JP4388197B2

JP4388197B2 - 製びん機の底型および製びん機ならびにこれを用いたびんの製造方法

Info

Publication number: JP4388197B2
Application number: JP2000092248A
Authority: JP
Inventors: 久嗣三浦; 佳寿浅見; 朗佐久間; 敦小島; 直道森
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001278628A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレスアンドブロー方式やブローアンドブロー方式による製びん機における底型および製びん機ならびにこれを用いたびんの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスびんの製造は、例えば１２００℃といった高温の溶融ガラス（ゴブ）を粗型内に供給してパリソンとし、このパリソンをトランスファ装置によって仕上げ型に移し、この仕上げ型内においてブローヘッドからのエアによって成形した後、型開きしてテイクアウト装置によって仕上げ型から取り出されてデッドプレート上に搬出され、つり下げた状態で暫くの間保持された後、デッドプレート上に載置される。この間、デッドプレート下面から冷却エアによってびんを冷却することによって行われる。この場合、前記高温状態のゴブから如何に素早く熱を奪い、変形しない温度にまで固めてやるかが肝要である。
【０００３】
図１２および図１３は、従来のブローアンドブロー方式によるガラスびんの製造方法の一部を示すもので、図１２に示すように、仕上げ型５１を閉じて、その内部においてびん５２を成形しているときには、冷却エア５３を、ディストリビュータ５４の通風孔５４ａおよび底型５５の通風孔５５ａを経て、仕上げ型５１内の通風孔５１ａを通過させて仕上げ型５１および底型５５を冷却し、これによってびん５２から熱を奪うようにしているとともに、ディストリビュータ５４に導入された別ルート５６からの冷却エア５７を底型５５に形成された通風孔５５ｂを通過させることにより底型５５を冷却するようにしている。
【０００４】
そして、前記びん５２の成形が終了すると、図１３に示すように、前記冷却エア５３，５７の供給を停止するとともに、仕上げ型５１を開き、テイクアウトトング（図示していない）によってびん５２の口部５２ａを掴んで、仕上げ型５１からびん５２を取り出し、デッドプレート（図示していない）上に搬出し、つり下げた状態で少し保持し、その後、デッドプレート上に載置する。この間、デッドプレート下面から冷却エアによってびんを冷却する。
【０００５】
また、図１４は、プレスアンドブロー方式によるガラスびんの製造方法の一部を示すもので、この方式においては、仕上げ型５１内でブロー成形を行う際、吸引によって、仕上げ型５１内のエア５８を底型５５内の通路５５ｃおよび別ルート５６を介して外部に排出するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記いずれの方式においても、特に高速生産を目的とする場合には、仕上げ型５１および底型５５においてびん５２から熱を十分に奪い取ることができず、特に、図１４に示す方式のものでは、別ルート５６による底型５５の冷却を行うことができない。その結果、従来の底型５５では、仕上げ型５１での成形後のびん５２の温度が高くなり、天傾斜（１本のびんの全長の最大値と最小値との差）、偏芯（１本のびんで底部を基準にびんを１回転させたときのびんの傾き度合い）、胴径不良などびん５２の変形が生じるといった問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、特開２０００−７３５３号公報に示すように、仕上げ型を開いた直後に、冷却エアを、ディストリビュータに形成された通風孔から上方に向けて吹き出してびんの外表面を冷却するようにしたものがある。
【０００８】
しかしながら、上記公報のものにおいては、バーティフローエアを用いたものであり、仕上げ型が開いてから冷却エアを噴出するときにエア圧を調整を行えない欠点がある。また、通風孔が真上方向に開いているので、噴出する冷却エアにより仕上げ型の内表面が過度に冷却され、びん肌に悪影響を与えるおそれがある。さらに、底型を銅合金としており、通常の鋳物製のものに比べてコストアップになっているといった問題点がある。
【０００９】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、ガラスびんの仕上げ時、びんから効率よく熱を奪うことができるとともに、びんの冷却時、仕上げ型の内表面を過度に冷却することがない製びん機の底型および製びん機ならびにこれを用いたびんの製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の製びん機の底型は、成形されたびんの底面を保持するための上面部に、送風機構からの冷却エアを上方内向きに噴出させてびんの外表面を冷却エアによって直接冷却するための噴出孔が開設されてなる製びん機の底型であって、前記噴出孔が底型の縦軸線に対して１〜３０°の角度で開設されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
上記構成の底型によれば、噴出孔が上方内向き、つまり、成形後のびんの胴部方向に向けて設けられているので、噴出孔からの冷却エアがびんの胴部に直接当たり、びんを素早く冷却することができるため、びんの変形が防止される。そして、噴出孔からの冷却エアは、開かれた仕上げ型の内表面方向に向かうことがなくなり、前記内表面の温度を低下させることがない。また、びんを冷却するためのエアの噴出孔が底型に形成されているので、この冷却エアによって底型そのものが冷却され、そのため、底型を銅合金など特殊で高価な材料で形成する必要がなく、それだけコストダウンとなる。
【００１２】
そして、例えば底面が四角形など角型びんの場合、４つの平らな側面を冷却すればよく、その場合、請求項２に記載してあるように、噴出孔が所定の領域にのみ形成するだけでよい。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
また、上記製びん機の底型において、請求項３に記載してあるように、底型に、びん成形時において仕上げ型内の空気を吸引するための吸引孔を形成してもよく、このようにした場合、仕上げ型ブロー成形を好適に行うことができる。
【００１６】
また、この発明は、閉じた状態でその内部においてびんを成形する一方、びん成形後型開きする仕上げ型と、
成形されたびんの底面を保持するための上面部を有し、びん成形後前記仕上げ型が開いたときに送風機構からの冷却エアを上方内向きに噴出させて前記上面部に保持されているびんの外表面を直接冷却するための噴出孔が開設されている底型と、
この底型を上面に載置するディストリビュータと
を備え、
さらに、前記噴出孔が前記底型の縦軸線に対して１〜３０°の角度で開設されていることを特徴とする製びん機を提供する（請求項４）。
この場合、びん成形時において前記底型および前記仕上げ型を冷却するため前記送風機構とは別のエア供給機構からの冷却エアが前記ディストリビュータに設けた通風孔および前記底型に設けた通風孔を経て前記仕上げ型に設けた通風孔内に送られるよう構成されているとともに、
前記送風機構からの前記冷却エアの圧力を調整可能にしてあるのが好ましい（請求項５）。
さらに、この発明の製びん機の底型を用いたびんの製造方法は、びん成形後、仕上げ型が開いたとき、底型の上面部に開設されている噴出孔から上方内向きに噴出する冷却エアによってびんの外表面を直接冷却するにあたり、
前記噴出孔を前記底型の縦軸線に対して１〜３０°の角度で開設してあることを特徴としている（請求項６）。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１〜図６は、この発明の第１の実施の形態を示すもので、この実施の形態では、底面が円形のびんを製造するものとする。まず、図１において、１はディストリビュータで、適宜の支持装置２によって保持されている。このディストリビュータ１には、その中央にやや大径の通風孔３が上下方向に貫設されるとともに、この通風孔３を中心にして周縁部近くに複数の通風孔４が上下方向に貫設されている。そして、通風孔３には、図４（Ｃ）に示すように、送風ポンプ５および圧力制御部６を上流側に備えたエア供給機構７が接続され、所定圧力のエア８が供給される。また、通風孔４には、エア供給機構７とは別系統のエア供給機構（図示していない）からのエア９が供給される。
【００１８】
１０はディストリビュータ１の上面に載置される底型で、図２に示すように、その平面視形状が円周の相対する部分を直線状に切除してなる底型基部１１と、この底型基部１１の上部に底型基部１１と一体的かつ底型基部１１より小径の平面視円形の底型上部１２とからなる。そして、底型上部１２の上面部１２ａの中央には、びん１３の底部に合う凹部１４が形成されている。また、底型基部１１には、ディストリビュータ１の通風孔３と連通する通風孔１５およびディストリビュータ１の位置合わせ用凹部に嵌まり込む位置決めピン１６が設けられ、一方、ディストリビュータ１には、通風孔１５内に嵌まり込むロケータ１７が設けられ、これら位置決めピン１６およびロケータ１７によってディストリビュータ１と底型１０とが分離自在および位置合わせ自在に結合されている。
【００１９】
そして、中央の通風孔１５の上端は、底型上部１２に形成された複数のやや小径の通風孔１８と連通されている。この通風孔１８は、図２に示すように、通風孔１５を中心にして放射状に円周を例えば６等分するように形成され、各通風孔１８は、底型上部１２の側面において封鎖されているとともに、その上面部１２ａにおいて同一円周上において開口する複数の噴出孔１９とそれぞれ連通している。各噴出孔１９は、底型上部１２に形成された凹部１４の外側において開口し、図３に示すように、その中心線１９ｃが底型１０の縦軸線（中心線）１０ｃと適宜の角度θをなすように内側上方に傾斜した状態で開設されている。より具体的には、各噴出孔１９は、その直径１〜６ｍｍ程度であり、その中心線１９ｃの角度θは１〜３０°程度である。また、底型基部１１には、通風孔１５を中心にして、ディストリビュータ１側の通風孔４と連通する通風孔２０が上下方向に貫設されている。なお、上記底型１０は、鋳物または適宜の材料で形成される。
【００２０】
２１は底型１０の上部に開閉自在に設けられる仕上げ型で、半割り状の二つの型２１Ａ，２１Ｂよりなり、下方において底型１０と密着するように形成されている。そして、半割り型２１Ａ，２１Ｂのそれぞれには、底型基部１１側の通風孔２０と連通する通風孔２２が上下方向に貫設されるとともに、びん成形時に仕上げ型２１内部に存在する空気２３を仕上げ型２１の外部に導出するための排気用小孔２４およびこれと連通し、外部に開放された排気孔２５が適宜形成されている。この仕上げ型２１の構成は、一般的な仕上げ型と変わるところはない。
【００２１】
上記第１の実施の形態における動作について、図４および図５をも参照しながら説明する。今、図４（Ａ）に示すように、仕上げ型２１にパリソン２６が供給され、同図（Ｂ）に示すように、仕上げ型２１の上部開口にブローヘッド２７を載置して、圧縮エア２８をパリソン２６内に吹き込むことにより、パリソン２６は所定の形状の丸びん１３に成形される。この成形時、エア供給機構７とは別のエア供給機構からの冷却エア９がディストリビュータ１の通風孔４および底型１０の通風孔２０を経て仕上げ型２１の通風孔２２内に送られ、これにより、底型１０および仕上げ型２１が冷却される。また、仕上げ型２１内の空気２３は、排気用小孔２４および排気孔２５を経て仕上げ型２１の外部に押し出される。
【００２２】
成形が終了すると、冷却エア９の供給が停止され、図３および図４（Ｃ）に示すように、仕上げ型２１が型開きし、びん１３が露出する。この状態で、エア供給機構７を動作させて、所定圧に調整された冷却エア８をディストリビュータ１の通風孔３に供給する。この冷却エア８は、底型１０の通風孔１５を経て通風孔１８に入り、さらに、この通風孔１８に連なる噴出孔１９からびん１３に向けて噴射される。この噴出孔１９は、びん１３の周囲に位置しかつ底型１０の縦軸線１０ｃに対して上方内向きに開口しているので、図４（Ｃ）および図５に示すように、冷却エア８がびん１３の胴部を中心にしてその外表面に直接吹き付けられ、びん１３は冷却エア８によって直接冷却される。
【００２３】
前記冷却エア８の吹き付けによって冷却されたびん１３は、図４（Ｄ）に示すように、テイクアウト装置２９によってデッドプレート（図示していない）上に搬出され、つり下げた状態で暫くの間保持された後、デッドプレート上に載置される。
【００２４】
上述の実施の形態においては、成形後、型開きすると同時に、冷却エア８を、底型１０に形成した噴出孔１９から噴出して、びん１３の外表面に冷却エア８を直接吹き付けることにより、びん１３を直接冷却している。したがって、びん１３の冷却を短時間に行うことができる。また、冷却エア８は、ディストリビュータ１および底型１０内部の通風孔３，１５，１８を通過するので、底型１０も冷却され、それだけ、びん１３の冷却を短時間で行うことができる。
【００２５】
なお、噴出孔１９の開設個数や開設位置は、びん１３の高さや径に応じて任意に設定できるが、噴出孔１９の径は、１〜６ｍｍ程度が好ましく、これが小さいと冷却エア８の流量が少なくなり、また、これが余り大きいと冷却エア８の流速が小さくなり、所望の冷却効果を得ることができない。
【００２６】
また、冷却エア８の圧力を調整可能にした場合、冷却温度に応じて冷却に要する時間を任意に調整でき、所望の冷却効果を得ることができる。
【００２７】
上述の実施の形態においては、仕上げ型２１によって仕上げられるびん１３が丸型であったため、噴出孔１９を同一円周上において全周にわたって形成しているが、例えば、図６に示すように、びん１３が角びんであるような場合、その複数の面に対応するように、噴出孔１９を適宜設けてもよく、特定の一対の側面に対応する領域に設けてあってもよい。
【００２８】
図７〜図９は、第２の実施の形態を示すもので、この実施の形態においては、ブロー成形時に仕上げ型２１を真空引きするようにしたもので、この実施の形態においては、底型１０の底型上部１２に、図８に示すように、吸引用の孔３０と冷却用の通風孔３１が互いに交差しないように交互に６個ずつ形成されている。そして、吸引孔３０の一端側には、図７に示すように、排気用小孔２４に連なった排気孔３２が連通し、他端側は、ディストリビュータ１の通風孔３に連なる通風孔１５に連通している。そして、この実施の形態においては、通風孔３の他端側には、吸引ポンプなどを備えた吸引機構（図示していない）が接続されている。なお、排気孔３２の上端側は封鎖されている。
【００２９】
また、冷却用の通風孔３１は、図７に示すように、その一端側には、底型上部１２の側面において封鎖されているとともに、その上面において同一円周上において開口する複数の噴出孔３３とそれぞれ連通している。各噴出孔３３は、第１の実施の形態における噴出孔１９と同一の構造および機能を有するものである。そして、通風孔３１の他端側は、底型１０に形成された通風孔３４、３５および連通部材３６を介してディストリビュータ１に形成された通風孔３７に接続されている。この通風孔３７には、圧力調整機能を備えたエア供給機構（図示していない）が接続されている。
【００３０】
上記第２の実施の形態における動作について説明すると、図７に示すように、仕上げ型２１が閉じてびん１３をブロー成形しているとき、図示していないエア供給機構からの冷却エア９がディストリビュータ１の通風孔４および底型１０の通風孔２０を経て仕上げ型２１の通風孔２２内に送られ、これにより、底型１０および仕上げ型２１が冷却される。そして、仕上げ型２１内の空気２３は、通風孔３に接続されている吸引機構の動作により、排気用小孔２４、排気孔３２、吸引孔３０、通風孔１５および通風孔３を経て吸引機構方向に吸引され、仕上げ型２１から排出される。
【００３１】
成形が終了すると、冷却エア９の供給および吸引機構による吸引が停止され、図９に示すように、仕上げ型２１が型開きし、びん１３が露出する。この状態で、図示していないエア供給機構を動作させて、所定圧に調整された冷却エア３８をディストリビュータ１の通風孔３７に供給する。この冷却エア３８は、連通部材３６、底型１０に形成された通風孔３５、３４を経て通風孔３１に入り、さらに、この通風孔３１に連なる噴出孔３３からびん１３に向けて噴射される。この噴出孔３３は、びん１３の周囲に位置しかつびん１３の垂直線１０ｃに対して上方内向きに開口しているので、冷却エア３８がびん１３の胴部を中心にしてその外表面に吹き付けられ、びん１３は冷却エア３８によって直接冷却される。
【００３２】
この発明の製びん機の底型およびこれを用いたびんの製造方法の特長について、数値を挙げながら説明する。この発明によって内容量１２０ｍＬの丸びん、６６０ｍＬの角びんなどを製造した。そして、この発明によって製造したびんと従来の装置によって製造したびんにおける仕上げ型が開きテイクアウトトングでびんを取り出す直前のびん胴部の温度を赤外線画像装置で測定したところ、図１０に示すような結果が得られた。すなわち、同図（Ａ）はこの発明によって製造されたびんの胴部外表面の温度を示し、同図（Ｂ）は従来の方法によって製造されたびんの胴部外表面の温度を示している。この図から、従来方法では、びんの胴部外表面温度は平均７０５℃であるが、この発明方法では、６５５℃となっており、この発明方法の冷却効果が高いことがわかる。
【００３３】
そして、図１１は、冷却エア圧力とびん表面温度との関係を示すもので、この図から、冷却エア圧力が高くなるに伴って冷却効果も大きくなっていることがわかる。
【００３４】
また、下記表１は、従来方法とこの発明方法を使用して１２０ｍＬの丸びんを製造したときの天傾斜、偏芯の測定結果を示している。これらの値は、びんの変形度合いに影響され、びん温度が高いと変形しやすく大きい値を示す。この表１から、この発明によるびんは、天傾斜、偏芯のいずれもが平均値および標準偏差が小さくなっていることがわかる。
【００３５】
【表１】

【００３６】
下記表２は、この発明を使用した１００ｍＬおよび１２０ｍＬの丸びん３種の生産スピードを従来方法を１００として比較したもので、この表２から、この発明を用いることにより生産スピードのアップが可能であることがわかる。
【００３７】
【表２】

【００３８】
下記表３は、６６０ｍＬの角びんで従来方法とこの発明方法を使用したときにおける容量のバラツキを比較したものである。この表３から、この発明方法を使用することでびん胴部の変形を抑えることができ、容量のバラツキを小さくできることがわかる。
【００３９】
【表３】

【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、仕上げ型を開いたときからびんを直接冷却することができ、その外表面温度を下げることができる。したがって、びんの変形を効果的に防止することができ、高品質のびんを製造することができる。そして、冷却効果が高いことから、生産のスピードアップが可能となり、生産性の向上並びに品質向上が促進される。また、この発明では、底型材質の変更は特に必要とせず、従来装置を簡単かつ安価に改良するだけで実施することが可能であるので、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における装置の仕上げ型が閉じている状態を示す縦断面図である。
【図２】前記装置の平面図である。
【図３】前記装置の仕上げ型が開いている状態を示す縦断面図である。
【図４】動作説明図である。
【図５】びんに対する冷却エアの吹き付け状態を示す斜視図である。
【図６】第１の実施の形態の他の実施形態を説明するための斜視図である。
【図７】第２の実施の形態における装置の仕上げ型が閉じている状態を示す縦断面図である。
【図８】前記装置の平面図である。
【図９】前記装置の仕上げ型が開いている状態を示す縦断面図である。
【図１０】この発明の効果を説明するための図である。
【図１１】冷却エア圧力とびん表面温度との関係の一例を示す図である。
【図１２】従来の仕上げ型および底型の一例を示すもので、仕上げ型が閉じている状態を示す縦断面図である。
【図１３】従来の仕上げ型および底型の例を示すもので、仕上げ型が開いている状態を示す縦断面図である。
【図１４】従来の仕上げ型および底型の他の例を示すもので、仕上げ型が閉じている状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
８，３８…冷却エア、１０…底型、１０ｃ…縦軸線、１２ａ…上面部、１３…びん、１９，３３…噴出孔、３０…吸引孔。

Claims

成形されたびんの底面を保持するための上面部に、送風機構からの冷却エアを上方内向きに噴出させてびんの外表面を冷却エアによって直接冷却するための噴出孔が開設されてなる製びん機の底型であって、
前記噴出孔が底型の縦軸線に対して１〜３０°の角度で開設されていることを特徴とする製びん機の底型。
前記噴出孔が所定の領域にのみ形成されている請求項１に記載の製びん機の底型。
底型に、びん成形時において仕上げ型内の空気を吸引するための吸引孔を形成してある請求項１または２に記載の製びん機の底型。
閉じた状態でその内部においてびんを成形する一方、びん成形後型開きする仕上げ型と、
成形されたびんの底面を保持するための上面部を有し、びん成形後前記仕上げ型が開いたときに送風機構からの冷却エアを上方内向きに噴出させて前記上面部に保持されているびんの外表面を直接冷却するための噴出孔が開設されている底型と、
この底型を上面に載置するディストリビュータと
を備え、
さらに、前記噴出孔が前記底型の縦軸線に対して１〜３０°の角度で開設されていることを特徴とする製びん機。
びん成形時において前記底型および前記仕上げ型を冷却するため前記送風機構とは別のエア供給機構からの冷却エアが前記ディストリビュータに設けた通風孔および前記底型に設けた通風孔を経て前記仕上げ型に設けた通風孔内に送られるよう構成されているとともに、
前記送風機構からの前記冷却エアの圧力を調整可能にしてある請求項４に記載の製びん機。
びん成形後、仕上げ型が開いたとき、底型の上面部に開設されている噴出孔から上方内向きに噴出する冷却エアによってびんの外表面を直接冷却するにあたり、
前記噴出孔を前記底型の縦軸線に対して１〜３０°の角度で開設してあることを特徴とする製びん機の底型を用いたびんの製造方法。