ブロー成形装置
【課題】肉厚の厚いプリフォームを高い延伸倍率で延伸ブロー成形して大型のボトルを製造できる小型・コンパクトで生産効率の良いブロー成形装置を提案すること。
【解決手段】ブロー成形装置１は、同一平面上に配置した第１〜第４直線搬送路１１〜１４から構成した矩形の循環路６に沿ってプリフォーム２を倒立状態で搭載しているキャリア７を搬送する。第１、第２直線搬送路１１、１２には第１加熱部１７、第２加熱部１８が配置されており、肉厚の厚いプリフォーム２を外部加熱、内部加熱することにより均一に加熱することができる。加熱後のプリフォーム２は第３直線搬送路１３上の第１処理部１９において延伸ブローされて中間成形品４とされ、中間成形品４は第２処理部２０において延伸ブローされて最終製品であるボトル３が得られる。延伸ブロー成形を二段階に分けることにより、過剰な引張応力を伴うことなく大型のボトル３が得られる。
【解決手段】ブロー成形装置１は、同一平面上に配置した第１〜第４直線搬送路１１〜１４から構成した矩形の循環路６に沿ってプリフォーム２を倒立状態で搭載しているキャリア７を搬送する。第１、第２直線搬送路１１、１２には第１加熱部１７、第２加熱部１８が配置されており、肉厚の厚いプリフォーム２を外部加熱、内部加熱することにより均一に加熱することができる。加熱後のプリフォーム２は第３直線搬送路１３上の第１処理部１９において延伸ブローされて中間成形品４とされ、中間成形品４は第２処理部２０において延伸ブローされて最終製品であるボトル３が得られる。延伸ブロー成形を二段階に分けることにより、過剰な引張応力を伴うことなく大型のボトル３が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形品であるプリフォームを加熱して延伸ブロー成形することにより、飲料水サーバーのタンク等として用いられる大型のボトルを製造するのに適したブロー成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験管形状をした射出成形品であるプリフォーム（パリソン）を二軸延伸ブロー成形して得られる各種サイズのボトルが広く利用されている。特許文献１には、閉鎖形状をした搬送路に沿ってプリフォーム・キャリア・パレットを搬送して、プリフォームの供給、その加熱、二軸延伸ブロー成形、成形品の回収動作を順次に行う小型でコンパクトな構成の二軸延伸成形機が提案されている。
【０００３】
近年においては、飲料水サーバーなどのタンクとして、容量の大きなボトルが利用されている。このような大型ボトルを延伸ブロー成形するためには、肉厚の厚い試験管形状の樹脂製プリフォームを用意し、その円筒状の胴部および底部を大きな延伸倍率で引き伸ばす必要がある。大型ボトルを延伸ブロー成形する場合には、厚肉のプリフォームの内外を均一に加熱して延伸ブローする必要がある。特許文献２においては、パリソンを２回に亘り延伸ブローして大型容器を製造する方法が提案されている。ここでは、第１回目の延伸ブローによって、パリソンをある程度の大きさの予備成形品とし、第２回目の延伸ブローによって最終製品である大型容器を得ることにより、パリソンの各部分を適切な肉厚となるように二軸延伸ブローしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ９８／０３３２４号パンフレット
【特許文献２】特開平０８−９０６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来において、肉厚の厚いプリフォームを順次に搬送して延伸ブロー成形を行って大型のボトルを効率良く製造するための小型でコンパクトな構成のブロー成形装置は提案されていない。本発明の課題は、効率良く、肉厚の厚いプリフォームから大型のボトルを延伸ブロー成形することのできる小型でコンパクトな構成のブロー成形装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のブロー成形装置は、
有底筒状の胴部と口部を備えた射出成形品であるプリフォームを、前記口部を下にした倒立状態で搭載可能なキャリアと、
前記キャリアを循環させるために同一平面上において矩形の循環路を形成している第１〜第４直線搬送路と、
前記キャリアを、前記第１〜第４直線搬送路を順次に経由させて搬送する搬送機構と、
前記第１直線搬送路の途中位置において前記キャリアに前記プリフォームを搭載する投入部と、
前記キャリアが前記第１直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第１加熱部と、
前記キャリアが前記第２直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第２加熱部と、
前記第３直線搬送路における途中位置に配置した第１開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第１処理を施す第１処理部と、
前記第３直線搬送路における前記第１処理部による処理位置よりもキャリア搬送方向の下流側の位置に配置した第２開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第２処理を施す第２処理部と、
前記第４直線搬送路におけるキャリア搬送方向の上流端位置において、前記プリフォームに対して前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理を施すことにより得られた最終製品であるボトルを、前記キャリアから取り外して排出する排出部とを有しており、
前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理はブロー成形処理あるいは延伸ブロー成形処理であることを特徴とするブロー成形装置。
【０００７】
本発明のブロー成形装置では、同一平面上の矩形の循環路に沿ってキャリアによって間欠送りされながら、プリフォームが第１加熱部および第２加熱部を順次に経由して加熱される。加熱後のプリフォームは第１処理部および第２処理部を順次に経由して搬送されて延伸ブローされ、最終製品の容器になる。第１加熱部および第２加熱部の加熱形態（外部加熱、内部加熱）を適切に設定することにより、肉厚の厚いプリフォームを均一に加熱することができる。また、第１処理部の処理形態（変化熱の付与、予備ブロー成形）および第２処理部の処理形態（最終ブロー成形）を適切に設定することにより、肉厚の厚いプリフォームの各部分を適切に二軸方向にブローあるいは延伸ブローすることができる。
【０００８】
次に、本発明のブロー成形装置の搬送機構は、
前記第１直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向にキャリア１個分に相当する第１送りピッチで間欠的に押し出す第１キャリア押し出し部と、
前記第２直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向に前記第１送りピッチで間欠的に押し出す第２キャリア押し出し部と、
前記第３直線搬送路上において、前記第２直線搬送路から押し出された前記キャリアを受け入れる上流端位置、前記第１開閉型内に位置する第１処理位置、および前記第２開閉型内に位置する第２処理位置にある各キャリアを、前記第１送りピッチよりも広い第２送りピッチで送り出して、前記第１処理位置、前記第２処理位置、および前記第４直線搬送路の前記上流端位置のそれぞれに移送する移送動作を間欠的に行う第１キャリア移送部と、
前記第４直線搬送路の前記上流端位置にある前記キャリアを、当該第４直線搬送路を経由して前記第１直線搬送路の上流端位置に移送する移送動作を間欠的に行う第２キャリア移送部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のブロー成形装置は、プリフォームの形状、肉厚等に応じて、その外部加熱、内部加熱を適切に行うことにより、プリフォームの全体を均一に加熱する処理を効率良く行うために、第１加熱部および第２加熱部が次のように構成されている。まず、前記第１加熱部は、間欠送りされる前記キャリアを外側から加熱する外部加熱機構および前記キャリアを内側から加熱する内部加熱機構の双方、前記外部加熱機構のみ、または、前記内部加熱機構のみを備えている。これに対して、前記第２加熱部は、前記第１加熱部が前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えており、前記第１加熱部が前記外部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構のみ、もしくは前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えており、前記第１加熱部が前記内部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えている。
【００１０】
内部加熱機構としては、前記キャリアの中心貫通穴を通って当該キャリアに搭載されている前記プリフォームの内部に挿入可能な内部加熱部材と、当該内部加熱部材を昇降させる昇降機構とを備えた機構を用いることができる。この場合には、間欠送りされる前記キャリアが一時停止すると、前記内部加熱部材を上昇させて前記キャリアに搭載されている前記プリフォーム内に前記内部加熱部材を挿入して当該プリフォームを内側から加熱し、前記キャリアが送り出される前に前記内部加熱部材を降下させるようにすればよい。
【００１１】
この場合、前記キャリアの間欠送りピッチと同一のピッチで複数本の前記内部加熱部材を配列し、これらの内部加熱部材を前記昇降機構によって同時に昇降させるようにすれば、間欠送りされるプリフォームに対して間欠的に繰り返し内部加熱を施すことができる。
【００１２】
次に、本発明のブロー成形装置は第１処理部および第２処理部を備えており、前記第１処理部は、前記第１開閉型として前記プリフォームの加熱状態を調整するための加熱調整用の開閉型を用いて、当該プリフォームの各部分の加熱状態を調整する加熱状態調整処理を行い、前記第２処理部は、前記第２開閉型としてブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得るブロー成形を行う。
【００１３】
この代わりに、前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品である前記ボトルよりも小さな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、前記第２処理部は、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて、前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うようにしてもよい。
【００１４】
また、前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも一回り大きな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、前記第２処理部は、前記中間成形品が熱収縮して前記ボトルよりも一回り小さな形状になった後に、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うようにしてもよい。
【００１５】
さらに、前記第２処理部は、前記第２開閉型内に把手を挿入した状態でブロー成形あるいは延伸ブロー成形を行うことにより、把手付きのボトルをインサート成形することもできる。
【００１６】
さらに、最終製品であるボトルにおいて、その中心軸線回りにおける口部と胴部の位置合わせが必要な場合には、延伸ブロー前の段階においてプリフォームを中心軸線回りに回転させて開閉型に対するプリフォームの向きを調整する調整機構を配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した大型ボトルのブロー成形装置の平面図、正面図、右側面図、左側面図および背面図である。
【図２】ブロー成形装置の拡大平面図である。
【図３】ブロー成形装置のプリフォーム搬送機構を示す平面図、第３直線搬送路を示す側面図、第４直線搬送路を示す側面図である。
【図４】第４直線搬送路に付設されているプリフォーム移送機構を示す平面図、側面図、断面図である。
【図５】プリフォーム供給部を示す平面図、ボトル排出部を示す平面図、側面図、供給部および排出部の正面図、供給部および排出部の側面図である。
【図６】加熱機構を示す平面図、正面図、側面図である。
【図７】内部加熱機構を示す平面図、正面図、側面図である。
【図８】内部加熱機構を示す平面図、正面図、側面図である。
【図９】延伸ブロー成形部の型締部を示す平面図、正面図、側面図である。
【図１０】延伸ブロー成形部の延伸部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したブロー成形装置の実施の形態を説明する。
【００１９】
（全体構成）
図１（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態に係るブロー成形装置を示す平面図、正面図、右側面図、左側面図および背面図であり、図１（ｆ）はプリフォーム、中間成形品および最終成形品であるボトルを示す説明図である。図２はブロー成形装置の拡大平面図である。ブロー成形装置１は、樹脂の射出成形品であるプリフォーム２に二軸延伸ブロー成形を施して、飲料水サーバーの水タンク等として用いられる大型のボトル３を製造する装置である。詳細は後述するが、プリフォーム２が二軸延伸ブローされて中間成形品４となり、中間成形品４が二軸延伸ブローされて最終製品であるボトル３となる。
【００２０】
ブロー成形装置１は、全体として略直方体形状の装置ハウジング５を備えており、装置ハウジング５の下半部分は機械室５ａとなっており、上半部分は、プリフォーム２を延伸ブロー成形してボトル３を得るための処理室５ｂとなっている。処理室５ｂ内には、プリフォーム２を、各処理部を経由する搬送経路に沿って搬送するための循環路６が同一平面上に配置されており、当該循環路６を循環するキャリア７によってプリフォーム２が搬送される。
【００２１】
キャリア７は、図１（ｆ）に示すように、矩形輪郭のキャリア本体部７ａと、このキャリア本体部７ａに回転自在の状態で保持されている円筒部７ｂと、円筒部７ｂの上端部分に同軸状に取り付けられている円筒状のプリフォーム差し込み部７ｃと、円筒部７ｂの下端部分に同軸状に取り付けられているスプロケット７ｄとを備えている。キャリア７の中心部には中心貫通穴７ｅが形成されている。
【００２２】
プリフォーム２は、図１（ｆ）に示すように、試験管形状をした樹脂の射出成形品であり、円形の口部２ａ、円筒状の胴部２ｂおよび半球状の底部２ｃを備えており、胴部２ｂから底部２ｃに掛けての部分は肉厚が厚い。プリフォーム２を二軸延伸ブローして得られるボトル３は、プリフォーム２の口部２ａが延伸されずにそのままの形状で残っている口部３ａと、プリフォーム２の胴部２ｂおよび底部２ｃを二軸延伸ブロー成形することによって得られた円筒状の胴部３ｂおよび底部３ｃとを備えている。本例では、プリフォーム２の胴部２ｂ、底部２ｃを二軸延伸ブローして一回り大きな円筒状の胴部４ｂ、底部４ｃを備えた中間成形品４を製造し、しかる後に、中間成形品４を二軸延伸ブローして最終製品であるボトル３を製造している。
【００２３】
次に、図１（ａ）、図２から分かるように、ブロー成形装置１の循環路６は同一平面上に位置する矩形の閉じ循環路であり、第１〜第４直線搬送路１１〜１４から構成されている。キャリア７は、循環路６を図２の矢印で示す方向に搬送される。第１直線搬送路１１の途中位置には、キャリア７にプリフォーム２を倒立状態で搭載するプリフォーム投入部１６が配置されている。第１直線搬送路１１におけるプリフォーム投入部１６よりも搬送方向下流側の部分は第１加熱部１７内を通る搬送路部分であり、当該搬送路部分を通ってキャリア７が搬送される間に、当該キャリア７に搭載されているプリフォーム２が加熱される（一次加熱）。第１直線搬送路１１の下流端には第２直線搬送路１２の上流端が接続されている。第２直線搬送路１２は第２加熱部１８内を通る搬送路であり、当該搬送路を通ってキャリア７が搬送される間に、当該キャリア７に搭載されているプリフォーム２が加熱される（二次加熱）。
【００２４】
第２直線搬送路１２の下流端には第３直線搬送路１３の上流端が接続されている。第３直線搬送路１３には、その上流側から下流側に向かって第１処理部１９および第２処理部２０が配置されている。本例の第１処理部１９は延伸ブロー成形型である第１開閉型（図示せず）を備えており、第１開閉型は、第３直線搬送路１３を挟み、これに直交する方向に開閉する。第１開閉型の中心である第１処理位置２２に位置するキャリア７に搭載されているプリフォーム２に対して第１処理が施される。本例の第１処理は、プリフォーム２を二軸延伸ブローして中間成形品４を得る処理である。
【００２５】
第２処理部２０も延伸ブロー成形型である第２開閉型２３（図９参照）を備えており、第２開閉型２３も第３直線搬送路１３を挟み、これに直交する方向に開閉する。第２開閉型２３の中心である第２処理位置２４に位置するキャリア７に搭載されている中間成形品４に対して第２処理が施される。本例の第２処理は、中間成形品４を二軸延伸ブローして最終製品であるボトル３を得る処理である。
【００２６】
第３直線搬送路１３の下流端に繋がっている第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａの近傍には、当該位置にあるキャリア７に搭載されているボトル３をキャリア７から取り外してボトル排出台２５の側に排出するボトル排出部２６が配置されている。ボトル排出部２６においてボトル３が取り外されて空になったキャリア７は、第４直線搬送路１４を経由して第１直線搬送路１１の上流端位置１１ａに戻るようになっている。
【００２７】
（キャリア搬送機構）
図３および図４を主に参照して、第１〜第４直線搬送路１１〜１４からなる矩形の循環路６に沿ってキャリア７を搬送するキャリア搬送機構を説明する。図３（ａ）は循環路６を示す平面図であり、図３（ｂ）は第３直線搬送路１３を示す側面図であり、図３（ｃ）は第４直線搬送路１４を示す断面図である。図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、第３直線搬送路１３に付設されている第１キャリア移送部を示す平面図、側面図および断面図であり、図４（ｄ）は第１キャリア移送部の腕部を示す説明図である。
【００２８】
まず、第１〜第４直線搬送路１１〜１４は、装置フレーム３０によって水平に支持されている第１〜第４直線ガイドレール３１〜３４によって規定されている。第１〜第４直線ガイドレール３１〜３４は上方に開口した溝型断面のガイドレールであり、当該ガイドレールに沿ってキャリア７の矩形輪郭のキャリア本体部７ａの両側縁部がスライドする。
【００２９】
第１直線搬送路１１には、第１直線ガイドレール３１に沿ってキャリア７が相互に接した状態で配列されている。すなわち、隣接するキャリア７のキャリア本体部７ａにおける搬送方向の前後の端面が相互に接した状態で配列されている。第１直線搬送路１１における上流端位置１１ａの近傍には、キャリア押し出しシリンダ３５（第１キャリア押し出し部）が配置されている。キャリア押し出しシリンダ３５の押し出しロッド３５ａは、キャリア１個分に相当する第１送りピッチｐ１でキャリア７を第１直線ガイドレール３１に沿って押し出し可能である。よって、第１直線搬送路１１に配列されている各キャリア７は、第１送りピッチｐ１で間欠的に下流側に向けて搬送され、第１直線搬送路１１の下流端位置１１ｂにあるキャリア７は１ピッチ分送り出されると、第２直線搬送路１２の上流端位置１２ａに送り込まれる。
【００３０】
第２直線搬送路１２にも、第２直線ガイドレール３２に沿ってキャリア７が相互に接した状態で配列されている。第２直線搬送路１２の上流端位置１２ａの近傍にも、当該第２直線搬送路１２に沿ってキャリア１個分の送りピッチで各キャリア７を押し出すキャリア押し出しシリンダ３６（第２キャリア押し出し部）が配置されている。第２直線搬送路１２の下流端位置１２ｂにあるキャリア７は１ピッチ分送り出されると、第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに送り込まれる。
【００３１】
なお、第１直線搬送路１１のプリフォーム投入部１６の側方に配置した一対のスプロケット１０１ａ、１０１ｂの間、および、第２直線搬送路１２の側方に配置した一対のスプロケット１０２ａ、１０２ｂとの間には、それぞれ、チェーン１０３ａ、１０３ｂが架け渡されている。チェーン１０３ａ、１０３ｂは、これらの搬送路部分に沿って搬送される各キャリア７のスプロケット７ｄに噛み合うように配置されている。したがって、一方のスプロケットを不図示の回転駆動源によって回転駆動することにより、第１加熱部１７、第２加熱部１８を通って搬送されるプリフォーム２はその中心軸線回りに回転しながら外周側から均一に加熱される。
【００３２】
次に、第３直線搬送路１３には、図４に示すように、第３直線ガイドレール３３に沿って３個ずつキャリア７を、キャリア１個分の送りピッチｐ１よりも広い送りピッチｐ２で搬送するための第１キャリア移送部３７が配置されている。第１キャリア移送部３７は、３本の伸縮式の腕部３８、３９、４０と、これらの腕部３８〜４０が取り付けられている移送板４１と、移送板４１を第３直線ガイドレール３３に沿って搬送方向に往復移動させる駆動機構４２とを備えている。
【００３３】
伸縮式の腕部３８〜４０は、送りピッチｐ２の間隔で移送板４１に取り付けられており、各腕部３８〜４０は、第３直線ガイドレール３３に対して直交する方向に伸縮可能な腕３８ａ〜４０ａと、腕３８ａ〜４０ａを伸縮させる駆動シリンダ３８ｂ〜４０ｂを備えている。腕３８ａ〜４０ａの先端部には、キャリア７の円筒部７ｂにおけるキャリア差し込み部７ｃの下側部分に横方から当接可能な半円形の溝３８ｃ〜４０ｃが形成されている。移送板４１は送りピッチｐ２分だけ搬送方向に往復移動する。したがって、移送板４１が、最も上流側の腕部３８が第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに位置している後退位置４１Ａにある場合には、その下流側の腕部３９は第１処理位置２２に位置し、最も下流側の腕部４０は第２処理位置２４に位置する。移送板４１が送りピッチｐ２だけ下流側にスライドした前進位置４１Ｂに移動すると、腕部３８〜４０はそれぞれ第１処理位置２２、第２処理位置２４および第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａに位置決めされる。
【００３４】
移送板４１が後退位置４１Ａにある状態において、各腕３８ａ〜４０ａを伸長させて各キャリア７に係合させ、次に、移送板４１を移動させて前進位置４１Ｂまで移動させ、各腕３８ａ〜４０ａを引き込むことにより各キャリア７から離し、移送板４１を前進位置４１Ｂから後退位置４１Ａまで戻す。これらの一連の動作が、キャリア７の１回の間欠送り動作毎に行われる。
【００３５】
次に、第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａに送り込まれたキャリア７は、第２キャリア移送部（図示せず）によって第１直線搬送路１１の上流端位置１１ａに戻される。このキャリア７を第１直線搬送路１１に戻す動作も、キャリア７の１回の間欠送り動作毎に行われる。第２キャリア移送部４３の具体的な構成については図示を省略してあるが、市販の直動機構、例えば、電動シリンダ内蔵の直動ユニットを用いることができる。このような直動機構は、駆動モーターと、この駆動モーターによって、第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａから第１直線搬送路１１の上流端位置１１ａまでの間を経由する無限軌道に沿って循環するチェーンコンベアとを備えた機構によって構成されている。
【００３６】
（プリフォーム投入部、ボトル排出部）
図５（ａ）〜（ｃ）はボトル排出部２６を示す平面図、正面図および側面図である。ボトル排出部２６は、ボトル３の口部３ａを両側から把持するための一対の開閉式の把持爪５１ａ、５１ｂと、これらの把持爪５１ａ、５１ｂを開閉する開閉用シリンダ５２と、開閉用シリンダ５２を支持している旋回腕５３と、旋回腕５３を旋回させるための旋回用シリンダ５４とを備えている。
【００３７】
旋回腕５３は、第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａの側に水平に倒れた引き抜き側位置５３Ａから１８０度旋回して反対側に水平に倒れた排出側位置５３Ｂまでの間を旋回可能である。旋回腕５３の開閉用シリンダ５２に取り付けられている一対の開閉式の把持爪５１ａ、５１ｂは、引き抜き側位置５３Ａにおいては、キャリア７に差し込まれているボトル３の口部３ａの両側に位置し、これらの把持爪５１ａ、５１ｂを閉じるとボトル３を把持できる。この状態で旋回腕５３を排出側位置５３Ｂに向けて旋回させると、ボトル３がキャリア７から上方に引き抜かれる。旋回腕５３が排出側位置５３Ｂまで旋回すると、把持されているボトル３がボトル排出台２５に載った状態になる。この状態で把持爪５１ａ、５１ｂを開きボトル３を開放する。ボトル排出台２５に排出されたボトル３は、作業員あるいは搬送機構によって回収される。
【００３８】
なお、プリフォーム投入部１６もボトル排出部２６と基本的に同一構造であるので、その説明を省略する。プリフォーム投入部１６では、旋回腕５３の排出側位置５３Ｂがプリフォームの供給側位置であり、旋回腕５３の引き抜き側位置５３Ａはプリフォーム２をキャリア７に差し込む差し込み側位置である。
【００３９】
（第１、第２加熱部）
図６（ａ）〜（ｃ）は第１加熱部１７の外部加熱機構を示す平面図、正面図および側面図であり、図７（ａ）〜（ｃ）は第１加熱部１７の内部加熱機構を示す平面図、正面図および側面図である。第２加熱部１８の構成は第１加熱部１７と基本的に同一であるので、その説明は省略する。
【００４０】
図６に示すように、第１加熱部１７の外部加熱機構６１は、第１直線搬送路１１を間欠的に搬送されるキャリア７に搭載されているプリフォーム２を外側から加熱するものである。外部加熱機構６１は、第１直線搬送路１１の一方の側の機構フレーム６２によって一定の間隔で上下に配置した複数本の水平支持腕６３の先端に赤外線ヒーター６４が搬送方向に水平に支持されている。第１直線搬送路１１の反対側に配置されている機構フレーム６５には搬送方向に一定の間隔で上下に延びるスリット状の通気口６６が形成されている。不図示のエアー供給源から機構フレーム６５の外側に取り付けたエアーダクト６７および通気口６６を介して、第１加熱部１７内を搬送されるプリフォーム２に冷却用エアーが吹き付けられる。これにより、外部加熱機構６１によってプリフォーム２の外周面が過熱状態に陥ることを防止できる。
【００４１】
図７に示すように、第１加熱部１７の内部加熱機構７０は、内部加熱用の細長い一対のヒーター棒７１、７２と、これらを垂直に支持している支持腕７３と、支持腕７３を垂直方向に昇降させるための昇降用シリンダ７４とを備えており、昇降用シリンダ７４は装置フレーム３０に取り付けられている。一対のヒーター棒７１、７２はキャリア７の送りピッチｐ１の間隔で配列されており、第１加熱部１７内を通る第１直線搬送路１１の部分において、一時停止位置にある隣接する２個のキャリア７に対して、その下側から中心貫通穴７ｅを通ってプリフォーム２内に差し込み可能である。
【００４２】
昇降用シリンダ７４によって、一対のヒーター棒７１、７２は、キャリア７の下側に位置する降下位置７１Ａ、７２Ａから、それらの先端がプリフォーム２内の底部２ｃの近傍まで上昇した上昇位置７１Ｂ、７２Ｂまでの間を昇降可能である。加熱状態にあるヒーター棒７１、７２をプリフォーム２内に差し込むことにより、プリフォーム２を内側から加熱することができる。すなわち、間欠送りされるキャリア７が一時停止すると、ヒーター棒７１、７２が上昇してキャリア７に搭載されているプリフォーム２の内部に挿入されてプリフォーム２が内側から加熱される。ヒーター棒７１、７２はキャリア７が送り出される前にプリフォーム２、キャリア７から下方に引き抜かれる。このように、第１、第２加熱部１７、１８において、外側から加熱すると共に内側からも加熱することによって、肉厚の厚いプリフォーム２を温度ムラなく均一に加熱することができる。
【００４３】
本例では２本のヒーター棒７１、７２を用いて、第１加熱部１７内における隣接する２箇所で内部加熱を行っているが、１本のヒーター棒を用いて１箇所においてのみ内部加熱を行うこともできる。また、第１加熱部１７内において３箇所以上の位置においてプリフォーム２を内部加熱することも可能である。以下に、連続した６箇所において内部加熱を行う場合の内部加熱機構の構成例を説明する。
【００４４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、連続した６箇所において内部加熱を行う場合に用いる内部加熱機構の例を示す平面図、正面図および側面図である。図示の内部加熱機構７５では、送りピッチｐ１で６本のヒーター棒７６が配列されており、これらを支持している支持腕７７が昇降用シリンダ７８の昇降ロッド７８ａに取り付けられている。この場合には、１本のプリフォーム２は６回分の間欠送り動作の間の一時停止状態において各ヒーター棒７６によって内側から加熱される。例えば、上流側から下流側に向けて各ヒーター棒７６の加熱温度が段階的に高くなるように設定しておけば、プリフォーム２は徐々に高い温度となるように加熱される。なお、図８の例では、外部加熱機構として、搬送路の両側に赤外線ヒーター６４が配置された構成のものが用いられている。
【００４５】
ここで、本例では第１加熱部１７および第２加熱部１８の双方において内部加熱機構が備わっている。第１加熱部１７には図７に示すように少ない箇所でプリフォーム２の内部加熱を行い、第２加熱部１８では図８に示すようにより多い箇所でプリフォーム２の内部加熱を行うようにしてもよい。逆に、第１加熱部１７において多数の箇所でプリフォーム２を内部加熱し、第２加熱部１８ではより少ない箇所でプリフォーム２の内部加熱を行うことも可能である。
【００４６】
また、第１加熱部１７は外部加熱機構のみとし、第２加熱部１８も外部加熱機構のみとすることが可能である。第１加熱部１７に内部加熱機構のみを配置した場合には、第２加熱部１８には、外部加熱機構のみを配置するか、あるいは、内部加熱機構および外部加熱機構の双方を配置することができる。このように、複数の加熱部（本例では、第１加熱部１７、第２加熱部１８の２つの加熱部）と、内部加熱機構および外部加熱機構との組み合わせ形態によって、各種のプリフォーム加熱形態を実現できる。したがって、プリフォーム２の形状、大きさ、肉厚等と、最終的に得られるボトルの形状、大きさ、肉厚、各部分の延伸倍率等とに応じて、最適な加熱形態を採用することができる。
【００４７】
（第１、第２処理部）
図９（ａ）〜（ｃ）は第２処理部２０の第２開閉型２３の型締部を示す平面図、断面図および側面図である。図１０（ａ）は、第２処理部２０の第２開閉型２３の延伸部を第３直線搬送路１３に直交する面で切断した場合の断面図であり、図１０（ｂ）は延伸部を第３直線搬送路１３に平行な面で切断した場合の断面図である。
【００４８】
先に述べたように、第２処理部２０は中間成形品４を二軸延伸ブローして最終製品であるボトル３を成形する第２処理を行うものであり、第２開閉型２３として左右一対の分割型２３ａ、２３ｂおよび底型２３ｃを備えている。第２開閉型２３の型締部８０は、左右の分割型２３ａ、２３ｂを支持している左右のスライド式型支持部材８１、８２を備えている。スライド式型支持部材８１、８２は、装置フレームに取り付けた左右の支持ブロック８３、８４にスライド可能な状態で搭載されている。左右のスライド式型支持部材８１、８２は不図示のスライド機構によって開閉方向にスライドして、左右の分割型２３ａ、２３ｂの型締め、型開き動作が行われる。底型２３ｃは、装置フレームに取り付けた門型支持枠８５に、下向き状態に搭載されている昇降用シリンダ８６の伸縮ロッド８６ａに取り付けられており、左右の分割型２３ａ、２３ｂに開閉動作に同期して昇降させるようになっている。
【００４９】
図１０に示すように、第２処理部２０の第２開閉型２３の中心に位置する第２処理位置２４の真下には、中間成形品４を上方に延伸させるための延伸部９０が配置されている。延伸部９０は、細長い延伸棒９１と、この延伸棒９１を垂直姿勢となるように支持している支持部材９２と、支持部材９２を垂直方向に昇降させる昇降用シリンダ９３とを備えている。延伸棒９１は、第２処理位置２４に位置しているキャリア７の中心貫通穴７ｅを通って中間成形品４の内部に差し込まれ、中間成形品４の底部４ｃを上方に押し上げる。これによって、中間成形品４が上方に延伸する。また、延伸部９０にはキャリア７の中心貫通穴７ｅを介して中間成形品４の内部にブロー用エアーを供給するためのエアーブロー機構（図示せず）が付設されている。ブロー用エアーを中間成形品４にブローする動作と、延伸棒９１による延伸動作とを適切なタイミングで行うことにより、中間成形品４を二軸延伸ブローして、第２開閉型２３によって規定されるキャビティ内周面形状が正確に転写されたボトル３が得られる。
【００５０】
他方の第１処理部１９も第２処理部２０と同様な構成である。異なる点は、使用している第１開閉型２１が中間成形品４を延伸ブロー成形するためのものとなっている点である。
【００５１】
ここで、第１処理部１９、第２処理部２０は次のように各種の処理形態のものとすることができる。まず、第１処理部１９の第１処理は次の（ａ１）〜（ａ５）のうちのいずれか一つの処理形態とすることができる。
（ａ１）第１開閉型２１としてプリフォーム２の加熱状態を調整するための加熱調整用の開閉型を用いて、プリフォーム２の各部分の加熱状態を調整する加熱状態調整処理
（ａ２）第１開閉型２１としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも小さな中間成形品４を得る予備ブロー処理
（ａ３）第１開閉型２１としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも一回り大きな中間成形品４を得る予備ブロー処理
（ａ４）第１開閉型２１としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトル３を得るブロー処理
（ａ５）第１開閉型２１を型開き状態のまま保持する処理
【００５２】
これらの第１処理（ａ１）〜（ａ５）に対応させて、第２処理部２０の第２処理を次のような処理内容とすることができる。
（ｂ１）第１処理（ａ１）を採用する場合には、第２開閉型２３としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形してボトル３を得るブロー処理を採用することができる。第１処理においてプリフォーム２の各部分の加熱状態に変化を付けることができる。例えば、最終製品であるボトルにおいて肉厚を厚くしたい部分、薄くしたい部分、延伸倍率が高い部分、低い部分などに対応させて、プリフォーム２の各部の加熱温度を変化させることができる。偏平な断面形状のボトルなどを成形する場合に、延伸倍率の低い部分を、延伸倍率の高い部分に比べて低い温度に調整する場合に適している。また、把手をインサート成形する場合に、把手のインサート部分の延伸倍率を低くするために、当該部分を他の部分に比べて低い温度に調整する場合にも適している。
【００５３】
（ｂ２）第１処理（ａ２）を採用する場合には、第２開閉型２３としてブロー成形型を用いて、最終成形品であるボトルよりも小さな形状の中間成形品４をブロー成形あるいは延伸ブロー成形してボトル３を得る最終ブロー処理を採用することができる。これは本実施の形態に係るブロー成形装置１の場合の処理である。延伸倍率が高い場合、肉厚の厚いプリフォームから大型容器を成形する場合などに適している。
【００５４】
（ｂ３）第１処理（ａ３）を採用する場合には、第２開閉型２３としてブロー成形型を用いて、最終成形品であるボトルよりも一回り大きな形状に成形した中間成形品が熱収縮してボトルより一回り小さな形状になった後に、当該中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形してボトル３を得る最終ブロー処理を採用することができる。肉厚の厚いプリフォームを高い延伸倍率で延伸させて耐熱性の高い大型容器を得る場合などに適している。
【００５５】
（ｂ４）第１処理（ａ４）を採用する場合には、第２開閉型２３を型開き状態のまま保持すればよい。例えば、一般的なサイズの飲料用ボトルなどを成形する場合には、ブロー成形あるいは延伸ブロー成形を繰り返すことなく、１回のブロー成形あるいは延伸ブロー成形のみで良い場合がある。このような場合には、一方の処理部のみを用いればよい。
【００５６】
（ｂ５）逆に、第１処理（ａ５）を採用する場合、すなわち、第１処理部を使用しない場合には、第２処理（ｂ１）を採用すればよい。この場合も、一般的なサイズの飲料用ボトルなどを成形する場合に、ブロー成形あるいは延伸ブロー成形を繰り返すことなく、１回のブロー成形あるいは延伸ブロー成形のみで良い場合があり、このような場合に適している。
【００５７】
これらに加えて、大型のボトルなどの容器においては、簡単に持ち運びできるように把手がインサート成形によって取り付けられる場合がある。例えば、第２処理部２０において、第２開閉型２３内に把手を挿入した状態でブロー成形あるいは延伸ブロー成形を行うことにより、把手付き容器をインサート成形することができる。
【００５８】
（口部の位置調整）
なお、ボトルなどの容器において、その中心軸線回りにおける口部と胴部の位置合わせが必要な場合には、延伸ブロー前の段階においてプリフォーム２をその中心軸線回りに回転させてブロー成形用の開閉型２１、２３に対するプリフォーム２の向きを調整する調整機構を配置すればよい。本実施の形態のブロー成形装置１の場合には、第２直線搬送路１２から第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに送り込まれたキャリア７に搭載されているプリフォーム２をその中心軸線回りに回転して、第３直線搬送路１３を搬送される当該プリフォーム２の向きを調整する調整機構が配置されている。
【００５９】
図３（ａ）に示すように、調整機構１１０は、第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに送り込まれたキャリア７のスプロケット７ｄに噛み合い可能なスプロケット１１１と、このスプロケット１１１をキャリア側のスプロケット７ｄに噛み合う位置および噛み合い解除位置に移動させる移動機構１１２とを備えている。移動機構１１２は、先端部にスプロケット１１１が取り付けられている揺動腕１１３と、この揺動腕１１３を揺動させるための電動シリンダ１１４から構成することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ ブロー成形装置
２ プリフォーム
３ ボトル
４ 中間成形品
５ 装置ハウジング
５ａ 機械室
５ｂ 処理室
６ 循環路
７ キャリア
１１ 第１直線搬送路
１２ 第２直線搬送路
１３ 第３直線搬送路
１４ 第４直線搬送路
１６ プリフォーム投入部
１７ 第１加熱部
１８ 第２加熱部
１９ 第１処理部
２０ 第２処理部
２１ 第１開閉型
２２ 第１処理位置
２３ 第２開閉型
２４ 第２処理位置
２５ ボトル排出台
２６ ボトル排出部
３０ 装置フレーム
３１ 第１直線ガイドレール
３２ 第２直線ガイドレール
３３ 第３直線ガイドレール
３４ 第４直線ガイドレール
３５ 第１キャリア押し出しシリンダ
３６ 第２キャリア押し出しシリンダ
３７ 第１キャリア移送部
３８、３９、４０ 腕部
４１ 移送板
４２ 駆動機構
５１ａ、５１ｂ 把持爪
５２ 開閉用シリンダ
５３ 旋回腕
５４ 旋回用シリンダ
６１ 外部加熱機構
６２ 機構フレーム
７０ 内部加熱機構
７１、７２、７６ ヒーター棒
７３ 支持腕
７４ 昇降用シリンダ
７５ 内部加熱機構
７６ ヒーター棒
７７ 支持腕
７８ 昇降用シリンダ
８０ 型締部
９０ 延伸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形品であるプリフォームを加熱して延伸ブロー成形することにより、飲料水サーバーのタンク等として用いられる大型のボトルを製造するのに適したブロー成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験管形状をした射出成形品であるプリフォーム（パリソン）を二軸延伸ブロー成形して得られる各種サイズのボトルが広く利用されている。特許文献１には、閉鎖形状をした搬送路に沿ってプリフォーム・キャリア・パレットを搬送して、プリフォームの供給、その加熱、二軸延伸ブロー成形、成形品の回収動作を順次に行う小型でコンパクトな構成の二軸延伸成形機が提案されている。
【０００３】
近年においては、飲料水サーバーなどのタンクとして、容量の大きなボトルが利用されている。このような大型ボトルを延伸ブロー成形するためには、肉厚の厚い試験管形状の樹脂製プリフォームを用意し、その円筒状の胴部および底部を大きな延伸倍率で引き伸ばす必要がある。大型ボトルを延伸ブロー成形する場合には、厚肉のプリフォームの内外を均一に加熱して延伸ブローする必要がある。特許文献２においては、パリソンを２回に亘り延伸ブローして大型容器を製造する方法が提案されている。ここでは、第１回目の延伸ブローによって、パリソンをある程度の大きさの予備成形品とし、第２回目の延伸ブローによって最終製品である大型容器を得ることにより、パリソンの各部分を適切な肉厚となるように二軸延伸ブローしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ９８／０３３２４号パンフレット
【特許文献２】特開平０８−９０６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来において、肉厚の厚いプリフォームを順次に搬送して延伸ブロー成形を行って大型のボトルを効率良く製造するための小型でコンパクトな構成のブロー成形装置は提案されていない。本発明の課題は、効率良く、肉厚の厚いプリフォームから大型のボトルを延伸ブロー成形することのできる小型でコンパクトな構成のブロー成形装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のブロー成形装置は、
有底筒状の胴部と口部を備えた射出成形品であるプリフォームを、前記口部を下にした倒立状態で搭載可能なキャリアと、
前記キャリアを循環させるために同一平面上において矩形の循環路を形成している第１〜第４直線搬送路と、
前記キャリアを、前記第１〜第４直線搬送路を順次に経由させて搬送する搬送機構と、
前記第１直線搬送路の途中位置において前記キャリアに前記プリフォームを搭載する投入部と、
前記キャリアが前記第１直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第１加熱部と、
前記キャリアが前記第２直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第２加熱部と、
前記第３直線搬送路における途中位置に配置した第１開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第１処理を施す第１処理部と、
前記第３直線搬送路における前記第１処理部による処理位置よりもキャリア搬送方向の下流側の位置に配置した第２開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第２処理を施す第２処理部と、
前記第４直線搬送路におけるキャリア搬送方向の上流端位置において、前記プリフォームに対して前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理を施すことにより得られた最終製品であるボトルを、前記キャリアから取り外して排出する排出部とを有しており、
前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理はブロー成形処理あるいは延伸ブロー成形処理であることを特徴とするブロー成形装置。
【０００７】
本発明のブロー成形装置では、同一平面上の矩形の循環路に沿ってキャリアによって間欠送りされながら、プリフォームが第１加熱部および第２加熱部を順次に経由して加熱される。加熱後のプリフォームは第１処理部および第２処理部を順次に経由して搬送されて延伸ブローされ、最終製品の容器になる。第１加熱部および第２加熱部の加熱形態（外部加熱、内部加熱）を適切に設定することにより、肉厚の厚いプリフォームを均一に加熱することができる。また、第１処理部の処理形態（変化熱の付与、予備ブロー成形）および第２処理部の処理形態（最終ブロー成形）を適切に設定することにより、肉厚の厚いプリフォームの各部分を適切に二軸方向にブローあるいは延伸ブローすることができる。
【０００８】
次に、本発明のブロー成形装置の搬送機構は、
前記第１直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向にキャリア１個分に相当する第１送りピッチで間欠的に押し出す第１キャリア押し出し部と、
前記第２直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向に前記第１送りピッチで間欠的に押し出す第２キャリア押し出し部と、
前記第３直線搬送路上において、前記第２直線搬送路から押し出された前記キャリアを受け入れる上流端位置、前記第１開閉型内に位置する第１処理位置、および前記第２開閉型内に位置する第２処理位置にある各キャリアを、前記第１送りピッチよりも広い第２送りピッチで送り出して、前記第１処理位置、前記第２処理位置、および前記第４直線搬送路の前記上流端位置のそれぞれに移送する移送動作を間欠的に行う第１キャリア移送部と、
前記第４直線搬送路の前記上流端位置にある前記キャリアを、当該第４直線搬送路を経由して前記第１直線搬送路の上流端位置に移送する移送動作を間欠的に行う第２キャリア移送部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のブロー成形装置は、プリフォームの形状、肉厚等に応じて、その外部加熱、内部加熱を適切に行うことにより、プリフォームの全体を均一に加熱する処理を効率良く行うために、第１加熱部および第２加熱部が次のように構成されている。まず、前記第１加熱部は、間欠送りされる前記キャリアを外側から加熱する外部加熱機構および前記キャリアを内側から加熱する内部加熱機構の双方、前記外部加熱機構のみ、または、前記内部加熱機構のみを備えている。これに対して、前記第２加熱部は、前記第１加熱部が前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えており、前記第１加熱部が前記外部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構のみ、もしくは前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えており、前記第１加熱部が前記内部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えている。
【００１０】
内部加熱機構としては、前記キャリアの中心貫通穴を通って当該キャリアに搭載されている前記プリフォームの内部に挿入可能な内部加熱部材と、当該内部加熱部材を昇降させる昇降機構とを備えた機構を用いることができる。この場合には、間欠送りされる前記キャリアが一時停止すると、前記内部加熱部材を上昇させて前記キャリアに搭載されている前記プリフォーム内に前記内部加熱部材を挿入して当該プリフォームを内側から加熱し、前記キャリアが送り出される前に前記内部加熱部材を降下させるようにすればよい。
【００１１】
この場合、前記キャリアの間欠送りピッチと同一のピッチで複数本の前記内部加熱部材を配列し、これらの内部加熱部材を前記昇降機構によって同時に昇降させるようにすれば、間欠送りされるプリフォームに対して間欠的に繰り返し内部加熱を施すことができる。
【００１２】
次に、本発明のブロー成形装置は第１処理部および第２処理部を備えており、前記第１処理部は、前記第１開閉型として前記プリフォームの加熱状態を調整するための加熱調整用の開閉型を用いて、当該プリフォームの各部分の加熱状態を調整する加熱状態調整処理を行い、前記第２処理部は、前記第２開閉型としてブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得るブロー成形を行う。
【００１３】
この代わりに、前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品である前記ボトルよりも小さな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、前記第２処理部は、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて、前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うようにしてもよい。
【００１４】
また、前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも一回り大きな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、前記第２処理部は、前記中間成形品が熱収縮して前記ボトルよりも一回り小さな形状になった後に、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うようにしてもよい。
【００１５】
さらに、前記第２処理部は、前記第２開閉型内に把手を挿入した状態でブロー成形あるいは延伸ブロー成形を行うことにより、把手付きのボトルをインサート成形することもできる。
【００１６】
さらに、最終製品であるボトルにおいて、その中心軸線回りにおける口部と胴部の位置合わせが必要な場合には、延伸ブロー前の段階においてプリフォームを中心軸線回りに回転させて開閉型に対するプリフォームの向きを調整する調整機構を配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した大型ボトルのブロー成形装置の平面図、正面図、右側面図、左側面図および背面図である。
【図２】ブロー成形装置の拡大平面図である。
【図３】ブロー成形装置のプリフォーム搬送機構を示す平面図、第３直線搬送路を示す側面図、第４直線搬送路を示す側面図である。
【図４】第４直線搬送路に付設されているプリフォーム移送機構を示す平面図、側面図、断面図である。
【図５】プリフォーム供給部を示す平面図、ボトル排出部を示す平面図、側面図、供給部および排出部の正面図、供給部および排出部の側面図である。
【図６】加熱機構を示す平面図、正面図、側面図である。
【図７】内部加熱機構を示す平面図、正面図、側面図である。
【図８】内部加熱機構を示す平面図、正面図、側面図である。
【図９】延伸ブロー成形部の型締部を示す平面図、正面図、側面図である。
【図１０】延伸ブロー成形部の延伸部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したブロー成形装置の実施の形態を説明する。
【００１９】
（全体構成）
図１（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態に係るブロー成形装置を示す平面図、正面図、右側面図、左側面図および背面図であり、図１（ｆ）はプリフォーム、中間成形品および最終成形品であるボトルを示す説明図である。図２はブロー成形装置の拡大平面図である。ブロー成形装置１は、樹脂の射出成形品であるプリフォーム２に二軸延伸ブロー成形を施して、飲料水サーバーの水タンク等として用いられる大型のボトル３を製造する装置である。詳細は後述するが、プリフォーム２が二軸延伸ブローされて中間成形品４となり、中間成形品４が二軸延伸ブローされて最終製品であるボトル３となる。
【００２０】
ブロー成形装置１は、全体として略直方体形状の装置ハウジング５を備えており、装置ハウジング５の下半部分は機械室５ａとなっており、上半部分は、プリフォーム２を延伸ブロー成形してボトル３を得るための処理室５ｂとなっている。処理室５ｂ内には、プリフォーム２を、各処理部を経由する搬送経路に沿って搬送するための循環路６が同一平面上に配置されており、当該循環路６を循環するキャリア７によってプリフォーム２が搬送される。
【００２１】
キャリア７は、図１（ｆ）に示すように、矩形輪郭のキャリア本体部７ａと、このキャリア本体部７ａに回転自在の状態で保持されている円筒部７ｂと、円筒部７ｂの上端部分に同軸状に取り付けられている円筒状のプリフォーム差し込み部７ｃと、円筒部７ｂの下端部分に同軸状に取り付けられているスプロケット７ｄとを備えている。キャリア７の中心部には中心貫通穴７ｅが形成されている。
【００２２】
プリフォーム２は、図１（ｆ）に示すように、試験管形状をした樹脂の射出成形品であり、円形の口部２ａ、円筒状の胴部２ｂおよび半球状の底部２ｃを備えており、胴部２ｂから底部２ｃに掛けての部分は肉厚が厚い。プリフォーム２を二軸延伸ブローして得られるボトル３は、プリフォーム２の口部２ａが延伸されずにそのままの形状で残っている口部３ａと、プリフォーム２の胴部２ｂおよび底部２ｃを二軸延伸ブロー成形することによって得られた円筒状の胴部３ｂおよび底部３ｃとを備えている。本例では、プリフォーム２の胴部２ｂ、底部２ｃを二軸延伸ブローして一回り大きな円筒状の胴部４ｂ、底部４ｃを備えた中間成形品４を製造し、しかる後に、中間成形品４を二軸延伸ブローして最終製品であるボトル３を製造している。
【００２３】
次に、図１（ａ）、図２から分かるように、ブロー成形装置１の循環路６は同一平面上に位置する矩形の閉じ循環路であり、第１〜第４直線搬送路１１〜１４から構成されている。キャリア７は、循環路６を図２の矢印で示す方向に搬送される。第１直線搬送路１１の途中位置には、キャリア７にプリフォーム２を倒立状態で搭載するプリフォーム投入部１６が配置されている。第１直線搬送路１１におけるプリフォーム投入部１６よりも搬送方向下流側の部分は第１加熱部１７内を通る搬送路部分であり、当該搬送路部分を通ってキャリア７が搬送される間に、当該キャリア７に搭載されているプリフォーム２が加熱される（一次加熱）。第１直線搬送路１１の下流端には第２直線搬送路１２の上流端が接続されている。第２直線搬送路１２は第２加熱部１８内を通る搬送路であり、当該搬送路を通ってキャリア７が搬送される間に、当該キャリア７に搭載されているプリフォーム２が加熱される（二次加熱）。
【００２４】
第２直線搬送路１２の下流端には第３直線搬送路１３の上流端が接続されている。第３直線搬送路１３には、その上流側から下流側に向かって第１処理部１９および第２処理部２０が配置されている。本例の第１処理部１９は延伸ブロー成形型である第１開閉型（図示せず）を備えており、第１開閉型は、第３直線搬送路１３を挟み、これに直交する方向に開閉する。第１開閉型の中心である第１処理位置２２に位置するキャリア７に搭載されているプリフォーム２に対して第１処理が施される。本例の第１処理は、プリフォーム２を二軸延伸ブローして中間成形品４を得る処理である。
【００２５】
第２処理部２０も延伸ブロー成形型である第２開閉型２３（図９参照）を備えており、第２開閉型２３も第３直線搬送路１３を挟み、これに直交する方向に開閉する。第２開閉型２３の中心である第２処理位置２４に位置するキャリア７に搭載されている中間成形品４に対して第２処理が施される。本例の第２処理は、中間成形品４を二軸延伸ブローして最終製品であるボトル３を得る処理である。
【００２６】
第３直線搬送路１３の下流端に繋がっている第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａの近傍には、当該位置にあるキャリア７に搭載されているボトル３をキャリア７から取り外してボトル排出台２５の側に排出するボトル排出部２６が配置されている。ボトル排出部２６においてボトル３が取り外されて空になったキャリア７は、第４直線搬送路１４を経由して第１直線搬送路１１の上流端位置１１ａに戻るようになっている。
【００２７】
（キャリア搬送機構）
図３および図４を主に参照して、第１〜第４直線搬送路１１〜１４からなる矩形の循環路６に沿ってキャリア７を搬送するキャリア搬送機構を説明する。図３（ａ）は循環路６を示す平面図であり、図３（ｂ）は第３直線搬送路１３を示す側面図であり、図３（ｃ）は第４直線搬送路１４を示す断面図である。図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、第３直線搬送路１３に付設されている第１キャリア移送部を示す平面図、側面図および断面図であり、図４（ｄ）は第１キャリア移送部の腕部を示す説明図である。
【００２８】
まず、第１〜第４直線搬送路１１〜１４は、装置フレーム３０によって水平に支持されている第１〜第４直線ガイドレール３１〜３４によって規定されている。第１〜第４直線ガイドレール３１〜３４は上方に開口した溝型断面のガイドレールであり、当該ガイドレールに沿ってキャリア７の矩形輪郭のキャリア本体部７ａの両側縁部がスライドする。
【００２９】
第１直線搬送路１１には、第１直線ガイドレール３１に沿ってキャリア７が相互に接した状態で配列されている。すなわち、隣接するキャリア７のキャリア本体部７ａにおける搬送方向の前後の端面が相互に接した状態で配列されている。第１直線搬送路１１における上流端位置１１ａの近傍には、キャリア押し出しシリンダ３５（第１キャリア押し出し部）が配置されている。キャリア押し出しシリンダ３５の押し出しロッド３５ａは、キャリア１個分に相当する第１送りピッチｐ１でキャリア７を第１直線ガイドレール３１に沿って押し出し可能である。よって、第１直線搬送路１１に配列されている各キャリア７は、第１送りピッチｐ１で間欠的に下流側に向けて搬送され、第１直線搬送路１１の下流端位置１１ｂにあるキャリア７は１ピッチ分送り出されると、第２直線搬送路１２の上流端位置１２ａに送り込まれる。
【００３０】
第２直線搬送路１２にも、第２直線ガイドレール３２に沿ってキャリア７が相互に接した状態で配列されている。第２直線搬送路１２の上流端位置１２ａの近傍にも、当該第２直線搬送路１２に沿ってキャリア１個分の送りピッチで各キャリア７を押し出すキャリア押し出しシリンダ３６（第２キャリア押し出し部）が配置されている。第２直線搬送路１２の下流端位置１２ｂにあるキャリア７は１ピッチ分送り出されると、第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに送り込まれる。
【００３１】
なお、第１直線搬送路１１のプリフォーム投入部１６の側方に配置した一対のスプロケット１０１ａ、１０１ｂの間、および、第２直線搬送路１２の側方に配置した一対のスプロケット１０２ａ、１０２ｂとの間には、それぞれ、チェーン１０３ａ、１０３ｂが架け渡されている。チェーン１０３ａ、１０３ｂは、これらの搬送路部分に沿って搬送される各キャリア７のスプロケット７ｄに噛み合うように配置されている。したがって、一方のスプロケットを不図示の回転駆動源によって回転駆動することにより、第１加熱部１７、第２加熱部１８を通って搬送されるプリフォーム２はその中心軸線回りに回転しながら外周側から均一に加熱される。
【００３２】
次に、第３直線搬送路１３には、図４に示すように、第３直線ガイドレール３３に沿って３個ずつキャリア７を、キャリア１個分の送りピッチｐ１よりも広い送りピッチｐ２で搬送するための第１キャリア移送部３７が配置されている。第１キャリア移送部３７は、３本の伸縮式の腕部３８、３９、４０と、これらの腕部３８〜４０が取り付けられている移送板４１と、移送板４１を第３直線ガイドレール３３に沿って搬送方向に往復移動させる駆動機構４２とを備えている。
【００３３】
伸縮式の腕部３８〜４０は、送りピッチｐ２の間隔で移送板４１に取り付けられており、各腕部３８〜４０は、第３直線ガイドレール３３に対して直交する方向に伸縮可能な腕３８ａ〜４０ａと、腕３８ａ〜４０ａを伸縮させる駆動シリンダ３８ｂ〜４０ｂを備えている。腕３８ａ〜４０ａの先端部には、キャリア７の円筒部７ｂにおけるキャリア差し込み部７ｃの下側部分に横方から当接可能な半円形の溝３８ｃ〜４０ｃが形成されている。移送板４１は送りピッチｐ２分だけ搬送方向に往復移動する。したがって、移送板４１が、最も上流側の腕部３８が第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに位置している後退位置４１Ａにある場合には、その下流側の腕部３９は第１処理位置２２に位置し、最も下流側の腕部４０は第２処理位置２４に位置する。移送板４１が送りピッチｐ２だけ下流側にスライドした前進位置４１Ｂに移動すると、腕部３８〜４０はそれぞれ第１処理位置２２、第２処理位置２４および第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａに位置決めされる。
【００３４】
移送板４１が後退位置４１Ａにある状態において、各腕３８ａ〜４０ａを伸長させて各キャリア７に係合させ、次に、移送板４１を移動させて前進位置４１Ｂまで移動させ、各腕３８ａ〜４０ａを引き込むことにより各キャリア７から離し、移送板４１を前進位置４１Ｂから後退位置４１Ａまで戻す。これらの一連の動作が、キャリア７の１回の間欠送り動作毎に行われる。
【００３５】
次に、第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａに送り込まれたキャリア７は、第２キャリア移送部（図示せず）によって第１直線搬送路１１の上流端位置１１ａに戻される。このキャリア７を第１直線搬送路１１に戻す動作も、キャリア７の１回の間欠送り動作毎に行われる。第２キャリア移送部４３の具体的な構成については図示を省略してあるが、市販の直動機構、例えば、電動シリンダ内蔵の直動ユニットを用いることができる。このような直動機構は、駆動モーターと、この駆動モーターによって、第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａから第１直線搬送路１１の上流端位置１１ａまでの間を経由する無限軌道に沿って循環するチェーンコンベアとを備えた機構によって構成されている。
【００３６】
（プリフォーム投入部、ボトル排出部）
図５（ａ）〜（ｃ）はボトル排出部２６を示す平面図、正面図および側面図である。ボトル排出部２６は、ボトル３の口部３ａを両側から把持するための一対の開閉式の把持爪５１ａ、５１ｂと、これらの把持爪５１ａ、５１ｂを開閉する開閉用シリンダ５２と、開閉用シリンダ５２を支持している旋回腕５３と、旋回腕５３を旋回させるための旋回用シリンダ５４とを備えている。
【００３７】
旋回腕５３は、第４直線搬送路１４の上流端位置１４ａの側に水平に倒れた引き抜き側位置５３Ａから１８０度旋回して反対側に水平に倒れた排出側位置５３Ｂまでの間を旋回可能である。旋回腕５３の開閉用シリンダ５２に取り付けられている一対の開閉式の把持爪５１ａ、５１ｂは、引き抜き側位置５３Ａにおいては、キャリア７に差し込まれているボトル３の口部３ａの両側に位置し、これらの把持爪５１ａ、５１ｂを閉じるとボトル３を把持できる。この状態で旋回腕５３を排出側位置５３Ｂに向けて旋回させると、ボトル３がキャリア７から上方に引き抜かれる。旋回腕５３が排出側位置５３Ｂまで旋回すると、把持されているボトル３がボトル排出台２５に載った状態になる。この状態で把持爪５１ａ、５１ｂを開きボトル３を開放する。ボトル排出台２５に排出されたボトル３は、作業員あるいは搬送機構によって回収される。
【００３８】
なお、プリフォーム投入部１６もボトル排出部２６と基本的に同一構造であるので、その説明を省略する。プリフォーム投入部１６では、旋回腕５３の排出側位置５３Ｂがプリフォームの供給側位置であり、旋回腕５３の引き抜き側位置５３Ａはプリフォーム２をキャリア７に差し込む差し込み側位置である。
【００３９】
（第１、第２加熱部）
図６（ａ）〜（ｃ）は第１加熱部１７の外部加熱機構を示す平面図、正面図および側面図であり、図７（ａ）〜（ｃ）は第１加熱部１７の内部加熱機構を示す平面図、正面図および側面図である。第２加熱部１８の構成は第１加熱部１７と基本的に同一であるので、その説明は省略する。
【００４０】
図６に示すように、第１加熱部１７の外部加熱機構６１は、第１直線搬送路１１を間欠的に搬送されるキャリア７に搭載されているプリフォーム２を外側から加熱するものである。外部加熱機構６１は、第１直線搬送路１１の一方の側の機構フレーム６２によって一定の間隔で上下に配置した複数本の水平支持腕６３の先端に赤外線ヒーター６４が搬送方向に水平に支持されている。第１直線搬送路１１の反対側に配置されている機構フレーム６５には搬送方向に一定の間隔で上下に延びるスリット状の通気口６６が形成されている。不図示のエアー供給源から機構フレーム６５の外側に取り付けたエアーダクト６７および通気口６６を介して、第１加熱部１７内を搬送されるプリフォーム２に冷却用エアーが吹き付けられる。これにより、外部加熱機構６１によってプリフォーム２の外周面が過熱状態に陥ることを防止できる。
【００４１】
図７に示すように、第１加熱部１７の内部加熱機構７０は、内部加熱用の細長い一対のヒーター棒７１、７２と、これらを垂直に支持している支持腕７３と、支持腕７３を垂直方向に昇降させるための昇降用シリンダ７４とを備えており、昇降用シリンダ７４は装置フレーム３０に取り付けられている。一対のヒーター棒７１、７２はキャリア７の送りピッチｐ１の間隔で配列されており、第１加熱部１７内を通る第１直線搬送路１１の部分において、一時停止位置にある隣接する２個のキャリア７に対して、その下側から中心貫通穴７ｅを通ってプリフォーム２内に差し込み可能である。
【００４２】
昇降用シリンダ７４によって、一対のヒーター棒７１、７２は、キャリア７の下側に位置する降下位置７１Ａ、７２Ａから、それらの先端がプリフォーム２内の底部２ｃの近傍まで上昇した上昇位置７１Ｂ、７２Ｂまでの間を昇降可能である。加熱状態にあるヒーター棒７１、７２をプリフォーム２内に差し込むことにより、プリフォーム２を内側から加熱することができる。すなわち、間欠送りされるキャリア７が一時停止すると、ヒーター棒７１、７２が上昇してキャリア７に搭載されているプリフォーム２の内部に挿入されてプリフォーム２が内側から加熱される。ヒーター棒７１、７２はキャリア７が送り出される前にプリフォーム２、キャリア７から下方に引き抜かれる。このように、第１、第２加熱部１７、１８において、外側から加熱すると共に内側からも加熱することによって、肉厚の厚いプリフォーム２を温度ムラなく均一に加熱することができる。
【００４３】
本例では２本のヒーター棒７１、７２を用いて、第１加熱部１７内における隣接する２箇所で内部加熱を行っているが、１本のヒーター棒を用いて１箇所においてのみ内部加熱を行うこともできる。また、第１加熱部１７内において３箇所以上の位置においてプリフォーム２を内部加熱することも可能である。以下に、連続した６箇所において内部加熱を行う場合の内部加熱機構の構成例を説明する。
【００４４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、連続した６箇所において内部加熱を行う場合に用いる内部加熱機構の例を示す平面図、正面図および側面図である。図示の内部加熱機構７５では、送りピッチｐ１で６本のヒーター棒７６が配列されており、これらを支持している支持腕７７が昇降用シリンダ７８の昇降ロッド７８ａに取り付けられている。この場合には、１本のプリフォーム２は６回分の間欠送り動作の間の一時停止状態において各ヒーター棒７６によって内側から加熱される。例えば、上流側から下流側に向けて各ヒーター棒７６の加熱温度が段階的に高くなるように設定しておけば、プリフォーム２は徐々に高い温度となるように加熱される。なお、図８の例では、外部加熱機構として、搬送路の両側に赤外線ヒーター６４が配置された構成のものが用いられている。
【００４５】
ここで、本例では第１加熱部１７および第２加熱部１８の双方において内部加熱機構が備わっている。第１加熱部１７には図７に示すように少ない箇所でプリフォーム２の内部加熱を行い、第２加熱部１８では図８に示すようにより多い箇所でプリフォーム２の内部加熱を行うようにしてもよい。逆に、第１加熱部１７において多数の箇所でプリフォーム２を内部加熱し、第２加熱部１８ではより少ない箇所でプリフォーム２の内部加熱を行うことも可能である。
【００４６】
また、第１加熱部１７は外部加熱機構のみとし、第２加熱部１８も外部加熱機構のみとすることが可能である。第１加熱部１７に内部加熱機構のみを配置した場合には、第２加熱部１８には、外部加熱機構のみを配置するか、あるいは、内部加熱機構および外部加熱機構の双方を配置することができる。このように、複数の加熱部（本例では、第１加熱部１７、第２加熱部１８の２つの加熱部）と、内部加熱機構および外部加熱機構との組み合わせ形態によって、各種のプリフォーム加熱形態を実現できる。したがって、プリフォーム２の形状、大きさ、肉厚等と、最終的に得られるボトルの形状、大きさ、肉厚、各部分の延伸倍率等とに応じて、最適な加熱形態を採用することができる。
【００４７】
（第１、第２処理部）
図９（ａ）〜（ｃ）は第２処理部２０の第２開閉型２３の型締部を示す平面図、断面図および側面図である。図１０（ａ）は、第２処理部２０の第２開閉型２３の延伸部を第３直線搬送路１３に直交する面で切断した場合の断面図であり、図１０（ｂ）は延伸部を第３直線搬送路１３に平行な面で切断した場合の断面図である。
【００４８】
先に述べたように、第２処理部２０は中間成形品４を二軸延伸ブローして最終製品であるボトル３を成形する第２処理を行うものであり、第２開閉型２３として左右一対の分割型２３ａ、２３ｂおよび底型２３ｃを備えている。第２開閉型２３の型締部８０は、左右の分割型２３ａ、２３ｂを支持している左右のスライド式型支持部材８１、８２を備えている。スライド式型支持部材８１、８２は、装置フレームに取り付けた左右の支持ブロック８３、８４にスライド可能な状態で搭載されている。左右のスライド式型支持部材８１、８２は不図示のスライド機構によって開閉方向にスライドして、左右の分割型２３ａ、２３ｂの型締め、型開き動作が行われる。底型２３ｃは、装置フレームに取り付けた門型支持枠８５に、下向き状態に搭載されている昇降用シリンダ８６の伸縮ロッド８６ａに取り付けられており、左右の分割型２３ａ、２３ｂに開閉動作に同期して昇降させるようになっている。
【００４９】
図１０に示すように、第２処理部２０の第２開閉型２３の中心に位置する第２処理位置２４の真下には、中間成形品４を上方に延伸させるための延伸部９０が配置されている。延伸部９０は、細長い延伸棒９１と、この延伸棒９１を垂直姿勢となるように支持している支持部材９２と、支持部材９２を垂直方向に昇降させる昇降用シリンダ９３とを備えている。延伸棒９１は、第２処理位置２４に位置しているキャリア７の中心貫通穴７ｅを通って中間成形品４の内部に差し込まれ、中間成形品４の底部４ｃを上方に押し上げる。これによって、中間成形品４が上方に延伸する。また、延伸部９０にはキャリア７の中心貫通穴７ｅを介して中間成形品４の内部にブロー用エアーを供給するためのエアーブロー機構（図示せず）が付設されている。ブロー用エアーを中間成形品４にブローする動作と、延伸棒９１による延伸動作とを適切なタイミングで行うことにより、中間成形品４を二軸延伸ブローして、第２開閉型２３によって規定されるキャビティ内周面形状が正確に転写されたボトル３が得られる。
【００５０】
他方の第１処理部１９も第２処理部２０と同様な構成である。異なる点は、使用している第１開閉型２１が中間成形品４を延伸ブロー成形するためのものとなっている点である。
【００５１】
ここで、第１処理部１９、第２処理部２０は次のように各種の処理形態のものとすることができる。まず、第１処理部１９の第１処理は次の（ａ１）〜（ａ５）のうちのいずれか一つの処理形態とすることができる。
（ａ１）第１開閉型２１としてプリフォーム２の加熱状態を調整するための加熱調整用の開閉型を用いて、プリフォーム２の各部分の加熱状態を調整する加熱状態調整処理
（ａ２）第１開閉型２１としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも小さな中間成形品４を得る予備ブロー処理
（ａ３）第１開閉型２１としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも一回り大きな中間成形品４を得る予備ブロー処理
（ａ４）第１開閉型２１としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトル３を得るブロー処理
（ａ５）第１開閉型２１を型開き状態のまま保持する処理
【００５２】
これらの第１処理（ａ１）〜（ａ５）に対応させて、第２処理部２０の第２処理を次のような処理内容とすることができる。
（ｂ１）第１処理（ａ１）を採用する場合には、第２開閉型２３としてブロー成形型を用いて、プリフォーム２をブロー成形あるいは延伸ブロー成形してボトル３を得るブロー処理を採用することができる。第１処理においてプリフォーム２の各部分の加熱状態に変化を付けることができる。例えば、最終製品であるボトルにおいて肉厚を厚くしたい部分、薄くしたい部分、延伸倍率が高い部分、低い部分などに対応させて、プリフォーム２の各部の加熱温度を変化させることができる。偏平な断面形状のボトルなどを成形する場合に、延伸倍率の低い部分を、延伸倍率の高い部分に比べて低い温度に調整する場合に適している。また、把手をインサート成形する場合に、把手のインサート部分の延伸倍率を低くするために、当該部分を他の部分に比べて低い温度に調整する場合にも適している。
【００５３】
（ｂ２）第１処理（ａ２）を採用する場合には、第２開閉型２３としてブロー成形型を用いて、最終成形品であるボトルよりも小さな形状の中間成形品４をブロー成形あるいは延伸ブロー成形してボトル３を得る最終ブロー処理を採用することができる。これは本実施の形態に係るブロー成形装置１の場合の処理である。延伸倍率が高い場合、肉厚の厚いプリフォームから大型容器を成形する場合などに適している。
【００５４】
（ｂ３）第１処理（ａ３）を採用する場合には、第２開閉型２３としてブロー成形型を用いて、最終成形品であるボトルよりも一回り大きな形状に成形した中間成形品が熱収縮してボトルより一回り小さな形状になった後に、当該中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形してボトル３を得る最終ブロー処理を採用することができる。肉厚の厚いプリフォームを高い延伸倍率で延伸させて耐熱性の高い大型容器を得る場合などに適している。
【００５５】
（ｂ４）第１処理（ａ４）を採用する場合には、第２開閉型２３を型開き状態のまま保持すればよい。例えば、一般的なサイズの飲料用ボトルなどを成形する場合には、ブロー成形あるいは延伸ブロー成形を繰り返すことなく、１回のブロー成形あるいは延伸ブロー成形のみで良い場合がある。このような場合には、一方の処理部のみを用いればよい。
【００５６】
（ｂ５）逆に、第１処理（ａ５）を採用する場合、すなわち、第１処理部を使用しない場合には、第２処理（ｂ１）を採用すればよい。この場合も、一般的なサイズの飲料用ボトルなどを成形する場合に、ブロー成形あるいは延伸ブロー成形を繰り返すことなく、１回のブロー成形あるいは延伸ブロー成形のみで良い場合があり、このような場合に適している。
【００５７】
これらに加えて、大型のボトルなどの容器においては、簡単に持ち運びできるように把手がインサート成形によって取り付けられる場合がある。例えば、第２処理部２０において、第２開閉型２３内に把手を挿入した状態でブロー成形あるいは延伸ブロー成形を行うことにより、把手付き容器をインサート成形することができる。
【００５８】
（口部の位置調整）
なお、ボトルなどの容器において、その中心軸線回りにおける口部と胴部の位置合わせが必要な場合には、延伸ブロー前の段階においてプリフォーム２をその中心軸線回りに回転させてブロー成形用の開閉型２１、２３に対するプリフォーム２の向きを調整する調整機構を配置すればよい。本実施の形態のブロー成形装置１の場合には、第２直線搬送路１２から第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに送り込まれたキャリア７に搭載されているプリフォーム２をその中心軸線回りに回転して、第３直線搬送路１３を搬送される当該プリフォーム２の向きを調整する調整機構が配置されている。
【００５９】
図３（ａ）に示すように、調整機構１１０は、第３直線搬送路１３の上流端位置１３ａに送り込まれたキャリア７のスプロケット７ｄに噛み合い可能なスプロケット１１１と、このスプロケット１１１をキャリア側のスプロケット７ｄに噛み合う位置および噛み合い解除位置に移動させる移動機構１１２とを備えている。移動機構１１２は、先端部にスプロケット１１１が取り付けられている揺動腕１１３と、この揺動腕１１３を揺動させるための電動シリンダ１１４から構成することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ ブロー成形装置
２ プリフォーム
３ ボトル
４ 中間成形品
５ 装置ハウジング
５ａ 機械室
５ｂ 処理室
６ 循環路
７ キャリア
１１ 第１直線搬送路
１２ 第２直線搬送路
１３ 第３直線搬送路
１４ 第４直線搬送路
１６ プリフォーム投入部
１７ 第１加熱部
１８ 第２加熱部
１９ 第１処理部
２０ 第２処理部
２１ 第１開閉型
２２ 第１処理位置
２３ 第２開閉型
２４ 第２処理位置
２５ ボトル排出台
２６ ボトル排出部
３０ 装置フレーム
３１ 第１直線ガイドレール
３２ 第２直線ガイドレール
３３ 第３直線ガイドレール
３４ 第４直線ガイドレール
３５ 第１キャリア押し出しシリンダ
３６ 第２キャリア押し出しシリンダ
３７ 第１キャリア移送部
３８、３９、４０ 腕部
４１ 移送板
４２ 駆動機構
５１ａ、５１ｂ 把持爪
５２ 開閉用シリンダ
５３ 旋回腕
５４ 旋回用シリンダ
６１ 外部加熱機構
６２ 機構フレーム
７０ 内部加熱機構
７１、７２、７６ ヒーター棒
７３ 支持腕
７４ 昇降用シリンダ
７５ 内部加熱機構
７６ ヒーター棒
７７ 支持腕
７８ 昇降用シリンダ
８０ 型締部
９０ 延伸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の胴部と口部を備えた射出成形品であるプリフォームを、前記口部を下にした倒立状態で搭載可能なキャリアと、
前記キャリアを循環させるために同一平面上において矩形の循環路を形成している第１〜第４直線搬送路と、
前記キャリアを、前記第１〜第４直線搬送路を順次に経由させて搬送する搬送機構と、
前記第１直線搬送路の途中位置において前記キャリアに前記プリフォームを搭載する投入部と、
前記キャリアが前記第１直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第１加熱部と、
前記キャリアが前記第２直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第２加熱部と、
前記第３直線搬送路における途中位置に配置した第１開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第１処理を施す第１処理部と、
前記第３直線搬送路における前記第１処理部による処理位置よりもキャリア搬送方向の下流側の位置に配置した第２開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第２処理を施す第２処理部と、
前記第４直線搬送路におけるキャリア搬送方向の上流端位置において、前記プリフォームに対して前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理を施すことにより得られた最終製品であるボトルを前記キャリアから取り外して排出する排出部とを有しており、
前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理はブロー成形あるいは延伸ブロー成形処理であることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記搬送機構は、
前記第１直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向にキャリア１個分に相当する第１送りピッチで間欠的に押し出す第１キャリア押し出し部と、
前記第２直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向に前記第１送りピッチで間欠的に押し出す第２キャリア押し出し部と、
前記第３直線搬送路上において、前記第２直線搬送路から押し出された前記キャリアを受け入れる上流端位置、前記第１開閉型内に位置する第１処理位置、および前記第２開閉型内に位置する第２処理位置にある各キャリアを前記第１送りピッチよりも広い第２送りピッチで送り出して、前記第１処理位置、前記第２処理位置、および前記第４直線搬送路の前記上流端位置のそれぞれに移送する移送動作を間欠的に行う第１キャリア移送部と、
前記第４直線搬送路の前記上流端位置にある前記キャリアを、当該第４直線搬送路を経由して前記第１直線搬送路の上流端位置に移送する移送動作を間欠的に行う第２キャリア移送部とを備えていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１加熱部は、間欠送りされる前記キャリアを外側から加熱する外部加熱機構および前記キャリアを内側から加熱する内部加熱機構の双方、前記外部加熱機構のみ、または、前記内部加熱機構のみを備えており、
前記第２加熱部は、前記第１加熱部が前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えており、前記第１加熱部が前記外部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構のみ、もしくは前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えており、前記第１加熱部が前記内部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記キャリアは、その中心部を上下方向に貫通して延びている中心貫通穴を備えており、
前記内部加熱機構は、
少なくとも１個の前記キャリアの前記中心貫通穴を通って当該キャリアに搭載されている前記プリフォームの内部に挿入可能な内部加熱部材と、当該内部加熱部材を昇降させる昇降機構とを備えており、
間欠送りされる前記キャリアが一時停止すると、前記内部加熱部材を上昇させて前記キャリアに搭載されている前記プリフォーム内に前記内部加熱部材を挿入して当該プリフォームを内側から加熱し、前記キャリアが送り出される前に前記内部加熱部材を降下させるようになっていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記キャリアの第１送りピッチと同一のピッチで複数本の前記内部加熱部材が配列されており、これらの内部加熱部材は前記昇降機構によって同時に昇降させるようになっていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記第１処理部は、前記第１開閉型として前記プリフォームの加熱状態を調整するための加熱調整用の開閉型を用いて、当該プリフォームの各部分の加熱状態を調整する加熱状態調整処理を行い、
前記第２処理部は、前記第２開閉型としてブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形して前記ボトルを得るブロー成形を行うことを特徴とするブロー成形装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品である前記ボトルよりも小さな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、
前記第２処理部は、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて、前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うことを特徴とするブロー成形装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも一回り大きな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、
前記第２処理部は、前記中間成形品が熱収縮して前記ボトルよりも一回り小さな形状になった後に、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うことを特徴とするブロー成形装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のうちのいずれかの項において、
前記第２処理部は、前記第２開閉型内に把手を挿入した状態でブロー成形あるいは延伸ブロー成形を行うことにより、把手付きのボトルをインサート成形することを特徴とするブロー成形装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のうちのいずれかの項において、
前記第３直線搬送路の前記上流端位置に送り込まれた前記キャリアに搭載されている前記プリフォームをその中心軸線回りに回転して、当該プリフォームの向きを調整する調整機構を有していることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項１】
有底筒状の胴部と口部を備えた射出成形品であるプリフォームを、前記口部を下にした倒立状態で搭載可能なキャリアと、
前記キャリアを循環させるために同一平面上において矩形の循環路を形成している第１〜第４直線搬送路と、
前記キャリアを、前記第１〜第４直線搬送路を順次に経由させて搬送する搬送機構と、
前記第１直線搬送路の途中位置において前記キャリアに前記プリフォームを搭載する投入部と、
前記キャリアが前記第１直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第１加熱部と、
前記キャリアが前記第２直線搬送路を搬送される間に、当該キャリアに搭載されている前記プリフォームを加熱する第２加熱部と、
前記第３直線搬送路における途中位置に配置した第１開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第１処理を施す第１処理部と、
前記第３直線搬送路における前記第１処理部による処理位置よりもキャリア搬送方向の下流側の位置に配置した第２開閉型内において、前記キャリアに搭載されている前記プリフォームに第２処理を施す第２処理部と、
前記第４直線搬送路におけるキャリア搬送方向の上流端位置において、前記プリフォームに対して前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理を施すことにより得られた最終製品であるボトルを前記キャリアから取り外して排出する排出部とを有しており、
前記第１処理および前記第２処理のうちの少なくとも一方の処理はブロー成形あるいは延伸ブロー成形処理であることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記搬送機構は、
前記第１直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向にキャリア１個分に相当する第１送りピッチで間欠的に押し出す第１キャリア押し出し部と、
前記第２直線搬送路上において相互に接する状態で前記キャリア搬送方向に配列されている前記キャリアの列を、前記キャリア搬送方向に前記第１送りピッチで間欠的に押し出す第２キャリア押し出し部と、
前記第３直線搬送路上において、前記第２直線搬送路から押し出された前記キャリアを受け入れる上流端位置、前記第１開閉型内に位置する第１処理位置、および前記第２開閉型内に位置する第２処理位置にある各キャリアを前記第１送りピッチよりも広い第２送りピッチで送り出して、前記第１処理位置、前記第２処理位置、および前記第４直線搬送路の前記上流端位置のそれぞれに移送する移送動作を間欠的に行う第１キャリア移送部と、
前記第４直線搬送路の前記上流端位置にある前記キャリアを、当該第４直線搬送路を経由して前記第１直線搬送路の上流端位置に移送する移送動作を間欠的に行う第２キャリア移送部とを備えていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１加熱部は、間欠送りされる前記キャリアを外側から加熱する外部加熱機構および前記キャリアを内側から加熱する内部加熱機構の双方、前記外部加熱機構のみ、または、前記内部加熱機構のみを備えており、
前記第２加熱部は、前記第１加熱部が前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えており、前記第１加熱部が前記外部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構のみ、もしくは前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方を備えており、前記第１加熱部が前記内部加熱機構のみを備えている場合には前記外部加熱機構および前記内部加熱機構の双方または前記外部加熱機構のみを備えていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記キャリアは、その中心部を上下方向に貫通して延びている中心貫通穴を備えており、
前記内部加熱機構は、
少なくとも１個の前記キャリアの前記中心貫通穴を通って当該キャリアに搭載されている前記プリフォームの内部に挿入可能な内部加熱部材と、当該内部加熱部材を昇降させる昇降機構とを備えており、
間欠送りされる前記キャリアが一時停止すると、前記内部加熱部材を上昇させて前記キャリアに搭載されている前記プリフォーム内に前記内部加熱部材を挿入して当該プリフォームを内側から加熱し、前記キャリアが送り出される前に前記内部加熱部材を降下させるようになっていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記キャリアの第１送りピッチと同一のピッチで複数本の前記内部加熱部材が配列されており、これらの内部加熱部材は前記昇降機構によって同時に昇降させるようになっていることを特徴とするブロー成形装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記第１処理部は、前記第１開閉型として前記プリフォームの加熱状態を調整するための加熱調整用の開閉型を用いて、当該プリフォームの各部分の加熱状態を調整する加熱状態調整処理を行い、
前記第２処理部は、前記第２開閉型としてブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形して前記ボトルを得るブロー成形を行うことを特徴とするブロー成形装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品である前記ボトルよりも小さな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、
前記第２処理部は、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて、前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うことを特徴とするブロー成形装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項において、
前記第１処理部は、前記第１開閉型として第１ブロー成形型を用いて、前記プリフォームをブロー成形あるいは延伸ブロー成形して最終製品であるボトルよりも一回り大きな中間成形品を得る予備ブロー成形を行い、
前記第２処理部は、前記中間成形品が熱収縮して前記ボトルよりも一回り小さな形状になった後に、前記第２開閉型として第２ブロー成形型を用いて前記中間成形品をブロー成形あるいは延伸ブロー成形して前記ボトルを得る最終ブロー成形を行うことを特徴とするブロー成形装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のうちのいずれかの項において、
前記第２処理部は、前記第２開閉型内に把手を挿入した状態でブロー成形あるいは延伸ブロー成形を行うことにより、把手付きのボトルをインサート成形することを特徴とするブロー成形装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のうちのいずれかの項において、
前記第３直線搬送路の前記上流端位置に送り込まれた前記キャリアに搭載されている前記プリフォームをその中心軸線回りに回転して、当該プリフォームの向きを調整する調整機構を有していることを特徴とするブロー成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２５０４１１（Ｐ２０１２−２５０４１１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４１３６（Ｐ２０１１−１２４１３６）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（５９４０８２６４８）株式会社フロンティア (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（５９４０８２６４８）株式会社フロンティア (34)
【Ｆターム（参考）】
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