特許 6333577 ブロー成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6333577

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】ブロー成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 49/46 20060101AFI20180521BHJP

【ＦＩ】

   B29C49/46

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-39180(P2014-39180)

(22)【出願日】2014年2月28日

(65)【公開番号】特開2015-160432(P2015-160432A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2016年8月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006909

【氏名又は名称】株式会社吉野工業所

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(72)【発明者】

【氏名】陶山 賢一

(72)【発明者】

【氏名】塩川 満

(72)【発明者】

【氏名】田端 真一

【審査官】 今井 拓也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５４６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２９００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３３２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９８９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２０８８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４８７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブロー成形用の金型に装着された有底筒状のプリフォームに加圧した液体を供給して該プリフォームを前記金型のキャビティに沿った形状に成形するブロー成形装置であって、
前記プリフォームの口筒部に嵌合するブローノズルと、
前記ブローノズルを開閉するシール体と、
液体流路を介して前記ブローノズルに接続された加圧液体供給部と、
前記液体流路に分岐して接続されたアキュムレーターと、
前記液体流路と前記アキュムレーターとの間に設けられたアキュムレーター開閉弁と、
前記アキュムレーターに予め圧力を蓄積して前記アキュムレーター開閉弁を閉じた状態としておき、前記加圧液体供給部を作動させるとともに前記シール体を開いて前記ブローノズルを通して前記プリフォームに加圧した液体を供給する際に、前記アキュムレーター開閉弁を開いて前記アキュムレーターに蓄積されている圧力を前記プリフォームに供給される液体に加える制御手段と、を有することを特徴とするブロー成形装置。

【請求項2】

前記制御手段が、前記シール体が開く直前から前記プリフォームに供給される液体がピーク圧になる前までのタイミングで前記アキュムレーター開閉弁を開く、請求項１に記載のブロー成形装置。

【請求項3】

前記制御手段が、前記シール体により前記ブローノズルを閉じるとともに前記アキュムレーター開閉弁を開いた状態で前記加圧液体供給部を作動させ、その後に前記アキュムレーター開閉弁を閉じることで、前記アキュムレーターに予め圧力を蓄積する、請求項１または２に記載のブロー成形装置。

【請求項4】

前記アキュムレーターを駆動する加圧装置を備え、該加圧装置で前記アキュムレーターを駆動することで該アキュムレーターに予め圧力を蓄積させる、請求項１または２に記載のブロー成形装置。

【請求項5】

前記金型に装着された前記プリフォームの口筒部の外周を囲繞する口外加圧用エア空間を備え、
前記アキュムレーターは、一端が前記液体流路に接続されるとともに、他端が前記口外加圧用エア空間に加圧流路を介して接続される口外エア置換シリンダからなる、請求項１〜４の何れか１項に記載のブロー成形装置。

【請求項6】

前記加圧流路に口外エア加圧用開閉弁が設けられ、
前記口外エア加圧用開閉弁は、前記アキュムレーターに予め圧力を蓄積する際には閉じられ、前記シール体を開いて前記プリフォームに加圧した液体を供給する際に開かれる、請求項５に記載のブロー成形装置。

【請求項7】

前記加圧液体供給部は、サーボプランジャータイプのプランジャーポンプである、請求項１〜６の何れか１項に記載のブロー成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有底筒状のプリフォームを壜体にブロー成形するブロー成形装置に関し、特に、ブロー成形を行うための加圧流体として液体を使用するものに関する。

【背景技術】

【0002】

延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）製の壜体やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の壜体（ペットボトル）に代表されるような樹脂製の壜体は、飲料用、食品用、化粧料用等の様々な用途に使用されている。このような壜体は、射出成形等により有底筒状に形成された樹脂製のプリフォームを、延伸効果を発現させることのできる温度にまで加熱し、この状態でブロー成形装置を用いて２軸延伸ブロー成形することで所定の形状に形成されるのが一般的である。

【0003】

ブロー成形装置としては、プリフォーム内に供給される加圧流体として、加圧エアに替えて加圧した液体を使用するようにしたものが知られている。この場合、加圧用の液体として飲料、化粧品、薬品等の最終的に製品として壜体に充填される内容液を使用することにより、壜体への内容液の充填工程を省略して、その生産工程やブロー成形装置の構成を簡略化することができる。

【0004】

例えば特許文献１には、延伸可能な温度にまで加熱されたプリフォームが装着されるブロー成形用の金型と、金型に装着されたプリフォームの口筒部に嵌合するブローノズルと、ブローノズルを通してプリフォームに加圧された液体を供給する加圧液体供給部と、上下方向に移動自在の延伸ロッドとを備え、延伸ロッドによりプリフォームを縦方向（軸方向）に延伸させつつ、プリフォーム内に加圧された液体を供給してプリフォームを横方向（径方向）に延伸させて、プリフォームを金型のキャビティに沿った形状の壜体に成形するようにしたブロー成形装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２０８８３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のようなブロー成形装置では、内容液を加圧供給するための加圧液体供給部として、例えばサーボモータにより駆動されるサーボプランジャータイプのプランジャーポンプを用いることができる。加圧液体供給部としてこのようなプランジャーポンプを用いることにより、製品となる壜体へ精度良く一定量の内容液を充填することができる。

【0007】

このようなブロー成形装置において、プリフォームをブロー成形して得られる壜体（ボトル）の成形性（賦形性）を高めるためには、プリフォームに供給する液体をプランジャーポンプによって規定の圧力にまで短時間で昇圧することが重要である。

【0008】

しかしながら、サーボプランジャータイプのプランジャーポンプでは、液体を規定の圧力にまで昇圧させるのに必要な時間はプランジャーポンプを作動させるサーボモータの能力に依存するので、サーボモータを最高速度で動作させていれば、その能力以上に当該時間を短縮することができず、そのため壜体の成形性を十分に高めることができない場合があった。

【0009】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリフォームに供給する液体を規定の圧力にまで昇圧させるのに必要な時間を加圧液体供給部の能力以上に短縮することを可能として壜体の成形性を高めることができるブロー成形装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のブロー成形装置は、ブロー成形用の金型に装着された有底筒状のプリフォームに加圧した液体を供給して該プリフォームを前記金型のキャビティに沿った形状に成形するブロー成形装置であって、前記プリフォームの口筒部に嵌合するブローノズルと、前記ブローノズルを開閉するシール体と、液体流路を介して前記ブローノズルに接続された加圧液体供給部と、前記液体流路に分岐して接続されたアキュムレーターと、前記液体流路と前記アキュムレーターとの間に設けられたアキュムレーター開閉弁と、前記アキュムレーターに予め圧力を蓄積して前記アキュムレーター開閉弁を閉じた状態としておき、前記加圧液体供給部を作動させるとともに前記シール体を開いて前記ブローノズルを通して前記プリフォームに加圧した液体を供給する際に、前記アキュムレーター開閉弁を開いて前記アキュムレーターに蓄積されている圧力を前記プリフォームに供給される液体に加える制御手段と、を有することを特徴とする。

【0011】

本発明のブロー成形装置では、前記制御手段が、前記シール体が開く直前から前記プリフォームに供給される液体がピーク圧になる前までのタイミングで前記アキュムレーター開閉弁を開くのが好ましい。

【0012】

本発明のブロー成形装置では、前記制御手段が、前記シール体により前記ブローノズルを閉じるとともに前記アキュムレーター開閉弁を開いた状態で前記加圧液体供給部を作動させ、その後に前記アキュムレーター開閉弁を閉じることで、前記アキュムレーターに予め圧力を蓄積するのが好ましい。

【0013】

本発明のブロー成形装置では、前記アキュムレーターを駆動する加圧装置を備え、該加圧装置で前記アキュムレーターを駆動することで該アキュムレーターに予め圧力を蓄積させるのが好ましい。

【0014】

本発明のブロー成形装置では、前記金型に装着された前記プリフォームの口筒部の外周を囲繞する口外加圧用エア空間を備え、前記アキュムレーターは、一端が前記液体流路に接続されるとともに、他端が前記口外加圧用エア空間に加圧流路を介して接続される口外エア置換シリンダからなるのが好ましい。

【0015】

本発明のブロー成形装置では、前記加圧流路に口外エア加圧用開閉弁が設けられ、前記口外エア加圧用開閉弁は、前記アキュムレーターに予め圧力を蓄積する際には閉じられ、前記シール体を開いて前記プリフォームに加圧した液体を供給する際に開かれるのが好ましい。

【0016】

本発明のブロー成形装置では、前記加圧液体供給部は、サーボプランジャータイプのプランジャーポンプであるのが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、アキュムレーターに予め圧力を蓄積しておき、プリフォームに加圧した液体を供給する際に、加圧液体供給部の作動に加えてアキュムレーターに蓄積された圧力を液体に加えることで当該液体を加圧するようにしたので、液体を規定の圧力にまで昇圧させるのに必要な時間を加圧液体供給部の能力以上に短縮して、加圧液体供給部のみで液体を加圧する場合に比べてプリフォームをブロー成形して得られる壜体の成形性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施の形態であるブロー成形装置を概略で示す説明図である。

【図2】図１に示す充填ヘッド部を拡大して示す拡大断面図である。

【図3】口外エア置換シリンダに口外エア圧力を蓄積している状態を示す図である。

【図4】口外エア置換シリンダに口外エア圧力を蓄積した後、プランジャーポンプに液体を供給している状態を示す図である。

【図5】プリフォームに加圧された液体を供給してブロー成形している状態を示す図である。

【図6】プリフォームに供給する液体がピーク圧力に達するまでの時間およびそのときの壜体の成形性の評価を、本願発明と比較例とで比較した結果を示す図である。

【図7】プリフォームに供給する液体がピーク圧力に達するまでの時間と口外エア圧力との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。

【0020】

図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態であるブロー成形装置は、ブロー成形用の金型１を有している。この金型１のキャビティ２は壜形状となっており、金型１の上面において上方に向けて開口している。詳細は図示しないが、金型１は左右に型開きすることができるようになっており、金型１を開くことで成形後の製品を金型１から取り出すことができる。

【0021】

金型１には、このブロー成形装置によりブロー成形されて壜体を形成するプリフォームＰＦを装着することができる。図１、図２においては、金型１にプリフォームＰＦを装着した状態を示す。プリフォームＰＦとしては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂材料により全体として有底円筒状に形成され、その試験管形状となる本体部ＰＦａの上端に円筒状の口筒部ＰＦｂが一体に設けられるとともに、口筒部ＰＦｂの下端部にネックリングＰＦｃが一体に設けられた形状のものを用いることができる。このプリフォームＰＦは、その本体部ＰＦａが金型１のキャビティ２内にその軸心に沿って配置されるとともに、ネックリングＰＦｃが金型１の上面に当接して口筒部ＰＦｂが金型１の外部（図１、図２中では上方）に突出した状態となって金型１に装着される。

【0022】

図１に示すように、金型１の上側には、金型１に対して上下方向に相対移動自在にノズルユニット１０が設けられている。このノズルユニット１０は全体として筒状で、充填ヘッド部１１と、この充填ヘッド部１１がカートリッジ式に着脱自在にねじ結合される支持部２１とを備えている。

【0023】

図２に示すように、充填ヘッド部１１は、保持部材１２、ブローノズル１３および供給筒部１４を備えている。

【0024】

保持部材１２は、その中心に上下方向に貫通する貫通孔を備えたブロック状に形成され、この貫通孔の内側に筒状のブローノズル１３が装着されている。ノズルユニット１０が下端にまで下げられると、金型１に装着されたプリフォームＰＦの口筒部ＰＦｂが貫通孔の内部に配置されてブローノズル１３が当該口筒部ＰＦｂの内側に嵌合するとともに、ネックリングＰＦｃが保持部材１２の下端と金型１の上面との間に挟み込まれて、プリフォームＰＦは金型１に対して垂直な装着姿勢に保持される。

【0025】

供給筒部１４は、その内部に上下方向に延びる供給路Ｆｓを備えた円筒状の部材に構成され、保持部材１２の上端に固定されて保持部材１２とともに金型１に対して上下に相対移動可能となっている。供給筒部１４の上端側には供給路Ｆｓに連なる導入ポート１４ａが設けられ、下端側には供給路Ｆｓに連なる排出ポート１４ｂが設けられている。また、供給筒部１４の供給路Ｆｓを形成する内面の下端には、下方に向けて縮径状に傾斜する円錐面状のシール面１４ｃが設けられ、このシール面１４ｃの軸心には供給路Ｆｓを下方に向けて開口させてブローノズル１３に連通させる供給孔１４ｄが設けられている。

【0026】

供給路Ｆｓの内部には供給孔１４ｄつまりブローノズル１３を開閉するためのシール体１５が配置されている。シール体１５は短円柱状に形成され、その下端面の外周縁部にはテーパー状の当接面１５ａが設けられている。この当接面１５ａは、シール面１４ｃと同一の傾斜角度を有し、シール面１４ｃと密着することができる。供給路Ｆｓの内部には供給路Ｆｓの軸心に沿って細長い円筒棒状の軸体１６が配置されており、この軸体１６は供給筒部１４の上端を液密に貫通し、支持部２１により充填ヘッド部１１および支持部２１に対して上下方向に移動自在に支持されている。シール体１５は、軸体１６の下端に同軸に固定され、この軸体１６とともに供給路Ｆｓの内部で上下に移動自在となっている。軸体１６が下方のストローク端にまで移動するとシール体１５の当接面１５ａが供給筒部１４の下端部のシール面１４ｃに当接し、ブローノズル１３がシール体１５により閉じられる。一方、軸体１６とともにシール体１５が上方に移動すると、シール体１５の当接面１５ａが供給筒部１４のシール面１４ｃから離れてブローノズル１３が開かれる。

【0027】

軸体１６は中空となっており、その内側には延伸ロッド１７が摺動自在に装着されている。延伸ロッド１７は軸体１６に対して軸方向に相対移動可能となっており、その下端はシール体１５の下端から突出している。図２に二点鎖線で示すように、延伸ロッド１７は、下方に向けて移動することにより、プリフォームＰＦを縦方向（軸方向）に延伸することができる。

【0028】

なお、シール体１５の下端には、延伸ロッド１７をガイドするために、短円筒状でポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂製のガイド体１８が固定されている。

【0029】

図１に示すように、ノズルユニット１０には加圧液体供給部としてのプランジャーポンプ３１と液体循環部３２が接続されている。

【0030】

プランジャーポンプ３１は、シリンダ３１ａとこのシリンダ３１ａ内に軸方向に沿って移動自在に装着されたプランジャー３１ｂとを備えており、その吐出口は配管Ｐ１により供給筒部１４の導入ポート１４ａに接続されている。つまり、プランジャーポンプ３１は、配管Ｐ１と供給路Ｆｓとからなる液体流路３３を介してブローノズル１３に接続されている。したがって、プランジャーポンプ３１は、プランジャー３１ｂの作動により液体流路３３を介してブローノズル１３に加圧した液体Ｌを供給することができる。

【0031】

図示する場合では、プランジャーポンプ３１は、駆動源として電動モータ（サーボモータ）３１ｃを備えたサーボプランジャータイプとなっており、プランジャー３１ｂは電動モータ３１ｃにより駆動されてシリンダ３１ａ内で軸方向に作動するようになっている。

【0032】

液体循環部３２は、液体Ｌを配管Ｒ１から新たに補給しながら所定の温度に調整して配管Ｒ２を通してプランジャーポンプ３１に供給するとともに、液体Ｌを所定の温度に調整しながらプランジャーポンプ３１と供給路Ｆｓとの間を循環させる機能を有する。すなわち、液体Ｌを必要に応じて、供給路Ｆｓ→排出ポート１４ｂ→配管Ｒ３→液体循環部３２→配管Ｒ２→プランジャーポンプ３１→配管Ｐ１→導入ポート１４ａ→供給路Ｆｓと云うように構成される循環路ＣＲを循環させることができる。

【0033】

循環路ＣＲには２つの電磁式の循環路開閉弁Ｖ１，Ｖ２が設けられ、ブロー成形の各工程に対応して所定の流路が対応する循環路開閉弁Ｖ１，Ｖ２により開閉される。

【0034】

供給筒部１４には供給孔１４ｄを介してブローノズル１３に連通する接続ポート１４ｅが設けられている。この接続ポート１４ｅには、例えば、ブロー成形に先立ってプリフォームＰＦ内の空気を吸い出す脱気機構や、この接続ポート１４ｅ内の液体Ｌをフラッシュするパフブロー機構等を接続することができる。

【0035】

図２に示すように、保持部材１２には、金型１に装着されたプリフォームＰＦの口筒部ＰＦｂの外周を囲繞する口外加圧用エア空間Ｓが区画形成されている。

【0036】

一方、図１に示すように、口外加圧用エア空間Ｓにおけるエアを加圧するために、口外加圧用エア空間Ｓとプランジャーポンプ３１との間には口外エア置換シリンダ３５が設けられている。配管Ｐ１つまり液体流路３３からは液圧供給路３４が分岐しており、口外エア置換シリンダ３５はこの液圧供給路３４に接続されている。口外エア置換シリンダ３５は、シリンダ３５ａの内部にピストン３５ｂが移動自在に配置された構成となっており、シリンダ３５ａのピストン３５ｂにより区画された一端側において液圧供給路３４を介して配管Ｐ１に接続されており、他端側は加圧流路３６を介して口外加圧用エア空間Ｓに接続されている。口外エア置換シリンダ３５は、液圧供給路３４を介してプランジャーポンプ３１から加えられる液体Ｌの圧力により作動して、当該液体Ｌの圧力を口外加圧用エア空間Ｓのエア圧力に置換することで、プリフォームＰＦの口筒部ＰＦｂの外周に加えられるエアの圧力つまり口外エア圧力を高めることができる。

【0037】

また、口外エア置換シリンダ３５は、後述するように、液圧供給路３４を介してプランジャーポンプ３１から加えられる液体Ｌの圧力を、プリフォームＰＦの口筒部ＰＦｂの外周に加える口外エア圧力として蓄積するアキュムレーターとして機能することができる。

【0038】

配管Ｐ１と口外エア置換シリンダ３５との間つまり液圧供給路３４にはアキュムレーター開閉弁としての口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３が設けられている。図示する場合では、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３は、常時閉（ノーマルクローズ）タイプの電磁弁（ソレノイド弁）に構成されており、通電の有無により作動を制御されて液圧供給路３４を開閉することができる。なお、図１では口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を開いた状態で示す。

【0039】

また、加圧流路３６には口外エア加圧用開閉弁Ｖ４が設けられている。図示する場合では、口外エア加圧用開閉弁Ｖ４は、常時閉（ノーマルクローズ）タイプの電磁弁（ソレノイド弁）に構成されており、通電の有無により作動を制御されて加圧流路３６を開閉することができる。なお、図１では口外エア加圧用開閉弁Ｖ４を開いた状態で示す。

【0040】

このブロー成形装置は制御装置３７を有し、電動モータ３１ｃはこの制御装置３７に接続されてこの制御装置３７により作動が制御されるようになっている。また、この制御装置３７は、このブロー成形装置のシール体１５、延伸ロッド１７および開閉弁Ｖ１〜Ｖ４等の作動を制御するための制御システムと連動して制御動作を行うことができ、または当該制御システムの一部として構成されることもできる。

【0041】

このような構成の本発明のブロー成形装置では、プランジャーポンプ３１を作動させ、シール体１５を上方に移動させて供給孔１４ｄつまりブローノズル１３を開くことで、プランジャーポンプ３１からブローノズル１３を通してプリフォームＰＦ内に加圧された液体Ｌを供給（充填）して、プリフォームＰＦを金型１のキャビティ２に沿った形状にブロー成形することができる。

【0042】

また、本発明のブロー成形装置では、プリフォームＰＦへの液体Ｌの供給の前に、プランジャーポンプ３１の作動によって口外エア置換シリンダ３５に予め口外エア圧力を蓄積しておくことができる。つまり、シール体１５によりブローノズル１３を閉じ、循環路開閉弁Ｖ１，Ｖ２を閉じ、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を開き、口外エア加圧用開閉弁Ｖ４を閉じた状態でプランジャーポンプ３１を作動させ、このプランジャーポンプ３１の作動によって口外エア置換シリンダ３５を作動させて加圧流路３６のエア圧を高め、その状態で口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を閉じることで、口外エア置換シリンダ３５をアキュムレーターとして機能させ、口外エア圧力を蓄積させておくことができる。

【0043】

そして、プランジャーポンプ３１を作動させるとともにシール体１５を開いてブローノズル１３を通してプリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給してブロー成形を行う際に、口外エア加圧用開閉弁Ｖ４を開くことにより、加圧流路３６において加圧されている口外エア圧力を口外加圧用エア空間Ｓに供給して口外加圧用エア空間Ｓのエア圧を高めることができる。これにより、プリフォームＰＦをブロー成形する際に、口外加圧用エア空間Ｓにおけるエア圧を高めて、口筒部ＰＦｂの拡径変形を防止することができる。

【0044】

また、本発明のブロー成形装置では、口外エア置換シリンダ３５に予め蓄積した口外エア圧力を、上記した口筒部ＰＦｂの拡径変形だけでなく、ブロー成形のための液体Ｌの加圧にも用いるようにしている。つまり、プランジャーポンプ３１を作動させるとともにシール体１５を開いてブローノズル１３を通してプリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給してブロー成形を行う際に、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を開くことにより、口外エア置換シリンダ３５に蓄積されている口外エア圧力をプリフォームＰＦに供給される液体Ｌに加えるようにしている。これにより、プリフォームＰＦに供給する液体Ｌを規定のピーク圧力にまで、プランジャーポンプ３１のみで液体Ｌを加圧する場合に比べて迅速に昇圧させることができる。このとき、シール体１５が開く直前からプリフォームＰＦに供給される液体Ｌの圧力が規定のピーク圧にまで高められる前までの間のタイミングで口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を開くことで、液体Ｌを規定のピーク圧力にまで効率よく且つ迅速に昇圧させることができる。

【0045】

なお、配管Ｐ１および配管Ｒ３にはそれぞれ圧力センサ３８ａ，３８ｂが接続されており、これらの圧力センサ３８ａ，３８ｂにより、プリフォームＰＦ内に供給される液体Ｌの圧力を検出することができる。

【0046】

図３は口外エア置換シリンダに口外エア圧力を蓄積している状態を示す図であり、図４は口外エア置換シリンダに口外エア圧力を蓄積した後、プランジャーポンプに液体を供給している状態を示す図であり、図５はプリフォームに加圧された液体を供給してブロー成形している状態を示す図である。

【0047】

次に、このようなブロー成形装置を用いてプリフォームＰＦをブロー成形して壜体を形成する処理手順について図３〜図５を適宜参照しつつ説明する。

【0048】

本発明のブロー成形装置では、図３に示すように、まず、金型１が開かれ、ノズルユニット１０が上昇位置にある状態のままで、シール体１５によりブローノズル１３を閉じ、循環路開閉弁Ｖ１，Ｖ２を閉じ、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を開き、口外エア加圧用開閉弁Ｖ４を閉じた状態でプランジャーポンプ３１を作動させる。これにより、プランジャーポンプ３１から供給される液体Ｌの圧力により口外エア置換シリンダ３５を作動させ、加圧流路３６内のエア圧力を高める。そして、加圧流路３６内のエア圧力を高めた状態で口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を閉じることで、口外エア置換シリンダ３５をアキュムレーターとして機能させ、口外エア置換シリンダ３５に所定の値の口外エア圧力を蓄積させる。

【0049】

次に、図４に示すように、循環路開閉弁Ｖ１を開き、プランジャーポンプ３１を吸引方向に逆転作動させることにより、液体循環部３２からの新たな液体Ｌをプランジャーポンプ３１に供給する。このとき、シール体１５および口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３は閉じたままである。

【0050】

次に、口筒部ＰＦｂを除く部分をブロー成形に適した温度に加熱したプリフォームＰＦを、口筒部ＰＦｂを上方に突出させた状態でブロー成形用の金型１に装着し、型を閉じる。そして、ノズルユニット１０を下降させ、保持部材１２と金型１の上面との間にネックリングＰＦｃを挟み込んでプリフォームＰＦを金型１に保持させる。

【0051】

このとき、循環路ＣＲの循環路開閉弁Ｖ１、Ｖ２を開状態として、液体Ｌを液体循環部３２により所定の温度に調整しながら循環路ＣＲを循環させることができる。この状態は図１に示される。

【0052】

次に、図２に二点鎖線で示すように、延伸ロッド１７を下方に向けて移動させてプリフォームＰＦを縦方向（軸方向）に延伸する。

【0053】

そして、延伸ロッド１７によるプリフォームＰＦの縦方向（軸方向）への延伸中または延伸後に、循環路開閉弁Ｖ１、Ｖ２を閉じて循環路ＣＲに沿った液体Ｌの循環を停止させるとともに、軸体１６とともにシール体１５を上方に移動させて供給孔１４ｄつまりブローノズル１３を開く。また、シール体１５が開動作を開始したときに、制御装置３７により電動モータ３１ｃの作動を開始させてプランジャー３１ｂの作動を開始させる。これにより、プランジャーポンプ３１から圧送されてきた加圧された液体Ｌが、供給孔１４ｄおよびブローノズル１３を通してプリフォームＰＦの内部に供給され、プリフォームＰＦのブロー成形が行われる。この状態は図５に示される。

【0054】

また、シール体１５が開かれてブロー成形が行われる際には、シール体１５が開く直前からプリフォームＰＦに供給される液体Ｌの圧力が規定のピーク圧にまで高められる前までの間のタイミングで口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３が開かれ、口外エア置換シリンダ３５に蓄積されている口外エア圧力が液圧供給路３４を介して液体流路３３を流れる液体ＬつまりプリフォームＰＦに供給される液体Ｌに加えられる。これにより、プランジャーポンプ３１のみで液体Ｌを加圧する場合に比べて、口外エア置換シリンダ３５から加えられる圧力の分だけ、プリフォームＰＦに供給する液体Ｌを規定のピーク圧力にまで迅速に昇圧させることができる。したがって、ブロー成形により成形される壜体の賦形性を高め、これにより成形後の壜体の収縮率を低減させて当該壜体の容量を増加させることができるなど、このブロー成形装置による壜体の成形性を高めることができる。

【0055】

また、シール体１５が開かれてブロー成形が行われる際には、口外エア加圧用開閉弁Ｖ４が開かれ、口外エア置換シリンダ３５により高められた加圧流路３６内の口外エア圧力は口外加圧用エア空間Ｓにも供給され、当該口外加圧用エア空間Ｓにおけるエア圧が高められる。これにより、プリフォームＰＦに加圧された液体Ｌが供給されることによる口筒部ＰＦｂの拡径変形を合わせて防止することができる。

【0056】

このようなブロー成形により、プリフォームＰＦを、プランジャーポンプ３１から供給される液体Ｌの圧力により横方向（径方向）に膨張状に延伸して、金型１のキャビティ２に沿った形状の壜体とすることができる。

【0057】

なお、ブロー成形の後、必要に応じて、プランジャーポンプ３１のプランジャー３１ｂを戻り方向に作動させて供給孔１４ｄから液体Ｌを吸い込むサックバック工程を行ない、液体Ｌの充填量を調整することができる。

【0058】

ブロー成形が完了すると、軸体１６とともにシール体１５が下降して供給孔１４ｄつまりブローノズル１３が閉じられる。シール体１５によりブローノズル１３が閉じられると、シール体１５と循環路開閉弁Ｖ１、Ｖ２とが閉じられ、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３のみが開かれた状態となるので、プランジャーポンプ３１により加圧された液体Ｌが液圧供給路３４を通して口外エア置換シリンダ３５に供給され、口外エア置換シリンダ３５が作動して加圧流路３６内のエア圧力が高められる。そして、加圧流路３６内のエア圧力が高められた状態で口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３が閉じられることで、口外エア置換シリンダ３５に、次回のブロー成形時に利用される口外エア圧力が予め蓄積される。

【0059】

口外エア置換シリンダ３５に口外エア圧力を予め蓄積した後は、循環路開閉弁Ｖ１、Ｖ２を開状態として液体Ｌを再び循環路ＣＲに沿って循環させる。そして、ノズルユニット１０を上昇させてブロー成形された壜体の口筒部からブローノズル１３を取り外し、金型１を型開きして液体Ｌが充填された壜体を取り出し、その口筒部をキャップ等でシールすることで、液体Ｌを内容液として壜体（ボトル）に収容した製品が完成する。

【0060】

図６はプリフォームに供給する液体がピーク圧力に達するまでの時間およびそのときの壜体の成形性の評価を、本願発明と比較例とで比較した結果を示す図である。

【0061】

図６に示すように、プリフォームＰＦへの液体Ｌの供給の前にプランジャーポンプ３１の作動によって口外エア置換シリンダ３５に予め４．０ＭＰａの口外エア圧力を蓄積しておき、プリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給する際に、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３および口外エア加圧用開閉弁Ｖ４を開き、口外エア置換シリンダ３５に蓄積された口外エア圧力をプリフォームＰＦに供給される液体Ｌに加えるようにした場合には、当該液体Ｌが規定のピーク圧力にまで昇圧する時間は０．１９秒となり、その壜体の成形性の評価は○と良好であった。

【0062】

これに対して、比較例として、口外エア置換シリンダ３５による口外エア圧力の蓄積を行わず、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３および口外エア加圧用開閉弁Ｖ４を開いた状態でプリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給した場合の比較例では、プランジャーポンプ３１の加圧能力が不足し、当該液体Ｌを規定のピーク圧力にまで昇圧させることができず、ピーク圧力までの時間の検出結果はＮＤ（Not Detected）となり、その壜体の成形性の評価は×となった。

【0063】

一方、プリフォームＰＦへの液体Ｌの供給の前にプランジャーポンプ３１の作動によって口外エア置換シリンダ３５に予め４．０ＭＰａの口外エア圧力を蓄積するが、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を閉じたままでプリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給した場合の比較例では、当該液体Ｌが規定のピーク圧力にまで昇圧する時間は０．２３秒となり、その壜体ＰＦの成形性の評価は△で、本願発明ほどの効果を得ることができなかった。また、口外エア置換シリンダ３５による口外エア圧力の蓄積を行わず、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を閉じたままでプリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給した場合の比較例においても、当該液体Ｌが規定のピーク圧力にまで昇圧する時間は０．２３秒となり、その壜体の成形性の評価は△で、本願発明のブロー成形装置ほどの効果を得ることができなかった。このように、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を閉じたままプリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給する場合の２つの比較例では、口外エア置換シリンダ３５への口外エア圧力の蓄積による液体Ｌのピーク圧力までの昇圧時間に影響はなかった。

【0064】

以上の結果から、本願発明のように、プリフォームＰＦへの液体Ｌの供給の前にプランジャーポンプ３１の作動によって口外エア置換シリンダ３５に予め口外エア圧力を蓄積しておき、プリフォームＰＦに加圧した液体Ｌを供給する際に、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を開き、口外エア置換シリンダ３５に蓄積された口外エア圧力をプリフォームＰＦに供給される液体Ｌに加える構成とすることにより、当該液体Ｌが規定のピーク圧力に昇圧するまでの時間を短縮して、壜体の成形性を高めることができることが解った。

【0065】

図７はプリフォームに供給する液体がピーク圧力に達するまでの時間と口外エア圧力との関係を示す図である。図７から、プリフォームＰＦへの液体Ｌの供給の前に予め口外エア置換シリンダ３５に蓄積する口外エア圧力を、２ＭＰａ、４ＭＰａ、５ＭＰａ、６ＭＰａと高めるに連れて、当該液体Ｌをピーク圧力にまで昇圧させるのに必要な時間は、０．２００秒、０．１９２秒、０．１８７秒、０．１８０秒と短くなることが解る。このように、プリフォームＰＦへの液体Ｌの供給の前に予め口外エア置換シリンダ３５に蓄積する口外エア圧力を高めることで、当該液体Ｌのピーク圧力までの昇圧時間を短くすることができることが解る。したがって、プランジャーポンプ３１の加圧能力に応じて、予め口外エア置換シリンダ３５に蓄積しておく口外エア圧力を任意の値に設定することにより、液体Ｌのピーク圧力までの昇圧時間を所望の値に設定して、壜体の成形性を高めることができる。

【0066】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【0067】

例えば、前記実施の形態では、シール体１５によりブローノズル１３を閉じ、循環路開閉弁Ｖ１，Ｖ２を閉じ、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を開き、口外エア加圧用開閉弁Ｖ４を閉じた状態でプランジャーポンプ３１を作動させることで、このプランジャーポンプ３１から口外エア置換シリンダ３５に加圧した液体Ｌを供給して、口外エア置換シリンダ３５に予め口外エア圧力を蓄積させるようにしているが、これに限らず、口外エア置換シリンダ３５を駆動するための加圧装置を設け、この加圧装置により口外エア置換シリンダ３５を駆動することで、プランジャーポンプ３１から供給される液体Ｌとは別系統で口外エア置換シリンダ３５を作動させ、口外エア置換シリンダ３５に液圧予め口外エア圧力を蓄積させる構成とすることもできる。この場合、加圧装置としては、口外エア置換シリンダ３５を駆動して口外エア圧力を蓄積させることができるものであれば、例えば電動モータ（サーボモータ）や油圧シリンダ、エアシリンダ等の機器を用いることができる。また、口外エア置換シリンダ３５のシリンダ３５ａ内に液体Ｌを補給するための液体補給経路を、液体循環部３２とは別系統で設けて、口外エア置換シリンダ開閉弁Ｖ３を閉じた状態のまま口外エア置換シリンダ３５を駆動して該口外エア置換シリンダ３５に口外エア圧力を蓄積させることができる構成とすることもできる。

【0068】

また、前記実施の形態では、プランジャーポンプ３１により加圧された液体Ｌの圧力をプリフォームＰＦの口筒部ＰＦｂの外周を加圧する口外エア圧力に置換するための口外エア置換シリンダ３５をアキュムレーターとして用いるようにしているが、これに限らず、液体流路３３から分岐する液圧供給路３４に、口外エア置換シリンダ３５としての機能を有していない一般的な構成のアキュムレーターを接続する構成とすることもできる。この場合、口外加圧用エア空間Ｓに口外エア圧力を加えるための口外エア加圧装置を、アキュムレーターとは別系統で設けることもできる。口外エア加圧装置としては、口外加圧用エア空間Ｓのエアを加圧することができるものであれば、例えば電動モータ（サーボモータ）や油圧シリンダ、エアシリンダ等により駆動される加圧用シリンダ装置など、種々の構成の装置を用いることができる。

【0069】

さらに、前記実施の形態では、金型１を閉じてノズルユニット１０を下降させる前に口外エア置換シリンダ３５に口外エア圧力を蓄積させるようにしているが、プリフォームＰＦが装着された金型１を閉じ、ノズルユニット１０を下降させて金型１セットした後に、口外エア置換シリンダ３５に口外エア圧力を蓄積させる構成とすることもできる。

【0070】

さらに、前記実施の形態では、プランジャーポンプ３１はプランジャー３１ｂが電動モータ３１ｃにより駆動されるサーボプランジャータイプとされているが、これに限らず、例えば油圧シリンダやエアシリンダ等の他の駆動機構で駆動される構成のものとすることもできる。

【0071】

さらに、前記実施の形態では、液体Ｌを循環路ＣＲで循環させる構成とされているが、これに限らず、プランジャーポンプ３１から液体流路３３とブローノズル１３とを通してプリフォームＰＦ内に加圧された液体Ｌを供給することができる構成であれば、液体Ｌを循環させない構成とすることもできる。

【0072】

さらに、延伸ロッド１７を用いることなく、プランジャーポンプ３１から供給される液体Ｌの圧力のみで、プリフォームＰＦを縦方向（軸方向）と横方向（径方向）の両方に膨張状に延伸させて金型１のキャビティ２に沿った形状の壜体とする構成とすることもできる。

【0073】

さらに、プリフォームＰＦとして、本体部ＰＦａと口筒部ＰＦｂとを有するがネックリングＰＦｃを備えない形状のものを用いることもできる。また、プリフォームＰＦの材質はポリプロピレンに限らず、他の樹脂材料とすることもできる。

【符号の説明】

【0074】

１ 金型
２ キャビティ
１０ ノズルユニット
１１ 充填ヘッド部
１２ 保持部材
１３ ブローノズル
１４ 供給筒部
１４ａ 導入ポート
１４ｂ 排出ポート
１４ｃ シール面
１４ｄ 供給孔
１４ｅ 接続ポート
１５ シール体
１５ａ 当接面
１６ 軸体
１７ 延伸ロッド
１８ ガイド体
２１ 支持部
３１ プランジャーポンプ（加圧液体供給部）
３１ａ シリンダ
３１ｂ プランジャー
３１ｃ 電動モータ
３２ 液体循環部
３３ 液体流路
３４ 液圧供給路
３５ 口外エア置換シリンダ（アキュムレーター）
３５ａ シリンダ
３５ｂ ピストン
３６ 加圧流路
３７ 制御装置
３８ａ 圧力センサ
３８ｂ 圧力センサ
ＰＦ プリフォーム
ＰＦａ 本体部
ＰＦｂ 口筒部
ＰＦｃ ネックリング
Ｆｓ 供給路
Ｐ１ 配管
Ｌ 液体
Ｒ１ 配管
Ｒ２ 配管
Ｒ３ 配管
ＣＲ 循環路
Ｖ１ 循環路開閉弁
Ｖ２ 循環路開閉弁
Ｖ３ 口外エア置換シリンダ開閉弁（アキュムレーター開閉弁）
Ｖ４ 口外エア加圧用開閉弁
Ｓ 口外加圧用エア空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】