JP4708926B2 - 中空成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂からなる中空成形品を吹込成形した際に発生する口部の樹脂余剰部であるところの上ばりを、確実に回収できる中空成形装置に関する。

中空成形装置は、熱可塑性樹脂を加熱溶融しスクリュを用いて連続的にダイから押し出す押出機、押し出されてなるパリソン内に吹込ノズルを通して圧縮エアを吹込み、閉じた成形金型内で膨張させる吹込装置、および吹込みされてなる中空成形品の搬送機構を備えている。

中空成形における上ばりの発生は、成形金型内に導入されたパリソンの上方部を、成形金型を成す一対の割型から若干上方に突出させてカッタによって切断するため、その突出部が、吹込ノズルを成形金型内のパリソン内に降下させて打ち込んだ際、上ばりとして残ることに起因している。この上ばりは、吹込ノズルをパリソン内に打ち込んだ際、一対の割型の対向上縁に設けた口金における上向きのテーパ状内周縁と、打込ノズルの上部に位置するカッティングスリーブの外周縁とによって挟まれて剪断的に切断される。

従来、切断した上ばりの回収は、上ばりと一緒に吹込ノズルに付着した中空成形品を把持機で把持しつつ、吹込ノズルの上昇移動にしたがって上ばりを吹込ノズルに付着させた状態にて中空成形品から離脱させる。この離脱した上ばりを吹込ノズルのさらなる上昇移動によってノズル上方に位置する落下板に当接させて、吹込ノズルより取り外して空間部に落下させ、落下と同時に落下位置近傍にあるノズルから吹き出た噴出エアによって広口状に開口したシュータ内に飛ばして回収するようになっている。

かかる上ばりの回収方法は、狭い作業域においては有効な方法であるが、通常、落下板までの高さが４ｃｍないし８ｃｍという開放状態の空間部分があるので、落下した上ばりが、開放空間部分からシュータ内に向けてうまく吹き飛ばされないとか、また中空成形装置の周囲に飛散するということもあり、上ばりを確実に回収できないこともあった。

そこで、例えば、特許文献１に記載した技術のように、落下した上ばりをエアダクトで回収する方法が開発された。以下、図１０ないし図１２に基づいて上ばり回収法について説明する。図１０〜図１２において、１０１は成形金型、１０２は吹込ノズル、１０３は口金、１０４は吹込ノズル１０２の上部に設けたカッティングスリーブ、１０５は吹込ノズルに一体的に形成されたノズルボディである。図１０及び図１２中、１０６はハウジング、１０７はノズル挿通用の底孔、１０８はハウジング１０６に一体的に形成されたダクト、１０９はハウジング１０６を吊っているシャフトである。これらシャフト１０９は、図示を省略した吹込装置本体に固定されている。１１０は、底孔１０７を開閉するシャッタである。

かかる中空成形装置において、図１０に示すように、熱可塑性樹脂を加熱溶融しスクリュを用いて連続的にダイから押し出し、図中一点鎖線で示したパリソンＰを開いた状態の一対の成形金型１０１内に導入する。ついで、成形金型１０１を閉じてパリソンＰを挟持し、パリソンPの上方部を図示を省略したカッタによって切断して成形金型内に内在させる。しかる後に、吹込ノズル１０２を降下させ、上ばりを口金１０３のテーパ状内周縁とカッティングスリーブ１０４の外周縁とによって挟み剪断的に切断するとともに、吹込ノズル１０２を通して圧縮エアをパリソンP内に吹込み、成形金型１０１内で膨張させ、中空成形品１１１に吹込成形する。

次に、図１１に示すように、切断した上ばり１１２を付けた吹込ノズル１０２を上昇させ、ハウジング１０６の底孔１０７を通過させて、上ばり１１２をハウジング１０６の天井に設けたノズル挿通用の上孔１１３の内面周縁に当接させ、上ばり１１２を吹込ノズル１０２から取り外すとともに、底孔１０７がシャッタ１１０によって閉鎖状態になったハウジング１０６内に落下させる。落下した上ばり１１２は、図１２に示すように、ハウジング１０６内に設けたエア噴出口（図示略）から噴出したエアまたはダクト１０８に連結した吸込機構（図示略）によって、ダクト１０８からハウジング１０６外に排出して回収する。
特開２００３−５３８２７号公報

しかしながら、上述の上ばり回収方法は、型締・吹込工程にて成形装置自体において、ハウジング１０６およびダクト１０８などの所定の占有空間を必要とするという問題があった。また、上ばり回収のための大掛かりな部品が必要となり、そのためコスト高となり、これら部品の制御も複雑になるという問題もあった。さらに、シャッタ１１０がばりを挟んでしまうという恐れもあった。

本発明は、このような従来の中空成形装置が有していた問題を解決しようとするものであり、型締・吹込工程にて狭い作業域を持つ中空成形装置でも適用でき、かつ簡素な構成の上ばり回収の機構によって確実に上ばりを回収することを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するために、中空成形品を把持するとともに該中空成形品の上ばりを受け入れる受け部を設けた把持体と、該把持体の上方にて該把持体に近接させて設け、吹込成形後の吹込ノズル上昇の際、該吹込ノズルに付いた上記上ばりを当接させて上記受け部に落下させるストッパ体とを具備し、前記把持体の前記受け部が上向きに拡がった形状である中空成形装置である。把持体とストッパ体との間隔は、落下した上ばりの飛散を防ぐためおよび落下した上ばりの上記受け部での受け入れを容易にするため、５ｍｍないし２０ｍｍが好ましい。上記受け部は、上ばりを受け入れて収容するのに十分な大きさを持つものである。

また、第２の課題解決手段は、上記ストッパ体に、上記吹込ノズルを通しつつ上記上ばりを当接させて上記受け部に落下させる絞り部を設けた構成としたものである。絞り部は、吹込ノズルを通しつつ上ばりを当接させて落下させる機能を持つものであり、たとえば切り欠き部、孔部、またはカメラのシャッタのように孔径を変更できるものでもよい。

第３の課題解決手段は、上記把持体と上記ストッパ体とを一体的に設けた構成としたものである。

第４の課題解決手段は、上記把持体が一対の割把持体からなり、該一対の割把持体の互いに対向する面に、上記中空成形品の口部を受け入れて把持する半環状の切欠き部を設けた構成としたものである。

第５の課題解決手段は、上記一対の半環状切欠き部それぞれの頂部と底部に、該切欠き部中芯に向けて張り出した鍔部を設けた構成としたものである。

前記第１の課題解決手段による作用は、次の通りである。すなわち、吹込成形後に、吹込ノズルに付いた上ばりを、吹込ノズルの上昇に従いストッパ体に当接させて落下させ、把持体の受け部に受けて収容させる。この際、落下した上ばりは、上向きに拡がった形状を持つ受け部によって確実に捕捉される。次に、収容された上ばりは、把持体によって運ばれ、次の製品取出工程にてたとえば機械的に強制回収されるなどによって処理されることになる。したがって、この手段は、型締・吹込工程にて狭い作業域を持つ中空成形装置でも適用ができ、かつ簡素な構成からなる上ばり回収の機構によって上ばりの回収を確実にさせるという効果を奏する。

上記第２の課題解決手段による作用は、ストッパ体の絞り部によって上ばりをすばやく、かつ確実に、吹込ノズルから離反・落下させるという効果を奏する。

上記第３の課題解決手段による作用は、把持体とストッパ体を一体構成としたことによって、型締・吹込工程にて狭い作業域を持つ中空成形装置にて別途ストッパ体を設ける作業域を排除したので、型締・吹込工程にてより狭い作業域を持つ中空成形装置でも適用ができるという効果を奏する。

第４の課題解決手段による作用は、一対の半環状切欠き部内に中空成形品の口部を収容して確実に把持できるという効果を奏する。

第５の課題解決手段による作用は、一対の半環状切欠き部それぞれの頂部鍔部と底部鍔部との間に中空成形品の口部を挟み込むので、中空成形品の口部を上下側から挟み込んで確実に把持できるという効果を奏する。

上述のように本発明の中空成形装置は、中空成形品の上ばりをストッパ体によって落下させ、かつ把持体の受け部に受けて収容できるので、型締・吹込工程にて狭い作業域を持つ中空成形装置でも適用ができ、かつ簡素な構成からなる上ばり回収の機構によって上ばりの回収を確実に行うことができる。

本発明の実施の形態である中空成形装置は、図１ないし図３に示すように、成形するための作動部として、樹脂組成物を溶融して押し出す押出機（図示略）と、クロスヘッド１、パリソン切断装置（図示略）と、成形金型２、吹込装置３、型締装置４、成形金型移動装置５、およびばり切取り機構を含んだ成形品取出装置を備えている。

図示を省略した前記押出機は、樹脂組成物の投入用ホッパ７、および押出機内部に樹脂組成物の移送・混練・溶融・吐出を行うための図示を省略したスクリュを備えている。

クロスヘッド１は、図１に示すように多頭用のものであり、押出機の先端に接続して配設して成る。押出機にて溶融した樹脂組成物は、押出機からクロスヘッド１に供給されて、図２中、二点鎖線にて示した筒状パリソンＰが形成されるようになっている。

図示を省略した前記パリソン切断装置は、クロスヘッド１から垂下する筒状パリソンＰの上方部を切断するものであり、電熱カッタを有するカッタホルダを備えている。

成形金型２は、図２および図３に示すように、一対の割型２ａ，２ｂからなり、これら分割金型には、筒状パリソンＰを挿入させて、中空成形品Ｂを成形するため、左右２個のキャビティ２ｃ，２ｄを形成している。割型２ａ，２ｂのそれぞれのキャビティ２ｃ，２ｄの対向上縁に、パリソンＰの上ばりを食いちぎるための口金２ｅ，２ｆが設けてある。これら口金２ｅ，２ｆの内周縁は、上ばりを食いちぎるために上向きのテーパに形成されている。

成形金型２は、付帯する金型移動用電動機を備えた成形金型移動装置５によって、多頭用クロスヘッド１，１の直下位置および左右の吹込ノズル８，８の直下位置の間にて、水平方向に交互に往復動できるようになっている。

吹込装置３は、図１および図２に示すように、成形金型２の左右のキャビティ２ｃ，２ｄそれぞれの上方にて、筒状パリソンＰ内に挿入して圧縮エアを吹込むための一対の吹込ノズル８，８およびこれら吹込ノズルを上昇・下降させる吹込ノズル駆動装置９を備えている。吹込ノズル駆動装置９は、図示を省略した制御部に接続された可変速タイプの吹込装置駆動用の電動機を具備している。

吹込ノズル８には圧縮エアが供給されて、成形金型２の左右のキャビティ内に供給されたパリソンＰ内にエアを吹込むようになっている。吹込ノズル８の上部には、図７に示すように、割型２ａ，２ｂの口金２ｅ，２ｆのテーパ状内周縁と協働してパリソンＰの上ばりを挟んで剪断的に切断するためのカッティングスリーブ８ａが形成されている。図２中、８ｂはノズルボディを示す。

型締装置４は、図１および図２に示すように、成形金型２の割型２ａ，２ｂを型締するものであり、紙面と水平な方向に所定間隔あけて配設した一対の水平方向に延びるレール１２と、これらレール１２に移動可能に所定間隔あけて設けた前方プラテン１０および後方プラテン１１と、これらプラテン１０，１１に挿通して、これらプラテンを成形金型２のパーティングラインに対して接近・離反方向に同調して移動させる左右の逆リードボールねじ１３と、プラテン１０，１１の左右両側に設けた凸状係止部１４および対応する凸状係止部を掴む凹状係止部１５と、凸状係止部１４を掴んだ状態での凹状係止部１５を引っ張ることがきるよう凹状係止部１５に結合したボールねじ１６と、後方プラテン１１の裏側に位置して左右の逆リードボールねじ１３に接続したプラテン移動用電動機１７と、後方プラテン１１の裏側に位置してボールねじ１６を駆動するサーボモータである電動機（図示略）とを具備している。前方プラテン１０は割型２ａを着脱自在に取り付けており、後方プラテン１１は割型２ｂを着脱自在に取り付けている。

左右のボールねじ１６にはそれぞれ、図示を省略したスラストベアリングを介してプーリ１８，１８が設けられ、これらプーリ１８，１８が無端ベルト１９および減速機６を介して図示を省略した電動機に連結している。なお、図３は、左右の逆リードボールねじ１３および後方プラテン１１の前述した裏側の機構について、説明の関係上、図示を省略している。

型締装置４からばり切取り機構までの機構を述べると、図３に示すように、製品ホルダ２０は、プラテン１０，１１の側面から延びており、吹込成形終了後、離反した割型２ａ，２ｂから離型され、吹込ノズル８，８によって吊り下げられている中空成形品Ｂを挟持するようになっている。製品拘束ピン４０は、金型２が吹込ノズル８の直下に移動した後、製品ホルダ２０に挟持されている中空成形品Ｂにピン先端を挿入させ、エアにてピン先端を膨らませて中空成形品Ｂを、図７に示した上ばりＢｂとともに保持するようになっている。図示を省略した、取出スライドユニットは、型開きとともに製品ホルダ２０の割把持体２１，２２が離反した後、中空成形品Ｂおよび上ばりＢｂを製品拘束ピン４０にて保持しながら、次工程の下ばり切断工程に移動するようになっている。

下ばり切断工程での下ばり切取り治具４２は、中空成形品Ｂを第２の製品ホルダ４１によって挟持された状態にて、図７に示した下ばりＢｃを切断するようになっている。製品拘束ピン４０は、第２の製品ホルダ４１によって中空成形品Ｂが挟持されたとき、中空成形品Ｂの保持を解除して上昇するようになっている。製品拘束ピン４０の上昇の際、中空成形品Ｂの口部Ｂａ上に置かれた上ばりＢｂは、製品拘束ピン４０の先端をエアで膨らませて保持され、ばり排出部で上ばり保持が解除されて、中空成形品Ｂと分別されて強制的に排除されるようになっている。しかしまた、その場でエアなどにより、製品上部から排除してもよい。

製品ホルダ２０は、図４および図５に示すように、２個の中空成形品Ｂをそれぞれ挟み込んで把持する半円柱型の左右一対の割把持体２１，２２と、これら割把持体２１，２２を保持する支持体２３，２４とから構成されている。支持体２３，２４はそれぞれ、平坦な鋼板２３ａ，２４ａとＬ字鋼２３ｂ，２４ｂとをねじ止め結合し、割把持体２１，２２をねじ止め固定したブロック体２３ｃ，２４ｃが平鋼板２３ａ，２４ａにねじ止め固定してなる。

割把持体２１，２２は、図６に示すように、それぞれ中空成形品Ｂの口部を把持できるように、中空成形品Ｂの口部を受け入れて挟み込む半環状切欠き部２１a，２２ａを設け、これら切欠き部の頂部と底部に切欠き部中芯に向けて張り出した環状の上鍔部２１ｂ，２２ｂ、環状の下鍔部２１ｃ，２２ｃを形成している。さらに上鍔部２１ｂ，２２ｂ上に、切断した上ばりを載せて置けるよう上向きに拡径したテーパ部２１ｄ，２２ｄを形成している。

上ばりの当接・落下用の一対のストッパ体２５，２６は、割把持体２１，２２のそれぞれのテーパ部２１ｄ，２２ｄ上方まで張り出して延び、鋼板２３ａ上に設けた起立板２７にボルト締めにより固定されている。板状のストッパ体２５，２６の先端部は、半円状に切り欠いてなる絞り部２５ａ，２６ａを形成し、図９に示すように、絞り部２５ａ，２６ａ周りのストッパ体自体に、吹込ノズル８に付いて上昇してきた上ばりＢｂを当接させて、この上ばりを割把持体２１，２２の受け部２１ｄ，２２ｄに落とすようになっている。割把持体２１，２２の上面からストッパ体２５，２６の下面までの間隔は、５ｍｍないし２０ｍｍが好ましい。

次に、かかる中空成形装置の動作について説明する。かかる中空成形装置による吹込成形は、図１および図２に示すように、まず、樹脂を多頭用クロスヘッド１から垂下させて図１にて横方向に左右のパリソンＰを形成し、これらパリソンＰを、成形金型２のそれぞれの左右のキャビティ２ｃ，２ｄに挿入し、ついで、これらパリソンＰに対応する吹込ノズル８，８を打込み、パリソンＰ内に圧縮エアを吹込んで、これらパリソンＰを成形金型２のキャビティ２ｃ，２ｄに一致するまで膨出させることにより行う。

この吹込成形によって、図８に示すように、中空成形品Ｂであるボトルを成形する。パリソンＰの上部は、成形金型２が型閉めされた際、図示を省略したパリソン切断装置によって切断された後、成形金型２が吹込装置３側に移行して吹込ノズル８，８が下降し、図７に示すように、成形金型の口金２ｅ，２ｆとパリソンＢ内に導入された吹込ノズルのカッティングスリーブ８ａとによって剪断される。図７中、Ｂｂは上向きに拡径したラッパ状の上ばりを示し、Ｂｃは薄い板状の下ばりを示す。

金型２が型開した際、中空成形品Ｂは，吹込ノズル８によって、その先端に付いた上ばりＢｂとともに吊り下げられる。そして図８に示すように、中空成形品Ｂは、成形金型２がクロスヘッド１直下に移動して型閉めの際、製品ホルダ２０の一対の割把持体２１，２２に口部Ｂａを挟み込まれて把持される。

把持後、図９に示すように、吹込ノズル８は上昇し、一緒に上昇した上ばりＢｂがストッパ体２５および２６に当接して落下し、一対の割把持体２１，２２の受け部２１ｄ，２２ｄ内に収容される。

さらに金型２が吹込ノズル８、８の直下に移動した後、製品拘束ピン４０は、中空成形品Ｂにピン先端を挿入させ、エアにてピン先端を膨らませて中空成形品Ｂを上ばりＢｂとともに保持する。

その後、型開きとともに製品ホルダ２０の割把持体２１，２２は離反して、取出スライドユニット（図示略）によって中空成形品Ｂおよび上ばりＢｂを製品拘束ピン４０にて支持しながら、次工程の下ばり切断工程に移動する。下ばり切断工程にて、中空成形品Ｂが第２の製品ホルダ４１によって挟持された状態にて、下ばりＢｃは下ばり切取り治具４２によって切断される。

製品拘束ピン４０は、第２の製品ホルダ４１によって中空成形品Ｂが挟持されたとき、中空成形品Ｂの保持を解除して上昇する。製品拘束ピン４０の上昇の際、中空成形品Ｂの口部Ｂａ上に置かれた上ばりＢｂは、製品拘束ピン４０の先端をエアで膨らませて保持され、ばり排出部で上ばりの保持が解除されて、中空成形品Ｂと分別されて強制的に排除される。

上ばりＢａおよび下ばりＢｃが除去された中空成形品Ｂは、図示を省略したベルトコンベアによって成形装置出口へと搬送されることとなる。

以上のように、本実施形態によれば上ばりの確実な除去を行えるという効果が得られるものである。

本発明の実施形態を示す中空成形装置の正面図である。 図１に示した中空成形装置を拡大した側面図である。 図２に示した吹込装置からばり切取り機構までを示す斜視図である。 製品ホルダを示す斜視図である。 図４に示した製品ホルダを別方向から見た斜視図である。 図４に示した製品ホルダの把持体を示す断面図である。 図１に示した中空成形装置により成形した後の割型を示す断面図である。 中空成形品を製品ホルダの把持体によって把持した状態を示す断面図である。 中空成形品の上ばりをストッパ体に当接させて落下させる状態を示す断面図である。 従来の中空成形装置によりパリソンを成形金型内に導入して中空成形品とする工程を示す断面図である。 図１０に示した中空成形品を吹込ノズルに吊り下げた状態を示す断面図である。 図１０に示した中空成形品の上ばりをハウジング内に導入して落下させる状態を示す断面図である。

符号の説明

１…クロスヘッド
２…成形金型
３…吹込装置
４…型締装置
８…吹込ノズル
２０…製品ホルダ
２１，２２…割把持体
２１ｂ，２２ｂ…上鍔部
２１ｃ，２２ｃ…下鍔部
２１ｄ，２２ｄ…受け部
２５，２６…ストッパ体
２５ａ，２６ａ…絞り部
４０…製品拘束ピン
Ｂ…中空成形品
Ｂａ…中空成形品の口部
Ｂｂ…上ばり
Ｂｃ…下ばり

Claims (5)

1. 中空成形品を把持するとともに該中空成形品の上ばりを受け入れる受け部を設けた把持体と、
   該把持体の上方にて該把持体に近接させて設け、吹込成形後の吹込ノズル上昇の際、該吹込ノズルに付いた前記上ばりを当接させて前記受け部に落下させるストッパ体と、
   を具備し、
   前記把持体の前記受け部が上向きに拡がった形状である
   ことを特徴とする中空成形装置。
2. 前記ストッパ体に、前記吹込ノズルを挿通させつつ前記上ばりを当接させて前記受け部に落下させる絞り部を設けたことを特徴とする請求項１記載の中空成形装置。
3. 前記把持体と前記ストッパ体とを一体的に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の中空成形装置。
4. 前記把持体が一対の割把持体からなり、該一対の割把持体の互いに対向する面に、前記中空成形品の口部を受け入れて把持する半環状の切欠き部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中空成形装置。
5. 前記一対の半環状切欠き部それぞれの頂部と底部に、該切欠き部中芯に向けて張り出した鍔部を設けたことを特徴とする請求項４記載の中空成形装置。

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