(57)【要約】  パリソン成形装置は、ゴブが導入される成形型と、成形型内へ進入して成形型との間で前記ゴブよりパリソンを成形するプランジャと、成形型に対してプランジャを往復動させるシリンダと、プランジャの内部へ冷却のための空気を導入してプランジャを冷却するための冷却装置とを有し、プランジャは、その基端部がシリンダのピストンロッドの先端部にプランジャ保持機構により連結保持され、プランジャ保持機構は、ピストンロッドの先端部に連結されるアダプタを有し、アダプタはプランジャの基端部の筒状の外形に適合する嵌合穴を有する筒状部を一体に備えている。筒状部の嵌合穴にプランジャの基端部が嵌合状態で保持されるとともに、アダプタの筒状部上にアダプタとプランジャの基端部とを連結する連結リングが嵌められている。プランジャの内部は、アダプタに設けられた排気通路を介して空気導出路と連通し、空気導出路は、空気導出路に吸引力を作用させることにより冷却後の空気を空気導出路へ導いて外部へ排出する排気装置に連通する。
2014156941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴブが導入される成形型と、成形型内へ進入して成形型との間で前記ゴブよりパリソンを成形するプランジャと、成形型に対してプランジャを往復動させるシリンダと、プランジャの内部へ冷却のための空気を導入してプランジャを冷却するための冷却装置とを備えるパリソン成形装置において、  前記プランジャは、その基端部が前記シリンダのピストンロッドの先端部にプランジャ保持機構により連結保持されており、前記プランジャ保持機構は、ピストンロッドの先端部に連結されるアダプタを有し、前記アダプタはプランジャの基端部の筒状の外形に適合する嵌合穴を有する筒状部を一体に備えており、前記筒状部の嵌合穴にプランジャの基端部が嵌合状態で保持されるとともに、前記アダプタの筒状部上にアダプタとプランジャの基端部とを連結する連結リングが嵌められており、前記プランジャの内部は、前記アダプタに設けられた排気通路を介して空気導出路と連通し、前記空気導出路は、空気導出路に吸引力を作用させることにより冷却後の空気を空気導出路へ導いて外部へ排出する排気装置に連通させて成るパリソン成形装置。
【請求項２】
前記排気装置は、前記空気導出路に吸引力を常時作用させるものである請求項１に記載されたパリソン成形装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたパリソン成形装置であって、前記成形型に冷却風を作用させて成形型の温度を制御する冷却機構をさらに備えたものであり、前記冷却機構は、成形型の温度を検出する温度センサと、成形型へ冷却風を導く通路を開閉する弁機構と、前記温度センサによる成形型の検出温度に基づいて前記弁機構の操作量をＰＩＤ制御により決定して冷却風の風量を制御する制御装置とを含んでいるパリソン成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、ゴブが導入された成形型内へプランジャを進入させてパリソンを成形するパリソン成形装置に関する。この発明は特に、超軽量のガラス容器を成形するのに適用されるパリソン成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  ガラスびんなどの容器を製造する工程には、「パリソン」と呼ばれる中間成形品を成形する工程がある。この工程では、「ゴブ」と称される溶融ガラスを成形型内へ導いた後、この成形型内にプランジャを先端部より挿入してゴブを加圧することによりパリソンを成形する。【０００３】  図１２は、パリソンの成形に用いられる従来のパリソン成形装置の構成を示している。このパリソン成形装置は、成形型４、プランジャ１、プランジャ１を往復動させるシリンダ１１などで構成されている（例えば、特許文献１参照）。成形型４は、パリソンｇの口部を成形するための口型４１と、パリソンｇの胴部を成形するための粗型４０と、パリソンｇの底部を成形するためのバッフル４２とを含んでいる。プランジャ１は、先に向かって細い中空体であり、基端部は円筒形状に形成されている。【０００４】  シリンダ１１は中空のピストンロッド１２を有する。ピストンロッド１２の先端部にはプランジャ１の基端部がプランジャ保持機構１００により連結保持されている。プランジャ保持機構１００は、図１３に示すように、筒形状のアダプタ１０１と連結リング１０２とを含んでいる。アダプタ１０１の下部の内周面にはねじ部１０３が形成されている。アダプタ１０１の上部の外周面には環状溝１０４が形成されている。このアダプタ１０１はねじ部１０３がピストンロッド１２の先端部１２ａの外周面に形成されたねじ部１０７にねじ込まれることにより、ピストンロッド１２の先端部１２ａに固定されている。【０００５】  前記連結リング１０２は、ドーナツ形状の剛体であり、径方向に２分割されるようになっている。プランジャ１の基端部１ｂの外周面には環状溝１０５が形成されている。この環状溝１０５に連結リング１０２の上端部１０２ａが係合している。連結リング１０２の下端部１０２ｂはアダプタ１０１の上部外周面に形成された環状溝１０４に係合させている。これによりプランジャ１の基端部１ｂとアダプタ１０１とが連結される。アダプタ１０１にはプランジャ１の中空部１ａへ供給された冷却のための空気（以下「冷却エア」という。）を排出させるための複数の排気通路１０６が等角度位置に設けられている。【０００６】  前記シリンダ１１の内部の第１の室１３に圧縮エアが供給されると、ピストンロッド１２が上昇する。プランジャ１が上限位置に達したとき、プランジャ１は成形型４内に深く進入する。つぎに、シリンダ１１の第２の室１４に圧縮エアが供給され、かつ第１の室１３が排気状態にされると、ピストンロッド１２が下降し、プランジャ１が成形型４より退出する。【０００７】  ピストンロッド１２の先端部には、冷却エアの導入パイプ１６が連設されている。この導入パイプ１６は、冷却エアをプランジャ１の先端部近くまで導くためのノズル部１６ａを有する。シリンダ１１の内部を空気供給パイプ３５が上下に貫通している。空気供給パイプ３５の上端はピストンロッド１２の中空部１２ｂに連通している。空気供給パイプ３５の内孔とピストンロッド１２の中空部１２ｂとはプランジャ１内に冷却エアを導くための空気導入路Ｐを構成する。【０００８】  シリンダ１１の上方にはプランジャポジショナー１８が位置する。プランジャポジショナー���８の内部にはプランジャ１を往復動可能に支持する円筒形のプランジャガイド１９と、プランジャガイド１９を成形型４の方向へ付勢した状態で支持するばね３６とが配備されている。パリソンｇの成形後にプランジャ１をパリソンｇから引き抜く際、プランジャガイド１９はばね３６のばね力に抗して下方へ押し下げられる。【０００９】  プランジャガイド１９の内部は前記排気通路１０６を介してプランジャ１の内部と連通する。プランジャガイド１９の下端部には開口部１９ａが形成される。シリンダ１１のシリンダ壁の内部には空気通路３７が形成される。空気通路３７は前記開口部１９ａを介してプランジャガイド１９の内部に連通する。前記空気通路３７と、この空気通路３７と連通する各部分とは、プランジャ１を冷却した後の空気（以下「排気エア」という。）を排気するための空気導出路Ｑを構成する。空気導出路Ｑには、空気導出路Ｑに吸引力を作用させることにより排気エアを排気する排気装置６が連通させてある。【００１０】  前記空気導入路Ｐには、冷却装置５を構成するマニホールド５３より送気管５０を介して冷却エアが供給される。前記送気管５０の途中には作動弁５２が介装させてある。作動弁５２は、作動弁駆動機構５１により開閉されるもので、作動弁５２が開動作したとき、マニホールド５３より冷却エアが送気管５０を通って空気導入路Ｐへ導入される。【００１１】  冷却エアは空気導入路Ｐを通って導入パイプ１６へ送られる。冷却エアは導入パイプ１６のノズル部１６ａによってプランジャ１の先端部近くまで導かれる。ノズル部１６ａの先端部には複数の通気孔（図示せず）が開設してある。冷却エアは各通気孔よりプランジャ１の中空部１ａへ送り込まれる。プランジャ１を冷却した後の冷却エアは排気エアとなって排気通路１０６より排出される。排気通路１０６は空気導出路Ｑを介して排気口３８に連通している。【００１２】  図１４は、複数のパリソン成形機構１０の各排気口３８に接続される排気装置６の構成例を示す。この排気装置６は、ブロワ６１と、二股状の分岐管６７Ｂ，６７Ｃを有する排気管６７Ａと、いずれかの分岐管６７Ｂ，６７Ｃに連通する複数の連通管６７Ｄとで構成される。ブロワ６１を駆動すると、排気管６７Ａ、分岐管６７Ｂ，６７Ｃ、および各連通管６７Ｄを介して複数のパリソン成形機構１０の空気導出路Ｑに吸引力が作用し、各パリソン成形機構１０より排気エアが排気装置６に導かれる。【００１３】  前記ブロワ６１は、モータの回転数がインバータ６２により制御される。また、前記排気管６７Ａには、手動により開閉される開閉弁６３が設けてある。各パリソン成形機構１０の空気導出路Ｑに作用させる吸引力は、インバータ６２によるブロワ６１の駆動制御と開閉弁６３の開度制御により調整が可能である。吸引力の大きさは、パリソン成形機構１０より排気される排気エアの圧力に対応させた最適な値に設定される。この吸引力を、排気エアの圧力より低く設定すると、プランジャ１の外周部の近辺に存在する異物などを排気エアとともに排気することができない。一方、排気エアの圧力より高く設定すると、パリソン成形機構１０の外部に浮遊する異物まで引き込んでしまう。【００１４】  各連通管６７Ｄには、���駆動機構３９により開閉制御されるバタフライ弁６８がそれぞれ介装されている。各弁駆動機構３９は、各パリソン成形機構１０のプランジャ１の内部へ空気を導入するタイミングに合わせてバタフライ弁６８を開動作させるもので、これにより連通管６７Ｄが開放されてブロワ６１の吸引力がパリソン成形機構１０に作用する。【００１５】  各連通管６７Ｄには、吸引力を計測するための圧力計６４と、吸引力を調整するための調整弁６５とが設けられるほか、自然排気口６６Ｂやフィルタ６９が設けられている。ブロワ６１による吸引力は、ブロワ６１に対する各連通管６７Ｄの距離に応じて差があるため、圧力計６４を確認しつつ調整弁６５を調整して、各連通管６７Ｄに作用する吸引力を一定にする。【００１６】  なお、各自然排気口６６Ｂは、調整弁６５を閉じてパリソン成形機構１０より自然排気される排気エアの圧力を調べるときや、パリソン成形機構１０より自然排気された排気エアを連通管６７Ｄより排気させるときなどに開放する。また、フィルタ６９は、排気エアとともにパリソン成形機構１０より排出される異物を取り除くために設けられる。【００１７】  前記分岐管６７Ｂ，６７Ｃにも自然排気口６６Ａが設けられている。これらの自然排気口６６Ａは、ブロワ６１を停止してパリソンの成形を行う場合、各パリソン成形機構１０より自然排気された排気エアを分岐管６７Ｂ，６７Ｃより排気させるときに開放する。【００１８】  図１５は、プランジャ１の昇降動作位置と、冷却エアの供給および停止のタイミングと、パリソン成形機構１０に対して吸引力を作用させるタイミングとの関係を示す。なお、プランジャ１の昇降動作位置はシリンダ１１の往復動作によって決まる。また、冷却エアの供給および停止のタイミングは、冷却装置５の作動弁５２の開閉動作によって決定される。パリソン成形機構１０に対して吸引力を作用させるタイミングは、排気装置６のバタフライ弁６８の開閉動作によって決定される。なお、この実施例では、排気装置６のブロワ６１は連続運転させている。【００１９】  いま、ゴブ投入に先立って、プランジャ１が下限位置からゴブ投入位置まで上昇すると、バタフライ弁６８がＴ１の時点で開き、排気装置６による吸引力がパリソン成形機構１０に作用する。バタフライ弁６８の開動作から所定時間α１だけ遅れて、冷却装置５による冷却エアの供給が開始される。一方、プランジャ１は、ゴブの投入後、冷却エアの供給前に上昇を開始する。  ここで、冷却エアの供給とプランジャ１の上昇動作とに先だって吸引力を作用させるのは、パリソン成形機構１０に残存している異物などを空気導出路Ｑへ除去しておくためである。【００２０】  プランジャ１が上限位置に達する直前から下降開始直後までの時間長さＴＡの間、冷却エアの供給を継続させるとともに、パリソン成形機構１０に対して吸引力を継続的に作用させる。冷却エアの供給は、プランジャ１が下降を開始した直後に停止させる。冷却エアの供給停止後、所定時間α２だけ遅れたＴ２の時点でプランジャ１が下限位置まで下降したとき、バタフライ弁６８が閉じ、パリソン成形機構１０に対する吸引力の作用を停止させる。  ここで、冷却エアの供給停止後とプランジャ１が下降している時点��おいても吸引力を作用させているのは、パリソン成形機構１０に残存している異物などを、プランジャ１の下降により生じる負圧によってパリソンｇ内へ入り込まないようにするためである。【００２１】  プランジャ１が下限位置まで下降すると、成形型４の粗型４０は開放され、口型４１に保持されたパリソンｇは口型４１とともに仕上型へ移送される。パリソンｇを仕上型へ受け渡したのち、口型４１が粗型４０まで戻されると、プランジャ１がゴブ投入位置まで上昇し、ゴブが投入されてパリソン成形が再開される。【００２２】  なお、プランジャ１の温度が過度に上昇した場合や、プランジャ１の温度が容易に下がらない場合には、プランジャ１が下限位置にあって、ゴブ投入位置まで上昇する前に、再度、冷却エアを所定の時間長さＴＢだけ供給する。この場合にも、冷却エアの供給に先立ち、所定時間α３だけ前の時点Ｔ３でバタフライ弁６８を開き、パリソン成形機構１０に対して吸引力を作用させる。そして、冷却エアの供給を停止した後、所定時間α４だけ経過した時点Ｔ４でバタフライ弁６８を閉じ、パリソン成形機構１０に対する吸引力の作用を停止させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特許第４３９２１０７号特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】  図１３に示すプランジャ保持機構１００においては、プランジャ１の基端部１ｂの下端面１ｃとアダプタ１０１の上端面１０１ａとは当接した状態にある。プランジャ１とアダプタ１０１とは連結リング１０２による軸心Ｘの方向に沿う引張力のみで連結が保持されている。このためプランジャ１の保持状態が安定しないうえ、長期の使用の間に、プランジャ１の基端部１ｂの下端面１ｃとアダプタ１０１の上端面１０１ａとの当接面で摩耗が進行し、プランジャ１のアダプタ１０１に対する連結状態にがたつきが生じる。【００２５】  プランジャ１にがたつきが発生すると、成形型４内でプランジャ１の先端部が径方向へ振れ、プランジャ１が傾いた状態で溶融ガラス中に入り込む。その結果、プランジャ１の先端部を型内より引き抜く際に、パリソンｇの口部に無理な応力が集中し、ビリと称される亀裂や欠けが生じる。また、最悪の場合は、プランジャ１の引抜動作に支障をきたすおそれもある。【００２６】  特に、ガラスびんの全体にわたって肉厚が薄い超軽量びんについては、プランジャ１の先端部が径方向に振れて傾いた状態にあると、溶融ガラスがパリソンｇの全体にバランスよく配合されない。その結果、パリソンｇの肉厚にばらつきが生じ、肉厚の殊更薄い部分は強度低下が著しくなる。強度の著しい低下によって、ガラスびんの製造過程や流通過程においてガラスびん同士の接触によってガラスびんが破損するおそれがある。【００２７】  また、プランジャ１の基端部１ｂの下端面１ｃとアダプタ１０１の上端面１０１ａとは当接された状態となるが、プランジャ１のがたつきや径方向の振れがあると、その当接面に隙間が生じ、その隙間から冷却エアや排気エアが漏れ、冷却効率や排気効率が低下する。その結果、パリソン成形機構１０内で発生する異物などは十分に除去されずにパリソンｇの内面に付着し、パリソンｇの強度を低下させる要因となる。【００２８】  この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、プランジャの基端部をアダプタの筒状部により保持する構造を採用することにより、プランジャのがたつきや径方向の振れを抑制するとともに、プランジャの基端部とアダプタとの連結部分の密閉性を高め、特に、超軽量びんについて、肉厚のばらつきや異物の付着などに起因するパリソンの強度低下を防止したパリソン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】
【００２９】  この発明によるパリソン成形装置は、ゴブが導入される成形型と、成形型内へ進入して成形型との間で前記ゴブよりパリソンを成形するプランジャと、成形型に対してプランジャを往復動させるシリンダと、プランジャの内部へ冷却のための空気を導入してプランジャを冷却するための冷却装置とを備えたものである。前記プランジャは、その基端部が前記シリンダのピストンロッドの先端部にプランジャ保持機構により連結保持されている。前記プランジャ保持機構は、ピストンロッドの先端部に連結されるアダプタを有し、前記アダプタはプランジャの基端部の筒状の外形に適合する嵌合穴を有する筒状部を一体に備えている。前記筒状部の嵌合穴にプランジャの基端部が嵌合状態で保持されるとともに、前記アダプタの筒状部上にアダプタとプランジャの基端部とを連結する連結リングが嵌められている。前記プランジャの内部は、前記アダプタに設けられた排気通路を介して空気導出路と連通し、前記空気導出路は、空気導出路に吸引力を作用させることにより冷却後の空気を空気導出路へ導いて外部へ排出する排気装置に連通させている。【００３０】  上記した構成のパリソン成形装置では、プランジャの基端部はアダプタの筒状部の嵌合穴に嵌合状態でしっかりと保持されるので、プランジャの基端部のがたつきやプランジャの先端部の径方向の振れが抑制され、プランジャが傾いた状態で溶融ガラス中に入り込むことはない。プランジャの先端部を型内から引き抜く際、パリソンの口部に無理な応力が集中することがなく、ビリや欠けの発生が阻止され、プランジャの引抜動作に支障をきたすおそれもない。また、溶融ガラスがパリソンの全体にバランスよく配分されるので、パリソンの肉厚分布が良好となる。特に、ガラスびんの全体にわたって肉厚が薄い超軽量びんについて、肉厚の殊更薄い部分が生じて強度が低下することがない。さらに、プランジャの基端部がアダプタの筒状部の嵌合穴に嵌合され、プランジャの基端部とアダプタとの連結部分の密閉性が高められるので、冷却エアや排気エアの漏れによる冷却効率や排気効率の低下を招くことがない。その結果、パリソン成形機構内で発生する異物などが十分に除去され、異物等のパリソンの内面への付着に起因するパリソンの強度低下を招くおそれがない。【００３１】  この発明の好ましい実施態様においては、前記排気装置は、前記空気導出路に吸引力を常時作用させるものである。  この実施態様によると、冷却エアの供給とプランジャの上昇動作とに先だって十分に長く吸引力を作用させることができるので、パリソン成形機構に残存している異物などを空気導出路へ完全に除去することができる。また、冷却エアの供給とプランジャの下降が終了した時点においても十分に長く吸引力を作用させているので、パリソン成形機構に残存している異物などがプランジャの下降により生じる負圧によってパリソン内へ入り込むのを完全に防止できる。【００３２】  この発明によるパリソン成形装置は、上記した構成に加えて、前記成形型に冷却風を作用させて成形型の温度を制御する冷却機構をさらに備えたものである。前記冷却機構は、成形型の温度を検出する温度センサと、成形型へ冷却風を導く通路を開閉する弁機構と、前記��度センサによる成形型の検出温度に基づいて前記弁機構の操作量をＰＩＤ制御により決定して冷却風の風量を制御する制御装置とを含んでいる。【００３３】  上記した構成のパリソン成形装置では、温度センサによる成形型の検出温度に基づいて弁機構の操作量がＰＩＤ制御によって決定され、冷却風の風量が制御されるので、成形型の温度を検出してフィードバック制御を行うのみで、簡易な構成をもって成形型の温度を高精度に制御することができる。特に、ガラスびんの全体にわたって肉厚が薄い超軽量びんについては、微妙な温度制御が困難であるところ、それが可能となり、ビリやしわなどの成形不良の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００３４】  この発明によれば、ビリや欠けの発生が阻止され、プランジャの引抜動作に支障をきたすおそれがない。また、パリソンの肉厚分布が良好となるので、超軽量びんであっても、肉厚が殊更薄い部分が生じることがなく、強度を低下させない。さらに、プランジャの基端部とアダプタとの連結部分の密閉性が高められるので、冷却エアや排気エアの漏れによる冷却効率や排気効率の低下を招くことがなく、パリソン成形機構内で発生する異物などが十分に除去され、異物等のパリソンの内面への付着に起因するパリソンの強度低下を招くおそれもない。したがって、この発明によると、軽量度指数が０．７未満の超軽量びんであって「ガス物」と呼ばれる炭酸飲料を内容物とするガラスびんを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の一実施例であるパリソン成形装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】プランジャ保持機構の詳細を示す拡大断面図である。
【図３】図１の実施例におけるアダプタの平面図である。
【図４】図１の実施例における連結リングの平面図である。
【図５】プランジャ保持機構の他の実施例を示す拡大断面図である。
【図６】プランジャ保持機構のさらに他の実施例を示す拡大断面図である。
【図７】成形型の温度制御システムの構成を示す説明図である。
【図８】弁機構の構成を示す断面図である。
【図９】弁機構の開閉動作を制御する方法を示すタイムチャートである。
【図１０】温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】温度制御装置による制御の流れを示すフローチャートである。
【図１２】従来のパリソン成形装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図１３】プランジャ保持機構の詳細を示す拡大断面図である。
【図１４】排気装置の全体構成を示す正面図である。
【図１５】パリソン成形装置の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】  図１は、この発明の一実施例であるパリソン成形装置の全体構成を示す。  この実施例のパリソン成形装置は、びん全体の肉厚が薄いガラスびんを成形するものであり、特に、軽量度指数が０．７未満の超軽量びんであって「ガス物」と呼ばれる炭酸飲料を内容物とするガラスびんを成形するためのパリソンを成形するものである。ここで、「軽量度指数」（「Ｌ値」と呼ばれる。日本ガラスびん協会のホームページ参照）とは、びんの容量とびんの質量（ガラス使用量）との関係を関数で求めた、軽量度を示す指数である。具体的にいえば、びんの質量（ｇ）をびんの満量容量（ｍｌ）の０．７７乗で割り、それに０．４４という係数を掛けることでＬ値が求められる。このＬ値が１．４以上のびんを「レベル１」、１．０以上、１．４未満のびんを「レベル２」、０．７以上、１．０未満のびんを「レベル３」、０．７未満のびんを「レベル４（超軽量びん）」と読んでいる。
【００３７】  図示例のパリソン成形装置は、ゴブが導入された成形型４内にプランジャ１を進入させてパリソンｇを成形するパリソン成形機構１０と、プランジャ１の内部へ冷却エアを導入してプランジャ１を冷却する冷却装置５とを備えている。プランジャ１の内部は、冷却エアを導入するための空気導入路Ｐと、プランジャ１を冷却した後の空気（排気エア）を外部へ導出するための空気導出路Ｑとに連通している。空気導出路Ｑは、空気導出路Ｑに吸引力を作用させることにより排気エアを排気する排気装置６に連通させている。
【００３８】  前記プランジャ１は、中空のピストンロッド１２の先端部にプランジャ保持機構２により連結されている。プランジャ保持機構２は、図１および図２に示すように、筒形状のアダプタ２１とドーナツ形状の連結リング２２とを備えている。アダプタ２１とプランジャ１の基端部１ｂとの間は、プランジャ１の先端部が径方向に振れるのを防止する横振れ防止機構３１を構成している。
【００３９】  アダプタ２１の下部の内周面にはねじ部２３が形成されている。アダプタ２１の中央部の外周面には環状溝２４が形成されている。アダプタ２１のねじ部２３がシリンダ１１のピストンロッド１２の先端部１２ａの外周面に形成されたねじ部２５にねじ込まれることにより、アダプタ２１がピストンロッド１２の先端部１２ａに固定されている。
【００４０】  アダプタ２１は、円筒状の筒状部３３を一体に備えたものである。この筒状部３３の内部には、図２および図３に示すように、プランジャ１の基端部１ｂの筒状の外形に適合する平面形状が円形の嵌合穴３２が設けられている。この筒状部３３の嵌合穴３２にプランジャ１の基端部１ｂを緊密に嵌合して保持させることにより、前記プランジャ１の軸心Ｘが径方向へ振れるのを防止する横振れ防止機構３１が構成される。アダプタ２１には、排気エアを排出するための複数の排気通路２７が等角度位置に設けられている。各排気通路２７の出口は、連結リング２２の下端部２２ｂの下方に開口している。
【００４１】  前記連結リング２２は、図４に示すように、径方向に２分割可能な構造のものであり、アダプタ２１の筒状部３３上に嵌められている。連結リング２２の上端部２２ａはプランジャ１の基端部１ｂに形成された環状段部２９に係合させ、連結リング２２の下端部２２ｂはアダプタ２１の中央部の外周面に形成された環状溝２４に係合させている。
【００４２】  上記したプランジャ横振れ防止機構３１の構成によると、プランジャ１の基端部１ｂがアダプタ２１の筒状部３３の嵌合穴３２に緊密に嵌合した状態で保持されるので、プランジャ１の基端部１ｂが径方向へ微動することがなく、安定して保持されるとともに、プランジャ１の基端部１ｂはアダプタ２１の筒状部３３により外周面が密接した状態で覆われて密閉性が高められているので、冷却エアや排気エアの漏れがない。  また、長期の使用によって、プランジャ１の基端部１ｂの下端面１ｃとアダプタ２１の嵌合穴３２内の上面２１ｃとの当接面に磨耗が進行しても、プランジャ１の基端部１ｂはアダプタ２１の筒状部３３により外周面が密接した状態で保持されているので、プランジャ１の横振れが防止される。このため、成形後にプランジャ１の先端部を成形型４から引き抜く際に、パリソンＭの口部などに対する応力の集中が回避され、成形品にビリが発生せず、プランジャ１の引抜動作が円滑に行われる。
【００４３】  図５は、プランジャ保持機構２の他の実施例を示している。  この実施例は、アダプタ２１の筒状部３３の軸長Ｌを図１および図２の実施例より長い寸法に設定して、嵌合穴３２の嵌合面を軸心Ｘの方向に大きくしたものである。この実施例によると、プランジャ１の基端部１ｂが一層安定して保持されるとともに、上記の密閉性が一層高められている。
【００４４】  図６は、プランジャ保持機構２のさらに他の実施例を示している。  この実施例は、プランジャ１の基端部１ｂを先細り形状に形成すると共に、アダプタ２１の筒状部３３にプランジャ１の基端部１ｂの外形に適合する上広がりのテーパをなす嵌合穴３２を形成して、プランジャ１の基端部１ｂとアダプタ２１の筒状部３３との接触面積を大きくしたものである。この実施例によると、プランジャ１の基端部１ｂが一層安定して保持されるとともに、上記の密閉性が一層高められている。前記嵌合穴３２の軸心Ｘに対する傾斜角度θは、プランジャ１の横振れを防止するうえで、４５度以下、特に２０度以下が望ましい。
【００４５】  なお、図１に示す実施例において、空気導入路Ｐおよび空気導出路Ｑの経路や冷却装置５および排気装置６の各構成は、図１２〜図１４に示した従来例と同じであるので、ここでは対応する構成に同一の符号を付することで詳細な説明は省略する。また、この発明の実施例においては、プランジャ１の昇降動作位置と冷却エアの供給および停止のタイミングとの関係は図１５に示した従来例と同様であるが、パリソン成形機構１０に対して吸引力を作用させるのに、図１５に示した従来例のような期間の制限を設けず、排気装置６により空気導出路Ｑに常時吸引力を作用させるようにしている。
【００４６】  このように吸引力を常時作用させることによって、図１４に示すバタフライ弁６８は不要となり、構成を簡易化し得る。また、冷却エアの供給とプランジャ１の上昇動作とに先だって十分長く吸引力を作用させるので、パリソン成形機構１０に残存している異物などを空気導出路Ｑへ完全に除去できる。また、冷却エアの供給とプランジャ１の下降が終了した時点においても十分長く吸引力を作用させるので、パリソン成形機構１０に残存している異物などがプランジャ１の下降により生じる負圧によってパリソンｇ内に入り込むのを完全に防止できる。
【００４７】  超軽量びんについては微妙な温度制御が困難であり、それがビリやしわなどの成形不良を発生させる要因になっているが、この発明の実施例では、その種の成形不良の発生を抑制するために、温度センサにより成形型４の温度を検出し、その検出温度に基づいて成形型４に作用させる冷却風の風量を制御するようにしている。これによって、成形型４の温度を検出してフィードバック制御を行うだけの簡易な構成をもって成形型４の温度を高精度に制御できる。
【００４８】  図７は、この実施例において導入している成形型４の温度制御システムの概略構成を示す。同図において、７は製びん機の機械本体を示しており、複数個（この実施例では１０個）のセクションＳ１〜Ｓ１０において、ガラスびんが次々に製造され、図示しないびん搬送路へ送り出される。成形後のガラスびんはこのびん搬送路により徐冷装置まで搬送される。徐冷装置で冷却されたガラスびんは検査工程へ送られる。検査済のびんは包装工程へ搬送される。
【００４９】  各セクションＳ１〜Ｓ１０には、パリソンを成形するための粗型４０と、粗型４０より移送されたパリソンを最終形態のガラスびんに仕上げる仕上型（図示せず）とがそれぞれ備えられている。なお、粗型４０は口型およびバッフルとともに成形型４を構成している。各セクションＳ１〜Ｓ１０の粗型４０内には、図示しないゴブ供給機構によって適当なタイミングでゴブが順次供給される。各セクションＳ１〜Ｓ１０の仕上型で仕上げられたびんはびん搬送路を構成するコンベヤ上へ送り出される。
【００５０】  上記各セクションＳ１〜Ｓ１０の動作は、タイミング設定システム７０により個別かつ一連に制御される。このタイミング設定システム７０は、多数のマイクロコンピュータ（以下、「ＭＰＵ」という。）による分散処理システムであって、各セクションＳ１〜Ｓ１０に含まれる種々の機構があらかじめ定められた順序で動作するように、各機構の動作開始や停止のタイミングを指示する制御信号（以下、「タイミング信号」と総称する。）を生成し出力している。
【００５１】  各セクションＳ１〜Ｓ１０の粗型４０や仕上型には、それぞれの型の温度を検出するための温度センサ８が型内に埋め込むなどして設けられている。各温度センサ８は型の温度に比例した大きさのアナログ量の温度検出信号（例えば電流値）を出力する。粗型４０に設けられた温度センサ３の温度検出信号は温度表示盤８０に入力される。仕上型に設けられた温度センサ８の温度検出信号は図示しない他の温度表示盤に入力される。なお、以下において、粗型４０の温度制御について説明するが、仕上型の温度制御についても同様であり、ここでは説明を省略する。
【００５２】  前記温度表示盤８０は、Ａ／Ｄ変換器と１０個の温度表示器８１とを有している。Ａ／Ｄ変換器は各粗型４０の温度センサ３より前記温度検出信号をそれぞれ入力してデジタル量の信号（以下「現在温度データ」という。）に変換する。各温度表示器８１は前記現在温度データによって各セクションＳ１〜Ｓ１０の粗型４０の温度をそれぞれデジタル表示する。各粗型４０についての現在温度データは一定時間毎に温度制御装置８２に取り込まれる。温度制御装置８２は、取り込んだ現在温度データに基づいて後述する弁機構９０の開閉動作を制御し、粗型４０を冷却するための冷却風の風量を制御する。この温度制御装置８２が冷却風の風量を制御するタイミングは、前記タイミング設定システム７０からのタイミング信号により制御される。
【００５３】  各粗型４０には型毎の冷却機構９が設けられている。各冷却機構９はそれぞれの粗型４０に冷却風を作用させて各粗型４０の温度を個別に制御する。この実施例の冷却機構９は、粗型４０の外面へ冷却風を吹き付けて粗型４０を外側より冷却するものであるが、粗型４０を貫通させた冷却通路へ冷却風を導入して粗型４０を内部より冷却するものであってもよい。
【００５４】  各冷却機構９は、粗型４０へ冷却風を導く冷却風通路９１と、冷却風通路９１の主通路９２より分岐した分岐通路９３を開閉する弁機構９０とを含んでいる。前記主通路９２はブロワ９４で発生させた冷却風を１０個の分岐通路９３へ導く。各分岐通路９３は冷却風を各粗型４０の周囲に配置された吹出口（図示せず。）へ導く。
【００５５】  図８は、弁機構９０の具体例を示している。図中、９３，９３は別個の粗型４０に通ずる２個の分岐通路であり、各分岐通路９３にそれぞれ弁機構９０，９０の弁９０ａが開閉動作可能に配備されている。  各弁機構９０は、アクチュエータとしてのエアーシリンダ９５をそれぞれ含んでいる。そのエアーシリンダ９５へ空気通路９６から空気が供給されると、エアーシリンダ９５のピストンロッド９５ａが突き出て、弁９０ａが閉動作する。エアーシリンダ９５への空気の供給を停止すると、冷却風の風圧を受けて、弁９０ａが押し開かれる。
【００５６】  前記空気通路９６には空気導出入管９７が接続されている。前記空気導出入管９７には電磁切替弁９８を介して空気供給管９９ａと排気管９９ｂとが接続されている。前記空気供給管９９ａはコンプレッサー１１０に連通し、排気管９９ｂは大気に開放されている。前記電磁切替弁９８が一方に切り替わると、コンプレッサー１１０より空気供給管９９ａ、空気導出入管９７、および空気通路９６を経て空気がエアーシリンダ９５へ供給される。電磁切替弁９８が他方に切り替わると、エアーシリンダ９５に供給された空気が空気通路９６、空気導出入管９７、および排気管９９ｂを経て外部へ抜ける。
【００５７】  図９は、弁機構９０の開閉動作を制御する方法を示している。図中、Ｓは弁が開放されている時間長さ、すなわち冷却時間であり、弁機構９０の操作量に相当するものである。弁は、ｔ１の時間タイミングで開き、ｔ２の時間タイミングで閉じる。各時間タイミングｔ１，ｔ２で電磁切替弁９８に切替信号が与えられる。なお、弁機構９０の操作量として弁の開放時間Ｓに代えて弁の開放量を用いることもできる。
【００５８】  弁機構９０の開閉動作は温度センサ８による粗型４０の検出温度に基づいて制御されるもので、これにより冷却風の風量を制御している。弁の開放時間ＳはＰＩＤ制御による演算を実行することにより決定される。この実施例では、弁を閉じる時間タイミングｔ２を固定し、図中に矢印で示すように、弁を開く時間タイミングｔ１を演算結果に応じて変更する。
【００５９】  いま、粗型４０の目標温度をＴｓｉ、粗型４０の現在温度（前記した「現在温度データ」に相当する。）をＴｐｉとすると、現在温度Ｔｐｉと目標温度Ｔｓｉとの差（以下、「温度偏差」という。）ΔＴｉは、ΔＴｉ＝Ｔｐｉ−Ｔｓｉで与えられる。  前記現在温度データは、一定時間毎に温度制御装置８２に取り込まれ、後記するメモリ８４に順次蓄積される。ｉは、蓄積された現在温度データを個別に特定するための引数であり、最新のデータにｉ＝０を対応させ、過去に遡る方向に沿って、ｉ＝−１，−２，−３・・・とする。なお、以下では、蓄積されているデータの中の最も古いものに対応する引数ｉを−∞とする。
【００６０】  前記ＰＩＤ制御は、比例制御と積分制御と微分制御とが組み合わされたものである。このＰＩＤ制御をプログラムされたコンピュータによって実現するときは、ＰＩＤ制御による演算式には、比例係数Ａと温度偏差ΔＴｉとの積で与えられる比例項と、積分係数Ｂと温度偏差ΔＴｉの累積値との積で与えらえる積分項と、微分係数Ｃと前回の温度偏差と今回の温度偏差との差（ΔＴ０−ΔＴ−１）との積で与えられる微分項とが含まれる。
【００６１】  前記積分項における温度偏差ΔＴｉの累積値を算出するためには、次の（１）式に示すように、積分の範囲をゼロから負の無限大に設定するとともに、ゼロから負の無限大までの各温度偏差ΔＴｉに対して、２ｉ、すなわち、２０，２−１，２−２，２−３，・・・の重み付けを行う。その結果、ＰＩＤ制御による演算式は（２）式で与えられる。  通常、ＰＩＤ制御では前記積分項は積分の区間を設ける必要があるが、この実施例によると、重み付けを行っているので積分区間を設けなくてもよい。
【００６２】  なお、重み付けの係数は２ｉに限らず、ｎｉ（ただし、ｎ＞０）であればよい。また、過去のデータに対応するｉは負の値に限らず、正の値に設定することもできる（すなわちｉ＝０，１，２・・・∞）。この場合の重み付けの係数は、たとえば１／ｎｉ（ｎ＞０）と設定すればよい。
【００６３】
【数１】
2014156941.tif 000003
【００６４】
【数２】
2014156941.tif 000004
【００６５】  この実施例では、前記温度制御装置８２において、上記の原理に基づきＰＩＤ制御による演算を実行して弁機構９０の操作量（弁９０ａの開放時間Ｓ）を求め、その演算結果に基づき弁９０ａの開閉動作を制御する。また、この実施例では、弁機構９０の操作量が極端な値に決定されて粗型４０の温度が急激に変化するのを防止するために、ＰＩＤ制御による演算結果が所定の上限値を上回るときはその上限値に、所定の下限値を下回るときはその下限値に、前記演算結果を補正するようにする。さらに、この実施例では、今回の演算結果と前回の演算結果との差が所定のしきい値を越えるときは、前回の演算結果との差が前記しきい値となるよう今回の演算結果を補正するものとする。
【００６６】  前記弁９０ａは電磁切替弁９８の切替により開閉動作するもので、電磁切替弁９８の切替信号は温度制御装置８２によって与えられる。  図１０は、温度制御装置８２の詳細な構成を示す。この温度制御装置８２は、ＭＰＵ８３を制御、演算の主体とし、プログラムやデータを記憶するためのメモリ８４や時間経過を計測するタイマ８５を含んでいる。また、このＭＰＵ８３は、通信インターフェイス８６，８７を介してオペレータ端末７３や温度表示盤８０に接続されている。さらに、ＭＰＵ８３は、入力インターフェイス８８を介して前記タイミング設定システム７０からのタイミング信号を入力するとともに、出力インターフェイス８９を介して、各セクションＳ１〜Ｓ１０の前記電磁切替弁９８に切替信号を出力する。
【００６７】  前記タイミング設定システム７０は、製びん機全体について構成各部の動作タイミングを設定するもので、温度制御装置８２に対してセクションＳ１〜Ｓ１０毎に粗型４０の冷却を指令するタイミング信号を出力する。温度制御装置８２のＭＰＵ８３は、タイミング設定システム７０から冷却指令のタイミング信号が入力されると、所定のセクションの粗型４０を冷却するタイミングになったと判断して冷却時間Ｓを決定し、その冷却時間Ｓに基づくタイミングで、該当するセクションの電磁切替弁９８へ切替信号を送出する。
【００６８】  なお、図７において、一方のオペレータ端末７２は温度制御装置８２に対して目標温度やＰＩＤ制御のための各係数Ａ，Ｂ，Ｃなどを入力して設定するためのものである。他方のオペレータ端末７３はタイミング設定システム７０に対して製びん機の動作に係わる各種のデータを入力して設定するためのものである。
【００６９】  図１１は、個々の粗型４０について、温度制御装置８２のＭＰＵ８３が冷却時間を決定して冷却を実行させるときの制御の流れを示している。図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」（ステップ）の略であり、制御の流れにおける各手順を示す。  同図のＳＴ１では、制御対象の粗型４０を冷却するタイミングになったかどうかを判定している。ここで、タイミング設定システム７０からのタイミング信号を入力すると、ＳＴ１の判定が「ＹＥＳ」となり、つぎに冷却時間を算出する演算を実行するかどうかが判定される（ＳＴ２）。ＳＴ２の判定が「ＹＥＳ」であれば、ＳＴ３へ進むが、毎回演算を実行しない場合であって、ＳＴ２の判定が「ＮＯ」である場合はＳＴ１３へ進み、あらかじめ設定された規定の冷却時間に決定する。
【００７０】  もし、演算を実行する場合は、ＳＴ２の判定は「ＹＥＳ」であり、ＭＰＵ８３は温度表示盤８０に対して該当する粗型４０について型の温度を問い合わせる（ＳＴ３）。この問い合わせに対し、温度表示盤８０より現在温度データが送信されてくると、ＳＴ４の判定が「ＹＥＳ」となり、その現在温度データはメモリ８４に記憶される（ＳＴ５）。
【００７１】  つぎにＭＰＵ８３は、前記したＰＩＤ制御による演算を実行して冷却時間Ｓを算出する（ＳＴ６）。すなわち、前記したｉの値を０から順に変化させながら、ｉの値に対応する現在温度データを読み出し、その現在温度データと前記オペレータ端末７２から入力された目標温度とから温度偏差を求める。そして、ｉの値毎に求めた温度偏差ΔＴｉを（２）式にあてはめることにより、冷却時間Ｓを算出する。なお、前記（２）式によれば、温度制御装置８２に蓄積されたすべての現在温度データを用いた演算を実行することになるが、これに限らず、新しいものから順に一定数の現在温度データを読み出して演算を実行するようにしてもよい。
【００７２】  つぎのＳＴ７では、その演算結果が所定の範囲内かどうかが判断される。演算結果が所定の範囲内にあれば、第１の基準を満たすと判断されてＳＴ７の判定が「ＹＥＳ」となり、演算結果の補正は行われない。もし、演算結果が所定の範囲内になければ、第１の基準を満たさないと判断されてＳＴ７の判定が「ＮＯ」となり、ＭＰＵ８３は第１の補正処理を実行する（ＳＴ８）。この第１の補正処理は、前記演算結果が所定の上限値を上回るときはその上限値に、所定の下限値を下回るときはその下限値に、前記演算結果を補正するというものである。
【００７３】  つぎのＳＴ９では、今回の演算結果（第１の補正処理があれば補正後のデータ）と前回の演算結果との差が所定のしきい値を越えるかどうかが判断される。今回の演算結果が前記しきい値を越えなければ、第２の基準を満たすと判断されてＳＴ９の判定が「ＹＥＳ」となる。もし、演算結果が前記しきい値を越えれば、第２の基準を満たさないと判断されてＳＴ９の判定が「ＮＯ」となり、ＭＰＵ８３は第２の補正処理を実行する（ＳＴ１０）。この第２の補正処理は、前回の演算結果との差が前記しきい値になるよう今回の演算結果を補正するというものである。
【００７４】  上記の手順を経て得られた冷却時間は、該当する粗型４０についての今回の冷却時間として決定されてメモリ８４に記憶された後（ＳＴ１１）、決定された冷却時間に基づいて弁機構９０の開閉動作が実行されて冷却処理が行われる（ＳＴ１２）。なお、他の粗型４０についても同様の手順が実行されて冷却時間の決定と冷却の実行とが行われる。
【００７５】  上記した構成のパリソン成形装置では、プランジャ１の基端部はアダプタ２１の筒状部３３の嵌合穴３２に嵌合状態でしっかりと保持されるので、プランジャ１の基端部１ｂのがたつきやプランジャ１の先端部の径方向の振れが抑制され、プランジャ１が傾いた状態で溶融ガラス中に入り込むことはない。プランジャ１の先端部を型内から引き抜く際、パリソンｇの口部に無理な応力が集中することがなく、ビリや欠けの発生が阻止され、プランジャ１の引抜動作に支障をきたすおそれもない。
【００７６】  また、溶融ガラスがパリソンｇの全体にバランスよく配分されるので、パリソンｇの肉厚分布が良好となる。特に、ガラスびんの全体にわたって肉厚が薄い超軽量びんについて、肉厚が殊更薄い部分が生じて強度が低下することがない。  さらに、プランジャ１の基端部１ｂがアダプタ２１の筒状部３３の嵌合穴３２に緊密に嵌合されるので、プランジャ１の基端部１ｂとアダプタ２１との連結部分の密閉性が高められ、冷却エアや排気エアの漏れによる冷却効率や排気効率の低下を招くことがない。その結果、パリソン成形機構１０内で発生する異物などが十分に除去され、異物等のパリソンｇの内面への付着に起因するパリソンｇの強度低下を招くおそれがない。
【００７７】  さらにまた、温度センサ８による粗型４０の検出温度に基づいて弁機構９０の操作量がＰＩＤ制御によって決定され、冷却風の風量が制御されるので、粗型４０の温度を検出してフィードバック制御を行うのみで、簡易な構成をもって粗型４０の温度を高精度に制御することができる。特に、ガラスびんの全体にわたって肉厚が薄い超軽量びんについては、微妙な温度制御が困難であるところ、それが可能となり、ビリやしわなどの成形不良の発生が抑制される。
【符号の説明】
【００７８】  １    プランジャ  ２    プランジャ保持機構  ４    成形型  ５    冷却装置  ６    排気装置  １１  シリンダ  １２  ピストンロッド  ２１  アダプタ  ２２  連結リング  ２７  排気通路  ３２  嵌合穴  ３３  筒状部  ４０  粗型  ８２  温度制御装置  ９０  弁機構  Ｐ    空気導入路  Ｑ    空気導出路
【図１】
2014156941.tif 000005
【図２】
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【図３】
2014156941.tif 000007
【図４】
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【図５】
2014156941.tif 000009
【図６】
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【図７】
2014156941.tif 000011
【図８】
2014156941.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2014156941.tif 000021
2014156941.tif 000022
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