク３７とを備える。
搬送部材１００に支持される例えば広口容器のためのプリフォーム１は、図４に示すように、口部２と、口部２に続く胴部３と、口部２と胴部３と仕切るフランジ４と、胴部３の一端を閉鎖する底部５とを含んでいる。プリフォーム１は、口部２を下向きとする倒立状態にて搬送部材１００に支持される。
プリフォーム１を支持する搬送部材１００は、昇降ロッド１０１を有する。この昇降ロッド１０１は、駆動チェーン３５のローラー３６Ｂに挿通されて昇降可能に支持されている。
搬送部材１００は、駆動チェーン３５に支持され、倒立状態のプリフォーム１を載置する搬送台１０２を有する。図４に示す状態で、プリフォーム１の口部２は、例えば筒状の搬送台１０２の上端に載置される。搬送台１０２は、駆動チェーン３５の外側プレート３７Ａに固定された例えば２つの基部１０３に支持されている。
搬送部材１００は、図２及び図３に示すように昇降ロッド１０１が上昇位置に設定されることで、プリフォーム１の底部５を押し上げて搬送台１０２と口部２と非接触とする押上げ部材１０４を有する。これにより、口部２は搬送台１０２と熱分離される。
さらに搬送部材１００は、図２及び図３に示すように昇降ロッド１０１が上昇位置に設定されることでプリフォーム１の口部２内に配置されるコア１０５を有する。
搬送部材１００は、昇降ロッド１０１を昇降駆動するために、昇降ロッド１０１に固定された第１カムフォロア１０６を有する。本実施形態では、図２に示すように、隣り合う２つの搬送部材１００に、一つの第１カムフォロア１０６が共用される。また、第１カムフォロア１０６は、図３の紙面に垂直な搬送方向に対して水平方向にて直交する水平部１０７の両端に設けられている。
よって、第１カムフォロア１０６が、図２に模式的に示す第１カム５４（図６参照）によって案内されることで、押上げ部材１０４及びコア１０５を上昇位置に維持し、あるいは第１カム５４を傾斜させることで、上昇位置と下降位置との間で昇降させることができる。
搬送部材１００はさらに、昇降ロッド１０１の例えば下端に設けられた自転用スプロケット１０８を有する。自転用スプロケット１０８は、プリフォーム１をその縦軸中心の廻りに自転させる。
上述の構造を有する搬送部材１００はさらに、プリフォーム１の胴部３を包囲する筒状の遮熱体１１０と、遮熱体１１０と連結された第２カロフォロア１１１とを有することができる。ただし、遮熱体１１０及び第２カムフォロア１１１は必ずしも設ける必要はない。後述するヒーター５１がプリフォーム１の胴部３を加熱する熱量が少なければ、胴部３を遮熱する必要がないからである。遮熱体１１０及び第２カムフォロア１１１は、図３に示すように例えば駆動チェーン３５の外側プレート３７Ａ側に下端が固定されるガイド軸１１２に昇降案内される昇降部材１１３に固定されている。遮熱体１１０は、昇降部材１１３より上方に延びる軸１１４に固定されている。よって、第２カムフォロア１１１が、図２に模式的に示す第２カム５５（図７参照）によって案内されることで、遮熱体１１０を上昇位置に維持し、あるいは第２カム５５を傾斜させることで、上昇位置と下降位置との間で昇降させることができる。しかも、遮熱体１１０は、上述した押上げ部材１０４及びコア１０５の昇降駆動とは独立して行うことができる。なお、基部１０３には、昇降部材１１３の下限位置を規制するストッパ１０３Ａが形成されている（図３）。
１．３．成形品供給部
次に、図１に示す成形品供給部７０について、図５を参照して説明する。図５において、成形品供給部７０は、例えば駆動チェーン３５の一部が駆動スプロケット３０に噛合している位置にて、駆動チェーン３５の一部に固定されている搬送部材１００（図５では省略）にプリフォーム１を供給することができる。
成形品供給部７０は、図５に示すように第１，第２スターホイール２００，２１０を有することができる。第１スターホイール２００は、駆動スプロケット３０（図１）と同心に配置され、フランジ４を支持してプリフォーム１を搬送路４０（駆動チェーン３５の軌道）に沿って回転搬送する。第２スターホイール２１０は、外部より供給されるプリフォーム１を第１スターホイール２００に回転搬送して受け渡す。第１，第２スターホイール２００，２１０は共に、外周上に設けた半円状の切欠き部にてプリフォーム１を受け入れて搬送案内する。第１，第２スターホイール２００，２１０は駆動チェーン３５と同一速度にて同期して回転駆動されるが、その回転駆動系については第２実施形態にて後述する。
第２スターホイール２１０にプリフォーム１を案内する案内路２２０は、第１，第２直線ガイド２２１，２２２と、第１円弧状ガイド２２３とを有する。これらのガイド２２１〜２２３は、プリフォーム１のフランジ４を案内する溝または載置部を有することができる。第１，第２直線ガイド２２１，２２２はプリフォーム１の経路を挟んで対向配置される。第１円弧状ガイド２２３は、第２スターホイール２１０と同心の曲率半径で湾曲形成されて、第２スターホイール２１０の外側に配置される。第１円弧状ガイド２２３は第２スターホイール２１０と協働して、第１スターホイール２００に向けてプリフォーム１を搬送案内する。
第１，第２直線ガイド２２１，２２２を通過するプリフォーム１を制止する制止部材として、エアシリンダー２２４により進退駆動されるストッパーピン２２５が設けられている。装置１０Ａの稼動が停止される際等には、ストッパーピン２２５によりプリフォーム１の供給が停止される。
ここで、駆動チェーン３５に固定されて搬送される搬送部材１００（図５では省略）は、成形品供給部７０を通過する際には、図４に示す状態に設定される。つまり、押し上げ部材１０４、コア１０５及び遮熱体１１０は降下されている。よって、図４に示す搬送台１０２上にプリフォーム１の口部２の端面を載置可能な状態となっている。よって、第１スターホイール２００に受け渡されたプリフォーム１は、口部２の端面が、搬送部材１００の搬送台１０２上に載置可能となる。プリフォーム１は搬送部材１００の搬送台１０２に載置され、かつ搬送部材１００と同一速度で移動する第１スターホイール２００に案内されて搬送される。
成形品供給部７０には、第１スターホイール２００と同心の曲率半径で湾曲形成されて、第１スターホイール２００の外側に配置される第２円弧状ガイド２３０がさらに設けられる。第２円弧状ガイド２３０は、第１スターホイール２００に受け渡されたプリフォーム１の口部２が、搬送部材１００の搬送台１０２から脱落しないように案内することができる。
ここで、上述した通り、成形品供給部７０では、駆動チェーン３５の一部が駆動スプロケット３０に噛合している位置にて、駆動チェーン３５の一部に固定されている搬送部材１００（図５では省略）にプリフォーム１を供給している。こうすると、プリフォーム１が受け入れられる搬送部材１００は、駆動スプロケット３０に駆動チェーン３５が噛合している位置にあるので、搬送部材１００の位置精度が高められる。特に、図１に示す第１〜第４直線搬送路４１〜４４を有する長い搬送路４０を形成する駆動チェーン３５は、唯一の駆動スプロケット３０の噛合している領域にて搬送部材１００の位置精度が高く、他の領域では搬送部材１００の位置精度は劣る。よって、位置精度の高い搬送部材１００にプリフォーム１を受け渡すことで、搬送路４０上へのプリフォーム１の供給動作を円滑に行うことができる。
他の利点として、第１直線搬送路４１に成形品供給部７０を配置しなくて済むため、特許文献１，２と比較して、第１直線搬送路４１の全域を有効に利用することができる。例えば、第１直線搬送路４１に配置される加熱部５０の個数を増大させることができる。
なお、図５に示すように、本実施形態では、プリフォーム１の供給不良を検出する検出部２４０と、供給不良のプリフォーム１を装置外部に排出する排出部２５０等を必要により増設することができる。この検出部２４０及び排出部２５０については第２実施形態にて後述する。
１．４．加熱部
図１に示す加熱部５０は、第１〜第３直線搬送路４１〜４３に沿った方向に所定長さを有するようにユニット化されている。加熱部５０は、図６に示すように、プリフォーム１の口部２の搬送経路を挟んだ両側に、ヒーター５１を有する。ヒーター５１は、プリフォーム１の搬送路４０（第１〜第３直線搬送路４１〜４３）に平行な棒状の赤外線ヒーターとすることができる。ヒーター５１は、反射鏡を兼ねる支持ブロック５２に支持されている。対向する２つの支持ブロック５２の対向端には凹部５２Ａが形成され、凹部５２Ａにヒーター５１が配置される。
加熱部５０には、２つの支持ブロック５２等を固定するは支持フレーム５３が設けられている。２つの支持ブロック５２は、支持フレーム５３の上部に固定されている。支持フレーム５３には、搬送部材１００の第１カムフォロア１０６を上昇位置にて移動案内する第１カム５４と、搬送部材１００の第２カムフォロア１１１を上昇位置にて移動案内する第２カム５５とを有する。こうして、加熱部５０内では、搬送部材１００の押し上げ部材１０４、コア１０５及び遮熱体１１０をそれぞれ上昇位置に維持しながらプリフォーム１を搬送することができる。
加熱部５０の支持フレーム５３はさらに、チェーンガイド５６を有することができる。チェーンガイド５６は、駆動チェーン３５の正しい高さ位置に矯正するのに役立つ。このために、チェーンガイド５６は、駆動チェーン３５の両側にて、駆動チェーン３５の例えば内側プレート３６Ａの下面を支えるガイド部５６Ａ，５６Ｂを有し、それぞれが支持フレーム５３に固定されている。これにより、プリフォーム１の口部２の高さ位置精度が高まり、口部２は２つのヒーター５１と正対し、口部２の全域を加熱することができる。
また、加熱部５０では、プリフォーム１の口部２内にコア１０５が挿入されている。コア１０５は、例えば断熱体の周面に、赤外線吸収、赤外線反射あるいはその両機能を持つ材質からなる外層体を配置して形成することができる。外層体は例えば金属であり、本実施形態ではステンレス(ＳＵＳ)にて形成している。このように、コア１０５はそれ自体が加熱源を待たず、ヒーター５１からの熱線（赤外線）を反射させて、あるいはコア１０５の保有熱により、口部２を内側から加熱するものである。特に、図１に示すコア予備加熱部９０にてコア１０５を予備加熱する場合には、コア１０５からの内側加熱の効率が高められる。ただし、コア予備加熱部９０は必ずしも設ける必要はない。こうして、コア１０５からの内側加熱と、ヒーター５１からの外側加熱とを併用することで、口部２の内外温度差を緩和させると共に、結晶化時間を短縮することができる。しかも、プリフォーム１と共に搬送されるコア１０５は加熱源を持たずに済むため、装置が複雑化することもない。
さらに、加熱部５０では、プリフォーム１の胴部３は筒状の遮熱体１１０により囲まれている。この遮熱体１１０により、胴部３側に熱が伝達されることを防止できる。なお、遮熱体１１０は加熱部５０にプリフォーム１が投入される前の段階で上昇位置に設定され、全ての加熱部５０をプリフォーム１が通過した後に下降される。このため、遮熱体１１０は、ヒーター５１や支持ブロック５２と干渉せずに上昇位置及び下降位置に設定される。
加熱部５０では、プリフォーム１の口部２を周方向にて均一に加熱するために、プリフォーム１が自転駆動される。このために、加熱部５０の支持フレーム５３はさらに、搬送部材１００の自転用スプロケット１０８と噛合するチェーン５７を支持している。チェーン５７は支持フレーム５３に固定される固定チェーンとすることができる。固定チェーン５７に噛合する自転用スプロケット１０８は、駆動チェーン３５により搬送部材１００が搬送されることで自転する。それにより、昇降ロッド１０１、押し上げ部材１０４及びコア１０５を自転させることで、プリフォーム１を自転させることができる。固定チェーン５７を用いることで、加熱部５０には駆動される部材を配置される必要がなくなる。また、自転用スプロケット１０８の径を小さくすることで、搬送部材１００の単位搬送距離に対するプリフォーム１の回転数を増大でき、口部２の周方向での均一加熱が担保される。
このような構造の加熱部５０を、図１に示す第１〜第３直線搬送路４１〜４３に多数個配置することで、たとえ口径の大きなプリフォーム１であっても、その口部２を常温から結晶化温度に到達させて加熱することができる。これにより、プリフォーム１の口部２が結晶化される。
なお、図１に示す第１，第２従動スプロケット３１，３２が配設される円弧状搬送路には、加熱部５０を配置していない。ヒーター５１を湾曲加工するのが困難であるからである。逆に加熱部５０を設けずに非加熱ゾーンを配置することで、プリフォーム１の口部２での内壁と外壁との間の温度勾配を緩和する温度緩和ゾーンとして利用している。
１．５．冷却部
図１に示す冷却部６０では、結晶化温度で加熱された口部２が冷却される。冷却部６０では、プリフォーム１は図２及び図３に示す状態で搬送される。ただし、遮熱体１１０は降下されていても良い。なお、冷却部６０の断面は省略するが、図７に示す加熱部５０の支持フレーム５３と同様の支持フレームを有する。つまり、プリフォーム１の口部２は、少なくともコア１０５が挿入された状態で冷却される。それにより、冷却工程での口部２の収縮変形は、コア１０５により規制される。冷却工程は、プリフォーム１を自転させた自然空冷であっても良いし、あるいは冷媒を用いた強制冷却であっても良い。本実施形態では、冷却部６０は冷却ファン（図示省略）を有し、口部２を強制空冷している。冷却部６０は、冷却ファン毎にユニット化され、図１に示す第３直線搬走路４３の下流域と、第４直線搬送路４４の上流域に沿って、複数の冷却部６０が設けられている。プリフォーム１の口部２は、冷却部６０にて冷却されることで、取出し後の熱変形が抑えられ寸法精度が安定する。
１．６．成形品取出部
図１に示す成形品取出部８０は、図７にも示すようにプリフォーム１の搬送経路を挟んだ両側に一対の取出ガイド８１を有する。一対の取出しガイド８１の対向端部には、プリフォーム１のフランジ４が案内される案内溝８１Ａが形成されている。
成形品取出部８０は、一対の取出ガイド８１を支持する支持フレーム８２を有する。支持フレーム８２は、図６のチェーンガイド５６と同様なチェーンガイド８３を有すると共に、搬送部材１００の第１カムフォロア１０６を案内する第１カム８４を有する。
ここで、第１カム８４は図７に実線と破線で示すように、位置によって高さが異なる。搬送部材１００が下流に向うに従い第１カム８４のカム面は低くなる。図７では、押し上げ部材１０４とコア１０５は上限よりも降下した位置にあるが、第１カム８４により下限まで降下される。この状態は、図４に示す状態と同じであり、プリフォーム１は搬送台１０２に載置された状態となる。
図１に示すように、一対の取出ガイド８１は、下流側に向うに従い、搬送路４０から外れるように外側に湾曲している。よって、搬送部材１００の搬送台１０２に載置されたプリフォーム１のフランジ４を案内する一対の取出ガイド８１の形状に沿って、プリフォーム１は搬送路４０から外されて装置外部に取り出される。このように、成形品取出部８０は、駆動チェーン３５以外のなんの動力も付加することなくプリフォーム１を取り出すことができる。
１．７．コア予備加熱部
オプションとして配置することができるコア予備加熱部９０は、図６に示す加熱部５０と同様の構造を用いることができる。コア予備加熱部９０を通過する搬送部材１００にはプリフォーム１が搭載されていない。よって、ヒーター５１はコア１０５を直接加熱することができる。こうして、プリフォーム１の口部２に挿入される前にコア１０５を予備加熱することができる。なお、コア予備加熱部９０では、遮熱体１１０は図６とは異なり降下させておくことができる。プリフォーム１が存在しないので遮熱の必要がないばかりか、コア予備加熱部９０の上流の成形品取出部８０でも遮熱体１１０は既に降下されているからである。また、コア予備加熱部９０の次に搬送部材１００が通過する成形品供給部７０では、遮熱体１１０はプリフォーム１の供給に支障があるので降下させておく必要がある。そのため、本実施形態では、成形品取出部８０、コア予備加熱部９０及び成形品供給部７０を搬送部材１００が通過する間は、遮熱体１１０を降下させている。
２．第２実施形態
第２実施形態は、上述した第１実施形態に、図５及び図８に示す検出部２４０と、図５及び図９に示す排出部２５０と、図９〜図１１に示す成形品再供給部４００とを追加した口部結晶化装置１０Ｂに関する。
２．１．供給不良の検出部
本実施形態では、プリフォーム１の供給不良に備えた構造を必要により増設することができる。図５に示すように、第１スターホイール２００により搬送部材１００の搬送台１０２に載置されるプリフォーム１の載置不良（供給不良）を検出する検出部２４０をさらに設けることができる。
供給不良のプリフォーム１は口部結晶化装置１０Ｂの加熱部５０等で他の部材と干渉を生じ、装置全体がストップする要因となり得るので、そのような供給不良のプリフォーム１を加熱部５０の上流側にて排除している。
検出部２４０は、図８に示すように、機台２０上に固定された複数のガイドロッド２４１に昇降可能に支持された昇降部材２４２を有する。この昇降部材２４２には、搬送部材１００の第１カムフォロア１０６に係合する係合溝２４２Ａが形成されている。よって、昇降部材２４２の昇降により、第１カムフォロア１０６を介して、図２〜図４に示す押し上げ部材１０４及びコア１０５が昇降されることになる。
検出部２４０はさらに、機台２０に固定されたエアシリンダー２４３を有する。機台２０に固定されたシリンダー２４３Ａに対して進退駆動されるロッド２４３Ｂの上端が昇降部材２４２に固定されている。なお、このエアシリンダー２４３は比較的低いエア圧によって駆動される。
検出部２４０はさらに、昇降部材２４２が所定高さ位置にあるか否かを検出するセンサー２４４を有する。このセンサー２４４は例えばガイドロッド２４１により所定高さ位置に固定される。センサー２４４は、非接触式が好ましく、例えば金属製の昇降部材２４２とセンサー２４４との間で容量変化を生ずるセンサーを用いることができる。センサー２４４は例えば光を利用した他の非接触式センサーの他、接触式センサーであっても良い。
検出部２４０にて供給不良のプリフォーム１を検出する原理は次の通りである。検出部２４０の上方を通過する搬送部材１００は、第１カムフォロア１０６が係合溝２４２Ａに係合される。その際、係合溝２４２Ａを含む昇降部材２４２をエアシリンダー２４３により上限位置に向けて上方移動させる。それにより、図２〜図４に示す押し上げ部材１０４及びコア１０５が昇降されることになる。もし、プリフォーム１が図２及び図３に示すように口部２の端面を水平にした正規の倒立状態であれば、例えばコア１０５はプリフォーム１の口部２に衝突することなく上昇可能であり、押し上げ部材１０４も同様である。よって、押し上げ部材１０４及びコア１０５は、図４に示す正規の上昇位置に設定される。この正規の上昇位置にある時の昇降部材２４２がセンサー２４４により検出されれば、供給不良がないことが分かる。なお、正常に供給されたプリフォーム１を搭載した搬送部材１００は、第１カムフォロア１０６が図２に示す第１カム５４に案内され、押し上げ部材１０４及びコア１０５の上昇位置が維持される。
仮に、プリフォーム１が傾いていれば、コア１０５はプリフォーム１の口部２内に挿入不能となり、コア１０５はプリフォーム１の口部２と衝突して下向きの反力を受ける。
上述した通り、エアシリンダー２４３のエア圧力は低いので、エアシリンダー２４３は一種のエアクシッヨンとして機能し、上述した反力に負けて昇降部材２４２が押し下げられる。この時、正規の上昇位置にある昇降部材２４２を検出するセンサー２４４は、供給不良によって押し下げられた昇降部材２４２に対しては異なる信号を出力する。これにより、供給不良が検出される。なお、供給不良のプリフォーム１を搭載した搬送部材１００は、押し上げ部材１０４及びコア１０５がプリフォーム１の口部２に挿入されない下降位置にある。そして、第１カムフォロア１０６が図２に示す第１カム５４よりも低い位置にある別の第１カムに案内され、押し上げ部材１０４及びコア１０５の下降位置が維持される。
なお、検出部２４０は上述の構造に限らず、プリフォーム１が図４に示すように口部２の端面を水平にした正規の倒立状態であるか、そうでないかを判別できるものであれば良い。
２．２．供給不良品の排出部
一方、図５に示すように検出部２４０よりも搬送路４０の下流に配置される排出部２５０は、センサー２４４の信号に基づいて駆動される。図５において、排出部２５０は、第１スターホイール２００の上方に固定された固定板２５１を有する。排出部２５０はさらに、固定板２５１と第１ヒンジ２５２を介して連結されたエアシリンダー２５３と、固定板２５１と第２ヒンジ２５４を介して一端が連結されたプッシュバー２５５とを有する。エアシリンダー２５３は、シリンダー２５３Ａが第１ヒンジ２５２に連結され、ロッド２５３Ｂの先端がプッシュバー２５５の他端と第３ヒンジ２５６を介して連結されている。
図５の破線で示すようにロッド２５３Ｂが前進駆動されると、第２ヒンジ２５４を中心としてプッシュバー２５５が搬送路４０と交差するように回動される。供給不良のプリフォーム１はプッシュバー２５５に走路が遮られて搬送路４０から排出される。図５の実線で示すようにロッド２５３Ｂが後退駆動されると、プッシュバー２５５は搬送路４０と交差しないので、正常に供給されたプリフォーム１の通過を許容する。
なお、図５に示す排出部２５０を通過する搬送部材１００は、図４に示す状態に設定されている。つまり、押し上げ部材１０４及びコア１０５は降下されている。よって、プッシュバー２５５と干渉したプリフォーム１は、搬送路４０の外に容易に排除される。
なお、本実施形態では図２及び図３に示すように２つの搬送部材１００に第１カムフォロア１０６が共用されるので、検出部２４０では２つの搬送部材１００の少なくとも一方に供給不良があるかを検出する。排出部２５０では、供給不良と判定された２つの搬送部材１００上の２つのプリフォーム１を装置外部に排出する。
２．３．成形品の再供給部
成形品再供給部２６０について、図９〜図１１を参照して説明する。図９に示すように、排出部２５０と複数の加熱部５０との間の位置にて、排出部２５０によってプリフォーム１が排出された搬送部材１００（図９では省略）に、新たなプリフォーム１を再供給する再供給部２６０を有することができる。再供給部２６０は、搬送路４０上の搬送部材１００に新たなプリフォーム１を受け渡す搬送アーム２７０と、搬送アーム２７０を搬送部材１００の搬送速度と同一速度にて循環搬送する循環搬送部２８０と、循環搬送部２８０によって循環搬送される搬送アーム２７０に新たな成形品１を補充する補充部２９０と、を有する。
このように、排出部２５０にて排出された供給不良のプリフォーム１に代えて、成形品再供給部２６０により、空状態の搬送部材１００に新たなプリフォーム１を再供給することができる。特に、連続搬送される搬送部材１００と同一速度で搬送アーム２７０を循環搬送しているので、搬送部材１００でのプリフォーム１の再受け入れ及び保持のための時間を確保することができる。
補充部２９０は、再供給されるプリフォーム１を整列搬送させ、プリフォーム１の自重により滑降できる傾斜搬送路２９１と、出口端に設けられた水平搬送路２９２と、出口端にてプリフォーム１の移動を制止する制止部材２９３とを有する。
図１０に示すように、制止部材２９３は、エアシリンダー２９３Ａと、そのロッドであるストッパーピン２９３Ｂとを有し、ストッパーピン２９３Ｂの前進駆動により、水平搬送路２９２にて一列のプリフォーム１を待機させる。ストッパーピン２９３Ｂが後退駆動されると、プリフォーム１は列方向に作用する荷重によって一つずつ出口端より供給される。
循環搬送部２８０は、図１０及び図１１に示すように、駆動スプロケット２８１と従動スプロケット２８２に掛け渡されたチェーン２８３とを有する。それにより、チェーン２８３の軌道は、図１０に示すように平面視でトラック状となり、口部結晶化装置１０Ｂの第１直線搬送路４１と平行な直線搬送路を形成する。
図１１に示すように、チェーン２８３には搬送台２８４が固定されている。搬送台２８４は、チェーン２８３に固定された基台２８４Ａと、基台２８４Ａに設けられたレール２８４Ｂと、レールに沿って摺動可能な可動台２８４Ｃと、可動台２８４Ｃを後退位置に付勢するスプリング２８４Ｄを有する。スプリング２８４Ｄは、基台２８４Ａに立設されたピン２８４Ａ１と可動台２８４Ｃに立設されたピン２８４Ｃ１との間に掛け渡されている。また、基台２８４Ａの裏面にはカムフォロア２８４Ａ２が設けられ、循環搬送部２８０のカム面２８８と転接する。一方、可動台２８４Ｃにはカムフォロア２８４Ｃ２が立設され、可動台２８４Ｃが前進位置にある時に搬送案内される。
図１０及び図１１に示すように、循環搬送部２８０はエアシリンダー２８５を有する。このエアシリンダー２８５のロッドには、図１１に示すように、一つの搬送台２８４のカムフォロア２８４Ｃ２に係合する溝２８６Ａを備えた可動部２８６が固定されている。可動部２８６は、図１１の実線位置と鎖線位置との間で移動する。
図１０は、４つの搬送部材１００に新たなプリフォーム１を受け渡す状況を示している。エアシリンダー２８５と対向する位置に、循環搬送される搬送台２８４が搬送された状態で、図１１に示すように搬送台２８４のカムフォロア２８４Ｃ２が可動部２８６の溝２８６Ａに係合する。このとき、検出部２４０が供給不良を検出していなければ、エアシリンダー２８５は駆動されない。よって、搬送台２８４のカムフォロア２８４Ｃ２は可動部２８６の溝２８６Ａを通過して循環搬送される。もし、検出部２４０が供給不良を検出していれば、エアシリンダー２８５が駆動されて、可動部２８６及びカムフォロア２８４Ｃ２が図１１の鎖線位置まで前進移動される。これにより、図１０に示すように、前進移動された搬送台２８４（可動台２８４Ｃ）の搬送アーム２７０は、搬送路４０上に到達する。
エアシリンダー２８５で前進駆動された搬送台２８４（可動台２８４Ｃ）は、チェーン２８３により搬送される際に、カムフォロア２８４Ｃ２が、図１０に示すカム溝２８７Ａまたはカム面２８７Ｂにより案内され、前進位置が維持される。そして、プリフォーム１を搬送路４０上の搬送部材１００に受け渡すと、カム面２８７Ｂが傾斜することで、スプリング２８４Ｄの付勢力により搬送台２８４（可動台２８４Ｃ）は元の後退位置に復帰される。また、空になった搬送アーム２７０には、制止部材２９３による制止が解除されたプリフォーム１が、補充部２９０より供給される。
搬送アーム２７０は、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、開閉可能な一対のアーム片２７１，２７２を有する。一対のアーム片２７１，２７２の後端側にはスプリング２７３が設けられる。このスプリング２７３により、一対のアーム片２７１，２７２は閉状態に付勢される。図１２（Ａ）は、一対のアーム片２７１，２７２の閉状態を示している。この閉状態で、一対のアーム片２７１，２７２の上にフランジ４が搭載されて、プリフォーム１が倒立状態で支持される。こうして、プリフォーム１は搬送アーム２７０に支持され、空状態の搬送部材１００と対向する上方位置にプリフォーム１を再供給する。
図１２（Ｂ）に示すように、一対のアーム片２７１，２７２を押し広げる外力Ｆが作用すると、一対のアーム片２７１，２７２はスプリング２７３の付勢力に抗して開状態となる。この外力Ｆは次のようにして作用する。先ず、搬送アーム２７０によって空状態の搬送部材１００と対向する上方位置にプリフォーム１が配置されると、その搬送部材１００の押し上げ部材１０４及びコア１０５が上昇されて、プリフォーム１の口部２内に配置される。その後、搬送アーム２７０が後退駆動されると、プリフォーム１によって外力Ｆが一対のアーム片２７１，２７２に作用されて、一対のアーム片２７１，２７２は開状態となる。それにより、搬送アーム２７０はプリフォーム１から離脱される。
２．４．駆動スプロケット及びスターホイールの共通駆動源
本実施形態では、図１３に示すように、駆動スプロケット３０，２８１及び第１，第２スターホイール２００，２１０を一つの駆動源例えばモーター３００により駆動している。図１４は、図１３に示す部材のうち、モーター３００からの回転力伝達系の部材を示している。
図１３及び図１４において、モーター３００の出力軸３０１には第１ギア３０２が固定され、この第１ギア３０２は駆動スプロケット３０及び第１スターホイール２００と同心または同軸の第２ギア３０３と噛合している。なお、第２ギア３０３は駆動スプロケット３０の中心軸３０Ａに駆動スプロケット３０と一体で回動自在に支持される。駆動スプロケット３０上には複数の支持軸３０４が立設され、この支持軸３０４上に第１スターホイール２００が固定されている。
図１３に示すように、第２ギア３０３は第３ギア３０５と噛合され、第３ギア３０５の軸３０６には第１プーリー３０７が固定されている。一方、第２スターホイール２１０の軸３０８には第２プーリー３０９が設けられている。この第１，第２プーリー３０７，３０９にベルト３１０が掛け渡される。ベルト３１０の張力調整装置３１１を設けても良い。
以上の構成により、第１，第２実施形態において、モーター３００を駆動スプロケット３０及び第１，第２スターホイール２００，２１０の駆動源として共用できる。特に第１，第２スターホイール２００，２１０はプリフォーム１を供給するために同期回転する必要があるが、駆動源としてモーター３００を共用することで、ギア比やプーリー径の設定で同期回転を容易に担保できる。
次に、第２実施形態の成形品再供給部２６０の駆動スプロケット２８１に動力を伝達するために、モーター出力軸３０１には第３プーリー３２０が設けられている。駆動スプロケット２８１の軸３２１には第４プーリー３２２が設けられている。この第３，第４プーリー３２０，３２２にベルト３２３を掛け渡している。ベルト３２３の張力を調整する装置３２４を設けても良い。第２実施形態では駆動スプロケット３０，２８１を同期回転させる必要があるが、駆動源としてモーター３００を共用することで、ギア比やプーリー径の設定で同期回転を容易に担保できる。
３．第３実施形態
図１５は、図１及び図９とは異なる口部結晶化装置１０Ｃを示している。図１に示すように、例えば第１従動スプロケット３１は、基台２０上の第１取り付け部２１に搭載しているが、基台２０には第１従動スプロケット３１のための第２取り付け部２２を設けておくことができる。図１５は、第１従動スプロケット３１を第２取り付け部２２に設けたものである。それにより、図１５に示す第１，第２直線搬送路４１，４２の全長は、図１よりも長くなる。よって、第１，第２直線搬送路４１，４２に配設できる加熱部５０の個数を増大させることができる。
プリフォーム１の口部２の口径等によって、口部結晶化装置の加熱ゾーンや冷却ゾーンの長さを変更する必要がある。加熱ゾーンや冷却ゾーンの長さに応じて機台１０を含む構成部材を変更することは煩雑であり機種毎の部品が増えて点の総数も増大する。本実施形態のように、第１従動スプロケット３１の位置を要求によって変更できるため、部品が共通化される。また、同様にして、第２，第３従動スプロケット３２，３３のための取り付け部を複数用意しておくことができる。
４．口部結晶化方法
図１６は、第１〜第３実施形態の口部結晶化装置１０Ａ〜１０Ｃに共通する口部結晶化方法を示している。以下、第１実施形態の口部結晶化装置１０Ａとの関係で口部結晶化方法を説明する。
この方法は、加熱工程と冷却工程とから成り、加熱工程は非加熱工程を挟んで第１〜第３工程に分割されている。第１工程では、図１に示す第１直線搬送路４１にある複数の加熱部５０を駆動する第１のパワーを、フルパワーの例えば８０％に設定している。図１０に示すプリフォームの口部の表面温度ＴＳは、単位時間あたりの温度上昇特性が比較的急傾斜となって昇温される。
加熱工程はさらに、図１に第２直線搬送路４２にある複数の加熱部５０を、第１のパワーよりも小さい第２のパワーで駆動して、口部２が白化結晶化温度帯域（例えば１７０〜１９０°Ｃ）に達するまで、口部２を加熱する第２工程を含むことができる。図１６に示す第２工程では、加熱部５０のパワーを、フルパワーの例えば６５〜６０％に設定している。図１６に示すプリフォーム口部の表面温度ＴＳは、単位時間あたりの温度上昇特性が第１工程よりも緩傾斜となって昇温される。なお、本実施形態では、第２工程の前半の第２−１工程でのパワーを６５％とし、後半の第２−２工程でのバワーを６０％とした。
ここで、急加熱の第１工程と緩加熱の第２工程とを組み合わせた理由は、結晶化時間を短縮すると共に、口部２が過加熱とならないようにするためである。第１工程のみでは、結晶化時間は短縮できても加熱工程の後半で過加熱となってしまう。一方、第２工程のみでは、結晶化温度は制御可能であっても結晶化時間が延長されてしまう。特に、投入された直後のプリフォーム１の口部２は室温の常温であるので、第１工程により結晶化温度帯域に至らない温度まで急加熱することで、結晶化時間を短縮できる。
図１６に示すように、第１工程と第２工程との間に、プリフォームを非加熱で搬送する工程を含む。図１に示す第１，第２直線搬送路４１，４２間の第１従動スプロケット３１には加熱部５０が設けられていないからである。こうすると、図１６に示すようにプリフォーム１の口部２の表面温度ＴＳは、一旦は降下する傾向となる。よって、第２工程の開始時には、第１工程の急加熱の影響を抑制できる。これにより、第２工程の開始時から直ちに、プリフォーム１の口部２の表面温度ＴＳの温度上昇特性を、第１工程よりも緩傾斜にさせ易くなる。
加熱工程はさらに、図１に示す第３直線搬送路４３にある複数の加熱部５０を、第２のパワーより小さいパワーを含む第３のパワーで駆動して、口部２を白化結晶化温度帯域にて加熱する第３工程を含むことができる。図１６に示す第３工程では、加熱部５０を駆動する第３のパワーを、フルパワーの例えば６０〜４５％に設定している。なお、本実施形態では、第３工程の前半の第３−１工程では第２−２工程と同じくパワー６０％とし、後半の第３−２工程でのパワーを４５％とした。このように、口部２の温度が一旦は結晶化温度帯域に到達した後は、ヒーター電力をさらにパワーダウンすることで（特に第３−２工程）、口部２の温度を結晶化温度帯域に維持し易くなる。こうして、口部２の過加熱を抑制できる。
特に、第３工程では下流側ほどパワーダウンすることで、図１６に示すように昇温速度を維持するか、あるいは昇温速度をダウンさせるかして、口部２の温度を結晶化温度帯域に維持させることができる。こうして、第３工程にて口部２が過加熱となることを防止できる。
ここで、図１６に示すように、第２工程と第３工程との間に、プリフォームを非加熱で搬送する工程を含む。図１に示す第２，第３直線搬送路４２，４３間の第２従動スプロケット３２には加熱部５０が設けられていないからである。こうすると、図１６に示すようにプリフォーム１の口部２の表面温度ＴＳは、一旦は降下する傾向となる。これにより、表面温度ＴＳは後述するコア温度ＴＣに近付き、口部２の内外表面温度が緩和される。
図１６には、コア１０５の温度ＴＣが示されている。図１６では、コア１０５が口部２に挿入される前に、図１のコア予備加熱部９０にてコア１０５が予備加熱されている例を示している。つまり、この口部結晶化方法は、口部２にコア１０５を挿入する前に、コア１０５を予備加熱する工程をさらに有することができる。ただし、上述の通りコア１０５を予備加熱する工程は不可欠ではない。
図１６の第１工程では、コア１０５は、加熱部５０のヒーター５１（図７）からの熱線（例えば赤外線）が口部２を介して入射されるが、常温の口部２と接触することで温度が降下している。第１工程またはその後の非加熱工程（第２工程開示時）では、コア１０５の温度と、口部２の表面温度とが実質的に等しくなるようにしている。つまり、口部２の内外温度が実質的に等しくなるまで、第１工程またはその後の非加熱工程が継続される。第２工程では、口部２よりも熱容量が大きいコア１０５の昇温速度は低いが、プリフォーム１の口部２の表面温度ＴＳの昇温と共にコア１０５の温度ＴＣが緩やかに昇温しているので、口部２の内外温度差は所定の範囲に収まっている。なお、コア１０５の予備加熱工程は必ずしも要しないが、予備加熱によって第１工程時間の短縮にも寄与できる。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例は全て本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
図２に示す押上げ部材１０４に代えて、図１７に示す押上げ部材１０４Ａを用いることができる。ここで、プリフォーム１の胴部３は、底部５に向かうに従い径が小さくなるテーパー状の内周壁３Ａを有する。この押上げ部材１０４Ａは、プリフォーム１の底部３でなく胴部５のテーパー状の内周壁３Ａを押し上げ駆動する。押上げ部材１０４Ａが内周壁３Ａに接すると、内周壁３ａがテーパー状であることから、プリフォーム１は押上げ部材１０４ａにより自働的にセンタリングされる。図２に示す押上げ部材１０４と較べて、図１７の押上げ部材１０４Ａを用いることで、プリフォーム１をセンタリングして安定して支持することができる。この結果、プリフォーム１の口部２とヒーター５１との間の距離は、複数のプリフォーム１間でほぼ均一となるので、均一加熱が可能となる。なお、図１７では、遮熱体１１０及びそれを駆動する第２カムフォロア１１１及び第２カム５５は設けられていない。
また、図１に示す第１〜第３の直線搬送路４１〜４３に沿って配置される複数の加熱部５０の間の少なくとも一つの非加熱領域にて、第１カム５４により第１カムフォロア１０６を下降させて、コア１０５をプリフォーム１の口部２に対して非接触とさせることができる。そのような非加熱領域として、例えば図１の矢印Ａにて示す加熱部５０を排除して、コア１０５をプリフォーム１の口部２から引き離すための非加熱領域とすることができる。
図６に示すようにコア１０５をプリフォーム１の口部２に挿入して口部２をヒーター５１により加熱し続けると、コア１０５によって規制されていない胴部３のうち口部２に近接した領域が意に反して収縮変形することがある。そこで、複数の加熱部５０の間の少なくとも一つの非加熱領域にてコア１０５を口部２から一時的に離脱させる。それにより、胴部３のうち口部２に近接した領域に収縮変形が収集せずに拡散する。口部２には再度コア１０５が挿入されるので、口部２の収縮は矯正される。よって、胴部３での集中的な収縮変形を抑制することができる。
１ プリフォーム、２ 口部、３ 胴部、３Ａ 内周壁、４ フランジ、５底部、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 口部結晶化装置、２０ 機台、２０Ａ，２０Ｂ 長辺、２０Ｃ，２０Ｄ 短辺、２１，２２ 取り付け部、３０ 駆動スプロケット、３１〜３４ 第１〜第４従動スプロケット、３５ 無端状部材（駆動チェーン）、３６ 内側リンク、３７ 外側リンク、４０ 搬送路、４１〜４４ 第１〜第４直線搬送路、５０ 加熱部、５１ ヒーター、５２ 支持ブロック、５３ 支持フレーム、５４ 第１カム、５５ 第２カム、５６ チェーンガイド、５７ 固定チェーン、６０ 冷却部、７０成形品供給部、８０ 成形品取出部、９０ コア予備加熱部、１００ 搬送部材、１０１ 昇降ロッド、１０２ 搬送台、１０４，１０４Ａ 押上げ部材、１０５ コア、１０６ 第１カムフォロア、１０８ 自転用スプロケット、１１０ 遮熱体、１１１ 第２カムフォロア、２００ 第１スターホイール、２１０ 第２スターホイール、２２０ 案内路、２２１，２２２ 第１，第２直線ガイド、２２３ 第１円弧状ガイド、２３０ 第２円弧状ガイド、２４０ 検出部、２５０ 排出部、２６０ 成形品再供給部、２７０ 搬送アーム、２８０ 循環搬送部、２９０ 補充部、３００ 駆動源（モーター）

Claims (12)

  1. 平面視で長辺と短辺とを有する矩形の機台と、
    前記機台に配置された複数のスプロケットと、
    前記複数のスプロケットに水平に掛け渡された無端状部材と、
    前記無端状部材が配設される領域に形成され、前記長辺の方向に沿って延び、前記短辺の方向で隣り合う２つの搬送方向が逆となる互いに平行な第１〜第４直線搬送路を含む搬送路と、
    前記無端状部材に取り付けられ、口部を有する成形品をそれぞれ支持して前記搬送路に沿って搬送する複数の搬送部材と、
    前記第１〜第４直線搬送路のうちの上流側の少なくとも前記第１〜第３直線搬送路に沿って配置され、前記の成形品の前記口部を加熱する複数の加熱部と、
    前記複数の加熱部よりも下流側の少なくとも前記第４直線搬送路に沿って配置され、前記成形品の前記口部を冷却する冷却部と、
    前記複数の加熱部よりも前記搬送路の上流側の位置にある少なくとも一つの搬送部材に少なくとも一つの成形品を供給する成形品供給部と、
    前記冷却部と前記成形品供給部との間の前記搬送路上の位置にある少なくとも一つの搬送部材より少なくとも一つの成形品を取り出す成形品取出部と、
    を有することを特徴とする口部結晶化装置。
  2. 請求項１において、
    前記複数のスプロケットは、単一の駆動スプロケットと、第１〜第４従動スプロケットとを含み、
    前記駆動スプロケットは、前記第１直線搬送路の上流端に配置され、
    前記第１従動スプロケットは、前記第１直線搬送路の下流端及び前記第２直線搬送路の上流端に配置され、
    前記第２従動スプロケットは、前記第２直線搬送路の下流端及び前記第３直線搬送路の上流端に配置され、
    前記第３従動スプロケットは、前記第３直線搬送路の下流端及び前記第４直線搬送路の上流端に配置され、
    前記第４従動スプロケットは、前記第４直線搬送路の下流端に配置されることを特徴とする口部結晶化装置。
  3. 請求項２において、
    前記成形品供給部は、前記無端状部材の一部が前記駆動スプロケットに噛合している位置にて、前記無端状部材の一部に固定されている前記搬送部材に前記成形品を供給することを特徴とする口部結晶化装置。
  4. 請求項３において、
    前記成形品供給部は、
    前記駆動スプロケットと同心に配置され、前記成形品を回転搬送して前記搬送部材に受け渡す第１スターホイールと、
    外部より供給される前記成形品を前記第１スターホイールに受け渡す第２スターホイールと、
    前記駆動スプロケット、前記第１スターホイール及び前記第２スターホイールに共用される駆動源と、
    を有することを特徴とする口部結晶化装置。
  5. 請求項２乃至４のいずれかにおいて、
    前記機台は、前記第１〜第３従動スプロケットの少なくとも一つを、前記長辺と平行な方向にて異なる複数の位置の一つに選択して取り付ける取り付け部を有することを特徴とする口部結晶化装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
    前記成形品は、前記口部に続く胴部と、前記口部と胴部と仕切るフランジと、前記胴部の一端を閉鎖する底部とを含み、
    前記複数の搬送部材の各々は、
    昇降ロッドと、
    前記無端状部材に支持され、前記成形品の口部が下向きとなる倒立状態にて前記成形品を載置する搬送台と、
    前記昇降ロッドが上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部と前記冷却部にて前記成形品を押し上げて前記搬送台と前記フランジと非接触とする押上げ部材と、
    前記昇降ロッドが前記上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部と前記冷却部にて前記成形品の前記口部に配置されるコアと、
    前記昇降ロッドに設けられた第１カムフォロアと、
    前記昇降ロッドに設けられ、前記昇降ロッドが上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部にて前記成形品を自転させる自転用スプロケットと、
    を有し、
    前記搬送路は、前記第１カムフォロアを案内する第１カムと、前記自転用スプロケットに係合する固定チェーンとを有することを特徴とする口部結晶化装置。
  7. 請求項６において、
    前記成形品の前記胴部は、前記底部に向かうに従い径が小さくなるテーパー状の内周壁を有し、
    前記押上げ部材は、前記成形品の前記内周壁を押し上げ駆動することを特徴とする口部結晶化装置。
  8. 請求項６または７において、
    前記複数の加熱部の間の少なくとも一つの非加熱領域にて、前記第１カムにより前記第１カムフォロアを下降させて、前記コアを前記成形品の口部に対して非接触とさせることを特徴とする口部結晶化装置。
  9. 請求項６乃至８のいずれかにおいて、
    前記複数の搬送部材の各々は、
    前記昇降ロッドに対して昇降可能な昇降部材に支持され、前記昇降部材が前記上昇位置に設定される少なくとも前記複数の加熱部にて前記成形品の胴部を包囲する筒状の遮熱体と、
    前記遮熱体と連結された第２カロフォロアと、
    をさらに有し、
    前記搬送路は、前記第２カムフォロアを案内する第２カムフォロアをさらに有することを特徴とする口部結晶化装置。
  10. 請求項６乃至９のいずれかにおいて、
    前記成形品取出部と前記成形品供給部との間の前記搬送路に沿って配置され、前記複数の搬送部材の前記コアを予備加熱するコア予備加熱部をさらに有することを特徴とする口部結晶化装置。
  11. 請求項４において、
    前記第１スターホイールにより前記搬送部材の前記搬送台に載置される前記成形品の載置不良を検出する検出部と、
    前記検出部よりも前記搬送路の下流に配置され、前記検出部によって載置不良が検出された前記成形品を前記搬送路外に排出する排出部と、
    をさらに有することを特徴とする口部結晶化装置。
  12. 請求項１１において、
    前記排出部と前記複数の加熱部との間の位置にて、前記排出部によって前記成形品が排出された前記搬送部材に、新たな成形品を再供給する再供給をさらに有することを特徴とする口部結晶化装置。
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