JP3217361B2 - 押出吹込成形機用アキュムレータヘッド - Google Patents

押出吹込成形機用アキュムレータヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明が属する技術分野］ 本発明は、可塑化した材料を管状のアキュムレータに
受け入れ、次いでこれをダイを通して押し出して管状パ
リソンを形成し、その後、このパリソンから壜又は他の
中空物品を吹込成形によって形成する押出吹込成形機用
アキュムレータヘッドに関する。
［従来の技術］ 容器及び他の中空物品は、加熱し軟化したプラスチッ
ク材料製の管を形成し、この管の周りで二部品金型を閉
じ、その後空気又は他のガスを圧力で管内に導入して管
を金型の壁に対して膨張させ、これによって、所望の中
空物品を形成する吹込成形で形成されることが多い。こ
のような吹込成形機には種々の種類のものがあり、最も
一般的な成形機は、押出吹込成形機及び射出吹込成形機
である。
押出吹込成形機では、プラスチック材料が押出機内で
加熱され且つ軟化され、ダイヘッド内に搬送され、管状
パリソンがダイヘッドから押し出される。パリソンは、
連続的であって複数の金型がパリソンの軸線方向に間隔
を隔てられた連続した部分の周りで順次閉じられるか或
いは断続的に押し出され順次吹込成形されるかのいずれ
かである。後者の場合には、ヘッドは、通常アキュムレ
ータと呼ばれる室を有し、この室内には押し出した材料
が蓄積されて材料の予め決定された容積を構成し、その
後、材料の蓄積された容積をアキュムレータの出口に設
けられた押出ダイを通して押し出し、所望の長さ、直
径、及び壁厚分布のパリソンを形成する。
［発明が解決しようとする課題］ 多くの場合、押出ヘッドは、パリソンが下方にほぼ垂
直方向に押し出されるように配向されている。更に、加
熱して軟化した材料は、通常は、水平に配置されたスク
リュー型押出機によって提供され、押出機からの出力は
押出ヘッド内に水平方向に送出される。押出ヘッドはア
キュムレータの出口即ち押出ダイを通る材料の流れを制
御するための円筒形マンドレルを中央に有するため、水
平方向に進入した材料は、マンドレルに沿った管状流れ
通路を押出ダイ出口に向かって流れることが出来るよう
に、分かれ、円筒形マンドレルの周りを流れ、次いで再
び合一しなければならない。大抵は、材料は、再び合一
させるために円筒形マンドレルの周りをながれるときに
ぴったりとくっつかず、そのため接合すじ即ち流れすじ
が形成され、その結果、押し出したパリソンの表面に長
さ方向に延びるすじや押縁が形成される。パリソンの表
面上のこのようなすじや押縁は、吹込成形した物品の外
観及び品質に影響する。
従って、本発明の目的は、上述の欠点を克服すること
である。
本発明の別の目的は、来入する押出材料を複数の流れ
に分割し、次いでこれらの流れを再合一して可塑化した
材料の均等な環状の流れを形成し、周方向で均等な押出
パリソンを提供するアキュムレータヘッドを提供するこ
とである。
［課題を解決するための手段］ 簡単に述べると、本発明の一つの特徴によれば、パリ
ソンを均等に押し出すための押出吹込成形機用アキュム
レータヘッドが提供される。アキュムレータヘッドは、
円筒形バレル内面及び材料入口及び材料出口を備えたバ
レル壁を持つ管状外バレルを有する。
管状内スリーブが、バレルの内面に沿って移動するよ
うに外バレル内に摺動自在に受入れられている。内スリ
ーブの外面には外バレルの材料入口と連通するようにな
った材料受入れスロットが設けられている。半径方向内
方に差し向けられた少なくとも二つの流れ孔が材料受入
れスロットから内スリーブの内面まで延びている。
管状内本体部材が内スリーブの内面に沿って移動する
ように内スリーブ内に摺動自在に受入れられており、内
本体部材は、複数の螺旋状チャンネルを有し、各チャン
ネルは内スリーブの流れ孔の夫々一つと連通している。
これらのチャンネルは内本体部材の外面に沿って延びて
いる。
内スリーブ及び内本体部材を材料出口に向かって同時
に移動し、材料出口を通して材料を押し出し、これによ
ってパリソンを形成するため、アクチュエータが設けら
れている。
上記チャンネルを形成する螺旋状押縁は少なくとも内
本体部材の下方部において、該押縁を越えて材料の一部
が流れることができるよう内スリーブ部材の内面との間
に間隙を有する。
［発明の実施の形態］ 次に、添付図面のうち特に第１図を参照すると、この
図には全体に矩形のベース即ちフレーム12を有する押出
吹込成形機10が示してある。水平な上フレーム部材14上
には、回転自在の可塑化スクリュー（図示せず）を持つ
環状バレル18の形態の押出機16が位置決めされており、
可塑化スクリューは、固形のプラスチック材料を搬送し
且つ軟化して粘性で流動性のある押出用素材を提供する
ための一つ又はそれ以上の螺旋状のフライトを備えてい
る。
プラスチック材料は、押出機のバレル18の開口部（図
示せず）と連通した供給ホッパ20に導入される。ねじ
は、電動モータ26が駆動する液圧ポンプ24から加圧され
た液圧流体を受入れる液圧モータ22によって回転され
る。液圧モータ22、液圧ポンプ24、及び電動モータ26
は、フレーム12上に適当に支持されている。更に、機械
の作動の制御に使用されるスイッチ、リレー、等を収容
するため、電気システムキャビネット28が設けられてい
る。
水平に配置された押出機バレル18の出口30は、可塑化
した材料を押出機16から受入れるほぼ垂直に配置された
アキュムレータヘッド34の材料入口32に連結されてい
る。アキュムレータヘッド34の下には、当業者に周知の
通常の形態の吹込金型36が位置決めされている。吹込金
型36は、水平方向に向き合った二つの金型部分38、40の
形態であり、これらの金型部分の各々は、金型を合わせ
ると金型キャビティ（図示せず）を構成する向き合った
凹部領域を有する。金型キャビティは、吹込成形した物
品の所望の外面形態と形状が一致する。摺動自在のカバ
ー即ちゲート42が吹込金型36の前に設けられている。
アキュムレータヘッド34を第２図及び第３図に更に詳
細に示す。これらの図に示すように、アキュムレータの
管状形態の外バレル44の軸線は、実質的に垂直方向に延
びるように差し向けられている。バレル44の内部と押出
機16の出口30との間を連通させるため、横方向材料入口
孔46が外バレル44を通して設けられている。
アキュムレータの外バレル44は、ダイ出口48の形態の
材料出口を有し、この出口を通して管状のパリソン（図
示せず）が押し出される。ダイ出口48は、管状のパリソ
ンを提供するためのほぼ環状形態のパリソン出口を構成
するため、アキュムレータの外バレル44の端部に固定さ
れた外側ダイリング50及びこの外側ダイリング50の内面
から間隔を隔てられた円筒形の外面を持つ内側マンドレ
ル52によって構成される。
アキュムレータの外バレル44の上端には、軸線方向に
延びる複数の支持ロッド56を支持するフランジ54が設け
られている。支持ロッド56は、フランジ54から上方に延
び、液圧シリンダ60の下端キャップ58に連結されてい
る。シリンダ60を、軸線方向に整合した二つの別体の即
ち別個のシリンダ、即ち上側のプログラミングシリンダ
64及び下側のパージシリンダ66に分割するため、分割器
62がシリンダ60内に設けられている。
プログラミングシリンダ64は、マンドレル52に固定さ
れたプログラミングピストン68を収容し、このプログラ
ミングピストンは、マンドレル52を垂直方向に上下に移
動してパリソンダイ出口48のところにある環状開口部の
大きさを変化させるため、ピストン68の一方の横面に加
えられた液圧に応じてプログラミングシリンダ64内で垂
直方向に移動できる。この目的のため、プログラミング
シリンダ64は、プログラミングピストン68の最上面と連
通するプログラミングシリンダ下行程入口72が内部に設
けられたシリンダ上端キャップ70を有する。プログラミ
ングピストン68の最下面と連通したプログラミングシリ
ンダ上行程入口74がシリンダ分割器62に設けられてい
る。
パージシリンダ66は、パージピストン76を収容し、そ
のパージピストンは、本明細書中以下に詳細に説明する
ように、材料をアキュムレータヘッド34から放出するた
め、シリンダ66内で垂直方向に摺動運動できる。シリン
ダ分割器62のパージシリンダのヘッド端入口78は、パー
ジシリンダ66の上内部端と連通している。パージシリン
ダのロッド端入口80は、シリンダの下端キャップ58に設
けられている。図示のように、パージピストン76は環状
ロッド部材82を有し、この部材はマンドレル52を取り囲
み且つこのマンドレル上に摺動自在に支持されている。
アキュムレータの外バレル44は、アキュムレータの環
状内スリーブ部材86を摺動自在に受入れる円筒形の内面
84を有する。内スリーブ部材86内には内本体部材88が位
置決めされている。この本体部材もまた環状形体を有す
る。内本体部材88は、内本体部材88がマンドレル52の外
面に沿って相対的に摺動移動できるようにマンドレル52
の外面を取り囲み且つこの外面と係合する円筒形の内面
90を有する。内本体部材88の外面には、可塑化した材料
を以下に説明するように搬送するための螺旋をなして配
置された一対のチャンネル94が設けられている。
アキュムレータの内スリーブ部材86及び内本体部材88
は、環状コネクタ部材96の下端に各々固定されている。
環状コネクタ部材96は、フランジ54を貫通し、環状ロッ
ド部材82に連結されている。アキュムレータ34内の圧力
が高くなり過ぎないようにするため、コネクタ部材96の
外面には、長さ方向に延びる複数の圧力解放溝98が設け
られている。
次に、第４図及び第５図を参照する。アキュムレータ
の内スリーブ86は、全体に環状の形体をなしており、円
筒形の内側ボア100を有する。このボアは、上端壁102か
ら下端106の内方にある点104まで延び、次いで下方に及
び外方にフレアして末広がりの壁108を構成する。内ス
リーブ部材86の外面110には、長さ方向に延びる周囲流
れスロット112が設けられている。このスロットは、内
スリーブ部材86の軸線方向長さの約半分に亘って延びて
いる。スロット112の上端114は閉じており、下端116は
一対の側チャンネル118、120と連通している。これらの
側チャンネルの各々は、下端116からスリーブ部材86の
外周110の約1/4に沿って上方に湾曲し、半径方向内方に
延びる流れ孔122、124で終端する。これらの孔122、124
は、スリーブ86の側壁を貫通しており、内側ボア100と
連通している。孔122、124は互いに向き合った関係にあ
り、スリーブ部材86の軸線に沿って、スロットの上端11
4とほぼ同じ軸線方向高さにある。
内本体部材88は第６図及び第７図に詳細に示してあ
り、環状コネクタ部材96に連結されるようになった上フ
ランジ126を有する。本体部材88は、ほぼ管状形態の部
材であり、円筒形の内面90を構成する内側ボア及び上フ
ランジ126が構成する環状肩部128から本体部材88の下端
130に向かって延びる円筒形の外面92を有する。外面92
には一対の螺旋状流れチャンネル94が設けられ、これら
のチャンネルの各々は、環状肩部128から下方に間隔を
隔てられた軸線方向位置で始端し、内本体部材88の下端
130から上方に間隔を隔てられた箇所まで連続する。夫
々の流れチャンネル94は、外方に延びる螺旋状の押縁13
2によって構成され且つ間隔を隔てられている。これら
の押縁は、下端130に向かう方向で外径が減少してい
る。これに関し、螺旋状の押縁132の外面のテーパは内
本体88の軸線に関して約１゜の所定の角度を構成する。
夫々の流れチャンネル94の最も下の終端点は、内本体88
の外面に設けられた環状収集溝134と連通している。環
状収集凹部134の真下には、外径が上フランジ126と隣接
した箇所での内本体部材88の外径よりも小さい外環状押
縁136が設けられている。内本体部材88は、外環状押縁1
36の下が内方にテーパしており先細区分138を構成す
る。
作動では、可塑化した材料は、押出機16から押出機出
口30を通って出てアキュムレータの入口孔46に入る。第
２図及び第３図に示すように、内スリーブ部材86の周囲
に設けられた長さ方向に延びる流れスロット112は、入
口孔46に面するように配向され、そのため、材料がアキ
ュムレータ34に入って流れスロット112に流入する。先
ず最初に、一つのユニットとして移動するように互いに
固定されたアキュムレータの内スリーブ86及び内本体88
は、第３図に示すように延長位置にある。可塑化した材
料は、アキュムレータの入口孔46を通って流れスロット
112に流入した後、分かれて側チャンネル118及び120の
夫々に流入し、内スリーブ部材86の外周の周りを夫々の
流れ孔122、124に向かって通過する。材料は、次いで、
流れ孔122、124を通過して内本体部材88の螺旋状チャン
ネルの夫々に入る。チャンネル94は、夫々のチャンネル
の始点が流れ孔122、124の夫々と向き合うように位置決
めされており、そのため、可塑化した材料は夫々のチャ
ンネル94に沿って内本体部材88の下端130に向かって流
れる。
材料がチャンネル94に沿って螺旋状をなして下方に流
れるとき、螺旋状押縁132の外径が減少するため、材料
の幾らかが押縁132の縁部を越えて流れ、隣接したチャ
ンネル間で材料を混合する。材料は連続的に混合され、
チャンネル94に沿って流れる。このとき、流れが環状凹
部134に進入して合一し、単一の環状流れになり、この
流れは、次いで、環状押縁136を越えて、内スリーブ部
材86の末広がりの壁108と内本体部材88の先細区分138と
の間に構成される末広がりの領域ゾーンに進入する。
最初、マンドレル52は上方の引込み位置にあってパリ
ソンダイ出口48を閉鎖しているため、末広がりの領域ゾ
ーンに進入した可塑化した材料はアキュムレータの外バ
レル44の最も下の端部にあるアキュムレータの外バレル
44とマンドレル52との間に構成された環状容積内に溜ま
る。材料が流れ込み、蓄積するに従って、内スリーブ部
材86及び内本体部材88からなる組立体は、蓄積した材料
の所望の容積に相当する、パリソンダイ出口48からの予
め決定された垂直方向位置に到るまで、連続的に溜まっ
ていく材料によって徐々に上方に押される。最大容積の
材料を蓄積するのが所望である場合には、内スリーブ86
及び内本体88からなる組立体を、第２図に示すように、
アキュムレータの内スリーブ44内で最も上の位置まで移
動させなければならない。内スリーブ86及び内本体88か
らなる組立体がアキュムレータの外バレル44内で上方に
移動するとき、周囲流れ溝112は入口孔46と連通したま
まであり、押出機16からアキュムレータヘッド34の内部
に到る連続的な流路を構成する。
アキュムレータの外バレル44内に所望容積の材料が溜
まると、プログラミングピストン68を液圧で作動させて
下方に移動させ、パリソンダイ出口48を所望程度に開放
する。次いで、可塑化した材料をアキュムレータのバレ
ル44から環状パリソンの形態で放出するため、パージピ
ストン76を作動させて下方に移動させ、内スリーブ86及
び内本体88からなる組立体を第２図及び第３図で見て下
方に第３図に示す位置まで駆動する。パリソンをその所
望の長さまで押し出したとき、吹込金型半部をその周り
で閉じ、マンドレル52内をマンドレルの最下端まで延び
る吹込空気通路150に吹込空気を導入し、パリソンを膨
張させて吹込金型半部が構成する金型キャビティを満た
す。
所望であれば、押し出したパリソンの壁厚をパリソン
の押し出し時に変化させることが出来る。この目的のた
め、所望の壁厚分布のパリソンを得るためにプログラミ
ングピストン68を必要に応じて上下に移動させるため、
プログラミングピストン68に作用する液圧の大きさ及び
方向を制御するのに構造及び作動が当業者に周知の適当
なプログラミング装置を使用することができる。
明らかなように、内本体部材88の環状凹部134は環状
材料収集チャンネルを構成し、このチャンネルからプラ
スチック材料が内本体部材88の最下端の周りを軸線方向
に流出し、可塑化した材料の二つの異なる流れを再び合
一するときに従来技術の装置ではよく起こった種類の真
っ直ぐな流れすじ即ち分離すじを生じることなく、可塑
化した材料の連続した流れを間断なく構成する。
本発明は、乾燥した製品又は液状の製品を注ぐことの
できるプラスチック製の壜のような中空物品を、加熱し
たプラスチック材料から吹込成形するのに適用できる。
本発明は、粘性のプラスチック材料を押し出して吹込成
形用のパリソンを形成する前に蓄積するための改良アキ
ュムレータ構造を提供する。このアキュムレータは、従
来使用された装置の特徴である流れすじをなくすため、
加熱したプラスチック材料をアキュムレータの出口から
均等に流出できる。これにより、滑らかで均等な外面を
持つ吹込成形物品が得られ、この物品は、不完全に接合
された流れすじにより引き起こされる弱め箇所を持たな
い。
本発明の特定の実施の形態を例示し且つ説明したが、
本発明の精神から逸脱することなく種々の変形及び変更
を行うことができるということは当業者には明らかであ
ろう。従って、添付の請求の範囲は、こうした変形及び
変更の全てを本発明の範疇に含もうとするものである。
［図面の簡単な説明］ ［図１］ 本発明によるアキュムレータヘッドを持つ押
出吹込成形機の側面図である。
［図２］ アキュムレータのスリーブ及び内本体部材が
引っ込めた位置で示してある、本発明によるアキュムレ
ータヘッドの構造を示す、一部を断面で示す部分側面図
である。
［図３］ アキュムレータの内スリーブ及び内本体を、
蓄積した材料をアキュムレータからパリソンダイ出口を
通して放出した後の延長位置で示す、図２と同様の図で
ある。
［図４］ 押出機からスリーブに進入する可塑化した来
入材料の移動方向で見た、アキュムレータの内スリーブ
の正面図である。
［図５］ 図４に示す位置に対してその軸線を中心に90
゜回転させたアキュムレータの内スリーブの側面図であ
る。
［図６］ アキュムレータの内本体部材の側面図であ
る。
［図７］ 図６に示す位置に対してその軸線を中心に90
゜回転させた内本体部材の別の側面図である。
［符号の説明］ 44………………………管状外バレル 46………………………材料入口 50………………………材料出口 52………………………円筒形マンドレル 64、68………………第２アクチュエータ 66………………………第１アクチュエータ 86………………………環状内スリーブ部材 88………………………管状内本体部材 94………………………螺旋状外チャンネル 112……………………スロット 122、124…………流れ孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−283523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−48521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−85720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−90330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144729（ＪＰ，Ａ) 米国特許4548569（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 49/00 - 49/80 B29B 11/10 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】材料入口（46）及び材料出口（50）を有す
    る管状外バレル（44）であって前記材料入口がバレル
    （44）の壁を横方向に貫通した管状外バレル（44）と、
    該外バレル（44）内に摺動自在に受入れられ、外バレル
    の材料入口（46）と連通した材料受入れスロット（11
    2）が外面に設けられた環状内スリーブ部材（86）と、
    拡大流れ領域開口部を内スリーブ部材（86）との間に構
    成するため、内方に傾斜した端部（138）をバレル出口
    （50）と隣接して有する、内スリーブ部材（86）内に受
    入れられた管状内本体部材（88）と、内スリーブ部材
    （86）及び内本体部材（88）を同時に移動して材料を材
    料出口（50）を通して押し出すため、内スリーブ部材
    （86）及び内本体部材（88）に連結された第１アクチュ
    エータ（66）と、内本体部材（88）を貫通し、材料がバ
    レルから出るときに管状のパリソンを形成する環状ダイ
    開口部（48）を外バレルの材料出口（50）とともに構成
    するように外バレルの材料出口（50）と向き合って配置
    された端部を持つ円筒形マンドレル（52）と、マンドレ
    ル（52）をバレル（44）に対して軸線方向に摺動自在に
    移動してダイ開口部（48）の流れ開口領域を変化させる
    ためマンドレル（52）に連結された第２アクチュエータ
    （64、68）と、内スリーブ部材（86）及び内本体部材
    （88）との間の環状流れ収集室（108、138）と、を含む
    押出吹込成形機（10）用のアキュムレータヘッド（34）
    において、環状内スリーブ部材は、材料受入れスロット
    （112）と内スリーブ部材（86）の内面（100）との間を
    連通させる半径方向内方に差し向けられた少なくとも二
    つの流れ孔（122、124）を有し、内本体部材（88）は複
    数の螺旋状外チャンネル（94）を有し、各チャンネル
    （94）は、内スリーブ（86）の流れ孔（122、124）の夫
    々一つと連通し、内本体部材（88）と内スリーブ部材
    （86）との間に螺旋状流れ通路を構成するようになって
    おり、さらに前記チャンネルを形成する螺旋状押縁（13
    2）は少なくとも前記内本体部材の下方部において該押
    縁を越えて材料の一部が流れることができるよう前記内
    スリーブ部材の内面との間に間隙を有する、ことを特徴
    とするアキュムレータヘッド。
  2. 【請求項２】環状内スリーブ部材（86）の外面に設けら
    れた材料受入れスロット（112）は、長さ方向に延び
    る、ことを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ
    ヘッド（34）。
  3. 【請求項３】環状内スリーブ部材（86）は、長さ方向ス
    ロット（112）からスリーブ部材（86）の周りを夫々の
    流れ孔（122,124）まで延びる複数の分岐スロット（11
    8,120）を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の
    アキュムレータヘッド（34）。
  4. 【請求項４】分岐スロット（118,120）は長さ方向スロ
    ット（112）の一端から延び、長さ方向スロット（112）
    のほぼ反対側の端（114）と実質的に対応する箇所で終
    端する、ことを特徴とする請求項３に記載のアキュムレ
    ータヘッド（34）。
  5. 【請求項５】環状内スリーブ部材（86）は、外方に末広
    がりになった表面を構成する外方に傾斜した内壁（10
    8）を含む端部を有する、ことを特徴とする請求項１に
    記載のアキュムレータヘッド（34）。
  6. 【請求項６】管状内本体部材（88）は、一端（128）か
    ら他端（130）に向かって徐々に縮径する外径（92）を
    有する、ことを特徴とする請求項１に記載のアキュムレ
    ータヘッド（34）。
  7. 【請求項７】外径（92）は管状内本体部材（88）の軸線
    に対して約１゜の角度でテーパしている、ことを特徴と
    する請求項６に記載のアキュムレータヘッド（34）。
  8. 【請求項８】収集室は、チャンネル（94）から個々の流
    れを受入れてダイ開口部（48）に材料の単一の流れを提
    供するため、螺旋状チャンネル（94）と連通している、
    ことを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータヘッ
    ド（34）。
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