1. 概要

押出造形機の主な生産プロセスには次のものが含まれます：

1. パリソンの押出し
2. 生体を固定するための金型の閉鎖;
3. 吹き込み位置への金型転送 (特定の機械設計のため)
4. パリソンを拡張するための空気にインフレートする。
5. 製品の冷却と成型
6. 成形物の開口部
7. 製品の取り外し。

Among these processes, the 金型移設システムそして金型の開閉システムは、最も重要なメカニカルシステムおよびコントロールシステムの2つです。これらシステムは次のとおりに直接影響します：

• 生産サイクル時間
• 製品の壁厚の均一性;
• 金型の位置決め精度
• フラッシュの厚さとトリミング要件。
• 金型ロックの安定性
• エネルギー消費
• 機械の寿命。

吹き抜け成形技術がより大きなサイズ、高速化、および高精度に向けて発展するにつれ、従来の油圧制御システムは次に示すように徐々に進化しています。

• サーボ油圧システム
• 電気・油圧ハイブリッドシステム
• 完全に電動の制御システム

2. 金型転移コントロール方法

ブロー成形の過程中、金型をさまざまな位置間で移動する仕組みは、次のように構成されています。

• 金型の閉鎖位置;
• 吹き込み位置
• 冷却位置。
• 製品投出位置

主な制御方法は以下の通りです：

1. 油圧金型移送システム。
2. サーボモーター+ボールねじ駆動システム
3. サーボモータ＋ラック・ピニオンセット制御システム
4. Servo hydraulic 金型移設システム.

2.1 油圧金型移動システム

(1) 動作原理

油圧金型移送システムは、押し出しブローモールディングマシンにおいて最も伝統的で広く使用されている方法です。

基本構造は次のとおりです;

油圧タンク ▼ 油圧ポンプ ▼ 比例バルブ/サーボバルブ ▼ 油圧シリンダ ▼ 動力プラネーション

油圧シリンダーは、金型キャリアや動作プレートを移動するために伸縮します。

大型吹き型機では、移動部品の重量が数トン、さらには10トンを超える場合があります。そのため、高い力出力能力を持つ油圧システムには大きな利点があります。

(2) メリット

① 高出力力

油圧システムの最大のメリットは、以下のとおりです。

高い荷重密度、優れた荷重能力

下記のような大型ブロッキング成形製品のために：

• 50Lドラム
• 200Lの化学容器
• 自動車用燃料タンク
• 大型パレット;

金型の重量および運動慣性は非常に高い。

油圧シリンダは、数十トンから数百トンに達する必要な押し力を簡単に提供できます。

②強い衝撃耐性

ブロー成形作業中、マシンは以下のような特徴を備えています：

• 高速な金型閉鎖。
• 模型固定時の衝撃
• 金型の温度変化
• 長時間の連続稼働サイクル。

油圧システムには自然に減衰する特徴があり、機械的衝撃を吸収できる。

剛性な機械系の伝達システムと比較して、油圧システムは次のような利点をもたらします。

• 優れた衝撃吸収性
• より高い信頼性;
• 長い耐用年数

③コストの優位性

従来の油圧システムには以下の特徴があります

• 成熟した技術
• 部品の豊富な用意。
• メンテナンスが簡単.

大型の機械では、油圧システムはフルに電動化されたシステムよりもかなり低価格であることが一般的である。

(3) 不便さ

①エネルギー消費の増大

従来の油圧システムは通常、次の要素を使用します。

• 固定排気量ポンプ
• 構内圧力回路;

マシンが操作を待っているときでも、油圧モーターは動作を続けることがあります。

エネルギ損失は主に次の要因から生じます。

• 溢水損失
• 油圧オイルの加熱
• 配管の圧力損失。

そのため、従来の油圧システムでは比較的多くのエネルギーが消費されます。

② 低モーションコントロール精度

油圧システムは、次の要因によって影響を受けます。

• 油温の変化
• 油圧オイルの圧縮性
• バルブの応答特性
• 内部漏れ;

高速の金型移動中、次の要因が引き起こされる可能性があります。

• 測位誤差
• 速度変動
• 停止時の金型衝撃

③メンテナンスのニーズが高まる

次のような定期メンテナンスが必要です。

• 油圧油の交換
• フィルターの清掃
• シールの検査
• 汚染管理

油圧オイルが汚染された場合、以下の現象が発生する可能性があります。

• 比例弁の停止;
• 不安定な動き
• システム圧力が低下した。

2.2 サーボモータ+ボールスクリュー型金型移動システム

(1) 動作原理

本システムは、駆動源としてサーボモーターを使用

サーボモータ　↓
ギヤレダクター　↓
ボールねじ　↓
リニアモーション　↓
金型移動

精密な位置決めを実現するため、エンコーダのフィードバック機能を備えた閉ループ制御システムを採用しています。

(2) メリット

① 高位置決め精度

なぜならサーボシステムは次のことを提供します：

• 位置のフィードバック
• 速度フィードバック
• トルクフィードバック;

金型の位置を正確に制御可能;

典型的な反復位置精度:±0.01～0.05 mm

それにより次のような大きな利点があります

• 高精度の包装ボトル
• 医療用品
• 複数キャビティ型の金型

② 柔軟なモーションサイクル制御

PLC システムでは、さまざまな運動ステージを定義することができます:

• 高速運動
• ゆっくりした金型アプローチ
• ソフト停止;
• 圧力保持

例えば:

初期段階:

高速移動 → 生産効率の向上

金型への接近

低速動作 → 衝撃を軽減

最終段階：

機構が素早く動き、サイクル時間が短縮される

③ Excellent エネルギー効率

サーボモーターは主に移動中に消費エネルギーを消費する。

従来の油圧システムと比較して：

エネルギー効率性は次のようになります。30〜60%

(3) 不便さ

① 限られた荷重容量

ボールねじシステムの主な限界は、荷重能力です。

金型重量が到達した時

• 数十トン
• 数十トン

必要なネジ径が非常に大きくなる。

放射状荷重

• 次の形式を正確に使用してください: "1. " 1行ずつだけで、その他は使用しないでください。
• インペラの増加;
• 速度が低下しました。

②耐衝撃性の低下:

ブロー成形機では、高速な型衝突が発生します

適切に制御されない場合、次の問題が発生する可能性があります:

• ボールねじの破損
• ナットの摩耗
• 精度低下

2.3 サーボモーター+ラック・ピニオン金型移動システム

（1）構造原理

その結果:

Servo motor
      ↓
Gear reducer
      ↓
Pinion gear
      ↓
Rack
      ↓
Moving platen

(2) メリット

① 高速長さ揚降動に適しています

ボールねじと比較して、ラック・ピニオンシステムには次の利点があります。

• より大きな移動距離:
• 高い速度性能
• より単純な機構構造

これらは次の場合に適しています：

• 多発注吹き型機
• ロータリーブロー成型システム

② より高い耐荷重能力

ラックとピニオンシステムは、次の要件に対応できます。

• 放射状荷重
• Impact loads.

中型ブロー成形機に適しています。

(3) 不便さ

① ボールスクリューと比較して精度が落ちます

主な問題は歯車のラッチです。

長時間運転後:

• ギヤ面の摩耗
• クリアランスの増加

位置決め精度が低下することがある

② 動作時の騒音の高さ

3 サーボモータ + ラックとピニオンの成型移送システム

• Vibration;
• 構造は:

2.4 サーボ油圧成形機転送 System

(1) 技術的特性

サーボ油圧システムは、高級大型ブローモールディングマシンの開発方向の一つです。

構造:

サーボモーター↓可変変位油圧ポンプ↓油圧シリンダー↓移動板

(2) メリット

① 高強度とエネルギー効率を兼ね備えています

これは油圧のメリットを保持しています:

• 大伸張トルク
• 信頼性の高さ

サーボの利点を追加することにより:

• 以下のとおりに正確に書いてください (1行に「1. 」とだけ記載する)
• ③ 力学応答の低下

② ダイナミック応答の向上

従来の油圧システムと比較して：

• 高速な加速
• 速度調整が迅速になる。
• より優れた運動制御:

高性能の大型ブロー成形機に適しています

(3) 不便さ

① 設置費用が高い

追加の部品には次のものが含まれます

• サーボモータ
• サーボ駆動装置
• 高度な制御システム。

② More Complex Control System

必要条件:

• 圧力閉ループ制御
• 閉ループ制御を高速化
• 位置閉ループ制御。

3. 金型の開閉制御方法

型開閉システムは下記の仕事を担います:

• 金型を開く;
• 金型の閉鎖
• 金型ロック力の作成と保持
• ブロー処理中の安定した包囲を確保

モールドの開閉制御システムの主な種類には、以下が含まれます。

1. 油圧直接圧力クランプシステム；
2. 油圧式トグルスクラップ装置
3. サーボ駆動トグル式クランプシステム；
4. 完全電動のダイレクトドライブクランプシステム

3.1 油圧直接圧力締め込みシステム。

(1) 動作原理

油圧直接圧力システムは、油圧シリンダを使用して、金型閉鎖とロック力を直接生成します。

基本構造:

油圧シリンダ ↓ 移動板 ↓ 金型の閉鎖とロック

油圧シリンダは金型が完全に閉まるまで、動くプレートを直接押していきます

(2) メリット

① 抜群の締付力

油圧直接圧力システムの最大のメリットは、非常に高いロック力を発生できる点です。

特に、次のような大型ブロー成形製品に適しています：

• 大型工業用コンテナー；
• 条件:
• 自動車用燃料タンク
• 大型水槽；
• 大型パレット。

重量が高く、投影面積が大きい大型用金型の場合、油圧直接圧力システムは信頼性の高い解決策の一つです。

②シンプルで信頼性の高い構造:

メカニカル式タグルシステムと比較して、油圧式直接圧力システムに次のような特長があります

• 機械部品が少ない;
• 複雑な連結機構は不要
• より低い機械的摩耗

したがって、以下のような機能を提供します。

• 信頼性の高さ
• 簡単なメンテナンス
• 長寿命。

(3) 不便さ

機械的ノイズ

油圧シリンダは通常、以下の特徴をもっています。

• 長いストローク距離
• 大量の油流量が必要。
• 治具慣性:

開閉速度は比較的限定されます

高速生産用アプリケーションでは、油圧直接圧力システムは競争力に欠けます。

② 継続的な圧力の保持にはエネルギーが必要です

金型ロック段階では、油圧システムは通常、圧力を継続して維持する必要がある

放射状荷重

• 高いエネルギー消費。
• オイル温度が上昇している；
• システムの効率は低下します。

① 低速運転

サーボ駆動システムと比較して、従来の油圧システムは、

• 速度が変化します。
• 位置調整。
• ロード変動:

3.2 油圧式切替型クランプシステム

(1) 動作原理

油圧タグリングシステムは、油圧シリンダを使用して機械的なタグリングメカニズムを駆動します。

構造:

油圧シリンダ ⇓ タガリ連結機構 ⇓ 動くプレート ⇓ 金型固定

トグル機構は油圧シリンダーによって生成される力を増幅する

(2) メリット

① 高い金型の開閉速度。

オイルの温度が上昇

高速移動段階

油圧式タグルクランプシステム

ロック段階に対応しづらいです。

トグルメカニズムは、高いロック力を達成するための機械的な力増幅を生成します。

これらの特性により、高速生産にも適しています。

②機械的剛性の向上:

ロッキングポジションに達した後、タグルメカニズムは強力な機械的サポートを提供します

利点としては以下があります:

• 安定した金型ロック
• 油圧要因が低下
• 繰り返し性の向上。

トラベラーメカニズムには、2つの異なる作動段階があります。

トグルメカニズムがロックした位置に達すると、

• 油圧シリンダでは保持圧力が少なくて済みます。
• 油圧ポンプがより少なく作動します。

そのため、エネルギー消費量は従来の直接油圧ロックよりも低くなります。

(3) 不便さ

① 機構がより複雑である。

タグルシステムには、多くの動作部品が含まれています。

• コンネクティングロッド
• ピン;
• ブッシュ
• 関節部

これらの部品には、以下の要件があります。

• 定期的な潤滑
• 着衣検査
• 定期調整

②より複雑な金型厚さ調節

異なる厚さの金型を交換する場合、トグル メカニズムでは通常以下を調整する必要があります

• タイバーの位置。
• ストローク切換
• 機械的アライメント

これにより、セットアップ時間が長くなります。

3.3 サーボ電動トグルクランプシステム

(1) 動作原理

サーボ電気タグルシステムでは、油圧シリンダーがサーボモーターで取り替えられている

構造:

サーボモーター
↓
ボールネジ
↓
トグル機構
↓
金型ロック

サーボモータは、トグル機構の動きを精密に制御します。

(2) メリット

① Highest Control Accuracy

サーボ電気システムは、次のことを正確に制御できます。

• 金型閉鎖速度
• 金型の位置
• ロック力。
• 圧縮プロセス

これにより優れた再現性が得られます。

特に以下に適しています:

• 精密パッケージング
• 医療用容器
• 高品質の化粧品パッケージ。

(2)優れたエネルギー効率 (3)精密機構部品 (4)サーボモータがターゲットの動作を精密に制御する

油圧パワーユニットがないため:

• 油圧オイルの損失なし
• 圧力保持損失はありません
• 発熱が少ない

従来の油圧システムと比較して：

エネルギー効率性は次のようになります。

30～70％。

③ 清潔で環境に優しい

油圧液が存在しないため

利点としては以下があります:

• 油が漏れる危険がない;
• 清潔な生産環境
• 維持管理の低コスト性

以下のような高い清浄さが必要な産業に適しています。

• 食品パッケージ
• 医療用品
• 医薬品パッケージ

(3) 不便さ

① 限定最大締め付けトルク

サーボ電気システムの主な限界は、利用可能な力の出力です。

非常に大型のブロー成形機の場合

• 大型コンテナ
• 重い産業用製品

完全に電気システムは、油圧解決策を代替することはまだ困難です。

② 設立費用が高い

このシステムは以下が必要です

• 高出力サーボモーター
• サーボドライブ。
• 精密機械部品
• 高度な制御ソフトウェア

そのため、初期設備コストはかなり高くなります。

3.4 完全な電動ダイレクトドライブ クランプシステム

(1) 動作原理

高出力サーボ モーターが、油圧部材の使用せずに、金型の動作装置を直接駆動します

基本構造:

サーボモータ ⇓ 機械的伝達システム ⇓ 移動プレート ⇓ 金型閉鎖

(2) メリット

① 優れたモーションコントロール性能

このシステムでは、次の要素を正確に制御できます。

• 位置;
• 速度
• 加速
• 圧力性能。

② 高速応答

伝送経路が短いので：

• 加速性が向上
• 応答時間が短くなります。
• 動作の反復性が向上

(3) 不便さ

①極大の機械に適用することが難しい

非常に高い取り付け力が必要な場合:

• モーターのサイズが大きくなる
• 機械構造は高価になります。
• システムコストが大きく膨れ上がります。

そのため、小型・中型の機械では、完全電動直駆システムが現在より一般的となっています

4. 異なるシステムの全面的な比較

システムタイプ	Speed	精度	強制能力	エネルギー効率	信頼性	コスト
構造的な油圧成形転送	★★★	★★	★★★★★	★★	★★★★★	低い
サーボボールねじの金型移動。	★★★★★	★★★★★	★★	★★★★★	★★★	High
サーボラック＆ピニオン成形移動	★★★★★	★★★★	★★★	★★★★	★★★★	Medium
サーボ油圧成形機転送	★★★★	★★★★	★★★★★	★★★★	★★★★★	High
油圧式直接圧力クランプ	★★	★★★	★★★★★	★★	★★★★★	低い
油圧トグル クランプ	★★★★	★★★★	★★★★	★★★	★★★★	Medium
サーボ電動トグルスリーブ	★★★★★	★★★★★	★★★	★★★★★	★★★★	High
完全な電動ダイレクトドライブ	★★★★★	★★★★★	★★～★★★	★★★★★	★★★★	非常に高い

5. ブロー成形機制御システムの将来の開発動向

ブロー成形工業の継続的な発展に伴い、装置の要件はますます次の方向に向かっております。

• より高い生産効率
• 低いエネルギー消費。
• 高精度
• より高い再現性
• 自動化レベルの向上
• メンテナンス要件の低減

金型移動および金型開閉システムの将来の開発方向は、次のように要約できる

• 電化
• サーボ制御
• インテリジェントな油圧システム
• 電気油圧ハイブリッド技術

5.1 小型高速吹き抜き成形機

開発の方向

サーボ方式の電動制御。

以下の形式を使用してください：「1. 」をラインごとにあらゆる入力を削除

サーボ型転移 + サーボ電気トグルクランプ

主な特長

① 高い生産スピード

サーボシステムでは以下のことが可能です

• 高速加速
• 短いレスポンス時間
• 正確なモーション制御

これにより、次の要素が大幅に削減されます。

• 金型の開閉時間
• 無動作時間
• 全体的なサイクル時間

2 中・大型ブローモールド機械

サーボシステムは、次の点を正確に制御します。

• 金型の位置
• 閉じ方速度
• ロック位置
• 動きプロファイル

これにより、以下が改善されます。

• 製品の一貫性
• フラッシュ品質
• 型の正確な位置合わせ

③ 低いエネルギー消費

従来の油圧システムと比べて

• 油圧ポンプのロスなし
• オイル加熱損失がない
• 待機時のエネルギー消費量の低減

従来の油圧型転送 + 油圧直接圧力による締め込み

④ 清浄な製造環境

油圧オイルが使用されないので

利点としては以下があります:

• オイル漏れなし
• 汚染リスクの低下
• 工場管理が容易。

したがって、この技術は以下の用途に適しています。

• 医薬品包装
• 食品容器
• ハイエンドなコスメティック包装

5.2 中規模および大規模のブロー成形機

開発の方向

電気油圧ハイブリッド技術

以下の形式を使用してください：「1. 」をラインごとにあらゆる入力を削除

サーボ油圧金型トランスファー + 油圧トグリングクランプシステム

Main Advantages:

① 高い油圧力能力を維持

油圧システムは、大型機器に対して今でも大きなメリットをもたらしています:

• 高出力力
• 優れた衝撃吸収性。
• 優れた信頼性

これを完全に電気システムで置き換えることは困難です。

② 省エネルギー効率の向上

サーボ駆動の油圧ポンプを使用することにより：

従来の油圧システムと比較して：

• ポンプ出力は需要に応じて調整されます。
• 不要な圧力ロスが減少します。
• オイルの温度上昇を最小限に抑えます。

通常、エネルギー削減率は30〜60％に達します。

③ より優れた動作制御

サーボ油圧システムは、次のものを提供します。

• 閉回路式の速度制御
• 閉ループ方式の圧力コントロール。
• 位置決めの精度が向上しました。

これにより、大型機械は油圧の優位性を維持しつつ、電気システムの性能に近い動作を実現できます。

5.3 非常に大型のブローモールディングマシン

その例には次のものがあります。

• 500L以上の産業用コンテナ
• 大型化学タンク
• 自動車の構造部品
• 大型パレット。

現在の主流のソリューション:

油圧による直接圧着 + 油圧による金型移動

理由：

① 極めて高い力要件

大型製品で必要なもの。

• 重量型金型
• 大きなクリープ力
• 強固な構造的剛性

油圧システムが最も実用的なソリューションとなっています。

② 高い信頼性

大規模な産業用ブロー成形機は通常、次のように動作します。

• 継続的に
• 重い負荷下では
• 厳しい環境下でも使用可能

このような状況下でも、油圧システムは確実な信頼性を発揮します。

③ 優れたコストパフォーマンス

大型マシンの場合。

完全な電動ソリューションには、次のものが必要です。

• 非常に大きなサーボモーター
• 大容量ドライブ
• 高価な機械構造

総投資額は大幅に上昇します。

6. 全体的な比較と選定原則

すべてのブロー成形機に最適な制御システムはありません。

最良の解決策は、次の要素によって決まります。

• 製品サイズ
• 金型の重量
• 必要な生産速度
• 精度要件。
• エネルギー効率の目標
• 機器投資予算

おすすめの選定ガイドライン

小型精密ブロー成形機

推奨:

サーボ電磁形状転送装置＋サーボ電磁トグルクランプ

適応対象:

• 小瓶;
• 医療用容器
• 化粧品パッケージ
• 高精度製品

メリット:

• 最高の精度。
• 最高の効率
• 最も低いエネルギー消費量。

中型のブローモールディングマシン

推奨：サーボラック式ピニオン伝達 + 油圧トグルクランプ

メリット:

• 高速
• 優れた信頼性
• コストとパフォーマンスのバランスが取れています。

適応対象:

• 梱包容器
• 家庭用製品；
• 産業用コンテナー

大型ブロー成形機

推奨:

サーボ油圧金型移動 + 油圧直接圧力・開閉式クランプ。

メリット:

• 高い力の能力;
• 信頼性の高さ
• 従来の油圧システムと比べ、エネルギー消費が少なくなる。

適応対象:

• 大型ドラム
• 自動車部品；
• 産業用タンク

Ultra-大型ブロー成形機

推奨:

すべてのブロー成形機に最適な制御システムはひとつもありません。

メリット:

• 最大の力の能力;
• シンプルな構造
• 実績のある信頼性

7. 最終まとめ

金型移動システムと金型開閉システムは、押出成形吹き型機の最も重要な二つのサブシステムです。

さまざまな制御方法にはそれぞれ独自の利点と制限事項があります。

油圧システム

メリット:

• 驚くほど高い作用力出力
• 優れた衝撃吸収性。
• 信頼性の高さ
• 設備コストが低下する。

デメリット:

• 高いエネルギー消費。
• 位置決めの精度が低くなる
• メンテナンスの要件が増える

サーボ電動システム

メリット:

• 優れた精度
• 高速応答
• 高いエネルギー効率
• クリーンな操作環境

デメリット:

• 初期投資の面で高い水準。
• 非常に大型の機械に対する制限付きの力の能力。

サーボ油圧システム

メリット:

• 油圧力とサーボの高精度を組み合わせる
• 低いエネルギー消費。
• 動的応答が向上しました。

デメリット:

• システムの複雑さの高さ
• 設備費が高い

最終工学の結論

最新の吹き込み成形機の設計について：

小型の機械では、電化によって速度と精度に重点を置く必要があります。
中型および大型機械では、油圧動力とサーボ制御の組み合わせに注力しましょう。
極めて大きな機械は、最高の信頼性と力を確保するために、引き続きハイブリッドシステムを使用するべきです。

今後のトレンドは単純に油圧システムをフルに電動化するだけではなく、次の面で最良のバランスをとる最適なエンジニアリングアプローチをとること。

• 掴む力;
• 運動速度
• 位置の正確さ
• エネルギー消費
• 設備費
• 長期的な信頼性

最先端のブロー成形機では、高い効率と優れた製品品質を実現するために、サーボ駆動、インテリジェント、ハイブリッド制御技術をより多く採用していきます。