JP6393134B2 - プリフォーム搬送装置及びその方法並びにブロー成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォーム搬送装置及びその方法並びにブロー成形装置等に関する。

２ステージ方式またはコールドパリソン方式のブロー成形装置では、室温のプリフォームをブロー適温まで加熱し、その後にプリフォームを容器にブロー成形している。この種のブロー成形装置のうち、加熱搬送路に沿って連続搬送される搬送治具からプリフォームを搬送アームに受け渡し、搬送アームを加熱工程とブロー成形工程との間で双方向に間欠搬送させるものがある（特許文献１）。

ＷＯ２０１２−０４６６２０公報

連続搬送される搬送治具からプリフォームを搬送アームに受渡すためには、連続搬送中の搬送治具と相対して搬送アームを搬送しなければならない。特許文献１では、搬送治具を搬送するチェーンのリンクプレートに設けた突起（被係合部材２０８Ａ）に向けて、待機位置で停止している搬送アームに設けられたロッド（係合部材３２０Ａ）を前進駆動させ、突起にロッドを機械的に係合させている。搬送治具と共に移動する突起に押動されるロッドにより、プリフォームの受け渡しに必要な所定ストローク（特許文献１の図５中のストロークＬ３）だけ、搬送アームを搬送治具と相対させて搬送している（特許文献１の図７）。

しかし、このような機械的係合では係合部材と被係合部材の損耗が避けられず、これらを消耗品として交換することが余儀なくされる。交換を怠り摩耗度が増大すると、他の機械部品の破損も生ずることがある。

搬送治具よりプリフォームが受け渡された搬送アームは、チェーンとの機械的係合が解除され、次工程での受渡し位置までモーターにより搬送される（特許文献１の図５中の移動ストロークＬ２）。プリフォームが受け渡されて空となった搬送アームは、モーターにより戻し距離Ｌ２だけ搬送されるが、さらにストロークＬ３だけ搬送して待機位置まで戻すには、モーター以外の別の駆動源や機構（特許文献１の図６に示す部材３１０Ｂ，３１０Ｃ，３１１，３１１Ａ，３２０，３２２）が必要となる。

本発明の幾つかの態様によれば、部材の摩耗を伴う機械的な係合部材や搬送アームを戻し搬送するための駆動機構を要せずに、プリフォームを連続搬送中の搬送治具と相対させて搬送アームを搬送することができるプリフォーム搬送装置及びその方法並びにブロー成形装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様は、
プリフォームが支持された搬送治具を加熱搬送路に沿って連続搬送する連続搬送部と、
第１位置と第２位置との間で前記加熱搬送路と平行な方向に沿って搬送アームを間欠搬送し、搬送途中で前記搬送治具から前記搬送アームに前記プリフォームが受け渡される間欠搬送部と、
前記第１位置に待機していた前記搬送アームを連続搬送中の前記搬送治具に追い付かせるように前記間欠搬送部を制御する制御部と、
を有し、
前記連続搬送部は、前記搬送治具に搬送力を付与する第１モーターと、前記第１モーターの回転角を検出する第１エンコーダと、を含み、
前記間欠搬送部は、前記搬送アームに搬送力を付与する第２モーターを含み、
前記制御部は、前記第１エンコーダの出力に基づいて前記第１位置と相対する基準位置に前記搬送治具が到達する到達時を検出し、前記到達時から一定間隔で、前記搬送アームを目標位置に移動させるように前記第２モーターに指令し、各々の指令中の前記目標位置は、指令時に取得していた前記第１エンコーダの最新出力に基づいて得られる前記搬送治具の現在位置に、前記第１エンコーダでの最新出力時刻から前記第２モーターでの指令受取時刻に至る遅延時間に亘って前記搬送治具が進行した移動距離が加算された位置であるプリフォーム搬送装置に関する。

本発明の一態様によれば、搬送治具を駆動する第１モーターの回転角を検出する第１エンコーダの出力に基づいて、制御部が、第１位置（搬送アーム待機位置）と相対する基準位置に搬送治具が到達する到達時を検出し、到達時から一定間隔で、搬送アームを目標位置に移動させるように、搬送アームを搬送起動する第２モーターに指令している。目標位置とは、搬送アームが追い付く対象である搬送治具の現在位置である。この搬送治具の現在位置は、指令時に取得していた第１エンコーダの最新出力に基づいて得られる。よって、第１エンコーダから最新出力が得られた時から制御部が受信するまでに通信遅延時間が生じる。また、第１エンコーダから最新出力を制御部が受信した後、制御部から第２モーターに指令が受信されるまでにも処理による遅延時間や通信遅延時間が生じる。よって、搬送アームの目標位置は、搬送治具の現在位置に、それらの総和の遅延時間に亘って搬送治具が進行した移動距離が加算された位置に設定している。こうして、部材の摩耗を伴う機械的な係合部材や搬送アームを戻し搬送するための駆動機構を要せずに、プリフォームを連続搬送中の搬送治具と相対させて搬送アームを搬送することができる。

（２）本発明の一態様では、前記制御部は、前記移動距離を、前記遅延時間に相当する一定時間に、前記搬送治具の速度を乗算して算出することができる。ここで、遅延時間は予め測定することができ、第１エンコーダと制御部との間の通信距離、制御部での処理時間、制御部と第２モーターとの間の通信距離が一定であれば、遅延時間も一定である。また、搬送治具の速度も測定することができ、速度が変動する場合は平均速度等を用いることができる。

（３）本発明の一態様では、前記連続搬送部は、前記搬送治具を搬送する、複数のリンクが連結された無端チェーンと、前記第１モーターにより駆動されて前記無端チェーンに噛み合う駆動スプロケットと、をさらに有し、指令により前記第１位置にある前記搬送アームを前記搬送治具に追い付かせる同調駆動期間に前記無端チェーンが前記基準位置から移動する距離は、一リンクの支点間のリンク長の１／４未満に設定することができる。

ここで、連続搬送部が無端チェーンと駆動スプロケットを設ける場合、駆動スプロケットの山から山（または谷から谷）にチェーンのリンクが係合する間に、リンク長手方向は直線走行路に対して交差することになるので、チェーン速度は正弦波のように変化する。ただし、移動距離の計算に用いる搬送治具の速度とは、同調駆動期間中の速度であるので、同調駆動期間が短ければ搬送治具の速度変動は小さくなる。また、無端チェーンと駆動スプロケットとの噛み合い関係は装置によって一義的に定まる。同調駆動期間にチェーンが基準位置から移動する距離が、無端チェーンの一リンクの支点間のリンク長の１／４未満に設定されれば、速度変動を示す正弦波の２つのピークの少なくとも一つは同調駆動期間外となる。よって、搬送治具の速度変動が小さくなり、搬送アームをより正確に目標位置に移動制御することができる。なお、同調駆動期間にチェーンが基準位置から移動する距離は、無端チェーンの一リンクの支点間のリンク長の好ましくは１／５以下〜１／８以下に設定することができる。

（４）本発明の一態様では、前記制御部は、前記同調駆動期間における前記無端チェーンの平均速度に基づいて前記移動距離を算出することができる。上述の通り、同調駆動期間におけるチェーンの速度変動を小さくすれば、同調駆動期間におけるチェーンの平均速度を用いても速度誤差は小さくなるので、より正確な位置制御が可能となる。

（５）本発明の一態様では、前記搬送治具は、前記プリフォームの口部を下向きとして倒立状態で前記プリフォームを支持する昇降可能な搬送台を含むことができる。前記間欠搬送部は、前記搬送アームを前記搬送台に対して進退させる進退駆動部を含み、前記同調駆動期間の終期は、前記進退駆動部により前記搬送アームが前進されて前記プリフォームの前記口部を保持した後であって、前記搬送台が下降した時に設定することができる。

搬送アームがプリフォームの口部を保持した後であって、搬送台が下降した時に、プリフォームは搬送治具から搬送アームに完全に受け渡されたことになる。同調駆動期間の終期を搬送台が下降した時に設定することで、プリフォームが搬送アームに完全に受け渡されるまで、搬送治具と相対して搬送アームを搬送することができる。なお、同調駆動期間終了後に搬送アームの搬送速度は速く設定されれば、プリフォームを受け取った搬送アームが後続のプリフォーム（搬送治具）と干渉することはない。

（６）本発明の一態様では、前記制御部は、前記同調駆動期間の終了後から、前記進退駆動部により前記搬送アームが後退されるまでの期間を追加同調駆動期間として前記間欠搬送部を制御し、前記追加同調駆動期間に前記制御部から出力される指令中の前記移動距離は、前記同調駆動期間における前記無端チェーンの平均速度に基づいて算出されることができる。

同調駆動期間の終了後、プリフォームを受け取った搬送アームが後退されるまで追加同調駆動期間が設定されると、搬送アームの後退中も搬送アームは搬送治具と相対して移動されるので、プリフォームを受け取った搬送アームが後続のプリフォーム（搬送治具）と干渉することはない。この際、同調駆動期間と追加同調駆動期間とのトータル期間中におけるチェーンの速度変動は、同調駆動期間中におけるチェーンの速度変動よりも大きい。そのため、追加同調駆動期間に制御部から出力される指令中の移動距離は、同調駆動期間におけるチェーンの平均速度に基づいて算出している。このようにしても、追加同調駆動期間に亘って搬送アームは搬送治具とほぼ相対して移動させることができる。こうすると、加熱搬送路上にて先行する搬送治具にプリフォームが残存していても、後退された搬送アームの間欠搬送経路に支障はない。よって、受け渡し不良により加熱搬送路に残存するプリフォームが、搬送アームに保持されて間欠搬送されるプリフォームと干渉することがない。

（７）本発明の一態様では、前記間欠搬送部は、前記第２モーターの回転角を検出する第２エンコーダをさらに含むことができる。前記制御部は、前記第１エンコーダからの最新出力に基づいて求められる前記搬送治具の位置と、前記第２エンコーダからの最新出力に基づいて求められる前記搬送アームの位置と、の間の距離が所定値以下になった時に、前記搬送治具から前記搬送アームに前記プリフォームを受け渡す動作を開始することができる。

搬送アームが搬送治具に追い付いたか否かは、搬送治具の位置と搬送アームの位置との間の距離が所定値以下になったか否かで判定できる。搬送アームが搬送治具に追い付いたことが判定された後であれば、搬送治具から搬送アームにプリフォームを受け渡す動作を開始しても、受け渡し不良が生ずることはない。

（８）本発明の他の態様は、上述した（１）〜（７）のいずれかに記載のプリフォーム搬送装置を有するブロー成形装置に関する。このブロー成形装置によれば、加熱されたプリフォームをブロー成形部に円滑に搬送することができ、しかも部材の摩耗を伴う機械的な係合部材や搬送アームを戻し搬送するための駆動機構を要しない。

（９）本発明のさらに他の態様は、
第１モーターの駆動力を用いて、プリフォームが支持された搬送治具を加熱搬送路に沿って連続搬送する第１工程と、
第２モーターの駆動力を用いて、第１位置と第２位置との間で前記加熱搬送路と平行な方向に沿って搬送アームを間欠搬送する第２工程と、
前記搬送アームの搬送途中で前記搬送治具から前記搬送アームに前記プリフォームが受け渡す第３工程と、
を有し、
前記第２工程は、前記第１位置に待機していた前記搬送アームを連続搬送中の前記搬送治具に追い付かせる同調駆動工程を含み、
前記同調駆動工程は、
前記第１モーターの回転角を検出する第１エンコーダの出力に基づいて前記第１位置と相対する基準位置に前記搬送治具が到達する到達時を検出する工程と、
前記到達時から一定間隔で、前記搬送アームを目標位置に移動させるように前記第２モーターに指令する工程と、
を含み、
各指令中の前記目標位置は、指令時に取得していた前記第１エンコーダの最新出力に基づいて得られる前記搬送治具の現在位置に、前記第１エンコーダでの最新出力時刻から前記第２モーターでの指令受取時刻に至る遅延時間に亘って前記搬送治具が進行した移動距離が加算された位置であるプリフォーム搬送方法に関する。

本発明のさらに他の態様に係るプリフォーム搬送方法においても、部材の摩耗を伴う機械的な係合部材や搬送アームを戻し搬送するための駆動機構を要せずに、プリフォームを連続搬送中の搬送治具と相対させて搬送アームを搬送することができる。

プリフォーム搬送装置を含むブロー成形装置の概略平面図である。 広口プリフォームの倒立状態を説明するための概略説明図である。 図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、チェーンに取付けられる搬送治具の正面図、側面図及び平面図である。 搬送治具の押上機構を示す図である。 加熱部（直線搬送部）の断面図である。 プリフォーム搬送装置の制御系ブロック図である。 同調駆動期間の動作フローチャートである。 搬送治具の速度の変動を示す特性図である。 第１搬送アームの進退駆動の動作フローチャートである。 同調駆動期間及び追加同調駆動期間の動作フローチャートである。

以下、本発明の好適な実施の形態について、比較例を参照して詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．プリフォーム搬送装置及びブロー成形装置
本実施形態のプリフォーム搬送装置１００は、図１に示す例えばコールドパリソン方式のブロー成形装置１の一部として構成される。ブロー成形装置１は、外部より供給されるプリフォーム例えば広口プリフォーム１０を受け入れ、受け入れられた広口プリフォーム１０を加熱し、加熱された広口プリフォーム１０を容器例えば広口容器にブロー成形するものである。

広口プリフォーム１０は、図２に示すように、胴部１２に対して比較的に大きい口部１１を備えることから、広口プリフォーム１０は水平面ＨＲ上で倒立姿勢にて自立させることができる。口部１１の外周面にはねじ山が形成され、口部１１の開口端面１１Ａから離れた位置、例えば口部１１と胴部１２との境界にて外方に突出するフランジ１３が形成される。倒立状態のプリフォーム１０の中心軸１４は水平面ＨＲに直交する。

予め射出成形された広口プリフォーム１０は、ブロー成形装置１に取付けられる外部機器であるシューター２０を介してブロー成形装置１に供給される。シューター２０の出口より一列で連続供給される広口プリフォーム１０は、スターホイール１１０の回転により一つずつ分離されてブロー成形装置１に搬入される。

ブロー成形装置１には、加熱搬送路１２０を備えた加熱部（連続搬送部）２００と、間欠搬送部３００と、ブロー成形部４００とが設けられている。加熱部２００は、広口プリフォーム１０の胴部１２を、口部１１を下向きとした倒立状態で、無端状の加熱搬送路１２０に沿って連続搬送して加熱する。ブロー成形部４００は、Ｎ（Ｎは自然数で、本実施形態ではＮ＝２）個の広口プリフォーム１０を、口部１１を上向きとした正立状態で同時にブロー成形して容器に成形する。間欠搬送部３００は、Ｎ個のプリフォームを、加熱部２００からブロー成形部４００に間欠搬送する。加熱部（連続搬送部）２００と間欠搬送部３００と制御部６００（図７にて後述する）とで、プリフォーム搬送装置１００が構成される。

耐熱容器を成形する場合には、ブロー成形部４００は、一次ブロー成形部４１０と二次ブロー成形部４２０とを含むことができる。一次ブロー成形部４１０は、正立状態のＮ個のプリフォーム１０を一次ブロー型４１１内にて一次ブロー成形してＮ個の一次ブロー成形品を形成し、かつ、加熱された一次ブロー型４１１にてＮ個の一次ブロー成形品が加熱される。一次ブロー型４１１から取り出されて収縮されたＮ個の一次ブロー成形品は、二次ブロー成形部４２０の二次ブロー型４２１内にて正立状態で二次ブローされ、かつ、加熱された二次ブロー型４２１にて加熱されて、耐熱性を有するＮ個の最終成形品（二次ブロー成形品）が成形される。本実施形態では、一次ブロー型４１１及び二次ブロー型４２１の型締め機構４３０を共用している。ブロー成形装置１にはさらに、正立状態のＮ個の最終成形品を取り出す取出し部５００を設けることができる。

２．プリフォーム搬送措置
次に、プリフォーム搬送措置１００１に含まれる加熱部（連続搬送部）２００と間欠搬送部３００とについて説明する。

２．１．加熱部
加熱部（連続搬送部）２００は加熱搬送路１２０を含む。加熱搬送路１２０は、第１，第２スプロケット１２１，１２２に架け渡された無端チェーン１２３を有する。チェーン１２３を構成する各リンク１２３Ａには、図３（Ａ）に示すように、広口プリフォーム１０を倒立状態で支持する搬送治具１３０が第１ピッチＰ１で固定されている。図３（Ａ）では、一リンク１２３Ａの支点間のリンク長Ｌと第１ピッチＰ１とが等しい。

搬送治具１３０は、チェーン１２３に自転可能に支持された自転軸１３１の上端に、広口プリフォーム１０の口部１１に形成された下向き開口に嵌入され、広口プリフォーム１０を載置する搬送台１３２を有する。

自転軸１３１の上端は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すようにボルト１３１Ａとすることができる。この場合、搬送台１３２はボルト１３１Ａと締結されるナットを有する。もしくは、自転軸１３１の上端にボルト締結用のナット孔を設け、搬送台１３２をボルト１３１Ａにより自転軸１３１に結合させる方式でもよい。これにより、口部１１のサイズが異なる広口プリフォーム１０を成形する場合には、そのサイズに合った搬送台１３２に交換して、自転軸１３１と結合させることができる。

本実施形態の搬送治具１３０は、自転軸１３１の下端に、自転駆動用の部材、例えば、円盤（摩擦板）１３３が固定されている。自転動作をより確実にするため、円盤１３３の代わりに、通常用いられるスプロケットを代用しても良い。

本実施形態では、図４に示す搬送治具１３０の押し上げ機構１５０を、例えば図１に示すスターホイール１１０の中心と第１スプロケット１２１の中心とを結ぶ線上であって、広口プリフォーム１０の搬送路の直下に設けている。この押し上げ機構１５０は、チェーン１２３により搬送される複数の搬送治具１３０の一つを押し上げて、倒立状態の広口プリフォーム１０の口部１１に搬送治具１３０の一部を嵌入させるものである。

押し上げ機構１５０は、図４に示すように、例えばエアーシリンダ１５２により進退駆動されるロッド１５４に固定された押し上げ部１５６を有する。押し上げ部１５６は、搬送治具１３０の下端に設けられた円盤１３３を押し上げることで、搬送治具１３０全体を押し上げる。図７にて鎖線で示す位置から実線で示す位置に円盤１３３が押し上げられることで、広口プリフォーム１０は搬送治具１３０に保持される。

押し上げ部１５６で押し上げられた円盤１３３は、搬送治具１３０の搬送に伴い押し上げ部１５６上を滑って移動する。押し上げ部１５６を通過した後の位置には、加熱搬送路１２０に例えば可動接触部１６０を配置することもできる。この場合、押し上げ部１５６で押し上げられた円盤１３３は、搬送治具１３０の搬送に伴い押し上げ部１５６上を滑って移動し、図４に示す２つの可動接触部１６０を経由して、固定接触部２２２（図５参照）に案内される。

加熱部（連続搬送部）２００の加熱搬送路１２０は、上流側の第１直線搬送路１２０Ａと下流側の第２直線搬送路１２０Ｂとを有する（図１）。加熱搬送路１２０（第１,第２直線搬送路１２０Ａ，１２０Ｂ）には、図５に示す加熱機構が配置されている。この加熱機構として、図５に示すように、フレーム２２０の上に、加熱搬送路１２０の中心線Ｌ１を挟んだ両側の一方にはヒーター部２３０が、他方には反射部２４０が配置されている。ヒーター部２３０は、広口プリフォーム１０の胴部１２を加熱する複数の棒状ヒーター２３２を高さ方向にて異なる位置に有する。また、フレーム２２０には、搬送治具１３０の円盤１３３の下面と接触する固定接触部２２２が形成されている。広口プリフォーム１０を保持した搬送治具１３０が、図５の紙面の垂直方向にチェーン１２３によって搬送されると、搬送治具１３０と共に搬送される摩擦板例えば円盤１３３が固定接触部２２２と摩擦接触する。それにより、円盤１３３には接触部２２２から回転力が付与され、チェーン１２３に自転可能に支持された自転軸１３１が自転される。

加熱搬送路１２０に沿って自転しながら搬送される広口プリフォーム１０に対して、ヒーター部２３０からの輻射熱線と、その輻射熱線を反射部２４０で反射した熱線とが入射され、広口プリフォーム１０の胴部１２の全体を均一に加熱することができる。

２．２．間欠搬送部
間欠搬送部３００は、第２直線搬送路１２０Ｂと平行に設けられたアーム走行部に沿って移動する各Ｎ個の第１〜３搬送アーム３０１〜３０３を有する。加熱搬送路１２０から倒立状態の広口プリフォーム１０を受け取る第１搬送アーム３０１は、反転部３１０により１８０度回転されて、広口プリフォーム１０の開口端面１１Ａを上向きとする正立状態に反転する。第１搬送アーム３０１の駆動機構と、第２，第３搬送アーム３０２，３０３の駆動機構とは異なる。各駆動機構は、モーターにより回転される駆動プーリと従動プーリとを含み、それらの間にベルトが架け渡されて構成することができる。第１搬送アーム３０１は第１ベルトに固定されて、加熱搬送路１２０と一次ブロー成形部４１０との間を往復駆動される。第２，第３搬送アーム３０２，３０３は第２ベルトに固定されることで、第２搬送アーム３０２は一次・二次ブロー成形部４１０，４２０間を、第３搬送アーム３０３は二次ブロー成形部４２０及び取出し部５００の間を、それぞれ同一距離だけ往復駆動される。

Ｎ個の第１搬送アーム３０１は、図６にて後述する第２モーター６０３にて搬送駆動される途中で、進退駆動部６０５により進退駆動される。Ｎ個の第１搬送アーム３０１は、２つのチャック片がバネによって常時閉じ方向に付勢されている。Ｎ個の第１搬送アーム３０１が加熱搬送路１２０に向けて前進されると、プリフォーム１０の口部１１と当接して押し広げられ、口部１１をチャックすることができる。

一方、加熱搬送路１２０では、図５に示す固定接触部２２２に円盤１２２が支えられて、プリフォーム１０を保持する搬送台１３２が上昇位置に維持されて搬送されるが、駆動スプロケット１２１の上流域から下流域にかけて固定接触部２２２が存在しない。よって、固定接触部２２２が存在しない領域では、搬送治具１３０の搬送台１３２は降下している。Ｎ個の第１搬送アーム３０１によりプリフォーム１０が保持される位置よりも上流側では、搬送治具１３０の搬送台１３２は降下される。それにより、プリフォーム１０は搬送治具１３０から第１搬送アーム３０１へと受け渡され、その後に第１搬送アーム３０１の定常搬送によりブロー成形位置に搬送される。この定常搬送駆動は、図６に示す進退駆動部６０５により第１搬送アーム３０１を後退駆動する前後のいずれであっても良い。

加熱部２００から広口プリフォーム１０を受け取るＮ個の第１搬送アーム３０１は第１ピッチＰ１（加熱ピッチ＝ブロー成形ピッチ）で固定しても良いし、第１ピッチＰ１よりも大きい第２ピッチＰ２（ブロー成形ピッチ）にピッチ変換しても良い。第２，第３搬送アーム３０１，３０３のピッチは、第１搬送アーム３０１のピッチに応じて第１ピッチＰ１または第２ピッチＰ２に固定される。さほど高い生産量が要求されない広口容器の成形機としては、機械構成が簡略化され低コストにつながるピッチ固定式の方が望ましい。例えば、第１〜第３搬送アーム３０１〜３０３は２個の搬送アームを固定可能である。同時ブロー成形個数が２個の場合は２つの搬送アームを用い、同時ブロー成形個数が１個の場合は１個の搬送アームのみ利用することができる。加熱部２００の搬送治具１３０もまた同様に考えられる。２個同時に広口容器を製造する場合は搬送治具１３０に空きなくプリフォーム１０を配置し（Ｐ１＝Ｌ）、１個のみ製造の時は一つ置きにプリフォーム１０を配置する（Ｐ１＝２Ｌ）。この際、搬送治具１３０の搬送速度Ｖは、プリフォーム１０のサイズを考慮して適宜変更するとより好ましい。

３．プリフォーム搬送装置の制御系
次に、プリフォーム搬送装置１００の制御系について説明する。図６は、プリフォーム搬送装置１００の制御系ブロック図である。なお、図６中の機械要素１２１，１２３Ａの相対的サイズは実際とは異なる。また、図６以降に示す例では、Ｎ＝１本の第１搬送アーム３０１の搬送制御について説明するが、複数の第１搬送アーム３０１の搬送制御も同一である。図６において、プリフォーム搬送装置１００の制御を司る制御部６００が設けられている。加熱部（連続搬送部）２００には、駆動側スプロケット１２１の連続駆動源である第１モーター６０１と、第１モーター６０１の回転角を検出する第１エンコーダ６０２とが設けられている。間欠搬送部３００には、第１搬送アーム３０１の間欠駆動源である第２モーター６０３と、第２モーター６０３の回転角を検出する第２エンコーダ６０４と、第１搬送アーム３０１の進退駆動部である例えばエアーシリンダ６０５とが設けられている。なお、第１搬送アーム３０１の駆動機構は、第２モーター６０３により回転される駆動プーリ６０６と従動プーリ６０７とを含み、プーリ６０６，６０７間にベルト６０８が架け渡されて構成することができる。第１搬送アーム３０１及び進退駆動部６０５はベルト６０８に固定されて、加熱搬送路１２０と対向する第１位置（待機位置）と一次ブロー成形部４１０のブロー成形位置（第２位置）との間を往復駆動（間欠駆動）される。

制御部６００は、第１，第２エンコーダ６０２，６０４からの出力に基づいて、第２モーター６０３を駆動制御して、停止位置に待機している搬送アームを連続搬送中の搬送治具に追い付かせる制御（同調駆動制御と言う）を行う。同調駆動制御が実施される期間を、同調駆動期間Ｔ１と称し、同調駆動期間Ｔ１中の動作工程を同調駆動工程と称する。また、制御部６００は、第１，第２エンコーダ６０２，６０４からの出力に基づいて第１搬送アーム３０１の進退駆動を制御することができる。

３．１．第１実施形態
図７は、同調駆動制御の第１実施形態を示すフローチャートである。制御部６００は、所定の動作クロック（例えば一周期が３ｍＳ程度）に従って、第１，第２エンコーダ６０２，６０４からの出力を受信し、第２モーター６０３及び進退駆動部６０５に指令を出力するものとする。第１モーター６０１は定速で連続回転しているものとする。

図７において、制御部６００は動作クロックに従って第１エンコーダ６０２の出力を受信する（ステップ１）。第１エンコーダ６０２の出力（第１モーター６０１の回転角）に基づいて求まる搬送治具１３０の現在位置が、図６に示す第１搬送アーム３０１の待機位置（第１位置）に相対する基準位置Ｐ０に到達したか否かが判定される（図７のステップ２）。図７のステップ２での判定がＹＥＳになるまで図７のステップ１が繰り返される。

搬送治具１３０の現在位置が、図６に示す第１搬送アーム３０１の待機位置（第１位置）Ｐ０に到達した時（ステップ２がＹＥＳ）に、制御部６００は同調駆動期間Ｔ１を開始し、同調駆動期間Ｔ１の開始を判断した時の動作クロックを時刻ｔ０と定義する（図７のステップ３）。また、時刻ｔｏでの第１エンコーダ６０２からの出力に基づいて求められる搬送治具１３０の現在位置Ｐ１（ｔ０）＝基準位置Ｐ０とする。なお、これ以降の搬送治具１３０または第１搬送アーム３０１の現在位置とは、それぞれ図６基準位置Ｐ０からの距離で定義される位置とする。また、同調駆動期間Ｔ１の開始位置は基準位置Ｐ０であり、同調駆動期間Ｔ１の終了位置は基準位置Ｐ０から距離Ｌ１（後述する図８参照）とする。本実施形態では、加熱搬送路１２０上で搬送治具１３０が降下する位置が、基準位置Ｐ０から距離Ｌ１に設定されていて、同調駆動期間Ｔ１の終了位置は搬送治具１３０が降下する位置としているからである。

次に、制御部６００は、第２モーター６０３に対して、時刻ｔ０の動作クロックで第１搬送アーム３０１が到達すべき目標位置Ｐｘ（ｔｎ）（最初の目標位置はＰｘ（ｔ０）である）を指令する（図７のステップ４）。最初の目標位置Ｐｘ（ｔ０）＝Ｐ１（ｔ０）＋Ｖ・Ｔである。ここで、Ｖは同調駆動期間Ｔ１中の搬送治具１３０の速度である。同調駆動期間Ｔ１中の搬送治具１３０の速度が変動する場合には、同調駆動期間Ｔ１中の搬送治具１３０の平均速度とすることができる。Ｔは図６に示す遅延時間である。遅延時間Ｔは、予め測定することができ、第１エンコーダ６０２と制御部６００との間の通信距離、制御部６００での処理時間、制御部６００と第２モーター６０３との間の通信距離が一定であれば、遅延時間Ｔも一定である。

次に速度Ｖについて考察する。同調駆動期間Ｔ１中の搬送治具１３０の速度Ｖは、例えばプーリと平ベルトとを用いた駆動方式で、平ベルトに滑りも伸縮も生じない場合は一定とみなすことができる。ただし、本実施形態の加熱部（連続搬送部）２００は、搬送治具１３０を搬送するために、複数のリンク１２３Ａが連結された無端チェーン１２３と、第１モーター６０１により駆動されて無端チェーン１２３に噛み合う駆動スプロケット１２１と、を有する。

駆動スプロケット１２１と噛み合い始めた無端チェーン１２３の一リンク１２３Ａは、
その後続の他の一リンク１２３Ａとの連結角度が徐々に変化するので、各リンク１２３Ａに固定された搬送治具１３０の速度Ｖは変動する。この速度Ｖの変動を、搬送治具の速度の変動を示す特性図である図８に示す。図８は、搬送治具１３０が無端チェーン１２３の一リンク１２３Ａの支点間のリンク長Ｌだけ移動する間の速度Ｖの変動を示している。図８に示すように、駆動スプロケット１２１の山から山（または谷から谷）に無端チェーン１２３の一リンク１２３Ａが係合する間に、搬送治具１３０の速度Ｖは正弦波のように変化する。ここで、無端チェーン１２３と駆動スプロケット１２１との噛み合い関係は、加熱搬送路１２０に依存してプリフォーム搬送装置１００毎に一義的に定まる。よって、図３の速度Ｖの特性も一義的に定まる。

一方、同調駆動期間Ｔ１に無端チェーン１２３の一リンク１２３Ａが基準位置Ｐ０から移動する距離Ｌ１は、速度Ｖに依存して短くすることができる。図８に示すように、例えば距離Ｌ１を無端チェーン１２３の一リンク１２３Ａの支点間のリンク長Ｌ（本実施形態ではＬは１３０ｍｍ程度）の１／４未満に設定することができる。こうすると、速度変動を示す正弦波の２つのピークの少なくとも一つは同調駆動期間Ｔ１外となる。よって、同調駆動期間Ｔ１中での搬送治具１３０の速度Ｖの変動が小さくなり、上述した指令により第１搬送アーム３０１をより正確に目標位置に移動制御することができる。なお、同調駆動期間Ｔ１にチェーンが基準位置Ｐ０から移動する距離Ｌ１は、無端チェーン１２３の一リンクの支点間のリンク長Ｌの好ましくは１／５以下〜１／８以下（本実施形態では数十ｍｍ以下〜十数ｍｍ以下）に設定することができる。なお、本実施形態では同調駆動期間Ｔ１の長さは１０ｍＳ程度である。

次の動作クロックが入力されたら（図７のステップ５がＹＥＳ）、図７のステップ６でｔｎをｔｎ＋１に更新する。次の動作クロックに従って、制御部６００は第１エンコーダ６０２の出力を受信する（図７ステップ７）。第１エンコーダ６０２の最新出力により、制御部６００は搬送治具１３０の位置Ｐ１（ｔｎ）をＰ１（ｔｎ＋１）＝Ｐ１（ｔ１）に更新する（図７ステップ７）。

次に、制御部６００は、搬送治具１３０の現在位置Ｐ１（ｔｎ）が、搬送台１３２がプリフォーム１０の口部１１から離脱される搬送台１３２の降下位置（図８に示す基準位置Ｐ０＋距離Ｌ１の位置）に到達したか否かを判定する（図７のステップ８）。

次に、図７のステップ８での判定がＮＯであれば、制御部６００は、第２モーター６０３に対して、時刻ｔ１の動作クロックで第１搬送アーム３０１が到達すべき次の目標位置Ｐｘ（ｔｎ）＝Ｐｘ（ｔ１）を指令する（図７のステップ６）。目標位置Ｐｘ（ｔｎ）＝Ｐ１（ｔｎ）＋Ｖ・Ｔである。以降は、図７のステップ５に戻り、図７のステップ８での判定がＹＥＳとなるまで、図７のステップ５からステップ９が繰り返される。

図７のステップ８での判定がＹＥＳとなると、同調駆動期間Ｔ１は終了される（図７のステップ１０）。それにより、制御部６００は第２モーター６０３の動作を上述した定常動作（ブロー成形部４００に向けての搬送動作）に切り換える（図７のステップ１１）。

図９は、制御部６００による進退駆動部６０５の制御動作フローチャートである。先ず、制御部６００は、図７に示すステップ３での判定がＹＥＳとなって、ｔｎ＝ｔ０となる同調駆動期間Ｔ１が開始されたか否かを判定する（図９のステップ１）。その後、時刻ｔ０より後の動作クロックが入力されたら（図７のステップ及び図９のステップ２がＹＥＳ）、図９のステップ３でｔｎをｔｎ＋１に更新する（図９の最初のステップ３ではｔｎ＝ｔ１となる）。時刻ｔ１の動作クロックに従って、制御部６００は第１，第２エンコーダ６０２，６０４の出力を受信する（図９ステップ４）。第１エンコーダ６０２の最新出力により、搬送治具１３０の現在位置Ｐ１（ｔｎ）＝Ｐ１（ｔ１）となる。第２エンコーダ６０４の最新出力により、第１搬送アーム３０１の現在位置Ｐ２（ｔｎ）＝Ｐ２（ｔ１）となる。

次に、制御部６００は搬送治具１３０の現在位置Ｐ１（ｔｎ）と第１搬送アーム３０１の現在位置Ｐ２（ｔｎ）との間の距離の差分の絶対値がしきい値αを下回ったか否かを判定する（図９のステップ５）。｜Ｐ１（ｔｎ）−Ｐ２（ｔｎ）｜≧αであれば（図９のステップ５の判定がＮＯ）、図９のステップ２からステップ５が繰り返される。

｜Ｐ１（ｔｎ）−Ｐ２（ｔｎ）｜＜αであれば（図９のステップ５の判定がＹＥＳ）であれば、制御部６００は進退駆動部６０５に指令して第１搬送アーム３０１を前進駆動させる。つまり、搬送治具１３０に第１搬送アーム３０１が追い付いたことから、搬送治具１３０から第１搬送アーム３０１へのプリフォーム１０の受け渡し動作が開始される。

その後の動作クロックが入力されたら（図９のステップ７がＹＥＳ）、図９のステップ８でｔｎをｔｎ＋１に更新する。時刻ｔｎの動作クロックに従って、制御部６００は第１６０２の出力を受信する（図９ステップ９）。第１エンコーダ６０２の最新出力により、搬送治具１３０の現在位置Ｐ１（ｔｎ）はＰ１（ｔｎ＋１）に更新される。

次に、制御部６００は、求められた搬送治具１３０の現在位置Ｐ１（ｔｎ）が、搬送台１３２がプリフォーム１０の口部１１から離脱される搬送台１３２の降下位置（図８に示す基準位置Ｐ０＋距離Ｌ１の位置）に到達したか否かを判定する（図９のステップ１０）。図９のステップ７からステップ１０は、図９のステップ１０での判定がＹＥＳとなるまで繰り返される。図９のステップ１０での判定がＹＥＳとなると、制御部６００は進退駆動部６０５を制御して、第１搬送アーム３０１を後退駆動させる（図９のステップ１１）。

なお、本実施形態では、図７のステップ１１にて第１搬送アーム３０１を定常動作させる開始時期は、図９のステップ１１にて第１搬送アーム３０１を後退駆動させる前であっても後であっても良い。加熱搬送路１２０の直線走行領域の上流側プリフォーム１０は、前サイクルにてブロー成形部４００に搬送されている。よって、第１搬送アーム３０１を後退駆動させる前に第１搬送アーム３０１をブロー成形部４００に向けて搬送しても、搬送されるプリフォームと干渉するものは存在しない。ただし、搬送される第１搬送アームが加熱搬送路１２０の上流側の搬送治具１３０と干渉を防止するため、搬送台１３２の加工ストロークを確保しておく必要がある。

３．２．第２実施形態
図１０は、同調駆動期間Ｔ１及び追加同調駆動期間Ｔ２を有する第２実施形態の動作フローチャートである。図１０では、図７のステップ８とは異なるステップ８の制御内容を実施する以外は、図７と同一である。図１０のステップ８では、第１搬送アーム３０１が後退移動が終了したか否かを判定している。図１０のステップ８での判定がＹＥＳとなるには、図９のステップ１１にて第１搬送アーム３０１の後退移動が終了していることが必要である。換言すれば、第２実施形態では、図８に示す基準位置Ｐ０から搬送台１３２の降下位置（Ｐ０＋Ｌ１）まで搬送治具１３０の搬送される期間である同調駆動期間Ｔ１に加えて、搬送台１３２の降下位置（Ｐ０＋Ｌ１）から第１搬送アーム３０１の後退終了位置（図８に示すＰ０＋Ｌ２の位置）まで搬送治具１３０の搬送される期間である追加同調駆動期間Ｔ２を有する。

同調駆動期間Ｔ１の終了後、プリフォーム１０を受け取った第１搬送アーム３０１が後退されるまで追加同調駆動期間Ｔ２が設定されると、第１搬送アーム３０１の後退中も第１搬送アーム３０１は搬送治具１３０と相対して移動される。よって、プリフォーム１０を受け取った第１搬送アーム３０１が後続のプリフォーム１０または搬送治具１３０と干渉することはない。また、後退された第１搬送アーム３０１をブロー成形部４００に向けて搬送開始することで、加熱搬送路１２０上にて先行する搬送治具１３０にプリフォーム１０が残存していても、第１搬送アーム３０１が先行のプリフォーム１０と干渉することはない。

ここで、図８に示すように、同調駆動期間Ｔ１（Ｐ０〜Ｐ０＋Ｌ１）と追加同調駆動期間Ｔ２（Ｐ０＋Ｌ１〜Ｐ０＋Ｌ２）とのトータル期間中における搬送治具１３０の速度変動は、同調駆動期間Ｔ１（Ｐ０〜Ｐ０＋Ｌ１）中における搬送治具１３０の速度変動よりも大きい。そのため、追加同調駆動期間Ｔ２に制御部６００から出力される指令中の移動距離は、同調駆動期間Ｔ１における搬送治具１３０の平均速度Ｖに基づいて算出している。このようにしても、追加同調駆動期間Ｔ２（Ｐ０＋Ｌ１〜Ｐ０＋Ｌ２）に亘って第１搬送アーム３０１は搬送治具１３０とほぼ相対して移動させることができる。要は、追加同調駆動期間Ｔ２（Ｐ０＋Ｌ１〜Ｐ０＋Ｌ２）に亘って、後続のプリフォーム１０と第１搬送アーム３０１とが干渉しなければよい。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は全て本発明の範囲に含まれるものとする。
例えば、本発明は広口プリフォーム以外のプリフォームを用いたプリフォーム搬送装置や、耐熱容器でない容器を成形するブロー成形装置にも適用可能である。

１ ブロー成形装置、１０ プリフォーム、１１ 口部、１２ 胴部、１３ フランジ、２０ シューター、１００ プリフォーム搬送装置、１２０ 加熱搬送路、１２１ スプロケット、１２３ 無端チェーン、１３０ 搬送治具、１５０ 押し上げ機構、２００ 加熱部（連続搬送部）、３００ 間欠搬送部、３０１ 搬送アーム（第１搬送アーム）、４００ ブロー成形部、６００ 制御部、６０１ 第１モーター、６０２ 第１エンコーダ、６０３ 第２モーター、６０４ 第２エンコーダ、６０５ 進退駆動部

Claims (9)

1. プリフォームが支持された搬送治具を加熱搬送路に沿って連続搬送する連続搬送部と、
   第１位置と第２位置との間で前記加熱搬送路と平行な方向に沿って搬送アームを間欠搬送し、搬送途中で前記搬送治具から前記搬送アームに前記プリフォームが受け渡される間欠搬送部と、
   前記第１位置に待機していた前記搬送アームを連続搬送中の前記搬送治具に追い付かせるように前記間欠搬送部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記連続搬送部は、前記搬送治具に搬送力を付与する第１モーターと、前記第１モーターの回転角を検出する第１エンコーダと、を含み、
   前記間欠搬送部は、前記搬送アームに搬送力を付与する第２モーターを含み、
   前記制御部は、前記第１エンコーダの出力に基づいて前記第１位置と相対する基準位置に前記搬送治具が到達する到達時を検出し、前記到達時から一定間隔で、前記搬送アームを目標位置に移動させるように前記第２モーターに指令し、各指令中の前記目標位置は、指令時に取得していた前記第１エンコーダの最新出力に基づいて得られる前記搬送治具の現在位置に、前記第１エンコーダでの最新出力時刻から前記第２モーターでの指令受取時刻に至る遅延時間に亘って前記搬送治具が進行した移動距離が加算された位置であることを特徴とするプリフォーム搬送装置。
2. 請求項１において、
   前記制御部は、前記移動距離を、前記遅延時間に相当する一定時間に、前記搬送治具の速度を乗算して算出することを特徴とするプリフォーム搬送装置。
3. 請求項２において、
   前記連続搬送部は、前記搬送治具を搬送する、複数のリンクが連結された無端チェーンと、前記第１モーターにより駆動されて前記無端チェーンに噛み合う駆動スプロケットと、をさらに有し、
   指令により前記第１位置にある前記搬送アームを前記搬送治具に追い付かせる同調駆動期間に前記無端チェーンが前記基準位置から移動する距離は、一リンクの支点間のリンク長の１／４未満に設定されていることを特徴とするプリフォーム搬送装置。
4. 請求項３において、
   前記制御部は、前記同調駆動期間における前記無端チェーンの平均速度に基づいて前記移動距離を算出することを特徴とするプリフォーム搬送装置。
5. 請求項４において、
   前記搬送治具は、前記プリフォームの口部を下向きとして倒立状態で前記プリフォームを支持する昇降可能な搬送台を含み、
   前記間欠搬送部は、前記搬送アームを前記搬送台に対して進退させる進退駆動部を含み、
   前記同調駆動期間の終期は、前記進退駆動部により前記搬送アームが前進されて前記プリフォームの前記口部を保持した後であって、前記搬送台が下降した時に設定されることを特徴とするプリフォーム搬送装置。
6. 請求項５において、
   前記制御部は、前記同調駆動期間の終了後から、前記進退駆動部により前記搬送アームが後退されるまでの期間を追加同調駆動期間として前記間欠搬送部を制御し、前記追加同調駆動期間に前記制御部から出力される指令中の前記移動距離は、前記同調駆動期間における前記無端チェーンの平均速度に基づいて算出されることを特徴とするプリフォーム搬送装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記間欠搬送部は、前記第２モーターの回転角を検出する第２エンコーダをさらに含み、
   前記制御部は、前記第１エンコーダからの最新出力に基づいて求められる前記搬送治具の位置と、前記第２エンコーダからの最新出力に基づいて求められる前記搬送アームの位置と、の間の距離が所定値以下になった時に、前記搬送治具から前記搬送アームに前記プリフォームが受け渡す動作を開始することを特徴とするプリフォーム搬送装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のプリフォーム搬送装置を有することを特徴とするブロー成形装置。
9. 第１モーターの駆動力を用いて、プリフォームが支持された搬送治具を加熱搬送路に沿って連続搬送する第１工程と、
   第２モーターの駆動力を用いて、第１位置と第２位置との間で前記加熱搬送路と平行な方向に沿って搬送アームを間欠搬送する第２工程と、
   前記搬送アームの搬送途中で前記搬送治具から前記搬送アームに前記プリフォームが受け渡す第３工程と、
   を有し、
   前記第２工程は、前記第１位置に待機していた前記搬送アームを連続搬送中の前記搬送治具に追い付かせる同調駆動工程を含み、
   前記同調駆動工程は、
   前記第１モーターの回転角を検出する第１エンコーダの出力に基づいて前記第１位置と相対する基準位置に前記搬送治具が到達する到達時を検出する工程と、
   前記到達時から一定間隔で、前記搬送アームを目標位置に移動させるように前記第２モーターに指令する工程と、
   を含み、
   各指令中の前記目標位置は、指令時に取得していた前記第１エンコーダの最新出力に基づいて得られる前記搬送治具の現在位置に、前記第１エンコーダでの最新出力時刻から前記第２モーターでの指令受取時刻に至る遅延時間に亘って前記搬送治具が進行した移動距離が加算された位置であることを特徴とするプリフォーム搬送方法。

Images