JP4348038B2 - 高効率吹込成形装置の型内への射出成形プレフォームの挿入 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は熱可塑性材料のプレフォーム（予備成形品）を吹込成形する改善された装置に関し、特に本願と同一出願人によって出願されたイタリア国特許出願第ＰＮ９８Ａ００００４２号に全般的に記載されたような装置に関する。
【０００２】
先に挙げられた特許出願に記載された装置の特色は、
複数の相互に結合可能である半型対であって、それら半型を取り扱いのに適した構造体であり、好ましくは回転する構造体と、それら半型と対応するプレフォーム支持装置とに関連付けられている半型対と、
適切な吹込成形温度に保持された規則正しい順序の複数のプリフォームを、開放位置に保持されるとともに前記回転部材と関連された各半型対内へ搬送するプレフォーム供給装置と、
前記各半型対から、それらが開放すると、仕上げられた容器を回収するようになっているピックアップ装置と、
前記複数の半型対がプレフォーム供給装置の位置を通って移動した後にそれら半型対を一体的に緊締することができるとともに、それら半型対が仕上げられた容器を取り除くためのピックアップ装置の位置を通って移動する前にそれら半型対を開放するようになっており、前記半型対が固定半型と該固定半型から開放可能であるとともに該固定半型に対し締め付け可能である移動半型とによって構成されている開放及び締め付け機構と
を備えていることにある。
【０００３】
特に、前記固定半型は、好ましくは垂直軸回りに回転する前記構造体に実質的に結合されるとともに、実質的に垂直方向に配置されており、しかも移動半型が各固定半型に対して水平方向回転軸を有する実質的な回転移動によって緊締されるようになっている。
【０００４】
本発明に従った装置の他の一般的な構造及び用途の特性は、先に挙げたイタリア国特許出願第ＰＮ９８Ａ００００４２号に充分に記載されているので参照されるべきである。
【０００５】
いずれにしても、読者がより良くより容易に理解できるようにするために、前記特許出願の起源と、該特許出願が基づいている技術的、産業的基盤とをここで簡単に思い起こすことである。実際のところ、それはこのような事実に発している。すなわち、先行技術に従えば、インライン配列の吹込成形は特に臨界的であると判明したのである。というのは、吹込型プレートの各単一対に含まれるキャビティ数の増加とともに増大する吹込型圧力によって、益々高速で且つ強力なポンピング・ステーションが必要とされるからである。更には、吹込成形中にボトルによって生成される全圧力が増大するので、対応して型締結力をより大きくしなければならないのである。
【０００６】
しかしながら、そうした圧力はかなり高いばかりではなく脈動するのであり、同一の型の実際の抵抗力にもマイナスの影響を与え、吹込ゲートの数が増すことを考えると、それらの型はより大きな圧力にさらされるだけではなく、同時により長いアームにおけるそうしたより大きな圧力に耐える必要がある。勿論これにより、それらの剛性をより臨界的にするとともに、外側によりいっそう大きく変形しやすくし、吹込成形プロセス及び吹込成形されたボトル自体の品質に容易に想像できる効果をもたらす。
【０００７】
更には、多数のキャビティを備えた吹込成形型が使用されると、全てのプレフォームを各キャビティ内へ移動するために必要とされる時間は比例して増大し、勿論これは前記サイクル時間全体を増大させて、成形装置の生産性は明確に減少する。
【０００８】
まさにこれらの短所をなくす観点から、米国特許第３，５９６，８１５号、米国特許第４，２３３，０２２号、欧州特許出願公開第ＥＰ０５９６４８７号、米国特許第４，８５０，８５０号、並びに米国特許第４，３１３，７２０号といった刊行物の開示が知られており、プレフォームを吹込成形する目的で、カルーセル方式で垂直軸回りに回転できる装置を用い、その外側は、規則正しい順序で相互に開放及び緊締することができる複数の吹込成形半型によって占有されている。しかしながらこれら装置においては、実際上、半型双方が移動のために駆動される。更にそれらは、各々が各垂直軸回りに移動するという、いわゆる「本のような」形態で移動する。
【０００９】
この種の装置は、半型双方を同期させて移動するように取り扱う必要性があるので、一般的に公知な短所及び構造の複雑さと関連している。更にはそれらは水平方向に開き、それ故に分かれて拡開されることによって開口することから、カルーセル状構成全体をそれに対応したサイズにする必要がある。特に著しくより大きな装置を使用する必要があって、それ故に取扱い及び据付けがいっそう煩雑となる。
【００１０】
各垂直軸回りに回転する移動半型の使用に関連する問題を取り除く観点から、前記イタリア国特許出願に記載された種類の装置が開示された。
【００１１】
それにもかかわらず、この種の装置にあってもそれに関するある問題がなお残されており、更なる改善の余地を提示しているが、それは以下のように要約することができる。
【００１２】
プレフォームのネックを然るべき位置にロックする、すなわち型（半型）と締め付ける必要があるため、その同じプレフォームを半型がそれと完全に一体的に締結されたときにのみその移動手段から解放する必要がある。勿論これにより、関連する操作が連続的に、即ち順次連続的に実行する必要があり、その結果より多くの時間が費やされ、勿論それは全サイクル時間の増大に寄与し、そしてそれ故に、装置全体の運転能力及び全般的な生産性を著しく低下させる。
【００１３】
更には、最終容器が吹込成形されると、半型の開放が非常に頻繁に各容器の僅かな変位を引き起こして、これが、適切に設けられたピックアップ及び取り外し部材がその容器のネック部と係合し、同容器を次のステーションへ移動させることをいっそう難しくしている。
米国特許第４，０３５，４６３号より、吹込成形用金型を備えた回転テーブル（ EIII ）においてプラスチックプレフォームを吹込するための方法及び装置が既知である。前記各吹込成形用金型は、２つの対称な半型（６２）からなり、共通の垂直スピンドルによって支持されているから、それらの半型は水平面においては誤って配置されている。更に、前記プレフォームは前もって加熱されていて、協働する回転テーブル（ EII ）に配置されており、前記加熱テーブル（ EII ）及び吹込回転テーブル（ EIII ）から回転軸が垂直な垂直スピンドル（５５）である回転ステーション（Ｄ）によって搬送される。しかし、吹込半型を有し、その一方が外方へ向けて固定され、他方が（垂直スピンドルではなく）水平スピンドル上で回転可能である吹込機械を使用するのであれば、引用された米国特許に記載されている技術的な構成及び解決方法は用いることができない。前記水平に回転するステーション（Ｄ）と垂直に回転する吹込成形用半型とが干渉するからである。
【００１４】
それ故に先の考察に基づけば、本発明の主な目的は、吹込成形半型の動作を加速する効果によってその生産性を増大させることができるような方法で、中空ボディを生産するための吹込成形装置とともに、その動作モードを提供することである。
【００１５】
本発明の更なる目的は、各半型が開放された際に、吹込成形された容器が堅固に且つ信頼性をもって然るべき位置に保持されることを可能とすることである。
【００１６】
本発明に従った装置及び方法は、さらに現行利用可能な技術を用いることによって具現化することができ、それ故に、相応な低コストで信頼性があり、そして好ましくは、上流に配置されたプレフォーム生産ステージと一体化することが可能でなければならない。
【００１７】
これらの目的は、本発明の他の特徴を伴って、特許請求の範囲に挙げられたように製作されるとともに動作する吹込成形装置で達成され、そしていくつかの部品あるいはその構成、添付図面を参照して以下に詳細に説明されるとともに例示される好適実施例に具現化されることができる。
【００１８】
本発明の基本的な特性は、説明したタイプの装置にあっては、吹込成形半型の各対の実際の位置にかかわらず、後続の吹込成形ステップに鑑みて、プレフォームを適切な位置に配置して緊締することができる装置及び方法を使用することにある。
【００１９】
この結果は、吹込成形半型１及び２の対において以下の装置、
前記吹込成形半型１及び２の第１のもの１に堅固に結合されているフォーク手段３、
プレフォーム７が前記フォーク手段３と関連されたときに、そのプレフォーム７の開口部６内に少なくとも部分的に挿入されるようになっている小管アセンブリ４、
前記プレフォームを移送して、それを前記各フォーク手段３と係合させることができるようになっているはさみ状（pincer-like）グリッパー５
によって獲得される。
【００２０】
もし図１乃至図５をそれぞれの上面図及び断面図にしたがって注視すれば、少なくとも以下の５つの段階を識別することができ、その中で前記構成部品が所期の結果を達成すべく調和された状態で動作するようになっている。
【００２１】
前記の５つの段階は、より簡略化する目的で、各々が連続する図１、図２、図３、図４、及び図５における図示によって表現されており、以下のように説明することができる。
【００２２】
段階ａ）図１：半型１及び２が少なくとも部分的に開口されており、プレフォーム７が結合されているグリッパー５がフォーク手段３、即ち第２半型２に面して設けられたレセプタクル８に徐々に近づけられる。この段階では、小管アセンブリ４がその作動位置から上昇されている位置にあるが、それについては追ってより詳細に説明する。
【００２３】
段階ｂ）図２：グリッパー５がフォーク手段３のレセプタクル８内までプレフォーム７を移送する。特に、プレフォームのネックリング２４下方の円筒状部がそのレセプタクル８内に嵌合することによって、プレフォーム自体の下方への摺動が完全に防止されるとともに、半型１に対して横方向へ変位することが完全に防止されている。その他の図示された全ての構成部品は、締め付けストロークを開始あるいは続行できる第２半型２を除いて、それらの初期位置を維持している。
【００２４】
段階ｃ）図３：小管アセンブリ４がプレフォームの開口部６内に挿入されるまで降下させられる。
この小管アセンブリはインサート１０によって形成され、該インサートの内部には従来の伸張ロッド１１が摺動自在に配置されている。このインサートは実質的に円筒状であり、プレフォームの開口部の内側の円筒状壁内に正確に挿入されることができるようなサイズ及び幾何形状である複数の外側リブ１３が具備されて、該インサートが小管アセンブリ４を伴って降下されると、それがプレフォームに堅固に結合された状態で配置されることになる。
【００２５】
更には、それら外側リブ１３の間にはプレフォームの外側から該プレフォームの内部にガスが流れ込むことが可能となるように対応する通路１４が設けられている（図８、図９、並びに、図１０を参照のこと）。これらの通路の目的は、小管アセンブリ４が降下させられ、そしてそれ故に各インサートが各プレフォームの開口部内に堅固に嵌合されたときに、プレフォームを吹込成形するために必要とされるガスが流入可能となるようにすることである。
【００２６】
段階ｄ）図４：グリッパー５は各プレフォームから分離されて、次のプレフォーム装填段階に備えて適切な位置に移動させられる。
もしこの出願と同一の出願人によって出願されたイタリア国実用新案出願第ＰＮ９９Ｕ００００２３号に記載されたタイプのグリッパーが使用されれば、単に引き離すことによってグリッパー５が分離される可能性は、なんらプレフォームを損傷する危険性なしに、特に容易かつ安全な態様にて確保されている。
【００２７】
なお、本発明によって提示される長所の殆どをもたらす条件が実際上創り出されているのはこの段階ｄ）においてである。事実上、プレフォームの位置に関する安定性は、該プレフォームが接線方向に移動又は変位することを防止するインサート１０と、プレフォームのネックリング２４下方で該プレフォームと係合することによって、それが下方へ摺動することを防止するフォーク手段３との組合せ作用によって決定されている。
【００２８】
この条件において、プレフォーム自体は吹込成形され得る位置で半型に堅固な状態で完全に関連付けられ、他方の対応する半型の位置には関わりがなく、その対応する半型はこのようにして締め付けストロークを続行できる。
【００２９】
段階ｅ）図５：２つの半型が相互に完全に締結されている。特に移動半型２は、そのすでに開始されていたストロークを完了して、半型１に対して閉じる。
【００３０】
以上によって容易に理解することができるのであるが、もし吹込成形に鑑みてプレフォームの最終的な位置決めが半型の閉止及び一体的な締結に充分に先行して実際に行われるという事実を然るべく考慮すれば、プレフォームを取り扱うグリッパーがあらかじめそのプレフォームを解放して離隔するように移動することを開始することができ、プレフォームを然るべき位置にロックするために半型を締結させるために必要とされる時間を実際に節約することができ、全サイクル時間に関して節約することができる。（プレフォーム自体は先に挙げた手段によって然るべき位置に既にロックされているためである。）
この段階から、プロセスは実際の吹込成形段階が最終的に完了するまで従来技術に従って続行され、その最後に半型は分離され、吹込成形された容器は各グリッパーによって、プレフォームの半型内への装填するためにたどる順序とは逆の順序であるが、非常に類似した操作順序で取り除かれる。
【００３１】
読者がさらに銘記しておくべきことは、インサート片及び伸張ロッドを含む小管アセンブリ４を用いることは本発明に固有の部分であると考えてはならないということである。類似の装置が既に知られており技術的な実践において使用されているからである。この発明の一体をなす部分は、そうではなく、このような小管アセンブリからなる特定形式の全体的に新規で斬新な使用である。
【００３２】
実際、この小管アセンブリは伸張ロッドとして、あるいは吹込成形ガスを流す流路として従来通りに作動するばかりではなく、先に述べたフォーク手段との組合せで作用することで、半型を使用することなく且つ同半型の位置にかかわりなく、プレフォームをセンタリングするとともにそのプレフォームを所望位置にロックする革新的な手段としても使用される。
【００３３】
実際上、本発明に従った方法によれば、即ち、成形済み容器の取り除きあるいは取出し段階と殆ど同時に生ずる移動半型の開口段階とともに、プレフォーム挿入段階と殆ど同時に生ずる同移動半型の締結段階によって、先に述べた装置類の特定の配置、配列、並びに使用法のため、全体的な吹込成形サイクル時間における短縮が実際に獲得可能であると結論することができる。
【００３４】
上述の装置は、複数の半型対が一般的にそれ自体が公知である中心支持回転構造体（図示しない）の外周縁の全てに沿って適用されることで、最も効率的に使用することができる。すなわち、
前記各半型対において、一方の半型１は静止状態であって前記回転構造体に結合されており、外側に面するとともに前記回転構造体に対して放射方向に配向された、各半キャビティ１Ａを伴う垂直面上に好ましくは配列されており、
【００３５】
他方の半型２は、その締結位置へ上昇された際に前記回転構造体と結合された前記固定半型と正確に結合すべく移動できるように、（図示しない）回転装置上にヒンジ付けされることによって水平平面上に配列された軸線回りの回転運動を伴って移動可能である。このようにして、作動されうる移動半型２の開放及び閉止動作だけが起動されるようにする必要性があるだけであり、その理由は他方の半型１が静止状態であって回転構造体２０と実質的に結合されているからである。
【００３６】
それ故に、もし、サイクル時間が分解され得る各種の段階、すなわち、（より重要なものから列挙するが、）
プレフォーム挿入（固定されたステーションにおいて）
小管アセンブリの降下
型の締め付け
吹込成形
小管アセンブリの上昇
固定ステーションにて完成した容器の取外し及び取下ろし
の各種段階が、前記回転構造体の正に完全な一回転の間に実行することができるように調整され構成されれば、従来タイプの回転装置と比べて、実際上相当に生産性対サイズ比（即ち、空間的要件）を確保できる特に効率的で簡素な装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による装置の一部分の斜視図であり、連続する動作段階を表している。
【図１ａ】 図１の装置の一部の上面図である。
【図１ｂ】 図１ａの断面Ａ−Ａに沿って見た場合の図１の装置の中央断面図である。
【図２】 この発明による装置の一部分の斜視図であり、連続する動作段階を表している。
【図２ａ】 図２に関する、図１ａと同様の図である。
【図２ｂ】 図２に関する、図１ｂと同様の図である。
【図３】 この発明による装置の一部分の斜視図であり、連続する動作段階を表している。
【図３ａ】 図３に関する、図１ａと同様の図である。
【図３ｂ】 図３に関する、図１ｂと同様の図である。
【図４】 この発明による装置の一部分の斜視図であり、連続する動作段階を表している。
【図４ａ】 図４に関する、図１ａと同様の図である。
【図４ｂ】 図４に関する、図１ｂと同様の図である。
【図５】 この発明による装置の一部分の斜視図であり、連続する動作段階を表している。
【図５ａ】 図５に関する、図１ａと同様の図である。
【図５ｂ】 図５に関する、図１ｂと同様の図である。
【図６】 図４と同一のアセンブリの異なる斜視図であり、一部透視図となっている。
【図７】 図６の断面Ｂ−Ｂに沿って見た簡略化された図である。
【図８】 本発明に従った装置の構成部品の斜視図である。
【図９】 図８の構成部品の底面図である。
【図１０】 図８の構成部品の正面図である。

Claims (2)

1. 中空プラスチック容器を吹込成形する装置であって、
   相互に結合できるとともに一体的に締め付けることができる開閉可能な半型対であって、その対は適合する支持構造体に関連付けられている複数の半型対と、
   そのプレフォームを取り扱い、移動し、前記対応する半型がそれらの開口位置に保持されている際にその半型内に導入する装置と、
   吹込成形された容器を、前記半型対が分離により解放されたらその半型対から取り除くようになっているピックアップ装置と、
   プレフォーム挿入が実行される位置を通り過ぎたら前記半型を一体的に締め付けることにより閉止するとともに、仕上げられた容器を前記半型から取り除くように設けられた機構に対応して前記半型を相互に分離することにより解放するようになっている型開閉機構とを備え、
   吹込成形に適している予め規定された位置に各プレフォームを配列し、特に前記半型が少なくとも部分的に相互に分離されている際、前記各対応する半型対の位置及び相互的な関係にかかわらずに、該プレフォームをその位置に保持することができる手段が設けられており、
   前記手段が、
   各固定半型（１）と結合するとともに前記各対応するプレフォームを前記各対応する予め規定された位置に配置するようになっているレセプタクル（８）が具備されたフォーク部材（３）と、
   各プレフォーム（７）を外部位置から移動して前記各対応するフォーク部材（３）の前記レセプタクル（８）内に自動的に嵌合させることができるとともに、前記プレフォームが前記各対応するレセプタクル内に堅固に嵌合されると該プレフォームから自動的に係合解除されるようになっているはさみ状グリッパー（５）と、
   前記プレフォームが前記各対応するレセプタクル（８）内に拘束された際に、該プレフォームの開口部（６）内に挿入するように移動できる小管アセンブリ（４）と
   を含み、
   前記小管アセンブリは、前記各対応するプレフォームの前記開口部内に堅固に嵌合できる実質的に円筒状のインサート片（１０）と、前記インサート片の内部に摺動的に設けられ、前記各対応するインサート片が前記各対応するプレフォームの前記開口部内に堅固に嵌合される際に、該プレフォーム内に線形的に変位できる伸張ロッド（１１）とを備え、
   前記インサート片が前記プレフォームの上で前記プレフォームと堅固に結合した状態で配置されるべく、前記インサート片には、前記プレフォームの開口部の内側の円筒状壁内にぴったり挿入されるようにリブ（１３）が外面に規則的に複数設けられていること、
   ことを特徴とする中空プラスチック容器を吹込成形する装置。
2. 前記インサート片（１０）には、その外周部に沿って前記リブ（１３）の間に複数の通路又は凹部（１４）が設けられており、前記インサート片が前記各対応するプレフォーム内に充分に且つ堅固に嵌合されロックされた際に、前記各対応するプレフォームの外部から内部へガスが流入することができるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の中空プラスチック容器を吹込成形する装置。

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