JP4714533B2 - 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底部の樹脂余剰部である底ばりを切り取るための治具に対し、底ばりの高さ位置調整を行うことができる中空成形装置に関する。

従来の一般的な中空成形装置は、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と、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と、吹込みされてなる中空成形品の搬送機構とを備えている。

中空成形における底ばりの発生は、パリソンを、中空成形品の下方部が所定形状になるように成型金型内にその金型下部から若干突出させて成形金型内に導入し、成型金型を型締めしてパリソンの下部突出部を成型金型の下端部にある喰切り刃で喰い切る際に、その突出部が中空成形品の底部に余剰部として残ることに起因している。

従来、底ばりの切取り・分離は、中空成形品を底部に底ばりを残したまま成形金型から離脱・取出した後に、成型金型に付設した成形品把持体に移管・保持し、手作業によって高さ位置を調整する切取り用治具をエアシリンダなどにより作動させ、底ばりを中空成形品の底部から切取り・分離する方法が採られている。

しかし、２枚一組の刃を持つ底ばり切取り用治具を用いる手法では、製品により治具の高さ位置がばらばらであり、製品ごとに２枚一組の底ばり切取り用治具の高さ寸法を調整する必要があった。

このため、切取り治具の高さ寸法の調整に思わぬ時間を要することがあり、その調整時間の短縮化および調整の簡略化が求められていた。

また、例えば、特許文献１に記載された中空成形機のように、中空成形品に残存する底ばりを一対のバリ取りツメによってクランプして、回転力と上下方向の移動により強制的に除去する方法も提案されている。

以下、図７に基づいてこの方法の概略を説明すると、底ばり取り装置１１３は、架台１０１にブラケット１０２を介して取り付けられているロータリーシリンダ１０３と、このシリンダ１０３のピストンロッドに上下動可能、かつ旋回可能に取り付けられているエアチャック１０４と、このエアチャック１０４の上部に開閉可能に取り付けられ製品１１７の底ばり１１７ａを掴む一対の底ばり取りツメ１０５とから構成されている。この一対の底ばり取りツメ１０５間の下方には、底ばり１１７ａを排出するシュータ１１０が傾斜して設けられている。

底ばり取り装置１１３において、吹込成形後の成形品を保持する図示を省略した装置が底ばり取り位置に移動すると、ロータリーシリンダ１０３が作動して底ばり取りツメ１０５が上昇する。底ばり取りツメ１０５が、エアチャックにより閉じて底ばり１１７ａをつかみ、底ばり取りツメ１０５がロータリーシリンダ１０３によって、０゜から９０゜まで旋回し、底ばり取りツメ１０５が下降する。

次に、底ばり取りツメ１０５が逆に９０゜から０゜まで旋回し、底ばり取りツメ１０５がエアチャック１０４により開いて底ばり１１７ａを落下させ、底ばり１１７ａをシュータ１１０によって回収する。
特開平１１−７０５７６号公報

しかしながら、上述の方法においては、製品毎の高さ寸法に応じて底ばり取りツメの上昇位置を調整する必要があり、また底ばりを底ばり取りツメの旋回力と下降力との共同により食いちぎるので、成形品を保持する装置との関連で成形品に過大な力が加わり、成形品を傷める恐れもある。

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、中空成形品の把持体の高さを調整できるようにして、かつ中空成形品を底ばり切取り治具の上方にて高さ寸法を調整して、中空成形品の高さに応じた底ばり切取り治具の位置調整をし、成形品を傷めずに底ばりを容易に切り取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、吹込成形後の中空成形品を把持する把持体を、固定配置した中空成形品の底ばり切取り装置に対し鉛直方向に接近・離反させる駆動装置と、該駆動装置を、前記吹込成形を行う吹込装置から前記底ばり切取り装置上方を経由して水平方向に移動させる製品搬送装置とを具備し、前記底ばり切取り装置が前記駆動装置によって下降した中空成形品の底ばりを剪断的に切断する対の底ばり切取り治具および底ばり切断時に中空成形品を固定保持する対の留め具を水平方向に接近離反するよう設け、前記対の切取り治具下方に切り取られた底ばりを収容するホッパを設けた中空成形装置である。

上記駆動装置としては、電気的制御を用いて無段階に位置調整できる機能を有しているものが好ましい。また、上記把持体は、たとえば圧縮エアをパリソンに吹き込む吹込装置から底ばり切取り用装置の上方を経由して移動させる製品搬送装置によって移送されるものが効率面から好ましい。上記底ばり切取り治具としては、一対の刃状の治具を用いるものが、切り取り易さの観点から望ましいが、底ばりを切り取るものであればよい。

また、第２の課題解決手段は、上記駆動装置が、上記把持体を支持した移動桿と、該移動桿を上記底ばり切取り治具に対し鉛直方向に接近・離反させる電動機とを具備した構成としたものである。上記移動桿としては、ボールねじが寸法の微調整可能の点から好ましい。また上記電動機は、サーボモータが移動桿の移動の微調整の点から好ましいが、リニアモータなどを使用してもよい。

第３の課題解決手段は、吹込成形後の中空成形品を把持する把持体を、中空成形品の底ばり切取り装置に対し鉛直方向に接近・離反させる駆動装置を具備し、上記把持体が、上記中空成形品の口部からピン先端を挿入して該ピン先端を流体によって膨らませて上記中空成形品を宙づり保持する製品拘束ピンであることを構成としたものである。

上記第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、中空成形品を把持体に把持させ、底ばり切取り治具上にて、中空成形品の高さに合わせて把持体の高さ位置を駆動装置によって調整し、中空成形品の底部に残った底ばりを切取り治具によって容易に切り取り、ホッパに収容することができるという効果を奏する。さらに詳述すれば、製品高さに応じて製品底部位置を調整することができるので、底ばり切取り治具の位置調整が不要となり、製品毎の段取り替え時の調整作業時間が短くな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、製品高さに応じた製品底部位置の調整を作動桿と電動機という簡素な構成で行うことができ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、従来製品形状に合わせて製品把持治を交換する必要があったが、製品口部の内径に合わせて製品拘束ピンを数種類用意すればよいので、共用できる範囲が大きくなり、製品毎の段取り替え時間を短くすることができるという効果を奏する。

上述したように、本発明の中空成形装置は、底ばり切取り治具に対する中空成形品の把持体の高さ寸法を自動的に調整することができる。言い換えれば、切り取られるべき底ばりの高さを手動ではなく自動的にかつ容易に調整でき、しかも成形品を傷めることなく、容易に底ばりの切取りを行うことができる。

以下、本発明にかかる中空成形装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

この中空成形装置は、図１および２図に示すように、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）、クロスヘッド１、パリソン切断装置（図示略）、成形金型２、吹込装置３、型締装置４、成形金型移動装置５などを具備している。

図示を省略した押出機は、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に示すように、図中二点鎖線にて示した筒状パリソンＰが成形されるようになっている。

図示を省略した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に示すように、一対の割型２ａ，２ｂからなり、筒状パリソンＰを挿入させて、図３に示すような中空成形品Ｂを成形するため、２個の左右のキャビティを形成している。

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の直下の位置およびエヤの吹込装置３の左右の吹込ノズル８，８の直下位置の間にて、水平方向に交互に往復動することができるようになっている。図２中、６は成形金型移動装置５の一部を構成する金型移動用の左右のレールである。

吹込装置３は、成形金型２の左右のキャビティ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、左右一対の吹込ノズル８，８およびこれら吹込ノズル８，８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は、図示を省略したエア源から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筒状のパリソンＰ内にエアを吹込むようになっている。

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２５を介して図示を省略した電動機に連結している。

図示を省略した製品ホルダは、成形金型２がクロスヘッド１から垂下したパリソンＰを挿入させて型閉めした時に、吹込ノズル８，８によって吹込成形された中空成形品を把持する。その把持状態にて、吹込ノズル８，８が上昇して、中空成形品から外れるようになっている。成形金型２が再び吹込ノズル８直下に移動した後、図３ないし図６に示すように、中空成形品の把持体である製品拘束ピン２０が下降し、これら中空成型品Bを吊り下げ支持して型開後、吹込ラインから外し、水平方向へ往復動する製品搬送装置３０によって製品ホルダから底ばり切取り装置５０へと移送させるようになっている。

製品拘束ピン２０は、図６に示すように、中空成形品Ｂにピン先端である円筒状のゴム製中空体２０ａを挿入させ、この中空体２０ａをエアの注入により環状に膨らませて中空成形品Ｂの口部分の内面に接触させて、成形品の中から持ち上げる形にて保持するようになっている。製品拘束ピン２０は、ピン支持バー４１に鉛直方向に支持されたエアチューブ２１と結合している。

製品拘束ピン２０の昇降動の位置調整を行う駆動装置４０は、図４ないし図６に示すように、左右のピン支持バー４１と、それぞれのピン支持バー４１を支持する保持アーム４２と、それぞれの保持アーム４２に結合してこれと一体的に移動するボールねじ４３と、ボールねじ４３を回転させながら昇降駆動するサーボモータ４４とを具備している。

サーボモータ４４の駆動によってボールねじ４３が回転し、その回転に追従して左右の保持アーム４２のそれぞれに設けたガイド４２ａ，４２ｂが案内レール４５に案内されて、製品拘束ピン２０を上限ストッパ４６と下限ストッパ４７との間にて上下方向に移動するようになっている。

図６中、二点鎖線にて示した保持アーム４２，エアチューブ２１および製品拘束ピン２０は待機位置を示し、実線にて示した保持アーム４２，エアチューブ２１および製品拘束ピン２０は、中空成形品Ｂの底ばりを切り取るための位置を示す。なお、図３および図６においては、ボールねじ４３の構成を明らかにするため、図４および図５にて示した案内レール４５を省略している。

製品搬送装置３０は、駆動装置４０自体を水平方向へ移動案内できるよう水平方向へ延びる案内レール３１と、案内レール３１に沿って駆動装置４０自体を移動させるタイミングベルト３２と、これを駆動するモータ３３とを具備している。

底ばり切取り装置５０は、２枚一組の底ばり切取り治具５１，５２と、これら治具５１，５２をそれぞれ支持したスタンド５３，５４と、これらスタンドを相互に接近・離反させるための案内レール５５，５６と、スタンド５３，５４をそれぞれ取り付けて案内レール５５，５６上をベアリングによって滑動するベアリング体５７，５８と、スタンド５３，５４を接近・離反させるための機構としてのラック５９，６０およびこれらラック間のギアピニオン６１と、切取り治具５１を切取り治具５２に対して接近・離反させるシリンダ６２とを具備している。ラック５９，６０は、図示を省略したモータ駆動によるギアピニオン６１の回転によって、水平方向に接近・離反するようになっている。

底ばり切取り治具５１、５２はそれぞれ、凹凸状の互い違いになる刃を持ち、これら刃が交差することによって底ばりＢ１を剪断的に切断するようになっている。また、底ばり切取り時に中空成形品Ｂを固定保持するため、板状の左右一対の上段留め具６３，６４および下段留め具６５，６６が、スタンド５３，５４に水平方向に張り出して取り付けられている。

一対の切取り治具５１，５２によって切り取られた底ばりＢ１は、シュータ６７に落ちてホッパ６８に収容され、ホッパ下方のベルト（図示略）によって成形装置外に取り出すようになっている。

次に、かかる中空成形装置の動作について説明すると、まず、図１および２に示すように、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筒状パリソン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からパリソンＰ内に圧縮エアを吹込み、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吹込成形によって、図３ないし図５に示すような中空成形品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るとともに、成形金型の口金（図示略）とパリソンＢ内に導入された吹込ノズル８のカッティングスリーブとによって剪断される。この剪断された部分が、上ばりとなる。一方、中空成形品Ｂの底部には、図３に示すような底ばりＢ１が形成される。

金型２の型開後、中空成形品Ｂは，吹込ノズル８に、その先端に付いた上ばりとともに吊り下げられ、図示を省略した製品ホルダに把持される。把持後、吹込ノズル８は上昇し、上ばりが図示を省略した落とし板によって吹込ノズルから外れて落下する。落ちた上ばりは、中空成形品Ｂの口部上に載った形となり、以降の工程にて中空成形品Ｂとともに搬送されることとなるが、図３ないし図５では、説明の関係上、上ばりの図示を省略するととにその排除方法についての説明も省略する。

ついで、製品拘束ピン２０が、ピン先端の中空体２０ａを中空成形品Ｂの口部内に挿入し、中空体２０ａにエアを導入して膨らませ、中空成形品Ｂを内側から持ち上げる形にて上ばりとともに保持する一方、製品ホルダは中空成形品Ｂの把持を解除する。

製品搬送装置３０は、製品拘束ピン２０を支持しながら、次工程の底ばりの切断工程に移動する。そして一対の底ばり切取り治具５１，５２の上方にてサーボモータ４４を駆動して、ボールねじ４３の下向き回転に従い保持アーム４２およびピン支持バー４１とともに製品拘束ピン２０を下降させ、中空成形品Ｂの底ばりＢ１を切取り治具５１，５２間に位置させる。

しかる後、ギアピニオン６１を回転させラック５９，６０を相互に移動させて、スタンド５３，５４を近接し、中空成型品Ｂを上段の留め具６３，６４および下段の留め具６５，６６によって保持する。そして一対の切取り治具５１，５２をシリンダ６２の駆動によって相互に近接させて、底ばりＢ１を剪断的に切り取り、切り取った底ばりＢ１をシュータ６７およびホッパ６８を通して外部に排除する。

底ばりＢ１が除去された中空成形品Ｂは、上段留め具６３，６４および下段留め具６５，６６による把持力の解除後、再びサーボモータ４４を駆動し、ボールねじ４３の上向き回転に従い保持アーム４２およびピン支持バー４１とともに製品拘束ピン２０を上昇させる。ついで、製品搬送装置３０を駆動して、中空成形品Ｂを成形装置外へ移動する。

以上のように、本実施形態によれば底ばりの確実な除去のための底ばり切取り治具の高さ寸法合わせが容易に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の側面図である。 製品拘束ピン駆動装置および底ばり切取り装置を示す正面図である。 図３に示した製品拘束ピン駆動装置および底ばり切取り装置を示す斜視図である。 図３に示した製品拘束ピン駆動装置および底ばり切取り装置を別方向から見た斜視図である。 図３に示した製品拘束ピン駆動装置を示す拡大正面図である。 従来の底ばり切取り装置を示す正面図である。

符号の説明

２０…製品拘束ピン
３０…製品搬送装置
３１…案内レール
３２…タイミングベルト
３３…駆動モータ
４０…駆動装置
４３…ボールねじ
４４…サーボモータ
５０…底ばり切取り装置
５１，５２…底ばり切取り治具
Ｂ…中空成形品
Ｂ１…底ばり

Claims (3)

1. 吹込成形後の中空成形品を把持する把持体を、固定配置した中空成形品の底ばり切取り装置に対し鉛直方向に接近・離反させる駆動装置と、該駆動装置を、前記吹込成形を行う吹込装置から前記底ばり切取り装置上方を経由して水平方向に移動させる製品搬送装置とを具備し、前記底ばり切取り装置に前記駆動装置によって前記製品搬送装置から下降した中空成形品の底ばりを剪断的に切断する対の底ばり切取り治具および底ばり切断時に中空成形品を固定保持する対の留め具を水平方向に接近離反するよう設け、前記対の切取り治具下方に切り取られた底ばりを収容するホッパを設けたことを特徴とする中空成形装置。
2. 前記駆動装置が、前記把持体を支持した移動桿と、該移動桿を前記底ばり切取り治具に対し鉛直方向に接近・離反させる電動機とを具備したことを特徴とする請求項１記載の中空成形装置。
3. 吹込成形後の中空成形品を把持する把持体を、中空成形品の底ばり切取り装置に対し鉛直方向に接近・離反させる駆動装置を具備し、前記把持体が、前記中空成形品の口部からピン先端を挿入して該ピン先端を流体によって膨らませて前記中空成形品を宙づり保持する製品拘束ピンであることを特徴とする中空成形装置。

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