(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形により形成したプリフォームをブロー金型内にて延伸ロッドにより軸方向に延伸し、高圧エアのブローにより膨張させて所定形状の容器等の中空製品の形成に関与する各種駆動装置をエア作動するに当たり、
上記プリフォームを膨張するための高圧のブローエアタンクと、上記延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置を作動するための低圧の作動エアタンクと、その両方のタンクにエアを圧縮供給するコンプレッサーとを使用し、
上記ブローエアタンクからブロー金型内に供給してプリフォームを所定形状に膨張した後の使用済みブローエアを、上記各種駆動装置の作動のためにエアが消費された作動エアタンクに飽和状態になるまで回収し、エア消費量と回収量との差から生ずる作動エアの低減は、上記コンプレッサーによる作動エアタンクへのエアの圧縮供給により補って、上記使用済みブローエアの一部を作動エアとして再使用することを特徴とする延伸ブロー成形部の各種駆動装置のエア作動方法。
【請求項２】
延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置は、エアシリンダのピストンにより往復移動するブローコア昇降装置，延伸ロッド伸縮装置，ブローコア固定装置で、それら駆動装置のピストンの往復運動を作動エアタンクに回収した使用済みブローエアにより行うことを特徴とする特許請求の範囲１記載の延伸ブロー成形部の各種駆動装置のエア作動方法。
【請求項３】
延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置は、エアシリンダのピストンにより往復移動する移送盤の位置決装置，製品取出装置で、それら駆動装置のピストンの往復運動を作動エアタンクに回収した使用済みブローエアにより行うことを特徴とする特許請求の範囲１記載の延伸ブロー成形部の各種駆動装置のエア作動方法。
【請求項４】
ブロー金型内のプリフォームに高圧エアを圧入して該プリフォームを膨張するブローコアと、常時所定量の高圧エアを貯蔵するブローエアタンクとを切換バルブを備えたブローエア回路により接続し、そのブローエア回路のブローコア側に切換バルブを備えた排気回路を接続したブロー装置と、
プリフォームの延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置の各エアシリンダ装置と、低圧の作動エアタンクとを減圧バルブ及び切換バルブを備えた作動エア回路により接続した作動装置と、
その作動エアタンクと上記ブローエア回路とにわたり接続され、使用済みブローエアを作動エアとしてブローエア回路から作動エアタンクに回収する切換バルブを備えたエア回収回路と、
上記ブローエアタンクと上記作動エアタンクの両方に接続され、ブローエアタンクには高圧エアを圧縮供給する一方、作動エアタンクには回路中に設けた減圧弁により低圧エアを圧縮供給するコンプレッサーとからなることを特徴とする延伸ブロー成形部の各種駆動装置のエア作動装置。
【請求項５】
作動エア回路により低圧の作動エアタンクに接続された各種駆動装置は、ブローエアよりも低圧の作動エアにより往復移動するエアシリンダ装置を備え、エアシリンダ装置ごとに切換バルブを有することを特徴とする特許請求の範囲４記載の延伸ブロー成形成形部の各種駆動装置のエア作動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形により成形したプリフォームを直ちにまたは再加熱して薄肉の容器等の中空の製品に成形する延伸ブロー成形部の各種駆動装置のエア作動方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に射出成形したプリフォームを容器等に延伸ブロー成形する場合の各種駆動装置にはエアシリンダ装置が採用されている。
図２は、射出成形したプリフォームを薄肉の容器に延伸ブロー成形する場合の成形部の概略図で、ブローコア昇降装置１、延伸ロッド伸縮装置２、ブローコア固定装置３、製品取出装置４、移送盤の位置決装置５などの成形に関与する各種駆動装置は、エアシリンダ装置１１，１２，１２，１４，１５により作動する構成よりなる。また図では省略したが製品６の底部構造によっては、ブロー金型７の底型８の昇降移動をもエアシリンダにより行っている。
【０００３】
このような延伸ブロー成形部では、支持盤９の下側に回転自在に設けた移送盤１０の間欠的な回転により、その移送盤１０の下側面のネック型１６に保持したプリフォーム１７が、型開状態にある上記ブロー金型７に達すると、上記位置決装置５のエアシリンダ装置１５の上室に１０kgf ／cm2 程度の作動エアが供給されてピン１５ａが下方へ突出し、このピン１５ａが移送盤１０の位置決め穴に収まってブロー金型７とネック型１６の位置決めが行われる。
【０００４】
位置決めが完了すると、油圧装置の作動により支持盤９と一緒に移送盤１０が降下して、プリフォーム１７をブロー金型７の中央に降ろす。次にブロー金型７が油圧により閉じてネック型１６と型閉する。これによりプリフォーム１７は型閉したブロー金型７の中央に位置する。
【０００５】
型閉が完了すると、まず上記ブローコア昇降装置１のエアシリンダ装置１１の上室に上記作動エアが供給されてピストンロッド１１ａが下方へ伸長作動し、ピストンロッド１１ａの先端の台板１１ｂの下側に取り付けたブローコア１８と、上側に取り付けた上記延伸ロッド伸長装置２とを降下する。これにより延伸ロッド１９を挿通したブローコア１８が、ネック型１６に挿入され、その位置が次にエア作動するブローコア固定装置３のエアシリンダ装置１３のピストンロッド（図示せず）によって固定される。この固定は延伸ロッド伸長装置２のフレーム２ａの側部にピストンロッドの先端を嵌合して行っている。
【０００６】
ブローコア１８の位置が固定されると、延伸ロッド伸長装置２のエアシリンダ装置１２の上室に上記作動エアが供給されて、ピストンロッド１２ａと共にブローコア１８を貫通してロッド先端に連結した延伸ロッド１９が降下作動し、延伸ロッド１９によりプリフォーム１７を軸方向に延伸する。この延伸動作と同時にまたは若干遅れてブローコア１８よりプリフォーム内に２０〜３０kgf ／cm2 の高圧エアが供給されて、プリフォーム１７はキャビティ一杯に膨張して、図示のような製品６となる。
【０００７】
成形が完了すると、エアブローに使用した高圧エアの全てが大気中に排気され、またブロー金型７の型開と支持盤９及び移送盤１０の上昇移動とが行われる。さらにエアシリンダ装置１１，１２の下室に上記作動エアが供給され、各ピストンロッド１１ａ，１２ａの上方への縮小により製品６はブロー金型７から離型し、またブローコア１８はネック型１６から抜け出して元の位置まで上昇する。
【０００８】
そして位置決め解除後の移送盤１０の回転によりネック型１６が上記製品取出装置４の位置まで移動して停止すると、再び上記と同様に位置決めが行われ、エアシリンダ装置１４の上室に上記作動エアが供給されてピストンロッド１４ａが下方へ伸長作動する。ピストンロッド１４ａの先端には拡開部材１４ｂがあり、その先端部がネック型１６に差し込まれて一対の割型によるネック型１６を押し開いて製品６をリリースする。この取出し作動に並行して、ブロー金型７の位置では新たに移送されたプリフォームの延伸ブロー成形が行われる。製品６を取出したのちエアシリンダ装置１４は下室に供給された上記作動エアによりピストンロッド１４ａを上方へ縮小作動して拡開部材１４ｂを元に戻し、移送盤１０の回転移動を可能とする。
そこで、この発明では上記各駆動装置を延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置という。またブローエアと作動エアの圧力の対比から、ブローエアを高圧エア、作動エアを低圧エアという。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置にエアシリンダ装置を採用した場合には、コンプレッサーにより圧縮した高圧エアをタンクに蓄え、そのエアを高圧のブローエアと低圧の作動エアとに使い分けている。このためエアタンクに圧縮貯蔵されたエアの１成形サイクルにおける消費量は多く、コンプレッサーを頻繁に稼働しなければならないという課題を有する。またブロー成形に使用した高圧エアの全てを排気しているため騒音の課題をも有する。
【００１０】
高圧のブローエアの一部を低圧エアとして再利用することは、特開平７−１９５５０１号公報に、また高圧の作動エアを低圧の作動エアとして再利用することは特開平７−２５１４４３号により既に行われている。前者はプリフォームの膨張に使用した高圧エアを低圧エア供給源へ供給し、その低圧エア供給源からの低圧エアを、プリフォームの延伸ブローに際する補足的な空気圧調整または高圧ブローエアを供給する前のプリフォームの予備成形などに利用するものであり、延伸ブロー成形に関与する空気圧式駆動装置の作動は、別に設けた作動エア供給源からの作動エアにより行うというものである。
【００１１】
また後者は、延伸ブロー成形に関与する空気圧作動素子の作動エア主供給源の他に、圧力レベルの低い作動エア副供給源を設け、作動エア主供給源からのエアを空気圧作動素子の作動に使用したのち、このエアを上記作動エア副供給源に排気し、第２のエア作動、たとえば延伸ロッドなどの復帰を作動エア副供給源からの圧力レベルの低い作動エアの供給により行わんとするものである。
【００１２】
これらの先行技術においても、１つの作業に費やした高圧エアを他の作業のための低圧エアとして回収使用しているが、それらはエアブローに使用した高圧エアはエアブローの低圧エアとして、また駆動装置に使用した高圧エアは駆動装置の低圧エアとして使用するというものであり、エアブローに使用した高圧エアを、ブローエアよりも低圧で済む各種駆動装置のエア駆動源として回収使用するというまでにはいたっていない。
【００１３】
エアブロー後に大気中に排気される使用済みのブローエアは高圧であっても、それを他に準備した作動エアタンクに圧力差を利用して回収し得る量は限界がある。また作動エアの消費量の全てを回収エアにより賄うことは出来ず、それは常に部分的な補給にすぎないから、エア消費が繰り返し行われると、エア消費量と回収量との差から作動エアは低減してゆく、この低減を何らかの手段により補わない限り、使用済みのブローエアを各種駆動装置の作動エアとして再使用することはきわめて困難なことである。
【００１４】
この発明は、プリフォームのブロー成形に使用したのちに、その全量が排気されていた使用済みのブローエアを作動エアとして回収することによって、コンプレッサーの頻繁な稼働と圧縮エアに要するコストの節減、排気騒音などの従来の課題を解決せんとするものである。
【００１５】
したがってこの発明の目的は、プリフォームのブロー成形に使用した高圧エアを延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置の作動エアとして、高圧のブローエアタンクとは別個の低圧の作動エアタンクに回収した場合の使用済みのブローエアによる課題を、ブローエアタンクにエアを圧縮供給するコンプレッサーにより解決して、回収したブローエアを作動エアとして再使用可能となすとともに、コンプレッサーが両方のタンクにかかわるものであつても、コンプレッサーの稼働率を減少することがてき、これにより圧縮エアに要するコストの節減と、排気音の減少とを可能とする方法と装置とを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明のエア作動方法は、射出成形により形成したプリフォームをブロー金型内にて延伸ロッドにより軸方向に延伸し、高圧エアのブローにより膨張させて所定形状の容器等の中空製品を形成する各種駆動装置をエア作動するに当たり、上記プリフォームを膨張するための高圧のブローエアタンクと、上記延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置を作動するための低圧の作動エアタンクと、その両方のタンクにエアを圧縮供給するコンプレッサーとを使用し、上記ブローエアタンクからブロー金型内に供給してプリフォームを所定形状に膨張した後の使用済みブローエアを、上記各種駆動装置の作動のためにエアが消費された作動エアタンクに飽和状態になるまで回収し、エア消費量と回収量との差から生ずる作動エアの低減は、上記コンプレッサーによる作動エアタンクへのエアの圧縮供給により補って、上記使用済みブローエアの一部を作動エアとして再使用する、というものである。
【００１７】
上記延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置は、エアシリンダのピストンにより往復移動するブローコア昇降装置，延伸ロッド伸縮装置，ブローコア固定装置、さらには移送盤の位置決装置，製品取出装置で、それら駆動装置のピストンの往復運動を作動エアタンクに回収した使用済みブローエアにより行う、というものでもある。
【００１８】
この発明の各種駆動装置のエア作動装置は、ブロー金型内のプリフォームに高圧エアを圧入して該プリフォームを膨張するブローコアと、常時所定量の高圧エアを貯蔵するブローエアタンクとを切換バルブを備えたブローエア回路により接続し、そのブローエア回路のブローコア側に切換バルブを備えた排気回路を接続したブロー装置と、プリフォームの延伸ブロー成形に関与する各種駆動装置の各エアシリンダ装置と、低圧の作動エアタンクとを減圧バルブ及び切換バルブを備えた作動エア回路により接続した作動装置と、その作動エアタンクと上記ブローエア回路とにわたり接続され、使用済みブローエアを作動エアとしてブローエア回路から作動エアタンクに回収する切換バルブを備えたエア回収回路と、上記ブローエアタンクと上記作動エアタンクの両方に接続され、ブローエアタンクには高圧エアを圧縮供給する一方、作動エアタンクには回路中に設けた減圧弁により低圧エアを圧縮供給するコンプレッサーとからなる、というものである。
【００１９】
また上記作動エア回路により低圧の作動エアタンクに接続された各種駆動装置は、ブローエアよりも低圧の作動エアにより往復移動するエアシリンダ装置を備え、エアシリンダ装置ごとに切換バルブを有する、というものでもある。
【００２０】
この発明の方法及び装置は、プリフォームの射出成形から容器などの中空の製品の延伸ブロー成形を連続して行う、一般的に１ステージまたはホットパリソン方式と称されている成形方法及び装置、あるいは射出成形したプリフォームを一旦ストックし、後にプリフォームを再加熱して容器などの製品に延伸ブロー成形する一般的に２ステージまたはコールドパリソン方式と称されている成形方法及び装置機のいずれにも応用することができる。
【００２１】
このようなプリフォームのブロー成形後に排気される高圧エアを、差圧により作動エアタンクに回収し、回収量の不足をコンプレッサーにより補って昇圧することにより、作動エアとして再使用するというこの発明では、エア集中消費時の圧力低下が防止でき、またコンプレッサーの稼働率も少なく済むので圧縮エアのコストが節減されるとともに、余裕率が上がるのでメンテナンス周期が長くなり、故障も少なく、また大気中に排気されるエアの量も減少するので排気時の騒音の課題も解決される。
【００２２】
またエア作動装置についても、ブローエアタンクと別個の作動エアタンクをコンプレッサとブローエア回路の両方に接続し、それら回路に減圧バルブや切換バルブ等を配設するだけで済むので、従来のものに比べて構造が特に複雑となることもなく、操作にも特別な手段を必要としない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１において、２０はコンプレッサーで、高圧エア（２０〜３０kgf ／cm2 ）を貯蔵するブローエアタンク２１と、低圧エア（１１〜１５kgf ／cm2 ）を貯蔵する作動エアタンク２２とが、エア圧縮供給回路２３，２４を介して接続してある。またエア圧縮供給回路２４には、作動エアタンク２２に低圧エアを供給する減圧バルブ２５とチェックバルブ２５ａとが設けてある。
【００２４】
上記ブローエアタンク２１からブロー金型７のブローコア１８には、切換バルブ２７を備えたブローエア回路２６が配設され、そのブローエア回路２６のブローコア側に切換バルブ２８を備えた排気回路２９が接続してある。
【００２５】
上記作動エアタンク２２は、切換バルブ３０とチェックバルブ３１とを設けたエア回収回路３２により上記ブローエア回路２６と接続する一方、延伸ブロー成形部に設置されたブローコア昇降装置１のエアシリンダ装置１１、さらには成形に関与する他の図２に示す駆動装置と作動エア回路３３により接続してある。
【００２６】
この作動エア回路３３には減圧バルブ３４とフイルタ３５及び切換バルブ３６とが順に設けてあり、作動エアタンク２２の作動エアは減圧弁３４により設定圧力に減圧されて作動エア回路３３に流出する。
図では１個の切換バルブ３６が示されているが、この切換バルブ３６は図２に示す各種駆動装置ごとに設けられており、それらの切換バルブの切り換えによりブローコア昇降装置１ではエアシリンダ装置１１のピストンにより上下に仕切られた空気室に作動エアが交互に供給されて、ピストンロッド１１ａが伸縮作動する。
なお作動エアタンク２２には、回収エアの圧力を１５kgf ／cm2 に制御するバルブ３８が設けてある。また各エア回路中の切換バルブ２７，２８，３０，３６は全て電磁バルブからなる。
【００２７】
上記２つのエアタンク２１，２２には、コンプレッサー２０により圧縮された高圧のブローエアと低圧の作動エアがそれぞれ蓄えられている。ブローエア回路２６の切換バルブ２７が開状態で他の切換バルブ２８，３０が閉状態にあるとき、ブローエアタンク２１から高圧エアがブローコア１８に供給されて、高圧エアはブロー金型７内のプリフォーム９をキャビティ一杯に膨張する。
【００２８】
図１はブロー成形に使用した高圧エアの排気時を示すもので、工程は次にブロー金型７の型開に移行する。この型開に並行して図２に示すブローコア固定装置３、ブローコア昇降装置１、延伸ロッド伸縮装置２、さらには移送盤１０の位置決装置５、製品取出装置４などの各エアシリンダ装置に作動エアタンク２２から順に作動エアが供給され、先に述べたような動作により固定解除やブローコア及び延伸ロッドの上昇、拡開部材の降下が行われる。
【００２９】
図１の排気工程に至る前のエアブロー完了時に、上記切換バルブ２７を閉に切り換えてブローエアの供給を停止すると同時に、上記切換バルブ３０を開に切り換え、エアブロー回路２６と作動エアタンク２２とを連通すると、そこに生じた差圧から使用済みの高圧エアがチエックバルブ３１を開放し、作動エアタンク２２に流入して回収されるようになる。
【００３０】
この時点での作動エアタンク２２の貯留エアは、上記駆動装置の作動にエアを消費した後なので減少しており、その減少量は上記使用済みブローエアの回収により補われる。この回収は作動エアタンク２２への流入にともない回路圧が低下して平衡化し、回路圧のみによっては困難な飽和状態まで行われる。しかし作動エアタンク２２の圧力が設定圧力よりも低下することはなく、それなりの圧力は維持される。
【００３１】
この飽和状態に達したとき、上記切換バルブ３０を閉に切り換えてエア回路３２を遮断し、排気回路２９の切換バルブ２８を図のように開に切り換える。これにより未回収エアが大気中に排気されて、ブローエア回路２６に使用済みエアの残留はなくなる。
【００３２】
作動エアタンク２２については、設置スペースなどの点からタンク容積が制限される場合が多く、また１成形サイクルにおけるブローエアの消費量は製品の取り数によって異なるが、作動エアの消費量の全てを回収エアにより賄うことは出来ず、それは常に部分的な補給にすぎないからエア消費が繰り返し行われると、エア消費量と回収量との差から作動エアは低減してゆく、この低減は上記コンプレッサー２０によるエアの圧縮供給により補われることになる。
【００３３】
コンプレッサー２０は上記ブローエアタンク２１にエアを圧縮供給するために稼働する。これと同時に作動エアタンク２２にもエアを圧縮供給する。しかし作動エアタンク２２への圧縮供給は、上記減圧バルブ２５により設定圧力に達するまでとなる。またタンク容量から作動エアが１成形サイクルごとに設定圧力以下に低減するようなことはなく、低減はエア消費の繰り返しにより生じてゆくので、その間のコンプレッサー２０の稼働により作動エアタンク２２は設定圧力に保たれる。したがって作動エアタンク２２には各種駆動装置を工程順に作動するのに充分な圧力と作動エアが確保されることになる。
またコンプレッサー２０の稼働時間は、作動エアタンク２２の消費量が回収エアにより補われているので、単一の高圧エアタンクをブローエアと作動エアの両方に使い分ける場合に比べて短かく済み、このため余裕率が上がる。
【００３４】
【実施例】
成形機の機種    ＳＢ３−２５０ＬＬ          成形サイクル１５Sec
製品取り数      １．５リットル，  ４個取り
コンプレッサ    １７００リットル／min ＡＮＲ    ２２ＫＷ２５Kgf ／cm2
両タンク容積      ３０リットル
【００３５】
▲１▼  作動エア消費量  （１０Kgf ／ｃｍ2 ）  ５４４リットル／min ＡＮＲ
▲２▼  ブローエア消費量（２２Kgf ／ｃｍ2 ）  ５９２リットル／min ＡＮＲ
▲３▼  ブローエア回収量（１１Kgf ／ｃｍ2 ）  ２９０リットル／min ＡＮＲ
▲４▼  総エア消費量
５４４＋５９２＝１１３６リットル／min ＡＮＲ
▲５▼  コンプレッサ稼働率  （吐出量からみて）
0003666124.tif 000002
▲６▼  使用済みブローエアの利用率
0003666124.tif 000003
▲７▼  ランニングコスト
稼働時間；２４時間，稼働日数；２５０日，電気料１０/KWhとしたとき
２２KW×６７％×２４時間×２５０日×１０/KWh＝８８４４００（電気料）
２２KW×５０％×２４時間×２５０日×１０/KWh＝６６００００（電気料）
0003666124.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の延伸ブロー成形部におけるエア作動装置の１実施形態の説明図である。
【図２】  この発明が作動対象とする各種駆動装置を備えた延伸ブロー成形部の略示断面図である。
【符号の説明】
１      ブローコア昇降装置
２      延伸ロッド伸縮装置
３      ブローコア固定装置
４      製品取出装置
５      移送盤の位置決装置
７      ブロー金型
１７      プリフォーム
１８      ブローコア
１９      延伸ロッド
２０      コンプレッサー
２１      ブローエアタンク
２２      作動エアタンク
２３      ブローエアタンク側のエア圧縮供給回路
２４      作動エアタンク側のエア圧縮供給回路
２５      減圧バルブ
２６      ブローエア回路
２７      切換バルブ
３０      切換バルブ
３１      チェックバルブ
３２      エア回収回路
３３      作動エア回路
３４      減圧バルブ
【図１】
0003666124.tif 000005
【図２】
0003666124.tif 000006