(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、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(実施形態1)
まずは、本実施形態に係るブロー成形装置の全体構成について
図1を参照して説明する。
【0016】
図1に示すように、ブロー成形装置100は、中空容器となるプリフォーム200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。
【0017】
またブロー成形装置100は、射出成形部110で成形されたプリフォーム200をブロー成形部140まで搬送するための連続搬送部150を備えている。連続搬送部150は、ループ状の搬送ライン151を備え、搬送治具152によってプリフォーム200をこのループ状の搬送ライン151に沿って連続的に搬送する。すなわち連続搬送部150とは、ループ状の搬送ライン151に沿って搬送治具152を繰り返し搬送可能に構成されている。
【0018】
さらにブロー成形装置100は、搬送ライン151における加熱部130の下流側に、複数個(例えば、4個)のプリフォーム200を保持してブロー成形部140に間欠的に搬送する間欠搬送部160と、連続搬送部150によって連続搬送されたプリフォーム200を搬送ライン151から間欠搬送部160に受け渡す(転送する)受渡部170と、を備えている。
【0019】
なお本実施形態に係るブロー成形装置100を構成する射出成形部110、冷却部120、加熱部130及びブロー成形部140の構成、また連続搬送部150、間欠搬送部160及び受渡部170のプリフォーム200を搬送するための構成は、公知のものであるため、ここでは簡単に説明する(必要であれば、本件出願人による国際公開第2012/057016号公報など参照)。
【0020】
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。なお射出成形部110では、例えば、最大で12個(3列×4個)程度のプリフォーム200を同時に成形することができる。
【0021】
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、連続搬送部150によってループ状の搬送ライン151に沿って連続的に搬送されるが、まず射出成形部110から冷却部120に供給される。プリフォーム200は、この冷却部120で強制冷却され、所定温度まで冷却されると冷却部120から搬出されて搬送ライン151に沿って連続的に搬送される。
【0022】
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では、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、連続搬送部150が備える搬送治具(搬送部材)152に保持される。
【0023】
ループ状の搬送ライン151は、複数の搬送治具152がスプロケット154等の駆動力によって連続的に順次搬送されるように構成されている。搬送治具152は、例えば、冷却部120の下方に複数列配置されており、プリフォーム200を保持すると、搬送ライン151に搬出される。その後、搬送治具152は、プリフォーム200を保持した状態で搬送ライン151に沿って搬送されて加熱部130に搬入される。
【0024】
加熱部130では、冷却部120で冷却されたプリフォーム200が搬送ライン151に沿って移動しながら延伸適正温度まで加熱される。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。加熱部130によって加熱されたプリフォーム200は、搬送ライン151に沿って受渡部170まで搬送され、この受渡部170で間欠搬送部160に受け渡される(転送させられる)。
【0025】
なお本実施形態では、搬送方向にて連続する複数(例えば、8つ)の搬送治具152は、連結部材(図示なし)によって連結されている。そして連続搬送部150は、所定半径で湾曲する湾曲搬送部155の下流側の搬送ライン151では、スプロケット154(154a)の駆動と停止とを繰り返すことで、一度に、複数(例えば、4つ)のプリフォーム200を受渡部170に供給している。
【0026】
受渡部170は、図示しない反転装置を備え、反転装置の直下の受渡位置P0に配置され、搬送ライン151に沿ってネック部を下向きとした倒立状態で搬送されたプリフォーム200を、この反転装置により反転させて正立状態とする。また受渡部170は、例えば、反転装置を昇降させる昇降装置(図示なし)を備え、正立状態のプリフォーム200を所定位置まで上昇させた状態で間欠搬送部160に受け渡す。
【0027】
つまり、受渡部170では、搬送ライン151に沿って搬送されている倒立状態のプリフォーム200を受け取り、反転装置によって正立状態へと反転させる第一受渡工程と、反転装置の上昇動作により反転装置から間欠搬送部160に正立状態のプリフォーム200を受け渡す(転送する)第二受渡工程とが実行される。
【0028】
間欠搬送部160は、図示は省略するが、間欠搬送部160に設けられた開閉可能なブロー搬送用チャック部材により、正立状態の各プリフォーム200のネック部をそれぞれ把持する。そして、この間欠搬送部160(ブロー搬送用チャック部材)を受渡位置P0の上方に位置する受渡位置P1からブロー成形位置P2までスライド(移動)させることで、複数のプリフォーム200を所定間隔でブローキャビティ型141内に搬入する。
【0029】
ブロー成形部140では、受渡部170より受け取った所定個数のプリフォーム200を、一対の割型からなるブローキャビティ型141に搬送し、ブローキャビティ型141でプリフォーム200をブロー成形して中空容器(図示なし)を形成する。
【0030】
このようにブロー成形部140(ブローキャビティ型141)で成形された中空容器は、間欠搬送部160によりブロー成形部140の外側の取り出し位置P3まで搬送される。
【0031】
ところで、本発明に係るブロー成形装置100は、上述のように搬送ライン151から間欠搬送部160にプリフォーム200を受け渡す受渡部170に、プリフォーム200を局所的に冷却する非接触式の冷却装置(冷却手段)300を備えている。
【0032】
以下、
図2〜
図4を参照して、この冷却装置300について説明する。
図2は、冷却装置のノズル部分の構成を示す上面図であり、
図3は、
図2の正面図である。なお
図3の左側は取り付け板が下降した状態(局所冷却の実施位置(局所冷却位置)にある状態)を示し、右側は取り付け板が上昇した状態(待機位置にある状態)を示している。
図4は、
図3の左側面図である。また、この冷却装置300による冷却は、第二受渡工程におけるプリフォーム200に対して行われる。
【0033】
図2〜
図4に示すように、この冷却装置300は、各プリフォーム200の外面に、例えば、冷却エア等の冷却流体を噴射するノズルが形成された第1のノズル部材301を有する。そして冷却装置300は、プリフォーム200をブロー成形部140に搬入するに先立って、第1のノズル部材301から噴射する冷却エアによってプリフォーム200の所定位置を局所的に冷却する。
【0034】
本実施形態では、第1のノズル部材301は、プリフォーム200が搬送ライン151に沿って搬送されている間は待機位置に保持されており、プリフォーム200が受渡部170で反転して正立状態となると、局所冷却位置まで下降するようになっている。
【0035】
なお第1のノズル部材301から噴射される冷却流体により冷却するプリフォーム200の所定位置とは、部分的に肉厚化させたい中空容器の壁面に対応するプリフォーム200の壁面位置を意味する。中空容器で肉厚化させたい壁面としては、例えば、座屈強度を高めたい部位や、グリップ領域、別体のハンドルを取り付ける場合には、その組み付け部位等が挙げられる。
【0036】
図2〜
図4は、受渡部170の反転装置(図示なし)によりプリフォーム200が反転された状態(正立状態)を示している。第1のノズル部材301は、反転装置とは独立して設けられ、正立状態の各プリフォーム200に近接する位置に配置可能に構成されている。本実施形態では、各プリフォーム200に対応してそれぞれ二つの第1のノズル部材301(301a,301b)が設けられている。また各第1のノズル部材301は、局所冷却位置まで下降させると、受渡位置において一列に整列されたプリフォーム200の列方向で、各プリフォーム200に近接する位置に配置される。そして各第1のノズル部材301は、この状態で、プリフォーム200の列にほぼ沿った向きに冷却エアを噴射する。
【0037】
なお各第1のノズル部材301は、プリフォーム200の列方向とは直交する方向で、プリフォーム200と近接する位置に配置されるようにしてもよい。また第1のノズル部材301は、プリフォーム200が搬送ライン151に沿って搬送されて受渡位置P0や受渡位置P1へ到達する前に、待機位置から局所冷却位置まで事前に下降させておいてもよい。また、局所冷却されブローキャビティ型141へと搬送されるプリフォーム200が第1のノズル部材301と干渉する虞がある場合、事前に第1のノズル部材301を待機位置まで上昇させるようにしても構わない。
【0038】
また、これらの第1のノズル部材301は、プリフォーム200と近接する位置に配置された状態で、プリフォーム200の上下方向に沿って移動可能に設けられている。本実施形態では、各第1のノズル部材301は、それぞれ取り付け板303に取り付けられており、各取り付け板303は、プリフォーム200の列の外側で連結板304に固定されている。そして、この連結板304が、上下方向に延設されたガイド部材305に対して摺動可能に取り付けられ、エアシリンダー306によって昇降可能に構成されている。
【0039】
このように第1のノズル部材301が昇降可能に構成されていることで、プリフォーム200を移動させながら、冷却装置300によってプリフォーム200の所定部位を局所的に冷却することができる。例えば、本実施形態では、受渡部170でのプリフォーム200の昇降に同期させて冷却装置300(第1のノズル部材301)を昇降させることができる。このため、プリフォーム200の上昇中も、それに合わせて冷却装置300(第1のノズル部材301)を上昇させることで、プリフォーム200の所定部位を局所的に冷却することができる。したがって、冷却装置300によるプリフォーム200の冷却に伴いサイクルタイムが長くなることを抑制することができる。
【0040】
また本実施形態では、上述のように冷却装置300は、連続搬送部150により連続搬送されているプリフォーム200を間欠搬送部160に受け渡す受渡部170に設けられている。これにより、間欠搬送部160にプリフォーム200を受け渡すのに要する時間を利用して、プリフォーム200の局所冷却を行うことができる。したがって、冷却装置300によるプリフォーム200の冷却に伴いサイクルタイムが長くなることを、より確実に抑制することができる。
【0041】
さらに例えば、プリフォーム200を停止させた状態で、冷却装置300による所定部位の局所冷却を行ってもよい。例えば、反転装置から間欠搬送部160へのプリフォーム200の受け渡し(転送)が完了し、間欠搬送部160のブロー搬送用チャック部材(図示なし)にて保持されて静止状態にあるプリフォーム200に対し局所冷却を行ってもよい。つまり、静止状態にあるプリフォーム200に対する局所冷却は、受渡位置P1からブロー成形位置P2へプリフォーム200をスライド(移動)させる前に行われる。また、この停止させた状態のプリフォーム200に対し、第1のノズル部材301を適宜昇降(上下動)させながらプリフォーム200の冷却を行うことで、冷却範囲に温度分布を持たせることもできる。
【0042】
そして、このような冷却装置300を備えている本実施形態のブロー成形装置100によれば、サイクルタイムが長くなるのを抑制しつつ中空容器の肉厚を部分的に適切に調整することができる。
【0043】
以上、本発明に係る冷却装置300について説明したが、冷却装置300の構成は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【0044】
上述の実施形態では、冷却装置300が、プリフォーム200の外面に対して冷却エアを噴射するノズルが形成された第1のノズル部材301を備えた構成を例示したが、例えば、
図5に示すように、プリフォーム200の内面に冷却エアを噴射するノズルが形成された第2のノズル部材307をさらに備えるようにしてもよい。この第2のノズル部材307は、プリフォーム200の所定部位を局所的に冷却するように、プリフォーム200を挟んで第1のノズル部材301と対向するように配置される。この例では、第2のノズル部材307は、例えば、連結板304(
図2参照)に固定された支持板308の先端部に、第1のノズル部材301に対向するように取り付けられ、第1のノズル部材301と共に昇降可能に構成されている。なお
図5中の矢印は、冷却エアの噴射方向を示している。
【0045】
このように冷却装置300が第1のノズル部材301と共に第2のノズル部材307を備えるようにすることで、プリフォーム200の内壁面と外壁面とを同時に冷却することが可能になるため、プリフォーム200の所定部位をより短時間で所望の温度まで冷却することができる。またプリフォーム200の内外から冷却することで、製造する中空容器の種類等に応じたより適切な位置を冷却することができる。
【0046】
また冷却装置300は、例えば、
図6に示すように、第1のノズル部材301間にそれぞれ配置され、第1のノズル部材301のそれぞれから噴射されてプリフォーム200を通過した冷却流体を遮る遮蔽板309を備えるようにしてもよい。この例では、遮蔽板309は、各取り付け板303の第1のノズル部材301とは反対側の面に固定されている。勿論、遮蔽板309は、第1のノズル部材301とは独立して設けられていてもよい。
【0047】
このような遮蔽板309を設けることにより、各プリフォーム200が個々に対応して設けられた第1のノズル部材301から噴射される冷却エアのみによって冷却される。すなわち、個々のプリフォーム200に対応して設けられた以外の第1のノズル部材301から噴射される冷却エアの影響を抑えることができる。したがって、各プリフォーム200をより適切に冷却することができる。
【0048】
(実施形態2)
図7及び
図8は、本発明の実施形態2に係る冷却装置(冷却手段)を説明する図であり、
図7は冷却装置が設けられる反転装置の一例を示す正面図であり、
図8は、
図7のA−A′断面図である。
【0049】
本実施形態は、各プリフォーム200の外面に冷却流体を噴射することで冷却する冷却装置を、受渡部170が備えるプリフォーム200を反転させるための反転装置に設け、この反転装置によってプリフォームが反転されている間にプリフォームの冷却を行うことができるようにした例である。つまり、この冷却装置による冷却は、第一受渡工程におけるプリフォーム200に対して、或いは第一受渡工程から第二受渡工程に移行するにプリフォーム200に対して行われる。
【0050】
詳しくは、
図7及び
図8に示すように、受渡部170は、反転装置171を備え、反転装置171は、プリフォーム200を把持する複数(例えば、4つ)のチャック部材172Aを含む第1チャック対173と、複数(例えば、4つ)のチャック部材172Bを含む第2チャック対174とを備えている。第1チャック対173は、図示は省略するがエアシリンダー等に接続され、各チャック部材172Aが同時に開閉されるようになっている。同様に、第2チャック対174も、エアシリンダー等に接続されて各チャック部材172Bが同時に開閉されるようになっている。
【0051】
そして反転装置171は、これら第1チャック対173と、第2チャック対174とが、回転軸175を回転中心として回転されるように構成されている(
図8参照)。第1チャック対173と第2チャック対174とは、
図8中において回転軸175を中心として点対称となる位置に配置されている。つまり第1チャック対173と第2チャック対174とは、回転軸175を中心として180°回転させることで、第1チャック対173の位置(
図8では位置A)と第2チャック対174の位置(
図8では位置B)とが入れ替わるように配置されている。
【0052】
さらに、受渡部170は、図示は省略するが、例えば、サーボモータにより駆動するボールねじ、ボールねじに螺合するナット部等で構成され、反転装置171を昇降させる昇降装置を備えている。すなわち反転装置171は、第1チャック対173又は第2チャック対174でプリフォーム200を把持した状態で、昇降装置により昇降可能に構成されている。
【0053】
そして本実施形態では、冷却装置300Aが備える第1のノズル部材301Aは、第1チャック対173を構成する各チャック部材172Aと、第2チャック対174を構成する各チャック部材172Bとに、それぞれ設けられている。このため、冷却装置300Aが備える各第1のノズル部材301Aは、反転装置171(又は昇降装置)による第1チャック対173及び第2チャック対174の移動に伴って移動する。つまり第1のノズル部材301Aは、プリフォーム200が移動すると、プリフォーム200と共に移動する。
【0054】
なお第1のノズル部材301Aは、本実施形態では、第1チャック対173及び第2チャック対174に把持されるプリフォーム200の両側にそれぞれ設けられているが、その配置は特に限定されない。第1のノズル部材301Aは、例えば、プリフォーム200の冷却位置に応じて、第1チャック対173及び第2チャック対174に把持されるプリフォーム200の片側にのみに設けられていてもよい。さらに、第1のノズル部材301Aは、
図7や
図8のように、プリフォーム200の列方向と直交する位置(
図8では、プリフォーム200を挟んだ紙面左か紙面右の位置)に配置してもよいし、実施形態1で説明したようにプリフォーム200の列方向と沿った位置(
図8ではプリフォーム200を挟んだ紙面手前と紙面奥の位置)に配しても構わない。
【0055】
これにより、受渡部170においてプリフォーム200の反転が完了するまでの間に、プリフォーム200の局所冷却を行うことができる。
【0056】
詳しくは、受渡部170でプリフォーム200を間欠搬送部160に受け渡す際には、まずは、反転装置171を昇降装置(図示は省略)によって下端位置(受渡位置P0)まで下降させる。
【0057】
このとき、反転装置171の第1チャック対173が位置Aに配置されている場合(
図8参照)、反転装置171を下端位置まで下降させる際、第1チャック対173の各チャック部材172Aは開状態に設定されている。反転装置171が下端位置に達すると各チャック部材172Aを閉状態とし、搬送治具152によって受渡部170に搬送されたプリフォーム200を第1チャック対173によって把持する。これにより、倒立状態のプリフォーム200が連続搬送部150から受渡部170に渡される(第一受渡工程)。
【0058】
次いで、反転装置171を昇降装置によって上昇させる。そして反転装置171が回転領域において180°回転して、倒立状態で把持したプリフォーム200を正立状態とする。すなわち回転範囲において第1チャック対173を位置Aから位置Bまで回転させることで、プリフォーム200を正立状態とする。その際、各チャック部材172Aに設けられた第1のノズル部材301Aから冷却流体を各プリフォーム200に向かって噴射することで、プリフォーム200を局所的に冷却する。なお回転領域とは、反転装置171が周囲の部材と干渉することなく回転可能な範囲であり、適宜設定されればよいが、できるだけ広く設定することが好ましい。これにより回転領域においてプリフォーム200の冷却時間を十分に確保することができる。
【0059】
プリフォーム200を正立状態とすると、反転装置171を上端位置(受渡位置P1)まで上昇させる。この上端位置において間欠搬送部160が備えるチャックによって各プリフォーム200のネック部をそれぞれ把持する共に、第1チャック対173の各チャック部材172Aを開状態とする。これにより正立状態のプリフォーム200が受渡部170から間欠搬送部160に渡される(第二受渡工程)。つまり受渡部170において連続搬送部150から間欠搬送部160にプリフォーム200が受け渡される。その後、反転装置171を待機位置まで下降させることで、一例の動作が終了する。
【0060】
なお本実施形態では、プリフォーム200の局所冷却は、反転装置171の回転中に実施されているが、反転装置171が上端位置に達するまでに行われればよい。プリフォーム200の局所冷却は、反転装置171を回転領域まで上昇させる間にも行うことができ、また回転領域から上端位置まで上昇させる間に行うこともできる。さらには、回転領域で反転装置171を一時停止させた状態でプリフォーム200の局所冷却を行うこともできる。
【0061】
また上述のように反転装置171を上端位置から待機位置まで下降させると、この状態では、
図8の例とは逆に、第1チャック対173は位置Bに配置され第2チャック対174が位置Aに配置される。したがって、次に、受渡部170にてプリフォーム200を間欠搬送部160に受け渡す際には、第1チャック対173に替わって第2チャック対174によってプリフォーム200が保持されて間欠搬送部160に渡される。
【0062】
勿論、その際にも、待機位置において反転装置171が回転してプリフォーム200を反転させる際、各チャック部材172Bに設けられた第1のノズル部材301Aから冷却流体をプリフォーム200に向かって噴射することで、プリフォーム200を局所的に冷却する。
【0063】
これにより、受渡部170において連続搬送部150から間欠搬送部160にプリフォーム200を受け渡すのに要する時間をさらに有効に利用して、プリフォーム200の局所冷却を行うことができる。したがって、冷却装置300によるプリフォーム200の冷却に伴いサイクルタイムが長くなってしまうのを、より確実に抑制することができる。
【0064】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、そ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。