(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
まずは本発明に係る成形装置によって製造した容器用把手を備える把手付き容器の一例について説明する。
【0017】
図1に示すように、把手付き容器1は、水等の内容物(液体)を充填するための容器であり、容器本体10と、容器用把手20とを有する。容器本体10は、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂で形成され、上端に開口部11を有するネック部12と、筒状の胴部13と、ネック部12と胴部13とを繋ぎネック部12側から徐々に拡開する肩部14と、胴部13の一端を密封する底部15と、胴部13と底部15とを繋ぐヒール部16と、で構成されている。また胴部13の上半部には、把手用の凹部17が形成されており、この凹部17に容器用把手20が配されて容器本体10に取り付けられている。
【0018】
容器用把手20は、容器本体10の凹部17に、その上下方向に沿って配設される把手本体部21と、把手本体部21の上下方向両端部付近よりそれぞれ側方に突出する上部係合部22及び下部係合部23とが設けられ、全体が略U字状に形成されている。
【0019】
この容器用把手20は、ブロー成形により容器本体10を形成する際、上部係合部22及び下部係合部23のそれぞれの先端部の周囲に樹脂が回り込むことで、容器本体10と一体化され、これにより把手付き容器1が形成される。
【0020】
以下、このような把手付き容器1を形成するための成形装置について説明する。
【0021】
図2に示すように、本実施形態に係る把手付き容器の成形装置100は、上述した容器本体10となるプリフォーム200(
図3参照)を射出成形する射出成形部110と、射出成形部110で成形されたプリフォーム200を冷却する冷却部120と、プリフォーム200を加熱する加熱部130と、ブローキャビティ型(成形用金型)141内に配されたプリフォーム200をブロー成形するブロー成形部140と、を備えている。
【0022】
また成形装置100は、冷却部120から加熱部130及びブロー成形部140を循環するループ状の搬送ライン151を含む搬送部150を備えている。さらに搬送ライン151の途中、例えば、加熱部130の下流側には、容器用把手20を搬送部150に供給する供給部170が設けられている。そして搬送部150は、冷却部120から加熱部130にプリフォーム200を搬送ライン151に沿って搬送する。さらに加熱部130で加熱されたプリフォーム200及び供給部170から供給された容器用把手20を搬送ライン151に沿って搬送した後、これらプリフォーム200及び容器用把手20を、後述する把持機構搬送部160によって把持し、ブロー成形部140に搬入する。さらにブロー成形部140によって成形された把手付き容器1(
図1参照)を、把持機構搬送部160によってブロー成形部140から搬出する。
【0023】
本発明に係る成形装置100は、搬送部150を構成する把持機構搬送部160と、ブロー成形部140を構成するブローキャビティ型141と、に特徴を有するものであり、その他の構成、例えば、射出成形部110、冷却部120、加熱部130及び供給部170等の構成としては、既存の構成を採用すればよい(必要であれば、本件出願人による国際公開WO2013/027692号公報、特開2013−99941号公報等参照)。このため、以下では、把持機構搬送部160及びブローキャビティ型141について詳しく説明するが、その他の構成については一例を簡単に説明する。
【0024】
射出成形部110は、型締め機構111を備え、図示は省略するが上方に配されたコア型と下方に配されたキャビティ型とをこの型締め機構111によって型締めする。そして射出成形部110では、これらコア型とキャビティ型とで画成される射出空間内に、射出装置によって樹脂材料(原材料)を充填することでプリフォーム200が射出成形される。
【0025】
射出成形部110では、例えば、最大で24個(3列×8個)のプリフォームを同時に成形することができるとする。本実施形態に係る成形装置100は、把手付き容器1を成形するものであり、後述するように搬送ライン151において各プリフォーム200の間に容器用把手20が供給されるため、この場合には、同時に成形する最大個数は12個(3列×4個)となる。
【0026】
冷却部120は、射出成形されたプリフォーム200を強制冷却する。射出成形部110で射出成形されたプリフォーム200は、図示しない搬送装置によって射出成形部110から冷却部120に搬送され、この冷却部120で強制冷却される。冷却部120で所定温度まで冷却されたプリフォーム200は、搬送部150を構成する搬送ライン151に搬出されて連続的に搬送される。
【0027】
なおプリフォーム200は、射出成形部110にてネック部を上向きとした正立状態に成形され、この状態で射出成形部110から冷却部120に搬送される。冷却部120は、このように正立状態で搬送されたプリフォーム200を、ネック部を下向きとした倒立状態に反転させる反転機構(図示なし)を有する。そしてプリフォーム200は、冷却部120での冷却中に、この反転機構によって倒立状態に反転され、搬送部150が備える第1の搬送治具152に保持される。
【0028】
ここで、搬送部150は、プリフォーム200を保持する第1の搬送治具152と共に、容器用把手20を保持する第2の搬送治具153を備えている(
図3参照)。搬送ライン151は、これら第1の搬送治具152と第2の搬送治具153とが、スプロケット154等の駆動力によって連続して交互に搬送されるように構成されている。
【0029】
冷却部120の下方には、これら第1の搬送治具152と第2の搬送治具153とが複数列に配置されている。そしてプリフォーム200を保持した第1の搬送治具152と、容器用把手20を保持していない空の第2の搬送治具153と、が交互に搬送ライン151に搬出される。その後、第1の搬送治具152に保持されたプリフォーム200は、搬送ライン151に沿って搬送されて加熱部130に搬入される。
【0030】
加熱部130では、冷却部120で冷却されたプリフォーム200を搬送ライン151に沿って移動させながら延伸適正温度まで加熱する。本実施形態では、加熱部130内でプリフォーム200を自転させながら加熱することで、プリフォーム200全体を均一に加熱するようにしている。
【0031】
このように加熱部130によってプリフォーム200が加熱された後、供給部170によって各プリフォーム200の間に容器用把手20が供給される。搬送ライン151には、加熱部130の下流側に所定半径で湾曲する湾曲搬送部155が設けられており、供給部170は、この湾曲搬送部155に対応して設けられている。供給部170は、第1の搬送治具152と交互に搬送される各第2の搬送治具153に対して容器用把手20を順次供給する。
【0032】
この供給部170は、本実施形態では、湾曲搬送部155の上部に設けられ、第2の搬送治具153の湾曲搬送部155における回転に同期させて容器用把手20を回転させながら下降させることで、この容器用把手20を各第2の搬送治具153に連続的に供給する。
【0033】
具体的には、
図3に示すように、供給部170は、複数個の容器用把手20を保持するカートリッジ171と、容器用把手20を保持して搬送する第1の保持搬送機構172及び第2の保持搬送機構173とで構成されている。第1の保持搬送機構172は、カートリッジ171から順次供給される容器用把手20を保持して第2の保持搬送機構173まで搬送する。第2の保持搬送機構173は、第1の保持搬送機構172から1容器用把手20を受け取り第2の搬送治具153まで搬送する。
【0034】
第1の保持搬送機構172は、第2の搬送治具153の搬送方向とは反対方向に回転しながら、カートリッジ171から供給される容器用把手20を保持して連続的に搬送する。第1の保持搬送機構172によって保持搬送された容器用把手20は、円盤状部材175が略半周回転したところでガイド部材177から外れて、第2の保持搬送機構173に受け渡される。そして第2の保持搬送機構173が、第2の搬送治具153の搬送方向と同一方向に回転しながら、第1の保持搬送機構172から供給される容器用把手20を順次受け取って第2の搬送治具153まで搬送するようになっている。
【0035】
供給部170によって容器用把手20が第2の搬送治具153に保持された後は、プリフォーム200が保持された第1の搬送治具152と、容器用把手20が保持された第2の搬送治具153とが、搬送ライン151に沿ってブロー成形部140に搬送されて、ブローキャビティ型141に搬入される。具体的には、搬送ライン151上を倒立状態で搬送されたプリフォーム200及び容器用把手20を、図示しない反転機構により反転させて正立状態とし、この状態で、把持機構搬送部160によってブローキャビティ型141に搬入し、また成形された把手付き容器1をブローキャビティ型141から搬出する。
【0036】
把持機構搬送部160は、正立状態に反転された複数(例えば、4つ)のプリフォーム200及び容器用把手20を把持機構部160a(
図4参照)によって把持して搬送するものである。すなわち把持機構搬送部160では、例えば、プリフォーム受取位置P1において、把持機構部160aによってプリフォーム200のネック部及び容器用把手20を把持する。そして、この把持機構部160aをブロー成形位置P2までスライドさせることで、プリフォーム200及び容器用把手20をブローキャビティ型141内に搬入する。また、ブロー成形部140(ブローキャビティ型141)で成形された把手付き容器1を把持機構部160aによって把持し、把持機構部160aを取り出し位置P3まで搬送することで、把手付き容器1をブロー成形部140から搬出する。
【0037】
把持機構部160aは、
図4〜
図6に示すように、プリフォーム200を把持するための第1の把持部材161と、容器用把手20を把持するための第2の把持部材162と、を所定個数(本実施形態では4つ)備えている。各第1の把持部材161は、プリフォーム200の左右両外側に配置され、先端部にプリフォーム200を把持するためのチャック部163aを備える一対の第1のチャック部材163で構成されている。各第1のチャック部材163は、支持部材164に直線移動可能に支持されている。本実施形態では、各第1のチャック部材163の上面にレール部165が突出して設けられ、支持部材164の底面にはガイド溝166が設けられている。そしてこのガイド溝166にレール部165が係合されることで、第1のチャック部材163は、直線移動可能に支持部材164に支持されている。これら第1のチャック部材163は、図示しないエアシリンダ等によって移動可能に構成されており、各第1のチャック部材163をプリフォーム200に向かって直線移動させることで、一対の第1のチャック部材163によって各プリフォーム200が狭持(把持)される(
図5及び
図6参照)。
【0038】
一方、第2の把持部材162は、その先端部に容器用把手を把持するチャック部167aを備える一対の第2のチャック部材167で構成されている。一対の各第2の把持部材162は、第1の把持部材161を構成する各第1のチャック部材163にそれぞれ支持されている。具体的には、第2のチャック部材167は、チャック部167aとは反対側の端部近傍が、第1のチャック部材163の側面に支持軸168によって鉛直方向に回動可能に固定されている。
【0039】
また、第2のチャック部材167は、支持部材164から延設されたアーム部164aに連結されてリンク機構を構成している。本実施形態では、第2のチャック部材167の支持軸168から所定距離だけ離れた位置に、連結ピン169が設けられている。一方、アーム部164aには、連結ピン169が挿入される連結孔164bが長孔状に形成されている。そして、この連結ピン169が連結孔164bに挿入されることで、第2のチャック部材167と支持部材164とが連結されている。このように第2のチャック部材167が支持部材164に連結されてリンク機構を構成することで、第2のチャック部材167が、第1のチャック部材163の直線移動に伴って回動するようになっている。
【0040】
第1のチャック部材163がプリフォーム200を把持していない開放状態の場合、第2のチャック部材167は、第1のチャック部材163と略平行な状態に保持されている(
図4参照)。この状態から、第1のチャック部材163を直線移動させてプリフォーム200を把持すると、この第1のチャック部材163の閉鎖駆動に伴って支持軸168の位置が移動するため、連結ピン169にはアーム部164aから第1のチャック部材163の移動方向とは逆方向の力が作用することになる。これにより、第2のチャック部材167は、第1のチャック部材163の直線移動に伴って下方に向かって略90度だけ回動して容器用把手20を把持する(
図5及び
図6参照)。
【0041】
このように本実施形態に係る把持機構部160aは、第2の把持部材162を構成する第2のチャック部材167が、第1の把持部材161を構成する第1のチャック部材163の直線移動に連動して回動する。これにより、第1の把持部材161及び第2の把持部材162によって、プリフォーム200と容器用把手20とを同時に把持することができる。さらには、複数のプリフォーム200及び複数の容器用把手20を同時に把持することができる。これにより、成形サイクル時間を短縮することができ、製造コストを削減することができる。
【0042】
また本実施形態では、第2のチャック部材167が、リンク機構により第1のチャック部材163の動作に連動させている。このため、第1のチャック部材163と第2のチャック部材167とを別々に制御するのに比べて、構造を簡略化することができる。
【0043】
またプリフォーム受取位置P1で、このような構成の把持機構部160aによって所定数(本実施形態では4つ)のプリフォーム200及び容器用把手20を把持した後は、プリフォーム200及び容器用把手20を把持した状態で、把持機構部160aをブロー成形位置P2までスライドさせて、プリフォーム200及び容器用把手をブロー成形部140のブローキャビティ型141まで搬送する。なお第1の把持部材161及び第2の把持部材162をスライドさせる機構は、公知のものを採用すればよいため、ここでの説明は省略する。
【0044】
ブローキャビティ型141内へのプリフォーム200及び容器用把手20の搬入手順としては、まずブローキャビティ型141を開いた状態で、プリフォーム200及び容器用把手20を、各成形用金型に対応する部分(ブロー成形位置P2)まで搬送する。そして
図7に示すように、把持機構部160aでプリフォーム200及び容器用把手20を把持したままの状態で、ブローキャビティ型141を閉じる。これにより、プリフォーム200及び容器用把手20がブローキャビティ型141内に収容される。その後、
図8に示すように、第1の把持部材161及び第2の把持部材162を開放駆動する。すなわち、第1の把持部材161を構成する各第1のチャック部材163が直線移動してプリフォーム200を開放すると共に、第2の把持部材162を構成する各第2のチャック部材167が、第1のチャック部材163の直線移動に連動して上方に向かって回動して容器用把手20を開放する。その後、ブローキャビティ型141でプリフォーム200をブロー成形することで、把手付き容器1(
図1参照)が形成される。成形された把手付き容器1は、上述のように把持機構部160aによって把持され、把持機構部160aを取り出し位置P3まで搬送することで、把手付き容器1をブロー成形部140から搬出される。
【0045】
なお、図示は省略するが、把持機構搬送部160は、把持機構部160aを二組備えており、プリフォーム200及び容器用把手20のブロー成形部140への搬入と、把手付き容器1のブロー成形部140からの搬出とが、同時に実施される。また把持機構部160aは、プリフォーム200及び容器用把手20のブロー成形部140への搬入する際、各プリフォーム200間のピッチを変更可能に構成されている。すなわち把持機構部160aは、プリフォーム受取位置P1においては、比較的短いピッチで配置された各プリフォーム200及び容器用把手20を把持するが、ブロー成形位置P2まで搬送する間に、所定のブローピッチとなるように各プリフォーム200のピッチを調整する。また成形された把手付き容器1を搬出する場合、把持機構部160aは各把手付き容器1間のピッチを変更することなく移動する。
【0046】
ところで、上述のように第2のチャック部材167は、第1のチャック部材163の直線移動に伴って支持軸168を中心として回動する。このため、ブローキャビティ型141には、第1のチャック部材163の動作に伴う第2のチャック部材167の回動(移動)を許容する待避部142が設けられている。本実施形態では、
図9に示すように、ブローキャビティ型141は、各プリフォーム200及び容器用把手20に対応して設けられ,待避部142は、各ブローキャビティ型141のそれぞれにスリット状に設けられている。
【0047】
このようにブローキャビティ型141に待避部142が設けられていることで、ブローキャビティ型141を閉じた状態で第1のチャック部材163を開放駆動した場合でも、第2のチャック部材167は、この待避部142内を移動し、ブローキャビティ型141が干渉することなく良好に開放される。
【0048】
なお待避部142は、第1のチャック部材163の動作に伴う第2のチャック部材167の移動を許容するものであれば、その構成は特に限定されるものではない。例えば、複数のブローキャビティ型141を複数係合させて一体化し、複数の中空容器を同時に成形可能な成形用金型ユニット145を構成する場合、例えば、
図10に示すように、待避部142は、隣接する2つのブローキャビティ型141の間に形成されていてもよい。この例では、各ブローキャビティ型141は、ブローベース146に固定され、隣接する一方のブローキャビティ型141側の角部に切欠き部143が形成されている。すなわち切欠き部143は、ブローキャビティ型141の側面部分を略直方形に切り欠くことによって形成されている。またブローベース146には、各切欠き部143に対応する位置に溝部147が設けられている。そして待避部142は、切欠き部143と、この切欠き部143から連続する溝部147とによって画成されている。
【0049】
このような構成としても、上述のようにブローキャビティ型141を閉じた状態であっても第2のチャック部材167を良好に開放させることができる(
図8参照)。なお待避部142は切欠き部143と溝部147とで画成されていることが好ましいが、第2のチャック部材167の可動範囲によっては、待避部142は切欠き部143のみで構成されていてもよい。
【0050】
またブローキャビティ型141には、容器用把手20を支持する把手支持部148が設けられ、また図示は省略するが、容器用把手20を位置決めするための位置決めピンが設けられている。この位置決めピンが、例えば、把手本体部21に設けられた基準孔21a(
図2参照)に挿入されることで、容器用把手20はブローキャビティ型141内の適正位置に保持される。さらにブローキャビティ型141には、把手本体部21の上端部付近に当接して容器用把手20を支持する把手上方支え部149が設けられている。
【0051】
上述のように位置決めピンで容器用把手20を適正位置に保持した場合でも、この位置決めピンを支点として容器用把手20が傾いてしまう虞がある。把手上方支え部149によって把手本体部21の上端部付近を支持することで、膨張するプリフォームからの押圧力を受けても、容器用把手20の傾きや割れを抑制でき、またプリフォームの不正位置への容器用把手20の組み付けを抑制することができる。
【0052】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
【0053】
例えば、上述の実施形態では、連結ピン169を長孔である連結孔164bに係合させることで、第2のチャック部材167を支持部材164のアーム部164aに連結させるようにしたが、第2のチャック部材167の支持部材164との連結構造は、これに限定されるものではない。例えば、
図11に示すように、第2のチャック部材167と支持部材164とがアーム部材180によって連結され、このアーム部材180が第2のチャック部材167との連結部181及び支持部材164との連結部182とにおいて、それぞれ回動可能に構成されていてもよい。
【0054】
このような構成としても、第2のチャック部材167は、第1のチャック部材163の動作に連動する。この例では、
図12に示すように、第1のチャック部材163の開放駆動する際に、アーム部材180の各連結部181,182が回動することで、アーム部材180が連結部181を支点として下方に沈みながら、第2のチャック部材167が開放される。勿論、このような構成としても、第1の把持部材161及び第2の把持部材162によって、プリフォーム200と容器用把手20とを同時に把持することができる。したがって、成形サイクル時間を短縮することができ、製造コストを削減することができる。