特許 7096483 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】

(24)【登録日】2022-06-28

(45)【発行日】2022-07-06

(54)【発明の名称】成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/20 20060101AFI20220629BHJP

   B22D 17/26 20060101ALI20220629BHJP

   B29C 49/56 20060101ALI20220629BHJP

【ＦＩ】

B29C33/20

B22D17/26 B

B22D17/26 J

B29C49/56

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018035525

(22)【出願日】2018-02-28

(65)【公開番号】P2019150963

(43)【公開日】2019-09-12

【審査請求日】2021-02-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000104674

【氏名又は名称】キョーラク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】河田 勝幸

【審査官】坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０１２８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９８６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０９４５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１５５５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－０４５６１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｄ １７／２６

Ｂ２９Ｃ ３３／２０，４５／６４，４９／１０，４９／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の分割金型と型締め装置とを備える成形装置を回転中心の周りに複数配置し、パリソンを連続的に押し出しながら成形を行うロータリー式ブロー成形装置であって、
各成形装置は、前記型締め装置により回転しながら前記一対の分割金型の型締め及び型開きを行うよう構成され、
前記型締め装置は、並列に配置された複数の弾性部材を介して、型締め力を前記分割金型に加えるように構成され、
前記型締め装置は、プレートと、シャフトと、ガイド軸とを備え、
前記複数の弾性部材は、前記プレートと前記分割金型の間に配置され、
前記シャフトは、前記プレートに対して前記分割金型を閉じる方向の型締め力を加えるように構成され、
前記プレートは、前記ガイド軸に沿って移動可能に構成され、
前記ガイド軸は、前記シャフトよりも前記回転中心側に配置され、前記一対の分割金型は、前記シャフトよりも前記回転中心とは反対側に配置され、
前記型締め装置は、前記一対の分割金型を前記成形装置の回転軸と平行な方向に移動させることで、型締め及び型開きを行う、
ロータリー式ブロー成形装置。

【請求項2】

前記複数の弾性部材のうちの少なくとも２つが、前記シャフトの軸に対して点対称に配置される、
請求項１に記載のロータリー式ブロー成形装置。

【請求項3】

前記複数の弾性部材の数が４つ以上である、
請求項１又は請求項２に記載のロータリー式ブロー成形装置。

【請求項4】

前記プレートは、エアーノズル及び水冷管を前記分割金型に導入するための切欠を備える、
請求項１～請求項３の何れか１つに記載のロータリー式ブロー成形装置。

【請求項5】

前記プレートは、前記弾性部材を安定して取り付けるための凹部を備える、 請求項１～請求項４の何れか１つに記載のロータリー式ブロー成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、型締駆動機構を用いて、成形金型の型締力を容易かつ確実に調整できる中空成形装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１１０９９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に開示される中空成形装置では、シャフトを介して複数の皿ばねに対する負荷を変化させる必要があり、機構が複雑になる。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な機構で分割金型にかかる型締め力を均一にすることができる成形装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、一対の分割金型と、型締め装置を備える、成形装置であって、前記型締め装置は、並列に配置された複数の弾性部材を介して、型締め力を前記分割金型に加えるように構成される、成形装置が提供される。

【0007】

本発明に係る成形装置は、一対の分割金型と、型締め装置を備える。また、型締め装置は、並列に配置された複数の弾性部材を介して、型締め力を分割金型に加えるように構成される。これにより、並列に配置された複数の弾性部材により分割金型が押圧されるので、分割金型にかかる力を均一にすることができる。

【0008】

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記型締め装置は、プレートを備え、前記複数の弾性部材は、前記プレートと前記分割金型の間に配置され、前記型締め装置は、前記プレートに対して、前記分割金型を閉じる方向の型締め力を加えるように構成される。
好ましくは、前記型締め装置は、シャフトを備え、前記シャフトが前記プレートに対して前記型締め力を加えるように構成される。
好ましくは、前記複数の弾性部材のうちの少なくとも２つが、前記シャフトの軸に対して点対称に配置される。
好ましくは、前記複数の弾性部材の数が４つ以上である。
好ましくは、前記複数の弾性部材は、第１弾性部材及び第２弾性部材を備え、前記第１弾性部材の弾性係数は第１弾性係数であり、前記第２弾性部材の弾性係数は第２弾性係数であり、第１弾性係数は、第２弾性係数よりも大きい。
好ましくは、（第１弾性係数／第２弾性係数）の値は、１．５～３である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態の成形装置１の斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態の成形装置１の斜視図である。

【図3】プレート２１Ｂの斜視図である。

【図4】プレート２１Ｂと弾性部材２２及びシャフト２３の位置関係を表す斜視図である。

【図5】図４のＸ方向から見た平面図である。

【図6】金型３Ａの斜視図である。

【図7】成形装置１の正面図であり、押出装置５からパリソンＰを垂下させた状態を表す図である。なお、視認性の向上のため、軸ＡＸ、ナットＮＴ、ガイド軸２４、支柱２６及びモーター４は省略している。また、分割金型３は中心を通る端面図で図示している。図８及び図９についても同様である。

【図8】型締め装置２により、プレート２１Ａに対して、分割金型３を閉じる方向の型締め力を加えた様子を表す図である。

【図9】図５の状態からさらにプレート２１Ａに対して型締め力を加えた様子を表す図である。

【図10】成形装置１をロータリー式のブロー成形装置に適用した場合における模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

【0011】

１．成形装置１
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態の成形装置１は、一対の分割金型３と、型締め装置２を備える。本実施形態では、分割金型３は金型３Ａ及び金型３Ｂにより構成される。

【0012】

１－１．型締め装置２
型締め装置２は、並列に配置された複数の弾性部材２２を備える。また、本実施形態では、型締め装置２は、プレート２１を備える。さらに、本実施形態では、型締め装置２は、シャフト２３を備える。

【0013】

本実施形態では、プレート２１は、プレート２１Ａ～プレート２１Ｅを含む。これらのプレート２１は、ガイド軸２４により連結され、プレート２１Ａ，プレート２１Ｂ，プレート２１Ｄはガイド軸に沿って相対移動可能に構成される。本実施形態では、支柱２６により、ガイド軸２４を介して複数のプレート２１が連結される。このうち、プレート２１Ａは、図２に示すように、軸ＡＸを保持するナットＮＴを備える。本実施形態では、プレート２１Ａには、６本の軸ＡＸを挿通する穴（不図示）が設けられ、穴に挿通した軸ＡＸをナットＮＴで保持している。かかる穴は、図７～図９を用いて後述するように、型締め装置２の型締め時において、軸ＡＸとプレート２１Ａの干渉を防ぐものである。また、プレート２１Ｂは、図３に示すように、切欠２１Ｋ、逃げ穴２１Ｈ及び凹部２１Ｏが形成される。かかる切欠２１Ｋは、不図示のエアーノズル、水冷管等を分割金型３に導入するためのものである。また、逃げ穴２１Ｈはシャフト２３との干渉を防ぐためのものである。したがって、逃げ穴２１Ｈの直径は、シャフト２３の直径よりも大きく構成される。本実施形態では、逃げ穴２１Ｈを、プレート２１Ｂに形成した窪み形状としているが、プレート２１Ｂを貫通する貫通孔形状の逃げ穴２１Ｈを形成してもよい。また、凹部２１Ｏは弾性部材２２に対応する箇所に設けられる。これは、弾性部材２２を安定してプレート２１Ｂに取り付けるためのものであるが、必須の構成ではない。

【0014】

また、図４及び図５に示されるように、複数の弾性部材２２は、第１弾性部材２２Ａ及び第２弾性部材２２Ｂを含む。ここで、第１弾性部材２２Ａの弾性係数は第１弾性係数であり、第２弾性部材２２Ｂの弾性係数は第２弾性係数である。本実施形態では、第１弾性係数が第２弾性係数よりも大きくなるように構成される。また、（第１弾性係数／第２弾性係数）の値は、１．５～３が好ましい。さらに好ましくは、１．７～２．８、さらに好ましくは、１．９～２．６である。具体的には例えば、（第１弾性係数／第２弾性係数）の値は、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。また、弾性部材２２の中心には、軸ＡＸが挿通される。

【0015】

そして、図１及び図２に示すように、複数の弾性部材２２は、プレート２１Ａと分割金型３の間に配置される。図４及び図５に示すように、複数の弾性部材２２のうちの少なくとも２つは、シャフト２３の軸に対して点対称に配置される。本実施形態では、全ての弾性部材２２がシャフト２３の軸に対して点対称に配置される。なお、第１弾性部材２２Ａ及び第２弾性部材２２Ｂの数は特に限定されないが、分割金型３にかかる力を均一にするため、４つ以上の弾性部材２２を設けることが好ましい。さらに、４つ以上の弾性部材２２を、シャフト２３の軸を中心とした四角形の頂点に対応する位置に配置することが好ましい。加えて、第１弾性部材２２Ａをシャフト２３の軸の周囲に配置し、第１弾性部材２２Ａの間に第２弾性部材２２Ｂを配置することが好ましい。ここで、本実施形態では、４つの第１弾性部材２２Ａと２つの第２弾性部材２２Ｂを配置する構成としている。そして、２つの第２弾性部材２２Ｂはそれぞれ、２つの第１弾性部材２２Ａの間に配置される。なお、第２弾性部材２２Ｂの配置はこれに限定されず、縦に並んだ第１弾性部材２２Ａの間に配置してもよい。

【0016】

また、型締め装置２は、並列に配置された複数の弾性部材２２を介して、型締め力を分割金型３に加えるように構成される。本実施形態では、型締め装置２は、プレート２１Ａに対して、分割金型３を閉じる方向の型締め力を加えるように構成される。また、本実施形態では、シャフト２３がプレート２１Ａに対して型締め力を加えるように構成される。以下、具体的に説明する。例えば、ボールねじによりシャフト２３を構成することができる。そして、図１及び図２に示すように、モーター４の回転によりシャフト２３を回転させ、シャフト２３に取り付けられたナット２５をシャフト２３の軸方向に移動させることができる。そして、ナット２５を分割金型３に向けて移動させることにより、シャフト２３を介してプレート２１Ａが分割金型３方向に押圧され、複数の弾性部材２２を介してプレート２１Ｂが分割金型３方向に押圧される。これにより、金型３Ａが図面の右方向に移動する。同様に、モーター４により、シャフト２３を介してプレート２１Ｄが分割金型３方向に押圧される。これにより、金型３Ｂが図面の左方向に移動する。

【0017】

１－２．分割金型３
以下、図６を用いて分割金型３について説明する。なお、本実施形態では、金型３Ａと金型３Ｂは同一形状であるので、金型３Ａについて説明する。図６に示すように、分割金型３Ａは、キャビティ３１を有し、キャビティ３１の上下に凹部３３を有する。また、キャビティ３１と凹部３３の間の部分が、ピンチオフ部３２として機能する。そして、キャビティ３１の内面に沿った形状にパリソンＰを賦形することにより、成形体を成形することが可能になっている。

【0018】

２．成形装置１の動作
以下、図７～図９を用いて、成形装置１の動作について説明する。まず、図７に示すように、溶融状態の円筒形状のパリソンＰを押出装置５から押し出し、パリソンＰをブロー成形用の分割金型３の間にセットする。

【0019】

次に、図８に示すように、型締め装置２により、プレート２１Ａ及びプレート２１Ｄに対して、分割金型３を閉じる方向の型締め力を加え、分割金型３を閉じる。このとき、分割金型３のピンチオフ部３２によりパリソンＰが食い切られ、バリＢが形成される。

【0020】

次に、図９に示すように、図５の状態からさらにプレート２１Ａ及びプレート２１Ｄに対して型締め力を加えることにより、弾性部材２２を圧縮する。これにより、図８の状態と比べ、複数の弾性部材２２の長さがＤ縮む。ここで、本実施形態では、図４及び図５に示すように、複数の弾性部材２２がシャフト２３の軸に対して点対称に配置されているので、プレート２１Ｂに対して均等に型締め力を加えることができる。これにより、分割金型３のピンチオフ部３２全体に対して均等な型締め力が加わることになる。したがって、分割金型３の位置ずれを低減するとともに、ピンチオフ部３２によるパリソンＰの食い切り性能が向上する。そして、プレート２１Ｂの切欠２１Ｋから不図示のエアーノズルを分割金型３に導入し、パリソンＰの内部に空気を注入することによってブロー成形を行う。この際、パリソンＰが分割金型３のキャビティ３１の内面に押し付けられる。

【0021】

ここで、第１弾性部材２２Ａの第１弾性係数を１５０（Ｎ／ｍｍ）、第２弾性部材２２Ｂの第２弾性係数を７０（Ｎ／ｍｍ）とした場合、弾性部材２２が１０ｍｍ圧縮されたとすると、成形装置１の型締め力は、「１５０×１０×４＋７０×１０×２＝＝７，４００Ｎ」となる。

【0022】

最後に、分割金型３を開いて、ブロー成形された中空の成形体を取り出す。かかる成形体は、分割金型３のキャビティ３１に対応した形状となる。

【0023】

以上説明したように、本実施形態に係る成形装置１は、並列に配置された複数の弾性部材２２により分割金型３が押圧されるので、分割金型３にかかる力を均一にすることができる。具体的には、分割金型３のピンチオフ部３２全体に対して型締め力が均等にかかるので、分割金型３の位置ずれを低減するとともに、パリソンＰの食い切りが良好になる。また、本実施形態の成形装置１と異なり、複数の弾性部材２２を並列に設けない構成では、モーターの負荷を測定することは可能であるが、型締め力がどの程度であるかを測定することは困難であった。一方、本実施形態では、弾性部材２２の圧縮量から成形装置１の型締め力を推測することが可能になった。なお、弾性部材２２の圧縮の量は、ナット２５の回転数又は移動距離、各プレート間の距離、位置等から算出することができる。

【0024】

３．ロータリー式ブロー成形装置１０
次に、成形装置１をロータリー式ブロー成形装置１０に適用した例について、図１０を用いて説明する。図１０は、図２のＹ方向から見た成形装置１を回転中心の周りに複数配置して構成したロータリー式ブロー成形装置１０の模式図である。図１０に示すように、成形装置１を回転中心の周りに複数配置し、回転輪を回転させながら、押出装置５からパリソンＰを押し出し、回転輪に設けた複数の分割金型３のそれぞれにおいてパリソンＰをブロー成形することより、成形品を連続的に形成することができる。

【0025】

ここで、一般的に、ロータリー式のブロー成形装置を用いて回転しながら分割金型３の型締め及び型開きを行う場合、ロータリー式でない（分割金型が動いていない）ブロー成形に比べれると、型締めにバラつきが出やすい。しかし、本発明の一実施形態に係る成形装置１をロータリー式ブロー成形装置１０に適用した場合、弾性部材２２で全体的に、特にピンチオフ部３２を押圧することができるので、ピンチオフ部３２による型締め力が弱いために生じる接着不良や成形品底部のピンチ割れ等の品質不良の発生を低減することができる。

【0026】

また、ロータリー式のブロー成形装置では、パリソンを連続的に押し出しながら成形を行うため、ピンチオフ部で成形体を分離する必要がある。したがって、成形体を確実に分離させるために、型締め力を強くする必要があるが、型締め力が大きいと、分割金型のピンチオフ部への負荷が大きくなる。そのため、成形条件（材質、肉厚等）によって、型締め力を適宜調整することが好ましい。ここで、本発明の一実施形態に係る成形装置１をロータリー式ブロー成形装置１０に適用した場合、弾性部材２２の圧縮量から型締め力が算出できるので、型締め力の調整が容易になる。

【0027】

＜その他＞
本発明は、以下の態様でも実施可能である。
・複数の弾性部材２２として、同一の弾性係数を有する弾性部材を利用する態様。
・６個の第１弾性部材２２Ａを横向きに３行×２列の四角形状に配置し、その間に任意の数の第２弾性部材２２Ｂを配置する。
・弾性部材２２を、プレート２１Ａ及びプレート２１Ｂに、又は、プレート２１Ａとプレート２１Ｂの一方のみに連結される。
・プレート２１Ｂを利用せず、分割金型３に直接弾性部材２２を押圧する。
・プレート２１Ａに変えて、他の形状の部材で弾性部材２２を押圧する。
・複数の弾性部材２２をプレート２１Ｅ側にも設ける。
・モーター４及びシャフト２３に変えて、シリンダ機構によって型締め力を加える。・弾性部材２２のない側の金型３Ｂは弾性部材２２側のモーター４と連動し、金型３Ｂ側のモーター４を設けない機構とする（例：ラック＆ピニオン）。
・弾性部材２２のない側の金型３Ｂは固定（不動）とする（弾性部材２２側から押し付けるのみ）。

【符号の説明】

【0028】

１ ：成形装置
２ ：型締め装置
３ ：分割金型
３Ａ ：金型
３Ｂ ：金型
４ ：モーター
５ ：押出装置
１０ ：ロータリー式ブロー成形装置
２１ ：プレート
２１Ａ ：プレート
２１Ｂ ：プレート
２１Ｃ ：プレート
２１Ｄ ：プレート
２１Ｅ ：プレート
２１Ｈ ：逃げ穴
２１Ｋ ：切欠
２１Ｏ ：凹部
２２ ：弾性部材
２２Ａ ：第１弾性部材
２２Ｂ ：第２弾性部材
２３ ：シャフト
２４ ：ガイド軸
２５ ：ナット
２６ ：支柱
３１ ：キャビティ
３２ ：ピンチオフ部
３３ ：凹部
ＡＸ ：軸
ＮＴ ：ナット
Ｂ ：バリ
Ｐ ：パリソン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】