射出延伸吹込成形機及び方法
【課題】射出成形されたプリフォームを吹込ステーションにおいて延伸する際に、前記プリフォームを多段階に分けて延伸させるようにして、該プリフォームの温度分布や肉厚が不均一であっても、均一な肉厚の最終成形品を成形することができ、加熱ステーションを必要としないようにする。
【解決手段】固定金型13が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機10であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有する。
【解決手段】固定金型13が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機10であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出延伸吹込成形機及び方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、射出成形によって試験管状のプリフォームを成形する工程と、前記プリフォームを延伸吹込成形、すなわち、延伸ブロー成形する工程とを単一の成形機によって行うことができる射出延伸吹込成形機が提供されている。この場合、射出ステーションにおいて型閉した状態で射出成形が行われて試験管状のプリフォームが成形されると、該プリフォームをブロー成形用の雌型内に装填(てん)して型閉し、延伸ブロー成形を行うようになっている。そのため、単一の成形機における射出ステーション及び吹込ステーションにおいて、射出成形と延伸ブロー成形とを同時に行うことができ、成形品のスループットが向上する。また、単一の成形機によって射出成形と延伸ブロー成形とを行うので、成形機全体がコンパクトになり、設置スペースを節約することができる。
【0003】
また、延伸ブロー成形において、ブローエアを導入するタイミングを制御することによって、最終成形品の品質が一定となるように調整する技術も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平6−254955号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前記従来の射出延伸吹込成形機においては、射出成形によって成形されたプリフォームの温度分布が延伸ブロー成形に適した温度分布となっていないので、射出ステーションとブローステーションとの間に加熱ステーションを配設し、成形されたプリフォームを加熱ステーションで加熱した後にブローステーションに移動させて、延伸ブロー成形を行うようになっている。そのため、加熱ステーションを配設する必要があり、射出延伸吹込成形機の構造が複雑となり、装置が大型化し、コストが高くなってしまう。また、加熱ステーションでプリフォームを加熱するために、時間がかかってしまい、成形サイクルに要する時間が長くなってしまう。
【0005】
なお、前述のように、ブローエアを導入するタイミングを制御することも提案されているが、ブローエアを導入するタイミングを制御しても、プリフォームの温度分布に基づく肉厚の不均一を解消することはできなかった。
【0006】
本発明は、前記従来の射出延伸吹込成形機の問題点を解決して、射出成形されたプリフォームを吹込ステーションにおいて延伸する際に、前記プリフォームを多段階に分けて延伸させるようにして、該プリフォームの温度分布や肉厚が不均一であっても、均一な肉厚の最終成形品を成形することができ、加熱ステーションを必要としない射出延伸吹込成形機及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
そのために、本発明の射出延伸吹込成形機においては、固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有する。
【0008】
本発明の他の射出延伸吹込成形機においては、さらに、前記吹込金型支持装置を移動させる型締装置を有し、該型締装置の動作によって前記中間成形品を延伸させる。
【0009】
本発明の更に他の射出延伸吹込成形機においては、さらに、前記型締装置は、電動機によって駆動され、前記中間成形品の延伸速度を制御することができる。
【0010】
本発明の更に他の射出延伸吹込成形機においては、さらに、前記中間成形品を延伸ロッドによって延伸させる。
【0011】
本発明の更に他の射出延伸吹込成形機においては、固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、前記中間成形品を延伸させる電動型締装置を有する。
【0012】
本発明の射出延伸吹込成形方法においては、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する成形機による射出延伸吹込成形方法であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、射出延伸吹込成形機は、固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有する。
【0014】
そのため、プリフォームの温度分布や肉厚が不均一であっても、均一な肉厚の最終成形品を成形することができ、加熱ステーションを必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
図1は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の全体側面図、図2は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部平断面図、図3は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部縦断面図である。
【0017】
図1〜3において、10は射出延伸吹込成形機であり、支持フレーム18に固定された射出金型支持装置としての固定プラテン11、前記支持フレーム18上のガイド部材18aにスライド可能に取り付けられた吹込金型支持装置としての可動プラテン12、及び、前記固定プラテン11と前記可動プラテン12との間において前記支持フレーム18上のガイド部材18aにスライド可能に取り付けられた中間型支持装置としての中間型支持枠21を有する。前記射出延伸吹込成形機10は、射出成形によって試験管状の中間成形品としての後述されるプリフォーム61を成形する工程と、延伸吹込成形、すなわち、延伸ブロー成形によって前記プリフォーム61を後述される最終成形品62に成形する工程とを行う装置である。そして、前記射出延伸吹込成形機10においては、固定プラテン11と中間型支持枠21との間における射出ステーションにおいて射出成形が行われ、可動プラテン12と中間型支持枠21との間における吹込ステーションにおいて延伸ブロー成形が行われる。なお、固定プラテン11と中間型支持枠21との間を吹込ステーションとし、可動プラテン12と中間型支持枠21との間を射出ステーションとすることもできる。前記最終成形品62は、いかなる形状のものであってもよいが、ここでは、細い径の開放された口部を備える瓶(びん)状又はボトル状の有底容器であり、前記口部の外周に雄ねじが形成されたものであるとして説明する。
【0018】
そして、前記固定プラテン11の金型取り付け面(図1〜3における左側の面)には、射出金型としての固定金型13が取り付けられている。また、前記中間型支持枠21に回転不能に取り付けられた中間型としてのコア型枠41における固定プラテン11側の面には、射出用コア型42が配設されている。該射出用コア型42は、根本部42a及び雄型部42bを備え、前記固定金型13と射出用コア型42とが密着して型閉した状態において、前記固定金型13との間にプリフォーム61の形状を備えるキャビティを形成する。なお、図1は前記固定金型13と射出用コア型42とが閉じて型閉した状態を示し、図2及び3は前記固定金型13と射出用コア型42とが開放されて型開した状態を示している。
【0019】
また、図1において、前記固定プラテン11の背面(図1における右側の面)側には、加熱シリンダ16の一部のみが図示され、他の部分が図示されない射出装置が配設されている。ここで、該射出装置は、前記加熱シリンダ16を備え、該加熱シリンダ16には、樹脂ペレット等の原料樹脂を加熱シリンダ16内に投入するための原料ホッパが取り付けられている。また、前記加熱シリンダ16内には、スクリュが回転可能に、かつ、進退可能に配設されている。そして、前記加熱シリンダ16の後方には、前記スクリュを加熱シリンダ16内で回転させるとともに前進又は後退させるための射出駆動装置が配設されている。
【0020】
そして、計量工程においては、前記射出駆動装置が駆動してスクリュを回転させ樹脂をスクリュの前方に溜(た)めることによって、該スクリュが所定の位置まで後退(図1における右方向に移動)する。このとき、原料ホッパから供給された原料樹脂は、加熱シリンダ16内において加熱され、溶融させられ、スクリュの前方(図1における左方)に溜められた樹脂の圧力によってスクリュは後退させられる。続いて、射出工程においては、加熱シリンダ16の先端のノズル16aを固定金型13に押し付け、射出駆動装置が駆動してスクリュが前進(図1における左方向に移動)させられる。これにより、該スクリュの前方に溜められた樹脂はノズル16aの先端から射出され、固定金型13と射出用コア型42との間に形成されたキャビティ内に充填される。
【0021】
また、前記可動プラテン12の金型取り付け面(図1〜3における右側の面)には、ブロー成形用の吹込金型であって、後述される吹込割型としてのブロー成形用雌型58を形成する可動金型としての可動割型14が取り付けられている。該可動割型14は、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bを備え、割型駆動装置としての割型駆動シリンダ装置17によって、前記駆動側可動部14a及び従動側可動部14bが横方向(図2における上下方向)に移動させられる。この場合、前記駆動側可動部14aは、割型駆動シリンダ装置17のピストンロッド17aに接続され、前記割型駆動シリンダ装置17によって直接移動させられ、前記従動側可動部14bは他の組の駆動側可動部14aに接続され、自組の駆動側可動部14aと対向する方向に移動させられる。
【0022】
さらに、前記中間型支持枠21に取り付けられたコア型枠41における可動プラテン12側の面には、吹込用ガイド43が配設されている。該吹込用ガイド43は、根本部43aを備え、駆動側可動部14aと従動側可動部14bとが密着して形成される後述されるブロー成形用雌型58の入口に密着して型閉した状態において、最終成形品62の形状を備えるブロー成形用の空間を形成する。なお、図2及び3は、可動割型14の駆動側可動部14aと従動側可動部14bとが開放され、かつ、前記可動割型14と吹込用ガイド43とが開放されて型開した状態を示している。
【0023】
そして、図1に示されるように、前記可動プラテン12の背面(図1における左側の面)側には、型締装置80が配設されている。該型締装置80は、電動機によって駆動される電動型締装置であり、可動プラテン12を駆動するための電動機としての電動サーボモータから成る駆動源81、該駆動源81が取り付けられたサポートプレート82、及び、該サポートプレート82と可動プラテン12との間に配設されたトグル機構83を有する。また、前記固定プラテン11とサポートプレート82とは、複数、例えば、4本のタイバー15によって連結され、可動プラテン12及び中間型支持枠21は前記タイバー15に沿って前進又は後退(図1における右方向又は左方向に移動)するように配設される。なお、前記固定プラテン11は、ボルト等の固定部材によって支持フレーム18に固定されている。また、前記可動プラテン12及び中間型支持枠21は、主として、前記ガイド部材18aによって下方から支えられてスライドする。
【0024】
この場合、前記駆動源81によってクロスヘッド85を前進又は後退させることにより、トグル機構83を作動させる。これにより、前記可動プラテン12が前進させられて型閉が行われるとともに、駆動源81による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、該型締力によって型締が行われる。なお、前記トグル機構83を使用することなく、駆動源81による推進力をそのまま型締力として可動プラテン12に連結することもできる。
【0025】
なお、前記トグル機構83は、前記クロスヘッド85に対して揺動可能に支持されたトグルレバー86、前記サポートプレート82に対して揺動可能に支持されたトグルレバー84、及び、前記可動プラテン12に対して揺動可能に支持されたトグルアーム87から成り、前記トグルレバー84とトグルアーム87との間、及び、トグルレバー86とトグルレバー84との間が、それぞれ、リンク結合される。
【0026】
また、固定プラテン11には、中間型駆動装置としての中間型駆動シリンダ装置22が取り付けられ、該中間型駆動シリンダ装置22のピストンロッドに接続された連結ロッド23に中間型支持枠21が取り付けられている。そして、前記中間型駆動シリンダ装置22を作動させることによって、固定プラテン11に対して中間型支持枠21を前進又は後退させることができる。これにより、中間型支持枠21を固定プラテン11に対して移動させることができ、射出ステーション及び吹込ステーションにおいて、別個のタイミングで型閉、型締及び型開を行って、射出成形及び延伸ブロー成形を行うことができる。
【0027】
本実施の形態において、前記中間型支持枠21は略門型の形状を有し、下端部がガイド部材18aにスライド可能に取り付けられ、垂直方向に延在する左右の脚部と、該脚部の上端部分を接続する横方向に延在する天板部とを備える。そして、前記左右の脚部の間に前記コア型枠41が配設されている。ここで、該コア型枠41は、前記左右の脚部を貫通して取り付けられた円筒状の支持コラム47に固定されている。すなわち、コア型枠41は、前記中間型支持枠21に回転不能に取り付けられている。
【0028】
そして、前記支持コラム47における前記中間型支持枠21の左右両外側に、把持枠としての回転枠31が回転可能に取り付けられている。図2及び3に示される状態において、前記回転枠31の前側及び後側(図2及び3における左右両側)の側面には、前方及び後方に延在する円柱状のガイドバー33が取り付けられている。該ガイドバー33の数は任意に設定することができるが、図2及び3に示される例においては、左右の回転枠31において前後方向に各2本ずつ取り付けられている。そして、前記ガイドバー33には、中間成形品としてのプリフォーム61の口部の外周を把持するための後述される成形品把持装置52を支持する把持枠32が、ガイドバー33の軸方向にスライド可能に、かつ、ガイドバー33の先端部33aにロック及び開放可能に取り付けられている。図2及び3に示される状態において、前記把持枠32は、把持枠係合部32aによってガイドバー33の先端部33aにロックされており、前記ガイドバー33の軸方向にスライドしないようになっている。なお、前記把持枠係合部32aと先端部33aとの係合が解除されると、前記把持枠32は開放されて、ガイドバー33の軸方向にスライド可能となる。
【0029】
前記把持枠係合部32aは、固定プラテン11に取り付けられた図示されない射出側係脱部材の先端部とも解除可能に係合するともに、前記射出側係脱部材の先端部によって作動させられて、ガイドバー33の先端部33aと係合又は係合解除を行うようになっている。さらに、前記把持枠係合部32aは、可動プラテン12に取り付けられた図示されない吹込側係脱部材の先端部とも解除可能に係合するとともに、前記吹込側係脱部材の先端部によって作動させられて、ガイドバー33の先端部33aと係合又は係合解除を行うようになっている。
【0030】
また、前記中間型支持枠21の一方の脚部には、前記回転枠31を回転させるための駆動源として電気モータ34が取り付けられている。そして、該電気モータ34を作動させることによって、前記回転枠31が支持コラム47を中心として回転する。
【0031】
前記コア型枠41の上側の外表面及び下側の外表面には、前記成形品把持装置52を作動させて把持状態を解除させるための把持解除部材を駆動する駆動源としての把持解除用駆動装置45が、それぞれ、取り付けられている。該把持解除用駆動装置45は、油圧シリンダ装置であってもよいし、電動モータとボールねじとを組み合わせたものであってもよいが、ここでは、空圧シリンダ装置であり、該空圧シリンダ装置のピストンロッドに前記把持解除部材が取り付けられているとして説明する。そして、前記把持解除用駆動装置45が作動すると、前記把持解除部材が進退させられる。
【0032】
ところで、前記吹込用ガイド43には、延伸ロッド44が根本部43aから突出することができるように取り付けられている。そして、前記コア型枠41の上側の外表面及び下側の外表面には、前記延伸ロッド44を作動させて根本部43aから突出させるための駆動源としての延伸ロッド用駆動装置46が、それぞれ、取り付けられている。該延伸ロッド用駆動装置46は、油圧シリンダ装置であってもよいし、電動モータとボールねじとを組み合わせたものであってもよいが、ここでは、空圧シリンダ装置であるとして説明する。そして、前記延伸ロッド用駆動装置46が作動すると、該延伸ロッド用駆動装置46のピストンロッドに接続された連結板46aが移動し、該連結板46aに根本部分が取り付けられている延伸ロッド44が突出する。
【0033】
本実施の形態においては、該延伸ロッド44を突出させ、その先端がプリフォーム61内に進入した状態で、型締装置80の動作によって可動プラテン12を前進させ、後述されるねじ用割型52aがプリフォーム61の口部を把持したままで吹込用ガイド43に接近するようにして、プリフォーム61を延伸させるようになっている。この場合、延伸の途中で可動プラテン12の前進を停止させ、前記プリフォーム61を多段階に分けて延伸させる。その後、高圧空気を吹き込んでブロー成形を行うことによって、前記プリフォーム61から最終成形品62を成形するようになっている。この場合、吹込用ガイド43、延伸ロッド44、又は、その間には、ブロー成形用の高圧空気を供給するための図示されない空気流路、空気噴出孔(こう)等が形成されている。なお、前記把持解除用駆動装置45及び延伸ロッド用駆動装置46に作動流体としての高圧空気を供給するための配管、ブロー成形用の高圧空気を供給するための配管、各種装置に電力を供給する電線、センサ等からの信号を伝達する信号線等は、中空な支持コラム47の内部を通るように配設することができる。
【0034】
また、前記射出延伸吹込成形機10は図示されない制御装置を有する。該制御装置は、前記射出装置、型締装置80の駆動源81、中間型駆動シリンダ装置22、電気モータ34、把持解除用駆動装置45、延伸ロッド用駆動装置46等の動作を含む、射出延伸吹込成形機10のすべての動作を制御する。また、前記制御装置は、成形品取り出し装置の制御装置等の他の制御装置と一体的に構成されたものであってもよいし、大型のコンピュータ内に構築された複数の制御システムの中の1つであってもよい。
【0035】
次に、前記射出延伸吹込成形機10の各部の構成を詳細に説明する。
【0036】
図2及び3に示されるように、固定金型13の金型合わせ面、すなわち、パーティング面には、キャビティプレート13eによって、射出金型としての雌型部51が取り付けられている。該雌型部51は単数であってもよいし、複数であってもよいが、本実施の形態においては、上下方向に6個並んだ列が2列形成され、12個の雌型部51が固定金型13に取り付けられている。この場合、吹込ステーションにおいて、可動プラテン12の金型取り付け面に取り付けられた可動割型14によって形成されるブロー成形用雌型58も、前記雌型部51と同様に、上下方向に6個並んだ列を2列形成する。
【0037】
そして、前記固定金型13内には、加熱シリンダ16のノズル16aの先端が押し付けられるノズルタッチ部13a、該ノズルタッチ部13aから延在する樹脂流路としてのスプルー13b、該スプルー13bから枝分かれした樹脂流路としてのランナ13c、及び、該ランナ13cの先端部に形成され、各雌型部51の内部に連通するホットランナノズル13dが形成されている。これにより、前記加熱シリンダ16のノズル16aの先端から射出された樹脂は、スプルー13b、ランナ13c及びホットランナノズル13dを通過して、各雌型部51と対応する雄型部42bとの間に形成されたキャビティ内に充填される。なお、射出用コア型42は雌型部51の各列に対応する位置に2列形成され、各射出用コア型42の各雌型部51に対応する位置に根本部42a及び雄型部42bが配設されている。すなわち、前記根本部42a及び雄型部42bはそれぞれ12個である。
【0038】
また、把持枠32には、成形品把持装置52が取り付けられている。該成形品把持装置52は、ねじ用割型52a、及び、該ねじ用割型52aが取り付けられたスライド板52bを有する。そして、前記ねじ用割型52aは、各雌型部51に対応する位置に、上下方向に6個並んだ列が2列形成され、12個のねじ用割型52aが把持枠32に取り付けられている。そして、前記ねじ用割型52aは、内周面に雄ねじを形成するための螺(ら)旋溝が形成され、雌型部51の入口近傍部分に嵌(は)まり込み、対応する雄型部42bとの間にプリフォーム61の口部に対応するキャビティを形成する。これにより、前記プリフォーム61の口部の外周に雄ねじが形成される。
【0039】
なお、前記ねじ用割型52aは、横方向(図2における上下方向)に分割可能な構成を備え、各ねじ用割型52aの半割部分がスライド板52bの半割部分に、それぞれ、取り付けられている。前記スライド板52bは、上下方向(図2に対して垂直方向)に延在して2枚が把持枠32に取り付けられ、それぞれが横方向に分割可能な構成を備え、各スライド板52bの半割部分が横方向にスライド可能に前記把持枠32に取り付けられている。そして、各スライド板52bの半割部分は、ばね部材等の付勢部材によって中心方向に付勢され、相互に結合するようになっている。これにより、各ねじ用割型52aの半割部分も、中心方向に付勢され、相互に結合するようになっている。
【0040】
また、各スライド板52bの上下端近傍部分には、把持解除従動部材52cが取り付けられている。該把持解除従動部材52cは、横方向に分割可能な構成を備え、各把持解除従動部材52cの半割部分がスライド板52bの半割部分に、それぞれ、取り付けられている。そして、スライド板52bの半割部分が中心方向に付勢されて相互に結合すると、把持解除従動部材52cの半割部分も相互に結合し、結合箇所に、図2に示されるような楔(くさび)状のノッチが形成される。該ノッチは、把持解除部材の突起部材に対応する位置にあり、前記把持解除部材が前進すると、前記突起部材がノッチに進入し、把持解除従動部材52cが横方向に押し広げられるようになっている。これにより、各スライド板52bの半割部分及び各ねじ用割型52aの半割部分も、横方向に押し広げられて分割されるので、吹込ステーションにおいて、ブロー成形が終了した後、最終成形品62の口部の把持を解除することができる。
【0041】
そして、前記把持枠32が取り付けられているガイドバー33を支持する左右の回転枠31は、図2に示されるように、ボールベアリング、ローラベアリング等から成る軸受部材47aを介して、支持コラム47の外周に回転可能に取り付けられている。そして、一方の回転枠31の側面には、環状の従動ギヤ31aが取り付けられ、電気モータ34の回転軸34aに取り付けられた駆動ギヤ34bが前記従動ギヤ31aに噛(か)み合っている。これにより、前記電気モータ34を作動させることによって、前記回転枠31を支持コラム47を中心として回転させることができる。
【0042】
また、前記コア型枠41は、一部の壁面が開放された略直方体状の形状を有し、内部には、連結板46aが可動割型14側に進退可能に配設されている。前記連結板46aは、上下端近傍の一部分がコア型枠41の上側の外表面及び下側の外表面に突出し、延伸ロッド用駆動装置46に取り付けられている。また、連結板46aには、各延伸ロッド44の根本部分が取り付けられ、各延伸ロッド44を同時に突き出すことができるようになっている。なお、該延伸ロッド44は、可動割型14によって形成されるブロー成形用雌型58のそれぞれに対応する位置に配設され、上下方向に6個並んだ列を2列形成する。
【0043】
本実施の形態において、可動割型14の駆動側可動部14a及び従動側可動部14bは、横方向(図2における上下方向)にスライド可能に可動プラテン12の金型取り付け面に取り付けられている。この場合、左右の組の駆動側可動部14aは、割型駆動シリンダ装置17のピストンロッド17aに接続され、前記割型駆動シリンダ装置17によって直接横方向に移動させられる。また、左右の組の従動側可動部14bは、連結部材14dによって他の組の駆動側可動部14aに接続され、自組の駆動側可動部14aと対向する方向に移動させられる。そして、左右の割型駆動シリンダ装置17を同期して作動させることによって、各組における駆動側可動部14aと従動側可動部14bとを対向する方向に移動させて結合させ、ブロー成形用雌型58を形成させることができる。
【0044】
また、前記射出延伸吹込成形機10が射出ステーション及び吹込ステーションにおいて型閉すると、固定プラテン11に中間型支持枠21が接触し、該中間型支持枠21に可動プラテン12が接触した状態になる。この場合、把持枠係合部32aとガイドバー33の先端部33aとの係合は解除されており、射出ステーション及び吹込ステーションにおける把持枠32は、ガイドバー33の軸方向にスライドして、コア型枠41に接触する。
【0045】
そして、射出ステーションにおいては、固定金型13に取り付けられた各雌型部51の中に各雄型部42bが進入する。また、半割部分が相互に結合されたねじ用割型52aは、雌型部51の入口近傍部分に嵌まり込んだ状態で、雌型部51と射出用コア型42との間に挟み込まれている。これにより、雌型部51及びねじ用割型52aの内面と雄型部42bの外面との間にキャビティが形成され、該キャビティ内に樹脂が充填されて、プリフォーム61が形成される。本実施の形態において、該プリフォーム61は、略試験管状の細長い有底容器であるが、開口する口部の外周にはねじ用割型52aの内面によって雄ねじが形成され、口部の境界にはねじ用割型52aと雌型部51との間の隙(すき)間によって鍔(つば)部が形成されている。
【0046】
また、吹込ステーションにおいては、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bとが結合して、ブロー成形用雌型58が形成される。この場合、前記駆動側可動部14a及び従動側可動部14bが左右から結合し、前記ブロー成形用雌型58の内面は瓶状又はボトル状の有底容器の形状を有する。
【0047】
そして、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bによって形成されるブロー成形用雌型58の開口部には、プリフォーム61を把持している状態のねじ用割型52aが押し付けられる。この場合、前記プリフォーム61の鍔部がブロー成形用雌型58の開口部外面に押し付けられ、鍔部より先の部分は、ブロー成形用雌型58内部に進入することができる。そして、延伸ロッド44を突出させ、その先端がプリフォーム61内に進入した状態で、型締装置80の動作によって可動プラテン12を前進させると、延伸ロッド44が相対的にブロー成形用雌型58の奥側に向かって突出し、前記プリフォーム61をブロー成形用雌型58の奥側に向かって延伸させる。この場合、延伸の途中で可動プラテン12の前進を停止させ、前記プリフォーム61を多段階に分けて延伸させる。その後、図示されない空気流路を介して、高圧空気を前記プリフォーム61の内部に吹き込むことによって、該プリフォーム61を膨張させて、ブロー成形用雌型58の内面に押し付ける。これにより、ブロー成形用雌型58内面の形状を有する瓶状又はボトル状の有底容器を成形することができる。
【0048】
次に、前記構成の射出延伸吹込成形機10の動作について説明する。
【0049】
図4は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第1の図、図5は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第2の図、図6は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第3の図、図7は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第4の図、図8は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第5の図、図9は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第6の図、図10は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第7の図、図11は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機によって延伸されるプリフォームの変化を示す図である。
【0050】
この場合、1回の成形サイクルにおいて、射出ステーションでは射出成形によって雌型部51の数に等しい数のプリフォーム61、例えば、12個のプリフォーム61が成形され、吹込ステーションでは、前回の成形サイクルにおいて射出ステーションで成形された12個のプリフォーム61を使用して、ブロー成形が行われ、図4に示されるような最終成形品62が、12個同時に成形されるようになっている。なお、図4は、ブロー成形用雌型58の型開が行われ、最終成形品62が、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bから外れて落下する(図4の面に対して垂直な方向に移動する。)状態を示している。
【0051】
続いて、電気モータ34が作動して、支持コラム47を中心に回転枠31が回転させられる。これにより、ねじ用割型52aがプリフォーム61を把持した把持枠32は、射出ステーションから吹込ステーションに移動し、他方の把持枠32は、吹込ステーションから射出ステーションに移動する。
【0052】
そして、前記回転枠31の回転が終了すると、前記図2及び3に示されるように、射出ステーション及び吹込ステーションで型開された状態から、型締装置80が作動して型閉が開始される。これにより、可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて、すなわち、固定プラテン11に近付くように移動する。そして、前記可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて移動する間に、中間型駆動シリンダ装置22が作動して、中間型支持枠21が型開の状態から型閉の状態に向けて、すなわち、固定プラテン11に近付くように移動する。
【0053】
また、前記可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて移動する間に、中間型支持枠21が固定プラテン11に近付くことによって、回転枠31の固定プラテン11側の側面に取り付けられたガイドバー33の先端部33aと係合している把持枠32の把持枠係合部32aが、固定プラテン11に取り付けられた射出側係脱部材の先端部に接触する。これにより、前記把持枠係合部32aとガイドバー33の先端部33aとの係合が解除され、把持枠32とガイドバー33とのロックが開放される。
【0054】
同様に、前記可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて移動する間に、中間型支持枠21が可動プラテン12に近付くことによって、回転枠31の可動プラテン12側の側面に取り付けられたガイドバー33の先端部33aと係合している把持枠32の把持枠係合部32aが、可動プラテン12に取り付けられた吹込側係脱部材の先端部に接触する。これにより、前記把持枠係合部32aとガイドバー33の先端部33aとの係合が解除され、把持枠32とガイドバー33とのロックが開放される。なお、前記把持枠32におけるねじ用割型52aは、前回の成形サイクルにおいて射出ステーションで成形された12個のプリフォーム61を把持している。
【0055】
また、前記把持枠32とガイドバー33とのロックが開放される以前に、延伸ロッド用駆動装置46が作動し、連結板46aが前進して延伸ロッド44が突出する。これにより、図5に示されるように、延伸ロッド44の先端部は、ねじ用割型52aによって口部が把持されたプリフォーム61の内部に進入した状態となる。なお、前記延伸ロッド44の先端部は、いかなる形状であってもよいが、図5に示されるように、半球状の大径部となっていることが望ましい。該大径部の直径は、略試験管状のプリフォーム61の内径にほぼ等しい。また、割型駆動シリンダ装置17が既に作動しており、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bは、結合して型閉した状態となっていて、ブロー成形用雌型58を形成している。
【0056】
続いて、型締装置80の動作によって、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、プリフォーム61がブロー成形用雌型58の奥に向かって相対的に移動し、該ブロー成形用雌型58の開口から内部に進入する。そして、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、図6に示されるように、ブロー成形用雌型58の開口部がプリフォーム61の口部を把持している状態のねじ用割型52aに押し付けられた状態になる。この状態において、前記プリフォーム61の鍔部がブロー成形用雌型58の開口部外面に押し付けられ、鍔部より先の部分は、ブロー成形用雌型58内部に進入している。
【0057】
続いて、型締装置80の動作によって、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、延伸ロッド44がプリフォーム61の奥に向かって相対的に移動し、図7に示されるように、延伸ロッド44の先端部が略試験管状のプリフォーム61の底部に当接する。そして、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、延伸ロッド44がブロー成形用雌型58の奥に向かって相対的に移動する。この場合、プリフォーム61の口部が移動不能となっているので、延伸ロッド44の先端部によってプリフォーム61の底部がブロー成形用雌型58の奥に向かって引っ張られ、プリフォーム61が延伸される。
【0058】
続いて、図8に示されるように、延伸ロッド44の先端部がブロー成形用雌型58の奥に向かって所定距離だけ移動し、プリフォーム61が所定長となるまで延伸すると、型締装置80が動作を一時的に停止させるので、可動プラテン12が停止する。これにより、プリフォーム61の延伸が一時的に停止する。そして、所定時間が経過すると型締装置80が動作を再開するので、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように再び移動し、プリフォーム61の延伸が再開される。
【0059】
続いて、可動プラテン12が型閉の状態になると、射出ステーション及び吹込ステーションにおいて型閉が完了する。この場合、射出ステーション及び吹込ステーションにおける把持枠32は、ガイドバー33とのロックが開放されているので、射出側係脱部材及び吹込側係脱部材の先端部によって押されてガイドバー33の軸方向にスライドし、コア型枠41に接触している。
【0060】
ここで、吹込ステーションにおける型閉が完了すると、可動プラテン12に取り付けられた駆動側可動部14a及び従動側可動部14bと把持枠32とが当接し、また、把持枠32とコア型枠41とが当接して、図9に示されるような状態になる。この場合、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bによって形成されるブロー成形用雌型58の開口部には、プリフォーム61の口部を把持している状態のねじ用割型52aが押し付けられ、吹込用ガイド43の根本部43aがプリフォーム61の口部に嵌(かん)入している。これにより、延伸ロッド44によるプリフォーム61の延伸が完了する。このように、プリフォーム61の延伸が完了した時点において、延伸ロッド44の先端部は、プリフォーム61の延伸を一時的に停止した時点よりもブロー成形用雌型58の奥に向かって移動した位置で停止し、プリフォーム61は延伸を一時的に停止した時点よりも更に延伸された状態となっている。
【0061】
本実施の形態においては、図11に示されるように、プリフォーム61の延伸を、途中で一時的に停止させ、2段階に分けて行うことによって、プリフォーム61の肉厚を制御するようになっている。ここでは、図11(a)に示されるように、延伸ロッド44の先端部が略試験管状のプリフォーム61の底部に当接して、該プリフォーム61の延伸が開始される時点において、該プリフォーム61の肉厚及び温度は均一であるものとする。
【0062】
そして、延伸ロッド44をプリフォーム61に対して距離Aだけ相対的に移動させ、プリフォーム61が所定長となるまで延伸し、延伸を一時的に停止させた時点においては、図11(b)に示されるように、プリフォーム61の底部であるエの部位、該エの部位に隣接するウの部位、及び、口部に隣接するアの部位において肉厚が厚くなっていて、アの部位とウの部位の間のイの部位において肉厚が薄くなっている。これは、延伸ロッド44によってプリフォーム61が延伸されると、延伸ロッド44の先端部が当接しているエの部位は延伸抵抗が大きいのでほとんど延伸しないのに対して、プリフォーム61の底部と口部との中間の胴部に対応するイの部位は延伸抵抗が小さいので大きく延伸するためである。なお、アの部位は、延伸しない口部と大きく延伸したイの部位との中間であるので、全体としてあまり延伸せず、肉厚が厚くなっている。また、ウの部位は、延伸しないエの部位と大きく延伸したイの部位との中間であるので、全体としてあまり延伸せず、肉厚が厚くなっている。
【0063】
ここで、延伸が一時的に停止されている間に、放熱によって、プリフォーム61の温度が低下する。この場合、肉厚の厚いア、ウ及びエの部位は、熱容量が大きいためにゆっくりと冷えるので比較的温度が高くなり、肉厚の薄いイの部位は、熱容量が小さいために速く冷えるので比較的温度が低くなる。これにより、プリフォーム61の延伸が再開される時点では、ア、ウ及びエの部位は高温となり、イの部位は低温となっている。
【0064】
そして、延伸を再開し、延伸ロッド44をプリフォーム61に対して距離Bだけ相対的に移動させ、プリフォーム61を更に延伸し、延伸が完了した時点においては、図11(c)に示されるように、ア、ウ及びエの部位の部位において肉厚が薄くなっていて、イの部位において肉厚が厚くなっている。これは、延伸が再開されて延伸ロッド44によってプリフォーム61が延伸されると、ア、ウ及びエの部位は温度が高く延伸抵抗が小さいので大きく延伸するのに対して、イの部位は温度が低く延伸抵抗が大きいのであまり延伸しないためである。
【0065】
このように、プリフォーム61の延伸を、途中で一時的に停止させ、2段階に分けて行うことによって、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の各部位における肉厚を制御することができる。これにより、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の肉厚分布をブロー成形に適したものにすることができる。この場合、最初の延伸においてプリフォーム61を延伸させる長さ、一時停止させる時間の長さ等は、プリフォーム61の温度分布及び肉厚分布に基づいて、適宜設定することができる。また、プリフォーム61の延伸を、途中で完全に停止させずに延伸速度を低下させた状態とすることもできる。この場合、最初の延伸において生じた肉厚の厚い部位と薄い部位とにおいて、温度に差が生じる程度に延伸速度を低下させればよい。
【0066】
なお、プリフォーム61の延伸が完了した時点における延伸ロッド44の先端部の位置は、延伸ロッド用駆動装置46による延伸ロッド44の突出量を調整したり、延伸ロッド44を長さの異なるものに変更することによって調整することができる。これにより、プリフォーム61の延伸量を任意に調整することができる。また、プリフォーム61を延伸させる速度は、駆動源81の駆動速度を制御して型締装置80の動作速度を制御することによって制御することができる。さらに、ここでは、プリフォーム61の延伸を1回だけ一時的に停止させて2段階に分けて延伸させる場合について説明したが、プリフォーム61の延伸を一時的に停止させる回数は2回以上であってもよく、プリフォーム61の延伸は3段階以上に分けることもできる。
【0067】
また、射出ステーションにおいては、固定金型13に取り付けられた各雌型部51の中に各雄型部42bが進入している。また、半割部分が相互に結合されたねじ用割型52aは、雌型部51の入口近傍部分に嵌まり込んだ状態で、雌型部51と射出用コア型42との間に挟み込まれている。これにより、雌型部51及びねじ用割型52aの内面と雄型部42bの外面との間にキャビティが形成される。また、吹込ステーションにおいては、ブロー成形用雌型58の開口部外面に前記プリフォーム61の鍔部が押し付けられ、該鍔部より先の部分がブロー成形用雌型58内部に進入している。
【0068】
続いて、射出ステーションにおいて射出工程が行われ、加熱シリンダ16の先端のノズル16aが固定金型13のノズルタッチ部13aに押し付けられ、前記ノズル16aの先端から樹脂が射出される。そして、射出された該樹脂は、スプルー13b、ランナ13c及びホットランナノズル13dを通過して、雌型部51と対応する雄型部42bとの間に形成されたキャビティ内に充填される。なお、樹脂の充填が完了した後も、型閉した状態を継続し、キャビティ内の樹脂を冷却する。
【0069】
また、吹込ステーションにおいてブロー成形が行われ、吹込用ガイド43、延伸ロッド44、又は、その間に形成された図示されない空気流路、空気噴出孔等から高圧空気を前記プリフォーム61の内部に吹き込むことによって、該プリフォーム61を膨張させて、ブロー成形用雌型58の内面に押し付ける。これにより、図10に示されるように、ブロー成形用雌型58内面の形状を有する瓶状又はボトル状の有底容器を最終成形品62として成形することができる。この場合、プリフォーム61の肉厚分布がブロー成形に適したものになっているので、各部位における肉厚が均一な高品質の最終成形品62を成形することができる。なお、延伸が終了すると、延伸ロッド44は突出した状態から元の位置に戻される。
【0070】
このように、本実施の形態においては、射出ステーションにおいて射出成形されたプリフォーム61を吹込ステーションにおいて延伸する際に、プリフォーム61を多段階に分けて延伸させるようになっている。これにより、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の肉厚を制御することができる。そのため、射出成形されたプリフォーム61の肉厚や温度分布が不適切なものであっても、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の肉厚分布をブロー成形に適したものにすることができる。したがって、ブロー成形によって、各部位における肉厚が均一な高品質の最終成形品62を成形することができる。
【0071】
すなわち、延伸成形において、プリフォーム61に温度の高い部位と低い部位とが存在する場合、温度の高い部位の延伸抵抗が温度の低い部位の延伸抵抗よりも小さいので、温度の高い部位のほうが温度の低い部位よりも大きく延伸する。そして、大きく延伸した部位は肉厚が薄くなり、あまり延伸しない部位は肉厚が厚くなる。また、肉厚が薄い部位は熱容量が小さいので放熱によって温度が低くなり、肉厚の厚い部位は熱容量が大きいので放熱によっても温度があまり低くならず比較的高く維持される。そこで、プリフォーム61の延伸を多段階に分けて行うことによって、プリフォーム61の温度分布や肉厚が均一でない場合、初段の延伸において比較的高温の部位を薄肉化させ、途中で一時的に停止させるか延伸速度を低下させることによって薄肉化した部位を比較的低温とし、次段の延伸において他の部位を薄肉化するようにして、均一な延伸を行うことができる。
【0072】
そのため、本実施の形態における射出延伸吹込成形機10は、加熱ステーションを必要とせず、プリフォーム61の材質や形状、ブロー成形によって成形される最終成形品62の形状等に対応して適切な肉厚分布を有するプリフォーム61となるように延伸することができる。したがって、小型で、簡素な構成の射出延伸吹込成形機10を得ることができる。また、プリフォーム61を加熱するための時間が不要となり、成形サイクルに要する時間を短縮化することができる。なお、前記プリフォーム61の材質は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)であるがいかなる材質であってもよい。
【0073】
また、本実施の形態における射出延伸吹込成形機10は、型締装置80の動作によって可動プラテン12を固定プラテン11に近付くように移動させることによって、プリフォーム61を延伸させるようになっている。そして、前記型締装置80の駆動源81は電動サーボモータから成る。すなわち、前記射出延伸吹込成形機10は電動型締装置を有し、該電動型締装置によって延伸ロッド44をプリフォーム61に対して相対的に移動させることにより、該プリフォーム61を延伸させる。そのため、該プリフォーム61に対する延伸ロッド44の位置及び速度を容易に、かつ、精密に制御することができる。したがって、プリフォーム61の延伸を精密に制御することができ、プリフォーム61の材質や形状、ブロー成形によって成形される最終成形品62の形状等に対応して適切な肉厚分布を有するプリフォーム61となるように延伸することができる。
【0074】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の全体側面図である。
【図2】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部平断面図である。
【図3】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部縦断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第1の図である。
【図5】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第2の図である。
【図6】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第3の図である。
【図7】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第4の図である。
【図8】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第5の図である。
【図9】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第6の図である。
【図10】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第7の図である。
【図11】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機によって延伸されるプリフォームの変化を示す図である。
【符号の説明】
【0076】
10 射出延伸吹込成形機
11 固定プラテン
12 可動プラテン
13 固定金型
14 可動割型
21 中間型支持枠
42 射出用コア型
43 吹込用ガイド
61 プリフォーム
62 最終成形品
80 型締装置
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出延伸吹込成形機及び方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、射出成形によって試験管状のプリフォームを成形する工程と、前記プリフォームを延伸吹込成形、すなわち、延伸ブロー成形する工程とを単一の成形機によって行うことができる射出延伸吹込成形機が提供されている。この場合、射出ステーションにおいて型閉した状態で射出成形が行われて試験管状のプリフォームが成形されると、該プリフォームをブロー成形用の雌型内に装填(てん)して型閉し、延伸ブロー成形を行うようになっている。そのため、単一の成形機における射出ステーション及び吹込ステーションにおいて、射出成形と延伸ブロー成形とを同時に行うことができ、成形品のスループットが向上する。また、単一の成形機によって射出成形と延伸ブロー成形とを行うので、成形機全体がコンパクトになり、設置スペースを節約することができる。
【0003】
また、延伸ブロー成形において、ブローエアを導入するタイミングを制御することによって、最終成形品の品質が一定となるように調整する技術も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平6−254955号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前記従来の射出延伸吹込成形機においては、射出成形によって成形されたプリフォームの温度分布が延伸ブロー成形に適した温度分布となっていないので、射出ステーションとブローステーションとの間に加熱ステーションを配設し、成形されたプリフォームを加熱ステーションで加熱した後にブローステーションに移動させて、延伸ブロー成形を行うようになっている。そのため、加熱ステーションを配設する必要があり、射出延伸吹込成形機の構造が複雑となり、装置が大型化し、コストが高くなってしまう。また、加熱ステーションでプリフォームを加熱するために、時間がかかってしまい、成形サイクルに要する時間が長くなってしまう。
【0005】
なお、前述のように、ブローエアを導入するタイミングを制御することも提案されているが、ブローエアを導入するタイミングを制御しても、プリフォームの温度分布に基づく肉厚の不均一を解消することはできなかった。
【0006】
本発明は、前記従来の射出延伸吹込成形機の問題点を解決して、射出成形されたプリフォームを吹込ステーションにおいて延伸する際に、前記プリフォームを多段階に分けて延伸させるようにして、該プリフォームの温度分布や肉厚が不均一であっても、均一な肉厚の最終成形品を成形することができ、加熱ステーションを必要としない射出延伸吹込成形機及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
そのために、本発明の射出延伸吹込成形機においては、固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有する。
【0008】
本発明の他の射出延伸吹込成形機においては、さらに、前記吹込金型支持装置を移動させる型締装置を有し、該型締装置の動作によって前記中間成形品を延伸させる。
【0009】
本発明の更に他の射出延伸吹込成形機においては、さらに、前記型締装置は、電動機によって駆動され、前記中間成形品の延伸速度を制御することができる。
【0010】
本発明の更に他の射出延伸吹込成形機においては、さらに、前記中間成形品を延伸ロッドによって延伸させる。
【0011】
本発明の更に他の射出延伸吹込成形機においては、固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、前記中間成形品を延伸させる電動型締装置を有する。
【0012】
本発明の射出延伸吹込成形方法においては、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する成形機による射出延伸吹込成形方法であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、射出延伸吹込成形機は、固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有する。
【0014】
そのため、プリフォームの温度分布や肉厚が不均一であっても、均一な肉厚の最終成形品を成形することができ、加熱ステーションを必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
図1は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の全体側面図、図2は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部平断面図、図3は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部縦断面図である。
【0017】
図1〜3において、10は射出延伸吹込成形機であり、支持フレーム18に固定された射出金型支持装置としての固定プラテン11、前記支持フレーム18上のガイド部材18aにスライド可能に取り付けられた吹込金型支持装置としての可動プラテン12、及び、前記固定プラテン11と前記可動プラテン12との間において前記支持フレーム18上のガイド部材18aにスライド可能に取り付けられた中間型支持装置としての中間型支持枠21を有する。前記射出延伸吹込成形機10は、射出成形によって試験管状の中間成形品としての後述されるプリフォーム61を成形する工程と、延伸吹込成形、すなわち、延伸ブロー成形によって前記プリフォーム61を後述される最終成形品62に成形する工程とを行う装置である。そして、前記射出延伸吹込成形機10においては、固定プラテン11と中間型支持枠21との間における射出ステーションにおいて射出成形が行われ、可動プラテン12と中間型支持枠21との間における吹込ステーションにおいて延伸ブロー成形が行われる。なお、固定プラテン11と中間型支持枠21との間を吹込ステーションとし、可動プラテン12と中間型支持枠21との間を射出ステーションとすることもできる。前記最終成形品62は、いかなる形状のものであってもよいが、ここでは、細い径の開放された口部を備える瓶(びん)状又はボトル状の有底容器であり、前記口部の外周に雄ねじが形成されたものであるとして説明する。
【0018】
そして、前記固定プラテン11の金型取り付け面(図1〜3における左側の面)には、射出金型としての固定金型13が取り付けられている。また、前記中間型支持枠21に回転不能に取り付けられた中間型としてのコア型枠41における固定プラテン11側の面には、射出用コア型42が配設されている。該射出用コア型42は、根本部42a及び雄型部42bを備え、前記固定金型13と射出用コア型42とが密着して型閉した状態において、前記固定金型13との間にプリフォーム61の形状を備えるキャビティを形成する。なお、図1は前記固定金型13と射出用コア型42とが閉じて型閉した状態を示し、図2及び3は前記固定金型13と射出用コア型42とが開放されて型開した状態を示している。
【0019】
また、図1において、前記固定プラテン11の背面(図1における右側の面)側には、加熱シリンダ16の一部のみが図示され、他の部分が図示されない射出装置が配設されている。ここで、該射出装置は、前記加熱シリンダ16を備え、該加熱シリンダ16には、樹脂ペレット等の原料樹脂を加熱シリンダ16内に投入するための原料ホッパが取り付けられている。また、前記加熱シリンダ16内には、スクリュが回転可能に、かつ、進退可能に配設されている。そして、前記加熱シリンダ16の後方には、前記スクリュを加熱シリンダ16内で回転させるとともに前進又は後退させるための射出駆動装置が配設されている。
【0020】
そして、計量工程においては、前記射出駆動装置が駆動してスクリュを回転させ樹脂をスクリュの前方に溜(た)めることによって、該スクリュが所定の位置まで後退(図1における右方向に移動)する。このとき、原料ホッパから供給された原料樹脂は、加熱シリンダ16内において加熱され、溶融させられ、スクリュの前方(図1における左方)に溜められた樹脂の圧力によってスクリュは後退させられる。続いて、射出工程においては、加熱シリンダ16の先端のノズル16aを固定金型13に押し付け、射出駆動装置が駆動してスクリュが前進(図1における左方向に移動)させられる。これにより、該スクリュの前方に溜められた樹脂はノズル16aの先端から射出され、固定金型13と射出用コア型42との間に形成されたキャビティ内に充填される。
【0021】
また、前記可動プラテン12の金型取り付け面(図1〜3における右側の面)には、ブロー成形用の吹込金型であって、後述される吹込割型としてのブロー成形用雌型58を形成する可動金型としての可動割型14が取り付けられている。該可動割型14は、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bを備え、割型駆動装置としての割型駆動シリンダ装置17によって、前記駆動側可動部14a及び従動側可動部14bが横方向(図2における上下方向)に移動させられる。この場合、前記駆動側可動部14aは、割型駆動シリンダ装置17のピストンロッド17aに接続され、前記割型駆動シリンダ装置17によって直接移動させられ、前記従動側可動部14bは他の組の駆動側可動部14aに接続され、自組の駆動側可動部14aと対向する方向に移動させられる。
【0022】
さらに、前記中間型支持枠21に取り付けられたコア型枠41における可動プラテン12側の面には、吹込用ガイド43が配設されている。該吹込用ガイド43は、根本部43aを備え、駆動側可動部14aと従動側可動部14bとが密着して形成される後述されるブロー成形用雌型58の入口に密着して型閉した状態において、最終成形品62の形状を備えるブロー成形用の空間を形成する。なお、図2及び3は、可動割型14の駆動側可動部14aと従動側可動部14bとが開放され、かつ、前記可動割型14と吹込用ガイド43とが開放されて型開した状態を示している。
【0023】
そして、図1に示されるように、前記可動プラテン12の背面(図1における左側の面)側には、型締装置80が配設されている。該型締装置80は、電動機によって駆動される電動型締装置であり、可動プラテン12を駆動するための電動機としての電動サーボモータから成る駆動源81、該駆動源81が取り付けられたサポートプレート82、及び、該サポートプレート82と可動プラテン12との間に配設されたトグル機構83を有する。また、前記固定プラテン11とサポートプレート82とは、複数、例えば、4本のタイバー15によって連結され、可動プラテン12及び中間型支持枠21は前記タイバー15に沿って前進又は後退(図1における右方向又は左方向に移動)するように配設される。なお、前記固定プラテン11は、ボルト等の固定部材によって支持フレーム18に固定されている。また、前記可動プラテン12及び中間型支持枠21は、主として、前記ガイド部材18aによって下方から支えられてスライドする。
【0024】
この場合、前記駆動源81によってクロスヘッド85を前進又は後退させることにより、トグル機構83を作動させる。これにより、前記可動プラテン12が前進させられて型閉が行われるとともに、駆動源81による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、該型締力によって型締が行われる。なお、前記トグル機構83を使用することなく、駆動源81による推進力をそのまま型締力として可動プラテン12に連結することもできる。
【0025】
なお、前記トグル機構83は、前記クロスヘッド85に対して揺動可能に支持されたトグルレバー86、前記サポートプレート82に対して揺動可能に支持されたトグルレバー84、及び、前記可動プラテン12に対して揺動可能に支持されたトグルアーム87から成り、前記トグルレバー84とトグルアーム87との間、及び、トグルレバー86とトグルレバー84との間が、それぞれ、リンク結合される。
【0026】
また、固定プラテン11には、中間型駆動装置としての中間型駆動シリンダ装置22が取り付けられ、該中間型駆動シリンダ装置22のピストンロッドに接続された連結ロッド23に中間型支持枠21が取り付けられている。そして、前記中間型駆動シリンダ装置22を作動させることによって、固定プラテン11に対して中間型支持枠21を前進又は後退させることができる。これにより、中間型支持枠21を固定プラテン11に対して移動させることができ、射出ステーション及び吹込ステーションにおいて、別個のタイミングで型閉、型締及び型開を行って、射出成形及び延伸ブロー成形を行うことができる。
【0027】
本実施の形態において、前記中間型支持枠21は略門型の形状を有し、下端部がガイド部材18aにスライド可能に取り付けられ、垂直方向に延在する左右の脚部と、該脚部の上端部分を接続する横方向に延在する天板部とを備える。そして、前記左右の脚部の間に前記コア型枠41が配設されている。ここで、該コア型枠41は、前記左右の脚部を貫通して取り付けられた円筒状の支持コラム47に固定されている。すなわち、コア型枠41は、前記中間型支持枠21に回転不能に取り付けられている。
【0028】
そして、前記支持コラム47における前記中間型支持枠21の左右両外側に、把持枠としての回転枠31が回転可能に取り付けられている。図2及び3に示される状態において、前記回転枠31の前側及び後側(図2及び3における左右両側)の側面には、前方及び後方に延在する円柱状のガイドバー33が取り付けられている。該ガイドバー33の数は任意に設定することができるが、図2及び3に示される例においては、左右の回転枠31において前後方向に各2本ずつ取り付けられている。そして、前記ガイドバー33には、中間成形品としてのプリフォーム61の口部の外周を把持するための後述される成形品把持装置52を支持する把持枠32が、ガイドバー33の軸方向にスライド可能に、かつ、ガイドバー33の先端部33aにロック及び開放可能に取り付けられている。図2及び3に示される状態において、前記把持枠32は、把持枠係合部32aによってガイドバー33の先端部33aにロックされており、前記ガイドバー33の軸方向にスライドしないようになっている。なお、前記把持枠係合部32aと先端部33aとの係合が解除されると、前記把持枠32は開放されて、ガイドバー33の軸方向にスライド可能となる。
【0029】
前記把持枠係合部32aは、固定プラテン11に取り付けられた図示されない射出側係脱部材の先端部とも解除可能に係合するともに、前記射出側係脱部材の先端部によって作動させられて、ガイドバー33の先端部33aと係合又は係合解除を行うようになっている。さらに、前記把持枠係合部32aは、可動プラテン12に取り付けられた図示されない吹込側係脱部材の先端部とも解除可能に係合するとともに、前記吹込側係脱部材の先端部によって作動させられて、ガイドバー33の先端部33aと係合又は係合解除を行うようになっている。
【0030】
また、前記中間型支持枠21の一方の脚部には、前記回転枠31を回転させるための駆動源として電気モータ34が取り付けられている。そして、該電気モータ34を作動させることによって、前記回転枠31が支持コラム47を中心として回転する。
【0031】
前記コア型枠41の上側の外表面及び下側の外表面には、前記成形品把持装置52を作動させて把持状態を解除させるための把持解除部材を駆動する駆動源としての把持解除用駆動装置45が、それぞれ、取り付けられている。該把持解除用駆動装置45は、油圧シリンダ装置であってもよいし、電動モータとボールねじとを組み合わせたものであってもよいが、ここでは、空圧シリンダ装置であり、該空圧シリンダ装置のピストンロッドに前記把持解除部材が取り付けられているとして説明する。そして、前記把持解除用駆動装置45が作動すると、前記把持解除部材が進退させられる。
【0032】
ところで、前記吹込用ガイド43には、延伸ロッド44が根本部43aから突出することができるように取り付けられている。そして、前記コア型枠41の上側の外表面及び下側の外表面には、前記延伸ロッド44を作動させて根本部43aから突出させるための駆動源としての延伸ロッド用駆動装置46が、それぞれ、取り付けられている。該延伸ロッド用駆動装置46は、油圧シリンダ装置であってもよいし、電動モータとボールねじとを組み合わせたものであってもよいが、ここでは、空圧シリンダ装置であるとして説明する。そして、前記延伸ロッド用駆動装置46が作動すると、該延伸ロッド用駆動装置46のピストンロッドに接続された連結板46aが移動し、該連結板46aに根本部分が取り付けられている延伸ロッド44が突出する。
【0033】
本実施の形態においては、該延伸ロッド44を突出させ、その先端がプリフォーム61内に進入した状態で、型締装置80の動作によって可動プラテン12を前進させ、後述されるねじ用割型52aがプリフォーム61の口部を把持したままで吹込用ガイド43に接近するようにして、プリフォーム61を延伸させるようになっている。この場合、延伸の途中で可動プラテン12の前進を停止させ、前記プリフォーム61を多段階に分けて延伸させる。その後、高圧空気を吹き込んでブロー成形を行うことによって、前記プリフォーム61から最終成形品62を成形するようになっている。この場合、吹込用ガイド43、延伸ロッド44、又は、その間には、ブロー成形用の高圧空気を供給するための図示されない空気流路、空気噴出孔(こう)等が形成されている。なお、前記把持解除用駆動装置45及び延伸ロッド用駆動装置46に作動流体としての高圧空気を供給するための配管、ブロー成形用の高圧空気を供給するための配管、各種装置に電力を供給する電線、センサ等からの信号を伝達する信号線等は、中空な支持コラム47の内部を通るように配設することができる。
【0034】
また、前記射出延伸吹込成形機10は図示されない制御装置を有する。該制御装置は、前記射出装置、型締装置80の駆動源81、中間型駆動シリンダ装置22、電気モータ34、把持解除用駆動装置45、延伸ロッド用駆動装置46等の動作を含む、射出延伸吹込成形機10のすべての動作を制御する。また、前記制御装置は、成形品取り出し装置の制御装置等の他の制御装置と一体的に構成されたものであってもよいし、大型のコンピュータ内に構築された複数の制御システムの中の1つであってもよい。
【0035】
次に、前記射出延伸吹込成形機10の各部の構成を詳細に説明する。
【0036】
図2及び3に示されるように、固定金型13の金型合わせ面、すなわち、パーティング面には、キャビティプレート13eによって、射出金型としての雌型部51が取り付けられている。該雌型部51は単数であってもよいし、複数であってもよいが、本実施の形態においては、上下方向に6個並んだ列が2列形成され、12個の雌型部51が固定金型13に取り付けられている。この場合、吹込ステーションにおいて、可動プラテン12の金型取り付け面に取り付けられた可動割型14によって形成されるブロー成形用雌型58も、前記雌型部51と同様に、上下方向に6個並んだ列を2列形成する。
【0037】
そして、前記固定金型13内には、加熱シリンダ16のノズル16aの先端が押し付けられるノズルタッチ部13a、該ノズルタッチ部13aから延在する樹脂流路としてのスプルー13b、該スプルー13bから枝分かれした樹脂流路としてのランナ13c、及び、該ランナ13cの先端部に形成され、各雌型部51の内部に連通するホットランナノズル13dが形成されている。これにより、前記加熱シリンダ16のノズル16aの先端から射出された樹脂は、スプルー13b、ランナ13c及びホットランナノズル13dを通過して、各雌型部51と対応する雄型部42bとの間に形成されたキャビティ内に充填される。なお、射出用コア型42は雌型部51の各列に対応する位置に2列形成され、各射出用コア型42の各雌型部51に対応する位置に根本部42a及び雄型部42bが配設されている。すなわち、前記根本部42a及び雄型部42bはそれぞれ12個である。
【0038】
また、把持枠32には、成形品把持装置52が取り付けられている。該成形品把持装置52は、ねじ用割型52a、及び、該ねじ用割型52aが取り付けられたスライド板52bを有する。そして、前記ねじ用割型52aは、各雌型部51に対応する位置に、上下方向に6個並んだ列が2列形成され、12個のねじ用割型52aが把持枠32に取り付けられている。そして、前記ねじ用割型52aは、内周面に雄ねじを形成するための螺(ら)旋溝が形成され、雌型部51の入口近傍部分に嵌(は)まり込み、対応する雄型部42bとの間にプリフォーム61の口部に対応するキャビティを形成する。これにより、前記プリフォーム61の口部の外周に雄ねじが形成される。
【0039】
なお、前記ねじ用割型52aは、横方向(図2における上下方向)に分割可能な構成を備え、各ねじ用割型52aの半割部分がスライド板52bの半割部分に、それぞれ、取り付けられている。前記スライド板52bは、上下方向(図2に対して垂直方向)に延在して2枚が把持枠32に取り付けられ、それぞれが横方向に分割可能な構成を備え、各スライド板52bの半割部分が横方向にスライド可能に前記把持枠32に取り付けられている。そして、各スライド板52bの半割部分は、ばね部材等の付勢部材によって中心方向に付勢され、相互に結合するようになっている。これにより、各ねじ用割型52aの半割部分も、中心方向に付勢され、相互に結合するようになっている。
【0040】
また、各スライド板52bの上下端近傍部分には、把持解除従動部材52cが取り付けられている。該把持解除従動部材52cは、横方向に分割可能な構成を備え、各把持解除従動部材52cの半割部分がスライド板52bの半割部分に、それぞれ、取り付けられている。そして、スライド板52bの半割部分が中心方向に付勢されて相互に結合すると、把持解除従動部材52cの半割部分も相互に結合し、結合箇所に、図2に示されるような楔(くさび)状のノッチが形成される。該ノッチは、把持解除部材の突起部材に対応する位置にあり、前記把持解除部材が前進すると、前記突起部材がノッチに進入し、把持解除従動部材52cが横方向に押し広げられるようになっている。これにより、各スライド板52bの半割部分及び各ねじ用割型52aの半割部分も、横方向に押し広げられて分割されるので、吹込ステーションにおいて、ブロー成形が終了した後、最終成形品62の口部の把持を解除することができる。
【0041】
そして、前記把持枠32が取り付けられているガイドバー33を支持する左右の回転枠31は、図2に示されるように、ボールベアリング、ローラベアリング等から成る軸受部材47aを介して、支持コラム47の外周に回転可能に取り付けられている。そして、一方の回転枠31の側面には、環状の従動ギヤ31aが取り付けられ、電気モータ34の回転軸34aに取り付けられた駆動ギヤ34bが前記従動ギヤ31aに噛(か)み合っている。これにより、前記電気モータ34を作動させることによって、前記回転枠31を支持コラム47を中心として回転させることができる。
【0042】
また、前記コア型枠41は、一部の壁面が開放された略直方体状の形状を有し、内部には、連結板46aが可動割型14側に進退可能に配設されている。前記連結板46aは、上下端近傍の一部分がコア型枠41の上側の外表面及び下側の外表面に突出し、延伸ロッド用駆動装置46に取り付けられている。また、連結板46aには、各延伸ロッド44の根本部分が取り付けられ、各延伸ロッド44を同時に突き出すことができるようになっている。なお、該延伸ロッド44は、可動割型14によって形成されるブロー成形用雌型58のそれぞれに対応する位置に配設され、上下方向に6個並んだ列を2列形成する。
【0043】
本実施の形態において、可動割型14の駆動側可動部14a及び従動側可動部14bは、横方向(図2における上下方向)にスライド可能に可動プラテン12の金型取り付け面に取り付けられている。この場合、左右の組の駆動側可動部14aは、割型駆動シリンダ装置17のピストンロッド17aに接続され、前記割型駆動シリンダ装置17によって直接横方向に移動させられる。また、左右の組の従動側可動部14bは、連結部材14dによって他の組の駆動側可動部14aに接続され、自組の駆動側可動部14aと対向する方向に移動させられる。そして、左右の割型駆動シリンダ装置17を同期して作動させることによって、各組における駆動側可動部14aと従動側可動部14bとを対向する方向に移動させて結合させ、ブロー成形用雌型58を形成させることができる。
【0044】
また、前記射出延伸吹込成形機10が射出ステーション及び吹込ステーションにおいて型閉すると、固定プラテン11に中間型支持枠21が接触し、該中間型支持枠21に可動プラテン12が接触した状態になる。この場合、把持枠係合部32aとガイドバー33の先端部33aとの係合は解除されており、射出ステーション及び吹込ステーションにおける把持枠32は、ガイドバー33の軸方向にスライドして、コア型枠41に接触する。
【0045】
そして、射出ステーションにおいては、固定金型13に取り付けられた各雌型部51の中に各雄型部42bが進入する。また、半割部分が相互に結合されたねじ用割型52aは、雌型部51の入口近傍部分に嵌まり込んだ状態で、雌型部51と射出用コア型42との間に挟み込まれている。これにより、雌型部51及びねじ用割型52aの内面と雄型部42bの外面との間にキャビティが形成され、該キャビティ内に樹脂が充填されて、プリフォーム61が形成される。本実施の形態において、該プリフォーム61は、略試験管状の細長い有底容器であるが、開口する口部の外周にはねじ用割型52aの内面によって雄ねじが形成され、口部の境界にはねじ用割型52aと雌型部51との間の隙(すき)間によって鍔(つば)部が形成されている。
【0046】
また、吹込ステーションにおいては、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bとが結合して、ブロー成形用雌型58が形成される。この場合、前記駆動側可動部14a及び従動側可動部14bが左右から結合し、前記ブロー成形用雌型58の内面は瓶状又はボトル状の有底容器の形状を有する。
【0047】
そして、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bによって形成されるブロー成形用雌型58の開口部には、プリフォーム61を把持している状態のねじ用割型52aが押し付けられる。この場合、前記プリフォーム61の鍔部がブロー成形用雌型58の開口部外面に押し付けられ、鍔部より先の部分は、ブロー成形用雌型58内部に進入することができる。そして、延伸ロッド44を突出させ、その先端がプリフォーム61内に進入した状態で、型締装置80の動作によって可動プラテン12を前進させると、延伸ロッド44が相対的にブロー成形用雌型58の奥側に向かって突出し、前記プリフォーム61をブロー成形用雌型58の奥側に向かって延伸させる。この場合、延伸の途中で可動プラテン12の前進を停止させ、前記プリフォーム61を多段階に分けて延伸させる。その後、図示されない空気流路を介して、高圧空気を前記プリフォーム61の内部に吹き込むことによって、該プリフォーム61を膨張させて、ブロー成形用雌型58の内面に押し付ける。これにより、ブロー成形用雌型58内面の形状を有する瓶状又はボトル状の有底容器を成形することができる。
【0048】
次に、前記構成の射出延伸吹込成形機10の動作について説明する。
【0049】
図4は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第1の図、図5は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第2の図、図6は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第3の図、図7は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第4の図、図8は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第5の図、図9は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第6の図、図10は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第7の図、図11は本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機によって延伸されるプリフォームの変化を示す図である。
【0050】
この場合、1回の成形サイクルにおいて、射出ステーションでは射出成形によって雌型部51の数に等しい数のプリフォーム61、例えば、12個のプリフォーム61が成形され、吹込ステーションでは、前回の成形サイクルにおいて射出ステーションで成形された12個のプリフォーム61を使用して、ブロー成形が行われ、図4に示されるような最終成形品62が、12個同時に成形されるようになっている。なお、図4は、ブロー成形用雌型58の型開が行われ、最終成形品62が、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bから外れて落下する(図4の面に対して垂直な方向に移動する。)状態を示している。
【0051】
続いて、電気モータ34が作動して、支持コラム47を中心に回転枠31が回転させられる。これにより、ねじ用割型52aがプリフォーム61を把持した把持枠32は、射出ステーションから吹込ステーションに移動し、他方の把持枠32は、吹込ステーションから射出ステーションに移動する。
【0052】
そして、前記回転枠31の回転が終了すると、前記図2及び3に示されるように、射出ステーション及び吹込ステーションで型開された状態から、型締装置80が作動して型閉が開始される。これにより、可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて、すなわち、固定プラテン11に近付くように移動する。そして、前記可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて移動する間に、中間型駆動シリンダ装置22が作動して、中間型支持枠21が型開の状態から型閉の状態に向けて、すなわち、固定プラテン11に近付くように移動する。
【0053】
また、前記可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて移動する間に、中間型支持枠21が固定プラテン11に近付くことによって、回転枠31の固定プラテン11側の側面に取り付けられたガイドバー33の先端部33aと係合している把持枠32の把持枠係合部32aが、固定プラテン11に取り付けられた射出側係脱部材の先端部に接触する。これにより、前記把持枠係合部32aとガイドバー33の先端部33aとの係合が解除され、把持枠32とガイドバー33とのロックが開放される。
【0054】
同様に、前記可動プラテン12が型開の状態から型閉の状態に向けて移動する間に、中間型支持枠21が可動プラテン12に近付くことによって、回転枠31の可動プラテン12側の側面に取り付けられたガイドバー33の先端部33aと係合している把持枠32の把持枠係合部32aが、可動プラテン12に取り付けられた吹込側係脱部材の先端部に接触する。これにより、前記把持枠係合部32aとガイドバー33の先端部33aとの係合が解除され、把持枠32とガイドバー33とのロックが開放される。なお、前記把持枠32におけるねじ用割型52aは、前回の成形サイクルにおいて射出ステーションで成形された12個のプリフォーム61を把持している。
【0055】
また、前記把持枠32とガイドバー33とのロックが開放される以前に、延伸ロッド用駆動装置46が作動し、連結板46aが前進して延伸ロッド44が突出する。これにより、図5に示されるように、延伸ロッド44の先端部は、ねじ用割型52aによって口部が把持されたプリフォーム61の内部に進入した状態となる。なお、前記延伸ロッド44の先端部は、いかなる形状であってもよいが、図5に示されるように、半球状の大径部となっていることが望ましい。該大径部の直径は、略試験管状のプリフォーム61の内径にほぼ等しい。また、割型駆動シリンダ装置17が既に作動しており、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bは、結合して型閉した状態となっていて、ブロー成形用雌型58を形成している。
【0056】
続いて、型締装置80の動作によって、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、プリフォーム61がブロー成形用雌型58の奥に向かって相対的に移動し、該ブロー成形用雌型58の開口から内部に進入する。そして、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、図6に示されるように、ブロー成形用雌型58の開口部がプリフォーム61の口部を把持している状態のねじ用割型52aに押し付けられた状態になる。この状態において、前記プリフォーム61の鍔部がブロー成形用雌型58の開口部外面に押し付けられ、鍔部より先の部分は、ブロー成形用雌型58内部に進入している。
【0057】
続いて、型締装置80の動作によって、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、延伸ロッド44がプリフォーム61の奥に向かって相対的に移動し、図7に示されるように、延伸ロッド44の先端部が略試験管状のプリフォーム61の底部に当接する。そして、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように更に移動すると、延伸ロッド44がブロー成形用雌型58の奥に向かって相対的に移動する。この場合、プリフォーム61の口部が移動不能となっているので、延伸ロッド44の先端部によってプリフォーム61の底部がブロー成形用雌型58の奥に向かって引っ張られ、プリフォーム61が延伸される。
【0058】
続いて、図8に示されるように、延伸ロッド44の先端部がブロー成形用雌型58の奥に向かって所定距離だけ移動し、プリフォーム61が所定長となるまで延伸すると、型締装置80が動作を一時的に停止させるので、可動プラテン12が停止する。これにより、プリフォーム61の延伸が一時的に停止する。そして、所定時間が経過すると型締装置80が動作を再開するので、可動プラテン12が固定プラテン11に近付くように再び移動し、プリフォーム61の延伸が再開される。
【0059】
続いて、可動プラテン12が型閉の状態になると、射出ステーション及び吹込ステーションにおいて型閉が完了する。この場合、射出ステーション及び吹込ステーションにおける把持枠32は、ガイドバー33とのロックが開放されているので、射出側係脱部材及び吹込側係脱部材の先端部によって押されてガイドバー33の軸方向にスライドし、コア型枠41に接触している。
【0060】
ここで、吹込ステーションにおける型閉が完了すると、可動プラテン12に取り付けられた駆動側可動部14a及び従動側可動部14bと把持枠32とが当接し、また、把持枠32とコア型枠41とが当接して、図9に示されるような状態になる。この場合、駆動側可動部14a及び従動側可動部14bによって形成されるブロー成形用雌型58の開口部には、プリフォーム61の口部を把持している状態のねじ用割型52aが押し付けられ、吹込用ガイド43の根本部43aがプリフォーム61の口部に嵌(かん)入している。これにより、延伸ロッド44によるプリフォーム61の延伸が完了する。このように、プリフォーム61の延伸が完了した時点において、延伸ロッド44の先端部は、プリフォーム61の延伸を一時的に停止した時点よりもブロー成形用雌型58の奥に向かって移動した位置で停止し、プリフォーム61は延伸を一時的に停止した時点よりも更に延伸された状態となっている。
【0061】
本実施の形態においては、図11に示されるように、プリフォーム61の延伸を、途中で一時的に停止させ、2段階に分けて行うことによって、プリフォーム61の肉厚を制御するようになっている。ここでは、図11(a)に示されるように、延伸ロッド44の先端部が略試験管状のプリフォーム61の底部に当接して、該プリフォーム61の延伸が開始される時点において、該プリフォーム61の肉厚及び温度は均一であるものとする。
【0062】
そして、延伸ロッド44をプリフォーム61に対して距離Aだけ相対的に移動させ、プリフォーム61が所定長となるまで延伸し、延伸を一時的に停止させた時点においては、図11(b)に示されるように、プリフォーム61の底部であるエの部位、該エの部位に隣接するウの部位、及び、口部に隣接するアの部位において肉厚が厚くなっていて、アの部位とウの部位の間のイの部位において肉厚が薄くなっている。これは、延伸ロッド44によってプリフォーム61が延伸されると、延伸ロッド44の先端部が当接しているエの部位は延伸抵抗が大きいのでほとんど延伸しないのに対して、プリフォーム61の底部と口部との中間の胴部に対応するイの部位は延伸抵抗が小さいので大きく延伸するためである。なお、アの部位は、延伸しない口部と大きく延伸したイの部位との中間であるので、全体としてあまり延伸せず、肉厚が厚くなっている。また、ウの部位は、延伸しないエの部位と大きく延伸したイの部位との中間であるので、全体としてあまり延伸せず、肉厚が厚くなっている。
【0063】
ここで、延伸が一時的に停止されている間に、放熱によって、プリフォーム61の温度が低下する。この場合、肉厚の厚いア、ウ及びエの部位は、熱容量が大きいためにゆっくりと冷えるので比較的温度が高くなり、肉厚の薄いイの部位は、熱容量が小さいために速く冷えるので比較的温度が低くなる。これにより、プリフォーム61の延伸が再開される時点では、ア、ウ及びエの部位は高温となり、イの部位は低温となっている。
【0064】
そして、延伸を再開し、延伸ロッド44をプリフォーム61に対して距離Bだけ相対的に移動させ、プリフォーム61を更に延伸し、延伸が完了した時点においては、図11(c)に示されるように、ア、ウ及びエの部位の部位において肉厚が薄くなっていて、イの部位において肉厚が厚くなっている。これは、延伸が再開されて延伸ロッド44によってプリフォーム61が延伸されると、ア、ウ及びエの部位は温度が高く延伸抵抗が小さいので大きく延伸するのに対して、イの部位は温度が低く延伸抵抗が大きいのであまり延伸しないためである。
【0065】
このように、プリフォーム61の延伸を、途中で一時的に停止させ、2段階に分けて行うことによって、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の各部位における肉厚を制御することができる。これにより、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の肉厚分布をブロー成形に適したものにすることができる。この場合、最初の延伸においてプリフォーム61を延伸させる長さ、一時停止させる時間の長さ等は、プリフォーム61の温度分布及び肉厚分布に基づいて、適宜設定することができる。また、プリフォーム61の延伸を、途中で完全に停止させずに延伸速度を低下させた状態とすることもできる。この場合、最初の延伸において生じた肉厚の厚い部位と薄い部位とにおいて、温度に差が生じる程度に延伸速度を低下させればよい。
【0066】
なお、プリフォーム61の延伸が完了した時点における延伸ロッド44の先端部の位置は、延伸ロッド用駆動装置46による延伸ロッド44の突出量を調整したり、延伸ロッド44を長さの異なるものに変更することによって調整することができる。これにより、プリフォーム61の延伸量を任意に調整することができる。また、プリフォーム61を延伸させる速度は、駆動源81の駆動速度を制御して型締装置80の動作速度を制御することによって制御することができる。さらに、ここでは、プリフォーム61の延伸を1回だけ一時的に停止させて2段階に分けて延伸させる場合について説明したが、プリフォーム61の延伸を一時的に停止させる回数は2回以上であってもよく、プリフォーム61の延伸は3段階以上に分けることもできる。
【0067】
また、射出ステーションにおいては、固定金型13に取り付けられた各雌型部51の中に各雄型部42bが進入している。また、半割部分が相互に結合されたねじ用割型52aは、雌型部51の入口近傍部分に嵌まり込んだ状態で、雌型部51と射出用コア型42との間に挟み込まれている。これにより、雌型部51及びねじ用割型52aの内面と雄型部42bの外面との間にキャビティが形成される。また、吹込ステーションにおいては、ブロー成形用雌型58の開口部外面に前記プリフォーム61の鍔部が押し付けられ、該鍔部より先の部分がブロー成形用雌型58内部に進入している。
【0068】
続いて、射出ステーションにおいて射出工程が行われ、加熱シリンダ16の先端のノズル16aが固定金型13のノズルタッチ部13aに押し付けられ、前記ノズル16aの先端から樹脂が射出される。そして、射出された該樹脂は、スプルー13b、ランナ13c及びホットランナノズル13dを通過して、雌型部51と対応する雄型部42bとの間に形成されたキャビティ内に充填される。なお、樹脂の充填が完了した後も、型閉した状態を継続し、キャビティ内の樹脂を冷却する。
【0069】
また、吹込ステーションにおいてブロー成形が行われ、吹込用ガイド43、延伸ロッド44、又は、その間に形成された図示されない空気流路、空気噴出孔等から高圧空気を前記プリフォーム61の内部に吹き込むことによって、該プリフォーム61を膨張させて、ブロー成形用雌型58の内面に押し付ける。これにより、図10に示されるように、ブロー成形用雌型58内面の形状を有する瓶状又はボトル状の有底容器を最終成形品62として成形することができる。この場合、プリフォーム61の肉厚分布がブロー成形に適したものになっているので、各部位における肉厚が均一な高品質の最終成形品62を成形することができる。なお、延伸が終了すると、延伸ロッド44は突出した状態から元の位置に戻される。
【0070】
このように、本実施の形態においては、射出ステーションにおいて射出成形されたプリフォーム61を吹込ステーションにおいて延伸する際に、プリフォーム61を多段階に分けて延伸させるようになっている。これにより、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の肉厚を制御することができる。そのため、射出成形されたプリフォーム61の肉厚や温度分布が不適切なものであっても、延伸が完了した時点におけるプリフォーム61の肉厚分布をブロー成形に適したものにすることができる。したがって、ブロー成形によって、各部位における肉厚が均一な高品質の最終成形品62を成形することができる。
【0071】
すなわち、延伸成形において、プリフォーム61に温度の高い部位と低い部位とが存在する場合、温度の高い部位の延伸抵抗が温度の低い部位の延伸抵抗よりも小さいので、温度の高い部位のほうが温度の低い部位よりも大きく延伸する。そして、大きく延伸した部位は肉厚が薄くなり、あまり延伸しない部位は肉厚が厚くなる。また、肉厚が薄い部位は熱容量が小さいので放熱によって温度が低くなり、肉厚の厚い部位は熱容量が大きいので放熱によっても温度があまり低くならず比較的高く維持される。そこで、プリフォーム61の延伸を多段階に分けて行うことによって、プリフォーム61の温度分布や肉厚が均一でない場合、初段の延伸において比較的高温の部位を薄肉化させ、途中で一時的に停止させるか延伸速度を低下させることによって薄肉化した部位を比較的低温とし、次段の延伸において他の部位を薄肉化するようにして、均一な延伸を行うことができる。
【0072】
そのため、本実施の形態における射出延伸吹込成形機10は、加熱ステーションを必要とせず、プリフォーム61の材質や形状、ブロー成形によって成形される最終成形品62の形状等に対応して適切な肉厚分布を有するプリフォーム61となるように延伸することができる。したがって、小型で、簡素な構成の射出延伸吹込成形機10を得ることができる。また、プリフォーム61を加熱するための時間が不要となり、成形サイクルに要する時間を短縮化することができる。なお、前記プリフォーム61の材質は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)であるがいかなる材質であってもよい。
【0073】
また、本実施の形態における射出延伸吹込成形機10は、型締装置80の動作によって可動プラテン12を固定プラテン11に近付くように移動させることによって、プリフォーム61を延伸させるようになっている。そして、前記型締装置80の駆動源81は電動サーボモータから成る。すなわち、前記射出延伸吹込成形機10は電動型締装置を有し、該電動型締装置によって延伸ロッド44をプリフォーム61に対して相対的に移動させることにより、該プリフォーム61を延伸させる。そのため、該プリフォーム61に対する延伸ロッド44の位置及び速度を容易に、かつ、精密に制御することができる。したがって、プリフォーム61の延伸を精密に制御することができ、プリフォーム61の材質や形状、ブロー成形によって成形される最終成形品62の形状等に対応して適切な肉厚分布を有するプリフォーム61となるように延伸することができる。
【0074】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の全体側面図である。
【図2】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部平断面図である。
【図3】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の要部縦断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第1の図である。
【図5】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第2の図である。
【図6】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第3の図である。
【図7】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第4の図である。
【図8】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第5の図である。
【図9】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第6の図である。
【図10】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機の吹込ステーションの要部拡大平断面図であって動作を示す第7の図である。
【図11】本発明の実施の形態における射出延伸吹込成形機によって延伸されるプリフォームの変化を示す図である。
【符号の説明】
【0076】
10 射出延伸吹込成形機
11 固定プラテン
12 可動プラテン
13 固定金型
14 可動割型
21 中間型支持枠
42 射出用コア型
43 吹込用ガイド
61 プリフォーム
62 最終成形品
80 型締装置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、
(b)可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、
(c)射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、
(d)射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、
(e)前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有することを特徴とする射出延伸吹込成形機。
【請求項2】
前記吹込金型支持装置を移動させる型締装置を有し、該型締装置の動作によって前記中間成形品を延伸させる請求項1に記載の射出延伸吹込成形機。
【請求項3】
前記型締装置は、電動機によって駆動され、前記中間成形品の延伸速度を制御することができる請求項2に記載の射出延伸吹込成形機。
【請求項4】
前記中間成形品を延伸ロッドによって延伸させる請求項1〜3のいずれか1項に記載の射出延伸吹込成形機。
【請求項5】
(a)固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、
(b)可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、
(c)射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、
(d)射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、
(e)前記中間成形品を延伸させる電動型締装置を有することを特徴とする射出延伸吹込成形機。
【請求項6】
(a)射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する成形機による射出延伸吹込成形方法であって、
(b)前記中間成形品を多段階に分けて延伸させることを特徴とする射出延伸吹込成形方法。
【請求項1】
(a)固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、
(b)可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、
(c)射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、
(d)射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、
(e)前記中間成形品を多段階に分けて延伸させる制御装置を有することを特徴とする射出延伸吹込成形機。
【請求項2】
前記吹込金型支持装置を移動させる型締装置を有し、該型締装置の動作によって前記中間成形品を延伸させる請求項1に記載の射出延伸吹込成形機。
【請求項3】
前記型締装置は、電動機によって駆動され、前記中間成形品の延伸速度を制御することができる請求項2に記載の射出延伸吹込成形機。
【請求項4】
前記中間成形品を延伸ロッドによって延伸させる請求項1〜3のいずれか1項に記載の射出延伸吹込成形機。
【請求項5】
(a)固定金型が取り付けられる射出金型支持装置と、
(b)可動金型が取り付けられる吹込金型支持装置と、
(c)射出用コア型及び吹込用ガイドを備え、前記射出金型支持装置と前記吹込金型支持装置との間に配設される中間型支持装置とを有し、
(d)射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する射出延伸吹込成形機であって、
(e)前記中間成形品を延伸させる電動型締装置を有することを特徴とする射出延伸吹込成形機。
【請求項6】
(a)射出成形によって成形された中間成形品に延伸吹込成形を行って最終成形品を成形する成形機による射出延伸吹込成形方法であって、
(b)前記中間成形品を多段階に分けて延伸させることを特徴とする射出延伸吹込成形方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2006−35674(P2006−35674A)
【公開日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−219825(P2004−219825)
【出願日】平成16年7月28日(2004.7.28)
【出願人】(000002107)住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年7月28日(2004.7.28)
【出願人】(000002107)住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]