(57)【要約】【課題】  厳密な肉厚制御を可能とし、例えば肉厚が急激に変化するような箇所においても精度良く肉厚を変化させることを可能とする。【解決手段】  ダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給し、コアの位置を制御することによりパリソンの肉厚を制御するダイヘッドにおいて、コアを目標位置に移動するに際し、目標位置までの距離に応じて移動速度を変える。コアの位置が目標位置から遠い場合は移動速度を大とし、目標位置から近い場合は移動速度を小とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給し、前記コアの位置を制御することによりパリソンの肉厚を制御するダイヘッドにおいて、
前記コアを目標位置に移動するに際し、目標位置までの距離に応じて移動速度を変えることを特徴とするパリソン肉厚調整装置。
【請求項２】
前記コアの位置が目標位置から遠い場合は移動速度を大とし、目標位置から近い場合は移動速度を小とすることを特徴とする請求項１記載のパリソン肉厚調整装置。
【請求項３】
前記コアの目標位置までの距離の幅を区分けし、区毎に距離の整数倍の操作量とすることを特徴とする請求項１または２記載のパリソン肉厚調整装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載のパリソン肉厚調整装置を備えるブロー成形装置。
【請求項５】
ダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給し、前記コアの位置を制御することによりパリソンの肉厚を制御するダイヘッドにおいて、
前記コアを目標位置に移動するに際し、目標位置までの距離に応じて移動速度を変えることを特徴とするパリソン肉厚調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パリソンの肉厚を調整して成形される製品の肉厚を均一化し得るパリソン肉厚調整装置及びパリソン肉厚調整方法に関するものであり、さらには、これを備えたブロー成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジン内ダクト等のように、中空で長さの長い成形体を成形する技術として、いわゆるサクションブローが提案されている。サクションブローは、型締めした金型のキャビティ開口端からキャビティ内に円筒状のパリソンを挿入し、ブロー成形する技術であり、屈曲する成形体を簡単に成形することができるという利点を有する。
【０００３】
サクションブローでは、例えば特許文献１に開示されるように、上端部及び下端部に開口部を有するとともに、屈曲した円筒状のキャビティを形成し、加熱装置を内蔵した一対の金型と、キャビティの上端開口部上に設置され、加熱エアーの供給口を有する上部シャッター機構を備えた加熱エアー供給装置と、金型のキャビティの下端部に接続する下部シャッター機構を有する吸引装置とを有するブロー成形装置を用いる。
【０００４】
ところで、この種のブロー成形においては、円筒状のパリソンをダイヘッドの円環状のスリットから押し出して供給するが、パリソンの厚さを調整して、製品の厚さを均一化することが求められている。屈曲部を有する製品の場合、製品の形状に合わせパリソンの厚さを自在に調整可能とし、成形品（製品）の厚さを均一化する必要がある。
【０００５】
このような状況から、パリソンの肉厚を調整するための偏肉調整装置が種々提案されている。例えば、特許文献２には、パリソンの目標肉厚パターンにもとづいてサーボ機構を作動させ、ダイヘッドに設けられたダイとコアの間の隙間を調整することによってブロー成形金型に押し出される樹脂の肉厚制御を行ない、パリソンの長さ方向肉厚を制御する方法が開示されており、ダイとコアの間の隙間を調整するサーボ機構の応答遅れによって生じる実際のパリソンの肉厚不足分を、目標肉厚パターンからパリソンの実際の肉厚パターンを減算して求め、さらにこの肉厚不足分を前記目標肉厚パターンに加算してパリソンの擬似肉厚パターンを求め、この擬似肉厚パターンにもとづいてサーボ機構を作動させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１０４６１３号公報
【特許文献２】特開平１１−１０７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献２に記載される肉厚制御方法の場合、サイクル毎に修正を加えるというのが基本的な考えであり、直前の押出条件と全く同じ条件を設定しなければならず、厳密な制御は難しい。また、特許文献２に記載される肉厚制御方法は、押出し中に肉厚を制御するものではない。
【０００８】
本発明は、上述した従来の実情に鑑みて提案されたものであり、厳密な肉厚制御が可能であり、例えば肉厚が急激に変化するような箇所においても精度良く肉厚を変化させることが可能なパリソン肉厚調整装置及びパリソン肉厚調整方法を提供することを目的とし、さらには、ブロー成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明のパリソン肉厚調整装置は、ダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給し、前記コアの位置を制御することによりパリソンの肉厚を制御するダイヘッドにおいて、前記コアを目標位置に移動するに際し、目標位置までの距離に応じて移動速度を変えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のパリソン肉厚調整方法は、ダイとコアの間の環状スリットから円筒状のパリソンを供給し、前記コアの位置を制御することによりパリソンの肉厚を制御するダイヘッドにおいて、前記コアを目標位置に移動するに際し、目標位置までの距離に応じて移動速度を変えることを特徴とし、本発明のブロー成形装置は、前述のパリソン肉厚調整装置を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、目標位置との距離によりコアの移動速度を変えているので、コアの位置制御が精密なものとなり、肉厚が急激に変化する箇所においても精度の良い肉厚変化が実現される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、厳密な肉厚制御が可能で、例えば肉厚が急激に変化するような箇所においても制度良く肉厚を変化させることが可能なパリソン肉厚調整装置及びパリソン肉厚調整方法、さらにはブロー成形装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】サクションブロー成形装置の一例を示すものであり、パリソン挿入前の状態を示す図である。
【図２】サクションブロー成形装置の一例を示すものであり、パリソンの挿入状態を示す図である。
【図３】ダイヘッドを模式的に示す図であり、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図４】ダイヘッドの肉厚調整機構の構成例を示す図である。
【図５】ダイヘッドにおける肉厚調整を説明する図である。
【図６】コアの操作を模式的に示す図であり、（Ａ）は目標位置までの距離が大である場合、（Ｂ）は目標位置までの距離が中程度である場合、（Ｃ）は目標位置までの距離が小である場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用したパリソン肉厚調整装置及びパリソン肉厚調整方法、ブロー成形装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、サクションブローを実施するためのブロー成形装置のダイヘッドに適用したものであり、先ず、サクションブロー成形装置について説明する。
【００１５】
図１は、サクションブロー成形装置の一例を簡略化して示すものである。サクションブロー成形装置は、図１に示すように、一対の金型１，２を型締めし、それにより形成される金型キャビティ３内にパリソン４を挿入した後、パリソン４の上端及び下端を封止し、パリソン４内に空気を吹き込んでブロー成形を行う。
【００１６】
金型キャビティ３は、製品形状に応じて屈曲部等を有し、パリソン４は、金型キャビティ３の入り口である上方の開口端３ａから金型キャビティ３内へと挿入する。図２は、パリソン４を金型キャビティ３へ挿入した状態を示すものである。
【００１７】
パリソン４は、熱可塑性樹脂を溶融した溶融樹脂を樹脂押出ヘッドから円筒状（チューブ状）に押し出すことにより形成されるものである。使用する熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではなく、成形が可能なものであれば如何なるものであってもよく、例示するならば、例えばポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂の他、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル等のエンジニアリング・プラスチック等が好適である。中でもポリアミド樹脂を用いた場合に本発明を適用することが有用である。
【００１８】
前述の通り、サクションブローにおいては、パリソン４の上端及び下端を封止し、パリソン４内に空気を吹き込んでブロー成形を行う。そのため、例えば、金型１，２の下端の開口部には、パリソン４を封止するためのシャッタ機構５が設けられている。このシャッタ機構５を開閉操作することで、パリソン４を閉塞する。
【００１９】
前述のサクションブロー成形装置においては、ダイヘッド１０よりパリソン４が供給される。図３は、ダイヘッド１０の概略構成を示すものであり、ダイヘッド１０は、円環状のダイ１１と、その中央に配されるコア１２とから構成され、これらダイ１１とコア１２の間の環状スリット１３を溶融樹脂が通過することにより、円環状のパリソン４が押し出される。
【００２０】
ここで、ダイ１１とコア１２の間の環状スリット１３の間隔を調整することで、パリソンの肉厚を調整することができ、製品の形状に合わせパリソンの厚さを調整することで、成形品（製品）の厚さを均一化することができる。本実施形態のパリソン肉厚調整装置は、この環状スリット１３の間隔を自在に調整可能とするものであり、これによりパリソン４の肉厚を製品形状等に合わせ最適化可能とするものである。以下、本実施形態のパリソン肉厚調整装置（方法）について詳述する。
【００２１】
図３及び図４は、パリソン肉厚調整装置の構成例を示すものであり、本例のパリソン肉厚調整装置では、ダイヘッド１０は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、円環状のダイ１１と、その中央に配されるコア１２とから構成され、これらダイ１１とコア１２の間に環状スリット１３が形成されている。本実施形態のパリソン肉厚調整装置は、４つの加圧機構２１〜２４を前記ダイ１１の外周面に突き当て、これを押圧することで前記環状スリット１３の間隔を調整する。なお、Ｚ軸についても加圧機構（油圧ユニット）によって上下制御を行い、環状スリットの厚みを調整している。
【００２２】
４つの加圧機構２１〜２４のうち、一対の加圧機構２１，２３は、互いに対向する位置に配置され、例えばＸ軸方向においてダイ１１の位置を調整する。もう一対の加圧機構２２，２４は、これとは直交する方向において対向する位置に配置され、Ｘ軸と直交するＹ軸方向においてダイ１１の位置を調整する。すなわち、本実施形態のパリソン肉厚調整機構においては、２組の加圧機構が互いに直交して配置されている。
【００２３】
図４は、加圧機構の具体的構成を示す図であり、各加圧機構２１〜２４は、それぞれ加圧シリンダ２１Ａ〜２４Ａ、押圧部２１Ｂ〜２４Ｂ、及びこれらを繋ぐピストンロッド２１Ｃ〜２４Ｃとから構成されている。例えば加圧機構２１において、加圧シリンダ２１Ａの加圧力は、ピストンロッド２１Ｃを介して押圧部２１Ｂに伝達され、ダイ１１の外周面を所定方向に押圧する。また、直交する２組の加圧機構には、それぞれ位置検出センサ２５，２６が設置されており、ダイ１１の位置を検出するようになっている。
【００２４】
各加圧機構２１〜２４の加圧シリンダ２１Ａ〜２４Ａは、通常はそれぞれ１系統の油圧ユニット（サーボ弁）により駆動されるが、それでは４系統の油圧ユニットが必要である。そこで、本実施形態のパリソン肉厚調整装置では、対向する一対の加圧シリンダが１系統の油圧ユニットにより駆動されるようにしている。すなわち、一対の加圧シリンダ２１Ａ，２３Ａが１つのサーボ弁３３によって駆動され、直交する一対の加圧シリンダ２２Ａ，２４Ａが１つのサーボ弁３４によって駆動される。これにより２系統の油圧ユニット（サーボ弁）で済む。
【００２５】
サーボ弁３３，３４は、左右のいずれか一方から油を加圧シリンダに送り込み、その動作を制御するものである。通常は、一方の油圧経路（配管）が加圧シリンダのヘッド側（ピストンロッドが出ている側）に接続され、他方の油圧経路が同じ加圧シリンダのキャップ側（ピストンロッドが出ていない側）に接続される。この接続状態でキャップ側に油を送り込めば、ヘッド側の油が押し出され、ピストンロッドがヘッド側に押し出される。ヘッド側から押し出された油は、油圧経路を通ってサーボ弁の他方に戻る。
【００２６】
本例のパリソン肉厚調整装置では、サーボ弁３３の一方の油圧経路が加圧シリンダ２１Ａのキャップ側に接続され、他方の油圧経路が加圧シリンダ２３Ａのキャップ側に接続されている。また、加圧シリンダ２１Ａのヘッド側２１ａと加圧シリンダ２３Ａのヘッド側２３ａが配管３１によって接続されている。同様に、サーボ弁３４の一方の油圧経路が加圧シリンダ２２Ａのキャップ側に接続され、他方の油圧経路が加圧シリンダ２４Ａのキャップ側に接続されている。また、加圧シリンダ２２Ａのヘッド側２２ａと加圧シリンダ２４Ａのヘッド側２４ａが配管３２によって接続されている。
【００２７】
次に、前記接続状態とされたパリソン肉厚調整装置における動作を説明する。例えば図５（Ａ）に示すように、ダイ１１の位置が左方向にずれて環状スリット１３の左側位置における間隔が大きくなっている場合、サーボ弁３４によって加圧シリンダ２１Ａのキャップ側に油を送り込む。すると、加圧シリンダ２１Ａのヘッド側２１ａの油が押し出される。この結果、加圧シリンダ２１Ａのピストンロッド２１Ｃが図中右方向に前進し、押圧部２１Ｂに図中右方向の押圧力が加わる。
【００２８】
一方、押し出された油は、配管３１を通って対向する加圧シリンダ２３Ａのヘッド側２３ａに流れ込み、ピストンロッド２３Ｃを押し込む。その結果、加圧シリンダ２３Ａのキャップ側の油が押し出され、サーボ弁３４を通ってタンクへと戻される。したがって、加圧シリンダ２３Ａにおいては、ピストンロッド２３Ｃがキャップ側（図中右方向）へと後退し、これに伴って押圧部２３Ｂも図中右方向に後退する。その結果、ダイ１１が図中右方向に押され、図５（Ｂ）に示すように、環状スリット１３の間隔が均一化された状態に調整される。
【００２９】
逆に、図５（Ｃ）に示すように、ダイ１１の位置が右方向にずれて環状スリット１３の右側位置における間隔が大きくなっている場合、サーボ弁３４によって加圧シリンダ２３Ａのキャップ側に油を送り込む。すると、加圧シリンダ２３Ａのヘッド側２３ａの油が押し出される。この結果、加圧シリンダ２３Ａのピストンロッド２３Ｃが図中左方向に前進し、押圧部２３Ｂに図中左方向の押圧力が加わる。
【００３０】
一方、押し出された油は、配管３１を通って対向する加圧シリンダ２１Ａのヘッド側２１ａに流れ込み、ピストンロッド２１Ｃを押し込む。その結果、加圧シリンダ２１Ａのキャップ側の油が押し出され、サーボ弁３４を通ってタンクへと戻される。したがって、加圧シリンダ２１Ａにおいては、ピストンロッド２１Ｃがキャップ側（図中左方向）へと後退し、これに伴って押圧部２１Ｂも図中左方向に後退する。その結果、ダイ１１が図中左方向に押され、図５（Ｂ）に示すように、環状スリット１３の間隔が均一化された状態に調整される。
【００３１】
ダイ１１が上下方向にずれた場合には、もう１組の加圧機構２２，２４において、同様の調整を行えばよい。なお、パリソンの肉厚調整としては、製品の肉厚分布によっては、逆に図５（Ｂ）の状態から図５（Ａ）あるいは図５（Ｃ）の状態になるように、積極的にずらす方向の制御を行う場合もある。
【００３２】
以上の構成を有するパリソン肉厚調整装置では、互いに直交する２組の加圧機構において、一組の加圧機構の動作時に、これと直交して配置されるもう１組の加圧機構によりダイ１１に加圧力が加わることがないので、動作に支障をきたすことがなく、円滑な調整が可能である。また、油圧回路が２系統で済む等、油圧回路を簡略化することができ、応答性の向上や、ダイヘッド１０への負荷低減等の効果を得ることもできる。
【００３３】
以上がパリソン肉厚調整装置の構成例であるが、本発明においては、ダイヘッド１０におけるコア１２の操作に特徴を有する。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、パリソンコントロールの際に、一定の力でコアを動かすのではなく、目標位置と実際の位置との距離（Ｘ）を算出し、距離の大きさによって操作量を調整する。また、その際、距離の幅を区分けし、区毎に距離の整数倍の操作量とする。
【００３５】
係る操作を図示したものが図６である。図６において、（Ａ）は目標位置までの距離が大である場合、（Ｂ）は目標位置までの距離が中程度である場合、（Ｃ）は目標位置までの距離が小である場合である。
【００３６】
図６（Ａ）に示すようにコア１２の現在位置が目標位置から大きく離れている場合、目標位置までコア１２を移動させるための操作量も大きくする。短時間でコア１２を目標位置まで移動させるためである。
【００３７】
図６（Ｂ）に示すようにコア１２の現在位置から目標位置までの距離が中程度の場合、距離が小さくなってくることで操作量が小さくなることを抑制するため、距離の整数倍（小さくなるほど大きくなるよう）に設定する。
【００３８】
図６（Ｃ）に示すようにコア１２の現在位置から目標位置までの距離が小さい場合（コア１２が目標位置直近にある場合）、操作量が大きすぎると、目標位置を通り越してしまうおそれがあるため、目標位置への近づき幅を抑えるようにする。勢いが余って、コアが目標位置を通り過ぎてしまったり、目標位置を通り過ぎてダイスと接触することを防止するためである。
【００３９】
このように、本実施形態のパリソン肉厚調整装置では、コアの目標位置までの距離の幅を区分けし、区毎に距離の整数倍の操作量とする。Ｘ，Ｙ軸、及びＺ軸に関して、区毎の操作量は例えば下記の通りである。なお、ここでは、目標の位置と実際の位置との差の最大値をＸ，Ｙ軸では４０００、Ｚ軸では１００とした。また、式中のＸ，Ｙ，Ｚは現在位置から目標位置までの距離であり、αは所定の係数である。操作量は、コア１２の移動速度（単位時間当たりの移動距離）である。
【００４０】
・Ｘ、Ｙ軸に関して
4000≧X(Y)＞500    操作量＝X×α          
500≧X(Y)＞20                 操作量＝X×２α
20≧X(Y)＞4          操作量＝X×３α        
4≧X(Y)≧0            操作量＝X×α
【００４１】
・Ｚ軸に関して
100≧Z＞30    操作量＝Z×α
30≧Z＞5        操作量＝Z×２α
5≧Z＞2          操作量＝Z×３α
2≧Z≧0          操作量＝Z×α
【００４２】
距離と操作量は比例しており、離れているほど操作量は大きい。距離が近づくにつれ、操作量は小さくなるが、少しでも早くＸ＝０とするために、ここでは操作量距離の３倍値とした。距離の差が小さくなった場合においては、目標位置への近づき幅を抑えるため、操作量の１倍とした。
【００４３】
以上のような操作を行うことによりコア１２の位置制御が精密なものとなり、肉厚が急激に変化する箇所においても精度の良い肉厚変化を実現することが可能になる。
【００４４】
なお、前記説明は一次元で行っているが、実際には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、同時に制御を行っている。また、制御プログラムは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の位置検出を信号として、１つのＰＬＣ装置に出力し、目標位置との距離を算出することで、操作量の制御を行っている。さらに、コアが三次元の移動を行うことに伴い、コアとダイが接触しないようにするため、コアが上昇するとき（肉厚全体としては厚くなるように動くとき）はＺ軸方向のコアの移動が優先して実施され、コアが下降するとき（肉厚全体として薄くなるように動くとき）はＸＹ軸方向のコアの移動が優先して実施されるように設定している。優先制御方法のさせ方は、現在位置から目標位置までの距離（Ｘ、Ｙ、Ｚの値）から適宜設定するよう制御しても良いし、時間差で動くよう制御設定しても良い。
【００４５】
以上、本発明を適用した実施形態について説明してきたが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００４６】
例えば、パリソン肉厚調整装置の構成は、先の例に限られず、公知の装置構成のいずれであってもよい。
【００４７】
また、先の実施形態の説明では、区毎の操作量を４段階としたが、段階をもっと多くしても良い。ただし、プログラムの作成しやすさ、実際の成形時における制御処理速度から、４段階とすることが好ましい。さらに、実施例では、操作量を目標の位置と実際の位置との距離に対し所定の係数を掛けたもので算出しているが、目標の位置と実際の位置との距離が大きい箇所においては、操作量を一定としても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１，２  金型
３  金型キャビティ
４  パリソン
１０  ダイヘッド
１１  ダイ
１２  コア
１３  環状スリット
２１〜２４  加圧機構
２１Ａ〜２４Ａ  加圧シリンダ
２１Ｂ〜２４Ｂ  押圧部
２１Ｃ〜２４Ｃ  ピストンロッド
３１，３２  配管
３３，３４  サーボ弁
【図１】
2019043016.tif 000003
【図２】
2019043016.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019043016.tif 000006
【図５】
2019043016.tif 000007
【図６】
2019043016.tif 000008