(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロー成形工程によって形成される樹脂製ボトルの原型となる有底筒状のプリフォームを切断するプリフォームの切断装置において、
前記プリフォームの中心軸が回転軸と一致するように、前記プリフォームを支持するとともに、前記プリフォームを回転軸周りに回転させる回転機構と、
前記プリフォームの肉厚よりも長い刃渡りと、先鋭な刃先とを有し、前記回転軸と直交する方向に沿って前記プリフォームに対して相対的に移動するとともに、前記刃先の向きが前記回転軸と直交する刃物と
を有することを特徴とするプリフォームの切断装置。
【請求項２】
前記刃物は、前記刃先から峰側に離間したある位置から峰側に向かって、刃厚が徐々に薄くなるように形成された薄刃部を有し、
前記刃先から前記薄刃部における最も刃厚の薄い部位までの長さは、前記プリフォームの肉厚よりも長いことを特徴とする請求項１に記載されたプリフォームの切断装置。
【請求項３】
前記刃物は、外周に沿って刃先を有する円盤状に形成されるとともに、中心軸周りに回転自在に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載されたプリフォームの切断装置。
【請求項４】
前記プリフォームの中心軸と略平行な中心軸を有し、前記プリフォームの鉛直下方側に、水平方向に沿って互いに隣接して配設される円柱状の２つのローラーをさらに有し、
前記プリフォームは、前記２つのローラーと互いに当接するように、当該２つのローラーに載置され、
前記刃物は、前記プリフォームの鉛直上方側に設けられるとともに、鉛直方向に沿って前記プリフォームに対して移動することを特徴とする請求項３に記載されたプリフォームの切断装置。
【請求項５】
前記回転機構は、前記２つのローラーを回転させることによって、前記プリフォームを回転させることを特徴とする請求項４に記載されたプリフォームの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロー成形工程によって形成される樹脂製ボトルの原型となる有底筒状のプリフォームの切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料等の液状内容物を収容する容器には様々な材質のものがある。その一種として、合成樹脂製ボトル、例えばポリエチレンテレフタレート製のブロー成形ボトル（ＰＥＴボトル）が知られている。特許文献１には、ブロー成形工程によって、原型となるプリフォームからＰＥＴボトルを形成する方法が開示されている。具体的には、一端に開口を有し、他端が閉塞した有底円筒状のプリフォームを加熱し、このプリフォームにおける開口側の首部を把持した状態でプリフォームの胴部をＰＥＴボトルの外形と同じ形状に形成された金型の内部に挿入する。そして、プリフォームの開口から高圧空気を導入することによって、プリフォームを金型の内部に密着するように膨張させてＰＥＴボトルを形成する。このＰＥＴボトルは、品質検査において、検査部位毎に輪切り状に切断されて複数のカット片に分割される。
【０００３】
図７は、ＰＥＴボトルを検査部位毎に切断したときの状態図である。図７の例では、ＰＥＴボトル１０を４つのカット片１０ａ〜１０ｄに分割している。品質検査では、各カット片１０ａ〜１０ｄの重量、肉厚、座屈強度などを計測し、計測結果を予め設定された設定値と比較することによって品質を検査する。計測結果と、設定値との差異が大きい場合には、品質検査の結果をブロー成形工程にフィードバックし、プリフォームの温度などのブロー成形の条件を調整する。これによって、ＰＥＴボトルの良品率を向上させている。例えば、肉厚が設定値よりも薄くなっていた部位は、プリフォームにおいても他の部位と比較して肉厚が薄かった部位であると考えられる。これは、プリフォームにおける肉厚の薄い部位には熱が伝わりやすいので、ブロー成形工程において、他の部位に対して相対的に温度が高くなり、高圧空気の導入によって他の部位よりも大きく膨張したと考えられるからである。したがって、この部位の温度を低く設定することによって、肉厚を設定値に近づけることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７９７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような品質検査では、ブロー成形工程の後でなければプリフォームの温度などのブロー成形の条件を調整することができないので、ブロー成形の条件が適切に調整されていない状態で一旦はＰＥＴボトルを成形することになる。したがって、ブロー成形の条件を最適化するのにＰＥＴボトルの成形を繰り返す必要があるので、ＰＥＴボトルの製造効率が低下するという問題がある。
【０００６】
ここで、前述したように、ＰＥＴボトルにおける肉厚と、プリフォームにおける肉厚とは対応している。そこで、プリフォームを検査部位毎に分割して検査部位毎の肉厚を測定することによって、ＰＥＴボトルの成形を繰り返すことなくブロー成形の条件を最適化することができると考えられる。また、検査部位毎の肉厚を測定する方法として、検査部位毎の重量を計測することによって、検査部位毎の肉厚を推定する方法が考えられる。これによれば、検査部位毎の重量を計測するだけでＰＥＴボトルを容易に検査することができる。
【０００７】
ところで、一般的に、金属からなる円筒状の被切断物を切断する際には旋盤が用いられる。具体的には、旋盤は、主軸台にて被切断物を中心軸周りに回転させるとともに、突っ切りバイトと呼ばれる工具が固定された刃物台を移動させて突っ切りバイトの刃先を被切断物に押し込むことによって、被切断物を切断する。この突っ切りバイトの刃先は、先端側から基端側に向かうにしたがって刃厚が薄くなる断面台形状に形成されている。したがって、突っ切りバイトの刃先と、被切断物との接触面積は大きいので、被切断物を切断する際に多くの切り屑が発生することになる。このような旋盤を用いてプリフォームを切断すると、検査部位毎の重量は大きく変化してしまうので、検査部位毎の肉厚を適切に推定することができないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、重量を損なうことなくプリフォームを検査部位毎に分割することができるプリフォームの切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決すべく、本発明は、回転機構と、刃物とを有し、ブロー成形工程によって形成される樹脂製ボトルの原型となる有底筒状のプリフォームを切断するプリフォームの切断装置を提供する。回転機構は、プリフォームの中心軸が回転軸と一致するように、プリフォームを支持するとともに、プリフォームを回転軸周りに回転させる。刃物は、プリフォームの肉厚よりも長い刃渡りと、先鋭な刃先とを有し、回転軸と直交する方向に沿ってプリフォームに対して相対的に移動するとともに、刃先の向きが回転軸と直交する。
【００１０】
ここで、本発明において、刃物は、刃先から峰側に離間したある位置から峰側に向かって、刃厚が徐々に薄くなるように形成された薄刃部を有し、刃先から薄刃部における最も刃厚の薄い部位までの長さは、プリフォームの肉厚よりも長いことが好ましい。また、刃物は、外周に沿って刃先を有する円盤状に形成されるとともに、中心軸周りに回転自在に設けられることが好ましい。さらに、プリフォームの切断装置は、プリフォームの中心軸と略平行な中心軸を有し、プリフォームの鉛直下方側に、水平方向に沿って互いに隣接して配設される円柱状の２つのローラーをさらに有することが好ましい。この場合、プリフォームは、２つのローラーと互いに当接するように、これらの２つのローラーに載置され、刃物は、プリフォームの鉛直上方側に設けられるとともに、鉛直方向に沿ってプリフォームに対して移動することが好ましい。また、この場合、回転機構は、２つのローラーを回転させることによって、プリフォームを回転させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転機構の回転軸と直交する方向に沿って、刃物をプリフォームに対して相対的に移動させて刃先をプリフォームに押し込むことによって、プリフォームを輪切り状に切断することができる。また、刃物は、先鋭な刃先を有するので、刃物の刃先と、プリフォームとの接触面積は小さい。したがって、プリフォームを切断する際に切り屑が発生しにくくなり、重量を損なうことなくプリフォームを検査部位毎に分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るプリフォームおよびその切断装置の模式図
【図２】第１の実施形態に係るチャックの拡大斜視図
【図３】第１の実施形態に係るカッターの詳細を示す模式図
【図４】第１の実施形態に係るカッターをプリフォームに押し込んだときの断面図
【図５】第１の実施形態に係るプリフォームを検査部位毎に切断したときの状態図
【図６】第２の実施形態に係るプリフォームおよびその切断装置の模式図
【図７】ＰＥＴボトルを検査部位毎に切断したときの状態図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリフォームおよびその切断装置の模式図である。ＰＥＴボトルの原型となるプリフォーム１は、一端に開口を有し、他端を閉塞した有底円筒状に形成されている。このプリフォーム１は、ＰＥＴボトルの蓋を取り付けるためのネジ部が形成された開口側の首部１１と、その他の部分である胴部１２とを有している。
【００１４】
切断装置２は、プリフォーム１を切断する装置である。この切断装置２は、旋盤における突っ切りバイトなどの切削工具をカッターに代えたものであり、基礎２１と、主軸台２２と、スライダ２３とを主体に構成されている。回転機構としての主軸台２２は、回転軸（主軸）周りに回転可能なチャック２２Ａと、チャック２２Ａを回転させるモータ（図示略）とを有する。チャック２２Ａの中心軸は、回転軸と一致している。スライダ２３は、ハンドル２３Ａを回転させることによって、基礎２１上を主軸台２２の回転軸と平行な方向（図１の紙面左右方向）に沿って進退可能に構成されている（図１（ａ），（ｂ）参照）。このスライダ２３は、刃物台２４を備える。刃物台２４は、ハンドル２４Ａを回転させることによって、スライダ２３上を主軸台２２の回転軸と直交する方向（図１の紙面垂直方向）に沿って進退可能に構成されている。また、刃物台２４には、刃の向きが主軸台２２の回転軸と直交するように刃物としてのカッター２５が固定されている。
【００１５】
図２は、チャック２２Ａの拡大斜視図である。チャック２２Ａは、三つ爪のチャックである。このチャック２２Ａは、円筒状のナイロンチャック３を介してプリフォーム１の首部１１を把持する。チャック２２Ａにて首部１１を直に把持すると、首部１１の外周に形成された凹凸状のネジ部を三つ爪で把持することになるので、首部１１を安定して固定することができない。したがって、プリフォーム１の中心軸と、チャック２２Ａの中心軸とを一致させにくい。これに対して、ナイロンチャック３を介して首部１１を把持すると、ナイロンチャック３の表面には凹凸がないので、首部１１を安定して把持することができる。したがって、プリフォーム１の中心軸と、チャック２２Ａの中心軸、すなわち主軸台２２の回転軸とを容易に一致させることができる（図１参照）。また、ナイロンチャック３には、中心軸の方向に沿ってスリット３Ａが形成されている。これによれば、ナイロンチャック３の径を拡縮させることができるので、首部１１に対してナイロンチャック３を着脱しやすい。
【００１６】
図３は、カッター２５の詳細を示す模式図である。図３では、カッター２５を主軸台２２の回転軸方向に沿ってハンドル２３Ａ側から見た図を下図に示し、カッター２５のＡ−Ａ'断面図を上図に示している。カッター２５は、プリフォーム１の肉厚よりも長い刃渡りと、先鋭な刃先とを有する。ここで、先鋭な刃先とは、刃先角θを０°＜θ＜１８０°とする刃先をいい、本発明では、刃先角θは小さいほど好ましい。また、カッター２５は、刃先から峰側（図３の右側）に離間した位置に形成された薄刃部２５Ａを有する。薄刃部２５Ａは、刃先から峰側に離間したある位置から峰側に向かって、刃厚が徐々に薄くなるように、刃先の両面をそれぞれ断面三角形状に切り欠くことによって形成される。刃先から薄刃部２５Ａにおける最も刃厚の薄い部位までの長さＤは、プリフォーム１の肉厚よりも長い。
【００１７】
次に、プリフォーム１の切断方法について説明する。プリフォーム１の胴部１２には、予め複数の検査部位が設定されている。そして、切断装置２を用いてプリフォーム１を切断することによって、胴部１２を各検査部位に分割する。具体的には、まず、プリフォーム１の中心軸と、主軸台２２の回転軸とを一致させるように、チャック２２Ａにプリフォーム１の首部１１を把持させる。次に、ハンドル２３Ａを回転させることによって、スライダ２３を進退させて所定の位置、すなわち各検査部位の切断位置までカッター２５の刃を移動させる。次に、主軸台２２のモータを駆動してプリフォーム１を回転軸周りに回転させる。そして、ハンドル２４Ａを回転させることによって、刃物台２４を移動させて、すなわちカッター２５を主軸台２２の回転軸と直交する方向に沿って移動させてカッター２５の刃先をプリフォーム１の胴部１２に押し込むことによって、プリフォーム１を切断する。
【００１８】
図４は、カッター２５をプリフォーム１に押し込んだときの断面図である。図４では、プリフォーム１の回転方向を矢印Ａで示し、カッター２５の押し込み方向を矢印Ｂで示している。また、図４では、プリフォーム１の径方向の断面図を上図に示し、軸方向の断面図を下図に示している。カッター２５は、刃先をプリフォーム１の胴部１２に押し込むことによって、プリフォーム１を回転軸と直交する方向に沿って検査部位ごとに輪切り状に切断する。この切断に際しては、首部１１から離れた検査部位から順番にプリフォーム１を切断していく。ここで、刃先から薄刃部２５Ａにおける最も刃厚の薄い部位までの長さＤは、前述したように、プリフォーム１の肉厚よりも長いので、カッター２５と、プリフォーム１との接触面積を減少させることができる。したがって、カッター２５との接触に起因したプリフォーム１の変形を抑制することができる。
【００１９】
図５は、プリフォーム１を検査部位毎に切断したときの状態図である。図５の例では、プリフォーム１の首部１１を除いた胴部１２は、３つの検査部位１２ａ〜１２ｃに分割されている。プリフォーム１の品質検査では、胴部１２を検査部位毎に切断した後、各検査部位１２ａ〜１２ｃのそれぞれの重さを計測する。次に、計測結果に基づいて、各検査部位１２ａ〜１２ｃの肉厚を推定する。そして、推定された各検査部位１２ａ〜１２ｃの肉厚のそれぞれを予め設定された設定値と比較することによって、各検査部位１２ａ〜１２ｃの肉厚と、設定値との差異を検査部位毎に検査する。
【００２０】
このように、本実施形態によれば、主軸台２２の回転軸と直交する方向に沿って、カッター２５をプリフォーム１に対して移動させて刃先をプリフォーム１に押し込むことによって、プリフォーム１を輪切り状に切断することができる。また、カッター２５は、先鋭な刃先を有するので、カッター２５の刃先と、プリフォーム１との接触面積は小さい。したがって、プリフォーム１を切断する際に切り屑が発生しにくくなり、重量を損なうことなくプリフォーム１を検査部位毎に分割することができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るプリフォーム１およびその切断装置の模式図である。本実施形態の特徴は、切断装置４が外周に沿って刃先を有する円盤状に形成されたカッター４５を有する点にある。なお、それ以外については、上述した第１の実施形態と同様なので、ここでの説明を省略する。
【００２２】
切断装置４は、プリフォーム１を固定する円柱状の固定部４１と、固定部４１を中心軸周りに回転自在に支持する支持部４２と、固定部４１を中心軸（回転軸）周りに回転させるモータ４３と、プリフォーム１の鉛直下方側に配設される円柱状の２つのローラー４４と、プリフォーム１の鉛直上方側に配設されるカッター４５とを主体に構成されている。なお、図６では、プリフォーム１の軸方向の断面図を左図に示し、径方向の断面図を右図に示している。
【００２３】
固定部４１は、プリフォーム１側に突出する突出部を有し、この突出部にプリフォーム１の首部１１を挿入することによって、プリフォーム１を固定する。支持部４２は、固定部４１の軸方向（図６の白抜き矢印Ｃ方向）に沿ってスライド自在に構成されている。ローラー４４は、プリフォーム１の中心軸と略平行な中心軸を有し、水平方向に沿って互いに隣接して配設される。ここで、プリフォーム１は、２つのローラー４４と互いに当接するように、２つのローラー４４に載置される。カッター４５は、外周に沿って刃先を有する円盤状に形成される。このカッター４５は、中心軸周りに回転自在に設けられるとともに、鉛直方向（図６の白抜き矢印Ｄ方向）、すなわち回転軸と直交する方向に沿ってプリフォーム１に対して進退可能に構成されている。
【００２４】
プリフォーム１を切断するには、まず、支持部４２をスライドさせてプリフォーム１を移動させることによって、各検査部位の切断位置までカッター４５を相対的に移動させる。次に、モータ４３を駆動してプリフォーム１を回転軸周りに回転させる。そして、カッター４５を鉛直方向に沿って移動させてカッター４５の刃先をプリフォーム１の胴部１２に押し込むことによって、プリフォーム１を切断する。この際、ローラー４４およびカッター４５は、プリフォーム１の回転に伴って回転する。なお、図６では、プリフォーム１、ローラー４４、およびカッター４５の回転方向を矢印で示している。
【００２５】
このように、本実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様、プリフォーム１を切断する際に切り屑が発生しにくくなり、重量を損なうことなくプリフォーム１を検査部位毎に分割することができる。
【００２６】
なお、上述した第１の実施形態では、薄刃部２５Ａは、断面三角形状に切り欠くことによって形成されていたが、他の形状に形成されていてもよい。例えば、薄刃部は、断面半円状に切り欠くことによって形成されていてもよい。要するに、薄刃部は、刃先から峰側に離間したある位置から峰側に向かって、刃厚が徐々に薄くなるように形成されていればよい。また、刃物は、薄刃部を有していなくてもよい。
【００２７】
また、上述した第１の実施形態では、刃物台２４は、ハンドル２４Ａを回転させることによって、スライダ２３上を主軸台２２の回転軸と直交する方向に沿って進退可能に構成されていた。これに対して、例えば、主軸台２２を回転軸と直交する方向に沿って進退可能に構成してもよい。また、上述した第２の実施形態では、カッター４５は、鉛直方向に沿ってプリフォーム１に対して進退可能に構成されていた。これに対して、例えば、支持部４２を鉛直方向に沿って進退可能に構成してもよい。すなわち、刃物は、回転軸と直交する方向に沿ってプリフォームに対して相対的に移動すればよい。
【００２８】
また、上述した第２の実施形態では、モータ４３を回転させることによって、プリフォーム１を回転させていたが、２つのローラー４４を回転させることによって、プリフォーム１を回転させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明は、ブロー成形工程によって形成される樹脂製ボトルの原型となる有底筒状のプリフォームの切断装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  プリフォーム
２  切断装置
３  ナイロンチャック
３Ａ  スリット
４  切断装置
１１  首部
１２  胴部
１２ａ−１２ｃ  検査部位
２１  基礎
２２  主軸台
２２Ａ  チャック
２３  スライダ
２３Ａ  ハンドル
２４  刃物台
２４Ａ  ハンドル
２５  カッター
２５Ａ  薄刃部
４１  固定部
４２  支持部
４３  モータ
４４  ローラー
４５  カッター
【図１】
0005738070.tif 000002
【図２】
0005738070.tif 000003
【図３】
0005738070.tif 000004
【図４】
0005738070.tif 000005
【図５】
0005738070.tif 000006
【図６】
0005738070.tif 000007
【図７】
0005738070.tif 000008