JP6416873B2 - 容器を製造しこれを充填するための装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、容器を製造しこれを充填するための注入ヘッドに関する。本発明は、容器を製造しこれを充填するための装置、及び容器を製造しこれを充填するために当該注入ヘッド及び／又は装置を使用する方法、並びにそのようにして製造された容器、に関する。

容器製造の分野において、延伸ブロー成形工程によって容器を製造することは、周知である。延伸ブロー成型工程においては、実質的に管状のパリソン（parison）又は「プリフォーム」が用意される。プリフォームは熱可塑性材料から製造され、口部の付近に開放された端部を有し、開放された端部の反対側に閉鎖された端部を有する。プリフォームは、実質的に容器の形状及び輪郭を形成する型穴（mold cavity）を有する金型内に配置される。

プリフォームは、プリフォームの口部へ挿入された延伸ロッドの作用が、加圧されてプリフォームの中へ注入された作用流体の作用と組み合わされることによって、金型の型穴の中で拡張される。延伸ロッドは、プリフォームの中へ前進して、対向する内側面を押圧して、金型の中へ長手方向にプリフォームを延伸する。加圧流体は、プリフォームを膨張させ、主に半径方向へ拡張する。

従来、容器の成形において注入される加圧流体は、プリフォームの変形を容易にするために、加熱できる空気である。但し、作用流体として液体、好ましくは最終的に容器内に封入される液体、を使用することが知られている。このように、容器を形成し容器に製品を充填する工程を効果的に結合すると、空気注入延伸ブロー成形システムに比べて、設備コスト及び生産効率の点で大きな利点がある。

容器成形・充填が結合された製造工程において、プリフォームが充分に型穴の形状まで拡張されるようにすること、及びその結果得られる容器の輪郭の全てが充分に形成されることが重要である。容器を得るためのプリフォームの充分な拡張は、延伸作業及び充填作業の両方から得られるので、延伸、液体供給、及び充填作業の開始をリンクして、プリフォーム内の延伸ロッドの位置に応じた正しい時間で液体を供給する必要がある。

延伸作業及び充填作業は、注入ヘッドを用いて実施され、注入ヘッドは、プリフォームの口部と整合するように、また、延伸ロッドの動きと整合するように、構成され、流体供給部とプリフォームの口部との間の流体の流通を確立するように、構成されている。

通常、注入ヘッドは、注入弁を備え、注入弁は、注入ヘッドの外側シェル内に配置され、流体を、選択的に、注入ヘッドを通って流通するようにさせる。注入弁は、開いた位置では、流体を、注入ヘッドからプリフォームへ移動できるようにし、閉じた位置では、流体を、プリフォームへ送らない。

この例において、注入ヘッドへの液体供給のステップと、注入ヘッドからプリフォームへの液体の移動を可能にする、注入弁の開放とは、時間調整を必要とする２つの独立した作業である。この調整は、様々な構成要素の時間応答のために、長時間維持することが難しい。

第１に、注入弁の時間応答は、弁の摩耗のために変化するので、同期化のリセットを定期的に行う必要がある。

第２に、各弁は、製作公差により異なる時間応答を持つので、弁を変更するたびに、同期化をリセットしなければならない。

先行技術において現在実施されている１つの解決法は、２つのステップ、即ち流体の供給及び注入弁の開放、の開始を電子的に制御することである。

この解決法は、採用可能なように見えるが、主に弁の時間応答が、２つのステップの間の時間のずれをもたらすので、実施が複雑になる。この時間のずれは、工程の支障及び損傷の可能性を生じる。

実際、流体が注入ヘッドに供給されていないのに注入弁が開かれた場合、注入ヘッドの中に残っている水のみがプリフォームへ送られ、これによってプリフォームが冷却されて、破損を生じる。

一方、流体が注入ヘッドへ供給されても、注入弁の開放が遅すぎる場合、装置は、システム全体を損傷する可能性のある、重大な内部圧力を受ける。

従って、本発明の目的は、液体供給ステップと、注入弁の開放と、の充分かつ効果的な時間的調和を正確に与え、技術上既知の装置の不利益を有さない、飲料容器を製造しこれを充填するための注入ヘッド、装置、及び関連方法、を提供することである。

この点に関して、本発明は、請求項１において定義する容器製造のための注入ヘッドを提供する。

従って、第１の形態によれば、本発明は、容器の形状の型穴内に収容されたプリフォームから容器を製造するための注入ヘッドに関する。プリフォームは、閉鎖された第１の端部を有し、これによってプリフォーム空洞を形成し、開放された第２の端部は口部を形成する。注入ヘッドは、プリフォームの口部と整合して液体供給部と口部との間に流体流通を確立するように構成される。注入ヘッドは、更に、注入ヘッドの外側シェル内に配置されかつ開いた位置と閉じた位置との間で移動したとき注入ヘッドを通る流体の流通を選択的に許容するように構成された、注入弁と、注入弁と注入ヘッドの外側シェルとの間に配置されかつ液体供給部に接続された、注入ヘッド空洞と、液体供給部制御手段と、注入弁を開き、これによって注入ヘッドを通る流体流通を許容する、制御手段と、を備える。

本発明によれば、注入弁開放の制御手段は、注入ヘッドの起動手段を含み、この起動手段は、液体供給部の開放によって注入ヘッド空洞の中の圧力が増大した時、加圧された液体によって起動される。

この構成は、このように構成された注入ヘッドが、注入ヘッドへの液体の供給と注入弁の開放との間に機械的サーボ制御を与え、これによって、先行技術において知られる装置の不利益な形態に遭遇することなく２つの作業をリンクするので、有利である。

このような起動手段を与えることによって、液圧により容器をブロー成形するために必要とされる上記の２つの作業の制御と調和において、非常に高い正確度を実現できる。

具体的には、２つの作業の機械的サーボ制御は、２つの作業の間で固定された時間を持つことができ、工程において時間のずれ及び遅延を生じない。

これによって、様々な作業（各々、様々な構成要素の時間応答の変動の可能性を生じる）の電子制御を採用する必要のある技術上既知の装置よりも、はるかに正確な結果を実現する。

更に、機械的サーボ制御を使用することにより、弁の時間応答を定期的にチェックして必要であれば弁を交換する必要がなくなるので、装置の作動は、技術上既知のものより高信頼性で経済的なものになる。

第１の特徴によれば、注入ヘッドの起動手段は、注入ヘッド空洞の中に配置されたサポート部を含む。

この構成は、液体が圧力を受けて注入ヘッドへ導入されるとき、中間要素を介在させずに液体が起動手段に直接作用するので、有利である。

この構成は、起動手段の正確性、応答性、及び注入ヘッド空洞内における起動手段の配置の柔軟性を可能にする。

別の特徴によれば、起動手段のサポート部は、注入ヘッド空洞の中に配置された注入弁の表面に配置され、注入ヘッド空洞の中に貯蔵された液体は、サポート部に対し、力Ｆ１を加える。

この構成は、液体が作用した時、液体が注入弁の開放に直接関与するので、有利である。この構成は、注入弁の開放に至る工程を外的要素が中断するのを防止する。これによって、工程及び装置の正確性及び信頼性が改良される。

別の特徴によれば、サポート部は、弁の移動方向に沿って及び／又は円周に沿って注入弁に配置された面取り部である。サポート部の具体的形状は、液体が効率よく注入弁に作用するように有利に設計される。

別の特徴によれば、注入ヘッドは、更に力Ｆ２で注入弁を押して注入弁を閉じた位置に維持する閉鎖ばねを備え、閉鎖ばねは、液体によってサポート部に対して加えられた力Ｆ１が閉鎖ばねの力Ｆ２より大きいとき、注入弁が開いた位置へ第１の移動（ｄ）をできるようにする。

この構成は、液体が起動手段に直接作用して、注入弁をまず自動的に移動させるので、有利である。

以上の特徴に加えて、注入ヘッドは、更に、起動手段によって作動されかつ注入弁を開いた位置へ向けて移動させるように構成された弁開放手段を備える。弁開放手段は、起動手段が注入弁の第１の移動（ｄ）を与えたら、注入弁を完全に開く。実際、圧力を受けた液体の力だけでは、注入弁を完全に開くのに充分ではない。弁を開くためのこれらの相補的手段は、注入弁に対する液体の作用と機械的に調整され、工程時間における時間損失を回避して、工程の信頼性を増大する。

弁開放手段の別の特徴によれば、弁開放手段は、注入弁の第１の移動（ｄ）を更に作動する加圧空気弁を備え、加圧空気弁は、注入ヘッドの第１のチャンバーの中へ空気が入れるようにし、これによって注入弁を開いた位置に解除するように構成される。加圧空気弁の使用は、注入弁の開放速度を増加させる。この特性は、プリフォームを正確に拡張させるために非常に短時間で液体を注入しなければならないプロセスにおいて、非常に重要である。

上記の特徴に加えて、注入ヘッドは、更に注入弁を閉じた位置へ移動させるように構成された弁閉鎖手段を備える。

この弁閉鎖手段は、注入ヘッドの第２のチャンバーの中へ空気が入れるようにするための手段及び／又は注入ヘッドの第１のチャンバーから空気を除去するための手段を含み、有利である。

第２の形態によれば、本発明は、容器を製造するための装置に関する。この装置は、容器の形状の型穴を形成する金型を備え、この金型は、更に、実質的に管状のプリフォームを収容するように構成され、管状のプリフォームは、閉鎖された第１の端部を有し、開放された第２の端部において口部と流通するプリフォーム空洞を形成する。この装置は、更に、プリフォームの長手軸に沿ってプリフォームに対して移動可能でありかつ閉鎖された第１の端部においてプリフォームの内面を押圧するように構成された、延伸ロッドと、上述の注入ヘッドと、を備える。

開示する装置は、本発明の注入ヘッドと組み合わせてプラスチック容器の液圧ブロー成形のための金型及び延伸ロッドを使用する点で有利である。

第３の形態によれば、本発明は、容器の製造方法に関する。この方法は、
ａ）実質的に管状のプリフォームを用意するステップであって、プリフォームが閉鎖された第１の端部を有しかつ開放された第２の端部において口部と流通するプリフォーム空洞を形成する、ステップと、
ｂ）実質的に容器の形状を形成する型穴を備える金型内に少なくとも部分的にプリフォームを配置するステップと、
ｃ）プリフォームの口部の上に注入ヘッドを位置付けるステップであって、注入ヘッドがプリフォームの口部と液体供給部との間の流体流通を確立する、ステップと、
ｄ）注入ヘッド内に配置された注入ヘッド空洞へ液体を供給するステップであって、液体が注入弁の開放を起動し、注入弁が注入ヘッドを通る流体流通を選択的に許容するように構成される、ステップと、
ｅ）プリフォームのプリフォーム空洞の中へ一定の体積の液体を注入するステップであって、プリフォームが、型穴の輪郭まで拡張して容器を形成するようにされる、ステップと、
ｆ）注入弁を閉じ、これによって液体供給部と容器との間の流体流通を遮断する、ステップと、
ｇ）注入ヘッドを後退させる、ステップと、
ｈ）容器を金型から取り出す、ステップと、
を含む。

この構成は、この方法による容器の製造が、容器の製造及び充填における上述の注入ヘッド及び装置の利点を実現する点で、有利である。この方法は、先行技術の注入弁の開放に必要な作業を調整するための、複雑な機構を関与させることなく、密封、ラベル付け及び配送の準備が整った、製造済み充填済みの容器を提供する。

更に、注入ヘッドへの液体の供給と注入弁の開放との間の機械的サーボ制御は、形成及び充填の全体的工程の様々な作業の制御と進行とを改良する。

具体的には、機械的サーボ制御は、先行技術に存在した注入ヘッドへの液体の供給ステップと注入弁の開放ステップとの間の時間のずれを回避できるようにする。

この方法の１つの特徴によれば、注入ヘッド空洞へ液体を供給するとき、液体は、注入弁のサポート部に力を働かせ、これによって注入弁の第１の移動を可能にし、この第１の移動が、弁開放手段を作動する。

本発明の方法の別の特徴によれば、注入弁の閉鎖は、注入弁を閉じた位置へ移動させるように構成された、注入弁閉鎖手段によって実現される。

注入弁閉鎖手段の第１の実施形態によれば、注入弁の閉鎖は、閉鎖弁とも呼ばれる加圧空気供給装置を開き、注入ヘッドの第２のチャンバーの中へ加圧空気が入れるようにすることによって実現され、加圧空気が注入弁を閉じた位置へ押す。

或いは、又は更に、注入弁閉鎖手段は、加圧空気排出装置を用いて注入ヘッドの第１のチャンバーから空気を排出する。第１のチャンバーに収容された空気の排出は、注入弁を、閉鎖ばねの力で閉じた位置へ向けて移動できるようにする。

更に、この方法は、一定の体積の液体をプリフォームの中へ注入する前にプリフォームの口部からプリフォーム空洞の中へ延伸ロッドを挿入するステップを含み、延伸ロッドは、プリフォームの閉鎖された第１の端部の内面に押し付けられる。

第４の形態によれば、本発明は、上述の方法によって製造された容器に関する。

この構成は、このように製造された容器が、上述の方法の利点を含んでいるので、有利である。

本発明の他の特殊性及び利点も以下の説明から明らかになる。

本発明の実施形態について、例として添付図面を参照して説明する。

先行技術に従った代表的延伸ブロー成形装置の、部分的に分解した斜視図である。 先行技術に従った代表的延伸ブロー成形装置の、組立状態の斜視図である。 閉じた位置にある注入弁を持つ、先行技術の注入ヘッドの断面図である。 注入弁の開放前の、本発明に係る注入ヘッドを示す断面図である。 注入弁の開放前の、本発明に係る注入弁を示す拡大断面図である。 注入弁の開放途中の、本発明に係る注入ヘッドを示す断面図である。 注入弁の開放途中の、本発明に係る注入ベッドを示す拡大断面図である。 注入弁の開放終了時の、本発明に係る注入ヘッドを示す断面図である。 注入弁の開放終了時の、本発明に係る注入ヘッドを示す拡大断面図である。

図１Ａ及び１Ｂは、先行技術に従った代表的延伸ブロー成形装置１００の斜視図である。図１Ａは、装置の部分的分解図である。装置１００は、ベース金型セグメント１０１と、２つの側部金型セグメント１０２Ａ及び１０２Ｂとを備える。ベース金型セグメント１０１は、実質的に容器の底部を形成するベース凹部１０３を備え、側部金型セグメント１０２Ａ及び１０２Ｂは、それぞれ、各々実質的に容器の本体の半分を形成する側部凹部１０４Ａ及び１０４Ｂを備える。ベース凹部１０３及び側部凹部１０４は、一緒に型穴１０５を形成し、型穴は実質的に容器の形状を形成する。

側部凹部１０４Ａと１０４Ｂとは、各々、それぞれの側部金型セグメント１０２Ａと１０２Ｂの上面１０６と流通しており、一緒になって、型穴１０５に流通する金型の穴（mold hole）１０７を形成する。金型の穴１０７の中へ、プリフォーム１０８が配置され、プリフォームは、実質的に管形であり、閉鎖された端部１０９と、プリフォーム１０８内のプリフォーム空洞１１２と、流通する開放端部１１１の口部１１０と、を備える。

この実施形態において、金型セグメント１０１、１０２Ａ、１０２Ｂは、各々、他の２つから独立した要素であり、他の２つから独立して全方向に動ける。但し、相互に対する動きの範囲を制限するように、これらの金型セグメントの間にリンク又はその他の接続を与えることが好ましく、又は、これらの金型セグメントが、レール又はスライダなどの手段によって、相互にリンクされることが好ましい。

図１Ａにおいて、プリフォーム１０８は、明確にするために型穴１０５から外して示すが、プリフォーム１０８は、実質的に型穴１０５内部に在るように配置されることが分かるはずである。好ましくは、プリフォーム１０８はフランジ１１３を備え、フランジは側部金型セグメント１０２の上面１０６の上に乗る。上面１０６は、更に、金型の穴１０７の周りに配置されたプリフォーム着座１１４を備え、プリフォーム着座１１４は、プリフォーム１０８のフランジ１１３の場所を定めて、型穴１０５内でプリフォーム１０８を位置付け、中心を合わせる。

プリフォーム１０８の開放された端部１１１は、側部金型セグメント１０２Ａ及び１０２Ｂの上面１０６から突出し、プリフォーム１０８の残り部分は、ベース凹部１０３及び側部凹部１０４によって形成された型穴１０５内に配置されることが好ましい。

装置１００は、更に注入ヘッド１１５を備える。注入ヘッド１１５は、ノズル１１６を備え、ノズル１１６は、プリフォーム１０８の口部１１０と嵌まり合い、口部１１０と流体密シールを生成するように構成される。注入ヘッド１１５は、更に、延伸ロッド１１７（本図においては、ノズル１１６から僅かに延びて描かれている）を備える。注入ヘッド１１５は、流体供給部１１８から注入ヘッド１１５を介してノズル１１６の外へ一定の体積の流体を送ることができるように、流体供給部１１８に接続される。流体供給部１１８は、注入弁によって制御され、注入弁は、図のように注入ヘッド内部に配置でき、又は任意に、注入ヘッドの外、例えばポンプユニット又はその他の流体処理システムの中に、配置できる。

更に、図１Ａにおいて、注入ヘッド１１５は、６つの主軸１２０の各々において並進して、プリフォーム１０８の口部１１０に注入ヘッドを位置付けできるように、アーム１１９によって位置決め機構に取り付けられる。但し、注入ヘッド１１５は、必ずしも上記のように構成される必要がないことが分かるはずである。即ち、全体としての生産ラインへの成形装置１００の組み込み次第で、及び、特に成形装置の構成次第で、例えば、注入ヘッド１１５が、金型セグメント１０１及び１０２に対して垂直軸に沿って並進するための手段を備えるだけでよいかもしれない。装置の正確な構成は、実施における特定の要望に応じて当業者が決定できる。

図１Ｂは、金型セグメント１０１、１０２Ａ、及び１０２Ｂが当接して一緒にされて型穴を有する金型１２１を形成している、組立済みの成形装置を示す。プリフォーム１０８は、実質的に型穴１０５内に配置され、注入ヘッド１１５は、型穴１０５から突出するプリフォーム１０８の口部（図示せず）に被せて位置付けられる。この時点で、注入ヘッド１１５は、一定の量の液体をプリフォーム１０８の中へ注入してプリフォームを型穴１０５の輪郭まで拡張して容器を形成するための、準備が整う。

図２は、図１Ａ及び１Ｂの装置に応用できる、閉じた位置にある注入弁を有する、先行技術に従った注入ヘッドの断面図である。

図２に示す注入ヘッド１１５は、注入ステップ前の閉じた状態である。

図２に示すように、注入ヘッド１１５は、概略的に本体部１２３とノズル１１６とを備える外側シェル１２２を備え、ノズルは、上述のようにプリフォーム１０８の口部１１０と嵌まり合ってプリフォーム１０８内のプリフォーム空洞１１２と流通するように、構成される。

注入ヘッド１１５は、更に、外側シェル１２２内に配置された注入弁１２４を備え、外側シェル１２２と注入弁１２４との間に、注入ヘッド空洞１２５を形成する。注入ヘッド空洞１２５は、流体供給部１１８を介して液体容器（図示せず）に接続される。従って、注入弁が開いた位置（図示せず）に在るとき、注入ヘッド空洞１２５は、ノズル１１６と流体流通することができる。

注入ヘッド１１５は、また、注入ヘッド１１５の第１のチャンバー１３５へ空気が入れるようにする加圧空気弁１３４を備える。この加圧空気は、注入ヘッド１１５の第２のチャンバー１３６の中に配置された注入弁１２４の閉鎖ばね１３７に対して作用して、注入弁を開いた位置へ移動させる。第１のチャンバー１３５及び第２のチャンバー１３６は、両方とも、外側シェル１２２内において外側シェル１２２と注入弁１２４との間に配置される。

注入弁１２４を閉じるために、注入ヘッド１１５は、閉鎖弁１３８も備える。

加圧空気弁１３４及び流体供給部１１８の両方は、制御手段１３４ａ、１１８ａを備える。両方の制御手段は結合されて、一緒に制御ライン１３９によって電子的に制御される。

注入弁１２４は、十字形を有しかつノズル１１６においてテーパー部１２７を備える弁体１２６と、テーパー部１２７と嵌まり合うように構成された外側シェル１２２の内側壁１２９の一部から形成された弁座１２８と、によって構成される。図２に示す閉じた位置において、弁体１２６は、注入ヘッド空洞１２５とプリフォーム空洞１１２との間の流体流通をブロックする。

注入ヘッド１１５とプリフォーム１０８との間の流体密封性が与えられて、ブロー成形工程における液体損失を回避する。

注入ヘッド１１５は、また、延伸ロッド１１７も備える。延伸ロッド１１７は、弁体１２６内において同軸に配置され、弁体１２６に対して独立して移動できるように構成される。弁体１２６自体は、ノズル１１６、弁体１２６、弁座１２８、延伸ロッド１１７、のグループ全体が、長手軸１３０に沿って心が合って配置されるように、弁座１２８及びノズル１１６と、同軸に配置される。延伸ロッド１１７は、電動アクチュエータによって移動されることが好ましいが、液圧シリンダ、空気圧アクチュエータなど他の手段を代わりに採用できる。

図２は、注入ステップ前の注入ヘッド１１５を示す。弁体１２６は、弁座１２８に着座して、注入ヘッド１１５を通る流体流通を遮断して、ノズル１１６を通る液体の流れを防止する。延伸ロッド１１７は、注入ヘッド１１５内部に後退している。

注入ステップ前に、延伸ロッド１１７は、空洞１１２の中へ前進する。延伸ロッド１１７は、プリフォーム１０８の閉鎖された端部１０９に前進して、プリフォームを、長手軸１３０に沿って延伸させる。

延伸ロッドが設定位置に到達したとき、注入ヘッド空洞１２５に、圧力を受けた液体が供給され、加圧空気弁１３４が起動される。弁体１２６は、弁座１２８から後退して、液体が注入ヘッドのノズル１１６を通って流れるようにする。圧力を受けた液体は、プリフォーム１０８の空洞１１２の中へ注入され、プリフォーム１０８を更に拡張させて、中にプリフォームが配置されている型穴１２１の形状を取るようにする。

延伸ロッド１１７は、次に注入ヘッド１１５の中に後退し、弁体１２６は、移動して弁座１２８に当接することによって、注入弁１２４を閉じる。

制御ライン１３９にリンクされた弁閉鎖手段１３８が、注入弁１２４の閉鎖を制御するために設置される。

延伸、液体供給、弁開閉及び拡張作動は、制御ライン１３９を用いて中央コントローラによって制御され、調整される。

図３、３Ａ、４、４Ａ及び５、５Ａは、容器の形成及び充填工程における注入弁の開放の前、開放途中及び開放終了時の、本発明に係る注入ヘッドを示す拡大図（Ａが付く図）を含む一連の断面図である。

図３〜５の注入ヘッド２１５の全体構造は、図２に示す注入ヘッド１１５と同様であり、参照番号のみ変化する。

図３〜５は、容器形成及び充填工程の１ステップにおける注入弁２３４を備える注入ヘッド２１５及びプリフォーム２０８を示す。

図３は、注入ヘッド空洞へ液体を供給するステップにおける注入ヘッド２１５及びプリフォーム２０８を示す。

図４は、注入弁を開くステップにおける注入ヘッド２１５及びプリフォーム２０８を示す。

図５は、注入弁が開いた位置にありかつ拡張前でプリフォームが液体で満たされたときの注入ヘッド２１５及びプリフォーム２０８を示す。

図３〜５に示すように、注入ヘッド２１５は、概略的に本体部２２３とノズル２１６とを備える外側シェル２２２を備え、このノズルは、プリフォーム２０８の口部と嵌まり合って、上述のようにプリフォーム２０８内のプリフォーム空洞２１２と流通するように構成される。

注入ヘッド２１５は、更に、外側シェル２２２内に配置されて２つ（弁とシェル）の間に注入ヘッド空洞２２５を形成する注入弁２２４を備える。注入ヘッド空洞２２５は、流体供給部２１８を介して液体容器（図示せず）に接続される。流体供給部２１８は、液体供給部制御手段２１８ａを介して制御される。このように、注入ヘッド空洞２２５は、注入弁が開いた位置（図５）のときノズル２１６と流体流通できる。

注入ヘッド２１５は、弁開放手段２３２も備える。弁開放手段は、加圧空気弁２３４である。加圧空気弁は、注入ヘッド２１５の第１のチャンバー２３５の中に配置された加圧空気弁座２４１を備える。

第１のチャンバー２３５の中の圧力は加圧空気弁２３４から得られる。加圧空気弁２３４は、注入ヘッド２１５の第２のチャンバー２３６の中に配置された注入弁２２４の閉鎖ばね２３７に対抗して作用して、注入弁を開いた位置へ移動させる。加圧空気弁２３４は、制御手段２３４ａを備える。

第１のチャンバー２３５及び第２のチャンバー２３６は両方とも、図２において開示するのと同様に配置される。

注入弁２２４を閉じるために、閉鎖弁２３８を備える注入弁閉鎖手段が注入ヘッド２１５の中に設置される。

図２に関して開示したように、注入弁２２４は、ノズル２１６においてテーパー部２２７を備える弁体２２６及びテーパー部２２７と嵌まり合うように構成された外側シェル２２２の内側壁２２９の一部から形成された弁座２２８によって構成される。図３に示すように閉じた位置にあるとき、弁体２２６は、注入ヘッド空洞２２５とプリフォーム空洞２１２との間の流体流通を遮断する。

注入ステップにおける流体損失を回避するために、注入ヘッド２１５とプリフォーム２０８との間の流体密封性が与えられる。

注入ヘッド２１５は、延伸ロッド２１７も備える。延伸ロッド２１７は、弁体２２６内に同軸に配置され、弁体２２６に対して独立して移動できるように構成される。弁体２２６自体は、ノズル２１６、弁体２２６、弁座２２８及び延伸ロッド２１７のグループ全体が長手軸２３０に沿って整列して配置されるように、弁座２２８及びノズル２１６と同軸に配置される。延伸ロッド２１７は、電動アクチュエータ（図示せず）によって移動されることが好ましいが、液圧シリンダ、空気圧アクチュエータなどの他の手段を代わりに採用できる。

図３は、注入ステップ前の注入ヘッド２１５を示す。弁体２２６は、弁座２２８に着座して、注入ヘッド２１５を通る流体流通を遮断して、ノズル２１６を通る液体の流れを防止する。延伸ロッド２１７は、注入ヘッド２１５内に後退している。

本発明によれば、注入ヘッド２１５は、注入弁開放手段の起動手段２４０を備える。この起動手段は、液体供給部２１８が開かれたとき注入ヘッド空洞２２５の中の圧力を受けた液体によって起動される。

起動手段は、注入ヘッド空洞２２５の中で弁体表面２２６ａに配置されたサポート部２４０を含む。

これによって、最小直径Ｄｍｉｎと最大直径ＤＭＡＸとの間で変化する輪郭を有する弁体２２６が得られる。

この実施形態において、サポート部２４０は、弁座２２８の方向に減少する傾斜を持つ面取り形態を有する。

図３において、また閉じた位置の加圧空気弁２３４の詳細図を示す図３Ａにおいてさらに良く見えるように、加圧空気弁座２４１は、注入ヘッド２１５に設置された第１のチャンバーの壁２４３に押し付けられて、加圧空気が第１のチャンバーへ進入するのを妨げる。

加圧空気弁２３４は、更に空気孔２４４を備え、加圧空気弁２３４のこの位置において、空気孔は第１のチャンバー２３５と空気流通しない。

更に、気密性を強化するために、シール要素２４２が加圧空気弁座２４１に設置される。

加圧空気弁座２４１は、閉鎖ばね２３７によって第１のチャンバーの壁に間接的に押し付けられる。提案する実施形態において、閉鎖ばね２３７は、注入弁２２４に対して作用し、注入弁は、空気弁座２４１を壁２４３へ押し付ける。加圧空気弁２３４の空気供給部ばね２４５は、後退位置に位置付けられる。

この形態においては、空気は、加圧空気弁２３４から空気孔２４４を通って注入ヘッド２１５の第１のチャンバー２３５へ送られない。

本発明によれば、図３及び４に示すように、液体供給部２１８は、開かれ、注入ヘッドの中の液体は圧力を受ける。液体は、次に、サポート部２４０の面取り面に対し、力をかける。

具体的には、注入弁２２４の開放開始時の注入ヘッド２１５を示す図４において、注入ヘッド空洞２２５の中の圧力を受ける液体は、サポート部２４０の全ての面取り面に加えられる累積圧力から生じる力Ｆ１を注入弁座２２８の反対方向へ加える。

力Ｆ１は、注入弁１２４の閉鎖ばね２３７の力Ｆ１に対抗して作用し、Ｆ１がＦ２より大きくなった時、弁体２２６は、注入弁開放の方向に距離ｄだけ移動する（図４）。

移動距離ｄは、加圧空気弁座２４１が第１のチャンバーの壁２４３から離れる方向に移動して空気供給部ばね２４５を解除し、これによって圧縮空気が加圧空気弁２３４の空気孔２４４を介して第１のチャンバー２３５へ進入できるようにすることによって、弁開放手段２３２を作動する。

図４Ａから分かるように、加圧空気弁２３４のこの位置において、加圧空気は、第１のチャンバー２３５へ入ることができ、注入弁２２４は、開いた位置へ移動する。即ち、弁体２２６は、弁座２２８から後退して、液体が注入ヘッドのノズル２１６を通って流動できるようにする。圧力を受けた液体は、プリフォーム２０８をさらに拡張するためにプリフォーム２０８の空洞２１２の中へ注入されて、中にプリフォームが配置されている型穴（図示せず）の形状を取るようにする。

図５は、注入弁が開いた位置にありかつ拡張前でプリフォームが液体で満たされたときの注入ヘッド２１５及びプリフォーム２０８を示す。

この形態において、空気供給部ばね２４５は完全に解除されて、空気孔２４４は加圧空気で満たされる第１のチャンバーと空気流通する。加圧空気は閉鎖ばね２３７に対して作用して、注入弁２２４を開いた位置に維持する。

プリフォーム２０８に液体が満たされて、拡張の準備が整う。

延伸ロッド２１７の移動及び作用及び注入ステップとの間の時間調整については、注入ヘッドの起動手段の説明を単純化するために詳細には延べないが、延伸ロッド２１７は、図２において提示したものと同じ機能及び作動様式を持つ。

プリフォームが容器の形状に完全に拡張したら、液体供給が停止され、起動手段２４０に対する液体の圧力はなくなる。

注入ヘッド２１５は、更に、注入弁２２４を閉じた位置へ移動させるように構成された注入弁閉鎖手段を備える。

本発明によれば、注入弁閉鎖手段は、注入ヘッド２１５の第２のチャンバー２３６へ空気が入れるようにするための手段を備える。

第２のチャンバー２３６へ空気が入れるようにするための手段は、閉鎖弁２３８である。閉鎖弁２３８は、注入ステップが完了しかつ起動手段２４０に対して加えられる圧力がない時起動する。

閉鎖弁２３８は、第２のチャンバー２３６へ加圧空気を運び、これによって、弁体２２６を閉じた位置へ向けて押す。

弁体の移動は、自動的に加圧空気弁２３４を閉じる。

これに加えて又はその代わりに、制御された順序で、弁閉鎖手段は、注入ヘッドの第１のチャンバー２３５から空気を除去するための手段を含む。注入ヘッド２１５の第１のチャンバーから加圧空気を除去するための手段は、逆に作用する即ち第１のチャンバー２３５の加圧空気を注入ヘッド２１５から排出する加圧空気弁２３４から成る。

最後に、弁体２２６は、弁座２２８に当接するように移動し、これによって注入弁２２４を閉じる。

注入ヘッド２１５は、新たな工程サイクルの準備が整う。

充填済み容器は、更に密封又は閉栓し、ラベルを付け及び／又は配送用包装をすることができる。

本発明の方法の実施例を要約すると、容器の製造は、
ａ−実質的に管状のプリフォーム２０８を用意するステップであって、プリフォームが閉鎖された第１の端部２０９を有し、開放された第２の端部２１１において口部２１０と流通するプリフォーム空洞２１２を形成する、ステップと、
ｂ−実質的に容器の形状を形成する型穴２０５を備える金型内に少なくとも部分的にプリフォーム２０８を配置するステップと、
ｃ−プリフォーム２０８の口部２１０の上に注入ヘッド２１５を位置付けるステップであって、注入ヘッド２１５がプリフォーム２０８の口部２１０と液体供給部２１８との間の流体流通を確立する、ステップと、
ｄ−注入ヘッド２１５を通る流体流通を選択的に許容にするように構成された注入弁２２４の開放を起動するために注入ヘッド２１５内に配置された注入ヘッド空洞２２５へ液体を供給するステップであって、注入ヘッド空洞２２５の中で圧力を受けて貯蔵されたこの液体が、注入弁２２４に配置されたサポート部２４０に力を働かせ、これによって注入弁２２４の第１の移動ｄを可能にし、第１の移動が弁開放手段２３２を作動する、ステップと、
ｅ−プリフォーム２０８のプリフォーム空洞２１２の中へ一定の体積の液体を注入するステップであって、プリフォーム２０８がこのようにして型穴２０５の輪郭まで拡張して容器を生じるように誘導される、ステップと、
ｆ−加圧空気供給弁２３８を開いて注入ヘッド２１５の第２のチャンバー２３６へ加圧空気が入れるようにし、及び／又は加圧空気排出弁２３４を作動して注入ヘッド２１５の第１のチャンバー２３５から空気を排出することによって（２つの作用は、注入弁２２４を閉じた位置へ向かわせ、これによって液体供給部２１８と容器との間の流体流通を遮断する）注入弁２２４を閉じるステップと、
ｇ−注入ヘッド２１５を後退させるステップと、
ｈ−製造済み充填済み容器を金型から取り出すステップと、
を含む。

以上の説明から、注入ヘッドへの液体の供給と注入弁の開放との間の開示された機械的サーボ制御を用いることに多くの利点があることが分かる。

当然、本発明は、添付図面に示される上述の実施形態に限定されない。特に各種要素の構造に関して又は技術的同等物との交換によって、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、修正が可能である。

特に、以上の説明において論じた要素の正確なサイズ及び形状は、本発明が採用される応用の特殊性に応じて変動しうる。例えば、注入ヘッド、注入弁、起動手段及び延伸ロッドの寸法及び構成は、本発明の発明的原則を実現しながら、特定の用途において最適の結果を得るように適合化できる。

実施において本発明の正確な構成及び作動は、以上の説明において説明する本発明の原理から逸脱することなく以上の説明から変更しうる。従って、本開示の範囲は、限定的ではなく典型的なものであり、本発明の範囲は、少なくとも部分的に本発明に由来する請求項によって定義される。

Claims (13)

1. 容器の形状の型穴（２０５）内に収容されたプリフォーム（２０８）から容器を製造するための注入ヘッドであって、
   前記プリフォーム（２０８）が、閉鎖された第１の端部を有し、前記第１の端部によってプリフォーム空洞（２１２）を形成し、開放された第２の端部が、口部（２１０）を形成し、
   前記注入ヘッド（２１５）が、前記プリフォーム（２０８）の前記口部（２１０）と整合して液体供給部（２１８）と前記口部（２１０）との間に流体流通を確立するように構成され、
   前記注入ヘッド（２１５）が、
   −前記注入ヘッド（２１５）の外側シェル（２２２）内に配置され、開いた位置と閉じた位置との間で移動したとき前記注入ヘッド（２１５）を通る流体の流通を選択的に許容するように構成された、注入弁（２２４）と、
   −前記注入弁（２２４）と、前記注入ヘッド（２１５）の前記外側シェル（２２２）と、の間に配置され、前記液体供給部（２１８）に接続された、注入ヘッド空洞（２２５）と、
   −液体供給部制御手段（２１８ａ）と、
   −前記注入弁を開き、前記注入弁を開くことによって、注入ヘッドを通して流体を流通させる、制御手段と、
   を備え、
   前記注入弁の開放の前記制御手段が、起動手段（２４０）を備え、前記起動手段が、液体供給部（２１８）が開かれたとき、前記注入ヘッド空洞（２２５）の中の圧力を受けた液体によって起動される、
   ことを特徴とする、注入ヘッド。
2. 前記起動手段が、サポート部（２４０）を備え、前記注入ヘッド空洞（２２５）の中に貯蔵された液体が、前記サポート部（２４０）に対し、力Ｆ１をかけるようにされており、前記サポート部が、前記注入ヘッド空洞（２２５）の中で前記注入弁の表面に配置されている、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の注入ヘッド。
3. 前記サポート部（２４０）が、前記注入弁の移動方向に沿って及び／又は円周に沿って前記注入弁（２２４）に配置された面取り部である、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の注入ヘッド。
4. 前記注入ヘッド（２１５）が、力Ｆ２で前記注入弁（２２４）を押して前記注入弁を閉じた位置に維持する閉鎖ばね（２３７）を更に備え、前記閉鎖ばね（２３７）が、前記液体によって前記サポート部（２４０）に対して加えられた前記力Ｆ１が前記閉鎖ばね（２３７）の前記力Ｆ２より大きいとき、前記注入弁（２２４）が、開いた位置へ第１の移動（ｄ）をすることができるようにする、
   ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の注入ヘッド。
5. 前記注入ヘッド（２１５）が、弁開放手段（２３４）を更に備え、前記弁開放手段（２３４）が、前記起動手段（２４０）によって作動され、前記注入弁（２２４）を開いた位置へ向けて移動させるようにされている、
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の注入ヘッド。
6. 前記弁開放手段が、加圧空気弁（２３４）を備え、前記加圧空気弁が、前記注入弁（２２４）の第１の移動（ｄ）に対して作動され、前記加圧空気弁が、前記注入ヘッド（２１５）の第１のチャンバー（２３５）の中へ空気が入るようにし、これによって前記注入弁（２２４）を開いた位置に解除するように構成されている、
   ことを特徴とする、請求項５に記載の注入ヘッド。
7. 前記注入ヘッド（２１５）が、前記注入弁を閉じた位置へ移動させるように構成された弁閉鎖手段を更に備える、
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の注入ヘッド。
8. 前記弁閉鎖手段が、前記注入ヘッドの第２のチャンバーの中へ空気が入れるようにするための手段（２３８）及び／又は前記注入ヘッドの第１のチャンバーから空気を除去するための手段（２３４）を備える、
   ことを特徴とする、請求項７に記載の注入ヘッド。
9. 容器を製造するための装置であって、
   前記装置は、容器の形状の型穴（２０５）を形成し更に管状のプリフォーム（２０８）を収容するように構成された、金型（２２１）を備え、前記管状のプリフォーム（２０８）は、閉鎖された第１の端部（２０９）を有し、開放された第２の端部（２１１）において口部（２１０）と流通するプリフォーム空洞（２１２）を形成し、
   前記装置は、
   延伸ロッド（２１７）であって、プリフォーム（２０８）の長手軸に沿って前記プリフォーム（２０８）に対して移動可能であり、閉鎖された第１の端部（２０９）において前記プリフォーム（２０８）の内面を押圧するように構成された、延伸ロッド（２１７）を備え、
   更に、前記装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の注入ヘッド（２１５）を備える、
   ことを特徴とする、装置。
10. 容器を製造する方法であって、
    ａ）管状のプリフォーム（２０８）を用意するステップであって、前記プリフォームが、閉鎖された第１の端部（２０９）を有し、開放された第２の端部（２１１）において口部（２１０）と流通するプリフォーム空洞（２１２）を形成する、ステップと、
    ｂ）容器の形状を形成する型穴（２０５）を備える金型内に、少なくとも部分的に前記プリフォーム（２０８）を配置する、ステップと、
    ｃ）前記プリフォーム（２０８）の前記口部（２１０）の上に注入ヘッド（２１５）を位置付けるステップであって、前記注入ヘッド（２１５）が、前記口部（２１０）と液体供給部（２１８）との間の流体流通を確立する、ステップと、
    ｄ）前記注入ヘッド（２１５）内に配置された注入ヘッド空洞（２２５）の中へ圧力を受けた液体を供給するステップであって、前記液体が、注入弁（２２４）の開放を起動し、前記注入弁が、前記注入ヘッド（２１５）を通る流体流通を選択的に許容するように構成される、ステップと、
    ｅ）前記プリフォーム（２０８）の前記プリフォーム空洞（２１２）の中へ一定の体積の液体を注入するステップであって、前記プリフォーム（２０８）が、前記型穴（２０５）の輪郭まで拡張して容器を形成するように誘導される、ステップと、
    ｆ）前記注入弁（２２４）を閉じ、これによって前記液体供給部（２１８）と前記容器との間の流体流通を遮断する、ステップと、
    ｇ）前記注入ヘッド（２１５）を後退させる、ステップと、
    ｈ）前記容器を前記金型から取り出す、ステップと、
    を備える、方法。
11. 前記注入ヘッド空洞（２２５）へ液体を供給するとき、前記液体が、前記注入弁のサポート部（２４０）に力を働かせ、これによって前記注入弁（２２４）の第１の移動（ｄ）を行えるようにし、前記第１の移動が、弁開放手段（２３２）を作動する、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記注入弁（２２４）の閉鎖が、加圧空気供給弁（２３８）を開いて前記注入ヘッド（２１５）の第２のチャンバー（２３６）の中へ加圧空気が入れるようにすることによって行われ、前記加圧空気が、前記注入弁（２２４）を、閉じた位置へ押す、
    ことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記注入弁（２２４）の閉鎖が、加圧空気排出弁（２３４）を作動して前記注入ヘッド（２１５）の第１のチャンバー（２３５）から空気を排出することによって行われ、前記第１のチャンバーに収容された空気の前記排出が、前記注入弁（２２４）を、閉じた位置へ向けて移動できるようにする、
    ことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。

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